WO2017138095A1

WO2017138095A1 - 加湿装置及び空気調和機

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Publication number: WO2017138095A1
Application number: PCT/JP2016/053822
Authority: WO
Inventors: 隆弘酒井; 稲永　康隆
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2016-02-09
Filing date: 2016-02-09
Publication date: 2017-08-17
Also published as: US20190032934A1; DE112016006379B4; CN108603675A; JPWO2017138095A1; DE112016006379T5; JP6076553B1; US10746419B2

Abstract

　炭酸カルシウムやマグネシウムなどのミネラル成分が加湿水中に含まれている場合、孔を有し加湿効率が高い加湿板の風上側の端部又は孔周辺にスケールが局所的に生成される虞がある。このスケールによって加湿板の微小な空隙部が閉塞された場合、スケール生成領域の吸水性能が著しく低下する。端部及び孔周辺以外の他の領域が健全な場合でも加湿板の交換が必要となって交換サイクルが短くなるといった課題がある。そこで、吸水性加湿材４の平板面に板厚み方向に開口する複数の開口部５を分布させ、吸水性加湿材４の一端側から他端側に空気を送風する通風方向で他端側の開口面積を高める。

Description

加湿装置及び空気調和機

　本発明は、加湿装置及び空気調和機に関する。

　適切な湿度を提供することは、快適な室内空気環境を作成するにあたり重要な要素の一つである。湿度が不足した場合、人の健康、物品の劣化、静電気の発生等に影響を及ぼし得るからである。適切な湿度を提供するため、例えば、３０００ｍ^２以上の商業施設・事務所などの特定建築物では、ビル衛生管理法によって、空気環境の管理基準値として温度を１７～２８℃に対して相対湿度を４０～７０％に保つことが定められている。また、ＡＳＨＲＡＥ（米国暖房冷凍空調学会）では、相対湿度を３０～６０％とする湿度基準が明示されている。

　室内を加湿する室内加湿方法として、気化式の方法が知られている。気化式の方法とは、吸水性能を有する吸水性加湿材を準備し、水分を吸水性加湿材に供給し、その吸水性加湿材に風を通すことによって加湿を行う方法である。吸水性加湿材に風を通した際に、吸水性加湿材に含有された水分が気流と熱交換することによって、気化蒸発が生じて室内の加湿が行われる（例えば、特許文献１及び特許文献２）。

特開平３－２３００３７号広報特開２０１２－９３０５９号広報

　吸水性能を有している吸水性加湿材へ供給すべき水分にミネラル成分が含まれている場合、これらのミネラル成分が二酸化炭素と反応して水に溶けにくい難溶性物質が生成し得る。生成した難溶性物質は、気化蒸発に伴って沈殿し変質してスケールとなって析出する。

　吸水性加湿材へ供給する水分として水道水が一般的に使用される。しかしながら、水道水には炭酸カルシウム、マグネシウム、シリカ等のミネラル成分が含まれており、スケール析出の可能性が高い。フィルタにスケールが析出した場合には、吸水性加湿材の吸水性能が低下するため、吸水性加湿材を交換する必要が生じる。

　気化式の室内加湿方法では、一般的に、吸水性加湿材の一端側から他端側へ風を通すことによって気化蒸発を促している。このように風を通した場合、風が直接的に当たる吸水性加湿材の一端側部分での気化蒸発率が吸水性加湿材の他端側部分での気化蒸発率に比べて非常に大きくなる。

　吸水性加湿材の一端側部分での気化蒸発率が吸水性加湿材の他端側部分での気化蒸発率に比べて非常に大きい場合、吸水性加湿材の他端側部分に比べて吸水性加湿材の一端側部分においてスケールが早期に析出し得る。吸水性加湿材の一端側部分にスケールが析出した場合には、一端側部分の吸水性能が低下し、この一端側部分の気化蒸発率が低下し、結果として吸水性加湿材全体の気化蒸発率が著しく低下し、結果として加湿性能が低下することになる。そのため、吸水性加湿材の一端側部分にスケールが析出した場合には、吸水性加湿材の他端側部分にスケールが析出していないような場合であっても、吸水性加湿材の交換が必要となってくる。つまり、吸水性加湿材の交換サイクルが短くなってくる。

　本発明は、上記のような課題を解決するためになされてものであり、吸水性加湿材の交換サイクルを可及的に長くすることができる加湿装置及び加湿装置を備えた空気調和機の提供を目的とする。

