薬液噴霧装置
【課題】ダブルチャンバータイプの薬液装置において、薬液を適量自動補給することで、薬液の濃度低下を抑え、噴霧される薬液のミストの薬剤成分濃度を一定に維持することを可能にする。
【解決手段】薬液噴霧装置（１）は、振動を伝達する媒体液を貯留する媒体液容器（３２）と、媒体液容器内に配置されて薬液を貯留する薬液貯留カップ（３３）と、媒体液を介して薬液貯留カップ内の薬液に超音波振動を伝えて薬液を霧化させる振動発生器（３１）と、予測される薬液使用量を自動補給する薬液供給手段（２２）と、を備える。これにより、カップ内の薬液が霧化するまでに超音波振動を受ける時間が短くなるので、薬液の濃度低下を抑え、噴霧ミストの薬剤成分濃度を高レベル、かつ、一定に維持することができる。
【解決手段】薬液噴霧装置（１）は、振動を伝達する媒体液を貯留する媒体液容器（３２）と、媒体液容器内に配置されて薬液を貯留する薬液貯留カップ（３３）と、媒体液を介して薬液貯留カップ内の薬液に超音波振動を伝えて薬液を霧化させる振動発生器（３１）と、予測される薬液使用量を自動補給する薬液供給手段（２２）と、を備える。これにより、カップ内の薬液が霧化するまでに超音波振動を受ける時間が短くなるので、薬液の濃度低下を抑え、噴霧ミストの薬剤成分濃度を高レベル、かつ、一定に維持することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬液を超音波振動によって霧化して噴霧する薬液噴霧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薬液噴霧装置は、殺菌、脱臭を目的として、介護施設、病院、ホテル、大型施設や給食センターの調理室、野菜の鮮度維持などに使用されている。
【０００３】
図１０は、薬液を貯留する槽を１つだけ使用するタイプの薬液噴霧装置１００を示す。薬液噴霧装置１００は、専用の薬液ボトル１０１の装着部１０２と、装着部１０２と連通する薬液貯留槽１０３と、超音波振動発生器１０４と、ファン１０５とを備えている。薬液ボトル１０１は、装着時に開く、弁付きボトルキャップを有している。超音波振動発生器１０４は、薬液貯留槽１０３内の薬液１０６に超音波振動を伝えて霧化するように、該槽１０３の底面に接続されている。ファン１０５は、霧化した薬液（噴霧ミスト）を排気口１０７から噴霧する。
【０００４】
下記特許文献１には、前記のタイプの薬液噴霧装置（以下、シングルチャンバータイプの薬液噴霧装置という）が記載されている。また、特許文献２には、薬液を貯留するカップを、超音波振動を伝達する媒体液を収めた媒体液容器内に備え、該媒体液を介してカップ内の薬液を振動して霧化する、いわゆるダブルチャンバータイプの薬液噴霧装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９１２４０号公報
【特許文献２】特許第２８４８１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
薬液噴霧装置で使用する薬液は、超音波（例えば１６００〜２６００ｋＨｚ）振動を受けることによって、有効成分の空気中への揮散、溶液内での自然分解が促進され、有効成分の濃度が低くなって劣化が早まる。前記シングルチャンバータイプの薬液噴霧装置では、薬液槽の深さを、超音波振動と共振する深さ（例えば４０ｍｍ程）にする必要がある。このため、一度に多量の薬液を槽に注ぐ必要があり、結果、時間当たりに霧化する
薬液の量に比べて多量の薬液が超音波振動を受けて薬液の濃度が低下するという問題がある。
【０００７】
一方、前記ダブルチャンバータイプの薬液噴霧装置では、カップに比較的少量の薬液を注ぐだけでよく、前記問題は改善される。しかし、カップに注がれる薬液量が少ないので、空焚き防止のため、薬液の補給を頻繁に行う必要があり、手間がかかる。また、補給の都度、適当な薬液量を補給するのが難しい、という別の問題がある。
【０００８】
本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、ダブルチャンバータイプにおいて、薬液を適量自動補給することで、薬液の濃度低下を抑えることができ、噴霧ミストの薬剤成分濃度を一定に維持することができる薬液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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、振動を伝達する媒体液を貯留する媒体液容器と、該媒体液容器内に配置され、薬液を貯留する薬液貯留カップと、前記媒体液を介して前記薬液貯留カップ内の薬液に超音波振動を伝えて薬液を霧化させる振動発生器と、を備える薬液噴霧装置であって、前記薬液貯留カップに薬液を補給するための薬液を貯留した薬液ボトルの装着部と、超音波振動による時間当たりの薬液の霧化量から求まる薬液使用量を、薬液ボトルから薬液通路を介して前記薬液貯留カップに自動補給する薬液供給手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記薬液噴霧装置において、前記装着部は、前記薬液ボトルを、その吐出口を下方にした逆さまの状態で装着でき、前記薬液噴霧装置は、前記薬液貯留カップの薬液を噴霧するためのエアーを前記薬液貯留カップ内に導入するファン及びエアー通路をさらに備え、前記エアー通路は、前記薬液ボトルの吐出口よりも高い位置に上縁を有し、エアー通路から薬液が装置の外に漏れるのを防ぐ仕切り壁を有していることが好ましい。
【００１１】
前記薬液噴霧装置において、前記薬液貯留カップ内の薬液水位を検知する薬液検知センサをさらに備え、前記薬液供給手段による自動補給は、前記センサによる検知信号に応じて行われることが好ましい。
【００１２】
前記薬液噴霧装置において、前記媒体液容器の媒体液の表面は、シリコンオイルで覆われていることが好ましい。
【００１３】
前記薬液噴霧装置において、前記薬液ボトル内に貯蓄されている薬液は、二酸化塩素水であることが好ましい。
【００１４】
前記薬液噴霧装置において、前記薬液供給手段は、前記薬液通路中に配設した通路開閉用の電磁式のバルブ又はポンプと、前記バルブ又はポンプを制御して前記自動補給を行う制御部と、を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、薬液貯留カップ内に適量の薬液を自動補給して貯留し、空焚きを防ぎつつ、霧化することができる。この結果、カップ内の薬液が霧化するまで長時間にわたって超音波振動を受けることが無くなり、薬液の濃度低下を抑えることができる。このため、噴霧ミストの薬剤成分濃度は高レベル、かつ、一定（補給前後で変動はあっても、平均して一定であることを意味する）に維持され、安定したものとなる。また、薬液の濃度や噴霧量を変えるだけで、噴霧ミストの濃度は様々なレベルに設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施例に係る薬液噴霧装置の構成を示す概略断面図。
【図２】上記装置に装着する薬液ボトルの構成を説明するための断面図。
【図３】上記装置に用いられる電磁式のバルブの構成を示し、（ａ）は開状態を示す断面図、（ｂ）は閉状態を示す断面図。
【図４】上記装置における薬液の自動補給のタイミングチャート。
【図５】本実施例の薬液噴霧装置のカップ内の薬液濃度の時間変化と、従来例の薬液噴霧装置の薬液貯留槽内の薬液濃度の時間変化と、を示す図。
【図６】本発明の第２実施例に係る薬液噴霧装置の構成を示す概略断面図。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、２つの噴霧部６の変形例を示す断面図。
【図８】電磁式のバルブの構成を示し、（ａ）は開状態を示す断面図、（ｂ）は閉状態を示す断面図。
【図９】上記装置における薬液の自動補給のタイミングチャート。
