(57)【要約】【課題】ノズル詰まりの発生を長期に亘って抑制する加湿器を提供すること。【解決手段】圧縮空気と液体とを混合し霧化して噴霧する噴霧ノズル３０を有する加湿器本体１２と、加湿器本体１２を覆い且つ噴霧ノズル３０で霧化した液体１５Ａを外側に噴霧可能な吹出口４８を形成したカバー４０と、カバー４０の内側に圧縮空気を供給し、カバー４０の内側の空気圧をカバー４０の外側の空気圧より高くする第１エアコンプレッサ５２と、を加湿器１０が備えることで、カバー４０の外側の空気がカバー４０の内側へ流入するのを抑制することができるため、噴霧ノズル３０の空気噴出口３４が引き込む空気が正常化され、ノズル詰まりの発生を長期に亘って抑制することができる。【選択図】図１
2009300005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気と液体とを混合し霧化して噴霧するノズルを有する加湿器本体と、
前記加湿器本体を覆い、且つ前記ノズルで霧化した液体を外側に噴霧可能な吹出口が形成されたカバーと、
前記カバーの内側に圧縮空気を供給し、前記カバーの内側の空気圧を前記カバーの外側の空気圧より高くする圧縮空気供給手段と、
を備える加湿器。
【請求項２】
前記ノズルの先端が前記カバーの内側に配置された請求項１に記載の加湿器。
【請求項３】
前記カバーの内側の空気圧が前記カバーの外側の空気圧より１０ｋｐａ以上高い請求項１又は請求項２に記載の加湿器。
【請求項４】
前記カバーの内側の空気圧が前記ノズルで液体と混合する圧縮空気の空気圧より低い請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の加湿器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧噴霧式の加湿器に関する。
【背景技術】
【０００２】
高いレベルの湿度調整が必要な空間や、静電気の帯電防止などが必要なゴム工場や印刷工場などでは、圧縮空気と液体（例えば、水）とを混合し霧化させて噴霧する空気圧噴霧式の加湿器が用いられることが多い。この種の加湿器としては、液体を送出する液体送出口と圧縮空気を噴出する空気噴出口とがノズルに設けられ、液体送出口から送出（又は吸引）された液体に空気噴出口から噴出した圧縮空気を混合させて液体を霧化させ噴霧するものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特許第２８４３９７０号
【特許文献２】特開平９−１３７９７８号公報
【特許文献３】特許第３８２６３２８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来の空気圧噴霧式の加湿器は、埃や粉塵の存在する工場で使用した場合、早期にノズルの空気噴出口が詰まることがある。このノズル詰まり（空気噴出口の詰まり）は、ノズルに供給される圧縮空気をフィルター等で清浄化しても概ね一定の期間で発生する。このため、ノズル詰まりの原因となる付着物質を分析して調べたところ、工場内の空気中を浮遊している埃や粉塵等が空気噴出口に付着してノズル詰まりが発生していることが分かった。
【０００４】
通常、空気圧噴霧式の加湿器では、圧縮空気（例えば、３００ｋｐａ程度の圧力を加えた空気）を空気噴出口から噴出しているため、空気中を浮遊している埃や粉塵等がノズル詰まりの原因になるとは考え難かったが、ノズル周囲の空気の流れを調べたところ、空気噴出口は圧縮空気を噴出しつつ、ノズル周囲の空気を引き込むことが判明した。つまり、引き込んだ空気に埃や粉塵等が含まれている場合、空気噴出口に埃や粉塵等が付着してノズル詰まりが発生すると考えられる。なお、特許文献１〜３には、ノズルの空気噴出口の詰まりを解消する技術は開示されていない。
【０００５】
以上のことから、本発明は、ノズル詰まりの発生を長期に亘って抑制する加湿器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の加湿器は、圧縮空気と液体とを混合し霧化して噴霧するノズルを有する加湿器本体と、前記加湿器本体を覆い、且つ前記ノズルで霧化した液体を外側に噴霧可能な吹出口が形成されたカバーと、前記カバーの内側に圧縮空気を供給し、前記カバーの内側の空気圧を前記カバーの外側の空気圧より高くする圧縮空気供給手段と、を備える。
【０００７】
