JP2022001802A - 加湿機及びろ過ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】注水流路を通って給水トレイに補給される水をろ過することのできる加湿機及びろ過ユニットを提供する。【解決手段】加湿機１００は、給水トレイ１０と、筐体１０１と、給水口１０２と、注水流路Ｗと、ろ過ユニット３０とを備える。給水トレイ１０は、水を貯留する。筐体１０１は、給水トレイ１０を収容する。給水口１０２は、筐体１０１の上部に設けられる。注水流路Ｗは、給水口１０２から給水トレイ１０に水を流通させる。ろ過ユニット３０は、注水流路Ｗに配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、加湿機及びろ過ユニットに関する。

加湿機は、水を蓄える容器（給水トレイ）と、加湿フィルタと、送風装置（送風ファン）とを備える。加湿機は、給水トレイ内の水を吸い上げた加湿フィルタに送風ファンで風を送り、風により蒸発した水分を機外に排出して、室内を加湿する。

特許文献１には、加湿機の筐体の上部（天面）に、筐体下部に配置された給水トレイに繋がる補水用の給水口を備える加湿機が開示されている。給水口に注がれた水は、給水口と給水トレイとの間を繋ぐ注水流路を通って給水トレイに補給される。

特開２０１５−７５２８５号公報

ところで、加湿機に給水される加湿用の水（水道水）には、カルシウムなどのミネラルが含まれており、長期間の運転により加湿フィルタにミネラルが蓄積することで汚れ、性能劣化を引き起こす場合がある。

本発明は、注水流路を通って給水トレイに補給される水をろ過することのできる加湿機及びろ過ユニットを提供することを目的とする。

本発明の加湿機は、給水トレイと、筐体と、給水口と、注水流路と、ろ過ユニットとを備える。前記給水トレイは、水を貯留する。前記筐体は、前記給水トレイを収容する。前記給水口は、前記筐体の上部に設けられる。前記注水流路は、前記給水口から前記給水トレイに水を流通させる。前記ろ過ユニットは、前記注水流路に配置される。

本発明のろ過ユニットは、ろ過材と、ケースとを備える。前記ろ過材は、水をろ過する。前記ケースは、前記ろ過材を収容する。前記ケースは、鉛直方向上側に水の流入側の第１開口と、鉛直方向下側に水の流出側の第２開口とを有する。前記第２開口の開口面積は、前記第１開口の開口面積よりも小さい。

本発明によれば、注水流路を通って給水トレイに補給される水をろ過ユニットでろ過することができる。

本発明の実施形態の加湿機の断面図である。 図１の部分拡大図である。 ろ過ユニットの３面図のうち上面図である。 ろ過ユニットの３面図のうち側面図である。 ろ過ユニットの３面図のうち下面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、加湿機は床面（水平面）に載置して使用されることを考慮して、床面に沿った方向を「水平方向」、床面に直交する鉛直に沿った方向を「上下方向」と記載する場合がある。

図１は、実施形態の加湿機１００の断面図である。図２は、図１の部分拡大図である。図３Ａ〜図３Ｃは、ろ過ユニット３０の３面図であり、図３Ａは上面斜視図、図３Ｂは縦方向の断面図、図３Ｃは下面斜視図である。

図１に示すように、実施形態の加湿機１００は、筐体１０１と、給水トレイ１０と、送風部２０と、注水流路Ｗと、ろ過ユニット３０と、加湿フィルタ２とを備える。

筐体１０１は、上部に送風部２０を、下部に給水トレイ１０を収容する。筐体１０１は、上面１０１ａに、給水口１０２と、吹出口１０３と、表示パネル１０４とを有する。注水流路Ｗは、給水口１０２と給水トレイ１０との間に設けられる。ろ過ユニット３０は、注水流路Ｗの途中（注水流路Ｗの経路中）に配置される。

詳細には、給水口１０２は、筐体１０１の上面１０１ａに開口する凹状である。給水口１０２の底部には、水を下側に流下させるための穴又は隙間が設けられている。穴又は隙間は、筐体１０１内部の注水流路Ｗに連通する。

