(57)【要約】【課題】沸騰タンクの液体が給液タンクに逆流することなく、沸騰タンクの液位を一定に維持するスチーム噴霧装置を提供する。【解決手段】液体Ｗを貯留する給液タンク１０と、噴霧ノズル２１を有する沸騰タンク２０と、給液タンク１０と沸騰タンク２０とを連通する給液路３０と、を備え、沸騰タンク２０で消費された液体Ｗの体積分が、給液タンク１０から給液されるスチーム噴霧装置１であって、給液タンク１０と沸騰タンク２０とは、噴霧ノズル２１以外は密閉された構造であり、沸騰タンク２０で沸騰により発生したスチームＳを、給液路３０に取り込む回収路４０を備える。【選択図】図３
2018153465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留する給液タンクと、
噴霧ノズルを有する沸騰タンクと、
前記給液タンクと前記沸騰タンクとを連通する給液路と、を備え、
前記沸騰タンクで消費された液体の体積分が、前記給液タンクから給液されるスチーム噴霧装置であって、
前記給液タンクと前記沸騰タンクとは、噴霧ノズル以外が密閉された構造であり、
前記沸騰タンクで沸騰により発生したスチームを、前記給液路に取り込む回収路を備える
ことを特徴とするスチーム噴霧装置。
【請求項２】
前記沸騰タンクは、前記回収路と前記給液路との間に形成される気液界面の位置により、液位がコントロールされる
ことを特徴とする特徴とする請求項１に記載のスチーム噴霧装置。
【請求項３】
前記給液路は、前記給液タンクと前記沸騰タンクとの間にサブタンクが設けられ、
前記サブタンクは、前記回収路に接続される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスチーム噴霧装置。
【請求項４】
前記回収路は、回収したスチームを冷却する冷却室が設けられる
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のスチーム噴霧装置。
【請求項５】
前記冷却室は、スチームを排気する排気弁が設けられ、
前記排気弁は、前記給液タンクの着脱に連動して開放される
ことを特徴とする請求項４に記載のスチーム噴霧装置。
【請求項６】
前記冷却室は、外部に放熱板が設けられる
ことを特徴とする請求項４に記載のスチーム噴霧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を沸騰させてスチームを噴霧するスチーム噴霧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水などの液体をヒータで加熱して沸騰させ、スチーム（蒸気）を発生させて、使用者の顔などの皮膚に向けて放出又は噴霧することで、肌に潤いを与える美容機器（スチーム噴霧装置）が知られている（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
従来のスチーム噴霧装置（例えば、特許文献１の段落０００２,０００４参照。）では、給液タンクの下端で沸騰タンクの水位が決まり、沸騰により水位が下がると、外気から空気が給液タンクに取り込まれ、その体積分だけ給液タンクから水が排出（供給）されるような構造になっていた。
【０００４】
この場合、沸騰タンクの内部圧力が高くなると、沸騰タンクから給液タンクへ液体が逆流することがあり、特許文献１に記載のスチーム噴霧装置では、給液路に逆止弁を設けることで液体の逆流を防止していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０３９３９９号公報
【特許文献２】特開昭６３−００５７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１にみられる、給液路に逆止弁を設けるものでは、逆止弁はオン又はオフの動作をするため、沸騰タンクの液位は、２位置での変化となり、一定ではなくなるため、スチームの噴霧量も変化することがあった。
【０００７】
そこで、本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであり、沸騰タンクの液体が給液タンクに逆流することなく、沸騰タンクの液位を一定に維持するスチーム噴霧装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明に係る一つの態様は、液体を貯留する給液タンクと、噴霧ノズルを有する沸騰タンクと、前記給液タンクと前記沸騰タンクとを連通する給液路と、を備え、前記沸騰タンクで消費された液体の体積分が、前記給液タンクから給液されるスチーム噴霧装置であって、前記給液タンクと前記沸騰タンクとは、噴霧ノズル以外は密閉された構造であり、前記沸騰タンクで沸騰により発生したスチームを、前記給液路に取り込む回収路を備える。
