JP2009210167A - 気化式加湿器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、加湿手段の運転に無駄を生じさせることなく、かつエネルギを浪費することなく、湿度制御を正確に行うことができる気化式加湿器を提供する。
【解決手段】本発明の気化式加湿器１０は、加湿手段２４によって加湿された空気の加湿流路１２と、この加湿流路１２と分岐され加湿されていない空気の非加湿流路２８とを備えており、非加湿流路２８を流れる空気を、加湿流路１２を流れる空気に混合させるとともに、その混合量を、露点計２６で検出された露点に基づき、指示調節計４２がダンパ１８、３４の開度を比例制御することで制御し、所望の湿度の空気を得る。
【選択図】 図１

Description

本発明は気化式加湿器に係り、特にクリーンルーム等の精密機器製造工場において温湿度を制御するために設置される気化式加湿器に関する。

クリーンルーム等の精密機器製造工場では、温度、湿度を一定に保つ必要があり、このような室内の温湿度制御を行う加湿装置として、特許文献１に開示された気化式加湿器が知られている。

この気化式加湿器は、ハウジングによって形成される空気流路の空気取入口側から空気排出口側に向けて、加熱コイル、気化式加湿器、冷却コイル、送風機、乾球温度センサ、及び露点温度センサが配置されて構成されている。

気化式加湿器は、給水管からの水を加湿材の上部に滴下して、加湿材の表面を濡れ面となるように水が表面に沿って流れるようにした加湿モジュールから構成され、露点温度センサによって検知される加湿後の露点が一定となるように加熱コイル、冷却コイルを制御して加湿が行われている。また、加熱コイル、冷却コイルは、露点温度センサが検知する露点温度に基づいて加熱冷却量が比例制御されている。

図２には、従来の気化式加湿器の一般的な構造が示されている。この気化式加湿器１は、ハウジングによって構成される空気流路２の上流端に空気取入口２Ａが形成されるとともに、空気流路２の下流端に温湿度調整された空気の空気排出口２Ｂが形成されている。そして、空気流路２には、上流側から下流側に向けて加熱／冷却コイル３、加湿材４、及び露点計５が配置されて構成され、露点計５が検知する露点温度に基づいて加熱／冷却コイル３の制御バルブの開閉を制御し、加熱冷却量を制御している。

この気化式加湿器１における加湿量制御は、空気取入口２Ａから流入した入口の空気の温度を加熱／冷却コイル３によって制御することで行っている。図３には、その制御方法を示した空気線図が示されている。同図には、入口の空気の温度を加熱し、この加熱した空気を加湿してターゲット湿度に制御することが示されている。
特開２００１−３１７７９５号公報

しかしながら、図３に示した加湿量制御方法では、気化式加湿器１がＯＮ／ＯＦＦ制御のみであり、外調機に付ける加湿器を想定すれば、入口付近の空気の湿度がターゲット湿度に近い春、秋といった中間期には、制御が非常に難しくなるという問題があった。

すなわち、図４に示すようにターゲットとする相対湿度を５０％としたとき、入口の湿度（初期値）が４０％であったとすると、加湿器はＯＮとなり、大量に加湿されることになる。その結果、出口の空気は５０％を大きく超えるため、加湿器はＯＦＦとなる。そして、少し時間が経つと、再び露点計の周りの湿度が直ぐに外気の４０％に戻り、加湿器は再びＯＮとなる。このように、ターゲット湿度と外気の湿度との差が小さい中間期では、図４の如く加湿器のＯＮ／ＯＦＦが頻繁に繰り返されることになり、加湿器の運転に無駄が生じるので好ましくない。

この問題を解決する第１の解決策として、加湿器の制御バルブのセンサ感度を低くすることが考えられる。これにより、湿度が多少低くても加湿器はＯＮにはならず、ＯＮ／ＯＦＦ制御によって湿度の値が上下にぶれてしまうのを防止することができる。

しかしながら、第１の解決策の場合、加湿器が一度ＯＮになると相当の加湿がなされてしまうので、適切な制御とは言い難い。

一方、第２の解決策として、図５の空気線図に示すように、まず、入口の空気（外気）を通常よりも過加熱し、次にその空気を加湿し、次いで、その加湿された高温の空気を冷却コイルによって除湿、冷却することにより、ターゲットとなる湿度に制御する方法が考えられる。この制御方法によれば、冷却による制御が加熱・加湿の制御よりも容易であるため、正確な制御が可能であるという利点がある。

しかしながら、第２の解決策では、過加熱に要するエネルギが膨大となるため、ランニングコストが増大するという欠点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、加湿手段の運転に無駄を生じさせることなく、かつエネルギを浪費することなく、湿度制御を正確に行うことができる気化式加湿器を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、加湿手段によって加湿された空気の加湿流路と、該加湿流路と分岐され加湿されていない空気の非加湿流路とを備え、該非加湿流路を流れる空気を、前記加湿流路を流れる空気に混合させるとともに、その混合量を制御して所望の湿度の空気を得ることを特徴とする気化式加湿器を提供する。

