JP2017089902A

JP2017089902A - 加湿器および加湿機能付空気清浄機

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Publication number: JP2017089902A
Application number: JP2015215747A
Authority: JP
Inventors: 阿部　利浩; Toshihiro Abe; 利浩阿部
Original assignee: Dainichi Co Ltd
Current assignee: Dainichi Co Ltd
Priority date: 2015-11-02
Filing date: 2015-11-02
Publication date: 2017-05-25
Anticipated expiration: 2035-11-02
Also published as: JP6441779B2

Abstract

【課題】簡単な構成でありながら高さ方向に大きくした気化フィルタ全体に均等に吸水させることが可能となる加湿器および加湿機能付空気清浄機を提供すること。【解決手段】シート材をプリーツ状に折り重ねて形成され、送風経路中に設置される気化フィルタ１２と、気化フィルタ１２上方に配置され、気化フィルタ１２の最上部から水を供給する水供給手段１５,１６と、吸込口から送風経路に空気を取り入れ、気化フィルタ１２を通過させて加湿した空気を吹出口から排出する送風機とを備え、気化フィルタ１２は、プリーツの折り線が高さ方向に重なるように設置されるようにした。【選択図】図４

Description

本発明は、気化フィルタに給水させた水を気化して室内空気を加湿する加湿運転を行う加湿器および加湿機能付空気清浄機に関するものである。

従来の加湿機能を備えた機器において、水を含んだ気化フィルタに送風することにより加湿空気を発生させる、いわゆる気化式の加湿装置が広く用いられている。気化フィルタに吸水させる方法としては種々のものがあるが、気化フィルタの毛細管現象により水槽部内の水を吸い上げるものが提案されている。例えば、特許文献１のように、シート状の不織布をプリーツ状に折り重ねた気化フィルタを水槽部内の水に浸漬させて設置し、水を吸い上げて湿潤させた気化フィルタに送風するものがある。

また、水槽部内の水を汲み上げて気化フィルタの上方から水を供給するものが提案されている。例えば、特許文献２のように、プリーツ状の気化フィルタの上方に設置した散水手段に送水ポンプで水を汲み上げ、散水手段に設けた複数の散水孔により気化フィルタの左右幅方向に均一に散水して吸水させるものがある。

特開２０１３−００２７３０号公報特開２００９−０１９８２１号公報

このような気化フィルタを使用する加湿装置において、加湿量を多くするためには気化フィルタを大きくして気化フィルタ中に保持できる水分量を増やしたり、送風機の回転数を上げて風量を増やすことで水の気化量を増やす必要がある。しかしながら、特許文献１の構造では、気化フィルタが水を吸い上げる能力には限界があり、高さ方向に大きくした場合にはある高さからは気化フィルタを湿潤させることが難しくなるので、加湿量は頭打ちとなってしまう。これに対して、気化フィルタを厚さ方向に大きくした場合には保持できる水分量を増やすことができるが、その反面、気化フィルタが厚いために通過する送風空気の空気抵抗が増大してしまうので、風量を得ようとすると送風機の回転数を大きくしなければならず、騒音が大きくなってしまう。

また、特許文献２の構造では気化フィルタの上方から水を供給することから、気化フィルタを高さ方向に大きくした場合でも気化フィルタを湿潤させることが可能なので、空気抵抗を増大させることなく加湿量を増大させることができる。しかしながら、気化フィルタはプリーツの折り線が左右幅方向に位置するように設置されており、気化フィルタに供給された水は重力によって折り線に沿うように気化フィルタの上方から下方へと流れていくため、左右幅方向には拡散しにくい。このため、散水孔を左右幅方向に複数箇所設ける必要があるが、気化フィルタ全体に満遍なく行き渡らせるためには複数の散水孔から均等に水を供給しなければならない。この場合、どの散水孔からも同量の水を供給するため、ポンプから近い孔径を小さくするなどして供給圧力を調整する必要があり、孔径を小さくした場合には水分中に含まれるミネラル分の堆積によって散水孔が詰まるなどの問題が発生する可能性がある。加えて、均等に水を供給するためには断続的に送水ポンプを駆動させるプログラムを搭載する必要があるが、水の供給速度と気化速度のバランスがずれると吸水が追いつかない部分が生じたり、逆に供給過多となり空気抵抗が増大する恐れがあるなど調整が難しく、設計が複雑になってしまっていた。

