JP2010117080A - 加湿器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】加湿器10は、給水タンク12と、給水タンク12内に配置された第1および第2のイオン吸着電極(電極群100)を含む。イオン吸着電極は、イオンを可逆的に吸着できる導電性物質を含む。加湿器10では、(i)給水タンク12内の水の中において2つのイオン吸着電極の間に電圧を印加することによって、水の中のイオンを導電性物質に吸着させるイオン吸着工程と、(ii)導電性物質に吸着されたイオンを給水タンク12内の水に放出させるイオン放出工程とが行われる。そして、イオン吸着工程からイオン放出工程に移行する際に、導電性物質の少なくとも一部が、給水タンク12内の水の中に浸漬している状態に維持される。
【選択図】図1
Description
本発明の加湿器は、水を保持する水保持部と、その水保持部から供給された水を空中に放散する水分放散装置とを備える。本発明の加湿器は、水中のイオンを除去するためのイオン吸着電極をさらに備える。本発明の加湿器は、家庭、ホテル、病院などの生活環境や、印刷工場や食品工場など、様々な環境で使用できる。また、本発明の加湿器は、工業製品や食品を製造する装置などの他の機器に組み込まれてもよい。
水保持部は、水分放散装置に供給する水を保持部する部分である。水保持部は、給水容器、給水経路および貯水槽から選ばれる少なくとも1つを含み、さらに他のものを含んでもよい。給水容器は、水を安定に保持できる容器である。一例の給水容器は、加湿器本体から取り外し可能な容器(給水タンク)である。そのような給水容器は、水道の蛇口から直接水を入れることが容易である。
水分放散装置は、水分を、水蒸気または微少な水滴の形態で空中に放散する。水分放散装置には、公知の装置を用いることができる。たとえば、加熱式(スチーム式)や気化式(ヒートレスファン式)の水蒸気発生装置を用いることができる。また、超音波式の噴霧装置を用いることもできる。また、これらから選ばれる複数の装置を組み合わせた装置を用いることもでき、たとえば、加熱式と気化式を組み合わせたハイブリッド式の水蒸気発生装置を用いることもできる。
本発明の加湿器は、水保持部内に配置された第1および第2のイオン吸着電極を含む。第1のイオン吸着電極は、イオンを可逆的に吸着できる第1の導電性物質を含む。第2のイオン吸着電極は、イオンを可逆的に吸着できる第2の導電性物質を含む。
実施形態1では、ヒータと気化フィルタとを組み合わせたハイブリッド式の加湿器に本発明を適用した一例について説明する。実施形態1の加湿器10の構成を図1に模式的に示す。加湿器10は、ケース11、給水タンク(給水容器)12、ファン13、貯水槽14、気化フィルタ15、ヒータ16、電源17、コントローラ18、表示・入力装置19、および給水管20を備える。電源17は、複数の電源を含んでもよい。電源17とコントローラ18とは接続されている。また、電源17とヒータ16、電源17とファン13、コントローラ18と表示・入力装置19とはそれぞれ接続されているが、配線の図示を省略する。ファン13、気化フィルタ15、ヒータ16、および電源17は、水分放散装置として機能する。給水タンク12、給水管20および貯水槽14は、水保持部として機能する。
加湿器10では、イオン吸着電極と金属電極130とを用いて給水タンク12中の水120を殺菌することが可能である。殺菌工程は、イオン吸着電極101および102から選ばれる少なくとも1つと金属電極130との間に電圧を印加することによって行われる。電圧の印加は電源17によって行われる。以下に、殺菌工程の2つの例について説明する。
第1の例では、イオン吸着電極101がアノードとなるように、イオン吸着電極101と金属電極130との間に直流電圧が印加される。印加される電圧は、たとえば2ボルト〜50ボルトの範囲にあり、金属電極130の表面で水の電気分解が生じる電圧である。第1の例における殺菌工程の状態を、図6(A)に模式的に示す。第1の例の殺菌工程では、水120中の陰イオン(A-)がイオン吸着電極101に吸着される。また、金属電極130の表面において水が電気分解され、水素ガスと水酸化物イオンとが発生する。その結果、水120がアルカリ性となり、アルカリ性に弱い菌が減少する。また、水120の電位が低い還元電位になることによっても殺菌が行われる。第1の例の殺菌工程では、水120のpHがたとえば9〜11の範囲となるように電圧を印加してもよい。
第2の例では、イオン吸着電極102がカソードとなるように、イオン吸着電極102と金属電極130との間に直流電圧が印加される。印加される電圧は、たとえば2ボルト〜50ボルトの範囲にあり、金属電極130の表面で水の電気分解が生じる電圧である。第2の例における殺菌工程の状態を、図6(B)に模式的に示す。第2の例の殺菌工程では、水120中の陽イオン(M+)がイオン吸着電極102に吸着される。また、金属電極130の表面において水が電気分解され、酸素ガスと水素イオンとが発生する。その結果、水120が酸性となり、酸性に弱い菌が減少する。また、水120の電位が高い酸化電位になることによっても殺菌が行われる。第2の例の殺菌工程では、水120のpHがたとえば3〜5の範囲となるように電圧を印加してもよい。
なお、上述した殺菌工程では、酸性の水が調製される。この酸性の水を貯水槽に供給することによって、貯水槽に形成されたスケール(たとえばカルシウム塩)を溶解させることができる。すなわち、本発明の加湿器では、イオン吸着電極がカソードとなるように、イオン吸着電極と金属電極との間に直流電圧を印加し、それによって得られた酸性の水でスケールを溶解させる工程が行われてもよい。水の中のイオンをイオン吸着工程によって完全に除去することはできない。そのため、加湿器を長期間使用すると、わずかなスケールが加湿器に付着する場合がある。そのような場合であっても、スケール除去工程を行うことによって、スケールを除去することができる。
