JP2008241124A - 加湿部材およびこれを用いた加湿器 - Google Patents

Abstract

【課題】 加湿部材の外周部から内部まで均一に水が供給されるのに時間を要することや、気体を加湿して失われた加湿部材内部の水分を補うための液体が加湿部材へと速やかに供給されないことから、加湿器の加湿効率が低かった。
【解決手段】 気孔率の異なる少なくとも２種類の平板状の多孔質体２，３を気体の送風方向に沿った主面同士を向かい合わせて並べてある加湿部材１である。これにより、気孔率の高い多孔質体３が主に供給された液体を加湿部材１全体に速やかに分散させて供給する役割を担い、気孔率の低い多孔質体２が主に吸収保持した液体を送風された気体との接触により蒸発させて加湿する役割を担い、向かい合わせて並べてある主面同士の間に存在する微小な隙間が加湿部材１の内部へ水分を供給する流通路となることから、加湿効率を向上させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体を吸収保持した加湿部材に気体を送風し、その液体を蒸発させて気体を加湿するための加湿部材およびこれを用いた加湿器に関するものである。

従来、室内の湿度調整の目的で使用される加湿器としては、熱源により水を加熱して沸騰させ、その水蒸気を放出させる加熱方式、超音波の振動によって水を細かな霧状の粒子に変化させて放出させる超音波方式、あるいは水を吸収保持させたフィルターに空気を通過させて湿った空気を放出させる気化方式などが提供されており、各方式の特徴に応じた使用環境で用いられている。

図６は、従来の気化方式の加湿器の一例を示す概略断面図である。

この従来の気化方式の加湿器30は、気体取り入れ口31と、送風手段32と、吸水性を有する多孔質体からなる加湿部材33と、液体供給部34と、気体吹き出し口35とから構成されている。この加湿器30を用いれば、気体取り入れ口31から気体を取り入れ、送風手段32から送られてくる気体と液体供給部34より供給された水等の液体を吸収保持した加湿部材33とを接触させることにより気体を加湿し、気体吹き出し口35から加湿された気体が放出される。

しかしながら、このような加湿器30は、液体供給部34から供給された液体が加湿部材33の全体へと供給されるのに時間がかかることから、気体を加湿して失われた加湿部材33内部の水分を補うための液体が加湿部材33へと速やかに供給されないため、加湿器30の加湿効率が低いという問題があった。

この問題に対し、気化方式の加湿器として、例えば特許文献１には、多孔質セラミックスで形成され、多数の貫通孔を有する加湿部材を用い、この加湿部材の全周方向より給水を行なう給水部を備えた加湿器が記載されている。この加湿器によれば、送風手段の送風方向における開口率が大きく、かつ表面積が極力大きくなる形状に加湿部材を形成してあることにより、加湿部材内を空気が良好に通過し、送風手段の圧力損失が少なくなり、かつ空気と加湿部材との接触面積が増加して加湿効率を向上させることができるというものである。

また、特許文献２には、セラミックス繊維等からなる波形シートを複数枚積層してハニカム形状を呈する斜行ハニカムからなる加湿部材と、水平方向が壁面で囲まれる枠体、複数の上部透水孔が穿設されると共に枠体の上部に壁面と隙間なく配置される上部孔空板、及び複数の下部透水孔が穿設されると共に枠体の下部に隙間なく、かつ上部孔空板と略平行に離間して配置される下部孔空板からなる水分配部と、上部孔空板に水を供給する散水管とを有する散水手段と、受水部と、送風手段とを備える加湿器が記載されている。この加湿器によれば、水が散水手段の下面から略均一な流量で広範囲に分散して斜行ハニカムからなる加湿部材の上面に流下するため、効率よく加湿することができるというものである。
特開平６−66437号公報 特開2003−326102号公報

しかしながら、特許文献１に開示された加湿器では、加湿部材の全周方向から給水が行なわれたとしても、やはり外周部から内部まで均一に水が供給されるのに時間を要するため、空気を加湿して失われた加湿部材内部の水分を補うための液体が加湿部材へと速やかに供給されないため、加湿器の加湿効率が低下するという問題点があった。

また、特許文献２に開示された加湿器では、加湿部材としてセラミックス繊維からなる波形シートを複数枚積層し接着して得られた斜行ハニカムを用いており、この斜行ハニカムの上面開口部から水を供給するため、加湿部材全体への均一かつ速やかな水の供給という点においては優れた効果を有するものの、斜行ハニカムを形成するセラミックス繊維等からなる波形シートの厚みが0.5ｍｍ前後と薄く、加湿部材が水を給水保持できる量が少ないため、空気を加湿して失われた加湿部材内部の水分を供給するには、上部からの給水量を多くする必要があり、給水のためのポンプや貯水タンクおよび循環用の配管が大きくなり、加湿器全体のサイズが大きくなるという問題点があった。

本発明は、上記課題を解決すべく案出されたものであり、加湿部材全体への液体の浸透が速やかに行なわれると同時に、加湿部材が液体を吸収保持できる量を増加させることのできる加湿部材を提供することを目的とする。また、この本発明の加湿部材を用いることによって加湿効率の高い加湿器を提供することを目的とする。

本発明の加湿部材は、液体を吸収保持した加湿部材に気体を送風し、前記液体を蒸発させて前記気体を加湿するための加湿器用の加湿部材であって、気孔率の異なる少なくとも２種類の平板状の多孔質体を前記気体の送風方向に沿った主面同士を向かい合わせて並べてあることを特徴とするものである。

また、本発明の加湿部材は、上記構成において、前記多孔質体の少なくとも１つは、前記気体の送風方向に複数の貫通孔が設けられていることを特徴とするものである。

さらに、本発明の加湿部材は、上記構成において、前記多孔質体の少なくとも１つは、前記気体の送風方向に沿った主面に複数の溝部が設けられていることを特徴とするものである。

