JP2005300010A

JP2005300010A - 暖房乾燥機

Info

Publication number: JP2005300010A
Application number: JP2004116471A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Uratani; 伸一浦谷; Yasuo Tauchi; 康夫田内
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2004-04-12
Filing date: 2004-04-12
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】湿度センサを使用しない場合には、湿度センサに小さな電力を供給しておくことにより湿度センサに結露するのを防止する。
【解決手段】湿度センサ３１は、乾燥運転時には、電力供給部３８によって所定の発熱温度（約１８０℃）となるように電力を供給されていて湿度検知可能な状態となっている。一方、乾燥運転停止中（待機時）には、湿度センサ３１は発熱温度が（約１００℃）となるように電力を供給されており、検知動作は行わないが、結露の発生は防止されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、暖房乾燥機に係り、詳しくは、例えば浴室等において衣類等を乾燥させる機能を備えた暖房乾燥機における乾燥運転を乾燥終了時に自動終了させるための技術に関する。

浴室に設置された暖房乾燥機においては、浴室に吊した衣類等や浴室自体を温風乾燥させる機能を有している。即ち、乾燥運転時には、暖房乾燥機から吹き出された高温の温風が衣類等に吹き当てられ、衣類等が乾燥させられる。また、温風で浴室内を温めることによって浴室や衣類等が乾燥させられる。このような暖房乾燥機においては、サーミスタ型の湿度センサを備え、当該センサで絶対湿度の変化を検出することにより衣類の乾燥状態や浴室の乾燥状態を判定して自動的に乾燥運転を停止する機能を有するものがある。

このような乾燥運転自動停止機能を有する暖房乾燥機では、その湿度センサに結露が発生すると、湿度の検出精度が低下して検出が不安定になったり、湿度センサの金属部分や溶接部分が腐食する問題がある。

湿度センサは、通電している間は約１８０℃程度に加熱されているので、そこに結露することはない。暖房乾燥機で乾燥運転を行っている場合には、浴室内の湿度が高くなるが、その場合には湿度センサが通電されているので、湿度センサに結露する恐れはない。しかし、浴室でシャワーを使用していたり、浴槽の湯気が浴室に籠もっているような場合には、浴室内が湿度の高い状態となり、オフ状態の湿度センサに結露する恐れがある。こうして湿度センサに結露すると、金属部分や溶接部分が腐食して湿度センサが傷む恐れがある。また、湿度センサに結露していると、暖房乾燥機の乾燥運転を開始したとき、湿度センサに付着していた結露が蒸発してしまうまでは湿度の検出精度が得られなくなる恐れがあった。

一方、湿度センサを常に通電状態に保っておけば結露を防止することはできるが、その場合には消費電力が大きくなる問題がある。

なお、湿度センサを備えた浴室暖房乾燥機は、下記特許文献１に記載がある。
特開２００２−２２１３８８号公報

本発明は、上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、湿度センサを使用しない場合には、湿度センサの電力を小さく抑えることによって結露を防止することのできる暖房乾燥機を提供することにある。

本発明にかかる暖房乾燥機は、空気加熱器により加熱された空気を室内へ吹き出して暖房運転及び乾燥運転を行う温風暖房装置と、室内の空気を屋外に排出する換気装置と、室内の湿度を検知するための湿度センサと、前記湿度センサに電力を供給する手段とを備えた暖房乾燥機において、前記電力供給手段は、前記温風暖房装置が乾燥運転している場合には、前記湿度センサが湿度検知を行うのに必要な電力を供給し、前記温風暖房装置が乾燥運転を停止している場合には、前記湿度検知に必要な電力よりも小さな電力を湿度センサに供給することを特徴としている。

乾燥運転中と乾燥運転停止中とで湿度センサに供給する電力を可変にするためには、前記湿度センサに電力を供給する手段が、前記温風暖房装置が乾燥運転している場合と、乾燥運転を停止している場合とで、出力電圧又は出力電流を可変とする電源を備えていればよい。あるいは、前記湿度センサに電力を供給する手段が、前記温風暖房装置が乾燥運転している場合と、乾燥運転を停止している場合とで、電源電圧出力と前記湿気センサを結ぶ回路の抵抗値を可変とするようになっていてもよい。

