JP2755053B2 - 加湿装置 - Google Patents

加湿装置

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JP2755053B2
JP2755053B2 JP4202476A JP20247692A JP2755053B2 JP 2755053 B2 JP2755053 B2 JP 2755053B2 JP 4202476 A JP4202476 A JP 4202476A JP 20247692 A JP20247692 A JP 20247692A JP 2755053 B2 JP2755053 B2 JP 2755053B2
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    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F2003/1435Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification comprising semi-permeable membrane

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は室内等の乾燥した空気
に水分を供給して湿度を上昇させる加湿装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】省エネルギーの観点から最近の居住空間
は断熱化と気密化が進んでおり、より高度の空気調和が
要求されてきている。空気調和の要素としては、温度コ
ントロール、湿度コントロール、及び有害空気成分のコ
ントロールが挙げられ、このうち温度コントロールに関
しては満足できる種々の加熱方式及び冷却方式が実用化
されている。しかしながら、湿度コントロール及び有害
空気成分のコントロールに関しては未だ十分に満足でき
る装置が提案されていない。
【0003】特に湿度コントロールを行なう加湿装置
は、自然蒸発式、電熱式、水スプレー式及び超音波式等
があるが、自然蒸発式は加湿能力が小さく、電熱式はラ
ンニングコストがかさむという短所がある。また水スプ
レー式は加湿効率が低く大型化するという問題があり、
さらに超音波式はイニシャルコストがかさみ、寿命が短
いばかりでなく、水中の雑菌や炭酸カルシウムの微粉末
が飛散しやすい等の欠点を有する。
【0004】そこで、本出願人は上記の方式の中でイニ
シャルコスト及びランニングコストが最も低く、雑菌や
炭酸カルシウム微粉末等の飛散が少ない等、安全性の最
も高い自然蒸発式加湿装置においてその短所である加湿
能力を大幅に向上させることについて検討を重ねてき
た。
【0005】自然蒸発式加湿装置では、水の蒸発面積を
極力広くとるために、開口部の大きいバット状の容器を
用いたり、あるいは親水性材料の板や布に給水して毛管
現象により空気と接触させる構造のものが広く知られて
いるが、これらはいずれも空気と水が直接接触するため
水中の雑菌や炭酸カルシウム微粉末等の飛散が若干発生
するとともに加湿能力も不十分であった。
【0006】そこで、本出願人は水の蒸発面積を大幅に
増加させるための研究を重ねた結果、図17のように防
水・透湿性膜2を用いて構成した加湿用チューブ状膜体
1を構成するとともにその内部に水がスムーズに入るた
めに扁平状口の中空部を保持するスペーサ7を設け、こ
うしてできたチューブ状膜体1内部の高さが数ミリメー
トルの中空部に水を充填する構成を採用し、この防水透
湿性膜材料2を通過した水蒸気をチューブ状膜体1の外
表面に送給された空気に含ませ加湿させるべく、図18
のように空気を送給する空間を保持する波板状で例えば
合成樹脂性の間隔板4をチューブ膜体1と重ね合わせた
ものを渦巻状に積層させて加湿器8を構成することによ
