JP2011133162A - Humidifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、室内の湿度調整をする加湿器に関する。 The present invention relates to a humidifier that adjusts indoor humidity.
従来、圧電振動子と振動板からなる超音波励振器を用いて、液体を霧化する超音波噴霧装置が知られている(例えば特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic spraying apparatus that atomizes a liquid using an ultrasonic exciter including a piezoelectric vibrator and a diaphragm is known (for example, Patent Document 1).
より具体的には、液体(水)を保持する貯液室と、貯液室より液体を吸い上げる保液材と、保液材にて吸い上げられた液体を霧化する振動板とを有している。貯水タンク内に保持された液は、保液材による毛管現象によって吸い上げられる。さらに、振動板は、圧電振動子に接続されている。この圧電振動子に電圧が加えられることによって圧電振動子が変位し、振動板を励振させる。そして、振動する振動板と液体を含んだ保液材とが接触することにより、液体が霧化される。 More specifically, it has a liquid storage chamber that holds liquid (water), a liquid holding material that sucks up the liquid from the liquid storage chamber, and a diaphragm that atomizes the liquid sucked up by the liquid holding material. Yes. The liquid retained in the water storage tank is sucked up by capillary action due to the liquid retaining material. Further, the diaphragm is connected to the piezoelectric vibrator. When a voltage is applied to the piezoelectric vibrator, the piezoelectric vibrator is displaced to excite the diaphragm. Then, the liquid is atomized when the vibrating plate and the liquid holding material containing the liquid come into contact with each other.
ところで、この種の超音波噴霧装置を用いて加湿を行う場合には、定期的に貯液室に液体を補充する必要がある。よって、例えば車両室内のように、定期的な給水が困難である場所に設置された場合においては、搭乗者が定期的な給水を怠ると使用できないという問題があった。 By the way, when performing humidification using this type of ultrasonic spraying apparatus, it is necessary to periodically replenish the liquid storage chamber with liquid. Therefore, for example, when installed in a place where regular water supply is difficult, such as in a vehicle compartment, there is a problem that the passenger cannot use it if he / she neglects regular water supply.
上記問題に鑑み、本発明は、人の手による給水の必要を低減した加湿装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a humidifier that reduces the need for water supply by human hands.
上記目的を解決するために、請求項1に記載の発明は、室内に霧化した液体を噴霧する加湿装置であって、加湿装置の外殻を構成するケーシング(2)には、ケーシング(2)の外部より空気を取り込む空気取込口(3)が設けられており、ケーシング(2)の内部には、空気取込口(3)より取り込まれた空気の空気流れ下流に位置し、空気中に含まれる水分を吸収する吸水材(7)と、吸水材(7)を加熱し、吸水材(7)より水分を放出させる加熱手段(5)とを備え、ケーシング(2)の壁面の一部には、ケーシング(2)の壁面の他の部位と比較して熱伝導率が高くなっており、ケーシング(2)の内部の空気中に含まれた水分をケーシング(2)の外部との温度差にて結露させる結露部(4)が形成され、結露部(4)にて結露した水分を集めて霧化することによってケーシング(2)の外部に噴霧する加湿部(15)とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned object, the invention described in claim 1 is a humidifying device for spraying a liquid atomized into a room, and the casing (2) constituting the outer shell of the humidifying device includes a casing (2 ) Is provided with an air intake port (3) for taking in air from outside, and the casing (2) is located downstream of the air flow of the air taken in from the air intake port (3). A water-absorbing material (7) that absorbs moisture contained therein, and heating means (5) that heats the water-absorbing material (7) and releases water from the water-absorbing material (7). Some of them have higher thermal conductivity than other parts of the wall surface of the casing (2), and moisture contained in the air inside the casing (2) is removed from the outside of the casing (2). Condensation part (4) that forms condensation due to the temperature difference is formed and dew condensation occurs in the condensation part (4) It was collected moisture, characterized in that it comprises humidifying part for spraying the outside of the casing (2) and (15) by atomization.
これによると、空気取込口(3)より、ケーシング(2)の内部に空気が取り込まれる。そして、取り込まれた空気に含まれる水分が吸水材(7)に吸収され、この吸水材(7)を加熱手段(5)を用いて加熱することで吸水材(7)より水分が放出される。 According to this, air is taken into the casing (2) from the air intake (3). And the water | moisture content contained in the taken-in air is absorbed by a water absorbing material (7), and a water | moisture content is discharge | released from a water absorbing material (7) by heating this water absorbing material (7) using a heating means (5). .
そして、請求項1に記載の発明は、ケーシング(2)の壁面の一部に、ケーシング(2)の壁面の他の部位と比較して熱伝導率が高くなっており、ケーシング(2)の内部の空気中に含まれた水分をケーシング(2)の外部との温度差にて結露させる結露部(4)が形成されているので、吸水材(7)より放出された水分は、ケーシング(2)の外部との温度差によって凝縮し、結露部(4)の表面に結露する。 The invention according to claim 1 has a thermal conductivity higher in a part of the wall surface of the casing (2) than in other parts of the wall surface of the casing (2). Since the dew condensation part (4) is formed to dew the moisture contained in the air in the temperature difference from the outside of the casing (2), the moisture released from the water absorbing material (7) Condensation occurs due to the temperature difference from the outside of 2) and condensation occurs on the surface of the dew condensation part (4).
この結露した水分は加湿部(15)に集められる。そして加湿部(15)に集められた水分は、霧化され、ケーシング(2)の外部へと噴霧される。 The condensed moisture is collected in the humidifying section (15). And the water | moisture content collected by the humidification part (15) is atomized, and is sprayed to the exterior of a casing (2).
