JP2009041796A - 加湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本体の小型化を実現するとともに、本体外に水滴を放出させない加湿装置を提供する。
【解決手段】加湿装置１００は、空気を吸い込み、この空気を外部に供給する送風手段１１と、送風手段１１の外周の少なくとも一部を取り囲むように構成され、送風手段１１の周辺を回転する加湿エレメント２４と、内部に水が供給され、加湿エレメント２４の一部を浸漬させるとともに、加湿エレメント２４と一体的に着脱される貯水容器９と、送風手段１１は、その回転中心が加湿エレメント２４の回転中心に対して上方側となるように配置されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気の湿度を高める加湿装置に関するものである。

従来から、加湿エレメントの上方に送風手段を配置し、送風手段を駆動させて加湿エレメントに気流を当てるとともに、貯水容器内の水を加熱することによって空気の湿度を高めるようにした加湿装置が存在する。そのようなものとして、「貯水容器内の水に対して入出運動を行いうる設けた補助手段と、前記水から露出する前記補助手段の表面を介して、気体の流れを生ぜしめる送風機と、前記貯水容器内の水を加熱する加熱手段と、を有し、かつ、前記送風機による送風を停止又は弱めた状態で前記貯水容器内の水を５０℃以上に加熱し、当該水の殺菌を行いうるように構成した空調器」が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０００−１２１１０９号公報（第６頁、第１図）

上記の加湿装置は、加湿エレメントの上方外部に送風手段を設け、送風手段からの気流が加湿エレメントの外側から入り、別の異なる外側へ流れるようになっている。このような気流の流れでは、加湿エレメントを通過する際における気流の分布に偏りができ、加湿エレメントに気流が十分に接触しない部分ができてしまうことになる。そうすると、加湿エレメントに備わっている加湿性能を十分に発揮することができないという課題が生じた。

また、気流が加湿エレメントの外側から入り、別の異なる外側へ流れる風路構成となっているため、風路を屈曲させなければならず、風路長を長くしていた。このように、風路を屈曲させたり、風路長を長くしたりしてしまうと、風路での圧力損失が大きくなり、騒音の増加や送風手段の負荷増加に繋がってしまうことになっていた。送風手段の負荷を増加するには、送風手段を大型化しなければならず、加湿装置本体の大型化に繋がり、小型化に寄与できないという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、本体の小型化を実現するとともに、本体外に水滴を放出させない加湿装置を提供するものである。

本発明に係る加湿装置は、空気を吸い込み、この空気を外部に供給する送風手段と、前記送風手段の外周の少なくとも一部を取り囲むように構成され、前記送風手段の周辺を回転する加湿エレメントと、内部に水が供給され、前記加湿エレメントの一部を浸漬させるとともに、前記加湿エレメントと一体的に着脱される貯水容器とを備え、前記送風手段は、その回転中心が前記加湿エレメントの回転中心よりも上方側となるように配置されていることを特徴とする。

本発明に係る加湿装置によれば、加湿エレメントが貯水容器内に貯水されている水に周期的に出入りするために、加湿量を向上させることができ、空気の加湿を安定的に行なうことができる。また、本発明に係る加湿装置によれば、送風手段の外周及び加湿エレメントの内周が重なるように配置されているので、実装密度を高めることが可能になり、小型化の加湿装置を提供することができる。さらに、本発明に係る加湿装置によれば、送風手段を、その回転中心が前記加湿エレメントの回転中心よりも上方側となるように配置されているので、機体外への水滴の放出を防止できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る加湿装置１００の内部構成を示す分解斜視図である。図２は、加湿装置１００の断面構成を背面側から見た縦断面図である。図１及び図２に基づいて、本発明の実施の形態に係る加湿装置１００の構成及び動作について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１では、加湿装置１００を背面側から見た分解斜視図を表している。この加湿装置１００は、室内等に置かれ、その室内等の空気の湿度を高めるために利用されるものである。

図１に示すように、加湿装置１００は、本体１と、本体１の前面側に設けられた前面パネル２と、本体１の前面側上面に設けられた給水タンク６と、本体１の背面側に設けられた図示省略の背面パネルとで外形が構成されている。本体１の前側上面から両側面にかけては、複数の吹出口５が開口形成されており、この吹出口５から本体１の内部で加湿した空気（以下、単に加湿空気と称する）を吹き出すようになっている。なお、背面パネルには、複数の吸込口（図示省略）が開口形成されており、この吸込口から室内等の乾燥した空気（以下、単に乾燥空気と称する）を吸い込むようになっている。

