(57)【要約】      （修正有）【課題】制御性に優れ清浄かつ迅速で効率的な加湿を行いながら、鉱質分を分離濃縮したドレン水をも利用して水を全量使用できる加湿器を提供する。【解決手段】取り外し可能な貯水部１と水槽３と送風手段４とが設けられ、さらに軟水と硬水を分離するための逆浸透膜３１が設けられて水槽３が区切られており、貯水部１に近い水槽３の上流側には硬水、下流側には軟水が蓄えられる。上流側の硬水用水槽３１ａには吸水材で形成された加湿フィルタとして吸水シート２、下流側の軟水用水槽３１ｂにはミスト加湿手段５がそれぞれ設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風手段と、
水を貯蔵する水槽と、
前記水槽の水をミストにする手段と
前記水槽の水を軟水と硬水とに分離する手段とを備え、
前記軟水をミストにして前記送風手段で室内へ送出して加湿する加湿器において、
前記硬水を吸水材に吸収させた後に気化させて加湿する加湿手段を一体に備える
ことを特徴とする加湿器
【請求項２】
前記硬水をミストにして、吸水材に吸収させた後に気化させて加湿することを特徴とする請求項１に記載の加湿器
【請求項３】
１台の送風手段を備えて構成され、硬水を使用する加湿手段を通気経路の上流側に、軟水を使用する加湿手段を前記通気経路の下流側に設けることを特徴とする請求項１乃至２に記載の加湿器
【請求項４】
前記軟水をミストにする手段と発生したミストの室外への吐出口とを近接させるように配置することを特徴とする請求項１乃至３に記載の加湿器
【請求項５】
前記硬水を使用する加湿手段が、前記軟水を使用する加湿手段を兼ねることを特徴とする請求項１乃至２に記載の加湿器
【請求項６】
水を貯蔵する水槽と、
前記水槽の水をミストにする手段と
前記水槽の水を軟水と硬水とに分離する手段とを備え、
前記軟水を使用してミストを生成して送風手段で室内へ送出して加湿するとともに、
前記硬水を吸水シートに吸水させた後、気化させて加湿することを特徴とする加湿方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軟水生成機能を備える加湿器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミストを噴霧して加湿する方式において、加湿水に含まれる鉱質分のカルシウムやマグネシウム等がミストに含まれて放出され家具やガラスに付着し汚染することが問題となっている。加湿水は一般的に水道水が使用されるが、水道水には一定量の鉱質分が含まれており、噴霧後、ミストに含まれる鉱質分が乾燥し、環境中を浮遊して物体表面に付着していた。このような汚染を抑制し清浄に加湿するために、もとの加湿水から鉱質分を除去することが必要であった。
【０００３】
加湿水から鉱質分を除去して加湿する方法としては、例えば、特許文献１のように、加湿水の給水タンクと霧化機構の経路に逆浸透膜を設けたものが知られている。この構成により、加湿水に含まれるカルシウム等の鉱質分は逆浸透膜を通過できないため、逆浸透膜を通過した水は鉱質分が取り除かれていて、鉱質分を環境中に飛散させずに清浄に加湿できる。鉱質分が濃縮された水は排出される。
【０００４】
また、特許文献２のように、吸水シートの一端を浸漬し水を吸い上げ、ファンで空気を通過させることで湿り空気を得て、気化式で加湿するものがある。この構成にすると、吸水シートに吸い上げられた加湿水が蒸発気化する際に水に含まれていた鉱質分がシートに析出するため、加湿水に含まれる鉱質分による汚染を抑制して清浄に加湿できるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２９３９５３号公報
【特許文献２】特許第２５１４１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の加湿装置は、軟水を生成するときに逆浸透膜を通過できずに残った鉱質分を含んだ水を排出する必要があった。従って、加湿器を使用する都度に使用者に排水の手間を求めるだけでなく、供給した水の一部しか加湿に利用できないといった問題があった。
【０００７】
特許文献２に記載の加湿装置は、加湿能力が低く、さらに湿度を制御することに適していなかった。つまり、加湿を開始してから所定の湿度にするのに時間がかかることや、周辺空気の湿度が上昇してくると気化しにくくなり、加湿で到達できる湿度の上限が低いという問題があった。
【０００８】
本発明は、これらの課題を解決し、制御性に優れ清浄かつ迅速で効率的な加湿を行いながら、鉱質分を分離濃縮したドレン水をも利用して水を全量使用できる加湿器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、貯水部と、貯水部から給水された水から鉱質分を除去して軟水を生成するとともに、鉱質分を含む硬水を分離する機構を備え、軟水をミストにして加湿する加湿器において、鉱質分を分離濃縮したドレン水、すなわち、硬水を吸水材で吸水して、気化させて加湿する加湿手段を一体に備えることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明は鉱質分を分離濃縮したドレン水、すなわち、硬水を使用してミスト加湿する手段を一体に備え、発生したミストから鉱質分を捕捉して水分のみ気化加湿させる吸水材をさらに有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明は送風手段が送風する気流の経路において、風上となる前段に硬水を使用して加湿する加湿手段を配置し、その後段に軟水を使用してミストを発生し加湿する加湿手段を配置することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明はミスト加湿手段において生成した軟水を酸性水とするとともに、ミスト発生手段と吐出口を近づけて酸性ミストが室内へ送出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、水に含まれる鉱質分を加湿空間に飛散することなく清浄で、制御性が良く急速かつ湿度の上限の高い効率的な加湿が可能になり、同時に分離させた鉱質分を含むドレン水をも加湿に利用するので供給した水を全量使用出来てムダ水の発生を抑制できる。