このように請求項1に記載の発明は、人の手による給水の必要を低減した加湿装置を提供することができる。 Thus, the invention according to claim 1 can provide a humidifier that reduces the need for water supply by human hands.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の加湿装置において、空気取込口(3)には、所定の孔径の多孔質構造を有し、所定の孔径よりも大きな物質を漉し取る透過膜(4)が設けられていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the humidifying device according to the first aspect, the air intake port (3) has a porous structure having a predetermined pore diameter, and a substance larger than the predetermined pore diameter is scooped out. A permeable membrane (4) is provided.
これによると、ケーシング(2)内部と外部とを連通させる空気取込口(3)に所定の孔径の多孔質構造を有する透過膜(4)が設けられていることにより、所定の孔径を上回る大きさの細菌や粉塵等の異物が、ケーシング(2)の外部よりケーシング(2)の内部へと侵入することを抑制することができる。よって、ケーシング(2)内部の清掃等のメンテナンスの必要性を低減することができる。 According to this, the permeation membrane (4) having a porous structure having a predetermined pore diameter is provided in the air intake port (3) for communicating the inside and the outside of the casing (2), thereby exceeding the predetermined pore diameter. It is possible to prevent foreign matters such as bacteria and dust having a size from entering the casing (2) from the outside of the casing (2). Therefore, the necessity for maintenance such as cleaning the inside of the casing (2) can be reduced.
請求項3に記載の発明のように、請求項1に記載の加湿装置において、空気取込口(3)には、所定の孔径の多孔質構造を有し、所定の孔径よりも大きな物質を漉し取る透過膜(4)が設けられており、透過膜(4)が結露部(4)を兼用することもできる。
As in the invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の加湿装置において、ケーシング(2)の外部には、結露部(4)の外側表面に対して送風する結露部送風機(10)を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the humidifier according to any one of the first to third aspects, the outside of the casing (2) blows air to the outer surface of the dew condensation part (4). It has a dew condensation part blower (10).
これによると、結露部(4)の外側表面に対して結露部送風機(10)により送風することにより、結露部(4)におけるケーシング(2)内外での熱伝導を促進し、ひいては結露を促進することができる。 According to this, the heat conduction inside and outside of the casing (2) in the dew condensation part (4) is promoted by blowing air to the outer surface of the dew condensation part (4) by the dew condensation part blower (10), thereby promoting dew condensation. can do.
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の加湿装置において、結露部(4)はケーシング(2)の上半部に形成されており、加熱手段(5)は、ケーシング(2)の下半部に形成されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the humidifying device according to any one of the first to fourth aspects, the dew condensation part (4) is formed in the upper half of the casing (2), and the heating means (5) is characterized in that it is formed in the lower half of the casing (2).
これによると、結露部(4)がケーシング(2)の上半部に形成されており、加熱手段(5)が、ケーシング(2)の下半部に形成されているため、結露部(4)にて冷却された空気が下降し、その空気が加熱手段により加熱されて上昇する。この下降と上昇によって、ケーシング(2)内に空気の循環が形成され易くなる。これにより、結露部(4)と触れる空気の量を増加させることができるので、より多くの水分を結露部(4)にて結露させることができる。 According to this, since the dew condensation part (4) is formed in the upper half part of the casing (2), and the heating means (5) is formed in the lower half part of the casing (2), the dew condensation part (4 The air cooled in step (3) is lowered, and the air is heated by the heating means and rises. Due to the lowering and rising, air circulation is easily formed in the casing (2). Thereby, since the quantity of the air which contacts a dew condensation part (4) can be increased, more water | moisture content can be condensed in a dew condensation part (4).
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の加湿装置において、ケーシング(2)の内部には、ケーシング(2)内部を循環する空気流を発生させるケーシング内部送風機(13)を有することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the humidifier according to any one of the first to fifth aspects, an air flow circulating inside the casing (2) is generated inside the casing (2). It has a fan (13) inside a casing.
これによると、ケーシング内部送風機(13)を有することにより、ケーシング(2)内部における空気の循環を促進することができる。よって、結露部(4)と触れる空気の量を増加させることができるので、より多くの水分を結露部(4)にて結露させることができる。 According to this, the circulation of the air inside a casing (2) can be accelerated | stimulated by having an air blower (13) inside a casing. Therefore, since the amount of air in contact with the dew condensation part (4) can be increased, more moisture can be condensed at the dew condensation part (4).
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の加湿装置において、ケーシング(2)の外部に、回転動力を発生させる駆動源を有し、ケーシング(2)には、駆動源(10、11)にて発生した回転動力を、ケーシング(2)の内部に設けられたケーシング内部送風機(13)へと伝達する回転動力伝達機構(12)を備えることを特徴とする。
The invention according to
ここで、ケーシング内部送風機(13)を回転させる駆動源(10、11)を、高温高湿となるケーシング(2)内部に設けると、駆動源(10、11)が劣化してしまい易いが、請求項7に記載の発明によれば、駆動源(10、11)をケーシング(2)の外部に設けている為、駆動源(10、11)の劣化を抑制することができる。 Here, when the drive source (10, 11) for rotating the blower (13) inside the casing is provided inside the casing (2), which is hot and humid, the drive source (10, 11) is likely to be deteriorated. According to the seventh aspect of the present invention, since the drive source (10, 11) is provided outside the casing (2), the deterioration of the drive source (10, 11) can be suppressed.
