JP5398496B2 - 加湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、水を含んだ加湿フィルタに空気を通し、該加湿フィルタの下流側に気化水分を含んで導出される湿り空気を外部に送り出すように構成された加湿装置に関する。

近年、健康指向の高まりにより、室内の空気に適正な湿度を与えるための加湿装置が広く用いられている。特に、水の加熱蒸発を伴わずに加湿を実現する気化式の加湿装置（例えば、特許文献１参照）は、室内の温度に影響を与えずに湿度調節をなし得ることから、その普及が拡大している。

気化式の加湿装置は、吸気口と送気口とを備えるハウジングの内部に、水を含侵させた加湿フィルタと送風ファンとを配してなり、送風ファンの動作により吸気口を経てハウジング内に導入される空気を加湿フィルタに通し、該加湿フィルタの下流側に送り出される気化水分を含む湿り空気を送気口を経て室内に放出するように動作する。

加湿フィルタは、高い含水性を有すると共に通気が可能な材料（不織布等）製のシートであり、通気との接触面積を増すべく蛇腹状に折り重ね、中空円盤形の保持枠の内部に収容保持されている。保持枠は、前面及び後面に通気用の開口を有しており、加湿フィルタは、前面の開口を経て保持枠内に導入される空気と接触し、加湿フィルタに接触した空気は、後面の開口から導出されるように構成されている。

保持枠は、定量の水を貯留する水槽に下部を浸漬させ、横軸周りに低速度で回転駆動されている。加湿フィルタは、水槽内に浸漬する回転位置にて貯留水を含み、保持枠と共に回転することにより持ち上げて、気化に伴って失われる水分を補充するように構成してある。また、前記水槽の一側には貯水タンクが設けてあり、該水槽の内部には、加湿フィルタの含水による水面の低下に応じて前記貯水タンク内の水が逐次補給され、常時定量の水が貯留されるように構成してある。

特開２００９−８５５１１号公報

以上の如く構成された加湿装置においては、加湿フィルタが、残留水中の硬度成分（カルシウム、マグネシウム等）の結晶、所謂、水垢が析出することで目詰まりし、該加湿フィルタの通気が阻害され、加湿性能が低下するという問題がある。

特許文献１に開示された加湿装置においては、保持枠が停止状態にある加湿運転の休止中に加湿フィルタに含まれる水が水垢を生成することに着目し、保持枠内部の加湿フィルタの収容空間を、円形ではなく、円形の一部を弓形に切欠いた断面形状とする一方、運転休止時には、弓形部分を下とする回転位置にて保持枠の回転を停止させ、保持枠の弓形部分のみが水槽内部の貯留水中に浸漬するようにしている。

この構成によれば、加湿運転の休止中の加湿フィルタは、貯留水中に浸漬せず、継続的に水を吸い上げないことから、水垢の生成を抑制することができる。しかしながら加湿フィルタには、運転休止前に含んだ水が残留しており、この残留水が生成する水垢が徐々に堆積する結果、満足すべき目詰まりの発生防止効果が得難いという不具合がある。

また、前述した加湿装置は、脱臭フィルタ及び集塵フィルタを加湿フィルタに並置し、これらにより通気を清浄化する機能を併せ持つ加湿空気清浄機として構成されることがある。この加湿空気清浄機においては、加湿運転と非加湿運転との切り換えを可能としてあり、非加湿運転においては、保持枠を前述した回転位置で停止させ、加湿フィルタへの新たな吸水を行わせないようにしている。

しかしながら、前述したように加湿フィルタは、回転停止後も水を含んだ状態にあるため、空気清浄機は、非加湿運転への切り換え後においても、加湿フィルタの含水が気化蒸発するまでの間は湿り空気を送り出すこととなり、使用者に違和感を抱かせるという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、回転を停止した加湿フィルタに残留する水の排出を促進し、加湿フィルタに水垢が生成されることに起因する不具合の発生を防止することが可能な加湿装置を提供することを目的とする。