また、本発明の加湿部材は、上記構成のいずれかにおいて、前記多孔質体はセラミックスからなることを特徴とするものである。

また、本発明の加湿器は、上記いずれかの構成の本発明の加湿部材を有することを特徴とするものである。

また、本発明の加湿器は、上記構成において、前記加湿部材を加熱する加熱部を有することを特徴とするものである。

本発明の加湿部材によれば、液体を吸収保持した加湿部材に気体を送風し、液体を蒸発させて気体を加湿するための加湿器用の加湿部材であって、気孔率の異なる少なくとも２種類の平板状の多孔質体、例えば、気孔率の高い多孔質体と気孔率の低い多孔質体とを用いることにより、気孔率の高い多孔質体が主に供給された液体を加湿部材全体に速やかに分散させて供給する役割を担い、気孔率の低い多孔質体が主に吸収保持した液体を送風された気体との接触により蒸発させて加湿する役割を担うことから、加湿効率を向上させることができる。また、気孔率の異なる少なくとも２種類の平板状の多孔質体を気体の送風方向に沿った主面同士を向かい合わせて並べてあることによって、向かい合わせて並べてある主面同士の間に存在する微小な隙間が加湿部材の内部へ液体を供給する流通路となることから、さらに加湿効率を向上することができる。

また、本発明の加湿部材によれば、この加湿部材の多孔質体の少なくとも１つに、気体の送風方向に複数の貫通孔が設けられているときには、液体を吸収保持した多孔質体と送風された気体との接触面積が大きくなるので、加湿効率を向上することができる。さらに、多孔質体に設けた複数の貫通孔が送風された気体の風力によって液体を供給する流通路となるので、加湿部材全体に速やかに液体を供給することができる。

また、本発明の加湿部材によれば、この加湿部材の多孔質体の少なくとも１つに、気体の送風方向に沿った主面に複数の溝部が設けられているときには、溝部によって送風される気体と液体を吸収保持した多孔質体との接触面積が大きくなるので、加湿効率を向上することができる。さらに、多孔質体の主面に設けた複数の溝部が送風された気体の風力によって液体を供給する流通路となり、加えて、向かい合わせて並べてある主面同士の間に存在する微小な隙間と溝部とが連通しているので、加湿部材全体に速やかに液体を供給することができる。

また、本発明の加湿部材によれば、この加湿部材の多孔質体がセラミックスからなるときには、加湿部材の機械的強度が向上するとともに耐熱性が向上するため、長期間の使用によって大気中の埃や粉塵，液体に含有される不純物の析出等によって加湿部材が目詰まりして加湿効率が低下しても、高温での熱処理が可能であるため、熱処理によって加湿効率を回復させることができ、加湿部材の交換サイクルを大幅に延長することが可能になる。また、長期間の使用によって加湿部材に藻や雑菌等が繁殖し始めたとしても、高温での熱処理によって簡単かつ確実に藻等の除去や殺菌処理を行なうことができるので、衛生的な状態で加湿を継続することができる。

また、本発明の加湿器によれば、このような優れた特性の本発明の加湿部材を用いたことにより、加湿効率が高いため従来よりも小型で、ランニングコストが低く、かつ衛生面に優れた加湿器とすることができる。

さらに、本発明の加湿器によれば、加湿部材を加熱する加熱部を有するときには、加湿開始までの時間短縮や加湿量の増加から加湿効率を高められるとともに、加湿部材に藻や雑菌等が繁殖し始めた場合にも、ヒーター等の加熱部により藻等の除去や殺菌をすることが可能であることから、衛生面に優れた加湿器とすることができる。

以下、本発明の加湿部材および加湿器の実施の形態の例について説明する。

図１は、本発明の加湿部材および加湿器の実施の形態の一例を示す、（ａ）は加湿器の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す加湿部材の斜視図である。なお、図１および図１以降に示す図において加湿部材１の左右に配置した複数の矢印は、加湿部材１に対する気体の送風方向を示すものである。

図１（ａ）に示す加湿器10は、加湿部材１と、加湿部材１に液体を供給するための液体供給部４と、加湿部材１に気体を送る送風手段５と、加湿部材１に吸収保持されずに加湿部材１の下部より滴下する液体を回収して循環させるための液受け６とを備えている。

また、液体供給部４には給水ポンプ（図示せず）が接続され、液体供給部４に設けられた給水孔より水等の液体が滴下または噴霧されて加湿部材１へと液体が供給される。そして、供給された液体のうち、加湿部材１によって吸収保持されなかった液体は、加湿部材１の下方へと滴下して液受け６により回収され、回収された液体は、必要に応じて液受け６と液体供給部４とを結ぶ配管（図示せず）および給水ポンプ(図示せず)を通って液体供給部４へと循環されている。

また、送風手段５は、プロペラ式のファン，シロッコファンやターボブロワ等、必要とされる風量，風速に応じて適宜選択して使用できる。例えば、加湿器10をできるだけ小型化したいときはプロペラ式のファンを用いればよく、大きな部屋を加湿する用途に使用する加湿器10としたいときは、風量の大きなシロッコファンやターボブロワを用いればよい。

この加湿器10を用いれば、送風手段５から送られてくる気体と、液体供給部４より供給され加湿部材１に吸収保持された液体とを接触させることにより、加湿された気体が放出される。

このとき、加湿部材１は、図１（ｂ）に示すように、気孔率の異なる少なくとも２種類の平板状の多孔質体２，３を、気体の送風方向に沿った主面同士を向かい合わせて並べてあることが重要である。この加熱部材１によれば、このように、例えば気孔率の高い多孔質体３と、それに比べて気孔率の低い多孔質体２との少なくとも２種類を用いることにより、気孔率の高い多孔質体３が主に供給された液体を加湿部材１全体に速やかに分散させて供給する役割を担い、気孔率の低い多孔質体２が主に吸収保持した液体を送風された気体との接触により蒸発させて加湿する役割を担うことから、加湿効率を向上させることができる。

