(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加湿用水を吸水する加湿部材に空気を接触して水分を気化させる加湿器において、前記加湿部材に加湿用の熱水を含浸させ、含浸した後で加湿部材の表面を所定時間だけ滅菌可能な温度に維持するように予め熱水の温度を制御する制御手段を備え、前記制御手段は加湿用水を貯留し、この貯留水を加熱する加熱器を有する貯留水容器と、前記加湿部材の一部に貯留水容器内の貯留水を含浸させ、残りの部分に空気を接触させる空気供給手段とを有し、前記空気供給手段で供給された空気温度を検出する空気温度検出器と、この空気温度検出器からの検出量に基づいて前記貯留水容器内の貯留水の温度を設定する温度設定手段と、この温度設定手段からの出力に基づいて貯留水の温度を制御する温度制御手段とを有するようにしたことを特徴とする加湿器。
【請求項２】
前記制御手段は前記空気供給手段からの空気量を検出する空気量検出手段を具備し、この空気量検出手段からの検出量に基づいて前記貯留水容器内の貯留水の温度を制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載の加湿器。
【請求項３】
前記温度制御手段は、前記空気温度検出器からの検出量に基づいて加熱器のＯＮ／ＯＦＦの間隔時間を決定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の加湿器。
【請求項４】
前記加湿部材を円筒形状、帯形状、三角形状、糸状の何れかに形成し、その上部あるいは下部に熱水を含浸させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の加湿器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加湿エレメントの表面に付着される細菌を熱的に滅菌し、その加湿エレメントに含まれる水分を気化させる加湿器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、例えば実公昭６２−９４５６号公報に開示された従来の気化式加湿器を示す構成図である。図１１において、１は本体、２は本体１の両側壁部に形成する吸入口、３は本体１の上部に形成する吹出し口、４は本体１内の上方に配設されるモータ、５はモータ４の回転軸に固着される軸流ファン、６は本体１内の両側に支持部材７を介して設けられ、下部に貯まっている水（図１１中のＡ部）を吸収する吸水部材であってその一部を吸入口２に対向させている。
【０００３】
次に、こうした構成を有する加湿器の加湿動作について、図１１を併用して説明する。本体１内に所定量の水を入れた後でモータ４を駆動し、軸流ファン５を回転させる。これにより、外部からの空気が吸入口２を通して水分を含んでいる吸水部材６の表面に接触する。そして、吸水部材６の表面から気化された水蒸気が吹出し口３を通過して本体１の外部に吹き出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の気化式加湿器は、本体の吸入口から吸入する空気中の細菌や貯留水容器内の水に含まれる細菌などが吸水部材の表面に付着され、この状態で吸水部材は水分を吸収して湿気を外部へ吹き出す構成となっている。このために、その細菌が空気中の塵埃などを栄養分として増殖するので、吸水部材の表面や貯留水容器の内壁部にヌメリが発生する。したがって、本体の吹出し口から外部に悪臭を放出したり、さらにその個所から細菌を放出するなどして、使用者に対して非常に不衛生となる問題点があった。
【０００５】
この発明は、前述のような問題点を解決するためになされたもので、加湿部材に付着される細菌を熱水で滅菌してヌメリの発生を抑え、加湿器本体から外部へ悪臭および細菌を放出することを未然に防ぎ、清浄な湿気を室内に拡散する加湿器を提供するものである。
【０００７】
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る加湿器は、加湿用水を吸水する加湿部材に空気を接触して水分を気化させる加湿器において、加湿部材に加湿用の熱水を含浸させ、含浸した後で加湿部材の表面を所定時間だけ滅菌可能な温度に維持するように予め熱水の温度を制御する制御手段を備え、制御手段は加湿用水を貯留し、貯留水を加熱する加熱器を有する貯留水容器を設け、加湿部材の一部に貯留水容器内の貯留水を含浸させ、残りの部分に空気を接触させる空気供給手段を設けると共に、空気供給手段で供給された空気温度を検出する空気温度検出器を設け、空気温度検出器からの検出量に基づいて貯留水容器内の貯留水の温度を設定する温度設定手段を設け、温度設定手段からの出力に基づいて貯留水の温度を制御する温度制御手段を設けるようにしたものである。
