JP2006258401A - 気液分離器及び気液分離用エレメントの排液方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 気液分離器の有効膜面積をさらに長期間に亘って維持できる技術を確立する。
【解決手段】 気液分離シート３０で表面の少なくとも一部が構成されている概略封筒状の気液分離用エレメント１０の蒸気排出面３３に通風する方式の気液分離器４０であって、
前記気液分離用エレメント１０の下側に通液用開口部２１が１ヶ所以上形成されており、
この気液分離用エレメント１０が複数枚、通風間隔２５を開けながら、互いの蒸気排出面３３が対向するように連設されており、
これら気液分離用エレメント１０の風上側を上にして風下側を下にしながら、風上側の端辺１１が水平になるまで寝かせたときの該端辺１１と水平面とが形成する角度を０度としたとき、前記気液分離用エレメントの風上側端辺１１と水平面とが形成する角度が、７〜８７度になるように調節されている。
【選択図】 図８

Description

本発明は気液分離器及びこの気液分離器に収容される気液分離用エレメントの排液方法に関するものであり、好ましくは加湿器及びこの加湿器に収容される加湿エレメントの排水方法に関するものである。

従来、気液分離膜を用いて気体と液体を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。これらの中でも、膜式加湿器は、従来広く用いられていた蒸散板方式の加湿器と比較して、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。

膜式加湿器としては、防水透湿シートを両面に形成した概略封筒形状の加湿エレメントの内部に水を通水し、前記防水透湿シートから水蒸気を分離して通過させ、この水蒸気排出面に通風して加湿する方式のものが知られており、前記加湿エレメントが複数枚、枠体内に平行配置されて加湿器が構成されている（例えば、特許文献１〜２）。より詳細には、特許文献１の加湿エレメントは、加湿用水保持層（ポリエステルモノフィラメントで編成した三次元構造布帛など）の両面に透湿膜（延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンなど）を積層して三層一体化した加湿用シートに注水口となる貫通孔を形成した加湿エレメント（三層型加湿エレメント）である。また特許文献２の加湿エレメントは、薄板を中抜きにした形状の枠体の両面を防水透湿シート（多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムと保護シートとの積層体など）で覆い、枠体に給排液口を形成した加湿エレメント（中空板型加湿エレメント）である。

上記のような概略封筒形状の加湿エレメントを用いる場合、供給水に含まれるＣａＣＯ₃などの不純物が防水透湿シート面に析出及び堆積することによって有効膜面積が低下して加湿性能が低下するという問題がある。膜式加湿器では、水の蒸発にともなって加湿エレメント内に溜められた水が濃縮し、水中の不純物、特にＣａＣＯ₃がエレメント内に析出しやすい。そしてこの析出不純物は、防水透湿シートの接液面に堆積するようになる。この現象を防ぐために、定期的にエレメント本体内の水を排出し、不純物を排出することが行われている。しかし、定期的にエレメント本体内の水を排出しても、堆積不純物の全てを排出するのは困難である。加湿器を長期間運転すると徐々にこの堆積不純物が蓄積されて加湿性能の低下が起こるため、場合によっては数年で加湿器を交換する必要があった。なお従来の加湿器は、概略封筒形状の加湿エレメントの風上側の端辺が水平面に対して垂直になる状態で使用され、排水時にも風上側の端辺は水平面に対して垂直なままである。
特開２０００−２７４７５４公報（段落００２８、実施例１） 特開２００３−９７８３１号公報（特許請求の範囲）

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、気液分離シートの有効膜面積をさらに長期間に亘って維持できる技術を確立することにある。

本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、前記気液分離シートの特定の部分（風上側）に不純物が堆積しかつ蓄積しやすいこと、そして風上側を風下方向に傾けて排液すれば有効膜面積をさらに長期間に亘って維持できることを見出し、本発明を完成した。

