JP5701738B2 - 加湿機 - Google Patents

Description

本発明は、加湿機、特に、所定部材に水を含ませて気化させる加湿機に関する。

近年、回転部材に水を含ませて気化させる加湿機が広く普及している。例えば、特許文献１（特開２００６−２２０３９０号公報）に記載の加湿機は、外形が円板状を成す気化素子の一部を貯水容器内の水中に浸水させ、回転させながら水を気化素子に含ませると共に、その水を気化させて加湿している。

しかしながら、特許文献１に記載の加湿機では、気化素子を回転させるモータの回転軸が気化素子の回転中心部分に挿入されており、気化素子を加湿機から取り外すためには、モータの回転軸を気化素子から分離する手間が必要であり、気化素子のメンテナンス性を低下させている。

本発明の課題は、本体から気化素子を容易に取り出すことができる加湿機を提供することにある。

本発明の第１観点に係る加湿機は、水を貯める貯水容器と、円板状に成形され、その円板面に送られてくる貯水容器の水をその円板面で気化させる回転式の気化部材と、気化部材を回転させる駆動部と、貯水容器、気化部材および駆動部を収納する本体とを備えている。本体内において、気化部材の外周は２つの回転体で支持されている。２つの回転体は、気化部材の回転軸よりも下方に位置し、気化部材の鉛直中心線を挟んで互いに反対側に位置している。また、気化部材は、本体から回転軸と直交する方向に引き出される。

この加湿機では、気化部材は、機械的な回転軸が無くても回転可能に保持されるので、軸などの突出部を無くした平坦な形状が許容され、厚み寸法が小さくなり、本体からの気化部材の取り出し、及び本体への収納が容易である。

本発明の第２観点に係る加湿機は、第１観点に係る加湿機であって、気化部材は、外周に、駆動部からの回転力が伝達される第１歯車を有している。２つの回転体の一方は、第１歯車と噛み合う駆動歯車であり、駆動部に設けられている。

この加湿機では、気化部材の回転軸を直接回転させる必要がないので、気化部材は機械的な回転軸を持つ必要がなく、本体からの気化部材の取り出し、及び本体への収納が容易である。また、気化部材を回転させるために必要なトルクが、気化部材の回転軸を直接回転させるものよりも小さくなるので、駆動部及び第１歯車に作用する負荷が軽減され、駆動部及び第１歯車の長寿命化が図られる。

本発明の第３観点に係る加湿機は、第２観点に係る加湿機であって、駆動歯車が、気化部材が本体から引き出されるときの引き出し側とは反対側に位置している。この加湿機では、気化部材が引き出されるときに、駆動歯車が邪魔にならない。

本発明の第４観点に係る加湿機は、第１観点に係る加湿機であって、気化部材が、不織布で成形されている。この加湿機では、吸水性が高いので、水をより多く吸水して蒸発させることができ、加湿性能が向上する。

本発明の第１観点に係る加湿機では、気化部材は、機械的な回転軸が無くても回転可能に保持されるので、軸などの突出部を無くした平坦な形状が許容され、厚み寸法が小さくなり、本体からの気化部材の取り出し、及び本体への収納が容易である。

本発明の第２観点に係る加湿機では、気化部材の回転軸を直接回転させる必要がないので、気化部材は機械的な回転軸を持つ必要がなく、本体からの気化部材の取り出し、及び本体への収納が容易である。また、気化部材を回転させるために必要なトルクが、気化部材の回転軸を直接回転させるものよりも小さくなるので、駆動部及び第１歯車に作用する負荷が軽減され、駆動部及び第１歯車の長寿命化が図られる。

本発明の第３観点に係る加湿機では、気化部材が引き出されるときに、駆動歯車が邪魔にならない。

本発明の第４観点に係る加湿機では、吸水性が高いので、水をより多く吸水して蒸発させることができ、加湿性能が向上する。

本発明の一実施形態に係る加湿機の斜視図。 除湿ユニット及び加湿ユニットの斜視図。 除湿ユニットの斜視図。 除湿ユニットをヒータ側から視た正面図。 加湿ユニットの斜視図。 図５の空気流れの下流側から視た加湿ユニットの斜視図。 水車の分解斜視図。 除湿ユニットと加湿ユニットとが組み合わされた状態の斜視図。

