JP6797766B2 - 加湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、室内の乾燥を防止するための加湿器に関するものである。

従来、水を貯えた水槽部内に気化フィルタを設置し、この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気化式の加湿装置が提案されている。またとくに、この気化式のなかでもヒータを備えたものはハイブリッド式とも呼ばれ、室内の乾燥した空気を温風として気化フィルタに送風するようになっており、ヒータによって気化フィルタを通過させる空気の温度を上げることで、気化効率を高め、加湿量を増加させることができる。

特開２０１４−２０６３５号公報

上述のように、内部にヒータを備えたハイブリッド式の加湿器において、安全且つ安定した加湿を行うためには、ヒータの局部的な温度上昇を抑え温風温度を均一にすることが重要となる。吸込口とヒータとの間の空気の流れが直線であれば、吸込口から取り入れられた空気は、均等にヒータを通過するため、温風温度は均一となる。しかしながら、内部構造のレイアウトによっては、吸込口とヒータを通過する空気の流れが直線とならないことも少なくはない。

通風路が曲がっていて空気流の方向が変化する場合、その空気流の曲がるカーブの内側では空気の流速が遅く、外側では流速が速くなるため、ヒータを通過する空気量にバラツキが発生する。とくに、電熱線が密集している部分において通過する空気の量が低下すると、ヒータの発熱量によっては局部的に温風温度が高温となり、ヒータの寿命低下や、ヒータ下流の気化フィルタの変形や変色を引き起こしてしまう可能性がある。

本発明は、上記課題を解決するためのもので、ヒータの局部的な温度上昇を抑え、安全且つ安定した加湿を行うことのできる加湿装置を提供するものである。

本発明は、本体に挿脱自在に装着され給水タンクから一定量の水が貯えられる水槽部と、
吸込口から吹出口に至る通風路に送風する送風機と、
前記送風機の上流側に設けられ、前記吸込口から取り入れられた空気を加熱する温風用ヒータと、
前記水槽部の水中に下部が浸されて前記通風路中に設置された気化フィルタと、を備え、
前記通風路は、前記吸込口に流入する空気の流れと、前記温風用ヒータを通過する空気の流れとが異なる方向となっており、
前記吸込口に対して前記本体の奥側が、空気の流れが屈曲する部分の外側であり、
前記温風用ヒータは、電熱線の密度が他の部分より高い電熱線密集部を有し、
前記電熱線密集部が、前記吸込口に対して本体の奥側に配設されていることを特徴とする加湿装置である。

上述のように構成することにより、ヒータの局部的な温度上昇を抑え、安全且つ安定した加湿を行うことができる。

本実施形態の加湿装置の一例を示す外観斜視図である。 本実施形態の加湿装置の一例を示す縦断面図である。 気化フィルタを設置した状態における水槽部の上面図である 本実施形態の加湿装置の背面側における内部斜視図である。 本実施形態における温風用ヒータの一例を示す構造図である。 通風路における空気の流れを示す図である。 加湿装置内の温風用ヒータの配置を示す上面図である。

好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用効果を示して簡単に説明する。

本発明は、水を貯えた水槽部内に気化フィルタを設置し、この気化フィルタに温風用ヒータを通過した温風を送風することにより加湿空気を発生させる、いわゆるハイブリッド式の加湿装置であって、通風路は、吸込口に流入する空気の流れと、温風用ヒータを通過する空気の流れとが異なる方向となっており、温風用ヒータの電熱線の密度が高い電熱線密集部が、吸込口に対して本体の奥側に配設されている。通風路では、吸込口に対して本体の奥側が空気流の曲がるカーブの外側となるため、空気の流速が速く通風量が多くなる。そこで、電熱線の密度が高い電熱線密集部を、吸込口に対して本体の奥側に配置することにより、電熱線密集部の通風量が低下しないため、局部的なヒータ温度の上昇を抑えるとともに温風温度を均一化することで、安全且つ安定した加湿を行うことができる。

また、電熱線密集部は、風路規定部材と通風路を挟んで対向する本体ケースの側面側に配置される。風路規定部材と本体ケースとの当接部のシールが不完全な場合、その隙間から通風路に空気が流れ込むことで、温風用ヒータを通過する通風量が減少し、通風量の減少によってヒータの温度が上昇してしまうおそれがある。電熱線密集部を風路規定部材と通風路を挟んで対向する本体ケースの側面側、つまり風路規定部材から離れた位置に配置することで、隙間から流れ込む空気による風量の変化を受けにくくなるため、局部的なヒータ温度の上昇をより効果的に抑えることができる。

