JP2004190939A - 加湿装置およびそれを備えた空気調和機 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来の構成の無給水式の加湿装置では、無給水で加湿はできるものの室内を加湿できる機能のみしか有してなかった。
【解決手段】室外空気中の水分を吸着する脱湿機能部分４Ａと、通過する室外空気に水分を与える加湿機能部分４Ｂとを備えた回転式素子４と、加熱手段７、および送風機２、５、１２、熱交換部８により室外空気から水を発生させ、貯水槽９に貯水した水を霧化部１１により霧化し、同時に水同士を衝突させてマイナスイオンを付加した霧化水を室内に供給する付加価値の高い加湿装置とした。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加湿機能を有する加湿装置およびそれを備えた空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術に、加湿・除湿・換気が選択実施可能であると共に、加湿に必要な水の補給や、除湿時に生成した水の処理が不要な湿度調整装置（特許文献１参照）が知られていたが、その湿度調整装置は無給水で加湿はできるものの、室内を加湿する機能を単に備えているに過ぎなかった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１―２４１８３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、無給水で加湿はできるものの、室内を加湿できる機能のみしか備えていないと言う問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、給水が不要で室内を加湿する機能に加えて、他の機能を付加して付加価値を向上した加湿装置およびそれを備えた空気調和機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載に係る発明は、水分を吸着する脱湿機能部分と、前記脱湿機能部分と区画された加湿機能部分とを具備した回転式素子を内設した筐体に、前記脱湿機能部分を外気が通過するように構成した脱湿経路と、前記加湿機能部分を加熱手段により加熱された外気が通過するように構成した加湿経路とをそれぞれ分離して設け、前記加湿機能部分を通過して加湿された前記加湿経路中の気流より水分を結露させる熱交換部と、前記熱交換部で生成する水を貯水する貯水槽と、前記貯水槽に貯水された水を霧化する霧化部とを有し、前記霧化部の霧化による水同士の衝突で発生したマイナスイオンを含む霧化水分を加湿目的の室内に導入する導入経路を備えることとした。
【０００６】
そして請求項２記載に係る発明は、霧化部で水同士の衝突で発生したマイナスイオンを含む霧化水分を加湿目的の室内から循環空気とともに前記室内に導入する循環導入経路を備えることとした。
【０００７】
また、請求項３記載に係る発明は、加湿装置に設けた水供給経路を加湿目的の室内で水供給経路からの水を霧化する霧化部に連通し、霧化部の霧化による水同士の衝突で発生したマイナスイオンを含む霧化水分を加湿目的の室内へ拡散するようにした。
【０００８】
以上の請求項１ないし３のいずれかに記載した発明は、加湿するのみでなく霧化部の霧化による水同士の衝突で発生したマイナスイオンを加湿目的の室内に放出することとした為に室内居住者の快適性を増大する付加価値の高い加湿器を実現したものである。
【０００９】
また、請求項４記載の発明においては請求項１ないし３記載の発明における貯水槽に浄水手段を設けることとし、これにより室内に浄化された加湿水分が提供される利点を奏する。
【００１０】