本発明にかかる暖房乾燥機にあっては、乾燥運転停止中であっても、湿度センサに電力を供給して発熱させているので、乾燥運転停止中に湿度センサに結露するのを防ぐことができる。よって、湿度センサの金属部分や溶接部分が結露により傷んだり、湿度の検出精度が低下したりするのを防止することができる。また、乾燥運転停止中における電力は、乾燥運転中よりも小さな電力となっているので、省電力化を図ることができる。

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施例に限るものでないことは勿論である。

図１は本発明の一実施例による暖房乾燥機１１を浴室等の外壁に設置した状態を示す側面図である。図２は壁面に設置した暖房乾燥機１１の内部の構造を示す概略断面図である。図３は室内側に設置された温風暖房装置１２（室内機）の正面図である。

図１に示すように、暖房乾燥機１１は、温風暖房装置１２及び換気装置１３（室外機）からなる。温風暖房装置１２は浴室等の壁１４の室内面に設置され、換気装置１３は壁１４の屋外面に設置されており、温風暖房装置１２と換気装置１３は壁１４の壁貫通孔１５に嵌め込んだ筒状のダクト１６を介して互いに接続されている。また、温風暖房装置１２に温水を循環させるための熱源機１７は、温水配管１８によって温風暖房装置１２につながれている。

図２に示すように、温風暖房装置１２は、温風暖房装置ケース１９内に、クロスフローファン２０と循環ファンモータ２１からなる送風機２２や熱交換器２３、制御回路等を納めたものである。熱交換器２３は温水配管１８によって屋外に設置された熱源機１７と接続されており、温水配管１８は壁貫通孔１５に嵌め込まれたダクト１６及び換気装置１３のケース２４に設けられた通孔２５ａ、２５ｂを通過して屋外側へ導かれ、熱源機１７に接続されている。温水配管１８には、温水配管１８の流路を開閉するための温水弁２６が設けられている。温風暖房装置ケース１９の前面上部には空気吸込口２７が設けられ、温風暖房装置ケース１９の前面下端部ないし下面には温風吹出口２８が開口されている。図３に示すように、温風吹出口２８には、上下に回動させて温風の吹き出し方向を上下に調整するためのルーバー羽根２９と、左右に回動させて温風の吹き出し方向を左右に調整するための風向板３０が設けられている。なお、ルーバー羽根２９及び風向板３０は、モータ等の動力によって動かせるようにし、リモコン操作でルーバー羽根２９や風向板３０の角度を調整できるようにしてあってもよい。空気吸込口２７又は温風吹出口２８の近傍には、室内の絶対湿度を検知するための湿度センサ３１が設けられている。また、図示しないが、温風暖房装置１２には、運転状態を表示する運転ランプが設けられている。

図２に示すように、換気装置１３内には、換気ファンモータ３２及びシロッコファン３３が設けられており、換気ファンモータ３２でシロッコファン３３を回転させることによって浴室内の湿気を含んだ空気をダクト１６から吸引して屋外へ強制排気させることができる。

また、この暖房乾燥機１１による乾燥運転時には、熱源機１７で加熱された高温（例えば、約８０℃）の温水が熱交換器２３を循環すると共に、循環ファンモータ２１がオンになって送風機２２が運転される。よって、空気吸込口２７から温風暖房装置１２内に室内の空気が吸い込まれ、吸い込まれた空気は熱交換器２３で温水と熱交換して加熱され、加熱された温風が温風吹出口２８から吹き出され、暖房運転が行なわれる。このとき、換気ファンモータ３２もオンになって換気装置１３が運転され、室内の湿気が換気装置１３によって屋外へ排出される。そして、浴室内に衣類等が干してあると、衣類等に温風が吹き当てられて強制的に乾燥させられる。さらに、この暖房乾燥機１１にあっては、湿度センサ３１によって浴室内の（絶対）湿度を検知しており、乾燥運転が開始すると、湿度センサ３１で検知した湿度に基づいて乾燥終了を検知し、あるいは、乾燥終了までの時間を予測し、乾燥終了と判断すると、乾燥運転を自動停止させている。