　本発明に係る加湿装置は、吸水性部材で形成してある板状の吸水性加湿材と、前記吸水性加湿材に水を供給する供給手段と、前記吸水性加湿材の板厚み方向に垂直な通風方向に向けて、前記吸水性加湿材の一端側から他端側へと風を送る送風機とを備え、前記吸水性加湿材は、貫通する複数の開口部を備え、前記吸水性加湿材に供給された前記水を前記送風機が送った前記風によって気化蒸発させて加湿を行う。

　本発明に係る空気調和機は、送風された空気に熱交換を行う熱交換器と、上記の加湿装置と備え、前記熱交換機が前記熱交換を行った前記空気に対し前記加湿装置が加湿を行うことによって、空気調和を実行する。

　本発明に係る加湿装置及び空気調和機においては、板状の吸水性加湿材の平板面に複数の開口部が分布してある。吸水性加湿材の板厚み方向に開口する開口部では、風との接触面積が増加するため、気化蒸発率が増加する。吸水性加湿材に風を送る通風方向に対して分布密度が不均一となるようにこのような開口部を複数設けることによって、風が直接的にあたる吸水性加湿材の一端側とは反対の他端側における気化蒸発率を高めることが可能となり、風が直接的にあたる吸水性加湿材の一端側の相対的な気化蒸発率を結果的に低下させることが可能となる。その結果、スケール析出が一端側領域に局在することを可及的に抑制することができ、吸水性加湿材の一面に対するスケール析出の面負荷を平滑化することができ、吸水性加湿材の交換サイクルを可及的に長くすることができる。

実施の形態１による加湿装置の構成図である。吸水性加湿材の部分拡大断面図を示す構成図である。加湿材の形状を示す図である。加湿装置搭載の空調調和機の一例を示す構成図である。加湿のメカニズムを示す模式図である。開口部による加湿効果を示す図である。実施の形態２による加湿装置の構成図である。実施の形態３による加湿装置の構成図である。実施の形態４による加湿装置の構成図である。

　以下、添付図面を参照して、本願が開示する加湿装置及び空気調和機の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す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。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
（加湿装置の構成）
　図１は、本実施の形態１に係る加湿装置９を示す。図１に示すように、本実施の形態１に係る加湿装置９は、供給部２と、ノズル３と、吸水性加湿材４と、ドレンパン６と、送風機８とを備える。　

　供給部２は、加湿すべき加湿空間の加湿に用いる加湿水１を貯留するように構成してあり、吸水性加湿材４に加湿水１を供給する供給手段として機能する。ノズル３は、この供給部２から吸水性加湿材４に加湿水１を供給する給水手段の一例である。吸水性加湿材４は、供給部２から供給された加湿水１を吸水するように構成してある。吸水性加湿材４に風を通した場合、吸水した加湿水１が気化蒸発し、加湿空間の加湿が実行される。ドレンパン６は、吸水性加湿材４の鉛直方向下方側に配置してあり、吸水性加湿材４からの余剰水を受けるように構成してある。

　吸水性加湿材４は、吸水性部材で板状に形成してあり、複数の吸水性加湿材４が軸短方向に隙間空間を空けて並置してある。図１では、３枚の吸水性加湿材４が水平方向に並置してあり、各吸水性加湿材４が鉛直方向に立設してある一例について示してあるが、少なくとも１枚の吸水性加湿材４が立設してあれば良い。

　送風機８は、吸水性加湿材４の板厚み方向及び並置方向に垂直な通風方向に向けて、吸水性加湿材４の一端側から他端側へ空気７を流すように構成してある。この通風方向は、鉛直方向とは異なる。互いに隣り合う吸水性加湿材４の間の隙間空間に空気７が流れることによって、吸水性加湿材４が吸水した加湿水１の気化蒸発が促進される。

　供給部２、ノズル３、吸水性加湿材４、送風機８、及びドレンパン６は、所定の支持体等によって固定されるものとすれば良い。この支持体の構成は、特に限定されるものではなく、加湿装置９の用途に合わせて適宜選択すればよい。

　図２は、吸水性加湿材４の部分拡大断面図である。吸水性加湿材４は、胴部１１と胴部１１に形成された空隙部１０とを備える三次元網目構造になっており、吸水性が向上するように構成してある。ここで、三次元網目構造とは、スポンジ等の吸水性が高い樹脂発泡体と同様の構造を意味する。本実施の形態１に係る吸水性加湿材４の材質は、例えば、多孔質の金属、セラミック、樹脂、不織布、繊維で発泡体、又は網目体で構成されることが考えられるが、これに限られるものではない。

