JP5968020B2 - 加湿装置 - Google Patents

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Description

本発明は、加湿装置に関するものである。
従来より、着脱自在の給水タンクから水が供給される貯水水槽と、当該貯水水槽から水が供給される霧化水槽と、貯水水槽と霧化水槽を連通する給水通路と、霧化水槽底部に設けられ、霧化に用いられる超音波振動子を有し、給水タンク内の水が、貯水水槽の給水口及び給水通路を介して霧化水槽に供給されるようになっている加湿装置が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の技術は、給水通路内の水を加熱殺菌するためのヒータを備えたものである。
すなわち、特許文献1に記載の技術は、水を入れた給水タンクを本体に設置すると貯水水槽に給水が行われ、当該貯水水槽に給水された水が給水通路を介して霧化水槽へ供給される。ここで、給水通路を通る水は、給水通路に設けられたヒータにより加熱されて殺菌されるようになっている。
特許第2589922号公報(たとえば、特許請求の範囲及び図1参照)
特許文献1に記載の技術は、加湿装置の運転を停止すると、霧化水槽内の水は貯留されたままとなる。したがって、後日(たとえば翌日〜数日後)に加湿装置の運転を開始すると、霧化水槽内に貯留されたままの水が霧化されることとなる。この霧化される水は、たとえば数日程度放置されたままとなっているため、雑菌などが繁殖してしまっている可能性がある。
すなわち、特許文献1に記載の技術は、霧化水槽にヒータが搭載されたものではないことから、加湿装置の運転を後日開始した場合に、雑菌が繁殖した可能性のある水を霧化して室内に供給してしまうという課題があった。
一方、加湿通路の代わりに霧化水槽にヒータを搭載した場合には、霧化水槽に貯水された水の殺菌をすることができる。しかし、加湿運転中には常に霧化が行われているため、加湿運転中に貯水水槽から霧化水槽に供給される新しい水に対して殺菌効果を得ようとすると、貯水水槽から水が供給されたら直ぐに殺菌する必要がある。このため、加湿運転中に霧化装置を常に煮沸状態にすることが必要がある。
すなわち、加湿通路の代わりに霧化水槽にヒータを搭載した場合には、加湿運転中に霧化装置を常に煮沸状態にする分、高温の水によってユーザーがやけどするなどして利便性が損なわれるという課題があった。また、煮沸状態にするためにヒータに通電し続ける分、省エネルギー性が損なわれてしまったりするという課題があった。
なお、加湿通路及び霧化水槽にヒータを搭載すると、霧化水槽内に貯留された水及び加湿運転中の水を加熱殺菌することが可能となるが、ヒータの設置スペースや部品コストが余計に掛かってしまうという課題があった。
本発明は、以上のような課題のうちの少なくとも1つを解決するためになされたもので、霧化する水の衛生性を確保する加湿装置を提供することを目的としている。
本発明に係る加湿装置は、吸気口及び吹出口が形成された本体と、吸気口から本体内に空気を取り込み、吹出口から空気を吹き出す送風手段と、本体に設けられる水タンクと、本体内に設けられ、水タンクから供給される水を貯留する水受部と、水受部に接続され、当該水受部の水が流れる給水通路と、本体内に設けられ、給水通路を介して水受部の水が供給される霧化水槽と、霧化水槽に設けられ、霧化水槽内の水を霧化する振動手段と、霧化水槽に接触して設けられ、霧化水槽内の水を加熱する加熱手段と、一方が給水通路に連通し、他方が霧化水槽内に連通し、霧化水槽に接触して設けられ、加熱手段の下側に配置された予熱用配管とを有するものである。
本発明に係る加湿装置によれば、霧化水槽に設けられる加熱手段を有するので、霧化水槽に貯留され、雑菌が繁殖した可能性のある水を加熱殺菌することができ、霧化する水の衛生性を確保することができる。
本発明の実施の形態に係る加湿装置の概略を示す縦断面図である。 図1に示す霧化水槽の斜視図である。 図1に示す加熱手段の斜視図である。 図1に示す予熱用配管の斜視図である。 本発明の実施の形態に係る加湿装置の制御ブロック図である。 図1に示す霧化水槽、予熱用配管及び連結チューブのA−A断面図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態.