図４は温風暖房装置１２内に納められた制御回路内に構成された乾燥運転制御部３４の働きを示す図である。乾燥運転制御部３４には、湿度センサ３１、リモコン３５、タイマ３６、記憶装置３７、循環ファンモータ２１、温水弁２６、換気ファンモータ３２、電力供給部３８が接続されている。乾燥運転制御部３４は、リモコン３５から乾燥運転のオン、オフ信号や、風向調整の信号などを受け取る。また、湿度センサ３１によって検知された湿度を取得し、湿度の値に応じて後述のように循環ファンモータ２１や温水弁２６、換気ファンモータ３２をオン、オフして乾燥運転や換気装置１３を制御する。タイマ３６は、乾燥運転の経過時間や換気ファンモータ３２の運転時間など必要に応じて時間を監視するために用いられている。記憶装置３７には、湿度に応じて乾燥運転を停止するまでの時間を決定するためのデータなどが保存されている。電力供給部３８は、乾燥運転制御部３４からの指令によって湿度センサ３１の電力を高低に切り換え、乾燥運転中は湿度センサ３１を湿度検知可能な動作電力で駆動し、乾燥運転停止中は湿度センサ３１を結露を防止できる程度の待機電力で駆動する。

図５は電力供給部３８と湿度センサ３１の一例を示す回路図である。この電力供給部３８においては、補償素子３９（サーミスタ）が湿度センサ３１（サーミスタ）と直列に接続され、分圧用の抵抗４０及び４１が直列に接続され、湿度センサ３１及び補償素子３９の直列接続体と抵抗４０、４１の直列接続体とが並列に接続されてブリッジ回路が構成されている。このブリッジ回路の一端が抵抗４２を介して電圧可変な可変電源４３のプラス（＋）端子に接続され、ブリッジ回路の他端が可変電源４３のマイナス（−）端子に接続されている。可変電源４３の出力電圧Ｖddは、例えば１２ボルトと９ボルトとに切り換え可能となっている。また、湿度センサ３１と補償素子３９の中点から出力端子（＋）４４が取り出され、分圧抵抗４０、４１の中点から出力端子（−）４５が取り出されている。可変電源４３は、制御端子４６から入力された電力供給部３８からの信号によって出力電圧Ｖddを切り換えられる。湿度センサ３１と補償素子３９とはほぼ同じ特性のサーミスタであり、湿度センサ３１は検知しようとする湿気に触れるように設けられており、補償素子３９は湿気（外気）から遮断されている。また、抵抗４０の抵抗値Ｒ３、抵抗４１の抵抗値Ｒ４はいずれも、Ｒ３＝Ｒ４＝１０ｋΩであり、抵抗４２の抵抗値Ｒｓは、Ｒｓ＝２４０Ωである。

湿度検知時には、乾燥運転制御部３４からの指令によって、可変電源４３の出力電圧Ｖddは１２ボルト（通常電力供給）となっており、ブリッジ回路に１２ボルトの電圧が印加されている。しかして、周囲の湿度が変化するとそれに応じて湿度センサ３１の抵抗値が変化するので、湿度の変化が比較的大きな電圧変化として出力端子（＋）４４と出力端子（−）４５との間に出力される。よって、出力端子（＋）４４と出力端子（−）４５の間の電圧を検出することにより、湿度センサ３１の抵抗値又は湿度を演算することができる。また、湿度検知を行わず、結露防止のみを行う待機時には、乾燥運転制御部３４からの指令によって、可変電源４３の出力電圧Ｖddは９ボルト（省電力モード）となっている。

湿度検知時には、可変電源４３から１２ボルトの電圧が印加される。このとき、一般的なサーミスタ型の湿度センサ３１では、湿度センサ３１は自己発熱によって約１７０℃〜１８０℃まで温度が上がる。その時可変電源４３から流れ出ている電流は約３２ｍＡであり、可変電源４３により１２ボルトの電圧が印加されているので、その消費電力は約０.３８ワットとなる。