例えば従来の加湿器では、図１の概略平面図に示すような加湿エレメントが使用されている。この加湿エレメント１００は薄板を中抜きした形状の枠体２０の両面に防水透湿シート３０が張設されており、該薄板２０の底に形成された通水用開口部２１から内部に加湿用の水を供給できるようになっている。そして防水透湿シート３０表面に紙面左から紙面右方向に風を送ることで、加湿できるようになっている。ところが本発明者は、このような加湿エレメント１００を使用すると、加湿は防水透湿シート３０の風上部（図面のハッチング部分）で実質的に完了しており、当該風上部で水の濃縮とそれに伴う不純物の析出及び堆積が顕著となることを突き止めた。そのため図示するように該加湿エレメント１００から真下に排水して堆積不純物を排出しようとしても、エレメントの上部から下部にかけて鉛直方向につながる重度堆積部分（ハッチング部分）が障害となって該ハッチング部分の適切な排水（不純物を十分に同伴する排水）が行われ難くなり、該重度堆積部分（ハッチング部分、加湿に有効な部分）の堆積不純物量の低減が完全に行われず、ひいては重度堆積部分の防水透湿シート接液面で堆積不純物の蓄積が著しくなり、有効膜面積が低下することが判明した。そこで風上側を風下方向に傾けながら排水すると、防水透湿シートの加湿への寄与度が低い部分、換言すれば堆積不純物が少ない部分（軽度堆積部分、ハッチングしていない部分）を通って堆積不純物が排出されるため、重度堆積部分（ハッチング部分）の堆積不純物の蓄積量を顕著に低減でき、有効膜面積をさらに長期間に亘って維持できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、気液分離シートで表面の少なくとも一部が構成されている概略封筒状の気液分離用エレメントの蒸気排出面に通風する方式の気液分離器を対象としており、本発明の気液分離器は、前記気液分離用エレメントの下側に通液用開口部が１ヶ所以上形成されており、
この気液分離用エレメントが複数枚、通風間隔を開けながら、互いの蒸気排出面が対向するように連設されており、
これら気液分離用エレメントの風上側を上にして風下側を下にしながら、風上側の端辺が水平になるまで寝かせたときの該端辺と水平面とが形成する角度を０度としたとき、前記気液分離用エレメントの風上側端辺と水平面とが形成する角度が、７〜８７度になるように調節されている点に特徴がある。

前記気液分離器は、複数の気液分離用エレメントを連設するための枠組み体と、この枠組み体の下側から延出する１つ以上の通液口を通常備えている。なお、この通液口は、気液分離用エレメントの各通液用開口部と連通している。

気液分離用エレメントの風上側端辺と風下側端辺との距離は、通常、３ｃｍ以上である。好ましい気液分離用エレメントは、薄板を中抜きにした形状であって少なくとも一部に通液用開口部を設けた枠体の片面又は両面に前記気液分離シートを張設したものである。前記気液分離用エレメントの表面に配設される気液分離シートとしては、例えば、気液分離膜（好ましくは多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルム）と保護シートの積層シートが使用できる。

好ましい気液分離器には、前記気液分離用エレメントと、この気液分離用エレメントを複数枚連続させて一体的に保持する枠組み体と、この枠組み体を受容するトレーと、前記枠組み体とトレーとの間に配設され、前記枠組み体を傾倒支持する支持台とから構成される気液分離器が含まれる。

前記気液分離器は、気液分離シートとして、水から水蒸気を分離して通過させる防水透湿シートを使用した加湿器が好ましい。この加湿器を用いて加湿ユニットを構成することができ、この加湿ユニットを用いて空調ユニットを構成することができる。

本発明には、前記気液分離用エレメントの風上側端辺と水平面とが形成する角度が、７〜８７度になるように、少なくとも排液時に、風上側端辺を傾斜させて、前記通液用開口部から排液する気液分離用エレメントの排液方法も含まれる。

なお本明細書において用語「シート」は「フィルム」や「膜」を含む意味で使用する。

本発明によれば気液分離用エレメントの風上側を風下方向に傾けて排液しているため、堆積不純物の蓄積を顕著に低減できるため、有効膜面積をさらに長期間に亘って維持できる。

以下、本発明の一態様である加湿器（加湿エレメント）を例にとって、適宜添付図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。図２は本発明で使用する加湿エレメントの一例を示す概略斜視図であり、図３は図２の加湿エレメントの一部切欠分解斜視図であり、図４は前記加湿エレメントを連設して収容した加湿器の一例を示す一部切欠概略正面図であり、図５は図４の加湿器の部分拡大図であり、図６は図４の加湿器の一部切欠概略側面図であり、図７は図４の加湿器を用いた加湿ユニットの一例を示す概略斜視図であり、図８は前記加湿器（加湿エレメント）の機能を説明するための概念図（側面図）である。

図２及び図３に示すように本発明で使用する加湿エレメント１０は、薄板を中抜きした形状の枠体２０の両面に防水透湿シート３０が張設されており、この加湿エレメント１０の下側の概略扁平板部２４の略中央に形成された通水用開口部２１から内部（中抜き部）に給水可能になっている。下側から供給された水（内部水）は防水透湿シート３０に到達し、この防水透湿シート３０で水蒸気のみが分離され、水蒸気排出面（防水透湿シート面）３３から放出されるようになっている。なお図示例の防水透湿シート３０は、防水透湿膜（図示例のものでは延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜）３１と、保護シート（図示例のものでは不織布）３２との積層体であり、保護シート３２が加湿エレメント１０の内側になるように配設されている。また枠体２０には、気体（加湿の場合は空気など；以下、「風」と総称する）を前記水蒸気排出面３３に供給するためのリブ２２が複数形成されている。

