JP2021038857A - 加湿装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】加湿運転終了時に冷却不足を抑制しつつ、使用者に違和感を与えずにアフターランが実行できる加湿装置を提供する。【解決手段】制御部20は、アフターランにおける冷却量を加湿運転終了以前の加湿能力に基づいて設定する。これにより、過度な冷却量設定に伴う送風機16の回転数増加を抑制することができるため、加湿運転を終了させる使用者の意に反する送風機16の急激な回転数増加によって、使用者に与える違和感を抑制することができる。また、冷却不足を抑制することができるため本体1の内部部品等の変形を抑制することができる。【選択図】図6

Description

本発明は、室内空気の加湿を行う加湿装置に関するものである。
水を貯えた水槽部内に加湿フィルタを設置し、湿潤した加湿フィルタに送風することにより加湿空気を発生させる気化方式の加湿装置が提案されている。また、気化方式の加湿装置に空気加熱用のヒータを備えたものはハイブリッド加湿装置と呼ばれる。ハイブリッド加湿装置は、ヒータに通電しない気化方式の運転と、ヒータに通電することで加湿フィルタを通過させる空気の温度を上げることにより、気化効率を高め、加湿量を増加させる温風気化方式の運転とを切り替えることで効率よく運転することができる。
特開2019−35566号公報
空気加熱用ヒータを備えたハイブリッド加湿装置は、運転状態によって加湿装置本体の内部温度が大きく異なり、ヒータに通電する温風気化方式の運転では、特にヒータ周辺やヒータ下流側の温度が高温になりやすい傾向にある。従って、加湿運転終了後に送風機を駆動して本体の冷却を行う、いわゆるアフターランを実行する必要があり、アフターランにおける冷却量は送風機の回転数で制御可能である。
アフターランにおいて、確実に本体の残熱を放出するために送風機を高回転数で駆動させた場合、加湿運転終了前の加湿量が少なく送風機の回転数が小さい時に、加湿運転を終了させるという使用者の意に反して送風機の回転数が急激に増加するので、使用者に違和感を与えてしまう。一方、アフターランにおいて使用者に与える違和感を抑制するために送風機を低回転数で駆動させた場合、本体の残熱により本体内部部品の変形などを引き起こしてしまう恐れがある。
上述のように、アフターランでは使用者への違和感を与えずに適切な風量で冷却を行う必要があるが、ハイブリッド加湿装置における効果的なアフターランについては提案されていない。
そこで、本発明の目的は、冷却不足を抑制しつつ、使用者に違和感を与えずにアフターランが実行できる加湿装置を提供することである。
本発明は、本体と、
前記本体に供給された水を貯留する水槽部と、
吸込口から吹出口に至る通風路に送風する送風機と
前記吸込口から取り入れられた空気を加熱するヒータと
前記水槽部に貯留された水に浸漬され、前記通風路中に設置された加湿フィルタと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、加湿運転終了後に前記送風機の駆動により前記本体を冷却するアフターランが実行可能であり、アフターランにおける冷却量を加湿運転終了以前の加湿能力に基づいて設定することを特徴とする加湿装置である。
上述の構成にすることにより、加湿運転終了以前の加湿能力に基づいてアフターランにおける冷却量が設定されるため、適切な風量でアフターランが実行可能である。ひいては、アフターランにおける冷却不足、および使用者に与える違和感を抑制することができる。
本実施形態の加湿装置の斜視図である。 本実施形態の加湿装置の構成を示す分解図である。 本実施形態の加湿装置における水槽部の斜視図である。 本実施形態の加湿装置の鉛直方向断面図である。 本実施形態の加湿装置における制御部のブロック図である。 本実施形態の加湿装置における回転数設定制御と出力判定制御のフローチャートである。 本実施形態の加湿装置における回転数補正制御のフローチャートである。
好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用効果を示して簡単に説明する。
