(57)【要約】【課題】空調装置に用いられる省スペースで維持費が安価な加湿装置を提供する。【解決手段】空気が通流する通風路２０内に水滴を噴霧するスプレーノズル５０と、スプレーノズル５０の噴霧方向にミストキャッチャ６０設けられている。ミストキャッチャ６０は回収部７０と、障害部８０とを有しており、高さ調整部１１０及び距離調整部１２０によりスプレーノズル５０に固定されている。障害部８０は前記水滴が衝突する障害部材８５を有しており、障害部材８５は材料特性により決まる、通過可能な水粒子の径である基準径を有している。障害部材８５はスプレーノズル５０から噴射される噴霧Ｓより、障害部材８５に衝突して飛散した水粒子よりなる反射ミストＲと、障害部材８５を通過した基準径より小さい水粒子よりなる透過ミストＰとを生成する。【選択図】    図２
2010071632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調装置に設けられる加湿装置であって、
空気が通流する通風路内に水滴を噴霧するスプレーノズルと、
前記スプレーノズルの噴霧方向に設けられ、前記水滴が衝突する障害部材と、
を備えていることを特徴とする加湿装置。
【請求項２】
前記障害部材は、衝突した水滴のうち基準径より大きい径を有する大径水粒子を捕捉し、前記基準径より小さい径を有する小径水粒子を通過させて前記通風路内の空気流に混入させることを特徴とする請求項１に記載の加湿装置。
【請求項３】
前記障害部材は衝突した水滴の一部を反射させ飛散させることで、基準径より小さい径を持つ小径水粒子を生成し前記通風路内の空気流に混入させることを特徴とする請求項１又は２に記載の加湿装置。
【請求項４】
前記障害部材は前記大径水粒子の径より小さい隙間を有する多孔性の部材であることを特徴とする請求項３に記載の加湿装置。
【請求項５】
前記障害部材は、支持軸を中心として回動自在で、前記スプレーノズルに対し任意の傾斜角で固定されることを特徴とする請求項１に記載の加湿装置。
【請求項６】
前記障害部材は、前記スプレーノズルに対し相対的に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の加湿装置。
【請求項７】
前記障害部材の下方に設けられ、前記障害部材が捕捉した大径水粒子を受け止める開口部を有する回収ポットと、
前記回収ポットに接続され、前記回収ポットが受け止めた水を排出する排水配管と、
を備えていることを特徴とする請求項６に記載の加湿装置。
【請求項８】
前記スプレーノズルに接続されて前記スプレーノズルに水を供給する給水配管と、
前記給水配管に水を供給する給水装置と、
を有し、
前記回収ポットが回収し前記排水配管から排出された水を、前記給水装置により前記給水配管へと供給することを特徴とする請求項７に記載の加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調装置に用いられる加湿装置に関し、特に低コストで設置できるとともに加湿度の調整を容易に行なえるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
空調装置により送られる空気流を加湿する場合、空気流に水滴を噴霧する方法や、水蒸気を加える方法等が採用されている。
【０００３】
空気流に水滴を噴霧する方法には、いわゆる高圧スプレー式ノズルや二流体式ノズルを用いる方法、超音波振動子を用いて水面から霧状の水滴を発生させ、空気流を加湿する超音波方式等が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
高圧スプレー式ノズルは空調装置内部で空調される空気が通流する通風路において、水滴を高圧で噴霧する。適当な距離（蒸発距離）にわたって噴霧された水滴は飛散し蒸発しやすくなるため、通風路内の空気流が加湿される。液体のままである水滴は、噴霧方向に設けられたエリミネータ（除去器）により捕捉され、空気流から除去される。
【０００５】