さらに図４〜７に示すように本発明では、加湿効率を高めるために前記加湿エレメント１０を複数枚（図示例では、１０枚以上、特に２０枚以上）連設しており、この連設のために概略直方体形状の外形を有する枠組み体４１で複数の加湿エレメント１０を一体的に保持している（この構成を加湿器４０と称する；図４参照）。また図示例の加湿器４０では、万が一にでも水漏れが生じたときの対策としてトレー４３に前記枠組み体４１を受容しており、かつこのトレー４３と枠組み体４１との間に配設された概略棒状の支持台（支持棒）４４によって枠組み体４１を風下側に傾倒しながら支持している（図４、図６）。そしてこの加湿器４０を筐体５１に収容し（この構成を加湿ユニット５０と称する）、この加湿ユニット５０の背面に設置されたブロアー６１から加湿器４０に向けて風を供給することによって、送風気体（この例では空気）を加湿することができる。なお加湿された空気は、前記筐体５１に形成された送風口５３を通じて目的場所（この例では室内）に供給されていく。

より詳細には加湿エレメント１０の連設は、図４及び図５に示すように、該エレメント１０のリブ２２によって通風間隔２５を形成しながら、かつ加湿エレメント１０の互いの水蒸気排出面３３が対向するようにしながら行われている。また図示例では、前記連設のために加湿エレメント１０の下側の概略扁平板部２４（図２、図３参照）に接着剤を塗布し、これら扁平板部２４同士を貼り合わせている。そのため該扁平板部２４中央の通水用開口部２１は互いに液密に連通されている。また前記枠組み体４１は、複数の加湿エレメント１０を底部及び頂部から挟む底板４８及び天板４９と、複数の加湿エレメント１０を連設方向両端から挟むサイドパネル４７で構成されている。さらにサイドパネル４７の正面側（風下側）には通水口４２が形成されており、サイドパネル４７の加湿エレメント１０側には、前記通水口４２と連通する開口部（図示せず）が形成されている。そしてこの開口部と加湿エレメント１０の通水用開口部２１とは、それらの周縁部で接着されている。そのため、通水口４２も各エレメント１０の通水用開口部２１と液密に連通可能になっている。

またこの加湿エレメント１０を収容する枠組み体４１の正面側及び背面側には、板体（パネル体）が配設されておらず、枠組み体４１は通風可能になっている。

上記のような加湿器４０によれば、通水口４２から給水して各加湿エレメント１０の内部に水を保持させた状態で、背面側後方に設置されたブロアー６１（図６、図７参照）から風を供給すれば、この風は加湿器４０の背面側から侵入して加湿エレメント１０の水蒸気蒸発面３３表面を通過するために加湿することができる。加湿された気体は、加湿器４０の正面側から排出され、目的場所（例えば室内）の加湿に供することができる。

また前記加湿器４０では図６及び図７に示すように、トレー４３の底面に車輪４５を設置してレール４６上を移動可能な状態にしてから、筐体５１に収容している。そのため筐体５１の扉５２から簡便に加湿器４０を取り出すことができ、メンテナンスが容易にできるようになっている。

ところで上記本発明の加湿器４０であっても、長期間に亘って使用を継続すると、供給水に含まれる微量の不純物が加湿エレメント１０内に堆積及び蓄積し、有効膜面積が低下することが懸念される。そのため一時的（例えば定期的）に加湿を中止し、通水口４２から内部の水を排出し、この水ごと不純物も排出する操作が行われる。そして本発明によれば、加湿器４０（加湿エレメント１０）が風下方向に傾倒しているため、有効膜面積をさらに長期間に亘って維持できる。この点について図８を参照しながらより詳細に説明する。

すなわち図８に示すように本発明の加湿器４０では、正確にいえば、枠組み体４１に保持されている加湿エレメント１０自体が風下側に傾倒している。そして加湿は防水透湿シート３０の風上部（図面のハッチング部分）で実質的に完了するため、不純物の重度堆積部分（ハッチング部分）も事実上、風下側に傾倒することになる。この状態で排水操作を行うと、排水自体は重力に従って鉛直下方に向けて進行するため、この排水による堆積不純物の排出も重力に従って鉛直下方に向けて進行する。そのため不純物は、加湿への寄与度が低い部分（軽度堆積部分、ハッチングしていない部分）を通って排出されることになり、重度堆積部分（ハッチング部分）の堆積不純物の蓄積を顕著に低減でき、有効膜面積をさらに長期間に亘って維持することができるようになる。