　実施の形態１に係る加湿水１は、加湿空間の加湿を目的として使用されるものであり、一例として水道水を使用している。水道水等の水に含まれる炭酸カルシウム、マグネシウム、シリカ等のミネラル成分が二酸化炭素と反応した場合、水に溶けにくい難溶性物質が生成する。生成した難溶性物質は、気化蒸発に伴って沈殿し、変質してスケールとなって現れる。このようなスケールが吸水性加湿材４に生成された場合、空隙部１０が閉塞して吸水性が低下する虞がある。吸水性が低下した場合には、気化蒸発率が低下し、結果として加湿性能が低下する。そのため、加湿水１としてはミネラル成分が少ない水が好ましいが、軟水、硬水等を使用しても良い。

　供給部２は、加湿水１を貯留し、吸水性加湿材４に加湿水１を供給するものであり、ポンプなどの駆動部を用いて、ノズル３から吸水性加湿材４の上部から加湿水１を滴下して供給するものである。また、駆動部は加湿水１を搬送できるものであればよく、例えば、非容積式ポンプ又は容積式ポンプ等であり、特に限定されるものではない。また、ノズル３から加湿水１が供給されるドレンパン６が供給部２として機能しても良い。例えば、吸水性加湿材４の一端をドレンパン６の内部に備えることで、吸水性加湿材４の毛細菅力で加湿水１を吸い上げて供給させる構成でも良い。

　ノズル３は、加湿性能が最も高い領域にある吸水性加湿材４の上部に設置されてもおり、供給部２から搬送された加湿水１を吸水性加湿材４の上部から滴下して供給するものである。また、ノズル３から供給部２に加湿水１を供給させても良い。

　ノズル３は、中空形状であり、その外径及び内径は吸水性加湿材４の大きさ、厚みに応じて選択すればよい。また、ノズル３の先端形状は、三角錐形状、四角錐形状、円管形状、及び四角管形状等のいずれの形状でもよい。ここでは、先端が三角錐形状とし、出口の孔径を０．５ｍｍとした形状が好ましい。先端が鋭角とした方が、水滴の切れが良いためである。鋭角となっている先端が好ましいが、過度に鋭角となっている場合、取り扱いが難しくなり強度面でも脆くなることから、先端の角度としては１０～４５度の範囲が好ましい。

　ノズル３の出口の孔径が過剰に大きい場合、加湿水１が過剰に供給されて無駄水が増加する虞がある。一方、ノズル３の出口の孔径が過剰に小さい場合、加湿水１に混入した粒子又はスケール等によってノズル３の出口が詰まりやすくなる。そのため、孔径としては０．１～０．６ｍｍの範囲が好ましい。また、ノズル３の材質は、ステンレス、タングステン、チタン、銀、銅等の金属、ＰＴＦＥ、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂、又はその他の適当な材料であっても良い。ただし、ノズル３と接続する配水管として安価な銅配管が使用された際に、ノズル３の材質としてポリプロピレンを使用した場合、銅の触媒作用によってポリプロピレンが劣化してしまう。そのため、このような際に樹脂を選択する場合、ＰＴＦＥ又はポリエチレンを選択することが好ましい。

　通風方向における吸水性加湿材４の長さ（通風方向における吸水性加湿材４の一端側から他端側までの長さ）が長い場合、１つの吸水性加湿材４に対して複数のノズル３を設けても良い。例えば、通風方向の長さが６０ｍｍ以下であれば１つの吸水性加湿材４に対してノズル３は１個でよいが、６０ｍｍを超える場合には１つの吸水性加湿材４に対して複数個のノズル３を設けても良い。

　加湿水１の供給水量については、実際に加湿で使用される供給水量よりも多くする必要があるが、過剰な加湿水１の供給は無駄水の増加を招くため、適正な量に制御することが望ましい。例えば、吸水性加湿材４の単位面積あたりの加湿性能を２０００ｍＬ／ｈ／ｍ^２とし、吸水性加湿材４の大きさを２００×５０ｍｍとし、表裏とも加湿できるように構成するとする。その場合は、吸水性加湿材４の１枚あたりの加湿量は４０ｍＬ／ｈとなるので、その１．５～５倍の６０～２００ｍＬ／ｈの範囲で供給する構成が望ましい。

　吸水性加湿材４が複数枚の場合、ノズル３の数量が多くなり各ノズル３からの水供給量が不均一になる虞がある。そのため、ノズル３と吸水性加湿材４との間には、吸水性加湿材４に接するように繊維、樹脂、又は金属製の吸水体を設けても良い。複数枚の吸水性加湿材４を配置した場合であっても、吸水性加湿材４に接するように吸水体を設けることによって、確実に加湿水１を供給することができるからである。