【００１４】
また、本発明によれば、除菌効果があるとされる酸性水をミストにして直接室内へ送出することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１にかかわる加湿器の概略構造を示す。
【図２】本発明の実施の形態２にかかわる加湿器の概略構造を示す。
【図３】本発明の実施の形態３にかかわる加湿器の概略構造を示す。
【図４】本発明の実施の形態４にかかわる加湿器の概略構造を示す。
【図５】本発明の実施の形態５にかかわる加湿器の概略構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔実施の形態１〕
図１は、本発明の実施の形態１の加湿器を示す模式的な図である。図１に示すように、取り外し可能な貯水部１と水槽３と送風手段４とが設けられ、さらに軟水と硬水を分離するための逆浸透膜３１が設けられて水槽３が区切られており、貯水部１に近い水槽３の上流側には硬水、下流側には軟水が蓄えられる。
【００１７】
上流側の硬水用水槽３１ａには吸水材で形成された加湿フィルタとして吸水シート２、下流側の軟水用水槽３１ｂにはミスト加湿手段５がそれぞれ設けられる。ミスト加湿手段５は、ここでは超音波霧化器としているが、水圧または静電気力によって加湿水をノズルから噴射するものでもよい。加湿フィルタとして使用する吸水シート２は吸水性または保水性を有するものであればよく、不織布や厚手の紙や多孔質体が適用できる。
【００１８】
ユーザーが貯水部１へ水道水等を給水し筐体６内の所定位置に設置すると、水槽３の底部から突出する突起１ｂと貯水部１の給水キャップ１ａとで定まる水位になるまで水が溜まり、逆浸透膜３１を通過することで下流側の軟水用水槽３１ｂに軟水が蓄えられる。同時に上流側の硬水用水槽３１ａには逆浸透膜３１を通過できない鉱質分が濃縮された硬水が蓄えられる。逆浸透膜３１の軟水生成速度を向上するために、ポンプ等の圧力を加える機構を設けてもよい。
【００１９】
給水キャップ１ａは、貯水部１の吐水口を塞ぐ弁機構を有しており、突起１ｂが弁を押し上げることで貯水部１内に水面と弁との隙間から水が供給される。給水によって水面が上昇し、弁の高さになった時点で給水が停止する。以降同じ動作が繰り返されて一定レベルの水位が保たれる。給水キャップ１ａに替えて、外部から制御可能な電磁弁などを使用してもよい。
【００２０】
送風手段４は遠心式送風機であって送風機室４１に収納され、吸込口４１ｂから吸い込んだ空気を吹出口４１ａを経由して、吸水シート２が収納される気化室２1へ送風する。気化室２１は開口２１ａによってミスト発生室５１へと連通している。ミスト発生室５１は、吐出口５２によって室内と連通する。送風手段４は、プロペラ式送風機であってもよく、他の方式の送風機であってもよい。
【００２１】
加湿器には図示をしない操作部、操作部からの入力を受け付け送風手段４とミスト加湿手段５を駆動する制御装置、および制御装置に電力を供給する電源部が備えられている。操作部には、加湿器の運転の開始と停止を指示する運転ＳＷ、目標湿度設定ボタン、加湿モード設定ボタン、表示装置などが設けられる。制御装置には加湿器周辺の部屋の環境条件を検出する温度測定手段、湿度測定手段、および水槽３の水の有無を検出する水位検知器などが接続される。温度測定手段、湿度測定手段、および水位検知器などは一般に使用されるものであるので説明は省略する。
【００２２】
上記構成の加湿器において加湿運転を開始すると、水位検知器によって水槽３内の水位が所定位置であることを検出した後に、制御装置が送風手段４およびミスト加湿手段５を駆動しミスト発生室５１内にミストが形成される。硬水用水槽３１ａでは浸漬された吸水シート２によって硬水が吸い上げられて水分が気化して気化室２１に充満する。
【００２３】
送風手段４は吸込口４１ｂから室内空気を吸い込み吹出口４１ａから送出する。送出された気流は気化室２１に入り気化室２１の湿り空気と一緒に開口２１ａからミスト発生室５１に移動する。送風された気流によって、軟水側水槽３１ｂから発生したミストが前記気化室２１の湿り空気と一緒に吐出口５２を通じて室内へ送出される。
【００２４】
硬水用水槽３１ａでは硬水が蒸発気化するにつれて、硬水側の吸水シート２に鉱質分が析出する。鉱質分の析出量は、加湿水を軟水と硬水に分離せずに加湿する場合と同量である。この吸水シート２は、取り外せるようになっており、ユーザーによって定期的に交換または洗浄される。吸水シート２は、銀、亜鉛、銅等の細菌増殖抑制剤を担持させてもよい。
【００２５】
本実施形態では、温湿度条件に合わせてミスト加湿方式および気化加湿方式の２つの加湿方式が使い分けられる。ミスト加湿方式は制御性が高く、ミスト加湿手段５の出力を増加もしくは減少するだけでミスト発生量を増加もしくは減少させることが出来、さらにミストを直接室内に放出するので比較的迅速に室内湿度を上昇させることが出来る。
【００２６】
