JP2008116159A - 加湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加湿フィルターの圧力損失を軽減して送風機を小型化し、本体形状を小型にできる加湿装置を提供することを目的にしている。
【解決手段】本体１内に設けた加湿風路９に送風機２と加湿手段となる貯水部６と、貯水部６に下部を浸漬しつつ回転可能に設けた中空円筒形状の加湿フィルター４からなり、加湿フィルター４は内部に保水添着剤４ｂが添着された通気性基材４ａに複数の小穴部１１を形成することにより、送風抵抗を大幅に軽減することができ、送風特性の低い小型送風機を使用することができるので、加湿性能を損なわずに本体１の小型化を図ることができる加湿装置が得られる。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転する加湿フィルターを備えた加湿装置に関する。

従来、この種の加湿装置の一例としては、加湿フィルターを回転して加湿する加湿装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

以下、その加湿装置について図５および図６を参照しながら説明する。

図に示すように、吸込口１０１と吹出口１０２を連通し形成された空気流路１０３に送風装置１０４を設けた本体１０５と、本体１０５内に設けた水槽１０６と、水槽１０６の貯留水に常に下部を浸し、前記空気流路１０３内に回転可能に軸支される中空円筒状の加湿フィルター１０７を有し、加湿フィルター１０７は円筒形状のフィルター濾材１０８と、フィルター濾材１０８を内側から円筒形状に維持するフィルター枠１０９と、フィルター濾材１０８を覆う保護網１１０とから構成している。そして保護網１１０がフィルター濾材１０８を覆うことにより、フィルター濾材１０８を湿潤・乾燥の繰り返し負荷から保護することができ、また加湿フィルター１０７の変形による加湿能力の低下を防ぐものである。
特開２００６−１０５４４０号公報

このような従来の加湿装置では、長時間安定して加湿能力を発揮できるものの、加湿フィルターの圧力損失が大きいため、大型の送風機を使用する必要があり、加湿装置本体の外観形状も大型化するという課題があり、加湿能力を損なわずに加湿装置本体の小型化を図ることが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、加湿フィルターの圧力損失を軽減して送風機を小型化し、本体形状を小型にできる加湿装置を提供することを目的にしている。

また、加湿フィルターの含水量を増やすために、保水添着剤を加湿フィルターに添着しているが、加湿量をさらに増やすために加湿フィルターの厚み寸法を大きくすると、保水添着剤を内部に浸透し難くなり、加湿フィルターの加湿能力が低下するという課題があり、厚み寸法を大きくしても、加湿フィルターから多くの水分が確実に蒸発することが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、加湿フィルターの厚み寸法を大きくしても、加湿フィルターから多くの水分が蒸発して、加湿能力を向上できる加湿装置を提供することを目的にしている。

また、加湿フィルターに付設する部品の一部が通風面を塞ぐことで、加湿能力が低下する場合があるという課題があり、加湿フィルターの通風面をできる限り広げて加湿能力を向上することが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、加湿フィルターの通風面をできる限り広げて加湿量を増やすことのできる加湿装置を提供することを目的にしている。

本発明の加湿装置は上記目的を達成するために、本体内に設けた通風路に送風機と加湿手段を設け、前記加湿手段は水を貯める貯水部と、この貯水部に下部を浸漬しつつ回転可能に設けた中空円筒形状の加湿フィルターからなり、この加湿フィルターは内部に保水剤が添着された通気性基材に複数の小穴部を形成したものである。