従って本発明にとって重要なのはハッチング部分の傾斜角度であり、換言すれば、加湿エレメント１０（防水透湿シート３０）の風上側端辺１１の傾斜角度である。さらに正確にいえば、本発明では、加湿エレメント１０（防水透湿シート３０）の風上側を上にして風下側を下にしながら、風上側端辺１１が水平になるまで寝かせたときの該端辺１１と水平面とが形成する角度θを０度としたとき、この風上側端辺１１と水平面とが形成する角度θが、７〜８７度になるように調節されている。前記角度θが小さすぎる場合及び逆に大きすぎる場合のいずれであっても、堆積不純物を効率よく排出することができず、有効膜面積の持続性をさらに高めることが困難になる。また角度θが小さすぎる場合には、排水がスムースに行われないという弊害もある。好ましい角度θは、１０度以上（さらに好ましくは１２度以上、特に１５度以上）、７５度以下（さらに好ましくは７０度以下、特に６０度以下）である。なお前記角度θは、少なくとも排水時に上記数値範囲を満足していればよい。従って角度θが前記範囲よりも例えば大きすぎる場合、後述の角度調整機構によって、又は手で直接、排水時に適切な角度θまで加湿エレメント１０を傾倒すれば、有効膜面積の持続性を高めることができる。

加湿エレメントの風上側端辺１１と風下側端辺１２との距離は、通常３ｃｍ以上であり、好ましくは４ｃｍ以上、さらに好ましくは５ｃｍ以上である。この程度の距離があるため、防水透湿シートに加湿への寄与度が低い部分（ハッチングしていない部分）が残り、加湿への寄与度が高い部分（ハッチング部分）の堆積不純物を顕著に低減できる。

本発明では、加湿エレメント１０の風上側端辺１１と水平面とが形成する角度θが前記範囲に入る限り、種々の加湿エレメント１０を使用することができる。図９〜１０は、他の加湿エレメントの一例を示す概略平面図である。

図９の加湿エレメント１５では、上辺及び底辺が水平であり、風上側端辺１１と風下側端辺１２とが風下方向に向けて傾斜する概略平行四辺形状の平面形状を有している。また図１０の加湿エレメント１６では、上辺及び底辺が水平であり、風上側端辺１１が風下方向に向けて傾斜し、風下側端辺１２が垂直である概略台形状の平面形状を有している。これら加湿エレメント１５、１６でも、風上側端辺１１と水平面とが形成する角度θが前記範囲を満足しているため、風上側に堆積した不純物を顕著に低減できる。なお上辺及び底辺は必ずしも水平である必要はなく、適宜傾斜していてもよい。また風下側端辺１２は風上側に向けて傾斜していてもよい。

加湿エレメントの平面形状は、前記角度θが所定の範囲に収まる限り特に限定されず、前記加湿エレメント１０、１５、１６のような概略四角形状（長方形の傾倒形状、平行四辺形状及びその傾倒形状、台形状及びその傾倒形状など）に限定されず、三角形状、半円形状、及びこれらの傾倒形状などの種々の形状が採用できる。好ましい平面形状は長方形の傾倒形状、平行四辺形状及びその傾倒形状である。これらの形状を採用すると防水透湿シート３０の面積自体は実質的に従来と同程度でありながら、不純物の堆積のみを顕著に低減できる。

加湿エレメントの通水用開口部２１は下側に形成されていればよく、例えば、底でもよい。また通水用開口部２１の数も特に限定されず、１ヶ所以上あればよい。さらには通水用開口部を、給水専用の開口部と排水専用の開口部に分けて使用してもよい。

加湿エレメントのリブ２２も、加湿エレメントの水蒸気排出面３３に風を供給するための空間を確保できる限り、必ずしも必要ではない。例えば水蒸気排出面３３間にスペーサを挿入することによって前記空間を確保してもよく、加湿エレメントを枠組み体４１に適切に固定することによって前記空間を確保してもよい。

さらに加湿エレメントも、概略封筒形状である限り、そのタイプは特に限定されない。例えば前述したような薄板を中抜きにした形状であって下側に通水用開口部２１を形成した枠体２０の両面に防水透湿シートを張設したタイプの加湿エレメント（中空板型加湿エレメント）の他、加湿用水保持層（布帛など）の両面に防水透湿シートを積層した三層一体型タイプの加湿エレメント（三層型加湿エレメント）であってもよい。概略封筒形状であれば、内部に加湿用の水を保持することができ、かつ、この概略封筒形状の表面を防水透湿シートで構成することによって内部の水から水蒸気を分離して外部に排出することができるため、加湿に利用することができる。好ましい加湿エレメントは中空板型加湿エレメントである。中空板型加湿エレメントは、排水を速やかに行うことができ、堆積不純物を容易に低減できる。

防水透湿シート３０は、加湿エレメントの表面の少なくとも一部を構成する限り、必ずしも両面に設ける必要はなく、片面であってもよい。好ましくは加湿エレメントの両面を防水透湿シート３０で構成する。