【図１０】従来の薬液噴霧装置の構成を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態の薬液噴霧装置は、振動を伝達する媒体液の容器を介して、該容器内に配置される、薬液貯留カップ内の少量の薬液に超音波振動を伝え、霧化した薬液を噴霧する、いわゆるダブルチャンバータイプの薬液噴霧装置である。該装置は、適当な薬液量として、予測される時間当たりの薬液使用量を、装着されている薬液ボトルから自動補給する薬液供給手段を備える。自動補給することで空焚きを防ぎつつ、ごく少量の薬液を霧化することで、霧化までの間の薬液の濃度低下を抑える。また、補給の都度、薬液貯留カップ内の薬液の量を均一となるように補給する。これにより、薬液貯留カップ内の薬液を、劣化の少ない高濃度の状態に保ち、噴霧ミストの薬剤成分濃度を高レベル、かつ、一定（補給前後で変動はあっても、平均して一定であることを意味する）に維持する。なお、前記時間当たりの薬液使用量とは、自動補給を行う間隔の期間（１分、３分、１０分毎等）での薬液使用量を意味する。また、該薬液噴霧装置は、薬液供給手段が故障して、薬液ボトルからの薬液が薬液通路を制限なく通る状態になった場合に薬液ボトル内の圧力と薬液通路外側の圧力とが平衡する水位よりも高い位置（少なくとも薬液ボトルの吐出口よりも高い位置）に、上縁の設定されている仕切り壁を有している。これにより、薬液が装置の外部に漏れ出ることを防ぐ。
【００１８】
（第１実施例）
前記特徴を具備した薬液噴霧装置の第１実施例について、添付の図面を参照しつつ説明する。図１は、第１実施例に係る薬液噴霧装置１の構成を説明するための図である。薬液噴霧装置１は、薬液部２と、霧化部３と、を備える。薬液部２は、霧化部３に定量の薬液を自動補給する機構を有している。霧化部３は、いわゆるダブルチャンバータイプの霧化機構を有し、薬液部２から供給された薬液を霧化して噴霧する。後に詳しく説明するが、霧化部３は、薬液が装置の外部に漏れ出ることを防ぐ仕切り壁６４を有している。
【００１９】
＜薬液部＞
薬液部２で用いる薬液ボトル５内の薬液５ａは、殺菌作用のある液体である。薬液は、一般に、超音波振動を受けることで、有効成分の空気中への揮散、溶液内での自然分解が促進されて、有効成分の濃度が低下し、劣化することが知られている。薬液噴霧装置１は、超音波振動を受けることで著しく劣化することが知られている薬液、例えば、塩素、二酸化塩素水、次亜塩素酸ソーダを薬液として用いる場合に、顕著な薬液劣化防止効果を示す。
【００２０】
薬液部２は、専用の薬液ボトル５を下方に向けて逆さ向きに装着する装着部２１と、薬液供給手段２２と、を備えている。薬液供給手段２２は、薬液通路２３と、ベローズ方式のバルブ２４と、制御部２５と、を備えている。薬液通路２３は、装着された薬液ボトル５と、霧化部３とを連通する。バルブ２４は、装着された薬液ボトル５と薬液通路２３との間を開閉する電磁式のバルブである。制御部２５は、バルブ２４に電気接続されており、予め定めた期間経過毎にバルブ２４を開き、薬液５ａの自動補給を行う。
【００２１】
＜霧化部＞
霧化部３は、振動発生器３１と、媒体液容器３２と、薬液貯留カップ３３と、噴霧部６と、を備えている。振動発生器３１は、例えば１６００〜２６００ｋＨｚの超音波振動を発生する圧電素子３１ａと、該圧電素子３１ａの駆動基板３１ｂとを備える。圧電素子３１ａは、媒体液容器３２の底面に、超音波振動を伝達するように、当接して設けられている。
【００２２】
媒体液容器３２は、振動発生器３１上に取り付けられており、薬液貯留カップ３３に振動を伝達する媒体液３５を容器内に貯留する深さ４８ｍｍの容器である。媒体液３５は、媒体液容器３２底面から伝えられる超音波振動を、薬液貯留カップ３３の薬液に効率よく伝達できる粘度の低い流体物、例えば、水を用いる。媒体液３５の表面には、媒体液３５の蒸発を抑えるため、シリコンオイル３６の層が設けられている。媒体液３５の蒸発を有効に抑えることができるのであれば、シリコンオイル以外の液体を用いてもよい。なお、媒体液３５としてシリコンオイルを用いるのは、シリコンオイルの粘度が高く、超音波振動の伝達率が低いため、好ましくない。
【００２３】
媒体液容器３２の上面は、蓋３７で密閉される。媒体液容器３２内には、媒体液３５の水位が定めた位置（矢印３５ａで示す下限位置）にまで低下した場合に、制御部２５が備えている警告灯２５ａを点灯させるフロートスイッチ３８が設けられている。該構成を採用することで媒体液３５の蒸発を抑え、その水位低下によって超音波振動が薬液貯留カップ３３に伝わらなくなることを防ぐとともに、媒体液容器３２の空焚きを防ぐ。
【００２４】
薬液貯留カップ３３は、媒体液容器３２より小さく、すり鉢状の底を有し、媒体液３５（例えば、３５０〜４００ｃｃ）と比べてごく少量（例えば、１〜１０ｃｃ）の薬液５ａを貯留するのに用いる容器である。薬液貯留カップ３３は、Ｏリングシール３３ａ及び固定具３３ｂを用いて蓋３７に薬液が漏れ出ないように取り付けられている。薬液貯留カップ３３は、その底が媒体液容器３２内の媒体液３５に浸かり、振動発生器３１からの超音波振動が伝わる位置に設けられている。また、霧化効率を高めるため、内部は撥水加工を施すのが好ましい。
【００２５】
例えば、薬液貯留カップ３３が薄いｔ0.3ｍｍの樹脂成型品の場合、薬液貯留カップ３３は、媒体液容器３２内の空気の膨張・収縮により変形する恐れがある。前記媒体液容器３２の上側には、内部の空気の膨張・収縮を軽減するための小さな空気穴３２ａが設けられている。
【００２６】
蓋３７上には、薬液部２と噴霧部６とを備える薬液・霧化ブロック７がボルト等の固定具（図示せず）で密着固定されている。薬液・霧化ブロック７内において、薬液貯留カップ３３上の空間は、薬液通路２３と、霧化した薬液を外に噴霧するための噴霧部６の通風管（６１、６３等）と連通している。
【００２７】
噴霧部６は、ミストパイプ６１と、ファン６２と、エアー通路６３と、仕切り壁６４と、水滴遮蔽板６５と、排気路６６と、を備えている。
【００２８】
ミストパイプ６１は、薬液貯留カップ３３の開口部分の直径より小さな外径を有し、該カップ３３の上に設けられている。ミストパイプ６１は、薬液通路２３の吐出口から出る薬液５ａが、該ミストパイプ６１の外周面に当たり、その後、該外周面に沿って薬液貯留カップ３３へと注がれるように、前記薬液・噴霧ブロック７に取り付けられている。ミストパイプ６１の上端は、排気路６６に連通している。水滴遮蔽板６５は、図示するように、傾きをもってミストパイプ６１内に設けられており、霧化した薬液５ａの内、粒の大きなものを水滴にして再び薬液貯留カップ３３に戻す。
【００２９】
エアー通路６３は、薬液貯留カップ３３内で超音波振動によって霧化した薬液を噴霧するためのエアーを、ファン６２を用いて薬液貯留カップ３３へと導入する。エアー通路６３は、薬液・噴霧ブロック７の側面から、ミストパイプ６１の外周面の、薬液通路２３に向かい合う部分を通って、薬液貯留カップ３３へと連通するように設けられている。ファン６２は、エアー通路６３のエアー入口近傍に設けられている。
【００３０】
仕切り壁６４は、エアー通路６３内に設けられており、図中点線の矢印２３ａで示す薬液ボトル５の吐出口の位置よりも高い位置に、矢印６４ａで示す上縁６４を有している。仮に、薬液供給手段２２が故障して薬液ボトル５からの薬液５ａが薬液通路２３を制限なく通る状態になった場合、薬液ボトル５内の圧力と薬液ボトル５内の水圧を足した圧力が、ボトル内への気泡の流入が止まり大気圧と平衡する矢印２３ａの高さまで薬液５ａは溢れ出す。仕切り壁６４は、このような場合に、薬液５ａが薬液噴霧装置１の外側に溢れ出るのを有効に防ぐ。
【００３１】
なお、排気路６６の出口は、例えば、霧化した薬液を貯める気密な箱状の貯蓄部（図示せず）に連結されてもよい。該箱状の貯蓄部は、霧化した薬液の濃度低下、即ち殺菌効果の低下を防ぎ、中に置かれている被対象物を効率よく消毒・殺菌する。貯蓄部は、例えば、手又は指先を入れて消毒するため、上部に開閉可能な蓋を有するものでもよい。なお、薬液噴霧装置１のファン６２上側までの高さは１９５ｍｍ、振動発生器３１の幅は１２５ｍｍで、その奥行きは７４ｍｍ（図示せず）である。