注水流路Ｗは、上から下に連通するパイプ状又はダクト状の水流路である。注水流路Ｗは、注水流路Ｗ１〜Ｗ３を含む。注水流路Ｗ１は、注水流路Ｗ２の上側に配置され、給水口１０２に隣接する。注水流路Ｗ２は中間部分である。注水流路Ｗ３は、注水流路Ｗ２の下側に配置される。注水流路Ｗ３は、給水トレイ１０の中に配置される。図中の黒塗り矢印は、給水口１０２から注がれた水の流れを示す。

なお、注水流路Ｗ３は、上側から注がれた水が給水トレイ１０内の水面に衝突して泡立つのを防止するために設けられる。注水流路Ｗ３を設けず、注水流路Ｗ２の下端から、水が給水トレイ１０の貯水部分に直接流下（落下）する構成としてもよい。

ろ過ユニット３０は、水をろ過するろ過材４と、ろ過材４を収容するケース１とを有する。ろ過ユニット３０は、給水口１０２と給水トレイ１０との間の注水流路Ｗの経路上に配置されている。詳しくは、ろ過ユニット３０は、上側の注水流路Ｗ１と中間の注水流路Ｗ２との間に介在配置されている。すなわち、ろ過ユニット３０は、注水流路Ｗ１から注水流路Ｗ２に向かって流下する水の全量を「ろ過」する。

ろ過ユニット３０のケース１は、図２及び図３Ａ〜Ｃに示すように、注水流路Ｗの流路断面全体を塞ぐ「栓」のような形状とされる。具体的には、ケース１は、樹脂製のテーパー状又は楔状の中空部材である。

ケース１は、図３Ａに示すように、鉛直方向上側に、水が流れ込む第１開口を有する。第１開口の開口面は、ケース１の上面１ａを構成する。また、ケース１は、図３Ｃに示すように、鉛直方向下側に、水の流出側となる第２開口を有する。第２開口の開口面は、ケースの下面（底面１ｂ）を構成する。ろ過ユニット３０は、水が、内部を上下に流過できるようになっている。側面１ｃは、後述するファンケース２２の外壁（周面）に沿った傾斜面である。

ケース１の内部には、ろ過材（ろ材）４が収容されている。ろ過材は、例えばイオン交換樹脂である。以下、ろ過材をイオン交換樹脂４と記載する場合がある。

図３Ａ〜Ｃに示すように、ケース１の上面１ａ開口（第１開口）には、網目状の天板部材５が嵌め入れられる。天板部材５の上面５ａは、ケース１（ろ過ユニット３０）の上面１ａを構成する。また、ケース１の底面１ｂ開口（第２開口）も同様、網目状の底板部材６が嵌め入れられている。底板部材６の底面６ｂは、ケース１（ろ過ユニット３０）の底面１ｂを構成する。

なお、底板部材６の網目の間隔（ピッチ）は、内部に収容されているイオン交換樹脂４の平均粒径よりも小さい。これにより、イオン交換樹脂４の下方への流失が抑制されている。

ここで、ろ過ユニット３０において、底板部材６が嵌合されているケース１の底面１ｂ開口の面積（ここではＸ２×Ｙ２）は、天板部材５が嵌合されている上面１ａ開口の面積（ここではＸ１×Ｙ１）より小さい。そのため、底面１ｂ開口が水の通過の抵抗となって、ケース１内に水が溜まる。

更に、ケース１に収容されたイオン交換樹脂４も、通過抵抗の大きなろ過材として知られている。そのため、給水口１０２から注がれた水は、ケース１の上面１ａを超えて、ケース１より上側の注水流路Ｗ１にまで貯留される。

その結果、ケース１（ろ過ユニット３０）より上側に溜まった水が、ケース１内でイオン交換樹脂４を通過できずに留まっていた水を下方に向けて押すこととなる。これにより、給水口１０２から注がれた水は、イオン交換樹脂４の間を通過する際にろ過（イオン交換）され、ミネラルの少ない水となって、ケース１の底面１ｂ開口から流出する。

