(57)【要約】【課題】別個の水槽を用いることなく、予備加熱した補給水を加湿水槽に供給できるようにした小型で廉価な加湿器を提案すること。【解決手段】空気調和機１の加湿器１１は単一の開放型の水槽１９を備えており、この水槽１９内は垂直仕切り板２２によって左右に仕切られて、補給水槽２３Ａとして機能する第１区画室２３と加湿水槽２４Ａとして機能する第２区画室２４が形成されている。第１区画室２３には外部から補給水が供給され、ここにおいて電熱ヒータ２５ａによって予備加熱される。第２区画室２４の加湿用の水の水位が設定水位を下回ると、第１区画室２３に外部から補給水が供給され、第１区画室２３内で予備加熱されていた補給水が垂直仕切り板２２をオーバーフローして隣の第２区画室２４に補給される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加湿水槽に貯留されている水を加熱して蒸発させて空気の湿度調整を行い、補給水槽で予備加熱した補給水を前記加湿水槽に供給する加湿器において、
上端が開口している水槽の内部を仕切り板によって左右に仕切ることにより、第１および第２区画室を形成し、
前記第１区画室を前記補給水槽、前記第２区画室を前記加湿水槽として、それぞれ用いることを特徴とする加湿器。
【請求項２】
前記第１区画室で予備加熱された補給水が前記仕切り板をオーバーフローして前記第２区画室に供給されるように、当該仕切り板の高さが設定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】
前記第１区画室で予備加熱された補給水を前記第２区画室に供給するための供給穴が前記仕切り板に形成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４】
前記第１区画室には、その上端開口部から、水を予備加熱するための補助ヒータが挿入されており、
前記第２区画室には、その上端開口部から、水を加熱して蒸発させるための主ヒータが挿入されていることを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれかの項に記載の加湿器。
【請求項５】
前記第１区画室の容積は、前記第２区画室の容積よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれかの項に記載の加湿器。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちのいずれかの項に記載の加湿器が搭載されていることを特徴とする空気調和機。
【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水をヒータで加熱して蒸気を発生させることによって空気の湿度を調整する加湿器および空気調和機に関し、特に、加湿水槽へ補給される補給水を予備加熱して供給する加湿器および空気調和機に関するものである。
【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、吹出口から所望の温度および湿度の空気を吹き出すものである。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、この流路に沿って上流側から蒸発器、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水をヒータで加熱し、蒸発させることにより空気の湿度を調整する。加湿水槽には、蒸発によって減った分の水が適時に補給され、その水位が一定に保たれる。
【０００４】
ここで、加湿水槽に供給される補給水の温度が低い場合には、補給時に加湿水槽の水温が一時的に低下する。この結果、例えば、加湿中に水の沸騰状態を維持できなくなって加湿不足に陥り、湿度の制御精度が低下するなどの弊害が発生する。
【０００５】
このような弊害を回避するためには、加湿水槽とは別にヒータを内蔵した補給水槽を備え、この補給水槽で加湿用の水を予備加熱した後に加湿水槽へ補給すればよい。特許文献１にはこの構成の加湿器が記載されている。
【０００６】
図４に模式的に示すように、この構成の加湿器５０では、加湿水槽５１の下方に補給水槽５２が配置され、加湿水槽５１に電熱ヒータ５３、補給水槽に電熱ヒータ５４がそれぞれ配置されている。また、加湿水槽５１の底板と補給水槽５２の天井板との間が垂直な連通部分５５によって連通され、加湿水槽５１の底から補給水槽５２で予備加熱した水が補給される。
【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】
【０００７】
しかし、加湿水槽の下側に補給水槽が配置された構成では、加湿水槽とは別に補給水槽が必要となるので、製造コストが嵩んでしまう。また、補給水槽を設置するスペースが必要になるので、装置の小型化には不利である。
【０００８】
さらに、加湿水槽の下に配置される補給水槽は密閉構造のものであり、その内部の保守点検、および、その内部に配置されているヒータの保守・点検作業が面倒である。また、開放型の加湿水槽に用いるヒータと同一構造のものを、密閉型の補給水槽に用いることができず、コスト高に繋がっている。
【０００９】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、寸法の増加、コスト高を招くことなく、加湿水槽に供給される補給水を予備加熱できるようにした加湿器、および、当該加湿器が搭載された空気調和機を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、加湿水槽に貯留されている水を加熱して蒸発させて空気の湿度調整を行い、補給水槽で予備加熱した補給水を前記加湿水槽に供給する加湿器において、上端が開口している水槽の内部を仕切り板によって左右に仕切ることにより、第１および第２区画室を形成し、前記第１区画室を前記補給水槽、前記第２区画室を前記加湿水槽として、それぞれ用いることを特徴としている。
