本発明は、空気砲装置に関し、特に空気砲装置から放出される空気の温度を制御可能な空気砲装置に関する。

入浴中に湯あたりやのぼせなどを起こしかけた場合には、冷気に触れたいと感じることがある。 しかし、一般的には入浴中に窓を開けて外の冷気を入れる訳にはいかない場合が多い。 また、浴室内にエアコンを設置するという方法は、エアコンにかかる負荷が大きい、浴室自体の温度が下がってしまって入浴に支障をきたすといった問題があり、現実的でない。 また、浴室内に送風用のファンを設ける方法では、浴室内の高温の空気が吹き出されるだけで効果が少ないといった問題がある。

ところで、室内遊技場や映画館などにおいて、演出効果を高めたり、よりリアルにその状況を体感させたりする目的で、映像内容に合わせて匂い、煙、霧などを含有させた空気を放出させる装置がある。

このような装置としては、特許文献１（特開２００４−２９８６０７号公報）に記載の発明がある。 詳しくは、内部に空気を貯めることのできるケースと、ケース内の空気を振動させて空気を圧縮してケース外へ押し出すための空気圧縮手段とを備えた空気砲装置のケース内に煙や香料などの散布手段を設けることによって、空気砲から放出される圧縮空気に匂い、煙、霧などが含まれるようにしている。

そこで、本発明の発明者は、このような空気砲装置を浴室用に利用することを思いついた。 しかしながら、このような装置には、放出される空気の温度を制御する機能を有していないため、浴室などにおいて浴室内の空気に対して相対的に温度の異なる（暖かい又は冷たい）空気を放出できず、例えば、入浴者へ向けて冷たい空気を放出し、入浴者ののぼせを防止したり、使用者に向けて暖かい空気を放出し、寒さを気にせずに体を洗うことができるようにしたりするということはできなかった。 そこで、本発明の発明者は、このような空気砲装置を利用すると共に浴室で最適に使用できるような機能を持たせるようにした。

特開２００４−２９８６０７号公報

特開２００４−１３５７８９号公報

本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、浴室などに設置し、圧縮空気を任意の温度、任意の強さ、任意のタイミングで放出させることのできる空気砲装置を提案することにある。

請求項１に記載した空気砲装置は、内部に空気を溜めることのできる空間を有するケースと、当該ケース内部に溜まっている空気を外部に放出するための開口部と、前記ケース内部の空気に振動を与えて空気を圧縮し、前記ケース内の空気を前記開口部から前記ケース外へ放出する空気圧縮手段と、を有する空気砲装置において、前記ケース内の空気の温度を制御するための温度制御手段を設けたことを特徴としている。

請求項１に記載した空気砲装置にあっては、ケース内の空気の温度を制御することができるので、使用者に任意の温度の風を送風することができる。 また、空気砲装置から放出される空気は、一定方向に放出されるので室内全体の温度を制御することなく使用者の要求する温度の風を送風することができる。 また、空気圧縮手段を制御することによって、送風される風の強さ及び送風のタイミングを制御することも可能となる。

また、請求項２に記載した空気砲装置は、前記温度制御手段にペルチェ素子を用いることを特徴としている。 また、請求項３に記載した空気砲装置は、前記温度制御手段にヒートポンプ式の冷暖房装置を用いることを特徴としている。 さらに、請求項４に記載した空気砲装置は、前記温度制御手段は、給湯器から供給される湯水が流れる湯水配管が前記ケース内を通過するようにし、前記湯水配管を流れる湯水の熱を利用して前記ケース内の空気の温度を制御することを特徴としている。

また、給湯器の湯水の熱を利用する構成においては、前記湯水配管の前記ケースよりも下流側に弁を設け、湯水を前記ケース内の湯水配管内に留めるようにすれば、給湯器からの湯水を下水に排気してしまわず、湯水配管内に湯水を溜めた状態で湯水の熱を放熱させることにより、湯水の使用量及び湯水の加熱に使用するエネルギーを大幅に節約することができる。