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の加湿装置において、回転動力伝達機構(12)は、ケーシング(2)を挟んだ状態で磁力によって回転動力を伝達する磁気継ぎ手(12)であることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the humidifying device according to
これによると、ケーシングに貫通孔を設けなくとも磁力によって回転動力を伝達することができる。このようにケーシングに貫通孔を設けないので、加熱手段により吸水材から放出された水分や結露部にて結露した水分が、意図に反してケーシング内からケーシング外へと放出されることを回避することができる。 According to this, rotational power can be transmitted by magnetic force without providing a through hole in the casing. Since the casing is not provided with a through-hole in this way, it is avoided that moisture released from the water absorbing material by the heating means or moisture condensed at the condensation portion is released from the casing to the outside of the casing unintentionally. be able to.
請求項9に記載の発明のように、請求項4に記載の加湿装置において、ケーシング(2)の内部には、ケーシング(2)の内部を循環する空気流を発生させるケーシング内部送風機(13)を有し、ケーシング(2)の外部には、結露部送風機(10)と、結露部送風機(10)によって発生した空気流れを受けて回転する従動ファン(11)とを備え、従動ファン(11)にて発生した回転動力を、ケーシング内部送風機(13)へと伝達する回転動力伝達機構(12)を備えるようにしてもよい。 As in the ninth aspect of the invention, in the humidifying device of the fourth aspect, a casing internal blower (13) for generating an air flow circulating inside the casing (2) in the casing (2). The dew condensation part blower (10) and the driven fan (11) that rotates by receiving the air flow generated by the dew condensation part blower (10) are provided outside the casing (2). ) May be provided with a rotational power transmission mechanism (12) that transmits the rotational power generated in step (3) to the internal fan (13) in the casing.
請求項10に記載の発明は、請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載の加湿装置において、ケーシング(2)の内部には、結露部(4)にて結露した水分が加熱手段(5)へ移動するのを阻害する水分移動阻害手段(9)を備えることを特徴とする。 A tenth aspect of the present invention is the humidifier according to any one of the first to ninth aspects, wherein the moisture condensed in the dew condensation part (4) is heated inside the casing (2). It is characterized by comprising water movement inhibiting means (9) for inhibiting movement to (5).
ここで、もしも結露部(4)にて結露した水分が加熱手段(5)へ移動してしまうと、せっかく結露部(4)で結露した水分が加熱手段(5)により加熱されて再度空気中に戻ってしまう。それに対して請求項10に記載の発明は、結露部(4)にて結露した水分が加熱手段(5)へ移動するのを阻害する水分移動阻害手段(9)を備えているので、上記の問題を未然に防止することができる。
Here, if the moisture condensed in the condensation part (4) moves to the heating means (5), the moisture condensed in the condensation part (4) is heated by the heating means (5) and again in the air. Will return to. On the other hand, the invention described in
また、請求項11に記載の発明のように、水分移動阻害手段(9)を結露部(4)と加熱手段(5)との間におけるケーシング(2)の底面より上方へ隆起した壁状部材で構成すれば、より効果的に結露部(4)にて結露した水分が加熱手段(5)へ移動することを阻害することができる。
Further, as in the invention described in
請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の加湿装置において、ケーシング(2)内部において、ケーシング(2)内壁の角部が曲面となるように形成されていることを特徴とする。
The invention described in
これによると、ケーシング(2)内壁の角部が曲面となるように形成することで、結露した液相状態の水分がケーシング(2)内壁の角部にて滞留してしまうことを低減することができる。 According to this, by forming the corner portion of the inner wall of the casing (2) to be a curved surface, it is possible to reduce the moisture in the condensed liquid phase from being retained at the corner portion of the inner wall of the casing (2). Can do.
請求項13に記載の発明は、請求項1ないし請求項12のいずれか一項に記載の加湿装置において、加熱手段(5)の表面には放熱フィン(6)が設けられ、吸水材(7)は放熱フィン(6)の表面に塗布されていることを特徴とする。 A thirteenth aspect of the present invention is the humidifying device according to any one of the first to twelfth aspects of the present invention, wherein the heating means (5) is provided with heat radiating fins (6) on the surface of the water absorbing material (7). ) Is applied to the surface of the radiation fin (6).
これによると、吸水材(7)を放熱フィン(6)の表面に塗布することで、実質的に放熱フィン(6)の表面に水分を付着させるのと同様の状態にでき、加熱手段(5)の加熱能力が小さい場合にも、当該水分を効率的に吸水材(7)より放出させることができる。 According to this, by applying the water absorbing material (7) to the surface of the heat radiating fin (6), the water absorbing material (7) can be made substantially in the same state as attaching moisture to the surface of the heat radiating fin (6). The water can be efficiently released from the water-absorbing material (7) even when the heating capacity is small.
請求項14に記載の発明は、室内に霧化した液体を噴霧する加湿装置であって、加湿装置の外殻を構成するケーシング(2)には、ケーシング(2)の外部より空気を取り込む空気取込口(3)が設けられており、ケーシング(2)の内部には、空気取込口(3)より取り込まれた空気の空気流れ下流に位置し、空気中に含まれる水分を吸収する吸水材(7)と、吸水材(7)を加熱し、吸水材(7)より水分を放出させる加熱手段(5)と、吸水材(7)より放出され、ケーシング(2)の内部にて結露した水分を収集する集水部(8)とを備え、集水部(8)によって収集された水分を霧化することによってケーシング(2)外部に噴霧する加湿部(15)とを備えることを特徴とする。
The invention as set forth in
これによると、空気取込口(3)より、ケーシング(2)の内部に空気が取り込まれる。そして、取り込まれた空気に含まれる水分が吸水材(7)に吸収され、この吸水材(7)を加熱手段(5)を用いて加熱することで吸水材(7)より水分が放出される。 According to this, air is taken into the casing (2) from the air intake (3). And the water | moisture content contained in the taken-in air is absorbed by a water absorbing material (7), and a water | moisture content is discharge | released from a water absorbing material (7) by heating this water absorbing material (7) using a heating means (5). .
