JP3674246B2 - 加湿用シート及び加湿装置及び換気・加湿装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は加湿用膜体の内部に水を供給し、加湿用膜体の外表に空気を接触させて加湿処理を行う加湿用シート及び新鮮な外気の給気と室内空気の排気とを同時に行なう加湿用シートを使った加湿装置並びに給気と排気との間で互いに熱交換を行う換気・加湿装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オフィスのＯＡ化が進む中、機器の発熱により冬場にも関らず機器冷房や外気導入による冷却を行う室内が散見されるようになり、冬場の加湿不足がさらに増している。
また、外気冷却を行って熱交換なしで換気を行えば、無駄に排熱する結果となる。
【０００３】
図２３は例えば特開平８−１００９３５号公報に示された従来の加湿ユニットを示す斜視図、図２４は同加湿用シートを示す断面図である。図２３、２４において、１０１は水吸収層、１０２は水吸収層１０１の両側に形成された水蒸気透過性で水不透過性の合成樹脂膜で、この三層膜の端部を封止することで加湿シート１２０を構成する。この加湿シート１２０を間隔と風路とを保持する保持部材と交互に積層して、取付枠１２１に収め、加湿シート１２０の水吸収層１０１へ水を供給する給水パイプ１２２を接続して加湿ユニット１２３を構成する。
【０００４】
上記のように構成された加湿ユニットにおいては、加湿シートの両側に形成された風路に送風機等により空気を流すことにより、加湿シートを透過する水蒸気が通過空気に含まれて加湿が行われる。このような加湿ユニットを用いて室内の湿度を改善することができる。
【０００５】
図２５は例えば特開昭５８−１７８１８８号公報に示された従来の換気・加湿装置を示す斜視図、図２６は同換気・加湿部材を示す部分斜視図である。図２５、２６において、１０３及び１０４は吸湿性のある素材で形成された間隔板及び仕切板、１０５及び１０６は吸湿性のない素材で形成された仕切板、間隔板で、間隔板１０４と１０４、１０５と１０５とが、間に間隔板１０３、１０６を介在させてそれぞれ向かい合うよう積層されている。
【０００６】
１０７は図２６に示されたように積層されて構成された熱交換ユニット、１０８は間隔板１０５と１０５との間に形成された排気風路、１０９は間隔板１０４と１０４との間に形成された給気風路、１１０は水受けである。
熱交換ユニット１０７の角を水受け皿１１０に浸し、吸湿性のある間隔板１０３及び仕切板１０４を通じて給気風路１０９に水が行き渡り、給気を加湿する。このような構成によって換気と加湿とが同一のユニットで行える。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の加湿装置又は換気・加湿装置は以上のように構成され、特開平８−１００９３５号公報の加湿装置は、加湿に使用される水と加湿される空気とが直接接触しないので衛生的ではあるが、換気には別の手段が必要であった。
また、給排気の熱交換ができないため、同時給排熱交換型換気装置で加湿をするには別個の加湿装置となってしまい、装置全体が大型化するという問題点があった。
【０００８】
また、特開昭５８−１７８１８８号公報の換気・加湿装置では、換気と同時に加湿も行えるが、室内に導入される空気に直接加湿用水から加湿されるので、加湿水に雑菌等が繁殖した際、給気を通じて室内に雑菌等が侵入してしまい、衛生上好ましくない。また、送風機が停止した後に熱交換ユニット１０７内にカビなどの真菌類が発生する可能性があった。
また、冬場の給気は温度が低いため、水蒸気の発生が活発でなく、加湿効率が良好でないという問題点があった。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、加湿用水を直接換気用の空気にさらすことなく、加湿性能が良好な加湿用シート及び加湿装置を得ることを目的とする。
また、加湿用水を直接換気用の空気にさらすことなく、室内外で同時給排換気及び加湿が行える、コンパクトで加湿性能が良好な給気と排気との間で互いに熱交換を行う換気・加湿装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る加湿シートは、加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設けたものである。
【００１１】
この発明に係る加湿装置は加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に被加湿通路に面し水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に熱源に面し水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設けたものである。
【００１２】
この発明に係る換気・加湿装置は加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に給気通路に面し水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に排気通路に面し水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設けたものである。
【００１３】
また、加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に給気通路に面し水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に排気通路に面し水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設け、前記透湿膜と透湿膜、不透湿膜と不透湿膜とを対向させて積層し、給気通路と排気通路とを交互に形成したものである。
【００１４】
また、前記不透湿膜に水による腐蝕に強い合成樹脂膜を用いたものである。
【００１５】
また、前記不透湿膜に熱伝導性の金属膜を用いたものである。
【００１６】
また、前記金属膜の表面に腐蝕防止用の樹脂コーティングを施したものである。
【００１７】
また、前記水路形成層に形状保持材を加え、前記水路形成層を積層方向へ変形させることにより給気通路又は排気通路を保持するものである。
【００１８】
また、前記水路形成層に多孔質吸着素材を用いたものである。
【００１９】
また、前記対向する透湿膜と透視膜又は不透湿膜と不透湿膜との間に耐水性の合成樹脂よりなる間隔保持部材を備え、前記給気通路と排気通路とを形成したものである。
【００２０】
また、前記対向する透湿膜と透湿膜又は不透湿膜と不透湿膜との間に熱伝導性の金属よりなる間隔保持部材を備え、前記給気通路と排気通路とを形成したものである。
【００２１】
また、前記間隔保持部材の金属部分の表面に腐蝕防止用の樹脂コーティングを施したものである。
【００２２】
また、前記透湿膜及び不透湿膜に水路形成層と外部とを連通する給水孔を形成し、この給水孔と接合されて前記積層方向に前記給水孔同士を互いに通水可能にする給水部材を備えたものである。
【００２３】
また、前記給気通路及び排気通路を排気通路及び給気通路に切換え可能としたものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。図１は本発明における加湿シートを示す部分断面図で、図１において、１は水蒸気は通過する（水蒸気透過性）が水は通さない（水不透過性）透湿膜、２は水路形成する水路形成層、３は水蒸気も水も通さない不透湿膜で、粋と形成層２の一方の側に透湿膜１が、他方の側に不透湿膜３が設けられ、端部を閉塞して加湿用シート４を構成する。
【００２５】
上記のように構成された加湿用シート４では、シート状の水路形成層２に水が供給されると、水路形成層２の一方の側にある透湿膜１より水蒸気が通過し、外側の空気を加湿する。他方の側の不透湿膜３は水蒸気を通過させない。
不透湿膜３は水路形成層２と接しているので、この部分の温度を上げれば水路形成層２に熱が伝導して水温を上昇させることができ、水路形成層２から透湿膜１を通過しての水蒸気の発生を促すことができる。また、このようにして水温を調節することによって透湿膜１からの蒸発量をコントロールすることができる。
【００２６】
また、透湿面と不透湿面とを有することから、透湿面を給気側、不透湿面を排気側に臨ませれば、排気による熱が水路形成層に伝達され、水路形成層の水が水蒸気として給気に入り込むため、この加湿シートを通じて熱交換を行うことが可能となり、換気による給排熱交換と加湿とを一つのユニットで実現できる。いずれにしても、透湿膜、水路形成層、不透湿膜の３層構造によって、加湿水を風路にさらすことなく、効率的に加湿を行うことができ、また、不透湿膜は水蒸気を発生せず気化熱による冷却がないので、水路形成層２内の加湿用水は不透湿膜側で冷却されにくく、外気温が低い場合の加湿量の低下を低減できる。
