水分搬送装置
【課題】水分搬送装置において人や任意の場所を局所的に狙うには、水分搬送装置の設置面に対して略水平方向に渦輪を放出する必要があるが、加圧室に高湿空気を溜める際に加圧室の側部に設けた渦輪吹出し口から高湿空気が渦輪を形成しないまま加圧室外にあふれ出し、水分搬送装置の美観を損ねたり、漏れ出た高湿空気によって吹き出した渦輪の進行が邪魔され、渦輪が破壊されやすいという課題があった。
【解決手段】制御手段１０８は加振器１０５が駆動する前の所定時間は送風手段１０７を停止させ、かつ送風手段１０７の駆動タイミングと加振器１０５の駆動タイミングとを同期させる。
【解決手段】制御手段１０８は加振器１０５が駆動する前の所定時間は送風手段１０７を停止させ、かつ送風手段１０７の駆動タイミングと加振器１０５の駆動タイミングとを同期させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内および室外の任意エリアに対して、例えば渦輪状の高湿空気を気相中に搬送する水分搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水分を含む高湿空気を生成する手段として、水を保持した気化エレメントに対して通風することにより高湿空気を搬送する方式や水を超音波振動により水界面で微細粒子を生成して霧化する方式、または、水を高湿空気発生手段で加熱して蒸発する方式がある。いずれの方式も生成した高湿空気はファンを用いて気流に乗せて遠方領域に搬送される。
【０００３】
前述のように生成した高湿空気をファンを用いて搬送する装置にあっては、開口面より放出された高湿空気はすぐに拡散する。つまり高湿空気は搬送装置を中心として外側へ徐々に拡散し、それにより部屋全体が加湿されるため、部屋内の特定の対象のみに高湿空気を搬送することができないという問題がある。
【０００４】
前述した問題を解決する方法として、生成した高湿空気を任意の空間である加圧室に貯め、その空間を加圧して渦輪状空気を生成させることで、遠方への搬送に優れ所定の対象へ迅速に渦輪状の高湿空気を搬送できるようにしたものが提案されている。
【０００５】
渦輪を用いた水分搬送装置としては、例えば特許文献１のように渦輪吹出し口を構成するエッジにフレキシブルダクトを設置して任意の方向に向けることで渦輪の進行方法を自由に変化させるものがある。また、非特許文献１のように渦輪の生成において、吹出し口のノズル形状は、シリンダ内の流動抵抗を低減させるような形状よりも、積極的に剥離させるような形状の方が良く、飛行距離が長くなることが報告されている。また、特許文献２のように、所定の空気質成分を含んだ空気砲を放出する放出穴を開閉する放出シャッターを設け、制御手段の制御によってオン・オフを制御するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】３６７５２０３号公報
【特許文献２】特開２００７−２６１３２０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】アロマリサーチＮＯ．３０ Ｖｏｌ．８ 香料を内包した渦輪１１４による効率的運搬のためのコンピュータ・シミュレーション
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし従来の渦輪状の高湿空気を放出する水分搬送装置においては、例えば渦輪が人や任意の場所を局所的に狙うには、水分搬送装置の設置面に対して略水平方向に渦輪を放出する必要がある。しかし渦輪が設置面に対して略水平方向に放出される場合、渦輪が設置面の略上方に放出される場合と比較して加圧室に高湿空気を溜める際に加圧室の側部に設けた渦輪吹出し口から高湿空気が渦輪を形成しないまま加圧室外にあふれ出し、水分搬送装置の美観を損ねたり、漏れ出た高湿空気によって吹き出した渦輪の進行が邪魔され、渦輪が破壊されやすいという課題があった。これに対し、特許文献２のように渦輪吹出し口にシャッターを設けて渦輪を形成しない高湿空気の加圧室の外への漏れを抑制しようとすると、シャッター等の駆動機構を高湿空気によって湿度が高い渦輪吹出し口付近に設ける必要があるため、駆動機構の錆びによって水分搬送装置１００の寿命が確保できない課題や、駆動機構の音がうるさいという課題があった。
【０００９】
本発明は前述した課題を解決するためになされたもので、渦輪が設置面に対して略水平方向に放出される場合でも、渦輪吹出し口付近にシャッター等の駆動機構を設けることなく、渦輪を形成できずに加圧室の外へあふれた高湿空気が水分搬送装置本体外へ流出することを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る水分搬送装置は、水を貯えて該水を気化ないし霧化させる高湿空気生部と、高湿空気生部から搬送された水を含む高湿空気に間欠的に圧力を加える加圧手段を有する加圧室と、高湿空気生部と加圧室とを接続する流路と、高湿空気を流路を介して高湿空気生部から加圧室へ搬送する送風手段と、加圧室を形成する壁面に開口して設けられ、加圧手段により圧力を加えられた高湿空気を渦輪状に放出する渦輪形成口と、送風手段を駆動させた後に送風手段を所定時間停止させ、その後加圧手段を駆動させる制御を繰り返す制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る水分搬送装置によれば、制御手段が送風手段の運転および停止を時間によって制御し、制御手段が送風手段を駆動させ、その後所定時間送風手段を停止させ、その後加振器を駆動させる制御を繰り返すため、渦輪が設置面に対して略水平方向に放出される場合でも、高湿空気が渦輪を形成できずに加圧室の外へあふれることを抑制することができる。その結果渦輪吹き出し口にシャッターなどの駆動機構を設けなくても本体周辺の床が濡れたり、あふれによる美観低下を抑制し、かつ漏れ出た高湿空気による渦輪の崩壊を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における水分搬送装置の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における水分搬送装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１における水分搬送装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１における水分搬送装置の部品の動作を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１における水分搬送装置の渦輪形成口付近の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る水分搬送装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る水分搬送装置を説明する構成図であって、概略断面図に対応するものである。
本実施の形態の水分搬送装置１００は、外周が本体ケース１０１で囲まれている。本体ケース１０１の内部には、給水タンク１０２、高湿空気生成部１０３、空気加圧手段である加振器１０５と渦輪形成口１０４ａを開口して設けた中ケース１２３とで区画された加圧室１０４、加熱手段１０６、高湿空気生成部１０３から出た高湿空気や加熱手段１０６で加熱された空気を加圧室１０４に送る送風手段１０７、高湿空気生成部１０３、およびこの水分搬送装置１００の動作に係わる各機器、例えば加熱手段１０６、高湿空気生成部１０３、加振器１０５、送風手段１０７等を制御して加圧制御や温度制御を行う制御手段１０８が収容されている。
【００１５】
給水タンク１０２と加熱手段１０６が設置された加温部１０９と高湿空気生成部１０３とは給水路１１０でつながっており、給水タンク１０２から高湿空気生成部１０３への給水量は、給水タンク１０２の底部に設けられた給水弁１０２ａによって調整される。また、給水路１１０には第一の排水経路１１８ａと排水弁１１９が設けられている。この排水弁１１９は電気式でもよいし、手動で開閉するものでもよい。
【００１６】
また、高湿空気生成部１０３と加圧室１０４とは流路１１１を介して接続され、高湿空気生成部１０３と送風手段１０７とは空気流路１１２を介して接続されている。また、送風手段１０７と水分搬送装置１００の外部との間、つまり送風手段１０７上流側には制御手段１０８が配置され、送風手段１０７が吸引した空気によって制御手段１０８が冷却されるようになっている。
【００１７】
