(57)【要約】【課題】高精度の加湿量制御を可能とし、騒音の発生を防止することができる気化式加湿器を提供する。【解決手段】加湿飽和効率が８０％以上の気化式加湿ユニットと、この気化式加湿ユニットに対して加湿用水を給排水する給水ライン及び排水ラインと、送風機と、この送風機の駆動源であるモータの回転を制御する信号を出力する制御器と、加湿対象となる室内の湿度を測定し、その検出値を前記制御器に送出する湿度センサとを備え、制御器によって、予め設定された湿度と湿度センサによって検出された現在の湿度との差に基づいて必要な加湿量を算出し、その加湿量を得ることができるように送風量を制御すべく、送風機のモータの回転を制御する信号を出力するように構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加湿飽和効率が８０％以上の気化式加湿ユニットと、送風機と、この送風機の駆動源であるモータの回転を制御する制御器と、加湿対象となる室内の湿度を測定する湿度センサとを用いて、加湿対象となる室内の加湿量を制御する気化式加湿における加湿量制御方法であって、
予め設定された湿度と前記湿度センサによって検出された現在の湿度との差に基づいて送風量を制御し、加湿対象となる室内の必要加湿量を供給することができるように、前記送風機のモータの回転を制御することを特徴とする気化式加湿における加湿量制御方法。
【請求項２】
加湿飽和効率が８０％以上の気化式加湿ユニットと、前記気化式加湿ユニットに対して加湿用水を給排水する給水ライン及び排水ラインと、送風機と、この送風機の駆動源であるモータの回転を制御する信号を出力する制御器と、加湿対象となる室内の湿度を測定し、その検出値を前記制御器に送出する湿度センサとを備え、
前記制御器は、予め設定された湿度と前記湿度センサによって検出された現在の湿度との差に基づいて送風量を制御し、加湿対象となる室内の必要加湿量を供給することができるように、前記送風機のモータの回転を制御する信号を出力するように構成されていることを特徴とする気化式加湿器。
【請求項３】
前記気化式加湿器の運転停止後に、前記気化式加湿ユニットの乾燥作業を所定時間実施する制御回路が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の気化式加湿器。
【請求項４】
前記気化式加湿器の吸い込み口及び／又は吹き出し口に、その吸気及び排気の方向を自由に設定することができるフィンが設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の気化式加湿器。
【請求項５】
前記気化式加湿ユニットの下部に循環水槽が設けられ、
前記給水ラインが、前記循環水槽の所定の水位まで給水するための第１の給水ラインと、前記気化式加湿ユニットに加湿用水を循環供給する第２の給水ラインとから構成され、
前記排水ラインが、オーバーフローによる排水を行う第１の排水ラインと、前記循環水槽の底部から排水を行う第２の排水ラインとから構成され、
前記循環水槽に給水された加湿用水の一部が排水され、他の加湿用水は前記気化式加湿ユニットに循環されるように構成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一に記載の気化式加湿器。
【請求項６】
前記気化式加湿ユニットの吸い込み口側に加熱コイルが配設され、この加熱コイルの温度が前記湿度センサの検出値に基づいて制御されるように構成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか一に記載の気化式加湿器。
【請求項７】
前記給水ラインに給水量調節用バルブが設けられ、前記湿度センサの検出値を前記制御器に送出すると共に、前記バルブの開度を調節する制御信号を送出するように構成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか一に記載の気化式加湿器。
【請求項８】
前記気化式加湿器の吸い込み口及び／又は吹き出し口に、連動ＯＮ，ＯＦＦシャッター、あるいは風圧シャッターが設置されていることを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか一に記載の気化式加湿器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気化式加湿における加湿量制御方法及び気化式加湿器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気の乾燥に起因する静電気によるトラブルの発生等を防止するために、従来から種々の加湿器が用いられている。その加湿方法としては、蒸気を直接噴霧する蒸気加湿方式と、エアワッシャ式や超音波式あるいは濡れ壁を用いた気化式加湿方式等、水表面からの蒸発を利用したものに分けられる。後者は、気化熱を奪うことから空気側の温度は低下するが、蒸気を発生する高位のエネルギーを利用する必要がないことから、省エネルギーや安全面から利用価値が高い。
