CN105556216B - 加湿装置及具备加湿装置的空气调节机 - Google Patents

加湿装置及具备加湿装置的空气调节机 Download PDF

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Abstract

具备：导电性的电极(5)；具有作为电极(5)的对电极的功能的吸水性加湿材料(4)；向电极(5)施加电压的电源(6)；向吸水性加湿材料(4)供给加湿水的供水部件；以及使空气向形成在电极(5)与吸水性加湿材料(4)之间的空间的风路流动的鼓风机(8)，向电极(5)施加电压来产生从电极(5)朝向吸水性加湿材料(4)的表面的朝向法线方向流动的离子风，并且使该离子风碰触于吸水性加湿材料(4)，对风路的空气(7)进行加湿。

Description

加湿装置及具备加湿装置的空气调节机
技术领域
本发明涉及利用离子风的加湿装置及具备该加湿装置的空气调节机。
背景技术
按照日本建筑卫生管理法，作为空气环境的管理基准值，规定3000m2以上的商业设施、办事处等特定建筑物保持温度17～28℃、相对湿度40～70％。另外，在ASHRAE(美国采暖制冷空调工程师学会)，明示了相对湿度30～60％的湿度基准。随着空调的普及，温度比较容易管理。但是，很难说相对湿度被充分管理，尤其是冬季的加湿量不足成为问题。
作为以往的室内加湿方法，有气化式、蒸气式、水喷雾式等。气化式是如下的方法：通过向具有吸水性能的过滤器通风来使所含有的水分通过与气流进行热交换而气化蒸发，从而进行室内的加湿。蒸气式是如下的方法：通过向设置在蓄水槽内的加热线圈通电来使水分蒸发气化，从而进行室内的加湿。水喷雾式是如下的方法：通过加压使水分微细化，通过微细化的水分与气流的热交换来进行室内的加湿。
专利文献1公开了一种加湿装置，其具备：加湿元件；供水装置，其向加湿元件供水；电极；对极，其使加湿元件配置成插入到其与电极之间并与电极不直接接触；以及高电压产生装置，其在电极与对极之间形成电场，向加湿元件施加电场来促进水的蒸发。
另外，专利文献2公开了一种加湿装置，其具备：加湿元件；供水装置，其向加湿元件供水；多个电极，其配置在被加湿空气的空气流的入口侧；对极，其具有与电极不接触且不截断空气流的形状；以及高电压产生装置，其产生与空气流同方向的离子风。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-103522号公报
专利文献2：日本特开平7-305883号公报
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1公开了如下的加湿装置，通过电场的蒸发促进作用使水蒸发，该加湿装置具备电极和与上述电极不直接接触的对极，在电极与对极之间形成电场，利用加湿元件含有的水进行加湿。但是，由于电场沿着加湿材料的表面与加湿材料平行地形成，因此在与加湿材料的表面垂直的方向上蒸发促进作用不发挥功能。因此，无法对加湿材料表面附近的水分浓度高的饱和空气的层(以下，称为饱和空气层)进行搅拌，因此，加湿材料表面附近的水蒸气饱和层厚，入口空气的水分浓度与加湿材料含有的水分浓度的斜度差小，存在无法期待加湿性能的提高的课题。
另外，专利文献2是在加湿元件的上游部具备电极和与电极不直接接触的对极且与空气流同方向地产生离子风的结构，但是与专利文献1同样地，离子风与加湿材料平行地在加湿材料侧面上流动，因此，在加湿材料的表面的法线方向上风不会紊乱，无法对加湿材料附近的饱和空气层进行搅拌，因此存在无法期待加湿性能提高的课题。
本发明为了解决以上这样的课题而作出，其目的在于提供一种加湿装置及具备该加湿装置的空气调节机，该加湿装置机通过离子风搅乱吸水性加湿材料附近的饱和空气层，促进与由鼓风机通风的空气的置换，由此增大与吸水性加湿材料的水分浓度的斜度差来提高加湿性能。
用于解决课题的手段
本发明的加湿装置具备：导电性的电极；吸水性加湿材料，其具有作为所述电极的对电极的功能；电源，其向所述电极施加电压；供水部件，其向所述吸水性加湿材料供给加湿水；以及鼓风机，其使空气向形成在所述电极与所述吸水性加湿材料之间的空间的风路流动，向所述电极施加电压来产生从所述电极朝向所述吸水性加湿材料的表面的法线方向流动的离子风，并且使该离子风碰触于所述吸水性加湿材料，对所述风路的空气进行加湿。
发明效果
根据本发明的加湿装置，向电极施加电压来在电极与吸水性加湿材料之间产生离子风，使该离子风从法线方向碰触于与电极相向的吸水性加湿材料的表面，从而能够搅拌吸水性加湿材料的表面附近的水蒸气的饱和空气层。因此，能够置换成水分浓度比吸水性加湿材料附近的饱和空气层低的空气层，能够增大与吸水性加湿材料的水分浓度的斜度差，因此能够提高加湿性能。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的加湿装置的结构图。
图2是本发明的实施方式1的加湿装置的从上方观察的结构图。
图3是图2的局部放大图。
图4是图2的吸水性加湿材料的局部放大剖视图。
图5是表示吸水性加湿材料的形状的例子的概略图。
