(57)【要約】【課題】保水性を向上することができ、給水量を削減してランニングコストの削減を図るとともに加湿又は冷却効率の向上を図った気化加湿器又は冷風器のフィルター及びその製造方法を提供する。【解決手段】通気性を有するフィルターに空気を通過させ、該フィルターに供給された水分を蒸発させて前記空気を加湿するようにした気化加湿器５０のフィルター１０であって、その母材１５の少なくとも一部に、供給された水分２７を保持するパイル１７が植毛してある。これにより、供給された水分の蒸発効率が向上するので、加湿効率の向上を図ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気性を有するフィルターに空気を通過させ、該フィルターに供給された水分を蒸発させて前記空気を加湿するようにした気化加湿器のフィルターであって、
その母材の少なくとも一部に、供給された水分を保持する多数の微細な突起が形成されていることを特徴とするフィルター。
【請求項２】
通気性を有するフィルターに空気を流通させ、該フィルターに供給された水分を蒸発させて前記空気を冷却するようにした冷風器のフィルターであって、
その母材の少なくとも一部に、供給された水分を保持する多数の微細な突起が形成されていることを特徴とするフィルター。
【請求項３】
前記微細な突起は植毛又は起毛により形成された繊毛状のものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルター。
【請求項４】
前記微細な突起は自己消火性の接着剤を介して前記母材に接着されていることを特徴とする請求項３に記載のフィルター。
【請求項５】
前記微細な突起は静電植毛により形成された植毛繊維からなることを特徴とする請求項３又は４記載のフィルター。
【請求項６】
前記植毛繊維はレーヨンパイルであることを特徴とする請求項５記載のフィルター。
【請求項７】
前記母材は繊維から成るマット状のもので、当該繊維の密な部分と疎な部分とを分散配置してなるものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のフィルター。
【請求項８】
請求項５記載のフィルターの製造方法であって、前記母材の表面に接着層を設ける工程と、多数の短い植毛繊維を静電吸引作用により前記接着層上に引き付けて植毛する工程と、を含むことを特徴とするフィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気化加湿器又は冷風器のフィルター及びその製造方法に関し、特に当該フィルターを通過する空気を効率よく加湿又は冷却することが可能なフィルター及びその製造方法に関する
【背景技術】
【０００２】
気化加湿器又は冷風器として、通気性を有するフィルターに空気を通過させ、該フィルターに供給された水分を蒸発させて前記空気を加湿又は冷却するようにしたものがある。
【０００３】
特許文献１には、この種の気化加湿器の一例が開示されている。
【特許文献１】特開平７−３１８１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、気化加湿器又は冷風器のフィルターとしては、例えばポリビニルクロライド（ＰＶＣ）から成る繊維を不織布状に堆積させてマット状に構成したものが用いられている。このようなマットは、保水性が乏しいため、散水手段により供給された水の流下速度が大きく、加湿又は冷却の効率が良好であるとはいえず、電気・水道料金等のコスト面でも不利であるため、改善が要望されていた。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、保水性を向上することができ、給水量を削減してランニングコストの削減を図るとともに加湿又は冷却効率の向上を図った気化加湿器又は冷風器のフィルター及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、通気性を有するフィルターに空気を通過させ、該フィルターに供給された水分を蒸発させて前記空気を加湿するようにした気化加湿器のフィルターであって、その母材の少なくとも一部に、供給された水分を保持する多数の微細な突起が形成されていることを特徴としている。
また、本発明は、通気性を有するフィルターに空気を流通させ、該フィルターに供給された水分を蒸発させて前記空気を冷却するようにした冷風器のフィルターであって、その母材の少なくとも一部に、供給された水分を保持する多数の微細な突起が形成されていることを特徴としている。
【０００７】
さらに本発明のフィルターは、前記微細な突起が植毛又は起毛により形成された繊毛状のものであることを特徴とする。さらに本発明のフィルターは、前記微細な突起が自己消火性の接着剤を介して前記母材に接着されていることを特徴としている。さらに本発明のフィルターは、前記微細な突起が静電植毛により形成された植毛繊維であることを特徴としている。さらに本発明のフィルターは、前記パイルがレーヨンパイルであることを特徴としている。さらに本発明のフィルターは、前記母材が繊維から成るマット状のもので、当該繊維の密な部分と疎な部分とを分散配置してなるものであることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明のフィルターの製造方法は、前記母材の表面に接着層を設ける工程と、多数の短い植毛繊維を静電吸引作用により前記接着層上に引き付けて植毛する工程と、を含むことを特徴とする