そして、請求項14に記載の発明は、吸水材(7)より放出されてケーシング(2)の内部にて結露した水分を集水部(8)にて収集し、当該収集された水分を加湿部(15)によってケーシング(2)外部に噴霧する構成としているので、人の手による給水の必要を低減した加湿装置を提供することができる。
The invention according to
尚、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the parenthesis attached | subjected to each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、本発明を車室内の加湿に用いられる車両用加湿装置に適用した第1実施形態について図1、図2、図3を用いて説明する。図1は、本実施形態における車両用加湿装置の内部構造を示す図である。図2は本実施形態における加熱装置を示す一部拡大図である。図3は、本実施形態における車両用加湿装置の車室内における搭載状況を示す図であって、車両用加湿装置100、搭乗者200、ハンドル300、座席400の位置関係を示している。尚、本実施形態における方向は、車両用加湿装置を車両内に設置した際の方向とする。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a vehicle humidifier used for humidifying a vehicle interior will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. FIG. 1 is a diagram illustrating an internal structure of a vehicle humidifier according to the present embodiment. FIG. 2 is a partially enlarged view showing the heating device in the present embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating a mounting state of the vehicle humidifier in the vehicle interior according to the present embodiment, and shows the positional relationship among the
車両用加湿装置1は、樹脂製のケーシング2を備えている。ケーシング2は車両室内の天井面に配備されることを想定しており、車両室内天井面に対向する上底面と、乗員頭上に面する下底面を備えている。また、ケーシング2の内部は、後述する加湿機構を収めた加湿区画2aと、後述する送風機構を収めた送風区画2bとが形成されている。そして、加湿区画2aと、送風区画2bとの間には、両区画を分割する分割壁2cが設けられている。さらに、ケーシング2を構成する素材よりも熱伝達率が低い断熱部材2dがケーシング2の外壁を覆っている。
The vehicle humidifier 1 includes a
次に、加湿区画2a内に収められた加湿機構の構成について説明する。まず、分割壁2cには、加湿区画2aの外部から加湿区画2aの内部へと空気を取り込む空気取込口3が設けられている。また、空気取込口3には、ケーシング2の外部より空気を取り込むと共に、結露部でもある所定の孔径の多孔質構造を有する透過膜4が、送風区画2b側より、空気取込口3を覆うように組み付けられている。尚、本実施形態においては、孔径0.45μmの多孔質構造を有する透過膜を使用している。これにより、0.45μmより大きな細菌や塵などの異物が加湿区画2aの内部へ浸入することを抑制することができる。また、本実施形態においては、結露部は透過膜4にて形成されている。
Next, the configuration of the humidifying mechanism housed in the
加湿区画2a内の空気取込口3に対向する側には、電圧を印加することにより発熱する電熱ヒータ5が組み付けられている。そして、電熱ヒータ5のケーシング2の設置方向における上面には、複数の凸形状に形成されたフィン部6bを備えた放熱フィン6が備えられている。尚、放熱フィン6は耐腐食性に優れた素材にて形成されることが好ましく、例えばステンレス(SUS304)を用いるとよい。
An
加湿区画2aの中央部付近には、ケーシング2の上底面と下底面に内接し、加湿区画2a内にて空気が循環する経路を形成する柱状部材2eが設けられている。さらに、柱状部材2eには、ケーシング2内部にて発生する空気流れを妨げないよう、角部に面取り加工が施されている。
Near the central portion of the
放熱フィン6は、図2に示す通り、複数の凸形状部であるフィン部6bと、隣り合うフィン部6bの間に形成される凹形状部である溝部6aとを備えている。放熱フィン6は、フィン部6bがケーシング2内部にて発生する空気流れに沿う向きに、加湿区画2a内に設置されている。
As shown in FIG. 2, the
放熱フィン6のフィン部6b表面には、接触する空気に含まれる水分を吸収し、加熱されることによって、吸収した水分を接触する空気中に放出する、吸水材7が塗布されている。本実施形態においては、吸水材7としてシリカゲルを50g用いている。このシリカゲルは、メタケイ酸ナトリウムの水溶液を放置することによって生じる酸成分を加水分解することで得られるケイ酸ゲルを脱水・乾燥したものである。その為、脱水・乾燥前の状態のシリカゲルをフィン部6bの表面に塗布し、乾燥させることにより、フィン部6bの表面に固定することができる。
The surface of the
透過膜4の下方には、ケーシング2の下底面より、一箇所に水が収束するように下方に膨張した集水部8が形成されている。そして、電熱ヒータ5と集水部8との間には、車両が旋回運動などを行なった際に、集水部8に集められた水が、電熱ヒータ5へと接近しないように阻害する阻害部材9a、9bが形成されている。阻害部材9a、9bは、集水部8側より見たときに、ケーシング2の下底面より上側方向になだらかに隆起し、頂点を境に、なだらかに低くなり、ケーシング2下底面と一致する、山形形状に形成されている。
Below the
集水部8の最下部には、水分を吸収可能な円筒形のスポンジである保水部材14が組み付けられている。そして、保水部材14の下端側には、超音波振動子15と、超音波振動子15を所定の振動数にて振動させる超音波発振機16が組み付けられている。そして、超音波振動子15の保水部材14に当接する部位には、複数の貫通孔が設けられており、この超音波振動子15が振動することによって、保水部材14に含まれた水分は霧化される。尚、超音波振動子15は、水分に曝された環境下にて使用される為、耐腐食性に優れた素材にて形成されることが好ましく、例えばステンレス(SUS304)を用いるとよい。