また、他の手段は、小穴部をお互いに略等間隔に配置したものである。

また、他の手段は、小穴部の形状を円形としたものである。

また、他の手段は、小穴部の形状を略長円形状または楕円形状としたものである。

これらの手段により、加湿フィルターの圧力損失を軽減して送風機を小型化し、本体形状を小型にできる加湿装置が得られる。

また、他の手段は、小穴部の長手方向を中空円筒形状の加湿フィルターの円周方向に合わせて配置した構成としたものである。

また、他の手段は、各小穴部の中心を結ぶ連結線のなす形状を鋭角三角形としたものである。

これらの手段により、加湿フィルターの圧力損失を軽減して送風機を小型化し、本体形状を小型にできるとともに、加湿フィルターの強度低下を抑えた加湿装置が得られる。

また、他の手段は、加湿フィルターを、分離可能な外筒フィルターと内筒フィルターの２層構造としたものである。

また、他の手段は、外筒フィルターの小穴部の内径を、内筒フィルターの小穴部の内径より大としたものである。

これらの手段により、加湿フィルターの厚み寸法を大きくしても、加湿フィルターから水分が速く蒸発して、加湿能力を向上できる加湿装置が得られる。

また、他の手段は、加湿フィルターの外周表面に保護網を設け、この保護網の網目の間隔を小穴部の内径より大としたものである。

また、他の手段は、加湿フィルターの内側に着脱可能に設けたフィルター枠を有し、このフィルター枠は加湿フィルターの内周面に当接して、通風方向と平行に設けた複数の円板と、この円板を中心付近で連結する支持軸を備えた構成としたとしたものである。

これらの手段により、加湿フィルターの通風面をできる限り広げて加湿量を増やすことのできる加湿装置が得られる。

本発明によれば、加湿性能を損なわずに加湿装置の小型化を図ることができる加湿装置を提供できる。

また、小穴部を有する加湿フィルターの強度低下を少なくした加湿装置を提供できる。

また、加湿フィルターの保水量を増やすとともに、水分をできるだけ多く蒸発させて、加湿能力を向上できる加湿装置を提供できる。

また、加湿能力を調節することができる加湿フィルターを備えた加湿装置を提供できる。

また、加湿フィルターの通風面をできるだけ広げて、加湿能力を向上できる加湿装置を提供できる。

本発明の請求項１記載の加湿装置は、本体内に設けた通風路に送風機と加湿手段を設け、前記加湿手段は水を貯める貯水部と、この貯水部に下部を浸漬しつつ回転可能に設けた中空円筒形状の加湿フィルターからなり、この加湿フィルターは内部に保水剤が添着された通気性基材に複数の小穴部を形成した構成とするものであり、加湿フィルターの圧力損失を低減して通過する風量を増やすことができるので、単位風量あたりの加湿量がわずかに低減しても、総合的には加湿量を増やすことができるという作用を有する。

また、請求項２記載の加湿装置は、小穴部をお互いに略等間隔に配置した構成とするものであり、吸引された空気が加湿フィルターを通過するときに、局部的な風速のバラツキを抑え、風速分布を均等にできるという作用を有する。

また、請求項３記載の加湿装置は、小穴部の形状を円形としたものであり、角部のある形状に比べて小穴部の内壁に応力が集中し難く、亀裂の発生を防いで耐久性を保つとともに、加湿フィルターが水分を含んだときに、小穴部の形状を維持しやすいという作用を有する。

また、請求項４記載の加湿装置は、小穴部の形状を略長円形状または楕円形状としたものであり、通風面積を増やして圧力損失を抑えつつ、吸引された空気を小穴部の長手方向で壁面と接触させて、単位風量あたりの加湿量を確保することができるという作用を有する。

また、請求項５記載の加湿装置は、小穴部の長手方向を中空円筒形状の加湿フィルターの円周方向に合わせて配置したものであり、加湿フィルターが水分を含んだときに、略長円形状または楕円形状とした小穴部自体の変形や、回転の重力変化による変形を少なくして、本来の小穴部の形状を保つことができるという作用を有する。

また、請求項６記載の加湿装置は、各小穴部の中心を結ぶ連結線のなす形状を鋭角三角形とした構成とするものであり、各小穴部間を結ぶ連結線のなす角度が６０度以上９０度未満に保たれるので、小穴部を加湿フィルターの全面に整然と均等に配置でき、各小穴部には分散して略均一の風量が通過し、加湿フィルターの全面から安定した加湿が行えるとともに、加湿フィルター面において強度のばらつきがなく、変形し難いという作用を有する。

