JP6223285B2 - 加湿素子および加湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、加湿素子および加湿装置に関する。

加湿雰囲気の空気を生成する機器には、自然蒸発式、電熱式、水スプレー式、超音波式などがある。自然蒸発式のものは、他の方式に比べて加湿能力が小さくなる傾向にある。電熱式のものは、他の方式に比べてランニングコストが嵩む傾向にある。水スプレー式のものは、他の方式に比べて加湿効率が低く装置が大型になる傾向にある。超音波式のものは、他の方式に比べてイニシャルコストが高くなる傾向にある。また、機器の寿命が短く、水中の雑菌や炭酸カルシウムの微粉末が飛散しやすい傾向にある。

こうした中で、自然蒸発式の加湿器は、他の方式に比べてランニングコストを抑えやすいことから、特に長時間運転される場所での使用に有用である。また、問題点として上述した加湿能力についても改善が進んでいる。

自然蒸発式の加湿器にも様々な形態がある。その中で、加湿能力が高く、長時間の使用に適う加湿方式としては「滴下式」があり、滴下式の加湿器は空気調和機など業務用の加湿装置に使用される傾向にある（例えば、特許文献１〜４を参照）。

特公平０７−６５７８８号公報 特許第３１０８００２号公報 特許第３３０５５４６号公報 特開２００２−３３３１７４号公報

滴下式の加湿方式が採用された加湿器に用いられる加湿素子では、素子の上方に水を溜める貯水部が設けられる場合がある。また、貯水部からあふれた水を流下させるオーバーフロー流路が設けられる場合がある。オーバーフロー流路に流れた水が流路内に長時間滞留することで、菌やカビ、もしくは臭いが発生する場合があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、オーバーフロー流路における水の早期乾燥を図ることのできる加湿素子を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、互いの間に隙間を設けるように第１の方向に沿って並べられた複数の加湿体と、第１の方向に沿って延びて複数の加湿体に接触する拡散部材と、複数の加湿体および拡散部材を内部に収納するケーシングと、を備え、ケーシングには、加湿体の上方に設けられて水を溜める貯水部が形成され、貯水部の底面には、溜められた水を拡散部材に接触させるための開口が形成され、ケーシングには、貯水部からあふれた水を流下させるオーバーフロー流路が形成され、オーバーフロー流路の壁面には、オーバーフロー流路開口が形成されることを特徴とする。

本発明にかかる加湿素子によれば、オーバーフロー流路における水の早期乾燥を図ることができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１にかかる加湿装置の構成図である。 図２は、加湿装置の加湿素子部分を拡大した図である。 図３は、加湿素子の斜視図である。 図４は、加湿素子の分解斜視図である。 図５は、加湿素子の正面図である。 図６は、図５に示すＸ−Ｘ線に沿った矢視断面図である。 図７は、ケーシングの斜視図である。 図８は、ケーシングの斜視図である。 図９は、図５に示すＺ−Ｚ線に沿った矢視断面図である。

以下に、本発明の実施の形態にかかる加湿素子および加湿装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる加湿装置１の構成図である。この加湿装置１には加湿素子２が組込まれている。加湿素子２の通風上流側もしくは通風下流側に、加湿素子２へ室内の空気を送り込み、再び室内へ吹出すための送風機５が組込まれている。

加湿装置１は、加湿素子２と、水道設備等の給水源に接続されて加湿素子２に加湿用の水を送水する給水管３と、加湿素子２で加湿されずに残った水を外部に排出する排水管４と、加湿素子２に空気流を通過させる送風機５と、送風機５や給水系の電磁弁（給水弁３ａ）の操作などを行う制御装置６と、排水等を受容し外部に排水するドレンパン７と、を備える。

図２は、加湿装置１の加湿素子２部分を拡大した図である。加湿素子２は、ドレンパン７上に一個又は複数個が直接設置される。各加湿素子２の天部構造の両側の稜角部は、仕切壁と本体箱体の正面側内壁面とに装架されたガイドレール（図示しない）等により抜き差し可能に保持されている。加湿素子２には加湿用の水を供給したり、遮断したりする給水弁３ａを備えた給水系がつながれており、ドレンパン７には排水管４が接続されている。

加湿素子２に加湿用の水を送水する給水系は、加湿素子２に給水する水の圧力と流量を調整する給水弁３ａのほか、給水系への塵の侵入を防ぐストレーナや送水用の給水管３を含む水路として構成されている。給水源側との接続部を除く給水系の各接続部分は全てドレンパン７内に集約されていることが望ましい。