請求項６に記載した空気砲装置は、前記ケース内部に温度センサを設け、前記ケース内部の空気の温度を検知するようにしたことを特徴としている。

請求項６に記載した空気砲装置にあっては、温度センサでケース内の温度を検知しているので、ケース内の空気の温度を正確に制御することができる。

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。 ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものでないことは勿論である。

図１は、実施例１の空気砲装置１の概略断面図である。 空気砲装置１は、空気砲１１、空気砲１１を制御するためのコントローラ３１及び使用者からの指示（空気砲１１の動作開始や停止など）をコントローラ３１に伝達するためのリモコン３２で構成されており、空気砲１１は浴室の壁面や天井に取り付けられる。

空気砲１１は、ケース１２、弾性膜１４、駆動部１５及びロッド１６により構成されている。 ケース１２は、円筒形或いは四角筒形をしており、ケース１２の１つの面（円筒形の場合は、端面）の中央部にはケース１２内と浴室を繋いで空気の出入りを可能にした開口部１３が開口している。 また、弾性膜１４はゴム又は軟質樹脂などによってダイヤフラム状に形成されてる。 ケース１２内には、開口部１３を設けた面と平行で、且つケース１２の内部と同じ大きさの弾性膜１４がその外周をケース１２の開口部１３と垂直な面の内壁に固定されて取り付けられており、ケース１２の内部をケース１２の開口部１３を設けた面と弾性膜１４の間の空間Ａと他方の空間Ｂの２つの空間に区切られている。 駆動部１５は電磁ポンプやモータによって構成されており、ロッド１６を往復運動させる。

ケース１２内の空間Ａには内部熱交換器１９が設けられており、内部熱交換器１９はケース１２に取り付けたペルチェ素子１８と接続されている。 また、ペルチェ素子１８の内部熱交換器１９と接続された面と反対側の面は、ケース１２の外部に設けた外部熱交換器２０と接続されている。 ここで、ペルチェ素子１８とは、ペルチア効果を利用した素子であり、ペルチェ素子１８に電流を流すと一方の面が冷却（発熱）され他方の面が発熱（冷却）する素子である。 また、電流の流れる向きを反転すると冷却される面と発熱する面を反対にすることができる。 しかして、ケース１２の空間Ａ内の空気は内部熱交換器１９で熱交換することにより冷却（加熱）される。 また、外部熱交換器２０にはファン２１が取り付けられており、ファンモータ（図示しない）を動作させることによりファン２１を回転させて外部熱交換器２０に風を送風し、外部熱交換器２０を速やかに冷却（吸熱）するようになっている。 また、ケース１２の空間Ａには、温度センサ１７を設けて、ケース１２内の空気の温度を検知している。

また、ケース１２の空間Ｂには、開口部１３を設けた面と対向する面の中央部に外部からロッド１６が差し込まれ、ロッド１６の一端が弾性膜１４の開口部１３と対向する面と反対側の面の中央部と対向するように設置されている。 さらに、ロッド１６の他端は、駆動部１５に接続されている。 駆動部１５を所定の速さで開口部１３側に動作させてロッド１６を開口部１３側に動かし、弾性膜１４に衝撃を与えることによって、圧縮空気を発生させ、この圧縮空気を開口部１３から浴室内に放出することができる。 なお、駆動部１５の動作を制御して弾性膜１４に与える衝撃の強さ及びタイミングを変えることにより、浴室内に放出される圧縮空気の強さ及びタイミングを制御することができる。

リモコン３２は、遠隔から空気砲装置１を操作するものであり、設定ボタン３３と運転ボタン３４を備えており、設定ボタン３３により空気砲装置１から放出される圧縮空気の温度、放出強さ及び放出タイミング（周期）を設定することができる。 また、コントローラ３１は、リモコン３２、温度センサ１７、駆動部１５、ペルチェ素子１８及びファン２１のファンモータとそれぞれ信号線３５〜３９で接続されている。

