加湿装置、除加湿装置及加湿方法与流程

本发明涉及一种利用了高分子吸湿材料的加湿装置及除加湿装置。

背景技术：

以前，作为加湿装置，一般有雾式、气化式、蒸气式这三种类型。作为雾式的例子，是使用超声波振子对储水槽的水施加超声波振动，并利用送风机将所产生的雾送出而进行加湿的方式(例如参照专利文献1等)。气化式是使储水槽的水浸透到由具有吸水性及通气性的纸等形成的气化过滤器中并利用送风机送风，由此进行加湿的方式(例如参照专利文献2等)。此外，蒸气式是利用加热器对储水槽的水进行加热而产生热气，并利用送风机送出而进行加湿的方式。(例如参照专利文献3等)。

雾式利用如下：驱动设置于储水槽的底的超声波振子，而使储水槽内的水振动，从而在水面产生雾。超声波振子与送风机虽消耗电力，但具有能够以相对低的消耗电力而进行加湿的特征。另一方面，储水槽的水直接以微细水滴的形式向室内扩散，因而存在水滴蒸发之后水中的矿物成分会附着在家具等上的“白色粉末现象”这样的课题。

气化式利用如下：使水浸透到设置于储水槽中的气化过滤器，并通过进行送风使水从气化过滤器的表面气化。因只有水气化，所以不会发生白色粉末等问题。此外，只有送风机消耗电力，从而具有能够以比超声波式更低的消耗电力来进行加湿的特征。另一方面，存在因水中的矿物成分会在气化过滤器的表面析出而使加湿能力下降，所以必须要定期地除去或更换这样的课题。

蒸气式是对设置于储水槽的水中的加热器通电而产生热气并进行送风。因热气不包含水中的矿物成分等所以不会发生白色粉末等问题。另一方面，送风机与加热器消耗电力，由于加湿量直接受加热器的消耗电力的直接影响，因而具有高消耗电力的特征。此外，存在因水中的矿物成分附着在加热器的表面所以必须要定期地除去或更换的课题。

此外，在一并具有加湿装置和除湿装置的功能的除加湿装置中，除湿装置一般搭载着冷冻电路。冷冻电路是将压缩机、冷凝器、蒸发器、冷媒流量调节器等以闭合电路连接而构成。通过用蒸发器将空气冷却到露点以下，从而使空气中的水分成为结露水并除去(例如参照专利文献4等)。这种除加湿装置，尤其除湿装置的构成要素多，从而存在成为较重且较大的装置而难以操作的课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利公报“特开2014-202428号公报(2014年10月27日公开)”

专利文献2：日本公开专利公报“特开2013-250021号公报(2013年12月12日公开)”

专利文献3：日本公开专利公报“特开2012-233687号公报(2012年11月29日公开)”

专利文献4：日本公开专利公报“特开2014-224633号公报(2014年12月4日公开)”

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题

现有的气化式加湿装置中，矿物成分在气化过滤器中析出，蒸气式加湿装置中，矿物成分在加热器中析出。因水中的矿物成分附着在各自发挥主要功能的部件而导致加湿能力减退。因此需要定期地更换或除去。此外，对于超声波式加湿装置而言，附着在功能部件的矿物成分虽少，但由于是以水滴的形式向室内飞散，所以存在白色粉末附着在家具等的课题。

此外，现有的搭载冷冻电路的除湿装置中，热交换器、压缩机等较大且较重的构成要素多，此外，一体地收纳着除湿装置与加湿装置的除加湿装置成为更大且更重的装置，从而不容易进行操作。

本发明鉴于所述问题点而完成，实现如下的加湿装置及除加湿装置，所述加湿装置中矿物成分不会附着在气化过滤器或加热器等发挥功能的部件上，且白色粉末也不会向室内飞散，所述除加湿装置的结构简单、容易小型化且容易操作。

解决问题的手段

本发明涉及的加湿装置，其特征在于，包括：高分子吸湿材料，其含有刺激响应性高分子；供水部，其对所述高分子吸湿材料供水；以及刺激赋予部，其对所述高分子吸湿材料赋予外部刺激。

此外，本发明的加湿装置还包括与所述高分子吸湿材料接触的气化部；所述气化部优选具有多个细孔。

此外，本发明的加湿装置优选将在基材上形成着所述高分子吸湿材料而成的元件加以集合而形成加湿单元；在利用所述供水部对所述加湿单元供水后，利用所述刺激赋予部对所述加湿单元赋予刺激，且对被赋予了所述刺激的加湿单元的部分送风。

此外，本发明的加湿装置除所述构成外，优选在与设置着所述刺激赋予部的位置不同的位置进一步设置第2刺激赋予部；择一性地选择所述刺激赋予部与所述第2刺激赋予部并使其运转，通过使所述第2刺激赋予部运转而进行除湿。

此外，本发明涉及的加湿方法，其特征在于，包括：使含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料吸水的工序；对所述高分子吸湿材料赋予外部刺激的工序；以及对被赋予了所述外部刺激的高分子吸湿材料送风而使渗出的水气化的工序。

发明效果

根据本发明，在使刺激响应性高分子吸湿材料或含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料吸湿加湿用的水之后，对高分子吸湿材料进行加热而将水释出，因而加湿用的水中所含的矿物成分被高分子吸湿材料所捕捉。由此，加湿用的水中所含的矿物成分不会在气化过滤器或加热器中析出，从而能够实现不会因加湿而使白色粉末扩散的加湿装置或除加湿装置及加湿方法。