図３は、加湿素子２の斜視図である。図４は、加湿素子２の分解斜視図である。図５は、加湿素子２の正面図である。図６は、図５に示すＸ−Ｘ線に沿った矢視断面図である。加湿素子２は、互いの間に隙間を設けるように第１の方向（図５において矢印Ｙで示す方向）に沿って並べられた多数の平板状の加湿体２０を備える。加湿体２０の上部には、拡散部材（拡散板）３０が接触されている。拡散部材３０は、第１の方向に沿って延びるように形成され、１つの拡散部材３０に複数の加湿体２０がまとめて接触する。

加湿体２０の上方には、加湿体２０に供給するための水を蓄える貯水部１２、給水管３からの水を貯水部１２へ注入する給水口１１がある。また、加湿体２０の下方には加湿体２０から加湿されずに残った水を受けて排水するための排水部１３、および排水口１３ａがある。貯水部１２内に貯水部１２の水位を検知する水位検知センサー８を設置してもよい。検知された水位をフィードバックして、制御装置６によって給水弁３ａの開閉を制御してもよい。貯水部１２の上方には、ケーシング１０の外部と貯水部１２とを連通する連通口１８が形成されている。これにより、貯水部１２は、大気圧に開放されている。さらに、連通口１８は給水口１１より上方に設けられているため、貯水部１２の空間内は常に大気圧に保たれており、貯水部１２の底面部での水圧は水位の水柱圧となる。このため供給圧力の変動の影響を抑えて一定の加湿量の確保を図ることができる。

加湿体２０は、ケーシング１０の内部に収納されて固定される。給水口１１、貯水部１２、排水部１３は、ケーシング１０に形成される。ケーシング１０には、上部構造としての貯水部１２と下部構造としての排水部１３とを接続する構造壁１４が形成される。水は給水口１１から貯水部１２へ溜まり、拡散部材３０に浸透して加湿体２０に広がっていき、加湿体２０同士の隙間を流れる空気を加湿する。加湿体２０で蒸発しなかった過剰な水は下部の排水部１３からケーシング１０の外部に流れ出ていく。

ケーシング１０は、例えばＡＢＳ樹脂、ＰＳ樹脂やＰＰ樹脂など熱可塑性のプラスチックによる射出成型等で形成されている。ケーシング１０は、２つの部品であるケーシング１０ａとケーシング１０ｂとに分かれている。加湿体２０を、ケーシング１０ａ、ケーシング１０ｂで挟み込み、ケーシング１０ａおよびケーシング１０ｂの係合部１５を合わせることにより、ケーシング１０ａとケーシング１０ｂは一体化する構造となっている。

ケーシング１０ａ、ケーシング１０ｂにはそれぞれ貯水部１２となる部分、排水口１３ａとなる部分、加湿体２０へ被加湿空気を導入する開口部１０ｃが設けられている。また、ケーシング１０ｂには貯水部１２へ水を供給するための給水口１１が設けられている。ケーシング１０の内側には、加湿体２０を収納する収納空間が設けられている。

ケーシング１０には、複数の加湿体２０を連結体４０が嵌る嵌め込み凹部４４が形成されている。加湿体２０は含水時に軟化し、水の重さで変形するものもあるため、嵌め込み凹部４４で加湿体２０の位置を規制することによって、加湿体２０間の流路の寸法を確保し、均一に空気が流れるようにすることができる。

それにより、加湿素子２の圧力損失の低下が抑えられ、加湿体２０の全面が有効に加湿面として使用されるので、加湿体２０が歪んだ場合に比べて加湿量が増加する効果が期待できる。なお、貯水部１２は、拡散部材３０と一体で形成されてケーシング１０に収納されている形態でも良い。

給水口１１は、給水管３が接続され、貯水部１２へ水を供給するため、加湿素子２の上方、加湿体２０より上面側に設けられる。形状は給水管３に合わせた形状とし、容易に抜けないように周長にわたって凸状の帯（かえし）を形成したり、ホースバンドで縛る等したりしてもよい。

また、加湿量に対して給水量があまりに過剰な場合、加湿されずに排水部１３から流れる量が多く無駄な水量が増大するため、水量を絞るための機構（例えば、図３，６に示すオリフィス２１）を設けて、流量を調整することが望ましい。流量調整の際には、その加湿素子２の最大加湿量より多い流量を供給できるようにする必要がある。また給水口１１は加湿体２０の上部から水が供給できる構造であれば位置等に制約はないが、給水管３と給水口１１とのつなぎ目から水漏れ等が発生した場合等を考慮すると被加湿空気の上流側に配置することで、気流の流れで上流側に飛ぶ水も下流側、すなわち加湿素子２側へ導かれ、周囲への水の飛散距離を小さくすることができる。

