JP4654839B2

JP4654839B2 - 加湿装置

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Publication number: JP4654839B2
Application number: JP2005245551A
Authority: JP
Inventors: 博之上出
Original assignee: Tiger Corp
Current assignee: Tiger Corp
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2025-08-26
Also published as: JP2007057188A

Description

本願発明は、加湿装置に関し、さらに詳しくは、回転加湿フィルタにより構成された気化式加湿エレメントを備えた加湿装置に関するものである。

近年、冬季において暖房装置使用中の室内を適湿環境に保持するために加湿装置が使用されている。

この種の加湿装置として、吸水性の良いシート状の素材をプリーツ折りした横長方形の回転加湿フィルタからなる気化式加湿エレメントを備えたものが従来から知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−３７０１１号公報。

ところが、上記特許文献１に開示されている加湿装置の場合、回転加湿フィルタが、吸水性の良い素材からなっているため、回転加湿フィルタの全面積に吸水させるには、回転加湿フィルタの回転中心付近まで水に浸漬させる必要があり、回転加湿フィルタを回転駆動させる動力が大きくならざるを得ないという不具合が生ずるおそれがある。そこで、回転加湿フィルタの一部を水に浸漬させる構造とすると、吸水面積が限定されることとなり、加湿能力が低下するおそれがある。

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、駆動動力が小さく、加湿能力を最大限に発揮できる加湿装置を提供することを目的とするものである。

本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、室内空気を吸い込む空気吸込口と加湿空気を吹き出す空気吹出口とを有する本体ケースと、該本体ケース内に配設したファンと、該ファンの風路内に配設した気化式加湿エレメントと、該気化式加湿エレメントに水を供給する水タンクとを備え、該気化式加湿エレメントを、前記水タンクから供給される水を貯留する水槽と該水槽内に回転自在に枢支される回転加湿フィルタとによって構成した加湿装置において、前記回転加湿フィルタを、複数の加湿プレートを相互に所定の間隔を保持した状態で積層して構成するとともに、前記各加湿プレートに、該各加湿プレートの表裏両面から空気流が貫流する複数の貫通穴を形成している。

上記のように構成したことにより、回転加湿フィルタの一部が水槽内の貯留水に浸漬され、回転により貯留水から露出している部分も水に濡れることとなる。この状態の回転加湿フィルタをファンから吹き出された室内空気が通過する過程において加湿がなされることとなるが、回転加湿フィルタを構成する加湿プレートに形成された複数個の貫通穴を介して加湿プレートの表裏両面から空気流が貫流することとなる。従って、回転加湿フィルタを駆動させるための動力を低減できるとともに、加湿能力を最大限に発揮することができる。

本願発明では、上記課題を解決するための第２の手段として、室内空気を吸い込む空気吸込口と加湿空気を吹き出す空気吹出口とを有する本体ケースと、該本体ケース内に配設したファンと、該ファンの風路内に配設した気化式加湿エレメントと、該気化式加湿エレメントに水を供給する水タンクとを備え、該気化式加湿エレメントを、前記水タンクから供給される水を貯留する水槽と該水槽内に回転自在に枢支される回転加湿フィルタとによって構成した加湿装置において、前記回転加湿フィルタを、複数の加湿プレートを相互に所定の間隔を保持した状態で積層して構成するとともに、前記各加湿プレートの回転軸方向と直交する面に、外周縁よりも窪んだ多数の凹部を設けている。

上記のように構成したことにより、回転加湿フィルタの一部が水槽内の貯留水に浸漬され、回転により貯留水から露出している部分も水に濡れることとなる。この状態の回転加湿フィルタにおける加湿プレートの一部が貯留水に浸漬したとき、各加湿プレートの回転軸方向と直交する面に形成された多数の凹部に貯留水が保持された状態で回転せしめられることとなり、加湿プレートの保水性が向上し、加湿効率が向上する。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第３の手段として、上記第２の手段を備えた加湿装置において、前記凹部を、前記各加湿プレートの表裏両面全体に設けることもでき、そのように構成した場合、形成される凹部を最大限とすることができ、保水性を限りなく向上させることができる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第４の手段として、上記第１、第２又は第３の手段を備えた加湿装置において、前記各加湿プレートの外周面に、連続する凹凸からなる粗面を形成することもでき、そのように構成した場合、加湿プレート外周面に形成された粗面における保水性を向上させることができるところから、加湿効率をより一層向上させることができる。