そして、請求項５記載の発明においては、上記する請求項１ないし４のいずれかに記載した付加価値の高い加湿装置をヒートポンプ式の空気調和機に備えることとし、これにより加湿効果に加えてマイナスイオンを提供する優れた空気調和機を実現したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の目的は各請求項に記載した構成を実施の形態の要部とすることにより達成できるので、以下には請求項１ないし３記載の構成に対応する一実施例についての詳細を図を参照して説明し、併せて各加湿装置の効果について実験例を述べて、本発明の形態についての説明とする。
【００１２】
（実施例１）
本発明の請求項１に係る発明の構成は、水分を吸着する脱湿機能部分と、前記脱湿機能部分と区画された加湿機能部分とを具備した回転式素子を内設した筐体に、前記脱湿機能部分を外気が通過するように構成した脱湿経路と、前記加湿機能部分を加熱手段により加熱された外気が通過するように構成した加湿経路とをそれぞれ分離して設け、前記加湿機能部分を通過して加湿された前記加湿経路中の気流より水分を結露させる熱交換部と、前記熱交換部で生成する水を貯水する貯水槽と、前記貯水槽に貯水された水を霧化する霧化部とを有し、前記霧化部の霧化による水同士の衝突で発生したマイナスイオンを含む霧化水分を加湿目的の室内に導入する導入経路を備えた加湿装置である。
【００１３】
以上の加湿装置の一実施例を示した図１において、筐体１内の送風機２で室外の空気を吸引し、脱湿経路３にある回転式素子４において水分を吸着する脱湿機能部分４Ａを通過後、再度室外に放出する。他方、送風機５で吸引した室外空気は加湿経路６を通過後、加熱手段７から回転式素子４の加湿機能部分４Ｂを通過することで高温多湿空気となる。前記回転式素子４はセラミックスのハニカム成型体に水分の吸着、脱離が可能な吸着剤を担持して得られる。例えば、シリカゲルやゼオライト等であれば低温時に水を吸着し、約６０℃以上の高温で水分を脱離させることが可能である。本構成においては前記回転式素子４は２〜３ｒｐｍであれば適当である。また前記回転式素子４における脱湿機能部分４Ａと加湿機能部分４Ｂの面積については、３：１が適当である。この構成により室外から吸引した空気を取り込み、ニクロムヒータ、セラミックヒータ等による加熱手段７で加熱し、回転式素子４に担持された前記したシリカゲルやゼオライト等の吸着剤から水を脱離させ高温多湿空気とした後、熱交換部８を通過させることで水分を結露させることができる。この水分の結露により生成した水は貯水槽９に溜まる。貯水槽９の水をポンプ１０で吸い上げ霧化部１１のノズルから加湿装置の内壁に向けて噴射することで、微細な水滴となる。そして送風機１２で微細な水分とマイナスイオンを含んだ空気を導入経路１３を通して、室内に供給するのである。室内では送風装置等を設けることで供給した水分とマイナスイオンを含んだ空気をより効果的に攪拌させることが可能である。図１に示す上記の加湿装置を用い、室内中央における湿度変化およびマイナスイオン量を測定した。湿度は乾湿球温度計、マイナスイオンは神戸電波製測定器を使用した。
【００１４】
加湿装置は直径４００ｍｍ、厚さ３０ｍｍの回転式素子４にシリカゲルを担持したものを用い、加熱手段７にはニクロムヒータで入力は７００Ｗとした。加湿装置の導入経路１３を室内に導入するように、３０ｍ３の室内に設置した。室内では扇風機により空気を攪拌させ、室内に湿度を均一化させた。脱湿経路３の風量は５ｍ３／ｍｉｎ、加湿経路６の風量は１ｍ３／ｍｉｎ、導入経路１３の風量は０．６ｍ３／ｍｉｎと設定した。
【００１５】
加湿装置の運転開始から１時間経過後、室内温度２３℃時で相対湿度は５３％となり、加湿量は５５０ｇ／ｈであった。さらにマイナスイオン量は７０００個／ｃｃであった。また３時間後もほぼ同様の湿度、マイナスイオン量が維持されていた。
【００１６】
（実施例２）
