JP2003172531A

JP2003172531A - 加湿装置

Info

Publication number: JP2003172531A
Application number: JP2001371488A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kondo; 浩明近藤; 一雄 ▲徳▼島; Kazuo Tokushima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-12-05
Filing date: 2001-12-05
Publication date: 2003-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】加湿手段に供給する水道水を改質させること
で、雑菌の繁殖と炭酸塩の析出を抑制できる加湿装置を
実現する。【解決手段】次亜塩素酸生成手段２０は、陽イオン交
換膜２３を隔てて配設される一対の電極２２ａ、２２ｂ
と、陽イオン交換膜２３および電極２２ａ、２２ｂが配
設されて水道水を導入する電解槽２１とを有し、電極２
２ａ、２２ｂに電圧を印加をして水道水を電気分解する
ことにより、陽極の極性が印加される電極２２ａ側の水
道水に生成された次亜塩素酸を含む水道水を加湿手段１
０に供給して空気を加湿させるように構成されている。
これにより、加湿手段１０に対し炭酸塩を形成させる陽
イオンを除去した形で次亜塩素酸を供給できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水道水を蒸発して
空気を加湿する加湿装置に関するものであり、水道水に
含まれる硬化成分の除去に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の加湿装置として、例えば
実公平７−５２５０８号公報で開示されているものが知
られている。この公報では、加湿手段である加湿エレメ
ントに水道水を吸水させ、送風空気をその加湿エレメン
トに送風することにより、加湿エレメントから蒸発した
水分により空気を加湿する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加湿エ
レメントには、湿潤、乾燥を繰り返す中で時間経過とと
もに雑菌が繁殖し易く、ここで発生した埃、菌、カビ、
臭いなどの汚れが加湿時に蒸散して使用者に不快を招く
問題がある。

【０００４】また、上記汚れの中に、水道水に含まれる
硬度成分が空気中の二酸化炭素と反応してＣａＣＯ₃、
ＭｇＣＯ₃などの炭酸塩が水道水と空気との界面周辺に
析出されて、概して塊状の固形物を形成しておりこの固
形物を除去するためには水洗いなどで容易に除去できる
ものではないため、清掃性が悪く使用者の不快を招いて
いる。

【０００５】また、特に炭酸塩は難溶性であるため、こ
の炭酸塩が加湿エレメントに多量に形成されると、加湿
エレメントの吸水性が低下して蒸発性能、すなわち加湿
装置の加湿性能が低下してしまう。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記点に鑑みた
ものであり、加湿手段に供給する水道水を改質させるこ
とで、雑菌の繁殖と炭酸塩の析出を抑制できる加湿装置
を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１ないし請求項３に記載の技術的手段を採用
する。すなわち、請求項１に記載の発明では、供給され
る水道水により空気を加湿する加湿手段（１０）を有す
る加湿装置において、水道水を用いて次亜塩素酸を生成
する次亜塩素酸生成手段（２０）が設けられ、この次亜
塩素酸生成手段（２０）は、生成された次亜塩素酸を含
む水道水を加湿手段（１０）に供給し空気を加湿させる
ように構成されたことを特徴としている。

【０００８】請求項１に記載の発明によれば、次亜塩素
酸は抗菌作用を有しているため加湿手段（１０）に発生
する菌、カビ、臭いなどを抗菌、分解、脱臭させること
で雑菌などの繁殖が抑制できる。

【０００９】請求項２に記載の発明では、次亜塩素酸生
成手段（２０）は、陽イオン交換膜（２３）を隔てて配
設される一対の電極（２２ａ、２２ｂ）と、陽イオン交
換膜（２３）および電極（２２ａ、２２ｂ）がそれぞれ
配設されて水道水を導入する電解槽（２１）とを有し、
電極（２２ａ、２２ｂ）に電圧を印加をして水道水を電
気分解することにより、陽極の極性が印加される電極
（２２ａ）側の水道水に生成された次亜塩素酸を含む水
道水を加湿手段（１０）に供給するように構成されたこ
とを特徴としている。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、電気分解
によって水道水に含まれる塩素イオンが陽極側で塩素ガ
スが生成され、その塩素ガスが水と反応することで次亜
塩素酸が生成されることは周知である。

【００１１】そこで、本発明では次亜塩素酸が生成され
た陽極側の水道水を、加湿手段（１０）に供給すること
により、加湿手段（１０）に発生する菌、カビ、臭いな
どを抗菌、分解、脱臭させるとともに室内空気を抗菌お
よび脱臭ができる。

