(57)【要約】【課題】高精度にガスを加湿する加湿器を提供すること。【解決手段】貯水槽２に設けられる還流チャンバー４０、両端が開口された円筒形の第１壁部４２ａと漏斗形状の第１水受け部４２ｂとを有し、両者の間に所定幅の第１間隙４２ｄを第１水受け部４２ｂの周囲に設けた第１隔壁４２と、両端が開口された円筒形の第２壁部４３ａの内壁面に対し、開口する上端側開口部から下端側に至るにつれてその内径及び外径が円錐面形状に縮小する漏斗形状の第２水受け部４３ｂが隙間なく設けた第２隔壁４３と、両端が開口された円筒形の第３壁部４４ａと漏斗形状の第３水受け部４４ｂとを有し、両者の間に第１間隙４２ｄよりも幅が狭い第２間隙４４ｄを第３水受け部４４ｂの周囲に設けた第３隔壁４４とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定温度に保たれた水が貯水される貯水槽と、
前記貯水槽内の前記水に被加湿ガスを放出するバブリング手段と、
前記貯水槽内に設置され、前記被加湿ガスを加湿する還流チャンバーと、
を備え、
前記還流チャンバーは、両端が開口された円筒形の第１壁部と漏斗形状の第１水受け部とを有し、両者の間に所定幅の第１間隙が設けられた第１隔壁と、
両端が開口された円筒形の第２壁部の内壁面に対し、漏斗形状の第２水受け部が隙間なく設けられた第２隔壁と、
両端が開口された円筒形の第３壁部と漏斗形状の第３水受け部とを有し、両者の間に前記第１間隙よりも幅が狭い第２間隙が設けられた第３隔壁とを備え、
前記第１隔壁、前記第２隔壁、前記第３隔壁をこの順に積層して収容部内に収容されていることを特徴とする加湿器。
【請求項２】
前記第２隔壁と前記第３隔壁は、この順で多段に積層されることを特徴とする請求項１記載の加湿器。
【請求項３】
前記バブリング手段は、前記貯水槽内に貯水される水の水面から底部に向かって敷設され、その先端に前記被加湿ガスを気泡にして放出させるバブラーを具備するガス供給管であることを特徴とする請求項１又は２記載の加湿器。
【請求項４】
前記貯水槽の底部には、貯水された水を槽内で対流させる攪拌手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の加湿器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥ガスから所望する露点温度の加湿ガスを生成する加湿器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、一般的には原料ガスを改質した改質ガスと酸化剤ガスとを電解質に送り込み、電気化学的な反応により電気を発生させて電力と熱とを同時に発生させる装置である。
【０００３】
下記特許文献１には、燃料電池の性能評価を行う評価試験装置に接続され、燃料電池の正極（カソード）や負極（アノード）に温度や湿度などの供給条件を調整したガス（水素ガス、水素を含むガス、酸素など）を供給するガス供給装置について開示されている。このガス供給装置は、乾燥ガスを所定の露点温度となるように、所謂バブリング方式により燃料電池に供給するタンク内に、所望の温度に制御された水中へ加湿したいガスを吹き込んで飽和水蒸気分の水分をガスに随伴させた加湿ガスを供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６６５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に開示される加湿器を含むバブリング方式の加湿器では、以下のような課題があった。
（課題１）
乾燥ガスを貯水タンクの底部から吹き込んで水中に滞留させ、水温と等しい温度の乾燥ガスに飽和量の水蒸気を含ませる構成であるが、ガス導入管が底部近傍から直接吹き出されてしまうため、吹き出した乾燥ガスが水温と同温度に熱交換されず高精度に露点温度に近づけるのが難しい。
（課題２）