また、この加熱部材１によれば、気孔率の異なる少なくとも２種類の平板状の多孔質体２，３を気体の送風方向に沿った主面同士を向かい合わせて並べてあることによって、向かい合わせて並べてある主面同士の間に存在する微小な隙間が加湿部材１の内部へ液体を供給する流通路となることから、さらに加湿効率を向上することができる。このようにして加湿部材１を構成する気孔率の異なる多孔質体は、この例に示すような２種類に限らず、加湿部材１に必要とされる性能に合わせて３種類以上として気体の送風方向に沿った主面同士を向かい合わせて並べてもよい。なお、製造コスト等を考慮すると２〜３種類の多孔質体を用いることが好ましい。

このように本発明の加湿部材１においては、加湿効率を向上させるために少なくとも２種類の気孔率の異なる多孔質体２，３を用いることが重要であるが、相対的に気孔率の低い多孔質体２の主な役割は吸収保持した液体を送風された気体との接触により蒸発させて加湿することであり、そのためには多孔質体２の気孔率は30〜60％とすることが好ましい。多孔質体２の気孔率が30〜60％であると、送風された気体が多孔質体２を通過するときの圧力損失が大きくなり過ぎず、かつ多孔質体２に供給された液体が十分に吸収保持されて多孔質体２を通過する気体と良好に接触させることができるので、加湿部材１による加湿効率を向上させ加湿器10の加湿効率を向上させることができる。

これに対し、気孔率が30％未満であれば、送風された気体が多孔質体２を通過するときの圧力損失が大きくなり気体が多孔質体２をほとんど通過することができなくなるため、加湿部材１による加湿効率が低下し加湿器10の加湿効率が低下することとなる。一方、気孔率が60％を超えると、送風された気体が多孔質体２を通過するときの圧力損失は小さいものの、多孔質体２に供給された液体が多孔質体２を通過して下部へと漏出する割合が大きくなってしまい、多孔質体２を通過する気体に接触させて蒸発させ気体を加湿する液体を吸収保持できる量が減少するため、加湿部材１による加湿効率が低下し加湿器10の加湿効率が低下することとなる。なお、多孔質体の気孔率は、ＪＩＳ Ｒ 1655−2003に記載された水銀圧入法に準拠して測定すればよい。

また、相対的に気孔率の高い多孔質体３の主な役割は、多孔質体３自体が送風された気体を加湿するとともに、送風された気体を加湿するのが主な役割である相対的に気孔率の低い多孔質体２へ速やかに液体を供給することである。そのためには多孔質体２よりも液体が移動しやすいことによって液体を供給しやすいことが必要であり、多孔質体３の気孔率は多孔質体２よりも高いものであるとともに、40〜70％であることが好ましい。気孔率がこの範囲内であれば、液体供給部４から滴下または噴霧されて供給された液体は速やかに多孔質体３の内部に浸透し、隣接する多孔質体２については、上面および向かい合わせて並べてある主面同士の間に存在する微小な隙間によって気孔率の高い多孔質体３から気孔率の低い多孔質体２へと液体を供給することができるので、加湿部材１の加湿効率を向上させ加湿器10の加湿効率を向上させることができる。なお、多孔質体３の気孔率が40％未満であれば、供給された液体が速やかに多孔質体３の全体に浸透せず、その結果、多孔質体２への液体の供給が効率よく行なわれないため、加湿器10の加湿効率が低下する。また、気孔率が70％を超えると、多孔質体３に浸透した液体が多孔質体３の下部より漏出する割合が大きくなり、多孔質体２への液体の供給が効率よく行なわれないため、加湿器10の加湿効率が低下する。また、多孔質体３の強度も著しく低下する。

また、以上のように相対的に気孔率の低い多孔質体２と相対的に気孔率の高い多孔質体３とは、気孔率の範囲が上記の範囲であるとともに、気孔率の差が５％以上であることが好ましい。多孔質体２と多孔質体３との気孔率の差が５％以上であると、液体の浸透が速やかな多孔質体３により、相対的に液体の浸透速度が遅い多孔質体２の全体への液体の浸透を補助する効果をもたらすことができる。

なお、多孔質体２，３の気孔の大きさについては、平均細孔径が0.5μｍ以上、50μｍ以下とするとよい。平均細孔径がこの範囲であれば、多孔質体２，３の各部への液体の浸透が速やかに行なわれると同時に、液体が多孔質体２，３に吸収保持されずに下部より滴下するのを防ぐことができるからである。なお、気孔率および平均細孔径は、水銀圧入法により測定すればよい。

このように、本発明の加湿部材１によれば、気孔率の異なる少なくとも２種類の平板状の多孔質体２，３を気体の送風方向に沿った主面同士を向かい合わせて並べてあることによって加湿効率を向上させることができる。

図２は、本発明の加湿部材の実施の形態の他の例を示す、（ａ）は気孔率の異なる平板状の多孔質体の１つに貫通孔が設けられている加湿部材の斜視図であり、（ｂ）は気孔率の異なる平板状の多孔質体のそれぞれに貫通孔が設けられている加湿部材の斜視図である。

図２（ａ）に示す例のように、気孔率の異なる平板状の多孔質体２，３の１つである多孔質体２に、気体の送風方向に複数の貫通孔11が設けられていることにより、送風手段５によって送られて加湿部材１を通過する気体にかかる圧力損失が小さくなり、さらに、液体を吸収保持した多孔質体２と送風された気体との接触面積が増大するため、加湿部材１による加湿効率がさらに向上し、加湿器10の加湿効率がさらに向上する。また、多孔質体２に設けた複数の貫通孔11が、送風された気体の風力によって液体を供給する流通路となるので、加湿部材１の全体に速やかに液体を供給することができ、さらに加湿効率を向上させることができる。このような複数の貫通孔11は、多孔質体２，３の少なくとも一つに設ける場合には、送風された気体を加湿するのが主な役割である相対的に気孔率の低い多孔質体２に設けることが好ましい。

また、図２（ｂ）に示す例のように、気孔率の異なる平板状の多孔質体２，３のそれぞれに気体の送風方向に複数の貫通孔11を設けても、図２（ａ）に示す例の加湿部材１と同様の効果を得ることができる。このように、多孔質体２，３に貫通孔11を設けたときには、加湿部材１による加湿効率が向上することから、給水量を増やすことができ、送風手段５の風力，風速を上げて加湿量を多くすることができる。また、気体の送風に対する圧力損失が小さくなることから、貫通孔11を有さないときよりも多孔質体２，３の気孔率を下げることもできる。

