JP7437257B2 - 加湿装置 - Google Patents

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本発明は、加湿装置に関し、特に貯水室内の水から加湿空気を発生させて送風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、貯水室内の水から回転体を用いたミスト発生手段によりミストを含む加湿空気を発生させ、送風ファンにより器具本体内に取り込んだ空気を貯水室を通過させ、ミストを含む加湿空気を居室内に送風するミスト運転を実施する加湿装置があり、ミスト運転を実施することで器具本体が配置された居室内の相対湿度を設定された範囲内となるように加湿すると共に居室内に浮遊する塵埃を貯水室の水中に取り込んで空気清浄を行い、室内の快適性を高めるものがあった。(例えば、特許文献1参照)
また、貯水室内にヒータを備え、貯水室の水を加温して前記ミスト発生手段によりミスト運転を実施することで器具本体が配置された居室内の相対湿度を設定された範囲内となるように加湿するものがあった。(例えば、特許文献2参照)
特開2004-28411号公報 特許第6630235号公報
この従来技術の特許文献1は、貯水室内に当該貯水室内の水位を検出する水位センサが設置され、この水位センサは、センサカバーによって覆われており、装置の運転時は送風ファンからの空気の圧力が水に加わり、また、回転体による回転で貯水室内の水が激しく動く。このため、貯水室内の水位を正確に検出するために、前記水位センサを前記センサカバーで覆ったものである。
しかし、この従来のものでは、前記カバーに貯水室の水滴が多量に付くため、長期に装置を使用し続けると、センサカバーの本体と蓋の隙間や継ぎ目にカルキやバイオフィルムが発生し、これがセンサカバー内の空気の抜け道を塞ぎ、水位センサカバー内の空気の逃げ場が無くなり、センサカバー内の水位が貯水室の水位を正確に表せず、正しい水位を検出できないという問題があった。
そのため、水位センサを覆うセンサカバー内の空間と、貯水室外を開口部を設けて連通させて前記センサカバー内の空気を貯水室外に逃がすことで、正しい水位を検出するという工夫もできる。
しかしながら、この工夫だけでは、特許文献2の如く、装置の運転中は貯水室内のヒータにより水が加温されるものがあり、貯水室内の湿気が前記開口部を経由して貯水室外の空間に漏れ出て、加湿装置内部の電装部品に付着し漏電を引き起こすという問題も考えられ、この工夫だけでは問題が解決しない。
また、前記センサカバーは前記水位センサを覆っているのみで、水位センサのリード線には貯水室の水滴が多量に付くため、長期に装置を使用し続けると、前記水位センサのリード線にカルキやバイオフィルムが発生し、このリード線を伝って毛細管現象により貯水室外へ水が漏れ出す可能性があった。
本発明はかかる背景を鑑みてなされたものであり、装置の運転中の貯水室の水位を正しく検出でき、同時に、カルキやバイオフィルムがリード線に付着することによる水漏れを防止することのできる加湿装置を提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、請求項1では、器具本体内に設置され水を貯める貯水室と、当該貯水室内に設置され前記貯水室内の水を汲み上げる回転体と、当該回転体と接続し前記回転体を回転させるミストモータと、前記回転体により周囲に飛散した水が衝突し加湿空気を発生させる衝突体と、前記回転体、前記ミストモータ、及び前記衝突体で発生した加湿空気を前記器具本体外へ送風する送風ファンと、前記貯水室の内部の水位を検出するための水位センサと、前記貯水室内で水位センサを覆い、下方が開放された有蓋筒状のカバーAと、前記貯水室の側面に配置した開口部Aと、前記開口部Aに接合して前記貯水室の外部と前記カバーAの内部を連通させる筒状のカバーBと、を備え、前記水位センサのリード線は前記カバーB内を貫通して前記貯水室の外部へ導出させたことを特徴とした。
請求項2では、前記カバーBの開口部の一方は、前記貯水室の前記開口部Aに接合し、他方は、前記カバーAに設けた開口部Bを貫通させるようにして前記カバーA内を臨ませ、前記開口部Bは、前記カバーBと前記カバーAとの間で通気口Aを形成し、前記貯水室の内部と前記カバーAの内部とは、前記通気口Aで連通させたことを特徴とした。
請求項3では、前記カバーAは、上下方向に開放されたカバーA本体と、前記カバーA本体の上部に位置し、下方に向けた折り曲げ部を有するカバーA蓋部とから構成され、前記開口部Bは、前記カバーA本体の上側に端面を有する面に設けたU字形状の切り欠き部と前記カバーA蓋部の折り曲げ部に設けたU字形状の切り欠き部とを向き合うようにして前記開口部Bを形成したことを特徴とした。
請求項では、前記貯水室にオーバーフロー穴を設け、前記開口部Aは、前記オーバーフロー穴より高い位置に設けたことを特徴とした。
