ところで、上記従来の特許文献1の加湿装置においては、加湿運転毎に貯水槽1の水を給水及び排水するために貯水槽1内において水の腐敗などの衛生的な問題は生じにくい。しかし、電源を入れたとき、給水が開始されると同時に紫外線ランプ12が点灯するため、水流による冷却作用が紫外線ランプ12の点灯状態を不安定化させることから、安定な照射状態になるまでの時間が長くなる。また、給水直後に加湿運転が開始されるので、貯水槽1内の水面の動揺や水位の変動によって、安定な霧化作用を得ることができないとともに、水面の動揺や水位の変動が大きい場合には超音波振動子などの霧化手段を破損させる虞もある。
また、上記従来の特許文献1及び2の加湿装置においては、加湿信号や電源スイッチにより、送風作用と霧化作用とが同時に開始されることから、開始当初において、水面が動揺したり、気流が乱れたりすることにより、供給初期において霧化状態や気流が不安定になり、良好な霧化作用や加湿作用が実現できず、飛沫が発生して排気口の周りが水びたしになるなどという問題点がある。
さらに、上記従来の特許文献3の加湿装置においては、上述の水路1内において水を殺菌するため、循環水流を徐々に殺菌していくことができるものの、水槽102内を直接に殺菌することができないとともに、霧化されたミストや湿り気流を殺菌することもできないため、特に、送風開始当初において殺菌作用が不十分になる虞がある。また、十分な殺菌作用を得るために、加湿運転中にも継続して水路1内で水を殺菌することが考えられるが、このようにすると、循環水流により水槽102の水面が動揺し、水位の変動により、霧化作用が不安定化したり、霧化手段が破損したりする虞がある。
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、安定でかつ効率的な霧化作用により、良好な加湿状態を実現することができる加湿方法及び加湿装置を提供することにある。また、上記に加えて、安定でかつ確実な除菌作用により、衛生的な加湿作用を容易に実現することのできる加湿方法及び加湿装置を提供することも目的とする。
斯かる実情に鑑み、本発明の加湿方法は、霧化槽の内部に貯留された水が霧化される霧化段階と、気流が前記霧化槽の内部の水面上の空間に供給されるとともに前記霧化段階によって生じたミストが前記気流とともに前記霧化槽から排出される加湿段階とを有する加湿方法である。ここで、前記気流が前記霧化槽の内部に存在しない状態で前記霧化段階が所定の時間にわたって実施される準備段階を有し、該準備段階の後に前記加湿段階が開始されることが好ましい。この場合には、霧化槽の内部に紫外線が照射される段階をさらに有することが好ましい。特に、準備段階においては、紫外線が前記霧化槽の内部の霧化されたミストに照射されることが好ましい。
また、本発明の加湿方法は、前記霧化槽に水が供給される給水段階と、前記給水段階の後に、前記霧化槽への給水が停止され若しくは給水量が低下してから前記霧化槽の内部の水面が徐々に沈静化される待機段階と、をさらに有することが好ましい。ここで、前記霧化段階(例えば、上記準備段階)が前記待機段階の後に開始されることが望ましい。なお、上記の給水量が低下するとは、給水が連続的に行われるときに給水段階よりも水の流量そのものが低下する場合と、水の供給が断続的に行われるときに給水段階よりも水の流量と供給期間の比率の少なくとも一方が低下する場合との双方を含む。ここで、前記待機段階及び前記霧化段階では、前記霧化槽の内部の水が所定の水位範囲に維持されることが望ましい。また、前記霧化段階が開始された後に、或いは、前記加湿段階が開始された後に、前記霧化槽に対する給水が再開され、若しくは、前記霧化槽に対する前記給水量が増加されることが望ましい。
さらに、本発明の加湿方法は、前記霧化槽の内部に紫外線が照射される段階をさらに有する加湿方法である場合もある。ここで、前記霧化槽に給水される給水段階と、前記給水段階の後に、前記霧化槽への給水が停止され若しくは給水量が低下してから前記霧化槽の内部の水面が徐々に沈静化される待機段階と、をさらに有することが好ましい。特に、前記紫外線の照射が前記待機段階の後に開始されることが望ましい。ここで、前記待機段階及び前記紫外線が照射される段階では、前記霧化槽の内部の水が所定の水位範囲に維持されることが望ましい。なお、待機段階の後における霧化の開始と紫外線の照射の開始はいずれが先でも、同時でも構わない。ただし、霧化段階の開始時には霧化槽の内部の水面はより沈静化されていることが好ましいとともに霧化の初期から紫外線が照射されることが望ましいことから、上記紫外線の照射が開始されてから一定の時間(例えば、3〜10秒程度)が経過した後に上記霧化段階が開始されることが望ましい。この場合に、上記紫外線の照射は上述のように待機段階の後に開始されることが望ましいが、待機段階の終了と同時、若しくは、その前に開始されてもよい。例えば、紫外線の照射が待機段階の終了前に開始され、この開始時点から一定の時間の経過後であって、待機段階の後に、霧化段階が開始されるようにしても構わない。
上記の各場合においては、前記待機段階では、前記給水段階の後に、前記霧化槽への給水量が低下するとともに、前記霧化槽の内部の水位が所定の水位範囲内に維持されることが好ましい。このとき、霧化槽への給水とともに霧化槽からの排水が行われることによって前記所定の水位範囲が維持されることが望ましい。また、前記待機段階の時間は、2秒〜10秒の範囲内であることが好ましく、3秒〜5秒の範囲内であることが望ましい。
本発明において、前記霧化段階が開始された後に、前記霧化槽に対する給水が再開され、若しくは、前記霧化槽に対する給水量が増加されることが好ましい。この場合において、給水の再開や給水量の増加は、前記加湿段階が開始された後であってもよい。なお、前記給水段階、給水が継続された状態で実施される前記待機段階、前記霧化槽に対する給水が再開された後、或いは、前記霧化槽に対する前記給水量が増加された後には、前記給水路の給水口が前記霧化槽の内底面に開口していることが、霧化槽への導水が底部近傍で生ずることにより、給水が行われているにも拘わらず、前記霧化槽の内部の水面の動揺を抑制できる点で、有利である。
本発明において、前記霧化槽から排水される排水段階と、該排水段階により前記霧化槽が排水された後に、前記霧化槽に前記気流が供給されるとともに前記霧化槽から前記気流が排出されることにより前記霧化槽を乾燥させる乾燥段階とをさらに有することが好ましい。この乾燥段階では、前記霧化槽に前記気流が供給されるとともに前記霧化槽から前記気流が排出される代わりに、或いは、前記霧化槽に前記気流が供給されるとともに前記霧化槽から前記気流が排出されると同時に、前記紫外線が前記霧化槽に照射されるようにしてもよい。なお、上記の乾燥段階では、必ずしも霧化槽の内部が完全に乾燥する必要はなく、気流により、霧化槽の内部の水量が低減され、或いは、霧化槽において乾燥した内面部分の面積が増大すれば足りる。
本発明において、前記霧化槽とは別に水を貯留する貯水槽を有し、前記給水段階において前記貯水槽から前記霧化槽に給水されることが好ましい。この場合において、前記霧化槽への給水が停止され若しくは給水量が低下してから前記霧化槽の内部の水面が徐々に沈静化される待機段階を有することが望ましい。特に、前記紫外線の照射が前記待機段階の後に開始されることが望ましい。また、前記霧化段階(例えば、準備段階)が前記待機段階の後に開始されることが望ましい。ここで、前記貯水槽の内部に紫外線が照射される段階を有することが好ましい。この場合には、前記給水段階の前に前記貯水槽の内部に前記紫外線が照射されることが望ましい。
また、前記霧化槽とは別に水を貯留する貯水槽を有し、前記排水段階において前記霧化槽から前記貯水槽へ排水されることが好ましい。この場合において、前記排水段階の後に、排水された前記霧化槽に前記気流が供給されるとともに前記霧化槽から前記気流が排出される乾燥段階を有することが望ましい。この乾燥段階では、前記霧化槽に前記気流が供給されるとともに前記霧化槽から前記気流が排出される代わりに、或いは、前記霧化槽に前記気流が供給されるとともに前記霧化槽から前記気流が排出されると同時に、前記紫外線が前記霧化槽に照射されることがさらに望ましい。ここで、前記貯水槽の内部に紫外線が照射される段階を有することが好ましい。この場合において、前記霧化槽から前記貯水槽へ排水された水に紫外線が照射されることが好ましい。また、前記貯水槽に紫外線が照射される段階の後に、前記貯水槽から前記霧化槽へ給水される給水段階が設けられることが望ましい。さらに、貯水槽の内部に紫外線が照射される段階において、前記貯水槽と前記霧化槽との間で水が循環されることが望ましい。
