(57)【要約】【課題】加湿性能を向上できるとともに、高い加湿性能を長期間維持できる加湿器を提供することを目的とする。【解決手段】吸水性を有し、内部に浸透した水を表面で気化蒸発させる加湿材１０と、加湿材１０のうち高さの異なる複数の位置に水を滴下する滴下部２０ａ、２０ｂと、を有し、加湿材１０は、鉛直方向に対して傾斜して配置されており、滴下部２０ａ、２０ｂは、加湿材１０の上向きの１つの傾斜面１０ａのうち高さの異なる複数の位置に水を滴下することを特徴とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸水性を有し、内部に浸透した水を表面で気化蒸発させる加湿材と、
前記加湿材の表面に送風する送風手段と、
前記加湿材の高さの異なる複数の位置に水を供給する水供給部と、
を有することを特徴とする加湿器。
【請求項２】
前記加湿材は、鉛直方向に対して傾斜して配置されており、
前記水供給部は、前記加湿材の上向きの１つの傾斜面のうち高さの異なる複数の位置に水を滴下する滴下部を備えていること
を特徴とする請求項１に記載の加湿器。
【請求項３】
前記滴下部は、
前記傾斜面のうち第１の滴下位置に水を滴下する第１の滴下部と、
前記傾斜面のうち前記第１の滴下位置とは高さの異なる第２の滴下位置に水を滴下する第２の滴下部と、を含むこと
を特徴とする請求項２に記載の加湿器。
【請求項４】
前記第１の滴下部の滴下口と前記第２の滴下部の滴下口とは、互いに高さが異なること
を特徴とする請求項３に記載の加湿器。
【請求項５】
前記加湿材に接触又は近接して設けられ、前記滴下部から滴下された水を受けるとともに、受けた水を前記加湿材に供給する水受け部をさらに有すること
を特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の加湿器。
【請求項６】
前記滴下部は、前記傾斜面のうち第１の滴下位置に水を滴下する第１の位置と、前記傾斜面のうち前記第１の滴下位置とは高さの異なる第２の滴下位置に水を滴下する第２の位置と、の間で移動可能であること
を特徴とする請求項２に記載の加湿器。
【請求項７】
前記水供給部は、
鉛直方向以外の方向を向いた滴下部と、
前記滴下部から前記傾斜面のうち第１の滴下位置に水を滴下させる第１の流量と、前記滴下部から前記傾斜面のうち前記第１の滴下位置とは高さの異なる第２の滴下位置に水を滴下させる第２の流量と、の間で前記滴下部に供給する水の流量を脈動させる脈動制御部と、を備えていること
を特徴とする請求項１に記載の加湿器。
【請求項８】
前記水供給部は、長手方向に沿って複数の水供給孔を有するノズル部を備えており、
前記ノズル部は、前記複数の水供給孔が高さの異なる複数の位置に配置されるように前記加湿材内に挿入されていること
を特徴とする請求項１に記載の加湿器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加湿材を備えた加湿器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気を加湿する加湿器として、気化式の加湿器がある。気化式加湿器は、吸水性能を有する加湿材を備えている。気化式加湿器は、水分を含有させた加湿材表面を気流が通過する際に、加湿材中の水分を気流との熱交換により気化蒸発させ、空気の加湿を行う。従来、気化式加湿器には、加湿性能の向上、及び長期間にわたる加湿性能の維持が求められている。
【０００３】
特許文献１には、気化式加湿器を備えた空気調和装置が開示されている。この空気調和機は、気化式加湿器内の加湿フィルタへ加湿水を供給する加湿水給水配管に、ＯＮ−ＯＦＦ制御により開閉される熱動開閉弁を備えている。この熱動開閉弁は、全閉状態でオン信号を受けた場合、所定時間を経て徐々に全開状態に至り、全開状態でオフ信号を受けた場合、所定時間を経て徐々に全閉状態に至る構成を有している。気化式加湿器は、ハの字形に配置された２つの熱交換部間の隙間に、クロスフローファンで吸引される空気の流れ方向に沿って挿入配置されている。また、気化式加湿器は、ケースと、このケース内に着脱自在に挿入される加湿フィルタとを備えている。ケースにはドーム状頭部が形成されている。ドーム状頭部内には、加湿水給水配管に接続された散水管が配設されている。散水管からの加湿水は、ドーム状頭部のドーム形状内壁に衝突した後、このドーム形状に沿って流出し、傾斜して配置された加湿フィルタに滴下される。
【０００４】
上記の空気調和機では、熱動開閉弁が徐々に全開状態に至るときには、熱動開閉弁から吐出される加湿水は徐々に増加する。このため、熱動開閉弁からのオーバーシュートが抑制され、加湿水の節水を図ることができるようになっている。また、上記の空気調和機では、熱動開閉弁が徐々に全閉状態に至るときには、熱動開閉弁から吐出される加湿水は徐々に減少する。このため、加湿フィルタ内の加湿水が急激に減少して枯渇することなく、加湿水切れを抑制することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３３１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された空気調和機の気化式加湿器では、ドーム状頭部が加湿フィルタの上方に設けられているため、加湿水は加湿フィルタの上部のみに滴下される。このため、加湿中の水温は加湿フィルタの下部にいくに従って低下してしまい、加湿フィルタ表面の水温には分布が生じる。これにより、加湿フィルタ表面で不均一な加湿となってしまうため、加湿性能の低下が免れないという問題点があった。
