JP5004173B2 - 加湿装置 - Google Patents

Description

本発明は加湿装置に関し、特に内部の除菌および抗菌の効果の高い加湿装置に関する。

従来、加湿装置は、水を貯める貯水部と、貯水部の水を気化させる加湿部とを備えた構成のものが用いられている。加湿部の加湿方式としては、水を加熱して蒸発させる加熱方式、空気中に水を超音波などで霧状に放出して気化させる霧化式、および吸水した加湿フィルタに空気を通過させて気化させる気化方式などが知られている。このような加湿装置においては、貯水部などの加湿装置内で菌が繁殖し、ぬめりなどが発生するという問題があった。

これらの問題を解決するものとして実公昭６１−３３４５７号公報（特許文献１）には、電解により銀イオンを水に添加し、その水を超音波で霧化する霧化式の加湿器が記載されている。特表２００４−５２４８７５号公報（特許文献２）には、供給される水として蒸留水を使用し、電気分解により銀イオンを蒸留水に添加し、その水を超音波で霧化する霧化式の加湿装置が記載されている。特開２００５−３４５０４７号公報（特許文献３）には、吸水材からなる加湿材上方より、銀イオン混入殺菌水を掛け流して、加湿材を殺菌する気化方式の加湿器が記載されている。特開２００６−２００８８７号公報（特許文献４）には、水の電気伝導度に基づいて電極間の電流を制御して除菌を行なう、気化方式の加湿装置が記載されている。特開２００６−６６４６号公報（特許文献５）には、電流密度を一定値以上となるように制御することで、電解銀イオン溶出装置の銀溶出効率が水質の影響を受けにくくなる金属イオン溶出ユニットが記載されている。
実公昭６１−３３４５７号公報 特表２００４−５２４８７５号公報 特開２００５−３４５０４７号公報 特開２００６−２００８８７号公報 特開２００６−６６４６号公報

しかしながら、上記特許文献１および２に記載の霧化式の加湿装置の場合、水に含まれる溶存成分が水とともに空気中に飛散してしまい、室内などを汚染してしまうという課題がある。

上記特許文献３および４に記載の気化式または加熱式の加湿装置の場合、加湿装置から放出されるのがほとんど水分のみであるので、霧化式の加湿装置のように水に含まれる溶存成分が空気中に飛散して問題になることはない。しかし、その溶存成分は加湿装置内の水に残留するため、加湿装置内の水の溶存成分濃度が非常に高くなる。溶存成分の濃度が高くなると、電極にスケールが発生したり、水の導電率が高くなるため、電流、電圧が一定せず、電気分解生成物の量が不安定になったりという課題がある。

また上記特許文献３に記載の銀イオン水を掛け流しにする加湿装置では、新しく供給された水に銀イオンを溶出しているため、スケールは発生しにくく、銀イオンの溶出効率もよくなる。しかし、水の使用量が多くなり、排水が必要になるなど加湿装置の構成に制限が大きくなるという課題がある。

また上記特許文献４に記載の供給される水の電気伝導度を検知し、制御する加湿装置では、貯水槽に貯留される水の電気伝導度が異なる場合に除菌効果を示す。しかし、供給される水の電気伝導度が高い時に除菌を行なうため、供給される水の電気伝導度が低いときに必ずしも除菌が十分でないという課題がある。

また上記特許文献５に記載の電流密度を一定値以上にする加湿装置では、電解銀イオン溶出装置の銀溶出効率が水質の影響を受けにくくなる。しかし、電流密度を一定以上にするために、電極の面積を小さくするために電極の大きさが制限されたり、電流を高くするために回路や電源の電流容量を大きくしなければならないため、加湿装置の構成に制限が大きくなるという課題がある。

したがって、本発明は、除菌する効果を高め、かつ装置の構成の制限が小さい加湿装置を提供することである。

本発明の加湿装置は、貯水部と、給水タンクと、加湿部と、電気分解部と、制御部とを備えている。貯水部は、不純物を含む水を貯水させるためのものである。給水タンクは、貯水部に不純物を含む水を給水するためのものである。加湿部は、給水タンクから給水されて貯水部に貯水させた不純物を含む水を吸水するフィルタで構成され、貯水部に貯水させた不純物を含む水を気化させるためのものである。電気分解部は、貯水部に貯水させた不純物を含む水と接触するように配置されたものである。制御部は、フィルタから不純物を含む水が気化することによって貯水部に貯水された不純物を含む水の不純物濃度が給水タンクでの不純物を含む水の不純物濃度よりも高い状態において、加湿部の動作を所定時間継続した後で給水タンクから貯水部に貯水させた不純物を含む水よりも不純物濃度が低い水を貯水部に給水することによって、運転開始時の貯水部に貯水させた不純物を含む水の不純物濃度よりも貯水部に貯水させた不純物を含む水の不純物濃度が低くなった時に電気分解部を動作させるためのものである。

本発明の加湿装置によれば、フィルタから不純物を含む水が気化することによって貯水部に貯水された不純物を含む水の不純物濃度が給水タンクでの不純物を含む水の不純物濃度よりも高い状態において、加湿部の動作を所定時間継続した後で給水タンクから貯水部に貯水させた不純物を含む水よりも不純物濃度が低い水を貯水部に給水することによって、運転開始時の貯水部に貯水させた不純物を含む水の不純物濃度よりも貯水部に貯水させた不純物を含む水の不純物濃度が低くなった時に電気分解部を動作させるので、電気分解部を効率良く動作させることができる。また、貯水部に貯水させた水の不純物濃度が低いということは硬度成分が少ないということでもあるので、電気分解（電解）によりスケールが電気分解部に付着することを防止できる。そのため、スケールにより電気が流れにくくなることを抑制できるとともに、短絡などを防止することもできる。その結果、除菌する効果を効果的に発揮させることができるので、電気分解部の構成を大きくすること等が不要となる。よって、除菌効果を高めるとともに、装置の構成の制限が小さい加湿装置が得られる。

