(57)【要約】【課題】簡単な構成によってミスト発生量を自動調整することで、長期間安定して使用できる加湿器を提供することである。【解決手段】車載用加湿器１０は、水を貯めることができる貯水部１１と、貯水部１１内の水に下端を浸漬して吸水する吸水部１２と、吸水部１２の上端に吸い上げられた水と接触してミストを発生するミスト発生部１３と、貯水部１１内の水位を検知する水位検知センサ１４と、水位の変化からミスト発生量を算出し、所定のミスト発生量になるようにミスト発生部１３の駆動を制御する制御部１５とを備えた構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を貯めることができる貯水部と、
前記貯水部内の水に下端を浸漬して吸水する吸水部と、
前記吸水部の上端に吸い上げられた水と接触してミストを発生するミスト発生部と、
前記貯水部内の水位を検知する水位検知センサと、
水位の変化からミスト発生量を算出し、所定のミスト発生量になるように前記ミスト発生部の駆動を制御する制御部と、を備えた加湿器。
【請求項２】
前記水位検知センサは、前記貯水部の水位の高さ方向に複数並設され、
前記制御部は、水位がどの隣り合った水位検知センサ間にあるかを判定し、水位が隣り合った水位検知センサ間を推移する時間からミスト発生量を算出することを特徴とする請求項１記載の加湿器。
【請求項３】
前記制御部は、水位が上昇した場合、給水されたと判断す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】
水位が最下位の水位検知センサよりも下にあると判定した場合、ミスト発生量の算出を終了することを特徴とする請求項２記載の加湿器。
【請求項５】
前記水位検知センサが、電極であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の加湿器。
【請求項６】
前記ミスト発生部が超音波振動子を有し、
所定のミスト発生量になるように前記超音波振動子への印加電圧を調整することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の加湿器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミストを生成し器外に放出する加湿器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ミストを生成し器外に放出する加湿器がある（特許文献１参照）。特に超音波振動子を用いてミストを生成する加湿器は小型化に向いているため車載用加湿器としても利用されている。
【０００３】
この車載用加湿器におけるミスト発生量は比較的少なく、例えば、１０−３０ｍｌ／ｈ程度である。そのため、ミスト発生量を正確に測定するには、数十ｍｇ単位まで測定可能な精密な質量計を必要とした。しかし、生産工程においてその質量計を用いてミスト発生量を測定し、ミスト発生量を調整するのは時間的に現実的でないため、簡易的にミストの放出高さを測定することで代用していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０５１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、超音波振動子の穴径、穴詰まり、穴の軸の傾き等によってミスト発生量とミストの放出高さとの相関関係が変わるため、ミスト発生量の公差をかなり広くする必要があった。
【０００６】
また、ユーザが使用しているうちに、超音波振動子にスケールが付着し、ミスト発生量が徐々に減っていくという問題があった。特にスケールの出やすい水質の地域ではミスト発生量の減少も早く問題となっていた。
【０００７】
本発明は、簡単な構成によってミスト発生量を自動調整することで、長期間安定して使用できる加湿器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の加湿器は、水を貯めることができる貯水部と、前記貯水部内の水に下端を浸漬して吸水する吸水部と、前記吸水部の上端に吸い上げられた水と接触してミストを発生するミスト発生部と、前記貯水部内の水位を検知する水位検知センサと、水位の変化からミスト発生量を算出し、所定のミスト発生量になるように前記ミスト発生部の駆動を制御する制御部とを備えたものとする。
【０００９】
この構成によれば、実際のミスト発生量の測定結果を基に即座にミスト発生量を自動調整することができる。
【００１０】
上記の加湿器において、前記水位検知センサは、前記貯水部の水位の高さ方向に複数並設され、前記制御部は、水位がどの隣り合った水位検知センサ間にあるかを判定し、水位が隣り合った水位検知センサ間を推移する時間からミスト発生量を算出することが望ましい。
【００１１】
この構成によれば、簡単な構成でミスト発生量を自動調整することができる。
【００１２】
また上記の加湿器において、誤検知をなくすために、前記制御部は、水位が上昇した場合、給水されたと判断することが望ましい。
【００１３】
また上記の加湿器において、誤検知をなくすために、水位が最下位の水位検知センサよりも下にあると判定した場合、ミスト発生量の算出を終了することが望ましい。
【００１４】
また上記の加湿器において、より簡単な構成とするために、前記水位検知センサが、電極であることが望ましい。
【００１５】
