JP6470638B2 - 加湿装置 - Google Patents

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この発明は、加湿空気発生手段で発生した加湿空気を室内へ供給する加湿装置に関するものである。
従来、この種のものでは図9に示すものがあり、101は器具本体、102は該器具本体101内に設置された貯水室、103は該貯水室102内に設置されミストモータ104により回転する回転体、105は該回転体103の上部に設置された衝突体、106は前記器具本体101の下部に設置された送風ファン、107は前記貯水室102の下流側に接続された送風通路、108は該送風通路107内に設置されたフィルター、109は前記貯水室102内に設置された水位センサ、110は前記貯水室102へ給水する給水管、111は前記器具本体1の上部に形成された送風口であり、給水管110から貯水室102内へ水が供給され、所定量の水が貯水室内に供給されたことを水位センサ109が検知したら給水を停止させ、加湿空気発生手段であるミストモータ104を駆動させることで貯水室102内に下端が水没した回転体103により水を吸い上げ、吸い上げられた水が衝突体105に衝突することで加湿空気が発生し、送風ファン106を駆動させることで送風通路107を流通して送風口111から室内へ加湿空気を送風する加湿装置があり、送風通路107内に設置されたフィルター108により大きな粒径の水滴を補水することで、大きな粒径の水滴を含んだ加湿空気が自重によって落下し、送風口111付近や器具本体101の設置面が濡れる事態を防止可能であった。(例えば、特許文献1)
特開2014−202371号公報
この従来のものでは、貯水室内に設置された水位センサが何らかの原因により故障した時、貯水室から水が溢れ出す虞があることを本出願人は知見し、水位センサが満水検知をする位置よりも高い位置の貯水室の壁面に貯水室内の水を排水するオーバーフロー管の接続口を形成し、万一水位センサが故障してもオーバーフロー管を介して排水可能な構造にすることで、貯水室から水が溢れ出す事態を防止することを本出願人は考え出した。
しかし、送風通路の途中にフィルターが設置されていると通風抵抗が大きく貯水室内の静圧が高いことから、送風ファンが駆動すると貯水室に接続されたオーバーフロー管内へ空気が流入することで騒音が発生し、使用者が不快な思いをする虞があった。
上記課題を解決するために、本発明の請求項1では、器具本体と、該器具本体内にあり水を貯水する貯水室と、該貯水室内に設置され空気中に水分を含ませて加湿空気とする加湿空気発生手段と、前記貯水室より上流側に設置され前記加湿空気発生手段で発生した加湿空気を室内へ送風する送風ファンと、前記貯水室より下流側で接続し前記送風ファンにより送風された加湿空気が流通する送風通路と、該送風通路の途中に設置されたフィルターと、前記貯水室の壁面に形成された接続口を介して前記貯水室と接続し所定水位を超えた水を排水するオーバーフロー管とを備え、
前記接続口が形成された前記貯水室の壁面には、前記接続口と対向する位置にあり前記貯水室と前記接続口との間を仕切る平行面と、前記接続口の側方にあり前記貯水室と前記接続口との間を仕切る垂直面と、前記接続口の上方にあり前記貯水室と前記接続口との間を仕切る蓋部材とで構成された遮蔽手段が設置され、
前記遮蔽手段と前記接続口が形成された前記貯水室の壁面とで前記貯水室から前記接続口へ連通する流路が形成され、
前記遮蔽手段は、前記貯水室を平面視したときの前記接続口が形成された前記貯水室の壁面に対して平行な方向に延びる前記平行面の幅が前記接続口が形成された前記貯水室の壁面に対して垂直な方向に延びる前記垂直面の幅よりも長く、かつ前記接続口が形成された前記貯水室の壁面、前記平行面、及び前記垂直面とで形成される空間を平面視した断面積が前記接続口の断面積よりも大きいことを特徴とする。
また、請求項2では、前記遮蔽手段の前記接続口の対向面と側面を覆う部分の下端が前記貯水室の水中に水没していることを特徴とする。
また、請求項3では、前記加湿空気発生手段は、前記貯水室内に下端を水没させ回転により水を汲み上げて飛散させる筒状の回転体と、該回転体を回転駆動させるミストモータと、前記回転体の回転により飛散された水が衝突する衝突体とで構成されていることを特徴とする。
