(57)【要約】【課題】  水蒸気と空気を、水蒸気流路や空気流路が高圧になったり、水蒸気、または空気の逆流などを起こすことなく、均一に混合し、混合気をミスト空間に安全に吐出することのできるミスト装置を提供する。  【解決手段】  水蒸気と空気を混合して混合気を生成する混合部の最も狭まった部分の断面積が、上流の水蒸気流路の最も狭まった部分の断面積以上であり、且つ、空気流路の最も狭まった部分の断面積以上であることで、下流での混合気での詰まりを抑制できるため、混合気をミスト空間に安全に吐出できる。【選択図】  図１
2010184062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水蒸気を生成する水蒸気生成装置を備えたミスト装置であって、
前記ミスト装置の外部から、前記ミスト装置内部へ外気を導入するための吸込み部と、
前記水蒸気に外気を供給するための送風装置と、
前記水蒸気生成装置により生成された水蒸気と、前記送風装置により供給された外気とを混合して混合気を生成する混合部と、
前記混合部で生成された混合気を吐出する吐出部と、
前記水蒸気生成装置から前記混合部までを連通する水蒸気流路と、
前記送風装置から前記混合部までを連通する外気流路と、
前記水蒸気流路と前記混合部の接続部である水蒸気吐出部と、
前記外気流路と前記混合部の接続部である外気吐出部と、を有し、
前記混合部の最も狭まった部分の断面積は、
前記水蒸気流路の最も狭まった部分の断面積以上であり、
且つ、前記外気流路の最も狭まった部分の断面積以上であることを特徴とするミスト装置。
【請求項２】
前記水蒸気吐出部の断面積は、
前記外気吐出部の断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のミスト装置。
【請求項３】
前記水蒸気流路と、
前記外気流路とは、
前記混合部に沿って接続されることを特徴とする請求項１または２に記載のミスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に水蒸気を空間内に供給し、ミスト空間とするミスト装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、身体を芯まで効率よく温めて発汗を促進したり、血行を促進し、身体に良好に作用するサウナ装置がある。サウナ装置には、例えば水蒸気を用いた「スチームサウナ」などと呼ばれるサウナ装置（ミスト装置）がある。
【０００３】
水蒸気を用いたミスト装置においては、ミスト空間に高温の水蒸気が吹出す危険を防ぐため、水蒸気に空気を混合させてから、ミスト空間内に供給する装置が既に開示されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている装置は、水蒸気をミスト空間へ勢いよく吹出すことにより、イジェクタ効果によって空気を引き込み、水蒸気と混合させるものであり、装置外部のミスト空間で水蒸気と空気が混合されることから、水蒸気を使用者が触る危険があったり、水蒸気と空気が均一に混合されず、熱い水蒸気がミスト空間に吹出したり、水蒸気と外気の混合量を制御することが困難などの問題点があった。
【０００５】
また、特許文献２に開示されているように、送風装置によってミスト空間内の空気を引き込み、水蒸気と混合した後にミスト空間に再度吹出す装置もある。しかしながら、この装置は、吹出し部に絞りを設けることによって、水蒸気と空気を混合させていることから、水蒸気が吹出す力と空気の流量によっては、水蒸気流路、あるいは空気流路が高圧になったり、水蒸気、あるいは空気が逆流する恐れがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２９３１５１号公報
【特許文献２】特開平８−２１５２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、水蒸気と空気を、水蒸気流路や空気流路が高圧になったり、水蒸気、または空気の逆流などを起こすことなく、均一に混合し、混合気をミスト空間に安全に吐出することのできるミスト装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために発明の一態様によれば、水蒸気を生成する水蒸気生成装置を備えたミスト装置であって、前記ミスト装置の外部から、前記ミスト装置内部へ外気を導入するための吸込み部と、前記水蒸気に外気を供給するための送風装置と、前記水蒸気生成装置により生成された水蒸気と、前記送風装置により供給された外気とを混合して混合気を生成する混合部と、前記混合部で生成された混合気を吐出する吐出部と、前記水蒸気生成装置から前記混合部までを連通する水蒸気流路と、前記送風装置から前記混合部までを連通する外気流路と、前記水蒸気流路と前記混合部の接続部である水蒸気吐出部と、前記外気流路と前記混合部の接続部である外気吐出部と、を有し、前記混合部の最も狭まった部分の断面積は、前記水蒸気流路の最も狭まった部分の断面積以上であり、且つ、前記外気流路の最も狭まった部分の断面積以上であることを特徴とするミスト装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水蒸気と空気を、水蒸気流路や空気流路が高圧になったり、水蒸気、または空気の逆流などを起こすことなく、均一に混合し、混合気をミスト空間に安全に吐出することのできるミスト装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一の実施の形態を示す模式図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態を示す流路の模式図である。
【図３】本発明の第二の実施の形態を示す流路の模式図である。
【図４】本発明の第三の実施の形態を示す流路の模式図である。
【図５】本発明の第四の実施の形態を示す流路の模式図である。
【図６】本発明の第五の実施の形態を示す流路の模式図である。
【図７】本発明の第六の実施の形態を示す流路の模式図である。
【図８】本発明の第七の実施の形態を示す流路の模式図である。
【図９】本発明の第八の実施の形態を示す流路の模式図である。
【図１０】本発明の第九の実施の形態を示す流路の模式図である。
【図１１】本発明の第十の実施の形態を示す模式図である。
【図１２】本発明の第十一の実施の形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、水蒸気を生成する水蒸気生成装置を備えたミスト装置であって、前記ミスト装置の外部から、前記ミスト装置内部へ外気を導入するための吸込み部と、前記水蒸気に外気を供給するための送風装置と、前記水蒸気生成装置により生成された水蒸気と、前記送風装置により供給された外気とを混合して混合気を生成する混合部と、前記混合部で生成された混合気を吐出する吐出部と、前記水蒸気生成装置から前記混合部までを連通する水蒸気流路と、前記送風装置から前記混合部までを連通する外気流路と、前記水蒸気流路と前記混合部の接続部である水蒸気吐出部と、前記外気流路と前記混合部の接続部である外気吐出部と、を有し、前記混合部の最も狭まった部分の断面積は、前記水蒸気流路の最も狭まった部分の断面積以上であり、且つ、前記外気流路の最も狭まった部分の断面積以上であることを特徴とするミスト装置である。
これにより、水蒸気と空気を、水蒸気流路や空気流路が高圧になったり、水蒸気、または空気の逆流などを起こすことなく、混合気をミスト空間に安全に吐出することのできるミスト装置が提供される。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記水蒸気吐出部の断面積が、前記外気吐出部の断面積よりも小さいことを特徴とするミスト装置である。