また、多孔質体２，３に設けられる貫通孔11の大きさとしては、気体の送風方向に垂直に切断した断面における貫通孔11の全面積の占有率が貫通孔11を設ける多孔質体２，３の断面の面積の10〜50％の範囲であることが好ましい。気体の送風方向に垂直な断面の面積における多孔質体２，３に設ける貫通孔11の全面積の占有率が10〜50％であると、多孔質体２，３の強度を大きく低下させることなく多孔質体２，３における気体との接触面積を増大させることができ、加湿部材１による加湿効率を向上させ加湿器10の加湿効率を向上させることができる。また、個々の貫通孔11の大きさとしては、例えば、気体の送風方向に垂直に切断した断面において、縦を高さ，横を幅としたとき、多孔質体２の高さが100ｍｍ，幅が10ｍｍであれば、一辺が５ｍｍの正方形の貫通孔11を５ｍｍ間隔で縦に10個設け、貫通孔11の全面積の占有率が貫通孔11を設ける多孔質体２の断面の面積の25％とすればよい。

これに対し、気体の送風方向に垂直な断面の面積における多孔質体２，３に設ける貫通孔11の全面積の占有率が10％未満であると、加湿部材１と気体との接触面積があまり増大しないことから加湿部材１の加湿効率および加湿器10の加湿効率の向上に寄与することが少なく、50％を超えると、多孔質体２，３の強度が大きく低下したり、多孔質体２，３の製造工程における歩留まりが低下したりして、多孔質体２，３ひいては加湿部材１の製造コストの上昇を招いたりするため好ましくない。

なお、貫通孔11の形状としては、所望する加湿量や風量に応じて、図２（ａ）および（ｂ）に示した四角形状に限らず、三角形状，円形状や星形状などの異形状であっても何ら差し支えない。

図３は、本発明の加湿部材の実施の形態の他の例を示す、（ａ）は気孔率の異なる平板状の多孔質体の１つに溝部が設けられている加湿部材を気体の送風方向から見た正面図であり、（ｂ）は気孔率の異なる平板状の多孔質体のそれぞれに溝部が設けられている加湿部材を気体の送風方向から見た正面図である。

図３（ａ）に示す例のように、気孔率の異なる平板状の多孔質体の１つ（この例では相対的に気孔率の低い多孔質体２）について気体の送風方向に沿った主面に複数の溝部12が設けられていることにより、送風手段５によって送られて加湿部材１を通過する気体に対する圧力損失が小さくなり、さらに、液体を吸収保持した多孔質体２と気体との接触面積が増大するため、加湿部材１による加湿効率がさらに向上し、加湿器10の加湿効率がさらに向上する。また、多孔質体２の主面に設けた複数の溝部12が、送風された気体の風力によって液体を供給する流通路となり、さらに、向かい合わせて並べてある多孔質体２，３の主面同士の間に存在する微小な隙間と溝部12とが連通しているので、加湿部材１の全体に速やかに液体を供給することができる。

また、図３（ｂ）に示す例のように、気孔率の異なる平板状の多孔質体２，３のそれぞれについて気体の送風方向に沿った主面に複数の溝部12を設けても、図３（ａ）に示す例の加湿部材１と同様の効果を得ることができる。このように、多孔質体２，３に溝部12を設けたときには、加湿部材１による加湿効率が向上することから、給水量を増やし、送風手段５の風力，風速を上げて加湿量を多くすることができる。また、圧力損失が小さくなることから溝部12を有さないときよりも多孔質体２，３の気孔率を下げることができる。

また、多孔質体２，３に設けられる溝部12の大きさとしては、気体の送風方向に垂直に切断した断面における溝部12の全面積の占有率が溝部12を設ける多孔質体２，３の断面の面積の10〜50％の範囲であることが好ましい。気体の送風方向に垂直な断面の面積における多孔質体２，３に設ける溝部12の全面積の占有率が10〜50％であると、多孔質体２，３の強度を大きく低下させることなく多孔質体２，３における気体との接触面積を増大させることができ、加湿部材１による加湿効率を向上させ加湿器10の加湿効率を向上させることができる。また、個々の溝部12の大きさとしては、例えば、気体の送風方向に垂直に切断した断面において、縦を高さ，横を幅としたとき、多孔質体２の高さが100ｍｍ，幅が10ｍｍであれば、主面の片方に高さおよび幅方向の長さがいずれも５ｍｍの溝部12を５ｍｍの間隔で縦に10個設け、溝部12の全面積の占有率が溝部12を設ける多孔質体２の断面の面積の25％とすればよい。

これに対し、気体の送風方向に垂直な断面の面積における多孔質体２，３に設ける溝部12の全面積の占有率が10％未満であると、加湿部材１と気体との接触面積があまり増大しないことから、加湿部材１による加湿効率および加湿器10の加湿効率の向上に寄与することが少なく、50％を超えると、多孔質体２，３の強度が大きく低下したり、多孔質体２，３の製造工程における歩留まりが低下したりして、多孔質体２，３ひいては加湿部材１の製造コストの上昇を招いたりするため好ましくない。

なお、多孔質体２，３に設ける溝部12は、多孔質体２，３の一方の主面のみに設けても、両方の主面に設けてもよい。また、溝部12の形状については、所望する加湿量や風量に応じて、図３（ａ）および（ｂ）に示した四角形状に限らず、三角形状や半円形状であってもよい。さらに、送風された気体との接触面積を大きくするために、溝部12を送風方向に対して傾斜させたり、複数の溝部12を交差させたりすることも可能である。

図４は、本発明の加湿部材の実施の形態の他の例を示す、図４（ａ）は溝部を有する主面同士を向かい合わせた多孔質体と気孔率の異なる多孔質体とを交互に並べた構成の加湿部材を気体の送風方向から見た正面図であり、図４（ｂ）は溝部同士を向かい合わせた多孔質体の間に気孔率の異なる多孔質体を挟んで並べた構成の加湿部材を気体の送風方向から見た正面図である。