【０００３】
しかしながら、上記超音波式加湿器には、水分が蒸発した後に残留成分が白い粉となって残るという問題点や、水温が上昇することにより菌が発生するといった問題点があり、また、エアワッシャ式においても、加湿飽和効率を良くするために噴霧液滴を小さくすると、超音波式加湿器と同様に白い粉が発生するという問題点があった。このため、近年は水滴が出ない方式の気化式加湿器が注目されている。
【０００４】
ところで、加湿を必要とする分野は一般空調、産業空調を問わないが、特に、産業分野では精密な加湿量制御を求められることが多い。このような加湿量の制御方法としては、例えば、特許文献１に示すような技術が知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３１７７９５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の加湿量の制御方法には、以下に述べるような問題点があった。すなわち、従来のエアワッシャ型加湿器における加湿量の制御方法は、ワッシャー水ポンプのＯＮ，ＯＦＦ制御であったため、精密な加湿量制御ができず、室温も大きく変動していた。
【０００７】
また、ワッシャー方式のため、ワッシャーポンプの動力が大きく、加湿飽和効率が低く（言い換えれば、加湿能力が低く）、エリミネーターの圧損が大きいため、ファンの動力が大きくなり、騒音が大きいという欠点があった。
【０００８】
さらに、市水を補給水としているため、加湿飽和効率を上げるために噴霧水滴を小さくしようとすると「白い粉」が出るという問題点があり、ＣＲ電子部品工場では、吹出口にＨＥＰＡフィルタを設置する必要があり、その結果、送風機の圧損が大きくなり、騒音も大きくなっていた。
【０００９】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、高精度の加湿量制御を可能とし、騒音の発生を防止することができる気化式加湿における加湿量制御方法及び気化式加湿器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、加湿飽和効率が８０％以上の気化式加湿ユニットと、送風機と、この送風機の駆動源であるモータの回転を制御する制御器と、加湿対象となる室内の湿度を測定する湿度センサとを用いて、加湿対象となる室内の加湿量を制御する気化式加湿における加湿量制御方法であって、予め設定された湿度と前記湿度センサによって検出された現在の湿度との差に基づいて送風量を制御し、加湿対象となる室内の必要加湿量を供給することができるように、前記送風機のモータの回転を制御することを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項２に記載の気化式加湿器は、加湿飽和効率が８０％以上の気化式加湿ユニットと、前記気化式加湿ユニットに対して加湿用水を給排水する給水ライン及び排水ラインと、送風機と、この送風機の駆動源であるモータの回転を制御する信号を出力する制御器と、加湿対象となる室内の湿度を測定し、その検出値を前記制御器に送出する湿度センサとを備え、前記制御器は、予め設定された湿度と前記湿度センサによって検出された現在の湿度との差に基づいて送風量を制御し、加湿対象となる室内の必要加湿量を供給することができるように、前記送風機のモータの回転を制御する信号を出力するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
上記のような構成を有する請求項１あるいは請求項２に記載の発明によれば、比例加湿が可能となるため、室内の温度変化が緩やかなものとなる。また、気化式加湿ユニットに供給する水として市水を用いた場合でも白い粉は発生しないため、クリーンルームにも適用することができる。また、気液接触面積を大きくとれるので、同等の加湿能力を有するワッシャー方式の加湿器と比較して、その容積を大幅に縮小することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の気化式加湿器において、前記気化式加湿器の運転停止後に、前記気化式加湿ユニットの乾燥作業を所定時間実施する制御回路が設けられていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項３に記載の発明によれば、気化式加湿ユニットが濡れた状態のままとならないので、気化式加湿ユニットが臭いや菌の発生源となることを防止することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