JP2006162167A - 加湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 気化式加湿器を使用した加湿装置において、季節要因や天候要因等により変化する必要加湿量に応じて気化式加湿器への給水量を自動的に制御して無駄水を削減することができ、操作が簡単で、省エネルギー且つランニングコストの低い加湿装置を提供する。
【解決手段】 空気流路１０に設けた気化式加湿器１と、該気化式加湿器１より空気供給口１２側に設けた供給側湿度検出器２と、該供給側湿度検出器２に接続して設けた加熱／冷却制御機構３とからなり、該加熱／冷却制御機構３が前記供給側湿度検出器２の検出値に基づいて加湿前の空気の加熱量又は冷却量を制御して加湿を行い、更に、前記気化式加湿器１より空気取入口１１側に取入側湿度検出器６を設けると共に、該取入側湿度検出器６に給水量制御機構７を接続して設けてあり、該給水量制御機構７が前記取入側湿度検出器６の検出値に基づいて必要加湿量を算出して前記気化式加湿器１への給水量を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば精密機械工業の工場やクリーンルームなどにおいて使用する加湿装置に関する。

精密機械工業の工場やクリーンルームなどにおいては、温度、湿度などの室内環境を一定に保つ必要があり、このような室内の恒温恒湿を目的とした加湿装置には、ハウジングやケーシング等の空気流路に空気取入口側より、加熱コイル、冷却コイル、気化式加湿器、露点センサー或は絶対湿度センサー、送風機が配置されている（例えば、特許文献１参照）。この気化式加湿器は、給水管からの水を加湿材上部に滴下して、加湿材表面を濡れ面となるように水が表面を流れるようにした加湿モジュールからなり、露点センサーで検知される加湿後の露点が一定となるように加熱冷却コイルを制御して加湿を行わせるようにしている。また、加熱冷却コイルは、露点センサーが検知する露点温度に基づいて加熱冷却量（例えば、冷水や温水の通水量など）を比例制御するようにしている。

一般に、気化式加湿器への給水量は、室内を恒湿に保つための必要加湿量に、加湿材の洗浄に用いる水量を含めた水量としている。加湿材の洗浄に用いる水は、気化式加湿器が湿式フィルターと同様に空気中の塵埃の汚れやその他の付着物を補足・捕集することから、加湿材表面に水膜を形成させると共に流下して加湿材表面を汚れないように洗浄するために必要な水であり、おおよそ必要最大加湿量の１．５〜２倍程度使用していた。

必要加湿量は、例えば関東地方の外気は冬期で0℃DB／40％RH、夏期で25℃DB／60％RH、中間期（春、秋）で15℃DB／40％RHと温湿度が変化する季節要因や、晴れ、曇り、雨のような天候要因により温湿度の変化と共に変動する。このため、給水量の設定は、加湿量が最も多くなる冬期空気条件に基づく必要加湿量（必要最大加湿量）に、加湿材の洗浄用に必要な水量を加えたものを給水量とし、特に制御されることなく一定の水量のまま使用されていた。
特開２００１−３１７７９５号公報

しかし、上述の通り必要加湿量は季節要因や天候要因により変動するために、加湿シーズン中においても常時最大加湿量が要求される場合は限られており、必要加湿量に対する必要給水量以上の給水を行ってしまい無駄水が発生していた。
また、最近では、精密機械工業の工場やクリーンルームなど夏期に加湿が必要となるような工場等もあり、年間を通じて加湿が要求されるようになっているために、さらに無駄水の量が多くなるという問題があった。

一般的に、冬期と比較して夏期のほうが絶対湿度は高いので、外気処理を行うような加湿装置では、夏期には加湿器への給水量を減らすことができるため、手動により給水量を調整している場合もあった。しかし、無駄水を効率的に減らすには、給水量を常時調整する必要があり、手作業では大変面倒な作業でもあり煩雑であった。さらには、季節や空気条件の変化に対応するようにした給水量の設定表などに基づいて、オリフィスやバルブ開度を手動により交換や調整を行っているような工場もあり、多大な手間がかかるという課題があった。

このように給水量を調整するときに、従来のオリフィスやノズルでの給水制御方法では給水量を定流量とすることしかできず、加湿材への給水に複数のノズルや複数のノズルを均等間隔に取付けたヘッダーを使用する必要があり、小流量を制御する場合には、個々のノズルや小孔からの滴下状態や吐出水量にバラツキが生じて不均一な滴下状態となる。また、従来のオリフィスや定流量弁では、給水量を小流量に制御するには下限があり小流量に絞りきれないため、加湿器への連続的かつ均一な小流量での給水には限界があった。

また、最近の加湿装置は、空気条件（温湿度条件）や任意の設定に基づき風量を調節可能となっている。気化式加湿器は、通過する風量により加湿能力が比例して変化するから、風量が調整され最大風量より低い値に設定された場合には、加湿量が減少するのに対し、上述の通り加湿材への給水量が一定であるために無駄水が発生する場合があった。
さらに、従来の加湿装置は、空気条件（温湿度条件）及び風量の両変化に伴う加湿量に適した給水量に対応して制御できないため同様に無駄水が発生し、特に、精密機械工業の工場やクリーンルームのように加湿器に純水を供給する場合には、無駄水のコストも莫大になるという課題があった。

そこで、本発明は、気化式加湿器を使用した加湿装置において、季節要因や天候要因等により変化する必要加湿量に応じて気化式加湿器への給水量を自動的に制御して無駄水を削減することができ、操作が簡単で、省エネルギー且つランニングコストの低い加湿装置を提供するものである。

