JP2022083721A - 加湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加湿エレメントを用いずに安定的に加湿を行うことが可能な加湿装置を提供する。【解決手段】加湿装置１０は、ファン１１と、加湿対象空間まで送られる空気が、ファン１１の作動により流入する中空体１３と、中空体１３内に水を噴き出すノズル１４と、中空体１３内に流入する空気を加熱する加熱手段１２とを備え、ファン１１及び加熱手段１２を作動状態にし、ノズル１４から水を噴き出して加湿運転を行い、効率的かつ安定的な加湿運転を可能とする。【選択図】図２

Description

本発明は、室内等の空間を加湿する加湿装置に関する。

住宅、オフィスビル、工場、学校、病院等、様々な施設において、加湿装置が利用されている。加湿装置には、加湿エレメント（気化フィルタ）に供給した水を蒸発させて加湿するタイプ（特許文献１参照）や、超音波により水を震動させて水粒子を発生させるタイプ（特許文献２参照）が存在する。これらの加湿装置には一般的に水道水が用いられる。

特開２００８－２６１５８５号公報 特開２０１１－０４７５３６号公報

しかしながら、加湿エレメントを利用する場合、安定的な加湿は可能であるが、加湿エレメントの定期的な取り替え等が必要という課題があった。これに対し、超音波により水粒子を発生させるタイプは、定期的な取り替えを要する加湿エレメントを必要としないが、加湿性能が低く、特別な設計等を伴わずに安定的な加湿を行うことが容易でないという課題があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、加湿エレメントを用いずに安定的に加湿を行うことが可能な加湿装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る加湿装置は、ファンと、加湿対象空間まで送られる空気が、前記ファンの作動により流入する中空体と、前記中空体内に水を噴き出すノズルと、前記中空体内に流入する空気を加熱する加熱手段とを備え、前記ファン及び前記加熱手段を作動状態にし、前記ノズルから水を噴き出して加湿運転を行う。

本発明に係る加湿装置は、加湿対象空間まで送られる空気が、ファンの作動により流入する中空体と、中空体内に水を噴き出すノズルと、中空体内に流入する空気を加熱する加熱手段とを備え、ファン及び加熱手段を作動状態にし、ノズルから水を噴き出して加湿運転を行うので、ノズルから噴き出される水を、加熱された空気によって加熱し、蒸発し易い状態にすることができ、効率的かつ安定的に加湿を行うことが可能である。

本発明の一実施の形態に係る加湿装置の説明図である。 加湿運転の説明図である。 制御手段の接続を示すブロック図である。 逆洗運転の説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る加湿装置１０は、ファン１１と、加湿対象空間まで送られる空気が、ファン１１の作動により流入する中空体１３と、中空体１３内に水を噴き出すノズル１４と、中空体１３内に流入する空気を加熱する加熱手段１２を備えて、加湿運転を行う装置である。以下、詳細に説明する。

中空体１３は、図１に示すように、有底円筒状であり、床板Ｐに上端部が固定された円筒状の支持具１５の下端部に連結されて床下空間に配されている。中空体１３及び支持具１５はそれぞれの軸心が同一線上に位置して鉛直方向に配されている。支持具１５の上端部には上面が床板Ｐの上面と同じ高さに配される板材１６が装着され、中空体１３の上端部には蓋材１７が取り付けられている。蓋材１７はシール材（例えばＯリング）を有して、中空体１３内の水滴等が中空体１３から漏れ出るのを防止している。

板材１６及び蓋材１７を支持具１５及び中空体１３からそれぞれ取り外すことによって、床板Ｐ上から中空体１３内が視認可能となる。
中空体１３の内側には、中空体１３内に水を噴き出すノズル１４が配されている。中空体１３の底部には、ノズル１４から噴き出された水が溜まる。

本実施の形態では、中空体１３及びノズル１４が床下空間に配されているが、これに限定されず、例えば、中空体及びノズルを屋根裏に配してもよい。中空体及びノズルを屋根裏に配する場合、中空体の底部に、中空体に対して着脱可能なシール性のある蓋材を取り付けた上で、中空体を天井板の点検口の直上に配することで、人が居住空間側から点検口及び蓋材を外した中空体の底部を通して中空体の内側を容易に視認できるようになる。

