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技術 加湿器

出願人 株式会社チノーアドバンス理工株式会社
発明者 山田興伸横山健吉田規一島田賢次鈴木幹
出願日 2016年11月29日 (5年1ヶ月経過) 出願番号 2016-231515
公開日 2018年6月7日 (3年6ヶ月経過) 公開番号 2018-087664
状態 特許登録済
技術分野 加湿
主要キーワード 敷設形状 露点範囲 円錐面形状 マグネットスターラ 評価試験装置 気液分離管 恒温状態 入り口近傍
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題

高精度にガス加湿する加湿器を提供すること。

解決手段

貯水槽2に設けられる還流チャンバー40、両端が開口された円筒形の第1壁部42aと漏斗形状の第1水受け部42bとを有し、両者の間に所定幅の第1間隙42dを第1水受け部42bの周囲に設けた第1隔壁42と、両端が開口された円筒形の第2壁部43aの内壁面に対し、開口する上端側開口部から下端側に至るにつれてその内径及び外径円錐面形状縮小する漏斗形状の第2水受け部43bが隙間なく設けた第2隔壁43と、両端が開口された円筒形の第3壁部44aと漏斗形状の第3水受け部44bとを有し、両者の間に第1間隙42dよりも幅が狭い第2間隙44dを第3水受け部44bの周囲に設けた第3隔壁44とを備えている。

概要

背景

燃料電池は、一般的には原料ガス改質した改質ガス酸化剤ガスとを電解質に送り込み、電気化学的な反応により電気を発生させて電力と熱とを同時に発生させる装置である。

下記特許文献1には、燃料電池の性能評価を行う評価試験装置に接続され、燃料電池の正極(カソード)や負極(アノード)に温度や湿度などの供給条件を調整したガス水素ガス水素を含むガス、酸素など)を供給するガス供給装置について開示されている。このガス供給装置は、乾燥ガスを所定の露点温度となるように、所謂バブリング方式により燃料電池に供給するタンク内に、所望の温度に制御された水中へ加湿したいガスを吹き込んで飽和水蒸気分の水分をガスに随伴させた加湿ガスを供給している。

概要

高精度にガスを加湿する加湿器を提供すること。貯水槽2に設けられる還流チャンバー40、両端が開口された円筒形の第1壁部42aと漏斗形状の第1水受け部42bとを有し、両者の間に所定幅の第1間隙42dを第1水受け部42bの周囲に設けた第1隔壁42と、両端が開口された円筒形の第2壁部43aの内壁面に対し、開口する上端側開口部から下端側に至るにつれてその内径及び外径円錐面形状縮小する漏斗形状の第2水受け部43bが隙間なく設けた第2隔壁43と、両端が開口された円筒形の第3壁部44aと漏斗形状の第3水受け部44bとを有し、両者の間に第1間隙42dよりも幅が狭い第2間隙44dを第3水受け部44bの周囲に設けた第3隔壁44とを備えている。

目的

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、所望する露点温度まで効率よく高精度にガスを加湿することができる加湿器を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

所定温度に保たれた水が貯水される貯水槽と、前記貯水槽内の前記水に被加湿ガスを放出するバブリング手段と、前記貯水槽内に設置され、前記被加湿ガスを加湿する還流チャンバーと、を備え、前記還流チャンバーは、両端が開口された円筒形の第1壁部と漏斗形状の第1水受け部とを有し、両者の間に所定幅の第1間隙が設けられた第1隔壁と、両端が開口された円筒形の第2壁部の内壁面に対し、漏斗形状の第2水受け部が隙間なく設けられた第2隔壁と、両端が開口された円筒形の第3壁部と漏斗形状の第3水受け部とを有し、両者の間に前記第1間隙よりも幅が狭い第2間隙が設けられた第3隔壁とを備え、前記第1隔壁、前記第2隔壁、前記第3隔壁をこの順に積層して収容部内に収容されていることを特徴とする加湿器

請求項2

前記第2隔壁と前記第3隔壁は、この順で多段に積層されることを特徴とする請求項1記載の加湿器。

請求項3

前記バブリング手段は、前記貯水槽内に貯水される水の水面から底部に向かって敷設され、その先端に前記被加湿ガスを気泡にして放出させるバブラー具備するガス供給管であることを特徴とする請求項1又は2記載の加湿器。

