JP3920050B2 - 加湿装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は単独で、あるいは空調機器に組み合わせて用いることのできる加湿装置に関する。なお「空調機器」とは空気の物性を変化させて所望の雰囲気をつくり出す機器全般をいい、その例としては空気調和機、空気清浄機、ファンヒーター等を掲げることができる。
【０００２】
【従来の技術】
空調における管理要素には温度、湿度、汚染物質等がある。湿度管理の中でも加湿については、従来から様々な方式が提案された。例えば水を沸騰させて水蒸気の形で空気中に拡散させる方式、あるいは超音波で水を霧化して空気に混入する方式等がある。あるいは大面積の保水手段を用意してこれを湿潤状態に置き、この保水手段に空気を接触させて空気に水分を転移する方式もある。
【０００３】
上記した加湿方式にはそれぞれメリットとデメリットがある。例えば沸騰方式と超音波方式は装置を小型化できるが、前者はエネルギー多消費型であり、後者は装置コストが高い。大面積の保水手段を用いる方式は、装置を小型化するという点では不利であるものの、エネルギーをそれほど必要とせず、装置コストが安く、動作信頼性も高いというメリットがある。
【０００４】
保水手段方式の加湿装置の例を実開昭５８−１４８５２０号公報、同６２−２９３６号公報、及び同６３−１３４３２６号公報に見ることができる。
【０００５】
上記３公報に記載された加湿装置はいずれも、保水手段の下端を水ないし脱臭液に浸し、保水手段を常時湿潤状態に置くこととしている。このような装置にあっては保水手段中に細菌・かび・藻類等が繁殖し、悪臭のもととなる他、それら自身あるいはその胞子が風によって室内にまき散らされることが問題となる。まき散らされた物質は、その種類によっては感染症を引き起こしかねない。
【０００６】
前記実開昭６３−１３４３２６号公報記載の装置においては保水手段に脱臭剤を含有させている。これにより悪臭を抑制できるが、脱臭剤の性能が落ちれば保水手段を交換しなければならない。また細菌・かび・藻類等の繁殖自体は抑制できない。
【０００７】
前記実開昭６２−２９３６号公報記載の装置は、臭気捕集用活性炭素、界面活性剤、及び精製水の混合物中に土壌菌ならびに植物性酵素を配合して脱臭及び滅菌効果を有する脱臭液としているため、細菌・かび・藻類等の繁殖抑制効果を期待できる。しかしながらこのような特殊組成の脱臭液を常時用意し、液量が少くなる都度補充してやらねばならないという欠点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、湿潤状態の保水手段に空気を接触させて空気に水分を転移する方式の加湿装置において、保水手段中に細菌・かび・藻類等が繁殖するのを簡単な装置構成をもって抑制できるようにすることを目的とする。併せて、空気中のイオン量を増やしてリラクゼーション効果や空気中に浮遊する細菌の除菌・殺菌効果を得るとともに、イオンにより保水手段の除菌・殺菌をも行うようにした加湿装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明では、保水手段と、この保水手段を湿潤状態に置く給水手段と、湿潤状態の保水手段に空気を接触させて空気に水分を転移し、この空気を室内に送り出す送風手段と、室内の湿度を検出する湿度センサーとを備えた加湿装置において、OLE_LINK1給水手段と送風手段を同時に駆動する加湿運転と、給水手段を停止し送風手段のみ駆動する保水手段乾燥運転とを可能にし、さらに保水手段に接触する空気を加熱する加熱手段を設け、湿度センサーの検出する湿度が設定湿度に到達すると、保水手段乾燥運転を行うとともに加熱手段を駆動し、湿度センサーの検出する湿度が所定値まで低下したら保水手段乾燥運転を終了するともに加熱手段を停止し、加湿運転を再開することを特徴としている。
【００１１】
これによると、加湿運転の途中で保水手段乾燥運転が行われ、送水手段を停止し送風手段と加熱手段を駆動して保水手段を乾燥することにより、保水手段中に細菌・かび・藻類等が繁殖し、悪臭を発生したり感染症の原因になったりするのを抑制することができる。
【００１２】
また本発明では、加湿装置の運転開始時、最初所定時間の保水手段乾燥運転を行い、その後加湿運転に移行することとした。これにより、運転停止期間中に細菌・かび・藻類等が繁殖していたとしても、その活動力を弱めた状態で加湿を行うことができる。運転初期の臭いの発生も防止される。
【００１３】
また本発明では、加湿装置の運転終了時、所定時間の保水手段乾燥運転を行い、その後加湿装置を完全停止させることとした。これにより、運転停止期間中に細菌・かび・藻類等が繁殖するのを防ぐことができる。
【００１４】
また本発明では、加湿運転時、保水手段に接触する空気を加熱手段で加熱することができるようにした。これにより、より多くの水分を蒸発させて、加湿をスピードアップすることができる。
【００１５】
また本発明では、保水手段乾燥運転時、保水手段に接触する空気を加熱手段で加熱することができるようにした。これにより、より多くの水分を蒸発させて、保水手段の乾燥を促進することができる。
【００１６】
また本発明では、加湿装置の運転終了時、所定時間は送風手段と加熱手段とを併用して保水手段乾燥運転を行い、その後所定時間は加熱手段を停止し送風手段のみで保水手段乾燥運転を行ってから停止するようにした。これにより、加熱手段を十分に冷却してから加湿装置を完全停止させることができ、安全性を高めることができる。
【００１７】
また本発明では、加湿運転時又は保水手段乾燥運転時、保水手段に接触する空気を加熱手段で加熱することができるようにするとともに、保水手段乾燥運転時には加湿運転時よりも空気が高温に加熱されるようにした。これにより、保水手段の乾燥を十分に行うことができ、殺菌も進む。
【００１８】
また本発明では、室内空気中にイオンを送出するイオン発生装置を加湿装置に併設した。これにより、空気中のイオン量を増やしてリラクゼーション効果や空気中に浮遊する細菌の除菌・殺菌効果を得ることができる。
【００１９】
また本発明では、加湿運転時又は保水手段乾燥運転時、イオン発生装置の生成したイオンを保水手段に吹き付けることとした。これにより、保水手段をイオンで除菌・殺菌することができる。
【００２０】
また本発明では、送風手段により生成される空気流の一部をイオン発生装置に送り込むこととした。これにより、イオン発生装置専用のファンを設けなくて済む。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明加湿装置の一実施形態を図に基づき説明する。
【００２２】
図１は加湿装置１の概略構成を示す。１０はハウジングであり、その内部は垂直な隔壁１０ａにより水タンクコンパートメント１０ｂと通風コンパートメント１０ｃとに区画されている。水タンクコンパートメント１０ｂの上面には開閉自在な蓋１１が設けられ、ここから水タンク１２が挿入される。１３は水タンクコンパートメント１０ｂの底部と通風コンパートメント１０ｃの底部にまたがるように配置された水受けパンで、その上面のデッキ板１３ｂに水タンク１２は取りつけられる。
【００２３】
水タンク１２は開口部としては一側面に注水口１２ａを備えるのみであり、ここからタンク内に水を補給する。水を補給した後、注水口１２ａをネジ式のキャップ２７で密栓し、注水口１２ａが下を向くよう水タンク１２を倒立させてデッキ板１３ｂの上に置く。キャップ２７はデッキ板１３ｂに設けた開口部１３ｃから水受けパン１３の中へ突出する。
【００２４】
注水口１２ａ及びキャップ２７の構造は図２、３に見られる通りである。キャップ２７の中心には筒形の給水口部材２７ａが水タンク１２の外側に突出するように形設される。給水口部材２７ａの中心には４本のスポーク２７ｃで支持される筒形の軸受部２７ｂがあり、給水口部材２７ａと軸受部２７ｂとの間が給水開口２７ｄとなる。軸受部２７ｂの中心には軸２８が軸線方向スライド自在に支持される。また、軸２８の一端にはフランジ２８ａが形設され、このフランジ２８ａと軸受部２７ｂとの間に挿入された圧縮コイルバネ２９により、軸２８は常時水タンク１２の外側に向けて付勢されている。３０は軸２８の他端に取り付けられたゴム製の弁ディスクで、圧縮コイルバネ２９の付勢力により給水口部材２７ａに密着して給水開口２７ｄを閉ざす。なお、給水口部材２７ａへの密着性を良くするため、弁ディスク３０は給水口部材２７ａに向かって凸レンズ状に湾曲した形状となっている。これら軸２８、フランジ２８ａ、圧縮コイルバネ２９、及び弁ディスク３０が弁ユニット３１を構成する。
