JP2003097831A - 気液分離エレメント、気液分離器及び気液分離ユニット - Google Patents
気液分離エレメント、気液分離器及び気液分離ユニットInfo
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Abstract
補強材や気体流路用のスペーサーを不要とし、取付枠へ
の組付けが容易で製造コストが安く、さらに目詰まり、
閉塞が効果的に防止され、防水透湿膜の膨らみ及び破壊
が効果的に防止され、長期安定性に優れた、特に加湿及
び除加湿に好適に用いられる気液分離エレメント、これ
を用いた気液分離器及び気液分離ユニットを提供する。 【解決手段】 薄板を中抜きにした形状の枠体11の両
面に、該中抜き部分を覆うように防水透湿シート12、
13がそれぞれ固定され、該枠体11と該防水透湿シー
ト12、13で囲まれた液流路が形成されており、該防
水透湿シート12、13の表面に、該枠体11の一対の
対向する辺11A、11Bを装架するように複数のリブ
15が配設され、且つ該枠体11の一部に、給液又は排
液のための給排液口部14’が1ヵ所以上形成されてい
ることを特徴とする気液分離エレメント。
Description
用できる気液分離エレメント、気液分離器及び気液分離
ユニット、特に加湿を必要とする空調分野に広く利用で
きる加湿エレメント、加湿器及び加湿ユニットに関し、
特にビル、工場環境、家庭あるいは車両類などの空調用
加湿に用いて好適なものである。
分離する気液分離器が、加湿や除加湿、脱気、ガス溶解
等の様々な分野で利用されている(本発明では、気液分
離に、液体に気体を溶解するガス溶解も含めて定義す
る)。その中でも、膜式加湿器は、従来広く用いられて
いた蒸散板方式加湿器と比較して、加湿効率が高くクリ
ーンな加湿が可能なため、近年急速に普及し始めてい
る。この種の加湿器として、疎水性高分子材料からなる
多孔質シートを用いた透湿膜式の加湿器(以下第1のタ
イプの加湿器とも称する)が提案されている(特開平5
−286039号公報、特開平7−4701号公報
等)。このタイプの加湿器は、水の通過は阻止するが、
水蒸気の通過は許容する疎水性高分子多孔質膜に補強材
を積層したシートを用いてチューブ状膜体を形成して構
成したものである。チューブ状膜体の内部には加湿水の
流路を確保するための液スペーサーを配置し、気体流路
を確保するための波板状スペーサーとともに渦巻き状に
巻き上げ、取付枠に収納される。また、加湿水の供給効
率をよくするため、空気抜き管を設けることもある。
加湿器を運転するには、注水口より加湿水をチューブ状
膜体内部に供給し、取付枠の開口部に空気を送る。これ
により、チューブ状膜体内部の水は、疎水性高分子多孔
質膜を介して水蒸気として外部へ放出され、加湿が行わ
れる。
には、次のような問題点があった。 チューブ状膜体において1ヵ所でもピンホールや液流
路の閉塞が発生すると、加湿器全体が使用不能となった
り加湿性能が低下したりする。 加湿水の水圧によってチューブ状膜体が膨張して気体
流路を狭くするため、気体側の圧力損失が増大し、空気
が流れにくくなる。また、チューブ状膜体が膨張すると
防水透湿膜と気体流路を形成する波板状スペーサーとの
接触面積が増大し、加湿性能が低下する。 気体流路を形成する波板状スペーサーは、気体流路を
確保する必要から山間隔が比較的小さくなり山数が多い
ため、波板状スペーサーと防水透湿膜との接触面積が大
きく、加湿性能のロスが大きい。 所定の加湿性能を得るためには、10m以上にも及ぶ
非常に長いチューブ状膜体を、気体流路を形成する波板
状スペーサーと一緒に巻回して加湿器を製造する必要が
あり、工程が複雑でコストが高い。 チューブ状膜体と給水管又は空気抜き管との接続部分
には完全な液密性を確保する必要があるが、加工が困難
でこの部分に起因するロスが多くコスト増の一因となっ
ている。
積層タイプのもの(以下第2のタイプの加湿器とも称す
る)が提案されている(特開平8−128682号公
報)。このタイプの加湿器は、各々独立した薄葉状の加
湿板(疎水性高分子多孔質膜からなる)を複数積層し、
取付枠内に収容した構造を有し、各加湿板は薄板を中抜
きした形状の枠体の両主面に防水透湿膜を積層してな
り、加湿板はその一端から枠体内の防水透湿膜間の加湿
部へ給水できるようになっている。このため、枠体の厚
みは給水部を規定する部分において加湿部を規定する部
分より厚く設定され、加湿板は給水部同士が重なるよう
に配置され、且つ加湿板間に給水部と加湿部における枠
体の厚みの差に基づいて空間が形成され、更に各加湿板
の間の空間が気体流路として確保されている。
器を運転するには、給水口より加湿水を供給し、取付枠
の開口部に空気を送る。これにより加湿板に供給された
水は疎水性多孔質膜を介して水蒸気として外部へ放出さ
れ、加湿が行われる。
では、薄葉状の加湿板を複数積層した構造を採用してい
るため、上記第1のタイプの加湿器における、の問
題については解決されているものの、依然として下記の
ような問題があった。 気体流路に波板状スペーサーを用いない場合、液圧で
防水透湿膜が膨張して気体流路を狭くするため、気体側
の圧力損失が増大し、空気が流れにくくなる。枠体にリ
ブを設けた場合(リブに防水透湿膜の裏面が貼付けられ
る)は、ある程度防水透湿膜の変形を抑えることができ
るが、水圧が高いと防水透湿膜がリブから剥離し、防水
透湿膜が損傷して漏水を引き起こす恐れがある。 気体流路に波板状スペーサーを用いた場合、気体流路
を形成する波板状スペーサーは、気体流路を確保する必
要から山間隔が比較的小さくなり山数が多いため、波板
状スペーサーと防水透湿膜との接触面積が大きく、加湿
性能のロスが大きい。また、液圧が高いと防水透湿膜と
波板状スペーサーとの接触面積が増大し、加湿性能が低
下する。 複数の加湿板を積層して加湿器を製造する際、まず枠
体と防水透湿膜を接着又は融着して加湿板を作製し、さ
らにここで得られた加湿板を1枚ずつ所定の積層数まで
接着積層していくため、工程が複雑で多大な工数がかか
りコストが高い。 加湿板の給水部は開口構造となっているため、加湿板
単体での加圧漏水検査が行えず、加湿器に組み上げた段
階で加圧漏水検査を行うことになるため、加湿板が1枚
でも漏水を起こすと加湿器全体が使用不能となる。
構造の加湿用シートを用いたタイプのもの(以下第3の
タイプの加湿器とも称する)が提案されている(特開2
000−274754公報)。このタイプの加湿器で
は、加湿水を吸収保持しうる加湿水保持層の両面に、水
の通過は阻止するが、水蒸気の通過は許容する防水透湿
膜を設けた三層一体構造の加湿用シートを採用してい
る。そして、加湿水保持層として、表地組織と裏地組織
とこれらを層全面にわたって一定間隔に保って連結する
連結糸とから構成される三次元構造布帛を使用してい
る。また、三次元構造布帛は、疎水性高分子材料に親水
処理を施してある。このような構成の加湿用シートの適
所に貫通孔が形成され、加湿エレメントが構成され、こ
の貫通孔の側壁が給水口となっており、さらに加湿エレ
メントの周辺部は、少なくとも水を透過しないように閉
じられた構造となっている。このような構造の加湿エレ
メントは、上下固定用蓋と側板で構成される取付枠に、
複数の加湿エレメントがそれぞれスペーサーを介して平
行配置されたり、気体流路を確保するための波板状スペ
