JP2014194328A

JP2014194328A - 気化式加湿器

Info

Publication number: JP2014194328A
Application number: JP2013071481A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Nakai; 弘晶中居
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2014-10-09

Abstract

【課題】給水ノズルと蒸発部材との位置関係がある程度ずれた場合にも、各蒸発部材に均等に水を供給することができる気化式加湿器を提供すること。
【解決手段】蒸発部材の上方には、水を貯水する貯水槽４６が設けられた蒸発部材セット２０と、蒸発部材セット２０の上方に蒸発部材の配置方向と平行に配置された給水管３０と、給水管３０の下部に形成された穴３０ａに設けられた給水ノズル３１と、を有し、貯水槽４６の底面は、各蒸発部材の上方に流下穴４１が設けられ、給水ノズル３１から滴下した水を貯水槽４６に一時的に貯水し、その貯水した水を流下穴４１から流下して各蒸発部材に供給するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調機に内蔵あるいは外付けして使用する気化式加湿器に関し、特に多数の蒸発部材に均等に水を供給する構造に関するものである。

空調機には、水を蒸発気化させて空気を加湿させる気化式加湿器を内蔵または外付けする場合がある。その方法の一つとして、蒸発部材の上から水を滴下してその内部を流下させ、蒸発部材の表面に風をあてることで水を蒸発させて空気を加湿するものがある（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の気化式加湿器は、板状の門形の蒸発部材が横方向（第１図の左右方向）に複数並んで配置され、それら蒸発部材の上方には、給水管が蒸発部材の上部の平面と平行に配置されている。そして、その給水管の下側に開けた小穴から蒸発部材の上部の平面に水を滴下し、その内部を流下させて蒸発部材全体を湿らせ、そこに風をあてて水を蒸発させることで空気を加湿する。

特公平７−６５７８８号公報（たとえば、第１図参照）

上記この種の従来の気化式加湿器において、蒸発部材への水の供給と蒸発部材の水の蒸発とのバランスを図り、複数ある蒸発部材すべての濡れを適度に保つ必要がある。しかし、従来の構成では、給水管の小穴に設けた給水ノズルと各蒸発部材との位置関係が一致しないと適切に水が分配供給されず、すべての蒸発部材の濡れを適度に保てない場合がある。そして、乾いた部分があると、加湿性能の低下、スケール析出による蒸発部材の寿命低下、析出物の飛散などを引き起こすという課題があった。また、乾いた部分を補うために給水量を増やすと水を無駄に消費するという課題があった。

また、加湿性能を高めるために各蒸発部材の配置間隔を狭くする場合、門形の蒸発部材では上部の平面の長さも配置間隔に合わせて短くする必要があるが、平面が短くなると水を受け止める面積が小さくなるため、給水ノズルと蒸発部材との位置関係を合わせるのが困難になるという課題があった。
また、各蒸発部材に直接給水する方式では、各蒸発部材の配置間隔に合わせて給水ノズルの間隔も狭くする必要があるため、配置上の物理的限界を引き起こしたり、給水管の強度を保てなくなったりするという課題があった。

また、蒸発部材を複数並べて構成する蒸発部材セットが複数必要となる大型機種（加湿器）において、それらを一つの長い給水管で給水する場合、各蒸発部材に直接給水する方式では、給水ノズルと蒸発部材との位置関係を合わせるのが一層困難になるという課題があった。
また、蒸発部材セットを取り出す場合、奥側に位置しているものを取り出すことが困難になるという課題があった。

本発明は、以上のような課題のうち少なくとも一つを解決するためになされたもので、給水ノズルと蒸発部材との位置関係がある程度ずれた場合にも、各蒸発部材に均等に水を供給することができる気化式加湿器を提供することを目的としている。

本発明に係る気化式加湿器は、複数の板状の蒸発部材が正面視して横方向に一定の間隔を開けて正面視して縦向きに配置され、前記蒸発部材の上方には、水を貯水する貯水槽が設けられた蒸発部材セットと、該蒸発部材セットの上方に前記蒸発部材の配置方向と平行に配置された給水管と、該給水管の下部に形成された穴に設けられた給水ノズルと、を有し、前記貯水槽の底面は、各前記蒸発部材の上方に流下穴が設けられ、前記給水ノズルから滴下した水を前記貯水槽に一時的に貯水し、その貯水した水を前記流下穴から流下して各前記蒸発部材に供給するものである。

