JP4659186B2

JP4659186B2 - 加湿装置

Info

Publication number: JP4659186B2
Application number: JP2000235483A
Authority: JP
Inventors: 彰志賀
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2020-08-03
Also published as: JP2002048361A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加湿装置に係り、より詳しくは、本体内部等への結露を防いで衛生的に加湿することができる加湿ユニットを備えた加湿装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な加湿装置では、水をヒーターによって加熱したり、ユニットに付着、吸収された水を空気の潜熱を利用して蒸発させたり、超音波素子を利用して微細水滴を放出させたりして、空気中の絶対湿度を増加させる。近年、ヒーターを用いた加熱式と、ユニットを用いた気化式とを組み合わせた加熱気化複合式の加湿装置が市販されている。
【０００３】
図６は、従来の加熱気化複合式の加湿装置の一例を示す模式図である。装置本体１ａは、水タンク２、水受け部３、蒸発部４、ヒーター５、空気取り入れ口７、空気吹出し口９、ファン１０を備え、また、給水性の素材からなり通風性を持つ構造を有し、下部が蒸発部４に配設されたユニット２０を備えている。
【０００４】
水タンク２の水は、水受け部３を通って蒸発部４にいたり、ユニット２０を濡らすことによって、ユニット２０全体に水が含まれた状態になる。気化方式で加湿する際には、ファン１０が回転することによって、空気が取り入れ口７から本体１ａ内部に取り込まれ、ユニット２０を通過し、吹き出し口９から放出される。ユニット２０を空気が通過する際に、空気の潜熱によって水が蒸発し、空気が加湿される。また、加熱方式で加湿する際には、ヒーター５に通電して水を加熱し、ユニット２０からの水の蒸発に必要なエネルギーを補填するとともに、蒸発部４において水が直接に蒸発し、ファン１０を通過して放出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成した加湿装置において、加熱によって蒸発した水は加湿装置の筐体内部で結露する恐れがある。結露した水は、水滴として加湿装置から放出されて、加湿装置の周辺を濡らすことがあり、また、結露した水がファン１０や電気回路などの不具合を引き起こす場合がある。さらに、結露した水が存在すると、空気中に存在する菌やカビが加湿装置の筐体内部に付着して増殖しやすく、菌やカビが加湿装置から放出される場合がある。
【０００６】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、発生した蒸気が加湿ユニット以外の本体内部に結露することを防ぐことによって、衛生的に加湿することのできる加湿機を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る加湿装置は、水蒸気を発生させる手段と、空気を送風する手段と、水蒸気が放出される経路と送風された空気が流れる経路とを分離した加湿ユニットとを備え、加湿ユニットは蒸気流路と空気流路とが交互に形成された透過性平板シートの積層体であり、蒸気流路は水蒸気が放出される経路側に開かれ、空気流路は空気が流れる経路側に開かれており、水蒸気を発生させる手段は、加湿ユニットの下部に設けられて水タンクからの水を受ける水受け部と連通する蒸発部と、蒸発部内の水を加熱して水蒸気を発生させる加熱手段とを備えており、加湿ユニットの上部に水滴下部を設け、加湿ユニットに水を滴下してこの水が蒸気流路を流れ落ちるようにし、加熱手段により加熱された蒸発部内の熱水を水滴下部に還流させる手段を設けたものである。
また、水蒸気が放出される経路と送風された空気が流れる経路とを、透湿性の膜からなる透過性平板シートによって分離したものである。
【０００８】
さらに、加湿ユニットの送風された空気が流れる経路に、悪臭成分を吸着する吸着剤を添着したスペーサーを設けた。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［参考例１］
