JP5474232B2 - 加湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、加湿装置に関する。本発明は、好ましい実施形態では、湿り空気を家庭環境、例えば部屋、オフィス等内に分散させる空気流を生じさせるファン組立体を有する加湿装置に関する。

家庭用加湿装置は、一般に、所与の量の水を溜める水タンクを備えたケーシング及びケーシングの空気ダクトを通る空気の流れを生じさせるファンを有する携帯型電気器具の形態を有している。溜められた水は通常、重量の作用で霧化器に運ばれ、霧化器は、受取った水から水滴を生じさせるようになっている。この霧化器は、高周波振動装置、例えば変換器の形態をしているのが良い。水滴は、空気ダクトを通っている空気の流れに入り、その結果、ミストが環境内に放出される。この電気器具は、環境内における空気の相対湿度を検出するセンサを有する。センサは、検出された相対湿度を表す信号を駆動回路に出力し、この駆動回路は、変換器を制御して環境内の空気の相対湿度を所望レベル付近に維持する。代表的には、変換器の作動は、検出された相対湿度が所望レベルよりも約５％高い場合に停止され、検出された相対湿度が所望レベルよりも約５％低い場合に再始動される。

かかる加湿器から放出される空気の流量は、比較的低く、例えば毎秒１〜２リットルでありがちであり、従って、湿り空気が部屋内に分散される速度は、極めて低い場合がある。さらに、加湿器の局所環境内における空気の相対湿度は、ユーザの局所環境内における空気の相対湿度と比較して比較的迅速に上昇するので、センサによって検出される相対湿度は、少なくとも最初は、ユーザの近くの空気の相対湿度を表しているわけではない。その結果、変換器の作動は、ユーザの局所環境内における空気の相対湿度が所望レベルを著しく下回った場合に停止される場合がある。湿り空気が部屋内に分散する速度が比較的低いので、検出された相対湿度が変換器の作動を再始動させるレベルまで下がるのに或る程度の時間がかかる場合がある。その結果、ユーザの局所環境内における空気の相対湿度が所望レベルに達するのに長時間を要する場合がある。

第１の側面において、本発明は、加湿装置であって、湿り空気を外部環境中に放出する加湿器と、放出された湿り空気を加湿器から運び去るための空気の流れ又は風を外部環境内に生じさせるファン組立体とを有し、ファン組立体は、空気流を生じさせる手段と、ノズルとを有し、ノズルは、空気流を受入れる内部通路と、空気流を放出する口（マウス）を有し、加湿器は、ノズルの後ろに配置され、ノズルは、開口を定めるように開口の周りを延び、ノズルの外部からの空気と加湿器から放出された湿り空気の両方が、口から放出された空気流によって引かれて開口の中を通る、加湿装置を提供する。

ユーザにとっての利点は、加湿器から放出された湿り空気を、ファン組立体によって生じさせた空気の流れ内に同伴させることを介して、空気の流れ内の水分を、加湿器から数メートルの距離のところまで迅速に運び去ることができることにある。これにより、加湿器から数メートルの距離だけ離れたところに位置するユーザが、その近くの環境における空気の相対湿度の迅速な上昇を感じることを可能にする。

ユーザの近くの環境における空気の相対湿度の迅速な上昇を促進させるために、加湿器は、リザーバ内に溜められている水を霧化するための複数の変換器と、センサによって検出される相対湿度を予め設定されたレベルまで増大させるために、最初に個数ｎ₁の変換器を作動させるように構成された駆動回路を有するのがよい。予め設定されたレベルは、加湿器に配置された操作ダイヤル又はボタンをユーザが使用することによって予め設定されるのがよく、例えば、２０℃で３０％から８０％の範囲内の任意の相対湿度である。好ましい実施形態では、加湿器は、２つの変換器を有し、これら２つの変換器は、最初、センサによって検出される相対湿度を予め設定されたレベルまで増大させるために駆動回路によって同時に作動される。かくして、ｎ₁は、２であるが、加湿器は、加湿装置の相対サイズに応じて、２よりも多い数（例えば、３、４又は６）の変換器を有していてもよい。

最初の個数ｎ₁の変換器の作動は、予め設定されたレベルがセンサによって検出されたとき、又は、検出された相対湿度が予め設定されたレベルを超えた或る量であるとき、停止されるのがよい。例えば、好ましい実施形態では、最初の個数ｎ₁の変換器の作動は、検出された相対湿度が予め設定されたレベルよりも２０℃で１％高いときに停止される。

駆動回路は、引続いて、検出される相対湿度を予め設定されたレベル付近に維持するために、少ない個数ｎ₂の変換器を作動させてように構成されるのがよい。少ない個数ｎ₂の変換器の作動は、好ましくは、検出された相対湿度が予め設定されたレベルよりも或る量だけ低いときに開始される。例えば、好ましい実施形態では、少ない個数ｎ₂の変換器の作動は、検出された相対湿度が予め設定されたレベルよりも２０℃で約１％低くなったときに開始され、検出される相対湿度が予め設定されたレベルよりも２０℃で約１％高くなるまで続けられる。かくして、少ない個数ｎ₂の変換器は、リザーバ内に溜められている水が無くなるまで、又は、ユーザが加湿器のスイッチを手動でオフにするまで、又は、予め設定された期間の終了時に加湿器のスイッチがオフにされるまで、検出された相対湿度を予め設定されたレベル付近に維持するように周期的に作動される。本発明者は、この少ない個数ｎ₂の変換器の作動が、検出される相対湿度を予め設定されたレベル付近に維持するのに十分であることを発見した。その結果、複数の変換器の寿命は、検出される相対湿度を予め設定されたレベル付近に維持するために最初の個数ｎ₁の変換器を作動させる場合よりも延長される。

複数の変換器は、好ましくは、ｎ₂個の変換器を含む第１のサブセットと、ｎ₂個の変換器を含む第２のサブセットを有し、駆動回路は、好ましくは、検出された相対湿度が予め設定されたレベルよりも小さいとき、第１のサブセットの変換器及び第２のサブセットの変換器のうちの選択された一方を作動するように構成される。第１及び第２のサブセットの各々のｎ₂個の変換器の寿命を最大にするために、駆動回路は、好ましくは、第１のサブセットの変換器と第２のサブセットの変換器を交互に作動させるように構成される。好ましい実施形態では、各サブセットの変換器は、単一の変換器を含むけれども、各サブセットは、それよりも多い数の変換器を含んでいてもよく、その数は、加湿器内の変換器の総数に依存する。