本発明に係る加湿装置は、シート材を蛇腹状に折り重ねてなる加湿フィルタと、該加湿フィルタを内部に収容保持し、横軸周りに回転する円盤形の保持枠と、該保持枠の下部が浸漬するように配した水槽とを備え、前記保持枠の一面から他面に向かう通気を、前記水槽の貯留水を含んで前記保持枠と共に回転する前記加湿フィルタに接触させ、気化水分を含む湿り空気を他面側に送り出すように構成された加湿装置において、前記保持枠は、円形の一部を弓形に切欠いた断面形状を有する前記加湿フィルタの収容空間を備え、前記加湿フィルタは、重ね幅の方向を前記通気の方向に沿わせ、その折り線を前記弓形の弦と略平行とした姿勢にて前記収容空間に収容保持されており、前記貯留水中に前記加湿フィルタが浸漬せず、該加湿フィルタの折り線が前記貯留水の水面に対して傾斜するように、前記保持枠の回転を、前記弓形の弦が前記貯留水の水面よりも上で、該水面に対して傾いた回転位置にて停止させる制御手段を備えることを特徴とする。

本発明においては、加湿フィルタを収容保持する保持枠は、加湿運転の休止時の制御手段の動作により、加湿フィルタが、水槽内の貯留水の水面よりも上で、該水面に対して傾いた姿勢となる回転位置にて停止する。これにより加湿フィルタは、水槽内の貯留水を吸い上げず、また加湿フィルタに残る含水は、重力の作用により折り線の傾斜に沿って流下し、折り線の一側端部に集められて排出される。従って、含水によって加湿フィルタに水垢が生成されることを防止し、水垢に起因する不具合の発生を有効に抑制することができる。

また、円形の一部を弓形に切欠いた形状をなす収容空間を有し、この収容空間に加湿フィルタを、その折り線が弓形の切欠き部の弦と平行となる姿勢にて収容保持する保持枠を用いたから、このような保持枠を、前記切欠き部の弦が水槽内の貯留水の水面よりも上で、該水面に対して傾いた回転位置にて停止させる制御を実施することにより、加湿フィルタの折り線が貯留水の水面に対して傾いた停止状態を簡易に実現できる。

本発明に係る加湿装置においては、加湿運転の休止時における加湿フィルタの停止が、水槽内の貯留水中に浸漬せず、また貯留水の水面、即ち、水平面に対して折り線が傾いた姿勢で生じるから、加湿フィルタは、水槽内の貯留水を吸い上げず、また加湿フィルタに残る含水は、折り線の傾斜に沿って流下して排出されることとなり、加湿フィルタは、運転休止後の短時間にうちに乾燥し、水垢の生成を防止し、水垢に起因する不具合の発生を有効に抑制することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。

本発明に係る加湿装置の外観斜視図である。 本発明に係る加湿装置の概略構成を示す側断面図である。 加湿フィルタユニットの支持構造を示す斜視図である。 加湿フィルタユニットの支持構造を示す要部破断正面図である。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る加湿装置の外観斜視図、図２は、本発明に係る加湿装置の概略構成を示す側断面図である。なお図２は、正面を右、背面を左として示してあり、図１は、背面側（図２の右側）から見た斜視図である。以下の説明では、正面側を前とし、背面側を後とする。

本発明に係る加湿装置は、矩形箱形のハウジング１の内部に、送風ファン２、加湿フィルタユニット３及び水槽４を備えている。図２に示すようにハウジング１の内部は、隔壁11により後側の吸込室12と前側の吐出室13とに分割されている。吸込室12は、ハウジング１の後面パネル14に開設された多数の吸気口15，15…を介して外部に連通し、また吐出室13は、ハウジング１の天板に開設された送気口16を介して外部に連通している。更に吸込室12と吐出室13とは、隔壁11の下部に設けた開口 11aを経て相互に連通している。

図１に示すように、後面パネル14は着脱可能であり、該後面パネル14の前側には、脱臭フィルタ17及び集塵フィルタ18が積層配置してある。脱臭フィルタ17は、例えば、不織布に活性炭を分散保持させてなり、通気中の臭い成分を吸着、除去する作用をなす。集塵フィルタ18は、例えば、公知のＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air ）フィルタであり、通気中に含まれる微細な塵埃を捕集、除去する作用をなす。脱臭フィルタ17及び集塵フィルタ18は、合成樹脂製の矩形の枠体 17a,18aに各別に一体化され、後面パネル14の前側に設けたフィルタ室に嵌め込まれている。

