JP2005061746A - 加湿体、加湿エレメント及び加湿機能付き換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 加湿エレメントを形成する加湿体が透湿膜の全周を接着シールし、導水部材を封入して作成されるため、加湿体の製造が面倒であり、また、透湿膜が熱による損傷を受け易く、加湿エレメント製造時の製造管理が難しい。さらに、スペーサとして多数のリブを使用し、透湿体を積層するので、有効加湿面積の減少等により加湿エレメントの加湿特性が悪くなる。
【解決手段】 本発明の加湿体は、水は透過しないが、水蒸気は透過する材質で形成された貫通穴を有する中空体の単独中空体または該中空体を複数配列し一体化した中空体の集合体からなる加湿体であって、中空体の貫通穴を通風路または通水路とし、単独中空体または中空体の集合体の外側を通水路または通風路とし、通風路の空気を通水路の水により加湿する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、自然蒸発式の加湿体の改良及びこれを使う加湿エレメント及び加湿機能付き換気装置に関するものである。

自然蒸発式の加湿エレメントとしては、次のものがある。
シート状の多孔質材料よりなる導水部材を、水は透過しないが、水蒸気は透過する透湿膜により形成した袋状の膜体内に封入し、両者の結合した複合構造の扁平な導水体を構成する。この導水体の一表面に互いに平行な複数の通気路を形成する複数のリブと、この導水体内に水を供給する導水体内と連通する給水孔を有する給水部材とを接合して通水可能な加湿機能体を構成し、この加湿機能体を給水部材が互いに密着するように複数積層し、リブによる送気層と導水体による保水層とが一層おきの層構造をなすように構成する（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−２１９５０５号公報（第６頁、図１〜図４）

上記の加湿エレメントにおいては、加湿エレメントを形成する加湿体が透湿膜の全周を接着シールし、導水部材を封入して作成されるため、加湿体の製造が面倒であり、また、透湿膜が熱による損傷を受け易く、加湿エレメント製造時の製造管理が難しい。さらに、スペーサとして多数のリブを使用し、透湿体を積層するので、有効加湿面積の減少等により加湿エレメントの加湿特性が悪くなる。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、製造が容易な加湿体を得ることを目的とする。
また、多種多様な加湿エレメントに使用可能な加湿体を得ることを目的とする。
また、加湿性能を改良した加湿体を得ることを目的とする。
また、製造の容易な加湿エレメント及び加湿機能付きの換気装置を得ることを目的とする。
さらに、加湿性能を改良した、加湿エレメント及び加湿機能付きの換気装置を得ることを目的とする。

本発明の加湿体は、水は透過しないが、水蒸気は透過する材質で形成された貫通穴を有する中空体の単独中空体または該中空体を複数配列し一体化した中空体の集合体からなる加湿体であって、中空体の貫通穴を通風路または通水路とし、単独中空体または中空体の集合体の外側を通水路または通風路とし、通風路の空気を通水路の水により加湿するものである。

本発明の加湿体は、貫通穴を有する中空体を基本構造としており、単純な形状であり、製造が容易である。また、貫通穴を通風路または通水路いずれにもでき、貫通穴の内外間で通風路の空気を加湿でき、加湿エレメントにこの加湿体を使用することにより、多種多様な加湿エレメントの製造が可能となる。

図１は、加湿機能付きの換気装置を示した構成図（横から見た図）である。
図１において、本換気装置は、給気流４ａを加湿する加湿エレメント１、給気流４ａと排気流５ａとを熱交換する熱交換エレメント７、給気通路４、排気通路５、給気用送風機８及び排気用送風機７を筐体内に収容し、給気用送風機８により戸外の新鮮な空気を取入れ、給気通路４の給気流４ａを室内に給気し、また排気用送風機７により室内の空気を、排気通路５の排気流５ａとして戸外に排出する。その際、給気流４ａは排気口側に配置した熱交換エレメント９において排気流５ａと混合することなく熱交換し室温に近ずき、ついで、給気通路４の熱交換エレメント９より下流側の給気口側で、下部に設置されている加湿エレメント１で加湿される。

