JP4595366B2 - 加湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、水槽の水を付着した加湿フィルターへの送風により、吸引した水分を気化して加湿する加湿装置に関する。

従来、この種の加湿装置の一例として加湿フィルターに温風を接触させて加湿を行なう気化式加湿機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その気化式加湿機について図７および図８を参照しながら説明する。

図に示すように、本体１０１内に送風機１０２およびヒータ１０４を設けて形成された空気流路１０３に、フィルター材をジグザグ状に形成した加湿フィルター１０５を装着する枠状の加湿フィルター枠１０６により形成された加湿部１０７を設け、加湿部１０７を着脱自在に設けた水槽ユニット１０８を、本体１０１に着脱自在に設け構成している。

また、この種の加湿装置の一例として気化フィルターを回動して加湿する加湿器が知られている（例えば、特許文献２参照）。

以下、その加湿器について図９および図１０を参照しながら説明する。

図に示すように、送風装置１０９によって吸込口（図示せず）から吸い込まれた室内の乾燥した空気を、風路中に設けたヒータ１１０を通過させて加熱したのち、水槽部１１１の水により湿潤した気化フィルター１１２に通過させ、吹出口１１３から加湿空気を吹き出す。気化フィルター１１２は全面に小孔が開けられた吸水性の良いシート状の素材をプリーツ折りした横長方形をなすものである。

この加湿器は気化フィルター１１２を回転自在とし、一方の下端部が水槽部１１１に水没した状態（ａ）と、水面と略水平に保持される状態（ｂ）と、他方の下端部が水中に水没する状態（ｃ）で、夫々停止するようにしている。
特開２００２−６１９０１号公報（［００１２］〜［００１５］、図１、図４） 特開２００３−３０２０７７号公報（［００４１］〜［００４８］、図１、図５）

このような従来の気化式加湿機の加湿部１０７は、フィルター材をジグザグ状に形成した加湿フィルター１０５を装着する枠状の加湿フィルター１０６に形成されたもので、加湿部１０７は回動するものでないので、水中のＭｇ，Ｃａ化合物がフィルター表面の特定箇所に固着し、毛細管現象による吸水作用が低下して加湿能力が落ちるので、化合物をブラシ等でこすり落とさねばならないという課題があり、フィルター表面の特定箇所にＭｇ，Ｃａ化合物が付着しないようにすることが要求されている。

また、加湿器においては、気化フィルター１１２は、回転はさせているが、気化フィルター１１２は、毛細管現象により水分を吸い上げているので、水に含まれるＭｇ，Ｃａ化合物が気化フィルター１１２に付着し易く、また、気化フィルター１１２はタイマーにより断続回転を行なうため、加湿量が変動したり風の漏れが生じ易いという課題があり、加湿量の変動が少なく風の漏れを生じないことが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、加湿フィルターの加湿能力を低下させず連続して使用することができ、また加湿量に変動がなく、安定して加湿運転のできる加湿装置を提供することを目的としている。

本発明の加湿装置は上記目的を達成するために、水槽の溜水に常に下部を浸した中空円
筒状の加湿フィルターを回転させる構成とし、中空円筒状の加湿フィルターの回転方向を、フィルター濾材が空気流路の上流側から水中に入り、空気流路の下流側に移動する方向とし、中空円筒状の加湿フィルターの上部外面に近接して遮蔽部を設け、加湿フィルターの上流側部分より含水量が多く圧損が高くなる下流側部分の表面積を大きく形成したものである。

この手段により、加湿フィルターの加湿能力を低下させず連続して使用することができ、また加湿量に変動がなく、安定して加湿運転のできる加湿装置が得られ、加湿フィルターの洗浄を効果的に行なうことができ、通風量を確保することができる。