図1は、実施の形態に係る加湿装置100の概略を示す縦断面図である。図2は、図1に示す霧化水槽6の斜視図である。図3は、図1に示す加熱手段7の斜視図である。図4は、図1に示す予熱用配管8の斜視図である。
本実施の形態に係る加湿装置100は、省スペース、省エネルギー及びコストアップの抑制を実現しながら、霧化する水の衛生性を確保する改良が加えられたものである。
[構成説明]
加湿装置100は、空気を取り込むための吸気口10及びこの取り込んだ空気を霧化した水とともに放出する吹出口15を有する本体1と、本体1に着脱自在に設けられ、水を貯留可能な水タンク2と、水タンク2から供給される水を貯留する水受部5と、超音波振動子13が底部に設けられ、水受部5から供給される水が霧化される霧化水槽6と、水受部5側から霧化水槽6側に水を供給するためのゴムホース28と、霧化水槽6の上側に設けられる霧案内筒9と、本体1内に取り込んだ空気と霧化水槽6で生成した霧を混合させる混合室14を有する空気案内筒12とを有している。
また、加湿装置100は、図示は省略しているが、吸気口10から本体1内に空気を取り込み、当該空気を霧化された水とともに吹出口15から放出する送風ファン(送風手段)が搭載されている。
さらに、加湿装置100は、図1〜図4では図示を省略しているが、温度センサー18などの各種センサー、各種制御をするマイクロコンピューター21、及びたとえば運転状況などをユーザーに知らせる表示部27などを有している(図5参照)。
(本体1)
本体1は、加湿装置100の外郭を構成しており、水タンク2、水受部5、霧化水槽6、ゴムホース28、霧案内筒9、空気案内筒12、図示省略の送風ファン、及びマイクロコンピューター21などを有している。そして、本体1は、送風ファンの作用によって、吸気口10を介して本体1内に空気が取り込まれ、霧化水槽6で霧化した水とともに吹出口15を介して放出可能となっている。
本体1の側面の下側には、本体1内に空気を取り込む吸気口10が形成されている。また、本体1の上面を構成する上面部1Aには、本体1内に取り込まれた空気とともに、霧化水槽6で霧化された水を放出する吹出口15が形成されている。なお、上面部1Aは、たとえば、水タンク2などを取り付けることができるように、本体1から取り外すことができるようになっている。
(水タンク2)
水タンク2は、本体1に着脱自在に設けられるものであり、内部に水を貯留することができるものである。水タンク2の下側には、タンクキャップ3が設けられている。タンクキャップ3には、水タンク2内の水が通過する落水口4が設けられており、この落水口4を介して水タンク2内の水が水受部5に流入するようになっている。また、タンクキャップ3には水タンク2の運搬時などに落水口4を閉じるための止水弁29が設けられており、運搬時などはバネ30の復元力によって止水弁29は閉じられている。なお、水タンク2は、図1に示すように、霧案内筒9及び空気案内筒12の紙面左側であって、水受部5の上側に設けられている。
なお、落水口4は、タンクキャップ3に設けられた止水弁29の弁シャフト29Aが、後述する水受部5の凸部5Bにより上方に押されることで、開放されるようになっている。また、タンクキャップ3は、水受部5に供給される水が、水受部5において一定の水位に達すると水タンク2から水受部5への水の供給が止まるように構成されている。
(水受部5)
水受部5は、水タンク2から供給される水を貯留するものである。水受部5は、水タンク2の下側に設けられている。また、図1に示すように、水受部5は、霧化水槽6の紙面左側に設けられている。水受部5には、ゴムホース28の一方が接続され、水受部5に貯留された水を霧化水槽6に供給する接続部5Aが設けられている。接続部5Aは、下側に向かって突出するように形成されている。そして、接続部5Aには、開口である給水口16が形成され、水受部5とゴムホース28とが連通している。また、水受部5には、タンクキャップ3が取り付けられる凸部5Bが形成されている。この凸部5Bは、上側に突出するように形成されている。
(霧化水槽6)