上記加湿装置において好ましくは、制御部は、加湿部の運転開始後所定時間経過後から加湿部の運転終了後所定時間経過するまでの間、電気分解部を動作させるように構成されている。

上記加湿装置において好ましくは、電気分解部は、電極材料を電気分解することにより金属イオンを貯水部に貯水させた水内へ溶出させるための金属イオン溶出部である。

これにより、電極材料および印加する電圧の大きさを選択することによって、所望の金属イオンを所望の濃度で容易に得ることができる。

本発明の加湿装置によれば、除菌する効果が高く、かつ装置の構成の制限が小さい加湿装置が得られる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。

図１〜図７を参照して、本発明の一実施の形態における加湿装置の構成を説明する。図１は、本発明の一実施の形態における加湿装置を前面側から見た斜視図であり、図２は、背面側から見た分解斜視図であり、図３は、制御を示す模式図である。図４は、給水タンクを示す斜視図である。図５は、トレイを示す斜視図である。図６は、図５におけるＶＩ−ＶＩでの断面図である。図７は、電気分解部を示す模式図である。

図１〜図３に示すように、本実施の形態における加湿装置１は、本体部２と、給水タンク３と、貯水部としてのトレイ４（トレイ４の貯水部４２）と、加湿部としてのフィルタ５およびファン１０と、電気分解部４００（図６および図７参照）と、制御部１０４とを主に備えている。制御部１０４は、運転開始時の貯水部４２に貯水させた水の不純物濃度よりも低くなった時に電気分解部４００を動作させるように構成されている。

図１に示すように、本体部２の一方側面には、円弧状に開口した形状のタンク装着壁２ａが本体部２の高さ方向に延びて形成されている。タンク装着壁２ａは、本体部２の一方側面側に給水タンク３を装着するための空間を形成している。図２に示すように、本体部２の下方には、本体部２の背面側からトレイ４が着脱される空間（トレイ装着部２ｃ）が設けられている。本体部２の他方側面には、縦にスリットの入った吸込口７が設けられている。本体部２の内部には、吸込口７と対向する位置にエアフィルタ（図示せず）が設けられている。本体部２の前面側上部には、各種ボタンが形成された操作部８が設けられている。本体部２の背面側上部には、一方側面から他方側面に向けて複数のスリットが入った吹出口９が設けられている。

図２および図３に示すように、フィルタ５は、トレイ４に貯水させた水を気化させるための加湿部を構成している。フィルタ５は、トレイ４の貯水部４２の内部に収納された状態で、本体部２のトレイ装着部２ｃに装着されている。フィルタ５には、直方体形状の枠体であるフィルタケース５１の枠内に凹凸が繰り返し形成された形状の給水フィルタ５２が収容されている。

図３および図４に示すように、給水タンク３は、トレイ４に水を給水するためのものであり、本体部２に対して着脱可能である。給水タンク３の容器３０は、内部に水を保持し、一方が開口した有底円筒体であり、水位が外から見えるように構成されている。取手部３１は、容器３０に取り付けられており、手先を挿入すると給水タンク３を持ち運びできる。蓋部３２は、容器３０の開口部に対して着脱可能である。蓋部３２には溝（図示せず）が設けられている。蓋部３２が容器３０に取り付けられた状態の給水タンク３をトレイ４に装着すると、溝を介して容器３０からトレイに水が給水される。

図５に示すように、トレイ４は、水を貯水させるための貯水部であり、本体部２に対して着脱可能である。トレイ４は、有底筒型のタンク挿入部４１と、皿形状の貯水部４２とを含んだ樹脂製の一体成型品である。また、トレイ４が本体部２のトレイ装着部２ｃ（図２参照）に装着される。トレイ４が本体部２に取り付けられると、トレイ４は本体部２の背面および側面の一部を構成している。

トレイ４の一方側面側（図５において左側）には、筒状のタンク挿入部４１が形成されている。トレイ４がトレイ装着部２ｃに装着されると、本体部２の一方側面ではタンク挿入部４１が本体部２の外部に露出し、本体部２の内部では貯水部４２が収容される。また、本体部２の一方側面におけるトレイ装着部２ｃの上方に形成されたタンク装着壁２ａと、トレイ４のタンク挿入部４１の円弧状壁４１ｂとが連なり、タンク挿入部４１の内部とその上方空間に、給水タンク３を装着するための円柱型のタンク装着部が形成される。

タンク挿入部４１には、周囲に半円形の壁４１ａと、壁４１ａと連なり、壁４１ａの高さよりも高い円弧状壁４１ｂとが設けられている。タンク挿入部４１の底面において、最も高さの低い領域に水路４１ｃが形成され、水路４１ｃよりも高い領域には円台４１ｅが形成されている。円弧状壁４１ｂの底部において、タンク挿入部４１と貯水部４２との境界に開口４１ｄが設けられ、水路４１ｃは開口４１ｄを介して貯水部４２内に通じている。円台４１ｅには、円柱４３が設けられている。給水タンク３がトレイ４に装着されたときに円柱４３が蓋部３２を押圧し、蓋部３２の溝を介して給水タンク３の内部の水がタンク挿入部４１に流れ込み、流れ込んだ水が水路４１ｃおよび開口４１ｄを流れて貯水部４２内に水が貯水される。

