JPH07243673A

JPH07243673A - 加湿器

Info

Publication number: JPH07243673A
Application number: JP3735794A
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: 1994-03-08
Filing date: 1994-03-08
Publication date: 1995-09-19

Abstract

(57)【要約】【目的】優れた加湿能力を備え、かつ中空体内の空気
を高効率で排気することが可能な加湿器を提供する。【構成】無多孔質高分子膜製の密封状の中空体１と、
この中空体１内と連通しその内部に加湿用水５を供給す
る供給パイプ３と、上記中空体１の外周に対して被加湿
空気を送風して接触させる送風手段と、加湿空気を導出
する導出手段とを備えた加湿器であって、上記中空体１
内に、気体のみを透過させる通気膜から形成された中空
排気部材２が配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、無多孔質高分子膜を
使用した加湿器に関するものである。さらに詳しくは、
無多孔質高分子膜製の密封状の中空体内に滞留する空気
を容易に排出することが可能な加湿器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】水の蒸発面積を拡大して加湿能力を高め
た自然蒸発式加湿器として、水蒸気透過膜を用いた加湿
器が提案され一部で実施されている（特開昭６０−１７
１３３７号公報）。この加湿器の一例を図８に示す。図
示のように、この加湿器は、水蒸気透過膜を用いて形成
された帯状の中空体１ａを、長手方向に波状隙間材４を
介し蛇行状に曲成し多層にして膜モジュール化してい
る。３は、中空体１ａ内に加湿用水を供給するための供
給パイプであり、上記中空体１ａの長手方向の一端側に
配設され、中空体１ａ内と連通している。６は、前述の
蛇行状膜モジュールである。この構成において、中空体
１ａ内に加湿用水を供給し、膜モジュール６ｂに対して
空気を送風すると、送風空気が中空体１ａの表面と接触
し、中空体１ａ内で発生する水蒸気によって加湿され
る。このように中空体を膜モジュール化することによ
り、加湿器のコンパクト化が可能となると同時に、水の
蒸発面積を充分に確保することができ、加湿能力が向上
するようになる。また、自然蒸発式であるため、電熱
式，スプレー式，超音波式等の他の方式の加湿器に較
べ、イニシャルコストやランニングコスト等のコスト面
でも有利である。

【０００３】上記加湿器の水蒸気透過膜としては、一般
に疎水性多孔質高分子膜が使用されている。この膜は、
多数の小孔を備え、この小孔により水蒸気を透過させる
という性質を有する一方、膜自身が疎水性であるため、
水（液体）を透過させないという性質を有する。しか
し、この疎水性多孔質高分子膜は、長期間使用すると膜
に加湿用水中の炭酸カルシウム等の不純物が付着し、膜
の疎水性が喪失するようになる。このため、この膜を用
いた加湿器は、長期間使用すると水漏れが発生してい
た。

【０００４】そこで、上記疎水性多孔質高分子膜に代え
て、同じ水蒸気透過性を有する膜である無多孔質高分子
膜の適用が検討されている。この膜は、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に拡散さ
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が発生しな
い水遮断性に優れた膜である。そして、この膜の水蒸気
透過性能は、疎水性多孔質高分子膜と同等かそれ以上の
性能を有する膜である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この膜
は、水蒸気透過性の膜であるが、空気を透過させないた
め、この膜を用いて形成された中空体は、滞留空気の問
題を有する。すなわち、この膜を用いて形成された中空
体に加湿用水を注入しようとしても、中空体内の滞留空
気が排出されないため、水の注入が困難になる。また、
中空体内の空気をうまく排気して水を注入しても、加湿
器の使用中に加湿用水中の溶存空気が温度の上昇ととも
に気化して中空体内に滞留するようになる。この滞留に
よって、水蒸気の膜透過が阻害されたり、滞留空気圧に
よって中空体が損傷を受け、加湿器の寿命が短くなる等
の弊害が生じていた。

