JP2014089031A - 加湿器 - Google Patents

Abstract

【課題】構造を複雑化せずに、製造コストを抑制し、加湿量が多く、心地よい音を発生して快適に使用できる加湿器を得る。
【解決手段】加湿器１００は、複数の円板３が互いに隙間を空けて積層されている加湿エレメント２と、加湿エレメント２を円板３の中心を回動中心して回動するモーター５と、加湿エレメント２に向けて送風する送風機２０と、加湿エレメント２の下方に配置され、その一部が侵入している貯水容器６と、加湿エレメント２の上方に配置され、口を下方に向けた飲料容器３０を着脱自在に支持することができる容器支持部４０と、容器支持部４０に支持された飲料容器３０から流出した水を円板３に供給する水分配部５０と、を有し、飲料容器３０から流出した水が水分配部５０を経由して円板３に供給される。
【選択図】図１

Description

本発明は加湿器、例えば、卓上に載置される加湿器に関する。

卓上や床面等に載置される加湿器には、加熱蒸発式、超音波式、気化式等がある。加熱蒸発式においては熱源が必要であるためランニングコストが高く、また、超音波式においては水に含まれる炭酸カルシウムが加湿器周囲に飛散するといった欠点があることから、気化式が多く採用されている。

従来の加湿器においては、気化式のものとして、飲料容器から加湿用水を給水ポンプで汲み上げて含浸させた気化用フィルターに、送風機で発生させた空気流を通過させ、気化用フィルターに含浸された水分を気化させて湿り空気流れとして外部に吹き出される構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１８５１９７号公報（第２−３頁、図１）

特許文献１に開示された加湿器は、気化フィルターは固定されているため含水された気化フィルターを空気が通風する際、空気中に含まれる埃が、含水された気化フィルターに付着する。このため、この埃が経時的に堆積し、やがて、フィルターが埃で目詰まりすることから、この目詰まりによって通風が妨げられる（圧力損失が増す）ため、湿り空気流れに含まれる水分量（加湿量）が著しく減少するという問題があった。
また、このような加湿器は、運転時に「送風音」のみが発生するため、特に、加湿器が載置された卓上付近に使用者が長時間居る場合には、送風音が耳障りになるという問題があった。
さらに、このような加湿器は、飲料容器内に収容された水道水等の加湿水を汲み上げるための給水ポンプや、飲料容器内に挿入される可撓性汲み上げ管等を必要とするため、部品点数が多くなり構造が複雑であるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、構造を複雑化せずに、製造コストを抑制し、加湿量が多く、心地よい音を発生して快適に使用できる加湿器を得ることを目的とする。

本発明に係る加湿器は、複数の円板が互いに隙間を空けて積層されている積層体と、該積層体を前記円板の中心を回動中心にして回動させる回動手段と、前記積層体に向けて送風する送風機と、前記積層体の下方に配置され、その一部が侵入している貯水容器と、前記積層体の上方に配置され、口を下方に向けた飲料容器を着脱自在に支持することができる容器支持部と、該容器支持部に支持された飲料容器から流出した水を前記円板に供給する水分配部と、を有すことを特徴とする。

本発明に係る加湿器は、構造が簡素であるから、製造コストを抑制し、飲料容器からの流出した水が円板に供給されるから、加湿量が多く、さらに、水分配部から滴下する水の音（滴下音）により、心地よい音が発生され快適に使用することができる。

本発明の実施の形態１に係る加湿器を説明する側板を透視して示す正面図。 図１に示す加湿器を天板を透視して示す平面図。 図１に示す加湿器の一部を説明する斜視図。 図１に示す加湿器の一部を説明する正面図。 図１に示す加湿器の一部を説明する側面図。 図１に示す加湿器の動作を説明する正面図。