【０００８】
また、制御手段は空気供給手段からの空気量を検出する空気量検出器を設け、空気量検出器からの検出量に基づいて貯留水容器内の貯留水の温度を制御するようにしたものである。
【０００９】
また、温度制御手段は空気温度検出器からの検出量に基づいて加熱器のＯＮ／ＯＦＦの間隔時間を決定するようにしたものである。
【００１０】
また、加湿部材を円筒形状、帯形状、三角形状、糸状の何れかに形成し、その上部あるいは下部に熱水を含浸させるようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明に係る熱水殺菌処理の機能をもつ気化式加湿器の構造を示す正面図、図２はその平面図である。図１と図２において、従来例と同一の符号は同一または相当部分を示す。８は本体１内に配設される水タンク、９は水タンク８内の水を配管１０を通じて所定量だけ貯留する貯留水容器、１１は貯留水容器９内に設けられる電気ヒータのような加熱器、１２は貯留水容器９内に配設して貯留水（図１中のＡ部）の温度を検出する水温検出器、１３はその貯留水を熱殺菌の所定温度となるように水温検出器１２からの検出量に基づいて加熱器１１への印加電圧を制御する制御部である。なお、制御部１３には後述の外気温検出器からの検出量に基づいて前述の所定温度を設定変更する補正手段が含まれる。１４は貯留水容器９の上方に配置されてその下部が貯留水に浸漬された円筒状の回転ドラムであり、その周面に複数の通気孔（図示なし）が形成される。１５は回転ドラム１４の外周面に設けられる吸水性を有する加湿部材、１６は回転ドラム１４の一方の側面開口部を覆うように設けられた封止板である。
【００１２】
１７は回転ドラム１４の回転軸（図１中のＢ部）に連結したドラム回転用モータ、１８は回転ドラム１４の開口側面に対向して設けられる吸気用ファンモータで、回転ドラム１４の周面に対向して設けられた吸入口２から外気（図１中のＣ部）を吸い込んでいる。１９は外気の温度を検出する外気温検出器である。
【００１３】
また、図３は制御部１３のシステム構成を示すブロック図である。図３において、制御手段１３は外気温検出器１９からの検出量に基づいて貯留水の温度を設定する第１の温度設定手段２０と第１の温度設定手段２０からの出力により加熱器１１への印加電圧を設定する印加電圧設定手段２１とから構成する。そして、印加電圧設定手段２１で設定された印加電圧の大きさは、水温検出器１２からの検出量に基づき適宜可変調整される。
【００１４】
次に、こうした構成を有する加湿器の動作について、図１と図２とを併用して説明する。本体１内に水タンク８を装着し、水タンク８内の水を配管１０を通じて貯留水容器９内に所定量だけ貯留する。そして、運転スイッチ（図示なし）をＯＮした場合にドラム回転用モータ１７が駆動することにより、回転ドラム１４は例えば２回転／分の回転速度で回転する。これと同時に、吸気用ファンモータ１８が駆動することで吸入口２から吸い込まれた外気は回転ドラム１４の外周面に設けられた加湿部材１５を通過し、又は接触して加湿され吹出し口３から室内へ放出される。
【００１５】
次に、図４の（ａ）から（ｄ）に示すように例えば熱殺菌温度６０℃に加熱維持された貯留水に常時その一部が浸漬された加湿部材１５は時間の経過に応じて一方向側に回転移動し（図４中のａ〜ｄ）、湿潤した部分が順次外気に触れることになる。このために、図５に示すように加湿部材１５の湿潤した部分の温度は回転時間に伴って下降し、例えば貯留水容器９内の貯留水即ち熱水に浸漬している時点は約６０℃であるが、ほぼ１回転して加湿部材１５が再び熱水に浸漬する直前は約５０℃まで低下する。このように、回転ドラム１４の回転移動に応じて加湿部材１５の温度は上昇と下降とを逐次繰り返すことになる。なお、加湿部材１５の熱水浸漬前／後における湿潤部の温度較差は外気温が高くなるに応じて小さくなると判断される。これは、加湿部材１５の湿潤部の放熱速度の大きさは外気温に制約されるためである。
【００１６】