本発明は、上記課題を解決するために、空気取入口と空気供給口との間の空気流路に設けた気化式加湿器と、該気化式加湿器より空気供給口側の空気流路に設けた供給側湿度検出器と、該供給側湿度検出器に接続して設けた加熱／冷却制御機構とからなり、該加熱／冷却制御機構が前記供給側湿度検出器の検出値に基づいて加湿前の空気の加熱量又は冷却量を制御して加湿を行う加湿装置であって、前記気化式加湿器より空気取入口側の空気流路に取入側湿度検出器又は温度検出器を設けると共に、該取入側湿度検出器又は温度検出器に給水量制御機構を接続して設けてあり、該給水量制御機構が前記取入側湿度検出器又は温度検出器の検出値に基づいて必要加湿量を算出して前記気化式加湿器への給水量を制御するようにした加湿装置を提供するものである。

また、本発明は、空気取入口と空気供給口との間の空気流路に設けた気化式加湿器と、該気化式加湿器より空気供給口側の空気流路に設けた供給側湿度検出器と、該供給側湿度検出器に接続して設けた加熱／冷却制御機構とからなり、該加熱／冷却制御機構が前記供給側湿度検出器の検出値に基づいて加湿前の空気の加熱量又は冷却量を制御して加湿を行う加湿装置であって、前記空気流路内の風量を検知する風量検知器を設けると共に、該風量検知器に給水量制御機構を接続して設けてあり、該給水量制御機構が前記風量検知器の検出値に基づいて必要加湿量を算出して前記気化式加湿器への給水量を制御するようにした加湿装置を提供するものである。

また、本発明は、前記空気流路内の風量を検知する風量検知器を前記給水量制御機構に接続して設け、この給水量制御機構が前記取入側湿度検出器或は温度検出器及び風量検知器の検出値に基づいて必要加湿量を算出して前記気化式加湿器への給水量を制御するようにした請求項１に記載の加湿装置を提供するものである。

また、本発明は、前記給水量制御機構が最大風量における最大加湿量に対する検出風量の比率を最大加湿量に乗じて必要加湿量を算出するようにした請求項２又は３に記載の加湿装置を提供するものである。

また、本発明は、前記風量検知器が空気流路内に設けた送風機の出力を検知して風量を算出するようにした請求項２乃至４の何れかに記載の加湿装置を提供するものである。

また、本発明は、前記給水量制御機構が前記気化式加湿器の最大加湿量に対する必要加湿量の比率を算出し、該比率に応じて前記気化式加湿器への給水量を制御するようにした請求項１乃至５の何れかに記載の加湿装置を提供するものである。

また、本発明は、前記給水量制御機構が、前記気化式加湿器に間欠給水を行う間欠給水装置を設け、最大加湿量に対する必要加湿量の比率に応じて単位時間における給水弁の開時間を調整して給水量を制御するようにした請求項６に記載の加湿装置を提供するものである。

また、本発明は、前記給水量制御機構が、前記気化式加湿器の運転開始時の一定時間は連続給水を行う連続給水手段と、一定時間経過後に間欠給水を行う間欠給水手段を備えた請求項７に記載の加湿装置を提供するものである。

また、本発明は、前記給水量制御機構が空気供給口の所望湿度に対する絶対湿度と空気取入口側の絶対湿度の差分を必要加湿量として算出するようにした請求項１乃至８の何れかに記載の加湿装置を提供するものである。

また、本発明は、前記給水量制御機構が前記必要加湿量に、前記気化式加湿器の洗浄用水を加えて給水量を制御するようにした請求項１乃至９の何れかに記載の加湿装置を提供するものである。

また、本発明は、前記気化式加湿器を空気流路に多段に設けた請求項１乃至１０の何れかに記載の加湿装置を提供するものである。

また、本発明は、空気取入口と空気供給口との間の空気流路に設けた気化式加湿器と、前記空気流路内の風量を検知する風量検知器と、該風量検知器に接続して設けた給水量制御機構とからなり、該給水量制御機構が前記風量検知器の検出値に基づいて必要加湿量を算出して前記気化式加湿器への給水量を制御するようにした加湿装置を提供するものである。

また、本発明は、前記給水量制御機構が最大加湿量における最大風量に対する検出風量の比率を最大加湿量に乗じて必要加湿量を算出するようにした請求項１２に記載の加湿装置を提供するものである。

また、本発明は、前記風量検知器が空気流路内に設けた送風機の出力を検知して風量を算出するようにした請求項１２又は１３に記載の加湿装置を提供するものである。

以上の通り、本発明に係る加湿装置によれば、空気取入口と空気供給口との間の空気流路に設けた気化式加湿器と、該気化式加湿器より空気供給口側の空気流路に設けた供給側湿度検出器と、該供給側湿度検出器に接続して設けた加熱／冷却制御機構とからなり、該加熱／冷却制御機構が前記供給側湿度検出器の検出値に基づいて加湿前の空気の加熱量又は冷却量を制御して加湿を行う加湿装置であって、前記気化式加湿器より空気取入口側の空気流路に取入側湿度検出器又は温度検出器を設けると共に、該取入側湿度検出器又は温度検出器に給水量制御機構を接続して設けてあり、該給水量制御機構が前記取入側湿度検出器又は温度検出器の検出値に基づいて必要加湿量を算出して前記気化式加湿器への給水量を制御するようにした構成を有することにより、取入側湿度検出器又は温度検出器が検出した露点や絶対湿度や温度等の検出値に基づいて必要加湿量を算出することができ、この必要加湿量に基づいて気化式加湿器への給水量を制御することができるから、季節要因や天候要因等により変化する必要加湿量に応じた給水を自動的に行うことによって効率良く無駄水を削減して、エネルギーを省力化でき、ランニングコストを低減することができる効果がある。

