JP6800374B1

JP6800374B1 - 加湿装置

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Publication number: JP6800374B1
Application number: JP2020514634A
Authority: JP
Inventors: 惠裕中山; 禎司齊藤; 野田　清治; 清治野田; 勝高田
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Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2020-12-16
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Abstract

本発明の加湿装置は、水を供給する給水部と、給水部に接続され、給水部から供給された水のイオンを除去し、イオンが除去された水を供給する第１水処理部と、第１水処理部から供給された水を空気中に気化する加湿部と、加湿部からの排水を加湿部に返送する返送流路に含まれる返送配管と、加湿部からの排水を流す排水管と、第１水処理部からの配管、返送配管及び加湿部への配管に接続され、加湿部に供給される水の流路を第１水処理部からの配管又は返送配管に切替える第１流路切替装置と、加湿部からの配管、返送配管及び排水管に接続され、加湿部からの排水の流路を返送配管又は排水管に切替える第２流路切替装置と、第１流路切替装置及び第２流路切替装置を制御する制御部とを具備し、制御部は、第１水処理部から加湿部に供給された水の状態を推定する因子を検出する検出部を具備し、検出部により検出された因子に応じて、加湿部における給水部から供給された水の濃縮度を算出し、算出された水の濃縮度に基づいて、第１流路切替装置を制御することにより、加湿部に供給される水の流路を返送配管に切替え、第２流路切替装置を制御することにより、加湿部からの排水の流路を返送配管に切替える。

Description

本発明は、気化式の加湿装置に関する。

気化式の加湿装置では、水の濃縮による加湿材へのスケール析出を抑制するために、加湿材に必要以上に水が給水され、その多くが排水されている。例えば、特許文献１では、加湿材にリード線を設け、このリード線に電圧を印加した時に流れる電流値に基づいて加湿材の中の水の濃縮度を検知する。加湿装置は、水の濃縮度が高い場合には加湿材への給水量を増大し、加湿材の水の濃縮度を低減する。

特開２０１４−１３７２０１号公報

この場合、給水量の増大による加湿材中の水の濃縮度の低減がされるため、スケール析出抑制効果は期待されるが、加湿に必要な給水量に比べて多くの水が給水される。そのため、本来加湿に必要な水以上の給水は、総給水量に対する加湿量の割合である給水利用率が低下する。従って、加湿装置において、節水の観点から給水利用率の向上が求められている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、スケール析出を抑制しつつ給水利用率を向上し得る加湿装置を提供することを目的とする。

本発明に係る加湿装置は、水を供給する給水部と、前記給水部に接続され、前記給水部から供給された水のイオンを除去し、前記イオンが除去された水を供給する第１水処理部と、前記第１水処理部から供給された水を空気中に気化する加湿部と、前記加湿部からの排水を前記加湿部に返送する返送流路に含まれる返送配管と、前記加湿部からの排水を流す排水管と、前記第１水処理部からの配管、前記返送配管及び前記加湿部への配管に接続され、前記加湿部に供給される水の流路を前記第１水処理部からの配管又は前記返送配管に切替える第１流路切替装置と、前記加湿部からの配管、前記返送配管及び前記排水管に接続され、前記加湿部からの排水の流路を前記返送配管又は前記排水管に切替える第２流路切替装置と、前記第１流路切替装置及び前記第２流路切替装置を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記第１水処理部と前記第１流路切替装置との間ではない部分に配置され、前記第１水処理部から前記加湿部に供給された水の状態を推定する因子を検出する検出部を具備し、前記検出部により検出された因子に応じて、前記加湿部における前記給水部から供給された水の濃縮度を算出し、前記算出された水の濃縮度に基づいて、前記第１流路切替装置を制御することにより、前記加湿部に供給される水の流路を前記返送配管に切替え、前記第２流路切替装置を制御することにより、前記加湿部からの排水の流路を前記返送配管に切替える。

本発明によれば、検出部により検出された因子に応じて、加湿部における給水部から供給された水の濃縮度を算出する。そして、算出された水の濃縮度に基づいて、第１流路切替装置を制御することにより、前記加湿部に供給される水の流路を返送配管に切替え、第２流路切替装置を制御することにより、加湿部からの排水の流路を前記返送配管に切替える。これにより、スケール析出を抑制しつつ加湿装置の給水利用率を向上することが出来る。

