(57)【要約】【課題】貯水部の水位管理を正確かつ低コストで実現できる加湿装置を提供すること。【解決手段】排水弁１２と給水弁１５が設けられ、加湿運転を開始直後、所定の時間まで各弁を開き、給水管に溜まっている水の排出を行う。検知部２２は、ＮＴＣサーミスタにより構成され、貯水部１０の水が満水時の位置よりも低い位置に設けられている。温度検知部２３は、周囲温度を検知する用途であって、貯水した水が付着しない位置に設けられ、液体微細化装置１を適用した温度管理を行う加湿装置に設けても良い。温度検知部２３と推定部２５より空気中における検知部２２での推定出力値を算出し、検知部２２で検出された実測出力値との差を算出することで、満水水位まで水が貯水されたかを判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を吸い込む吸込口と、
前記吸込口より吸い込まれた空気を吹き出す吹出口と、
前記吸込口と前記吹出口との間の風路内に設けられ、前記空気を加湿する加湿部と、
前記加湿部により前記空気を加湿するための水を貯水する貯水部と、
前記貯水部に水を供給する給水部と、
所定の水位の位置に設けられ、周囲温度により出力値が可変する検知部と、
前記加湿部における温度を検知する温度検知部と、
前記検知部及び前記温度検知部の情報に基づいて、前記給水部による給水を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記温度検知部によって検知された温度情報を基に前記検知部で算出される出力値を推定する推定部を備え、
前記制御部は、前記推定部によって算出される推定出力値と前記検知部によって算出される実測出力値とを基に前記給水部による水の供給を制御すること
を備えることを特徴とする加湿装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記推定部によって算出される前記推定出力値と前記検知部によって算出される前記実測出力値との差が所定の値以上の場合、前記給水部による給水を停止することを特徴とする請求項１に記載の加湿装置。
【請求項３】
前記推定部は、各温度に応じて前記検知部で出力される出力値を記憶する記憶部を備え、前記温度検知部によって検知された温度情報及び前記記憶部の情報を基に前記推定出力値を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸い込んだ空気に対して、貯水部に貯水された水を含ませて加湿し、加湿した空気を吹き出す加湿装置がある（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の加湿装置では、貯水部内の水位を水位センサにて検知して少なくとも自動給水弁を制御し、貯水部の水位を所定量に保持している。
【０００３】
また、水位を検知する水位センサとして、ＮＴＣ（ＮｅｇａＴｉｖｅ  ＴｅｍｐｅｒａＴｕｒｅ  ＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎＴ）サーミスタ（自己発熱型サーミスタ）を用いたものが知られている（例えば、特許文献２）。この種の水位センサは、ＮＴＣサーミスタに電流を流し、ＮＴＣサーミスタの自己発熱を利用して水位検知を行う。
【０００４】
具体的には、ＮＴＣサーミスタの自己発熱において、熱拡散定数（熱平衡状態でＮＴＣサーミスタ素子の温度を自己発熱によって１℃上げるために必要な電力を表す定数）が空気中と水中で異なることを利用する。即ち、熱拡散定数が高い水中では発熱しにくいため、ＮＴＣサーミスタの抵抗値が高く、結果としてＮＴＣサーミスタの両端電圧が高く現れる。一方、熱拡散定数が低い空気中では発熱しやすいため、ＮＴＣサーミスタの抵抗値が低く、結果としてＮＴＣサーミスタの両端電圧が低く現れる。
【０００５】
ＮＴＣサーミスタを用いた水位センサは、その水位センサが空気中に存在する状態から水中に存在する状態に変化したときに現れる両端電圧の変化に基づいて、その水位センサが設けられた位置に水が存在するか否かを検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２７９５１４号公報