また、本発明は、空気取入口と空気供給口との間の空気流路に設けた気化式加湿器と、該気化式加湿器より空気供給口側の空気流路に設けた供給側湿度検出器と、該供給側湿度検出器に接続して設けた加熱／冷却制御機構とからなり、該加熱／冷却制御機構が前記供給側湿度検出器の検出値に基づいて加湿前の空気の加熱量又は冷却量を制御して加湿を行う加湿装置であって、前記空気流路内の風量を検知する風量検知器を設けると共に、該風量検知器に給水量制御機構を接続して設けてあり、該給水量制御機構が前記風量検知器の検出値に基づいて必要加湿量を算出して前記気化式加湿器への給水量を制御するようにした構成を有することにより、風量検知器が検出した空気流路内の風量に基づいて気化式加湿器への給水量を制御することができるから、風量の変化に伴う加湿量に適した給水を自動的に行うことによって効率良く無駄水を削減して、エネルギーを省力化でき、ランニングコストを低減することができる効果がある。

また、本発明は、前記空気流路内の風量を検知する風量検知器を前記給水量制御機構に接続して設け、この給水量制御機構が前記取入側湿度検出器或は温度検出器及び風量検知器の検出値に基づいて必要加湿量を算出して前記気化式加湿器への給水量を制御するようにした請求項１に記載の構成を有することにより、季節要因や天候要因等により変化する必要加湿量に応じて給水量を制御することができるのみならず、風量の変化に伴う加湿量に適した給水を行うことができるから、更に無駄水を削減することができる効果がある。

また、本発明は、前記給水量制御機構が最大風量における最大加湿量に対する検出風量の比率を最大加湿量に乗じて必要加湿量を算出するようにした請求項２又は３に記載の構成を有することにより、最大加湿量に対する必要加湿量の比率によって給水量を簡単に制御することができる効果がある。

また、本発明は、前記風量検知器が空気流路内に設けた送風機の出力を検知して風量を算出するようにした請求項２乃至４の何れかに記載の構成を有することにより、空気流路内に送風機と別に風量検知器を設ける必要がないから、簡単な構成で風量の変化に伴う加湿量に適した給水量の制御を行うことができる効果がある。

また、本発明は、前記給水量制御機構が前記気化式加湿器の最大加湿量に対する必要加湿量の比率を算出し、該比率に応じて前記気化式加湿器への給水量を制御するようにした請求項１乃至５の何れかに記載の構成を有することにより、最大加湿量に対する必要加湿量の比率によって給水量を簡単に制御することができる効果がある。

また、本発明は、前記給水量制御機構が、前記気化式加湿器に間欠給水を行う間欠給水装置を設け、最大加湿量に対する必要加湿量の比率に応じて単位時間における給水弁の開時間を調整して給水量を制御するようにした請求項６に記載の構成を有することにより、最大加湿量における連続給水に対して、最大加湿量に対する必要加湿量の比率に応じて単位時間における給水弁の開時間を簡単に調整することができるのみならず、夏期のように給水量が極端に少なくなるときにも開時間を短くするだけで制御でき、流量を変える必要がないから気化式加湿器へ安定した均一な給水を行うことができる効果がある。

また、本発明は、前記給水量制御機構が、前記気化式加湿器の運転開始時の一定時間は連続給水を行う連続給水手段と、一定時間経過後に間欠給水を行う間欠給水手段を備えた請求項７に記載の構成を有することにより、連続給水手段によって気化式加湿器の運転開始時の初期に加湿材全体を確実に濡らすことができるのみならず、その後は間欠給水手段によって必要加湿量に応じた給水量にして効率良く無駄水を削減することができる効果がある。

また、本発明は、前記給水量制御機構が空気供給口の所望湿度に対する絶対湿度と空気取入口側の絶対湿度の差分を必要加湿量として算出するようにした請求項１乃至８の何れかに記載の構成を有することにより、湿度検出器で絶対湿度を検出することによって、簡単な演算によって必要加湿量を算出して給水量を制御することができる効果がある。

また、本発明は、前記給水量制御機構が前記必要加湿量に、前記気化式加湿器の洗浄用水を加えて給水量を制御するようにした請求項１乃至９の何れかに記載の構成を有することにより、加湿用の水以外に洗浄用水も供給するから、気化式加湿器の加湿材表面に水膜を形成させて汚れを予防すると共に、加湿材に付着する空気中の塵埃の汚れ等を流下して加湿材表面を清潔かつクリーンに保つことができる効果がある。

また、本発明は、前記気化式加湿器を空気流路に多段に設けた請求項１乃至１０の何れかに記載の構成を有することにより、前段の気化式加湿器で不足している加湿分のみを次段の気化式加湿器で加湿制御するから、よりきめ細かい加湿量の制御を行うことができる効果がある。

また、本発明は、空気取入口と空気供給口との間の空気流路に設けた気化式加湿器と、前記空気流路内の風量を検知する風量検知器と、該風量検知器に接続して設けた給水量制御機構とからなり、該給水量制御機構が前記風量検知器の検出値に基づいて必要加湿量を算出して前記気化式加湿器への給水量を制御するようにした構成を有することにより、風量検知器が検出した空気流路内の風量に基づいて気化式加湿器への給水量を制御することができるから、風量の変化に伴う加湿量に適した給水を自動的に行うことによって効率良く無駄水を削減して、エネルギーを省力化でき、ランニングコストを低減することができる効果がある。

