ハンド消毒器
【課題】微粒化されていない状態の消毒液が噴射されることを抑制する。
【解決手段】ハンド消毒器は、加圧された気体が流れる気体流路３３と、消毒液を溜める容器５１に接続される消毒液流路３４と、気体流路３３及び消毒液流路３４に接続される二流体ノズル１と、手を感知するセンサと、気体流路３３に設けられたコンプレッサ５２と、気体流路のうちコンプレッサ５２と二流体ノズル１の間の部分に設けられたソレノイドバルブ５３と、センサによって手が感知されたことに応じてソレノイドバルブ５３を開けるとともにコンプレッサ５２を始動する制御装置とを備え、この制御装置は、センサにより手が感知されていない場合に、ソレノイドバルブ５３が閉じた状態でコンプレッサ５２を作動させ、気体流路３３内の気圧を所定値以上とする。
【解決手段】ハンド消毒器は、加圧された気体が流れる気体流路３３と、消毒液を溜める容器５１に接続される消毒液流路３４と、気体流路３３及び消毒液流路３４に接続される二流体ノズル１と、手を感知するセンサと、気体流路３３に設けられたコンプレッサ５２と、気体流路のうちコンプレッサ５２と二流体ノズル１の間の部分に設けられたソレノイドバルブ５３と、センサによって手が感知されたことに応じてソレノイドバルブ５３を開けるとともにコンプレッサ５２を始動する制御装置とを備え、この制御装置は、センサにより手が感知されていない場合に、ソレノイドバルブ５３が閉じた状態でコンプレッサ５２を作動させ、気体流路３３内の気圧を所定値以上とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハンド消毒器に関し、特に噴射口に二流体ノズルを用い、噴射する消毒液を微粒化したハンド消毒器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の衛生意識の高まりに伴い、手指の消毒を行うためのハンド消毒器が注目されている。ハンド消毒器は、差し出された手指に自動的に消毒液を噴きかける装置であり、簡易かつ高速に手指の消毒ができるため、家庭、職場、公共機関、医療機関など幅広い分野での利用が期待されている。
【０００３】
特許文献１には、ハンド消毒器の一例が開示されている。同文献に開示される手消毒装置は、消毒液噴射ノズルと空気噴射ノズルとからなる二流体ノズルを用いることで消毒液の微粒化を実現するもので、消毒液噴射ノズルの噴射口の周囲に空気噴射ノズルの噴射口が環状に配置された構造を有している。空気噴射ノズルはブロアに接続され、消毒液噴射ノズルは電磁弁を介して消毒液タンクにつながっている。赤外線センサーによって手が検知されると、ブロアが作動を開始するとともに、電磁弁が開かれる。ブロアの作動によって空気噴射ノズルには空気が供給され、その空気の流れによって消毒液噴射ノズルの噴射口に負圧が発生する。この負圧によって消毒液タンクから消毒液が吸い出され、噴射口から空気とともに噴射される。空気とともに噴射されることで、消毒液は微粒化されて噴射されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５２３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の手消毒装置には、手を差し出した直後、短時間ではあるが、微粒化されていない状態の消毒液が噴射されるという問題がある。
【０００６】
すなわち、特許文献１に記載の技術によれば、空気の供給にブロアを用い、手の検知を契機としてブロアを作動させているが、ブロアがフル回転を始めるまでにはある程度の時間を要することから、手が検知された後、空気噴射ノズルの噴射口から噴射される空気の流速が最高速に達するまでに、ある程度の時間を要する。この間、空気による消毒液の微粒化効果が十分には得られないので、微粒化されていない状態の消毒液が噴射されることになる。
【０００７】
電磁弁を開くタイミングを遅らせたり、ブロアを予め作動させたままにしておけば、上記問題は解決されるようにも思われるが、前者によれば、手の検知後しばらくの間、消毒液を含まない空気が噴射されることになるため、利用者に違和感を感じさせてしまう。後者によれば、使用していないときでもブロアを作動させたままということになるので、電力消費や騒音の面で環境によくない影響を与えてしまう。
【０００８】
したがって、本発明の目的の一つは、微粒化されていない状態の消毒液が噴射されることを抑制できるハンド消毒器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明によるハンド消毒器は、加圧された気体が流れる気体流路と、消毒液を溜める容器に接続される消毒液流路と、前記気体流路及び前記消毒液流路に接続される二流体ノズルと、手を感知するセンサと、前記気体流路に設けられたコンプレッサと、前記気体流路のうち前記コンプレッサと前記二流体ノズルの間の部分に設けられた第１のバルブと、前記センサによって手が感知されたことに応じて前記第１のバルブを開けるとともに前記コンプレッサを始動する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記センサにより手が感知されていない場合に、前記第１のバルブが閉じた状態で前記コンプレッサを作動させ、前記気体流路内の気圧を所定値以上とすることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、気体流路内の気圧が所定値に保たれるので、第１のバルブを開けた直後から最高速で気体を噴射することが可能になる。したがって、微粒化されていない状態の消毒液が噴射されることを抑制できる。
【００１１】
上記ハンド消毒器において、前記気体流路のうち前記コンプレッサと前記第１のバルブとの間の部分に接続された蓄圧タンクをさらに備えることとしてもよい。これによれば、始動に比較的時間のかかるコンプレッサを用いたとしても、コンプレッサが立ち上がるまでの間、最高速での気体の噴射を維持することが可能になる。
【００１２】
上記各ハンド消毒器においてさらに、前記気体流路内の気圧が前記所定値に達していることを利用者に通知する通知手段をさらに備えることとしてもよい。これによれば、利用者に当該ハンド消毒器の使用可否を伝えることが可能になる。
【００１３】
上記各ハンド消毒器においてさらに、前記消毒液流路のうち前記容器と前記二流体ノズルの間の部分に設けられた第２のバルブをさらに備え、前記制御装置は、前記第１のバルブを開けてから所定時間後に前記第２のバルブを開け、前記第２のバルブを閉じてから所定時間後に前記第１のバルブを閉じることとしてもよい。これによれば、液ダレ状態の発生を防止できる。
【００１４】
このハンド消毒器においてさらに、前記消毒液流路のうち前記容器と前記第２のバルブの間の部分に設けられた液送ポンプをさらに備え、前記制御装置は、前記第２のバルブを開けるとともに前記液送ポンプを始動し、前記第２のバルブを閉めるとともに前記液送ポンプを停止することとしてもよい。これによれば、液送ポンプによって二流体ノズルに消毒液を供給することが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、コンプレッサと第１のバルブの間の気体流路内の気圧が所定値に保たれるので、第１のバルブを開けた直後から最高速で気体を噴射することが可能になる。したがって、微粒化されていない状態の消毒液が噴射されることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は、本発明の好ましい実施の形態によるハンド消毒器の外観斜視図である。（ｂ）は、本発明の好ましい実施の形態によるノズル固定部を拡大して示す拡大図である。
【図２】本発明の好ましい実施の形態によるハンド消毒器の液体及び気体の流路の構成を示す図である。
【図３】本発明の好ましい実施の形態によるハンド消毒器の機能ブロックを示す概略ブロック図である。
【図４】本発明の好ましい実施の形態による制御装置が行う処理のフローチャートを示す図である。
【図５】（ａ）は、本発明の好ましい実施の形態による二流体ノズルの中心軸を含む断面での断面図である。（ｂ）は、（ａ）に示す液体供給器の外形図である。（ｃ）は、（ｂ）のＡ−Ａ'線断面での液体供給器の断面図である。（ｄ）は、螺旋状流路内に設けられる液体供給孔の概略の位置を示す図である。