A
加湿区画2a内部に存在する各角部には、角部内面がゆるやかな曲面となるよう加工が施されている。これにより、界面張力によって水が角部に留まる事を低減することができる。
Each corner portion present in the
次に、送風区画2bの構成について説明する。送風区画2bには、ケーシング2の外部より空気を吸い込む図示しない吸入口と、吸入口より空気を吸い込み、送風区画2bの長手方向への空気流れを発生させる軸流ファンである結露部送風機10が設けられている。尚、本実施形態においては、透過膜4が結露部を兼ねているため、結露部送風機10にて発生した空気流れが透過膜4へと向かうよう、結露部送風機10の向きが調整されている。
Next, the configuration of the
結露部送風機10の空気流れ下流側には、結露部送風機10による空気流れを受けて回転する従動ファン11が設置されている。そして、分割壁2cには、従動ファン11の回転を、分割壁2cを挟んで、磁力を用いて加湿区画2a内部へと伝達する磁気継ぎ手12が組み付けられている。
On the downstream side of the air flow of the dew
加湿区画2aの内部には、磁気継ぎ手12にて伝達された回転動力によって回転し、加湿区画2a内部を循環する空気流れを発生させるケーシング内部送風機13が設置されている。尚、ケーシング内部送風機13は、流体が羽根車を径方向に通り抜ける遠心ファンである。
Inside the
次に、本実施形態における車両用加湿装置の作動モードについて説明する。本実施形態における車両用加湿装置においては、外部より取り込んだ空気に含まれる水分を吸水し、それを気化させた後に結露させることによって水を得る加湿水精製モードと、加湿水精製モードにて精製された水を用いて、車両室内に対して霧化した水を噴出すことによって加湿する加湿モードとを備えている。また、車両用加湿装置1は、加湿水精製モードと加湿モードとを切換可能な、図示しないモード切替スイッチを備えている。以下に、両作動モードについて具体的に説明する。 Next, the operation mode of the vehicle humidifier in this embodiment will be described. In the humidifying device for a vehicle in the present embodiment, the moisture contained in the air taken from the outside is absorbed, and after being vaporized, the water is obtained by dew condensation, and the purification is performed in the humidified water purification mode. And a humidifying mode for humidifying the sprayed water by spraying the atomized water into the vehicle compartment. Moreover, the vehicle humidifier 1 includes a mode change switch (not shown) that can switch between the humidified water purification mode and the humidified mode. Below, both operation modes are demonstrated concretely.
まず、加湿水精製モードにおける作動内容について説明する。 First, the operation content in the humidified water purification mode will be described.
モード切替スイッチによって加湿水精製モードがONされると、結露部送風機10及び電熱ヒータ5はOFFの状態となる。この時、透過膜4を通じて、加湿区画2a内部に水分を含んだ空気が流入する。これは、加湿区画2a内部は吸水材7による吸水作用によって、湿度が加湿区画2a外部と比較して低い状態となり、加湿区画2a外部の湿度の高い空気に含まれる水分子が拡散しようとする為、より湿度の低い加湿区画2a内部に流れ込む為である。
When the humidification water purification mode is turned on by the mode switch, the dew
透過膜4を通して加湿区画2a内部へと流入した水分は、吸水材7にて吸水される。そして、吸水材7が吸水する限り、加湿区画2a内部の湿度は、加湿区画2a外部よりも低い状態となる。よって、吸水材7の貯水量が限界となるまで、透過膜4を通して加湿区画2aの内部へと水分を含んだ空気が流入する。そして車両用加湿装置1は、図示しないタイマー回路にて、吸水材7が十分に吸水するのに必要な所定の時間が経過すると、次の工程へと移行する。
Moisture that has flowed into the
吸水材7が十分に吸水するのに必要な所定の時間が経過すると、車両用加湿装置1が備える図示しないタイマー回路は、電熱ヒータ5をONする。これにより、まず、電熱ヒータ5の表面温度が上昇する。そして、電熱ヒータ5の温度上昇に伴って、放熱フィン6の温度も上昇する。放熱フィン6の温度が上昇することにより、放熱フィン6の表面に塗布された吸水材7の温度も上昇する。吸水材7の温度が上昇することにより、吸水材7の内部に蓄えられていた水分が加湿区画2a内の空気中に放出される。尚、本実施形態においては、吸水材7としてシリカゲルを用いており、シリカゲルが水分を放出する温度は一般的に100℃から200℃とされている。よって本実施形態では、電熱ヒータ5によって加熱される放熱フィン6の表面温度が120℃程度となるよう、図示しないサーモスタットを用いて制御している。
When a predetermined time necessary for the
吸水材7より水分が放出されることにより、加湿区画2aの内部は加湿区画2aの外部と比較して多湿状態となる。また、加湿区画2aの内部では電熱ヒータ5による放熱が行われる為、加湿区画2aの内部は加湿区画2aの外部と比較して高温状態となる。
When moisture is released from the
電熱ヒータ5の温度上昇仕様と、吸水材7の特性より定められた所定の時間が経過すると、図示しないタイマー回路は、結露部送風機10をONする。
When a predetermined time determined by the temperature rise specification of the