［実施の形態１］
（加湿器）
図１および図２は、本発明の実施の形態１に係る加湿器を説明するものであって、図１は側板を透視して示す正面図、図２は天板を透視して示す平面図である。なお、各図は模式的に描いたものであって、本発明は図示された形態に限定されるものではない。
図１および図２において、加湿器１００は、筐体１０と、筐体１０内に収納された、複数の円板３が互いに隙間を空けて積層されている積層体（以下「加湿エレメント」と称す）２と、加湿エレメント２を円板３の中心を回動中心にして回動するモーター（回動手段に同じ）５と、加湿エレメント２に向けて送風する送風機２０と、加湿エレメント２の下方に配置され、加湿エレメント２の一部が侵入している貯水容器６と、加湿エレメント２の上方に配置され、口を下方に向けた飲料容器３０を着脱自在に支持することができる容器支持部４０と、容器支持部４０に支持された飲料容器３０から流出した水を、円板３に供給する水分配部５０と、を有している。

（筐体）
筐体（外装に同じ）１０は、全体として卓上または机上に設置可能なコンパクトな外形寸法であり、ポリプロピレンまたはＡＢＳのような樹脂材料で構成されている。
筐体１０の外装天板１１には、給水するためのペットボトル等の飲料容器３０を挿入することができるように円形または四角形の装着口１１ａが設けられている。
筐体１０の一方の外装側面１２には、空気を取り入れる給気口１２ａが形成され、他方の外装側面１３には、排気口１３ａが、形成されている。給気口１２ａおよび排気口１３ａの形状や大きさは限定するものではないが、複数の小孔または複数のスリット状の開口によって形成されている。

（加湿エレメント）
筐体１０の内部の給気口１２ａ付近には送風機２０が設置され、送風機２０の下方に加湿エレメント２が設置されている。
加湿エレメント２は複数の円板３が間隔をあけて積層された状態で構成され、中心孔を貫通する中心軸体３ｂに固定されている。
円板３の両面の外周部（外周縁３ａに近い範囲）に外周縁３ａに到達するリブ４が、円周に沿って等間隔に形成され、リブ４は屈曲した「く字状」である（これについて別途詳細に説明する）。

（モータ）
加湿エレメント２が固定されている中心軸体３ｂの一端には、加湿エレメント２を回動させるためのモーター５が設置され、モーター５の回転は、制御回路６０によって制御されている。
また、制御回路６０は、送風機２０の回転も制御するものであって、ＵＳＢケーブル６１を経由して、図示しないパソコン（ＰＣ）から、制御信号や駆動電力が供給される。

（水分配部）
加湿器１００の使用状態においては、装着口１１ａにペットボトル等の飲料容器３０が、キャップ（蓋）が外された状態で、口を下にして挿入され、容器支持部４０に載置される。容器支持部４０の下部には水流出孔４１が形成され、水流出孔４１に、水分配部５０の上部に形成された水流入孔５１が接続されている。水分配部５０は水平方向に長い管体であって、下部に複数の小径の水供給孔５２が形成され、両端部が閉塞されている（ヘッダーに相当する）。
複数の水供給孔５２のそれぞれは、複数の円板３のそれぞれの直上に位置しているため、水供給孔５２から滴下した水は円板３に供給されるようになっている。なお、水分配部５０の構造は限定するものではない。
さらに、加湿エレメント２の下方には貯水容器６が設置され、水供給孔５２から滴下した水の一部（円板３に付着しなかった分）が貯められている。

（リブ）
図３〜図６は、本発明の実施の形態１に係る加湿器の一部を説明するものであって、図３は斜視図、図４は正面図、図５は側面図、図６は動作を説明する正面図である。なお、各図は模式的に描いたものであって、本発明は図示された形態に限定されるものではない。
図３〜図６において、円板３の両側面には、外周部分（外周縁３ａから概ね、円板の半径の１／４の範囲）にリブ４が形成され、それぞれ、互いに対向する一方の円板３に形成されたリブ４と、これに対向する他方の円板の側面に形成されたリブ４との間には隙間Ｇが形成されている。リブ４は、円周方向で等間隔に配置され、それぞれ、外周側端部４ａが、外周縁３ａに到達する外周側直線部４ｂと、外周側直線部４ｂに連続する繋ぎ部４ｃと、繋ぎ部４ｃに連続する内周側直線部４ｄと、を具備する略く字状である（円板３を透過して見た場合、その屈曲方向が同一方向となるように構成されている）。