ーサーを介して渦巻き状に巻回されて取付枠に収容され
たり、プリーツ状に折り畳まれて取付枠に収容されたり
する。
器を運転するには、給水口より加湿水を供給し、取付枠
の開口部に空気を送る。これにより加湿板に供給された
水は疎水性多孔質膜を介して水蒸気として外部へ放出さ
れ、加湿が行われる。
では、加湿水保持層と防水透湿膜が一体的に積層された
三層一体構造の加湿用シートを採用しているため、上記
第2のタイプの加湿器で用いた防水透湿膜よりも液圧に
より防水透湿膜が変形しにくいという利点があるが、下
記の点においてさらに改善すべき余地があった。 三次元構造布帛により液流路を形成しているため、加
湿水中の異物や不純物(赤錆、水苔等)が繊維表面に付
着堆積し、目詰まりを起こし易い。また、三次元構造布
帛は非常にコストが高いため、加湿器全体のコストを引
上げる大きな要因となる。 高い液圧で使用した場合、防水透湿膜と三次元構造布
帛の界面に応力がかかり、防水透湿膜の剥離が発生して
気体流路を閉塞させる恐れがあるため、加湿器に過剰な
水圧がかからないように水圧を制御する必要があり、装
置設計上の制約が大きい。 気体流路を形成する波板状スペーサーは、気体流路を
確保する必要から山間隔が比較的小さくなり山数が多い
ため、波板状スペーサーと防水透湿膜との接触面積が大
きくなり、加湿性能が低下してしまう。 複数の加湿用シートを積層して加湿器を製造する際、
まず加湿エレメントと波板状スペーサーを加湿エレメン
トの貫通孔周辺部で接着して加湿ユニットを作製し、さ
らにここで得られた加湿ユニットを、一枚ずつ貫通孔部
分の位置を合わせて、所定の積層数まで接着積層してい
くため、工程が複雑で多大な工数がかかりコストが高
い。また、貫通孔周辺部の接続部分には完全な液密性を
確保する必要があるため、加工が困難でこの部分に起因
するロスが多くコスト増の一因となっている。
な従来技術の問題点を解決し、給液加圧後も膨れが生じ
ず、別部材としての補強材や気体流路用のスペーサーを
不要とし、取付枠への組付けが容易で製造コストが安
く、さらに目詰まり、閉塞が効果的に防止され、防水透
湿膜の膨らみ及び破壊が効果的に防止され、長期安定性
に優れた、特に加湿及び除加湿に好適に用いられる気液
分離エレメント、これを用いた気液分離器及び気液分離
ユニットを提供することをその課題とする。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、以下に示す気液分離
エレメント、気液分離器及び気液分離ユニットにより前
記課題が解決される。 (1)薄板を中抜きにした形状の枠体の両面に、該中抜
き部分を覆うように防水透湿シートがそれぞれ固定さ
れ、該枠体と該防水透湿シートで囲まれた液流路が形成
されており、該防水透湿シートの表面に、該枠体の一対
の対向する辺を装架するように複数のリブが配設され、
且つ該枠体の一部に、給液又は排液のための給排液口が
1ヵ所以上形成されていることを特徴とする気液分離エ
レメント。 (2)薄板を中抜きにした形状の枠体の両面に、該中抜
き部分を覆うように防水透湿シートがそれぞれ固定さ
れ、該枠体と該防水透湿シートで囲まれた液流路が形成
されており、該防水透湿シートの表面及び裏面に、該枠
体の一対の対向する辺を装架するように複数のリブがそ
れぞれ配設され、且つ該裏面に配設されたリブの一部が
切欠されており、更に該枠体の一部に、給液又は排液の
ための給排液口が1ヵ所以上形成されていることを特徴
とする気液分離エレメント。 (3)薄板を中抜きにした形状の枠体の表面に、該中抜
き部分を覆うように防水透湿シートが固定されるととも
に、該防水透湿シートの表面に、該枠体の一対の対向す
る辺を装架するように複数のリブが配設された気液分離
エレメント材料が、2枚、裏面同士を重ね合わせて接着
又は融着により一体化されおり、該枠体と該防水透湿シ
ートで囲まれた液流路が形成されており、且つ該枠体の
一部に、給液又は排液のための給排液口が1ヵ所以上形
成されていることを特徴とする気液分離エレメント。 (4)薄板を中抜きにした形状の枠体の表面に、該中抜
き部分を覆うように防水透湿シートが固定されるととも
に、該防水透湿シートの表面及び裏面に、該枠体の一対
の対向する辺を装架するように複数のリブがそれぞれ配
設された気液分離エレメント材料が、2枚、裏面同士を
重ね合わせて接着又は融着により一体化されており、該
枠体と該防水透湿シートで囲まれた液流路が形成されて
おり、且つ該裏面に配設されたリブの一部が切欠されて
おり、更に該枠体の一部に、給液又は排液のための給排
液口が1ヵ所以上形成されていることを特徴とする気液
分離エレメント。 (5)該枠体は樹脂からなり、該防水透湿シートの固定
は、樹脂の射出成型による枠体の成型と同時に行われた
ものであることを特徴とする前記(1)〜(4)のいず
れかに記載の気液分離エレメント。 (6)該リブは、樹脂の射出成型による枠体の成型と同
時に形成されたものであることを特徴とする前記(1)
〜(5)に記載の気液分離エレメント。 (7)該防水透湿シートと該リブは、融着一体化されて
いることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれかに
記載の気液分離エレメント。 (8)該防水透湿シートは、防水透湿膜と保護シートと
の積層シートであることを特徴とする前記(1)〜
(7)のいずれかに記載の気液分離エレメント。 (9)該保護シートが液流路側に設けられ、該防水透湿
膜がその反対側に設けられていることを特徴とする前記
(8)に記載の気液分離エレメント。 (10)該保護シートが不織布からなることを特徴とす
る前記(8)又は(9)に記載の気液分離エレメント。 (11)該防水透湿膜は、高分子多孔質フィルムである
ことを特徴とする前記(8)〜(10)のいずれかに記
載の気液分離エレメント。 (12)該高分子多孔質フィルムは、多孔質ポリテトラ
フルオロエチレンフィルムであることを特徴とする前記
(11)に記載の気液分離エレメント。 (13)該多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルム
は、撥水・撥油剤で骨格が被覆されたものであることを
特徴とする前記(12)に記載の気液分離エレメント。 (14)該多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルム
は、片面又は両面に親水性樹脂の連続皮膜が設けられた
ものであることを特徴とする前記(12)又は(13)
に記載の気液分離エレメント。 (15)前記(1)〜(14)のいずれかに記載の気液
分離エレメントが複数枚積層された構成を有する気液分
離器であって、各気液分離エレメントの該防水透湿シー
トの表面に配設された該リブによって気液分離エレメン
ト間に気体流路が形成されており、且つ前記給排液口は
それぞれ液密に連結されて共通の給液口又は排液口が形
成されていることを特徴とする気液分離器。 (16)前記(15)に記載の気液分離器が複数台並置
されてなり、前記給液口及び排液口はそれぞれ液密に連
結されていることを特徴とする気液分離ユニット。 (17)前記(1)〜(14)のいずれかに記載の気液
分離エレメントが、加湿に用いられることを特徴とする
加湿エレメント。 (18)前記(15)に記載の気液分離器が、加湿に用