結露部送風機10が作動することにより、透過膜4の送風区画2b側面は空冷され、温度が低下する。これにより、電熱ヒータ5によって加熱され、水分を含んだ加湿区画2a内の空気は、より温度の低い透過膜4へと向かって移動する。
When the dew
ここで、本実施形態において透過膜4は、水分が結露する結露部でもある透過膜4の重心点が、加湿区画2aの重心点よりも、重力方向において上方に位置するよう設けられている。また、図3に示すように、ケーシング2は車両室内において、透過膜4の重心点bが、加湿区画2aの重心点aよりも、重力方向において上方に位置するように角度cだけ傾けられて設置されている。
Here, in this embodiment, the
これにより、電熱ヒータ5によって加熱され、水分を含んだ空気は、より温度の低い透過膜4の方へと移動し、透過膜4にて冷却され、透過膜4の加湿区画2a側の表面を結露させる。そして、透過膜4にて冷却された空気は、重力よって下降する。この空気の移動によって、加湿区画2aの内部では、図1に示すような熱対流100が発生する。
As a result, the air containing water that has been heated by the
さらに、結露部送風機10によって発生した空気流れによって、従動ファン11は回転を行う。従動ファン11が回転することにより、従動ファン11と磁気継ぎ手12を介して連結されたケーシング内部送風機13は回転を行う。そして、ケーシング内部送風機13が回転することによって、加湿区画2a内部にて発生する熱対流をより促進させることができる。
Further, the driven
加湿区画2a内部にて発生する熱対流100によって加湿区画2a内部を循環する高温多湿の空気は、その循環経路上に存在する透過膜4に接触する。このとき、透過膜4の送風区画2b側面は、加湿区画2aと比較して低い温度となっている。さらに熱対流100によって加湿区画2a内部を循環する高温多湿の空気と接触することにより透過膜4が加熱されるような場合でも、結露部送風機10による空気流れにて加湿区画2a外部より透過膜4を放熱させることができ、透過膜4を加湿区画2aよりも低い温度に保つことができる。このように、加湿区画2aよりも低い温度である透過膜4の加湿区画2a側面に、高温多湿の空気が接触することにより、水分が凝縮し結露する。
The hot and humid air circulating inside the
透過膜4にて結露した水滴の表面にある水分子は、水滴内部の水分子からはファンデルワールス力を受けている。しかしながら、水滴の表面にある水分子が加湿区画2a内に存在する空気分子から受ける力は、前述のファンデルワールス力と比較すると限りなく小さい。つまり、水滴表面の水分子は常に水滴内部の水分子からのみ、引っ張られている。これにより、透過膜4の表面にて、ある一定以上の大きさとなった水滴は、地球からの重力と、水滴内部より引っ張られる力である界面張力との均衡が崩れ、重量方向へと落下する。
The water molecules on the surface of the water droplets condensed on the
透過膜4の表面より落下した水滴は、透過膜4の加湿区画2a側下方に設置された集水部8へと収束する。さらに、本実施形態においては、加湿区画2a内面には撥水性の高い塗料が塗布されている。これにより、集水部8への水の収束を促進することができる。
Water droplets that have fallen from the surface of the
以上のように、加湿水精製モードが実行されることにより、集水部8へと水分が集められる。 As described above, when the humidified water purification mode is executed, moisture is collected in the water collection unit 8.
次に、加湿水精製モードにて精製された水を用いて、車両室内に対して霧化した水を噴出すことによって加湿する加湿モードについて説明する。 Next, a description will be given of a humidification mode in which humidification is performed by jetting atomized water into the vehicle interior using water purified in the humidification water purification mode.
モード切替スイッチによって加湿モードがONされると、超音波発振機16に対して電圧が印加される。すると、超音波発振機16は、超音波発振機16に機械的に結合された超音波振動子15を所定の周波数にて振動させる。尚、本実施形態においては、超音波発振機16の発振周波数は2.4MHzに設定している。
When the humidification mode is turned on by the mode switch, a voltage is applied to the
超音波振動子15には、所定の孔径の微小な貫通孔が多数設けられている。この超音波振動子が、水を含んだ保水部材14に接触した状態で振動することにより、それぞれの貫通孔にて微小な水玉が発生する。この微小な水玉が多数発生することにより、水分を霧化することができる。
The
超音波振動子15によって霧化された水分は、ケーシング2の下部に設けられた図示しない噴霧口を通り、重力によって下向き方向に作用する重力加速度と、物質の拡散作用によって、車両室内へと拡散する。これにより、車両室内の空気が加湿される。
The water atomized by the
本実施形態では、車両室内から取り込んだ空気に含まれる水分を吸水材を用いて吸水し、吸水した吸水材を加熱することによって水分を放出させ、放出された水分を結露させることによって水を得て、その水を用いて加湿を行う例を紹介した。これにより、人の手による給水の必要を低減した加湿装置を提供することができる。 In the present embodiment, moisture contained in air taken from the vehicle interior is absorbed using a water absorbing material, water is released by heating the absorbed water absorbing material, and water is obtained by condensing the released moisture. An example of humidification using the water was introduced. Thereby, the humidification apparatus which reduced the necessity of the water supply by a human hand can be provided.
