JP2010054147A - 水位検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水位検出装置に転倒スイッチの役割を簡易な構成により兼ねさせるとともに、本体がどの方向に転倒しても転倒状態を確実に検知できるようにする。
【解決手段】除湿機または加湿器等の空気調和機の本体１に装着される貯水槽２と、貯水槽２の底面に固定され可撓体により棒状に形成されて直立するフロート支持部材３と、フロート支持部材３の上端に支持されたフロート４と、フロート４に備えられフロート４が浮力を受けた際にフロート支持部材が撓むように浮力格差を生成させる浮力格差生成手段４Ａと、フロート４の頂部若しくはその近傍に設けられた被検知体５と、本体１に設けられ被検知体５と対向して被検知体５の変位を検出する検出器６と、を有する水位検出装置の構成とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、除湿機または加湿機等の空気調和機に設けられる貯水槽の水位を検出する水位検出装置に関する。

従来、除湿機、加湿器等の空気調和機では、貯水槽に溜められる水の満水位を検出する水位検出装置を備えている。また、空気調和機の動作中に本体が転倒した時に、動作を停止して安全性を確保するため、本体の転倒状態を検知して電気回路をオフする転倒スイッチを備えている。しかし、水位検出装置とは別途に転倒スイッチを設けるとコスト高になる課題があり、水位検出装置に転倒スイッチの役割を兼ねるようにすることが提案されている。

例えば、特許文献１には、ドレンタンク上部の片側を回動軸として回動自在に設けられたタンクレバーの一端に、ドレンタンクの上面からタンク内に突出する浮き子を形成し、本体底板にバネにより床面に向けて付勢した棒状の床検出手段を設け、本体の転倒時に、その床検出手段にバネの付勢力が働いてタンクレバーを浮き子の作動位置に回動させ、タンクレバーの可動端と連動するスイッチをオフするものが記載されている。

また、特許文献２には、貯水槽内に、本体の長手方向に軸支方向を合致させるようにフロートを回動自在に軸支し、フロートの頂部またはその近傍に被検知体（マグネット）を、本体側には被検知体に対応する位置に検出体（リードスイッチ、ホールＩＣ等）を設けたものが記載されている。この構成で、貯水槽満水時にはフロートが回動することにより、被検知体が検出器の検出可能範囲から外れるため、スイッチがオフ状態となり満水を検知する。本体が長手方向と直交する方向に転倒した場合にも同様にフロートが自重で回動することにより被検知体が検出器の検出可能範囲から外れるため、スイッチがオフ状態となり器具が転倒状態にあることを検知する。
特開平１１−１０８３９１号公報（請求項１、図２、図３、図４） 特開２００４−２６４１９３号公報（段落［００２６］、図１、図４）

しかしながら、特許文献１に記載のスイッチ作動の構成においては、ドレンタンク満水状態の検知と本体転倒状態の検知をスイッチ１個で実現できるものの、構造が複雑であり、本体の転倒を検知するための床検出手段が必要でありコスト高となる問題がある。

また、特許文献２に記載の水位検出装置の構成においては、フロートの軸支方向を本体の長手方向に合致させているので、本体の長手方向と直交する方向（短手方向）に転倒した場合はフロートが回動することにより前述のごとく転倒状態にあることを検知できるが、長手方向に転倒した場合は回転軸と支点の関係により、フロートが回動しないため、被検出体が検出器の検出可能範囲から外れず、転倒状態にあるにもかかわらずこれを検知することができない。特許文献２の図４のように、本体が略直方体である場合は、転倒方向が短手方向にほぼ限定されるので問題は少ないのであるが、本体が略立方体や略円柱形など転倒方向が定まらないような形状の場合には前述したような問題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、水位検出装置に転倒スイッチの役割を簡易な構成により兼ねさせるとともに、本体がどの方向に転倒しても転倒状態を確実に検知できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の水位検出装置は、除湿機または加湿器等の空気調和機の本体に装着される貯水槽と、該貯水槽の底面に固定され可撓体により棒状に形成されて直立するフロート支持部材と、該フロート支持部材の上端に支持されたフロートと、該フロートに備えられ該フロートが浮力を受けた際に前記フロート支持部材が撓むように浮力格差を生成させる浮力格差生成手段と、前記フロートの頂部若しくはその近傍に設けられた被検知体と、前記本体に設けられ前記被検知体と対向して該被検知体の変位を検出する検出器と、を有することを特徴としている。