さらに、前記貯水槽の内部に紫外線を照射する段階と、この紫外線が照射された水を前記貯水槽から前記霧化槽へ給水する給水段階と、該給水段階によって前記霧化槽が所定の水位範囲になった後に、前記貯水槽から前記霧化槽への給水とともに、前記霧化槽から前記貯水槽への排水により、前記霧化槽の前記所定の水位範囲を維持しながら水を循環させる洗浄段階と、を有することが好ましい。この場合において、前記洗浄段階において前記霧化槽から前記貯水槽へ排水された水に紫外線を照射する段階をさらに有することが望ましい。なお、この後に、霧化槽を排水する排水段階と、排水後に霧化槽を乾燥させる上記乾燥段階とを順次に行うようにしてもよい。
本発明に係る加湿装置は、上述の加湿方法を実現する場合に好適なものである。前記霧化槽は、内部に水を貯留可能であるとともに、その水面上の空間が気流入口と気流出口に連通するように構成することができる。また、前記霧化槽の内部に紫外線を照射する紫外線照射手段が設けられる。この紫外線照射手段は、前記霧化槽の水面下に配置されていてもよく、水面上に配置されていてもよい。また、紫外線照射手段は、前記霧化槽の内部に配置されていてもよく、前記霧化槽の外部に配置されていてもよい。この紫外線照射手段は、前記霧化槽の内部の水に紫外線を照射する。また、前記紫外線照射手段は、前記霧化槽の内部の水面上の空間、すなわち当該空間に供給される気流や当該空間に生じるミストに紫外線を照射する。さらに、前記紫外線照射手段は、前記霧化槽の内部の水と、前記霧化槽の内部の水面上の空間との双方に紫外線を照射するように構成、配置されていることが望ましい。前記紫外線照射手段は紫外線ランプによって構成できる。
さらに、前記霧化槽の内部に霧を発生させる霧化手段が設けられる。この霧化手段は、前記霧化槽の内部の水を加熱したり、超音波振動により加振したりすることによって、前記霧化槽の内部の水面上の空間にミストを発生させる。前記霧化手段は、前記霧化槽の内部の水中に配置される場合がある。この場合において、前記霧化手段は、前記霧化槽の内部の水を取り込む取水口と、霧化によるミストが放出される放出口とを有する場合がある。この場合には、上記取水口と上記放出口との間には、前記紫外線照射手段による紫外線が照射されない陰となる領域が生ずるときがある。しかし、前記気流が前記霧化槽の内部の水面上の空間に供給される前に、前記霧化手段が前記霧化槽の内部の水を霧化するとともに、前記紫外線照射手段が前記霧化槽の内部の水面上の空間内に生ずるミストに紫外線を照射し、その後、前記気流が前記霧化槽の内部の水面上の空間へ供給されることにより、前記霧化手段により生じたミストが前記気流とともに排出される。これにより、上述の陰となる領域に紫外線が照射されないときであっても、上記の陰となる領域にあった水が霧化されてミストになったときに当該ミストに紫外線が照射されることにより、清浄な湿り気流を確実に排出することが可能になる。
また、気流を形成し、前記霧化槽の内部の水面上の空間に前記気流を運ぶ気流形成手段が設けられる。前記気流は、前記気流入口を通過して前記霧化槽の内部の水面上の空間に導入され、前記気流出口を通過して外部へ導出される。気流形成手段の配置は特に限定されないが、一例として、前記霧化槽の前記気流出口に連通した装置の排気口の近傍で気流を発生するように配置することができる。また、前記気流出口と前記排気口の間で気流を発生するように配置することもできる。さらに、前記霧化槽の前記気流入口の外側において気流を発生するように配置することも可能である。
また、前記霧化槽に水を供給する給水手段が設けられる。この給水手段は、給水ポンプと給水路で構成され、給水ポンプの給水力により給水路を介して前記霧化槽に給水を行う。さらに、前記霧化槽から水を排出する排水手段が設けられる。この排水手段は、排水ポンプと排水路で構成され、排水ポンプの排水力により排水路を介して排水されるようにしてもよい。ただし、例えば、上方に配置された霧化槽と下方に配置された貯水槽の間で生ずる重力により排水路を介して前記霧化槽の内部から水が排水されるようにしてもよい。なお、給水路と排水路を兼用することも可能である。また、排水路の少なくとも一部として、後述する越流構造(オーバーフロー構造)などを設けることも可能である。
前記貯水槽は、前記霧化槽とは別の、水を貯留可能な領域として設けられる。前記貯水槽が設けられる場合において、前記貯水槽は、前記霧化槽と別に設けられていればよく、前記霧化槽との間の相対的位置関係は特に限定されない。ただし、前記貯水槽が前記霧化槽の下方に配置されることが好ましい。また、前記貯水槽から水を前記霧化槽に給水する前記給水手段を設けることが望ましい。前記給水手段の配置は特に限定されるものではないが、前記給水手段を前記貯水槽の内部に配置することができる。例えば、給水ポンプを貯水槽の内部の底部近傍に配置し、給水路を、貯水槽の内部を通過して上方の霧化槽の底部に接続し、霧化槽の内底面に開口する給水口を備えたものとすることができる。特に、貯水槽の上方に霧化槽が隣接して形成されている場合には、給水路を貯水槽の内部のみを通過させて、その給水口を霧化槽の内底面に開口させることが可能である。
さらに、前記霧化槽から前記貯水槽に排水する前記排水手段を設けることが望ましい。また、前記給水路と前記排水路により、或いは、前記給水路及び/又は前記排水路と、後述する越流構造などを備えた還流路とにより、前記霧化槽と前記貯水槽との間で水を循環させることができるように構成することが好ましい。
前記貯水槽の内部に紫外線を照射する第2の紫外線照射手段を設けることができる。この第2の紫外線照射手段は、前記紫外線照射手段とは別に点灯、消灯を制御できるように構成されることが好ましい。また、前記第2の紫外線照射手段は紫外線ランプによって構成できる。前記第2の紫外線照射手段は、前記貯水槽の内部の水に紫外線を照射する。特に、前記第2の紫外線照射手段は、前記貯水槽の内部に陰となる領域がないように構成、配置されることが好ましい。また、前記第2の紫外線照射手段は、前記貯水槽から前記霧化槽へ給水するための給水路、前記霧化槽から前記貯水槽へ水を戻すための排水路の少なくとも一方(好ましくは両方)の内部に紫外線を照射できるように構成されていることが望ましい。
本発明の加湿装置は、例えば、水を貯留可能な霧化槽と、前記霧化槽の内部の水を霧化する霧化手段と、前記霧化槽に供給されるとともに、前記霧化手段によって生じたミストを前記霧化槽から排出させる気流を形成する気流形成手段と、を具備する。この場合に、前記気流が前記霧化槽の内部に存在しない状態で前記霧化手段により所定の時間にわたって霧化を行う準備段階を実施し、その後に、前記気流形成手段による気流の形成を開始する制御手段を具備することが好ましい。ここで、前記紫外線照射手段をさらに設け、前記制御手段は、前記準備段階において前記霧化手段により形成されるミストに対して前記紫外線を照射することが好ましい。
また、本発明の加湿装置は、水を貯留可能な霧化槽と、前記霧化槽の内部の水を霧化する霧化手段と、前記霧化槽に供給されるとともに、前記霧化手段によって生じたミストを前記霧化槽から排出させる気流を形成する気流形成手段と、前記霧化槽に給水する給水手段と、を具備する。ここで、前記給水手段によって前記霧化槽に給水した後に、前記霧化槽への給水を停止し若しくは給水量を低下させてから、前記霧化槽の内部の水面が徐々に沈静化される待機段階と、を実施し、この待機段階の後に前記霧化手段による霧化を開始する制御手段を具備することが好ましい。
さらに、本発明の加湿装置は、水を貯留可能な霧化槽と、前記霧化槽の内部の水を霧化する霧化手段と、前記霧化槽に供給されるとともに、前記霧化手段によって生じたミストを前記霧化槽から排出させる気流を形成する気流形成手段と、前記霧化槽に給水する給水手段と、前記霧化槽の内部に紫外線を照射する紫外線照射手段と、を具備する。ここで、前記給水手段によって前記霧化槽に給水した後に、前記霧化槽への給水を停止し若しくは給水量を低下させてから、前記霧化槽の内部の水面が徐々に沈静化される待機段階と、を実施し、この待機段階の後に前記紫外線照射手段による紫外線の照射を開始する制御手段を具備することが好ましい。