【００２７】
実施の形態２．
図２はこの発明における換気・加湿装置のユニットを構成した一実施例の斜視図、図３は図２のユニットに組み込まれる加湿シートを示す平面図、図４は図２のユニットの分解図である。図３において、８は実施例１の加湿シート４を概四角形に形成し、周囲の端面を封止（端面封止部ｂ）すると共に、角の一部に該シートを貫通する水供給孔ａを穿設して水路形成層と連通可能にする給水部１１が形成された換気・加湿シートである。
【００２８】
図４において、９は透湿膜１が面する換気・加湿シート８の水蒸気透過膜面、１０は不透湿膜３が面する換気・加湿シート８の水蒸気不透過膜面で、これら水蒸気透過膜面９と水蒸気透過膜面９、水蒸気不透過膜面１０と水蒸気不透過膜面１０とが互いに対向するよう換気・加湿シート８が積層されている。５は換気・加湿シート８間に介在し、換気・加湿シート８間に風路を形成する間隔保持部材としての波板状の間隔板で、波方向は交互に９０度ずつずれて積層されている。６は交互に形成される風路の一方を通過する排気、７は他方を通過する給気である。
【００２９】
次に動作について説明する。上記のように構成されたユニットにおいては、給水部１１に給水パイプ等所定の給水手段を接続することにより、各層の水路形成層に加湿用水が供給される。
そして、図示しない送風機等により排気流及び給気流を発生させると、室内の空気は排気６として室外へ排出され、室外の空気は給気７として室内へ供給される。
【００３０】
オフィス等、機器の発熱により冬場の室内において機器冷房や外気導入による冷却を行なう場合、通常の冬場の給気にそのまま加湿しようとしても、外気温が低く蒸発が起きにくいため、十分に加湿することができない。本発明においては、図４に示すように、室内からの排気６を熱源とすることにより水蒸気不透過膜面１０が暖められて換気・加湿シート８内の加湿用水が加温されるので、水蒸気が発生しやすくなり、通常より多く水蒸気透過面より加湿することができる。このようにして、換気される際の排気熱を加湿を促進するためのエネルギーとして活用でき、低い外気温に対しても有効に加湿が行える。尚、夏場は外気温、室内温ともある程度高い温度なので、排気温度が給気温度より低いとしても加湿性能にそれほど影響を与えることはない。
【００３１】
また、排気６の熱は換気・加湿シート８を介して給気７に伝達され、さらに一部の熱は水蒸気として給気７に含まれて行くから、一つのユニットで加湿と同時に給排熱交換が行え、コンパクトで加湿性能が良好な換気・加湿装置とすることができる。しかもこの場合、加湿用水は直接給気と接するのではなく、透湿膜を介して水蒸気が給気に含まれて行くので、雑菌等の混入も抑制され、衛生的なものとなる。また、冬場の外気導入による冷却は例え室内が冷房状況にあるとしても外気が極端に低い場合があり、そのような場合には室内の快適性を損なうので、熱交換を行うことで、快適な室内冷却ができる。
尚、排気側となる不透湿膜面に加熱又は冷却が行える熱源を別個設け、さらに加湿量を増減できるようにしてもよい。
【００３２】
実施の形態３．
図５はこの発明における換気・加湿装置の換気・加湿シート８の断面図である。図５において、その構造は基本的に実施の形態２のものと同様である。本実施の形態では水蒸気不透過膜面１０に水に強い合成樹脂を用いて形成することで水漏れ等が少なく、耐久性に優れた長寿命の換気・加湿シートとすることができる。合成樹脂の材質としては、塩化ビニル、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂（acrylonitrile-butadiene-styrene resin）、ポリエチレンなどが用いられる。
【００３３】
上記のような構成のものを更に図２のように積層するに当って、合成樹脂に間隔板５と同一の素材を用いれば、熱融着により積層が可能になり、接着剤を用いて接着する手間が省ける。
【００３４】
実施の形態４．
また、図５において、水蒸気不透過膜面１０に熱伝導性の金属膜を用いることで、換気・加湿ユニット８を形成したとき、排気６より効率良く熱を回収して水路形成層２の加湿用水に熱を伝えることができる。この結果、水蒸気透過膜面９からの加湿量をコントロールし易くなり、加湿量を増やすことができる。金属膜としては、銅、アルミニウム等の熱伝導性に優れたものが好適である。
【００３５】
実施の形態５．
図６はこの発明における換気・加湿装置の換気・加湿シート８の断面図である。図６において、その構造は基本的に実施の形態２のものと同様である。本実施の形態では水蒸気不透過膜面１０に熱伝導性の金属膜を用い、さらにその両面に樹脂コーティング層１２を形成している。この結果、実施の形態４の場合と同様、排気６より効率良く熱を回収して水路形成層２の加湿用水に熱を伝えることができ、加湿量を増やすことができる共に、樹脂コーティング層１２によって水路形成層２の加湿用水による金属膜の腐蝕を防ぐことができる。また、樹脂コーティング層１２に間隔板５と同一の表材を用いれば、熱融着による積層が可能になり、接着剤を用いて接着する手間が省ける。
【００３６】
実施の形態６．
図７はこの発明における換気・加湿装置の換気・加湿シートを示す斜視図、図８は図７のＡ−Ａ断面図、図９は図７のＢ−Ｂ断面図、図１０は図７の換気・加湿シートを積層してユニットを構成したときの状態を示す部分断面図である。図７〜１０において、８ａ、８ｂは実施例２と同様な水蒸気透過膜面９、水路形成層２、水蒸気不透過膜面１０の三層構造をした換気・加湿シートである。
【００３７】
換気・加湿シート８ａ、８ｂは、水路形成層２の形状を熱、圧力等で容易に成形できる素材とし、且つ形状を維持できる多孔性樹脂や金属繊維でシート状に作成した水蒸気透過膜面９や水蒸気不透過膜面１０によって構成されている。１３は上記のように構成された換気・加湿シート８ａ、８ｂに波板状に成形された波形状部で、本実施例の形態ではシートの一面側に突出して波を形成している。１４は波形状部１３の波面方向両端に成形された平坦部である。
【００３８】
そして、図８、９に示すように、換気・加湿シート８ａはシートに対して凸状面に水蒸気透過膜面９が、反対面に水蒸気不透過膜面１０がそれぞれ位置するよう波形状部１３が形成される。また、換気・加湿シート８ｂはシートに対して凸状面に水蒸気不透過膜面１０が、反対面に水蒸気透過膜面９がそれぞれ位置するよう波形状部１３が形成される。これら換気・加湿シート８ａと換気・加湿シート８ｂとを、水蒸気透過膜面９同士、水蒸気不透過膜面１０同士が対面し、且つ波面方向が９０°異なるようにしながら図１０のように交互に積層する。
【００３９】
この結果間隔板を用いることなく排気及び給気の風路が波形状部１３によって確保できると共に、加湿面積及び熱交換面積を増加させることができ、効率の良い換気・加湿ユニットが得られる。
また、波形状部１３を形成する際、波形状の波面方向両端に平坦部１４を残して形成することにより、加湿・換気シート８ａ、８ｂを交互に９０度ずつずらして積層接着する際、図１０に示すように加湿・換気シート８ｂの最外殻の波頂部が加湿・換気シート８ａの平坦部１４に当接させることができ、シート端面の排気と給気とのシールが容易になる。
【００４０】
実施の形態７．
図１１はこの発明における加湿シートを示す部分断面図で、図１１において、１５は実施の形態１の水路形成層２と同様な機能を担い、水蒸気透過膜面９と水蒸気不透過膜面１０との間に設けられた活性炭繊維である。その他の構成は実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。活性炭繊維１５は多孔質素材なので、供給される加湿水の中に溶存する不純物を取り除くことができるので、加湿器の寿命を決める透湿膜表面の析出物を低減させることができる。このような活性炭繊維の使用は他の透湿膜式加湿器においても同様な効果が得られる。
【００４１】
また、水蒸気透過膜９に多孔質タイプの膜を用いれば加湿を必要としない運転時に消臭効果を得ることができる。
また、本実施の形態においては水路形成層２に活性炭繊維を用いたが、活性炭繊維と同様な機能、効果を奏するゼオライト等でもよく、多孔質の吸着素材であれば、同様な作用効果を奏する。
【００４２】
実施の形態８．
図４はこの発明における図２のユニットの分解図で、図４において、５は耐水性の合成樹脂を用いて形成された間隔板である。その他の構成は実施の形態３と同様であり、その説明を省略する。間隔板５は水に強い合成樹脂を用いているため、水蒸気や加湿水による間隔板の変形等が防止でき、間隔を常に一定に保つべくその保持力が持続され、長寿命の換気・加湿シートを得ることができる。合成樹脂の素材としては塩化ビニル、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンなどが用いられる。
