JPH0366575B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気の顕熱を利用して空気に湿分を
付与する加湿効率の高い加湿器に関する。

〔従来の技術〕

空気の湿分を付与する従来の加湿器には、大き
く分けて、 熱源により水を加熱して蒸発させる方式、 通過空気中に加圧水をスプレーする方式、 高圧空気または超音波で微小水滴を形成しこ
れをスプレーまたは噴霧する方式、そして、 水を湿潤させた気体透過性の膜体に空気を通
過させる方式、などが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記の各方式にはそれぞれ得失があるが、の
方式では熱源が必要であり、装置が複雑化すると
いう問題がある。

の水スプレー方式は回転円盤などを用いて水
滴を作るのが一般であるが、液滴が大きくなり、
加湿効率（水の蒸発量／散水量）並びに飽和効率
（実際加湿量／理論加湿量）が共に小さくなり、
また気流中にスプレーするために加湿スペースが
大きくなるという問題がある。

の微小水滴を形成する方式では動力が大きく
超音波を利用する場合には超音波振動子が故障し
易いという問題があり、また水滴中の蒸発残渣分
がほこりとなるという問題がある。

の膜状加湿器において、多孔性の不織布に水
をかけてその中を空気を通す方式では膜を厚くす
ると圧損が大きくなり膜を薄くすると飽和効率が
悪くなるという問題がある。また膜を水タンク内
を潜らせて湿潤させる場合には動力か必要となる
ほか、膜に付着した雑菌がタンク内で繁殖する危
険がある。

そして、〜の方式で共通して言えることは
風速が大きくなると水滴が気流に同伴して飛散す
るという問題と、水中の存在する析出性物質がど
こかに析出してスケールとなるかこれが空気中に
拡散するという問題がある。そして、〜の方
式では加湿効率または飽和効率のいずれか一方ま
たは両方が低いという基本的な問題がある。

本発明はこのような従来の加湿器が有する問題
点の解決を目的としたものである。

〔問題点を解決する手段〕

前記の問題点を解決する加湿器として、本発明
は、無機繊維ペーパーから加工した短冊状の無機
多孔質波板を、幅方向に波を有する横波短冊板
と、長手方向に波を有する縦波短冊板とに形成
し、外形の大きさがほぼ等しい該横波短冊板と縦
波短冊板とをいずれも板を縦にして波が直交すう
ように交互に重ね合わせることによつて、厚みが
該板の幅、高さが該板の長さ、横方向の長さが板
の枚数で定まる長さを有した多孔ブロツク体に形
成すると共にこの多孔ブロツク体をフレーム枠で
固定し、この多孔ブロツク体の上面に水を供給す
る手段を設けると共にこの多孔ブロツク体中を下
降してきた過剰の水を排出する手段を設け、この
多孔ブロツク体の厚み方向に被処理空気を通過さ
せるようにした加湿器、を提供するものである。

本発明者らは、前記の目的のもとに、特に加湿
効率と飽和効率が高く且つスケールや雑菌の問題
のない無動力式の加湿器を開発すべく各種の試験
研究を重ねた。その結果、無機多孔質板に水を含
水させると共にこれを一過性に流し出すようにし
そしてその無機多孔質板を特定形状のものに組み
立てるならば、前記の目的がほぼ達成されて非常
に経済的且つ効率のよい加湿が行いえることがわ
かつた。特に本発明の加湿器は空調器例えば外調
機に組み込むことによつて加湿と共に菌や海塩粒
子などの捕集や空気の浄化も同時に行い得るし、
高温にも十分に耐えうる。使用する無機多孔質板
としては、水を十分に吸水すると共にこの吸水し
た水が順次洗い流されるような多孔状態にあるこ
とが望ましい。これらの意味から、多孔ブロツク
体を構成している無機多孔質板は波形の形状を有
していることが有効である。より具体的には、こ
の無機多孔質板を幅方向に波を有する横波短冊板
と、長手方向に波を有する縦波短冊板とに形成
し、外形の大きさがほぼ等しい該横波短冊板と縦
波短冊板とをいずれも板を縦にして波が直交する
ように交互に重ね合わせることによつて、厚みが
該板の幅、高さ該板の長さ、横方向に長さが板の
枚数で定まる長さを有した多孔ブロツク体に形成
すると共にこの多孔ブロツク体をフレーム枠で固
定する。