中空体１３の側壁部には開口部１３ａ、１３ｂが形成され、中空体１３の外側には開口部１３ａ、１３ｂにそれぞれ連通した環状部材１８、１９が設けられている。
環状部材１８にはダクト２０に接続されたファン１１が取り付けられ、環状部材１９には、連結管２２を介してダクト２３が接続されている。ファン１１の空気の噴き出し部にはダンパ２４が設けられている。ファン１１の空気の噴き出し部内には、ダンパ２４の上流側（即ち、中空体に流入する空気が通る流路内）に加熱手段１２が設けられている。本実施の形態では、加熱手段１２にヒータが採用されている。

ファン１１は、作動によって、図２に示すように、ダクト２０に取り込まれた空気（屋内又は屋外の空気）をダクト２０経由で取得し環状部材１８に向けて噴き出す。ファン１１から噴き出される空気は、加熱手段１２により加熱される。この際、ダンパ２４は、ファン１１から噴き出される空気の風圧によって、ファン１１の空気の噴き出し部を開いた状態にし、ファン１１から噴き出された加熱された空気（以下、「高温の空気」とも言う）は、環状部材１８から略水平に進んで開口部１３ａを通過し、中空体１３内に流入する。開口部１３ｂは、開口部１３ａより高い位置、即ち、開口部１３ａから中空体１３内に流入した高温の空気の進行方向の延長線上ではない位置に配されている。

中空体１３内には、水分を捕捉可能な通気性のある水分捕捉部材２５が設けられている。水分捕捉部材２５は、例えば、樹脂繊維、金属繊維又はガラス繊維の集合体や不織布によって構成でき、開口部１３ａ、１３ｂの間の高さ位置で水平な層を形成して、中空体１３内の空間を開口部１３ａ側の領域と開口部１３ｂ側の領域とに仕切っている。そのため、開口部１３ａから中空体１３内に流入した高温の空気は、水分捕捉部材２５を通過して開口部１３ｂに向かう。

ノズル１４は、中空体１３内の開口部１３ａ側の領域に水の噴き出し部が配置され、中空体１３内の開口部１３ａ側の領域に水を噴き出す。そのため、ファン１１及び加熱手段１２が作動している状態で、ノズル１４から水が噴き出されると、開口部１３ａから中空体１３内に流入した高温の空気が、ノズル１４から噴き出された水を中空体１３内で加熱する。高温の空気はノズル１４から噴き出された水を吸収した（含んだ）後、水分捕捉部材２５を通過して開口部１３ｂ側の領域に進むこととなる。
開口部１３ｂから中空体１３外に流出した高温の空気は環状部材１９及び連結管２２を通りダクト２３に流入し、ノズル１４から噴き出され空気に吸収されなかった水は中空体１３の底部に溜まる。

一端部が連結管２２に接続されたダクト２３は他端部が加湿対象空間に配されていることから、ダクト２３に流入した高温の空気は、中空体１３内で吸収した水と共にダクト２３を通って加湿対象空間の一例である居住空間に送られる。よって、加湿装置１０は、ファン１１及び加熱手段１２を作動状態にし、ノズル１４から水を噴き出すことによって加湿運転を行うことができる。ここで、加熱された空気にノズル１４から水を噴き出す場合、加熱されていない空気にノズル１４から水を噴き出す場合に比べ、ノズル１４から噴き出された水の気化が促進されることから、加湿運転（加湿対象空間で求められるレベルの加湿）を安定的に行うことが可能である。

ノズル１４から噴き出されて空気に取り込まれなかった水（例えば、水飛沫）の大半は、水分捕捉部材２５に捕捉され、中空体１３から出て環状部材１９から連結管２２やダクト２３内に進入するのを防止されている。これによって、環状部材１９、連結管２２及びダクト２３の内側に水が溜まることによって生じるカビ等の発生が抑制されている。

