(57)【要約】【課題】  この発明は、気化式加湿器に用い、効率よく水分を吸収、蒸発させることのできる水分蒸発エレメントに関し、特に上方から水分を滴下して供給する形式の気化式加湿器に用いる湿度及び温度調整用の水分蒸発エレメントを提供することを目的としている。【解決手段】  複数本の中空筒体を並設すると共に、当該並列した状態で上下に複数積層したハニカム構造を形成する。複数本の中空筒体が並列されている各層は、前記中空筒体の入り口側開口部を下側に向けて傾斜させ、上下に積層される層は所定の数の層毎に、上側に配置される層が下側に配置される層に対して軸方向で出口側開口部側に向けて予め定めてある距離分ずらして配置する。また、入り口側開口部から出口側開口部までの水分蒸発エレメントの厚さは、３〜３０ｃｍであると共に、中空筒体の傾斜角度は、１０〜７５°として課題を解決した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の中空筒体を並設すると共に、当該並設した状態で上下に複数積層したハニカム構造を形成し、複数本の中空筒体が並設されている各層は、前記中空筒体の入り口側開口部を下側に向けて傾斜させ、上下に積層される層は所定の数の層毎に、上側に配置される層が下側に配置される層に対して軸方向で出口側開口部側に向けて予め定めてある距離分ずらして配置されていることを特徴とする気化式加湿器に用いる湿度及び温度調整用の水分蒸発エレメント。
【請求項２】
入り口側開口部から出口側開口部までの水分蒸発エレメントの厚さは、３〜３０ｃｍであると共に、中空筒体の傾斜角度は、１０〜７５°であることを特徴とする請求項１記載の気化式加湿器に用いる湿度及び温度調整用の水分蒸発エレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、気化式加湿器において効率よく適当な湿度及び温度に調節したり、コンプレッサーが用いられる産業用・工業用の冷却機などにおいてコンプレッサーの稼働により発生した水分を効率よく吸収し、蒸発させる際に用いたりする水分蒸発エレメントに関し、特に上方から水分を滴下して供給する形式の加湿器、冷却器等に用いる水分蒸発エレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハニカム状のエレメントに上方から水分を供給し、ハニカム状に形成された通路内に送風機等で空気を送ると、室内等を加湿できる加湿器が用いられている。これらの加湿器等に用いるエレメントは、水分が浸透し、水分を蓄えて豊潤な状態を維持できる材質で形成された波形シートを、波形の谷部によって形成される通路が二方向に向くように交互に積層した交錯型（水平もしくは両傾斜）に形成、設置されるのが一般的であった。
【特許文献１】実開平５−１０９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来の加湿器等のエレメントは、主に臭気及び脆性対策のため、その材質が、無機質のものから、有機質のものに変更されてきている。
【０００４】
しかし、材質を有機質のものに変更した場合、前記のようにハニカムを構成すると、すなわち、波形の谷部によって形成される通路が二方向に向くように波形シートを交互に積層した交錯型（水平もしくは両傾斜）に形成、設置してハニカムを構成すると、例えば、通風方向のエレメント厚さＤ＝５０ｍｍ、面速３．５ｍ／ｓ以上の高面速時に滴下した水滴のキャリーオーバー（水飛散）が発生するので、面速制限が生じていた。
【０００５】
特に、交錯型では、波形シートによって形成される通路が、風の吹き込む方向とほぼ一致することがあり、風の吹き込む方向とほぼ一致した方向の通路内では面速が上昇し、面速制限の問題が生じていた。
【０００６】
面速制限が生じると、それ以上の能力（加湿量）を向上させることが困難となる。また、近年は、空気調和機のコンパクト化、スリム化が顕著でそれに対応するために従来型よりも、冷温水のコイル等の通風有効面積を小さく（小型化）している。通常、加湿器は、この冷温水コイルのケーシングに直接接続、設置されるが、加湿器は構造上、冷温水コイルの有効面積より小さくなり、面積の縮小に伴ってさらに高面速（３．５ｍ／ｓ以上）となる場合が多くなってきた。
【０００７】
また、空気調和機に加湿器を設置し、実機運転をすると縦型空気調和機の場合、構造上の理由で偏流が発生し、局部的に設計平均面速より高面速となる場合が有り、前記と同様にキャリーオーバー（水飛散）が発生し、送風機のサビ発生、ケーシングからの水漏れ、保温材が濡れる等の不具合が発生し問題となっている。
【０００８】
従来の形式のエレメントで、これらの問題を解決するには、加湿器の有効面積（有効寸法）を大きくして通風面速を低くするか、加湿器を傾斜設置する等の対処をするしかなかった。
【０００９】