【００４３】
実施の形態９．
図４はこの発明における図２のユニットの分解図で、図４において、５は熱伝導性の金属板により形成された間隔板である。その他の構成は実施の形態３と同様であり、その説明を省略する。間隔板５は熱伝導性を有することから、フィンとしての役割を果たし、排気６より効率的に熱を水路形成層２の被加湿水に熱を伝えることができ、水蒸気透過膜面９からの加湿量を増やすことができる。
【００４４】
実施の形態１０．
上記実施の形態９において、間隔板５を金属板によって形成したが、図６の水蒸気不透過膜面１０と同様に、熱伝導性の金属板の表面に薄く耐水性の樹脂をコーティングして樹脂コーティング層を形成した間隔板としてもよい。このように形成した間隔板５は熱伝導性を有することから、フィンとしての役割を果たし、排気６より効率的に熱を水路形成層２の被加湿水に熱を伝えることができ、水蒸気透過膜面９からの加湿量を増やすことができる。また、樹脂コーティング層１２により、主に水路形成層２からの水蒸気等による腐蝕を防止することができる。
【００４５】
実施の形態１１．
図１２はこの発明における換気・加湿装置のユニットを示す斜視図、図１３は図１２の加湿ユニットの最上段に設けられる枠天板を示す斜視図で、その他の基本構成は図２〜４に示される実施の形態２の換気・加湿装置と同様でありその説明を省略する。図１２、１３において、１６は間隔板５と同一高さで、換気・加湿シート８の給水部１１間に組み込まれる給水部材で、積層方向に給水孔ａ間を接続する孔を中央に有し、各水路形成層２と連通状態にして通水可能にしている。
【００４６】
１７は換気・加湿ユニットの外殻を構成し、換気・加湿シート８及び間隔板５を互いに積層して形成された積層体の最上段を覆う枠天板で、換気・加湿シートと積層方向に対向する位置に孔ａと対向する孔を有する給水部が形成されている。１８は枠天板１７の給水部の孔に接続された給水パイプである。
上記構成によって給水パイプ１８より加湿用水の給水を行うと、加湿用水は積層された換気・加湿シート８の給水部１１、給水部材１６を流れ、各換気・加湿シート８の水路形成層２に孔ａから給水される。
【００４７】
このような構成とすれば、給水部１１の重量や給水による圧力等は給水部材１６にかかるので、間隔板５にアンバランスな負荷がかかることがなく、風路の変形が生じにくい。また、間隔板５と給水部１１とを独立した構成とすれば、間隔板５を９０度ずつ回転させても、使用することができるから、間隔板の共通化が図れ、低コスト化できるようになる。
尚、枠天板１７及び給水パイプ１８を積層体の最下段にも設けてもよく、このように両側から給水した場合には、加湿用水の供給がより素早く行える。
【００４８】
実施の形態１２．
図１４はこの発明における換気・加湿装置の換気・加湿シートを示す斜視図、図１５は図１４の換気・加湿シートを用いた積層体の斜視図、図１６は図１５の積層体から構成されたユニットである。図１４、１５において、換気・加湿シートの基本構成は実施の形態２のものと同様な三層構造になっており、その説明を省略する。８は四角形状の換気・加湿シート、ａは換気・加湿シート８の一角部付近を貫通して形成された給水孔で、外部と水路形成膜２とを連通状態にしている。
【００４９】
給水部材１６は実施の形態１１と同様な構成だが、換気・加湿シート８の孔ａ上に配置されている。１９は換気・加湿ユニットの外殻を構成し、実施の形態１１と同様、換気・加湿シート８及び間隔板５を互いに積層して形成された積層体の最上段を覆う枠天板、１９ｂは同様に積層体の最下段を覆う枠い、給水パイプの接続口を持たない枠天板、１９ｃは積層体の陵部を覆う枠横板である。これた積層体と枠天板１９、１９ｂ及び枠横板１９ｃとで換気・加湿ユニット８Ａを構成する。
【００５０】
上記のように換気・加湿ユニットの断面形状を略四角形状の構成とすることにより、換気・加湿ユニット８Ａは四角柱状となるので、実施の形態１１の場合に比し、給水部１１の出っ張りがなく、取り扱いが容易になる。
また、給水部材１６と間隔板５とが一体部品であればユニット生産時に取扱性、生産性が向上する。
【００５１】
また、図１７は他の枠天板の実施例を示す斜視図である。図１７において、１８は枠天板１９の下面と側面とを連通する孔の側面側より突出した給水パイプであり、このように給水パイプ１８を横から出す構造の枠天板１９とすれば、給水パイプが邪魔にならす、同一ユニットを容易に積み重ねられ、必要な大きさへの対応も同一形状の換気・加湿ユニット８Ａを複数個積層し、各換気・加湿ユニットに給水をすることで対応できる。
【００５２】
実施の形態１３．
図１８、１９はこの発明における換気・加湿装置に組み込まれる間隔形成給水部材の斜視図である。２０、２１はそれぞれ橋絡部２０ａ、２１ａにより間隔保持部２０ｂ、２１ｂが平行になるよう連結され、一角部に積層方向に貫通した孔ａを有する給水部１１が形成された間隔形成給水部材である。間隔形成給水部材２０と２１とは給水部１１の位置が橋絡部方向を軸方向として線対称の関係にある。
【００５３】
間隔形成給水部材２０、２１の給水部１１の孔ａが互いに合致するよう、間に実施の形態１２と同様な換気・加湿シート８を介在させて図１６のように積層しユニットを構成すると、間隔形成給水部材２０、２１の間隔保持部２０ｂ、２１ｂは互いに９０度異なる風路を形成する。間隔形成給水部材２０、２１はポリエチレン、ＡＢＳ等の耐水性の合成樹脂等が選択され、間隔形成給水部材２０、２１そのものが枠の働きを兼ねるので、上下に枠天板１９などを挟み込んでやれば換気・加湿ユニットは別工程で枠入れする必要がなく構成できる。
【００５４】
実施の形態１４．
図２０はこの発明における天井埋め込みタイプの換気・加湿装置を示す斜視図である。図２０において、２２は排気流及び給気流を発生させる遠心ファンよりなる送風機、２３はドレンパンで、その他の構成む含め、その構造は従来公知の天井埋込型熱交換換気装置と同様である。８Ａは実施の形態１２と同様な構成で、図１６にも記載された換気・加湿エレメント、２４は一端が給水パイプ１８に接続されると共に他端が外部の水源に接続された給水ホースである。
【００５５】
上記のような構成とすることにより、給気７は換気・加湿エレメント８Ａを通過する際に実施の形態２と同様な原理で水蒸気を含み、加湿された新鮮な空気を室内へと供給する。また、排気６は換気・加湿エレメント８Ａを通過する際に室内の熱を水蒸気不透過膜面１０より回収し、水路形成層２を加温することにより水蒸気透過巻く面９からの水蒸気の発生を促進する。
【００５６】
このようにして換気される際無駄に捨てられる排気熱を加湿を行うための熱として利用できるので、低い外気温にも有効に加湿が行える。また、同時給排型の熱交換器と加湿器との機能を兼用できるので、従来の製品と比較して小型化が可能である。また、透湿膜を使用することにより加湿水を直接風路にさらさないので、衛生的な加湿が行える。
【００５７】
図２１、２２は図２０のような天井埋め込みタイプの換気・加湿装置への給水手段を概念的に示す側面図である。図２１において、２５は給水ホース２４に接続された減圧電磁弁で、水道などの水源からの水圧を低下させて、直接換気・空調ユニット８Ａに給水する構成となる。図２２において、２６は給水ホース２４に接続された給水タンクで、水道などの水源から水を一旦貯留する。２７は薬液供給タンクである。
【００５８】
図２１においては、減圧され適度な水圧に調節された水道水を加湿用水として換気・加湿エレメント８Ａへ供給する。供給された加湿用水は上述した原理で水蒸気となり給気７を加湿する。図２２においては、一旦水道水を給水タンク２６に貯留した後、給水ホース２４を介して加湿用水を換気・加湿エレメント８Ａへ供給する。
【００５９】
また、薬液供給タンク２７から加湿用水に薬液を供給すると、給気７に薬品液を添加でき、湿度が高く滅菌された清潔な空気を送り出すことができ、病院等にも利用できる多機能化された換気・加湿器が得られる。
尚、図２０で送風機２２に軸流プロペラファン等を用い、ファン逆回転やパスの切り換え等により給気と排気のパスを入れ替えることにより、夏季には排気を換気加湿エレメントにより加湿し、その際の気化熱により換気・加湿シートを冷却させることにより、給気を冷却させることができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設けたので、加湿用水を風路にさらすことなく、効率的に加湿できる効果が得られる。
【００６１】