　吸水性加湿材４は、例えば三次元網目構造を有する形状であり、ここで、三次元網目構造とは、スポンジ等の吸水性が高い樹脂発泡体と同様の構造である。図２に示すように、吸水性加湿材４は、胴部１１、及び胴部１１に形成された空隙部１０によって構成されている。本実施の形態１に係る吸水性加湿材４の材質は、例えば、多孔質の金属、セラミック、樹脂、不織布、繊維で発泡体、又は網目体で構成されることが考えられるが、これに限られるものではない。

　吸水性加湿材４が金属の場合、例えば、チタン、銅、ニッケル等の金属、金、銀、白金等の貴金属、ニッケル合金、コバルト合金等の合金を使用することができる。これらの金属種は、単独又は２種以上を組み合わせて使用しても良い。これらの金属種のうち、亜鉛、ニッケル、スズ、クロム、銅、銀、金等は、難溶性物質の生成を抑制すると共に、電気腐食及び電気磨耗に対する耐性が良好であり、長期に渡って吸水性加湿材４の形状を保持して安定して加湿を行なうことができるようになるため、好ましい。

　吸水性加湿材４がセラミックの場合、例えば、アルミナ、ジルコニア、ムライト、コージェライト、炭化珪素等を使用することができる。しかしながらセラミックとしては、これらに限定されるものではなく、吸水する材質及び毛細管構造を有するものであれば良い。

　吸水性加湿材４が樹脂の場合、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体等を使用することができる。しかしながら、樹脂としてはこれらに限定されるものではなく、吸水する材質及び毛細管構造を有するものであれば良い。

　吸水性加湿材４が繊維の場合、その材質として、アセテート、ポリエステル、ナイロン等を使用することができる。しかしながら、繊維としてはこれらに限定されるものではなく、吸水する材質及び構造を有するものであればよい。また、樹脂を材質として多孔質体を形成したものに、金属の粉末をコーティングしたものを用いても良い。

　吸水性加湿材４の表面層には、加湿水１の保持量の増大、及び、吸水性能劣化防止の観点から、親水化処理を施しても良い。その親水化処理の方法の種類についても限定されることはなく、例えば、親水化樹脂でコーティングすることによる親水化処理、又は、コロナ放電による親水化処理を実施するものとしても良い。

　図３は、吸水性加湿材４の形状の例を示す概略図である。吸水性加湿材４の形状についても特に限定されるものではなく、例えば、図３に示すように、平板形状（Ａ）、四角柱形状（Ｂ）、又は円柱形状（Ｃ）としても良く、また、内部に空洞を有する円型筒状形状（Ｄ）、四角型筒形状（Ｅ）、又は三角型筒形状（Ｆ）でも良く、製造する加湿装置９の大きさに合わせて適宜調整すれば良い。

　吸水性加湿材４の厚みは、製造する加湿装置９の大きさに合わせて適宜調整すれば良い。例えば、０．５ｍｍ以上及び２ｍｍ以下のシート状の吸水性加湿材４を作製した後、所望の形状に切断して所望の形状に加工すれば良い。その加工方法については特に限定されるものではなく、例えば、ワイヤーカット、レーザーカット、プレス打ち抜き、削りだし、手切断、又は折り曲げ等の各種方法によって行なえば良い。

　吸水性加湿材４は、板状の吸水性加湿材４の板厚み方向（短軸方向）に貫通して開口した開口部５を複数備える。開口部５は、複数の吸水性加湿材４の並置される並置方向（短軸方向）に垂直な通風方向に複数並べて設けてある。つまり、吸水性加湿材４の平面部に対して複数が分布している。

　図１に示す一例では、各吸水性加湿材４における送風機８近傍の一端側の部分に開口部５は存在していないが、他端側の部分には、鉛直方向に並んだ複数の開口部５が２列存在している。つまり、複数の開口部５の分布密度は、各吸水性加湿材４における一端側の部分が他端側の部分よりも小さくなっている。言い換えると、複数の開口部５によって各吸水性加湿材４上に生じた開口面積は、他端側が一端側よりも大きくなっている。ここで開口部５とは、吸水性加湿材４の厚み方向に貫通した箇所を示し、その形状は、円形、半円形、三角形、四角形、菱形、楕円形、星形状、三日月形などの異形状であっても良い。また、吸水性加湿材４の板厚みを０．５ｍｍ以上及び２ｍｍ以下とした場合、開口部５の面積は０．２ｍｍ^２以上及び２０ｍｍ^２以下としてあり、好ましくは、０．８ｍｍ^２以上及び１３ｍｍ^２以下としてある。上記の範囲内の開口部５を形成した場合、開口部５が形成された吸水性加湿材４の表面積は、開口部５が形成されていない吸水性加湿材４の表面積よりも大きくなり、気化蒸発率及び加湿性能が向上する。また、上記の範囲外の開口部５を形成した場合、開口部５が形成された吸水性加湿材４の表面積は、開口部５が形成されていない吸水性加湿材４の表面積よりも小さくなるため、空気７との接触面積が減少し、気化蒸発率及び加湿性能が低下する。