実施の形態１に係る加湿装置の構成を示す図である。実施の形態１に係る加湿装置の水処理部の構成を示す図である。実施の形態１に係る加湿装置の制御部の機能を示す機能ブロック図である。実施の形態１に係る加湿装置の制御部の動作を説明するためのフローチャートである。実施の形態１に係る加湿装置に処理水貯留槽及び水搬送機器を設けた場合の構成を示す図である。実施の形態１に係る加湿装置の水処理部に排水口を設けた場合の構成を示す図である。実施の形態１に係る加湿装置の水処理部と加湿部の間に排水口を設けた場合の構成を示す図である。図６に示した構成の加湿装置の排水口が第５配管で排水管に接続されている構成を示す図である。図７に示した構成の加湿装置の排水口が第５配管で排水管に接続されている構成を示す図である。実施の形態１に係る加湿装置の返送流路の返送配管に使用水貯留槽及び水搬送機器を設けた場合の構成を示す図である。実施の形態２に係る加湿装置の構成を示す図である。実施の形態３に係る加湿装置の構成を示す図である。実施の形態３に係る加湿装置にバイパス配管を設けた場合の構成を示す図である。

以下、図面を参照して、実施の形態に係る加湿装置について説明する。なお、図面において、同一の構成要素には同一符号を付して説明し、重複説明は必要な場合にのみ行なう。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。なお、以下に示す各実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る加湿装置１の構成を示す図である。図１に示すように、加湿装置１は、給水部２と、水処理部３と、加湿部４と、検出部５と、第１三方弁６と、第２三方弁７と、給水部２と水処理部３とを接続する第１配管８と、水処理部３と第１三方弁６とを接続する第２配管９と、第１三方弁６と加湿部４とを接続する第３配管１０と、加湿部４と第２三方弁７とを接続する第４配管１１と、第１三方弁６と第２三方弁７とを接続する返送配管１２と、第２三方弁７に接続される排水管１３と、給水部２と水処理部３と加湿部４と検出部５と第１三方弁６と第２三方弁７とを制御する制御部１４を有する。

返送配管１２はポンプなどの水搬送機器（図示せず）を有する。返送配管１２にある水搬送機器は制御部１４と接続されている。なお、以下では水は、給水部２から給水される水、水処理部３で処理される水、加湿部４で使用される水、及び加湿部４で再使用される水を表す場合がある。

給水部２は、第１配管８を経て水処理部３へ水を給水する。給水部２は、水道栓、水道管など水道水、工業用水などを供給するものである。給水部２にはポンプを含んでも良い。これにより水道栓又は水圧のある水源以外、例えば井戸水を給水部２の水源とする場合に水を給水部２から水処理部３に供給することが出来る。また、給水部２内にタンクを設け、このタンクから水を供給する場合にもポンプにより水を供給することが出来る。

水処理部３は、給水部２から供給された水に含まれるイオンを除去する。以下、実施の形態１では水処理部３が容量性脱イオン法によりイオンを除去する例を記載する。図２は、実施の形態１に係る加湿装置１の水処理部３の構成を示す図である。

水処理部３は、直流電源１５と、一対の集電体１６と、一対の電極１７と、セパレータ１８とを有する。直流電源１５は、集電体１６と接続されており、集電体１６に電圧が印加されることで電極１７に電圧が印加される。

水中のイオンを除去する場合、電極１７に電圧が印加されることにより、給水部２からの水に含まれるイオン性物質を電極１７上に吸着し、水中から除去する「イオン除去工程」が実施される。

イオン除去工程を実施した後、水処理部３は電極１７が吸着したイオン性物質を、水中に放出する「再生工程」を制御部１４の制御により実施する。具体的には、制御部１４は、イオン除去中における直流電圧又は電流の印加の解除、すなわち直流電圧又は電流の印加停止、電極間の短絡及び逆方向の直流電圧又は電流を印加する逆接続のいずれかによって、イオン性物質を水中に放出する。電極１７の短絡は、例えば、図２に示すように、直流電源１５からの電極１７への配線を、制御部１４によりスイッチＳＷを制御して接続することにより行なわれる。

これによって電極１７は洗浄され、再びイオン除去可能になる。電極１７への電圧印加を実施する直流電源１５は制御部１４に接続されており、制御部１４により水処理部３におけるイオン除去工程と再生工程が加湿部４の状況に応じて制御される。

なお、集電体１６と電極１７とは複数対であっても良く、セパレータ１８は複数あっても良い。実施の形態１では水処理部３に容量性脱イオン法を使用した例を記載したが、水中のイオンを除去可能な処理ならばよく、例えば逆浸透膜を使用した処理、イオン交換膜を使用した処理、イオン交換樹脂を使用した処理、電気透析装置を使用した処理、蒸留水を得る蒸発装置を使用した処理などでも良い。

