JP2006029746A - 加湿器 - Google Patents

Abstract

【課題】 適切に渇水を検出し、必要なときだけ残留水をすべて蒸発して衛生状態を維持できる加湿器を提供する。
【解決手段】 水を供給する給水容器と、給水容器３から水が供給される加熱部１２と、加熱部１２内の水を加熱する加熱手段１０と、給水容器３が空になったことを検出する渇水検出手段９とを有し、渇水検出手段９が給水容器３が空になったことを検出して加熱手段１０による加熱を停止してから、所定の待機時間が経過したとき、加熱手段１０によって残留している水を加熱してすべて蒸発させる蒸発運転を行う。また、渇水検出手段９が給水容器３が空になったことを検出しても、さらに所定の遅延時間、加熱手段１０で水を加熱し続けてから加熱を停止する。
【選択図】図４

Description

本発明は、加湿器に関する。

水を蓄えた給水容器から供給した水を、熱や超音波振動、或いは、表面積の大きなフィルタ状の加湿部材に散水して送風機による空気流で気化させるなどの気化手段によって室内の空気を加湿する加湿器において、給水容器から水を気化手段などに導く給水路中に設けた渇水検出手段で、給水容器が空になり、水が十分に供給されていないことを検出して、加湿運転を停止するとともに、渇水を示す表示をし、警報を鳴動させて給水待機状態になるものが一般的である。

従来の加湿器では、渇水検出手段が渇水を検出して動作を停止したときには、気化手段の内部や給水容器から気化手段に至る給水路に水が残留しており、これらの残留水が渇水検出手段を再び非検出の状態にしてしまうことがある。その場合、ユーザは、加湿器をそのまま再起動することができるが、僅かな時間だけ加湿運転をすると、また、すぐに渇水検出手段が渇水を検出して給水待機状態になってしまう。このような事態は、ユーザに不親切であり、修理が必要であると誤認させてしまうこともあった。特に、加湿部材に散水する加湿器には、加湿部材から水が逆流することがあった。

また、渇水を検出して加湿運転を停止しても、そのまま長期間放置されると、残留水中に微生物が繁殖することがあるなど不衛生である。そこで、特許文献１では、渇水を検知したときは、すぐに運転を停止して待機状態にならず、加熱手段によって残留水をすべて蒸発させてから運転を停止して待機状態になる加湿器が開示されている。
特開２０００−２７４７５３号公報

しかしながら、給水容器が空になる度、残留水をすべて蒸発させると、水の中の不純物が加熱手段に焦げ付いて効率を低下させたり、加熱手段およびその周辺の温度が高温になり、熱によって劣化するので加湿器の寿命が短くなるという問題があった。

そこで、前記問題点に鑑みて、本発明は、適切に渇水を検出し、必要なときだけ残留水をすべて蒸発させて衛生状態を維持できる加湿器を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明による加湿器は、水を供給する給水容器と、前記給水容器から水が供給される加熱部と、前記加熱部内の水を加熱する加熱手段と、前記給水容器が空になったことを検出する渇水検出手段とを有し、前記渇水検出手段が前記給水容器が空になったことを検出して前記加熱手段による加熱を停止してから、所定の待機時間が経過したとき、前記加熱手段によって残留している水を加熱してすべて蒸発させる蒸発運転を行うものとする。

この構成によれば、ユーザが加湿器の給水容器が空になったことにすぐに気が付かなくても、所定の待機時間中は、加熱手段が残留水を蒸発させるために加熱することがない。このため、無駄なエネルギーを消費することがなく、加熱手段が、水に含まれる不純物をその表面に焦げ付かせたり、周囲の構成要素を高温に加熱して劣化させたりしない。また、所定の待機時間が過ぎてもユーザが何らの操作もしない場合は、ユーザは加湿器を継続して使用する意志がないものと推測される。この場合、蒸発運転を行って加湿器内部の残留水をすべて蒸発させることで微生物の繁殖を抑え、加湿器を衛生的に保つことができる。このように、本発明の加湿器は、劣化防止と衛生状態の維持を両立させる。

また、本発明の加湿器において、前記加熱部の温度を検出する温度検出手段を有し、前記蒸発運転は、前記温度検出手段による検出温度が所定の温度に達するまで行ってもよい。

この構成によれば、水が残留していれば、加熱手段によって加熱されても加熱部は水の沸騰温度以上に高温にならないが、水がすべて蒸発したとき、加熱部は水の沸騰温度を超える温度に加熱されるので、温度検手段がそのような高温を検出する。つまり、温度検出手段で、加湿器内部に水が残留しているか否かを判断でき、蒸発運転を最小限の時間で終了させることができる。これによって、加湿器の劣化を少なくできる。

