特許 6204068 加湿器および暖房加湿器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6204068

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】加湿器および暖房加湿器

(51)【国際特許分類】

   F24F 6/00 20060101AFI20170914BHJP

   F24F 6/02 20060101ALI20170914BHJP

   F24D 3/00 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   F24F6/00 321

   F24F6/02 A

   F24D3/00 Z

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-108997(P2013-108997)

(22)【出願日】2013年5月23日

(65)【公開番号】特開2014-228215(P2014-228215A)

(43)【公開日】2014年12月8日

【審査請求日】2016年4月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000129231

【氏名又は名称】株式会社ガスター

(73)【特許権者】

【識別番号】000220262

【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121599

【弁理士】

【氏名又は名称】長石 富夫

(72)【発明者】

【氏名】磯崎 健

(72)【発明者】

【氏名】茂木 徹

【審査官】 河野 俊二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１５２１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５５−１１２６０９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５３−１１１５５２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００８−１０４４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１５２１９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ ６／００

Ｆ２４Ｄ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

温水を大気開放のシスターンを含む循環経路に循環させる機能と前記循環経路に水を補給する機能を備えた熱源機から延設された前記循環経路を循環する温水を熱源にして加湿用の水を加熱して加湿する加湿部と、
前記循環経路から取水した水を前記加湿部に前記加湿用の水として供給する給水部と
を有する
ことを特徴とする加湿器。

【請求項2】

前記給水部は、浄水器を備え、前記循環経路から取水した水を前記浄水器で浄水して前記加湿部に供給する
ことを特徴とする請求項１に記載の加湿器。

【請求項3】

前記加湿部は、貯水部と、前記循環経路を循環する温水で前記貯水部内の水を加熱する熱交換器とを備え、
前記給水部は、前記循環経路から分岐して前記貯水部に開口した補水管と、前記補水管の通水・止水を制御する電磁弁と、前記貯水部の水位を検出する水位センサとを備え、前記貯水部の水位が所定の水位になるように前記電磁弁を制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の加湿器。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１つに記載の加湿器と、
前記循環経路を循環する温水を熱源とする暖房用放熱器と
を有する
ことを特徴とする暖房加湿器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱源機から延設された循環経路を循環する温水を熱源として加湿する加湿器および暖房加湿器に関する。

【背景技術】

【0002】

浴室内にミストを送り出す蒸気発生装置として、給湯暖房機の暖房回路に熱交換器を接続し、この熱交換器に向けて少量の水道水を噴霧して蒸気を発生させるものがある（たとえば、特許文献１参照。）。この蒸気発生装置では、水道水に含まれている炭酸カルシウム等の不純物が噴霧した蒸気から析出して浴室壁面などに付着等することを防ぐために、水道水を軟水器に通してから噴霧するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−２７５３６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示の蒸気発生装置のように給湯暖房機の暖房回路を熱源とする加湿器では、加湿器への配管として、暖房回路の往き配管と戻り配管に加えて、加湿用の水を供給するため給水配管が必要になり、配管工事が複雑になる。また、通常の居室には、浴室と異なり、水道配管が近くにないことが多い。

【0005】

また、移動型の暖房放熱器を接続するために、予め居室の壁に、暖房回路からの温水の取出口となる温水コンセントを設けることがある。しかし、温水コンセントには、暖房回路の配管しか来ていないので、温水コンセントに前述の加湿器を接続しても、水の補充を利用者が行うか、別途、給水用の配管を設置しなければならない。

【0006】

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、熱源機からの循環経路を循環する温水を熱源とし、別途、給水管を設けることなく加湿用の水を得ることのできる加湿器および暖房加湿器を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。

【0008】

［１］温水を大気開放のシスターンを含む循環経路に循環させる機能と前記循環経路に水を補給する機能を備えた熱源機から延設された前記循環経路を循環する温水を熱源にして加湿用の水を加熱して加湿する加湿部と、
前記循環経路から取水した水を前記加湿部に前記加湿用の水として供給する給水部と
を有する
ことを特徴とする加湿器。

【0009】

上記発明では、加湿部は、熱源機からの循環経路を循環する温水を熱源に加湿用の水を加熱し蒸発させて加湿し、給水部は、循環経路から取水した水を加湿部に加湿用の水として供給する。温水の循環経路から加湿用の水を得るので、給水用の配管を別途設けなくて済む。

