JP4912367B2 - カートリッジ式水タンクを用いた機器 - Google Patents

Description

本発明は、カートリッジ式水タンクを用いた機器に関するものであり、特に加湿器や加湿空気清浄機に関するものである。

従来の加湿器として、開閉可能な弁を有するタンクキャップを備えたカートリッジ式の水タンクと、タンクキャップの弁を通じて流入する水タンク内の水を所定水位まで受け入れる水受部と、水受部内の水がゴムホースを介して流入しヒータで加熱して蒸気を発生させる蒸気発生部とを備えたものがある。この加湿器は、蒸気発生部内の水が加湿に使われて水位が下がると、水受部内の水位も下がり、ある一定の水位まで下がった所で水タンク内外の気圧差が生じ、気圧を一定に保とうとする働きによって、水タンク内の水と水タンク外の空気が入れ替わり水受部に水が補給される。

このような加湿器においては、蒸気発生部と水受部の低下した水位を短時間で復元しようとする力によって、水タンク内から早い流速で一気に水が補給されるため、水と入れ替わりに逆流する空気で大きな気泡が発生し、その際にボコボコという大きな音が発生していた。

そこで、カートリッジ式の水タンクと、水タンクに取り付けられ、弁にて開閉される水流出口を有するタンクキャップと、タンクキャップの水流出口を通して水タンクの水が供給される水受部とを備え、タンクキャップは、中心部に軸方向にバネの付勢に抗して可動可能に設けられ、一端に弁を有する可動軸と、外筒の内側に前記筒を囲むように設けられた水平仕切壁の対向面が開放した垂下仕切壁と、内筒の外周面より外方に延びて形成された水平仕切壁に連結され、内筒の水流出方向の端面より長く形成された外筒と、外筒に設けられたオリフィスとを有し、水受部内の水位が垂下仕切壁の端面より低くなったときに、外部の空気をオリフィスを通して水タンク内に流入させ、気泡を小さくするようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−９５９８８号公報（第３−５頁、図５）

しかしながら、前述のように垂下仕切壁の水流出方向の端面より長く形成された外筒にオリフィスを設けたものにあっては、水タンクの水が水受部に供給される際の水位変動に伴って、オリフィスが水で塞がってしまうことがあり、空気がオリフィスを通して水タンク内への流入する動作が不安定で、信頼性が低いという問題点があった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、水タンクの水が水受部に供給される際の水位変動に影響を受けることがないタンクキャップを備えることにより、空気がオリフィスを通して水タンク内へ流入する動作を安定にさせ、確実に水タンク内で発生するボコボコという音を低減できる機器を得ることを目的とする。

本発明に係る機器は、水タンクと、前記水タンクに取り付けられ、水流出口を有するタンクキャップと、前記水流出口を通して、前記水タンクの水が供給される水受部と、を備え、前記タンクキャップは、前記水流出口を開閉する弁と、中心部の軸方向にバネの付勢に抗して可動可能に設けられ、一端に前記弁を有する可動軸と、前記水流出口の周縁に取り付けられた内筒と、前記内筒より外方に延びて形成された水平仕切壁に連結され、前記水平仕切壁から水流出方向に延びて形成された外筒と、前記外筒より外周方向に突出し、前記外筒の下端面から上方に前記水平仕切壁を超える位置まで延び、前記外筒の内空間と連通し、上端面が閉じて設けられた筒と、前記外筒の内側に前記筒を囲むように設けられ、前記水平仕切壁の対向面が開放した垂下仕切壁と、前記筒に設けられたオリフィスとを有し、前記水受部内の水位が前記垂下仕切壁の水流出方向の端面よりも低くなったときに、外部の空気が前記オリフィスを通して前記水タンク内に流入するようにしたものである。

本発明によれば、水受部内の水位低下によって水タンク内の水と水タンク外の空気とが入れ替わるとき、その空気がオリフィスから流入するようにしたので、水タンク内に流入する気泡が小さくなり、水タンク内で発生するボコボコという音を低減させることができる。また、オリフィスをタンクセットをする時の方向において、筒の上面に設けたことにより、水タンクの水が水受部に供給される際の水位変動に影響されることがなく、空気がオリフィスを通して水タンク内へ流入する動作が安定し、確実に水タンク内で発生するボコボコという音を低減できる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る加湿器の断面図である。図１で示される加湿器は、筐体１の上部に着脱可能に取り付けられた蓋部２と、その筐体１内に収納されたカートリッジ式の水タンク３と、その水タンク３の底部に取り付けられたタンクキャップ４と、そのタンクキャップ４を通して水タンク３内の水が供給され、水位を一定に保持する水受部５と、外周部に加熱部を有する電気ヒータ８と、ゴムホース６を介して流入する水受部５からの水を電気ヒータ８で加熱して蒸気を発生させる蒸気発生部７と、その蒸気発生部７で発生した蒸気を案内するための蒸気案内筒９と、その蒸気案内筒９によって案内された蒸気を外部に放出する蒸気放出口１０とを備えている。