【０００６】上記滞留空気の問題を解決する方法とし
て、図９に示すように、多孔質高分子素材等の気体のみ
を透過させる素材を用いて形成された排気部材２ｂを形
成し、これを中空体１内に配設するという方法があげら
れる。図において、５は加湿用水を示し、また矢印は、
中空体１内から上記排気部材２ｂを通じて空気が排気さ
れる様子を示す。このようにすれば、中空体１内の滞留
空気の排出が可能となる。しかし、排気部材の形成に使
用される上記素材は、通気性を有するとともに、水遮断
性を備える必要があり、このような素材で形成された排
気部材は、一般に、通気性が小さい。したがって、中空
体内の滞留空気の排気に時間がかかるため、加湿用水の
注入の問題は改善されない。また、加湿器の使用時に発
生する気化空気の排出も滞るため、結局、気化空気が滞
留することとなる。排気性を向上させるため、通気性の
高い素材を使用して排気部材を形成すると、上記排気部
材とは逆に、水遮断性がわるくなり、この排気部材を通
じて加湿用水が漏出するおそれがある。この漏出した加
湿用水は、送風空気および加湿空気に混入して蒸発し、
この結果、加湿用水中の不純物が析出して、例えば、送
風管の管壁や、加湿器が置かれた室内等で炭酸カルシウ
ム等の白粉が発生するおそれがある。

【０００７】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、優れた加湿能力を備え、かつ中空体内の空気
を高効率で排気することができる加湿器の提供をその目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の加湿器は、無多孔質高分子膜製の密封
状の中空体と、この中空体内と連通しその内部に加湿用
水を供給する供給パイプと、上記中空体の外周に対して
被加湿空気を送風して接触させる送風手段と、加湿空気
を導出する導出手段とを備えた加湿器であって、上記中
空体内に、気体のみを透過させる通気膜から形成された
中空排気部材が配設されているという構成をとる。

【０００９】

【作用】上記課題を解決するために、この発明の加湿器
は、気体のみを透過させる通気膜から形成された中空排
気部材を、加湿用水が満たされている中空体内部に配設
している。すなわち、上記中空排気部材は、主として、
上記加湿用水中の溶存空気が気化して発生する空気等の
気体を、それ自身の内部に導入して中空体外に逃がすも
のであり、通気性とともに水遮断性を備えているが、通
気膜を中空パイプ状等に形成して構成されており、内部
が詰まった中実状のものではないため、空気等が透過す
る厚みが薄くなり、通気性に優れるようになる。さら
に、中空排気部材の中空空間自体が、排気空間となるた
め、この空間を通して、排気部材内に導入された空気等
が円滑に中空体外に排気されるようになる。したがっ
て、中空体に加湿用水を注入する際は、中空体内の滞留
空気が、上記排気部材により、注入に従い排出されるた
め、加湿用水の中空体への注入が容易となる。また、加
湿器使用時に加湿用水の温度が上昇し溶存空気が気化し
ても、この気化空気は、速やかに中空排気部材内に導入
され、中空体外へ随時排出されるため、中空体内に空気
が滞留しなくなる。なお、上記中空排気部材端部を、送
風空気および加湿空気に接触しない場所まで延設し、こ
の端部に、排気開口を形成するようにすれば、排気部材
の損傷等により排気部材を通して加湿用水が中空体外に
漏出しても、加湿空気等に混入しなくなる。このため、
例えば、送風管の管壁や室内等において、加湿用水中の
不純物に起因する白粉が発生しなくなる。