次に、加湿エレメント１に使われる加湿体を説明する。
図２、３、４は、それぞれ、構造の異なる加湿体である。
図２（ａ）の加湿体は、外観が断面矩形（正方形または長方形）の直方体で、長手方向に通水路１１となる貫通穴を有する中空体である加湿体１０である。また、図２（ｂ）の加湿体は、外観が断面円形の円柱体で、長手方向に通水路１３となる貫通穴を有する中空体である加湿体１２である。これらは加湿体１０、１２の材質は、水は透過しないが水蒸気は透過する樹脂、例えば熱可塑性エラストマーであるナイロンやポリウレタンであり、肉厚は３０μｍから３００μｍである。内部の通水路１１、１３に水が保持され、外部に空気を通風することにより加湿面１０ａ、１２ａを介して通風空気が加湿される。
但し、本加湿体１０、１２は、内部と外部を逆にして、内部を空気が通風する通風路とし、外部に水を保持するようにしてもよく、同様に通風空気が加湿される。
本加湿体１０、１２は、押出し成形により製造され、かつ、断面が矩形または円形と単純であり、製造が容易である。

図３（ａ）の加湿体は、外観が断面矩形（正方形または長方形）の直方体で、長手方向に通水路１５となる貫通穴を有する中空体を一列に複数配置した加湿体１４であり、図２（ａ）の加湿体１０を一列に複数並べたものである。また、図３（ｂ）の加湿体は、外観が断面円形の円柱体で、長手方向に通水路１７となる貫通穴を有する中空体を一列に複数配置した加湿体１６であり、図２（ｂ）の加湿体１２を一列に複数並べたものである。材質及び製造方法は加湿体１０、１２と同じである。特に押出し成形により一体で製造され、かつ、断面が単純な矩形または円形の集合であり製造が容易である。また、通風空気が加湿面１４ａ、１６ａを介して加湿されるのも同様であるが、加湿体１６は、加湿体１６の壁（加湿面１６ａ）が平面でなく、曲面であり、加湿有効面積が大きくなり加湿性能が向上する。
本加湿体１４、１６も、内部と外部を逆にして、内部を空気が通風する通風路とし、外部に水を保持するようにしてもよく、同様に通風空気が加湿される。

図４（ａ）の加湿体は、外観が断面矩形（正方形または長方形）の直方体で、長手方向に通風路１９となる貫通穴を有する中空体を一列に配置した加湿体１８であり、図３（ａ）の加湿体１４と同様であるが、内部の貫通穴が通風路１９であり、外部に水を保持して使用する。
また、図４（ｂ）の加湿体は、外観が断面円形のほぼ円柱体で、長手方向に通風路２２となる貫通穴を有する中空体を一列に複数配置した加湿体２１であり、図３（ｂ）の加湿体１６と類似しているが、配列円柱体が配列方向に重なるように結合し、貫通穴は配列方向につながっている。即ち、相互に連通している。これは貫通穴の目ずまり防止に有効である。また、内部の貫通穴が通風路２２であり、外部に水を保持して使用する。
材質及び製造方法は加湿体１４、１６等と同じである。特に押出し成形により一体で製造され、かつ、断面が単純な矩形または円形の集合であり製造が容易である。また、通風空気が加湿面１８ａ、２１ａを介して加湿されるのも同様であるが、加湿体２１は、加湿体２１の壁（加湿面２１ａ）が平面でなく、曲面であり、加湿有効面積が大きくなり加湿性能が向上する。
本加湿体１８、２１も、内部と外部を逆にして、内部を空気が通風する通風路とし、外部に水を保持するようにしてもよく、同様に通風空気が加湿される。

これらの図２、３、４に示す加湿体１０、１２、１４、１６、１８、２１は、通常は、図示のように上下方向が設置され、加湿エレメント１に使われる。但し、これに限定されない。また、図２に示す加湿体１０、１２が単独中空体からなる加湿体であり、図３、４に示す加湿体１４、１６、１８、２１が中空体の集合体からなる加湿体である。なお、各図における矢印は通風空気の流れ方向を示す。

