(57)【要約】【課題】水を循環させることで衛生面に優れ、装飾性の高い自然気化加湿装置を提供すること。【解決手段】垂直方向であるＹ方向の重力によって水が水平方向であるＸ方向に移動しつつ上方から下方へ流れる傾斜部２１と、傾斜部２１の下端から流出した水を前記傾斜部の上端に移動する汲上機構とを備えた流水循環式自然気化加湿装置１を提供する。水が停留しないので衛生面に優れたものとなる。傾斜部２１の形状、流水の効果、加湿エレメント５の形状によって装飾性の高いものとすることができる。そして、傾斜部２１の形状によって水が空気に触れる面積を大きくすることができ、加湿効果を保つことができる。【選択図】図４
2015152221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直方向であるｙ方向の重力によって、水が水平方向であるｘ方向に移動しつつ上方から下方へ流れる傾斜部と、
前記傾斜部の下端から流出した水を前記傾斜部の上端に移動する汲上げ機構とを備え、
前記傾斜部は、平面の表面に凹凸を有する形状であり、全て平面である場合の表面積をＳ１とするとき、水が流れる部分である水流部の表面積Ｓ２がＳ２＞１．２×Ｓ１を満たすことを特徴とする、流水循環式自然気化加湿装置。
【請求項２】
前記ｘ方向及び前記ｙ方向を含む平面による断面において、前記傾斜部に相当する部分を「傾斜線」と呼ぶものとし、
前記上端と前記下端とを結ぶ直線の長さをＬ１とするとき、前記傾斜線の長さＬ２がＬ２＞１．２×Ｌ１を満たし、
前記傾斜線は前記ｘ方向に移動するにしたがって下方に移動することを特徴とする、請求項１に記載の流水循環式自然気化加湿装置。
【請求項３】
前記傾斜部は上下方向に２以上に分割され、
前記分割された単位毎に一定の傾斜角度を有し、
上方の単位の前記傾斜角度が下方の単位の前記傾斜角度よりも大きいことを特徴とする、請求項２に記載の流水循環式自然気化加湿装置。
【請求項４】
前記傾斜部に付された吸水性の加湿エレメントを備え、
前記加湿エレメントの前記傾斜部よりも上側の表面積が、前記傾斜部のうち前記加湿エレメントの付される部分の面積の１０倍以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の流水循環式自然気化加湿装置。
【請求項５】
垂直方向であるｙ方向の重力によって、水が水平方向であるｘ方向に移動しつつ上方から下方へ流れる傾斜部と、
前記傾斜部に付された吸水性の加湿エレメントと、
前記傾斜部の下端から流出した水を前記傾斜部の上端に移動する汲上機構とを備え、
前記加湿エレメントの前記傾斜部よりも上側の表面積が、前記傾斜部のうち前記加湿エレメントの付される部分の面積の１０倍以上であることを特徴とする、流水循環式自然気化加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然気化加湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
主に冬季における室内空気の乾燥を防止するために、加湿装置が用いられる。加湿装置には、加熱することや超音波を発振することによって水を強制気化させるものもあるが、水の自然な蒸発（気化）によって加湿する自然気化加湿装置も知られている。手軽であること、空気の乾燥度合いに応じた加湿が自動的に行われること等の理由により、自然気化加湿装置を好む者も多い。
【０００３】
自然気化加湿装置においては、水が空気に触れる面積が大きいことが重要であり、吸水性で表面積の大きな加湿エレメントが用いられ、加湿エレメントの取扱いに各種の工夫が行われてきた。
例えば、特許文献１には、シート状の部材を折り曲げた加湿エレメントによる携帯可能な自然気化加湿装置が開示されている。
また、特許文献２には、加湿エレメントが給水した時にも自立状態を維持し、水が空気に触れる面積を保つ自然気化加湿装置が開示されている。
【０００４】