【0010】

［２］前記給水部は、浄水器を備え、前記循環経路から取水した水を前記浄水器で浄水して前記加湿部に供給する
ことを特徴とする［１］に記載の加湿器。

【0011】

上記発明では、循環経路を循環する水を浄水することで、清潔で衛生的な水で加湿することができる。

【0012】

［３］前記加湿部は、貯水部と、前記循環経路を循環する温水で前記貯水部内の水を加熱する熱交換器とを備え、
前記給水部は、前記循環経路から分岐して前記貯水部に開口した補水管と、前記補水管の通水・止水を制御する電磁弁と、前記貯水部の水位を検出する水位センサとを備え、前記貯水部の水位が所定の水位になるように前記電磁弁を制御する
ことを特徴とする［１］または［２］に記載の加湿器。

【0013】

上記発明では、貯水部に蓄えられた水を循環経路を巡回する温水を熱源として加熱し蒸発させて加湿すると共に、貯水部の水位が所定水位となるように、循環経路からの給水量が制御される。

【0014】

［４］［１］乃至［３］のいずれか１つに記載の加湿器と、
前記循環経路を循環する温水を熱源とする暖房用放熱器と
を有する
ことを特徴とする暖房加湿器。

【0015】

上記発明では、循環経路を循環する温水を利用して、暖房と加湿と加湿用の水の補給が行われる。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る加湿器および暖房加湿器によれば、熱源機からの循環経路を循環する温水から加湿用の水を得て加湿することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る加湿器の構成例を示す図である。

【図2】本発明の第２の実施の形態に係る暖房加湿器の構成例を示す図である。

【図3】温水を循環経路に循環させる機能と循環経路に水を補給する機能を備えた熱源機の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

【0019】

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る加湿器１０の概略の構成を示している。加湿器１０は、熱源機３０で加熱された温水が循環する循環経路４に介装されて使用される。循環経路４は、熱源機３０から加湿器１０へ至る温水の流路となる温水往き管４ａと、加湿器１０から熱源機３０へ戻る温水の流路となる温水戻り管４ｂを備えて構成される。

【0020】

加湿器１０は、上面がほぼ全体に開口した容器であって加湿用の水を蓄える貯水部１１と、貯水部１１の内側下部に配置され、貯水部１１に蓄えられた水を加熱し蒸発させるための熱交換器１２と、熱交換器１２の入り側に一端が接続された入水管１３と、熱交換器１２の出側に一端が接続された戻り管１４と、入水管１３の途中で分岐して終端が貯水部１１の上部に開口した補水管１５と、補水管１５が入水管１３から分岐した箇所と熱交換器１２の入り側との間の入水管１３に設けられた熱動弁１６と、補水管１５の途中に設けられた電磁弁１７と、補水管１５の途中であって電磁弁１７の下流に設けられた浄水部１８と、貯水部１１の水位を検出する水位センサ１９とを備えて構成される。

【0021】

入水管１３には、熱源機３０から延設された温水往き管４ａが接続され、該温水往き管４ａを通じて熱源機３０からの温水が流入する。戻り管１４には、熱源機３０へ通じる温水戻り管４ｂが接続される。熱交換器１２を経由した後の温水は戻り管１４から温水戻り管４ｂへ流入し、該温水戻り管４ｂを通じて熱源機３０へ戻る。

【0022】

熱動弁１６は、温水往き管４ａからの温水を熱交換器１２に流すか否かを切り替えるための制御バルブである。電磁弁１７は補水管１５の開通・閉鎖を切り替えることで、温水往き管４ａを通じて熱源機３０から到来する温水の一部を、浄水部１８を通じて貯水部１１へ補給するか否かを制御する。

【0023】

浄水部１８は、温水往き管４ａからの温水を浄化する。たとえば、浄水部１８には、逆浸透膜を用いて浄化する方式のものを使用する。

【0024】

水位センサ１９は、貯水部１１内の水位が所定の下限水位（たとえば、熱交換器１２が水没する最低水位）より下であること、および所定の上限水位（たとえば、補水管１５の出口に達する水位、もしくは貯水部１１から溢れる恐れのある水位）以上であること、および下限水位と上限水位の間にあることを検出する。