このことからミスト加湿方式は、通常の加湿に使用するだけでなく、室内の湿度と設定された目標湿度とのかい離が大きい場合に急速な加湿を目的として使用する。加湿運転初期にミストを多く噴霧して加湿の立ち上がりを早めるために使用してもよいし、気化加湿の限界湿度からさらに湿度を上昇させるために使用してもよい。
【００２７】
これに対して、吸水材を使用する気化加湿方式は加湿量が少なく室内の湿度が緩やかに上昇し湿度が高くなると気化加湿量が減少するので、室内湿度をほぼ一定に維持するのに適しているため、室内の湿度環境が安定していて変動が少ないときには、気化加湿方式で補助的な加湿を持続的に行うのに適している。
【００２８】
図示しない温度測定手段や湿度測定手段を設け、雰囲気が喉や気管支にとって乾燥した不都合な条件になると判断される場合に、ミストを短い周期で間欠運転し、可視化したミストによって、室内の乾燥していることをユーザーに知らせてもよい。もしくは可視化したミストを間欠運転することで湿度が一定の水準に到達したことをユーザーに知らせてもよい。
【００２９】
本実施形態では一台の送風手段を使用して気化加湿手段の後段にミスト加湿手段を配置して湿り空気とミストを一緒に室内に送出する構造としたので、ミスト加湿手段５を吐出口５２と接近した配置とすることが出来て、加湿器内でのミストの付着ロスを少なくしミストのままで室内へ送出することが出来るので効率よく加湿をすることが出来る。
【００３０】
なお、加湿器の構成として前段と後段が逆の構成であってもよい。あるいは、送風手段を２台として気化加湿手段とミスト加湿手段からそれぞれ湿り空気を送出する構成であってもよい。さらに、本実施形態では、気化加湿とミスト加湿を交互に使用する構成で説明したが、両方を常に使用する構成であってもよい。
【００３１】
〔実施の形態２〕
図２は、本発明の実施の形態２の加湿器を示す模式的な図である。ここでは実施の形態１で使用した逆浸透膜に替えて、電解手段を利用して軟水を生成する加湿器について説明する。さらに、ミスト加湿に使用する水を軟水かつ酸性に、気化加湿に使用する水を硬水かつアルカリ性にして加湿する場合について説明する。
【００３２】
図２に示すように、取り外し可能な水の貯水部１と水槽３０と送風手段４とが備えられる。水槽３０は可動式隔壁３１ｃによって硬水用水槽３１ａと軟水用水槽３１ｂの２つの水槽に分離される。水槽３０には硬水または軟水を生成する為の電解手段としてイオン吸着性電極３２ａ、金属電極３２ｂとが備えられる。硬水用水槽３１ａには吸水シート２、軟水用水槽３１ｂにはミスト加湿手段５、例えば超音波霧化器がそれぞれ設けられる。水槽３０には図示をしない水位検知器が設けられる。
【００３３】
可動式隔壁３１ｃは例えばステッピングモータで構成する隔壁回動手段３１ｄに固定されており、図示しない制御装置によって回動可能に設けられる。加湿器の初期状態として可動式隔壁３１ｃは開いており、硬水用水槽３１ａと軟水用水槽３１ｂの２つの水槽は、加湿水が通水できる状態になっている。
【００３４】
電解手段は、活性炭等のイオン吸着ポケットとなる微細孔を有するイオン吸着性電極３２ａと白金等のイオン吸着性のない金属電極３２ｂと、図示しない直流電源を備えて構成され、水槽３０に水が供給されるとイオン吸着性電極３２ａに負の電圧、金属電極３２ｂに正の電圧を与える。加湿水の硬度成分であるカルシウム等の陽イオンは、負の電圧によってイオン吸着性電極３２ａに吸着され、水槽３０の水の硬度が下がり軟水化する。一方、金属電極３２ｂでは水が分解されて酸素が発生するとともに水素イオンが放出されて、水槽３０の水は酸性化する。
【００３５】
このようにして生成された軟水は、硬水用水槽３１ａでは設置した吸水シート２によって気化し、軟水用水槽３１ｂではミスト加湿手段５でミスト化されて、送風手段４が送出する気流によって吐出口５２から室内へ送出されることで消費される。軟水が消費されると、適宜、貯水部１から水槽３０に水が供給され、イオン吸着性電極３２ａと金属電極３２ｂに継続して電圧が印加されることで継続して軟水が生成され、加湿が持続する。
【００３６】
イオン吸着性電極３２ａと金属電極３２ｂに印加する電圧は、電極電圧の変化や硬水用水槽３１ａ内の水の電気伝導度の変化などを検出することで、軟水用水槽３１ｂの水の硬度を判断して決められる。水中の硬度が低下して所定の硬度に達した時点で、陽イオンの吸着動作を停止する。
【００３７】
イオン吸着性電極３２ａと金属電極３２ｂに電圧を与えていない時に、イオン吸着性電極３２ａで蓄積された陽イオンの放電作用により自然にイオンが脱着して、水槽３１ｂの水が硬水化することを防ぐためにごくわずかな電圧を持続的に与えることがある。イオン吸着性電極３２ａから陽イオンの自然脱着を防止するため金属電極３２ｂに対してイオン吸着性電極３２ａの電位が０．０５Ｖ前後低くなるように電圧を継続的に印加することが好ましい。この電位は電極材料によって異なるため、電極構成に応じて適切に決めることが必要である。また、ユーザーが電源を切っている時に、可動式隔壁３１ｃを閉じるようにして軟水用水槽３１ｂ側に陽イオンが移動しないようにしてもよい。
【００３８】
酸性水は、細菌の増殖を抑制するため、水槽３０の中で細菌の増殖を抑制し、細菌が環境中に飛散することを抑制できる。酸性水の効果を発揮させるために水槽３０内の水を好ましくはｐＨ（ペーハー）５以下とする。
【００３９】
電解を継続してイオン吸着性電極３２ａに一定量の陽イオンが吸着されると、イオン吸着性電極３２ａはイオン吸着容量に達する。つまり、イオン吸着性電極３２aのイオンの吸着ポケットが飽和し、陽イオンの吸着が出来なくなる。そのためイオン吸着性電極３２ａに吸着した陽イオンを脱着して、電極を再生することが必要になる。