逆浸透膜であれば、水処理部３で処理した水の水質が良いため、より加湿部４における再使用回数を増加させることが出来る。イオン交換膜であれば、水処理部３で処理した水の水質が良いため、より加湿部４における再使用回数を増加させることが出来る。イオン交換樹脂であれば、水処理部３で処理した水の水質が良いため、より加湿部４における再使用回数を増加させることが出来る。蒸留水を得る蒸発装置であれば、水処理部３で処理した水の水質が良いため、より加湿部４における再使用回数を増加させることが出来る。電気透析装置であれば制御部１４で電気的に制御が容易である。

実施の形態１のように容量性脱イオン法であれば、制御部１４でイオン除去工程と再生工程とを直流電源１５の制御で切替えられるため、運転が容易である。また、ポンプを水処理部３に含んでも良い。これにより、給水部２の水圧以上が必要なイオン除去方法も適用出来る。またポンプを水処理部３に含み、給水部２でもポンプを必要とする場合、ポンプを給水部２又は水処理部３に配置し、共用しても良い。この場合、加湿装置１の配置面積を小さくすることが出来る。

実施の形態１のように水処理部３に容量性脱イオン法を利用した場合、直流電源１５は、直流の電圧を供給できればよく、直流電源装置又は直流安定化電源装置で良い。またコンセントからの交流電流を直流電圧にコンバータなどで変換しても良い。

集電体１６は、電極１７に電圧を印加するとともに、水処理部３の再生工程において電極１７から電圧を放電する際に電気を集めるものである。集電体１６を構成する材料としては、例えば黒鉛シート、グラフォイル、導電性ゴム又はこれらの材料で挟持又は被覆された金属のシート及び板が用いられる。このように、集電体１６は、導電性と柔軟性のある材料で形成される。

電極１７は、例えばキャパシタとしての容量を増大するため、導電性があり、比表面積の大きい、活性炭、多孔質炭素、多孔質導電ビーズ、多孔質金属などが用いられる。これら導電性材料の形状には、粉状、粒状、繊維状などがある。粉状と粒状の場合、その外径は１００ｎｍ〜１０ｍｍであり、繊維状の場合、その太さは１〜５０μｍである。

また、電極１７には、これらの導電性材料を用いて形成された布、フィルターなども用いられる。なお、水処理部３から電極１７が流出する可能性がある場合は、水処理部３の出口又は水処理部３と加湿部４との間に流出防止部材を設けても良い。流出防止部材を設けた場合は、加湿部４に電極材料などの水処理部３の部材が流出するのを防止でき、水処理部３の部材の流出による加湿部４への悪影響を低減出来る。

セパレータ１８は、電極１７間の短絡を防止する。セパレータ１８を構成する材料としては、例えば濾紙、多孔性フィルム、不織布、発泡剤など、液体は透過させるが電気は通過させない、電気絶縁性を有するものが用いられる。

図１に戻り説明する。

加湿部４は、気化式で空気を加湿する機器なら何でもよく、機器の加湿材としては例えば多孔質フィルター、不織布フィルター、水透過膜などが用いられる。なお、供給された水を気化可能なものであれば実施の形態１に適用可能であるため、加湿材は給水部２から供給された水を気化出来るものであれば、前述した例に限定されない。

検出部５は、加湿部４における水の濃縮度の算出又は水の濃縮度を推算可能な因子を測定可能なものであれば何でも良い。例えば、空気中の湿度を測定可能な湿度センサー又は湿度計、水中のイオン濃度を測定及び推測可能な導電率計、加湿器の加湿材に電圧又は電流を印加してその応答により加湿材に含まれる水の濃縮度を測定するセンサー、加湿部４で使用した水の再利用回数をカウントするカウンター、加湿部４で使用した水の再使用時間を測定するタイマーなどがある。実施の形態１では、湿度センサーを用いた例を説明する。加湿部４で使用した水の再利用回数をカウントするカウンターは流速又は流量と配管容積などとを組み合わせて加湿部４で使用した水の再利用回数をカウントするものでも良い。

制御部１４は、給水部２、水処理部３、加湿部４、検出部５、第１三方弁６、第２三方弁７に接続され、加湿部４の起動状況と検出部５の検出結果に基づき、給水部２、水処理部３、第１三方弁６、第２三方弁７をそれぞれ制御する。制御部１４としては、指定した条件通りに装置を運転するためのＰＬＣ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、シーケンサ、数値制御装置、演算装置等が使用可能である。また制御部１４には、水処理部３及び加湿部４の過去の起動時間などの履歴、及び初期に入力した制御条件及びデータを記憶する記憶部が備えられていても良い。

