JP2023130808A - 加湿素子および加湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】隣り合う加湿体を繋ぐ水滴の発生を抑制することができる加湿素子を得ること。【解決手段】加湿素子は、互いの間に隙間を設けるように上下方向と交差する第１の方向に並べられ上下方向および第１の方向の両方と交差する第２の方向に空気が隙間を通過可能な複数の加湿体２０と、加湿体２０を上方から下方へと水が流れるように加湿体２０に給水する給水手段とを備える。少なくとも隣り合う２つの加湿体２０には、加湿体２０を第１の方向に貫通する孔２０ｂが形成される。孔２０ｂの形状は上方から下方に向けて第２の方向の一方と他方とに交互に突出する形状である。隣り合う加湿体２０の孔２０ｂの第２の方向における位置は一致する。孔２０ｂのうち第２の方向の一方の頂点２０ｄ同士が上下方向に互いにずれるように、かつ、孔２０ｂのうち第２の方向の他方の頂点２０ｄ同士が上下方向に互いにずれるように、隣り合う加湿体２０の孔２０ｂが形成される。【選択図】図５

Description

本開示は、加湿空気を生成する加湿素子および加湿装置に関する。

従来、加湿空気を生成する加湿装置の加湿方式には、気化式、蒸気式、水噴霧式などがある。このうち、気化式は、吸水機能を有する加湿体に通風することによって、加湿体が含有する水分と空気との間で熱交換を行って、加湿体から水分を蒸発させ、室内の加湿を行う方法である。気化式は、蒸気式および水噴霧式に比べて消費電力量を抑えやすいため、省エネルギー性能が高い。

気化式の加湿装置として、例えば、特許文献１には、互いの間に隙間を設けるように上下方向と直交する方向に複数の加湿体を並べて、隣り合う加湿体の間の隙間に空気を通過させるとともに加湿体の上方から下方へと水を流す加湿装置が開示されている。各加湿体の形状は、板状である。加湿体の板厚方向と複数の加湿体が並ぶ方向とは一致する。各加湿体には、加湿体の板厚方向に貫通する孔が設けられている。特許文献１に開示された加湿装置では、隣り合う加湿体の間の隙間に流入した空気が孔の中を通ることにより、加湿体の表面を流れる空気を乱して、加湿体からの水分の蒸発を促進させることができる。

特開平３－２３００３７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された加湿装置では、加湿体に孔が設けられるため、上下方向と直交する方向で切ったときの加湿体の断面積が、孔が無い加湿体に比べて小さくなる。これにより、加湿体の内部の空隙を流れる水の流路断面積が小さくなり、水の一部が加湿体の内部から表面に溢れ出やすくなる。

水が加湿体の表面に溢れ出ると水滴になり、水滴の大きさによっては水滴が隣り合う加湿体を繋いでしまう現象が起こることがある。このような現象が起こると、隣り合う加湿体の間の隙間を通過する空気の流れが阻害されるため、空気の圧力損失が上昇し、風量が減少して加湿量が低下するという問題が生じる。また、隣り合う加湿体を繋ぐ水滴が、隣り合う加湿体の間の隙間を通過する空気に巻き込まれて加湿装置の風下側へと飛散してしまい、加湿装置の外部に漏れ出すという問題が生じる。さらに、水滴が隣り合う加湿体を繋ぐ部分ばかりに水が流れるようになり、他の部分へ水が流れにくくなってしまい、加湿面積が低下して加湿量が低下するという問題が生じる。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、隣り合う加湿体を繋ぐ水滴の発生を抑制することができる加湿素子を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる加湿素子は、互いの間に隙間を設けるように上下方向と交差する第１の方向に並べられ、上下方向および第１の方向の両方と交差する第２の方向に空気が隙間を通過可能な複数の加湿体と、加湿体を上方から下方へと水が流れるように、加湿体に給水する給水手段と、を備えている。少なくとも隣り合う２つの加湿体には、加湿体を第１の方向に貫通する孔が形成されている。孔の形状は、上方から下方に向けて第２の方向の一方と他方とに交互に突出する形状である。隣り合う加湿体の孔の第２の方向における位置は、一致している。孔のうち第２の方向の一方の頂点同士が上下方向に互いにずれるように、かつ、孔のうち第２の方向の他方の頂点同士が上下方向に互いにずれるように、隣り合う加湿体の孔が形成されている。

