JP5408066B2

JP5408066B2 - 加湿装置

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Publication number: JP5408066B2
Application number: JP2010170759A
Authority: JP
Inventors: 陽平中村; 一彰喜内; 克弘大野
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2030-07-29
Also published as: JP2012032058A

Description

本発明は、水を含んだ気化フィルタに空気を通すことで、この空気に湿度を与える加湿装置に関し、詳細には、気化フィルタに通風する構造に関する。

従来の気化式の加湿装置においては、空気の吸込口と吹出口とを有し、吸込口と吹出口とを結ぶ空気通路を内部に有する筐体を備え、この空気通路内には、吸込口から空気を吸込み、この吸込んだ空気を空気通路を経て吹出口から吹出させる送風機が配置されている。

送風機と吸込口との間の空気通路内には、給水タンクから供給された水を貯える給水トレイと、この給水トレイの上部側に配置され、給水トレイに貯えられた水を吸水して湿潤した状態で通過する空気に湿度を与える気化フィルタが配置されている。

この加湿装置は、加湿運転時、送風機の回転により、吸込口から吸込んだ空気を湿潤した状態の気化フィルタに通すことで、吸込んだ空気を加湿して吹出口から吹き出すようになっている。

このような加湿装置としては、円板形状の気化フィルタを取付けた枠体に水汲みポケットを備え、枠体とともに気化フィルタを回転させることにより、給水トレイの水を水汲みポケットで汲み上げて気化フィルタに吸水させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１の加湿装置では、枠体を回転自在に保持するために、給水トレイの上部側に枠体保持部が取付けられ、この枠体保持部の上端に有する軸受部により、枠体の中心に有する回転軸が軸支される構造になっている。

しかしながら、特許文献１では、枠体保持部は給水トレイから立設し、気化フィルタに対向するように配置されているため、この枠体保持部が気化フィルタに対する空気の通風の妨げになってしまう。したがって、気化フィルタの全面のうち、枠体保持部に対向する気化フィルタの一部分に空気が通らず、気化フィルタを有効利用することができなかった。

特許文献１では、気化フィルタを通過する空気の風速と気化フィルタの面積とが不変と考えた場合、気化フィルタには空気が通らない不通過面が存在するため、この不通過面に相当する分だけ、気化フィルタの利用面積が実質的に小さくなっている。このため、風速と面積の積で表わされる気化フィルタを通過する通過風量が実質的に小さくなり、加湿量を十分に確保することができないという問題点があった。

特開２０１０−０５４０９９号公報（第８頁−第１４頁、第９図−第１６図）

本発明は上記問題点に鑑み、気化フィルタの加湿に寄与する利用面を大きくし、気化フィルタの有効利用を図ることができる加湿装置を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、空気の吸込口と吹出口とを有し前記吸込口と前記吹出口とを結ぶ空気通路を内部に有する筐体と、前記吸込口から空気を吸込み該吸込んだ空気を前記空気通路を経て吹出口から吹出させる送風機と、同送風機と前記吸込口との間の前記空気通路内に設けられ水を吸水して湿潤した状態で通過する空気に湿度を与える気化フィルタと、同気化フィルタの下部側に配置され、前記気化フィルタに給水するための水を貯える給水トレイと、前記気化フィルタを収容する収容部と、同収容部の外周側に前記給水トレイの水を汲み上げて前記気化フィルタに吸水させる水汲みポケットとを有する水車ユニットと、前記給水トレイから立設され前記水車ユニットを回転可能に保持する一対の水車ユニット保持部とを備えた加湿装置であって、前記一対の水車ユニット保持部の一方を前記空気通路の風上側に、他方を風下側にそれぞれ配置し、前記一対の水車ユニット保持部に前記空気通路を流れる空気の一部を通過させる通風孔をそれぞれ設けると共に、風上側の前記通風孔と風下側の前記通風孔とをそれぞれ対向するように配置したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の加湿装置において、前記通風孔は縦桟及び／又は横桟で区切られた複数個の孔からなることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の加湿装置において、前記水車ユニットの中心に円筒状の一対の回転軸を備えるとともに前記水車ユニット保持部の上端に前記回転軸を回転自在に保持する軸受部を備え、同軸受部に前記空気通路を流れる空気の一部を通過させる貫通孔を設けたことを特徴とする。