この多孔ブロツク体を構成する無機多孔質板に
ついて説明すると、アルミナシリカ繊維、シリカ
繊維、アルミナ繊維、各種ガラス繊維、天然無機
繊維等から常法によつて製作した無機繊維を主体
としペーパーを、段ボール加工などで行われてい
るような通常の方法でコルゲート加工し、波形ペ
ーパーと平ペーパーが一体となつた片段品を製作
する。

コルゲート加工字に使用する接着剤としては、
上記片段品と同形状の無機多孔質波板を製作する
場合にはコロイダルシリカやケイ酸ソーダをベー
スにした無機系接着剤を使用し、波形部分だけか
らなる波形板を製作する場合には後工程で平ペー
パー部分を除去する関係から有機接着剤を使用す
るのが望ましい。ペーパーや片段品の形状につい
ては、本発明に従う加湿器に限定して言えば、そ
の加湿効率や圧損等からペーパー厚みは0.1〜1.0
mm、波形のピツチは２〜15mmが適当である。

次に、片段品を適当な大きさに裁断した後、無
機系の硬化剤、例えば10〜40wt.％固形分のコロ
イダルシリカに浸漬してコロイダルシリカを片段
品に含浸させた後、乾燥と有機成分の除去のため
の焼成（300〜500℃）を行つて、片段品と同形状
の無機多孔質波板を製作する。多孔ブロツク体を
構成する場合には、この片段品と同形状の無機多
孔質波板の組合せ、または波形部分だけの組合
せ、或いはこれら２者の組み合わせによつて行
う。

波形部分だけからなる無機多孔質波板の製作
は、前記ペーパーのコルゲート加工時に有機系の
接着剤を使用し、片段品の硬化処理を行つたあ
と、平ペーパーに相当する部分を除去して行う。

硬化処理は、波の大きさ、ペーパー厚さ、多孔
ブロツク体の大きさとも関係するが、必要な強度
を付与するためには、場合によつては２回以上の
処理を行う。また、硬化剤にシリカ微粉末、ケイ
ソウ土等の多孔質粉末を添加することは波形板の
壁の細孔構造、すなわち含水、水の流下、水分の
蒸発等の調節に有効である。また、ペーパー素材
として、アルミナシリカ繊維、シリカ繊維、アル
ミナ繊維、天然無機繊維を用いたペーパーから加
工、処理した波形板は、800〜1300℃で処理する
ことにより焼結タイプの無機多孔質波板が製作で
きる。

以下、図面の実施例に従つてこの多孔ブロツク
体の組み立て並びに本発明の加湿器の構造を具体
的に説明する。

第１図は本発明にしたがう無機多孔質波板から
なる多孔ブロツク体の１ユニツトを示したもので
あり、第２図はこの多孔ブロツク体を構成する無
機多孔質波板を分解図的に示したものであり、１
は無機多孔質波板からなる横波短冊板、２は無機
多孔質波板からなる縦波短冊板である。幅方向に
波を有する横波短冊板１と長手方向に波を有する
縦波短冊板２とは波の方向は異なるが共に外形寸
法は等しい。例えばこれの外形寸法は、板幅が２
〜６cm、長さが15〜50cmの範囲にある短冊状を有
している。そして横波短冊板１と縦波短冊板２と
も、その波の大きさは、第４図に示す波高さＢが
１〜10mm、波ピツチＡが２〜15mmの範囲にあり、
この波は厚みＣが0.1〜1.0mmの範囲にある無機多
孔質波板自身で形成されている。この無機多孔質
被板は密度が0.05〜0.30ｇ／cm²、最大含水時の重
量が0.1〜0.8ｇ／cm³となるように処理したもので
ある。

第１〜２図の例では、横波短冊板１と縦波短冊
板２との間に、同じ無機多孔質板が波を持たない
同外形寸法の平短冊板３を介在させた合板４を使
用した例を示している。すなわち本例では、薄い
横波短冊板１と縦波短細板２を十分な強度を持た
せるために両者の間に平短冊板３を介在させ、こ
の平短冊板３に対して横波短冊板１と横波と縦波
短冊板２の縦波との線接触する部分を接合させる
ことによつて、一方の面には幅方向の波、他方の
面には縦方向の波をもつサンドウイツチ状の合板
４を形成し、この合板４を同じ向きに縦にして重
ね合わせることによつて多孔ブロツク体５を形成
する。つまり、合板４を同じ向きにして重ね合わ
せると、一方の合板４の横波短冊板１が他方の合
板４の横波短冊板１に交互に重なり合うことにな
る。