高湿空気生成部１０３は、貯水タンク１０３ａおよびそこに貯えられた水を気化ないし霧化した状態の高湿空気にする高湿空気生成手段１０３ｂを有している。なお、高湿空気生成手段１０３ｂは、超音波式、加熱式、若しくは気化式（ヒータレスファン式）などが利用できるが、渦輪１１４の視認性および搬送性は超音波式が最も良く、遠方まで搬送している様子を見ることができ、また遠方まで渦輪１１４を搬送することができる。
【００１８】
また、貯水タンク１０３ａの上部にはタンクカバー１０３ｃが設置され、取り外せる構造としている。また、貯水タンク１０３ａには第二の排水経路１１８ｂが設けられており、第一の排水経路１１８ａと合流し、排水弁１１９に連結している。
【００１９】
加圧室１０４は、搬送された高湿空気を送り出すための部屋で、その壁面には空気加圧手段としての加振器１０５を連通するように備えている。そして、加圧室１０４の加振器１０５に対向する面には、加圧された空気を渦輪状に放出させる少なくとも１つの渦輪形成口１０４ａが形成されており、空気の流れを整流するために規則的に開口を配列させた整流板１１３にて覆われている。
【００２０】
流路１１１は高湿空気生成部１０３と加圧室１０４とを接続する。接続する理由は加圧室１０４のレイアウトの自由度を上げるためである。つまり高湿空気生成部１０３は中に水が入っており重心の関係から設置位置が水分搬送装置１００本体の下部に限定されるため、加圧室１０４を高い位置や高湿空気生成部１０３の前方などに配置したい場合は図１に示すようにそれぞれを流路１１１を介して接続し、送風手段１０７で高湿空気を搬送する。
【００２１】
渦輪形成口１０４ａ周縁には渦輪形成口１０４ａに対して内側方向に略垂直に延設されたリブ１０４ｂを有することで、加圧室１０４に進入した高湿空気が直接水分搬送装置１００の外部に流出し難くなるような経路を構成している。
【００２２】
加振器１０５は一般的なスピーカと同様の構造で、駆動信号が入力されるボイスコイルに接着層によって振動板１０５ａが定位置に固着されているものでありボイスコイルに印加する入力電圧によりマグネットとの間で電磁駆動を行い、振動板１０５ａを振動させるようになっている。振動板１０５ａは、蒸気に対して変形することのない耐熱性の機能をも有する材料を用いることが好ましい。なお、振動板１０５ａと接触するようにゴムなどの振動減衰能の大きい材料が付与されて構成されることにより、加圧室１０４内で生じる異音の共鳴による増幅などを防ぐこともできる。なお、渦輪形成口１０４ａ周縁の材料厚さを加圧室１０４外郭を形成する材料厚さよりも厚くすることで振動板１０５ａが発生する振動により耐えることができる。
【００２３】
本体ケース１０１は加振器１０５を保持する後ろケース１０１ｂ、加圧室１０４を覆う前ケース１０１ａで構成されている。なお、「前ケース１０１ａ」は本発明の「貯留部」に相当する。前ケース１０１ａは渦輪吹出し口１０１ｃを有し、回収経路１１６の一端が接続されている。
【００２４】
後ろケース１０１ｂには打ち出した振動板１０５ａが戻る際の進行と逆方向への空気の排出を行うために任意位置に任意形状を有する空気弁（図示せず）が形成されている。なお、後ろケース１０１ｂは加圧室１０４および前ケース１０１ａと連通しない独立した構造とすることで後ろケース１０１ｂまで高湿空気が行渡ることを防ぐ。
また、前ケース１０１ａの下部に設けられた回収経路１１６は吸湿フィルター１１７を経由して、送風手段１０７の吸込み口１１２ａに連結している。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る水分搬送装置１００の動作について説明する。
図２は水分搬送装置１００の動作に関するブロック図である。
図３は動作を説明するフローチャートである。
【００２６】
まず、外部から水が供給された給水タンク１０２は、水分搬送装置１００に設けられた給水タンク１０２を収納する給水タンク収納部に設置される。これにより、給水路１１０を通して貯水タンク１０３ａに給水タンク１０２の水圧を利用して一定量の水が流れ込む。
【００２７】
次に、図３のステップＳ1において水分搬送装置１００に設けられた電源が押され、運転が開始すると、ステップＳ２にて制御手段１０８が加熱手段１０６に電流を流すことで加熱手段１０６が発熱し、これによって加温部１０９が加熱される。そして加温部１０９の熱が給水路１１０と貯水タンク１０３ａ内の水に伝わり、水温が上昇する。
【００２８】
ステップＳ３において、図２に示す水分搬送装置１００に設けられた温度センサ１２１が貯水タンク１０３ａ内の水の温度が９０℃を越えたことを検知するか、もしくは運転開始からの経過時間がＴ１を超えるとステップＳ４に移行し、制御手段１０８は加熱手段１０６の発熱を停止させ、その後ステップＳ５へ進む。ここで時間Ｔ１は加熱手段１０６の入力と給水路１１０から貯水タンク１０３ａに含まれる水を加温するのに十分な時間を設定する。ただし経過時間Ｔ１はユーザにとっては待ち時間になるため、より少なく、できれば２、３分以下が好ましい。
【００２９】
次に、ステップＳ５において制御手段１０８は高湿空気生成手段１０３ｂ、送風手段１０７、および加振器１０５を駆動させる。
高湿空気生成手段１０３ｂが駆動すると、貯水タンク１０３ａに流れ込んだ水は気化ないし霧化された水となり、貯水タンク１０３ａ内に該水を含む空気である高湿空気が充満する。なお本実施の形態では、加温部１０６と高湿空気生成手段１０３ｂを別としたが、加熱手段１０６を高湿空気生成部１０３に設置し、高湿空気生成手段１０３ｂと兼ねてもよい。
【００３０】
そして送風手段１０７が駆動すると、本体ケース１０１の外部から吸込まれた空気はまず制御手段１０８周辺を冷却し、次に空気流路１１２を経由して高湿空気生成部１０３に進入する。そして貯水タンク１０３ａに充満した高湿空気は送風された空気とともに流路１１１を経由し、加圧室１０４に移送される。
【００３１】
この状態で制御手段１０８により加振器１０５に駆動信号が入力されると、振動板１０５ａが振動し、その振幅により加圧室１０４内の容積が変動し、加圧室１０４内部に貯えられていた高湿空気は、同じく加圧室１０４に設けられた渦輪形成口１０４ａから外部の空間に向かって間欠的に吹出される。
【００３２】
加圧室１０４内の高湿空気が吹出される際に、渦輪形成口１０４ａの口縁部と高湿空気との間に強いせん断方向の摩擦が生じ、その巻き込み作用により口縁部で渦流が生成するため、渦輪形成口１０４ａから吹出された高湿空気は渦輪１１４となる。渦輪１１４は吹出し口１０１ｃを通過し、前ケース１０１ａ外へ放出される。渦輪１１４は内部で回転する流体を閉じ込めたまま移動する、つまり周囲の流体へ拡散する効果が小さいため、渦輪１１４を作らずに高湿空気をそのまま放出するものと比べてより遠方まで高湿空気を輸送することができる。
【００３３】
放出された渦輪１１４は、内部で回転する高湿空気を閉じ込めたまま渦輪１１４外周部から徐々に拡散し、渦輪１１４の形状が保持できなくなるまで並進する。
【００３４】
図４は各部品の動作を説明するタイムチャートで、縦軸が電源、加振器１０５、加熱手段１０６、送風手段１０７および高湿空気生成手段１０３ｂのＯＮ/ＯＦＦ動作、横軸が時間を示している。
図４に示すように、加振器１０５は瞬間的にＯＮになって駆動した後、一定時間ＯＦＦになり駆動を停止する。そしてまた瞬間的にＯＮになる、という間欠動作を繰り返す。ここで、送風手段１０７は加圧室１０４に高湿空気を搬送することが目的だが、搬送される高湿空気は途中で流路１１１を経由する。そのため、送風手段１０７を停止してから実際に加圧室１０４内への高湿空気が到達するまでにタイムラグが発生する。また、高湿空気が加圧室１０４内の渦輪形成口１０４ａ周縁まで満たされるくらいに供給された状態でも送風手段１０７がＯＮの状態のまま連続的に加圧室１０４へ高湿空気を搬送している場合は、高湿空気が渦輪１１４を形成せずに渦輪形成口１０４ａから加圧室１０４の外部へと溢れ出ることとなる。そして、渦輪形成口１０４ａの外部付近に高湿空気が滞留すると、渦輪１１４の吹き出しが妨げられ、崩壊しやすく飛行距離の短い渦輪１１４になってしまう。
【００３５】
このように送風手段１０７を連続運転させて高湿空気が加圧室１０４の外部へ流出することを防ぐため、本実施の形態１ではステップＳ５において、加振器１０５は駆動間隔ｙにて駆動することにより渦輪１１４の発射タイミングを制御する。例えば、駆動タイミングｙが５秒であるとき、運転サイクルｚは運転３秒／停止２秒とし、図３に示すように、制御手段１０８は送風手段１０７の運転と加振器１０５の駆動とを同期させ、加振器１０５が再び駆動する前に任意の時間送風手段１０７の運転を停止させる。このとき、運転３秒は加圧室１０４内を高湿空気で満たすのに十分な時間、停止２秒は高湿空気が加圧室１０４まで到達するのに必要な時間であり、つまり、加振器１０５が駆動する直前で、加圧室１０４が高湿空気でちょうど満タンになりあふれ出ないように、制御するものである。よって、運転サイクルｚは高湿空気生成手段１０３ｂ、送風手段１０７の仕様、流路１１１、加圧室１０４の構造などによって設定される。