この構成によると、貯水槽に所定の水位以上に貯水されたとき、浮力格差によってフロートが回転力を得て直立姿勢のフロート支持部材を撓ませるので、フロートに設けられた被検知体の変位を本体に設けられた検出器で検知することで、貯水槽の満水状態を検知することができる。また、本体の転倒時には、フロートと被検知体の重みによって横臥姿勢のフロート支持部材が撓むので、フロートに設けられた被検知体の変位を本体に設けられた検出器で検知することで、本体の転倒状態を検知することができる。

また、本発明の水位検出装置は、前記浮力格差生成手段は、前記フロートの下面の一部から下方に突出して形成された水受け部であることを特徴としている。

この構成によると、貯水槽内の水位が上昇してフロートの位置まで達すると、フロートの水受け部が押し上げられ、フロートは回転力を得る。この回転力によりフロート支持部材をフロートの水受け部と反対側に撓ませることができる。

また、本発明の水位検出装置は、前記水受け部の内部を中空にしたことを特徴としている。

この構成によると、フロートの水受け部が押し上げられた際の回転力を大きくすることができる。

また、本発明の水位検出装置は、前記水受け部の下端に皿状部を形成したことを特徴としている。

この構成によると、フロートの水受け部が押し上げられた際の回転力を大きくすることができる。

また、本発明の水位検出装置は、前記浮力格差生成手段は、前記フロートの内部の一部を中空にして形成された中空部であることを特徴としている。

この構成によると、貯水槽内の水位が上昇してフロートの下面の位置まで達すると、中空部を有するフロート下面が中空部を有しないフロート下面よりも強く押し上げられ、フロートは回転力を得る。この回転力によりフロート支持部材をフロートの中空部と反対側に撓ませることができる。

また、本発明の水位検出装置は、前記貯水槽に、前記可撓体の過度の変形を防止する過剰変位防止体を設けたことを特徴としている。

この構成によると、本体の転倒時にフロート支持部材が過度に変形し、その弾性を失う危険性を排除することができる。

本発明によると、貯水槽に所定の水位以上に貯水されたとき、浮力格差によってフロートが回転力を得て直立姿勢のフロート支持部材を撓ませるので、フロートに設けられた被検知体の変位を本体に設けられた検出器で検知することで、貯水槽の満水状態を検知することができる。また、本体の転倒時には、フロートと被検知体の重みによって横臥姿勢のフロート支持部材が撓むので、フロートに設けられた被検知体の変位を本体に設けられた検出器で検知することで、本体の転倒状態を検知することができる。よって、水位検出装置に転倒スイッチの役割を簡易な構成により兼ねさせるとともに、本体の転倒方向が定まらないような場合でも本体の転倒状態を確実に検知することができる。

本発明を実施するための最良の形態について、冷凍サイクルを有する除湿機を例に図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る除湿機の斜視図である。図１に示すように、除湿機の本体１は横断面の横寸法が縦寸法より大きい略長方形の形状（縦横寸法の異なる直方体形状）に形成されている。本体１の下部の長手方向の一端部には、本体１の長手方向に引出自在にドレンタンク２が設けられている。ドレンタンク２は略直方体形状であり、その長手方向が本体１の長手方向と一致するようにして、本体１内に収納される。本体１の内部には冷凍サイクル（不図示）が備えられ、冷凍サイクルを運転することにより空気中の水分が凝縮して生ずる凝縮水をドレンタンク２に導いて貯水するようにしている。

次に、本発明の水位検出装置の構成について図２、図３を参照して説明する。図２は本発明の実施の形態に係る除湿機を、ドレンタンクの収容部位で短手方向に切断して見た縦断面図であり、図３はドレンタンクを、長手方向で切断して見た断面図である。図２に示すように、ドレンタンク２の底面には、バネ等の可撓体によって棒状に形成されたフロート支持部材３の下端が固定される。フロート支持部材３は、ドレンタンク２の底面から直立する姿勢で取付けられ、その上端にはフロート４が取付けられている。フロート４は発泡合成ゴム（ＮＢＲ等）または発泡スチロールなどで略ドーム形状に形成され、その下面の中央部に前記のフロート支持部材３の上端が固定されている。

