JP6049909B2

JP6049909B2 - 加湿器

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Publication number: JP6049909B2
Application number: JP2015553390A
Authority: JP
Inventors: 禎司齊藤; 隆文中井; 一普宮; 古川　誠司; 誠司古川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2014-06-09
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2034-06-09
Also published as: JPWO2015093079A1; WO2015093079A1

Description

本発明は、加湿器に関する。

空気を加湿する加湿器として例えば気化式加湿器がある。気化式加湿器は、吸水性能を有する加湿材を備え、水分を含有させた加湿材表面を気流が通過する際に、加湿材中の水分を気流と熱交換させることで気化蒸発させ、空気の加湿を行う。従来より、気化式加湿器は、加湿性能の向上、及び長期間にわたる加湿性能の維持が求められている。

気化式加湿器において、特に加湿材の風上側端部や風下側端部では、通風による気化が進みやすいため、給水中に含まれるシリカ成分やミネラル成分といったスケール成分濃度が濃縮されやすく、スケールが堆積しやすいという課題があった。そして、この課題を解決すべく様々な方法及び装置が検討されている。なお、シリカ成分は、例えば、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸コロイド等である。また、ミネラル成分は、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、水酸化マグネシウム、リン酸カルシウム等である。

例えば従来、透湿性チューブを備え、透湿性チューブのうちスケール成分の析出量が部分的に偏るスケール析出領域に樹脂コーティングを施すことで、当該領域における透湿性を低下させて蒸発量を減少させる加湿器があった（特許文献１）。特許文献１に記載の加湿器は、スケール析出領域に樹脂コーティングを施すことで、スケール成分の析出を抑制し、透湿性チューブの部分的な劣化を抑制して耐久性の向上を図っている。

また従来、銅線、粉粒状銅又は多数の開口を有する銅板若しくは網体からなる銅を含有し、さらに炭素繊維又は銅以外の金属線を含有させた吸水性加湿材があった（特許文献２）。特許文献２に記載の吸水性加湿材は、銅を含有させることで細菌の発生を抑制することを図っている。また、特許文献２に記載の吸水性加湿材は、銅と炭素繊維とが電気化学的電位差を有し、電解質である水を両物質間に介することでイオン化されることを利用して、スケールの析出の抑制を図っている。

特開２００７−１５５２０１号公報（［００２１］、図１）特開平７−３１８１１７号公報（［００２１］〜［００２３］、図１）

しかしながら、特許文献１に記載の透湿性チューブは、水を供給する側の透湿性チューブ表面に樹脂コーティングを施しているため、透湿性チューブ本来の加湿性能を低下させてしまうという課題があった。また、特許文献１に記載の透湿性チューブは、風上側の透湿性チューブ側面のみに樹脂コーティングを施しているため、風下側や透湿性チューブと給水との界面で、透湿性チューブ本体への局所的なスケール付着を防げず白粉が飛散してしまい、室内等が汚染され且つ加湿性能が低下してしまう、という課題があった。

また、特許文献２に記載の吸水性加湿材は、スケール析出を抑制するほど給水をイオン化することは難しく、風上側への局所的なスケール付着も抑制できないため、吸水性加湿材本体にスケールが堆積してしまい加湿性能が低下してしまう、また、付着したスケールが白粉飛散してしまい室内等が汚染される、という課題があった。

本発明は、上述のような課題を背景としてなされたものであり、スケールの付着を抑制し加湿性能の低下を抑制する加湿器を得ることを目的とする。

本発明に係る加湿器は、水が含浸される加湿材と、前記加湿材に水分を供給する水供給手段と、前記加湿材に水分を供給する水供給手段に水分を供給する給水手段と、前記加湿材に空気を供給する送風手段と、を備え、前記水供給手段は、前記加湿材のうち最も前記送風手段側に位置する風上側端面、及び前記風上側端面の反対側に位置する風下側端面のうち少なくとも何れかの面に設けられ、平均繊維束方向が平均送風方向と直交し且つ前記加湿材の上下方向と平行になるように前記加湿材を覆うものである。

本発明は、加湿材に水分を供給する水供給手段である吸水材が、加湿材のうち最も送風手段側に位置する風上側端面、及び風上側端面の反対側に位置する風下側端面のうち少なくとも何れかの面に設けられるため、スケールが加湿材に付着することを抑制できる。したがって、本発明によれば、加湿性能の低下を抑制できる。また、付着したスケールの白粉飛散も抑制できる。