しかし、従来の自然気化加湿装置には、（１）装置に貯えられた水の中にカビ等が発生してしまう可能性が高く衛生面で万全ではない、（２）加湿エレメントを含む装置全体としての装飾性に乏しく置物のように室内に常置するのに適さない。（特許文献２には装飾的な形状の加湿エレメントが記載されているが装置全体としての装飾性を考慮したものではない。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０７７６８号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０８６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、水を循環させることで衛生面に優れ、装飾性の高い自然気化加湿装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の流水循環式自然気化加湿装置は、
垂直方向であるｙ方向の重力によって、水が水平方向であるｘ方向に移動しつつ上方から下方へ流れる傾斜部と、
前記傾斜部の下端から流出した水を前記傾斜部の上端に移動する汲上機構とを備え、
前記傾斜部は、平面の表面に凹凸を有する形状であり、全て平面である場合の表面積をＳ１とするとき、水が流れる部分である水流部の表面積Ｓ２がＳ２＞１．２×Ｓ１を満たすことを特徴とする。
【０００８】
停留した水は表面が平面形状となりその表面のみが空気に触れる。しかし、傾斜部を流れる水については、表面が平面形状とならないので傾斜部の形状によって空気に触れる面積を増大させることができる。すなわち、必ずしも加湿エレメントを用いなくても十分な加湿能力を持たせることができる。
ここで「水流部の表面積」は、傾斜部を流れる水が空気に触れる面積である。詳細については後述する。
なお、傾斜部は必ずしも１つでなくてよく、２つ以上あってもよい。また、平面の形状は必ずしも長方形でなくてもよく、台形等であってもよい。３つ以上の傾斜部を放射状に配することもできる。
【０００９】
本発明の流水循環式自然気化加湿装置は、
前記ｘ方向及び前記ｙ方向を含む平面による断面において、前記傾斜部に相当する部分を「傾斜線」と呼ぶものとし、
前記上端と前記下端とを結ぶ直線の長さをＬ１とするとき、前記傾斜線の長さＬ２がＬ２＞１．２×Ｌ１を満たし、
前記傾斜線は前記ｘ方向に移動するにしたがって下方に移動することを特徴とする。
【００１０】
傾斜線を長くすることによって、傾斜部の表面積が大きくなる。傾斜線がｘ方向に移動するにしたがって下方に移動するならば、傾斜部において水が溜まることがなく、傾斜部の表面積は水が空気に触れる面積となる。
【００１１】
本発明の流水循環式自然気化加湿装置は、
前記傾斜部は上下方向に２以上に分割され、
前記分割された単位毎に一定の傾斜角度を有し、
上方の単位の前記傾斜角度が下方の単位の前記傾斜角度よりも大きいことを特徴とする。
【００１２】
傾斜角度の相違によっても、水が空気に触れる面積を大きくすることができる。
【００１３】
本発明の流水循環式自然気化加湿装置は、
前記傾斜部に付された吸水性の加湿エレメントを備え、
前記加湿エレメントの前記傾斜部よりも上側の表面積が、前記傾斜部のうち前記加湿エレメントの付される部分の面積の１０倍以上であることを特徴とする。
【００１４】
傾斜部の形状による効果に加えて、加湿エレメントを用いてもよい。
【００１５】
本発明の流水循環式自然気化加湿装置は、
垂直方向であるｙ方向の重力によって、水が水平方向であるｘ方向に移動しつつ上方から下方へ流れる傾斜部と、
前記傾斜部に付された吸水性の加湿エレメントと、
前記傾斜部の下端から流出した水を前記傾斜部の上端に移動する汲上機構とを備え、
前記加湿エレメントの前記傾斜部よりも上側の表面積が、前記傾斜部のうち前記加湿エレメントの付される部分の面積の１０倍以上であることを特徴とする。
【００１６】
水が停留せずに傾斜部と汲上機構とを流れる。これにより、カビ等が発生してしまう可能性が小さくなり、衛生面に優れたものとなる。
傾斜面には加湿エレメントを付して水が空気に触れる面積を大きくすることができる。
