JP4592308B2

JP4592308B2 - 加熱式加湿器

Info

Publication number: JP4592308B2
Application number: JP2004082763A
Authority: JP
Inventors: 克幸赤堀; 崇弘鈴木; 敏行柳内
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2024-03-22
Also published as: JP2005265383A

Description

本発明は、加熱により水を蒸気化する加熱式加湿器に関するものである。

従来の加熱式加湿器においては、送風機構を設けることで、蒸気出口から放出される蒸気温度を６０℃程度とし、また、本体転倒時の熱湯流出での火傷安全策として、吸水部材の毛細管作用により吸い上げた少量の水のみを上部に設けた加熱体により加熱して加湿することで、必要以上の熱湯を持たない構成となっている。（例えば、特許文献１参照）

特許第３４３４０４９号公報（第１８頁、図１−図２）

しかしながら、上記従来の吸水部材を持つ加湿器の場合でも、６０℃の蒸気では約５秒連続接触すると、火傷を生じる危険性があるため、吹き出し蒸気や転倒時に水槽内から流出する湯に連続接触すると、火傷をする心配がった（５５℃なら２０秒、５０℃なら３分、４５℃なら１時間接触で火傷する）。また、必要以上の熱湯を持たない構成のため、吸水部材の加熱されない部分（吸い上げ下部）の温度が雑菌の繁殖しやすい温度（３０〜４０℃）になり、異臭が発生して衛生面でやや問題点があった。

本発明は、上記問題点を解消するためになされたもので、吹き出し蒸気や転倒時に水槽内から流出する湯に連続接触しても火傷の心配がなく、かつ衛生性を兼ね備えた加熱式加湿器を提供することを目的としている。

本発明に係る加熱式加湿器は、吸気口と吹出口を有した本体と、本体内に設けた水タンクと、この水タンクに設けられ弁装置を備えた落水口を有するタンクキャップと、タンクキャップにより一定水位に保持される水を受ける水受部と、水受部からの水が供給される水槽と、前記水槽内周に接し、かつ下部が水に浸され毛細管現象により水を吸い上げるように配設された吸水部材と、この吸水部材を水槽外周から加熱する加熱体と、加熱された吸水部材から発生する蒸気を前記吹出口に案内する蒸気案内筒と、前記吸気口から空気を取り込んで前記蒸気案内筒内に送風する送風ファンと、送風ファンからの送風を取り入れる前記蒸気案内筒の側面に設けた送風取入口と、前記水槽と前記蒸気案内筒とで形成され、吸水部材から発生した蒸気と送風取入口から送られる送風とを混合させる混合室と、前記蒸気案内筒の内側に設けられ、前記送風取入口と連通し、前記送風取入口から取り入れた送風を水槽底面に向けて下向きに吹き出す送風筒とを備えたものである。

本発明に係る加熱式加湿器によれば、混合室内に、送風取入口と連通し、送風を水槽底面に向けて下方向に吹き出す送風筒を蒸気案内筒の内側に設けたことにより、蒸気温度をムラ無く低温度（４０℃以下）にできるので、吹き出し蒸気や転倒時に水槽内から流出する湯に数秒間連続して接触しても火傷の心配がない加湿器を提供できるという効果を奏する。

実施の形態１．

以下、本発明の実施の形態１を図面に基づいて説明する。
図１は本発明による実施の形態１の加熱式加湿器を示す断面図、図２は本発明による実施の形態１の加熱式加湿器の操作表示部を示す図、図３は本発明による実施の形態１の加熱式加湿器の制御回路のブロック図、図４は本発明による実施の形態１の加熱式加湿器の制御動作を示すフローチャートである。