また防水透湿シート３０は、防水透湿膜３１と保護シート３２の二層型積層シートである必要はなく、防水透湿膜３１の両面に保護シート３２を積層したシート、保護シート３２の両面に防水透湿膜３１を積層したシート、前記二層型積層シートに適宜他のシートを積層したシートなどの三層型積層シートであってもよく、四層以上の積層シートであってもよい。さらには防水透湿膜３１単独で構成される単層シートであってもよい。防水透湿膜３１と他の層（保護シート３２を含む）を積層した防水透湿シート３０を用いて、例えば上記図３に示すような中空板型加湿エレメント１０を製造する場合、防水透湿膜３１が最外層（水蒸気排出面）になるように防水透湿シート３０を配設するのが一般的である。中空板型加湿エレメントは、この図３に示すように、加湿エレメント１０を半分に割った形状の部品１９を貼り合わせることによって製造され、またこの部品１９は金型に配設した防水透湿シート３０の外面（水蒸気排出面）に向けて枠体２０形成用の樹脂を射出することによって製造されることが多い。防水透湿膜３１を最外層（水蒸気排出面）にすると、枠体２０と防水透湿シート３０を防水透湿膜３１面で強固に溶着することができる。また最内層（保持水との接触面）を防水透湿膜３１にしてもよい。防水透湿膜３１を最内層にすると、堆積不純物の低減がさらに容易になる。

防水透湿膜３１としては、種々の高分子多孔質フィルムが使用でき、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミド、フッ素樹脂などからなる多孔質フィルムが使用できる。好ましい樹脂はフッ素樹脂である。フッ素樹脂は耐熱性、耐薬品性に優れている。このフッ素樹脂としては、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などが挙げられるが、ポリテトラフルオロエチレンの多孔質膜が、防水性と透湿性に優れているため特に好ましい。ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜は、延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンとしてジャパンゴアテックス（株）から入手できる。なおポリテトラフルオロエチレン多孔質膜は、オイルや界面活性剤などの膜の疎水性を低下させる汚染物が付着することによって防水性が低下する虞がある。そのため、多孔質膜の細孔内（多孔質構造の骨格となるノードとフィブリルの表面）が撥水・撥油剤で被覆されていることが好ましい。ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の細孔内を撥水・撥油剤で被覆する方法については、ＷＯ９４／２２９２８号公報、ＷＯ９５／３４５８３号公報、特開２００３−９７８３１号公報に開示されている公知の方法が採用できる。またポリテトラフルオロエチレン多孔質膜に、透湿性樹脂の連続被膜を形成してもよい。

保護シート３２としては、編物、織布、不織布、ネット、発泡シートなどが使用できる。好ましい保護シートは、編物、織布、不織布（特に不織布）である。

枠体２０の材質は特に限定されず、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂などが適宜用いられるが、ＡＢＳ樹脂が耐熱性、耐水性に優れ、射出成形や融着加工が容易なため、特に好ましい。枠体２０と防水透湿シート３０を接合一体化して加湿エレメントを製造する方法は、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、射出成形による方法や、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、アクリルなど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などが好ましく用いられる。

加湿エレメントを複数枚連設する場合、各加湿エレメントの通水用開口部２１同士の連通は、該開口部２１の周縁部同士を接着する前記手法に限定されず、種々の手法が採用でき、例えば該開口部２１の周縁部同士を熱融着したり、適宜配管を用いて各開口部２１同士を連通してもよい。また、各加湿エレメントの通水用開口部２１同士は、直接連通していなくてもよく、各加湿エレメントの通水用開口部２１が、枠組み体４１の通液口と連通されていればよい。

また複数の加湿エレメントを一体的に保持する枠組み体４１は、該加湿エレメントを連設するために使用するのが一般的であるが、必ずしも枠組み体４１を用いる必要はなく、加湿エレメント同士を直接強固に接着して一体化してもよい。

枠組み体４１を傾倒するための傾倒手段（棒状支持台４４を含む各種形状の支持台など）は必須ではなく、枠組み体４１を使用しない場合や、枠組み体４１内に加湿エレメントを傾倒させながら収容する場合には、枠組み体４１ではなく加湿エレメント自体を直接傾倒支持する傾倒手段を採用してもよい。傾倒手段（枠組み体４１を傾倒支持する傾倒手段、加湿エレメントを直接傾倒支持する傾倒手段など）としては、支持台の他、接着、ボルト固定など公知の手段を適宜採用することができる。加湿ユニット５０の筐体５１に加湿エレメントを斜めに立てかける場合には、該筐体５１が加湿ユニット５０を直接傾倒させるための傾倒手段に該当する。また傾倒手段は角度調整機構を備えていてもよく、この角度調整機構は手動式であっても機械式であってもよい。さらには加湿エレメントを傾倒しなくても加湿エレメントの風上側端辺が所定の角度θに傾斜している場合（例えば図９、図１０参照）、又は排水時に加湿器（又は加湿エレメント）を手で支えながら傾倒する場合、傾倒手段そのものを用いなくてもよい。