【００２５】
水受けパン１３の底面からは弁開放ピン１３ａが立ち上がる。水タンク１２が所定位置に置かれると弁開放ピン１３ａが軸２８に当たってこれを押し、弁ディスク３０と給水口部材２７ａとの間に隙間４３を生じさせる。この隙間４３から給水開口２７ｄを通過し、水受けパン１３に水が流れ出す。水位が給水口２７ａの下端に達すると、大気圧により水はそれ以上水タンク１２から流れ出さなくなる。水が消費されればそれを補償するように水タンク１２から水が流れ出すので、水受けパン１３の中の水位は常に一定に保たれる。２５は水受けパン１３の中の水位を検知する水位センサーである。
【００２６】
通風コンパートメント１０ｃの中には扁平な直方体形状の保水手段１４が、その直方体形状の主面（最も面積の広い面）を垂直にした形で配置される。保水手段１４は不織布で格子を構成し、その格子の穴の中を空気が通るようにしたものであり、前記主面に格子形状が現れている。保水手段１４は水受けパン１３のデッキ板１３ｂの上に置かれ、デッキ板１３ｂに設けた開口部１３ｄに下端を臨ませている。但し保水手段１４の下端が水受けパン１３の中の水に浸ることはない。
【００２７】
１５はデッキ板１３ｂを貫通する給水パイプで、その下端は水受けパン１３の中の水に漬かり、水受けパン１３の底部近くにまで届いている。給水パイプ１５の上端は保水手段１４の上に水平に配置した散水パイプ１７に接続する。給水パイプ１５の途中には送水ポンプ１６が設けられており、この送水ポンプ１６を運転すると水受けパン１３から水が吸い上げられ、散水パイプ１７まで押し上げられる。散水パイプ１７には多数の滴下孔２６（図４参照）が設けられており、ここから保水手段１４に水が降り注ぐ。保水手段１４の各部に均等に水が行き渡るよう、滴下孔２６の位置と直径が設定されている。給水量は加湿量に応じて調整される。
【００２８】
不織布製の保水手段１４は降り注ぐ水を吸い込み、湿潤状態となる。過剰の水は保水手段１４の下端から滴下し、水受けパン１３へと戻る。上記給水パイプ１５、送水ポンプ１６、及び散水パイプ１７が給水手段４５を構成する。給水手段４５は水位センサー２５が所定以上の水位を検知しているときのみ駆動可能である。水位が所定値以下に低下した場合にはハウジング１０外面の図示しない表示部にその旨の表示が出る。
【００２９】
通風コンパートメント１０ｃは側面に吸込口２１、上面に吹出口２４を有し、その間に通風路が形成されている。この通風路には、上流より順に、加熱手段２０、送風手段１９、及び保水手段１４が配置される。加熱手段２０はニクロム線ヒーターからなり、送風手段１９はプロペラファン及びこれを回転させるモーターからなる。送風手段１９はモーターの回転数を変えて送風量を加減することができる。省エネルギーのため、加熱手段２０は加湿の立ち上がりを速くする、高い湿度が求められている、あるいは保水手段１４を乾燥させるといった場合以外は使用しない。
【００３０】
１８は通風コンパートメント１０ｃの中に設置されたイオン発生装置である。イオン発生装置１８には送風装置１９により生成された空気流の一部が、主たる通風路とは別のバイパス通路を経由して送り込まれる。そしてイオン発生装置１８でイオンを受け取った空気はダンパー２３により以下の２つの風路の一方に向けられる。その１は通風コンパートメント１０ｃの上面のイオン吹出口２２から室内に出る風路であり、その２は保水手段１４に吹き付ける風路である。
【００３１】
イオン発生装置１８の構造を図５に示す。イオン発生装置１８は、誘電体と、この誘電体を挟んで対向する１対の電極を構成の要部とする。この実施形態では両端の開いた円筒形のガラス管（外径２０mm）３２をもって誘電体としている。誘電体の材質はこれに限定されるものではなく、絶縁性を有するものであれば何でもよい。また形状にも限定はない。この実施形態のように誘電体を円筒形状にした場合、外径が大きいほど、また肉厚が薄いほど誘電体の静電容量が大きくなり、イオンが発生しやすくなるが、同時にオゾンの発生も増加するところから、イオンとオゾンのバランスを考えて寸法を決定しなければならない。実験結果より、ガラス管３２の外径は２０mm以下、肉厚は１．６mm以下といった数値が推奨される。
【００３２】
ガラス管３２の内外には、いずれもステンレスの平織り金網を円筒形に丸めた形の内電極３３と外電極３４を配置する。内電極３３は高圧電極、外電極３４は接地電極として機能する。内電極３３にはＳＵＳ３１６またはＳＵＳ３０４のステンレス鋼線を平織りした４０メッシュの金網を円筒状にロール成形したものを使用している。外電極３４には同じくＳＵＳ３１６またはＳＵＳ３０４のステンレス鋼線を平織りした１６メッシュの金網を円筒状にロール成形したものを使用している。なお「メッシュ」とは１インチ当たりの目数を意味する。従って、メッシュ数の大きいものほど網目が細かいということになる。内電極３３と外電極３４は、イオン発生装置１８の静電容量を大きくしイオン発生効率を上げるため、ガラス管３２に密着させられている。
【００３３】
ガラス管３２の両端は絶縁体の栓部材３５、３６で閉ざす。栓部材３５、３６はゴムのような弾性材料により概略円筒形に成形され、各々一方の側面に周突起部４０を有し、この周突起部４０に形設された周溝４１にガラス管３２の端部が挿入される。栓部材３５、３６の外周面にも外周溝４２が形設されている。外周溝４２はイオン発生装置１８を通風コンパートメント１０ｃに固定するのに利用する。
【００３４】
栓部材３５、３６の中心には孔３７が設けられる。栓部材３５、２６の製造時においては孔３７は薄膜で塞がれている。この薄膜には容易に破れるような加工が施されており、必要なときにはこの薄膜を突き破って物を挿入できるようになっている。この実施形態では栓部材３６の孔３７にリード線３８が通され、リード線３８はガラス管３２の内部で内電極３３に接続される。外電極３４にもリード線３９が接続されている。
【００３５】
イオン発生装置１８の組立は次のようにして行う。まず、リード線３８を予め溶接しておいた内電極３３をガラス管３２の中に挿入する。そして、栓部材３６の孔３７の薄膜を先の尖った工具で突き破り、この孔３７にリード線３８を通した後、栓部材３６をガラス管３２に嵌着する。次いで、リード線３９を予め溶接しておいた外電極３４をガラス管３２の外側に嵌合させ、その上で、ガラス管３２の他端に栓部材３５を嵌着する。
【００３６】
ガラス管３２を挟んで対向する電極３３、３４間に交流電圧を印加すると、大気中で放電等の電離現象が起こり、プラスイオンとマイナスイオンが略等量発生する。ここで、印加する交流電圧は、例えば１．１ｋＶ〜２．０ｋＶとする。
【００３７】
このとき、プラスイオンとしてはＨ+（Ｈ2Ｏ）n、マイナスイオンとしてはＯ2 -（Ｈ2Ｏ）mを適量安定して発生することができる。これらプラスイオンとマイナスイオンは、単独では空気中の浮遊細菌に対し格別な滅菌効果はない。しかし、これらのイオンを同時に空気中に存在させると、プラスイオン及びマイナスイオンは浮遊細菌に付着し、両者が化学反応することによって活性種である過酸化水素Ｈ2Ｏ2または水酸化ラジカル（・ＯＨ）が生成する。このＨ2Ｏ2または（・ＯＨ）は極めて強力な活性を示すため、浮遊細菌を除菌・殺菌できる。これを保水手段１４の除菌・殺菌に使用するに際しては、プラスイオン及びマイナスイオンの発生点から１０ｃｍ離れた位置のそれぞれのイオン濃度を１０，０００個／ｃｍ3以上とすることにより、目的を達成できる。
【００３８】
図１１は、イオン発生装置から放出されるイオンの濃度に対する空気中の浮遊細菌の残存率を示した図である。縦軸は浮遊細菌の残存率（単位：％）を示し、横軸はイオン濃度単位：個／ｃｍ3）を示している。温度２５℃、相対湿度４２％の雰囲気で縦２．０ｍ、２．５ｍ、高さ２．７ｍ（容積１３．５ｍ3）の対象区域において、イオン発生装置１８を用いてイオンを空間中に送出し、風量４ｍ3／ｍｉｎで送風して室内の空気を攪拌した。
【００３９】
イオン濃度はイオン発生装置１８のガラス管３２の周面から１０ｃｍの位置の測定値を示している。浮遊細菌の残存率は、大腸菌をミスト状に濃度５００〜１５００個／ｍ3程度撒布し、イオンを１時間送出した時に空気中に残存する大腸菌数により検出した。大腸菌数は、エアサンプラーにより４０Ｌ／ｍｉｎの流量で４分間採取して測定している。