次に、これらの加湿体を使用する加湿エレメント１を説明する。
図５、６、７、８は、それぞれ構造の異なる加湿エレメント１である。
図５の加湿エレメント１ａは、加湿体として図３（ａ）に示した加湿体１４を使用する。複数の加湿体１４を透湿面１４ａが向き合うように並べて配置し、加湿体１４間にスペーサー２５を介在させる。スペーサー２５は図５の例では透湿面１４ａの上下に棒状体を設置し、加湿面１４ａ間の間隙を空気が通る通風路とする。加湿体１４とスペーサー２５を適当数接着等で組合せて箱状体を形成し、この箱状体の下部に貯水部２７を設置する。貯水部２７は側部に給水口２６を有し、給水口２６から給水し内部に水を貯める容器であり、上部が開口しており（下部のスペーサー２５で部分的に蓋をするようにしてもよい）、加湿体１４の通水路１５の下端部が貯留水に漬かる。また、箱状体の上部には、蓋部２８を設置する。蓋部２８には、通水路１５からの空気を抜く空気抜き部２９を部分的に設ける。空気抜き部２９は、孔径０．１〜１μｍ程度の多数の小孔を有する多孔体で形成する。これは給水圧０．１ＭＰａに耐える必要があり、例えば、ポリテトラフルオロエチレンのシートを水圧で膨張して破裂しないように不織布等で補強して使用する。このようにして、加湿体エレメント１ａは、外観が箱状体である。
なお、給水口２６、貯水部２７等で給水手段を構成する。

この加湿エレメント１ａによる空気の加湿は、次のように行う。
給水口２６から水を供給し、貯水部２７に貯水し、加湿体１４の通水路１５に水を充填する。その際、通水路１５の空気は空気抜き部２９から排出される。加湿体１４間で、スペーサー２５間の通風路に送風機等で空気を送ることにより、空気は加湿面１４ａから加湿される。
本加湿エレメント１ａは、製作が容易な加湿体１４を使用するので、製造が容易である。また、スペーサー２５の設置を少なくでき、加湿面１４ａの多くを有効加湿面とすることができ、加湿性能が向上する。

加湿体１は、図３（ｂ）に示す加湿体１６でもよく、この場合は、加湿面積増加により加湿性能が向上する。
また、図４（ｂ）に示す加湿体２１を貫通穴を通水層として使用してもよく、同様な効果が得られる。

図６の加湿エレメント１ｂについて説明する。
加湿体として図４（ａ）に示した加湿体１８を使用する。加湿体１８の加湿面１８ａを通風路１９を揃えて対向させ、加湿面１８ａ間にスペーサー３１を介在させ、加湿面１８ａ間に通水路３２を形成する。スペーサー３１は棒状体であり、加湿面１８ａ間で、加湿体１８の通風路１９の両端部に沿って、それぞれ設置される。
加湿エレメント１ｂの外観は、図５の加湿エレメント１ａと同様に、加湿体１８とスペーサー３１を接着等により組合せた箱状体であり、上部の空気抜き部２９付きの蓋部２８、下部の給水口２６付きの貯水部２７は加湿エレメント１ａと同様であり、この場合は、透湿体１８の透湿面１８ａ間の通水路３２の下端部が貯留水に漬かる。

この加湿エレメント１ｂによる空気の加湿は、次のように行う。
給水口２６から水を供給し、貯水部２７に貯水し、加湿体１８の通水路３２に水を充填する。その際、通水路３２の空気は空気抜き部２９から排出される。加湿体１８の通風路１９に送風機等で空気を送ることにより、空気は加湿面１８ａから加湿される。
本加湿エレメント１ｂは、製作が容易な加湿体１８を使用するので、製造が容易である。また、スペーサー３１の設置を少なくでき、加湿面１８ａの多くを有効加湿面とすることができ、加湿性能が向上する。

加湿体１は、図４（ｂ）に示す加湿体２１でもよく、この場合は、加湿面積増加により加湿性能が向上する。
また、図３（ｂ）に示す加湿体１６を貫通穴を通風層として使用してもよく、同様な効果が得られる。