本開示にかかる加湿素子では、隣り合う加湿体を繋ぐ水滴の発生を抑制することができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる加湿装置を模式的に示した構成図 実施の形態１における加湿素子を示した斜視図 図２に示されるＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図 実施の形態１における加湿体を示した正面図 図４に示される加湿体の孔を隣接する別の加湿体に投影した状態を示した正面図 図５に示されるＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図 実施の形態１の変形例における加湿素子の加湿体を示した正面図 図７に示される加湿体の孔を隣接する別の加湿体に投影した状態を示した正面図

以下に、実施の形態にかかる加湿素子および加湿装置を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる加湿装置１を模式的に示した構成図である。加湿装置１は、加湿素子２と、加湿素子２を通過する空気を生成する送風機３と、加湿素子２を通過する空気を加温する熱交換器４とを備えている。また、加湿装置１は、送風機３、熱交換器４といった機器の運転および停止、加湿素子２への水の供給を制御する制御装置５と、加湿素子２の内部を流下してきた水を受けるドレンパン６とを備えている。制御装置５は、電線７を介して、送風機３および熱交換器４と電気的に接続されている。空気は、白抜き矢印Ｙ１で示す方向に流れる。図示は省略するが、加湿素子２、送風機３および熱交換器４は、加湿装置１の外郭を構成する一つの筐体の内部に収容される。なお、加湿素子２、送風機３および熱交換器４の配置は、図示した例に限定されない。例えば、送風機３は、本実施の形態では加湿素子２よりも風上側に配置されて加湿素子２に向けて空気を吹き出しているが、加湿素子２よりも風下側に配置されて空気を吸い込むようにしてもよい。

送風機３は、加湿装置１の外部から空気を取り込み、取り込んだ空気を加湿素子２に供給する機器である。熱交換器４は、送風機３と加湿素子２との間に配置されている。熱交換器４は、加湿素子２を通過する空気を加温することができれば特に制限されないが、例えば、直膨コイル、ヒーターである。送風機３により供給された空気は、熱交換器４を通過した後、加湿素子２の後記する複数の加湿体２０の間の隙間を通過して、加湿装置１の外部へと吹き出される。複数の加湿体２０の間の隙間に空気を通過させることにより、空気と加湿体２０に含まれた水とが接触し、空気が加湿される。また、熱交換器４により加温された空気を加湿素子２に供給することにより、加湿装置１の加湿量を増やすことができる。なお、加湿装置１は、熱交換器４を備えていなくてもよい。

ドレンパン６は、加湿素子２の下方に配置されている。ドレンパン６は、加湿素子２からの余剰水を受け止める役割を果たす。余剰水とは、加湿素子２の加湿体２０で空気の加湿に用いられずに残った水を指す。ドレンパン６は、受け止めた余剰水を排出する排水部８を備える。ドレンパン６から排水部８を通じて排出された余剰水は、加湿に使用されるか、または、加湿装置１の外部に排出される。なお、排水部８は、図示しないチューブ、ポンプなどを備えた排水機構であってもよい。

図２は、実施の形態１における加湿素子２を示した斜視図である。図３は、図２に示されるＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。以下、加湿素子２の各構成要素について方向を説明するときには、加湿素子２の奥行方向をＸ軸方向とし、加湿素子２の高さ方向をＹ軸方向とし、加湿素子２の幅方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸方向の＋向きを前方、Ｘ軸方向の－向きを後方とする。Ｘ軸方向の＋向きは、Ｘ軸の－側から＋側への向きであり、Ｘ軸方向の－向きは、Ｘ軸の＋側から－側への向きである。また、Ｙ軸方向の＋向きを上方、Ｙ軸方向の－向きを下方とする。Ｙ軸方向の＋向きは、Ｙ軸の－側から＋側への向きであり、Ｙ軸方向の－向きは、Ｙ軸の＋側から－側への向きである。また、Ｚ軸方向の＋向きを右方、Ｚ軸方向の－向きを左方とする。Ｚ軸方向の＋向きは、Ｚ軸の－側から＋側への向きであり、Ｚ軸方向の－向きは、Ｚ軸の＋側から－側への向きである。Ｙ軸方向を上下方向と称する場合もある。水は、図３に示される黒矢印Ｙ２で示す方向に流れる。

