JP2014163520A

JP2014163520A - 加湿器

Info

Publication number: JP2014163520A
Application number: JP2013031688A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Urata; 裕介浦田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2014-09-08

Abstract

【課題】渇水を検知すると送風機を停止させる加湿機において、運転中に渇水検知した場合、給水されないと、送風機の停止と運転を繰り返すという現象を防ぐことを目的とする。
【解決手段】循環風路１４内には、水を貯めるトレイ８が配され、前記トレイ８には、前記循環風路１４の外に配され、互いに連通する補助トレイ１６が接続され、前記補助トレイ１６の渇水を検知するトレイ水位検知スイッチ１９と送風機１１を備え、前記送風機１１の運転に従って、前記補助トレイ１６内の水面には大気圧が作用する一方で、前記トレイ８内の水面には負圧が作用する加湿機１であって、前記トレイ水位検知スイッチ１９が渇水検知時、前記トレイ８内の水位位置の断面積は、前記補助トレイ１６内の水位位置での断面積に比べて小さい構成にすることで、送風機１１停止後の補助トレイ１６内の水位上昇幅が小さくなり、給水を誤検知しない加湿機１を得られる。
【選択図】図３

Description

本発明は、室内の空気を加湿する加湿機に関し、特に、水分を含んだ加湿フィルタを通じて空気を加湿する加湿機に関する。

従来、この種の加湿機は、経路中に上流から順に加湿フィルタと送風機を配された循環風路を有し、送風機の運転に従い、外部の空気である室内の空気を循環風路内に吸い込み、吸い込んだ空気を加湿フィルタを介して加湿して外部である室内へ吹出し口より吹き出す。その際の空気は、加湿フィルタを通過する過程で水分を取り込み、これにより加湿される。

ここでの加湿フィルタは、循環風路の断面領域のほぼ全域を遮るように配されたり、その一部を遮るように配されたりし、トレイに貯まっている水に下部を浸され、その水を吸い上げて水分を含んだ状態になる。

例えば図７に示すように、トレイ８には、循環風路の外でトレイ８と水平に並べて補助トレイ１６が配される。補助トレイ１６には、水を貯留した給水タンクが連結されていて、その給水タンクから水が適時供給され、補助トレイ１６内に一定の水位に水が貯められる。

トレイ８と補助トレイ１６とは、連通孔１８を介して接続されており、それぞれに貯まっている水はその連通孔１８を通じて互いに行き来できる。そして、加湿運転中は、空気の流通に伴って加湿フィルタから水分が奪われていくが、加湿フィルタは奪われた分の水をトレイ８から吸い上げ、吸い上げた分の水は給水タンクから補助トレイ１６、連通孔１８を経てトレイ８に順次供給される。また、補助トレイ１６には、トレイ水位検知スイッチ１９が設置されている。このトレイ水位検知スイッチ１９は、補助トレイ１６内に貯められた水が正規の水位より下がって水不足の水位に達したことを検知する。

従来、一般の加湿機では、加湿運転中にトレイ水位検知スイッチ１９から検知出力があると、送風機を停止し、その後トレイ水位検知スイッチ１９からの検知出力が消えると、再び送風機を運転させて加湿運転を行うようになっていた。給水タンクへの水の補給がなされれば、補助トレイ１６内の水位が上昇して回復し、これに伴ってトレイ水位検知スイッチ１９からの検知出力が消えることから、復旧の自動化の観点より便利だからである。

ところがこのような加湿機では、実際には、加湿運転中にトレイ水位検知スイッチ１９から検知出力があった場合、給水タンクへの水の補給がなされないと、送風機の停止と回転が延々と繰り返されるという現象が生じることがあった。その現象の発生状況を図８を参照しながら以下に示す。

加湿運転中は、送風機の運転に従ってその上流側の循環風路内に存在する空気が送風機に吸い込まれるため、送風機の上流側での循環風路内の圧力は大気圧よりも低下して負圧となっている。すると、図８（ａ）に示すように、補助トレイ１６内の水面には大気圧が作用する一方で、トレイ８内の水面には負圧が作用することから、トレイ８内の水の水位は補助トレイ１６内の水の水位よりも上昇した状態におかれる。