本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の基本構成を示す図である。本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の加湿材１を示す図である。本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の吸水材２の形状を示す図である。図３の吸水材２を展開した状態を示す図である。本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の吸水材２から加湿材１への給水浸透方向及び吸水材２中の流水方向を示す概略図である。比較例に係る加湿器２００の基本構成を示す図である。本発明の実施の形態１に係る加湿器１００及び比較例に係る加湿器２００について連続加湿実験を行った結果を示す図である。比較例に係る加湿器２００の加湿材１０１に付着するスケール１０８の様子を示す図である。本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の第１の変形例を示す図である。本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の第２の変形例を示す図である。本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の第３の変形例を示す図である。本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の第４の変形例を示す図である。本発明の実施の形態２に係る加湿器１００の吸水材２に形成された切り込み１１を示す図である。本発明の実施の形態３に係る加湿器１００の吸水材２の形状を示す図である。本発明の実施の形態３に係る加湿器１００の吸水材２の風上端部被覆部２ｂを示す図である。本発明の実施の形態３に係る加湿器１００の第１変形例を示す図である。本発明の実施の形態３に係る加湿器１００の第２変形例を示す図である。本発明の実施の形態３に係る加湿器１００の第３変形例を示す図である。本発明の実施の形態４に係る加湿器１００の吸水材２に樹脂コーティング１３が施された状態を示す図である。本発明の実施の形態４に係る加湿器１００の加湿材１に樹脂コーティング１３が施された状態を示す図である。本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の給水の流れ方を模式的に示した図である。本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の吸水材２の平均繊維束方向有無における流水性速度比を示す図である。本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の加湿材１へのスケール付着量比と加湿性能低下率を示す図である。本発明の実施の形態２に係る加湿器１００の吸水材２の吸い上げ速度を示す図である。本発明の実施の形態２に係る加湿器１００の加湿材１へのスケール付着量比を示す図である。本発明の実施の形態３に係る加湿器１００の初期加湿性能比を示す図である。本発明の実施の形態４に係る加湿器１００の加湿材１へのスケール付着量比を示す図である。本発明の実施の形態５に係る加湿器１００の加湿材１へのスケール付着量比を示す図である。本発明の実施の形態６に係る加湿器１００のパイプ２３の概略を示す図である。本発明の実施の形態６に係る加湿器１００の加湿材１へのスケール付着量比を示す図である。本発明の実施の形態６に係る加湿器１００のパイプ２３の切れ込みを示す概略図である。本発明の実施の形態１に係る加湿器１００のガイド２４の概略図である。本発明の実施の形態１に係る加湿器１００のガイド２４に挿入した加湿材１及び吸水材２を示す概略図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る加湿器１００の基本構成を示す図である。図２は、実施の形態１に係る加湿器１００の加湿材１を示す図である。図３は、実施の形態１に係る加湿器１００の吸水材２の形状を示す図である。図４は図３の吸水材２を展開した状態を示す図である。

図１に示されるように、加湿器１００は、加湿材１と、吸水材２と、ドレンパン３と、排水管４と、給水管５と、滴下ノズル６と、送風手段１４と、を備えている。以下、各構成について詳細に説明する。なお、図１では、空気の流れを送風方向７で示している。

加湿材１は、水分を内部に含浸し通風によって気化できる部材で構成され、図２に示されるように、天面１ａ、風上側端面１ｂ、及び風下側端面１ｃを有する。吸水材２は、自身に供給された水を加湿材１に供給するための部材であり、天面１ａ、風上側端面１ｂ、及び風下側端面１ｃを覆っている。吸水材２は、平均繊維束方向への吸水性に優れた部材で構成され、天面２ａと、風上端部被覆部２ｂと、風下端部被覆部２ｃと、を有するように加工されている。ここで、「平均繊維束方向」とは、糸状の繊維が束となって形成されている吸水材２において、その糸状の繊維が束として揃っている平均的な方向と定義する。なお、平均繊維束方向を有する吸水材とは、平均繊維束方向とその垂直方向とで吸水材を流れる水の流水速度、あるいは滴下速度が異なり、平均繊維束方向への水の流水速度、あるいは滴下速度が速いものと定義する。

天面２ａは、加湿材１の天面１ａ全体を覆う部材であり、滴下ノズル６から排出される水が供給される部材である。風上端部被覆部２ｂは、加湿材１の風上側端面１ｂを覆う、縦に（上下に）細長形状の部材である。風下端部被覆部２ｃは、加湿材１の風下側端面１ｃを覆う、縦に（上下に）細長形状の部材である。風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃは、スケールが析出し始める加湿材１の端部に設けられ、加湿材１の風よけとして機能する。板状の加湿材を複数枚均等に配置する場合、図３２に示すような凹形状のガイド２４を持った固定冶具に加湿材１の角を差し込んで固定する。そのガイド２４に図３３に示すように風上端部被覆部２ｂ又は風下端部被覆部２ｃの下部先端を加湿材１と一緒に差し込むことで吸水材２と加湿材１を固定できる。また、風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃの上部と下部の中間位置に加湿材１と一緒に挟み込める櫛形状のガイドを設置してもよい。風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃの幅は、例えば、約０．５〜約２．０ｍｍ程度であることが好ましい。本実施の形態１では、風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃの幅が１〜２ｍｍのものを用いている。

ドレンパン３は、例えば上面が開口した箱形状の部材で構成され、加湿材１の表面で気化せずに滴下した水を受け止める。排水管４は、ドレンパン３の内部に溜まった水を排出するための配管である。給水管５は、加湿材１に水を供給するための配管である。

滴下ノズル６は、給水管５に接続される部材であり、吸水材２の上面全体に水が均一に供給されるように構成される。滴下ノズル６は、例えばステンレス製で直径１ｍｍのものであり、吸水材２の天面２ａと風上端部被覆部２ｂとの境界付近の真上約３ｍｍの位置に加湿材１の個数と同数の５本設置した。送風手段１４は、加湿材１に空気を供給するものである。送風手段１４は、送風方向７が加湿材１の風上側端面１ｂ（加湿材１のうち最も送風手段側に位置する面）を向かうように設けられる。

なお、加湿材１は、好ましくは、樹脂製の部材又は金属製の板状で構成される。加湿材１は、さらに好ましくは、立体的な網目構造を持つ繊維を絡ました形状又は発泡形状で構成される。ここで、樹脂製の部材は、例えば、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、アクリル系繊維などの化学繊維やフェルトなどの不織布などが挙げられる。また、金属製の部材は、例えば、チタン、ステンレス鋼、銅、アルミ、鉄、ニッケルなどが挙げられる。なお、金属製部材の場合は金属部材の溶出や腐食等を抑制するため、例えば金属部材表面に錫のようなメッキを施してもよい。