二流体式ノズルは中央に噴霧水通路と、その周側を覆うリング状断面を有する高圧空気通路を具備している。噴霧水通路より噴霧される水滴は高圧空気通路より噴射される高圧空気により破砕され、空調装置内部の通風路内に極小径の水粒子として噴霧される。極小径の水粒子として噴霧された水滴は非常に蒸発しやすいため、通風路内の空気流が加湿される。
【０００６】
水蒸気を加える方法は、水を加熱や加圧することにより水蒸気を発生させ、その水蒸気を空調装置内部の通風路内の空気流に加える。これにより、空気流を加湿することができる。
【特許文献１】特開平５−３７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した３つの方法には次のような問題があった。すなわち、高圧スプレー式ノズルを用いる方法では、蒸気を加える方法及び二流体式ノズルを用いる方法に比べ、水粒子の径が多いため、蒸発しない水粒子が多くなる。このような径の大きい水粒子を捕捉するため、通風路の断面方向全域にエリミネータを設ける必要がある。通風路の断面方向全域にエリミネータを設けると、通風路内を通る空気流の円滑な通流が阻害されてしまう虞があった。
【０００８】
また、通風路の通流方向に蒸発距離を設ける必要があるとともに、複数のノズルを用いる場合はそれぞれのノズルから噴霧される水滴が干渉し合わないようにノズル間の距離を大きくとる必要がある。このため、大きなスペースが必要となる。
【０００９】
二流体式ノズルを用いる方法では、高圧空気を作る空気圧縮機を設ける必要があるため、その分のスペースが必要となる。また、細やかな点検やメンテナンスが必要で、維持費の負担が高圧スプレー式ノズルを用いる方法に比べて大きい。
【００１０】
水蒸気を加える方法では、蒸気を発生させるための機器を設ける必要がある。蒸気を発生させるための機器は一般に大型であり、大きなスペースが必要となる。また、細やかな点検やメンテナンスが必要で、維持費の負担が他の方法に比べて大きい。
【００１１】
そこで本発明は、低コストで設置できるとともに加湿度の調整を容易に行なえ、しかも省スペースで維持費が安価な加湿装置を提供することを目的としている
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の加湿装置は次のように構成されている。
【００１３】
空調装置に設けられる加湿装置であって、空気が通流する通風路内に水滴を噴霧するスプレーノズルと、前記スプレーノズルの噴霧方向に設けられ、前記水滴が衝突する障害部材とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低コストで設置できるとともに加湿度の調整を容易に行なえ、しかも省スペースで維持費を安価とすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態に係る加湿装置４０が組み込まれた空調装置１０の構成を示す上面図、図２は加湿装置４０におけるスプレーノズル５０及びミストキャッチャ６０を示す側面図、図３はミストキャッチャ６０を分解して示す正面図、図４は加湿装置４０の構成を示すブロック図である。
【００１６】
空調装置１０は、空調装置１０内部で空調される空気が通流する通風路２０と、この通風路２０の出口側に設けられた送風機３０と、この送風機３０より上流側に設けられた加湿装置４０とを備えている。
【００１７】
通風路２０内では、空気流が図１中矢印Ａ方向に通流し、加湿装置４０によって加湿され、送風機３０によって送風口２１から図１中矢印Ｂ方向に流れ出る。なお、図１中２２は熱交換器を示している。
【００１８】
加湿装置４０は、通風路２０内に配置された複数のスプレーノズル５０及び複数のミストキャッチャ６０と、スプレーノズル５０に水を供給する給水配管９０と、ミストキャッチャ６０が捕捉した水を通風路２０外部へ排出する排水配管１００と、スプレーノズル５０及びミストキャッチャ６０の間に介在する複数の高さ調整部１１０及び距離調整部１２０と、給水配管９０に水を供給する給水装置１３０とを備えている。
【００１９】
