CN111435029A - 加湿器及加湿器的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种加湿器及加湿器的控制方法，涉及用紫外线来降低由加湿器导致的传染病等风险的新技术。加湿器(10)包括：供水箱(12)；处理室(14)，其被配置在供水箱的下方，对从该供水箱供给的水W进行紫外线杀菌处理；紫外线照射部(16)，其被设置于处理室(14)，并照射紫外线；雾化室(18)，其被供给在处理室(14)中被紫外线杀菌处理后的水W’；雾化器(20)，其被设置于雾化室(18)，对水进行雾化；路径(22)，其供被雾化的水喷向外部；以及控制机构，其对被从供水箱(12)经处理室(14)供给到雾化室(18)的水的流动进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及加湿器。
背景技术
在医院或护理机构等的病房或食堂设施中，病毒等的传染病的防止是非常重要的课题。近年来，在许多设施中使用了加湿器，但有风险报告称，若对加湿器内的水箱水置之不理，则会形成生物膜，该生物膜会成为军团病的温床。尤其是，因为超声波式的加湿器并不伴随加热，所以成为军团病温床的风险相对较高。在该情况下，细菌等会与以超声波振动器雾化的水一同被喷向外部。因此，虽然在超声波式的加湿器中，坚持每天换水并除去生物膜，但清扫工作的负担较大。
另一方面，设计出如下方法：在超声波式的加湿器中，在蓄有要雾化的水的雾化水箱内配置紫外线灯，从而对水箱内的水进行杀菌(参照专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本特许第5918429号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
然而，上述的加湿器中，蓄有被供给的水的储液箱被配置在加湿装置的下部，配置有超声波振动器那样的雾化器的雾化水箱被配置在储液箱上方。因此，需要用于从储液箱向雾化水箱供水的供水泵。
本发明鉴于这样的问题而完成，其示例性的目的之一在于提供一种新技术，该技术用紫外线来降低加湿器所导致的传染病等风险。
[用于解决技术课题的技术方案]
为了解决上述问题，本发明的一个方案的加湿器包括：供水箱；处理室，其被配置在供水箱的下方，对从该供水箱供给的水进行紫外线杀菌处理；紫外线照射部，其被设置于处理室，并照射紫外线；雾化室，其被供给在处理室中被紫外线杀菌处理后的水；雾化器，其被设置于雾化室，对水进行雾化；路径，其供被雾化的水喷向外部；以及控制机构，其对被从供水箱经处理室供给到雾化室的水的流动进行控制。
根据该方案，例如即使在供水箱内形成生物膜，细菌或病毒、微生物等(以下，称为“细菌等”。)发生増殖那样的情况下，也可以通过在即将雾化前在处理室中向水照射紫外线来进行杀菌。此外，因为包含紫外线照射部的处理室被配置在供水箱的下方，所以在要将供水箱的水供给到处理室时，即使没有泵等特别的动力源，也能够利用水的自重，并例如能够通过调整电磁阀的开闭来调整流量。
关于处理室，该处理室的容积比供水箱的容积小。当处理室的容积较大时，紫外线杀菌所需的时间会变长，或者紫外线照射部的输出会变大。因此，通过使处理室的容积在某种程度上变小，从而即使不使用大输出的紫外线照射部，也能够在比较短的时间内对处理室内的水进行杀菌处理，能够将被紫外线杀菌处理后的水迅速地向雾化室供给。
也可以是，处理室中，在内壁设置有被构成为供紫外线反射的反射部。由此，能够在处理室内将紫外线毫无浪费地利用于水的杀菌。
也可以是，反射部的表面由PTFE或Al构成。由此，紫外线会被全反射，除了从紫外线照射部照射的紫外线之外，被反射的紫外线也能够利用于在处理室的内部的水的杀菌。此外，在反射部的表面为PTFE的情况下，生物膜难以被形成，也能够抑制因紫外线导致的处理室内壁的劣化。
也可以是，紫外线照射部具有照射峰值波长处于250～300nm的范围内的紫外线的LED(Light Emitting Diode：发光二极管)，LED被配置于处理室的底部。由此，能够高效率地对细菌等进行灭活。