【０００７】
また、この気化式加湿器は、各熱交換部の配置の関係上、それらの隙間に、クロスフローファンで吸引される空気の流れ方向に沿って傾斜して挿入されている。これにより、加湿フィルタ面内で風速ばらつきが生じて加湿性能が不均一になるため、局所的に加湿水が飛散したり、給水からのスケール成分が付着したりして加湿性能が低下するという問題点もあった。
【０００８】
さらに、この気化式加湿器では、加湿水注水量がゼロから最大流量まで台形状に変化するように加湿水を断続的に供給している。これにより、加湿水の流量がゼロとなる時間が数分生じるため、経時的な加湿性能のばらつきをなくすことができないという問題点もあった。
【０００９】
本発明は、上述のような問題点の少なくとも１つを解決するためになされたものであり、加湿性能を向上できるとともに、高い加湿性能を長期間維持できる加湿器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る加湿器は、吸水性を有し、内部に浸透した水を表面で気化蒸発させる加湿材と、加湿材の表面に送風する送風手段と、加湿材の高さの異なる複数の位置に水を供給する水供給部と、を有するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加湿材のうち高さの異なる複数の位置に水を供給することができるため、加湿材の水温の面内ばらつきを抑制でき、加湿器の加湿性能を向上させることができる。また、本発明によれば、加湿性能の面内ばらつきを抑制できることにより、局所的なスケールの生成を防止できるため、加湿器の高い加湿性能を長期間維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る加湿器１の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る加湿器１の構成をより具体的に示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る加湿器の第１の変形例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る加湿器の第２の変形例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る加湿器２の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る加湿器３の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る加湿器４の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る加湿器４の脈動制御部７０の構成の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る加湿器４において、電磁弁７１の開閉により脈動を印加したときの電磁弁７１の開閉状態と水の供給流量との相関を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態５に係る加湿器５の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る加湿器について説明する。図１は、本実施の形態に係る加湿器１の基本構成を示す図である。図１（ａ）は、加湿器１を風上側から見た概略の図であり、図１（ｂ）は、加湿器１を図１（ａ）の左側から見た概略の側面図である。本実施の形態に係る加湿器は気化式加湿器である。図１（ａ）、（ｂ）において、給水（加湿水）又は排水の流れ方向を実線矢印で示し、加湿水の滴下方向を破線矢印で示し、空気の流れ方向（送風方向）を白抜き太矢印で示している。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の相対的な寸法の関係や形状等が実際のものとは異なる場合がある。また、明細書中における各構成部材同士の位置関係（例えば、上下関係）や方向は、原則として、加湿器を使用可能な状態に設置したときのものである。
【００１４】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、加湿器１は、吸水性を有し、内部に浸透した水を表面で気化蒸発させる加湿材１０（図１（ａ）では４つの加湿材１０を示している）と、加湿材１０への水の滴下量を制御することによって加湿器１の加湿性能を制御する加湿性能制御部３０（水供給部の一例）と、を備えている。加湿性能制御部３０には、給水配管４０が接続されている。給水配管４０の上流側は、給水タンク又は水道水配管に接続されている。これにより、加湿性能制御部３０には、給水配管４０を介して給水タンク又は水道水配管から水が供給される。
【００１５】
加湿性能制御部３０は、供給された水を加湿材１０に滴下する滴下部２０ａ、２０ｂを有している。滴下部２０ａ、２０ｂの組は、１つの加湿材１０につき１組又は複数組設けられている。本例では、滴下部２０ａ、２０ｂの組は、１つの加湿材１０につき２組、計８組設けられている。滴下部２０ａ、２０ｂは、各加湿材１０の上方に設けられており、加湿材１０のうち高さの異なる複数（本例では２つ）の位置に、例えば同時に水を滴下することができるようになっている。１組の滴下部は、本例では２つの滴下部２０ａ、２０ｂで構成されているが、３つ以上の滴下部で構成されていてもよい。
