JP4917999B2 - スチーム発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、温浴効果と美容効果を高めたスチームを発生させるスチーム発生装置に関する。

従来のスチーム発生装置は、貯水槽と、貯水槽に溜められた水を加熱するヒータと、貯水槽に溜められた水を霧化する超音波発生手段と、超音波発生手段によって発生した霧状の水粒を噴出させる噴出手段とを備えている。従来のスチーム発生装置は、貯水槽に溜められた水を直接ヒータにより加熱し、超音波発生手段を作動させることにより、貯水槽内に霧状の水粒、いわゆるスチームを発生させ、この超音波発生手段によって発生させた霧状の水粒（いわゆるスチーム）を噴出手段より外に噴出させるようになっている（例えば、特許文献１、２）。

当該スチーム発生装置は、浴室内に置いてサウナ浴に利用されたり、いわゆる座浴に使用される。座浴とは、椅子等の腰掛け部材の内部にスチーム発生装置を配置し、その腰掛け部材に座り、頭から水密性の高いシートを被り、スチーム発生装置のスチームをシート内に発生させて行うサウナ浴のことである。
特開２０００−１９７６８２号公報 特開２００２−２２２１７号公報

上記従来のスチーム発生装置は、部品点数が多く、構造が複雑で、大型化しており、耐久性に乏しく寿命が短いという問題点があった。また、超音波発生手段の作動により、振動子の振動に伴う騒音が発生し、静粛性に乏しいという問題点があった。さらにまた、発生する霧状の水粒のサイズが大きいので、温浴効果や理・美容効果があまり期待できないという問題点があった。即ち、入浴者は、水分量が多く、分子クラスターの大きいスチームを浴びるので、全身に水滴が付着し、その気化熱により体が冷えてしまい、温浴効果を損なうという問題点があった。また、水粒の大きいスチームなので、皮膚に吸収され難く、理・美容効果が少ないという問題点があった。

本願発明は、上記問題点に鑑み案出したものであって、構造が簡単で小型化することができ、耐久性と静粛性に優れたスチーム発生装置を提供することを第１の目的とする。また、スチームを構成する霧状の水粒を通常のスチームよりさらに小さくして、温浴効果と理・美容効果を高めたスチーム発生装置を提供することを第２の目的とする。

本願請求項１に係るスチーム発生装置は、上記第１の目的を達成するため、耐熱性及び非導電性を備えた素材で形成され、略円形の底壁と底壁の周縁に形成された略円筒状の周壁とからなる貯水槽と、貯水槽の周壁外面に巻かれたコイルと、貯水槽内に設けられ、コイルに交番電流を流すことによって発生する磁界により誘導加熱される円筒状の導電性加熱体と、貯水槽の底壁に形成され、前記導電性加熱体を取り出し可能に係止して位置決めし、前記貯水槽の周壁の内面と導電性加熱体の周面との間に隙間を形成する係止段部とを有し、貯水槽内に溜められた水の内、貯水槽の周壁の内面と導電性加熱体の周面との間の隙間の水を加熱してスチームを発生させることを特徴とする。

本願請求項２に係るスチーム発生装置は、上記第１及び第２の目的を達成するため、前記導電性加熱体は、炭素複合体で形成されていることを特徴とする。

本願請求項３に係るスチーム発生装置は、上記第１及び第２の目的を達成するため、導電性加熱体の上部開口には、当該上部開口を塞ぐ蓋体が設けられ、蓋体には通気口が形成されていることを特徴とする。

本願請求項４に係るスチーム発生装置は、上記第１及び第２の目的を達成するため、前記蓋体は、前記導電性加熱体と同じ炭素複合体で形成されていることを特徴とする。

本願請求項５に係るスチーム発生装置は、上記第１及び第２の目的を達成するため、貯水槽の上部開口には、当該上部開口を塞ぐ蓋部材が設けられ、蓋部材には、前記導電性加熱体と同じ炭素複合体で形成された上板部材が設けられており、上板部材には、スチームを外部に噴出させる噴出孔が形成されていることを特徴とする。