【００１２】請求項３に記載の発明では、次亜塩素酸生
成手段（２０）は、電極（２２ａ、２２ｂ）に電圧を印
加をして水道水を電気分解することにより、陰極の極性
が印加される電極（２２ａ）側に生成された陽イオンを
含む水道水を外部に廃棄するように構成されたことを特
徴としている。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、電気分解
によって陽極の極性が印加される電極（２２ａ）側の水
道水の陽イオンが陽イオン交換膜（２３）を介して陰極
側に移動することは周知である。しかもこの陽イオンに
硬度成分が含まれているため、陽極側には炭酸塩を析出
する硬度成分が除去されることになる。

【００１４】そこで、本発明では陰極側に移動した陽イ
オンを含む水道水を外部に廃棄するように構成されたこ
とにより、加湿手段（１０）に供給される次亜塩素酸を
含む水道水中に硬度成分が除去されるため加湿手段（１
０）には、炭酸塩の析出が防止される。従って、汚れの
除去が容易であるとともに蒸発性能の低下を防止でき
る。

【００１５】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を水道水を供給し、
その水道水を蒸発させて空気を加湿する加湿手段に適用
した一実施形態を図１および図２に基づいて説明する。
まず、図１に示すように、本実施形態の加湿装置は、空
気を加湿する加湿手段１０と、その加湿手段１０に供給
される水道水に、水道水を電解槽２１内に導いて、その
水道水を電気分解により抗菌作用を有する次亜塩素酸を
生成する次亜塩素酸生成手段２０とから構成されてい
る。

【００１７】まず、加湿手段１０は、次亜塩素酸生成手
段２０から供給される水道水を貯える加湿タンク１１、
加湿タンク１１内の水道水を吸い上げる加湿エレメント
１２、空気通路１３を形成する加湿ケース１４および空
気通路１３に室内空気を送風する送風機１５などで構成
されている。

【００１８】加湿タンク１１は、後述する電解槽２１の
陽極側電解室２４ａに連通する接続管１８に接続され、
電解槽２１から水道水が供給されるように構成されてい
る。また、接続管１８には、加湿タンク１１に供給する
水道水を開閉する電磁弁１７が設けられている。

【００１９】また、加湿タンク１１の外側には、水道水
を蒸発させ易いように、加湿タンク１１の外壁を加温す
るヒータ手段１６が設けられている。なお、送風機１
５、ヒータ手段１６および電磁弁１７は、後述する制御
装置３０により制御される。

【００２０】加湿エレメント１２は、耐水性に優れた不
織布などの濾材で布状に形成され、下方が加湿タンク１
１内に浸るように配置されている。

【００２１】加湿ケース１４は、上方に吹出口１４ａが
形成され、図示しない吸込口を有して、加湿タンク１１
および加湿エレメント１２を覆うように配設され、室内
空気を吸込口（図示せず）から吸込んで、加湿エレメン
ト１２に送風空気を流通させて吹出口１４ａから室内に
吹き出されることで、加湿エレメント１２に吸水された
水分を吸い込み空気に蒸散されるように空気通路１３が
形成されている。

【００２２】次に、次亜塩素酸生成手段２０は、一対の
電極２２ａ、２２ｂが配設され、水道水を導入して電気
分解を行なうための電解槽２１、電解槽２１内に水道水
を供給する水タンク２６、電気分解後に陰極側電解室２
４ｂ内の水道水を回収する回収タンク２７、電極２２
ａ、２２ｂに電圧を印加する電圧印加手段２５および電
圧印加手段２５などの機能部品を制御する制御装置３０
などから構成されている。

【００２３】電解槽２１内には、チタン白金（Ｔｉ−Ｐ
ｔ）からなる電極２２ａと、チタン白金（Ｔｉ−Ｐｔ）
またはそれよりも安価なステンレス材（ＳＵＳ）のいず
れかからなる電極２２ｂとが陽イオン交換膜２３によっ
て隔てて配設されている。そして、電極２２ａには陽極
の極性を印加させ、電極２２ｂには陰極の極性を印加さ
せるように電源となる電圧印加手段２５が接続されてい
る。

【００２４】また、陽イオン交換膜２３により電解槽２
１の内部は陽極側の電極２２ａが配設される陽極側電解
室２４ａと、陰極側の電極２２ｂが配設される陰極側電
解室２４ｂとに区画されている。

【００２５】また、電解槽２１には水タンク２６に連通
して水道水を導入する流入口２１ａ、加湿タンク１１に
連通する陽極側流出口２１ｂおよび回収タンク２７に連
通する陰極側流出口２１ｃが形成されている。