いられることを特徴とする加湿器。 (19)前記(16)に記載の気液分離ユニットが、加
湿に用いられることを特徴とする加湿ユニット。 (20)前記(18)に記載の加湿器を用いたことを特
徴とする空調機。 (21)前記(19)に記載の加湿ユニットを用いたこ
とを特徴とする空調機。 (22)前記(18)に記載の加湿器を用いたことを特
徴とする加湿装置。 (23)前記(19)に記載の加湿ユニットを用いたこ
とを特徴とする加湿装置。 (24)前記(1)〜(14)のいずれかに記載の気液
分離エレメントが、除加湿に用いられることを特徴とす
る除加湿エレメント。 (25)前記(15)に記載の気液分離器が、除加湿に
用いられることを特徴とする除加湿器。 (26)前記(16)に記載の気液分離ユニットが、除
加湿に用いられることを特徴とする除加湿ユニット。 (27)前記(25)に記載の除加湿器を用いたことを
特徴とする除加湿装置。 (28)前記(26)に記載の除加湿ユニットを用いた
ことを特徴とする除加湿装置。
メントについて、加湿用に用いる加湿エレメントを具体
例として図面を参照して詳述する。図1は、本発明によ
る加湿エレメントの構成例の全体構造を示す斜視図、図
2の(a)は側面図、(b)は平面図、(c)は正面
図、図3は給水口側部分を拡大して示す部分平面図、図
4の(a)〜(d)はそれぞれ図3のA−A’、B−
B’、C−C’、D−D’の線断面図である。これらの
図に示すように、本発明による加湿エレメント10は、
細長い矩形状薄板を中抜きにした形状の枠体11の両面
に、その中抜きにした部分を覆うように防水透湿シート
12、13がそれぞれ固定されている。そしてこの枠体
11と両面に設けられた防水透湿シート12、13は給
排水口部14を除いて、加湿水が透過しない密閉された
液流路(加湿部)を形成している。防水透湿シート1
2、13の表面には、枠体11の一対の対向する辺11
A、11Bを装架するように、即ち枠体11の横方向に
延びる複数のリブ15が一定間隔で配設されている。こ
のリブ15は、加湿エレメント10が加湿器に組み込ま
れたときに、加湿エレメント10間に空気流通空間を形
成する役割をするとともに、防水透湿シート12、13
により形成される加湿部を適正形状に維持する役割をす
る。また、枠体11の一端部には給排水口部14が設け
られ、その内側には液流路と連通する給排水孔14’が
形成されている。なお、枠体11の給排水口部14と反
対側の端部は閉塞された状態となっている。即ち、本加
湿エレメントでは給排水口は1カ所となっている。
る材料であれば適宜のものが使用でき、例えばABS、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、POM、P
PS、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリカーボネート等
のプラスチックや、アルミニウム、ステンレススチー
ル、チタン等の金属合金材料を使用することができる。
枠体11の形状は、その内部に上記液体流路(加湿部)
を形成できるものであれば特に限定されないが、加湿器
の容積あたりの防水透湿膜面積を大きく取るには、略矩
形状とするのが好ましい。枠体11の寸法は、製造すべ
き加湿器の大きさに応じて適宜設定することができる
が、通常、その厚みは、辺11A、11Bにおいて0.
5〜10mm程度、辺11C、11Dにおいて0.5〜
20mm程度、長手方向の大きさは20〜500mm程
度、横方向の大きさは20〜500mm程度、辺11
A、11Bの幅は2〜20mm程度、辺11C、11D
の幅は2〜30mm程度である。辺11A、11B、1
1C、11Dの厚みは薄いほど、加湿器の容積あたりの
防水透湿シート面積が大きくなり加湿効率が高くなる
が、0.5mmよりも薄いと、圧力損失が高くなりすぎ
るとともに、加湿エレメントの強度が不足して水圧によ
りエレメントが変形するという問題が生じる。また、本
発明による加湿エレメントは、加湿器に組み込んだとき
に、空気が当たる枠体11のエッジ部の断面形状、即
ち、空気が流入する入口から中抜き部分までの断面形状
及び/又は中抜き部分から空気が流出する出口までの形
状は、空気抵抗の少ない流線形等の形状にすることも、
空気側の圧力損失を小さくすることができるため、好ま
しい態様である。
は通過させず水蒸気は透過させる防水透湿機能を持つも
のであれば特に限定されず、各種の材料を用いることが
できるが、典型的には、防水透湿膜、あるいは防水透湿
膜と保護シートを積層したものを用いることができる。
防水透湿シート12、13の透湿度は高いほど好ましい
が、通常は、5,000〜150,000g/m2・d
ay、好ましくは10,000〜100,000g/m
2・day、さらに好ましくは20,000〜70,0
00g/m2・dayである。透湿度の測定方法は、J
IS 1099−B1法による。(以下同じ)
ムが好ましく使用される。このような高分子多孔質フィ
ルムとしては、典型的には、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリテトラフルオロエチレン/ヘキサフロロプロピ
レン共重合体、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデ
ン等の疎水性多孔質膜が挙げられるが、耐熱性、耐薬品
性等の観点から多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜が
特に好ましい。多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜
は、厚み1〜1,000μm、空孔率5〜95%、孔径
0.01〜15μmの範囲のものが好ましく使用される
が、水蒸気透過性、耐水性、強度との兼ね合いから厚み
20〜200μm、空孔率60〜90%、孔径0.1〜
3μmのものがより好ましい。また、このような多孔質
ポリテトラフルオロエチレン膜は、延伸法、溶剤抽出
法、キャスティング法などの従来公知の製法により製造
することができるが、特に延伸法が、膜の強度に優れ、
比較的製造コストが安いため好ましい。延伸法による多
孔質ポリテトラフルオロエチレン膜の製造方法は、特開
昭46−7284号、特開昭50−22881号、特表
平03−504876号等の各公報に開示されている、
従来公知の方法を用いることができる。また、多孔質ポ
リテトラフルオロエチレン膜は、片面又は両面に、上記
公報に記載されているように、少なくとも一部が架橋さ
れたポリビニルアルコール、酢酸セルロース、硝酸セル
ロース等の親水性ポリマーや、ポリアミノ酸、ポリウレ
タン樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等の親水性
樹脂の連続皮膜を設けて使用することもできる。さら
に、多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜は、上記公報
に記載されているように、多孔質体骨格表面を撥水性及
び撥油性を有する有機ポリマーで被覆し、かつ連続孔を
残したものとして使用することも好ましい。例えば、W
O94/22928号公報、WO95/34583号公
報などに開示されているようなフルオロアルキルアクリ
レート及びフルオロアルキルメタクリレートを重合して
得られるポリマーの水性エマルジョンをフッ素化界面活