本発明に係る気化式加湿器によれば、各蒸発部材に均等に水を供給することができるので、加湿性能の低下、スケール析出による蒸発部材の寿命低下、析出物の飛散などを抑制でき、また、乾いた部分を補うために給水量を増やす必要がないため、水を無駄に消費するのを抑制できる。

本発明の実施の形態１に係る気化式加湿器の給水構造を示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る気化式加湿器の貯水槽周辺拡大図である。図２の貯水槽の底面に保水材が敷かれた図である。本発明の実施の形態３に係る気化式加湿器の給水構造を示す斜視図である。本発明の実施の形態４に係る気化式加湿器の給水構造を示す斜視図である。本発明の実施の形態５に係る気化式加湿器の給水構造を示す斜視図である。本発明の実施の形態６に係る気化式加湿器の蒸発部材セットの連結用爪を示す斜視図である。図７の蒸発部材セットを複数連結した斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、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。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る気化式加湿器の給水構造を示す斜視図、図２は、本発明の実施の形態１に係る気化式加湿器の貯水槽周辺拡大図である。なお、図１及び図２中の破線矢印は、後述する（余剰）水の流れを示している。
本実施の形態１に係る気化式加湿器の給水構造は、側面視がコ字形状の下部レール１０と図示省略の上部レールとの間に蒸発部材セット２０が配置されている。蒸発部材セット２０の中には、板状の蒸発部材Ａ２０ａが横方向（図１の左右方向）に一定の間隔を開けて複数積層して縦向き（図１の上下向き）に配置され、それら蒸発部材Ａ２０ａ（または蒸発部材セット２０）の上方には、給水管３０が蒸発部材Ａ２０ａの配置方向と平行に配置されている。給水管３０の下部には、その長手方向に沿って穴３０ａが複数形成されており、流量を適切に調整するためのオリフィスを設けた給水ノズル３１が、その各穴に設けられている。なお、蒸発部材Ａ２０ａの材料には、保水能力及び液体の搬送能力を持ったポリエステル系不織布板や発泡金属板が適している。

蒸発部材セット２０の上部であり蒸発部材Ａ２０ａの上方には貯水板４０が設けられ、貯水板４０には各蒸発部材Ａ２０ａの上方に、水を流下させる流下穴４１がそれぞれ設けられている。なお、蒸発部材Ａ２０ａの上端と、貯水板４０の下面で流下穴４１が設けられた部分とは接している。また、貯水板４０の上面には仕切堰４２が、流下穴４１複数毎の間隔で並べて配置されており、貯水板４０の側面には、その外周を覆う外周壁４４が設けられている。そして、貯水板４０と仕切堰４２と外周壁４４とで、給水ノズル３１から滴下した水を一時的に貯水する貯水槽４６を構成している。なお、本実施の形態１では図２に示すように、仕切堰４２で仕切られた貯水槽４６毎に給水ノズル３１が一つ設けられているが、複数設けてもよい。

蒸発部材セット２０の両端部内側には、貯水槽４６から溢れた（余剰）水を蒸発部材セット２０の下部まで導くための余剰水流路４３が設けられている。そこで、（余剰）水が余剰水流路４３以外に溢れ出さないようにするため、仕切堰４２の高さは、外周壁４４の高さよりも十分に低くなっている。

次に、上記給水構造を有する気化式加湿器における水の流れについて説明する。
まず、給水管３０に水を供給すると、給水管３０内にかかる水圧によりすべての給水ノズル３１から水が均等に滴下する。その滴下した水は各貯水槽４６に一時的に貯められた後、各流下穴４１から均等に流下して各蒸発部材Ａ２０ａに供給される。その供給された水は蒸発部材Ａ２０ａの全体に行き渡り湿らせる。そして、隣り合う蒸発部材Ａ２０ａ間の風路に風を流すことにより蒸発部材Ａ２０ａの表面から水が蒸発し、空気を加湿する。なお、蒸発しきれなかった水は、蒸発部材セット２０の下部から図示省略のドレンパンに落下させて気化式加湿器外に排出するか、図示省略のポンプによって貯水槽４６へ戻し、再び蒸発部材Ａ２０ａに供給して加湿に使用してもよい。