【００１１】
本発明では、単一の開放型の水槽内を仕切り板によって左右に仕切ることにより、補給水槽および加湿水槽として機能する第１および第２区画室を形成している。したがって、別個の水槽を配置する場合に比べて、小型化および低コスト化を実現できる。また、双方の区画室は上端が開口した開放型のものであるので、それらの内部の保守、点検作業が密閉型の水槽に比べて簡単である。
【００１２】
ここで、第１区画室で予備加熱された補給水を第２区画室に供給するためには、前記第１区画室で予備加熱された補給水が前記仕切り板をオーバーフローして前記第２区画室に供給されるように、当該仕切り板の高さを設定しておけばよい。
【００１３】
または、前記第１区画室で予備加熱された補給水を前記第２区画室に供給するための供給穴を、前記仕切り板に形成しておいてもよい。
【００１４】
次に、双方の区画室は上端が開口した開放型であるので、前記第１区画室には、その上端開口部から、水を予備加熱するための補助ヒータを挿入し、前記第２区画室には、その上端開口部から、水を加熱して蒸発させるための主ヒータを挿入することができる。従来においては、加湿水槽は開放型であり、補給水槽は密閉型であったので、これらの内部に配置するヒータは異なる構造の物とする必要があったが、本発明では、双方が開放型の水槽であるので、同一構造のヒータを用いることができる。この結果、ヒータの組み付け作業が簡単になり、また、製造コストの低減化にも有利である。
【００１５】
一方、前記第１区画室の容積は、前記第２区画室の容積よりも大きいことが望ましい。このようにすると、温度の低い補給水が直接流入する第１区画室の熱容量が大きいので、当該第１区画室の水温の急激な変化を抑制できる。また、第２区画室の熱容量が小さいので、第２区画室では貯留されている水を効率良く加熱して蒸発させることができる。
【００１６】
次に、本発明は空気調和機に関するものであり、上記構成の加湿器が搭載されていることを特徴としている。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。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の加湿器では、単一の水槽内を仕切り板によって左右に仕切って、開放型の補給水槽および加湿水槽を形成している。したがって、別個の水槽を配置する場合に比べて、加湿器の小型化および低コスト化を達成できる。また、双方の区画室は上端が開口した開放型のものであるので、それらの内部の保守、点検作業が密閉型の水槽に比べて簡単になり、メンテナンス性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
筺体の内部は区画板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。吹出口７にはダクト１７が取り付けられており、ここから、温度および湿度が調整された空気が、クリーンルームなどの空間内に向けて吹き出されるようになっている。
【００２１】
蒸発器９は吸込口６の全体を被う状態に設置されている。蒸発器９は、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造となっており、冷却管には冷媒が蒸発しながら流れる。加熱器１０はフィンを備えた電熱ヒータであり、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によって駆動制御される。
【００２２】
次に、図２（ａ）は加湿器を示す概略平面図であり、図２（ｂ）はその概略断面図である。図１および図２を参照して加湿器１１の構成を説明する。加湿器１１は、上端が開口部１９ａとなっている開放型の単一の水槽１９を備えている。この水槽１９は例えばステンレススチール板からなる浅い枡状のものである。この水槽１９内は、垂直仕切り板２２によって左右に仕切られて、それぞれ上端が開口した開放型の第１および第２区画室２３、２４が形成されている。
【００２３】
第１区画室２３の上方には、外部から補給水を供給するための給水管２０の給水口２０ａが位置しており、第１区画室２３は補給水を加熱して供給する補給水槽２３Ａとして機能する。他方の第２区画室２４は、そこに貯留されている水を加熱して蒸発させるための加湿水槽２４Ａとして機能する。垂直仕切り板２２は、水槽１９内を左右に二等分する位置よりも、第２区画室２４の側に片寄った位置に配置されており、第１区画室２３の容積が第２区画室２４の容積よりも大きくなるように設定されている。
【００２４】
第１区画室２３には補給水を予備加熱するための一組の電熱ヒータ２５ａが配置されている。第２区画室２４には、ここに貯留されている加湿用の水を加熱して蒸発させるための二組の電熱ヒータ２５ｂ、２５ｃが配置されている。これらの電熱ヒータ２５ａ〜２５ｃは例えば、同一構造および同一規格のものであり、それぞれ第１区画室２３および第２区画室２４の上端開口部から挿入して取り付けられている。これらの電熱ヒータ２５ａ〜２５ｃ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によって駆動制御される。
【００２５】
ここで、水槽１９の四周の側板部分１９ｂの高さに比べて、垂直仕切り板２２の高さが低くなるように設定されている。また、加湿水槽２４Ａである第２区画室２４に貯留される水の水位Ｌ（２４）は、垂直仕切り板２２よりも低い位置となるように維持される。これに対して、補給水槽２３Ａである第１区画室２３に貯留される補給水の水位Ｌ（２３）は垂直仕切り板２２によって規定されるようになっている。すなわち、垂直仕切り板２２からオーバーフローした補給水が隣の第２区画室２４（加湿水槽２４Ａ）に流れ込むようになっている。
【００２６】
