JP6169432B2

JP6169432B2 - 加湿器

Info

Publication number: JP6169432B2
Application number: JP2013155736A
Authority: JP
Inventors: 岸本　章; 章岸本; 喜徳久角; 司堀; 後藤　稔; 稔後藤; 健郎井上; 玉青福島
Original assignee: Nitto Denko Corp; Osaka Gas Co Ltd; Osaka University NUC
Current assignee: Nitto Denko Corp; Osaka Gas Co Ltd; Osaka University NUC
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2033-07-26
Also published as: JP2015025619A

Description

本発明は、加湿対象の空気を通過させ加湿する加湿エレメントと、当該加湿エレメントに水分を供給可能に構成された加湿器に関する。

加湿器は、家庭用・業務用の各所で利用されており、家庭用の加湿器の加湿方式には、スチーム式、ハイブリッド式、気化式、超音波式がある。
スチーム式は、水を加熱した蒸気によって加湿する方式である。当該方式では、加湿能力が高く急加湿できるが消費電力が大きい。当該スチーム式の加湿器としては、主に水タンク、蒸発布、加熱筒、送風ファン、フィルタ、プラズマイオン発生器などで構成され、加湿能力３５０ｍＬ／ｈの製品では、洋室１０畳に対応でき、その消費電力は１５０Ｗ〜２５０Ｗ、タンク容量は約２．８Ｌで、連続加湿時間は約８時間以上、サイズは高さ２４５×幅２０２×奥行き２５０（容積１２．４Ｌ）とコンパクト、湿度設定は４０〜６５％で可能な三菱重工業株式会社の製品が知られている。
気化式は、水を含んだ加湿フィルタに送風し加湿する方式で、当該方式では、風量が少ないと加湿能力が低く加湿に時間がかかるが消費電力が少ない。また、相対湿度が上がり飽和状態に達すると加湿量が自然に下がり、結露が起こりにくく、加熱しないので安全である。当該気化式の加湿器としては、主に水タンク、加湿フィルタ、送風ファン、イオン除菌ユニットなどで構成され、加湿能力強７００ｍＬ／ｈの製品では、洋室１９畳に対応でき、その消費電力は１２Ｗ〜２４Ｗ、タンク容量は約４．２Ｌで、連続加湿時間は約６時間、サイズは高さ３５０×幅３８３×奥行き２３０（容積３０．８Ｌ）、湿度設定は３段階で、ファン風量設定による自動運転機能を有するＰａｎａｓｏｎｉｃ株式会社の製品が知られている。
ハイブリッド式は、ヒーターで水あるいは空気を温め、湿式フィルタに送風して加湿する方式であり、スチーム式と気化式の中間的な性能・特徴をもつ。当該ハイブリッド式の加湿器としては、加湿能力５００ｍＬ／ｈで、洋室１４畳に対応でき、その消費電力は２５Ｗ〜１６８Ｗ、タンク容量は約４Ｌで、連続加湿時間は標準８時間、サイズは高さ３７５×幅３７５×奥行き１９０（容積３４．６Ｌ）、湿度設定は５０〜７０％で可能なダイニチ工業株式会社の製品が知られている。
超音波式は、超音波振動で水を霧状の微粒子にして吐出口から拡散させる方式である。当該超音波式の加湿器の原理は、水等の液体に超音波の振動エネルギーを与え、液面や液内部に周波数固有のキャピラリ波やキャビテーションを発生させることにより、液面に無数の毛細表面波を作り、液体の表面張力を減少させ、規則的分裂を行うことで、水の霧化を行うというものである。当該超音波式の課題としては、噴霧能力は高いが、気化していないので周囲が濡れる場合がある。また、吐出口の温度は、タンクの水とほぼ同程度の低い温度であり、雑菌が繁殖し易いため、こまめなメインテナンスが必要である。当該超音波式の加湿器としては、加湿能力３００ｍｌ／ｈで、送風ファンを内蔵し、洋室８畳に対応でき、その消費電力は３８Ｗ、タンク容量は約３．３Ｌで、連続加湿時間は最大１０時間、サイズは高さ３５５×幅２４６×奥行き２４６（容積２１．５Ｌ）、水の霧化量は無段階で調整可能な、株式会社アピックスインターナショナルの製品が知られている。