本願発明の第１の手段によれば、室内空気を吸い込む空気吸込口と加湿空気を吹き出す空気吹出口とを有する本体ケースと、該本体ケース内に配設したファンと、該ファンの風路内に配設した気化式加湿エレメントと、該気化式加湿エレメントに水を供給する水タンクとを備え、該気化式加湿エレメントを、前記水タンクから供給される水を貯留する水槽と該水槽内に回転自在に枢支される回転加湿フィルタとによって構成した加湿装置において、前記回転加湿フィルタを、複数の加湿プレートを相互に所定の間隔を保持した状態で積層して構成するとともに、前記各加湿プレートに、該各加湿プレートの表裏両面から空気流が貫流する複数の貫通穴を形成して、回転加湿フィルタを構成する加湿プレートに形成された複数個の貫通穴を介して加湿プレートの表裏両面から空気流が貫流するようにしたので、回転加湿フィルタを駆動させるための動力を低減できるとともに、加湿能力を最大限に発揮することができるという効果がある。

本願発明の第２の手段によれば、室内空気を吸い込む空気吸込口と加湿空気を吹き出す空気吹出口とを有する本体ケースと、該本体ケース内に配設したファンと、該ファンの風路内に配設した気化式加湿エレメントと、該気化式加湿エレメントに水を供給する水タンクとを備え、該気化式加湿エレメントを、前記水タンクから供給される水を貯留する水槽と該水槽内に回転自在に枢支される回転加湿フィルタとによって構成した加湿装置において、前記回転加湿フィルタを、複数の加湿プレートを相互に所定の間隔を保持した状態で積層して構成するとともに、前記各加湿プレートの回転軸方向と直交する面に、外周縁よりも窪んだ多数の凹部を設けて、回転加湿フィルタにおける加湿プレートの一部が貯留水に浸漬したとき、各加湿プレートの回転軸方向と直交する面に形成された多数の凹部に貯留水が保持された状態で回転せしめられるようにしたので、加湿プレートの保水性が向上し、加湿効率が向上するという効果がある。

本願発明の第３の手段におけるように、上記第２の手段を備えた加湿装置において、前記凹部を、前記各加湿プレートの表裏両面全体に設けることもでき、そのように構成した場合、形成される凹部を最大限とすることができ、保水性を限りなく向上させることができる。

本願発明の第４の手段におけるように、上記第１、第２又は第３の手段を備えた加湿装置において、前記各加湿プレートの外周面に、連続する凹凸からなる粗面を形成することもでき、そのように構成した場合、加湿プレート外周面に形成された粗面における保水性を向上させることができるところから、加湿効率をより一層向上させることができる。

以下、添付の図面を参照して、本願発明の好適な実施の形態について詳述する。

この加湿装置は、図１ないし図４に示すように、室内空気Ｗ1を吸い込む空気吸込口５と加湿空気Ｗ2を吹き出す空気吹出口６とを有する本体ケース１と、該本体ケース１内に配設したファン２と、該ファン２の風路内に配設した気化式加湿エレメント３と、該気化式加湿エレメント３に水を供給する水タンク４とを備えて構成されている。

前記空気吸込口５は、前記本体ケース１における背面１の上部に形成されており、前記空気吹出口６は、前記本体ケース１の上面一側に形成されている。

前記ファン２は、前記空気吸込口５の前方側に配設されており、前記空気吸込口５と対向する吸気口９と下向きとされた吐出口１０とを有するスクロール形状のファンカバー７と該ファンカバー７内に配設された前進翼形状の羽根車８とにより構成されている。符号１１は前記羽根車８を回転駆動させるファンモータであり、該ファンモータ１１は、前記空気吸込口５からファンカバー７の吸気口９との間に後述する加湿空気通路４３と隔壁１３により区画形成された吸気通路１２内にあって前記ファンカバー７に取り付けられている。