そして、外周側直線部４ｂが、円板３の半径（放射）方向に対し、外周側端部４ａに近づくほど円板３の回動方向（細矢印にて示す）側に傾斜し、円板３の半径方向との傾斜角度θは鋭角（θ＜９０°）になっている。なお、傾斜角度θの大きさは限定するものではないが、リブ４が貯留水を汲み上げることを容易にするため、リブ４の外周側端部４ａが貯留水８の水面８ｘから離れる位置において、外周側直線部４ｂは外周側端部４ａが上になるように傾斜し、水面８ｘとの間に「すくい角度φ（φ＞０°）」が形成されている（図４参照）。

また、内周側直線部４ｄは円板３の半径方向を向き、リブ４の内周側端部４ｅと外周縁３ａとの円板３の半径方向の距離（以下「リブ長さ」と称す、「外周部分」に相当する）Ｌが、円板３の半径Ｒの略１／４（Ｌ≒Ｒ／４）になっている。
なお、本発明はリブ長さＬを半径Ｒの略１／４に限定するものではなく、半径Ｒの１／５〜１／３であることが好ましい。１／５よりも小さいくすると、貯留水を汲み上げる量が少なくなり、一方、１／３よりも大きくすると、加湿エレメント２を回動する抵抗や送風抵抗（圧力損失）が大きくなるおそれが生じる。
さらに、以上は、リブの形状（平面形状）を「く字状」としているが、外周側直線部４ｂ、繋ぎ部４ｃおよび内周側直線部４ｄをそれぞれ円弧状にしてもよい。

（動作）
次に、加湿器１００の動作を説明する。
図１において、水が入った状態の飲料容器３０が装着口１１ａに差し込まれると、容器支持部４０の下部に接続された水分配部５０に形成された水供給孔５２から、水が滴下する。水供給孔５２はそれぞれ加湿エレメント２の直上に位置しているため、水供給孔５２から滴下する水が直接に円板３に滴下して加湿エレメント２を構成する円板３の側面を濡らす。また、円板３の側面に付着しなかった水は、加湿エレメント２の下方に配置されている貯水容器６に貯留水８として貯留される。

加湿エレメント２の下部の一部が貯水容器６の貯留水８に浸漬された状態で、加湿エレメント２がモーター５によって細矢印Ｂで示される方向に回動される。この際、位相イに位置するリブ４が貯水容器６内の貯留水８の一部（以下「汲み上げ水８ａ」と称す）を汲み上げる。
リブ４に蓄えられた汲み上げ水８ａは円板３の回動と共に、リブ４の内周側端部４ｅから円板３の側面に次第に流下しながらも、位相イから位相ロにおいては、汲み上げ水８ａは円板３の側面と付着（吸着）され、汲み上げ水８ａは、円板３の側面とリブ４の上面との隅部９に付着し、主に、リブ４の上方向の側面を濡らしている。

そして、位相ハ辺りから位相ヘに向かって回動した際、隅部９に付着していた汲み上げ水８ａは表面張力でもって隅部９に沿いながら内周側端部４ｅの方向に流下し、リブ４が消滅する内周側端部４ｅから円板３の側面に自由に流下する。そして、リブ４から流下した汲み上げ水８ａは、鉛直下方に流下しながら、左右方向に広がるから、汲み上げ水８ａは、円板３の広い範囲に流れ出すことになる。なお、内周側直線部４ｄが円板３の回動中心方向を向いているから、リブ４が最高位置（位相ニ）に到達する前に、隅部９に付着していた汲み上げ水８ａは、ほとんど円板３の側面に流下している。

