加湿元件及加湿装置的制作方法

本发明涉及加湿元件及加湿装置。

背景技术：

生成加湿环境的空气的设备有自然蒸发式、电热式、水喷雾式及超声波式等。自然蒸发式的设备与其他的方式相比有加湿能力较小的倾向。电热式的设备与其他的方式相比有运行成本较高的倾向。水喷雾式的设备与其他的方式相比有加湿效率较低且装置大型化的倾向。超声波式的设备与其他的方式相比有初始成本较高的倾向。另外，有设备的寿命较短，水中的杂菌及碳酸钙的细粉较易分散的倾向。

其中，自然蒸发式的加湿器由于与其他的方式相比容易抑制运行成本，因此特别是在长时间运转的场所的使用时有用。另外，关于作为问题点的上述加湿能力也在不断改善。

自然蒸发式的加湿器也有各种各样的形态。其中，作为加湿能力较高且适用于长时间的使用的加湿方式有“滴下式”，滴下式的加湿器倾向于被使用于空调等业务用的加湿装置。

作为滴下式的加湿装置，例如专利文献1公开了通过多孔性构件从加湿元件的上部使水落下的方法以及水槽的底面由多孔性构件形成的结构。

另外，专利文献2公开了在水槽的底面具有多个注水孔的上部托盘以及在上部托盘和加湿过滤器之间设置海绵状多孔性材料而清洗加湿过滤器的结构。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开昭60-8637号公报

专利文献2:日本特开2009-180434号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

然而，在专利文献1公开的结构中，由于底面由多孔性构件形成，因此自来水中含有的硬度成分、二氧化硅、铁锈等蒸发残留物在整个底面堆积，随着时间的推移多孔性构件堵塞而导致多孔性构件的通水流量减少，因此存在加湿能力降低的问题。

另外，在专利文献2公开的结构中，由于注水孔与海绵状多孔性材料接触，因此溶解于水槽内的水中的气体作为气泡附着于海绵状多孔性材料、或者自来水中含有的硬度成分、二氧化硅、铁锈等蒸发残留物附着且堆积于注水孔而使注水孔堵塞，从而导致海绵状多孔性材料的通水流量减少，因此存在加湿能力降低的问题。

本发明是鉴于上述情形而作出的，其目的在于得到一种能够实现向多个加湿体均匀地供给水且长期稳定地供给水的加湿元件。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题而达到目的，加湿元件的特征在于，具有以相互之间隔开间隙的方式沿着第一方向排列的多个加湿体、沿着第一方向延伸且与多个加湿体接触的扩散构件、以及将多个加湿体及扩散构件收纳于内部的壳体，设置于加湿体的上方而储存水的储水部形成于壳体，在储水部的底面形成有多个注水孔，在储水部的底面的外侧形成有从注水孔部分向下方延伸的筒状的筒状壁面，筒状壁面的前端与扩散构件接触，在筒状壁面形成有使筒状壁面的内部和外部连通的连通口。

发明效果

根据本发明，得到如下这样的效果：能够得到一种能够实现向多个加湿体均匀地供给水且长期稳定地供给水的加湿元件。

附图说明

图1是实施方式1的加湿装置的结构图。

图2是将加湿装置的加湿元件部分放大后的图。

图3是加湿元件的立体图。

图4是加湿元件的分解立体图。

图5是加湿元件的主视图。

图6是沿着图5所示的X-X线的向视剖视图。

图7是从下方看储水部的仰视图。

图8是储水部周边部的剖视图。

图9是作为比较例示出的储水部周边部的剖视图。

图10是示出储水部周边部的一例的剖视图。

图11是示出储水部周边部的一例的剖视图。

图12是示出储水部周边部的一例的剖视图。

图13是示出储水部周边部的一例的剖视图。

图14是示出储水部周边部的一例的剖视图。

图15是示出储水部周边部的一例的剖视图。

图16是沿着图15所示的Z-Z线的向视剖视图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的实施方式的加湿元件及加湿装置详细地进行说明。此外，本发明并不由本实施方式限定。

实施方式1.