また、加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に被加湿通路に面し水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に熱源に面し水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設けたので、加湿用水を風路にさらすことなく、しかも透湿膜から発生する水蒸気の量を熱源で調節して低い温度の空気でも効率的に加湿ができる効果が得られる。
【００６２】
また、加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に給気通路に面し水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に排気通路に面し水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設けたので、排気通路の熱で透湿膜からの水蒸気の発生を促し、給気を効果的に加湿することができる効果が得られる。
【００６３】
また、加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に給気通路に面し水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に排気通路に面し水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設け、前記透湿膜と透湿膜、不透湿膜と不透湿膜とを対向させて積層し、給気通路と排気通路とを交互に形成したので、排気通路の熱を効率的に回収しながら給気の加湿を行うことが可能になる効果が得られる。
【００６４】
また、前記不透湿膜に水による腐蝕に強い合成樹脂膜を用いたので、長寿命の換気・加湿装置とすることができる効果が得られる。
【００６５】
また、前記不透湿膜に熱伝導性の金属膜を用いたので、排気より効率良く熱を回収して水路形成層の加湿用水に伝えることができ、給気温度が低い場合でも加湿量を増やすことができる効果が得られる。
【００６６】
また、前記金属膜の表面に腐蝕防止用の樹脂コーティングを施したので、不透過膜が水路形成層の加湿用水によって腐蝕することを防止できる。
【００６７】
また、前記水路形成層に形状保持材を加え、前記水路形成層を積層方向へ変形させることにより給気通路又は排気通路を保持したので、間隔板を省略できると共に加湿及び熱交換面積を増加させることができる効果が得られる。
【００６８】
また、前記水路形成層に多孔質吸着素材を用いたので、加湿用水中に溶存する不純物を取り除くことができ、透湿膜面の析出物を低減させることができる効果が得られる。
【００６９】
また、前記対向する透湿膜と透視膜又は不透湿膜と不透湿膜との間に耐水性の合成樹脂よりなる間隔保持部材を備え、前記給気通路と排気通路とを形成したので、水蒸気等による間隔保持部材の変形等を防止でき、風路の確保がより確実なものとできる効果が得られる。
【００７０】
また、前記対向する透湿膜と透湿膜又は不透湿膜と不透湿膜との間に熱伝導性の金属よりなる間隔保持部材を備え、前記給気通路と排気通路とを形成したので、間隔保持部材がフィンの効果を果たして排気より効率的に熱を回収でき、加湿用水に熱を伝えて加湿を促す効果が得られる。
【００７１】
また、前記間隔保持部材の金属部分の表面に腐蝕防止用の樹脂コーティングを施したので、間隔保持部材が水路形成層の加湿用水によって腐蝕することを防止できる効果が得られる。
【００７２】
また、前記透湿膜及び不透湿膜に水路形成層と外部とを連通する給水孔を形成し、この給水孔と接合されて前記積層方向に前記給水孔同士を互いに通水可能にする給水部材を備えたので、水路形成層が積層されていても各層に容易に加湿用水の供給が行える効果が得られ、給水部材が給水による重量や圧力を受けるので、間隔保持部材等の変形を防止をできる効果が得られる。
【００７３】
また、前記給気通路及び排気通路を排気通路及び給気通路に切換え可能としたので、排気を換気加湿エレメントにより加湿し、その際の気化熱により換気・加湿シートを冷却させることにより、給気を冷却させることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１における換気・加湿シートを示す部分断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態２における換気・加湿装置のユニットを示す斜視図である。
【図３】 図２のユニットに組み込まれる加湿シートを示す平面図である。
【図４】 図２のユニットの分解図である。
【図５】 この発明の実施の形態３における換気・加湿装置のうち、換気・加湿シートを示す断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態５における換気・加湿装置のうち、換気・加湿シートを示す断面図である。
【図７】 この発明の実施の形態６における換気・加湿装置のうち、換気・加湿シートを示す斜視図である。
【図８】 図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】 図７のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】 図７の換気・加湿シートを積層して構成したユニットを示す部分断面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態７における加湿シートを示す部分断面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態１１における換気・加湿装置のユニットを示す斜視図
【図１３】 図１２の加湿ユニットの最上段に設けられる枠天板を示す斜視図である。
【図１４】 この発明の実施の形態１２における換気・加湿装置のうち、換気・加湿シートを示す斜視図である。
【図１５】 図１４の換気・加湿シートを用いた積層体の斜視図である。
【図１６】 図１５の積層体から構成された換気・加湿ユニットを示す斜視図である。
【図１７】 この発明の実施の形態１２における換気・加湿装置のうち、他の枠天板の実施例を示す斜視図である。
【図１８】 この発明の実施の形態１３における換気・加湿装置に組み込まれる間隔形成給水部材を示す斜視図である。
【図１９】 この発明の実施の形態１３における換気・加湿装置に組み込まれる間隔形成給水部材を示す斜視図である。
【図２０】 この発明の実施の形態１４における天井埋め込みタイプの換気・加湿装置を示す斜視図である。
【図２１】 図２０の天井埋め込みタイプの換気・加湿装置への給水手段を示す側面図である。
【図２２】 図２０の天井埋め込みタイプの換気・加湿装置への給水手段を示す側面図である。
【図２３】 従来の加湿ユニットを示す斜視図である。
【図２４】 従来の加湿用シートを示す断面図である。
【図２５】 従来の換気・加湿装置を示す斜視図である。
【図２６】 従来の換気・加湿部材を示す部分斜視図である。
【符号の説明】
１ 透湿膜
２ 水路形成層
３ 不透湿膜
４ 加湿用シート
５ 間隔板
８ 換気・加湿シート
９ 水蒸気透過膜面
１０ 水蒸気不透過膜面
１１ 給水部
１２ 樹脂コーティング層
１３ 波形状部
１４ 平坦部
１５ 活性炭繊維
１６ 給水部材
１７ 枠天板
１８ 給水パイプ
１９ 枠天板
２０、２１ 間隔形成給水部材
２５ 減圧電磁弁
２７ 薬品供給タンク
【発明の属する技術分野】
この発明は加湿用膜体の内部に水を供給し、加湿用膜体の外表に空気を接触させて加湿処理を行う加湿用シート及び新鮮な外気の給気と室内空気の排気とを同時に行なう加湿用シートを使った加湿装置並びに給気と排気との間で互いに熱交換を行う換気・加湿装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オフィスのＯＡ化が進む中、機器の発熱により冬場にも関らず機器冷房や外気導入による冷却を行う室内が散見されるようになり、冬場の加湿不足がさらに増している。
また、外気冷却を行って熱交換なしで換気を行えば、無駄に排熱する結果となる。
【０００３】
図２３は例えば特開平８−１００９３５号公報に示された従来の加湿ユニットを示す斜視図、図２４は同加湿用シートを示す断面図である。図２３、２４において、１０１は水吸収層、１０２は水吸収層１０１の両側に形成された水蒸気透過性で水不透過性の合成樹脂膜で、この三層膜の端部を封止することで加湿シート１２０を構成する。この加湿シート１２０を間隔と風路とを保持する保持部材と交互に積層して、取付枠１２１に収め、加湿シート１２０の水吸収層１０１へ水を供給する給水パイプ１２２を接続して加湿ユニット１２３を構成する。
【０００４】
上記のように構成された加湿ユニットにおいては、加湿シートの両側に形成された風路に送風機等により空気を流すことにより、加湿シートを透過する水蒸気が通過空気に含まれて加湿が行われる。このような加湿ユニットを用いて室内の湿度を改善することができる。