【図６】本発明の好ましい実施の形態による二流体ノズルの変形例を示す図である。
【図７】本発明の好ましい実施の形態による二流体ノズルの変形例を示す図である。
【図８】本発明の好ましい実施の形態による二流体ノズルの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１（ａ）は、本実施の形態によるハンド消毒器３０の外観斜視図である。同図に示すように、ハンド消毒器３０は本体３１とノズル部３２とを備え、これらが気体流路３３、消毒液流路３４、及び信号ケーブル３５によって接続された構成を有している。本体３１は、ジュラルミンケースとその内部に配置された制御装置６０（後述）などから構成される。ノズル部３２は、支持台４０と、一端が支持台４０に固定された略Ｌ字型の支持柱４１と、支持柱４１の他端に固定されたノズル固定部４２とを有している。これらの構成により、ノズル部３２の外観は電気スタンド様となっている。
【００１９】
図１（ｂ）は、ノズル固定部４２を拡大して示す拡大図である。同図に示すように、ノズル固定部４２には二流体ノズル１と、手感知センサ６１と、発光装置６２とが設けられる。二流体ノズル１及び手感知センサ６１は下向きに設けられる。発光装置６２は、使用者から見て目立つ位置に設けられる。ハンド消毒器３０は、ノズル固定部４２と支持台４０の間に手が挿入されると手感知センサ６１によってこれを感知し、二流体ノズル１から消毒液を噴射する。
【００２０】
図２は、ハンド消毒器３０の液体及び気体の流路の構成を示す図である。同図に示すように、二流体ノズル１は気体流路３３の一端及び消毒液流路３４の一端に接続される。気体流路３３の他端は空気取り入れ口５０に接続され、この空気取り入れ口５０から空気が供給される。一方、消毒液流路３４の他端は消毒液を溜める容器５１に接続され、この容器５１から消毒液が供給される。
【００２１】
気体流路３３にはコンプレッサ５２が設けられる。コンプレッサ５２は、空気取り入れ口５０から空気を吸い込んで加圧し、二流体ノズル１へと供給する。コンプレッサ５２として具体的には、比較的低音でコンパクトな電磁ポンプを用いることが好適である。
【００２２】
気体流路３３のうちコンプレッサ５２と二流体ノズル１の間の部分には、ソレノイドバルブ５３（第１のバルブ）が設けられる。ソレノイドバルブ５３として具体的には、図２に示すように、スプリングリターン付きの２ポート単動常時閉電磁弁を用いることが好適である。これを用いることで、電源を投入していないときにソレノイドバルブ５３を閉状態に維持することが可能になる。
【００２３】
気体流路３３のうちコンプレッサ５２とソレノイドバルブ５３との間の部分には、蓄圧タンク５４が接続される。蓄圧タンク５４は気体流路３３内の気圧を所定時間にわたって一定に保つための役割を有しており、蓄圧タンク５４内の気圧が一旦所定気圧まで加圧されると、その後コンプレッサ５２が作動していない状態でソレノイドバルブ５３が開となっても、一定時間にわたって気体流路３３内の気圧はほぼ上記所定気圧に維持される。蓄圧タンク５４として具体的には、３０ｋＰａ程度まで耐えられる容器（ペットボトルなど）を用いることが好適である。
【００２４】
容器５１は密閉されていない容器であり、その内部には消毒液が溜められる。簡易には、容器５１としてペットボトルを用いることができる。消毒液としては、特に限られるものではないが、エタノールや次亜塩素酸などの殺菌作用を有する液体、若しくはこれらと水の混合液を用いることが好適である。
【００２５】
消毒液流路３４のうち容器５１と二流体ノズル１の間の部分には、ソレノイドバルブ５５（第２のバルブ）が設けられる。ソレノイドバルブ５５としても、図２に示すように、スプリングリターン付きの２ポート単動常時閉電磁弁を用いることが好適である。これを用いることで、電源を投入していないときにソレノイドバルブ５５を閉状態に維持することが可能になる。
【００２６】
消毒液流路３４のうち容器５１とソレノイドバルブ５５の間の部分には、液送ポンプ５６が設けられる。液送ポンプ５６は、容器５１内の消毒液を吸引し、消毒液流路３４に供給する機能を有しており、消毒液を数ｋｐａの圧力で消毒液流路３４に供給する。液送ポンプ５６を用いることで、二流体ノズル１と容器５１との間の距離が長い場合や、容器５１内の液面が二流体ノズル１に比べて低い位置にある場合にも、二流体ノズル１に好適に消毒液を供給することが可能になる。液送ポンプ５６として具体的には、動作が単純で小型化可能なユニモルフポンプを用いることが好適である。
【００２７】
消毒液流路３４のうち液送ポンプ５６とソレノイドバルブ５５の間の部分には、ニードルバルブ５７が設けられる。ニードルバルブ５７は、消毒液の流量が最適値となるよう、予め調整のうえ固定される。
【００２８】
図３は、ハンド消毒器３０の機能ブロックを示す概略ブロック図である。同図に示すように、ハンド消毒器３０は機能的に、制御装置６０、手感知センサ６１、発光装置６２、気圧検出装置６３、液量検出装置６４、バルブ開閉装置６５、コンプレッサ制御装置６６、液送ポンプ制御装置６７、電源装置６８を備えている。このうち手感知センサ６１と発光装置６２は、上述したようにノズル部３２に設けられる。一方、その他の構成は本体３１に設けられる。これらは、上述した信号ケーブル３５によって互いに接続される。
【００２９】
制御装置６０はマイクロプロセッサ及びメモリによって構成され、メモリ内に記憶されたプログラムを実行する。プログラムには、後述する各部の機能を実現するためのコードが含まれる。制御装置６０が行う処理の詳細については、後にフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００３０】
手感知センサ６１は、ノズル固定部４２と支持台４０の間に挿入された手を感知するセンサである。手感知センサ６１として具体的には、超音波を用いるモーションセンサを用いることが好適である。赤外線センサを用いてもよいが、周囲温度と手の温度が同程度であると感度が悪くなるので、モーションセンサを用いることが好ましい。
【００３１】
気圧検出装置６３は、気体流路３３のうちソレノイドバルブ５３とコンプレッサ５２の間の部分の気圧を検出可能に構成され、検出した気圧を電気信号化して制御装置６０に出力する。気圧検出装置６３として具体的には、コスト的に有利であることから、ピエゾ素子を用いるプレッシャーセンサを用いることが好適である。また、液量検出装置６４は、容器５１内の消毒液の液量を検出可能に構成され、検出した液量を電気信号化して制御装置６０に出力する。液量検出装置６４として具体的には、静電容量センサを用いることが好適である。本体３１が透明であったり、容器５１を本体３１の外部に設置する場合も考えられるが、静電容量センサは外光に影響されないので、そのような場合であっても正しく液量を検出することが可能になる。
【００３２】
バルブ開閉装置６５は、制御装置６０からの指示に従ってソレノイドバルブ５３，５５の開閉処理を行う。具体的には、ソレノイドバルブ５３，５５が、上述したようにいずれもスプリングリターン付きの２ポート単動常時閉電磁弁であることから、開とするときに通電し、閉とするときに通電しないことによって、開閉処理を行う。
【００３３】
コンプレッサ制御装置６６は、制御装置６０からの指示に従ってコンプレッサ５２の始動、停止を行う装置である。また、液送ポンプ制御装置６７は、制御装置６０からの指示に従って液送ポンプ５６の始動、停止を行う装置である。
【００３４】
発光装置６２は、制御装置６０からの指示に従ってそれぞれ個別に点灯、消灯する第１及び第２の発光素子６２ａ，６２ｂにより構成される。第１及び第２の発光素子６２ａ，６２ｂとして具体的には、３色ＬＥＤ(Light Emitting Diode)を用いることが好適である。第１の発光素子６２ａは、点灯色により容器５１内の液量の残量を示す残量計として機能する。第２の発光素子６２ｂは、気体流路３３のうちコンプレッサ５２とソレノイドバルブ５３の間の部分の気圧に応じた色で点灯するように構成されており、該気圧が所定値に達していることを利用者に通知する通知手段として機能する。第１及び第２の発光素子６２ａ，６２ｂの発光タイミングについては、後ほど制御装置６０の処理を説明する際に併せて説明する。