制御部１４が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現しても良いし、各機能部をまとめて一つのハードウェアで実現しても良い。

制御部１４がＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）の場合、制御部１４が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置３００の各機能を実現する。ここで、メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。なお、制御部１４の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしても良い。

返送流路ＲＲは、加湿部４からの水が加湿部４、第４配管１１、第２三方弁７、返送配管１２、第１三方弁６、第３配管１０を経て再度加湿部４に戻る流路である。

図３は、実施の形態１に係る加湿装置１の制御部１４の機能を示す機能ブロック図である。

図３に示すように、制御部１４は、起動状況判断部２１、濃縮度算出部２２、濃縮度判断部２３及び流路制御部２４を有する。

起動状況判断部２１は、加湿部４の起動状況を判断し、加湿部４が起動していると判断した場合、水処理部３を起動し、加湿部４が起動していないと判断した場合、給水部２を制御して水の供給を実施せず、水処理部３を制御してイオン除去を実施しない。

濃縮度算出部２２は、検出部５により検出された加湿部４における水の濃縮度の算出又は推算可能な因子から水の濃縮度を算出する。実施の形態１では、検出部５は湿度センサーであり、検出部５は湿度センサーにより検出された空気中の湿度の上昇幅から加湿部４に供給された水の蒸発量を推算する。そして、推算された水の蒸発量から水の濃縮度を算出する。

濃縮度判断部２３は、濃縮度算出部２２により算出された水の濃縮度が基準値以下であるか否かを判断する。

流路制御部２４は、濃縮度判断部２３により水の濃縮度が基準値以下であると判断された場合、水の流路を返送流路ＲＲに切替える。返送流路ＲＲは、加湿部４からの水が加湿部４、第４配管１１、第２三方弁７、返送配管１２、第１三方弁６、第３配管１０を経て再度加湿部４に戻る流路である。一方、水の濃縮度が基準値より大きいと判断された場合、返送流路ＲＲは使用しない。具体的な水の流路の切替制御については、制御部１４の動作において説明する。

図４は、実施の形態１に係る加湿装置１の制御部１４の動作を説明するためのフローチャートである。

まず、制御部１４は加湿部４の起動状況を判断し（ステップＳ１）、加湿部４が起動していないと判断した場合、給水部２からの水の供給と、水処理部３におけるイオン除去を実施せず、加湿部４が起動しているか否かの判断を継続する（ステップＳ１のＮＯ）。

一方、ステップＳ１において加湿部４が起動していると判断された場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、制御部１４は水処理部３を起動し、給水部２からの水を第１配管８、水処理部３、第２配管９、第１三方弁６、第３配管１０を経て加湿部４へと供給する制御を行なう（ステップＳ２）。Ｓ２においては、給水部２からの水の流路は、第１配管８、水処理部３、第２配管９、第１三方弁６、第３配管１０、加湿部４、第４配管１１、第２三方弁７、排水管１３の順で形成される。

この時、加湿部４には、水処理部３でイオン除去された水が供給されることとなる。その後、検出部５で空気中の湿度を測定し、湿度の上昇幅から加湿部４へ供給された水の蒸発量を制御部１４で推算し、その結果から加湿部４における水の濃縮度を制御部１４で算出する（ステップＳ３）。

次に、ステップＳ３において制御部１４により算出された水の濃縮度が基準濃縮度以下であるか否かの判断が行われる（ステップＳ４）。ステップＳ４において、制御部１４が算出された水の濃縮度が基準濃縮度以下であると判断した場合（ステップＳ４のＹＥＳ）、制御部１４は、加湿部４で一度使用した水が加湿部４で再度使用可能であると判断し、給水部２からの給水と水処理部３を停止する。次に、制御部１４は、第２三方弁７と第１三方弁６を制御して水が加湿部４、第４配管１１、第２三方弁７、返送配管１２、第１三方弁６、第３配管１０を経て再度加湿部４に戻るように返送流路ＲＲを形成する（ステップＳ５）。

そして、制御部１４は、返送配管１２に備える水搬送機器（図示せず）を起動し、加湿部４で一度使用した水を再度加湿部４の入口に戻して加湿部４で再使用する。

一方、制御部１４で算出した加湿部４における水の濃縮度が基準濃縮度より大きい場合（ステップＳ４のＮＯ）、加湿部４へ供給する水を給水部２、第１配管８、水処理部３、第２配管９、第１三方弁６、第３配管１０、加湿部４、第４配管１１、第２三方弁７、排水管１３の順で形成される流路で加湿部４に供給する。この場合、加湿部４で一度使用された水は、加湿部４で再使用されず、第４配管１１、第２三方弁７、排水管１３を経て排水され（ステップＳ６）、ステップＳ１の処理に戻る。