り蒸発表面積を飛躍的に大きくすることができるととも
に雑菌や炭酸カルシウム微粉末の飛散のない加湿装置を
発明した。これらは例えば特開昭60−171337号
公報、及び特開昭61−175421号公報、特開昭6
1−237942号公報、及び特開昭61−25042
9号公報にそれぞれ開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来の加湿
装置においては、図17に示すように加湿用チューブ状
膜体1とスペーサ7が別々に構成されていたので、これ
を波板状の間隔板4と渦巻状に積層し、加湿のために給
水した場合、図19に示すようにチューブ状膜体1が水
圧で膨らんで非通気性である波板状の間隔板4とその一
部が密着し、空気と接触する防水透湿性膜2の面積が減
少してしまい、加湿量が減少するという現象が発生して
いた。また、膨らんだ分だけ空気の流路面積も減少する
ので加湿器8に送給される空気の空気抵抗も増加してい
た。図20は給水圧力と給水時間、空気抵抗、加湿能力
との関係を表すグラフである。チューブ状膜体1の膨ら
みを防止するためにチューブ状膜体1への給水圧力を減
少させると、チューブ状膜体1への給水能力が低下して
全体に給水できなくなり加湿性能が低下するという相反
的な現象が起こり、根本的な対策が望まれていた。この
発明は上記のような問題点を解消するためになされたも
のであり、給水能力と加湿性能の向上が図れるととも
に、加湿器に送給される空気の空気抵抗が小さい加湿装
置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る加湿装置
は、透湿性膜材料をチューブ状に形成したチューブ状膜
体の内表面に柔軟な材料で成形されたリブをチューブ状
膜体の長さ方向に並行して接着固定し、チューブ状膜体
とこのチューブ状膜体外側に空気が送給される空間を保
つ間隔板とを交互に積層させたものである。
【0009】また、チューブ状膜体の内表面の略片半面
にリブを接着固定し、このチューブ状膜体をそのリブが
渦巻の中心側に位置するよう間隔板とともに渦巻状に積
層させたものである。
【0010】また、チューブ状膜体の外表面であって、
その内表面にリブが接着固定された側に間隔板を接着固
定させたものである。
【0011】
【作用】この発明における加湿装置は、チューブ状膜体
の長さ方向に並行に接着固定された複数の柔軟な材料で
成形したリブによりチューブ状膜体の長さ方向にテンシ
ョンが働き、給水した際のチューブ状膜体の膨らみを防
止して間隔板との接触面積が増えるのを防ぎ、透湿性膜
の空気と接触する面積を確保する。
【0012】また、チューブ状膜体を間隔板とともに渦
巻状に積層した場合、その渦巻中心側内表面に接着固定
されたリブにより特にチューブ状膜体の渦巻中心側では
長さ方向に強いテンションが働き、チューブ状膜体の膨
らみを確実に防止する。
【0013】また、チューブ状膜体の外表面であって、
その内表面にリブが接着された側に接着された間隔板に
よりチューブ状膜体の外表面及び内表面からチューブ状
膜体の長さ方向に強いテンションが働き、チューブ状膜
体の膨らみをより確実に防止する。
【0014】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はチューブ状膜体を示す断面図であり、図に
おいて、1はチューブ状膜体で、予め帯状の多孔質防水
・透湿性膜2の長さ方向略片半面に柔軟な部材よりなる
棒状のリブ3をこの長さ方向に複数本並行に接着固定
し、この多孔質防水・透湿性膜2の長さ方向に沿った縁
2aを接着するとともにチューブ状の一端に水の供給口
を設け、さらにその他端を閉止することにより形成され
る。図2は図1のように構成されたチューブ状膜体を用
いた加湿器8を示す斜視図であり、チューブ状膜体1の
リブ接着側外表面1bとチューブ状膜体外表面に空気が