図５および図６に示すように、貯水部４２の底面には、前面側から背面側への略中央において、タンク挿入部４１から他方側面へかけて平面形状が矩形の凹部４２ｂが設けられている。凹部４２ｂ上には、水が下方に浸透するように空洞を有する網状の樹脂製の蓋部４２ｄが配置されている。蓋部４２ｄと、底面部４２ａとは同一平面上に位置付けられている。底面部４２ａと蓋部４２ｄとからなる平面は、凸部４２ｃに対して凹部となり、フィルタ５を装着するためのフィルタ装着部を形成する。すなわち、フィルタ５は、底面部４２ａおよび蓋部４２ｄで構成される平面と、凸部４２ｃとの間にはめ込まれる。

図６に示すように、網状の蓋部４２ｄの下に形成された凹部４２ｂには、電気分解部４００が設けられている。電気分解部４００は、貯水部としてのトレイ４に貯水させた水に金属イオンを添加する動作をするためのものである。電気分解部４００は、電気配線（図示せず）により、電気分解部４００を動作させるための制御部１０４（図３参照）および加湿装置１の運転制御を行っている制御部１０１（図３参照）に繋がっている。

なお、本実施の形態における加湿装置１において、トレイ４は本体部２から着脱可能に構成されている。電気分解部４００に接続される電気配線（図示せず）に供給される電気は、コイルを介した無接点電力伝送やコネクタ等を使用することにより、本体部２から供給される。

図７に示すように、電気分解部４００は、電気分解により貯水部４２に貯水させた水に除菌効果がある金属イオンを添加する動作をするためのものである。電気分解部４００の配置は、生成する金属イオンを貯水部４２に貯水させた水に添加できれば特に限定されないが、本実施の形態では、電気分解部４００は貯水させた水と接触するように配置されている。

本実施の形態では、図７に示すように、電気分解部４００の内部には、２枚の板状の金属を含む電極４０１ａ，４０１ｂが間隔をおいて配置されている。電極４０１ａ，４０１ｂは電極端子収納部４０２を介して電気配線（図示せず）に接続されており、印加される電圧に応じた電気的制御を受ける。電極４０１ａ，４０１ｂが短絡しないように、電極４０１ａ，４０１ｂ間を一定間隔に保つためスペーサー４０３が設けられている。貯水部４２に水が供給されているときに、電極４０１ａ，４０１ｂ間に電圧を印加することにより、電気分解部４００の内部に金属イオンが溶出し、貯水部４２に貯水されている水に除菌および抗菌効果が付与される。

また、電気分解部４００は、電極４０１ａ，４０１ｂを構成する材料を分解するための電気分解部である。また、電気分解部４００は、金属イオンを生成するように構成されていることが好ましく、銀イオンを生成するように構成されていることがより好ましい。すなわち、電極４０１ａ，４０１ｂは、銀を含む材料であることが好ましい。電極４０１ａ，４０１ｂを構成する材料が銀で、電極４０１ａ，４０１ｂ間を流れる電流が直流である場合には、陽極側の電極において下記の（式１）の反応が生じ、貯水部４２に貯水させた水に銀イオン（Ａｇ⁺）が溶出する。

Ａｇ→Ａｇ⁺＋ｅ^- ・・・・・（式１）
電極４０１ａ，４０１ｂを構成する金属は銀に限定されず、たとえば銅、亜鉛、および、銀と銅と亜鉛との合金などであってもよい。銀を含む電極から溶出する銀イオンと、亜鉛を含む電極から溶出する亜鉛イオンとは、殺菌効果に優れている。銅を含む電極から溶出する銅イオンは、防カビ性に優れている。また、これらの合金を含む電極は、これらの金属のイオンを同時に溶出させることができるので、優れた殺菌効果および防カビ効果を得ることができる。

電気分解部４００は、貯水部４２に貯水させた水に添加する除菌イオンを生成できるものであれば特に限定されないが、上述したように、電極４０１ａ，４０１ｂ材料を電気分解することにより金属イオンを貯水部４２に貯水させた水内へ溶出させるための金属イオン溶出部であることが好ましい。言い換えると、電気分解部４００は、金属電極を含み、かつ金属電極に電圧を印加することで金属電極から金属イオンを溶出させるように構成されていることが好ましい。

なお、電気分解部４００は、電極４０１ａ，４０１ｂ材料を電気分解することにより金属イオンを溶出させるためのものに特に限定されず、たとえば水に含まれる塩化物イオンを利用した電気分解による次亜塩素酸を生成させるためのものであってもよい。この場合には、少なくとも一方の電極４０１ａ，４０１ｂを不溶性の電極で形成し、電気分解により水中の塩化物イオンから次亜塩素酸を発生させる。不溶性の電極としては、たとえばＰｔ（白金）やＩｒ（イリジウム）で被覆されたＴｉ（チタン）電極などを用いることができる。

制御部１０４は、運転開始時の貯水部４２に貯水させた水の不純物濃度よりも低くなった時に電気分解部４００を動作させるように構成されている。本実施の形態では、制御部１０４は、加湿部を動作させた後に電気分解部４００を動作させるように構成されている。

次に、図１〜図９を参照して、本実施の形態における加湿装置１の動作について説明する。図８は、本発明の実施の形態における加湿装置の除菌効果を付与する工程を示すフローチャートである。図９は、本発明の実施の形態における加湿装置の動作と加湿部の動作との関係を示す模式図である。