放出された湿り空気を加湿器から遠くに運ぶことによって、センサによって検出された相対湿度は、加湿装置が配置されている環境内の空気の相対湿度の指示を、かかるファン組立体を用いることなしに放出された湿り空気を加湿器から遠くに運ぶときよりも正確にする。センサは、有利には、加湿器内に収容されるけれども、センサは、加湿器の外側に配置されてもよく、例えば、電力を加湿器に供給する電力ケーブルに配置されてもよい。

ファン組立体は、加湿器と一体であるのがよい。しかしながら、ファン組立体は、加湿器から放出される湿り空気が、ファン組立体によって生じさせた空気中に引込まれるように、加湿器の前に配置される自立型のファン組立体であることが好ましい。

ファン組立体は、好ましくは、羽根なしのファン組立体の形態を有している。羽根なしのファン組立体を使用することによって、羽根付きのファンを用いることなしに、空気の流れを発生させるのがよい。羽根付きのファン組立体と比較すると、羽根なしのファン組立体は、可動部品と複雑さの両方を減少させる。更に、空気の流れをファン組立体から噴出させるために羽根付きファンを使用しなければ、比較的一様な空気の流れを発生させることができ、かかる比較的一様な空気の流れを室内に又はユーザに向かって案内することができる。空気の流れは、ノズルからその外に効率的に移動し、乱流になるのに僅かなエネルギー及び速度しか失わない。

用語「羽根なし(bladeless)」は、可動羽根を用いることなしに、空気流をファン組立体から前方に放出又は噴出させるファン組立体を記述するのに使用される。その結果、羽根なしのファン組立体は、空気流をユーザに向かって又は室内に差し向ける可動羽根が存在しない出力領域又は放出ゾーンを有していると考えることができる。羽根なしのファン組立体の出力領域に、様々な供給源によって発生させた一次空気流を供給するのがよく、かかる供給源は、例えば、ポンプ、発生器、モータ又はその他の流体輸送装置であり、空気流を発生させるための回転装置（例えば、モータロータ及び／又は羽根付きインペラ）を有するのがよい。発生させた一次空気流は、部屋空間又はファン組立体の外側のその他の環境から内部通路を通ってノズルに移動し、次いで、ノズルの口を通って部屋空間に戻る。

それ故、羽根なしとしてのファン組立体の記述が、動力源及び二次的なファン機能に必要な構成要素（例えば、モータ）の記述にまで及ぶようにするつもりはない。二次的なファン機能の例は、ファン組立体の照明、調節及び首振りを含む。

かくして、羽根なしのファン組立体のノズルの形状は、羽根付きのファンのためのスペースを含むような要件によって制限されない。好ましくは、ノズルは、開口を包囲する。ノズルは、環状のノズルであるのがよく、好ましくは、２００〜４００ｍｍの範囲の高さを有する。内部通路は、好ましくは、環状であり、好ましくは、空気流を、開口の周りを互いに反対方向に流れる２つの分割空気流に分割するように形作られる。

好ましくは、ノズルの口は、開口の周りを延び、好ましくは、環状である。ノズルは、好ましくは、内側ケーシング部分及び外側ケーシング部分を有し、内側ケーシング部分及び外側ケーシング部分は、ノズルの内部通路及び口を定める。内側ケーシング部分及び外側ケーシング部分の各々は、好ましくは、それぞれの環状部材で形成されるが、それぞれの部分を形成するよう互いに連結され又はその他の仕方で組立てられた複数の部材によって形成されてもよい。外側ケーシング部分は、好ましくは、内側ケーシング部分と部分的に重なるように形作られ、それにより、ノズルの内側ケーシング部分の外面の重なり部分とノズルの外側ケーシング部分の内面の重なり部分との間に、口（マウス）の出口を有する。出口は、好ましくは、スロットの形態を有し、好ましくは、０．５〜５ｍｍの範囲の幅を有する。ノズルは、その内側ケーシング部分及び外側ケーシング部分の重なり部分を強制的に分離させるための複数のスペーサを有するのが良い。これにより、開口の周りの実質的に一様な出口幅を維持するのを補助する。スペーサは、好ましくは、出口に沿って等間隔に配置される。

ノズルは、空気の流れがファン組立体から上方に放出されるように傾けられるのがよい。例えば、ノズルは、空気の流れが水平方向に対して５〜２５°の角度で放出されるように傾けられる。このことは、加湿装置から放出された湿り空気の流れが、加湿装置が置かれた床又はその他の表面から遠ざかる角度を有することを可能にする。これにより、空気流中の水分が、大気中に蒸発しないで表面上に集まる恐れを減少させる。ファン組立体は、好ましくは、ノズルを加湿器に対して揺動又は首振りさせるための手段を有し、それにより、湿り空気の流れが、好ましくは６０〜１２０°の範囲の円弧にわたって放出される。例えば、ファン組立体のベースは、ノズルが連結されているベースの上方部分を、ベースの下方部分に対して揺動又は首振りさせる手段を有するのがよい。

ノズルは、口に隣接して位置する表面を有するのがよく、口は、それから放出される空気流をかかる表面に差し向けるよう構成されるのがよい。この表面は、好ましくは、コアンダ面である。好ましくは、ノズルの内側ケーシング部分の外面は、コアンダ面を構成するよう形作られる。コアンダ面は、好ましくは、開口の周りを延びる。コアンダ面は、既知の種類の表面であり、上記表面に近接して位置する出口オリフィスから出た流体流れが上記表面の上でコアンダ効果を発揮する。流体は、上記表面の上をそれに近接して流れようとし、上記表面にほとんど「くっつき」又は「貼りつく」。コアンダ効果は、既に証明され、よく文献に載っている同伴方法であり、一次空気流をコアンダ面に差し向けることを含む。コアンダ面の特徴及びコアンダ面上の流体の流れの効果に関する説明は、レバ（Reba）著，「サイエンティフィック・アメリカン（Scientific American）」，第２１４巻，１９６６年６月，ｐ．８４〜９２の論文に見られる。コアンダ面の利用により、ファン組立体の外側からの増加した量の空気が、口から放出された空気によって開口を通るように引き入れられる。