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

＜加湿機の構成＞
本発明の一実施形態に係る加湿機は、加湿機能、除湿機能及び空気清浄機能を有しており、加湿運転時は加湿機として、除湿運転時は除湿機として、空気清浄運転時は空気清浄機として働く。また、本実施形態では、単一機能だけでなく、同時に複数の機能を組合せて稼働させることができる。例えば、空気清浄機能と除湿機能との組合せ、空気清浄機能と加湿機能との組合せ、及び除湿機能と加湿機能との組合せである。

図１は、本発明の一実施形態に係る加湿機の斜視図である。図１において、加湿機１では、送風機２、除湿ユニット３、加湿ユニット４、空気清浄部５及び制御部６が、本体１０に収納されている。本実施形態では、ユーザーが容易に加湿機１を移動させることができるように、本体１０の下面（室内の床面と対向する面）に、キャスター（図示せず）が設けられている。

送風機２は、本体１０に対して空気清浄部５と反対側に位置しており、空気清浄部５側から視たとき、空気清浄部５、除湿ユニット３、加湿ユニット４、送風機２の順で並んでいる。送風機２が稼働しているとき、空気が空気清浄部５側から吸い込まれて、除湿ユニット３を通過した後に加湿ユニット４を通過し送風機２に至る空気流路Ａが形成される。制御部６は、本体１０の上部に配置されおり、空気清浄部５、除湿ユニット３、加湿ユニット４及び送風機２を個別に制御することができる。

図２は、除湿ユニット及び加湿ユニットの斜視図である。図２において、手前側に位置するのが除湿ユニット３であり、奥側に位置するのが加湿ユニット４である。図１、図２において、加湿ユニット４の構成部品である貯水容器４０、気化素子４１及び水車４２が加湿ユニット４から飛び出しているが、正規状態では加湿ユニット４の所定位置に配置されている。

＜除湿ユニット＞
図３は、除湿ユニットの斜視図である。図３において、除湿ユニット３は、吸着素子３１、ヒータ３２、第２送風機３３、送風管３４及び熱交換部３５を有している。吸着素子３１は、ハニカム構造体であり、ゼオライト粉末、バインダー及び膨張剤を混合して練り上げた材料によって円板状で多孔質に成形されている。バインダーは、例えば、変性ＰＰＥ、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹脂から選択される。膨張剤は、ハニカム構造体の成形時に膨張し無数の気泡を形成する。このため、吸着素子３１は、水分に対して高い吸着性を有している。

ヒータ３２は、空気流路Ａに対して吸着素子３１の下流側の側面と対向する場所に配置されており、吸着素子３１の側面の６分の１程度を覆うことができる扇形の取付部材によって取り付けられている。

第２送風機３３は、吸着素子３１の上方から空気流路Ａに対して吸着素子３１の下流側へ突出するように取り付けられている。ヒータ３２と第２送風機３３とは空気の流通ができるように第１送風管３４ａによって連絡されている。第２送風機３３の稼働によって発生する空気は、第１送風管３４ａを通ってヒータ３２に至り、そこで加熱されて高温空気となる。

送風管３４は、第１送風管３４ａ、第２送風管３４ｂ、第３送風管３４ｃ及び第４送風管３４ｄから成る。ヒータ３２によって加熱された高温空気は、対向する吸着素子３１の側面から吸着素子３１の厚み方向に沿って進み、反対側の側面から出てくる。吸着素子３１の高温空気が通過した領域は、高温空気に加熱されて水分を高温空気へ放出する。

吸着素子３１を通過した高温空気は、高温高湿空気となって第２送風管３４ｂに入る。第２送風管３４ｂは、吸着素子３１を通過してきた高温高湿空気を完全に回収できるように、空気流路Ａに対して吸着素子３１の上流側の側面を覆うように配置されている。第２送風管３４ｂは、外形が扇形であって、側面の６分の１程度を覆っている。

第３送風管３４ｃは、第２送風管３４ｂから流れてくる高温高湿空気を、吸着素子３１の径方向外側の外周に沿って流す。第３送風管３４ｃには、空気流路Ａと同じ方向に貫通する複数の長孔３５ａが設けられており、空気流路Ａを流れる空気がその長孔３５ａを通過する。第３送風管３４ｃを流れる高温高湿空気は、長孔３５ａの壁面に接触しながら流れているので、長孔３５ａを通過する空気は、高温高湿空気から熱量を奪う。このため、長孔３５ａの壁面に接触した高温高湿空気は冷却され、長孔３５ａの壁面は結露する。結露水は、所定の出口を通過して後述の貯水容器４０へ入る。