貯水タンクの底部から水中に向けて吹き込むだけの構成であるため、ガスの加湿時間が短く、所望する露点範囲（例えば３５℃〜９０℃）で高精度な露点精度（±０．２℃程度）を得ることが難しい。
（課題３）
貯水タンク内に貯水された水は、ヒーターで温められており、タンク内の温度変化を用いて自然対流によりタンク内を対流させているが、タンク内部の水を加熱して温度制御する場合にタンク内に温度ムラが起こりやすく、水温の温度制御が難しい。
【０００６】
以上のように、加湿ガスは燃料電子の性能に大きく影響するが、従来の加湿器では、加湿器に供給される乾燥ガスを高精度に所望する露点温度とすることが難しいため、効率よく高精度に所望する露点温度が調整可能な加湿器の開発が求められている。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、所望する露点温度まで効率よく高精度にガスを加湿することができる加湿器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】
【０００８】
上記した目的を達成するため、本発明に係る第１の態様は、所定温度に保たれた水が貯水される貯水槽と、
前記貯水槽内の前記水に被加湿ガスを放出するバブリング手段と、
前記貯水槽内に設置され、前記被加湿ガスを加湿する還流チャンバーと、
を備え、
前記還流チャンバーは、両端が開口された円筒形の第１壁部と漏斗形状の第１水受け部とを有し、両者の間に所定幅の第１間隙が設けられた第１隔壁と、
両端が開口された円筒形の第２壁部の内壁面に対し、漏斗形状の第２水受け部が隙間なく設けられた第２隔壁と、
両端が開口された円筒形の第３壁部と漏斗形状の第３水受け部とを有し、両者の間に前記第１間隙よりも幅が狭い第２間隙が設けられた第３隔壁とを備え、
前記第１隔壁、前記第２隔壁、前記第３隔壁をこの順に積層して収容部内に収容されていることを特徴とする、加湿器である。
【０００９】
本発明に係る第２の態様は、第１の態様に係る加湿器において、前記第２隔壁と前記第３隔壁は、この順で多段に積層されることを特徴とする、加湿器である。
【００１０】
本発明に係る第３の態様は、第１又は第２の態様に係る加湿器において、前記バブリング手段は、前記貯水槽内に貯水される水の水面から底部に向かって敷設され、その先端に前記被加湿ガスを気泡にして放出させるバブラーを具備するガス供給管であることを特徴とする、加湿器である。
【００１１】
本発明に係る第４の態様は、第１〜第３の何れかの態様に係る加湿器において、前記貯水槽の底部には、貯水された水を槽内で対流させる攪拌手段を備えていることを特徴とする、加湿器である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、貯水槽内の水を通過して該水槽内より若干の高温の気層を通過し還流チャンバーに導入された被加湿ガスは、還流チャンバー内の第１隔壁、第２隔壁、第３隔壁の順に移動し、各隔壁において下流に移動しながら徐々に冷却飽和状態となり、また過飽和により隔壁内面に生成した結露水にも恒温状態で十分に接触するため、従来の加湿器と比べてより高精度に被加湿ガスを所望の露点温度にすることができる。
【００１３】
また、ガス供給管は、貯水槽に貯水された水の水面から底部に向かって水中を通るように敷設されているため、供給された被加湿ガスが管内で熱交換され水温に近づけることができる。
【００１４】
さらに、貯水槽の底部に貯水された水を槽内で対流させる攪拌手段を備えているため、槽内における水の温度ムラがなくなり水温を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る加湿器の構成を示す概略断面図である。
【図２】同加湿器の還流チャンバーの構成を示す概略断面図である。
【図３】（ａ）は還流チャンバーに収容される第１隔壁の概略構成を示す斜視図であり、（ｂ）は同隔壁の平面図である。
【図４】（ａ）は還流チャンバーに収容される第２隔壁の概略構成を示す斜視図であり、（ｂ）は同隔壁の平面図である。