本願発明に係るスチーム発生装置は、部品点数が少なく、構造が簡単なので、小型化することができ、しかも単純構成なので耐久性があり、長期間使用することができるという効果がある。また、超音波発生手段等の霧化手段を必要としないので、静粛性に優れているという効果がある。また、炭素複合体の遠赤外線効果により、発生する霧状の水粒のサイズを小さくすることができ、温浴効果や理・美容効果を高めることができるという効果がある。

本願発明に係るスチーム発生装置の実施の形態を図１乃至図１１に基づいて説明する。図１は、本願発明に係るスチーム発生装置の原理説明図である。図２は、本願発明に係るスチーム発生装置の一つの実施の形態を示す全体透視図である。図３は、図２のスチーム発生装置の全体斜視図である。図４は、図２のスチーム発生装置の正面断面図である。図５は、図２のスチーム発生装置の側面断面図である。図６は、図２のスチーム発生装置の平面図である。図７は、図２のスチーム発生装置の要部断面図である。図８は、図２のスチーム発生装置の上部カバー体の斜視図である。図９は、図２のスチーム発生装置の蓋部材の斜視図である。図１０は、図２のスチーム発生装置の蓋カバーの斜視図である。図１１は、図２のスチーム発生装置の上板部材の斜視図である。

図７に示すように、スチーム発生装置１は、耐熱性及び非導電性を備えた素材で形成され、略円形の底壁１２と底壁１２の周縁に形成された略円筒状の周壁１３とからなる貯水槽１１と、貯水槽１１の周壁１３外面に巻かれたコイル４１と、貯水槽１１内に設けられ、コイル４１に交番電流を流すことによって発生する磁界により誘導加熱される円筒状の導電性加熱体３１とを有する。スチーム発生装置１は、貯水槽１１内に溜められた水の内、貯水槽１１の内面と導電性加熱体３１との間の水を加熱してスチームを発生させることができる。

前記導電性加熱体３１は、炭素複合体で形成されていることが望ましい。導電性加熱体３１の上部開口３６には、当該上部開口３６を塞ぐ蓋体４５が設けられ、蓋体４５には通気口４９が形成されている。前記蓋体４５は、前記導電性加熱体３１と同じ炭素複合体で形成されていることが望ましい。図５に示すように、貯水槽１１の上部開口１５には、当該上部開口１５を塞ぐ蓋部材７５が設けられている。蓋部材７５には、前記導電性加熱体３１と同じ炭素複合体で形成された上板部材８０が設けられている。上板部材８０には、スチームを外部に噴出させる噴出孔８１が形成されている。

スチーム発生装置１は、部品点数が少なく、構造が簡単なので、小型化することができ、しかも単純構成なので耐久性があり、長期間使用することができる。また、超音波発生手段等の霧化手段を必要としないので、静粛性に優れている。また、炭素複合体の加熱による遠赤外線効果により、発生する霧状の水粒のサイズを小さくすることができ、温浴効果及び理・美容効果を高めることができる。

本願発明に係るスチーム発生装置の基本原理について説明する。図１（ａ）に示すように、合成樹脂等の非導電部材によって形成された筒状ケース１１の外周面にコイル４１を巻き付け、筒状ケース１１の内側に導電部材によって形成された筒状体３１を配置する。コイル４１に交番電流を流すことによって発生する磁界によって、筒状体３１の内部に渦電流が誘起され、その誘導電流によって筒状体３１が加熱する。この筒状体３１は、炭素複合体によって形成されている。

上記炭素複合体は、以下のようにして製造される。
（１）１０μｍ〜５０μｍ粒子の非結晶質の炭素粉末に熟成液を混ぜ、湿度８０％、温度６０℃、１気圧の条件で約４８時間熟成させる。
（２）熟成させた粉末を３０Ｍｐａ／ｃｍ２圧力で金型成形する。
（３）成形物を９５０℃まで焼成する。
（４）焼成した物を真空炉にセットしてシリコン粉末をディフュージョンさせてＳｉＣ化する。
（５）焼成完了した素材の表面を加工する。
このようにして、誘導電流を誘起できる炭素複合体が完成する。