これにより、水蒸気と空気を、均一に混合し、混合気をミスト空間に安全に吐出することのできるミスト装置が提供される。
【００１３】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記水蒸気流路と、前記外気流路とは、前記混合部に沿って接続されることを特徴とするミスト装置である。
これにより、水蒸気と空気を、水蒸気流路や空気流路が高圧になったり、水蒸気、または空気の逆流などを起こすことなく、均一に混合し、混合気をミスト空間に安全に吐出することのできるミスト装置が提供される。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
【００１５】
図１は、本発明の第一の実施の形態にかかるミスト装置を例示する模式図である。この図を用いて、ミスト装置のミスト生成方法を説明する。
図１に示したミスト装置は、ミストを生成するミスト生成部１００と、ミスト生成部１００で生成されたミストを、ミスト空間２００に吹出す吹出し部３００と、空気をミスト空間２００からミスト生成部１００へ取り込む吸込み部４００と、を備えている。ミスト生成部１００と、ミスト空間２００とは、吹出し部３００と、吸込み部４００を介して連通されている。
【００１６】
ミスト生成部１００は、給水源から水を給水したり止水したりする給水装置１０２と、給水源から給水された水を水蒸気にする水蒸気生成装置１０４と、ミスト空間２００内の空気、すなわちミスト装置の外部の気体（外気）をミスト生成部１００内に取り入れ、ミスト生成部１００で加湿してから再度ミスト空間２００へ吹出す送風装置１０８と、水蒸気生成装置１０４で生成された水蒸気と送風装置１０８で吹き込まれた空気が混合する混合気流路１５０と、を有している。また、ミスト生成部１００には、水蒸気生成装置１０４と、送風装置１０８と、給水装置１０２の動作を制御する制御部１１４と、を有している。
【００１７】
ここで、本明細書において「水蒸気」とは気化した水を表すこととする。また「空気」とは、ミスト装置外部の気体（外気）のことを表す。なお、ミスト装置の内部に存在しても、ミスト装置外部から、送風装置１０８で供給された、混合気流路１５０の上流の気体も、外気と同じ成分のため、「空気」と表すこととする。さらに、混合気流路１５０内の気体（空気との混合により凝縮した水蒸気（液滴）も含む）は「混合気」と表すこととする。なお、本実施の形態では「空気（外気）」を、ミスト空間２００内の気体としたが、これに限らず、ミスト装置外部の気体であれば「空気」と表すこととする。すなわち、図示しないミスト空間２００以外に設けた吸込み部を経て、ミスト空間２００以外から取り入れた空気を、ミスト生成部１００で加湿してからミスト空間２００に吹出してもよい。
【００１８】
図１において、給水装置１０２と水蒸気生成装置１０４とは、水流路１３０を介して接続されており、水蒸気生成装置１０４と、混合気流路１５０とは、水蒸気流路１３１を介して接続されている。給水装置１０２と、水蒸気生成装置１０４と、混合気流路１５０とは、流路１３０、１３１を介してそれぞれ直列に接続されている。一方、吸込み部４００と送風装置１０８とは、空気吸込み流路１４０を介して接続されており、送風装置１０８と混合気流路１５０とは、空気流路１４１を介して接続されている。吸込み部４００と、送風装置１０８と、混合気流路１５０と、は空気吸込み流路１４０、空気流路１４１を介してそれぞれ直列に接続されている。さらに混合気流路１５０は、吹出し部３００を介して、ミスト空間２００と接続されている。混合気流路１５０は、水蒸気と空気を混合しながら吹出し部３００に連通する流路であるため、水蒸気と空気が混合するの混合部の機能を兼ね備えている。すなわち、本明細書においては、混合気流路を水蒸気と空気の混合部とみなす。
【００１９】
ミスト空間２００は、ミスト生成部１００によって生成された混合気が、吹出し部３００から供給されることにより、相対湿度が約１００％で、且つ、温度が３７〜４２℃程度の比較的低温の環境を維持した空間であり、使用者はミスト空間２００に入浴することで、体を温めることができる。ミスト空間２００の外部は、ミスト空間２００よりも低温の場合が多いので、ミスト空間２００に対して、ミスト空間２００の温度よりも高温の混合気を供給することで、ミスト空間２００の温度を保つことができる。混合気はミスト空間２００よりも高温になため、混合気の吹出し部３００近傍が、ミスト空間２００のなかでは、最も高温の領域である。また、ミスト空間２００は、吹出し部３００の開口面積に対して広いため、吹出し部３００近傍以外は、ほぼ均一の温度となっている。
【００２０】
水蒸気生成装置１０４は、電気や燃料などにより、水を加熱して蒸発させる装置である。また、給水装置１０２は、開閉弁やポンプなどでありで、水蒸気生成装置１０４内に設けた、図示していない水位や水量などを検知する検知手段からの信号に基づいて、制御部１１４からの信号により、水蒸気生成装置１０４に水を給水したり、止水したりする。水蒸気生成装置１０４で生成された水蒸気は、水蒸気流路１３１を通り、水蒸気吐出部１３１ａを経て、混合気流路１５０に入り、空気と混合してから、混合気の１つの成分として、吹出し部３００からミスト空間２００に供給される。すなわち、水蒸気は、水蒸気生成装置１０４から、水蒸気流路１３１と混合気流路１５０を通り、ミスト空間２００へ押し出される。
【００２１】
本明細書において、「水蒸気吐出部」とは、それよりも上流では、水蒸気が流体の大部分を占め、それよりも下流では、混合気が流体の大部分を占める、水蒸気と混合気の境界部において、流体の流れ方向に対して直角に切ったときの断面積が最も小さい部分を指し、水蒸気吐出部よりも上流は、「水蒸気流路」と表し、水蒸気吐出部より下流は、「混合気流路」と表すこととする。また、水蒸気吐出部は、水蒸気流路の一部とみなす。
【００２２】
水蒸気生成装置１０４で生成される水蒸気の流量（生成速度）は、ミスト空間２００の温度を検知する空間温度検知部１２２と、吹出し部３００近傍の温度を検知する吹出し部温度検知部１２０の検知結果に基づいて、制御部１１４によって制御される。すなわち、ミスト空間２００の温度が所望の温度、例えば３７℃を保持するように、空間温度検知部１２２の検知結果がそれよりも低温の場合は水蒸気の生成量を増大させ、検知結果が高温の場合は水蒸気の生成量を減少させるように制御する。また、吹出し部３００近傍の温度が所望の温度以下、例えば６０℃以下となるように、吹出し部温度検知部１２０の検知結果がそれよりも高温の場合は、水蒸気の生成量を減少させるように制御する。
【００２３】
送風装置１０８で供給された空気は、空気流路１４１を通り、空気吐出部１４１ａを経て、混合気流路１５０に入り、水蒸気と混合してから、混合気の１つの成分として、吹出し部３００からミスト空間２００に供給される。すなわち、空気は、送風装置１０８から、混合気流路１５０を通り、ミスト空間２００へ押し出される。
【００２４】
本明細書において、「空気吐出部」とは、それよりも上流では、空気が流体の大部分を占め、それよりも下流では、混合気が流体の大部分を占める、空気と混合気の境界部において、流体の流れ方向に対して直角に切ったときの断面積が最も小さい部分を指し、空気吐出部よりも上流は、「空気流路」と表し、空気吐出部より下流は、「混合気流路」と表すこととする。また、空気吐出部は、空気流路の一部とみなす。
【００２５】
送風装置１０８で供給される空気の流量は、吹出し部３００近傍の温度を検知する吹出し部温度検知部１２０の検知結果に基づいて、制御部１１４によって制御される。すなわち、吹出し部３００近傍の温度が所望の温度以下、例えば６０℃以下となるように、吹出し部温度検知部１２０の検知結果がそれよりも高温の場合は、空気の流量を増大させるように制御する。
【００２６】