【００２６】なお、陽極側電解室２４ａと陰極側電解室
２４ｂとは陽イオン交換膜隔膜２３によって完全に区画
されておらず、流入口２１ａ側、つまり上流側において
陽極側電解室２４ａと陰極側電解室２４ｂとは連通させ
ている。これにより、水タンク２６内の水道水が両電解
室２４ａ、２４ｂに供給されるように陽イオン交換膜隔
膜２３が配設されている。

【００２７】また、図示していないが、電解槽２１内に
供給される水道水の水面高さを検知するフロートセンサ
が設けられていて制御装置３０に水道水が所定高さ以上
か否かを入力するように構成されている。これにより、
電解槽２１内の水面高さが所定高さを下回ったときは、
使用者に水タンク２６に給水するように報知できるよう
にしてある。

【００２８】電圧印加手段２５は、電極２２ａに陽極の
極性を、電極２２ｂに陰極の極性を印加させるように配
設された電源（例えば、ＤＣ１２〜１８Ｖ程度）であっ
て、制御装置３０により制御される。

【００２９】水タンク２６は、図示しないバルブ付きキ
ャップを有する着脱容易の持ち運び可能なタンクであっ
て、図示しないバルブ付きキャップ側が電解槽２１の流
入口に２１ａに差し込むように取り付けることで、電解
槽２１内の水道水が減った分だけ補給される機能を有し
ている。

【００３０】これにより、電磁弁１７が開弁されている
ときには、電解槽２１内および加湿タンク１１内の水道
水の水面高さが所定の高さに維持されるようになってい
る。

【００３１】次に、回収タンク２７は、陰極側電解室２
４ｂと接続管２９を介して連通され、例えば上述した水
タンク２６が空になったときに、回収タンク２７内に収
容された陰極側電解室２４ｂ内の水道水を回収して廃棄
するためのタンクであって、接続管２９には電磁弁２８
が設けられ、その電磁弁２８が閉弁のときに、図示しな
い接続金具を取り外すことで、回収タンク２７の脱着が
できて外部に廃棄できるように構成されている。

【００３２】なお、本実施形態では、電磁弁２８の作動
は制御装置３０により制御されるように構成されている
が、回収タンク２７を取り外すときに手動で閉弁させる
仕切弁やコックなどの開閉弁でも良い。

【００３３】また、図示しないが加湿運転を行なうため
の運転スイッチが操作盤に設けられて制御装置３０に運
転信号が入力されるようになっている。そして、制御装
置３０は、運転信号の入力に基づいて、送風機１５、ヒ
ータ１６、電磁弁１７、２８および電圧印加手段２５が
制御される。

【００３４】次に、以上の構成による加湿装置の作動に
ついて説明する。まず、加湿運転の前に水タンク２６に
水道水を給水して、電解槽２１内に水道水を満水になる
まで供給する。なお、このときは、両電磁弁１７、２８
ともに閉弁となっている。

【００３５】次に、使用者が運転スイッチをオンとする
ことで、電圧印加手段２５が作動されて、電極２２ａに
陽極、および電極２２ｂに陰極の極性が印加される。

【００３６】これにより、電解槽２１内の水道水が電気
分解が行われる。そして、陽極側電解室２４ａ内では、
電気分解によって抗菌作用を有する次亜塩素酸（後で詳
述する）が生成される。

【００３７】次亜塩素酸が充分に生成されるまでの所定
時間をおいた後に電磁弁１７が開弁されて、加湿タンク
１１に次亜塩素酸を含む水道水が供給されるとともに、
加湿エレメント１２にも供給される。そして、加湿エレ
メント１２は、空気通路１３に露出している面にも毛細
管現象により水道水を吸い上げる。

【００３８】そして、加湿エレメント１２に充分な水分
が吸水されるまでの所定時間をおいた後、送風機１５を
作動させることで、吸込空気に加湿エレメント１２から
水分が蒸散されて空気を加湿する。

【００３９】なお、図示していないが加湿タンク１１内
に設けられた水温センサにより、所定の水温まで水道水
を加温させることで加湿エレメント１２面から水分の蒸
散が促進される。

【００４０】また、一方の陰極側電解槽２４ｂ内では、
陽イオン交換膜２３により陽極側電解槽２４ａ内の陽イ
オン（後で詳述する）が陽イオン交換膜２３を通して移
動される。ここでは、電磁弁２９が制御装置３０により
所定時間毎に数秒間、開弁させることを繰り返す制御を
することで、徐々に回収タンク２７内に陽極側電解槽２
４ａ内の陽イオンが回収される。なお、電磁弁２９の作
動を上記電磁弁１７と同じように、所定時間おいた後、
開弁させるように制御させても良い。