図２に示すように、加湿素子２は、ケーシング１０と、複数の加湿体２０とを備えている。各加湿体２０の形状は、平板状である。複数の加湿体２０は、互いの間に隙間を設けるようにＺ軸方向に並べられている。本実施の形態では、Ｚ軸方向が上下方向と交差する第１の方向である。隣り合う加湿体２０の間の隙間は、空気が通過可能な風路となる。図１に示される送風機３は、隣り合う加湿体２０の間の隙間を通過する空気を生成する。空気は、Ｘ軸方向の－側から＋側に向かって隣り合う加湿体２０の間の隙間を流れる。本実施の形態では、Ｘ軸方向が上下方向および第１の方向の両方と交差する第２の方向である。

図３に示すように、加湿体２０の上端部のうちＸ軸方向に沿った中央部には、他の部位よりも下方に窪んだ凹部２０ａが形成されている。凹部２０ａ内には、拡散材３０が配置されている。拡散材３０は、Ｚ軸方向に沿って延びるように配置されている。１つの拡散材３０に複数の加湿体２０の上端部がまとめて接触するように、拡散材３０および複数の加湿体２０が配置されている。加湿体２０の上方には、加湿体２０に供給するための水を貯留する貯水部１２、図示しない給水管から送られてくる水を貯水部１２へ供給する給水部１１が配置されている。加湿体２０の下方には、加湿体２０から流下してきた余剰水を排水するための排水口１０ｋが配置されている。

図２に示すように、ケーシング１０は、加湿体２０を収容する樹脂製または金属製の部材である。ケーシング１０は、箱状の部材であり、底壁１０ｃと天井壁１０ｄと正面壁１０ｅと背面壁１０ｆと第１の側壁１０ｇと第２の側壁１０ｈとを有している。正面壁１０ｅには、給水部１１と、加湿体２０へ被加湿空気を流入させるための第１の開口部１０ｉとが設けられている。背面壁１０ｆには、加湿体２０を通過した加湿空気を流出させるための第２の開口部１０ｊが設けられている。底壁１０ｃには、排水口１０ｋが設けられている。複数の加湿体２０は、第１の開口部１０ｉ、第２の開口部１０ｊおよび排水口１０ｋを通じてケーシング１０の外部に露出している。

ケーシング１０は、前方に位置する第１のケーシング１０ａと後方に位置する第２のケーシング１０ｂとに分割されている。ケーシング１０は、第１のケーシング１０ａと第２のケーシング１０ｂとを組み合わせることにより形成される。第１のケーシング１０ａは、ケーシング１０の正面壁１０ｅを構成するとともに、底壁１０ｃ、天井壁１０ｄ、第１の側壁１０ｇおよび第２の側壁１０ｈの一部を構成する。第２のケーシング１０ｂは、ケーシング１０の背面壁１０ｆを構成するとともに、底壁１０ｃ、天井壁１０ｄ、第１の側壁１０ｇおよび第２の側壁１０ｈの残部を構成する。

給水部１１および第１の開口部１０ｉは、第１のケーシング１０ａに設けられている。第２の開口部１０ｊは、第２のケーシング１０ｂに設けられている。第１のケーシング１０ａおよび第２のケーシング１０ｂのうち底壁１０ｃとなる部分には、切り欠き１０ｍがそれぞれ形成されている。第１のケーシング１０ａと第２のケーシング１０ｂとを組み合わせることにより、第１のケーシング１０ａの切り欠き１０ｍと第２のケーシング１０ｂの切り欠き１０ｍとが互いに連通して排水口１０ｋが形成される。

図３に示すように、貯水部１２は、加湿体２０を上方から下方へと水が流れるように、加湿体２０に給水する給水手段となる。貯水部１２の材料には、樹脂、金属などが使用される。貯水部１２は、ケーシング１０に固定されている。貯水部１２は、拡散材３０の上方に設けられている。貯水部１２の底面には、拡散材３０へ水を注水するための複数の注水孔１２ａが形成されている。なお、図３では、１つの注水孔１２ａが図示されているが、実際にはＺ軸方向に互いに間隔を空けて複数の注水孔１２ａが形成されている。