また、請求項７記載の加湿装置は、加湿フィルターを、分離可能な外筒フィルターと内筒フィルターの２層構造とした構成とするものであり、加湿フィルターの厚みが大なる場合でも、保水添着剤を加湿フィルターの厚み方向に広く分散して添着できるという作用を有する。

また、請求項８記載の加湿装置は、外筒フィルターの小穴部の内径を、内筒フィルターの小穴部の内径より大としたものであり、加湿フィルターの圧力損失を低減または調節することができるという作用を有する。

また、請求項９記載の加湿装置は、加湿フィルターの外周表面に保護網を設け、この保護網の網目の間隔を小穴部の内径より大としたものであり、保護網の網目が小穴部を横切らないようにして、加湿フィルターの圧力損失を低減することができるという作用を有する。

また、請求項１０記載の加湿装置は、加湿フィルターの内側に着脱可能に設けたフィルター枠を有し、このフィルター枠は加湿フィルターの内周面に当接して、通風方向と平行に設けた複数の円板と、この円板を中心付近で連結する支持軸を備えた構成とするものであり、加湿フィルターの通風面積を増やすとともに、フィルター枠は加湿フィルターへの圧力損失を低減して支持ができるという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１および図２に示すように、加湿装置の本体１の内部に送風機２、吸込み口３、加湿フィルター４、フィルター枠５、貯水部６および水タンク７および吹出し口８を備え、吸込み口３より送風機２によって吸込まれた室内空気は加湿フィルター４を介して吹出し口８より吹出される加湿風路９を形成している。また、加湿フィルター４の下方に配置される貯水部６の内部は常に水タンク７より給水される水１０が一定の水位を保っており、加湿フィルター４の下方の一部が水１０に浸水する位置に配置し、さらに加湿フィルター４は内部に設けたフィルター枠５により支持され、回転機構（図示せず）により円周方向に回転させることで、加湿フィルター４は含水状態を保つようにしている。

また、加湿フィルター４は通気性基材４ａに保水添着剤４ｂが添着されたものであり、加湿フィルター４の外観形状は中空円筒をなし、円筒側面に内径５ｍｍの多数の小穴部１１が縦横に等間隔に配置されている。

また、中空円筒の加湿フィルター４の外周面には、保護網１２が略一体に取り付けられている。保護網１２の網目の開口寸法を小穴部１１の内径より大なる寸法で形成し、さらに網目を小穴部１１と重ならない位置に配置している。

上記構成において、まず送風機２を駆動するとともに、加湿フィルター４を回転することにより、加湿運転を開始する。このとき加湿フィルター４の小穴部１１をお互いに略等間隔に配置しているので、吸引された空気が加湿フィルター４を通過するときに、局部的な風速のバラツキを抑え、風速分布を均等にして、加湿ムラのない安定した加湿能力を発揮することができる。

また、加湿フィルター４は含水状態となり圧力損失が増加するが、加湿フィルター４に設けた小穴部１１によって圧力損失が低下するため、（表１）に示すように、加湿フィルター４の抵抗曲線は、従来のフィルター穴なしの抵抗曲線Ｆａからフィルター穴有りの抵抗曲線Ｆｂに移行し、風量もＱａからＱｂに増加する。このとき風量の少ない小型の送風機に変更することにより、送風機特性は従来のＰＱ曲線ＳａからＰＱ曲線Ｓｂに変更可能であり、ＰＱ曲線Ｓｂと抵抗曲線Ｆｂの交点となる風量Ｑｃで運転することができる。すなわち、送風機２を、ＰＱ曲線Ｓｂとなる送風特性のやや劣る小型の送風機としても、従来の風量Ｑａより大なる風量Ｑｃを送風することができる。