まず、図８および図９に示すように、加湿装置１の動作（運転）を開始する（ステップＳ１０１）。次に、加湿部の動作（運転）を開始する（ステップＳ１０２）。

具体的には、図１〜図５に示すように、内部に水が保持されている給水タンク３を本体部２のタンク装着壁２ａおよびトレイ４のタンク挿入部４１に装着する。給水タンク３の蓋部３２の溝およびトレイ４のタンク挿入部４１の開口４１ｄ（図４参照）を介して、給水タンク３の内部の水が貯水部４２に供給される。供給された水を貯水部４２に貯水させ、貯水させた水をフィルタ５に吸い込ませる。図９に示すように、この状態で本体部２の操作部８により、またはタイマー運転により、加湿装置１の電源をＯｎにすると、加湿部の動作が開始される。本実施の形態では、図７に示すように、制御部１０２によりファン１０を起動し、ファン１０により本体部２の吸込口７から吸込んだ空気をフィルタ５に送り込み、フィルタ５に吸水された水が急速に気化されて、気化された水を含んだ空気が吹出口９から排出される。この気化により、加湿フィルタ５から水分が失われるが、フィルタ５は随時貯水部４２から水を吸水する。また、貯水部４２は一定水位となるように、随時給水タンク３から給水される。このようにして、加湿装置１および加湿部の動作が開始する。

制御部１０２は、図９に示すように、加湿装置１の動作がＯｎになっていても、所定の湿度より湿度が高くなれば加湿部の動作を停止し、所定の湿度より湿度が低くなれば加湿部の動作を開始する（つまり、加湿部の自動運転）制御をすることが好ましい。すなわち、制御部１０２は、加湿装置１の動作がＯｎの間に、湿度に応じて加湿部の動作をＯｎとＯｆｆとを繰り返すように制御することが好ましい。なお、制御部１０２は、たとえば湿度に関わらず、加湿装置１の動作がＯｎの信号を検知して加湿部の動作をＯｎにする制御、つまり加湿部の連続運転をするための制御であってもよい。

次に、図８に示すように、運転開始（ステップＳ１０１）時の貯水部４２に貯水させた水の不純物濃度よりも、貯水部４２に貯水された水の不純物濃度が低いかを判断する（ステップＳ１０３）。検知する方法は特に限定されないが、たとえば以下の方法により不純物濃度が低い時を判断する。

具体的には、加湿装置１の運転中において予め不純物濃度が低いことがわかっている所定の条件を満たしているときを、不純物濃度が低いと判断する。所定の条件とは、たとえば、加湿部を動作させた後であり、好ましくは加湿部の動作を所定時間（たとえば１時間以上）継続した後である（図９および図１１参照）。また、貯水部４２に貯水されている水（電極４０１ａ，４０１ｂに接触する水）の導電率（電気伝導度）を検知して、所定の導電率（たとえば７００μＳ／ｃｍ以下）よりも低い時を、不純物濃度が低いと判断する。この場合には、加湿装置１は、貯水部４２に貯水された水の不純物濃度を測定するための検知部（図示せず）を備えている。また、貯水部４２に貯水されている水（電極４０１ａ，４０１ｂに接触する水）の導電率と、供給される水（給水タンク３の水）の導電率との差が所定の値（たとえば２００μＳ／ｃｍ以下）よりも小さい時を、不純物濃度が低いと判断する。本実施の形態では、装置の構成の制限をより小さくするために、貯水部４２に貯水させた水の不純物濃度を測定するための別個の検出部を備えなくてもよいので、加湿部を動作させた後が不純物濃度の低い時と判断している。

なお、上記「不純物」とは、貯水された水に含まれる水素元素および酸素元素以外の元素であり、たとえばカルシウムイオン、マグネシウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、塩化物イオン、硫酸イオン、および炭酸イオンなどの電解質が挙げられる。上記「不純物濃度」は、たとえば導電率や硬度などの指標を用いることができる。導電率は全電解質の指標であり、硬度はカルシウムイオン、マグネシウムイオンの指標となる値である。

不純物濃度が低いと判断された場合には、ステップＳ１０３においてＹｅｓと判断される。この場合には、電気分解部４００の動作を開始させる（ステップＳ１０４）。一方、不純物濃度が高いと判断された場合には、たとえば後述する加湿装置１の動作が継続しているかを判断する（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０３においてＹＥＳと判断された場合には、電気分解部４００を動作させる（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４では、たとえば以下のように行なわれる。

具体的には、まず、貯水部４２に電気分解部４００を動作させるために要する量の水が貯水されているかを判断する。水の貯水量は、水位センサ（図示せず）で検出される。水位センサで検出された水の量が電気分解部４００を動作させる量に満たない場合には、電気分解部４００を動作させずに、たとえば後述する加湿装置の動作が継続しているかを判断する（ステップＳ１０７）。

水位センサで検出された水の量が電気分解部４００を動作させることができる量を満たしている場合には、制御部１０４にその信号が送られ、制御部１０４により電気分解部４００を動作させる。制御部１０４は、運転開始時（ステップＳ１０１）の貯水部４２に貯水させた水の不純物濃度よりも低くなった時に電気分解部４００を動作させる。

本実施の形態の電気分解部４００は金属イオン溶出部であるので、制御部１０４により、電極４０１ａ，４０１ｂ間に電圧を印加することで電極４０１ａ，４０１ｂから金属イオンを溶出させる。溶出させた金属イオンは、貯水部４２に貯水させた水に添加される。貯水部４２に貯水させた水に銀イオンなどの金属イオンを溶出させると、除菌および抗菌効果を付与することができる。また、貯水部４２に貯水された除菌および抗菌効果を付与された水はフィルタ５に吸い上げられることにより、フィルタ５にも除菌および抗菌効果が付与される。