【００１０】つぎに、この発明を実施例に基づき詳しく
説明する。

【００１１】

【実施例】この発明の加湿器の一実施例を図１に示す。
１は、無多孔質高分子膜製の帯状中空体であり、その長
手方向が波状隙間材４を介して蛇行状に曲成され膜モジ
ュール化されている。そして、この中空体１は、その幅
方向を送風管７の長手方向（紙面に対して垂直方向）に
合わせた状態で送風管７内に設置されている。３は、上
記中空体１内に加湿用水５を供給するための供給パイプ
であり、その一端は、上記中空体１の長手方向の一端と
連結し中空体１内と連通している。また、供給パイプ３
の他端は、送風管７の管壁を貫通して管外に延び、加湿
用水供給タンク（図示せず）と連結している。５は、加
湿用水であり、上記供給パイプ３を通じて中空体１内に
満たされている。そして、２は、中空パイプ形状の中空
排気部材であり、上記中空体１内にその長手方向の蛇行
に沿って挿入されている。また、この中空排気部材２の
両端は、中空体１長手方向両端部付近から中空体１を構
成する膜を貫通し、さらに送風管７の管壁を貫通し送風
空気と接触しない場所まで延設されている。そして、こ
の両端には、空気を排出するための排気開口（図示せ
ず）が形成されている。６は、前述の蛇行状膜モジュー
ルである。この膜モジュールの斜視図を図２に示す。図
において、図１と同一部分には同一符号を付している。

【００１２】この構成（図１）において、加湿用水５
が、送風管７外に設置された加湿用水供給タンク（図示
せず）から供給パイプ３を通して中空体１内へ供給さ
れ、この内部に満たされる。この注入の際、中空体１内
の空気は、中空排気部材２によって中空体１外に排気さ
れる。ここで注目すべき点は、排気部材２が中空状とな
って空気が透過する部分が薄くなっている点、および排
気部材２の中空空間が排気空気の流路となっている点の
２点である。この２つの特徴的構成により、空気が速や
かに排気部材２内部に取り込まれ、流路空間を抵抗無く
流れて中空体１外に導出される。したがって、滞留空気
の排気に滞りがなく、上記加湿用水５の注入は、滞留空
気に阻害されず円滑に行うことが可能となる。つぎに、
このように、加湿用水５を中空体１内に満たした状態
で、ファン等により送風管７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、送風空気が加
湿されて加湿空気となり、送風管７の奥に設けられた加
湿空気の導出手段（図示せず）により導出されて、加湿
対象となる室内等に供給される。この送風時に、加湿用
水５中の溶存空気が、温度の上昇とともに気化するが、
この気化空気も、上記排気部材２によって中空体１外に
速やかに排気される。したがって、送風時においても、
中空体１内部に空気が滞留することがないため、滞留空
気による水蒸気の膜透過の阻害がなく、また滞留空気圧
力による中空体１の損傷も発生しなくなる。そして、前
述のように、排気部材２の両端は、送風管７外に位置し
ており、この両端の排気開口から滞留空気が排出され
る。このため、仮に、排気部材２が損傷を受け、あるい
は水遮断性が低下し水漏れが発生したとしても、漏出し
た水が、送風空気や加湿空気と接触するおそれがない。
このため、送風管７の管壁や室内等で、加湿用水中の不
純物に起因する白粉が発生することがない。

【００１３】上記加湿器の使用時において、中空体１内
部の水５は流動しない。すなわち、加湿器を運転する際
には、加湿用水５が中空体１内部を流れている必要はな
く、蒸発によって減少した分が、タンクのヘッド圧によ
り中空体１内に補充される。このため、この加湿器は、
クローズドシステムとなって、その構造が単純となって
いる。また、上記構成において、例えば、膜モジュール
６をエアコンやヒーター等の空調機の送風管の出口付近
に取り付ける場合は、送風手段を別個に設ける必要はな
く、空調機の送風機を利用できる。

【００１４】つぎに、この発明の加湿器のその他の構成
を図３に基づき説明する。

【００１５】この加湿器は、膜モジュールとしてスパイ
ラルモジュールを用いたものである。図において、１２
は加湿器であり、この加湿器１２の内部空間は、隔壁１
７により上下に２分されている。上部空間は、送風路１
３であり、複数のスパイラルモジュール６ａが配設され
ている。また、下部空間は、スパイラルモジュール６ａ
から排気された空気の排気流路１６であり、この底部の
所定位置に排気口１４が形成されている。そして、加湿
器１２外に加湿用水タンク１５が配置されており、加湿
用水供給ライン１０および供給パイプ３によりスパイラ
ルモジュール６ａ内と連通している。そして、それぞれ
のスパイラルモジュール６ａにおいて、その外周所定部
およびモジュール中心部の２か所から、排気ライン１１
が延びており、この先端部は、隔壁１７を通り、排気流
路１６に達している。