つまり、加湿装置１００は、本体１の内部に設けられているターボファンやプロペラファン等の送風機２７を含む送風手段１１を駆動することによって、乾燥空気を吸込口（加湿装置１００の背面側）から吸い込んで、この乾燥空気の湿度を高めて加湿空気とし、この加湿空気を吹出口５（加湿装置１００の側面及び上面）から室内等の外部に供給するようになっているのである。本体１には、送風手段１１と、加湿部材１０と、貯水容器９とが収容されるようになっている。送風手段１１は、送風機２７と送風機２７を駆動するモータ等の駆動部（図示省略）とで構成されているものとする。また、給水タンク６は、本体１の前面側で上方に着脱自在に設けられており、内部に水が貯留できるようになっている。

本体１の内部下側には、貯湯タンク６からの水を貯水するとともに、加湿部材１０を保持する貯水容器９が設けられている。加湿部材１０は、貯水容器９に保持され、この貯水容器９と一体的に本体１から着脱自在な構造となっている（図３参照）。加湿部材１０は、前面側板１６（図４参照）と、背面側板２３と、前面側板１６と背面側板２３とに挟持された加湿エレメント２４とで構成されており、前面側板１６、背面側板２３及び加湿エレメント２４には送風手段１１の外径よりも大きな開口部が形成されている。加湿エレメント２４は、複数枚の周状の板材２４ａを所定の間隔をあけて積層させた構成となっている（図５参照）。したがって、加湿部材１０は、周状（たとえば、リング状）に構成されているのである。

このように、背面側板２３及び加湿エレメント２４に送風手段１１の外径よりも大きな開口部を設けることによって、送風手段１１と干渉することなく、加湿部材１０及び貯水容器９を一体的に着脱できるようになっている。また、加湿部材１０が一体的になっている貯水容器９を本体１に組み付けた状態においては、送風手段１１が周状に構成された加湿部材１０の開口部から内側に挿入され、加湿エレメント２４の内周と送風手段１１の外周（特に、送風機２７の外周）とが重なるように収容される配置となっている。

送風手段１１は、本体１が傾斜配置された場合等に起こる水位上昇分（図２で示す水面２９）を考慮して、その回転中心が加湿エレメント２４の回転中心に対して上方側となるように配置されている。つまり、加湿装置１００を傾斜位置に配置したような場合において、送風手段１１を構成する送風機２７が貯水容器９内の水面２９に接触しないように、送風手段１１の回転中心を設定し、配置しているのである。

更に言えば、送風手段１１の回転中心を寸法Ｘ（図２参照）だけ加湿エレメント２４の回転中心よりも上方側にずらすように送風手段１１を配置しているのである。なお、本体１が傾斜した場合等に起こる水位上昇分を考慮して寸法Ｘを設定すればよく、特に数値を限定するものではない。また、少なくとも加湿エレメント２４の内周と送風機２７の外周との一部が重なっていればよく、加湿エレメント２４の内周と送風機２７の外周との全部が重なってる必要はない。

本体１には、加湿部材１０を駆動する、つまり回転力を発生させるモータ等の駆動手段１５（図３参照）が設けられている。また、加湿部材１０には、駆動手段１５からの回転力が伝達され、加湿部材１０を回転移動させる従動手段１７（図４参照）が設けられている。すなわち、加湿装置１００を組み立てた状態においては、駆動手段１５と従動手段１７とが噛合い、駆動手段１５の駆動力が従動手段１７に伝達され、加湿部材１０が回転駆動するようになっているのである。

図２に示すように、貯水容器９内部には、貯水容器９の前面側壁面と背面側壁面とを渡すように、２本の支持手段２０が設けられている。この支持手段２０は、貯水容器９内の側面両側に配置され、着脱自在に係合されるように設けられている。この支持手段２０は、貯水容器９内に取り付けられた状態においても回転自在に係合されている。つまり、加湿部材１０は、回転自在な支持手段２０を介して貯水容器９に回転移動自在に支持されているのである。この支持手段２０は、図２に示すように、貯水容器９の定常時水面である水面２８よりも下方となるように配置されている。そして、加湿部材１０の加湿エレメント２４は、貯水容器９内において、内周面（内周縁）の一部が水面２８よりも下方となるように、つまり水没するようになっている。