この状態で加湿が進行して、トレイ８及び補助トレイ１６内の水が減って行き、図８（ｂ）に示すように、トレイ水位検知スイッチ１９から渇水検知出力があると、送風機が停止して、送風機による空気の吸込みが止まる。すると、トレイ８内の水面には補助トレイ１６内と同じ大気圧が作用するため、図８（ｃ）に示すように、トレイ８内の水の水位と補助トレイ１６内の水位とが同じになるように、トレイ８内の水の一部が連通孔１８を通じて補助トレイ１６内に移動し、その結果として、トレイ８内の水の水位が下降する一方で、補助トレイ１６内の水の水位が上昇する。これにより、給水タンクへの水の補給がなされていないにもかかわらず、トレイ水位検知スイッチ１９からの検知出力が消えてしまい、送風機の運転が再開する。

送風機の運転が再開すると、再び送風機による空気の吸込みにより、補助トレイ１６内の水面とトレイ８内の水面とに作用する圧力に差が生まれ、平衡を保つように補助トレイ１６内の水の一部が連通孔１８を通じてトレイ８内に移動する。その結果、トレイ８内の水の水位が上昇する一方で、補助トレイ１６内の水の水位が下降する（図８（ｂ）参照）。これにより、トレイ水位検知スイッチ１９からの検知出力が再びあり、送風機が再び停止する。こうして、給水タンクへの水の補給がなされるまで、送風機の停止と運転が延々と繰り返されてしまう。トレイ水位検知スイッチ１９は、渇水検知時と非渇水検知時で異なる判定閾値を持つため、一旦渇水を検知すると、多少の水位上昇では再度非渇水を検知することはないが、従来の構成では、送風機の運転により生じる負圧によってトレイ８に吸い上げられた水の量が多いため、送風機停止後に再度非渇水検知をする水位まで、水位が上昇する。

そこで、このような誤作動の発生を防止するため、例えば特許文献１には、補助トレイにトレイ水位検知スイッチを２つ設置した加湿器が開示されている。１つ目のトレイ水位検知スイッチは、補助トレイ内に貯められた水が水不足の水位に達したことを検知し、２つ目のトレイ水位検知スイッチは、１つ目のトレイ水位検知スイッチよりも高い水位で検知出力が消えるものであって、２つ目のトレイ水位検知スイッチからの検知出力が消えない限り、送風機の運転すなわち加湿運転を再開させないようにしている。しかし、上記の加湿器では、トレイ水位検知スイッチを２つ設ける必要があるため、部品点数が増え、コストアップを伴ってしまう。

また、特許文献２には、トレイ水位検知スイッチが検知出力してから、所定時間が経過するまで送風機の運転を継続させる加湿器が開示されている。トレイ内の水の水位が補助トレイ内の水の水位よりも上昇した状態での加湿運転中、トレイ水位検知部から検知出力を受けたとき、所定時間の分だけ加湿が進行し、補助トレイ内の水の水位はトレイ水位検知部よりはるかに下方まで下降した位置に至る。従って、給水タンクへの水の補給がなされることなく、その後、トレイ内の水の水位と補助トレイ内の水の水位とが同じになるように、トレイ内の水の水位が下降する一方で、補助トレイ内の水の水位が上昇しても、その水位がトレイ水位検知部にまで至る可能性を低減している。しかし、上記の加湿器では、運転条件によっては時間が不十分で再度水ありと検知してしまう可能性や、加湿能力がなくなった後も送風機を運転することで、無駄な消費電力を使用する可能性がある。