此外，根据所述构成，能够实现如下的除加湿装置，即，能够使加湿装置与除湿装置共有相同的构成要素而构成，结构简单、容易小型化且容易操作。

附图说明

图1是表示构成高分子吸湿材料的重要部分的海藻酸的分子结构的图。

图2是表示基于本发明的各实施方式中，高分子吸湿材料将水中的矿物成分吸入到结构内的情况的概念图。

图3是表示基于本发明的实施方式一的加湿装置的纵剖视图。

图4是表示在图3中的A-A线处切断的加湿装置的剖视图。

图5是表示基于本发明的实施方式一中，水从已移动到加湿区的元件渗出的情况的示意图。

图6是表示基于本发明的实施方式三的加湿装置的剖视图。

图7是表示基于本发明的实施方式四的加湿装置的剖视图。

图8是表示基于本发明的实施方式四的气化部的细孔结构的示意图。

图9是表示基于本发明的实施方式四的气化部的动作进行说明图。

图10是表示基于本发明的实施方式五的气化部的细孔结构的示意图。

图11是表示基于本发明的实施方式六的除加湿装置的剖视图。

图12是表示基于本发明的实施方式六中，水从已移动到吸水区的元件渗出的情况的示意图。

具体实施方式

〔实施方式一〕

以下，对本发明的一种实施方式进行说明。图1是表示构成高分子吸湿材料的重要部分的海藻酸的分子结构的图。图2是表示高分子吸湿材料将水中的矿物成分吸入到结构内的情况的概念图。图3是表示从侧方观察本发明的实施方式一的加湿装置101的纵剖视图。图4是表示在图3中的A-A线处切断的从箭头方向观察的剖视图。

以下，一边参照图3、图4一边对本发明的实施方式一进行说明。加湿装置101具备长方体形状的壳体，该壳体包括：形成于上部的一侧面的吸气口5，形成于与吸气口5对向的侧面的排气口7，以及形成于排气口7侧的下部且收容加湿盘9及未图示的供水槽的槽收容部。在吸气口5的加湿装置101的内部侧具备吸气过滤器6。未图示的供水槽是在使用者使加湿装置101运转时用以供给加湿用的水的装置。

在加湿装置101的吸气口5与排气口7之间设置着空气流通壁23。从吸气口5吸入的空气如图3中的箭头所示，在由空气流通壁23所限制的空间内流通。空气流通路中，从空气的入口侧开始依次设置着吸气口5、吸气过滤器6、加湿单元1、送风风扇8及排气口7。

加湿单元1是在基材3上积层含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料2与平板状的加热器4而形成的元件的集合体。各元件是在四边形板状的基材3的一面上积层含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料2，且在基材3的另一面侧以与基材3相接的方式设置着板状的加热器4。这种元件多个接近地固定在圆筒状的基座的侧面上，且在整体呈圆筒的状态下能够旋转地受到支持。

图4是将加湿装置101在图3中的A-A线处切断所得的剖视图。如图3及图4所示，加湿单元1以如下轴为中心而旋转，该轴水平地设置在贯通加湿装置101的壳体的形成着吸气口5的侧面与形成着排气口7的侧面的方向上。加湿单元1的旋转轴由托架11支撑，利用由未图示的控制装置所驱动的步进马达10而进行旋转驱动。

构成加湿单元1的各元件，等间隔地接近配置在以步进马达10的旋转轴为中心的圆筒的侧面上，能够绕该旋转轴而向图4中箭头所示的方向(逆时针地)旋转。另外，加湿单元1旋转一圈所需的时间或旋转速度由高分子吸湿材料的吸湿特性及释出特性而适当地决定。关于加湿单元1的旋转，可以是在每个规定的时间内以各元件为单位从加湿区25向吸水区24送出且从吸水区24向加湿区25送出的控制，还可以是连续且缓慢地旋转的控制。

本实施方式中，作为高分子吸湿材料2，使用的是响应热而与水的亲和性可逆地发生变化的温度响应性高分子。该温度响应性高分子是具有下限临界溶液温度(LCST(Lower Critical Solution Temperature)，以下，本说明书中有时称作“LCST”。)的高分子。具有LCST的高分子在低温下成为亲水性而吸水，如果达到LCST以上则为疏水性，将所包含的水以液体的形式释出。另外，此处，LCST是如下情况下的作为分界的温度，即，在将高分子溶解于水时，低温下为亲水性并溶解于水中，而如果达到某温度以上则为疏水性从而不溶解。一般来说，LCST以40℃至70℃的方式调整。

形成于加湿单元1的高分子吸湿材料2更优选为多孔质，但也可不必为多孔质。在设为多孔质结构的情况下，能够使从高分子吸湿材料的主体部分释出的水沿孔部分移动而容易排出。另外，以后将对高分子吸湿材料2的具体例进行叙述。

本实施方式中，如图4所示，加湿单元1旋转的区域被分为位于加湿装置101的上部的加湿区25、与位于加湿装置101的下部的吸水区24。每当加湿单元1在规定的时间内旋转一次时，所述各元件依次从加湿区25向吸水区24移动，另一方面，从吸水区24向加湿区25移动。

本实施方式中，加湿区25内存在9个元件。加湿区25中，在刚移动到加湿区25内之后便与各元件的加热器4的未图示的加热器电极接触而能够通电的位置，分别配置着未图示的加热器用固定电极。