枠組み体４１は、天板４９、底板４８、サイドパネル４７などの板体（パネル体）を組み合わせた図示例のものに限定されず、棒状体を組み合わせたもの、棒状体と板体（パネル体）を組み合わせたものなどを適宜使用できる。なお通風抵抗を低減するため、正面側及び背面側には板体を配設しないことが推奨されるが、正面側及び背面側に板体を配設してもよい。この場合、通風窓などの通風手段を板体に形成しておくことが推奨される。枠組み体４１の外形は、概略直方体に限定されず、種々の形状のものが使用できる。

枠組み体４１の材質は特に限定されず、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂などが適宜用いられるが、ＡＢＳ樹脂が耐熱性、耐水性に優れ、射出成形や融着加工が容易なため、特に好ましい。

通水口４２と加湿エレメントの通水用開口部２１の連通は、接着剤を使用する必要はなく、種々の手法が採用でき、例えば通水口４２と通水用開口部２１の周縁部同士を熱融着したり、適宜配管を用いて通水口４２と通水用開口部２１とを連通してもよい。通水口４２は、枠組み体４１の下側から延出していればよく、例えば、枠組み体４１がサイドパネル４７を有する場合には、このサイドパネル４７の下側から通水口４２を延出させればよい。また枠組み体４１が底板４８を有する場合には、この底板から通水口４２を延出させてもよい。枠組み体４１を用いない場合には（及び枠組み体４１を用いる場合であっても必要に応じて）、加湿エレメントの通水用開口部から直接、通水口４２を延出させてもよい。また通水口４２の延出方向は特に限定されず、風上方向、風下方向、風の流れと直交する方向（直交方向）のいずれの方向に向けて延出させてもよいが、好ましくは、風下方向、直交方向（特に風下方向）に向けて延出させる。風下方向や直交方向（特に風下方向）に向けて通水口を延出させると、排水時の残留水を低減でき、不純物の排出効率を高めることができる。通水口４２の数は１つに限定されず、複数であってもよい。

枠組み体４１を受容するトレーは必須ではないが、水漏れ対策として使用することが推奨される。トレーを用いる場合は、トレーに水抜き用の排水口を設けることが好ましい。

また加湿器４０の移動手段は、前記車輪４５に限定されず、種々の公知の移動手段を採用でき、さらには移動手段は必須ではない。加湿器４０への送風手段も、前記ブロアー６１に限定されず、扇風機、換気扇などの種々の公知の送風手段が採用でき、さらには自然風を利用することもできる。

本発明の加湿器４０及び加湿ユニット５０は、加湿（好ましくは空調）を必要とする幅広い分野で利用でき、特にビル内、工場内、一般家庭内、車内などの加湿に有利に利用でき、とりわけ天井埋め込み用の空調ユニットに有利に利用できる。

加湿ユニット５０は、適宜、他のユニット（例えば熱交換ユニット、換気ユニット、送風ユニット、除塵ユニット及びこれらを適宜組み合わせたユニットなど）６０などと組み合わせれば（図７参照）、空調ユニットとして使用することができる。

本発明は加湿器４０（及び加湿ユニット５０）に限定されるものではなく、種々の気液分離器（気液分離ユニット）、例えば除加湿ユニット、脱気ユニット、ガス溶解ユニットなどに適用することができる。気液分離器に適用する場合、上記用語「防水透湿シート」は「気液分離シート」に、「加湿膜」は「気液分離膜」に、「水蒸気排出面」は「蒸気排出面」に、「加湿エレメント」は「気液分離用エレメント」に、「通水用開口部」は「通液用開口部」に、「通水口」は「通液口」に、「排水」は「排液」に適宜読み替えればよい。

上述したような本発明によれば気液分離用エレメントの風上側を風下方向に傾けて排液しているため、堆積不純物を顕著に低減でき、有効膜面積をさらに長期間に亘って維持できる。また不純物を排出するための排液間隔を従来よりも長くすることも可能である。さらには、気液分離器を傾倒させる場合、気液分離ユニットの高さを低くできる。そのため、例えば、天井埋め込み用の空調ユニットに適用する場合、天井裏の高さが低くても本発明の気液分離ユニット（加湿ユニット）を使用することができる。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

実施例１〜５及び比較例１〜２
多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルム［厚さ約３０μｍ、平均孔径約０．２μｍ、空孔率８５％、ジャパンゴアテックス（株）製、商品名：「ゴアテックス（登録商標）」］の片面にポリエステル不織布［ユニチカ（株）製、商品名：「マリックス９０３０３０ＷＳＯ」］を熱ロールでラミネートした後、裁断して長さ２９７ｍｍ×幅８０ｍｍの防水透湿シート３０を製造した。得られた防水透湿シートの透湿度は１，５００ｇ／ｍ²・ｈｒ（ＪＩＳ Ｌ １０９９ Ｂ−２法による）だった。