特開２００６−７１１４５号公報特開２００８−５１３７２号公報

このような従来の加湿器では、補助トレイ１６内の水が水不足の水位に達した際に起こる誤作動の発生を防止するためには、トレイ水位検知スイッチ１９を２つにする必要があることから、部品点数が増え、コストアップを伴ってしまう、という課題を有していた。また、トレイ水位検知スイッチの出力後、所定時間経過するまで送風機の運転を続けた場合、運転風量によって時間設定を行う必要があり、調整が難しいという課題を有している。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、補助トレイ内の水が水不足の水位に達した際に起こる現象の影響を受けにくくして、水位検知を行う加湿器を提供することを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために、本発明は、循環風路中の送風機の運転に従い、外部の空気を吸込んで加湿し、加湿した空気を外部に吹き出す加湿器であって、前記循環風路内には、前記送風機の上流域に、水を貯めるトレイと、このトレイに貯まっている水に下部が浸されて水分を含んだ加湿フィルタと、が配され、前記トレイには、前記循環風路の外に配されるとともに給水タンクからの水を貯めて前記トレイと互いに連通する補助トレイが接続されていて、前記補助トレイに貯まっている水が減って水不足の水位に達したことを検知するトレイ水位検知部と、前記送風機の運転動作を制御する制御部とを備えており、前記送風機の運転に従って、前記補助トレイ内の水面には大気圧が作用する一方で、前記トレイ内の水面には前記送風機の運転による負圧が作用する加湿器であって、前記制御部が前記トレイ水位検知部からの渇水検知信号を受けたとき、前記トレイ内の水位位置の断面積は、前記補助トレイ内の水位位置での断面積に比べて小さい構成としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、循環風路中の送風機の運転に従い、外部の空気を吸込んで加湿し、加湿した空気を外部に吹き出す加湿器であって、前記循環風路内には、前記送風機の上流域に、水を貯めるトレイと、このトレイに貯まっている水に下部が浸されて水分を含んだ加湿フィルタと、が配され、前記トレイには、前記循環風路の外に配されるとともに給水タンクからの水を貯めて前記トレイと互いに連通する補助トレイが接続されていて、前記補助トレイに貯まっている水が減って水不足の水位に達したことを検知するトレイ水位検知部と、前記送風機の運転動作を制御する制御部とを備えており、前記送風機の運転に従って、前記補助トレイ内の水面には大気圧が作用する一方で、前記トレイ内の水面には前記送風機の運転による負圧が作用する加湿器であって、前記制御部が前記トレイ水位検知部からの渇水検知信号を受けたとき、前記トレイ内の水位位置の断面積は、前記補助トレイ内の水位位置での断面積に比べて小さいという構成にしたことにより、渇水検知時に送風機を停止した後の補助トレイ内の水位上昇幅が小さくなるので、トレイ水位検知部が、送風機停止後の補助トレイ内の水位上昇によって、給水されたと誤検知しなくなる、という効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の加湿機の外観を示す正面視での斜視図同加湿機の内部構造を示す側面視での断面図同加湿機のトレイおよび補助トレイの内部構造を示す正面視での断面図同加湿機の運転中におけるトレイ及び補助トレイ内の水位の変化を模式的に表す断面図同加湿機のトレイの形状を現す立体図同加湿機のトレイおよび補助トレイの内部構造を示す正面視での断面図従来の加湿機でのトレイ及び補助トレイの構造を模式的に示す断面図従来の加湿機でのトレイ及び補助トレイ内の水位の変化を模式的に示す断面図

本発明の請求項１記載の加湿器は、循環風路中の送風機の運転に従い、外部の空気を吸込んで加湿し、加湿した空気を外部に吹き出す加湿器であって、前記循環風路内には、前記送風機の上流域に、水を貯めるトレイと、このトレイに貯まっている水に下部が浸されて水分を含んだ加湿フィルタと、が配され、前記トレイには、前記循環風路の外に配されるとともに給水タンクからの水を貯めて前記トレイと互いに連通する補助トレイが接続されていて、前記補助トレイに貯まっている水が減って水不足の水位に達したことを検知するトレイ水位検知部と、前記送風機の運転動作を制御する制御部とを備えており、前記送風機の運転に従って、前記補助トレイ内の水面には大気圧が作用する一方で、前記トレイ内の水面には前記送風機の運転による負圧が作用する加湿器であって、前記制御部が前記トレイ水位検知部からの渇水検知信号を受けたとき、前記トレイ内の水位位置の断面積は、前記補助トレイ内の水位位置での断面積に比べて小さいという構成を有する。