図１は本発明の参考例１の模式図、図２は図１の要部の斜視図である。結露防止加湿装置の本体１は、水タンク２、水受け部３、蒸発部４、ヒータ５、パッキン６を備え、また、空気取り入れ口７、蒸気吹出し口８、空気吹出し口９、ファン１０、加湿ユニット１１を備えている。
【００１２】
加湿ユニット１１は、透湿性平板シート１２の積層体であり、図中の斜線部Ａは閉鎖された構造を示している。このような構造とすることで、蒸気流路１３と空気流路１４とは直接接触することなく分離される。透湿性平板シート１２は、紙、有機系および無機系の不織布、微細な孔を有する樹脂などの少なくとも１種類からなる透湿性の材料からなり、水蒸気にさらされても形状が変化せず、水分子のみを透過するグレードの膜が好ましいが、製品の性能や加湿ユニット１１の寿命設定に応じた材料を選定すればよい。透湿性平板シート１２には、銀系抗菌剤やカテキンなどの抗菌剤を添着したり、活性炭やゼオライトなどの吸着剤を添着してもよい。また、濡れ性を向上させるために、透湿性平板シート１２の表面にポリビニルアルコールやシリカなどの親水性材料をコーティングしてもよい。
なお、加湿ユニット１１の上部を閉鎖した構造としてもよい。
【００１３】
図３は加湿ユニット１１の別の例を示す斜視図である。この例は、透湿性平板シート１２と例えば波板状をなすスペーサー１５との積層構造としたものである。このスペーサー１５は、素材を限定せず、前記の透湿性平板シート１２に用いる素材に加えて、無孔性の樹脂や金属であってもよい。透湿性平板シート１２とスペーサー１５は、接着剤によって接着するが、この接着剤としてはエポキシ樹脂のような耐水性を持つ材料からなることが好ましい。加湿ユニット１１は、加湿装置本体１の製品寿命と同等の期間、形状の変化なく保持されることが望ましいが、加湿ユニット１１を本体１から着脱できる構造とすることによって、加湿ユニット１１を交換部品としてもよい。なお、加湿ユニット１１全体が、摂氏６０度から１００度の湿熱環境にあっても、前記と同様に形状の変化なく性能を維持できるように、膜素材や接着剤などが耐熱水性を有することが望ましい。
【００１４】
上記のように構成した参考例１の作用を説明する。加湿する際には、ヒーター５に通電して蒸発部４の水を加熱すると、蒸気は加湿ユニット１１の蒸気流路１３を通って上昇し、蒸気吹き出し口８から放出される。蒸気の一部は加湿ユニット１１の透湿性平板シート１２の蒸気流路１３側に結露し、透湿性平板シート１２の空気流路１４側まで水に濡れた状態になる。さらに、透湿性平板シート１２の量が充分多ければ、スペーサー１５も水に濡れた状態になる。ここで、ファン１０を回転させると、空気は、取り入れ口７から加湿ユニット１１を通過し、吹き出し口９から放出される。加湿ユニット１１を空気が通過する際に、空気の潜熱によって透湿性平板シート１２とスペーサー１５に含まれる水が蒸発し、空気が加湿される。
【００１５】
パッキン６は、蒸発部４から発生する蒸気が、直接、ファン１０や加湿装置の本体１内部に漏れることを防ぐが、加湿ユニット１１と蒸発部４との接続部分が蒸気漏れのないような構造を有していれば、パッキン６を設ける必要はない。また、蒸気吹き出し口８を設けず、加湿ユニット１１の上部を密閉した構造とした場合、透湿性平板シート１２を通過した水分のみが加湿に供され、蒸発部４から放出された水は、直接、空気中に放出されない。
【００１６】
上記のように構成したので、加湿ユニット１１の空気流路１４を通過した空気は湿度１００％以下となり、過剰な水分が水滴として空気に含まれて、ファン１０や加湿装置の筐体内部に結露することを低減できる。
また、このように構成したので、蒸発部４のヒーター５への投入電力とファン１０の回転数を調整することで加湿量を制御することができ、加湿量を容易に変化させることができる。
【００１７】
さらに、空気取り入れ口７から入る空気には、菌やカビ胞子などが含まれている場合があるが、これらが加湿ユニット１１に付着して増殖すると、加湿ユニット１１からの菌の新陳代謝生成物による臭気が発生したり、増殖した菌やカビ自体が放出されて、健康を害する恐れがある。このような菌増殖を避けるためには、菌の増殖速度と同等以上の速度で湿熱殺菌をすればよい。そこで、上記のような加湿運転の際に、一定時間毎に所定の時間だけファン１０を停止させるか風速を低下させて水の蒸発を行うことによって、加湿ユニット１１全体を６０度以上に保つ機構を設けてもよい。すなわち、このような加湿ユニット１１の高温保持を行う運転制御モードを有することで、菌やカビが含まれない清浄な空気で加湿することができる。