ここで、約６０℃以下とは、人体に直接触れても安全な混合気の温度である。人体は６０℃のお湯に３秒程度触れると火傷するが、本ミスト装置は、水蒸気と空気の混合気を供給するため、吹出し部３００近傍の温度を６０℃以下にすれば、ミスト空間２００内部で、使用者が火傷をする危険性は低い。
【００２７】
ミスト空間２００と吹出し部３００近傍の温度制御は、水蒸気生成装置１０４と送風装置１０８の両方を制御することで行ってもよいし、送風装置１０８による空気の流量を予め設定しておいて、水蒸気生成装置１０４による水蒸気の生成量のみの制御で行ってもよいが、水蒸気生成装置１０４で生成される水蒸気の流量により、ミスト空間２００の温度と湿度が制御されるため、水蒸気生成装置１０４は、ミスト空間２００の状態に応じた水蒸気の流量を、都度、生成しなければならない。また、そのように生成された水蒸気は、水蒸気生成装置１０４からミスト空間２００までの流路の途上などで詰まったり、引き込まれたりせずに、水蒸気生成装置１０４で生成された流量のまま、ミスト空間２００に供給されなければならない。
【００２８】
ここで、送風装置１０８でミスト空間２００に供給する空気の流量は、流量が多いと、ミスト入浴者に強風が当たり、不快に感じる傾向があるため、大流量になりすぎないほうがよい。しかし、空気の流量が少ないと、水蒸気の量に対する空気の量が少なくなるため、混合気の温度が高くなり、吹出し部３００の温度が高温になるため、危険である。吹出し部３００の温度を安全な領域、例えば６０℃以下にするための空気の量は、水蒸気吐出部１３１ａから吐出される水蒸気の温度と、空気吐出部１４１ａから吐出される空気の温度と湿度、さらに混合気が混合気流路１５０で吹出し部３００に到達するまでにどれだけ冷やされるか、に依存するが、例えば、１００℃の水蒸気と、２５℃、相対湿度６０％ＲＨの空気を混合して、混合気流路１５０での混合気温度を６０℃以下にするためには、空気を水蒸気の約３．３倍（体積比）以上混合しなければならない。空気の温度がより高い場合や、湿度がより高い場合は、水蒸気量に対する空気量をさらに多くする必要がある。逆に水蒸気流路１３１で水蒸気温度が低下していたり、混合気流路１５０で混合気温度が低下している場合は、空気の混合量は少なくてもよい。しかし、ミスト空間２００を少ないエネルギーで温めるためには、水蒸気流路１３１での水蒸気温度の低下や混合気流路１５０での混合気温度の低下はエネルギーの損失になるので好ましくはない。すなわち、送風装置１０８で供給する空気の流量は、ミスト入浴者が不快な強風を感じない範囲で、水蒸気量に対して大流量であるのが好ましい。
【００２９】
混合気の流量は、水蒸気と空気の流量の合計になるため、空気の流量よりも多くなる。すなわち、流体の流量は、混合気、空気、水蒸気の順に多い。
【００３０】
図２は、図１のミスト装置の、水蒸気生成装置１０４と、送風装置１０８の下流を拡大して例示した模式図である。この図を用いて、水蒸気と空気の混合の仕方と、混合気の流れ方について、説明する。
水蒸気生成装置１０４で生成された水蒸気は水蒸気流路１３１を経て、水蒸気流路１３１と混合気流路１５０との接続部である、水蒸気吐出部１３１ａを通って、混合気流路１５０に到達する。一方、送風装置１０８で供給された空気は空気流路１４１を経て、空気流路１４１と混合気流路１５０との接続部である、空気吐出部１４１ａを通って、混合気流路１５０に到達し、混合気流路１５０において、水蒸気と空気が混合する。
【００３１】
水蒸気流路１３１には、水蒸気流路最狭部１３１ｂが存在する。「水蒸気流路最狭部」とは、水蒸気流路において、水蒸気の流れ方向に対して直角に切ったときの断面積が最も狭い部分のこととする。図２において、水蒸気流路１３１は、水蒸気生成装置１０４から水蒸気吐出部１３１ａまで全て同じ太さなので、水蒸気流路１３１のいずれの部分でも、水蒸気流路最狭部１３１ｂに該当する。
【００３２】
また、空気流路１４１には、空気流路最狭部１４１ｂが存在する。「空気流路最狭部」とは、空気流路において、空気の流れ方向に対して直角に切ったときの断面積が最も狭い部分のこととする。図２において、空気流路１４１は、送風装置１０８から空気吐出部１４１ａまで全て同じ太さなので、空気流路１４１のいずれの部分でも、空気流路最狭部１４１ｂに該当する。
【００３３】
さらに、混合気流路１５０には、混合気流路最狭部１５０が存在する。「混合気流路最狭部」とは、混合気流路において、混合気の流れ方向に対して直角に切ったときの断面積が最も狭い部分のこととする。図２において、混合気流路１５０は、水蒸気吐出部１３１ａと空気吐出部１４１ａの直後から、下流にいくに従って少しずつ断面積が狭くなり、図中の混合気流路最狭部１５０ｂ（図中のＣ−Ｃ断面）より下流では、全て同じ太さになっている。そこで、図中の水蒸気流路最狭部１５０ｂより下流の、混合気流路１５０のいずれの部分でも、混合気流路最狭部１５０ｂに該当する。
【００３４】
図２において、混合気流路最狭部１５０ｂの断面積（図中Ｃ−Ｃ断面の断面積）は、水蒸気流路最狭部１３１ｂの断面積（図中Ａ−Ａ断面の断面積）よりも広く、且つ、空気流路最狭部１４１ｂの断面積（図中Ｂ−Ｂ断面の断面積）よりも広い。また、水蒸気吐出部１３１ａの断面積は、空気吐出部１４１ａの断面積よりも狭い。さらに、水蒸気流路１３１と空気流路１４１は、混合気流路１５０に沿って接続されており、水蒸気と空気は、混合気の流れに沿って、混合気流路１５０に吐出している。これらにより、水蒸気と空気は均一に混合され、混合気の流れが滞ったり、詰まったりせずに、ミスト空間２００へ、安全に供給される。以下に、水蒸気と空気の混合の仕方と、混合気の流れ方について、詳細に説明する。
【００３５】
まず、混合気流路最狭部１５０ｂの断面積と水蒸気流路最狭部１３１ｂの断面積の関係、および、混合気流路最狭部１５０ｂの断面積と空気流路最狭部１４１ｂの断面積の関係について、説明する。
【００３６】
混合気流路最狭部１５０ｂの断面積は、水蒸気流路最狭部１３１ｂの断面積よりも広い。ここで、流体の流速は、流路の最狭部で最も速くなる。また、流体と流路との摩擦で生じる摩擦エネルギー損失は、流速が速いほうが大きい。すなわち、水蒸気の流速は、水蒸気流路最狭部１３１ｂで最も速くなり、混合気の流速は、混合気流路最狭部１５０ｂで最も速くなる。ここで、混合気の流量は、水蒸気の流量に比べて多い。そのため、もし、混合気流路最狭部１５０ｂの断面積が、水蒸気流路最狭部１３１ｂの断面積よりも狭かったら、混合気流路最狭部１５０ｂにおける混合気の流速は、水蒸気の流速よりも圧倒的に速くなる。それにより、下流に位置する混合気流路１５０でのエネルギー損失が大きくなり、いわゆる「詰まった」状態になる。このような状態になると、水蒸気生成装置１０４で生成された水蒸気の流量が、水蒸気流路１３１や混合気流路１５０の途上で変化する恐れがあり、ミスト空間２００を所望の温度に保持しにくくなる。また、「詰まった」状態において、混合気をミスト空間２００へ吹出すためには、混合気流路１５０よりも上流の水蒸気生成装置１０４、および、水蒸気流路１３１において、下流の混合気流路１５０で生じるエネルギー損失に打ち勝つだけのエネルギーを供給する必要がある。すなわち、水蒸気流路１３１において、速い流速や、高い圧力が必要となる。しかし、前述のように、水蒸気の流速は、混合気の流速に比べて著しく遅い。そこで、水蒸気流路１３１や水蒸気生成装置１０４の圧力を高くしなければ、混合気流路１５０で詰まっている混合気を、ミスト空間２００に押し出すことができない。水蒸気生成装置１０４や水蒸気流路１３１の圧力が高くなると、水蒸気生成装置１０４や水蒸気流路１３１が高圧に耐えられなくなって破損し、水蒸気や水蒸気生成装置１０４内の高温の水がミスト空間２００に流出し、使用者が火傷をしたり、ミスト生成装置１０４が高温や水分で破損したりする恐れや、水蒸気や水蒸気生成装置１０４内の高温の水が給水源側に逆流したりする恐れがある。また、水蒸気が空気吐出部１４１ａを塞いだり、水蒸気が空気流路１４１に入り込んだりして、送風装置１０８に負荷がかかったり、空気流路１４１が高圧になって破損したり、逆流した水蒸気の高温の温度や水分により、送風装置１０８が破損したり、吸込み部４００からミスト空間２００へ高温の水蒸気が流出して使用者が火傷をする、などの恐れがある。混合気流路最狭部１５０ｂの断面積を、水蒸気流路最狭部１３１ｂの断面積以上にすることで、下流でのエネルギー損失を抑制できるため、水蒸気流路１３１や水蒸気生成装置１０４を高圧にしなくても、所望の流量の水蒸気と空気から生成した混合気を、ミスト空間２００へ押し出すことができる。