また、風路規定部材は、水槽部内を気化フィルタ収容部と給水タンク収容部とに区画する仕切板によって構成される。通風路は、水槽部を本体に装着することで形成されるが、水槽部の装着が不完全な状態で運転が行われてしまうと、風路規定部材と本体ケースとの間に隙間が生じ、この隙間から通風路に空気が流れ込んで、温風用ヒータの通風量が減少するおそれがある。そこで、風路規定部材と本体ケースとの隙間から離れた位置に電熱線密集部を設けることで、通風量の変化を受けにくくなり、水槽部の装着が不完全な場合でも局部的なヒータ温度の上昇を抑えることができる。

また、温風用ヒータの異常高温を検知する安全装置を、電熱線密集部と対向して設ける。風路規定部材のシールが不完全な場合だけでなく、吸込口の閉塞や気化フィルタの目詰まり（総じて外乱という）によっても通風量にバラツキが生じることがある。電熱線密集部は他の部分に比べ温度が高くなりやすいため、この部分に対向して安全装置を設けることで、外乱により送風量が低下した場合に、素早く異常を検知することができ安全性に優れることとなる。

温風用ヒータは、コイル状の電熱線と、前記電熱線を巻回した状態で保持するヒータケースを備える。電熱線をコイル状とすることで発熱量を調整しやすくなる反面、巻回した電熱線が重なる部分が電熱線密集部となってしまう。そこで、この電熱線密集部の通風量を低下させないようにすることで、よりヒータの耐久性を向上させ、安全性にも優れた加湿装置となる。

以下、本発明の具体的な実施例について図を用いて説明する。

図１は本実施形態における加湿装置の一例を示す外観斜視図であり、図２は加湿装置の一例を示す縦断面図である。本体１の外装を構成する本体ケース２の天面には、加湿空気を吹き出す吹出口３、操作ボタンを備えるとともに運転状態を表示する操作表示部４、給水タンク（図示せず）を本体１に着脱する際に開閉するタンクカバー６が設けられている。

本体１側面の下部には挿入口７が設けられ、この挿入口７を介して本体１の下部には水槽部８を収容する空間となる水槽収容部９が形成されており、水槽部８は挿入口７から水槽収容部９に挿脱自在に装着される。水槽部８には給水タンクから供給された水を吸水して湿潤する気化フィルタ１０が設けられている。

気化フィルタ１０の上部には、モータ１１とシロッコファン１２からなる送風機１３が設けられており、送風機１３の駆動により本体１背面の吸込口１４から気化フィルタ１０を通って本体１天面の吹出口３にいたる通風路１５に送風が行われる。この送風により、吸込口１４から取り込まれた室内の空気は、水槽部８内の水を吸い上げて湿潤している気化フィルタ１０を通過する際に加湿空気となり、吹出口３より室内に放出されることで空気が加湿される。また、気化フィルタ１０を挟んで挿入口７と相対する通風路１５には、気化フィルタ１０に送風される空気を加熱する温風用ヒータ１６が配置されている。

通風路１５において、吸込口１４から本体１内に取り入れられる空気は本体１に対して略水平方向に流入し、温風用ヒータ１６に向かって通風路１５を下方に流下する。つまり、吸込口１４における空気の流れと、温風用ヒータ１６における空気の流れとが異なる方向となっており、空気の流れは通風路１５において屈曲している。

図３は気化フィルタを設置した状態における水槽部の上面図である。水槽部８は、底面より立設する仕切板１７によって、気化フィルタ１０が設置される気化フィルタ収容部１８と、給水タンクが装着される給水タンク収容部１９とに区画されている。

図４は加湿装置の背面側における内部斜視図である。仕切板１７は、水槽部８が本体１に装着されると本体ケース２の内側部材２ａと当接するようになっており、これにより通風路１５を規定する風路規定部材として作用する。

水槽部８を本体１から取り外した状態においては、水槽収容部９が挿入口７を介して本体１の外部と連通しているため、通風路１５は本体１内で閉じられた経路にはなっていない。水槽部８を本体１に装着すると、挿入口７が閉塞され、さらに仕切板１７が本体ケース２の内側部材２ａに当接して通風路１５が形成される。そして、仕切板１７によって区画された水槽部８のうち、気化フィルタ収容部１８が通風路１５の一部を構成する。

給水タンク収容部１９には、水槽部８の水位に応じて回動するフロート２０が設けられ、水槽部８の壁面を挟んでフロート２０に対向する位置には、フロート２０を検知してＯＮ／ＯＦＦの信号を出力するリードスイッチ（図示せず）が設けられている。水槽部８の水位が所定量以下となると、リードスイッチの出力がＯＦＦとなり、送風機１３と温風用ヒータ１６への通電が停止される。また、水槽部８を本体１から取り外したときにもリードスイッチの出力がＯＦＦとなるため、運転を行うことができないようになっている。

