(57)【要約】【課題】回転式素子上の隙間を介した空気の流動を防止し、効率良く加湿できる加湿装置を提供することを目的とする。【解決手段】水分の吸着と放出とが可能な回転式素子１と、吸引した室外空気を、回転式素子１を介して室外に導く第１の通路と、吸引した室内空気を、回転式素子１を介して室内に導く第２の通路６と、第２の通路６に設けられた加熱手段９とを備え、回転式素子１は、第１の通路からの室外空気の水分を吸着する吸着部２に対応する第１の領域と、第２の通路６からの加熱手段９で加熱された室外空気に水分を放出する加湿部３に対応する第２の領域とに区画され、第１の領域と第２の領域とに区画される部分に、第１の領域と第２の領域との間の空気の流通を遮る弾性シート１３を備えている。【選択図】　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分の吸着と放出とが可能な回転式素子と、吸引した室外空気を、前記回転式素子を介して室外に導く第１の通路と、吸引した室内空気を、前記回転式素子を介して室内に導く第２の通路と、前記第２の通路に設けられた加熱手段とを備え、
前記回転式素子は、前記第１の通路からの室外空気の水分を吸着する吸着部に対応する第１の領域と、前記第２の通路からの前記加熱手段で加熱された室外空気に水分を放出する加湿部に対応する第２の領域とに区画され、
前記第１の領域と前記第２の領域とに区画される部分に、前記第１の領域と前記第２の領域との間の空気の流通を遮る弾性シートを備えたことを特徴とする加湿装置。
【請求項２】
水分の吸着と放出とが可能な回転式素子と、吸引した室外空気を、前記回転式素子を介して室外に導く第１の通路と、吸引した室内空気を、前記回転式素子を介して室内に導く第２の通路と、前記第２の通路に設けられた加熱手段とを備え、
前記回転式素子は、前記第１の通路からの室外空気の水分を吸着する吸着部に対応する第１の領域と、前記第２の通路からの前記加熱手段で加熱された室外空気に水分を放出する加湿部に対応する第２の領域とに区画され、
前記第１の領域を覆うカバーをさらに備えており、前記加熱手段は、前記第１の領域と前記カバーとの間に配置されており、前記カバーの内面及び外面のいずれかが不燃性シートで覆われていることを特徴とする加湿装置。
【請求項３】
前記第２の通路は、前記回転式素子を通過した室内空気を再び前記回転式素子に供給する中間通路をさらに備え、前記加熱手段は前記中間通路に設けられており、
前記回転式素子は、前記第１の通路に対応する吸着部と、前記第２の通路のうち、室内空気を最初に前記回転式素子に供給する部分に対応する熱回収部と、前記中間通路のうち、前記加熱手段で加熱した前記室内空気を再び前記回転式素子に供給する部分に対応する加湿部とに区画されており、
前記第１の領域は、前記加湿部及び前記熱回収部に対応する領域であり、前記第２の領域は、前記吸着部に対応する領域である請求項１又は２に記載の加湿装置。
【請求項４】
前記回転式素子と隙間を介して対向した仕切り部材で、前記回転式素子は、前記第１の領域と前記第２の領域とに区画されており、
前記隙間の開口部を塞ぐように前記弾性シートが取り付られている請求項１から３のいずれかに記載の加湿装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の加湿装置を備えた空調装置。
【請求項６】
前記空調装置は室外機を備えており、前記室外機は、前記加湿装置の電源線との電気接続が可能である請求項５に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水分の吸着と放出とが可能な回転式素子を用い、無給水で加湿可能な加湿装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無給水加湿装置として、例えば特開平１１−２４１８３８号公報に提案されているものがある。この構成では、回転式素子は、通過空気の水分を吸着する吸着部分と、通過空気に熱を与える熱回収部分と、この熱回収部分を通過した空気に水分を与える加湿部分とに区画されて用いられる。