【００４０】
同図によると、イオンを送出しない場合（イオン濃度が約３００個／ｃｍ3）に、１時間経過後の自然減衰による浮遊細菌の残存率は６３．５％（減少率３６．５％）である。大腸菌の初期濃度（例えば、５００〜１５００個／ｍ3とする）には１０％程度の測定誤差がある。従って、浮遊細菌の残存率が５３．５％（減少率４６．５％）以下である場合に殺菌効果があると考えてよい。
【００４１】
また、試験の精度を考慮すると、１時間経過後の大腸菌の残存率は、イオンを送出しない場合に６０％以上の条件が望ましい。これに基づいて、図１１の測定結果を見ると、イオン濃度が約１０，０００個／ｃｍ3の時に殺菌効果が表れ、それ以上になると残存率が急速に低下することが分かる。従って、イオン濃度を１０，０００個／ｃｍ3以上にすることにより、殺菌効果を得ることができる。
【００４２】
加湿装置１の制御回路は図６のように構成される。５０はハウジング１０の表面に設けられる操作パネル、５５はハウジング１０の内部に設けられる制御基板を示す。操作パネル５０には運転スイッチ５１、加湿スイッチ５２、イオン運転スイッチ５３、及び湿度設定スイッチ５４が配置される。制御基板５５は上記スイッチ群からの信号を受け取るスイッチ入力回路５６と、スイッチ入力回路５６から入力データを受け取る制御部５７とを備える。制御部５７は制御の要となる箇所であり、ＣＰＵやメモリ等、いわゆるマイクロコンピュータを構成するのに必要な要素を備える。
【００４３】
制御部５７はイオン発生装置駆動回路５８、送風手段駆動回路５９、給水手段駆動回路６０、加熱手段駆動回路６１、及びダンパー駆動回路６２を制御する。制御部５７には湿度センサー６３からも信号が伝えられる。湿度センサー６３はハウジング１０の外側又は内側で室内空気が流通する箇所に配置される。
【００４４】
運転スイッチ５１は加湿装置１全体のメインスイッチとなるものであり、「入」「切」の２状態に切り替えられる。加湿スイッチ５２は加湿運転の運転モードを選択するものであり、押す度に「自動」→「強」→「中」→「弱」→「切」→「自動」の順で切り替わる。
【００４５】
イオン運転スイッチ５３はイオン発生装置１８及び、これに送風手段１９と加熱手段２０を加えたものの運転モードを選択するものであり、押す度に「クラスター」→「クリーニング１」→「クリーニング２」→「切」→「クラスター」の順で切り替わる。
【００４６】
湿度設定スイッチ５４は室内空気の湿度を設定するものであり、所定の数値間隔で設定された複数個の湿度の中から１個を選択する。
【００４７】
次に加湿装置１の動作を説明する。まず運転スイッチ５１を「切」にしておいて水タンク１２を取り出し、水タンク１２に水を入れ、再び水受けパン１３の上にセットする。それから運転スイッチ５１を「入」にする。加湿スイッチ５２とイオン運転スイッチ５３は初期状態では「自動」及び「クラスター」となっており、運転スイッチ５１を「入」にするとイオン発生を伴う自動加湿運転が開始される。なお「クラスター」とは、プラスイオンとマイナスイオンの集団であるイオンクラスターがイオン発生装置１８で生成されることを意味する。
【００４８】
自動加湿運転においては、図７に示すように、当初は給水手段４５を停止させたまま、加熱手段２０と送風手段１９を所定時間駆動する。これにより、保水手段１４に空気が吹き付けられる。保水手段１４に接触した空気は保水手段１４から水分を奪い、保水手段１４を乾燥させる。
【００４９】
保水手段１４に接触する空気は加熱手段２０により加熱されて約６０〜７０℃の温風となっており、乾燥が促進される。殺菌効果も高まる。このように保水手段１４が乾燥することにより、保水手段１４に付着していた細菌・かび・藻類等は活動力を弱める。また臭いの発生も防止される。
【００５０】
所定時間経過後、加熱手段２０への通電が断たれ、空気の加熱が止まる。入れ替わりに給水手段４５が運転を開始し、保水手段１４に水が注がれる。保水手段１４は湿潤状態となり、その中を通る空気に水分が転移し、空気の湿度が上昇する。湿度を高めた空気は吹出口２４から吹き出し、室内の湿度を上げる。
【００５１】
湿度設定スイッチ５４で設定した湿度と湿度センサー６３で測定した現実の湿度との間に大きな開きがあり、室内空気に大量の水分を急速に補給することが必要な場合は、給水手段４５の運転開始後も加熱手段２０への通電が継続され、保水手段１４に接触する空気を温風とする。これにより水の蒸発量が上昇するので、空気中により多くの水分を含ませることができる。この時の温風温度は保水手段１４を乾燥させるときの温度よりやや低く、約４０〜５０℃とする。測定湿度が設定湿度に近づいたら加熱手段２０への通電を停止する。
【００５２】
給水手段４５とともにイオン発生装置１８も運転を開始する。このときダンパー駆動回路６２はダンパー２３をイオン吹出口２２の方に切り替えており、イオンクラスターはイオン吹出口２２から室内に送出される。そして略等量発生したプラスイオンとマイナスイオンが室内空気中に浮遊する細菌を取り囲み、化学反応して活性種である過酸化水素Ｈ2Ｏ2または水酸化ラジカル（・ＯＨ）を生じ、除菌・殺菌する。
【００５３】
このように加湿運転をしながらイオン発生装置１８を併用すると、空気中の湿度上昇によりインフルエンザウィルスの生息率が低下し、またイオンクラスターによりインフルエンザウィルス以外の浮遊細菌もできるので、快適な空気が得られる。
【００５４】
なおイオン発生装置１８の生成するプラスイオンとマイナスイオンの比率を変え、マイナスイオンの比率を多くすると、室内の人々にリラクゼーション効果が生じ、室内環境をより快適なものとすることができる。
【００５５】
自動加湿運転では設定した湿度が保たれるよう自動的に加湿量が加減されるとともに、途中で保水手段乾燥運転が行われる。すなわち図８に示すように、湿度センサー６３の検出する湿度が設定湿度に到達すると、給水手段４５及びイオン発生装置１８が運転を停止し、加熱手段２０と送風手段１９のみ運転される。加湿装置１の運転開始直後に行った保水手段乾燥運転と同様、加熱手段２０は空気を約６０〜７０℃に加熱するので、保水手段１４は迅速に乾燥し、保水手段１４で繁殖しかかっていた細菌・かび・藻類等は活動力を弱める。臭いの発生も防止される。
【００５６】
湿度センサー６３の検出する湿度が所定値まで低下したら保水手段乾燥運転を終了し、加湿運転を再開する。このようにして加湿運転と保水手段乾燥運転を交互に繰り返す。
【００５７】
自動加湿運転の途中で運転スイッチ５１を「切」にすると、図９のように運転終了処理が行われる。すなわち給水手段４５とイオン発生装置１８の運転が停止し、加熱手段２０への通電が開始される。約６０〜７０℃の温風で所定時間保水手段乾燥運転を行った後、加熱手段２０への通電が断たれる。送風手段１９は運転を続けるので、余熱を持っている加熱手段２０を冷却しつつ保水手段１４の乾燥が継続される。
【００５８】
このように加熱手段２０の余熱冷却段階に入った後、イオン発生装置１８が運転を開始する。この時ダンパー駆動回路６２はダンパー２３を保水手段１４の側に切り替える。これにより、イオン発生装置１８の生成したイオンクラスターが保水手段１４に吹き付けられ、保水手段１４の全体に行きわたり、保水手段１４に付着した細菌を除菌・滅菌する。所定時間経過後、送風手段１９、イオン発生装置１８ともに運転を停止し、加湿装置１は完全停止状態となる。
【００５９】
上記のように自動加湿運転では湿度センサー６３の検出する湿度が設定湿度に到達すると保水手段乾燥運転に移行する。加湿スイッチ５２が「強」「中」「弱」のいずれかに合わせられていれば、設定湿度に関わりなく所定量の水分を蒸発させるような運転が行われる。
【００６０】
例えば「強」では約４００ミリリットル／時間、「中」では約２５０ミリリットル／時間、「弱」では約１００ミリリットル／時間の割合で水が蒸発するよう、送風手段１９の送風量と加熱手段２０の加熱量が調整される。
【００６１】
これら「強」「中」「弱」の運転では、保水手段乾燥運転が行われるのは運転開始時と運転停止時だけであって、加湿運転の途中では保水手段乾燥運転は行われない。
【００６２】
なおイオン運転スイッチ５３を「切」に合わせておいた場合には、「自動」「強」「中」「弱」のいずれにおいても、イオン生成を伴わない加湿運転及び保水手段乾燥運転が行われる。
【００６３】