請求項１記載の本発明によれば、加湿装置において、一対の水車ユニット保持部に空気通路を流れる空気の一部を通過させる通風孔をそれぞれ設けると共に、風上側の通風孔と風下側の通風孔とをそれぞれ対向するように配置したことにより、空気の加湿に寄与する気化フィルタの利用面積が増え、気化フィルタの有効利用を図ることができる。

請求項２記載の本発明によれば、通風孔を縦桟と横桟で区切られた複数の孔にしたことにより、水車ユニット保持部の強度を確保することができる。

請求項３記載の本発明によれば、水車ユニットの中心に円筒状の一対の回転軸を備えるとともに水車ユニット保持部の上端に回転軸を回転自在に保持する軸受部を備え、軸受部に空気通路を流れる空気の一部を通過させる貫通孔を設けたことにより、空気の加湿に寄与する気化フィルタの利用面積が更に増えて、気化フィルタの有効利用を図ることができる。

本発明による加湿装置の前方方向からみた状態を示す外観斜視図である。本発明による加湿装置の後方方向からみた状態を示す外観斜視図である。図１のＸ−Ｘ断面図である。本発明による加湿装置から筐体とプレフィルタと集塵フィルタとヒータ脱臭ユニットを取り除いた内部構造を示す斜視図である。本発明による加湿装置から筐体を取り除いた内部構造を示す斜視図である。図４の白抜矢印Ａの方向からみた矢視図である。本発明による加湿装置から水車型の気化フィルタを抜き出した分解斜視図である。図４の白抜矢印Ａの方向からみた水車型の気化フィルタを抜き出した拡大斜視図である。図４の矢印Ｈの方向からみた水車型の気化フィルタを抜き出した拡大斜視図である。図８の白抜矢印Ａの方向からみた矢視図である。図３に示すＩ部を拡大した図であり、気化フィルタの周辺の空気の流れを説明する説明図である。本発明による水車型の気化フィルタの他の実施例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１および図２に示すように、本実施形態における加湿装置は、気化式の加湿装置であり、その筐体１０が縦長の略直方体形状で構成されている。筐体１０は、面積の最も大きい一方の側面に前面パネル３２が形成され、この前面パネル３２と対向する他方の側面に背面パネル３４が形成されている。背面パネル３４には、多数の開口部を設けた空気の吸込口２６が形成されている。

筐体１０の上面には、操作パネル４４と、この操作パネル４４と隣接する矩形状のルーバ３０とが配置されている。操作パネル４４には、ユーザが加湿装置を運転操作するための各種ボタンや表示ランプなどが配されている。ルーバ３０は、手動により開閉可能になっており、後述する空気の吹出口２８となる。

次に、筐体１０の内部の構成を説明する。図３乃至図６に示すように、筐体１０の内部には、吸込口２６と吹出口２８とを結ぶ空気通路が設けられている。この空気通路の上流側から下流側に向かって、プレフィルタ５０、集塵フィルタ５２、ヒータ脱臭ユニット５４、気化フィルタ１４、送風機１２、オゾン発生ユニット１６、マイナスイオン発生器４６が順に配置されている。

プレフィルタ５０は、大きな埃やペットの毛などを捕集するフィルタであり、集塵フィルタ５２は、小さな塵や花粉などを捕集するプリーツ構造のフィルタである。ヒータ脱臭ユニット５４は、ヒータと脱臭フィルタとを備え、ヒータにより脱臭フィルタを加熱して、脱臭フィルタに付着した油の臭い、タバコやペットの臭いなどの悪臭成分を分解して除去するユニットである。

気化フィルタ１４は、通気性と吸水性を備えるプリーツ構造のフィルタであり、ポリエステルとレーヨンが５０：５０の割合で配合されたフィルタである。気化フィルタ１４は、水を吸水して湿潤した状態で空気が通過する間に、水が気化して空気に湿度を与える。なお、気化フィルタ１４の材質の種類や配合の割合は、これに限定することなく、適宜選択することができる。