【００１６】上記スパイラルモジュール６ａをさらに詳
しく説明すると、図４の斜視図に示すように、帯状の中
空体１が、波状隙間材４を介し、その一端がモジュール
中心に位置するように長手方向に巻回され、型枠８で担
持されている。また、上記中空体１の長手方向他端は、
上記型枠８から突出している。そして、この中空体１内
には、その長手方向にそって排気部材２が挿入され、中
空体１の長手方向両端から、上記排気部材２の両端が中
空体１外に延びている。そして、この排気部材２の両端
は、それぞれ排気ライン１１（図示せず）と連結してい
る。また。型枠８から突出している中空体１の他端に
は、供給パイプ３の一端が連結しており、この供給パイ
プ３の他端は、加湿用水供給ライン１０（図示せず）と
連結している。

【００１７】上記図３の構成において、加湿用水５が、
加湿器１２外に設置された加湿用水供給タンク１５から
供給ライン１０を通してスパイラルモジュール６ａの中
空体１内に供給され、この内部に満たされる。この注入
の際、前述の構成例と同様に、中空体１内の空気は、中
空排気部材２により滞ることなく円滑に排気される。そ
して、中空体１外に排気された空気は、排気ライン１１
により、排気流路１６に導出される。そして、この流路
１６の排気口１４により、加湿器１２外に排出される。
このように、排気ライン１１および隔壁１７により、排
気空気の流路と、送風空気の流路とを隔てているため、
仮に、排気部材２の損傷等により排気部材２を通じて水
が漏出しても、送風空気等に接触することがない。つぎ
に、加湿用水５を中空体１内に満たした状態で、ファン
等により送風路１３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、スパイラ
ルモジュール６ａから発生する水蒸気により、送風空気
が加湿されて加湿空気となり、送風路１３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
て、加湿対象となる室内等に供給される。この送風時
に、スパイラルモジュール６ａにおいて、加湿用水５中
の溶存空気が、温度の上昇とともに気化するが、この気
化空気も、上記排気部材２，排気ライン１１および排気
流路１６によって加湿器１２外に随時排出される。した
がって、送風時においても、中空体１内部に空気が滞留
することがなく、スパイラルモジュール６ａは、常時、
優れた加湿性能を奏するようになる。

【００１８】なお、加湿器の構成例の説明において、蛇
行状膜モジュール６およびスパイラルモジュール６ａを
あげて説明したが、これに限定されるものではない。こ
の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、これらの膜モジュールも、この発明の加
湿器に適用することが可能である。

【００１９】つぎに、この発明の加湿器の特徴部分であ
る排気部材について説明する。

【００２０】上記排気部材は、前述のように、気体のみ
を透過させる通気膜から形成された中空状の排気部材で
ある。この排気部材の態様として、例えば、以下に示す
２つの態様があげられる。

【００２１】まず、第１の態様として、図５（Ａ）に示
すように、両端開口の中空パイプ状の排気部材２があげ
られる。図において、１は、中空体を示し、この内部に
は加湿用水５が満たされている。そして、上記中空パイ
プ状の排気部材２が、中空体１内を長手方向に貫通して
おり、その両端開口部は、中空体１外に突出している。
また、矢印は、空気の流れを示す。このように、両端開
口の排気部材２を使用すれば、排気箇所が２か所となる
ため、排気効率が向上するようになる。さらに、この両
端のそれぞれに、中空チューブ８の一端が連結されてお
り、中空チューブ８の他端（図示せず）は、送風空気と
接触しない場所に延設されている。このように、排気部
材２と中空チューブ等の他の部材とを連結し、排気開口
を送風空気等と接触しない場所に形成することも可能で
ある。この中空チューブとしては、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，ブチルゴム，天然ゴム，シリコーンゴム等の素材
からなるチューブがあげられる。このなかで、耐久性，
加工性，フレキシブル性等の見地から、シリコーンゴム
が好ましい。