【００３７】
同様に、混合気流路最狭部１５０ｂの断面積は、空気流路最狭部１４１ｂの断面積よりも広い。混合気の流量は、空気の流量に比べて多い。そのため、もし、混合気流路最狭部１５０ｂの断面積が、空気流路最狭部１４１ｂの断面積よりも狭かったら、混合気流路最狭部１５０ｂにおける混合気の流速は、空気の流速よりも速くなる。それにより、下流に位置する混合気流路１５０でのエネルギー損失が大きくなり、「詰まった」状態になる。このような状態になると、水蒸気生成装置１０４で生成された水蒸気の流量が、混合気流路１５０の途上で変化する恐れがあり、ミスト空間２００を所望の温度に保持しにくくなる。混合気をミスト空間２００へ吹出すためには、混合気流路１５０よりも上流の送風装置１０８、および、空気流路１４１において、下流の混合気流路１５０で生じるエネルギー損失に打ち勝つだけのエネルギーを供給する必要がある。そこで、送風装置１０８の機械的エネルギーや空気流路１４１の圧力を高くしなければ、混合気流路１５０で詰まっている混合気を、ミスト空間２００に押し出すことができない。送風装置１０８で供給する機械的エネルギーを高くすると、送風装置１０８に負荷がかかり、破損しやすくなる。また、空気流路１４１の圧力が高くなると、空気流路１４１が高圧に耐え切れなくなり、破損したり、送風装置１０８に負荷がかかり、破損する恐れがある。また、空気が水蒸気吐出部１３１ａを塞いだり、空気が水蒸気流路１３１に入り込んだりして、水蒸気流路１３１や水蒸気生成装置１０４が高圧になって破損したり、水蒸気生成装置１０４内部の高温の水が押し出されて、ミスト空間２００に流出し、使用者が火傷をする、などの恐れがある。混合気流路最狭部１５０ｂの断面積を、空気流路最狭部１４１ｂの断面積以上にすることで、下流でのエネルギー損失を抑制できるため、送風装置１０８の機械的エネルギーを高めたり、空気流路１４１を高圧にしなくても、所望の流量の水蒸気と空気から生成した混合気を、ミスト空間２００へ押し出すことができる。
【００３８】
次に、水蒸気吐出部１３１ａの断面積は、空気吐出部１４１ａの断面積よりも狭い。これにより、混合気流路１５０に対して、水蒸気が速い流速で吐出されるため、混合気流路１５０内の水蒸気と空気の合流部において、空気が水蒸気吐出部１３１ａを塞いだり、水蒸気が滞留することなく、水蒸気と空気を均一に混合することができる。
【００３９】
吹出し部３００の温度を高温にしないため、などの理由から、空気の流量は水蒸気の流量よりも大流量になっている。そのため、もし、空気吐出部１４１ａの断面積が水蒸気吐出部１３１ａの断面積以下だったら、混合気流路１５０に対して、空気が水蒸気よりも非常に速い流速で吐出することになる。ここで、流速の速い流体に対して、流速の全く異なる遅い流体を混合させようとしても、遅い流速の流体は、速い流速で形成されている流れに進入しにくいため、吐出部を流速の速い流体で塞がれたり、合流部で滞留したりする。すなわち、空気の流速が水蒸気の流速に対して圧倒的に速い場合、空気の速い流れによって、水蒸気吐出部１３１ａが塞がれたり、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部で、水蒸気が滞留したりする。このような状態になると、水蒸気生成装置１０４で生成された水蒸気の流量が、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部において変化するため、ミスト空間２００を所望の温度に保持することが困難になる。さらに、水蒸気吐出部１３１ａが空気の流れで塞がれた場合、水蒸気を混合気流路１５０へ供給するためには、混合気流路１５０を空気が塞いでいるエネルギーに打ち勝つだけのエネルギーが必要となり、水蒸気生成装置１０４や水蒸気流路１３１の圧力を高くしなければならず、水蒸気生成装置１０４や水蒸気流路１３１が破損しやすくなったり、水蒸気や水蒸気生成装置１０４内の高温の水が給水源側へ逆流したりする恐れを生じる。また、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部で、水蒸気が滞留する場合、滞留部で、水蒸気が空気によって冷却されて凝縮し、ミスト空間２００まで到達する水蒸気量が減少することがある。この場合、ミスト空間２００の湿度が下がるため、これを解消してミスト空間２００を高湿度に保つのに、エネルギーを余分に要したりする。また、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部で、水蒸気が滞留する場合に、混合気流路１５０が短いと、水蒸気と空気が均一に混合されずにミスト空間２００に吹出すことがある。この場合、混合気中に温度分布が形成されるため、使用者が混合気の熱い箇所と接触して火傷をしたり、入浴感が不快になったりする恐れがある。また、水蒸気と空気が十分に混合するように、混合気流路１５０を十分に長くすると、ミスト生成部１００が大きくなりすぎたり、混合気流路１５０内で、混合気の温度が低下するといった、熱エネルギーの損失などの不具合が生じる。水蒸気吐出部１３１ａの断面積を、空気吐出部１４１ｂの断面積よりも狭くすると、水蒸気の流速を高めて、空気の流速との差を小さくすることができるため、所望の流量で水蒸気と空気が混合できる。
【００４０】
次に、混合気流路１５０に対する、水蒸気流路１３１と空気流路１４１の接続について、説明する。図２において、水蒸気流路１３１は、混合気流路１５０に沿って接続されているため、水蒸気吐出部１３１ａの水蒸気は、混合気流路１５０内を流れる混合気の流れる方向に沿って、混合気流路１５０に吐出している。空気流路１４１も同様に、混合気流路１５０に沿って接続されているため、空気吐出部１４１ａの空気は、混合気流路１５０内を流れる混合気の流れる方向に沿って、混合気流路１５０に吐出している。本明細書において、「水蒸気流路と空気流路が、混合気流路に沿って接続」とは、水蒸気吐出部１３１ａにおける水蒸気の吐出方向と、空気吐出部１４１ａにおける空気の吐出方向の、間の角度∠Ｘ（１８０°以下）、のほうが、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部における混合気の進行方向と、水蒸気の吐出方向の、間の角度∠Ｙ（１８０°以下）より小さく、且つ、混合気の進行方向と、空気の吐出方向の、間の角度∠Ｚ（１８０°以下）より小さい、ことを表している。流体は、分岐点において、角度がより鈍角になっている方向に流れやすい。従って、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部において、水蒸気の吐出方向と空気の吐出方向の、間の角度∠Ｘが、水蒸気の吐出方向と混合気の進行方向の間の角度∠Ｙよりも小さくなっていると、水蒸気は空気流路１４１よりも、混合気流路１５０の方向に流れやすく、同様に、水蒸気の吐出方向と空気の吐出方向の、間の角度∠Ｘが、空気の吐出方向と混合気の進行方向の、間の角度∠Ｚよりも小さくなっていると、水蒸気は空気流路１４１よりも、混合気流路１５０の方向に流れやすくなり、水蒸気と空気が、混合気の流れに沿って吐出し、流れると言える。そのため、この状態を「水蒸気流路と空気流路が、混合気流路に沿って接続」していると表した。すなわち、「水蒸気流路と空気流路を、混合気流路に沿って接続」とは、空気吐出部における空気の吐出方向の、間の角度のほうが、混合気流路の水蒸気と空気の合流部における混合気の進行方向と、水蒸気の吐出方向の、間の角度より小さく、且つ、混合気の進行方向と、空気の吐出方向の、間の角度より小さいことを表す。