請求項１に記載の加湿器によれば、カバーの内側に供給される圧縮空気によって、カバーの内側の空気圧が外側の空気圧よりも高くなり、カバーの内側からカバーの外側へ吹出口を通って空気が流れるようになる。すなわち、カバーの外側の空気に埃や粉塵等が多量に含まれていても、カバーの外側の空気圧とカバーの内側の空気圧との圧力差で、カバーの内側にカバーの外側の空気が流入するのが抑制される。これにより、噴霧時、ノズルはカバーの内側に供給された圧縮空気を引き込むため、ノズル詰まりの発生を長期に亘って抑制することができる。
【０００８】
請求項２に記載の加湿器は、前記ノズルの先端が前記カバーの内側に配置された。
【０００９】
請求項２に記載の加湿器によれば、ノズルの先端がカバーの内側に配置されたことで、ノズル先端周囲が圧縮空気供給手段によって生成された圧縮空気で満たされる。
【００１０】
請求項３に記載の加湿器は、前記カバーの内側の空気圧が前記カバーの外側の空気圧より１０ｋｐａ以上高い。
【００１１】
請求項３に記載の加湿器によれば、カバーの内側の空気圧をカバーの外側の空気圧より１０Ｋｐａ以上高くすることで、カバーの内側の空気が効果的に吹出口を通ってカバーの外側に流出される。
【００１２】
請求項４に記載の加湿器は、前記カバーの内側の空気圧が前記ノズルで液体と混合する圧縮空気の空気圧より低い。
【００１３】
請求項４に記載の加湿器によれば、カバーの内側の空気圧をノズルで液体と混合する圧縮空気の空気圧より低くすることで、ノズル詰まりの発生を抑制するために圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段の損失エネルギーを最小限に抑えられる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の加湿器によれば、ノズル詰まりの発生を長期に亘って抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の加湿器の第１実施形態について詳細に説明する。図１に示されるように、加湿器１０は、霧化した液体を生成する加湿器本体１２と、加湿器本体１２を覆うカバー４０と、カバー４０の内側へ圧縮空気を供給する第１エアコンプレッサ５２とを備えている。
【００１６】
（加湿器本体）
図１〜図３に示されるように、加湿器本体１２は、外輪郭が略円柱状とされており、下部に液体１５（本実施形態では水）を貯留するための液体タンク１４が設けられ、上部に外側面から突出する突起部１６が複数設けられている。なお、この突起部１６の先端には後述する噴霧ノズル３０が取付けられている。また、加湿器本体１２の内部には、液体タンク１４内に貯留された液体１５を突起部１６の先端（噴霧ノズル３０）へと送り出すための液体送出路１８が設けられている。この液体送出路１８を通った液体１５は、噴霧ノズル３０に設けられた液体送出口３２から外部へと送り出されるようになっている。
【００１７】
また、加湿器本体１２の内部には、加湿器本体１２の外部から液体タンク１４に液体１５を供給するための液体供給路２０が設けられている。この液体供給路２０の入口２０Ａは加湿器本体１２の上面に設けられ、液体供給装置２２から延びる液体配管２３を接続できるようになっている。入口２０Ａに液体配管２３を接続した場合、液体供給装置２２と液体タンク１４とが液体配管２３、入口２０Ａ、及び液体供給路２０を介して連通する。これにより、液体供給装置２２から供給された液体１５が液体タンク１４に貯留されるようになる。
【００１８】
さらに、加湿器本体１２の内部には、加湿器本体１２の外部から突起部１６の先端（噴霧ノズル３０）に圧縮空気を供給するための空気供給路２４が設けられている。この空気供給路２４の入口２４Ａは加湿器本体１２の上面に設けられ、第２エアコンプレッサ２６から延びる高圧空気配管２５を接続できるようになっている。また、空気供給路２４は、噴霧ノズル３０に設けられた空気噴出口３４を出口としており、入口２４Ａに高圧空気配管２５を接続した場合、第２エアコンプレッサ２６と空気噴出口３４とが高圧空気配管２５、入口２４Ａ、及び空気供給路２４を介して連通する。これにより、第２エアコンプレッサ２６から供給された圧縮空気が空気噴出口３４から噴出されるようになる。なお、第２エアコンプレッサ２６は１００〜５００ｋｐａの間の圧縮空気を生成できるようになっている。
【００１９】