他方加湿スイッチ５２を「切」に合わせておいた場合には、加湿抜きでイオン送出のみ行うことができる。すなわちイオン運転スイッチ５３を「クラスター」にしておけば、運転スイッチ５１を「入」にすると同時にイオン発生装置１８がイオン生成を開始し、送風手段１９も送風を開始し、イオンクラスターがイオン吹出口２２から送出される。
【００６４】
イオン運転スイッチ５３を「クリーニング１」にするとダンパー２３が保水手段１４の側に切り替わり、保水手段１４にイオンクラスターが吹き付けられ、除菌・殺菌が行われる。
【００６５】
イオン運転スイッチ５３を「クリーニング２」にすると加熱手段２０が通電し、約６０〜７０℃の温風とイオンクラスターが同時に保水手段１４に吹き付けられ、温風乾燥と除菌・殺菌が同時進行する。
【００６６】
上記のように保水手段乾燥用の温風発生とイオン生成とは両立し得るので、図７、８、９において、保水手段乾燥期間中にイオン発生装置１８を駆動しても差し支えない。
【００６７】
また加湿スイッチ５２を「強」「中」「弱」のいずれかにし、イオン運転スイッチ５３を「クラスター」「クリーニング１」「クリーニング２」のいずれかにすれば、加湿を行いつつイオンクラスターを室内に送出し、あるいは加湿を行いながら保水手段１４の除菌・殺菌を行うことができる。
【００６８】
以上、本発明をスタンドアローンの加湿装置に適用した実施形態につき説明したが、空気調和機や空気清浄機といった各種空調機器に加湿機能を付加する場合にも本発明を実施することができる。また実施にあたり、次のような修正を施すことも可能である。
【００６９】
例えば保水手段である。図４に図示したものは各マスが四辺形の格子形状となっているが、これを図１０に示すようなハニカム構造とすることもできる。さらに、保水手段の材料は不織布に限られる訳ではなく、毛管現象により湿潤状態を保てるものであれば何でもよい。
【００７０】
給水方式についても上方から水を滴下する方式に限定される訳ではない。側面よりはねかけあるいは噴霧により水を補給するものであっても構わない。要は、給水手段の停止により水の補給が断たれ、保水手段を乾燥させることが可能となるものでありさえすればよい。
【００７１】
また、自動加湿運転時にイオンクラスターの全量が室内に送出されることとしたが、その一部ないし全量を保水手段に吹き付けることとしてもよい。
【００７２】
また送風手段もプロペラファン以外のファン、例えばシロッコファンであるとかクロスフローファンをもって構成することができる。加熱手段をニクロム線ヒーターでなく正特性サーミスタにより構成してもよい。
【００７３】
その他、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によると、加湿運転の途中で保水手段乾燥運転が行われ、給水手段を停止させ送風手段と加熱手段を駆動して保水手段を乾燥させることにより、保水手段中に細菌・かび・藻類等が繁殖し、悪臭を発生したり感染症の原因になったりするのを抑制することができる。そしてこれには薬剤を必要としない。
【００７５】
また加湿装置の運転開始時、最初所定時間の保水手段乾燥運転を行い、その後加湿運転に移行することとしたから、運転停止期間中に細菌・かび・藻類等が繁殖していたとしても、その活動力を弱めた状態で加湿を行うことができる。運転初期の臭いの発生も防止される。
【００７６】
また加湿装置の運転終了時、所定時間の保水手段乾燥運転を行い、その後加湿装置を完全停止させることとしたから、運転停止期間中に細菌・かび・藻類等が繁殖するのを防ぐことができる。
【００７７】
また加湿運転時、保水手段に接触する空気を加熱手段で加熱することができるようにしたから、より多くの水分を蒸発させて、加湿をスピードアップすることができる。
【００７８】
また保水手段乾燥運転時、保水手段に接触する空気を加熱手段で加熱することができるようにしたから、より多くの水分を蒸発させて、保水手段の乾燥を促進することができる。
【００７９】
また加湿装置の運転終了時、所定時間は送風手段と加熱手段とを併用して保水手段乾燥運転を行い、その後所定時間は加熱手段を停止し送風手段のみで保水手段乾燥運転を行ってから停止するようにしたから、加熱手段を十分に冷却してから加湿装置を完全停止させることができ、安全性を高めることができる。
【００８０】
また加湿運転時又は保水手段乾燥運転時、保水手段に接触する空気を加熱手段で加熱することができるようにするとともに、保水手段乾燥運転時には加湿運転時よりも空気が高温に加熱されるようにしたから、保水手段を十分に乾燥させることができ、殺菌も進む。
【００８１】
また室内空気中にイオンを送出するイオン発生装置を加湿装置に併設したから、空気中のイオン量を増やしてリラクゼーション効果や空気中に浮遊する細菌の除菌・殺菌効果を得ることができる。
【００８２】
また加湿運転時又は保水手段乾燥運転時、イオン発生装置の生成したイオンを保水手段に吹き付けることとしたから、保水手段をイオンで除菌・殺菌することができる。
【００８３】
また送風手段により生成される空気流の一部をイオン発生装置に送り込むこととしたから、イオン発生装置専用のファンを設けなくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明加湿装置の一実施形態を示す概略垂直断面図
【図２】 水タンクに組み合わせられるキャップの垂直断面図
【図３】 キャップの部分水平断面図
【図４】 保水手段及び送水手段の斜視図
【図５】 イオン発生装置の断面図
【図６】 加湿装置の回路ブロック図
【図７】 自動加湿運転開始時のシーケンスダイヤグラム
【図８】 自動加湿運転途中のシーケンスダイヤグラム
【図９】 自動加湿運転終了時のシーケンスダイヤグラム
【図１０】 図４と同様の斜視図にして、保水手段の変形例を示すもの
【図１１】 イオン発生装置から発生するイオンの濃度と浮遊細菌の残存率との関係を示す図
【符号の説明】
１ 加湿装置
１０ ハウジング
１０ａ 隔壁
１０ｂ 水タンクコンパートメント
１０ｃ 通風コンパートメント
１１ 蓋
１２ 水タンク
１２ａ 注水口
１３ 水受けパン
１３ａ 弁開放ピン
１３ｂ デッキ板
１３ｃ、１３ｄ 開口部
１４ 保水手段
１５ 給水パイプ
１６ 送水ポンプ
１７ 散水パイプ
１８ イオン発生装置
１９ 送風手段
２０ 加熱手段
２１ 吸込口
２２ イオン吹出口
２３ ダンパー
２４ 吹出口
２５ 水位センサー
２６ 滴下孔
２７ キャップ
２７ａ 給水口部材
２７ｂ 軸受部
２７ｃ スポーク
２７ｄ 給水開口
２８ 軸
２８ａ フランジ
２９ 圧縮コイルバネ
３０ 弁ディスク
３１ 弁ユニット
３２ ガラス管（誘電体）
３３ 内電極
３４ 外電極
３５、３６ 栓部材
３７ 孔
３８、３９ リード線
４０ 周突起部
４１ 周溝
４２ 外周溝
４３ 隙間
４５ 給水手段
５０ 操作パネル
５１ 運転スイッチ
５２ 加湿スイッチ
５３ イオン運転スイッチ
５４ 湿度設定スイッチ
５５ 制御基板
５６ スイッチ入力回路
５７ 制御部
５８ イオン発生装置駆動回路
５９ 送風手段駆動回路
６０ 給水手段駆動回路
６１ 加熱手段駆動回路
６２ ダンパー駆動回路
６３ 湿度センサー
【発明の属する技術分野】
本発明は単独で、あるいは空調機器に組み合わせて用いることのできる加湿装置に関する。なお「空調機器」とは空気の物性を変化させて所望の雰囲気をつくり出す機器全般をいい、その例としては空気調和機、空気清浄機、ファンヒーター等を掲げることができる。
【０００２】
【従来の技術】
空調における管理要素には温度、湿度、汚染物質等がある。湿度管理の中でも加湿については、従来から様々な方式が提案された。例えば水を沸騰させて水蒸気の形で空気中に拡散させる方式、あるいは超音波で水を霧化して空気に混入する方式等がある。あるいは大面積の保水手段を用意してこれを湿潤状態に置き、この保水手段に空気を接触させて空気に水分を転移する方式もある。
【０００３】
上記した加湿方式にはそれぞれメリットとデメリットがある。例えば沸騰方式と超音波方式は装置を小型化できるが、前者はエネルギー多消費型であり、後者は装置コストが高い。大面積の保水手段を用いる方式は、装置を小型化するという点では不利であるものの、エネルギーをそれほど必要とせず、装置コストが安く、動作信頼性も高いというメリットがある。
【０００４】
保水手段方式の加湿装置の例を実開昭５８−１４８５２０号公報、同６２−２９３６号公報、及び同６３−１３４３２６号公報に見ることができる。
【０００５】