【図５】（ａ）は還流チャンバーに収容される第３隔壁の概略構成を示す斜視図であり、（ｂ）は同隔壁の平面図である。
【図６】還流チャンバーに導入された被加湿ガスのチャンバー内の流れを示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、この形態に基づいて当業者などによりなされる実施可能な他の形態、実施例及び運用技術などは全て本発明の範疇に含まれる。
【００１７】
本発明の加湿器１は、その用途として、例えば燃料極（負極）と空気極（正極）を電解質に重ねたセル部を有する燃料電池（例えば固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）など）の性能評価を行う際に、セル部に供給されるガス（水素や水素を含むガス、酸素など乾燥ガス）を所望の露点温度に加湿する装置である。
【００１８】
なお、本発明に係る加湿器１は、供給先に応じて所望の露点温度となるように供給するガスを加湿することができるため、供給先が燃料電池評価試験装置には限定されず、例えば湿度計を校正する湿度校正装置などに採用することもできる。
【００１９】
また、以下の説明において、加湿器１に供給された加湿前のガス（乾燥ガス）が所望する露点温度に達した状態のガスを「加湿ガス」とし、この加湿ガスより加湿程度の低い（露点温度が低い）ガス（すなわち、加湿器１に供給される前の未加湿状態の乾燥ガスや、加湿器１に供給されたが所望の露点温度に達していない加湿中の乾燥ガス）を「被加湿ガス」と称する。
【００２０】
図１に示すように、本発明に係る加湿器１は、槽基部１０と、槽基部１０に取り付けられる槽外壁２０と、槽基部１０に槽外壁２０が装着されて形成される貯水槽２内に貯留された水に加湿対象となる被加湿ガスを供給するガス供給管３０と、ガス供給管３０から供給された被加湿ガスを露点温度まで高精度に加湿するための還流チャンバー４０と、還流チャンバー４０で加湿された加湿ガスと加湿時に生じた余分な水とを分離してそれぞれ排出する気液分離管５０とで構成されている。
【００２１】
また、加湿器１を構成する各部品は、水による腐食を防ぐように耐腐食性を有するとともに、槽外壁２０の外周に配設されるヒーター２１や貯水槽２内の水の水温が槽内部に熱が伝わるように熱伝導性を有するステンレス（例えばＳＵＳ３０４）などの金属部品で構成される。
【００２２】
槽基部１０は、上部が開口された有底略円筒形状の本体の底部近傍に、螺旋状に巻回されたヒーター１１が設けられ、開口部分に対しパッキン（Ｏリング）を介して槽外壁２０が装着されることで、密閉状態の貯水槽２が形成される。
【００２３】
また、槽基部１０の底部における略中央部分には、ヒーター１１によって加熱された貯水槽２内の水を槽内で対流させる攪拌手段１２を備えている。この攪拌手段１２は、例えば風車状の攪拌子１２ａを備えたマグネットスターラなどで構成され、ヒーター１１で加熱された貯水槽２内の水温が均一となるように槽内の水を対流させている。
【００２４】
なお、ヒーター１１は、図示しない温度計で測定した槽内の水温が所望の露点温度となるように、図示しない制御部によって駆動制御される。また、攪拌手段１２は、貯水槽２内に貯水された水を槽内で対流させて槽内水温が一定となるように、制御部によって攪拌子の回転量が規定の回転量となるように制御する構成、若しくは図示しない温度計によって測定された貯水槽２内の水温に基づき制御部が攪拌子の回転量を制御する構成となっている。
【００２５】
槽外壁２０は、一端が閉止され他端が開口した略円筒形状の部材であり、還流チャンバー４０を槽基部１０に取り付けた状態で槽基部１０の開口部分と位置合わせして突き合わせ、ボルトで螺子止めされる。また、槽外壁２０の周囲には、貯水槽２における槽空間内の気層の温度を水温よりも若干高温にするヒーター２１が配設されている。このヒーター２１は、図示しない温度計で測定した槽空間内の気層の温度が水温よりも若干高温となるように、温度計で測定された温度に基づき制御部によって駆動制御される。