【００３２】
＜薬液ボトルと装着部＞
図２は、薬液ボトル５と装着部２１との構成を示す図である。図２（ａ）は薬液ボトル５を装着部２１に装着する前の状態を示し、図２（ｂ）は装着した状態を示す。薬液ボトル５は、閉止弁５１ａ付きボトルキャップ５１と、ボトル本体５２と、を備え、ボトルキャップ５１を下側に向けた倒立状態で用いる。閉止弁５１ａは、キャップ５１に設けられた開口５３と、開口５３を開閉する弁５４と、弁５４の取り付けられた作用棒５５と、作用棒５５を下方に付勢するばね５６と、を備える。閉止弁５１ａは、本図において作用棒５５が押し上げられることによって開く。
【００３３】
装着部２１は、受部２１ａと、押し上げピン２１ｂと、流出路２２と、を備える。受部２１ａは、薬液ボトル５のキャップ５１に嵌合する形状の凹状部である。押し上げピン２１ｂは、薬液ボトル５の装着部２１への装着時、キャップ５１の作用棒５５を押し上げて閉止弁５１ａを開く。薬液ボトル５が装着部２１に装着された場合、図２（ｂ）に矢印５ｃで示すように、薬液５ｂは、薬液ボトル５から、流出路２２及びバルブ２４を介して薬液通路２３へと流れ出る。装着部２１とバルブ２４との組み合わせは、例えば、薬液ボトル５のボトルキャップ５１を上に向けた正立状態で設置し、薬液をポンプで吸い上げて薬液通路２３へと供給する場合に比べて、構成が簡単で、コスト低減を図ることができる利点を有する。
【００３４】
＜バルブ＞
図３は、バルブ２４の構成を示す図である。図３（ａ）は、バルブ２４が開いている状態を示し、図３（ｂ）は、バルブ２４が閉じている状態を示す。バルブ２４は、円筒状の本体２４ａと、本体２４ａ内で摺動可能なプランジャ弁２４ｂと、ばね２４ｃと、磁心を有する電磁コイル２４ｄと、通路２４ｅと、端子２４ｆと、を備える。ばね２４ｃは、プランジャ弁２４ｂを、通路２４ｅを閉じる向きに付勢している。端子２４ｆは、電磁コイル２４ｄから伸びており、制御部２５に接続されている。電磁コイル２４ｄは、端子２４ｆにオン信号が入力されている間、プランジャ弁２４ｂをばね２４ｃに抗して引き寄せ、通路２４ｅを開く。
【００３５】
制御部２５は、例えば、予め定めた期間（以下、期間Ｌｂという）当たりの、超音波振動による薬液の霧化量から、計算により求まる薬液使用量（例えば、１ｃｃ）を、期間Ｌｂ（例えば、１ｃｃの薬液を３分で霧化する場合、３分）が経過する毎に、薬液ボトル５から薬液通路２３を介して薬液貯留カップ３３に自動補給する制御を行う。詳しくは、制御部２５は、タイマーを備えており、期間Ｌｂが経過する毎に、前記薬液使用量を補給するのに要する期間（以下、期間Ｐａという）だけオン信号を出力する。期間Ｌｂ、Ｐａは、計算の他、実験値又は統計データに基づいて定めてもよい。このような制御を行うことによって、薬液を補給するとほぼ同時に霧化を始め、薬液が完全に無くなり、空焚きが始まる直前に自動補給を行うことができる。また、補給の都度、薬液貯留カップ３３内の薬液量が均一となるように補給できる。この結果、薬液貯留カップ３３内の薬液が霧化するまで長時間にわたって超音波振動を受けることが無くなり、薬液の濃度低下を抑えることができる。このため、噴霧ミストの薬剤成分濃度は高レベル、かつ、一定に維持され、安定したものとなる。それ故、例えば、薬液貯留カップ３３内に補給する薬液の濃度を変え、又は、振動発生器３１の超音波振動量を制御して噴霧量を変えることによって、噴霧ミストの濃度を様々なレベルに設定することができる。
【００３６】
＜自動補給＞
図４（ａ）は、制御部２５からのオン信号の出力タイミングを示し、図４（ｂ）は、薬液貯留カップ３３内の薬液量を示す。制御部２５は、装置始動時、期間Ｐａだけオン信号を出力して薬液貯留カップ３３に薬液を供給する。制御部２５は、この後、期間Ｌｂが経過して前記薬液使用量分の薬液が使用された時に、期間Ｐａだけオン信号を出力する。制御部２５は、期間Ｌｂから期間Ｐａを差し引いた期間Ｔａはオフ信号を出力する。オン信号の出力に応じてバルブ２４が開き、薬液貯留カップ３３に前記薬液使用量の薬液を補給する。図示するように、該制御を行うことで、薬液貯留カップ３３内の薬液は、一定の量を保つことができる。
【００３７】
＜実験結果＞
図５は、実験により求められた、薬液噴霧装置１の薬液貯留カップ３３内の薬液濃度（ｐｐｍ）の時間変化（分）を四角の点で示す折れ線グラフと、図９に示した従来例の薬液噴霧装置１００の薬液容器内の薬液濃度（ｐｐｍ）の時間変化（分）を菱形の点で示す折れ線グラフと、を示す。薬液貯留カップ３３内の薬液は、数分、即ち薬液濃度が１００．０ｐｐｍから８０．０ｐｐｍに低下する間に全て霧化され、その直後に補給される。このため、薬液噴霧装置１は、薬液貯留カップ３３内の平均の薬液濃度を高く保つことができる。一方、図９に示した従来例の薬液噴霧装置では、薬液容器内の薬液濃度は、５分経過後に元の略１０％に相当する１０ｐｐｍにまで低下し、１５分経過後には、略０ｐｐｍにまで低下した。この実験により、薬液噴霧装置１は、薬液貯留カップ３３内の薬液量、即ち、薬液濃度を一定に保ちつつ、安定動作することが証明された。例えば、薬液噴霧装置１によって野菜に二酸化塩素水の薬液を噴霧した場合、通常、１週間程度で鮮度が落ちるのに比べて、数週間程度も野菜を新鮮な状態に保つことができた。
【００３８】
（第２実施例）
以下、添付の図面を参照しつつ第２実施例に係る薬液噴霧装置について説明する。第２実施例に係る薬液噴霧装置は、薬液貯留カップ内の薬液が、ある水位にまで低下したことを検知するセンサを備え、該センサからの検知信号に応じて薬液の自動補給を行う点で薬液噴霧装置１と主に相違する。該構成を採用することによって、第２実施例の薬液噴霧装置は、製品の製造誤差、設定条件の変化、自然気化等によって、薬液使用量が変化しても、補給の都度、薬液貯留カップ内の薬液の量を均一に保つことができ、図５に示した実験結果よりも、更に安定した高濃度の薬液噴霧を可能にする。
【００３９】
図６は、第２実施例に係る薬液噴霧装置８の構成を示す図である。薬液噴霧装置８は、薬液噴霧装置１と異なる構成要素として、薬液ボトル５のガイド板８０と、バルブ８１と、薬液通路８２ａ、８２ｂと、制御部８３と、薬液貯留カップ８４と、媒体液容器８５と、薬液貯留カップ８４の薬液水位検知センサ８６と、を備える。薬液噴霧装置１と同等の構成要素には同じ参照番号を付して示し、重複した説明を省く。
【００４０】
薬液噴霧装置８は、薬液部２と、霧化部３と、を備える。薬液部２は、専用の薬液ボトル５を下方に向けて逆さ向きに装着するためのガイド板８０及び装着部２１と、薬液供給手段２２と、を備えている。ガイド板８０は、矩形の平板（例えば、１５７．５ｍｍ×８０ｍｍ）であって、直径約７０ｍｍの円筒状の薬液ボトル５を差し込み、前記装着部２１と共に薬液ボトル５の姿勢を安定させるための開口８０ａを有している。薬液供給手段２２は、電磁式のバルブ８１と、薬液通路８２ａ、８２ｂと、制御部８３と、を備えている。薬品通路８２ａ、８２ｂは、バルブ８１を挟んで連結されている。薬品通路８２ａの他端は、装着部２１の薬液流出口に連結されている。薬品通路８２ｂの他端の薬液吐出口は、薬液貯留カップ８４の表面近傍に設けられている。
【００４１】
霧化部３は、振動発生器３１と、透明の薬液貯留カップ８４と、深さ３５ｍｍの透明の媒体液容器８５と、噴霧部６と、を備えている。薬液貯留カップ８４は、媒体液容器８５より小さく、すり鉢状の底を有し、媒体液３５（例えば、１００〜１５０ｃｃ）と比べてごく少量（例えば、１〜１０ｃｃ）の薬液５ａを貯留するのに用いる容器である。薬液貯留カップ８４は、Ｏリングシール８４ａ及び固定具８４ｂを用いて蓋３７に薬液が漏れ出ないように取り付けられている。なお、媒体液容器８５内の媒体液の膨張・収縮による薬液貯留カップ８４の変形を防ぐため、媒体液容器８５の上側には小さな空気穴８５ｃが設けられている。薬液貯留カップ８４は、その底が媒体液容器８５内の媒体液３５に浸かり、振動発生器３１からの超音波振動が伝わる位置に設けられている。また、媒体液容器８５は、該容器を挟むように設けられている一対の発光部と受光部とで光電センサを構成している薬液水位検知センサ８６と、媒体液補給口８５ａと、栓８５ｂと、を備えている。薬液水位検知センサ８６は、薬液５ａに黄赤色の二酸化塩素水を用いる場合、薬液貯留カップ８４内の薬液の水位が、点線８６ａで示す位置に達した時に、検知信号（トリガ信号ｔのことであり、以下、検知信号ｔと記す）を出力する。