の気化式加湿器において、前記気化式加湿器の吸い込み口及び／又は吹き出し口に、その吸気及び排気の方向を自由に設定することができるフィンが設けられていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項４に記載の発明によれば、たとえ加湿器の設置場所を変更した場合でも、吸気及び排気の方向を自由に設定することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項２乃至請求項４のいずれか一に記載の気化式加湿器において、前記気化式加湿ユニットの下部に循環水槽が設けられ、前記給水ラインが、前記循環水槽の所定の水位まで給水するための第１の給水ラインと、前記気化式加湿ユニットに加湿用水を循環供給する第２の給水ラインとから構成され、前記排水ラインが、オーバーフローによる排水を行う第１の排水ラインと、前記循環水槽の底部から排水を行う第２の排水ラインとから構成され、前記循環水槽に給水された加湿用水の一部が排水され、他の加湿用水は前記気化式加湿ユニットに循環されるように構成されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項５に記載の発明によれば、補給水量の低減（排水量の削減）が可能となる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項２乃至請求項５のいずれか一に記載の気化式加湿器において、前記気化式加湿ユニットの吸い込み口側に加熱コイルが配設され、この加熱コイルの温度が前記湿度センサの検出値に基づいて制御されるように構成されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項６に記載の発明によれば、風量を一定とした場合には、吸い込み空気を加熱した方が装置としての加湿能力はアップするため、加湿負荷の多い部屋においては、設置台数の削減、小型化が可能となる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項２乃至請求項６のいずれか一に記載の気化式加湿器において、前記給水ラインに給水量調節用バルブが設けられ、前記湿度センサの検出値を前記制御器に送出すると共に、前記バルブの開度を調節する制御信号を送出するように構成されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項７に記載の発明によれば、湿度センサによる検出湿度と設定湿度との差に基づいて加湿量を算出し、その値に基づいて給水量を変更することにより、排水量を抑制することができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項２乃至請求項７のいずれか一に記載の気化式加湿器において、前記気化式加湿器の吸い込み口及び／又は吹き出し口に、連動ＯＮ，ＯＦＦシャッター、あるいは風圧シャッターが設置されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項８に記載の発明によれば、運転停止時に、気化式加湿ユニットに臭気や塵埃が入り込むのを防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態（以下、実施形態という）を図面を参照して説明する。
【００２０】
（１）第１実施形態
（１−１）構成
本実施形態は、本発明に係る加湿量制御方法を適用した気化式加湿器の一例を示すものであって、図１に示すように構成されている。
すなわち、本実施形態の気化式加湿器は、加湿飽和効率が８０％以上の気化式加湿ユニット１と、この気化式加湿ユニット１に水を供給する給水ライン２と、気化式加湿ユニット１の下部に設置された排水貯留用の水槽３と、この水槽３に溜まった水を外部に排出する排水ライン４と、送風機５と、この送風機５の駆動源であるモータ６の回転を制御するＩＮＶ７と、このＩＮＶ７の電源周波数を決定して、ＩＮＶ７へ出力する制御器８と、加湿対象となる室内の湿度を測定し、その検出値を前記制御器８に送出する湿度センサ９とを備えている。
【００２１】
そして、前記制御器８においては、予め設定された所望の湿度（設定湿度）と、湿度センサ９によって検出された現在の湿度（検出湿度）とから、両者の差を求め、その値に基づいて送風量を制御し、加湿対象となる室内の必要加湿量を供給することができるようにＩＮＶ７の電源周波数を決定するように構成されている。このようにして送風機５のモータ６の回転数を制御することによって、気化式加湿ユニット１への通過風量を変化させることにより、室内への加湿量を制御するように構成されている。
【００２２】