【００４１】
図２において、水蒸気吐出部１３１ａにおける水蒸気の吐出方向と、空気吐出部１４１ａにおける空気の吐出方向の間、の角度∠Ｘは鋭角、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部における混合気の進行方向と、水蒸気の吐出方向の、間の角度∠Ｙは約１８０°であり、水蒸気と空気の間の角度∠Ｘよりも大きく、且つ、混合気の進行方向と、空気の吐出方向の、間の角度∠Ｚは鈍角であり、水蒸気と空気の間の角度∠Ｘよりも大きくなっているので、水蒸気流路１３１と空気流路１４１が、混合気流路１５０に沿って接続されており、水蒸気と空気が、混合気の流れに沿って吐出される。水蒸気と空気を、混合気の流れに沿って吐出すると、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部で、空気が水蒸気流路１３１よりも、混合気流路１５０に進行しやすく、且つ、水蒸気が空気流路１４１よりも、混合気流路１５０に進行しやすくなるので、水蒸気と空気の合流部において、水蒸気と空気が対向しないため、所望の流量で、均一に、安全に混合でき、混合気は、混合気流路１５０内を、吹出し部３００に向かって、安全に、滞りなく流れていくことができる。混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部で、水蒸気と空気が対向して吐出すると、水蒸気が空気流路１４１内に入り込んだり、空気が水蒸気流路１３１内に入り込んだりするような逆流や、水蒸気と空気の混合にエネルギーを要するため、水蒸気流路１３１や水蒸気生成装置１０４、および空気流路１４１の圧力が高くなったりする恐れがある。
【００４２】
図３は、本発明の第二の実施の形態にかかるミスト装置の、水蒸気生成装置１０４と、送風装置１０８の下流を拡大して例示した模式図である。この図を用いて、水蒸気と空気の混合の仕方と、混合気の流れ方について、説明する。
【００４３】
図３において、混合気流路１５０に対する水蒸気流路１３１と空気流路１４１の流路の接続方向の関係は、図２と同じだが、水蒸気流路１３１と、空気流路１４１と、混合気流路１５０の、流路の太さの関係が異なる。図３において、水蒸気流路１３１の太さは、空気流路１４１と混合気流路１５０の太さと同じだが、空気吐出部１４１ａ近傍の水蒸気流路１３１内部に仕切り１３２を設け、水蒸気吐出部１３１ａを狭めている。これにより、水蒸気吐出部１３１ａの断面積のほうが、空気吐出部１４１ａの断面積よりも小さくなっている。また、この構造では、水蒸気流路最狭部１３１ｂは、水蒸気吐出部１３１ａとなり、混合気流路最狭部１５０ｂよりも、断面積が小さくなる。空気流路最狭部１４１ｂは、送風装置１０８から空気吐出部１４１ａまでの、いずれの流路も該当し、混合気流路最狭部１５０ｂの断面積と同等になっている。
【００４４】
混合気流路最狭部１５０ｂの断面積が、水蒸気流路最狭部１３１ｂの断面積よりも大きく、且つ、空気流路最狭部１４１ｂの断面積と同等なため、下流の混合気流路１５０で、大流量の混合気が詰まりにくくなり、混合気を安全にミスト空間２００へ押し出すことができる。また、水蒸気吐出部１３１ａのほうが、空気吐出部１４１ａよりも、断面積が小さいため、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部において、水蒸気と空気が滞りなく、所望の流量で、安全に均一に混合できる。
【００４５】
図４は、本発明の第三の実施の形態にかかるミスト装置の、水蒸気生成装置１０４と、送風装置１０８の下流を拡大して例示した模式図である。この図を用いて、水蒸気と空気の混合の仕方と、混合気の流れ方について、説明する。
【００４６】
図４において、水蒸気流路１３１と、空気流路１４１と、混合気流路１５０の、流路の太さの関係と、混合気流路１５０に対する水蒸気流路１３１と空気流路１４１の流路の接続方向の関係は、図３と同じだが、水蒸気流路１３１内部の仕切り１３２を、より水蒸気生成装置１０４側に設けた点が異なる。このように、仕切り１３２を水蒸気生成装置１０４側に設けても、仕切り１３２のすぐ下流に存在する気体が混合気の場合は、仕切り１３２の上流を水蒸気流路１３１とし、仕切り１３２の下流を混合気流路１５０とし、仕切り１３２で狭められた断面を水蒸気吐出部１３１ａとする。これにより、水蒸気吐出部１３１ａのほうが、空気吐出部１４１ａよりも、断面積が小さくなる。また、水蒸気流路最狭部１３１ｂは、水蒸気吐出部１３１ａとなり、混合気流路最狭部１５０ｂよりも、断面積が小さくなる。空気流路最狭部１４１ｂは、送風装置１０８から空気吐出部１４１ａまでの、いずれの流路も該当し、混合気流路最狭部１５０ｂの断面積と同等になっている。
【００４７】
混合気流路最狭部１５０ｂの断面積が、水蒸気流路最狭部１３１ｂの断面積よりも大きく、且つ、空気流路最狭部１４１ｂの断面積と同等なため、下流の混合気流路１５０で、大流量の混合気が詰まりにくくなり、混合気を安全にミスト空間２００へ押し出すことができる。また、仕切り１３２が水蒸気生成装置１０４側に設けられていても、水蒸気吐出部１３１ａの断面積ほうが、空気吐出部１４１ａの断面積よりも小さいため、水蒸気の流速を速めて、空気の流速との差を小さくすることができるため、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部において、水蒸気と空気が滞りなく、所望の流量で、安全に均一に混合できる。
【００４８】
しかしながら、仕切りと空気吐出部１４１ａの位置が大きく離れていると、仕切りのすぐ下流で水蒸気と空気は混合しないため、仕切りのすぐ下流に存在する気体の大部分は、混合気ではなく、水蒸気となる。この場合は、流路を狭めて、水蒸気の流速を高めても、速い流速のまま混合気流路１５０まで到達しないため、空気との混合に影響を与えない。そのため、この場合の仕切りで狭められた流路は、水蒸気吐出部１３１ａとはみなさず、水蒸気吐出部１３１ａはさらに下流の、水蒸気流路１３１と混合気流路１５０の境界部に存在する。
【００４９】
図５は、本発明の第四の実施の形態にかかるミスト装置の、水蒸気生成装置１０４と、送風装置１０８の下流を拡大して例示した模式図である。この図を用いて、水蒸気と空気の混合の仕方と、混合気の流れ方について、説明する。
【００５０】