また上記の加湿器において、前記ミスト発生部に超音波振動子を用いた場合、前記超音波振動子への印加電圧を調整することで所定のミスト発生量に制御できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、実際のミスト発生量の測定結果を基にミスト発生量を自動調整するので、ミスト発生部にスケールが付着しても、長期間安定して使用できる。また、こまめにミスト発生量を調整すれば、ミスト発生量のばらつきを防止できる。また、ミスト発生部に多少スケールが付着しても印可電圧を上げることでミスト発生量を維持することができるので、ミスト発生部を清掃する間隔を大幅に長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の車載用加湿器の概略構成を示す側断面図である。
【図２Ａ】第１状態の貯水部の要部の側断面図である。
【図２Ｂ】第２状態の貯水部の要部の側断面図である。
【図２Ｃ】第３状態の貯水部の要部の側断面図である。
【図３】本発明の水位検知の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明のミスト発生量の算出の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明のミスト発生量の自動調整の動作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】
【００１８】
図１は、本発明の加湿器の概略構成を示す側断面図である。なお、本実施例では加湿器を車載用の加湿器に限定して説明を行うがこれに限るものではなく、本実施例に記載の加湿器は室内用の加湿器等にも代用することができるものである。
【００１９】
車載用加湿器１０は、水を貯めることができる貯水部１１と、貯水部１１内の水に下端を浸漬して吸水する吸水部１２と、吸水部１２の上端に吸い上げられた水と接触してミストを発生するミスト発生部１３と、貯水部１１の水位の高さ方向に並設され、水位を検知する複数の水位検知センサ１４と、車載用加湿器１０を制御する制御部１５と、電源１６と、を備えている。
【００２０】
貯水部１１は、どの部分でも断面積が同じであれば水位検知センサ１４間の貯水量が計算しやすいので、円柱状又は角柱状であることが望ましい。
【００２１】
ミスト発生部１３は超音波振動子を有し、その振動によりミストを生成する。超音波振動子への印加電圧を調整することでミスト発生量を調整することができる。なお、超音波振動子以外の手段でミストを生成する構成としてもよい。
【００２２】
水位検知センサ１４としては棒状や板状の電極を用いる。各電極は電極間の貯水量が一定になるように並設されている。そして、電極の通電状態を検知することでどの電極とどの電極との間に水位があるのかを判定することができる。なお、水位検知センサ１４は、水位を検知できれば必ずしも複数並設する必要はなく、光センサやフロートなどを用いてもよい。
【００２３】
制御部１５は、各水位検知センサ１４に繋がっている水位検知部１５ａを有し、各水位検知センサ１４の通電状態を検知し、水位がどの隣り合った水位検知センサ１４、１４間にあるかを判定する。また制御部１５は、ミスト発生中に水位が徐々に下がっていくことを利用し、水位が隣り合った水位検知センサ１４、１４間を推移する時間からミスト発生量を算出する。そして制御部１５は、算出したミスト発生量と設計値とを比較し、ミスト発生量が設計値より少なければ超音波振動子への印加電圧を大きくし、ミスト発生量が設計値より多ければ超音波振動子への印加電圧を小さくするように電源１６を制御することで、所定のミスト発生量に制御する。
【００２４】
次に、水位を検知してミスト発生量を調整するまでの動作について詳しく説明する。以下では、貯水部１１内の水位が、図２Ａに示す第１状態から図２Ｂに示す第２状態を経て図２Ｃに示す第３状態に推移する場合を例に説明する。図２Ａ〜図２Ｃは、水位を説明するために示した貯水部１１の要部の側断面図である。
【００２５】
本実施形態において水位検知センサ１４は上から順に１、２、・・・ｎ個目まであるものとする。第１状態（図２Ａ）においては、水位がｍ−１個目（ｍは１〜ｎの自然数）の水位検知センサ１４とｍ個目の水位検知センサ１４の間にあるので、ｍ−１個目の水位検知センサ１４は水がないことを検知し、ｍ個目の水位検知センサ１４は水があることを検知する。第２状態（図２Ｂ）においては、水位がｍ個目の水位検知センサ１４の底部のわずかに下にあるので、ｍ個目の水位検知センサ１４は水がないことを検知し、ｍ＋１個目の水位検知センサ１４は水があることを検知する。第３状態（図２Ｃ）においては、水位がｍ＋１個目の水位検知センサ１４の底部のわずかに下にあるので、ｍ＋１個目の水位検知センサ１４は水がないことを検知し、ｍ＋２個目の水位検知センサ１４は水があることを検知する。
【００２６】
図３は、水位検知の動作を示すフローチャート、図４は、ミスト発生量の算出の動作を示すフローチャート、図５は、ミスト発生量の自動調整の動作を示すフローチャートである。
【００２７】
車載用加湿器１０が起動すると、まず図３のステップＳ１０において、最上位にある１個目の水位検知センサ１４から下方へ順に水位を検知するためにｍ＝１とする。続いてステップＳ１１へ進んでｍ＝ｎか否かを判別する。ｍ＝ｎであれば処理を終了するが、ｍ＝１の場合などｍ≠ｎであれば、ステップＳ１２へ進んでｍ個目の水位検知センサ１４が水があることを検知するか否かを判別する。
【００２８】
ステップＳ１２において、ｍ個目の水位検知センサ１４が水がないことを検知した場合、ステップＳ１３へ進んでｍに１加算し、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１２へ進んで１つ下の水位検知センサ１４に水があるか否かの判別を繰り返し、水があることを検知すれば、図４へ進む。