【００３５】
電源装置６８は、制御装置６０他の電源を供給するための電源を生成する装置である。具体的には、バッテリーであってもよいし、商用の交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ−ＤＣコンバータであってもよい。
【００３６】
制御装置６０は、以上の各部を制御することにより、手が感知されたときには消毒液を噴射するための処理を行うとともに、手が感知されていない場合には、気体流路３３内の気圧を所定値以上に保つための処理を行う。以下、フローチャートを参照しながら具体的に説明する。
【００３７】
図４は、制御装置６０が行う処理のフローチャートを示す図である。このフローチャートに示す処理は、ハンド消毒器３０の電源を投入したときに開始される。初期状態では、ソレノイドバルブ５３，５５はいずれも閉状態であり、コンプレッサ５２と液送ポンプ５６はいずれも止まっている。また、第１及び第２の発光素子６２ａ，６２ｂはいずれも消灯状態である。
【００３８】
制御装置６０は、図４に示すように、電源が投入されるとまず液量確認処理を行う（ステップＳ１）。この処理において制御装置６０は、液量検出装置６４を介して容器５１内の消毒液の液量を取得する。そして、液量が所定の基準量（例えば、１回あたりの平均噴射量の３０回分）以上であった場合には第１の発光素子６２ａを消灯する。一方、基準量未満であった場合には、さらに液量が残り１回あたりの平均噴射量を下回っているか否かを判定し、下回っている場合には第１の発光素子６２ａを赤色点灯させ、下回っていない場合には第１の発光素子６２ａを黄色点灯させる。第１の発光素子６２ａを以上のように消灯又は点灯させることで、使用者に消毒液の残量を知らせることが可能になる。なお、第１の発光素子６２ａを赤色点灯させた場合、制御装置６０はステップＳ２以降の処理を行わないこととしてよい。
【００３９】
次に、制御装置６０は、気体流路３３内の気圧を所定値以上に保つための圧力維持処理を行う（ステップＳ２）。具体的には、まず気圧検出装置６３を介して、気体流路３３のうちソレノイドバルブ５３とコンプレッサ５２の間の部分の気圧を取得する。そして、取得した気圧が所定値未満であるか否かを判定する。ここでいう「所定値」は、ソレノイドバルブ５３が開いた直後からほぼ最高速で気体が噴射されるために必要な気圧の値である。例えば２５ｋＰａ程度とすればよい。取得した気圧が所定値未満であった場合、制御装置６０は、コンプレッサ制御装置６６を介してコンプレッサ５２を始動し、所定値まで加圧する。気体流路３３内の気圧が所定値以上となったら、制御装置６０は、コンプレッサ５２を停止させるとともに、発光装置６２内の第２の発光素子６２ｂを緑色点灯させる（ステップＳ３）。この緑色点灯により、使用者は、ハンド消毒器３０が利用可能となったこと（気体流路３３内の気圧が所定値に達していること）を知ることができる。
【００４０】
次に、制御装置６０は、手感知センサ６１によって手が感知されているか否かを判定し（ステップＳ４）、手が感知されていない場合には、ステップＳ１に戻る。一方、手が感知されている場合には、ステップＳ５以降の噴射開始処理を開始する。
【００４１】
噴射開始処理では、制御装置６０は、発光装置６２内の第２の発光素子６２ｂを青色点灯させ（ステップＳ５）、まず気体を噴射させる（ステップＳ６）。具体的には、バルブ開閉装置６５を介してソレノイドバルブ５３を開けるとともに、コンプレッサ制御装置６６を介してコンプレッサ５２を始動する。上述した圧力維持処理によって気体流路３３内の気圧が上記所定気圧まで加圧されているため、二流体ノズル１からは、ソレノイドバルブ５３を開けた直後から最高速で気体が噴射される。なお、この時点ではソレノイドバルブ５５が閉じられているため、消毒液が噴射されることはない。
【００４２】
次に、制御装置６０は、気体の噴射開始に少し遅れて、消毒液の噴射を開始する（ステップＳ７）。具体的には、ソレノイドバルブ５３を開けてから所定時間（＞０秒）後に、バルブ開閉装置６５を介してソレノイドバルブ５５を開ける。こうすることで、二流体ノズル１から噴射される気体の圧力が不十分である間（ソレノイドバルブ５３の開放後、所定値の気体が二流体ノズル１の噴射口に達するまでの間）に消毒液が噴射され、結果として液ダレ状態となることを防止できる。この所定時間は、実際には極めて短く０．３秒程度であり、利用者が気付かない程度の時間である。このような短い時間での液体噴射が可能となったのは、上述した圧力維持処理を行っているためである。二流体ノズル１から噴射される消毒液は微粒化されており、その粒径は約２０μｍとなる。
【００４３】
なお、ステップＳ７において、制御装置６０は、ソレノイドバルブ５５を開けると同時に、液送ポンプ制御装置６７を介して液送ポンプ５６を始動する。こうすることで、上述したように、二流体ノズル１に好適に消毒液を供給することが可能になる。
【００４４】
消毒液の噴射を開始したら、制御装置６０は、手感知センサ６１による手の感知が停止したか否かを判定する（ステップＳ９）。制御装置６０は、この判定処理を、手の感知が停止されるまで繰り返す。その間、制御装置６０は、ステップＳ１で行ったのと同じ液量確認処理を行う（ステップＳ８）。手の感知が停止されたら、ステップＳ１０以降の噴射停止処理を開始する。なお、ステップＳ７の実行後、所定時間が経過したら、手感知センサ６１による手の感知の有無によらず、噴射停止処理を開始することとしてもよい。
【００４５】
噴射停止処理では、制御装置６０は、まず消毒液の噴射を停止する（ステップＳ１０）。具体的には、バルブ開閉装置６５を介してソレノイドバルブ５５を閉じる。同時に、液送ポンプ制御装置６７を介して液送ポンプ５６を停止する。その後、制御装置６０は、気体の噴射を停止する（ステップＳ１１）。具体的には、ソレノイドバルブ５５を閉じてから所定時間（＞０秒）後に、バルブ開閉装置６５を介してソレノイドバルブ５３を閉じる。このように、ソレノイドバルブ５５とソレノイドバルブ５３の閉塞タイミングに時間差を設けることで、液ダレ状態の発生を防止できる。すなわち、仮にソレノイドバルブ５３を先に閉じたとすると、ソレノイドバルブ５３と二流体ノズル１の間に残る気体が低圧で噴射され、噴射されている間、液ダレ状態となる。これに対し、ソレノイドバルブ５５を先に閉めると、閉めた瞬間から消毒液が噴射されなくなるので、液ダレ状態の発生を防止できる。なお、コンプレッサ５２については、ステップＳ１１で停止させる必要はなく、後に行うステップＳ２の処理で停止させることとすればよい。
【００４６】
ステップＳ１２で気体の噴射を停止した後には、制御装置６０は、発光装置６２内の第２の発光素子６２ｂを消灯する（ステップＳ１２）。そして、ステップＳ１に処理を戻し、液量確認処理（ステップＳ１）及び圧力維持処理（ステップＳ２）を行う。
【００４７】
以上説明したように、ハンド消毒器３０によれば、コンプレッサ５２とソレノイドバルブ５３の間の気体流路３３内の気圧が所定値に保たれるので、ソレノイドバルブ５３を開けた直後から最高速で気体を噴射することが可能になる。したがって、微粒化されていない状態の消毒液が噴射されることを抑制できる。
【００４８】
また、蓄圧タンク５４を備えたことで、始動に比較的時間のかかるコンプレッサ５２を用いたとしても、コンプレッサ５２が立ち上がるまでの間、最高速での気体の噴射を維持することが可能になる。
【００４９】
また、コンプレッサ５２とソレノイドバルブ５３の間の気体流路３３内の気圧が所定値になった場合に発光装置６２内の第２の発光素子６２ｂを緑色点灯させるので、利用者に当該ハンド消毒器３０の使用可否を伝えることが可能になる。
【００５０】
また、ソレノイドバルブ５３とソレノイドバルブ５５の開閉タイミングに時間差を設けたことで、液ダレ状態の発生を防止できる。
【００５１】
次に、ハンド消毒器３０で用いる二流体ノズル１の構造について、詳細に説明する。
【００５２】