本発明は、本体に供給された水を貯留する水槽部内に加湿フィルタが設置されており、この加湿フィルタに送風する送風機と、送風される空気を加熱するヒータと、制御部と、を備え、制御部は加湿運転終了後に送風機の駆動により本体を冷却するアフターランが実行可能であり、アフターランにおける冷却量を加湿運転終了以前の加湿能力に基づいて設定する。これにより、適切な風量でアフターランが実行可能である。ひいては、アフターランにおける冷却不足、および使用者に与える違和感を抑制することができる。
また、加湿能力としてヒータの出力に注目し、加湿運転終了時に加湿運転終了以前の第1所定期間におけるヒータ出力に基づいてアフターラン時の送風機の回転数を設定する回転数設定制御を実行する。これにより、ヒータの発熱量に応じて回転数を設定することができ、冷却不足を抑制することができる。
また、回転数設定制御において、第1所定期間にヒータの出力が変動していた場合、加湿運転終了時のヒータ出力が第1所定期間における出力の最大値であるかを判定する出力判定制御を実行する。これにより、アフターランで必要な冷却量をより適切に推し量ることができ、ひいては、冷却不足を抑制することができる。
また、出力判定制御において、加湿運転終了時のヒータ出力が第1所定期間における出力の最大値である場合、加湿運転終了時における送風機の回転数でアフターランを実行する。これにより、加湿運転時とアフターラン時の送風機の回転数に変動が生じないため、使用者に違和感を与えずに本体を冷却することができる。
また、ヒータの出力に応じてアフターランにおける送風機の必要回転数が設定されており、出力判定制御において、加湿運転終了時のヒータ出力が第1所定期間における出力の最大値ではない場合、加湿運転終了時における送風機の回転数と必要回転数との回転数比較結果に基づいてアフターラン時の送風機の回転数を補正可能な回転数補正制御を実行する。これにより、アフターランに必要な冷却量を確保しつつも、回転数の補正は最低限に抑えることができるため、使用者に与える違和感を抑制することができる。
また、回転数補正制御において、加湿運転終了時における送風機の回転数が必要回転数未満であった場合、アフターラン時の送風機の回転数を必要回転数に補正する。これにより、冷却不足を抑制することができる。
また、回転数補正制御において、加湿運転終了時における送風機の回転数が必要回転数以上であった場合、回転数の補正を行わずに加湿運転終了時における送風機の回転数でアフターランを実行する。これにより、加湿運転時とアフターラン時の送風機の回転数に変動が生じないため、使用者に違和感を与えずに本体を冷却することができる。
また、回転数設定制御において、第1所定期間にヒータが一定出力で通電されていた場合、加湿運転終了時における送風機の回転数でアフターランを実行する。これにより、加湿運転時とアフターラン時の送風機の回転数に変動が生じないため、使用者に違和感を与えずに本体を冷却することができる。
また、回転数設定制御において、第1所定期間にヒータが通電されない場合、アフターランを実行しない。これにより、加湿運転終了と同時に送風機が停止するため使用者に違和感を与えることがない。
図1は、本実施形態の加湿装置の斜視図である。加湿装置100は、本体1の上面に加湿装置100の運転動作を指示するための操作部2や、運転状態を表示する表示部3、加湿空気を吹き出す吹出口4が設けられている。
図2は、本実施形態の加湿装置の構成を示す分解図である。本体1の底部には、水タンク5から供給された一定量の水を貯える水槽部6を備えている。この水槽部6内には、吸水性を有する加湿フィルタ7が配置されていて、加湿フィルタ7は一部が水槽部6内の水に浸漬されており、この水を吸い上げることにより湿潤している。水槽部6は本体1に挿入口1aから引き出せるように摺動可能に設けられている。水タンク5は水槽部6に着脱自在に設けられており、水タンク5の上面に第1取手5a、底面に第2取手5bが設けられている。また、水槽部6に着脱自在である仕切板8により、水槽部6は水タンク5を収容する第1収容部6aと、加湿フィルタ7を収容する第2収容部6bに区画されている。
図3は、本実施形態における水槽部の斜視図である。仕切板8は、左右両端に形成され、仕切板8の外側に延伸された取付片9を、水槽部6に設けられた保持部10に嵌挿することで水槽部6に取り付けられる。水位検知部11は、水槽部6内の水位に応じて上下に回動するフロート12と、フロート12が装着される枠体13を備えており、仕切板8に係止される。仕切板8は水槽部6に着脱自在であり、水位検知部11は仕切板8を介して水槽部6に着脱自在である。また、仕切板8の下方には第1収容部6aと第2収容部6bを連通する連通部(図示せず)が設けられており、連通部を介して第1収容部6aから第2収容部6bに水が流入する。