【0025】

補水管１５、電磁弁１７、浄水部１８は貯水部１１に加湿用の水を補給する給水部としての機能を果たす。貯水部１１および熱交換器１２は、貯水部１１に蓄えられた水を循環経路４からの温水を熱源にして加熱し蒸発させて加湿する加湿部としての機能を果たす。

【0026】

このほか加湿器１０は、当該加湿器１０の動作のＯＮ／ＯＦＦや湿度の設定などに関する操作を使用者から受けるための操作部、貯水部１１に蓄えられた水の温度を検出する温度センサ、加湿器１０が設置された環境の湿度を検出する湿度センサ、電磁弁１７の開閉や熱動弁１６の開閉を制御する制御部を備えている。制御部はＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を主要部として構成され、ＲＯＭに格納されているプログラムに基づいて、当該加湿器１０の動作を制御する。

【0027】

次に加湿器１０の作用を説明する。

【0028】

加湿器１０の制御部は、水位センサ１９によって貯水部１１内の水位を監視し、貯水部１１内の水位が下限水位と上限水位の間に維持されるように電磁弁１７を制御する。

【0029】

電磁弁１７が開くと、熱源機３０から温水往き管４ａを通じて加湿器１０へ至る温水の一部が補水管１５に流入し、浄水部１８で浄化された後、貯水部１１へ流出する。このようにして、貯水部１１に加湿用の水が補給される。

【0030】

また、熱動弁１６を開くと、温水往き管４ａから到来する温水が熱交換器１２を経由して流れるようになり、該温水の熱が熱交換器１２にて貯水部１１内の水へ移動して、貯水部１１内の水が昇温される。昇温された水は蒸発し、加湿器１０の設置環境の空気を加湿する。

【0031】

このように、本実施の形態に係る加湿器１０は、熱源機３０から延設された循環経路４を循環する温水の一部を浄水部１８で浄化して貯水部１１に補給するので、加湿用の水を使用者が自分で補給したり、加湿用の水を自動的に補給するために水道管を配管したりする必要がない。すなわち、加湿器１０を循環経路４に接続するだけで、加湿用の水の加熱と補給を行うことができる。たとえば、背景技術の項で説明した温水コンセントに加湿器１０を接続するだけで、加湿用の水が自動的に補給されて室内を加湿することができる。

【0032】

熱源機３０は、循環経路４を循環する水を自動的に補給する機能を備えているので、加湿器１０で循環経路４から温水を取水してもそれによる減少分は熱源機３０において自動的に補給される。

【0033】

なお、加湿器１０に浄水部１８を設けず、循環経路４から取水した温水をそのまま貯水部１１に補給するように構成されてもよい。たとえば、循環経路４を循環している温水が浄化不要な程度に衛生的である場合や、循環経路４を循環している温水を浄化せずにそのまま使用しても衛生上の問題が生じないような環境（たとえば、所定の倉庫）で加湿器１０が使用される場合には。浄水部１８を設けなくてもよい。

【0034】

次に、本発明の第２の実施の形態に係る暖房加湿器について説明する。

【0035】

図２は、本発明の第２の実施の形態に係る暖房加湿器２０の概略構成を示している。暖房加湿器２０は、第１の実施の形態に係る加湿器１０に、暖房用熱交換器２１をさらに設けた構成となっている。図１に示す加湿器１０と同一の構成部分には同一の符号を付してそれらの説明は適宜省略する。

【0036】

詳細には、暖房加湿器２０は、図１に示す加湿器１０に対して以下の構成を備える。前述の暖房用熱交換器２１と、熱動弁１６より上流側で入水管１３から分岐して暖房用熱交換器２１の入り側に接続された分岐管２２と、暖房用熱交換器２１の出側に接続されて戻り管１４の途中に合流された合流管２３と、分岐管２２の途中に設けられた暖房用熱動弁２４を有す。さらに、図示省略してあるが、暖房加湿器２０の設置環境の温度を検出する温度センサなどを備えている。また、操作パネルにおいては、暖房用の温度設定などを受けるようになっている。

【0037】

制御部は、暖房加湿器２０の設置環境の温度を検出する温度センサの検出温度が、暖房用の設定温度になるように、暖房用熱動弁２４の開閉を制御する。

【0038】

暖房用熱交換器２１は例えば、冬季のみ設置する床暖房カーペットであったり、パネルヒーターであったり、ファンヒーターであったりする。また、床暖房カーペットには、循環経路の循環温度を当初８０℃とし、例えば３０分後に６０℃とする、温度の立ち上がりを早くするホットダッシュ運転を行なう場合がある。なお、パネルヒーター、ファンヒーターは当初から８０℃で運転される。