一方、業務用の加湿器としては、特許文献１の図１０に示されるように、加湿前の空気を吸い込む吸込口と、加湿後の空気を吹出する吹出口とを有する筐体と、当該筐体の内部に空気を通過可能な状態で、そのシート面を鉛直方向に沿って設けられるシート状の複数の加湿エレメントと、当該加湿エレメントに対して水を噴霧する噴霧ノズルと、加湿エレメントの下方に流出するドレン水を筐体の外部に排出する排出口とを、備えたものが知られている（特許文献１を参照）。
このような業務用の加湿器においては、通常、厚生労働省の「建築物等におけるレジオネラ症防止対策について：非特許文献１」に示されるように、レジオネラ属菌等の雑菌の繁殖を抑制すべく、上記ドレン水は再度噴霧されることなくそのまま排水として処理される。

また、加湿器に用いられる加湿エレメントとしては、特許文献２の図２に示されるように、平板状の加湿シートと波形状の加湿シートとをそのシート面を略水平状態として、上下の加湿エレメントが互いに接触する状態で、交互に積層されたものが知られている（特許文献２を参照）。

さらに、夏場のピーク電力の低減を図るべく、環境省の「実証試験結果報告書：非特許文献２」に示されるように、エアコンの室外機の空気取入口に水を噴霧する装置（オーケー器材株式会社、スカイエネカット（登録商標））が知られている。
当該非特許文献２によれば、上記装置では、水道水を用いて高圧ポンプにて昇圧することなく、室外機の空気取入口の近傍に水を噴霧するため、微細水滴の気化による取り込み空気の温度低下は僅かで、室外機の冷媒凝縮器の伝熱フィンに付着した水滴の蒸発効果で３〜４℃冷媒の凝縮温度を下げている。

特開２０１２−１０２８８７号公報実開平０５−０１０９２４号公報

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ１．ｍｈｌｗ．ｇｏ．ｊｐ／ｈｏｕｄｏｕ／１１１１／ｈ１１２６−２＿１３．ｈｔｍｌ＃ｎｏ１−２ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｎｖ．ｇｏ．ｊｐ／ｐｏｌｉｃｙ／ｅｔｖ／ｐｄｆ／ｌｉｓｔ／ｈ１６／０２＿ｅ＿３．ｐｄｆｈｔｔｐ：／／ｈｏｍｅ．ｏｓａｋａｇａｓ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｅａｒｃｈ＿ｂｕｙ／ａｉｒｃｕｒｅ／ａｂｏｕｔ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ＃ｋａｉｔｅｋｉ

上述した家庭用の加湿器では、所定の期間（例えば１日）ごとに、タンクに水を補給する必要があり、使用上の手間が大きいという問題がある。また、スチーム式、気化式、及びハイブリッド式では、常時水で濡れた加湿フィルタに雑菌等が繁殖することを防止するため、例えばクエン酸等で定期的に洗浄する必要がある。
さらに、気化式では、送風ファンの風量、導入空気（加湿器に吸い込む空気）の温度・相対湿度、及び加湿フィルタの仕様により加湿量が決まる。ここで、導入空気の温度・相対湿度は制御できず、加湿フィルタの仕様は予め決定したものであるため、加湿量を増加させるためには、送風ファンの風量を増やす必要があり、使用者の所望する風量を設定しながら、所望の加湿量の空気を得ることができなかった。

また、上記特許文献１に示される加湿器では、加湿エレメントのシート状部材のシート面が、鉛直方向に沿って設けられているため、当該シート状部材に噴霧された水のうち多くが気化することなく、そのシート面に沿って下方に流下しドレンとして排出されており、水道代等を含む経済性の観点から好ましいとは言えなかった。
一方、特許文献２に示される加湿器では、加湿エレメントとしてのシート状部材が、そのシート面を略水平方向としているものの、平板状のシート状部材と波形状のシート状部材とが互いに接触する状態で交互に積層されたものであるから、これらのシート状部材に噴霧又は供給される水は、鉛直方向でシート状部材が接する部分を介して下方に流下し、その多くがドレン水として排出されるという課題があった。
また、非特許文献２に示される技術においても、フィンが垂直に配置されているため、伝熱フィンに付着した水滴は、おおよそ半分がドレンとなり、消費電力の削減メリットの約６０％が水道代のコストに充てられると試算されており、経済性の観点で問題があった。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、使用者に水補給や洗浄等の手間をとらせることなく、所望の空気風量において当該空気を十分に加湿することができながらも、ドレン水の発生を防止可能な加湿器を提供する点にある。