請求項4

前記貯水槽の底部には、貯水された水を槽内で対流させる攪拌手段を備えていることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の加湿器。

技術分野

0001

本発明は、乾燥ガスから所望する露点温度加湿ガスを生成する加湿器に関するものである。

背景技術

0002

燃料電池は、一般的には原料ガス改質した改質ガス酸化剤ガスとを電解質に送り込み、電気化学的な反応により電気を発生させて電力と熱とを同時に発生させる装置である。

0003

下記特許文献1には、燃料電池の性能評価を行う評価試験装置に接続され、燃料電池の正極(カソード)や負極(アノード)に温度や湿度などの供給条件を調整したガス水素ガス水素を含むガス、酸素など)を供給するガス供給装置について開示されている。このガス供給装置は、乾燥ガスを所定の露点温度となるように、所謂バブリング方式により燃料電池に供給するタンク内に、所望の温度に制御された水中へ加湿したいガスを吹き込んで飽和水蒸気分の水分をガスに随伴させた加湿ガスを供給している。

先行技術

0004

特開2009−266561号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところが、特許文献1に開示される加湿器を含むバブリング方式の加湿器では、以下のような課題があった。
(課題1)
乾燥ガスを貯水タンクの底部から吹き込んで水中に滞留させ、水温と等しい温度の乾燥ガスに飽和量水蒸気を含ませる構成であるが、ガス導入管が底部近傍から直接吹き出されてしまうため、吹き出した乾燥ガスが水温と同温度に熱交換されず高精度に露点温度に近づけるのが難しい。
(課題2)
貯水タンクの底部から水中に向けて吹き込むだけの構成であるため、ガスの加湿時間が短く、所望する露点範囲(例えば35℃〜90℃)で高精度な露点精度(±0.2℃程度)を得ることが難しい。
(課題3)
貯水タンク内貯水された水は、ヒーターで温められており、タンク内の温度変化を用いて自然対流によりタンク内を対流させているが、タンク内部の水を加熱して温度制御する場合にタンク内に温度ムラが起こりやすく、水温の温度制御が難しい。

0006

以上のように、加湿ガスは燃料電子の性能に大きく影響するが、従来の加湿器では、加湿器に供給される乾燥ガスを高精度に所望する露点温度とすることが難しいため、効率よく高精度に所望する露点温度が調整可能な加湿器の開発が求められている。

0007

そこで、本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、所望する露点温度まで効率よく高精度にガスを加湿することができる加湿器を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0008

上記した目的を達成するため、本発明に係る第1の態様は、所定温度に保たれた水が貯水される貯水槽と、
前記貯水槽内の前記水に被加湿ガスを放出するバブリング手段と、
前記貯水槽内に設置され、前記被加湿ガスを加湿する還流チャンバーと、
を備え、
前記還流チャンバーは、両端が開口された円筒形の第1壁部と漏斗形状の第1水受け部とを有し、両者の間に所定幅の第1間隙が設けられた第1隔壁と、
両端が開口された円筒形の第2壁部の内壁面に対し、漏斗形状の第2水受け部が隙間なく設けられた第2隔壁と、
両端が開口された円筒形の第3壁部と漏斗形状の第3水受け部とを有し、両者の間に前記第1間隙よりも幅が狭い第2間隙が設けられた第3隔壁とを備え、
前記第1隔壁、前記第2隔壁、前記第3隔壁をこの順に積層して収容部内に収容されていることを特徴とする、加湿器である。

0009

本発明に係る第2の態様は、第1の態様に係る加湿器において、前記第2隔壁と前記第3隔壁は、この順で多段に積層されることを特徴とする、加湿器である。

0010

本発明に係る第3の態様は、第1又は第2の態様に係る加湿器において、前記バブリング手段は、前記貯水槽内に貯水される水の水面から底部に向かって敷設され、その先端に前記被加湿ガスを気泡にして放出させるバブラー具備するガス供給管であることを特徴とする、加湿器である。