また、本発明は、前記給水量制御機構が最大加湿量における最大風量に対する検出風量の比率を最大加湿量に乗じて必要加湿量を算出するようにした請求項１２に記載の構成を有することにより、最大加湿量に対する必要加湿量の比率によって給水量を簡単に制御することができる効果がある。

また、本発明は、前記風量検知器が空気流路内に設けた送風機の出力を検知して風量を算出するようにした請求項１２又は１３に記載の構成を有することにより、空気流路内に送風機と別に風量検知器を設ける必要がないから、簡単な構成で風量の変化に伴う加湿量に適した給水量の制御を行うことができる効果がある。

本発明の実施の形態を図示する実施例に基づいて説明する。
本発明に係る加湿装置は、空気取入口１１と空気供給口１２との間の空気流路１０に設けた気化式加湿器１と、該気化式加湿器１より空気供給口１２側の空気流路１０に設けた供給側湿度検出器２と、該供給側湿度検出器２に接続して設けた加熱／冷却制御機構３とからなり、該加熱／冷却制御機構３が前記供給側湿度検出器２の検出値に基づいて加湿前の空気の加熱量又は冷却量を制御して加湿を行うようにしてあり、更に、前記気化式加湿器１より空気取入口１１側の空気流路１０に取入側湿度検出器６を設けると共に、該取入側湿度検出器６に給水量制御機構７を接続して設けてあり、該給水量制御機構７が前記取入側湿度検出器６の検出値に基づいて必要加湿量を算出して前記気化式加湿器１への給水量を制御するように構成してある。

図１に示す実施例において、気化式加湿器１は、加湿材により構成された加湿モジュールと該加湿モジュールの上方より均一に給水を行う複数のノズル付ヘッダーを備えた給水部８とからなり、給水部８から水を滴下し、表面を濡れ面となるようにした加湿モジュールに、空気を通過させて加湿を行うようにしてある。そして、加湿モジュールから落下する余分な水は、加湿材の洗浄に用いられ、空気中の塵埃の汚れやその他の付着物を流下させて加湿材表面を清潔に保つことができるように構成してある。
給水部８のヘッダー部には、加湿用水が供給されるように配管が接続され、この配管途中には気化式加湿器１に滴下する水量を調節する給水弁９が設けられ、給水源１３に接続してある。実施例では、給水源１３には純水が使用されている。

供給側湿度検出器２は空気供給口１２に設けてあり、空気供給口１２における空気の図２に示す露点又は絶対湿度を検出することができるように構成してある。供給側湿度検出器２には、一般的な露点センサーの他に、絶対湿度センサーや温湿度センサーを使用することができる。また、供給側湿度検出器２には、加熱／冷却制御機構３を接続してある。加熱／冷却制御機構３は、供給側湿度検出器２の検出した露点又は絶対湿度に基づいて加湿前の空気の加熱量又は冷却量を演算し、加熱／冷却コイル４のコイル内を流れる冷水又は温水の流量を調節して加湿前の空気の加熱量又は冷却量を制御することができるように構成してある。

図１に示す実施例において、加熱／冷却コイル４には、冷水又は温水の流量を制御する制御弁５を設けてあり、制御弁５に接続して設けた加熱／冷却制御機構３によって制御弁５を制御して加熱／冷却コイル４に流れる温水又は冷水の量を比例制御するようにしてある。なお、加熱コイルと冷却コイルを別々に設けることも勿論可能である。
また、気化式加湿器１より空気供給口１２側の空気流路１０に、加熱／冷却コイルを設けて加湿後の空気を加熱／冷却して所望の温度に調節するように構成することもできる。

図１に示す実施例において、取入側湿度検出器６は、加熱／冷却コイル４と気化式加湿器１の間の空気流路１０に設けてあり、加熱又は冷却された後で加湿前の空気の図２に示す露点又は絶対湿度を検出することができるように構成してある。また、取入側湿度検出器６には、一般的な露点センサーの他に、絶対湿度センサーや温湿度センサーを使用することができ、又、湿度検出器に代えて温度検出器を使用することも可能である。

給水量制御機構７は、取入側湿度検出器６及び給水弁９に接続して設けてあり、取入側湿度検出器６の検出した露点又は絶対湿度に基づいて必要加湿量を算出し、給水弁９を制御して気化式加湿器１への給水量を制御することができるように構成してある。また、給水量制御機構７は、必要加湿量に気化式加湿器１の洗浄用水を加えて給水量を制御するようにしてあり、最大給水量の設定としては、必要最大加湿量と洗浄用水量を合わせた量となり、最大加湿量の１．５〜２倍程度の量となるように設定してある。なお、気化式加湿器１の洗浄が不要の場合には、必要加湿量のみで給水量を制御することもできる。

図示の実施例では、給水量制御機構７は、気化式加湿器１に間欠給水を行う間欠給水装置を備え、最大加湿量に対する必要加湿量の比率に応じて単位時間における給水弁９の開時間を調整して給水量を制御するようにしてある。実施例の場合、給水弁９は電磁弁からなるが、ニ方弁を使用することもできる。
なお、給水量の制御は、極少量の制御を要しない場合には、給水弁９の開度を調節して行うことも可能であり、給水弁９にはモジュトール弁を使用することもできる。