また、本発明の加湿装置は、水を貯留可能な霧化槽と、前記霧化槽の内部の水を霧化する霧化手段と、前記霧化槽に供給されるとともに、前記霧化手段によって生じたミストを前記霧化槽から排出させる気流を形成する気流形成手段と、前記霧化槽から水を排水する排水手段と、を具備する。ここで、前記排水手段によって前記霧化槽から排水した後に、前記気流形成手段により前記霧化槽に気流を供給するとともに前記霧化槽から前記気流を排出させる制御手段を具備することが好ましい。
上記各加湿装置においては、前記霧化槽の内部の水位を所定の水位範囲内に維持する水位維持手段をさらに具備することが好ましい。この水位維持手段は、前記霧化槽の内部の所定高さに開口する取水口を備えた排水路(オーバーフロー管)を含むことが望ましい。
また、上記各加湿装置においては、前記霧化槽とは別に、前記給水手段により前記霧化槽に給水される水を貯留する貯水槽をさらに具備することが望ましい。
この場合にはさらに、前記貯水槽に紫外線を照射する第2の紫外線照射手段をさらに具備することが好ましい。このとき、前記制御手段は、前記給水手段による前記貯水槽から前記霧化槽への給水が開始される前に、前記第2の紫外線照射手段による前記貯水槽の内部への前記紫外線の照射を開始することが望ましい。
また、本発明の加湿装置においては、前記霧化槽は前記貯水槽の上方に隣接して配置されるとともに、前記給水手段は、前記貯水槽の内部に配置された給水ポンプと、前記貯水槽の内部を通過して前記霧化槽の内底面に開口する給水路とを有し、前記給水ポンプが停止したときに前記給水ポンプ及び前記給水路が排水路として機能することが好ましい。
さらに、本発明の加湿装置においては、前記霧化槽は前記貯水槽の上方に隣接して配置されるとともに、前記霧化槽の内部の所定高さに開口する取水口と前記貯水槽に放水可能な放水口とを有する還流路(オーバーフロー管)が設けられることが好ましい。この還流路は前記霧化槽の内部に配置されていることが望ましい。
本発明によれば、安定でかつ効率的な霧化作用により、良好な加湿状態を実現することができる。また、安定でかつ確実な除菌作用により、衛生的な加湿作用を容易に実現できる。
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。最初に、図1及び図2を参照して、本発明に係る加湿装置の実施形態の概略構造、或いは、本発明に係る加湿方法の実施形態を実施するための装置の概略構造について説明する。
[加湿装置10]
図1は本実施形態の加湿装置10の概略構造を模式的に示す概略構成透視図である。加湿装置10は、上段に霧化される水を収容する霧化タンク11を有している。この霧化タンク11は上記霧化槽を構成する。霧化タンク11の内部には霧化器12が配置されている。なお、図示の霧化器12は霧化タンク11の内部に配置され、霧化タンク11の内部に収容された水に浸漬された状態で霧化動作を行うようになっている。
霧化器12は、霧化器本体の上面に振動部12aが設けられ、この振動部12a上に配置された霧化筒体12b(霧化ノズル)を有する。霧化筒体12bには、霧化筒体12bの内部に水を取り込むための取水口12cが下縁に設けられ、また、霧化によって発生したミストを放出する放出口12eが上部に設けられている。霧化筒体12bの放出口12eの内側にはフィルタ12dが配置されていてもよい。この霧化器12においては、取水口12cより霧化筒体12b内に導入された水が振動部12aによって加振されることにより、霧化筒体12bの内部若しくはその上方に配置される水面からミストが放出される。ここで、霧化器12では、後述するように、霧化タンク11の内部の水位が所定の範囲内に維持される必要がある。なお、振動部12aを霧化筒体12bで覆わずに、霧化タンク11の内部の水に露出させた状態で霧化することも可能である。また、霧化筒体12bは、図示例のような軸線方向に同径に構成された円筒状に限らず、テーパ状や角筒状の種々の筒体として構成されていてもよい。振動部12aや霧化筒体12bはそれぞれ複数設けられてもよい。
ただし、本発明の霧化手段は上記のような霧化器12に限らず、種々の構造、種々の霧化方式を備えたものとすることができる。例えば、霧化タンク11の底部11dそのものを加振するものであってもよい。上記霧化手段の方式としては、上記の超音波振動により加振するものに限らず、スチーム式などの加熱方式、気化式(水を含むフィルタに気流を与えて気化させる。)、ハイブリッド式(気化式において与える気流を加熱するもの、超音波式と加熱方式を組み合わせたものなど。)、静電霧化方式(例えば、ペルチェ素子による冷却により結露した水が高電界を印加した電極先端に集積され、静電霧化現象により微細な霧を発生させるもの)などが挙げられる。
なお、霧化器12に相当する本発明の上記霧化手段は、霧化タンク11の内部の水を霧化する機能を有していればよいので、上述のように霧化タンク11の内部に配置されているものに限らない。ただし、図示のように霧化タンク11の内部に配置されることによって、容易に取り付けることができるとともにメンテナンスも容易になり、さらに、霧化器12の発熱による水の加熱作用も期待できるため、霧化効率を高めることができる。図示例の霧化器12は、図2に示すように、上記振動部12aを備えた本体が霧化タンク11の底部11dから離反するように、取付用の脚材を介して底部11d上に取り付けられている。このようにすると、霧化器12の周囲全体の水を効率的に加熱することができる。なお、霧化タンク11の内部の水の加熱作用は、雑菌が繁殖しやすくなるという欠点をもたらすが、本実施形態では、以下の殺菌処理によって上記欠点を解消することができる。
また、霧化タンク11の内部には、上記紫外線照射手段に相当する紫外線ランプ13の発光部分が配置されている。ただし、紫外線照射手段としては、結果として霧化タンク11の内部に紫外線を照射できるものであればよいので、霧化タンク11の外部に配置されるものであってもよい。また、紫外線照射手段としては、紫外線ランプのほかに、紫外線LEDなど、必要とされる紫外線(殺菌作用を有する紫外線)を結果的に照射できるものであればいかなるものでも用いることができる。上記の紫外線ランプ13の具体例としては、低圧水銀ランプやエキシマランプを挙げることができる。例えば、低圧水銀ランプは185nmや254nmの波長、エキシマランプは172nmや222nmの波長の紫外線を放射することができる。低圧水銀ランプは高出力のランプを作製しやすく、放電による発熱作用により水を加熱することができる。また、エキシマランプは点灯始動性が良好であり、外部の温度の影響を比較的受けにくいという利点がある。
図示例の紫外線ランプ13は、霧化タンク11の外部から内部に向けて挿入されている。ここで、紫外線ランプ13は、霧化タンク11の内部に対して紫外線を透過可能なカバー体で気密に取り付けられている。図示例では、紫外線ランプ13は、霧化タンク11内に既定の水位範囲11vになるように水を収容すると完全に水没する位置に配置されている。しかし、一般的に、紫外線照射手段の発光領域は、上記のようにすべてが水没する位置に限らず、すべてが水面上に配置される位置にあってもよく、一部が水面上に位置し、残部が水没する位置に配置されてもよい。また、水面上に配置される発光領域を有する紫外線照射手段と、水面下に配置される発光領域を有する紫外線照射手段の双方を設けてもよい。
紫外線ランプ13から放出される紫外線の水に対する透過率は、その波長によって変わる。例えば、185nmや172nmの波長の紫外線は水に対する透過率が低いため、水中での実質的な到達範囲が5〜10mm程度となり、照射範囲が限定されるとともに、水中から水面上に紫外線を照射することも難しい。したがって、このような場合には、必要な範囲に紫外線が照射されるように複数の紫外線ランプ13を異なる位置に配置することが好ましい。また、水11wの内部と水面上の空間11sの双方から紫外線が照射されるように構成することも好ましい。さらに、水に対する透過率の高い波長域の紫外線を用いたり、水に対する透過率の低い波長域の紫外線源と、水に対する透過率の高い波長域の紫外線源とを組み合わせて用いたりしてもよい。
