(57)【要約】      （修正有）【課題】空気の汚染がなく、最適な湿度コントロールを容易に行うことが出来る空気加湿方法及びその装置を提供する。【解決手段】加湿用水源１にはフィルター１ａと加湿手段２とを介して水Ｗの循環経路３ａ，３ｂが接続され、加湿手段２の空気Ａの流入口４ａには、フィルター５を備えた空気供給管６が接続され、また排出口４ｂには、ブロアー７を中間部に設けた排気管８が接続されている。加湿手段２には水選択的透過膜を使用し、例えば、水及び空気の流入口２ａ，４ａと排出口２ｂ，４ｂとを両端側に備えた筒状容器９内に、前記水の循環経路３ａ，３ｂと接続する水流通路１０を中心部に備えた円筒状の水選択的透過膜１１で構成されたを複数本の筒状体１２を内装し、この各筒状体１２間に前記空気の流入口４ａと排出口４ｂに接続する空気流通路１３を形成してある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加湿用水源からの水分と空気とを加湿手段を介して混合させ、所定の湿度を有する空気を大気中に放出させる空気加湿方法において、
前記加湿用水源からの水を水の循環経路に設けた加湿手段の水流通路を流通させながら循環させると共に、前記水流通路と水選択的透過膜を介して区画された加湿手段の空気流通路に空気を流通させて空気経路を介して空気放出口から放出させる際、前記空気が空気流通路を通過する際に水選択的透過膜を通して水流通路から水を吸湿し、吸収した水分を空気と混合させた状態で前記空気放出口から放出することを特徴とする空気加湿方法。
【請求項２】
前記水選択的透過膜は、非多孔質の樹脂材料で筒状体に構成し、空気の流通時に水分のみを放出する請求項１に記載の空気加湿方法。
【請求項３】
前記加湿手段に水を供給する際に、放出する空気の湿度を検出しながら制御装置を介して湿度及び水温をコントロール制御する請求項１または２に記載の空気加湿方法。
【請求項４】
前記加湿用水源を、水タンクに蓄えられた水，エンジンの抽気を外気との熱交換により冷却しこの冷却により凝集した水分，除湿前の水分を含んだ抽気，換気のために機外へ排出する水分を含んだ空気の少なくとも一つを利用する請求項１，２または３に記載の空気加湿方法。
【請求項５】
加湿用水源からの水分と空気とを加湿手段を介して混合させ、所定の湿度を有する空気を大気中に放出させる空気加湿装置において、
前記加湿用水源に接続する水の循環経路と空気流通路とにそれぞれ接続する加湿手段を設置し、該加湿手段は、水及び空気の流入口と排出口とを両端側に備えた筒状容器内に、前記水の循環経路と接続する水流通路を中心部に備えた複数本の水選択的透過膜で構成された複数本の筒状体を内装すると共に、各筒状体間に前記空気の流入口と排出口に接続する空気流通路とを形成したことを特徴とする空気加湿装置。
【請求項６】
前記水の循環経路に、ヒータ及び水温計，容量計を設けた請求項５に記載の空気加湿装置。
【請求項７】
前記水の循環経路に水の駆動ポンプを設け、前記加湿手段と空気の排出口とを結ぶ排気管にブロアを設置し、前記水タンクに設けた水温計，容量計と、駆動ポンプと、前記ブロアとを接続する制御回路に、放出する空気の湿度を検出しながら水温調整，湿度調整を行う制御装置を設置した請求項５または６に記載の空気加湿装置。
【請求項８】
前記加湿用水源は、水タンクに蓄えられた水，エンジンの抽気を外気との熱交換により冷却しこの冷却により凝集した水分，除湿前の水分を含んだ抽気，換気のために機外へ排出する水分を含んだ空気の少なくとも一つを利用した請求項５，６または７に記載の空気加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気加湿方法及びその装置にかかわり、更に詳しくは空気の汚染がなく、最適な湿度コントロールを容易に行うことが出来る空気加湿方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、室内等の空気の加湿を行う装置には、超音波式加湿器や、加熱気化式の加湿器、更に自然気化式の加湿装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、超音波式加湿器では、超音波振動子により水を直接微細な水滴とし、その水滴が空気中に拡散し気化することで空気の加湿を行う方式であるため、水中に含まれる細菌や病原体がそのまま水滴と共に拡散し、人体に吸入された際には健康を害する恐れがある他、病人が居る室等には適さず、また水中に溶け込んだ鉱物類等が様々なものに付着すると言う問題があった。
【０００４】