本発明では、ファン組立体のノズルの中を通る空気流が作られる。以下の説明において、この空気流を一次空気流と称する。一次空気流は、ノズルの口から放出され、好ましくは、コアンダ面の上を流れる。一次空気流は、ノズルの口を包囲する空気を同伴し、ノズルは、一次空気流と同伴された空気の両方をユーザに供給する空気増幅器として機能する。同伴された空気を、二次空気流と称する。二次空気流は、部屋空間、領域、又はノズルの口を包囲する外部環境から引き込まれると共に、押し退けによりファン組立体の周りの他の領域から引き込まれ、主として、ノズルによって定められる開口の中を通る。一次空気流は、コアンダ面の上に差し向けられ、同伴された二次空気流と組合せられ、ノズルによって定められる開口からユーザに向かって前方に放出され又は噴出される全体空気流になる。

好ましくは、加湿器は、ノズルのコアンダ面の一部（好ましくは、最下部分）のすぐ後ろに配置されたミスト出口を有する。空気がノズルの開口の中を流れる速度は、コアンダ面に隣接したところで最大値に達する傾向があり、従って、ミスト出口をコアンダ面の一部のすぐ後ろに位置決めすることにより、ミストは、開口内に最高速度で引込まれる空気流の一部の中に同伴されるようになる。これにより、空気の流れ内の水滴が加湿装置から放出される速度を最大にすることができる。ミスト出口がノズルのコアンダ面の最下部分と実質的に同じレベルに位置するように加湿器を持上げるために、加湿装置は、加湿器が載せられる支持体を有していてもよい。

好ましくは、ノズルは、コアンダ面の下流に配置されたディフューザ面を有する。ノズルの内側ケーシング部分の外面は、好ましくは、ディフューザ面を構成するよう形作られる。

好ましくは、ノズルの中を通る空気流を生じさせる手段は、モータによって駆動される羽根車を含む。これにより、空気流を効果的に発生させるファン組立体が提供される。空気流を生じさせる手段は、好ましくは、ＤＣブラシレスモータと、混流羽根車を含む。これにより、伝統的なブラシ付きモータで用いられているブラシに起因する摩擦損失及び炭素ごみを回避する。炭素ごみ及び放出物の減少は、クリーンな環境又は汚染に敏感な環境、例えば病院又はアレルギーのある人の周りにおいて有利である。羽根付きのファンで一般的に使用される誘導モータはブラシを有していないけれども、ＤＣブラシレスモータは、誘導モータよりも非常に広い作動速度範囲を提供することができる。

加湿器は、底面を備えたベースを有し、底面は、ファン組立体の主要ケーブルを受入れるチャネルを有するように形作られるのがよい。ファン組立体の主要ケーブルの一部を加湿器のベースの下に配置することを可能にすると、例えば作業カウンタ上で露出されるケーブルの量が減少する。

第２の側面では、本発明は、湿り空気を外部環境に放出する加湿器と、放出された湿り空気を加湿器から遠くに運ぶための空気の流れを外部環境内に生じさせるファン組立体と、外部環境内の空気の相対湿度を検出するセンサと、を有し、加湿器は、水リザーバと、水リザーバ内に溜められた水を霧化するための複数の変換器と、センサによって検出される相対湿度を予め設定されたレベルまで増大させるために、最初の個数ｎ₁の変換器を作動させ、引続いて、検出される相対湿度を予め設定されたレベル付近に維持するために、好ましくは少ない個数ｎ₂の変換器を作動させるように構成された駆動回路と、を有する加湿装置を提供する。

本発明の第１の側面と関連して上述した特徴は、本発明の第２の側面に同じように適用できる。

次に、添付の図面を参照して、本発明を説明するが、これは例示に過ぎない。

加湿装置の斜視図である。 図１の加湿装置の側面図である。 図１の加湿装置のファン組立体を側方から見た断面図である。 図１の加湿装置のファン組立体のノズルの部分拡大断面図である。 図１の加湿装置の加湿器の平面図である。 図５の線Ｄ−Ｄにおける加湿器の断面図である。 図５の加湿器のベースの平面図である。 図６の線Ｅ−Ｅにおける加湿器のベースの断面図である。 図７の線Ｊ−Ｊにおける加湿器のベースの断面図である。 加湿器の制御システムの概略図である。 図１の加湿装置のセンサによって検出された相対湿度の時間変化を示すグラフである。

最初に図１及び図２を参照すると、加湿装置の一例が、ファン組立体１０と、ファン組立体１０の後ろに配置された加湿器１００を有している。ファン組立体１０は、好ましくは、羽根なしのファン組立体の形態をなし、スタンド１２と、スタンド１２に取付けられ且つ支持されたノズル１４を有している。スタンド１２は、実質的に円筒形の外側ケーシング１６を有し、この外側ケーシング１６は、それに形成され且つグリル１８の形態をなす複数の空気入口を有し、一次空気流が、外部環境からスタンド１２の中に空気入口を通して引込まれる。スタンド１２は、更に、ファン組立体１０の作動を制御するための複数のユーザ操作ボタン２０及びユーザ操作ダイヤル２２を有している。この例では、スタンド１２の高さは、２００〜３００ｍｍの範囲にあり、外側ケーシング１６の外径は、１００〜２００ｍｍの範囲にある。