なお、湿度センサー又は湿度計を用いた場合の濃縮度は、「蒸発前供給水量÷蒸発後供給水量」で算出される。基準濃縮度は、１より大きい値に任意に設定することが出来る。基準濃縮度が１の場合、蒸発していないこととなり加湿部４で加湿できていないこととなる。この基準濃縮度は給水部２から給水される水の水質と水処理部３におけるイオン除去性能とから設定しても良い。この場合、水処理部３で使用する水処理方法及び給水部２から供給される水の水質を考慮して濃縮度の基準を設定出来る。また、基準濃縮度設定のときにカルシウムイオン、マグネシウムイオンなどスケール析出の要因となるイオンの濃度を考慮しても良い。この場合、スケール析出の原因となるイオン濃度を用いて制御することが出来るため、スケール抑制効果を高めることが出来る。

水処理部３は、イオン除去工程を実施していない場合は、制御部１４の制御により再生工程を実施し、再生工程が完了後は待機状態となる。加湿部４が起動中に水処理部３の再生工程実施が必要となった場合は、返送配管１２を用いて加湿部４で一度使用した水を加湿部４で再使用する流路に切替え、水処理部３での再生工程が終了次第、給水部２から水を第１配管８、水処理部３、第２配管９、第１三方弁６、第３配管１０を経て加湿部４に供給する。

また、水処理部３が再生工程中に給水部２から水処理部３を経由せず加湿部４に水を供給可能な直接給水配管を設けて、直接給水配管を用いて加湿部４に水を供給しても良い。

図５は、実施の形態１に係る加湿装置１に処理水貯留槽３１及び水搬送機器３２を設けた場合の構成を示す図である。図５に示すように、処理水貯留槽３１及び水搬送機器３２は、第２配管９上に配置される。処理水貯留槽３１は、水処理部３においてイオン除去した水を一定量貯留する。水搬送機器３２は、処理水貯留槽３１に貯留された水処理部３において処理された水を第１三方弁６に搬送する。

制御部１４は、水搬送機器３２を制御することにより、水処理部３が再生工程にあり加湿部４が起動中には処理水貯留槽３１に溜めた水を加湿部４に供給するように制御を行なう。

図６は、実施の形態１に係る加湿装置１の水処理部３に排水口１９を設けた場合の構成を示す図である。図６に示すように、水処理部３の再生工程で出た排水は水処理部３に排水口１９を設け、その排水口１９から排出しても良い。

図７は、実施の形態１に係る加湿装置１の水処理部３の外部に排水口１９を設けた場合の構成を示す図である。図７に示すように、水処理部３と加湿部４の間に排水口１９を設けて、水処理部３の再生工程で出た排水を排水口１９から排水しても良い。

図８は、図６に示した構成の加湿装置１の排水口１９が第５配管２０で排水管１３に接続されている構成を示す図である。図９は、図７に示した構成の加湿装置１の排水口１９が第５配管２０で排水管１３に接続されている構成を示す図である。図８及び図９に示すように、排水口１９は第５配管２０で排水管１３に接続し、加湿装置１の水処理部３の排水を排水管１３に流しても良い。

なお、加湿部４が停止した直後に給水部２から水を第１配管８、水処理部３、第２配管９、第１三方弁６、第３配管１０、加湿部４、第４配管１１、第２三方弁７、排水管１３の順で形成される流路で水を流して、加湿部４内を洗い流すようにしても良い。

図１０は、実施の形態１に係る加湿装置１の返送流路ＲＲの返送配管１２に使用水貯留槽３３及び水搬送機器３２を設けた場合の構成を示す図である。使用水貯留槽３３及び水搬送機器３２は、返送配管１２に配置される。使用水貯留槽３３は、第４配管１１、第２三方弁７を介して返送配管１２を流れる加湿部４で使用した水を貯留する。

水搬送機器３２は、使用水貯留槽３３に貯留された水を第１三方弁６に搬送する。なお、使用水貯留槽３３及び水搬送機器３２は、返送流路ＲＲの第４配管１１に接続されても良い。

制御部１４は、加湿部４で一度使用した水を加湿部４で再使用出来ると判断した場合に、使用水貯留槽３３の水を返送配管１２に備えた水搬送機器３２を制御して搬送して使用しても良い。また、使用水貯留槽３３は加湿部４に含まれていても良い。

使用水貯留槽３３を設けた場合、加湿部４で再使用可能な加湿部４からの排水を使用水貯留槽３３に貯留し、加湿部４で貯留した水を再使用できるので、給水利用率を向上することが出来る。