【特許文献２】特開平７−２６０５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載された水位検知では、水位検知手段として、ＮＴＣサーミスタが３つ備えられており、ＮＴＣサーミスタによって検出された値の情報量が増加し制御が複雑になるという課題があった。また、３つのＮＴＣサーミスタを使用するため、配置スペースやコストが高くなるという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、ＮＴＣサーミスタを用いた検知部と周囲温度を検知する温度検知部の２つのセンサを用いて、簡易な構成及び簡易な制御で貯水部への給水を制御することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、本発明の加湿装置は、空気を吸い込む吸込口と、前記吸込口より吸い込まれた空気を吹き出す吹出口と、前記吸込口と前記吹出口との間の風路内に設けられ、前記空気を加湿する加湿部と、前記加湿部により前記空気を加湿するための水を貯水する貯水部と、前記貯水部に水を供給する給水部と、所定の水位の位置に設けられ、周囲温度により出力値が可変する検知部と、前記加湿部における温度を検知する温度検知部と、前記検知部及び前記温度検知部の情報に基づいて、前記給水部による給水を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記温度検知部によって検知された温度情報を基に前記検知部で算出される出力値を推定する推定部を備え、前記制御部は、前記推定部によって算出される推定出力値と前記検知部によって算出される実測出力値とを基に前記給水部による水の供給を制御すること、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の加湿装置によれば、貯水部に設けられた検知部及び加湿部における温度を検知する温度検知部による情報を用いて、制御部が正確に貯水部の水位を把握することができる。したがって、簡易な構成で正確に貯水部の水位を算出することができるという効果を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の液体微細化装置の概略断面図である。
【図２】検知部の空気中における出力値の特性の概略図である。
【図３】同液体微細化装置の給水処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の加湿装置は、空気を吸い込む吸込口と、前記吸込口より吸い込まれた空気を吹き出す吹出口と、前記吸込口と前記吹出口との間の風路内に設けられ、前記空気を加湿する加湿部と、前記加湿部により前記空気を加湿するための水を貯水する貯水部と、前記貯水部に水を供給する給水部と、所定の水位の位置に設けられ、周囲温度により出力値が可変する検知部と、前記加湿部における温度を検知する温度検知部と、前記検知部及び前記温度検知部の情報に基づいて、前記給水部による給水を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記温度検知部によって検知された温度情報を基に前記検知部で算出される出力値を推定する推定部を備え、前記制御部は、前記推定部によって算出される推定出力値と前記検知部によって算出される実測出力値とを基に前記給水部による水の供給を制御することを備えている。
【００１３】
この構成によって、貯水部に設けられた検知部による出力値及び加湿部における温度を検知する温度検知部による情報を用いて、制御部が温度情報を基に算出される推定出力値と検知部の実測出力値とを用いて正確に貯水部の水位を把握することができる。したがって、本発明は、簡易な構成で正確に貯水部の水位を算出することができる効果を備えている。
【００１４】
本発明の加湿装置における前記制御部は、前記推定部によって算出される前記推定出力値と前記検知部によって算出される前記実測出力値との差が所定の値以上の場合、前記給水部による給水を停止することを特徴とする。
【００１５】
この構成によって、制御部は、推定部によって算出される推定出力値と検知部によって算出される実測出力値との差が所定の値以上の場合、検知部の位置に貯水部の水位が到達していると判断し、給水部による給水を停止することができる。したがって、本発明は、推定部によって算出される推定出力値と検知部によって算出される実測出力値とを用いて、正確に貯水部の水位を判定し、給水部による給水を停止することができるという効果を備えている。
【００１６】
本発明の加湿装置における前記推定部は、各温度に応じて前記検知部で出力される出力値を記憶する記憶部を備え、前記温度検知部によって検知された温度情報及び前記記憶部の情報を基に前記推定出力値を算出することを特徴とする。
【００１７】
この構成によって、推定部は、各温度に応じて検知部で出力される出力値を記憶する記憶部を備えることで、温度検知部によって検知された温度情報及び記憶部の情報を基に推定出力値を算出することができる。したがって、本発明は、温度検知部によって検知された温度情報に対応する推定出力値を容易に算出することができ、給水処理における給水制御を簡略することができるという効果を備えいる。