この湿度検知状態においては、外部の湿度が増加すると、湿度センサ３１の湿気（水分）による吸熱作用が増加して湿度センサ３１の温度が下がり、湿度センサ３１の抵抗値Ｒ１が増加する。一方、補償素子３９は外気と遮断されているので、外気の湿度変化の影響は受けず、補償素子３９の抵抗値Ｒ２は変化しない。その結果、湿度センサ３１と補償素子３９との間の電圧が下がる。この湿度センサ３１の湿度変化による抵抗値の変化はブリッジ回路で電位差となり、出力端子（−）４５と出力端子（＋）４４間の電圧変化として出力される。

待機時には、可変電源４３からは９ボルトの電圧Ｖddが出力される。これによって、湿度センサ３１の自己発熱温度は、約１００℃〜１１５℃まで下がり、消費電力は、約０.１２ワットとなる。よって、待機時においては、湿度センサ３１の温度は約１００℃程度に保たれるので、結露が防止され、しかも、消費電力は約０.１２ワットとなり、湿度検知時の約１／３の消費電力（省電力モード）となる。

なお、電圧可変な可変電源に代えて、出力電流が可変となった可変電源を用いてもよい。

また、図６は電力供給部３８の異なる例を示す回路図である。この電力供給部３８でもブリッジ回路の構成は、図５の電力供給部３８の場合と同じである。図６の電力供給部３８では、ブリッジ回路の一端に抵抗４２（抵抗値Ｒｓ＝２４０Ω）と直列に抵抗４７（抵抗値Ｒｔ＝２２０Ω）が接続され、抵抗４７と並列にトランジスタ等のスイッチング素子４８が接続されている。スイッチング素子４８は、例えばＰＮＰトランジスタであり、制御端子４９に印加される信号によってオン、オフ制御される。また、この電力供給部３８の両端には定電圧Ｖdd＝１２ボルトが印加されている。この電力供給部３８では、湿度検知時には、スイッチング素子４８の制御端子４９は乾燥運転制御部３４によってロー（Ｌ≒ＧＮＤ（０ボルト））に制御され、待機時には、ハイ（Ｈ＝開放）に制御される。

しかして、湿度検知時には、乾燥運転制御部３４によって制御端子４９の電圧がローに設定されると、スイッチング素子４８がオンになってブリッジ回路に加わる電圧が高くなる（図５の電力供給部３８でＶdd＝１２ボルトの場合と同じ。）。よって、湿度センサ３１は自己発熱によって約１７０℃〜１８０℃まで温度が上がり、その消費電力は約０.３８ワットとなる。

これに対し、待機時には、乾燥運転制御部３４によって制御端子４９の電圧がハイに設定されると、スイッチング素子４８がオフになってブリッジ回路に加わる電圧が下がり、湿度センサ３１の発熱温度は約１００〜１１５℃程度となり、消費電力は約０.１６ワットとなって省電力モードとなる。

なお、図６では複数の抵抗を直列に接続して一部の抵抗に並列にスイッチング素子を接続し、スイッチング素子をオン、オフさせることによって電源とブリッジ回路の間の抵抗の抵抗値を変えるようにしている。しかし、全体の抵抗値を変化させる方法は任意であり、例えば抵抗値の異なる複数の抵抗を並列に接続し、これらの抵抗を切り換えるようにしてもよい。