また、本発明の加湿器において、前記蒸発運転は、予め定められた時間行ってもよい。

この構成によれば、渇水検出手段が渇水を検出したときの残留水の水量は略一定であるので、加熱手段が残留水をすべて蒸発させるために必要とする時間も略一定である。このため、予め必要な蒸発運転の時間を定めておけば、加湿器の内部を完全に乾燥させて衛生的に保つことができる。

また、本発明の加湿器において、前記蒸発運転が終了した後、渇水表示を伴う給水待機状態としてもよく、電源を遮断してもよい。

この構成によれば、蒸発運転終了後も、給水待機状態にして渇水表示をすることで、ユーザに加湿器の状態を知らせることで、適切な加湿運転の再開を促すことができる。また、電源を遮断してエネルギー消費を低減しても、既に待機時間を経過しているのでユーザは加湿器が渇水状態であると予想でき、混乱を生じない。

また、本発明の加湿器は、水を供給する給水容器と、前記給水容器から供給された水を加熱する加熱手段と、前記給水容器が空になったことを検出する渇水検出手段とを有し、前記渇水検出手段が前記給水容器が空になったことを検出しても、さらに所定の遅延時間、前記加熱手段で水を加熱し続けてから加熱を停止して渇水表示をするものとしてもよい。

この構成によれば、渇水検出手段が給水容器が空になった渇水状態を検出してから、所定の遅延時間、加熱手段で水を蒸発させ続けるので、加湿器は、内部の水量が渇水検出手段が渇水を検出する水量よりも十分に少ない量になってから、ユーザに対して渇水を表示する。このため、渇水検出手段が非検出となって、ユーザに給水の要否を誤認させることがない。ここで、遅延時間は、加熱手段が接触するだけの水を残留させる程度にすることが劣化防止の観点からは好ましい。

また、本発明の加湿器において、前記所定の遅延時間が経過後、さらに前記渇水検出手段が前記給水容器が空になっていることを検出している場合にのみ、前記加熱手段による加熱を停止してもよい。

この構成によれば、遅延時間経過後、渇水状態であるか否かを再確認することで、給水表示をして待機状態にすべきか否かを決定するので、さらに確実な渇水検出が行える。

また、本発明の加湿器において、前記渇水検出手段が所定の時間継続して前記給水容器が空になったことを検出し続けたときのみ、前記遅延時間の計測を開始してもよい。

この構成によれば、振動などにより水面に乱れが生じても、渇水を誤検出することがないので、正確に渇水を検出できる。

また、本発明の加湿器は、前記加熱手段より上方に設けた、水を吸水する加湿部材と、前記加湿部材を通過するように空気を送風する送風手段とを有し、前記加熱手段で加熱した水を揚水して、前記加湿部材に吸水させるものであってもよい。

この構成によれば、加湿部材が水を含み、加湿運転を停止した後に渇水検出手段に逆流しやすいので、前記遅延時間によって渇水を正確に判断できる効果が大きい。

以上のように、本発明によれば、適切に渇水を検出し、必要なときだけ残留水をすべて蒸発して衛生状態を維持できる加湿器を提供できる。

以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。

図１に、本発明の実施形態に係る加湿器１を示す。加湿器１は、本体２の内部に、給水容器３と、加湿部材であるフィルタ４と、フィルタ４の後方にフィルタ４を通して空気を吸引して本体２の上部から吹き出させるファン（送風手段）５とを有している。

給水容器３は、蓋体６で封止されており、本体２内部に設けた少量の水を貯めることができる貯水槽７の中に蓋体６が位置するように、蓋体６を下にして本体２の内部に収納されている。蓋体６には、給水容器３が本体内に収納された状態で開放される弁機構８が設けられ、貯水槽７内には、水位を監視するフロートスイッチ（渇水検出手段）９が設けられている。また、貯水槽７から、フィルタ４の下部に設けた加熱手段である電気ヒータ１０と温度センサ（温度検出手段）１１とを有する加熱管（加熱部）１２に水を導く給水路１３が設けられている。フィルタ４は、底面が受け皿になったフィルタ枠１４に保持され、フィルタ枠１４の上には、底壁に多数の複数の貫通孔が設けられた箱状の散水室１５が設けられている。そして、加熱管１２と散水室１５とを繋ぐ揚水管１６およびフィルタ枠１４の受け皿と加熱管１２とを繋ぐ回収管１７が設けられている。また、加湿器１は、本体２の上部にパネル部１８を有し、パネル部１８には、表示装置１９と操作キー２０とが設けられている。