送風機１２は、ファンモータ１２ａと、このファンモータ１２ａにより駆動されるファン１２ｂとにより構成され、ファン１２ｂを回転させることにより、吸込口２６から空気を吸込み（白抜き矢印Ａ）、この吸込んだ空気を空気通路を経て吹出口２８から吹出す（白抜き矢印Ｅ、Ｆ）ものである。

オゾン発生ユニット１６は、送風機１２の下流側から上方に延びる空気通路の上部に設けられ、オゾン発生ユニット１６内の上流側から下流側に向かって、吸込口１６１、オゾン発生部１６ａ、オゾン分解触媒５８、低濃度オゾン吹出口１６２が順に配置されている。

オゾン発生部１６ａは、水銀ランプなどのＵＶランプであり、ＵＶランプの紫外線でオゾンを発生する。オゾン分解触媒５８は、オゾン発生ユニット１６内で発生したオゾンを低濃度オゾン吹出口１６２から吹出す際に、オゾン濃度を適正な範囲にするため、酸化チタンなどの金属触媒の作用によって、オゾンを分解する。

オゾン発生ユニット１６には、オゾン発生部１６ａよりも下流側でオゾン分解触媒５８よりも上流側に、気化フィルタ１４の風上面に向かって連通するオゾンダクト１８が取付けられている。オゾンダクト１８の先端には、気化フィルタ１４の風上面にオゾン発生部１６ａで発生したオゾンを吹付ける吹付口１８ａが形成されている。吹付口１８ａから吹き付けられるオゾンにより、気化フィルタ１４は除菌されるため、気化フィルタ１４を清潔に保つことができる。

マイナスイオン発生器４６は、吹出口２８付近の空気通路に配置され、放電電極と接地電極とを備えている。マイナスイオン発生器４６は、直流高圧電源により放電電極と接地電極との間に、例えば、数ｋＶの高電圧が印加されると、放電電極と接地電極との間にコロナ放電が起こり、コロナ放電で放出された電子が空気中の原子や分子と結合してマイナスイオンを発生する。

筐体１０内にはその他に、メイン基板４０がプレフィルタ５０および集塵フィルタ５２の上部に配置され、加湿装置の動作を制御する制御部を備えている。制御部は、ユーザによる操作パネル４４の各種ボタンの押下で決まる運転指示を受けて運転制御を行う。

メイン基板４０の制御部では、送風機１２のファンモータ１２ａや後述する気化フィルタ１４を回転するフィルタ回転モータ２２ａの駆動、オゾン発生ユニット１６のＵＶランプ１６ａの点灯、マイナスイオン発生器４６の電源オンオフなどの運転制御を行う。

次に、以上説明してきた加湿装置の基本動作を説明する。加湿装置の加湿運転時、吸込口２６から吸込まれた空気（白抜き矢印Ａ）は、プレフィルタ５０、集塵フィルタ５２およびヒータ脱臭ユニット５４を通過する間に除塵および脱臭される。次いで、除塵および脱臭された空気は、気化フィルタ１４を通過する間に、湿潤した状態の気化フィルタ１４から水が気化して加湿される。

加湿された空気は、送風機１２のファン１２ｂ内に吸引され、ファン１２ｂの下流側から上方に延びる空気通路に送り出される（白抜き矢印Ｂ）。次いで、空気通路に送り出された空気は、ルーバ３０を開けた状態で吹出口２８から吹出される（白抜き矢印Ｅ）。

マイナスイオン発生器４６で発生したマイナスイオンは、吹出口２８から吹出される空気（白抜き矢印Ｅ）に乗って放出される。放出されたマイナスイオンは、加湿装置の外部の空気中に浮遊するカビやウイルスなどの微生物に付着してこれらを不活性化する。

加湿された空気の一部は、オゾン発生ユニット１６内に吸込口１６１より取り込まれ（白抜き矢印Ｃ）、オゾン発生部１６ａによりオゾンが生成される。生成されたオゾンは、オゾン分解触媒５８により余分なオゾンが分解される。余分なオゾンが分解されて低濃度（０．０２ｐｐｍ以下）になったオゾンは、低濃度オゾン吹出口１６２を通って（白抜き矢印Ｆ）、吹出口２８から吹出される。