また、他の手段は、加湿フィルターを形成するフィルター濾材を吸湿添加剤をバインダーで添着して形成したものである。

この手段により、加湿フィルターの加湿量を向上することができる。

また、他の手段は、加湿フィルターの上流側の空気流路に加熱手段を設けたものである。

この手段により、加湿量増減の調整が可能となる。

また、他の手段は、加湿フィルターを、フィルター濾材の内面下端部が水槽内の溜水の水面と同一または下方に位置するように配設したものである。

この手段により、フィルター濾材に充分に含水することができる。

また、他の手段は、加湿フィルターの回転数を５ＲＰＭ以下としたものである。

この手段により、フィルター濾材の回転による給水、湿気放出、乾燥の作用を効率良く行なうことができる。

また、他の手段は、送風機と加湿フィルター間の押込気流の流れる空気流路にチャンバー部を設けたものである。

この手段により、加湿能力を安定化することができる。

本発明によれば、加湿フィルターの加湿能力を低下させず連続して使用することができ、また、加湿量に変動がなく、安定して加湿運転できる効果のある加湿装置を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、吸込口と吹出口を連通し形成された空気流路に送風機
を設けた本体と、この本体に設けた給水タンクから給水されるように前記空気流路に設け
た水槽と、この水槽の溜水に常に下部を浸した中空円筒状の加湿フィルターとを備え、前
記加湿フィルターを回転させる構成としたことにより、化合物が特定箇所に固着せず、加
湿フィルターの加湿能力を低下することなく連続して使用することができ、また、加湿フ
ィルターに定常的に風を送るため、加湿量の変動がなく、安定して加湿運転ができ、加湿
フィルターの回転に伴う風の漏れが生じることがなく、中空円筒状の加湿フィルターの回転方向を、フィルター濾材が空気流路の上流側から水中に入り、空気流路の下流側に移動する方向としたものであり、加湿フィルターに付着した塵埃は水中を通過するときに洗浄され再飛散を防ぐことができ、また、送風により水面が波打つことで加湿フィルターの洗浄を効果的に行なうことができ、またフィルター濾材に付着する水分を均等化して通風でき、中空円筒状の加湿フィルターの上部外面に近接して遮蔽部を設け、加湿フィルターの上流側部分より含水量が多く圧損が高くなる下流側部分の表面積を大きく形成したものであり、加湿フィルターが水中から出たときの部分は含水量が多く圧損が高くなるため、下流側の表面積を大きくすることで加湿フィルターにかかる空気抵抗の変動を少なくして円滑な空気流とするとともに、通風量を確保することができるという作用を有する。

また、請求項２記載の発明は、加湿フィルターを形成するフィルター濾材を吸湿添加剤
をバインダーで添着して形成したものであり、吸湿添加剤のシリカゲルやゼロライトをバ
インダーを混ぜ合わせてフィルター濾材に添着することで含水量を増やすとともに、フィ
ルター濾材の耐久強度を増やして円筒形状を維持し、加湿フィルターの加湿量を向上することができるという作用を有する。

また、請求項３記載の発明は、加湿フィルターの上流側の空気流路に加熱手段を設けた
ものであり、加熱手段を運転することにより、加湿フィルターに温風を供給して加湿量を
増加することができ、また、加熱手段を停止することにより加湿量を低下することができ
ることとなり、加湿量増減の調整が可能になり、また、加湿フィルターの表面温度が異常
温度になるのが防止でき、加湿フィルターの劣化も防止することができるとともに、吹出
口からの吹出風の温度を上げて使用者に冷風感を与えることを防ぐことができる。

また、請求項４記載の発明は、加湿フィルターを、フィルター濾材の内面下端部が水槽
内の溜水の水面と同一または下方に位置するように配設したものであり、フィルター濾材
の厚み部分が完全に水中に没することとなり、加湿フィルター下部の空気漏れを防ぎ、フ
ィルター濾材に充分に含水することができるという作用を有する。

また、請求項５記載の発明は、加湿フィルターの回転数を５ＲＰＭ 以下としたものであり、加湿フィルターに含まれた水分を送風によりフィルター濾材から分離するのに少し時間を要するため、回転数を５ＲＰＭ 以下と遅くすることにより、フィルター濾材の回転による給水、湿気放出、乾燥の工程を効率良く行なうことができるという作用を有する。

また、請求項６記載の発明は、送風機と加湿フィルター間の押込気流の流れる空気流路にチャンバー部を設けたものであり、チャンバー部で風向、風速を均一化して、加湿フ
ィルターに通すことにより通風量のばらつきが少なくなり、加湿能力を安定化することが
でき、また、加熱手段による温風供給時には、温風の温度差を少なくして加湿能力を安定
化することができるという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１〜図６に示すように、吸込口１と吹出口２を連通した空気流路３に送風機４を設けた本体５と、この本体５に着脱自在に設けられる給水タンク６から給水されるように本体５の下方部にスライド自在に設けられる水槽７と、この水槽７の溜水に常に下部を浸した中空円筒状の加湿フィルター８を回転させて加湿するものである。