また、室内空気は小穴部１１を有する加湿フィルター４を通過するとき、小穴部１１のない従来の加湿フィルターに比べて、単位風量あたりの加湿量はやや低下するものの、通過風量を増やしているので、吹出口８から室内に供給する加湿量を同等に維持することができ、加湿性能を損なわずに加湿装置の小型化を図ることができる。

ここで加湿フィルターおよび送風機の圧力損失と送風量の関係を（表１）に、加湿フィルターの加湿量と風量の関係について（表２）に概要を示す。

（表２）に示すとおり、小穴部１１のない加湿フィルターの加湿曲線Ｋａでは、従来の送風機における風量がＱａで加湿量がＣａとなる。また小穴部１１のある加湿フィルター４の加湿曲線Ｋｂでは、小型の送風機２の風量がＱｃで加湿量が同じくＣａとなる。このことから、小穴部１１のある加湿フィルター４と小型の送風機２を組み合わせた構成とすることにより、風量を従来構成より多くすることができるとともに、加湿量を同等に維持して本体１の小型化ができるものである。

また、小穴部１１間の間隔を略等しくしているため、加湿フィルター４を室内空気が通過するときに局部的な風速のバラツキが出にくく、加湿ムラのない均等な加湿ができる。

また、小穴部１１の形状を円形とすることにより、角部のある形状に比べて小穴部１１の内壁に応力が集中し難く、亀裂の発生を防いで耐久性を保つとともに、加湿フィルターが水分を含んだときに、小穴部の形状を維持しやすく、加湿機能を安定化することができる。

また、加湿フィルター４の外表面に保護網１２を設け、保護網１２の網目の間隔を、小穴部１１の内径より大なる寸法としたことにより、小穴部１１上を保護網１２の網目が横切らない配置とすることができ、小穴部１１を通過する空気抵抗とはならず、加湿フィルター４の加湿機能を充分に発揮することができる。

（実施の形態２）
図３に示すように、加湿フィルター４Ａは外筒フィルター１３と内筒フィルター１４を重ねたものであり、外筒フィルター１３の内側に嵌合する寸法関係で内筒フィルター１４を一体的に結合している。外筒フィルター１３および内筒フィルター１４は、通気性基材４ａに保水添着剤４ｂが添着されたものであり、本実施の形態では外筒フィルター１３の円筒側面に内径５ｍｍの多数の小穴部１１が略等間隔で配置され、内筒フィルター１４の円筒側面に内径３ｍｍの多数の小穴部１１ａが略等間隔で配置されている。

また、外筒フィルター１３の小穴部１１は、それぞれの中心を結ぶ連結線が鋭角三角形となる位置に配置されている。内筒フィルター１４の小穴部１１ａも同様に、中心を結ぶ連結線が鋭角三角形をなしている。ここで鋭角三角形とは、３つの角がすべて鋭角である三角形をさしている。

また、外筒フィルター１３の外周面には、保護網１２が略一体に取り付けられており、保護網１２の網目の開口寸法を小穴部１１の内径より大なる寸法で形成し、さらに網目を小穴部１１と重ならない位置に配置している。

また、加湿フィルター４Ａは内筒フィルター１４の内側に嵌入可能にフィルター枠５Ａを設け、加湿フィルター４Ａを回転可能に支持している。フィルター枠５Ａは内筒フィルター１４内径と同一直径の複数の円板１５を中心合わせで等距離に連結した形状を備え、円板１５の外周端面を内筒フィルター１４の内周側に当接して、加湿フィルター４Ａが円筒形状を保つように支持している。

上記構成において、加湿フィルター４Ａは外筒フィルター１３と内筒フィルター１４を２枚重ねとして、保水添着剤４ｂを個々に添着することができるので、保水添着剤を加湿フィルター４Ａの厚み方向に広く分散して添着することができるものであり、保水能力を高めることができるので、後述のように通風量を増やすことにより加湿量を大幅に増大することができる。

