特開 2024-126063 液体微細化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024126063

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】液体微細化装置

(51)【国際特許分類】

   B05B 3/02 20060101AFI20240912BHJP

   F24F 6/16 20060101ALI20240912BHJP

   F24F 8/24 20210101ALI20240912BHJP

   B05B 3/10 20060101ALI20240912BHJP

   B05B 17/04 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

B05B3/02 J

F24F6/16

F24F8/24

B05B3/10 B

B05B17/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023034200

(22)【出願日】2023-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】永坂 光正

(72)【発明者】

【氏名】近藤 将義

(72)【発明者】

【氏名】濱田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】安福 雄真

【テーマコード（参考）】

3L055

4D074

4F033

【Ｆターム（参考）】

3L055BB03

3L055DA04

4D074AA02

4D074AA10

4D074BB03

4D074BB06

4D074FF06

4D074FF08

4D074FF09

4D074FF11

4D074FF14

4F033PA07

4F033PA18

4F033PB16

4F033PB18

4F033PD01

(57)【要約】

【課題】スケールによる排水孔の詰まりを防止可能な液体微細化装置を提供する。
【解決手段】略すり鉢状に設けられ水を貯水する貯水部と、貯水部における底面の中央に配置され、貯水された水を排水する排水孔と、排水孔の鉛直上方に設けられ、排水孔に対向する揚水口を有し、回転に伴って発生する渦によって揚水口から水を吸い上げる筒状の揚水管と、揚水管から遠心方向に放出された水を衝突させる衝突壁と、貯水部における底面から鉛直上方に突出し排水孔の外周を円筒状に囲んで設けられ、排水孔よりも小さな通水孔を有して排水孔よりも大きな異物が水とともに排水孔へ流入することを防止するための流入防止壁と、を備えた液体微細化装置を提供する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

略すり鉢状に設けられ水を貯水する貯水部と、
前記貯水部における底面の中央に配置され、貯水された水を排水する排水孔と、
前記排水孔の鉛直上方に設けられ、前記排水孔に対向する揚水口を有し、回転に伴って発生する渦によって前記揚水口から水を吸い上げる筒状の揚水管と、
前記揚水管から遠心方向に放出された水を衝突させる衝突壁と、
前記貯水部における底面から鉛直上方に突出し前記排水孔の外周を円筒状に囲んで設けられ、前記排水孔よりも小さな通水孔を有して前記排水孔よりも大きな異物が水とともに前記排水孔へ流入することを防止するための流入防止壁と、を備えた液体微細化装置。

【請求項2】

前記通水孔は、
前記排水孔の直径よりも小さな幅のスリット状に設けられる、請求項１に記載の液体微細化装置。

【請求項3】

前記スリット状は、
前記円筒状における軸方向を長手方向とする、請求項２に記載の液体微細化装置。

【請求項4】

前記スリット状は、
前記円筒状における周方向を長手方向とする、請求項２に記載の液体微細化装置。

【請求項5】

前記スリット状は、
前記揚水管の回転方向に対して所定角度傾斜する、請求項２に記載の液体微細化装置。

【請求項6】

前記通水孔は、
前記円筒状における周方向に複数設けられる、請求項１に記載の液体微細化装置。

【請求項7】

前記流入防止壁は、
前記揚水口よりも鉛直上方に突出し、前記揚水管の外周を円筒状に囲んで設けられる請求項１に記載の液体微細化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体微細化装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、水を微細化し、その微細化した水を空気に含ませて吹き出す液体微細化装置がある。（例えば特許文献１を参照）
従来の液体微細化装置について、図７を参照して説明する。図７は、従来の液体微細化装置１０１の内部構成を示す断面図である。