也可以是，雾化器进一步包括电路基板，该电路基板被设置于雾化室的底部，并搭载有控制LED和雾化器的电路。也可以是，电路基板被配置在处理室及雾化室的下方。通过像这样使电路基板共用化，从而不再需要布线或其它电路基板。
也可以是，处理室具有向雾化室供给被紫外线杀菌处理后的水的流出口。也可以是，流出口被设置于比雾化室的底部更高的位置。由此，水从处理室向雾化室的供给能够利用水的自重来进行，从而不再需要泵等驱动源。
也可以是，雾化器具有将水雾化为气溶胶的超声波振动器。由此，即使为具备无需加热的雾化器的加湿器，也能够对细菌等进行充分的杀菌，从而能够实现装置的简略化及消耗电力的降低。
本发明的另一方案也为加湿器。该加湿器包括：处理室，其对从供水箱供给的水进行紫外线杀菌处理；紫外线照射部，其被设置于处理室，并照射紫外线；雾化室，其被配置于比处理室的底部靠下方处，被供给在该处理室中被紫外线杀菌处理后的水；雾化器，其被设置于雾化室，对水进行雾化；路径，其供被雾化的水喷向外部；控制机构，其对被从供水箱经处理室供给到上述雾化室的水的流动进行控制；以及水量推定部，其推定处于雾化室的水量。控制机构基于被推定出的水量来控制水从处理室向雾化室的供给。
根据该方案，例如即使在供水箱内形成生物膜，细菌或病毒、微生物等(以下，称为“细菌等”。)发生増殖那样的情况下，也可以通过在即将雾化前在处理室中向水照射紫外线来进行杀菌。此外，因为雾化室被设置在比处理室的底部靠下方处，所以在要将在处理室中被紫外线杀菌后的水供给到雾化室时，即使没有泵等特别的动力源，也能够利用水的自重，并例如能够通过调整电磁阀的开闭来调整流量。
本发明的又一方案为加湿器的控制方法。该方法包含将水从供水箱供给到被配置于该供水箱的下方的处理室的工序、对被供给到处理室的水进行紫外线杀菌处理的工序、将被紫外线杀菌处理后的水供给到设置有雾化器的雾化室的工序、以及对被供给到雾化室的水进行雾化的工序。雾化室的底部比处理室的底部低，以使被紫外线杀菌处理后的水因自重而从处理室流入。
根据该方案，在要将水从供水箱供给到被配置于该供水箱的下方的处理室时，即使没有泵等特别的动力源，也能够利用水的自重，并例如能够通过调整电磁阀的开闭来调整流量。
也可以是，对被供给到处理室的水进行紫外线杀菌处理的工序利用照射峰值波长处于250～300nm的范围内的紫外线的LED来进行。也可以是，LED被控制为：与加湿器在刚开始动作后的紫外线输出相比，加湿器在连续使用状态下的输出更小。
因为在加湿器的动作刚开始后，雾化室的水量多会少于预定值，需要将被紫外线杀菌处理后的水立即供给到雾化室，所以为了缩短杀菌时间，将LED的输出控制为相对较大。另一方面，因为在加湿器的连续使用状态下，雾化室的水量较为稳定，无需将被紫外线杀菌处理后的水立即供给到雾化室，所以能够使LED的输出相对变小，从而使杀菌时间变长。如此，能够通过使LED的输出相对变小或使驱动时间变短，从而降低加湿器整体的消耗电力，并使LED长寿命化。
另外，以上的构成要素的任意组合、以及将本发明的表述在方法、装置、系统等之间转换后的结果，作为本发明的方案也是有效的。
[发明效果]
根据本发明，能够提供一种可降低传染病等风险的新构成的加湿器。
附图说明
图1是表示本实施方式的加湿器的概略构成的剖视图。
图2是表示本实施方式的加湿器的控制方法的流程的图。
具体实施方式
以下，针对本发明的实施方式，参照附图进行说明。另外，在附图的说明中，对于相同的要素标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。此外，各附图中的各构成要素的尺寸比并非都与实际的加湿器的尺寸比一致。此外，以下叙述的构成仅为示例，对本发明的范围并无任何限定。
(加湿器)