【０００３】
この構成において、吸着部分の上流側に設けた第１の送風ファンで、吸着部分に外気を通過させて、外気の水分が吸着部に吸着される。一方、熱回収部分の上流側に設けた第２の送風ファンで熱回収部分に室内空気を通過させ、これを電気ヒータで加熱して高温空気とする。この高温空気は、加湿部を通過して水分が供給され、加湿空気になった後、室内へ給気され、室内が加湿されることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような従来の加湿装置では、送風経路の途中に回転式素子を介しているため、回転式素子と送風経路との間に隙間が発生してしまう。このため、回転式素子を空気が通過する際、空気が隙間から漏れたり、隙間を介して、室内外の空気の一部が混合したりすると、加湿効率が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、回転式素子上の隙間を介した空気の流動を防止し、効率良く加湿できる加湿装置及びこれを備えた空調装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第１の加湿装置は、水分の吸着と放出とが可能な回転式素子と、吸引した室外空気を、前記回転式素子を介して室外に導く第１の通路と、吸引した室内空気を、前記回転式素子を介して室内に導く第２の通路と、前記第２の通路に設けられた加熱手段とを備え、
前記回転式素子は、前記第１の通路からの室外空気の水分を吸着する吸着部に対応する第１の領域と、前記第２の通路からの前記加熱手段で加熱された室外空気に水分を放出する加湿部に対応する第２の領域とに区画され、
前記第１の領域と前記第２の領域とに区画される部分に、前記第１の領域と前記第２の領域との間の空気の流通を遮る弾性シートを備えたことを特徴とする。
【０００７】
次に、本発明の第２の加湿装置は、水分の吸着と放出とが可能な回転式素子と、吸引した室外空気を、前記回転式素子を介して室外に導く第１の通路と、吸引した室内空気を、前記回転式素子を介して室内に導く第２の通路と、前記第２の通路に設けられた加熱手段とを備え、
前記回転式素子は、前記第１の通路からの室外空気の水分を吸着する吸着部に対応する第１の領域と、前記第２の通路からの前記加熱手段で加熱された室外空気に水分を放出する加湿部に対応する第２の領域とに区画され、
前記第１の領域を覆うカバーをさらに備えており、前記加熱手段は、前記第１の領域と前記カバーとの間に配置されており、前記カバーの内面及び外面のいずれかが不燃性シートで覆われていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、回転式素子を異なる領域に区画する部分に、空気の流通を遮る弾性シートを備えたことにより、室内空気と室外空気との混合による加湿量の低下を防止することができる。
【０００９】
また、本発明は、加熱手段を覆うカバーの内面及び外面のいずれかが不燃性シートで覆われていることにより、カバーの熱の吸収、及びカバーの外への放熱を防止でき、回転式素子の温度低下を防止でき、安定した加湿が可能となる。
【００１０】
本発明においては、前記第２の通路は、前記回転式素子を通過した室内空気を再び前記回転式素子に供給する中間通路をさらに備え、前記加熱手段は前記中間通路に設けられており、
前記回転式素子は、前記第１の通路に対応する吸着部と、前記第２の通路のうち、室内空気を最初に前記回転式素子に供給する部分に対応する熱回収部と、前記中間通路のうち、前記加熱手段で加熱した前記室内空気を再び前記回転式素子に供給する部分に対応する加湿部とに区画されており、
前記第１の領域は、前記加湿部及び前記熱回収部に対応する領域であり、前記第２の領域は、前記吸着部に対応する領域であることが好ましい。この構成によれば、室内空気と室外空気との混合による加湿量の低下を防止できることに加え、回転式素子に、熱回収部を設けたことにより、吸着部には熱回収部において事前に冷却された部分が回転移動してくるので、吸着部を通過する空気の水分の吸着能力を高めることができる。