図１において、合成樹脂で成形された本体１の側面下部には吸気口１０が設けられ、この吸気口２の反対側内部には水タンク２が収容されている。水タンク２にはタンクキャップが取り付けられており、このタンクキャップ３には弁装置を備えた落水口４を有し、水タンク２内の水はこの落水口４を通って水受部５に供給され、タンクキャップ３により一定水位に保持されるようになっている。
前記水受部５の水はアルミニウムで形成された水槽６に供給され、水槽６内の水位は水受部５と同水位で、水槽６底面より１０〜２０ｍｍの高さに保持される。水槽６の内周壁に接するように設けられた吸水部材７は自身の毛細管現象により上端まで水を吸い上げる。吸水部材７上部は、水槽６を介して加熱体８により加熱されて、吸い上げた水を蒸気化させるようになっている。水槽６の上方には蒸気案内筒９が設置され、この蒸気案内筒の側面には送風ファン１１より本体１内に設けられた第１の風路２７を通して送られてくる送風を内部に取り入れる送風取入口１２が設けられている。

前記水槽６と蒸気案内筒９とで吸水部材から発生した蒸気と前記送風ファンにより送られてくる送風とを混合する混合室１４が形成されている。前記蒸気案内筒９の送風取入口１２には略Ｌ字状に曲げられた送風筒１３が設けられており、送風取入口１２から取り入れた送風はこの送風筒１３により混合室１４内で水槽２底面に向けて下方向に吹き出されるようになっている。また、蒸気案内筒９の上部内周には通気性と放熱性の高い材料で形成された放熱部材１７が内接して設けられている。さらに蒸気案内筒９には、送風取入口１２の上部に位置して送風取入口１２とは別に前記第１の風路１Ａからの送風をを取り入れる送風取入別口１２Ａが設けられている。この送風取入別口１２Ａは前記放熱部材１７と略対向して設けられている。
本体１の上面部には蒸気吹出口１５と送風吹出口１６が吹出し角度を約４５度以下にして斜め２層に形成されており、下側に蒸気案内筒９に連通する蒸気吹出口１５を、上側に本体内に設けた第２の風路２８に連通する冷風吹出口１６を設けている。本体１内には室温を検出する室温センサ２１が吸込口２の近傍に設けられ、蒸気温度センサ２３が蒸気吹出口１５の近傍に設けられている。

図２において、操作表示部２９は本体１の上面部の一部に位置して設けられており、この操作表示部２９には加湿器の運転開始や運転停止をするための運転スイッチ２０、目標湿度を設定するための湿度設定ボタン２４、現在湿度又は設定湿度を表示する湿度表示ランプ２５、吸水部材７の清掃時期を知らせるための清掃喚起ランプ２６などが設けられている。
図３において、制御部１８はマイクロコンピュータ等で構成され、予め記憶された制御プログラムに従って操作表示部２９に設けた前記運転スイッチ２０、湿度設定ボタン２４、及び本体１内に設けた室温センサ２１、蒸気温度センサ２３、及び時間をカウントするタイマー手段２２からの制御信号を受けて加熱体８や送風ファン１１の運転、及び湿度表示ランプ２５や清掃喚起ランプ２６の点灯などを制御する。

次に、上記の構成からなる実施の形態１の加熱式加湿器の動作について説明する。
まず、水タンク２を本体１にセットすると、水タンク２内の水はタンクキャップ３に備えられている落水口４を通って水受部５に供給されタンクキャップ３により一定水位に保持される。水受部５の水は水槽６に供給され、水槽６内の水位は水受部５と同水位で、水槽６底面より１０〜２０ｍｍの高さに保持される。
水槽６内壁に接するように設けられた吸水部材７は自身の毛細管現象により上端まで水を吸上げ、水槽６を介して加熱体８により加熱され蒸気を発生させる。水槽６はアルミニウムで形成されており、熱伝導の良さから吸水部材７を加熱する際の余熱が水槽６底面まで伝搬されるので、吸水部材７下部を浸している水は５０〜７０℃まで加熱され殺菌される。