請求項1によれば、前記貯水室の側面に配置した開口部Aと、前記開口部Aに接合して前記貯水室の外部と前記カバーAの内部を連通させる筒状のカバーBと、を備え、前記水位センサのリード線は前記カバーB内を貫通して前記貯水室の外部へ導出させたので、前記カバーAにカルキやバイオフィルムが付着しても、前記カバーA内の空気の圧力を貯水室外へ逃がすことができ、正しい水位を検出することができるほか、前記水位センサのリード線は、水滴の付着を避けて前記水位センサから前記貯水室外へ導けるため、カルキやバイオフィルムの付着を防止でき、従って前記リード線を伝っての水漏れを防止することができる。
請求項2によれば、前記開口部Bは、前記カバーBと前記カバーAとの間で通気口Aを形成し、前記貯水室の内部と前記カバーAの内部とは、前記通気口Aで連通させたので、前記カバーA内の空気の圧力を貯水室内へ逃がすことができ、正しい水位を検出することができる。
また、運転時に送風ファンから送られた風は、主には前記貯水室の上部の入り口から前記貯水室に進入し前記貯水室を通過して、水位センサより下流側の送風口から導出される。また、この風の支流として、前記送風ファンから送られた風は、前記貯水室の側壁に配置した前記開口部Aから前記貯水室へ進入し、前記通気口Aを経由し、前記貯水室内で合流して送風口から導出される。
これにより、前記貯水室内の湿気が前記開口部Aから前記貯水室外の空間に漏れ出て、加湿装置内部の電装部品に付着し、漏電を引き起こすことを防止できる。
また、前記通気口Aを設けたので、前記送風ファンから送られた風の一部は、前記開口部Aから前記貯水室へ進入し、前記通気口Aを通って前記貯水室に送られるため、前記カバーAの内側の水面を押す圧力と前記カバーAの外部の水面を押す圧力は同じとなるので、前記水位センサが前記貯水室内の正しい水位を検出できる。
請求項3によれば、前記開口部Bは、前記カバーA本体の上側に端面を有する面に設けたU字形状の切り欠き部と、前記カバーA蓋部の折り曲げ部に設けたU字形状の切り欠き部とを向き合うようにして前記開口部Bを形成したので、通気口Aがカルキで塞がれないよう清掃する際に、前記カバーA本体と前記水位センサを取り外すことなく、前記カバーA蓋部を外すことで前記カバーBに付いたカルキを清掃しやすくできる。
請求項によれば、前記開口部Aは、前記オーバーフロー穴より高い位置に設けたので、万一、前記貯水室が排水詰まりとなったり、または、前記水位センサの故障により水位が正しく検出できない場合でも、オーバーフロー穴から排水されるため、前記開口部Aからの水漏れを防止できる。
本発明の実施形態の外観を説明する斜視図 本発明の同実施形態の概略構成図 本発明の同実施形態の操作部を説明する図 本発明の同実施形態の制御ブロック図 本発明の同実施形態の要部の説明図 本発明の同実施形態の要部のA-A断面図 本発明の要部のA-A断面図の他の実施形態の説明図 本発明の他の実施形態の要部の説明図 本発明の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
図1~図9を参照して、本発明の実施形態に係る加湿装置を説明する。
なお、各図において、共通する構成要素や同種の構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を適宜省略する。
図1~図4に示すように、1は器具本体、2は器具本体1上部に器具本体1の前面と平行な位置関係となるよう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、8は器具本体1の底面及び前面下方に形成され室内空気を器具本体1内に取り込む吸入口である。
10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10内には、水に下端を水没させ駆動軸11に軸支された筒状の回転体12が備えられている。
前記回転体12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11に接続され回転体12を回転駆動させるミストモータ13を駆動させ、回転体12が回転することによる回転の遠心力で貯水室10の水を汲み上げ、回転体12の外壁および内壁を伝わせて水を押し上げて、回転体12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12の内壁を伝わせて押し上げた水を回転体12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。
14は回転体12の上部外周に所定間隔を離間させて位置し回転体12と共に回転する円筒状の多孔体で、該多孔体14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15が設置されている。
前記ミストモータ13を駆動させ、回転体12を回転させることで発生する遠心力で貯水室10内の水を汲み上げると共に空気を飛散させ、多孔部15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が負イオンに帯電し、大径水滴は正イオンに帯電した状態となる。