【０００５】
図２５は例えば特開昭５８−１７８１８８号公報に示された従来の換気・加湿装置を示す斜視図、図２６は同換気・加湿部材を示す部分斜視図である。図２５、２６において、１０３及び１０４は吸湿性のある素材で形成された間隔板及び仕切板、１０５及び１０６は吸湿性のない素材で形成された仕切板、間隔板で、間隔板１０４と１０４、１０５と１０５とが、間に間隔板１０３、１０６を介在させてそれぞれ向かい合うよう積層されている。
【０００６】
１０７は図２６に示されたように積層されて構成された熱交換ユニット、１０８は間隔板１０５と１０５との間に形成された排気風路、１０９は間隔板１０４と１０４との間に形成された給気風路、１１０は水受けである。
熱交換ユニット１０７の角を水受け皿１１０に浸し、吸湿性のある間隔板１０３及び仕切板１０４を通じて給気風路１０９に水が行き渡り、給気を加湿する。このような構成によって換気と加湿とが同一のユニットで行える。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の加湿装置又は換気・加湿装置は以上のように構成され、特開平８−１００９３５号公報の加湿装置は、加湿に使用される水と加湿される空気とが直接接触しないので衛生的ではあるが、換気には別の手段が必要であった。
また、給排気の熱交換ができないため、同時給排熱交換型換気装置で加湿をするには別個の加湿装置となってしまい、装置全体が大型化するという問題点があった。
【０００８】
また、特開昭５８−１７８１８８号公報の換気・加湿装置では、換気と同時に加湿も行えるが、室内に導入される空気に直接加湿用水から加湿されるので、加湿水に雑菌等が繁殖した際、給気を通じて室内に雑菌等が侵入してしまい、衛生上好ましくない。また、送風機が停止した後に熱交換ユニット１０７内にカビなどの真菌類が発生する可能性があった。
また、冬場の給気は温度が低いため、水蒸気の発生が活発でなく、加湿効率が良好でないという問題点があった。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、加湿用水を直接換気用の空気にさらすことなく、加湿性能が良好な加湿用シート及び加湿装置を得ることを目的とする。
また、加湿用水を直接換気用の空気にさらすことなく、室内外で同時給排換気及び加湿が行える、コンパクトで加湿性能が良好な給気と排気との間で互いに熱交換を行う換気・加湿装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る加湿シートは、加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設けたものである。
【００１１】
この発明に係る加湿装置は加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に被加湿通路に面し水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に熱源に面し水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設けたものである。
【００１２】
この発明に係る換気・加湿装置は加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に給気通路に面し水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に排気通路に面し水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設けたものである。
【００１３】
また、加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に給気通路に面し水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に排気通路に面し水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設け、前記透湿膜と透湿膜、不透湿膜と不透湿膜とを対向させて積層し、給気通路と排気通路とを交互に形成したものである。
【００１４】
また、前記不透湿膜に水による腐蝕に強い合成樹脂膜を用いたものである。
【００１５】
また、前記不透湿膜に熱伝導性の金属膜を用いたものである。
【００１６】
また、前記金属膜の表面に腐蝕防止用の樹脂コーティングを施したものである。
【００１７】
また、前記水路形成層に形状保持材を加え、前記水路形成層を積層方向へ変形させることにより給気通路又は排気通路を保持するものである。
【００１８】
また、前記水路形成層に多孔質吸着素材を用いたものである。
【００１９】
また、前記対向する透湿膜と透視膜又は不透湿膜と不透湿膜との間に耐水性の合成樹脂よりなる間隔保持部材を備え、前記給気通路と排気通路とを形成したものである。
【００２０】
また、前記対向する透湿膜と透湿膜又は不透湿膜と不透湿膜との間に熱伝導性の金属よりなる間隔保持部材を備え、前記給気通路と排気通路とを形成したものである。
【００２１】
また、前記間隔保持部材の金属部分の表面に腐蝕防止用の樹脂コーティングを施したものである。
【００２２】
また、前記透湿膜及び不透湿膜に水路形成層と外部とを連通する給水孔を形成し、この給水孔と接合されて前記積層方向に前記給水孔同士を互いに通水可能にする給水部材を備えたものである。
【００２３】
また、前記給気通路及び排気通路を排気通路及び給気通路に切換え可能としたものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。図１は本発明における加湿シートを示す部分断面図で、図１において、１は水蒸気は通過する（水蒸気透過性）が水は通さない（水不透過性）透湿膜、２は水路形成する水路形成層、３は水蒸気も水も通さない不透湿膜で、粋と形成層２の一方の側に透湿膜１が、他方の側に不透湿膜３が設けられ、端部を閉塞して加湿用シート４を構成する。
【００２５】
上記のように構成された加湿用シート４では、シート状の水路形成層２に水が供給されると、水路形成層２の一方の側にある透湿膜１より水蒸気が通過し、外側の空気を加湿する。他方の側の不透湿膜３は水蒸気を通過させない。
不透湿膜３は水路形成層２と接しているので、この部分の温度を上げれば水路形成層２に熱が伝導して水温を上昇させることができ、水路形成層２から透湿膜１を通過しての水蒸気の発生を促すことができる。また、このようにして水温を調節することによって透湿膜１からの蒸発量をコントロールすることができる。
【００２６】
また、透湿面と不透湿面とを有することから、透湿面を給気側、不透湿面を排気側に臨ませれば、排気による熱が水路形成層に伝達され、水路形成層の水が水蒸気として給気に入り込むため、この加湿シートを通じて熱交換を行うことが可能となり、換気による給排熱交換と加湿とを一つのユニットで実現できる。いずれにしても、透湿膜、水路形成層、不透湿膜の３層構造によって、加湿水を風路にさらすことなく、効率的に加湿を行うことができ、また、不透湿膜は水蒸気を発生せず気化熱による冷却がないので、水路形成層２内の加湿用水は不透湿膜側で冷却されにくく、外気温が低い場合の加湿量の低下を低減できる。
【００２７】
実施の形態２．
図２はこの発明における換気・加湿装置のユニットを構成した一実施例の斜視図、図３は図２のユニットに組み込まれる加湿シートを示す平面図、図４は図２のユニットの分解図である。図３において、８は実施例１の加湿シート４を概四角形に形成し、周囲の端面を封止（端面封止部ｂ）すると共に、角の一部に該シートを貫通する水供給孔ａを穿設して水路形成層と連通可能にする給水部１１が形成された換気・加湿シートである。
【００２８】
図４において、９は透湿膜１が面する換気・加湿シート８の水蒸気透過膜面、１０は不透湿膜３が面する換気・加湿シート８の水蒸気不透過膜面で、これら水蒸気透過膜面９と水蒸気透過膜面９、水蒸気不透過膜面１０と水蒸気不透過膜面１０とが互いに対向するよう換気・加湿シート８が積層されている。５は換気・加湿シート８間に介在し、換気・加湿シート８間に風路を形成する間隔保持部材としての波板状の間隔板で、波方向は交互に９０度ずつずれて積層されている。６は交互に形成される風路の一方を通過する排気、７は他方を通過する給気である。
【００２９】
次に動作について説明する。上記のように構成されたユニットにおいては、給水部１１に給水パイプ等所定の給水手段を接続することにより、各層の水路形成層に加湿用水が供給される。
そして、図示しない送風機等により排気流及び給気流を発生させると、室内の空気は排気６として室外へ排出され、室外の空気は給気７として室内へ供給される。
【００３０】