図５において、混合気流路１５０に対する水蒸気流路１３１と空気流路１４１の流路の接続方向の関係は、図３と同じだが、水蒸気流路１３１と、空気流路１４１と、混合気流路１５０の、それぞれの流路の太さが、流路の途上で変化している点が異なる。水蒸気流路１３１は、水蒸気生成部１０４から混合気流路１５０に向かって、上流部が細く、中ほどで太くなり、下流で再度、上流部ほどではないが細くなる。空気流路１４１は、送風装置１０８から混合気流路１５０に向かって、上流部が細く、次いで徐々に太くなり、細くなり、さらに太くなり、混合気流路１５０に到達する。混合気流路１５０は、吹出し部３００に向かって、上流部で太く、下流で細くなっている。図５において、水蒸気流路最狭部１３１ｂは、水蒸気生成部１０４から流路が太くなるまでの間（図中のＡ−Ａ断面）であり、空気流路最狭部１４１ｂは、送風装置１０８から流路が太くなるまでの間（図中のＢ−Ｂ断面）であり、混合気流路最狭部１５０ｂは、流路が細くなってから吹出し部３００までの間（図中のＣ−Ｃ断面）である。それぞれの流路は、途上で太さが変化しているが、混合気流路最狭部１５０ｂの断面積は、水蒸気流路１３１ｂの断面積より大きく、且つ、空気流路最狭部１４１ｂの断面積よりも大きいため、大流量の混合気が、下流の混合気流路１５０で詰まることなく、水蒸気と空気が、ミスト空間２００へ押し出すことができる。また、空気流路最狭部１４１ｂの断面積は、水蒸気流路最狭部１３１ｂの断面積よりも小さいため、空気流路最狭部１４１ｂでの流速は、水蒸気流路最狭部１３１ｂでの流速よりも圧倒的に速いが、水蒸気流路最狭部１３１ｂ、空気流路最狭部１４１ｂとも、混合気流路１５０とは大きく離れており、流速の影響が混合気流路１５０まで届きにくい。そのため、水蒸気吐出部１３１ａは、水蒸気流路最狭部１３１ｂよりも下流に存在し、空気流路１４１ａも、空気流路最狭部１４１ｂよりも下流に存在する。下流に存在する、水蒸気吐出部１３１ａの断面積は、空気吐出部１４１ａの断面積よりも小さい。そのため、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部においては、空気の流速が低下し、水蒸気の流速が速くなるため、水蒸気と空気が滞りなく、所望の流量で、安全に均一に混合できる。このように、流路の太さが途上でさまざまに変化しても、混合気流路最狭部１５０ｂの断面積が、水蒸気流路最狭部１３１ｂと、空気流路最狭部１４１ｂの断面積よりも大きく、且つ、水蒸気流路最狭部１３１ａの断面積が、空気流路最狭部１４１ａの断面積よりも小さければ、ミスト空間２００に対して、安全に、均一に、混合気を押し出すことができるので、ミスト生成部１００内の流路の取り合いの自由度は大きい。
【００５１】
図６は、本発明の第五の実施の形態にかかるミスト装置の、水蒸気生成装置１０４と、送風装置１０８の下流を拡大して例示した模式図である。この図を用いて、水蒸気と空気の混合の仕方と、混合気の流れ方について、説明する。
【００５２】
図６において、水蒸気流路１３１と、空気流路１４１と、混合気流路１５０の、流路の太さの関係と、水蒸気吐出部１３１ａと、空気吐出部１４１ａの大きさの関係は、図２と同じだが、混合気流路１５０に対する、水蒸気流路１３１と空気流路１４１の接続の方向が異なる。図６において、水蒸気吐出部１３１ａにおける水蒸気の吐出方向と、空気吐出部１４１ａにおける空気の吐出方向の間、の角度∠Ｘは鋭角、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部における混合気の進行方向と、水蒸気の吐出方向の、間の角度∠Ｙは鈍角、混合気の進行方向と、空気の吐出方向の、間の角度∠Ｚは約１８０°になっている。従って、水蒸気と空気の間の角度∠Ｘは、水蒸気と混合気の間の角度∠Ｙ、および、空気と混合気の間の角度∠Ｚよりも小さいため、水蒸気流路１３１、および、空気流路１４１は、混合気流路１５０に沿って接続していると言え、水蒸気と空気が対向しない。そのため、水蒸気が空気流路１４１に入り込んだり、逆に空気が水蒸気流路１３１に入り込んだりして、流路が高圧になったりせずに、所望の流量の水蒸気と空気で生成した混合気が吹出し部３００に向かって、安全に、滞りなく流れることができる。
【００５３】
図７は、本発明の第六の実施の形態にかかるミスト装置の、水蒸気生成装置１０４と、送風装置１０８の下流を拡大して例示した模式図である。この図を用いて、水蒸気と空気の混合の仕方と、混合気の流れ方について、説明する。
【００５４】
図７において、水蒸気流路１３１と、空気流路１４１と、混合気流路１５０の、流路の太さの関係と、水蒸気吐出部１３１ａと、空気吐出部１４１ａの大きさの関係は、図２と同じだが、水蒸気吐出部１３１ａにおける水蒸気の吐出方向と、空気吐出部１４１ａにおける空気の吐出方向の間、の角度∠Ｘと、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部における混合気の進行方向と、水蒸気の吐出方向の、間の角度∠Ｙと、混合気の進行方向と、空気の吐出方向の、間の角度∠Ｚの、全ての角度が鈍角になっている点が異なる。図７において、全ての角度は鈍角だが、水蒸気と空気の間の角度∠Ｘは、水蒸気と混合気の間の角度∠Ｙよりも小さく、且つ、空気と混合気の間の角度∠Ｚよりも小さい。これにより、水蒸気流路１３１、および、空気流路１４１は、混合気流路１５０に沿って接続していると言え、水蒸気と空気が対向しない。そのため、水蒸気が空気流路１４１に入り込んだり、逆に空気が水蒸気流路１３１に入り込んだりして、流路が高圧になったりせずに、所望の流量の水蒸気と空気で生成した混合気が吹出し部３００に向かって、安全に、滞りなく流れることができる。
【００５５】
図８は、本発明の第七の実施の形態にかかるミスト装置の、水蒸気生成装置１０４と、送風装置１０８の下流を拡大して例示した模式図である。この図を用いて、水蒸気と空気の混合の仕方と、混合気の流れ方について、説明する。
【００５６】
図８において、水蒸気流路１３１と、空気流路１４１と、混合気流路１５０の、流路の太さの関係は、図３と同じだが、水蒸気流路１３１に設けた仕切り１３２が、空気流路１５０の方向に、緩やかに傾斜し、水蒸気流路１３１が徐々に細くなっている点が異なる。また、仕切り１３２によって、水蒸気流路１３１だけでなく、空気流路１４１の断面積も小さくなっている。さらに、空気吐出部１４１ａにおける、空気の吐出方向も変化する。図８において、水蒸気吐出部１３１ａ、および、水蒸気流路最狭部１３１ｂは、仕切り１３２部分の下流（図中のＡ−Ａ断面）であり、空気吐出部１４１ａ、および、空気流路最狭部１４１ｂも、仕切り１３２部分の下流（図中のＢ−Ｂ断面）となる。混合気流路最狭部１５０の断面積は、水蒸気流路最狭部１３１ｂ、および、空気流路最狭部１４１ｂの断面積よりも大きく、水蒸気吐出部１３１ａの断面積は空気吐出部１４１ａの断面積よりも小さい。これにより、空気と水蒸気は、滞ることなく、安全に均一に混合され、さらに、下流の混合気流路１５０で詰まることなく、ミスト空間２００へ押し出すことができる。また、仕切り１３２の上流では、水蒸気流路１３１と空気流路１４１はほぼ直角に進行しているが、仕切り１３２によって、空気吐出部１４１ａが傾斜し、空気の吐出方向が変わるので、水蒸気の吐出方向と、空気の吐出方向の、間の角度∠Ｘは鋭角になり、水蒸気と混合気の間の角度∠Ｙ（≒１８０°）、および、空気と混合気の間の角度∠Ｚ（＝鈍角）よりも小さくなる。これにより、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部において、水蒸気と空気が対向しない。そのため、水蒸気が空気流路１４１に入り込んだり、逆に空気が水蒸気流路１３１に入り込んだりして、流路が高圧になったりせずに、所望の流量の水蒸気と空気で生成した混合気が吹出し部３００に向かって、安全に、滞りなく流れることができる。
【００５７】
図９は、本発明の第八の実施の形態にかかるミスト装置の、水蒸気生成装置１０４と、送風装置１０８の下流を拡大して例示した模式図である。この図を用いて、水蒸気と空気の混合の仕方と、混合気の流れ方について、説明する。
【００５８】