貯水容器９には、給水タンク６から水が供給されるようになっている。給水タンク６からの水は、貯水容器９に設けられている図示省略の給水部で受け取られ、貯水容器９に貯水されるようになっている。この水は、図２に示すように貯水容器９内において所定の水位の水面２８となるように貯水される。周状の加湿エレメント２４は、加湿部材１０の回転移動に伴って回転移動するが、加湿エレメント２４の一部は、常に貯水容器９内の水の水面２８（図２参照）同等かそれよりも低い位置に配置され浸漬されるようになっている。なお、水面２８を加湿エレメント２４の一部が浸漬するために必要、つまり加湿するために必要な水位とする。

次に、加湿装置１００の加湿動作について説明する。
上述したように構成された加湿装置１００においては、まず、給水タンク６に貯留されている水が貯水容器９に給水される。このとき、貯水容器９内における貯水量は、水面２８の水位となるよう調整される。また、加湿部材１０を構成する加湿エレメント２４は、周状の一部が貯水容器９内の水面２８よりも下方に位置し、浸漬している。そして、加湿部材１０は、駆動手段１５の駆動力が従動手段１７に伝達され、回転移動する。加湿部材１０が回転することによって、加湿エレメント２４は、貯水容器９内の水で周期的に保水及び洗浄されることになる。なお、加湿部材１０は、送風手段１１の外周に沿って回転移動することになる。

一方、加湿装置１００内の気流の流れは、送風手段１１を構成するターボファン等の送風機２７が回転することによって生じる。この気流は、加湿装置１００の背面側に形成されている吸込口（図示省略）より吸い込まれ、送風機２７に吸引される。送風機２７に吸引された気流は、この送風機２７の外周全周から加湿エレメント２４の内周に向かって吹き出される。つまり、送風機２７の外周及び加湿エレメント２４の内周は、重なるように配置されていることから、送風機２７から吹き出される気流は、余計な風路を通過することなく直に加湿エレメント２４に送風されることになる。

この空気が加湿エレメント２４の間を通過する過程で加湿エレメント２４に保水された水分が気化される。この気化された水分によって、加湿装置１００内に吸引した空気が加湿されることになる。この加湿された空気は、加湿部材１０の外周から本体１の側面及び上面に形成されている吹出口５を経て、本体１から吹き出される。なお、送風機２７による空気の流れを逆にしても、つまり加湿エレメント２４の外側から空気を通過させるようにしても、加湿エレメント２４の内側から空気を通過させる場合と同様の効果を得ることができる。

以上のような構成の加湿装置１００においては、加湿エレメント２４を構成要素として含む加湿部材１０の回転動作によって、加湿エレメント２４が貯水容器９内に貯水されている水に周期的に出入りすることが可能になっている。つまり、加湿エレメント２４は、回転することによって貯水容器９内に貯水されている水で周期的に保水されるようになっており、加湿量を向上させることができるとともに、空気の加湿を安定的に行なうことが可能になっているのである。

送風手段１１の外周及び加湿エレメント２４の内周が重なるように配置されているので、実装密度を高めることが可能になり、加湿装置１００の小型化を実現することができる。また、本体１内に余分な風路が不要となり圧力損失を低くできるので、送風手段１１の小型化が実現できる。送風手段１１を小型化できれば、騒音低減及び低消費電力化を実現できる。さらに、送風手段１１は、送風手段１１の回転中心を加湿部材１０の回転中心に対して上方側にずらすように配置されているため、水面２８が加湿装置１００の傾斜等を理由に水面２９となったとしても、送風手段１１が貯水容器９内の水を掻き揚げることがない。

送風手段１１は、送風手段１１の回転中心を加湿部材１０の回転中心に対して上方側にずらすように配置されているので、送風手段１１の最外周が貯水容器９内に貯留されている水に接触することがない。つまり、加湿装置１００が傾斜等し、水面２８が水面２９になったとしても、送風手段１１が貯水容器９内の水に接触せず、加湿装置１００の機体外に水滴が放出してしまうのを防止できるのである。その結果、水滴が機体外に放出されてしまうことによりユーザに要求されていた負担を低減することができる。