次に、図７の加湿エレメント１ｃについて説明する。
加湿体として図２（ｂ）に示した加湿体１２を使用する。加湿体１２の両端部を、それぞれ、複数の穴のあいた二枚の板３５に差し込む。複数の穴の全てに加湿体１２を差し込み、これらを、対向二面に同様の穴のあいた箱状の容器である貯水部２７内に、加湿体１２の両端部が穴に位置的に合うように入れる。この際、両端部と貯水部２７の穴とはパッキング等でシールし、貯水部２７に水を入れても穴から水漏れがないようにし、通風路１３ａを形成する。二枚の板３５は使わずに、貯水部２７の穴に加湿体１２の端部を直接、例えば、板厚を厚くして、あてがうようにしてもよい。
貯水部２７に、二枚の板３５に差し込まれた加湿体１２が全て収容され、貯水部２７の上部は空気抜き部２９付きの蓋部２８で蓋される。給水口２６から給水され、貯水部２７内の加湿体１２が水に漬かるようにする。

このような加湿エレメント１ｃは、外観は同様に箱状体であり、加湿体１２の通風路１３ａに送風機等で空気を送ることにより、空気は加湿面１２ａ内面から加湿される。加湿面１２ａは曲面であり、加湿有効面積が大きくでき、加湿性能が向上する。
本加湿エレメント１ａは、製作が容易な加湿体１２を使用するので、製造が容易である。また、スペーサー等の使用がなく、加湿面１２ａの全てが有効加湿面とすることができ、加湿性能が向上する。

穴の形状を矩形として、加湿体として、図２（ａ）に示す加湿体１０を同様に使うこともできる。
また、加湿体として、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）または図４（ｂ）に示す加湿体を複数使用し、穴形状を、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）または図４（ｂ）に示す加湿体の貫通穴側の外観形状に合せ、パッキング等で水漏れないように取り付け、貫通穴を通風路とする加湿エレメント１としてもよい。

図８に示す加湿エレメント１ｄについて説明する。
加湿体として、図３（ａ）に示す加湿体１４を使用する。加湿体１４の通水路１５の数が多くなるように押出し成形し、この加湿体１４を、通水路１５の端部の開口部が円を描くように巻き（図８で通水路１５が前後方向になるように巻き）、渦巻体を形成する。通水路１５は、渦巻き形状に沿う方向に方向に形成してもよい。この際、適宜スペーサ（図示省略）を挿入し、間隔を開けて巻くことにより、通風路１５ａを形成する。また、加湿体１４の材質を形状記憶のある樹脂とし、スペーサーなしで、加温して一定の間隔を設けて巻き、冷やして形状固定してもよい。

給水口２６から給水し、給水部２６付近に設けた各通水路１５間を連通する連通孔（図示省略）により、各通水路１５に給水する。また、通風路１５ａに送風することにより、加湿体１４の加湿面１４ａから加湿される。
本加湿エレメント１ｄは、製作が容易な加湿体１４を使用するので、製造が容易である。また、加湿体１４の材質を形状記憶のある樹脂とした場合は、スペーサー等の使用がなく、加湿面１２ａの全てが有効加湿面とすることができ、加湿性能が向上する。
加湿体としては、図３（ｂ）に示す加湿体１６を使用してもよい。この場合は、加湿有効面積を増加させることができ、加湿性能が向上する。
なお、本加湿エレメント１ｄにおいては、給水口２６、各通水路１５間を連通する連通孔等が給水手段を構成する。

図２（ａ）、（ｂ）に示す加湿体１０、１２は、それぞれ、１本または間隔をあけて複数本、下部を貯水部２７内として図のように立設し、貯水部２７の給水口から給水することにより通水路１１、１３に給水し、立設した加湿体１０、１２に送風機等で送風することにより、送風空気を加湿する加湿装置とすることができる。