次に、本発明に係る加湿装置の作用を図２及び図３に基づいて説明する。
図３に示すように、気化式加湿器１による加湿後の目標の露点温度（例えば、図２中の点Ｘ’）を露点設定値として設定しておく。給水量制御機構７は、取入側湿度検出器６が検知した露点とこの露点設定値とを比較／演算し、必要加湿量を算出する。次に、給水量制御機構７は、この必要加湿量に対応した給水量を給水するための制御信号を出力し、給水弁９の開度又は開閉時間を制御して気化式加湿器１への給水量の制御を行う。

また、加湿量の制御は以下のように行う。
図２においてポイントＡからポイントＸまで加湿する場合には、供給側湿度検出器２の検出値に基づいて加熱／冷却制御機構３が制御弁５の開度を制御して、加熱／冷却コイル４により加湿前の空気をポイントＹまで加熱する。次に、必要な水量が供給された気化式加湿器１によって加湿された空気は、ポイントＸ’の状態になる。さらに、加湿後の空気を加熱コイルによって加熱することにより、ポイントＸの状態に制御することができる。

また、具体的な給水量の設定と制御方法は、以下のように行う。
［制御例１］
クリーンルーム等の工場用空調では、一般に外気を多く導入し室内空気とミキシングするような空調を行っており、年間を通じて室内の温湿度は、例えば２０℃DB／５０％RHのように一定に定められている場合が多く、給水量の制御は以下のように行う。
本制御例では、給水量制御機構７が、空気供給口１２の所望湿度に対する絶対湿度と空気取入口１１側の絶対湿度の差分を必要加湿量として算出するようにしてある。
冬期や夏期等の季節や天候によって処理する湿度は変動するが、必要加湿量は、取入側湿度検出器６によって検知される気化式加湿器１の入口空気の状態により求めることができる。例えば、取入側湿度検出器６によって検知した空気の状態を冬期０℃DB／４０％RH（図２中の点Ａ）、中間期を１５℃DB／４０％RH（図２中の点Ｂ）、夏期を２５℃DB／６０％RH（図２中の点Ｃ）、工場内設定温湿度を２０℃DB／５０％RH（図２中の点Ｘ）とすると、図２より冬期Ａポイントの必要絶対湿度（ｋｇ／ｋｇＤＡ）は「Ｘ’−Ａ’」となり、必要加湿量はＷ＝ＳＧ×Ｖ×（Ｘ’−Ａ’）で求めることができる。ここで、Ｗ：加湿量（ｋｇ／ｈ）、Ｖ：風量（ｍ^３／ｈ）、ＳＧ：空気密度（１．２ｋｇ／ｍ^３）である。
従って、取入側湿度検出器６によって気化式加湿器１の入口絶対湿度（露点温度又は温湿度）を検知することにより、給水量制御機構７が所望の温度に対する絶対湿度（露点設定値）と比較演算することで必要加湿量を求めることができ、気化式加湿器１への必要給水量の設定が可能となる。

また、中間期のＢポイントでは、図２より必要絶対湿度は「Ｘ’−Ｂ’」となり、必要加湿量はＷ＝ＳＧ×Ｖ×（Ｘ’−Ｂ’）で求めることができる。なお、夏期のＣポイントでは所望絶対湿度を超えているために加湿は不要となる。ただし、加熱／冷却コイル４によって除湿過多になった場合には、中間期や冬期のように加湿が必要となり、湿度検出器６によって除湿後の空気状態を検知して同様に加湿量を求めることができる。
このように必要加湿量が求められると、加湿量に対応して給水量を制御することにより適正な給水量となり、理想的な加湿給水となるのみならず、ドレン水を出さないように制御することもでき、節水及び省エネ効果を得ることができる。
また、気化式加湿器１は、加湿材表面に付着する塵埃等の汚れやその他の付着物を除去するために、加湿量分に相当する量の給水を洗浄用水として余剰給水している。

また、給水量制御機構７は、気化式加湿器１の最大加湿量に対する必要加湿量の比率を算出し、該比率に応じて気化式加湿器１への給水量を制御するようにすることもできる。
冬期のポイントＡにおける加湿量を最大加湿量とすると、給水量の制御は、（Ｘ’−入口絶対湿度）／（Ｘ’−Ａ’）×１００％で最大加湿量に対する必要加湿量の比率（給水量率）を求めることができるから、冬期の最大加湿量にこの比率を乗じることで、適切な給水量を求めることができる。

［制御例２］
また、高飽和効率の気化式加湿器を用いる場合は、例えば加湿制御露点範囲（−１〜１５℃DP）を加湿量（１００〜０％）と設定すると、露点−１〜１５℃DPを給水量１００〜０％RHに対応して給水量制御を行う。すなわち、取入側湿度検出器６が−１℃DP（−１℃DP以下を含む）を検知した場合には、給水量は１００％の最大給水量（最大加湿量の１．５〜２倍程度）となり、１５℃DP（１５℃DP以上を含む）を検知した場合には、給水は停止となる。また、−１〜１５℃DPの間においては、各露点温度に対応した絶対湿度により比例制御を行い、中間である８℃DPを検知した場合には、最大給水量の５０％を供給するように給水量を制御するようにしてある。

