JP2021162260A - 気化式加湿器 - Google Patents

Abstract

【課題】電力を用いず、水を補充するなどの作業の必要が無く、加湿動作を維持し得る加湿器を提供する。
【解決手段】気化式加湿器であって、水を保持する水槽と、給水管からの水を水槽に供給する給水部と、一部が水槽の水に浸漬し、他の少なくとも一部が家屋の壁に設置されたエアコンから吹き出された空気に当たる蒸発体と、を具備し、給水部は、水槽内に水を供給する給水口と、水槽の水の高さに応じて開閉する水量調整弁と、を備え、エアコンの下側に配置され、蒸発体への空気が、蒸発体の上方から当たるという構成を採用した。
【選択図】図１

Description

本発明は、気化式加湿器に関し、詳しくは、気化式加湿器の全自動化の技術に関する。

近年、住宅環境が向上し密閉度が高くなっている。外気と遮断されるため、快適性は向上している。しかし、その反面、部屋内の湿度が低下する傾向にある。

湿度を適正に維持するために、様々な種類の加湿器が販売され、使用されている。しかし、多くの加湿器は、電気を用いるものである。加湿は、長時間行う必要があることから、電力量は無視できない。また、加湿器を動作し続けるには、頻繁に水の補充をする必要があり、迂遠であった。

そこで、これらの不便を解消するために、電力を用いず、水を補充するなどの作業の必要が無く、加湿動作を維持する構造が求められていた。
このような問題に対して、従来からも様々な技術が提案されている。例えば、エアコンの近傍に配置する受動型加湿装置について記載されている。給水は、側面に配置したペットボトルで行うものである。（特許文献１参照）

この技術によれば、電力を用いることなく加湿を行うことができる。しかしながら、給水器にペットボトルを用いていることから、使用者が適宜、水の量の確認、水の補充を行う必要があり、本発明の課題を解決していない。

登録実用新案第３０８８７９９号公報

本発明は、加湿のために電力が必要であり、水量の維持にために頻繁に給水を行う必要があるという問題点に鑑み、自動給水部を備えた気化式加湿を行うことによって課題を解決するものである。

本発明に係る気化式加湿器は、水を保持する水槽と、給水管からの水を水槽に供給する給水部と、一部が水槽の水に浸漬し、他の少なくとも一部が家屋の壁に設置されたエアコンから吹き出された空気に当たる蒸発体と、を具備し、給水部は、水槽内に水を供給する給水口と、水槽の水の高さに応じて開閉する水量調整弁と、を備え、エアコンの下側に配置され、エアコンの吹き出し口からの空気が、蒸発体の上方から当たることを手段とする。

また、本発明は、水槽が、水が所定の高さよりも高くなった際に、水を排出するドレインを持つことを手段とする。

さらに、本発明は、水槽が、透明であることを手段とする。

またさらに、本発明は、水槽が、第１の側面と、第１の側面に対向する第２の側面を持ち、第１の側面は壁側にあり、第２の側面は第１の側面の高さよりも低い高さの部分を持つ、又は、第２の側面は所定の高さよりも高い位置に開口部を持つことを手段とする。

さらにまた、本発明は、水槽が、位置変更可能な載置部によって載置され、載置部に設けられたハンドルによって位置変更可能であることを手段とする。

またさらに、本発明は、蒸発体の素材が、繊維であることを手段とする。

さらにまた、本発明は、蒸発体が、ハニカム構造であることを手段とする。

そしてまた、本発明は、水槽内に、銀イオンフィルタが配置されていることを手段とする。

本発明に係る気化式加湿器によれば、エアコンの送風部分に気化部分を配置し、自動給水動作を行うことから、電力を用いず、且つ、給水作業を行うことなく、充分な加湿がなされることとなるため、使用者の快適性向上に資するものである。

本発明に係る気化式加湿器の実施例の全体斜視図である。 本発明に係る気化式加湿器の実施例の正面図、側面図である。 本発明に係る気化式加湿器に係る湿り空気線図である。 本発明に係る気化式加湿器の蒸発体の構造を示す図である。 本発明に係る気化式加湿器のフレキシブルアームを説明する模式図である。

本発明に係る気化式加湿器は、電気を用いず、且つ、加湿のための水の給水作業を不要としながら、継続的に充分な加湿が可能であることを最大の特徴とする。
以下、本発明に係る気化式加湿器の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