給水装置１３０は、図４に示すように、水を貯蔵するタンク１３１と、タンク１３１から給水配管９０へ水を供給する第１のポンプ１３２及び第２のポンプ１３３と、供給される水の不純物を除去するフィルタ１３４と、アキュムレータ１３５と、水道からタンク１３１へ水を供給する給水バルブ１３６と、水の供給圧力を制御するレギュレータ１３７と、アキュムレータ１３５に接続される安全逃し弁１３８とを備えている。タンク１３１には排水配管１００が接続されている。
【００２０】
スプレーノズル５０は、給水配管９０の外周部に固定されるとともに、給水配管９０に接続されている。スプレーノズル５０は、図２に示すように、ノズル部５１と、給水配管９０からノズル部５１に水を供給する管部５２を有している。スプレーノズル５０は高圧スプレー式ノズルであり、給水配管９０から供給された水を高圧で放射状に噴射する。
【００２１】
ミストキャッチャ６０は、図２に示すように、高さ調整部１１０及び距離調整部１２０によってスプレーノズル５０に固定されている。ミストキャッチャ６０は、回収部７０と、障害部８０と、回収部７０と障害部８０とを固定する一対のナット６１とを有しており、スプレーノズル５０の噴霧方向に設けられている。
【００２２】
回収部７０は、上方に向けて開放された開口部７４を有する回収ポット７１と、回収ポット７１の上端の縁に設けられた一対の溝である支持溝７２と、回収ポット７１の底面に設けられた孔から延びて排水配管１００に接続される排水チューブ７３とを有している。排水チューブ７３は可撓性を有するチューブで、例えばゴム等により形成されている。
【００２３】
障害部８０は、図３に示すように、開口８２を有するフレーム８１と、フレーム８１の下端から側面方向に延びる一対の支持軸８６と、フレーム８１の側面よりフレーム８１の垂直方向に突出する二対の固定具８３と、固定具８３と同方向に突出する板状の受け部８７と、開口部８２に交差して設けられた補強部材８４と、フレーム８１に取付けられる障害部材８５（図３では不図示）とを有している。
【００２４】
障害部材８５は、例えば化学繊維の網等の材料により形成され、液体が反射若しくは通過することが可能な直方体の部材である。障害部材８５は液体が衝突した際に、基準径を下回る径を有する液体粒子のみを通過させる。基準径は障害部材８５の材料により決められる径であり、障害部材８５を通過可能な水粒子の径である。例えば目の粗い網であれば基準径は大きく、目の細かい網であれば基準径は小さくなる。
【００２５】
フレーム８１は、障害部材８５と接する一面の周部分を支持している。フレーム８１は開口８２を有しているため、障害部材８５を通過する液体をそのまま通過させることができる。開口８２に設けられた補強部材８４は細い板が交差している形状を有し、フレーム８１と共に障害部材８５を支持している。受け部８７はフレーム８１の下端から固定具８３と同方向に突出し、障害部材８５の下端を支持している。
【００２６】
フレーム８１の側面に取付けられた二対の固定具８３は、障害部材８５を左右から挟んで固定している。対向している固定具８３の間の距離は、障害部材８５の幅方向の長さより小さい。障害部材８５は化学繊維の網等により形成されているため弾性を有しており、固定具８３が障害部材８５を挟むと、障害部材８５は弾力により固定具８３に固定される。
【００２７】
支持軸８６は、回収部７０の支持溝７２に嵌め込むことが可能な大きさの軸であり、ナット６１に捻じ込まれる雄ねじが切られている。障害部８０は、支持軸８６を回収部７０の支持溝７２に嵌め込み、支持軸８６にナット６１を捻じ込むことで回収部７０に固定される。
【００２８】
高さ調整部１１０は、管部５２の外周部に取付けられている。高さ調整部１１０は、管部５２の外周を覆うリング状の部材で、管部５２に対し上下方向へ移動可能である。高さ調整部１１０は、図示しないボルトとナット等の着脱自在な固定手段により管部５２の任意の位置に固定される。
【００２９】
距離調整部１２０は、回収ポット７１と高さ調整部１１０との間に取付けられている。距離調整部１２０は、回収ポット７１に一端を固定された第１のレール１２１と、高さ調整部１１０に一端を固定された第２のレール１２２とを有している。第１のレール１２１と第２のレール１２２は、それぞれ相対的にスライド移動可能に嵌め合わされており、図示しない固定手段により任意の位置で固定される。
【００３０】