図２に示すように、フロート４の天面の略中央部（頂部）には磁石からなる被検知体５が設けられ、本体１の被検知体５に対向する箇所にリードスイッチまたはホールＩＣからなる検出器６が取り付けられている。なお、ドレンタンク２の上縁面にはタンク蓋（不図示）が設けられる。

被検知体５を含むフロート４の重量とフロート支持部材３の可撓性との間には、図３に示すように、フロート支持部材３が直立姿勢であってフロート４の重量がフロート支持部材３の伸長方向に掛るときは、フロート支持部材３は撓まず直立姿勢を維持するが、図５に示すように、フロート支持部材３が横臥姿勢であってフロート４の重量がフロート支持部材３の伸長方向と直交する方向に掛るときは、フロート４の重みでフロート支持部材３が撓むような関係が成立している。

また、図３に示すように、フロート４の下面外縁の一部には、下方に突出する水受け部４Ａがフロート４と一体に形成されている。水受け部４Ａは、フロート４が浮力を受けた際にフロート支持部材３が撓むように浮力格差を生成させる浮力格差生成手段を構成するものである。このような浮力格差生成手段としては、水受け部４Ａに限られず、図６に示すように、フロート４の半分に中空にした中空部４Ｂによって構成してもよい。

また、フロート４に働く浮力格差を大きくするための工夫として、図７（ａ）に示すように、水受け部４Ａの下端に皿状部４Ｃを設けたり、図７（ｂ）に示すように水受け部４Ａを中空にした中空部４Ｄを設けたりしてもよい。

上記のように構成された本発明の水位検出装置の動作例を図３〜図５を説明する。これらの図において、水位検出装置の動作をわかりやすくするためにドレンタンク２及びその内部のみを示し本体１を省略しているが、ドレンタンク２は本体１内にセットされているものとして説明する。

除湿機の使用時においてドレンタンク２を本体１にセットし、運転スイッチ（不図示）をＯＮすると、検出器６が被検知体５を検知する。図３に示すように、被検知体５が正規の位置にあることが確認されると、本体１内に設けられる電気回路（不図示）がＯＮされ、除湿機の運転が開始される。運転開始後、凝縮器等に結露した凝縮水がドレンタンク２に溜まる。

ドレンタンク２内の水位が上昇してフロート４の位置まで達すると、フロート４の水受け部４Ａが押し上げられ、図４に矢印で示すように、フロート４は回転力を得る。この回転力によりフロート支持部材３はフロート４の水受け部４Ａと反対側に撓む。ドレンタンク２内の水位が所定水位に達すると、水受け部４Ａの浮力格差によりフロート支持部材３は大きく撓み、フロート４の頂部に取り付けられた被検知体５が本体１に取り付けられた検出器６から遠ざかり、検出器６の検出範囲から外れる。この結果、本体１内に設けられる電気回路（不図示）がＯＮからＯＦＦとなり、除湿機の運転が停止される。このとき、ドレンタンク２の凝縮水が満水状態になったことをＬＥＤ（不図示）の点灯や液晶表示部（不図示）への表示、或いは、ブザー音等で報知するようにしてもよい。

また、図５に示すように本体１が何らかの原因により転倒した場合、フロート４と被検知体５の自重によりフロート支持部材３は下方向に撓む。これによりフロート４の頂部に取り付けられた被検知体５が本体１に取り付けられた検出器６から遠ざかり、筐体１に設けられる電気回路（不図示）がＯＮからＯＦＦとなり、除湿機の運転が停止される。このとき、本体１が点灯状態であることをＬＥＤの点灯や液晶表示部への表示、或いは、ブザー音等で報知するようにしてもよい。