霧化水槽6は、ゴムホース28を介して水受部5から供給される水を貯留し、当該貯留している水を霧化させるものである。霧化水槽6は、図1に示すように水受部から供給される水を貯留することができるように、略凹形状となっている。すなわち、霧化水槽6は、ゴムホース28及び予熱用配管8を介して水受部5から供給される水を貯留する凹形状部6Aを有している。そして、凹形状部6Aの上部には、霧案内筒9と連通するように開口6Cが形成されている。
霧化水槽6の下側には、霧化水槽6の凹形状部6A内の水を霧化させる超音波振動子13が設けられている。すなわち、この超音波振動子13の振動が凹形状部6A内の水に伝達されることにより、凹形状部6A内の水が霧化されるようになっている。また、霧化水槽6には、凹形状部6Aに貯留されている水の温度を計測する水温計測手段20が設けられている。水温計測手段20は、たとえば、凹形状部6Aに貯留される水の水温を直接又は間接的に計測するサーミスタなどで構成するとよい。
霧化水槽6は、たとえばアルミニウムのダイキャストなどで成形したもので構成するとよい。また、霧化水槽6の凹形状部6Aに貯留される水の水位は、たとえば40〜50(mm)とする。
霧化水槽6は、図1及び図3に示すように、霧化水槽6内に貯留されている水を加熱する加熱手段7が設けられており、霧化水槽6内に貯留されている水を殺菌することができるようになっている。これにより、水に雑菌が繁殖することを抑制することができるようになっている。
また、霧化水槽6は、図1及び図4に示すように、加熱手段7の熱が霧化水槽6を介して伝達されるように霧化水槽6に接触して設けられる予熱用配管8が設けられている。この予熱用配管8は、一方がゴムホース28に連通するように接続され、他方が霧化水槽6内に連通するように接続されているものである。これにより、加熱手段7の熱が予熱用配管8に伝達され、水受部5から霧化水槽6に水が供給される間に水を加熱殺菌することが可能となっている。
さらに、霧化水槽6は、図1及び図2に示すように、予熱用配管8から流出した水を凹形状部6A内に供給する連結チューブ11を有している。ここで、霧化水槽6には、この霧化水槽6の外側に突出するように形成され、凹形状部6Aに連通する流入口6Bが形成されている。そして、連結チューブ11は、一方が流入口6Bに接続され、他方が予熱用配管8に接続されており、略U字形状をしている。
加熱手段7は、水を殺菌するものであり、たとえばシーズヒータなどで構成されるものである。加熱手段7は、図3に示すように霧化水槽6の凹形状部6Aに設けられ、凹形状部6Aに貯留されている水を取り囲むような形状をしている。この加熱手段7は、通電されることで発熱し、この熱が霧化水槽6を介して霧化水槽6内に貯留されている水に伝達される。また、加熱手段7の熱は、霧化水槽6を介して予熱用配管8に伝達され、この予熱用配管8に伝達された熱が予熱用配管8を流れる水に伝達されるようになっている。
予熱用配管8は、たとえばアルミニウムやステンレスを材料とし、鋳込みにより、霧化水槽6に設けられている配管である。予熱用配管8は、一方がゴムホース28に接続され、他方が連結チューブ11に接続されているものである。予熱用配管8は、図4に示すように、霧化水槽6の凹形状部6Aであって加熱手段7の下側に設けられている。そして、霧化水槽6を水平断面視したときに、予熱用配管8の一部は、凹形状部6Aの外周側に沿って設けられている。
なお、加熱手段7および予熱用配管8は、鋳込みに限定されるものではなく、たとえばカシメによって霧化水槽6に設けてもよい。
なお、上述のように、予熱用配管8は、霧化水槽6の凹形状部6A内に設けられているものとして説明したがそれに限定されるものではない。予熱用配管8は、加熱手段7からの熱が伝達されるように、たとえば霧化水槽の凹形状部6Aの外周に密着するように設けられていてもよい。
(ゴムホース28)
ゴムホース28は、一方が水受部5の接続部5Aに接続され、他方が霧化水槽6の予熱用配管8に接続されるものであり、水受部5に貯留されている水を霧化水槽6に供給するものである。図1に示すように、ゴムホース28は、接続部5Aを起点としたとき、接続部5Aから水平方向に延出した後に、上側に曲げられて霧化水槽6の予熱用配管8に接続されている。なお、ゴムホース28は、ゴムで構成することに限定されるものではなく、たとえば金属などで構成してもよい。