また、加熱気化式の加湿器は、水を加熱して発生した湯気を空気中に拡散させて加湿を行うもので、特に乳幼児や老人においては高温の蒸気による重度の火傷を負う恐れがあった。
【０００５】
更に、自然気化式の加湿装置は、水分を含んだフィルター等を空気流が通過する際の自然蒸発によって加湿を行うものであり、超音波式や加熱気化式等の強制加湿方式と比較して加湿能力が劣ると言う問題があった。
【特許文献１】特開平８−２５３０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、かかる従来の問題点に着目して案出されたもので、空気の汚染がなく、最適な湿度コントロールを容易に行い、子供から老人まで安心して使用することが出来る空気加湿方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上記目的を達成するため、この発明の空気加湿方法は、加湿用水源からの水を水の循環経路に設けた加湿手段の水流通路を流通させながら循環させると共に、前記水流通路と水選択的透過膜を介して区画された加湿手段の空気流通路に空気を流通させて空気経路を介して空気放出口から放出させる際、前記空気が空気流通路を通過する際に水選択的透過膜を通して水流通路から水を吸湿し、吸収した水分を空気と混合させた状態で前記空気放出口から放出することを要旨とするものである。
【０００８】
ここで、前記水選択的透過膜は、非多孔質の樹脂材料で筒状体に構成し、空気の流通時に水分のみを放出し、また前記加湿手段に水を供給する際に、放出する空気の湿度を検出しながら制御装置を介して湿度及び水温をコントロール制御するものである。
【０００９】
また前記加湿用水源を、水タンクに蓄えられた水，エンジンの抽気を外気との熱交換により冷却しこの冷却により凝集した水分，除湿前の水分を含んだ抽気，換気のために機外へ排出する水分を含んだ空気の少なくとも一つを利用するものである。
【００１０】
またこの発明の空気加湿装置は、加湿用水源に接続する水の循環経路と空気流通路とにそれぞれ接続する加湿手段を設置し、該加湿手段は、水及び空気の流入口と排出口とを両端側に備えた筒状容器内に、前記水の循環経路と接続する水流通路を中心部に備えた複数本の水選択的透過膜で構成された複数本の筒状体を内装すると共に、各筒状体間に前記空気の流入口と排出口に接続する空気流通路とを形成したことを要旨とするものである。
【００１１】
ここで、前記水の循環経路に、ヒータ及び水温計，容量計を設け、前記水の循環経路に水の駆動ポンプを設け、前記加湿手段と空気の排出口とを結ぶ排気管にブロアを設置し、前記水タンクに設けた水温計，容量計と、駆動ポンプと、前記ブロアとを接続する制御回路に、放出する空気の湿度を検出しながら水温調整，湿度調整を行う制御装置を設置するものである。
【００１２】
また、前記加湿用水源は、水タンクに蓄えられた水，エンジンの抽気を外気との熱交換により冷却しこの冷却により凝集した水分，除湿前の水分を含んだ抽気，換気のために機外へ排出する水分を含んだ空気の少なくとも一つを利用するものである。
【００１３】
このように、加湿用水源からの水を水の循環経路に設けた加湿手段の水流通路を流通させながら循環させると共に、前記流通路と水選択的透過膜を介して区画された加湿手段の空気流通路に空気を流通させて空気経路を介して空気放出口から放出させる際、前記空気が空気流通路を通過する際に、水選択的透過膜を通して水流通路から水を吸湿し、吸収した水分を空気と混合させた状態で前記空気放出口から放出するので、空気の汚染がなく、最適な湿度コントロールを容易に行い、子供から老人まで安心して使用することが出来るものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は上記のように構成したので、以下のような優れた効果を奏するものである。（ａ）水選択的透過膜を通して水から空気への水分伝達を行うため、細菌や病原菌等による空気汚染がなく、また鉱物類等の付着による汚染も防止できるため、精密機器類を扱う場所や密閉された室内、病院等、特に汚染空気を嫌う場所の加湿には最適である他、事業所や店舗、乗り物内をはじめとするパブリックススペース及び家庭用としても最適に使用出来る。
（ｂ）加熱気化式の加湿器のように、高温の蒸気による加湿を行わないため、特に乳幼児や老人においては高温の蒸気による重度の火傷を負う恐れがなく安心して使用出来る。
（ｃ）供給する水の温度と加湿される空気の流量の制御により、加湿露点を容易に制御可能である。
（ｄ）強制加湿方式であるため、従来の超音波式、加熱気化式、自然気化式の加湿装置に比べて、加湿能力を向上させることが出来る。