しかし、いずれの場合も加湿器の設置スペースが大きくなり、必然的に空気調和機のコンパクト化、スリム化に対応できないものとなっていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の水分蒸発エレメントは、複数本の中空筒体を並設すると共に、当該並設した状態で上下に複数積層したハニカム構造を形成し、複数本の中空筒体が並設されている各層は、前記中空筒体の入り口側開口部を下側に向けて傾斜させ、上下に積層される層は所定の数の層毎に、上側に配置される層が下側に配置される層に対して軸方向で出口側開口部に向けて予め定めてある距離分ずらして配置されていることを特徴とする気化式加湿器に用いる湿度及び温度調整用の水分蒸発エレメントである。
【００１１】
ここで、入り口側開口部から出口側開口部までの水分蒸発エレメントの厚さは、３〜３０ｃｍであると共に、中空筒体の傾斜角度は、１０〜７５°とすることが望ましい。なお、水分蒸発エレメントの厚さは、図中Ｄを指す。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、ハニカム構造を形成する筒体を、当該筒体の入り口側開口を下側に向けて傾斜させたので、エレメント上に滴下した水分が、風の吹き込み方向に向かって流下し、水滴のキャリーオーバーを軽減することができる。
【００１３】
また、複数本の中空筒体が並設されている各層は、前記中空筒体の入り口側開口部を下側に向けて傾斜させ、上下に積層される層は所定の数の層毎に、上側に配置される層が下側に配置される層に対して軸方向で出口側開口部側に向けて予め定めてある距離分ずらして配置されている、すなわち、中空筒体の開口部に段部が形成されて階段状となっているので、滴下した水滴により、中空筒体の開口部に水膜が形成されることがなく、中空筒体が水膜により閉鎖されることがない。
【００１４】
さらに、滴下した水分をエレメントの入り口側に集中させることができるので、除塵、除菌、脱臭効果を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の、水分蒸発エレメント１は、複数本の中空筒体２、２を並設すると共に上下に積層したハニカム構造を形成している。すなわち、中空筒体２、２はすべて同一方向を向いて設置されている。また、このハニカム構造では、各層（３ａ、３ｂ、３ｃ・・・）を形成する中空筒体２、２は、入り口側開口部２ａ、２ａ（図２）を下側に向けてして傾斜させている。
【００１６】
水滴のキャリーオーバーは、中空筒体２、２内に吹き込まれる空気の動圧が、落下する水滴の重力より大きくなると水滴がエレメントの外部へ飛び出す現象である。
【００１７】
従来の交錯型のエレメントでは、エレメント内で空気が吹き込まれる方向と通路の向きとの関係で水滴の重力が大きくない箇所が生じ、当該箇所では面速を大きくできなかった。
【００１８】
そこで、この発明の水分蒸発エレメント１では、中空筒体２、２を傾斜させ、水分蒸発エレメント１上に滴下した水滴が重力により中空筒体２、２を伝わって落下させるようにした。これにより、水分蒸発エレメント１上に滴下した水滴は、矢示６の方向から空気を吹き込まれた空気の動圧とのバランスを取りながら中空筒体２、２内を流れるのでキャリーオーバーを生じることなく、水分蒸発エレメント１に浸透できる。
【００１９】
以上の理由により、水分蒸発エレメント１は、水分蒸発エレメント１の側面図で示したように角度θ傾いている。ここで、角度θは、１０°から７５°に設定する。
【００２０】
中空筒体２内での面速と水滴の重力との関係のみに着目すれば、角度θを大きくする程、水滴の重力が大きくなるのでキャリーオーバーしにくくなり、面速度を高めることができる。しかし、空気は矢示６の方向から吹き込まれるので、角度θが大きくなると、これに伴って、吹き込まれるの風の圧力の損失（空気圧損）が大きくなる。
【００２１】
そこで、圧力損失と、面速のバランスを考慮して、角度θは、１０°から７５°に設定することが望ましい。
【００２２】
さらに、この発明の水分蒸発エレメント１では、各層３ａ、３ｂ、３ｃ・・・において上側に配置される層３ｂ、３ｃ・・・が下側に配置される層３ａ、３ｂ、３ｃ・・・に対して軸方向で出口側開口部に向けて（図２中、右側に向けて）予め定めてある距離Ｌ分ずらして配置されている。これにより、入り口側開口部側では、段部５、５が形成されて、階段状となっている。
【００２３】
段部５、５を形成するのは、滴下した水滴により、中空筒体２、２の開口部に水膜を形成させないためである。仮に、水分蒸発エレメント１の入り口側開口が面一であると、水滴が入り口側開口面を連続的に流れ落ちて当該開口に水膜を形成するおそれがある。開口に水膜が形成されると、水膜が形成された中空筒体２、２は封鎖されることとなり、加湿器等の空気調和機の性能低下を招く。
【００２４】
さらに、一部の中空筒体２、２の開口に水膜が形成されて封鎖されると、吹き込まれた風は、水膜が形成されず封鎖されていない中空筒体２、２内へ吹き込むこととなる。このように、一部の中空筒体２、２内へ風が吹き込まれると、その中空筒体２、２内では、面速が上昇し、キャリーオーバーが生じるおそれがある。
【００２５】