前記ファン２におけるファンカバー７の吐出口１０の下方には、該ファン２から吹き出される室内空気Ｗ1を加熱するための加熱源として作用するヒータユニット１４が配設されている。該ヒータユニット１４は、図５に示すように、矩形形状の箱型のヒータケース１５と、該ヒータケース１５内に設けた直交桟１６に対して略菱形形状に複数層が重合するように巻き付けられ電熱線１７とによって構成されており、前記ヒータケース１５の底面には、多数の空気流通穴１８，１８・・が形成されている（図４参照）。符号１９はファン２から吹き出される室内空気Ｗ1をヒータケース１５内に誘導する作用と前記室内空気Ｗ1がヒータユニット１４をバイパスするのを防止するためのリブである。このようにすると、ファン２から吹き出された室内空気Ｗ1と電熱線１７との接触効率が向上し、効率的な加熱を行うことができる。

前記ヒータユニット１４の背面側には、ファン２から吹き出される室内空気Ｗ1の一部がバイパスするバイパス通路２０が設けられており、該バイパス通路２０には、室温検知用とヒータケース１５の過昇温検知用とに供される温度センサー２１が設けられている。このようにすると、室温検知と過昇温検知とを一つのセンサーで行うことができることとなり、構造簡略化を図ることができる。

前記気化式加湿エレメント３は、前記ヒータユニット１４の下方位置であって前記ファン２の風路内に位置して配設されており、前記水タンク４から供給される水を貯留するとともに前記本体ケース１に対して前記空気吹出口６の反対側から引き出し自在とされた水槽２２と該水槽２２内に回転自在に枢支される回転加湿フィルタ２３とによって構成されている。

前記回転加湿フィルタ２３は、駆動源であるフィルタモータ２６に減速機構２７を介して連結された回転軸２４と、該回転軸２４に対して分解可能に枢支され且つ相互に所定の間隔を保持した状態で積層された多数の合成樹脂製（例えば、プロピロピレン製）の加湿プレート２５，２５・・とにより構成されている。なお、前記加湿プレート２５は、合成樹脂製のものに限定されず、金属等からなるものであってもよい。前記減速機構２７は、フィルタモータ２６により回転駆動される主動側ギヤ（即ち、小径ギヤ）２７ａと該主動側ギヤ２７ａと噛合する従動側ギヤ２７ｂとからなっている。このようにすると、回転加湿フィルタ２３を、回転軸２４と多数の加湿プレート２５，２５・・とに分解することが可能となり、お手入れを簡単に行うことができる。

前記各加湿プレート２５における回転軸方向と直交する表裏両面全体には、図６に示すように、その外周縁２５ａよりも窪んだ多数の凹部２８，２８・・が隣接する凹部２８，２８・・と六角形形状の凹部形成壁２９，２９・・を共有する構造で設けられている。なお、前記各凹部形成壁２９は、六角形形状に限定されず、隣接する凹部２８，２８・・で共有する構造のものであれば、形状は自由に選択することができる。このようにすると、各加湿プレート２５の一部が貯留水に浸漬したとき、多数の凹部２８，２８・・に貯留水が保持された状態で回転せしめられることとなり、加湿プレート２５の保水性が向上し、加湿効率が向上するし、加湿プレート２５に凹部形成壁２９，２９・・を形成するだけで、多数の凹部２８，２８・・を簡単に形成できる。

また、前記各加湿プレート２５における外周縁２５ａの表裏両面には、加湿プレート２５，２５・・相互間に風路を確保し得るように加湿プレート２５，２５・・の積層状態において互いに相接する４個の突部３０，３０・・が周方向等間隔で一体に突設されている。該突部３０，３０・・の個数は任意であるが、加湿プレート２５，２５・・の外周縁２５ａ，２５ａ・・相互間に空気の流通を確保するためには、４個程度が望ましい。