【００１６】
加湿材１０の下方には、加湿材に供給された水が加湿材内部を流れた後、加湿材１０の底部から流出した水を受けるドレンパン５０が配置されている。ドレンパン５０には、ドレンパン５０が受けた水を排水するドレン排水口５１が設けられている。また、加湿材１０は、送風空気が流通する空気流路内に、送風方向に沿って配置されている。この空気流路には、送風空気の流れを発生させ、加湿材１０の表面に送風する送風機５２（送風手段の一例）が設けられている。本例では、送風方向はほぼ水平である。また、本例の送風機５２は、加湿材１０の風上側に配置されている。
【００１７】
図２は、本実施の形態に係る加湿器１の構成をより具体的に示す図である。図２（ａ）は、加湿器１を風上側から見た概略の図であり、図２（ｂ）は、加湿器１を図２（ａ）の左側から見た概略の側面図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、加湿器１の加湿性能制御部３０は、１つの加湿材１０毎に２組の滴下部２０ａ、２０ｂに加えて、給水減圧弁３１、流量調整バルブ３２、給水制御部３３及びヘッダ部３４を有している。
【００１８】
給水減圧弁３１は、給水配管４０に設けられている。給水減圧弁３１は、給水配管４０内の水圧を調整する。
【００１９】
流量調整バルブ３２は、給水減圧弁３１よりも給水流れ下流側に設けられている。流量調整バルブ３２は、滴下部２０ａ、２０ｂを介して加湿材１０に供給される加湿水の流量をその開度に応じて調整する。なお、流量調整バルブ３２に代えて、送液ポンプ又は電磁弁等を用いてもよい。
【００２０】
給水制御部３３は、流量調整バルブ３２の開度を制御することにより、給水のオン−オフを含め、加湿材１０に供給される加湿水の流量を制御する。
【００２１】
ヘッダ部３４は、流量調整バルブ３２よりも給水流れ下流側に設けられている。ヘッダ部３４からは、各滴下部２０ａ、２０ｂのそれぞれが分岐している。
【００２２】
本例の加湿材１０は、長方形平板状の形状を有している。また、加湿材１０は、鉛直方向に対して、所定の傾斜方向（図２（ａ）では時計回り方向）に所定の傾斜角度で傾斜して配置されている。本例では、加湿材１０の傾斜方向は、送風方向に直交する回転方向である。加湿材１０が傾斜していることにより、加湿材１０の一対の表面（主面）のうちの一方は、水平方向よりも上方を向いた上向きの傾斜面１０ａとなる。各加湿材１０は、ある任意の配置間隔で所定の並列方向に並列し、互いに平行に配置されている。本例では、加湿材１０の並列方向は、送風方向に直交しかつ水平な方向である。加湿材１０の傾斜角度は、鉛直上方から見て、隣接する加湿材１０の投影面同士が重ならない角度であればよい。例えば、図１（ａ）及び図２（ａ）において、加湿材１０の図中右上エッジ部から引いた鉛直線（一点鎖線）が、図中右側に隣接する加湿材１０（少なくとも傾斜面１０ａ）に重ならないように、各加湿材１０を配置すればよい。ただし、加湿材１０の寸法及び配置間隔との兼ね合いから、加湿材１０の傾斜角度は１０°以下であることが好ましい。本例では、加湿材１０の傾斜角度を６°とした。また、加湿材１０の配置間隔は、加湿器１の寸法及び要求される加湿性能等に依存して設定されるが、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。本例では、加湿材１０の配置間隔を１０ｍｍとした。
【００２３】
加湿材１０は、水を一時的に保持するとともに水を含有させた加湿材表面に送風することによって気化加湿できる材質で形成される。具体的には、加湿材１０は、樹脂製又は金属製の板状の部材を用いて形成されることが好ましい。さらに好ましくは、立体的な網目構造を持つ繊維を絡ませた形状、又は発泡形状の部材が用いられるのがよい。樹脂製の部材としては、例えば、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。金属製の部材としては、例えば、チタン、ステンレス鋼、銅、アルミ、鉄などが挙げられる。本例の加湿材１０には、チタン製の発泡金属で空孔率８２％、呼び穴径２００μｍ、厚み１ｍｍの板状部材を用いた。
【００２４】
滴下部２０ａ、２０ｂのそれぞれは、例えば、ヘッダ部３４の下面から分岐して鉛直下方に延伸したノズル状の形状を有している。滴下部２０ａ、２０ｂの組は、各加湿材１０における上向きの１つの傾斜面１０ａのうち、高さの異なる２つの位置に水を滴下（供給）するように設けられている。具体的には、滴下部２０ａの下端（先端）に形成される滴下口２１ａは、加湿材１０の傾斜面１０ａのうち上部（好ましくは、加湿材１０の天井部１０ｂ近傍の上端部）に位置する滴下位置Ａ（滴下位置Ａ１、Ａ２を含む）に水を滴下できるように、滴下位置Ａの鉛直上方に配置されている。滴下部２０ｂの下端に形成される滴下口２１ｂは、加湿材１０の傾斜面１０ａのうち上部以外の部分（例えば、傾斜面１０ａの高さ方向中央部付近）に位置する滴下位置Ｂ（滴下位置Ｂ１、Ｂ２を含む）に水を滴下できるように、滴下位置Ｂの鉛直上方に設けられている。本例では、滴下位置Ｂは、傾斜面１０ａに沿って滴下位置Ａのほぼ真下に位置している。すなわち、図２（ｂ）に示すように、送風方向に対して側方から見ると、１組の滴下部２０ａ、２０ｂは互いに近接して又は重なって配置されている。
【００２５】