霧化タンク11の下方には、上記貯水槽に相当するリザーブタンク(リザーバ)21が配置されている。霧化タンク11とリザーブタンク21の相対的な位置関係は本来的には何ら限定されるものではない。ただし、本実施形態では、霧化タンク11を上段に配置し、リザーブタンク21を下段に配置している。これによって、加湿装置10の占有面積を低減することができる。また、霧化タンク11の上方及び周囲がリザーブタンク21によって遮られることがないため、霧化タンク11の内部の水面上の空間11sの気流入口14及び気流出口15を上部及び水面上の空間の周囲の側部に設けることができるから、装置構成が容易になり、製造コストを低減できるとともに、装置を全体としてコンパクトに構成できる。特に、図示例のように霧化タンク11とリザーブタンク21が上下に隣接して配置されることが望ましい。リザーブタンク21は、霧化タンク11に供給される水21wを給水前に保管するとともに、霧化タンク11の内部に収容されていた水11wを排水時に回収するためのものである。なお、霧化タンク11の周壁から外側へ張り出したリザーブタンク21の張出部分の上面には、好ましくは開閉可能な蓋を備えた、給水口24が形成される。この給水口24は、外部からリザーブタンク21へ給水する際に用いるものである。また、リザーブタンク21の底部には、排水のための図示しないドレイン(排水口及び排水弁)を設けることが好ましい。
霧化タンク11とリザーブタンク21の間には給水路18が接続されている。給水路18は、リザーブタンク21の内部に収容された給水ポンプ22の吐出口22bに接続されるとともに、そのまま上方へ伸びて霧化タンク11の底部11dの内底面に開口する給水口18aを備える。また、この給水路18は排水路と兼用され、その給水口18aは排水口としても機能する。すなわち、給水ポンプ22が停止されると給水口18aから霧化タンク11内の水11wが給水路18を通って排水され、給水ポンプ22の吸水口22aからリザーブタンク21内に放水される。ただし、給水路18を排水路として用いる代わりに、専用の排水路、例えば、ドレイン弁を備えたドレインを形成してもよい。なお、給水口18aを霧化タンク11の底部11dの内底面に開口させることによって、上述のように給水口18aが排水口としても機能可能になるという利点がある。また、給水口18aが底部11dの内底面に開口することにより、給水量が過大でなければ、霧化タンク11の内部の水面を動揺させずに給水することができるという利点もある。なお、このような利点が不要であれば、給水路18としては、図1に点線で示すように、霧化タンク11の内部で上方から水を給水するように構成された給水構造18bを備えたものでも構わない。
還流路19は、霧化タンク11の底部11dから所定の高さにある位置において開口する取水口19aを備えるとともに、この取水口19aから下方へ伸びてリザーブタンク21の内部に上方から臨む放水口19bを備えるオーバーフロー管で構成される。ここで、取水口19aは、還流路19を介した還流作用により霧化タンク11の既定の水位範囲11vが得られるように、水位範囲11vと略一致した取水高さを有している。なお、本発明の還流路19(オーバーフロー管)は特に限定されるものではないが、図示例では、還流路19は直線状に伸びる筒体によって構成され、また、還流路19は、放水口19bが底部11dに開口し、そのままリザーブタンク21の内部に上方から臨むように設けられることにより、全てが霧化タンク11の内部に配置されている。
なお、上記還流路19は、給水ポンプ22及び給水路18とともに、霧化タンク11の内部の水11wの水位を調整する手段として機能するが、このような構成に限らず、種々の水位調整手段を設けることができる。例えば、還流路19の代わりに、水位センサと、この水位センサの検出信号に応じて給水ポンプや排水弁などを制御する制御部(制御手段)とを設けてもよい。これによれば、制御部が水位センサの検出信号に応じて給水手段や排水手段を制御することによって、霧化タンク11が所定の水位範囲11vになるように調整することが可能である。
なお、給水ポンプ22はリザーブタンク21の内部において水中に配置されているが、このようにすると、給水ポンプ22の発熱によりリザーブタンク21内の水21wを加熱することで、霧化タンク11内に供給される水の温度が高められることにより、最終的に霧化器12の霧化効率を高めることができる。また、前述のように、給水路18及び給水ポンプ22を排水路として機能させることも可能になる。もっとも、これらのような効果が不要であれば、給水ポンプ22をリザーブタンク21の外部に配置してもよい。
リザーブタンク21には、上記第2の紫外線照射手段に相当する紫外線ランプ23が設けられる。図示例では、紫外線ランプ23はリザーブタンク21の内部の水面下にすべてが位置するように配置されるが、特に限定されるものではない。この紫外線ランプ23については、上述の紫外線ランプ13に関するすべての記述を適用することができる。例えば、上記紫外線ランプ23のように水21wの中だけに配置されるものに限らない。すなわち、水面上の空間に配置され、或いは、水面上に一部水没した状態とされた、それぞれ、1若しくは複数の紫外線照射手段を配置することができる。リザーブタンク21においては、紫外線ランプ23などの1若しくは複数の紫外線照射源と、紫外線透過性の材料若しくは窓を設けることにより、リザーブタンク21の内部に保管される水21wだけでなく、給水路(排水路)18の内部にある水、及び/又は、還流路19の内部にある水にも紫外線を照射できるように構成されていることが望ましい。
本実施形態では、霧化タンク11の内部の水面上の空間11sの周囲の側壁に気流入口14が設けられる。図示例では、霧化タンク11の内部の水面上の空間11sにおいて、霧化器12の放出口12eを中心として、空間11sを通過する平面上の回転対称位置にそれぞれ気流入口14が形成されている。また、霧化タンク11の上部には、上記空間11s内の霧化器12の放出口12eの直上位置に、気流出口15が設けられる。気流出口15の上方には排気筒16が設けられ、この排気筒16の内部に上記気流形成手段に相当する送風機(排気ファン)17が配置されている。送風器17が稼働すると、排気筒16の内部に外部へ向かう上昇気流が形成され、この上昇気流によって、気流入口14を通過して霧化タンク11の内部の空間11sに導入されるとともに、この空間11sから気流出口15を通過して外部へと導出される気流が形成される。排気筒16の基部(根元)には、二次的に外部から気流を排気筒16の内部に導入するための1又は複数の二次導入口16aが形成されている。この二次導入口16aは図示しない開閉手段により開閉可能に、或いは、開口面積を調整可能に構成されることが好ましい。
本実施形態では、装置内部に、外部から気流入口14を通過して霧化タンク11の内部の水面上の空間11sへ導入され、空間11sから気流出口15を通過して導出された後に、排気筒16をさらに通過してから外部へ放出されるといった、気流経路が構成される。ここで、二次導入口16aが開放されているときには、外部の空気が二次導入口16aから排気筒16の内部に二次的に導入されることにより、排気筒16の放出口16bから放出されるミストの密度や気流の速度などが調整される。
本実施形態では、排気筒16や送風機17の構造、或いは、気流入口14の回転対称配置などにより、霧化タンク11の内部の水面上の空間11sに渦巻(スパイラル)状の気流が発生し、この気流が霧化器12から放出されるミストを巻き込んで、螺旋(ヘリカル)状に気流出口15から排出され、排気筒16の放出口16bから外部へと放出される。なお、図示例では排気筒16の軸線方向の長さは限定されているが、この長さを後述する加湿装置100のように或る程度確保することによって、湿り気流の放出時において、過大なミストを上記螺旋状の気流の遠心力によって排気筒16の内面上に分離して霧化タンク11内に戻すなど、放出口16bの周辺における水滴の飛散などを防止するためのミスト選別機能を持たせることができる。
ここで、上記気流形成手段(送風機17)は、図示例のように排気筒16の内部に配置される場合に限らず、上記気流経路のいずれかの箇所に配置されていればよく、さらには、送風機(給気ファン)として、気流入口14よりも上流側(外部)に配置されていてもよい。