利用该结构，由步进马达10进行旋转驱动，加湿单元1的所述各元件如果到达配置着加热器用固定电极的位置，则各元件的加热器4分别利用通电而工作。此外，本实施方式中，以即将从加湿区25内移动到吸水区24的元件的加热器4不工作的方式设置着加热器用固定电极，被加热的高分子吸湿材料2自然冷却。

接下来，参照图3～图5对加湿装置101的加湿方法进行说明。吸水区24中，蓄积在加湿盘9的加湿用的水中浸渍有位于加湿单元1的下部的各元件。在该时间点，各元件是室温左右的温度且为LCST以下，因而高分子吸湿材料2为亲水性。由此，各元件的高分子吸湿材料2吸水。加湿用的水从未图示的供水槽经由未图示的供水阀而供给到加湿盘9。加湿盘9始终确保一定的水位，对高分子吸湿材料2进行供水。

如果加湿装置101运转，则加湿装置101内的送风风扇8工作，空气12从吸气口5经由吸气过滤器6而被吸入到加湿装置101内。加湿单元1由步进马达10驱动，在每个规定的时间内以各元件为单位从加湿区25向吸水区24送出，且从吸水区24向加湿区25旋转移动。

利用加湿装置101的运转，加湿单元1进行旋转，起初，加湿盘9中浸水的元件从吸水区24向加湿区25移动。加湿区25中，从加热器用固定电极供电而加热器4工作，高分子吸湿材料2与基材3一起被加热而达到超过LCST的温度。由此，由吸水区24吸入的加湿用的水从高分子吸湿材料2中以水滴的形式释出。将该情况示意性地表示在图5中。

被吸入到加湿装置101的空气12在通过加湿区25时，与加湿单元1的高分子吸湿材料2接触。在高分子吸湿材料2的表面渗出的水与高分子吸湿材料2或基材3同时被加热而达到LCST以上的温度，从而容易气化。吸入到加湿装置101的空气12将高分子吸湿材料2的表面的水以蒸气的形式而包含在内。由此，通过加湿区25的空气12被加湿，成为空气13后从排气口7排出。

在一系列的动作下，设置于加湿单元1的高分子吸湿材料2重复进行包含加湿盘9的加湿用的水，接着因加热而释出的动作。图1中表示的构成高分子吸湿材料的重要部分的海藻酸的各个分子在图2中，以由羟基OH与羧基COO修饰的曲线来表示。此外，加湿用的水中所含的矿物成分以Ca2+为代表来表述。如图2所示，在高分子吸湿材料2的内部，吸收并吸入加湿用的水中所含的矿物成分，且一部分用于在分子链间键结。由此，将加湿用的水所含的矿物成分从高分子吸湿材料2释出的水中除去。同时在高分子吸湿材料2的分子间引起交联，则分子结构自我修补成为牢固的结构。

本实施方式中，由于积层着高分子吸湿材料2的多个元件以圆筒状配置，且成为进行旋转的结构，因而能够一边将位于加湿区25内的多个元件用于加湿，一边在位于吸水区24内的剩余的多个元件中进行吸水。即，能够同时进行加湿与吸水。

基材3只要能够将加热器4的热传递到高分子吸湿材料2，则不作特别限定，例如能够更适合使用铝、不锈钢等金属。此外，基材3的材料也可以是聚二甲基硅氧烷(PDMS，Polydimethylsiloxane)、聚碳酸酯(PC)、聚烯烃、聚丙烯酸酯等树脂、二氧化硅、陶瓷等。

在使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)等作为基材3的材料的情况下，更优选对基材3的表面涂布碳黑、氧化铁粒子等光热转换材料，或者氧化铁系陶瓷粒子、磁铁矿纳米粒子等磁热转换材料。由此，利用光照射或变动磁场等的施加，而能够加热基材3，由此，能够加热高分子吸湿材料2。

对基材3积层高分子吸湿材料2的方法不作特别限定，例如可以使用利用黏合剂、硅烷偶合剂等进行积层的方法。

此外，在上述例中，在板状的基材3的单面上积层高分子吸湿材料2，在基材3的另一面侧以与基材3相接的方式设置板状的加热器4。此处，加热器4也可设置在积层高分子吸湿材料2侧的基材3的面上。该情况下，利用辐射热将高分子吸湿材料2加热，而削减基材3中的热损失。

在上述例中，加湿装置101具备壳体、吸气口5、吸气过滤器6、送风风扇8、及排气口7。该加湿装置101自身也能够用作调湿装置。然而，加湿装置101也可仅由除这些以外的加湿部所构成。即，加湿装置101可以是至少具备加湿单元1、作为供水部的加湿盘9、作为加湿单元1的驱动源的步进马达10的装置。该情况下，加湿装置101能够作为部件而装入到调湿装置中。

在上述例中，为了有效率地对高分子吸湿材料2赋予热刺激，使用的是板状的加热器4，但加热器4的形状不限定于板状，只要能够加热高分子吸湿材料2即可。此外，也可以是无须在加湿单元1的各个元件积层加热器4，而加热在加湿单元1的附近的规定的位置所设置的高分子吸湿材料2的结构。

此外，只要能够对高分子吸湿材料2赋予热刺激，则也可使用加热器4以外的加热装置。作为该加热装置，可以列举例如卤素灯、红外线灯、氙气灯、镍铬合金线或套管加热器等电阻式加热器等。这些加热装置能够配置于加湿单元1的圆筒的内侧或外侧。