図4は、本実施形態の加湿装置の鉛直方向断面図である。加湿フィルタ7の上部には、モータ14とシロッコファン15からなる送風機16が設けられており、送風機16の駆動により本体1背面の吸込口17から加湿フィルタ7を通過して吹出口4に至る通風路18に送風が行われる。この送風により、吸込口17から取り込まれた室内の空気は、加湿フィルタ7を通過する際に加湿空気となり、吹出口4より室内に放出されることで室内が加湿される。
また、加湿フィルタ7上流の通風路18には、加湿フィルタ7に送風される空気を加熱するヒータ19が配置されており、ヒータ19を通電することで加湿フィルタ7を通過する空気の温度が上がるため加湿量を増加させることができる。ヒータ19は運転状態に基づいて出力を切り替えることが可能であり、室内が十分に加湿された場合は通電を停止する。このようにヒータ19を備えるハイブリッド加湿装置は、ヒータ19を通電させて加湿を行う温風気化運転と、ヒータ19を通電させずに加湿を行う冷風気化運転を適宜切り替えることで室内を適切に加湿することができる。
図5は、本実施形態の加湿装置における制御部のブロック図である。制御部20には操作部2から運転に関する指示が入力される。操作部2には使用者が操作する各種スイッチが設けられており、本実施形態では、加湿装置100の運転の開始および停止を指示する運転スイッチ21、室内の目標湿度を設定する湿度設定スイッチ22、冷風気化運転と温風気化運転を切り替え可能な冷風/温風切り替えスイッチ23を備えている。また、制御部20には湿度センサ24から室内の湿度情報が入力される。冷風/温風切り替えスイッチ23で温風が選択されている場合は、冷風気化運転と温風気化運転が実行可能である。一方、冷風が選択されている場合は、冷風気化運転のみが実行可能である。
制御部20の出力側には、送風機16、ヒータ19が接続されている。制御部20は湿度センサ24で検知される湿度と、湿度設定スイッチ22にて設定されている目標湿度と、冷風/温風切り替えスイッチ23による運転指示に基づいて、送風機16の回転数とヒータ19の出力を設定して加湿運転を行う。なお、本実施形態では、ヒータ19の出力を「強」「中」「弱」「ゼロ」の4段階に切り替えることができ、送風機16の回転数を「大」「中」「小」「最小」の4段階に切り替えることができる。ヒータ19の出力が「強」「中」「弱」である場合は温風気化運転であり、ヒータ19の出力が「ゼロ」である場合は冷風気化運転である。制御部20の入力と出力、また送風機16とヒータ19の制御段数は本実施形態に制限されるものではなく、加湿装置の機能に応じて適宜設定することができる。
次に、加湿装置100の加湿運転開始から加湿運転終了までの流れを説明する。なお、冷風気化運転と温風気化運転の切り替えがわかりやすいよう、ここでは冷風/温風切り替えスイッチ23で温風が選択されている場合を説明する。
使用者が運転スイッチ21を押下して運転開始を指示することで加湿装置100の加湿運転が開始する。運転が開始したら制御部20は、湿度設定スイッチ22にて設定された目標湿度を取得し、湿度センサ24が検知した室内湿度を取得する。さらに目標湿度と室内湿度の差から、送風機16の回転数とヒータ19の出力を決定して駆動を開始する。例えば、目標湿度と室内湿度の差が大きい場合、すぐさま室内を目標湿度まで加湿する必要があるため、送風機16を「大」で駆動させ、ヒータ19の出力を「強」に設定して、室内湿度を目標湿度まで上昇させる。
制御部20は、室内湿度が目標湿度の所定範囲内で推移する場合、室内が適湿であると判定する。例えば、所定範囲は目標湿度の±3%以内である。しかし、室内湿度が目標湿度の3%を超えた場合、制御部20は室内が高湿であると判定し、加湿量を低下させるために送風機16の回転数とヒータ19の出力を低下させて、室内の過加湿を抑制する。一方、室内湿度が目標湿度の−3%未満である場合、制御部20は室内が低湿であると判定し、加湿量を増加させるために、送風機16の回転数とヒータ19の出力を増加させて、室内の乾燥を抑制する。