一方、オゾン発生部１６ａで発生したオゾンの一部は、気化フィルタ１４の風上面付近が負圧に、オゾン発生ユニット１６付近が正圧になるため、この圧力差の作用によって、オゾンダクト１８内に誘引され、吹付口１８ａから気化フィルタ１４の風上面に吹付けられる（矢印Ｄ）。

気化フィルタ１４に吹付けられたオゾンは、吸込口２６から吸込んだ空気とともに気化フィルタ１４を通過する間に気化フィルタ１４の除菌や消臭を行う。これにより、気化フィルタ１４は常に清潔な状態で保たれる。

次に、気化フィルタ１４の周辺の構成を説明する。図４乃至図１０に示すように、空気通路内には、気化フィルタ１４が収容された水車ユニット１５を備えている。水車ユニット１５は水汲みカバー１５ａと歯車カバー１５ｇを備えており、円盤状の水汲みカバー１５ａと歯車カバー１５ｇを互いに嵌合することで、水車ユニット１５の内部に円盤状の空間（気化フィルタ１４を収容する気化フィルタ収容部）を形成する。なお、気化フィルタ収容部は、後述する水汲みカバー１５ａおよび歯車カバー１５ｇに設けられる一対の収容部１５ｆ、１５ｍにて構成されている。

水汲みカバー１５ａは、輪状枠１５ｂと回転軸１５ｃとアーム部１５ｄとを備えている。輪状枠１５ｂの外周側には、円周方向に等間隔で複数の水汲みポケット１５ｅが設けられ、輪状枠１５ｂの内周側には、気化フィルタ１４を収容する収容部１５ｆが設けられている。回転軸１５ｃは、空気の通過方向（白抜き矢印Ａ）に円筒状に形成されており、空気の通過方向に直交する方向に放射状に延びる複数のアーム部１５ｄを介して輪状枠１５ｂと連結されている。複数のアーム部１５ｄ同士の間は開放されており、気化フィルタ１４が露出されて空気が通過可能になっている。

歯車カバー１５ｇは、輪状枠１５ｈと回転軸１５ｉとアーム部１５ｊとを備えている。輪状枠１５ｈの外周側には、円周方向に一体形成された従動歯車１５ｋが設けられ、輪状枠１５ｈの内周側には、気化フィルタ１４を収容する収容部１５ｍが設けられている。回転軸１５ｉは、空気の通過方向（白抜き矢印Ａ）に円筒状に形成されており、空気の通過方向に直交する方向に放射状に延びる複数のアーム部１５ｊを介して輪状枠１５ｈと連結されている。複数のアーム部１５ｊ同士の間は開放されており、気化フィルタ１４が露出されて空気が通過可能になっている。

水車ユニット１５は、従動歯車１５ｋがフィルタ回転モータ２２の出力軸に連結された駆動歯車２２ａと噛み合っており、シンクロナスモータなどのフィルタ回転モータ２２を駆動することにより、回転軸１５ｃおよび回転軸１５ｉに直交する方向（矢印Ｇ）に、気化フィルタ１４とともに一定速度で回転可能になっている。

また、空気通路内には、水車ユニット１５（気化フィルタ１４）の下部側に、気化フィルタ１４に給水するための水を供給する給水ユニット２４を備えている。給水ユニット２４は、給水トレイ２４ａと給水タンク保持部２４ｂと仕切り板２４ｃと一対の水車ユニット保持部２４ｄとを備えている。

給水トレイ２４ａは、図示しない給水タンクから供給された水を貯えるものであり、貫通孔２４ｂ１を介して給水タンク保持部２４ｂと連通されている。給水タンク保持部２４ｂは、給水タンクを保持する保持部であり、給水トレイ２４ａの水が一定の水位以下になると、給水タンクからの水を給水トレイ２４ａに貫通孔２４ｂ１を介して供給する。仕切り板２４ｃは、水車ユニット１５と給水タンクとの間を仕切るものである。