この発明によれば、貯水室の壁面に接続口の対向面、側面及び上面を覆う遮蔽手段を設けたので、接続口の周囲から空気が入り込み難い構造となったため、オーバーフロー管内へ空気が流入する事態を防止し、騒音の発生を防ぐことができる。
また、遮蔽手段の接続口の対向面と側面を覆う部分の下端が貯水室の水中に水没しているので、接続口が水封された状態で貯水室に形成されているため、オーバーフロー管内へ空気が流入する事態を防止し、騒音の発生を防ぐことができる。
また、加湿空気発生手段は、貯水室に下端を水没させ回転により水を汲み上げて飛散させる筒状の回転体と、該回転体を回転駆動させるミストモータと、回転体の回転により飛散された水が衝突する衝突体とで構成されているので、貯水室内の水を回転体で汲み上げて衝突体に衝突させる簡易な構成によって加湿空気を多量に発生させることができるため、組付けが容易であり低コストで加湿空気発生手段を構成できる。
この発明の一実施形態の外観を説明する斜視図 同実施形態の概略構成図 同実施形態のカバーを説明する斜視図 同実施形態の貯水室周辺を説明する部分断面図 同実施形態の貯水室内を説明する部分断面図 同実施形態の制御ブロック図 同実施形態の操作部を説明する図 同実施形態の運転開始から終了までの動作を説明するフローチャート この発明の従来例を説明する概略構成図
次に、この発明の一実施形態における加湿装置を図に基づいて説明する。
1は器具本体、2は器具本体1上部に形成され複数のルーバー3が設置された送風口、4は器具本体1の正面上部を構成する上面パネル、5は器具本体1の正面下部を構成する下面パネル、6は複数のスイッチが備えられ各種操作指令を行う操作部、7は図示しないブレーカーを隠すブレーカーカバーである。
8は上面パネル4内に設置され所定量の水を貯水する貯水室であり、この貯水室8内には、水に下端を水没させ駆動軸9に軸支された筒状の回転体10が備えられている。
前記回転体10は、中空逆円錐形で上方に向かって径が徐々に拡大するものであり、駆動軸9に接続され回転体10を回転駆動させるミストモータ11を駆動させ、回転体10が回転することによる回転の遠心力で貯水室8の水を汲み上げ、回転体10の外壁および内壁を伝わせて水を押し上げて、回転体10の外壁を伝わせて押し上げた水を周囲に飛散させると共に、回転体10の内壁を伝わせて押し上げた水を回転体10の上端に形成された複数の図示しない飛散口から周囲に飛散させる。
12は回転体10の上部外周に所定間隔を離間させて位置し、回転体10と共に回転する円筒状の多孔体で、該多孔体12には、その全周壁に多数のスリットや金網やパンチングメタル等から成る衝突体としての多孔部13が設置されており、前記回転体10、多孔体12及び多孔部13で加湿空気発生手段が形成されている。また、回転体10の回転による遠心力で貯水室8内の水を汲み上げると共に空気を飛散させ、多孔部13を通過した水滴が破砕されることで、水の粒子を微細化してナノメートル(nm)サイズのナノミストが生成されると共に、水の粒子の微細化によるレナード効果でマイナスイオンを多量に発生させ、更に多孔部13で破砕された時に水滴が貯水室8内で気化して加湿空気の温度を低下させる。
14は下面パネル5内に設置され所定の回転数で駆動することで室内空気を吸引して器具本体1の上部に吹き出す送風ファン、15は貯水室8と送風口2との間に設置され、貯水室8内で発生したナノミストとマイナスイオンを含む加湿空気を送風口2まで流通させる送風通路、16は前記送風通路15途中に設置され貯水室8内で発生した粒径の大きなミストの通過を阻止し、貯水室8へ落下させる2つの板状のフィルターであり、前記送風ファン14が所定の回転数で駆動すると、器具本体1下部の吸い込み口53から吸い込んだ室内空気が器具本体1の上部へ向けて送風され、貯水室8に設置された回転体10の上部にある図示しない空気流入口から送風ファン14によって送風された室内空気が流入し、貯水室8内で流入した室内空気をナノミストとマイナスイオンとを含ませた加湿空気が前記送風通路15を上部に向けて流動して、送風口2から室内へ送風されることで加湿空気を室内に供給し、室内の湿度を上昇させる。