次に、このような構成からなる加湿器１の動作を説明する。

水を入れた給水容器３を本体２内に収容すると、弁機構８が開放され、貯水槽７内に給水容器３から水が供給される。貯水槽７の水位が上昇すると弁機構８の開口を水封して空気の流入を阻害して給水容器３からの水の流出が停止し、貯水槽７内の水位を一定に保つ。貯水槽７から給水路１３を通して加熱管１２に水が供給され、加熱管１２は水で満たされる。ユーザが操作キー２０により加湿運転の開始を指示すると、ヒータ１０が発熱して加熱管１２の内部の水を沸騰させ、水蒸気圧によって水を揚水管１６の中を上昇させ、散水室１５内に送り込む。水は、散水室１５の底壁の貫通孔からフィルタ４の全体に略均等に行き渡るように降り注ぐ。ファン５は本体２の前面から空気を取り入れ、フィルタ４を通過させて本体２の上部から吹き出させる。空気は、フィルタ４を通過するとき、フィルタ４に行き渡った水を気化させて、多くの水蒸気を含む空気となって本体２から吹き出して室内を加湿する。

次に、図２に、給水容器３が空になったときに、前記加湿運転を安全に停止するための渇水停止処理の流れを示す。渇水時は、ステップＳ１でヒータ１０の発熱を停止し、ステップＳ２で表示装置１８に渇水を示す表示をし、ステップＳ３でさらに警報音を鳴らしてユーザに渇水を知らせる。そして、ステップＳ４でファン５を弱に設定し、ステップＳ５で散水室１５およびフィルタ４に残留している水がなくなるまでフィルタ４に通風するために、さらに９０秒間ファン５を動作させてからステップＳ６でファン５を停止させて渇水停止処理を完了する。

図３は、貯水槽７、加熱管１２、給水路１３、揚水管１６、回収管１７およびフィルタ枠１４内に残留する水をすべて蒸発させて加湿器１内部を乾燥させる蒸発運転を表す流れ図である。蒸発運転を開始すると、先ず、ステップＳ１１でファン５を強に設定し、ステップＳ１２でヒータ１０を連続的に発熱させる。そして、ステップＳ１３で１００分の蒸発時間の計測を開始し、ステップＳ１４で蒸発時間が経過していないか確認する。ステップＳ１４で蒸発時間が経過していない場合は、ステップＳ１５において、温度センサ１１の検出温度を確認する。ステップＳ１５で、温度センサ１１の検出温度が１１０℃以上であれば、加熱管１２は水の沸騰温度以上に加熱されており、加湿器１の内部に残留する水がすべて蒸発していると評価できるので、ステップＳ１６でヒータ１０の発熱を停止する。また、ステップＳ１４で蒸発時間が経過したと確認されたときは、蒸発運転に時間がかかり過ぎており、何らかの異常がある可能性があるので、安全のために、ステップＳ１６でヒータ１０の発熱を停止する。ステップ１６でヒータ１０の発熱を停止してもヒータ１０や加熱管１２の周囲は高温になっているので、ステップＳ１７でファン５を弱に設定して冷却のために弱い通風を維持し、ステップＳ１８で前記高温部分が十分に冷却される５分間が経過してから、ステップＳ１９でファン５を停止する。さらに、ステップＳ２０で表示装置１９に渇水表示をし、ステップＳ２１で警報音を鳴らして蒸発運転を完了する。

図４は、前記加湿運転から、前記渇水停止処理および前記蒸発運転への移行の制御を示す流れ図である。ステップＳ３１の加湿運転を行っている間、ステップＳ３２でユーザが操作キー２０によって蒸発運転の開始を指示したかどうか、および、ステップＳ３３で給水容器３が空になっていないかを監視する。ステップＳ３２において操作キー２０により蒸発運転の開始を指示されると、ステップＳ３４で図３に示した蒸発運転を行い、電源を遮断してすべての運転を終了する。また、ステップＳ３２で操作キー２０の入力がなく、ステップＳ３３で給水容器３が空になったと確定されれば、ステップＳ３６で１２時間の待機時間を計測開始し、ステップＳ３７で図２に示した渇水停止処理を行い、ステップＳ３８で表示装置１９に渇水を表示したまま、給水容器３に水が補給されれば運転を再開できる給水待機状態に移行する。ステップＳ３９でステップＳ３６で計測を開始した待機時間が１２時間に達すると、ステップＳ４０で図３に示した蒸発運転を行い、ステップＳ４１で再び給水待機状態にする。