また、加湿材１は、例えば、チタン製の発泡金属で空隙率８２％、呼び穴径２００μｍ、高さ８７５ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚み１ｍｍの部材で構成される。また、加湿材１は、板状の部材をギャップ長５ｍｍの等間隔で並列に５枚配置することで構成される。加湿材１の枚数や寸法、設置間隔は、これに限るものではなく製品の仕様に合うように選定すればよい。

また、吸水材２は、平均繊維束方向がある任意方向を持ち、その方向に流水性、吸水性の良い材質であれば特に限定しないが、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、アクリル系繊維などの化学繊維やフェルトなどの不織布で形成されているものがよい。ただし、吸水材２は平均繊維束方向を有さなくても、風上端部被覆部２ｂ又は風下端部被覆部２ｃの長手方向に滴下速度が速いものであれば前記に限るものではなく、例えば加湿材１に水分を供給する他の手段として、パイプのような形状のものを用いても良い。本実施の形態１に係る吸水材２は、アクリル系繊維製で空隙率５０％、厚み２ｍｍのものを用いている。

また、前記材質の吸水材２を前記加湿材１として用いてもよく、吸水材２と加湿材１が同材質となってもよい。吸水材２の材質を加湿材１に用いる場合、平均繊維束方向は特に限定しないが、好ましくは加湿材上下方向と同じ方向になるように設置するのが良い。これは、加湿材上下方向と同じ方向に設置すると滴下速度が速いため、スケールが析出する前に水が流れ落ちるためである。ただし、本実施の形態１で選定した前記アクリル系繊維製の吸水材２は、前記チタン製加湿材１より表面積が小さいため、前記加湿材１と同等の加湿性能にするためには加湿材の枚数を増やすなどが必要となる。

また、１枚の吸水材２を加工して、天面２ａ、風上端部被覆部２ｂ、及び風下端部被覆部２ｃをなるべく一体となるように設けるのが好ましいが、端材が極力出ないように個別に加工した各部で加湿材１を覆ってもよい。その場合は、天面２ａからの給水が、風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃに浸透するように、天面２ａ、風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃの少なくとも一部を接地させるように設けることが好ましい。

また、風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃの幅は、風よけの役割を有していれば特に限定しないが、加湿材１の端部とほぼ同じ幅の約０．５〜約２．０ｍｍ程度であることが好ましい。ただし、加湿材１の端部の気化の進行を抑制できれば、加湿材１の端部の幅と同一でなくてもよい。例えば、風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃの幅は、加湿材１の端部の幅と同一でなくても、風よけとしての役割を有し剛体性を有していれば０．５ｍｍ以下でもよい。また例えば、風よけとしての役割を有し例えば複数枚均等に配置された加湿材１のギャップ長を閉塞させなければ２ｍｍ以上でもよい。

また、風上端部被覆部２ｂの断面形状は、風よけの役割を有していれば、例えば、円筒形、三角形、Ｖ字形、四角形等の種々の形状を採用できる。ただし、風上端部被覆部２ｂの断面形状としては、板状の吸水材形状をそのまま利用できる四角形であることが好ましい。また、風上端部被覆部２ｂは、風よけの役割に加え加湿量を増加させるため、通風を乱流化させる凹凸が加工されていてもよい。なお、このことは風下端部被覆部２ｃについても同様である。ただし、風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃの形状は異なっていてもよい。

また、滴下ノズル６は、少なくとも一本以上設けられ、加湿材個数と同数が好ましいが、給水を吸水材２に供給できれば加湿材個数以下でも、又は加湿材個数以上でもよく、天面２ａに水をなるべく均一に供給することを考慮して複数本設けられることが好ましい。滴下ノズル６の材質は、例えばステンレス製としたが、給水を吸水材２に供給できればこれに限るわけではなく、樹脂製のノズルでもよい。また、滴下ノズル６は、天面２ａに水をなるべく均一に供給することを考慮して、天面２ａと風上端部被覆部２ｂとの境界付近（例えば、天面２ａのうち風上端部被覆部２ｂ側の端部）に設けられることが好ましい。滴下ノズル６の設置高さは、３ｍｍに限るわけではなく吸水材２に直接接触させてもよい。また、高さ３ｍｍ以上でも吸水材２に確実に滴下でき、かつ吸水材２以外に飛散しなければ特に限定はしない。

また、滴下ノズル６の排出口側の開口位置は、吸水材２の天面２ａのうち、好ましくは送風によって滴下された水が、加湿材１の風下側（後方）に流れてしまうことを考慮し、加湿材１の風上側（前方）に設けられる。

次に、加湿器１００の加湿動作について説明する。
図１に示されるように、給水管５から排出される水は、滴下ノズル６を介して加湿材１の天面１ａに供給される。加湿材１の天面１ａに供給された水は、滴下して毛細管現象にて加湿材１内部に含浸する。加湿材１内部に含浸した水は、加湿材１全体に拡散するとともに、送風手段１４のファンが回転することで加湿材１の表面で気化して空気が加湿される。加湿材１に供給された水のうち気化せずに滴下した水は、加湿材１の下部からドレンパン３に流れ落ち、排水管４の内部を通って排水される。