【００２２】また、第２の態様としては、図５（Ｂ）に
示すように、一端閉塞の中空パイプ状の排気部材２ａが
あげられる。これ以外は、図５（Ａ）と同一部分に同一
符号を付している。このような構成の排気部材２ａであ
っても、中空体１内から空気を速やかに排気することが
可能である。しかし、排気効率の観点から、図５（Ａ）
に示す態様の両端開口の排気部材２を使用することが好
ましい。

【００２３】つぎに、上記排気部材の構成材料について
説明する。

【００２４】この排気部材は、前述したように、気体の
みを透過させる通気膜から形成される。この素材として
は、例えば、疎水性多孔質高分子があげられる。具体的
には、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，ポリエステル等や、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂等があ
げられる。また、これら樹脂等の焼結体等も使用でき
る。これらの樹脂あるいはその焼結体は、単独でもしく
は２種類以上併用することができる。

【００２５】つぎに、上記素材を用いての排気部材の形
成は、例えば、太径のアルミ管に細径のアルミ管を内挿
した２重管を用い、この２重管の細径アルミ管外周と太
径アルミ管内周との間に上記素材を充填して焼結したの
ち、この焼結体を２重管から抜き出すことにより作製す
ることができる。この中空排気部材のサイズは、膜モジ
ュールの形状や大きさ等によって、適宜決定されるもの
である。また、中空排気部材の通気膜の厚みは、通常、
０．０１〜１０ｍｍ，好ましくは０．１〜１ｍｍの範囲
に設定される。すなわち、０．０１ｍｍ未満であると中
空排気部材の構造強度が低下して、潰れ等が発生するお
それがあるからである。また、１０ｍｍを越えると空気
の透過性が悪くなり、滞留空気の排気が滞るおそれがあ
るからである。具体的には、ＰＴＦＥ焼結体製排気部材
の場合、通気膜の膜厚は．０．０１〜１０ｍｍ、好まし
くは０．１〜１ｍｍの範囲である。

【００２６】そして、この排気部材は、以下の範囲の通
気度，平均孔径，気孔率のものが使用される。

【００２７】まず、上記通気度は、０．１〜１０ｃｃ／
ｃｍ²・ｓｅｃ、好ましくは、０．２〜８ｃｃ／ｃｍ²
・ｓｅｃの範囲に設定される。すなわち、０．１ｃｃ／
ｃｍ ²・ｓｅｃ未満であると、膜モジュールからの排気
を効果的に行うことが困難となる傾向がみられ、逆に、
１０ｃｃ／ｃｍ²・ｓｅｃを超えると加湿用水が外部へ
漏出する恐れがあるからである。なお、この通気度は、
ＪＩＳＰ８１１７に基づき測定を行い、単位面積，
単位時間当たりに換算した値である。

【００２８】また、平均孔径は、０．２〜１０μｍ、好
ましくは０．４〜５μｍの範囲に設定される。すなわ
ち、０．２μｍ未満あると、通気性が低下して滞留空気
の排気効率が劣る傾向がみられ、逆に、１０μｍを超え
ると加湿用水が外部へ漏出する恐れがあるからである。

【００２９】そして、空孔率は、２０〜９５％、好まし
くは３０〜９０％の範囲に設定される。これは、２０％
未満であると、滞留空気の排気効率が悪くなる傾向がみ
られ、逆に、９５％を超えると外圧により潰れやすくな
って、通気性が小さくなるおそれがあるからである。