ノズル１４は、環状の形状を有し、中央開口２４を有している。ノズル１４の高さは、２００〜４００ｍｍの範囲にある。ノズル１４は、空気を中央開口２４の中を通るようにファン組立体１０から放出する口（マウス）２６を有し、口２６は、ファン組立体１０の後部に配置されている。口２６は、中央開口２４周りを少なくとも部分的に延びている。ノズル１４の内周面は、口２６に隣接して配置され且つファン組立体１０から放出された空気が口２６によって差し向けられるコアンダ面２８と、コアンダ面２８の下流に配置されたディフューザ面３０と、ディフューザ面３０の下流に配置された案内面３２とを有している。ディフューザ面３０は、ファン組立体１０から放出される空気流を助けるように中央開口２４の中心軸線Ｘから遠ざかる方向にテーパするように構成されている。ディフューザ面３０と中央開口２４の中心軸線Ｘとの間の角度は、５°〜２５°であり、この例では、約１５°である。案内面３２は、ディフューザ面３０に対して、ファン組立体１０からの冷却用空気流の効率的な送出を更に助ける角度で配置されている。案内面３２は、好ましくは、口２６から放出された空気流に実質的に平らで且つ実質的に滑らかな面を提供するために、中央開口２４の中心軸線Ｘに対して実質的に平行に配置されている。見た目が特徴的なテーパ面３４が、案内面３２の下流に配置され、中央開口２４の中心軸線Ｘに対して実質的に垂直に位置する先端面３６で終端している。テーパ面３４と中央開口２４の中心軸線Ｘとの間の角度は、好ましくは、約４５°である。中央開口２４の中心軸線Ｘに沿って延びる方向におけるノズル２４の全深さは、１００〜１５０ｍｍの範囲にあり、この例では、約１１０ｍｍである。

図３は、ファン組立体１０の断面図である。スタンド１２は、ベースと、ベースに取付けられた本体４２を有し、ベースは、下側ベース部材３８と、下側ベース部材３８に取付けられた上側ベース部材４０とによって形成されている。下側ベース部材３８は、実質的に平らな底面４３を有している。上側ベース部材４０は、コントローラ４４を収容し、コントローラ４４は、図１及び図２に示すユーザ操作ボタン２０の押下げ及び／又はユーザ操作ダイヤル２２の操作に応答して、ファン組立体１０の作動を制御する。下側ベース部材３８は、首振り運動（揺動往復）機構４６を収容するのがよく、首振り機構４６は、下側ベース部材３８に対して、上側ベース部材４０及び本体４２を首振り運動させる。本体４２の各首振り運動サイクルの範囲は、好ましくは、６０°〜１２０°であり、この例では、約９０°である。この例では、首振り運動機構４６は、毎分約３〜５回の首振り運動サイクルを実施するように構成されている。電力をファン組立体１０に供給するための電源ケーブル４８が、下側ベース部材３８に形成された孔の中を通っている。

スタンド１２の本体４２は、開放した上端部を有し、ノズル１４が、例えばスナップ嵌め連結部によって、開放した上端部に連結されている。本体４２は、羽根車５２を収容し、羽根車５２は、一次空気流をグリル１８の孔を通してスタンド１２内に引込む。好ましくは、羽根車５２は、混合流羽根車の形態を有している。羽根車５２は、モータ５６から外方に延びる回転シャフト５４に連結されている。この例では、モータ５６は、ユーザによるユーザ操作ダイヤル２２の操作に応答してコントローラ４４によって変化させることが可能な速度を有するＤＣブラシレスモータである。モータ５６の最大速度は、好ましくは、５，０００〜１０，０００ｒｐｍの範囲である。モータ５６は、モータバケット内に収容され、モータバケットは、下側部分６０に連結された上側部分５８を有している。モータバケットの上側部分５８及び下側部分６０の一方は、ディフューザ６２を有し、ディフューザ６２は、螺旋形ブレード（羽根）を備えた静止円板の形態を有し、羽根車５２の下流に配置されている。

モータバケットは、羽根車ハウジング６４内に配置されると共にこれに取付けられている。羽根車ハウジング６４は、スタンド１２の本体４２内に配置され且つ角度方向に間隔を隔てた複数の支持体６６に取付けられ、この例では、３つの支持体に取付けられている。ほぼ円錐台形のシュラウド６８が、羽根車ハウジング６４内に配置されている。シュラウド６８は、羽根車５２の外縁部がシュラウド６８の内面に近接するけれども、これには接触しないように形作られている。実質的に環状の入口部材７０が、一次空気流を羽根車ハウジング６４内に案内するために、羽根車ハウジング６４の底部に連結されている。好ましくは、スタンド１２は、更に、スタンド１２から放出される騒音を減少させる消音フォームを有している。この例では、スタンド１２の本体４２は、本体４２のベース側に配置された円板形状フォーム部材７２と、モータバケット内に配置された実質的に環状のフォーム部材７４とを有している。

図４は、ノズル１４の断面図である。ノズル１４は、環状の外側ケーシング部分８０を有し、外側ケーシング部分８０は、環状の内側ケーシング部分８２に連結され且つその周りを延びている。外側ケーシング部分８０及び内側ケーシング部分８２の各々は、複数の連結部品で形成されてもよいが、この実施形態では、外側ケーシング部分８０及び内側ケーシング部分８２の各々は、それぞれの単一成形部品で作られている。内側ケーシング部分８２は、ノズル１４の中央開口２４を定め、且つ、外周面８４を有し、外周面８４は、コアンダ面２８、ディフューザ面３０、案内面３２及びテーパ面３４を構成するように形作られている。

外側ケーシング部分８０と内側ケーシング部分８２は一緒になって、ノズル１４の環状の内部通路８６を形成している。かくして、内部通路８６は、中央開口２４周りを延びている。内部通路８６は、外側ケーシング部分８０の内周面８８及び内側ケーシング部分８２の内周面９０によって境界が定められている。外側ケーシング部分８０は、ベース８２を有し、ベース８２は、例えばスナップ嵌め連結具によって、スタンド１２の本体４２の開放した上端部に連結され且つそれを覆っている。外側ケーシング部分８０のベース８２は、孔を有し、一次空気流は、スタンド１２の本体４２の開放した上端部から上記孔を通ってノズル１４の内部通路８６に入る。

