JP4278972B2 - 加湿器および透湿モジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内等の任意の空間に水分を供給をすることで湿度を上昇させる加湿器に関し、特に水分の透過膜として透湿性ポリウレタンを使用する加湿器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の加湿器に使用されている透湿性の樹脂としては、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）に無数の微細孔をあけた「ゴアテックス（登録商標）」や、ポリウレタン樹脂が知られている。四フッ化エチレン樹脂は、特に布帛として用いられた場合に、液体状の水は透過させず、気体状の水蒸気は透過するといった、防水、透湿の相反する機能を備えたものとなることにより、各種の衣料に広く用いられている。
【０００３】
ところで、近年ではこのような防水、透湿の機能を兼ね備えた材料の用途が広がりつつあり、清浄な湿気（水蒸気）のみを設定量だけ放出するといったことに上記の材料を応用する加湿器が検討され、一部で実施されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０８−１００９３５号公報
【特許文献２】
特開昭６０−１７１３３７号公報
【特許文献３】
特開昭６１−２５０４２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の四フッ化エチレン樹脂からなる透湿性樹脂を使用した加湿器では、透湿性樹脂を重ね合わせて袋状にした中空構造体に水を流し、透湿性樹脂に形成された微細孔から水蒸気を透過させるようになっているが、加湿器内外で繁殖した雑菌が、水蒸気と一緒に微細孔を透過して空気中に拡散されるため、衛生面での問題が指摘されている。
【０００６】
また、水に含まれるカルキや微小な金属成分等の異物（一般にスケールと呼ばれる）は、水分のみを蒸発させて放出する加湿器の構造上、中空構造体の内部に残って次第に濃縮する傾向にあるため、加湿器を長期にわたって運転するとこれら濃縮したカルキや異物等が微細孔に詰まり易くなり、一度詰まりが生じると水蒸気の抜けが悪くなって加湿器の性能を著しく悪化させてしまうという問題も指摘されている。こういった場合には、透湿性樹脂を使用した部品を交換しなければ加湿器としての機能を回復させることができないため、メインテナンスのための費用が発生するといったことも問題である。しかもその費用は、中空構造体が複雑な構造で製造コストが嵩むとの理由から割高になってしまう。
【０００７】
さらに、従来の加湿器では、湿度の調節を行うには加湿した空気を作り出すヒータが必要であるが、熱を発する大容量のヒータを駆動することでエネルギーの消費量が多いため、市場性の高い省エネルギーの面では消費者の要望を満たすことができなかった。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、衛生面に優れ、手入れが簡単で、風の調整やポンプの加圧によって湿度の調節も行い易く、消費するエネルギーも少なくて済む加湿器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成の加湿器を採用する。すなわち本発明に係る請求項１記載の加湿器は、イソシアネート成分と、鎖延長剤としてのジオールと、ポリオール成分としてのポリエチレングリコールとが少なくとも原料として用いられ、前記鎖延長剤と、分子量が２５００以上３５００以下の範囲の前記ポリオール成分との比が、前記ポリオール成分１モルに対して鎖延長剤が４モル以上１０モル以下となる範囲内に調製され、これら原料が反応させられて得られる透湿性ポリウレタンを備え、該透湿性ポリウレタンを透過した水分を任意の空間に供給して加湿することを特徴とする。
請求項２記載の加湿器は、請求項１記載の加湿器において、さらに、前記ポリオール成分全体に対する配合量として１ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下のシリコン型ポリオールが原料として用いられることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の加湿器は、請求項１または２に記載の加湿器において、前記鎖延長剤としてのジオールは、１，４−ブタンジオールであることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の加湿器は、請求項１から３のいずれかに記載の加湿器において、前記イソシアネート成分は、４−４’メチレンビスフェニルイソシアネートであることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の加湿器は、請求項１から４のいずれかに記載の加湿器において、前記イソシアネート成分とポリオール成分との比が、ポリオール成分１モルに対してイソシアネート成分が２モル以上１２モル以下となる範囲内に調製されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の加湿器は、請求項１から５のいずれかに記載の加湿器において、前記透湿性ポリウレタンを管状に成形して透湿性チューブとし、該透湿性チューブの内側に水を供給して外側に透過させることを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の加湿器は、請求項６記載の加湿器において、前記水を前記透湿性チューブの内側に加圧供給するポンプを備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項８記載の加湿器は、請求項６または７に記載の加湿器において、前記透湿性チューブの一端を、該透湿性チューブの他端よりも上方に配置し、前記透湿性チューブに前記他端から前記一端に向けて前記水を流通させることを特徴とする。
【００１９】
請求項９記載の加湿器は、請求項６または７に記載の加湿器において、前記透湿性チューブの一端を、該透湿性チューブの他端よりも上方に配置し、前記透湿性チューブに前記一端から前記他端に向けて前記水を流通させることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０記載の加湿器は、請求項１から５のいずれかに記載の加湿器において、前記透湿性ポリウレタンを管状に成形して透湿性チューブとし、該透湿性チューブの両端を除く部分を水中に配置し、該透湿性チューブの外側から内側に水を透過させるとともに、該透湿性チューブの内側を掃気することを特徴とする。
【００２１】
請求項１１記載の加湿器は、請求項１０記載の加湿器において、前記透湿性チューブの全長を、前記両端間の距離よりも長くしていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２記載の加湿器は、請求項６から１１のいずれかに記載の加湿器において、前記透湿性チューブを複数、並列に接続した透湿モジュールを備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項１３記載の加湿器は、請求項６から１１のいずれかに記載の加湿器において、前記透湿性チューブを、該透湿性チューブの長さ方向から見て該透湿性チューブの断面が複数の列をなすように配置したことを特徴とする。
【００２４】
請求項１４記載の加湿器は、請求項１３記載の加湿器において、前記透湿性チューブの列を、前記長さ方向から見て前記透湿性チューブの断面が波打つように配置したことを特徴とする。
【００２５】
請求項１５記載の加湿器は、請求項６から１１のいずれかに記載の加湿器において、前記透湿性チューブを、該透湿性チューブの長さ方向から見て該透湿性チューブの断面が千鳥状をなすように配置したことを特徴とする。