【００４２】
制御部８３は、バルブ８１の制御信号入力端子と、薬液水位検知センサ８６の検知信号出力端子と、に接続されている。制御部８３は、薬液水位検知センサ８６からの検知信号ｔの入力に応じて前記薬液使用量を補給するのに要する期間Ｐａだけバルブ８１にオン信号を出力する。
【００４３】
薬液噴霧装置８では、薬液部２と噴霧部６とを備える薬液・霧化ブロック７が、支柱８７ａ〜８７ｃ等によって、振動発生器３１上に間隔をあけて支持されている。該構成を採用することで、透明の媒体液容器８５内の媒体液３５の残量が目視確認できる。薬液噴霧装置１と同様に、薬液噴霧装置８は、媒体液３５上にシリコン層３６を設けてもよいし、フロートスイッチ３８を備えてもよい（図１を参照）。
【００４４】
上記構成の薬液噴霧装置８は、薬液噴霧装置１同様、薬液部２からの薬液を、薬液貯留カップ８４内へと注入し、振動発生器３１からの超音波振動によって霧化し、噴霧部６から噴霧する。薬液噴霧装置８は、センサ８６からの検知信号ｔに応じて薬液の補給を行うことで、製品の製造誤差、設定条件の変化、自然気化等によって、薬液使用量が変化しても、補給の都度、薬液貯留カップ内の薬液の量を均一に保つことができる。なお、薬液ボトル５のガイド板８０までの高さは、３００ｍｍであり、振動発生器３１の幅は１８０ｍｍであり、その奥行きは８０ｍｍである。
【００４５】
図７（ａ）、（ｂ）は、霧化部６の変形例を示す。図７（ａ）に示すように、霧化部６のミストパイプ６１の直下位置に、水滴遮蔽板６５（図１と同じ）を備えてもよい。この場合、粒の大きな水滴が外部に飛散することを防止することができる。また、図７（ｂ）に示すように、霧化部６のミストパイプ６１の上方に、傾斜をつけたミスト通路６７を設けてもよい。霧化した薬液は実践の矢印に沿って噴霧され、粒の大きな水滴は、点線で示す矢印に沿って薬液貯留カップ８４に戻る。該通路を設けることによって、水滴遮蔽板６５と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
図８は、バブル８１の構成を示す。図８７（ａ）は、バルブ８１が閉じている状態を示し、図８（ｂ）は、バルブ８１が開いている状態を示す。バルブ８１は、円筒状の本体８１ａと、本体８１ａ内で摺動可能なプランジャ８１ｂと、ばね８１ｃと、磁心を有する電磁コイル８１ｄと、通路８１ｅ、８１ｆと、ダイヤフラム８１ｇと、端子８１ｈと、を備えている。
【００４７】
ばね８１ｃは、プランジャ８１ｂを、傘状のダイヤフラム８１ｇを押す方向へと付勢している。電磁コイル８１ｄが通電していない場合、ダイヤフラム８１ｇは、プランジャ８１ｂによって閉塞されている。端子８１ｈは、電磁コイル８１ｄから伸びており、制御部８３に接続されている。端子８１ｈにオン信号が入力されている間、電磁コイル８１ｄは、プランジャ８１ｂをばね８１ｃに抗して引き寄せ、図８（ｂ）に示すように、ダイヤフラム８１ｇ内の通路８１ｉを薬液５ａが通れるようにする。これにより通路８１ｅと通路８１ｆとがつながる。
【００４８】
なお、変形例として、ダイヤフラム８１ｇの代わりに、プランジャ８１ｂで１回押下することで、前記薬液使用量の薬液が吐出されるポンプを用いてもよい。例えば、ダイヤフラム８１ｇの代わりに、逆止弁付のダイヤフラムポンプ、チュービングポンプ、または、いわゆるシャンプーディスペンサ型の液体定量吐出器を用いることができる。
【００４９】
＜自動補給＞
図９（ａ）は、制御部８３から期間Ｐａの間出力されるオン信号の出力タイミングを示し、図９（ｂ）は、薬液貯留カップ８４内の薬液量を示し、図９（ｃ）は、センサ８６の出力する検知信号ｔを示す。センサ８６は、薬液貯留カップ８４内の薬液量が予め定めた水位（図６に示した矢印８６ａ）以下になったことを検知し、検知信号ｔを出力する。前記予め定めた水位とは、薬液貯留カップ８４内の薬液が無くなったと判断される空焚き直前の水位が好ましい。制御部８３は、この検知信号ｔの入力を受けてオン信号を出力する。オン信号の出力に応じてバルブ８１が開き、薬液貯留カップ８４に前記薬液使用量（例えば、１ｃｃ）の薬液を補給する。センサ８６を用いることで、製品の製造誤差、設定条件の変化、自然気化等によって、薬液使用量が変化しても、補給の都度、薬液貯留カップ８４内の薬液の量を均一に保つことができる。また、バルブ８１が故障して開きっぱなしの状態になった場合、センサ８６からの検知信号ｔの出力が止まるため、制御部８３からの不要なオン信号が出力され続けるのを止めることができるという利点もある。
【００５０】
なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、第１実施例の薬液噴霧装置１において、バルブ２４、薬液通路２３の代わりに、第２実施例の薬液噴霧装置８で用いたバルブ８１と薬液通路８２ａ、８２ｂとを用いることができる。または、第１の薬液噴霧装置１において、第２実施例の薬液噴霧装置８で用いた制御部８３とセンサ８６とを用いて薬液の自動補給を行う構成を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の薬液噴霧装置は、加湿器、ネブライザー等に用いることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 薬液噴霧装置
５ 薬液ボトル
５ａ 薬液
２１ 装着部
２２ 薬液供給手段
３１ 振動発生器
３２ 媒体液容器
３３ 薬液貯留カップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬液を超音波振動によって霧化して噴霧する薬液噴霧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薬液噴霧装置は、殺菌、脱臭を目的として、介護施設、病院、ホテル、大型施設や給食センターの調理室、野菜の鮮度維持などに使用されている。
【０００３】
図１０は、薬液を貯留する槽を１つだけ使用するタイプの薬液噴霧装置１００を示す。薬液噴霧装置１００は、専用の薬液ボトル１０１の装着部１０２と、装着部１０２と連通する薬液貯留槽１０３と、超音波振動発生器１０４と、ファン１０５とを備えている。薬液ボトル１０１は、装着時に開く、弁付きボトルキャップを有している。超音波振動発生器１０４は、薬液貯留槽１０３内の薬液１０６に超音波振動を伝えて霧化するように、該槽１０３の底面に接続されている。ファン１０５は、霧化した薬液（噴霧ミスト）を排気口１０７から噴霧する。
【０００４】
下記特許文献１には、前記のタイプの薬液噴霧装置（以下、シングルチャンバータイプの薬液噴霧装置という）が記載されている。また、特許文献２には、薬液を貯留するカップを、超音波振動を伝達する媒体液を収めた媒体液容器内に備え、該媒体液を介してカップ内の薬液を振動して霧化する、いわゆるダブルチャンバータイプの薬液噴霧装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９１２４０号公報
【特許文献２】特許第２８４８１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
薬液噴霧装置で使用する薬液は、超音波（例えば１６００〜２６００ｋＨｚ）振動を受けることによって、有効成分の空気中への揮散、溶液内での自然分解が促進され、有効成分の濃度が低くなって劣化が早まる。前記シングルチャンバータイプの薬液噴霧装置では、薬液槽の深さを、超音波振動と共振する深さ（例えば４０ｍｍ程）にする必要がある。このため、一度に多量の薬液を槽に注ぐ必要があり、結果、時間当たりに霧化する