拡散材３０は、多孔質の板材で形成される。拡散材３０の板幅方向をＸ軸方向と一致させ、拡散材３０の板厚方向をＹ軸方向と一致させ、かつ、拡散材３０の長さ方向をＺ軸方向と一致させた状態で、拡散材３０が配置されている。拡散材３０は、注水孔１２ａの直下に配置されている。拡散材３０は、貯水部１２から滴下した水を吸収し、加湿体２０へと水を送る。拡散材３０に吸収された水は、毛細管力の作用によりＸ軸方向かつＺ軸方向に拡散しながら加湿体２０に向かって流下する。拡散材３０で拡散された水は、Ｚ軸方向に並べられた複数の加湿体２０のそれぞれに供給される。拡散材３０は、常に水に触れるため、水によって劣化しにくい材料で形成されることが好ましい。水によって劣化しにくい材料で形成された拡散材３０には、樹脂であるポリエチレンテレフタレート（Polyethylene Terephthalate：ＰＥＴ）樹脂といったポリエステル、セルロースで作られた多孔質板、金属であるチタン、銅、ステンレスで作られた多孔質板が挙げられる。拡散材３０の下端部と加湿体２０の上端部とは、互いに接触している。拡散材３０と加湿体２０とが互いに接触していれば、加湿体２０の毛細管力の作用により水が淀みなく加湿体２０に流下する。

加湿体２０は、第１のケーシング１０ａと第２のケーシング１０ｂとの間に挟み込まれている。加湿体２０のＹ軸方向に沿った中心と第１の開口部１０ｉのＹ軸方向に沿った中心と第２の開口部１０ｊのＹ軸方向に沿った中心とは、同じ高さ位置にある。一方で、加湿体２０のＹ軸方向に沿った寸法Ｌ１は、第１の開口部１０ｉのＹ軸方向に沿った寸法Ｌ２および第２の開口部１０ｊのＹ軸方向に沿った寸法Ｌ３よりも大きい。つまり、加湿体２０の上端部と下端部とは、Ｘ軸方向の両側からケーシング１０に挟み込まれている。加湿体２０は、第１の開口部１０ｉおよび第２の開口部１０ｊから脱落しないようにケーシング１０の内部に保持されている。

図２に示される加湿体２０の形状は、特に制限されないが、本実施の形態のように一定の厚みを持つ平板状であることが好ましい。平板状の加湿体２０の板厚は、０．３ｍｍ～２ｍｍ程度であることが好ましい。加湿体２０の形状は、例えば、四角柱状、円柱状、内部に空洞を有する円筒状形状、四角筒形状、三角筒形状でもよい。加湿体２０の形状は、製造する加湿装置１の大きさに合わせて適宜変更すればよい。

加湿体２０の材料には、織布、不織布、連続気孔を有する樹脂成形体が使用されることが好ましい。ただし、加湿体２０の材料には、複数の空隙を備えた三次元網目構造を有する材料であれば、多孔質のセラミック体、多孔質の金属体などが使用されてもよい。加湿体２０の材料に前記した材料のいずれかを用いる場合でも、加湿体２０の全体に水が広がりやすくするため、加湿体２０の表面に親水性の加工を施すことが好ましい。加湿体２０を親水化する方法は、特に制限されないが、例えば、親水化樹脂で加湿体２０の表面をコーティングする方法、コロナ放電または大気圧プラズマを加湿体２０の表面に施す方法がある。

なお、送風機３により供給された空気が隣り合う加湿体２０の間の隙間を通過することにより、加湿体２０には、水に含まれるカルシウム、マグネシウム等の微細なスケールが析出する。加湿体２０にスケールが析出すると、加湿体２０からスケールが剥離して加湿する環境内に排出される場合がある。また、スケールが析出することで、加湿体２０の三次元網目構造が目詰まりを起こしてしまい、加湿体２０の全体に水が行き渡らなくなるため、加湿装置１の加湿性能が低下する場合がある。加湿体２０の表面に親水性の加工を施すことにより、水が加湿体２０に滞留しにくくなるため、スケールの析出が抑制される。これにより、加湿する環境内へのスケールの排出を抑制することができるとともに、スケールの析出による加湿装置１の加湿性能の低下を抑制することができる。

ここで、図４から図６を参照して、加湿体２０の構成についてさらに詳しく説明する。なお、図４は、実施の形態１における加湿体２０を示した正面図である。図５は、図４に示される加湿体２０の孔２０ｂを隣接する別の加湿体２０に投影した状態を示した正面図である。図６は、図５に示されるＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。

図４に示すように、各加湿体２０には、各加湿体２０をＺ軸方向に貫通する孔２０ｂが形成されている。以下、加湿体２０のうち孔２０ｂ以外の部分を基部２０ｃと称する。孔２０ｂは、加湿体２０の表面を流れる空気を乱して、加湿体２０からの水分の蒸発を促進させる役割を果たす。孔２０ｂの形状は、上方から下方に向けてＸ軸方向の一方と他方とに交互に突出する形状である。孔２０ｂの形状は、本実施の形態では、直線部分が連続的かつ規則的に折れ曲がるジグザグ形状であるが、曲線部分が規則的に連なる波形形状などでもよい。