图1是实施方式1的加湿装置1的结构图。在该加湿装置1中组装有加湿元件2。在加湿元件2的通风上游侧或通风下游侧组装有用于向加湿元件2送入室内的空气、再向室内吹出的送风机5。

加湿装置1具有：加湿元件2；供水管3，所述供水管3与自来水设备等供水源连接且向加湿元件2输送加湿用的水；排水管4，所述排水管4将在加湿元件2中未用于加湿而残留的水向外部排出；送风机5，所述送风机5使空气流通过加湿元件2；控制装置6，所述控制 装置6进行送风机5及供水系统的电磁阀(供水阀3a)的操作等；以及排水盘7，所述排水盘7收容排水等并向外部排水。

图2是放大加湿装置1的加湿元件2部分后的图。一个或者多个加湿元件2直接设置在排水盘7上。各加湿元件2的顶部构造的两侧的棱角部由架设于隔壁和主体箱体的正面侧内壁面的导轨(未图示)等可插拔地保持。加湿元件2与具有供给或切断加湿用的水的供水阀3a的供水系统连接，排水盘7与排水管4连接。

向加湿元件2输送加湿用的水的供水系统构成为如下的水路：除了调节向加湿元件2供给的水的压力和流量的供水阀3a之外，还包括防止灰尘侵入供水系统的过滤器及送水用的供水管3。优选除了与供水源侧的连接部之外的供水系统的各连接部分全部集成在排水盘7内。

图3是加湿元件2的立体图。图4是加湿元件2的分解立体图。图5是加湿元件2的主视图。图6是沿着图5所示的X-X线的向视剖视图。加湿元件2具有以相互之间隔开间隙的方式沿着第一方向(在图5中由箭头Y所示的方向)排列的多个平板状的加湿体20。加湿体20的上部与扩散构件(扩散板)30接触。扩散构件30以沿着第一方向延伸的方式形成，多个加湿体20一同与1个扩散构件30接触。

在加湿体20的上方具有储存用于向加湿体20供给的水的储水部12以及将来自供水管3的水向储水部12注入的供水口11。另外，在加湿体20的下方具有用于从加湿体20接收没有用于加湿而残留的水并排出的排水部13、以及排水口13a。

加湿体20收纳于壳体10的内部并被固定。供水口11、储水部12及排水部13形成于壳体10。在壳体10上形成有将作为上部构造的储水部12和作为下部构造的排水部13连接的构造壁14。水从供水口11积存于储水部12，浸透于扩散构件30并扩散至加湿体20，对流过加湿体20彼此的间隙的空气加湿。在加湿体20中没有蒸发的过剩的水从下部的排水部13向壳体10的外部流出。

壳体10由例如ABS树脂、PS树脂或PP树脂等热塑性塑料的注 塑成型等形成。壳体10分成2个部件即壳体10a和壳体10b。通过将加湿体20由壳体10a和壳体10b夹入且使壳体10a及壳体10b的卡合部15合在一起，壳体10a和壳体10b成为一体化的构造。

在壳体10a、壳体10b上分别设置有作为储水部12的部分、作为排水口13a的部分以及向加湿体20导入被加湿空气的开口部10c。另外，在壳体10b上设置有用于向储水部12供给水的供水口11。在壳体10的内侧设置有收纳加湿体20的收纳空间。

在壳体10中的与加湿体20接触的部分，设置有用于限制加湿体20的位置的定位突起17。对于加湿体20而言，存在在含水时软化并因水的重量而变形的加湿体，因此通过在与壳体10接触的加湿体20的外周部分限制加湿体20的位置，从而能够确保加湿体20之间的流路的尺寸，使空气均匀地流动。

由此，能够抑制加湿元件2的压力损失的降低，使加湿体20的整面作为加湿面有效地被使用，因此与加湿体20歪斜的情况相比能够期待加湿量增加的效果。此外，储水部12可以是与扩散构件30一体地形成而收纳于壳体10的形态。