【００３６】
また、ステップＳ５にて渦輪１１４を生成している間は、ステップＳ６において、ユーザが操作手段１２０を操作することによって、加振器１０５の駆動タイミングｙ、つまり渦輪１１４の発射タイミングを変更することができる。このとき、ステップＳ８では変更された加振器１０５の駆動タイミングｙに連動して、制御手段が送風手段１０７の運転サイクルｚを変更する。なお、図３に示すフローチャート上ではステップＳ６はステップＳ５の後に来ているが、ステップＳ６で行う加振器１０５の駆動タイミングｙの設定は、ステップＳ1〜ステップＳ５において自由に行うことができる。
【００３７】
また、水分搬送装置１００は例えばナイトモードと呼称されるような、ユーザが就寝中に使用するモードを備えており、ステップＳ５にて渦輪１１４を生成している間は、ステップＳ７において、ユーザが操作手段１２０を操作することによって、運転モードを切り替えることができる。その際、ステップＳ８にて加振器１０５の駆動タイミングｙは、通常使用の数倍の時間に設定する。これによって夜から次の日の朝まで運転する場合でも、的確にユーザに向かって肌、髪周辺、のど、鼻を最適湿度に保ちつつ、寝具が濡れるのを抑制することができる。なお、図３に示すフローチャート上ではステップＳ７はステップＳ５の後に来ているが、ステップＳ７で行う運転モードを切り替えは、ステップＳ1〜ステップＳ５において自由に行うことができる。
【００３８】
次にステップＳ９において、温度センサ１２１が貯水タンク１０３ａ内の水の温度が９０℃以下になったことを検知するか、もしくはステップＳ３からの経過時間がＴ２を超えるとステップＳ２へ戻り、制御手段１０８は再度加熱手段１０６に電流を流し発熱させ、水を加温する。ここで経過時間Ｔ２は給水の水温、高湿空気生成手段１０３と加振器１０５の駆動タイミングなどによって設定される。
【００３９】
次にステップＳ１０において、操作手段１２０が操作され本体電源が停止されるか、あらかじめタイマー機能にてユーザが設定した設定時間Ｔ３が終了するか、給水タンク１０２の水が無くなる、あるいは予め定められた高湿空気生成最低水位以下となると運転を終了する。操作手段１２０による操作または手動によりユーザが排水弁１１９を開くことで、給水路１１０や貯水タンクに１０３ａに残された水を水分搬送装置１００本体外へ排出することができる。水を排出することができるので、未使用時に残った水の中での菌の繁殖や、悪臭の発生を抑制できる。
【００４０】
図５は水分搬送装置１００の渦輪形成口付近の要部拡大図である。なお、図５（ａ）は渦輪形成口１０４ａの渦輪吹き出し方向前方に何も設けない場合を示し、図５（ｂ）は渦輪形成口１０４ａの渦輪吹き出し方向前方に前ケース１０１ａおよび回収経路１１６を備えた場合を示す。なお、図中の白抜き矢印は渦輪１１４の進行方向を示し、左向き矢印は渦輪１１４にかかる高湿空気からの流動抵抗を示し、黒抜き矢印は高湿空気が回収される方向を示す。
上述したように本実施の形態に係る水分搬送装置１００は加振器１０５の駆動タイミングと同期させて送風手段１０７を間欠駆動させる制御を行うことで渦輪１１４を形成しない高湿空気の加圧室１０４外部への漏れを抑制する。しかし、このような制御を行わない場合と比べて低減されるとはいえ多少は高湿空気が漏れる可能性がある。渦輪１１４を形成しなかった高湿空気は外部へあふれ出て水分搬送装置１００本体の美観を損なうだけでなく、図５（ｂ）に示すように渦輪１１４を形成しなかった高湿空気が渦輪形成口１０４ａ前方に留まることで、この高湿空気が留まっている空間内を通過する渦輪１１４に対して図の矢印の方向に抵抗が働くため、何も抵抗が働かない場合と比べて渦輪１１４の飛距離が短くなり、渦輪１１４が壊れやすくなる。
そこで本実施の形態１では、外部へ流出した高湿空気を貯留するために渦輪形成口１０４ａの前方に前ケース１０１ａを備えている。前ケース１０１ａは水分搬送装置１００に対して着脱可能に構成されており、加圧室１０４ならびに前ケース１０１ａが結露あるいは水が残ったとしてもユーザによって清掃することができる。
【００４１】
また、前ケース１０１ａは下部に回収経路１１６を有しており、前ケース１０１ａ内に貯留された加湿蒸気は送風手段１０７によって回収経路１１６を介して水分搬送装置１００内に吸引される。回収経路１１６と送風手段１０７との間には吸湿フィルター１１７が設けられ、送風手段１０７によって吸引された高湿空気は吸湿フィルター１１７を通過する際に除湿される。除湿された後の低湿空気は送風手段吸込み口１１２ａにて外部空気と合流し、送風手段１１２に戻る。また、加圧室１０４内で結露した水分は蒸気風路１１１を逆流して、貯水ポット１０３ａに回収される。
【００４２】
なお、図１では前ケース１０１ａは渦輪形成口１０４ａ周辺を囲うように構成されているが、前ケース１０１ａは渦輪形成口１０４ａから外部へ流出した高湿空気を貯留するための底部と側部さえ備えていればよい。また、渦輪形成口１０４ａ周縁にリブ１０４ｂを設けることで、進入した高湿空気はリブ１０４ｂ周縁に蓄積されるため、高湿空気をより外部に流出し難くすることができる。
【００４３】
また、前ケース１０１ａやタンク用フタ１０１ｄとタンクカバー１０３ｃも取り外すことができるので、結露したり、水が残ったりする部分はユーザが確実にふき取ることができるので菌の繁殖や、悪臭の発生を抑制することができる。
【００４４】
以上のように、本実施の形態１では、制御手段１０８が送風手段１０７の運転および停止を時間によって制御し、制御手段１０８が送風手段１０７を駆動させ、その後所定時間送風手段１０７を停止させ、その後加振器１０５を駆動させる制御を繰り返すことによって、送風手段１０７を常時運転させず間欠運転させることとなり、加圧室１０４への過剰な高湿空気移送を抑制し、加圧室１０４から高湿空気があふれることを抑制することができる。これによって、渦輪１１４が設置面に対して略水平方向に放出される場合でも、渦輪１１４を形成できない高湿空気の加圧室１０４の外への流出を抑制することができるので、その結果水分搬送装置１００本体周辺のぬれによる美観低下を抑制し、かつ漏れ出た高湿空気による渦輪１１４の崩壊も抑制することができる。
【００４５】
また、シャッター等の駆動機構による高湿空気の流出を抑制する構造を渦輪形成口１０４ａに設けないようにしたことで、湿度の高い渦輪形成口１０４ａ付近に駆動部を設けずに済み、駆動機構の錆びによって水分搬送装置１００の寿命が確保できなかったり、駆動機構の音がうるさかったりする問題がない。
【００４６】
また、渦輪形成口１０４ａの周囲に渦輪形成口１０４ａから流出した高湿空気を貯留するための前ケース１０１ａを設けることによって、渦輪１１４を形成せずに渦輪形成口１０４ａの外部へ流出する高湿空気が前ケース１０１ａ内に貯留されるため、渦輪形成口１０４ａからあふれた高湿空気の本体外への流出をより抑制することができる。また、水分搬送装置１００本体周辺の水濡れも低減されるので、ユーザの清掃負荷を低減することができる。なお、制御手段１０８が加圧室１０４から高湿空気があふれることを抑制する制御を行うことで、前ケース１０１ａを上記効果を維持したまま小型化することができる。
【００４７】
また、前ケース１０１ａは着脱可能のため、前ケース１０１ａ内の濡れた部分はユーザが確実にふき取ることができ、菌の繁殖や悪臭の発生等を抑制することができる。
【００４８】
また、前ケース１０１ａは回収経路１１６を有し、高湿空気は回収経路１１６から吸湿フィルター１１７を介して除湿された後送風手段まで回収されるため、前ケース１０１ａ内に貯留された高湿空気が水分搬送装置１００本体内に回収することができ、前ケース１０１ａ内に結露する高湿空気の量を減らすことができるため、よりユーザの清掃負荷を低減することができる。
【００４９】
また、渦輪１１４を前方に放出させる場合は、加熱式の高湿空気生成手段１０３ｂでは前ケース１０１ａの内壁全周に高湿空気が結露するが、高湿空気生成手段１０３ｂに超音波式のものを使用すると、貯留された高湿空気は重力の影響で前ケース１０１ａの下部に集まる。そのため高湿空気生成手段１０３ｂに超音波式のものを使用し、回収経路１１６を前ケース１０１ａの下部に設けることでより効率的に高湿空気を回収することができる。
