(57)【要約】【課題】急速な昇温降温ができ、十分な風量の温風により、乾いた布タオルで手を拭うときと同等の乾燥感と爽快感を短時間で得ることができる、省エネルギー型の手乾燥機を提供する。【解決手段】空気流発生装置２と発熱ヒーター３とを有し、発熱ヒーターが平板状の基体に抵抗発熱体を設けたもので、基体の熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは１６０Ｗｍ・Ｋ以上である。発熱ヒーターの基体はセラミックス、特に窒化アルミニウム又は窒化珪素が好ましく、更に基体の厚みを５ｍｍ以下とすることが好ましい。ジグザグな空気流路を形成するように、発熱ヒーターを互い違いに複数枚配置することもできる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流発生装置と発熱ヒーターとを有し、空気流を発熱ヒーターに接触させて加熱した温風を吹き出す手乾燥装置であって、該発熱ヒーターが平板状の基体と、該基体に設けた抵抗発熱体とを備え、該基体の熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする手乾燥装置。
【請求項２】
前記発熱ヒーターの基体の熱伝導率が１６０Ｗｍ・Ｋ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の手乾燥装置。
【請求項３】
前記発熱ヒーターの基体がセラミックスであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の手乾燥装置。
【請求項４】
前記発熱ヒーターの基体の材質が、窒化アルミニウム又は窒化珪素であることを特徴とする、請求項３に記載の手乾燥装置。
【請求項５】
前記発熱ヒーターの基体が金属であり、該基体と電気的に絶縁された抵抗発熱体を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の手乾燥装置。
【請求項６】
前記発熱ヒーターの基体の厚みを５ｍｍ以下としたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の手乾燥装置。
【請求項７】
前記発熱ヒーター基体の厚みを１ｍｍ以下としたことを特徴とする、請求項６に記載の手乾燥装置。
【請求項８】
前記発熱ヒーターが、ジグザグな空気流路を形成するように互い違いに複数枚配置されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の手乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水等で濡れた手を、衛生的にしかも迅速に乾燥させるための手乾燥装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トイレあるいは厨房等で濡れた手を乾かすための装置として、手乾燥装置が使用されている。手乾燥装置は、当初、公共施設のトイレ等において多数のタオルを配置するサービスに対し、より安価で手間のかからない代替サービスという形で普及した。
【０００３】
しかし、近年においては、洗浄した手を物に触れさせることなく乾燥させることができるという衛生面が評価され、Ｏ−１５７問題を皮切りに集団中毒に対する処置の一つとして、学校や食堂等の厨房に設置されることが増え、また病院等でも採用されることが多くなってきている。
【０００４】
初期型の手乾燥装置はヘアドライヤを単に大風量化した形態であったが、近年の手乾燥装置は、これを改良したタイプ（以下、温風タイプと言う）と、新たなタイプとして、空気流発生装置により常温の非常に早い空気流を発生させ、その風圧によって手に付着している水滴を吹き飛ばすタイプ（以下、ジェットタイプと言う）の２タイプに分かれて改良が進められている。
【０００５】
しかし、温風タイプの手乾燥装置は、温風が吹き出されるが一般的に風速が弱く、気流の中で手をこすり合わせて付着した水滴を延ばしながら乾燥させる必要があるうえ、布タオルで水気を拭き取った場合と同等の乾燥感を得るまでには数十秒という比較的長い時間を要する。
【０００６】
一方、ジェットタイプの場合は、基本的に温風は用いず、強い気流のみで手に付着している水を吹き飛ばす設計となっている。しかし、大きな水滴は吹き飛ばし易いが、小さな水滴は吹き飛ばされずに手に残るため、やはり布タオルで水気を拭き取った場合と同等の乾燥感はなかなか得られない。
【０００７】
最近では、蓄熱式の温風発生装置を装着したジェットタイプの手乾燥装置もあるが、これは冷風で気化熱を奪われるために手先に生じる冷感を緩和する目的で開発されたものであり、手乾燥に効果があるような温風温度は与えられていない。しかも、蓄熱部の高温を維持するため、手乾燥を行っていないときにも電力を消費しており、省エネルギー上の課題を有する。
【０００８】