さらに、図５に、給水容器３が空となり渇水していると確定する判断の流れを示す。加湿器１において、フロートスイッチ９は、貯水槽７の水位の低下を検知して、給水容器３が空になったことを検出して渇水を示す信号を出力するが、振動などによる貯水槽７の水面の乱れにより一時的に渇水信号を出力したり、一度、渇水を検出しても、散水室１５やフィルタ４に滞留している水が逆流してフロートスイッチ９が再び渇水を検出しない状態に戻る場合がある。そこで、加湿器１は、渇水を確実に判断するためにパラメータαを用いて、フロートスイッチ９の出力信号を処理している。図５に示すように、加湿器１が起動するとステップＳ５１においてパラメータαをゼロにリセットし、ステップＳ５２で１０ミリ秒が経過してから、ステップＳ５３でフロートスイッチ９が渇水信号を出力しているかどうか確認する。ここでフロートスイッチ９が渇水信号を出力していなければ、ステップＳ５４でパラメータαをゼロにリセットし、ステップＳ５２に戻る。ステップＳ５３でフロートスイッチ９が渇水信号を出力していれば、ステップＳ５５でパラメータαに１を加算し、ステップＳ５６でパラメータαが２００に達しているか否かを確認する。つまり、１０ミリ秒毎にフロートスイッチ９の出力を確認し、連続して２００回、実質的に２秒の検出時間の間継続してフロートスイッチ９が給水容器３が空になった渇水状態を検出するまで、ステップＳ５２からステップＳ５６を繰り返す。ステップＳ５６でパラメータαが２００に達していれば、ステップＳ５７で１２０秒間の遅延時間が経過した後、ステップＳ５８で渇水を確定する。

以上のように制御された加湿器１は、給水容器３が空になり給水待機状態になってから１２時間の待機時間を経過してもユーザが渇水に気が付かない場合は、貯水槽７、加熱管１２、給水路１３、揚水管１６、回収管１７およびフィルタ枠１４内に残留する水をすべて蒸発させて内部を乾燥させる蒸発運転を行うので、微生物の繁殖が防止でき、衛生的である。一方で、１２時間以内にユーザが渇水に気付き、給水容器３に水を補給して加湿運転を再開するような場合は、蒸発運転を行わないので無駄なエネルギーを消費せず、ヒータ１０や加熱管１２などの劣化を抑制できる。

また、加湿器１では、フロートスイッチ９が、２秒間の検出時間継続して渇水を検出しないと給水容器３が空になったと判断しないので、フロートスイッチ９による誤検出が運転動作に反映されない。さらに、１２０秒間の遅延時間の間加湿運転を継続してから、加湿運転を停止するので、散水室１５やフィルタ４、或いは揚水管１６や回収管１７に残留していた水が逆流しても、フロートスイッチ９が再び渇水を非検出になって給水容器３が空であるにもかかわらず加湿運転を開始でき、すぐに渇水となる不具合がない。

以上の実施形態では、待機時間が経過したときは、蒸発運転を行った後、渇水表示をしたまま給水待機状態になるが、一切の表示も行わない完全に電源を遮断した状態になるようにしてもよい。