通常のＦｅ等の被加熱体内の誘導電流分布は、図１（ｂ）に示すように、内部に向かって電流強度が指数関数的に減衰するため、全発熱量のほとんどを表面層が占める。発熱効率を良くするためには、誘導電流の発生を被加熱体の表層部から中心部まで分布させることが望ましい。図１（ｃ）は、上記炭素複合体とＦｅとを比較したものである。炭素複合体は、Ｆｅより電流浸透深さが大きくて表層部だけではなく中心部まで誘導電流が発生し発熱効率が高くなっている。なお、図１（ｃ）に記載されている新素材は、炭素複合体のことである。

さらにスチーム発生装置について詳細に説明する。図４に示すように、スチーム発生装置１は、スチームを発生させる装置本体１０と、装置本体１０に水を供給するための水タンク５０と、装置本体１０の電気的構成を制御する制御装置６０と、制御装置６０をコントロールする図示しないリモートコントローラを備えている。

図７に示すように、装置本体１０は、貯水槽１１とコイル４１と円筒状の導電性加熱体３１とを有する。貯水槽１１は、耐熱性及び非導電性を備えた素材、例えば、１５０°Ｃの耐熱温度を有する、ＰＰＳ樹脂、ＦＲＰ等の特殊複合素材によって形成されている。貯水槽１１は、略円形の底壁１２と、底壁１２の周縁に形成された略円筒状の周壁１３とからなる。周壁１３は、上端開口１５に向かって、上端開口１５が拡がるように傾斜しており、上端外周縁にフランジ１６が形成されている。フランジ１６には、ネジ穴１７が形成されている。

図７に示すように、貯水槽１１の周壁１３には、下部に貯水槽１１内の水を排出する排水口１９が形成され、上部に水タンク５０からの水を貯水槽１１内に供給する給水口２１が形成されている。底壁１２は、排水口１９に向かって緩やかに傾斜している。また、図５に示すように、貯水槽１１は、下部に取水口２３が形成され、上部に排出口２５が形成されており、この取水口２３と排出口２５の間に水位検出装置３０がパイプ２６によって取り付けられている。従って、貯水槽１１内の水位は、水位検出装置３０によって検出される。

図７に示すように、貯水槽１１の底壁１２には係止段部２７が形成されている。係止段部２７には、導電性加熱体３１が位置決めされて載置される。導電性加熱体３１は、上記した炭素複合体で円筒状に形成され、約７ｍｍの肉厚を有している。導電性加熱体３１は、約６０ｍｍの高さで形成され、ほぼ半分の位置から上部に向かって外径が狭くなるように外周に傾斜面３２が形成されている。傾斜面３２の傾斜角は、下部周面３５に対して約２度程度である。また、導電性加熱体３１は、上部内側面に後記蓋体４５を係合させる係合段部３３が形成されている。導電性加熱体３１は、貯水槽１１の係止段部２７に係止されると、これの下部周面３５と貯水槽１１の周壁１３の内面との間に約１．５ｍｍ程度のわずかな隙間が形成され、これの上部傾斜面３２が貯水槽１１の周壁１３の内面から少しづつ離れていくようになっている。

導電性加熱体３１は、貯水槽１１の略半分の高さとなっている。前記コイル４１は、貯水槽１１の周壁１３外周面であって、導電性加熱体３１と対向する位置に巻かれている。導電性加熱体３１の係合段部３３には、導電性加熱体３１の上部開口３６を塞ぐように蓋体４５の周縁が係合して取り付けられている。蓋体４５は、円板部４６と、握り部４７と、ガイド突起４８とからなり、導電性加熱体３１と同様に炭素複合体で形成されている。握り部４７の中心及び円板部４６には、湯気を逃がす通気口４９が形成されている。

前記装置本体１０は、図４に示すように、ケース２に取り付けられる。ケース２は、下部ケース３と上部ケース５とからなり、上部ケース５と下部ケース３がネジ止めされて一体化されて形成されている。前記装置本体１０は、下部ケース３の略中央に配置されネジ止めされて固定されている。装置本体１０を挟んでケース２の両側には、水タンク５０と制御装置６０が設けられている。