また、給水ノズル３１から貯水槽４６への水供給量が流下穴４１からの水排出量に対して過多となり、貯水槽４６内の水位が仕切堰４２の高さを超えた場合、余剰水流路４３を通って図示省略のドレンパンまで導かれる。このとき、仕切堰４２の高さは外周壁４４の高さよりも十分に低くなっているため、（余剰）水が余剰水流路４３以外に溢れ出すことはない。また、この余剰水流路４３は風路外に設けられているため、万が一、水供給量が過多となった場合でも、（余剰）水が風に乗って気化式加湿器外に漏れ出すことはない。

また、貯水槽４６があることによって、給水ノズル３１から滴下する水の受水可能面積が大きくなっている。そのため、蒸発部材セット２０の位置を給水ノズル３１に対してシビアに決めなくても、つまり、給水ノズル３１と蒸発部材Ａ２０ａとの位置関係がある程度ずれた場合にも、水を各蒸発部材Ａ２０ａに均等に分配することができる。

また、仕切堰４２によって貯水槽４６が小さく区切られているため、加湿器全体を傾けて設置した場合でも、水の片寄りが分散されて水を各蒸発部材Ａ２０ａに均等に分配することができる。

以上のように、本実施の形態１に係る気化式加熱器は、上記給水構造を有することによって、各貯水槽４６に一時的に貯められた水を各流下穴４１から均等に流下して各蒸発部材Ａ２０ａに供給する貯水槽式水分配機能を備える。そして、貯水槽式水分配機能により各蒸発部材Ａ２０ａに均等に水を供給することができるので、加湿性能の低下、スケール析出による蒸発部材Ａ２０ａの寿命低下、析出物の飛散などを抑制でき、また、乾いた部分を補うために給水量を増やす必要がないため、水を無駄に消費するのを抑制できる。

図３は、図２の貯水槽４６の底面に保水材４５が敷かれた図である。なお、図３中の矢印は、保水材４５を敷く方向を示している。
貯水槽４６の底面（貯水板４０上）に、図３に示すように保水材４５を敷いてもよい。保水材４５には、蒸発部材Ａ２０ａと同様に、保水能力及び液体の搬送能力を持ったポリエステル系不織布板や発泡金属板が適している。そして、それは上記貯水槽式水分配機能のバックアップとして有用である。

実施の形態２．
以下、本実施の形態２について説明するが、本実施の形態１と重複するものについては省略する。
本実施の形態２では、図示省略するが貯水槽４６の底面（貯水板４０上）を各流下穴４１に向かって下り勾配とする。

給水ノズル３１から貯水槽４６への水供給量が流下穴４１からの水排出量に対して過少であると、貯水槽４６内の貯水量が少なくなり、流下穴４１毎によってそこから流下する水量が変わるため、各蒸発部材Ａ２０ａに均等に水を供給することができない場合がある。そこで、図示省略するが貯水槽４６の底面（貯水板４０上）を各流下穴４１に向かって下り勾配とすることで、貯水槽４６内の貯水量が少ない場合でも受水可能面積を小さくすることなく、各蒸発部材に均等に水を供給することができる。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係る気化式加湿器の給水構造を示す斜視図である。
以下、本実施の形態３について説明するが、本実施の形態１及び２と重複するものについては省略する。
本実施の形態３では、複数の蒸発部材Ａ２０ａの配置間隔に合わせて形成されたスリット（溝）を有する櫛形部材５０が、蒸発部材Ａ２０ａの配置方向（図４の左右方向）と平行に、各蒸発部材Ａ２０ａの上部と中部にそれぞれ差し込まれ、設けられている。なお、櫛形部材５０の材料には、蒸発部材Ａ２０ａと同様に、保水能力及び液体の搬送能力を持ったポリエステル系不織布板や発泡金属板が適している。

蒸発部材Ａ２０ａの上部に櫛形部材５０を設けることにより、各蒸発部材Ａ２０ａ間で水を融通し合えるようになるため、給水ノズル３１の数を蒸発部材Ａ２０ａの数よりも減らすことができる。なお、この本実施の形態３の構造は、単独でも水分配機能として有用であるが、本実施の形態１または２の構造と合わせることで、貯水槽式水分配機能のバックアップとしても有用である。

また、蒸発部材Ａ２０ａの中部にも櫛形部材５０を設けることにより、各蒸発部材Ａ２０ａ間でより多くの水を融通し合えるようになる。また、蒸発部材Ａ２０ａに、たとえば薄手のポリエステル系不織布板のような、曲がりに対して耐性の小さい材料を使用した場合の位置決め機能としても有用である。