0011

本発明に係る第4の態様は、第1〜第3の何れかの態様に係る加湿器において、前記貯水槽の底部には、貯水された水を槽内で対流させる攪拌手段を備えていることを特徴とする、加湿器である。

発明の効果

0012

本発明によれば、貯水槽内の水を通過して該水槽内より若干の高温気層を通過し還流チャンバーに導入された被加湿ガスは、還流チャンバー内の第1隔壁、第2隔壁、第3隔壁の順に移動し、各隔壁において下流に移動しながら徐々に冷却飽和状態となり、また過飽和により隔壁内面に生成した結露水にも恒温状態で十分に接触するため、従来の加湿器と比べてより高精度に被加湿ガスを所望の露点温度にすることができる。

0013

また、ガス供給管は、貯水槽に貯水された水の水面から底部に向かって水中を通るように敷設されているため、供給された被加湿ガスが管内で熱交換され水温に近づけることができる。

0014

さらに、貯水槽の底部に貯水された水を槽内で対流させる攪拌手段を備えているため、槽内における水の温度ムラがなくなり水温を均一化することができる。

図面の簡単な説明

0015

本発明に係る加湿器の構成を示す概略断面図である。
同加湿器の還流チャンバーの構成を示す概略断面図である。
(a)は還流チャンバーに収容される第1隔壁の概略構成を示す斜視図であり、(b)は同隔壁の平面図である。
(a)は還流チャンバーに収容される第2隔壁の概略構成を示す斜視図であり、(b)は同隔壁の平面図である。
(a)は還流チャンバーに収容される第3隔壁の概略構成を示す斜視図であり、(b)は同隔壁の平面図である。
還流チャンバーに導入された被加湿ガスのチャンバー内の流れを示す概念図である。

実施例

0016

以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、この形態に基づいて当業者などによりなされる実施可能な他の形態、実施例及び運用技術などは全て本発明の範疇に含まれる。

0017

本発明の加湿器1は、その用途として、例えば燃料極(負極)と空気極(正極)を電解質に重ねたセル部を有する燃料電池(例えば固体高分子形燃料電池PEFC)、固体酸化物形燃料電池SOFC)など)の性能評価を行う際に、セル部に供給されるガス(水素や水素を含むガス、酸素など乾燥ガス)を所望の露点温度に加湿する装置である。

0018

なお、本発明に係る加湿器1は、供給先に応じて所望の露点温度となるように供給するガスを加湿することができるため、供給先が燃料電池評価試験装置には限定されず、例えば湿度計校正する湿度校正装置などに採用することもできる。

0019

また、以下の説明において、加湿器1に供給された加湿前のガス(乾燥ガス)が所望する露点温度に達した状態のガスを「加湿ガス」とし、この加湿ガスより加湿程度の低い(露点温度が低い)ガス(すなわち、加湿器1に供給される前の未加湿状態の乾燥ガスや、加湿器1に供給されたが所望の露点温度に達していない加湿中の乾燥ガス)を「被加湿ガス」と称する。

0020

図1に示すように、本発明に係る加湿器1は、槽基部10と、槽基部10に取り付けられる槽外壁20と、槽基部10に槽外壁20が装着されて形成される貯水槽2内に貯留された水に加湿対象となる被加湿ガスを供給するガス供給管30と、ガス供給管30から供給された被加湿ガスを露点温度まで高精度に加湿するための還流チャンバー40と、還流チャンバー40で加湿された加湿ガスと加湿時に生じた余分な水とを分離してそれぞれ排出する気液分離管50とで構成されている。

0021

また、加湿器1を構成する各部品は、水による腐食を防ぐように耐腐食性を有するとともに、槽外壁20の外周に配設されるヒーター21や貯水槽2内の水の水温が槽内部に熱が伝わるように熱伝導性を有するステンレス(例えばSUS304)などの金属部品で構成される。

0022

槽基部10は、上部が開口された有底略円筒形状の本体の底部近傍に、螺旋状に巻回されたヒーター11が設けられ、開口部分に対しパッキン(Oリング)を介して槽外壁20が装着されることで、密閉状態の貯水槽2が形成される。