图6是表示电极的突起部的形状的例子的概略图。
图7是在内部配置有金属线的电极的概略图。
图8是表示取决于向电极施加的极性的离子风的风速与放电电力的关系的图。
图9是表示取决于向电极施加的极性的排出臭氧浓度与放电电力的关系的图。
图10是表示搭载有本实施方式1的加湿装置的空调调节机的一例的结构图。
图11是表示加湿的机理的原理图。
图12是表示利用离子风的加湿的机理的原理图。
图13是表示利用离子风的加湿性能评价结果的图。
图14是本发明的实施方式2的加湿装置的结构图。
图15是本发明的实施方式3的加湿装置的结构图。
图16是本发明的实施方式4的加湿装置的运转图。
图17是本发明的实施方式5的加湿装置的结构图。
图18是本发明的实施方式6的加湿装置的结构图。
图19是本发明的实施方式7的加湿装置的结构图。
具体实施方式
以下，基于附图，说明本发明的实施方式。需要说明的是，本发明并非由以下说明的实施方式来限定。另外，在以下的附图中，存在各构成构件的大小的关系与实际的构件不同的情况。
实施方式1
(加湿装置的结构)
图1是本发明的实施方式1的加湿装置12的结构图。
如图1所示，本实施方式1的加湿装置12包括：供给部2，其积存向加湿空间进行加湿的加湿水1；喷嘴3，其是从该供给部2向吸水性加湿材料4供给加湿水1的供水部件；吸水性加湿材料4，其竖立设置至少1个以上，与接地电位为相同电位；电极5，其与吸水性加湿材料4的表面具有规定的距离地相向；电源6，其向电极5施加电压；鼓风机8，其使空气7向吸水性加湿材料4与电极5之间的空间流动；以及排水盘9，其接收来自吸水性加湿材料4的剩余水。
需要说明的是，在实际的使用方式中，这些供给部2、喷嘴3、吸水性加湿材料4、电极5、电源6、鼓风机8和排水盘9由规定的支承体等固定即可。该支承体的结构没有特别限定，只要按照加湿装置12的用途来适当选择即可。另外，本实施方式1的电极5与吸水性加湿材料4的整个面相向。
图2是本发明的实施方式1的加湿装置12的从上方观察的结构图，图3是图2的局部放大图，图4是图2的吸水性加湿材料4的局部放大剖视图。
如图2所示，在电极5的两面，分别相对于与电极5相向的吸水性加湿材料4的面垂直地形成有导电性的突起部5a。另外，当如图3所示地向电极5施加电压时，从突起部5a朝向吸水性加湿材料4的表面的法线方向产生离子风18。而且，通过该离子风18与吸水性加湿材料4发生碰撞，能够大幅提高加湿性能。需要说明的是，关于其原理在后文叙述。
加湿水1在以加湿空间的加湿为目的的情况下，可以使用纯水、自来水、软水和硬水中的任何水。但是，为了减少因以碳酸钙为代表的积垢而导致的图4所示的吸水性加湿材料4的空隙部10的堵塞，更优选包括钙离子或镁离子的矿物成分少的水。这是因为，当使用矿物成分多的加湿水时，溶液中的离子成分与二氧化碳发生反应而生成固态物，有可能使吸水性加湿材料4的空隙部10堵塞。需要说明的是，也可以使用通过阳离子用或阴离子用的离子交换膜等去除了离子成分的加湿水。另外，关于吸水性加湿材料4的空隙部10在后文叙述。
供给部2积存加湿水1并向吸水性加湿材料4供给加湿水1，使用泵等驱动部，通过喷嘴3从吸水性加湿材料4的上部滴下来供给加湿水1。另外，驱动部只要能够输送加湿水1即可，例如为非容积式泵或容积式泵等，没有特别限定。
喷嘴3设置在吸水性加湿材料4的正上方，将从供给部2输送的加湿水1向吸水性加湿材料4的上部滴下来供给加湿水1。而且，喷嘴3为中空形状，其外径及内径根据吸水性加湿材料4的大小来选择即可。另外，喷嘴3的前端形状也可以是三棱锥形状、四棱锥形状、圆管形状和方管形状等中的任何形状，但是在此作为优选的形状，使前端为三棱锥形状，使出口的孔径为0.5mm。这是因为使前端为锐角能更好地使水滴切断。越为锐角则越优选，但是若先端过度尖锐则变得难以处理且在强度方面也变脆，因此作为锐角的角度，优选10～45度的范围。
另外，若喷嘴3的出口的孔径过大，则加湿水1被过剩地供给，浪费的水增加。另一方面，若过小，则混入到加湿水1的颗粒、积垢容易堵塞。因此，作为孔径，优选0.1～0.6mm的范围。另外，喷嘴3的材质可以是不锈钢、钨、钛、银、铜等金属、或PTFE、聚乙烯、聚丙烯等树脂，并不限定于此。
但是，在使用廉价的铜配管作为与喷嘴3连接的配水管的情况下，若喷嘴3的材质为聚丙烯，则会由于铜的催化作用而使聚丙烯发生劣化，因此若选择树脂的话，优选PTFE或聚乙烯。
另外，在吸水性加湿材料4的通风方向的长度(从上风侧到下风侧的长度)长的情况下，若喷嘴3仅为1个的话，则长度不足，因此优选使用多个。因此，若通风方向的长度为例如60mm以下，则喷嘴3可以为1个，但是在超过60mm的情况下，更优选设为多个。
关于加湿水1的量，需要比实际加湿所使用的水量多，但是过多的话浪费的水也增多，因此优选控制成适当的量。例如，使吸水性加湿材料4的加湿性能为2000mL/h/m2，使吸水性加湿材料4的大小为200×50mm，成为正反面都能够加湿的结构。在这种情况下，吸水性加湿材料4的每一片的加湿量为40mL/h，因此优选在其1.5～5倍的60～200mL/h的范围进行供给。