そして、図示しない送風機が、加湿エレメント２が回動される際、リブ４が貯留水８に着水する側からリブ４が貯留水から離水する側に向けて送風している。すなわち、加湿エレメント２に流入する前の乾燥空気流れＡ０が、加湿エレメント２を通過することによって、湿り空気流れＡ１になっている。
このとき、仮に、風流れを前記の反対、すなわち、リブ４が貯留水８から離水する側から着水する側にしたのでは、汲み上げ直後（例えば、位相ロ）の汲み上げ水８ａに向けて、送風機からの風が直接吹き付けられることになり、汲み上げ水８ａがリブ４からこぼれ、風によって微粒化され、円板３同士の隙間から加湿エレメント２の外に水微細粒子となって飛散してしまう。
一方、加湿器１００は、風流れを前記のようにしているので、送風機からの風は、円板３同士の隙間を通過して減速（圧力損失）した状態で、汲み上げ直後の汲み上げ水８ａに吹き付けられるから、前記のような水微細粒子となって飛散するようなことがない。
なお、送風機の形式は限定するものではないが、送風機を吹出タイプにして風上に配置しておけば、湿り空気流れＡ１に晒されることがないから、耐久性が担保される（反対に、吸込タイプにしたのでは、湿り空気流れＡ１に晒され、経年劣化を促進するおそれがある）。

加湿器１００は、以上の構成で、以上の動作をするから、簡素な構造にすることで製造コストを安価に抑えながら、送風抵抗（圧力損失）が小さく、加湿量（吸着水の量が多い）を多くすることができる。
特に、リブ４のリブ長さＬは円板３の半径Ｒの１／４程度であるため、乾燥空気流れＡ０（太矢印にて示す）が、加湿エレメント２を通過する際にリブ４に通風を妨げられることがないために気化効率が良く圧力損出も少ない。

なお、円板３の側面は全域に渡って親水性剤でコーティングされている（図示しない）。このため、円板３の側面は確実に濡れた状態に保たれている。また、親水性剤のコーティングと共に、あるいは親水性剤のコーティングに代えて、円板３の側面に微細な凹凸を加工してもよい。
さらに、円板３を形成する材質は限定するものではなく、例えば、吸水機能を具備する空隙を具備するセラミック焼結体等であってもよい。

（湿り空気流れ）
以上のように、加湿器１００は、飲料容器３０から水分配部５０を経由して直接滴下された水と、貯水容器６からリブ４によって汲み上げられ、リブ４から流れ出した汲み上げ水８ａとによって、円板３の表面全体がまんべんなく濡れた状態になるから、円板３の表面には多量の水が付着することになる。そして、このように表面が濡れた状態になっている円板３同士の間に送風機２０から送風されるため、送風された乾燥空気流れＡ０は、円板３同士の間を通過することによって、水が気化しその蒸気は湿り空気流Ａ１となって、排気口１３ａから排気される。
円板３は間隔をあけて積層されているため、それぞれの円板３の表面から一様に気化されて、加湿エレメント２を通過した後の風は充分に湿度を含んだ湿り空気流れＡ１となる。

（水流音）
加湿器１００が運転状態にあるときには、送風機２０による「気流音（「送風音」に同じ）」と加湿エレメント２の回動によって発生する貯留水８の「汲み上げ音」や水分配部５０からの「滴下音」のいわゆる「水流音」が発生する。一般的に、気流音は耳障りな音として認知され、水流音は心地よい音として認知されるから、加湿器１００が発する音には、水流音が含まれることから、心地よい音として、いわゆる癒し効果をもたらす。