此外，在上述例中，使用板状或层状的高分子吸湿材料作为高分子吸湿材料2，但高分子吸湿材料2的形状不限于此，例如也可以是粒子状。这种情况下，优选具备网眼导热结构或利用温风的加热结构以使各粒子能够加热。

此外，在上述例中，加湿单元1具备12个元件，但元件的数量不限于此。此外，所述例中，吸水区24中存在3个元件，加湿区25中存在9个元件，但其比例不限定于此，能够适当进行变更。

此外，在上述例中，加湿单元1利用步进马达10而驱动且在规定的时间内旋转，也可根据来自用户的指示而旋转，还可在加湿区25内的空气流通路上设置对加湿量或湿度进行侦测的传感器，在该加湿量或加湿后的空气湿度为规定值以下时进行旋转。

此外，未图示的加热器用固定电极也可配置于与位于加湿区25内的一部分元件或全部元件的加热器4接触的位置。例如，加热器用固定电极也可配置于除即将从加湿区25移动到吸水区24的元件外进行供电的位置。或者，也可在与位于加湿区25内的元件的全部加热器4接触的位置配置加热器用固定电极。

此外，在上述例中，使用含有具有LCST的温度响应性高分子的高分子吸湿材料作为高分子吸湿材料2，只要是温度响应性高分子，也可以是包含非LCST型的温度响应性高分子的高分子吸湿材料。此外，也可使用含有响应其他刺激的刺激响应性高分子的高分子吸湿材料。在使用含有响应其他刺激的刺激响应性高分子的高分子吸湿材料的情况下，代替加热器4，使用红外线、紫外线、可见光等光、变动的电场、变动的磁场等赋予对应的刺激的装置来作为刺激赋予部即可。

〔实施方式二〕

实施方式二中变更了实施方式一中说明的加湿装置101的供水部。其他部分与实施方式一中说明的加湿装置101相同，对具有相同功能的构件附上相同的符号，并省略其说明。

本实施方式中，设为如下结构，即，在不进行加湿装置101的运转时，使加湿盘9排水而使水位下降，加湿单元1并非一直被浸渍。据此，能够防止高分子吸湿材料2不必要地吸水，从而抑制加湿单元1的损耗。本实施方式中，利用未图示的控制装置控制未图示的供水阀与未图示的泵，使加湿盘9的水位下降到加湿单元1的高分子吸湿材料2不会被浸渍的程度。回收的水回到供水槽中。开始加湿运转时，以加湿单元1的高分子吸湿材料2浸水的方式进行控制。

〔实施方式三〕

实施方式三中变更了实施方式一中说明的加湿装置101的供水部。图6表示该供水部的概略结构。其他部分与实施方式一中说明的加湿装置101相同，对具有相同功能的构件附记相同的符号，且省略其说明。

实施方式一中设为如下结构，设置对加湿单元1供水的加湿盘9，且加湿单元1的一部分元件一直浸渍于加湿用的水中，但也可设为其他结构。利用本实施方式对该例进行说明。本实施方式的加湿装置102中，如图6所示，设为如下结构，即，在吸水区24内设置供水喷嘴18及供水泵19，将从未图示的供水槽供给的加湿用的水适当地供给到加湿单元1。

本实施方式中，加湿盘9被用作从未图示的供水槽供给的加湿用的水的中转容器。供水泵19的吸水侧与加湿盘9连接并且喷出侧连接着供水喷嘴18。供水泵19利用未图示的控制部而驱动，配合加湿单元1的旋转适当地朝向高分子吸湿材料2的表面喷射加湿用的水。据此，能够调节供水量，可以调节单位时间内的加湿量或加湿后的空气的湿度，从而能够进行微细的控制。

〔实施方式四〕

实施方式四是在实施方式一中说明的加湿装置101中追加气化部15。将该加气化部15的概略结构表示于图7。其他部分与实施方式一中说明的加湿装置101相同，对具有相同功能的构件附记相同的符号，并省略其说明。

本实施方式的加湿装置103在加湿区25具备将从加湿单元1的各元件渗出的水滴转移并气化的气化部15。气化部15将加湿单元1的高分子吸湿材料2的表面所渗出的水滴转移并扩大有助于气化的面积。

本实施方式的气化部15以随着加湿单元1的旋转而旋转的方式被枢轴支撑。气化部15是将图8所示的设置着数个细孔的片材形成为圆筒状而成，圆筒的内外均设置成能够通气。如图7所示，气化部15的表面与高分子吸湿材料2的表面相接，加湿区25中被加热的高分子吸湿材料2所释出的水滴被转移。在加湿单元1的高分子吸湿材料2的表面渗出水的状态下，通过使气化部15与该表面接触而水被抽吸到设置于气化部15的细孔15a内。

已抽吸到气化部15的水不仅从加湿单元1的高分子吸湿材料2所接触的气化部15的表侧面气化，还能够遍布细孔15a内而从气化部15的圆筒内侧气化。因水也从高分子吸湿材料2的表面气化，由此，能够扩大有助于气化的面积。气化部15的圆筒直径或数量根据高分子吸湿材料2的吸放湿特性、加湿装置103的设定加湿量等而决定。

本实施方式中，气化部15由对水的润湿性优良且不具有吸水性的材质形成为圆筒状。数个细孔15a以从基材15b的表面贯通到背面的方式形成。形成于气化部15的细孔15a作为毛细管发挥功能，因而能够将已在高分子吸湿材料的表面渗出的水吸到细孔内部。关于气化部15的形状，优选以根据加湿单元1的轴方向的长度而能够将所渗出的水滴不浪费地加以气化的方式形成，但不限定于此。