0023

また、槽基部10の底部における略中央部分には、ヒーター11によって加熱された貯水槽2内の水を槽内で対流させる攪拌手段12を備えている。この攪拌手段12は、例えば風車状の攪拌子12aを備えたマグネットスターラなどで構成され、ヒーター11で加熱された貯水槽2内の水温が均一となるように槽内の水を対流させている。

0024

なお、ヒーター11は、図示しない温度計で測定した槽内の水温が所望の露点温度となるように、図示しない制御部によって駆動制御される。また、攪拌手段12は、貯水槽2内に貯水された水を槽内で対流させて槽内水温が一定となるように、制御部によって攪拌子の回転量が規定の回転量となるように制御する構成、若しくは図示しない温度計によって測定された貯水槽2内の水温に基づき制御部が攪拌子の回転量を制御する構成となっている。

0025

槽外壁20は、一端が閉止され他端が開口した略円筒形状の部材であり、還流チャンバー40を槽基部10に取り付けた状態で槽基部10の開口部分と位置合わせして突き合わせ、ボルト螺子止めされる。また、槽外壁20の周囲には、貯水槽2における槽空間内の気層の温度を水温よりも若干高温にするヒーター21が配設されている。このヒーター21は、図示しない温度計で測定した槽空間内の気層の温度が水温よりも若干高温となるように、温度計で測定された温度に基づき制御部によって駆動制御される。

0026

ガス供給管30は、槽外壁20の上部近傍に形成された挿通孔から槽内に向けて略水平に挿通され、貯水槽2内部で挿通された部分を鉛直方向に向かって略90°屈曲させて貯水槽2の底部に向かって敷設された管である。

0027

また、ガス供給管30の先端には、供給した被加湿ガスを複数の気泡で水中に放出するため、複数の放出孔が形成されたバブラー31が設けられており、ガス供給管30とバブラー31とで加湿器1のバブリング手段として機能する。

0028

貯水槽2には、貯水槽2内に配設される還流チャンバー40の上部(後述する蓋部41を含むチャンバー上部)を除いた部分が浸漬するように所定量の水が貯水され、ガス供給管30の導入部分は水に浸漬しないが、導入部分から屈曲し貯水槽2の底部に向かう途中から被加湿ガスの排出口に至るまでの部分が水に浸漬する。

0029

このように、ガス供給管30は、貯水槽2に貯水された水の水面側から底部に至るまで敷設することで、供給された被加湿ガスが、槽上部から漕底部に向かう過程で貯水された水の水温で熱交換され、被加湿ガスの温度を水温に近づけることができる。
なお、ガス供給管30の浸漬する管長が長ければ長いほど、被加湿ガスをより水温に近づけることができるため、ガス供給管30の敷設形状はこれに限定されず、必要に応じて螺旋形状などを採用してもよい。

0030

還流チャンバー40は、図2に示すように、還流チャンバー40は、蓋部41と、第1隔壁42と、第2隔壁43と、第3隔壁44と、チャンバー基部45と、収容部46とを備えている。還流チャンバー40は、貯水槽2内部に配置され、貯水槽1に貯水された水を通過した被加湿ガスを取り入れ上層から下層に向けて被加湿ガスが流れることで、チャンバー内において冷却飽和状態となり、取り入れた被加湿ガスを所望の露点温度になるように加湿する。

0031

蓋部41は、一端が閉止され他端が開口した円筒形状の部材であり、収容部46の上部にパッキン(Oリング)を介して嵌合される。また、蓋部41の略中央部分には、ガス導入管41aが垂設され、該管の先端が略逆J字状をなすように折り返されている。さらにガス導入管41aの先端が鋭角をなすように加工されており、ガス導入時にガス導入管41aの入り口近傍結露した水滴管外に排出されるようにしている。

0032

第1隔壁42は、図3(a)、(b)に示すように、収容部46の内径と等しい外径で両端が開口された円筒形の第1壁部42aと、開口する上端側開口部から下端側に至るにつれてその内径及び外径が円錐面形状縮小する漏斗形状の第1水受け部42bとを備え、第1壁部42aの内壁面に対し、第1水受け部42bの上端側開口部が複数の固定部材42c(例えば板金)によって固設されている。