性剤(例えば、アンモニウムペルフロオロオクタノエー
ト)を用いて形成し、それを多孔質ポリテトラフルオロ
エチレン膜に適用し、加熱することにより上記のような
形態の膜が得られる。また、有機ポリマーとして、テト
ラフルオロエチレンと、アクリレート、メタクリレー
ト、スチレン、アクリロニトリル、ビニル、アリル或い
はアルケン等のモノマーとの二元又は三元以上のコポリ
マー、例えばフルオロアクリレート/テトラフルオロエ
チレン共重合体、フルオロアクリレート/ヘキサフルオ
ロプロピレン/テトラフルオロエチレン共重合体も好ま
しく使用される。このようなコポリマーは耐汚染性、耐
熱性、耐薬品性の点で優れ、かつ多孔質体骨格表面と強
固に密着、結合するので好ましい。また、他の有機ポリ
マーとして、「AFポリマー」(デュポン社の商品
名)、「サイトップ」(旭硝子社の商品名)なども使用
できる。これらの有機ポリマーを高分子多孔質膜の多孔
質体骨格表面に被覆するには、例えば「フロリナート」
(3M社の商品名)などの不活性溶剤にこれらのポリマ
ーを溶解させ、高分子多孔質膜に含浸させた後、溶剤を
蒸発除去する等の方法で行う。
防水透湿膜に、補強層として保護シートを積層したもの
を使用することもできる。この場合、保護シートとして
は、織物、編物、不織布、ネット、発泡シート、多孔質
フィルム等の形態とすることができるが、織布、編物、
不織布が、補強効果に優れ、柔軟でコストが安いため好
ましく用いられる。また、その材料としては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、ポリ
ウレタン、ポリ塩化ビニル等の樹脂材料や、金属、ガラ
ス等を用いることができる。織物、編物、不織布等の繊
維布帛を用いる場合は、芯鞘繊維を用いることも好まし
い態様である。この場合、鞘部分に芯部分よりも低融点
の樹脂材料を用いれば(例えば、芯部分にポリエステ
ル、鞘部分にポリエチレンを用いる)、防水透湿膜と保
護シートを融着積層する場合に融着加工が容易になる。
保護シートを用いる場合、その厚みは5μm〜5mm、
好ましくは10μm〜1mm程度とすることが好まし
い。厚みが5μm未満では保護シートの保護機能が不十
分となり、5mmを超えると防水透湿シートの厚みが厚
くなり、加湿器が大型化してしまう。保護シートは、防
水透湿膜の片面に積層しても、また両面に積層してもよ
いが、片面に保護シートを積層し、防水透湿膜を空気側
に向けて使用するほうが加湿効率に優れているため好ま
しい。これは空気側が防水透湿膜の場合、空気側の拡散
抵抗が低いため、防湿透湿膜を通過した水蒸気が空気中
に速やかに拡散するためである。保護シートと防水透湿
膜を積層する方法としては、防水透湿膜にグラビアパタ
ーンを施したロールで接着剤を塗布し、その上に保護シ
ートを合わせてロールで圧着する方法、防水透湿膜に接
着剤をスプレーし、その上に保護シートを合わせてロー
ルで圧着する方法、防水透湿膜と保護シートを重ね合わ
せた状態で、ヒートロールにより熱融着する方法等、従
来公知の方法を適宜用いることができる。接着剤を用い
る場合、ウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、エ
ポキシ、シリコーン等の接着剤を用いることができる。
防水透湿膜と保護シートの接着面積は、3〜95%、好
ましくは10〜50%である。接着面積が3%未満では
防水透湿膜と保護シートとの接着強度が不十分となり、
95%を超えると十分な加湿性能が得られない。
ト間に空気流通空間を形成する役割、及び加湿部を適正
形状に維持する(過度な膨張を防止する)役割を行うた
めに設けられるので、その材質としては、枠体11と同
様、剛性を有している材料であれば適宜のものが使用で
き、例えばABS、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナ
イロン、POM、PPS、ポリ塩化ビニル、アクリル、
ポリカーボネート等のプラスチックや、アルミニウム、
ステンレススチール、チタン等の金属合金材料を使用す
ることができる。もちろん、枠体11と同じ材料を使用
してもよいし、別の材料を使用してもよい。リブ15の
厚み、配置位置は、適正な空気流路のための空間を形成
できれば特に限定されないが、通常、厚みは0.1〜1
0mm、配置位置は辺11C、11Dと略平行で、間隔
は5〜100mmで、好ましくは、厚みは0.3〜3m
m、間隔は10〜30mmである。加湿エレメントの構
成枚数、防水透湿シートの寸法・物性、空気流量が同じ
であれば、リブ15の厚みが低いほど防水透湿膜に接す
る空気の風速は速くなり加湿性能は増加する。しかしそ
の半面、リブ15の厚みが低くなると空気抵抗も増加す
るため、加湿エレメントの要求性能に合わせてリブ15
の厚みを適性に設計する必要がある。リブ15の両端
は、少なくともその一部が、辺11A及び辺11Bと接
合一体化されていればよい。リブ15の両端が、少なく
ともその一部で、辺11A及び辺11Bと接合一体化さ
れていれば、加湿エレメントに水圧がかかった際に、防
水透湿シート12、13が膨張する方向に働く応力を、
枠体全体で受けることができる。リブ15の配置位置
を、辺11A、11Bと略平行としたり、複数本のリブ
同士が防水透湿膜上で交差するように配置することもで
きるが、その場合はリブ15の一部を切欠して空気流路
を確保する必要がある。リブ15は防水透湿シート1
2、13に物理的に別体として設けてもよいが、融着一
体化させてもよい。
2、13の表面にリブ15をそれぞれ設けたが、加湿エ
レメントの補強を目的として、防水透湿シート12、1
3の裏面にもリブを設けてもよい。図5にその様子を示
す(図5は図3のC−C’の線断面図と同様な図であ
る)。15’が防水透湿シート12、13の裏面に設け
たリブであり、この例では2つのリブ15’が重なりあ
うように設けられているが、一体のものとしてもよい。
リブ15’を設ける場合、幅方向の全体にわたって設け
ると加湿水が通過できないため、その一部に切り欠き1
6を設けて加湿水が通過できるようにする。この切り欠
きの数、寸法は、補強効果と加湿水の通過の兼ね合いで
適切に設定する。リブ15’も防水透湿シート12、1
3に物理的に別体として設けてもよいが、融着一体化さ
せてもよい。
定する方法としては、枠体11を成形する際に防水透湿
シート12、13と一体成型によって固定する方法(枠
体11がプラスチックの場合)、ウレタン、ポリプロピ
レン、ポリエチレン、エポキシ、シリコーン、溶剤、ア
クリル等の接着剤を用いて枠体に接着固定する方法、超
音波融着、高周波融着、熱融着等の方法によって融着す
る方法(枠体11又は防水透湿シート12、13が熱可
塑性である場合)などの公知の技術が利用できる。
射出成型を用いれば、防水透湿シートと枠体、リブを同
時に一体成形できるため特に好ましい。射出成形する場
合には、まず射出成形により薄板を中抜きにした形状の
枠体の表面に、該中抜き部分を覆うように防水透湿シー
トが固定されるとともに、該防水透湿シートの表面に、
該枠体の一対の対向する辺を装架するように複数のリブ
が配設された加湿エレメント材料17を一体成形し、次
にこの加湿エレメント材料17を、2枚、裏面同士を重
ね合わせて接着又は融着により一体化させることによ
り、加湿エレメントを製造する。図6、図7に加湿エレ