オフィス等、機器の発熱により冬場の室内において機器冷房や外気導入による冷却を行なう場合、通常の冬場の給気にそのまま加湿しようとしても、外気温が低く蒸発が起きにくいため、十分に加湿することができない。本発明においては、図４に示すように、室内からの排気６を熱源とすることにより水蒸気不透過膜面１０が暖められて換気・加湿シート８内の加湿用水が加温されるので、水蒸気が発生しやすくなり、通常より多く水蒸気透過面より加湿することができる。このようにして、換気される際の排気熱を加湿を促進するためのエネルギーとして活用でき、低い外気温に対しても有効に加湿が行える。尚、夏場は外気温、室内温ともある程度高い温度なので、排気温度が給気温度より低いとしても加湿性能にそれほど影響を与えることはない。
【００３１】
また、排気６の熱は換気・加湿シート８を介して給気７に伝達され、さらに一部の熱は水蒸気として給気７に含まれて行くから、一つのユニットで加湿と同時に給排熱交換が行え、コンパクトで加湿性能が良好な換気・加湿装置とすることができる。しかもこの場合、加湿用水は直接給気と接するのではなく、透湿膜を介して水蒸気が給気に含まれて行くので、雑菌等の混入も抑制され、衛生的なものとなる。また、冬場の外気導入による冷却は例え室内が冷房状況にあるとしても外気が極端に低い場合があり、そのような場合には室内の快適性を損なうので、熱交換を行うことで、快適な室内冷却ができる。
尚、排気側となる不透湿膜面に加熱又は冷却が行える熱源を別個設け、さらに加湿量を増減できるようにしてもよい。
【００３２】
実施の形態３．
図５はこの発明における換気・加湿装置の換気・加湿シート８の断面図である。図５において、その構造は基本的に実施の形態２のものと同様である。本実施の形態では水蒸気不透過膜面１０に水に強い合成樹脂を用いて形成することで水漏れ等が少なく、耐久性に優れた長寿命の換気・加湿シートとすることができる。合成樹脂の材質としては、塩化ビニル、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂（acrylonitrile-butadiene-styrene resin）、ポリエチレンなどが用いられる。
【００３３】
上記のような構成のものを更に図２のように積層するに当って、合成樹脂に間隔板５と同一の素材を用いれば、熱融着により積層が可能になり、接着剤を用いて接着する手間が省ける。
【００３４】
実施の形態４．
また、図５において、水蒸気不透過膜面１０に熱伝導性の金属膜を用いることで、換気・加湿ユニット８を形成したとき、排気６より効率良く熱を回収して水路形成層２の加湿用水に熱を伝えることができる。この結果、水蒸気透過膜面９からの加湿量をコントロールし易くなり、加湿量を増やすことができる。金属膜としては、銅、アルミニウム等の熱伝導性に優れたものが好適である。
【００３５】
実施の形態５．
図６はこの発明における換気・加湿装置の換気・加湿シート８の断面図である。図６において、その構造は基本的に実施の形態２のものと同様である。本実施の形態では水蒸気不透過膜面１０に熱伝導性の金属膜を用い、さらにその両面に樹脂コーティング層１２を形成している。この結果、実施の形態４の場合と同様、排気６より効率良く熱を回収して水路形成層２の加湿用水に熱を伝えることができ、加湿量を増やすことができる共に、樹脂コーティング層１２によって水路形成層２の加湿用水による金属膜の腐蝕を防ぐことができる。また、樹脂コーティング層１２に間隔板５と同一の表材を用いれば、熱融着による積層が可能になり、接着剤を用いて接着する手間が省ける。
【００３６】
実施の形態６．
図７はこの発明における換気・加湿装置の換気・加湿シートを示す斜視図、図８は図７のＡ−Ａ断面図、図９は図７のＢ−Ｂ断面図、図１０は図７の換気・加湿シートを積層してユニットを構成したときの状態を示す部分断面図である。図７〜１０において、８ａ、８ｂは実施例２と同様な水蒸気透過膜面９、水路形成層２、水蒸気不透過膜面１０の三層構造をした換気・加湿シートである。
【００３７】
換気・加湿シート８ａ、８ｂは、水路形成層２の形状を熱、圧力等で容易に成形できる素材とし、且つ形状を維持できる多孔性樹脂や金属繊維でシート状に作成した水蒸気透過膜面９や水蒸気不透過膜面１０によって構成されている。１３は上記のように構成された換気・加湿シート８ａ、８ｂに波板状に成形された波形状部で、本実施例の形態ではシートの一面側に突出して波を形成している。１４は波形状部１３の波面方向両端に成形された平坦部である。
【００３８】
そして、図８、９に示すように、換気・加湿シート８ａはシートに対して凸状面に水蒸気透過膜面９が、反対面に水蒸気不透過膜面１０がそれぞれ位置するよう波形状部１３が形成される。また、換気・加湿シート８ｂはシートに対して凸状面に水蒸気不透過膜面１０が、反対面に水蒸気透過膜面９がそれぞれ位置するよう波形状部１３が形成される。これら換気・加湿シート８ａと換気・加湿シート８ｂとを、水蒸気透過膜面９同士、水蒸気不透過膜面１０同士が対面し、且つ波面方向が９０°異なるようにしながら図１０のように交互に積層する。
【００３９】
この結果間隔板を用いることなく排気及び給気の風路が波形状部１３によって確保できると共に、加湿面積及び熱交換面積を増加させることができ、効率の良い換気・加湿ユニットが得られる。
また、波形状部１３を形成する際、波形状の波面方向両端に平坦部１４を残して形成することにより、加湿・換気シート８ａ、８ｂを交互に９０度ずつずらして積層接着する際、図１０に示すように加湿・換気シート８ｂの最外殻の波頂部が加湿・換気シート８ａの平坦部１４に当接させることができ、シート端面の排気と給気とのシールが容易になる。
【００４０】
実施の形態７．
図１１はこの発明における加湿シートを示す部分断面図で、図１１において、１５は実施の形態１の水路形成層２と同様な機能を担い、水蒸気透過膜面９と水蒸気不透過膜面１０との間に設けられた活性炭繊維である。その他の構成は実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。活性炭繊維１５は多孔質素材なので、供給される加湿水の中に溶存する不純物を取り除くことができるので、加湿器の寿命を決める透湿膜表面の析出物を低減させることができる。このような活性炭繊維の使用は他の透湿膜式加湿器においても同様な効果が得られる。
【００４１】
また、水蒸気透過膜９に多孔質タイプの膜を用いれば加湿を必要としない運転時に消臭効果を得ることができる。
また、本実施の形態においては水路形成層２に活性炭繊維を用いたが、活性炭繊維と同様な機能、効果を奏するゼオライト等でもよく、多孔質の吸着素材であれば、同様な作用効果を奏する。
【００４２】
実施の形態８．
図４はこの発明における図２のユニットの分解図で、図４において、５は耐水性の合成樹脂を用いて形成された間隔板である。その他の構成は実施の形態３と同様であり、その説明を省略する。間隔板５は水に強い合成樹脂を用いているため、水蒸気や加湿水による間隔板の変形等が防止でき、間隔を常に一定に保つべくその保持力が持続され、長寿命の換気・加湿シートを得ることができる。合成樹脂の素材としては塩化ビニル、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンなどが用いられる。
【００４３】
実施の形態９．
図４はこの発明における図２のユニットの分解図で、図４において、５は熱伝導性の金属板により形成された間隔板である。その他の構成は実施の形態３と同様であり、その説明を省略する。間隔板５は熱伝導性を有することから、フィンとしての役割を果たし、排気６より効率的に熱を水路形成層２の被加湿水に熱を伝えることができ、水蒸気透過膜面９からの加湿量を増やすことができる。
【００４４】
実施の形態１０．
上記実施の形態９において、間隔板５を金属板によって形成したが、図６の水蒸気不透過膜面１０と同様に、熱伝導性の金属板の表面に薄く耐水性の樹脂をコーティングして樹脂コーティング層を形成した間隔板としてもよい。このように形成した間隔板５は熱伝導性を有することから、フィンとしての役割を果たし、排気６より効率的に熱を水路形成層２の被加湿水に熱を伝えることができ、水蒸気透過膜面９からの加湿量を増やすことができる。また、樹脂コーティング層１２により、主に水路形成層２からの水蒸気等による腐蝕を防止することができる。
【００４５】
実施の形態１１．
図１２はこの発明における換気・加湿装置のユニットを示す斜視図、図１３は図１２の加湿ユニットの最上段に設けられる枠天板を示す斜視図で、その他の基本構成は図２〜４に示される実施の形態２の換気・加湿装置と同様でありその説明を省略する。図１２、１３において、１６は間隔板５と同一高さで、換気・加湿シート８の給水部１１間に組み込まれる給水部材で、積層方向に給水孔ａ間を接続する孔を中央に有し、各水路形成層２と連通状態にして通水可能にしている。
