JPH07217953A

JPH07217953A - 加湿器

Info

Publication number: JPH07217953A
Application number: JP1062394A
Authority: JP
Inventors: Hajime Otani; 肇大谷; Kenzo Okada; 健三岡田
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1994-02-01
Filing date: 1994-02-01
Publication date: 1995-08-18

Abstract

(57)【要約】【目的】加湿能力に優れ、長期使用による水漏れや加
湿性能の低下が発生しない低コストでコンパクトな加湿
器を提供する。【構成】水蒸気透過膜から形成された密封状の中空体
１と、この中空体１内に連通し内部に加湿用水を供給す
る供給パイプ２と、上記中空体１内に連通し濃縮加湿用
水を中空体１外へ排出する排出パイプ３と、上記中空体
１の外周に対し被加湿空気を送風し接触させる送風手段
と、加湿された空気を導出する導出手段とを備えた加湿
器であって、上記中空体１が略帯状であり、上記供給パ
イプ２および排出パイプ３が、上記略帯状中空体１の長
手方向の一端側に位置決めされ、上記供給パイプ２およ
び排出パイプ３の一方のパイプの先端が、上記略帯状中
空体１の他端側まで延びている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、水蒸気透過膜製の略
帯状中空体を膜モジュール化してなる加湿器に関するも
のである。さらに詳しくは、上記中空体内に加湿用水を
供給する供給パイプおよび濃縮加湿用水を中空体外へ排
出する排水パイプが、上記略帯状中空体の長手方向の一
端側にまとめて配設されている加湿器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の自然蒸発式加湿器は、構造が簡単
でイニシャルコストやランニングコストが低いという利
点を有する反面、加湿能力が低いという問題があった。
すなわち、自然蒸発式加湿器の加湿能力は、加湿用水の
表面積に比例するが、従来から行われているスポンジや
布等に加湿用水を含浸させる方法では、充分な水の表面
積を確保することができなかった。そこで、水蒸気透過
性を持つ疎水性多孔質高分子膜を用いる方法が提案さ
れ、一部で実施されている（特開昭６０−１７１３３７
号公報）。この疎水性多孔質高分子膜は、多数の小孔を
備えており、この小孔により水蒸気を透過させるように
なっている一方、膜自体が疎水性であるため、水（液
体）は透過させないという性質を有する。この膜を用い
た加湿器の一例を図８に示す。１ｃは、疎水性多孔質高
分子膜製の略帯状中空体である。２ｂは、この中空体１
ｃに加湿用水を供給するための供給パイプであり、６
は、波状隙間材である。図示のように、略帯状中空体１
ｃを波状隙間材６を介して蛇行状に曲成し膜モジュール
化してコンパクトにすれば、加湿器を大形化することな
く水の表面積を増加することが可能となる。そして、空
気を、この膜モジュールに対して送風することにより、
上記空気が膜モジュール表面と接触し、膜モジュール内
（中空体１ｃ内）から生じる水蒸気により加湿される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】疎水性多孔質高分子膜
を使用した加湿器は、上述のように加湿能力が高く、ま
た、その構造も簡単でコンパクトである。さらに、この
加湿器は、加湿用水が完全に中空体１ｃ内で蒸発するた
め、クローズドシステムを採用することができ、構造が
さらに簡単なものとなる。しかしながら、このクローズ
ドシステムにより、中空体からの水漏れという別の問題
が発生する。すなわち、水蒸気の発生により、中空体内
で加湿用水が濃縮される。その結果、水中に溶存してい
た炭酸カルシウム等の不純物が析出し、疎水性多孔質高
分子膜に付着するようになる。この付着により、膜の疎
水性が奪われ、膜によって遮断されていた水が空気側へ
漏出し、水漏れが発生する。

【０００４】そこで、この水漏れの問題を解決するため
に、疎水性多孔質高分子膜に代えて、同じ水蒸気透過膜
である無多孔質高分子膜を使用する方法が提案されてい
る。この無多孔質高分子膜は、分子サイズの微小孔を有
し、この微小孔により水蒸気が空気側へ拡散されるとい
う性質を有する一方、上記微小孔は、水を透過させない
ため、膜が損傷を受けない限り、水漏れを生じさせな
い。ところが、この膜に対しても、前記と同様、不純物
が付着するため、上記微小孔が塞がれて水蒸気透過性が
低下するという別の問題が生じる。