図５は本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の吸水材２から加湿材１への給水浸透方向及び吸水材２中の流水方向を示す概略図である。図５に示されるように、吸水材２は、風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃの平均繊維束方向が、平均送風方向と直交し加湿材１の上下方向と平行になるように、風上側端面１ｂ及び風下側端面１ｃを覆うように設けられる。なお、矢印２１は、吸水材２から加湿材１への浸透方向を示し、矢印２２は、吸水材２中の流水方向を示す。

図２１は、吸水材２がない場合（（ａ）比較例）と本実施の形態１に記載した吸水材２を設置した場合（（ｂ）実施の形態１）とで加湿材１及び吸水材２中の給水の流れ方の違いを比較した模式図である。図２１（ａ）の比較例より、滴下ノズル６から給水を加湿材１上部に滴下すると、滴下された箇所から徐々に加湿材１へ不均一な状態で広がっていくため、加湿材１中の保水状態や滴下速度にばらつきが生じる。加湿材１中の保水状態や滴下速度にばらつきが生じると、局所的なスケール成分の濃縮が起こりスケールの析出原因になる。一方、図２１（ｂ）の実施の形態１では、比較例と同じ滴下流量の給水が平均繊維束方向に流水速度が速い吸水材２に滴下され、一旦保水される。その後、給水が給水を潤沢に保水した吸水材を介して加湿材１上部から均一に供給される。また、加湿材１の風上端部及び風下端部にも、吸水材２と接している面から給水が供給される。このように、本実施の形態１の図１のような構成にすることで給水を加湿材１へ均一に供給することができ、局所的なスケールの析出を抑制することができる。

図２２に、吸水材２の平均繊維束方向有無における水の滴下速度比（＝吸水材Ａ又は吸水材Ｂでの水の滴下速度／吸水材Ａでの水の滴下速度）を示す。吸水材Ａは平均繊維束方向を有さず、吸水材Ｂは平均繊維束方向を有している。図２２に示したように、平均繊維束方向を有する吸水材Ｂの方が、平均繊維束方向を有さない吸水材Ａより水の滴下速度が速い、すなわち水の流水性が良いことがわかる。なお、吸水材２を設置しても滴下する流量は従来と同じである。吸水材２には、従来、加湿されずにドレンパンに流れ落ちる給水の一部が流れ、かつ加湿材風上端部及び風下端部に給水を供給しながら吸水材自体からも蒸散するため、排水量は従来と同じ、又は減らすことができる。

このように吸水材２を設置した加湿器１００のような構成にすることで、風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃでは、給水中のスケール成分が濃縮、析出される前に、給水が平均繊維束方向に速やかに流れる。このため、吸水材２自身へのスケールの析出を抑制することができ、吸水材２自身からも気化するため、加湿性能も向上させることができる。

図６は比較例に係る加湿器２００の基本構成を示す図である。図６に示されるように、比較例に係る加湿器２００は、本実施の形態１の加湿器１００とは異なり、吸水材２が設けられない構成となっている。

まず、図６を用いて、比較例に係る加湿器２００の加湿動作について説明する。図６に示されるように、給水管１０５から排出される水は、滴下ノズル１０６を介して加湿材１０１の天面１０１ａに供給される。加湿材１０１の天面１０１ａに供給された水は、滴下して毛細管現象にて加湿材１０１内部に含浸する。加湿材１０１内部に含浸した水は、加湿材１０１全体に拡散するとともに、送風方向１０７から送風手段１１４のファンが回転することで加湿材１０１の表面で気化して空気が加湿される。加湿材１０１に供給された水のうち気化せずに滴下した水は、加湿材１０１の下部からドレンパン１０３に流れ落ち、排水管１０４の内部を通って排水される。

図７は本発明の実施の形態１に係る加湿器１００及び比較例に係る加湿器２００について連続加湿実験を行った結果を示す図である。具体的には、図７は、スケール付着量（ｋｇ／ｍ^３）及び加湿性能（％）の評価結果を示す図である。加湿器１００，２００を用いて、風速３ｍ／ｓ、加湿材１の一枚に対して滴下流量２０ｍｌ／ｍｉｎで１シーズン相当の運転時間１０００ｈｒまで連続加湿試験を行った。

比較例に係る加湿器２００について連続加湿試験を行ったところ、以下の結果が得られた。
（１）スケール付着量は約１２６ｋｇ／ｍ^３であり、スケールが加湿材１０１の端部に局所的に堆積した。
（２）加湿性能は、初期加湿性能１００％に対し、スケール付着量の増加に伴い低下傾向であり約８５％まで低下した。

これに対し、本実施の形態１の加湿器１００について連続加湿試験を行ったところ、以下の結果が得られた。
（１）スケール付着量は約１２ｋｇ／ｍ^３であった。
（２）加湿性能は、初期１００％であり約９７％まで低下したが、ほとんど初期加湿性能を維持していた。

このように、本実施の形態１の加湿器１００は、比較例に係る加湿器２００に比べて、スケール付着量を約１／１０以下に抑制することができた。また、本実施の形態１の加湿器１００は、比較例に係る加湿器２００に比べて、局所的なスケール付着はほとんど見られなかった。すなわち、本実施の形態１の加湿器１００は、図８のようにスケール１０８が加湿材１に付着することがない。

図８は比較例に係る加湿器２００の加湿材１０１に付着するスケール１０８の様子を示す図である。具体的には、図８は、図６に示される加湿器２００を用いて連続加湿試験を行うことで発生したスケール１０８の発生位置を示す図である。