（２）上記（１）の態様において、前記沸騰タンクは、前記回収路と前記給液路との間に形成される気液界面の位置により、液位がコントロールされてもよい。
（３）上記（１）又は（２）の態様において、前記給液路は、前記給液タンクと前記沸騰タンクとの間にサブタンクが設けられ、前記サブタンクは、前記回収路に接続されてもよい。
（４）上記（１）から（３）までのいずれか１つの態様において、前記回収路は、回収したスチームを冷却する冷却室が設けられてもよい。
（５）上記（４）の態様において、前記冷却室は、スチームを排気する排気弁が設けられ、前記排気弁は、前記給液タンクの着脱に連動して開放されてもよい。
（６）上記（４）の態様において、前記冷却室は、外部に放熱板が設けられてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、沸騰タンクの液体が給液タンクに逆流することなく、沸騰タンクの液位を一定に維持するスチーム噴霧装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るスチーム噴霧装置の正面側斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るスチーム噴霧装置の背面側斜視図である。
【図３】スチーム噴霧装置の液体及びスチームの流れを説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書の実施形態においては、全体を通じて、同一の部材には同一の符号を付している。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係るスチーム噴霧装置１の正面側斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係るスチーム噴霧装置１の背面側斜視図である。
スチーム噴霧装置１は、液体Ｗを蒸気化してスチームＳを噴霧する美容機器（美顔器）として用いられるものであり、テスラー、クリーナーなど各種美容器具を収納可能な筐体１００で覆われて形成されている。ただし、スチーム噴霧装置１の用途は、これに限られず、加湿器などとして用いてもよい。
【００１３】
この筐体１００は、上蓋１０１の裏側に、ミラーＭを備えており、上蓋１０１を開いた状態でミラーＭの下方両側に、後述する噴霧ノズル２１を備えている。また、これらの噴霧ノズル２１の間に、１００Ｗ程度の赤外線ヒータＩＲを備えており、赤外線ヒータＩＲの前方に、すなわち筐体１００の略中央部に、後述する給液タンク１０を収納している（図１参照）。なお、筐体１００の正面側上面には、各種操作スイッチが備えられている。
【００１４】
一方、筐体１００の背面側には、複数の開口１０３が形成されており、筐体１００内の空気を換気又は排気することができる（図２参照）。
【００１５】
図３は、スチーム噴霧装置１の液体Ｗ及びスチームＳの流れを説明する概略図である。
図３に示されるスチーム噴霧装置１は、給液タンク１０と、沸騰タンク２０と、給液タンク１０と沸騰タンク２０とを連通する給液路３０と、を備えている。
【００１６】
ただし、図３は、概略図であるため、実際には、給液タンク１０の下方に、沸騰タンク２０を、この沸騰タンク２０に隣接する位置に、サブタンク５０を、沸騰タンク２０の斜め上面に、冷却室６０を、を備えており、それらが給液路３０及び後述する回収路４０でそれぞれ接続されている。
【００１７】
給液タンク１０は、沸騰タンク２０に水などの液体Ｗを給液するものであり、噴霧すべき液体Ｗを貯留する空間と、給液口１１を閉止する給液弁１２とを有している。この給液タンク１０の容量は、３００ｃｃ程度である。なお、図３では図示されていないが、給液タンク１０は、液体Ｗを補給するために、取外し可能なキャップが設けられており、このキャップに給液口１１及び給液弁１２が形成されている。また、液体Ｗ中のカルシウム成分などの不純物を除去するイオン交換樹脂を充填したカートリッジが、着脱可能に取付けられてもよい。
【００１８】