【０００５】この不純物の付着の問題を解決するため
に、図９に示すような、略帯状中空体１ｃの一端側に加
湿用水を供給する供給パイプを設け、他端側に濃縮され
た加湿用水を排出する排出パイプ３ｂを設けた加湿器が
提案されている（特開昭６２−７７５２９号公報）。こ
の加湿器では、加湿用水が蒸発により濃縮されて不純物
が膜に付着する前に、この濃縮加湿用水を上記排出パイ
プ３ｂから排出するようにしている。このようにすれ
ば、不純物の付着による疎水性多孔質高分子膜の水漏れ
等を生じなくなる。しかし、排出パイプ３ｂを設けるこ
とにより、クローズドシステムの利点である構造の単純
化やコンパクト化を喪失するようになる。また、中空体
１ｃに、２か所のパイプの連結部が生じることとなり、
中空体１ｃの水密性が低下し、この連結部から水漏れが
発生するおそれもある。

【０００６】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、加湿能力が優れ、長期使用による水漏れや加
湿能力の低下が発生しない低コストでコンパクトな加湿
器の提供をその目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の加湿器は、水蒸気透過膜から形成された
密封状の中空体と、この中空体内に連通し内部に加湿用
水を供給する供給パイプと、上記中空体内に連通し濃縮
加湿用水を中空体内部から排出する排出パイプと、上記
中空体の外周に対し被加湿空気を送風し接触させる送風
手段と、加湿された空気を導出する導出手段とを備えた
加湿器であって、上記中空体が略帯状であり、上記供給
パイプおよび排出パイプの双方が、上記略帯状中空体の
長手方向の一端側に位置決めされ、上記供給パイプおよ
び排出パイプのいずれか一方のパイプの先端が、略帯状
中空体の長手方向の他端側まで延びているという構成を
とる。

【０００８】

【作用】上記課題を解決するために、本発明者等は、加
湿用水を供給する供給パイプおよび濃縮加湿用水を排出
する排出パイプの、中空体に対する配置態様を中心に一
連の研究を重ねた。その過程で、略帯状中空体の長手方
向の一端側から供給パイプを連通し、これと同じ側から
排出パイプも連通するという着想を得た。そこで、これ
ら供給パイプおよび排出パイプを上記中空体の長手方向
の一端側に位置決めし、そこから中空体内と連通させ、
かつ上記両パイプのいずれか一方のパイプの先端を、上
記中空体の他端側まで延ばして加湿器を作製した。すな
わち、この加湿器では、中空体の一端側にパイプをまと
めて配設しているため、加湿器の構造が簡単でコンパク
トになり、中空体の水密性も優れるようになる。また、
上記のように、２つのパイプのうち一方の先端を中空体
の他端側まで延ばしているため、例えば加湿用水が中空
体の一端側から入って他端側まで流れ２つのパイプのう
ち一方のパイプに導入される。その結果、加湿用水は、
中空体の内部を隅々まで循環することとなる。このよう
に水を循環させることにより、中空体内部で加湿用水が
均一に濃縮され濃度分極等が生じず、中空体全表面で均
一に水蒸気が発生するようになる。そして、上記循環し
て濃縮された水は適宜排出パイプから排出される。この
ように濃縮加湿用水を適宜排出することにより、中空体
を構成する水蒸気透過膜に対する不純物の付着を防止で
き、加湿器の水漏れや加湿性能の低下が生じなくなる。
なお、供給パイプを、排出パイプ内に位置決めし、２重
管構造にして中空体内と連通させると、中空体とパイプ
の連結部が一か所となり、水密性がさらに向上するよう
になる。このように、この発明によれば、加湿器のコン
パクト性等を損なうことなく加湿性能の低下等を防止す
ることが可能となる。

【０００９】つぎに、この発明を実施例に基づいて詳し
く説明する。

【００１０】

【実施例】この発明の加湿器の一実施例を図１に示す。
図において、１は略帯状の中空体であり、その長手方向
が蛇行状に屈曲され、その幅方向を送風管４の長手方向
（紙面に対し垂直方向）に合わせた状態で送風管４内に
配設されている。２はこの中空体１に加湿用水を供給す
るための供給パイプであり、３は濃縮加湿用水を排出す
るための排出パイプである。上記両パイプ２，３は、上
記略帯状中空体１の幅方向中央部に位置決めされてお
り、排出パイプ出口近傍で２重管構造になっている。６
は、送風空気の通路を確保するための波状隙間材であ
り、４は、前述のように、中空体１等が収容されている
送風管であり、紙面に対して垂直に延びている。図に示
すように、略帯状中空体１は、波状隙間材６を介して蛇
行状に曲成され膜モジュール化されている。注目すべき
は、供給パイプ２および排出パイプ３は、ともに中空体
１の長手方向の一端側に位置決めされ中空体１内へ２重
管構造をとって連通されている点である。この点につい
てより詳しく説明すると、排出パイプ３は、その内径が
供給パイプ２の外径より大きい太径パイプであり、この
太径の排出パイプ３が中空体１内と連通して一方の先端
口が中空体１内に位置している。そして、細径の供給パ
イプ２の一方の端部が、排出パイプ３の中空体１外に位
置するパイプ壁を貫通して排出パイプ３内に導かれ、こ
の排出パイプ３内を通して中空体１内に導入されてい
る。さらに、この供給パイプ２の端部は、中空体１内の
上記排出パイプ３先端口を通過して中空体１の蛇行に沿
って延びており、この供給パイプ２端部の先端口は、中
空体１の上記一端側と反対側の端部に達している。な
お、被加湿空気の送風手段および加湿空気の導出手段は
図示していない。