上記目的を達成するための加湿器は、加湿対象の空気を通過させ加湿する加湿エレメントと、当該加湿エレメントに水分を供給可能に構成された加湿器であって、その特徴構成は、
前記加湿エレメントが、親水性を有するシート状部材の複数を、シート面を全体として水平方向として、鉛直方向で互いに離間した状態で備えるとともに、当該複数の前記シート状部材間に前記加湿対象の空気が通流可能な空気通流路を形成して成り、
前記複数のシート状部材に対し拡散状態で水を噴霧する水噴霧手段と、
前記加湿対象の空気の通流方向で前記加湿エレメントの上流側及び下流側において、前記加湿対象の空気の温度を測定する温度測定手段と、
前記加湿対象の空気の通流方向で前記加湿エレメントの上流側において、前記加湿対象の空気の相対湿度を測定する湿度測定手段とを備え、
前記温度測定手段及び前記湿度測定手段の測定結果に基づいて、前記水噴霧手段による水噴霧状態を制御する水噴霧制御手段を備える点にある。

上記特徴構成によれば、加湿対象の空気を通過させ加湿する加湿エレメントを、親水性を有するシート状部材の複数を、シート面を全体として水平方向として備えて構成しているから、夫々のシート状部材に噴霧された水は、シート面を全体として水平方向に保たれたシート状部材の夫々にて保持され、鉛直方向で下方に流下し難くなる。
更に、複数のシート状部材は、鉛直方向で互いに離間した状態で設けられているから、各シート状部材に噴霧された水が、各シート状部材をつたって、鉛直方向で連続して流下することを、より一層良好に防止できる。
更に、複数のシート状部材の鉛直方向で形成された隙間を、加湿対象の空気が通流する空気通流路としているから、当該隙間において、鉛直方向で水がその表面張力によりブリッジを形成することを効果的に防止できる。このようにして、ドレン水の発生を効果的に防止しているのである。
一方、加湿対象の空気にあっては、シート面を全体として水平に保たれて十分な湿潤状態を保つシート状部材間に形成される空気流通路を通流することで、十分に加湿されることとなる。しかも、シート状部材は、親水性を有するため、シート面全体に亘って広く水を保持することができる。」
このように構成された加湿エレメントに対し、水噴霧制御手段は、当該加湿エレメントの上流側及び下流側の温度、及び上流側の相対湿度に基づいて水噴霧手段による水噴霧状態を制御するから、例えば、加湿前の空気（導入空気）の温度・相対湿度、及び加湿後の空気の温度から、ドレン水の発生を予測して、当該予測に基づいて水噴霧状態を制御することで、ドレン水の発生を良好に制御できる。
以上より、本発明によれば、使用者に水補給や洗浄等の手間をとらせることなく、所望の空気風量において当該空気を十分に加湿することができながらも、ドレン水の発生を防止可能な加湿器を実現できる。

本発明の加湿器の更なる特徴構成は、
前記水噴霧制御手段は、前記水噴霧手段による水噴霧を間欠的に噴霧動作制御可能に構成され、
前記水噴霧制御手段は、前記温度測定手段により測定された前記加湿エレメントの上流側の温度、前記加湿エレメントの下流側の温度、及び前記湿度測定手段により測定された前記加湿エレメントの上流側の相対湿度に基づいて、前記加湿エレメントでの前記加湿対象の空気の飽和効率を導出すると共に、前記飽和効率が１００未満の目標飽和効率となるように、前記水噴霧手段による水噴霧の間欠時間間隔を制御する点にある。

上記特徴構成によれば、加湿器の加湿エレメントからドレン水が発生する状態か否かを判断する指標として、従来から加湿器の加湿性能を示す指標として用いられている飽和効率を採用している。
説明を追加すると、上記特徴構成によれば、水噴霧制御手段が、水噴霧手段による水噴霧の間欠時間間隔を制御する間欠動作制御を、加湿対象の空気の流れ方向で、加湿エレメントの上流側の温度、加湿エレメントの下流側の温度、及び加湿エレメントの上流側の相対湿度とから導出される飽和効率（加湿エレメントを通過前後での加湿程度を示す指標）に基づいて実行する。
ここで、飽和効率は、以下の式（１）により導出されるものである。

〔数１〕
飽和効率〔％〕＝（Ｔｉｎ−Ｔｏｕｔ）／（Ｔｉｎ−Ｔｓａｔ）×１００・・式（１）
ただし、
Ｔｉｎ＝加湿前の空気の温度（℃）
Ｔｏｕｔ＝加湿後の空気の温度（℃）
Ｔｓａｔ＝加湿前の空気と等エンタルピーの露点温度（℃）