(霧案内筒9及び空気案内筒12)
霧案内筒9は、霧化水槽6の上側に設けられ、霧化水槽6の開口6Cから放出される霧化された水を本体1の上側に導くものである。
空気案内筒12は、霧案内筒9内で霧化された水と、空気案内筒12内の空気とが合流する混合室14及び吹出口15の形成位置に設けられる開口部12Aを有している。すなわち、混合室14内の空気及び霧化された水は、送風ファンの作用によって、強制的に、開口部12Aを介して本体1外に放出されるようになっている。
また、図1に示すように、霧案内筒9及び空気案内筒12は、水タンク2の紙面右側に設けられている。
図5は、実施の形態に係る加湿装置100の制御ブロック図である。加湿装置100は、図5に示すように、上述の構成に加えて、加湿装置100の運転をオンオフする運転スイッチ17、室内などの温度を検出する温度センサー18、室内の湿度を検出する湿度センサー19、霧化水槽6内の温度を計測する上述の水温計測手段20、及び運転中に必要な表示を行う表示部27及び制御手段としてのマイクロコンピューター21を有している。
(運転スイッチ17及び表示部27)
運転スイッチ17は、ユーザーが加湿装置100の運転をオンオフすることができるように、たとえば本体1の側面などに設けられるスイッチである。表示部27は、ユーザーが加湿装置100の運転状態などを認識することができるように、報知をするためのものである。なお、運転スイッチ17及び表示部27は、マイクロコンピューター21に接続されている。
(温度センサー18及び湿度センサー19)
温度センサー18は、加湿装置100の設置される室内温度を検出するセンサーである。また、湿度センサー19は、加湿装置100の設置される室内湿度を検出するセンサーである。温度センサー18及び湿度センサー19は、マイクロコンピューター21に接続されている。
(マイクロコンピューター21)
マイクロコンピューター21は、運転スイッチ17、温度センサー18、湿度センサー19及び水温計測手段20からの出力を受ける入力回路22、入力回路22からの出力を受ける制御部24、加湿制御に用いる運転プログラムなどを記憶した記憶部23、及び制御部24からの出力を受ける出力回路26を有している。
入力回路22は、運転スイッチ17、温度センサー18、湿度センサー19及び水温計測手段20からの出力を、制御部24に出力するためのものである。
制御部24は、各種センサーの検出結果及び蓄積しているデータに基づいて加湿装置100の統括制御を実施する。すなわち、制御部24は、「入力回路22から出力される運転スイッチ17、温度センサー18、湿度センサー19及び水温計測手段20の検出結果」及び「記憶部23のデータ」に基づいて、表示部27、加熱手段7及び超音波振動子13の制御などを実施する。また、制御部24は、時間のカウントを実施する計時手段であるタイマー部25を有している。
記憶部23は、加湿制御に用いる運転プログラムなどを記憶しているものである。すなわち、記憶部23は、後述する水を加熱殺菌する際のプロファイルなどが記憶されている。出力回路26は、制御部24からの出力を、表示部27、加熱手段7及び超音波振動子13に出力するためのものである。
図6は、図1に示す霧化水槽6、予熱用配管8及び連結チューブ11のA−A断面図である。図6を参照して予熱用配管8の長さ及び内径などについて説明する。
予熱用配管8の長さL及び内径Dは、加湿装置100の加湿能力に応じた寸法に設定されている。たとえば、加湿装置の加湿能力が、0.5(mL/min)である場合には、予熱用配管8の長さLを32(mm)以上とし、内径Dを8(mm)に設定し、予熱用配管8の入口から霧化水槽6に入るまでの時間が所定時間(後述のt2に対応)以上になるようにする。なお、この予熱用配管8の長さLとは、予熱用配管8のうち霧化水槽6の凹形状部6A内に含まれる部分の予熱用配管8の長さに対応するものである。