図５（ａ）は二流体ノズル１の中心軸を含む断面での断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す液体供給器１４の外形図、図５（ｃ）はＡ−Ａ'線断面（液体分配流路１４ｃを含む断面）での液体供給器１４の断面図、図５（ｄ）は螺旋状流路１４ｂ内に設けられる液体供給孔１４ｄ（液体分配流路１４ｃの出口）の概略の位置を示す図である。
【００５３】
図５（ａ）に示すように、二流体ノズル１は、気体ノズル１２、液膜形成ノズル１３、液体供給器１４と基部１５で構成されている。基部１５には気体流入路１５ａ、液体流入路１５ｂが配設され、それぞれの入り口には配管継ぎ手をねじ込むネジが配設されている。気体流入路１５ａ、液体流入路１５ｂはそれぞれ、気体流路３３、消毒液流路３４に接続される。気体流入路１５ａには気体流路３３から加圧された空気が供給され、液体流入路１５ｂには消毒液流路３４から消毒液が供給される。
【００５４】
気体ノズル１２は基部１５に繋がる。液膜形成ノズル１３は、気体ノズル１２と同軸に配設される。液膜形成ノズル１３の内周面は、回転対象形の液膜形成面１３ｂを構成する。液体供給器１４の内部には、液体流入路１５ｂに連通する液体流路１４ａが配設される。液体供給器１４の外周部には、中心軸と捩れの位置にある複数の螺旋状流路１４ｂが配設される。液体流路１４ａには、放射状に延びて螺旋状流路１４ｂに開口する液体分配流路１４ｃが連通して配設される。
【００５５】
液体流入路１５ｂから流入した液体は、液体流路１４ａ、液体分配流路１４ｃを通って螺旋状流路１４ｂに流出する。気体流入路１５ａから流入した気体は、一部は気体ノズル１２の内壁面１２ｂと液膜形成ノズル１３の液膜形成ノズル１３の外壁面１３ｃとで形成される気体流路１７を通り、旋回を与える手段として配設した軸流方式の気流旋回羽根１８により旋回を与えられた上、気体ノズル１２の出口１２ａと液膜形成ノズル１３の出口１３ａとの間に形成される環状開口１６から噴出する。気体流入路１５ａから流入した気体の他の部分は、螺旋状流路１４ｂに流入する。
【００５６】
液体分配流路１４ｃの出口（液体供給孔１４ｄ）から流出した液体は、螺旋状流路１４ｂに流入している気体を突き破って液膜形成面１３ｂに衝突する。そして、液膜形成面１３ｂ上を流れ、液膜形成ノズルの出口１３ａから環状の液膜となって流出する。この環状液膜の内周側は、螺旋状流路１４ｂから流出し、液膜形成ノズル１３の液膜形成面１３ｂに沿って旋回流となって液膜形成ノズル１３の出口１３ａから噴出する気体の流れによって挟まれる。一方、外周側は、環状開口１６から噴出する気体の流れにより挟まれる。液膜形成ノズルの出口１３ａから流出する液体は、このように両側から挟まれることによって、微粒化される。
【００５７】
図５に示すように、液膜形成ノズル１３の液膜形成面１３ｂは、その直径が出口に向けて増大している。これにより、液膜形成ノズル１３の出口の周長が大きくなるので、噴霧量が多い場合でも液膜の厚さが増大するのを抑えることができ、微粒化性能を維持できる。また、液膜形成ノズル１３のセンターボディー１４ｅの直径も、液膜形成面１３ｂの拡大に適合して増大しているので、液膜形成ノズル１３内の気流の流速が低下することもなく、また、旋回の安定化も図られ、液膜の周方向の一様性が向上し、微粒化が促進される。
【００５８】
液膜形成ノズル１３の先端は、微粒化の点からは図５に示すように薄肉になっていることが好ましい。また、液体供給器１４の先端が中心軸に沿って液膜形成ノズル１３の出口近傍までセンターボディー１４ｅとして延びている形状は、液膜形成ノズル１３の液膜形成面１３ｂに沿って形成される環状空間内における気流の旋回流れを安定化させるのに有効である。旋回流れによって心軸近傍には負圧の領域ができ、その負圧によって気体が液膜形成ノズル１３の出口１３ａから環状空間内に逆流するのを抑止する効果もある。
【００５９】
図６は、本実施の形態による二流体ノズル１の変形例を示す図である。この変形例では、液膜形成ノズル１３は先細形状で、センターボディー１４ｅの先端も、それに適した先細形状になっている。この形態は、液膜形成ノズル１３の開口を小さくできるので使用空気量を削減できる利点がある。一方、内部の気体の圧力が高くなり、液体が戻されやすくなるという短所がある。その問題は、図７に示す変形例のようにセンターボディー１４ｅを短くし、開口面積を大きくすることで緩和できる。
【００６０】
図８は、本実施の形態による二流体ノズル１の他の変形例を示す図である。この変形例では、気体ノズル１２の内周壁と液膜形成ノズル１３の外周壁面とで形成される気体流路１７に半径流方式の気流旋回羽根１８を配設し、ここを通って気体ノズル１２の出口と液膜形成ノズル１３の出口１３ａとの間に形成される環状開口１６から噴出する気体の流れに強い旋回を与えるようにしている。気流旋回羽根は、軸流方式、半径流方式に限らず斜流方式でもよい。環状開口１６からの気流に旋回を与えることによって、環状液膜の微粒化を促進することができだけでなく、その旋回の強さを変えることによって噴霧の広がりを変化させることができるという利点がある。
【００６１】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 二流体ノズル
１２ 気体ノズル
１２ａ 気体ノズル出口
１２ｂ 気体ノズル内壁面
１３ 液膜形成ノズル
１３ａ 液膜形成ノズル出口
１３ｂ 液膜形成面
１３ｃ 液膜形成ノズル外壁面
１４ 液体供給器
１４ａ 液体流路
１４ｂ 螺旋状流路
１４ｃ 液体分配流路
１４ｄ 液体供給孔
１４ｅ センターボディー
１５ 基部
１５ａ 気体流入路
１５ｂ 液体流入路
１６ 環状開口
１７ 気体流路
１８ 気流旋回羽根
３０ ハンド消毒器
３１ 本体
３２ ノズル部
３３ 気体流路
３４ 消毒液流路
３５ 信号ケーブル
４０ 支持台
４１ 支持柱
４２ ノズル固定部
５０ 空気取り入れ口
５１ 容器
５２ コンプレッサ
５３ ソレノイドバルブ（第１のバルブ）
５４ 蓄圧タンク
５５ ソレノイドバルブ（第２のバルブ）
５６ 液送ポンプ
５７ ニードルバルブ
６０ 制御装置
６１ 手感知センサ
６２ 発光装置
６２ａ 第１の発光素子
６２ｂ 第２の発光素子
６３ 気圧検出装置
６４ 液量検出装置
６５ バルブ開閉装置
６６ コンプレッサ制御装置
６７ 液送ポンプ制御装置
６８ 電源装置
【技術分野】
【０００１】
本発明はハンド消毒器に関し、特に噴射口に二流体ノズルを用い、噴射する消毒液を微粒化したハンド消毒器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の衛生意識の高まりに伴い、手指の消毒を行うためのハンド消毒器が注目されている。ハンド消毒器は、差し出された手指に自動的に消毒液を噴きかける装置であり、簡易かつ高速に手指の消毒ができるため、家庭、職場、公共機関、医療機関など幅広い分野での利用が期待されている。
【０００３】
特許文献１には、ハンド消毒器の一例が開示されている。同文献に開示される手消毒装置は、消毒液噴射ノズルと空気噴射ノズルとからなる二流体ノズルを用いることで消毒液の微粒化を実現するもので、消毒液噴射ノズルの噴射口の周囲に空気噴射ノズルの噴射口が環状に配置された構造を有している。空気噴射ノズルはブロアに接続され、消毒液噴射ノズルは電磁弁を介して消毒液タンクにつながっている。赤外線センサーによって手が検知されると、ブロアが作動を開始するとともに、電磁弁が開かれる。ブロアの作動によって空気噴射ノズルには空気が供給され、その空気の流れによって消毒液噴射ノズルの噴射口に負圧が発生する。この負圧によって消毒液タンクから消毒液が吸い出され、噴射口から空気とともに噴射される。空気とともに噴射されることで、消毒液は微粒化されて噴射されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５２３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の手消毒装置には、手を差し出した直後、短時間ではあるが、微粒化されていない状態の消毒液が噴射されるという問題がある。
【０００６】