フィルター濾材９の製造方法は、最初に添着材製造工程において、ゼオライト、イソプロピルアルコール、テトラエトキシシラン（バインダー）、塩酸を容器に入れて調整し、混合工程で添着剤（調整材）をボールミルで８時間以上ミリングする。ディップ工程で添着剤を発泡ウレタン基材に含浸させ、エアーブロー工程で所定の添着量になるように過剰分を取り除く。乾燥工程でエアーブローされた発泡ウレタン基材の添着剤の溶剤成分を蒸発させ固形分のみを添着させる。発泡ウレタン基材に添着したフィルター濾材９は、空孔率９７％以上、気泡数４〜２５個／２５ｍｍの三次元骨格構造を有し、厚み５〜２０ｍｍで中空円筒状に形成したものである。

フィルター濾材９の気泡数について、実験の結果を、気泡セル数と加湿量の関係として（表１）に示している。

この（表１）からも明らかなように気泡セル数が６〜２３セルの範囲で実験した結果、１１〜１６セルにおける加湿量が最も多く、加湿量を充分確保できるのは、気泡セル数が４〜２５セルの範囲であり、好ましくは気泡セル数が１１〜１６セルの範囲が望ましいものである。

また、フィルター濾材の厚みについて、実験の結果を、厚みと加湿量の関係として（表２）に示している。

この（表２）からも明らかなように、フィルター濾材９の厚みが５〜１５ｍｍの範囲で実験した結果、厚みが１０ｍｍ前後における加湿量が最も多く、加湿量を充分確保できるのは厚みが５〜２０ｍｍの範囲であり、好ましくは８〜１２ｍｍの範囲が望ましいものである。

また、フィルター濾材９を中空円筒状に維持するフィルター枠１０を円板状の一対の側板１１Ａ、１１Ｂと、側板１１Ａを連結する複数の連結棒１２と、この連結棒１２の略中間位置に補強板１３を設け形成し、一方の側板１１Ｂは着脱可能としている。側板１１Ａは、中空円筒状のフィルター濾材９の側部に当接する形状で、他方は、フィルター濾材９の内部に嵌挿される小径側板１１ａにより形成し、小径側板１１ａにはフィルター濾材９の側部に当接する着脱可能に設けられる側板１１Ｂが螺合するねじ部１４を設けている。フィルター濾材９をフィルター枠１０で維持して加湿フィルター８を形成し、着脱可能に設けられる側板１１Ｂには加湿フィルター８を回動するための従動ギア１５を支持する支持部１６を設け、支持部１６には従動ギア１５の軸支持部１５ａが一定範囲で自由に回動できる遊び部１７を回転方向に設け、支持部１６に従動ギア１５が取り付けられている。

また、加湿フィルター８は水槽７の壁部１８に着脱可能で回転自在に設けられ、加湿フィルター８をフィルター濾材９の内面下端部が水槽７内の溜水の水面７ａと同一または下方に位置するように配設する。加湿フィルター８を回転する回転手段１９を、本体５に設けた駆動ギア２０を有した駆動手段２１と加湿フィルター８に設けた従動ギア１５よりなる従動手段２２により形成する。本体５に着脱自在に設けられる水槽７の着脱時に本体５に設けた駆動手段２１に加湿フィルター８に設けた従動手段２２を接続または離脱可能に設け、加湿フィルター８を５ＲＰＭ以下の回転数で回転するように設ける。

ここで、加湿フィルター８の回転数について、実験結果を、回転数と加湿量の関係として（表３）に示す。

この（表３）からも明らかなように、加湿フィルター８の回転数を１〜２．５ＲＰＭの範囲で実験した結果、回転数１ＲＰＭ付近の加湿量が最も多く、加湿量を充分確保できる回転数は５ＲＰＭ以下の範囲であり、好ましくは２ＲＰＭ以下が望ましいものである。