孔２０ｂは、Ｘ軸方向の一方から他方に向かうにつれて斜め上向きに延びる第１の延伸部２０ｆと、Ｘ軸方向の一方から他方に向かうにつれて斜め下向きに延びる第２の延伸部２０ｇとを含んでいる。第１の延伸部２０ｆおよび第２の延伸部２０ｇの形状は、本実施の形態では平行四辺形であるが、長方形、菱形、楕円形などでもよい。孔２０ｂの形状は、加湿体２０の表面を流れる空気を乱すことによる加湿量の増加、加湿体２０の製造方法などを考慮して適宜調整すればよい。孔２０ｂの数は、本実施の形態では１つであるが、複数でもよい。例えば、２つの孔２０ｂがＸ軸方向に互いに間隔を空けて設けられてもよい。孔２０ｂの位置は、特に制限されないが、本実施の形態では加湿体２０のＸ軸方向の中心よりも風下側である。図３に示すように、孔２０ｂは、加湿体２０のうち被加湿空気が流れる領域に形成されている。孔２０ｂは、Ｘ軸方向に沿って見たときに第１の開口部１０ｉおよび第２の開口部１０ｊと重なる位置に設けられている。

図５に示すように、隣り合う加湿体２０の孔２０ｂのＸ軸方向における位置は、一致している。隣り合う加湿体２０の孔２０ｂの形状は、同一である。孔２０ｂのうちＸ軸方向の一方の頂点２０ｄ同士が上下方向に互いにずれるように、かつ、孔２０ｂのうちＸ軸方向の他方の頂点２０ｅ同士が上下方向に互いにずれるように、隣り合う加湿体２０の孔２０ｂが形成されている。すなわち、隣り合う加湿体２０の孔２０ｂの位相は、上下方向に互いにずれている。本実施の形態では、隣り合う一方の加湿体２０の孔２０ｂの頂点２０ｄと他方の加湿体２０の孔２０ｂの頂点２０ｅとが同じ高さ位置にあるように、かつ、隣り合う一方の加湿体２０の孔２０ｂの頂点２０ｅと他方の加湿体２０の孔２０ｂの頂点２０ｄとが同じ高さ位置にあるように、隣り合う加湿体２０の孔２０ｂが形成されている。

孔２０ｂの形状は、延伸方向の長さよりも上下方向に沿う幅Ｗが小さいスリット状である。孔２０ｂの内壁は、上方から下方に向けてＸ軸方向の一方と他方とに交互に突出するように延びる第１の壁２０ｈと、Ｘ軸方向に第１の壁２０ｈと離れて配置され上方から下方に向けてＸ軸方向の一方と他方とに交互に突出するように延びる第２の壁２０ｉとを有している。孔２０ｂの上下方向に沿った第１の壁２０ｈから第２の壁２０ｉまでの距離が、孔２０ｂの幅Ｗとなる。隣り合う加湿体２０の孔２０ｂが上下方向にずれる距離Ｄ１は、孔２０ｂの上下方向に沿った第１の壁２０ｈから第２の壁２０ｉまでの最大距離以上であることが好ましい。隣り合う加湿体２０の一方の頂点２０ｄ同士が上下方向にずれる距離Ｄ２は、各加湿体２０の隣り合う一方の頂点２０ｄ同士の上下方向に沿った距離Ｄ３よりも短い。隣り合う加湿体２０の他方の頂点２０ｅ同士が上下方向にずれる距離Ｄ４は、各加湿体２０の隣り合う他方の頂点２０ｅ同士の上下方向に沿った距離Ｄ５よりも短い。

隣り合う加湿体の孔２０ｂの位相を上下方向にずらすことにより、Ｚ軸方向に沿って見たときに２つの孔２０ｂが互いに重なり合う箇所と互いに重なり合わない箇所とが生じる。図６に示すように、２つの孔２０ｂが互いに重なり合わない箇所では、隣り合う加湿体２０の孔２０ｂおよび基部２０ｃのうちいずれか一方と他方とがＺ軸方向に隙間を空けて配置される。以下、２つの孔２０ｂが互いに重なり合わない箇所のことを非重複部分２１と称する。図６では、非重複部分２１の範囲を矩形の二点鎖線で示している。非重複部分２１では、隣り合う加湿体２０のうち一方に孔２０ｂがあって他方に基部２０ｃがあるため、加湿体２０の表面に溢れ出た水滴４０が隣の加湿体２０と繋がらない。