具体的には、給水弁９の電磁弁を間欠運転させて給水量を制御するから、例えば５０％制御であれば、電磁弁の開時間と閉時間を５０％ずつになるように制御する。実際には電磁弁の間欠（開閉）サイクルの１サイクルを１分とすると、電磁弁は３０秒開動作した後に３０秒間閉止状態を維持するサイクルを繰り返すこととなる。取入側湿度検出器６によって入口空気の状態をリアルタイムに検出してこの制御動作を行うことにより、適正な給水量を設定し適切に給水するこができ、無駄水をなくし節水や省エネに大きく貢献することができる。

次に、実施例２を図４乃至図６に基づいて説明する。
上記実施例１の加湿装置において、給水量制御機構７は、気化式加湿器１の運転開始時の一定時間は連続給水を行う連続給水手段と、一定時間経過後に間欠給水を行う間欠給水手段を備えてある。この連続給水手段は、加湿材の仕様や運転開始時の空気状態に応じて連続給水を行う時間を設定することができるように構成してある。

実施例において、間欠給水手段は、上記間欠給水装置の給水弁９に自動弁１１１を設け、給水系の給水圧力により選定される給水圧力選定手段と、必要加湿量により選定される自動弁の開時間選定手段及び閉時間選定手段と、前記選定手段により設定する自動弁の開時間設定手段及び閉時間設定手段と、前記時間を積算する時間積算手段と、自動弁の開閉動作を指示する自動弁作動手段により構成してあることが好ましい。

図４は、本実施例の要部を示すブロック図であり、図中１００は気化式加湿器１への給水系の給水圧力により選定できる給水圧力選定スイッチである。１０１は所望の加湿量により自動弁１１１の閉時間を選定する閉時間選定スイッチである。１０２は所望の加湿量により自動弁１１１の開時間を選定する開時間選定スイッチである。１０３は給水圧力選定スイッチ１００の信号により自動弁１１１の第１開時間であるＴ１を設定する第１開時間設定回路である。１０４は閉時間選定スイッチ１０１の信号により自動弁１１１の閉時間であるＴ２を設定する閉時間設定回路である。１０５は給水圧力選定スイッチ１００と開時間選定スイッチ１０２の信号により、自動弁１１１の第２開時間であるＴ３を設定する第２開時間設定回路である。１０６は全回路を始動させる信号を出す始動装置である。１０７は第１開時間設定回路１０３により設定された時間Ｔ１を積算する第１開時間積算回路である。１０８は閉時間設定回路１０４により設定された時間Ｔ２を積算する閉時間積算回路である。１０９は第２開時間設定回路１０５により設定された時間Ｔ３を積算する第２開時間積算回路である。１１０は始動装置１０６、第１開時間積算回路１０７、閉時間積算回路１０８、第２開時間積算回路１０９の信号により作動する自動弁作動回路である。１１１は、自動弁作動回路１１０の信号により作動する自動弁である。

次に、上記回路の一連の動作について、第５図に示したフローチャート図に沿って説明する。
給水量制御装置へ始動の指示が出て、始動装置１０６からの始動信号により、自動弁作動回路１１０が作動し、自動弁１１１を開とする。これと同時に、始動信号は第１開時間積算回路１０７の作動信号ともなり、第１開時間積算回路１０７は、給水圧力選定スイッチ１００の信号により、第１時間設定回路であらかじめ設定された時間Ｔ１を積算する。

次に、第１開時間積算回路１０７は積算を終了すると自動弁作動回路１１０へ信号を出し、自動弁作動回路１１０が作動し、自動弁１１１を閉とする。これと同時に第１開時間積算回路１０７は閉時間積算回路１０８に信号を出し、この信号により、閉時間積算回路１０８は閉時間選定スイッチ１０１の信号により、閉時間設定回路１０４であらかじめ選定された時間Ｔ２を積算する。更に、閉時間積算回路１０８は積算を終了すると、自動弁作動回路１１０へ信号を出し、自動弁作動回路１１０が作動し、自動弁１１１を開とする。これと同時に閉時間積算回路１０８は第２開時間積算回路１０９に信号を出し、この信号により、第２開時間積算回路１０９は、給水圧力選定スイッチ１００と開時間選定スイッチ１０２の信号により、第２開時間設定回路１０５であらかじめ設定された時間Ｔ３を積算する。

次に、第２開時間積算回路１０９は積算を終了すると同時に自動弁作動回路１１０へ信号を出し、自動弁作動回路１１０が作動し自動弁１１１を閉とする。これと同時に第２開時間積算回路１０９は閉時間積算回路１０８に信号を戻し、この信号により、再び閉時間積算回路１０８は積算をはじめ上記動作を繰り返すように、Ｔ２、Ｔ３時間の積算と自動弁１１１の開閉の一連の動作を行うようになっている。

以上の動作を第６図のタイミングチャート図により説明する。
凹凸波形上限は、自動弁１１１の動作開の状態であり、波形下限は自動弁１１１の動作閉の状態である。記号Ｔ１は第１開時間、Ｔ２は閉時間、Ｔ３は第２開時間である。動作は時間と共に右方向へ移動し、始動信号により自動弁１１１が開となり、同時に自動弁１１１の開時間であるＴ１時間が積算され、終了と共に自動弁１１１が閉となり、自動弁１１１の閉時間であるＴ２時間が積算され、終了と共に自動弁１１１が再び開となり、自動弁１１１の開時間であるＴ３時間が積算される。このＴ３時間が積算終了となった時、自動弁１１１は再び閉となり、Ｔ２時間を積算するようになっている。つまり、これ以後の動作はＴ２、Ｔ３時間の積算の繰り返しにより自動弁１１１は開閉動作を繰り返すようになっている。