また、前記各加湿プレート２５の軸心には、前記突部３０，３０・・の高さと同高の４個の軸受部３１が設けられており、該軸受部３１の内周側には、４個の係合凹部３２，３２・・が形成されることとなっている（図７参照）。このようにすると、加湿プレート２５，２５・・は、外周縁部に位置する突部３０，３０・・と軸心部に位置する軸受部３１とによって互いに当接状態を保持されることとなり、回転駆動時にガタ付きが生ずるということがなくなる。

さらに、前記各加湿プレート２５の外周寄り位置には、複数（例えば、４個）の貫通穴３３，３３・・が同心円上に等間隔で形成されている。この貫通穴３３，３３・・は、加湿プレート２５，２５・・相互間に形成される風路を空気流が流通する際に加湿プレート２５の表裏両面から空気流が貫流する作用を有している。なお、この貫通穴３３，３３・・は、加湿プレート２５の表面積（即ち、保水性を有する表面積）があまり小さくならない程度の穴径と個数とするのが望ましい。また、この貫通穴３３，３３・・は、必ずしも同心円上に等間隔で形成する必要はなく、ランダムな位置に形成してもよいが、本実施の形態におけるように、各加湿プレート２５の外周寄り位置において同心円上に等間隔で形成するのが、加湿プレート２５の表裏両面からの空気流の貫流をスムーズに生じさせることができる点で好ましい。

さらにまた、前記各加湿プレート２５の外周面および各貫通穴３３の内周面には、連続する凹凸からなる粗面３４および３５が形成されている（図９参照）。このようにすると、加湿プレート２５の外周面および貫通穴３３の内周面に形成された粗面３４，３５における保水性を向上させることができるところから、加湿効率をより一層向上させることができる。

一方、前記回転軸２４には、図８に示すように、一端側に前記減速機構２７を構成する従動側ギヤ（即ち、大径ギヤ）２７ｂを固定（例えば、ビス止め）する駆動軸２４ａが形成されている。また、前記回転軸２４の外周には、前記プレート２５の軸受部３１の内周面に形成された係合凹部３２，３２・・に嵌挿するための軸方向に延びる４個の突条３６，３６・・が形成されている。このようにすると、回転加湿フィルタ２３の回転駆動時に加湿プレート２５，２５・・が回転軸２４に対して空回りすることがなくなる。なお、前記加湿プレート２５，２５・・は、回転軸２４から突条３６，３６・・に沿って抜き出すことが可能となっている。

そして、前記回転加湿フィルタ２３の回転軸２４における駆動軸２４ａは、前記水槽２２において前記空気吹出口６の下方に位置する部分（即ち、水槽２２の引き出し方向に関して反対側）に設けられている。つまり、前記回転軸２４の一端（即ち、駆動軸２４ａ側端部）は、前記水槽２２における引き出し方奥側の側壁２２ａに形成された上部が開放された切欠形状の軸受３７（図４参照）に対して回動自在に枢支される一方、前記回転軸２４の他端（即ち、反駆動軸側端部）は、前記水槽２２における引き出し方向手前側の側壁２２ｂの内面に形成されたＵ字状の溝３８（図２参照）に対して回動自在に枢支されているのである。このようにすると、気化式加湿エレメント３を駆動源であるフィルタモータ２６から分離して本体ケース１から容易に取り外すことができるとともに、水槽２２から回転加湿フィルタ２３を容易に離脱させることもできる。

ところで、前記水槽２２において前記ヒータユニット１４の下方に位置する底部２２ｃ（換言すれば、空気流の入口側）は、空気流の出口側の底部２２ｄより低く（即ち、水槽２２に貯留される貯留水の水位Ｌより低く）されている。なお、空気流の出口側の底部２２ｂは、水槽２２に貯留される貯留水の水位Ｌより高くされている（図４参照）。このようにすると、ヒータユニット１４の下方に位置する底部２２ｃに貯留水の溜まりができるところから、ヒータユニット１４を通過して温度上昇せしめられた空気流Ｗ1が貯留水溜まりにおける蒸発を促進することとなり、加湿効率が向上することとなる。