上記３公報に記載された加湿装置はいずれも、保水手段の下端を水ないし脱臭液に浸し、保水手段を常時湿潤状態に置くこととしている。このような装置にあっては保水手段中に細菌・かび・藻類等が繁殖し、悪臭のもととなる他、それら自身あるいはその胞子が風によって室内にまき散らされることが問題となる。まき散らされた物質は、その種類によっては感染症を引き起こしかねない。
【０００６】
前記実開昭６３−１３４３２６号公報記載の装置においては保水手段に脱臭剤を含有させている。これにより悪臭を抑制できるが、脱臭剤の性能が落ちれば保水手段を交換しなければならない。また細菌・かび・藻類等の繁殖自体は抑制できない。
【０００７】
前記実開昭６２−２９３６号公報記載の装置は、臭気捕集用活性炭素、界面活性剤、及び精製水の混合物中に土壌菌ならびに植物性酵素を配合して脱臭及び滅菌効果を有する脱臭液としているため、細菌・かび・藻類等の繁殖抑制効果を期待できる。しかしながらこのような特殊組成の脱臭液を常時用意し、液量が少くなる都度補充してやらねばならないという欠点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、湿潤状態の保水手段に空気を接触させて空気に水分を転移する方式の加湿装置において、保水手段中に細菌・かび・藻類等が繁殖するのを簡単な装置構成をもって抑制できるようにすることを目的とする。併せて、空気中のイオン量を増やしてリラクゼーション効果や空気中に浮遊する細菌の除菌・殺菌効果を得るとともに、イオンにより保水手段の除菌・殺菌をも行うようにした加湿装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明では、保水手段と、この保水手段を湿潤状態に置く給水手段と、湿潤状態の保水手段に空気を接触させて空気に水分を転移し、この空気を室内に送り出す送風手段と、室内の湿度を検出する湿度センサーとを備えた加湿装置において、OLE_LINK1給水手段と送風手段を同時に駆動する加湿運転と、給水手段を停止し送風手段のみ駆動する保水手段乾燥運転とを可能にし、さらに保水手段に接触する空気を加熱する加熱手段を設け、湿度センサーの検出する湿度が設定湿度に到達すると、保水手段乾燥運転を行うとともに加熱手段を駆動し、湿度センサーの検出する湿度が所定値まで低下したら保水手段乾燥運転を終了するともに加熱手段を停止し、加湿運転を再開することを特徴としている。
【００１１】
これによると、加湿運転の途中で保水手段乾燥運転が行われ、送水手段を停止し送風手段と加熱手段を駆動して保水手段を乾燥することにより、保水手段中に細菌・かび・藻類等が繁殖し、悪臭を発生したり感染症の原因になったりするのを抑制することができる。
【００１２】
また本発明では、加湿装置の運転開始時、最初所定時間の保水手段乾燥運転を行い、その後加湿運転に移行することとした。これにより、運転停止期間中に細菌・かび・藻類等が繁殖していたとしても、その活動力を弱めた状態で加湿を行うことができる。運転初期の臭いの発生も防止される。
【００１３】
また本発明では、加湿装置の運転終了時、所定時間の保水手段乾燥運転を行い、その後加湿装置を完全停止させることとした。これにより、運転停止期間中に細菌・かび・藻類等が繁殖するのを防ぐことができる。
【００１４】
また本発明では、加湿運転時、保水手段に接触する空気を加熱手段で加熱することができるようにした。これにより、より多くの水分を蒸発させて、加湿をスピードアップすることができる。
【００１５】
また本発明では、保水手段乾燥運転時、保水手段に接触する空気を加熱手段で加熱することができるようにした。これにより、より多くの水分を蒸発させて、保水手段の乾燥を促進することができる。
【００１６】
また本発明では、加湿装置の運転終了時、所定時間は送風手段と加熱手段とを併用して保水手段乾燥運転を行い、その後所定時間は加熱手段を停止し送風手段のみで保水手段乾燥運転を行ってから停止するようにした。これにより、加熱手段を十分に冷却してから加湿装置を完全停止させることができ、安全性を高めることができる。
【００１７】
また本発明では、加湿運転時又は保水手段乾燥運転時、保水手段に接触する空気を加熱手段で加熱することができるようにするとともに、保水手段乾燥運転時には加湿運転時よりも空気が高温に加熱されるようにした。これにより、保水手段の乾燥を十分に行うことができ、殺菌も進む。
【００１８】
また本発明では、室内空気中にイオンを送出するイオン発生装置を加湿装置に併設した。これにより、空気中のイオン量を増やしてリラクゼーション効果や空気中に浮遊する細菌の除菌・殺菌効果を得ることができる。
【００１９】
また本発明では、加湿運転時又は保水手段乾燥運転時、イオン発生装置の生成したイオンを保水手段に吹き付けることとした。これにより、保水手段をイオンで除菌・殺菌することができる。
【００２０】
また本発明では、送風手段により生成される空気流の一部をイオン発生装置に送り込むこととした。これにより、イオン発生装置専用のファンを設けなくて済む。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明加湿装置の一実施形態を図に基づき説明する。
【００２２】
図１は加湿装置１の概略構成を示す。１０はハウジングであり、その内部は垂直な隔壁１０ａにより水タンクコンパートメント１０ｂと通風コンパートメント１０ｃとに区画されている。水タンクコンパートメント１０ｂの上面には開閉自在な蓋１１が設けられ、ここから水タンク１２が挿入される。１３は水タンクコンパートメント１０ｂの底部と通風コンパートメント１０ｃの底部にまたがるように配置された水受けパンで、その上面のデッキ板１３ｂに水タンク１２は取りつけられる。
【００２３】
水タンク１２は開口部としては一側面に注水口１２ａを備えるのみであり、ここからタンク内に水を補給する。水を補給した後、注水口１２ａをネジ式のキャップ２７で密栓し、注水口１２ａが下を向くよう水タンク１２を倒立させてデッキ板１３ｂの上に置く。キャップ２７はデッキ板１３ｂに設けた開口部１３ｃから水受けパン１３の中へ突出する。
【００２４】
注水口１２ａ及びキャップ２７の構造は図２、３に見られる通りである。キャップ２７の中心には筒形の給水口部材２７ａが水タンク１２の外側に突出するように形設される。給水口部材２７ａの中心には４本のスポーク２７ｃで支持される筒形の軸受部２７ｂがあり、給水口部材２７ａと軸受部２７ｂとの間が給水開口２７ｄとなる。軸受部２７ｂの中心には軸２８が軸線方向スライド自在に支持される。また、軸２８の一端にはフランジ２８ａが形設され、このフランジ２８ａと軸受部２７ｂとの間に挿入された圧縮コイルバネ２９により、軸２８は常時水タンク１２の外側に向けて付勢されている。３０は軸２８の他端に取り付けられたゴム製の弁ディスクで、圧縮コイルバネ２９の付勢力により給水口部材２７ａに密着して給水開口２７ｄを閉ざす。なお、給水口部材２７ａへの密着性を良くするため、弁ディスク３０は給水口部材２７ａに向かって凸レンズ状に湾曲した形状となっている。これら軸２８、フランジ２８ａ、圧縮コイルバネ２９、及び弁ディスク３０が弁ユニット３１を構成する。
【００２５】
水受けパン１３の底面からは弁開放ピン１３ａが立ち上がる。水タンク１２が所定位置に置かれると弁開放ピン１３ａが軸２８に当たってこれを押し、弁ディスク３０と給水口部材２７ａとの間に隙間４３を生じさせる。この隙間４３から給水開口２７ｄを通過し、水受けパン１３に水が流れ出す。水位が給水口２７ａの下端に達すると、大気圧により水はそれ以上水タンク１２から流れ出さなくなる。水が消費されればそれを補償するように水タンク１２から水が流れ出すので、水受けパン１３の中の水位は常に一定に保たれる。２５は水受けパン１３の中の水位を検知する水位センサーである。
【００２６】
通風コンパートメント１０ｃの中には扁平な直方体形状の保水手段１４が、その直方体形状の主面（最も面積の広い面）を垂直にした形で配置される。保水手段１４は不織布で格子を構成し、その格子の穴の中を空気が通るようにしたものであり、前記主面に格子形状が現れている。保水手段１４は水受けパン１３のデッキ板１３ｂの上に置かれ、デッキ板１３ｂに設けた開口部１３ｄに下端を臨ませている。但し保水手段１４の下端が水受けパン１３の中の水に浸ることはない。
【００２７】