これらの加湿エレメント１ａ、ｌｂ、１ｃ、１ｄ等は、図１の加湿機能付き換気装置３の加湿エレメント１として使用され、室内への給気を加湿するとともに、それぞれの加湿エレメントの特徴を有する加湿機能付き換気装置３となる。

本発明の加湿体は、加湿機能付き換気装置等の加湿エレメントに使用される。

本発明の加湿機能付きの換気装置を示す概略図である。 本発明の加湿体を示す斜視図である。 本発明の別の加湿体を示す斜視図である。 本発明の更に別の加湿体を示す斜視図である。 本発明の加湿エレメントを示す斜視図である。 本発明の別の加湿エレメントを示す斜視図である。 本発明の更に別の加湿エレメントを示す斜視図である。 本発明の更に別の加湿エレメントを示す斜視図である。

符号の説明

１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ） 加湿エレメント、１０、１２、１４、１６、１８、２１ 加湿体、１１、１３、１５、１７ 通水路、１３ａ、１５ａ 通風路、１９、２２ 通風路、２５、３１ スペーサー、２６、２７ 給水手段。

Claims (11)

1. 水は透過しないが、水蒸気は透過する材質で形成された貫通穴を有する中空体の単独中空体または該中空体を複数配列し一体化した中空体の集合体からなる加湿体であって、
   前記中空体の貫通穴を通風路または通水路とし、前記単独中空体または前記中空体の集合体の外側を通水路または通風路とし、前記通風路の空気を前記通水路の水により加湿することを特徴とする加湿体。
2. 前記中空体の貫通穴の形状が、断面円形または断面矩形であることを特徴とする請求項１に記載の加湿体。
3. 前記中空体の集合体の貫通穴が相互に連通していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加湿体。
4. 中空体の貫通穴が通風路であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの請求項に記載の加湿体。
5. 中空体の貫通穴が通水路であることを特徴とする請求項１項１〜請求項３のいずれかの請求項に記載の加湿体。
6. 前記単独中空体または前記中空体の集合体を押出し成形で一体成形したことを特徴とする請求項１項１〜請求項５のいずれかの請求項に記載の加湿体。
7. 請求項１〜請求項３、請求項５及び請求項６のいずれかの請求項に記載の中空体の集合体からなる加湿体と、
   前記加湿体間に設置したスペーサーと、
   前記加湿体の貫通穴に給水する給水手段と、
   を備え、
   前記スペーサーで形成した前記加湿体間の間隙を通風路とし、前記加湿体の貫通穴を通水路としたことを特徴とする加湿エレメント。
8. 請求項１〜請求項４及び請求項６のいずれかの請求項に記載の中空体の集合体からなる加湿体と、
   前記加湿体間に設置したスペーサーと、
   前記スペーサーにより前記加湿体間に形成された間隙に給水する給水手段と、
   を備え、
   前記スペーサーで形成した前記加湿体間の間隙を通水路とし、前記加湿体の貫通穴を通風路としたことを特徴とする加湿エレメント。
9. 請求項１〜請求項４及び請求項６のいずれかの請求項に記載の加湿体と、
   前記加湿体を収容する容器状の貯水部と、
   前記貯水部に給水する給水手段と、
   を備え、
   前記加湿体の貫通穴の両端の開口部を、前記貯水部の対向面に開口させ、前記貫通穴を通風路とし、また、前記貯水部に貯水することを特徴とする加湿エレメント。
10. 請求項１〜請求項３、請求項５及び請求項６のいずれかの請求項に記載の中空体の集合体からなる加湿体と、
    前記加湿体の貫通穴に給水する給水手段と、
    を備え、
    前記加湿体で多重巻きの巻体であり、巻体間に間隙を有する多重巻体を形成し、前記貫通穴を通水路とし、前記間隙を通風路とすることを特徴とする加湿エレメント。
11. 請求項７〜請求項１０のいずれかの請求項に記載の加湿エレメントと、
    熱交換エレメントと、
    送風機と、
    を備え、
    給気用外気が、前記熱交換エレメントで排気用室内気と熱交換し、さらに前記加湿エレメントで加湿さられることを特徴とする加湿機能付きの熱交換装置。
    

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