【0039】

このように、本実施の形態に係る暖房加湿器２０は、熱源機３０から延設された循環経路４を循環する温水の一部を浄水部１８で浄化して貯水部１１に補給するので、加湿用の水を使用者が自分で補給したり、加湿用の水を自動的に補給するために水道管を配管したりする必要がない。すなわち、暖房加湿器２０を循環経路４に接続するだけで、暖房と、加湿用の水の加熱と、加湿用の水の補給を行うことができる。たとえば、背景技術の項で説明した温水コンセントに暖房加湿器２０を接続するだけで、室内の暖房と、室内の加湿と、加湿用の水の自動補給とを行うことができる。

【0040】

図３は、加湿器１０や暖房加湿器２０に対応した熱源機３０の構成例を示している。この熱源機３０は、給水を加熱して湯を出す給湯機能と、循環経路４に温水を循環させる温水循環機能と、循環経路４に水を補給する機能を備えている。

【0041】

熱源機３０は、燃焼ガスを燃焼させるバーナ３１Ａおよびバーナ３１Ｂと、バーナ３１Ａ、３１Ｂへ空気を送り込む燃焼ファン４６と、バーナ３１Ａの上方に設置されてバーナ３１Ａで加熱された空気から主に顕熱を回収して給水を加熱する第１顕熱熱交換器３２と、バーナ３１Ａからの空気の流れで第１顕熱熱交換器３２の下流に配置され、主として排気の潜熱を回収して給水を加熱する第１潜熱熱交換器３３を有する。

【0042】

また、バーナ３１Ｂの上方に設置されてバーナ３１Ｂで加熱された空気から主に顕熱を回収し、循環経路４を循環する水を加熱する第２顕熱熱交換器３４と、バーナ３１Ｂからの空気の流れで第２顕熱熱交換器３４の下流に配置され、主として排気の潜熱を回収して循環経路４を循環する水を加熱する第２潜熱熱交換器３５を有する。

【0043】

熱源機３０の内部にはさらに、上記のバーナ３１Ａ、第１顕熱熱交換器３２、第１潜熱熱交換器３３を下からこの順に並べて収めた第１燃焼室３６Ａと、バーナ３１Ｂ、第２顕熱熱交換器３４、第２潜熱熱交換器３５を下からこの順に並べて収めた第２燃焼室３６Ｂと、第１燃焼室３６Ａおよび第２燃焼室３６Ｂの上端に連通した排気筒３７を有する。

【0044】

第１潜熱熱交換器３３および第２潜熱熱交換器３５の下方には、排気の潜熱を回収することで生じた酸性の凝縮水を受け止めて回収するための図示しない受け皿が設けてあり、回収された凝縮水は図示しない中和器で中和されて排水される。

【0045】

循環経路４を構成する温水戻り管４ｂは、第２潜熱熱交換器３５の入り側に接続され、第２潜熱熱交換器３５の出側に接続された配管３８はシスターン３９を経由した後、循環ポンプ４１をさらに経て、第２顕熱熱交換器３４の入り側に接続されている。

【0046】

第２顕熱熱交換器３４の出側には、温水往き管４ａが接続されている。また、循環ポンプ４１と第２顕熱熱交換器３４の入り側との間の配管から分岐して低温温水往き管４２が延設されている。

【0047】

低温温水往き管４２には、第２潜熱熱交換器３５で加熱された約６０℃の温水が送り出される。この低温の温水は、床暖房用温水マットなどの放熱器を経由した後、温水戻り管４ｂの途中に合流されて戻ってくる。

【0048】

温水往き管４ａには、第２潜熱熱交換器３５および第２顕熱熱交換器３４で加熱された約８０℃の温水が送り出される。この高温の温水は、前述した加湿器１０や暖房加湿器２０を経由した後、温水戻り管４ｂを通じて戻ってくる。

【0049】

シスターン３９は、循環経路４を循環させる水を所定量貯水可能な大気開放の容器である。シスターン３９には、シスターン３９内の水位を検出する水位センサ４４が設けてあり、水位が所定以下になると、給水が自動的に補給されるようになっている。詳細には、シスターン３９には、給水源からの給水が流入する給水管４７の途中で分岐した分岐給水管４８が接続されている。分岐給水管４８の途中には電磁弁４９が設けてあり、電磁弁４９を開くと、シスターン３９に水が補充されるようになっている。