【００２６】
ガス供給管３０は、槽外壁２０の上部近傍に形成された挿通孔から槽内に向けて略水平に挿通され、貯水槽２内部で挿通された部分を鉛直方向に向かって略９０°屈曲させて貯水槽２の底部に向かって敷設された管である。
【００２７】
また、ガス供給管３０の先端には、供給した被加湿ガスを複数の気泡で水中に放出するため、複数の放出孔が形成されたバブラー３１が設けられており、ガス供給管３０とバブラー３１とで加湿器１のバブリング手段として機能する。
【００２８】
貯水槽２には、貯水槽２内に配設される還流チャンバー４０の上部（後述する蓋部４１を含むチャンバー上部）を除いた部分が浸漬するように所定量の水が貯水され、ガス供給管３０の導入部分は水に浸漬しないが、導入部分から屈曲し貯水槽２の底部に向かう途中から被加湿ガスの排出口に至るまでの部分が水に浸漬する。
【００２９】
このように、ガス供給管３０は、貯水槽２に貯水された水の水面側から底部に至るまで敷設することで、供給された被加湿ガスが、槽上部から漕底部に向かう過程で貯水された水の水温で熱交換され、被加湿ガスの温度を水温に近づけることができる。
なお、ガス供給管３０の浸漬する管長が長ければ長いほど、被加湿ガスをより水温に近づけることができるため、ガス供給管３０の敷設形状はこれに限定されず、必要に応じて螺旋形状などを採用してもよい。
【００３０】
還流チャンバー４０は、図２に示すように、還流チャンバー４０は、蓋部４１と、第１隔壁４２と、第２隔壁４３と、第３隔壁４４と、チャンバー基部４５と、収容部４６とを備えている。還流チャンバー４０は、貯水槽２内部に配置され、貯水槽１に貯水された水を通過した被加湿ガスを取り入れ上層から下層に向けて被加湿ガスが流れることで、チャンバー内において冷却飽和状態となり、取り入れた被加湿ガスを所望の露点温度になるように加湿する。
【００３１】
蓋部４１は、一端が閉止され他端が開口した円筒形状の部材であり、収容部４６の上部にパッキン（Ｏリング）を介して嵌合される。また、蓋部４１の略中央部分には、ガス導入管４１ａが垂設され、該管の先端が略逆Ｊ字状をなすように折り返されている。さらにガス導入管４１ａの先端が鋭角をなすように加工されており、ガス導入時にガス導入管４１ａの入り口近傍で結露した水滴が管外に排出されるようにしている。
【００３２】
第１隔壁４２は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、収容部４６の内径と等しい外径で両端が開口された円筒形の第１壁部４２ａと、開口する上端側開口部から下端側に至るにつれてその内径及び外径が円錐面形状に縮小する漏斗形状の第１水受け部４２ｂとを備え、第１壁部４２ａの内壁面に対し、第１水受け部４２ｂの上端側開口部が複数の固定部材４２ｃ（例えば板金）によって固設されている。
【００３３】
また、第１壁部４２ａの内面と第１水受け部４２ｂとの間には、所定幅の第１間隙４２ｄが設けられている。この第１間隙４２ｄの幅は、加湿器１の装置仕様（還流チャンバー４０のサイズ、第２隔壁４３や第３隔壁４４の数など）や加湿ガスの供給先の使用環境に応じて最適な幅で設計される。
【００３４】
さらに、第１水受け部４２ｂの下端における略中央部分には、結露した水滴が表面張力によって所定量貯留された後に重力によって下方に排出されるような径で設計された円環形状の第１排出口４２ｅが形成されている。
【００３５】
第１隔壁４２では、第１水受け部４２ｂに水滴が所定量溜まり、その後重力によって滴下するまでの間は第１排出口４２ｅが塞がった状態となるため、ガス導入管４１ａから導入された被加湿ガスを、第１間隙４２ｄから下流に流出させるようにしている。よって、第１排出口４２ｅを通過させるよりも加湿時間が確保され、過飽和により隔壁内面に生成した結露水にも恒温状態で十分に接触させることができるため、効率的に被加湿ガスを所望の露点温度に近づけることができる。
