JP6657000B2 - ミスト発生装置 - Google Patents

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この発明は、負イオンが帯電した微細ミストを含む加湿空気を室内へ供給するミスト発生装置に関するものである。
従来、この種のものでは、貯水室内の水をミスト発生手段で破砕することで負イオンが帯電した微細ミストを発生させ、送風ファンにより送風口から器具本体外へ微細ミストを含んだ加湿空気を室内へ送風するミスト運転を実施するものがあり、室内の湿度や設定されたモードに応じて加湿量と風量を調節し、器具本体が配置された室内の相対湿度を変化させるミスト発生装置があった。(例えば、特許文献1)
特開2015−222156号公報
しかし、この従来のものでは、ミスト運転の実施時に送風ファンを駆動させて室内の空気を器具本体内へ取り込む時、室内に存在する塵埃が空気と共に器具本体内に取り込まれ、送風口から室内へ向けて送風される加湿空気中に塵埃が含まれることがあり、室内の空気清浄が阻害されていた。この対策として、器具本体内に塵埃を捕集可能なフィルターを設置した風路を形成し、塵埃を捕集し空気清浄を行う清浄モードを設けて実施することで、フィルタが設置された風路内を空気が流動することで室内の塵埃を捕集し、空気清浄を行う方法があった。
しかしながら、器具本体内に塵埃を捕集可能なフィルター等を設置して清浄モードを設ける方法では、清浄モードを使用者が選択して実施する必要があることから清浄モードが選択されない限り塵埃の捕集による空気清浄ができず、また、清浄モードを実施して塵埃を捕集しても、捕集した塵埃を器具本体外へ排出する作業が別に必要となるため使い勝手が悪く、改善の余地があった。
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、当該器具本体内にあり水を貯水し空気が流入する吸入経路と空気が排出される送風経路とが接続された貯水室と、当該貯水室内の水を回転により汲み上げて外周方向へ飛散させる回転体と、当該回転体を回転可能となるように軸支した駆動軸と接続するミストモータと、前記回転体に設置され飛散した水が衝突することで負イオンが帯電した粒径の小さな微細ミストと正イオンが帯電した粒径の大きな大径水滴とを発生させる衝突体と、当該衝突体により発生した微細ミストを含む加湿空気を前記送風経路の下流側に配置された送風口から送風する送風ファンと、前記貯水室に一端が接続され配管途中に前記貯水室内の残水を前記器具本体外へ排水するかを切り替え可能な排水切り替え手段が設置された排水管と、
前記器具本体が設置された室内へ加湿空気を前記送風口から送風するミスト運転の実施有無を切り替える運転切り替え手段と、
当該運転切り替え手段で前記ミスト運転の開始指示が出されたと判断したら、前記ミストモータ及び前記送風ファンを駆動させ、前記運転切り替え手段で前記ミスト運転の終了指示が出されたと判断したら、前記ミストモータ及び前記送風ファンの駆動を停止し前記排水切り替え手段を切り替えて前記貯水室内の水を前記器具本体外へ排水する制御部とを備え、
前記吸入経路の途中に設置された針電極へ負極性の直流電圧印加し、空気中の塵埃に対して負イオンを帯電させる帯電手段を設置し、前記制御部は、前記ミスト運転の開始指示が出されたと判断したら前記針電極へ負極性の直流電圧を印加して前記吸入経路内の塵埃に負イオンを帯電させ、前記貯水室内へ流入する負イオンが帯電した塵埃を前記大径水滴に付着させ水中へ落下させることを特徴としている。
この発明によれば、貯水室内の水が回転体により吸い上げられ衝突体で破砕されることで、負イオンが帯電した微細ミストと正イオンが帯電した大径水滴とが生成されることから、貯水室の吸入経路の途中に負極性の直流電圧が印加されることで空気中の塵埃に対して負イオンを帯電させる帯電手段を設置したことで、負イオンが帯電した塵埃が正イオンが帯電した大径水滴に引き寄せられ、大径水滴の質量が増加して貯水室の水中に落下し、ミスト運転の終了時に貯水室内の残水と共に塵埃が器具本体外へ排出されるため、塵埃の捕集及び排出を実施するための風路や清浄モードを別に設ける必要がなく、ミスト運転の実施及び停止により可能としたので使い勝手が向上する。
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 同実施形態の貯水室付近を説明する図
次に、この発明の一実施形態におけるミスト発生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は器具本体1内の略中段高さ位置にあって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円周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外周方向へ飛散させる。
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が設置されている。