【0050】

循環経路４に温水を循環させるときは、循環ポンプ４１を駆動する。また、第２顕熱熱交換器３４の出温度が所定温度になるようにバーナ３１Ｂを燃焼させる。これにより、循環経路４内を温水が循環する。循環経路４には、前述した加湿器１０や暖房加湿器２０などが接続されており、これらを経由して温水が循環する。循環経路４の途中には前述した温水コンセントが設けられても良い。

【0051】

給水管４７は第１潜熱熱交換器３３の入り側に接続され、第１潜熱熱交換器３３の出側は第１顕熱熱交換器３２の入り側に接続され、第１顕熱熱交換器３２の出側には出湯管５１が接続されている。給水管４７の途中の所定箇所と出湯管５１の途中の所定箇所は、第１潜熱熱交換器３３および第１顕熱熱交換器３２を迂回するためのバイパス管５２で接続されている。バイパス管５２には、ここを通る水量を調整するためのバイパスサーボ５３が設けてある。

【0052】

出湯管５１から湯を出すときは、バーナ３１Ａを燃焼させる。給水は、第１潜熱熱交換器３３および第１顕熱熱交換器３２を通る間に昇温された後、出湯管５１を通じて出湯される。

【0053】

なお、暖房加湿器２０の運転開始と共に熱源機３０は循環経路の循環水の加熱を開始するがシスターン３９や循環経路４内の水が加熱され、安定して暖房加湿器２０に湯が届けられるまでには、例えば３分位を必要とする。

【0054】

また、暖房加湿器２０の水位センサ１９が例えば給水水位であっても、電磁弁１７はホットダッシュ運転時（循環温度が高い時）の運転開始から例えば３分位経過後に給水を遅らせて開始することで、事前に顕熱・潜熱熱交換器で、ガスで高効率に直接加熱された水を給水するように構成されてもよい（パネルヒーター、ファンヒーターは運転開始（加湿器操作）から例えば３分位経過後に給水を遅らせて開始する）。

【0055】

また、貯水部１１にはガスで高効率に直接加熱された水が貯水され、熱交換器１２で間接加熱されて加湿が行なわれるようにしてもよい。

【0056】

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

【0057】

実施の形態で示した熱源機３０は一例であり、循環経路４に温水を循環させると共に、循環経路４内の温水が減った場合に自動的に水を補給する機能を備えていれば、任意の構成でかまわない。

【0058】

加湿器１０および暖房加湿器２０では、貯水部１１に蓄えられた温水を蒸発させて加湿したが、蒸発を促進させる等のために、たとえば、ファンで送風してもよい。また、浄水部１８で浄水された水を補水管１５の出口から熱交換器１２に向けて噴霧するような方法で加湿を行ってもよい。要するに、循環経路４を循環する温水を熱源として加湿用の水を蒸発させて加湿が行われれば、加湿部の構成は任意でよい。

【0059】

浄水部１８は、逆浸透膜を使用するものを例示したが、これに限定されない。たとえば、活性炭などを使用したり併用したりするものでもよい。

【符号の説明】

【0060】

４…循環経路
４ａ…温水往き管
４ｂ…温水戻り管
１０…加湿器
１１…貯水部
１２…熱交換器
１３…入水管
１４…戻り管
１５…補水管
１６…熱動弁
１７…電磁弁
１８…浄水部
１９…水位センサ
２０…暖房加湿器
２１…暖房用熱交換器
２２…分岐管
２３…合流管
２４…暖房用熱動弁
３０…熱源機
３１Ａ…バーナ
３１Ｂ…バーナ
３２…第１顕熱熱交換器
３３…第１潜熱熱交換器
３４…第２顕熱熱交換器
３５…第２潜熱熱交換器
３６Ａ…第１燃焼室
３６Ｂ…第２燃焼室
３７…排気筒
３８…配管
３９…シスターン
４１…循環ポンプ
４２…低温温水往き管
４４…水位センサ
４６…燃焼ファン
４７…給水管
４８…分岐給水管
４９…電磁弁
５１…出湯管
５２…バイパス管
５３…バイパスサーボ

【図1】

【図2】

【図3】