ノズル１４の口２６は、ファン組立体１０の後部に配置されている。口２６は、外側ケーシング部分８０の内周面８８の重なり部分又は対向部分９４及び内側ケーシング部分８２の外周面８４の重なり部分又は対向部分９６によって定められている。この例では、口２６は、実質的に環状であり、図４に示すように、ノズル１４を直径方向に貫通する線における口２６の断面は、実質的にＵ字形状である。この例では、外側ケーシング部分８０の内周面８８の重なり部分９４及び内側ケーシング部分８２の外周面８４の重なり部分９６は、口２６が出口９８に向かってテーパするよう形作られ、出口９８は、一次空気流をコアンダ面２８の上に差し向けるように構成されている。出口９８は、好ましくは０．５〜５ｍｍの範囲の比較的一定の幅を有する環状スロットの形態を有している。この例では、出口９８の幅は、約１．０ｍｍである。外側ケーシング部分８０の内周面８８及び内側ケーシング部分８２の外周面８４の重なり部分９４，９６を強制的に遠ざけるスペーサが、口２６の周りに間隔を隔てて配置されるのがよく、それにより、出口９８の幅を所望のレベルに維持する。スペーサは、外側ケーシング部分８０の内周面８８と一体であるか、内側ケーシング部分８２の外周面８４かと一体であるかのいずれかであるのがよい。

次に、図１、図２及び図５を参照すると、加湿器１００は、ベース１０２と、ベース１０２に取外し可能に取付け可能な水タンク１０４とを有している。水タンク１０４は、好ましくは、２〜４リットルの範囲の容量を有している。水タンク１０４の上面は、ユーザが水タンク１０４をベース１０２から片手で持上げることを可能にする取っ手１０６を有するように形作られている。水タンク１０４は、湿り空気、即ちミストを加湿器１００から放出するためのミスト出口１０８を有し、ミスト出口１０８は、水タンク１０４の上面１１０に配置されている。図６を参照すると、ミストは、水タンク１０４を上方に貫通したダクト１１２からミスト出口１０８に運ばれ、その結果、加湿器１００からのミストの放出は、ほぼ垂直方向になる。加湿器１００からの比較的大きい水滴の放出を阻止するために、バッフル１１３がダクト１１２内に配置されている。

ベース１０２及び水タンク１０４は各々、凹んだ前部分を有し、凹んだ前部分は、ファン組立体１０のスタンド１２の外側ケーシング１６の半径とほぼ同じ寸法の半径を有している。これにより、ミスト出口１０８がファン組立体のノズル１４に密接するように、加湿器１００をファン組立体１０に隣接して配置することを可能にする。この例では、ミスト出口１０４は、５〜３０ｃｍの範囲の最小距離だけ、ファン組立体１０のノズル１４の後面から間隔を隔てられるのがよい。ミスト出口１０８は、好ましくは、ファン組立体１０のノズル１４のコアンダ面２８の最下部分のすぐ後ろに且つそれとほぼ同じレベルで配置される。必要ならば、加湿器１００は、ミスト出口１０８を持上げるための支持体（図示せず）の上に取付けられてもよく、その場合、ミスト出口１０８は、ノズル１４のコアンダ面２８の最下部分と同じレベルであるのがよい。

水タンク１０４は、下面１１４を有し、噴出口１１６が、例えば協働するねじ連結部によって、下面１１４に取外し可能に連結されている。この例では、水タンク１０４の充填を行うのに、水タンク１０４をベース１０２から取外し、水タンク１０４を逆さまにして、噴出口１１６を上方に突出する状態にする。次いで、噴出口１１６を水タンク１０４の下面１１４から、ねじ連結部を緩めることによって外した後、噴出口１１６を水タンク１０４の下面１１４から取外したときに露出される孔を通して、水を水タンク１０４内に導入する。水タンク１０４を充填したら、ユーザは、噴出口１１６を水タンク１０４の下面１１４に再び連結し、水タンク１０４を再び逆さまにし、水タンク１０４をベース１０２上に再び置く。水タンク１０４を再び逆さまにしたときに噴出口１１６の水出口１２０から水が漏れることを防止するために、ばねで付勢された弁１１８が噴出口１１６内に配置されている。水が水タンク１０４から噴出口１１６の水入口１２４に入ることを防止するために、弁１１８は、そのスカート１２２が噴出口１１６の上面に係合する位置に向かって付勢されている。

軟水器カートリッジ１２６が、例えば協働するねじ連結部によって、噴出口１１６に取外し可能に連結されている。軟水器カートリッジ１２６は、イオン交換樹脂、ポリホスフェート等のスレッショル抑制化学薬品（threshold inhibitor chemical）、又は石灰スケールの沈殿に影響を及ぼすその他の媒体を収容するのがよい。軟水器カートリッジ１２６は、図６においてＰで指示する蛇行（曲がりくねった）経路を有しており、水が水タンク１０４から噴出口１１６に移動するとき、水は、蛇行経路に沿って流れ、カートリッジ１２６内における水の滞留時間を増大させる。水が水タンク１０４から軟水器カートリッジ１２６に入るときに、軟水器カートリッジ１２６内の空気を軟水器カートリッジ１２６から押し退けることを可能にする孔が、軟水器カートリッジ１２６の上面に形成されるのがよい。

さらに図７〜図９を参照すると、ベース１０２は、上面１２８を有している。ベース１０２の上面１２８は、水タンク１０４からの水を受入れる水リザーバ１３２を構成する凹み部分１３０を有している。水タンク１０４をベース１０２上に配置するとき、上面１２８の凹み部分１３０から上方に延びるピン１３４が、噴出口１１６の中に突出する。ピン１３４は、弁１１８を上方に押して、噴出口１１６を開き、それにより、水が重力の下で水タンク１０４から水リザーバ１３２内に移動することを可能にする。この結果、水リザーバ１３２は、ピン１３４の上面と実質的に同じ平面に位置するレベルまで、水で充填される。水リザーバ１３２内の水のレベル（水位）を検出するための磁気レベルセンサ１３６が、水リザーバ１３２内に配置されている。