薬液の量に比べて多量の薬液が超音波振動を受けて薬液の濃度が低下するという問題がある。
【０００７】
一方、前記ダブルチャンバータイプの薬液噴霧装置では、カップに比較的少量の薬液を注ぐだけでよく、前記問題は改善される。しかし、カップに注がれる薬液量が少ないので、空焚き防止のため、薬液の補給を頻繁に行う必要があり、手間がかかる。また、補給の都度、適当な薬液量を補給するのが難しい、という別の問題がある。
【０００８】
本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、ダブルチャンバータイプにおいて、薬液を適量自動補給することで、薬液の濃度低下を抑えることができ、噴霧ミストの薬剤成分濃度を一定に維持することができる薬液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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、振動を伝達する媒体液を貯留する媒体液容器と、該媒体液容器内に配置され、薬液を貯留する薬液貯留カップと、前記媒体液を介して前記薬液貯留カップ内の薬液に超音波振動を伝えて薬液を霧化させる振動発生器と、を備える薬液噴霧装置であって、前記薬液貯留カップに薬液を補給するための薬液を貯留した薬液ボトルの装着部と、超音波振動による時間当たりの薬液の霧化量から求まる薬液使用量を、薬液ボトルから薬液通路を介して前記薬液貯留カップに自動補給する薬液供給手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記薬液噴霧装置において、前記装着部は、前記薬液ボトルを、その吐出口を下方にした逆さまの状態で装着でき、前記薬液噴霧装置は、前記薬液貯留カップの薬液を噴霧するためのエアーを前記薬液貯留カップ内に導入するファン及びエアー通路をさらに備え、前記エアー通路は、前記薬液ボトルの吐出口よりも高い位置に上縁を有し、エアー通路から薬液が装置の外に漏れるのを防ぐ仕切り壁を有していることが好ましい。
【００１１】
前記薬液噴霧装置において、前記薬液貯留カップ内の薬液水位を検知する薬液検知センサをさらに備え、前記薬液供給手段による自動補給は、前記センサによる検知信号に応じて行われることが好ましい。
【００１２】
前記薬液噴霧装置において、前記媒体液容器の媒体液の表面は、シリコンオイルで覆われていることが好ましい。
【００１３】
前記薬液噴霧装置において、前記薬液ボトル内に貯蓄されている薬液は、二酸化塩素水であることが好ましい。
【００１４】
前記薬液噴霧装置において、前記薬液供給手段は、前記薬液通路中に配設した通路開閉用の電磁式のバルブ又はポンプと、前記バルブ又はポンプを制御して前記自動補給を行う制御部と、を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、薬液貯留カップ内に適量の薬液を自動補給して貯留し、空焚きを防ぎつつ、霧化することができる。この結果、カップ内の薬液が霧化するまで長時間にわたって超音波振動を受けることが無くなり、薬液の濃度低下を抑えることができる。このため、噴霧ミストの薬剤成分濃度は高レベル、かつ、一定（補給前後で変動はあっても、平均して一定であることを意味する）に維持され、安定したものとなる。また、薬液の濃度や噴霧量を変えるだけで、噴霧ミストの濃度は様々なレベルに設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施例に係る薬液噴霧装置の構成を示す概略断面図。
【図２】上記装置に装着する薬液ボトルの構成を説明するための断面図。
【図３】上記装置に用いられる電磁式のバルブの構成を示し、（ａ）は開状態を示す断面図、（ｂ）は閉状態を示す断面図。
【図４】上記装置における薬液の自動補給のタイミングチャート。
【図５】本実施例の薬液噴霧装置のカップ内の薬液濃度の時間変化と、従来例の薬液噴霧装置の薬液貯留槽内の薬液濃度の時間変化と、を示す図。
【図６】本発明の第２実施例に係る薬液噴霧装置の構成を示す概略断面図。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、２つの噴霧部６の変形例を示す断面図。
【図８】電磁式のバルブの構成を示し、（ａ）は開状態を示す断面図、（ｂ）は閉状態を示す断面図。
【図９】上記装置における薬液の自動補給のタイミングチャート。
【図１０】従来の薬液噴霧装置の構成を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態の薬液噴霧装置は、振動を伝達する媒体液の容器を介して、該容器内に配置される、薬液貯留カップ内の少量の薬液に超音波振動を伝え、霧化した薬液を噴霧する、いわゆるダブルチャンバータイプの薬液噴霧装置である。該装置は、適当な薬液量として、予測される時間当たりの薬液使用量を、装着されている薬液ボトルから自動補給する薬液供給手段を備える。自動補給することで空焚きを防ぎつつ、ごく少量の薬液を霧化することで、霧化までの間の薬液の濃度低下を抑える。また、補給の都度、薬液貯留カップ内の薬液の量を均一となるように補給する。これにより、薬液貯留カップ内の薬液を、劣化の少ない高濃度の状態に保ち、噴霧ミストの薬剤成分濃度を高レベル、かつ、一定（補給前後で変動はあっても、平均して一定であることを意味する）に維持する。なお、前記時間当たりの薬液使用量とは、自動補給を行う間隔の期間（１分、３分、１０分毎等）での薬液使用量を意味する。また、該薬液噴霧装置は、薬液供給手段が故障して、薬液ボトルからの薬液が薬液通路を制限なく通る状態になった場合に薬液ボトル内の圧力と薬液通路外側の圧力とが平衡する水位よりも高い位置（少なくとも薬液ボトルの吐出口よりも高い位置）に、上縁の設定されている仕切り壁を有している。これにより、薬液が装置の外部に漏れ出ることを防ぐ。
【００１８】
（第１実施例）
前記特徴を具備した薬液噴霧装置の第１実施例について、添付の図面を参照しつつ説明する。図１は、第１実施例に係る薬液噴霧装置１の構成を説明するための図である。薬液噴霧装置１は、薬液部２と、霧化部３と、を備える。薬液部２は、霧化部３に定量の薬液を自動補給する機構を有している。霧化部３は、いわゆるダブルチャンバータイプの霧化機構を有し、薬液部２から供給された薬液を霧化して噴霧する。後に詳しく説明するが、霧化部３は、薬液が装置の外部に漏れ出ることを防ぐ仕切り壁６４を有している。
【００１９】
＜薬液部＞
薬液部２で用いる薬液ボトル５内の薬液５ａは、殺菌作用のある液体である。薬液は、一般に、超音波振動を受けることで、有効成分の空気中への揮散、溶液内での自然分解が促進されて、有効成分の濃度が低下し、劣化することが知られている。薬液噴霧装置１は、超音波振動を受けることで著しく劣化することが知られている薬液、例えば、塩素、二酸化塩素水、次亜塩素酸ソーダを薬液として用いる場合に、顕著な薬液劣化防止効果を示す。
【００２０】
薬液部２は、専用の薬液ボトル５を下方に向けて逆さ向きに装着する装着部２１と、薬液供給手段２２と、を備えている。薬液供給手段２２は、薬液通路２３と、ベローズ方式のバルブ２４と、制御部２５と、を備えている。薬液通路２３は、装着された薬液ボトル５と、霧化部３とを連通する。バルブ２４は、装着された薬液ボトル５と薬液通路２３との間を開閉する電磁式のバルブである。制御部２５は、バルブ２４に電気接続されており、予め定めた期間経過毎にバルブ２４を開き、薬液５ａの自動補給を行う。
【００２１】
＜霧化部＞
霧化部３は、振動発生器３１と、媒体液容器３２と、薬液貯留カップ３３と、噴霧部６と、を備えている。振動発生器３１は、例えば１６００〜２６００ｋＨｚの超音波振動を発生する圧電素子３１ａと、該圧電素子３１ａの駆動基板３１ｂとを備える。圧電素子３１ａは、媒体液容器３２の底面に、超音波振動を伝達するように、当接して設けられている。