形成于气化部15的细孔15a只要是显示毛细管现象的孔径即可，不特别限定尺寸，直径越小吸入水的能力越大，如果直径增大则吸入水的能力减小。因此，形成于气化部15的细孔15a也能够在与高分子吸湿材料2接触的面直径形成得小，在相反侧的面直径形成得比接触面侧要大。此外，细孔的加工方法根据基材的材质、基材的厚度、孔径而不同，一般使用的是利用冲孔、钻孔、激光等的加工。

另外，从吸气口5吸入的空气12优选因空气流通壁23而仅在加湿区25中流通，不在吸水区24中流通。在吸水区24侧，高分子吸湿材料2为吸水状态，考虑到由于不进行水的释出，因而如果通过的空气量多则加湿效率变差。

图9是表示经吸湿的元件利用加湿单元1的旋转而移动到加湿区25后的情况的图。为了简化，仅记载一个气化部15而将其他省略。加湿单元1的高分子吸湿材料2已利用加热而达到LCST以上，是所含有的水在高分子吸湿材料2的表面成为水滴而渗出的状态。

在图9的上部中央表示气化部15与加湿单元1接触，高分子吸湿材料2的表面所渗出的水滴被转移到气化部15的情况。从高分子吸湿材料2渗出的水滴移动到气化部15的表面，且被吸入到气化部15的表面的细孔15a内。在气化部15利用加湿单元1的旋转而旋转的期间，已吸入到细孔15a内的水在气化部15的圆筒的内外两面与从吸气口5吸入的空气12接触而气化，且被搬出。

本实施方式中，气化部15虽作为呈圆筒状且一直与加湿单元1接触的结构，但只要可以从加湿单元1转移水并使其气化，也可以是其他结构。例如，也可以是如下结构，即，在加湿区25内将使用了图8的具有细孔的片材的圆弧状的气化部沿着加湿单元1的周缘部而配置，且利用未图示的控制部适时地使其接触。移动的机构能够使用连杆、拨杆或凸轮等公知的结构。

〔实施方式五〕

实施方式五中变更了实施方式四中说明的加湿装置103的气化部15。将该气化部15的概略结构表示于图10。其他部分与实施方式四中说明的加湿装置103相同，对具有相同功能的构件附记相同的符号，且省略其说明。

本实施方式中，废除了实施方式四中公开的气化部15，而替换为具有图10所示的结构的气化部150。图10所示的对片材加以整形所得的气化部150的特征在于：细孔的数量在板状基材的第1面与第2面不同。设置于第1面的细孔150a、150c在基材150b内部合流而在第2面开口。在细孔数多的第1面与高分子吸湿材料2接触而使其吸水，将水聚集到第2面，并从细孔数少的第2面释出。通过设为这种结构，即便在高分子吸湿材料2表面所渗出的水量少的情况下，也能够在从第1面侧向第2面侧移动的中途使水滴膨胀而容易搬出。

实施方式四及实施方式五中公开了如下结构：使用在无吸水性的基材中设置细孔而成的气化部，利用毛管现象使从高分子吸湿材料释出的水容易气化。关于具有这种毛细管现象的气化部，还能够使用使纤维方向在片材的厚度方向上一致而捆束成形的板、木材、毛毡等不织布，普通的布料，具有连续气孔的海绵等。

实施方式四及实施方式五中公开了如下结构：使用气化部15或气化部150使从高分子吸湿材料释出的水容易气化。这种结构也能够用于实施方式一至实施方式三中说明的加湿装置101及102中，能获得相同的效果。

〔实施方式六〕

实施方式六与实施方式一至实施方式五中公开的加湿装置不同，是在加湿装置中追加了除湿功能的除加湿装置。具体来说，在实施方式三中说明的加湿装置102的吸水区24内追加了水滴除去部16及加热器用固定电极。图11表示其结构。其他部分与实施方式三中说明的加湿装置102相同，对具有相同功能的构件附记相同的符号，且省略其说明。

本实施方式的除加湿装置104中，将水滴除去部16设置于吸水区24内部，且配置成能够与加湿单元1的高分子吸湿材料2的表面接触。水滴除去部16设置于加湿单元1与加湿盘9的中间的位置。水滴除去部16也可不必为固定式，优选设为在不使用除湿功能的情况下能够向离开高分子吸湿材料2的表面的方向移动的构成。使水滴除去部16移动的机构能够使用连杆、拨杆或凸轮等公知的方法。

此外，本实施方式的除加湿装置104也需要在吸水区24对加热器4供电。因此，未图示的加热器用固定电极设置于能够对加湿单元1的加热器4通电的位置。通过设为这种结构，加湿装置能够具有除湿功能。

以下，对本实施方式的除加湿装置104的动作进行说明。除加湿装置104在被用作加湿器时进行如所述实施方式三所示的动作。如果简单地进行说明，则从供水喷嘴18接收供水而成为润湿状态的加湿单元1的高分子吸湿材料2在旋转移动到加湿区25后，从未图示的加热器用固定电极供电而被加热到LCST以上的温度。利用加热将高分子吸湿材料2所含的水释出，由送风风扇8抽吸的空气12包含经气化的水蒸气成为空气13后被送出。