図３は、加湿部材１０及び貯水容器９を一体的に本体１から取り外した状態を示す斜視図である。図３に基づいて、加湿部材１０及び貯水容器９の本体１からの着脱について詳細に説明する。上述したように、加湿部材１０は、貯水容器９に保持され、この貯水容器９と一体的に本体１から着脱自在な構造となっている。図３に示すように、加湿部材１０及び貯水容器９を背面方向（矢印Ｂ）に引き出せば、一体的に本体１から取り外すことができ、加湿部材１０及び貯水容器９を前面方向（矢印Ａ）に組み入れれば、一体的に本体１に取り付けることができる。

加湿部材１０を取り付けた状態においては、送風手段１１が加湿部材１０の開口部から内側に挿入され、加湿エレメント２４の内周と送風手段１１の外周とが重なるように収容される配置となっている。この加湿部材１０は、本体１の前面側の内壁面に設けられているモータ等の駆動手段１５によって、回転駆動するようになっている。つまり、駆動手段１５の駆動カム１８と従動手段１７の従動ギア１９とが噛合い、駆動手段１５の駆動力が従動手段１７に伝達され、加湿部材１０が回転駆動するようになっている。

加湿装置１００が組み立てられた状態において、加湿部材１０は、貯水容器９の定常時水面である水面２８よりも下方となるように配置されている。つまり、加湿部材１０を構成する加湿エレメント２４は、貯水容器９内において、内周面の一部が水面２８よりも下方となっている。したがって、加湿装置１００では、加湿エレメント２４の一部を水没させている。こうすることによって、加湿装置１００の長期間の使用で徐々に加湿エレメント２４自体の給水性能が低下してしまうの防止している。

貯水容器９内に貯水されている状態において、加湿エレメント２４の内周面が空気中に露出したままの状態になると、水に含まれるスケール成分（たとえば、カルシウム（Ｃａ）やマグネシウム（Ｍｇ）等）が加湿エレメント２４に固着化、定着化してしまい、この状態で加湿装置１００を長期間使用すると加湿エレメント２４自体の給水性能が低下することになる。このような弊害を防止するために、加湿装置１００では、加湿部材１０を構成する加湿エレメント２４の一部を貯水容器９内の水面２８よりも低い位置とし、水没させるようにしているのである。

図４は、一体的となっている加湿部材１０及び貯水容器９を示す斜視図である。図４に基づいて、一体的となっている加湿部材１０及び貯水容器９について説明する。図４に示すように、加湿部材１０を構成する背面側板２３と前面側板１６との間には、複数のストレート軸からなる連結部材３１が設けられている。この連結部材３１は、加湿エレメント２４を貫通し、先端部をネジ等の締結部材（図示省略）で固定されるようになっている。なお、図４では、連結部材２９を表すために、加湿エレメント２４を構成する板材２４ａの一部を省略して図示している。

上述したように、貯水容器９内部には、加湿部材１０を支持するための２本の支持手段２０が設けられている。この支持手段２０は、貯水容器９の前面側壁面と背面側壁面とを渡すように設けられている。また、支持手段２０は、貯水容器９内に取り付けられた状態においても回転自在になっている。つまり、加湿部材１０は、支持手段２０を介して貯水容器９内において回転移動自在に支持されているのである。なお、支持手段２０は、図２で説明したように、貯水容器９の定常時水面である水面２８よりも下方となるように配置されている。

また、前面側板１６には、従動手段１７を構成する従動ギア１９が形成されており、駆動手段１５からの回転駆動力が伝達されるようになっている。駆動手段１５を構成する駆動カム１８と従動ギア１９とを直接噛み合わせるようにしてもよいが、図４に示すように、駆動カム１８と従動ギア１９との間に変速ギア３２を設けるようにしてもよい。変速ギア３２は、駆動手段１５から伝達される回転駆動力を変速する機能を有している。つまり、変速ギア３２は、従動ギア１９と噛み合うようになっており、駆動手段１５からの駆動力が従動カム３３を介して伝達され、この駆動力を変速して従動ギア１９に伝達するのである。

図５は、加湿部材１０の外観構成を示す斜視図である。図５に基づいて、加湿部材１０の構成について説明する。上述したように、加湿部材１０は、前面側板１６と、背面側板２３と、前面側板１６と背面側板２３とに挟持された加湿エレメント２４とで構成されている。前面側板１６、背面側板２３及び加湿エレメント２４には、中央部が送風手段１１の外径よりも大きな径の開口部が形成されている。なお、前面側板１６及び背面側板２３を構成する材料を特に限定するものではないが、たとえばプラスチック等で構成するとよい。また、前面側板１６には、周状に従動ギア１９が一体的に形成されている。