送風ファン２は、羽根車20と、該羽根車20を駆動するファンモータ21とを備えている。ファンモータ21は、吐出室13の外部に固定されている。羽根車20は、吐出室13内に突出するファンモータ21の出力端に固定され、隔壁11下部の開口 11aに対向配置してある。送風ファン２の羽根車20は、ファンモータ21の駆動によって回転する。羽根車20が回転した場合、図２中に白抜矢符にて示すように、後面パネル14に設けた吸気口15，15…を経て吸込室12の内部に外気が導入され、該吸込室12の内部を前方向に流れて隔壁11下部の開口 11aを経て羽根車20に吸い込まれ、上向きに方向を変えて吐出室13の内部に導出され、吐出室13の末端の送気口16を経て外部に送り出される。

このようにハウジング１の内部の吸込室12及び吐出室13は、送風ファン２の動作に応じて前述した空気の流れが生じる送風路を構成する。前記脱臭フィルタ17及び集塵フィルタ18は、以上の如き送風路の上流側に位置しており、吸気口15，15…を経て吸込室12に導入される外気は、脱臭フィルタ17の通過により臭い成分を除去され、集塵フィルタ18の通過により塵埃を除去された清浄な空気となって、吐出室13の末端の送気口16を経て送り出される。図示の加湿装置は、脱臭フィルタ17及び集塵フィルタ18の配置により空気清浄機としても機能する。

加湿フィルタユニット３及び水槽４は、以上のように送風路の内部を流れる空気を加湿すべく、集塵フィルタ18と送風ファン２との間に配置してある。

水槽４は、上部が開放された皿形の容器であり、ハウジング１の底板に設けたガイド部19に嵌め込むことにより、集塵フィルタ18の前側の吸込室12の内部に配してある。図１に示すように水槽４は、該水槽４上に後述のように支持される加湿フィルタユニット３と共に、前記ガイド部19に沿ってスライド移動することにより、ハウジング１の一側面から外部に引き出すことが可能である。水槽４の引き出し側の端部には、広幅のタンク受け40が連設してあり、該タンク受け40には、給水タンク41が着脱されるようになしてある。

給水タンク41は、一側の端部に給水栓42を有する直方体のタンクであり、前記給水栓42の側を下向きとした倒立姿勢にてタンク受け40に装着される。給水栓42は、公知の定水位弁を内蔵している。この定水位弁は、タンク受け40への給水タンク41の装着時に、該タンク受け40の該当位置に立設した押し上げ突起43（図３参照）に押し上げられて開放し、給水タンク41内の収容水を水槽４に送り出し、該水槽４の内部に一定水位の水を貯留させるように作用する。

加湿フィルタユニット３は、中空の円盤形をなす保持枠30の内部に加湿フィルタ31を収容保持して構成されている。加湿フィルタ31は、不織布等、高い含水性を有すると共に通気が可能な材料製のシートであり、後述するように後側から前側に向けて流れる通気との接触面積を増すべく、図２に示すように、蛇腹状に折り重ね、重ね幅の方向を通気の方向に沿わせて前記保持枠30の内部に収容されている。

図３は、加湿フィルタユニット３の支持構造を示す斜視図、図４は、同じく要部破断正面図であり、水槽４の一部を破断して示してある。なお図３中には、保持枠30のみを図示し、該保持枠30の内部の加湿フィルタ31の図示は省略してある。また図３、図４は、水槽４の一側のタンク受け40のみを図示し、該タンク受け40に装着される給水タンク41の図示は省略してある。

図３に示すように加湿フィルタユニット３は、水槽４の内部に設けた２つの支持ローラ６，６の上に保持枠30を載置することにより、水槽４の上で垂直に立ち上がる姿勢で支持されている。支持ローラ６，６は、前後方向の軸周りに回転するローラであり、水槽４の底面上で長手方向の両側に振り分け配置され、夫々の位置で保持枠30の外周面に転接している。このように支持された加湿フィルタユニット３は、支持ローラ６，６の転動により中心軸周りに回転することができる。

このように支持された加湿フィルタユニット３は、図１に示すように、ハウジング１の一側面から水槽４と共に外部に引き出し、上方に持ち上げることで容易に取り外すことができる。また逆に、その一部を水槽４内部に差し込み、２つの支持ローラ６．６の上に載置することで前述した姿勢に容易に支持することができ、この状態で水槽４と共にハウジング１の内部に押し込み、該ハウジング１の内部の所定位置にセットすることができる。このような加湿フィルタユニット３の着脱は、保持枠30の内部に収容された加湿フィルタ31の保守、交換、更には、水槽４の内部の清掃のために実施される。