また、本実施形態では、空気取込口3に透過膜4が設けられている。これにより、透過膜4の孔径よりも大きな細菌や塵などの異物が加湿区画2a内へと浸入することを抑制することができる。よって、加湿区画2a内部における細菌の繁殖や、浸入した異物による超音波振動子15の動作不良を低減することができる。
In the present embodiment, a
さらに本実施形態では、加湿区画2a内にて空気流を発生させるケーシング内部送風機13と、加湿区画2a内に循環する経路を構成する柱状部材2eが設けられている。これにより、加湿区画2a内における熱対流の発生を促進し、より多くの水分を結露させ、より多くの水を得ることができる。
Further, in the present embodiment, a casing
加えて、本実施形態では、集水部8に集められた水が、電熱ヒータ5へと接近しないように阻害する阻害部材9a、9bが形成されている。これにより、得られた水が電熱ヒータ5へと流動することが阻害されるため、再度電熱ヒータ5によって蒸発することを防ぐことができる。そして阻害部材9a、9bは、集水部8側より見たときに、ケーシング2の下底面より上側方向になだらかに隆起し、頂点を境に、なだらかに高さが低くなり、ケーシング2下底面と同一の高さとなる、山形形状に形成されている。よって、阻害部材9a、9bによって、加湿区画2aにて発生する熱対流100が阻害されることを軽減することができる。
In addition, in the present embodiment,
そして、加湿区画2a内部に存在する各角部には、界面張力によって水が角部に留まる事を防ぐ為に、角部内面がゆるやかな曲面となるよう加工が施されている。これにより、より多くの水が集水部8へと集まる為、より多くの水を加湿に用いることができる。
And each corner | angular part which exists in the
(他の実施形態)
上記実施形態では、加湿区画2a内部にケーシング内部送風機13を設ける例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ケーシング内部送風機13を設けずに、加湿区画2a内での自然対流のみにて実現するようにしてもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, an example in which the casing
また、上記実施形態では、結露部4を設ける例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、結露部4を設けずに、加湿区画2a内にて結露した水分を収集し、加湿に用いるようにしてもよい。
Moreover, although the example which provides the
また、上記実施形態では、空気取込口3に透過膜4を設ける例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、空気取込口を開閉可能なドア機構などにしてもよい。
Moreover, although the example which provides the
また、上記実施形態では、透過膜4にて空気中に含まれる水分を結露させる例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、結露部4の他に、結露のみを目的としたケーシング2壁面の他の部位と比較して熱伝導率が高くなるよう形成された結露部を設けるようにしてもよい。この際に、結露部として、ケーシング2壁面の一部をポリイミドなどの合成樹脂にて構成されたフィルムなどに置き換えるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, an example in which moisture contained in the air is condensed in the
また、上記実施形態では、吸水材としてシリカゲルを用いる例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ゼオライトやイモゴライトなどの、加熱することによって水分を放出する、再生可能な吸水材であればよい。 In the above embodiment, silica gel is used as the water-absorbing material. However, the present invention is not limited to this, and reusable water-absorbing materials that release moisture by heating, such as zeolite and imogolite. Any material can be used.
また、上記実施形態では、加湿区画2a内への回転動力伝達手段として磁気継ぎ手12を用いる例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、分離壁2cに貫通孔を設け、そこに複数の屈曲した壁を備えたラビリンスシールを形成するようにしてもよい。また、分離壁2cに貫通孔を設け、そこに弾性部材によって形成されたリップシールなどの軸封部材を設けるようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the example which uses the
また、上記実施形態においては、図3に示すように車室内に傾けて設置する例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、水平面に設置してもよい。あるいは、水平面に設置し、ケーシング2の下底面を傾斜するように形成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although shown in FIG. 3, the example which inclines and installs in a vehicle interior was demonstrated, This invention is not limited to this, You may install in a horizontal surface. Alternatively, it may be installed on a horizontal plane so that the lower bottom surface of the
また、上記実施形態においては、図2に示すように放熱フィン6は複数の溝部6aと、フィン部6bを備えており、フィン部6bがケーシング2内部にて発生する空気流れに沿う向きとなるように、加湿区画2a内に設置されている例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、吸湿材7との熱交換効率が確保でき、ケーシング2内で発生する空気流れに対する通風抵抗を低くすることができる形状であれば、ケーシング2内部にて発生する空気流れに直交する方向の断面が複数のハニカム形状となるように形成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, as shown in FIG. 2, the
また、上記実施形態においては、放熱フィン6がステンレス(SUS304)にて形成されている例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、高湿状況下における耐腐食性を持ち、熱伝導率に優れる素材であれば、表面に陽極酸化処理を施したアルミ材などにて形成してもよい。
In the above embodiment, the example in which the radiating
また、上記実施形態においては、結露部送風機10によって発生した空気流れによって、従動ファン11を回転させる例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、結露部送風機とは別に、従動ファン11へと送風する送風機を設けるようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the example which rotates the driven
また、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、請求項に記載した発明を逸脱しない範囲であれば、どのような形で実施するようにしてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented in any form as long as it does not depart from the invention described in the claims.