ファン１１が停止している際、ダンパ２４は自重によって回動し、ファン１１の空気の噴き出し部を閉じた状態にする。
また、中空体１３には、中空体１３の底部に貯留されている水の水位を検出する水位センサ２６が設けられ、下流側端部がノズル１４に接続された循環回路２７の上流側端部が、中空体１３の底部に接続されている。循環回路２７には、上流から下流に向けて、逆止弁３０、フィルタ３０ａ、ポンプ２８及び開閉弁２９が順に設けられている。なお、本実施の形態では水位センサ２６に水位電極を採用している。

加湿運転時、ノズル１４から噴き出され、中空体１３の底部に溜まった水は、図２に示すように、開閉弁２９が開かれ、ポンプ２８が作動することによって、循環回路２７に取り込まれ、逆止弁３０、フィルタ３０ａ、ポンプ２８及び開閉弁２９を順を通過し、ノズル１４から中空体１３内に噴き出される。従って、循環回路２７は、ノズル１４から噴き出されて中空体１３内に溜まった水をノズル１４に送ることとなる。逆止弁３０は循環回路２７内の水がフィルタ３０ａ側から中空体１３の底部に向かうのを防止し、フィルタ３０ａは循環回路２７を水と共に流れる塵等を捕捉する。

循環回路２７には、ポンプ２８の上流側に水道管から循環回路２７に水道水を供給する給水管３１が接続され、ポンプ２８と開閉弁２９の間の領域に、循環回路２７を循環する水を外部に送り出す排水管３２が接続されている。給水管３１には、給水管３１に水道管からの水道水（外部からの水）が流入可能な開状態とするか水道管からの水道水が流入できない閉状態とするかが切り替えられる開閉弁３３が取り付けられ、排水管３２には、排水管３２に循環回路２７からの水が流入可能な開状態とするか循環回路２７からの水が流入できない閉状態とするかが切り替えられる開閉弁３４が取り付けられている。

開閉弁３３、３４は、図３に示すように、ファン１１、加熱手段１２、水位センサ２６、ポンプ２８及び開閉弁２９が接続された制御手段３５に接続されている。制御手段３５は、ＣＰＵ及びメモリ等の電子デバイスを有して構成可能であり、指令信号の送信によって、ファン１１、加熱手段１２及びポンプ２８の制御、並びに、開閉弁２９、３３、３４の開閉を行うことができる。

＜給水運転＞
加湿運転中、制御手段３５は、中空体１３の底部に溜まっている水の水位が予め定められた値以下になったのを水位センサ２６からの入力信号で検知すると、ファン１１を停止させ、開閉弁２９、３３を開いて、ポンプ２８を運転して水道管からの水道水を給水管３１経由で循環回路２７に流入させ、ノズル１４から中空体１３内に噴き出されるようにする。これによって、中空体１３の底部に溜まっている水の水位を上昇させる給水運転を行う。制御手段３５は、中空体１３の底部の水位が所定値まで上昇したのを水位センサ２６によって検出すると、開閉弁３３を閉じて給水運転を停止し、ファン１１を作動させて加湿運転を再開する。

＜排水運転＞
また、加湿運転が予め設定された時間（例えば、１～５時間）継続すると、制御手段３５は、ファン１１を停止し、開閉弁３４を開き、開閉弁２９を閉じて、ポンプ２８を作動させる。これによって、中空体１３の底部に溜まっていた水が、循環回路２７に流入し、ポンプ２８経由で排水管３２から外部に排水される。以下、中空体１３の底部の水を排水する運転を排水運転と言う。

中空体１３の底部の水は加湿運転及び給水運転の繰り返しによってミネラル成分が上昇することから、排水運転により、ミネラル成分が上昇した中空体１３の底部の水を入れ替える。
本実施の形態では、ノズル１４から噴き出されて中空体１３内に溜まった水を排水する排水機構が、循環回路２７の一部、ポンプ２８、排水管３２及び開閉弁３４によって構成されている。