【００４０】
そこで、可動式隔壁３１ｃを閉じて、硬水用水槽３１ａと軟水用水槽３１ｂを分離し、イオン吸着性電極３２ａと金属電極３２ｂの電位を逆転して、イオン吸着性電極３２ａに正の電圧を、金属電極３２ｂに負の電圧をそれぞれ与える。すると、イオン吸着性電極３２ａに吸着された陽イオンが吐き出され、硬水用水槽３１ａの水の硬度が上昇し、イオン吸着性電極３２ａのイオン吸着ポケットがカラになる。イオン吸着性電極３２ａから陽イオンを脱着するために使用する水量は、生成した軟水の０．１〜１倍程度である。
【００４１】
イオン吸着性電極３２ａから陽イオンを脱着する際、金属電極３２ｂでは、水素が発生するとともに生成した水酸化物イオンが残存し、硬水用水槽３１ａの水はアルカリ化する。硬水をアルカリ化することで、細菌の生育に適したｐＨ域から外れ細菌の増殖を抑制する効果があるため、吸水シート２から臭いが発生することも抑制できる。好ましいｐＨは９以上である。
【００４２】
この一連の電解動作を繰り返すことで、イオン吸着性電極３２ａから吸着したイオンを放出し電極の再生を繰り返すことができる。イオン吸着性電極３２ａのイオンの脱着が完了した時点で通電を継続していると、脱着するイオンがなくなり電極が消耗するため、電極電圧の変化や硬水用水槽３１ａ内の水の電気伝導度の変化などを検出して自動停止させるようにして、不必要に電圧が印加されることを避けるように構成することが好ましい。
【００４３】
本実施形態では、イオン吸着性電極３２ａが陽イオンを吸着している期間中は、水槽３０の水がすべて軟水となっているので、制御性が高いミスト加湿方式を通常使用する加湿方式として使用する。しかしながら、イオン吸着性電極３２ａのイオン吸着ポケットが飽和し脱着を行うときは、硬水用水槽３１ａと軟水用水槽３１ｂとを分離するので、軟水用水槽３１ｂに軟水の供給出来なくなる。従って、一定時間ミスト加湿を継続すると軟水用水槽３１ｂの軟水が無くなってミスト加湿手段５が停止する。
【００４４】
イオン吸着性電極３２aの再生は、可動式隔壁３１ｃを回動して硬水用水槽３１aと軟水用水槽３１ｂとを分離した状態で行う。硬水用水槽３１aと軟水用水槽３１ｂとを分離した直後は、両水槽ともに未だ軟水が蓄えられた状態ではあるが、イオン吸着性電極３２aの再生の進行とともに硬水用水槽３１aは徐々に軟水が硬水に変化する。ミスト加湿方式は軟水でなければ使用すると障害が発生するため、イオン吸着性電極３２ａの再生を行う間は、ミスト加湿手段５を停止して吸水シート２による気化加湿だけで加湿することが好ましい。
【００４５】
イオン吸着性電極３２ａの再生が完了し、気化加湿量に見合った水量が貯水部１から新たに供給されて硬水用水槽３１ａの陽イオン濃度があらかじめ定めた濃度よりも低くなった時点で、再び可動式隔壁３１ｃを開いて、硬水用水槽３１ａと軟水用水槽３１ｂとを接続する。再び、イオン吸着性電極３２ａに負電圧、金属電極３２ｂに正電圧を与え水槽３０内の水を軟水化し、ミスト加湿手段５を駆動して加湿運転を継続する。
【００４６】
本実施形態では一台の送風手段を使用して気化加湿手段の後段にミスト加湿手段を配置して湿り空気とミストを一緒に室内に送出する構造としたので、ミスト加湿手段５を吐出口５２と接近した配置とすることが出来て、加湿器内でのミストの付着ロスを少なくしミストのままで室内へ送出することが出来るので効率よく加湿をすることが出来る。
【００４７】
本実施形態では一台の送風手段を使用して気化加湿手段の後段にミスト式加湿手段を配置して湿り空気を室内に送出する構造としたが、前段と後段が逆の構成であってもよい。さらに、送風手段を２台として気化加湿手段とミスト加湿手段からそれぞれ独立して湿り空気を送出する構成であってもよい。このようにすることで、制御性を増し利便性を高めることが出来る。
【００４８】
本実施形態では、水槽３０内に電極を設けたが、可動式隔壁３１ｃを用いない場合、分離された電解室を設けて、生成した軟水と硬水を各々硬水用水槽と軟水用水槽の二系統に交互に供給してもよい。このようにすることで、硬水用水槽と軟水用水槽とを接続可能に設置する必要がなくなり設計の自由度が高められる。
【００４９】
〔実施の形態２の変形〕
本実施形態は、前述の実施の形態２で構成した加湿器を使用して行われる。実施の形態１および２では、軟水生成機能を再生する期間は吸水材を使用する気化加湿で賄うという思想で構成、制御されていた。本実施形態では、通常は気化加湿だけを行い、加湿量を増やしたい時にミスト加湿を行う加湿器について説明する。
【００５０】
イオン吸着性電極３２ａが陽イオンを脱着する期間は軟水を生成することができないことや、酸性にした軟水の保存性が優れていることから、ミスト加湿を必要な時だけ行い、普段は気化加湿を中心に加湿する運転制御とすることが出来る。室内の湿度環境が安定していて変動が少ない普段は気化加湿方式のみで加湿を継続的に行うことで、軟水の消費量を抑えることが出来る。
【００５１】
加湿器の初期状態としてイオン吸着電極３２aに陽イオンを吸着させて軟水を生成し、硬水用水槽３１ａと軟水用水槽３１ｂとを可動式隔壁３１ｃにより分離し、軟水用水槽３１ｂに酸性の軟水を蓄え保存しておく。室内の湿度を急速に上げる場合に限りミスト加湿手段５を運転して、加湿量を補う。ミスト加湿の頻度が減ることから、気化加湿は基本的には貯水原水のまま行う。このようにすると、電解手段を駆動する時間が短くなりイオン吸着性電極３２ａを長く使用することが出来、電極の消耗も抑制出来る。
【００５２】