すなわち、特許文献１に記載の技術によれば、空気の供給にブロアを用い、手の検知を契機としてブロアを作動させているが、ブロアがフル回転を始めるまでにはある程度の時間を要することから、手が検知された後、空気噴射ノズルの噴射口から噴射される空気の流速が最高速に達するまでに、ある程度の時間を要する。この間、空気による消毒液の微粒化効果が十分には得られないので、微粒化されていない状態の消毒液が噴射されることになる。
【０００７】
電磁弁を開くタイミングを遅らせたり、ブロアを予め作動させたままにしておけば、上記問題は解決されるようにも思われるが、前者によれば、手の検知後しばらくの間、消毒液を含まない空気が噴射されることになるため、利用者に違和感を感じさせてしまう。後者によれば、使用していないときでもブロアを作動させたままということになるので、電力消費や騒音の面で環境によくない影響を与えてしまう。
【０００８】
したがって、本発明の目的の一つは、微粒化されていない状態の消毒液が噴射されることを抑制できるハンド消毒器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明によるハンド消毒器は、加圧された気体が流れる気体流路と、消毒液を溜める容器に接続される消毒液流路と、前記気体流路及び前記消毒液流路に接続される二流体ノズルと、手を感知するセンサと、前記気体流路に設けられたコンプレッサと、前記気体流路のうち前記コンプレッサと前記二流体ノズルの間の部分に設けられた第１のバルブと、前記センサによって手が感知されたことに応じて前記第１のバルブを開けるとともに前記コンプレッサを始動する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記センサにより手が感知されていない場合に、前記第１のバルブが閉じた状態で前記コンプレッサを作動させ、前記気体流路内の気圧を所定値以上とすることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、気体流路内の気圧が所定値に保たれるので、第１のバルブを開けた直後から最高速で気体を噴射することが可能になる。したがって、微粒化されていない状態の消毒液が噴射されることを抑制できる。
【００１１】
上記ハンド消毒器において、前記気体流路のうち前記コンプレッサと前記第１のバルブとの間の部分に接続された蓄圧タンクをさらに備えることとしてもよい。これによれば、始動に比較的時間のかかるコンプレッサを用いたとしても、コンプレッサが立ち上がるまでの間、最高速での気体の噴射を維持することが可能になる。
【００１２】
上記各ハンド消毒器においてさらに、前記気体流路内の気圧が前記所定値に達していることを利用者に通知する通知手段をさらに備えることとしてもよい。これによれば、利用者に当該ハンド消毒器の使用可否を伝えることが可能になる。
【００１３】
上記各ハンド消毒器においてさらに、前記消毒液流路のうち前記容器と前記二流体ノズルの間の部分に設けられた第２のバルブをさらに備え、前記制御装置は、前記第１のバルブを開けてから所定時間後に前記第２のバルブを開け、前記第２のバルブを閉じてから所定時間後に前記第１のバルブを閉じることとしてもよい。これによれば、液ダレ状態の発生を防止できる。
【００１４】
このハンド消毒器においてさらに、前記消毒液流路のうち前記容器と前記第２のバルブの間の部分に設けられた液送ポンプをさらに備え、前記制御装置は、前記第２のバルブを開けるとともに前記液送ポンプを始動し、前記第２のバルブを閉めるとともに前記液送ポンプを停止することとしてもよい。これによれば、液送ポンプによって二流体ノズルに消毒液を供給することが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、コンプレッサと第１のバルブの間の気体流路内の気圧が所定値に保たれるので、第１のバルブを開けた直後から最高速で気体を噴射することが可能になる。したがって、微粒化されていない状態の消毒液が噴射されることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は、本発明の好ましい実施の形態によるハンド消毒器の外観斜視図である。（ｂ）は、本発明の好ましい実施の形態によるノズル固定部を拡大して示す拡大図である。
【図２】本発明の好ましい実施の形態によるハンド消毒器の液体及び気体の流路の構成を示す図である。
【図３】本発明の好ましい実施の形態によるハンド消毒器の機能ブロックを示す概略ブロック図である。
【図４】本発明の好ましい実施の形態による制御装置が行う処理のフローチャートを示す図である。
【図５】（ａ）は、本発明の好ましい実施の形態による二流体ノズルの中心軸を含む断面での断面図である。（ｂ）は、（ａ）に示す液体供給器の外形図である。（ｃ）は、（ｂ）のＡ−Ａ'線断面での液体供給器の断面図である。（ｄ）は、螺旋状流路内に設けられる液体供給孔の概略の位置を示す図である。
【図６】本発明の好ましい実施の形態による二流体ノズルの変形例を示す図である。
【図７】本発明の好ましい実施の形態による二流体ノズルの変形例を示す図である。
【図８】本発明の好ましい実施の形態による二流体ノズルの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１（ａ）は、本実施の形態によるハンド消毒器３０の外観斜視図である。同図に示すように、ハンド消毒器３０は本体３１とノズル部３２とを備え、これらが気体流路３３、消毒液流路３４、及び信号ケーブル３５によって接続された構成を有している。本体３１は、ジュラルミンケースとその内部に配置された制御装置６０（後述）などから構成される。ノズル部３２は、支持台４０と、一端が支持台４０に固定された略Ｌ字型の支持柱４１と、支持柱４１の他端に固定されたノズル固定部４２とを有している。これらの構成により、ノズル部３２の外観は電気スタンド様となっている。
【００１９】
図１（ｂ）は、ノズル固定部４２を拡大して示す拡大図である。同図に示すように、ノズル固定部４２には二流体ノズル１と、手感知センサ６１と、発光装置６２とが設けられる。二流体ノズル１及び手感知センサ６１は下向きに設けられる。発光装置６２は、使用者から見て目立つ位置に設けられる。ハンド消毒器３０は、ノズル固定部４２と支持台４０の間に手が挿入されると手感知センサ６１によってこれを感知し、二流体ノズル１から消毒液を噴射する。
【００２０】
図２は、ハンド消毒器３０の液体及び気体の流路の構成を示す図である。同図に示すように、二流体ノズル１は気体流路３３の一端及び消毒液流路３４の一端に接続される。気体流路３３の他端は空気取り入れ口５０に接続され、この空気取り入れ口５０から空気が供給される。一方、消毒液流路３４の他端は消毒液を溜める容器５１に接続され、この容器５１から消毒液が供給される。
【００２１】
気体流路３３にはコンプレッサ５２が設けられる。コンプレッサ５２は、空気取り入れ口５０から空気を吸い込んで加圧し、二流体ノズル１へと供給する。コンプレッサ５２として具体的には、比較的低音でコンパクトな電磁ポンプを用いることが好適である。
【００２２】
気体流路３３のうちコンプレッサ５２と二流体ノズル１の間の部分には、ソレノイドバルブ５３（第１のバルブ）が設けられる。ソレノイドバルブ５３として具体的には、図２に示すように、スプリングリターン付きの２ポート単動常時閉電磁弁を用いることが好適である。これを用いることで、電源を投入していないときにソレノイドバルブ５３を閉状態に維持することが可能になる。
【００２３】
気体流路３３のうちコンプレッサ５２とソレノイドバルブ５３との間の部分には、蓄圧タンク５４が接続される。蓄圧タンク５４は気体流路３３内の気圧を所定時間にわたって一定に保つための役割を有しており、蓄圧タンク５４内の気圧が一旦所定気圧まで加圧されると、その後コンプレッサ５２が作動していない状態でソレノイドバルブ５３が開となっても、一定時間にわたって気体流路３３内の気圧はほぼ上記所定気圧に維持される。蓄圧タンク５４として具体的には、３０ｋＰａ程度まで耐えられる容器（ペットボトルなど）を用いることが好適である。
【００２４】