另外，也可以在喷嘴3与吸水性加湿材料4之间以与吸水性加湿材料4相接的方式设置纤维、树脂或金属制的吸水体。在吸水性加湿材料4为多个的情况下，喷嘴3的数量增多，有可能无法适当地滴下，因此，通过以与吸水性加湿材料4相接的方式设置吸水体，即使吸水性加湿材料4为多个，也能够可靠地供给加湿水1。
吸水性加湿材料4是例如具有三维网眼结构的形状，在此，三维网眼结构是指与海绵等吸水性高的树脂泡沫相同的结构。如图4所示，吸水性加湿材料4由主体部11和形成在主体部11内的空隙部10构成。本实施方式1的吸水性加湿材料4的材质可考虑例如由多孔质的金属、陶瓷、树脂、无纺布、纤维以泡沫或网眼体构成，但是吸水性加湿材料4需要具有作为电极5的对电极的功能，因此需要为导电性的。
在吸水性加湿材料4为金属的情况下，作为金属种类没有特别限定，作为其金属种类，可列举例如钛、铜、镍等金属、金、银、铂等贵金属、镍合金、钴合金等合金。它们可以单独或组合2种以上使用。另外，也可以对这些金属进行锌、镍、锡、铬、铜、银、金等的镀膜。其中，钛通过其催化效果来抑制臭氧等放电生成物的生成，并且对于电腐蚀及电磨耗的耐性良好，而且能够长期保持吸水性加湿材料4的形状而稳定地进行加湿，因此是最优选的金属种类。
在吸水性加湿材料4为陶瓷的情况下，作为其材质，可列举氧化铝、氧化锆、富铝红柱石、堇青石、碳化硅等，但并不限定于此。
在吸水性加湿材料4为树脂的情况下，其材质没有特别限定，可列举聚乙烯、聚丙烯、乙烯·醋酸乙烯共聚物等，但并不限定于此。
在吸水性加湿材料4为纤维的情况下，作为其材质，可列举醋酸纤维、聚酯纤维、尼龙等，但并不限定于此。另外，也可以使用在以树脂为材质形成多孔质体的材料上涂敷金属的粉末的结构。
从加湿水1的保持量的增大和防止吸水性能劣化的观点出发，也可以对吸水性加湿材料4的表面层施加亲水化处理。该亲水化处理的方法的种类也没有限定，例如，可以实施利用亲水化树脂进行涂层的亲水化处理，或者利用电晕放电的亲水化处理。
图5是表示吸水性加湿材料4的形状的例子的概略图。
关于吸水性加湿材料4的形状也没有特别限定，例如可以如图5所示，设为平板形状(A)、四棱柱形状(B)或圆柱形状(C)，另外，也可以是在内部具有空洞的圆形筒状形状(D)、方形筒形状(E)或三角形筒形状(F)，只要按照制造的加湿装置12的大小来适当调整即可。
另外，吸水性加湿材料4的厚度按照制造的加湿装置12的大小来适当调整即可，可以在制作了0.5mm以上且2mm以下的片状的吸水性加湿材料4之后，切断成所希望的形状并加工成所希望的形状。关于其加工方法没有特别限定，例如，可以通过线切割、激光切割、冲压冲裁、切削、手工切断或折弯等各种方法进行。
电极5在与吸水性加湿材料4之间的空间形成电晕放电，因此需要具有导电性，作为材质，优选例如金属、金属合金、导电性树脂等。另外，也可以是具有吸水性的多孔质状的金属、导电性树脂、包含金属的陶瓷。电极5只要电阻低即可，从通用性及加工性的观点出发，优选铝、铜、不锈钢等，但并不限定于此。另外，关于电极5的大小也没有特别限定，只要按照制造的加湿装置的大小来适当调整即可。
图6是表示电极5的突起部5a的形状的例子的概略图，图7是在内部配置有金属线5b的电极5的概略图。在图6中，俯视图的粗线表示电极5，侧视图的外侧的四边形表示吸水性加湿材料4。
电极5优选为容易在其与吸水性加湿材料4之间产生电晕放电的形状，优选如图6所示，电极5具有突起部5a，该突起部5a为三角形形状(A)、针形状(B)、锯齿形状(C)等形状，或者如图7所示，在电极5的内部配置有导电性的金属线5b的金属丝形状。图6的俯视图是从图1的上侧观察电极5的图，图6的侧视图是从图1的右侧观察电极5的图。
需要说明的是，三角形形状(A)是成为如下的形状的电极5：三角形形状的突起部5a在行方向及/或列方向上排列多个的形状，或者将突起部5a呈锯齿状地配置的形状。针形状(B)也是同样是成为如下的形状的电极5：在行方向及/或列方向上排列多个的形状，或者将突起部5a呈锯齿状地配置的形状。锯齿形状(C)是如下的电极5：将多个前端由一片形成的金属板在行方向或列方向上排列。
另外，如图7所示，金属丝形状的电极5在电极5的内部以等间隔配置有直径0.1～1mm的金属线5b，向电极5施加电压，使吸水性加湿材料4接地，从而金属线5b的周围的电场强度升高，能够产生电晕放电。因此，能够朝向吸水性加湿材料4的表面的法线方向产生离子风18。需要说明的是，电极5的突起部5a优选形成在与电极5相向的吸水性加湿材料4的表面的垂直方向上，但是也可以在与来自鼓风机8的通风方向相同的方向上以小于角度90°的一定角度形成。由此，能够使鼓风机8的通风方向与离子风18的通风方向一致，能够减少因离子风18产生的压力损失。
电源6与电极5连接，向该电极5施加(高)电压，使其在与吸水性加湿材料4之间的空间产生电晕放电。在此，为了从电极5向吸水性加湿材料4进行电晕放电，优选将吸水性加湿材料4接地并向设置于相向部的电极5施加电压。这是因为，当向含有加湿水1的吸水性加湿材料4施加电压时，有可能因电腐蚀而使吸水性加湿材料4劣化，因此优选将吸水性加湿材料4接地并向设置在相向部的电极5施加电压。