【００１１】
また、前記回転式素子と隙間を介して対向した仕切り部材で、前記回転式素子は、前記第１の領域と前記第２の領域とに区画されており、
前記隙間の開口部を塞ぐように前記弾性シートが取り付られていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の空調装置は、本発明に係る加湿装置を備えているので、加湿量の低下を防止できるとともに、加湿と空調とを連動して行うことができる。
【００１３】
本発明の空調装置においては、前記空調装置は室外機を備えており、前記室外機は、前記加湿装置の電源線との電気接続が可能であることが好ましい。この構成によれば、室外機は加湿装置との電気接続が可能であり、電源線を配管穴に挿通させる必要がなく、加湿装置の設置が容易になる。
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、実施形態１に係る加湿装置の概略構成図を示している。１０１は加湿対象となる部屋を有する建物であり、加湿装置１００は室外に設置されている。加湿装置１００のケース１００ａ内には、回転式素子１が組み込まれている。
【００１６】
回転式素子１は、例えばシリカゲルにコバルト、鉄、マンガンなどの複数の金属を組み合わせた金属ケイ酸塩ゲルをセラミックスのハニカム積層体内に重合反応させ、かつ、水分子に適合するようにマイクロポア形状を微調整すると共に、マイクロポア内に水酸基を多く定着させて親水性を増大させたものである。
【００１７】
このような回転式素子１によれば、室温では水分を吸着でき、１３０〜１４０℃の高温では、吸着した水分を脱離して放出させることができる。回転式素子１は円筒形状であり、その大きさは例えば直径２００〜３００ｍｍ、厚さ３０ｍｍであり、０．５〜５ｒｐｍで回転するように制御される。
【００１８】
回転式素子１の、水分の吸着及び放出ができる性質を利用して、回転式素子１は、吸着部２と加湿部３とに区画されて使用される。吸着部２は、空気から水分を吸着する部分である。装置外から取り込まれた低温空気は、吸着部分２を通過すると、その空気に含まれる水分は、吸着部２に吸着されて取り除かれる。
【００１９】
加湿部３は、空気に水分を与える部分である。加湿部３に、加熱処理して温度上昇した空気を通過させると、その空気に水分が与えられ湿潤化を図ることができる。この場合、加湿部３は水分を吸着する機能が回復することになる。
【００２０】
なお、吸着部２と加湿部３の位置は固定されているが、回転式素子１の回転に伴って、吸着部２、加湿部３に対応する回転式素子１の部分が変化する。例えば、図１の状態において、吸着部２と対応している回転式素子１の部分は、矢印Ｘ方向に回転が進行すると、順次、加湿部３に対応する部分に移動し、加湿部３に対応している回転式素子１の部分は、矢印Ｘ方向に回転が進行すると、順次、吸着部２に対応する部分に移動することになる。
【００２１】
ケース１００ａ内には、吸引した室外空気Ａを、回転式素子１の吸着部２を経て室外へ排気させる通路５が配設されている。以下、加湿装置が室内に加湿空気を供給する運転をしている状態において、通路内を空気が始点ａから終点ｂへと進行しているとすると、始点ａ側を上流側といい、終点ｂ側を下流側という。
【００２２】
通路５のうち、回転式素子１に対して上流側に、送風手段であるファン７が設けられている。ファン７の送風作用により、室外空気Ａは通路５内に吸引され、回転式素子１の吸着部２を経て室外へ排気される。この場合、室外空気Ａは、吸着部２において、水分が吸着され乾燥した状態で排気されることになる。
【００２３】
また、ケース１００ａ内には、吸引した室内空気Ｂを回転式素子１の加湿部３を経て室内へ排気させる通路６が配設されている。通路６のうち、回転式素子１に対して下流側に、送風手段であるファン８が設けられている。ファン８の送風作用によって、室内空気Ｂは、通路６内に吸引される。
【００２４】