送風方向（図２（ｂ）の左右方向）における滴下部２０ａの位置は、加湿材１０の上部に水を滴下できればどこでもよいが、風上側に設けられるのが好ましい。すなわち、加湿材１０の傾斜面１０ａにおいて、滴下位置Ａは風上側上端部（図２（ｂ）中のＡ１）に位置しているのが好ましい。滴下部２０ａの数は、１つの加湿材１０毎に１つであってもよいが、傾斜面１０ａの上端部において風上側から均等に水を滴下できるように、１つの加湿材１０毎に複数の滴下部２０ａを設けるのが好ましい。図２（ｂ）に示す例では、傾斜面１０ａの上端部であって風上側端部に位置する滴下位置Ａ１に水を滴下する滴下部２０ａと、傾斜面１０ａの上端部であって幅方向（送風方向）中央部近傍に位置する滴下位置Ａ２に水を滴下する滴下部２０ａと、を含む２つの滴下部２０ａが設けられている。
【００２６】
また、送風方向における滴下部２０ｂの位置は、加湿材１０の上部以外に水を均等に滴下できればどこでもよいが、風上側に設けられるのが好ましい。すなわち、加湿材１０の傾斜面１０ａにおいて、滴下位置Ｂは風上側端部（図２（ｂ）中のＢ１）に位置しているのが好ましい。滴下部２０ｂの数は、１つの加湿材１０毎に１つであってもよいが、傾斜面１０ａの上端部外の部分において風上側から均等に水を滴下できるように、１つの加湿材１０毎に複数の滴下部２０ｂを設けるのが好ましい。図２（ｂ）に示す例では、傾斜面１０ａの高さ方向中央部近傍であって風上側端部に位置する滴下位置Ｂ１に水を滴下する滴下部２０ｂと、傾斜面１０ａの高さ方向中央部付近であって幅方向中央部付近に位置する滴下位置Ｂ２に水を滴下する滴下部２０ｂと、を含む２つの滴下部２０ｂが設けられている。
【００２７】
滴下部２０ａ、２０ｂの滴下口２１ａ、２１ｂは、滴下した水が加湿材１０以外に飛散しなければ、全て同じ高さに配置されていてもよい。ただし、滴下した水が送風により飛散するのを防止する観点から、滴下部２０ａ、２０ｂの滴下口２１ａ、２１ｂは、加湿材１０の天井部１０ｂの上方３ｍｍ以内となる高さに配置するのが好ましい。さらに好ましくは、滴下部２０ａの滴下口２１ａは滴下位置Ａの鉛直上方で３ｍｍ以内の距離に配置するのがよく、滴下部２０ｂの滴下口２１ｂは滴下位置Ｂの鉛直上方で３ｍｍ以内の距離に配置するのがよい。この場合、滴下口２１ａ、２１ｂは互いに高さが異なり、滴下口２１ｂの高さは滴下口２１ａの高さよりも低くなる。またこの場合、滴下部２０ａ、２０ｂはヘッダ部３４からの長さが互いに異なり、滴下部２０ｂの長さは滴下部２０ａの長さよりも長くなる。滴下部２０ａ、２０ｂは送風空気が流通する空気流路内に配置される場合があることを考慮すると、滴下部２０ａ、２０ｂには断熱材を巻くのが好ましい。これにより、滴下部２０ａ、２０ｂ内を流通する水の水温が、空気との熱交換により低下してしまうのを防止することができる。
【００２８】
１つの加湿材１０毎に設けられる計４つの滴下部２０ａ、２０ｂのノズル径は、全て同一であってもよい。この場合、４つの滴下位置Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２には、同じ流量の水が均等に滴下される。ただし、加湿材１０の風上側上端部から風下側端部又は下端部にいくに従って、滴下される水の流量が少なくなるように、４つの滴下部２０ａ、２０ｂのノズル径を設定することが好ましい。例えば、滴下位置Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２に滴下される水の流量は、Ａ１＞Ａ２＞Ｂ１＞Ｂ２、又はＡ１＞Ｂ１＞Ａ２＞Ｂ２となることが好ましい。そのようにすることで、加湿材１０の各領域毎に、蒸発した水量に相当する分の水を供給することができるため、加湿時における加湿材１０表面の水量を均一にすることができる。
【００２９】
本例では、１つの加湿材１０毎に２組（計４つ）の滴下部２０ａ、２０ｂを、それぞれ滴下口２１ａ、２１ｂと滴下位置Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２との間隔がすべて３ｍｍとなるように設置した。滴下部２０ａ、２０ｂには、円筒形状で内径（ノズル径）φ１．０ｍｍのステンレス製ノズルを使用した。なお、加湿時における加湿材１０表面の水量をより均一にするために、加湿材１０の風上側上端部の滴下位置Ａ１に水を滴下する滴下部２０ａの内径（例えばφ１．０ｍｍ）を大きくし、それ以外の滴下位置Ａ２、Ｂ１、Ｂ２に水を滴下する滴下部２０ａ、２０ｂの内径（例えばφ０．５ｍｍ）をそれより小さくしてもよい。あるいは、滴下位置Ａ１、Ａ２に水を滴下する滴下部２０ａの内径（例えばφ１．０ｍｍ）を大きくし、それ以外の滴下位置Ｂ１、Ｂ２に水を滴下する滴下部２０ｂの内径（例えばφ０．５ｍｍ）をそれより小さくしてもよい（図２（ａ）、（ｂ）ではこの例を示している）。加湿材１０に供給する水の流量は、加湿時に過剰に水を供給することがなく、また水切れを起こすことのない流量として、加湿性能の１．５倍〜２倍が好ましい。本例では、１つの加湿材１０当たりに供給する水の平均流量を２５ｍＬ／ｈとした。
【００３０】