【0003】

液体微細化装置１０１では、回転モータ１１１により回転軸１１０が回転し、それに合わせて揚水管１０９が回転すると、その回転によって生じる遠心力により、貯水部１０８に貯水された水が揚水管１０９によって汲み上げられる。汲み上げられた水は遠心方向に放出され、液体微細化室１０７にて微細化される。ここで、吸込口１０２で取り込んだ空気が風路１０４を経由して液体微細化室１０７へ送られる。液体微細化装置１０１では、風路１０４を通る空気に液体微細化室１０７にて微細化された水を含ませて、その水を含んだ空気を、風路１０５、風路１０６の順に経由して吹出口１０３より吹き出すように構成されている。

【0004】

貯水部１０８の底面には排水口１１２が設けられ、液体微細化装置１０１の運転を停止させた場合には貯水部１０８の底面から排水口１１２を介して排水される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－４６１０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の液体微細化装置において、貯水部の内壁面に付着した水滴が蒸発する際に水に含まれる成分が結晶化することでスケール（水垢）が発生することがある。このようなスケールが経年によって排水口よりも大きくなった状態で排水口に流入した場合、排水口が詰まることも考えられる。

【0007】

そこで、本発明は上記課題を解決するものであり、スケールによる排水孔の詰まりを防止可能な液体微細化装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る液体微細化装置は、略すり鉢状に設けられ水を貯水する貯水部と、貯水部における底面の中央に配置され、貯水された水を排水する排水孔と、排水孔の鉛直上方に設けられ、排水孔に対向する揚水口を有し、回転に伴って発生する渦によって揚水口から水を吸い上げる筒状の揚水管と、揚水管から遠心方向に放出された水を衝突させる衝突壁と、貯水部における底面から鉛直上方に突出し排水孔の外周を円筒状に囲んで設けられ、排水孔よりも小さな通水孔を有して排水孔よりも大きな異物が水とともに排水孔へ流入することを防止するための流入防止壁と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、スケールによる排水孔の詰まりを防止可能な液体微細化装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る液体微細化装置の概略を示す斜視図である

【図2】本発明に係る液体微細化装置の内部構成を示す断面図である

【図3】本発明に係る液体微細化装置での水の流れを示す断面図である

【図4】本発明に係る液体微細化装置での水の流れを示す斜視図である

【図5】本発明に係る通水孔と排水孔との関係を示す上面視図である

【図6】本発明に係る液体微細化装置の変形例を示す概略図である

【図7】従来の液体微細化装置の構成を示す断面図である

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略している。さらに、各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。
（実施の形態）
まず、図１を参照して、本発明の実施の形態１に係る液体微細化装置１の構成について説明する。図１は、液体微細化装置１の概略を示す斜視図である。

【0012】

液体微細化装置１は、筐体２５と、吸込口２と、吹出口３と、を備える。

【0013】

筐体２５は、液体微細化装置１の外郭を形成する。筐体２５は天面と底面と複数の側面とからなる箱形状に設けられる。

【0014】

吸込口２は、筐体２５の内部に空気を取り込むための開口であり、筐体２５の箱形状における一側面に設けられる。例えば、吸込口２に送風機を接続することで、筐体２５の内部へ空気を送り込むことができる。

【0015】

吹出口３は、吸込口２から筐体２５の内部に吸い込まれた空気を吹き出すための開口である。吹出口３は、例えば吸込口２が設けられた一側面に対向する面に設けられる。言い換えると、吹出口３は、吸込口２の反対側の側面に設けられる。

【0016】

次に、図２を参照して、液体微細化装置１の内部構成について説明する。図２は、液体微細化装置１の内部構成を示す図であり、図１のＡ－Ａ断面図である。以下では送風機によって吸込口２から筐体２５の内部に送り込まれた空気の流れを仮想的に三つの風路に分けて説明する。ここで、風路４は、吸込口２から液体微細化室７までの空気の流れを示し、風路５は、液体微細化室７内部での空気の流れを示し、風路６は、液体微細化室７から吹出口３までの空気の流れを示す。