図１及び図４に示されるように、噴霧ノズル３０の先端には、溝３６が形成されており、溝３６の溝底３６Ａに液体送出口３２が設けられ、溝３６の溝壁３６Ｂに空気噴出口３４が夫々設けられている。これらの空気噴出口３４は、噴出された圧縮空気を噴霧ノズル３０の先端付近で衝突させられる位置に配置されている。噴霧ノズル３０の先端付近で圧縮空気が衝突した場合、溝３６の液体送出口３２付近が真空雰囲気となり、液体タンク１４内の液体１５が液体送出路１８を通って吸い出される（送り出される）。液体送出口３２から吸い出された液体１５は、噴出した圧縮空気同士の衝突に巻き込まれ、内部に圧縮空気が混入し、微粒子化（霧化）して圧縮空気の流れに沿って噴霧される。なお、空気供給路２４は、突起部１６の内部で２又に分岐しており、この分岐路の出口が夫々の溝壁３６Ｂに空気噴出口３４として設けられている。
【００２０】
なお、本実施形態における第２エアコンプレッサ２６では、生成した圧縮空気を清浄化フィルター（図示省略）に通してから高圧空気配管２５に供給している。このため、供給される圧縮空気に含まれる埃や粉塵の量は、加湿器１０を使用する空間の空気に含まれる埃や粉塵の量よりも少なくなっている。つまり、第２エアコンプレッサ２６から供給される圧縮空気は、加湿器１０の使用空間の空気よりも清浄化されている。また、液体供給装置２２では、ろ過した液体１５を液体配管２３に供給している。
【００２１】
（カバー）
図１〜図３に示されるように、カバー４０は、断面形状が円筒状の箱型とされており、上面に液体配管２３を通すための液体配管口４２、及び、高圧空気配管２５を通すための高圧空気配管口４４が設けられている。
【００２２】
図２に示されるように、カバー４０の上面には、カバー４０の内側とカバー４０の外側とを連通する空気供給口４６が設けられており、この空気供給口４６には、第１エアコンプレッサ５２から延びる空気配管５３が接続されている。これにより、第１エアコンプレッサ５２で生成された圧縮空気が、空気配管５３及び空気供給口４６を通ってカバー４０の内側に供給される。
【００２３】
図３に示されるように、カバー４０の外側面には、噴霧ノズル３０から噴霧される霧化した液体１５Ａをカバー４０の外側に吹き出すための吹出口４８が、各噴霧ノズル３０の配置位置に対応して設けられている。吹出口４８の形状は円形とされており、大きさは噴霧ノズル３０で霧化した液体１５Ａの噴霧を妨げない程度の大きさに設定されている。
【００２４】
図４に示されるように、カバー４０の大きさは、噴霧ノズル３０の先端がカバー４０の内側面よりも内側となるように設定されている。また、カバー４０は、厚み２ｍｍのステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）を加工して形成されている。このため、カバー４０は錆難く、カバー４０の内側と外側との圧力差にも耐えられるようになっている。
【００２５】
また、図１に示されるように、カバー４０の下面には水抜き穴５０が設けられている。この水抜き穴５０により、霧化した液体１５Ａの一部が吹出口４８から吹き出されずに、カバー４０の内側面に付着した場合でも、付着して水滴となった液体は、カバー４０の内側面を伝い、水抜き穴５０を通ってカバー４０の下方へと排出される。なお、本実施形態では、カバー４０の内側面を伝う水滴を水抜き穴５０へガイドするための傾斜したガイド面５１がカバー４０の下部に設けられている。
【００２６】
（第１コンプレッサ）
第１エアコンプレッサ５２は、空気配管５３を介してカバー４０の空気供給口４６に接続されている。第１エアコンプレッサ５２は圧縮空気を生成し、カバー４０の内側の空気圧がカバー４０の外側の空気圧のよりも１０ｋｐａ以上高くなるようにしている。図４に示されるように、カバー４０の内側の空気は、水抜き穴５０や吹出口４８からカバー４０の外側（空気圧の低い方）へと流れ出すため、加湿器１０の使用中は、第１エアコンプレッサ５２がカバー４０の内側に圧縮空気を連続して供給するようになっている。
【００２７】