【００１１】この構成において、加湿用水が、送風管４
外に配置された加湿用水供給タンク（図示せず）から、
パイプ２を通じて、送風管４内に配設された中空体１に
供給され、この内部に満たされる。この状態で、ファン
等により送風管４内に被加湿空気を、図面の垂直方向に
おいて、前側から奥に向かって送風すると、中空体１内
部から発生する水蒸気により、被加湿空気が加湿されて
加湿空気となり、送風管４の奥に設けられた加湿空気の
導出手段（図示せず）により導出され、加湿対象となる
室内等に供給される。このとき、加湿用水は、パイプ２
の先端から中空体１内に吹き出され、反転して中空体１
内を出口方向に向かって流れる。そして、水蒸気の発生
により中空体１内部で濃縮された加湿用水は、その不純
物が膜に付着する前に、パイプ３により、中空体１外へ
適宜排出される。このようにして、濃縮加湿用水中の不
純物の膜への付着が防止されるため、水蒸気透過膜の水
蒸気透過性の低下や、水遮断性の低下を生じない。した
がって、加湿器の水漏れ等の事故や性能低下が防止され
るようになる。そして、供給パイプ２および排出パイプ
３が、中空体１の一端側から連通されているため、加湿
器の構造が簡単でコンパクトになっている。さらに、供
給パイプ２が、排出パイプ３内を通して中空体１内へ連
通されているため、中空体１の水密性が著しく向上す
る。

【００１２】なお、不純物が膜に付着する前に、中空体
１から濃縮加湿用水を排出する方法（排出タイミングの
制御方法）は、特に制限するものではない。例えば、中
空体１内部の水の流速と、中空体１の長手方向の長さ
（加湿用水の流路距離）とにより、加湿用水の濃縮速度
を調整し、膜に付着する直前の濃度で、中空体１から排
出するという方法があげられる。このように、中空体１
から濃縮加湿用水を排出するタイミングを調整すること
により、加湿用水を効率よく使用することが可能とな
り、コストを低く抑えることが可能となる。

【００１３】また、この実施例において、加湿器をエア
コン等の空調機と組み合わせて使用する場合は、ファン
等の送風手段を別個に設ける必要がなく、空調機の送風
機を使用することができる。また、加湿空気を導出する
手段についても同様である。

【００１４】つぎに、この発明の加湿器の主要構成部分
である供給パイプ２および排出パイプ３を備えた略帯状
中空体１の材質および基本構成について説明する。

【００１５】上記略帯状中空体１は、疎水性多孔質高分
子膜や無多孔質高分子膜等の水蒸気透過膜から形成され
たものである。この中空体の基本構成の一例を図２に示
す。１ａは、略帯状中空体を示し、２および３は供給パ
イプおよび排出パイプをそれぞれ示す。この供給パイプ
２および排出パイプ３は、前述と同様の２重管構造をと
って中空体１ａの長手方向の一端側から中空体１ａ内に
連通している。そして、供給パイプ２の先端は、排出パ
イプ３内を通過し、中空体１ａの他端側まで延びてい
る。つぎに、この中空体１ａの断面図を図３に示す。矢
印は、加湿用水の流路を示す。これ以外は、同一部分に
同一符号を付している。矢印で示すように、供給パイプ
２により中空体１ａの長手方向の上記他端側（中空体の
奥）に供給された加湿用水は、上記一端側まで流れ、こ
こで排出パイプ３の先端口から取り込まれて中空体１ａ
外へ排出される。このように、供給パイプ２の先端口お
よび排出パイプ３の先端口を、中空体１ａの長手方向両
端に分けて配置することにより、加湿用水が中空体１ａ
内部を隅々まで循環するようになる。これにより、中空
体１ａ内で均一に加湿用水が濃縮され、また中空体１ａ
の全表面において均一に水蒸気が発生するようになる。