【００３６】
第２隔壁４３は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、収容部４６の内径と等しい外径で両端が開口された円筒形の第２壁部４３ａと、開口する上端側開口部から下端側に至るにつれてその内径及び外径が円錐面形状に縮小する漏斗形状の第２水受け部４３ｂとを備えている。
【００３７】
また、第２水受け部４３ｂは、第１隔壁４２や第３隔壁４４とは異なり、第２壁部４３ａの内壁面に対して隙間なく固設されている。
【００３８】
さらに、第２水受け部４３ｂの下端における略中央部分には、上流から排出された水や結露した水滴が溜まることなく被加湿ガスと共に下流に排出されるように、第１排出口４２ｅや後述する第３排出口４４ｅと比べて大径（例えば、ガス導入管４１ａの内径と同径）となる円環形状の第２排出口４３ｃが形成されている。
【００３９】
第２隔壁４３では、上流から第２水受け部４３ｂに滴下した水や結露した水滴と、被加湿ガスとが第２排出口４３ｃから下流に流出されるとともに、上流から移動した被加湿ガスが第２排出口４３ｃを通過することで、該ガスの流速が第１隔壁４２や第３隔壁４４と比べて速くなる。また、第１隔壁４２や第３隔壁４４程ではないが、過飽和により隔壁内面に生成した結露水にも恒温状態で十分に接触させることができる。
【００４０】
第３隔壁４４は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、収容部４６の内径と等しい外径で両端が開口された円筒形の第３壁部４４ａと、開口する上端側開口部から下端側に至るにつれてその内径及び外径が円錐面形状に縮小する漏斗形状の第３水受け部４４ｂとを備え、第３壁部４４ａの内壁面に対し、第３水受け部４４ｂの上端側開口部が複数の固定部材４４ｃ（例えば板金）によって固設されている。
【００４１】
また、第３壁部４４ａの内面と第３水受け部４４ｂとの間には、所定幅の第２間隙４４ｄが設けられている。この第２間隙４４ｄの幅は、加湿器１の装置仕様（還流チャンバー４０のサイズ、第２隔壁４３や第３隔壁４４の数など）や加湿ガスの供給先の使用環境に応じて最適な幅で設計されるが、少なくとも第１隔壁４２の第１間隙４２ｄよりも幅が狭くなっている。
これにより、第３隔壁４４まで到達した被加湿ガスの加湿時間を第１隔壁４２や第２隔壁４３よりも確保でき、また過飽和により隔壁内面に生成した結露水にも恒温状態で十分に接触させることができるため、効率的に被加湿ガスを所望の露点温度に近づけることができる。
【００４２】
さらに、第３水受け部４４ｂの下端における略中央部分には、上流から排出された水や結露した水滴が表面張力によって所定量貯留された後に重力によって下方に排出されるような径で設計された円環形状の第３排出口４４ｅが形成されている。
【００４３】
第３隔壁４４では、第１水受け部４２ｂと同様、上流から排出された水や第３水受け部４４ｂで結露した水滴が所定量溜まり、その後重力によって滴下するまでの間は第３排出口４４ｅが塞がった状態となるため、上流からの被加湿ガスは、第１間隙４２ｄよりも狭い第２間隙４４ｄを通過して下流に流出される。よって、第３隔壁４４は、第１隔壁４２よりも隔壁内における被加湿ガスの滞留時間が長くなり、その結果、被加湿ガスの加湿を効率的に行うことができる。
【００４４】
チャンバー基部４５は、収容部４６がパッキン（Ｏリング）を介して嵌合される嵌合部４５ａを有し、嵌合部４５ａの上部は、収容部４６が嵌合される内径で開口し、嵌合部４５ａの下部は、嵌合部４５ａから下端側に至るにつれてその内径及び外径が円錐面形状に縮小する漏斗形状をなしている。
【００４５】
また、嵌合部４５ａの下端における略中央部分には、還流チャンバー４０の上流側から滴下される水を気液分離管５０へと排出するための円環形状の基部排出口４５ｂが形成されている。
【００４６】