前記水槽２２の引き出し方向側には、前記水タンク４が着脱自在にセットされるとともに該水タンク４から出る水を一時的に貯留する貯水部３９が一体に設けられている。前記水タンク４は、前記貯水部３９に対して倒立状態でセットされることとなっており、水タンク４の給水口４ａには、水タンク４の前記貯水部３９へのセット時にのみ開弁する開閉弁４０が設けられている。符号４１は貯水部３９内に配置された水タンク４が空になったことを検知するためのフロートスイッチである。このようにすると、本体ケース１に対して気化式加湿エレメント３と水タンク４とが一体的に引き出し可能となるのである。

また、この貯水部３９と前記水槽２２とは、該水槽２２の引き出し方向手前側の側壁２２ｂには、貯水部３９と水槽２２とを連通させる連通穴４２が形成されている。従って、貯水部３９内と水槽２２内とは、同一の水位Ｌとされることとなっている。該水位Ｌは、前記回転加湿フィルタ２３における各プレート２５に設けられた貫通穴３３，３３・・のうち下端に位置する貫通穴３３の上端が浸漬される程度とされる（図４参照）。つまり、前記回転加湿フィルタ２３の一部は、前記水槽２２内の貯留水に浸漬されており、前記ファン２から吹き出される室内空気Ｗ1の流れの中心は、前記回転加湿フィルタ２３の回転中心より外周側を通過するように構成されているのである。このようにすると、各加湿プレート２５における軸心の周りにできるだけ大きな平面部が形成されることとなり、室内空気Ｗ1の流れがスムーズになる。

さらに、前記回転加湿フィルタ２３の回転方向Ｍは、前記ファン２から吹き出される室内空気Ｗ1を迎える方向とされている。このようにすると、ファン２から吹き出される室内空気Ｗ1が、水槽２の貯留水にから出た直後の回転加湿フィルタ２３に接触することとなり、室内空気Ｗ1への加湿効率が向上するし、回転加湿フィルタ２３における圧力損失をできるだけ小さくすることもできる（ファン２から吹き出される室内空気Ｗ1が空気吹出口６側へかき出される）。

さらに、前記ファンカバー７と前記本体ケース１との間には、前記空気吹出口６へ通ずる加湿空気通路４３が形成されている。

図面中、符号４４はファン２の吐出口１０と本体ケース１の外側とをシールするシール用リブ、４５はファン２から吹き出された室内空気Ｗ1と回転加湿フィルタ２３を通過して加湿された加湿空気Ｗ2との流路をシールするシール用リブ、４６は本体ケース１の上面に設けられた操作パネルである。

上記のように構成された加湿装置においては、次のような作用効果が得られる。

まず、水タンク４を貯水部３９にセットした後、ファンモータ１１およびフィルタモータ２６を駆動させて、ファン２を駆動させ且つ回転加湿フィルタ２３を低速回転させるとともに、電熱線１７へ通電してヒータユニット１４を作動させる。すると、本体ケース１の空気吸込口５から吸い込まれた室内空気Ｗ1は、ファン２の吐出口１０から吹き出される。この室内空気Ｗ1は、ヒータユニット１４を通過する過程で適当な温度に加熱された後、回転加湿フィルタ２３の回転中心より外周側へ供給される。

一方、低速回転されている回転加湿フィルタ２３の各加湿プレート２５の一部は、水槽２２内の貯留水に浸漬され、前述したように、回転により貯留水から露出している部分も水に濡れている。