通路６内の空気は、加熱手段であるヒータ９で加熱され、この加熱された高温空気は加湿部３に至る。ヒータ９は、ニクロムヒータやセラミックヒータを用いることができる。加湿部３には、回転式素子１のうち吸着部２において水分を吸着した部分が回転移動してくるので、加湿部３において、高温空気に水分が与えられ、加湿処理された湿潤空気が室内に排気され、室内が加湿されることになる。また、高温空気に水分を与えることにより、回転式素子１は、水分吸着性の回復が図られ、吸着部２に回転移動し、再び水分を吸着することになる。
【００２５】
図２は、加湿装置の回転式素子部分を拡大して示した斜視図である。回転式素子１は、仕切り部材である仕切り板１２によって２つの領域に区画されている。回転式素子１の２つの領域のうち、ヒータカバー１１で覆われた領域が加湿部３であり、他方の領域が吸着部２である。また図示は省略しているが、回転式素子１には、ハニカム状の多数の空隙孔が厚さ方向に貫通するように形成されている。仕切り板１２には、弾性シート１３が取付けられている。
【００２６】
図３に回転式素子部分の断面図を示している。通路６に取り込まれた室内空気は、ヒータカバー１１内に設けられたヒータ９を経て回転式素子の加湿部３を、空隙孔１４を介して通過することになる。すなわち、ヒータ９で加熱された室内空気は、加湿部３において、水分が与えられ、加湿処理された湿潤空気が室内に排気されることになる。
【００２７】
ここで、回転式素子１は、軸１０と一体になって回転駆動されるので、回転式素子１と仕切り板１２との間に、隙間Ｇが必要となる。本図の構成では、隙間Ｇの開口部を塞ぐように、弾性シート１３を設けている。弾性シート１３を用いているのは、その弾性によりシート面を回転式素子１上に密着するように取付けることができ、隙間Ｇの開口部を塞ぐのに適しているためである。弾性シート１３として、例えばシリコンゴムシートを用いることができる。
【００２８】
弾性シート１３を設けていない場合は、吸着部２を通過する室外空気の一部と、加湿部３を通過する室内空気の一部とが隙間Ｇを介して、混合し易くなり、このような混合があると加湿量が低下してしまう。本図の構成では、弾性シート１３を設けたことにより、加湿部３と吸着部２との間の空気の流動を抑えている。
【００２９】
次に、図４は本実施形態の別の例に係る回転式素子部分の断面図を示している。図４の例は、室内外の空気の混合防止をより確実にしたものである。
【００３０】
図３の構成では、弾性シート１３を設けて隙間Ｇの開口部を塞いでいるが、弾性シート１３は、回転式素子１の空隙穴１４を完全に塞いでいない。このため、矢印Ｃ、Ｄで示したように、加湿部側から隙間Ｇを経て流動してきた室内空気が、空隙穴１４の開放部を経て吸着部２側に流入することも起こり得る。
【００３１】
このため、弾性シート１３の幅は、図４のような断面状態において、空隙穴１４を少なくとも２つ分塞ぐだけの長さであることが好ましい。図４に示した例では、弾性シート１３は、空隙穴１４を２つ分塞いでいる。
【００３２】
なお、本実施形態に係る加湿装置は、空調装置と併用すれば、空調装置の送風作用と、加湿装置の湿潤空気の供給とを連動させて用いることができ、加湿、空調の双方が可能になり有用である。空調装置には、例えばヒートポンプ式空気調和機があり、ヒートポンプ式空気調和機は、室内機と室外機とを備えており、室内機には室内送風機及び室内熱交換器を、室外機には室外送風機及び室外熱交換器をそれぞれ備えており、冷房、暖房、及び除湿等の運転を切り換えることができる。このことは以下の各実施形態についても同様である。
【００３３】
（実施の形態２）
図５は、実施形態２に係る加湿装置の概略構成図を示している。回転式素子１は、吸着部２、加湿部３、及び熱回収部４に区画されて使用される。熱回収部４は、温度の低い空気を通過させて、回転式素子１の温度を下げるとともに、通過空気の温度を高める部分である。
【００３４】
また、本実施形態では、室内空気Ｂが吸引されている場合において、通路６のうち、回転式素子１（熱回収部４）へ最初に室内空気を導く供給通路６ａと、回転式素子１（加湿部６）を通過した室内空気を室内へ排気する排気通路６ｂとの間に、中間通路６ｃが配置されている。ヒータ９は、この中間通路６ｃに設けられている。