【0017】

液体微細化装置１は、液体微細化室７と、揚水管９と、貯水部１５と、エリミネータ２６と、を備える。

【0018】

液体微細化室７は、液体微細化装置１の主要部であり、水の微細化を行う空間である。液体微細化装置１では、吸込口２で取り込んだ空気が、風路４を経由して液体微細化室７へ送られる。そして、風路５を通る空気に液体微細化室７にて微細化された水を含ませ、そのあとに風路６を経由して吹出口３から吹き出すように構成されている。言い換えると、吸込口２と液体微細化室７と吹出口３とが通風可能に連通している。液体微細化室７は、衝突壁８を備える。

【0019】

衝突壁８は、上方及び下方が開口された筒状に形成され、液体微細化室７の外周に沿って設けられる。衝突壁８の筒状における内周面に水を衝突させることで、水を微細化できる。なお、内周面に水を衝突させた際に微細化できるのであれば衝突壁８の形状は問わない。例えば図２では微細化された水を含んだ空気のみが衝突壁８の内周面から外周面にかけて通風可能な微細な開口を有している。言い換えると、後述のエリミネータ２６のような網目状に設けられた開口を有する。このような形状であれば、風路５のように衝突壁８を迂回することなく吹出口３へ微細化された水を含んだ空気を送風できる。

【0020】

揚水管９は、中空構造を有する逆円錐形状に設けられ、回転に伴って発生する渦によって水を揚水する。揚水管９による揚水は、逆円錐形状の先端に設けられた揚水口１０から行われる。ここで、揚水管９の回転について説明する。揚水管９の逆円錐形状における天面中心には、鉛直方向に向けて配置された回転軸１１が固定される。回転軸１１が、液体微細化室７の外面に備えられた回転モータ１２と接続されることで、回転モータ１２の回転運動が回転軸１１を通じて揚水管９に伝導され、揚水管９が回転する。なお、揚水管９の回転数は、１０００から５０００ｒｐｍの間で設定される。揚水管９は、回転板１３と開口１４とを備える。

【0021】

回転板１３は、揚水管９の外周面から外側に突出するように複数形成される。複数の回転板１３は、上下で隣接する回転板１３との間に所定間隔を有する。回転板１３は揚水管９とともに回転するため、回転軸１１と同じ中心軸を有する水平な円盤形状が好ましい。言い換えると、回転板１３は、鉛直方向に薄肉の円盤形状である。なお、回転板１３の枚数は、目標とする性能や揚水管９の寸法に合わせて適宜設定されるものである。

【0022】

開口１４は、揚水管９の壁面を貫通する貫通孔である。開口１４は、揚水管９の逆円錐形状における周方向に複数設けられる。開口１４は、回転板１３の円盤形状における上面の略同一平面上に配置される。言い換えると、開口１４は、揚水管９の内部と、揚水管９の外壁から外側に突出するように形成された回転板１３の上面とを連通する位置に設けられる。

【0023】

貯水部１５は、略すり鉢状に形成され、後述の給水部１６から供給された水を貯水する。貯水部１５は、揚水管９の鉛直方向下方に配置される。ここで貯水部１５の底部は、揚水管９の先端となる揚水口１０の一部が貯水された水に浸るように深さがとられている。言い換えると貯水部１５の底部は、鉛直下方へ膨出する。例えば、揚水管９の円錐高さの三分の一から百分の一程度の長さが浸るように貯水部１５の底部が膨出する構造であることが好ましい。貯水部１５は、排水孔１９を備える。

【0024】

排水孔１９は、貯水部１５の底面に配置され、貯水部１５に貯水された水を排水するための貫通孔である。排水孔１９は、揚水口１０に対向し、貯水部１５の略すり鉢状におけるもっとも低い位置に設けられる。