また外筒フィルター１３の小穴部１１および内筒フィルター１４の小穴部１１ａにより、加湿フィルター４Ａの圧力損失が低下するため、加湿装置の本体１の風量を多くすることができる。このとき、小穴部１１、１１ａを通過する吸気流は小穴部１１、１１ａの中心部ではほとんど加湿されないが、小穴部１１、１１ａの壁面に沿う気流は加湿されるので、単位風量あたりの加湿量はやや低下するものの、風量を増やして通風することができるため、総合的に加湿量を多くすることができる。

さらに、外筒フィルター１３および内筒フィルター１４の小穴部１１、１１ａの内径を変えることで、加湿フィルター４Ａの圧力損失を調節することができるものである。例えば加湿装置の本体１の最適な小穴部１１の内径が４ｍｍとして、製造上の理由で５ｍｍ、３ｍｍの穴径でしか小穴部１１、１１ａを開けられない場合のおいては、小穴部１１、１１ａの穴径をそれぞれ５ｍｍ、３ｍｍにすることで、穴径４ｍｍ相当の圧力損失を持つ加湿フィルター４Ａを作成することができる。

なお、本実施の形態では外筒フィルター１３のおよび内筒フィルター１４の２部品で加湿フィルター４Ａを形成しているが、３部品以上の複数部品で加湿フィルター４Ａを形成してもよい。

また、外筒フィルター１３および内筒フィルター１４の各小穴部１１、１１ａの間隔をそれぞれ等しくとることにより、加湿フィルター４Ａを室内空気１が通過するときに局部的な風速のバラツキが出にくく、風速分布を均等に保ち、加湿ムラのない効率的な加湿ができる。

また、小穴部１１をそれぞれ等間隔に配置し、かつ小穴部１１の中心を連結する連結線の形状を鋭角三角形とすることにより、小穴部１１間を結ぶ連結線のなす角度が６０度以上９０度未満に保たれるので、小穴部１１を外筒フィルター１３の全面に整然と均等に配置でき、各小穴部１１には分散して略均一の風量が通過し、外筒フィルター１３の全面から安定した加湿が行えるとともに、外筒フィルター１３の表面において強度のばらつきがなく、変形し難い形状とすることができる。外筒フィルター１３の小穴部１１ａについても、等間隔に配置し、かつ中心を連結する連結線の形状を鋭角三角形とすることにより、同様の効果を奏するものである。

なお、本実施の形態では、小穴部１１、１１ａを重ねた配置で図示しているが、小穴部１１、１１ａを重ならない配置としても、加湿フィルター４Ａの送風抵抗はやや増加するものの、同様の効果を奏するものである。

また、加湿フィルター４Ａをフィルター枠５Ａの複数の円板１５で保持することで、円板１５は風路に平行に添う形で配置されるため、加湿フィルターの通風面積を増やすとともに、フィルター枠５Ａは加湿フィルター４Ａへの圧力損失を低減して支持することができるものである。

（実施の形態３）
図４に示すように、加湿フィルター４Ｂの円筒側面に沿って複数の長円形開口１６を等間隔に配置している。長円形開口１６は長手方向の開口幅が２０ｍｍ、短手方向の開口幅が４ｍｍの長円形をなしている。

上記構成において、長円形開口１６を略長円形状にすることで、長円形開口１６の周縁に沿う流れが多くなるので、丸穴形状に比べて加湿量をさらに多くすることができる。例えば、長円形開口１６と同一の開口面積で円形とした場合は、計算上では開口の直径は約９．８ｍｍと大きくなり、４ｍｍ幅の長円形と比べると、円形の周縁に沿う流れは相対的に減少し、加湿フィルターを素通りして加湿に関与しない通風量が増大することになり、加湿量が大幅に減ることになる。しかし、略長円形状の長円形開口１６を設けることにより、加湿に関与しない通風量を減らして、単位面積当りの加湿量を増やすことができるものである。