実施の形態１によれば、返送流路ＲＲを用いることにより加湿部４において一度使用した水を再度加湿部４で使用することがき、給水利用率を向上することが出来る。また、処理水貯留槽３１を第２配管９に配置することにより、水処理部３における水の再生工程中においても加湿部４で再使用することが出来る可能性の高い多くの水を供給することが出来る。

実施の形態１によれば、水処理部３で給水中のイオン濃度を低減しているため、加湿部４で水が濃縮しても、水処理部３を設けず、イオン濃度が低減されていない水のみを供給する場合と比べてスケール析出が生じる濃縮度には到達しにくい。また、水の濃縮度を基準に加湿部４において給水の再利用を実施するため、給水の無駄を抑制でき、給水利用率の低下を抑制出来る。

また、検出部５の検出結果に基づき、制御部１４で算出した水の濃縮度で加湿部４における水の再使用の実施の可否を判断し、水の流路の制御を行なうことにより、給水利用率をさらに向上することが出来る。

さらに、加湿部４で使用した水を使用水貯留槽３３に貯留することができ、加湿部４で使用した水が再使用可能な場合、より多くの使用水を再使用することが出来るため、給水利用率をさらに向上することが出来る。

さらに、水処理部３を交換することなく、電気的な制御で水処理部３の再生工程(メンテナンス)を実施可能で、水処理部３の制御を容易にすることが出来る。従って、加湿部４で再使用可能な水を継続して供給し易い。

さらに、使用水貯留槽３３を設けることにより、水処理部３の再生工程中にも加湿部４で再使用することが出来る水を供給出来る。

実施の形態２．
次に、実施の形態２に係る加湿装置１について説明する。

実施の形態２は、先に説明した実施の形態１に類似しており、以下、実施の形態１に対する実施の形態２の相違点を中心に説明する。図１１は、実施の形態２に係る加湿装置１Ａの構成を示す図である。

図１１に示すように、加湿装置１Ａは検出部５として検出部５Ａと検出部５Ｂとを有する。検出部５Ａは、水処理部３からの水の加湿部４の入口、検出部５Ｂは加湿部４の水の出口にそれぞれ配置される。

検出部５Ａと検出部５Ｂとは、水中のイオン濃度を測定又は推測可能な導電率計である。以下では、給水部２から水が第１配管８、水処理部３、第２配管９、第１三方弁６、第３配管１０を経て加湿部４へと供給されている時に検出部５Ａで測定される加湿部４に供給される水のイオン濃度をイオン濃度５ＩＡと称す。また、給水部２から水が第１配管８、水処理部３、第２配管９、第１三方弁６、第３配管１０を経て加湿部４へと供給されている時に検出部５Ｂで測定される加湿部４で使用された後に加湿部４から排出される水のイオン濃度をイオン濃度５ＩＢと称す。

加湿装置１Ａの制御部１４は、実施の形態１の濃縮度の推定を検出部５Ａと検出部５Ｂとを使用して算出する。具体的には、給水部２から水が第１配管８、水処理部３、第２配管９、第１三方弁６、第３配管１０を経て加湿部４へと供給される。この場合に、制御部１４は、検出部５Ａで測定される加湿部４に供給される水のイオン濃度５ＩＡと、検出部５Ｂで測定される加湿部４で使用された後に加湿部４から排出される水のイオン濃度５ＩＢとから加湿部４における水の濃縮度を算出する。

検出部５Ｂにより検出されたイオン濃度５ＩＢが検出部５Ａにより検出されたイオン濃度５ＩＡの基準倍以下である場合、制御部１４は、加湿部４で一度使用した水が加湿部４で再度使用可能であると判断する。

この場合、制御部１４は、給水部２からの給水と水処理部３の動作とを停止し、第２三方弁７と第１三方弁６とを制御して水が加湿部４、第４配管１１、第２三方弁７、返送配管１２、第１三方弁６、第３配管１０を経て再度加湿部４に戻るように返送流路ＲＲを形成する。

加湿部４で一度使用された水は、再度加湿部４の入口に戻されて加湿部４で再使用される。この場合、濃縮度は、（イオン濃度５ＩＢ）÷（イオン濃度５ＩＡ）で算出される。

イオン濃度５ＩＡ及びイオン濃度５ＩＢは導電率でも良い。また、検出部５は、検出部５Ａ及び検出部５Ｂでなく検出部５Ａのみでも良い。検出部５Ａ及び検出部５Ｂが検出部５Ａのみの場合は、給水部２から水が第１配管８、水処理部３、第２配管９、第１三方弁６、第３配管１０を経て加湿部４へと供給されている場合に、検出部５Ａで測定される加湿部４に供給される水のイオン濃度５ＩＡを制御部１４で記録する。