そして、回転体12、ミストモータ13、及び衝突体としての多孔部15で加湿空気発生手段が構成される。
20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の乾燥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であり、21は当該送風ファン20の下流側にあり送風が通過する送風経路であり、器具本体1の下部から吸い込まれた乾燥空気が前記送風経路21を通過して器具本体1の上部へ案内され、貯水室10の上部にありミストモータ13が載置された風洞22を介して貯水室10内へ流入する。
なお、前記送風経路21は筐体で外部と区画された形態に限られず、例えば、ホース等による専用の区画壁により流路を形成したものであってもよい。
23は貯水室10の上方の他端に風路の下流側が鉛直上側となるよう接続され貯水室10内で発生した微細ミスト及び大径水滴を含む加湿空気が内部を流通する気水分離風路であり、24は当該気水分離風路23内の途中に複数設置され鉛直上方へ傾斜する傾斜面を備えたバッフル板であり、気水分離風路23内の上段、中段、下段にそれぞれ設置されている。
25は気水分離風路23の壁面を貫通し送風経路21を流通する空気の一部が流入可能なバイパス流入口であり、バイパス流入口25から気水分離風路23内へ空気が流入することで、貯水室10から上昇してきた加湿空気の風量を増大させ、送風口2から室内へ送風される加湿空気の送風量を上昇させることができる。
30は貯水室10内に設置され貯水を加熱する加熱ヒータであり、貯水室10の外壁に設置され貯水温度を検知する貯水温度センサ31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。
32は貯水室10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10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10内が満水となったら満水信号を出力する。
40は貯水室10側面に接続され貯水室10内に市水を給水する給水管であり、該給水管40の配管途中には、電磁弁を開閉して貯水室10内への給水を制御する給水弁41と、給水圧を所定値まで減圧し一定流量で貯水室10内へ給水可能とする減圧弁42と、が備えられている。
50は貯水室10底部に接続され貯水室10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50の配管途中には、電磁弁を開閉して貯水室10内の水の排水を制御する排水切り替え手段としての排水弁51と該排水弁51より下流側にオーバーフロー管52との合流部が備えられている。
また、前記貯水室10の側面には、オーバーフロー管52を接続するオーバーフロー穴53を設けてある。
60は送風口2の上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、61は送風ファン20の近傍に設置され器具本体1の下部から吸い込まれた室内空気の温度を検知する吸気温度センサ、62は前記吸気温度センサ61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13や送風ファン20の回転数を変化させ、加熱ヒータ30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スイッチ70と、加熱ヒータ30のON/OFF状態を切り替えて貯水室10内の貯水温度を調節し所定時間あたりの加湿量を変化させる3段階の加湿レベルと、湿度センサ62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設定可能な加湿スイッチ71と、ミストモータ13と送風ファン20との回転数の大小を設定可能な4段階の風量レベルと、湿度センサ62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設定可能な風量スイッチ72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70が操作されたら点灯する運転ランプ73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74と、加湿スイッチ71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75と、風量スイッチ72で設定された風量レベルをL及び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76と、が備えられている。
80は各センサで検知された検知値、及び操作部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13を可変の回転数で駆動させるミストモータ制御手段81と、送風ファン20を所定の回転数で駆動させる送風ファン制御手段82と、加熱ヒータ30のON/OFF状態を切り替えて貯水室10内の水温を調節する加熱ヒータ制御手段83と、が備えられている。