水タンク５０と貯水槽１１の給水口２１の間に接続される給水パイプには、水タンク５０の水を貯水槽１１内に強制的に送り込む給水ポンプと、水の供給の開始及び停止を行うための給水電磁弁が設けられている。また、排水口１９に接続される排水パイプには、貯水槽１１内の水を強制的に排出する排水ポンプと、水の排水の開始及び停止を行うための排水電磁弁が設けられている。

前記制御装置６０は、図示しないリモートコントローラにより制御される。制御装置６０は、水位検出装置３０が水位を検出し、水量が不足している場合には給水ポンプの駆動を開始し、注水電磁弁を開いて水タンク５０内の水を貯水槽１１内に供給する。制御装置６０は、水位検出装置３０が水位を検出し、水量が充分確保されている場合には給水ポンプの駆動を停止させ、注水電磁弁を閉じてタンク５０内への水の供給を停止させる。

図８に示すように、上部ケース５には、前記貯水槽１１の上部開口１５と略同じ外径の開口７０が形成されている。この開口７０の周縁には、貯水槽１１のネジ穴１７と対向する透孔７１が形成されている。ネジを透孔７１に通してネジ穴１７にねじ込むことによって、貯水槽１１の上部が上部ケース５に固定される。上部ケース５には、貯水槽１１の上部開口１５を塞ぐ蓋部材７５の一方がヒンジ７６によって回動可能に取り付けられている。蓋部材７５の他方は、上部ケース５に設けられたロック手段７７によってロックされるようになっている。

図９に示すように、蓋部材７５は、貯水槽１１の上部開口１５と同じ外径の円孔７８が形成されている。円孔７８の周縁には、係止縁７９が形成され、当該係止縁７９に、図１１に示す円板状の上板部材８０が係止される。上板部材８０には、スチームを外部に噴出させる複数の噴出孔８１が形成されている。上板部材８０は、前記導電性加熱体３１と同じ炭素複合体で形成されている。蓋部材７５には、円孔７８の係止縁７９に係止された上板部材８０を固定する蓋カバー８２が取り付けられる。蓋カバー８２は、通気口８４を有し、周縁に係止爪８３が形成され、係止爪８３を蓋部材７５の円孔７８の周縁に形成された係止孔８５に係止させて蓋部材７５に取り付けられ、上板部材８０を上から押さえるようにして固定する。なお、蓋カバー８２も炭素複合体で形成しても良い。

スチーム発生装置１は、貯水槽１１内の水が自動的に補給されるため、連続使用することができる構成となっており、誰でも貯水槽１１内の水を点検することなく簡単に使用することができる。制御装置６０は、図示しないリモートコントローラを操作することにより、交番電流を流し、導電性加熱体３１の加熱をコントロールすることができる。

スチーム発生装置１は、上記構成を有し、以下のように使用することができる。ロック手段７７のロックを解除して、蓋部材７５を開け、貯水槽１１の上端開口１５を開放する。次に蓋体４５を外し、筒状の導電性加熱体３１内に図示しないハーブを収納する。ハーブは、薬草、香草等であって、網袋、布袋等の袋に収納されている。蓋体４５を導電性加熱体３５の係合段部３３に係合して、導電性加熱体３１の上部開口３６を塞ぎ、蓋部材７５を閉じてロック手段７７をロックする。

リモートコントローラを操作すると、制御手段６０によって、給水電磁弁が開き給水ポンプが作動して、水タンク５０内の水が貯水槽１１内に供給され、貯水槽１１内に水が自動的に補給される。水位検出手段３０によって、貯水槽１１内に所定量の水が供給されたことを検出すると、制御手段６０が給水電磁弁を閉じ、給水ポンプの作動を停止させる。水は、蓋体４５の円板部４６に接しない程度に補給される。貯水槽１１内に水が溜められると、前述したハーブが水の中に沈み、ハーブの養分が水に溶け出すようになっている。なお、ハーブを収納した袋は、浮きでて蓋体４５の通気口４９を塞がないように、ガイド突起４８によって押し下げられる。