送給される空間を保持する波板形の間隔板4とを重ね合
わせ、この間隔板4即ちリブ接着側外表面1bが内側
(中心側)になるように渦巻状に積層してなる。
【0015】具体的な例として多孔質防水・透湿性膜2
としては多孔質ポリテトラフルオロエチレンシートに補
強用の通気性織布を接着して構成した複合部材(日東電
工製ミクロテックス)を用いた。図1のように幅20c
m、長さ10mのミクロテックスの多孔質ポリテトラフ
ルオロエチレンシート片面の半分に直径2mmの塩化ビ
ニール製のリブ3を約10mmおきに10本ポリウレタ
ン系接着剤を用いて接着し、2つ折りした後、縁2aを
重ねて貼り合わせる。長さ10mのチューブ状膜体1の
一端に水の供給口を設けた後残部を閉止して袋状にし、
図2のようにリブ接着側外表面1bと波板状の間隔板4
とを重ね合わせて、間隔板4即ちリブ接着側外表面1b
が内側(中心側)となるように渦巻状に積層していく。
【0016】このようにして得られた透湿膜式加湿器8
を図3のように給水管9を介して給水タンク5に接続し
給水したところ、給水圧力0.05kg/cm2 の場合
でもチューブ状膜体1に接着固定されたリブ3によりチ
ューブ状膜体1の長さ方向に引張力が働き、一方、リブ
非接着側外周面1dは渦巻遠心側となるので、リブ接着
側外周面1bに比べて自然と引張力が働くので、図4の
ようにチューブ状膜体1のリブ接着側外表面1bが膨ら
んで波板状の間隔板に密着するようなことはなく、多孔
質防水・透湿性膜2が空気と接触する面積が広く保たれ
るので、加湿量は従来の構造の透湿膜式加湿器に比べて
130〜150%の性能が得られた。また、間隔板4に
より保持される空間も広く保たれるので、給水時の加湿
器に送給される空気の空気抵抗は従来の透湿膜式加湿器
の約50%に低下した。
【0017】図5のようにリブ非接着側外表面1dに波
板状の間隔板4を重ね合わせ、図6のように間隔板4即
ちリブ非接着側外表面1dが内側(中心側)となるよう
に渦巻状に積層した透湿膜式加湿器8を図3のように給
水管9を介して給水タンク5に接続し給水したところ、
図7のようにチューブ状膜体1のリブ非接着側外表面が
若干波板状の間隔板4に密着するが、リブ接着側のチュ
ーブ状膜体1にリブ3の引張力が働くため、従来の構造
の透湿膜式加湿器に比べて115〜130%の加湿性能
が得られた。しかし、給水時の加湿器の空気抵抗は従来
の透湿膜式加湿器の約70%であった。この結果よりリ
ブ接着側外表面1bを内側(中心側)にして積層した方
が有効である。
【0018】実施例2.図8は上記実施例のチューブ状
膜体1のリブ接着側外表面1bに間隔板4を重ね合わせ
て接着固定させた場合の斜視図であり、4aはチューブ
状膜体1と間隔板4との接着面である。このように構成
されたチューブ状膜体1及び間隔板4を、図2のように
間隔板4即ちリブ接着側外表面1bを内側(中心側)に
して渦巻状に積層し透湿膜式加湿器8を形成した。その
他の構成は実施例1の場合と同様である。
【0019】このようにして得られた透湿膜式加湿器8
を図3のように給水管9を介して給水タンク5に接続し
給水したところ、給水圧力0.05kg/cm2 の場
合、チューブ状膜体1に接着固定されたリブ3及び間隔
板4とによりチューブ状膜体1の長さ方向に内表面、外
表面の両側から強い引張力が働くので、チューブ状膜体
1のリブ接着側外表面1bが膨らんで波板状の間隔板に
密着するようなことはなく、多孔質防水・透湿性膜2が
空気と接触する面積が広く保たれるので、加湿量は従来
の構造の透湿膜式加湿器に比べて140〜150%の性
能が得られた。また、間隔板4により保持される空間も
広く保たれるので、給水時の加湿器に送給される空気の
空気抵抗は従来の透湿膜式加湿器の約50%に低下し
た。
【0020】図9のようにリブ非接着側外表面1dに波