本発明は上記課題を解決するためのもので、簡単な構成でありながら高さ方向に大きくした気化フィルタ全体に均等に吸水させることが可能となる加湿器および加湿機能付空気清浄機を提供することを目的とする。

本発明は、吸込口と吹出口を連通する送風経路と、シート材をプリーツ状に折り重ねて形成され、前記送風経路中に設置される気化フィルタと、前記気化フィルタ上方に配置され、前記気化フィルタの最上部から水を供給する水供給手段と、前記吸込口から前記送風経路に空気を取り入れ、前記気化フィルタを通過させて加湿した空気を前記吹出口から排出する送風機とを備え、前記気化フィルタは、プリーツの折り線が高さ方向に重なるように設置されることを特徴とする加湿器および加湿機能付空気清浄機に係わるものである。

また、前記水供給手段は、前記気化フィルタの中央部を避けて水を供給することを特徴とする請求項１記載の加湿器および加湿機能付空気清浄機に係わるものである。

また、前記気化フィルタは、プリーツの折り線を水平方向に対して傾斜して設置されることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の加湿器および加湿機能付空気清浄機に係わるものである。

上述の構成にすることにより、毛細管現象と重力によって気化フィルタ全体に満遍なく水を行き渡らせることができるので、簡単な構成でありながら高さ方向に大きくした気化フィルタ全体に均等に吸水させることが可能となる加湿器および加湿機能付空気清浄機を提供することができる。

本発明における加湿機能付空気清浄機の外観斜視図である。本発明における加湿機能付空気清浄機の側面側の概略構成図である。本発明の制御部のブロック図である。本発明の気化フィルタと水供給手段の構成を正面側から見た概略図である。本発明の他の実施例における気化フィルタと水供給手段の構成を正面側から見た概略図である。

好適と考える本発明の最良の形態を、本発明の作用効果を示して簡単に説明する。

本発明の加湿器および加湿機能付空気清浄機は、送風経路中に設置される気化フィルタに上方から水を供給するものであり、気化フィルタはシート材を折り重ねて形成されたプリーツの折り線が高さ方向に重なるように設置されるものである。つまり、プリーツ最上面に供給した水は気化フィルタの毛細管現象により左右幅方向に拡散し、この面に吸水しきれない水は重力により下段のプリーツ面に拡散する。そして、この毛細管現象と重力による拡散がプリーツ最下面まで繰り返されるので、気化フィルタを高さ方向に大きくしても気化フィルタ全体に満遍なく水を行き渡らせることができる。

さらに、供給した水は左右幅方向に拡散しやすいことから、水供給手段を左右幅方向に複数箇所設ける必要がなく、プリーツ最上面の少なくとも一箇所に供給するだけで気化フィルタ全体に均等に吸水させることができるので、水供給手段を簡単な構成とすることができる。

また、気化フィルタに水を供給する位置は気化フィルタ最上面の中央部を避けることとした。つまり、送風空気が多く通過する気化フィルタ通気面の中央付近には直接水を供給しないことで、この部分には水が溜まりにくくなり、送風空気の空気抵抗が増大せず、気化フィルタへの送風空気の通過を妨げないようにすることができる。

また、気化フィルタはプリーツの折り線を水平方向に対して傾斜した姿勢で設置されるようにした。つまり、気化フィルタに吸水しきれない水はプリーツの折り目に沿って低い方向へと流れて行き、気化フィルタの端面より気化フィルタ外部に流れ落ちる。これにより、余剰分の水が気化フィルタに溜まることなく排水されやすくなる。

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

図１は本発明における加湿機能付空気清浄機の外観斜視図である。本体１天面には加湿機能付空気清浄機の運転開始・運転停止の指示や運転モードの切換などを入力するための各種スイッチを備えた操作部２、加湿および浄化した空気を吹き出す吹出口３が設けられている。本体１側面には室内の空気を本体１に取り入れるための吸気口４が設けられており、また、水槽部５と、水槽部５に水を供給する給水タンク６が着脱自在に設けられる。