　ドレンパン６は、吸水性加湿材４から蒸発しなかった加湿水１を受けるものであり、一定量以上溜まった加湿水１を排水口にて排出するものである。

　送風機８は、吸水性加湿材４が並置してある空間に、吸水性加湿材４の一端側から他端側に沿って空気７を流すものであり、シロッコファン、プロペラファン、ラインフローファンなど適宜選択すればよい。送風機８から送り出された空気７は、吸水性加湿材４の一端側から他端側へ向かって実質的に平行に流れる。

　図４は、本実施の形態１に係る加湿装置９が搭載された空気調和機１４の一例を示す構成図である。本実施の形態１に係る加湿装置９を備えた空気調和機１４は、図４に示すように、送風機８を有する加湿装置９と、フィルタ１２と、熱交換器１３とを備える。加湿装置９は、熱交換器１３の風下側に配置されており、熱交換器１３で熱交換された空気７を通気して空間の加湿を行うものである。
（加湿装置の動作）
　次に、図１、図２、図３、図４を参照しながら、本実施の形態１に係る加湿装置９、及び加湿装置９を備えた空気調和機１４の動作について説明する。

　供給部２に貯留されている加湿水１はノズル３へ搬送される。加湿水１が搬送されたノズル３では、吸水性加湿材４の風上側の一端側上方から吸水性加湿材４へ向けて加湿水１を滴下することによって、加湿水１を吸水性加湿材４へと供給する。吸水性加湿材４は、毛細管力を有すると共に、加湿水１の重力を利用することができる。このため、加湿水１は、吸水性加湿材４の空隙部１０を通じて、吸水性加湿材４に拡散される。

　空気７は、図１に示すように吸水性加湿材４の風上側の一端側から風下側の他端側へ向けて、吸水性加湿材４の面と平行に送風機８から流れ、吸水性加湿材４が並置された空間が通風される。この構成によって、空気７が吸水性加湿材４の面と気液接触を行い、加湿水１が蒸発して空間の加湿が行われる。

　図５は、加湿のメカニズムを示す模式図である。吸水性加湿材４からの加湿メカニズムについて、図５を用いて述べる。

　加湿水１を含む吸水性加湿材４から空気中への水蒸気の拡散現象は、拡散速度Ｎ_ａに支配されている。拡散係数をＤ_ｅ、空気７中の水分濃度（水分含有量）をＣ_ａ、吸水性加湿材４中の水分濃度（水分含有量）をＣ_ｏ、水蒸気の飽和境膜層厚さをδとした場合、拡散速度Ｎ_ａは式（１）で与えられる。
　Ｎ_ａ＝Ｄ_ｅ×（Ｃ_ｏ－Ｃ_ａ）／δ・・・（１）

　吸水性加湿材奥行長さ１６をＬ、プラントル定数をＰ_ｒ、空気密度をρ、動粘度をＶとした場合、層流時の水蒸気の飽和境膜層厚さδは式（２）で与えられる。
　δ＝Ｌ／（０．６４４×Ｐ_ｒ ^１／３×（ρ×Ｕ×Ｌ／Ｖ）^１／２）・・・（２）

　式（２）に示す境界層方程式を参照した場合、空気７の風速Ｕが大きくなるに従って水蒸気の飽和境膜層厚さδが小さくなるため、空気７の風速Ｕが大きくなるに従って式（１）が示すように拡散速度Ｎ_ａが大きくなり、加湿性能が向上する。