図８に示されるように、スケール１０８は、加湿材１０１の風上側端面１０１ｂ及び加湿材１０１の風下側端面１０１ｃにおいて局所的に析出する。一旦、スケール核が生成されると、スケールの析出が促進され加湿材１０１の表面や内部に広がっていき、特に、スケール１０８は、加湿材１０１の風上側端面１０１ｂにおいて、加湿材１０１の端部の外側にも堆積する。

ここで、加湿器の加湿材の端部にスケールが析出し堆積する原理について説明する。加湿材に給水される水は、一般的に水道水が使用される。水道水中には、シリカ成分（例えば、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸コロイド等）やミネラル成分（例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、水酸化マグネシウム、リン酸カルシウム等）といったスケール成分が含まれる。後述の連続加湿試験においても、水道水に炭酸カルシウムを溶解させ、カルシウム硬度を１００ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ以上の高濃度に調整した模擬水を用いた。

このスケール成分を含む水が加湿材の表面で加湿されると、スケール成分の濃度が濃縮されていき、飽和溶解濃度を超えると固形成分（スケール）として加湿材に析出する。その析出したスケールを核として加湿材の端部内だけでなく、加湿材の外側にも堆積していく。このようにシリカ成分及びミネラル成分の少なくとも一方から生成されるスケール成分が、加湿材に析出し堆積していくと、加湿材を目詰まりさせて加湿性能が低下してしまう。また、スケール成分は、加湿材の風上側端面１ｂや加湿材の風下側端面１ｃのように、加湿材の気化しやすい部分から析出し始め加湿材の全体に広がっていくとともに、加湿材の風上側端面では加湿材の外側にも堆積しスケール白粉飛散の原因となってしまう。

これに対して、本実施の形態１に係る加湿器１００は、水が含浸される加湿材１と、加湿材１に水分を供給する吸水材２と、吸水材２に水分を供給する給水管５及び滴下ノズル６と、加湿材１に空気を供給する送風手段１４と、を備え、吸水材２は、加湿材１の天面１ａと、加湿材１のうち最も送風手段側に位置する風上側端面１ｂ、及び風上側端面１ｂの反対側に位置する風下側端面１ｃのうち少なくとも何れかの面に設けられる。このため、スケール１０８が加湿材１の端部に付着することを抑制でき、スケール１０８が白粉飛散することを抑制できる。したがって、スケール１０８が堆積して加湿材１の目詰まりすることを抑制できる。
このようにして、加湿性能の低下を抑制し長寿命な加湿器１００を得ることができる。

また、天面２ａは加湿材１の天面１ａを覆う形状を有する。このため、天面２ａは滴下ノズル６からの給水を潤沢に保水できる。したがって、天面２ａに接触している加湿材１の上端部全面から、風上端部被覆部２ｂと接触している加湿材１の風上側端面１ｂ、及び風下端部被覆部２ｃと接触している加湿材１の風下側端面１ｃに均一に給水することができる。このようにして、スケール１０８が加湿材１の端部に付着することを抑制できる。なお、天面２ａは加湿材１の天面１ａを覆わないで、加湿材１の天面２ａの一部のみに設けられるように構成してもよい。

なお、吸水材２が劣化した場合には、吸水材２のみを廃棄して交換すればよい。このようにすることで、長寿命な加湿材１を得ることができる。

また、吸水材２が、天面１ａ、風上側端面１ｂ、及び風下側端面１ｃに設けられる例について説明したが、これに限定されるものではない。吸水材２が、天面１ａ、風上側端面１ｂ、及び風下側端面１ｃのうち少なくとも何れかの面に設けられていればよい。このように構成しても、スケール１０８が加湿材１に付着することを抑制できる。したがって、加湿性能の低下を抑制できる。

図９は本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の第１の変形例を示す図である。図９に示されるように、吸水材２の天面２ａの上方に給水貯水部９を設け、滴下ノズル６から排出される水を給水貯水部９に滴下するように構成してもよい。この場合には、例えば、給水貯水部９の底部の一部に開口部１０を設け、給水貯水部９の内部に供給された水を開口部１０を通じて吸水材２に浸透するようにしてもよい。

図１０は本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の第２の変形例を示す図である。図１０に示されるように、吸水材２は、天面２ａと、風上端部被覆部２ｂと、によって構成されている。すなわち、吸水材２は、風下端部被覆部２ｃを有さない構成となっている。
このように、図１０の加湿器１００は、図１の加湿器１００とほぼ同様の実験結果が得られた。すなわち、図１０のように加湿器１００を構成しても、図１のように加湿器１００と同様の効果を奏することができる。

図１１は本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の第３の変形例を示す図である。図１１に示されるように、加湿材１の数だけ天面２ａを設け、加湿材１毎に天面２ａを設けてもよい。図１１のように加湿器１００を構成しても、加湿器１００を図１のように構成した場合とほぼ同様の実験結果が得られた。

図１２は本発明の実施の形態１に係る加湿器１００の第４の変形例を示す図である。図１２に示されるように、スケールが析出し始める風上側端面１ｂの下部のみに風上端部被覆部２ｂを設置してもよい。なお、図１２の構成では、風上端部被覆部２ｂに水を供給しなくてもよいが、好ましくは天面２ａだけでなく風上端部被覆部２ｂにも供給してもよい。図１２のように加湿器１００を構成しても、加湿器１００を図１のように構成した場合とほぼ同様の実験結果が得られた。図２３に、比較例と図７及び図９〜図１２までの構成で連続加湿試験したときの加湿材へのスケール付着量比と加湿性能低下率を示す。スケール付着量比とは、実施の形態１でのスケール付着量を比較例に対する比率で示した値と定義する。加湿性能低下率とは、初期加湿性能１００％から低下した率と定義する。図２３を見てもわかるように、実施の形態１の図７及び図９〜図１２のような構成にすることで加湿材１へのスケール付着量を抑制でき、加湿性能を維持できる。