送風ファン１１により吸気口１０から取り込まれた空気は、本体１内に設けられて第１の風路２７と第２の風路２８に分配されて送風される。第１の風路２７に送風された空気は蒸気案内筒９に設けられた送風取入口１２と送風取入別口１２Ａに分配され、送風取入口１２に分配された送風の一部は送風筒１３により水槽６底面に向け下方向に矯正され、吸水部材７で発生した蒸気と混合して蒸気温度を４０℃以下に低減させる。水槽６領域にて混合された冷却蒸気はＵターンし、蒸気案内筒９に戻される。
分配された残りの空気は、送風取入別口１２Ａを経由して放熱部材１７を通過して上方向に上ってくる冷却蒸気に対して直角方向の流れで混合するように吹き出され、撹拌するので、蒸気温度を均一に低減する。４０℃以下に均一に冷却された蒸気は、吹き出し角度を４５度以下に設けられた蒸気吹出口１５より外部に吹き出される。その際に、前記第２の風路２８を通過してきた室温と同等の空気が上方の送風吹出口１６より同時に吹き出されることによって蒸気が室温との温度差により室内上空へと昇ろうとするのが抑制されるため、蒸気が天井付近にスポット的に固まることが無く、遠くまで蒸気が到達し、室内を均一に加湿する。

一方、例えば、運転状態の本体１を転倒したような場合、水槽６内の湯は蒸気案内筒９に流れ込み、放熱部材１７と接触する。放熱部材１７は前記送風取入別口１２Ａからの送風により室温と同等温度になっているので、水槽６内からこぼれて流入してきた７０℃の湯と熱交換し、湯の温度を４０℃以下に低減させる。

次に、上記実施の形態１における加熱式加湿器の制御動作について、図４のフローチャートを用いて詳細に説明する。
図４に示すように、まず、ステップＳ１により運転スイッチ２０がオンされると、ステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、制御部１８から加熱体８とタイマー手段２２をオンさせる信号が出力されて、加熱体８とタイマー手段２２を作動させ、ステップＳ３に移行する。
ステップＳ３では、吸気口１０の近傍に設けられた室温センサ２１により室温Ｔ１を測定して制御部１８に出力され、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、ステップＳ３で測定した室温Ｔ１が１０℃未満の場合、遅れ時間Ｒを７ｍｉｎと決定する。室温Ｔ１が１０℃以上２０℃未満を超えている場合、遅れ時間Ｒを６ｍｉｎと決定する。室温Ｔ１が２０℃以上の場合、遅れ時間Ｒを５ｍｉｎと決定し、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、タイマー手段２２でのカウント時間ｍ１を測定して制御部１８に出力し、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ６では、ステップＳ５で測定した時間ｍ１がステップＳ４で決定したＲ値に対して小さい場合は、ステップＳ５に戻り、再度時間ｍ１を測定する。時間ｍ１がＲ値よりも大きい場合は、次のステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、制御部１８より送風ファン１１をオンさせる信号が出力されて送風ファン１１を作動させ、加湿運転を開始する。

次に、ステップＳ８では、蒸気吹出口１５から吹き出される蒸気温度Ｔ２を蒸気温度センサ２３で測定し、その測定結果を制御部１８に対して出力する。ステップＳ９では、ステップＳ８で測定した蒸気温度Ｔ２が５０℃未満なら、安全温度で加湿していると判定してステップＳ８に戻り、再度蒸気温度サーミスタ２３にて蒸気温度Ｔ２を測定する。ステップＳ８で測定した蒸気温度Ｔ２が５０℃以上になった場合は、蒸気温度Ｔ２が危険温度であると判定してステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ１０では、制御部１８から加熱体８をオフする信号が出力され、加熱体８への通電を停止してステップＳ１１へ移行する。ステップＳ１１では、制御部１８から送風ファン１１をオフする信号が出力され、送風ファン１１への通電を停止して加湿運転を終了させ、ステップＳ１２へ移行する。ステップＳ１２では、清掃喚起ランプ２６を点灯させて、使用者に吸水部材７の清掃を行うように喚起する。

図５は上記の構成からなる実施の形態１の加熱式加湿器の転倒時を示す図である。
図５に示すように、加湿器が転倒した際は、水槽６内の湯は必ず蒸気案内筒９に流れ込むようになっており、その結果、蒸気案内筒９内周に設けられた放熱部材１７と接触する。放熱部材１７は送風により室温程度に常時冷却されているため、放熱部材１７に接触した７０℃の湯は５０℃未満までに温度が低減され、一部が外部へ流出することになる。