【0025】

エリミネータ２６は、網目状に設けられた開口を有し微細化された水のうち所定の大きさ以上の水滴を捕集する。エリミネータ２６は、例えば風路６内に配置され、液体微細化室７にて微細化されなかった水滴を捕集する。これにより、風路６を流れたあとに吹出口３から吹き出される空気には気化された水のみが含まれるようになる。

【0026】

次に、図３、図４及び図５を参照し液体微細化装置１の構造と内部における水の流れとについてさらに詳しく説明する。図３は、図１のＢ－Ｂ断面図であり、図４は液体微細化室７の周辺を斜視した図である。ここで、図３では液体微細化装置１が停止している状態を示し、図４では液体微細化装置１が稼働している状態を示す。また、図５は排水孔１９と後述の通水孔２３との関係を示す上面視図である。図５では、排水孔１９の大きさ（直
径）をＸ、通水孔２３の大きさ（幅）をＹ、異物の大きさ（直径）をＺとして表しており、その大きさの関係はＺ＞Ｘ＞Ｙである。

【0027】

液体微細化装置１は、給水部１６と、給水斜面１８と、排水管２０と、ドレンパン２１と、流入防止壁２２と、を備える。

【0028】

給水部１６は、筐体２５の内部へ水を給水する。給水部１６は、貯水部１５の底面よりも上方に位置し、筐体２５を構成する側面のうち吸込口２及び吹出口３が設けられた面とは異なる側面に設けられる。なお、給水部１６の配置については、貯水部１５に貯水され得る最大水位よりも上方に設けることが好ましい。給水部１６には、給水管１７が接続されており、例えば水道から給水管１７を介して直接給水する。なお、給水部１６は、あらかじめ液体微細化室７外に水タンクを設けておき、サイフォンの原理で必要な水量のみ汲みあげて、貯水部１５へ水を供給する構成にしてもよい。

【0029】

給水斜面１８は、所定角度の傾斜を有する斜面であり給水部１６の鉛直下方に設けられる。給水斜面１８は、給水部１６によって筐体２５の内部に給水された水を傾斜に沿って貯水部１５へ導く。

【0030】

排水管２０は、給水部１６の鉛直下方にて筐体２５の側面から当該筐体２５の外側へ向けて円筒状に突出して設けられる。排水管２０には、例えば排水ホースが接続され、筐体２５の内部へ供給された水を外部へ排水する。

【0031】

ドレンパン２１は、所定角度の傾斜を有する斜面であり排水孔１９の鉛直下方に設けられる。ドレンパン２１は、排水孔１９によって貯水部１５から排水された水を傾斜に沿って排水管２０へ導く。

【0032】

流入防止壁２２は、貯水部１５における底面から鉛直上方に突出し、揚水管９の外周を円筒状に囲んで設けられる。言い換えると、流入防止壁２２は、排水孔１９の外周を円筒状に囲む。流入防止壁２２は、揚水口１０よりも鉛直上方に突出する。流入防止壁２２は、通水孔２３を備える。

【0033】

通水孔２３は、流入防止壁２２を貫通する貫通孔であり、流入防止壁２２の外周側の水を内周側へ通水する。通水孔２３は、流入防止壁２２の円筒状における周方向に所定の間隔で複数設けられる。本実施の形態において通水孔２３は、鉛直方向を長手方向とするスリット状に形成される。通水孔２３は、短手方向である幅Ｙが排水孔１９の直径Ｘよりも小さい。言い換えると、通水孔２３は、排水孔１９よりも小さく設けられる（図５を参照）。

【0034】

ここで、液体微細化装置１における水の微細化の動作原理を説明する。

【0035】

図３の給水路２７のように、給水部１６から給水された水は、給水斜面１８に沿って貯水部１５へと導かれる。

【0036】

液体微細化装置１が稼働していない場合には、図３の排水路２８のように、給水された水は貯水部１５の下部に設けられた排水孔１９からドレンパン２１に沿って排水管２０へ導かれて排水される。