この給液タンク１０は、スチーム噴霧装置１に対して着脱可能に装着されており、スチーム噴霧装置１に装着されることで、給液路３０に接続される。この給液タンク１０は、スチーム噴霧装置１に装着されると、給液弁１２が給液口１１を開放する開放状態となり、給液タンク１０内の液体Ｗが給液口１１から排出されるが、このとき、給液タンク１０内が真空にならないように空気を吸込むようになっている。
【００１９】
沸騰タンク２０は、噴霧すべき液体Ｗを、一時貯留する空間を有し、ヒータ２２などの加熱手段により、貯留した液体Ｗを沸騰させるものであり、液体Ｗを加熱してスチームＳ（水蒸気）を発生させる。また、沸騰タンク２０は、発生させたスチームＳを、外部に放出する噴霧ノズル２１を有している。この沸騰タンク２０の容量は、２０ｃｃ程度であり、設定する液位により貯留量は変化する。
【００２０】
噴霧ノズル２１は、沸騰タンク２０に接続されたダクトの末端に取付けられており、先端に直径１ｍｍから２ｍｍ程度のノズル孔が形成されている。本実施形態では、ノズル孔の直径は、２ｍｍである。
【００２１】
また、噴霧ノズル２１は、噴霧方向が上下に変化するように回動可能に形成されており、図示されないモータやギアなどを用いて、自動的に回動される。ただし、回動動作を自動でなく手動により調整できるように構成してもよく、手動と自動とを併用できるように構成してもよい。
【００２２】
ヒータ２２は、交流又は直流の電気を流すことで、所定の温度で発熱する、５００Ｗ程度の電熱ヒータであり、沸騰タンク２０内の液体Ｗを加熱する。なお、沸騰タンク２０の液位を検知することで、ヒータ２２の空焚きを防止するように、ヒータ２２への給電を制御してもよい。
【００２３】
給液路３０は、給液タンク１０と沸騰タンク２０とを連通するものであり、給液タンク１０と沸騰タンク２０とは、噴霧ノズル２１以外が外気と接触しない密閉された構造となっている。なお、給液路３０は、第１給液路３１、第２給液路３２及び第３給液路３３を有するが、詳細は後述する。
【００２４】
ところで、このようなスチーム噴霧装置１では、沸騰タンク２０内で液体Ｗが沸騰してスチーム化又は気化すると、沸騰タンク２０内の液体Ｗは、減少（消費）されて液位が下がるため、消費された液体Ｗの体積分は、給液タンク１０から給液路３０を介して沸騰タンク２０に給液される。
【００２５】
このとき、沸騰タンク２０内に充満したスチームＳにより、沸騰タンク２０内の圧力が上昇する。そこで、本実施形態では、沸騰タンク２０に、スチームＳの一部を給液路３０に回収する回収路４０が接続されている。この回収路４０は、第１回収路４１、第２回収路４２及び第３回収路４３を有するが、詳細は後述する。
【００２６】
ここで、液体Ｗの給液フロー及びスチームＳの回収フローについて詳細に説明すると、給液路３０は、給液タンク１０と沸騰タンク２０との間にサブタンク５０が設けられている。一方、回収路４０は、沸騰タンク２０と、サブタンク５０と、給液路３０とに接続されている。
【００２７】
サブタンク５０は、沸騰タンク２０の底側に接続された第３給液路３３が底側に接続され、沸騰タンク２０の上方に接続された第１回収路４１が上方に接続されている。さらに、サブタンク５０は、底側に第２給液路３２が接続されており、上方に第２回収路４２が接続されている。このサブタンク５０は、第３給液路３３などと比較して、十分大きな空間を有し、液体Ｗを一時滞留させ通過させるものである。
【００２８】
また、サブタンク５０は、内部に分離壁５１を有しており、この分離壁５１は、第１回収路４１から回収したスチームＳを下方に導くとともに、液面付近に設けられた筒状部から上方に導くような構造となっており、第２回収路４２と第１回収路４１とを分離するとともに、スチームＳのうち、液滴状など質量の大きなものを、サブタンク５０の液面に接触させて液化させ、気体状のものと分離する。
【００２９】
サブタンク５０は、上述のような構成により、回収路４０の第１回収路４１から回収したスチームＳの一部、及び、第３給液路３３内の液体Ｗと沸騰タンク２０内の沸騰液Ｂとの温度差による自然対流により、第２給液路３２から給液された液体Ｗを予熱可能としている。
【００３０】
そして、分離壁５１を通過したスチームＳは、第２回収路４２から冷却室６０へと更に回収される。この冷却室６０は、回収したスチームＳを冷却するものであり、第２回収路４２及び第３回収路４３が接続されており、第２回収路４２などと比較して、十分大きな空間を有している。
【００３１】