前記ミスト発生部を構成するミストモータ11を駆動させ、回転体10を回転させたことで発生する遠心力で貯水室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、水を微細化して粒径がナノメートル(nm)サイズのミスト(以下、微細ミスト)が多量に生成されると共に、比較的粒径の大きな水滴(以下、大径水滴)とが生成され、水の微細化によるレナード効果によって微細ミストに負イオンが帯電し、大径水滴に正イオンが帯電した状態となる。
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の上部方向へ送風する送風ファン、15は貯水室8と送風口2とを接続し貯水室8内で発生した微細ミストを含む加湿空気を送風口2へ送る送風経路、16は該送風経路15の途中に設置され加湿空気に含まれる大径水滴を分離し、微細ミストを含む加湿空気が送風口2から室内へ多量に送風されるようにする板状のフィルタであり、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の底面に形成され図示しない集塵フィルターを備えた吸気口17から吸い込んだ室内空気を器具本体1の上部方向へ送風され、貯水室8の上流側に形成された吸入経路18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内へ流入した室内空気が微細ミストを含んだ加湿空気になり、当該加湿空気が前記送風経路15内を上昇して、送風経路15と接続した送風口2から室内へ送風されることで、微細ミストを含んだ加湿空気を室内に供給することができる。
19は貯水室8内に設置され貯水を加熱する加熱ヒータであり、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20で検知される温度が所定温度となるよう、ON/OFF状態が適宜切り替えられる。
21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。
22は貯水室8側面に接続され、貯水室8内に市水を給水する給水管であり、該給水管22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23と、給水圧を所定値まで減圧する減圧弁24とが備えられている。
25は貯水室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25の配管途中には、電磁弁を開閉して貯水室8内水の排水を制御する排水切り替え手段としての排水弁26が備えれている。
27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、28は送風ファン14の近傍に設置され、器具本体1の下部にある銅製の網が設置された吸気口17へ吸い込まれる室内空気の温度を検知する吸気温度センサ、29は前記吸気温度センサ28の近傍に設置され、器具本体1が設置された室内の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19のON/OFF状態を切り替える。
操作部6には、ミスト運転の開始及び停止を指示する運転切り替え手段としての運転スイッチ30と、加熱ヒータ19のON/OFF状態を切り替えることで貯水室8内の貯水温度を変化させ、送風口2から室内に送風される加湿空気に含有可能な水分量の割合を変化させた3段階の加湿レベルと、湿度センサ29で検知された湿度が予め設定された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31と、ミストモータ11と送風ファン14との回転数の大小を設定可能な三段階の風量レベルと、湿度センサ29で設定された湿度が予め設定された湿度となるよう前記風量レベルを変化させるオードモードとから選択可能な風量スイッチ32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33と、前記加湿スイッチ31及び前記風量スイッチ32での設定に関わらず、消費電力の低いミスト運転であるエコモードを設定するエコモードスイッチ34と、現在時刻を設定する時刻設定スイッチ35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36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30が操作されたら点灯する運転ランプ37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38と、加湿スイッチ31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39と、風量スイッチ32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40と、タイマー切替スイッチ33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41と、エコモードスイッチ34が操作されエコモードが設定されたら点灯するエコモードランプ42と、時刻設定スイッチ35で設定された現在時刻を表示する時刻表示パネル43と、チャイルドロックスイッチ36が操作されたら点灯するチャイルドロックランプ44とが備えられている。