上記間欠給水手段により、給水圧力の変化や必要加湿量の変化が生じた場合であっても、常に必要加湿量に適した給水量を制御することが可能であり、無駄水を最小限にすることができる。また、最小限に給水量を制御可能なことから、溜り水も最小限にすることができ衛生的でもある。更に一定量の給水を間欠的に行うことは、加湿材の洗浄効果もあり、加湿材の衛生面、寿命面をも向上させることができる。

次に、実施例３を図７に基づいて説明する。
上記実施例１又は２の加湿装置において、気化式加湿器１を空気流路１０に多段に設けた構成とすることもできる。
図７に示すように、多段式加湿方式では、空気供給口１２側の気化式加湿器１は１段目の気化式加湿器１によって湿度が飽和状態に近づくことから、２段目以降の加湿量は１段目と比較すると少ない加湿量でよく、給水量も少量で足りる。従って、２段目の気化式加湿器１の給水量を１段目の例えば１／１０の給水量とし、この少ない給水量に比例させた水量を供給することで更なる節水が可能となる。

次に、実施例４を図８及び図９に基づいて説明する。
図８に示す実施例において、加湿装置は、空気取入口１１と空気供給口１２との間の空気流路１０に設けた気化式加湿器１と、空気流路１０内の風量を検知する風量検知器１４と、該風量検知器１４に接続して設けた給水量制御機構７とからなり、該給水量制御機構７が風量検知器１４の検出値に基づいて必要加湿量を算出して気化式加湿器１への給水量を制御するように構成してある。

風量検知器１４は、風量センサー、風速センサー、動圧センサー等のセンサーを使用することができる。加湿量は、前述の通り、Ｗ＝空気密度×風量×絶対湿度量で求めることができるから、空気密度と絶対湿度量を一定とすると、加湿量は風量に比例する。従って、給水量制御機構７は、風量検知器１４が検知した風量によって給水弁９の開度又は開閉時間を制御し、気化式加湿器１への給水量を比例制御するようにしてある。

また、給水量制御機構７は、最大風量における最大加湿量に対する検出風量の比率を最大加湿量に乗じて必要加湿量を算出するようにしてある。
給水量制御機構７には、風量検知器１４からの信号により給水量を制御する演算制御部と、この演算制御部により給水量を調整する給水量調整部を設けてあり、給水量の制御は、風量検知器１４からの信号により設計上の最大風量の範囲に対し、風量検知器１４からの値がどのくらいの風量比かを検出演算して行う。例えば、設計風量が最大１００００ｍ^３／ｈの範囲であり、風量検知器１４からの検出値が６０００ｍ^３／ｈであれば、給水量は単純に比率にして６０％の流量となるように演算制御部より出力され、給水量調節部により給水量を制御することができる。
なお、他の部分の構成は上記実施例と同様である。

また、図９に示すように、風量検知器がファンコントローラ１６からなり、空気取入口１１に設けた送風機１５の出力を検知して風量を算出するように構成することも可能である。ファンコントローラ１６は、インバーター制御、電圧制御等の制御装置からなり、送風機１５の出力値と最大風量での出力値との関係から風量を算出するようにしてある。

次に、実施例５を図１０及び図１１に基づいて説明する。
図１０に示す加湿装置は、実施例１の加湿装置に、空気流路１０内の風量を検知する風量検知器１４を給水量制御機構７に接続して設け、この給水量制御機構７が取入側湿度検出器６及び風量検知器１４の検出値に基づいて必要加湿量を算出して気化式加湿器１への給水量を制御するように構成してある。各構成要素については、上記の実施例と同様である。

また、図１１に示すように、風量検知器がファンコントローラ１６からなり、空気取入口１１に設けた送風機１５の出力を検知して風量を算出するように構成することも可能である。ファンコントローラ１６は、インバーター制御、電圧制御等の制御装置からなり、送風機１５の出力値と最大風量での出力値との関係から風量を算出するようにしてある。

次に、本実施例の加湿装置の作用について説明する。
風量検知器１４の検出値に基づく制御においては、図１２に示すように、例えば最大設計風量（１００００ｍ^３／ｈ）を１００％とし、風量５０００ｍ^３／ｈのとき５０％になるように比例演算を行う。また、取入側湿度検出器６の検出値に基づく制御においては、図２に示すように、例えば冬期のＡポイントにおける必要加湿量を最大加湿量（１００％）とし、加湿が不要な室内設計値のＸポイントを０％とする。このＡポイントからＸポイントに対応する絶対加湿度のＡ’ポイントからＸ’ポイントの間を、前述の比率で比例演算を行い対応する値として出力する。

給水量制御機構７が、風量及び露点から算出した出力を積演算器に入力して両出力値の積を得る。例えば、図１２に示すように、露点から算出された出力が５０％、風量から算出された出力が５０％のとき積演算器を通すことにより０．５×０．５＝０．２５となり、２５％の出力を得る。この出力値により給水弁９の開度又は開閉時間を制御して、気化式加湿器１への給水量を制御する。

また、このように演算算出された必要加湿量に、気化式加湿器１を洗浄するための洗浄用水を加えた水量を供給するようにすることも可能である。この洗浄用水は、最大加湿量の５０〜１００％の任意の一定水量を加える他、最大加湿量に対する必要加湿量の比率に対応して洗浄用水量を制御することも可能である。