接下来，对除湿动作进行说明。从未图示的操作部或控制部指示运转后开始除湿动作。当开始除湿运转时，加湿区25成为高分子吸湿材料2吸收空气中的水分的吸湿区，吸水区24成为释出高分子吸湿材料2所吸收的水分的释出区。加湿单元1是与实施方式一至实施方式五相同的构成，向图11中的箭头方向旋转。

因除湿运转开始，送风风扇8从吸气口5吸入空气12，加湿单元1的高分子吸湿材料2吸收空气12中所含的水分。由此，空气12干燥成为空气13后从排气口7被送出。此外，已成为含有水分的润湿状态的高分子吸湿材料2利用加湿单元1的旋转而从加湿区25移动到吸水区24。

吸水区24中，利用加热器用固定电极对加湿单元1的加热器4供电，基材3与高分子吸湿材料2被加热到LCST以上的温度。被加热的高分子吸湿材料2将所包含的水分释出后在表面以水滴的形式渗出。表面产生了水滴的高分子吸湿材料2与加湿单元1一起旋转移动，且移动到设置水滴除去部16的位置。高分子吸湿材料2的表面的水滴被水滴除去部16擦去且回收于加湿盘9中。

除去了水滴后的高分子吸湿材料2在对加热器4的供电停止后一边自然冷却，一边再次向加湿区25移动。被冷却的高分子吸湿材料2再次吸收空气中的水蒸气而发挥除湿功能。重复以上的动作，从而继续进行除湿机的动作。在作为除湿机进行动作的期间，设置于加湿区25内的加热器用固定电极停止供电。

除加湿装置104如所述那样进行动作而发挥着加湿器及除湿机的功能，但也可构成为使用者从未图示的操作部中选择执行这些功能，此外，也能够以如下方式构成自动运转，即，具备湿度侦测装置，以预先设定的湿度或由使用者设定的湿度作为判断基准，适时地使用除湿功能与加湿功能。

另外，实施方式六的除湿动作中，作为高分子吸湿材料2释出的水被水滴除去部16擦去的结构，也可不需要水滴除去部16。加湿区24中，如果高分子吸湿材料2达到LCST以上的温度则释出水，以水滴能够滴落到加湿单元1的最低位置的方式对加热器4供电即可。

使用除湿功能而从空气中的水蒸气中产生的水与一般的自来水不同，并不包含矿物成分等杂质，因而即便用于普通的加湿器中也不会产生白色粉末。另一方面，由于附着在蒸发器表面的杂菌或灰尘与结露水一起滴落，所以气化过滤器或加湿盘中的水中容易混入空气中的杂菌，且随时间经过繁殖出大量细菌从而变为不卫生的水。因此，现有的除加湿装置中，不将除湿中产生的结露水用作加湿用的水。

虽已说明本发明涉及的高分子吸湿材料将一般自来水中所含的矿物成分作为结构的一部分而吸入，但此时杂菌也捕捉在凝胶中。因此，发现如下效果，在被高分子吸湿材料一次吸入后，再次作为水而提取的空气中的水分或自来水中细菌或矿物成分非常少。实施方式六中说明的除加湿装置中，在利用自动运转而作为除湿机发挥功能的情况下所回收的水能够直接用作加湿运转时的加湿用的水。

实施方式六中表示的除加湿装置104中，也能够采用实施方式四中公开的气化部15。在将本实施方式的除加湿装置104用作除湿装置时，气化部15不发挥特别的功能。这是因为，在用作除湿装置时，位于加湿区25的高分子吸湿材料2是LCST以下的温度，因而不会释出水，气化部15当然不会起作用。然而，在将除加湿装置104作为加湿装置发挥作用时，正如实施方式四中说明的那样，气化部15是有效的。如所述那样因作为扩大气化面积的装置发挥作用，所以能够提高加湿效率。

〔高分子吸湿材料的详细情况〕

以下，对所述各实施方式中使用的含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料的详细情况进行说明。另外，在本说明书中，在意思是指“丙烯酸”或者“甲基丙烯酸”中的任一个的情况下，记为“(甲基)丙烯酸”。

所述各实施方式中，使用包含刺激响应性高分子的干燥体的高分子吸湿材料。特别是在刺激响应性高分子为交联体的情况下，形成高分子交联而形成的三维的网眼结构吸收水、有机溶剂等溶剂而溶胀的高分子凝胶的情况为多。该情况下，所述各实施方式中，使用高分子凝胶的干燥体。

此处，高分子凝胶的干燥体是指通过使高分子凝胶干燥而除去了溶剂的物质。另外，本发明中，高分子凝胶的干燥体不需要从高分子凝胶中将溶剂完全除去，只要能够吸收空气中的水分，则也可包含溶剂或水。因而，关于所述高分子凝胶的干燥体的含水率，只要该干燥体能够吸收空气中的水分，则不作特别限定，例如更优选为40重量％以下。另外，此处含水率是指水分相对于高分子凝胶的干燥重量的比例。

刺激响应性高分子是指响应外部刺激而使其性质可逆地发生变化的高分子。本发明中，使用响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子。

关于所述外部刺激，不作特别限定，例如能够列举热、光、变动的电场、变动的磁场、pH等。

此外，响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化是指被赋予了外部刺激的高分子响应外部刺激而在亲水性与疏水性之间可逆地变化。

其中，关于响应热而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子，即，温度响应性高分子，是通过使用简易的加热装置使温度变化，而能够可逆地进行空气中的水分即水蒸气的吸湿、经吸湿的水分的释出，因而能够特别适合地用于湿度调节机。