【００１６】なお、上記中空体１ａ内の加湿用水の流路
は、上記流路と逆であってもよい。すなわち、排水パイ
プ３を供給パイプとし、供給パイプ２を排出パイプとす
る。そして、排出パイプ２から、加湿用水を中空体１ａ
内に供給し、供給パイプ２から濃縮加湿用水を排出する
ようにする。このような流路としても、中空体１ａ内を
加湿用水は隅々まで循環する。

【００１７】また、図４には、中空体の基本構成の他の
一例を示す。図示のように、供給パイプ２ａおよび排出
パイプ３ａが、中空体１ａの長手方向の一端側から、別
々に連通している。このようなパイプ配設であっても、
加湿器化したときの構造の単純性およびコンパクト性が
優れるようになる。しかし、水密性の見地から、図３に
示すようなパイプ配設のほうが望ましい。

【００１８】また、上記供給パイプ２および排出パイプ
３の構成材料としては、ポリエチレン，ポリプロピレ
ン，ポリ塩化ビニル，ナイロン，ポリテトラフルオロエ
チレン（ＰＴＦＥ），フッ素ゴム，イソプレンゴム，ブ
チレンゴム，天然ゴム，シリコーン等があげられる。こ
のなかでも、耐久性，加工性，フレキシブル性等の見地
からポリエチレン，シリコーン等が好ましく、なかでも
シリコーンが最適である。そして、供給パイプ２のサイ
ズは、加湿器の大きさ等により適宜決定されるが、通
常、外径５〜２０ｍｍ、内径３〜１５ｍｍの範囲であ
る。また、排出パイプ３のサイズも、加湿器の大きさ等
により適宜決定されるが、通常、外径１５〜３０ｍｍ、
内径１０〜２５ｍｍの範囲である。

【００１９】そして、通常、中空体１ａには、加湿用水
の流路となる空間を確保するためのスペーサー５が挿入
されている。このスペーサー５は、図５に示すように板
状であり、一定の間隔で線状凸部が形成されたものであ
る。この材質としては、シリコーン等の柔らかいゴムが
あげられる。また、このスペーサーのサイズは、膜モジ
ュールの大きさ等により適宜決定されるが、通常、厚み
０．５〜５ｍｍ、線状凸部の高さが０．５〜３ｍｍの範
囲のものを使用することが好ましい。

【００２０】なお、この中空体１ａを加湿器に応用する
場合は、通常、膜モジュール化されて使用される。この
膜モジュールとしては、前述したような、帯状の中空体
１ａを、波状隙間材６を介して蛇行状に曲成し多層とし
たものがあげられる。この膜モジュールの斜視図を図６
に示す。このように中空体を膜モジュール化することに
より、中空体の表面積（水の表面積）を減少させること
なくコンパクト化を図ることが可能となる。図におい
て、７は蛇行状膜モジュールを示し、２および３は、供
給パイプおよび排出パイプをそれぞれ示す。

【００２１】また、膜モジュールとしては、上記の蛇行
状の膜モジュール７の他に、図７に示すようなスパイラ
ルモジュール７ａがあげられる。このモジュール７ａ
は、略帯状の中空体１ａを、波状間隔材６を介していわ
ゆる巻き寿司状に巻いてスパイラル状としたものであ
る。図において、２および３は供給パイプおよび排出パ
イプをそれぞれ示し、８は膜モジュールを担持するため
の型枠を示す。このスパイラルモジュール７ａ内に加湿
用水を貯留し、図に示すようにして乾燥空気９ａを送風
することにより、水蒸気が供給されて加湿空気９ｂを発
生させることができる。

【００２２】そして、上記スパイラルモジュールに対す
るこの発明の応用は、他の膜モジュールへの応用以上に
構造の単純性という利点が発揮されるようになる。すな
わち、上記のように、このスパイラルモジュール７ａ
は、略帯状中空体１ａを巻回したものであり、その長手
方向の一端は膜モジュール内部に位置するようになる。
したがって、従来のようにして排出パイプを設けると、
この排出パイプを膜モジュール外に引き出す必要があ
り、このための配管が複雑となる。そして、この複雑な
配管のため、スパイラルモジュールの製造も極めて煩雑
となる。しかし、この発明を応用し、略帯状中空体の一
端側に供給パイプと排出パイプの双方を設けると、複雑
な配管等を排除することができ、構造の簡素化を実現で
きる。また、配管工程を必要とせず、略帯状中空体の巻
回工程だけでスパイラルモジュールを作製することがで
きるため、その製造も簡単になる。