45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46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47と、加熱ヒータ19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48とが備えられている。
49は吸入経路18の途中に設置され針先でコロナ放電を生じさせることでイオンを周囲に飛散する針電極、50は当該針電極49に高電圧を印加する駆動回路であり、当該駆動回路50から負極性の直流電圧を前記針電極49に印加することで、前記針電極49の先端近傍から負イオンを周囲に飛散させることができ、前記針電極49と、前記駆動回路50と、前記針電極49と前記駆動回路50とを接続するリード線51とで帯電手段が構成されている。
ここで、前記駆動回路50について詳述すると、駆動回路50は回路基板上に形成されており、駆動回路50と針電極49とはリード線51で接続されている。そして、駆動回路50は、高電圧を発生させるための高圧トランスを有する図示しない高電圧発生回路と、当該高電圧発生回路に所定の範囲内の電圧を供給する図示しないスイッチング回路と、交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換して前記スイッチング回路に供給する図示しない整流回路と、前記高電圧発生回路からの出力電圧が一定になるように前記スイッチング回路を制御する図示しない制御回路とを有する。
次に、この一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30が操作されたか、もしくはタイマー切替スイッチ33で設定された運転開始時刻になったら、制御部45は、排水弁26を開放して貯水室8内の水を排水し、水位センサ21でOFF信号が検知されたら、給水弁23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26を閉止することで給水弁23から流入する水を貯水室8内に供給し、水位センサ21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23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45は、貯水温度センサ20で検知される貯水温度が室温と同値になるまで加熱ヒータ制御手段48で加熱ヒータ19をON状態にして、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46及び送風ファン制御手段47で制御する立ち上げ動作を実行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45は、加湿スイッチ31及び風量スイッチ32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46と送風ファン制御手段47とで回転数を制御し、加熱ヒータ19のON/OFF状態を加熱ヒータ制御手段48で切り替えて制御して、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と共に、駆動回路50によって針電極49に負極性の直流電圧を印加して吸入経路18から貯水室8内へ流入する空気中に含まれる塵埃に対して負イオンが帯電するよう放電する通常運転モードを行う(ステップS103)。
ステップS103の通常運転モードの運転スイッチ30が操作され運転終了の指示があったと判断したら、制御部45は、ミストモータ11と駆動回路50により針電極49の駆動を停止させてから排水弁26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23を開放して貯水室8内を洗浄してから排水弁26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、その後、加熱ヒータ19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、その後、所定時間経過後に貯水室8内を冷却する冷却運転を実行し、貯水温度が所定温度以下になったら排水弁26を開放して排水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45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47で制御し、貯水室8や送風経路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、前記通常運転モード中に駆動し空気中の塵埃が負イオンを帯電した状態となるようにする針電極49による塵埃の捕集方法について詳述する。
まず、通常運転モードが開始され駆動回路50により針電極49に対して負極性の直流電圧が印加されると、当該針電極49近傍から負イオンが発生し周囲に飛散する。
針電極49近傍で負イオンが発生して周囲に飛散すると、図6で示すように送風ファン14により送風された空気中に含まれる塵埃に負イオンが付着し、塵埃が負の極性に帯電した状態となる。
負イオンが帯電した塵埃が貯水室8内に流入すると、図6で示すように回転体10により吸い上げられ多孔部13により破砕されることで発生する正イオンが帯電した大径水滴に負イオンが帯電した塵埃が引き寄せられ、塵埃が大径水滴に付着する。