図２は空気砲装置１における、コントローラ３１を中心とする電気的な構成を示す機能ブロック図である。 コントローラ３１は、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリに格納されている運転処理のプログラムに従って空気砲装置１をマイコン制御するものである。 すなわち、図２に示すように、コントローラ３１は、温度センサ１７及びリモコン３２からの信号を受け取り、それに応じて所定の手順でペルチェ素子１８に通電し、駆動部１５を動作させることによって、任意の温度の圧縮空気を任意のタイミング、任意の強さで浴室内に送風する。 また、ファンモータを動作させてファン２１を回転させてペルチェ素子１８の放熱及び吸熱を促進させる。

図３は空気砲装置１の動作を示したフロー図である。 以下、図３にしたがって、空気砲装置１による送風運転について説明する。 なお、空気砲装置１の運転開始前においては、ペルチェ素子１８に電流は流れておらず、ファン２１も回転していない状態であるものとする。

使用者がリモコン３２の運転ボタン３４を押して空気砲装置１の運転を開始すると、ペルチェ素子１８に通電して内部熱交換器１９の冷却（又は加熱）を開始する（ステップＳ１１）とともに、ファンモータを動作させてファン２１を回転させ、外部熱交換器２０からの放熱（又は吸熱）を促進させる（ステップＳ１２）。 この間、ケース１２内の空間Ａに取り付けた温度センサ１７は、ケース１２内の温度を監視しており、ケース１２内の温度が設定温度Ｔ１からずれている場合（ステップＳ１３でＮｏの場合）は、ペルチェ素子１８に流す電流の大きさを調節し（ステップＳ１４）、ケース１２内の温度が設定温度Ｔ１になるようにしている。 ケース１２内の温度が設定温度Ｔ１になる（ステップＳ１３でＹｅｓになる）と、コントローラ３１は駆動部１５を動作させ、ロッド１６を動かして弾性膜１４に衝撃を与えることによって設定温度Ｔ１の圧縮空気を設定したタイミング及び設定した強さで浴室内へ断続的に放出する（ステップＳ１５）。 運転ボタン３４が押されて運転終了の命令がなされる（ステップＳ１６）と、ペルチェ素子１８への通電を停止（ステップＳ１７）するとともにファン２１の回転（ファンモータの動作）を停止（ステップＳ１８）させ、また駆動部１５の動作を停止（ステップＳ１９）させて、運転を終了する。 なお、ステップＳ１６において、運転終了の命令が出されない場合は、ステップＳ１３〜ステップＳ１６を繰り返し、断続的に圧縮空気を浴室内に放出する。

以上説明したように、空気砲装置１においては、ペルチェ素子１８を用いて冷却（或いは加熱）したケース１２内の空気を浴室に指向性を持たせて放出することができるので、入浴中の使用者の上半身に向けて浴室内の温度よりも相対的に冷たい空気を放出するようにすれば、浴室内の温度や浴槽内の湯水を冷ましてしまうことなく、使用者に冷たい空気を送風することができ、のぼせにくくできる。 また、冬場などの寒い時期などは、浴室内の空気よりも相対的に暖かい空気を浴室内の使用者に向けて放出するようにすれば、使用者が寒さを感じることなく快適に入浴でき、或いは体を洗うことができる。 また、浴室全体を暖房する必要がないので省電力である。

さらに、ペルチェ素子１８は、小型かつ軽量な素子であり、且つ熱媒を輸送するための配管やポンプなどを設置する必要もないので、空気砲装置を小型化及び静音化することができる。

また、この空気砲装置では、冷気の塊を勢いよく吐出させることができるので、空気砲装置から吐出された冷気が入浴者に達するまでに浴室内の蒸気によって温められにくく、効率よく冷気を入浴者へ運ぶことができる。

図４に実施例２の空気砲装置２の概略断面図を示す。 なお、実施例１に示した空気砲装置１と同じ構成のものについては、同じ記号で示している。 本実施例２の空気砲装置２は、実施例１に示した空気砲装置１に設けたペルチェ素子１８の代わりに給湯器４１に接続された湯水配管４２をケース１２内を通過するように設け、内部熱交換器１９によってケース１２内の空気を加熱するようにしたものである。