【００３５】
熱回収部１には供給通路６ａからの室内空気が取り込まれる。加湿部３は、ヒータ９で加熱された温度の高い空気が通過するので、加湿部３の温度が上昇する。熱回収部４には、室温である室内空気Ｂが取り込まれるので、回転により加湿部３に対応する部分が熱回収部４に移動すると、熱回収部４における回転式素子１は冷却されることになる。この場合、熱回収部４を通過した空気は温度上昇することになる。この構成によれば、吸着部２へは、熱回収部４において事前に冷却された部分が回転移動してくるので、吸着部２を通過する空気の水分の吸着能力を高めることができる。
【００３６】
図６は、加湿装置の回転式素子部分を拡大して示した斜視図である。回転式素子１は、仕切り板１２によって２つの領域に区画されている。回転式素子１０の２つの領域のうち、ヒータカバー１１で覆われた領域が加湿部３、及び熱回収部４であり、他方の領域が吸着部２である。仕切り板１２には、弾性シート１３が取付けられている。
【００３７】
図７に回転式素子部分の断面図を示している。矢印ａ方向に進行する室内空気（図５において通路６ａを流動する室内空気に相当）は、熱回収部４の空隙孔１４を通過し、ヒータカバー１１内に設けられたヒータ９に至る。ヒータ９で加熱された室内空気は加湿部３（図６参照）を通過して、再び室内に至ることになる。
【００３８】
ヒータカバー１１内の空気の流れは、図５において中間通路６ｃ内の空気の流れに相当し、加湿部３を通過後の空気の流れは、排気通路６ｂ内の空気の流れに相当する。
【００３９】
本実施形態では、実施形態１と同様に、隙間Ｇの開口部を塞ぐように、弾性シート１３を設けている。このことによる作用効果は実施形態１と同様である。また、弾性シート１３の幅は、空隙穴１４を少なくとも２つ分塞ぐだけの長さが好ましいことも、実施形態１と同様であり、図７に示した例では、弾性シート１３は、空隙穴１４を２つ分塞いでいる。
【００４０】
図７に示したような構成において、弾性シート１３としてシリコンゴムシートを用い、可視化できるようにドライアイスを通路に流動させて実験したところ、弾性シート１３部における空気の漏れは、ほとんど見られなかった。また、この加湿装置で外気条件が７℃ＤＢ（乾球温度）／６℃ＷＢ（湿球温度）中で８畳の部屋の加湿を行い、露点と吹き出し温度から加湿量を算出したところ３１０ｇ／ｈの加湿量が得られた。
【００４１】
一方、同じ加湿装置において、弾性シート１３を取り外して比較実験を行ったところ、外気条件が７℃ＤＢ／６℃ＷＢ中で８畳の部屋の加湿を行ったが、２５０ｇ／ｈの加湿量しか得られなかった
（実施の形態３）
図８は、実施形態３に係る回転式素子部分の断面図を示している。本実施形態は、ヒータカバー１１にシート１６が貼り付けられている構成を除けば、本図に示した断面の基本構成は、図７に示した構成と同様である。
【００４２】
ヒータカバー１１は、内部が高温になるため材質は鋼板を使用している。このため、経時変化でヒータカバー１１に錆が発生し黒体化してしまう。この状態になると、ヒータ９の熱をヒータカバー１１が吸収するようになり、さらにこの熱はヒータカバー１１の外に放熱され、回転式素子１から水分を十分に回収できなくなる。
【００４３】
本実施形態では、ヒータカバー１１の内外面が不燃性のシート１６で覆われており、ヒータカバー１１の熱の吸収、及びヒータカバー１１の外への放熱を防止している。また、ヒータカバー１１の腐食防止にもなる。不燃性のシート１６には、例えば不織布シートを用いることができる。
【００４４】
図８に示したような構成を備えた加湿装置（ただし、弾性シート１３は無し）を用い、外気条件が７℃ＤＢ／６℃ＷＢ中で８畳の部屋の加湿を行い加湿量を測定したところ、２５０ｇ／ｈの加湿量が得られた。
【００４５】
一方、同じ加湿装置に、加速試験で腐食させて黒体化したヒータカバー（不燃性シート無し）を取り付けて比較実験を行ったところ、外気条件が７℃ＤＢ／６℃ＷＢ中で８畳の部屋の加湿を行ったが、２１０ｇ／ｈの加湿量しか得られなかった。
【００４６】