17は貯水室8内に設置され貯水を加熱することで室内へ送風される加湿空気の温度を変化させる加熱ヒータであり、ON状態に切り替えることで貯水室8内の水を加熱し、OFF状態に切り替えることで貯水室8内の水の加熱を停止して加熱量を変化させる。18は貯水室8の外壁に設置され貯水温度を検知する貯水温度センサである。
19は貯水室8内に設置されフロートが上下することで水位を検知する水位センサであり、貯水室8内の水位が低下して所定水位以下になったらOFF信号を出力し、水位が上昇して所定水位以上になったらON信号を出力し、更に水位が上昇して貯水室8内が満水となったら満水信号を出力する。
20は器具本体1内の送風ファン14と貯水室8との間に位置し貯水室8に接続され貯水室8内に水道水を給水する給水管であり、該給水管20の配管途中には、電磁弁を開閉して貯水室8内への給水を制御する給水弁21と、給水圧を所定値まで減圧する減圧弁22とが備えられている。また、送風ファン14が駆動すると器具本体1内に吸い込まれた空気が給水管20の表面と接触して通過した後、貯水室8の上部から貯水室8内へ流入する。
23は器具本体1内の送風ファン14と貯水室8との間に位置し貯水室8底部に接続され貯水室8内の水を器具本体1外部に排水する硬質塩化ビニル管で構成された排水管であり、該排水管23の配管途中には、電磁弁を開閉することで貯水室8内の水を排水管23へ流動させるかの有無を制御する排水弁24が備えられている。また、25は貯水室8の壁面に形成された接続口26を介して貯水室8内の水を排水可能なオーバーフロー管であり、前記排水管23の排水弁24より下流側で接続して排水を器具本体1外部へ案内することができ、水位センサ19が故障する等して貯水室8内の水位が異常に上昇してもオーバーフロー管25を介して排水することができるため、貯水室8から水が溢れ出ることがない。
27は貯水室8の壁面に設置された平面視断面コの字状のカバーであり、給水管20が貫通する開口28と、該開口28の下部に形成され給水管20の端部を支持する舌部29と、オーバーフロー管25の接続口26の上面を覆うように設置された側面視断面略L字状の蓋部材30とがカバー27に形成されており、前記カバー27と前記蓋部材30とで遮蔽手段が構成されている。
また、水位センサ19がON信号を出力する水位の水が貯水室8内に存在する時、図4で示すように前記カバー27の下端が貯水室8の水中に水没した状態となることで、接続口26の対向面及び側面をカバー27で包囲し上面を蓋部材30で覆うことから、前記遮蔽手段と貯水室8の壁面とで接続口26に連通する流路が形成され、接続口26はカバー27、蓋部材30及び貯水室8内の水によって水封された状態となるため、送風ファン14が駆動した時にオーバーフロー管25内へ流入する加湿空気量が減少する。
また、図5で示すようにカバー27を貯水室8の壁面と平行な位置にある平行面27aの幅が貯水室8に対して垂直な位置にある垂直面27bの幅よりも長い平面視断面形状が略扁平状のコの字形状にしたことで、貯水室8の底面積に対してカバー27の設置面積が小さいので、加湿空気中に含まれるナノミストとマイナスイオン量を向上させるために回転体10のサイズを大きくした時、貯水室8を大きくすることや接続口26の位置をずらして貯水室8内に形成する等せずとも、オーバーフロー管25内へ加湿空気が流入するのを防止することができるため、貯水室8の構造変更によるコストアップや接続口26の位置変更等が発生しない。また、カバー27の平行面27aと垂直面27bと貯水室8の壁面とで形成する断面積が接続口26の断面積よりも大きいことで排水能力が確保されるため、水位センサ19が故障し満水検知ができなくなった時、貯水室8内の水を確実にオーバーフロー管25を介して排水することができる。
なお、オーバーフロー管25の接続口26は水位センサ19が満水信号を検知する位置より所定距離だけ高い位置である貯水室8の壁面に形成し、万一水位センサ19が故障して満水検知ができなかった時、貯水室8内の水をオーバーフロー管25を介して排水することで、貯水室8の上部から水が溢れ出し器具本体1周辺が濡れる事態を防止する。