制御部１０４は、印加する電圧を制御して、電気分解部４００に高濃度の金属イオンを生成することが好ましい。高濃度の金属イオンを貯水部４２に貯水させた水に添加することによって、フィルタ５に金属イオンを蓄積させやすい。そのため、金属イオンを含む水が接触するタンク挿入部４１や貯水部４２のみでなく、細菌の繁殖が起こりやすい加湿フィルタ５にも除菌および抗菌効果を付与できる。このような高濃度の金属イオンとしては、たとえば貯水部４２に貯水された水２５０ｍＬに対して９００（μｇ／Ｌ）以上の濃度の銀イオンが例示される。このような濃度の銀イオンを溶出させる条件としては、電極４０１ａ，４０１ｂが銀電極である場合には、たとえば８秒間、２９ｍＡの一定電流が流れるよう電圧を印加する。ただし、銀イオンの濃度等は特にこれに限定されず、細菌の除去に効果がある濃度であればよい。

次に、図８に示すように、加湿部の動作を終了する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５では、所定の湿度に達していることにより、使用者による操作部８の操作により、またはタイマーにより、加湿部の運転が停止される。

次に、図８に示すように、電気分解部４００の動作を終了する（ステップＳ１０６）。本実施の形態では、加湿部の運転が停止された信号が制御部１０４に送られ、その信号を受信した制御部１０４により、時間をあけて（たとえば加湿部が停止した信号を受信してから１時間以内）または時間をあけずに、電極４０１ａ，４０１ｂに電圧を印加することを停止する。電気分解部４００の動作の停止は、制御部１０４で制御される。

なお、ステップＳ１０６は、省略されてもよい。この場合には、電気分解部４００は、たとえば加湿部の動作終了時まで連続して動作している。

次に、図８に示すように、加湿装置１の動作が継続している場合には（ステップＳ１０７においてＹｅｓと判断された場合には）、運転開始時の貯水部４２に貯水させた水の不純物濃度よりも貯水部４２に貯水された水の濃度が低いかを判断する（ステップＳ１０３）。その後は、上述したステップと同様のステップが行なわれる。

加湿装置１の動作が継続していない場合は（ステップＳ１０７においてＮＯと判断された場合には）、加湿装置１の動作を終了させる（ステップＳ１０８）ことを意味する。本実施の形態では、加湿部の動作終了の信号および電気分解部４００の動作終了の信号を受信して、制御部１０１により加湿装置１の動作を終了する。

なお、上述した加湿装置１の動作は一例であり、上述の動作に特に限定されない。図１０〜図１２は、本実施の形態における加湿装置の動作と加湿部の動作との別の関係を示す模式図である。加湿装置１において加湿部が所定の湿度に応じて動作する場合（自動運転）には、図１０および図１１に示すように電気分解部４００を動作させてもよい。また、加湿装置１において加湿部が湿度に関わらず連続して動作する場合（連続運転）には、図１２に示すように電気分解部４００を動作させてもよい。また、加湿装置１の動作は、運転開始時の貯水部４２に貯水させた水の不純物濃度よりも低くなった時に電気分解部４００を動作させることができれば、その他の動作であってもよい。

具体的には、図８および図１０に示すように、制御部１０４は、加湿部の動作が開始したことを検知して、電気分解部４００の動作を開始し、その後の加湿部の動作のＯｎおよびＯｆｆに関わらず、加湿装置の動作を終了させる信号を検知して電気分解部４００の動作を終了するような制御を行なってもよい。すなわち、電気分解部４００を断続的に動作させずに、連続で動作させる。この場合には、加湿装置１の動作開始（ステップＳ１０１）、加湿部の動作開始（ステップＳ１０２）、運転開始時の貯水部４２に貯水させた水の不純物濃度より低いかの判断（ステップＳ１０３）、電気分解部４００の動作開始（ステップＳ１０４）、加湿部の動作終了（ステップＳ１０５）、加湿部の動作開始および終了（ステップＳ１０４およびステップＳ１０５）の繰り返し、電気分解部４００の動作終了（ステップＳ１０６）、および加湿装置１の動作終了（ステップＳ１０８）が行なわれる。

また、図８および図１１に示すように、制御部１０４は、自動運転の加湿部の動作開始から所定時間経過後から、終了から所定時間経過までの間に、電気分解部４００を動作させてもよい。このとき、制御部１０４は、電気分解部４００の動作が再び動作した信号を受信してから所定時間経過後に電気分解部４００を動作させてもよく、再び動作した信号を受信して時間を空けずに電気分解部４００を動作させてもよい。

また、図８および図１２に示すように、制御部１０４は、連続運転の加湿部の動作開始後所定時間経過後から終了後所定時間経過までの間に電気分解部４００を動作させてもよい。

また、制御部１０４は、運転開始所定時間経過後に所定時間のみ電気分解を実施してもよい。

さらに、制御部１０４は、加湿部の動作を検知してから所定時間経過後に動作させる仕様ではなく（加湿部の動作状況に関わらずに）、貯水部４２に貯水された水の導電率を検知して電気分解を実施するように制御してもよい。導電率の検知は、電気分解を短時間実施し、その電気分解の条件から検知してもよい。すなわち、制御部１０４は、電極４０１ａ，４０１ｂ間に一定の電圧を印加した時の電流値や、一定の電流を流した時の電圧値などを利用して制御を行なってもよい。このように検出される導電率は、水温の影響や、電極４０１ａ，４０１ｂの劣化の影響があるが、導電率が相対的に低い時を検出する目的においては、有効に利用できる。

