(57)【要約】【課題】従来この種の加湿装置は、室外の加湿ユニットで生成した湿潤空気を、ダクトを通じて室内に送るため、ダクト内に結露が生じるといった問題や、室内全体の加湿を行うという思想から加湿装置が大型になり消費電力量も大きいものであった。また、ダクト内に生じた結露にカビや雑菌が繁殖することで健康に及ぼす影響も懸念されていた。【解決手段】空気中の水分を吸着する吸着手段と、前記吸着手段を加熱する加熱手段と、送風手段５と、吸気口２と排気口３から構成され、前記吸着手段は加熱手段の表面に形成されたことを特徴とし、吸着モードと脱着モードを有し、吸着モード時は非加熱状態とし、脱着モード時に加熱状態とし、前記送風手段５により吸気口２から取り入れられた空気中の水分は、吸着モード時は前記吸着手段に吸着され、脱着モード時に脱着された水分が排気口３から排気されるようにした加湿装置を提供する。【選択図】図１
2005201582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中の水分を吸着する吸着手段をその表面に形成して前記吸着手段を加熱する加熱手段と、送風手段と、吸気口と、排気口とを備え、前記加熱手段をオフ状態とし前記送風手段により前記吸気口から取り入れられた空気中の水分が前記吸着手段に吸着する吸着モードと、前記加熱手段をオン状態とし前記吸着手段に吸着していた水分を脱着させて排気口から排気する脱着モードを交互に行うようにした加湿装置。
【請求項２】
加熱手段は少なくともパンチングメタル、エキスパンドメタル、金網のうちいずれか一種を用いた請求項１に記載の加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば住居やオフィスや自動車などの人の居住空間において、比較的限られた小空間を加湿する加湿装置に関するものであり、例えば乾燥したオフィスなどにおいて人に湿潤空気を直接送気することにより、個々の使用者に対して、快適な環境を提供する加湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の加湿装置は、室外に設けたデシカント方式の加湿ユニットで湿度の高い湿潤空気を生成し、この湿潤空気をダクトで室内に送って加湿を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２７４５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、上述のように室外の加湿ユニットで生成した湿潤空気を、ダクトを通じて室内に送るため、ダクト内に結露が生じるといった問題や、室内全体の加湿を行うという思想から加湿装置が大型になり消費電力量も大きいものであった。また上述の構成では水を補給する必要はないものの、従来のように水を加熱器で蒸発させる加湿器や超音波加湿器の方がコンパクトでエネルギーロスが小さいものであった。
【０００４】
また、ダクト内に生じた結露や超音波加湿器の貯水タンクにカビや雑菌が繁殖することで健康に及ぼす影響も懸念されていた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、エネルギーロスが小さく、水の補給を必要とせず、健康に及ぼす影響もない加湿装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の加湿装置は、通電により発熱可能な基材の表面に形成された吸着手段に空気中の水分を吸着し水分を凝縮した上で吸着手段を加熱し脱着した湿潤空気を送気するようにしたものである。
【０００７】
これによって、エネルギーロスが小さくコンパクトな構成で素早く湿潤空気を得ることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の加湿装置は、水の補給を必要とせずコンパクトな構成でエネルギーロスが小さく、使用者に湿潤空気を直接送気することにより、個々の使用者に対して、快適な環境を提供することができ、またカビや雑菌による健康に及ぼす影響もない加湿装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、空気中の水分を吸着する吸着手段と、前記吸着手段を加熱する加熱手段と、送風手段と、吸気口と排気口から構成され、前記吸着手段は加熱手段の表面に形成されたことを特徴とし、吸着モードと脱着モードを有し、吸着モード時は非加熱状態とし、脱着モード時に加熱状態とし、前記送風手段により吸気口から取り入れられた空気中の水分は、吸着モード時は前記吸着手段に吸着され、脱着モード時に脱着された水分が排気口から排気されるようにすることにより、エネルギーロスが小さくコンパクトな構成で素早く湿潤空気を得ることができ、またカビや雑菌による健康に及ぼす影響もない加湿装置とすることができる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明の加熱手段は、少なくともパンチングメタル、エキスパンドメタル、金網のうちいずれか一種を用いることにより、ヒータとして必要な抵抗値を確保することができ、抵抗値設計が容易となり、かつ熱容量が小さく、温度上昇が速く、温度分布が均一で水分脱着効率を高くすることができる。