メント材料の斜視図を示す。図6は加湿エレメント材料
をリブ15が設けられている側から見た図で、図7はそ
れを裏返した状態で見た図である。射出成形の方法は、
まず、射出成形金型の下型に防水透湿シートをセット
し、下型と上型を密着させた後、樹脂を射出し、射出成
形後、下型と上型を分割することにより行う。上記防水
透湿シートのセット方法は、ピンによる固定法や真空ポ
ンプによる吸引固定法等が用いられる。射出成形により
成形する場合、材料は射出成形可能な樹脂であれば適宜
用いられるが、ABS樹脂が耐熱性、耐水性に優れ、融
着加工が容易なため、特に好ましく用いられる。ABS
樹脂を用いて射出成形加工する場合には、射出温度19
0〜240℃、射出時間5〜20sec、冷却時間5〜
20sec、金型温度50〜70℃で射出成形すること
が好ましい。2枚の加湿エレメント材料の裏面同士を、
接着又は融着により一体化する方法は、水密に接合一体
化できる方法であれば適宜採用できるが、ウレタン、ポ
リプロピレン、ポリエチレン、エポキシ、シリコーン、
溶剤、アクリル等の接着剤を用いる方法、超音波融着、
高周波融着、熱融着を用いる方法等が好ましく用いられ
る。
体11を成型法により形成する場合には、枠体11と同
時に成型してもよく、後付けしてもよい。後付けする場
合は、接着、融着、溶接等の方法を用いることができ
る。
湿エレメントの長手方向の一端部の側壁中央から突出し
て設けられているが、この給排水口部14は給排水孔1
4’を除き、水密的に一体化されている必要がある。給
排水口部14と給排水孔14’の位置、形状、寸法は、
加湿エレメント内部に適切に加湿水の供給がなされるよ
うに適宜のものに設定することができる。給排水口部1
4を省略して、加湿エレメントの辺11C、11Dに給
排水孔14’を設けた形も用いることができるが、取付
枠との接合を考えた場合、上記のような給排水口部14
を設けた形の方が、水密な接合が容易なため好ましい。
本発明による加湿器について説明する。本発明の加湿器
の全体構成を図8に斜視図で示す。図中20が加湿器で
あり、複数の加湿エレメント10を上下に積層した積層
体21の前後が開放され、それぞれ空気の入口と出口と
なっている。また、積層体21の周囲は取付枠22で包
囲され、取付枠22の一方の垂直枠22A内には図示し
ない加湿水供給路が垂直方向に形成されている。この加
湿水供給路は下側適所において、給水部材23に連結さ
れるとともに、上側適所において排水部材24に連結さ
れている。また、加湿器20を構成する各加湿エレメン
トの給排水口部14は垂直枠22Aにそれぞれ水密に連
結されて共通の加湿水給水口である給水部材23、共通
の加湿水排出口である排水部材24に接続されている。
給水部材23は加湿器の下側、排水部材24は加湿器の
上側に設けるのが、加湿エレメント内へのエアかみ現象
(加湿エレメント内の一部に水が入らず、空気が残る現
象)を防止できるため好ましい。
のリブ15と枠体11の辺11C、11D同士が重なり
合い、辺11Cとリブ15、リブ15とリブ15、リブ
15と辺11Dの間に、これらの厚みに対応した空気流
通空間25が形成される。
4を有する加湿エレメントを用いた横置き型加湿器の例
であって、加湿器の給水部材23、排水部材24は、加
湿エレメント10の給排水口部14が接続された垂直枠
22Aに設けられているが、図9に示す両側二ヵ所に給
排水口部14を有する加湿エレメント10’を用いて図
10に示す縦置き型加湿器とすることもできる。この場
合、下側水平枠22Gに給水部材23’、上側水平枠2
2Hに排水部材24’を設けるのが好ましい。給水部材
23’と排水部材24’の位置関係を逆にすると、運転
条件によってはエアかみ現象が発生する場合がある。
直方体状であるが、用途に応じて適宜の形態の立体形状
とすることができる。また、加湿器20の寸法も用途に
応じた値に設定することができる。また、加湿器20の
取付枠22の材質としては、剛性を有している材料であ
れば適宜のものが使用でき、例えばABS、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ナイロン、POM、PPS、ポリ
塩化ビニル、アクリル、ポリカーボネート等のプラスチ
ックや、アルミニウム、ステンレススチール、チタン等
の金属合金材料を使用することができる。
は、例えば図8の構成の場合、給排水口部14と垂直枠
22Aを接着、融着、機械的締付、溶接等の方法により
水密に接合して行うことができる。また、垂直枠22
B、水平枠22C、22Dとの接合も上記と同様の方法
により行うことができる。垂直枠22Aの接合の場合、
垂直枠22Aに、給排水口部14のサイズに合わせた開
口部を、取付ける加湿エレメント10の数と同じ数だけ
開けておき、垂直枠22Aと加湿エレメント10を接合
する際に、垂直枠22Aの開口部に取付ける加湿エレメ
ント10の全数をそれぞれ差し込んで、同時に上記方法
により接合すれば、一度に多数の加湿エレメント10を
取付枠に取付けることが可能である。この際、加湿エレ
メント10は、単に積み重なった状態であればよく、加
湿エレメント10間に隙間が空いた状態でもかまわない
が、加湿エレメント10間に空間を取りすぎると加湿器
20が大型化してしまうため、加湿エレメント10の辺
11C、11D及び/又はリブ15同士を隙間なく(互
いに接触して)積み重ねるのが好ましい。加湿エレメン
ト10と垂直枠を接着剤を用いて接合する場合、ウレタ
ン、ポリプロピレン、ポリエチレン、エポキシ、シリコ
ーン等の接着剤を用いることができる。融着による場合
は、超音波融着、高周波融着、熱融着等の方法を用いる
ことができる。機械的締付による場合は、加湿エレメン
ト10の給排水口部14と上記垂直枠22Aの開口部の
間にオーリング等のシール材を介挿した状態でボルト、
ナットを用いて締付けを行う方法等を用いることができ
る。
湿ユニットとして用いることができる。ユニット化する
方法は、本発明の加湿器を2台以上並べて、給水部材同
士、排水部材同士をそれぞれ連結して、加湿用水供給口
と加湿用水排出口をそれぞれ一ヵ所としても良い。この
ような方法によれば、比較的小型の標準加湿器を準備す
れば、必要な加湿能力に応じて標準加湿器を複数台接続
して用いればよく、要求される加湿能力に応じて多種類
の加湿器を生産する必要がないため、コスト面で有利で
ある。
湿装置について説明する。店舗用等に用いられる加湿機
能付き空調機の場合は、加湿器又は加湿ユニットを空調
機にセットして加湿水を給水口より供給すると、加湿エ
レメント内に水が供給される。この状態で、リブ15に
よって形成された空気流路に乾燥空気を送風ファンによ
り通風すると、乾燥空気が防水透湿シート表面を流れ、
加湿エレメント内の加湿水が防水透湿シートを透過して
蒸発し、空気が加湿される。加湿器に供給される加湿水
は、加湿エレメントの耐水圧よりも低い水圧で制御する
必要がある。水圧を制御する方法としては、加湿水給水
タンクを加湿器の上部に設け、タンク水面を水面センサ
ーやフロートスイッチ等によってある範囲で一定に保
ち、ヘッド差により加湿器に水を供給する方法や、減圧
弁を用いて水圧を減圧する方法等、従来公知の方法が適
宜用いられる。小型空調機の場合のように、設置場所に
制限がある場合には、減圧弁を用いる方法が好ましい。
加湿器は、空調機内を流れる空気が加湿器の空気流路を