（回転数制御）
加湿器１００の電力はＰＣ（図示しない）からＵＳＢケーブル６１を介して制御回路６０に電源供給される。通常は、電力のみの供給で加湿器１００の運転が可能であるが、ＰＣから加湿器１００の運転制御も可能になっている。ＰＣからの制御としては、送風機２０の風量制御、加湿エレメント２を回動させるモーター５の回転数制御である。
例えば、送風機２０の風量を大きくするように制御指示を与えれば、加湿エレメント２を通過する風速が増速するため円板３の表面からの水の気化量が増加、すなわち加湿量が増加する。風速及び風量の増加に対しおよそ気化量は平方根に比例して増加する。

さらに、加湿エレメント２を回動させるモーター５の回転数を上げると、水流音の周波数が高くなり、反対に、モーター５の回転数を小さくすると水流音の周波数は低くなる。周波数の高低は音色として認知され、使用者はその日の気分によって水流音の音色を変えることができる。
なお、モーター５の回転数は、加湿エレメント２の円板３の表面全面が必ず濡れるような最低回転数を維持するように設定されている。また、円板３の表面が濡れている状態であれば、円板３の表面には充分な水膜厚みが確保されているので、加湿エレメント２の回転数の増減で気化量は変化しない。

このように、送風機２０の回転数制御で加湿量を制御することができ、モーター５の回転数制御で加湿量を変化させることなく独立して水流音の音色を変えることができる。なお、送風機２０やモーター５の回転数変更はＰＣを介しても可能であるが、加湿器１００の筐体に設けたスイッチ（図示しない）の操作によっても可能である。

２ 加湿エレメント、３ 円板、３ａ 外周縁、３ｂ 中心軸体、４ リブ、４ａ 外周側端部、４ｂ 外周側直線部、４ｃ 繋ぎ部、４ｄ 内周側直線部、４ｅ 内周側端部、５ モーター、６ 貯水容器、８ 貯留水、８ａ 汲み上げ水、８ｘ 水面、９ 隅部、１０ 筐体、１１ 外装天板、１１ａ 装着口、１２ 外装側面、１２ａ 給気口、１３ 外装側面、１３ａ 排気口、２０ 送風機、３０ 飲料容器、４０ 容器支持部、４１ 水流出孔、５０ 水分配部、５１ 水流入孔、５２ 水供給孔、６０ 制御回路、６１ ＵＳＢケーブル、θ 傾斜角度、φ すくい角度、１００ 加湿器、Ａ０ 乾燥空気流れ、Ａ１ 湿り空気流れ、Ｇ 隙間、Ｌ リブ長さ、Ｒ 半径。

Claims (5)

1. 複数の円板が互いに隙間を空けて積層されている積層体と、該積層体を前記円板の中心を回動中心にして回動させる回動手段と、前記積層体に向けて送風する送風機と、前記積層体の下方に配置され、その一部が侵入している貯水容器と、前記積層体の上方に配置され、口を下方に向けた飲料容器を着脱自在に支持することができる容器支持部と、該容器支持部に支持された飲料容器から流出した水を前記円板に供給する水分配部と、を有すことを特徴とする加湿器。
2. 前記円板の両側面の外周部分に外周縁に到達するリブが形成され、
   前記回動手段によって前記積層体が回動された際、前記貯水容器内に貯められている貯留水の一部が、前記リブのうちの前記貯留水に浸漬したリブによって汲み上げられると共に、該貯留水の一部を汲み上げたリブが、前記貯留水から離れることによって、前記汲み上げられた貯留水の一部が前記円板の側面に流れ出すことを特徴とする請求項１記載の加湿器。
3. 前記回動手段および前記送風機を制御する制御回路を有し、前記回動手段の回転数および前記送風機の回転数を変更することができることを特徴とする請求項１または２記載の加湿器。
4. 前記回動手段、前記送風機および前記制御回路を駆動する電力が、ＵＳＢケーブルを介して、パソコンから供給されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の加湿器。
5. 前記制御回路が、パソコンから発せられる制御指令によって制御されることを特徴とする請求項３または４記載の加湿器。

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