これにより、渇水検知信号を受けたときの水位位置でのトレイの断面積が補助トレイの断面積よりも十分に小さく構成することで、送風機の運転によりトレイ側に負圧が作用して、水位が上昇していても水位の上昇によるトレイ側の水の増加量を少なくすることができ、渇水検知時に送風機を停止した後に補助トレイ内側へ戻る水による補助トレイ側の水位上昇幅を小さくすることができるので、トレイ水位検知部が、送風機停止後の補助トレイ内の水位上昇によって、給水されたと誤検知しなくなる、という効果を奏する。

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。ここでの加湿機は、選択によって空気清浄機としても成り立つ加湿器を例に挙げて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態の一つである加湿機の外観を示す正面視での斜視図である。加湿機１は、運転時には室内の適所で床上に置かれるものであり、大きくは、本体２と前面パネル３とから外殻が構成される。

図２は加湿機１の内部構造を示す側面視での断面図である。前面パネル３の内部には、直方体状に大きく凹んだフィルタ収納部が形成されており、フィルタ収納部には集塵フィルタ４と、脱臭フィルタ５が重ね合わされた状態で収納される。

前面パネル３の裏面と本体２の正面との隙間は、その左右と下が外部に開放しており、ここから外部の空気が導入される。

本体２には、集塵フィルタ４、脱臭フィルタ５の奥に、多数の通気孔を設けた第一隔壁６を挟んで、加湿フィルタ７と、加湿フィルタ７に水を供給するためのトレイ８が配置される。

加湿フィルタ７は薄い円筒状の形状で、円形の平面部の中央部分に回転軸２１を有し、その回転軸２１を水平に保ち、タイミングモータ９によって回転駆動される。加湿フィルタ７の奥には、多数の通気孔を設けた第二隔壁１０を挟んで送風機１１が配置される。

送風機１１は、ファンモータ１２とファン１３から成る。ファン１３は前面パネル３と本体２の正面との隙間から室内の空気を吸込み、集塵フィルタ４、脱臭フィルタ５を介して塵埃やニオイのない空気に浄化される。浄化された空気は、加湿フィルタ７を介し、水分を含んだ空気となり、ファン１３に吸込まれ、ファンブレード同士の間を通り、ファン１３の外周から、加湿機１の本体２の上方に向かう循環風路１４を通り、吹き出し口より室内へ吹き出される。なお、タイミングモータ９とファンモータ１２は制御部１５によって運転を制御される。

ここで本実施の形態では、図３に示すとおり、トレイ８には循環風路１４内に設置されるトレイ８と、循環風路１４の外に設置される補助トレイ１６とがある。

加湿フィルタ７はこのトレイ８に回転軸２１より下に位置する部分を浸漬させて配置するものである。

補助トレイ１６には、水を貯留した給水タンク１７が連結されていて、その給水タンク１７から水が適時供給され、補助トレイ１６内に一定の水位に水が貯められる。

トレイ８と補助トレイ１６とは、互いの底面側に水没させて配置した連通孔１８を通じて繋がっている。そして、加湿運転中は、空気の流通に伴って加湿フィルタ７から水分が奪われていくが、加湿フィルタ７は奪われた分の水をトレイ８から吸い上げ、吸い上げた分の水は給水タンク１７から補助トレイ１６、連通孔１８を通じてトレイ８に供給される。

給水タンク１７はトレイ８の着脱がなされる側の本体２の側部に着脱可能に収納されている。

また、補助トレイ１６にはトレイ水位検知スイッチ１９が接続されている。補助トレイ１６内にトレイ水位検知スイッチ１９を設置するのは、トレイ水位検知スイッチ１９をトレイ８側に設置した場合、設置場所を確保するためにトレイ８の容積を大きくする必要があり、それに従って循環風路内の圧力損失が変化し、風量が低下し、加湿性能の低下に繋がる、という問題を避けるためである。

トレイ水位検知スイッチ１９は、補助トレイ１６の側壁に設置され、補助トレイ１６内に貯められた水が正規の水位より下がって水不足の水位に達したことを検知する。補助トレイ１６内の水が水不足の水位に達したということは、給水タンク１７が空になって水の補給が必要になったことを想定した状況である。

