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、30m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5m/min、加湿経路6の風量は1m/min、導入経路13の風量は0.6m/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、30m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5m/min、加湿経路26の風量は1m/min、導入経路33の風量は0.4m/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、30m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5m/min、加湿経路46の風量は1m/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8m/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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