また、特開平１１−１１３７９３号公報には、セラミックヒーターを中殻とする加熱部を備え、蓄熱部を持たない手乾燥装置が開示されている。しかし、このような半導性を有するセラミックス自体を発熱させるセラミックスヒーターでは、熱伝導率が低いため均熱性や耐熱衝撃性に劣り、急速な昇温降温ができないため手を乾燥し始めるまでに比較的長い時間を必要としている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−１１３７９３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の一般的な手乾燥装置においては、温風タイプは温風を吹出すが風量が足りず、ジェットタイプは十分な風量であるが温度が低いという状況であった。そのため、いずれの方式でも、手軽に且つ短い所要時間で、乾いた布タオルで水気を拭き取る場合と同等の手の乾燥感・爽快感を得ることはできなかった。
【００１１】
前記特許文献１に記載のようなセラミックスヒーターを備えた手乾燥装置もあるが、ヒーターの熱伝導率が低いため均熱性や耐熱衝撃性に劣り、急速な昇温降温ができなかった。そのため、特に、手乾燥装置の前回の使用時から時間が経過して、空気が流れる流路の温度が例えば室温近くまで冷めている場合、再作動時当初は加熱された空気流の熱が冷めた流路に奪われるため、温風の温度がなかなか上昇せず、手を乾燥し始めるまでに比較的長い時間を要していた。
【００１２】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、急速な昇温降温ができ、十分な風量の温風をオンデマンド式に吹き出して、乾いた布タオルで手を拭うときと同等の乾燥感と爽快感を短時間で得ることができる、省エネルギー型の手乾燥機を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明が提供する手乾燥装置は、空気流発生装置と発熱ヒーターとを有し、空気流を発熱ヒーターに接触させて加熱した温風を吹き出す手乾燥装置であって、該発熱ヒーターが平板状の基体と、該基体に設けた抵抗発熱体とを備え、該基体の熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とし、好ましくは１６０Ｗｍ・Ｋ以上であることを特徴するものである。
【００１４】
上記本発明に係わる手乾燥装置の一形態においては、前記発熱ヒーターの基体がセラミックスであることを特徴とする。前記発熱ヒーターの基体の材質としては、窒化アルミニウム又は窒化珪素が好ましい。
【００１５】
また、上記本発明に係わる手乾燥装置の他の形態においては、前記発熱ヒーターの基体が金属であり、該基体と電気的に絶縁された抵抗発熱体を備えることを特徴とする。
【００１６】
上記本発明に係わる手乾燥装置では、前記発熱ヒーターの基体の厚みを５ｍｍ以下とすることが好ましく、１ｍｍ以下とすることが更に好ましい。また、前記発熱ヒーターが、ジグザグな空気流路を形成するように互い違いに複数枚配置されていることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の手乾燥装置における基本的な構成を図１に示す。この手乾燥装置は、空気流発生装置２を内蔵した手乾燥装置本体１と、発熱ヒーター３とから構成されている。空気流発生装置２としては、通常のジェットタイプに用いられるもので良く、例えば、モーターで回転する羽根を備えたブロワー等を用いることができる。また、発熱ヒーター３は、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である平板状の基体と、この基体に設けた抵抗発熱体とを備えている。尚、図１の装置では空気流発生装置２は発熱ヒーター３よりも空気の流れの下流に位置しているが、両者を逆に配置することもできる。
【００１８】
次に、この図１の手乾燥装置により、手を乾燥させる際の動作について述べる。手乾燥装置本体１の正面上部には手挿入部４が設けてあり、ここに水で濡れた手を挿入する。手挿入部４に手が挿入されると、センサ（図示せず）等によって検知され、空気流発生装置２及び発熱ヒーター３のスイッチがＯＮする。これにより空気流発生装置２が駆動して空気取入口５から空気が流入し、発熱ヒーター３に接触して加熱される。このように、発熱ヒーター３はオンデマンド式に用いられ、予熱が不要である。
【００１９】
その後、この加熱された空気流は空気流発生装置２内を通過し、温風吹出口６から吹き出して、手挿入部６に挿入された水で濡れた手に高速の温風となって吹き付けられる。この十分な風量で且つ高速の温風の吹き出しによって、手に付着している水は吹き飛ばされ、更に手に残った水分も温風により蒸発する。その結果、乾いた布タオルで手を拭うときと同等の乾燥感と爽快感を、簡単にしかも短時間で得ることができる。
【００２０】