板状の間隔板4を接着固定して渦巻状に積層したとこ
ろ、波板状の間隔板4が内側、外側の場合共にチューブ
状膜体外表面にしわが多く発生しうまく構成できなかっ
た。従って、加湿性能を向上させるには波板状の間隔板
4をリブ接着側外表面1bに接着固定するとともにリブ
接着側外表面1bを内側(渦巻中心側)にして渦巻状に
積層すると特に有効である。
【0021】実施例3.図10は無孔性透湿膜材料とし
て多孔質ポリテトラフルオロエチレンシート表面に親水
性ポリウレタンをコーティングし、他の面に補強用の通
気性の高い布材料を接着して構成した複合素材(ジャパ
ンゴアテックス製第2世代ゴアテックス)を用いた例で
ある。図のように幅20cm、長さ10mの第2ゴアテ
ックスの親水性ポリウレタンコーティングした面の半分
に直径2mmの塩化ビニール製のリブ10本を約10m
mおきにポリウレタン系接着剤を用いて接着固定し、2
つ折りした後、端部を重ねて貼り合わせる。長さ10m
のチューブ状膜体の内に液体の水を通過させず空気を通
過させ得る長さ10m、内径5mmのパイプ状の多孔性
中空部材を挿入した後、一端に水の供給口を設け、さら
にその他端を閉止するこにより形成される。そして、図
2のようにリブ接着側外表面1bと波板状の間隔板4と
を重ね合わせ、間隔板4即ちリブ接着側外表面1bが内
側(中心側)となるように渦巻状に積層していく。
【0022】このようにして得られた透湿膜式加湿器8
を図3のように給水管9を介して給水タンク5に接続し
給水したところ、給水圧力0.05kg/cm2 の場
合、チューブ状膜体1に接着固定されたリブ3によりチ
ューブ状膜体1の長さ方向に引張力が働き、一方、リブ
非接着側外周面1dは渦巻遠心側となるので、リブ接着
側外周面1bに比べて自然と引張力が働くので、チュー
ブ状膜体1のリブ接着側外表面1bが膨らんで波板状の
間隔板に密着するようなことはなく、無孔性透湿膜2が
空気と接触する面積が広く保たれるので、加湿量は従来
の構造の透湿膜式加湿器に比べて130〜150%の性
能が得られた。また、間隔板4により保持される空間も
広く保たれるので、給水時の加湿器に送給される空気の
空気抵抗は従来の透湿膜式加湿器の約50%に低下し
た。また、透湿性膜材料に無孔性透湿膜を使用すること
により界面活性材等の混入等に対しても水の浸出が起こ
らない加湿器を提供することができるという効果が得ら
れる。
【0023】リブ非接着側外表面1dに波板状の間隔板
4を重ね合わせ、間隔板4即ちリブ接着側外表面1bが
内側(中心側)となるように渦巻状に積層した場合、チ
ューブ状膜体1のリブ非接着側外表面1dが若干波板状
の間隔板4に密着するが、リブ接着側のチューブ状膜体
1にリブ3の引張力が働くため、従来の構造の透湿膜式
加湿器に比べて115〜130%の加湿性能が得られ
た。しかし、給水時の加湿器の空気抵抗は従来の透湿膜
式加湿器の約70%であった。この結果、リブ接着側外
表面1bを内側(中心側)にして積層した方が有効であ
る。
【0024】実施例4.図11は上記実施例3のチュー
ブ状膜体1のリブ接着側外表面1bに間隔板4を接着固
定させた場合の斜視図であり、4aはチューブ状膜体1
と間隔板4との接着面である。このように構成されたチ
ューブ状膜体1及び間隔板4を、図2のように間隔板4
即ちリブ接着側外表面1bを内側(中心側)にして渦巻
状に積層し透湿膜式加湿器8を形成した。その他の構成
は実施例3の場合と同様である。
【0025】このようにして得られた透湿膜式加湿器8
を図3のように給水管9を介して給水タンク5に接続し
給水したところ、給水圧力0.05kg/cm2 の場
合、チューブ状膜体1に接着固定されたリブ3及び間隔
板4とによりチューブ状膜体1の長さ方向に内表面、外
表面の両側から強い引張力が働くので、チューブ状膜体
1の波板状の間隔板4への密着は更に減少し、加湿量は