図２は加湿機能付空気清浄機の側面から見た概略構成図である。本体１内部には、空気清浄手段７を有し、この空気清浄手段７の下流側に加湿空気を発生させる加湿手段８と、送風機９とを備えている。また、空気清浄手段７は、集塵フィルタ１０および脱臭フィルタ１１によって構成された縦長箱形状の空気清浄フィルタであり、吸気口４の風路下流側で本体１前面に対向する位置に設けられている。

加湿手段８は、水槽部５と、水槽部５内の水面より上方に配置される縦長箱形状をなす気化フィルタ１２と、水槽部５内の水を汲み上げ気化フィルタ１２の上方に水を供給する水供給手段１３とから構成されている。気化フィルタ１２は、吸水性のあるシート状の不織布に通気しやすいように細かい通気孔を設け、これをプリーツ状に折り重ねて形成したプリーツフィルタである。気化フィルタ１２は、このプリーツの折り線が本体１正面側を臨むとともに、高さ方向に重なるように本体１内に設置される。

また、この気化フィルタ１２が水を保持することで重くなって形状が歪んだり倒れたりすることのないように形状を保持するため、気化フィルタ１２の外側はフィルタ枠１４によって囲われている。このフィルタ枠１４は、本体１の前後方向および上下方向に開口面を有する箱形状をなし、気化フィルタ１２の折り線が並ぶ面がフィルタ枠１４の前後方向の開放面に臨むようになっている。なお、気化フィルタ１２の形状を保持する方法としてはこのようなフィルタ枠１４に限定されず、本体１内部に気化フィルタ１２を設置したときに本体１のケーシングの内部構造を利用して気化フィルタ１２を周囲から支持するような方法でもよい。

水供給手段１３は、水槽部５内に設置された送水ポンプ１５と、この送水ポンプ１５から気化フィルタ１２上方へと延伸させた給水管１６とから構成される。給水管１６の先端には給水口１７が一個形成されており、送水ポンプ１５により汲み上げられた水が給水口１７から気化フィルタ１２のプリーツ最上面に供給されるようになっている。また、給水口１７は、気化フィルタ１２のプリーツ最上面の中央部を避け、この面の左右幅方向の端部に一箇所配置される。

また、本体１内部には吸気口４から吹出口３に連通する送風経路１８が形成されており、加湿手段８の下流側に設けた送風機９の回転によって吸気口４から取り入れられた室内の空気は、空気清浄フィルタ７、気化フィルタ１２を介して送風経路１８を通過した後、吹出口３より室内に排出される。

図３は上述の構成からなる加湿機能付空気清浄機の動作を制御する制御部１９の構成を示すブロック図である。制御部１９の入力側には、運転スイッチや運転モード切換スイッチなどを備えた操作部２が接続されている他、室内空気の湿度を検出する湿度センサ２０、室内空気の汚れ度を検出する汚れセンサ２１が接続されている。また、制御部１９の出力側には、送風機９と送水ポンプ１５が接続されている。

次に、上記構成における加湿機能付空気清浄機の動作について説明する。本体１に給水タンク６を装着すると、給水タンク６より水槽部５に常時一定の水位となるように水が供給される。これにより、水槽部５には送水ポンプ１５によって水の汲み上げが可能となる水量が貯えられる。

加湿機能付空気清浄機には、空気清浄運転のみを行う「空清単独モード」と、加湿空気を供給しながら空気清浄運転を行う「加湿併用モード」が備えられており、操作部２の運転モード切換スイッチを操作することにより加湿運転の有無を選択することができる。運転を開始するときは、操作部２の運転スイッチを操作して運転開始の指示を行い、運転モード切換スイッチで加湿運転の有無を切換える。さらに、「加湿併用モード」を選択した場合には、湿度設定スイッチで目標湿度を設定する。これにより、送風機９および送水ポンプ１５の駆動が開始され、送風機９の駆動により室内の空気は吸気口４から本体１内に取り入れられ、取り入れられた空気は空気清浄フィルタ７を通過することで空気中の塵埃が捕集されて清浄空気となり、その後は空気清浄フィルタ７の下流側にある気化フィルタ１２へと送られる。