また、カバー４０の内側の空気圧を噴霧ノズル３０の空気噴出口３４から噴出される圧縮空気の空気圧よりも高くすると、水抜き穴５０や吹出口４８から流れ出す空気量が増加し、カバー４０の内側に圧縮空気を供給する第１エアコンプレッサ５２のエネルギー損失が大きくなる。このため、カバー４０の内側の空気圧は、噴霧ノズル３０の空気噴出口３４から噴出される圧縮空気の空気圧よりも低くすることが好ましい。なお、本実施形態の第２エアコンプレッサ２６は、生成する圧縮空気の空気圧を１００〜５００ｋｐａの間で可変できるようになっている。このため、カバー４０の内側の空気圧は１００ｋｐａ未満とすることが好ましい。このようにカバー４０の内側の空気圧を設定することで、第１エアコンプレッサ５２のエネルギー損失を最小限に抑えることが可能となる。
【００２８】
なお、本実施形態における第１エアコンプレッサ５２も第２エアコンプレッサ２６と同様に、生成した圧縮空気を清浄化フィルター（図示省略）に通してから空気配管５３に供給している。このため、カバー４０の内側に供給される圧縮空気に含まれる埃や粉塵の量は、加湿器１０を使用する空間の空気に含まれる埃や粉塵の量よりも少なくなっている。つまり、第１エアコンプレッサ５２から供給される圧縮空気は、加湿器１０の使用空間の空気よりも清浄化されている。
【００２９】
次に、第１実施形態の加湿器１０をゴム工場に設置した場合の作用について説明する。まず、加湿器本体１２に高圧空気配管２５及び液体配管２３を接続する。次に、第１エアコンプレッサ５２を始動させて、カバー４０の内側に圧縮空気を供給して、カバー４０の内側の空気圧をカバー４０の外側の空気圧よりも高くする。このとき、カバー４０の内側に滞留していたゴム工場の空気は吹出口４８や水抜き穴５０からカバー４０の外側へと排出され、カバー４０の内側の空気が清浄化される。
【００３０】
次に、液体供給装置２２から液体タンク１４へ液体を供給し、液体タンク１４内に液体１５を貯留させる。そして、第２エアコンプレッサ２６を始動させて、噴霧ノズル３０の空気噴出口３４から圧縮空気を噴出させる。空気噴出口３４から噴出した圧縮空気は噴霧ノズル３０の先端付近で衝突し、先端付近を真空雰囲気にして液体送出路１８を介して液体タンク１４から液体１５を吸い出す。吸い出された液体１５は、圧縮空気同士の衝突に巻き込まれて微粒子化（霧化）し、吹出口４８を通してカバー４０の外側に噴霧される（図４参照）。
【００３１】
また、第１エアコンプレッサ５２の起動中は、カバー４０の内側の空気が吹出口４８や水抜き５０を通ってカバー４０の外側に流れ出している。つまり、カバー４０の外側の空気に埃や粉塵等が多量に含まれていても、カバー４０の外側の空気圧とカバー４０の内側の空気圧との圧力差で、カバー４０の内側にカバー４０の外側の空気が流入するのが抑制される。このため、噴霧ノズル３０周囲の空気は清浄化された空気（第１エアコンプレッサ５２で生成された空気）となり、空気噴出口３４から圧縮空気を噴出させた場合に、空気噴出口３４が引き込む空気も清浄化された空気となる（図４参照）。これにより、カバー４０の外側（ゴム工場内）の空気を直接吸い込むよりも空気噴出口３４の詰まりが抑制される。結果、噴霧ノズル３０の詰まりの発生を長期に亘って抑制することができる。
【００３２】
特に、噴霧ノズル３０の先端がカバー４０の内側面よりも内側となるようにすることで、噴霧ノズル３０の先端周囲が清浄化された空気で満たされる。結果、空気噴出口３４が引き込む空気を確実に清浄化された空気とすることができる。
【００３３】
また、カバー４０の内側の空気圧は、カバー４０の外側の空気圧よりも１０ｋｐａ以上高くすることが好ましい。これらの圧力差を１０ｋｐａ以上とすることで、霧化した液体１５Ａの噴霧時に、吹出口４８を介してカバー４０の外側の空気がカバー４０の内側へと引き込まれるのを効果的に抑制することができる。結果、噴霧ノズル３０の詰まりの発生を効果的に抑制することができるようになる。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、本発明の加湿器の第２実施形態について詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３５】
図５に示されるように、第２実施形態の加湿器６０は、カバー４０の上面の空気供給口４６から下方へ延び、カバー４０の底面近傍で水平方向に折れ曲がれる略Ｌ字状の空気供給配管６２をカバー４０の内側に備えている。この空気供給配管６２は、一端部（図６では上端部）が空気供給口４６に接続され、他端部がカバー４０内で終端している。これにより、第１エアコンプレッサ５２からの圧縮空気が、空気配管５３、空気供給口４６、及び空気供給配管６２を介してカバー４０の内側に供給される。また、空気供給配管６２の他端部は、開口６２Ａが斜め上を向くように切断されている。このため、開口６２Ａから吐出（供給）された圧縮空気は、カバー４０の内壁に沿ってカバー４０の内側（カバー４０と加湿器本体１２との間の空間）を下部から上部へと螺旋状に流れる。