图1是表示本实施方式的加湿器的概略构成的剖视图。图1所示的加湿器10包括：供水箱12；处理室14，其被配置在供水箱12的下方，对从供水箱12供给的水W进行紫外线杀菌处理；紫外线照射部16，其被设置于处理室14，并照射紫外线；雾化室18，其被供给在处理室14中被紫外线杀菌处理后的水W’；雾化器20，其被设置于雾化室18，对水进行雾化；路径22，其供被雾化的水W’喷向外部；风扇26，其被设置在路径22的开口部24侧；以及电磁阀28a、28b及控制部36、液面计29，其构成控制机构，该控制机构对被从供水箱12经处理室14供给到雾化室18的水的流动进行控制。
本实施方式的加湿器10中，包含紫外线照射部16的处理室14被配置在供水箱12的下方。因此，在要将供水箱12的水供给到处理室14时，即使没有泵等特别的动力源，也能够利用水的自重，并例如能够通过调整电磁阀28a的开闭来调整流量。
本实施方式的供水箱12的容积V1为1500ml，处理室14的容积V2为200ml。如此，处理室14的容积V2比供水箱12的容积V1小。在此，所谓容积，是指在通常使用中，能够在供水箱12或处理室14中维持适当的水面的量。当处理室14的容积较大时，紫外线杀菌所需的时间会变长，或者紫外线照射部的输出会变大。因此，通过使处理室14的容积在某种程度上变小，从而即使不使用大输出的紫外线照射部16也能够在比较短的时间内对处理室内的水进行杀菌处理，能够将被紫外线杀菌处理后的水W’迅速地向雾化室18供给。另外，优选雾化室18的容积V3在处理室14的容积V2以下。
具体而言，容积V3为150～200ml，但更优选的是，为100ml以下。此外，关于雾化室18的底部18a，从电磁阀28b的流出口附近向雾化器20形成有斜面(锥形面)18b。由此，能够使雾化室18的容积变小。如此，能够通过使得雾化室18的容积V3相对于处理室14的容积V2较小，从而抑制在停止加湿器10后，细菌等在残留于雾化室18的水中増殖的情况。
本实施方式的处理室14中，被构成为供紫外线反射的构成的反射部30被设置于内壁。反射部30的表面由PTFE或Al构成。由此，紫外线会被全反射，除了从紫外线照射部照射的紫外线以外，被反射后的紫外线也能够利用于处理室14内部的水W(W’)的杀菌。此外，在反射部30的表面为PTFE的情况下，难以形成生物膜。此外，在处理室14由树脂构成的情况下，也能够通过在表面形成反射部30来抑制因紫外线而导致的处理室14内壁的劣化。
紫外线照射部16具有照射峰值波长处于250～300nm的范围内的紫外线的LED16a，LED16a被配置于处理室14的底部14a。由此，能够在处理室14的内部中，高效率地对细菌等进行灭活。另外，LED16a所发出的深紫外线的峰值波长优选260～290nm的范围，更优选的是，275～285nm的范围。此外，LED16a的输出为30～200mW的范围比较好。
雾化器20被设置于雾化室18的底部18a。电路基板32搭载有控制LED16a和雾化器20的电路。电路基板32被配置在处理室14及雾化室18的下方。通过像这样使电路基板32共用化，从而不再需要布线或其它电路基板。此外，通过将电路基板32集中在处理室14的下方，从而替换或修理部件时的向电路基板的访问变得容易。
处理室14具有将被紫外线杀菌处理后的水W’向雾化室18供给的流出口14b。流出口14b被设置在比雾化室18的底部18a更高的位置。换言之，雾化室18的底部18a比处理室14的底部14a更低，以使被紫外线杀菌处理后的水因自重而从处理室流入。由此，水W’从处理室14向雾化室18的供给能够利用水的自重，从而不再需要泵等驱动源。
雾化器20具有将水W’雾化为气溶胶34的超声波振动器20a。所谓气溶胶(aerosol)，是指悬浮于气体中的微小的液体或固体颗粒。由此，即使为具备无需加热的雾化器的加湿器，也能够对细菌等进行充分的杀菌，从而能够实现装置的简略化及消耗电力的降低。