なお、以下で示される気化式加湿器の全体構成及び各部の構成は、下記に述べる実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内、即ち、同一の作用効果を発揮できる形状や寸法等の範囲内で変更することができるものである。

図１から図５に従って、本発明を説明する。
図１は、本発明の全体斜視図を示す。図２（ａ）は同正面図、図２（ｂ）は同側面図を示す。図３は、湿り空気線図における湿度と体感温度を示す図である。図４は、蛇腹構造とハニカム構造の蒸発体の斜視図である。図５は、フレキシブルアームの動作を示す模式図である。

気化式加湿器１は、家屋の壁に設置されたエアコンの下部に設置する加湿器であり、電気も、人手による水の補充作業も必要としない。気化式加湿器１は、主に、水槽１０と蒸発体２０と給水部３０とフレキシブルアーム部４０とから構成されている。

水槽１０は、加湿のための水を保持するための容器であり、所定の高さＬまで水で満たされている。所定の高さとは、蒸発体２０が水に十分浸漬され、蒸発体２０の上部まで水が吸い上げられるとともに、蒸発体２０の水面からの露出量が水蒸気を拡散させるのに十分な量となる高さである。所定の高さは、例えば、蒸発体２０の高さの５分の１程度である。

水槽１０の幅は、概ね、エアコンの吹き出し口の長さ程度あると好適である。エアコンの吹き出し口からの空気について、水槽１０内を通る量が増えるからである。水槽１０の内部には、一部が水に浸かった蒸発体２０が配置されている。

水槽１０は、上部に開口し、底面と４つの側面を持つ形状であり、全体として、直方体である。壁側の側面を第１の側面、対向する側面を第２の側面とすると、第２の側面は、第１の側面の高さよりも低い部分を持つ。形状的には、第２の側面の上部に切り欠き部１１がある形である。切り欠き部１１を持つことによって、水槽１０内に入ったエアコン７０の吹出し口７２からの空気が、スムーズに水槽１０の外に出ることができる。また、切り欠き部１１の代わりに、第２の側面に、開口部を設けてもよい。所定の位置よりも上の位置に開口部を設けることによって、切り欠きと同様の効果を得ることができる。

水槽１０は、透明であると好適である。透明であると、所定の位置まで水で満たされていることが常に確認できる。また、水槽のメンテナンスのための移動等を行う際、水槽内部を確認できるので、安全に作業を行うことができる。水槽１０の材質は、軽量化のため、透明のアクリルが好適である。

水槽１０は、壁８０に設置されたフレキシブルアーム部４０によって、エアコン７０の下付近に設置されている。水槽１０には、蒸発体２０と給水部３０とオーバーフロードレイン１２と銀イオンフィルタ１３が設置されている。蒸発体２０は、一部が水に浸漬し、一部が水面から突出している。給水部３０は、水槽１０の側面に固定され、水槽１０内の水の水位が一定になるように水を供給する。オーバーフロードレイン１２は、給水部３０の異常等で、水位が切り欠き部１１の位置を超えて水が溢れることを防ぐために、水を水槽１０の外に排出するものである。排出された水は、ドレインパイプ５３を通って排水される。銀イオンフィルタ１３は、水槽１０内の細菌の増殖を抑え、水の「ぬめり」を防止するものである。

蒸発体２０は、水槽１０内の水を基に、室内に水蒸気を拡散するものである。繊維２２で作られ、水槽１０内の水に浸漬する。水は毛細管現象によって吸い上げ、蒸発体２０の上部まで送られる。水蒸気の発散量は、蒸発体２０の表面積の広さに依存する。そのため、一例としては、図４（ａ）に示すように、蒸発体２０を蛇腹状に折りたたんで、相対的に蒸発体２０の面積を大きくすることが考えられる。
しかし、この構造では、折り曲げた隙間の間隔が不均一になりやすい。また、強度的にも弱い。そこで、これらの問題を解消する構造としてハニカム構造２１が考えられる（図４（ｂ））。ハニカム構造とは、複数の壁による部屋を隙間なく並べた構造である。図４（ｂ）の例では、長方形の板を複数並べ、その間を波型の板で固定している。三角柱に近い形が隙間無く並ぶ構造であるので、蒸発体２０の表面積を大きくすることができる。また、三角構造のため、形状が変形することが少なく、全体としても強固な構造とすることができる。
また、ハニカム構造としては、三角形のみでなく、六角形等、他の形状でもよい。