トレイ水位検知スイッチ１９からの渇水検知信号を検知すると、制御部１５はファンモータ１２の運転を停止する。トレイ水位検知スイッチ１９としては、リードスイッチやホールＩＣなど、非接触で信号を検知するものとする。

ここで特に、トレイ８と補助トレイ１６の構成を説明する。トレイ水位検知スイッチ１９が渇水を検知する水位において、トレイ８側の断面積を、補助トレイ１６側の断面積よりも小さい構成とする。

以下、トレイ８と補助トレイ１６と、トレイ水位検知スイッチ１９の構成の詳細について説明する。

図３のように、トレイ８は薄い円筒状の加湿フィルタ７の回転軸２１よりも低い部分を、加湿フィルタ７の側面に沿うように円弧状に形成し、水位がトレイ８の最下部に近づくに従って断面積が小さくなる構成とする。トレイ８の断面積を小さく形成するという見知から、トレイ８の円弧の径は、加湿フィルタ７の径になるべく近づける構成とするのが望ましい。

補助トレイ１６内のトレイ水位検知スイッチ１９の設置位置は、渇水検知位置でのトレイ８の断面積が、補助トレイ１６の断面積よりも十分に小さくなり、トレイ水位検知スイッチ１９が渇水を検知し、送風機１１を停止したときに、トレイ８側で吸い上げられた水が補助トレイ１６側に戻っても、再び非渇水であると判断しない位置に設置することとする。

なお、運転風量が最大のときに、トレイ８内にかかる負圧が最大となり、補助トレイ側に戻る水の容積が最大となるため、トレイ水位検知スイッチ１９の働く位置の補助トレイ１６の断面積に比べて送風機１１の運転風量が最大のときの渇水検知位置でのトレイ８の断面積は、十分に小さくするものである。つまり、トレイ水位検知スイッチ１９が渇水を検知し、送風機１１を停止したときに、トレイ８側に吸い上げられた水が補助トレイ１６側に戻っても、再び非渇水であると判断しない構成にするものである。送風機１１の運転風量が最大のときを考慮して構成することが望ましい。

また、図４はトレイ８を本体側面位置から見たときの加湿フィルタ７の中心線での断面図である。送風機１１運転中にトレイ水位検知スイッチ１９が渇水を検知するときのトレイ８の渇水時トレイ水位２０（送風機運転時）より上方位置においては、加湿フィルタ７が十分な給水を行えるよう、トレイ８の構造は、円筒状の加湿フィルタ７の厚み方向に充分に余裕を持たせ、幅を渇水検知時トレイ水位２０の下方より大きくした構造とする。また、トレイ８の渇水検知時トレイ水位２０以下の位置においては、トレイ８の断面積が上面位置よりも小さくなるよう、加湿フィルタ７の厚み方向の幅を小さくする。

渇水検知時トレイ水位２０以下の断面積を、渇水検知時トレイ水位２０よりも上方位置での断面積よりも小さくすることで、トレイ水位検知スイッチ１９が渇水を検知したときの送風機１１の運転による負圧によって、吸い上げられていた水の体積を少なくすることができるので、送風機１１停止時に補助トレイ１６に戻る水の量が少なくなり、補助トレイ１６の水位上昇幅を小さく抑えられる。このとき、渇水検知時トレイ水位２０よりも上方位置においては、トレイ８の厚み方向の幅は、可能な限り長くのが望ましい。また、渇水検知時トレイ水位２０以下の位置での加湿フィルタ７の厚み方向の幅は、加湿フィルタ７の厚みになるべく近づけるのが望ましい。

以上、説明したことをまとめると、トレイ８は図５に示すように、トレイ水位検知スイッチ１９が渇水を検知したときの渇水検知時トレイ水位２０より上面位置は、加湿フィルタ７が十分な給水を行えるよう、トレイ８の断面積をできるだけ大きくし、渇水検知時トレイ水位２０以下の位置においては、送風機１１の運転による負圧の影響で吸い上げられる水の容積を小さくするように、側面を、円筒状の加湿フィルタ７の側面に沿って円弧状に形成し、水位が最下部に近づくに従って断面積が小さくなるものである。