また、冷却室６０は、スチームＳを排気する排気弁６１が設けられている。この排気弁６１は、スチーム噴霧装置１の通常使用時など給液タンク１０が装着されているときは、閉止された状態であり、スチーム噴霧装置１の非使用時など給液タンク１０が取外されたときは、開放状態となるものである。つまり、排気弁６１は、スチーム噴霧装置１に対する給液タンク１０の着脱に連動して開放される。
【００３２】
冷却室６０でスチームＳが冷却されると、一部が液化又は結露して液体Ｗに戻り、第３回収路４３から第２給液路３２などに流れる。ここで、給液路３０及び回収路４０は、噴霧ノズル２１以外は密閉された構造であるため、冷却室６０内の空気は、沸騰タンク２０内の圧力よりは低下するものの、所定の圧力を維持している。
【００３３】
そのため、回収路４０の第３回収路４３内の空気と、給液路３０（第１給液路３１から第２給液路３２への移行部）内の液体Ｗとの間に気液界面Ｆが形成される。そして、この気液界面Ｆの位置により、沸騰タンク２０の液位が定まることになる。すなわち、この気液界面Ｆの位置が、液位決定部となるもので、この液位決定部の位置（高さ）を変更することで、沸騰タンク２０の液位を適宜設定することができる。
【００３４】
また、給液タンク１０から液体Ｗが排出（給液）されることで、給液タンク１０内が真空にならないように吸込む空気は、この第３回収路４３から取り込まれることになる。
【００３５】
なお、スチーム噴霧装置１の、上述した沸騰タンク２０、給液路３０、回収路４０、サブタンク５０、冷却室６０などは、１００℃以上の耐熱性を有するＰＰＳなどのプラスチック樹脂、シリコン樹脂で形成されている。
【００３６】
ここで、スチーム噴霧装置１の使用・運転方法について説明する。
まず、給液タンク１０に液体Ｗを注入して、スチーム噴霧装置１の所定位置に装着する。給液タンク１０が装着されると、給液弁１２が開放状態となり、液体Ｗが、給液口１１から第１給液路３１、第２給液路３２、サブタンク５０、第３給液路３３の順に通過し、沸騰タンク２０に給液される。そして、沸騰タンク２０に所定の液位まで液体Ｗが貯留されると、給液タンク１０からの給液が止まる。
【００３７】
その後、加熱開始ボタンなどをオンにすることで、ヒータ２２で液体Ｗが加熱され、液体Ｗの沸点まで加熱すると、沸騰液Ｂとなり、スチームＳが生成される。スチームＳが生成され続けることで、沸騰タンク２０の内部圧力は、徐々に上昇する。
【００３８】
沸騰タンク２０の内部圧力が高まると、生成されたスチームＳは噴霧ノズル２１から噴霧される。このとき、生成されたスチームＳの一部は、第１回収路４１から、サブタンク５０（分離壁５１）に回収される。サブタンク５０に回収されたスチームＳは、液体Ｗの液面に接触することで、液体Ｗを加熱し、逆にスチームＳは熱を奪われ、温度が低下していく。
【００３９】
また、スチームＳが生成される続けることで、沸騰タンク２０内の液体Ｗが消費され、消費された分の液体Ｗは、給液タンク１０から順次給液されてくるが、サブタンク５０を通過することで、液体Ｗはある程度昇温されて、沸騰タンク２０に給液されるため、沸騰タンク２０の沸騰液Ｂの温度が、急激に低下することがない。
【００４０】
サブタンク５０を通過したスチームＳは、第２回収路４２を介して、冷却室６０に回収される。スチームＳが冷却室６０に回収され、冷却されると、スチームＳの水成分は液化又は結露化して液体Ｗに戻り、第３回収路４３から第２給液路３２に流れ、空気成分が第１給液路３１を通して、給液タンク１０に回収（供給）される。
【００４１】
スチーム噴霧装置１を所定の時間運転して停止すると、サブタンク５０や冷却室６０は、スチームＳによってある程度内部の温度が上昇している。
【００４２】
スチーム噴霧装置１の運転が終了すると、スチーム噴霧装置１に残留した液体Ｗは、沸騰タンク２０の図示されないドレンから排出され、また、給液タンク１０は、スチーム噴霧装置１から取外される。給液タンク１０が筐体１００から取外されると、冷却室６０の排気弁６１は開放状態となり、残留したスチームＳや温められた空気が、排気弁６１、筐体１００の開口１０３を介して排気される。
【００４３】
そして、再度運転を開始する場合は、最初に戻って、給液タンク１０をスチーム噴霧装置１に装着する作業を繰り返す。
【００４４】
以上説明したとおり、本発明の実施形態に係るスチーム噴霧装置１は、液体Ｗを貯留する給液タンク１０と、噴霧ノズル２１を有する沸騰タンク２０と、給液タンク１０と沸騰タンク２０とを連通する給液路３０と、を備え、沸騰タンク２０で消費された液体Ｗの体積分が、給液タンク１０から給液されるものであって、給液タンク１０と沸騰タンク２０とは、噴霧ノズル２１以外は密閉された構造であり、沸騰タンク２０で沸騰により発生したスチームＳを、給液路３０に取り込む回収路４０を備える。