図２は、実施の形態１に係る加湿器におけるタンクキャップの拡大断面図であり、図３は、図２で示されるタンクキャップを下斜めから見た外観斜視図であり、図４は、図２で示されるタンクキャップを上斜めから見た外観斜視図である。
タンクキャップ４は、例えば、図２で示されるように、内周面にねじ山を有し、断面がほぼ凹型形状の握り部４１と、その握り部４１の中心軸を中心として、その握り部４１より突出して形成された外筒４２と、握り部４１の中心軸を中心として配置され、外筒４２の内周面に形成されたリング状の水平仕切壁４３と、その水平仕切壁４３から水流出方向に延びる態様で水平仕切壁４３に支持された垂下仕切壁４８と、握り部４１の中心軸を中心として配置され、水平仕切壁４３に対して、垂下仕切壁４８とは逆方向に延びる態様で水平仕切壁４３に支持された内筒４４と、握り部４１の中心軸を中心として配置され、垂下仕切壁４８の内周面に支持されたリング部４５と、そのリング部４５の穴に挿入され、一端に外観皿状の弁４６ａが取り付けられ、他端に円板状のベース部４６ｂを有する可動軸４６と、その可動軸４６を常時下方に押し下げるように付勢するバネ４７と、外筒４２において、その外周方向に握り部４１の外径より大きく突出し、外筒４２の端面から握り部４１のおよそ開放側端面まで延び、外筒４２の内空間と連通し、握り部４１側の端面が閉じられた筒４９とで構成されている。このとき、垂下仕切壁４８は、外筒４２よりも内側に位置し、筒４９を囲うような態様で設けられている。また、バネ４７の付勢により、可動軸４６の弁４６ａが内筒４４内に形成された水流出口４４ａを閉じている。

外筒４２は、突出方向（水流出方向）の長さが垂下仕切壁４８よりも長く形成され、その端面には、周方向に複数の切欠部４２ａが形成されている。その切欠部４２ａは、図３で示されるように握り部４１の中心軸を交差する中心線上に例えば４個配置され、その幅Ｗが筐体１の厚さより広く、深さＤは、バネ４７の付勢によって位置する可動軸４６のベース部（端面）４６ｂから外筒４２の端面までの寸法よりも短くなっている（図２参照）。そして、垂下仕切壁４８の端面よりも高い所に位置している、筒４９の閉じられた上端面には、例えば１つのオリフィス４２ｂが設けられている。そのオリフィス４２ｂの径は、例えば１ｍｍ〜３ｍｍ程度である。

水受部５には、その底部より突出して形成され、タンクキャップ４の外筒４２を例えば４カ所で受ける４個のキャップ受け部５１（後述の図５参照）と、これらの中心部に突出して形成され、バネ４７の付勢力に抗して可動軸４６を押し上げるとともに弁４６ａも押し上げ、水流出口４４ａを開放させる可動軸受け部５２（後述の図５参照）とが設けられている。

図５は、水タンクがセットされているときのタンクキャップ４及び水受部５底部の拡大断面図である。図５を用いて、上記のように構成された実施の形態１に係る加湿器の動作について説明する。タンクキャップ４を下側に向けたカートリッジ式の水タンク３を加湿器の筐体１内に収納していくと、まず、タンクキャップ４の可動軸４６のベース部４６ｂが水受部５の可動軸受け部５２に当たり、可動軸４６がベース部４６ｂと共にバネ４７の付勢力に抗して押し上げられる。この時、可動軸４６の弁４６ａも、上方に押し上げられて内筒４４を離れ、その弁４６ａによって閉じられていた水流出口４４ａが開放され、水タンク３内の水が、水流出口４４ａを通って水受部５に流れ込む。そして、タンクキャップ４の外筒４２の端面が水受部５のキャップ受け部５１に当たったときに、そのキャップ受け部５１がタンクキャップ４を通して水タンク３を支持する態様になる。