１５はデッキ板１３ｂを貫通する給水パイプで、その下端は水受けパン１３の中の水に漬かり、水受けパン１３の底部近くにまで届いている。給水パイプ１５の上端は保水手段１４の上に水平に配置した散水パイプ１７に接続する。給水パイプ１５の途中には送水ポンプ１６が設けられており、この送水ポンプ１６を運転すると水受けパン１３から水が吸い上げられ、散水パイプ１７まで押し上げられる。散水パイプ１７には多数の滴下孔２６（図４参照）が設けられており、ここから保水手段１４に水が降り注ぐ。保水手段１４の各部に均等に水が行き渡るよう、滴下孔２６の位置と直径が設定されている。給水量は加湿量に応じて調整される。
【００２８】
不織布製の保水手段１４は降り注ぐ水を吸い込み、湿潤状態となる。過剰の水は保水手段１４の下端から滴下し、水受けパン１３へと戻る。上記給水パイプ１５、送水ポンプ１６、及び散水パイプ１７が給水手段４５を構成する。給水手段４５は水位センサー２５が所定以上の水位を検知しているときのみ駆動可能である。水位が所定値以下に低下した場合にはハウジング１０外面の図示しない表示部にその旨の表示が出る。
【００２９】
通風コンパートメント１０ｃは側面に吸込口２１、上面に吹出口２４を有し、その間に通風路が形成されている。この通風路には、上流より順に、加熱手段２０、送風手段１９、及び保水手段１４が配置される。加熱手段２０はニクロム線ヒーターからなり、送風手段１９はプロペラファン及びこれを回転させるモーターからなる。送風手段１９はモーターの回転数を変えて送風量を加減することができる。省エネルギーのため、加熱手段２０は加湿の立ち上がりを速くする、高い湿度が求められている、あるいは保水手段１４を乾燥させるといった場合以外は使用しない。
【００３０】
１８は通風コンパートメント１０ｃの中に設置されたイオン発生装置である。イオン発生装置１８には送風装置１９により生成された空気流の一部が、主たる通風路とは別のバイパス通路を経由して送り込まれる。そしてイオン発生装置１８でイオンを受け取った空気はダンパー２３により以下の２つの風路の一方に向けられる。その１は通風コンパートメント１０ｃの上面のイオン吹出口２２から室内に出る風路であり、その２は保水手段１４に吹き付ける風路である。
【００３１】
イオン発生装置１８の構造を図５に示す。イオン発生装置１８は、誘電体と、この誘電体を挟んで対向する１対の電極を構成の要部とする。この実施形態では両端の開いた円筒形のガラス管（外径２０mm）３２をもって誘電体としている。誘電体の材質はこれに限定されるものではなく、絶縁性を有するものであれば何でもよい。また形状にも限定はない。この実施形態のように誘電体を円筒形状にした場合、外径が大きいほど、また肉厚が薄いほど誘電体の静電容量が大きくなり、イオンが発生しやすくなるが、同時にオゾンの発生も増加するところから、イオンとオゾンのバランスを考えて寸法を決定しなければならない。実験結果より、ガラス管３２の外径は２０mm以下、肉厚は１．６mm以下といった数値が推奨される。
【００３２】
ガラス管３２の内外には、いずれもステンレスの平織り金網を円筒形に丸めた形の内電極３３と外電極３４を配置する。内電極３３は高圧電極、外電極３４は接地電極として機能する。内電極３３にはＳＵＳ３１６またはＳＵＳ３０４のステンレス鋼線を平織りした４０メッシュの金網を円筒状にロール成形したものを使用している。外電極３４には同じくＳＵＳ３１６またはＳＵＳ３０４のステンレス鋼線を平織りした１６メッシュの金網を円筒状にロール成形したものを使用している。なお「メッシュ」とは１インチ当たりの目数を意味する。従って、メッシュ数の大きいものほど網目が細かいということになる。内電極３３と外電極３４は、イオン発生装置１８の静電容量を大きくしイオン発生効率を上げるため、ガラス管３２に密着させられている。
【００３３】
ガラス管３２の両端は絶縁体の栓部材３５、３６で閉ざす。栓部材３５、３６はゴムのような弾性材料により概略円筒形に成形され、各々一方の側面に周突起部４０を有し、この周突起部４０に形設された周溝４１にガラス管３２の端部が挿入される。栓部材３５、３６の外周面にも外周溝４２が形設されている。外周溝４２はイオン発生装置１８を通風コンパートメント１０ｃに固定するのに利用する。
【００３４】
栓部材３５、３６の中心には孔３７が設けられる。栓部材３５、２６の製造時においては孔３７は薄膜で塞がれている。この薄膜には容易に破れるような加工が施されており、必要なときにはこの薄膜を突き破って物を挿入できるようになっている。この実施形態では栓部材３６の孔３７にリード線３８が通され、リード線３８はガラス管３２の内部で内電極３３に接続される。外電極３４にもリード線３９が接続されている。
【００３５】
イオン発生装置１８の組立は次のようにして行う。まず、リード線３８を予め溶接しておいた内電極３３をガラス管３２の中に挿入する。そして、栓部材３６の孔３７の薄膜を先の尖った工具で突き破り、この孔３７にリード線３８を通した後、栓部材３６をガラス管３２に嵌着する。次いで、リード線３９を予め溶接しておいた外電極３４をガラス管３２の外側に嵌合させ、その上で、ガラス管３２の他端に栓部材３５を嵌着する。
【００３６】
ガラス管３２を挟んで対向する電極３３、３４間に交流電圧を印加すると、大気中で放電等の電離現象が起こり、プラスイオンとマイナスイオンが略等量発生する。ここで、印加する交流電圧は、例えば１．１ｋＶ〜２．０ｋＶとする。
【００３７】
このとき、プラスイオンとしてはＨ+（Ｈ2Ｏ）n、マイナスイオンとしてはＯ2 -（Ｈ2Ｏ）mを適量安定して発生することができる。これらプラスイオンとマイナスイオンは、単独では空気中の浮遊細菌に対し格別な滅菌効果はない。しかし、これらのイオンを同時に空気中に存在させると、プラスイオン及びマイナスイオンは浮遊細菌に付着し、両者が化学反応することによって活性種である過酸化水素Ｈ2Ｏ2または水酸化ラジカル（・ＯＨ）が生成する。このＨ2Ｏ2または（・ＯＨ）は極めて強力な活性を示すため、浮遊細菌を除菌・殺菌できる。これを保水手段１４の除菌・殺菌に使用するに際しては、プラスイオン及びマイナスイオンの発生点から１０ｃｍ離れた位置のそれぞれのイオン濃度を１０，０００個／ｃｍ3以上とすることにより、目的を達成できる。
【００３８】
図１１は、イオン発生装置から放出されるイオンの濃度に対する空気中の浮遊細菌の残存率を示した図である。縦軸は浮遊細菌の残存率（単位：％）を示し、横軸はイオン濃度単位：個／ｃｍ3）を示している。温度２５℃、相対湿度４２％の雰囲気で縦２．０ｍ、２．５ｍ、高さ２．７ｍ（容積１３．５ｍ3）の対象区域において、イオン発生装置１８を用いてイオンを空間中に送出し、風量４ｍ3／ｍｉｎで送風して室内の空気を攪拌した。
【００３９】
イオン濃度はイオン発生装置１８のガラス管３２の周面から１０ｃｍの位置の測定値を示している。浮遊細菌の残存率は、大腸菌をミスト状に濃度５００〜１５００個／ｍ3程度撒布し、イオンを１時間送出した時に空気中に残存する大腸菌数により検出した。大腸菌数は、エアサンプラーにより４０Ｌ／ｍｉｎの流量で４分間採取して測定している。
【００４０】
同図によると、イオンを送出しない場合（イオン濃度が約３００個／ｃｍ3）に、１時間経過後の自然減衰による浮遊細菌の残存率は６３．５％（減少率３６．５％）である。大腸菌の初期濃度（例えば、５００〜１５００個／ｍ3とする）には１０％程度の測定誤差がある。従って、浮遊細菌の残存率が５３．５％（減少率４６．５％）以下である場合に殺菌効果があると考えてよい。
【００４１】
また、試験の精度を考慮すると、１時間経過後の大腸菌の残存率は、イオンを送出しない場合に６０％以上の条件が望ましい。これに基づいて、図１１の測定結果を見ると、イオン濃度が約１０，０００個／ｃｍ3の時に殺菌効果が表れ、それ以上になると残存率が急速に低下することが分かる。従って、イオン濃度を１０，０００個／ｃｍ3以上にすることにより、殺菌効果を得ることができる。
【００４２】
加湿装置１の制御回路は図６のように構成される。５０はハウジング１０の表面に設けられる操作パネル、５５はハウジング１０の内部に設けられる制御基板を示す。操作パネル５０には運転スイッチ５１、加湿スイッチ５２、イオン運転スイッチ５３、及び湿度設定スイッチ５４が配置される。制御基板５５は上記スイッチ群からの信号を受け取るスイッチ入力回路５６と、スイッチ入力回路５６から入力データを受け取る制御部５７とを備える。制御部５７は制御の要となる箇所であり、ＣＰＵやメモリ等、いわゆるマイクロコンピュータを構成するのに必要な要素を備える。
【００４３】