【００２６】
請求項１６記載の透湿モジュールは、イソシアネート成分、鎖延長剤としてのジオール、ポリオール成分としてのポリエチレングリコールを少なくとも原料として用い、前記鎖延長剤と、分子量が２５００以上３５００以下の範囲の前記ポリオール成分との比が、ポリオール成分１モルに対して鎖延長剤が４モル以上１０モル以下となる範囲内に調製され、これらを反応させることで得られる透湿性ポリウレタンを管状に成形して透湿性チューブとし、該透湿性チューブを複数束ねて保持するとともに、これら複数の透湿性チューブの両端を除く部分を水槽の内側に配置していることを特徴とする。
請求項１７記載の透湿モジュールは、請求項１８記載の透湿モジュールにおいて、らに、前記ポリオール成分全体に対する配合量として１ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下のシリコン型ポリオールが原料として用いられることを特徴とする。
【００２７】
請求項１８記載の透湿モジュールは、請求項１６または１７に記載の透湿モジュールにおいて、前記水槽を、注水口を有する密閉形とし、内側に配置した各透湿性チューブの両端を前記水槽の内側面に接続し、各透湿性チューブの内側を、前記水槽の外側面に形成した孔を通じて外部に露出させていることを特徴とする。
【００２８】
請求項１９記載の透湿モジュールは、請求項１６または１７に記載の透湿モジュールにおいて、前記水槽を、上部を開放させた開放形とし、内側に配置した各透湿性モジュールの一端を前記水槽の内側面に接続し、各透湿性チューブの内側を、前記水槽の外側面に形成した孔を通じて外部に露出させたことを特徴とする。
【００２９】
請求項２０記載の透湿モジュールは、請求項１６または１７に記載の透湿モジュールにおいて、前記水槽の一部を樹脂成形し、該樹脂が固化する過程で前記透湿性チューブの端部を接着し、各透湿性チューブの内側を、前記水槽の一部に形成した孔を通じて前記水槽の外部に露出させていることを特徴とする。
【００３０】
請求項２１記載の透湿モジュールは、請求項２０記載の透湿モジュールにおいて、前記透湿性チューブの端部内面に、該透湿性チューブの内側への変形を防止する樹脂体が形成されていることを特徴とする。
【００３１】
請求項２２記載の透湿モジュールは、請求項１６または１７に記載の透湿モジュールにおいて、前記水槽の内側面に、前記孔に連通する筒状部を立設し、該筒状部に前記透湿性チューブの端部を被着させることで前記水槽に該透湿性チューブを接続していることを特徴とする。
【００３２】
請求項２３記載の透湿モジュールは、請求項２２記載の透湿モジュールにおいて、前記水槽の内側面に接着剤を付着させて前記水槽と前記透湿性チューブとを接着していることを特徴とする。
【００３３】
請求項２４記載の透湿モジュールは、請求項２１記載の透湿モジュールにおいて、前記筒状部と該筒状部に被着させた前記透湿性チューブとの間に接着剤を満たして両者を接着していることを特徴とする。
【００３４】
請求項２５記載の加湿器は、請求項１６から２４のいずれかに記載の透湿モジュールを備え、前記水槽に溜めた水を前記透湿性チューブの外側から内側に水を透過させるとともに、該透湿性チューブの内側を掃気することを特徴とする。
【００３５】
本発明の加湿器においては、イソシアネート成分と、鎖延長剤としての１，４−ブタンジオールと、ポリオール成分としての分子量が６００〜４０００のポリエチレングリコールとが少なくとも原料として用いられ、かつ前記鎖延長剤とポリオール成分との比（鎖延長剤／ポリオール成分）がモル比で１〜１１の範囲内になるように調製され、これら原料が反応させられて得られる透湿性ポリウレタンに、分子レベルの水を透過する微細孔が形成される。この微細孔は、巨視的に存在している孔ではなく、「ゴアテックス（登録商標）」等の四フッ化エチレン樹脂からなる透湿性樹脂に設けられる微細孔と比べて遙かに小さい。このため、雑菌やスケールは透過されず、空気中への雑菌の拡散や微細孔の詰まりを原因とする性能低下が防止できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る加湿器の第１の実施形態を図１ないし図３に示して説明する。
図１は本実施形態の加湿器の構造を示す概略図であって、符号１は水を溜めるタンク、２はタンク１から供給される水を水蒸気化する透湿モジュール、３は透湿モジュール２で発生した水蒸気を押し出して室内に供給するファン、４はファン３によって透湿モジュール２に送り込まれる空気を加熱するヒータである。タンク１は透湿モジュール２よりも高い位置に配置され、透湿モジュール２に配管５を通じて接続されており、水に作用する重力を利用して透湿モジュール２に水を供給するしくみとなっている。
【００３７】
タンク１の頂部には、加湿器の運転に伴って順次減少する水を外部から補給する水供給口１ａが設けられている。また、タンク１の底部には、タンク１内の古くなった水を強制的に排出して加湿器内部の汚れの蓄積を防止するドレーン排出部１ｂが設けられている。
【００３８】
透湿モジュール２は、チューブ状に形成した透湿性ポリウレタン、すなわち透湿性チューブ１０を同じ長さに切り分けて複数用意し、それぞれの両端をヘッダ１１，１２に接続して構成されたものである。
【００３９】
透湿モジュール２を構成する複数の透湿性チューブ１０は、図２に示すように、長さ方向から見て断面が複数の列をなし、各列間には等しい隙間ｐが設けられるように配置されている。例えば、透湿チューブ１０には外径；３，５，８ｍｍのいずれかの太さを採用することが検討されており、外径；３ｍｍの場合には間隔ｐ；２ｍｍ、外径；５ｍｍの場合には間隔ｐ；３ｍｍ、外径；８ｍｍの場合には間隔ｐ；４ｍｍとすることが好ましい。透湿モジュール２は、列間の隙間Ｌがファン３によって送り込まれる空気の方向に一致するように配置される。
【００４０】
ここで、透湿性チューブ１０の材料となる透湿性ポリウレタンは、イソシアネート成分と、鎖延長剤ジオール成分と、ポリオール成分とが少なくとも原料として用いられ、これら原料が反応させられて得られるものである。
【００４１】
イソシアネート成分としては、特に限定されることなく従来一般的な種々のものが用いられる。例えば、４，４’−メチレンビスフェニルイソシアネート（ＭＤＩ）や、ヘキサメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、４，４’−シクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンイソシアネートなどが用いられるが、特に４，４’−メチレンビスフェニルイソシアネート（ＭＤＩ）は、蒸気圧が低いために取り扱い性や作業性に優れ、また、得られるポリウレタンの機械的物性も高くなることから、好適に用いられる。
【００４２】
鎖延長剤としては、１，４−ブタンジオールが用いられる。これは、従来例えば衣料用の透湿性ポリウレタン樹脂では、鎖延長剤としてエチレングリコールを用いていたが、その場合に溶媒中で重合・成形を行うことになっていたのを、このように１，４−ブタンジオールを用いることにより、後述するように溶媒レス化を図っているのである。なお、ポリウレタンの原料に用いられる鎖延長剤としては、これ以外にもジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等各種が利用できる。得られるポリウレタンの成形性や機械的物性を確保する観点からは、１，４−ブタンジオールが特に好ましく利用できる。
【００４３】