制御部20は、加湿量を増減させる際に、送風機16とヒータ19の双方を調整してもよく、一方のみを調整してもよい。また、送風機16の回転数とヒータ19の出力は1段階ずつ上昇または低下させてもよく、複数段階で上昇または低下させてもよい。ただし、本体1の内部温度が高温にならないよう、ヒータ19の出力に対して必要な送風機16の回転数が設定されている。
制御部20は、ヒータ19の出力を低下させても室内が高湿であると判定した場合、ヒータ19の出力を「ゼロ」にして温風気化運転から冷風気化運転に切り替えることができる。これによりヒータ19が通電されている状態よりも加湿量を低減することができる。このように制御部20は、室内湿度と目標湿度の差に基づいて送風機16の回転数とヒータ19の出力を調整し、さらに温風気化運転と冷風気化運転を切り替えることで室内を効率的に適切な湿度に維持することができる。
ここで、使用者が運転スイッチ21を再度押下して運転停止を指示することで加湿装置100の加湿運転が終了する。加湿運転中にヒータ19が通電されていた場合は、本体1を冷却するため、ヒータ19の通電を停止して送風機16の駆動のみを継続するアフターランを実行する。そこで、制御部20は運転停止の指示を受けたら、アフターランの実行判定を行う。
以下、加湿運転終了時に制御部20が実行するアフターランについて説明する。
アフターランの実行判定では、加湿運転終了以前の加湿能力を確認し、加湿能力に基づいてアフターランにおける冷却量を設定する。ここで加湿運転終了以前とは、加湿運転終了時から加湿運転終了前の所定期間を指す。
加湿運転終了時だけでなく加湿運転終了前の所定期間の加湿能力を考慮することで、加湿運転終了時に加湿装置100の本体1の内部から排出すべき熱量を精度よく算出することができるため、適切な冷却量を設定することができる。これにより、過度な冷却量設定に伴う送風機16の回転数増加を抑制することができるため、加湿運転を終了させる使用者の意に反する送風機16の急激な回転数増加によって使用者に与える違和感を抑制することができる。また、冷却不足を抑制することができるため本体1の内部部品の変形を抑制することができる。
また、制御部20は加湿運転終了以前の第1所定期間におけるヒータ19の出力に基づいてアフターラン時の送風機16の回転数を設定する回転数設定制御を実行する。ヒータ19の出力、つまりヒータ19の発熱量に基づいて冷却量が設定されるため、本体1の内部で高温になりやすいヒータ19周辺やヒータ19の下流側を十分に冷却することができ、冷却不足に起因する本体1の内部部品の変形を抑制することができる。本実施形態における第1所定期間は、例えば加湿運転終了30秒前からの期間が設定されている。
さらに制御部20は、回転数設定制御において、加湿運転終了時の送風機16の回転数とヒータ19の出力を確認し、さらに第1所定期間にヒータ19の出力が変動したか否かを判定する。第1所定期間にヒータ19が一定出力で通電されていた場合、加湿運転終了時の送風機16の回転数でアフターランを実行する。つまり、加湿運転中は本体1の内部温度が高温にならないように送風機16の回転数が設定されているため、第1所定期間にヒータ19の出力が一定である場合、アフターラン時に送風機16の回転数を増加させなくても、加湿運転終了時の送風機16の回転数で適切な冷却を行うことが可能である。よって、加湿運転終了時とアフターラン実行時に送風機16の回転数変動がないため、使用者に送風機16の回転数変動に伴う違和感を与えることがない。
また、制御部20は第1所定期間にヒータ19が通電されていない場合、つまり第1所定期間において冷風気化運転が継続していた場合、加湿運転終了時にアフターランを実行せず送風機16を停止させる。冷風気化運転実行中は、ヒータ19の出力が「ゼロ」の状態であるため、アフターランによって本体1の内部を冷却する必要がなく、運転停止とともに送風機16を停止することができる。よって、加湿運転を終了させる使用者の意に即して送風機16が停止するため、使用者に送風機16の回転数変動に伴う違和感を与えることがない。
一方、第1所定期間にヒータ19の出力が変動していた場合、制御部20は、出力判定制御を実行し、加湿運転終了時のヒータ19の出力が第1所定期間における最大値であるか否かを判定する。ヒータ19の出力の最大値に基づいて、アフターラン時に加湿装置100の本体1の内部から排出すべき熱量を算出することで冷却不足を抑制することができる。