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明の一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１９】
まず、図１を参照して、液体微細化装置の概略構成について説明する。この液体微細化装置は、空気を吸い込む吸込口２と、吸込口２と連通し下方が通風口７として開放された内筒５と、内筒５を内包した外筒９と、その吸込口２より吸い込まれ、内筒５及び外筒９を通過した空気を吹き出す外筒９の上方に設けられた吹出口３があり、吸込口２と吹出口３との間に、吸込連通風路４と、内筒風路６と、外筒風路８と、が形成されている。吸込連通風路４は、吸込口２で吸い込まれた空気が連通する内筒５に向けて流れる風路である。内筒風路６は、内筒５内部に形成される風路であり、吸込連通風路４から流れた空気が内筒５の通風口７に向けて流れる風路である。外筒風路８は、外筒９の内径と内筒５の外径との間に形成される風路であり、内筒５の通風口７より吹き出された空気が外筒９の内側を通って吹出口３へと導かれる風路である。
【００２０】
液体微細化装置は、吸込連通風路４、内筒風路６、外筒風路８内に設けられた液体微細化部１７を備えており、液体微細化部１７により微細化された水を吸込連通風路４、内筒風路６、外筒風路８に流れる空気に含めることで、吸込口２から吸い込んだ空気を加湿する。液体微細化部１７が、本発明の加湿部である。
【００２１】
液体微細化部１７は、液体微細化装置１の主要部であり、水の微細化を行うところである。液体微細化装置１では、吸込口２で取り込んだ空気が、吸込連通風路４を経由して液体微細化部１７へ送られる。そして、液体微細化装置１は、内筒風路６を通る空気に、液体微細化部１７にて微細化された水を含ませて、その水の含んだ空気を、外筒風路８を経由して吹出口３より吹き出すように構成されている。
【００２２】
液体微細化部１７には、上方及び下方が開口された衝突壁５ａを備えている。衝突壁５ａは、内筒５の内側に固定されることで設けられている。また、液体微細化部１７には、衝突壁５ａに囲まれた内側において、回転しながら水を汲み上げる（揚水する）筒状の揚水管１９が備えられている。揚水管１９は、逆円錐形の中空構造となっており、逆円錐形状の天面中心に、鉛直方向に向けて配置された回転軸１８が固定されている。回転軸１８が、液体微細化部１７の外面に備えられた回転モータ２１と接続されることで、回転モータ２１の回転運動が回転軸１８を通じて揚水管１９に伝導され、揚水管１９が回転する。
【００２３】
図１に示す通り、揚水管１９は、揚水管１９の外面から外側に突出するように形成された回転板２０を複数備えている。複数の回転板２０は、回転軸１８の軸方向に所定間隔を設けて、揚水管１９の外面から外側に突出するように形成されている。回転板２０は揚水管１９とともに回転するため、回転軸１８と同軸の水平な円盤形状が好ましい。なお、回転板２０の枚数は、目標とする性能や揚水管１９の寸法に合わせて適宜設定されるものである。
【００２４】
また、揚水管１９の壁面には、揚水管１９の壁面を貫通する開口（図示せず）を備えている。揚水管１９の開口は、揚水管１９の外面から外側に突出するように形成された回転板２０と連通する位置に設けられている。開口の周方向の大きさは、揚水管１９の開口が備えられた部位の外径に合わせてそれぞれ設計する必要があり、例えば揚水管１９の外径の５％から５０％に相当する径、より好ましくは、揚水管１９の５％から２０％に相当する径が挙げられる。なお、上記範囲内において、各開口の寸法を同一のものとしてもよい。
【００２５】
液体微細化部１７の下部には、揚水管１９の鉛直方向下方に、空気を加湿するため揚水管１９により揚水される水を貯水する貯水部１０が設けられている。貯水部１０は、揚水管１９の下部の一部、例えば揚水管１９の円錐高さの三分の一から百分の一程度の長さが浸るように、深さがとられている。この深さは必要な揚水量に合わせて設計できる。
【００２６】
貯水部１０への水の供給は、給水部１３により行われる。給水部１３には、給水管１４が接続されており、例えば水道から給水弁１５を通じて、給水管１４により直接給水する。なお、給水部１３は、予め液体微細化部１７外に備えられた水タンクからサイフォンの原理で必要な水量のみ汲み上げて、貯水部１０へ水を供給するように構成されてもよい。この給水部１３は、貯水部１０の底面よりも鉛直方向上方に設けられている。なお、給水部１３は、貯水部１０の底面だけでなく、貯水部１０の上面（貯水部１０に貯水され得る最大水位の面）よりも鉛直方向上方に設けられるのが好ましい。