そこで、段部５、５を形成すれば、水滴が、各層３ａ、３ｂ、３ｃ・・・と流下するたびに、水膜を切る作用を受けるので、水膜が形成されることが無く、すべての中空筒体２、２内へ風が吹き込まれ、一部の中空等体２、２内の面速が上昇し、キャリーオーバーが生じることがない。
【００２６】
なお、段部５、５の中空筒体２の軸方向の長さＬは、水分蒸発エレメント１を図２のように設置した場合、各層の高さＨと角度θで決まる。すなわち、Ｌ＝Ｔｔａｎθとなる。各層の高さＨは、設置する空気調和機によって変更されるものであり、９ｍｍ〜５５ｍｍ程度に設定されることが多いが、必要に応じて適宜変更される。
【００２７】
階段状に形成するのは、入り口側開口部だけでも良いが、図示のように、出口側開口部も階段状としても良い。
【００２８】
前記複数本の中空筒体２、２は、それぞれ、水分を吸収する能力を有する材料からなり、この吸収した水分を中空筒体２、２内を流動する空気の流れに晒して蒸発させる為に用いられる筒体である。
【００２９】
このように構成された水分蒸発エレメント１は、入り口側開口側から送り込まれた空気流が中空筒体２、２内を他方の出口側開口側へ向けて流動することになる。
【００３０】
上記のように水分蒸発エレメント１を中空筒体２、２を傾斜させ、階段状に形成したのは、エレメント上に滴下した水分を水分蒸発エレメント１の入り口側に集中させる構造とし、水分のキャリーオーバーを軽減するためである。
【実施例】
【００３１】
図１は、水分蒸発エレメント１を入り口側から見た正面図である。この発明の水分蒸発エレメント１は、複数本の中空筒体２、２を並設すると共に上下に積層してハニカム構造を形成している。この中空筒体２、２は、吸湿性を有する有機性素材シートを端から順次断面８字状となるように必要部分を接着して形成し、一層分とする。このように形成した一層分を順次積層して接着しハニカム構造を形成する。
【００３２】
このとき、各層は、中空筒体２、２の入り口側開口部を下側に向けて傾斜させ、中空筒体２、２の軸方向にずらして積層配置し、入り口側開口端に段部５、５を形成し階段状としている。
【００３３】
ここで、前記８字状を、図１図示のように、直径５ｍｍの円形断面のセル（このセルが中空筒体に該当する）を上下２段にできるだけ隙間ができないように積み重ね、その上下のセルを連続させた形状とすると、各層３ａ、３ｂ、３ｃ・・・の高さＨ（図２）は、セルの直径５ｍｍを二倍した１０ｍｍより僅かに低いおよそ９．５ｍｍ程度となる。
【００３４】
中空筒体２、２の傾斜角度θを３０°に設定すると、段部の軸方向の長さＬは、およそ５．５ｍｍとなる。また、この実施例では、高さＨ、段部の軸方向の長さＬ、傾斜角度θをこのように設定したことにより、水分蒸発エレメント１の入り口開口側は、図示のように面一となっている。なお、通風方向の水分蒸発エレメントの厚さＤは、１０ｃｍとした。
【００３５】
このように構成した水分蒸発エレメント１は、加湿器（不図示）にセットして用いられる。この際、加湿器（不図示）の収納部の形状に応じて、図３図示のように上部１ａを水平にカットする等しても良い。
【００３６】
加湿器（不図示）にセットした水分蒸発エレメント１には、上方から水分を供給する。供給された水分は、ハニカム構造を伝わって、下層３ａまで順次、吸収、浸透していく。このとき、ハニカム構造を形成する中空筒体２、２は、入り口側開口を下側にしてセットされているので、ハニカム構造を伝わる水分は、入り口開口側へ集中しようとする。
【００３７】
このような状態で、入り口側から空気を吹き込むと、水分が中空筒体２、２に沿って流下する方向と、対向する向きに空気が流動するので、キャリーオーバーを軽減できる。キャリーオーバーを軽減できることにより、加湿効率を高めることができる。
【００３８】
キャリーオーバーは、高速面領域（例えば、３．５ｍ／ｓ以上）において生じやすいが、本発明によりキャリーオーバーを軽減できるように改善したことにより、特に使用頻度の高い面速領域２．５〜４．５ｍ／ｓで節水ができる（約１／２の節水）。
【００３９】
これにより、空気調和機のコンパクト化、スリム化に順応できるだけでなく、従来の加湿器より少ない給水量で同等の能力（加湿量）を確保でき、ランニングコストが低減されるので省エネルギにも貢献することができる。
【００４０】
また、水分蒸発エレメント１を構成する中空筒体２、２の入り口側開口に水分が集中することにより、除塵、除菌、脱臭効果が高まる。
【００４１】
これは、一般的なフィルターの場合、捕集原理は、濾過、衝突、さえぎり、拡散によるものであるが、この発明の滴下気化式加湿器に用いられる水分蒸発エレメント１では、気液接触作用があり、臭い成分等を水分で覆って捕集することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施例の正面図。
【図２】同じく側面図。
【図３】図２図示の状態から上部を水平に切り落とした状態の側面図。
【符号の説明】
【００４３】
１  水分蒸発エレメント
２  中空筒体
【図１】
2005106335.tif 000003
【図２】
2005106335.tif 000004
【図３】
2005106335.tif 000005