一対の水車ユニット保持部２４ｄは、給水トレイ２４ａの長手方向の両側面中央からそれぞれ立設され、水車ユニット１５を回転自在に保持するものである。一対の水車ユニット保持部２４ｄの上端は軸受部２４ｈをそれぞれ備え、これらの軸受部２４ｈに水車ユニット１５の回転軸１５ｃおよび回転軸１５ｈが軸支されている。

これにより、一対の水車ユニット保持部２４ｄは、空気の通過方向（白抜き矢印Ａ）に直交する気化フィルタ１４の風上面および風下面にそれぞれ対向するように配置される。なお、一対の水車ユニット保持部２４ｄは、給水トレイ２４ａに一定の水位の水が貯まった状態において、気化フィルタ１４に直に吸水されない高さで、水汲みポケット１５ｅで水汲み可能な高さに立設されている。

一対の水車ユニット保持部２４ｄは、空気通路を流れる空気の一部を通過させる通風孔２４ｅをそれぞれ備えている。これらの通風孔２４ｅは、縦桟２４ｆと横桟２４ｇで区切られた略矩形状の複数の孔からなっている。このように、水車ユニット保持部２４ｄに通風孔２４ｅを備えていても、縦桟２４ｆが横桟２４ｇで連結された構造になっているため、水車ユニット保持部２４ｄの強度を確保することができる。なお、水車ユニット保持部２４ｄは、本実施例では給水トレイ２４ａに一体形成しているが、給水トレイ２４ａとは別部材であってもよい。

次に、加湿装置の加湿運転時、気化フィルタ１４を湿潤させる動作を説明する。図８乃至図１０に示すように、フィルタ回転モータ２２が駆動されると、水車ユニット１５は矢印Ｇの方向に回転し、給水トレイ２４ａ内に貯まった水を水汲みポケット１５ｅで汲み上げる。水車ユニット１５の回転により、水汲みポケット１５ｅが頂上付近に到達すると、汲み上げられた水が気化フィルタ１４に掛かって吸水される。

空になった水汲みポケット２４は、水車ユニット１５が一回転する毎に、給水トレイ２４ａ内に貯まった水を繰返し汲み上げる。水車ユニット１５が回転しているときは、複数の水汲みポケット１５ｅによって汲み上げられた水が、気化フィルタ１４に順次掛かって吸水されるため、気化フィルタ１４の全面を湿潤な状態に保持する。

次に、加湿装置の加湿運転時、気化フィルタ１４による加湿動作を説明する。図１１に示すように、湿潤な状態に保持された気化フィルタ１４を、ヒータ脱臭ユニット５４で除塵および脱臭された空気が通過する際、気化フィルタ１４に含まれる水が気化して通過空気が加湿される。

このとき、除塵および脱臭された空気は、図８に示す複数のアーム部１５ｄ同士の間を通過するとともに、風上側の水車ユニット保持部２４ｄに備えた通風孔２４ｅを通過する（矢印Ｊ）。次いで、気化フィルタ１４を通過し、加湿された空気として、図９に示す複数のアーム部１５ｊ同士の間を通過するとともに、風下側の水車ユニット保持部２４ｄに備えた通風孔２４ｅを通過する（矢印Ｋ）。

この結果、本実施形態による加湿装置においては、気化フィルタ１４の全面のうち、風上側の水車ユニット保持部２４ｄに対向する気化フィルタ１４の一部分にも、通風孔２４ｅを介して除塵および脱臭された空気の一部が通過することになるので、気化フィルタ１４を有効利用することができる。

具体的には、風上側の水車ユニット保持部２４ｄが気化フィルタ１４に対する通風の妨げにならず、空気の加湿に寄与する気化フィルタ１４の利用面積が増えるため、気化フィルタ１４を通過する通過風量を大きくすることができ、気化フィルタ１４での加湿量を十分に確保することができる。

また、風下側の水車ユニット保持部２４ｄが気化フィルタ１４で加湿された空気に対する通風の妨げにならないため、空気のよりスムーズな流れを形成して吹出口２８から加湿された空気を吹出すことができる。

