JP6004554B2 - 加湿装置及び空気清浄機 - 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、及びこの加湿装置を備える空気清浄機に関する。

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１２参照）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、水を含ませた加湿フィルタと送風ファンとを配し、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送り出すように構成されている。なお特許文献１２に開示された加湿装置は、加湿フィルタの一側（空気の流れ方向の上流側）に脱臭フィルタ及び集塵フィルタを並置し、これらにより通気を清浄化する機能を併せ持つ空気清浄機として構成されている。

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、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、両面に通気用の開口を有しており、吸気口から吸込まれる空気は、一面の開口を経て保持枠の内部に導入され、該保持枠の内部に収容保持された加湿フィルタと接触し、気化水分を含む湿り空気となって他面の開口から導出される。

保持枠は、定量の水を貯留する水槽の上部に、該水槽中の貯留水に下部を浸漬した状態で支持され、駆動手段の動作により、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吸水し、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。

特開２００６−４６７２９号公報 特開２００９−８５５１１号公報

以上の如き従来の加湿装置において、保持枠を回転駆動する駆動手段は、保持枠の外周面に一体に周設されたリングギヤと、該リングギヤに噛合する伝動ギヤとを備え、モータ等の駆動源の回転を伝動ギヤ及びリングギヤを介して保持枠に伝え、該保持枠を回転駆動するように構成されている。

このように構成された駆動手段において、保持枠の外周に設けられたリングギヤは、該保持枠の回転周上で水槽中の貯留水に浸漬され、この貯留水が付着した状態で回転する。ここでリングギヤは、多くの歯を有しており、付着水の多くは、歯間に滞留保持された状態で持ち上げられて保持枠の全周に行き渡る。

一方、保持枠の周囲には、吸気口から送気口に向かう空気流が生じているため、この空気流の作用により保持枠の外周の付着水が吹き飛ばされて飛散し、送気口から送り出される空気中に水滴となって混入する結果、適正な加湿状態が得られなくなるという不具合があり、更には、送気口、及びその周辺に水滴が付着し、使用者に違和感を抱かせるという不具合もある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、送気口から送り出される空気中に水滴が混入することを防止し、水滴の混入に起因する不具合の発生を未然に回避し得る加湿装置及び空気清浄機を提供することを目的とする。

本発明に係る加湿装置は、加湿フィルタを収容保持する円盤形の保持枠と、該保持枠を横軸周りに回転駆動する駆動手段と、前記保持枠の下部が浸漬する水槽とを備え、該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空気を通し、気化水分を含む湿り空気を生成して送り出す加湿装置において、前記駆動手段は、前記保持枠の外周よりも外側に配置された回転駆動源と、前記空気の入側となる前記保持枠の一面に同軸をなして周設され、該保持枠よりも小径の円環状をなす伝動環と、該伝動環に転接し、前記回転駆動源の駆動により回転する伝動ローラと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の一面に該保持枠よりも小径の伝動環を周設し、この伝動環に転接する伝動ローラを有する回転駆動源の駆動により保持枠を回転させる。伝動環は、空気の入側に面する保持枠の一面に設けてあり、伝動環に付着し空気流の作用により飛散する水滴を、保持枠の内部の加湿フィルタに吸収させて、送気口から送り出される空気中への水滴の混入を防止する。回転駆動源は、保持枠の外周よりも外側に配置してあり、保持枠内を通る空気の流れを阻害しない。

また本発明に係る加湿装置は、前記伝動環の外径は、前記水槽内の貯留水の水面よりも上となるように設定してあることを特徴とする。

この発明においては、伝動環の外径を水槽内の貯留水の水面よりも上となるように設定し、水槽内の貯留水が伝動環に付着することを防止し、空気流の作用による水滴の発生を抑えて、送気口から送り出される空気中への水滴の混入をより確実に防止する。