【００４５】
これにより、回収したスチームＳを空気として、給液タンク１０に取り込むことができるため、液体Ｗを給液タンク１０から沸騰タンク２０に給液するスチーム噴霧装置１であっても、沸騰タンク２０の液位を一定に維持することができるとともに、沸騰タンク２０のスチームＳによる内部圧力を上昇させることができる。そして、沸騰タンク２０内の液体Ｗが逆流することなく、沸騰タンク２０内のスチームＳの圧力を上昇させることができるため、従来のように噴霧ノズル２１のノズル孔を大きくする必要がなく、噴霧ノズル２１は、勢いのあるスチームＳを使用者に向けて噴霧することができる。
【００４６】
さらに、ヒータ２２による液体Ｗの加熱は、沸騰タンク２０内の液体Ｗだけで済むため、常温の液体Ｗを沸騰させるまでの時間を短縮することができる。また、例えば２０分程度、スチーム噴霧装置１を連続運転したとしても、スチームＳの勢いを維持して使用者に向けて噴霧することができる。
【００４７】
実施形態では、沸騰タンク２０は、回収路４０と給液路３０との間に形成される気液界面Ｆの位置により、液位がコントロールされる。これにより、気液界面液位決定部の位置（高さ）を変更することで、沸騰タンク２０の液位を適宜設定することができる。
【００４８】
実施形態では、給液路３０は、給液タンク１０と沸騰タンク２０との間にサブタンク５０が設けられ、サブタンク５０は、回収路４０に接続される。これにより、回収したスチームＳの一部、及び、沸騰タンク２０内の沸騰液Ｂにより、給液路３０中の給液される液体Ｗを予熱することができ、沸騰タンク２０に冷たい液体Ｗが流れ込むのを防止することができ、沸騰タンク２０の温度が低下し、沸騰が弱まるのを防止することができる。
【００４９】
実施形態では、回収路４０は、回収したスチームＳを冷却する冷却室６０が設けられる。これにより、回収したスチームＳの温度を低下させることができ、給液路３０中の液体Ｗには、温度が低下した空気が接触するため、給液路３０中の液体Ｗの温度が所定値以上に上昇するのを防止することができるとともに、給液路３０中の液体Ｗが沸騰状態とならないため、スチーム噴霧装置１を連続運転することができる。
【００５０】
実施形態では、冷却室６０は、スチームＳを排気する排気弁６１が設けられ、排気弁６１は、給液タンク１０の着脱に連動して開放される。これにより、排気弁６１を開放することで、冷却室６０からスチームＳが排気されるとともに、室内に空気を取り込むことができ、冷却室６０の温度を低下させることができる。
【００５１】
また、給液タンク１０の着脱に連動して排気弁６１が開放されるため、給液タンク１０の取替作業の動作に連動して、スチームＳ又は温かい空気を排気することができる。さらに、スチーム噴霧装置１を連続運転した後に、一時休止し、再連続運転を繰り返すような場合でも、スチームＳが充満し高温となった冷却室６０を、短時間で所定の温度まで低下させることができ、再スタートまでの時聞を短縮することができる。
【００５２】
（変形例）
上記実施形態では、排気弁６１は、給液タンク１０の着脱に連動したが、給液タンク１０の液位、スチーム噴霧装置１の運転時間などと連動させてもよい。
【００５３】
上記実施形態では、冷却室６０は、室内を所定の温度まで低下させるために、スチームＳ又は温かい空気を排気する排気弁６１を有したが、これに限らず、冷却室６０の外部に放熱板を設けて、冷却室６０自体の温度を外部に放熱するように構成してもよい。また、排気弁６１と、放熱板とを併用してもよい。
【００５４】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１      スチーム噴霧装置
１０    給液タンク、１１  給液口、１２  給液弁
２０    沸騰タンク、２１  噴霧ノズル、２２  ヒータ
３０    給液路、３１  第１給液路、３２  第２給液路、３３  第３給液路
４０    回収路、４１  第１回収路、４２  第２回収路、４３  第３回収路
５０    サブタンク、５１  分離壁
６０    冷却室、６１  排気弁
１００  筐体、１０１  上蓋、１０３  開口
Ｍ    ミラー、ＩＲ  赤外線ヒータ
Ｗ      液体、Ｓ  スチーム、Ｂ  沸騰液、Ｆ  気液界面
【図１】
2018153465.tif 000003
【図２】
2018153465.tif 000004
【図３】
2018153465.tif 000005