0033

また、第1壁部42aの内面と第1水受け部42bとの間には、所定幅の第1間隙42dが設けられている。この第1間隙42dの幅は、加湿器1の装置仕様(還流チャンバー40のサイズ、第2隔壁43や第3隔壁44の数など)や加湿ガスの供給先の使用環境に応じて最適な幅で設計される。

0034

さらに、第1水受け部42bの下端における略中央部分には、結露した水滴が表面張力によって所定量貯留された後に重力によって下方に排出されるような径で設計された円環形状の第1排出口42eが形成されている。

0035

第1隔壁42では、第1水受け部42bに水滴が所定量溜まり、その後重力によって滴下するまでの間は第1排出口42eが塞がった状態となるため、ガス導入管41aから導入された被加湿ガスを、第1間隙42dから下流に流出させるようにしている。よって、第1排出口42eを通過させるよりも加湿時間が確保され、過飽和により隔壁内面に生成した結露水にも恒温状態で十分に接触させることができるため、効率的に被加湿ガスを所望の露点温度に近づけることができる。

0036

第2隔壁43は、図4(a)、(b)に示すように、収容部46の内径と等しい外径で両端が開口された円筒形の第2壁部43aと、開口する上端側開口部から下端側に至るにつれてその内径及び外径が円錐面形状に縮小する漏斗形状の第2水受け部43bとを備えている。

0037

また、第2水受け部43bは、第1隔壁42や第3隔壁44とは異なり、第2壁部43aの内壁面に対して隙間なく固設されている。

0038

さらに、第2水受け部43bの下端における略中央部分には、上流から排出された水や結露した水滴が溜まることなく被加湿ガスと共に下流に排出されるように、第1排出口42eや後述する第3排出口44eと比べて大径(例えば、ガス導入管41aの内径と同径)となる円環形状の第2排出口43cが形成されている。

0039

第2隔壁43では、上流から第2水受け部43bに滴下した水や結露した水滴と、被加湿ガスとが第2排出口43cから下流に流出されるとともに、上流から移動した被加湿ガスが第2排出口43cを通過することで、該ガスの流速が第1隔壁42や第3隔壁44と比べて速くなる。また、第1隔壁42や第3隔壁44程ではないが、過飽和により隔壁内面に生成した結露水にも恒温状態で十分に接触させることができる。

0040

第3隔壁44は、図5(a)、(b)に示すように、収容部46の内径と等しい外径で両端が開口された円筒形の第3壁部44aと、開口する上端側開口部から下端側に至るにつれてその内径及び外径が円錐面形状に縮小する漏斗形状の第3水受け部44bとを備え、第3壁部44aの内壁面に対し、第3水受け部44bの上端側開口部が複数の固定部材44c(例えば板金)によって固設されている。

0041

また、第3壁部44aの内面と第3水受け部44bとの間には、所定幅の第2間隙44dが設けられている。この第2間隙44dの幅は、加湿器1の装置仕様(還流チャンバー40のサイズ、第2隔壁43や第3隔壁44の数など)や加湿ガスの供給先の使用環境に応じて最適な幅で設計されるが、少なくとも第1隔壁42の第1間隙42dよりも幅が狭くなっている。
これにより、第3隔壁44まで到達した被加湿ガスの加湿時間を第1隔壁42や第2隔壁43よりも確保でき、また過飽和により隔壁内面に生成した結露水にも恒温状態で十分に接触させることができるため、効率的に被加湿ガスを所望の露点温度に近づけることができる。

0042

さらに、第3水受け部44bの下端における略中央部分には、上流から排出された水や結露した水滴が表面張力によって所定量貯留された後に重力によって下方に排出されるような径で設計された円環形状の第3排出口44eが形成されている。

0043

第3隔壁44では、第1水受け部42bと同様、上流から排出された水や第3水受け部44bで結露した水滴が所定量溜まり、その後重力によって滴下するまでの間は第3排出口44eが塞がった状態となるため、上流からの被加湿ガスは、第1間隙42dよりも狭い第2間隙44dを通過して下流に流出される。よって、第3隔壁44は、第1隔壁42よりも隔壁内における被加湿ガスの滞留時間が長くなり、その結果、被加湿ガスの加湿を効率的に行うことができる。