このようにして、ろ過ユニット３０は、注水流路Ｗを通って給水トレイ１０に補給される水をろ過することができる。しかも、ケース１の上下方向に沿った外形及び断面がテーパー形状であるため、ろ過ユニット３０は、下方に脱落することなく、上側に溜まった水による下方向への圧力がかかり易い。更に、注水流路Ｗの側壁にケース１が隙間なく密着するため、ろ過されない水の漏れが少ないという利点もある。

また、筐体１０１の上部には、送風部２０（送風装置）が配置されている。この送風部２０も、注水流路Ｗを流下する水がイオン交換樹脂４を通過することを補助する。その構成について説明する。

図１に示すように、送風部２０は、送風ファン２１と、ファンケース２２と、送風ファン２１の駆動モーターとを含む。ファンケース２２の一部には、ファンケース２２内で発生する風を、注水流路Ｗ内のろ過ユニット３０（ケース１）の上面１ａに向けて導出するための送風口２２ａが設けられている。

具体的に、送風部２０の送風ファン２１は、例えばシロッコファンである。筐体１０１の側面には、筐体１０１外の空気を送風ファン２１に向けて吸い込むための吸気口（図示省略）が設けられている。

送風ファン２１は、回転した場合、吸気口から取り込んだ空気を送風ファン２１の周囲に送出する。図１の白抜き矢印に示すように、送風ファン２１から送出された空気の流れ（以下、気流）は、ファンケース２２の内壁に沿って流下して給水トレイ１０に向かう。そして、気流は給水トレイ１０内の加湿フィルタ２を通過する際、加湿フィルタ２が含む水（水分）を気化させ、水分を含む空気を吹出口１０３から排出させる。

また、図２に示すように、送風ファン２１の周囲に送出された空気は、その一部が、ファンケース２２に設けられた送風口２２ａから、ファンケース２２の外壁を超えて、注水流路Ｗ側に導出される。

送風口２２ａは、ろ過ユニット３０（ケース１）の上面１ａに対応する位置に配置される。送風口２２ａは、ファンケース２２の外壁を構成する周面の一部を、径方向外側に張り出させることにより形成されている。そして、送風口２２ａは、外側に張り出した端部の先端が、ケース１の上面１ａに接触する程度まで延設されている。これにより、送風口２２ａは、ファンケース２２内の空気を、ケース１内に効率良く送り込める。

その結果、ケース１（ろ過ユニット３０）内のイオン交換樹脂４より上側に溜まった水に対して、イオン交換樹脂４を通過する下方向への圧力を加えることができる。これにより、給水口１０２から注がれ、ケース１内で滞留していた水を、ケース１の底面１ｂ開口から流出させることができる。

なお、送風口２２ａを設けず、ケース１側に空気を送風しないファンケース２２としてもよい。

筐体１０１の下部に収納された給水トレイ１０は、図１に示すように、加湿フィルタ２と、ガイド板１１と、ハンドル１２とを備える。また、給水トレイ１０の一部（図示左端部）は、先に述べた注水流路Ｗの一部（注水流路Ｗ３）になっている。

２つのガイド板１１は、給水トレイ１０の略中央付近に位置する。２つのガイド板１１は、加湿フィルタ２の位置決めを案内する。加湿フィルタ２は、これら２つのガイド板１１の間に挿入される。なお、ガイド板１１は、給水トレイ１０の側壁の近傍にのみ配置され、中央は大きく開口している。そのため、加湿フィルタ２には、充分な水が供給される。

加湿フィルタ２は、吸水性の高い材料で構成される。例えば吸水性の繊維からなる不織布で形成されている。加湿フィルタ２には、図示横方向から、送風ファン２１によって送風された風（気流）が当たり、内部を通過する。その際、加湿フィルタ２に吸い上げられた水が蒸発気化して水分となり、気流とともに筐体１０１の上部に運ばれる。