このようにして形成される多孔ブロツク体５は
厚みが合板４の幅、高さが該板の長さ、横方向の
長さが合板４の枚数で定まる長さを有した多孔ブ
ロツク体に形成されることになる。そして、第１
図に示すように、この多孔ブロツク体５の合計８
辺の角を、上フレーム６，６′、下フレーム７，
７′、横フレーム８ａ，８ｂ，８a′，８b′の合計
８本のフレームで固定する。このフレーム枠によ
つて多孔ブロツク体５を固定することによつて一
個の多孔ブロツク体体ユニツトが形成される。

なお、第１〜２図で使用した合板に代えて、横
波短冊板１と縦波短冊板２とが十分な強度を有す
る場合には、平短冊板を使用せず、第３図に示し
たように、横波短冊板１と縦波短冊板２を交互に
重ね合わせることによつて多孔ブロツク体を形成
し、これを前例と同様にフレームで固定すること
によつて多孔ブロツク体ユニツトを形成すること
もできる。

第５〜６図は、前記のようにして構成した多孔
ブロツク体を用いた本発明に従う加湿器の例を示
している。本例では多孔ブロツク体５のユニツト
を縦に三段、横に３列、合計９個を垂直面状に積
み重ねた例を示す。そして、この積層多孔ブロツ
ク体の最上面に給水ヘツダー１０を設置し、この
給水ヘツダー１０から積層多孔ブロツク体の上面
に水を落下させる。一方、被処理空気は多孔ブロ
ツク体の厚み方向に通気させる。給水ヘツダー１
０からの水の供給にあたつては、第７図に示すよ
うに、多数の横波短冊板１の各上縁ごとに落水す
るように、給水ヘツダー１０に多数の給水口１１
を取付けて行うのがよい。つまり縦波短冊板２は
空気の通過方向にはジクザク通路を形成するが、
縦方向には中空管を形成するだけであるから、こ
の縦波短冊板２に対して落水させると水が無機多
孔質板に触れずに落下することも、場合によつて
は有り得るからである。多孔ブロツク体５の全体
に吸水させたうえで水の供給を続けた場合に、横
波短細板１の一枚一枚に落水させると、現象的に
は第８図に示すように、横波の張り出し上部の部
分に膜状の水溜まり１２が形成し、この水溜まり
１２が或る大きさになると、その下側の部分の板
面に接して膜流となつて流れ、全体としては横波
短冊板１および縦波短冊板２からなる無機多孔質
板全てに〓間なく含浸された状態を保つたままさ
らに膜流が形成さえることになる。

本発明の加湿器の特徴の一つは、このような多
孔ブロツク体に一過性に水を供給することによつ
て、つまり給水と排水を同時に行うことによつて
水中或いは空気中に存在する析出性の物質が多孔
ブロツク体に堆積しないようにしたことである。
本発明者らの実験によると、給水量を多孔ブロツ
ク体で蒸発する水の蒸発量の1.1〜1.3倍程度とし
て連続給水した場合、加湿効率は70〜90％に達
し、スケールの生成は半永久的に起こらないこと
がわかつた。また、雑菌の繁殖も全く生じない。
これは、多孔ブロツク体５が無機質であること、
例え空気中から雑菌が多孔ブロツク体に着床した
としても洗い落とされるか、或いは水道水の場合
には新しい水の連続供給による塩素イオンの供給
によつて滅菌作用も生ずるからであろうと考えら
れる。したがつて、本発明の加湿器では過剰の水
は多孔ブロツク体５の下方の排水パン１３で受け
てこれを系外に排出するものである。

第９図は本発明の加湿器を組み込んだ空調機の
例を示している。図において、１５はフイルタ
ー、１６は熱交換器、１７は本発明に従う加湿
器、１８はフアンであり、これは一体的にケーシ
ング内に収容される。１９は給気口、２０は還気
口、２１は外気取入れ口である。加湿器１７は熱
交換器１６の下流側にセツトされ、この熱交換器
１６のドレインパン２２と加湿器１７の排水受け
が共用されており、加湿器１７から落水する過剰
の水は排水管（ドレン管）２３から機外に排出さ
れる。加湿機１７への落水量の制御は給水ヘツダ
ー１０への給水量を給水弁２４で制御することに
よつて行われる。前述のように、加湿器１７への
落水量は、蒸発量の1.1〜1.3倍程度に制御するの
がよい。