図２は、温風の流速を更に上げる場合に適した手乾燥装置である。この手乾燥装置では、発熱ヒーター３に当たる空気流の方向に対し、発熱ヒーター３の主面を例えば４５度の角度をもって設置してある。このように発熱ヒーター３の主面を空気流に対し傾斜して設置することにより、空気流の流速を早めることができる。この場合、発熱ヒーター３の発熱量を大きめに設計する等の対応を適宜施すことにより、図１の装置と同じ温度に加熱した温風をより大風量で実現することができる。
【００２１】
本発明の手乾燥装置における発熱ヒーターは、平板状の基体と、この基体に設けた抵抗発熱体とを備え、且つ発熱ヒーターの基体が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは１６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上という高い熱伝導率を有している。そのため、基体の均熱性が非常に優れていて、熱衝撃に対する耐性が極めて高い。その結果、発熱ヒーターに急激に大電流を流して急速昇温させても、発熱ヒーターが熱衝撃によって割れたり、ひびが入ったり、破壊されたりすることがない。逆に急激に電流を小さくし又は停止することによって、空気流の冷却効果により急速冷却された場合も同様である。
【００２２】
即ち、本発明の手乾燥装置においては、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の平板状の基体に抵抗発熱体を設けた発熱ヒーターを用いることにより、従来見られないほど急速な昇温と降温が可能である。従って、例えば、発熱ヒーターに通電する電流を一旦オーバーシュート気味に流した後、一気に低電流に落とす等という従来不可能であった加熱シーケンスが可能となった。
【００２３】
更に、発熱ヒーターの基体の厚みを５ｍｍ以下に、好ましくは１ｍｍ以下にすれば、薄い基体によって発熱ヒーターの熱容量が小さくなり、温度制御に関する高速応答性が向上する。その結果、空気流を極めて高速に昇温させ、なお且つ所望の一定温度に短時間で収束・安定化させることが可能となる。
【００２４】
本発明に係わる発熱ヒーターにおいては、その基体として熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である電気絶縁性のセラミックスを用いることが好ましく、特に、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を用いることが好ましい。また、抵抗発熱体としては、例えば、銀又は銀合金系、タングステン系、モリブデン系などを用いることができる。特に好ましくは、これら抵抗発熱体の金属粉のペーストを基体上に略螺旋状等の回路形状にパターニングし、高温焼成したものを用いることができる。
【００２５】
図３に、セラミックスの基体を用いた発熱ヒーターの具体例を示す。セラミックス基体１１は高熱伝導率を有するセラミックス、特にはＡｌＮ又はＳｉ３Ｎ４を用いる。このセラミックス基体１１の一表面上には、Ａｇ系、Ｗ系又はＭｏ系等からなる回路形状の抵抗発熱体１２が形成してあり、その表面は電気絶縁膜１３で被覆されている。電気絶縁膜１３としては、例えば、ペースト状にしたガラス粉を塗布し、高温焼成したものを用いることができる。これらの材料は、熱膨張曲線が可能な限り近似していることが望ましく、それによって熱衝撃に対するより一層優れた耐性が得られる。
【００２６】
また、図４に示すように、セラミックス基体１１の両面に、それぞれ抵抗発熱体１２、１２と電気絶縁膜１３、１３を設けても良い。この図４の発熱ヒーターでは、構造に対称性が付与されるため、熱衝撃に対する耐性が一層向上する。しかも、図３のものに比べ、ヒーターとしての発熱密度を２倍にすることができ、より急速な昇温が可能となる。その結果、手乾燥装置の温風温度制御に関する応答性をより一層向上させることができる。
【００２７】
具体的に、図３又は図４の構造を有し、セラミックス基体として窒化アルミニウム又は窒化珪素を用い、基体の厚みを５ｍｍ以下とした発熱ヒーターの場合、１〜２秒という非常に短い時間のうちに、室温から２００℃という高温にまで一気に昇温することが可能である。その結果、手乾燥装置の駆動と同時に、空気流発生装置が例えば１２０ｍ／秒という大風量を瞬時に発生し始めても、２〜３秒以内に７０℃程度の乾燥温風を安定供給し始めることができる。尚、手に吹き付ける熱風の温度は熱いと感じない温度である必要があり、必要に応じて使用者が温風温度を設定変更できるようにすることが望ましい。
【００２８】
本発明に係わる発熱ヒーターの別の形態として、発熱ヒーターの基体を熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の金属とし、その金属基体と電気的に絶縁させた状態で抵抗発熱体を設けることができる。かかる金属基体としては、銅やアルミニウム等を用いることができる。また、抵抗発熱体としては、ステンレス箔やニクロムを略螺旋状等の回路形状にパターニングしたものが好ましい。更に、金属基体と抵抗発熱体を電気的に絶縁する絶縁体としては、例えば、ペースト状にしたガラス粉を焼成したものや、ポリイミドフィルム等の高耐熱性樹脂フィルムを用いることができる。
