(57)【要約】【課題】簡易な構成によって、加湿水槽への補給水を加熱することのできる加湿器を提供すること。【解決手段】空気調和機１に搭載された加湿器１１は、加湿水槽１９に貯留されている加湿用水２０を電熱ヒータ２１で加熱して蒸発させることによって、流路８を通過する空気を加湿している。加湿水槽１９には、蒸発により減少する加湿用水２０を外部から補給するための給水管２４が配管されている。給水管２４は、貯留されている加湿用水２０の水面２０ａより下に位置する槽内配管部分２４ｂを備えている。補給水は、槽内配管部分２４ｂを流れる間に、加湿水槽１９に貯留されている加熱状態の加湿用水２０によって加熱される。補給水を加熱するための水槽、補助ヒータなどを用いることなく補給水を加熱して加湿水槽１９に供給できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加湿用水を貯留するための加湿水槽と、
この加湿水槽に貯留した加湿用水を蒸発させるために加熱する加熱手段と、
前記加湿水槽に加湿用水を供給するための給水管とを有し、
この給水管は前記加熱水槽内に配置した槽内配管部分を備えており、
当該槽内配管部分を流れる水が、前記加湿水槽に貯留した加湿用水との間で熱交換を行うことにより加熱されることを特徴とする加湿器。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記加湿水槽内に配置されたヒータを備えており、
前記槽内配管部分は、前記ヒータよりも下側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の加湿器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の加湿器を用いて空気の湿度調整を行うことを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
加湿器の加湿水槽に加湿用水を補給する加湿器給水方法であって、
前記加湿水槽内に貯留されている加湿用水の中を通る補給路を形成し、
補給水を、前記補給路を流れる間に、加熱状態にある前記加湿水槽内の加湿用水によって所定の温度に加熱し、しかる後に、前記加湿水槽内に供給することを特徴とする加湿器給水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加湿水槽に貯留された加湿用水をヒータで加熱して蒸気を発生させることによって加湿する加湿器に関する。更に詳しくは、加湿用水を補給する際に、加熱した加湿用水を補給可能な加湿器および加湿器給水方法に関する。また、そのような加湿器を搭載した空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機は、吸込口から吸込んだ空気の温度および湿度を調整して、所望の温度および湿度を備えた空気を吹出口から提供するものである。空気調和機の内部には吸込口から吹出口に繋がる空気の流路が形成されており、上流側から蒸発器、加熱器、加湿器がこの順番で配置されている。吸込口から吸い込まれた空気は、まず、蒸発器によって目的とする湿温度の露点以下まで冷却されて除湿される。次に、加熱器によって目的とする温度に温められる。その後、加湿器によって目的とする湿度に加湿されて吹出口に至る。吹出口にはダクトが接続されており、温度および湿度が調整された空気はそのダクトを通じて、例えば、クリーンルームなどに供給される。
【０００３】
空気調和機に搭載される加湿器は、加湿水槽に溜められた加湿用水をヒータで加熱し、蒸発させることにより空気を加湿する。加湿水槽には、蒸発によって減った分の加湿用水が適時に補給されるようになっており、その水位は一定に保たれている。
【０００４】
ここで、加湿水槽に補給される加湿用水の温度が低い場合には、加湿水槽の水温が急激に低下する。この結果、例えば、加湿中に加湿用水の沸騰状態を維持できなくなって加湿不足に陥り、湿度調整の精度が低下するなどの弊害が発生する。このような弊害を回避するために、加湿水槽とは別にヒータを内蔵した補給水槽を備え、この補給水槽で補給水を加熱した後に加湿水槽へ補給するようにしたものが、特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平１０−２８８３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、補給水槽を備える構成では、補給水槽を設置するスペースが必要になるので、装置の小型化を阻害する。また、補給水を加熱するためだけに補給水槽およびヒータを設けているので、装置の製造コストが嵩む。さらに、補給水槽およびヒータの保守が必要になるので、メンテナンス性が低下する。