容器５１は密閉されていない容器であり、その内部には消毒液が溜められる。簡易には、容器５１としてペットボトルを用いることができる。消毒液としては、特に限られるものではないが、エタノールや次亜塩素酸などの殺菌作用を有する液体、若しくはこれらと水の混合液を用いることが好適である。
【００２５】
消毒液流路３４のうち容器５１と二流体ノズル１の間の部分には、ソレノイドバルブ５５（第２のバルブ）が設けられる。ソレノイドバルブ５５としても、図２に示すように、スプリングリターン付きの２ポート単動常時閉電磁弁を用いることが好適である。これを用いることで、電源を投入していないときにソレノイドバルブ５５を閉状態に維持することが可能になる。
【００２６】
消毒液流路３４のうち容器５１とソレノイドバルブ５５の間の部分には、液送ポンプ５６が設けられる。液送ポンプ５６は、容器５１内の消毒液を吸引し、消毒液流路３４に供給する機能を有しており、消毒液を数ｋｐａの圧力で消毒液流路３４に供給する。液送ポンプ５６を用いることで、二流体ノズル１と容器５１との間の距離が長い場合や、容器５１内の液面が二流体ノズル１に比べて低い位置にある場合にも、二流体ノズル１に好適に消毒液を供給することが可能になる。液送ポンプ５６として具体的には、動作が単純で小型化可能なユニモルフポンプを用いることが好適である。
【００２７】
消毒液流路３４のうち液送ポンプ５６とソレノイドバルブ５５の間の部分には、ニードルバルブ５７が設けられる。ニードルバルブ５７は、消毒液の流量が最適値となるよう、予め調整のうえ固定される。
【００２８】
図３は、ハンド消毒器３０の機能ブロックを示す概略ブロック図である。同図に示すように、ハンド消毒器３０は機能的に、制御装置６０、手感知センサ６１、発光装置６２、気圧検出装置６３、液量検出装置６４、バルブ開閉装置６５、コンプレッサ制御装置６６、液送ポンプ制御装置６７、電源装置６８を備えている。このうち手感知センサ６１と発光装置６２は、上述したようにノズル部３２に設けられる。一方、その他の構成は本体３１に設けられる。これらは、上述した信号ケーブル３５によって互いに接続される。
【００２９】
制御装置６０はマイクロプロセッサ及びメモリによって構成され、メモリ内に記憶されたプログラムを実行する。プログラムには、後述する各部の機能を実現するためのコードが含まれる。制御装置６０が行う処理の詳細については、後にフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００３０】
手感知センサ６１は、ノズル固定部４２と支持台４０の間に挿入された手を感知するセンサである。手感知センサ６１として具体的には、超音波を用いるモーションセンサを用いることが好適である。赤外線センサを用いてもよいが、周囲温度と手の温度が同程度であると感度が悪くなるので、モーションセンサを用いることが好ましい。
【００３１】
気圧検出装置６３は、気体流路３３のうちソレノイドバルブ５３とコンプレッサ５２の間の部分の気圧を検出可能に構成され、検出した気圧を電気信号化して制御装置６０に出力する。気圧検出装置６３として具体的には、コスト的に有利であることから、ピエゾ素子を用いるプレッシャーセンサを用いることが好適である。また、液量検出装置６４は、容器５１内の消毒液の液量を検出可能に構成され、検出した液量を電気信号化して制御装置６０に出力する。液量検出装置６４として具体的には、静電容量センサを用いることが好適である。本体３１が透明であったり、容器５１を本体３１の外部に設置する場合も考えられるが、静電容量センサは外光に影響されないので、そのような場合であっても正しく液量を検出することが可能になる。
【００３２】
バルブ開閉装置６５は、制御装置６０からの指示に従ってソレノイドバルブ５３，５５の開閉処理を行う。具体的には、ソレノイドバルブ５３，５５が、上述したようにいずれもスプリングリターン付きの２ポート単動常時閉電磁弁であることから、開とするときに通電し、閉とするときに通電しないことによって、開閉処理を行う。
【００３３】
コンプレッサ制御装置６６は、制御装置６０からの指示に従ってコンプレッサ５２の始動、停止を行う装置である。また、液送ポンプ制御装置６７は、制御装置６０からの指示に従って液送ポンプ５６の始動、停止を行う装置である。
【００３４】
発光装置６２は、制御装置６０からの指示に従ってそれぞれ個別に点灯、消灯する第１及び第２の発光素子６２ａ，６２ｂにより構成される。第１及び第２の発光素子６２ａ，６２ｂとして具体的には、３色ＬＥＤ(Light Emitting Diode)を用いることが好適である。第１の発光素子６２ａは、点灯色により容器５１内の液量の残量を示す残量計として機能する。第２の発光素子６２ｂは、気体流路３３のうちコンプレッサ５２とソレノイドバルブ５３の間の部分の気圧に応じた色で点灯するように構成されており、該気圧が所定値に達していることを利用者に通知する通知手段として機能する。第１及び第２の発光素子６２ａ，６２ｂの発光タイミングについては、後ほど制御装置６０の処理を説明する際に併せて説明する。
【００３５】
電源装置６８は、制御装置６０他の電源を供給するための電源を生成する装置である。具体的には、バッテリーであってもよいし、商用の交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ−ＤＣコンバータであってもよい。
【００３６】
制御装置６０は、以上の各部を制御することにより、手が感知されたときには消毒液を噴射するための処理を行うとともに、手が感知されていない場合には、気体流路３３内の気圧を所定値以上に保つための処理を行う。以下、フローチャートを参照しながら具体的に説明する。
【００３７】
図４は、制御装置６０が行う処理のフローチャートを示す図である。このフローチャートに示す処理は、ハンド消毒器３０の電源を投入したときに開始される。初期状態では、ソレノイドバルブ５３，５５はいずれも閉状態であり、コンプレッサ５２と液送ポンプ５６はいずれも止まっている。また、第１及び第２の発光素子６２ａ，６２ｂはいずれも消灯状態である。
【００３８】
制御装置６０は、図４に示すように、電源が投入されるとまず液量確認処理を行う（ステップＳ１）。この処理において制御装置６０は、液量検出装置６４を介して容器５１内の消毒液の液量を取得する。そして、液量が所定の基準量（例えば、１回あたりの平均噴射量の３０回分）以上であった場合には第１の発光素子６２ａを消灯する。一方、基準量未満であった場合には、さらに液量が残り１回あたりの平均噴射量を下回っているか否かを判定し、下回っている場合には第１の発光素子６２ａを赤色点灯させ、下回っていない場合には第１の発光素子６２ａを黄色点灯させる。第１の発光素子６２ａを以上のように消灯又は点灯させることで、使用者に消毒液の残量を知らせることが可能になる。なお、第１の発光素子６２ａを赤色点灯させた場合、制御装置６０はステップＳ２以降の処理を行わないこととしてよい。
【００３９】
次に、制御装置６０は、気体流路３３内の気圧を所定値以上に保つための圧力維持処理を行う（ステップＳ２）。具体的には、まず気圧検出装置６３を介して、気体流路３３のうちソレノイドバルブ５３とコンプレッサ５２の間の部分の気圧を取得する。そして、取得した気圧が所定値未満であるか否かを判定する。ここでいう「所定値」は、ソレノイドバルブ５３が開いた直後からほぼ最高速で気体が噴射されるために必要な気圧の値である。例えば２５ｋＰａ程度とすればよい。取得した気圧が所定値未満であった場合、制御装置６０は、コンプレッサ制御装置６６を介してコンプレッサ５２を始動し、所定値まで加圧する。気体流路３３内の気圧が所定値以上となったら、制御装置６０は、コンプレッサ５２を停止させるとともに、発光装置６２内の第２の発光素子６２ｂを緑色点灯させる（ステップＳ３）。この緑色点灯により、使用者は、ハンド消毒器３０が利用可能となったこと（気体流路３３内の気圧が所定値に達していること）を知ることができる。
【００４０】
次に、制御装置６０は、手感知センサ６１によって手が感知されているか否かを判定し（ステップＳ４）、手が感知されていない場合には、ステップＳ１に戻る。一方、手が感知されている場合には、ステップＳ５以降の噴射開始処理を開始する。
【００４１】