尚、本発明の如く、気化式の加湿器にあっては、図３の空気線図に示すように、加湿前の空気(1)、加湿後の空気(2)、及び加湿後の空気で露点まで加湿された空気(3)は、同一のエンタルピー（図３でｈ）となる。このため、加湿前の空気の温度及び相対湿度がわかれば、Ｔｓａｔは、図３の空気線図から導出される。
当該飽和効率は、その値が高いほど、加湿器にて加湿され難い状態であることを示しており、加湿エレメントにてドレン水が発生する可能性が高くなると考えられる。少なくとも、飽和効率が１００％となっている場合には、加湿エレメントからドレン水が発生している（又は、その後しばらくして発生する）と考えられる。
そこで、本発明にあっては、当該飽和効率が、１００％未満の目標飽和効率（例えば、３０〜９０％程度）となるように、水噴霧手段による水噴霧の間欠時間間隔を制御することで、加湿エレメントからのドレン水の流出を適切に防止しているのである。
このように、従来から加湿器にて採用される飽和効率を、加湿エレメントでのドレン水の発生の有無の判断指標とすることにより、新たにドレン水を検知するセンサ等を設けることなく、従来からの簡易な構成を維持しながらも、ドレン水の発生を適切に防止できる。

本発明の加湿器の更なる特徴構成は、
前記水噴霧制御手段は、前記水噴霧手段による水噴霧を間欠的に噴霧動作制御可能に構成され、
前記水噴霧制御手段は、前記温度測定手段により測定される前記加湿エレメントの上流側の空気の温度が判定温度閾値より高く、前記湿度測定手段により測定される前記加湿エレメントの上流側の空気の相対湿度が判定湿度閾値より低い場合に、前記水噴霧手段による水噴霧を実行する点にある。

上記特徴構成によれば、加湿エレメントの上流側の空気の温度と相対湿度から求まる絶対湿度が、例えば、８．２ｇ／ｋｇ乾燥空気より低い条件となる場合、即ち、加湿エレメントの上流側の空気の温度が判定温度閾値（例えば、温度１５℃）より高く、加湿エレメントの上流側の空気の相対湿度が判定湿度閾値（例えば、相対湿度５０％）よりも低い場合に、水噴霧手段による水噴霧を実行するように構成しているから、噴霧された水が加湿対象の空気の湿分として適切に蒸発する条件で水噴霧を実行することがで、ドレン水の発生をより効果的に防止できる。
尚、上述した絶対湿度８．２ｇ／ｋｇの乾燥空気は、室温２２℃、相対湿度５０％の状態に対応するものである。当該乾燥空気は、上述した非特許文献３によれば、冬季における乾燥を防ぎ、肌や喉に潤いをもたらすとともに、インフルエンザウイルス等の生存率が下がると言われている。

本発明の加湿器の更なる特徴構成は、
前記水噴霧制御手段は、前記水噴霧手段による水の噴霧を間欠的に噴霧動作制御可能に構成され、
前記加湿エレメントを通過する加湿対象の空気の流量を測定する空気流量測定手段を備え、
前記水噴霧制御手段は、前記空気流量測定手段による空気の流量の測定結果、及び予め求められている空気の流量と前記水噴霧手段による水噴霧の間欠時間間隔との関係に基づいて、加湿後の空気の加湿状態が目標とする加湿状態となるように、前記間欠時間間隔を制御する点にある。

上記特徴構成によれば、水噴霧制御手段は、空気流量測定手段による空気の流量の測定結果、及び予求められている空気の流量と水噴霧手段による水噴霧の間欠時間間隔との関係に基づいて、水噴霧手段による水噴霧の間欠時間間隔を制御するから、使用者により空気流量が変更される場合にも、当該変更に伴って水噴霧の間欠時間間隔を変更することで、加湿後の空気を目標の加湿状態へ近づけることができる。
尚、上記制御は、加湿対象の空気の温度及び相対湿度が略一定である場合を想定した制御であるが、本願の加湿器を、加湿対象の空気の温度及び相対湿度が大きく変動する環境で使用する場合、加湿対象の空気の温度及び相対湿度毎に、予め求められる空気の流量と水噴霧手段による水噴霧の間欠時間間隔との関係を保持しておき、これらに基づいて、水噴霧制御手段が水の噴霧を制御するように構成すれば良い。