保持枠30の外周面には、図３に示すように、幅方向の中央部に全周に亘って歯が形成された適宜幅のリングギヤ部32が一体に設けてある。リングギヤ部32は、図２、図４に示すように、保持枠30の上位置に配した駆動ユニット５の伝動ギヤ51に噛合されている。

駆動ユニット５は、基台50の一面に取り付けた伝動ギヤ51及び駆動ギヤ52と、基台50の他面に取り付けた駆動モータ53を備え、基台50を貫通する複数本の固定ねじ54，54…によりハウジング１の内部の端壁11の適宜位置に固定されている。駆動ギヤ52は、駆動モータ53の出力軸に嵌着されており、駆動モータ53の回転は、駆動ギヤ52を介して伝動ギヤ51に伝わり、該伝動ギヤ51が回転するように構成されている。

駆動ユニット５の伝動ギヤ51と保持枠30のリングギヤ部32とは、加湿フィルタユニット３が前述した所定位置にセットされることにより、図２、４に示すように噛合する。この噛合により加湿フィルタユニット３は、水槽４の内部の２つの支持ローラ６，６と、駆動ユニット５の伝動ギヤ51とにより、周方向の異なる位置で３点支持された状態となる。

このように支持される加湿フィルタユニット３は、図２に示すように、吸込室12の内部において集塵フィルタ18の前側及び送風ファン２の後側に対向するように位置し、駆動モータ53を駆動した場合、駆動ギヤ52の回転が、伝動ギヤ51及びリングギヤ部32を介して保持枠30に伝わり、加湿フィルタユニット３は、図２に示す支持位置を保って中心軸周りに回転する。

図３及び図４に示す保持枠30の後面（集塵フィルタ18との対向面）と、該後面の逆側に位置する前面とには、中心部に円形の支え環33が、また該支え環33を外周部に連絡する複数本（図においては６本）の支えリブ34，34…が夫々設けてあり、更に外周近傍の一か所を塞ぐように弓形の閉止部35が設けてある。

保持枠30の内部の加湿フィルタ31の収容空間は、弓形の閉止部35を除いた断面形状、即ち、円形の一部を弓形に切欠いた断面形状を有しており、この収容空間内に収容された加湿フィルタ31は、支え環33及び支えリブ34，34…により前後両側から支えられた状態で保持される。

図４に示す保持枠30の後面（及び前面）は、前記支え環33、支えリブ34，34…及び閉止部35を除く全面が開口しており、保持枠30内の加湿フィルタ31は、夫々の開口から外部に露出した状態にある。加湿フィルタ31は、前述のように、シート材を蛇腹状に折り重ねて構成されている。図４中には、夫々の開口から露出する加湿フィルタ31が、正面視にて山形の折り線を実線により示し、同じく谷形の折り線を破線により示してあり、図示のように加湿フィルタ31は、その折り線（山形及び谷形）を、弓形をなす閉止部35の弦と略平行とした姿勢にて保持枠30内部の収容空間に収容されている。

水槽４の内部には、前述したように一定水位の水が貯留されている。図４中には、水槽４の内水位Ｌが２点鎖線により示してある。前述の如く回転する保持枠30の下部は、水槽４の貯留水中に浸漬され、該貯留水は、保持枠30の内部に前後の開口を経て浸入し、該保持枠30内に収容保持された加湿フィルタ31に吸水される。

以上の如く構成された加湿装置は、加湿フィルタユニット３が所定の回転位置（図４に示す回転位置）にあることを検出する位置検出器７を備えている。位置検出器７は、図４中に２点鎖線により示すように、保持枠30の閉止部35に中央から周方向一側に適長離れて設けられた検出子が、保持枠30の回転周上の最下位置にあるとき検出信号を出力するように構成されている。この位置検出器７は、例えば、前記検出子としてのマグネットと近接スイッチとの組み合わせにより構成することができる。

位置検出器７の検出信号は、運転制御のための制御部８に与えられている。図４中にブロックで示す制御部８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えるコンピュータであり、使用者による運転操作に従って送風ファン２及び駆動ユニット５に動作指令を与え、これらを駆動制御する動作をなす。