その後、制御部１４は、給水部２からの給水と水処理部３の動作を停止し、第２三方弁７と第１三方弁６とを制御して水が加湿部４、第４配管１１、第２三方弁７、返送配管１２、第１三方弁６、第３配管１０を経て再度加湿部４に戻るように流路を返送流路ＲＲに変更する。そして、検出部５Ａは、加湿部４で一度使用された水のイオン濃度５ＩＡを検出する。制御部１４は、記録したイオン濃度５ＩＡと、一度使用された水から検出されたイオン濃度５ＩＡとを比較して濃縮度を算出しても良い。

検出部５は検出部５Ｂのみでも良い。検出部５Ｂのみの場合は、加湿部４が稼働していない場合に、給水部２から水が第１配管８、水処理部３、第２配管９、第１三方弁６、第３配管１０を経て加湿部４へと供給される。検出部５Ｂは、加湿前のイオン濃度５ＩＢを検出する。制御部１４は、その検出結果である加湿前のイオン濃度５ＩＢを記憶し、この記憶された加湿開始前の加湿前のイオン濃度５ＩＢと、加湿部４が加湿開始後の検出結果であるイオン濃度５ＩＢとを比較して濃縮度を算出しても良い。また、検出部５Ｂで加湿部４の加湿開始前に検出した検出結果ではなく、予め制御部１４に設定した設定値と、加湿部４が加湿開始後の検出結果であるイオン濃度５ＩＢとを比較して濃縮度を算出しても良い。

従って、実施の形態２に係る加湿装置１によれば、検出部５Ａ及び検出部５Ｂの少なくとも１つにより検出される水の濃度から得られる水の濃縮度で加湿部４における水の再使用の実施可否を判断し、流路を制御する。これにより、加湿装置１の最大限給水利用率を向上することが出来る。

実施の形態３．
次に、実施の形態３に係る加湿装置１について、図１２に基づいて以下に説明する。実施の形態３は、先に説明した実施の形態１に類似しており、以下、実施の形態１に対する実施の形態３の相違点を中心に説明する。図１２は、実施の形態３に係る加湿装置１Ｂの構成を示す図である。

加湿装置１Ｂは、水処理部３Ａに加えて、水処理部３Ｂを備えたものである。水処理部３Ｂは第１三方弁６と第２三方弁７の間、すなわち返送配管１２に配置される。

制御部１４は、加湿部４で一度使用した水が加湿部４で再度使用可能であると判断した場合、給水部２からの給水と水処理部３Ａの動作を停止し、第２三方弁７と第１三方弁６とを制御部１４で制御して水が加湿部４、第４配管１１、第２三方弁７、返送配管１２、第１三方弁６、第３配管１０を経て再度加湿部４に戻るように返送流路ＲＲを形成する。

水処理部３Ｂは、加湿部４で一度使用した水を再度加湿部４の入口に戻して加湿部４で再使用する場合に制御部１４により起動される。

水処理部３Ｂを設けることにより、加湿部４に給水部２から供給した水を加湿部４で加湿に必要な水量に減少するまで再使用可能になる。

すなわち、返送流路ＲＲに水処理部３Ｂを設けることにより、加湿部４で水を再使用する際にも再使用水含まれるイオンを除去することが出来る。これにより、再使用回数を増加することができ、給水利用率を向上することが出来る。

図１３は、実施の形態３に係る加湿装置１Ｂにバイパス配管４２を設けた場合の構成を示す図である。

図１３に示すように、第２三方弁７の返送配管１２側には配管切替装置４１Ａ、第１三方弁６の返送配管１２側には配管切替装置４１Ｂを設け、配管切替装置４１Ａと配管切替装置４１Ｂとの間にバイパス配管４２を接続する。配管切替装置４１Ａ及び配管切替装置４１Ｂは、制御部１４の制御により、返送配管１２とバイパス配管４２とを切替える。

バイパス配管４２は、加湿部４で水を再使用する場合に、加湿部４からの水を水処理部３Ｂを経由せずに使用する場合に使用される。バイパス配管４２は、配管切替装置４１Ａと配管切替装置４１Ｂとの間を接続する。

制御部１４は、加湿部４で水を再使用している時に、再使用している水の濃縮度が基準の濃縮度以上になるまで水処理部３Ｂを使用せずに、バイパス配管４２を用いて加湿部４へ水を返送する。具体的には、制御部１４は、配管切替装置４１Ａ及び配管切替装置４１Ｂを制御して、バイパス配管４２に切替える。