【００４１】ところで、電磁弁１７が開弁して送風機１
５が作動されることと、電磁弁２９が開弁されることで
電解槽２１内の水道水が減少するが、水タンク２６に設
けられたバルブ付きキャップ（図示せず）によって、適
宜減少した分を水タンク２６から補給するようになって
いる。従って、電解槽２１内は所定の水面高さを維持し
ている。

【００４２】また、回収タンク２７に回収された陰極側
の水道水は、水タンク２６が空となって電解槽２１内の
所定水面高さが下回ったときに水道水の補給の報知があ
ったときとか、その報知がなくても水タンク２６に給水
するときに回収タンクを取り外して回収タンク２７内の
水道水を廃棄する。

【００４３】以上の作動により、加湿タンク１１に供給
される水道水は、陽イオンが分離された次亜塩素酸を含
む水道水が供給される。

【００４４】なお、因みに、水タンク２６から電解槽２
１内に供給される塩素イオンや硬度成分（Ｃａ、Ｍｇイ
オン）を含む水道水による電気分解による次亜塩素酸
（ＨＯＣｌ）が生成される化学式について図２に基づい
て説明する。

【００４５】まず、陽極側の電極２２ａでは、下記化学
式（１）によって示されるように水酸化物イオン（ＯＨ
^-）が分解され、相対的に水素イオン（Ｈ⁺）濃度が高ま
ることによって強酸性水が生成されるとともに、化学式
（２）、（３）によって示すように、塩素イオン（Ｃｌ
^-）がいったん塩素ガス（Ｃｌ₂↑）となった後、水と反
応し抗菌成分である次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）が生成され
る。このように生成された強酸性水および次亜塩素酸に
よって抗菌作用を有する。

【００４６】４ＯＨ^-＋４ｅ⁺→Ｏ₂↑＋Ｈ₂Ｏ（１）２Ｃｌ^-＋２ｅ⁺→Ｃｌ₂↑（２）Ｈ₂Ｏ＋Ｃｌ₂→ＨＯＣｌ＋Ｈ⁺＋Ｃｌ^-（３）ここで、陽イオン交換膜２３を設けたことにより、陽極
側の陰イオンである上記水酸化物イオン（ＯＨ^-）およ
び塩素イオン（Ｃｌ^-）が上述したように次亜塩素酸
（ＨＯＣｌ）が生成されるが、陽極側電解室２４ａ内の
陽イオンが陽イオン交換膜２３を介して陰極側電解室２
４ｂ側に移動する。

【００４７】この陽イオンは水道水に含まれる硬度成分
であって、カルシウムイオン（Ｃａ ²⁺）マグネシウムイ
オン（Ｍｇ²⁺）が陰極側電解室２４ｂ側に移動するもの
である。従って、加湿タンク１１に供給される水道水
は、陽イオンが分離された次亜塩素酸を含む水道水が供
給される。

【００４８】なお、一方の陰極側の電極２２ｂでは、下
記化学式（４）に示すように、水素イオン（Ｈ⁺）が水
素ガス（Ｈ₂↑）に分解され、相対的に水酸化イオン
（ＯＨ^-）の濃度が高められアルカリイオン水が生成さ
れる。

【００４９】２Ｈ⁺＋２ｅ^-→Ｈ₂↑（４）ところで、水道水を電気分解させずに加湿エレメント１
２から蒸発させると、時間的経過にともない、水道水に
含まれる硬度成分であるカルシウムイオン（Ｃａ²⁺）や
マグネシウムイオン（Ｍｇ²⁺）が空気中の二酸化炭素と
反応してＣａＣＯ₃やＭｇＣＯ₃などの炭酸塩が加湿エレ
メント１２の蒸発面に塊状の固形物となって析出され
る。

【００５０】この炭酸塩は難溶性であるため水分に溶け
難いことにより清掃性が悪く除去し難い。しかも、この
炭酸塩が加湿エレメント１２に多量に形成されると加湿
エレメント１２の吸水性が低下するものである。本実施
形態では、炭酸塩を形成する陽イオンを電気分解によっ
て陰極側電解室２４ｂへ移動させるため加湿タンク１１
への供給が抑制される。

【００５１】以上の一実施形態の加湿装置によれば、加
湿タンク１１に供給する水道水を次亜塩素酸を生成する
次亜塩素酸生成手段２０を設けて、加湿タンク１１およ
び加湿エレメント１２に次亜塩素酸を含む水道水を供給
することにより、次亜塩素酸は抗菌作用を有しているた
め、おもに加湿エレメント１２に発生する菌、カビ、臭
いなどを抗菌、分解、脱臭させることで雑菌などの繁殖
が抑制できる。