次に、加湿装置１の動作について説明する。

図１に示される加湿装置１は、加湿運転と乾燥運転とが可能であり、ユーザーは加湿運転と乾燥運転とを選択的に行うことができる。図３に示すように、給水部１１から流入した水は、貯水部１２内に流れる。貯水部１２内に流入した水は、貯水部１２の底面の複数の注水孔１２ａから滴下し、拡散材３０に吸水される。拡散材３０に吸水された水は、拡散材３０が有する傾斜と拡散材３０の毛細管力と水の重力とにより拡散材３０の内部に拡散しながら流下し、拡散材３０の下端部に到達する。

拡散材３０の下端部と各加湿体２０の上端部とが互いに接触しているため、拡散材３０を流下した水は各加湿体２０へと供給される。加湿体２０に供給された水は、加湿体２０の毛細管力の作用により加湿体２０の内部に拡散しながら流下する。

加湿体２０の内部を水が流下する際に、図１に示される送風機３により生成された空気が加湿体２０の間の隙間を通過することにより、加湿体２０の表面から水分が奪われて、加湿空気として加湿素子２から排気される。すなわち、加湿体２０の表面では、加湿体２０の間の隙間を流れる空気と、加湿体２０に保水された水の水蒸気分圧差により、空気への加湿が行われる。一方、加湿体２０で空気の加湿に用いられずに残った水は、加湿体２０の下端部から滴下して図３に示される排水口１０ｋからケーシング１０の外部に排水される。このため、加湿体２０の下端部から排水される流量は、給水部１１から加湿体２０に供給される水量から加湿体２０で空気の加湿に用いられた水量を差し引いた水量となる。

図１に示される加湿装置１は、所定時間の加湿運転を行った後に、給水部１１からの水の供給を停止する。続いて、加湿装置１は、複数の加湿体２０を乾燥させる乾燥運転を行う。具体的には、加湿運転の後に送風機３の運転をそのまま一定時間だけ継続させ、送風機３により生成された空気を加湿体２０に送る。この乾燥運転によって加湿体２０が乾燥し、加湿体２０における細菌、カビなどの微生物の生長が抑制される。細菌、カビなどの微生物が生長すると加湿体２０が不衛生となり、加湿運転を行ったときに、微生物、カビの胞子などが加湿空気中に混入される場合があり好ましくない。

本実施の形態のように熱交換器４を用いることにより、加湿素子２に温風を送れるため、加湿体２０の乾燥時間を短縮することができる。ただし、空気の加熱にエネルギーが必要であるため、乾燥運転時に熱交換器４を用いるか否かは、加湿装置１が目標とする仕様によって適宜選択すればよい。直膨コイルなどの熱交換器４は、乾燥運転のみならず、加湿運転時も使用することができる。空気を加熱して温風を複数の加湿体２０に送ることにより、加湿体２０における水の蒸発量を増加させ、単位時間当たりの加湿量を増加することができる。加湿運転も乾燥運転と同様に、空気の加熱にエネルギーが必要であるため、加湿運転時に熱交換器４を用いるか否かは、加湿装置１が目標とする仕様によって適宜選択すればよい。

次に、本実施の形態にかかる加湿装置１および加湿素子２の効果について説明する。

図４に示すように、加湿体２０に孔２０ｂを設けることにより、加湿体２０の表面を流れる空気を乱して、加湿体２０からの水分の蒸発を促進させる効果を得られる。一方で、加湿体２０に孔２０ｂを設けると、加湿体２０に孔２０ｂが無い場合に比べて、上下方向と直交する方向で切ったときの加湿体２０の断面積が小さくなる。これにより、加湿体２０の内部の空隙を流れる水の流路断面積が小さくなり、水の一部が加湿体２０の内部から表面に溢れ出ることがある。図６に示すように、水が加湿体２０の表面に溢れ出ると水滴４０になり、水滴４０の大きさによっては水滴４０が隣り合う加湿体２０を繋いでしまう現象が起こることがある。このような現象が起こると、以下に示す問題が生じる。
（１）隣り合う加湿体２０の間の隙間を通過する空気が阻害されるため、空気の圧力損失が上昇し、風量が減少して加湿量が低下するという問題。
（２）隣り合う加湿体２０を繋ぐ水滴４０が、隣り合う加湿体２０の間の隙間を通過する空気に巻き込まれて加湿装置１の風下側へと飛散してしまい、加湿装置１の外部に漏れ出すという問題。
（３）水滴４０が隣り合う加湿体２０を繋ぐ部分ばかりに水が流れるようになり、他の部分へ水が流れにくくなってしまい、加湿面積が低下して加湿量が低下するという問題。