上面１２８の凹み部分１３０は、２つの孔１３８を有し、２つの孔１３８の各々は、水リザーバ１３２内に溜められている水を霧化するためにベース１０２の上面１２８の下に配置されたそれぞれの圧電変換器１４０ａ，１４０ｂの表面を露出させている。環状金属製ヒートシンク１４２が、ベース１０２と各圧電変換器１４０ａ，１４０ｂとの間に配置され、熱を圧電変換器から、水リザーバ１３２内に溜められている水に伝達する。各ヒートシンク１４２は、圧電変換器１４０ａ，１４０ｂによる水の霧化速度を増大させるために、円錐形の上面１４４を有している。霧化速度は、圧電変換器１４０ａ，１４０ｂの上面を水平方向に対して５〜１０°の角度範囲で傾けることによって、更に増大される。環状のシール部材１４４が、各圧電変換器１４０ａ，１４０ｂとそのヒートシンク１４２との間の水密シールを形成している。水リザーバ１３２内の水を霧化させるために、圧電変換器１４０ａ，１４０ｂの超音波振動を作動させる駆動回路１４６が、ベース１０２の上面１２８の下に配置されている。図１０に示すように、駆動回路１４６は、最小レベルを下回る水リザーバ１３２内の水のレベルを指示する信号を、レベルセンサ１３６から受取る。この信号に応答して、駆動回路１４６は、圧電変換器１４０ａ，１４０ｂの作動を停止させる。

ベース１０２は、更に、モータ駆動されるファン１４８を有し、ファン１４８は、加湿器１００の中を通る空気流を、好ましくは毎秒１〜２リットルの範囲の速度で発生させる。駆動回路１４６は、好ましくは、ファン１４８を駆動するためのモータ１４９の作動及び速度を制御する。ファン１４８は、ファンハウジング１５０内に収納され、ファンハウジング１５０は、加湿器１００のベース１０２内に形成されている。ファンハウジング１５０は、複数の孔１５２の形態をなす空気入口と、空気出口１５４とを有し、複数の孔１５２は、ベース１０２の側壁に形成され、ファン１４８の回転によって、空気流が複数の孔１５２を通ってファンハウジング１５０内に引込まれ、空気流は、空気出口１５４を通って、水リザーバ１３２の一方の側部に配置された空気ダクト１５６に入る。空気流を空気ダクト１５６から、水リザーバ１３２内に溜められている水の最高レベルよりも上のレベル又は高さ位置で放出する孔１５８が、空気ダクト１５６の上側周囲に配置され、その結果、空気ダクト１５６から放出された空気流は、水リザーバ１３２内にある水の表面の上を通過した後、水タンク１０２のダクト１１２に入る。

加湿器１００の作動を制御するためのユーザインタフェースが、ベース１０２の側壁に配置されている。この例では、ユーザインタフェースは、ユーザ操作ボタン１６０ａ，１６０ｂと、ユーザ操作ダイヤル１６２を有している。ユーザ操作ダイヤル１６２は、加湿装置が配置される環境（例えば、部屋、オフィス、又はその他の家庭環境）の相対湿度の望ましいレベルを設定するために、ユーザによって操作されるのがよい。例えば、望ましい相対湿度レベルは、ユーザ操作ダイヤル１６２の操作によって、２０℃で（２０℃換算で）３０〜８０％の範囲内で選択される。一方のユーザ操作ボタン１６０ａは、加湿器１００のオン／オフボタンであり、他方のユーザ操作ボタン１６０ｂは、水タンク１０２が空になるまで加湿器１００が作動し続けるようにダイヤル設定値をオーバーライドさせるために押下げられる。ユーザインタフェースは、更に、ユーザインタフェース回路１６４を有し、ユーザインタフェース回路１６４は、ユーザ操作ダイヤル１６２の角度方向位置及び一方のユーザ操作ボタン１６０の押下げを指示する制御信号を駆動回路に出力し、駆動回路１４６によって出力された制御信号を受取る。ユーザインタフェースはまた、加湿器１００の状態に応じて視覚的な警報を発する１つ又は２つ以上のＬＥＤ（図１０に示す）を有するのがよい。例えば、駆動回路１４６がレベルセンサ１３６から受取った信号によって指示されるとき、水タンク１０４が空になったことを指示するＬＥＤ１６５ａを駆動回路１４６によって照明するのがよい。

加湿器１００は、更に、湿度センサ１６６を有し、湿度センサ１６６は、外部環境中の空気の相対湿度を検出し、検出した相対湿度を指示する信号を駆動回路１４６に供給する。この例では、ファン１４８によって加湿器１００のベース１０２内に引込まれた空気流の相対湿度を検出するために、湿度センサ１６６は、ベース１０２の側壁に形成された孔１５２のすぐ後ろに配置されている。ユーザインタフェースは、ＬＥＤ１６５ｂを有し、ベース１０２に入る空気流の相対湿度がユーザによって設定された望ましい相対湿度レベルにあること又はそれよりも上であることを、湿度センサ１６６からの出力が指示するとき、ＬＥＤ１６５ｂが駆動回路１４６によって照明されるのがよい。

加湿器１００はまた、電力を加湿器１００の種々の電気構成要素に供給する電源１６８を有し、かかる電気構成要素は、駆動回路１４６、ファン１４８を駆動するためのモータ、及びユーザインタフェース回路１６４を含む。電力を電源１６８に供給するための電源ケーブル（図示せず）が、ベース１０２に形成された孔の中を延びている。

次に、加湿装置の作動を説明する。

ファン組立体１０を作動させるために、ユーザは、ファン組立体１０のスタンド１２の適当な１つのボタン２０を押下げ、これに応答して、コントローラ４４は、モータ５６を作動させて、羽根車５２を回転させる。羽根車５２の回転により、一次空気流を、グリル１８を通してファン組立体１０のスタンド１２内に引込む。一次空気流は、順番に、羽根車ハウジング６４と、ノズル１４の外側ケーシング部分８０のベース９２に形成されている孔を通り、ノズル１４の内部通路８６に入る。ノズル１４内において、一次空気流は、ノズル１４の中央開口２４の周りを反対方向に進む２つの分割空気流(air stream)に分割される。分割空気流が内部通路８６を通るとき、空気がノズル１４の口２６に入る。口２６の中に入る空気流は、好ましくは、ノズル１４の中央開口２４周りに実質的に均一である。口２６の各部分内において、分割空気流の一部分の流れ方向が実質的に反対になる。分割空気流の一部分は、口２６のテーパ部分によって絞られ、出口９８を通して放出される。