傾斜面は、装飾性を持つ形状とすることができる。また、傾斜面を水が流れるので、流れる水による動的な装飾性も得ることができる。例えば、傾斜面を流れる水を上流から下流に向けて流れる川の流れに見立て、加湿エレメントを川に生える植物や生息する動物の形状として、自然の景観を倣することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の流水循環式自然気化加湿装置によれば、水を循環させることで衛生面に優れ、装飾性の高い自然気化加湿装置が提供される。また、水が空気に触れる面積を大きなものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、流水循環式自然気化加湿装置の概要を示す斜視図である。
【図２】図２は、傾斜線及び水流部の表面積を示す断面図である。
【図３】図３は、加湿エレメントを示す図である。
【図４】図４は、流水循環式自然気化加湿装置のデザインの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１９】
図１は、流水循環式自然気化加湿装置の概要を示す斜視図である。台部２が容器状の底部３に載せられている。底部３に付された支え板３１が台部２を保持する。台部２の上面が傾斜部２１である。
水が、パイプ４から流出し、傾斜部２１を流れる。すなわち、垂直方向であるｙ方向に下降し、水平方向についてはｘ方向に移動する。ｘ方向に直交するもう一つの水平方向をｚ方向とする。
傾斜部２１を流れた水は、底部３に流入し、図に点線で示した底部の傾斜によって図の右方に流れ、図示しないポンプによってパイプ４に流入して傾斜部２１の上端に汲上げられる。底部３、ポンプ及びパイプ４が全体として汲上げ機構を構成する。
【００２０】
台部２と底部３を合わせた流水循環式自然気化加湿装置１のサイズは、任意に設定できるが、置物のように使用できる程度に小さく、かつ、十分な加湿能力を持つ程度に大きなものとして、ｘ方向の長さが１００ｍｍ〜５００ｍｍ、ｙ方向の高さが６５ｍｍ〜２５０ｍｍ、ｚ方向の幅が５０ｍｍ〜２５０ｍｍが適当である。このサイズであれば、家庭用交流電源からの電力で動作するモータのほか、乾電池で動作する程度の小型モータによってもポンプを動作させることができる。また、モータを用いずにサイホンによって汲上げることも不可能ではない。
【００２１】
図１においては、傾斜部２１を１つの平面として描いた。しかし、傾斜部の表面積を大きくすることが加湿能力を増す。以下、傾斜部の表面積について説明する。
【００２２】
図２は、傾斜線及び水流部の表面積を示す断面図である。台部２をｚが固定の平面で切断したものである。以下、図２（Ａ）に基づいて説明する。図１に示したように傾斜部２１が平面であれば直線２１ｘが現れる。実際には傾斜部２１に凹凸があり傾斜線２１ａに示すような曲線が現れる。傾斜線２１ａは、ｙをｘの関数として以下のように表現される。
【数１】
2015152221.tif 000003
ここで、傾斜線２１ａの形状はｚに依存する可能性があるので、ｚ座標を関数ｆの添字ｚで示す。
【００２３】
直線２１ｘの長さＬ１及び傾斜線２１ａの長さＬ２は、以下のとおりである。
【数２】
2015152221.tif 000004
傾斜部２１が平面である場合の表面積Ｓ１及び傾斜線２１ａを構成する場合の水流部の表面積Ｓ２は、以下のとおりである。
【数３】
2015152221.tif 000005
なお、ここで、Ｘ、Ｙ及びＺは、ｘ方向の長さ、ｙ方向の高さ及びｚ方向の幅であり、本実施例においては、Ｘ＝４００ｍｍ、Ｙ＝２００ｍｍ、Ｚ＝２００ｍｍである。
【００２４】
傾斜線２１ａは直線２１ｘよりも長く、Ｌ２＞１．２×Ｌ１とすることが容易にできる。そうすると、数３により、Ｓ２＞１．２×Ｓ１となる。加湿能力を単純な平面の場合よりも２０％以上増加させる。
【００２５】
以上、図２（Ａ）に基づいて説明した。この説明は、水がｘ方向に流れること（水のｘ方向への流れをせき止める形状でないこと、すなわちｆ’ｚ（ｘ）＞０であること）を前提としている。ここで、ｆ’ｚ（ｘ）は、ｆｚ（ｘ）を微分した関数である。
【００２６】