ミスト加湿を行って軟水用水槽３１ｂが減水して加湿が出来なくなったことを検知した時には、可動式隔壁３１ｃを開いて電解手段を駆動し、再度軟水を生成して軟水用水槽３１ｂに蓄え、次のミスト加湿動作に備える。可動式隔壁３１ｃを開いた直後は軟水用水槽３１ｂへ貯水部１から原水が流れ込むので、イオン吸着性電極３２ａが陽イオン吸着を行っている期間および再び可動式隔壁３１ｃが回動して、軟水用水槽３１ｂが分離されるまでは、気化加湿を行うこととなる。軟水用水槽３１ｂに軟水を蓄えて硬水用水槽３１ａと軟水用水槽３１ｂを分離した後、適宜イオン吸着性電極３２ａの再生を行うことが必要である。
【００５３】
実施の形態２において、活性炭などを使用するイオン吸着性電極と、白金などを使用する金属電極を組み合わせて電解手段を構成することを開示したが、電極の組み合わせは、この限りでなく、軟水と硬水に分離するという用途において、３つ以上の電極を設け、その内の２つをアノードまたはカソードに選択してもよく、イオン交換膜を併用してもよい。イオン交換樹脂やイオン吸着性のセラミックス等でフィルタリングし軟水化を補助してもよい。
【００５４】
実施の形態２の方法により、ミスト加湿用軟水を酸性に、気化加湿用硬水をアルカリ性にし、細菌の増殖に不適なｐＨ値とすることで、水槽や吸水シートにおいて細菌の増殖を抑制し清浄に加湿できる。アルカリ水は、酸性水よりもｐＨが中性に戻りやすいため、電解周期を短くし新規アルカリ水を少量ずつ追加するようにすることが好ましい。
【００５５】
酸性水またはアルカリ水で加湿する場合、ミストの径を変える手段を設け、ミストの直径を小さくするか、噴霧後に空気と曝すことで、ｐＨを中性化することができる。加湿水を気化させた場合も中性化する。一方で、ミスト加湿手段５を吐出口５２に接近した配置とすることで、例えば酸性にｐＨを保ったままミストを室内へ噴霧することも出来る。
【００５６】
〔実施の形態３〕
実施の形態１および２では軟水生成機能を備えた加湿器において、軟水はミスト加湿方式で加湿し、硬水は気化加湿方式で加湿する構成について説明を行った。次に、軟水も硬水もミスト加湿方式で加湿する構成について説明を行う。図中、実施の形態１および２と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
【００５７】
図３は、本発明の実施の形態３の加湿器を示す模式的な図である。図３に示すように取り外し可能な貯水部１と、送風手段４と、水槽３０と、硬水と軟水を分離する手段としてイオン吸着性電極３２ａおよび金属電極３２ｂと、図示をしない直流電源とが設けられる。水槽３０は可動式隔壁３１ｃによって、硬水用水槽３１ａと軟水用水槽３１ｂの２つの水槽に分離される。可動式隔壁３１ｃは例えばステッピングモータで構成する隔壁回動手段３１ｄに固定されており、図示しない制御装置によって回動可能に設けられる。
【００５８】
送風経路の上流側にミスト加湿手段５を備えた硬水用水槽３１ａ、送風経路の下流側にミスト加湿手段５を備えた軟水用水槽３１ｂが配置される。イオン吸着性電極３２ａおよび金属電極３２ｂは硬水用水槽３１ａに備えられ、図示されない電源によって駆動されて、適宜硬水と軟水を生成し、可動式隔壁３１ｃは隔壁回動手段３１ｄで開閉されて適宜２つの水槽を接続または分離する。
【００５９】
硬水用水槽３１ａには、ミスト加湿手段５が設けられミスト発生室２４内にミストを発生させる。送風手段４によって吸込口４１ｂから吸い込まれた空気は、吹出口４１ａからミスト発生室２４に送り込まれて、ミストを含んでミスト発生室５１との間の開口２４ａに設けたフィルタ２２を通過しミスト発生室５１へ送出される。
【００６０】
ミスト発生室５１内には、軟水用水槽３１ｂに設けられたミスト加湿手段５がミストを発生させる。開口２４ａから送られた空気は、ミストを含んで吐出口５２から室内へ送出される。
【００６１】
本実施形態では、イオン吸着性電極３２ａが水中の陽イオンを吸着している期間中は、水槽３０の水がすべて酸性軟水となっているので、軟水用水槽３１ｂに備えられたミスト加湿手段５を駆動して加湿することにする。軟水の硬度が低下して所定値に達した後は電圧印可を停止してもよいが、イオン吸着性電極３２ａから陽イオンの自然脱着を防止するため金属電極３２ｂに対してイオン吸着性電極３２ａの電位が０．０５Ｖ前後低くなるように電圧を継続的に印加することが好ましい。
【００６２】
一定時間電解動作を継続すると、イオン吸着性電極３２ａが飽和して軟水が生成できなくなるので、イオン吸着性電極３２ａの再生が必要になる。イオン吸着性電極３２ａの再生に先立って可動式隔壁３１を回動して、硬水用水槽３１ａと軟水用水槽３１ｂを分離する。
【００６３】
イオン吸着性電極３２ａの再生は実施の形態２と同様に行われる。イオン吸着性電極３２ａと金属電極３２ｂの極性を逆転して、イオン吸着性電極３２ａに正の電圧を与え、金属電極３２ｂに負の電圧をそれぞれ与える。すると、イオン吸着性電極３２ａから吸着された陽イオンが吐き出されるため、硬水用水槽３１ａの水の硬度が上昇する。
【００６４】
一連の電解を繰り返すことで、イオン吸着性電極３２ａから吸着した陽イオンを放出し電極の再生を繰り返すことができる。イオン吸着性電極３２ａの陽イオン脱着が完了した時点で、電極電圧の変化や硬水用水槽３１ａ内の水の電気伝導度の変化などを検出して不必要に逆電圧で電解が継続されることを避けるように構成することが好ましい。
【００６５】
イオン吸着性電極３２ａの再生を行うために硬水用水槽３１ａと軟水用水槽３１ｂを分離した後は、軟水用水槽３１ｂの水が追加供給されないので、一定時間ミスト加湿を継続すると軟水が無くなってミスト加湿手段５が停止する。軟水用水槽３１ｂ側のミスト加湿手段５が停止した時点で、硬水用水槽３１ａ側のミスト加湿手段５を駆動し加湿を継続する。
【００６６】