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、気化加湿器又は冷風器のフィルターの保水性を向上することができ、給水量を削減してランニングコストの削減を図るとともに気化加湿器又は冷風器の加湿又は冷却効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１１】
図１は、本発明によるのフィルターの表面の一部を拡大して示す模式図である。
【００１２】
図１に示すフィルター１０は、繊維を絡ませるなどして不織布の状態にてマット状に形成されているが、大局的に見て複数の縦列１１からなっており、各列１１においては密部分１２と疎部分１３とが上下に交互に並んで配置されている。密部分１２及び疎部分１３は、それぞれ縦寸法が１０ｍｍ程度、横寸法が２０ｍｍ程度の矩形状の広がりを有している。隣り合う各縦列１１は繋がって並んでいるが、密部分１２同士が隣り合うことがないよう上下に僅かに（５ｍｍ程度）ずらしてある。本フィルター１０の比重は０．０２５ｇ／ｃｍ３程度である。黒表示される点や太い線は、水の流れや滴下状態を模式的に示している。
【００１３】
図１に示すフィルター１０は、疎な部分と密な部分とに区分して形成されているので、フィルター１０を通過する空気全体の圧力損失がこのような構造でないものよりも低下する。この例では、圧力損失は風速１．５ｍ／ｓｅｃにて４Ｐａ程度まで低下している。その分、空気の吸い込み抵抗が低下し、吸い込み空気量の増加が期待できる。
【００１４】
図２は図１に示すフィルターの一部の繊維を拡大して模式的に示す図であり、図２（ａ）は１本の繊維を示す図、図２（ｂ）は同図に示す繊維を更に拡大して示すＡ−Ａ’線断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ部を更に拡大して示す図である。
【００１５】
各繊維１５は、断面一様で細長く延び、基材としてＰＶＣ（ポリビニールクロライド）を用いている。繊維１５は図２（ｂ）に示すように断面円形であり、その表面には、浸漬、塗布、吹き付け等によって接着層１６が形成される。接着層１６が施された繊維１５の表面には、パイル、即ち植毛繊維１７が多数植毛されている。植毛繊維１７としては、例えば、繰り返し親水性（繰り返し使用しても水を保持する能力を維持できる性質）のあるパイルであるレーヨンパイルを使用できる。
【００１６】
植毛繊維１７の繊維１５表面への植え付けは、静電植毛法によって行うことができる。接着層１６が設けられた繊維１５を静電場中で通す際に、静電場中に放出された無数の植毛繊維１７は、電場における静電吸引作用によって、針のように繊維１５表面に垂直に交差し整然と並んだ状態で接着層１６に突き刺さる。接着層１６を乾燥させることで、植毛繊維１７は繊維１５の表面に強固に固定される。接着層１６は、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、酢酸ビニル系等の適宜の接着剤を用いることができる。したがって、繊維１５の表面に均等に産毛が生えたような状態となり、フィルター１０に散水等で水を給水したとき、水の微粒子が植毛繊維１７間で或いは幾つかの植毛繊維１７に跨がって保持される。
【００１７】
フィルター１０は、繊維１５を、例えば幅約１．３ｍ、長さ約１０ｍの平たく且つ長い帯状の不織布状に形成した中間素材を用いて製造される。そのような中間素材は、例えば長さ方向にロール状に巻かれて取り扱われる。この中間素材に静電植毛を行う静電植毛装置は既存のものを利用することができる。したがって、生産設備に要する費用を安価にすることができる。本実施形態では、図３に示す高電圧発生装置１８において直流高電圧が電極１８ａと１８ｂとの間に印加され、植毛繊維散布装置１９ａから無数の植毛繊維１７が電極１８ａと１８ｂとの間の電界Ｅに散布される。植毛繊維１７は、クーロン力による電界に沿った静電吸引力によって平行に揃い、予め接着剤塗布装置１９ｂによって塗布された繊維１５表面の接着層１６に突き刺さる。このような製造方法では、無数の植毛繊維１７を繊維１５の表面上に極めて容易に整然と並んだ状態に植え付けることができるので、生産性が非常に高い。
【００１８】
多数の植毛繊維１７を繊維１５表面に植毛することで、水の微粒子が繊維１５の表面に極めて保持され易くなる。この微粒子状態の水分は蒸発し易く、フィルター１０を通過する空気の加湿量又は空気から奪う潜熱の量が飛躍的に向上する。したがって通過空気を十分に加湿又は冷却することができる。また、前記中間素材にマスキングを行うことで、中間素材への接着層１６の形成を部分的に行うことにより、中間素材が静電場中を通過したときに、植毛繊維１７を接着層１６が施された領域内の繊維１５にのみ付着させることができる。このように、フィルター１０の必要な部分にのみ静電植毛を行うようにすることで、植毛繊維１７や接着剤の使用量を削減することができ、コストの削減を図ることができる。
【００１９】
図４は、本発明によるフィルターの水の流れを模式的に示す説明図である。
【００２０】
フィルター１０の上端部に散水される水２７は、密部分１２を流れるときには蛇行して流れ、疎部分１３に到達すると水滴となって自然落下する。疎部分１３から滴下してその下の密部分１２に到達した水２７は、密部分１２の繊維と衝突したり滞留することによって横に広がり、拡散した水分は他の拡散した水分と合体して密部分１２を蛇行して流れる。途中で蒸発することなく下端部まで流れ落ちた水２７は下端部から排出される。水２７は、密部分１２と疎部分１３とを流下する毎に、密部分１２における蛇行、疎部分１３における自然落下、及び密部分１２に到達したときの衝突・拡散という上記の過程を繰り返す。