图8是表示取决于向电极5施加的极性的离子风18的风速与放电电力的关系的图。需要说明的是，放电电力是指由向电极5施加的电压值与从电极5向吸水性加湿材料4放电的电流之积表示的值，图8是在电极5的单面配置了纵向3列、横向5列的总计15个突起部5a时的结果。
图8示出了测定了向电极5分别施加了正极性直流电压101、负极性直流电压102及频率60Hz的交流电压103的情况下的、在吸水性加湿材料4的表面的法线方向上流动的离子风18的风速的结果。
吸水性加湿材料4的表面附近的风速在向电极5施加了正极性直流电压101的情况下最大、并具有按照负极性直流电压102、交流电压103的顺序变小的倾向。其原因是根据极性的不同，成为离子风18的驱动源的离子的移动度不同，在移动度大的正极性离子的情况下，离子风18的风速大，在移动度比正极性离子小的负极性离子的情况下，离子风18的风速小。另外，交流电压103具有非放电时间，因此与正极性直流电压101及负极性直流电压102相比离子风18的风速小。因此，为了使搅乱吸水性加湿材料4的表面附近的空气7的效果的影响最大化，电源6的极性优选正极性直流电压101。
图9是表示取决于向电极5施加的极性的排出臭氧浓度与放电电力的关系的图。
图9示出了比较了向电极5分别施加正极性直流电压101及负极性直流电压102的情况下的、从加湿装置12的出口排出的臭氧浓度的结果。
需要说明的是，是使吸水性加湿材料4与电极5的突起部5a的前端的距离为5mm、从鼓风机8向吸水性加湿材料4与电极5之间的空间以风速2.5m/s进行了通风的结果。
正极性直流电压101的从加湿装置12排出的臭氧浓度比负极性直流电压102的低。正极性直流电压101的从电极5放出的电子比负极性直流电压102的少，因此与氧分子的电子碰撞概率低，臭氧浓度低。因此，关于减少从加湿装置12排出的臭氧量这一点，电源6的极性优选正极性直流电压101。
另外，也可以将在直流电压上叠加了脉冲状电压的叠加脉冲状电压施加到电极5。在这种情况下，通过将放电开始时的电压以下的直流电压施加到电极5来形成静电场，通过将脉冲状电压与上述直流电压叠加，由脉冲状电压放出的离子被静电场加速，从而产生离子风18。
如以上这样，将放电开始时的电压以下的直流电压施加到电极5，并叠加一定频率的脉冲状电压，从而能够以低耗电量、低臭氧生成量产生离子风18，能够促进加湿。
需要说明的是，直流电压输入值和脉冲状电压输入值根据吸水性加湿材料4与电极5的突起部5a的前端的距离来决定即可。另外，脉冲状电压的频率以及由脉冲宽度和频率定义的占空比根据规格来决定即可。
吸水性加湿材料4与电极5的突起部5a的前端的距离优选为3mm以上。在小于3mm的情况下，若向电极5施加正极性直流电压101，则直接从辉光电晕变成火花放电，因此不产生离子风18，无法搅拌吸水性加湿材料4的表面附近的水分浓度高的饱和空气的层(以下，称为饱和空气层)。
鼓风机8使空气7在形成于与接地电位为同电位的吸水性加湿材料4与电极5之间的空间的空气7的风路上沿着吸水性加湿材料4的表面平行地流动，只要适当选择多叶片风扇、螺旋桨式风扇、线流式风扇等即可。
图10是表示搭载有本实施方式1的加湿装置12的空气调节机15的一例的结构图。
如图10所示，具备本实施方式1的加湿装置12的空气调节机15包括包含鼓风机8的加湿装置12、过滤器13和热交换器14，加湿装置12配置在热交换器14的下风侧，使由热交换器14进行了热交换的空气7流通来进行空间的加湿。
(加湿装置的动作)
下面，参照图1，说明本实施方式1的加湿装置12及具备加湿装置12的空气调节机15。
积存于供给部2的加湿水1被向喷嘴3输送，被输送了加湿水1的喷嘴3从吸水性加湿材料4的上方朝向吸水性加湿材料4的上部滴下加湿水1，从而向吸水性加湿材料4供给加湿水1。吸水性加湿材料4具有毛细管力，并且能够利用加湿水1的重力。因此，加湿水1通过吸水性加湿材料4的空隙部10，向整个吸水性加湿材料4均匀地扩散。另外，吸水性加湿材料4保持一定量的加湿水1。
如图1所示，空气7通过鼓风机8从吸水性加湿材料4的上风侧流动，与吸水性加湿材料4的表面平行地在吸水性加湿材料4与电极5之间的空间通风。由此，空气7通过与吸水性加湿材料4的表面的气液接触而蒸发，进行空间的加湿。此时，当从电源6向电极5施加电压时，从电极5向与接地电位为同电位的吸水性加湿材料4产生电晕放电。然后，通过电晕放电从电极5放出的电荷附着于空气中的电亲和力高的物质，从而生成离子。生成的离子种类由吸水性加湿材料4和电极5形成的电场加速，朝向对极的吸水性加湿材料4的表面的法线方向流动，但是在其移动路径中发生与中性分子的碰撞，离子、中性分子向吸水性加湿材料4的表面方向移动，从而产生被称为离子风18的风。
图11是表示加湿的机理的原理图。
在此，使用图11阐述从吸水性加湿材料4加湿的加湿机理。
水蒸气从含有加湿水1的吸水性加湿材料4向空气中的扩散现象受到扩散速度Na的控制，设扩散系数为De，设空气7中的水分浓度为Ca，设吸水性加湿材料4中的水分浓度为Co，设饱和空气层厚度为δ，则扩散速度Na由公式(1)给出。