次に、加湿部材１５の回転移動に伴う局部の温度下降即ち熱水浸漬前／後の温度下降を予め考慮した上で、６０℃以上の温度を常に確保する熱水殺菌処理の動作を正確に実行させる貯留水の温度制御について図３に示すブロック図を併用して説明する。図３において、本体１内に吸入口２を通じて吸入される外気の温度を外気温検出器１９により例えば１５℃であると検出した場合に、制御部１３を構成する第１の温度設定手段２０は貯留水の温度を８０℃に設定する。また、外気温検出器１９で２０℃であると検出した場合は貯留水の温度を７５℃に設定する。さらに、その検出器１９が２５℃であると検出した場合は貯留水の温度を７０℃に設定する。そして、加熱器１１に対する印加電圧設定手段２１は水温検出器１２からの検出量に基づいて加熱器１１に印加する電圧を可変調整しながら、貯留水の温度を前述の設定値となるように実行する。ここで、外気温が高くなるに応じて貯留水の温度を低目に設定する理由は、前述のとおり加湿部材１５の放熱速度が遅くなるためである。
【００１７】
また、前述のように回転ドラム１４の外周面に加湿部材１５を設け、その下部を貯留水容器９内の熱水に所定時間毎に浸漬させる方法の他に、例えば図６に示すように複数の帯状の吸水部材２２の下部（図６中のＡ部）を貯留水容器９内の熱水に浸漬するように構成しても良い。この方法の場合は、吸水部材２２の熱移動速度が大きくなるように、例えば吸水部材２２の薄型化あるいは高さを低くして熱容量を小さくすることが必要である。なお、加湿部材１５は三角形状、扇形形状、糸状の何れかであっても良い。
【００１８】
さらに、加湿器の運転時は貯留水容器９内の貯留水が常に加熱されるように加熱器１１へ電圧を連続印加する他に、貯留水が間欠的に加熱されるように加熱器１１へ電圧を断続印加するようにしても良い。このとき、加熱器１１のＯＮ／ＯＦＦ時間の間隔は外気温度が高くなるに伴って短くなるように制御部に予め記憶設定しておく。このことは、後述の実施の形態２についても同様である。
【００１９】
こうした構成により、貯留水容器９内の熱水に浸漬した後の加湿部材１５の表面温度は、その部材１５の回転移動や外気温の変化に影響されることがなく、常に一般殺菌を滅菌する所定温度例えば６０℃以上に維持することができる。したがって、加湿部材１５および貯留水にヌメリが発生することを抑制し、本体１の吹出し口３から悪臭や一般細菌の放出を未然に防ぎ、清浄な湿気を外部に拡散する加湿器を得ることができる。
【００２０】
実施の形態２．
図７は、この発明に係る気化式加湿器の他の実施の形態を示す熱水殺菌処理のシステム構成を示す回路ブロック図である。図７において、実施の形態１と同一の符号は同一または相当部分を示す。図７において、２３は吸気用ファンモータ１８の駆動により本体１の吸入口２を通じて加湿部材１５の表面に当たる外気量を検出する外気量検出器、２４は外気温検出器１９および外気量検出器２３からの検出量に基づいて貯留水容器９内の貯留水の温度を設定する第２の温度設定手段である。その他の回路構成は実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００２１】
次に、こうした構成を有する加湿器の動作について、図１に示す加湿器の正面図および図７に示す回路ブロック図を併用して説明する。本体１の運転スイッチをＯＮした場合に、回転ドラム用モータ１７が駆動することにより回転ドラム１４は例えば２回転／分の回転速度で回転する。これと同時に、吸気用ファンモータ１８が例えば高速で駆動することにより吸入口２から流入される外気量が多くなり、これによって加湿部材１５に接触する外気量が多くなる。このとき、貯留水容器９内の加熱された貯留水即ち熱水に浸漬した後の加湿部材１５から熱が多量に奪われる。これにより、熱水に浸った直後の加湿部材１５の湿潤部の温度と回転移動して熱水に浸る直前の加湿部材１５の当該部分の温度との温度較差が大きくなる。
【００２２】
また、吸気用ファンモータ１８が低速で駆動した場合は加湿部材１５に接触する外気量が少なくなるから、熱水に浸った直後の加湿部材１５の湿潤部の温度と回転移動して熱水に浸る直前の加湿部材１５の当該部分の温度との温度較差が小さくなる。
【００２３】