ポリオール成分としては、分子量が６００以上４０００以下のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）が用いられる。ポリエチレングリコールは、例えばポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）やポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）とポリエチレングリコールとの共重合体に比べ、得られるポリウレタン樹脂の透湿性がより良好になるからである。また、分子量、すなわち重量平均分子量を６００以上４０００以下としたのは、４０００を超えると反応性が低くなってしまい、また６００未満であると逆に反応性が高くなって安定したポリマーの重合が困難になってしまうとともに、透湿性も低くなって実用的でなくなるおそれがあるからである。また、この分子量については、特に２５００以上３５００以下の範囲にするのが好ましく、このような範囲にすることにより、ポリマーの安定した重合性と、得られたポリウレタンの良好な透湿性を確保することができる。
【００４４】
このポリオール成分としては、前記のポリエチレングリコールに加えて、シリコン型ポリオールを用いることができる。このシリコン型ポリオールとしては、特に以下に示すポリシロキサンカルビノール変性体が用いられ、中でも分子量が１０００以上３０００以下のものが好適に用いられる。
【００４５】
【化１】

【００４６】
このシリコン型ポリオールは、得られるポリウレタンをシリコンの分子間力（凝集力）が小さいという特性を付与するために少量添加する。シリコン型ポリオールは、成形物、特にチューブ成形時の離型性を高くし、成形物のタック性を低減するために用いる。このようなシリコン型ポリオールのポリオール成分全体に対する配合量としては、１ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下、好ましくは２ｗｔ％以上４ｗｔ％以下とされる。１ｗｔ％未満では得られるポリウレタン中のシリコン含有量が少なくなるため、離型性を高くし、タック性を低減する効果が十分に得られず、７０ｗｔ％を超えると高価なシリコン型ポリオールを添加して得られる成形性や機械強度等の物性が飽和するからである。また、２ｗｔ％以上４ｗｔ％以下の範囲では、チューブ成形時の離型性を高くし、かつ成形物のタック性を低減でき、十分な透湿性が得られる。
【００４７】
また、前記鎖延長剤とポリオール成分とは、その比、すなわち（鎖延長剤／ポリオール成分）のモル比が１〜１１の範囲内、好ましくは４〜１０の範囲内になるように調製されて用いられる。モル比が４未満であると、得られるポリウレタンの強度が不足し、実用性が低下してしまうからであり、１０を超えると、得られるポリウレタンの透湿性が低下し、またポリマーの重合も困難になってしまうからである。また、モル比が４を超えると、得られるポリウレタンの強度が良好となり、好ましい。
【００４８】
なお、イソシアネート成分の、ポリオール成分に対する配合量としては、特に限定されることはないものの、（イソシアネート成分／ポリオール成分）のモル比が４２以上１２以下程度、好ましく５以上１１以下程度とされる。このような範囲にすることにより、良好なポリマー重合性を確保することができるとともに、得られるポリウレタンの良好な強度を確保することができる。
また、本発明の透湿性ポリウレタンでは、前記のイソシアネート成分と鎖延長剤とポリオール成分とを原料としてこれらが反応させられることにより形成されるが、特に反応に際しては、公知のウレタン化触媒、安定化剤、相溶化剤、着色剤等を適宜に添加することができる。
【００４９】
透湿性チューブ１０の材料となる透湿性ポリウレタンは、以上のように、イソシアネート成分と特定の鎖延長剤及びポリオール成分を原料として用い、これら原料をそれぞれが適宜な配合比となるようにして反応させることにより、溶剤を用いることなく重合して得られるものである。反応法としては、特に限定されることなく、プレポリマー法、ワンショット法等、公知の方法を採用することが可能である。
【００５０】
通常、この種の透湿性を有するポリウレタンは、溶媒（ジメチルホルムアミド等）中で重合を行うため、フィルム等に成形するときには、この溶媒を除去する必要がある。一般的に、溶液中の樹脂固形分は３０％程度であるため、残り７０％の溶媒を成形時に除去することとなる。ところが、昨今の環境問題としてＶＯＣ規制等を鑑みるに、除去されて蒸気となった溶媒の処理が問題となる。
【００５１】
また、広く実施されている押出成形や射出成形では、樹脂を溶融させる必要性から、成形温度が高くなっている。ここに、溶媒を含んだ樹脂を成形することは、溶媒の蒸気が発生しやすいことを意味する。溶媒の蒸気は作業環境の悪化を起こすものであるので、別途に溶媒蒸気除去装置が必要となる等の理由により、コスト高になってしまう。
【００５２】
さらに、前記した３０％の樹脂固形分を含む原料を用いる場合は、高温成形の過程で仕込み原料の７０％が失われて、歩留まりは３０％となる。このような低い歩留まりの成形機は設計や運転が困難であり、製品としては成立しにくいものである。
【００５３】
このようにして得られる透湿性ポリウレタンは、それ自体で良好な高透湿性および機械的物性を有しており、さらには良好な成形性を備えることにより、例えば常法の造粒法によるペレット化が可能となり、このペレット化の際に、公知の抗菌剤、防かび剤、タルク等の無機充填材、顔料等の着色剤等を１種以上任意に混合することができる。さらに、このようにして得られるペレットを用いることにより、各種の成形法、例えば押出成形法等が可能になる。押出成形法としては、マンドレルを用いて中空押出する方法や、押出成形機を用いた成形法が好適に採用される。また、チューブを直接成形する方法以外に、押出成形によって薄いフィルム状に成形した透湿性ポリウレタンのシート１０ａ，１０ｂを２枚、図３の（ａ）や（ｂ）のように重ね合わせて熱溶着（ヒートシール）したものや、図３の（ｃ）のように一体となった複数の管状に一度に異形押出成形することができ、これらを重ね合わせて透湿モジュールとすることも可能である。
【００５４】
図１および図２に示した加湿器の作動の仕方について説明する。
タンク１に水を入れると、配管５を通じて、地球の重力を利用したいわゆるグラビティフローによって透湿モジュール２に水が供給され、各透湿性チューブ１０に水が満たされる。透湿性チューブ１０に満たされた水は、透湿性チューブ１０の内外の湿度の不均衡をドライビングフォースとして、透湿性チューブ１０の外側の湿度が内側より低い限り、透湿性チューブ１０の外側に分子レベルで透過される。透湿性チューブ１０を透過した水分は水蒸気となり、ファン３によって送り込まれる空気によって透湿モジュール２から押し出され、加湿空気となって任意の空間に供給される。
【００５５】
上記の加湿器はヒータ４を作動させなくとも液体の水分を水蒸気に変えることができるので、一定の性能を発揮し、室内に自然な湿度環境を作り出すことが可能であり、無駄にエネルギーを消費しない点が大きなメリットである。
本実施形態におけるヒータ４は、加湿器の能力を調節する場合に作動させるものである。上記のように、透湿性チューブ１０は内外の湿度が均衡していれば水分を透過しないが、そういった状態からさらに湿度を高めようとする場合、ヒータ４を作動させると、ファン３によって透湿モジュール２に送り込まれる空気がヒータ４に加熱されて乾燥し、相対湿度を低下させるので、透湿性チューブ１０の外側の湿度が内側より低くなり、水分が透過して水蒸気が生み出される。ヒータ４による加熱の度合いを調節すれば、所望の湿度環境を作り出すことも可能になる。
【００５６】
上記のような構造の加湿器においては、透湿性チューブ１０が分子レベルの水のみを透過し、雑菌やスケールは透過させないため、空気中への雑菌の拡散を防止するとともに微細孔の詰まりを原因とする性能低下が防止できる。しかも、詰まりを生じないので透湿モジュール２の掃除や交換をする必要がなく、使用に際して余計な手間やコストが削減できる。