この図４（ａ）および（ｂ）に示す例のように、気孔率の異なる２種類の平板状の多孔質体２，３の配列は必ずしも交互である必要はなく、加湿部材１および加湿器10に必要とされる加湿効率に合わせて、多孔質体２，３の気孔率，サイズや配列等、最適な組み合わせとなるよう様々に変化させることができる。また、多孔質体２，３に対して、以上のような貫通孔11および溝部12の両方を形成しても構わない。

そして、本発明の加湿器10に用いる加湿部材１を構成する多孔質体２，３の材質としては、多孔質であれば特に制限は無く、樹脂，セラミックス，金属、あるいは軽石やシラス等を用いてもよいが、加湿部材１としての機械的強度や加熱処理によるクリーニングや殺菌処理の際の耐熱性を考慮すると、セラミックスが好適である。この加湿部材１の多孔質体２，３がセラミックスからなるときには、加湿部材１の機械的強度が向上するとともに、耐熱性が向上するため、長期間の使用によって大気中の埃や粉塵，液体に含有される不純物の析出等によって加湿部材１が目詰まりして加湿効率が低下しても、高温での熱処理が可能であるため、熱処理によって加湿効率を回復させることができ、加湿部材１の交換サイクルを大幅に延長することが可能になる。また、長期間の使用によって加湿部材１に藻や雑菌等が繁殖し始めたとしても、高温での熱処理によって簡単かつ確実に藻等の除去や殺菌処理を行なうことができ、衛生的な状態で加湿を継続することができる。

図５は、本発明の加湿器の実施の形態の他の例を示す斜視図である。なお、図１と同様の部材には同じ符号を用いて示す。

図５に示す加湿器20は、本発明の加湿部材１と、加湿部材１に液体を供給するための液体供給部４と、加湿部材１に気体を送る送風手段５と、加湿部材１に吸収保持されずに加湿部材１の下部より滴下する液体を回収して循環させるための液受け６と、加湿部材１の両端に取り付けられ加湿部材１を加熱する加熱部７と、加熱部７に加熱用の電力を供給すると同時に加熱温度を調整するための温度コントローラ８とを備えている。

このような構成とすることにより、加湿部材１を加熱部７で加熱することによって液体の蒸発を容易にして、加湿開始までの時間を短縮したり、あるいは加湿量を増加させて加湿効率を向上させたり、運転停止時に加湿部材１に吸収保持された液体を乾燥させることによって、加湿部材１への雑菌等の付着や繁殖を抑制したり、あるいは、加湿部材１を100℃以上の高温にすることで、加湿部材１に付着した雑菌や病原菌，ウイルス等を死滅させ殺菌したりできるので、衛生面にも優れた加湿器20とすることができる。

なお、加熱部７は、必ずしも加湿部材１と接していなければならないことはなく、加湿部材１に近接させて設置してもよいが、セラミックスへの抵抗体印刷技術や積層技術を応用して加熱用のヒーターを内蔵した多孔質体２を作製し、これを多孔質体３と気体の送風方向に沿った主面同士を向かい合わせて並べて加湿部材１としてもよい。こうすれば、加熱部７の設置スペースを別途設ける必要が無く、加湿器20の小型化が可能となる。

また、加湿部材１が多孔質体２，３を気体の送風方向に沿った主面同士を向かい合わせて並べてあることから、それぞれの多孔質体２，３の間に板状のヒーターからなる加熱部７を挟持させた構造としてもよい。このような構造とすれば、図５に示す例のように加湿部材１の両端に加熱部７を配置したときと比較して、加湿部材１の全体をすばやく加熱することが可能となるため、加湿部材１の加熱による乾燥や殺菌に要する時間を短縮できる効果がある。

このようなセラミックスからなる加湿部材１を構成する多孔質体２，３の製造方法としては、成形原料を粉末加圧成形法，押出成形法，射出成形法等の成形方法で所望の形状に成形し、必要に応じて機械加工を施した後、焼成炉にて所定の温度パターンで熱処理してバインダを焼失させるとともにセラミックス粒子同士を焼結させ、さらに必要に応じて機械加工を施すことにより、セラミックスからなる多孔質体２，３を得ることができる。

ここで、押出成形法を用いた多孔質体２，３の製造方法について詳述する。

まず、所定の粒径を有するセラミック粉体とバインダと水とを混合攪拌ミキサーで混合し、混練機等で混練して、粘土状の成形原料とし、スクリューと、スクリューを覆って一部に成形原料の投入口を開口したバレル部と、バレル部の出口側に金型が接続された構成のスクリュー式の押出成形機を用いて成形を行なう。

このとき、セラミック粉体としては、アルミナ，ジルコニア，窒化硅素，炭化硅素，窒化アルミニウム，フェライト等がその使用目的に応じて適宜選択され、必要に応じて酸化硅素，酸化カルシウム，酸化マグネシウム，酸化ニッケル，酸化亜鉛，酸化銅等の焼結助剤を添加してもよい。また、バインダとしては、押し出し成形時の成形原料の流動性，成形体の保形性や強度，脱バインダ性を総合的に考慮すると、水溶性のセルロースエーテルを使用するのが好ましい。その添加量は、セラミック粉体100質量部に対して水溶性のセルロースエーテルを0.5〜25質量部の割合で添加すればよい。水溶性のセルロースエーテルの添加量を0.5〜25質量部とすることにより、成形原料の流動性が良好で詰まることがなく、ハンドリングに耐え得る強度を持った成形体を得ることができる。

これに対し、このバインダの添加量が0.5質量部未満では、押し出し成形時の成形原料の流動性が悪化して、成形原料が詰まったり、得られた成形体の強度が不足したりして、ハンドリングが困難となるため好ましくない。また、バインダの添加量が25質量部を超えると、焼成時にバインダを焼失させる時間が長時間必要となるため生産効率が悪く、さらにバインダが焼失するときの収縮率が大きくなり、成形体の変形や破損が生じやすくなるため、好ましくない。