【００３０】つぎに、この発明の加湿器の主要構成部分
である中空体について説明する。

【００３１】上記中空体は、通常、略帯状に形成され膜
モジュール化されている。この中空体の断面斜視図を図
６に示す。図において、１はポリビニルアルコールやイ
オン交換膜等の無多孔質高分子膜から形成された帯状の
中空体であり、この中空体１の内部には、通常、加湿用
水の流路空間を確保するためのスペーサー１７が挿入さ
れている。このスペーサー１７の材質としては、シリコ
ーンゴム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
宜決定されるものであるが、通常、厚み０．５〜５ｍ
ｍ、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。

【００３２】また、上記中空体１の主要構成材料である
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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】

【数１】

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】−ＣＯＯＭ

【００３９】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。

【００４０】なお、このようなイオン交換膜や親水性高
分子膜等の無多孔質高分子膜は、単独で用いられる他、
膜強度の向上等の目的で、この膜と他の素材とを組み合
わせ、複合化して用いられることがある。この場合も中
空体内の空気の滞留の問題が生じる。したがって、この
発明において、「無多孔質高分子膜製」とは、無多孔質
高分子膜単独の場合、およびこれと他の素材とを組み合
わせて複合化した複合膜も含める趣旨である。

【００４１】この複合膜としては、例えば、無多孔質高
分子膜と疎水性多孔質高分子膜との高分子複合膜があげ
られる。

【００４２】上記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。

【００４３】この高分子複合膜は、図７に示すように、
無多孔質高分子膜１ｃと疎水性多孔質高分子膜１ｄとを
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。図において、１ｂは、
高分子複合膜より形成された中空体を示す。

【００４４】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。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、この発明の加湿器は、気
体のみを透過させる通気膜から形成された中空排気部材
が、中空体内部に配設されている。すなわち、上記排気
部材は、水遮断性と通気性とを備えるが、中空状である
ため、滞留空気が透過する厚みが薄くなり、通気性が優
れたものとなっている。さらに、排気部材の中空空間
が、排気空気の流路空間となっているため、この空間を
通して、滞留空気が円滑に中空体外に排気されるように
なる。したがって、中空体に加湿用水を注入する際は、
中空体内の滞留空気が、上記排気部材により、注入に従
い排出されるため、加湿用水の中空体への注入が容易と
なる。また、加湿器使用時に加湿用水の温度が上昇し溶
存空気が気化しても、この気化空気は、排気部材により
中空体外へ随時排出されるため、中空体内に空気が滞留
しなくなる。したがって、滞留空気に起因する無多孔質
高分子膜の水蒸気透過性の低下が抑制され、この膜の優
れた性能が維持されるようになる。また、滞留空気圧も
発生しないため、中空体が損傷を受けなくなり、加湿器
が長寿命となる。そして、上記中空排気部材端部を、送
風空気および加湿空気に接触しない場所まで延設し、こ
の端部に、排気開口を形成すれば、排気部材の損傷等に
より排気部材を通して加湿用水が中空体外に漏出して
も、加湿空気等に混入しなくなる。このため、例えば、
送風管の管壁や室内等において、加湿用水中の不純物に
起因する白粉が発生しなくなる。このように、この発明
の加湿器は、中空体内部の滞留空気の弊害を完全に除去
して無多孔質高分子膜の優れた加湿能力を充分に発揮す
るようにしている。したがって、この発明の加湿器は、
加湿用水の注入を容易に行うことができ、またこれを使
用することにより、長期間低コストで室内を充分に加湿
することが可能となる。

【００４６】つぎに、具体例について比較例と併せて説
明する。

【００４７】

【具体例１】以下に示すようにしてイオン交換膜製のス
パイラルモジュールを作製した。

【００４８】すなわち、まず、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１２
０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１５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℃の塩化カリウム溶液（濃度：３０重量％）に
２４時間以上浸漬した後、幅２２ｃｍ×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。