【００５７】
また、四フッ化エチレン樹脂からなる透湿性樹脂を使用した従来の加湿器に比べ、本発明の透湿性チューブは、透湿性チューブ自体が剛性を有しているために、水蒸気を発生させる透湿モジュール２が透湿材を支えるための補強材やスペーサ等を必要とせず、透湿性チューブのみで構成される単純な構造なので、製造コストも安価で組立時の取り扱いも簡単である。
【００５８】
さらに、上記加湿器においては、図２に示すごとく複数の列をなして透湿性チューブ１０を配置することにより、透湿モジュール２内部の水蒸気の抜けが良くなり、水分の透過も円滑に行われるようになるので、効率の高い運転が可能である。
【００５９】
次に、本発明に係る加湿器の第２の実施形態を図４に示して説明する。なお、上記実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態においては、透湿モジュール２の下部に水を導入し上部から導出してタンク１と透湿モジュール２との間で水を循環させる構造となっている。具体的には、タンク１と透湿モジュール２との間に、タンク１から透湿モジュール２に水を供給する配管５の他に、透湿モジュール２からタンク１に水を戻す配管６が設けられている。
【００６０】
配管５には、タンク１内の水を透湿モジュール２に送出する加圧ポンプ７が設けられている。さらに、配管５には透湿モジュール２への無用な水の出入りを防止し、加圧ポンプ７にうち勝つ逆流を防止する弁８が設けられている。配管５の一端はタンク１の底部に接続され、配管５の他端は透湿モジュール２を構成する下部のヘッダ１２に接続されており、配管６の一端は上部のヘッダ１１に接続され、配管６の他端はタンク１の上部に接続されている。
【００６１】
上記のような構造の加湿器においては、上記第１の実施形態と同様の効果が得られることに加え、水を加圧供給することによって加湿器の能力を調節することが可能である。透湿性チューブ１０は、内側に供給する水の圧力に応じて透過する水分量が変化する特性を有しているので、湿度を高めようとする場合は、加圧ポンプ７の駆動量を増やすと、透湿モジュール２に供給される水の圧力が高くなり、透過する水分量が増してより多くの水蒸気が生み出される。さらに、加圧ポンプ７の駆動量を調節すれば、所望の湿度環境を作り出すことも可能になる。したがって、本実施形態では湿度調節を行うヒータ４を併設しているが、ヒータを廃し、加圧ポンプ７のみにより湿度調節を行う構造とすることも可能である。
【００６２】
四フッ化エチレン樹脂からなる透湿性樹脂を使用した従来の加湿器では、シート状の透湿性樹脂を貼り合わせる中空構造体の構造上、水に高い圧力を付加すると、中空体構造に機械的な付加がかかり、場合によっては破断を起こす恐れがある。そのため、従来の加湿器では水に付加できる圧力は一定の値以下に制限されるか、水に圧力を付加せずにヒータ４により湿度調節を行う構造を採用するしかなかったが、本実施形態の加湿器においては、エネルギー消費量の比較的多いヒータ４を省略して省エネルギー運転を実現することができる。
【００６３】
なお、加圧ポンプ７は配管５の途中に設置する形態には限られない。例えば水中ポンプを採用すれば加圧ポンプ７をタンク１の内部（しかも底部付近）に設けることも可能である。また、加圧ポンプ７に代えて、水を温めて水の蒸気圧を高める加温手段を設けることも可能である。
【００６４】
次に、本発明に係る加湿器の第３の実施形態を図５に示して説明する。なお、上記実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態においては、上記第２の実施形態と同じく、タンク１と透湿モジュール２との間で水を循環させるが、第２の実施形態が、透湿モジュール２の下部に水を導入し上部から導出する構造となっていたのに対し、本実施形態では、透湿モジュール２の上部に水を導入し下部から導出する構造となっている。具体的には、配管５の一端はタンク１の下部に接続され、配管５の他端は透湿モジュール２を構成する上部のヘッダ１１に接続されており、配管６の一端は下部のヘッダ１２に接続され、配管６の他端はタンク１の上部に接続されている。また、加圧ポンプ７は配管５ではなく配管６に設けられている。
【００６５】
上記のような構造の加湿器においては、上記第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００６６】
次に、本発明に係る加湿器の第４の実施形態を図６に示して説明する。本実施形態は透湿モジュール２の構造に関するもので、上記の各実施形態で説明した加湿器のいずれにも対応可能である。なお、本実施形態においても既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態の透湿モジュール２は、複数の透湿性チューブ１０が、透湿性チューブ１０自身の長さ方向から見てその断面が複数の列をなし、さらに各列が波打つように配置されている。さらに、各列の波は凹凸が揃うように配置されて列間の隙間ｐが一定となっており、空気の流れる通路も平面視すると波打って蛇行する形状になっている。
【００６７】
上記のような構造の透湿モジュール２を備える加湿器においては、透湿モジュール２内の空気の通路が波打った形状をなすことで、透湿モジュール２に送り込まれた空気の流れに変化が生まれ、透湿性チューブ１０の表面に乱流が生じるので、透湿性チューブ１０の表面に漂う水蒸気の層が剥離され、順次送り込まれる湿度の低い空気が透湿性チューブ１０の表面に活発に接触するようになる。これにより、透湿性チューブ１０の内外の湿度の不均衡による水分の透過が活発になるので、効率の高い運転が可能である。
【００６８】
次に、本発明に係る加湿器の第５の実施形態を図７および図８に示して説明する。本実施形態も透湿モジュール２の構造に関するもので、上記の各実施形態で説明した加湿器のいずれにも対応可能である。なお、本実施形態においても既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態の透湿モジュール２は、複数の透湿性チューブ１０が、図７に示すように長さ方向から見てその断面が千鳥状をなすように配置されている。しかもその配置は、空気の流れ方向に沿う列どうしの間隔ｐが一定で（図８（ａ）参照）、空気の流れ方向に直交する方向から見ると前後に隣り合う透湿性チューブ１０どうしがオフセットされてほとんど隙間を空けない（図８（ｂ）参照）ようになっている。
【００６９】
上記のような構造の透湿モジュール２を備える加湿器においては、透湿モジュール２内の空気の通路が互いに交差し合うことで、透湿モジュール２に送り込まれた空気の流れに変化が生まれ、透湿性チューブ１０の表面に乱流が生じるので、透湿性チューブ１０の表面に漂う水蒸気の層が剥離され、順次送り込まれる湿度の低い空気が透湿性チューブ１０の表面に活発に接触するようになる。さらに、個々の透湿性チューブ１０が他と接することなく配置されるので、透湿モジュール２に送り込まれた空気と透湿性チューブ１０の表面との接触面積が広くなる。これにより、透湿性チューブ１０の内外の湿度の不均衡による水分の透過が活発になるので、効率の高い運転が可能である。
【００７０】
なお、上記の千鳥構造に制限はないが、空気の流れを均一にし、かつ製作の便も考慮すると、千鳥の角度は３０°または６０°の三角配列、あるいは４５°または９０°の四角配列を採用することが望ましい。
【００７１】
また、上記の各実施形態においては、透湿性チューブ１０の列を、透湿性チューブ１０の断面が波打つように配置したり千鳥状をなすように配置したりしたが、透湿性チューブ１０の配列はこれらに限られるものではなく、その他の形態、例えば放射同心円状に配置したりしても構わない。
【００７２】