（ｅ）加湿用水源として、水タンクに蓄えられた水の他、エンジンの抽気を外気との熱交換により冷却しこの冷却により凝集した水分，除湿前の水分を含んだ抽気，換気のために機外へ排出する水分を含んだ空気の少なくとも一つを利用することで、飛行中の航空機では、常に加湿装置を利用でき、従って乗員，乗客に対して快適な機内環境を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面に基づきこの発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明の空気加湿方法を実施するための空気加湿装置の概略構成図、図２はこの発明の加湿手段の説明図を示し、１は所定量の水を蓄えた水タンク等の加湿用水源、２は水分と空気とを混合させる加湿手段を示し、前記加湿用水源１の底面に設けたフィルター１ａ及び底部側面１ｂと加湿手段２の両端側に設けた水Ｗの流入口２ａ側と排出口２ｂ側とは水Ｗの循環経路３ａ，３ｂを介して接続され、また加湿手段２の空気Ａの流入口４ａには、フィルター５を備えた空気供給管６が接続され、また排出口４ｂには、ブロアー７を中間部に設けた排気管８が接続されている。
【００１６】
前記加湿手段２は、この実施形態では、米国・Du Pont 社の水選択的透過膜（登録商標：Nafion）を使用するもので、例えば、図２及び図３に示すように、前記水Ｗ及び空気Ａの流入口２ａ，４ａと排出口２ｂ，４ｂとを両端側に備えた筒状容器９内に、前記水Ｗの循環経路３ａ，３ｂと接続する水流通路１０を中心部に備えた円筒状の水選択的透過膜１１で構成された複数本の筒状体１２を内装し、この各筒状体１２間に前記空気Ａの流入口４ａと排出口４ｂに接続する空気流通路１３を形成してある。
【００１７】
なお、前述した米国・Du Pont 社の水選択的透過膜の原理としては、多孔質膜（孔径：0.1 μ) と異なり孔空隙がなく、筒状体１２内を流通する水（水分）は、H2O 分子の状態で膜内のスルホン酸基によって受け渡され水流通路１０側から空気流通路１３側に移動する。よって、水分の移動量（速度）は、膜内外のH2O 分圧の差に比例し、分圧差が大きい程移動速度は速くなるものである。
【００１８】
前記加湿用水源１には、スイッチ１４ａを備えたヒータ１４及び水温計１５，容量計１６を設け、また前記水Ｗの循環経路３ｂの途中には、水Ｗのモータ及びポンプから成る駆動ポンプ１７が設けてあり、循環経路３ａの途中には、レギュレータ１８が設けてある。
【００１９】
また、前記空気Ａの流入口４ａには、フィルター５を備えた空気供給管６が接続され、前記加湿用水源１に設けた水温計１５，容量計１６と、駆動ポンプ１７と、前記ブロア７とを接続する制御回路１９に、放出する空気の湿度を検出しながら水温調整，湿度調整を行う制御装置２０が設置してある。
【００２０】
次に、この発明の空気加湿方法について説明する。
先ず加湿用水源１に所定量の水Ｗを収容し、この加湿用水源１からの水分と空気Ａとを加湿手段２を介して混合させ、所定の湿度を有する空気を大気中に放出させる場合に、この発明の実施形態では、前記加湿用水源１からの水Ｗの循環経路３ａ，３ｂに設けた加湿手段２の水流通路１０を流通させながら循環させると共に、前記水流通路１０と水選択的透過膜１１を介して区画された加湿手段２の空気流通路１３に空気Ａを流通させて空気経路を介して空気放出口８Ａから放出させる。
【００２１】
この際、前記空気Ａが空気流通路１３を通過する際に、筒状体１２の水選択的透過膜１１を通して水流通路１０から水Ｗを吸湿して水分と空気Ａとを混合させ、吸湿した空気Ａを前記空気放出口８Ａから順次放出するものである。
【００２２】
加湿された空気Ａを上記のように空気放出口８Ａから連続的に放出させる際、この発明の実施形態では、制御回路１９に設けた制御装置２０により、常に放出する空気の湿度を検出しながら水温調整，湿度調整を行うので、放出される加湿された空気Ａは常に最適な状態で使用することが出来、また使用する室等に対応させて制御しながら使用することも可能である。
【００２３】
このように、水選択的透過膜１１を通して水Ｗから空気Ａへの水分伝達を行うため、細菌や病原菌等による空気汚染が無く、また鉱物類等の付着による汚染も防止できるため、精密機器類を扱う場所や密閉された室内、病院等、特に汚染空気を嫌う場所の加湿には最適である他、事業所や店舗、乗り物内をはじめとするパブリックススペース及び家庭用としても最適に使用出来る。
【００２４】
また、加熱気化式の加湿器のように、高温の蒸気による加湿を行わないため、特に乳幼児や老人においては高温の蒸気による重度の火傷を負う恐れがなく安心して使用出来、更に供給する水の温度と加湿される空気の流量を容易に変更または制御出来るので、加湿露点を容易に制御可能である。