また、図８に示すように、ドレンタンク２にフロート支持部材３の過度の変形を防止する過剰変位防止体７を設けてもよい。例えば、過剰変位防止体７は、フロート支持部材３及びフロート４の周囲を取り囲むように立設され円筒状の部材であり、軸方向（図８（ｂ）の紙面上下方向）にスリット７ａが中心角９０°刻みで設けられ、ドレンタンク２内に溜められる凝縮水が過剰変位防止体７で囲まれる領域にも浸入できるようにしている。この過剰変位防止体７は、本体１の転倒時にフロート支持部材３が過度に変形し、その弾性を失う危険性を防止する役割を果たしている。

本発明の水位検出装置は、フロート支持部材３の撓み方向に指向性を持たせていないので、本体１がどの方向に転倒してもフロート４と被検知体５の重みで可撓体が撓むようになる。従って、上記実施形態のように、本体の形状が、横断面の横寸法が縦寸法より大きい略長方形の形状に形成されていて転倒方向がほぼ本体の短手方向に限られる場合のみならず、本体の縦横寸法がほぼ同じである略立方体（図９（ａ））や略円柱形（図９（ｂ））に形成されていてどの方向に本体が転倒するか分からない場合であっても、確実に本体の転倒を検出して電気回路をＯＦＦすることができる。

上記の実施形態では、空気調和機の一例として冷凍サイクル方式の除湿機を例として説明したが、デシカント方式の除湿機や加湿水を貯水槽に貯水してセットする加湿器等にも本発明は適用が可能である。

本発明は、除湿機または加湿機等の空気調和機に利用できる。

は、本発明の実施の形態に係る除湿機の斜視図である。 は、同除湿機を、ドレンタンクの収容部位で短手方向に切断して見た縦断面図である。 は、本発明の水位検出装置の一例を、除湿機の本体を省略して示す図である。 は、図３の水位検出装置による満水検知時を示す図である。 は、図３の水位検出装置による転倒検知時を示す図である。 は、本発明の水位検出装置の他の例を、除湿機の本体を省略して示す図である。 は、本発明の水位検出装置のさらに他の例を、除湿機の本体を省略して示す図であり、水受け部の下端に皿状部を設けた例（ａ）及び水受け部を中空にした中空部を設けた例（ｂ）である。 は、本発明の水位検出装置のまたさらに他の例を、除湿機の本体を省略して示す図であり、フロート支持部材の過度の変形を防止する過剰変位防止体が設けられた例の平面図（ａ）及び（ａ）における矢視ｘ−ｘ線断面図（ｂ）である。 は、本発明が適用可能な本体形状の他の例を示すものであって、本体形状が立方体の場合（ａ）、円柱形の場合（ｂ）を示している。

符号の説明

１ 冷凍サイクル方式の除湿機（空気調和機の一例）の本体
２ ドレンタンク（貯水槽の一例）
３ フロート支持部材
４ フロート
４Ａ 水受け部（浮力格差生成手段の一例）
４Ｂ 中空部（浮力格差生成手段の他の例）
５ 被検知体
６ 検出器
７ 過剰変位防止体

Claims (6)

1. 除湿機または加湿器等の空気調和機の本体に装着される貯水槽と、該貯水槽の底面に固定され可撓体により棒状に形成されて直立するフロート支持部材と、該フロート支持部材の上端に支持されたフロートと、該フロートに備えられ該フロートが浮力を受けた際に前記フロート支持部材が撓むように浮力格差を生成させる浮力格差生成手段と、前記フロートの頂部若しくはその近傍に設けられた被検知体と、前記本体に設けられ前記被検知体と対向して該被検知体の変位を検出する検出器と、を有する水位検出装置。
2. 前記浮力格差生成手段は、前記フロートの下面の一部から下方に突出して形成された水受け部であることを特徴とする請求項１に記載の水位検出装置。
3. 前記水受け部の内部を中空にしたことを特徴とする請求項２に記載の水位検出装置。
4. 前記水受け部の下端に皿状部が形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の水位検出装置。
5. 前記浮力格差生成手段は、前記フロートの内部の一部を中空にして形成された中空部であることを特徴とする請求項１に記載の水位検出装置。
6. 前記貯水槽に、前記可撓体の過度の変形を防止する過剰変位防止体を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の水位検出装置。

Images