【００２３】さらに、膜モジュールとしては、上記２種
類の膜モジュールの他に、平膜モジュール，中空糸モジ
ュール，管状モジュール，プレート型モジュール等があ
げられる。

【００２４】つぎに、この中空体１の構成材料である無
多孔質高分子膜および疎水性多孔質高分子膜について説
明する。

【００２５】まず、無多孔質高分子膜としては、例え
ば、ポリビニルアルコール，ポリエーテルウレタン，酢
酸セルロース等の素材からなる親水性高分子膜や、イオ
ン交換膜があげられる。この中でも、透湿性，耐久性が
優れるイオン交換膜を使用することが好ましい。

【００２６】このイオン交換膜の膜厚は、通常０．１〜
５００μｍ、好ましくは０．５〜３００μｍの範囲であ
る。そして、以下に示す含水率および水蒸気透過係数の
範囲のものであれば、特に制限するものではない。

【００２７】まず、上記含水率は、下記の式（１）で算
出されるものであり、通常１０〜２５０％、好ましくは
２０〜１６０％の範囲である。

【００２８】

【数１】

【００２９】そして、水蒸気透過係数は、５〜２００ｇ
／ｍ²・ｈｒ・ｍｍＨｇの範囲、好ましくは１０〜１８
０ｇ／ｍ²・ｈｒ・ｍｍＨｇの範囲のものである。この
範囲は、加湿器に使用する膜として充分な範囲である。
この水蒸気透過係数は、純水を用い、かつ一定の線速で
調湿空気を送風した時の膜の水蒸気透過量を、単位膜面
積，単位時間，単位蒸気圧で換算した値である。具体的
には、イオン交換膜を隔て、１次側に２０℃の純水を供
給し、２次側に調湿空気（２０℃×１０％ＲＨ）を線速
５ｍ／ｓで送風して、１次側の純水の減少量の測定によ
り算出できる。

【００３０】上記イオン交換膜のイオン交換基の型とし
て、例えば、スルホン酸とスルホン酸塩基，カルボン酸
とカルボン酸塩基，リン酸とリン酸塩基，酸性水酸基と
酸性水酸基塩基のカチオン交換基の型、一〜三級アミノ
基，四級アンモニウム基等のアニオン交換基の型があげ
られる。このなかでも、水蒸気透過性，吸水性，放湿性
等の見地から、下記の一般式で表されるカルボン酸塩基
が好ましい。

【００３１】−ＣＯＯＭ

【００３２】上記式において、Ｍはアルカリ金属類であ
る。そして、カルボン酸塩基のなかでも、アルカリ金属
類が、Ｎａ⁺，Ｋ⁺のものが特に好ましい。

【００３３】このようなイオン交換膜は、例えば、カチ
オン交換基を有する単量体を高分子基材にグラフト重合
することにより作製することができる。

【００３４】上記高分子基材としては、ポリアクリル酸
メチル，ポリアクリル酸エチル，ポリアクリル酸ブチ
ル，ポリメタクリル酸メチル，ポリメタクリル酸ブチ
ル，ポリアクリロニトリル，ポリエチレン，ポリプロピ
レン，ポリイソブチレン，ＰＴＦＥ，ポリ塩化ビニル，
ポリビニルアルコール，ポリビニルピロリドン，セルロ
ース，ポリジメチルシロキサン，ポリアミド等をあげる
ことができる。このなかでも、安価で成形加工性に優れ
たポリエチレンを使用することが好ましい。なお、これ
らの高分子基材は、電子線照射，架橋剤の添加等により
架橋されたものであってもよい。

【００３５】また、カチオン交換基を有する単量体とし
ては、例えば、上記カルボン酸塩基を導入する場合は、
カルボキシル基を有するビニル単量体が用いられる。す
なわち、電子線照射等の公知の処理を高分子基材に施
し、これに上記ビニル単量体をグラフト重合する。その
後、アルカリ金属水酸化物の水溶液で中和することによ
り、カルボキシル基がカルボン酸塩基となる。上記ビニ
ル単量体としては、メタクリル酸を使用することが好ま
しい。また、アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナ
トリウム，水酸化カリウム，塩化カリウム等があげられ
る。