噴射開始処理では、制御装置６０は、発光装置６２内の第２の発光素子６２ｂを青色点灯させ（ステップＳ５）、まず気体を噴射させる（ステップＳ６）。具体的には、バルブ開閉装置６５を介してソレノイドバルブ５３を開けるとともに、コンプレッサ制御装置６６を介してコンプレッサ５２を始動する。上述した圧力維持処理によって気体流路３３内の気圧が上記所定気圧まで加圧されているため、二流体ノズル１からは、ソレノイドバルブ５３を開けた直後から最高速で気体が噴射される。なお、この時点ではソレノイドバルブ５５が閉じられているため、消毒液が噴射されることはない。
【００４２】
次に、制御装置６０は、気体の噴射開始に少し遅れて、消毒液の噴射を開始する（ステップＳ７）。具体的には、ソレノイドバルブ５３を開けてから所定時間（＞０秒）後に、バルブ開閉装置６５を介してソレノイドバルブ５５を開ける。こうすることで、二流体ノズル１から噴射される気体の圧力が不十分である間（ソレノイドバルブ５３の開放後、所定値の気体が二流体ノズル１の噴射口に達するまでの間）に消毒液が噴射され、結果として液ダレ状態となることを防止できる。この所定時間は、実際には極めて短く０．３秒程度であり、利用者が気付かない程度の時間である。このような短い時間での液体噴射が可能となったのは、上述した圧力維持処理を行っているためである。二流体ノズル１から噴射される消毒液は微粒化されており、その粒径は約２０μｍとなる。
【００４３】
なお、ステップＳ７において、制御装置６０は、ソレノイドバルブ５５を開けると同時に、液送ポンプ制御装置６７を介して液送ポンプ５６を始動する。こうすることで、上述したように、二流体ノズル１に好適に消毒液を供給することが可能になる。
【００４４】
消毒液の噴射を開始したら、制御装置６０は、手感知センサ６１による手の感知が停止したか否かを判定する（ステップＳ９）。制御装置６０は、この判定処理を、手の感知が停止されるまで繰り返す。その間、制御装置６０は、ステップＳ１で行ったのと同じ液量確認処理を行う（ステップＳ８）。手の感知が停止されたら、ステップＳ１０以降の噴射停止処理を開始する。なお、ステップＳ７の実行後、所定時間が経過したら、手感知センサ６１による手の感知の有無によらず、噴射停止処理を開始することとしてもよい。
【００４５】
噴射停止処理では、制御装置６０は、まず消毒液の噴射を停止する（ステップＳ１０）。具体的には、バルブ開閉装置６５を介してソレノイドバルブ５５を閉じる。同時に、液送ポンプ制御装置６７を介して液送ポンプ５６を停止する。その後、制御装置６０は、気体の噴射を停止する（ステップＳ１１）。具体的には、ソレノイドバルブ５５を閉じてから所定時間（＞０秒）後に、バルブ開閉装置６５を介してソレノイドバルブ５３を閉じる。このように、ソレノイドバルブ５５とソレノイドバルブ５３の閉塞タイミングに時間差を設けることで、液ダレ状態の発生を防止できる。すなわち、仮にソレノイドバルブ５３を先に閉じたとすると、ソレノイドバルブ５３と二流体ノズル１の間に残る気体が低圧で噴射され、噴射されている間、液ダレ状態となる。これに対し、ソレノイドバルブ５５を先に閉めると、閉めた瞬間から消毒液が噴射されなくなるので、液ダレ状態の発生を防止できる。なお、コンプレッサ５２については、ステップＳ１１で停止させる必要はなく、後に行うステップＳ２の処理で停止させることとすればよい。
【００４６】
ステップＳ１２で気体の噴射を停止した後には、制御装置６０は、発光装置６２内の第２の発光素子６２ｂを消灯する（ステップＳ１２）。そして、ステップＳ１に処理を戻し、液量確認処理（ステップＳ１）及び圧力維持処理（ステップＳ２）を行う。
【００４７】
以上説明したように、ハンド消毒器３０によれば、コンプレッサ５２とソレノイドバルブ５３の間の気体流路３３内の気圧が所定値に保たれるので、ソレノイドバルブ５３を開けた直後から最高速で気体を噴射することが可能になる。したがって、微粒化されていない状態の消毒液が噴射されることを抑制できる。
【００４８】
また、蓄圧タンク５４を備えたことで、始動に比較的時間のかかるコンプレッサ５２を用いたとしても、コンプレッサ５２が立ち上がるまでの間、最高速での気体の噴射を維持することが可能になる。
【００４９】
また、コンプレッサ５２とソレノイドバルブ５３の間の気体流路３３内の気圧が所定値になった場合に発光装置６２内の第２の発光素子６２ｂを緑色点灯させるので、利用者に当該ハンド消毒器３０の使用可否を伝えることが可能になる。
【００５０】
また、ソレノイドバルブ５３とソレノイドバルブ５５の開閉タイミングに時間差を設けたことで、液ダレ状態の発生を防止できる。
【００５１】
次に、ハンド消毒器３０で用いる二流体ノズル１の構造について、詳細に説明する。
【００５２】
図５（ａ）は二流体ノズル１の中心軸を含む断面での断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す液体供給器１４の外形図、図５（ｃ）はＡ−Ａ'線断面（液体分配流路１４ｃを含む断面）での液体供給器１４の断面図、図５（ｄ）は螺旋状流路１４ｂ内に設けられる液体供給孔１４ｄ（液体分配流路１４ｃの出口）の概略の位置を示す図である。
【００５３】
図５（ａ）に示すように、二流体ノズル１は、気体ノズル１２、液膜形成ノズル１３、液体供給器１４と基部１５で構成されている。基部１５には気体流入路１５ａ、液体流入路１５ｂが配設され、それぞれの入り口には配管継ぎ手をねじ込むネジが配設されている。気体流入路１５ａ、液体流入路１５ｂはそれぞれ、気体流路３３、消毒液流路３４に接続される。気体流入路１５ａには気体流路３３から加圧された空気が供給され、液体流入路１５ｂには消毒液流路３４から消毒液が供給される。
【００５４】
気体ノズル１２は基部１５に繋がる。液膜形成ノズル１３は、気体ノズル１２と同軸に配設される。液膜形成ノズル１３の内周面は、回転対象形の液膜形成面１３ｂを構成する。液体供給器１４の内部には、液体流入路１５ｂに連通する液体流路１４ａが配設される。液体供給器１４の外周部には、中心軸と捩れの位置にある複数の螺旋状流路１４ｂが配設される。液体流路１４ａには、放射状に延びて螺旋状流路１４ｂに開口する液体分配流路１４ｃが連通して配設される。
【００５５】
液体流入路１５ｂから流入した液体は、液体流路１４ａ、液体分配流路１４ｃを通って螺旋状流路１４ｂに流出する。気体流入路１５ａから流入した気体は、一部は気体ノズル１２の内壁面１２ｂと液膜形成ノズル１３の液膜形成ノズル１３の外壁面１３ｃとで形成される気体流路１７を通り、旋回を与える手段として配設した軸流方式の気流旋回羽根１８により旋回を与えられた上、気体ノズル１２の出口１２ａと液膜形成ノズル１３の出口１３ａとの間に形成される環状開口１６から噴出する。気体流入路１５ａから流入した気体の他の部分は、螺旋状流路１４ｂに流入する。
【００５６】
液体分配流路１４ｃの出口（液体供給孔１４ｄ）から流出した液体は、螺旋状流路１４ｂに流入している気体を突き破って液膜形成面１３ｂに衝突する。そして、液膜形成面１３ｂ上を流れ、液膜形成ノズルの出口１３ａから環状の液膜となって流出する。この環状液膜の内周側は、螺旋状流路１４ｂから流出し、液膜形成ノズル１３の液膜形成面１３ｂに沿って旋回流となって液膜形成ノズル１３の出口１３ａから噴出する気体の流れによって挟まれる。一方、外周側は、環状開口１６から噴出する気体の流れにより挟まれる。液膜形成ノズルの出口１３ａから流出する液体は、このように両側から挟まれることによって、微粒化される。
【００５７】
図５に示すように、液膜形成ノズル１３の液膜形成面１３ｂは、その直径が出口に向けて増大している。これにより、液膜形成ノズル１３の出口の周長が大きくなるので、噴霧量が多い場合でも液膜の厚さが増大するのを抑えることができ、微粒化性能を維持できる。また、液膜形成ノズル１３のセンターボディー１４ｅの直径も、液膜形成面１３ｂの拡大に適合して増大しているので、液膜形成ノズル１３内の気流の流速が低下することもなく、また、旋回の安定化も図られ、液膜の周方向の一様性が向上し、微粒化が促進される。
【００５８】