【００２７】
貯水部１０の底面中央には、排水部１１が設けられている。排水部１１の排水口は、貯水部１０の最も低い位置に設けられている。水の微細化の運転を停止させた場合、排水部１１に設けられた排水弁１２を開けることで、貯水部１０に貯水された水が、排水部１１から排水される。
【００２８】
また、貯水部１０には、オーバーフロー排水口１６が設けられている。貯水部１０に必要以上の水が貯水された場合、水の抵抗によって揚水管１９の回転が不足したり、液体微細化装置１から水漏れを起こしたり、場合によっては回転モータ２１が水に浸かって故障したりする恐れがある。オーバーフロー排水口１６は、そのような事態が生じすることを防ぐために設けたものであり、貯水部１０おいて貯水された水が所定の水位以上とならないよう、所定の水位の位置に開口されている。
【００２９】
これにより、貯水部１０に所定の水位の水が貯水されると、それ以後に水が給水されてもオーバーフロー排水口１６から水が排水され、貯水部１０には所定の水位以上の水が貯水されないようになっている。
【００３０】
液体微細化部１７には、貯水部１０の満水の水位を検知するために、検知部２２が設けられている。検知部２２は、液体微細化部１７による液体の微細化のために必要な貯水部１０に貯水すべき水の水位を満水水位として検知するものであり、ＮＴＣサーミスタにより構成される。
【００３１】
液体微細化装置１内の気中温度を検出するために、温度検知部２３が設けられている。温度検知部２３は、空気中における検知部２２で検出される値を推定するために必要な温度情報を検出する。上記のように温度検知部２３は気中温度を検出するものであるため、給水した水が付着しない位置に設けるのが好ましい。
【００３２】
温度検知部２３は、液体微細化装置１内に限らず、液体微細化装置１を適用した加湿装置に設けることも可能である。その際の設置場所としては、加湿される場所（例えば室内）に近い温度が検出できる場所にするのが望ましい。
【００３３】
液体微細化装置１には、給水部１３への給水を制御するための制御部２４が設けられている。制御部２４は、液体微細化装置１に内蔵されている構成に限らず、液体微細化装置の外部に設けられ、液体微細化装置１と制御部２４とが通信することにより制御することが可能である。制御部２４は、給水部１３への給水制御に限らず、例えば回転モータ２１の駆動、排水弁１２の駆動、給水弁１５の駆動に用いることが可能である。
【００３４】
制御部２４内には、推定部２５が設けられている。推定部２５は、温度検知部２３より得られた温度情報を基に検知部２２での空気中における推定値を算出する。値の推定には、制御部２４内の記憶部に図２のよう検知部２２で算出される出力値と環境温度との関係を近似化した値をグラフとして記憶している。制御部２４は、図２に示すグラフを用いて、温度検知部２３で検出された温度情報に基づいて推定出力値を算出する。本実施例では図２のグラフを用いたが、温度情報と推定出力値との関係を示す表や数式を用いても良い。
次に図３を参照して、実施される給水処理について説明する。加湿運転に切り替わると、Ｓ１の処理に移行する。Ｓ１の処理では、制御部２４により排水弁１２と給水弁１５を開き、給水管に溜まっている水を排出する。上記動作は、液体微細化装置内の温度と貯水部に貯められた水温を均一にする目的があり、給水管に温まった水が存在し、その水が貯水部１０に流入した場合に水温と温度検知部２３で得られた温度情報と差が生じてしまうため、その際の誤検知を防ぐために実施する。
【００３５】
Ｓ２の処理では、排水弁１２と給水弁１５が開いた状態で設定時間Ｔ以上の時間が経過したと判断した場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、温度検知部２３から空気の温度情報ＴＳＡを検出する（Ｓ３の処理）。なお設定時間Ｔは、任意の時間が予めプログラムにより定められており、加湿運転前の状態において溜まっていた給水管内の水が、全て排出されるまでに要する時間から決定する（例えば５秒）。
【００３６】
Ｓ３の処理で温度情報ＴＳＡの読み出しを行った後、Ｓ４の処理に移行する。Ｓ４の処理では、検出した温度情報ＴＳＡを基に、推定部２５に予め記憶した検知部２２の空気中における出力値の特性（図２のグラフ）から推定出力値ＶＡを算出し、排水弁１２を閉めて貯水部１０への給水を開始する（Ｓ５の処理）。
【００３７】
Ｓ５の処理に移行し給水開始後、Ｓ６の処理に移行する。Ｓ６の処理では、検知部２２で検出される実測出力値ＶＢの読み出しを行っており、後述するＳ７の処理においてＳ８の処理に移行する判定（Ｓ７：Ｙｅｓ）となるまで行われる。