关于所述温度响应性高分子，更具体来说，例如能够列举聚(N-异丙基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-正丙基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-甲基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-乙基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-正丁基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-异丁基(甲基)丙烯酰胺)、聚(N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺)等聚(N-烷基(甲基)丙烯酰胺)；聚(N-乙烯基异丙基酰胺)、聚(N-乙烯基正丙基酰胺)、聚(N-乙烯基正丁基酰胺)、聚(N-乙烯基异丁基酰胺)、聚(N-乙烯基-叔丁基酰胺)等聚(N-乙烯基烷基酰胺)；聚(N-乙烯吡咯啶酮)；聚(2-乙基-2-恶唑啉)、聚(2-异丙基-2-恶唑啉)、聚(2-正丙基-2-恶唑啉)等聚(2-烷基-2-恶唑啉)；聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基乙基醚等聚乙烯基烷基醚；聚环氧乙烷与聚环氧丙烷的共聚物；聚(氧乙烯乙烯基醚)；甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等纤维素衍生物等及这些高分子的共聚物。

此外，温度响应性高分子也可以是这些高分子的交联体。在温度响应性高分子为交联体的情况下，作为该交联体，例如能够列举N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丙基(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁基(甲基)丙烯酰胺、N-异丁基(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺等N-烷基(甲基)丙烯酰胺；N-乙烯基异丙基酰胺、N-乙烯基正丙基酰胺、N-乙烯基正丁基酰胺、N-乙烯基异丁基酰胺、N-乙烯基-叔丁基酰胺等N-乙烯基烷基酰胺；乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚等乙烯基烷基醚；环氧乙烷与环氧丙烷；2-乙基-2-恶唑啉、2-异丙基-2-恶唑啉、2-正丙基-2-恶唑啉等2-烷基-2-恶唑啉等单体或将这些单体中的2种以上在交联剂的存在下聚合所获得的高分子。

作为所述交联剂，适当地选择现有公知的交联剂而使用即可，例如能够适合使用乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、N,N'-亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、甲苯二异氰酸酯、二乙烯苯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等具有聚合性官能基的交联性单体；戊二醛；多元醇；多元胺；多元羧酸；钙离子、锌离子等金属离子等。这些交联剂可以单独使用，也可以将两种以上组合使用。

此外，能够在温度响应性高分子中混合碳或氧化铁等不溶性粒子而使用。若如此，由于碳或氧化铁等利用磁场变动而发热，因而能够将外部刺激作为磁场。

此外，作为响应光而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子，能够列举偶氮苯衍生物、螺吡喃衍生物等因光而亲水性或极性发生变化的高分子，这些高分子与温度响应性高分子及pH值响应性高分子中的至少任一个的共聚物，所述光响应性高分子的交联体，或者所述共聚物的交联体。

此外，作为响应电场而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子，能够列举具有羧基、磺酸基、磷酸基、胺基等解离基的高分子，含有羧基的高分子与含有胺基的高分子的复合体这样的利用静电相互作用或氢键等形成复合体的高分子，或者这些高分子的交联体。

此外，作为响应pH值而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子，能够列举具有羧基、磺酸基、磷酸基、胺基等解离基的高分子，含有羧基的高分子与含有胺基的高分子的复合体这样的利用静电相互作用或氢键等形成复合体的高分子，或者这些高分子的交联体。

此外，刺激响应性高分子可以是所述刺激响应性高分子的衍生物，也可以是与其他单体的共聚物。另外，作为其他单体，不作特别限定，也可以是任何单体。例如能够适合使用(甲基)丙烯酸、烯丙胺、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酰胺、N,N'-二甲基(甲基)丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸烷基酯、马来酸、乙烯基磺酸、乙烯苯磺酸、丙烯酰胺烷基磺酸、二甲胺基丙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈等单体。

或者，刺激响应性高分子也可以是其他的经交联的高分子或未交联的髙分子、及形成相互渗入高分子网眼结构或半相互渗入高分子网眼结构而成的高分子。

所述刺激响应性高分子的分子量也不作特别限定，优选根据凝胶渗透色谱法(GPC，Gel Permeation Chromatography)而确定的数量平均分子量为3000以上。

〔总结〕

本发明的方式一涉及的加湿装置的特征在于包括：供给加湿用的水的供水部，响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子吸湿材料或含有所述刺激响应性高分子的高分子吸湿材料，对所述高分子吸湿材料赋予外部刺激的刺激赋予部，以及对所述高分子吸湿材料送风且利用加热使渗出的水气化的送风风扇。

更具体地说，将所述高分子吸湿材料与刺激赋予部形成于基板上而形成作为单位的元件，组合多个所述元件而构成圆筒状的加湿单元，通过设为交替地通过吸水区与加湿区的能够旋转的结构而同时地实现吸水与释出。

根据所述构成，在使加湿用的水被高分子吸湿材料一次地吸收后，利用加热使释出的水气化，因而具有加湿用的水中所含的矿物成分被高分子吸湿材料除去，而不会因加湿产生白色粉末的效果。

此外，所述高分子吸湿材料因将加湿用的水中所含的矿物成分作为结构的一部分而吸入，所以具有矿物成分不会在加湿单元中析出的效果。此外，所吸入的矿物成分会产生使高分子吸湿材料的结构变得牢固的效果。