【００５０】
また、送風手段１０７を利用して回収経路１１６から高湿空気を回収することによって、より効率よく流出した高湿空気を回収することができる。
【００５１】
また、加振器１０５の駆動周期を操作手段１２０で行われた設定に基づいて変更することにより、給水タンク１０２の容量が少なくても例えばユーザが就寝中に使用することを想定した長時間水分搬送装置１００を運転させる制御や、部屋内の湿度が低いときに短時間に大量の渦輪１１４を出して加湿する制御等を行うことができる。
【００５２】
なお、加圧室１０４へ高湿空気を移送するための送風手段１０７と回収経路１１６から高湿空気を回収するための送風手段１０７を兼用することによって別途送風手段を設ける必要が無く安価、小型化が可能であるが、加圧室１０４へ高湿空気を移送するための送風手段１０７とは別に回収経路１１６を介して蒸気を回収するための第二の送風手段を設けてもよい。また、回収経路１１６を制御手段１１８と送風手段１０７の間に設けることで、制御手段１１８を保護することができる。
【００５３】
また、前ケース１０１ａを渦輪形成口１０４ａの周囲を囲うように構成することによって、前ケース１０１ａ内に流出した高湿空気が外部から見えなくなるため、美観を損ねない効果を得られる。また、周囲を囲うように構成することによって、前ケース１０１ａ内に貯留した高湿空気をより効率よく回収経路１１６を介して水分搬送装置１００内に回収することができる。
【００５４】
また、渦輪形成口１０４ａと距離を置いて対向する箇所に渦輪吹出し口１０１ｃを設けて、渦輪１１４の形成部と吹出し部とを別々に形成することで渦輪１１４をより指向性を持って飛ばすことができるので、より高湿空気を効率よく搬送することができる。なお、渦輪形成口１０４ａで形成した渦輪１１４を壊さないようにするため、渦輪吹出し口１０１ｃは渦輪形成口１０４ａよりも大きな口径である。
【００５５】
また、渦輪吹出し口１０１ｃに砲筒やダクトとみなせるような構造物を設けないことで、渦輪吹出し口１０１ｃと高湿空気との接触面積が少なくなりせん断方向に働く摩擦力が強くなるため、より渦輪１１４の飛距離を長くすることができる。
【００５６】
また、渦輪形成口１０４ａ周縁に渦輪形成口１０４ａに対して内側方向に略垂直に延設されたリブ１０４ｂを有することで、加圧室１０４に進入した高湿空気が直接外部に流出することを抑制することができる。
【００５７】
また、水分搬送装置１００の運転開始直後は加熱手段１０６を駆動し、水温が一定の温度になるまで加温した後に加熱手段１０６を停止し、その後送風手段１０７を駆動することによって、供給された水や前回使用の残り水などに含まれる菌を殺菌することができる。
【００５８】
また、渦輪１１４を生成中に水温が一定の温度まで下がるかあるいは前回加熱手段１０６を停止させてから所定時間が経過すると再度加熱手段１０６を駆動し、水温が一定の温度まで加温した後に加熱手段１０６を再び停止する制御を繰り返すことによって、万が一新しく給水タンク１０２から給水された水に菌が含まれていても殺菌することができる。
【００５９】
なお、通常行われる送風手段１０７の駆動タイミングと加振器１０５の駆動タイミングとを同期させる制御の他に、制御手段１０８は加圧室１０４内の高湿空気が所定量を超えたことを検知すると送風手段１０７を停止する制御を行ってもよい。これによって例えば意図しない大量の高湿空気が加圧室内に搬送された場合でもより一層加圧室１０４から高湿空気が流出することを抑制することができる。
加圧室１０４内の高湿空気が所定量を超えたことを検知する方法としては、例えば図２に示したように加圧室１０４の湿度を計る湿度センサ１２２を設け、湿度センサ１２２が加圧室１０４内の湿度が所定値を超えたことを検知すると、制御手段１０８は送風手段１０７を停止する方法が挙げられる。なお、湿度センサ１２２は加圧室１０４内の湿度を検知できればどこに設けられていてもよい。また、加圧室１０４内の高湿空気が所定量を超えたことを検知する方法はこれに限るものでなく、例えば加圧室１０４内の温度で判断してもよく、その他の方法を用いてもよい。
【００６０】
なお、本実施の形態に係る水分搬送装置１００に、アロマテラピー装置（図示せず）を取り付け、渦輪吹出し口１０１ｃから香りつきの渦輪１１４を送り出すようにしてもよい。これによって加圧室１０４から送り出される渦輪１１４は、高湿空気生成部１０３にて生成された高湿空気に加え、アロマテラピー装置中のエッセンシャルオイルなどの香りが含まれることとなり、ユーザに癒しの効果を与えることができる。また、高湿空気生成部１０３を駆動させず、つまり高湿空気を加圧室１０４に搬送せずに高湿空気に比べて水分を含まない空気を渦輪１１４として吹き出してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１００水分搬送装置、１０１本体ケース、１０１ａ前ケース１０１ａ後ろケース、１０１ｃ渦輪吹出し口、１０１ｄタンク用フタ、１０２給水タンク、１０２ａ給水弁、１０３高湿空気生成部、１０３ａ貯水タンク、１０３ｂ高湿空気生成手段、１０３ｃタンクカバー、１０４加圧室、１０４ａ渦輪形成口、１０４ｂリブ、１０５加振器、１０５ａ振動板、１０６加熱手段、１０７送風手段、１０８制御手段、１０９加温部、１１０給水路、１１１流路、１１２空気流路、１１２ａ送風手段吸込み口、１１３整流板、１１４渦輪、１１６回収経路、１１７吸湿フィルター、１１８ａ第一の排水経路、１１８ｂ第二の排水経路、１１９排水弁、１２０操作手段、１２１温度センサ、１２２湿度センサ、１２３中ケース。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内および室外の任意エリアに対して、例えば渦輪状の高湿空気を気相中に搬送する水分搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水分を含む高湿空気を生成する手段として、水を保持した気化エレメントに対して通風することにより高湿空気を搬送する方式や水を超音波振動により水界面で微細粒子を生成して霧化する方式、または、水を高湿空気発生手段で加熱して蒸発する方式がある。いずれの方式も生成した高湿空気はファンを用いて気流に乗せて遠方領域に搬送される。
【０００３】
前述のように生成した高湿空気をファンを用いて搬送する装置にあっては、開口面より放出された高湿空気はすぐに拡散する。つまり高湿空気は搬送装置を中心として外側へ徐々に拡散し、それにより部屋全体が加湿されるため、部屋内の特定の対象のみに高湿空気を搬送することができないという問題がある。
【０００４】
前述した問題を解決する方法として、生成した高湿空気を任意の空間である加圧室に貯め、その空間を加圧して渦輪状空気を生成させることで、遠方への搬送に優れ所定の対象へ迅速に渦輪状の高湿空気を搬送できるようにしたものが提案されている。
【０００５】
渦輪を用いた水分搬送装置としては、例えば特許文献１のように渦輪吹出し口を構成するエッジにフレキシブルダクトを設置して任意の方向に向けることで渦輪の進行方法を自由に変化させるものがある。また、非特許文献１のように渦輪の生成において、吹出し口のノズル形状は、シリンダ内の流動抵抗を低減させるような形状よりも、積極的に剥離させるような形状の方が良く、飛行距離が長くなることが報告されている。また、特許文献２のように、所定の空気質成分を含んだ空気砲を放出する放出穴を開閉する放出シャッターを設け、制御手段の制御によってオン・オフを制御するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】３６７５２０３号公報
【特許文献２】特開２００７−２６１３２０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】アロマリサーチＮＯ．３０ Ｖｏｌ．８ 香料を内包した渦輪１１４による効率的運搬のためのコンピュータ・シミュレーション
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし従来の渦輪状の高湿空気を放出する水分搬送装置においては、例えば渦輪が人や任意の場所を局所的に狙うには、水分搬送装置の設置面に対して略水平方向に渦輪を放出する必要がある。しかし渦輪が設置面に対して略水平方向に放出される場合、渦輪が設置面の略上方に放出される場合と比較して加圧室に高湿空気を溜める際に加圧室の側部に設けた渦輪吹出し口から高湿空気が渦輪を形成しないまま加圧室外にあふれ出し、水分搬送装置の美観を損ねたり、漏れ出た高湿空気によって吹き出した渦輪の進行が邪魔され、渦輪が破壊されやすいという課題があった。これに対し、特許文献２のように渦輪吹出し口にシャッターを設けて渦輪を形成しない高湿空気の加圧室の外への漏れを抑制しようとすると、シャッター等の駆動機構を高湿空気によって湿度が高い渦輪吹出し口付近に設ける必要があるため、駆動機構の錆びによって水分搬送装置１００の寿命が確保できない課題や、駆動機構の音がうるさいという課題があった。