図５は本実施形態における温風用ヒータ１６の一例を示す構造図である。温風用ヒータ１６は、通電によって発熱するコイル状の電熱線３０と、この電熱線３０を保持するヒータケース３１を備えている。そして、ヒータケース３１は、電熱線３０を巻き回して固定する絶縁体３２と、絶縁体３２の外郭に設けられた金属製のヒータ枠３３から構成されており、ヒータ枠３３は通風路１５における通風方向（図２では上下方向）が開放されている。また、絶縁体３２は、ヒータ枠３３の長手方向に伸びる１枚の横絶縁板３２ａと、横絶縁板３２ａと交差しヒータ枠３３の短手方向に伸びる複数の縦絶縁板３２ｂを備えており、電熱線３０の異常高温を検知する安全装置が横絶縁板３２ａに取り付けられている。なお、本実施形態の加湿装置においては、安全装置として、サーモスタット２２と温度ヒューズ２３を備えている。

電熱線３０の長さは、必要とされる発熱量やヒータ枠３３の大きさに合わせて適宜設定される。ただし、電熱線３０を短くするとワット密度が高くなり、電熱線３０は表面温度が高くなることで赤熱して寿命が短くなってしまうため、電熱線３０にはある程度の長さと太さが必要となる。電熱線３０を長くしたり、太くしたりすることで電熱線３０の表面積が増えるため、ワット密度が低くなり、耐久性を向上させることができる。

電熱線３０は、絶縁体３２に巻き付けられて固定されており、ヒータ枠３３内に収めるため複数段に巻き回されている。そのため、温風用ヒータ１６には、他と比べて電熱線３０が巻き付けられる段数が多い箇所が発生し、この部分は電熱線３０の密集度が高い電熱線密集部３４となる。安全装置であるサーモスタット２２と温度ヒューズ２３は、この電熱線密集部３４に対向する位置に配設されている。

次に、通風路１５における空気の流れと温風用ヒータ１６の配置について図６および図７をもとに説明する。図６は通風路における空気の流れを示す図であり、図７は加湿装置内の温風用ヒータの配置を示す上面図である。

図６に白矢印で示すように、吸込口１４から本体１内に取り入れられる空気は本体１に対して略水平方向に流入し、温風用ヒータ１６に向かって通風路１５を下方に流下する。つまり、吸込口１４に流入する空気の流れと、温風用ヒータ１６を通過する空気の流れとが異なる方向となっており、空気の流れは通風路１５において屈曲している。図では屈曲部分の内側の空気流をＡ１、外側の空気流をＡ２で示している。屈曲部分では内側ほど剥離抵抗が大きく、この剥離抵抗の影響を受けることで内側の空気流Ａ１の流速が遅くなり、外側の空気流Ａ２の流速が速くなる。つまり、通風路１５内において空気の流れる方向が変わることで空気の速度が均一ではなくなり、この速度の違いにより温風用ヒータ１６を通過する通風量に変化が生じ、通風量はＡ１＜Ａ２となる。

温風用ヒータ１６は、先に述べたように電熱線密集部３４を有している。そして、図７に示すように、電熱線密集部３４が本体１内において吸込口１４に対して本体の奥側となるように配置される。図においては、吸込口１４と平行な平面Ｆ１で温風用ヒータ１６を二分割した際に、吸込口１４に近い領域（紙面において平面Ｆ１の右側）をＳ１、吸込口１４から遠い領域（紙面において平面Ｆ１の左側）をＳ２としているが、「吸込口１４に対して本体１の奥側」とは吸込口１４から遠い領域Ｓ２のことを指す。

本実施形態における加湿装置の通風路１５は、吸込口１４に対して本体１の奥側である領域Ｓ２が、空気流の屈曲する部分の外側となるため、内側に比べて空気の流速が速く、通風量が多くなる。したがって、電熱線密集部３４を吸込口１４に対して本体１の奥側に配置することにより、電熱線密集部３４を通過する通風量が低下することが防止され、局部的なヒータ温度の上昇を抑えられることで、安全且つ安定した加湿を行うことができる。

ところで、領域Ｓ２においても通風路１５の端面１５ａ（本体１の内部側の面）付近は通風量が少ないため、電熱線３０が端面１５ａに近づき過ぎると電熱線密集部３４の通風量が低下して、電熱線密集部３４の周囲の温度が上昇してしまうおそれがある。これを防止するためには、電熱線３０と端面１５ａの間にはある程度の間隔をあけて配置することができ、本実施形態においては、ヒータ枠３３と端面１５ａとの間に間隙１５ｂが設けられている。

さらに、電熱線密集部３４は風路規定部材（仕切板１７）と通風路１５を挟んで対向する本体ケース２の側面側に配置することができる。図７においては、吸込口１４と直交する平面Ｆ２で温風用ヒータ１６を二分割した際に、仕切板１７に近い領域（紙面において平面Ｆ２の下側）をＲ１、仕切板１７から遠い領域（紙面において平面Ｆ２の上側）をＲ２としているが、「風路規定部材と通風路１５を挟んで対向する本体ケース２の側面側」とは、仕切板１７から遠い領域Ｒ２のことを指す。