次に、本実施の形態に係る加湿器１の加湿動作について、図２を参照して説明する。給水配管４０を通水する給水は、給水減圧弁３１で減圧され、流量調整バルブ３２及び各滴下部２０ａ、２０ｂを介して、加湿材１０の各滴下位置Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２に滴下される。流量調整バルブ３２の開閉動作及び開度調節は、給水制御部３３の制御により行われる。加湿材１０の傾斜面１０ａに滴下された水は、毛細管現象によって加湿材１０の全体に浸透する。送風機５２によって空気流路内に空気流れを発生させることにより、空気流路内に配置された加湿材１０の両表面から水が蒸発する。この水の蒸発によって、加湿材１０を通風した空気が加湿される。加湿された空気は、空気流路の下流端に設けられた吹出口から室内（加湿対称空間）に吹き出される。供給水は、気化蒸発されながら加湿材全面をその形状に沿って加湿材底部まで流れる。加湿に寄与しなかった供給水は、ドレンパン５０へ流れ落ち、ドレン排水口５１から排水される。この加湿動作は、他の実施の形態でも同様である。
【００３１】
次に、本実施の形態に係る加湿器１の特徴点について説明する。本願発明者らは、室内温度を２５℃に制御した部屋にて、加湿運転開始から５分経過後の定常状態となった加湿材１０表面の水温分布をサーモグラフィ（ＮＥＣ／ＡＶＩＯ社製、Ｈ２６４０）で撮影した。その結果、滴下部２０ａから加湿材１０の上部に供給された水滴は、速やかに加湿材１０の全体に広がりながら、水滴温度が滴下直前の約２４℃から２１〜１９℃まで低下していく様子が観測された。滴下水温を変えて実験を繰り返した結果、低下した加湿材１０表面の平均水温と加湿性能との間には高い相関があり、加湿材１０表面の水温ばらつきを抑制し、平均水温を高くすると加湿性能が向上することが分かった。本願発明者らは、この実験結果を具現化すべく実験を繰り返した結果、１つの加湿材１０のうち高さの異なる複数の位置に水を供給できる水供給部（本例では、滴下部２０ａ、２０ｂを含む加湿性能制御部３０）を備えた加湿器１を用いることによって、加湿性能を向上できることを見出した。また、本願発明者らは、本実施の形態に係る加湿器１以外にも、同様に加湿性能を向上させることができる数種類の加湿器の構成を見出した。これらの加湿器の構成については、後述する実施の形態２〜５で説明する。
【００３２】
本実施の形態の加湿器１における水の供給方法について図２を参照しながら説明する。本実施の形態では、図２に示すように、４枚の加湿材１０をそれぞれ鉛直方向から６°傾斜させ、互いに平行に１０ｍｍ間隔で並べた。加湿材１０の上部に水を滴下する滴下部２０ａと、加湿材１０の中央部に水を滴下する滴下部２０ｂと、の組は、加湿材１０の風上側端部に対応する位置と、加湿材１０の幅方向中央部に対応する位置とに１組ずつ設置した。すなわち、１枚の加湿材１０につき４本、全体で１６本の滴下部を設置した。１６本の滴下部２０ａ、２０ｂは、先端の滴下口２１ａ、２１ｂと加湿材１０の滴下位置との間の距離がすべて３ｍｍとなるように設置した。１枚の加湿材１０当たりの平均流量が約２５ｍＬ／ｈとなるように流量調整バルブ３２を制御し、各滴下部２０ａ、２０ｂから加湿材１０に連続的に水を供給した。
【００３３】
本実施の形態では、上記のような機構を設けることで、加湿材１０のうち高さの異なる複数の位置に水を供給することができるため、加湿材１０の水温の面内ばらつきを抑制でき、加湿材１０表面上の水量を均一にすることができる。また本実施の形態では、加湿材１０を鉛直方向から傾斜させていることによって、滴下された水滴が加湿材１０の下方及び側方だけでなく上方にも広がりやすいため、加湿材１０の水温の面内ばらつきをさらに抑制することができ、加湿材１０表面上の水量をさらに均一にすることができる。したがって、本実施の形態によれば、加湿材１０における加湿性能の面内ばらつきを抑制できるため、加湿器１の加湿性能を向上させることができる。本実施の形態では、加湿材の天井部風上側端部のみから水を供給したときと比較して、平均水温を約２℃高くでき、かつ加湿性能を約１．５倍向上させることができた。また、本実施の形態によれば、加湿性能の向上により、同等の加湿性能を得るために必要なエネルギーを削減することができる。
【００３４】
また、本実施の形態では、加湿材１０における加湿性能の面内ばらつきを抑制できることにより、局所的な水の濃縮を抑制することができ、スケール核の生成や、スケール核を基点としたスケール生成及び成長も防止することができる。したがって、本実施の形態によれば、局所的なスケール生成を防止できるため、加湿器１の高い加湿性能を長期間維持することができ、長期使用可能な加湿器１を得られる。さらに本実施の形態では、加湿材１０に連続的に水を供給することで、経時的な加湿性能のばらつきをほぼなくすことができる。なお、滴下した水の水温が低下しないくらいに加湿材１０の領域を細分化し、細分化した各領域のそれぞれに対応して滴下部を設ける加湿器の構成によっても同様の効果が得られるが、コスト面や設計上の観点から、本実施の形態に係る加湿器１の構成が好ましい。
【００３５】
図３は、本実施の形態に係る加湿器の第１の変形例を示している。図３に示すように、本変形例では、滴下部２０ａ、２０ｂのノズル径が全て同一である。また、給水配管４０は、給水減圧弁３１よりも下流側で、加湿材１０の上部に水を滴下する滴下部２０ａに接続される給水配管４１と、加湿材１０の高さ方向中央部に水を滴下する滴下部２０ｂに接続される給水配管４２とに分岐している。流量調整バルブ３２は、給水配管４１、４２の少なくとも一方（本例では、給水配管４１のみ）に設けられている。本変形例によっても、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【００３６】