【０００９】
本発明は前述した課題を解決するためになされたもので、渦輪が設置面に対して略水平方向に放出される場合でも、渦輪吹出し口付近にシャッター等の駆動機構を設けることなく、渦輪を形成できずに加圧室の外へあふれた高湿空気が水分搬送装置本体外へ流出することを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る水分搬送装置は、水を貯えて該水を気化ないし霧化させる高湿空気生部と、高湿空気生部から搬送された水を含む高湿空気に間欠的に圧力を加える加圧手段を有する加圧室と、高湿空気生部と加圧室とを接続する流路と、高湿空気を流路を介して高湿空気生部から加圧室へ搬送する送風手段と、加圧室を形成する壁面に開口して設けられ、加圧手段により圧力を加えられた高湿空気を渦輪状に放出する渦輪形成口と、送風手段を駆動させた後に送風手段を所定時間停止させ、その後加圧手段を駆動させる制御を繰り返す制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る水分搬送装置によれば、制御手段が送風手段の運転および停止を時間によって制御し、制御手段が送風手段を駆動させ、その後所定時間送風手段を停止させ、その後加振器を駆動させる制御を繰り返すため、渦輪が設置面に対して略水平方向に放出される場合でも、高湿空気が渦輪を形成できずに加圧室の外へあふれることを抑制することができる。その結果渦輪吹き出し口にシャッターなどの駆動機構を設けなくても本体周辺の床が濡れたり、あふれによる美観低下を抑制し、かつ漏れ出た高湿空気による渦輪の崩壊を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における水分搬送装置の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における水分搬送装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１における水分搬送装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１における水分搬送装置の部品の動作を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１における水分搬送装置の渦輪形成口付近の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る水分搬送装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る水分搬送装置を説明する構成図であって、概略断面図に対応するものである。
本実施の形態の水分搬送装置１００は、外周が本体ケース１０１で囲まれている。本体ケース１０１の内部には、給水タンク１０２、高湿空気生成部１０３、空気加圧手段である加振器１０５と渦輪形成口１０４ａを開口して設けた中ケース１２３とで区画された加圧室１０４、加熱手段１０６、高湿空気生成部１０３から出た高湿空気や加熱手段１０６で加熱された空気を加圧室１０４に送る送風手段１０７、高湿空気生成部１０３、およびこの水分搬送装置１００の動作に係わる各機器、例えば加熱手段１０６、高湿空気生成部１０３、加振器１０５、送風手段１０７等を制御して加圧制御や温度制御を行う制御手段１０８が収容されている。
【００１５】
給水タンク１０２と加熱手段１０６が設置された加温部１０９と高湿空気生成部１０３とは給水路１１０でつながっており、給水タンク１０２から高湿空気生成部１０３への給水量は、給水タンク１０２の底部に設けられた給水弁１０２ａによって調整される。また、給水路１１０には第一の排水経路１１８ａと排水弁１１９が設けられている。この排水弁１１９は電気式でもよいし、手動で開閉するものでもよい。
【００１６】
また、高湿空気生成部１０３と加圧室１０４とは流路１１１を介して接続され、高湿空気生成部１０３と送風手段１０７とは空気流路１１２を介して接続されている。また、送風手段１０７と水分搬送装置１００の外部との間、つまり送風手段１０７上流側には制御手段１０８が配置され、送風手段１０７が吸引した空気によって制御手段１０８が冷却されるようになっている。
【００１７】
高湿空気生成部１０３は、貯水タンク１０３ａおよびそこに貯えられた水を気化ないし霧化した状態の高湿空気にする高湿空気生成手段１０３ｂを有している。なお、高湿空気生成手段１０３ｂは、超音波式、加熱式、若しくは気化式（ヒータレスファン式）などが利用できるが、渦輪１１４の視認性および搬送性は超音波式が最も良く、遠方まで搬送している様子を見ることができ、また遠方まで渦輪１１４を搬送することができる。
【００１８】
また、貯水タンク１０３ａの上部にはタンクカバー１０３ｃが設置され、取り外せる構造としている。また、貯水タンク１０３ａには第二の排水経路１１８ｂが設けられており、第一の排水経路１１８ａと合流し、排水弁１１９に連結している。
【００１９】
加圧室１０４は、搬送された高湿空気を送り出すための部屋で、その壁面には空気加圧手段としての加振器１０５を連通するように備えている。そして、加圧室１０４の加振器１０５に対向する面には、加圧された空気を渦輪状に放出させる少なくとも１つの渦輪形成口１０４ａが形成されており、空気の流れを整流するために規則的に開口を配列させた整流板１１３にて覆われている。
【００２０】
流路１１１は高湿空気生成部１０３と加圧室１０４とを接続する。接続する理由は加圧室１０４のレイアウトの自由度を上げるためである。つまり高湿空気生成部１０３は中に水が入っており重心の関係から設置位置が水分搬送装置１００本体の下部に限定されるため、加圧室１０４を高い位置や高湿空気生成部１０３の前方などに配置したい場合は図１に示すようにそれぞれを流路１１１を介して接続し、送風手段１０７で高湿空気を搬送する。
【００２１】
渦輪形成口１０４ａ周縁には渦輪形成口１０４ａに対して内側方向に略垂直に延設されたリブ１０４ｂを有することで、加圧室１０４に進入した高湿空気が直接水分搬送装置１００の外部に流出し難くなるような経路を構成している。
【００２２】
加振器１０５は一般的なスピーカと同様の構造で、駆動信号が入力されるボイスコイルに接着層によって振動板１０５ａが定位置に固着されているものでありボイスコイルに印加する入力電圧によりマグネットとの間で電磁駆動を行い、振動板１０５ａを振動させるようになっている。振動板１０５ａは、蒸気に対して変形することのない耐熱性の機能をも有する材料を用いることが好ましい。なお、振動板１０５ａと接触するようにゴムなどの振動減衰能の大きい材料が付与されて構成されることにより、加圧室１０４内で生じる異音の共鳴による増幅などを防ぐこともできる。なお、渦輪形成口１０４ａ周縁の材料厚さを加圧室１０４外郭を形成する材料厚さよりも厚くすることで振動板１０５ａが発生する振動により耐えることができる。
【００２３】
本体ケース１０１は加振器１０５を保持する後ろケース１０１ｂ、加圧室１０４を覆う前ケース１０１ａで構成されている。なお、「前ケース１０１ａ」は本発明の「貯留部」に相当する。前ケース１０１ａは渦輪吹出し口１０１ｃを有し、回収経路１１６の一端が接続されている。
【００２４】
後ろケース１０１ｂには打ち出した振動板１０５ａが戻る際の進行と逆方向への空気の排出を行うために任意位置に任意形状を有する空気弁（図示せず）が形成されている。なお、後ろケース１０１ｂは加圧室１０４および前ケース１０１ａと連通しない独立した構造とすることで後ろケース１０１ｂまで高湿空気が行渡ることを防ぐ。
また、前ケース１０１ａの下部に設けられた回収経路１１６は吸湿フィルター１１７を経由して、送風手段１０７の吸込み口１１２ａに連結している。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る水分搬送装置１００の動作について説明する。
図２は水分搬送装置１００の動作に関するブロック図である。
図３は動作を説明するフローチャートである。
【００２６】
まず、外部から水が供給された給水タンク１０２は、水分搬送装置１００に設けられた給水タンク１０２を収納する給水タンク収納部に設置される。これにより、給水路１１０を通して貯水タンク１０３ａに給水タンク１０２の水圧を利用して一定量の水が流れ込む。