そして、塵埃が付着することで質量が増加した大径水滴は、重力により貯水室8の底面方向へ向けて落下し、貯水室8の水中へ入水する。
なお、塵埃が付着した状態の大径水滴が貯水室8の壁面に付着しても、貯水室8の壁面に付着した他の水滴と混ざり合うことで質量が増加し、壁面から滴り落ちて貯水室8の水中に入ることから、貯水室8の壁面が塵埃で汚れた状態となることが防止される。
また、回転体10により吸い上げられ多孔部13によって破砕されて発生した微細ミストは負イオンが帯電した状態であることから、負イオンが帯電した塵埃と微細ミストとは同極性であり反発するため、針電極49に高電圧が印加されて塵埃に負イオンが帯電しても微細ミストが塵埃に付着することがなく、送風口2から送風される加湿空気中に含まれる微細ミスト量の減少を招かない。
そして、運転スイッチ30が操作されミスト運転の終了が指示されたら、排水弁26を開放して貯水室8内の水を器具本体1外へ排水することから、大径水滴に付着し水中へ落下した塵埃が排水と共に器具本体1外へ排出されるため、貯水室8内に塵埃が溜まり続けることがなく、使用者が定期的に器具本体1を構成する前パネル等を外して塵埃を取り除く必要がない。
以上のように、吸入経路18の途中に針電極49を設置し、ミスト運転開始時に駆動回路50により針電極49に負極性の直流電圧を印加することで、吸入経路18から貯水室8内へ向かう空気中の塵埃に負イオンを帯電させ、負イオンが帯電した塵埃が貯水室8内で発生した正イオンが帯電する大径水滴に引き寄せられて付着することで質量が増加した大径水滴が水中に落下し、ミスト運転終了後に貯水室8内の水が排水管25を介して器具本体1外へ排水されるため、ミスト運転の実施により器具本体1内を加湿すると共に空気中に含まれる塵埃を集塵して空気を清浄化させ、更に、集塵した塵埃について使用者が清掃等することなく器具本体1外へ排出することができるため、使い勝手が向上する。
また、針電極49で空気中に含まれる塵埃を負イオンが帯電した状態とすることにより、貯水室8内で回転体10と多孔部13により発生する微細ミストと極性が同一になり、微細ミストが塵埃へ引き寄せられることがないため、微細ミストが塵埃に付着して貯水室8の水中に落下することがなく、負イオンが帯電した微細ミストを多量に飛散させて室内を快適な環境にすることができる。
また、針電極49により貯水室8内へ負イオンが帯電した塵埃と共に負イオンが帯電した空気が送風されることで、貯水室8内における負イオン量が増加することから、極性間の静電引力により負イオンが帯電した空気が貯水室8内で発生する正イオンが帯電した大径水滴と結合することで、負イオンが帯電した微細ミストが正イオンが帯電した大径水滴と結合して負イオンを失うことが減るため、針電極49を設置しない場合と比較して送風口2から室内へ送風される加湿空気中に含まれる微細ミスト量が増加し、負イオンが帯電した微細ミストを室内へより多量に送風することができる。
また、本実施形態で用いたその他の構成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
2 送風口
8 貯水室
10 回転体
11 ミストモータ
13 多孔部(衝突体)
14 送風ファン
15 送風経路
18 吸入経路
25 排水管
26 排水弁(排水切り替え手段)
45 制御部
49 針電極(帯電手段)
50 駆動回路(帯電手段)
51 リード線(帯電手段)

Claims (1)

  1. 器具本体と、当該器具本体内にあり水を貯水し空気が流入する吸入経路と空気が排出される送風経路とが接続された貯水室と、当該貯水室内の水を回転により汲み上げて外周方向へ飛散させる回転体と、当該回転体を回転可能となるように軸支した駆動軸と接続するミストモータと、前記回転体に設置され飛散した水が衝突することで負イオンが帯電した粒径の小さな微細ミストと正イオンが帯電した粒径の大きな大径水滴とを発生させる衝突体と、当該衝突体により発生した微細ミストを含む加湿空気を前記送風経路の下流側に配置された送風口から送風する送風ファンと、前記貯水室に一端が接続され配管途中に前記貯水室内の残水を前記器具本体外へ排水するかを切り替え可能な排水切り替え手段が設置された排水管と、
    前記器具本体が設置された室内へ加湿空気を前記送風口から送風するミスト運転の実施有無を切り替える運転切り替え手段と、
    当該運転切り替え手段で前記ミスト運転の開始指示が出されたと判断したら、前記ミストモータ及び前記送風ファンを駆動させ、前記運転切り替え手段で前記ミスト運転の終了指示が出されたと判断したら、前記ミストモータ及び前記送風ファンの駆動を停止し前記排水切り替え手段を切り替えて前記貯水室内の水を前記器具本体外へ排水する制御部とを備え、
    前記吸入経路の途中に設置された針電極へ負極性の直流電圧印加し、空気中の塵埃に対して負イオンを帯電させる帯電手段を設置し、前記制御部は、前記ミスト運転の開始指示が出されたと判断したら前記針電極へ負極性の直流電圧を印加して前記吸入経路内の塵埃に負イオンを帯電させ、前記貯水室内へ流入する負イオンが帯電した塵埃を前記大径水滴に付着させ水中へ落下させることを特徴とするミスト発生装置。
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