従来の構造の透湿膜式加湿器に比べて140〜150%
の性能が得られた。また、間隔板4により保持される空
間も広く保たれるので、給水時の加湿器に送給される空
気の空気抵抗は従来の透湿膜式加湿器の約50%に低下
した。更に、給水に界面活性剤を1%程添加しても水の
浸出は全く起こらなかった。
【0026】リブ非接着側外表面1dに波板状の間隔板
4を接着固定して渦巻状に積層したところ、波板状の間
隔板4が内側、外側の場合共にチューブ状膜体外表面に
しわが多く発生しうまく構成できなかった。従って、加
湿性能を向上させるには波板状の間隔板4をリブ接着側
外表面1bに接着固定すると共にリブ接着側外表面1b
を内側(渦巻中心側)にして渦巻状に積層すると特に有
効である。
【0027】上記実施例1〜4ではリブ3を透湿性膜2
の長さ方向略片半面に並行に接着固定し、透湿性膜2の
長さ方向に沿った縁2aを接着してチューブ状にした場
合を例にとったが、図12のようにチューブ状膜体1の
内表面の全面にほぼ等間隔に長さ方向に並行してリブが
接着固定されるようにしてもよい。このようにすれば図
13のようにチューブ状膜体1の表面渦巻中心側、遠心
側両側のたわみをより確実に防止できる。また、塩化ビ
ニール製のリブ3をポリウレタン系接着剤を用いて接着
固定していたが、押出成形される透湿性膜上に例えば軟
化したポリウレタンを長さ方向に並行に滴下して硬化接
着させることによりリブを形成してもよく、さらに図1
4のようにリブ1fとチューブ状膜体1とを一体成形し
てもよい。また、チューブ状膜体1は図14のように2
枚の帯状の透湿性膜の縁を貼り合わせて成形してもよ
い。
【0028】実施例5.図15はチューブ状膜体1と間
隔板4とを平行に積層した加湿器9を示す側面図、図1
6は波状に積層した加湿器10を示す側面図である。図
15の場合にはチューブ状膜体1が平面状で曲面を描か
ず、また、図16の場合には折れ曲がる部分はあるもの
の全体として平面部分が多いので、チューブ状膜体1に
自然の引張力が一様に働かない。従ってこれらの形状で
は図12のようなチューブ状膜体1の内表面にほぼ等間
隔に長さ方向に並行してリブが接着固定された断面形状
のチューブにした方が図13のようにチューブ状膜体1
がその両側の間隔板4に対してたわむことがなく効果的
である。このように上記実施例1〜4では渦巻状に積層
された加湿器を中心に説明してきたが、本実施例の図1
5、図16に示すような形状の加湿器でもよく、更にそ
の他の形状の加湿器においても同様の効果を奏する。無
論、間隔板4の形状も波板状に限定されるものではな
く、加湿器に送給された空気が透湿膜を通過してきた水
蒸気を含むことができるような形状のものであればよ
い。
【0029】
【発明の効果】以上のように、この発明によればチュー
ブ状膜体の内表面に複数本のリブをチューブ状膜体の長
さ方向に並行に接着固定し、チューブ状膜体と間隔板と
を交互に積層させて透湿膜式加湿器を構成したので、給
水時に透湿性膜表面の膨らむことが防止され、透湿性膜
が加湿器に送給されてくる空気と接触する面積が確保さ
れて加湿量が大幅に増加するとともに加湿器に送給され
る空気の空気抵抗も大幅に減少させることができるとい
う効果が得られる。
【0030】また、チューブ状膜体と間隔板とを渦巻状
に積層し、チューブ状膜体の内表面渦巻中心側にリブを
位置させ、また波板状の間隔板をチューブ状膜体の外表
面渦巻中心側に接着させたので、給水時の透湿性膜の膨
らみがより確実に防止され、透湿性膜の空気と接触する
面積が確保されて加湿量が一層増加するとともに加湿器
に送給される空気の空気抵抗もより大幅に減少させるこ
とができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1による加湿装置のチューブ
状膜体を示す断面図である。
【図2】この発明の実施例1による加湿装置の加湿器を