なお、湿度センサ９の検出値と送風量の関係は、図２に示す通りである。すなわち、検出湿度と設定湿度との差が少ないほど送風量を少なく、差が大きくなるほど送風量を多くするように制御するように構成されている。
【００２３】
（１−２）作用
上記のような構成を有する本実施形態の気化式加湿器は、以下に述べるように作用する。なお、前記制御器８には、ユーザによって、加湿対象となる室内の湿度として所望する湿度が予め設定されているものとする。
【００２４】
湿度センサ９によって、加湿対象となる室内の湿度が随時検出され、その検出値が制御器８に入力されると、制御器８において、予め設定された所望の湿度（設定湿度）と、湿度センサ９によって検出された湿度（検出湿度）との差が算出され、この値に基づいて、設定湿度を得るために必要な加湿量が算出され、その加湿量を得ることができるように送風量を制御すべく、ＩＮＶ７の電源周波数が決定される。そして、制御器８からＩＮＶ７へその電源周波数が送出され、ＩＮＶ７によって送風機５のモータ６の回転が制御される。
【００２５】
（１−３）効果
本実施形態の気化式加湿器によれば、比例加湿が可能となるため、室内の温度変化が緩やかなものとなる。また、気化式加湿ユニット１に供給する水として市水を用いた場合でも白い粉は発生しないため、クリーンルームにも適用することができる。さらに、低圧損であり、１００Ｖ電源でも１５００〜３０００ｍ３／ｈの装置が可能となるため、適用範囲が広くなり、より設置しやすくなる。また、湿度センサと制御器を設置するという簡単な構成であるため、部品が少なく、コストの低減が可能であるという利点もある。
【００２６】
また、ワッシャー方式では、水滴を小さくして表面積を増やすか、噴霧量を多くして気液接触面積を増やしているが、本発明が対象とする加湿器は気化式（自然蒸発式）であり、親水性あるいは保水性を有する気化式加湿素材に水を滴下しているため、ワッシャー方式と同量の水を用いた場合でも水側の面積を大きくとることができ、気液接触面積が大きくとれるので、同等の加湿能力を有するワッシャー方式の加湿器と比較して、その容積を大幅に縮小することができる。
【００２７】
さらに、本発明が対象とする加湿器は気化式であり、１００％ＲＨ以上にならないため、水滴が飛散するという問題は生じない。また、従来から用いられている超音波加湿器で問題となっていた入力エネルギーの無駄がなく、水温の上昇がないため、室温が上昇するといった問題も生じない。
【００２８】
（２）第２実施形態
本実施形態の加湿量制御システムは、上記第１実施形態の構成に、さらにファン残留運転回路を付加したものである。このファン残留運転回路の設置位置は、特に限定されず、電源系統内の所望の部位に設置すれば良い。
【００２９】
なお、本実施形態において、ファン残留運転回路を設置した理由は以下の通りである。すなわち、通常、気化式加湿器素材は吸水性があるため、運転停止時にファン及び補給水を止めても、気化式加湿器素材は濡れた状態となり、その設置場所によっては臭いや菌の発生源となる。そのため、加湿器の運転を停止した後、ある定められた時間（例えば、１０分間程度）、ファンのみを運転して気化式加湿器素材を乾燥させる必要がある。この乾燥作業を行うための制御回路、あるいはタイマーを本システム内に設置したものである。
【００３０】
このように、ファン残留運転回路を付加することにより、気化式加湿器素材が濡れた状態のままとならないので、気化式加湿器素材が臭いや菌の発生源となることを防止することができる。
【００３１】
（３）第３実施形態
第１実施形態の加湿量制御システムを適用した気化式加湿器の吸い込み口及び／又は吹き出し口に、その吸気及び排気の方向を自由に設定することができるフィンを設ける。そして、このフィンの方向を適宜調整することにより、たとえ加湿器の設置場所を変更した場合でも、吸気及び排気の方向を自由に設定することができるようになる。例えば、高さ方向が広い場合には、図３に示したように、送風機５の吹き出し方向を上向きとすることも可能である。
【００３２】
（４）第４実施形態
本実施形態の加湿量制御システムは、図４及び図５に示したように、気化式加湿ユニット１の下部に配設された水槽を循環水槽２０とし、この循環水槽２０に給水する給水ライン（請求項５における第１の給水ライン）２１と、この循環水槽２０から気化式加湿ユニット１の上部に加湿用水を供給する循環ライン（請求項５における第２の給水ライン）２２が設けられている。なお、前記給水ライン２１は、その先端部に取り付けられたボールタップ２３によって、予め定められた水位（以下、定水位という）までの給水がなされるように構成されている。また、前記循環ライン２２にはポンプ２４が設けられ、循環水槽２０から気化式加湿ユニット１への給水がなされるように構成されている。
【００３３】