次に、本発明に係る加湿器の第６の実施形態を図９および図１０に示して説明する。なお、本実施形態においても既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態においては、上記の各実施形態とは異なり、透湿性チューブ１０の外側を水に触れさせて内側に水分を透過させ、さらに透湿性チューブ１０の内側を掃気することで加湿した空気を作り出す構造となっている。図９に示すように、本実施形態の加湿器には、タンク１の他に、水槽１３を一体化した透湿モジュール２が設けられている。水槽１３には、一方の側面１３ａに透湿性チューブ１０の一端を固定されるとともに、他方の側面１３ａに同じ透湿性チューブ１０の他端を固定されており、これら複数の透湿性チューブ１０が槽内を直線的に横切るようにして配置されている。
【００７３】
透湿性チューブ１０は、両側面１３ａ，１３ｂにそれぞれ開口されており、内側に空気を通すことが可能である。水槽１３には、複数の透湿性チューブ１０が、ある側方から見ると水平方向に平行に、他の側方から見ると図１０に示すように千鳥状に密に配置されている。
【００７４】
タンク１は、水槽１３よりも上方に配置されており、重力に従って水槽１３に給水するようになっている。水槽１３に給水する配管５は、水槽１に設定された所定の水位まで延出されており、その先端には、水槽１３に供給した水が所定の水位に達したら給水を断つフロート弁１４が設けられている。
【００７５】
ファン３、ヒータ４は水槽１３に配設された透湿性チューブ１０の長手方向の一方に配置されており、加熱された空気を透湿性チューブ１０の一方の開口端から押し込んで透湿性チューブ１０の内側を掃気する構造となっている。
【００７６】
図９および図１０に示した加湿器の作動の仕方について説明する。
タンク１に水を入れると、配管５を通じて、地球の重力を利用したいわゆるグラビティフローによって水槽１３に水が供給される。水槽１３の水位が所定の水位に達すると、フロート弁１４が図示しない弁体を浮かび上がらせ、配管５を閉じて水の供給が停止する。水槽１３に満たされた水は、透湿性チューブ１０の内外の湿度の不均衡をドライビングフォースとして、透湿性チューブ１０の内側の湿度が外側より低い限り、透湿性チューブ１０の内側に分子レベルで透過される。透湿性チューブ１０を透過した水分は水蒸気となり、ファン３により押し込まれる空気によって透湿性チューブ１０から押し出され、加湿空気となって任意の空間に供給される。運転を継続する過程で水槽１３の水が減っても、随時フロート弁が開いてタンク１から水槽１３に水が供給されるので、タンク１の水がなくならない限り、水槽１３の水位は常に一定に保たれる。
【００７７】
上記のような構造の加湿器においては、上記の各実施形態と同様の効果が得られることに加え、透湿モジュール２の小型化により加湿器そのものを小型化することが可能である。例えば上記第１の実施形態では、透湿モジュール２の通気を良くするためには、透湿性チューブ１０どうしの間隔を広めに確保しなければならない。間隔が狭いと圧力損失が大きくなって透湿モジュール２の通気がままならなくなるからである。これに対し本実施形態では、給水と通気の関係が逆転しており、束になった透湿性チューブ１０の外側には準静的に水を満たすだけなので、第１の実施形態のように通気時の圧力損失を考慮する必要がない。そのため、透湿性チューブ１０どうしの間隔を狭くできるので、同程度の能力を発揮する加湿器について考えると、本実施形態の加湿器は第１の実施形態の加湿器よりも透湿モジュール２の小型化が可能であり、これによって加湿器そのものを小型にすることができるのである。
これだけではなく、本実施形態の加湿器では、断面円形の透湿性チューブ１０を通じてほぼ直線的に通気が可能であり、圧力損失の低下が起こり難いので、同程度の風量を発揮させる場合もファン３の動力が少なくて済み、経済的である。
【００７８】
なお、本実施形態においては透湿性チューブ１０を千鳥状に配置したが、それらの配置は千鳥に限らずあらゆるパターン（例えば図２）が採用できる。また、本実施形態では水槽１３の上位にタンク１を配置し、グラビティフォースを利用して給水する構造を採用したが、タンク１を水槽１３と同位もしくは下位に配置して、ポンプの駆動により強制的に給水する構造を採用しても構わない。
【００７９】
次に、本発明に係る加湿器の第７の実施形態を図１１および図１２に示して説明する。なお、本実施形態においても既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態においては、上記第６の実施形態と同様に水槽１５一体型の透湿モジュール２を採用しているが、透湿性チューブ１０両端の固定位置と槽内での形状が異なる。
水槽１５は、図１２に示すように横長の矩形状で、上面は中央に開口１５ａが設けられ、その両側には蓋部１５ｂ，１５ｃが部分的に設けられている。透湿性チューブ１０は、一端を一方の蓋部１５ｂに固定され、他端を他方の蓋部１５ｃに固定されており、これら透湿性チューブ１０は、図１１のように両端を屈曲させてＵ字形に配置されている。また、水槽１５の内側には、槽内に水が無くなったことを知らせるセンサ１６が設置されている。
【００８０】
本実施形態の加湿器の作動の仕方は、第６の実施形態とまったく同じであるのでここでは省略する。上記のように構成された加湿器においては、透湿性モジュール１０の特徴である膨潤性（水に浸かると膨らみ、乾くと縮む性質）が考慮されている。透湿性チューブ１０を槽内に直線的に配置した場合だと、水が無くなって乾いたときに透湿性チューブ１０が自ら張力を発生し、両端の固定部分に応力を発生させるから、この部分を強固に接合しておく必要がある。
【００８１】
これに対して本実施形態では、槽内の透湿性チューブ１０が図１１のようにＵ字形に屈曲された状態となっているから、水槽１５の水が無くなって縮んだとしても、図中の二点鎖線のように変形するだけなので、透湿性チューブそのものや水槽１５との固定部分に無理な応力が作用せず、耐久性が向上する。また、水槽１５との固定部分が水上に存在することになるから、この部分の遮水性に注意を払う必要がなく、構造を簡素化できる。
【００８２】
本実施形態においては、透湿性チューブ１０をＵ字形に屈曲させたが、槽内に配設される透湿性チューブ１０については、その全長が、両端の固定位置間の距離よりも長くなるようにしておけば、膨潤性に起因する上記のような支障が解消される。
【００８３】
次に、本発明に係る加湿器の第８の実施形態を図１３ないし図１６に示して説明する。なお、本実施形態においても既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態においても、上記第６、第７の実施形態と同様に水槽一体型の透湿モジュール２を採用している。本実施形態の透湿モジュール２は、図１３に示すように、水槽２０が、注水口２０ａを除いてその他の部分がすべて密閉された密閉形とされ、その内側に同じ長さに切り揃えられた複数の透湿性チューブ１０が千鳥状に配置されている。
【００８４】
水槽２０は、図１４に示すように、複数の透湿性チューブ１０の一方の端部を保持する底板部２１と、複数の透湿性チューブ１０の他方の端部を保持する天板部２２と、複数の透湿性チューブ１０の周囲を覆い、両端にそれぞれ底板部２１および天板部２２を隙間なく接着された筒状の側壁部２３とからなる。
【００８５】
底板部２１は、四方の縁辺が上方に立ち上がったトレーのような形状を有しており、図１５に示すように、透湿モジュール２の下面にあたる底面２１ａに、通風のための孔２４が、透湿性チューブ１０の千鳥配置に倣って該チューブ１０と同数形成されている（天板部２２も上下の向きが異なるだけで同形状なので、ここでの説明は省略する）。さらに、底板部２１の内側には、孔２４に連通する筒状部２５が、同じく透湿性チューブ１０の千鳥配置に倣って立設されている。透湿性チューブ１０は、その端部を筒状部２５に被着させるようにして底板部２１に仮止めされ、さらに底板部２１の内側に流し込まれた樹脂系の接着剤２６によって底板部２１に接着されている。接着剤２６は、底板部２１の内側で透湿性チューブ１０端部の外周面を接着するだけでなく、筒状部２５と透湿性チューブ１０端部の内周面との間にも毛細管現象を利用して導入されていて、透湿性チューブ１０の底板部２１に対する接着強度を高めている。