【０００６】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、簡易な構成によって、加熱した加湿用水を加湿水槽へ補給することができる加湿器および加湿器給水方法を提供することにある。また、そのような加湿器を搭載した空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の加湿器は、加湿用水を貯留するための加湿水槽と、この加湿水槽に貯留した加湿用水を蒸発させるために加熱する加熱手段と、前記加湿水槽に加湿用水を補給するための給水管とを有し、この給水管は前記加熱水槽内に配置した槽内配管部分を備えており、当該槽内配管部分を流れる水が、前記加湿水槽に貯留した加湿用水との間で熱交換を行うことにより加熱されることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、給水管を介して補給される水は、槽内配管部分を通過する間に加熱状態にある加湿水槽の加湿用水によって加熱される。温度の低い水が給水管へ供給された場合でも加湿水槽へは加熱された状態で補給されるので、加湿水槽の水温が急激に低下することがない。従って、貯留されている加湿用水の温度状態を維持できなくなって加湿不足に陥るなどの弊害の発生を回避できるので、湿度を高い精度で制御できる。また、槽内配管部分を有する給水管を配管するだけで供給される水を加熱できるので、加湿水槽とは別に補給水槽を備える必要がない。よって、装置の小型化が図れるとともに、装置の製造コストを抑えることができる。また、装置のメンテナンス性が低下することもない。
【０００９】
本発明において、前記加熱手段は、前記加湿水槽内に配置されたヒータを備えており、前記槽内配管部分は、前記ヒータよりも下側に配置されていることが望ましい。このようにすれば、点検や整備が必要なヒータを加湿水槽から取り出す際に槽内配管部分と干渉しないので、メンテナンス性が向上する。また、貯留されている加湿用水が減少した場合でも、槽内配管部分がその水面から露出してしまうことがない。
【００１０】
次に、本発明は上記の加湿器を用いて空気の湿度調整を行う空気調和機とすることができる。本発明によれば、搭載されている加湿器の小型化および低コスト化が図られているので、空気調和機の全体の寸法の小型化および低コスト化に有利である。
【００１１】
また、本発明は、加湿器の加湿水槽に加湿用水を補給する加湿器給水方法であって、前記加湿水槽内に貯留されている加湿用水の中を通る補給路を形成し、補給水を、前記補給路を流れる間に、加熱状態にある前記加湿水槽内の加湿用水によって所定の温度に加熱し、しかる後に、前記加湿水槽内に供給することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して本発明を適用した空気調和機の実施の形態を説明する。図１は、空気調和機を前方上側から見た斜視図であり、筺体の側板部分を取り外し、内部の構造が分かるようにしてある。
【００１３】
空気調和機１は直方体の筺体を備えており、正面板１ａの上側部分には、供給する空気の温度および湿度を設定する操作パネル２並びに電源スイッチ３が設けられている。筺体の内部は仕切り板４で上下に区画されており、上側の区画には、正面板１ａの中央部分に形成された吸込口６から背面板１ｂの上側部分に形成された吹出口７に至る空気の流路８が形成されている。流路８には、上流側から蒸発器９、加熱器１０、加湿器１１、送風機１２がこの順番で配置されている。下側の区画は機械室１３となっており、制御装置１４、凝縮器１５、圧縮器１６、などが配置されている。
【００１４】
電源スイッチ３を操作して空気調和機１を動作させると、制御装置１４の制御によって吹出口７の直前に配置された送風機１２が駆動される。すると流路８の気圧が低下して吸込口６から空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は、蒸発器９を通過する際に目的とする湿温度の露点以下まで冷却されて、除湿される。冷却された空気は、加熱器１０によって目的とする温度に温められる。その後、加湿器１１によって目的とする湿度に加湿されて吹出口７に至る。吹出口７にはダクト１７が接続されており、温度および湿度が調整された空気はそのダクト１７を通じて、クリーンルームなどの空間に供給される。
【００１５】
蒸発器９は吸込口６の全体を被うように設置されている。狭い間隔で並べたプレート状のフィンを冷却管が貫通する構成のものであり、冷却管には冷媒が蒸発しながら流れている。加熱器１０はフィンを備える電熱ヒータである。加熱器１０は吹出口７の近傍に設置された温度湿度センサ１８からの温度信号に基づいて、制御装置１４によって制御されている。
【００１６】
加湿器１１は、加湿水槽１９に貯留されている加湿用水２０を電熱ヒータ２１で加熱して、蒸発させることによって流路８を通過する空気を加湿する。加湿水槽１９は底が浅いステンレススチール製の水槽であり、上面全体が開口１９ａになっている。流路８の底面を規定する仕切り板４の上面に設置されている。電熱ヒータ２１は加湿水槽１９内に横向きに配置されており、その制御は、吹出口７の近傍に設置された温度湿度センサ１８からの湿度信号に基づいて、制御装置１４によって行なわれる。電熱ヒータ２１によって貯留されている加湿用水２０が加熱されると、発生した蒸気は加湿水槽１９の開口１９ａから吹出口７に至る間に拡散して、流路８を流れる空気と均一に交わる。
【００１７】