また、前記循環水槽２０には、前記定水位より低い位置に排水口を設けた第１の排水ライン２５と、循環水槽２０の底部に排水口を設け、バルブ２７によって開閉される第２の排水ライン２６が配設されている。なお、前記第２の排水ライン２６に設けられたバルブ２７は、通常運転中は閉じられており、循環水槽２０の清掃時等に開かれるようになっている。
【００３４】
上記のような構成を有する本実施形態の気化式加湿器によれば、給水ライン２１からは、ボールタップ２３によって定水位までの給水がなされると共に、定水位より低い位置に排水口を設けた第１の排水ライン２５によって定量排水がなされるので、補給水量の低減（排水量の削減）が可能となる。
【００３５】
（５）第５実施形態
本実施形態においては、図６に示したように、気化式加湿ユニット１の吸い込み口側に加熱コイル１１が配設され、この加熱コイル１１を湿度センサ９により制御するように構成されている。
風量を一定とした場合には、吸い込み空気を加熱した方が装置としての加湿能力はアップするため、加湿負荷の多い部屋においては、吸い込み空気を加熱する方法を用いるほうが、設置台数の削減、小型化が可能となる。
【００３６】
（６）第６実施形態
本実施形態においては、図７に示したように、湿度センサ９の検出値を制御器８に送出し、ＩＮＶ７への制御信号を得ると同時に、給水ライン２に設けられたバルブ（給水系統の制御弁）１２の開度を調節する制御信号を得るように構成されている。
【００３７】
加湿量を制御しているときに、一定量の補給水を供給することは水量的に無駄が多い。そこで、湿度センサ９による検出湿度と設定湿度との差に基づいて加湿量を算出し、その値に基づいて給水量を変更することにより、排水量を抑制することができる。
【００３８】
（７）他の実施形態
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような各種態様も可能であり、具体的な各部材の形状、あるいは取付位置及び方法は適宜変更可能である。例えば、第１実施形態の加湿量制御システムを適用した気化式加湿器（図１参照）の吸い込み口及び／又は吹き出し口に、連動ＯＮ，ＯＦＦシャッター、あるいは風圧シャッターを設置することにより、運転停止時に、気化式加湿器素材に臭気や塵埃が入り込むのを防止することができる。
【００３９】
また、本発明に係る加湿量制御方法を適用した気化式加湿器を、より清浄度の高いクリーンルーム等で使用する場合には、吹き出し口にＨＥＰＡフィルタを設置することにより、吸い込み空気の清浄化や、気化式加湿ユニットからの菌の発生、ファンからの発塵等を防止することができる。
【００４０】
さらに、本発明に係る加湿量制御方法を適用した気化式加湿器は、加湿器としての機能だけでなく、常時水を滴下することにより気化式加湿器素材面での脱臭効果が得られるため、脱臭器として用いることもできる。
【００４１】
なお、送風機のモータの回転数を制御する手段としては、上述したようなインバータの電源周波数の制御だけでなく、タップによる電源電圧の多段切換、あるいはサイリスタによる電圧制御等、種々の方法を用いることができる。
【００４２】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、高精度の加湿量制御を可能とし、騒音の発生を防止することができる気化式加湿における加湿量制御方法及び気化式加湿器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る加湿量制御方法を適用した気化式加湿器の第１実施形態の構成を示す図である。
【図２】検出湿度と設定湿度との差と、送風量（加湿量）との関係を示す図である。
【図３】本発明に係る加湿量制御方法を適用した気化式加湿器の第３実施形態の構成を示す模式図である。
【図４】本発明に係る加湿量制御方法を適用した気化式加湿器の第４実施形態の構成を示す模式図である。
【図５】図４に示した第４実施形態の要部拡大図である。
【図６】本発明に係る加湿量制御方法を適用した気化式加湿器の第５実施形態の構成を示す模式図である。
【図７】本発明に係る加湿量制御方法を適用した気化式加湿器の第６実施形態の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１…気化式加湿ユニット
２…給水ライン
３…水槽
４…排水ライン
５…送風機
６…モータ
７…ＩＮＶ
８…制御器
９…湿度センサ
１１…加熱コイル
１２…バルブ
２０…循環水槽
２１…給水ライン
２２…循環ライン
２３…ボールタップ
２４…ポンプ
２５…第１の排水ライン
２６…第２の排水ライン
２７…バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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