本発明の加湿器においては、
前記水噴霧制御手段による前記噴霧動作制御は、単位噴霧当たりの前記水噴霧手段による水噴霧量を一定とするとともに、前記単位噴霧動作を行う時間間隔を前記間欠時間間隔として制御することが好ましい。
当該噴霧動作制御により、単位噴霧動作を行う時間間隔である間欠時間間隔を制御するという比較的簡易な制御により、所定時間当たりの水の噴霧量を調整して、加湿エレメントからのドレン水の発生を防止できる。

加湿器の概略構成図加湿器に設けられる加湿エレメントの斜視図空気線図所定の空気流量における水噴霧の間欠時間間隔と時間経過により到達する飽和効率の関係を示すグラフ図加湿器による噴霧動作制御の制御フロー図

本発明の加湿器１００は、使用者に水補給や洗浄等の手間をとらせることなく、所望の空気風量において当該空気を十分に加湿することができながらも、ドレン水の発生を防止可能な加湿器１００に関する。

当該加湿器１００は、図１に示すように、加湿対象の空気の流れ方向（図１で矢印Ｘ方向）で、上流側にパンチングメタル等からなる上流側仕切板１１ａが設けられる上流側開口を有すると共に下流側にパンチングメタル等からなる下流側仕切板１１ｂが設けられる下流側開口を有する筐体１１を備え、当該筐体１１の内部に、加湿対象の空気を通過させ加湿する加湿エレメント１２と、当該加湿エレメント１２に対し加湿対象の空気を上流側から下流側へ向けて通過させる送風ファン１３とを備える。筐体１１の外部で空気通流方向の上流側には、加湿エレメント１２に対し鉛直方向（図１で矢印Ｚに沿う方向）で拡散する状態で水を噴霧する水噴霧ノズル２３（水噴霧手段の一例）を備えている。

加湿エレメント１２は、図１、図２（ａ）に示すように、親水性を有するシート状部材１２ａの複数を、シート面１２ｃを全体として水平方向（図２（ａ）で矢印Ｘ及び矢印Ｙに沿う方向）として、鉛直方向（図１、２（ａ）で矢印Ｚに沿う方向）で互いに離間した状態で備えるとともに、当該複数のシート状部材１２ａ間に加湿対象の空気が通流可能な空気通流路１２ｂを形成して成る。尚、複数のシート状部材１２ａの間には、互いの間の距離（図２でＬ４を略一定に保つため、スペーサー材（図示せず）が設けられている。
尚、本願にあっては、シート状部材１２は、水の鉛直方向での流下を防止するべく、そのシート面１２ｃが全体として水平方向であれば良く、その一部が水平面からわずかにずれた方向へ傾斜しているものも含むものとする。本実施例で言うと、シート状態部材１２が、その長手方向の両端が、筐体１１の端部等により支持される構成が採用されるが、当該構成により、シート状部材１２が、その長手方向で中央部が鉛直方向の下方側へ撓むような状態も、シート面１２ｃが全体として水平方向であるとする。

シート状部材１２ａは、親水性を付与した超高分子量ポリエチレンから成る多孔質のフィルムである。当該シート状部材１２ａは、高い保水性を発揮するべく、当該ポリエチレンの粘度平均分子量が、好ましくは５０万〜１５００万であり、より好ましくは１００万〜１２００万とされる。これにより生成されたシート状部材１２ａは、気孔率が１５〜５５％程度となる。
尚、上記親水性を付与する方法、即ち、親水性官能基を導入する方法としては、上記基材を、放射線グラフト重合法、ＵＶグラフト重合法、化学開始剤グラフト重合法等のグラフト重合法；プラズマ処理、大気圧プラズマ処理、コロナ処理、ＵＶ処理、ＵＶオゾン処理等の表面処理法；重クロム酸カリウム溶液または過マンガン酸カリウム溶液等による酸化処理；ナトリウム処理液等による化学的なエッチング処理；親水性ポリマーまたは界面活性剤のコーティング等により処理する方法が挙げられる。