送風ファン２が駆動された場合、ハウジング１内の吸込室12及び吐出室13に前述した空気の流れが生じ、この空気は、加湿フィルタユニット３の保持枠30の内部に前面の開口を経て導入され、加湿フィルタ31を通気して後面の開口を経て送り出される。駆動ユニット５が駆動された場合、加湿フィルタユニット３が回転し、前述したように、水槽４の貯留水は、保持枠30内の加湿フィルタ31に吸水され、保持枠30の回転により持ち上げられて加湿フィルタ31の全体に行き渡る。従って、前述の如く流れる空気は、水を含んだ加湿フィルタ31に接触し、気化水分を含む湿り空気となり、吐出室13の末端の送気口16を経て送り出され、加湿装置を設置した室内を加湿する。

以上の如き加湿運転を休止する場合、制御部８は、位置検出器７の検出信号を参照し、該検出信号が入力されたタイミングで駆動ユニット５の駆動を停止する。これにより加湿フィルタユニット３は、図４に示す回転位置で停止する。この回転位置は、保持枠30の閉止部35に前述の如く設けた検出子が保持枠30の回転周上の最下となる位置であり、加湿フィルタユニット３は、図４に示すように、弓形をなす閉止部35の弦が、その大部分を水槽４内の貯留水の水面（内水位Ｌ）よりも上とし、該水面に対して傾いた姿勢で停止する。以上の停止を実現するための制御部８の動作が、特許請求の範囲における停止制御手段に相当する。

保持枠30の内部に収容された加湿フィルタ31は、前述したように、弓形をなす閉止部35の弦と略平行な折り線を有しており、加湿フィルタユニット３が停止したとき、加湿フィルタ31の折り線もまた、貯留水の水面、即ち、水平方向に対して傾いた状態となる。

加湿フィルタ31の収容空間は、閉止部35の弦よりも上であり、回転停止後の加湿フィルタ31は、水槽４内の貯留水中に殆ど浸漬せず、継続的に水を吸い上げない上、回転停止時に加湿フィルタ31に残留する含水は、重力の作用により、折り線の傾きに沿って流下し、該折り線の一側端部に集まり、該端部から水槽４内に排水される。従って加湿フィルタ31は、加湿フィルタユニット３の回転停止後、短時間のうちに乾燥状態となり、水垢の生成を有効に抑制し、加湿フィルタ31の目詰まり等、水垢の生成に起因する不具合の発生を防止することができる。

図示の加湿装置は、加湿フィルタユニット３の回転を停止した後、送風ファン２の駆動を継続することにより、空気清浄機としての機能を果たす非加湿運転が可能である。この場合においても、回転停止後の加湿フィルタ31の乾燥が早期に生じることから、非加湿運転への切り換え後、送気口16を経て湿り空気を送り出される時間が短かくなり、使用者に違和感を抱かせるという問題を解消することができる。

なお、図４においては、保持枠30の停止時に閉止部35の弦の一部が貯留水の水面よりも下となっているが、閉止部35の弦の全部が貯留水の水面よりも上となる回転位置にて保持枠30を停止させることも可能であり、このようにすれば、回転停止後の加湿フィルタ31の水の吸い上げが皆無となり、より効果的である。

３ 加湿フィルタユニット
５ 駆動ユニット
６ 水槽
７ 位置検出器
８ 制御部
30 保持枠
31 加湿フィルタ
35 閉止部（弓形の部分）

Claims (1)

1. シート材を蛇腹状に折り重ねてなる加湿フィルタと、該加湿フィルタを内部に収容保持し、横軸周りに回転する円盤形の保持枠と、該保持枠の下部が浸漬するように配した水槽とを備え、前記保持枠の一面から他面に向かう通気を、前記水槽の貯留水を含んで前記保持枠と共に回転する前記加湿フィルタに接触させ、気化水分を含む湿り空気を他面側に送り出すように構成された加湿装置において、
   前記保持枠は、円形の一部を弓形に切欠いた断面形状を有する前記加湿フィルタの収容空間を備え、
   前記加湿フィルタは、重ね幅の方向を前記通気の方向に沿わせ、その折り線を前記弓形の弦と略平行とした姿勢にて前記収容空間に収容保持されており、
   前記貯留水中に前記加湿フィルタが浸漬せず、該加湿フィルタの折り線が前記貯留水の水面に対して傾斜するように、前記保持枠の回転を、前記弓形の弦が前記貯留水の水面よりも上で、該水面に対して傾いた回転位置にて停止させる制御手段を備えることを特徴とする加湿装置。

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