一方、制御部１４は、濃縮度が基準の濃縮度以上になった時に水処理部３Ｂを使用してイオン除去して濃縮度を低下させて加湿部４へ水を再使用のために返送することが出来る。具体的には、制御部１４は、配管切替装置４１Ａ及び配管切替装置４１Ｂを制御して、返送配管１２に切替えて、返送流路ＲＲを形成する。

バイパス配管４２を使用する場合、水処理部３Ｂを加湿部４における水の再使用の際に常に起動する場合に比べて、水処理部３Ｂの起動時間が少なく、イオン除去量も少なくて済むため、水処理部３Ｂを小型化することが出来る。

上記実施の形態において、水処理部３Ａを第１水処理部とも称し、水処理部３Ｂを第２水処理部とも称する。また、第１三方弁６を第１流路切替装置とも称し、第２三方弁７を第２流路切替装置とも称する。

実施の形態は、例として提示したものであり、実施の形態の範囲を限定することは意図していない。実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、実施の形態の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことが出来る。これら実施の形態及びその変形は、実施の形態の範囲及び要旨に含まれる。

１、１Ａ、１Ｂ加湿装置、２給水部、３、３Ａ、３Ｂ水処理部、４加湿部、５、５Ａ、５Ｂ検出部、５ＩＡ、５ＩＢイオン濃度、６第１三方弁、７第２三方弁、８第１配管、９第２配管、１０第３配管、１１第４配管、１２返送配管、１３排水管、１４制御部、１５直流電源、１６集電体、１７電極、１８セパレータ、１９排水口、２０第５配管、２１起動状況判断部、２２濃縮度算出部２３濃縮度判断部、２４流路制御部、３１処理水貯留槽、３２水搬送機器、３３使用水貯留槽、４１Ａ、４１Ｂ配管切替装置、４２バイパス配管、ＲＲ返送流路、ＳＷスイッチ。

Claims

水を供給する給水部と、
前記給水部に接続され、前記給水部から供給された水のイオンを除去し、前記イオンが除去された水を供給する第１水処理部と、
前記第１水処理部から供給された水を空気中に気化する加湿部と、
前記加湿部からの排水を前記加湿部に返送する返送流路に含まれる返送配管と、
前記加湿部からの排水を流す排水管と、
前記第１水処理部からの配管、前記返送配管及び前記加湿部への配管に接続され、前記加湿部に供給される水の流路を前記第１水処理部からの配管又は前記返送配管に切替える第１流路切替装置と、
前記加湿部からの配管、前記返送配管及び前記排水管に接続され、前記加湿部からの排水の流路を前記返送配管又は前記排水管に切替える第２流路切替装置と、
前記第１流路切替装置及び前記第２流路切替装置を制御する制御部と
を具備し、
前記制御部は、
前記第１水処理部と前記第１流路切替装置との間ではない部分に配置され、前記第１水処理部から前記加湿部に供給された水の状態を推定する因子を検出する検出部を具備し、
前記検出部により検出された因子に応じて、前記加湿部における前記給水部から供給された水の濃縮度を算出し、前記算出された水の濃縮度に基づいて、前記第１流路切替装置を制御することにより、前記加湿部に供給される水の流路を前記返送配管に切替え、前記第２流路切替装置を制御することにより、前記加湿部からの排水の流路を前記返送配管に切替える
加湿装置。
前記検出部は、前記第１水処理部からの水の前記加湿部の入口及び前記加湿部の水の出口の少なくとも一方に設けられている請求項１に記載の加湿装置。
前記返送配管又は前記加湿部に前記加湿部で使用した水を貯留する使用水貯留槽をさらに具備する請求項１又は２に記載の加湿装置。
前記返送配管に設けられ、前記加湿部に供給される排水のイオンを除去し、前記イオンが除去された水を前記加湿部に供給する第２水処理部をさらに具備する請求項１〜３のいずれか１項に記載の加湿装置。
前記第１水処理部は、前記給水部から供給された水のイオンを除去するための電極を有し、
前記第１水処理部は、前記制御部からの制御に基づいて、前記電極に電圧を印加することにより前記水中のイオン性物質を吸着し、前記吸着したイオン性物質を、前記印加した電圧の停止、前記電極間の短絡及び前記印加した電圧と逆方向の電圧の印加の少なくともいずれか１つを行なうことにより前記水中に放出する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の加湿装置。
前記第１水処理部でイオンを除去された水を貯留する処理水貯留槽をさらに具備する請求項１〜５のいずれか１項に記載の加湿装置。