以上のように、上記実施の形態１によれば、水槽６底面に向けて下方向に送風を供給する送風筒１３と横方向に風を取り入れる送風取入別口１２Ａとを設けたことで、蒸気温度をムラ無く４０℃以下にすることができる。また、蒸気案内筒９の上部内周に常に送風が通過して冷却されている放熱部材１７を設けたことで、加湿器が転倒した時に、水槽６内から流出するお湯が放熱部材１７と接触し、５０℃以下に下げることができる。また、蒸気吹出口１５より吹き出される蒸気の上昇を蒸気吹出口１５の上に設けた冷風吹出口１６により吹き出される送風により抑制されるため、蒸気を遠くまで運ぶことができる。また、水槽６を熱伝導の良いアルミニウムで形成することで、加湿と同時に水槽６内の水が５０℃〜７０℃の湯に昇温されて加熱殺菌され、異臭の発生もなく、衛生性を兼ね備えた加熱式加湿器を提供できる。また、運転初期の水槽６内に有る水も加熱体８の運転開始に対し、送風ファン１１の運転開始時間を遅らせることで、６０℃以上に素早く加熱できるので、より早く殺菌ができる。また、蒸気温度Ｔ２を検出する蒸気温度センサ２３を設けたことで、５０℃以上になった場合、安全に停止させることもできる。また、清掃喚起ランプ２６を設けたことで、蒸気温度Ｔ２が上昇する要因の吸い込み空気量不足改善のためのお手入れを使用者に喚起することができる。

実施の形態２．
図６は本発明による実施の形態２を示す加熱式加湿器の要部断面図であり、図中、図１と同一符号は同一構成を示している。
図６に示すように、蒸気案内筒９には、送風取入口１２、送風取入別口１２Ａ、送風筒１３が一体に形成されている。
このように、送風筒１３が蒸気案内筒９と一体に形成されていても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

本発明による実施の形態１の加熱式加湿器を示す断面図である。本発明による実施の形態１の加熱式加湿器の操作表示部を示す図である。本発明による実施の形態１の加熱式加湿器の制御回路のブロック図である。本発明による実施の形態１の加熱式加湿器の制御動作のフローチャートである。本発明による実施の形態１の加熱式加湿器の転倒時の要部断面図である。本発明による実施の形態２の加熱式加湿器の要部断面図である。

符号の説明

１本体、２水タンク、３タンクキャップ、４落水口、５水受部、６水槽、７吸水部材、８加熱体、９蒸気案内筒、１０吸気口、１１送風ファン、１２送風取入口、１２Ａ送風取入別口、１３送風筒、１４混合室、１５蒸気吹出口、１６冷風吹出口、１７放熱部材、１８制御部、２０運転スイッチ、２１室温センサ、２２タイマー手段、２３蒸気温度センサ、２４湿度表示ボタン、２５湿度表示ランプ、２６清掃喚起ランプ、２７第１の風路、２８第２の風路、２９操作表示部