口２６から放出された一次空気流は、ノズル１４のコアンダ面２８の上に差し向けられ、それにより、外部環境（特に、口２６の出口９８周りの領域及びノズル１４の後部の周りの領域）からの空気の同伴によって、二次空気流が生じる。この二次空気流は、ノズル１４の中央開口２４の中を通り、中央開口２４において、一次空気流と一緒になって、ノズル１４から前方に噴出される全体空気流、即ち、空気の流れ（風）が生じる。モータ５６の速度に応じて、ファン組立体１０から前方に噴出される空気の流れの質量流量は、最大で毎秒４００リットルであり、好ましくは、最大で毎秒６００リットルである。

ノズル１４の口２６に沿う一次空気流の均一な分布により、空気流がディフューザ面３０の上を均一に流れることを確保する。ディフューザ面３０は、空気流を制御された膨張領域の中を移動させることによって、空気流の平均速度を減少させる。中央開口２４の中心軸線Ｘに対するディフューザ面３０の比較的浅い角度により、空気流の膨張が徐々に起こることを可能にする。そうではなく、不均一な又は急激な広がりは、空気流を乱し、渦を膨張領域内に生じさせる。かかる渦は、空気流中の乱流及びそれと関連した騒音を増大させ、かかる乱流及び騒音は、特に扇風機等の家庭用製品に望ましくないことがある。ディフューザ面３０を越えて前方に噴出される空気流は、広がり続ける傾向がある。開口３０の中心軸線Ｘと実質的に平行に延びる案内面３２の存在により、空気流を、更に、集束させる。その結果、空気流は、ノズル１４の外に効率的に移動し、それにより、空気流をファン組立体１０から数メートルの距離のところで迅速に感じることを可能にする。

ファン組立体１０が作動している時、ユーザは、加湿器１００のユーザインタフェースの適当なボタン１６０ａを押すことによって、加湿器１００のスイッチをオンにするのがよい。ボタン１６０ａの押下げに応答して、駆動回路１４６は、モータ１４９を作動させ、ファン１４８を回転させ、加湿器１００の中を通る空気流を生じさせる。ファン１４８のモータ１４９を作動させるのと同時に、駆動回路１４６は、両方の変換器１４０ａ，１４０ｂの振動を、好ましくは１〜２ＭＨｚの振動数で生じさせ、水リザーバ１３２内に存在している水を霧化する。これにより、水リザーバ１３２内に配置されている水の上方に、空気で運ばれる水滴が生じる。水リザーバ１３２内の水が霧化されるとき、水リザーバ１３２に、常時、水が水タンク１０４から補給され、その結果、水リザーバ１３２内の水のレベルは、実質的に一定のままであるけれども、水タンク１０４内の水のレベルは、次第に下がる。

ファン１４８が回転すると、空気流が、ベース１０２の側壁に形成された孔１５２を通して加湿器１００内に引込まれる。空気流は、ファンハウジング１５０の中を通って、空気ダクト１５６に入り、ここから、孔１５８を通して放出される。空気流は、水リザーバ１３２内に配置されている水の上を通り、それにより、空気で運ばれる水滴が、ファン１４８によって生じた空気流中に同伴されるようになる。今や湿った空気流は、噴出口１１２を通って上方に進み、ミスト出口１０８からミスト又は霧の形態で放出される。このミストは、ノズル１４の口２６からの一次空気流の放出によって生じる二次空気流の一部として、ノズル１４の中央開口２４の中に引込まれる。その結果、ミストは、ファン組立体１０によって生じた空気の流れに含まれた状態で、加湿器１００から運び去られ、それにより、湿り空気の流れを、加湿器１００から数メートル離れた距離のところで迅速に感じることができる。加湿器１００に対するスタンド１２の本体４２の首振り、かくして、ノズル１４の首振りにより、湿り空気の流れを、６０〜１２０°、好ましくは約９０°の円弧にわたって放出することができ、それにより、外部環境中への湿り空気の分散を迅速に増大させる。

ボタン１６０ｂが押下げられない場合、湿度センサ１６６によって検出されるような加湿器１００に入る空気流の相対湿度が、ユーザ操作ダイヤル１６２を用いてユーザが選択した相対湿度レベルよりも２０℃で１％高くなるまで、湿り空気流が加湿器１００から放出される。その後、加湿器１００からの湿り空気流の放出は、駆動回路１４６が圧電変換器１４０ａ，１４０ｂへの作動信号の供給を止めることによって停止される。オプションとして、モータ１４９も停止させて、加湿器１００から放出される空気流をなくしてもよいけれども、この例のように、湿度センサ１６６がモータ１４９に近接して配置されている場合、モータ１４９を連続作動させて、湿度センサ１６６近くの環境の望ましくない温度変動を回避することが好ましい。例えば、湿度センサ１６６が加湿器１００の外側に配置されている場合、湿度センサ１６６近くの環境の空気の相対湿度が、ユーザが選択した相対湿度レベルよりも２０℃で１％高いときにも、モータ１４９を停止させるのがよい。

加湿器１００からの湿り空気流の放出の停止の結果として、湿度センサ１６６によって検出される相対湿度は、下がり始める。湿度センサ１６６近くの環境の空気の相対湿度がユーザが選択した相対湿度レベルをいったん２０℃で１％下回ると、駆動回路１４６は、作動信号を選択された一方の変換器（例えば、変換器１４０ａ）に出力して、加湿器１００からの湿り空気流の放出を再開させる。上述したように、湿度センサ１６６によって検出される相対湿度が、ユーザが選択した相対湿度レベルよりも２０℃で１％高くなるまで、湿り空気流が加湿器１００から放出され、その後、変換器１４０ａの作動を停止させる。湿度センサ１６６近くの環境の空気の相対湿度が、ユーザが選択した相対湿度レベルをいったん２０℃で１％だけ再び下回ると、駆動回路１４６は、作動信号を他方の変換器（例えば、変換器１４０ｂ）に出力して、加湿器１００からの湿り空気流の放出を再開させる。この場合も、湿度センサ１６６によって検出される相対湿度が、ユーザが選択した相対湿度レベルよりも２０℃で１％高くなるまで、湿り空気流が加湿器１００から放出され、その後、変換器１４０ｂの作動を停止させる。