加湿エレメント２４は、複数枚の周状板材２４ａの積層構造となっており、通過する気流の温度の影響を受けても形状が保てるような材料で構成されていればよい。たとえば、加湿エレメント２４をＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）や、ＡＳ（アクリロニトリル・スチレン）、ＰＳ（ポリスチレン）等の樹脂材料で成型するとよい。なお、加湿エレメント２４は、周状に構成されていればよく、特に形状を限定するものではない。この加湿エレメント２４は、送風手段１１の外周の少なくとも一部を取り囲むように構成され、送風手段１１の周辺を可動できるようになっていればよいのである。たとえば、加湿エレメント２４が送風手段１１の周辺を回転移動したり、加湿エレメント２４が変形しながら送風手段１１の周辺を移動したりできればよい。

また、加湿エレメント２４は周状に構成されていればよく、周状に一体的な加湿エレメントを使用して形成されている場合に限らず、複数個に分割された加湿エレメントを周状に連結して形成してもよい。たとえば、複数個に分割された加湿エレメントを連結して加湿エレメント２４を形成したような場合には、各加湿エレメントの連結部分を可動可能にすることによって、加湿エレメント２４が変形しながら送風手段１１の周辺を移動することができる。

加湿エレメント２４は、所定の間隔で積層された複数枚の板材２４ａを積層させた構成に限定するものではなく、たとえば周状の発泡基材や周状の不織布基材を積層させた構成であってもよい。また、送風機２７をターボファンやプロペラファンに限定するものではなく、遠心ファンで構成されていればよい。さらに、少なくとも加湿エレメント２４の内周と送風機２７の外周との一部が重なっていればよく、送風手段１１の全部が加湿エレメント２４の内周と重なってる必要はない。

以上のように、加湿装置１００は、加湿部材１０（特に、加湿エレメント２４）が貯水容器９内に貯水されている水に周期的に出入りするために、加湿量を向上させることができ、空気の加湿を安定的に行なうことができる。また、加湿装置１００は、送風手段１１の外周及び加湿エレメント２４の内周が重なるように配置されているので、実装密度を高めることが可能になり、小型化を実現できる。さらに、加湿装置１００は、送風手段１１の回転中心を加湿部材１０の加湿部材１０の回転中心よりも上方側にずらして配置するので、送風手段１１の最外周が貯水容器９内に貯留されている水に接触することがなく、機体外への水滴の放出を防止できる。

本発明の実施の形態に係る加湿装置の内部構成を示す分解斜視図である。 加湿装置の断面構成を背面側から見た縦断面図である。 加湿部材及び貯水容器を一体的に本体１から取り外した状態を示す斜視図である。 一体的となっている加湿部材及び貯水容器を示す斜視図である。 加湿部材の外観構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 本体、２ 前面パネル、５ 吹出口、６ 給水タンク、９ 貯水容器、１０ 加湿部材、１１ 送風手段、１５ 駆動手段、１６ 前面側板、１７ 従動手段、１８ 駆動カム、１９ 従動ギア、２０ 支持手段、２３ 背面側板、２４ 加湿エレメント、２４ａ 板材、２７ 送風機、２８ 水面、２９ 水面、３１ 連結部材、３２ 変速ギア、３３ 従動カム、１００ 加湿装置。

Claims (4)

1. 空気を吸い込み、この空気を外部に供給する送風手段と、
   前記送風手段の外周の少なくとも一部を取り囲むように構成され、前記送風手段の周辺を回転する加湿エレメントと、
   内部に水が供給され、前記加湿エレメントの一部を浸漬させるとともに、前記加湿エレメントと一体的に着脱される貯水容器とを備え、
   前記送風手段は、
   その回転中心が前記加湿エレメントの回転中心よりも上方側となるように配置されている
   ことを特徴とする加湿装置。
2. 前記送風手段は、
   その回転中心が所定の寸法だけ前記加湿エレメントの回転中心よりも上方側にずらすように配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の加湿装置。
3. 前記送風手段、前記加湿エレメント及び前記貯水容器を収容する本体を設け、
   前記所定の寸法は、
   前記本体が傾斜した場合における前記貯水容器内に貯留される水の水位上昇分を考慮して決定される
   ことを特徴とする請求項２に記載の加湿装置。
4. 前記加湿エレメントは、
   前記貯水容器内において、内周面の一部が水没するようになっている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の加湿装置。

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