【００２９】
図５に、金属基体を用いた発熱ヒーターの具体例を示す。この発熱ヒーターにおいては、２枚の金属基体１４、１４の間に、回路形状に形成した抵抗発熱体１５を挟み込むように配置し、金属基体１４、１４と抵抗発熱体１５との間を電気絶縁膜１６で絶縁している。尚、この発熱ヒーターは、金属基体１４、１４の表面上に、例えばペースト状にしたガラス粉を予め仮焼成しておき、抵抗発熱体１５を挟み込んだ後に本焼成することによって製造できる。
【００３０】
このように基体に金属を用いることにより、上述した窒化アルミニウム又は窒化珪素のセラミックス基体を用いた場合と同様に、従来に比べて熱衝撃耐性が向上する。従って、１〜２秒という非常に短い時間で室温から２００℃の高温にまで一気に昇温することが可能であり、手乾燥装置の駆動と同時に、空気流発生装置が例えば１２０ｍ／秒という大風量を瞬時に発生し始めても、２〜３秒以内に７０℃程度の乾燥温風を安定供給し始めることができる。
【００３１】
また、本発明の手乾燥装置においては、複数枚の発熱ヒーターをジグザグな空気流路を形成するように互い違いに配置することによって、空気流に対する伝熱面積が増大するため、更に急速な昇温が可能となる。例えば、図６に示すように、図１〜２に示した手乾燥装置において、発熱ヒーター３ａを空気流の流れ方向に添って互い違いに多数枚配置し、ジグザグな空気流路を形成することができる。
【００３２】
更に、図７は、いわゆる温風タイプのように、空気流発生装置２と発熱ヒーター３が手乾燥装置本体１に内蔵された手乾燥装置の具体例である。この装置においても、複数枚の発熱ヒーター３ｂがジグザグな空気流路を形成するように互い違いに配置されている。また、この図７の具体例では、空気流発生装置２は発熱ヒーター３よりも空気の流れの上流に位置しているが、両者を逆に配置することもできる。
【００３３】
また、この図７に示す手乾燥装置では手挿入部４は手乾燥装置本体１の正面下部に配されているが、手挿入部の位置は、手乾燥装置のデザイン、あるいは設置場所や使い勝手に関わる事項であるから、本発明の範囲内において任意に変更することができる。
【００３４】
尚、図１、図２、図６に示した手乾燥装置の各具体例においては、空気流発生装置２は発熱ヒーター３、３ａの下流に位置しているため、発熱ヒーター３、３ａで加熱された空気流は、空気流発生装置２を通過する際にその熱量の一部を空気流発生装置２に奪われてしまう。このことは、温風温度の制御性、あるいは高速応答性に関してマイナスの作用をもたらす。しかし、図７に示した具体例のように、空気流発生装置２を発熱ヒーター３ｂの上流に配置すれば、発熱ヒーター２で加熱された空気流は空気流発生装置２を経ずに温風吹出口６から吹き出すため、空気流加熱の制御性あるいは高速応答性をより高めることが可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、急速な昇温降温ができ、十分な風量の温風によって、濡れた手を手軽に、しかも短時間で、衛生的に乾燥することができ、乾いた布タオルで拭うときと同等の乾燥感と爽快感を得ることができる。特に、手乾燥装置の前回の使用時から時間が経過して、空気が流れる流路の温度が室温近くまで冷めている場合であっても、再作動時の当初から必要な温度に加熱された温風を吹き出すことができ、短い時間で手を乾燥し始めることができる。しかも、乾燥に用いる発熱ヒーターはオンデマンド式に用いられ、予熱が不要であるため、省エネルギー化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の手乾燥装置の一具体例を示す概略の断面図である。
【図２】本発明の手乾燥装置の他の具体例を示す概略の断面図である。
【図３】本発明に係わる発熱ヒーターの一具体例を示す断面図である。
【図４】本発明に係わる発熱ヒーターの他の具体例を示す断面図である。
【図５】本発明に係わる発熱ヒーターの更に別の具体例を示す断面図である。
【図６】本発明の手乾燥装置の別の具体例を示す概略の断面図である。
【図７】本発明の手乾燥装置の更に別の具体例を示す概略の断面図である。
【符号の説明】
１    手乾燥装置本体
２    空気流発生装置
３、３ａ、３ｂ    発熱ヒーター
４    手挿入部
５    空気取入口
６    温風吹出口
１１    セラミックス基体
１２、１５    抵抗発熱体
１３、１６    電気絶縁膜
１４    金属基体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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