【００３６】上記イオン交換膜において、グラフト重合
により導入される単量体の割合（グラフト率）は、１０
〜１００％の範囲が好ましく、特に好ましくは、２０〜
８０％の範囲である。すなわち、１０％未満であると、
水蒸気透過性が小さくなる傾向がみられ、逆に１００％
を超えると吸湿した際に膜強度が低下する傾向がみられ
るからである。このグラフト率（％）は、下記の式
（２）で算出されるものであり、反応時間を変えること
により調整することができる。

【００３７】

【数２】

【００３８】つぎに、中空体のもう一つの構成材料であ
る疎水性多孔質高分子膜としては、例えば、ポリエチレ
ン，ポリプロピレン，ポリスチレン，ポリ塩化ビニル，
ポリ塩化ビニリデン，ポリカーボネート，ＰＴＦＥ等の
フッ素系樹脂等の素材からなる膜があげられる。このな
かでも、製膜性，耐久性等の観点からＰＴＦＥが好まし
い。

【００３９】また、疎水性多孔質高分子膜としては、平
均孔径が０．１〜１０μｍのものを使用することが好ま
しい。すなわち、０．１μｍの未満であると、水蒸気の
透過抵抗が大きくなり加湿性能が低下する傾向がみられ
るからである。逆に、１０μｍを超えると水の遮断性が
低下したり、膜強度が低下する傾向がみられるからであ
る。また、気孔率（％）は、４０〜９５％の範囲が好ま
しい。４０％未満であると加湿性能が低下する傾向がみ
られ、逆に、９５％を超えると水漏れが発生するおそれ
があるからである。そして、膜の厚みは、５〜２００μ
ｍの範囲、好ましくは１５〜１５０μｍの範囲に設定さ
れる。すなわち、５μｍ未満であると、膜強度の低下や
ピンホールの発生のおそれがあり、実用化が困難だから
である。逆に、２００μｍを超えると水蒸気の透過抵抗
が大きくなり、加湿性能が低下するおそれがあるからで
ある。

【００４０】上記の無多孔質高分子膜および疎水性多孔
質高分子膜は、それぞれ単独で用いてもよいが、膜強度
の向上のため、これらを組み合わせて高分子複合膜とし
て使用してもよい。

【００４１】この高分子複合膜は、上記２種類の膜を貼
着して一体化することにより作製することができる。こ
の貼着方法としては、加熱溶融して融着する方法や、エ
ポキシ樹脂等の接着剤を使用する方法等があげられる。
この時、水蒸気透過性の観点から完全に貼着して一体化
するのではなく、例えば、５〜１０ｍｍ間隔で部分的に
結合する点結合が好ましい。

【００４２】さらに、上記高分子複合膜と、水や水蒸気
を自由に透過させる素材とを複合化して使用してもよ
い。このような素材としては、例えば、天然繊維，化学
繊維，金属繊維等からなる織布あるいは不織布があげら
れる。この複合化も融着や接着等により貼着する方法が
あげられる。また、この貼着も上記と同様に完全に貼着
して一体化するのではなく、例えば、５〜１０ｍｍ間隔
で部分的に結合する点結合が好ましい。この複合化によ
り、膜強度等をより一層向上させることが可能となり、
長寿命となる。

【００４３】つぎに、この実施例の加湿器の製法の一例
について説明する。図１に示すような加湿器は、供給パ
イプ２および排出パイプ３を備えた中空体１ａを作製
し、ついでこれを蛇行状に曲成して膜モジュール化し、
この膜モジュール化された中空体１を送風管４内に組み
込むことにより作製することができる。

【００４４】より詳しく説明すると、まず、図２に示す
ような供給パイプ２および排出パイプ３を備えた帯状の
中空体１ａを作製する。この中空体１ａは、例えば、供
給パイプ２および排出パイプ３とを組み合わせて複合化
し、この複合化された供給パイプ２等を、必要に応じて
スペーサー５と共に水蒸気透過膜で覆うことにより作製
することができる。

【００４５】上記パイプの複合化は、例えば、つぎのよ
うにして行うことができる。すなわち、内径が供給パイ
プ２の外径より大きい太径の排出パイプ３と、細径の供
給パイプ２を準備する。そして、排出パイプ３のパイプ
壁の所定位置に貫通孔を設ける。つぎに、供給パイプ２
の一方の端部を、上記貫通孔を通して排出パイプ３内に
引き込む。そして、この引き込まれた供給パイプ２の端
部を、排出パイプ３の一方の先端口から引出し、さらに
この先端口からパイプ外へ充分に延ばす。このとき、供
給パイプ２の全部を排出パイプ３内に引き込むのではな
く、供給パイプ２の他の端部は、上記貫通孔から排出パ
イプ３外に残置する。このようにして、供給パイプ２と
排出パイプ３とが、一部分で２重管構造をとり複合化さ
れる。