加湿運転終了時のヒータ19の出力が第1所定期間における最大値である場合、加湿運転終了時の送風機16の回転数でアフターランを実行する。加湿運転中は本体1の内部温度が高温にならないように送風機16の回転数が設定されているため、加湿運転終了時のヒータ19の出力が第1所定期間における最大値である場合、アフターラン時に送風機16の回転数を増加させなくても、加湿運転終了時の送風機16の回転数で適切な冷却を行うことが可能である。よって、加湿運転終了時とアフターラン実行時に送風機16の回転数変動がないため、使用者に送風機16の回転数変動に伴う違和感を与えることがない。
一方、加湿運転終了時のヒータ19の出力が第1所定期間における最大値ではない場合、加湿運転終了時の送風機16の回転数でアフターランを実行すると冷却不足になる可能性がある。そこで制御部20は、ヒータ19の出力に応じて予め設定されている、アフターランにおける送風機16の必要回転数と、加湿運転終了時の送風機16の回転数の比較結果に基づいて回転数を補正するか否かを判定する回転数補正制御を実行する。
回転数補正制御において、加湿運転終了時における送風機16の回転数が必要回転数未満であった場合、アフターラン時の送風機16の回転数を必要回転数に補正してアフターランを実行する。この必要回転数は、例えば、第1所定期間におけるヒータ19の出力の最大値に基づいて設定することができる。一方、加湿運転終了時における送風機16の回転数が必要回転数以上であった場合、回転数の補正を行わずに加湿運転終了時における送風機16の回転数でアフターランを実行する。これにより、アフターランに必要な冷却量を確保しつつ、送風機16の回転数増加が必要な場合においては、回転数の変動を最低限に抑えることができるため、使用者に与える回転数変動に伴う違和感を抑制することができる。
制御部20は、アフターランの開始から所定時間が経過したら、送風機16の駆動を停止させてアフターランを終了させる。なお、本実施形態において、アフターランの継続時間は30秒に設定されている。
なお、本実施形態においては、運転スイッチ21によって加湿運転の終了が指示された場合におけるアフターラン実行について説明したが、運転スイッチ21からの指示以外に加湿運転が終了した場合でも上述のアフターランを行うことができる。例えば、切タイマーなどが設定可能であり、切タイマーで設定した所定時間が経過した時に加湿運転を終了する場合である。
以下、図6および図7を用いて本実施形態のアフターラン実行判定について説明する。図6は、本実施形態の加湿装置における回転数設定制御と出力判定制御のフローチャートであり、図7は、本実施形態の加湿装置における回転数補正制御のフローチャートである。フローチャートでは「ステップ」を「S」と略称するとともに、フローチャート内の判断制御における「正」を[YES]で、「否」を[NO]で表している。なお、本フローチャートにおけるスタートは加湿運転が終了したことを意味する。また、図6に示すフローチャートでは、〔S1〕から〔S6〕が回転数設定制御に対応し、〔S7〕および〔S8〕が出力判定制御に対応する。
加湿運転が終了すると、〔S1〕において、加湿運転終了時の送風機16の回転数R1を取得する。次に〔S2〕において、加湿運転終了時のヒータ19の出力W1を取得する。
続いて、〔S3〕において、加湿運転終了以前の第1所定期間にヒータ19の出力が変動していないか否かを判定する。第1所定期間にヒータ19の出力に変動がない[YES]場合、〔S4〕に進む。
続いて、〔S4〕において、加湿運転終了時のヒータ19の出力W1がゼロであるか否かを判定する。加湿運転終了時のヒータ19の出力W1がゼロである[YES]場合、アフターランを実行せず〔S5〕に制御を終了する。一方、加湿運転終了時のヒータ19の出力W1がゼロでない[NO]場合、〔S6〕において、加湿運転終了時の送風機16の回転数R1でアフターランを実行して制御を終了する。
〔S3〕において、第1所定期間にヒータ19の出力に変動がある[NO]場合、〔S7〕において、第1所定期間のヒータ19の最大出力W2を取得して、〔S8〕に進む。