【００２１】
フィルター１０の上端部から流下する水は、密部分１２又は疎部分１３を流下する間に、植毛が施された領域では、その植毛によって微粒子状に保持される。その結果、その領域では水２７の蒸発が促進され、そこを通過する空気を効率的に加湿又は冷却することができる。
【００２２】
図５は、本発明のフィルターを装備した気化加湿器の一実施形態を示す斜視図である。気化加湿器５０は、フィルター１０の上方に散水器５１を有し、散水器５１から水２７を滴下する。そして、ファン５２を回転させると、空気は図５の左から右に流動し、フィルター１０を通過する際に加湿されるようになっている。フィルター１０の下部には、余剰水回収器５３が設置されている。
【００２３】
ここで、フィルター１０には上述のように繊維にパイルを植毛してあるため、水を効率良く保持してより高い気化加湿効果を得ることができる。なお、繊維にレーヨンパイルを植毛したマットに空気を通過させた場合と、繊維にレーヨンパイルを植毛していないマットに空気を通過させた場合とについてその効果の違いを確認するための実験を行ったところ、その結果は以下のようになった。
【００２４】
マットの入口の温度が４３℃、湿度が２６％ＲＨの時、流水時のマット出口の温度と湿度は以下のとおりであった。
植毛無  ⇒  温度３８℃、湿度３９％ＲＨ、風速１．４ｍ／ｓｅｃ
植毛有  ⇒  温度３３℃、湿度６０％ＲＨ、風速１．２ｍ／ｓｅｃ
このように、植毛有の場合は植毛無の場合にくらべ、温度で−５℃の冷却効果の違いがあり、湿度で２１％の差があることが分かる。
【００２５】
一方、給水量２２．５Ｌ／ｈに対する水蒸発量は以下のようになった。
植毛無  ⇒  蒸発量  ８．２Ｌ／ｈ（蒸発効率３７％）
植毛有  ⇒  蒸発量  １４．４Ｌ／ｈ（蒸発効率６４％）
このように、植毛有の場合は植毛無の場合にくらべ、蒸発効率が高いことが分かる。
【００２６】
上記のフィルター１０は、繊維にレーヨンパイルを植毛したマットの例を示したが、これ以外に、何らかの母材に繰り返し親水性がよいパイルを植毛して、水を保持させることにより、パイルを植毛しない場合より高い蒸発効率を得ることがきる。例えば、金網を何層か積層して、その金網にパイルを植毛する場合や、ハニカムエレメントにパイルを植毛する場合があげられる。この場合、フィルター全体の構成としては通風性があることが必要であり、植毛するパイルは繰り返し親水性があることが重要である。この場合のパイルとしては、例えばレーヨンパイルを用いることができる。植毛の方法としては、例えば上述した静電植毛法を適用することができる。
【００２７】
また、図５では、フィルター１０への散水は上端部からの散水を示したが、これ以外にスプレー式の散水によりフィルター１０の通風面全体に散水する方法も用いることができる。この場合は、フィルター１０全体がはやく濡れるために、加湿又は冷却の効果を迅速に得ることができる
なお、上記実施形態では、母材として、疎な部分と密な部分とを分散配置してなる構造のマットを用いた場合について説明したが、本発明は、そのような構造に限定されるものではなく、一様な密度のマットを用いてもよい。また、フィルターに形成される微細な突起は、植毛以外の方法、例えば起毛により形成してもよい。また、微細な突起は、必ずしもフィルター全体に形成しなくてもよく、一部にのみ形成するようにしてもよい。また、植毛繊維を自己消火性（難燃性）の接着剤を介してフィルターの母材に接着することで、安全性を向上することができる。さらに、上記実施形態では、本発明を気化加湿器のフィルターに適用した場合について説明したが、本発明は冷風器のフィルターに適用することもできる。その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記の実施形態に種々の改変を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明によるフィルターの表面の一部を拡大して示す正面図である。
【図２】図１に示すフィルターを構成する繊維の一部を拡大して示す模式図である。
【図３】静電植毛装置の一例を示す概略図である。
【図４】本発明によるフィルターの冷却水の流れの一例を示す模式図である。
【図５】本発明のフィルターを装備した加湿器の一実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  フィルター                        １１  縦列
１２  密部分                            １３  疎部分
１５  繊維                              １６  接着層
１７  植毛繊維（線状突起）
１８  高電圧発生装置                    １８ａ，１８ｂ  電極
１９ａ  植毛繊維散布装置                １９ｂ  接着剤塗布装置
２７  冷却水
５１  散水器                            ５２  ファン
【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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