供水口11与供水管3连接而向储水部12供给水，因此在加湿元件2的上方，相比于加湿体20设置在上表面侧。使供水口11的形状为与供水管3匹配的形状，也可以构成为遍及周长地形成凸状的带(折返部)或者用软管带捆住等，使得不容易拔出。

另外，在相对于加湿量而供水量大量过剩的情况下，没有用于加湿而从排水部13流过的量较多且无用的水量增大，因此优选设置用于减少水量的机构(例如，图3、4、6所示的节流孔21)而调节流量。在流量调节时，需要能够供给比该加湿元件2的最大加湿量多的流量。另外，供水口11只要是能够从加湿体20的上部供给水的构造即可，位置等没有限制，但若考虑到从供水管3和供水口11的连接处产生漏水等的情况等而配置于被加湿空气的上游侧，则因气流的流动而飞溅至上游侧的水也被引导至下游侧、即加湿元件2侧，能够使水向周围的飞溅距离减小。

储水部12设置于加湿体20的上方。在储水部12的底面形成有多个注水孔12a。在储水部12的外侧形成有从注水孔12a部分向下方延伸的筒状的筒状壁面12b。在筒状壁面12b的前端形成有切口(连通口)12c。筒状壁面12b的前端与扩散构件30接触。在储水部12的内侧，在避开注水孔12a的位置形成有向上下延伸的筒状的导水管100。在导水管100上，在比储水部12的上端低的位置形成有使水向导水管100的内部流入的流入口。在本实施方式中，导水管100的上端处于比储水部12的外壁的上端低的位置，上端侧的开口作为流入口。在导水管100的上端比储水部12的外壁的上端高的情况下，只要在比储水部12的外壁低的位置设置开口作为流入口即可。

在储水部12和扩散构件30之间夹持有板状的导水构件110。另外，储水部12和扩散构件30一体地组合，该一体部件夹入壳体10a和壳体10b之间而被保持。另外，可以在储水部12内设置检测储水部12的水位的水位检测传感器8。可以将检测出的水位反馈，由控制装置6控制供水阀3a的开闭。

扩散构件30由多孔性的板状原料形成。为了使水浸透而向加湿体20供给水，优选原料的表面为亲水性，因亲水性而使得浸透性变得良好，供水量增加。另外，扩散构件30与水接触，因此优选由难以因水而劣化的材料，例如对于树脂而言为PET树脂等聚酯或PP树脂、纤维素、对于金属而言为钛或铜、不锈钢等制成的多孔性原料形成。另外，为了增加原料表面的亲水度，可以实施亲水化处理等。

加湿体20与扩散构件30同样地由多孔性的板状原料形成。适宜的条件与扩散构件30相同，可以使用与扩散构件30相同的原料。在加湿体20的表面设置有凸部40。通过凸部40，谋求保持加湿体20彼此的间隔。进行将夹具等压靠在加湿体20上等操作，使该部分塑性变形而形成凸部40。通过将加湿体20上的凸部40的排列位置不同的2种加湿体20交替地排列，从而具有将加湿体20的间隔保持恒定的功能。此外，只要加湿体的间隔被保持恒定即可，即使是使具有与加湿体板厚相当的切口的梳状物在恒定间隔与加湿体啮合而保持间隔的 构造，或者是通过使波状的多个加湿体呈蜂巢状地层积而保持间隔的构造，在功能上也没有问题。

扩散构件30的下端和加湿体20的上端以局部接触的方式设置。只要扩散构件30和加湿体20接触，则由于表面张力的作用水会不断地流下，但考虑到组装时的偏差、输送中的振动的影响，可以将扩散构件30的下端和加湿体20的上端以互相插入的方式连结。

接着，对从供水口11至加湿体20的水的流动进行说明。从供水口11供给的水流入储水部12。流入储水部12的水从储水部12的底面的多个注水孔12a流出，流过具有切口12c的筒状壁面12b而被扩散构件30吸收，一边在扩散构件30的内部扩散，一边流下而到达扩散构件30的下端。