【００２２】
媒体液容器３２は、振動発生器３１上に取り付けられており、薬液貯留カップ３３に振動を伝達する媒体液３５を容器内に貯留する深さ４８ｍｍの容器である。媒体液３５は、媒体液容器３２底面から伝えられる超音波振動を、薬液貯留カップ３３の薬液に効率よく伝達できる粘度の低い流体物、例えば、水を用いる。媒体液３５の表面には、媒体液３５の蒸発を抑えるため、シリコンオイル３６の層が設けられている。媒体液３５の蒸発を有効に抑えることができるのであれば、シリコンオイル以外の液体を用いてもよい。なお、媒体液３５としてシリコンオイルを用いるのは、シリコンオイルの粘度が高く、超音波振動の伝達率が低いため、好ましくない。
【００２３】
媒体液容器３２の上面は、蓋３７で密閉される。媒体液容器３２内には、媒体液３５の水位が定めた位置（矢印３５ａで示す下限位置）にまで低下した場合に、制御部２５が備えている警告灯２５ａを点灯させるフロートスイッチ３８が設けられている。該構成を採用することで媒体液３５の蒸発を抑え、その水位低下によって超音波振動が薬液貯留カップ３３に伝わらなくなることを防ぐとともに、媒体液容器３２の空焚きを防ぐ。
【００２４】
薬液貯留カップ３３は、媒体液容器３２より小さく、すり鉢状の底を有し、媒体液３５（例えば、３５０〜４００ｃｃ）と比べてごく少量（例えば、１〜１０ｃｃ）の薬液５ａを貯留するのに用いる容器である。薬液貯留カップ３３は、Ｏリングシール３３ａ及び固定具３３ｂを用いて蓋３７に薬液が漏れ出ないように取り付けられている。薬液貯留カップ３３は、その底が媒体液容器３２内の媒体液３５に浸かり、振動発生器３１からの超音波振動が伝わる位置に設けられている。また、霧化効率を高めるため、内部は撥水加工を施すのが好ましい。
【００２５】
例えば、薬液貯留カップ３３が薄いｔ0.3ｍｍの樹脂成型品の場合、薬液貯留カップ３３は、媒体液容器３２内の空気の膨張・収縮により変形する恐れがある。前記媒体液容器３２の上側には、内部の空気の膨張・収縮を軽減するための小さな空気穴３２ａが設けられている。
【００２６】
蓋３７上には、薬液部２と噴霧部６とを備える薬液・霧化ブロック７がボルト等の固定具（図示せず）で密着固定されている。薬液・霧化ブロック７内において、薬液貯留カップ３３上の空間は、薬液通路２３と、霧化した薬液を外に噴霧するための噴霧部６の通風管（６１、６３等）と連通している。
【００２７】
噴霧部６は、ミストパイプ６１と、ファン６２と、エアー通路６３と、仕切り壁６４と、水滴遮蔽板６５と、排気路６６と、を備えている。
【００２８】
ミストパイプ６１は、薬液貯留カップ３３の開口部分の直径より小さな外径を有し、該カップ３３の上に設けられている。ミストパイプ６１は、薬液通路２３の吐出口から出る薬液５ａが、該ミストパイプ６１の外周面に当たり、その後、該外周面に沿って薬液貯留カップ３３へと注がれるように、前記薬液・噴霧ブロック７に取り付けられている。ミストパイプ６１の上端は、排気路６６に連通している。水滴遮蔽板６５は、図示するように、傾きをもってミストパイプ６１内に設けられており、霧化した薬液５ａの内、粒の大きなものを水滴にして再び薬液貯留カップ３３に戻す。
【００２９】
エアー通路６３は、薬液貯留カップ３３内で超音波振動によって霧化した薬液を噴霧するためのエアーを、ファン６２を用いて薬液貯留カップ３３へと導入する。エアー通路６３は、薬液・噴霧ブロック７の側面から、ミストパイプ６１の外周面の、薬液通路２３に向かい合う部分を通って、薬液貯留カップ３３へと連通するように設けられている。ファン６２は、エアー通路６３のエアー入口近傍に設けられている。
【００３０】
仕切り壁６４は、エアー通路６３内に設けられており、図中点線の矢印２３ａで示す薬液ボトル５の吐出口の位置よりも高い位置に、矢印６４ａで示す上縁６４を有している。仮に、薬液供給手段２２が故障して薬液ボトル５からの薬液５ａが薬液通路２３を制限なく通る状態になった場合、薬液ボトル５内の圧力と薬液ボトル５内の水圧を足した圧力が、ボトル内への気泡の流入が止まり大気圧と平衡する矢印２３ａの高さまで薬液５ａは溢れ出す。仕切り壁６４は、このような場合に、薬液５ａが薬液噴霧装置１の外側に溢れ出るのを有効に防ぐ。
【００３１】
なお、排気路６６の出口は、例えば、霧化した薬液を貯める気密な箱状の貯蓄部（図示せず）に連結されてもよい。該箱状の貯蓄部は、霧化した薬液の濃度低下、即ち殺菌効果の低下を防ぎ、中に置かれている被対象物を効率よく消毒・殺菌する。貯蓄部は、例えば、手又は指先を入れて消毒するため、上部に開閉可能な蓋を有するものでもよい。なお、薬液噴霧装置１のファン６２上側までの高さは１９５ｍｍ、振動発生器３１の幅は１２５ｍｍで、その奥行きは７４ｍｍ（図示せず）である。
【００３２】
＜薬液ボトルと装着部＞
図２は、薬液ボトル５と装着部２１との構成を示す図である。図２（ａ）は薬液ボトル５を装着部２１に装着する前の状態を示し、図２（ｂ）は装着した状態を示す。薬液ボトル５は、閉止弁５１ａ付きボトルキャップ５１と、ボトル本体５２と、を備え、ボトルキャップ５１を下側に向けた倒立状態で用いる。閉止弁５１ａは、キャップ５１に設けられた開口５３と、開口５３を開閉する弁５４と、弁５４の取り付けられた作用棒５５と、作用棒５５を下方に付勢するばね５６と、を備える。閉止弁５１ａは、本図において作用棒５５が押し上げられることによって開く。
【００３３】
装着部２１は、受部２１ａと、押し上げピン２１ｂと、流出路２２と、を備える。受部２１ａは、薬液ボトル５のキャップ５１に嵌合する形状の凹状部である。押し上げピン２１ｂは、薬液ボトル５の装着部２１への装着時、キャップ５１の作用棒５５を押し上げて閉止弁５１ａを開く。薬液ボトル５が装着部２１に装着された場合、図２（ｂ）に矢印５ｃで示すように、薬液５ｂは、薬液ボトル５から、流出路２２及びバルブ２４を介して薬液通路２３へと流れ出る。装着部２１とバルブ２４との組み合わせは、例えば、薬液ボトル５のボトルキャップ５１を上に向けた正立状態で設置し、薬液をポンプで吸い上げて薬液通路２３へと供給する場合に比べて、構成が簡単で、コスト低減を図ることができる利点を有する。
【００３４】
＜バルブ＞
図３は、バルブ２４の構成を示す図である。図３（ａ）は、バルブ２４が開いている状態を示し、図３（ｂ）は、バルブ２４が閉じている状態を示す。バルブ２４は、円筒状の本体２４ａと、本体２４ａ内で摺動可能なプランジャ弁２４ｂと、ばね２４ｃと、磁心を有する電磁コイル２４ｄと、通路２４ｅと、端子２４ｆと、を備える。ばね２４ｃは、プランジャ弁２４ｂを、通路２４ｅを閉じる向きに付勢している。端子２４ｆは、電磁コイル２４ｄから伸びており、制御部２５に接続されている。電磁コイル２４ｄは、端子２４ｆにオン信号が入力されている間、プランジャ弁２４ｂをばね２４ｃに抗して引き寄せ、通路２４ｅを開く。
【００３５】
制御部２５は、例えば、予め定めた期間（以下、期間Ｌｂという）当たりの、超音波振動による薬液の霧化量から、計算により求まる薬液使用量（例えば、１ｃｃ）を、期間Ｌｂ（例えば、１ｃｃの薬液を３分で霧化する場合、３分）が経過する毎に、薬液ボトル５から薬液通路２３を介して薬液貯留カップ３３に自動補給する制御を行う。詳しくは、制御部２５は、タイマーを備えており、期間Ｌｂが経過する毎に、前記薬液使用量を補給するのに要する期間（以下、期間Ｐａという）だけオン信号を出力する。期間Ｌｂ、Ｐａは、計算の他、実験値又は統計データに基づいて定めてもよい。このような制御を行うことによって、薬液を補給するとほぼ同時に霧化を始め、薬液が完全に無くなり、空焚きが始まる直前に自動補給を行うことができる。また、補給の都度、薬液貯留カップ３３内の薬液量が均一となるように補給できる。この結果、薬液貯留カップ３３内の薬液が霧化するまで長時間にわたって超音波振動を受けることが無くなり、薬液の濃度低下を抑えることができる。このため、噴霧ミストの薬剤成分濃度は高レベル、かつ、一定に維持され、安定したものとなる。それ故、例えば、薬液貯留カップ３３内に補給する薬液の濃度を変え、又は、振動発生器３１の超音波振動量を制御して噴霧量を変えることによって、噴霧ミストの濃度を様々なレベルに設定することができる。