また本発明に係る加湿装置は、前記伝動ローラ及び伝動環が、夫々との転接周面の全周に歯を形成してなるギヤであることを特徴とする。

この発明においては、伝動ローラ及び伝動環を相互に噛合するギヤとし、伝動ローラから伝動環への回転伝動を確実に行わせる。伝動環をギヤとした場合、付着水の量が多くなるが、空気流の作用により飛散する水は、保持枠の内部の加湿フィルタに吸収されることから、送気口から送り出される空気中への水滴の混入を防止することができる。

また本発明に係る空気清浄機は、前記いずれかの構成を有する加湿装置と、前記空気の流れ経路に沿って前記加湿フィルタに並設された脱臭フィルタ及び集塵フィルタとを備えることを特徴とする。

この発明においては、加湿フィルタに並設された脱臭フィルタが、空気中の臭い成分を吸着、除去し、同じく集塵フィルタが、空気中に含まれる塵埃を捕集、除去する作用をなし、加湿機能と併せて空気清浄機能を果たすことが可能となる。

本発明に係る加湿装置及び空気清浄機においては、加湿フィルタを収容保持する保持枠の空気の入側となる一面に、保持枠よりも小径の伝動環を周設し、この伝動環に回転力を伝えて保持枠を回転駆動する構成としてあり、伝動環に付着して空気流の作用により飛散する水は、伝動環の下流側に位置する保持枠の内部を通り、この間に加湿フィルタに吸収されるから、送気口から送り出される空気中への水滴の混入を防止し、適正な加湿状態が得られない、送気口の周辺に水滴が付着する等、水滴の混入に起因する不具合の発生を未然に回避し、良好な使い勝手が得られる等、本発明は優れた効果を奏する。

本発明に係る加湿装置を備える空気清浄機の外観斜視図である。 図１に示す空気清浄機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駆動手段を示す正面図である。 加湿フィルタユニットの駆動手段の他の実施の形態を示す正面図である。

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を備える空気清浄機の外観斜視図、図２は、図１に示す空気清浄機の概略構成を示す側断面図である。なお図２は、背面を右、正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１５１５…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の下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１５１５…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から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１５１５・・・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。

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、吸込室１２の内部で集塵フィルタ１８の前側に位置決めしてある。図１に示すように水槽４は、該水槽４の上部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を有する直方体形状の容器であり、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、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の底面に立設した押し上げ突起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内に送り出し、該水槽４の内部の貯留水の水位を一定に保つ作用をなす。

加湿フィルタユニット３は、中空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、保持枠３０の内部を流れる空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の駆動手段を示す正面図であり、水槽４の一部を破断して示してある。なお図３中には、水槽４の一側のタンク受け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の底面上で略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。加湿フィルタユニット３は、支持ローラ６，６の転動を伴って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、その下部を水槽４の内部に差し込み、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支持し、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。

図２３に示すように加湿フィルタユニット３は、保持枠３０の一面（後面）に同軸をなして周設された伝動環３２を備えている。伝動環３２は、保持枠３０よりも小径の円環であり、前記一面から張り出すように設けてある。図示の伝動環３２は、外周面の全周に歯が形成されたリングギヤとして構成されており、図２、図３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とを備え、基台５０を貫通する複数本の固定ねじ５４，５４・・・により、前記端壁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は、図２、図３に示すように、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たとき、該保持枠３０の前側に位置し、同側に周設された伝動環３２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及び伝動環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、図３に示す支持状態を保って中心軸周りに回転する。

図３に示すように保持枠３０の後面（集塵フィルタ１８との対向面）には、前記伝動環３２と、該伝動環３２よりも内側の円形の支え環３３と、該支え環３３を保持枠３０の外周に連絡する複数本（図においては６本）の支えリブ３４，３４…とが夫々設けてある。支え環３３と支えリブ３４，３４…とは、図示しない保持枠３０の前面にも同様に設けてある。