図９において、水蒸気流路１３１と、空気流路１４１は同じ太さで、且つ、対向して進行しているが、混合気流路１５０の上流に、仕切り１３２を設けることで、水蒸気吐出部１３１ａと空気吐出部１４１ａの断面積の大きさと、水蒸気と空気の吐出方向を変えている。図９において、混合気流路１５０の上流の流路に、仕切り１３２を、水蒸気流路１３１のほうが、空気流路１４１よりも細くなるように設けることで、水蒸気吐出部１３１ａのほうが、空気吐出部１４１ａよりも断面積を小さくでき、水蒸気の流速を速められ、空気の流速との差を小さくできるので、水蒸気と空気が安全に、均一に混合しやすくなる。また、仕切り１３２で水蒸気流路１３１と空気流路１４１を細くすることで、水蒸気流路最狭部１３１ｂと空気流路最狭部１４１ｂの断面積を、混合気流路最狭部１５０ｂの断面積よりも小さくできるので、混合気を混合気流路１５０で詰まることなく、ミスト空間２００へ押し出すことができる。さらに、仕切り１３２より上流では、対向して流れている水蒸気と空気は、仕切り１３２にぶつかることで両者とも、混合気流路１５０に向かって、流れの方向を変える。これにより、水蒸気と空気は、同一面から、同一方向に向かって吐出する。すなわち、水蒸気吐出部１３１ａと、空気吐出部１４１ａは、同一平面状にあり、且つ、水蒸気吐出部１３１ａにおける水蒸気の吐出方向と、空気吐出部１４１ａにおける空気の吐出方向の、間の角度∠Ｘはほぼ０°となる。これにより、水蒸気流路１３１と空気流路１４１は、混合気流路１５０に沿って接続されていると言え、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部において、水蒸気と空気が対向しない。そのため、水蒸気が空気流路１４１に入り込んだり、逆に空気が水蒸気流路１３１に入り込んだりして、流路が高圧になったりせずに、所望の流量の水蒸気と空気で生成した混合気が吹出し部３００に向かって、安全に、滞りなく流れることができる。
【００５９】
図１０は、本発明の第九の実施の形態にかかるミスト装置の水蒸気生成装置１０４と、送風装置１０８の下流を拡大して例示した模式図である。この図を用いて、水蒸気と空気の混合の仕方と、混合気の流れ方について、説明する。
【００６０】
図１０において、水蒸気流路１３１の一部は、空気流路１４１の内部にあり、水蒸気は、空気流路１４１内部の水蒸気流路１３１から、混合気流路１５０に吐出され、空気は、空気流路１４１内部で水蒸気流路１３１以外の流路を流れ、混合気流路１５０に吐出される。図１０において、水蒸気流路最狭部１３１ｂは、空気流路１４１内部の水蒸気流路１３１であり、空気流路最狭部１４１ｂは、水蒸気流路１３１が内部に設けられている流路における、水蒸気流路１３１以外の流路となる。混合気流路最狭部１５０ｂの断面積は、水蒸気流路最狭部１３１ｂ、および、空気流路最狭部１４１ｂの断面積よりも大きい。また、空気流路１４１内部の水蒸気流路最狭部１３１ｂの断面積が、空気流路最狭部１４１ｂの断面積よりも小さくなるように、空気流路１４１を設けることで、水蒸気吐出部１３１ａの断面積が、空気吐出部１４１ａの断面積よりも小さくなる。これにより、空気と水蒸気は、滞ることなく、安全に均一に混合され、さらに、下流の混合気流路１５０で詰まることなく、ミスト空間２００へ押し出すことができる。さらに、この形態では、水蒸気吐出部１３１ａと、空気吐出部１４１ａは、同一平面状にあるため、水蒸気吐出部１３１ａにおける水蒸気の吐出方向と、空気吐出部１４１ａにおける空気の吐出方向の、間の角度∠Ｘはほぼ０°となる。これにより、水蒸気流路１３１と空気流路１４１は、混合気流路１５０に沿って接続されていると言え、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部において、水蒸気と空気が対向しない。そのため、水蒸気が空気流路１４１に入り込んだり、逆に空気が水蒸気流路１３１に入り込んだりして、流路が高圧になったりせずに、所望の流量の水蒸気と空気で生成した混合気が吹出し部３００に向かって、安全に、滞りなく流れることができる。
【００６１】
図１１は、本発明の第十の実施の形態にかかるミスト装置を例示する模式図である。この図を用いてミスト装置のミスト生成方法を説明する。
図１１において、空気流路１４１の途上に、空気加熱装置１６０を設けている点が、図１と異なる。空気流路１４１の途上に、空気加熱装置１６０を設けることで、水蒸気と混合する空気の温度を高くすることができる。水蒸気と混合する空気の温度が高い場合、空気と混合したときに、凝縮して液滴となる水蒸気の量が少ないため、混合気が白濁しにくい。従って、ミスト空間２００も白濁しにくいため、使用者がミスト空間２００に入浴したときに、視界が良好で、快適な入浴感を得ることができる。以下に詳細を説明する。
【００６２】
温度が低いほど、水蒸気の飽和蒸気圧は低くなる。水蒸気とその他の気体が共存している場合、水蒸気の割合と全体の圧力から決まる水蒸気の分圧が、水蒸気の飽和蒸気圧を超えていると、その余剰分の水蒸気は凝縮し、液体の水となる。液体になった水のうち、一部は水として流れるが、一部は液滴となり、空中に浮遊する。空中に浮遊する液滴の量が多いと、白い「もや」のように見える。また、このような「もや」に満たされた空間に入ると、視界が良好でなくなる。
【００６３】
高温の水蒸気に低温の空気を混合した場合、混合気中の水蒸気の割合は低くなる、同時に混合気の温度が水蒸気の温度よりも低くなるため、水蒸気の一部は凝縮し、空中に浮遊する。例えば、１００℃の水蒸気と、２５℃、相対湿度６０％ＲＨの空気を、１：２（体積比）で混合した場合、混合気の温度は６８℃、相対湿度は１００％ＲＨとなり、混合した水蒸気の５．４％が凝縮する。１００℃の水蒸気と、２５℃、６０％ＲＨの空気を、１：３．３（体積比）で混合した場合は、混合気の温度は６０℃、相対湿度は１００％ＲＨとなり、混合した水蒸気の７．２％が凝縮する。すなわち、吹出し部３００から吹出される混合気の温度を低くするため、空気の混合量を増やせば増やすほど、凝縮する水蒸気の割合は多くなり、液滴が増えていく。しかし、混合する空気を一旦加熱してから、水蒸気と混合すると、混合気の温度を高く保ったまま、水蒸気の割合を低くできるため、水蒸気の凝縮を抑制できる。例えば、混合気の温度を６０℃にするために必要な、２５℃、６０％ＲＨの空気の量は水蒸気の３．３倍だが、２５℃、６０％ＲＨの空気を５５℃まで一旦加熱してから、１００℃の水蒸気と混合すると、水蒸気の６．７倍（体積比）と、低温の空気の場合よりも多く混合しても、混合気の温度は同じ６０℃になる。また、混合気の相対湿度は、６３％ＲＨとなり、水蒸気は凝縮しない。さらに、このような、凝縮した水を含まない、相対湿度の比較的低い混合気を、例えば３７℃に温度制御したミスト空間２００に供給すると、混合気中の水蒸気の割合が３７℃の飽和蒸気圧を超えているため、ミスト空間２００の相対湿度は、狙いの１００％ＲＨとなる。また、混合気中の水蒸気の一部は凝縮するが、凝縮した水のうちの一部は水として流れ出るため、ミスト空間２００内で空中に浮遊する液滴の量は非常に少なくなる。そのため、空間は白濁せず、使用者がミスト空間２００に入浴しても、視界を良好に保つことができるため、快適な入浴感を提供することができる。
【００６４】
しかし、空気流路１４１の途上に空気加熱装置１６０を設けて、空気を一旦加熱してから水蒸気と混合すると、混合気を安全な温度まで低下させるためには、前述のように、空気を加熱しない場合よりも、さらに多くの空気を、水蒸気に混合しなければならない。すなわち、混合気流路１５０に対して、空気吐出部１４１ａから吐出される空気の量は、水蒸気吐出部１３１ａから吐出される水蒸気の量よりも、非常に大流量となる。このとき、水蒸気吐出部１３１ａのほうが、空気吐出部１４１ａよりも断面積が小さいと、水蒸気の流速は速められ、空気の流速との差が小さくなるため、混合気流路１５０において、水蒸気と空気が、安全に、均一に混合しやすくなる。
【００６５】
また、水蒸気流路１３１と空気流路１４１が、混合気流路１５０に沿って接続されているため、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部において、水蒸気と混合気が対向しない。これにより、空気吐出部１４１ａから吐出された空気が大流量でも、空気の流れで水蒸気吐出部１３１ａが塞がれたり、空気に水蒸気が押されて、混合気流路１５０に吐出しにくくなったり、空気が水蒸気流路１３１に入り込んだりして、水蒸気流路１３１や水蒸気生成装置１０４が、高圧になったり、水蒸気が逆流したりせず、混合気が吹出し部３００に向かって、安全に、滞りなく、流れることができる。