示す部分断面図である。
【図3】この発明の実施例1による加湿装置の給水タン
クと加湿器との接続を示す概略図である。
【図4】この発明の実施例1による加湿装置の給水時の
チューブの状態を示す部分側面図である。
【図5】この発明の実施例1による加湿装置のチューブ
状膜体を示す断面斜視図である。
【図6】この発明の実施例1による加湿装置の加湿器を
示す部分側面図である。
【図7】この発明の実施例1による加湿装置の給水時の
チューブの状態を示す部分側面図である。
【図8】この発明の実施例2による加湿装置のチューブ
状膜体及び間隔板を示す断面斜視図である。
【図9】この発明の実施例2による加湿装置のチューブ
状膜体及び間隔板を示す断面斜視図である。
【図10】この発明の実施例3による加湿装置のチュー
ブ状膜体及び間隔板を示す断面斜視図である。
【図11】この発明の実施例3による加湿装置のチュー
ブ状膜体及び間隔板を示す断面斜視図である。
【図12】この発明の他の実施例による加湿装置のチュ
ーブ状膜体を示す断面図である。
【図13】この発明の他の実施例による加湿装置の給水
時のチューブの状態を示す部分断面図である。
【図14】この発明の他の実施例による加湿装置のチュ
ーブ状膜体を示す断面図である。
【図15】この発明の実施例5による加湿装置の加湿器
を示す側面図である。
【図16】この発明の実施例5による加湿装置の加湿器
を示す側面図である。
【図17】従来の透湿膜式加湿器のチューブ状膜体を示
す断面斜視図である。
【図18】従来の透湿膜式加湿器の給水タンクと加湿器
との接続を示す概略図である。
【図19】従来の透湿膜式加湿器の給水時のチューブの
状態を示す部分側面図である。
【図20】従来の透湿膜式加湿器の給水圧力に対する空
気抵抗、給水時間、加湿能力を示す図表である。
【符号の説明】
1 チューブ状膜体 1a リブ接着側内表面 1b リブ接着側外表面 1c リブ非接着側内表面 1d リブ非接着側外表面 1f リブ 2 透湿性膜 3 リブ 4 波板状間隔板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F24F 6/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透湿性膜材料をチューブ状に形成したチ
    ューブ状膜体の中空部に水を供給し、チューブ状膜体の
    外表面に送給された空気にこの膜材料を通過した水蒸気
    を含ませて加湿する加湿装置において、上記チューブ状
    膜体の内表面に柔軟な材料で成形された複数本のリブを
    チューブ状膜体の長さ方向に並行して接着固定し、上記
    チューブ状膜体とこのチューブ状膜体外側に空気が送給
    される空間を保つ間隔板とを交互に積層させたことを特
    徴とする加湿装置。
  2. 【請求項2】 透湿性膜材料をチューブ状に形成したチ
    ューブ状膜体の中空部に水を供給し、チューブ状膜体の
    外表面に送給された空気にこの膜材料を通過した水蒸気
    を含ませて加湿する加湿装置において、上記チューブ状
    膜体の内表面の略片半面に柔軟な材料で形成された複数
    本のリブをチューブ状膜体の長さ方向に並行して接着固
    定し、上記チューブ状膜体の外表面にチューブ状膜体の
    外側に空気が送給される空間を保つ間隔板を重合し、上
    記チューブ状膜体を上記リブが渦巻の中心側に位置する
    よう間隔板とともに渦巻状に積層したことを特徴とする
    加湿装置。
  3. 【請求項3】 上記間隔板をチューブ状膜体の外表面で
    あってその内表面に上記リブが接着固定された側に固定
    したことを特徴とする請求項2記載の加湿装置。
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