実施の形態２．
図１３は本発明の実施の形態２に係る加湿器１００の吸水材２に形成された切り込み１１を示す図である。図１３に示されるように、本実施の形態２では、実施の形態１とは異なり、天面２ａ、風上端部被覆部２ｂ、及び風下端部被覆部２ｃの平均繊維束方向に、細かい複数の切り込み１１を入れ流水性を向上させている。

図１３に示されるように、吸水材２の全面にランダムに複数の切り込み１１が形成されている。切り込み１１は、例えば、約５ｍｍの長さ、約０．１ｍｍの深さ、及び約０．１ｍｍの幅を有する。切り込み１１の平均切り込み方向は、吸水材２の平均繊維束方向と平行である。

なお、切り込み１１の長さ、深さ、及び幅は、吸水材２の平均繊維束方向への水の流水性が向上すれば特に限定しないが、長さは約１ｍｍ〜約１ｃｍ程、深さは約０．１〜約０．５ｍｍ程、及び幅は約０．１〜約０．５ｍｍ程であることが好ましい。

また、吸水材２に切り込み１１を形成する箇所は、天面２ａ、風上端部被覆部２ｂ、及び風下端部被覆部２ｃの各部のみ、又はいずれか２つの組み合わせでもよいが、天面２ａ、風上端部被覆部２ｂ、及び風下端部被覆部２ｃの全面に形成することが好ましい。

本実施の形態２の加湿器１００を用いて、実施の形態１と同様の連続加湿試験を行い、結果を比較したところ、次の（１）〜（３）の比較結果が得られた。
（１）風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃの流水性は、図２４に示すように水の滴下速度比で比較すると約１．１倍向上した。
（２）風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃへのスケール付着量を約３／４に抑制できた。
（３）加湿材１へのスケール付着量を約２／３に抑制できた。図２５に示すように比較例と比較すると、加湿材１へのスケール付着量を約１／１０以下に抑制できた。

以上のように、本実施の形態２に係る加湿器１００は、吸水材２に切り込み１１を形成している。このため、風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃから加湿材１に供給される水の量が増える。したがって、加湿材１に付着するスケールの量をさらに抑制することができる。

このようにして、滴下ノズル６から吸水材２に供給する水量を増やすことなく、風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃの流水性を向上させることができる。このため、スケール堆積による加湿材１の目詰まりをさらに抑制できる。したがって、より加湿性能の低下を抑制でき、より長寿命な加湿器１００を得ることができる。

実施の形態３．
図１４は本発明の実施の形態３に係る加湿器１００の吸水材２の形状を示す図である。
図１５は本発明の実施の形態３に係る加湿器１００の吸水材２の風上端部被覆部２ｂを示す図である。

本実施の形態３では、実施の形態１とは異なり、図１４、図１５に示されるように、風上端部被覆部２ｂの表面に複数の突起１２を設けている。突起１２は、例えば、厚み２ｍｍ、幅１ｍｍ、長さ２ｍｍの四角形状であり、送風手段１４の送風方向と直交する方向に突出している。突起１２は、長さ方向に千鳥状に設けられている。

本実施の形態３に係る加湿器１００を用いて、実施の形態１と同様の連続加湿試験を行った結果を比較したところ、図２６に示すように実施の形態１に係る加湿器１００と比べて、加湿性能が約１．１倍向上するという比較結果が得られた。

以上のように、本実施の形態３に係る加湿器１００は、風上端部被覆部２ｂの表面に突起１２を設けている。このため、風速を増加させることなく送風を乱流化できるため、加湿性能が向上するとともに、加湿材１へのスケール付着量も抑制することができる。したがって、スケール堆積による加湿材１の目詰まりを抑制でき、高い加湿性能を持つ長寿命な加湿器１００を得ることができる。

図１６は本発明の実施の形態３に係る加湿器１００の第１変形例を示す図である。図１７は本発明の実施の形態３に係る加湿器１００の第２変形例を示す図である。図１８は本発明の実施の形態３に係る加湿器１００の第３変形例を示す図である。

なお、本実施の形態３においては、突起１２が四角形状である例について説明したが、これに限定されない。例えば、図１６に示されるように、突起１２が円錐形状であってもよい。また例えば、図１７に示されるように、突起１２が円柱形状であってもよい。また例えば、図１８に示されるように、突起１２が羽状であってもよい。また例えば、突起１２が台形状であってもよい。このように、送風を乱流下できるような形状であれば、種々の形状の突起１２を採用することができる。

また、本実施の形態３においては、風上端部被覆部２ｂを設ける際に突起１２を成型してもよいし、成型した風上端部被覆部２ｂに突起１２を貼り付けてもよい。風上端部被覆部２ｂの断面が円筒形、三角形、Ｖ字状でも同様な突起１２を設置すれば、実施の形態１，２と同様に加湿性能を向上させることができる。

また、本実施の形態３においては、突起１２が風上端部被覆部２ｂに設けられる例について説明したが、突起１２が風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃの少なくとも何れかに、少なくとも１つ設けられていてもよい。このように突起１２を設けても、上述した本実施の形態３の効果を得ることができる。