また、本発明は、前記目的を達成するために、空気取入口と空気排出口との間に設けられた加湿流路と、前記加湿流路を流れる空気量を調整する第１のダンパ手段と、前記加湿流路の上流側に設けられた加熱／冷却手段と、前記加熱／冷却手段に対して前記加湿流路の下流側に設けられた温度検出手段と、前記温度検出手段に対して前記加湿流路の下流側に設けられた加湿手段と、前記加湿手段に対して前記加湿流路の下流側に設けられた露点検出手段と、前記加湿流路と分岐されるとともに前記加湿手段と前記露点検出手段との間の前記加湿流路に接続され、加湿されていない空気が流れる非加湿流路と、前記非加湿流路を流れる空気量を調整する第２のダンパ手段と、前記露点検出手段で検出された露点に基づいて、前記第１のダンパ手段と前記第２のダンパ手段とを制御して、前記加湿流路を流れる空気と非加湿流路を流れる空気との混合量を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする気化式加湿器を提供する。

本発明によれば、加湿手段によって加湿された空気の加湿流路と、この加湿流路と分岐され加湿されていない空気の非加湿流路とを備え、非加湿流路を流れる空気を、加湿流路を流れる空気に混合させるとともに、その混合量を制御して所望の湿度の空気を得る。

すなわち、本発明の制御手段は、露点検出手段で検出された露点に基づき、第１のダンパ手段と第２のダンパ手段のそれぞれの開度を制御し、加湿流路を流れる空気と非加湿流路を流れる空気との混合量を制御して、所望の湿度の空気を得る。

これにより、本発明の気化式加湿器によれば、加湿手段は安定したＯＮ状態を維持し、第１のダンパ手段と第２のダンパ手段のそれぞれの開度を制御するだけで出口の湿度を微調整することができる。よって、本発明は、加湿手段の運転に無駄を生じさせることなく、かつエネルギを浪費することなく、湿度制御を正確に行うことができる。また、非加湿流路を流れる空気と加湿流路を流れる空気との混合量制御は、両者を比例制御することが好ましい。

また、本発明によれば、前記加湿流路を流れる空気を加熱／冷却するための、加熱／冷却手段による加熱量を制御して所望の温度の空気を得ることが好ましい。

同様に、本発明によれば、前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出された温度に基づいて前記加熱／冷却手段の加熱量を制御することが好ましい。

これにより、本発明の気化式加湿器によれば、所望の温湿度の空気を室内に供給することができる。

以上の如く、本発明に係る気化式加湿器によれば、加湿器の運転に無駄を生じさせることなく、かつエネルギを浪費することなく、湿度制御を正確に行うことができる。

以下添付図面に従って、本発明に係る気化式加湿器の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、実施の形態の気化式加湿器１０の構成を示したブロック図である。

同図に示す気化式加湿器１０は、ハウジングケースによって構成される加湿流路１２を備え、この加湿流路１２には、外気を取り入れる空気取入口１４と、温湿度調整された空調空気を室内に排出する空気排出口１６とがその端部に形成されている。この加湿流路１２を流れる空気量は、ダンパ（第１のダンパ手段）１８によって調節される。また、加湿流路１２の上流側には、冷熱コイル（加熱／冷却手段）２０が設けられ、この冷熱コイル２０に供給される冷熱媒体によって、加湿流路１２を流れる空気（外気）が冷却、又は加熱される。

冷熱コイル２０に対して加湿流路１２の下流側には、温度計（温度検出手段）２２が設けられており、この温度計２２によって測定された空気の温度に基づいて冷熱コイル２０に供給される冷熱媒体の量、又は温度が制御されている。この温度計２２に対して加湿流路１２の下流側には、後述する加湿手段２４が設けられ、また、加湿手段２４に対して加湿流路１２の下流側には、露点計（露点検出手段）２６が設けられている。

ところで、この気化式加湿器１０には、加湿流路１２に対して分岐された非加湿流路２８が備えられている。この非加湿流路２８もハイジングケースによって構成され、外気を取り入れる空気取入口３０が、ダンパ１８の上流側の加湿流路１２に接続され、空気排出口３２が加湿手段２４と露点計２６との間の加湿流路１２に接続されている。これによって、非加湿流路２８を流れる加湿されていない外気が、加湿手段２４と露点計２６との間の加湿流路１２に供給されるように構成されている。

非加湿流路２８には、非加湿流路２８を流れる空気量を調整するダンパ（第２のダンパ手段）３４が設けられている。

前述した加湿手段２４は、加湿材により構成された加湿器３６と、この加湿器３６の上方より均一に給水を行う複数のノズル（不図示）を備えた給水部３８とから構成されており、給水部３８から水を滴下し、表面を濡れ面となるようにした加湿器３６に、加湿流路１２を流れる空気を通過させて加湿を行うように構成されている。なお、加湿器３６から落下した余分な水は、加湿器３６の下方に配置されたドレンパン（不図示）に溜められる。また、符号４０は、給水部３８から加湿器３６に滴下する水量を調節する電磁弁である。

一方、この気化式加湿器１０には、露点計２６で検出された露点に基づいて、ダンパ１８とダンパ３４の開度を比例制御して、加湿流路１２を流れる空気と非加湿流路２８を流れる空気との混合量を制御する指示調節計（制御手段）４２を備えている。