通過するように設置される。加湿器の取付位置は、空調
機の吸気口から吹出し口に至るエアダクトの適宜の場所
に取付けられるが、熱交換ユニットから吹出し口の間に
設置すれば、特に加湿が必要とされる冬季に、熱交換ユ
ニットで昇温された空気を加湿器に通風させることがで
き、加湿水と供給空気との蒸気圧差が大きくとれ、加湿
効率が向上するため好ましい。空気の送風には一般的に
送風ファンやエアポンプ等が用いられるが、車両用用空
調機等、外部から空気を取り入れることが可能な場合に
は、送風のための特別な機構を省略することができる。
ビルや工場の空調で用いられる加湿装置の場合は、ダク
ト内に加湿器又は加湿ユニットをセットし、後は上記空
調機の場合と同様にして加湿水を加湿器給水口より供給
して用いられる。この場合、加湿器は加湿エレメントが
ダクトの流れ方向に向くように配置される。ダクトを流
れる空気は、加湿エレメントのリブ15によって形成さ
れた空気流路を通過して加湿される。家庭用等で用いら
れる加湿装置の場合は、ケーシング内に加湿器、送風
機、加湿水減圧弁及び運転制御装置等を配置し、水を加
湿器給水口より供給すると、加湿エレメント内に水が供
給され、送風機により乾燥空気を防水透湿シート表面に
通風すると、加湿エレメント内の加湿水が防水透湿シー
トを透過して蒸発し、空気が加湿される。
づいて説明してきたが、本発明は上記構成例に限定され
ず、種々の変形、変更が可能である。例えば、薄板を中
抜きにした形状の枠体の表面に、該中抜き部分を覆うよ
うに防水透湿シートが固定されるとともに、該防水透湿
シートの表面に、該枠体の一対の対向する辺を装架する
ように複数のリブが配設された加湿エレメント材料を用
意しておき、この加湿エレメント材料を、エアダクト又
は被加湿空気流路の壁面に水密に接着又は融着固定し、
壁面と加湿エレメント材料の間に形成される加湿空間に
加湿水を給水し、超薄型の加湿器として用いることもで
きる。
び加湿ユニットは、除加湿エレメント、除加湿器及び除
加湿ユニットとしても用いられる。本発明の加湿エレメ
ント、加湿器及び加湿ユニットを、除加湿エレメント、
除加湿器及び除加湿ユニットとして用いる場合は、加湿
エレメント内に給液する液体を、吸放湿性溶液に変えれ
ばよい。吸放湿溶液とは、低い温度において空気中の湿
分(水蒸気)を吸収し、それより高い温度において水分
を水蒸気として放出する溶液を意味するもので、従来公
知のものを用いることができる。このようなものには、
溶質としてジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、グリセロール等の水溶性有機物を含有する水溶液
や、塩化リチウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、臭
化リチウム、リン酸、か性ソーダ、か性カリ等の水溶性
無機物を含有する水溶液が包含されるが、特に、塩化リ
チウム水溶液の使用が好ましい。吸放湿性溶液に湿分を
吸収させる温度は、通常、10〜35℃、好ましくは2
0〜30℃である。一方、吸放湿性溶液から水分を水蒸
気として放出させる温度は、上記湿分を吸収させる温度
よりも高く、通常、25〜60℃、好ましくは30〜4
5℃である。
す。除加湿ユニット26は、湿度を調整すべき室内に送
風ファン27と共に設置される。吸放湿性溶液は、熱交
換器28を通り、冷却され、設定温度に調整され、除加
湿ユニット26に入り、送風ファン27により送られた
室内空気を除湿する。除加湿ユニット26を出た吸放湿
性溶液は、戻り管に入り、水分の吸湿のため希釈された
状態で熱交換器29に入り、加熱され、設定温度に調整
されたのち、室外の除加湿ユニット26に入る。除加湿
ユニット26では、送気ファン27により送られた室外
空気を加湿して、吸放湿性溶液は放湿し、濃縮される。
濃縮された吸放湿性溶液は、送液ポンプ32で熱交換器
28に戻り、冷却され、循環される。また、除加湿ユニ
ット26に供給される吸放湿性溶液は、循環調整弁33
により循環して、吸放湿性溶液の濃度、温度を調整して
も良い。室内に設置された除加湿ユニット26が加湿に
使用される場合は、吸放湿性溶液は、熱交換器28を通
り、加熱され、設定温度に調整され、除加湿ユニット2
6に入り、送風ファン27により送られた室内空気を加
湿する。除加湿ユニット26を出た吸放湿性溶液は、戻
り管に入り、水分の放湿のため濃縮された状態で熱交換
器29に入り、冷却され、設定温度に調整されたのち、
室外の除加湿ユニット26に入る。除加湿ユニット26
では、送気ファン27により送られた室外空気を除湿し
て、吸放湿性溶液は吸湿し、希釈される。希釈された吸
放湿性溶液は、送液ポンプで熱交換器28に戻り、加熱
され、循環される。また、この場合も除加湿ユニット2
6に供給される吸放湿性溶液は、循環調整弁33により
循環して、吸放湿性溶液の濃度、温度を調整しても良
い。
分離器及び気液分離ユニットを、被処理液体からガスを
分離する脱気に用いる例を説明する。本発明の気液分離
エレメント、気液分離器及び気液分離ユニットを脱気に
用いる場合には、気液分離器を密閉ハウジング内にセッ
トした状態で気液分離エレメント内に被処理液体を流
し、気液分離器の空気流路(気液分離エレメントと密閉
ハウジングの間に形成された空間)を真空ポンプにより
減圧するか、前記本発明の加湿装置と全く同様にして、
加湿エレメント内に加湿水の代わりに被処理液体を流
し、加湿器の空気流路に空気の代わりに脱気するガスの
ガス分圧が被処理液よりも低いガスを流すことにより、
被処理液の脱気を効率よく行うことができる。脱気装置
は、前記本発明の加湿装置と給水系統は全く同じものを
用いることができるが、前記真空ポンプによる脱気を行
う場合には、加湿器を密閉するハウジングと、ハウジン
グに接続してハウジング内を減圧できる真空ポンプが必
要となる。
分離器及び気液分離ユニットを、被処理液体にガスを溶
解するガス溶解に用いる例を説明する。本発明の気液分
離エレメント、気液分離器及び気液分離ユニットをガス
溶解に用いる場合には、気液分離器を密閉ハウジング内
にセットした状態で気液分離エレメント内に被処理液体
を流し、気液分離器の空気流路(気液分離エレメントと
密閉ハウジングの間に形成された空間)に被処理液体に
溶解させるガスを流すか、前記本発明の加湿装置と全く
同様にして、加湿エレメント内に加湿水の代わりに被処
理液体を流し、加湿器の空気流路に空気の代わりに溶解
させるガスを流すことにより、被処理液にガスを効率よ
く溶解させることができる。腐食性、毒性のあるガスを
溶解させる場合には、前者の密閉ハウジングを用いる方
法により、ガスが外部環境に漏れ出さないようにするこ
とが好ましい。ガス溶解装置は、前記本発明の加湿装置
と給水系統は全く同じものを用いることができるが、前
記ハウジングを用いたガス溶解を行う場合には、加湿器
を密閉するハウジングと、ハウジングに接続してハウジ
ング内をガスを供給できる送風機等の供給装置が必要と
なる。
用したので、以下に示す非常に顕著なる作用効果を得る
ことができる。 (1)気液分離エレメント内にスペーサーや三次元構造
布帛等の液流路を形成するための構成部材がないため、
液中の異物や不純物による目詰まりを起こしにくく、ま
た液の圧力損失が小さい。 (2)気液分離エレメントのリブが、枠体及び防水透湿