【００８６】
底板部２１および天板部２２に両端部をそれぞれ保持された複数の透湿性チューブ１０は、円形の断面形状を有し、その寸法は、透湿モジュール２の単位容積当たりの加湿面積（単位容積内に含まれる透湿性チューブ１０の表面積）をなるべく広く確保するために、内径；３〜８ｍｍ、好ましくは４〜６ｍｍ、厚み０．１〜０．３ｍｍ、好ましくは０．１５〜０．２５ｍｍ、長さ８０〜３００ｍｍ、好ましくは１００〜２５０ｍｍが選択される。さらに、これら複数の透湿性チューブ１０は、長さ方向から見て断面が千鳥状に配置されており、隣り合う透湿性チューブ１０どうしの間隔は、狭すぎるとチューブどうしが接触して水が入り込み難くなり、広すぎると透湿モジュール２の小型化が図れなくなるので、一般的に０．３〜１．０ｍｍ、好ましくは０．５〜０．７ｍｍが選択される。
【００８７】
透湿性チューブ１０を接着するための接着剤２６としては、ウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の各種市販の接着剤を使用することができる。また、透湿モジュール２には、水を注入しても接着性に優れ水漏れしないこと、加湿中にカビ等が発生しないように防カビ処理を施せること、密に配設された複数の透湿性チューブ１０間に流れ込み易い粘度であること、固化後に無臭であること、といった各種の条件が必要とされるが、特に、密に配設された複数の透湿性チューブ１０間に偏りなく流れ込むように、接着剤の粘度と可使時間とが重要となる。そこで、接着剤２６の粘度としては、１００００ｃｐｓ以下が好ましく、さらに好ましくは３０００ｃｐｓ以下のものが選択される。また、可使時間は１０分以上あれば良いが、より好ましくは１時間以上のものが選択される。
【００８８】
図１３ないし図１５に示した加湿器の作動の仕方は、上記第６の実施形態と同じなので、ここでの説明は省略する。上記のような構造の透湿モジュール２を備える加湿器においては、上記の各実施形態と同様の効果が得られることに加え、透湿モジュール２の水槽２０が密閉形となっているので、加湿器を乱暴に移動させたり倒したりしても、透湿モジュール２に注入された水がこぼれ出ることがなく、装置の内部や設置場所の周辺を濡らすことがない。また、透湿性チューブ１０の向きを考慮することなく、透湿モジュール２を加湿器内部に自由にレイアウトできるので、加湿器の小型化を進めるうえで有利である。
図１６には、本実施形態に示した透湿モジュール２を備える加湿器のより具体的な機器の配置を示す。
【００８９】
以下では、本実施形態とは異なる構造の底板部、天板部の態様とその製造方法について説明する。
［態様１］
まず、透湿性チューブ１０の端部を平たく圧着させて封止する。そして、図１７（ａ）に示すように、複数の透湿性チューブ１０を、その圧着させた端部を下にして束ね、それら端部を型枠トレー３０の内側に配置して保持する。そのうえで、型枠トレー３０の内側に接着剤３１を流し込む。接着剤３１が固化したら、図１７（ｂ）に示すように、固化した接着剤３１を型枠トレー３０とともに上下に分割するようにバンドソー等を使って切断する。切断する位置は、透湿性チューブ１０に接着して残る部分が容器２０の一部をなす底板部２１（または天板部２２）として十分な強度を有するだけの厚みを有すること、切断により更新された透湿性チューブ１０の端部が切断面に開口していることを絶対条件として決定される。
下部を切断されて残った部分は底板部２１（または天板部２２）をなす。透湿性チューブ１０は固化した接着剤３１によって端部の外周面のみを接着されている。
【００９０】
［態様２］
まず、図１８（ａ）に示すように、内側の底面から円錐台形状の突起３３が多数突き出した型枠トレー３４を用意し、複数の透湿性チューブ１０の端部を各突起３３に被着させて保持する。このとき、透湿性チューブ１０の端部を型枠トレー３４の内側底面に完全には突き当てないように注意するとともに、突起３３と透湿性チューブ１０の内周面との間にも僅かに間隙を設けておくように注意する。これは、毛細管現象を利用して突起３３と透湿性チューブ１０の端部の間に接着剤を導入するためである。そのうえで、型枠トレー３４の内側に接着剤３５を流し込む。接着剤３５が固化したら、図１８（ｂ）に示すように、型枠トレー３４から固化した接着剤３５および接着剤３５と一体となった透湿性チューブ１０を離脱させる。
【００９１】
型枠トレー３４から離脱させて残った部分は底板部２１（または天板部２２）をなす。透湿性チューブ１０の端部は、固化した接着剤３５に外側面のみならず、内側に回り込んで固化した接着剤（樹脂体）３５ａによって底板部２１（または天板部２２）に接着されている。透湿性チューブ１０の内側に回り込んで固化した接着剤３５ａは、単に接着強度を得るだけでなく、内側から透湿性チューブ１０の潰れを阻んで蓋体を構成する接着剤３５からの剥離を防止し、水漏れを防止する効果を発揮する。
【００９２】
なお、水槽２０は密閉形に限らず、図１９に示すように上部を開放させた開放形としてもよい。この場合、水槽２０の底部は上記第８の実施形態の底板部２１の構造、もしくは上記［態様１］、または［態様２］の構造がそのまま適用される。
【００９３】
【実施例】
以下では、上記第８の実施形態に示した透湿モジュール２を、接着剤２６の種類（下記参照）を換えて複数試作し、それらについて水漏れの検証を行った結果を示す。水漏れの検証は、具体的には、試作した各透湿モジュール２に水位が常時２００ｍｍとなるように（図１３参照）水を随時注入し、透湿性チューブ１０の端部と接着剤２６との界面からの水漏れの有無を観察した。その結果を図２０に示す。なお、注水当初は、いずれの試作品においても、２００ｍｍの水頭圧がかかる透湿性チューブ１０の下端に大きな変形や潰れ等は見られなかった。
［接着剤の種類］
１．サンユレック株式会社製サンユレジンウレタン配合樹脂；品番ＳＵ−２１５３−９（粘度１２３０ｃｐｓ，可使時間１２０分）
２．サンユレック株式会社製サンユレジンウレタン配合樹脂；品番ＵＦ−８２０（粘度２００ｃｐｓ，可使時間３０分）
３．エッチ・アンド・ケー株式会社製注形用ポリウレタン樹脂；品番Ｔ−１４３（粘度１５００ｃｐｓ，可使時間２０分）
４．セメダイン株式会社製エポキシ系樹脂接着剤；品番１５６５（粘度１５００ｃｐｓ，可使時間３０分）
５．セメダイン株式会社製アクリル系樹脂接着剤；品番Ｙ６１６（粘度５０００ｃｐｓ，可使時間４分）
６．東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製二液混合型ＲＴＶシリコーンゴム；品番ＣＹ５１−０３８ＲＴＶ（粘度５００ｃｐｓ，可使時間２０分）
７．東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製一液型シーラント；品番ＳＥ９１８６ＬＲＴＶ，粘度２５０００ｃｐｓ，可使時間７分）
なお、１．〜３．はいずれも二液混合型ウレタン系接着剤、４．は二液混合型エポキシ系接着剤、５．は二液混合型アクリル系接着剤、６．は二液混合型シリコーン系接着剤、７．は一液型シリコーン系接着剤である。
【００９４】
図２０の表に示すように、シリコーン系を除く各種の接着剤を使用した試作品において、水漏れは観察されず非常に良好な性能が確認できた。また、上記第８の実施形態に示した透湿モジュール２の［態様１］、［態様２］についても上記とまったく同様の水漏れの検証を行っており、これらについても非常に良好な性能が確認できた。
【００９５】