本発明の請求項２に係る発明の構成は、水分を吸着する脱湿機能部分と、前記脱湿機能部分と区画された加湿機能部分とを具備した回転式素子を内設した筐体に、前記脱湿機能部分を外気が通過するように構成した脱湿経路と、前記加湿機能部分を加熱手段により加熱された外気が通過するように構成した加湿経路とをそれぞれ分離して設け、前記加湿機能部分を通過して加湿された前記加湿経路中の気流より水分を結露させる熱交換部と、前記熱交換部で生成する水を貯水する貯水槽と、前記貯水槽に貯水された水を霧化する霧化部とを有し、前記霧化部の霧化による水同士の衝突で発生したマイナスイオンを含む霧化水分を加湿目的の室内から循環空気とともに前記室内に導入する循環導入経路を備えた加湿装置である。
【００１７】
以上の加湿装置の一実施例を示した図２において、筐体２１内の送風機２２で室外の空気を吸引し、脱湿経路２３を通り回転式素子２４の脱湿機能部分２４Ａを通過後、再度室外に放出する。他方、送風機２５で吸引した室外空気は加湿経路２６を通過後、加熱手段２７から加湿機能部分２４Ｂを通過することで高温多湿空気となる。この構成により室外から吸引した空気を取り込み、ニクロムヒータ、セラミックヒータ等の加熱手段２７で加熱し、回転式素子２４に担持された吸着剤から水を脱離させ高温多湿空気とした後、熱交換部２８を通過させることで水分を結露させることができる。この水は貯水槽２９に留まる。貯水槽２９の水をポンプ３０で吸い上げ霧化部３１のノズルから筐体２１の壁に向けて噴射することで、微細な水滴となる。送風機３２により室内空気を循環導入経路３３を通じて一旦室外へ循環させ、循環導入経路３３の途中で微細な水滴をまきこみ、室内に供給するものである。室内では送風装置等を設けることで供給した室外空気をより効果的に攪拌させることが可能である。
【００１８】
上記した図２に示す加湿装置を用い、室内中央における湿度変化およびマイナスイオン量を測定した。湿度は乾湿球温度計、マイナスイオンは神戸電波製測定器を使用した。
【００１９】
加湿装置は直径３５０ｍｍ、厚さ３５ｍｍの回転式素子２４にシリカゲルを担持したものを用い、加熱手段２７にはニクロムヒータで入力は６５０Ｗとした。加湿装置の脱湿経路２３を室内に連結するように、３０ｍ３の室内に設置した。室内では扇風機により空気を攪拌させ、室内の湿度を均一化させた。脱湿経路２３の風量は５ｍ３／ｍｉｎ、加湿経路２６の風量は１ｍ３／ｍｉｎ、導入経路３３の風量は０．４ｍ３／ｍｉｎと設定した。
【００２０】
運転開始から１時間経過後、室内温度２３℃時で相対湿度は５０％となり、加湿量は５００ｇ／ｈであった。さらにマイナスイオン量は６０００個／ｃｃであった。また３時間後もほぼ同様の湿度、マイナスイオン量が維持されていた。
【００２１】
さらに室外に設置した加湿装置近傍において、１０ｐｐｍアンモニアガスを放出しつづけたが、当然室内においてはアンモニア臭を感知することはなかった。比較例として実施例１における加湿装置についても同様の検証を行ったところ、室内においてアンモニア臭が感知された。
【００２２】
（実施例３）
本発明の請求項３に係る発明の構成は、水分を吸着する脱湿機能部分と、前記脱湿機能部分と区画された加湿機能部分とを具備した回転式素子を内設した筐体に、前記脱湿機能部分を外気が通過するように構成した脱湿経路と、前記加湿機能部分を加熱手段により加熱された外気が通過するように構成した加湿経路とをそれぞれ分離して設け、前記加湿機能部分を通過して加湿された前記加湿経路中の気流より水分を結露させる熱交換部と、前記熱交換部で生成する水を貯水する貯水槽と、前記貯水槽に貯水された水を加湿目的の室内に供給するポンプおよび水供給経路とを備え、前記水供給経路は加湿目的の室内で前記水供給経路からの水を霧化する霧化部とに連通し、前記霧化部の霧化による水同士の衝突で発生したマイナスイオンを含む霧化水分を加湿目的の室内へ拡散する構成とした加湿装置である。
【００２３】