第２区画室２４の水位Ｌ（２４）の管理は、そこに取り付けたフロートスイッチ２１によって行われる。水位Ｌ（２４）が設定水位を下回ると、フロートスイッチ２１が作動して水位信号を発生する。水位信号に基づいて制御装置１４は給水管２０の途中に設けられた電磁開閉弁２６を開き、適量の補給水を第１区画室２３に補給する。この結果、第１区画室２３に貯留されている予備加熱状態の水が垂直仕切り板２２をオーバーフローして隣の第２区画室２４に流れ込む。これにより、当該第２区画室２４の水位Ｌ（２４）が上がる。
【００２７】
このように構成した空気調和機１において、電源スイッチ３をオンすると、制御装置１４の制御の下に吹出口７の直前に配置された送風機１２が駆動する。すると流路８の気圧が低下して吸込口６から外気が吸い込まれる。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温湿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。しかる後に、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に至り、ここに取り付けられているダクト１７から、温度および湿度が調整された空気がクリーンルームなどの空間内に吹き出される。
【００２８】
加湿器１１では、図２（ｂ）に示すように、第１区画室２３（補給水槽２３Ａ）および第２区画室２４（加湿水槽２４Ａ）に水が貯留された状態に維持される。第１区画室２３では、ここに貯留されている補給水が電熱ヒータ２５ａによって予備加熱されている。第２区画室２４では、ここに貯留されている加湿用の水が二組の電熱ヒータ２５ｂ、２５ｃによって加熱され蒸発している。
【００２９】
第２区画室２４の水位Ｌ（２４）が設定水位を下回ると、先に述べたように、フロートスイッチ２１から水位信号が出力され、制御装置１４は電磁開閉弁２６を開き、給水管２０を介して外部から補給される補給水を第１区画室２３に供給する。この結果、第１区画室２３に貯留されている予備加熱状態の水が垂直仕切り板２２をオーバーフローして隣の第２区画室２４に流れ込む。第２区画室２４の水位Ｌ（２４）が設定水位を上回ると、フロートスイッチ２１からの水位信号に基づき、制御装置１４は電磁開閉弁２６を閉じる。このようにして、第２区画室２４には予備加熱された補給水が隣の第１区画室２３から補給されて、その水位Ｌ（２４）が一定の位置に保持される。
【００３０】
以上説明したように、本例の空気調和機１では、そこに搭載されている加湿器１１に外部から供給される加湿用の補給水が水槽１９内を区画して形成されている第１区画室２３において予備加熱され、しかる後に、隣の第２区画室２４に補給されるようになっている。したがって、温度の低い補給水が加湿水槽として機能する第２区画室２４に直接に供給されることが無いので、加湿水槽の水温が補給時に一時的に急激に低下して湿度制御精度が低下するなどの弊害を回避できる。
【００３１】
また、開放型の単一の水槽１９の内部を仕切って補給水槽２３Ａと加湿水槽２４Ａを形成しているので、２台の水槽を用いて補給水を予備加熱する従来の加湿器に比べて、小型で廉価に構成することができる。さらに、双方の水槽が開放型であるので、それらの保守点検作業が容易である。また、双方の水槽部分には、その上端開口部から電熱ヒータを挿入して配置することができるので、双方の電熱ヒータとして同一構造のものを用いることができる。よって、異なる構造のヒータを用いる場合に比べてヒータの組み付け作業が容易になり、ヒータの保守点検も容易になり、製造コストの低減化にも有利となる。
【００３２】
さらには、本例では、予備加熱用の第１区画室２３の容積を加湿用の第２区画室２４の容積よりも大きくしてある。この結果、第１区画室２３の熱容量が大きく、外部から冷たい補給水が供給された際における水温の変化が抑制される。これに対して、第２区画室２４の熱容量は小さく、貯留されている水を迅速に加熱して蒸発させることができる。
【００３３】
なお、本例では、垂直仕切り板２２をオーバーフローさせて、第１区画室２３で予備加熱された補給水を第２区画室２４に供給するようにしている。この代わりに、図３に示すように、垂直仕切り板に供給穴を形成し、ここを介して補給水を供給することもできる。すなわち、垂直仕切り板２２Ａは水槽１９の四周の側板部分１９ｂと同一高さのものであり、その上端側の部位における同一高さ位置に複数個の供給穴２２ｂが形成されている。これらの供給穴２２ｂによって第１区画室２３の水位Ｌ（２３）が規定されている。隣の第２区画室２４の水位２４（Ｌ）は、フロートスイッチなどの水位センサに基づき、水位Ｌ（２３）よりも一段低い位置に保持される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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）は図１の空気調和機に搭載されている加湿器の主要部分を示す概略平面図であり、（ｂ）はその主要部分の概略断面図である。
【図３】図２の加湿器の別の例を示す概略断面図である。
【図４】補給水槽を備えた従来の加湿器を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  空気調和機
２  操作パネル
３  電源スイッチ
４  区画板
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  水槽
２０  給水管
２１  フロートスイッチ
２２  垂直仕切り板
２２ｂ  供給穴
２３  第１区画室
２３Ａ  補給水槽
２４  第２区画室
２４Ａ  加湿水槽
２５ａ〜２５ｃ  電熱ヒータ
２６  電磁開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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