31は送風口2の壁面に設置され、送風口2から室内へ向けて送風される加湿空気の温度を検知する送風温度センサ、32は送風ファン14の近傍に設置され送風ファン14で吸い込む室内空気の温度を検知する吸気温度センサ、33は前記吸気温度センサ32の近傍に設置され器具本体1が設置された室内の相対湿度を検知する湿度センサであり、各センサで検知された温度や相対湿度に基づいてミストモータ11や送風ファン14の回転数を変化させ、加熱ヒータ17のON/OFF状態を切り替える。
操作部6には、運転開始及び停止を指示する運転スイッチ34と、加熱ヒータ17のON/OFF状態を切り替えることで加熱量を変化させ送風口2から室内に送風される加湿空気の温度を変える3段階の加湿レベルと、湿度センサ33で検知された相対湿度が予め設定された相対湿度となるよう前記加湿レベルを変化させるオートモードとから選択可能な加湿スイッチ35と、ミストモータ11の回転数と送風ファン14の回転数とを一対に設定値へ設定可能な三段階の風量レベルと、湿度センサ33で設定された相対湿度が予め設定された相対湿度となるよう前記風量レベルを変化させるオートモードとから選択可能な風量スイッチ36と、加湿空気を室内に供給するミスト運転の開始時間と停止時間とを設定するタイマー切替スイッチ37と、前記風量スイッチ36で設定された各風量レベルにおけるミストモータ11の回転数だけを所定値低下させて騒音レベルを低減した静音運転が設定可能な静音スイッチ38と、現在時刻を設定する時刻設定スイッチ39と、スイッチを操作することで運転停止以外の動作を禁止するチャイルドロックスイッチ40とが備えられている。
また、操作部6の各スイッチ上部には各スイッチに対応したランプが備えられており、運転スイッチ34が操作されたら点灯する運転ランプ41と、ミスト運転が所定時間以上継続したら開始する除菌運転時に点灯する除菌ランプ42と、加湿スイッチ35で設定された加湿レベルを1から3の数値とオートモードを示すAで表示する加湿レベルランプ43と、風量スイッチ36で設定された風量レベルを1から3の数値とオートモードを示すAで表示する風量レベルランプ44と、タイマー切替スイッチ37でミスト運転の開始及び停止が設定されたら、それぞれのランプが点灯するタイマーランプ45と、静音スイッチ38が操作され静音運転が設定されたら点灯する静音ランプ46と、時刻設定スイッチ39で設定された現在時刻を表示する時刻表示パネル47と、チャイルドロックスイッチ40が操作されたら点灯するチャイルドロックランプ48とが備えられている。
49は各センサで検知された検知値や操作部6上に備えられた各スイッチでの設定内容に基づき運転内容や弁の開閉を制御するマイコンで構成された制御部であり、ミストモータ11を所定の回転数で駆動させるミストモータ制御手段50と、送風ファン14を所定の回転数で駆動させる送風ファン制御手段51と、加熱ヒータ17のON/OFF状態を切り替えて貯水室8内の水温を制御する加熱ヒータ制御手段52とを備えている。
53は器具本体1の下端に設置され室内空気が流入する吸い込み口であり、送風ファン14が駆動すると室内空気が吸い込まれ器具本体1の上部へ送風される。
54は器具本体1の内部に設置されミストモータ11や送風ファン14の検知回転数が指示回転数と異なることや水位センサ19で検知された水位が異常である等のエラーが発生した時にエラー音を鳴らすスピーカである。
55は給水管20の途中に配置された給水管ヒータであり、吸気温度センサ32で検知された吸気温度が5℃未満であり給水管20内の水が凍結する虞が高まった時、ON状態に切り替わって給水管20を加熱して、吸気温度センサ32で検知された吸気温度が5℃以上になったらOFF状態に切り替わることで、給水管20内の水や給水管20の途中に設置された減圧弁22が凍結する事態を防止する。
次に、この実施形態での運転開始から終了までの動作について図5のフローチャートに基づいて説明する。
まず、操作部6の運転スイッチ34が操作されたか、もしくはタイマー切替スイッチ37で設定された運転開始時刻になったら、制御部49は、排水弁24を開放して貯水室8内の水を排水し、水位センサ19でOFF信号が検知されたら、給水弁21を開放して貯水室8内を水で洗い流すクリーニング動作を行い、所定時間経過したら排水弁24を閉止することで給水弁21から流入する水を貯水室8内に供給し、水位センサ19でON信号が検知されたら、所定量の水が貯水室8内に供給されたとして給水弁21を閉止する水入替モードを行う(ステップS101)。