[数学式1]
Na＝De×(Co－Ca)/δ (1)
另外，设吸水性加湿材料进深长度17为L，设普朗特数为Pr，设空气密度为ρ，设运动粘度为V，则饱和空气层厚度δ16由公式(2)给出。
[数学式2]
δ＝L/(0.644×Pr 1/3×(ρ×U×L/V)1/2) (2)
不施加电压的加湿原理为，根据公式(2)所示的交界层方程式，由于空气7的风速U的变化而使饱和空气层厚度δ16变小，因此根据公式(1)，扩散速度Na变大且加湿性能提高。
图12是表示利用离子风18进行的加湿的机理的原理图。
如图12所示，在从电极5向吸水性加湿材料4进行电晕放电的情况下，除了上述现象之外，离子风18在吸水性加湿材料4的表面的法线方向上通风，通过与吸水性加湿材料4的表面碰触，能够使水分浓度比饱和空气层16a低的空气7与吸水性加湿材料4附近的饱和空气层16a混合。因此，能够增大吸水性加湿材料4中的水分浓度Co与空气7的水分浓度Ca之差，因此能够大幅提高加湿性能。
在此，作为一例，在图1所示的加湿装置12中，使由多孔质的金属构成的吸水性加湿材料4与电极5的突起部5a的前端的距离为5mm，使电极5的突起部5a的高度为2mm，研究了通过鼓风机8向吸水性加湿材料4与电极5之间的空间进行平均风速2.5m/s的通风的情况下的、取决于吸水性加湿材料4和电极5的放电电力的加湿性能比，研究的结果如图13所示。
图13是表示利用离子风18的加湿性能评价结果的图。
图13的横轴示出了由向电极5施加的电压值与向吸水性加湿材料4的放电电流之积表示的放电电力，纵轴所示的加湿性能比示出了以未向电极5施加电压的情况下的加湿性能为基准、除了由放电的焦耳热产生的蒸发性能之外的离子风18的作用所产生的加湿性能比率。需要说明的是，在本试验中，向电极5施加正极性直流电压101，并使吸水性加湿材料4接地。
当向电极5施加电压时，产生伴随电晕放电的离子风18，与未施加电压的情况相比，加湿性能大幅提高。尤其是与负极性直流电压102相比，正极性直流电压101更能够产生高性能。因此，在湿度低时，通过增大向电极5的施加电压，能够提高加湿性能。另外，在通过利用离子风18的加湿而使空气7的饱和度上升并结露的条件下，减小向电极5的施加电压，能够防止装置壁面等的结露。需要说明的是，通过控制电源6向电极5的施加电压，正极性直流电压101能够具有较大的加湿性能的控制幅度。需要说明的是，电压的施加及放电电流的控制由搭载于图示省略的控制装置的CPU等进行。
另外，由于通过使电晕放电发挥作用而使焦耳热作用于吸水性加湿材料4，因此，在正极性直流电压101上将焦耳热的效果考虑在内的交流电压103比正极性直流电压101更能促进加湿。
另外，如图10所示，具备加湿装置12的空气调节机15通过鼓风机8向空气调节机15内引入空气7。由于空气7中含有微粒子，因此微粒子由过滤器13捕集，空气7由热交换器14加热或冷却，向加湿装置12内通风而被加湿。
(实施方式1的效果)
如以上的结构那样，在本实施方式1的加湿装置12及具备加湿装置12的空气调节机15中，从电极5向与接地电位为同电位的吸水性加湿材料4进行电晕放电，从而能够从电极5朝向吸水性加湿材料4的表面的法线方向产生离子风18。使离子风18与吸水性加湿材料4的表面碰触并且使空气7在风路中流动，从而能够使吸水性加湿材料4表面附近的饱和空气层16a扩散，能够减薄饱和空气层厚度δ16。因此，根据公式(1)，能够大幅促进加湿水1从吸水性加湿材料4的蒸发。
另外，如图8所示，通过控制放电电力，能够控制朝向吸水性加湿材料4的表面的法线方向流动的离子风18的强弱，能够改变加湿性能，因此能够控制幅度较宽的加湿性能。另外，若有机物等污染物附着于吸水性加湿材料4，则吸水性加湿材料4的亲水性下降而使吸水能力下降。但是，在本实施方式1中，随着离子风18的产生，在吸水性加湿材料4与电极5之间的空间生成高活性种类，高活性种类借助离子风18向吸水性加湿材料4的表面方向移动，因此能够分解、除去附着于吸水性加湿材料4的污染物质来维持亲水性。
实施方式2
关于本实施方式2的加湿装置12及具备加湿装置12的空气调节机15，以与实施方式1不同的点为中心进行说明。
图14是本发明的实施方式2的加湿装置12的结构图。
图14是具备仅与空气7的风路下游侧即吸水性加湿材料4的下游部的表面相向的电极22的结构，其他的结构与图1相同。
在向与接地电位为同电位的吸水性加湿材料4供给加湿水1来进行加湿运转时，从吸水性加湿材料4的上风侧的空气7开始进行加湿，因此根据公式(2)，当吸水性加湿材料4的吸水性加湿材料进深长17L变长时，饱和空气层厚度δ16变大。另外，随着沿吸水性加湿材料4的表面与吸水性加湿材料4平行地流动的空气7进行通风的距离，空气7的水分浓度Ca升高。因此，吸水性加湿材料4中的水分浓度Co与空气7的水分浓度Ca之差即水分浓度差减小，根据公式(1)，扩散速度Na减小，因此吸水性加湿材料4的加湿性能下降。
因此，采用具备仅与吸水性加湿材料4的下游部的表面相向的电极22的结构，以便在吸水性加湿材料4的下游部促进加湿。需要说明的是，在实际的使用方式中，供给部2、吸水性加湿材料4、电极22、电源6、鼓风机8可以由规定的支承体固定。作为支承体没有特别限定，只要按照用途来适当选择即可。