【００２７】
次に、図３のステップＳ1において水分搬送装置１００に設けられた電源が押され、運転が開始すると、ステップＳ２にて制御手段１０８が加熱手段１０６に電流を流すことで加熱手段１０６が発熱し、これによって加温部１０９が加熱される。そして加温部１０９の熱が給水路１１０と貯水タンク１０３ａ内の水に伝わり、水温が上昇する。
【００２８】
ステップＳ３において、図２に示す水分搬送装置１００に設けられた温度センサ１２１が貯水タンク１０３ａ内の水の温度が９０℃を越えたことを検知するか、もしくは運転開始からの経過時間がＴ１を超えるとステップＳ４に移行し、制御手段１０８は加熱手段１０６の発熱を停止させ、その後ステップＳ５へ進む。ここで時間Ｔ１は加熱手段１０６の入力と給水路１１０から貯水タンク１０３ａに含まれる水を加温するのに十分な時間を設定する。ただし経過時間Ｔ１はユーザにとっては待ち時間になるため、より少なく、できれば２、３分以下が好ましい。
【００２９】
次に、ステップＳ５において制御手段１０８は高湿空気生成手段１０３ｂ、送風手段１０７、および加振器１０５を駆動させる。
高湿空気生成手段１０３ｂが駆動すると、貯水タンク１０３ａに流れ込んだ水は気化ないし霧化された水となり、貯水タンク１０３ａ内に該水を含む空気である高湿空気が充満する。なお本実施の形態では、加温部１０６と高湿空気生成手段１０３ｂを別としたが、加熱手段１０６を高湿空気生成部１０３に設置し、高湿空気生成手段１０３ｂと兼ねてもよい。
【００３０】
そして送風手段１０７が駆動すると、本体ケース１０１の外部から吸込まれた空気はまず制御手段１０８周辺を冷却し、次に空気流路１１２を経由して高湿空気生成部１０３に進入する。そして貯水タンク１０３ａに充満した高湿空気は送風された空気とともに流路１１１を経由し、加圧室１０４に移送される。
【００３１】
この状態で制御手段１０８により加振器１０５に駆動信号が入力されると、振動板１０５ａが振動し、その振幅により加圧室１０４内の容積が変動し、加圧室１０４内部に貯えられていた高湿空気は、同じく加圧室１０４に設けられた渦輪形成口１０４ａから外部の空間に向かって間欠的に吹出される。
【００３２】
加圧室１０４内の高湿空気が吹出される際に、渦輪形成口１０４ａの口縁部と高湿空気との間に強いせん断方向の摩擦が生じ、その巻き込み作用により口縁部で渦流が生成するため、渦輪形成口１０４ａから吹出された高湿空気は渦輪１１４となる。渦輪１１４は吹出し口１０１ｃを通過し、前ケース１０１ａ外へ放出される。渦輪１１４は内部で回転する流体を閉じ込めたまま移動する、つまり周囲の流体へ拡散する効果が小さいため、渦輪１１４を作らずに高湿空気をそのまま放出するものと比べてより遠方まで高湿空気を輸送することができる。
【００３３】
放出された渦輪１１４は、内部で回転する高湿空気を閉じ込めたまま渦輪１１４外周部から徐々に拡散し、渦輪１１４の形状が保持できなくなるまで並進する。
【００３４】
図４は各部品の動作を説明するタイムチャートで、縦軸が電源、加振器１０５、加熱手段１０６、送風手段１０７および高湿空気生成手段１０３ｂのＯＮ/ＯＦＦ動作、横軸が時間を示している。
図４に示すように、加振器１０５は瞬間的にＯＮになって駆動した後、一定時間ＯＦＦになり駆動を停止する。そしてまた瞬間的にＯＮになる、という間欠動作を繰り返す。ここで、送風手段１０７は加圧室１０４に高湿空気を搬送することが目的だが、搬送される高湿空気は途中で流路１１１を経由する。そのため、送風手段１０７を停止してから実際に加圧室１０４内への高湿空気が到達するまでにタイムラグが発生する。また、高湿空気が加圧室１０４内の渦輪形成口１０４ａ周縁まで満たされるくらいに供給された状態でも送風手段１０７がＯＮの状態のまま連続的に加圧室１０４へ高湿空気を搬送している場合は、高湿空気が渦輪１１４を形成せずに渦輪形成口１０４ａから加圧室１０４の外部へと溢れ出ることとなる。そして、渦輪形成口１０４ａの外部付近に高湿空気が滞留すると、渦輪１１４の吹き出しが妨げられ、崩壊しやすく飛行距離の短い渦輪１１４になってしまう。
【００３５】
このように送風手段１０７を連続運転させて高湿空気が加圧室１０４の外部へ流出することを防ぐため、本実施の形態１ではステップＳ５において、加振器１０５は駆動間隔ｙにて駆動することにより渦輪１１４の発射タイミングを制御する。例えば、駆動タイミングｙが５秒であるとき、運転サイクルｚは運転３秒／停止２秒とし、図３に示すように、制御手段１０８は送風手段１０７の運転と加振器１０５の駆動とを同期させ、加振器１０５が再び駆動する前に任意の時間送風手段１０７の運転を停止させる。このとき、運転３秒は加圧室１０４内を高湿空気で満たすのに十分な時間、停止２秒は高湿空気が加圧室１０４まで到達するのに必要な時間であり、つまり、加振器１０５が駆動する直前で、加圧室１０４が高湿空気でちょうど満タンになりあふれ出ないように、制御するものである。よって、運転サイクルｚは高湿空気生成手段１０３ｂ、送風手段１０７の仕様、流路１１１、加圧室１０４の構造などによって設定される。
【００３６】
また、ステップＳ５にて渦輪１１４を生成している間は、ステップＳ６において、ユーザが操作手段１２０を操作することによって、加振器１０５の駆動タイミングｙ、つまり渦輪１１４の発射タイミングを変更することができる。このとき、ステップＳ８では変更された加振器１０５の駆動タイミングｙに連動して、制御手段が送風手段１０７の運転サイクルｚを変更する。なお、図３に示すフローチャート上ではステップＳ６はステップＳ５の後に来ているが、ステップＳ６で行う加振器１０５の駆動タイミングｙの設定は、ステップＳ1〜ステップＳ５において自由に行うことができる。
【００３７】
また、水分搬送装置１００は例えばナイトモードと呼称されるような、ユーザが就寝中に使用するモードを備えており、ステップＳ５にて渦輪１１４を生成している間は、ステップＳ７において、ユーザが操作手段１２０を操作することによって、運転モードを切り替えることができる。その際、ステップＳ８にて加振器１０５の駆動タイミングｙは、通常使用の数倍の時間に設定する。これによって夜から次の日の朝まで運転する場合でも、的確にユーザに向かって肌、髪周辺、のど、鼻を最適湿度に保ちつつ、寝具が濡れるのを抑制することができる。なお、図３に示すフローチャート上ではステップＳ７はステップＳ５の後に来ているが、ステップＳ７で行う運転モードを切り替えは、ステップＳ1〜ステップＳ５において自由に行うことができる。
【００３８】
次にステップＳ９において、温度センサ１２１が貯水タンク１０３ａ内の水の温度が９０℃以下になったことを検知するか、もしくはステップＳ３からの経過時間がＴ２を超えるとステップＳ２へ戻り、制御手段１０８は再度加熱手段１０６に電流を流し発熱させ、水を加温する。ここで経過時間Ｔ２は給水の水温、高湿空気生成手段１０３と加振器１０５の駆動タイミングなどによって設定される。
【００３９】
次にステップＳ１０において、操作手段１２０が操作され本体電源が停止されるか、あらかじめタイマー機能にてユーザが設定した設定時間Ｔ３が終了するか、給水タンク１０２の水が無くなる、あるいは予め定められた高湿空気生成最低水位以下となると運転を終了する。操作手段１２０による操作または手動によりユーザが排水弁１１９を開くことで、給水路１１０や貯水タンクに１０３ａに残された水を水分搬送装置１００本体外へ排出することができる。水を排出することができるので、未使用時に残った水の中での菌の繁殖や、悪臭の発生を抑制できる。
【００４０】
図５は水分搬送装置１００の渦輪形成口付近の要部拡大図である。なお、図５（ａ）は渦輪形成口１０４ａの渦輪吹き出し方向前方に何も設けない場合を示し、図５（ｂ）は渦輪形成口１０４ａの渦輪吹き出し方向前方に前ケース１０１ａおよび回収経路１１６を備えた場合を示す。なお、図中の白抜き矢印は渦輪１１４の進行方向を示し、左向き矢印は渦輪１１４にかかる高湿空気からの流動抵抗を示し、黒抜き矢印は高湿空気が回収される方向を示す。
上述したように本実施の形態に係る水分搬送装置１００は加振器１０５の駆動タイミングと同期させて送風手段１０７を間欠駆動させる制御を行うことで渦輪１１４を形成しない高湿空気の加圧室１０４外部への漏れを抑制する。しかし、このような制御を行わない場合と比べて低減されるとはいえ多少は高湿空気が漏れる可能性がある。渦輪１１４を形成しなかった高湿空気は外部へあふれ出て水分搬送装置１００本体の美観を損なうだけでなく、図５（ｂ）に示すように渦輪１１４を形成しなかった高湿空気が渦輪形成口１０４ａ前方に留まることで、この高湿空気が留まっている空間内を通過する渦輪１１４に対して図の矢印の方向に抵抗が働くため、何も抵抗が働かない場合と比べて渦輪１１４の飛距離が短くなり、渦輪１１４が壊れやすくなる。