給水部３０は、水槽１０内に適量の水を維持するためのものである。水槽１０の側面に固定され、水槽１０内の水の高さに応じて、供給する水量を調整するものである。水の高さが所定の値未満の場合は、水を給水し、所定の値になったら、水の供給を止める構造である。
給水部３０は、給水口３１と定水位ボールタップ３２と水量調整弁３３とプレート３４とワンタッチジョイント３５とから成る。

プレート３４は、給水部３０全体を水槽１０に固定する板である。プレート３４は、水槽１０の側面に固定され、プレート３４の上部に給水部３０の本体が固定される。
ワンタッチジョイント３５は、給水部３０と給水管３６を接続する部分である。ワンタッチジョイント３５によって、簡単に給水管３６と給水部３０の接続、分離ができる。水槽１０に供給する水は、給水管３６から給水部３０に送られる。給水管３６と給水部３０を固着してしまうと、水槽１０をメンテナンスする際、給水管３６が邪魔になってしまう。メンテナンスの際は給水部３０から給水管３６を簡単に分離できる必要がある。

給水口３１は、給水部３０から水槽１０内に給水する水の出口である。給水口３１は、円筒の管の先端部分の側面を切り欠いた形状である。給水口３１は、水槽１０の底付近に配置される。そのため、給水口３１から放出される水が水槽１０内で周るように動くため、水槽１０内の水が攪拌され、腐敗や雑菌の繁殖を抑えることができる。給水口３１と水槽１０の底との距離は、短いほど良く、例えば、給水口３１を備える円筒の直径よりも小さいと好適である。また、給水口３１の形状が、円筒の一部を切り欠く形状であるので、一方向に開けた開口よりも、より多くの方向に水を放出できるので、水槽１０内全体をより攪拌することができる。

定水位ボールタップ３２は、水槽１０内の水の高さを検出するものであり、水の表面に浮かび、定水位ボールタップ３２の上下方向の位置によって、水位を検出する。水が蒸発体２０による蒸発によって減り、所定の高さよりも下がり、定水位ボールタップ３２の位置が下がると、定水位ボールタップ３２に接続された水量調整弁３３が開き、水が給水部３０から水槽１０に供給される。水位が所定の高さになると、定水位ボールタップ３２の位置が上がり、定水位ボールタップ３２に接続された水量調整弁３３が閉じ、水の供給が停止する。そのため、使用者による給水作業が不要となる。

フレキシブルアーム部４０は、水槽１０、給水部３０等を保持して、エアコン７０の下部に安定して配置するものである。また、エアコン７０のフラップ７１、吹出し口７２と水槽１０の位置関係を調整することもできる。
フレキシブルアーム部４０は、大きくは、載置部５０、壁取付部６０に分けられる。載置部５０は、水槽１０を載置する部分であり、全体として、底面と側面の２つの面を持ち、底面で水槽１０を支え、側面が壁取付部６０に接続されている。載置部５０は、水槽１０と水槽１０内の水を安定して載置するため強度が必要であり、アルミ等の金属が好適である。載置部５０の底面の下には、ハンドル５１が配置されている。ハンドル５１は、使用者が、載置部５０の位置を変更する際の載置部５０を移動しやすいように設けられている。載置部５０の端部及び、底面の下にはドレインパイプ５３が配置されている。ドレインパイプ５３は、オーバーフロードレイン１２から排出される水を受け、排水するためのパイプである。位置決め部５２は、載置部５０の底面の上部に配置され、載置部５０と水槽１０の位置を規定するためのものである。

壁取付部６０は、載置部５０と壁８０を固定する部分である。壁固定金具６１と可動部６２と載置部固定金具６３とから成る。壁固定金具６１は、壁取付部６０を壁８０に固定する部分である。気化式加湿器１は、全体としてある程度の重量となることから、ボルト等で強固に固定を行う。壁固定金具６１には、可動部６２が接続している。可動部６２は、例えば、パンタグラフ構造であり、壁８０と水槽１０との距離を変更することができる。可動部６２には載置部固定金具６３が接続され、載置部固定金具６３は載置部５０と強固に固定されている。