さらに、図５に示した渇水確定判断に代えて、図６に示す流れ図に従って渇水を確定してもよい。

図６では、パラメータαに加えパラメータβを設定して、より確実な判断をするようにしている。加湿器１が起動するとステップＳ６１においてパラメータαおよびβをゼロにリセットし、ステップＳ６２で１０ミリ秒が経過してから、ステップＳ６３でフロートスイッチ９が渇水信号を出力しているかどうか確認する。ここでフロートスイッチ９が渇水信号を出力していなければ、ステップＳ６４でパラメータαおよびβをゼロにリセットし、ステップＳ６２に戻る。ステップＳ６３でフロートスイッチ９が渇水信号を出力していれば、ステップＳ６５でパラメータαに１を加算し、ステップＳ６６でパラメータαが２００に達しているか否かを確認する。２秒の検出時間の間継続してフロートスイッチ９が給水容器３が空になった渇水状態を検出するまで、ステップＳ６２からステップＳ６６を繰り返し、ステップＳ６６でパラメータαが２００に達すると、ステップＳ６７でβが１であるか否かを確認する。最初に２秒の検出時間の間継続してフロートスイッチ９が渇水を検出してαが２００に達したときは、βの値は０であり、ステップＳ６８に進んで、βを１にする。そしてステップＳ６９で１２０秒間の遅延時間が経過した後、再びステップＳ６２に戻る。ステップＳ６２からステップＳ６６で１０ミリ秒ごとにフロースイッチ９の状態を確認して、２秒間の検出時間を継続して渇水を検出すれば、ステップＳ６７に進んでβの値を確認するが、先ほどステップＳ６８でβを１にしているので、ステップＳ７０に進んで渇水を確定する。ただし、一度２秒間の検出時間を継続して渇水を検出してステップＳ６７に進んでから、次にステップＳ６７に至るまでに、一度でもステップＳ６３でフロートスイッチ９が渇水を検出していないことがあれば、ステップＳ６４でβの値がゼロにリセットされるので、ステップＳ６７に進んでも、再度ステップＳ６８に進み、ステップＳ６９で１２０秒の遅延時間の経過後、もう一度ステップＳ６２からＳ６６で２秒間の検出時間を継続して渇水を検出しないと渇水であるとの確定はしない。

図６の流れ図によれば、より慎重で確実な渇水検出を行うので、加湿器１が、一度、渇水を検出して給水待機状態になれば、給水容器３に水を補給しなければ、再び加湿運転を開始することができない。このため、ユーザに誤認を生じさせて頻繁に操作を要求する事態が発生しない。

本発明の実施形態の加湿器の正面図。 図１の加湿器の渇水停止処理の流れ図。 図１の加湿器の蒸発運転の流れ図。 図１の加湿器の蒸発運転移行制御の流れ図。 図１の加湿器の渇水確定判断の流れ図。 図５の渇水確定判断の代替案の流れ図。

符号の説明

１ 加湿器
２ 本体
３ 給水容器
４ フィルタ（加湿部材）
５ ファン（送風手段）
９ フロートスイッチ（渇水検出手段）
１０ ヒータ（加熱手段）
１１ 温度センサ（温度検出手段）
１２ 加熱管（加熱部）
１９ 表示装置

Claims (7)

1. 水を供給する給水容器と、
   前記給水容器から水が供給される加熱部と、
   前記加熱部内の水を加熱する加熱手段と、
   前記給水容器が空になったことを検出する渇水検出手段とを有し、
   前記渇水検出手段が前記給水容器が空になったことを検出して前記加熱手段による加熱を停止してから、所定の待機時間が経過したとき、前記加熱手段によって残留している水を加熱してすべて蒸発させる蒸発運転を行うことを特徴とする加湿器。
2. 前記加熱部の温度を検出する温度検出手段を有し、
   前記蒸発運転は、前記温度検出手段による検出温度が所定の温度に達するまで行うことを特徴とする請求項１に記載の加湿器。
3. 前記蒸発運転は、予め定められた時間行うことを特徴とする請求項１に記載の加湿器。
4. 前記渇水検出手段が前記給水容器が空になったことを検出しても、さらに所定の遅延時間、前記加熱手段で水を加熱し続けてから加熱を停止することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の加湿器。
5. 前記加熱手段より上方に設けた、水を吸水する加湿部材と、
   前記加湿部材を通過するように空気を送風する送風手段とを有し、
   前記加熱手段で加熱した水を揚水して、前記加湿部材に吸水させることを特徴とする請求項４に記載の加湿器。
6. 水を供給する給水容器と、
   前記給水容器から供給された水を加熱する加熱手段と、
   前記給水容器が空になったことを検出する渇水検出手段とを有し、
   前記渇水検出手段が前記給水容器が空になったことを検出しても、さらに所定の遅延時間、前記加熱手段で水を加熱し続けてから加熱を停止して渇水表示をすることを特徴とする加湿器。
7. 前記加熱手段より上方に設けた、水を吸水する加湿部材と、
   前記加湿部材を通過するように空気を送風する送風手段とを有し、
   前記加熱手段で加熱した水を揚水して、前記加湿部材に吸水させることを特徴とする請求項６に記載の加湿器。

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