この防水透湿シート３０の不織布（保護シート３２）面が上になるように射出成形機［日精樹脂工業（株）製、商品名：「ＴＨ１００−１２ＶＳＥ」］の下側金型にセットしてピンで固定してから、ＡＢＳ樹脂［宇部興産（株）製、商品名：「サイコラック（登録商標）Ｘ７−１１００１（Ｎ）」］を射出することによって、加湿エレメント１０を半分に割った形状の部品１９（図３参照）を製造した。なお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。また部品１９は長さ３２４ｍｍ×幅９０ｍｍ×厚さ１．４ｍｍである。リブ２２は幅１．４ｍｍ、高さ１．０ｍｍであり、ピッチ８ｍｍで３４本形成した。

得られた２枚の部品１９の裏面同士を、接着剤［コニシ（株）製、商品名：「ＫＰ１０００」］で接着して図２に示す加湿エレメント１０を製造した。この加湿エレメント１０を５０枚用いて図４に示す加湿器４０（横３３０ｍｍ×高さ１６５ｍｍ×奥行き９０ｍｍ）を作成した。加湿エレメント１０同士の接着には前記コニシ（株）製接着剤を用いた。また加湿エレメント１０は枠組み体４１にも接着固定し、この接着にも前記コニシ（株）製接着剤を使用した。

加湿エレメント１０の風上側端辺１１と水平面との間の角度θ（図８参照）が所定値（表１参照）になるように加湿器４０を傾倒させながら、かつ図６に示すように加湿器４０の通水口４２を風下側にしながら、加湿器４０をダクトに接続し、ダクトから被加湿用空気（温度：６０℃、湿度：４０％ＲＨ）を供給すると共に、水道水（水圧：５ｋＰａ）を加湿器４０に供給した。風量は初期の加湿量が１．２５ｋｇ／ｈｒになるように調整した。連続して３００時間加湿を継続すると共に、加湿中は５時間ごとに５分間水の供給を中止し、その間に加湿エレメント１０内の水を排水口４２から自然落下により排出した。

前記のようにして使用した後の加湿器４０の加湿性能を以下のようにして評価した。

［加湿性能試験］
加湿器４０を垂直に立ててダクトに接続し、ダクトから被加湿用空気（温度：２２℃、湿度：４０％ＲＨ、風量２５０ｍ³／ｈｒ）を供給すると共に、水道水（水圧：１ｋＰａ）を加湿器４０に供給しながら、１時間運転し、この１時間で加湿できた量（加湿量）を測定した。加湿中、加湿器４０からの排水は行わなかった。この１時間での加湿量を、加湿エレメント１０の３００時間使用後の加湿量（Ｗ₃₀₀）とした。

未使用の加湿器４０を用いて前記加湿性能試験と同様にして加湿し、初期の加湿量（Ｗ₀）を測定した。なおこの初期の加湿量（Ｗ₀）はいずれの実施例及び比較例でも、６２０ｇ／ｈｒであった。

初期の加湿量（Ｗ₀）と３００時間使用後の加湿量（Ｗ₃₀₀）とから下記式に基づいて性能低下率を算出した。
性能低下率（％）＝（Ｗ₀−Ｗ₃₀₀）／Ｗ₀×１００

なお加湿量は、加湿器に空気と水道水を供給して１時間運転した後の水道水の積算流量を意味する。積算流量は、愛知時計電機（株）製の積算流量計（商品名：ＯＦ０５ＺＡＴ−Ａ０）を用いて計測した。

比較例３
図１１に示すように、前記角度θを１５７度にすると共に、加湿器４０の通水口４２を風上側にする以外は、前記実施例１〜５及び比較例１〜２と同様にした。

比較例４
加湿器４０を垂直に立ててダクトに接続し、排水を行うことなく３００時間継続して加湿を行う以外は、前記実施例１〜５及び比較例１〜２と同様にした。

結果を表１及び図１２に示す。

表１及び図１２から明らかなように、本発明によれば角度θを所定の範囲にしながら排水しているため、膜性能の低下を低減できる。例えば、実施例２と比較例２（従来例）を比較すると、実施例２の加湿器の性能低下率は従来例の１／４になる。このことから実施例２の加湿器の寿命は、従来例の約４倍になることが予測できる。