Claims

吸気口と吹出口を有した本体と、本体内に設けた水タンクと、この水タンクに設けられ弁装置を備えた落水口を有するタンクキャップと、タンクキャップにより一定水位に保持される水を受ける水受部と、水受部からの水が供給される水槽と、前記水槽内周に接し、かつ下部が水に浸され毛細管現象により水を吸い上げるように配設された吸水部材と、この吸水部材を水槽外周から加熱する加熱体と、加熱された吸水部材から発生する蒸気を前記吹出口に案内する蒸気案内筒と、前記吸気口から空気を取り込んで前記蒸気案内筒内に送風する送風ファンと、送風ファンからの送風を取り入れる前記蒸気案内筒の側面に設けた送風取入口と、前記水槽と前記蒸気案内筒とで形成され、吸水部材から発生した蒸気と送風取入口から送られる送風とを混合させる混合室と、前記蒸気案内筒の内側に設けられ、前記送風取入口と連通し、前記送風取入口から取り入れた送風を水槽底面に向けて下向きに吹き出す送風筒とを備えたことを特徴とする加熱式加湿器。
前記送風筒を蒸気案内筒と一体に設けたことを特徴とする請求項１記載の加熱式加湿器。
前記蒸気案内筒は、前記送風筒に送風を取り入れる送風取入口とは別に横方向へ送風を送り出す送風取入別口を有することを特徴とする請求項１又は２記載の加熱式加湿器。
前記送風取入別口は、送風筒の上に配置されていることを特徴とする請求項３記載の加熱式加湿器。
前記吸水部材の上方に、前記蒸気案内筒に内接し、前記送風取入別口からの送風が通過する通風性と放熱性の高い材料で形成された放熱部材を設けたことを特徴とする請求項３又は４記載の加熱式加湿器。
前記本体の吹出口を上下２層に形成し、下側を蒸気吹出口とし、上側を冷風吹出口としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の加熱式加湿器。
前記水槽をアルミニウムで形成し、前記吸水部材を加熱する際の余熱を利用して前記水槽内の水を５０〜７０℃に加熱するようにしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の加熱式加湿器。
前記吸気口近傍の本体内に室温センサを設け、この室温センサからの温度情報により運転開始時の加熱体への通電に対し冷却用の送風ファンへの通電を一定時間遅らせるようにしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の加熱式加湿器。
前記蒸気吹出口の近傍に蒸気温度センサを設け、蒸気吹出口近傍の蒸気温度が所定温度以上の場合に、運転を異常停止させるようにしたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の加熱式加湿器。
前記異常停止時に、清掃喚起ランプを点灯させて前記吸込部材の清掃を喚起するようにしたことを特徴とする請求項９記載の加熱式加湿器。
吸気口と吹出口を有した本体と、本体内に設けた水タンクと、この水タンクに設けられ弁装置を備えた落水口を有するタンクキャップと、タンクキャップにより一定水位に保持される水を受ける水受部と、水受部からの水が供給される水槽と、前記水槽内周に接し、かつ下部が水に浸され毛細管現象により水を吸い上げるように配設された吸水部材と、この吸水部材を水槽外周から加熱する加熱体と、加熱された吸水部材から発生する蒸気を前記吹出口に案内する蒸気案内筒と、前記吸気口から空気を取り込んで前記蒸気案内筒内に送風する送風ファンと、送風ファンからの送風を取り入れる前記蒸気案内筒の側面に設けた送風取入口と、吸水部材から発生した蒸気と送風取入口から送られる送風とを混合させる混合室と、前記送風取入口から取り入れた送風を水槽底面に向けて下向きに吹き出す送風筒とを備え、前記蒸気案内筒は、前記送風筒に送風を取り入れる送風取入口とは別に横方向へ送風を送り出す送風取入別口を有し、前記吸水部材の上方に、前記蒸気案内筒に内接し、前記送風取入別口からの送風が通過する通風性と放熱性の高い材料で形成された放熱部材を設けたことを特徴とする加熱式加湿器。
吸気口と吹出口を有した本体と、本体内に設けた水タンクと、この水タンクに設けられ弁装置を備えた落水口を有するタンクキャップと、タンクキャップにより一定水位に保持される水を受ける水受部と、水受部からの水が供給される水槽と、前記水槽内周に接し、かつ下部が水に浸され毛細管現象により水を吸い上げるように配設された吸水部材と、この吸水部材を水槽外周から加熱する加熱体と、加熱された吸水部材から発生する蒸気を前記吹出口に案内する蒸気案内筒と、前記吸気口から空気を取り込んで前記蒸気案内筒内に送風する送風ファンと、送風ファンからの送風を取り入れる前記蒸気案内筒の側面に設けた送風取入口と、吸水部材から発生した蒸気と送風取入口から送られる送風とを混合させる混合室と、前記送風取入口から取り入れた送風を水槽底面に向けて下向きに吹き出す送風筒とを備え、前記送風筒を蒸気案内筒と一体に設け、前記蒸気案内筒は、前記送風筒に送風を取り入れる送風取入口とは別に横方向へ送風を送り出す送風取入別口を有し、前記吸水部材の上方に、前記蒸気案内筒に内接し、前記送風取入別口からの送風が通過する通風性と放熱性の高い材料で形成された放熱部材を設けたことを特徴とする加熱式加湿器。
前記送風取入別口は、送風筒の上に配置されていることを特徴とする請求項１１又は１２記載の加熱式加湿器。