軟水用水槽３１ｂ側のミスト加湿手段５が停止した時点では、硬水用水槽３１ａ内には未だ軟水が蓄えられた状態であり、イオン吸着性電極３２ａの再生動作によって、硬水用水槽３１ａの水が軟水から硬水へと徐々に変化していくが、硬水用水槽３１ａ側のミスト加湿手段５と送風手段４を運転することで継続して加湿動作を行うことが出来る。
【００６７】
硬水をミスト加湿に使用すると水中の鉱質分が析出して白粉が室内に拡散されるという不都合が発生するが、硬水用水槽３１ａに設けたミスト発生室２４の開口２４ａには吸水材で形成されたミストを捕捉するフィルタ２２が設けられるので、硬水用水槽３１ａから発生したミストは一旦フィルタ２２に吸収され、水分だけが気化して加湿に寄与する。
【００６８】
ここで、フィルタ２２は不織布や厚手の紙、多孔質体などのほかに細孔板を重ねたフィルタのような吸水性、保水性を有するとともに通気性に優れた材料が好ましい。フィルタ２２にミストが捕捉され、気化加湿される点で実施の形態１と同等である。この方式の場合、吸水材の吸水特性で決定される加湿性能を上回ることが可能である。また、鉱質分をフィルタ２２に集めて除去することができる。硬水の量が軟水よりも少ない場合に適応することが好ましい。
【００６９】
イオン吸着性電極３２ａの再生完了時には硬水用水槽３１ａ内の水の硬度が最も高くなった状態であるが、加湿の継続によって貯水部１から原水が供給されて硬水が希釈される。再びイオン吸着性電極３２aに負の電位、金属電極３２ｂに正の電位を与えて軟水を生成し、硬水用水槽３１a内の水の硬度が低くなって所定値に到達した時点で可動式隔壁３１を開いてミスト加湿手段５を停止するとともに、軟水用水槽３１ｂのミスト加湿手段５を駆動する加湿に切り替える。ここで、初期状態に戻って加湿が継続される。
【００７０】
フィルタ２２で捕捉され易いように硬水用水槽３１ａの底板を傾斜させてミスト発生手段５を傾斜させて設置するなどしてミストの噴射方向を絞り、フィルタ２２に吹き付けてもよい。フィルタ２２の周囲または、硬水用水槽３１ａに熱源を設けてミストの気化を促進してもよい。
【００７１】
〔実施の形態４〕
図４は、本発明の実施の形態４の加湿器を示す模式的な図である。本実施形態では、硬水を使用する加湿手段と軟水を使用する加湿手段とを独立して制御する加湿器について説明する。
【００７２】
図４に示すように取り外し可能な貯水部１と、２台の送風手段４、４と、水槽３０と、硬水と軟水を分離する手段としてイオン吸着性電極３２ａおよび金属電極３２ｂとが水槽３０内に備えられ、イオン吸着性電極３２ａおよび金属電極３２ｂに電圧印可する図示しない直流電源が備えられる。
【００７３】
送風手段４，４はミスト加湿手段５を備えた硬水用水槽３１ａ上に設けるミスト発生室２４と、ミスト加湿手段５を備えた軟水用水槽３１ｂ上に設けるミスト発生室５１とにそれぞれ吹出口を接続して設けられ、硬水用水槽３１ａ上のミスト発生室２４の吐出口２４ｃには硬水用水槽３１ａから発生したミストを捕捉するフィルタ２２が設けられる。ミスト発生室２４とミスト発生室５１との間は隔壁２４ｂで隔てられる。
【００７４】
イオン吸着性電極３２ａおよび金属電極３２ｂは、図示されない電源によって駆動され適宜硬水と軟水を生成し、可動式隔壁３１ｃは図示しない制御装置によって駆動される隔壁回動手段３１ｄで開閉されて適宜２つの水槽を接続または分離する。
【００７５】
硬水用水槽３１ａには、ミスト加湿手段５が設けられミストを発生させる。送風手段４によって吸込口４１ｂから吸い込まれた空気は、吹出口４１ａからミスト発生室２４に送り込まれてミストを含んでフィルタ２２に到達する。フィルタ２２ではミストが捕捉され、気化した水分だけが吹出口２４ｃから室内へ送出される。
【００７６】
軟水用水槽３１ｂには、ミスト加湿手段５が設けられミストを発生させる。送風手段４によって吸込口５１ｂから吸い込まれた空気は、吹出口５１ａからミスト発生室５１に送り込まれてミストを含んで吐出口５２から室内へ送出される。
【００７７】
本実施形態では、イオン吸着性電極３２ａが水中の陽イオンを吸着している期間中は、水槽３０内の水はすべて酸性軟水になっているが、軟水用水槽３１ｂに備えられたミスト加湿手段５を駆動して加湿することにする。陽イオンがイオン吸着性電極３２ａに吸着されて、水槽３０内の水の硬度が低下して所定値に達した時点でイオン吸着性電極３２ａおよび金属電極３２ｂへの電圧印可を停止する。実施の形態３で示したように電圧印可を停止した後もイオン吸着性電極３２ａから陽イオンの自然脱着を防止するための電圧を継続的に印加することが好ましい。一定時間電圧印可を継続すると、イオン吸着性電極３２ａが飽和して軟水が生成できなくなるので、イオン吸着性電極３２ａの再生が必要になる。イオン吸着性電極３２ａの再生に先立って可動式隔壁３１を回動して、硬水用水槽３１ａと軟水用水槽３１ｂを分離する。
【００７８】
イオン吸着性電極３２ａの再生は実施形態２と同様に行われる。イオン吸着性電極３２ａに吸着されていた陽イオンが吐き出され、硬水用水槽３１ａの水の硬度が上昇する。一連の電解を繰り返すことで、イオン吸着性電極３２ａから吸着した陽イオンを放出し電極の再生を繰り返すことができる。
【００７９】
イオン吸着性電極３２ａの陽イオンの脱着が完了した時点で、電極電圧の変化や硬水用水槽３１ａ内の水の電気伝導度の変化などを検出して不必要に逆電圧で電解が継続されることを避けるように構成することが好ましい。
【００８０】