また、制御部１０４は、導電率の変化から、現在の貯水部４２に貯水された水の水質が給水タンク３内の水と比べてどの程度なのかを推定するような構成にしてもよい。この場合には、導電率の低い時をより正確に判断できる。制御部１０４は、たとえば、加湿部の動作に伴い導電率が急激に低下する時は、貯水部４２内の水と給水タンク内の水との不純物濃度の差が大きいこと、すなわち、貯水部４２内の水が給水タンク３内の水に比べて不純物濃度が高いことを示しているので電気分解を実施しない。かつ制御部１０４は、加湿部が動作中であり導電率の変化が小さい時には、貯水部内の水質が給水タンク内の水に近く、不純物の濃度が低いことを示しているため、電気分解を実施する。すなわち、加湿部の動作時において所定時間の導電率の減少が所定値以下の時に電気分解を実施し、導電率の減少が所定値を越える時には電気分解を実施しないように制御部１０４で制御する。この場合、不純物濃度が低い時を、導電率の絶対値ではなく、複数の測定値の差という相対的な値で評価するので、水温や電極４０１ａ，４０１ｂの劣化の影響が小さいため、導電率が相対的に小さい時をより正確に検出できる。

なお、本実施の形態では、気化式の加湿装置１を例に挙げて説明したが、本発明は気化式の加湿装置に特に限定されず、加熱式の加湿装置も含まれる。加熱式の加湿装置では、加湿部は、たとえばフィルタおよびファンの代わりまたは併用して、水を加熱するヒータなどの加熱部材を含んでいる。加熱式の加湿装置は、供給された水を加熱部材で加熱して水の蒸発を促進させることにより、加湿部を動作させる方式である。

以上説明したように、本実施の形態における加湿装置１によれば、水を貯水させるための貯水部４２と、貯水部４２に貯水させた水を気化させるための加湿部と、貯水部４２に貯水させた水と接触するように配置された電気分解部４００と、運転開始時の貯水部４２に貯水させた水の不純物濃度よりも低くなった時に電気分解部４００を動作させるための制御部１０４とを備えている。

加湿装置１を繰り返し使用することにより、貯水部４２に貯水された水の導電率や硬度などの不純物濃度は高くなっていく。これは、加湿装置１に使用される水は、水道水、井戸水または工業用水などであり、不純物を含有していない純水ではないため、水そのものが蒸発しても、給水される水に含まれる不揮発性の不純物が残留するためである。水道水、井戸水および工業用水などに含まれる不純物として、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、塩化物イオン、硫酸イオン、炭酸イオンといった電解質が挙げられる。これらの電解質は揮発性でないため、加湿装置１の動作に伴って貯水部４２に残留することになる。このような不純物が貯水部４２に貯水された水に含有されることにより、貯水部４２およびフィルタ５などに細菌が発生する等の問題が生じる。

また、硬度が高い水で、長期間にわたって電気分解部４００を動作させると、電気分解部を構成する陰極に炭酸カルシウムなどのスケールが付着および堆積する。これは、陰極付近に陽イオンであるカルシウムイオンが集まること、および陰極で水素イオンから水素ガスが発生することに伴い、陰極近傍のｐＨが上昇し、炭酸カルシウムの溶解度が低下し、析出しやすい状態になるためである。スケールが電極に付着および堆積すると、その表面が覆われるため、金属イオンなどの除菌するために発生させるイオンの溶出量が低下するという問題が生じる。また、スケールによって、電気分解部４００に電流が流れにくくなるという問題や、短絡してしまうといった問題が発生する。

本発明者は、給水タンク３から貯水部４２へ供給される水の水質が一定であっても加湿装置１の運転中に不純物濃度が変化することに着目して、加湿装置１の運転および停止の動作中において、運転開始時の貯水部４２に貯水させた水の不純物濃度が相対的に低い時は、加湿装置１の運転開始時であることを見出した。そのため、本実施の形態における加湿装置１は、運転開始時の貯水部４２に貯水させた水の不純物濃度よりも低くなった時に電気分解部４００を動作させるので、電気分解部４００を効率良く動作させることができる。特に、電気分解部４００が電極４０１ａ，４０１ｂ材料を電気分解することにより金属イオンを貯水部４２に貯水させた水内へ溶出させるための金属イオン溶出部である場合、導電率が低い時に電気分解を実施することになるので、金属イオンの溶出効率の低下を抑制できる。また、金属イオンの溶出効率の低下を抑制できるので、所定の濃度に金属イオンを容易に生成することができる。

また、導電率は電解質濃度（硬度成分）の指標となるので、導電率が低い時には硬度も低下していると考えられるので、電解質濃度が低い時に電気分解部４００を動作させることによって、スケールの生成を抑制することができ、電極４０１ａ，４０１ｂにスケールが付着することを防止できる。その結果、電極４０１ａ，４０１ｂに電気が流れにくくなることおよび短絡を抑制できる。そのため、加湿装置１は除菌する効果を効果的に発揮させることができる。

したがって、加湿装置１は高い除菌効果を付与できるので、電流密度を上げるために、電極４０１ａ，４０１ｂの大きさや電流値などの変更をせずに所定の濃度の金属イオンを電気分解により発生させることができる。特に、制御部１０４が加湿部を動作させた後に電気分解部４００を動作させるように構成されている場合には、導電率や硬度などの不純物濃度の測定をしなくても制御部１０４により不純物濃度の低い時に電気分解部４００を動作させることもできるので、測定部などを別個に設ける必要がない。そのため、加湿装置１の構成の制限が小さい加湿装置が得られる。