また、水槽７を介して本体５内に収納された加湿フィルター８の上流側の空気流路３には加熱手段２３を設け、加湿フィルター８の上部外面に近接して遮蔽部２４を設け、加湿フィルター８の上流側部分８ａより下流側部分８ｂの表面積を大きく形成する。送風機４と加湿フィルター８間の押込気流の流れる空気流路３にチャンバー部２５を設け、加湿フィルター８の回転方向を、フィルター濾材９が空気流路３の上流側から水中に入り、空気流路３の下流側に移動する方向に設ける。

ここで、加湿フィルター８の回転方向について実験の結果を、回転方向と加湿量の関係として（表４）に示す。

この（表４）からも明らかなように、加湿フィルター８の回転方向を空気流路３の上流から下流に向かう方向に回転させたときに加湿量が最も多く、回転方向が下流から上流に向かう回転方向とした場合には加湿量が低下するものである。

また、吹出口２からは加湿フィルター８の運転状態が視認可能となるように構成する。

上記構成において、加湿装置を運転すると、吸込口１より吸い込まれ送風機４により空気流路３に送られた押込気流は、加熱手段２３で加熱されチャンバー部２５に送られ、チャンバー部２５で風向・風速を均一化して加湿フィルター８に送られる。このとき、回転手段１９により回転する。

加湿フィルター８は、フィルター濾材９が空気流路３の上流側から水中に入り空気流路３の下流側に移動する方向に回転数５ＲＰＭ以下で回転して加湿される。このとき加湿フィルター８に付着した塵埃は水中を通過するときに洗浄され再飛散を防ぐことができるとともに、送風により水槽７の水面が波打つことで加湿フィルター８は洗浄される。

また、加湿フィルター８の上部外面に近接して遮蔽部２４を設け、加湿フィルター８の上流側部分８ａより下流側部分８ｂの表面積を大きく形成し、加湿フィルター８が水中から出たときは、含水量が多く、圧損が高い状態となるのを下流側の表面積を大きくすることにより、加湿フィルター８にかかる空気変動を少なくして円滑な空気流とするとともに通風量を確保している。

また、空気流路３に設けた加熱手段２３を運転することにより、加湿フィルター８に温風が供給され加湿量が増加するとともに、加熱手段２３を停止することにより加湿量を低下することができ、加湿量増減の調整を行なうことができ、フィルター濾材９の表面温度が異常温度となり劣化することも防止できる状態で加湿空気が吹出口１より放散されて加湿が行なわれる。

また、図２に示すように、運転中に吹出口２より加湿フィルター８の回転状況が視認できるように形成されていることにより、加湿フィルター８の回転・休止状態が運転中に簡単に見ることができ、製品のメンテナンスや加湿量減少などの原因調査を、確実に簡単に行なうことができる。

次に、加湿フィルター８の掃除または交換を行なうときには，まず、運転を停止し、水槽７をスライドして引き出すことにより、本体５に設けた駆動手段２１と加湿フィルター８に設けた従動手段２２の接続が解除されて水槽７が引き出され、水槽７に壁部８より加湿フィルター８を取り出して掃除を行なう。

加湿フィルター８を外すときには、フィルター枠１０のねじ部１４に螺合している着脱可能な側板１１Ｂを外し、加湿フィルター８が取出せる。さらに着脱可能な側板１１Ｂを取り付けることにより、フィルター枠１０により、加湿フィルター８が円筒形状に維持されるとともに、一対の側板１１Ａと１１Ｂが加湿フィルター８の側部に当接し、側部からの空気漏れが防止される状態に維持される。

また、円筒形状に維持された加湿フィルター８を水槽７の壁部１８に回動自在に設け、水槽７を本体５内にスライドして収納することにより、本体５に設けた駆動手段２１の駆動ギア２０に加湿フィルター８に設けた従動手段２２の従動ギア１５が歯合することとなるが、このとき、駆動ギア２０に従動ギア１５の歯部同士が当接して突っ張り合う場合においても、遊び部１７により従動ギア１５が駆動ギア２０に噛み合う位置に移動して接続され、水槽７の収納と同時に回転手段１９が形成されることとなる。