このように構成された空調装置１０に組み込まれた加湿装置４０の動作について説明する。
【００３１】
給水バルブ１３６からタンク１３１に供給された水は、第１のポンプ１３２により送り出される。第１のポンプ１３２により流出された水はフィルタ１３４によって不純物を除去され、第２のポンプ１３３により送り出される。第２のポンプ１３３により送り出された水はレギュレータ１３７により供給圧力を調整され、給水配管９０に供給される。
【００３２】
給水配管９０から、複数のスプレーノズル５０に水が供給される。スプレーノズル５０は、給水配管９０より管部５２を通じて供給された水を、ノズル部５１より高圧で放射状に噴射する。
【００３３】
ノズル５１より噴射された水滴である噴霧Ｓは、ミストキャッチャ６０の障害部材８５に衝突する。障害部材８５に衝突した噴霧Ｓのうち、一部の水粒子は障害部材８５から反射し、それ以外の基準径より小さい水粒子は障害部材８５を通過し、基準径より大きい水粒子は障害部材８５に捕捉される。
【００３４】
障害部材８５を通過した水粒子である透過ミストＰは、通風路２０内を通流する空気流に混入する。透過ミストＰは細かい水粒子であるため単に噴射した噴霧Ｓよりも蒸発しやすい。そのため通風路２０内の空気流に混入した透過ミストＰは蒸発し、空気流を加湿する。
【００３５】
障害部材８５から反射した水粒子は、障害部材８５に衝突し反射したことにより飛散し細かい水粒子に分かれる。この飛散した水粒子である反射ミストＲは、通風路２０内を通流する空気流に混入する。反射ミストＲは細かい水粒子であるため単に噴射した噴霧Ｓよりも蒸発しやすい。そのため通風路２０内の空気流に混入した反射ミストＲは蒸発し、空気流を加湿する。
【００３６】
障害部材８５に捕捉された水滴は、障害部材８５から回収ポット７１内に滴り落ちる。回収ポット７１に滴り落ちた水は排水チューブ７３を通り、排水配管１００から排出される。排水配管１００より排出された水はタンク１３１に供給され、再利用される。
【００３７】
障害部８０の傾斜角度の調整は次のように行なう。障害部８０を固定するナット６１を緩めることにより、障害部８０は支持軸８６を中心として回動する。障害部８０を所望の傾斜角度にしてナット６１を締め直すと、所望の傾斜角度で障害部８０を回収部７０に固定することができる。
【００３８】
スプレーノズル５０とミストキャッチャ６０との相対的な高さの調整は次のように行なう。高さ調整部１１０を固定する図示しない固定手段を緩めることにより、高さ調整部１１０は管部５２に対して上下に移動することができる。所望の位置に高さ調整部１１０を移動させた状態で固定すると、所望の位置で高さ調整部１１０を固定することができる。これにより、ミストキャッチャ６０はスプレーノズル５０に対して相対的な高さを調整される。
【００３９】
スプレーノズル５０とミストキャッチャ６０との距離の調整は次のように行なう。距離調整部１２０の第１のレール１２１と第２のレール１２２を固定する図示しない固定手段を緩めることにより、第１のレール１２１と第２のレール１２２は相対的にスライド移動することができる。第１のレール１２１と第２のレール１２２をスライド移動させ、スプレーノズル５０とミストキャッチャ６０の距離を所望の長さに調整する。スプレーノズル５０とミストキャッチャ６０の距離を所望の長さに調整した状態で、第１のレール１２１及び第２のレール１２２を固定すると、スプレーノズル５０とミストキャッチャ６０を所望の距離で固定することができる。これにより、ミストキャッチャ６０はスプレーノズル５０との距離を調整される。
【００４０】
次に、加湿装置４０の効果について説明する。障害部材８５は衝突する噴霧Ｓ中の水粒子のうち、一部を反射し飛散させ、障害部材８５の材料特有の基準径を下回る小径水粒子を通過させる。すなわち障害部材８５に衝突する噴霧Ｓにより、水粒子の細かい反射ミストＲ及び透過ミストＰが生成される。反射ミストＲ及び透過ミストＰは水粒子が細かいため、噴霧Ｓよりも蒸発しやすい。
【００４１】
このように障害部材８５が水粒子の細かい反射ミストＲ及び透過ミストＰを生成することにより、加湿装置４０は空気流中に水滴を高圧で噴霧するのみである高圧スプレー式ノズルを用いる加湿方法よりも加湿能力に優れる。