内部熱交換器１９と湯水配管４２はケース１２内で接続されており、内部熱交換器１９は、湯水配管４２を通過する湯水の熱を放熱してケース１２内の空気を暖めるようになっている。 また、湯水配管４２にはケース１２内の湯水配管４２を流れる湯水の温度を測定するための温度センサ４４が設けられている。

また、給湯器４１からケース１２内を通過した湯水配管４２の他端は下水などに接続されて湯水を排水するようになっている。 また、ケース１２よりも下流側の湯水配管４２には電磁開放弁４３が設けられており、電磁開放弁４３を閉止して湯水配管４２内に湯水を溜めることにより、湯水配管４２内の湯水の熱を有効に利用できるようになっている。

図５は空気砲装置２の動作を示したフロー図である。 以下、図５にしたがって、空気砲装置２による送風運転について説明する。 なお、空気砲装置２の運転開始前においては、給湯器４１から湯水配管４２に湯水は供給されていない状態であるものとする。

使用者がリモコン３２の運転ボタン３４を押して空気砲装置２の運転を開始すると、給湯器４１が加熱運転を開始（ステップＳ３１）し、湯水配管４２に湯水の供給を開始する（ステップＳ３２）とともに電磁開放弁４３を開成する（ステップＳ３３）。 同時に湯水配管４２内を流れる湯水の温度がケース１２内の空気を設定温度Ｔ１に加熱するために必要な湯水の温度Ｔ２になったかどうかを温度センサ４４で検知している。 温度センサ４４で検知している湯水の温度が温度Ｔ２に達する（ステップＳ３４でＹｅｓの場合）と、電磁開放弁４３を閉止され、湯水配管４２内の湯水の流れが止められる（ステップＳ３５）。 この状態でケース１２内の空気を加熱し、温度センサ１７で検出しているケース１２内の温度が設定温度Ｔ１に達する（ステップＳ３６）と、コントローラ３１は駆動部１５を動作させ、ロッド１６を動かして弾性膜１４に衝撃を与えることによって設定温度Ｔ１の圧縮空気を設定したタイミング及び設定した強さで浴室内へ断続的に放出する（ステップＳ３７）。 運転ボタン３４が押されて送風運転終了の命令がなされる（ステップＳ３８）と、駆動部１５の動作を停止（ステップＳ３９）するとともに給湯器４１の動作を停止（ステップＳ４０）して湯水の供給を停止（ステップＳ４１）し、電磁開放弁４３を開成（ステップＳ４２）して湯水配管４２内の湯水を排水し、運転を終了する。 なお、ステップＳ３８において、送風運転終了の命令が出されない場合は、ステップＳ３４〜ステップＳ３８を繰り返し、断続的に圧縮空気を浴室内に放出する。

以上説明したように、空気砲装置２においては給湯器の湯水を利用するようにしているので、一般の給湯器或いは浴槽に湯水を落とし込むための給湯器を利用でき、空気砲装置２に専用の温度制御手段を別途設ける必要がない。

しかし、本実施例２の空気砲装置２においては、温水により空気砲装置２から放出する空気の温度を制御しているので、浴室の温度と相対的に冷たい空気を送り出よりも、相対的に暖かい空気の送風用途に利用することが望ましい。

図６に実施例３の空気砲装置３の概略断面図を示す。 なお、実施例１に示した空気砲装置１と同じ構成のものについては、同じ記号で示している。 本実施例３の空気砲装置３は、実施例１に示した空気砲装置１とケース１２内の空気温度の制御方法が異なるものである。 詳しくは、実施例１に示した空気砲装置１において、ペルチェ素子１８の代わりにヒートポンプ式の冷暖房装置４５を設けてケース１２内の空気を冷却或いは加熱するようにしたものである。

冷暖房装置４５は、ケース１２の空間Ａ内に設けられた内部熱交換器４６、屋外に設置された室外機４７及び内部熱交換器４６と室外機４７の間で熱媒を循環させるための熱媒配管５０によって構成されている。 また、室外機４７内には外部熱交換器４８や圧縮機４９が設置されている。 つまり、冷暖房装置４５は、ケース１２内の空気から熱を奪って室外へ放熱する冷房運転或いは室外から熱を奪ってケース１２内へ放熱する暖房運転をおこなうことができる。 また、特に図示しないが室外機４７内で配管の接続を切り替えることにより、簡単に暖房運転と冷房運転を切替えることができる。