また、フィルター濾材９を円筒状に形成し、フィルター枠１０で形状を維持することにより、円筒内部の空気抵抗を少なくして風量を確保することができ、加湿フィルター８の機能を安定して発揮することができるとともに、フィルター濾材９の空孔率が大きいので、加湿フィルター８に含水しても空気が流通しやすくなり、気泡数および気泡の大きさを比較的大きく調整することで加湿フィルター８に水分を含んだときの目詰まりが防止できる。

また、加湿フィルター８を回転することにより、Ｍｇ，Ｃａ化合物が特定箇所に固着することがなくなり、加湿能力が低下することなく連続して使用することができるとともに、フィルター濾材９に吸湿添加剤をバインダーすることにより、加湿フィルター８の加湿量を向上することができる。

また、押し込み気流の流れる空気流路３にチャンバー部２５を設けることにより通風量のばらつきが少なくなり加湿能力を安定化することができるとともに、フィルター濾材９の厚み部分が完全に水中に没することにより加湿フィルター８の下部における空気漏れが防止できフィルター濾材９に充分に含水することができる。

なお、実施の形態１では駆動ギア２０と従動ギア１５の噛合いを良くするために従動ギア１５に遊び部１７を設けたが、遊び部１７は駆動ギア２０側に設けても良く、遊び部１７は駆動手段２１または従動手段２２の何れか一方またはどちらに設けてもその作用効果に差異はない。

気泡数および気泡の大きい加湿フィルターを回転し、冷水を給水して冷風を得る冷風扇の用途にも適用することができる。

本発明の実施の形態１の加湿装置の横断面図 同加湿装置の縦断面図 同加湿装置の加湿フィルターの取り出し時の状態を示す斜視図 同加湿装置の分解斜視図 同加湿装置の従動手段側の遊び部を示す斜視図 同加湿装置の加湿フィルター回転時の状態を示す断面図 従来の気化式加湿機の断面図 同気化式加湿機の加湿部の分解斜視図 従来の他の加湿器の断面図 同加湿器の動作説明図

符号の説明

１ 吸込口
２ 吹出口
３ 空気流路
４ 送風機
５ 本体
６ 給水タンク
７ 水槽
７ａ 水位
８ 加湿フィルター
８ａ 上流側部分
８ｂ 下流側部分
９ フィルター濾材
１０ フィルター枠
１１Ａ 側板
１１Ｂ 側板
１２ 連結棒
１３ 補強板
１５ 従動ギア
１７ 遊び部
１９ 回転手段
２０ 駆動ギア
２１ 駆動手段
２２ 従動手段
２３ 加熱手段
２４ 遮蔽部
２５ チャンバー部

Claims (6)

1. 吸込口と吹出口を連通し形成された空気流路に送風機を設けた本体と、この本体に設けた給水タンクから給水されるように前記空気流路に設けた水槽と、この水槽の溜水に常に下部を浸した中空円筒状の加湿フィルターとを備え、前記加湿フィルターを回転させる構成とし、前記加湿フィルターは、中空円筒状のフィルター濾材と、このフィルター濾材を中空円筒状に維持するフィルター枠とから形成し、中空円筒状の前記加湿フィルターの回転方向を、前記フィルター濾材が前記空気流路の上流側から水中に入り、前記空気流路の下流側に移動する方向とし、中空円筒状の前記加湿フィルターの上部外面に近接して遮蔽部を設け、前記加湿フィルターの上流側部分より含水量が多く圧損が高くなる下流側部分の表面積を大きく形成した加湿装置。
2. 前記加湿フィルターを形成する前記フィルター濾材を、吸湿添加剤をバインダーで添着して形成した請求項１記載の加湿装置。
3. 前記加湿フィルターの上流側の前記空気流路に加熱手段を設けた請求項１または２記載の加湿装置。
4. 前記加湿フィルターを、前記フィルター濾材の内面下端部が前記水槽内の溜水の水面と同一または下方に位置するように配設した請求項１から３のいずれかに記載の加湿装置。
5. 前記加湿フィルターの回転数を５ＲＰＭ 以下とした請求項１から４のいずれかに記載の加湿装置。
6. 前記送風機と前記加湿フィルター間の押込気流の流れる前記空気流路にチャンバー部を設けた請求項１から５のいずれかに記載の加湿装置。

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