基部排出口４５ｂの内径は、上流から滴下した水が速やかに気液分離管５０に流出されるようにするため、第１排出口４２ｅ、第２排出口４３ｃ及び第３排出口４４ｅよりも大径をなしている。よって、チャンバー基部４５に滴下した水は、溜まることなく気液分離管５０に排出される。
【００４７】
収容部４６は、第１隔壁４２、第２隔壁４３及び第３隔壁４４を収容する両端が開口された円筒形部材であり、下部開口とチャンバー基部４５上部の開口と突き合わせた状態で嵌合し、第１隔壁４２、第２隔壁４３及び第３隔壁４４が所定数収容される。
【００４８】
なお、本発明の加湿器１において、第１隔壁４２は１個収容し、第２隔壁４３及び第３隔壁４４は、加湿器１の仕様によって収容部４６に収容する個数が適宜決定されるが、少なくとも一組以上収容されていればよい。
【００４９】
還流チャンバー４０の組み立て順序としては、まずチャンバー基部４５に収容部４６を嵌合する。
次に、収容部４６に第１隔壁４２、第２隔壁４３、第３隔壁４４を所定数収容する。収容する順序は、収容部４６の上から第１隔壁４２、第２隔壁４３、第３隔壁４４の順とし、以降、第２隔壁４３と第３隔壁４４とを交互に配置され、最下方に位置する隔壁から順に収容される。図２の例では、第１隔壁４２が１個、第２隔壁４３が５個、第３隔壁４４が５個の計１０個が収容部４６に収容されている。
そして、第１隔壁４２、第２隔壁４３及び第３隔壁４４を収容部４６に収容した後、収容部４６の上部開口に蓋部４１を嵌合して還流チャンバー４０の組み立てが終了する。
【００５０】
次に、図６を参照しながら、還流チャンバー４０に導入された被加湿ガスの流れについて説明する。なお、図中の点線矢印は、還流チャンバー４０内における被加湿ガスや加湿ガスの流れを示している。
【００５１】
図６に示すように、ガス導入管４１ａから導入された被加湿ガスは、第１隔壁４２に導入される。第１隔壁４２に導入された被加湿ガスは、第１水受け部４２ｂに突き当たった後、該水受け部の上方で自然対流しながら第１間隙４２ｄを通って下流の第２隔壁４３へと移動する。
【００５２】
第１隔壁４２において、結露した水滴によって第１排出口４２ｅが塞がっている間、ガス導入管４１ａから導入された被加湿ガスは、第１水受け部４２ｂの上方で対流しながら第１壁部４２ａに突き当たることで熱交換され、第１間隙４２ｄを通って第２隔壁４３に移動する。
【００５３】
また、第１水受け部４２ｂに所定量の水が溜まって重力によって排出されると、被加湿ガスは、第１間隙４２ｄと第１排出口４２ｅを通って下流に移動する。
【００５４】
次に、第２隔壁４３に移動した被加湿ガスは、第２水受け部４３ｂに当たりつつ第２排出口４３ｃから下流の第３隔壁４４へと移動する。
【００５５】
第２隔壁には第２壁部４３ａと第２水受け部４３ｂとの間に隙間がないため、被加湿ガスは、第２排出口４３ｃを通じて上流から滴下した水と共に下流に移動する。ここで、第２隔壁４３から下流の第３隔壁４４へ移動する被加湿ガスの速度が、第１隔壁４２から移動してきた被加湿ガスの速度よりも速くなるため、この速度差によって被加湿ガスが滞留せず下流に向かう気流が作られる。
【００５６】
次に、第３隔壁４４に移動した被加湿ガスは、第３水受け部４４ｂに突き当たった後、該水受け部４４ｂの上方で自然対流しながら第２間隙４４ｄを通って下流の第２隔壁４３へと移動する。
【００５７】
第３隔壁４４において、第２水受け部４３ｂから排出された水や結露した水滴によって第３排出口４４ｅが塞がっている間、ガス導入管４１ａから導入された被加湿ガスは、第３水受け部４４ｂの上方で対流しながら第３壁部４４ａに突き当たることで熱交換され、第２間隙４４ｄを通って第２隔壁４３に移動する。
【００５８】
また、第３水受け部４４ｂに所定量の水が溜まって重力によって排出されると、被加湿ガスは、第２間隙４４ｄと第３排出口４４ｅを通って下流に移動する。第２間隙４４ｄの幅は、第１間隙４２ｄの幅と比べて狭くなっているため、被加湿ガスの滞留時間が長くなり、より効率的に加湿される。