実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４に係る気化式加湿器の給水構造を示す斜視図である。
以下、本実施の形態４について説明するが、本実施の形態１〜３と重複するものについては省略する。
本実施の形態４では、貯水槽４６が構成されておらず、各蒸発部材Ｂ２０ｂの上部を同方向に９０度折り曲げて天地逆のＬ字形とし、そのＬ字形の短辺面の長さは蒸発部材Ｂ２０ｂの配置間隔と一致させている。そのため、蒸発部材Ｂ２０ｂの天地逆のＬ字形の短辺面が隣同士でそれぞれ繋がっている。また、蒸発部材Ｂ２０ｂのＬ字形の短辺面の上方に給水ノズル３１を設け、給水ノズル３１から滴下した水を直接蒸発部材Ｂ２０ｂに供給するようにしている。

以上のように、蒸発部材Ｂ２０ｂの天地逆のＬ字形の短辺面を隣同士でそれぞれ繋げ、給水ノズル３１から滴下する水の受水可能面積を大きくすることで、蒸発部材セット２０の位置を給水ノズル３１に対してシビアに決めなくても、水を各蒸発部材Ｂ２０ｂに均等に分配することができる。

また、各蒸発部材Ｂ２０ｂは、天地逆のＬ字形の短辺面が隣同士でそれぞれ繋がっており、各蒸発部材Ｂ２０ｂ間で水を融通し合えるようになるため、給水ノズル３１の数を蒸発部材Ｂ２０ｂの数よりも減らすことができる。また、給水ノズル３１から滴下した水を直接蒸発部材Ｂ２０ｂに供給するようにしているため、貯水量に関係なく各蒸発部材に均等に水を供給することができる。

実施の形態５．
図６は、本発明の実施の形態５に係る気化式加湿器の給水構造を示す斜視図である。なお、図６中の矢印は、蒸発部材Ｃ２０ｃの取り付け方向を示している。
以下、本実施の形態５について説明するが、本実施の形態１〜４と重複するものについては省略する。
本実施の形態５では、貯水槽４６が構成されておらず、複数の蒸発部材Ｃ２０ｃの配置間隔に合わせて形成されたスリット（溝）を有する蒸発部材Ｃ２０ｃが、それぞれ斜め（図６の左下から右上及び右下から左上）に交差するように、格子状に組み合わされて複数配置されている。

以上のように、蒸発部材Ｃ２０ｃをそれぞれ斜めに交差するように、格子状に組み合わせて複数配置することで、各蒸発部材Ｃ２０ｃが交差部で互いに接触するため、各蒸発部材Ｃ２０ｃ間で水を融通し合えるようになる。そのため、蒸発部材セット２０の位置を給水ノズル３１に対してシビアに決めなくても、水を各蒸発部材Ｃ２０ｃに均等に分配することができる。なお、交差部を多くすることで、各蒸発部材Ｃ２０ｃ間でより多くの水を融通し合えるようになる。

実施の形態６．
図７は、本発明の実施の形態６に係る気化式加湿器の蒸発部材セット２０の連結用爪６０を示す斜視図、図８は、図７の蒸発部材セット２０を複数連結した斜視図である。なお、図８中の矢印は、連結された蒸発部材セット２０の動作方向を、同じく図８中の破線の矢印は、連結用爪６０と連結用爪穴６１との連結方向をそれぞれ示している。
以下、本実施の形態６について説明するが、本実施の形態１〜５と重複するものについては省略する。
本実施の形態６では、蒸発部材セット２０の両側面の下部のうち、一方に連結用爪６０、他方に連結用爪穴６１がそれぞれ設けられている。そして、連結用爪６０と連結用爪穴６１は嵌合するようになっている。

様々な加湿能力を得るためには、蒸発部材セット２０の数量を増減させる方法が簡便である。たとえば、加湿器を天井裏に設置した場合などには一方向から点検や部品交換をする必要があり、その実現方法として、図８に示すように複数の蒸発部材セット２０を上部レール１１と下部レール１０との間に並べて配置する方法が一般的である。しかし、高い加湿能力が要求され、蒸発部材セット２０が複数必要となるような場合、奥（図８の左側）の蒸発部材セット２０まで手が届かず、奥に配置されている蒸発部材セット２０を取り出すことが困難である。

