(57)【要約】      （修正有）【課題】少量の加湿量でも制御の追従性が向上し、供給ヘッダ内の蒸気がドレンになるのを防ぎ、空気中に凝縮水を散布する量を少なくする蒸気加湿器を提供する。【解決手段】高圧の水蒸気を供給する蒸気加湿器１において、水蒸気を噴射する加湿ノズル６１１，６２１による蒸気噴射系統を２系統設け、各蒸気供給部２１，２２には各々制御弁３１，３２を設け、制御弁は供給ヘッダ４１，４２に接続するとともに、一方の系統の第１供給ヘッダ４１から複数の加湿ノズルを有する第１加湿管６１を、対向する第１系統の第１ドレンヘッダ５１に連結して、第１ドレンヘッダの底部４１１の排出部５１１からドレンを排出し、他方の系統の第２供給ヘッダ４２は第１ドレンヘッダの管内部に配置して、複数の加湿ノズルを有する第２加湿管６２を、対向する第２系統の第２ドレンヘッダ５２に連結して、底部４２１の排出部５２１からドレンを排出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧の水蒸気が供給され加湿する蒸気加湿器において、
水蒸気を噴射する加湿ノズルによる蒸気噴射系統を２系統設け、
該高圧の水蒸気が供給される２系統の各蒸気供給部には各々制御弁を設け、
該制御弁は各々の系統の供給ヘッダに接続するとともに、
一方の系統の第１供給ヘッダから複数の加湿ノズルを有する第１加湿管を、対向する第１系統の第１ドレンヘッダに連結して、第１ドレンヘッダの底部の排出部からドレンを排出し、
他方の系統の第２供給ヘッダは前記第１ドレンヘッダの管内部に配置して、第２供給ヘッダから複数の加湿ノズルを有する第２加湿管を、対向する第２系統の第２ドレンヘッダに連結して第２ドレンヘッダの底部の排出部からドレンを排出し、
同様に前記第１供給ヘッダは前記第２ドレンヘッダの管内部に配置したことを特徴とする蒸気加湿器。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸気加湿器は、加湿量が少ない場合は、前記加湿ノズルを２系統の内の１系統だけを稼働させることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の蒸気加湿器。
【請求項３】
前記加湿管は、垂直方向に該２系統の加湿管を交互に並べたことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機の蒸気加湿器。
【請求項４】
請求項１又は２又は３に記載の蒸気加湿器は、空気調和機の空調空気に用いることを特徴とする空気調和機の蒸気加湿器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝縮液や水滴が空気中に混入しないように噴霧を行う蒸気加湿器に関し、特に、空気調和機に用いる蒸気加湿器の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気調和機は、空気の温度を適正に維持するとともに、湿度の適正を保つ必要があり、このために加湿器が設けられている。
これら従来の空気調和機に組み込まれた蒸気加湿器は、図１に示すような構成や、特許文献１や本出願人による特許文献２に開示されるように、加湿管に設けたノズルから水蒸気が霧状に散布されるのが普通である。
従来の蒸気加湿器を図１で説明すると、蒸気加湿器ａは高圧の水蒸気は供給する蒸気供給部ｂが設けられ、この蒸気供給部ｂから水蒸気は制御弁ｃを介して供給ヘッダｄに供給され、この供給ヘッダｄには水平方向に対向するドレンヘッダeが設けられ、この供給ヘッダdとドレンヘッダｅの間には多数のノズルｆを有する複数の加湿管ｇを平行に設けられ、最下段にはノズルのないドレン管ｈを設け、水滴となったドレンがドレンヘッダｅに集められてドレン排出管iから排出される。
この蒸気加湿器ａのノズルｆからは水蒸気を噴霧状に散布しなければならいないが、水滴に戻る凝縮水の量を少なくしなければ、大量の排水が発生し、その処理装置を設けなければならず、更に問題なのは、この空気調和された空気中に水滴が混入していると、空調機内やダクトに飛散し、設備に害を与える恐れがあるので、極力避けなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平４−９０８２６号公報