【００２９】
図３の動作によって貯水部１１内に水があることがわかったので、図４のステップＳ２０においてミスト発生部１３を駆動させる。そして、ステップＳ２１へ進んでｍ個目の水位検知センサ１４が水がないことを検知したか否かを判別する。
【００３０】
ミスト発生部１３の駆動直後であれば図２Ａに示した第１状態であり、ｍ個目の水位検知センサ１４が水があることを検知するので、ステップＳ２２へ進んで給水されたかどうか判定するためにｍ−１個目の水位検知センサ１４が水があることを検知するか否かを判別する。
【００３１】
もし、ｍ−１個目の水位検知センサ１４が水があることを検知すれば、水位が上昇しているということなので、給水されたと判断し、図３のステップＳ１０に戻り、再度水位を検知する。一方、ｍ−１個目の水位検知センサ１４が水がないことを検知すれば（ｍ＝１のときも含む）、給水されていないと判断し、ステップＳ２１に戻り、ｍ個目の水位検知センサ１４が水がないことを検知するまで繰り返す。
【００３２】
そして、ミストの生成によって徐々に水位が下がり図２Ｂに示した第２状態になると、ステップＳ２１においてｍ個目の水位検知センサ１４が水がないことを検知するので、ステップＳ２３へ進む。
【００３３】
ステップＳ２３では、例えば制御部１５内に設けられた計時部（不図示）で、計時を開始する。そしてステップＳ２４へ進んでｍ＋１個目の水位検知センサ１４が水がないことを検知するまで計時を継続する。ステップＳ２４においてｍ＋１個目の水位検知センサ１４が水があることを検知した場合は、ステップＳ２５へ進んで給水されたかどうか判定するためにｍ個目の水位検知センサ１４が水があることを検知するか否かを判別する。
【００３４】
もし、ｍ個目の水位検知センサ１４が水があることを検知すれば、水位が上昇しているということなので、給水されたと判断し、図３のステップＳ１０に戻り、再度水位を検知する。一方、ｍ個目の水位検知センサ１４が水がないことを検知すれば、給水されていないと判断し、ステップＳ２４に戻り、ｍ＋１個目の水位検知センサ１４が水がないことを検知するまで繰り返す。
【００３５】
そして、ミストの生成によって徐々に水位が下がり図２Ｃに示した第３状態になると、ステップＳ２１においてｍ＋１個目の水位検知センサ１４が水がないことを検知するので、ステップＳ２３へ進んで計時を終了する。
【００３６】
続いてステップＳ２７へ進んで、ミスト発生量ｑを算出する。ミスト発生量ｑは、ｍ個目からｍ＋１個目の水位検知センサ１４間の貯水量（貯水部１１の断面積×ｍ個目からｍ＋１個目の水位検知センサ１４間の距離）を上記で計時した時間で除することにより、単位時間当たりに生成されたミスト量として算出される。
【００３７】
図４の動作によってミスト発生量ｑがわかったので、図５へ進んで設計値のミスト発生量に近づくように以下のように調整する。図５では、まずステップＳ３０において、算出したミスト発生量ｑから設計値のミスト発生量Ｑを差し引き、差分Δｑを算出する。
【００３８】
そしてステップＳ３１へ進んで差分の絶対値｜Δｑ｜が予め設定された公差ΔＱよりも大きいか否かを判別する。｜Δｑ｜≦ΔＱであれば、公差の範囲内であるので、ミスト発生量ｑはほぼ設計値Ｑ通りであると判断し、そのままミスト発生部１３の駆動を継続する。一方、｜Δｑ｜＞ΔＱであれば、公差の範囲外であるので、ミスト発生量ｑが設計値Ｑから大きく外れていると判断し、ステップＳ３２へ進む。
【００３９】
ステップＳ３２では、超音波振動子への印加電圧を調整するための差分ΔＶを算出する。差分ΔＶは、ミスト発生量の差分Δｑに予め設定された補正係数Ｋを乗ずることで算出する。そしてステップＳ３３へ進んで現在超音波振動子へ印加している電圧から差分ΔＶを差し引いて新たな印可電圧Ｖを算出し、その印可電圧になるように調整する。これにより、ミスト発生量が自動調整されたことになる。
【００４０】
その後、ステップＳ３４へ進んでｍに１加算し、続いてステップＳ３５へ進んでｍ＝ｎか否かを判別する。ｍ＝ｎであれば、水位が最下位の水位検知センサ１４よりも下にあるということなのでステップＳ３６へ進んでミスト発生部１３の駆動を停止した後、処理を終了するが、ｍ≠ｎであれば、図４のステップＳ２３へ進んで再度計時を開始してミスト発生量の調整を行う。
【００４１】
このように、図３〜図４に示した動作によれば、実際のミスト発生量の測定結果を基にミスト発生量を自動調整するので、超音波振動子にスケールが付着しても、長期間安定して使用できる。また、こまめにミスト発生量を調整するので、ミスト発生量のばらつきを防止できる。また、超音波振動子に多少スケールが付着しても印可電圧を上げることでミスト発生量を維持することができるので、超音波振動子を清掃する間隔を大幅に長くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の加湿器は、小型化が可能なので、自動車のカップホルダーに収まる大きさにすれば、車内に簡単に載置することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０    車載用加湿器
１１    貯水部
１２    吸水部
１３    ミスト発生部
１４    水位検知センサ
１５    制御部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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