【００３８】
Ｓ７の処理では、貯水部１０に水が貯水され、検知部２２に水が達したかの判定をＳ４の処理より算出した推定出力値ＶＡとＳ６の処理より読み出した実測出力値ＶＢの差を算出し、予め決められた設定値（例えば、０．２Ｖ）と値の比較することで行う。設定値を超えた場合、貯水部１０の水が検知部２２の水位まで達していると判断し、Ｙｅｓの判定をして制御部２４により給水弁１５を閉めて給水を停止する（Ｓ８の処理）。設定値を超えていなかった場合、貯水部に水が達していないと判断してＮｏの判定をし、再度Ｓ６及びＳ７の処理に移行する。
【００３９】
例えば、制御部２４にＳ６及びＳ７の処理において時間管理を行うタイマを設けても良い。Ｓ６の処理を所定の時間（例えば、渇水状態から給水を開始し満水になるまでに要する時間）まで行ってもＳ７の処理において設定値を超えない場合、排水弁１２、給水弁１５、検知部２２の異常と判断し、Ｓ８の処理に移行して給水を停止する。上記の制御を行うことで、弁の異常、もしくはセンサ異常が生じた場合においても給水弁１５から水が排出し続けることを妨げることができる。
【００４０】
上記実施形態に係る液体微細化装置１は、例えば、熱交換気装置に搭載されてもよい熱交換気装置は、建物の室内に設けられた室内吸込口及び給気口と、建物の屋外に設けられた排気口及び外気吸込口と、本体内に設けられた熱交換素子とを備えたものである。
【００４１】
室内吸込口は、室内の空気を吸い込み、その吸い込まれた空気が排気口より屋外へ排気される。また、外気吸込口は、屋外の外気を吸い込み、その吸い込まれた外気が給気口より室内へ給気される。このとき、室内吸込口から排気口へ送られる空気と、外気吸込口から給気口へ送られる外気との間で、熱交換素子により熱交換が行われる。
【００４２】
熱交換気装置の機能の一つとして、加湿目的の水気化装置や、殺菌／消臭目的での次亜塩素酸気化装置といった液体を気化させる装置が組み込まれたものがある。熱交換気装置は、この液体を気化させる装置として、上記各実施形態に係る液体微細化装置１が組み込まれてもよい。具体的には、熱交換気装置の給気口側に、液体微細化装置１が設けられてもよい。
【００４３】
液体微細化装置１を備えた熱交換気装置は、熱交換素子による熱交換が行われた外気に対して、液体微細化装置１により加湿された水又は次亜塩素酸を含め、給気口より室内へ供給する。これらの液体を気化させるための機構として液体微細化装置１を用いることで、より小型でエネルギー効率のよい熱交換気装置を得ることができる。
【００４４】
また、上記各実施形態に係る液体微細化装置１は、空気清浄機や空気調和機に備えられてもよい。空気清浄機や空気調和機における機能の一つとして、加湿目的の水気化装置や、殺菌／消臭目的での次亜塩素酸気化装置といった液体を気化させる装置が組み込まれたものがある。この装置として、液体微細化装置１を用いることで、より小型でエネルギー効率のよい空気清浄機又は空気調和機を得ることができる。
【００４５】
上記実施形態では、加湿装置として液体微細化装置１を例として説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、周囲の温度管理をしつつ、貯水部が設けられ、貯水部の水位を判定しながら水を給水する加湿装置であれば、本発明を適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係る加湿装置は、例えば屋内の空気を加湿する装置に適用可能である。また、熱交換気装置、空気清浄機又は空気調和機において、その機能の一つとして組み込まれた水気化装置や次亜塩素酸気化装置等に、本発明に係る加湿装置は適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１    液体微細化装置
２    吸込口
３    吹出口
４    吸込連通風路
５    内筒
５ａ    衝突壁
６    内筒風路
７    通風口
８    外筒風路
９    外筒
１０    貯水部
１１    排水部
１２    排水弁
１３    給水部
１４    給水管
１５    給水弁
１６    オーバーフロー排水口
１７    液体微細化部
１８    回転軸
１９    揚水管
２０    回転板
２１    回転モータ
２２    検知部
２３    温度検知部
２４    制御部
２５    推定部
【図１】
2020159662.tif 000003
【図２】
2020159662.tif 000004
【図３】
2020159662.tif 000005