由于扩散构件30的下端和加湿体20的上端接触，因此流下的水因表面张力的作用而从该接触部流到加湿体20而流下。水一边向加湿体20的内部扩散，一边使加湿体20整体含水而流下，从加湿体20的下端滴下。此时，由在加湿体20之间通过的空气从加湿体20的表面夺走水分，作为被加湿了的空气从加湿元件2排出。因此，从加湿体20的下端滴下而被排出的水量为从自供水口11供给的水量减去作为加湿空气从加湿体20被夺走的水量而得到的水量。

在这一系列的水的流动中，对储水部12所储存的水位和注水孔12a的关系进行说明。注水孔12a通水时存在流水阻力。通过注水孔12a的流量Q1、储水部12所储存的水位h简单地存在下式的关系。

Q1＝ah+b (1)

这里，a、b:与由注水孔12a的尺寸得到的流水阻力相关的常数

例如，若注水孔12a堆积有供给水中含有的硬度成分及二氧化硅、铁锈等蒸发残留物，则a、b变小而流过注水孔12a的流量Q1减少。而且，关于从供水口11供给的供水量Q、供水开始后经过的时间t、水位变化h(t)存在以下的关系。

h(t)＝(Q-b)/a×(1-exp(-a/A×t)) (2)

这里，A:储水部12的底面积

另外，在供水后经过充足的时间后的状态下，式(2)中使而得到下式。

h＝(Q-b)/a (3)

进而，将式(3)代入式(1)，则得到以下的关系。

Q1＝ah+b＝a×(Q-b)/a+b＝Q (4)

即，以使通过注水孔12a的流量Q1与来自供水口11的供水量Q相等的方式决定储水部12所储存的水位h。因此，若供给水的硬度成分及二氧化硅、铁锈等蒸发残留物随着时间的推移在注水孔12a堆积，则a、b变小，根据式(3)储水部12的水位h变高，因此流量Q1即加湿量恒定地被控制。

这样，在从设置于加湿体20的上部的储水部12通过注水孔12a和扩散构件30而供给水的加湿元件2中，具有随着时间的推移也能恒定地控制加湿量的功能，但根据储水部12或壳体10的尺寸，存在允许水位上升的上限值。另外，根据式(2)，若a变小，则到达恒定水位的状态为止的时间变长，因此在开始供水到加湿量稳定之前需要时间，这样的状态在加湿装置中不是优选的。因此，需要构成为即使随着时间的推移、注水孔12a也尽量不堆积蒸发残留物。

图7是从下方看储水部12的仰视图。图8是储水部12周边部的剖视图。图9是作为比较例示出的储水部112周边部的剖视图。在图9所示的比较例中，在注水孔112a的下端形成有使注水孔112a的内面向下方伸出的筒状壁面112b，但在筒状壁面112b的前端没有形成切口。

被供给的水中溶解有氧、氮等气体成分。特别是在需要加湿的冬季，由于水中温度较低，因此溶解气体量较多，成为超过气体的溶解度的过饱和状态的情况较多。在这种情况下，气体从水中游离而容易产生气泡91，气泡91大多产生在具有凹凸的表面部位。在图9中，筒状壁面112b的前端与扩散构件30接触，因此在扩散构件30与水接触的部位容易附着气泡91。产生的气泡91的体积慢慢地增加，不久覆盖作为通水路径的扩散构件30的表面，导致扩散构件30的通水流 量减少，因此加湿量减少。

另一方面，在图8中，形成具有一部分侧面开口而得到的切口12c的筒状壁面12b，筒状壁面12b的内部通过切口12c向大气敞开，因此即使在扩散构件30附着气泡91的情况下，由于气泡91与大气接触，因此气泡91也会迅速消失，其结果是，容易保持良好的通水状态，能够谋求确保稳定的加湿量。