本実施形態では、上記給水路(排水路)18は、リザーブタンク21の内部を通過して、上方に隣接する霧化タンク11の底部11dの内底面に開口するため、全体が上下に配置された霧化タンク11及びリザーブタンク21の内部に配置される。したがって、外部、特に、霧化タンク11及びリザーブタンク21の周囲に給水路や排水路を配置する必要がないため、加湿装置10をさらにコンパクトに構成し得るという利点が得られる。また、この点は、還流路19についても同様であり、還流路19は霧化タンク11の内部の取水口19aから下方に伸び、底部11dに開口してリザーブタンク21の内部に上方から臨む放水口19bを有するため、還流路19全体が霧化タンク11の内部にのみ配置されている。したがって、還流路19を設けても加湿装置10のコンパクト性に影響を与えない。さらに、給水ポンプ22もリザーブタンク21の内部に収容されるため、やはり加湿装置10のコンパクト性に影響を与えない。
[第1の加湿方法]
次に、図3を参照して、本発明に係る第1の加湿方法の実施形態、及び、上記加湿装置の実施形態の第1の動作態様について詳細に説明する。この例は、紫外線ランプ13と23を同時に点灯、消灯する場合の手順、若しくは、制御態様に関する。加湿装置では、装置全体を制御する制御部(例えば、動作プログラムを実行するマイクロプロセッサユニット(MPU)などで構成される。)によって上述の各部が制御されることにより、以下の手順若しくは動作が実行される。
図3(A)は、加湿方法の加湿段階への移行時のプロセス、或いは、加湿装置の装置起動時の動作手順を示す概略フローチャートである。最初に、給水ポンプ22が起動される(A1)。これにより、リザーブタンク21の内部の水21wが給水路18を通過して霧化タンク11の内部に供給され、霧化タンク11の内部の水位が徐々に増大する。このように霧化タンク11の水位が増大していく期間を本実施形態では「給水段階」という。ここで、霧化タンク11の内部の水位が所定の水位範囲11vに達すると、給水ポンプ22が停止されるか、或いは、給水量が低下される(A2)。ここで、霧化タンク11の内部の水位は、例えば、適宜の水位センサ、或いは、霧化器12に内蔵された水位センサ等により検出される。また、前述のように所定の水位を規定する還流路(オーバーフロー管)19が設けられる場合には、水位センサの代わりに、水位の増加が停止したこと、或いは、還流路19に水が流れたことを、検知できるように構成してもよい。
また、給水期間の終了時において、還流路19を設けることで霧化タンク11の内部で所定の水位範囲11vが維持されるため、給水ポンプ22を停止させず、給水状態を維持したままとしてもよい。ただし、この場合には、上記の所定の水位範囲11vが維持されるのであれば、給水ポンプ22の給水量を低下させることが好ましい。これは、給水段階における給水量を大きくして霧化タンク11への給水時間を短縮させつつ、給水段階の後においては、霧化タンク11の内部の水面の沈静化を迅速に若しくは高レベルで達成するためである。なお、上述のように給水路18が排水路としても用いられる場合には、給水ポンプ22が停止すると給水路18を通して霧化タンク11の内部の水11wがリザーブタンク21へ戻ってしまうため、この場合には、霧化タンク11が給水路18を通して排水されないように、給水ポンプ22は稼働状態に維持される。この場合でも、霧化タンク11において上記の所定の水位範囲11vが維持できるのであれば、給水ポンプ22の給水量が低減されることが好ましい。
この給水段階において、給水路18を介した給水は、連続的に行われてもよく、断続的に行われてもよい。ただし、短時間に給水段階を終了させるためには、給水が連続的に行われることが好ましく、また、給水量は一定であることが望ましい。また、給水段階が終了した後の給水量が低下した状態においても、給水が連続的に行われてもよく、断続的に行われてもよい。
霧化タンク11内の水位は、上記霧化器12による霧化作用を実施可能とするために、上記の所定の水位範囲11vに維持される。所定の水位範囲11vは霧化器12の霧化が可能な水位範囲であればよいが、特に、加湿装置10の加湿性能を高めるためには、所定の水位範囲11vを霧化器12の霧化効率の良好な範囲に設定することが好ましい。なお、図2に示す霧化器12の構造であれば、取水口12cを通して水が霧化筒体12b内に供給され得る水位以上である必要がある。また、水面高さが過剰であると霧化効率が低下したり、或いは、フィルタ12dとの関係でミストの生成が阻害されたりする場合があるので、これらの問題が生じない水位以下であることが好ましい。
霧化タンク11における所定の水位範囲11vの維持は、図示例の場合、給水ポンプ22による給水と、還流路19によるリザーブタンク21への還流(排水)との協同によって実現される。この場合には、ある程度の水量がリザーブタンク21から霧化タンク11へ、霧化タンク11からリザーブタンク21へと、循環した状態とされる。ただし、霧化タンク11からの意図しない排水が生じないように構成されている場合には、霧化器12が動作する前であれば、単なる給水の停止によって所定の水位範囲11vを維持できる。
上述のように、給水ポンプ22の停止若しくは給水量の低減が行われた(A2)後に、霧化タンク11の内部の水位が所定の水位範囲11vに維持された状態で、霧化タンク11の内部の水面の沈静化が行われる。水面の沈静化のための時間(以下、単に「待機時間」という。)は、給水量やタンク容量などの状況によって変動するが、一般的には2〜10秒の範囲内であることが好ましく、3〜5秒の範囲内であることが望ましい。待機時間が上記の範囲未満の時間であれば沈静化の効果が得られない可能性が高く、また、待機時間が上記の範囲を越えた時間とした場合でも、加湿動作が始まるまでの時間が長くなるだけであって、それ以上の効果の向上は期待できない可能性が高い。ここで、上記待機時間が設定された期間を「待機段階」という。この待機段階は、霧化タンク11の内部の水面が次第に沈静化していく段階である。
なお、この待機段階は、霧化タンク11の内部の水面が全く動かない状態になるまでの期間とする必要はなく、後述するように紫外線ランプ13の点灯状態や霧化器12の作動状態等に影響を与えない程度に、水面が沈静化すれば、待機段階を終了させることができる。また、給水段階後に給水量を低下させる場合には、上記の程度に水面が沈静化可能になる量まで給水量を低下させればよく、当該給水量を給水の継続による水面の動揺が完全になくなる程度まで大幅に低下させる必要はない。
上記の待機段階の後に紫外線ランプ13が点灯される(A3)。上記のように紫外線ランプ13が点灯する(A3)と、霧化タンク11の内部に紫外線が照射され、霧化タンク11の内部の水11wが殺菌される。殺菌効果の程度及び範囲は紫外線の到達距離に依存するため、必要に応じて複数の紫外線ランプ13を設置することが好ましい。なお、本実施形態では、一例として、制御部は、リザーブタンク21用の紫外線ランプ23を上記霧化タンク11用の紫外線ランプ13と同時に点灯、消灯するように制御するものとする。したがって、霧化タンク11とリザーブタンク21には同時に紫外線が照射され、殺菌されるとともに、同時に紫外線の照射が停止される。
このように紫外線ランプ13の点灯を待機段階の後に行うのは、紫外線ランプ13の冷却状態が水面の動揺によって不安定になることを防止し、また、霧化タンク11の内部で水11wの流動性が高いことによる紫外線ランプ13の過冷却状態が生ずることを防止することにより、短時間に紫外線ランプ13の照射状態を安定化させるためである。例えば、紫外線ランプ13の少なくとも一部が水中に配置される場合には、給水時における水面の動揺によって紫外線ランプ13に接触する水量が増大し、冷却過多になりやすい。また、紫外線ランプ13に接触する水量が時間的に変動するため、冷却状態も安定しない。一方、紫外線ランプ13の全体が水面上に配置される場合であっても、水面の動揺等によって紫外線ランプ13に水が接触する可能性があり、冷却過多と冷却状態の不安定化は上記の場合と同様に生じ得る。上記のように待機段階の時間経過を待ってから紫外線ランプ13を点灯させることにより、霧化タンク11の内部は所定の水位範囲11vに維持され、水面も沈静化されるため、紫外線の照射量が安定化する時期は、給水段階の経過を待たずに点灯した場合、並びに、待機段階の経過を待たずに点灯した場合に比べて、却って早くなる。また、安定した冷却状態での点灯動作により、紫外線ランプ13の寿命も長くなる。