なお、不燃性のシート１６をヒータカバー１１の内外面の両面が覆われた例で説明したが、不燃性のシート１６を内面のみに貼り付けた構成であっても、ヒータカバー１１の熱の吸収防止、及びヒータカバー１１からの放熱防止の効果が得られる。また、不燃性のシート１６を外面のみに貼り付けた構成であっても、少なくともヒータカバー１１からの放熱防止の効果は得られる。
【００４７】
また、図３、４に示した構成において、ヒータカバー１１に不燃性のシート１６を貼り付けた構成であっても同様の効果が得られる。
【００４８】
また、図８の構成のように、ヒータカバー１１を不燃性のシート１６で覆った構成と、仕切り板１２に弾性シート１３を取付けた構成との双方備えた構成が、加湿量の低下防止には有効であるが、仕切り板１２に弾性シート１３を取付けた構成を備えていなくても、ヒータカバー１１の腐食による加湿量の低下は防止することができる。
【００４９】
（実施の形態４）
図９は、加湿装置の電気接続の一実施形態に係る接続図である。本図の構成は、本実施形態に係る加湿装置を空調装置と併用した場合の例である。空調装置は、室内機１７と室外機１８とで構成されており、室内機１７と室外機１８とは、接続電線１９で結線されている。また、室内機１７と室外機１８とは、低圧用配管２１と高圧用配管２２とで接続されており、室内機１７にはドレンホース２３が接続されている。
【００５０】
これらの接続電線１９、低圧用配管２１、高圧用配管２２、及びドレンホース２３は、配管穴２０を挿通している。このため、配管穴２０にはスペースの余裕がなく、これ以上の電線等の挿通は困難である。
【００５１】
本実施形態では、室外機１８は加湿装置２４との電気接続が可能であり、室外機１８は加湿装置２４の電源線２５を接続できる端子を備えている。このため、図９に示したように、加湿装置２４の電源線２５は、室外機１８に電気接続されており、電源線２５を配管穴２０に挿通させる必要がなく、加湿装置の設置が容易になる。この構成によれば、配管穴２０に加湿装置の電源線２５を挿通させる構成と比べ、設置時間を１５〜２０分短縮することができた。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、回転式素子を異なる領域に区画する部分に、空気の流通を遮る弾性シートを備えたことにより、室内空気と室外空気との混合による加湿量の低下を防止することができる。
【００５３】
また、加熱手段をカバーの内面及び外面のいずれかが不燃性シートで覆われていることにより、カバーの熱の吸収、及びカバーの外への放熱を防止でき、回転式素子の温度低下を防止でき、安定した加湿が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る加湿装置の構成図
【図２】本発明の実施形態１に係る回転式素子部分の拡大斜視図
【図３】本発明の実施形態１に係る回転式素子部分の断面図
【図４】本発明の実施形態１の別の例に係る回転式素子部分の断面図
【図５】本発明の実施形態２に係る加湿装置の構成図
【図６】本発明の実施形態２に係る回転式素子部分の拡大斜視図
【図７】本発明の実施形態２に係る回転式素子部分の断面図
【図８】本発明の実施形態３に係る回転式素子部分の断面図
【図９】本発明の一実施形態に係る室内と室外の装置との接続図
【符号の説明】
１　回転式素子
２　吸着部
３　加湿部
４　熱回収部
５　第１の通路
７，８ファン
９　ヒータ
１１　ヒータカバー
１３　弾性シート
１６　不燃性シート
１７　室内機
２５　電源線
【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】
2004011964.tif 000007
【図６】
2004011964.tif 000008
【図７】
2004011964.tif 000009
【図８】
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【図９】
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