制御部５７はイオン発生装置駆動回路５８、送風手段駆動回路５９、給水手段駆動回路６０、加熱手段駆動回路６１、及びダンパー駆動回路６２を制御する。制御部５７には湿度センサー６３からも信号が伝えられる。湿度センサー６３はハウジング１０の外側又は内側で室内空気が流通する箇所に配置される。
【００４４】
運転スイッチ５１は加湿装置１全体のメインスイッチとなるものであり、「入」「切」の２状態に切り替えられる。加湿スイッチ５２は加湿運転の運転モードを選択するものであり、押す度に「自動」→「強」→「中」→「弱」→「切」→「自動」の順で切り替わる。
【００４５】
イオン運転スイッチ５３はイオン発生装置１８及び、これに送風手段１９と加熱手段２０を加えたものの運転モードを選択するものであり、押す度に「クラスター」→「クリーニング１」→「クリーニング２」→「切」→「クラスター」の順で切り替わる。
【００４６】
湿度設定スイッチ５４は室内空気の湿度を設定するものであり、所定の数値間隔で設定された複数個の湿度の中から１個を選択する。
【００４７】
次に加湿装置１の動作を説明する。まず運転スイッチ５１を「切」にしておいて水タンク１２を取り出し、水タンク１２に水を入れ、再び水受けパン１３の上にセットする。それから運転スイッチ５１を「入」にする。加湿スイッチ５２とイオン運転スイッチ５３は初期状態では「自動」及び「クラスター」となっており、運転スイッチ５１を「入」にするとイオン発生を伴う自動加湿運転が開始される。なお「クラスター」とは、プラスイオンとマイナスイオンの集団であるイオンクラスターがイオン発生装置１８で生成されることを意味する。
【００４８】
自動加湿運転においては、図７に示すように、当初は給水手段４５を停止させたまま、加熱手段２０と送風手段１９を所定時間駆動する。これにより、保水手段１４に空気が吹き付けられる。保水手段１４に接触した空気は保水手段１４から水分を奪い、保水手段１４を乾燥させる。
【００４９】
保水手段１４に接触する空気は加熱手段２０により加熱されて約６０〜７０℃の温風となっており、乾燥が促進される。殺菌効果も高まる。このように保水手段１４が乾燥することにより、保水手段１４に付着していた細菌・かび・藻類等は活動力を弱める。また臭いの発生も防止される。
【００５０】
所定時間経過後、加熱手段２０への通電が断たれ、空気の加熱が止まる。入れ替わりに給水手段４５が運転を開始し、保水手段１４に水が注がれる。保水手段１４は湿潤状態となり、その中を通る空気に水分が転移し、空気の湿度が上昇する。湿度を高めた空気は吹出口２４から吹き出し、室内の湿度を上げる。
【００５１】
湿度設定スイッチ５４で設定した湿度と湿度センサー６３で測定した現実の湿度との間に大きな開きがあり、室内空気に大量の水分を急速に補給することが必要な場合は、給水手段４５の運転開始後も加熱手段２０への通電が継続され、保水手段１４に接触する空気を温風とする。これにより水の蒸発量が上昇するので、空気中により多くの水分を含ませることができる。この時の温風温度は保水手段１４を乾燥させるときの温度よりやや低く、約４０〜５０℃とする。測定湿度が設定湿度に近づいたら加熱手段２０への通電を停止する。
【００５２】
給水手段４５とともにイオン発生装置１８も運転を開始する。このときダンパー駆動回路６２はダンパー２３をイオン吹出口２２の方に切り替えており、イオンクラスターはイオン吹出口２２から室内に送出される。そして略等量発生したプラスイオンとマイナスイオンが室内空気中に浮遊する細菌を取り囲み、化学反応して活性種である過酸化水素Ｈ2Ｏ2または水酸化ラジカル（・ＯＨ）を生じ、除菌・殺菌する。
【００５３】
このように加湿運転をしながらイオン発生装置１８を併用すると、空気中の湿度上昇によりインフルエンザウィルスの生息率が低下し、またイオンクラスターによりインフルエンザウィルス以外の浮遊細菌もできるので、快適な空気が得られる。
【００５４】
なおイオン発生装置１８の生成するプラスイオンとマイナスイオンの比率を変え、マイナスイオンの比率を多くすると、室内の人々にリラクゼーション効果が生じ、室内環境をより快適なものとすることができる。
【００５５】
自動加湿運転では設定した湿度が保たれるよう自動的に加湿量が加減されるとともに、途中で保水手段乾燥運転が行われる。すなわち図８に示すように、湿度センサー６３の検出する湿度が設定湿度に到達すると、給水手段４５及びイオン発生装置１８が運転を停止し、加熱手段２０と送風手段１９のみ運転される。加湿装置１の運転開始直後に行った保水手段乾燥運転と同様、加熱手段２０は空気を約６０〜７０℃に加熱するので、保水手段１４は迅速に乾燥し、保水手段１４で繁殖しかかっていた細菌・かび・藻類等は活動力を弱める。臭いの発生も防止される。
【００５６】
湿度センサー６３の検出する湿度が所定値まで低下したら保水手段乾燥運転を終了し、加湿運転を再開する。このようにして加湿運転と保水手段乾燥運転を交互に繰り返す。
【００５７】
自動加湿運転の途中で運転スイッチ５１を「切」にすると、図９のように運転終了処理が行われる。すなわち給水手段４５とイオン発生装置１８の運転が停止し、加熱手段２０への通電が開始される。約６０〜７０℃の温風で所定時間保水手段乾燥運転を行った後、加熱手段２０への通電が断たれる。送風手段１９は運転を続けるので、余熱を持っている加熱手段２０を冷却しつつ保水手段１４の乾燥が継続される。
【００５８】
このように加熱手段２０の余熱冷却段階に入った後、イオン発生装置１８が運転を開始する。この時ダンパー駆動回路６２はダンパー２３を保水手段１４の側に切り替える。これにより、イオン発生装置１８の生成したイオンクラスターが保水手段１４に吹き付けられ、保水手段１４の全体に行きわたり、保水手段１４に付着した細菌を除菌・滅菌する。所定時間経過後、送風手段１９、イオン発生装置１８ともに運転を停止し、加湿装置１は完全停止状態となる。
【００５９】
上記のように自動加湿運転では湿度センサー６３の検出する湿度が設定湿度に到達すると保水手段乾燥運転に移行する。加湿スイッチ５２が「強」「中」「弱」のいずれかに合わせられていれば、設定湿度に関わりなく所定量の水分を蒸発させるような運転が行われる。
【００６０】
例えば「強」では約４００ミリリットル／時間、「中」では約２５０ミリリットル／時間、「弱」では約１００ミリリットル／時間の割合で水が蒸発するよう、送風手段１９の送風量と加熱手段２０の加熱量が調整される。
【００６１】
これら「強」「中」「弱」の運転では、保水手段乾燥運転が行われるのは運転開始時と運転停止時だけであって、加湿運転の途中では保水手段乾燥運転は行われない。
【００６２】
なおイオン運転スイッチ５３を「切」に合わせておいた場合には、「自動」「強」「中」「弱」のいずれにおいても、イオン生成を伴わない加湿運転及び保水手段乾燥運転が行われる。
【００６３】
他方加湿スイッチ５２を「切」に合わせておいた場合には、加湿抜きでイオン送出のみ行うことができる。すなわちイオン運転スイッチ５３を「クラスター」にしておけば、運転スイッチ５１を「入」にすると同時にイオン発生装置１８がイオン生成を開始し、送風手段１９も送風を開始し、イオンクラスターがイオン吹出口２２から送出される。
【００６４】
イオン運転スイッチ５３を「クリーニング１」にするとダンパー２３が保水手段１４の側に切り替わり、保水手段１４にイオンクラスターが吹き付けられ、除菌・殺菌が行われる。
【００６５】
イオン運転スイッチ５３を「クリーニング２」にすると加熱手段２０が通電し、約６０〜７０℃の温風とイオンクラスターが同時に保水手段１４に吹き付けられ、温風乾燥と除菌・殺菌が同時進行する。
【００６６】
上記のように保水手段乾燥用の温風発生とイオン生成とは両立し得るので、図７、８、９において、保水手段乾燥期間中にイオン発生装置１８を駆動しても差し支えない。
【００６７】
また加湿スイッチ５２を「強」「中」「弱」のいずれかにし、イオン運転スイッチ５３を「クラスター」「クリーニング１」「クリーニング２」のいずれかにすれば、加湿を行いつつイオンクラスターを室内に送出し、あるいは加湿を行いながら保水手段１４の除菌・殺菌を行うことができる。
【００６８】
以上、本発明をスタンドアローンの加湿装置に適用した実施形態につき説明したが、空気調和機や空気清浄機といった各種空調機器に加湿機能を付加する場合にも本発明を実施することができる。また実施にあたり、次のような修正を施すことも可能である。
【００６９】