実施の形態４．
図１９は本発明の実施の形態４に係る加湿器１００の吸水材２に樹脂コーティング１３が施された状態を示す図である。図１９に示されるように、本実施の形態４では、実施の形態１とは異なり、風上端部被覆部２ｂの表面に樹脂コーティング１３を施している。樹脂コーティング１３は、例えば、フッ素コーティングである。

本実施の形態４の加湿器１００を用いて、実施の形態１と同様の連続加湿試験を行い結果を比較したところ、次の（１）及び（２）の比較結果が得られた。
（１）樹脂コーティング１３が施された風上端部被覆部２ｂの表面へのスケール付着量は、樹脂コーティング１３が施されていない風上端部被覆部２ｂへのスケール付着量と比較して約１／２であった。
（２）樹脂コーティング１３が施された風上端部被覆部２ｂを有する吸水材２で覆われた加湿材１へのスケール付着量は、樹脂コーティング１３が施されていない風上端部被覆部２ｂを有する吸水材２で覆われたスケール付着量の約１／２であった。比較例と本実施の形態４とで加湿材１へのスケール付着量を比較した結果を図２７に示す。図２７を見てもわかるように、加湿材１へのスケール付着量を比較例と比べて約１／１０以下に抑制できた。

以上のように、本実施の形態４に係る加湿器１００は、風上端部被覆部２ｂの表面に樹脂コーティング１３を施している。このため、風上端部被覆部２ｂへのスケールの付着を抑制できる。したがって、加湿性能の低下を抑制することができる。

なお、本実施の形態４においては、風上端部被覆部２ｂに樹脂コーティング１３を施す例について説明したが、加湿材１の風上側端部に樹脂コーティング１３を直接施してもよく、風上側端面１ｂだけでなくその両側面２ｍｍ幅まで樹脂コーティング１３を施してもよい。このように構成しても、風上端部被覆部２ｂに樹脂コーティング１３を施した場合とほぼ同様の結果を得ることができた。

また、本実施の形態４においては、風上端部被覆部２ｂの風上側の面のみに樹脂コーティング１３を施す例について説明したが、風上端部被覆部２ｂのうちで加湿材１と接する面以外の面に樹脂コーティング１３を施してもよい。樹脂コーティング１３の膜厚はミクロンオーダーであるため、樹脂コーティング１３が風上端部被覆部２ｂに浸透してもよい。

図２０は本発明の実施の形態４に係る加湿器１００の加湿材１に樹脂コーティング１３を施した状態を示す図である。図２０に示されるように、加湿材１の風が直接当たる加湿材１の風上側端面１ｂに樹脂コーティング１３を施してもよい。

このように、加湿材１に樹脂コーティング１３を直接施すと、樹脂コーティング１３を施した面の加湿性能は低下するものの、従来よりも加湿材１へのスケール付着を一層抑制できる。具体的には、加湿材１の両側面に加えて加湿材１の風上側端部に樹脂コーティング１３を施すことで、樹脂コーティング１３を風上側の透湿性チューブ側面のみに施した従来の加湿器（例えば上述した特許文献１）よりも、加湿材１へのスケール付着を一層抑制できる。

なお、風上側端面１ｂに加えてその両側面に樹脂コーティング１３を施してもよい。このとき、加湿材１の両側面に施される樹脂コーティング１３の幅は、加湿材１の端部の気化の進行、スケール付着を抑制できれば特に限定しないが、風上端部被覆部２ｂの幅と同様に０．５〜２．０ｍｍ程度であることが好ましい。

なお、本実施の形態４においては、樹脂コーティング１３がフッ素コーティングである例について説明したが、これに限定されない。樹脂コーティング１３は、風上端部被覆部２ｂにおける気化を抑制できればよく、塩化ビニルコーティングやシリコンコーティング等が施されていてもよい。そして、加湿材１又は吸水材２に樹脂コーティング１３を施すことで、撥水性を向上させることができる。

実施の形態５．
本発明の実施の形態５では、吸水材２の全体に親水化コーティングを施した以外は、実施の形態１の図１と同様の構成及び仕様である。親水化コーティングは、加湿材１に塗布及び固着でき、かつ長期耐久性を有していれば特に限定しないが、例えば１〜２％の濃度のコロイダルシリカコーティングなどが好ましい。比較例と本実施の形態５とで加湿材１へのスケール付着量を比較した結果を図２８に示す。図２８を見てもわかるように、加湿材１へのスケール付着量を比較例と比べて約１／１０以下に抑制できた。

以上のように、実施の形態５に係る加湿器１００は、吸水材２に親水化コーティングを施すことで、風上端部被覆部２ｂ及び風下端部被覆部２ｃを流れる給水の滴下速度をさらに上げることができるため、吸水材２本体及び加湿材１本体へのスケール付着量を抑制できる。なお、吸水材２への親水化コーティングは、吸水材２全体に行わなくてもよく、天面１ａと風上端部被覆部２ｂ又は風下端部被覆部２ｃのどちらか一方に施されていれば、同様の結果が得られる。また、加湿材１本体へも親水化コーティングを行ってもよい。加湿材１にも親水化コーティングすることで加湿材１での水の拡散速度、流水速度を上げることができ、スケール付着量をさらに抑制することができる。