第４送風管３４ｄは、第３送風管３４ｃと第２送風機３３とを連絡している。第３送風管３４ｃを流れる高温高湿空気は、複数の長孔３５ａの壁面に接触して熱量と水分を奪われた後に、第４送風管３４ｄを通って第２送風機３３に吸い込まれる。

長孔３５ａは、吸着素子３１の径方向外側を囲むように設けられており、複数の長孔３５ａが熱交換部３５を形成している。除湿ユニット３は、厚み方向の寸法がほぼ同じ値に設定された平坦領域３ａが形成されており、第３送風管３４ｃと熱交換部３５とは、この平坦領域３ａに含まれる。

図４は、除湿ユニットをヒータ側から視た正面図である。図４において、除湿ユニット３は、駆動モータ３６をさらに有している。駆動モータ３６は、ピニオン歯車３６１を有しており、吸着素子３１の外周には、ピニオン歯車３６１と噛み合う従動歯車３１１が設けられている。駆動モータ３６が稼働している間、吸着素子３１は回転しており、空気流路Ａを通過する空気と接触して水分を吸着し、ヒータ３２と対向する位置でその水分を放出し、再び空気流路Ａを通過する空気と接触する。このため、吸着素子３１は、水分の吸着と放出を繰り返すことができる。

図１において、本体１０の最上面には、空気清浄運転、除湿運転および加湿運転を選択する選択パネル１１が設けられており、制御部６と接続されている。選択パネル１１には、吸着素子３１の回転と停止とを選択できる選択ボタン３７が含まれており、除湿運転時に選択ボタン３７をオフにすると、吸着素子３１の回転が停止し、除湿されなくなる。このとき、ヒータ３２と第２送風機３３は稼働しているので、高温空気は送風管３４内を循環する。このため、空気流路Ａを流れる空気は、熱交換部３５を通過するときに暖められるので、小規模な暖房が行なわれる。このときに加湿ユニット４を同時に稼働させることによって、暖房加湿運転が行なわれる。なお、本実施形態では、制御部６に予め暖房加湿運転モードが設定されており、選択パネル１１から暖房加湿運転を選択できるようにしている。

＜加湿ユニット＞
図５は、加湿ユニットの斜視図である。図５において、加湿ユニット４は、貯水容器４０、気化素子４１、水車４２及び駆動部４３を有している。貯水容器４０は、空気流路Ａを通る空気に与える水分の水源であり、本体１０に脱着可能に収納されている。貯水容器４０内の水が不足している場合は、ユーザーによって本体１０の引き出し口から引き出されて、水が補充される。なお、本実施形態の加湿機においては、除湿ユニット３で捕獲された水を貯水容器４０に貯めて、水の補充の回数を低減している。

気化素子４１は、不織布で円板状に成形され、回転することによって貯水容器４０から送られてくる水を蒸発させる気化部材である。気化素子４１は外周に第１歯車４１１を有しており、第１歯車４１１は駆動部４３によって回転する。気化素子４１は、貯水容器４０の満水時の水位よりも上方に配置されているので、貯水容器４０内の水とは直接接触していない。

図６は、図５の空気流れの下流側から視た加湿ユニットの斜視図である。図６において、水車４２は、貯水容器４０に回転可能に支持されており、貯水容器４０内の水を汲み上げて気化素子４１に向って放出する。加湿ユニット４の厚み方向の寸法を小さくするため、気化素子４１と水車４２は、回転の軸を並行にし、互いに近接して対向している。

したがって、水車４２は側面で水を汲み上げ、側面から気化素子４１の側面に向って放出する必要があり、水車４２の側面の外周近傍には、台形上の開口を有する複数の凹部４２１ａが設けられている。

図７は、水車の分解斜視図である。図７において、水車４２は、車輪４２１、車輪カバー４２２及び第２歯車４２３から成る。車輪４２１には、一方の側面から反対側の側面に向って窪んだ複数の凹部４２１ａが円周を描くように形成されている。そして、凹部４２１ａの開口側を覆うように、車輪４２１に車輪カバー４２２が組み合わされている。

車輪カバー４２２には、台形上の孔４２２ａが車輪４２１の凹部４２１ａと対向する位置に円周を描くように形成されている。孔４２２ａの大きさは、凹部４２１ａの開口の半分程度であるので、車輪４２１に車輪カバー４２２が組み合わされたとき、凹部４２１ａの開口の半分程度が開いた状態となる。

第２歯車４２３は、気化素子４１の第１歯車４１１と噛み合う歯車であり、回転の中心には、車輪４２１、車輪カバー４２２および第２歯車４２３が共有する回転軸４２４が設けられている。回転軸４２４を同軸として、第２歯車４２３、車輪カバー４２２、車輪４２１が順に重ねて組み合わされている。