　空気７の通風方向に対して風上側の一端側の吸水性加湿材４の飽和境膜層厚さδは最も薄くなるため、吸水性加湿材４の風上側の平面部及び一端側を含む一端側において高い加湿性能が発揮される。しかしながらこの一端側では、他端側と比較し、加湿性能が高くなるため気化蒸発率も高くなり、スケールの析出が最も促進される箇所となる。また、吸水性加湿材４の風下側の飽和境膜層厚さδが厚くなるため、吸水性加湿材４の風下側の平面部及び他端側を含む他端側において低い加湿性能が現れることになる。この他端側では、一端側と比較し、加湿性能が低くなるため気化蒸発率も低くなり、スケールの析出も比較的生じ難い箇所となる。つまり、一方側でスケールの析出量が多くなり他方側でスケールの析出量が少なくなるため、吸水性加湿材４全体で考えた場合にはスケールの析出量が不均一になる。そのため、吸水性加湿材４の他端側部分にスケールが析出していないような場合であっても、吸水性加湿材４の一端側部分にスケールが析出したことによって、吸水性加湿材４の交換が必要となり、吸水性加湿材４の交換サイクルが短くなる虞がある。

　吸水性加湿材４に開口部５を設けた場合の加湿性能について述べる。図６には、平板形状の樹脂製加湿材１００に円形の開口部５を設けた場合の加湿性能の結果を示す。なお、前記樹脂製加湿材は、ポリプロピレンで構成である。評価条件は、高さ１７０ｍｍ、奥行き長さ３０ｍｍ、厚み１ｍｍの平板形状の樹脂製加湿材１００と、平板形状の樹脂製加湿材１００に直径０．９５ｍｍの円形の穴を３ｍｍピッチで図１に示すように設けた開口部Ａ付の樹脂製加湿材１０１と、平板形状の樹脂製加湿材１００に直径１．２ｍｍの円形の穴を３ｍｍピッチで図１に示すように設けた開口部Ｂ付の樹脂製加湿材１０２とを、それぞれ６ｍｍピッチで１５枚配置した状態で加湿性能の測定を実施した。

　図６は平板状の樹脂製加湿材１００の加湿性能で規格化した結果である。開口部Ａ付の樹脂製加湿材１０１を用いた場合、開口部無しの樹脂製加湿材１００を用いた加湿性能１００％と比較して、加湿性能が１０％向上した。一方、開口部Ｂ付の樹脂製加湿材１０２を用いた場合、開口部無しの樹脂製加湿材１００を用いた加湿性能１００％と比較して、加湿性能が２６％向上した。ここで、樹脂製加湿材１０１の開口部Ａと樹脂製加湿材１０２の開口部Ｂとをそれぞれマイクロスコープで観察した所、樹脂製加湿材１０１の開口部Ａには水膜が形成されていたが、樹脂製加湿材１０２の開口部Ｂ１０２付の樹脂製加湿材の開口部５には、水の表面張力の影響によって水膜の形成がなく、貫通していた。なお、貫通していた開口部Ｂ付の樹脂製加湿材１０２には、開口部無しの平板状の樹脂製加湿材１００の表面積と比較して、表面積が１０％増加するが、加湿性能としては２６％の増加であった。詳細な分析を実施した所、加湿水１を含んだ吸水性加湿材４の開口部５が貫通している場合、吸水性加湿材４の近傍を流れる空気７が開口部５への流入及び流出があることによって乱流化され、気化蒸発率（物質移動）が向上することが分かった。

　吸水性加湿材４の平板面に、開口部を吸水性加湿材４の板厚み方向に開口するように設けることで、加湿性能が低い箇所の加湿性能を向上させることができる。このため、吸水性加湿材４上で分布を持たせて開口部５を配置することによって、スケール析出箇所の制御が可能となり、吸水性加湿材４の加湿効率の均一化を図ることができる。

　加湿装置９を備えた空気調和機１４は、図４に示すように送風機８で空気調和機１４内に空気７を引き込む。空気７には微粒子が含まれるため、微粒子はフィルタ１２で捕集され、空気７は熱交換器１３で加熱、又は冷却されて、加湿装置９内へ通風され、加湿される。

　上述したように、本実施の形態１に係る加湿装置９、及び加湿装置９を備えた空気調和機１４において、加湿効率が低い吸水性加湿材４の風下側の平面部において不均一に分布する開口部５を形成することによって、吸水性加湿材４の加湿効率の均一化を図ることができる。更に上記の構成によって、スケールが析出する箇所を風上側の平面部と一端側とを含む一端側だけではなく、風下側の平面部と他端側とを含む他端側にも負荷を与えることができるため、加湿性能を高くしつつ、吸水性加湿材４の交換頻度を長くすることができる加湿装置９、及び加湿装置９を備えた空気調和機１４を提供することができる。