【0037】

液体微細化装置１が稼働している場合には、図４の揚水路２９のように、揚水管９の回転によって生じる遠心力で生成された渦によって、貯水部１５に貯水された水が揚水管９によって汲み上げられる。揚水管９は、逆円錐形の中空構造となっているため、遠心力で
汲み上げられた水は、揚水管９の内壁を伝って上部へ揚水される。

【0038】

そして、微細化水路２４のように、揚水された水は揚水管９の開口１４から回転板１３を伝って遠心方向に放出され、水滴として飛散する。回転板１３から飛散した水滴は、液体微細化室７内を飛翔し、衝突壁８に衝突することで微細化される。微細化されなかった水滴の一部は、貯水部１５の内壁に付着し、すり鉢状の傾斜に沿って再び揚水口１０から揚水される。このようにして、液体微細化装置１が稼働している間は水が循環する。

【0039】

ところで、液体微細化装置１が稼働した際には貯水部１５の内壁に水滴が付着する。液体微細化装置１を停止した後に付着した水滴が排水されなかった場合には、内壁に留まった水滴が乾燥することでスケール（水垢）のような異物が析出される。

【0040】

図７のような従来の構造では、排水口１１２よりも大きくなった異物が水とともに排水口１１２へ流入した場合、排水口１１２が詰まることで排水を阻害する可能性があった。

【0041】

本実施の形態の構造であれば、図５のように、排水孔１９よりも大きな異物が発生したとしても、異物は流入防止壁２２に設けられた通水孔２３を通過することができない。言い換えると、通水孔２３は、水や排水孔１９よりも十分小さな異物といった排水孔１９を滞りなく流れることができるもののみを選択的に通過させる。このような構成によって、排水孔１９よりも大きな異物が水とともに排水孔１９へ流入することを防止できる。

【0042】

なお、排水孔１９よりも大きな異物を通過させなければ通水孔２３の形状はどのように設けてもよい。言い換えると、短手方向の幅が排水孔１９の直径Ｘよりも小さなＹであればどのような形状でもよい。
（変形例）
以下では図６を参照して通水孔２３の変形例について説明する。

【0043】

図６（ａ）において、通水孔２３は実施の形態と同じ形状であり、鉛直方向を長手方向とするスリット状に形成される。言い換えると、通水孔２３は、流入防止壁２２の円筒状における軸方向を長手方向とする。

【0044】

このような構成であれば、流入防止壁２２の先端まで開口が設けられているため、給水部１６からの給水過多によって流入防止壁２２の外周側の水位が一時的に高くなってしまっても滞りなく水を通過させることができる。

【0045】

図６（ｂ）において、通水孔２３は流入防止壁２２の円筒状における周方向を長手方向とするスリット状に形成される。通水孔２３は、貯水部１５の底面と略同一平面上に設けることが好ましい。

【0046】

このような構成であれば、貯水部１５の底面に沿って通水孔２３を通過できる水の流量が図６（ａ）よりも増えるため、給水部１６からの給水過多になっても流入防止壁２２の外周側の水位が高くなることを抑制できる。

【0047】

図６（ｃ）において、通水孔２３は流入防止壁２２の周方向に所定角度傾斜した状態で設けられる。ここで所定角度とは、揚水管９の回転方向に対応し、揚水管９の回転数に応じて角度を決める。