例えば保水手段である。図４に図示したものは各マスが四辺形の格子形状となっているが、これを図１０に示すようなハニカム構造とすることもできる。さらに、保水手段の材料は不織布に限られる訳ではなく、毛管現象により湿潤状態を保てるものであれば何でもよい。
【００７０】
給水方式についても上方から水を滴下する方式に限定される訳ではない。側面よりはねかけあるいは噴霧により水を補給するものであっても構わない。要は、給水手段の停止により水の補給が断たれ、保水手段を乾燥させることが可能となるものでありさえすればよい。
【００７１】
また、自動加湿運転時にイオンクラスターの全量が室内に送出されることとしたが、その一部ないし全量を保水手段に吹き付けることとしてもよい。
【００７２】
また送風手段もプロペラファン以外のファン、例えばシロッコファンであるとかクロスフローファンをもって構成することができる。加熱手段をニクロム線ヒーターでなく正特性サーミスタにより構成してもよい。
【００７３】
その他、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によると、加湿運転の途中で保水手段乾燥運転が行われ、給水手段を停止させ送風手段と加熱手段を駆動して保水手段を乾燥させることにより、保水手段中に細菌・かび・藻類等が繁殖し、悪臭を発生したり感染症の原因になったりするのを抑制することができる。そしてこれには薬剤を必要としない。
【００７５】
また加湿装置の運転開始時、最初所定時間の保水手段乾燥運転を行い、その後加湿運転に移行することとしたから、運転停止期間中に細菌・かび・藻類等が繁殖していたとしても、その活動力を弱めた状態で加湿を行うことができる。運転初期の臭いの発生も防止される。
【００７６】
また加湿装置の運転終了時、所定時間の保水手段乾燥運転を行い、その後加湿装置を完全停止させることとしたから、運転停止期間中に細菌・かび・藻類等が繁殖するのを防ぐことができる。
【００７７】
また加湿運転時、保水手段に接触する空気を加熱手段で加熱することができるようにしたから、より多くの水分を蒸発させて、加湿をスピードアップすることができる。
【００７８】
また保水手段乾燥運転時、保水手段に接触する空気を加熱手段で加熱することができるようにしたから、より多くの水分を蒸発させて、保水手段の乾燥を促進することができる。
【００７９】
また加湿装置の運転終了時、所定時間は送風手段と加熱手段とを併用して保水手段乾燥運転を行い、その後所定時間は加熱手段を停止し送風手段のみで保水手段乾燥運転を行ってから停止するようにしたから、加熱手段を十分に冷却してから加湿装置を完全停止させることができ、安全性を高めることができる。
【００８０】
また加湿運転時又は保水手段乾燥運転時、保水手段に接触する空気を加熱手段で加熱することができるようにするとともに、保水手段乾燥運転時には加湿運転時よりも空気が高温に加熱されるようにしたから、保水手段を十分に乾燥させることができ、殺菌も進む。
【００８１】
また室内空気中にイオンを送出するイオン発生装置を加湿装置に併設したから、空気中のイオン量を増やしてリラクゼーション効果や空気中に浮遊する細菌の除菌・殺菌効果を得ることができる。
【００８２】
また加湿運転時又は保水手段乾燥運転時、イオン発生装置の生成したイオンを保水手段に吹き付けることとしたから、保水手段をイオンで除菌・殺菌することができる。
【００８３】
また送風手段により生成される空気流の一部をイオン発生装置に送り込むこととしたから、イオン発生装置専用のファンを設けなくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明加湿装置の一実施形態を示す概略垂直断面図
【図２】 水タンクに組み合わせられるキャップの垂直断面図
【図３】 キャップの部分水平断面図
【図４】 保水手段及び送水手段の斜視図
【図５】 イオン発生装置の断面図
【図６】 加湿装置の回路ブロック図
【図７】 自動加湿運転開始時のシーケンスダイヤグラム
【図８】 自動加湿運転途中のシーケンスダイヤグラム
【図９】 自動加湿運転終了時のシーケンスダイヤグラム
【図１０】 図４と同様の斜視図にして、保水手段の変形例を示すもの
【図１１】 イオン発生装置から発生するイオンの濃度と浮遊細菌の残存率との関係を示す図
【符号の説明】
１ 加湿装置
１０ ハウジング
１０ａ 隔壁
１０ｂ 水タンクコンパートメント
１０ｃ 通風コンパートメント
１１ 蓋
１２ 水タンク
１２ａ 注水口
１３ 水受けパン
１３ａ 弁開放ピン
１３ｂ デッキ板
１３ｃ、１３ｄ 開口部
１４ 保水手段
１５ 給水パイプ
１６ 送水ポンプ
１７ 散水パイプ
１８ イオン発生装置
１９ 送風手段
２０ 加熱手段
２１ 吸込口
２２ イオン吹出口
２３ ダンパー
２４ 吹出口
２５ 水位センサー
２６ 滴下孔
２７ キャップ
２７ａ 給水口部材
２７ｂ 軸受部
２７ｃ スポーク
２７ｄ 給水開口
２８ 軸
２８ａ フランジ
２９ 圧縮コイルバネ
３０ 弁ディスク
３１ 弁ユニット
３２ ガラス管（誘電体）
３３ 内電極
３４ 外電極
３５、３６ 栓部材
３７ 孔
３８、３９ リード線
４０ 周突起部
４１ 周溝
４２ 外周溝
４３ 隙間
４５ 給水手段
５０ 操作パネル
５１ 運転スイッチ
５２ 加湿スイッチ
５３ イオン運転スイッチ
５４ 湿度設定スイッチ
５５ 制御基板
５６ スイッチ入力回路
５７ 制御部
５８ イオン発生装置駆動回路
５９ 送風手段駆動回路
６０ 給水手段駆動回路
６１ 加熱手段駆動回路
６２ ダンパー駆動回路
６３ 湿度センサー
Claims (10)
- 保水手段と、この保水手段を湿潤状態に置く給水手段と、湿潤状態の保水手段に空気を接触させて空気に水分を転移し、この空気を室内に送り出す送風手段と、室内の湿度を検出する湿度センサーとを備えた加湿装置において、
給水手段と送風手段を同時に駆動する加湿運転と、給水手段を停止し送風手段のみ駆動する保水手段乾燥運転とを可能にし、
さらに保水手段に接触する空気を加熱する加熱手段を設け、
湿度センサーの検出する湿度が設定湿度に到達すると、保水手段乾燥運転を行うとともに加熱手段を駆動し、
湿度センサーの検出する湿度が所定値まで低下したら保水手段乾燥運転を終了するともに加熱手段を停止し、加湿運転を再開することを特徴とする加湿装置。 - 加湿装置の運転開始時、最初所定時間の保水手段乾燥運転を行い、その後加湿運転に移行することを特徴とする請求項１に記載の加湿装置。
- 加湿装置の運転終了時、所定時間の保水手段乾燥運転を行い、その後停止することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加湿装置。
- 加湿運転時、保水手段に接触する空気を加熱手段で加熱することができるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の加湿装置。
- 保水手段乾燥運転時、保水手段に接触する空気を加熱手段で加熱することができるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の加湿装置。
- 加湿装置の運転終了時、所定時間は送風手段と加熱手段とを併用して保水手段乾燥運転を行い、その後所定時間は加熱手段を停止し送風手段のみで保水手段乾燥運転を行ってから停止するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の加湿装置。
- 加湿運転時又は保水手段乾燥運転時、保水手段に接触する空気を加熱手段で加熱することができるようにするとともに、保水手段乾燥運転時には加湿運転時よりも空気が高温に加熱されるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の加湿装置。
- 室内空気中にイオンを送出するイオン発生装置を併設したことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の加湿装置。
- 加湿運転時又は保水手段乾燥運転時、前記イオン発生装置の生成したイオンを保水手段に吹き付けることを特徴とする請求項８に記載の加湿装置。
- 送風手段により生成される空気流の一部をイオン発生装置に送り込むことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の加湿装置。
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