図７は本実施例における乾燥運転の開始から乾燥運転の終了までの処理を示すフローチャートである。なお、図５のフローチャート中で用いられている時間や湿気等の数値は例示であって、これらの数値に限定されるものでないのは勿論である。以下、このフローチャートに沿って説明する。リモコン３５の運転開始スイッチが押されると、乾燥運転が開始する（ステップＳ１）。このとき、リモコン３５により温風吹出し方向を設定しておいてもよい（ステップＳ２）。乾燥運転が開始すると、乾燥運転制御部３４は、暖房乾燥機１１の運転開始処理を行なう（ステップＳ３）。すなわち、温風暖房装置１２の運転ランプを点灯させ、湿度センサ３１を待機電圧から動作電圧に切替え、ルーバー羽根２９で温風吹出口２８を閉じたままで循環ファンモータ２１をオンにして送風機２２を強運転し、温水弁２６を開いて熱交換器２３に水を循環させ、熱源作動信号を出力して熱源機１７により熱交換器２３に流れている水を加熱させ、ルーバー羽根２９を開いて温風吹出口２８から温風を吹き出させ、換気ファンモータ３２をオンにして換気装置１３を運転させて換気運転を行ない、湿度センサ３１に通常電力を供給する。

ステップＳ３の処理が済んで乾燥運転及び換気運転が開始したらタイマ３６をリセットして運転継続時間を監視する（ステップＳ４）。運転開始して２５分が経過したら、換気ファンモータ３２を３分間のあいだ一時的に停止させる（ステップＳ５）。そして、換気運転停止中（３分間）における絶対湿度の上昇値（以下、湿度上昇値と言う。）Ｄを測定する（ステップＳ６）。

ついで、測定した湿度上昇値Ｄと所定値２.１ｇ／ｍ^３とを比較する（ステップＳ７）。湿度上昇値Ｄが所定値２.１ｇ／ｍ^３よりも大きければ、湿度上昇値Ｄに応じて次の換気運転時間Ｔを決定する（ステップＳ８）。例えば、湿度上昇値Ｄが３.５ｇ／ｍ^３よりも大きければ換気運転時間Ｔ＝４０分とし、湿度上昇値Ｄが２.６ｇ／ｍ^３よりも大きく３.５ｇ／ｍ^３以下であれば換気運転時間Ｔ＝３０分とし、湿度上昇値Ｄが所定値２.１ｇ／ｍ^３よりも大きく２.６ｇ／ｍ^３以下であれば換気運転時間Ｔ＝２０分とする。こうして換気運転時間Ｔが決定されると、換気ファンモータ３２をオンにして再度換気運転を開始し、換気運転時間Ｔの間換気運転を継続する（ステップＳ９）。

換気運転時間Ｔが経過したら、換気ファンモータ３２を３分間のあいだ一時的に停止させる（ステップＳ１０）。そして、換気運転停止中（３分間）における湿度上昇値ｄを測定する（ステップＳ１１）。ついで、１回目に測定した湿度上昇値Ｄと今回測定した湿度上昇値ｄの差Ｄ−ｄを求め、湿度上昇値の変化Ｄ−ｄを所定値０.９ｇ／ｍ^３と比較する（ステップＳ１２）。

湿度上昇値の変化Ｄ−ｄが０.９ｇ／ｍ^３以下であれば、湿度上昇値の変化Ｄ−ｄに応じて次の換気運転時間Ｔを決定する（ステップＳ１３）。例えば、湿度上昇値の変化Ｄが０.２ｇ／ｍ^３よりも小さければ換気運転時間Ｔ＝３０分とし、湿度上昇値の変化Ｄ−ｄが０.５５ｇ／ｍ^３よりも小さく０.２ｇ／ｍ^３以上であれば換気運転時間Ｔ＝２０分とし、湿度上昇値の変化Ｄ−ｄが０.９ｇ／ｍ^３以下で０.５５ｇ／ｍ^３以上であれば換気運転時間Ｔ＝１０分とする。こうして換気運転時間Ｔが決定されると、換気ファンモータ３２をオンにして再度換気運転を開始し、換気運転時間Ｔの間換気運転を継続する（ステップＳ９）。