図２に沿って、水蒸気拡散の動作を説明する。気化式加湿器１は、図２（ａ）に示すように、エアコン７０の幅方向においては、壁８０の下側に吹出し口７２からの空気を水槽１０にて受けやすい位置に配置される。また、図２（ｂ）に示すように、エアコン７０の奥行方向では、壁８０の下側に吹出し口７２からの空気が水槽１０内の蒸発体２０に直接当たる位置に設置される。蒸発体２０は、水槽１０内の水Ｗの水面である所定の位置Lまで浸された状態である。

蒸発体２０は、繊維で構成されているため、水は毛細管現象にて、蒸発体２０の上部まで達する。エアコン７０の吹出し口７２から出る空気は、フラップ７１によって、下方向に流れる。空気は、蒸発体２０にあたり、蒸発体２０の表面の水を水蒸気として、空気中に発散させる。加湿器を使用する際、エアコン７０からの空気は通常、温風であるので、蒸発体２０の表面の水は温められ、より多くの水蒸気となって、拡散される。

水槽１０の前側には、切り欠き部１１があり、蒸発体２０に当たった空気が、そのまま前方向に流れる。そのため、空気の流れがスムーズになり、より多くの水蒸気を拡散させることができる。切り欠き部１１の代わりに水面よりも高い位置に開口部を設けてもよい。切り欠き部１１と同様に、より多くの水蒸気を拡散することができる。
切り欠き部１１の場合は、前方向への空気の流れを最大限にすることができる。開口部の場合は、開口部の位置によって、空気の流れる方向を規定することができる。
また、加湿量の増減は、蒸発体２０の設置の仕方や、蒸発体２０の数、大きさを変えることでも調整することができる。

気化式加湿器１のメンテナンスについて説明する。水槽１０には、水を長期間保持させておくので、定期的に水槽１０や蒸発体２０のメンテナンスが必要である。メンテナンスを行う際、事前に給水管３６への水の供給を停止する。気化式加湿器１はそのまま加湿動作を続けると、水槽１０内の水が無くなるので、その時点で、水槽１０を載置部５０から取り外す作業を行う。

水槽１０は、ワンタッチジョイント３５から給水管３６を外すだけで、載置部５０から移動可能となる。移動後、水槽１０と蒸発体２０について、適宜洗浄を行う。蒸発体２０を水槽１０内に収め、水槽１０を元のように載置部５０の上に設置する。設置の際、位置決め部５２があるので、水槽１０の位置を容易に確認して載置部５０に置くことができる。
次に、ワンタッチジョイント３５と給水管３６を接続し、給水管３６への給水を行うことで、再運転可能となる。
このように、本気化式加湿器１によれば、定期的なメンテナンスも容易に行えるので、使用者の利便性を向上させることができる。

図３に沿って、湿度と体感温度について説明する。図３は、湿り空気線図の一部である。湿り空気線図とは線図上に、乾球／湿球温度／露点温度、絶対／相対湿度、エンタルピーなどを記入し、その中から２つの値を求めることにより、湿り空気の状態が分かるようにした線図のことである。エンタルピーとは、空気総和エネルギであり、温湿度の時に持つ空気熱エネルギと捉えられる。また、体感温度の指標と捉えることができ、エンタルピーが同じであれば、体感温度は同じと考えられる。また、エンタルピーが大きければ、体感温度は高いということになる。

線図に、室温２３℃相対湿度５０％の場合をＡ、室温２７℃相対湿度３３％の場合をＢとしてプロットしている。それぞれのエンタルピーを求めると、どちらも４６ｋＪ／ｋｇであり、体感温度は同じと考えられる。すると、室温２３℃でありながら、湿度を上げることによって、室温２７℃の場合と同じ快適性を得られることになる。このように、湿度を調整することによって、室温を下げても、体感温度を維持することができる。

また、線図の右側の絶対湿度の値を見ることで、使用する水の量を求めることができる。この例では、使用する水の単位体積当たりの量を、Ｂの０．００７ＫｇからＡの０．００９Ｋｇに増やすことで、室温を２７℃から２３℃に変えても、同じ体感温度を維持できることになり、暖房費の節約になって、好適である。
このように、湿度の値を正確に制御することによって、快適性と省エネを実現することができる。