另外，关于电磁阀28b基于雾化室18内的水量的开阀，以液面计29来检测雾化室18内的水位，在预定的水位以下的情况下，由控制部36来控制。如此，本实施方式的水量推定部由液面计29和控制部36构成。或者也可以是，基于超声波振动器20a的输出和驱动时间来算出雾化室18中的水W’的消耗量，并在余量为预定的量以下的情况下，利用控制部36来使电磁阀28b开阀。在该情况下，水量推定部由控制部36构成，该控制部36具有对超声波振动器20a的输出控制电路和超声波振动器20a的驱动时间进行计数的计时器。并且，控制部36通过调整电磁阀28b的开闭，从而基于被推定出的水量来控制水从处理室14向雾化室18的供给流量。
(加湿器的控制方法)
接着，针对本实施方式的加湿器10的控制方法进行说明。图2是表示本实施方式的加湿器的控制方法的流程的图。另外，本实施方式的加湿器10的控制由控制电磁阀28a、28b、LED16a、以及超声波振动器20a等的控制部36进行。
本实施方式的控制方法如图2所示，首先，在将预定量的水W仅供给到供水箱12的状态下，接通加湿器10的电源(步骤S10)。接着，打开电磁阀28a，在预定量的水W被从供水箱12供给到处理室14后，关闭电磁阀28a(步骤S12)。
接着，LED16a向被供给到处理室14的水W照射紫外线，进行紫外线杀菌处理(步骤S14)。之后，电磁阀28b开阀，向设置有雾化器20的雾化室18供给被紫外线杀菌处理后的水W’(步骤S16)，并关闭电磁阀28b。然后，控制部36驱动超声波振动器20a，使被供给到雾化室18的水W’雾化(步骤S18)。
另外，在从电磁阀28b闭阀之后起到超声波振动器20a被驱动期间，打开电磁阀28a，从供水箱12向处理室14供给下一次的水W，之后，关闭电磁阀28a。然后，与雾化室18中的水W’的雾化同时地，进行处理室14中的水W的杀菌处理。另外，杀菌和加湿被连续地进行到加湿器10的电源关断为止。
另外，因为在刚使加湿器10动作后，水还未被供给到雾化室18(或水几乎没有残留)，所以需要迅速进行处理室14中的杀菌处理以向雾化室18供给。因此，将加湿器10的电源接通，从而利用被较高电流(500mA左右)驱动的LED16a来对最初被供给到处理室14的水照射紫外线。由此，能够在10秒以内的比较短的时间内将处理室14内的细菌除掉99.99％以上。
然后，通过步骤S16及步骤S18的处理，在雾化室18中对水W’进行雾化，并使之消耗，同时，通过在处理室14中以紫外线预先对水W进行杀菌，从而能够利用被杀菌后的水W’来进行连续的加湿。
本实施方式的雾化器20的喷雾量Q1为4.2ml/min，在假设被充满雾化室18内的水的容积V3为200ml的情况下，约47分钟会被全部消耗。因此，在连续使用状态下，处理室14中的杀菌速度为喷雾量Q1以上即可。
因此，本实施方式的控制部36进行控制，使得根据连续使用状态下的喷雾量Q1，与前述LED16a的高电流驱动(例如驱动电流150mA)相比，LED16a的输出变小。如此，能够通过根据状况，使LED16a的输出相对变小或使驱动时间变短，从而减少加湿器整体的消耗电力，并使LED长寿命化。另外，因为连续使用状态下的喷雾量Q1无需一定，可以根据环境或装置的动作模式而发生变化，所以也可以根据喷雾量Q1的变化来控制LED16a的输出。
如上，本实施方式的加湿器10中，能够通过将进行紫外线杀菌处理的处理室14配置在供水箱12的下方，从而使LED16a所照射的紫外线难以泄漏到外部。此外，因为用PTFE等在紫外线中难以劣化的材料仅覆盖被照射到紫外线的处理室14的内壁即可，加湿器10的壳体的其它构件能够由通用的树脂材料构成，所以能够降低加湿器的材料成本。此外，虽然PTFE等对深紫外线具有耐光性的材料成本较高，但是因为需要反射部30的处理室14的容积较小，所以能够将成本的上升抑制在最低限度。
此外，处理室14的容积较小，在内壁设置有反射部30。因此，即使LED16a为1个或少数，或者为低输出的LED16a，也会获得足够的杀菌性能。
此外，也可以是，反射部30的表面(反射面)由Al构成。例如，优选对纯铝(JIS1000系列)的表面进行电解研磨后得到的表面。
此外，因为LED能够如前所述地根据雾化室18的水量来迅速地切换紫外线照射的输出，所以与像紫外线灯那样到输出稳定为止会花费许多时间的发光物相比，更适于紫外线照射部。