水槽部８が正しく本体に１装着されていれば、仕切板１７が本体ケース２内の内側部材２ａに当接し、吸込口１４から温風用ヒータ１６、気化フィルタ１０を通って吹出口３に至る通風路１５が形成される。しかし、水槽部８の装着が不完全な状態のまま運転が開始されてしまうと、仕切板１７と本体ケース２との間に隙間が生じる。なお、ここでいう不完全な状態とは、リードスイッチ（図示せず）がフロート２０を検知しているため、運転を行うことができるものの、水槽部８がわずかに曲がって挿入されたり、水槽部８と本体ケース２との間に異物等が挟まってしまっているために、本体ケース２と仕切板１７の間に隙間が生じている状態のことを言う。

この隙間から通風路１５内に空気が流れ込むことで、温風用ヒータ１６を通過する通風量が減少し、通風量の減少によって温風用ヒータ１６の温度が上昇してしまうおそれがある。これに対し、電熱線密集部３４を仕切板１７（風路規定部材）から離れた位置に配置することで、電熱線密集部３４が隙間から流れ込む空気による風量の変化を受けにくくなるため、局部的なヒータ温度の上昇をより効果的に抑えることができる。

また、上記の理由以外にも、吸込口１４がカーテン等で閉塞されたり、気化フィルタ１０が目詰まりすることによって、通風量が低下したり、通風量にバラツキが生じたりする。通風量が低下すると本体１内部、特に温風用ヒータ１６周辺の温度が高温になり、本体ケース２や気化フィルタ１０の変形、変色を引き起こすおそれがあるため、加湿装置には温風用ヒータ１６の異常高温を検知する安全装置が設けられている。本実施形態においては、安全装置（サーモスタット２２と温度ヒューズ２３）は電熱線密集部３４と対向して設けられている。電熱線密集部３４は他の部分に比べ温度が高くなりやすいため、この部分に対向して安全装置を設けることで、何らかの原因によって通風量が低下した場合に、素早く異常を検知することができ安全性に優れることとなる。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、改良等が可能である。例えば、本実施例の加湿装置は通風路内に温風用ヒータを一つ備えているが、温風用ヒータを複数備える構成としてもよく、さらには通風路を複数備え、夫々の通風路に温風用ヒータを備える構成とすることもできる。温風用ヒータを複数備える場合は、少なくとも一つが上記構造を有していればよい。

１ 本体
２ 本体ケース
３ 吹出口
８ 水槽部
１０ 気化フィルタ
１３ 送風機
１４ 吸込口
１５ 通風路
１６ 温風用ヒータ
１７ 仕切板（風路規定部材）
１８ 気化フィルタ収容部
１９ 給水タンク収容部
２２ サーモスタット（安全装置）
２３ 温度ヒューズ（安全装置）
３０ 電熱線
３１ ヒータケース
３４ 電熱線密集部

Claims (5)

1. 本体に挿脱自在に装着され給水タンクから一定量の水が貯えられる水槽部と、
   吸込口から吹出口に至る通風路に送風する送風機と、
   前記送風機の上流側に設けられ、前記吸込口から取り入れられた空気を加熱する温風用ヒータと、
   前記水槽部の水中に下部が浸されて前記通風路中に設置された気化フィルタと、を備え、
   前記通風路は、前記吸込口に流入する空気の流れと、前記温風用ヒータを通過する空気の流れとが異なる方向となっており、
   前記吸込口に対して前記本体の奥側が、空気の流れが屈曲する部分の外側であり、
   前記温風用ヒータは、電熱線の密度が他の部分より高い電熱線密集部を有し、
   前記電熱線密集部が、前記吸込口に対して本体の奥側に配設されていることを特徴とする加湿装置。
2. 本体の外装を構成する本体ケースを備え、
   前記水槽部は、前記本体ケースの内側に当接して前記通風路を規定する風路規定部材を備え、
   前記電熱線密集部は、前記風路規定部材と前記通風路を挟んで対向する前記本体ケースの側面側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の加湿装置。
3. 前記風路規定部材は、前記気化フィルタが設置される気化フィルタ収容部と、前記給水タンクが装着される給水タンク収容部とを区画する仕切板であることを特徴とする請求項２記載の加湿装置。
4. 前記温風用ヒータの異常高温を検知する安全装置が、前記電熱線密集部と対向して設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の加湿装置。
5. 前記温風用ヒータは、コイル状の前記電熱線と、前記電熱線を巻回した状態で保持するヒータケースを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の加湿装置。

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