0044

チャンバー基部45は、収容部46がパッキン(Oリング)を介して嵌合される嵌合部45aを有し、嵌合部45aの上部は、収容部46が嵌合される内径で開口し、嵌合部45aの下部は、嵌合部45aから下端側に至るにつれてその内径及び外径が円錐面形状に縮小する漏斗形状をなしている。

0045

また、嵌合部45aの下端における略中央部分には、還流チャンバー40の上流側から滴下される水を気液分離管50へと排出するための円環形状の基部排出口45bが形成されている。

0046

基部排出口45bの内径は、上流から滴下した水が速やかに気液分離管50に流出されるようにするため、第1排出口42e、第2排出口43c及び第3排出口44eよりも大径をなしている。よって、チャンバー基部45に滴下した水は、溜まることなく気液分離管50に排出される。

0047

収容部46は、第1隔壁42、第2隔壁43及び第3隔壁44を収容する両端が開口された円筒形部材であり、下部開口とチャンバー基部45上部の開口と突き合わせた状態で嵌合し、第1隔壁42、第2隔壁43及び第3隔壁44が所定数収容される。

0048

なお、本発明の加湿器1において、第1隔壁42は1個収容し、第2隔壁43及び第3隔壁44は、加湿器1の仕様によって収容部46に収容する個数が適宜決定されるが、少なくとも一組以上収容されていればよい。

0049

還流チャンバー40の組み立て順序としては、まずチャンバー基部45に収容部46を嵌合する。
次に、収容部46に第1隔壁42、第2隔壁43、第3隔壁44を所定数収容する。収容する順序は、収容部46の上から第1隔壁42、第2隔壁43、第3隔壁44の順とし、以降、第2隔壁43と第3隔壁44とを交互に配置され、最下方に位置する隔壁から順に収容される。図2の例では、第1隔壁42が1個、第2隔壁43が5個、第3隔壁44が5個の計10個が収容部46に収容されている。
そして、第1隔壁42、第2隔壁43及び第3隔壁44を収容部46に収容した後、収容部46の上部開口に蓋部41を嵌合して還流チャンバー40の組み立てが終了する。

0050

次に、図6を参照しながら、還流チャンバー40に導入された被加湿ガスの流れについて説明する。なお、図中の点線矢印は、還流チャンバー40内における被加湿ガスや加湿ガスの流れを示している。

0051

図6に示すように、ガス導入管41aから導入された被加湿ガスは、第1隔壁42に導入される。第1隔壁42に導入された被加湿ガスは、第1水受け部42bに突き当たった後、該水受け部の上方で自然対流しながら第1間隙42dを通って下流の第2隔壁43へと移動する。

0052

第1隔壁42において、結露した水滴によって第1排出口42eが塞がっている間、ガス導入管41aから導入された被加湿ガスは、第1水受け部42bの上方で対流しながら第1壁部42aに突き当たることで熱交換され、第1間隙42dを通って第2隔壁43に移動する。

0053

また、第1水受け部42bに所定量の水が溜まって重力によって排出されると、被加湿ガスは、第1間隙42dと第1排出口42eを通って下流に移動する。

0054

次に、第2隔壁43に移動した被加湿ガスは、第2水受け部43bに当たりつつ第2排出口43cから下流の第3隔壁44へと移動する。

0055

第2隔壁には第2壁部43aと第2水受け部43bとの間に隙間がないため、被加湿ガスは、第2排出口43cを通じて上流から滴下した水と共に下流に移動する。ここで、第2隔壁43から下流の第3隔壁44へ移動する被加湿ガスの速度が、第1隔壁42から移動してきた被加湿ガスの速度よりも速くなるため、この速度差によって被加湿ガスが滞留せず下流に向かう気流が作られる。

0056

次に、第3隔壁44に移動した被加湿ガスは、第3水受け部44bに突き当たった後、該水受け部44bの上方で自然対流しながら第2間隙44dを通って下流の第2隔壁43へと移動する。

0057

第3隔壁44において、第2水受け部43bから排出された水や結露した水滴によって第3排出口44eが塞がっている間、ガス導入管41aから導入された被加湿ガスは、第3水受け部44bの上方で対流しながら第3壁部44aに突き当たることで熱交換され、第2間隙44dを通って第2隔壁43に移動する。