もしｆ’ｚ（ｘ）＜０であると、図２（Ｂ）に示すように、その箇所で水の流れがせき止められ、水が滞留する。滞留した水は直線２１ｂに示すように、水面を形成する。この部分において、水が空気に接する箇所は直線２１ｂであり、傾斜線２１ａではない。かかる場合には、Ｌ２として傾斜線２１ａの長さではなく、水が滞留した箇所（Ｘ１＜ｘ＜Ｘ２）については直線２１ｂ（傾斜線２１ａよりも短い）の長さとするように下式による。
【数４】
2015152221.tif 000006
水の流れがせき止められることによってＬ２が小さくなる。水の流れをせき止めても大きなＬ２となるような形状も考えられるが、水の流れをせき止めない形状が好ましい。なお、厳密には、水がｚ方向に流れることなどにより、水流部の表面積は更に小さくなることもある。
【００２７】
傾斜線２１ａは、図２（Ｃ）に示すような折曲線状とすることもできる。単純な形状であり、傾斜角度を調整して水が傾斜部２１を流れる時間を設計するのに適している。
傾斜角度の調整は、図２（Ｄ）に示すように３枚の板（２１ａ１、２１ａ２、２１ａ３）の接続部分（２１ｂ１、２１ｂ２）の高低を調整する機構（例えば、接続部分に設けられた棒体を支え板３１に設けられた可動留具に留める）によることができる。また、最下部の板２１ａ３の下端をｘ方向に移動させてもよい。
【００２８】
傾斜線２１ａは、図２（Ｅ）に示すような階段形状とすることもできる。段差部分で水が落下して飛沫ができ、自然気化量が増える。
【実施例２】
【００２９】
本実施例は、加湿エレメントを用いるものである。他は実施例１と同様であり、詳細な説明を省略する。
【００３０】
図３は、加湿エレメントを示す図である。図３（Ａ）に加湿エレメント５を付した自然気化式加湿器１を示す。吸水性の加湿エレメント５が傾斜部２１に付されている。加湿エレメント５は、その底部から吸水し、表面積の大きな上部から気化された水蒸気を空気中に放出する。
【００３１】
図３（Ｂ）に加湿エレメントを示す。加湿エレメント５は、多数枚の濾紙を重ねたものであり、拡大部分５１から水蒸気を放出する。傾斜部２１に加湿エレメント５を付する方法として、例えば、傾斜部２１に５ｍｍ角の正方形の孔を設け、そこに加湿エレメント５の底部を差し込むことができる。この場合、拡大部分５１を例えば直径１５ｍｍの円形とすることができ、拡大部分５１の大きさと濾紙の枚数とによって水の接空気面を拡大することができる。５ｍｍ角の線方形の面積２５ｍｍ２の１０倍である２５０ｍｍ２以上の表面積を加湿エレメントに持たせることができる。
水が濾紙の間を流れて加湿エレメント５に吸水されることを効率的にするため、濾紙の間隙がｘ方向に向いていることが好ましい。
【００３２】
なお、加湿エレメント５は、濾紙でなくスポンジ等であってもよく、任意の形状とすることができる。流水循環式自然気化加湿装置１のデザインに合わせた形状、色彩、模様としてよい。例えば、図３（Ｃ）に示すように１枚１枚の濾紙をサイズの異なる不規則な形状として自然の木のように見せることもできる。
【００３３】
図４は、流水循環式自然気化加湿装置のデザインの例を示す図である。傾斜部２１は、凹凸によって人工的な平面でなく自然の地形のように見える。傾斜部２１の中央部を深く造形して自然の川の流れのように見せている。また、加湿エレメント５を樹木（動物等でもよい）の形状、色彩、模様として、自然の景観を表している。
【００３４】
傾斜部２１における水の流れとしては、自然の景観に近づけて中央部のみに流してもよく、加湿効果を重視して全体に（中央部に多く、他の部分に少なく）流してもよい。中央部のみに流す場合には、Ｓ２＞１．２×Ｓ１の関係を満たさないこともあり得るが、加湿エレメント５によって十分な加湿効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
衛生面に優れ、装飾性の高い流水循環式自然気化加湿装置であり、多くの個人による利用が考えられる、
【符号の説明】
【００３６】
１    流水循環式自然気化加湿装置
２    台部
２１  傾斜部
３    底部
４    パイプ
５    加湿エレメント
【図１】
2015152221.tif 000007
【図２】
2015152221.tif 000008
【図３】
2015152221.tif 000009
【図４】
2015152221.tif 000010