図７は空気砲装置３の動作を示したフロー図である。 以下、図７にしたがって、空気砲装置３による送風運転について説明する。 なお、空気砲装置３の運転開始前においては、冷暖房装置４５は動作していない状態であるものとする。

使用者がリモコン３２の運転ボタン３４を押して空気砲装置３の運転を開始すると、設定温度に合わせて冷暖房装置４５が冷房運転或いは暖房運転を開始する（ステップＳ５１）。 同時に温度センサ１７はケース１２内の温度を検知しており、ケース１２内の温度が設定温度Ｔ１と異なる場合（ステップＳ５２でＮｏの場合）は、ケース１２内の温度が設定温度Ｔ１になるように冷暖房装置４５の運転を調節する（ステップＳ５３）。 そして、ケース１２内の温度が設定温度Ｔ１に達する（ステップＳ５２でＹｅｓの場合）と、コントローラ３１は駆動部１５を動作させ、ロッド１６を動かして弾性膜１４に衝撃を与えることによって設定温度Ｔ１の圧縮空気を設定したタイミング及び設定した強さで浴室内へ断続的に放出する（ステップＳ５４）。 運転ボタン３４が押されて運転を終了の命令がなされる（ステップＳ５５）と、冷暖房装置４５の運転を停止する（ステップＳ５６）とともに、駆動部１５の動作を停止（ステップＳ５７）し、運転終了する。 なお、ステップＳ５５において、運転終了の命令が出されない場合は、ステップＳ５２〜ステップＳ５５を繰り返し、断続的に圧縮空気を浴室内に放出する。

以上説明したように、空気砲装置３においては、冷暖房装置４５を用いて冷却（或いは加熱）したケース１２内の空気を浴室に指向性を持たせて放出することができるので、入浴中の使用者の上半身に向けて浴室内の温度よりも相対的に冷たい空気を放出するようにすれば、浴室内の温度や浴槽内の湯水を冷ましてしまうことなく、使用者に冷たい空気を送風することができ、のぼせにくくできる。 また、冬場などの寒い時期などは、浴室内の空気よりも相対的に暖かい空気を浴室内の使用者に向けて放出するようにすれば、使用者が寒さを感じることなく快適に入浴或いは体を洗うことができる。 また、浴室全体を暖房する必要がないので省電力である。

空気砲装置３は、実施例１に示した空気砲装置１よりも大容量の空気を取り扱う場合に有効である。 一方、空気砲装置３はヒートポンプ５１を利用しているので、実施例１に示した空気砲装置１と比べて広い設備場所が必要となる。 また、圧縮機などを用いているので動作音も大きくなる。 このため、設置場所や動作音を配慮して設置する必要がある。

本発明の実施例１の空気砲装置の概略断面図である。

図１の空気砲装置のコントローラの働きを説明するための機能ブロック図である。

図１の空気砲装置の動作を説明するフロー図である。

本発明の実施例２の空気砲装置の概略断面図である。

図２の空気砲装置の動作を説明するフロー図である。

実施例３の空気砲装置の概略断面図である。

図３の空気砲装置の動作を説明するフロー図である。

符号の説明

１〜３ 空気砲装置 １１ 空気砲 １２ ケース １３ 開口部 １４ 弾性膜 １５ 駆動部 １６ ロッド １７ 温度センサ １８ ペルチェ素子 １９ 内部熱交換器 ２０ 外部熱交換器 ２１ ファン ３１ コントローラ ３２ リモコン ３３ 設定ボタン ３４ 運転ボタン ３５〜３９ 信号線 ４１ 給湯器 ４２ 湯水配管 ４３ 電磁開放弁 ４４ 温度センサ ４５ 冷暖房装置 ４６ 内部熱交換器 ４７ 室外機 ４８ 外部熱交換器 ４９ 圧縮機