ステップS101の水入替モードが終了したら、制御部49は、貯水温度センサ18での検知値に基づき、加熱ヒータ17を駆動させて貯水室8内の貯水温度が所定温度の範囲内(例えば、63℃から65℃の間)となるよう加熱ヒータ制御手段52で制御し、ミストモータ11及び送風ファン14が所定の回転数となるようミストモータ制御手段50及び送風ファン制御手段51で制御する立ち上げモードを行う(ステップS102)。
ステップS102の立ち上げモードが終了したら、制御部49は、加湿スイッチ35及び風量スイッチ36で設定された加湿レベルと風量レベルとに基づいて、ミストモータ11と送風ファン14とが所定の回転数で駆動するようミストモータ制御手段50と送風ファン制御手段51とで回転数を制御し、加熱ヒータ17のON/OFF状態を加熱ヒータ制御手段52で切り替えて制御することで、加湿レベルと風量レベルとに合わせた所定の温度範囲内にするミスト運転を実行する通常運転モードを行う(ステップS103)。このミスト運転を実行することで、吸い込み口53から吸い込まれた空気が送風ファン14によって器具本体1の上部方向へ送風され、送風された空気が給水管20及び排水管23の表面と接触しつつ貯水室8の上部から流入し、流入した空気が多孔部13で発生したナノミストとマイナスイオンを含んだ加湿空気として送風通路15内を上昇し、送風口2から室内へ送風されることで、ナノミストとマイナスイオンを含んだ加湿空気を室内へ供給することができる。また、ミスト運転中に貯水室8内の水量が減少して水位が低下したことにより水位センサ19でOFF信号が検知されたら、 制御部49は、給水弁21を開放して給水管20内の水を貯水室8内へ供給し、水位センサ19でON信号が検知されたら給水弁21を閉止して水の供給を停止させることで、貯水室8内の水位が常に所定水位以上であるようにした。
ステップS103の通常運転モードの終了条件を満たしたら、制御部49は、ミストモータ11を停止させてから排水弁24を開弁して貯水室8内の水を排水し、所定時間経過したら給水弁21を開放して貯水室8内を洗浄してから排水弁24を閉止して貯水室8内に所定量だけ貯水する水入替運転を行い、加熱ヒータ17をON状態にして水を加熱することで除菌を行う除菌運転を所定時間行い、所定時間経過後に貯水室8内を冷却して貯水室8内の水を排水する冷却運転を実行するクリーニングモードを行う(ステップS104)。
ステップS104のクリーニングモードが終了したら、制御部49は、送風ファン14が所定の回転数(例えば、800rpm)で駆動するよう送風ファン制御手段51で制御し、貯水室8や送風通路15に送風して乾燥させることで菌の増殖を防止する乾燥モードを行い(ステップS105)、送風ファン14の駆動時間が所定時間(例えば、3時間)をカウントしたか判断し、3時間カウントしたら、送風ファン14を停止させて運転を終了する。
次に、本実施形態におけるミスト運転時の貯水室8内の加湿空気の流動について説明する。
前記ステップS103でミスト運転が開始され、ミストモータ11と送風ファン14とが所定の回転数で駆動すると、貯水室8の上部から空気が吹き込み、貯水室8内で発生したナノミストとマイナスイオンとを含んだ加湿空気がカバー27の上部から下部方向へ流動する。この時、蓋部材30によって加湿空気の進行が遮られることで接続口26まで達する加湿空気量が減少するため、オーバーフロー管25内へ流入する加湿空気量が減少し、オーバーフロー管25内へ加湿空気が流入することによる騒音の発生を防止することができる。
また、ミスト運転時はカバー27の下端が貯水室8内の水中に水没するよう設置されていることから、接続口26が水封状態となっているため、ミスト運転中において接続口26の下部から加湿空気が流入することがなく、オーバーフロー管25内へ加湿空気が流入することでの騒音の発生を防止することができる。