水車４２は、回転することによって、凹部４２１ａが順番に貯水容器４０の水中を通過して上昇してくる。凹部４２１ａが浸水したとき、孔４２２ａから凹部４２１ａの内部へ水が入るので、水中から出てきた凹部４２１ａの内部は水で満たされている。

凹部４２１ａが最上位置に近づくにしたがって、凹部４２１ａ内の水は孔４２２ａから流出し、最上位置を通過したときにほぼ全ての水が流出する。水は、流出する際に重力によってある程度の勢いが付加されているので、凹部４２１ａと近接している気化素子４１の側面に向って流出する。

図６において、回転軸４２４は、貯水容器４０の軸受４０ａに回転可能に支持されており、貯水容器４０の底面から軸受４０ａの軸芯までの高さは、水車４２が配置されたときに貯水容器４０が最低水位のときであっても、水車４２の最下位置にある凹部４２１ａが水没するように設定されている。

また、軸受４０ａは、上半分が開いているので、貯水容器４０が本体１０から引き出されたときに、ユーザーは水車４２を貯水容器４０から取り出して洗浄することができる。

図８は、除湿ユニットと加湿ユニットとが組み合わされた状態の斜視図である。図８において、加湿ユニット４は、除湿ユニット３の第２送風機３３の下方に、重なるように配置されている。加湿ユニット４の気化素子４１は、除湿ユニット３の吸着素子３１及び図８では不可視の熱交換部３５と対向している。そして、水車４２は、気化素子４１と熱交換部３５とで挟まれるように配置されている。

図１で示したように、貯水容器４０は、引き出し式の第１扉１０ａを引き出すことによって本体１０の引き出し口１２から取り出すことができ、気化素子４１は、回転式の第２扉１０ｂを開けることによって、本体１０の取り出し口１３から取り出すことができる。これによって、ユーザーは、貯水容器４０を取り出して、水の補給および水車４２の洗浄を行うことができ、気化素子４１を取り出して交換することもできる。

なお、貯水容器４０内の水の過不足は、第１扉１０ａに設けられた窓部１０ｃから目視によって確認することができる。本実施形態では、窓部１０ｃは矩形状の孔であり、この孔に貯水容器４０に予め形成されている凸部４０ｃ（図６参照）が嵌合している。ユーザーは、窓部１０ｃの孔から凸部４０ｃに映る水位を目視することができる。

図５、図６で示すように、気化素子４１は、本体１０からの取り出しを容易にするために、回転軸を突出させない形状に成形されている。このため、気化素子４１は、第１歯車４１１が駆動歯車４３１及び第２歯車４２３と噛み合うことによって支持されている。第１歯車４１１が、安定した姿勢を維持するために、駆動歯車４３１及び第２歯車４２３は、第１歯車４１１の回転軸よりも下方に位置し、且つ気化素子４１の鉛直中心線に対して互いに反対側に位置している。このため、気化素子４１は、軸支持されていなくても、安定して回転することができ、本体１０から取り出されるときには、突出する軸がないので、本体１０内部に引っ掛かることなく容易に取り出される。

貯水容器４０を本体１０から取り出したときに、気化素子４１から落下してくる水をどう処理するかが問題となる。本実施形態では、図８に示すように、気化素子４１の下方に、水受け容器４４が設けられている。水受け容器４４は、支持枠４ｂの下方に遥動可能に支持されており、遥動の中心となる遥動軸４４ｂに対して気化素子４１側には、水を下方に流すための注ぎ口４４ａを有し、遥動軸４４ｂに対して駆動部４３側には、水を一時的に貯える予備容器４４ｃを有している。

水受け容器４４は、気化素子４１が正規位置にあるときは、注ぎ口４４ａを下方に向けて水を貯水容器４０に流し、気化素子４１が取り出されたときは、注ぎ口４４ａを上方に向けて、気化素子４１から落下してきた水を予備容器４４ｃに貯めている。

＜特徴＞
（１）
加湿機１では、気化素子４１が貯水容器４０の水面から離れており、水車４２の稼働を停止すれば水が気化素子４１へ移動しないので、加湿を確実に停止させることができる。
われる。

（２）
加湿機１では、複数の凹部４２１ａが水車４２の側面に設けられており、水車４２の側面と気化素子４１の側面とが近接して対向しているので、厚み方向の寸法が小さい。また、気化素子４１は本体１０に回転可能に収納されており、駆動部４３が水車４２と気化素子４１とを同時に回転させるので、部品が共有され部品点数が低減されている。