次に、代表的な例として上記第８の実施形態に示した透湿モジュール２を、透湿性チューブ１０（内径；４．６ｍｍ、外径；５．０ｍｍ、肉厚；０．２ｍｍ）の長さを変えて４６８本を１モジュールとしたものを複数試作し、それらについて加湿量を検証した結果を図２１に示すが、本発明はこれに限定されない。加湿量の検証は、具体的には、試作した各透湿モジュール２に水位が常時一定となるように（図１３参照）水を随時注入し、透湿性チューブ１０内に気温２０℃で湿度４０％の空気を送り込んだときのタンク１の水の減少量を測定した。図２１には、透湿性チューブ１０内を通過する空気の速度と、透湿性チューブ１０の単位表面積当たりの２４時間での加湿量（水の減少量、すなわち水透過量）との関係を示す。
【００９６】
図２１のグラフに示すように、透湿性チューブ１０の長さを８１ｍｍとした場合は、チューブ表面積が０．６ｍ^２となり、通過風速３．２ｍ／ｓｅｃのとき加湿量１２０００ｇ／ｍ^２・２４ｈｒｓを記録した。透湿性チューブ１０の長さを１２５ｍｍとした場合は、チューブ表面積が０．９ｍ^２となり、通過風速３．２ｍ／ｓｅｃのとき加湿量１００００ｇ／ｍ^２・２４ｈｒｓを記録した。透湿性チューブ１０の長さを１７５ｍｍとした場合は、チューブ表面積が１．２ｍ^２となり通過風速３．２ｍ／ｓｅｃのとき加湿量７５００ｇ／ｍ^２・２４ｈｒｓを記録した。チューブが長くなるにつれて、表面積は増加するものの、チューブを介した水／空気界面の濃度差が、チューブ入口で最も高く、出口付近でその空気温度の飽和水蒸気量へ近づくために、通過風速３．２ｍ／ｓｅｃ以下では、チューブ長さを長くしても、効率は上がらないことが明らかとなった。
【００９７】
次に、上記第８の実施形態に示した透湿モジュール２を、透湿性チューブ１０（内径；４．６ｍｍ、外径；５．０ｍｍ、肉厚；０．２ｍｍ）の長さを変えて４６８本を１モジュールとしたものを複数試作し、それらについて加熱した空気を送り込んだときの加湿量を検証した結果を図２２に示す。加湿量の検証は、具体的には、気温２０℃、湿度４０％の環境下で、試作した各透湿モジュール２に水位が常時一定となるように（図１３参照）水を随時注入し、透湿性チューブ１０内にヒータ４によって加熱された空気の温度を計測し、その空気を送り込んだときのタンク１の水の減少量を測定した。図２２には、透湿性チューブ１０の表面積と、透湿性チューブ１０の２４時間での加湿量（水の減少量、すなわち水透過量）との関係を示す。
【００９８】
図２２のグラフに示すように、チューブ通過風速によって、空気温度が４３℃，３３℃，３１℃と変化し、チューブ通過風速が遅いほど、空気温度は高い。透湿性チューブ１０の表面積が０．６ｍ^２のとき、空気温度によって加湿量は７２００〜７７００ｇ／２４ｈｒｓを記録した。透湿性チューブ１０の表面積が０．９ｍ^２のとき、空気温度によって加湿量は８７００〜１０２００ｇ／２４ｈｒｓを記録した。透湿性チューブ１０の表面積が１．２ｍ^２のとき、空気温度によって加湿量は１００００〜１２０００ｇ／２４ｈｒｓを記録した。ヒータによって空気温度を上げることで、３．２ｍ／ｓｅｃの通過風速においても加湿量をふやすことができ、チューブ通過風速とモジュールに送り込む空気温度を調節することで、加湿能力が向上する。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る加湿器によれば、透湿性ポリウレタンが分子レベルの水のみを透過し、雑菌やスケールは透過させないため、空気中への雑菌の拡散を防止するとともに微細孔の詰まりを原因とする性能低下が防止できる。しかも、詰まりを生じ難くなるので、透湿性ポリウレタンからなる部品に対する定期的または不定期的なメインテナンスや交換作業の時間的な間隔を長くすることができ、使用に際して余計な手間や交換に伴うコストが削減できる。
【０１００】
また、本発明によれば、複数の透湿性チューブを、複数の列をなすように配置することにより、透湿モジュール内部の水蒸気の抜けが良くなり、水分の透過も円滑に行われるようになるので、効率の高い運転が可能である。
【０１０１】
本発明によれば、ポンプの駆動量を調節することにより、透湿性チューブを透過する水分量を制御できるので、従来のようにヒータで水を加熱して加湿した空気を作り出す機構を持たなくても所望の湿度環境を作り出すことが可能である。
【０１０２】
本発明によれば、透湿モジュール内の空気の通路を波打った形状とすることにより、透湿性チューブの表面に乱流が生じ、透湿モジュールに順次送り込まれる湿度の低い空気が透湿性チューブの表面に活発に接触するようになって透湿性チューブ内外の湿度の不均衡による水分の透過が活発になるので、効率の高い運転が可能である。
【０１０３】
本発明によれば、透湿モジュール内の空気の通路が互いに交差し合うことにより、透湿モジュールに送り込まれる空気の流れに変化が生まれ、透湿モジュールに順次送り込まれる湿度の低い空気が透湿性チューブの表面に活発に接触するようになって透湿性チューブ内外の湿度の不均衡による水分の透過が活発になる。さらに、個々の透湿性チューブが他と接することなく配置されることによっても、透湿性チューブ内外の湿度の不均衡による水分の透過が活発になるので、効率の高い運転が可能である。
【０１０４】
本発明によれば、透湿性チューブの両端を除く部分を水中に配置し、該透湿性チューブの外側から内側に水を透過させるとともに、該透湿性チューブの内側を掃気する構造を採用したことにより、透湿性チューブの外側には準静的に水を満たせばよく、透湿性チューブの外側に通風する構造のように通気時の圧力損失を考慮する必要がない。そのため、透湿性チューブどうしの間隔を狭くできるので、加湿器の小型化が可能である。また、管状にした透湿性チューブに空気を流すことになり、圧力損失の低下が起こり難いので、掃気に必要な動力が少なくて済み、経済的である。さらに、水槽を密閉形とした透湿モジュールを形成することにより、加湿器を乱暴に移動させたり倒したりしても、透湿モジュールに注入された水がこぼれ出ることがなく、装置の内部や設置場所の周辺を濡らすことがない。加えて、透湿性チューブの配向を考慮することなく、透湿モジュールを加湿器内部に自由にレイアウトできるので、加湿器の小型化を進めるうえで有利である。
【０１０５】
本発明によれば、透湿性チューブの外側から内側に水を透過させるとともに該透湿性チューブの内側を掃気する構造を採用し、さらに透湿性チューブの全長を両端の固定位置間の距離よりも長くすることにより、透湿性チューブの全長が膨潤によって変化しても、透湿性チューブそのものや両端の固定部分に無理な応力が作用しないので、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態を示す図であって、加湿器の概略構成図である。
【図２】 透湿モジュール２を構成する透湿チューブ１０の配置を示す斜視図である。
【図３】 透湿性チューブを成形する他の例を示す斜視図である。
【図４】 本発明の第２の実施形態を示す図であって、加湿器の概略構成図である。
【図５】 本発明の第３の実施形態を示す図であって、加湿器の概略構成図である。
【図６】 本発明の第４の実施形態を示す図であって、透湿モジュール２を構成する透湿チューブ１０の配置を示す平断面図である。
【図７】 本発明の第５の実施形態を示す図であって、透湿モジュール２を構成する透湿チューブ１０の配置を示す平断面図である。
【図８】 （ａ）は図７の透湿モジュール２を空気の流れ込む方向から見た側面図、（ｂ）は図７の透湿モジュール２を空気の流れ込む方向に直交する方向から見た側面図である。
【図９】 本発明の第６の実施形態を示す図であって、加湿器の概略構成図である。
【図１０】 図９におけるＡ-Ａ線矢視断面図である。
【図１１】 本発明の第７の実施形態を示す図であって、加湿器の概略構成図である。
【図１２】 水槽１５の斜視図である。