【００５２】また、次亜塩素酸生成手段２０が陽イオン
交換膜２３によって区画された電解槽２１内で水道水を
電気分解することによって水道水を改質させ、陽極の極
性が印加される電極２２ａ側の水道水に生成された次亜
塩素酸を含む水道水が加湿タンク１１および加湿エレメ
ント１２に供給されて吸入空気を加湿するように構成さ
せたことにより、加湿タンク１１および加湿エレメント
１２へ供給される水道水には、炭酸塩を形成する陽イオ
ンを除去させた次亜塩素酸のみを供給させることができ
る。

【００５３】従って、加湿エレメント１２に発生する
菌、カビ、臭いなどを抗菌、分解、脱臭させるとともに
室内空気を抗菌および脱臭ができる。

【００５４】さらに、炭酸塩を形成する硬度成分である
陽イオンを陰極側電解室２４ｂへ移動させることによ
り、加湿エレメント１２に供給される水道水中に硬度成
分が除去されるため、加湿エレメント１２には、炭酸塩
の析出が防止される。従って、汚れの除去が容易である
とともに蒸発性能の低下を防止できる。

【００５５】（他の実施形態）以上の一実施形態では、
加湿手段１０を加湿タンク１１にヒータ１６設けて水道
水を加温させて蒸散させたが、これに限らず、本発明
は、超音波による霧化式、ノズルから水道水を噴き出す
噴霧式、水道水を気化させる気化式、ヒータなどで水道
水を沸かす蒸気式などいずれの加湿手段にも適用され
る。

【００５６】また、以上の実施形態では、陰極側電解室
２４ｂ内の陽イオンを含む水道水を回収タンク２７に回
収させて、水タンク２６の給水のときに、回収タンク２
７を取り外して外部に廃棄するように構成させたが、こ
れに限らず、回収タンク２７に外部に排水する排水管と
その排水管を開閉する開閉弁とを設けて、水タンク２６
の給水のときに、開閉弁を開弁させて回収タンク２７内
の水道水を外部に廃棄するように構成させても良い。

【００５７】また、以上の実施形態では、電気エネルギ
ーを用いる電気分解によって次亜塩素酸を生成させた
が、これに限らず、化学的に次亜塩素酸を生成させても
良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における加湿装置の全体構
成を示す模式図である。

【図２】本発明の一実施形態における電解槽２１内のイ
オンの動きを示す説明図である。

【符号の説明】

１０…加湿手段２０…次亜塩素酸生成手段２１…電解槽２２ａ、２２ｂ…電極２３…陽イオン交換膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/50 ５４０Ｃ０２Ｆ 1/50 ５４０Ｂ５５０５５０Ｃ５５０Ｄ５５０Ｈ５５０Ｌ５６０５６０Ａ５６０Ｆ 5/00 ６１０ 5/00 ６１０Ｂ６２０６２０ＢＦターム(参考） 3L055 DA11 4D061 DA03 DB01 DB05 DB09 DC19 EA03 EB04 EB13 EB18 EB19 EB30 EB38 EB39 FA01 FA02 GB04 GC04 GC14 GC18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給される水道水により空気を加湿する
加湿手段（１０）を有する加湿装置において、前記水道水を用いて次亜塩素酸を生成する次亜塩素酸生
成手段（２０）が設けられ、前記次亜塩素酸生成手段
（２０）は、生成された次亜塩素酸を含む水道水を前記
加湿手段（１０）に供給し空気を加湿させるように構成
されたことを特徴とする加湿装置。
【請求項２】前記次亜塩素酸生成手段（２０）は、陽
イオン交換膜（２３）を隔てて配設される一対の電極
（２２ａ、２２ｂ）と、前記陽イオン交換膜（２３）お
よび前記電極（２２ａ、２２ｂ）がそれぞれ配設されて
前記水道水を導入する電解槽（２１）とを有し、前記電
極（２２ａ、２２ｂ）に電圧を印加をして前記水道水を
電気分解することにより、陽極の極性が印加される前記
電極（２２ａ）側の水道水に生成された次亜塩素酸を含
む水道水を前記加湿手段（１０）に供給するように構成
されたことを特徴とする請求項１に記載の加湿装置。
【請求項３】前記次亜塩素酸生成手段（２０）は、前
記電極（２２ａ、２２ｂ）に電圧を印加をして前記水道
水を電気分解することにより、陰極の極性が印加される
前記電極（２２ａ）側に生成された陽イオンを含む水道
水を外部に廃棄するように構成されたことを特徴とする
請求項２に記載の加湿装置。