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１２】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態における加湿装置の正面図を、図１（ｂ）は前記正面図のＡＡ断面図を、それぞれ示すものである。
【００１３】
図１において、１は外筐体であり、その一方には吸気口２が設けられ、他方には３および４に示す排気口Ａおよび排気口Ｂが設けられている。排気口Ａおよび排気口Ｂには空気の吹き出す方向を可変できるルーバが備えられている。５はシロッコファンであり、６および７はそれぞれ湿潤空気を導く流路Ａおよび流路Ｂである。８および９は吸着手段である吸湿剤を加熱手段の表面に設けた加湿デバイスＡおよび加湿デバイスＢであり、流路Ａおよび流路Ｂの途中に設置されている。また、１０、１１はそれぞれ排気口Ａ’、Ｂ’である。
【００１４】
図２は、本発明の第１の実施の形態における加湿装置の加湿デバイスの斜視図を示すものである。図３は、図２に示す加湿デバイスを展開した図である。図４は加湿デバイスの拡大断面図である。
【００１５】
図２において、２１は加湿デバイスで発熱可能なエキスパンドメタルの表面に吸湿剤層が形成されている。２２、２２′は給電端子であり、スポット溶接によりエキスパンドメタルに取り付けられている。
【００１６】
エキスパンドメタルの材料としては、体積抵抗率が大きく、耐熱性、耐食性、耐孔食性に優れたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系耐熱鋼、Ｎｉ−Ｃｒ系耐熱鋼のいずれかが適している。本実施例では、エキスパンドメタルの表面に形成する吸湿剤層の熱膨張係数と整合するために、相対的に熱膨張係数が小さいＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系耐熱鋼（Ｒ２０−５ＳＲ  ｔ０．１ｍｍ（川崎製鉄製））を用いた。
【００１７】
以上のエキスパンドメタルを図２に示すように波板状に加工する。この時、繰返し応力による基材の破断を防止するため、山谷部に適切なＲ加工を施すと良い。
【００１８】
次に、基材の耐腐食性を向上させ、かつアンカー効果により吸湿剤層との密着性を向上させる目的で、エキスパンドメタルに焼鈍処理を施している。焼鈍処理温度としては、９００〜１０００℃が適切である。すなわち、９００℃未満では酸化皮膜の形成量が不十分であり、１０００℃より高くなると結晶粒の成長による脆化が問題になるためである。本実施例における焼鈍処理は大気中で行っているが、不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。
【００１９】
こうして焼鈍を終了したエキスパンドメタルの表面に、図４に示すようにアルミナを主成分とするアンダーコート層３２を塗布し焼成を行った後、ゼオライトを主成分とする吸湿剤層３３の作製を行った。
【００２０】
吸湿剤層３３は、ゼオライト１００重量部、コロイダルシリカ３０重量部、イオン交換水１００重量部を攪拌、混合して形成しているものである。このスラリーを、アンダーコート層３２の上に塗布した後、１３０℃で２０分間乾燥させ、６００℃で２０分間焼成して吸湿剤層３３を形成している。本実施例では、吸湿剤としてゼオライトを用いたが、他にシリカゲルや活性アルミナを用いても良い。
【００２１】
以上のようにして作製された加湿デバイスを、図１に示した加湿装置の流路Ａおよび流路Ｂの排気口に近い位置に設置した。
【００２２】
以上のように構成された加湿装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２３】
最初、流路Ａの加湿デバイスＡより下流側に設置された図示されていないダンパーが開いた状態になっており流路Ａは排気口Ａと連通しており、一方流路Ｂの加湿デバイスＢより下流側に設置された図示されていないダンパーが閉じた状態になっており流路Ｂは排気口Ｂ′と連通している。
【００２４】