【００３６】
次に、第２実施形態の加湿器６０の作用について説明する。図５に示されるように、第１エアコンプレッサ５２で生成された圧縮空気は、空気供給配管６２を通って開口６２Ａからカバー４０の内側に供給（吐出）され、カバー４０の内側を下部から上部へと螺旋状に流れる。つまり、カバー４０の内側の空気が常に新鮮な空気へと循環されるため、噴霧ノズル３０の空気噴出口３４が引き込む空気も常に新鮮なものとなる。結果、第２実施形態の加湿器６０は、第１実施形態の加湿器１０よりも効果的に、噴霧ノズル３０の詰まりの発生を抑制することができる。
【００３７】
なお、第２実施形態では、空気配管５３と空気供給配管６２とを別体とする構成としているが、本発明はこの構成に限定される必要はなく、空気配管５３と空気供給配管６２とを一体とする構成としてもよい。
【００３８】
上述の実施形態では、圧縮空気同士を衝突させた際の真空雰囲気を利用して液体タンク１４から液体１５を吸い出す構成としたが、本発明はこの構成に限定される必要はなく、液体タンク１４内の液体１５に圧力を加え、液体送出路１８を通して液体送出口３２から液体１５を送り出す構成としてもよい。
【００３９】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００４０】
＜試験例＞
以下に、加湿器のノズル詰まりの発生周期の評価試験を実施した結果を示す。本試験は、ゴム工場内に供試加湿器を３週間設置してノズル詰まり（空気噴出口の詰まり）の有無を見て評価した。また、本試験では、加湿器本体として、スプレーイングシステムスジャパン株式会社のミニフォッガーＩＩを用いた。その他の試験条件については、表１に記載の通りである。なお、表１中の×印は１日１回ノズル詰まりが発生することを示し、△印は５日に１回ノズル詰まりが発生することを示し、○印は３週間以上ノズル詰まりが発生しないことを示している。
【００４１】
【表１】
2009300005.tif 000003
【００４２】
（試験結果）
表１から分かるように、比較例１、２では、空気噴出口から噴出される圧縮空気の空気圧を変えてもノズル詰まりを抑制できていない。これに対して、本発明に係る実施例１〜８では、比較例１、２よりも良好な結果が得られている。特に、カバーの内側の空気圧がカバーの外側の空気圧よりも１０ｋｐａ以上高ければ（実施例２、３、５〜８）、３週間以上経過してもノズル詰まりの発生がなく、顕著な改善効果が認められた。実際には、カバーの内側とカバーの外側との空気圧の差が１０ｋｐａ以上２０ｋｐａ未満（実施例２、５）だと、改善効果が不安定なので、空気圧の差は４０〜５０ｋｐａ（実施例５〜８）に設定することが好ましい。しかし、カバーの内側とカバーの外側との空気圧の差を広げすぎると、カバーの外側に漏れる空気量も格段に増加し、カバーの内側へ圧縮空気を供給するエアコンプレッサのエネルギー損失が大きくなるため、カバーの内側とカバーの外側との空気圧の差は１００ｋｐａを越えないことが好ましいことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態の加湿器を示す部分断面図である。
【図２】第１実施形態の加湿器を上方から見た平面図である。
【図３】第１実施形態の加湿器を斜め上方から見た斜視図である。
【図４】第１実施形態の加湿器の噴霧ノズル周囲を示す部分断面図である。
【図５】第２実施形態の加湿器を斜め上方から見た斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０      加湿器
１２      加湿器本体
３０      噴霧ノズル（ノズル）
４０      カバー
４８      吹出口
５２      第１エアコンプレッサ（圧縮空気供給手段）
６０      加湿器
【図１】
2009300005.tif 000004
【図２】
2009300005.tif 000005
【図３】
2009300005.tif 000006
【図４】
2009300005.tif 000007
【図５】
2009300005.tif 000008