また、バインダを溶解して軟化させ、押し出し成形時の成形原料に適度な流動性を持たせるために添加する溶媒としては、バインダであるセルロースエーテルに対する溶解性に優れ、かつ安全性に優れた水を用いるのが好ましい。水の添加量は、押し出し成形時の成形原料の流動性や、押し出し成形後の成形体強度を考慮して調整すればよいが、その添加量はセラミック粉体100質量部に対して５〜30質量部の割合で添加すればよい。

このようにして得られた成形原料をバレル部に開口している投入口より投入する。投入された成形原料は、スクリューの回転により、スクリューとバレル部の内壁間との隙間を通ってバレル部の出口側に接続された金型の方向へと押し出され、この金型を通過することにより、成形体が得られる。

次に、この成形体を乾燥させる。急激な乾燥は成形体を変形させるため、自然乾燥でもよいが、一定時間の自然乾燥と、灯油ボイラ等で気温80℃前後に設定された乾燥室で残留する水分を除く乾燥とを組み合わせて実施する方が好ましい。また、高周波やマイクロ波を用いて、成形体の内部を加熱して乾燥させる方法も、成形体の変形を防止し、かつ短時間で乾燥させることができるという点で有効な手段である。

そして、成形体の乾燥後、焼成を行なう。焼成の温度パターンは使用するセラミック粉体の種類や粒径によって異なるが、例えば平均粒径40μｍのアルミナを使用する場合であれば、まず室温から300〜500℃の温度までを２〜６時間かけて昇温し、その後１〜４時間の保持時間を設けることによって、成形体に含まれるバインダを焼失させる。その後、1000〜1600℃の最高温度まで２〜６時間かけて昇温し、１〜４時間の保持時間を設けた後、室温まで徐々に冷却すればよい。なお、多孔質体２とは気孔率の異なる多孔質体３については、セラミック粉体の粒径の大きさを変えて上記と同様の方法によって作製することができる。

また、多孔質体２，３の大きさに関しては特に制限が無く、例えば大きなサイズの加湿部材１が必要な場合には、多孔質体２，３の大きさを大きくしてもよいが、小さなサイズの多孔質体２，３の複数個を気体の送風方向に沿った主面同士を向かい合わせて並べることにより所望のサイズの加湿部材１として使用してもよい。

さらに、多孔質体２，３は、互いに向かい合わせた主面の間に微小な隙間を生じるように並べてあることが好ましい。これには、例えば向かい合わせる主面に部分的に接着材を塗布して、向かい合わせた主面の間に微小な隙間を生じるように接着する、硬化後に多孔質となるような接着剤を用いる、クランプを用いて固定する、所定の寸法に作製された枠体に複数個の主面同士を向かい合わせた多孔質体２，３を挿入する等の方法の中より適宜選択して、多孔質体２，３を固定して加湿部材１とすればよい。こうすることにより、向かい合った多孔質体２，３の主面の間の微小な隙間が供給された液体の流通路となって、加湿部材１の全体により速やかに液体を供給することが可能となる。

また、多孔質体２，３の向かい合わせる主面に薄刃のダイヤモンド砥石を使用したスライシングマシン等で機械加工することによって、溝部12として微小な溝を上下方向，左右方向および斜め方向の少なくともいずれか一方向に形成することが好ましい。これにより、さらに加湿部材１の全体に速やかに液体を供給することが可能となる。

また、加湿部材１への雑菌や病原菌，ウイルス等の繁殖を抑制する目的で、多孔質体２，３を抗菌作用を有する材料で作製してもよく、あるいは、多孔質体２，３に抗菌作用を有する物質を含浸させたり、表面をコーティングしたりしてもよい。抗菌作用を有する物質としては、銀，銅，亜鉛，ニッケル，酸化チタン，リン酸チタニウム等があり、適宜選択して使用することができる。

そして、このような本発明の加湿部材１を用いた本発明の加湿器10は、加湿効率が高いため従来よりもコンパクトで、ランニングコストが低く、かつ衛生面に優れた加湿器10とすることができる。

また、本発明の加湿部材１を加熱する加熱部７を有する本発明の加湿器20は、加熱部７によって加湿部材１を加熱することにより、液体の蒸発を容易にして加湿開始までの時間を短縮したり加湿量を増加させて加湿効率を向上させたりすることができる。また、運転停止時に加湿部材１の吸収保持された液体を乾燥させることによって、加湿部材１への雑菌の付着や繁殖を抑制したり、あるいは、加湿部材１を100℃以上の高温にすることで、加湿部材１に付着した雑菌や病原菌，ウイルス等を死滅させ殺菌したりすることが可能となり、一般家庭や工場等の湿度調整用としてはもとより、衛生面が重視される病院や老人福祉施設，幼稚園，保育園等においても好適に使用することができる。

また、本発明の加湿器10および加湿器20は、必ずしも内部に送風手段５を備えなくてもよく、別途送風する手段を有する既存の送風装置やエアコン，空気清浄機等と組み合わせて使用することもできる。

以下に本発明の実施例を示す。

本発明の加湿部材１の実施例としての試料Ｎｏ．１の作製を行なった。なお、この実施例において多孔質体２，３の気孔率および平均細孔径は、ＪＩＳ Ｒ 1655−2003に準拠して水銀圧入法により行なった。

まず、気体の送風方向に対して縦に垂直な方向を高さとし、気体の送風方向に対して横に垂直な方向を厚み（幅）とし、気体の送風方向を奥行きとしたとき、高さが40ｍｍ，厚みが10ｍｍ，奥行きが40ｍｍのポリエチレン樹脂からなる気孔率55％の平板状の多孔質体２を３個と、高さが40ｍｍ，厚みが５ｍｍ，奥行きが40ｍｍのポリエチレン樹脂からなる気孔率65％の平板状の多孔質体３を２個とを、交互に主面同士を向かい合わせて並べることによって、図１（ｂ）に示す構成の高さが40ｍｍ，幅が40ｍｍ，奥行きが40ｍｍの試料Ｎｏ．１の加湿部材１を得た。