【特許文献２】特許第４７１６３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の加湿蒸気の供給側の上流に制御弁(電動二方弁)が設けられ空気に加湿する蒸気量を加減し制御するが、制御弁は要求加湿量の多少により開度を調整し流れる蒸気量を調節する。ここで、制御弁のサイズは最大加湿量により決定されるが、要求加湿量が比較的大きい場合には制御弁は追従できるが、少ない場合には制御性の追従は制御弁のサイズによって追従することが困難になる。
一般的に制御弁サイズが大きいと開度調整による加湿量調整の下限値は大きくなり、少ない要求加湿量に対しては開度による蒸気量の調整が困難になり、結果としてＯＮ−ＯＦＦ制御にならざるをえず、少量の加湿量では制御の追従性が劣る。つまり、加湿量の調整は1個の制御弁で行う場合に、加湿量が少なくなると、小さな開度での運転となり、絞りきれない場合は、ON-OFF制御になり、湿度が安定しないといった問題点があった。
【０００５】
また、従来の加湿器の供給ヘッダは、空調機の中に直接配置されるので、空調機内の周囲空気の影響を受け、供給ヘッダ内の蒸気がドレンになり易く、ドレン飛びの原因になるといった問題があり、このことは、低温空気の場合に加湿管に供給される蒸気が少なくなると、供給ヘッダ内の蒸気は低温の空気により冷却され凝縮水になりやすくなり、蒸気と一緒に加湿ノズルから凝縮水が噴出されると、下流にある機器を濡らしたり水滴そのものが空調空間に吹出されたりする弊害を発生しやすくなるといった問題点があった。
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、少量の加湿量でもより制御の追従性が向上し、更に、供給ヘッダ内の蒸気がドレンになるのを防ぎ、空調空間に凝縮水を散布する量を極力防ぐ蒸気加湿器を提供しようというものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、高圧の水蒸気が供給され加湿する蒸気加湿器において、水蒸気を噴射する加湿ノズルによる蒸気噴射系統を２系統設け、該高圧の水蒸気が供給される２系統の各蒸気供給部には各々制御弁を設け、該制御弁は各々の系統の供給ヘッダに接続するとともに、一方の系統の第１供給ヘッダから複数の加湿ノズルを有する第１加湿管を、対向する第１系統の第１ドレンヘッダに連結して、第１ドレンヘッダの底部の排出部からドレンを排出し、他方の系統の第２供給ヘッダは前記第１ドレンヘッダの管内部に配置して、第２供給ヘッダから複数の加湿ノズルを有する第２加湿管を、対向する第２系統の第２ドレンヘッダに連結して第２ドレンヘッダの底部の排出部からドレンを排出し、同様に前記第１供給ヘッダは前記第２ドレンヘッダの管内部に配置したことを特徴とする蒸気加湿器である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の蒸気加湿器は、加湿量が少ない場合は、前記加湿ノズルを２系統の内の１系統だけを稼働させることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の空気調和機の蒸気加湿器において、前記加湿管は、垂直方向に該２系統の加湿管を交互に並べたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１又は２又は３に記載の蒸気加湿器は、空気調和機の空調空気に用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の蒸気加湿器の発明によれば、加湿ノズルの蒸気噴射系統を２系統にしたので、全体の半分の供給量の制御弁を使用できるので、少量の加湿量での小さな開度での運転でも、ON-OFF制御にならず、より制御の追従性が向上する。また、２系統の蒸気噴射系統を共に稼働させれば、制御弁が1個の時に比べ、大きな開度で運転が可能となり、ON-OFF制御にならず、湿度が安定する。
また、加湿ノズルの蒸気噴射系統を２系統の加湿ノズルを垂直方向に交互に並べたので、蒸気の分布が良好になる。