【００４６】一方、帯状の水蒸気透過膜およびスペーサ
ーを準備する。そして、この水蒸気透過膜の上に、スペ
ーサー５および複合化された供給パイプ２等を膜の長手
方向に沿うようにして配置する。この時、複合化された
供給パイプ２等は、排出パイプ３の上記貫通孔が膜外に
位置するようにし、供給パイプ２端部が引き出されてい
る排出パイプ３先端口を膜の中心部に向けて両パイプの
２重管構造部分が膜の短辺の縁部に位置するようにして
上記膜上に配置する。そして、この状態で膜を幅方向に
折り曲げて供給パイプ２等およびスペーサー５を覆う。
ついで、膜の縁同士や、パイプと膜の接触部をエポキシ
樹脂等の通常使用される接着剤で接着する。このように
して、帯状の中空体１ａを作製する。

【００４７】つぎに、この帯状の中空体１ａを図６に示
すように波状隙間材６を介して蛇行状に曲成することに
より、膜モジュール７を作製する。そして、図１に示す
ように、膜モジュール化された中空体１を送風管４内に
配置する。そして、中空体１から延びている供給パイプ
等を、上記送風管４の貫通孔を通し管４外へ引出すこと
により、図示のような構成の加湿器を作製することがで
きる。なお、前述したように、送風手段は、ファンやブ
ロアー等が用いられるが、空調機の送風管等に加湿器を
取り付ける場合は、別個に設ける必要はない。また、加
湿空気の導出手段についても同様である。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、この発明の加湿器は、中
空体内に加湿用水を供給する供給パイプ、および濃縮加
湿用水を中空体外に排出する排出パイプの双方を、略帯
状中空体の長手方向の一端側に位置決めし、中空体内と
連通させている。このため、中空体を膜モジュール化し
て加湿器としたときに、加湿器の構造がコンパクトかつ
単純なものとなる。また、中空体の水密性も優れるよう
になり、中空体とパイプとの連結部分からの水漏れも生
じないようになる。また、上記排出パイプから、濃縮加
湿用水を適宜排出するため、中空体を構成する水蒸気透
過膜に不純物が付着しなくなる。このため、長期間加湿
器を使用しても、中空体からの水漏れや、加湿性能の低
下等が発生しなくなる。また、この発明の加湿器は、上
記供給パイプおよび排出パイプのいずれか一方のパイプ
の先端を、中空体の他端側までのばしている。このた
め、加湿用水が，中空体内部を隅々まで循環し、濃度分
極を起こさず均一に濃縮され、かつ中空体の全表面にお
いて均一に水蒸気が発生するようになる。このため、中
空体からの水蒸気発生効率が向上し、加湿器の加湿能力
が優れるようになる。すなわち、この発明の加湿器は、
低コストで優れた加湿作用を奏する加湿器であり、また
長期間使用しても加湿能力の低下もなく、中空体自身や
中空体とパイプとの連結部からの水漏れ等の故障が発生
しない長寿命の加湿器である。したがって、この発明の
加湿器を使用することにより、長期間低コストで室内等
を充分に加湿することができるようになる。

【００４９】つぎに、具体例について説明する。

【００５０】

【具体例１】以下に示すようにして、図７に示すよう
な、イオン交換膜製スパイラルモジュール７ａを作製し
た。

【００５１】まず、イオン交換膜を作製した。すなわ
ち、厚み２５μｍのポリエチレンフィルムを準備し、こ
れに電子加速器を用いて１０メガラドの電子線を照射し
た。一方、メタクリル酸１２０重量部（以下「部」と略
す）、硫酸第一鉄０．１２部をメタノール１６０部に溶
解した。そして、この溶液を７３℃に加熱し、この加熱
溶液中に、電子線を照射したポリエチレンフィルムを１
５分間浸漬してグラフト重合を行った。ついで、このポ
リエチレンフィルムを７０℃の蒸留水で水洗した後、風
乾した。そして、このフィルムを６０℃の３０重量％塩
化カリウム水溶液に２４時間以上浸漬した後、幅２２ｃ
ｍ×長さ５ｍにカットして目的とするイオン交換膜を作
製した。