本发明的方式二涉及的加湿装置除所述方式一外，使储存加湿用的水的加湿盘的水位可变地构成。例如，使用供水阀或排水阀、及供水泵等公知的机构来调节水位。

本发明的方式二涉及的加湿装置中，在不进行加湿动作时利用未图示的控制部使加湿盘的水位下降。因在进行加湿动作时以外不使高分子吸湿材料浸渍到加湿用的水中，所以实现防止不必要损耗的效果。

本发明的方式三的加湿装置除所述方式一外，具备供水喷嘴及供水泵。

根据所述构成，因能够使对高分子吸湿材料的供水量可变，所以实现能够自由地调整加湿量的效果。此外，因在进行加湿动作时以外不使高分子吸湿材料浸渍到水中，所以能够抑制不必要的损耗。

本发明的方式四的加湿装置除所述方式一外，在加湿区中具备使从被加热的高分子吸湿材料释出的水容易气化的气化部。

根据所述构成，从高分子吸湿材料表面积极地吸入水，水容易被释出，并且气化部扩大有助于水的气化的表面积，因而实现加湿效率提高的效果。

本发明的方式五的加湿装置除所述方式四外，具备气化部，该气化部具有使从高分子吸湿材料的表面释出的水在内部聚集的结构。

根据所述构成，因细孔数量在气化部的吸水侧表面与释出侧表面不同，所以能够从高分子吸湿材料表面吸入水，并将吸入的水聚集而向释出侧送出。由此，促进水从高分子吸湿材料表面的释出，从而在释出侧使水滴变得膨胀而释出，因而能够提升气化部的功能。实现即便水少量地释出也容易气化从而提高加湿效率的效果。

本发明的方式六的除加湿装置在所述方式三中公开的加湿装置中，在吸水区内还设置着对加热器供电以能够加热高分子吸湿材料的加热器用固定电极。

根据所述构成，能够在加湿区内吸湿空气中的水分，且在吸水区内以水的形式从高分子吸湿材料释出。由此，能够利用加湿装置的构成发挥除湿功能。即，加湿装置与除湿装置成为一体，能够判断周围条件且通过控制而分开使用加湿功能与除湿功能，或使加湿与除湿连续动作。

此外，根据所述构成，能够共有大致相同的构成部件而实现加湿功能与除湿功能，因而构成部件较少即可，从而小型化、轻量化变得容易。进而，实现作为空调装置的功能扩大及便利性提高的效果。

实施方式一至实施方式六中，设为将加热器与加湿单元一体化的结构，但也可另外设置加热器。只要设置于加湿单元的附近且能够对作为加湿单元而形成的高分子吸湿材料进行加热即可，能够使用放射热的普通的加热器。

本发明的加湿方法使用响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子吸湿材料或含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料，其特征在于包括下述步骤：使高分子吸湿材料吸收加湿用的水；对所述高分子吸湿材料赋予外部刺激而降低与水的亲和性；以及利用送风将从高分子吸湿材料释出的水气化。

根据本发明，在使加湿用的水被高分子吸湿材料一次地吸收后，利用加热使释出的水气化，因而具有加湿用的水中所含的矿物成分被高分子吸湿材料除去，而不会因加湿产生白色粉末的效果。

此外，所述高分子吸湿材料因将加湿用的水中所含的矿物成分作为结构的一部分吸入，所以具有矿物成分不会在加湿单元中析出的效果。进而，产生如下效果，即，所吸入的矿物成分通过进行交联而使高分子吸湿材料的结构变得牢固。

此外，根据本发明，因只要将高分子吸湿材料加热到超过LCST的程度并进行冷却便能够进行除湿或加湿，所以实现如下效果，即，不会过冷却或无须使用较大的热量便能够高效率地进行湿度调节的效果。

本发明的加湿装置或除加湿装置包括：供给加湿用的水的供水部；响应外部刺激而与水的亲和性可逆地变化的刺激响应性高分子吸湿材料或含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料；对所述高分子吸湿材料赋予外部刺激而降低与水的亲和性的刺激赋予部；以及对所述高分子吸湿材料送风而使从高分子吸湿材料渗出的水气化的送风装置。

此外，本发明的加湿装置或除加湿装置除所述构成外，其特征在于还包括促进从高分子吸湿材料释出的水的气化的气化部。

此外，本发明的加湿装置或除加湿装置的特征在于：使用基材中形成着多个细孔的构件来作为促进从高分子吸湿材料释出的水气化的气化部。

此外，本发明的除加湿装置除所述构成外，其特征在于：为了将高分子吸湿材料从空气中吸收的水分释出而追加地具备加热机构。

此外，本发明的加湿方法的特征在于包括下述步骤：使刺激响应性高分子吸湿材料或含有刺激响应性高分子的高分子吸湿材料吸收加湿用的水；对所述高分子吸湿材料赋予刺激而降低与水的亲和性；以及利用送风使水从高分子吸湿材料气化。

产业上的可利用性

本发明涉及的加湿装置可以因小型化轻量化而装入到其他空气调节装置中。

此外，本发明涉及的加湿方法可以适用于调湿装置。

符号说明

1 加湿单元

2 高分子吸湿材料

3 基材

4 加热器(刺激赋予部)

5 吸气口

6 吸气过滤器

7 排气口

8 送风风扇

9 加湿盘

10 步进马达

12 空气(处理前)

13 空气(处理后)

14 滴落水

15 气化部

16 水滴除去部

18 供水喷嘴

19 供水泵

23 空气流通壁

24 吸水区

25 加湿区