続いて、〔S8〕において、加湿運転終了時のヒータ19の出力W1が第1所定期間のヒータ19の最大出力W2と等しいか否かを判定する。加湿運転終了時のヒータ19の出力W1が第1所定期間のヒータ19の最大出力W2である[YES]場合、〔S6〕において、加湿運転終了時の送風機16の回転数R1でアフターランを実行して制御を終了する。
〔S8〕において、加湿運転終了時のヒータ19の出力W1が第1所定期間のヒータ19の最大出力W2でない[NO]場合、図7に示す回転数補正制御を実行するため、〔S11〕に進む。
〔S11〕において、ヒータ19の出力に応じて設定されているアフターランの必要回転数R2を取得し、〔S12〕に進む。ここで必要回転数R2は、第1所定期間のヒータ19の最大出力W2に基づく送風機16の回転数である。
続いて、〔S12〕において、加湿運転終了時の送風機16の回転数R1が必要回転数R2以上か否か判定する。加湿運転終了時の送風機16の回転数R1が必要回転数R2以上である[YES]場合、〔S13〕において、加湿運転終了時の送風機16の回転数R1でアフターランを実行して制御を終了する。一方、加湿運転終了時の送風機16の回転数R1が必要回転数R2未満である[NO]場合、〔S14〕において、必要回転数R2でアフターランを実行して制御を終了する。
1 本体
4 吹出口
6 水槽部
7 加湿フィルタ
16 送風機
17 吸込口
18 通風路
19 ヒータ
20 制御部

Claims (9)

  1. 本体と、
    前記本体に供給された水を貯留する水槽部と、
    吸込口から吹出口に至る通風路に送風する送風機と
    前記吸込口から取り入れられた空気を加熱するヒータと
    前記水槽部に貯留された水に浸漬され、前記通風路中に設置された加湿フィルタと、
    制御部と、を備え、
    前記制御部は、加湿運転終了後に前記送風機の駆動により前記本体を冷却するアフターランが実行可能であり、アフターランにおける冷却量を加湿運転終了以前の加湿能力に基づいて設定する加湿装置。
  2. 前記加湿能力は、前記ヒータの出力であり、
    前記制御部は、加湿運転終了時に加湿運転終了以前の第1所定期間におけるヒータ出力に基づいてアフターラン時の前記送風機の回転数を設定する回転数設定制御を実行する請求項1記載の加湿装置。
  3. 前記制御部は、前記回転数設定制御において、
    前記第1所定期間に前記ヒータの出力が変動していた場合、加湿運転終了時のヒータ出力が前記第1所定期間における出力の最大値であるかを判定する出力判定制御を実行する請求項2記載の加湿装置。
  4. 前記制御部は、前記出力判定制御において、
    加湿運転終了時のヒータ出力が前記第1所定期間における出力の最大値である場合、加湿運転終了時における前記送風機の回転数でアフターランを実行する請求項3に記載の加湿装置。
  5. 前記ヒータの出力に応じてアフターランにおける前記送風機の必要回転数が設定されており、
    前記制御部は、前記出力判定制御において、
    加湿運転終了時のヒータ出力が前記第1所定期間における出力の最大値ではない場合、加湿運転終了時における前記送風機の回転数と前記必要回転数との回転数比較結果に基づいてアフターラン時の前記送風機の回転数を補正可能な回転数補正制御を実行する請求項3または4記載の加湿装置。
  6. 前記制御部は、前記回転数補正制御において、
    加湿運転終了時における前記送風機の回転数が前記必要回転数未満であった場合、アフターラン時の前記送風機の回転数を前記必要回転数に補正してアフターランを実行する請求項5に記載の加湿装置。
  7. 前記制御部は、前記回転数補正制御において、
    加湿運転終了時における前記送風機の回転数が前記必要回転数以上であった場合、回転数の補正を行わずに加湿運転終了時における前記送風機の回転数でアフターランを実行する請求項5または6に記載の加湿装置。
  8. 前記制御部は、前記回転数設定制御において、
    前記第1所定期間に前記ヒータが一定出力で通電されていた場合、加湿運転終了時における前記送風機の回転数でアフターランを実行する請求項2から7のいずれかに記載の加湿装置。
  9. 前記制御部は、前記回転数設定制御において、
    前記第1所定期間に前記ヒータが通電されない場合、アフターランを実行しない請求項2から8のいずれかに記載の加湿装置。
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