図１は従来の加湿エレメントについて説明するための概略平面図である。 図２は本発明で使用する加湿エレメントの一例を示す概略斜視図である。 図３は図２の加湿エレメントの一部切欠分解斜視図である。 図４は図２の加湿エレメントを連設して一体的に保持した加湿器の一例を示す一部切欠概略正面図である。 図５は図４の加湿器の部分拡大図である。 図６は図４の加湿器の一部切欠概略側面図である。 図７は図４の加湿器を用いた加湿ユニットの一例を示す概略斜視図である。 図８は本発明の加湿器（加湿エレメント）の機能を説明するための側面概念図である。 図９は本発明の加湿エレメントの他の例を示す概略平面図である。 図１０は本発明の加湿エレメントの別の例を示す概略平面図である。 図１１は比較例５の加湿方法について説明するための側面概念図である。 図１２は角度θと性能低下率との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０、１５、１６ 気液分離用エレメント（加湿エレメント）
１１ 風上側端辺
１２ 風下側端辺
２０ 薄板を中抜きした形状の枠体
２１ 通液用開口部（通水用開口部）
２５ 通風間隔
３０ 気液分離シート（防水透湿シート）
３１ 気液分離膜（加湿膜）
３２ 保護シート
３３ 蒸気排出面（水蒸気排出面）
４０ 気液分離器（加湿器）
４１ 枠組み体
４２ 通液口（通水口）
４３ トレー
４４ 支持台
４７ サイドパネル
４８ 底板
４９ 天板
５０ 加湿ユニット

Claims (11)

1. 気液分離シートで表面の少なくとも一部が構成されている概略封筒状の気液分離用エレメントの蒸気排出面に通風する方式の気液分離器であって、
   前記気液分離用エレメントの下側に通液用開口部が１ヶ所以上形成されており、
   この気液分離用エレメントが複数枚、通風間隔を開けながら、互いの蒸気排出面が対向するように連設されており、
   これら気液分離用エレメントの風上側を上にして風下側を下にしながら、風上側の端辺が水平になるまで寝かせたときの該端辺と水平面とが形成する角度を０度としたとき、前記気液分離用エレメントの風上側端辺と水平面とが形成する角度が、７〜８７度になるように調節されていることを特徴とする気液分離器。
2. 前記気液分離器が、前記複数の気液分離用エレメントを連設するための枠組み体と、この枠組み体の下側から延出する１つ以上の通液口を備えており、この通液口は、気液分離用エレメントの各通液用開口部と連通するものである請求項１に記載の気液分離器。
3. 気液分離用エレメントの風上側端辺と風下側端辺との距離が、３ｃｍ以上である請求項１又は２に記載の気液分離器。
4. 前記気液分離用エレメントが、薄板を中抜きにした形状であって少なくとも一部に通液用開口部を設けた枠体の片面又は両面に前記気液分離シートを張設したものである請求項１〜３のいずれかに記載の気液分離器。
5. 前記気液分離用エレメントの表面に配設される気液分離シートが、気液分離膜と保護シートの積層シートである請求項１〜４のいずれかに記載の気液分離器。
6. 前記気液分離膜が、多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムである請求項５に記載の気液分離器。
7. 表面の少なくとも一部が気液分離シートで構成され、かつ下側に通液用開口部が１ヶ所以上形成されている概略封筒状の気液分離用エレメントと、
   この気液分離用エレメントを複数枚、通風間隔を開けながら、互いの蒸気排出面が対向するように連続させて一体的に保持する枠組み体と、
   前記枠組み体の下側から延出し、かつ各エレメントの通液用開口部と連通する１つ以上の通液口と、
   この枠組み体を受容するトレーと、
   前記枠組み体とトレーとの間に配設され、前記枠組み体を傾倒支持する支持台とから構成されており、
   気液分離用エレメントの風上側を上にして風下側を下にしながら、風上側の端辺が水平になるまで寝かせたときの該端辺と水平面とが形成する角度を０度としたとき、前記気液分離用エレメントの風上側端辺と水平面とが形成する角度が、前記支持台によって７〜８７度に調節されていることを特徴とする気液分離器。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の気液分離器であって、前記気液分離シートが水から水蒸気を分離して通過させる防水透湿シートであることを特徴とする加湿器。
9. 請求項８に記載の加湿器を用いたことを特徴とする加湿ユニット。
10. 請求項９に記載の加湿ユニットを用いたことを特徴とする空調ユニット。
11. 気液分離シートで表面の少なくとも一部が構成されている概略封筒状の気液分離用エレメントの蒸気排出面に通風した後、この気液分離用エレメントから内部の液体を排液する方法であって、
    前記気液分離用エレメントの下側に通液用開口部を１ヶ所以上形成し、
    この気液分離用エレメントの風上側を上にして風下側を下にしながら、風上側の端辺が水平になるまで寝かせたときの該端辺と水平面とが形成する角度を０度としたとき、前記気液分離用エレメントの風上側端辺と水平面とが形成する角度が、７〜８７度になるように、少なくとも排液時に、風上側端辺を傾斜させて、前記通液用開口部から排液する気液分離用エレメントの排液方法。

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