次に、図5~図6にて水位センサ32の周辺の構成について説明する。
91は、貯水室10内の水位を正確に検出するために水位センサ32を覆う有蓋筒形状のカバーAであり、上下方に開放されたカバーA本体91aと、カバーA本体91aの上部に位置し下方に向けた折り曲げ部を有するカバーA蓋部91bとから構成される。
92は、貯水室10の外部とカバーA91の内部を連通させる筒状のカバーBで、カバーB92の一方の開口部は貯水室10の側面10aに設けた開口部A93と接合し、他方はカバーA91の側面に設けた開口部B94を貫通させるようにしてカバーA91内を臨ませてある。
開口部B94は、カバーA本体91aの上側に端面を有する面に設けたU字形状の切り欠き部94aと、カバーA蓋部91bの折り曲げ部に設けたU字形状の切り欠き部94bとを向き合うようにして形成される。
また、開口部B94は、カバーA91とカバーB92の間に通気口A95を形成し、通気口A95によって貯水室10の内部とカバーA91の内部とは連通している。
また、カバーA本体91aの下端の全周は、貯水室10の水位が低下して所定水位以下になったら水位センサ32がOFF信号を出力する水位より下方で水没している。なお、カバーA本体91aの下端は一部に図示しない切り欠き部を有し、他は貯水室10の底部に接していてもよい。
水位センサ32のリード線32aは、カバーA91の内部からカバーB92の内部を経て開口部A93を貫通し、貯水室10の外部へ導出する。
これにより、カバーA91とカバーB92によってリード線32aは貯水室10内の水滴が付くことなく、貯水室10の外部へ導出でき、毛細管現象によってリード線32aを伝って貯水室10外への水漏れを起こす心配がない。
また、カバーA本体91aとカバーA蓋部91bの板金の隙間にカルキが付着して通気口としての隙間が塞がったとしても、カバーB92および通気口A95が通気口となるため、貯水室10内の水位が上昇または低下したとき、カバーA91内の空気はカバーA91外部へ抜けるため、水位センサ32は貯水室10の水位を正しく検出できる。
また、送風ファン20から送られた風の一部は、貯水室10の側壁10aに配置した開口部A93から貯水室10へ進入し、カバーA91内と通気口A95を経由し、貯水室10内で合流するため、カバーA91内の湿気が開口部A93から貯水室10外の空間に漏れ出て、加湿装置内部の電装部品に付着し、漏電を引き起こすことを防止できる。
また、送風ファン20から送られた風の一部は、開口部A93からカバーA91内へ進入し、カバーA91内の圧力が高まってカバーA91内の水位を下げる方向に作用する。このとき、カバーA91の内部の水面を押す圧力とカバーA91の外側の水面を押す圧力とバランスが取れないと、正しい水位を検出できないが、通気口A95を設けたので、送風ファン20から送られた風の一部は、開口部A93から貯水室10へ進入し、通気口A95を通って貯水室10に送られるため、カバーA91の内側の水面を押す圧力とカバーA91の外部の水面を押す圧力は同じとなるので、水位センサ32が貯水室10内の正しい水位を検出できる。
なお、図7に示すように、開口部B94はカバーA本体91aの上側に端面を有する面に設けたL字形状の切り欠き部94aと、カバーA蓋部91bの折り曲げ部に設けたL字形状の切り欠き部94bとを向き合うようにして形成してもよい。
なお、図8に示すように、上面と側面で構成されるカバーC96により、貯水室10の内側から貯水室10の壁面に設けた開口部D97をカバーC96で覆うように取り付けるとともに、水位センサ32のリード線32aは開口部D97を貫通して貯水室10の外部へ導出させ、さらに、カバーC96の内側とカバーC96の外側とを通気口B98で連通させてもよい。
貯水室10には、排水弁51がカルキなどによりが排水詰まりとなったり、水位センサ32の故障により水位が正しく検出できない場合に、貯水室10の水を排水管50へ排水するためのオーバーフロー管52と貯水室10とを連通するオーバーフロー穴53があり、開口部A93および開口部D97は、オーバーフロー穴53より高い位置に設けてあり、開口部A93および開口部D97からの水漏れを防止している。
(一連の運転動作の説明)
次に、図9にて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説明する。