【００３６】
＜自動補給＞
図４（ａ）は、制御部２５からのオン信号の出力タイミングを示し、図４（ｂ）は、薬液貯留カップ３３内の薬液量を示す。制御部２５は、装置始動時、期間Ｐａだけオン信号を出力して薬液貯留カップ３３に薬液を供給する。制御部２５は、この後、期間Ｌｂが経過して前記薬液使用量分の薬液が使用された時に、期間Ｐａだけオン信号を出力する。制御部２５は、期間Ｌｂから期間Ｐａを差し引いた期間Ｔａはオフ信号を出力する。オン信号の出力に応じてバルブ２４が開き、薬液貯留カップ３３に前記薬液使用量の薬液を補給する。図示するように、該制御を行うことで、薬液貯留カップ３３内の薬液は、一定の量を保つことができる。
【００３７】
＜実験結果＞
図５は、実験により求められた、薬液噴霧装置１の薬液貯留カップ３３内の薬液濃度（ｐｐｍ）の時間変化（分）を四角の点で示す折れ線グラフと、図９に示した従来例の薬液噴霧装置１００の薬液容器内の薬液濃度（ｐｐｍ）の時間変化（分）を菱形の点で示す折れ線グラフと、を示す。薬液貯留カップ３３内の薬液は、数分、即ち薬液濃度が１００．０ｐｐｍから８０．０ｐｐｍに低下する間に全て霧化され、その直後に補給される。このため、薬液噴霧装置１は、薬液貯留カップ３３内の平均の薬液濃度を高く保つことができる。一方、図９に示した従来例の薬液噴霧装置では、薬液容器内の薬液濃度は、５分経過後に元の略１０％に相当する１０ｐｐｍにまで低下し、１５分経過後には、略０ｐｐｍにまで低下した。この実験により、薬液噴霧装置１は、薬液貯留カップ３３内の薬液量、即ち、薬液濃度を一定に保ちつつ、安定動作することが証明された。例えば、薬液噴霧装置１によって野菜に二酸化塩素水の薬液を噴霧した場合、通常、１週間程度で鮮度が落ちるのに比べて、数週間程度も野菜を新鮮な状態に保つことができた。
【００３８】
（第２実施例）
以下、添付の図面を参照しつつ第２実施例に係る薬液噴霧装置について説明する。第２実施例に係る薬液噴霧装置は、薬液貯留カップ内の薬液が、ある水位にまで低下したことを検知するセンサを備え、該センサからの検知信号に応じて薬液の自動補給を行う点で薬液噴霧装置１と主に相違する。該構成を採用することによって、第２実施例の薬液噴霧装置は、製品の製造誤差、設定条件の変化、自然気化等によって、薬液使用量が変化しても、補給の都度、薬液貯留カップ内の薬液の量を均一に保つことができ、図５に示した実験結果よりも、更に安定した高濃度の薬液噴霧を可能にする。
【００３９】
図６は、第２実施例に係る薬液噴霧装置８の構成を示す図である。薬液噴霧装置８は、薬液噴霧装置１と異なる構成要素として、薬液ボトル５のガイド板８０と、バルブ８１と、薬液通路８２ａ、８２ｂと、制御部８３と、薬液貯留カップ８４と、媒体液容器８５と、薬液貯留カップ８４の薬液水位検知センサ８６と、を備える。薬液噴霧装置１と同等の構成要素には同じ参照番号を付して示し、重複した説明を省く。
【００４０】
薬液噴霧装置８は、薬液部２と、霧化部３と、を備える。薬液部２は、専用の薬液ボトル５を下方に向けて逆さ向きに装着するためのガイド板８０及び装着部２１と、薬液供給手段２２と、を備えている。ガイド板８０は、矩形の平板（例えば、１５７．５ｍｍ×８０ｍｍ）であって、直径約７０ｍｍの円筒状の薬液ボトル５を差し込み、前記装着部２１と共に薬液ボトル５の姿勢を安定させるための開口８０ａを有している。薬液供給手段２２は、電磁式のバルブ８１と、薬液通路８２ａ、８２ｂと、制御部８３と、を備えている。薬品通路８２ａ、８２ｂは、バルブ８１を挟んで連結されている。薬品通路８２ａの他端は、装着部２１の薬液流出口に連結されている。薬品通路８２ｂの他端の薬液吐出口は、薬液貯留カップ８４の表面近傍に設けられている。
【００４１】
霧化部３は、振動発生器３１と、透明の薬液貯留カップ８４と、深さ３５ｍｍの透明の媒体液容器８５と、噴霧部６と、を備えている。薬液貯留カップ８４は、媒体液容器８５より小さく、すり鉢状の底を有し、媒体液３５（例えば、１００〜１５０ｃｃ）と比べてごく少量（例えば、１〜１０ｃｃ）の薬液５ａを貯留するのに用いる容器である。薬液貯留カップ８４は、Ｏリングシール８４ａ及び固定具８４ｂを用いて蓋３７に薬液が漏れ出ないように取り付けられている。なお、媒体液容器８５内の媒体液の膨張・収縮による薬液貯留カップ８４の変形を防ぐため、媒体液容器８５の上側には小さな空気穴８５ｃが設けられている。薬液貯留カップ８４は、その底が媒体液容器８５内の媒体液３５に浸かり、振動発生器３１からの超音波振動が伝わる位置に設けられている。また、媒体液容器８５は、該容器を挟むように設けられている一対の発光部と受光部とで光電センサを構成している薬液水位検知センサ８６と、媒体液補給口８５ａと、栓８５ｂと、を備えている。薬液水位検知センサ８６は、薬液５ａに黄赤色の二酸化塩素水を用いる場合、薬液貯留カップ８４内の薬液の水位が、点線８６ａで示す位置に達した時に、検知信号（トリガ信号ｔのことであり、以下、検知信号ｔと記す）を出力する。
【００４２】
制御部８３は、バルブ８１の制御信号入力端子と、薬液水位検知センサ８６の検知信号出力端子と、に接続されている。制御部８３は、薬液水位検知センサ８６からの検知信号ｔの入力に応じて前記薬液使用量を補給するのに要する期間Ｐａだけバルブ８１にオン信号を出力する。
【００４３】
薬液噴霧装置８では、薬液部２と噴霧部６とを備える薬液・霧化ブロック７が、支柱８７ａ〜８７ｃ等によって、振動発生器３１上に間隔をあけて支持されている。該構成を採用することで、透明の媒体液容器８５内の媒体液３５の残量が目視確認できる。薬液噴霧装置１と同様に、薬液噴霧装置８は、媒体液３５上にシリコン層３６を設けてもよいし、フロートスイッチ３８を備えてもよい（図１を参照）。
【００４４】
上記構成の薬液噴霧装置８は、薬液噴霧装置１同様、薬液部２からの薬液を、薬液貯留カップ８４内へと注入し、振動発生器３１からの超音波振動によって霧化し、噴霧部６から噴霧する。薬液噴霧装置８は、センサ８６からの検知信号ｔに応じて薬液の補給を行うことで、製品の製造誤差、設定条件の変化、自然気化等によって、薬液使用量が変化しても、補給の都度、薬液貯留カップ内の薬液の量を均一に保つことができる。なお、薬液ボトル５のガイド板８０までの高さは、３００ｍｍであり、振動発生器３１の幅は１８０ｍｍであり、その奥行きは８０ｍｍである。
【００４５】
図７（ａ）、（ｂ）は、霧化部６の変形例を示す。図７（ａ）に示すように、霧化部６のミストパイプ６１の直下位置に、水滴遮蔽板６５（図１と同じ）を備えてもよい。この場合、粒の大きな水滴が外部に飛散することを防止することができる。また、図７（ｂ）に示すように、霧化部６のミストパイプ６１の上方に、傾斜をつけたミスト通路６７を設けてもよい。霧化した薬液は実践の矢印に沿って噴霧され、粒の大きな水滴は、点線で示す矢印に沿って薬液貯留カップ８４に戻る。該通路を設けることによって、水滴遮蔽板６５と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
図８は、バブル８１の構成を示す。図８７（ａ）は、バルブ８１が閉じている状態を示し、図８（ｂ）は、バルブ８１が開いている状態を示す。バルブ８１は、円筒状の本体８１ａと、本体８１ａ内で摺動可能なプランジャ８１ｂと、ばね８１ｃと、磁心を有する電磁コイル８１ｄと、通路８１ｅ、８１ｆと、ダイヤフラム８１ｇと、端子８１ｈと、を備えている。
【００４７】