実施の形態の気化式加湿器１０は、加湿手段２４によって加湿された空気の加湿流路１２と、この加湿流路１２と分岐され加湿されていない空気の非加湿流路２８とを備えており、非加湿流路２８を流れる空気を、加湿流路１２を流れる空気に混合させるとともに、その混合量を、露点計２６で検出された露点に基づき、指示調節計４２がダンパ１８、３４の開度を比例制御することで制御し、所望の湿度の空気を得る。

これにより、実施の形態気化式加湿器１０によれば、加湿手段２４はＯＮ状態を維持し、ダンパ１８、３４のそれぞれの開度を制御するだけで空気排出口１６の湿度を微調整することができる。

よって、実施の形態の気化式加湿器１０によれば、加湿手段２４が安定したＯＮ状態を維持して湿度調整を行うため、従来のように頻繁にＯＮ／ＯＦＦされる加湿手段と比較して、加湿手段２４の運転に無駄が発生せず、かつ冷熱コイル２０による過加熱も必要としないためエネルギを浪費することない。そして、加湿された空気と加湿されない空気との混合比を制御して湿度調整を行うため、湿度制御を正確に行うことができる。

また、実施の形態の気化式加湿器１０によれば、温度計２２で測定される加湿流路１２を流れる空気の温度に基づき、その空気の温度が所望の温度となるように冷熱コイル２０に供給される冷熱媒体の量、又は温度を、指示調節計４２又は他の制御手段で制御している。

これにより、実施の形態の気化式加湿器１０によれば、所望の温湿度の空気を室内に供給することができる。
〔実施例〕
クリーンルームの目標とする室内の温度を２３℃、湿度を５０％とする。
・実施例１
外気の温湿度 ：温度１３．６℃、湿度５８％（東京の４月の平均値）
冷熱コイル２０の温度：２３℃
この場合、加湿器３６を通過する加湿空気量と非加湿流路２８を流れる非加湿空気量との比が、５２（加湿空気量）：４８（非加湿空気量）となるようにダンパ１８、３４のそれぞれの開度を比例制御する。

これにより、上記クリーンルームの目標とする温湿度となる。
・実施例２
外気の温湿度 ：温度１４．４℃、湿度６０％（東京の１１月の平均値）
冷熱コイル２０の温度：２３℃
この場合、加湿器３６を通過する加湿空気量と非加湿流路２８を流れる非加湿空気量との比が、４８（加湿空気量）：５２（非加湿空気量）となるようにダンパ１８、３４のそれぞれの開度を比例制御する。

これにより、上記クリーンルームの目標とする温湿度となる。

実施の形態の気化式加湿器の構成を示したブロック図 従来の気化式加湿器の一般的な構造を示したブロック図 従来の気化式加湿器における加湿量制御方法の一例を説明した空気線図 ターゲット湿度を５０％としたときの加湿器のＯＮ／ＯＦＦを経時的に示した図 従来の気化式加湿器における加湿量制御方法の一例を説明した空気線図

符号の説明

１０…気化式加湿器、１２…加湿流路、１４…空気取入口、１６…空気排出口、１８…ダンパ、２０…冷熱コイル、２２…温度計、２４…加湿手段、２６…露点計、２８…非加湿流路、３０…空気取入口、３２…空気排出口、３４…ダンパ、３６…加湿器、３８…給水部、４０…電磁弁、４２…指示調節計

Claims (4)

1. 加湿手段によって加湿された空気の加湿流路と、該加湿流路と分岐され加湿されていない空気の非加湿流路とを備え、該非加湿流路を流れる空気を、前記加湿流路を流れる空気に混合させるとともに、その混合量を制御して所望の湿度の空気を得ることを特徴とする気化式加湿器。
2. 前記加湿流路を流れる空気を加熱／冷却するする加熱／冷却手段を備え、該加熱／冷却手段による加熱量を制御して所望の温度の空気を得る請求項１に記載の気化式加湿器。
3. 空気取入口と空気排出口との間に設けられた加湿流路と、
   前記加湿流路を流れる空気量を調整する第１のダンパ手段と、
   前記加湿流路の上流側に設けられた加熱／冷却手段と、
   前記加熱／冷却手段に対して前記加湿流路の下流側に設けられた温度検出手段と、
   前記温度検出手段に対して前記加湿流路の下流側に設けられた加湿手段と、
   前記加湿手段に対して前記加湿流路の下流側に設けられた露点検出手段と、
   前記加湿流路と分岐されるとともに前記加湿手段と前記露点検出手段との間の前記加湿流路に接続され、加湿されていない空気が流れる非加湿流路と、
   前記非加湿流路を流れる空気量を調整する第２のダンパ手段と、
   前記露点検出手段で検出された露点に基づいて、前記第１のダンパ手段と前記第２のダンパ手段とを制御して、前記加湿流路を流れる空気と非加湿流路を流れる空気との混合量を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする気化式加湿器。
4. 前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出された温度に基づいて前記加熱／冷却手段の加熱量を制御する請求項３に記載の気化式加湿器。

Images