また、リモートコントローラを操作すると、制御手段６０によって、コイル４１に交番電流が流れ、コイル４１の周囲に磁界が発生し、導電性加熱体３１の内部に渦電流が誘起され、その誘導電流によって導電性加熱体３１が加熱する。導電性加熱体６１は、上記したように、炭素複合体で形成されており、効率よく加熱する。導電性加熱体３１の周面と貯水槽１１の内面の僅かな隙間の水が沸騰するほどに熱せられ、大量にハーブの養分が溶け込んだスチームを発生する。スチームは、貯水槽１１内の蓋体４５と蓋部材７５との間の空間８６に流れ、さらに蓋部材７５に設けられた上板部材８０の噴出孔８１及び蓋カバー８２の通気口８４から噴出する。スチームの温度は、約７８℃である。また、導電性加熱体３１の内側の水は、温められ、それの湯気が通気口４９を通って、貯水槽１１内の蓋体４５と蓋部材７５との間の空間８６に流れ、蓋部材７５に設けられた上板部材８０の噴出孔８１から流出する。

前記したように、蓋体４５及び上板部材８０は、導電性加熱体３５と同じ素材である炭素複合体で構成されているため、コイル４１によって発生する磁界の影響を受けて加熱している。このように、導電性加熱体３１、蓋体４５及び上板部材８０は、遠赤外線を放射し、貯水槽１１内の水の分子クラスターを微細化せしめ、さらに、マイナスイオンを発生させ、脱臭、防菌、電磁波の吸収等に有効的に機能する。蓋部材７５も、炭素複合体で形成すると、より一層効果的である。

スチーム発生装置１は、スチームに含まれる水粒が遠赤外線により微細化されているので、皮膚に吸収されやすくなり、理容効果を高めることができ、さらに入浴者が水粒の小さいスチームを浴びるので、その水粒の気化熱が小さいために体を冷やしてしまう虞が少なく、温浴効果を保持することができる。このように、スチーム発生装置１は、温浴効果と理容効果が高いため、サウナ浴や座浴に適したスチームを発生させることができる。また、炭素複合体で形成された上板部材８０が人体に近接しているので、人体に遠赤外線が有効的に作用する。

なお、スチーム発生装置１は、貯水槽１１内にハーブが設けられていると、貯水槽１１内の水にハーブの成分が溶け込むため、スチーム中のハーブの芳香作用により、入浴者のストレス解消に役立ち、気持ちをリラックスさせ、リフレッシュな気分にさせることができ、しかも、スチームの水粒が遠赤外線により皮膚に吸収されやすい微細な水分子クラスターになっているため、ハーブの養分が皮膚に滲み込んで、理容・美容効果を一層高めることができる。

スチーム発生装置１は、従来のヒータ式のスチーム発生装置と比べ、低電力で短時間に大量のスチームを発生させることができる。また、ヒータ式のスチーム発生装置は、ヒータを水の中に入れて水を直接加熱するので、ヒータの腐食防止のためにヒータの表面に特殊コーティング等を行わなければならないが、このヒータのメンテナンスが極めて面倒であった。これに対し、スチーム発生装置１は、ヒータを必要としていないので、メンテナンスが容易であり、漏電の心配がなく、故障が少ない。また、従来のヒータ式のスチーム発生装置は、スチームを発生させるために超音波発生手段を必要とするが、スチーム発生装置１は、超音波発生手段を必要としないので、軽量化を図ることができ、さらに構造が簡単でコンパクトに製造することができ、超音波発生手段の振動音がないのでとても静かである。

さらに、スチーム発生装置１は、蓋部材７５を開け、貯水槽１１の上端開口１５を開放し、蓋体４５と導電性加熱体３１をそれぞれ取り出せるので、貯水槽１１の内部及び蓋体４５と導電性加熱体３１の掃除がとても簡単である。このように、スチーム発生装置１は、従来のヒータ式スチーム発生装置と比べ、構造が簡単で製造が容易となり、軽量で持ち運びが便利であり、安全性・耐久性に優れ、メンテナンスが容易となる。