〔効果〕

以上のようにして本発明によると、空気の顕熱
を利用して蒸発式に空気を加湿する加湿器におい
て、縦波と横波を交互にクロスさせたセラミツク
コルゲート板（無機繊維ペーパーを加工し且つ高
温で焼結処理した横波短冊板と縦波短冊板）から
なる多孔ブロツク体を水の落水方向と空気の通過
方向を直交させると共に、無機多孔質板自身に水
を保持させ且つその表面に膜流を一過性に常時形
成させるようにして加湿を行うようにしたから、
多孔ブロツク体内を撹拌されながら通過する空気
は多孔ブロツク体内の水と良好な熱交換並びに相
変化を行うことができ、したがつて、最少の通液
量で高い加湿効率が得られる。また飽和効率も実
験によれば厚みが５cmの多孔ブロツク体を使用し
送風３ｍ／secで60％が達成された。またこの場
合の通気抵抗は５mmAq程度と非常に小さかつた。
空気の顕熱を利用した加湿器でかような高い飽和
効率が低い通気抵抗で得られた例はこれまでにな
い。なお、送風を10ｍ／secにまで上げても下流
側にはミストの飛散は生じなかつた。

そして、本発明の加湿器はカビや雑菌による問
題は全く生ぜず、特にスケールの発生が無い点で
従来の水膜式の加湿方式にはない利点を有してい
る。本発明の加湿器はまた最近のOA機器の電気
的障害を防止する上でも有益である。水中の塩類
の析出によつてこれが飛散して腐食および電気的
障害を起こすことが知られるようになつたが、本
発明の加湿器ではこのような問題が生じない。特
に海岸付近の建物では海塩粒子の飛来によつて建
物内に堆積すると、これらの塩類は吸湿性である
ので電気的障害や腐食を促進するが、本発明の加
湿器を設置した空調機では加湿に使用する水中の
塩類の析出がないばかりか、大気中に飛来する海
塩粒子の捕集排出の作用も果たすことになる。

また、多孔ブロツク体はユニツト化することに
よつて、その使用数の調整によりいかような通気
面積にも対応することができると共にスプレー方
式のようなスペースを多く取らない点でも有利で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う多孔ブロツク体の組み立
て図、第２図は多孔ブロツク体を構成する横波短
冊板と縦波短冊板の分解図、第３図は多孔ブロツ
ク体を構成する横波短冊板と縦波短冊板の他の例
を示す分解図、第４図は無機多孔質波板の波の形
状を説明するための斜視図、第５図は本発明に従
う加湿器の例を示す正面図、第６図は本発明に従
う加湿器の例を示す側面図、第７図は多孔ブロツ
ク体への落水方式を説明するための多孔ブロツク
体上部の部分図、第８図は横波短冊板への落水の
状況を説明するための横波短冊板の部分断面図、
第９図は本発明の加湿器を組み込んだ空調機の例
を示す透視斜視図である。 １……横波短冊板、２……縦波短冊板、３……
平短冊板、４……横波短冊板、縦波短冊板および
平短冊板を重ねた合板、５……多孔ブロツク体、
６，７，８……フレーム枠、１０……給水ヘツダ
ー、１１……給水口、１７……本発明に従う加湿
器、２３……排水管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無機繊維ペーパーを加工し且つ焼結処理して
   なる短冊状の無機多孔質波板であつて、幅方向に
   波を有する横波短冊板と、長手方向に波を有する
   縦波短冊板とを使用し、 外形の大きさがほぼ等しい該横波短冊板と縦波
   短冊板とをいずれも板を縦にして波が直交するよ
   うに交互に重ね合わせることによつて、厚みが該
   板の幅、高さが該板の長さ、横方向の長さが板の
   枚数で定まる長さを有した多孔ブロツク体に形成
   すると共にこの多孔ブロツク体をフレーム枠で固
   定し、 この多孔ブロツク体の上面に水を供給する手段
   を設けると共にこの多孔ブロツク体中を下降して
   きた過剰の水を排出する手段を設け、この多孔ブ
   ロツク体の厚み方向に被処理空気を通過させると
   共に該水の供給手段から該多孔ブロツク体の全面
   に蒸発量を越える水を一過性に給水するようにし
   た加湿器。 ２ 無機多孔質波板は、壁厚さが0.1〜1.0mm、波
   高さが１〜10mm、波のピツチが２〜15mmである特
   許請求の範囲第１項記載の加湿器。 ３ 無機多孔質波板は、800〜1300℃で焼結処理
   したものである特許請求の範囲第１項記載の加湿
   器。 ４ 多孔ブロツク体の上面に水を供給する手段は
   横波短冊板の各々の上縁に水を落下させる多数の
   給水口を備えたヘツダーからなる特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の加湿器。