以上の加湿装置の一実施例を示した図３、図４において、筐体４１内の送風機４２で吸引した室外の空気は、脱湿経路４３にある回転式素子４４の脱湿機能部分４４Ａを通過後、再度室外に放出する。一方、加湿経路４６を通る空気は送風機４５で吸引し、加湿経路４６を通過後、加熱手段４７から加湿機能部分４４Ｂを通過することで高温多湿空気となる。この構成により室外から吸引した空気を取り込み、ニクロムヒータ、セラミックヒータ等の加熱手段４７で加熱し、回転式素子４４に担持された吸着剤から水を脱離させ高温多湿空気とした後、熱交換部４８を通過させることで水分を結露させることができる。この水は貯水層４９に溜まる。貯水槽４９の水をポンプ５０で吸い上げ水供給経路５１を通じて室内装置へ導入する。
【００２４】
室内では図４に示すように霧化部５２のノズルから壁に向けて霧化水分を噴射することで、微細な水滴となり、同時に水同士の衝突によりマイナスイオンを発生し送風機５３により室内に攪拌される。室内に導入した霧化した水分は一定量保持され、それ以上になった場合はドレン水として室外に排出する。
【００２５】
上記した図３および図４に示した構成の加湿装置を用い、室内中央における湿度変化およびマイナスイオン量を測定した。湿度は乾湿球温度計で、マイナスイオンは神戸電波製測定器を使用して測定した。
【００２６】
加湿装置は直径４００ｍｍ、厚さ３０ｍｍの回転式素子４４にシリカゲルを担持したものを用い、加熱手段４７にはニクロムヒータで入力は７００Ｗとした。加湿装置の脱湿経路４３を室内に連結するように、３０ｍ３の室内に設置した。室内では扇風機により空気を攪拌させ、室内の湿度を均一化させた。脱湿経路４３の風量は５ｍ３／ｍｉｎ、加湿経路４６の風量は１ｍ３／ｍｉｎとした。加湿装置を動作させることにより５２０ｇ／ｈの水を得ることができた。ポンプ５０により、室内へ水を導入し、図４に示す構成の室内装置で室内を加湿させた。送風機５３は８ｍ３／ｍｉｎとなるように運転した。
【００２７】
運転開始から１時間経過後、室内温度２３℃時で相対湿度は５５％となり、マイナスイオン量は１００００個／ｃｃであった。また３時間後もほぼ同様の湿度、マイナスイオン量が維持されていた。本実施例では室外装置から室内への水供給経路５１内で消失するイオンが少なく、また結露する水分量も少ないため実施例１と比較して、明らかに加湿量は多く、またマイナスイオン量も多くなった。
【００２８】
（実施例４）
請求項４記載に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の加湿装置において、貯水槽に水を浄化する浄化手段を設けることを特徴としたものである。実施例４については、図示しないが室外から得る水には空気中の粉塵および臭気も含まれることもありうるため、貯水槽に設ける浄水手段として粉塵除去フィルターを設けたり、水に溶け込んだ臭気を除去するイオン交換樹脂を設けるのが良い。
【００２９】
なお、請求項５記載に係る発明は、空気調和機の室内機に室内送風機と室内熱交換器を、空気調和機の室外機に室外送風機と室外熱交換器を備えた冷房、暖房、除湿などの機能を有するヒートポンプ式空気調和機に請求項１ないし４のいずれかに記載の加湿装置を備えた空気調和機である。そして、空気調和機の室外機に加湿装置を、室内機に加湿空気の吹き出しを設けることで、実施例１から実施例４に示したいずれの加湿装置も容易に空気調和機に設けることが可能である。
【００３０】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、請求項１記載に係る発明によれば、室内を無給水で加湿することができるのみでなく、マイナスイオンを同時に供給できるという効果を奏する。
【００３１】
また請求項２に記載の発明によれば、室外空気中の臭気を室内に導入することなく、室内を無給水で加湿するのみでなく、マイナスイオンを同時に供給できるという効果を奏する。
【００３２】
請求項３に記載の発明によれば、室内を効率よく、無給水で加湿でき、さらに多くのマイナスイオンを同時に供給できるという効果を奏する。
【００３３】