需要说明的是，关于动作，由于与实施方式1相同，因此省略。
(实施方式2的效果)
通过采用具备与吸水性加湿材料4的下游部的表面相向的电极22的结构，与本实施方式1那样与吸水性加湿材料4的整个面相向的电极5相比，当使突起部5a的配置间隔相同时，电极22的突起部5a的数量减少。因此，各突起部5a的放电电力增加，能够从突起部5a朝向吸水性加湿材料4的表面的法线方向产生风速更大的离子风18。
而且，通过使该离子风18从法线方向碰触于与电极22相向的吸水性加湿材料4的表面，能够搅拌吸水性加湿材料4表面附近的饱和空气层16a，与风速增大相应地能够减薄饱和空气层厚度δ16。
因此，能够在加湿效果降低的吸水性加湿材料4的下游部促进加湿，能够提高加湿性能。另外，如图8所示，通过控制放电电力，能够控制朝向吸水性加湿材料4的表面的法线方向流动的离子风18的强弱。
实施方式3
关于本实施方式3的加湿装置12及具备加湿装置12的空气调节机15，以与实施方式1不同的点为中心进行说明。
图15是本发明的实施方式3的加湿装置12的结构图。
图15是在吸水性加湿材料4及电极5的风路下游侧设置有对臭氧进行分解的臭氧分解机构19的结构，其他的结构与图1相同。
在吸水性加湿材料4与电极5之间进行电晕放电、产生离子风18来控制加湿性能的情况下，作为放电副生成物而产生臭氧。臭氧的活性非常高，有助于有害物质、细菌、病毒等的分解、非活化，但另一方面，腐蚀性强，对人体的负荷也值得担忧，排出浓度也规定为室内环境基准、劳动环境下的容许浓度为0.1ppm。因此，在本实施方式3中，采用了在产生离子风18的吸水性加湿材料4及电极5的风路下游侧设置臭氧分解机构19的结构。
臭氧分解机构19只要是将由吸水性加湿材料4与电极5之间的电晕放电生成的臭氧分解的机构即可，包括利用波长254nm的紫外线将臭氧分解的紫外线法、利用高温气体对臭氧进行热分解的热分解法、使活性炭吸附臭氧来进行分解的活性炭法、利用二氧化锰等催化剂进行接触分解的催化剂法等，只要根据除去性能、用途、压力损失、应用环境来适当决定即可，但是在应用于本发明的加湿装置12的情况下，优选使用了设置容易且能够减小压力损失的蜂窝状的催化剂的催化剂法。
(加湿装置的动作)
下面，参照图15，说明本实施方式3的加湿装置12及具备加湿装置12的空气调节机15。
在吸水性加湿材料4与电极5之间进行电晕放电、使离子风18在法线方向上碰触于吸水性加湿材料4的表面来进行加湿的情况下，通过控制电源6向电极5的施加电压来进行加湿性能的控制。此时，存在由于电源6的控制而产生规定值以上的臭氧的可能性，因此在吸水性加湿材料4及电极5的风路下游侧设置臭氧分解机构19，将从加湿装置12排出的臭氧浓度降低至规定值以下来进行加湿控制。需要说明的是，在实际的使用方式中，供给部2、吸水性加湿材料4、电极5、电源6、鼓风机8、臭氧分解机构19可以由规定的支承体进行固定。作为支承体没有特别限定，只要按照用途来适当选择即可。
(实施方式3的效果)
通过臭氧分解机构19，可以提供一种能够分解除去伴随着离子风18生成的臭氧、能够抑制因抑制从加湿装置12排出的臭氧而导致的设备的腐蚀、且能够控制加湿性能的加湿装置12及具备加湿装置12的空气调节机15。
实施方式4
关于本实施方式4的加湿装置12及具备加湿装置12的空气调节机15，以与实施方式1不同的点为中心进行说明。
在使用了通常的吸水性加湿材料4的加湿装置12的情况下，在由使用者进行的加湿运转后，为了抑制吸水性加湿材料4的发霉，对吸水性加湿材料4实施了将加湿水1的供给停止一定时间的送风运转，通过吸水性加湿材料4的干燥来抑制霉的生成。但是，加湿装置12及具备加湿装置12的空气调节机15有可能使用于例如计算机室，需要连续地进行加湿运转。在这种情况下，吸水性加湿材料4连续地被供给加湿水1且成为容易发霉的环境，因此产生卫生问题。
(加湿装置的动作)
图16是本发明的实施方式4的加湿装置12的运转图。在图16中，纵轴表示向电极5施加的电压，横轴表示时间。
下面，参照图16，说明本实施方式4的加湿装置12及具备加湿装置12的空气调节机15的动作。
使由吸水性加湿材料4和电极5生成的离子风18在法线方向上碰触于吸水性加湿材料4的表面来进行加湿，但是由于常年的使用而导致在吸水性加湿材料4上生成霉。
因此，在利用通风进行的加湿操作进行到时间T1之后，通过向电极5施加电压V1来进行利用离子风18的加湿运转。在经过了时间T2之后，使作用于吸水性加湿材料4和电极5的电压上升至电压V2，通过生成臭氧等高活性种类的除菌模式，将高活性种类暴露于吸水性加湿材料4。然后，在时间经过直至时间T3之后，再次使电压值下降至V1，再次进行利用离子风18的加湿运转。以一定循环反复上述步骤。需要说明的是，时间T1、T2、T3根据使用环境来适当决定即可。另外，电压V1、V2根据所需加湿性能、所需臭氧浓度来决定即可。
(实施方式4的效果)