【図１３】 本発明の第８の実施形態を示す図であって、加湿器の概略構成図である。
【図１４】 透湿モジュール２の斜視図である。
【図１５】 下蓋体２１の要部断面図である。
【図１６】 第８の実施形態に示した透湿モジュール２を備える加湿器のより具体的な機器の配置を示す側面図である。
【図１７】 図１５とは異なる構造の底板部の態様を示す要部断面図である。
【図１８】 図１５、図１７と異なる構造の底板部の態様を示す要部断面図である。
【図１９】 開放形の水槽２０を示す斜視図である。
【図２０】 本発明の第８の実施形態に示した透湿モジュール２を、接着剤２６の種類を換えて複数試作し、それらについて水漏れの検証を行った結果を示す表である。
【図２１】 本発明の第８の実施形態に示した透湿モジュール２を、透湿性チューブ１０の長さを変えて４６８本を１モジュールとしたものを複数試作し、それらについて加湿量を検証した結果をに示すグラフである。
【図２２】 本発明の第８の実施形態に示した透湿モジュール２を、透湿性チューブ１０の長さを変えて４６８本を１モジュールとしたものを複数試作し、それらについて加熱した空気を送り込んだときの加湿量を検証した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ タンク
２ 透湿モジュール
３ ファン
４ ヒータ
１０ 透湿性チューブ
１３，１５，２０ 水槽

Claims (25)

1. イソシアネート成分と、鎖延長剤としてのジオールと、ポリオール成分としてのポリエチレングリコールとが少なくとも原料として用いられ、
   前記鎖延長剤と、分子量が２５００以上３５００以下の範囲の前記ポリオール成分との比が、前記ポリオール成分１モルに対して鎖延長剤が４モル以上１０モル以下となる範囲内に調製され、
   これら原料が反応させられて得られる透湿性ポリウレタンを備え、
   該透湿性ポリウレタンを透過した水分を任意の空間に供給して加湿することを特徴とする加湿器。
2. さらに、前記ポリオール成分全体に対する配合量として１ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下のシリコン型ポリオールが原料として用いられることを特徴とする請求項１記載の加湿器。
3. 前記鎖延長剤としてのジオールは、１，４−ブタンジオールであることを特徴とする請求項１または２に記載の加湿器。
4. 前記イソシアネート成分は、４−４’メチレンビスフェニルイソシアネートであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の加湿器。
5. 前記イソシアネート成分とポリオール成分との比が、ポリオール成分１モルに対してイソシアネート成分が２モル以上１２モル以下となる範囲内に調製されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の加湿器。
6. 前記透湿性ポリウレタンを管状に成形して透湿性チューブとし、該透湿性チューブの内側に水を供給して外側に透過させることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の加湿器。
7. 前記水を前記透湿性チューブの内側に加圧供給するポンプを備えることを特徴とする請求項６記載の加湿器。
8. 前記透湿性チューブの一端を、該透湿性チューブの他端よりも上方に配置し、前記透湿性チューブに前記他端から前記一端に向けて前記水を流通させることを特徴とする請求項６または７に記載の加湿器。
9. 前記透湿性チューブの一端を、該透湿性チューブの他端よりも上方に配置し、前記透湿性チューブに前記一端から前記他端に向けて前記水を流通させることを特徴とする請求項６または７に記載の加湿器。
10. 前記透湿性ポリウレタンを管状に成形して透湿性チューブとし、該透湿性チューブの両端を除く部分を水中に配置し、該透湿性チューブの外側から内側に水を透過させるとともに、該透湿性チューブの内側を掃気することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の加湿器。
11. 前記透湿性チューブの全長を、前記両端間の距離よりも長くしていることを特徴とする請求項１０記載の加湿器。
12. 前記透湿性チューブを複数、並列に接続した透湿モジュールを備えることを特徴とする請求項６から１１のいずれかに記載の加湿器。
13. 前記透湿性チューブを、該透湿性チューブの長さ方向から見て該透湿性チューブの断面が複数の列をなすように配置したことを特徴とする請求項６から１１のいずれかに記載の加湿器。
14. 前記透湿性チューブの列を、前記長さ方向から見て前記透湿性チューブの断面が波打つように配置したことを特徴とする請求項１３記載の加湿器。
15. 前記透湿性チューブを、該透湿性チューブの長さ方向から見て該透湿性チューブの断面が千鳥状をなすように配置したことを特徴とする請求項６から１１のいずれかに記載の加湿器。
16. イソシアネート成分、鎖延長剤としてのジオール、ポリオール成分としてのポリエチレングリコールを少なくとも原料として用い、
    前記鎖延長剤と、分子量が２５００以上３５００以下の範囲の前記ポリオール成分との比が、ポリオール成分１モルに対して鎖延長剤が４モル以上１０モル以下となる範囲内に調製され、
    これらを反応させることで得られる透湿性ポリウレタンを管状に成形して透湿性チューブとし、
    該透湿性チューブを複数束ねて保持するとともに、これら複数の透湿性チューブの両端を除く部分を水槽の内側に配置していることを特徴とする透湿モジュール。
17. さらに、前記ポリオール成分全体に対する配合量として１ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下のシリコン型ポリオールが原料として用いられることを特徴とする請求項１６記載の透湿モジュール。
18. 前記水槽を、注水口を有する密閉形とし、内側に配置した各透湿性チューブの両端を前記水槽の内側面に接続し、各透湿性チューブの内側を、前記水槽の外側面に形成した孔を通じて外部に露出させていることを特徴とする請求項１６または１７に記載の透湿モジュール。
19. 前記水槽を、上部を開放させた開放形とし、内側に配置した各透湿性モジュールの一端を前記水槽の内側面に接続し、各透湿性チューブの内側を、前記水槽の外側面に形成した孔を通じて外部に露出させたことを特徴とする請求項１６または１７に記載の透湿モジュール。
20. 前記水槽の一部を樹脂成形し、該樹脂が固化する過程で前記透湿性チューブの端部を接着し、各透湿性チューブの内側を、前記水槽の一部に形成した孔を通じて前記水槽の外部に露出させていることを特徴とする請求項１６または１７に記載の透湿モジュール。
21. 前記透湿性チューブの端部内面に、該透湿性チューブの内側への変形を防止する樹脂体が形成されていることを特徴とする請求項２０記載の透湿モジュール。
22. 前記水槽の内側面に、前記孔に連通する筒状部を立設し、該筒状部に前記透湿性チューブの端部を被着させることで前記水槽に該透湿性チューブを接続していることを特徴とする請求項１６または１７に記載の透湿モジュール。
23. 前記水槽の内側面に接着剤を付着させて前記水槽と前記透湿性チューブとを接着していることを特徴とする請求項２２記載の透湿モジュール。
24. 前記筒状部と該筒状部に被着させた前記透湿性チューブとの間に接着剤を満たして両者を接着していることを特徴とする請求項２１記載の透湿モジュール。
25. 請求項１６から２４のいずれかに記載の透湿モジュールを備え、前記水槽に溜めた水を前記透湿性チューブの外側から内側に水を透過させるとともに、該透湿性チューブの内側を掃気することを特徴とする加湿器。

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