以上のように、貯水室8の壁面に平面視断面コの字状のカバー27を設置し、カバー27の下部で接続口26の上面を塞ぐように蓋部材30を設置したことで、ミスト運転時に送風ファン14が駆動することで加湿空気がカバー27の上部から下部方向へ流動しようとしても、カバー27と蓋部材30とにより接続口26が包囲されていることから、接続口26まで達する加湿空気量が減少するため、加湿空気がオーバーフロー管25内へ流入することでの騒音の発生を防止することができる。
また、ミスト運転中はカバー27の下端が貯水室8の水中に水没していることで、カバー27の平行面a及び垂直面bと蓋部材30と貯水室8の壁面とで接続口26が水封されるため、接続口26の下部から加湿空気が流入せず、オーバーフロー管25加湿空気が流入することによる騒音の発生を防止することができる。
なお、本実施形態では給水管20の端部を支持するカバー27の下部に蓋部材30を設置して接続口26を水封する構成としたが、接続口26の対向面、側面及び上面のみを包囲し下面が水封されるような包囲構造を貯水室8の壁面に設置した構成であってもよく、送風ファン14が駆動した時にオーバーフロー管25へ流入する加湿空気量が低下する構成であればよい。
また、本実施形態では貯水室8内にある水を回転体10を回転駆動させることで揚水し、多孔部13で破砕させることで発生したナノミストとマイナスイオンとを加湿空気として室内へ放出する加湿装置で説明したが、水を含ませたフィルタに対して送風することで加湿空気を室内へ放出する気化式の加湿装置であってもよい。
また、本実施形態における構成や制御内容は一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図しておらず、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1 器具本体
8 貯水室
10 回転体(加湿空気発生手段)
12 多孔体(加湿空気発生手段)
13 多孔部(加湿空気発生手段)
14 送風ファン
15 送風通路
16 フィルター
25 オーバーフロー管
26 接続口
27 カバー(遮蔽手段)
30 蓋部材(遮蔽手段)

Claims (3)

  1. 器具本体と、該器具本体内にあり水を貯水する貯水室と、該貯水室内に設置され空気中に水分を含ませて加湿空気とする加湿空気発生手段と、前記貯水室より上流側に設置され前記加湿空気発生手段で発生した加湿空気を室内へ送風する送風ファンと、前記貯水室より下流側で接続し前記送風ファンにより送風された加湿空気が流通する送風通路と、該送風通路の途中に設置されたフィルターと、前記貯水室の壁面に形成された接続口を介して前記貯水室と接続し所定水位を超えた水を排水するオーバーフロー管とを備え、
    前記接続口が形成された前記貯水室の壁面には、前記接続口と対向する位置にあり前記貯水室と前記接続口との間を仕切る平行面と、前記接続口の側方にあり前記貯水室と前記接続口との間を仕切る垂直面と、前記接続口の上方にあり前記貯水室と前記接続口との間を仕切る蓋部材とで構成された遮蔽手段が設置され、
    前記遮蔽手段と前記接続口が形成された前記貯水室の壁面とで前記貯水室から前記接続口へ連通する流路が形成され、
    前記遮蔽手段は、前記貯水室を平面視したときの前記接続口が形成された前記貯水室の壁面に対して平行な方向に延びる前記平行面の幅が前記接続口が形成された前記貯水室の壁面に対して垂直な方向に延びる前記垂直面の幅よりも長く、かつ前記接続口が形成された前記貯水室の壁面、前記平行面、及び前記垂直面とで形成される空間を平面視した断面積が前記接続口の断面積よりも大きいことを特徴とする加湿装置。
  2. 前記遮蔽手段の前記接続口の対向面と側面を覆う部分の下端が前記貯水室の水中に水没していることを特徴とする請求項1記載の加湿装置。
  3. 前記加湿空気発生手段は、前記貯水室内に下端を水没させ回転により水を汲み上げて飛散させる筒状の回転体と、該回転体を回転駆動させるミストモータと、前記回転体の回転により飛散された水が衝突する衝突体とで構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の加湿装置。
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