本実施形態では、イオン吸着性電極３２ａの陽イオン吸着状態によって２つのミスト加湿方式が使い分けられる。イオン吸着性電極３２ａが陽イオン吸着動作中は、水槽３０の水がすべて軟水となっているので軟水用水槽３１ｂ側のミスト加湿手段５を通常使用する。一定時間使用後にはイオン吸着電極３２ａを再生することが必要となるため、再生動作開始前に硬水用水槽３１ａと軟水用水槽３１ｂを分離する。軟水用水槽３１ｂの水が追加供給されなくなるので、一定時間ミスト加湿を継続すると軟水が無くなってミスト加湿手段５が停止する。
【００８１】
軟水用水槽３１ｂ側のミスト加湿手段５が停止した時点では、硬水用水槽３１ａ内には未だ軟水が蓄えられた状態であり、イオン吸着性電極３２ａの再生動作によって、硬水用水槽３１ａの水が軟水から硬水へと徐々に変化していくが、硬水用水槽３１ａ側のミスト加湿手段５と送風手段４を運転することで継続して加湿動作を行う。
【００８２】
硬水用水槽３１ａ上のミスト発生室２４に設けた吐出口２４ｃにはミストを捕捉するフィルタ２２が設けられるので、硬水用水槽３１ａから発生したミストは一旦フィルタ２２に吸収され水分だけが気化して加湿に寄与する。
【００８３】
フィルタ２２にミストが捕捉され、気化加湿される点で実施の形態１と同等に清浄な加湿が実現できるのである。この方式の場合、鉱質分をフィルタ２２に集めて簡単に除去することができる。硬水の量が軟水よりも少ない場合に適応することが好ましい。
【００８４】
イオン吸着性電極３２ａの再生完了時に硬水用水槽３１ａの水の硬度が最も高くなっているが、貯水部１から原水が補給されることによって硬水が希釈される。再びイオン吸着性電極３２aに負電位が与えられて水中の陽イオンが吸着されて硬水用水槽３１aの水の硬度が低下して軟水になった時点で可動式隔壁３１ｃを回動して、軟水を軟水用水槽３１ｂに導いて硬水用水槽３１ａに設置したミスト加湿手段５を停止するとともに、軟水用水槽３１ｂのミスト加湿手段５を駆動する加湿に切り替える。ここで、初期状態に戻って加湿が継続される。
【００８５】
フィルタ２２で捕捉され易いようにミストの噴射方向を絞り、フィルタ２２に吹き付けてもよい。フィルタ２２の周囲または、硬水用水槽３１ａに熱源を設けてミストの気化を促進してもよい。フィルタ２２は、適宜取り替えるか、もしくは清掃ができるように構成することが好ましい。
【００８６】
〔実施の形態５〕
図５は、本発明の実施の形態５の加湿器を示す模式的な図である。本実施形態では、前述の実施の形態１から４とは異なり、硬水を使用する加湿手段が軟水を使用する加湿手段を兼用する加湿器について説明する。
【００８７】
図５に示すように取り外し可能な貯水部１と、送風手段４と、水槽３０と、硬水と軟水を分離する手段としてイオン吸着性電極３２ａおよび金属電極３２ｂとが水槽３０内に備えられ、イオン吸着性電極３２ａおよび金属電極３２ｂに電圧印可する図示しない直流電源が備えられる。
【００８８】
送風手段４は、ミスト加湿手段５を備えた水槽３０上に設けるミスト発生室２４と吹出口４１ａで接続して設けられ、水槽３０上のミスト発生室２４の吐出口２４ｃには水槽３０から発生したミストを捕捉するフィルタ２２が設けられる。
【００８９】
イオン吸着性電極３２ａおよび金属電極３２ｂは、図示されない直流電源によって駆動され適宜硬水と軟水を生成する。
【００９０】
本実施形態では、イオン吸着性電極３２ａが水中の陽イオンを吸着している期間中は、水槽３０に備えられたミスト加湿手段５を駆動して酸性軟水となっている。陽イオンがイオン吸着性電極３２ａに吸着されて、水槽３０内の水の硬度が低下して所定値に達した時点でイオン吸着性電極３２ａおよび金属電極３２ｂへの電圧印可を停止する。実施の形態３で示したように電圧印可を停止した後もイオン吸着性電極３２ａから陽イオンの自然脱着を防止するための電圧を継続的に印加することが好ましい。一定時間電圧印可を継続すると、イオン吸着性電極３２ａが飽和して軟水が生成できなくなるので、イオン吸着性電極３２ａの再生が必要になる。
【００９１】
イオン吸着性電極３２ａの再生は実施形態２と同様に行われる。イオン吸着性電極３２ａに吸着されていた陽イオンが吐き出され、水槽３０の水の硬度が上昇する。一連の電解を繰り返すことで、イオン吸着性電極３２ａから吸着した陽イオンを放出し電極の再生を繰り返すことができる。
【００９２】
イオン吸着性電極３２ａの陽イオンの脱着が完了した時点で、電極電圧の変化や硬水用水槽３１ａ内の水の電気伝導度の変化などを検出して不必要に逆電圧で電解が継続されることを避けるように構成することが好ましい。
【００９３】
本実施形態では、イオン吸着性電極３２ａが陽イオン吸着動作中は、水槽３０の水がすべて軟水となっているのでミスト加湿手段５でミストを発生させて加湿を行う。一定時間使用後にはイオン吸着電極３２ａを再生することが必要となるため、再生動作を開始する。
【００９４】
イオン吸着性電極３２ａの再生動作によって、水槽３０の水が軟水から硬水へと徐々に変化していくが、ミスト発生室２４に設けた吐出口２４ｃにはミストを捕捉するフィルタ２２が設けられるので、発生したミストは一旦フィルタ２２に吸収され水分だけが気化して加湿に寄与する。そのため、ミスト加湿手段５と送風手段４を運転することで継続して加湿が可能である。
【００９５】
フィルタ２２にミストが捕捉され、気化加湿される点で実施の形態１と同等に清浄な加湿が実現出来、鉱質分をフィルタ２２に集めて簡単に除去することができる。
【００９６】
イオン吸着性電極３２ａの再生完了時に水槽３０の水の硬度が最も高くなっているが、貯水部１から原水が補給されることによって硬水が希釈される。再びイオン吸着性電極３２aに負電位が与えられて水中の陽イオンが吸着されて硬水用水槽３１aの水の硬度が低下して軟水になった時点で初期状態に戻って加湿が継続される。
【００９７】