水受部５内の水は、ゴムホース６を通って蒸気発生部７に流れ込み、水受部５内の水位が一定になったとき、つまり、タンクキャップ４の垂下仕切壁４８の端面まで水位が上がったときに水タンク３からの水の供給が停止する。この時、蒸気発生部７内と水受部５内は同じ水位となる。

蒸気発生部７内の水は、電気ヒータ８によって加熱されて沸騰し、蒸気が発生する。この蒸気は、蒸気案内筒９によって蒸気放出口１０まで案内され、外部へ放出される。蒸気発生部７内の水が蒸発することによって水位が下がると、水受部５内の水位も下がり、水タンク３内の空気圧と外部の空気圧とに差が生じ、この差を一定にするために、水タンク３内の水と水タンク３外の空気とが入れ替わろうとする。その際に、外部の空気がオリフィス４２ｂを通って外筒４２内に流入する。空気がオリフィス４２ｂを通過するときに圧力損失が生じるので、空気の流量が低減し、水タンク３内に流入する気泡が小さくなる。

以上のように実施の形態１によれば、水受部５内の水位低下によって、水タンク３内の水と水タンク３外の空気とが入れ替わるとき、その空気がオリフィス４２ｂから流入するようにしたので、水タンク３内に流入する気泡が小さくなり、水タンク３内で発生するボコボコという音を低減させることができる。また、筒４９を設け、その上端面にオリフィスを設けたことにより水タンク３内の水が水受部５に供給される際の水位変動に影響されることがなく、空気がオリフィス４２ｂを通して水タンク３内へ流入する動作が安定し、確実に水タンク３内で発生するボコボコという音を低減させることができる。

なお、実施の形態１では、筒４９及びオリフィス４２ｂをそれぞれ一つ設けられた構成としたが、これに限定されるものではなく、筒４９及びオリフィス４２ｂのいずれか一方又は両方が、２個又は３個以上であってもよい。このように筒４９又はオリフィス４２ｂを複数設けられた場合でも、水受部５内の水位が垂下仕切壁４８の端面より低くなったときに、水タンク３の外部の空気がオリフィス４２ｂから水タンク３内に流入するようにしたので、気泡が小さくなり、水タンク３内で発生するボコボコ音を低減させることができる。
また、上記の構成においては、オリフィス４２ｂは、筒４９の上端面に設置されている構成となっているが、これに限らず、垂下仕切壁４８の端面より高い位置であって、筒４９の周方向側面に設けられるものとしてもよい。

実施の形態２．
図６は、実施の形態２に示す、タンクキャップ４を加湿空気清浄機に搭載した場合の構成図の例である。加湿空気清浄機１０１の本体１０２内には、水タンク３が取り付けられており、その底部には、実施の形態１で示されたタンクキャップ４が備えられている。また、水タンク３に仕切壁１０２ａを介して対向するように、加湿フィルタ１０３が設置されている。これらのタンクキャップ４及び加湿フィルタ１０３の下部には水受部５が設置されている。この水受部５には、タンクキャップ４を介して、水タンク３内の水が供給されており、加湿フィルタ１０３の下部が水受部５の水に浸漬し、加湿フィルタ１０３は毛細管現象により水受部５内の水を吸い上げて水分を保有する。本体１０２の背面側（図５の右側）には、外気の空気を取り込むための吸気口１０４が備えられており、この吸気口１０４よりも中心側にはファン１０５が設置されており、そして、そのファン１０５の回転軸にはモータ１０６が取り付けられている。この吸気口１０４とファン１０５の間には、空気を清浄化するフィルタ１０７が取り外し自在に取り付けられている。また、本体１０２上部には、吹出口１０８が形成されており、この吹出口１０８と吸気口１０４とは、本体１０２内部で連通して空気流路１０９が形成されており、この空気流路１０９内に上記のファン１０５が配置されている構成となっている。また、吸気口１０４とファン１０５とは、空気流路１０９とは別の経路を介して連通して加湿流路１１０が形成されており、この加湿流路１１０内に、加湿フィルタ１０３が取り外し自在に取り付けられている。