そして、水分を含む空気は、筐体１０１の上面１０１ａに設けられた吹出口１０３から、外部に放出される。

なお、給水トレイ１０の側面（壁面）は、内部の水量（水面高さ）が外から視認できるよう、光を透過する半透明の樹脂で形成されている。また、筐体１０１内の給水トレイ１０の水面に対向する位置には、水位センサ３が配置されている。水位センサ３は、例えば非接触式の距離センサである。

水位センサ３は、給水トレイ１０内の水面までの距離を測定する。加湿機１００は、水位センサ３が測定した水面までの距離に基づいて、給水トレイ１０内の水量（残水量）を計算する。そして、測定した水量を、筐体１０１の上面１０１ａに配置された表示パネル１０４に表示する。

給水トレイ１０内の水が不足する場合、給水トレイ１０への給水は、給水口１０２に水を注ぎ、注水流路Ｗを通じて給水トレイ１０に水を補給する上面給水の他、給水トレイ１０を筐体１０１から引き出し、ハンドル１２を用いて搬送して、蛇口等から水を給水トレイ１０内に直接供給する方法をとることもできる。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の構成から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

図１から図３Ａ〜Ｃを参照して説明した実施形態では、ろ過ユニット３０の外形形状をテーパー状又は楔状としたが、ろ過ユニット３０（ケース１）の形状は、これに限定されるものではない。ケース１の形状は、水の流入側の第１開口の開口面積が水の流出側の第２開口の開口面積よりも大きければ、注水流路Ｗの内径形状に適合するよう、その外形形状は適宜変更することができる。

なお、ろ過ユニット３０は、所定位置にセットするカートリッジ状としたため、筐体１０１の注水流路Ｗ部分が分解可能である場合、簡単に交換することができる。

また、実施形態では、ろ過ユニット３０に収容されるろ過材４をイオン交換樹脂としたが、イオン交換樹脂の種類は、使用する水の硬度や必要とする寿命に合わせて、適宜選択することができる。

更に、ろ過材４として、他の機能性材料を使用してもよい。例えば、ろ過材４として、銀イオンを溶出する抗菌剤や、水に成分を溶出させる芳香剤を用いることもできる。

本発明は、加湿機及びろ過ユニットの分野に利用可能である。

１ ケース
４ ろ過材
１０ 給水トレイ
２１ 送風ファン
２２ ファンケース
２２ａ 送風口
１００ 加湿機
１０１ 筐体
１０２ 給水口
Ｗ 注水流路

Claims (8)

1. 水を貯留する給水トレイと、
   前記給水トレイを収容する筐体と、
   前記筐体の上部に設けられた給水口と、
   前記給水口から前記給水トレイに水を流通させる注水流路と、
   前記注水流路に配置されたろ過ユニットと
   を備える加湿機。
2. 前記ろ過ユニットは、
   水をろ過するろ過材と、
   前記ろ過材を収容するケースと
   を含む、請求項１に記載の加湿機。
3. 前記ケースは、
   鉛直方向上側に水の流入側の第１開口と、
   鉛直方向下側に水の流出側の第２開口と
   を有し、
   前記第２開口の開口面積は、前記第１開口の開口面積よりも小さい、請求項２に記載の加湿機。
4. 前記ケースは、上下方向に沿ってテーパー形状又は楔形状である、請求項３に記載の加湿機。
5. 前記ケースは、前記第２開口に配置される網目状の底板部材を有し、
   前記底板部材の網目の間隔は、前記ろ過材の平均粒径よりも小さい、請求項３又は請求項４に記載の加湿機。
6. 前記ろ過材は、イオン交換樹脂を含む、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の加湿機。
7. 水をろ過するろ過材と、
   前記ろ過材を収容するケースと
   を備え、
   前記ケースは、
   鉛直方向上側に水の流入側の第１開口と、
   鉛直方向下側に水の流出側の第２開口と
   を有し、
   前記第２開口の開口面積は、前記第１開口の開口面積よりも小さい、ろ過ユニット。
8. 前記ケースは、上下方向に沿ってテーパー形状又は楔形状である、請求項７に記載のろ過ユニット。

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