運転モード切換スイッチにより「加湿併用モード」を選択した場合には、制御部１９は湿度設定スイッチにより設定した目標湿度と、湿度センサ２０が検出した検出湿度の差を算出し、送風機９の回転数および送水ポンプ１５による気化フィルタ１２への水の供給量を制御して目標湿度に近づけるように加湿運転を行う。検出湿度が目標湿度より小さく、その差が大きい場合には目標湿度に早く近づけるために、制御部１９は送水ポンプ１５を駆動させ、気化フィルタ１２への水の供給量を最大にする。また、制御部１９は送風機９の回転数を最大にする。

そして、送水ポンプ１５の駆動により水を供給して湿潤させた気化フィルタ１２に乾燥空気（図２中の黒矢印）を通過させ、加湿された加湿空気（図２中の白矢印）は吹出口３から室内に排出される。運転開始当初において、気化フィルタ１２への水の供給量と送風機９の回転数が最大のときには、空気清浄運転を行いながら室内に大きな加湿量を供給する。

その後、空気清浄フィルタ７により室内空気が清浄されて汚れセンサ２１が検出した汚れ度が低くなると、制御部１９は空気清浄能力を落としても良いと判断し、送風機９の回転数を段階的に下げて本体１内に取り入れる空気量を減少させる。また、室内の湿度が上昇して目標湿度と検出湿度の差が小さくなると、制御部１９は供給する加湿量を調節するために送水ポンプ１５による水の供給量および送風機９の回転数を抑制する。

一方、運転モード切換スイッチにより「空清単独モード」を選択し、加湿機能を併用せずに空気清浄運転を単独で行う場合には、運転開始当初より送水ポンプ１５を駆動させずに気化フィルタ１２への給水を停止するので、送風経路１８に送られた空気は乾燥した状態の気化フィルタ１２を通過して乾燥空気のまま吹出口３から排出される。

次に、気化フィルタ１２が吸水する様子について図４を用いて説明する。水槽部５内の水は送水ポンプ１５の駆動により給水管１６を通して気化フィルタ１２上方まで汲み上げられ、プリーツの折り線が高さ方向に重なるように設置された気化フィルタ１２のプリーツ最上面に給水口１７より供給される。気化フィルタ１２に供給された水は気化フィルタ１２の毛細管現象によってプリーツ最上面の給水口１７側端部からもう一方の端部へと左右幅方向に拡散し、吸水される（図４中の破線矢印）。その後、吸水が進んでプリーツ最上面に吸水しきれないようになると、この水は重力によってすぐ下段のプリーツ面へと拡散し（図４中の白抜き矢印）、さらにその面の左右幅方向に拡散、吸水されることとなる。つまり、気化フィルタ１２がプリーツの折り線が高さ方向に重なるように設置されることにより、この毛細管現象と重力による拡散がプリーツ最下面まで繰り返されるため、気化フィルタ１２を高さ方向に大きくしても、気化フィルタ１２の左右幅方向および高さ方向に満遍なく水を行き渡らせることが可能となる。そして、気化フィルタ１２に吸水し切れなかった余剰分の水は、気化フィルタ１２下方に配置された水槽部５に流れ落ちる。

上述のように吸水されることにより、水の供給箇所を気化フィルタ１２のプリーツ最上面に一箇所のみとしても気化フィルタ１２全体に吸水させることが可能となるので、従来技術のように複数の散水孔を設けて均等に水を供給する必要がない。したがって、複数の散水孔を設けたときには供給圧力の調整やミネラル分による散水孔の詰まり対策などに注意を払う必要があったが、本発明では給水管１６の管径あるいは給水口１７の口径を大きく設けるだけでこれらの問題が解消される。これにより、水供給手段１３は簡単な構成でよい。

さらに、送水ポンプ１５を駆動するための複雑なプログラムも不要になるので、プログラムの設計も単純なものでよい。

また、水の供給箇所として気化フィルタ１２のプリーツ最上面の中央部を避けたことで、供給された水は気化フィルタ１２の給水口１７側端部を起点に左右幅方向および高さ方向への拡散が進み、送風空気が多く通過する気化フィルタ１２通気面の中央付近には水が溜まりにくくなる。これにより、この余剰分の水がプリーツの面と面の間に表面張力によって水の膜を形成し、気化フィルタ１２の通気孔を閉塞して送風空気の通過を妨げてしまうことを抑制できる。つまり、気化フィルタ１２の通気孔が閉塞されると気化フィルタ１２を通過する送風空気の空気抵抗が増大して気化効率が低下する恐れがあるが、この水供給構造により空気抵抗が増大しないので、気化効率が低下しにくくなる。さらに、風量を得るために送風機９の回転数を上昇させなくてもよいので、騒音を低く抑えることができる。