本発明加湿装置の一実施例を示す構成図。 その一実施例による給水量の制御を示す湿り空気線図。 その一実施例を示すフローチャート図。 その一実施例の要部を示すブロック図。 その一実施例の要部を示すフローチャート図。 その一実施例の要部を示すタイミングチャート図。 本発明加湿装置の他の実施例を示す構成図。 本発明加湿装置のその他の実施例を示す構成図。 本発明加湿装置のその他の実施例を示す構成図。 本発明加湿装置のその他の実施例を示す構成図。 本発明加湿装置のその他の実施例を示す構成図。 図１１及び図１２の実施例による給水量の制御を示すグラフ図。

符号の説明

１ 気化式加湿器
２ 供給側湿度検出器
３ 加熱／冷却制御機構
４ 加熱／冷却コイル
５ 制御弁
６ 取入側湿度検出器
７ 給水量制御機構
８ 給水部
９ 給水弁
１０ 空気流路
１１ 空気取入口
１２ 空気供給口
１３ 給水源
１４ 風量検知器
１５ 送風機
１６ ファンコントローラ
１００ 給水圧力選定スイッチ
１０１ 閉時間選定スイッチ
１０２ 開時間選定スイッチ
１０３ 第１開時間設定回路
１０４ 閉時間設定回路
１０５ 第２開時間設定回路
１０６ 始動装置
１０７ 第１開時間積算回路
１０８ 閉時間積算回路
１０９ 第２開時間積算回路
１１０ 自動弁作動回路
１１１ 自動弁

Claims (14)

1. 空気取入口と空気供給口との間の空気流路に設けた気化式加湿器と、該気化式加湿器より空気供給口側の空気流路に設けた供給側湿度検出器と、該供給側湿度検出器に接続して設けた加熱／冷却制御機構とからなり、該加熱／冷却制御機構が前記供給側湿度検出器の検出値に基づいて加湿前の空気の加熱量又は冷却量を制御して加湿を行う加湿装置であって、前記気化式加湿器より空気取入口側の空気流路に取入側湿度検出器又は温度検出器を設けると共に、該取入側湿度検出器又は温度検出器に給水量制御機構を接続して設けてあり、該給水量制御機構が前記取入側湿度検出器又は温度検出器の検出値に基づいて必要加湿量を算出して前記気化式加湿器への給水量を制御するようにした加湿装置。
2. 空気取入口と空気供給口との間の空気流路に設けた気化式加湿器と、該気化式加湿器より空気供給口側の空気流路に設けた供給側湿度検出器と、該供給側湿度検出器に接続して設けた加熱／冷却制御機構とからなり、該加熱／冷却制御機構が前記供給側湿度検出器の検出値に基づいて加湿前の空気の加熱量又は冷却量を制御して加湿を行う加湿装置であって、前記空気流路内の風量を検知する風量検知器を設けると共に、該風量検知器に給水量制御機構を接続して設けてあり、該給水量制御機構が前記風量検知器の検出値に基づいて必要加湿量を算出して前記気化式加湿器への給水量を制御するようにした加湿装置。
3. 前記空気流路内の風量を検知する風量検知器を前記給水量制御機構に接続して設け、この給水量制御機構が前記取入側湿度検出器或は温度検出器及び風量検知器の検出値に基づいて必要加湿量を算出して前記気化式加湿器への給水量を制御するようにした請求項１に記載の加湿装置。
4. 前記給水量制御機構が最大風量における最大加湿量に対する検出風量の比率を最大加湿量に乗じて必要加湿量を算出するようにした請求項２又は３に記載の加湿装置。
5. 前記風量検知器が空気流路内に設けた送風機の出力を検知して風量を算出するようにした請求項２乃至４の何れかに記載の加湿装置。
6. 前記給水量制御機構が前記気化式加湿器の最大加湿量に対する必要加湿量の比率を算出し、該比率に応じて前記気化式加湿器への給水量を制御するようにした請求項１乃至５の何れかに記載の加湿装置。
7. 前記給水量制御機構が、前記気化式加湿器に間欠給水を行う間欠給水装置を設け、最大加湿量に対する必要加湿量の比率に応じて単位時間における給水弁の開時間を調整して給水量を制御するようにした請求項６に記載の加湿装置。
8. 前記給水量制御機構が、前記気化式加湿器の運転開始時の一定時間は連続給水を行う連続給水手段と、一定時間経過後に間欠給水を行う間欠給水手段を備えた請求項７に記載の加湿装置。
9. 前記給水量制御機構が空気供給口の所望湿度に対する絶対湿度と空気取入口側の絶対湿度の差分を必要加湿量として算出するようにした請求項１乃至８の何れかに記載の加湿装置。
10. 前記給水量制御機構が前記必要加湿量に、前記気化式加湿器の洗浄用水を加えて給水量を制御するようにした請求項１乃至９の何れかに記載の加湿装置。
11. 前記気化式加湿器を空気流路に多段に設けた請求項１乃至１０の何れかに記載の加湿装置。
12. 空気取入口と空気供給口との間の空気流路に設けた気化式加湿器と、前記空気流路内の風量を検知する風量検知器と、該風量検知器に接続して設けた給水量制御機構とからなり、該給水量制御機構が前記風量検知器の検出値に基づいて必要加湿量を算出して前記気化式加湿器への給水量を制御するようにした加湿装置。
13. 前記給水量制御機構が最大加湿量における最大風量に対する検出風量の比率を最大加湿量に乗じて必要加湿量を算出するようにした請求項１２に記載の加湿装置。
14. 前記風量検知器が空気流路内に設けた送風機の出力を検知して風量を算出するようにした請求項１２又は１３に記載の加湿装置。
    

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