次に、図１２を用いて、一対の水車ユニット保持部２４ｄのその他の実施例を説明する。なお、これまでに説明した本実施形態による加湿装置とは、一対の水車ユニット保持部２４ｄの上端に備える軸受部２４ｈの構造が相違するのみであるため、その他の構成については説明を省略する。

図１２に示すように、風上側の水車ユニット保持部２４ｄには、軸受部２４ｈの中心を貫通させて、空気通路を流れる空気の一部を通過させる貫通孔２４ｉを備えている。図示しない風下側の水車ユニット保持部２４ｄにも同様に、軸受部２４ｈの中心を貫通させて、空気通路を流れる空気の一部を通過させる貫通する貫通孔２４ｉを備えている。

除塵および脱臭された空気の一部は、風上側の水車ユニット保持部２４ｄに備えた貫通孔２４ｉを通過し、次いで、円筒状の回転軸１５ｃを介して気化フィルタ１４を通過し、加湿された空気として、円筒状の回転軸１５ｉを介して風下側の水車ユニット保持部２４ｄに備えた貫通孔２４ｉを通過する。この結果、本実施形態による加湿装置においては、空気の加湿に寄与する気化フィルタ１４の利用面積を更に増やすことができ、気化フィルタ１４を通過する通過風量をより大きくすることができる。

１０筐体
１２送風機
１２ａファンモータ
１２ｂファン
１４気化フィルタ
１５水車ユニット
１５ａ水汲みカバー
１５ｂ輪状枠
１５ｃ回転軸
１５ｄアーム部
１５ｅ水汲みポケット
１５ｆ収容部
１５ｇ歯車カバー
１５ｈ輪状枠
１５ｉ回転軸
１５ｊアーム部
１５ｋ従動歯車
１５ｍ収容部
１６オゾン発生ユニット
１６１吸込口
１６２低濃度オゾン吹出口
１６ａＵＶランプ
１８オゾンダクト
１８ａオゾン吹付口
２２フィルタ回転モータ
２２ａ駆動歯車
２４給水ユニット
２４ａ給水トレイ
２４ｂ給水タンク保持部
２４ｂ１貫通孔
２４ｃ仕切り板
２４ｄ水車ユニット保持部
２４ｅ通風孔
２４ｆ縦桟
２４ｇ横桟
２４ｈ軸受部
２４ｉ貫通孔
２６吸込口
２８吹出口
３０ルーバ
３２前面パネル
３４背面パネル
３６分解オゾン吹出口
４０メイン基板
４４操作パネル
５０プレフィルタ
５２集塵フィルタ
５４ヒータ脱臭ユニット
５８オゾン分解触媒

Claims

空気の吸込口と吹出口とを有し前記吸込口と前記吹出口とを結ぶ空気通路を内部に有する筐体と、
前記吸込口から空気を吸込み該吸込んだ空気を前記空気通路を経て吹出口から吹出させる送風機と、
同送風機と前記吸込口との間の前記空気通路内に設けられ水を吸水して湿潤した状態で通過する空気に湿度を与える気化フィルタと、
同気化フィルタの下部側に配置され、前記気化フィルタに給水するための水を貯える給水トレイと、
前記気化フィルタを収容する収容部と、同収容部の外周側に前記給水トレイの水を汲み上げて前記気化フィルタに吸水させる水汲みポケットとを有する水車ユニットと、
前記給水トレイから立設され前記水車ユニットを回転可能に保持する一対の水車ユニット保持部とを備えた加湿装置であって、
前記一対の水車ユニット保持部の一方を前記空気通路の風上側に、他方を風下側にそれぞれ配置し、前記一対の水車ユニット保持部に前記空気通路を流れる空気の一部を通過させる通風孔をそれぞれ設けると共に、風上側の前記通風孔と風下側の前記通風孔とをそれぞれ対向するように配置したことを特徴とする加湿装置。
前記通風孔は縦桟及び／又は横桟で区切られた複数個の孔からなることを特徴とする請求項１記載の加湿装置。
前記水車ユニットの中心に円筒状の一対の回転軸を備えるとともに前記水車ユニット保持部の上端に前記回転軸を回転自在に保持する軸受部を備え、
同軸受部に前記空気通路を流れる空気の一部を通過させる貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の加湿装置。