コントローラ18によって行われる、加湿器10の制御の一例を図7に示す。まず、利用者によって加湿の指示がなされると、コントローラ18は、給水タンク12に所定の量以上の水が存在するかどうかをセンサの出力から判断する(ステップ701)。所定の量以上の水が存在しない場合には、イオン放出工程のフラグがオンであるか否かをチェックする(ステップ702)。イオン放出工程のフラグがオンでなければ、水の供給が必要なことを利用者に知らせる(ステップ703)。イオン放出工程のフラグがオンであれば、イオン放出工程を行い(ステップ704)、その後、給水タンク12内に残存する水を廃棄して新たな水を入れることが必要なことを利用者に知らせる(ステップ705)。
実施形態2では、イオン除去槽を備える加湿器の一例について説明する。実施形態2の加湿器10aの構成を図8に示す。理解を容易にするため、図8では、給水タンク180の断面を示す。
加湿器10の制御の一例を、図9に示す。利用者によって加湿の指示がなされると、コントローラ18は、給水容器181内に所定量以上の水が存在するかどうかをセンサの出力から判断する(ステップ901)。ここで、所定量は、イオン除去槽182と同じ体積であってもよい。
11 ケース
12、180 給水タンク
12a 蓋
12b 給水口
12c 弁
13 ファン
14 貯水槽
15 気化フィルタ
16 ヒータ
18 電源
18 コントローラ
19 表示・入力装置
20 給水管
20a 凸部
20b バルブ
21a〜21c、104a〜104c 電極端子
100 電極群
101 第1のイオン吸着電極
102 第2のイオン吸着電極
103 金属電極
181 給水容器
182 イオン除去槽
200 イオン吸着電極
201 集電体
202 活性炭繊維クロス
203 保護部材
Claims (10)
- 水を保持する水保持部と、前記水保持部から供給された前記水を空中に放散する水分放散装置とを備える加湿器であって、
前記水保持部内に配置された第1および第2のイオン吸着電極を含み、
前記第1のイオン吸着電極は、イオンを可逆的に吸着できる第1の導電性物質を含み、
前記第2のイオン吸着電極は、イオンを可逆的に吸着できる第2の導電性物質を含み、
(i)前記水保持部内の前記水の中において前記第1のイオン吸着電極と前記第2のイオン吸着電極との間に電圧を印加することによって、前記水の中のイオンを前記第1および第2の導電性物質に吸着させるイオン吸着工程と、
(ii)前記第1および第2の導電性物質に吸着された前記イオンを前記水保持部内の前記水に放出させるイオン放出工程とが行われ、
前記イオン吸着工程から前記イオン放出工程に移行する際に、前記第1の導電性物質の少なくとも一部および前記第2の導電性物質の少なくとも一部の両方が、前記水保持部内の前記水の中に浸漬している状態に維持される、加湿器。 - 前記イオン吸着工程から前記イオン放出工程に移行する際に、前記第1および第2の導電性物質の全部が、前記水保持部内の前記水の中に浸漬している状態に維持される、請求項1に記載の加湿器。
- 加湿器の運転中において、前記第1および第2の導電性物質の全部が、前記水保持部内の前記水の中に浸漬している状態に維持される、請求項1に記載の加湿器。
- 前記水保持部が、前記水を保持する給水容器を含み、
第1および第2のイオン吸着電極が前記給水容器内の下部に配置されており、
前記給水容器中の前記水を前記水分放散装置に移動するための取水口が前記給水容器に形成されており、
前記取水口は、前記第1の導電性物質の最上部および前記第2の導電性物質の最上部のいずれよりも上に位置している、請求項2または3に記載の加湿器。 - 前記水保持部が、前記水を保持する給水容器を含み、
第1および第2のイオン吸着電極が前記給水容器内の下部に配置されており、
前記加湿器は、前記第1の導電性物質の最上部および前記第2の導電性物質の最上部のいずれよりも上の所定の高さに前記給水容器中の水の水位が到達したことを検知するセンサをさらに備える、請求項2または3に記載の加湿器。 - 前記水保持部が、前記水を保持する給水容器と、前記給水容器と前記水分放散装置との間に配置されたイオン除去槽とを含み、
前記第1および第2のイオン吸着電極が前記イオン除去槽の中に配置されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の加湿器。 - 前記イオン放出工程は、前記第1のイオン吸着電極と前記第2のイオン吸着電極との間に、前記イオン吸着工程における電圧印加方向とは逆の方向に電圧を印加するか、または、前記第1のイオン吸着電極と前記第2のイオン吸着電極とを短絡することによって行われる、請求項1〜6のいずれか1項に記載の加湿器。
- 前記水の電気伝導度を測定するためのセンサをさらに備え、
前記センサが前記水保持部の中に配置されている請求項1〜7のいずれか1項に記載の加湿器。 - 前記第1のイオン吸着電極と前記第2のイオン吸着電極との間に配置された金属電極をさらに備え、
前記第1および第2のイオン吸着電極から選ばれる少なくとも1つの電極と前記金属電極との間に前記金属電極の表面で前記水の電気分解が生じるように電圧を印加することによって前記水保持部内の前記水を殺菌する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の加湿器。 - 前記第1および第2の導電性物質が活性炭を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の加湿器。
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