加湿水槽１９には、加湿水槽１９の水位を検出するフロートスイッチ２３が設けられている。また、蒸発して減少する加湿用水２０を外部から補給するための給水管２４が配管されている。水位が変化するとフロートスイッチ２３が作動するので、その水位信号に基づいて、給水管２４から補給水が補給される。より具体的には、フロートスイッチ２３の水位信号に基づいて制御装置１４が給水管２４の途中に設けられた電磁開閉弁２５を開閉駆動して、適量の補給水を加湿水槽１９に補給する。従って、加湿水槽１９の水位は、電熱ヒータ２１を水中に埋没させる所定の水位に維持されている。
【００１８】
給水管２４はステンレス管であり、入口管部分２４ａと、加湿水槽１９内に配置されている槽内配管部分２４ｂと、出口管部分２４ｃとを備えている。入口管部分２４ａは筺体の背面板１ｂに固定されており、外部の純水器（不図示）と接続可能になっている。電磁開閉弁２５は入口管部分２４ａに設けられている。電磁開閉弁２５が開かれると、純水器から供給される純水が補給水となって入口管部分２４ａから槽内配管部分２４ｂおよび出口管部分２４ｃを経由して、当該出口管部分２４ｃの端に形成されている補給口２４ｄから加湿水槽１９内に供給される。
【００１９】
図２を参照して、給水管２４の構成を詳細に説明する。図２（ａ）は加湿水槽内の給水管の形状を示す斜視図であり、図２（ｂ）は給水管を加湿水槽に配管した状態を示す断面図である。
【００２０】
給水管２４の槽内配管部分２４ｂは、加湿水槽１９の底面１９ｂと電熱ヒータ２１の間において、蛇行状態に引き回されている。槽内配管部分２４ｂの一端は加湿水槽１９の開口１９ａの側に直角に立ち上がった立ち上がり管部分２４ｅとなっており、この立ち上がり管部分２４ｅが入口管部分２４ａに繋がっている。槽内配管部分２４ｂの他端は、開口１９ａの側に直角に立ち上がっている出口管部分２４ｃに繋がっている。出口管部分２４ｃの上端部分は、半円形に湾曲しており、その先端が下向きの補給口２４ｄとなっている。
【００２１】
なお、給水管２４の補給口２４ｄが貯留されている加湿用水２０の水面２０ａから常に露出する位置となるように設定してあるが、加湿用水２０に浸漬する低い位置であってもよい。
【００２２】
このように構成した空気調和機１においては、加湿器１１において、加湿水槽１９内の加湿用水２０が加熱されて蒸発してフロートスイッチ２３によって規定されている水位を下回ると、制御装置１４の制御の下に加湿用水２０の補給動作が行われる。加湿用水２０の補給時には、外部の純水器（図示せず）からの純水が給水管２４の入口管部分２４ａに供給される。供給された純水は、加湿水槽１９内に配置されている槽内配管部分２４ｂを通過して出口管部分２４ｃの先の補給口２４ｄから加湿水槽１９に供給される。
【００２３】
加湿水槽１９に貯留されている加湿用水２０は電熱ヒータ２１によって加熱状態にある。したがって、この中を引き回されている槽内配管部分２４ｂを流れる間に、純水は、加熱状態の加湿用水２０によって加熱されるので、加湿水槽１９には所定温度に加熱された純水が補給される。この結果、温度の低い純水が補給されて、加湿水槽１９の水温が一時的に低下してしまうことがないので、補給時に一時的に加湿不足状態に陥るなどの弊害を回避できる。よって、補給時の湿度の制御精度の低下を防止あるいは抑制できる。
【００２４】
本願の発明者等による実験によれば、純水器から供給される純水の温度は約２０℃であり、補給時の湿度の制御精度の変動幅が±４．６％であった。これに対して、本例の槽内配管部分２４ｂを備えた給水管２４を用いて補給を行った場合には、純水器から供給される約２０℃の純水が約８０度まで加熱された状態で加湿水槽１９に供給されることが確認された。また、この場合の湿度の制御精度の変動幅が±１．４％に抑制されることが確認された。
【００２５】
また、本例によれば、槽内配管部分２４ｂを有する給水管２４を配管するだけで、補給水を加熱できるので、加湿水槽１９とは別に補給水槽を配置する必要がない。よって、加湿器１１の小型化が図れるとともに、その製造コストを抑えることができ、メンテナンス性も向上する。したがって、本例の加湿器１１は、空気調和機１の小型化、低コスト化および、メンテナンス性の向上に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を適用した空気調和機の斜視図である。
【図２】（ａ）は加湿水槽内の給水管の形状を示す斜視図であり、（ｂ）は給水管を加湿水槽に配管した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  空気調和機
２  操作パネル
３  電源スイッチ
４  仕切り板
６  吸込口
７  吹出口
８  流路
９  蒸発器
１０  加熱器
１１  加湿器
１２  送風機
１４  制御装置
１５  凝縮器
１６  圧縮器
１７  ダクト
１８  温度湿度センサ
１９  加湿水槽
２０  加湿用水
２１  電熱ヒータ
２３  フロートスイッチ
２４  給水管
２４ｂ  槽内配管部分
２５  電磁開閉弁
【図１】
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【図２】
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