これにより、加湿装置100は、加湿運転中において、新たに水受部5から霧化水槽6に供給される水を、予熱用配管8で加熱殺菌することができるものとなっており、霧化水槽6内に流入した水が超音波振動子13によりすぐに霧化されても、加湿装置100外に菌を放出することを抑制することができる。
[加湿装置100の動作説明]
水タンク2を本体1に取り付けると、水タンク2内の水はタンクキャップ3に備えられている落水口4を通って水受部5に供給されタンクキャップ3により一定水位に保持される。ここで、水受部5の水は、本体1に形成された給水口16からゴムホース28、予熱用配管8及び連結チューブ11を介して霧化水槽6に供給される。霧化水槽6内の水位は水受部5と同水位に保持される。すなわち、霧化水槽6の凹形状部6Aの底面より40〜50(mm)の高さに保持される。
この状態で運転スイッチ17をオンにすると、マイクロコンピューター21により加熱手段7への通電命令が出て、加熱手段7に通電が行われ、霧化水槽6内の水が加熱される。その際、霧化水槽6に設けられた水温計測手段20により霧化水槽6内の水温を計測している。すなわち、マイクロコンピューター21は、水温計測手段20の計測結果が、予め設定され記憶部23に記憶された温度T1(第1の温度)に到達するか否かを判定する。そして、マイクロコンピューター21は、温度T1に到達した時点からタイマー部25により時間計測を開始し、予め設定され記憶部23に記憶された時間t1(第1の時間)が経過したか否かを判定する。
ここで、温度T1及び時間t1は菌の加熱殺菌に必要なプロファイルに基づき設定されている(たとえば、T1が80℃、t1が1分)ため、運転開始時の霧化水槽6内部の水の加熱殺菌が可能となる。
これにより、加湿装置100を前回使用した後に霧化水槽6内の水を排水せず、水が溜まったままの状態で、加湿装置100を数日間放置した場合でも、加湿装置100の運転開始時の加熱殺菌を行うことができる。そして、マイクロコンピューター21は、時間t1が経過した後に、超音波振動子13への通電命令を行い、霧化水槽6内にある水の霧化を開始するため、加熱殺菌された水が加湿装置100から放出されることとなる。
霧化が開始された後は、所定の加湿能力(単位時間当たりの放出水分量)にて加湿運転が行われるが、加湿に必要な新たな水は水タンク2から供給される。その際、霧化される水は、霧化水槽6に設けられた予熱用配管8を介して霧化水槽6内に供給される。ここで、予熱用配管8は、霧化水槽6に同じく設けられた加熱手段7により、霧化水槽6を介して加熱されている。
なお、予熱用配管8内の水温は、霧化水槽6に設けられた水温計測手段20により間接的に計測されている。そして、マイクロコンピューター21は、この間接的に計測した予熱用配管8内の水温が、予め設定され記憶部23に記憶された温度T2(第2の温度)に維持されるように加熱手段7への通電を制御している。
また、図6で説明したように、予熱用配管8の長さL及び内径Dは、加湿装置100の加湿能力に応じた寸法に設定されており、予熱用配管8の入口から霧化水槽6に入るまでの時間が所定時間t2(第2の時間)以上になるように設定される。その結果、ゴムホース28から予熱用配管8に流入した水は、霧化水槽6に入るまでに、温度T2の温度状態が少なくとも時間t2だけ維持されることとなる。なお、温度T2及び時間t2は、菌の加熱殺菌に必要なプロファイルに基づき設定されている(たとえば、T2が65℃、t2が5分)。
このように、加湿装置100は、加湿運転中において、新たに水受部5から霧化水槽6に供給される水を、予熱用配管8で加熱殺菌することができるものとなっており、霧化水槽6内に流入した水が超音波振動子13によりすぐに霧化されても、加湿装置100外に菌を放出することを抑制することができる。
[実施の形態に係る加湿装置100の有する効果]
本実施の形態に係る加湿装置100は、霧化水槽6に設けられる加熱手段7を有するので、霧化水槽6に貯留され、雑菌が繁殖した可能性のある水を加熱殺菌することができ、霧化する水の衛生性を確保することができる。