そこで本実施の形態１では、外部へ流出した高湿空気を貯留するために渦輪形成口１０４ａの前方に前ケース１０１ａを備えている。前ケース１０１ａは水分搬送装置１００に対して着脱可能に構成されており、加圧室１０４ならびに前ケース１０１ａが結露あるいは水が残ったとしてもユーザによって清掃することができる。
【００４１】
また、前ケース１０１ａは下部に回収経路１１６を有しており、前ケース１０１ａ内に貯留された加湿蒸気は送風手段１０７によって回収経路１１６を介して水分搬送装置１００内に吸引される。回収経路１１６と送風手段１０７との間には吸湿フィルター１１７が設けられ、送風手段１０７によって吸引された高湿空気は吸湿フィルター１１７を通過する際に除湿される。除湿された後の低湿空気は送風手段吸込み口１１２ａにて外部空気と合流し、送風手段１１２に戻る。また、加圧室１０４内で結露した水分は蒸気風路１１１を逆流して、貯水ポット１０３ａに回収される。
【００４２】
なお、図１では前ケース１０１ａは渦輪形成口１０４ａ周辺を囲うように構成されているが、前ケース１０１ａは渦輪形成口１０４ａから外部へ流出した高湿空気を貯留するための底部と側部さえ備えていればよい。また、渦輪形成口１０４ａ周縁にリブ１０４ｂを設けることで、進入した高湿空気はリブ１０４ｂ周縁に蓄積されるため、高湿空気をより外部に流出し難くすることができる。
【００４３】
また、前ケース１０１ａやタンク用フタ１０１ｄとタンクカバー１０３ｃも取り外すことができるので、結露したり、水が残ったりする部分はユーザが確実にふき取ることができるので菌の繁殖や、悪臭の発生を抑制することができる。
【００４４】
以上のように、本実施の形態１では、制御手段１０８が送風手段１０７の運転および停止を時間によって制御し、制御手段１０８が送風手段１０７を駆動させ、その後所定時間送風手段１０７を停止させ、その後加振器１０５を駆動させる制御を繰り返すことによって、送風手段１０７を常時運転させず間欠運転させることとなり、加圧室１０４への過剰な高湿空気移送を抑制し、加圧室１０４から高湿空気があふれることを抑制することができる。これによって、渦輪１１４が設置面に対して略水平方向に放出される場合でも、渦輪１１４を形成できない高湿空気の加圧室１０４の外への流出を抑制することができるので、その結果水分搬送装置１００本体周辺のぬれによる美観低下を抑制し、かつ漏れ出た高湿空気による渦輪１１４の崩壊も抑制することができる。
【００４５】
また、シャッター等の駆動機構による高湿空気の流出を抑制する構造を渦輪形成口１０４ａに設けないようにしたことで、湿度の高い渦輪形成口１０４ａ付近に駆動部を設けずに済み、駆動機構の錆びによって水分搬送装置１００の寿命が確保できなかったり、駆動機構の音がうるさかったりする問題がない。
【００４６】
また、渦輪形成口１０４ａの周囲に渦輪形成口１０４ａから流出した高湿空気を貯留するための前ケース１０１ａを設けることによって、渦輪１１４を形成せずに渦輪形成口１０４ａの外部へ流出する高湿空気が前ケース１０１ａ内に貯留されるため、渦輪形成口１０４ａからあふれた高湿空気の本体外への流出をより抑制することができる。また、水分搬送装置１００本体周辺の水濡れも低減されるので、ユーザの清掃負荷を低減することができる。なお、制御手段１０８が加圧室１０４から高湿空気があふれることを抑制する制御を行うことで、前ケース１０１ａを上記効果を維持したまま小型化することができる。
【００４７】
また、前ケース１０１ａは着脱可能のため、前ケース１０１ａ内の濡れた部分はユーザが確実にふき取ることができ、菌の繁殖や悪臭の発生等を抑制することができる。
【００４８】
また、前ケース１０１ａは回収経路１１６を有し、高湿空気は回収経路１１６から吸湿フィルター１１７を介して除湿された後送風手段まで回収されるため、前ケース１０１ａ内に貯留された高湿空気が水分搬送装置１００本体内に回収することができ、前ケース１０１ａ内に結露する高湿空気の量を減らすことができるため、よりユーザの清掃負荷を低減することができる。
【００４９】
また、渦輪１１４を前方に放出させる場合は、加熱式の高湿空気生成手段１０３ｂでは前ケース１０１ａの内壁全周に高湿空気が結露するが、高湿空気生成手段１０３ｂに超音波式のものを使用すると、貯留された高湿空気は重力の影響で前ケース１０１ａの下部に集まる。そのため高湿空気生成手段１０３ｂに超音波式のものを使用し、回収経路１１６を前ケース１０１ａの下部に設けることでより効率的に高湿空気を回収することができる。
【００５０】
また、送風手段１０７を利用して回収経路１１６から高湿空気を回収することによって、より効率よく流出した高湿空気を回収することができる。
【００５１】
また、加振器１０５の駆動周期を操作手段１２０で行われた設定に基づいて変更することにより、給水タンク１０２の容量が少なくても例えばユーザが就寝中に使用することを想定した長時間水分搬送装置１００を運転させる制御や、部屋内の湿度が低いときに短時間に大量の渦輪１１４を出して加湿する制御等を行うことができる。
【００５２】
なお、加圧室１０４へ高湿空気を移送するための送風手段１０７と回収経路１１６から高湿空気を回収するための送風手段１０７を兼用することによって別途送風手段を設ける必要が無く安価、小型化が可能であるが、加圧室１０４へ高湿空気を移送するための送風手段１０７とは別に回収経路１１６を介して蒸気を回収するための第二の送風手段を設けてもよい。また、回収経路１１６を制御手段１１８と送風手段１０７の間に設けることで、制御手段１１８を保護することができる。
【００５３】
また、前ケース１０１ａを渦輪形成口１０４ａの周囲を囲うように構成することによって、前ケース１０１ａ内に流出した高湿空気が外部から見えなくなるため、美観を損ねない効果を得られる。また、周囲を囲うように構成することによって、前ケース１０１ａ内に貯留した高湿空気をより効率よく回収経路１１６を介して水分搬送装置１００内に回収することができる。
【００５４】
また、渦輪形成口１０４ａと距離を置いて対向する箇所に渦輪吹出し口１０１ｃを設けて、渦輪１１４の形成部と吹出し部とを別々に形成することで渦輪１１４をより指向性を持って飛ばすことができるので、より高湿空気を効率よく搬送することができる。なお、渦輪形成口１０４ａで形成した渦輪１１４を壊さないようにするため、渦輪吹出し口１０１ｃは渦輪形成口１０４ａよりも大きな口径である。
【００５５】
また、渦輪吹出し口１０１ｃに砲筒やダクトとみなせるような構造物を設けないことで、渦輪吹出し口１０１ｃと高湿空気との接触面積が少なくなりせん断方向に働く摩擦力が強くなるため、より渦輪１１４の飛距離を長くすることができる。
【００５６】
また、渦輪形成口１０４ａ周縁に渦輪形成口１０４ａに対して内側方向に略垂直に延設されたリブ１０４ｂを有することで、加圧室１０４に進入した高湿空気が直接外部に流出することを抑制することができる。
【００５７】
また、水分搬送装置１００の運転開始直後は加熱手段１０６を駆動し、水温が一定の温度になるまで加温した後に加熱手段１０６を停止し、その後送風手段１０７を駆動することによって、供給された水や前回使用の残り水などに含まれる菌を殺菌することができる。
【００５８】
また、渦輪１１４を生成中に水温が一定の温度まで下がるかあるいは前回加熱手段１０６を停止させてから所定時間が経過すると再度加熱手段１０６を駆動し、水温が一定の温度まで加温した後に加熱手段１０６を再び停止する制御を繰り返すことによって、万が一新しく給水タンク１０２から給水された水に菌が含まれていても殺菌することができる。
【００５９】
なお、通常行われる送風手段１０７の駆動タイミングと加振器１０５の駆動タイミングとを同期させる制御の他に、制御手段１０８は加圧室１０４内の高湿空気が所定量を超えたことを検知すると送風手段１０７を停止する制御を行ってもよい。これによって例えば意図しない大量の高湿空気が加圧室内に搬送された場合でもより一層加圧室１０４から高湿空気が流出することを抑制することができる。
加圧室１０４内の高湿空気が所定量を超えたことを検知する方法としては、例えば図２に示したように加圧室１０４の湿度を計る湿度センサ１２２を設け、湿度センサ１２２が加圧室１０４内の湿度が所定値を超えたことを検知すると、制御手段１０８は送風手段１０７を停止する方法が挙げられる。なお、湿度センサ１２２は加圧室１０４内の湿度を検知できればどこに設けられていてもよい。また、加圧室１０４内の高湿空気が所定量を超えたことを検知する方法はこれに限るものでなく、例えば加圧室１０４内の温度で判断してもよく、その他の方法を用いてもよい。