また、長円形開口１６は短手方向の開口幅が同一の丸穴に比べて開口面積を広く取ることができるので、加湿フィルター４Ｂの圧力損失を低減することができ、風量を増加することができる。

このように、加湿フィルター４Ｂは長円形開口１６を等間隔に配置することにより、丸穴形状の開口に比べて、単位面積当りの加湿量を増やすことができるとともに、圧力損失も低減することができるので、加湿フィルター４Ｂを通過する風量を増やして、全体の加湿量を増やすことができる。

また、長円形開口１６の長手方向を円周方向に平行に沿って配置することで、加湿フィルター４Ｂが回転し長円形開口１６近傍が含水状態になり重量大の状態になっても、重力のかかる方向に長円形開口１６の短手方向が配置されているため、長手方向に比べ自重で下方へ弛んで変形することが少なくなり、正常な開口形状を保つことができる。

なお、本実施の形態では長円形開口１６の形状を長円形としているが、この形状は楕円形、あるいは長方形で角にＲ部を設けた開口としても同様の効果を奏するものである。

小型で風量大なる加湿機能を利用して、一般家庭の室内だけでなく、事務所や集会室など大容量の加湿装置に適用することができるとともに、大型の暖房機器に内蔵または併用することにより、業務用空調機器にも適用することができる。

本発明の実施の形態１の加湿装置を示す図（（イ）加湿装置の構成断面図、（ロ）加湿フィルターの組成模式図） 本発明の実施の形態１の加湿フィルターを示す図（（イ）要部破断の構成図、（ロ）側面図） 本発明の実施の形態２の加湿フィルターを示す図（（イ）要部破断の構成図、（ロ）側面図） 本発明の実施の形態３の加湿フィルターの要部側面図 従来の加湿装置の構成断面図 従来の加湿フィルターを示す図（（イ）分解斜視図、（ロ）要部分解斜視図）

符号の説明

１ 本体
２ 送風機
４ 加湿フィルター
４ａ 通気性基材
４ｂ 保水添着剤
５ フィルター枠
６ 貯水部
９ 加湿風路
１１ 小穴部
１２ 保護網
１３ 外筒フィルター
１４ 内筒フィルター
１５ 円板
１６ 長円形開口

Claims (10)

1. 本体内に設けた通風路に送風機と加湿手段を設け、前記加湿手段は水を貯める貯水部と、この貯水部に下部を浸漬しつつ回転可能に設けた中空円筒形状の加湿フィルターからなり、この加湿フィルターは内部に吸湿材が添着された通気性基材に複数の小穴部を形成してなる加湿装置。
2. 小穴部をお互いに略等間隔に配置してなる請求項１記載の加湿装置。
3. 小穴部の形状を円形とした請求項１または２記載の加湿装置。
4. 小穴部の形状を略長円形状または楕円形状とした請求項１または２記載の加湿装置。
5. 小穴部の長手方向を中空円筒形状の加湿フィルターの円周方向に合わせて配置した請求項４記載の加湿装置。
6. 各小穴部の中心を結ぶ連結線のなす形状を鋭角三角形とした請求項１〜５のいずれかに記載の加湿装置。
7. 加湿フィルターを、分離可能な外筒フィルターと内筒フィルターの２層構造とした請求項１〜３のいずれかに記載の加湿装置。
8. 外筒フィルターの小穴部の内径を、内筒フィルターの小穴部の内径より大とした請求項７記載の加湿装置。
9. 加湿フィルターの外周表面に保護網を着脱可能に設け、この保護網の網目の間隔を小穴部の内径より大とした請求項１記載の加湿装置。
10. 加湿フィルターの内側に着脱可能に設けたフィルター枠を有し、このフィルター枠は加湿フィルターの内周面に当接して、通風方向と平行に設けた複数の円板と、この円板を中心付近で連結する支持軸を備えてなる請求項１記載の加湿装置。

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