（３）
加湿機１では、駆動歯車４３１および第２歯車４２３の回転中心が第１歯車４１１の回転中心よりも下方に位置し、駆動歯車４３１と第２歯車４２３とが第１歯車４１１の鉛直中心線に対して互いに反対側に位置している。このため、気化素子４１は回転軸を支持されなくても回転可能に保持され、軸などの突出部を無くした平坦な形状となり、厚み寸法が小さい。

（４）
加湿機１では、貯水容器４０が本体１０から取り出されるときに、水車４２が貯水容器４０と共に取り出されるので、貯水容器４０、水車４２の清掃が容易である。また、気化素子４１が本体１０から取り出されるときの取り出し口１３と、貯水容器４０および水車４２が本体１０から取り出されるときの引き出し口１２とが異なるので、気化素子４１だけの取り出しが可能となり、清掃、交換等のメンテナンス作業の実施が容易である。

（５）
加湿機１では、水受け容器４４が、貯水容器４０と気化素子４１との間に遥動可能に配置され、気化素子４１から落下する水を受ける。水受け容器４４の注ぎ口４４ａは、貯水容器４０が本体１０に収納されているときは、下方へ傾けられ、貯水容器４０が本体１０から取り出されたときは、上方へ傾けられる。このため、貯水容器４０を取り出した後に気化素子４１から水の落下があっても、本体内部にその水が落下することがないので、本体内部が濡れて汚れることがない。

＜他の実施形態＞
上述の実施形態に記載した以外の、水車から気化素子への水の移送機構として、水車の側面に水を汲み上げる水汲み用バケットを設け、気化素子の側面に汲み上げられた水を受ける水受け用バケットを設ける、という機構でもよい。

また、水車および気化素子の外周に水を吸収する水吸収部材を貼り付け、水車の外周と気化素子の外周とを面接触させる、という機構でもよい。

一方、水車を採用しない方法として、気化素子から汲み上げ用のバケットを吊るし、気化素子が１回転する間にバケットが貯水容器の水を汲み上げて気化素子に水をかける、という機構でもよい。

また、貯水容器内の水を吸い込んで気化素子に向って水を吐き出すポンプを採用してもよい。例えば、歯車ポンプ、インペラポンプ、アルキメデスポンプ、サイホン式のポンプなどがある。

以上のように、本発明によれば、加湿運転停止時には確実に加湿作用が停止し、水の自然消費が抑制される。このため、貯水容器が小型化され加湿機も小型になるので、卓上の多機能加湿機として有用である。

１ 加湿機
１０ 本体
４０ 貯水容器
４１ 気化素子（気化部材）
４３ 駆動部
４１１ 第１歯車
４２３ 第２歯車
４３１ 駆動歯車

特開２００６−２２０３９０号公報

Claims (4)

1. 水を貯める貯水容器（４０）と、
   円板状に成形され、その円板面に送られてくる前記貯水容器（４０）の水を前記円板面で気化させる回転式の気化部材（４１）と、
   前記気化部材（４１）を回転させる駆動部（４３）と、
   前記貯水容器（４０）、前記気化部材（４１）および前記駆動部（４３）を収納する本体（１０）と、
   を備え、
   前記本体（１０）内において、前記気化部材（４１）の外周は、２つの回転体（４２３，４３１）で支持されており、
   ２つの前記回転体（４２３，４３１）は、前記気化部材（４１）の回転軸よりも下方に位置し、且つ前記気化部材（４１）の鉛直中心線を挟んで互いに反対側に位置し、
   前記気化部材（４１）は、前記本体（１０）から前記回転軸と直交する方向に引き出される、
   加湿機（１）。
2. 前記気化部材（４１）は、外周に、前記駆動部（４３）からの回転力が伝達される第１歯車（４１１）を有し、
   ２つの前記回転体（４２３，４３１）の一方は、前記第１歯車（４１１）と噛み合う駆動歯車（４３１）であり、前記駆動部（４３）に設けられている、
   請求項１に記載の加湿機（１）。
3. 前記駆動歯車（４３１）は、前記気化部材（４１）が前記本体（１０）から引き出されるときの引き出し側とは反対側に位置する、
   請求項２に記載の加湿機（１）。
4. 前記気化部材（４１）が、不織布で成形されている、
   請求項１に記載の加湿機（１）。

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