検出される湿度レベルをユーザが選択したレベル付近に維持するために変換器１４０ａ，１４０ｂを交互に作動させるシーケンスは、ユーザ操作ボタン１６０ａが押されて加湿器１００がオフにされるまで、又は、水リザーバ１３２内の水のレベルが最小レベルに下がったことを指示する信号をレベルセンサ１３６が受取るまで続く。

かくして、湿度センサ１６６によって検出される相対湿度は、外部環境の相対湿度を選択されたレベルに最初に増大させるのに用いられる変換器の個数ｎ₁（２個）よりも少ない個数ｎ₂（１個）の変換器を引き続いて作動させることにより、ユーザ操作ダイヤル１６２を用いてユーザが選択したレベル近くに維持される。外部環境の相対湿度を選択されたレベルに最初に引上げるために多数の変換器の作動と関連した利点を、図１１に示す。図１１は、加湿装置の２つの作動について、検出相対湿度の時間変化を示すグラフである。第１の作動では、最初、両方の変換器１４０ａ，１４０ｂを作動させて、相対湿度を２０℃で５０％まで引上げる。第２の作動では、最初、変換器１４０ａだけを作動させて、相対湿度を２０℃で５０％まで引上げる。第１の作動に関する検出相対湿度の時間変化を、図１１の線１８０によって示し、第２の作動に関する検出相対湿度の時間変化を、図１１に線１８２によって示す。図１１から理解できるように、検出相対湿度を２０℃で約３０％の基本レベルから予め設定されたレベルまで高くするのに要する時間は、両方の変換器１４０ａ，１４０ｂを用いて相対湿度を２０℃で５０％まで引上げた場合のほうがかなり短かった。

検出相対湿度を予め設定されたレベル付近に維持するために少ない数ｎ₂の変換器を作動させることの変形例として、外部環境の相対湿度を選択されたレベルまで最初に増大させるのに用いた数と同じ数ｎ₁（２個）の変換器を、検出される相対湿度を予め設定されたレベル付近に維持するのに使用してもよい。この場合、湿度センサ１６６の近くの環境の空気の検出相対湿度が、相対湿度レベルを２０℃で１％再び下回ったときから、湿度センサ１６６によって検出される相対湿度がユーザが選択した相対湿度レベルを２０℃で１％上回るときまでのｎ₁個の変換器の作動持続時間は、検出相対湿度を予め設定されたレベル付近に維持するために少ない数ｎ₂の変換器を用いる場合よりも短い。再び図１１を参照すると、第１の作動では、両方の変換器１４０ａ，１４０ｂが、検出相対湿度を予め設定されたレベル付近に維持するために作動され、第２の作動では、単一のアクチュエータだけが、検出相対湿度を予め設定されたレベル付近に維持するために使用される。これによって検出相対湿度を予め設定されたレベル付近に維持するために少ない数ｎ₂の変換器を用いる場合と同様、変換器１４０ａ，１４０ｂの寿命を延長させることができる。

１０ ファン組立体
１４ ノズル
２４ 開口
２６ 口、
２８ コアンダ面（表面）
３０ ディフューザ面
５２ 羽根車
５６ モータ
８０ 外側ケーシング部分
８２ 内側ケーシング部分
８６ 内部通路
９８ 出口
１００ 加湿器
１０８ ミスト出口

Claims (12)

1. 加湿装置であって、
   湿り空気を外部環境中に放出するミスト出口を有する加湿器と、
   放出された湿り空気を前記加湿器のミスト出口から運び去るための空気の流れを外部環境内に生じさせるファン組立体と、を有し、
   前記ファン組立体は、空気流を生じさせる手段と、ノズルと、を有し、前記ノズルは、前記空気流を受入れる内部通路と、前記空気流を放出する口を有し、
   前記ノズルは、開口を定めるように前記開口の周りを延び、前記ノズルの外部からの空気と前記加湿器のミスト出口から放出された湿り空気の両方が、前記口から放出された空気流によって引かれて前記開口の中を通り、
   前記ノズルは、前記口に隣接して配置されたコアンダ面を有し、前記口は、空気流を前記コアンダ面の上に差し向けるように構成され、
   前記ミスト出口は、前記ノズルのコアンダ面の後に配置される、加湿装置。
2. 前記ファン組立体は、羽根なしのファン組立体である、請求項１記載の加湿装置。
3. 前記内部通路は、受入れた空気流を２つの分割空気流に分割するよう形作られ、各分割空気流は、前記開口のそれぞれの側部に沿って流れる、請求項１又は２に記載の加湿装置。
4. 前記内部通路は、実質的に環状である、請求項１〜３の何れか１項に記載の加湿装置。
5. 前記口は、前記開口の周りを延びる、請求項１〜４の何れか１項に記載の加湿装置。
6. 前記ノズルは、内側ケーシング部分と、外側ケーシング部分を有し、前記内側ケーシング部分及び外側ケーシング部分は、一緒になって、前記内部通路及び前記口を定める、請求項１〜５の何れか１項に記載の加湿装置。
7. 前記口は、前記ノズルの内側ケーシング部分の外面と前記ノズルの外側ケーシング部分の内面との間に配置された出口を有する、請求項６に記載の加湿装置。
8. 前記出口は、前記開口の周りを少なくとも部分的に延びるスロットの形態をなす、請求項７に記載の加湿装置。
9. 前記出口は、０．５〜５ｍｍの範囲の幅を有する、請求項７又は８に記載の加湿装置。
10. 前記ミスト出口は、前記コアンダ面の最下部のすぐ後ろに配置される、請求項１〜９の何れか１項に記載の加湿装置。
11. 前記ノズルは、前記コアンダ面の下流に配置されたディフューザを有する、請求項１〜１０の何れか１項に記載の加湿装置。
12. 前記ファン組立体は、前記加湿器と一体である、請求項１〜１１の何れか１項に記載の加湿装置。

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