更に、互いの供給ヘッダーを、比較的暖かい蒸気が充満した他方のドレンヘッダの中に配置したので、周囲温度が低温でも供給ヘッダはドレンヘッダによって周囲空気の影響から隔離されるので、供給ヘッダ内の蒸気がドレンになり難く、ドレン飛びも防止できる。また、加湿ノズルの蒸気噴射系統を２系統にしたので、半分の容量の加湿器2台に分けるより、高価な大型の加湿器ではないので、低コストで省スペースとなる。さらに、一方の系統が故障した場合でも、他の系統を稼働させ応急措置を講じることも可能である。
【０００８】
また、前述した少量の蒸気噴射の加湿量の場合は、加湿ノズルの蒸気噴射系統の第１系統か第２系統のどちらか一方だけが稼働することになり、稼働しない系統のドレンヘッダの管内部は蒸気が供給されていないことから暖まっていないが、それでも供給ヘッダの外側はドレンヘッダで囲まれており、供給ヘッダが周囲空気の影響から隔離されるので、供給ヘッダ(４１，４２)内の蒸気がドレンになり難く、ドレン飛びも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来の蒸気加湿管器の概要を示す概要図、
【図２】本発明の蒸気加湿器の概要を示す概要図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の空気調和機内に設けた蒸気加湿器の実施例を図２を参照して説明する。
図２において、本実施例では、空気調和機内に設けられる蒸気加湿器１が、高圧の水蒸気が供給され加湿する蒸気噴射系統を２系統設けられる。
これら蒸気噴射の第１系統(以下、第１系統の部材は「第１」を付す)から説明すると、第１蒸気供給部２１から電動二方弁で、必要な蒸気量に応じ段階的に開閉制御を行なう第１制御弁３１よって高圧の水蒸気が供給され、制御された所定量の高圧の水蒸気は第１供給ヘッダ４１に供給され、この第１供給ヘッダ４１は対向する第１ドレンヘッダ５１に複数の第１加湿管６１を掛け渡して連結されている。
【００１１】
また、第１供給ヘッダ４１は底部４３を有する有底であって、第１加湿管６１の最下段にはノズルのない排水管７１を設け、第１供給ヘッダ４１の底部４１１に溜まったドレン水を第１ドレンヘッダ５１に案内する。これは、朝の立ち上げ時、蒸気配管８中等に溜まったドレン水を、第１ドレンヘッダ５１から排水管７１から排水する。
【００１２】
この第１加湿管６１の外周には所定箇所に加湿ノズル６１１が設けられ、この加湿ノズル６１１の分布は噴霧される水蒸気の分布が適切になるように配置されている。
加湿ノズル６１１から水蒸気として噴霧され、残った水蒸気と凝縮水とが混在した雰囲気は第１ドレンヘッダ５１の底部の排出部５１１からドレンとして排出する。
この第１ドレンヘッダ５１は大径の管型であって、比較的暖かい蒸気が充満しており、この比較的暖かい雰囲気を利用して、第２系統(以下、第２系統の部材は「第２」を付す)の第２供給ヘッダ４２を、この第１ドレンヘッダ５１の管内に配置する。このようにした構成により、第２供給ヘッダ４２の周りは比較的暖かい雰囲気にあるので、空気通路の冷たい空気が曝されないので、第２供給ヘッダ４２が冷えることを防止する。これにより、第２供給ヘッダ４２内の蒸気がドレンになり難く、ドレン飛びも減少することができる。
【００１３】
ここで、第１ドレンヘッダ５１及び第２ドレンヘッダ５２の形状は大径の管型としたが、その内部に供給ヘッダを配置する２管構造にする必要があることから内側も大径の中空管である必要があり、「管型」の断面形状も、円、楕円、４角柱等の多角形、半円型、かまぼこ型等でもよく、制作・加工を考慮して適宜選択すればよい。
【００１４】
同様に、蒸気噴射の第１系統の第１供給ヘッダ４１も第２系統の比較的暖まった雰囲気の第２ドレンヘッダ５２の管内に配置する構成にするので、第１供給ヘッダ４１が冷えることを防止し、第１供給ヘッダ４１内の蒸気がドレンになり難く、ドレン飛びも減少することができる。
【００１５】
次に、改めて蒸気噴射の第２系統を説明するが、第１系統とほぼ同じであり、第２蒸気供給部２２から電動二方弁で、必要な蒸気量に応じ段階的に開閉制御を行なう第２制御弁３２よって高圧の水蒸気が供給され、制御された所定量の高圧の水蒸気は第２供給ヘッダ４２に供給され、この第２供給ヘッダ４２は対向する第２ドレンヘッダ５２に複数の第２加湿管６２を掛け渡して連結されている。また、第２供給ヘッダ４２は底部４２１を有する有底であって、第2加湿管６2の最下段にはノズルのない排水管７２を設け、第１系統と同様に第２供給ヘッダ４２の底部４２１に溜まったドレン水を第２ドレンヘッダ５２に案内して、排水管７２にから排水する。