通过电源6的控制来控制作用于吸水性加湿材料4和电极5的电压，以一定循环反复进行利用离子风18的加湿运转和生成臭氧等高活性种类的除菌模式，从而对于将加湿水1连续供给到吸水性加湿材料4的加湿装置12及构成加湿装置12的空气调节机15，能够抑制作为霉生成的源头的真菌的生长。因此，可以提供一种能够保持高卫生性的加湿装置12及构成加湿装置12的空气调节机15。
实施方式5
关于本实施方式5的加湿装置12及具备加湿装置12的空气调节机15，以与实施方式1不同的点为中心进行说明。
图17是本发明的实施方式5的加湿装置12的结构图。
在图17中，除了设置有温湿度传感器20、绝对湿度控制单元21之外，与实施方式1相同。
本发明的加湿装置12及具备加湿装置12的空气调节机15通过使由吸水性加湿材料4和电极5生成的离子风18碰触于吸水性加湿材料4的面来进行加湿。但是，若过度加湿，则由于气化热而使室内温度下降，因此冬季的制热的负荷增大。因此，在本实施方式5中，在吸水性加湿材料4及电极5的风路下游侧设置温湿度传感器20和对温湿度传感器20的信号进行解析的绝对湿度控制单元21。
温湿度传感器20优选能够检测室内的温度、湿度这两方，但也可以分别使用温度传感器、湿度传感器来与绝对湿度控制单元21连接。绝对湿度控制单元21根据来自温湿度传感器20的信号来运算绝对湿度，并根据绝对湿度的值来控制电源6的施加电压。
(加湿装置的动作)
下面，参照图17，说明本实施方式5的加湿装置12及具备加湿装置12的空气调节机15的动作。
使由吸水性加湿材料4和电极5生成的离子风18碰触于吸水性加湿材料4进行加湿。此时，通过设置在吸水性加湿材料4及电极5的风路下游侧的温湿度传感器20来测定空气7的温度湿度。根据其测定结果来检测室内环境的绝对湿度，与该检测值对应地通过绝对湿度控制单元21的信号来控制电源6。电极5由电源6控制接通电压，从而使确定了风速的离子风18在吸水性加湿材料4的表面上通风。需要说明的是，在实际的使用方式中，供给部2、吸水性加湿材料4、电极5、电源6、鼓风机8、温湿度传感器20、绝对湿度控制单元21可以由规定的支承体固定。作为支承体没有特别限定，只要按照用途来适当选择即可。
(实施方式5的效果)
根据上述的结构，在产生吸水性加湿材料4与电极5之间的离子风18来进行加湿的加湿装置12中，通过由温湿度传感器20进行的加湿性能的控制，能够不使制热负荷增大地进行加湿。
实施方式6
关于本实施方式6的加湿装置12及具备加湿装置12的空气调节机15，以与实施方式1不同的点为中心进行说明。
图18是本发明的实施方式6的加湿装置12的结构图。
图18是具备仅与空气7的风路上游侧即吸水性加湿材料4的上游部的表面相向的电极23的结构，其他的结构与图1相同。
在低湿度空气流入的吸水性加湿材料4的上风侧，吸水性加湿材料4中的水分浓度Co与空气7的水分浓度Ca之差即水分浓度差变大，根据公式(1)，扩散速度Na升高，促进加湿。并且，在向与接地电位为同电位的吸水性加湿材料4供给加湿水1来进行加湿运转时，从电极5的突起部5a的前端朝向吸水性加湿材料4的表面的法线方向流动的离子风18发挥作用，从而饱和空气层厚度δ16变小，促进加湿。
因此，采用具备仅与吸水性加湿材料4的上游部的表面相向的电极23的结构，以便在吸水性加湿材料4的上游部促进加湿。
需要说明的是，在实际的使用方式中，供给部2、吸水性加湿材料4、电极23、电源6、鼓风机8可以由规定的支承体固定。作为支承体没有特别限定，只要按照用途来适当选择即可。
而且，关于动作，与实施方式1相同，因此省略。
(实施方式6的效果)
通过采用具备与吸水性加湿材料4的上游部的表面相向的电极23的结构，与如实施方式1那样与吸水性加湿材料4的整个面相向的电极5相比，当使突起部5a的配置间隔相同时，电极23的突起部5a的数量减少。因此，各突起部5a的放电电力增加，能够从突起部5a朝向吸水性加湿材料4的表面的法线方向产生风速更大的离子风18。
而且，通过使该离子风18从法线方向碰触于与电极23相向的吸水性加湿材料4的表面，能够搅拌吸水性加湿材料4的表面附近的饱和空气层16a，与风速增大相应地能够减薄饱和空气层厚度δ16。
因此，能够在低湿度空气流入的吸水性加湿材料4的上游部进一步促进加湿，能够提高加湿性能。另外，如图8所示，通过控制放电电力，能够控制朝向吸水性加湿材料4的表面的法线方向流动的离子风18的强弱。
实施方式7
关于本实施方式7的加湿装置12及具备加湿装置12的空气调节机15，以与实施方式1不同的点为中心进行说明。
在实施方式1的结构中，由于吸水性加湿材料4是导电性的，因此从电极5的突起部5a的前端朝向吸水性加湿材料4的表面的法线方向流动的离子风18发挥作用。但是，在吸水性加湿材料4是非导电性的情况下，不生成离子风18，因此没有得到由离子风18带来的加湿效果。
在本实施方式7中，如图19所示，采用在非导电性的吸水性加湿材料24之间夹入金属板、金属网等导体25的结构。
由此，即便使用非导电性的吸水性加湿材料24也能够得到由离子风18带来的加湿效果。需要说明的是，上述导体25只要设置在电极5的突起部5a的前端与吸水性加湿材料24之间即可，既可以与吸水性加湿材料24接触，也可以不接触。