上記加湿装置１において好ましくは、制御部１０４は、加湿部を動作させた後１時間後から、加湿部の停止１時間以内の間に、電気分解部４００を動作させるように構成されている。これにより、導電率および硬度が非常に低いときに電気分解部を動作させることができる。

［実施例１］
本実施例では、不純物濃度が低い時に電気分解部を動作させることの効果を調べた。

具体的には、図１〜図８において制御部１０４を備えていない加湿装置を用いて、電気分解部として銀電極の電極４０１ａ，４０１ｂを準備した。また、電極４０１ａ，４０１ｂは、対向する面の面積を２３０ｍｍ²とした。そして、種々の導電率の水を準備し、同じ条件で電気分解した時の銀溶出量を測定した。その後、大阪府八尾市の水道水（測定日の水道水の導電率は２００（μＳ／ｃｍ）で、硬度は６０（ｍｇ−ＣａＣＯ₃／Ｌ）であった）中で電気分解した時の銀溶出効率を１としたときの溶出効率を計算した。その結果を、図１３に示す。図１３は、本実施例における導電率と溶出効率との関係を示す図である。図１３において、縦軸は溶出効率（単位：％）を示し、横軸は導電率（単位：μＳ／ｃｍ）を示す。

図１４に示すように、導電率が７００（μＳ／ｃｍ）以下では、銀イオンの溶出量はファラデーの法則に従い、単位時間当たりの溶出量が電流に比例し、溶出効率は一定となった。したがって、この場合に、一定の水量に対し銀イオンを溶出するとき、一定の電流値で一定の時間電解することにより、所定の銀イオン濃度にすることができる。

一方、図１４に示すように、７００（μＳ／ｃｍ）を超える導電率が高い水では銀イオンの溶出効率が急激に低下した。これは、導電率が高い水に含まれる高濃度の塩化物イオンによって、銀電極の表面が不溶性の塩化銀で被覆されてしまったためであった。銀イオンの溶出効率が低下すると、所定の濃度以上に銀イオンを溶出させることが難しくなり、除菌などの効果を十分に発揮でないという問題が生じた。

以上より、本実施例によれば、制御部１０４が不純物濃度としての導電率が低いときに電気分解部を動作させることによって、電気分解部を効率良く動作させることができることが確認できた。

［実施例２］
本実施例では、制御部が加湿部を動作させた後に電気分解部を動作させるように構成されていることについての効果を調べた。

具体的には、図１〜図８において制御部１０４を備えていない加湿装置を用いて、導電率が２０００（μＳ／ｃｍ）、硬度が１０００（ｍｇ−ＣａＣＯ₃／Ｌ）の水を給水タンク３に供給して、加湿部を１１２時間動作させた。次に、加湿部の運転停止から２４時間静置した後に、電気分解部４００近傍の水質を測定した。その結果、導電率が１３５００（μＳ／ｃｍ）、硬度が２０２０（ｍｇ−ＣａＣＯ₃／Ｌ）であった。これは、試験に用いた水に含まれる不純物が、加湿装置１内に残留するためであると考えられる。また、この試験条件での不純物量は、導電率が２００（μＳ／ｃｍ）、硬度が１００（ｍｇ−ＣａＣＯ₃／Ｌ）の標準的な水道水を使用して、１１２０時間加湿部を動作させた場合に相当する。

この状態から、加湿装置の加湿部を動作させ、加湿部の動作中において電気分解部４００近傍の水の導電率および硬度を測定した。その結果を、図１４に示す。図１４は、加湿運転開始から所定時間経過後に、導電率および硬度を測定した結果を示す。図１４中、左縦軸は導電率（単位：μＳ／ｃｍ）を示し、右縦軸は硬度（単位：ｍｇ−ＣａＣＯ₃／Ｌ）を示し、横軸は加湿部の運転停止からの経過時間（単位：時間）を示す。なお、給水タンクに給水する水は、大阪府八尾市の水道水を用いた。この水の導電率は２００（μＳ／ｃｍ）で、硬度は６０（ｍｇ−ＣａＣＯ₃／Ｌ）であった。

図１４に示すように、加湿部の動作を開始すると徐々に導電率および硬度が低下した。このことから、導電率および硬度は、加湿装置の運転開始時に相対的に高く、加湿部の運転後に相対的に低くなることがわかった。また、加湿部の動作を継続することによって、導電率および硬度が低下し、特に、加湿部の運転から１時間経過した後に、導電率および硬度が大きく低下した。これは、貯水部に貯水させた不純物濃度が高くなった水が加湿フィルタ５に吸水され、それと同時に給水タンク３から導電率および硬度がそれよりも低い水道水が供給される、加湿フィルタ５に給水された不純物濃度が高い水からの不純物の濃度拡散よりも、気化にともなって給水タンクから新しく流入してくる水の影響が大きいためである。

以上より、本実施例によれば、加湿装置１が運転開始時の貯水部に貯水させた水の不純物濃度よりも低くなった時に電気分解部を動作させるための制御部１０４を備えていれば、不純物濃度が低い時に電気分解部を動作させることができることが確認できた。