次に、上記待機段階の後に霧化器12が起動される(A4)。ここで、図3においては紫外線ランプ13の点灯の後に霧化器12が起動される。これは、一般に、霧化器12の霧化効率や霧化状態の方が、紫外線ランプ13の照射状態よりも、水面の動揺による影響を受けやすいからである。また、霧化器12によってミストが生成された初期段階から紫外線が照射されること、並びに、後述する加湿段階の開始時までの紫外線の照射時間をなるべく長く確保することが衛生面でより望まれるからでもある。ただし、霧化器12の霧化効率や霧化状態に支障がなければ、霧化器12を紫外線ランプ13と同時に起動させてもよく、紫外線ランプ13の点灯前に起動させてもよい。霧化器12は、前述のように所定の水位範囲11vに対応したものであるため、待機段階の後に起動させることで、適切な水位において安定した霧化状態を得ることができ、効率的な霧化状態を実現することができ、霧化器12の損傷も防止できる。なお、図示例のように、給水路18の給水口18aが霧化タンク11の底部11dの内底面に開口していることにより、給水段階、待機段階、後述する準備段階、加湿段階において、給水が継続して実施されていても、水面の動揺を抑制できるという利点が得られる。
霧化器12が起動すると、図示例の場合には、取水口12cから霧化筒体12bの内部に入った水が振動部12aによって加振されることにより、霧化筒体12bの内部若しくは上部からミストが発生し、微細なミストが放出口12eから放出される。紫外線ランプ13が点灯している場合には、放出されたミストに紫外線が照射され、周囲の空気とともに殺菌される。なお、本実施形態では、送風機17が起動していない状態で、すなわち、気流が霧化槽11の内部に存在しない状態で、霧化器12が動作している期間を「準備段階」という。特に、本実施形態では、この準備段階においては、紫外線ランプ13も点灯している。この準備段階において、送風機17が起動しておらず、霧化タンク11の内部に気流が存在しないことは、上記待機段階に引き続いて、霧化槽11の内部の水面の動揺が沈静化され続け、気流による水面の新たな動揺が生じないという利点をもたらす。
次に、送風機17が起動される(A5)。送風機17の起動は、上述の利点が要求されなければ、霧化器12の起動と同時に行われても構わない。しかし、図示例のように、霧化器12が既に起動し、ミストが放出されている状態で、一定時間が経過して(準備段階が経過して)から、すなわち、準備段階の後に、送風機17が起動することが好ましい。これは、霧化によるミストの形成と、湿り気流の形成とを同時に開始することによる、以下に述べる霧化作用や気流の不安定化を防止するためである。例えば、送風機17による送風を開始すると、気流入口14から流入し始めた気流が一時的に霧化タンク11の内部の水面を動揺させることがある。この水面の動揺は、送風機17による送風量が大きくなるほど大きくなる。そして、送風機17の起動時に生ずる一時的な気流の乱れによりもたらされる水面の動揺は、霧化器12の霧化作用を不安定化させる。また、霧化器12の起動時には加振状態が不安定化することがあり、これが気流の乱れに影響されると、適正でないミストが発生する可能性もある。この時点で送風機17が起動していれば、不適切なミストが気流に乗って放出される虞があるが、霧化器12の起動時に気流がなければ、不適切なミストが外部に排出される虞はなくなる。
特に、霧化器12が既に起動し、しかも、紫外線ランプ13が点灯した状態で、準備段階(一定時間)が経過してから送風機17が起動することが望ましい。これは、前述のように、霧化器12の内部に紫外線の照射されない陰となる領域が存在する場合に、当該領域に紫外線が照射されなくても、霧化器12によって霧化されることによって生ずるミストに紫外線が照射されて殺菌されることで、上記の陰となる領域に紫外線が照射されないことによる衛生上の問題が解消されるからである。したがって、上記の準備段階の一定時間は、上記陰となる領域に紫外線が照射されないことによる弊害(雑菌の拡散)を解消できるだけの時間であることが好ましい。当該時間は特に限定されないが、例えば、3〜30秒の範囲内であることが好ましく、5〜20秒の範囲内であることがさらに望ましい。
なお、送風機17が起動すると、気流入口14から気流が霧化タンク11の内部に導入され、ミストとともに気流出口15から気流(湿り気流)が出て、最終的に排気筒16を通過し、放出される。このようにして、加湿装置10から外部へ湿り気流が放出される加湿段階が開始される。このときに放出される湿り気流は、上述のように、準備段階において発生したミスト及びその周囲の空気に紫外線が十分に照射された後に形成されるものであるため、雑菌が含まれたミストが装置の外部に放出されることは回避される。
上記加湿段階において、霧化器12は霧化タンク11の内部の水11wからミストを発生させ、このミストは気流とともに空間11sから気流出口15を通して放出される。したがって、給水路18を通して新たな水が霧化タンク11の内部に供給されない場合には、霧化タンク11の内部の水11wは次第に減少する。このため、上記A2の操作において給水ポンプ22を停止させた場合には、給水ポンプ22をここで再起動し(A6)、給水路18を通した給水を再開させる。一方、上記A2の操作において給水を停止しなかった場合(例えば、給水量を低下させた場合)には、ここで給水量を増加させる。ここで、給水ポンプ22の再起動若しくは給水量の増加は、霧化段階(準備段階)の開始と共に実施してもよく、或いは、加湿段階の開始(送風機17の起動)と同時に行ってもよく、霧化段階や加湿段階の開始後(送風機17の起動後)に適宜のタイミングで行ってもよい。
この加湿段階における給水は、上記給水段階における給水(霧化タンク11に水を供給し、水位を高めるための給水)とは異なり、霧化によって失われた水の量を補うことにより、既に設定されている既定の水位範囲11vを維持するための給水である。したがって、その給水量は、水位を維持するだけでよいので、上記給水段階における給水量より少なくてもよく、或いは、断続的に給水の有無を切り替えるようにしてもよい。例えば、霧化タンク11の内部の水位センサの信号や還流路19の流通水量などを検出し、水位を上記所定の水位範囲11vに維持するように給水ポンプ22をオンオフ制御してもよい。
なお、上記A2の操作において、給水ポンプ22の給水を停止せず、給水ポンプ22の給水量を低下させた状態とした場合には、必要に応じて、給水ポンプ22の給水量を増加させる。すなわち、上記A2の操作において給水ポンプ22を停止しなかったが、給水量を低下させた結果、霧化器12の稼働による水11wの減少を補うことができない場合には、所定の水位範囲11vが維持できる程度に、給水ポンプ22による給水量を増加させる。ただし、加湿段階においても所定の水位範囲11vの維持が既に設定されている給水量で足りる場合には、そのままの給水量を維持するだけでよい。ここで、上述の待機段階や準備段階の給水態様、或いは、この加湿段階における給水態様は、連続的であっても、断続的であっても構わない。
なお、以上の手順において、本実施形態のように、霧化タンク11とは別のリザーブタンク21を設け、このリザーブタンク21から霧化タンク11へ給水するようにした場合には、霧化タンク11内の水11wの清浄性を高めることができるという利点が得られる。すなわち、リザーブタンク21の内部には、霧化器12や還流路19などのような紫外線の照射時に陰となる領域をもたらす部材を配置する必要性が霧化タンク11の場合よりも少ないため、紫外線ランプ23によってリザーブタンク21の内部全体の水21wを効率的に、しかも、十分に殺菌することができる。したがって、このような水21wを霧化タンク11内に供給することによって、水11wも容易に清浄化することができ、最終的に清浄な湿り気流を放出することが可能になる。