上記構成において、送風機１１の運転中、トレイ８側の水位は図６（ａ）のように上昇し、補助トレイ１６側の水位よりも高くなる。運転中に加湿フィルタ７からの水分の蒸発にともない、図６（ｂ）のようにトレイ水位検知スイッチ１９が渇水を検知し、送風機１１の運転を停止すると、トレイ８側に吸い上げられた水は、連通孔１８を介して補助トレイ１６側に移動し、図６（ｃ）のようにトレイ８と補助トレイ１６の水位が等しくなる。図６（ｂ）の渇水検知時の、水位位置でのトレイ８の断面積が、補助トレイ１６の断面積よりも十分に小さい場合、補助トレイ１６の水位上昇を小さく抑えられ、トレイ水位検知スイッチ１９が非渇水と判断する水位まで上昇しない。これにより、トレイ８側に吸い上げられていた水が、補助トレイ１６側に戻ることにより、送風機１１の停止と運転が延々と繰り返されるという現象は発生しない。

本発明では図６（ｂ）の水位位置でのトレイ８の断面積を、補助トレイ１６の断面積よりも小さくすることを特徴とする。

負圧がかかった場合の水位上昇幅は断面積によらず一定のため、断面積を小さくすれば、負圧によって吸い上げられる水の容積は少なくなる。これにより、渇水検知時のトレイ８の水位位置での断面積が、補助トレイ１６の断面積よりも小さければ、送風機１１の運転による負圧によってトレイ８側に吸い上げられた水の容積が、送風機１１停止後に補助トレイ１６に戻ったときの水位上昇幅を小さく抑えることができる。

さらに、トレイ８の形状を水位が最下部に近づくに従って断面積が小さくなる構成としたことによって、負圧によるトレイ８の水位上昇分の容積が小さくなり、送風機１１停止後の補助トレイ１６の水位上昇幅をさらに小さく押さえることができる。

なお、本実施の形態では、トレイ８は水位が最下部に近づくに従って断面積が小さくなる構成としたが、渇水検知時の水位以下の断面積は最下部に向けて小さくせず等しい構成としてもよい。

なお、本実施の形態では渇水検知時の水位位置でのトレイ８の断面積が、水不足検知時の水位位置での補助トレイの断面積よりも小さくなるようにトレイ８を形成したが、単純にトレイの容積よりも補助トレイ１６の容積を十分に大きい構成としてもよい。

本発明は加湿機等に有用である。

１加湿機
２本体
３前面パネル
４集塵フィルタ
５脱臭フィルタ
６第一隔壁
７加湿フィルタ
８トレイ
９タイミングモータ
１０第二隔壁
１１送風機
１２ファンモータ
１３ファン
１４循環風路
１５制御部
１６補助トレイ
１７給水タンク
１８連通孔
１９トレイ水位検知スイッチ
２０渇水検知時トレイ水位

Claims

循環風路中の送風機の運転に従い、外部の空気を吸込んで加湿し、加湿した空気を外部に吹き出す加湿器であって、前記循環風路内には、前記送風機の上流域に、水を貯めるトレイと、このトレイに貯まっている水に下部が浸されて水分を含んだ加湿フィルタと、が配され、前記トレイには、前記循環風路の外に配されるとともに給水タンクからの水を貯めて前記トレイと互いに連通する補助トレイが接続されていて、前記補助トレイに貯まっている水が減って水不足の水位に達したことを検知するトレイ水位検知部と、前記送風機の運転動作を制御する制御部とを備えており、前記送風機の運転に従って、前記補助トレイ内の水面には大気圧が作用する一方で、前記トレイ内の水面には前記送風機の運転による負圧が作用する加湿器であって、前記制御部が前記トレイ水位検知部からの渇水検知信号を受けたとき、前記トレイ内の水位位置の断面積は、前記補助トレイ内の水位位置での断面積に比べて小さい構成であることを特徴とする加湿器。