【００６６】
また、空気加熱装置１６０で空気を加熱するエネルギーは、図示しない、加熱空気温度検知部で、加熱後の空気の温度を検知して、加熱空気の温度を所望の温度に保持するようにしてもよいし、ミスト空間温度検知部１２２で検知したミスト空間２００の検知結果や吹出し部温度検知部１２０で検知した吹出し部の検知結果、また、図示しない、ミスト空間２００の湿度を検知する湿度検知部による検知結果、を用いて制御してもよいが、ミスト空間２００の温度は、水蒸気生成装置１０４で生成する水蒸気の流量と、空気加熱装置１６０で空気を加熱するエネルギーの合計で制御される。すなわち、水蒸気生成装置１０４で生成された水蒸気と、空気加熱装置１６０で加熱された空気の双方が、下流の流路などで詰まったり、引き込まれたりせず、ミスト空間２００に供給されなければならない。混合気流路最狭部１５０ｂの断面積が、水蒸気流路最狭部１３１ｂと空気流路最狭部１４１ｂの断面積よりも大きく、水蒸気吐出部１３１ａの断面積が、空気吐出部１４１ａの断面積よりも小さく、水蒸気流路１３１と空気流路１４１が混合気流路１５０に沿って、接続されていることで、水蒸気と空気は所望の流量で混合でき、ミスト空間２００に供給されるので、ミスト空間２００を所望の温度に保持することができる。
【００６７】
図１１において、空気加熱装置１６０は空気流路１４１の途上に設けたが、空気吸込み流路１４０の途上に設けてもよい。
【００６８】
図１２は、本発明の第十一の実施の形態にかかるミスト装置を例示する模式図である。この図を用いてミスト装置のミスト生成方法を説明する。
図１２において、水蒸気流路１３１の途上に、水蒸気加熱装置１７０を設けている点が、図１と異なる。水蒸気流路１３１の途上に、水蒸気加熱装置１７０を設けることで、空気と混合する水蒸気の温度を高くすることができる。空気と混合する水蒸気の温度が高い場合、空気と混合したときに、凝縮して液滴となる水蒸気の量が少ないため、混合気が白濁しにくい。従って、ミスト空間２００も白濁しにくいため、使用者がミスト空間２００に入浴したときに、視界が良好で、快適な入浴感を得ることができる。以下に詳細を説明する。
【００６９】
１００℃程度の水蒸気に低温の空気を混合した場合、水蒸気の一部は凝縮し、空中に浮遊する。しかし、混合する水蒸気を一旦加熱してから、空気と混合すると、混合気の温度を高く保ったまま、水蒸気の割合を低くできるため、水蒸気の凝縮を抑制できる。１００℃の水蒸気に、２５℃、６０％ＲＨの空気を３．３倍（体積比）混合すると、混合気の温度は６０℃、相対湿度は１００％ＲＨ、混合した水蒸気の７．２％が凝縮するが、３５０℃の水蒸気に、水蒸気の４．１倍（体積比）の２５℃、６０％ＲＨの空気を混合しても、混合気の温度は同じ６０℃になる。また、混合気の相対湿度は、６１％ＲＨとなり、水蒸気は凝縮しない。さらに、このような混合気をミスト空間２００に供給すると、ミスト空間２００を狙いの温度と湿度に保ちながら、空間は白濁しないため、使用者がミスト空間２００に入浴したときに、快適な入浴感を得ることができる。
【００７０】
しかし、水蒸気流路１３１の途上に水蒸気加熱装置を設けて、水蒸気を一旦加熱してから空気と混合すると、水蒸気の温度が１００℃以上と、非常に高温になるため、混合気を安全な温度まで低下させるためには、多量の空気を必要とする。すなわち、混合気流路１５０に対して、空気吐出部１４１ａから吐出される空気の量は、水蒸気吐出部１３１ａから吐出される水蒸気の量よりも、大流量となる。また、水蒸気が非常に高温なため、空気との混合が不均一で、混合気中に温度分布ができた場合、混合気中の高温部に、使用者が接触すると火傷をするなどの恐れがあるため、水蒸気と空気を均一に混合しなければならない。このとき、水蒸気吐出部１３１ａのほうが、空気吐出部１４１ａよりも断面積が小さいと、水蒸気の流速は速められ、空気の流速との差が小さくなるため、混合気流路１５０において、水蒸気と空気が、安全に、均一に混合しやすくなる。
【００７１】
また、水蒸気流路１３１と空気流路１４１が、混合気流路１５０に沿って接続されているため、混合気流路１５０の水蒸気と空気の合流部において、水蒸気と混合気が対向しない。これにより、空気吐出部１４１ａから吐出された空気が大流量でも、空気の流れで水蒸気吐出部１３１ａが塞がれたり、空気に水蒸気が押されて、混合気流路１５０に吐出しにくくなったり、空気が水蒸気流路１３１に入り込んだりして、水蒸気流路１３１や水蒸気生成装置１０４が、高圧になったり、水蒸気が逆流したりせず、混合気が吹出し部３００に向かって、安全に、滞りなく、流れることができる。
【００７２】
また、水蒸気加熱装置１７０で水蒸気を加熱するエネルギーは、図示しない、水蒸気温度検知部で、加熱後の水蒸気の温度を検知して、水蒸気の温度を所望の温度に保持するようにしてもよいし、ミスト空間温度検知部１２２で検知したミスト空間２００の検知結果や吹出し部温度検知部１２０で検知した吹出し部の検知結果、また、図示しない、ミスト空間２００の湿度を検知する湿度検知部による検知結果、を用いて制御してもよいが、ミスト空間２００の温度は、水蒸気生成装置１０４で生成する水蒸気の流量と、水蒸気加熱装置１０４で空気を加熱するエネルギーの合計で制御される。すなわち、水蒸気生成装置１０４で生成された水蒸気が、下流の流路などで詰まったり、引き込まれたりせず、ミスト空間２００に供給されなければならない。混合気流路最狭部１５０の断面積が、水蒸気流路最狭部１３１ｂと空気流路最狭部１４１ｂの断面積よりも大きく、水蒸気吐出部１３１ａの断面積が、空気吐出部１４１ａの断面積よりも小さく、水蒸気流路１３１と空気流路１４１が混合気流路１５０に沿って、接続されていることで、所望の流量の水蒸気と空気を混合でき、ミスト空間２００に供給されるので、ミスト空間２００を所望の温度に保持することができる。
【００７３】
ミスト空間２００は、ミスト入浴のための専用空間だけでなく、例えば、浴室やシャワーブースなどでもよく、また、ミスト空間２００には浴槽２０２や水栓装置２０４などが適宜設けられている。そして、使用者は水蒸気によって温められたミスト空間２００でミスト入浴し、高い温熱感を得ることができる。
【００７４】
図１〜１２に示した実施の形態では、送風装置１０８によってミスト生成部１００に供給する空気を、ミスト空間２００内の空気としたが、ミスト空間２００以外の空気を供給してもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１００…ミスト生成部
１０２…給水装置
１０４…水蒸気生成装置
１０８…送風装置
１１４…制御部
１２２…ミスト空間温度検知部
１２４…吹出し部温度検知部
１３０…水流路
１３１…水蒸気流路
１３１ａ…水蒸気吐出部
１３１ｂ…水蒸気流路最狭部
１３２…仕切り
１４０…空気吸込み流路
１４１…空気流路
１４１ａ        …空気吐出部
１４１ｂ…空気流路最狭部
１５０…混合気流路
１５０ｂ…混合気流路最狭部
１６０…空気加熱装置
１７０…水蒸気加熱装置
２００…ミスト空間
３００…吹出し部
４００…吸込み部
【図１】
2010184062.tif 000003
【図２】
2010184062.tif 000004
【図３】
2010184062.tif 000005
【図４】
2010184062.tif 000006
【図５】
2010184062.tif 000007
【図６】
2010184062.tif 000008
【図７】
2010184062.tif 000009
【図８】
2010184062.tif 000010
【図９】
2010184062.tif 000011
【図１０】
2010184062.tif 000012
【図１１】
2010184062.tif 000013
【図１２】
2010184062.tif 000014