また、加湿装置が加湿部を動作させた後に電気分解部４００を動作させるように構成されている制御部１０４を備えていれば、貯水部に貯水された水の導電率および硬度が低いときに電気分解部を動作させることができることが確認できた。また、導電率および硬度が低い時が加湿部の動作後であるという知見が得られたので、導電率および硬度を測定するための検出部を加湿装置１が備えていない場合であっても、制御部により電気分解部を動作させることができることが確認できた。

特に、制御部１０４は、加湿部を動作させてから３０分経過後、より好ましくは１時間経過後に、電気分解部を動作させることにより、導電率および硬度が非常に低いときに電気分解部を動作させることができることが確認できた。

［実施例３］
本実施例では、制御部が加湿部を終了させてから所定時間までの間に電気分解部を動作させるように構成されていることについての効果を調べた。

具体的には、実施例２で説明した加湿装置を８時間運転した後に、さらに加湿部の動作を終了させて加湿装置の電源をＯｆｆにした。その後、静置した加湿装置について、所定時間経過ごとに貯水部に貯水させた水の導電率および硬度を測定した。その結果を図１５に示す。図１５は、加湿部の動作終了から所定時間経過後に、導電率および硬度を測定した結果を示す。図１５中、左縦軸は導電率（単位：μＳ／ｃｍ）を示し、右縦軸は硬度（単位：ｍｇ−ＣａＣＯ₃／Ｌ）を示し、横軸は加湿部の運転停止からの経過時間（単位：時間）を示す。

図１５に示すように、加湿部の動作終了後１時間以内は導電率および硬度の上昇がほとんどなかった。

また、図１３に示すように、導電率が７００μＳ／ｃｍ以下であれば銀イオンの溶出効率の低下を抑制できることから、図１４および図１５において導電率が７００μＳ／ｃｍ以下である加湿部の運転開始から０．５時間経過後、加湿部の運転停止１時間までの間に、電気分解部を動作させると、溶出効率が高い状態で銀イオンを溶出できることがわかった。

以上より、本実施例によれば、加湿装置が加湿部を終了させてから所定時間までの間に電気分解部４００を動作させるように構成されている制御部１０４を備えていれば、導電率および硬度が低いときに電気分解部を動作させることができることが確認できた。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態における加湿装置を前面側から見た斜視図である。 本発明の実施の形態における加湿装置を背面側から見た分解斜視図である。 本発明の実施の形態における加湿装置の制御を示す模式図である。 本発明の実施の形態における加湿装置を構成する給水タンクを示す斜視図である。 本発明の実施の形態における加湿装置を構成するトレイを示す斜視図である。 図５におけるＶＩ−ＶＩでの断面図である。 本発明の実施の形態における加湿装置を構成する金属イオン生成部を示す模式図である。 本発明の実施の形態における加湿装置の除菌効果を付与する工程を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態における加湿装置の動作と加湿部の動作との関係を示す模式図である。 本実施の形態における別の加湿装置の動作と加湿部の動作との関係を示す模式図である。 本実施の形態における別の加湿装置の動作と加湿部の動作との関係を示す模式図である。 本実施の形態における別の加湿装置の動作と加湿部の動作との関係を示す模式図である。 本実施例における導電率と溶出効率との関係を示す図である。 加湿運転開始から所定時間経過後に、導電率および硬度を測定した結果を示す。 加湿部の動作終了から所定時間経過後に、導電率および硬度を測定した結果を示す。

符号の説明

１ 加湿装置、２ 本体部、２ａ タンク装着壁、２ｃ トレイ装着部、３ 給水タンク、４ トレイ、５ フィルタ、７ 吸込口、８ 操作部、９ 吹出口、１０ ファン、３０ 容器、３１ 取手部、３２ 蓋部、４１ タンク挿入部、４１ａ 壁、４１ｂ 円弧状壁、４１ｃ 水路、４１ｄ 開口、４１ｅ 円台、４２ 貯水部、４２ａ 底面部、４２ｂ 凹部、４２ｃ 凸部、４２ｄ 蓋部、４３ 円柱、５１ フィルタケース、５２ 給水フィルタ、１０１，１０２，１０４ 制御部、４００ 電気分解部、４０１ａ，４０１ｂ 電極、４０２ 電極端子収納部、４０３ スペーサー。

Claims (3)

1. 不純物を含む水を貯水させるための貯水部と、
   前記貯水部に不純物を含む水を給水するための給水タンクと、
   前記給水タンクから給水されて前記貯水部に貯水させた不純物を含む水を吸水するフィルタで構成され、前記貯水部に貯水させた不純物を含む水を気化させるための加湿部と、
   前記貯水部に貯水させた不純物を含む水と接触するように配置された電気分解部と、
   前記フィルタから不純物を含む水が気化することによって前記貯水部に貯水された不純物を含む水の不純物濃度が前記給水タンクでの不純物を含む水の不純物濃度よりも高い状態において、前記加湿部の動作を所定時間継続した後で前記給水タンクから前記貯水部に貯水させた不純物を含む水よりも不純物濃度が低い水を前記貯水部に給水することによって、運転開始時の前記貯水部に貯水させた不純物を含む水の不純物濃度よりも前記貯水部に貯水させた不純物を含む水の不純物濃度が低くなった時に前記電気分解部を動作させるための制御部とを備えた、加湿装置。
2. 前記制御部は、前記加湿部の運転開始後所定時間経過後から前記加湿部の運転終了後所定時間経過するまでの間、前記電気分解部を動作させるように構成されている、請求項１に記載の加湿装置。
3. 前記電気分解部は、電極材料を電気分解することにより金属イオンを前記貯水部に貯水させた水内へ溶出させるための金属イオン溶出部である、請求項１または２に記載の加湿装置。

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