本実施の形態に係る加湿装置100は、加熱手段7の熱が予熱用配管8に伝達されるので、水が水受部5から霧化水槽6に供給される間に水を加熱殺菌することができる。このため、加湿装置100は、加湿運転中に常に煮沸状態とする必要がなく、その分、利便性を向上させるとともに、省エネルギーとなっている。
本実施の形態に係る加湿装置100は、加熱手段7とは別に、水受部5に加熱手段が設けられたものではないため、その分省スペースであるとともに、コストアップを抑制することができる。
1 本体、1A 上面部、2 水タンク、3 タンクキャップ、4 落水口、5 水受部、5A 接続部、5B 凸部、6 霧化水槽、6A 凹形状部、6B 流入口、6C 開口、7 加熱手段、8 予熱用配管、9 霧案内筒、10 吸気口、11 連結チューブ、12 空気案内筒、12A 開口部、13 超音波振動子(振動手段)、14 混合室、15 吹出口、16 給水口、17 運転スイッチ、18 温度センサー、19 湿度センサー、20 水温計測手段、21 マイクロコンピューター(制御手段)、22 入力回路、23 記憶部、24 制御部、25 タイマー部、26 出力回路、27 表示部、28 ゴムホース(給水通路)、29 止水弁、29A 弁シャフト、30 バネ、100 加湿装置。

Claims (6)

  1. 吸気口及び吹出口が形成された本体と、
    前記吸気口から前記本体内に空気を取り込み、前記吹出口から空気を吹き出す送風手段と、
    前記本体に設けられる水タンクと、
    前記本体内に設けられ、前記水タンクから供給される水を貯留する水受部と、
    前記水受部に接続され、当該水受部の水が流れる給水通路と、
    前記本体内に設けられ、前記給水通路を介して前記水受部の水が供給される霧化水槽と、
    前記霧化水槽に設けられ、前記霧化水槽内の水を霧化する振動手段と、
    前記霧化水槽に接触して設けられ、前記霧化水槽内の水を加熱する加熱手段と、
    一方が前記給水通路に連通し、他方が前記霧化水槽内に連通し、前記霧化水槽に接触して設けられ、前記加熱手段の下側に配置された予熱用配管とを有する
    ことを特徴とする加湿装置。
  2. 前記霧化水槽内の水の温度を計測する水温計測手段と、
    前記振動手段及び前記加熱手段を制御する制御手段とを有し、
    前記制御手段は、
    運転を開始すると、前記加熱手段を駆動させ、前記水温計測手段の計測結果が予め設定される第1の温度に到達してから、予め設定される第1の時間を経過した後に前記振動手段を動作させる
    ことを特徴とする請求項1に記載の加湿装置。
  3. 前記予熱用配管は、
    前記給水通路を介して供給される水が、加湿量に応じて前記予熱用配管内を通過するのに要する時間が予め設定される第2の時間以上となるように長さ及び内径が設定されている
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の加湿装置。
  4. 前記制御手段は、
    前記水温計測手段の計測結果から前記予熱用配管内の水温を算出し、前記予熱用配管を通過する水が、予め設定される第2の温度となるように前記加熱手段を駆動させる
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の加湿装置。
  5. 前記霧化水槽は、
    前記給水通路及び前記予熱用配管を介して前記水受部から供給される水を貯留する凹形状部を有し、
    前記予熱用配管及び前記加熱手段は、
    当該霧化水槽を水平断面視したときに、前記凹形状部の外周側に沿って設けられている
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の加湿装置。
  6. 一方が前記予熱用配管の端部のうち前記給水通路とは反対側の端部に接続される連結チューブを有し、
    前記霧化水槽は、
    当該霧化水槽の外側に突出するように形成され、前記凹形状部に連通する流入口を有し、当該流入口が前記連結チューブの他方に接続されている
    ことを特徴とする請求項5に記載の加湿装置。
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