【００１８】
また、空気取り入れ口７から入る空気には、臭気成分やＶＯＣと総称される揮発性有機化合物など健康によくない物質が含まれている場合がある。前述のように、加湿ユニット１１にこれらの吸着剤を添着することで、これらの物質を吸着して除去し、清浄な空気を加湿に供することができる。
さらに、空気取り入れ口７と加湿ユニット１１との間に、放電電極を設けてオゾンやラジカル種を発生させて、加湿ユニット１１に付着した菌や悪臭分子を低減させてもよい。
【００１９】
［参考例２］
図４は本発明の参考例２の模式図である。結露防止加湿装置の本体１は、水タンク２、水受け部３、蒸発部４、超音波素子１６、パッキン６を備え、また、空気取り入れ口７、空気吹出し口９、ファン１０、加湿ユニット１１を備えている。
加湿ユニット１１の上部は図１の場合と異なり、閉鎖された構造となっている。また、加湿ユニット１１の透湿性平板シート１２には、水分子のみが透過することができる性質の膜を用いる。
【００２０】
上記のように構成した参考例２の作用を説明する。加湿する際には、超音波素子１６に通電して、蒸発部４の水を微細な水滴にして放出する。微細な水滴は、加湿ユニット１１の透湿性平板シート１２の蒸気通路側に結露し、水分子のみが膜を透過して空気流路１４側に移動する。ここで、ファン１０を回転させると、空気は、取り入れ口７から加湿ユニット１１を通過して、吹き出し口９から放出される。加湿ユニット１１を空気が通過する際に、空気の潜熱によって透湿性平板シート１２の表面の水分が蒸発し、空気が加湿される。
このような構成とすることで、加湿装置の本体１内部に水滴が付着したり、蒸気が結露することを防ぐことができて、衛生的な加湿が可能となる。
【００２１】
また、超音波素子１６を用いた加湿装置においては、加湿に供する水中の菌やスケール成分が空気中に放出されて、空気を汚染したり、加湿装置周辺に白粉を発生させるという恐れがあるが、上記のような構成とすることで、菌やスケール成分の放出を防ぐことができる。
さらに、このような構成とすることで、超音波素子１６とファン１０を駆動する電力だけで加湿を行うことができ、従来のスチームファン式加湿装置よりもはるかに消費電力が少ない加湿装置を得ることができる。
【００２２】
［実施の形態１］
図５は本発明の実施の形態１の模式図である。結露防止加湿機の装置本体１は、水タンク２、水受け部３、蒸発部４、ヒータ５、パッキン６を備え、また、空気取り入れ口７、空気吹出し口９、ファン１０、加湿ユニット１１を備えている。さらに、水汲み上げ用のポンプ１７、水滴下部１８、第２のパッキン１９を備えている。なお、加湿ユニット１１の構成は、図２または図３で示した場合と同様である。
【００２３】
上記のように構成した実施の形態１において、加湿する際にはポンプ１７を作動させ、蒸発部４の水を汲み上げて水滴下部１８から加湿ユニット１１に水を流す。水は蒸気流路１３を流れ落ちて、蒸発部４へと還流する。すなわち、加湿ユニット１１の透湿性平板シート１２を透過した水分のみが空気流路１４から蒸発し、空気が加湿される。
パッキン６と第２のパッキン１９は、蒸発部４から発生する蒸気が、直接、ファン１０や装置本体１の内部に漏れることを防ぐが、加湿ユニット１１と蒸発部４との接続部分が蒸気漏れのなような構造を有していれば、これらのパッキンを設ける必要はない。
【００２４】
このような構造とすることによって、ヒータ５で加熱した水を積極的に加湿ユニット１１にかけることができて、加湿ユニット１１に付着した菌やカビの増加を低減することができる。循環させる水の加熱は、加熱量を増やす場合にも行ってよい。加湿ユニット１１の熱水による除菌は、所定の運転時間または加湿量に達したのを検知して自動的に行ってもよい。さらに、ダストセンサー（図示せず）の数値からフィルタに付着した汚れ量を概算し、一定の汚れ量に達したのちにこれを検知して、自動的に除菌を行ってもよい。