まず、操作部6の運転スイッチ70が操作されたら、制御部80は、排水弁51を開放して貯水室10内の水を排水する。水位センサ32でOFF信号が検知されたら、給水弁41を開放して貯水室10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51を閉止する。そして、水位センサ32でON信号が検知されたら、所定量の水が貯水室10内に供給されたとして給水弁41を閉止し、一連の水入替モードを終了する(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80は、貯水温度センサ31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83で加熱ヒータ30をON状態にして、ミストモータ13及び送風ファン20が所定の回転数となるようミストモータ制御手段81及び送風ファン制御手段82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80は、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13と送風ファン20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81と送風ファン制御手段82とで回転数を制御し、加熱ヒータ30のON/OFF状態を加熱ヒータ制御手段83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通常運転モードを行う(ステップS103)。
この通常運転モード時、貯水室10内の水位が低下し水位センサ32でOFF信号が検知されたら、制御部80は、給水弁41を開放し、貯水室10内に水を供給する。
ステップS103の通常運転モード中に運転スイッチ70が操作され運転終了の指示があったか、あるいは、所定の運転継続時間が経過したと判断したら、制御部80は、加熱ヒータ30をOFF状態にしてミストモータ13を停止させてから排水弁51を開弁して貯水室10内の水を排水し、所定時間経過したら給水弁41を開放して、貯水室10内を洗浄してから排水弁51を閉止して貯水室10内に所定量だけ貯水する水入替運転を行う。
その後、加熱ヒータ30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10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51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80は、送風ファン20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82で制御し、貯水室10や送風経路21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20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20を停止させて運転を終了する。
なお、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
10 貯水室
12 回転体
13 ミストモータ
15 多孔部(衝突体)
20 送風ファン
32 水位センサ
53 オーバーフロー穴
91 カバーA
91a カバーA本体
91b カバーA蓋部
92 カバーB
93 開口部A
94 開口部B
94a、94b 切り欠き部
95 通気口A
96 カバーC
97 開口部D
98 通気口B

Claims (4)

  1. 器具本体内に設置され水を貯める貯水室と、
    当該貯水室内に設置され前記貯水室内の水を汲み上げる回転体と、
    当該回転体と接続し前記回転体を回転させるミストモータと、
    前記回転体により周囲に飛散した水が衝突し加湿空気を発生させる衝突体と、
    前記回転体、前記ミストモータ、及び前記衝突体で発生した加湿空気を前記器具本体外へ送風する送風ファンと、
    前記貯水室の内部の水位を検出するための水位センサと、
    前記貯水室内で水位センサを覆い、下方が開放された有蓋筒状のカバーAと、
    前記貯水室の側面に配置した開口部Aと、前記開口部Aに接合して前記貯水室の外部と前記カバーAの内部を連通させる筒状のカバーBと、
    を備え、
    前記水位センサのリード線は前記カバーB内を貫通して前記貯水室の外部へ導出させたことを特徴とする加湿装置。
  2. 前記カバーBの開口部の一方は、前記貯水室の前記開口部Aに接合し、
    他方は、前記カバーAに設けた開口部Bを貫通させるようにして前記カバーA内を臨ませ、
    前記開口部Bは、前記カバーBと前記カバーAとの間で通気口Aを形成し、
    前記貯水室の内部と前記カバーAの内部とは、前記通気口Aで連通させたことを特徴とする請求項1に記載の加湿装置。
  3. 前記カバーAは、上下方向に開放されたカバーA本体と、前記カバーA本体の上部に位置し、下方に向けた折り曲げ部を有するカバーA蓋部とから構成され、
    前記開口部Bは、前記カバーA本体の上側に端面を有する面に設けたU字形状の切り欠き部と、
    前記カバーA蓋部の折り曲げ部に設けたU字形状の切り欠き部とを向き合うようにして前記開口部Bを形成したことを特徴とする請求項2に記載の加湿装置。
  4. 前記貯水室にオーバーフロー穴を設け、前記開口部Aは、前記オーバーフロー穴より高い位置に設けたことを特徴とする請求項1からに記載の加湿装置。
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