另外，在储水部12的上方形成有连通壳体10的外部和储水部12的连通口18。由此，储水部12向大气压敞开。而且，连通口18相比于供水口11设置在上方，因此储水部12的空间内始终被保持为大气压，储水部12的底面部的水压成为水位的水柱压。因此，能够抑制供给压力的变动的影响而谋求确保恒定的加湿量。

接着，对夜间等不需要加湿的情况下的加湿运转的停止进行说明。例如在夜间等房间没有人而不需要加湿的情况下，有时要停止加湿装置1的加湿运转。这里，在卫生方面不优选使加湿元件2在湿润状态下长时间放置。在空气中的细菌、霉附着于湿润部分而繁殖的情况下，有如下的担忧：再次开始加湿运转时细菌及霉孢子被通过加湿元件2的表面的风吹送而排放到房间内。作为这样的细菌、霉类的繁殖抑制方法，尽量早地使加湿元件2干燥的方法较为有效。

从这样的观点出发，停止加湿装置1时优选通过来自控制装置6的控制在供水阀3a关闭后，使送风机5运转，进行使加湿元件2干燥的控制。这里，为了使加湿元件2的干燥时间缩短，需要尽早使储水部12内干燥。然而，储水部12由于呈水槽形状，因此难以通风干燥。因此，在供水阀3a关闭后，重要的是使储水部12内的水迅速地向扩散构件30流出。

图10是示出储水部12周边部的一例的剖视图。在图10中，储水部12的底面以在注水孔12a部分处成为最低位置的方式倾斜。因此，在供水阀3a关闭后，储水部12内的水向注水孔12a顺畅地流下。因此，储水部12内的水通过注水孔12a向外部容易流出，能够实现储水部12内的尽早干燥。

图11是示出储水部12周边部的一例的剖视图。在图11中，储水部12的底面由曲面构成，并且以在注水孔12a部分处成为最低位置的方式倾斜。此外，储水部12的底面也可以由平面和曲面构成。

另外，可以使储水部12的材料为PP、PTFE这样的防水材料、或者即便不使用防水材料也可以对表面实施防水处理，使得水难以停留。并且，从卫生性的观点来看，也可以对储水部12、扩散构件30、加湿体20及壳体10实施抗菌处理、防霉处理。

接着，对用于抑制由在储水部12产生的蒸发残留物导致加湿量降低的其他的例子进行说明。图12是示出储水部12周边部的一例的剖视图。图13是示出储水部12周边部的一例的剖视图。在图12中，在储水部12的底部以包围注水孔12a的方式设置有凸部70。在图13中，在储水部12的底部以包围注水孔12a的方式设置有凹部80。

蒸发残留物16相比于水比重较大，因此在储水部12的底面积存、堆积。在储水部12内的水向注水孔12a流动时，堆积于底面的蒸发残留物16也向注水孔12a流动。这里，由于在储水部12的底部以包围注水孔12a的方式设置有凸部70，因此蒸发残留物16被凸部70挡住，从而抑制向注水孔12a的侵入。

此外，为了使底面的排水性较好而实现卫生性的提高，优选切断凸部70的一部分而使水从该切断部流过。另外，若如图13所示地设置凹部80，则相比于水，比重较大的蒸发残留物16进入凹部80，因此向注水孔12a的侵入得以抑制，并且也确保了排水性。此外，也可以切断凹部80的一部分而设置切断部。

图14是示出储水部12周边部的一例的剖视图。在图14中，在储水部12的底面设置有作为蒸发残留物16的核心的捕捉构件90。在水浸没储水部12内的状态下，水中的蒸发残留物16以上述捕捉构件90的成分为核心而成长，在捕捉构件90表面析出、固定，因此能够抑制蒸发残留物16向注水孔12a的侵入。

捕捉构件90由相对于供给水中含有的碳酸钙、二氧化硅及铁等作为它们的成长核心的材料构成。例如，相对于碳酸钙合适的有方解石、 霰石等含有碳酸钙的物质，相对于二氧化硅合适的有石英等硅氧化合物，相对于铁分合适的有铜原料。