実施の形態２．
　本実施の形態２に係る加湿装置９、及び加湿装置９を備えた空気調和機１４について、実施の形態１と相違する点を中心に説明する。

　図７は、本発明の実施の形態２に係る加湿装置９に関する吸水性加湿材４の構成図である。図７は、吸水性加湿材４の厚み方向（短軸方向）に開口する開口部５を、空気７の通風方向に対して風下側の他端側と平面部とを含む他端側に２列でなく３列となるように複数配置している。その他の構成は図１と同じである。

　実施の形態１でも述べたように、吸水性加湿材４に空気７を通風させた場合、風上側の吸水性加湿材４の一端側には最も乾燥した空気７が通風されるため、風上側の平面部での面積当たりの加湿性能が高くなるが、風下側になるに従い、吸水性加湿材４の界面近傍の空気７に含まれる水分濃度（水分含有量）が加湿効果に伴って高くなり、風下側の平面部での面積当たりの加湿性能が低下する。このため、スケール成分は風上側で析出し易く、風下側になるに従い析出量は少なくなる。従って、吸水性加湿材４の風下側の平面部と他端側とを含む他端側での面積当たりの加湿性能を向上させ、吸水性加湿材４の加湿性能及び気化蒸発率を全体として均一化するため、吸水性加湿材４の風下側で開口部５の分布密度が高くなるように複数の開口部５を配置してある。

　開口部５は、図７に示すように格子状に配置しても良く、また、千鳥状に配置しても良い。また、隣接する吸水性加湿材４の開口部５が、互いに重ならない様に配置しても良い。

　実際の使用形態においては、これらの供給部２、ノズル３、吸水性加湿材４、送風機８、及びドレンパン６は、所定の支持体等によって固定されるものとすれば良い。この支持体の構成は、特に限定されるものではなく、加湿装置９の用途に合わせて適宜選択すれば良い。

　実施の形態２に係る加湿装置９及び加湿装置９を備えた空気調和機１４の動作については、実施の形態１と同様であるため省略する。

　上記のように、吸水性加湿材４の風上側で開口部５の分布密度を小さくし、風下側で大きくするように構成することによって、従来であれば面積当たりの加湿性能及び気化蒸発率が低かった風下側の領域における加湿性能及び気化蒸発率を高めることができる。そのため、吸水性加湿材４の風上側の平面部や一端側に局在的に析出されていたスケールを風下側にも析出することができるようになり、析出するスケールに対する吸水性加湿材４の面負荷を可及的に均一化することができ、吸水性加湿材４の交換サイクルを長くすることができる。

実施の形態３
　本実施の形態３に係る加湿装置９、及び加湿装置９を備えた空気調和機１４について、実施の形態１と相違する点を中心に説明する。

　図８は、本発明の実施の形態３に係る加湿装置９に関する吸水性加湿材４の構成図である。図８では、通風方向に隣接して設ける開口部５の配置間隔を、吸水性加湿材４の一端側で大きくなり、他端側で小さくなるように開口部５を複数配置する。つまり、複数の開口部５のうち他端側で隣接する開口部５の間隔は、一端側で隣接する開口部５の間隔よりも短くなるように構成してある。

　吸水性加湿材４の開口部５に空気７が流入及び流出することによって、気化蒸発率が向上する。吸水性加湿材４の風下側の気化蒸発率を高めて吸水性加湿材４全体におけるスケール析出の均一化を図るため、風下側における隣接した開口部５の配置間隔を風上側における隣接した開口部５の配置間隔よりも短くしてある。

　開口部５は、格子状に配置しても良く、また、千鳥状に配置しても良い。また、一吸水性加湿材４の開口部５と隣接する吸水性加湿材４の開口部５とが、互いに重ならない様に配置しても良い。

　実施の形態３における供給部２、ノズル３、吸水性加湿材４、送風機８、及びドレンパン６は、所定の支持体等によって固定されるものとすれば良い。この支持体の構成は、特に限定されるものではなく、加湿装置９の用途に合わせて適宜選択すれば良い。

　実施の形態３に係る加湿装置９及び加湿装置９を備えた空気調和機１４の動作については、実施の形態１と同様であるため省略する。

　上記のように、吸水性加湿材４の風上側において隣接する開口部５の配置間隔を大きくし、風下側において小さくするように構成することによって、従来であれば面積当たりの加湿性能及び気化蒸発率が低かった風下側の領域における加湿性能及び気化蒸発率を高めることができる。そのため、吸水性加湿材４の風上側の平面部や一端側に局在的に析出されていたスケールを風下側にも析出することができるようになり、析出するスケールに対する吸水性加湿材４の面負荷を可及的に均一化することができ、吸水性加湿材４の交換サイクルを長くすることができる。