本実施の形態では、図５に示すように、各加湿体２０に形成された孔２０ｂの形状は、上方から下方に向けてＸ軸方向の一方と他方とに交互に突出する形状である。また、本実施の形態では、孔２０ｂのうちＸ軸方向の一方の頂点２０ｄ同士が上下方向に互いにずれるように、かつ、孔２０ｂのうちＸ軸方向の他方の頂点２０ｅ同士が上下方向に互いにずれるように、隣り合う加湿体２０の孔２０ｂが形成されている。これらの構成により、本実施の形態では、図６に示すように、隣り合う加湿体２０の孔２０ｂおよび基部２０ｃのうちいずれか一方と他方とがＺ軸方向に隙間を空けて配置される非重複部分２１が形成される。特に、本実施の形態では、図５に示される隣り合う加湿体２０の孔２０ｂが上下方向にずれる距離Ｄ１が、孔２０ｂの上下方向に沿った第１の壁２０ｈから第２の壁２０ｉまでの最大距離以上であることにより、図６に示される非重複部分２１が確実に形成される。一方、Ｚ軸方向に沿って見たときに隣り合う加湿体２０の孔２０ｂが互いに完全に重なり合うように形成された場合には、非重複部分２１が形成されない。

非重複部分２１では、隣り合う加湿体２０のうち一方に孔２０ｂがあって他方に基部２０ｃがあるため、隣り合う加湿体２０のうち一方の表面に溢れ出た水滴４０が隣の加湿体２０と繋がらない。また、非重複部分２１の上方において隣り合う２つの加湿体２０に繋がる水滴４０が発生して流下した場合に、流下した水滴４０が非重複部分２１に到達すると、水滴４０が非重複部分２１で引き延ばされて、孔２０ｂから加湿体２０の内部に入り込んだり孔２０ｂの縁に沿って流下したりする。そのため、加湿体２０に孔２０ｂを設けた場合でも、水滴４０が隣り合う加湿体２０を繋いでしまう現象の発生を抑制でき、上記（１）から（３）の問題の発生を抑制することができる。また、本実施の形態では、Ｚ軸方向に沿って見たときに隣り合う加湿体２０の孔２０ｂが互いに完全に重なり合うように形成された場合に比べて、隣り合う２つの加湿体２０に繋がる水滴４０の継続時間および発生面積を減少させることができるため、単位時間当たりの加湿量を増加することができる。これにより、空気を加熱するために図１に示される熱交換器４を作動させる頻度が減少し、空気の加熱に必要なエネルギーを低減することができるため、省エネルギー性能が向上する。

なお、熱交換器４により空気を加温する場合、加湿素子２を通過した後の加湿空気の温度は、熱交換器４を通過する前の空気の温度と比べて高い。そのため、室内温度よりも高い加湿空気が室内に供給される。これに伴い、室内の温度が上昇する。この上昇した室内の温度を下げるために、図示しない空気調和装置の冷房運転を行う場合がある。この点、本実施の形態では、単位時間当たりの加湿量を増加させることができるため、熱交換器４を用いて空気を加温する頻度を低減することができる。したがって、室内に供給される加湿空気の温度を抑えることができる。これにより、室内の温度の上昇を抑えることができるため、室内に設置されている空気調和装置の冷房負荷を低減でき、空気調和装置の省エネルギー性能も高めることが可能である。

本実施の形態では、複数の加湿体２０の全部に孔２０ｂを設ける場合を例示したが、少なくとも隣り合う２つの加湿体２０に孔２０ｂを設ければよい。すなわち、複数の加湿体２０のうち一部に孔２０ｂを設ければよい。

図７は、実施の形態１の変形例における加湿素子２の加湿体２０を示した正面図である。図８は、図７に示される加湿体２０の孔２０ｂを隣接する別の加湿体２０に投影した状態を示した正面図である。図７および図８に示すように、各加湿体２０に形成される孔２０ｂは、Ｘ軸方向に互いに間隔を空けて複数配置されてもよい。このようにすると、各加湿体２０に形成される孔２０ｂが単数の場合に比べて、図６に示される非重複部分２１の範囲が増えるため、水滴４０が複数の非重複部分２１のいずれかで捕捉されやすくなる。図７に示される隣り合う孔２０ｂの間隔Ｇは、孔２０ｂのうちＸ軸方向の一方の頂点２０ｄからＸ軸方向の他方の頂点２０ｅまでのＸ軸方向に沿った距離Ｄ６よりも短いことが好ましい。このようにすると、非重複部分２１が狭い間隔で点在するようになるため、水滴４０が複数の非重複部分２１のいずれかで、より一層捕捉されやすくなる。