捕捉构件90既可以将各自的成分分别配置于储水部12，也可以在使其成为粉末状并进行混合而使其均匀后、用粘合剂等固化而使用。并且，可以使储水部12的材料为PP、PTFE这样的防水材料、或者即便不使用防水材料也可以对表面实施防水处理，使得水难以停留。并且，从卫生性的观点来看，优选对储水部12、扩散构件30、加湿体20及壳体10实施抗菌处理、防霉处理。

另外，可以将上述的储水部12的底面的倾斜、在储水部12的底面设置凸部70、凹部80及捕捉构件90的结构适当地组合。

图15是示出储水部12周边部的一例的剖视图。图16是沿着图15所示的Z-Z线的向视剖视图。在图16中，用虚线表示导水管100。储水部12的内侧形成有避开注水孔12a而向上下延伸的筒状的导水管100。在导水管100的下端，形成有贯通储水部12的底面的导水管开放孔12d。在储水部12的底面外侧，形成有向下方突出而包围导水管开放孔12d和筒状壁面12b的周围的围壁12e。筒状壁面12b的突出量与围壁12e的突出量相等，任一个的前端都与扩散构件30抵接。

在储水部12和扩散构件30之间设置有以能嵌入围壁12e的内侧的大小形成的板状的导水构件110。在导水构件110上，在与注水孔12a对应的位置(在俯视时与注水孔12a重叠的位置)形成有比筒状壁面12b的外径大的贯通孔110a。导水构件110与扩散构件30接触。

在蒸发残留物16侵入注水孔12a或者注水孔12a的内表面附着并堆积有蒸发残留物成分的情况下，注水量减少。在这种情况下，如上所述水位h会上升。由于导水管100的上端比储水部12的外壁低，因此在水位h上升的情况下，不从储水部12溢出而流入导水管100。

流入导水管100后的供给水在导水构件110上流动，从贯通孔110a向扩散构件30流下。只要将贯通孔110a调节为合适的孔径，则供给水被均匀地分配到各贯通孔110a，向扩散构件30流下。通过该作用，在来自注水孔12a的注水量减少而水位h大幅地上升的情况下，也能 够使供给水不从储水部12溢出而均匀地向扩散构件30供水。在没有设置导水构件110的情况下，由于大量的供给水从导水管开放孔12d的正下方部分浸透至扩散构件30，因此难以进行均匀的供水，但在本实施方式中，通过导水构件110，使供给水向与注水孔12a对应的位置流下，能够谋求实现均匀的供水。另外，通过用围壁12e包围，供给水变得难以向外部漏出。

此外，在本实施方式中，虽然将导水管100形成于储水部12的外壁的附近，更具体而言是将外壁作为导水管100的一部分而形成，但也可以在与外壁分开的位置形成导水管100。

另外，作为形成于筒状壁面12b的前端的连通口的切口12c只要将筒状壁面12b的内部与外部连通而使气泡逃逸即可，因此也可以形成作为孔的连通口而不是切口。另外，容易产生气泡的位置在扩散构件30的表面，因此通过靠前端侧形成连通口，能够使气泡容易逃逸。

根据如以上已说明的那样构成的加湿元件2及加湿装置1，能够实现向多个加湿体20均匀地供给水。另外，能够实现向加湿体20长期稳定地供给水。另外，能够使加湿元件2为简单的结构而实现组装性的容易化。另外，能够实现由加湿元件2带来的加湿量的增加。另外，能够实现卫生性的提高。

附图标记说明

1加湿装置，2加湿元件，3供水管，3a供水阀，4排水管，5送风机，6控制装置，7排水盘，8水位检测传感器，10、10a、10b壳体，10c开口部，11供水口，12储水部，12a注水孔，12b筒状壁面，12c切口(连通口)，12d导水管开放孔，12e围壁，13排水部，13a排水口，14构造壁，15卡合部，16蒸发残留物，17定位突起，20加湿体，30扩散构件(扩散板)，40凸部，70凸部，80凹部，90捕捉构件，91气泡，100导水管，110导水构件，112储水部，112a注水孔，112b筒状壁面。