シートと一体化して設けられているため、高い液圧がか
かっても、防水透湿シートの変形が防止できる。また、
リブを設けることにより枠体自体の強度も強くなるた
め、枠体をより薄くし、気液分離器を小型化することが
できる。また、防水透湿シートの裏面(気液分離エレメ
ントの内側)にリブを設けると、枠体の強度をさらに強
くすることができるため、気液分離エレメントのさらな
る薄型化、気液分離器の小型化が達成できる。 (3)気体流路を形成するリブにより、従来の波板状ス
ペーサーと比較して防水透湿シートとの接触面積を小さ
くすることができるため、気液分離性能のロスを低減さ
せることができる。 (4)本発明の気液分離器は、複数の気液分離エレメン
トを重ねて、枠体に形成された給排液口部を取付枠と一
度に接着又は融着して製造できるため、工程が簡単で製
造コストが安い。 (5)気液分離エレメントにおける防水透湿シートと枠
体との固定を射出成型で行った場合、その作業を安定的
に行うことができ、給液管又は排液管と接続する場合
も、給液部材又は排液部材が設けられた取付枠と枠体に
形成された給排液口部を接着又は融着すればよく、接着
が困難な防水透湿シートと接着する必要がないため、接
着に起因するロスを殆ど無くすことができる。 (6)本発明の気液分離エレメントは、枠体の一部に給
排液口部が形成されているため、気液分離エレメントの
加圧漏液検査を行う際、給排液口部と漏液検査機の加圧
液配管とを接続することにより、気液エレメントを1枚
ずつ容易に検査することが可能である。
0μm、平均孔径約0.2μm、空孔率85%)の片面
にポリエステル不織布(ユニチカ製 マリックス903
030WSO)を熱ロールでラミネートし、防水透湿シ
ートを得た。得られた防水透湿シートの透湿度は20,
000g/m2・dayだった。次にインサート成形を
行うため、前記防水透湿シートを395×55mmにカ
ットし、不織布面が上になるように射出成形金型の下型
にセットして樹脂の射出成形を行い、410×60×
2.5mmの図6、図7に示すような加湿エレメント材
料を作成した。射出成形時、防水透湿シートは、金型に
設けたピンによって固定した。リブの形状は幅1.5m
m、高さ1.0mmとし、ピッチ20mmで18本ある
形状とした。成形機は日精樹脂工業社製のTH100−
12VSEを使用し、射出成形条件は射出速度30%、
射出圧75%、金型温度60℃、樹脂温度220℃とし
た。また樹脂は宇部興産製サイコラックX7−1100
1(N)を使用した。次に、得られた加湿エレメント材
料を2枚ずつ裏面同士を合わせて接着を行い、図1〜図
5に示すような加湿エレメントを作成した。接着剤はコ
ニシ製のKP1000を使用した。さらに加湿エレメン
トを24枚積層し、図8に示すような、430×150
×60mmの加湿器を作成した。取付枠と加湿エレメン
トの接合は、前記コニシ製接着剤を用いて行った。この
加湿器の有効膜面積は0.582m2、加湿器容積は
0.00324m3であった。
なるように射出成形金型の下型にセットした以外は、実
施例1と全く同様にして加湿器を作成した。この加湿器
は実施例1と同じで、効膜面積は0.582m2、加湿
器容積は0.00324m3であった。
た以外は、実施例1と全く同様にして加湿器を作成し
た。この加湿器は実施例1と同じで、有効膜面積は0.
582m2、加湿器容積は0.00324m3であった。
0μm、平均孔径約0.2μm、空孔率85%)の片面
に、グラビアパターンロール(開孔率80%に設定)を
用いてポリウレタン接着剤を塗布し、この面に加湿水保
持層として三次元構造布帛(直径0.3mmのポリエス
テルモノフィラメントで編成、厚さ1.5mm)を重ね
合わせ、圧力0.5kg/cm2、速度30m/分の条
件でロール圧着を行った。その後、三次元構造布帛の他
の面にも同じ方法、条件で、高分子多孔質膜を圧着して
三層膜を作成した。この三層膜を250×85mmの寸
法にカットして、矩形状シートを得た。その後、この矩
形状シートの周囲を金型を用いて熱融着し、さらに該シ
ートの片側短辺より18mmの位置で、かつ幅方向の中
央の点を中心にして直径10mmの孔をあけ、膜内部の
注水口としたサンプルを58枚積層し、接着し、加湿器
を作成した。この加湿器の有効膜面積は1.74m2、
加湿器容積は0.00524m3であった。
トの不織布面を外側にして幅165mm、長さ9.3m
のチューブ状膜体を作製した。チューブ状膜体の接合部
分の接着はポリウレタン接着剤により行った。次に、得
られたチューブ状膜体と幅180mm、長さ10mの塩
ビ製波板状スペーサーを重ねて渦巻き状に巻回して取付
枠に組付け、チューブ状膜体の一端に加湿水の給水口を
設けた加湿器を作成した。この加湿器の有効膜面積は
3.069m2、加湿器容積は0.0137m3であっ
た。
1のサンプルの給水口より流量計により供給水量を確認
しながら水を入れた。満水になったところで、水の供給
を止め、給水口より水を排水し、水を50%まで排水す
るのに要した時間を測定した。実施例1のサンプルは、
排水にかかる時間が短く液の圧損が低いことが確認でき
た。 実施例1:36秒 比較例1:112秒 (2)長期運転後液圧損比較 実施例1及び比較例1のサンプルに、加湿風量250m
3/hr、環境60℃、40%RHの条件でダクトより
エアを供給するとともに、水道水を減圧弁を用いて65
kPaまで減圧して加湿器に給水した。加湿器運転中、
加湿器からの排水は行わなかった。この運転を200時
間行った後運転を止め、加湿器をダクトより外し、加湿
器内の水抜きを行った。次に、200時間運転後のサン
プルについて、(1)と同じ測定を行った。比較例のサ
ンプルは、(1)の初期値と比較して排水にかかる時間
が長くなっており、液側流路の目詰まりが発生している
ことが分かる。実施例1のサンプルは、運転200時間
後も、ほとんど初期値と変らない値であり、液側流路の
目詰まりが発生していないことが確認できた。 実施例1:38秒 比較例1:156秒 (3)加湿性能(容積・面積比) 実施例1、2、3及び比較例1の加湿器を図12に示す
加湿性能測定装置にセットし、加湿風量250m3/h
r、環境20℃、40%RHの条件でダクトよりエアを
供給するとともに、水道水を減圧弁にて65kPaに減
圧して加湿器に給水し、加湿量を測定した。加湿量測定
中、加湿器からの排水は行わなかった。加湿器への水道
水供給水量を測定し加湿量とした。加湿器容積1m3及
び加湿器の有効膜面積1m2あたりの加湿量に換算し比
較した。実施例1、2、3の加湿器は、比較例の加湿器
と比べて加湿効率が高いことが確認できた。実施例1の
加湿器は、空気側が不織布で、実施例2の加湿器は空気
側が防水透湿膜である。実施例2の加湿器は、実施例1
の加湿器と比べて加湿性能がより高いことが確認でき
た。すなわち空気側が防湿透湿膜の場合、加湿効率がよ
り高いことが確認できた。実施例3の加湿器も、実施例
1の加湿器と比べて加湿性能がより高いことが確認でき
た。すなわちリブの高さが低いほど加湿効率がより高く
なることが確認できた。 実施例1:0.42kg/hr、130kg/hr・m
3、0.72kg/hr・m2 実施例2:0.53kg/hr、164kg/hr・m
3、0.91kg/hr・m2 実施例3:0.45kg/hr、139kg/hr・m
3、0.77kg/hr・m2 比較例1:0.61kg/hr、116kg/hr・m