請求項４に記載の発明は、室外から得られた水を浄化する手段を設けるもので、この構成によれば、室内に粉塵および臭気を導入することがなくなるので、室内での快適性が向上する。
【００３４】
また請求項５に記載の発明によれば、上記する請求項１から４のいずれかに記載した加湿装置を空気調和機に備えることによって空気調和機の付加価値を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における加湿装置の概略斜視図
【図２】本発明の実施例２における加湿装置の概略斜視図
【図３】本発明の実施例３における加湿装置の概略斜視図
【図４】同加湿装置の霧化部の概略断面図
【符号の説明】
２、５、１２、２２、２５、３２、４２、４５、５３ 送風機
３、２３、４３ 脱湿経路
４、２４、４４ 回転式素子
４Ａ、２４Ａ、４４Ａ 脱湿機能部分
４Ｂ、２４Ｂ、４４Ｂ 加湿機能部分
６、２６、４６ 加湿経路
７、２７、４７ 加熱手段
８、２８、４８ 熱交換部
９、２９、４９ 貯水槽
１０、３０、５０ ポンプ
１１、３１、５２ 霧化部
１３ 導入経路
３３ 循環導入経路
５１ 水供給経路

Claims (5)

  1. 水分を吸着する脱湿機能部分と、前記脱湿機能部分と区画された加湿機能部分とを具備した回転式素子を内設した筐体に、前記脱湿機能部分を外気が通過するように構成した脱湿経路と、前記加湿機能部分を加熱手段により加熱された外気が通過するように構成した加湿経路とをそれぞれ分離して設け、前記加湿機能部分を通過して加湿された前記加湿経路中の気流より水分を結露させる熱交換部と、前記熱交換部で生成する水を貯水する貯水槽と、前記貯水槽に貯水された水を霧化する霧化部とを有し、前記霧化部の霧化による水同士の衝突で発生したマイナスイオンを含む霧化水分を加湿目的の室内に導入する導入経路を備えたことを特徴とする加湿装置。
  2. 水分を吸着する脱湿機能部分と、前記脱湿機能部分と区画された加湿機能部分とを具備した回転式素子を内設した筐体に、前記脱湿機能部分を外気が通過するように構成した脱湿経路と、前記加湿機能部分を加熱手段により加熱された外気が通過するように構成した加湿経路とをそれぞれ分離して設け、前記加湿機能部分を通過して加湿された前記加湿経路中の気流より水分を結露させる熱交換部と、前記熱交換部で生成する水を貯水する貯水槽と、前記貯水槽に貯水された水を霧化する霧化部とを有し、前記霧化部の霧化による水同士の衝突で発生したマイナスイオンを含む霧化水分を加湿目的の室内から循環空気とともに前記室内に導入する循環導入経路を備えたことを特徴とする加湿装置。
  3. 水分を吸着する脱湿機能部分と、前記脱湿機能部分と区画された加湿機能部分とを具備した回転式素子を内設した筐体に、前記脱湿機能部分を外気が通過するように構成した脱湿経路と、前記加湿機能部分を加熱手段により加熱された外気が通過するように構成した加湿経路とをそれぞれ分離して設け、前記加湿機能部分を通過して加湿された前記加湿経路中の気流より水分を結露させる熱交換部と、前記熱交換部で生成する水を貯水する貯水槽と、前記貯水槽に貯水された水を加湿目的の室内に供給するポンプおよび水供給経路とを備え、前記水供給経路は加湿目的の室内で前記水供給経路からの水を霧化する霧化部に連通し、前記霧化部の霧化による水同士の衝突で発生したマイナスイオンを含む霧化水分を加湿目的の室内へ拡散する構成としたことを特徴とする加湿装置。
  4. 前記貯水槽に水を浄化する浄化手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の加湿装置。
  5. 空気調和機の室内機に室内送風機と室内熱交換器を、空気調和機の室外機に室外送風機と室外熱交換器を備えた冷房、暖房、除湿などの機能を有するヒートポンプ式空気調和機に請求項１ないし４のいずれかに記載の加湿装置を備えたことを特徴とする空気調和機。
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