貯水部１２は、加湿体２０の上方に設けられ、その底部には給水口１１からの水を加湿体２０に均等に分配するための拡散部材３０が取り付けられている。例えば、本実施の形態の場合には、ケーシング１０ａとケーシング１０ｂを組み合わせることで貯水槽として機能する形状が形成される。また、ケーシング１０ａとケーシング１０ｂとの間に拡散部材３０を挟み込むことにより、貯水部１２の底面から拡散部材３０が露出されて配置されるようになっている。すなわち、貯水部１２に底面には、拡散部材３０を挟み込むための開口が形成されている。

拡散部材３０の露出部分から貯水部１２内の水が拡散する。この構成に代えて、貯水部１２の底面にノズル等の孔（開口）を複数個形成し、この孔の下方に拡散部材３０を配置してもよい。孔から拡散部材３０に向けて水が流下することで、拡散部材３０に水が拡散する。

貯水部１２の外壁の一部は、他の外壁部分よりも高さが低くなっている貯水部堰３１となっている。貯水部１２の水位が増した場合には、貯水部堰３１を乗り越えて水が流れることで、ケーシング１０の外部への水の流出を抑えている。

ケーシング１０のうち加湿体２０が収容される収容空間の外側には、上下に延びるオーバーフロー流路３３が形成される。ケーシング１０には、加湿体２０が収容される収容空間とオーバーフロー流路３３とを仕切る仕切り壁３２が設けられる。

図７は、ケーシング１０ａの斜視図である。図８は、ケーシング１０ｂの斜視図である。オーバーフロー流路３３を構成するケーシング１０の一部に、オーバーフロー流路開口３４が形成されている。これにより、オーバーフロー流路３３内に空気が流入しやすくなり、オーバーフロー流路３３を構成する仕切り壁３２やケーシング１０の表面や突起部等に滞留した水の早期乾燥を図ることができる。

なお、オーバーフロー流路３３に形成するオーバーフロー流路開口３４は、加湿体２０を通過する気流に対する風上側、風下側の片側であればどちらに開けてもよい。風上側に形成した場合には、よりオーバーフロー流路３３内に気流が流れやすく乾燥しやすくなる。その一方で、水に気流が当たりやすく水飛びの危険性は高まる。また、風下側に形成した場合には、気流がオーバーフロー流路３３内に流れにくいため乾燥しにくいが水飛びの危険は少なくなる。

図９は、図５に示すＺ−Ｚ線に沿った矢視断面図である。図９に示すように、オーバーフロー流路３３は、ケーシング１０ａとケーシング１０ｂとによって形成される。例えば、ケーシング１０ａに固定つめ部４２が形成され、固定つめ部４２が係合する固定穴部４１がケーシング１０ｂに形成される。固定つめ部４２等の形成により、オーバーフロー流路３３内に凹凸ができるため、内部への水の滞留の危険が増すが、オーバーフロー流路開口３４が形成されることで乾燥が促進され、菌、カビ、臭いの発生を抑制することができる。

以上のように、本発明にかかる加湿素子は、自然蒸発式の加湿装置に有用である。

１ 加湿装置、２ 加湿素子、３ 給水管、３ａ 給水弁、４ 排水管、５ 送風機、６ 制御装置、７ ドレンパン、８ 水位検知センサー、１０，１０ａ，１０ｂ ケーシング、１０ｃ 開口部、１１ 給水口、１２ 貯水部、１２ａ 開口、１３ 排水部、１３ａ 排水口、１４ 構造壁、１５ 係合部、１８ 連通口、２０ 加湿体、３０ 拡散部材（拡散板）、３１ 貯水部堰、３２ 仕切り壁、３３ オーバーフロー流路、３４ オーバーフロー流路開口、４１ 固定穴部、４２ 固定つめ部、４４ 嵌め込み凹部。

Claims (4)

1. 互いの間に隙間を設けるように第１の方向に沿って並べられた複数の加湿体と、
   前記第１の方向に沿って延びて前記複数の加湿体に接触する拡散部材と、
   前記複数の加湿体および前記拡散部材を内部に収納するケーシングと、を備え、
   前記ケーシングには、前記加湿体の上方に設けられて水を溜める貯水部が形成され、
   前記貯水部の底面には、溜められた水を前記拡散部材に接触させるための開口が形成され、
   前記ケーシングには、前記貯水部からあふれた水を流下させるオーバーフロー流路が形成され、
   前記ケーシングには、前記加湿体が収容された空間と前記オーバーフロー流路との間を仕切る仕切り壁が形成され、
   前記オーバーフロー流路の壁面には、オーバーフロー流路開口が形成されることを特徴とする加湿素子。
2. 前記オーバーフロー流路開口は、前記加湿体の間を通過する空気の流れに対して風上側となる壁面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の加湿素子。
3. 前記オーバーフロー流路開口は、前記加湿体の間を通過する空気の流れに対して風下側となる壁面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の加湿素子。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の加湿素子と、
   前記加湿体の間に空気を通過させる送風機と、を備えることを特徴とする加湿装置。

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