図６で示される加湿空気清浄機１０１においては、水受部５には、タンクキャップ４を通して水タンク３内の水が供給され、上記のように、加湿フィルタ１０３が水受部５内の水を吸い上げて保有する。モータ１０６が回転するとファン１０５が回転し、吸気口１０４から外部の空気が吸引される。このとき、フィルタ１０７によって、吸引された空気に含まれる塵埃が除去される。フィルタ１０７によって浄化された空気は、ファン１０５側（空気流路１０９）と加湿フィルタ１０３側（加湿流路１１０）とに二分される。ファン１０５の右側に引き込まれた空気はファン１０５を介して吹出口１０８から吹き出される。また、加湿フィルタ１０３側に引き込まれた空気は、加湿フィルタ１０３により水分が与えられて加湿され、その加湿された空気はファン１０５の左側に引き込まれ、ファン１０５を介して吹出口１０８から吹き出される。

以上の構成のように、実施の形態１で示されたタンクキャップ４を、加湿空気清浄機１０１に搭載することにより、水タンクの水が水受部に供給される際の水位変動に影響されることがなく、空気がオリフィスを通して水タンク内へ流入する動作が安定し、水タンク内で発生するボコボコという音を低減できる加湿空気清浄機を得ることができる。

なお、上記の構成は、実施の形態２に係る加湿空気清浄機に実施の形態１に係るタンクキャップ４を搭載するための例であり、他の構成によって搭載するものとしてもよい。

実施の形態１に係る加湿器の断面図である。 実施の形態１に係る加湿器におけるタンクキャップの拡大断面図である。 図２に示すタンクキャップを下斜めから見た外観斜視図である。 図２に示すタンクキャップを上斜めから見た外観斜視図である。 水タンクがセットされているときのタンクキャップ及び水受部底部の拡大断面図である。 実施の形態１に係る加湿器に備えられたタンクキャップを加湿空気清浄機に搭載した場合の構成図の例である。

符号の説明

１ 筐体、２ 蓋部、３ 水タンク、４ タンクキャップ、５ 水受部、６ ゴムホース、７ 蒸気発生部、８ 電気ヒータ、９ 蒸気案内筒、１０ 蒸気放出口、４１ 握り部、４２ 外筒、４２ａ 切欠部、４２ｂ オリフィス、４３ 水平仕切壁、４４ 内筒、４４ａ 水流出口、４５ リング部、４６ 可動軸、４６ａ 弁、４６ｂ ベース部、４７ バネ、４８ 垂下仕切壁、４９ 筒、５１ キャップ受け部、５２ 可動軸受け部、１０１ 加湿空気清浄機、１０２ 本体、１０２ａ 仕切壁、１０３ 加湿フィルタ、１０４ 吸気口、１０５ ファン、１０６ モータ、１０７ フィルタ、１０８ 吹出口、１０９ 空気流路、１１０ 加湿流路。

Claims (6)

1. 水タンクと、
   前記水タンクに取り付けられ、水流出口を有するタンクキャップと、
   前記水流出口を通して、前記水タンクの水が供給される水受部と、
   を備え、
   前記タンクキャップは、前記水流出口を開閉する弁と、中心部の軸方向にバネの付勢に抗して可動可能に設けられ、一端に前記弁を有する可動軸と、前記水流出口の周縁に取り付けられた内筒と、前記内筒より外方に延びて形成された水平仕切壁に連結され、前記水平仕切壁から水流出方向に延びて形成された外筒と、前記外筒より外周方向に突出し、前記外筒の下端面から上方に前記水平仕切壁を超える位置まで延び、前記外筒の内空間と連通し、上端面が閉じて設けられた筒と、前記外筒の内側に前記筒を囲むように設けられ、前記水平仕切壁の対向面が開放した垂下仕切壁と、前記筒に設けられたオリフィスとを有し、
   前記水受部内の水位が前記垂下仕切壁の水流出方向の端面よりも低くなったときに、外部の空気が前記オリフィスを通して前記水タンク内に流入するようにした
   ことを特徴とするカートリッジ式水タンクを用いた機器。
2. 前記オリフィスが、前記筒の上端面に設けられた
   ことを特徴とする請求項１記載のカートリッジ式水タンクを用いた機器。
3. 前記オリフィスが、前記垂下仕切壁の水流出方向の端面より高い位置であって、前記筒の周方向側面に設けられた
   ことを特徴とする請求項１記載のカートリッジ式水タンクを用いた機器。
4. 前記オリフィスが、前記筒に複数設けられた
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のカートリッジ式水タンクを用いた機器。
5. 前記筒が、複数設けられた
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のカートリッジ式水タンクを用いた機器。
6. 前記外筒が、前記垂下仕切壁の水流出方向の端面より長く形成された
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のカートリッジ式水タンクを用いた機器。

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