ばね８１ｃは、プランジャ８１ｂを、傘状のダイヤフラム８１ｇを押す方向へと付勢している。電磁コイル８１ｄが通電していない場合、ダイヤフラム８１ｇは、プランジャ８１ｂによって閉塞されている。端子８１ｈは、電磁コイル８１ｄから伸びており、制御部８３に接続されている。端子８１ｈにオン信号が入力されている間、電磁コイル８１ｄは、プランジャ８１ｂをばね８１ｃに抗して引き寄せ、図８（ｂ）に示すように、ダイヤフラム８１ｇ内の通路８１ｉを薬液５ａが通れるようにする。これにより通路８１ｅと通路８１ｆとがつながる。
【００４８】
なお、変形例として、ダイヤフラム８１ｇの代わりに、プランジャ８１ｂで１回押下することで、前記薬液使用量の薬液が吐出されるポンプを用いてもよい。例えば、ダイヤフラム８１ｇの代わりに、逆止弁付のダイヤフラムポンプ、チュービングポンプ、または、いわゆるシャンプーディスペンサ型の液体定量吐出器を用いることができる。
【００４９】
＜自動補給＞
図９（ａ）は、制御部８３から期間Ｐａの間出力されるオン信号の出力タイミングを示し、図９（ｂ）は、薬液貯留カップ８４内の薬液量を示し、図９（ｃ）は、センサ８６の出力する検知信号ｔを示す。センサ８６は、薬液貯留カップ８４内の薬液量が予め定めた水位（図６に示した矢印８６ａ）以下になったことを検知し、検知信号ｔを出力する。前記予め定めた水位とは、薬液貯留カップ８４内の薬液が無くなったと判断される空焚き直前の水位が好ましい。制御部８３は、この検知信号ｔの入力を受けてオン信号を出力する。オン信号の出力に応じてバルブ８１が開き、薬液貯留カップ８４に前記薬液使用量（例えば、１ｃｃ）の薬液を補給する。センサ８６を用いることで、製品の製造誤差、設定条件の変化、自然気化等によって、薬液使用量が変化しても、補給の都度、薬液貯留カップ８４内の薬液の量を均一に保つことができる。また、バルブ８１が故障して開きっぱなしの状態になった場合、センサ８６からの検知信号ｔの出力が止まるため、制御部８３からの不要なオン信号が出力され続けるのを止めることができるという利点もある。
【００５０】
なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、第１実施例の薬液噴霧装置１において、バルブ２４、薬液通路２３の代わりに、第２実施例の薬液噴霧装置８で用いたバルブ８１と薬液通路８２ａ、８２ｂとを用いることができる。または、第１の薬液噴霧装置１において、第２実施例の薬液噴霧装置８で用いた制御部８３とセンサ８６とを用いて薬液の自動補給を行う構成を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の薬液噴霧装置は、加湿器、ネブライザー等に用いることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 薬液噴霧装置
５ 薬液ボトル
５ａ 薬液
２１ 装着部
２２ 薬液供給手段
３１ 振動発生器
３２ 媒体液容器
３３ 薬液貯留カップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動を伝達する媒体液を貯留する媒体液容器と、該媒体液容器内に配置され、薬液を貯留する薬液貯留カップと、前記媒体液を介して前記薬液貯留カップ内の薬液に超音波振動を伝えて薬液を霧化させる振動発生器と、を備える薬液噴霧装置であって、
前記薬液貯留カップに薬液を補給するための薬液を貯留した薬液ボトルの装着部と、
超音波振動による時間当たりの薬液の霧化量から求まる薬液使用量を、薬液ボトルから薬液通路を介して前記薬液貯留カップに自動補給する薬液供給手段と、を備えていることを特徴とする薬液噴霧装置。
【請求項２】
前記装着部は、前記薬液ボトルを、その吐出口を下方にした逆さまの状態で装着でき、
前記薬液噴霧装置は、前記薬液貯留カップの薬液を噴霧するためのエアーを前記薬液貯留カップ内に導入するファン及びエアー通路をさらに備え、
前記エアー通路は、前記薬液ボトルの吐出口よりも高い位置に上縁を有し、エアー通路から薬液が装置の外に漏れるのを防ぐ仕切り壁を有している、ことを特徴とする請求項１に記載の薬液噴霧装置。
【請求項３】
前記薬液貯留カップ内の薬液水位を検知する薬液検知センサをさらに備え、
前記薬液供給手段による自動補給は、前記センサによる検知信号に応じて行われる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の薬液噴霧装置。
【請求項４】
前記媒体液容器の媒体液の表面は、シリコンオイルで覆われている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の薬液噴霧装置。
【請求項５】
前記薬液ボトル内に貯蓄されている薬液は、二酸化塩素水である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の薬液噴霧装置。
【請求項６】
前記薬液供給手段は、
前記薬液通路中に配設した通路開閉用の電磁式のバルブ又はポンプと、
前記バルブ又はポンプを制御して前記自動補給を行う制御部と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の薬液噴霧装置。
【請求項１】
振動を伝達する媒体液を貯留する媒体液容器と、該媒体液容器内に配置され、薬液を貯留する薬液貯留カップと、前記媒体液を介して前記薬液貯留カップ内の薬液に超音波振動を伝えて薬液を霧化させる振動発生器と、を備える薬液噴霧装置であって、
前記薬液貯留カップに薬液を補給するための薬液を貯留した薬液ボトルの装着部と、
超音波振動による時間当たりの薬液の霧化量から求まる薬液使用量を、薬液ボトルから薬液通路を介して前記薬液貯留カップに自動補給する薬液供給手段と、を備えていることを特徴とする薬液噴霧装置。
【請求項２】
前記装着部は、前記薬液ボトルを、その吐出口を下方にした逆さまの状態で装着でき、
前記薬液噴霧装置は、前記薬液貯留カップの薬液を噴霧するためのエアーを前記薬液貯留カップ内に導入するファン及びエアー通路をさらに備え、
前記エアー通路は、前記薬液ボトルの吐出口よりも高い位置に上縁を有し、エアー通路から薬液が装置の外に漏れるのを防ぐ仕切り壁を有している、ことを特徴とする請求項１に記載の薬液噴霧装置。
【請求項３】
前記薬液貯留カップ内の薬液水位を検知する薬液検知センサをさらに備え、
前記薬液供給手段による自動補給は、前記センサによる検知信号に応じて行われる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の薬液噴霧装置。
【請求項４】
前記媒体液容器の媒体液の表面は、シリコンオイルで覆われている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の薬液噴霧装置。
【請求項５】
前記薬液ボトル内に貯蓄されている薬液は、二酸化塩素水である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の薬液噴霧装置。
【請求項６】
前記薬液供給手段は、
前記薬液通路中に配設した通路開閉用の電磁式のバルブ又はポンプと、
前記バルブ又はポンプを制御して前記自動補給を行う制御部と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の薬液噴霧装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７０６３１（Ｐ２０１３−７０６３１Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９８２３（Ｐ２０１１−２０９８２３）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００１０７０５５）シルバー株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００１０７０５５）シルバー株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
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