【００４６】
１７は換気・加湿ユニットの外殻を構成し、換気・加湿シート８及び間隔板５を互いに積層して形成された積層体の最上段を覆う枠天板で、換気・加湿シートと積層方向に対向する位置に孔ａと対向する孔を有する給水部が形成されている。１８は枠天板１７の給水部の孔に接続された給水パイプである。
上記構成によって給水パイプ１８より加湿用水の給水を行うと、加湿用水は積層された換気・加湿シート８の給水部１１、給水部材１６を流れ、各換気・加湿シート８の水路形成層２に孔ａから給水される。
【００４７】
このような構成とすれば、給水部１１の重量や給水による圧力等は給水部材１６にかかるので、間隔板５にアンバランスな負荷がかかることがなく、風路の変形が生じにくい。また、間隔板５と給水部１１とを独立した構成とすれば、間隔板５を９０度ずつ回転させても、使用することができるから、間隔板の共通化が図れ、低コスト化できるようになる。
尚、枠天板１７及び給水パイプ１８を積層体の最下段にも設けてもよく、このように両側から給水した場合には、加湿用水の供給がより素早く行える。
【００４８】
実施の形態１２．
図１４はこの発明における換気・加湿装置の換気・加湿シートを示す斜視図、図１５は図１４の換気・加湿シートを用いた積層体の斜視図、図１６は図１５の積層体から構成されたユニットである。図１４、１５において、換気・加湿シートの基本構成は実施の形態２のものと同様な三層構造になっており、その説明を省略する。８は四角形状の換気・加湿シート、ａは換気・加湿シート８の一角部付近を貫通して形成された給水孔で、外部と水路形成膜２とを連通状態にしている。
【００４９】
給水部材１６は実施の形態１１と同様な構成だが、換気・加湿シート８の孔ａ上に配置されている。１９は換気・加湿ユニットの外殻を構成し、実施の形態１１と同様、換気・加湿シート８及び間隔板５を互いに積層して形成された積層体の最上段を覆う枠天板、１９ｂは同様に積層体の最下段を覆う枠い、給水パイプの接続口を持たない枠天板、１９ｃは積層体の陵部を覆う枠横板である。これた積層体と枠天板１９、１９ｂ及び枠横板１９ｃとで換気・加湿ユニット８Ａを構成する。
【００５０】
上記のように換気・加湿ユニットの断面形状を略四角形状の構成とすることにより、換気・加湿ユニット８Ａは四角柱状となるので、実施の形態１１の場合に比し、給水部１１の出っ張りがなく、取り扱いが容易になる。
また、給水部材１６と間隔板５とが一体部品であればユニット生産時に取扱性、生産性が向上する。
【００５１】
また、図１７は他の枠天板の実施例を示す斜視図である。図１７において、１８は枠天板１９の下面と側面とを連通する孔の側面側より突出した給水パイプであり、このように給水パイプ１８を横から出す構造の枠天板１９とすれば、給水パイプが邪魔にならす、同一ユニットを容易に積み重ねられ、必要な大きさへの対応も同一形状の換気・加湿ユニット８Ａを複数個積層し、各換気・加湿ユニットに給水をすることで対応できる。
【００５２】
実施の形態１３．
図１８、１９はこの発明における換気・加湿装置に組み込まれる間隔形成給水部材の斜視図である。２０、２１はそれぞれ橋絡部２０ａ、２１ａにより間隔保持部２０ｂ、２１ｂが平行になるよう連結され、一角部に積層方向に貫通した孔ａを有する給水部１１が形成された間隔形成給水部材である。間隔形成給水部材２０と２１とは給水部１１の位置が橋絡部方向を軸方向として線対称の関係にある。
【００５３】
間隔形成給水部材２０、２１の給水部１１の孔ａが互いに合致するよう、間に実施の形態１２と同様な換気・加湿シート８を介在させて図１６のように積層しユニットを構成すると、間隔形成給水部材２０、２１の間隔保持部２０ｂ、２１ｂは互いに９０度異なる風路を形成する。間隔形成給水部材２０、２１はポリエチレン、ＡＢＳ等の耐水性の合成樹脂等が選択され、間隔形成給水部材２０、２１そのものが枠の働きを兼ねるので、上下に枠天板１９などを挟み込んでやれば換気・加湿ユニットは別工程で枠入れする必要がなく構成できる。
【００５４】
実施の形態１４．
図２０はこの発明における天井埋め込みタイプの換気・加湿装置を示す斜視図である。図２０において、２２は排気流及び給気流を発生させる遠心ファンよりなる送風機、２３はドレンパンで、その他の構成む含め、その構造は従来公知の天井埋込型熱交換換気装置と同様である。８Ａは実施の形態１２と同様な構成で、図１６にも記載された換気・加湿エレメント、２４は一端が給水パイプ１８に接続されると共に他端が外部の水源に接続された給水ホースである。
【００５５】
上記のような構成とすることにより、給気７は換気・加湿エレメント８Ａを通過する際に実施の形態２と同様な原理で水蒸気を含み、加湿された新鮮な空気を室内へと供給する。また、排気６は換気・加湿エレメント８Ａを通過する際に室内の熱を水蒸気不透過膜面１０より回収し、水路形成層２を加温することにより水蒸気透過巻く面９からの水蒸気の発生を促進する。
【００５６】
このようにして換気される際無駄に捨てられる排気熱を加湿を行うための熱として利用できるので、低い外気温にも有効に加湿が行える。また、同時給排型の熱交換器と加湿器との機能を兼用できるので、従来の製品と比較して小型化が可能である。また、透湿膜を使用することにより加湿水を直接風路にさらさないので、衛生的な加湿が行える。
【００５７】
図２１、２２は図２０のような天井埋め込みタイプの換気・加湿装置への給水手段を概念的に示す側面図である。図２１において、２５は給水ホース２４に接続された減圧電磁弁で、水道などの水源からの水圧を低下させて、直接換気・空調ユニット８Ａに給水する構成となる。図２２において、２６は給水ホース２４に接続された給水タンクで、水道などの水源から水を一旦貯留する。２７は薬液供給タンクである。
【００５８】
図２１においては、減圧され適度な水圧に調節された水道水を加湿用水として換気・加湿エレメント８Ａへ供給する。供給された加湿用水は上述した原理で水蒸気となり給気７を加湿する。図２２においては、一旦水道水を給水タンク２６に貯留した後、給水ホース２４を介して加湿用水を換気・加湿エレメント８Ａへ供給する。
【００５９】
また、薬液供給タンク２７から加湿用水に薬液を供給すると、給気７に薬品液を添加でき、湿度が高く滅菌された清潔な空気を送り出すことができ、病院等にも利用できる多機能化された換気・加湿器が得られる。
尚、図２０で送風機２２に軸流プロペラファン等を用い、ファン逆回転やパスの切り換え等により給気と排気のパスを入れ替えることにより、夏季には排気を換気加湿エレメントにより加湿し、その際の気化熱により換気・加湿シートを冷却させることにより、給気を冷却させることができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設けたので、加湿用水を風路にさらすことなく、効率的に加湿できる効果が得られる。
【００６１】
また、加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に被加湿通路に面し水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に熱源に面し水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設けたので、加湿用水を風路にさらすことなく、しかも透湿膜から発生する水蒸気の量を熱源で調節して低い温度の空気でも効率的に加湿ができる効果が得られる。
【００６２】
また、加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に給気通路に面し水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に排気通路に面し水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設けたので、排気通路の熱で透湿膜からの水蒸気の発生を促し、給気を効果的に加湿することができる効果が得られる。
【００６３】
また、加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に給気通路に面し水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に排気通路に面し水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設け、前記透湿膜と透湿膜、不透湿膜と不透湿膜とを対向させて積層し、給気通路と排気通路とを交互に形成したので、排気通路の熱を効率的に回収しながら給気の加湿を行うことが可能になる効果が得られる。
【００６４】
また、前記不透湿膜に水による腐蝕に強い合成樹脂膜を用いたので、長寿命の換気・加湿装置とすることができる効果が得られる。