なお、孔２０ｂの数が多ければ多いほど水滴４０が隣り合う加湿体２０を繋いでしまう現象が誘発される。加湿量を増加させるために孔２０ｂの数を増やすと、上記現象が未発生のときには加湿量が増加するものの、上記現象が発生すると加湿量が減少してしまう。そのため、通常は加湿素子２への給水量を絞って、加湿体２０の表面に水が溢れ出さないように調整する方法が取られている。しかし、加湿体２０への給水は、加湿体２０で加湿に用いられると同時に、加湿体２０にスケールが析出する原因となるカルシウム分やマグネシウム分を洗い流す効果もある。加湿体２０への給水量を減らすと、加湿体２０の内部および表面にスケールの析出が発生しやすくなり、加湿体２０の内部の流路が減少することから、結局上記現象が発生しやすくなってしまう。したがって、本実施の形態のように加湿体２０に複数の孔２０ｂを設けた構造で上記現象の発生を抑制することは、加湿装置１の加湿性能を確保するために特に有用である。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 加湿装置、２ 加湿素子、３ 送風機、４ 熱交換器、５ 制御装置、６ ドレンパン、７ 電線、８ 排水部、１０ ケーシング、１０ａ 第１のケーシング、１０ｂ 第２のケーシング、１０ｃ 底壁、１０ｄ 天井壁、１０ｅ 正面壁、１０ｆ 背面壁、１０ｇ 第１の側壁、１０ｈ 第２の側壁、１０ｉ 第１の開口部、１０ｊ 第２の開口部、１０ｋ 排水口、１０ｍ 切り欠き、１１ 給水部、１２ 貯水部、１２ａ 注水孔、２０ 加湿体、２０ａ 凹部、２０ｂ 孔、２０ｃ 基部、２０ｄ，２０ｅ 頂点、２０ｆ 第１の延伸部、２０ｇ 第２の延伸部、２０ｈ 第１の壁、２０ｉ 第２の壁、２１ 非重複部分、３０ 拡散材、４０ 水滴。

Claims (4)

1. 互いの間に隙間を設けるように上下方向と交差する第１の方向に並べられ、前記上下方向および前記第１の方向の両方と交差する第２の方向に空気が前記隙間を通過可能な複数の加湿体と、
   前記加湿体を上方から下方へと水が流れるように、前記加湿体に給水する給水手段と、を備え、
   少なくとも隣り合う２つの前記加湿体には、前記加湿体を前記第１の方向に貫通する孔が形成され、
   前記孔の形状は、上方から下方に向けて前記第２の方向の一方と他方とに交互に突出する形状であり、
   隣り合う前記加湿体の前記孔の前記第２の方向における位置は、一致しており、
   前記孔のうち前記第２の方向の一方の頂点同士が前記上下方向に互いにずれるように、かつ、前記孔のうち前記第２の方向の他方の頂点同士が前記上下方向に互いにずれるように、隣り合う前記加湿体の前記孔が形成されていることを特徴とする加湿素子。
2. 前記孔の内壁は、上方から下方に向けて前記第２の方向の一方と他方とに交互に突出するように延びる第１の壁と、前記第２の方向に前記第１の壁と離れて配置され上方から下方に向けて前記第２の方向の一方と他方とに交互に突出するように延びる第２の壁と、を有し、
   隣り合う前記加湿体の前記孔が前記上下方向にずれる距離は、前記上下方向に沿った前記第１の壁から前記第２の壁までの最大距離以上であることを特徴とする請求項１に記載の加湿素子。
3. 前記孔は、前記第２の方向に互いに間隔を空けて複数配置され、
   隣り合う前記孔の間隔は、前記一方の頂点から前記他方の頂点までの前記第２の方向に沿った距離よりも短いことを特徴とする請求項１または２に記載の加湿素子。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の加湿素子と、
   隣り合う前記加湿体の間の前記隙間を通過する空気を生成する送風機と、を備えることを特徴とする加湿装置。

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