実施の形態４
　本実施の形態４に係る加湿装置９、及び加湿装置９を備えた空気調和機１４について、実施の形態１と相違する点を中心に説明する。

　図９は、本発明の実施の形態４に係る加湿装置９に関する吸水性加湿材４の構成図である。図９は、通風方向に並んだ複数の開口部５の開口面積を、吸水性加湿材４の一端側から他端側に向かい、つまり空気７の通風方向風上側から風下側になるに従い、大きくなるように構成してある。言い換えると、複数の開口部５のうち、他端側に位置する一開口部５の開口面積は、一端側に位置する一開口部５の開口面積よりも大きくなるように構成してある。

　吸水性加湿材４の開口部５に空気７が流入及び流出することによって、気化蒸発率が向上する。開口部５の開口面積が大きいほど、開口部５に流入する空気７は乱れるため、気化蒸発率が向上する。従って、面積当たりの加湿性能及び気化蒸発率が低かった吸水性加湿材４の風下側の加湿性能及び気化蒸発率を向上すべく、吸水性加湿材４の厚み方向に開口した開口部５の開口面積を、吸水性加湿材４の一端側から他端側に向けた空気７の通風方向に沿って、風上側から風下側になるに従って開口面積が大きくなるようにしてある。

　実施の形態４において、供給部２、ノズル３、吸水性加湿材４、送風機８、及びドレンパン６は、所定の支持体等によって固定されるものとすれば良い。この支持体の構成は、特に限定されるものではなく、加湿装置９の用途に合わせて適宜選択すればよい。

　実施の形態４に係る加湿装置９及び加湿装置９を備えた空気調和機１４の動作については、実施の形態１と同様であるため省略する。

　上記のように、吸水性加湿材４の風上側から風下側に向かって、配置された開口部５の開口面積が大きくなように構成することによって、従来であれば面積当たりの加湿性能及び気化蒸発率が低かった風下側の領域における加湿性能及び気化蒸発率を高めることができる。そのため、吸水性加湿材４の風上側の平面部や一端側に局在的に析出されていたスケールを風下側にも析出することができるようになり、析出するスケールに対する吸水性加湿材４の面負荷を可及的に均一化することができ、吸水性加湿材４の交換サイクルを長くすることができる。

　本発明は、上で説明し且つ記述した特定の詳細内容及び代表的な実施の形態に限定されるものではない。当業者によって容易に導き出すことができる更なる変形例及び効果も本発明に含まれる。したがって、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１　加湿水、２　供給部、３　ノズル、４　吸水性加湿材、５　開口部、６　ドレンパン、７　空気、８　送風機、９　加湿装置、１０　空隙部、１１　胴部、１２　フィルタ、１３　熱交換器、１４　空気調和機。

Claims

　吸水性部材で形成してある板状の吸水性加湿材と、
　前記吸水性加湿材に水を供給する供給手段と、
　前記吸水性加湿材の板厚み方向に垂直な通風方向に向けて、前記吸水性加湿材の一端側から他端側へと風を送る送風機とを備え、
　前記吸水性加湿材は、貫通する複数の開口部を備え、
　前記吸水性加湿材に供給された前記水を前記送風機が送った前記風によって気化蒸発させて加湿を行う
　ことを特徴とする加湿装置。
　前記複数の開口部によって前記吸水性加湿材上に生じた開口面積は、前記他端側が前記一端側よりも大きい
　ことを特徴とする請求項１に記載の加湿装置。
　前記複数の開口部のうち前記他端側で隣接する開口部の間隔は、前記一端側で隣接する開口部の間隔よりも短い
　ことを特徴とする請求項２に記載の加湿装置。
　前記複数の開口部のうち、前記他端側に位置する一開口部の開口面積は、前記一端側に位置する一開口部の開口面積よりも大きい
　ことを特徴とする請求項２に記載の加湿装置。
　前記複数の開口部それぞれが有する開口面積は、０．８ｍｍ^２以上及び１３ｍｍ^２以下である
　ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の加湿装置。
　前記吸水性加湿材は、親水化処理が施された親水性コーティング部を表面に備える
　ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の加湿装置。
　送風された空気に熱交換を行う熱交換器と、
　請求項１～６のいずれか１項に記載の加湿装置と備え、
　前記熱交換機が前記熱交換を行った前記空気に対し前記加湿装置が加湿を行うことによって、空気調和を実行する
　ことを特徴とする空気調和機。