次に、本発明の加湿部材１の実施例としての試料Ｎｏ．２の作製にあたり、多孔質体２の原料として平均粒径が40μｍの高純度アルミナを、バインダとしてセルロースエーテルを、溶媒として水を用意した。そして、高純度アルミナ100質量部と、高純度アルミナ100質量部に対して15質量部のセルロースエーテルおよび25質量部の水とを市販の混合攪拌ミキサーに入れ混合し、混練機で混練して、成形原料とした。次に、この成形原料を長方形状の出口部形状を有する金型を備えたスクリュー式の押出成形機を用いて押し出し成形し、直方体形状の成形体を得た。

次に、この成形体を乾燥させた。乾燥においては、急激な乾燥を避けるため、一定時間自然乾燥した後、灯油ボイラ等で気温80℃前後に設定された乾燥室での乾燥を組み合わせて行なった。成形体の乾燥後、焼成炉内にて酸化雰囲気のもとで室温から400℃まで４時間かけて昇温し、400℃にて２時間保持することによってバインダを焼失させた。その後、1400℃まで４時間かけて昇温し、２時間の保持時間を設けた後に室温まで８時間かけて徐々に冷却することによって、直方体形状のセラミックス製の多孔質体２を得た。こうして得られたセラミックス製の多孔質体２の平均細孔径および気孔率は、平均細孔径が1.5μｍで気孔率が42.5％であった。

また、多孔質体３の原料として、平均粒径が120μｍの高純度アルミナを用意し、上記と同様の方法にて直方体形状のセラミックス製の多孔質体３を得た。こうして得られたセラミックス製の多孔質体３の平均細孔径および気孔率は、平均細孔径が4.5μｍで気孔率が52.5％であった。

上記の方法にて作製された高さが40ｍｍ，厚みが10ｍｍ，奥行きが40ｍｍのセラミックス製の多孔質体２を３個と、同じく上記の方法にて作製された高さが40ｍｍ，厚みが５ｍｍ，奥行きが40ｍｍのセラミックス製の多孔質体３を２個とを、交互に主面同士を向かい合わせて並べることによって、図１（ｂ）に示す構成の縦が40ｍｍ，横が40ｍｍ，奥行きが40ｍｍの試料Ｎｏ．２の加湿部材１を得た。

次に、本発明の加湿部材１の実施例としての試料Ｎｏ．３の作製にあたり、多孔質体３については、試料Ｎｏ．２の多孔質体３と同様の作製方法を用いて、高さが40ｍｍ，厚みが５ｍｍ，奥行きが40ｍｍの２個のセラミックス製の多孔質体３を得た。多孔質体２については、試料Ｎｏ．２の多孔質体２と押し出し成形時の金型の形状以外は同様の作製方法を用いて、高さが40ｍｍ，厚みが10ｍｍ，奥行きが40ｍｍであり、気体の送風方向から見て一辺が５ｍｍの断面形状が正方形となる貫通孔11を４ｍｍの間隔で４箇所有する３個のセラミックス製の多孔質体２を得た。そして、これらのセラミックス製の多孔質体２，３を、交互に主面同士を向かい合わせて並べることにより、図２（ａ）に示す構成の縦が40ｍｍ，横が40ｍｍ，奥行きが40ｍｍであり、気体の送風方向に複数の貫通孔が設けられた試料Ｎｏ．３の加湿部材１を得た。

次に、本発明の加湿部材１の実施例としての試料Ｎｏ．４の作製にあたり、多孔質体３については、試料Ｎｏ．２の多孔質体３と同様の作製方法を用いて、高さが40ｍｍ，厚みが５ｍｍ，奥行きが40ｍｍの２個のセラミックス製の多孔質体３を得た。多孔質体２については、試料Ｎｏ．２の多孔質体２と押し出し成形時の金型の形状以外は同様の作製方法を用いて、高さが40ｍｍ，厚みが10ｍｍ，奥行きが40ｍｍであり、気体の送風方向に沿った主面の片方に幅が５ｍｍ，深さが５ｍｍの断面形状が矩形状の溝部12を４ｍｍの間隔で４箇所有する３個のセラミックスの多孔質体２を得た。そして、これらのセラミックス製の多孔質体２，３を、交互に主面同士を向かい合わせて並べることにより、図３（ａ）に示す構成の縦が40ｍｍ，横が40ｍｍ，奥行きが40ｍｍであり、気体の送風方法に沿った主面に複数の溝部12が設けられた試料Ｎｏ．４の加湿部材１を得た。なお、試料Ｎｏ．１〜４における多孔質体２、３の固定はクランプを用いて行なった。

また、比較例１の加湿部材として、縦が40ｍｍ，横が40ｍｍ，奥行きが40ｍｍのポリエチレン樹脂からなる気孔率55％の多孔質体で、加湿部材を作製した。さらに、比較例２として、押し出し成形時の金型の形状以外は試料Ｎｏ．２のセラミックスの多孔質体２と同様の作製方法を用いて、縦が40ｍｍ，横が40ｍｍ，奥行きが40ｍｍの比較例２の加湿部材を作製した。なお、平均細孔径および気孔率は、上記と同様に、平均細孔径が1.5μｍで気孔率が42.5％であった。

次に、これらの本発明の試料Ｎｏ．１〜４の加湿部材１および比較例１，２の加湿部材を用いて、加湿部材の上面中央部より加湿用の水を供給したときの、水の浸透度合いを比較した。条件としては、加湿用の水の供給流量を10ｃｍ^３／ｓとし、そのときの加湿部材各部への水の浸透度合いを、気体の送風方向に垂直な一面を観察面とし、水が浸透する前後における多孔質体の色調の変化を目視にて観察し、観察面全体の色調が変化するまでの所要時間を計測する方法によって確認した。なお、加湿部材の上面から観察面に水が垂れて来ないよう、加湿部材の上面と観察面の境界付近とに樹脂からなる堰板を設置してから観察を実施した。