0058

また、第3水受け部44bに所定量の水が溜まって重力によって排出されると、被加湿ガスは、第2間隙44dと第3排出口44eを通って下流に移動する。第2間隙44dの幅は、第1間隙42dの幅と比べて狭くなっているため、被加湿ガスの滞留時間が長くなり、より効率的に加湿される。

0059

以降、第2隔壁43、第3隔壁44の順で被加湿ガスが流れ込み、それぞれの隔壁において加湿され、被加湿ガスは、気液分離管50に到達する時点で所望の露点温度の加湿ガスとなり排出される。

0060

気液分離管50は、チャンバー基部45の基部排出口45bと接続される水排出管51と、水排出管51の途中から水の排出方向と逆(図中では水の排出方向が下方であるため、上方)に向かって分岐するガス排出管52とで構成される。

0061

気液分離管50は、チャンバー基部45から排出された水と加湿ガスが水排出管52とガス排出管51との分岐点で分離され、還流チャンバー40から排出された水は水排出管51へ、加湿ガスはガス排出管52に向かってそれぞれ流出する。また、図示しないが、水排出管52は貯水槽2の上部と連通する循環経路となっており、水排出管52に排出された水は、再度貯水槽2に戻されるようになっている。

0062

以上説明したように、上述した加湿器1は、貯水槽2内に貯水された水に上部が浸漬しないように配置される還流チャンバー40の構成として、両端が開口された円筒形の第1壁部42aと漏斗形状の第1水受け部42bとを有し、両者の間に所定幅の第1間隙42dを第1水受け部42bの周囲に設けた第1隔壁42と、両端が開口された円筒形の第2壁部43aの内壁面に対し、開口する上端側開口部から下端側に至るにつれてその内径及び外径が円錐面形状に縮小する漏斗形状の第2水受け部43bが隙間なく設けた第2隔壁43と、両端が開口された円筒形の第3壁部44aと漏斗形状の第3水受け部44bとを有し、両者の間に第1間隙42dよりも幅が狭い第2間隙44dを第3水受け部44bの周囲に設けた第3隔壁44とを、備え、上流側から第1隔壁42、第2隔壁43、第3隔壁44の順に積層し収容部46に収容している。

0063

これにより、貯水槽2内の水を通過して該水槽内より若干の高温の気層を通過し還流チャンバー40に導入された被加湿ガスは、第1隔壁42、第2隔壁43、第3隔壁44の順に移動し、各隔壁において下流に移動しながら徐々に冷却飽和状態となり、また過飽和により隔壁内面に生成した結露水にも恒温状態で十分に接触するため、従来の加湿器と比べてより高精度に被加湿ガスを所望の露点温度にすることができる。

0064

また、ガス供給管30は、貯水槽2に貯水された水の水面から底部に向かって水中を通るように敷設されているため、供給された被加湿ガスが管内で熱交換され水温に近づけることができる。これは、従来の加湿器のように貯水タンクの底部から供給される形態と比べて、被加湿ガスが水中を通過する時間が長くなるためであり、水中に放出された際に速やかに所望する露点温度の加湿ガスとすることができる。

0065

さらに、貯水槽2の底部に貯水された水を槽内で対流させる攪拌手段12を備えているため、槽内における水の温度ムラがなくなり水温を均一化することができる。

0066

1…加湿器
2…貯水槽
10…槽基部
11…ヒーター
12…攪拌手段(12a…攪拌子)
20…槽外壁
21…ヒーター
30…ガス供給管
31…バブラー
40…還流チャンバー
41…蓋部
42…第1隔壁(42a…第1壁部、42b…第1水受け部、42c…固定部材、42d…第1間隙、42e…第1排出口)
43…第2隔壁(43a…第2壁部、43b…第2水受け部、43c…第2排出口)
44…第3隔壁(44a…第3壁部、44b…第3水受け部、44c…固定部材、44d…第3間隙、44e…第3排出口)
45…チャンバー基部(45a…嵌合部、45b…基部排出口)
46…収容部
50…気液分離管
51…ガス排出管
52…水排出管

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