この第２加湿管６２の外周には所定箇所に加湿ノズル６２１が設けられ、この加湿ノズル６２１と第１系統の加湿ノズル６１１とのノズルの分布は噴霧される水蒸気の分布が適切になるように配置されている。
加湿ノズル６２１から水蒸気として噴霧され、残った水蒸気と凝縮水とが混在した雰囲気は第２ドレンヘッダ５２の底部の排出部５２１からドレンとして排出する。
【００１６】
ここで、一対の供給ヘッダー(４１，４２）から分岐した第１加湿管６１と第２加湿管６２は垂直方向に交互に並べたので、これらの加湿ノズル(６１１，６２１）からの水蒸気の噴出速度がどうしても供給ヘッダ(４１，４２)に近接した方が早く、末端では遅くなるが、この傾向が垂直方向に交互に並べことによって入れ替わることから、噴射状態は均一化される。
また、各加湿管(６１１，６２１)に適切に設定された加湿ノズル６１１，６２１と相俟って、より噴射分布が均一になる。なお、図２では加湿管(６１１，６２１)が上下にしか表示していないが、中間部分も加湿管(６１１，６２１)が適宜配置されていることは勿論である。
【００１７】
[動作]
本実施例では、加湿ノズルの蒸気噴射系統を２系統にし、同じ能力の加湿器を２台揃えており、少量の水蒸気の噴射を行う場合は、第１系統か第２系統のどちらか一方を選択して稼働する。
つまり、制御弁のサイズは最大加湿量により決定されるが、本実施例の場合は各々の制御弁は全体の加湿量の容量も半分とすることができ、要求加湿量が半分となるので、それだけ制御弁サイズを小さくすることができ、これにより少量噴射域での制御の追従性は向上する。
これは、一般的に制御弁サイズが小さいと開度調整による加湿量調整の下限値は小さくなるので、少ない要求加湿量に対しては開度による蒸気量の調整が容易となり、結果として少量噴射域でのＯＮ−ＯＦＦ制御を避けることができ、少量の加湿量では制御の追従性が向上す、空調空気の湿度も安定する。
【００１８】
この場合、加湿ノズルの蒸気噴射系統の第１系統か第２系統のどちらか一方だけが稼働することになるが、稼働しない系統のドレンヘッダ（５1,５２）の管内部は蒸気が供給されていないことから暖まっていないが、それでも、供給ヘッダ(４１，４２)の外側はドレンヘッダ（５1,５２）で囲まれており、供給ヘッダ(４１，４２)が周囲空気の影響から隔離されるので、供給ヘッダ(４１，４２)内の蒸気がドレンになり難く、ドレン飛びも防止できる。
このように、蒸気噴射の加湿量が少ない場合は、制御弁の追従性から第１系統か第２系統のどちらか一方を選択して稼働することになるが、加湿量が多くなれば加湿ノズルの蒸気噴射系統を２系統を稼働させればドレンヘッダ（５1,５２）の管内が暖まり、それだけ蒸気がドレンになり難いので、なるべく、２系統を同時に稼働させることが好ましい。
【００１９】
本発明の蒸気加湿器の発明によれば、上述した作用・効果の他に、加湿ノズルの蒸気噴射系統を２系統にしたので、半分の容量の加湿器2台に分けるより、高価な大型の加湿器ではないので、低コストで省スペースとなる。さらに、一方の系統が故障した場合でも、他の系統を稼働させ応急措置を講じることも可能である。
なお、本発明の特徴を損うものでなければ、上記の実施例に限定されるものでないことは勿論である。
【符号の説明】
【００２０】
１・・蒸気加湿器
２１・・第１蒸気供給部、２２・・第２蒸気供給部、
３１・・第１制御弁、３２・・第２制御弁、
４１・・第１供給ヘッダ、４２・・第２供給ヘッダ、４１１，４２１・・底部、
５１・・第１ドレンヘッダ、５２・・第２ドレンヘッダ、
５１１,５２１・・排出部、
６１・・第１加湿管、６２・・第２加湿管、
６１１，６２１・・加湿ノズル
７１，７２・・排水管、
８・・蒸気配管
【図１】
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【図２】
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