3、0.35kg/hr・m2 比較例2:1.01kg/hr、74kg/hr・
m3、0.33kg/hr・m2 (4)加湿エレメントの耐水圧評価 水タンクにエア減圧弁を取りつけ、圧縮エアを供給して
水タンクを加圧し、加圧水を実施例1及び比較例1の加
湿エレメントに供給した。昇圧スピードは2kPa/s
ecとした。実施例1の加湿エレメントの場合は防水透
湿シート表面から水が出始める水圧を耐水圧とした。ま
た比較例1の加湿エレメントでは多孔質ポリテトラフル
オロエチレンフィルムと三次元構造布帛とが剥離する水
圧を耐水圧とした。実施例1の加湿エレメントは比較例
1の加湿エレメントと比較して耐水圧が高いことが確認
できた。 実施例1:120kPa 比較例1:80kPa
2、3の加湿エレメント及び加湿器の優位性が確認され
た。
造を示す斜視図である。
(b)は平面図、(c)は正面図である。
て示す部分平面図である。
−B’断面図、(c)は同C−C’断面図、(d)は同
D−D’断面図である。
す断面図である。
ある。
た斜視図である。
構造を一部切り欠いて示した斜視図である。
ントの構成例の全体構造を示す斜視図である。
す斜視図である。
る。
加湿性能測定装置の構成を示す図である。
Claims (28)
- 【請求項1】 薄板を中抜きにした形状の枠体の両面
に、該中抜き部分を覆うように防水透湿シートがそれぞ
れ固定され、該枠体と該防水透湿シートで囲まれた液流
路が形成されており、該防水透湿シートの表面に、該枠
体の一対の対向する辺を装架するように複数のリブが配
設され、且つ該枠体の一部に、給液又は排液のための給
排液口が1ヵ所以上形成されていることを特徴とする気
液分離エレメント。 - 【請求項2】 薄板を中抜きにした形状の枠体の両面
に、該中抜き部分を覆うように防水透湿シートがそれぞ
れ固定され、該枠体と該防水透湿シートで囲まれた液流
路が形成されており、該防水透湿シートの表面及び裏面
に、該枠体の一対の対向する辺を装架するように複数の
リブがそれぞれ配設され、且つ該裏面に配設されたリブ
の一部が切欠されており、更に該枠体の一部に、給液又
は排液のための給排液口が1ヵ所以上形成されているこ
とを特徴とする気液分離エレメント。 - 【請求項3】 薄板を中抜きにした形状の枠体の表面
に、該中抜き部分を覆うように防水透湿シートが固定さ
れるとともに、該防水透湿シートの表面に、該枠体の一
対の対向する辺を装架するように複数のリブが配設され
た加湿エレメント材料が、2枚、裏面同士を重ね合わせ
て接着又は融着により一体化されおり、該枠体と該防水
透湿シートで囲まれた液流路が形成されており、且つ該
枠体の一部に、給液又は排液のための給排液口が1ヵ所
以上形成されていることを特徴とする気液分離エレメン
ト。 - 【請求項4】 薄板を中抜きにした形状の枠体の表面
に、該中抜き部分を覆うように防水透湿シートが固定さ
れるとともに、該防水透湿シートの表面及び裏面に、該
枠体の一対の対向する辺を装架するように複数のリブが
それぞれ配設された加湿エレメント材料が、2枚、裏面
同士を重ね合わせて接着又は融着により一体化されてお
り、該枠体と該防水透湿シートで囲まれた液流路が形成
されており、且つ該裏面に配設されたリブの一部が切欠
されており、更に該枠体の一部に、給液又は排液のため
の給排液口が1ヵ所以上形成されていることを特徴とす
る気液分離エレメント。 - 【請求項5】 該枠体は樹脂からなり、該防水透湿シー
トの固定は、樹脂の射出成型による枠体の成型と同時に
行われたものであることを特徴とする請求項1〜4のい
ずれかに記載の気液分離エレメント。 - 【請求項6】 該リブは、樹脂の射出成型による枠体の
成型と同時に形成されたものであることを特徴とする請
求項1〜5に記載の気液分離エレメント。 - 【請求項7】 該防水透湿シートと該リブは、融着一体
化されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか
に記載の気液分離エレメント。 - 【請求項8】 該防水透湿シートは、防水透湿膜と保護
シートとの積層シートであることを特徴とする請求項1
〜7のいずれかに記載の気液分離エレメント。 - 【請求項9】 該保護シートが液流路側に設けられ、該
防水透湿膜がその反対側に設けられていることを特徴と
する請求項8に記載の気液分離エレメント。 - 【請求項10】 該保護シートが不織布からなることを
特徴とする請求項8又は9に記載の気液分離エレメン
ト。 - 【請求項11】 該防水透湿膜は、高分子多孔質フィル
ムであることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに
記載の気液分離エレメント。 - 【請求項12】 該高分子多孔質フィルムは、多孔質ポ
リテトラフルオロエチレンフィルムであることを特徴と
する請求項11に記載の気液分離エレメント。 - 【請求項13】 該多孔質ポリテトラフルオロエチレン
フィルムは、撥水・撥油剤で骨格が被覆されたものであ
ることを特徴とする請求項12に記載の気液分離エレメ
ント。 - 【請求項14】 該多孔質ポリテトラフルオロエチレン
フィルムは、片面又は両面に親水性樹脂の連続皮膜が設
けられたものであることを特徴とする請求項12又は1
3に記載の気液分離エレメント。 - 【請求項15】 請求項1〜14のいずれかに記載の気
液分離エレメントが複数枚積層された構成を有する気液
分離器であって、各気液分離エレメントの該防水透湿シ
ートの表面に配設された該リブによって気液分離エレメ
ント間に気体流路が形成されており、且つ前記給排液口
はそれぞれ液密に連結されて共通の給液口又は排液口が
形成されていることを特徴とする気液分離器。 - 【請求項16】 請求項15に記載の気液分離器が複数
台並置されてなり、前記給液口及び排液口はそれぞれ液
密に連結されていることを特徴とする気液分離ユニッ
ト。 - 【請求項17】 請求項1〜14のいずれかに記載の気
液分離エレメントが、加湿に用いられることを特徴とす
る加湿エレメント。 - 【請求項18】 請求項15に記載の気液分離器が、加
湿に用いられることを特徴とする加湿器。 - 【請求項19】 請求項16に記載の気液分離ユニット
が、加湿に用いられることを特徴とする加湿ユニット。 - 【請求項20】 請求項18に記載の加湿器を用いたこ
とを特徴とする空調機。 - 【請求項21】 請求項19に記載の加湿ユニットを用
いたことを特徴とする空調機。 - 【請求項22】 請求項18に記載の加湿器を用いたこ
とを特徴とする加湿装置。 - 【請求項23】 請求項19に記載の加湿ユニットを用
いたことを特徴とする加湿装置。 - 【請求項24】 請求項1〜14のいずれかに記載の気
液分離エレメントが、除加湿に用いられることを特徴と
する除加湿エレメント。 - 【請求項25】 請求項15に記載の気液分離器が、除
加湿に用いられることを特徴とする除加湿器。 - 【請求項26】 請求項16に記載の気液分離ユニット
が、除加湿に用いられることを特徴とする除加湿ユニッ
ト。 - 【請求項27】 請求項25に記載の除加湿器を用いた
ことを特徴とする除加湿装置。 - 【請求項28】 請求項26に記載の除加湿ユニットを
用いたことを特徴とする除加湿装置。
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