シート状部材１２ａの厚み（図２でＬ１）は、複数のシート状部材１２ａ間に配設されるスペーサー材のスパン間隔を長くしても、シート状部材１２ａ同士が接触しない剛性を得るべく、０．５ｍｍ以上にすることが好ましく、空気通流路１２ｂの流路断面積の確保等の観点から、１．０ｍｍ以下にすることが好ましい。
シート状部材１２ａの奥行き（図２でＬ２）は、一般に加湿器１００として求められる目標飽和効率を達成する意味からは、５０ｍｍ以上が望ましく、加湿エレメント１２における圧力損失の増大を抑制する意味からは、１００ｍｍ以下とすることが望ましい。
尚、当該加湿エレメント１２は、使用に応じて水に含まれる不純物がその気孔に詰まることになるが、これらの影響を考慮する場合には、シート状部材１２ａの奥行き（図２でＬ２）は長めに設定することが好ましい。
複数のシート状部材１２ａ間の間隔（図２でＬ４）、換言すると空気通流路１２ｂの鉛直方向での幅は、シート状部材１２ａの含水による膨潤に基づく圧力損失の増大の抑制、及び、複数のシート状部材１２ａ間での水のブリッジの形成を防止する観点から、１ｍｍ以上が好ましく、加湿器に求められる目標飽和効率を達成する観点から、３ｍｍ以下が好ましい。
以上の如く構成された加湿エレメント１２では、噴霧された水を、シート面１２ｃを全体として水平方向とされる複数のシート状部材１２ａにて保持しつつ、当該水を、複数のシート状部材１２ａ間の間隙にて夫々のシート状部材１２ａに留め、鉛直方向（図２で矢印Ｚに沿う方向）で下方側へ流下することを抑制するから、ドレン水の発生を効果的に防止できる。

当該加湿エレメント１２に水を噴霧する水噴霧手段は、図１に示すように、水道水Ｗを通流する水通流路２１と、当該水通流路２１で水を通流する開放状態と水の通流を阻止する閉止状態とで切り換え可能な電磁開閉弁２２と、電磁開閉弁２２の下流側で水通流路２１と接続し加湿エレメント１２に水を噴霧する複数の水噴霧ノズル２３とから構成されている。本実施形態では、複数の水噴霧ノズル２３が、鉛直方向（図１で矢印Ｚに沿う方向）に分散して２つ設けられており、鉛直方向で複数設けられる加湿エレメント１２のシート状部材１２ａに対して、略均等に水が噴霧される。
電磁開閉弁２２の開放状態と閉止状態との切り替えは、制御装置３０に水噴霧制御手段３１として組み込まれるＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラー）により制御される。

本発明にあっては、加湿エレメント１２からのドレン水の発生を防止すべく、水噴霧制御手段３１が、通常加湿器１００の加湿性能の一指標として用いられる飽和効率を指標として、電磁開閉弁２２の開放状態と閉止状態との切り替えを制御することで、水噴霧ノズル２３から噴霧される間欠的な水噴霧の間欠時間間隔を制御する噴霧動作制御を実行に構成されている。当該噴霧動作制御は、上記電磁開閉弁２２が開放状態となる時間を一定として単位噴霧当たりの水噴霧ノズル２３からの水噴霧量を一定とするとともに、上記電磁開閉弁２２が閉止状態となる時間を調整して完結時間間隔を制御するものである。

説明を追加すると、水噴霧制御手段３１は、加湿対象の空気の通流方向で加湿エレメント１２の上流側で温度を測定する第１温度センサＴ１と、下流側で温度を測定する第２温度センサＴ２と、上流側で相対湿度を測定する湿度センサＨ１との測定結果から、飽和効率を導出し、当該飽和効率が１００未満の目標飽和効率となるように、水噴霧ノズル２３による水噴霧の間欠時間間隔を制御する。
ここで、飽和効率は、以下の式（１）により導出されるものである。

ここで、Ｔｉｎは第１温度センサＴ１により測定されるものであり、Ｔｏｕｔは第２温度センサＴ２により測定されるものである。
一方、Ｔｓａｔは、図３の空気線図に示すように、加湿前の空気(1)と加湿後の空気で露点まで加湿された空気(3)とが同一のエンタルピー（図３でｈ）となる関係に基づいて、空気線図から導出されるものである。
以下、本発明の加湿器１００での噴霧動作制御の一例を、図４のグラフ図、及び図５の制御フローに基づいて説明する。