次に、上述のようにして加湿段階とされた加湿装置を停止させる際の手順について説明する。図3(B)は、加湿装置の停止時の動作手順を示す概略フローチャートである。最初に、上述の加湿段階において、霧化器12が停止される(B1)。これによって、霧化タンク11の内部において、霧化作用(ミストの形成)が停止する。その後、給水ポンプ22が停止される(B2)。なお、霧化器12の停止と、給水ポンプ22の停止とが同時に行われてもよい。このとき、後述するように、紫外線ランプ13(23)は点灯したままであり、送風機17も稼働状態にある。
上記の状態で、霧化タンク11の排水が開始され(B3)、その水11wがリザーブタンク21へ排水される(排水段階)。なお、上述のように給水路18を排水路として兼用する場合には、給水ポンプ22が停止される(B2)ことで排水が開始され(B3)、給水路18を通して霧化タンク11内の水11wが給水口18aから排水され、給水ポンプ22の内部を通過して吸水口22aからリザーブタンク21へ戻される。このように構成すると、排水時のエネルギー消費が不要になる。一方、給水路18とは別のドレインなどの排水路を霧化タンク11に設けた場合には、この別の排水路を開放して水11wを排水すればよい。この排水段階の終了時点は特に限定されないが、本実施形態では、霧化タンク11の内部の水11wが完全に排水されると排水段階が終了する。
上記の排水段階が終了しても、上述のように送風器17は稼働したままであるため、空になった霧化タンク11の内部には気流入口14から流入した気流が流れ、当該気流は気流出口15から流出する。したがって、霧化タンク11の内部は上記気流によって乾燥されるため、これを乾燥段階とする。この乾燥段階においては、紫外線ランプ13も点灯しているため、霧化タンク11の内部は紫外線の照射によって殺菌される。この乾燥段階における紫外線の照射は、水11wがないために紫外線の到達範囲が広くなることによって、霧化タンク11の内面に対する殺菌効果が他の段階の場合よりも高いものとなる。一方、紫外線ランプ23は、リザーブタンク21の内部で、霧化タンク11から排水された水11wをも含めて水21wの殺菌処理を行う。
上記の乾燥段階は、必要な乾燥状態や殺菌状態が得られるまで行われる。この乾燥段階の時間は特に限定されないが、例えば、1〜30分の範囲内であることが好ましく、5〜15分の範囲内であることが望ましい。このように十分な時間が経過した後に、紫外線ランプ13(23)を消灯し(B4)、その後、或いは、それと同時に、送風機17を停止させる(B5)ことにより、加湿装置10が完全に停止する。なお、送風器17の停止後に紫外線ランプ13,23を消灯しても構わない。霧化タンク11内の乾燥及び殺菌は、加湿装置10の不使用時において、時間の経過による雑菌の繁殖を防止する。
[第2の加湿方法]
次に、図4を参照して、本発明に係る第2の加湿方法の実施形態、及び、上記加湿装置の実施形態の第2の動作態様について詳細に説明する。この例は、紫外線ランプ13と紫外線ランプ23とを別々に点灯させ、或いは、別々に消灯させる場合を示すものである。なお、第1の加湿方法(第1の動作態様)において説明した事項は、この例についても、適用可能な範囲については適用し、構成することができる。
この方法では、図4(A)に示す起動時において、リザーブタンク21において先に紫外線ランプ23が点灯される(A1)。これにより、紫外線が照射されることで、リザーブタンク21内の水21wが殺菌される。この例では、紫外線ランプ23により、水21wだけでなく、リザーブタンク21の内面や給水ポンプ22が殺菌されることが好ましい。リザーブタンク21内を十分に殺菌するためには、次の給水ポンプ22の起動(A2)までの時間を十分に確保することが望ましい。ただし、多くの場合には、リザーブタンク21の内部の水21wは、前回の起動後、停止時までの間において紫外線ランプ23により十分に殺菌されているため、上記操作A1による紫外線の照射時間は、水21wを最初から処理するために必要とされるだけの時間を必要としない。紫外線ランプ23によるリザーブタンク21に対する紫外線照射の効果は前述のとおりである。すなわち、霧化器12や還流路19が配置される必要がないため、紫外線の照射に際して陰となる領域が形成されにくいから、リザーブタンク21においては紫外線ランプ23による効果が高められる。
次に、給水ポンプ22が起動される(A2)。これにより、給水路18を通して、リザーブタンク21内の水21wが霧化タンク11内に供給される(給水段階)。なお、給水ポンプ22の起動は、前述のように事前の殺菌効果を高めることを考慮しなければ、紫外線ランプ23の点灯と同時に行ってもよい。このようにした場合であっても、リザーブタンク21から霧化タンク11への給水には或る程度の時間がかかるので、この給水の間にリザーブタンク21に対する事前の紫外線照射の効果が得られる。特に、給水路18を紫外線透過性の管材で構成することによって、紫外線が給水路18の内部にも照射されるようにすることができる。
給水段階において、リザーブタンク21内の水21wが給水路18を通して給水されながら、霧化タンク11の水位が徐々に上昇し、やがて、所定の水位範囲11vに達すると、還流路19を通して排水され、リザーブタンク21へ戻されるといったことが繰り返されることにより、リザーブタンク21の内部に貯留されていた水21wがリザーブタンク21と霧化タンク11の間を循環することになる。この状態は、給水ポンプ22が停止される場合にはその停止前にのみ生じ、給水量が低下されるだけの場合には継続的に生ずる。このような状態では、霧化タンク11の内部は、紫外線ランプ23によって殺菌された水21wによって洗浄される。この洗浄過程では、上述の第1の方法とは異なり、霧化タンク11内の水11wが既定の水位範囲11vとなっても給水及び水の循環を継続することにより、洗浄時間を長く確保することができる。なお、給水路18とは別に排水路が設けられている場合には、上記水の循環のための排水は、上記還流路19ではなく、当該別の排水路を通して行われるようにしてもよい。なお、上記洗浄過程は、本実施形態のように最終的に加湿段階を実施するための加湿方法の起動時の初期過程の一手順としてではなく、霧化タンク11の内部を洗浄するためだけに、単独で、或いは、加湿方法の前段階のプロセスとして、加湿方法の手順とは別の洗浄段階を含む洗浄方法の手順としても実施することができる。このような洗浄方法は、長期にわたり不使用の状態にあった場合、霧化タンク11の内部が汚染されている場合などに特別に行う手順として設けられていてもよい。
その後、給水ポンプ22が停止されるか、或いは、給水量が低下される(A3)。そして、この状態で一定の時間だけ待機した状態とすることにより(待機段階)、霧化タンク11の内部の水面の沈静化が図られる。この点は、上記第1の加湿方法、或いは、第1の動作態様と同様である。しかる後に、紫外線ランプ13の点灯(A4)と霧化器の起動(A5)が、前述の第1の加湿方法若しくは第1の動作態様と同様に実施できる。そして、その後に、前述の準備段階を確保することが好ましい。この準備段階も、前述の第1の加湿方法若しくは第1の動作態様と同様に実施できる。さらに、送風機17の起動(A6)と給水ポンプの再起動若しくは給水量の増加(A7)も前述の第1の加湿方法若しくは第1の動作態様と同様に実施できる。このようにして、前述と同様に、加湿段階が実行される。
この第2の加湿方法、或いは、第2の動作態様についても、前述と同様に装置を停止することができる。図4(B)は、装置停止時の手順を示す概略フローチャートである。この方法では、前述の第1の加湿方法若しくは第1の動作態様と同様に、霧化器12が停止され(B1)、給水ポンプ22が停止され(B2)、排水が開始されることにより(B3)、水11wがリザーブタンク21へ排水される(排水段階)。これによって霧化タンク11の内部の水11wはなくなる。なお、排水の開始(B3)についても、上記第1の加湿方法若しくは第1の動作態様と同様に、給水ポンプ22の停止、或いは、別に設けられた排水路の開放などによって行うことができる。
次に、紫外線ランプ23が消灯される(B4)。このとき、上記の給水ポンプ22の停止(B2)と同時に紫外線ランプ23が消灯されるようになっていてもよい。また、排水段階が終了し、霧化タンク11の内部の水11wがなくなり、排水が完了した後においても、所定の期間だけ紫外線ランプ23を点灯し続けることにより、霧化タンク11から戻された水について十分な殺菌処理を施すことができる。