【００４９】一方、厚み１ｍｍで線状凸部の高さが１ｍ
ｍのゴム製スペーサーを準備した。また、平均粒径３０
μｍのＰＴＦＥ再生粉末（ＫＴ−４００Ｈ，喜多村社
製）を、２重管構造のアルミ管に充填して焼結（３８０
℃）し、ついで焼結体をアルミ管から抜き出して、内径
３ｍｍ，外径４ｍｍの中空排気部材を作製した。この排
気部材は、平均孔径１．５μｍ，空孔率６０％，通気度
５ｃｃ／ｃｍ²・ｓｅｃの特性を有する。そして、この
排気部材の両端に、内径４ｍｍ，外径５ｍｍのシリコー
ンチューブを連結した。この排気部材とゴム製スペーサ
ーとを、上記シリコーンチューブが膜外に位置するよう
にして、上記イオン交換膜上に配置した。そして、この
膜を幅方向に折り曲げて上記スペーサー等を覆い、つい
で、膜の縁同士等をエポキシ樹脂で接着して帯状の中空
体を作製した。また、上記接着の際に、中空体の長手方
向一端に内径４ｍｍ，外径５ｍｍのポリエチレン製チュ
ーブを取り付け、供給パイプとした。ついで、この中空
体を、波の高さ５ｍｍ、ピッチ１０ｍｍのポリエチレン
製の波状隙間材を介していわゆる巻き寿司状に巻回し、
この巻回したものをポリ塩化ビニル製の型枠でこれを担
持して図４に示すような膜面積が２ｍ²のスパイラルモ
ジュールを作製した。そして、このスパイラルモジュー
ルを複数個用い、図３に示すような加湿器を作製した。

【００５０】上記加湿器に対し、供給タンクから４０℃
に調整した純水をスパイラルモジュールに供給した。こ
の加湿用水の供給は、一つのモジュール当たり９０秒の
短時間で円滑に行うことができた。つぎに、上記スパイ
ラルモジュールに対し、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、それぞれのスパイラルモジュール
の加湿性能を、単位時間当たりの加湿用水の減少量を測
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。さらに連続して上記条件で調湿空気を送
風したところ、５００時間経過後の加湿能力は、２５０
０ｇ／ｈｒであり、１０００時間経過後の加湿能力は、
２０００ｇ／ｈｒであった。このことより、この膜モジ
ュールは加湿性能の低下が少ないことがわかる。

【００５１】

【比較例１】具体例１と同様の平均孔径，通気性，気孔
率を有する中実棒状の排気部材（図９参照）を使用し
た。これ以外は、具体例１と同様にしてスパイラルモジ
ュールを作製した。このスパイラルモジュールに加湿用
水を注入するのに２８０秒かかった。

【００５２】

【比較例２】実施例１と同様にしてイオン交換膜製のス
パイラルモジュールを作製した。このスパイラルモジュ
ールに純水を注入した後、排気部材の外部に位置する両
端部分に開閉バルブを設けた。そして、このバルブを閉
じた状態で具体例１と同様にして加湿性能を調べた。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。さらに連続し
て、調湿空気を送風したところ、５００時間経過後の加
湿能力は、５００ｇ／ｈｒであり、１０００時間経過後
の加湿能力は、３００ｇ／ｈｒであった。そして、バル
ブを開けたところ、１．４リットルの空気が捕捉され
た。このことより、加湿用水から気化した空気がスパイ
ラルモジュール内に滞留し、これにより、加湿能力が経
時的に低下したことがわかる。

【００５３】

【具体例２】イオン交換膜に代えて、親水性高分子膜
（ポリエーテルウレタン製）を使用した以外は、具体例
１と同様にして、スパイラルモジュールを作製した。こ
の膜モジュールの膜面積は２ｍ²であった。このスパイ
ラルモジュールの対して純水を注入したところ、水の注
入は９０秒の短時間で円滑に行うことができた。また、
このスパイラルモジュールについて、具体例１と同様に
して加湿性能を調べた。このスパイラルモジュールは、
送風初期において２８００ｇ／ｈｒの加湿性能を示し
た。さらに連続して、調湿空気を送風したところ、５０
０時間経過後の加湿能力は、２３００ｇ／ｈｒであり、
１０００時間経過後の加湿能力は、１８００ｇ／ｈｒで
あった。このことより、この膜モジュールは加湿性能の
低下が少ないことがわかる。