制御フローに示すように、加湿器１００は、図示しないコントロールパネルの使用者の操作により、運転指示があると（♯０１）、水噴霧制御手段３１としてのＰＬＣが、第１温度センサＴ１により測定される加湿エレメント１２の上流側における加湿対象の空気の温度が、判定温度閾値（例えば、１５℃程度の温度）よりも高く（♯０２）、湿度センサＨ１により測定される加湿エレメント１２の上流側における加湿対象の空気の相対湿度が、判定湿度閾値（例えば、５０％程度の相対湿度）よりも低いか否かを判定する（♯０３）。
即ち、水噴霧制御手段３１は、当該判定を行うことで、加湿対象の空気の温度が、判定温度閾値以上で判定湿度閾値以下であり、適切に加湿実行可能であるかどうかを判定する。当該条件を満たさない場合は、加湿エレメント１２に水噴霧を行った場合に、加湿エレメント１２からドレン水が発生する可能性が高くなるため、水噴霧を行わない。

水分制御手段３１は、図４に例示すように、予め求められる加湿対象の空気の流量と水噴霧の間欠時間間隔との関係に基づいて、水噴霧ノズル２３による水噴霧の間欠時間間隔を設定することにより、所定時間（例えば、１０００秒）経過後の飽和効率（又は、加湿後の空気の温度）を、所望の値に制御できる。因みに、図４に示すグラフ図は、加湿対象の空気の温度が３０℃、相対湿度が４０％、流量が３２ｍ³／ｈ、水噴霧ノズル２３による単位噴霧当たりの水噴霧量を６ｇである場合において、水噴霧の間欠時間間隔を、１５０秒、２１０秒、３００秒と変化させたときに到達する飽和効率を示している。
制御装置３０は、加湿対象の空気（導入空気）の温度、相対湿度、及び流量毎に、上述の関係を記憶する記憶部３２を備えており、当該記憶部３２に記憶されている関係を、水噴霧制御手段３１が適宜呼び出し可能に構成されている。
説明を追加すると、水噴霧制御手段３１を自動化する構成では、第１温度センサＴ１により測定される加湿対象の空気（導入空気）の温度、及び湿度センサＨ１により測定される加湿対象の空気（導入空気）の相対湿度、及び加湿対象の空気の流れ方向（図１で矢印Ｘ方向）で流量センサＦ１にて測定される空気流量に対応する、空気の流量と水噴霧の間欠時間間隔との関係を記憶部３２から呼び出し（♯０４）、上記関係において、飽和効率が、１００未満の目標飽和効率（例えば、４０〜８０％程度）となるように、水噴霧ノズル２３による水噴霧の間欠時間間隔を設定する（♯０５）。水噴霧制御手段３１は、設定待機時間（例えば、１０秒程度）だけ待機した後（♯０６）、♯０１〜♯０５までの制御を繰り返す。
当該制御により、加湿エレメント１２からドレン水が出ることを適切に防止できる。

〔別実施形態〕
（１）本願の加湿器１００は、例えば、ヒートポンプ装置の凝縮器として働く熱交換器を、加湿対象の空気の流れ方向で加湿エレメント１１の下流側、換言すると、図１で加湿エレメント１１と送風ファン１４との間に設けても構わない。これにより、熱交換器を通過する熱媒を、加湿エレメント１１にて加湿・冷却された空気との熱交換により、効果的に冷却することができる。
尚、当該熱交換器は、加湿対象の空気の流れ方向で、加湿エレメント１１に接触する状態で設けられることが好ましい。これにより、熱交換器を通過する熱媒を、より一層効果的に冷却することができる。

（２）上記実施形態では、加湿エレメント１２を構成するシート状部材１２ａは、図２（ａ）に示すように、そのシート面１２ｃを水平方向（図２で矢印Ｘ及び矢印Ｙに沿う方向）である例を示した。しかしながら、加湿エレメント１２でのドレン水の発生を防止する、換言すると、鉛直方向（図２で矢印Ｚに沿う方向）に複数設けられるシート状部材１２ａに噴霧された水が上方から下方へ流下することを防止するという観点からは、シート状部材１２ａのシート面１２ｃは、全体として水平方向を向いていれば良い。この意味で、シート状部材１２ａのシート面１２ｃは、図２（ｂ）のように、波板状であっても、本発明の目的を好適に達成できるものとなる。尚、シート状部材１２は、波板状のものと平板状のものとを併用しても構わない。

（３）上記実施形態において、水噴霧制御手段３１は、飽和効率が１００％未満の目標飽和効率となるように、水噴霧の間欠時間間隔を制御することで、加湿エレメント１２におけるドレン水の発生を防止した。当該飽和効率は、図４に示すように、加湿後の空気の温度と対応する値であるので、水噴霧制御手段３１は、加湿後の空気の温度に基づいて、水噴霧の間欠時間間隔を制御するように構成しても構わない。