また保持枠３０は、周方向の一か所を塞ぐ弓形の閉止部３５を備えている。保持枠３０の内部の加湿フィルタ３１は、閉止部３５を除く空間、即ち、円形の一部を弓形に切欠いた断面形状を有する収容空間内に収容され、支え環３３及び支えリブ３４，３４・・・により前後両側から、また伝動環３２により後側から夫々支えられた状態で保持されている。

図３に示すように保持枠３０の後面は、前記伝動環３２、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いる。保持枠３０は、図示しない前面にも同様の開口を有しており、該保持枠３０の内部の加湿フィルタ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おり、図３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３中には、水槽４内の貯留水の水面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空気清浄機は、加湿運転と非加湿運転とが可能である。加湿運転は、送風ファン２を駆動し、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を生ぜしめると共に、駆動ユニット５（駆動モータ５３）を駆動し、加湿フィルタユニット３を回転せしめて実施される。

加湿フィルタユニット３は、図２に示すように、集塵フィルタ１８と送風ファン２との間でハウジング１内の空気の流れ経路に正対しており、吸気口１５，１５・・・を経て吸込室１２に吸い込まれる外気は、脱臭フィルタ１７及び集塵フィルタ１８を通過した後、加湿フィルタユニット３の保持枠３０の内部に後面の開口を経て導入され、加湿フィルタ３１を通気して前面の開口から導出される。このとき加湿フィルタ３１は、保持枠３０と共に回転しており、下部の回転位置において水槽４内の貯留水を吸水し、回転により持ち上げることにより、全体に亘って含水した状態にある。従って、保持枠３０内を流れる空気は、水を含んだ加湿フィルタ３１に接触することで気化水分を含む湿り空気となり、送風ファン２に吸込まれ、前述の如く方向を転換して吐出室１３の内部を上向きに流れ、該吐出室１３の末端に開口する送気口１６を経て送り出される。以上の動作により、空気清浄機を設置した室内を加湿することができる。

以上の動作において、駆動ユニット５から加湿フィルタユニット３への伝動は、駆動ユニット５の伝動ギヤ５１と保持枠３０に設けた伝動環３２との噛合部を介してなされる。伝動環３２は、回転周上の下部において、図３に示すように水槽４内の貯留水に浸漬されるため、該伝動環３２には、水が付着し、この付着水は、保持枠３０の回転により上方に持ち上げられる。特に、実施の形態の伝動環３２は、外周面に多数の歯が設けられたリングギヤとして構成されており、伝動環３２の外周面に付着した水は、相隣する歯間に滞留保持される結果、付着水の持ち上げは顕著に生じる。

一方、伝動環３２を備える保持枠３０の周囲には、前述したように空気の流れが存在しており、この空気の流れは、伝動環３２に付着した水にも作用し、この付着水は、後方に吹き飛ばされて飛散する。ここで伝動環３２は、保持枠３０の後面、即ち、空気の流れ方向の上流側の一面に、該保持枠３０よりも小径の円環として設けられており、保持枠３０の後面には、伝動環３２の内外両側に開口が存在するから、前述の如く飛散する付着水は、これらの開口を経て保持枠３０の内部に入り、該保持枠３０に収容された加湿フィルタ３１に吸収される。

従って、伝動環３２の付着水は、保持枠３０の前側（下流側）に導出される空気中に水滴となって混入せず、この空気は、加湿フィルタ３０との接触により生じた気化水分のみを含む湿り空気となり、適正な加湿状態が実現される。

以上の実施の形態においては、伝動環３２を、駆動ユニット５の伝動ギヤ５１と噛合するリングギヤとし、駆動ユニット５から加湿ユニット３への伝動を歯車伝動により行わせているが、伝動環３２を、駆動ユニット５の伝動ローラと転接する摩擦面を外周に備える環状の摩擦ローラとし、駆動ユニット５から加湿ユニット３への伝動を摩擦伝動により行わせてもよく、この構成においても本発明の構成は有効であり、加湿空気中への水滴の混入を防止する効果が得られる。