【００６０】
なお、本実施の形態に係る水分搬送装置１００に、アロマテラピー装置（図示せず）を取り付け、渦輪吹出し口１０１ｃから香りつきの渦輪１１４を送り出すようにしてもよい。これによって加圧室１０４から送り出される渦輪１１４は、高湿空気生成部１０３にて生成された高湿空気に加え、アロマテラピー装置中のエッセンシャルオイルなどの香りが含まれることとなり、ユーザに癒しの効果を与えることができる。また、高湿空気生成部１０３を駆動させず、つまり高湿空気を加圧室１０４に搬送せずに高湿空気に比べて水分を含まない空気を渦輪１１４として吹き出してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１００水分搬送装置、１０１本体ケース、１０１ａ前ケース１０１ａ後ろケース、１０１ｃ渦輪吹出し口、１０１ｄタンク用フタ、１０２給水タンク、１０２ａ給水弁、１０３高湿空気生成部、１０３ａ貯水タンク、１０３ｂ高湿空気生成手段、１０３ｃタンクカバー、１０４加圧室、１０４ａ渦輪形成口、１０４ｂリブ、１０５加振器、１０５ａ振動板、１０６加熱手段、１０７送風手段、１０８制御手段、１０９加温部、１１０給水路、１１１流路、１１２空気流路、１１２ａ送風手段吸込み口、１１３整流板、１１４渦輪、１１６回収経路、１１７吸湿フィルター、１１８ａ第一の排水経路、１１８ｂ第二の排水経路、１１９排水弁、１２０操作手段、１２１温度センサ、１２２湿度センサ、１２３中ケース。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を貯えて該水を気化ないし霧化させる高湿空気生部と、
前記高湿空気生部から搬送された水を含む高湿空気に間欠的に圧力を加える加圧手段を有する加圧室と、
前記高湿空気生部と前記加圧室とを接続する流路と、
前記高湿空気を前記流路を介して前記高湿空気生部から前記加圧室へ搬送する送風手段と、
前記加圧室を形成する壁面に開口して設けられ、前記加圧手段により圧力を加えられた前記高湿空気を渦輪状に放出する渦輪形成口と、
前記送風手段を駆動させた後に前記送風手段を所定時間停止させ、その後前記加圧手段を駆動させる制御を繰り返す制御手段と、を備えたことを特徴とする水分搬送装置。
【請求項２】
前記渦輪形成口の吹き出し方向前方に設けられ、渦輪を形成せずに前記渦輪形成口から流出した高湿空気を貯留するための貯留部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の水分搬送装置。
【請求項３】
前記貯留部に貯留された高湿空気を回収する回収経路と、
前記高湿空気を除湿するための吸湿フィルタと、を備え、
前記貯留部に貯留された高湿空気を前記吸湿フィルタを経由して前記回収経路から回収することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水分搬送装置。
【請求項４】
前記送風手段は前記吸湿フィルタの下流側かつ前記高湿空気生部より上流側に配置され、前記送風手段は前記回収経路を経由して前記貯留部にて貯留した高湿空気を吸い込むことを特徴とする請求項３に記載の水分搬送装置。
【請求項５】
前記貯留部にて貯留した高湿空気を、前記回収経路を経由して吸い込むための第二の送風手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の水分搬送装置。
【請求項６】
前記貯留部は前記渦輪形成口の周囲を囲うように形成され、前記貯留部は前記渦輪形成口と対向する箇所に前記渦輪形成口にて形成した渦輪を外部に放出する渦輪吹き出し部を有し、前記渦輪吹き出し部は前記渦輪形成口よりも寸法が大きいことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の水分搬送装置。
【請求項７】
前記制御手段を操作するための操作手段を備え、
前記制御手段は、前記加圧手段の駆動周期を前記操作手段で行われた設定に基づいて変更することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の水分搬送装置。
【請求項８】
前記渦輪形成口周縁の前記加圧手段の加圧方向内側にリブを有することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の水分搬送装置。
【請求項９】
水を加熱するための加熱手段を備え、
前記制御手段は、運転開始直後は前記加熱手段を駆動し、前記高湿空気生部の水温が一定の温度まで達すると前記送風手段を運転することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の水分搬送装置。
【請求項１】
水を貯えて該水を気化ないし霧化させる高湿空気生部と、
前記高湿空気生部から搬送された水を含む高湿空気に間欠的に圧力を加える加圧手段を有する加圧室と、
前記高湿空気生部と前記加圧室とを接続する流路と、
前記高湿空気を前記流路を介して前記高湿空気生部から前記加圧室へ搬送する送風手段と、
前記加圧室を形成する壁面に開口して設けられ、前記加圧手段により圧力を加えられた前記高湿空気を渦輪状に放出する渦輪形成口と、
前記送風手段を駆動させた後に前記送風手段を所定時間停止させ、その後前記加圧手段を駆動させる制御を繰り返す制御手段と、を備えたことを特徴とする水分搬送装置。
【請求項２】
前記渦輪形成口の吹き出し方向前方に設けられ、渦輪を形成せずに前記渦輪形成口から流出した高湿空気を貯留するための貯留部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の水分搬送装置。
【請求項３】
前記貯留部に貯留された高湿空気を回収する回収経路と、
前記高湿空気を除湿するための吸湿フィルタと、を備え、
前記貯留部に貯留された高湿空気を前記吸湿フィルタを経由して前記回収経路から回収することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水分搬送装置。
【請求項４】
前記送風手段は前記吸湿フィルタの下流側かつ前記高湿空気生部より上流側に配置され、前記送風手段は前記回収経路を経由して前記貯留部にて貯留した高湿空気を吸い込むことを特徴とする請求項３に記載の水分搬送装置。
【請求項５】
前記貯留部にて貯留した高湿空気を、前記回収経路を経由して吸い込むための第二の送風手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の水分搬送装置。
【請求項６】
前記貯留部は前記渦輪形成口の周囲を囲うように形成され、前記貯留部は前記渦輪形成口と対向する箇所に前記渦輪形成口にて形成した渦輪を外部に放出する渦輪吹き出し部を有し、前記渦輪吹き出し部は前記渦輪形成口よりも寸法が大きいことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の水分搬送装置。
【請求項７】
前記制御手段を操作するための操作手段を備え、
前記制御手段は、前記加圧手段の駆動周期を前記操作手段で行われた設定に基づいて変更することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の水分搬送装置。
【請求項８】
前記渦輪形成口周縁の前記加圧手段の加圧方向内側にリブを有することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の水分搬送装置。
【請求項９】
水を加熱するための加熱手段を備え、
前記制御手段は、運転開始直後は前記加熱手段を駆動し、前記高湿空気生部の水温が一定の温度まで達すると前記送風手段を運転することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の水分搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−２４４７９（Ｐ２０１３−２４４７９Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９６９２（Ｐ２０１１−１５９６９２）
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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