【００６５】
また、前記不透湿膜に熱伝導性の金属膜を用いたので、排気より効率良く熱を回収して水路形成層の加湿用水に伝えることができ、給気温度が低い場合でも加湿量を増やすことができる効果が得られる。
【００６６】
また、前記金属膜の表面に腐蝕防止用の樹脂コーティングを施したので、不透過膜が水路形成層の加湿用水によって腐蝕することを防止できる。
【００６７】
また、前記水路形成層に形状保持材を加え、前記水路形成層を積層方向へ変形させることにより給気通路又は排気通路を保持したので、間隔板を省略できると共に加湿及び熱交換面積を増加させることができる効果が得られる。
【００６８】
また、前記水路形成層に多孔質吸着素材を用いたので、加湿用水中に溶存する不純物を取り除くことができ、透湿膜面の析出物を低減させることができる効果が得られる。
【００６９】
また、前記対向する透湿膜と透視膜又は不透湿膜と不透湿膜との間に耐水性の合成樹脂よりなる間隔保持部材を備え、前記給気通路と排気通路とを形成したので、水蒸気等による間隔保持部材の変形等を防止でき、風路の確保がより確実なものとできる効果が得られる。
【００７０】
また、前記対向する透湿膜と透湿膜又は不透湿膜と不透湿膜との間に熱伝導性の金属よりなる間隔保持部材を備え、前記給気通路と排気通路とを形成したので、間隔保持部材がフィンの効果を果たして排気より効率的に熱を回収でき、加湿用水に熱を伝えて加湿を促す効果が得られる。
【００７１】
また、前記間隔保持部材の金属部分の表面に腐蝕防止用の樹脂コーティングを施したので、間隔保持部材が水路形成層の加湿用水によって腐蝕することを防止できる効果が得られる。
【００７２】
また、前記透湿膜及び不透湿膜に水路形成層と外部とを連通する給水孔を形成し、この給水孔と接合されて前記積層方向に前記給水孔同士を互いに通水可能にする給水部材を備えたので、水路形成層が積層されていても各層に容易に加湿用水の供給が行える効果が得られ、給水部材が給水による重量や圧力を受けるので、間隔保持部材等の変形を防止をできる効果が得られる。
【００７３】
また、前記給気通路及び排気通路を排気通路及び給気通路に切換え可能としたので、排気を換気加湿エレメントにより加湿し、その際の気化熱により換気・加湿シートを冷却させることにより、給気を冷却させることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１における換気・加湿シートを示す部分断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態２における換気・加湿装置のユニットを示す斜視図である。
【図３】 図２のユニットに組み込まれる加湿シートを示す平面図である。
【図４】 図２のユニットの分解図である。
【図５】 この発明の実施の形態３における換気・加湿装置のうち、換気・加湿シートを示す断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態５における換気・加湿装置のうち、換気・加湿シートを示す断面図である。
【図７】 この発明の実施の形態６における換気・加湿装置のうち、換気・加湿シートを示す斜視図である。
【図８】 図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】 図７のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】 図７の換気・加湿シートを積層して構成したユニットを示す部分断面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態７における加湿シートを示す部分断面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態１１における換気・加湿装置のユニットを示す斜視図
【図１３】 図１２の加湿ユニットの最上段に設けられる枠天板を示す斜視図である。
【図１４】 この発明の実施の形態１２における換気・加湿装置のうち、換気・加湿シートを示す斜視図である。
【図１５】 図１４の換気・加湿シートを用いた積層体の斜視図である。
【図１６】 図１５の積層体から構成された換気・加湿ユニットを示す斜視図である。
【図１７】 この発明の実施の形態１２における換気・加湿装置のうち、他の枠天板の実施例を示す斜視図である。
【図１８】 この発明の実施の形態１３における換気・加湿装置に組み込まれる間隔形成給水部材を示す斜視図である。
【図１９】 この発明の実施の形態１３における換気・加湿装置に組み込まれる間隔形成給水部材を示す斜視図である。
【図２０】 この発明の実施の形態１４における天井埋め込みタイプの換気・加湿装置を示す斜視図である。
【図２１】 図２０の天井埋め込みタイプの換気・加湿装置への給水手段を示す側面図である。
【図２２】 図２０の天井埋め込みタイプの換気・加湿装置への給水手段を示す側面図である。
【図２３】 従来の加湿ユニットを示す斜視図である。
【図２４】 従来の加湿用シートを示す断面図である。
【図２５】 従来の換気・加湿装置を示す斜視図である。
【図２６】 従来の換気・加湿部材を示す部分斜視図である。
【符号の説明】
１ 透湿膜
２ 水路形成層
３ 不透湿膜
４ 加湿用シート
５ 間隔板
８ 換気・加湿シート
９ 水蒸気透過膜面
１０ 水蒸気不透過膜面
１１ 給水部
１２ 樹脂コーティング層
１３ 波形状部
１４ 平坦部
１５ 活性炭繊維
１６ 給水部材
１７ 枠天板
１８ 給水パイプ
１９ 枠天板
２０、２１ 間隔形成給水部材
２５ 減圧電磁弁
２７ 薬品供給タンク
Claims (14)
- 加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設けたことを特徴とする加湿用シート。
- 加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に被加湿通路に面し水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に熱源に面し水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設けたことを特徴とする加湿装置。
- 加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に給気通路に面し水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に排気通路に面し水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設け給気と排気との間で互いに熱交換を行うことを特徴とする換気・加湿装置。
- 加湿用水の水路を形成する水路形成層の一方の側に給気通路に面し水蒸気透過性で水不透過性の透湿膜を設け、他方の側に排気通路に面し水蒸気及び水不透過性の不透湿膜を設け、前記透湿膜と透湿膜、不透湿膜と不透湿膜とを対向させて積層し、給気通路と排気通路とを交互に形成したことを特徴とする請求項３記載の換気・加湿装置。
- 前記不透湿膜に水による腐蝕に強い合成樹脂膜を用いたことを特徴とする請求項４記載の換気・加湿装置。
- 前記不透湿膜に熱伝導性の金属膜を用いたことを特徴とする請求項４記載の換気・加湿装置。
- 前記金属膜の表面に腐蝕防止用の樹脂コーティングを施したことを特徴とする請求項６記載の換気・加湿装置。
- 前記水路形成層に形状保持材を加え、前記水路形成層を積層方向へ変形させることにより給気通路又は排気通路を保持することを特徴とする請求項４記載の換気・加湿装置。
- 前記水路形成層に多孔質吸着素材を用いたことを特徴とする請求項４記載の換気・加湿装置。
- 前記対向する透湿膜と透視膜又は不透湿膜と不透湿膜との間に耐水性の合成樹脂よりなる間隔保持部材を備え、前記給気通路と排気通路とを形成したことを特徴とする請求項４記載の換気・加湿装置。
- 前記対向する透湿膜と透湿膜又は不透湿膜と不透湿膜との間に熱伝導性の金属よりなる間隔保持部材を備え、前記給気通路と排気通路とを形成したことを特徴とする請求項４記載の換気・加湿装置。
- 前記間隔保持部材の金属部分の表面に腐蝕防止用の樹脂コーティングを施したことを特徴とする請求項１１記載の換気・加湿装置。
- 前記透湿膜及び不透湿膜に水路形成層と外部とを連通する給水孔を形成し、この給水孔と接合されて前記積層方向に前記給水孔同士を互いに通水可能にする給水部材を備えたことを特徴とする請求項４記載の換気・加湿装置。
- 前記給気通路及び排気通路を排気通路及び給気通路に切換え可能としたことを特徴とする請求項４記載の換気・加湿装置。
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