また、ヒータ５とポンプ１７とファン１０を駆動する電力を調整し、設定した加湿量に対して最も消費電力が少なくなるような運転パターンで、加湿を行うようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、水蒸気を発生させる手段と、空気を送風する手段とを備えた加湿装置であって、水蒸気が放出される経路と送風された空気が流れる経路とを分離した加湿ユニットを備えたので、蒸気発生手段から生成した蒸気と空気送風手段によって通風される空気が直接混合せず、ファンや筐体内部への結露を低減させることができて、菌やカビなどの繁殖を防止したり低減させることができる。すなわち、衛生的な加湿ができる加湿装置を提供することができる。
【００２６】
また、水蒸気が放出される経路と送風された空気が流れる経路とを透湿性の膜によって分離した加湿ユニットを供えたので、蒸気発生手段から生成した蒸気と空気送風手段によって通風される空気が直接混合せず、ファンや筐体内部への結露を低減させることができて、菌やカビなどの繁殖を防止したり低減させることができる。すなわち、衛生的な加湿ができる加湿装置を提供することができる。
【００２７】
さらに、加湿ユニットの送風された空気が流れる経路に、悪臭成分を吸着する吸着剤を添着したスペーサーを設けたので、悪臭成分を吸着して除去し、清浄な空気を加湿に供することができる。
また、水蒸気が放出される経路の一端が閉鎖され、発生した蒸気が外部に放出されない構造を備えたので、加湿装置の本体内部に水滴が付着したり、蒸気が結露することを防ぐことができて、衛生的な加湿が可能となる。
【００２８】
さらに、水が通過する経路と送風された空気が流れる経路とを透湿性の膜によって隔て加湿ユニットを備えたので、加湿装置の本体内部に水滴が付着したり、蒸気が結露することを防ぐことができて、衛生的な加湿が可能となる。
また、水が通過する経路の上流側に水滴下部を設け、前記経路の下流側に水受け部を設けると共に、水受け部から水滴下部に水を還流する手段を設けたので、加湿ユニットに付着した菌やカビの増加を低減することができる。
【００２９】
さらに、水を加熱するヒーターに通電する電力と時間とを制御する機構と、水を循環させるポンプの回転数を変化させることによって単位時間あたりの循環水量を制御する機構と、ファンの回転数を変化させることによって通風する風量を制御する機構とを備え、所定の加湿量を設定した際に最も消費電力が少なくなるようにヒーターとポンプとファンを制御する機構を設けたので、従来のスチームファン式加湿機よりもはるかに消費電力が少ない加湿機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例１の模式図である。
【図２】図１の要部を示す模式図である。
【図３】図１の要部の他の例を示す模式図である。
【図４】本発明の参考例２の模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１の模式図である。
【図６】従来の加湿装置の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１装置本体、２水タンク、３水受け部、４蒸発部、５ヒーター、６パッキン、７空気取り入れ口、８蒸気吹出し口、９空気吹出し口、１０ファン、１１加湿ユニット、１２透湿性平板シート、１３蒸気流路、１４空気流路、１５スペーサー、１６超音波素子、１７ポンプ、１８水滴下部、１９第２のパッキン。

Claims

水蒸気を発生させる手段と、
空気を送風する手段と、
水蒸気が放出される経路と送風された空気が流れる経路とを分離した加湿ユニットとを備え、
前記加湿ユニットは蒸気流路と空気流路とが交互に形成された透過性平板シートの積層体であり、
前記蒸気流路は水蒸気が放出される経路側に開かれ、前記空気流路は空気が流れる経路側に開かれており、
前記水蒸気を発生させる手段は、前記加湿ユニットの下部に設けられて水タンクからの水を受ける水受け部と連通する蒸発部と、前記蒸発部内の水を加熱して水蒸気を発生させる加熱手段とを備えており、
前記加湿ユニットの上部に水滴下部を設け、前記加湿ユニットに水を滴下してこの水が前記蒸気流路を流れ落ちるようにし、
前記加熱手段により加熱された前記蒸発部内の熱水を前記水滴下部に還流させる手段を設けたことを特徴とする加湿装置。
前記水蒸気が放出される経路と前記送風された空気が流れる経路とを、透湿性の膜からなる透過性平板シートによって分離したことを特徴とする請求項１記載の加湿装置。
前記加湿ユニットの送風された空気が流れる経路に、悪臭成分を吸着する吸着剤を添着したスペーサーを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の加湿装置。