液膜形成ノズル１３の先端は、微粒化の点からは図５に示すように薄肉になっていることが好ましい。また、液体供給器１４の先端が中心軸に沿って液膜形成ノズル１３の出口近傍までセンターボディー１４ｅとして延びている形状は、液膜形成ノズル１３の液膜形成面１３ｂに沿って形成される環状空間内における気流の旋回流れを安定化させるのに有効である。旋回流れによって心軸近傍には負圧の領域ができ、その負圧によって気体が液膜形成ノズル１３の出口１３ａから環状空間内に逆流するのを抑止する効果もある。
【００５９】
図６は、本実施の形態による二流体ノズル１の変形例を示す図である。この変形例では、液膜形成ノズル１３は先細形状で、センターボディー１４ｅの先端も、それに適した先細形状になっている。この形態は、液膜形成ノズル１３の開口を小さくできるので使用空気量を削減できる利点がある。一方、内部の気体の圧力が高くなり、液体が戻されやすくなるという短所がある。その問題は、図７に示す変形例のようにセンターボディー１４ｅを短くし、開口面積を大きくすることで緩和できる。
【００６０】
図８は、本実施の形態による二流体ノズル１の他の変形例を示す図である。この変形例では、気体ノズル１２の内周壁と液膜形成ノズル１３の外周壁面とで形成される気体流路１７に半径流方式の気流旋回羽根１８を配設し、ここを通って気体ノズル１２の出口と液膜形成ノズル１３の出口１３ａとの間に形成される環状開口１６から噴出する気体の流れに強い旋回を与えるようにしている。気流旋回羽根は、軸流方式、半径流方式に限らず斜流方式でもよい。環状開口１６からの気流に旋回を与えることによって、環状液膜の微粒化を促進することができだけでなく、その旋回の強さを変えることによって噴霧の広がりを変化させることができるという利点がある。
【００６１】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 二流体ノズル
１２ 気体ノズル
１２ａ 気体ノズル出口
１２ｂ 気体ノズル内壁面
１３ 液膜形成ノズル
１３ａ 液膜形成ノズル出口
１３ｂ 液膜形成面
１３ｃ 液膜形成ノズル外壁面
１４ 液体供給器
１４ａ 液体流路
１４ｂ 螺旋状流路
１４ｃ 液体分配流路
１４ｄ 液体供給孔
１４ｅ センターボディー
１５ 基部
１５ａ 気体流入路
１５ｂ 液体流入路
１６ 環状開口
１７ 気体流路
１８ 気流旋回羽根
３０ ハンド消毒器
３１ 本体
３２ ノズル部
３３ 気体流路
３４ 消毒液流路
３５ 信号ケーブル
４０ 支持台
４１ 支持柱
４２ ノズル固定部
５０ 空気取り入れ口
５１ 容器
５２ コンプレッサ
５３ ソレノイドバルブ（第１のバルブ）
５４ 蓄圧タンク
５５ ソレノイドバルブ（第２のバルブ）
５６ 液送ポンプ
５７ ニードルバルブ
６０ 制御装置
６１ 手感知センサ
６２ 発光装置
６２ａ 第１の発光素子
６２ｂ 第２の発光素子
６３ 気圧検出装置
６４ 液量検出装置
６５ バルブ開閉装置
６６ コンプレッサ制御装置
６７ 液送ポンプ制御装置
６８ 電源装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧された気体が流れる気体流路と、
消毒液を溜める容器に接続される消毒液流路と、
前記気体流路及び前記消毒液流路に接続される二流体ノズルと、
手を感知するセンサと、
前記気体流路に設けられたコンプレッサと、
前記気体流路のうち前記コンプレッサと前記二流体ノズルの間の部分に設けられた第１のバルブと、
前記センサによって手が感知されたことに応じて前記第１のバルブを開けるとともに前記コンプレッサを始動する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記センサにより手が感知されていない場合に、前記第１のバルブが閉じた状態で前記コンプレッサを作動させ、前記気体流路内の気圧を所定値以上とする
ことを特徴とするハンド消毒器。
【請求項２】
前記気体流路のうち前記コンプレッサと前記第１のバルブとの間の部分に接続された蓄圧タンクをさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載のハンド消毒器。
【請求項３】
前記気体流路内の気圧が前記所定値に達していることを利用者に通知する通知手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハンド消毒器。
【請求項４】
前記消毒液流路のうち前記容器と前記二流体ノズルの間の部分に設けられた第２のバルブをさらに備え、
前記制御装置は、前記第１のバルブを開けてから所定時間後に前記第２のバルブを開け、前記第２のバルブを閉じてから所定時間後に前記第１のバルブを閉じる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のハンド消毒器。
【請求項５】
前記消毒液流路のうち前記容器と前記第２のバルブの間の部分に設けられた液送ポンプをさらに備え、
前記制御装置は、前記第２のバルブを開けるとともに前記液送ポンプを始動し、前記第２のバルブを閉めるとともに前記液送ポンプを停止する
ことを特徴とする請求項４に記載のハンド消毒器。
【請求項１】
加圧された気体が流れる気体流路と、
消毒液を溜める容器に接続される消毒液流路と、
前記気体流路及び前記消毒液流路に接続される二流体ノズルと、
手を感知するセンサと、
前記気体流路に設けられたコンプレッサと、
前記気体流路のうち前記コンプレッサと前記二流体ノズルの間の部分に設けられた第１のバルブと、
前記センサによって手が感知されたことに応じて前記第１のバルブを開けるとともに前記コンプレッサを始動する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記センサにより手が感知されていない場合に、前記第１のバルブが閉じた状態で前記コンプレッサを作動させ、前記気体流路内の気圧を所定値以上とする
ことを特徴とするハンド消毒器。
【請求項２】
前記気体流路のうち前記コンプレッサと前記第１のバルブとの間の部分に接続された蓄圧タンクをさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載のハンド消毒器。
【請求項３】
前記気体流路内の気圧が前記所定値に達していることを利用者に通知する通知手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハンド消毒器。
【請求項４】
前記消毒液流路のうち前記容器と前記二流体ノズルの間の部分に設けられた第２のバルブをさらに備え、
前記制御装置は、前記第１のバルブを開けてから所定時間後に前記第２のバルブを開け、前記第２のバルブを閉じてから所定時間後に前記第１のバルブを閉じる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のハンド消毒器。
【請求項５】
前記消毒液流路のうち前記容器と前記第２のバルブの間の部分に設けられた液送ポンプをさらに備え、
前記制御装置は、前記第２のバルブを開けるとともに前記液送ポンプを始動し、前記第２のバルブを閉めるとともに前記液送ポンプを停止する
ことを特徴とする請求項４に記載のハンド消毒器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２７４（Ｐ２０１２−２７４Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３８０８９（Ｐ２０１０−１３８０８９）
【出願日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 彩の国ビジネスアリーナ２０１０ 財団法人埼玉県中小企業振興公社 平成２２年１月２７日から１月２８日
【出願人】（３９３０１１００５）株式会社大村製作所 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 彩の国ビジネスアリーナ２０１０ 財団法人埼玉県中小企業振興公社 平成２２年１月２７日から１月２８日
【出願人】（３９３０１１００５）株式会社大村製作所 (3)
【Ｆターム（参考）】
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