【００５９】
以降、第２隔壁４３、第３隔壁４４の順で被加湿ガスが流れ込み、それぞれの隔壁において加湿され、被加湿ガスは、気液分離管５０に到達する時点で所望の露点温度の加湿ガスとなり排出される。
【００６０】
気液分離管５０は、チャンバー基部４５の基部排出口４５ｂと接続される水排出管５１と、水排出管５１の途中から水の排出方向と逆（図中では水の排出方向が下方であるため、上方）に向かって分岐するガス排出管５２とで構成される。
【００６１】
気液分離管５０は、チャンバー基部４５から排出された水と加湿ガスが水排出管５２とガス排出管５１との分岐点で分離され、還流チャンバー４０から排出された水は水排出管５１へ、加湿ガスはガス排出管５２に向かってそれぞれ流出する。また、図示しないが、水排出管５２は貯水槽２の上部と連通する循環経路となっており、水排出管５２に排出された水は、再度貯水槽２に戻されるようになっている。
【００６２】
以上説明したように、上述した加湿器１は、貯水槽２内に貯水された水に上部が浸漬しないように配置される還流チャンバー４０の構成として、両端が開口された円筒形の第１壁部４２ａと漏斗形状の第１水受け部４２ｂとを有し、両者の間に所定幅の第１間隙４２ｄを第１水受け部４２ｂの周囲に設けた第１隔壁４２と、両端が開口された円筒形の第２壁部４３ａの内壁面に対し、開口する上端側開口部から下端側に至るにつれてその内径及び外径が円錐面形状に縮小する漏斗形状の第２水受け部４３ｂが隙間なく設けた第２隔壁４３と、両端が開口された円筒形の第３壁部４４ａと漏斗形状の第３水受け部４４ｂとを有し、両者の間に第１間隙４２ｄよりも幅が狭い第２間隙４４ｄを第３水受け部４４ｂの周囲に設けた第３隔壁４４とを、備え、上流側から第１隔壁４２、第２隔壁４３、第３隔壁４４の順に積層し収容部４６に収容している。
【００６３】
これにより、貯水槽２内の水を通過して該水槽内より若干の高温の気層を通過し還流チャンバー４０に導入された被加湿ガスは、第１隔壁４２、第２隔壁４３、第３隔壁４４の順に移動し、各隔壁において下流に移動しながら徐々に冷却飽和状態となり、また過飽和により隔壁内面に生成した結露水にも恒温状態で十分に接触するため、従来の加湿器と比べてより高精度に被加湿ガスを所望の露点温度にすることができる。
【００６４】
また、ガス供給管３０は、貯水槽２に貯水された水の水面から底部に向かって水中を通るように敷設されているため、供給された被加湿ガスが管内で熱交換され水温に近づけることができる。これは、従来の加湿器のように貯水タンクの底部から供給される形態と比べて、被加湿ガスが水中を通過する時間が長くなるためであり、水中に放出された際に速やかに所望する露点温度の加湿ガスとすることができる。
【００６５】
さらに、貯水槽２の底部に貯水された水を槽内で対流させる攪拌手段１２を備えているため、槽内における水の温度ムラがなくなり水温を均一化することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１…加湿器
２…貯水槽
１０…槽基部
１１…ヒーター
１２…攪拌手段（１２ａ…攪拌子）
２０…槽外壁
２１…ヒーター
３０…ガス供給管
３１…バブラー
４０…還流チャンバー
４１…蓋部
４２…第１隔壁（４２ａ…第１壁部、４２ｂ…第１水受け部、４２ｃ…固定部材、４２ｄ…第１間隙、４２ｅ…第１排出口）
４３…第２隔壁（４３ａ…第２壁部、４３ｂ…第２水受け部、４３ｃ…第２排出口）
４４…第３隔壁（４４ａ…第３壁部、４４ｂ…第３水受け部、４４ｃ…固定部材、４４ｄ…第３間隙、４４ｅ…第３排出口）
４５…チャンバー基部（４５ａ…嵌合部、４５ｂ…基部排出口）
４６…収容部
５０…気液分離管
５１…ガス排出管
５２…水排出管
【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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