このようにして換気運転停止中（３分間）における湿度上昇値の変化Ｄ−ｄが０.９ｇ／ｍ^３以下であるうちは、ステップＳ９〜Ｓ１３を繰り返し実行する。

こうして衣類等がしだいに乾燥してきて、換気運転停止中（３分間）における湿度上昇値Ｄが２.１ｇ／ｍ^３以下になる（ステップＳ７でYesの場合）と、衣類等の乾燥が終了したと判断し、乾燥運転を終了して（ステップＳ１４）、所定の運転終了処理を実行する（ステップＳ１５）。すなわち、温風暖房装置１２の運転ランプを消灯させ、湿度センサ３１を動作電圧から待機電圧に切替えて省電力モードとし、循環ファンモータ２１をオフにして送風機２２を運転停止し、温水弁２６をを閉じて温水の循環を停止させ、熱源作動信号を出力して熱源機１７を燃焼停止させ、ルーバー羽根２９で温風吹出口２８を閉じ、換気ファンモータ３２をオフにして換気運転を終了し、湿度センサ３１を省電力モードにセットする。

この実施例においては、湿度測定時には換気装置１３を停止させて空気が屋外に排出されないようにしているので、衣類等からの水分の蒸発量に比例して室内の湿度が上昇する。よって、乾燥運転開始後、一定時間乾燥運転を行なった後に換気装置１３を停止させ、換気装置１３が停止している一定時間の間の浴室内の絶対湿度の上昇値Ｄを測定することにより、その湿度上昇値Ｄによって衣類等における多さを推測することができる。また、湿度上昇値Ｄの測定中は、換気装置１３を運転停止させているので、室外の空気が浴室内に流入することがなく、季節や天候、室外の湿度等の影響などを受けることなく、正確に湿度上昇値Ｄを測定することができる。よって、湿度上昇値Ｄから乾燥の程度を判断して乾燥運転を継続すべきか終了すべきかを判定することができ、湿度上昇値Ｄが所定値よりも小さい場合に、衣類等がすでに乾燥している（乾燥終了）と判断して乾燥運転を停止させるようにすれば、室外の影響を受けにくい状態で、かつ、衣類等の分量を反映して、乾燥運転の終了を判断することができる。

また、湿度上昇値Ｄが所定値よりも大きい場合には、湿度上昇値Ｄの大きさから乾燥終了までの時間を予測して乾燥運転を継続させているので、頻繁に湿度上昇値Ｄを測定する必要が無くなり、効率よく乾燥運転を行うことができる。

本発明の一実施例による暖房乾燥機を浴室等の外壁に設置した状態を示す側面図である。壁面に設置した暖房乾燥機の内部の構造を示す概略断面図である。室内側に設置された温風暖房装置（室内機）の正面図である。温風暖房装置内に納められた制御回路内に構成された乾燥運転制御部の働きを示す図である。電力供給部の構成を示す回路図である。電力供給部の別な構成を示す回路図である。乾燥運転の開始から乾燥運転の終了までの処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１１暖房乾燥機
１２温風暖房装置
１３換気装置
１７熱源機
１８温水配管
２０クロスフローファン
２１循環ファンモータ
２２送風機
２３熱交換器
２７空気吸込口
２８温風吹出口
３１湿度センサ
３２換気ファンモータ
３３シロッコファン
３４乾燥運転制御部
３８電力供給部
３９補償素子
４３可変電源

Claims

空気加熱器により加熱された空気を室内へ吹き出して暖房運転及び乾燥運転を行う温風暖房装置と、室内の空気を屋外に排出する換気装置と、室内の湿度を検知するための湿度センサと、前記湿度センサに電力を供給する手段とを備えた暖房乾燥機において、
前記電力供給手段は、前記温風暖房装置が乾燥運転している場合には、前記湿度センサが湿度検知を行うのに必要な電力を供給し、前記温風暖房装置が乾燥運転を停止している場合には、前記湿度検知に必要な電力よりも小さな電力を湿度センサに供給することを特徴とする暖房乾燥機。
前記湿度センサに電力を供給する手段は、前記温風暖房装置が乾燥運転している場合と、乾燥運転を停止している場合とで、出力電圧又は出力電流が可変となった電源を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の暖房乾燥機。
前記湿度センサに電力を供給する手段は、前記温風暖房装置が乾燥運転している場合と、乾燥運転を停止している場合とで、電源電圧出力と前記湿気センサを結ぶ回路の抵抗値が可変となっていることを特徴とする、請求項１に記載の暖房乾燥機。