一方、霧化タンク11においては、水11wが完全に排出された後に、紫外線ランプ13が点灯し、(或いは、紫外線ランプ13が点灯し続け)、送風機17が送風を行う(或いは、送風機17が送風し続ける)ことによって、乾燥、殺菌が実施される(乾燥段階)。この乾燥段階の時間は、霧化タンク11の内部の殺菌処理が必要とされる程度に依存する。いずれにしても、十分に乾燥し、殺菌されてから、紫外線ランプ13が消灯され(B5)、送風機17が停止される(B6)。この場合の紫外線ランプ13の消灯及び送風機17の停止の時期については、前述の第1の加湿方法若しくは第1の動作態様に記載したものと同様である。
なお、本実施形態では、紫外線ランプ13と紫外線ランプ23とを別々のタイミングで消灯させることが可能であるため、霧化タンク11における殺菌効果と、リザーブタンク21における殺菌効果とを別々に勘案し、必要に応じて消灯タイミングを別々に決めることができる。したがって、先の第1の加湿方法若しくは第1の動作方法とは異なり、紫外線の照射に係るエネルギー消費を抑制したり、紫外線の照射による殺菌効率を高めたりすることができる。図示例では、次回の動作(例えば操作A1による給水前の紫外線ランプ23の点灯時間など)との兼ね合いに応じた可能な範囲で、紫外線ランプ23を早めに消灯することができるとともに、霧化タンク11の乾燥段階に必要な範囲で、紫外線ランプ13の点灯時間を延長することができる。
[第3の加湿方法]
次に、図5を参照して、本発明に係る第3の加湿方法の実施形態、及び、上記加湿装置の実施形態の第3の動作態様について詳細に説明する。この例は、加湿装置10の電源投入等によって紫外線ランプ13と紫外線ランプ23を点灯させ、また、加湿装置10の電源切断等によって両ランプ13,23を消灯させる場合を示すものである。なお、第1の加湿方法(第1の動作態様)や第2の加湿方法(第2の動作態様)において説明した事項は、この例についても、適用可能な範囲については適用し、構成することができる。
この例では、図5(A)に示す装置起動時においては、最初に、加湿装置の電源投入によって、紫外線ランプ13と紫外線ランプ23を点灯させる(A1)。この場合、制御部による制御により、電源投入を検知して両ランプ13,23を点灯させてもよいが、電源スイッチと両ランプ13,23の点灯スイッチとを直結してもよい。紫外線ランプ13,23が手順の最初に点灯することによって、霧化タンク11及びリザーブタンク21において紫外線が照射される期間を長くすることができるため、湿り気流の殺菌作用を高めることができる。特に、加湿段階の開始時までの霧化槽11の内部における紫外線の照射時間を長く確保することができる(ミストに対する照射時間も同様)ため、衛生面で問題が生じやすい加湿段階の初期における湿り気流の清浄性を高めることができる。
その後、給水ポンプ22の起動(A2)による給水段階、給水ポンプ22の停止若しくは給水量の低下(A3)による待機段階への移行が前述の第1の加湿方法若しくは第1の動作態様と同様に実施される。ただし、待機段階が完了すると、この例では紫外線ランプ13,23は既に点灯しているので、そのまま霧化器12が起動され(A4)、準備段階に移行する。その後、当該準備段階の後に、送風機17の起動(A5)と給水ポンプ22の再起動若しくは給水量の増加(A6)が前述の第1の加湿方法若しくは第1の動作態様と同様に実施される。
一方、装置停止時においては、図5(B)に示すように、霧化器12の停止(B1)、給水ポンプ22の停止(B2)及び排水の開始(B3)の手順と、排水段階及び乾燥段階が前述の第1の加湿方法若しくは第1の動作態様と同様に実施される。その後、送風機17が停止される(B4)。また、この送風機17の停止の後、或いは、それと同時に、紫外線ランプ13,23が消灯される(B5)。両ランプ13,23の消灯は、装置の電源スイッチが切断されることによって消灯されるようにしてもよい。このようにすると、紫外線ランプ13と23は最終段階まで点灯していることとなるため、紫外線の照射を長い時間続けることができるため、消費エネルギーは増大するものの、装置内を清浄に保ちやすいという利点がある。
[加湿装置100]
次に、図6及び図7には、より具体的な加湿装置100の構造及び外観を示す。この加湿装置100は、水を貯留するとともにミストを発生する内部構造を備えた下部構造110と、この下部構造110の上に突出した上部構造120とを有する。下部構造110は略立方体状の筐体111を有し、この筐体111の前面には開閉可能な扉111aが設けられている。扉111aの一部には窓部が設けられ、扉111aが閉鎖された状態で、当該窓部が操作パネル111bを露出させるように構成されている。筐体111の背面下部には電源ブレーカのブレーカスイッチ111cが突設されている。なお、筐体111の上部には、一対のバー状の把持部111eが取り付けられている。また、筐体111の底部には、4つの移動用キャスター111fが装着されている。
加湿装置100の上部構造120は、上記筐体111の上面中央から上方へ突出した八角柱状の基部116Aと、この基部116Aから上方へ突出した円筒状の筒部116Bと、この筒部116B上に接続された八角柱状の上端部116Cとを有する排気筒116を備えている。基部116Aには、上述の二次導入口16aと同じ機能を奏する二次導入口(基部116Aの内部に設けられる。)からの気流の導入を可能とする通気口116pが設けられている。筒部116Bは、図示例では円筒状であり、基部116A及び上端部116Cよりも小さな横断面積(水平面に沿った断面積)を備えている。筒部116Bはアクリル樹脂などの透明材で構成され、外部から気流が視認できるようになっていることが好ましい。上端部116Cの内部には上記の送風機17(排気ファン)と同様の機能を有する送風機(排気ファン)117が配置され、この送風機117は、排気筒116内に上方へ向かう気流を形成する。基部116Aと上端部116Cの間には一対の支柱121,121が取り付けられ、排気筒116全体の剛性を高めるとともに、送風機117の重量を支持している。
加湿装置100の下部構造110の筐体111の内部には、霧化タンク111と、リザーブタンク121と、制御部130とが収容される(いずれも図示せず)。この制御部130は、いずれも図示しない、霧化タンク111内の水を霧化する霧化器112、霧化タンク111の内部に紫外線を照射する紫外線ランプ113、上記送風器117、リザーブタンク121から霧化タンク111へ給水を行う給水ポンプ122、リザーブタンク121の内部に紫外線を照射する紫外線ランプ123を制御する。なお、このような制御部130の構成は、上記動作プログラムを変更したり切り替えたりすることによって容易に制御態様を変更することができるという利点を有する。例えば、制御部130は、上述の第1の動作態様〜第3の動作態様のいずれの動作態様をも実現可能な動作プログラムを備えることができる。ここで、上記霧化タンク111、霧化器112、紫外線ランプ113,123、リザーブタンク121、給水ポンプ122、並びに、これらの間に構成される図示しない給水路118、還流路119は、上記加湿装置10の霧化タンク11、霧化器12、紫外線ランプ13,23、リザーブタンク21、給水ポンプ22、給水路18、還流路19と基本的にそれぞれ同様に構成できるので、それらの図示及び説明は省略する。
尚、本発明の加湿方法及び加湿装置は、上記実施形態に記載の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づく種々の異なる態様を含む。たとえば、上記実施形態では、霧化手段による霧化作用で形成されたミストは、気流経路の出口に配置された送風器によって生ずる気流によって排出されるように構成されるが、本発明は、結果としてミストが気流とともに排出されるように構成されていればよいので、上記形態に限定されるものではない。また、上記実施形態では、霧化タンクとリザーブタンクのそれぞれに紫外線ランプを設けているが、いずれか一方に紫外線が照射されるように構成されていればよい。さらに、特に紫外線の殺菌作用について好適な態様においても、結果として霧化タンクとリザーブタンクの双方に紫外線が照射されるようになっていればよく、物理的なランプの配置や数は特に限定されない。