【0048】

このような構成であれば、通水孔２３に沿って水が流れやすくなるため、揚水管９によって生成された渦の乱れを抑制できる。渦の乱れが抑制されることで揚水口１０から安定して揚水しやすくなる。
（発明の概略）
本発明に係る液体微細化装置は、空気を吸い込む吸込口と、吸込口より吸い込まれた空気を吹き出す吹出口と、吸込口と吹出口との間の風路に設けられ、水を微細化する液体微細化室と、を備え、吸込口より吸い込まれた空気に液体微細化室にて微細化された水を含ませて、その水を含んだ空気を吹出口より吹き出す液体微細化装置であって、液体微細化室は、回転に伴って発生する渦によって揚水する筒状の揚水管と、揚水管の先端に設けられた揚水口と、揚水管から遠心方向に放出された水を衝突させる衝突壁と、揚水管の鉛直方向下方に設けられ、揚水管により揚水される水を貯水する貯水部と、貯水部の底面の中央に配置され、貯水された水を排水する排水孔と、排水孔の外周を円筒状に囲んで設けられた流入防止壁と、を備え、揚水管の回転時に、揚水管によって揚水された水が径方向に放出され、その放出した水が衝突壁へ衝突し、衝突壁に衝突し微細化された水の一部が水滴として衝突壁の斜面を貯水部へと流入し、排水孔よりも小さな通水孔を有した流入防止壁により、排水孔よりも大きな異物が水とともに排水孔へ流入することを防止することを特徴とするものである。

【0049】

こうした構成によれば、揚水管の回転を停止させた際に、残水の乾燥によって生じた異物が水とともに排水孔へ流入することを防止し、排水孔の詰まりによる液体微細化装置の溢水を防止することができる。

【0050】

また、通水孔は排水孔の直径よりも小さな幅のスリット状とする構成としてもよい。

【0051】

こうした構成によれば、排水孔の直径より大きな異物の貯水部への流入を防止し、排水孔への異物の詰まりを抑制することができる。

【0052】

また、スリット状は、円筒状における軸方向を長手方向とする構成としてもよい。

【0053】

こうした構成によれば、流入防止壁の先端まで開口が設けられているため、給水過多によって流入防止壁の外周側の水位が一時的に高くなってしまっても滞りなく水を通過させることができる。

【0054】

また、スリット状は、円筒状における周方向を長手方向とする構成にしてもよい。

【0055】

こうした構成によれば、底面に沿って通水孔を通過できる水の流量が増えるため、給水過多になっても流入防止壁の外周側の水位が高くなることを抑制できる。

【0056】

また、スリット状は、揚水管の回転方向に対して所定角度傾斜する構成にしてもよい。

【0057】

こうした構成によれば、通水孔に沿って水が流れやすくなるため、揚水管によって生成された渦の乱れを抑制できる。

【0058】

また、通水孔は、円筒状における周方向に複数設けられる構成にしてもよい。

【0059】

こうした構成によれば、流入防止壁の外周側の水を停滞させることなく、流入防止壁の内周側へ流入させることができる。

【0060】

また、流入防止壁は、揚水口よりも鉛直上方に突出し、揚水管の外周を円筒状に囲んで設けられる構成にしてもよい。

【0061】

こうした構成によれば、揚水管の回転によって生じる渦流の乱れを抑制し、揚水管の揚水量を向上できる。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本発明に係る液体微細化装置は、加湿目的での水気化装置や、殺菌／消臭目的での次亜塩素酸気化装置といった液体を気化させる装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0063】

１ 液体微細化装置
２ 吸込口
３ 吹出口
４ 風路
５ 風路
６ 風路
７ 液体微細化室
８ 衝突壁
９ 揚水管
１０ 揚水口
１１ 回転軸
１２ 回転モータ
１３ 回転板
１４ 開口
１５ 貯水部
１６ 給水部
１７ 給水管
１８ 給水斜面
１９ 排水孔
２０ 排水管
２１ ドレンパン
２２ 流入防止壁
２３ 通水孔
２４ 微細化水路
２５ 筐体
２６ エリミネータ
２７ 給水路
２８ 排水路
２９ 揚水路
１０１ 液体微細化装置
１０２ 吸込口
１０３ 吹出口
１０４ 風路
１０５ 風路
１０６ 風路
１０７ 液体微細化室
１０８ 貯水部
１０９ 揚水管
１１０ 回転軸
１１１ 回転モータ
１１２ 排水口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】