【００４２】
図５及び図６は、障害部材８５による水粒子の破砕効果の一例を示す図である。図５においてＧ１は噴霧Ｓを障害部材８５に当てなかった場合の噴射Ｓの粒径分布、Ｇ２は距離４０ｍｍで障害部材８５に当てた場合の反射ミストＲの粒径分布、Ｇ３は距離１２０ｍｍで障害部材８５に当てた場合の反射ミストＲの粒系分布である。
【００４３】
このグラフからわかるように、障害部材８５に反射させることにより、平均粒径が小さくなり、粒径２０μｍ以下の水粒子の割合を増やし、粒径２０μｍ以上の水粒子の割合を減らすことができる。
【００４４】
また、図６においてＱ１は噴霧Ｓを障害部材８５に当てなかった場合の噴射Ｓの粒径分布、Ｑ２は距離４０ｍｍで障害部材８５に当てた場合の透過ミストＰの粒径分布、Ｇ３は距離９０ｍｍで障害部材８５に当てた場合の透過ミストＰの粒系分布である。
【００４５】
このグラフからわかるように、障害部材８５を透過させることにより、１０μｍ以上の粒径の水粒子をほぼ無くすことができる。
【００４６】
基準径の大きさや小径水粒子の発生量等の特性は、噴霧Ｓを衝突させる障害部材８５の材料や、スプレーノズル５０に対する傾斜角度・距離・高さによって変化する。
【００４７】
加湿装置４０のミストキャッチャ６０は、障害部材８５の材料を容易に変更することが可能であり、支持軸８６及びナット６１と、高さ調整部１１０と、距離調整部１２０とによって容易に障害部材８５のスプレーノズル５０に対する傾斜角度・距離・高さを変更することも可能である。これにより、求められる加湿特性に応じて基準径や小径水粒子の発生量等を変化させることができる。
【００４８】
また、高圧スプレー式ノズルを用いる加湿方法では噴霧した水滴を蒸発させる蒸発距離や、複数のノズルによる噴霧した水滴が互いに干渉し合うのを防ぐ距離が必要であり大きなスペースが必要であった。しかし、加湿装置４０は蒸発距離よりも短い距離で噴霧Ｓを障害部材８５に衝突させるので、狭いスペースに設けることができる。その上、高圧スプレー式ノズルを用いる加湿方法で用いていた広域のエリミネータが不要となり、加湿装置４０はスプレーノズル５０の前方にミストキャッチャ６０を設けるだけなので、空気流の円滑な通流が阻害されず、円滑に通流させることができる。
【００４９】
さらに、加湿装置４０は回収ポット７１で回収した水を、排水配管１００を通じてタンク１３１に戻し再利用する。また空気圧縮機や、蒸気を発生させる機器等の維持費が大きい特別な装置は必要がない。このため、加湿装置４０は安価な維持費で用いることができる。
【００５０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば前記実施形態ではミストキャッチャそれぞれに傾斜角度・高さ・距離を変更できる調整手段を設けているが、ミストキャッチャを排水配管に固定し、排水配管を移動させることで複数のミストキャッチャの傾斜角度・高さ・距離を同時に調整できるようにしても良い。また、障害部材８５は直方体に限られず、円形、楕円形、菱形等の他の形状でもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る加湿装置が組み込まれた空調装置の構成を示す上面図。
【図２】同加湿装置におけるスプレーノズル及びミストキャッチャを示す側面図。
【図３】同ミストキャッチャを分解して示す正面図。
【図４】同加湿装置の構成を示すブロック図。
【図５】同ミストキャッチャに設けられた障害部材による水粒子の破砕効果の一例を示す図。
【図６】同障害部材による水粒子の破砕効果の一例を示す図。
【符号の説明】
【００５２】
１０…空調装置、２０…通風路、４０…加湿装置、５０…スプレーノズル、６０…ミストキャッチャ、８５…障害部材。
【図１】
2010071632.tif 000003
【図２】
2010071632.tif 000004
【図３】
2010071632.tif 000005
【図４】
2010071632.tif 000006
【図５】
2010071632.tif 000007
【図６】
2010071632.tif 000008