図５に沿って、水槽１０の移動構造について説明する。気化式加湿器１をエアコン７０の下側に置くことで水蒸気を発生させることができるが、水蒸気の量によって湿度が変わることから、水蒸気の量の調整が必要である。そのため、気化式加湿器１とエアコン７０の壁８０の位置関係を調整し、水蒸気量を調整するのがフレキシブルアーム部４０である。フレキシブルアーム部４０の載置部５０に水槽１０が載置され、フレキシブルアーム部４０の壁取付部６０によって、水槽１０は、壁側にも手前側にも容易に移動することができる。

図５（ａ）は、水槽１０が壁側から比較的離れている場合の側面図である。図５（ｂ）は、その際の上面図である。可動部６２が若干伸びた状態を示している。この時、吹出し口７２の位置に比べて、蒸発体２０が手前すぎると、吹出し口７２からの空気が蒸発体２０の手前にしか当たらず、水蒸気の発生量は比較的少ない。

使用者が、加湿効果をもっと上げたい時は、ハンドル５１を持ち、載置部５０を壁側に移動させる。動作としては、可動部６２が縮み、水槽１０及び載置部５０が、エアコン７０の真下の方向に移動する。水槽１０がエアコン７０の吹き出し口２４の真下に来ることで、蒸発体２０の全てに吹き出し口からの空気が当たり、最大限の加湿効果が得られる（図５（ｃ）、（ｄ））。
このように、水槽１０の位置を移動可能とすることによって、目標の湿度に設定することが容易になるので、使用者の快適性を向上させることができる。
また、本実施例では、可動部が水平方向にのみ移動可能としたが、上下方向へも移動可能な構造を含めてもよい。

以上のように、本発明によれば、エアコンの送風部分に気化部分である蒸発体２０を配置し、給水部３０によって自動給水動作を行うことから、電力を用いず、且つ、給水作業を行わうことなく、充分な加湿が行われることとなり、使用者の快適性向上に資するものである。
また、本発明は、湿り空気線図の温湿度関係や露点温度、必要加湿量を把握して用いることによって、より快適な体感温度で使用することが可能となる。

本発明に係る気化式加湿器は、加湿器の省エネ、使用者の作業の低減を実現し得るもので、産業上の利用可能性は大きいものと思料される。

１ 気化式加湿器
１０ 水槽
１１ 切り欠き部
１２ オーバーフロードレイン
１３ 銀イオンフィルタ
２０ 蒸発体
２１ ハニカム構造
２２ 繊維
３０ 給水部
３１ 給水口
３２ 定水位ボールタップ
３３ 水量調整弁
３４ プレート
３５ ワンタッチジョイント
３６ 給水管
４０ フレキシブルアーム部
５０ 載置部
５１ ハンドル
５２ 位置決め部
５３ ドレインパイプ
６０ 壁取付部
６１ 壁固定金具
６２ 可動部
６３ 載置部固定金具
７０ エアコン
７１ フラップ
７２ 吹出し口
８０ 壁
Ｗ 水
Ａ 水位

Claims (8)

1. 水を保持する水槽と、
   給水管からの水を水槽に供給する給水部と、
   一部が水槽の水に浸漬し、他の少なくとも一部が家屋の壁に設置されたエアコンから吹き出された空気に当たる蒸発体と、を具備し、
   給水部は、水槽内に水を供給する給水口と、水槽の水の高さに応じて開閉する水量調整弁と、を備え、
   エアコンの下側に配置され、エアコンの吹き出し口からの空気が、蒸発体の上方から当たることを特徴とする気化式加湿器。
2. 水槽は、水が所定の高さよりも高くなった際に、水を排出するドレインを持つことを特徴とする請求項１に記載の気化式加湿器。
3. 水槽は、透明であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の気化式加湿器。
4. 水槽は、第１の側面と、第１の側面に対向する第２の側面を持ち、第１の側面は壁側にあり、第２の側面は第１の側面の高さよりも低い高さの部分を持つ、又は、第２の側面は所定の高さよりも高い位置に開口部を持つことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の気化式加湿器。
5. 水槽は、位置変更可能な載置部によって載置され、載置部に設けられたハンドルによって位置変更可能であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の気化式加湿器。
6. 蒸発体の素材は、繊維であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の気化式加湿器。
7. 蒸発体は、ハニカム構造であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の気化式加湿器。
8. 水槽内に、銀イオンフィルタが配置されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の気化式加湿器。

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