また、他の実施例として、図５に示した概略構成図に基づき説明する。なお、ここでは実施例１と異なる点について説明する。

気化フィルタ１２は、プリーツの折り線が本体１正面側に臨み、かつ折り線が水槽部５内の水面に対して傾斜するように設置されている。本実施例ではその傾斜角度を例えば５°程度とする。また、水供給手段１３の給水口１７は、傾斜させたことで低くなった気化フィルタ１２の一方の端部側に配置されるように設ける。

水槽部５内の水は送水ポンプ１５の駆動により給水管１６を通して気化フィルタ１２上方まで汲み上げられ、給水口１７より気化フィルタ１２のプリーツ最上面に供給される。気化フィルタ１２に供給された水は気化フィルタ１２の毛細管現象によってプリーツ最上面の給水口１７側端部からもう一方の端部へと左右幅方向に拡散し、吸水される（図５中の破線矢印）。その後、吸水が進んでプリーツ最上面に吸水しきれないようになると、この水は重力によってすぐ下段のプリーツ面へと拡散し（図５中の白抜き矢印）、さらにその面の左右幅方向に拡散、吸水されることとなる。この毛細管現象と重力による拡散がプリーツ最下面まで繰り返されることにより、気化フィルタ１２を高さ方向に大きくしても、気化フィルタ１２の左右幅方向および高さ方向に満遍なく水が行き渡らせることが可能となる。

また、気化フィルタ１２を傾斜させて設置したことにより、気化フィルタ１２に吸水し切れなかった水が傾斜したプリーツ面に沿って低い方へ流れ（図５中の実線矢印）、給水口１７に近い端面からフィルタ外に流出しやすくなる。そして、流出した水はフィルタ枠１４を伝いながら下段のプリーツ面に吸水されたり、気化フィルタ１２下方に配置された水槽部５に流れ落ちる。このように吸水しきれなかった水が気化フィルタ１２から排水されるのを促すことで、余剰分の水がプリーツの面と面の間に表面張力によって水の膜を形成し、気化フィルタ１２の通気孔を閉塞して送風空気の通過を妨げてしまうことを抑制できる。つまり、気化フィルタ１２上の通気孔が閉塞されると気化フィルタ１２を通過する送風空気の空気抵抗が増大して気化効率が低下する恐れがあるが、この排水構造により空気抵抗が増大しないので、気化効率が低下しにくくなる。さらに、風量を得るために送風機９の回転数を上昇させなくてもよいので、騒音を低く抑えることができる。

なお、本実施例では気化フィルタ１２の傾斜角度を５°程度としたが、給水口１７に近い端面に向かって水の流れを誘導できればよく、また、気化フィルタ１２を形成する材質の吸水性によっても適宜調節されるものであり、この限りではない。

なお、本実施例では一例として加湿機能付空気清浄機を用いて説明をしたが、本発明は加湿機能付空気清浄機に限定されるものではなく、上述の加湿手段を備えた加湿器においても適用できるものである。

９送風機
１２気化フィルタ
１３水供給手段
１８送風経路

Claims

吸込口と吹出口を連通する送風経路と、シート材をプリーツ状に折り重ねて形成され、前記送風経路中に設置される気化フィルタと、前記気化フィルタ上方に配置され、前記気化フィルタの最上部から水を供給する水供給手段と、前記吸込口から前記送風経路に空気を取り入れ、前記気化フィルタを通過させて加湿した空気を前記吹出口から排出する送風機とを備え、前記気化フィルタは、プリーツの折り線が高さ方向に重なるように設置されることを特徴とする加湿器および加湿機能付空気清浄機。
前記水供給手段は、前記気化フィルタの中央部を避けて水を供給することを特徴とする請求項１記載の加湿器および加湿機能付空気清浄機。
前記気化フィルタは、プリーツの折り線を水平方向に対して傾斜して設置されることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の加湿器および加湿機能付空気清浄機。