本実施形態では、ミスト加湿手段５は常に水槽３０の水をミストにすることになり、電解手段が存在する意味が無いようにも思われる。単なる加湿器としては、電解手段が無くてもよく、ミスト加湿手段５が発生させたミストを一旦吸水するフィルタ２２があれば、室内に白粉を拡散させることなく加湿することが可能である。
【００９８】
家庭での加湿器使用は、加湿器の貯水部１がカラになった時点で給水をするが、一旦水槽３０に移動した水は一般的にそのまま放置されることが多い。加湿器を使用した後に水槽３０に残留した水は、室内温度に近い温度で長時間置かれると雑菌が繁殖し汚れた水になってしまう。また、水が臭って不快な感じを与える。
【００９９】
この状態で、加湿器を駆動すると雑菌だらけの水をミストにして噴霧することになり、加湿器内部、ミスト発生室２４内部、フィルタ２２などが雑菌で汚染され衛生的な加湿が行えなくなる。フィルタ２２で一旦汚れた水が捕捉されても、フィルタ２２全体に雑菌が広まって、最後には空気とともに室内へ吹出されてしまう。
【０１００】
本実施形態では、電解手段が存在することが次のような効果を奏する。イオン吸着性電極３２ａが水中の陽イオンを吸着して軟水を生成すると同時に水を酸性化させることで、水中の雑菌の増殖が抑制された清浄水が得られる。酸性化した水は、水槽３０内で残留し長時間放置されても、ｐＨが変動しにくく菌の繁殖が抑制されているので清潔なまま保たれる。
【０１０１】
つまり、水槽３０内に水が残ったまま放置されていた加湿器を再び使用することがあって、水をミストにして噴霧しても、加湿器内部、ミスト発生室２４内部、フィルタ２２などが雑菌で汚染されることなく衛生的な加湿が行える。加えて白粉を室内に拡散させることがない。
【０１０２】
〔まとめ〕
本発明は、貯水部と、貯水部から給水された水から鉱質分を除去して軟水を生成するとともに、鉱質分を含む硬水を分離する機構を備え、軟水をミストにして加湿する加湿器において、鉱質分を分離濃縮したドレン水を吸水材で吸収して気化させて加湿する加湿手段を一体に備えることを特徴とするものである。
【０１０３】
本発明が属する技術分野では、軟水生成機能を搭載してミスト発生手段で発生させたミストを送風手段で室内へ送出して加湿する加湿器が知られていたが、白粉を室内へ拡散させる、硬水がドレン水となって残留し廃棄する手間が要るなどの課題が生じていた。
【０１０４】
また、軟水生成機能を搭載せずに吸水材を使用して気化させた水分を送風手段で室内へ送出して加湿する加湿器が知られていたが、加湿速度が遅い、到達できる湿度が低いなどの課題が生じていた。
【０１０５】
本発明は上記課題に対して、軟水生成機能を搭載してミスト発生手段で加湿するとともに、本来廃棄されていた硬水を吸水材で吸収して水分だけを加湿することが可能な加湿器および加湿方法を提供することを目的とする。
【０１０６】
実施の形態１では、逆浸透膜を利用して軟水を生成してミスト加湿手段で加湿を行う。また、従来廃棄されていた硬水を、吸水シートを使用して気化加湿を行う。このようにすることで給水された全量に近い水の利用を可能にできる。
【０１０７】
ミスト加湿手段は、超音波霧化器やノズルでミストを形成して、送風手段で室内へ送出することで、制御性に優れ大容量で加湿を行うことが可能である。また、気化加湿手段は、吸水材を浸漬しておくだけで周囲の湿度とバランスした加湿を行うことが出来る。従って、この両方の方式の加湿手段を一体に備えることで、白粉を拡散させない、清浄な加湿が制御性を高めて実現することが出来る。
【０１０８】
本発明による実施の形態２では、電解手段を利用して軟水を生成してミスト加湿手段で加湿を行う。また、副産物として生成される硬水は、吸水材を使用して気化加湿を行うことで全量に近い水の利用を可能にできる。
【０１０９】
本発明による実施の形態３では、電解手段を利用して軟水を生成して、副産物として生成される硬水は、軟水と同様にミスト加湿手段で加湿に供される。従来と異なって、発生したミストから鉱質分を捕捉して水分のみ気化加湿させるフィルタ構造を一体に備えることで、従来廃棄されていたドレン水、つまり鉱質分が濃縮された硬水をも利用し、ムダ水を抑制することが可能になる。
【０１１０】
本発明による実施の形態４では、電解手段を利用して軟水を生成してミスト加湿手段で加湿を行う。また、副産物として生成される硬水は、実施の形態３と同様にフィルタを備えたミスト加湿手段で加湿に供される。各々の加湿手段は独立して送風手段を備えることで制御性の高い、清潔清浄な加湿が常に実現できる。
【０１１１】
本発明による実施の形態５では、電解手段を利用して生成した軟水と硬水を一台のミスト加湿手段でミスト化し加湿を行う。電解手段を備えることで水槽内の菌の増殖を抑制して清浄に維持し、また、発生したミストから鉱質分を捕捉して水分のみ気化加湿させるフィルタ構造を一体に備えることと相まって制御性の高い、清潔清浄な加湿が常に実現できる。
【符号の説明】
【０１１２】
１      貯水部
２      吸水シート
２１    気化室
２２    フィルタ
３、３０    水槽
３１    可動式隔壁
３１ａ  硬水用水槽
３１ｂ  軟水用水槽
３２ａ  イオン吸着性電極
３２ｂ  金属電極
４      送風手段
４１ａ  吹出口
４１ｂ  吸込口
５      ミスト加湿手段
２４、５１    ミスト発生室
２４ｃ、５２    吐出口
６      筐体
【図１】
2016114323.tif 000003
【図２】
2016114323.tif 000004
【図３】
2016114323.tif 000005
【図４】
2016114323.tif 000006
【図５】
2016114323.tif 000007