この状態の回転加湿フィルタ２３の回転中心より外周側をファン２から吹き出された室内空気Ｗ1が通過する過程において加湿がなされるが、加湿プレート２５に形成された複数個の貫通穴３３，３３・・を介して加湿プレート２５の表裏両面から空気流が貫流する。その結果、回転加湿フィルタ２３を駆動させるための動力を低減できるとともに、加湿能力を最大限に発揮することができる。しかも、加湿プレート２５の表裏両面に形成された多数の凹部２８，２８・・に貯留水が保持された状態で回転せしめられることとなっているため、加湿プレート２５の保水性が向上し、加湿効率が向上する
また、ファン２から吹き出される室内空気Ｗ1がヒータユニット１４によって適当な温度に加熱された後に回転加湿フィルタ２３へ供給されることとなっているので、回転加湿フィルタ２３に付着した水の蒸発が促進され、加湿効率が向上する。

上記のようにして得られた加湿空気Ｗ2は、回転加湿フィルタ２３の軸方向に流れ、ファンカバー７と本体ケース１との間に形成された加湿空気通路４３を通って空気吹出口６から室内へ吹き出され、室内を適湿環境に保持する。従って、本体ケース１内における空気の流れ全体をスムーズなものとすることができる。

本願発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能なことは勿論である。

本願発明の実施の形態にかかる加湿装置の斜視図である。本願発明の実施の形態にかかる加湿装置の縦断正面図である。本願発明の実施の形態にかかる加湿装置の水タンク部分を省略した縦断背面図である。本願発明の実施の形態にかかる加湿装置の縦断側面図である。本願発明の実施の形態にかかる加湿装置におけるヒータユニットの拡大斜視図である。本願発明の実施の形態にかかる加湿装置における回転加湿フィルタ構成する加湿プレートの拡大正面図である。図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。本願発明の実施の形態にかかる加湿装置における回転加湿フィルタを構成する回転軸の拡大斜視図である。本願発明の実施の形態にかかる加湿装置における回転加湿フィルタを構成する加湿プレートの外周面および貫通穴の内周面に形成される粗面の拡大正面図である。

１は本体ケース
２はファン
３は気化式加湿エレメント
４は水タンク
５は空気吸込口
６は空気吹出口
２２は水槽
２３は回転加湿フィルタ
２５は加湿プレート
２６は駆動源（フィルタモータ）
２８は凹部
２９は凹部形成壁
３３は貫通穴
３４，３５は粗面
Ｗ1は室内空気
Ｗ2は加湿空気

Claims

室内空気を吸い込む空気吸込口と加湿空気を吹き出す空気吹出口とを有する本体ケースと、該本体ケース内に配設したファンと、該ファンの風路内に配設した気化式加湿エレメントと、該気化式加湿エレメントに水を供給する水タンクとを備え、該気化式加湿エレメントを、前記水タンクから供給される水を貯留する水槽と該水槽内に回転自在に枢支される回転加湿フィルタとによって構成した加湿装置であって、前記回転加湿フィルタを、複数の加湿プレートを相互に所定の間隔を保持した状態で積層して構成するとともに、前記各加湿プレートには、該各加湿プレートの表裏両面から空気流が貫流する空気流が貫流する複数の貫通穴を形成したことを特徴とする加湿装置。
室内空気を吸い込む空気吸込口と加湿空気を吹き出す空気吹出口とを有する本体ケースと、該本体ケース内に配設したファンと、該ファンの風路内に配設した気化式加湿エレメントと、該気化式加湿エレメントに水を供給する水タンクとを備え、該気化式加湿エレメントを、前記水タンクから供給される水を貯留する水槽と該水槽内に回転自在に枢支される回転加湿フィルタとによって構成した加湿装置であって、前記回転加湿フィルタを、複数の加湿プレートを相互に所定の間隔を保持した状態で積層して構成するとともに、前記各加湿プレートの回転軸方向と直交する面には、外周縁よりも窪んだ多数の凹部を設けたことを特徴とする加湿装置。
前記凹部を、前記各加湿プレートの表裏両面全体に設けたことを特徴とする請求項２記載の加湿装置。
前記各加湿プレートの外周面には、連続する凹凸からなる粗面を形成したことを特徴とする請求項１、２および３のいずれか一項記載の加湿装置。