図４は、本実施の形態に係る加湿器の第２の変形例を示している。図４に示すように、本変形例では、流量調整バルブ３２よりも下流側の給水配管４３の下面に、複数の孔４４ａ、４４ｂが形成されている。孔４４ａは、上記実施の形態の滴下部２０ａと対応する位置に設けられており、加湿材１０の上部に水を滴下する滴下部として機能する。また、孔４４ｂは、上記実施の形態の滴下部２０ｂと対応する位置に設けられており、加湿材１０の高さ方向中央部に水を滴下する滴下部として機能する。本変形例によっても、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【００３７】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係る加湿器について説明する。図５は、本実施の形態に係る加湿器２の構成を示す図である。図５（ａ）は、加湿器２を風上側から見た概略の図であり、図５（ｂ）は、加湿器２を図５（ａ）の左側から見た概略の側面図である。なお、実施の形態１に係る加湿器１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る加湿器２は、実施の形態１に係る加湿器１と比較すると、水受け部６０、６１が設けられている点に特徴を有している。水受け部６０、６１は、滴下部２０ａ、２０ｂから滴下された水を受けるとともに、受けた水を加湿材１０に供給する機能を有している。水受け部６０、６１は、それぞれ横長平板状の形状を有しており、加湿材１０の幅方向のほぼ全体にわたって、ほぼ水平な方向に延伸して設けられている。また、水受け部６０、６１は、加湿材１０とは逆方向に傾斜して配置されている。水受け部６０、６１の下端は、加湿材１０の傾斜面１０ａに接触又は近接して設けられている。水受け部６０、６１の上端側は、加湿材１０に対して所定の開き角で開いて設けられている。水受け部６０、６１と加湿材１０との間の開き角は、上方から滴下された水を受けることができれば何度でもよいが、４５°程度であることが好ましい。例えば、加湿材１０の傾斜角度が６°である場合、水受け部６０、６１は、加湿材１０とは逆方向に３９°程度傾斜していることが好ましい。
【００３９】
水受け部６０、６１の長手方向のそれぞれ一端（本例では風下側端部）は、支持柱６２によって支持固定されている。支持柱６２は、加湿材１０の風下側に設けられている。水受け部６０は、加湿材１０の傾斜面１０ａのうち、滴下部２０ａから水が滴下される滴下位置（加湿材１０の上部）とほぼ同じ高さの位置に設けられている。水受け部６１は、加湿材１０の傾斜面１０ａのうち、滴下部２０ｂから水が滴下される滴下位置（加湿材１０の高さ方向中央部近傍）とほぼ同じ高さの位置に設けられている。水受け部６０、６１は、当該水受け部６０、６１が受けた水を加湿材１０に速やかに供給できるようになっていれば、その下端部と傾斜面１０ａとが接触して設けられていてもよいし、その下端部と傾斜面１０ａとの間に０．１〜０．５ｍｍ程度の隙間が形成されるように近接して設けられていてもよい。
【００４０】
本例では、滴下部２０ａから滴下された水を受ける水受け部６０と、滴下部２０ｂから滴下された水を受ける水受け部６１との双方が設けられているが、水受け部６０又は水受け部６１のいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。
【００４１】
本実施の形態によれば、滴下部２０ａ、２０ｂから滴下された水滴が、自重によって水受け部６０、６１と加湿材１０の傾斜面１０ａとの間の隙間に沿って浸透するため、供給された水を加湿材１０の全体に速やかに広げることができる。したがって、加湿材１０の水温の面内ばらつきを抑制でき、加湿材１０表面上の水量を均一にすることができる。また本実施の形態によれば、滴下位置に滴下された水が傾斜面１０ａに沿って流れ落ちてしまうことを防止できるため、加湿材１０の所望の高さの位置に確実に水を供給することができる。本実施の形態によれば、実施の形態１に係る加湿器１と同等以上に加湿性能が向上した加湿器２を得ることができた。
【００４２】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係る加湿器について説明する。図６は、本実施の形態に係る加湿器３の構成を示す図である。なお、実施の形態１に係る加湿器１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
図６に示すように、本実施の形態に係る加湿器３は、加湿性能制御部３０として、１つの加湿材１０毎に少なくとも１つ設けられた滴下部２２と、滴下部２２を駆動制御する駆動制御部２３と、を有している。滴下部２２は、駆動制御部２３の駆動制御により、各加湿材１０の上方を加湿材１０の傾斜面１０ａに沿って自由に移動できるようになっている。これにより、滴下部２２は少なくとも、加湿材１０の傾斜面１０ａのうち上端部（天井部）近傍に水を滴下する第１の位置と、傾斜面１０ａのうち上端部以外の部分（例えば、傾斜面１０ａの高さ方向中央部近傍）に水を滴下する第２の位置と、の間で移動することが可能である。滴下部２２及び加湿材１０としては、実施の形態１と同様の仕様のものが用いられている。加湿材１０は、実施の形態１と同様に鉛直方向から６°傾斜している。
【００４４】