1 車両用加湿装置
2 ケーシング
2a 加湿区画
2b 送風区画
2c 分割壁
2d 断熱部材
2e 柱状部材
3 空気取込口
4 透過膜
5 電熱ヒータ
6 放熱フィン
6a 溝部
6b フィン部
7 吸水材
8 集水部
9 阻害部材
10 結露部送風機
11 従動ファン
12 磁気継ぎ手
13 ケーシング内部送風機
13a 羽根車
14 保水部材
15 超音波振動子
16 超音波発振機
100 熱対流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (14)
前記加湿装置の外殻を構成するケーシング(2)には、前記ケーシング(2)の外部より空気を取り込む空気取込口(3)が設けられており、
前記ケーシング(2)の内部には、
前記空気取込口(3)より取り込まれた空気の空気流れ下流に位置し、空気中に含まれる水分を吸収する吸水材(7)と、
前記吸水材(7)を加熱し、前記吸水材(7)より水分を放出させる加熱手段(5)とを備え、
前記ケーシング(2)の壁面の一部には、前記ケーシング(2)の壁面の他の部位と比較して熱伝導率が高くなっており、前記ケーシング(2)の内部の空気中に含まれた水分を前記ケーシング(2)の外部との温度差にて結露させる結露部(4)が形成され、
前記結露部(4)にて結露した水分を集めて霧化することによって前記ケーシング(2)の外部に噴霧する加湿部(15)とを備えることを特徴とする加湿装置。 A humidifier that sprays atomized liquid into a room,
The casing (2) constituting the outer shell of the humidifier is provided with an air intake (3) for taking in air from the outside of the casing (2),
In the casing (2),
A water absorbing material (7) that is located downstream of the air flow of the air taken in from the air intake (3) and absorbs moisture contained in the air;
Heating means (5) for heating the water absorbing material (7) and releasing moisture from the water absorbing material (7);
A part of the wall surface of the casing (2) has a higher thermal conductivity than other portions of the wall surface of the casing (2) and is contained in the air inside the casing (2). A dew condensation part (4) for dew condensation due to a temperature difference from the outside of the casing (2) is formed,
A humidifying device comprising: a humidifying unit (15) that collects and atomizes the moisture condensed in the dew condensation unit (4) and sprays it to the outside of the casing (2).
前記透過膜(4)が前記結露部(4)を兼用していることを特徴とする請求項1に記載の加湿装置。 The air intake port (3) is provided with a permeable membrane (4) having a porous structure with a predetermined pore diameter and scavenging a substance larger than the predetermined pore diameter,
The humidifier according to claim 1, wherein the permeable membrane (4) also serves as the dew condensation part (4).
前記加熱手段(5)は、前記ケーシング(2)の下半部に形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の加湿装置。 The dew condensation part (4) is formed in the upper half of the casing (2),
The humidifying device according to any one of claims 1 to 4, wherein the heating means (5) is formed in a lower half of the casing (2).
前記ケーシング(2)には、前記駆動源(10、11)にて発生した回転動力を、前記ケーシング(2)の内部に設けられた前記ケーシング内部送風機(13)へと伝達する回転動力伝達機構(12)を備えることを特徴とする請求項6に記載の加湿装置。 A drive source (10, 11) for generating rotational power is provided outside the casing (2),
The casing (2) has a rotational power transmission mechanism for transmitting rotational power generated by the drive source (10, 11) to the casing internal fan (13) provided inside the casing (2). The humidifier according to claim 6, further comprising (12).
前記ケーシング(2)を挟んだ状態で磁力によって回転動力を伝達する磁気継ぎ手(12)であることを特徴とする請求項7に記載の加湿装置。 The rotational power transmission mechanism (12)
The humidifying device according to claim 7, wherein the humidifying device is a magnetic coupling (12) that transmits rotational power by magnetic force with the casing (2) sandwiched therebetween.
前記ケーシング(2)の外部には、
前記結露部送風機(10)と、
前記結露部送風機(10)によって発生した空気流れを受けて回転する従動ファン(11)とを備え、
前記従動ファン(11)にて発生した回転動力を、前記ケーシング内部送風機(13)へと伝達する回転動力伝達機構(12)を備えることを特徴とする請求項4に記載の加湿装置。 Inside the casing (2) has a casing internal blower (13) that generates an air flow circulating inside the casing (2),
Outside the casing (2),
The dew condensation section blower (10);
A driven fan (11) that rotates by receiving the air flow generated by the dew condensation section blower (10),
The humidifying device according to claim 4, further comprising a rotational power transmission mechanism (12) for transmitting rotational power generated by the driven fan (11) to the casing internal fan (13).
前記結露部(4)にて結露した水分が前記加熱手段(5)へ移動するのを阻害する水分移動阻害手段(9)を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載の加湿装置。 In the casing (2),
The water movement inhibiting means (9) for inhibiting the moisture condensed in the dew condensation part (4) from moving to the heating means (5) is provided. The humidifier according to item.
前記加湿装置の外殻を構成するケーシング(2)には、前記ケーシング(2)の外部より空気を取り込む空気取込口(3)が設けられており、
前記ケーシング(2)の内部には、
前記空気取込口(3)より取り込まれた空気の空気流れ下流に位置し、空気中に含まれる水分を吸収する吸水材(7)と、
前記吸水材(7)を加熱し、前記吸水材(7)より水分を放出させる加熱手段(5)と、
前記吸水材(7)より放出され、前記ケーシング(2)の内部にて結露した水分を収集する集水部(8)とを備え、
前記集水部(8)によって収集された水分を霧化することによって前記ケーシング(2)外部に噴霧する加湿部(15)とを備えることを特徴とする加湿装置。 A humidifier that sprays atomized liquid into a room,
The casing (2) constituting the outer shell of the humidifier is provided with an air intake (3) for taking in air from the outside of the casing (2),
In the casing (2),
A water absorbing material (7) that is located downstream of the air flow of the air taken in from the air intake (3) and absorbs moisture contained in the air;
Heating means (5) for heating the water absorbing material (7) and releasing moisture from the water absorbing material (7);
A water collecting part (8) that collects moisture discharged from the water absorbing material (7) and condensed inside the casing (2);
A humidifying device comprising: a humidifying unit (15) spraying the casing (2) outside by atomizing the water collected by the water collecting unit (8).
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