此外，也可以是，前述加湿器的控制方法中的电磁阀28a、28b的一系列开闭控制在由计时器预先设定的定时进行。
另外，也可以是，本实施方式的加湿器10中，在供水箱12内也配置有照射深紫外线的LED。
以上，虽然参照上述实施方式对本发明进行了说明，但是本发明并不被限定于上述实施方式，将实施方式的构成适当组合或置换后的结果也被包含在本发明之内。此外，也能够基于本领域技术人员的知识来适当改变实施方式中的组合或处理的顺序，或是对实施方式加以各种设计变更等变形，且加有那样的变形的实施方式也能够被包含在本发明的范围之内。
[附图标记说明]
10加湿器、12供水箱、14处理室、14a底部、14b流出口、16紫外线照射部、16a LED、18雾化室、18a底部、20雾化器、20a超声波振动器、22路径、24开口部、28a、28b电磁阀、30反射部、32电路基板、34气溶胶、36控制部。
Claims (11)
1.一种加湿器，其特征在于，包括：
供水箱，
处理室，其被配置在上述供水箱的下方，对从该供水箱供给的水进行紫外线杀菌处理，
紫外线照射部，其被设置在上述处理室，并照射紫外线，
雾化室，其被供给在上述处理室中被紫外线杀菌处理后的水，
雾化器，其被设置在上述雾化室，对水进行雾化，
路径，其供被雾化的水喷向外部，以及
控制机构，其对被从上述供水箱经上述处理室供给到上述雾化室的水的流动进行控制。
2.如权利要求1所述的加湿器，其特征在于，
关于上述处理室，该处理室的容积比上述供水箱的容积小。
3.如权利要求2所述的加湿器，其特征在于，
上述处理室中，在内壁设置有被构成为供上述紫外线反射的反射部。
4.如权利要求3所述的加湿器，其特征在于，
上述反射部的表面由PTFE或Al构成。
5.如权利要求1～4的任何一项所述的加湿器，其特征在于，
上述紫外线照射部具有照射峰值波长处于250～300nm的范围内的紫外线的LED；
上述LED被配置于上述处理室的底部。
6.如权利要求5所述的加湿器，其特征在于，
上述雾化器被设置于上述雾化室的底部；
该加湿器还包括搭载有控制上述LED和上述雾化器的电路的电路基板；
上述电路基板被配置于上述处理室及上述雾化室的下方。
7.如权利要求1～6的任何一项所述的加湿器，其特征在于，
上述处理室具有向上述雾化室供给被紫外线杀菌处理后的水的流出口；
上述流出口被设置于比上述雾化室的底部高的位置。
8.如权利要求1～7的任何一项所述的加湿器，其特征在于，
上述雾化器具有将水雾化为气溶胶的超声波振动器。
9.一种加湿器，其特征在于，包括：
处理室，其对从供水箱供给的水进行紫外线杀菌处理，
紫外线照射部，其被设置在上述处理室，并照射紫外线，
雾化室，其被配置于比上述处理室的底部靠下方处，并被供给在该处理室中被紫外线杀菌处理后的水，
雾化器，其被设置在上述雾化室，对水进行雾化，
路径，其供被雾化的水喷向外部，
控制机构，其对被从上述供水箱经上述处理室供给到上述雾化室的水的流动进行控制，以及
水量推定部，其推定处于上述雾化室中的水量；
上述控制机构基于被推定出的水量来控制水从上述处理室向上述雾化室的供给。
10.一种加湿器的控制方法，其特征在于，包含：
将水从供水箱供给到被配置于该供水箱的下方的处理室的工序，
对被供给到处理室的水进行紫外线杀菌处理的工序，
向设置有雾化器的雾化室供给被紫外线杀菌处理后的水的工序，以及
对被供给到上述雾化室的水进行雾化的工序；
上述雾化室的底部比上述处理室的底部低，以使被紫外线杀菌处理后的水因自重而从上述处理室流入。
11.如权利要求10所述的加湿器的控制方法，其特征在于，
对被供给到处理室的水进行紫外线杀菌处理的工序是利用照射峰值波长处于250～300nm的范围内的紫外线的LED来进行的；
上述LED被控制，使得与加湿器刚开始动作后的紫外线的输出相比，加湿器的连续使用状态下的输出更小。
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