また、加湿運転を停止する操作が図示しない操作機でなされると、排水運転が行われた後、逆洗運転（以下に示す）、給水運転、循環運転（加熱手段１２を停止した加湿運転）、排水運転を順に行った後、乾燥運転（以下に示す）を行い、フィルタ３０ａの清掃及び中空体１３内の乾燥を行う。

＜逆洗運転＞
ファン１１及びポンプ２８を停止し、開閉弁２９を閉じた状態で、開閉弁３３を開くことによって、図４に示すように、水道管の水圧で水道管からの水を給水管３１経由で循環回路２７に流入させる。循環回路２７の逆止弁３０とフィルタ３０ａの間の領域には、排水運転の際に開閉弁３４を通過した水が出水する排出口３６に連結された排水路３７が連結されており、逆洗運転において給水管３１から給水されて循環回路２７に流入した水はフィルタ３０ａを通って、フィルタ３０ａに捕捉されている塵等をフィルタ３０ａから取り除き、当該塵等と共に排水路３７を経由して排出口３６から排出される。なお、排水路３７には、水が排出口３６側から循環回路２７に流れるのを防止する逆止弁３８が設けられている。

＜乾燥運転＞
ノズル１４の水の噴き出しを停止した状態、かつ、排水運転により中空体１３内の水を排水した状態で、ポンプ２８を停止し、開閉弁３４を閉じ、ファン１１及び加熱手段１２を作動させて、中空体１３内を乾燥させ、加熱手段１２及びファン１１の順番で停止する（例えば、加熱手段１２は１５分間作動させてから停止し、ファン１１は６０分間作動させた後に停止する）。環状部材１８、中空体１３、環状部材１９、連結管２２及びダクト２３の各内側は、乾燥運転により乾燥されることから、カビ等の発生が抑制される。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、排水機構や循環回路を設けなくてもよい。
但し、硬度成分が上昇した水を中空体内に溜めておくのを避ける観点においては、排水機構を設けるのが好ましい。
また、循環機構を設けない場合は排水機構を設けて、中空体内に所定量以上の水が溜まるのを防ぐ必要がある。
加熱手段は、中空体に流入する空気が通る流路内に設ける必要はなく、例えば、中空体内の空気が流入する位置に設けてもよい。
なお、水分捕捉部材を設けなくてもよいのは言うまでもない。

１０：加湿装置、１１：ファン、１２：加熱手段、１３：中空体、１３ａ、１３ｂ：開口部、１４：ノズル、１５：支持具、１６：板材、１７：蓋材、１８、１９：環状部材、２０：ダクト、２２：連結管、２３：ダクト、２４：ダンパ、２５：水分捕捉部材、２６：水位センサ、２７：循環回路、２８：ポンプ、２９：開閉弁、３０：逆止弁、３０ａ：フィルタ、３１：給水管、３２：排水管、３３、３４：開閉弁、３５：制御手段、３６：排出口、３７：排水路、３８：逆止弁、Ｐ：床板

Claims (4)

1. ファンと、
   加湿対象空間まで送られる空気が、前記ファンの作動により流入する中空体と、
   前記中空体内に水を噴き出すノズルと、
   前記中空体内に流入する空気を加熱する加熱手段とを備え、
   前記ファン及び前記加熱手段を作動状態にし、前記ノズルから水を噴き出して加湿運転を行うことを特徴とする加湿装置。
2. 請求項１記載の加湿装置において、前記ノズルから噴き出されて前記中空体内に溜まった水を排水する排水機構を更に備え、前記ノズルの水の噴き出しを停止し、前記中空体内の水を排水した状態で、前記ファン及び前記加熱手段を作動して前記中空体内を乾燥することを特徴とする加湿装置。
3. 請求項１記載の加湿装置において、前記ノズルから噴き出されて前記中空体内に溜まった水を前記ノズルに送る循環回路を更に備えることを特徴とする加湿装置。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の加湿装置において、前記加熱手段は、前記中空体に流入する空気が通る流路内に設けられていることを特徴とする加湿装置。

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