另外，也可以将吸水性加湿材料24相对于电极5的突起部5a的前端设置在导体25的相向侧。在电极5的突起部5a的前端与导体25之间生成离子风18且导体25是金属网或冲孔金属等具有开口的金属的情况下，成为离子风18通过导体25的开口部并碰触于位于其相向面的吸水性加湿材料24的结构，因此能够促进加湿。
(实施方式7的效果)
通过在吸水性加湿材料24之间设置导体25或者将吸水性加湿材料24相对于电极5的突起部5a的前端设置在导体25的相向侧，即使吸水性加湿材料24是非导电性的，也能够得到由离子风18带来的加湿效果。因此，能够通过向电极5的输入控制来控制加湿性能。
附图标记说明
1 加湿水，2 供给部，3 喷嘴，4 吸水性加湿材料，5 电极，5a 突起部，5b 金属线，6 电源，7 空气，8 鼓风机，9 排水盘，10 空隙部，11 主体部，12 加湿装置，13 过滤器，14热交换器，15 空气调节机，16 饱和空气层厚度δ，16a 饱和空气层，17 进深长度L，18 离子风，19 臭氧分解机构，20 温湿度传感器，21 绝对湿度控制单元，22 电极，23 电极，24 吸水性加湿材料，25 导体，101 正极性直流电压，102 负极性直流电压，103 交流电压。

Claims (17)

1.一种加湿装置，其特征在于，具备：
导电性的电极；
吸水性加湿材料，其与所述电极相向；
电源，其向所述电极施加电压；
供水部件，其向所述吸水性加湿材料供给加湿水；以及
鼓风机，其使空气向所述电源施加了所述电压的所述电极与所述供水部件供给了所述加湿水的所述吸水性加湿材料之间的空间流动，
向所述电极施加电压来产生从所述电极朝向所述吸水性加湿材料的表面的法线方向流动的离子风，并且使该离子风碰触于所述吸水性加湿材料，对通过所述空间的所述空气进行加湿。
2.根据权利要求1所述的加湿装置，其特征在于，
所述吸水性加湿材料具有导电性。
3.根据权利要求1所述的加湿装置，其特征在于，
所述加湿装置还具备配置在所述电极与所述吸水性加湿材料之间的导体。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的加湿装置，其特征在于，
所述吸水性加湿材料电接地。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的加湿装置，其特征在于，
所述吸水性加湿材料为多孔质。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的加湿装置，其特征在于，
所述电极具有导电性的突起部，
所述突起部在与所述电极相向的所述吸水性加湿材料的表面的垂直方向上形成，或者在与从所述鼓风机通风的通风方向相同的方向上以小于角度90°的一定角度形成。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的加湿装置，其特征在于，
所述电极具有导电性的金属线。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的加湿装置，其特征在于，
通过控制放电电力来控制加湿性能，该放电电力是由向所述电极施加的电压值与从所述电极向所述吸水性加湿材料放电的电流之积表示的值。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的加湿装置，其特征在于，
所述加湿装置还具备控制部，所述控制部增减所述电源向所述电极施加的所述电压的量。
10.根据权利要求1～3中任一项所述的加湿装置，其特征在于，
所述电源向所述电极施加正极性直流电压。
11.根据权利要求10所述的加湿装置，其特征在于，
所述加湿装置还具备叠加部件，所述叠加部件在所述电源向所述电极施加的所述正极性直流电压上叠加脉冲电压。
12.根据权利要求1～3中任一项所述的加湿装置，其特征在于，
所述电极仅与所述空气的风路的下游侧即所述吸水性加湿材料的下游部的表面相向。
13.根据权利要求1～3中任一项所述的加湿装置，其特征在于，
所述电极仅与所述空气的风路的上游侧即所述吸水性加湿材料的上游部的表面相向。
14.根据权利要求1～3中任一项所述的加湿装置，其特征在于，
在所述吸水性加湿材料及所述电极的所述空气的风路的下游侧设置有对臭氧进行分解的臭氧分解机构。
15.根据权利要求2所述的加湿装置，其特征在于，
控制向所述电极施加的电压的值，以一定循环反复进行利用所述离子风的加湿运转和至少生成臭氧的高活性种类的除菌模式。
16.根据权利要求1～3中任一项所述的加湿装置，其特征在于，
在所述吸水性加湿材料及所述电极的所述空间的下游侧设置温湿度传感器和绝对湿度控制单元，
根据由所述温湿度传感器测定了空气的温度湿度的结果，检测室内环境的绝对湿度，并与该检测值对应地通过所述绝对湿度控制单元的信号来控制所述电源。
17.一种空气调节机，其特征在于，该空气调节机具备权利要求1～16中任一项所述的加湿装置。
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