したがって、加湿部材１５の表面に付着する一般細菌を例えば６０℃以上の温度で滅菌させるために、実施の形態１で記載した加湿部材１５の回転移動に伴う温度下降の要件についても考慮しながら、貯留水容器９内の貯留水の温度を制御部１３で制御する必要がある。このために、制御部１３に外気温検出器１９および外気量検出器２３からの各検出量に基づきながら貯留水容器９内の貯留水の温度を表１に示す設定温度となるように予め記憶設定する。なお、表１において回転ドラム１４の回転速度は２回転／分であって、吸気用ファンモータ１８が高速の場合は吸入口２から流入される外気量が３ｍ3、中速の場合は外気量が２ｍ3、低速の場合は外気量が１ｍ3となっている。表１の設定テーブルで、外気温度に関係なく高速と中速との温度差およひ中速と低速との温度差はそれぞれ５℃となるように設定される。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
こうした構成により、加湿部材１５の表面に当たる外気量や外気温が変化した場合でも、回転移動する加湿部材１５の温度を常に一般殺菌に対して滅菌の効力を発揮する６０℃以上の温度となるように設定できる。したがって、加湿部材１５および貯留水にヌメリが発生することを抑制し、本体１の吹出し口３から悪臭や一般細菌の放出を未然に防ぎ、清浄な湿気を外部に拡散する加湿器を得ることができる。
【００２６】
実施の形態３．
図８は、この発明に係る気化式加湿器のさらに他の実施の形態を示す熱水殺菌処理の動作パターンに関するタイミングチャート図である。なお、熱水殺菌処理のシステム構成に関する回路ブロック図は、実施の形態１と同様である。ここでは、一般細菌の他に耐熱性をもつ芽胞を形成する細菌に対しての滅菌を行うことを目的とする。なお、熱水殺菌処理の条件としては芽胞細菌を主体として例えば８０℃〜８５℃×１０分に設定する。
【００２７】
次に、熱水殺菌処理の動作内容について図８を併用して説明する。加湿器を運転開始した直後に実施の形態１および実施の形態２で開示した貯留水容器９内の貯留水に浸漬される加湿部材１５の表面を回転駆動に伴う温度下降を考慮した上で、８０℃〜８５℃の温度領域でもって１０分間維持させるように加熱制御する。そして、この後で所定時間Ｔ１だけ熱水殺菌処理の動作を停止させ、再びその動作を１０分間だけ実行させるようにシステム構成する。これ以降は、所定時間Ｔ２、Ｔ３の休止を熱水殺菌処理の動作の後に設けるようにしてシステム構成する。このように、熱水殺菌処理の動作を間欠的に実行させる理由は、加湿器本体の熱変形防止や加熱消費電力の節約を考慮し、加湿部材１５の表面に逐次付着する芽胞細菌を滅菌処理するためである。
【００２８】
ここで、一般細菌および芽胞細菌の周囲温度に対する増殖特性を図９に示す。図９において、一般細菌の場合は（図９中のａライン）例えば周囲温度１０℃の時点で細菌の数が２倍に増殖する経過時間が８００分、２０℃の時点で１８０分、３０℃の時点で３８分を示している。一方、芽胞細菌の場合は（図９中のｂライン）例えば周囲温度１０℃の時点で細菌の数が２倍に増殖する経過時間が２４０分、２０℃の時点で８０分、３０℃の時点で４８分を示している。こうした、増殖特性の結果より双方の細菌は周囲温度が高くなるに伴って経過時間が短い、即ち増殖速度が速くなることが分かる。
したがって、熱水殺菌処理の動作の後に設定される停止時間Ｔ１〜Ｔ３を、図１０に示すように周囲温度が高くなるに伴って短くなるように、即ち加熱器のＯＮ／ＯＦＦの間隔時間を短くなるように貯留水の温度を制御する制御部に予め記憶設定する。
【００２９】
以上のように、加湿器本体に取り込まれて加湿部材１５の表面に付着する一般細菌と芽胞細菌の双方を熱水殺菌処理することで、加湿器本体から悪臭や細菌の放出を抑制して清浄な湿気を外部へ拡散する衛生的な気化式加湿器を提供できる。
【００３０】
なお、実施の形態１乃至実施の形態３で述べた構成の他に、貯留水容器９の上部に例えば帯状の吸水部材２２臨ませ、貯留水容器９内の所定温度に維持された熱水を例えばポンプで汲み上げ、その熱水を帯状の吸水部材２２の上部あるいは側部に散水させる。そして、貯留水容器９内に溜まった熱水を再びポンプで汲み上げ、前述と同様の動作を繰り返すような循環方式の熱水殺菌処理方法が挙げられる。他の例として、前述の熱水を帯状の吸水部材２２の上部あるいは側部に散水し、散水された熱水を排出するような排出方式の熱水殺菌処理方法も挙げられる。
【００３１】
また、実施の形態１乃至実施の形態３で述べた構成の他に、貯留水容器９内の貯留水の温度を外気温度および外気量を検出することがなく、例えば一般細菌の滅菌温度６０℃よりも所定値だけ高目となるように加熱器１１を固定制御即ち加熱器１１に一定の電圧を印加するような構成を用いても良い。これにより、外気温検出器１９や外気量検出器２３を用いずに、加湿部材に付着される一般細菌などを滅菌できる。