この状態で、シロッコファン５と加湿デバイスＡに通電すると、外部空気が吸気口２から加湿装置に取り入れられる。流路Ａに導かれた空気は、加湿デバイスＡから脱着した水分と混合し湿潤空気となり排気口から排気される。一方、流路Ｂに導かれた空気は、加湿デバイスＢにより除湿され加湿装置背面に設けられた排気口Ｂ′から排気される。一定時間経過すると、流路Ａのダンパーが閉じ、流路Ｂのダンパーが開く。同時に、加湿デバイスＡは吸着モードとなり、加湿デバイスＢは脱着モードとなる。吸気口２から取り入れられた空気は、流路Ｂに導かれ加湿デバイスＢを通過した後、排気口Ｂから排気される。以上の動作を繰り返すことにより、常に湿潤空気を使用者に供給することができる。
【００２５】
本実施の形態では、エキスパンドメタルの表面に吸湿剤層を形成し、エキスパンドメタルに通電したときの発熱を利用して吸湿剤層を加熱するため、吸湿剤層の温度上昇が速く、水分脱着温度に達するまでの時間が非常に短くなるものである。すなわち、従来のようにハニカム状セラミックス基材の表面に吸湿剤を担持し、この吸湿剤に空気中の水分を吸着させ、吸湿剤に吸着した水分を外部から主に輻射熱や対流熱により加熱して脱着再生する方法と比較して、本実施の形態では入力電力量を同一とした場合、約３倍の速度で水分脱着温度に達した。従来のものでは、吸着剤層の温度が２００℃に達するまでの時間は１００Ｗで約６０秒であったが、本実施の形態では１００Ｗで２０秒弱であった。以上の結果より、吸脱着サイクルが比較的短い使用用途においては、本実施の形態における加湿装置は非常に有用である。また、エキスパンドメタルを基材として用い波板状に加工しているため、表面積を大きく確保した上で、ハニカム形状のように目詰まりする心配がなく、性能低下が少ない高耐久の吸湿デバイスとすることができる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態における加湿装置は、コンパクトな構成でエネルギーロスが小さく、使用者に湿潤空気を直接送気することにより、個々の使用者に対して、快適な環境を提供することができ、また吸湿剤の特性上水の吸脱着は水分子の状態にて行われるためカビや雑菌による健康に及ぼす影響もない加湿装置とすることができる。また、給水を必要としないため、就寝時など長時間にわたって快適な空間を持続させることができる。
【００２７】
また、ヒータとしてエキスパンドメタルを用いているため、抵抗値の設定を自由に行え、任意の電力を吸湿剤層に供給できるものである。すなわち、図３に示すエキスパンドメタルの板厚・幅Ｓ・長さＬ・きざみ幅Ｋ・ＬＷ・ＳＷのいずれを変更することによっても抵抗値を変えることができるものである。また、パンチングメタルの場合は、板厚・幅Ｓ・長さＬ・パンチング穴形状・開口率のいずれを変更することによっても抵抗値を変えることができるものである。金網の場合は、線径・幅Ｓ・長さＬ・メッシュのいずれを変更することによっても抵抗値を変えることができるものである。
【００２８】
また、エキスパンドメタルは、９００〜１０００℃の雰囲気中で焼鈍しているため、表面に酸化物の緻密な不働態皮膜を形成することで、耐熱性・耐食性が向上し、かつアンカー効果によりアンダーコート層または吸湿剤層との密着性を向上させることができる。
【００２９】
また、送風手段を制御する第一の制御手段を有し、湿潤空気の風量を制御することで、使用者の好みに応じて任意の風量の湿潤空気を提供することができる。
【００３０】
また、加熱手段を制御する第二の制御手段を有し、湿潤空気の湿度を制御することで、例えば吸湿剤の加熱温度を高くすることで、吸湿剤に吸着された水分の脱着量が多くなり、より湿度の高い湿潤空気を得ることができるなど、使用者の好みに応じて任意の湿度の湿潤空気を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明にかかる加湿装置は、コンパクトな構成でエネルギーロスが小さく、水の補給を必要としないため、パーソナル加湿機、スチーム発生装置、また調湿装置等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における加湿装置の平面図（ｂ）本発明の実施の形態１における加湿装置の平面図におけるＡＡ断面図
【図２】本発明の実施の形態１における加湿デバイスの斜視図
【図３】本発明の実施の形態１における加湿デバイスの展開図
【図４】本発明の実施の形態１における加湿デバイスの拡大断面図
【符号の説明】
【００３３】
３  排気口Ａ
４  排気口Ｂ
６  流路Ａ
７  流路Ｂ
８  加湿デバイスＡ
９  加湿デバイスＢ
１０  排気口Ａ′
１１  排気口Ｂ′
２１  加湿デバイス
３２  アンダーコート層
３３  吸湿剤層
【図１】
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【図２】
2005201582.tif 000004
【図３】
2005201582.tif 000005
【図４】
2005201582.tif 000006