本実施の形態に係る加湿器３の動作について説明する。滴下部２２は、駆動制御部２３の駆動制御によって移動しながら加湿材１０に水を滴下する。滴下部２２は、当該滴下部２２から滴下される水の滴下位置が、加湿材１０の風上側端部と風下側端部との間を一定の速さで往復しながら加湿材１０の上端部から下端部に徐々に移動するように駆動される。本例では、滴下位置が加湿材１０の下端部まで到達したら初期の滴下位置（風上側上端部）に戻るようになっている。滴下部２２からは、例えば、１枚の加湿材１０当たりの平均流量２５ｍＬ／ｈで水が滴下される。図３では、滴下位置の移動軌跡の一例を破線で示している。なお、滴下部２２の移動方向はこれに限るものではない。例えば、滴下部２２は、当該滴下部２２から滴下される水の滴下位置が、加湿材１０の上端部と下端部との間を往復しながら加湿材１０の風上側端部から風下側端部に徐々に移動するように駆動されるようにしてもよい。移動中の滴下部２２の滴下口と加湿材１０の傾斜面１０ａとの間は、３ｍｍ程度の間隔を維持することが好ましい。また、本例では１つの加湿材１０毎に１つの滴下部２２が設けられているが、１つの加湿材１０毎に複数の滴下部２２が設けられていてもよい。本実施の形態によれば、実施の形態１に係る加湿器１と同等以上に加湿性能が向上した加湿器３を得ることができた。
【００４５】
なお、本実施の形態では、滴下部２２が加湿材１０の傾斜面１０ａ上を当該傾斜面１０ａに沿って移動するように構成されているが、滴下部２２は傾斜面１０ａの上方を水平面内で移動するように構成されていてもよい。
【００４６】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４に係る加湿器について説明する。図７は、本実施の形態に係る加湿器４の構成を示す図である。なお、実施の形態１に係る加湿器１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
図７に示すように、本実施の形態に係る加湿器４は、１つの加湿材１０毎に少なくとも１つ設けられた滴下部２４と、滴下部２４よりも上流側の給水配管４０に設けられた脈動制御部７０と、を有している。本実施の形態では、滴下部２４に供給する水の流量を脈動制御部７０によって脈動させることにより、加湿材１０のうち高さの異なる複数の位置に交互に水を供給することができるようになっている。
【００４８】
加湿材１０の仕様及び傾斜角度は、第１の実施の形態と同様である。脈動制御部７０は、通常の供給流量Ｑｂ（ｍＬ／ｈ）と、最大供給流量Ｑｍａｘ（ｍＬ／ｈ）との間で、水の流量を脈動させることが可能である。各滴下部２４は、脈動制御部７０よりも下流側に設けられた給水配管４５から下方に分岐し、加湿材１０に向かって円弧状に曲げられることによって、鉛直方向以外の方向（本例では、加湿材１０側の斜め下方向）を向いている。これにより、各滴下部２４は、水の流量が相対的に少ない場合にはほぼ鉛直下方向に水を滴下することが可能であるとともに、水の流量が相対的に多い場合には鉛直下方向以外の方向（本例では、斜め下方向）に水を滴下することが可能となっている。各滴下部２４は、水の流量が通常の供給流量Ｑｂ（ｍＬ／ｈ）であるとき（脈動無印加時）、加湿材１０の天井部近傍以外（本例では、高さ方向中央部近傍）に水を滴下することができ、かつ、水の流量が供給流量Ｑｂよりも多い最大供給流量Ｑｍａｘ（ｍＬ／ｈ）であるとき（脈動印加時）、加湿材１０の天井部近傍に水を滴下することができる位置に配置される。図７では、加湿材１０の天井部近傍に水が滴下された際の水滴７３ａと、加湿材１０の高さ方向中央部近傍に水が滴下された際の水滴７３ｂとを模式的に示している。
【００４９】
本例では、各滴下部２４の滴下口２５は、脈動無印加時に加湿材１０の高さ方向中央部近傍に水を滴下できるように、加湿材１０の高さ方向中央部の概ね鉛直上方に配置されている。また、各滴下部２４の滴下口２５は、脈動印加時に加湿材１０の天井部付近に水を滴下できるように、加湿材１０の天井部近傍を向くか、またはそれより上方を向くように構成されている。滴下口２５と加湿材１０の天井部近傍の滴下位置との距離は３ｍｍとした。送風方向において、滴下部２４は、好ましくは加湿材１０の風上側端部に設けるのがよく、さらに好ましくは１つの加湿材１０毎に複数設けるのがよい。なお、各滴下部２４は、脈動印加時に加湿材１０の天井部近傍以外に水を滴下することができ、かつ脈動無印加時に加湿材１０の天井部近傍に水を滴下することができる位置に配置されていてもよい。
【００５０】
図８は、脈動制御部７０の構成の一例を示している。図８に示すように、脈動制御部７０は、給水配管４０に設けられた給水減圧弁３１と、給水減圧弁３１よりも下流側に設けられた電磁弁７１と、電磁弁７１の開閉を制御する給水制御部７２と、を有している。脈動制御部７０は、給水に脈動を発生させることができれば上記の構成には限定されない。例えば、脈動制御部７０は、電磁弁７１に代えて、給水制御部７２で制御されるダイアフラムポンプ又は送液ポンプ等を有していてもよい。
【００５１】
本実施の形態の動作について説明する。図９は、図７及び図８に示した構成を有する本実施の形態に係る加湿器４において、電磁弁７１の開閉により脈動を印加したときの電磁弁７１の開閉状態と水の供給流量との相関を示すグラフである。グラフの横軸は時間経過を表し、縦軸は電磁弁のＯｎ（開）／Ｏｆｆ（閉）と供給流量Ｑ（ｍＬ／ｈ）とを表している。本実施の形態では、電磁弁７１の開閉を開時間Ｔｏｎ（例えば、１秒〜１０分）、閉時間Ｔｏｆｆ（例えば、１秒〜１分、Ｔｏｆｆ＜Ｔｏｎ）で繰り返すように制御した。