そこで、本実施の形態６のように各蒸発部材セット２０の側面の下部に連結用爪６０または連結用爪穴６１を設け、隣り合う蒸発部材セット２０の連結用爪６０と連結用爪穴６１とを嵌合し、互いに連結させる。そうすることにより、手前（図８の右側）に配置されている蒸発部材セット２０を手前に引き出すことで、連結された奥側の蒸発部材セット２０も手前に引き出されるため、容易に取り出すことができる。

１０下部レール、１１上部レール、２０蒸発部材セット、２０ａ蒸発部材Ａ、２０ｂ蒸発部材Ｂ、２０ｃ蒸発部材Ｃ、３０給水管、３０ａ穴、３１給水ノズル、４０貯水板、４１流下穴、４２仕切堰、４３余剰水流路、４４外周壁、４５保水材、４６貯水槽、５０櫛形部材、６０連結用爪、６１連結用爪穴。

Claims

複数の板状の蒸発部材が正面視して横方向に一定の間隔を開けて正面視して縦向きに配置され、前記蒸発部材の上方には、水を貯水する貯水槽が設けられた蒸発部材セットと、
該蒸発部材セットの上方に前記蒸発部材の配置方向と平行に配置された給水管と、
該給水管の下部に形成された穴に設けられた給水ノズルと、
を有し、
前記貯水槽の底面は、各前記蒸発部材の上方に流下穴が設けられ、
前記給水ノズルから滴下した水を前記貯水槽に一時的に貯水し、その貯水した水を前記流下穴から流下して各前記蒸発部材に供給する
ことを特徴とする気化式加湿器。
各前記蒸発部材の上端と、前記貯水槽の前記流下穴が設けられた部分とは接触している
ことを特徴とする請求項１に記載の気化式加湿器。
前記貯水槽は、前記流下穴複数毎に仕切堰で区切って複数設けられ、
前記給水ノズルは、各前記貯水槽毎に少なくとも一つ設けられた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の気化式加湿器。
前記貯水槽は、
側面が前記仕切堰と前記蒸発部材セットの上部に設けられた外周壁とで構成され、
前記仕切堰の高さは、前記外周壁の高さよりも低い
ことを特徴とする請求項３に記載の気化式加湿器。
前記蒸発部材セットの両端部内側には、
前記貯水槽から溢れた水を前記蒸発部材セットの下部まで導くための余剰水流路が設けられた
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の気化式加湿器。
前記貯水槽の底面に保水能力及び液体の搬送能力を持った保水材を敷いた
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の気化式加湿器。
前記貯水槽の底面は、
各前記流下穴に向かって下り勾配となっている
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の気化式加湿器。
複数の前記蒸発部材の配置間隔に合わせて形成されたスリットを有する櫛形部材が、前記蒸発部材の配置方向と平行に設けられた
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の気化式加湿器。
前記櫛形部材は、保水能力及び液体の搬送能力を持った材料で構成されている
ことを特徴とする請求項８に記載の気化式加湿器。
板状の蒸発部材が横方向に複数並んで縦向きに配置され、各前記蒸発部材の上部を同方向に９０度折り曲げて天地逆のＬ字形とし、該Ｌ字形の短辺面をそれぞれ繋げた蒸発部材セットと、
該蒸発部材セットの上方に前記蒸発部材の配置方向と平行に配置された給水管と、
該給水管の下部に形成された穴に設けられた給水ノズルと、
を有し、
前記給水ノズルから滴下した水を均等に各前記蒸発部材に供給する
ことを特徴とする気化式加湿器。
配置間隔に合わせて形成されたスリットを有する、板状の蒸発部材が、それぞれ斜めに交差するように格子状に組み合わされて複数配置された蒸発部材セットと、
該蒸発部材セットの上方に前記蒸発部材セットと平行に配置された給水管と、
該給水管の下部に形成された穴に設けられた給水ノズルと、
を有し、
前記給水ノズルから滴下した水を各前記蒸発部材に供給する
ことを特徴とする気化式加湿器。
前記蒸発部材は、保水能力及び液体の搬送能力を持った材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の気化式加湿器。
前記蒸発部材セットの両側面の下部のうち、一方に連結用爪が、他方に連結用爪穴がそれぞれ設けられ、前記連結用爪と前記連結用爪穴とは嵌合するようになっている
ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の気化式加湿器。