実施の形態６．
本発明の実施の形態６は、加湿材１に水分を供給する手段である平均繊維束方向を有する吸水材２の代わりに、図２９に示すように加湿材１と接している側に複数の孔を持つパイプ２３を用い、滴下ノズル６がパイプ２３と接続されている。それ以外は、実施の形態１の図１１と同様の構成及び仕様である。パイプ２３は、吸水材２のように平均繊維束方向を持たなくてもパイプ内を給水がスムーズに流れるため、加湿材１と接している側の孔から給水を均一に供給できるとともに、加湿材１の風上端部及び風下端部をパイプ２３で被覆しているため、加湿材１へのスケール付着量も抑制できる。また、パイプ２３表面からは蒸発しないため、スケールはパイプ２３表面に付着しない。

パイプ２３は、加湿材１と接している側に少なくとも１つ以上の孔あるいは長孔を持ち、加湿材１の風上端部又は風下端部を被覆していれば、樹脂製又は金属製の円管や多角管でもよい。樹脂製円管では、例えばポリプロピレン、ポリエチレンやポリテトラフルオロエチレンなどの材質を用いるのが良い。金属製円管では、銅管、アルミ管などもあるが耐久性等を考慮しステンレス管が好ましい。本実施の形態６では、外径２．０ｍｍ／内径１．０ｍｍのステンレス製管を用い、加湿材１と接する側にφ０．５ｍｍの孔を加湿材上部に６か所、風上端部及び風下端部側に８か所ずつ空けたものを用いた。それ以外は実施の形態１の図１１と同様の構成及び仕様で連続加湿試験を行った。その結果、図３０に示すように、実施の形態６では、比較例と比べて加湿材１へのスケール付着量を約１／１０以下に抑制できた。

なお、パイプ径や加湿材１と接する側の孔径は、前記に限るものではなく、従来に比べ大幅な圧力損失にならず耐久性を有して加工できれば特に限定しないが、例えば、加湿材幅０．５〜２．０ｍｍに対し、外径φ０．５〜約２．０ｍｍ、孔径φ０．１〜１．５ｍｍであることが好ましい。

また、加湿材１と接している側は孔でなくてもよく、図３１に示したように切れ込みのようなスリット２５でもよい。スリット２５の幅は、加湿材１に給水を供給できれば特に限定しないが、加湿材幅０．５〜２．０ｍｍに対し、外径φ０．５〜約２．０ｍｍのパイプ径で０．１〜１．５ｍｍ程度が好ましい。

以上のように、実施の形態６に係る加湿器１００は、吸水材２の代わりにパイプ２３を用いても加湿材１本体へのスケール付着量も抑制できる。

なお、給水管５及び滴下ノズル６が、本発明の給水手段に相当する。

１加湿材、１ａ天面、１ｂ風上側端面、１ｃ風下側端面、２吸水材、２ａ天面、２ｂ風上端部被覆部、２ｃ風下端部被覆部、３ドレンパン、４排水管、５給水管、６滴下ノズル、７送風方向、８スケール、９給水貯水部、１０開口部、１１切り込み、１２突起、１３樹脂コーティング、１４送風手段、２１矢印、２２矢印、２３パイプ、２４ガイド、２５スリット、１００加湿器、１０１加湿材、１０１ａ天面、１０１ｂ風上側端面、１０１ｃ風下側端面、１０３ドレンパン、１０４排水管、１０５給水管、１０６滴下ノズル、１０７送風方向、１０８スケール、１１４送風手段、２００加湿器。

Claims

水が含浸される加湿材と、
前記加湿材に水分を供給する水供給手段と、
前記加湿材に水分を供給する水供給手段に水分を供給する給水手段と、
前記加湿材に空気を供給する送風手段と、を備え、
前記水供給手段は、
前記加湿材のうち最も前記送風手段側に位置する風上側端面、及び前記風上側端面の反対側に位置する風下側端面のうち少なくとも何れかの面に設けられ、平均繊維束方向が平均送風方向と直交し且つ前記加湿材の上下方向と平行になるように前記加湿材を覆う
加湿器。
前記水供給手段は吸水材である
請求項１に記載の加湿器。
前記水供給手段は、前記加湿材の天面にも設けられ、前記加湿材の天面全体を覆う
請求項１又は請求項２に記載の加湿器。
前記水供給手段は、
ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、若しくはアクリル系繊維の化学繊維又はフェルトの不織布で構成されている
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の加湿器。
前記水供給手段には、該水供給手段の平均繊維束方向に向かって切り込みが形成されている
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の加湿器。
前記風上側端面及び前記風下側端面のうち少なくとも何れかの面に設けられた前記水供給手段の表面には、少なくとも１つの突起が前記送風手段の送風方向と直交する方向に形成されている
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の加湿器。
前記水供給手段の風上端部被覆部の表面には水の蒸発を抑制する樹脂コーティングが施されている
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の加湿器。
前記水供給手段は樹脂で構成される
請求項１に記載の加湿器。
前記水供給手段全体には、水の滴下速度を速くする親水化コーティングが施されている請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の加湿器。
平均繊維束方向を有する前記水供給手段は、平均繊維束方向を有さない前記水供給手段より、平均繊維束方向への水の滴下速度が速い
請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の加湿器。
前記水供給手段と前記加湿材とが接している面から前記加湿材に給水が供給される
請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載の加湿器。
前記水供給手段は樹脂製又は金属製のパイプである
請求項１に記載の加湿器。
前記加湿材の天面と、該加湿材の風上側端面及び前記風下側端面のうち少なくとも何れかの面に接している前記樹脂製又は金属製パイプ面側に、少なくとも一つ以上の孔又はスリットを備え、該孔又はスリットから給水が前記加湿材に供給される
請求項１２に記載の加湿器。