【００５２】
図９に示すように、定常状態において、電磁弁７１が開状態のときの供給流量ＱはＱｂであり、電磁弁７１が閉状態のときの供給流量ＱはＱ０（例えば、０ｍＬ／ｈ）である。ところが、電磁弁７１を閉状態から開状態にした直後には、閉時間Ｔｏｆｆの間に常圧以上に加圧された水圧が一気に開放されるため、オーバーシュートによって通常の供給流量Ｑｂより多い最大供給流量Ｑｍａｘの水が一時的に供給される。その後、開時間Ｔｏｎ内に、供給流量Ｑは通常の供給流量Ｑｂに戻る。本実施の形態では、この特性を利用して供給水に脈動を生じさせている。このように、供給水に脈動を生じさせることによって、各滴下部２４からは、加湿材１０のうち高さの異なる複数の位置に交互に水を供給できるようになっている。
【００５３】
ここで、特許文献１に記載された気化式加湿器では、加湿水の流量がゼロとなる時間が数分あるため加湿水切れの可能性があるが、本実施の形態では、閉時間Ｔｏｆｆを比較的短い時間（加湿材１０が乾燥しない時間）に設定している。通常の供給流量Ｑｂに対する最大供給流量Ｑｍａｘの流量比Ｑｍａｘ／Ｑｂは、少なくとも１より大きく、好ましくは２以上がよい。しかしながら、流量比Ｑｍａｘ／Ｑｂが大きすぎると、オーバーシュートによる吐出時に過剰に水が供給され、加湿材１０以外に飛散するおそれがある。このため、流量比Ｑｍａｘ／Ｑｂは最大でも５程度が好ましい。本実施の形態では、１つの加湿材１０当たりの給水流量を２５ｍＬ／ｈとした。また、流量比Ｑｍａｘ／Ｑｂが２となるように、開時間Ｔｏｎを２５秒、閉時間Ｔｏｆｆを５秒に設定した。
【００５４】
本実施の形態では、加湿材１０のうち高さの異なる複数の位置に交互に水を供給することにより、実施の形態１に係る加湿器１と同様以上に加湿性能が向上した加湿器４を得ることができた。
【００５５】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５に係る加湿器について説明する。図１０は、本実施の形態に係る加湿器５の構成を示す図である。なお、実施の形態１に係る加湿器１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
図１０に示すように、本実施の形態に係る加湿器５は、加湿材１０のうち高さの異なる複数の位置に水を供給する水供給部として、ノズル部８０を有している。ノズル部８０は、長手方向に沿って複数の微孔（水供給孔の一例）を有している。各微孔の内径はφ数μｍ〜φ数ｍｍ程度である。ノズル部８０は、加湿材１０の高さ方向に沿って挿入されている。これにより、ノズル部８０は、加湿材１０のうち高さの異なる複数の位置に、複数の微孔を介して加湿材１０内部から水を浸透させることができる。ノズル部８０は、加湿材１０の底部まで挿入してもよいが、好ましくは加湿材１０の底部までは挿入せず、当該底部よりも１ｃｍ以上上に配置するのがよい。これにより、加湿材１０に供給された水が蒸発せずにドレンパン５０（図１０では図示せず）に排水されてしまうのを防ぐことができる。
【００５７】
加湿材１０の幅方向（送風方向）におけるノズル部８０の挿入位置は、加湿材１０内部から加湿材１０のほぼ全体に水を浸透させることができれば特に限定しないが、１つの加湿材１０に対して１つのノズル部８０のみを用いる場合には、加湿材１０の風上側端部と幅方向中央部との間がよい。図１０に示す例では、ノズル部８０の挿入位置を加湿材１０の幅方向中央部とした。１つの加湿材１０に対して複数のノズル部８０を用いる場合には、当該複数のノズル部８０は、加湿材１０の幅方向において均等に配置するのが好ましい。
【００５８】
本例では、ノズル部８０として、長手方向に数箇所の孔開け加工を施した外径φ１／４インチのステンレス管を用いた。加湿材１０としては、厚み２ｍｍの多孔質樹脂製のものを用いた。そして、１本のノズル部８０を、加湿材１０の幅方向中央部に、底部から１ｃｍの高さまで縦方向に挿入した。ノズル部８０には、１つの加湿材１０当たりの平均流量２５ｍＬ／ｈで水を供給した。
【００５９】
本実施の形態によれば、実施の形態１に係る加湿器１と同様以上に加湿性能が向上した加湿器５を得ることができた。
【００６０】
その他の実施の形態．
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、複数の加湿材を備えた加湿器を例に挙げたが、加湿材は１つであってもよい。
【００６１】
また上記の各実施の形態や変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１、２、３、４、５  加湿器、１０  加湿材、１０ａ  傾斜面、１０ｂ  天井部、２０ａ、２０ｂ、２２、２４  滴下部、２１ａ、２１ｂ、２５  滴下口、２３  駆動制御部、３０  加湿性能制御部、３１  給水減圧弁、３２  流量調整バルブ、３３  給水制御部、３４  ヘッダ部、４０、４１、４２、４３、４５  給水配管、４４ａ、４４ｂ  孔、５０  ドレンパン、５１  ドレン排水口、５２  送風機、６０、６１  水受け部、６２  支持柱、７０  脈動制御部、７１  電磁弁、７２  給水制御部、７３ａ、７３ｂ  水滴、８０  ノズル部、Ａ、Ａ１、Ａ２、Ｂ、Ｂ１、Ｂ２  滴下位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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