【００２５】
次に、上記加湿用水源１としては、上記実施形態のような所定量の水を蓄えた水タンクに限定されず、(a) 「エンジンの抽気を外気との熱交換により冷却しこの冷却により凝集した水分」,(b)「除湿前の水分を含んだ抽気」，(c) 「換気のために機外へ排出する水分を含んだ空気」を単独に、または二箇所以上の水を複合して使用することも可能である。
【００２６】
一般に航空機に於ける機内の温調設備では、図４に示すように、エンジン２１により抽出した高温の圧縮空気（抽気）を２種類の配管系統２２ａ，２２ｂに分け、一方の配管系統２２ａの圧縮空気を外気との熱交換により冷却し、更に冷却により凝集した水分を水分離器２３で取り除いて「Cold Air」Ａｘとして機内の空調系統に導いている。また、他方の配管系統２２ｂの圧縮空気は、高温のまま「Hot Air 」Ａｙとして空調系統に導かれ、先の「Cold Air」Ａｘと混合した上で機内空間に供給され、その混合比率を調節することで機内の温度調節を行っている。
【００２７】
上記の加湿用水源１として利用する場合、「Hot Air 」Ａｙと混合される前の「Cold Air」Ａｘの一部または全部を加湿手段２に導き加湿する。また加湿用水源に「Cold Air」Ａｘを生成するための２段階で配置された熱交換機２４ａ，２４ｂ（一次冷却，二次冷却）のうち、一段目の熱交換機２４ａを通過した直後の温風を使用し、「Cold Air」Ａｘと温風の水蒸気分圧の違いと温度差を利用して加湿手段２の水選択的透過膜（登録商標：Nafion）による加湿を行うものである。
【００２８】
または、水分離器２３で取り除かれた液体状態の水のみ、若しくはその水を上記の温風と混合したものを加湿用水源として用い、それらと「Cold Air」Ａｘの水蒸気分圧の違いや温度差等を利用して加湿手段２の水選択的透過膜（登録商標：Nafion）による加湿を行うものである。
【００２９】
なお、加湿用水源１としては、上記の実施形態の他、換気のために機外へ排出する水分を含んだ空気を利用することも可能である。  
【００３０】
以上のように、加湿用水源として、水タンクに蓄えられた水の他、除湿前のエンジンの圧縮空気を外気との熱交換により冷却しこの冷却により凝集した水分，除湿前のエンジン抽気に含まれる水分，換気のために機外へ排出する空気中に含まれる水分の少なくとも一つを有効利用可能にすることで、飛行中の航空機では、常に加湿装置を利用でき、従って乗員，乗客に対して快適な機内環境を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の空気加湿方法を実施するための空気加湿装置の概略構成図である。
【図２】この発明の加湿手段の説明図である。
【図３】加湿手段の水選択的透過膜を使用した筒状体の説明図である。
【図４】加湿用水源の他の実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  加湿用水源              １ａ  フィルター
１ｂ  底部側面                ２  加湿手段
２ａ  流入口                ２ｂ  排出口
３ａ，３ｂ  循環経路
４ａ  流入口                ４ｂ  排出口
５  フィルター              ６  空気供給管
７  ブロアー                ８  排気管
８Ａ  空気放出口
９  筒状容器              １０  水流通路
１１  水選択的透過膜        １２  筒状体
１３  空気流通路            １４  ヒータ
１４ａ  スイッチ            １５  水温計
１６  容量計                １７  駆動ポンプ
１８  レギュレータ          １９  制御回路
２０  制御装置                Ｗ  水
２１  エンジン
２２ａ，２２ｂ  配管系統    ２３  水分離器
２４ａ，２４ｂ  熱交換機
Ａｘ  Cold Air              Ａｙ  Hot Air 
Ａ  空気
【図１】
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【図２】
2006329613.tif 000004
【図３】
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【図４】
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