【００５２】一方、外径５ｍｍ，内径４ｍｍのポリエチ
レン製供給パイプ２および外径７ｍｍ，内径６ｍｍのポ
リエチレン製排出パイプ３を準備し、これらを前述した
ようにして複合化した。また、厚み１ｍｍで線状凸部の
高さが１ｍｍのゴム製スペーサー準備した。そして、前
述のように、これらを上記のイオン交換膜上に長手方向
に沿うように配置し、膜を幅方向に折ってスペサー等を
覆った。そして、イオン交換膜同士が重なる縁部や、膜
とパイプの接触部をエポキシ樹脂で接着して、図２に示
すような、供給パイプ２および排出パイプ３を備えた略
帯状の中空体１ａを作製した。ついで、この中空体１ａ
を、波の高さ５ｍｍ、ピッチ１０ｍｍのポリエチレン製
の波状隙間材６を介していわゆる巻き寿司状に巻き、こ
れをポリ塩化ビニル製の型枠８で担持し、図７に示すよ
うな膜面積が２ｍ²のスパイラルモジュール７ａを作製
した。

【００５３】このスパイラルモジュールに４０℃の純水
を供給し、除湿器と他の加湿器で調整した４０℃，１０
％ＲＨの調湿空気を送風機で線速１ｍ／ｓで送風した。
そして、スパイラルモジュールの加湿性能を、単位時間
当たりの純水の減少量を測定することにより調べた。そ
の結果、このスパイラルモジュールは、送風初期におい
て３０００ｇ／ｈｒの加湿性能を示した。

【００５４】つぎに、供給パイプ２および排水パイプ３
のそれぞれの供給口および排水口にチューブポンプを取
り付けた。そして、上記純水に代えて４０℃の水道水を
用い、加湿量と同量の濃縮加湿用水を排出しながら連続
加湿試験を行った。その結果、１０００時間経過後にお
いても、加湿性能は３０００ｇ／ｈｒを維持し、また中
空体自身からの水漏れや、吸水パイプ２等と中空体との
連結部分からの水漏れは、発生しなかった。このことか
ら、この加湿器は、水密性に優れ、長時間運転しても加
湿性能の低下や水漏れ等の事故が発生しないといえる。

【００５５】

【具体例２】水蒸気透過膜として、平均孔径０．６μ
ｍ，気孔率９０％，膜厚１５μｍのＰＴＦＥフィルムを
使用し、これ以外は具体例１と同様にして図７に示すよ
うなスパイラルモジュール（膜面積２ｍ²）を作製し
た。そして、具体例１と同様にして送風初期の加湿性能
を測定したところ、２５００ｇ／ｈｒであった。

【００５６】つぎに、このスパイラルモジュールについ
て、具体例１と同様にして連続加湿試験を行った。その
結果、１０００時間経過後においても、加湿性能は２５
００ｇ／ｈｒを維持し、また中空体自身からの水漏れ
や、中空体とパイプの連結部からの水漏れも発生しなか
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の加湿器の一実施例の構成を示す断面
図である。

【図２】上記実施例の中空体の基本構成を示す斜視図で
ある。

【図３】上記中空体の基本構成の断面図である。

【図４】上記実施例における、その他の中空体の構成を
示す斜視図である。

【図５】上記中空体内にスペーサーが挿入された状態を
示す断面斜視図である。

【図６】上記実施例における膜モジュールの一例を示す
斜視図である。

【図７】上記実施例における他の膜モジュールを示す斜
視図である。

【図８】従来の加湿器の構成を示す斜視図である。

【図９】従来の加湿器の構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１略帯状の中空体２供給パイプ３排出パイプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水蒸気透過膜から形成された密封状の中
空体と、この中空体内に連通し内部に加湿用水を供給す
る供給パイプと、上記中空体内に連通し濃縮加湿用水を
中空体内部から排出する排出パイプと、上記中空体の外
周に対し被加湿空気を送風し接触させる送風手段と、加
湿された空気を導出する導出手段とを備えた加湿器であ
って、上記中空体が略帯状であり、上記供給パイプおよ
び排出パイプの双方が、上記略帯状中空体の長手方向の
一端側に位置決めされ、上記供給パイプおよび排出パイ
プのいずれか一方のパイプの先端が、上記略帯状中空体
の長手方向の他端側まで延びていることを特徴とする加
湿器。
【請求項２】供給パイプの先端が、排水パイプの出口
側から排水パイプ内を通過し、中空体の上記他端側に延
びている請求項１記載の加湿器。
【請求項３】水蒸気透過膜が、無多孔質高分子膜であ
る請求項１または２記載の加湿器。
【請求項４】略帯状の中空体を、波状隙間材を介し巻
回してスパイラル状とした請求項１〜３のいずれか一項
記載の加湿器。
【請求項５】略帯状の中空体を、波状隙間材を介し蛇
行状に曲成した請求項１〜３のいずれか一項記載の加湿
器。