【００５４】

【具体例３】疎水性多孔質高分子膜として、ＰＴＦＥフ
ィルムを準備した。このフィルムは、厚み１５μｍ，平
均孔径３．０μｍ，気孔率９０％のものである。このＰ
ＴＦＥフィルムと具体例１で使用したイオン交換膜とを
エポキシ樹脂を用い２ｍｍ間隔で点結合して高分子複合
膜を作製した。この高分子複合膜を用い、具体例１と同
様にして膜面積２ｍ²のスパイラルモジュールを作製し
た。

【００５５】このスパイラルモジュールに対して４０℃
の純水を注入したところ、水の注入は９０秒の短時間で
円滑に行うことができた。また、このスパイラルモジュ
ールについて、具体例１と同様にして加湿性能を調べ
た。このスパイラルモジュールは、送風初期において２
０００ｇ／ｈｒの加湿性能を示した。さらに連続して、
調湿空気を送風したところ、５００時間経過後の加湿能
力は、１６００ｇ／ｈｒであり、１０００時間経過後の
加湿能力は、１０００ｇ／ｈｒであった。このことよ
り、このスパイラルモジュールは、加湿性能の低下が少
ないことがわかる。

【００５６】

【具体例４】具体例３と同様にして複合膜を作製した。
これに、厚み２００μｍのナイロンメッシュ（間隔１ｍ
ｍ）をイオン交換膜側に２ｍｍ間隔で融着して複合膜を
作製した。この複合膜を使用し、具体例１と同様にして
膜面積２ｍ²のスパイラルモジュールを作製した。

【００５７】このスパイラルモジュールに対して４０℃
の純水を注入したところ、水の注入は９０秒の短時間で
円滑に行うことができた。また、このスパイラルモジュ
ールについて、具体例１と同様にして加湿性能を調べ
た。このスパイラルモジュールは、送風初期において２
０００ｇ／ｈｒの加湿性能を示した。さらに連続して、
調湿空気を送風したところ、５００時間経過後の加湿能
力は、１６００ｇ／ｈｒであり、１０００時間経過後の
加湿能力は、１０００ｇ／ｈｒであった。このことよ
り、この膜モジュールは加湿性能の低下が少ないことが
わかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の加湿器の一実施例を示す構成図であ
る。

【図２】上記実施例の加湿器に用いられる膜モジュール
の一例を示す斜視図である。

【図３】上記実施例の他の構成を示す構成図である。

【図４】上記構成例に用いられるスパイラルモジュール
の斜視図である。

【図５】（Ａ）は上記実施例の排気部材の一態様を示す
断面図であり、（Ｂ）は排気部材の他の態様を示す断面
図である。

【図６】上記実施例の中空体の断面斜視図である。

【図７】高分子複合膜を使用した中空体の断面斜視図で
ある。

【図８】従来の加湿器の構成を示す斜視図である。

【図９】従来の排気部材を示す断面図である。

【符号の説明】

１中空体２中空排気部材３供給パイプ５加湿用水

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無多孔質高分子膜製の密封状の中空体
と、この中空体内と連通しその内部に加湿用水を供給す
る供給パイプと、上記中空体の外周に対して被加湿空気
を送風して接触させる送風手段と、加湿空気を導出する
導出手段とを備えた加湿器であって、上記中空体内に、
気体のみを透過させる通気膜から形成された中空排気部
材が配設されていることを特徴とする加湿器。
【請求項２】中空排気部材端部が、送風空気および加
湿空気に接触しない場所まで延設され、この端部に、排
気開口が形成されている請求項１記載の加湿器。
【請求項３】中空排気部材が、疎水性多孔質高分子素
材を中空管状に賦形し焼結して形成された中空排気部材
である請求項１または２記載の加湿器。
【請求項４】密封状の中空体が、略帯状に構成され
て、これが波状隙間材を介在させてスパイラル状に巻回
されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の加湿
器。