（４）また、加湿エレメント１２におけるドレン水の発生を防止するという意味からは、水噴霧制御手段３１は、加湿エレメント１２にて加湿された後の空気の相対湿度を、１００％未満の目標相対湿度となるように、水噴霧の間欠時間間隔を制御しても構わない。
この場合、加湿エレメント１２にて加湿された後の空気の相対湿度は、第１温度センサＴ１により測定される加湿前の空気の温度と、湿度センサＨ１により測定される相対湿度と、第２温度センサＴ２により測定される加湿後の空気の温度とにより、図２に示す空気線図から導出可能であるので、加湿後の空気の相対湿度を測定する湿度センサ等を設けない簡易な構成を採用できる。

（５）上記実施形態では、加湿対象の空気の流量は、流量センサＦ１により測定したが、例えば、送風ファン１３の回転速度や、図示しないコントロールパネルにより設定される設定風量に基づいて、推定する構成を採用しても構わない。

本発明の加湿器は、比較的簡易な構成で、加湿対象の空気を十分に加湿できながらも、ドレン水の発生を効果的に抑制可能な加湿器として、有効に利用可能である。

１２：加湿エレメント
１２ａ：シート状部材
１２ｂ：空気通流路
１２ｃ：シート面
２３：水噴霧ノズル
３１：水噴霧制御手段
１００：加湿器
Ｆ１：流量センサ
Ｈ１：湿度センサ
Ｔ１：第１温度センサ
Ｔ２：第２温度センサ

Claims

加湿対象の空気を通過させ加湿する加湿エレメントと、当該加湿エレメントに水分を供給可能に構成された加湿器であって、
前記加湿エレメントが、親水性を有するシート状部材の複数を、シート面を全体として水平方向として、鉛直方向で互いに離間した状態で備えるとともに、当該複数の前記シート状部材間に前記加湿対象の空気が通流可能な空気通流路を形成して成り、
前記複数のシート状部材に対し拡散状態で水を噴霧する水噴霧手段と、
前記加湿対象の空気の通流方向で前記加湿エレメントの上流側及び下流側において、前記加湿対象の空気の温度を測定する温度測定手段と、
前記加湿対象の空気の通流方向で前記加湿エレメントの上流側において、前記加湿対象の空気の相対湿度を測定する湿度測定手段とを備え、
前記温度測定手段及び前記湿度測定手段の測定結果に基づいて、前記水噴霧手段による水噴霧状態を制御する水噴霧制御手段を備える加湿器。
前記水噴霧制御手段は、前記水噴霧手段による水噴霧を間欠的に噴霧動作制御可能に構成され、
前記水噴霧制御手段は、前記温度測定手段により測定された前記加湿エレメントの上流側の温度、前記加湿エレメントの下流側の温度、及び前記湿度測定手段により測定された前記加湿エレメントの上流側の相対湿度に基づいて、前記加湿エレメントでの前記加湿対象の空気の飽和効率を導出すると共に、前記飽和効率が１００％未満の目標飽和効率となるように、前記水噴霧手段による水噴霧の間欠時間間隔を制御する請求項１に記載の加湿器。
前記水噴霧制御手段は、前記水噴霧手段による水噴霧を間欠的に噴霧動作制御可能に構成され、
前記水噴霧制御手段は、前記温度測定手段により測定される前記加湿エレメントの上流側の空気の温度が判定温度閾値より高く、前記湿度測定手段により測定される前記加湿エレメントの上流側の空気の相対湿度が判定湿度閾値より低い場合に、前記水噴霧手段による水噴霧を実行する請求項１又は２に記載の加湿器。
前記水噴霧制御手段は、前記水噴霧手段による水の噴霧を間欠的に噴霧動作制御可能に構成され、
前記加湿エレメントを通過する加湿対象の空気の流量を測定する空気流量測定手段を備え、
前記水噴霧制御手段は、前記空気流量測定手段による空気の流量の測定結果、及び予め求められている空気の流量と前記水噴霧手段による水噴霧の間欠時間間隔との関係に基づいて、加湿後の空気の加湿状態が目標とする加湿状態となるように、前記間欠時間間隔を制御する請求項１〜３の何れか一項に記載の加湿器。
前記水噴霧制御手段による前記噴霧動作制御は、単位噴霧当たりの前記水噴霧手段による水噴霧量を一定とするとともに、前記単位噴霧動作を行う時間間隔を前記間欠時間間隔として制御する請求項２又は４に記載の加湿器。