その結果、比較例１のポリエチレン樹脂の多孔質体からなる加湿部材および比較例２のセラミックスの多孔質体からなる加湿部材は、加湿部材の上面の中央部より滴下された水の一部は加湿部材の上面より多孔質体に吸収されるが、加湿部材の上面で吸収されなかった残部の水は、加湿部材の上面からあふれて側面に流出し、そのまま側面を伝って加湿部材の下方に水が滴下する現象が見られた。そのため、観察面全体、特に観察面の中央部に水が浸透するまでに時間を要し、比較例１における所要時間は約８秒，比較例２における所要時間は約10秒であった。

これに対し、本発明の実施例の試料Ｎｏ．１，２の加湿部材１では、加湿部材１の上面の中央部に滴下された水の一部は直接加湿部材１の上面より多孔質体２，３に吸収され、残部はそれぞれの多孔質体２，３の向かい合わせた主面の間に生じた微小な隙間を通って加湿部材１の下方および左右方向へ速やかに拡散浸透し、さらには、気孔率の高い多孔質体３から隣接する気孔率の低い多孔質体２へ水が供給されることにより、約５秒間の所要時間にて観察面全体に水が浸透することが確認された。また、このような構成の加湿部材１であれば、気体を加湿して失われた加湿部材１の内部の水分を補うための液体を加湿部材１の各部に速やかに供給することができるので、加湿効率を向上できることが確認された。

また、本発明の実施例の試料Ｎｏ．３，４の加湿部材１は、加湿部材１の上面の中央部に滴下された水の一部は直接加湿部材１の上面より多孔質体２，３に吸収され、残部はそれぞれの多孔質体２，３の向かい合わせた主面の間に生じた微小な隙間を通って、加湿部材１の下方および左右方向へ速やかに拡散浸透し、さらには、気孔率の高い多孔質体３から隣接する気孔率の低い多孔質体２へ水が供給されることにより、約４秒間の所要時間にて観察面全体に水が浸透することが確認された。

このように、本発明の実施例の試料Ｎｏ．３，４によれば、試料Ｎｏ．１，２よりも加湿部材１の観察面全体に水が浸透する所用時間を短縮できたことから、多孔質体２に設けられた貫通孔11または溝部12が、液体を供給する流通路となって加湿部材１の奥行き方向に対して速やかに液体を運搬し拡散させる作用を有していることが観察より明らかとなった。また、多孔質体２の送風方向の沿った主面に設けられた貫通孔11または溝部12を有することによって、送風手段５から送られて加湿部材１を通過する気体にかかる圧力損失が小さくなり、さらに、液体を吸収保持した多孔質体２と気体との接触面積が増大するため、加湿部材１による加湿効率および加湿器10の加湿効率を向上できることが確認された。

また、本発明の実施例の試料Ｎｏ．２〜４の加湿部材１は、セラミックスからなることから、酸化雰囲気の焼成炉内で800℃の高温まで加熱しても、変質や変形，破損を生じなかった。このことから、セラミックスからなる本発明の加湿部材１は、大気中の埃や粉塵，液体に含有される不純物の析出によって目詰まりして加湿効率が低下しても、高温での熱処理が可能であるため、熱処理によって加湿効率を回復できることが確認された。

また、これら試料Ｎｏ．１〜４の加湿部材１を用いた本発明の加湿器10は、加湿効率が高いため従来よりもコンパクトで、ランニングコストが低く、かつ衛生面に優れた加湿器10とすることができることが確認された。

さらに、本発明の加湿部材１を加熱する加熱部７を有する本発明の加湿器20は、加熱部７によって加湿部材１を加熱することができ、液体の蒸発を容易にして加湿開始までの時間短縮や加湿量の増加から加湿効率を高められるとともに、加湿部材１に雑菌が繁殖した場合にも、ヒーター等の加熱部により殺菌をすることが可能であることから、衛生面に優れた加湿器20となることが確認された。

本発明の加湿部材および加湿器の実施の形態の一例を示す、（ａ）は加湿器の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す加湿部材の斜視図である。 本発明の加湿部材の実施の形態の他の例を示す、（ａ）は気孔率の異なる平板状の多孔質体の１つに貫通孔が設けられている加湿部材の斜視図であり、（ｂ）は気孔率の異なる平板状の多孔質体のそれぞれに貫通孔が設けられている加湿部材の斜視図である。 本発明の加湿部材の実施の形態の他の例を示す、（ａ）は気孔率の異なる平板状の多孔質体の１つに溝部が設けられている加湿部材を気体の送風方向から見た正面図であり、（ｂ）は気孔率の異なる平板状の多孔質体のそれぞれに溝部が設けられている加湿部材を気体の送風方向から見た正面図である。 本発明の加湿部材の実施の形態の他の例を示す、図４（ａ）は溝部を有する主面同士を向かい合わせた多孔質体と気孔率の異なる多孔質体とを交互に並べた構成の加湿部材を気体の送風方向から見た正面図であり、図４（ｂ）は溝部同士を向かい合わせた多孔質体の間に気孔率の異なる多孔質体を挟んで並べた構成の加湿部材を気体の送風方向から見た正面図である。 本発明の加湿器の実施の形態の他の例を示す斜視図である。 従来の気化方式の加湿器の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１：加湿部材
２：多孔質体（相対的に気孔率が低い）
３：多孔質体（相対的に気孔率が高い）
４：液体供給部
５：送風手段
６：液受け
７：加熱部
８：温度コントローラ
10：加湿器
11：貫通孔
12：溝部
20：加湿器（加熱部有り）

Claims (6)

1. 液体を吸収保持した加湿部材に気体を送風し、前記液体を蒸発させて前記気体を加湿するための加湿器用の加湿部材であって、気孔率の異なる少なくとも２種類の平板状の多孔質体を前記気体の送風方向に沿った主面同士を向かい合わせて並べてあることを特徴とする加湿部材。
2. 前記多孔質体の少なくとも１つは、前記気体の送風方向に複数の貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載の加湿部材。
3. 前記多孔質体の少なくとも１つは、前記気体の送風方向に沿った主面に複数の溝部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の加湿部材。
4. 前記多孔質体はセラミックスからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の加湿部材。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の加湿部材を有することを特徴とする加湿器。
6. 前記加湿部材を加熱する加熱部を有することを特徴とする請求項５記載の加湿器。

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