スチーム発生装置１は、導電性加熱体３１を炭素複合体で形成したが、鉄で形成した場合と比較して、以下の点で有利である。
（１）重量は、鉄の約１／２．７倍の軽量化を図ることが出来る。
（２）スチーム発生時間は、鉄が９．５分に対して、約４．５分と２倍近く早くなる。
（３）スチーム温度は、鉄が平均５２℃に対して、平均７８℃であり、スチームの発生量が格段に向上する。
（４）鉄だとコーティングが剥げて錆びやすいのに対し、錆びないので耐久性がある。
このように、スチーム発生装置１は、導電性加熱体３１が鉄等の金属であっても構わないが、炭素複合体にすれば、上記の点で有利であると共に、遠赤外線効果も発生するので、炭素複合体で導電性加熱体３１を形成することが望ましい。

本発明に係るスチーム発生装置は、浴室内に置いてサウナ浴や、いわゆる座浴に利用可能である。

本願発明に係るスチーム発生装置の原理説明図である。 本願発明に係るスチーム発生装置の一つの実施の形態を示す全体透視図である。 図２のスチーム発生装置の全体斜視図である。 図２のスチーム発生装置の正面断面図である。 図２のスチーム発生装置の側面断面図である。 図２のスチーム発生装置の平面図である。 図２のスチーム発生装置の要部断面図である。 図２のスチーム発生装置の上部カバー体の斜視図である。 図２のスチーム発生装置の蓋部材の斜視図である。 図２のスチーム発生装置の蓋カバーの斜視図である。 図２のスチーム発生装置の上板部材の斜視図である。

符号の説明

１ スチーム発生装置
２ ケース
３ 下部ケース
５ 上部ケース
１０ 装置本体
１１ 貯水槽（筒状ケース）
１２ 底壁
１３ 周壁
１５ 上端開口
１６ フランジ
１７ ネジ穴
１９ 排水口
２１ 給水口
２３ 取水口
２５ 排出口
２６ パイプ
２７ 係止段部
３０ 水位検出装置
３１ 導電性加熱体（筒状体）
３２ 傾斜面
３３ 係合段部
３５ 下部周面
３６ 上部開口
４１ コイル
４５ 蓋体
４６ 円板部
４７ 握り部
４８ ガイド突起
４９ 通気口
５０ 水タンク
６０ 制御装置
７０ 開口
７１ 透孔
７５ 蓋部材
７６ ヒンジ
７７ ロック手段
７８ 円孔
７９ 係止縁
８０ 上板部材
８１ 噴出孔
８２ 蓋カバー
８３ 係止爪
８４ 通気口
８５ 係止孔
８６ 空間

Claims (5)

1. 耐熱性及び非導電性を備えた素材で形成され、略円形の底壁と底壁の周縁に形成された略円筒状の周壁とからなる貯水槽と、
   貯水槽の周壁外面に巻かれたコイルと、
   貯水槽内に設けられ、コイルに交番電流を流すことによって発生する磁界により誘導加熱される円筒状の導電性加熱体と、
   貯水槽の底壁に形成され、前記導電性加熱体を取り出し可能に係止して位置決めし、前記貯水槽の周壁の内面と導電性加熱体の周面との間に隙間を形成する係止段部とを有し、
   貯水槽内に溜められた水の内、貯水槽の周壁の内面と導電性加熱体の周面との間の隙間の水を加熱してスチームを発生させることを特徴とするスチーム発生装置。
2. 前記導電性加熱体は、炭素複合体で形成されていることを特徴とする請求項１記載のスチーム発生装置。
3. 導電性加熱体の上部開口には、当該上部開口を塞ぐ蓋体が設けられ、蓋体には通気口が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のスチーム発生装置。
4. 前記蓋体は、前記導電性加熱体と同じ炭素複合体で形成されていることを特徴とする請求項３記載のスチーム発生装置。
5. 貯水槽の上部開口には、当該上部開口を塞ぐ蓋部材が設けられ、
   蓋部材には、前記導電性加熱体と同じ炭素複合体で形成された上板部材が設けられており、
   上板部材には、スチームを外部に噴出させる噴出孔が形成されていることを特徴とする請求項２、３又は４記載のスチーム発生装置。