一方、空気清浄機の非加湿運転は、加湿フィルタユニット３の回転を停止し、送風ファン２だけを駆動せしめて実施される。このとき、加湿フィルタユニット３は、図３に示す回転位置、即ち、保持枠３０に設けた弓形の閉止部３５の弦が、水槽４内の貯留水の水面Ｌよりも上で、該水面Ｌと略平行となる回転位置で停止する。このように加湿フィルタユニット３の回転を停止した場合、保持枠３０内の加湿フィルタ３１は、水槽４内の貯留水中に浸漬せず、新たに水を吸い上げないから、送気口１６を経て室内に送り出される空気は加湿されず、脱臭フィルタ１７及び集塵フィルタ１８の作用による空気清浄機能だけが発揮される。

図４は、加湿フィルタユニット３の駆動手段の他の実施の形態を示す正面図である。この実施の形態においては、伝動環３２の外径をより小さくし、図示のように、最下部においても水槽４内の貯留水の水面Ｌよりも上となるように設定してある。この伝動環３２は、図３に示す実施の形態と同様、外周に多数の歯を備えるリングギヤであり、駆動ユニット５の伝動ギヤ５１に噛合させ、該伝動ギヤ５１を介して伝えられる駆動モータ５３の駆動に応じて回転するように構成してある。駆動ユニット５の位置は、図３に示す実施の形態と同じであり、伝動ギヤ５１は、小径の伝動環３２との噛合を可能とすべく、図３の伝動ギヤ５１よりも大径としてある。図４に示す実施の形態の他の構成及び動作は、図３に示す実施の形態と同様であり、対応する構成部材に図３と同一の参照符号を付して説明を省略する。

図４に示す実施の形態において伝動環３２は、前述した加湿運転中に水槽４内の貯留水中に浸漬せず、該伝動環３２への水の付着自体を軽微に抑えることができ、更に、空気の流れにより吹き飛ばされる付着水は、後面の開口を経て保持枠３０の内部に入り、加湿フィルタ３１に吸収される。従って、送気口１６を経て室内に送り出される空気中への水滴の混入を、より確実に防止することができる。

３ 加湿フィルタユニット
５ 駆動ユニット
６ 水槽
３０ 保持枠
３１ 加湿フィルタ
３２ 伝動環
５１ 伝動ギヤ（伝動ローラ）

Claims (4)

1. 加湿フィルタを収容保持する円盤形の保持枠と、該保持枠を横軸周りに回転駆動する駆動手段と、前記保持枠の下部が浸漬する水槽とを備え、該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空気を通し、気化水分を含む湿り空気を生成して送り出す加湿装置において、
   前記駆動手段は、
   前記保持枠の外周よりも外側に配置された回転駆動源と、
   前記空気の入側となる前記保持枠の一面に同軸をなして周設され、該保持枠よりも小径の円環状をなす伝動環と、
   該伝動環に転接し、前記回転駆動源の駆動により回転する伝動ローラとを備え、
   前記保持枠の前記一面には、前記伝動環よりも内側の円形の支え環と、前記支え環を前記保持枠の外周に連絡する複数本の支えリブが設けられ、
   前記回転駆動源は、前記保持枠の外周の外側において、前記保持枠の前記一面と同一平面を挟んで前記伝動ローラと反対側に配置されていることを特徴とする加湿装置。
2. 前記回転駆動源は、前記伝動環が張り出す方向と同じ方向に向けて配されていることを特徴とする請求項１に記載の加湿装置。
3. 前記伝動環の外径は、前記水槽内の貯留水の水面よりも上となるように設定してある請求項１に記載の加湿装置。
4. 前記伝動ローラ及び伝動環は、夫々との転接周面の全周に歯を形成してなるギヤである請求項１又は請求項２に記載の加湿装置。

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