【００３２】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３４】
この発明に係る加湿器は、加湿用水を吸水する加湿部材に空気を接触して水分を気化させる加湿器において、加湿部材に加湿用の熱水を含浸させ、含浸した後で加湿部材の表面を所定時間だけ滅菌可能な温度に維持するように予め熱水の温度を制御する制御手段を備え、制御手段は加湿用水を貯留し、貯留水を加熱する加熱器を有する貯留水容器を設け、加湿部材の一部に貯留水容器内の貯留水を含浸させ、残りの部分に空気を接触させる空気供給手段を設けると共に、空気供給手段で供給された空気温度を検出する空気温度検出器を設け、空気温度検出器からの検出量に基づいて貯留水容器内の貯留水の温度を設定する温度設定手段を設け、温度設定手段からの出力に基づいて貯留水の温度を制御する温度制御手段を設けるようにしたので、貯留水容器内の貯留水に含浸した後で、外気に触れる加湿部材の表面温度を外気温の変化に影響されることがなく、一般殺菌を滅菌する所定温度に維持することができる。これにより、加湿部材および貯留水にヌメリが発生することを抑制し、本体の吹出し口から悪臭や一般細菌の放出を未然に防ぎ、清浄な湿気を外部に拡散することができる。
【００３５】
また、制御手段は空気供給手段からの空気量を検出する空気量検出器を設け、空気量検出器からの検出量に基づいて貯留水容器内の貯留水の温度を制御するようにしたので、加湿部材の表面に接触する外気量や外気温が変化した場合でも加湿部材の外気に触れる部分の温度を常に一般殺菌に対して滅菌の効力を発揮する温度となるようにできる。したがって、本体の吹出し口から悪臭や一般細菌の放出を未然に防ぎ、清浄な湿気を外部に拡散する加湿器を得ることができる。
【００３６】
また、温度制御手段は空気温度検出器からの検出量に基づいて加熱器のＯＮ／ＯＦＦの間隔時間を決定するようにしたので、加湿器本体の熱変形防止や加熱消費電力の節約を実現させながら加湿部材の表面に逐次付着する一般細菌や芽胞細菌を滅菌処理することができる。したがって、加湿器本体から悪臭や細菌の放出を抑制して清浄な湿気を外部へ拡散する衛生的な気化式加湿器を提供できる。
【００３７】
また、加湿部材を円筒形状、帯形状、三角形状、糸状の何れかに形成し、その上部あるいは下部に熱水を含浸させるようにしたので、その部材に付着する一般細菌などを滅菌すると共に、湿気を外部へ効率良く拡散する衛生的な気化式加湿器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１における気化式加湿器を示す正面図である。
【図２】  実施の形態１における気化式加湿器を示す平面図である。
【図３】  実施の形態１の気化式加湿器のシステム構成を示す回路ブロック図である。
【図４】  実施の形態１における気化式加湿器の加湿部材の回転状態を示す構成図である。
【図５】  実施の形態１における気化式加湿器の加湿部材の他の回転状態を示す構成図である。
【図６】  実施の形態１における気化式加湿器の他の加湿部材の正面図である。
【図７】  実施の形態２の気化式加湿器のシステム構成を示す回路ブロック図である。
【図８】  実施の形態３における熱水殺菌処理の動作パターンを示すタイミングチャート図である。
【図９】  一般細菌および芽胞細菌の増殖特性を示す特性図である。
【図１０】  実施の形態３における周囲温度に対する熱水殺菌処理の停止時間を示す特性図である。
【図１１】  従来の気化式加湿器を示す構成図である。
【符号の説明】
１  本体、２  吸入口、３  吹出し口、４  モータ、５  軸流ファン、６  吸水部材、７  支持部材、８  水タンク、９  貯留水容器、１０  配管、１１  加熱器、１２  水温検出器、１３  制御部、１４  回転ドラム、１５  加湿部材、１６  封止板、１７  ドラム回転用モータ、１８  吸気用ファンモータ、１９  外気温検出器、２０  第１の温度設定手段、２１  印加電圧設定手段、２２  帯状の吸水部材、２３  外気量検出器、２４  第２の温度設定手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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