JP2021148380A - 液体微細化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加湿運転における加湿量のフィードバック制御を行う場合に、水の使用量を削減することが可能な液体微細化装置を提供する。【解決手段】液体微細化装置１は、鉛直方向下方に揚水口９ａを有し、回転に伴って揚水口９ａより揚水した水を遠心方向に放出する揚水管９と、揚水口９ａより揚水される水を貯水する貯水部１４と、貯水部１４の底面において水を排水する排水口と、液体微細化装置１における水の微細化動作を制御する加湿制御部を備える。揚水管９は、微細化動作の際に、回転によって揚水管９の内部における貯水部１４の水に渦を発生させ、その渦中心において揚水口９ａと排水口との間を連通する空隙を形成して貯水部１４の水を止水する。加湿制御部は、水の微細化動作の際中に、水の微細化動作を停止すると判定した場合には、貯水部１４の水を止水することが可能な回転数にて揚水管９を回転させて揚水管９の回転の停止を所定期間遅延させる。【選択図】図１

Description

本発明は、水を微細化し、吸い込んだ空気にその微細化した水を含ませて吹き出す液体微細化装置に関する。

従来より、水を微細化し、吸い込んだ空気にその微細化した水を含ませて吹き出す液体微細化装置がある（例えば、特許文献１）。このような従来の液体微細化装置では、空気を吸い込む吸込口と吸い込んだ空気を吹き出す吹出口との間の風路内に、水を微細化する液体微細化室が設けられている。液体微細化室は、回転モータの回転軸に固定された揚水管を備えている。揚水管が回転モータによって回転されることで、貯水部に貯水された水が揚水管により揚水され、揚水された水が遠心方向に放射される。この放射された水が衝突壁に衝突することで、水が微細化される。

また、従来の液体微細化装置では、室内湿度（吸い込む空気の湿度）を元にフィードバック制御を行いながら加湿運転を実行するため、室内湿度が目標湿度に足りない場合に加湿運転を実行し、室内湿度が目標湿度を超えている場合に加湿運転を停止することになる。

特許第６４７６４２２号公報

一方、従来の液体微細化装置では、揚水管の回転によって、貯水部に貯水された水を排水するための排水管（排水口）と揚水管（揚水口）との間に空隙を形成し、揚水管の回転中に貯水部の水が排水管（排水口）から排水されることを抑制している。つまり、従来の液体微細化装置では、揚水管の回転の有無によって、貯水部の水の止水と排水を制御している。このため、従来の液体微細化装置では、加湿運転（水の微細化動作）の際に、加湿運転の要判定と不要判定（目標湿度を上回る状態と下回る状態）とを繰り返していると、揚水管の回転の実行と停止とを繰り返すことになり、結果として貯水部の水の排水と貯水部への水の給水が繰り返し実行されることになる。つまり、従来の液体微細化装置では、加湿運転における加湿量のフィードバック制御を行う場合には、水の使用量（排水量）が増加することが懸念される。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、加湿運転における加湿量のフィードバック制御を行う場合において、水の使用量を削減することが可能な液体微細化装置を提供するものである。

この目的を達成するために、本発明に係る液体微細化装置は、吸込口より吸い込んだ室内の空気に微細化された水を含ませて吹出口より吹き出す液体微細化装置であって、鉛直方向下方に揚水口を有し、回転軸の回転に伴って揚水口より揚水した水を遠心方向に放出する筒状の揚水管と、揚水管の鉛直方向下方に設けられ、揚水口より揚水される水を貯水する貯水部と、貯水部の底面において水を排水する排水口と、液体微細化装置における水の微細化動作を制御する制御部とを備える。この際、揚水管は、微細化動作の際に、回転によって揚水管の内部における貯水部の水に渦を発生させ、その渦中心において揚水口と排水口との間を連通する空隙を形成して貯水部の水を止水している。そして、制御部は、微細化動作の際中に、微細化動作を停止すると判定した場合には、貯水部の水を止水することが可能な第一回転数にて揚水管を回転させて揚水管の回転の停止を所定期間遅延させる。

本発明によれば、加湿運転における加湿量のフィードバック制御を行う場合において、水の使用量を削減することが可能な液体微細化装置とすることができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る液体微細化装置の内部構成を示す概略断面図である。 図２は、液体微細化装置を備えた熱交換気装置の概略斜視図である。 図３は、液体微細化装置における加湿制御部の構成を示すブロック図である。 図４は、液体微細化装置における加湿制御部で行う処理に用いられる出力能力値と回転出力値との関係を示す図である。 図５は、液体微細化装置による加湿運転処理の手順を示すフローチャートである。 図６は、液体微細化装置による水の微細化処理の手順を示すフローチャートである。

本発明に係る液体微細化装置は、吸込口より吸い込んだ室内の空気に微細化された水を含ませて吹出口より吹き出す液体微細化装置であって、鉛直方向下方に揚水口を有し、回転軸の回転に伴って揚水口より揚水した水を遠心方向に放出する筒状の揚水管と、揚水管の鉛直方向下方に設けられ、揚水口より揚水される水を貯水する貯水部と、貯水部の底面において水を排水する排水口と、液体微細化装置における水の微細化動作を制御する制御部とを備える。この際、揚水管は、微細化動作の際に、回転によって揚水管の内部における貯水部の水に渦を発生させ、その渦中心において揚水口と排水口との間を連通する空隙を形成して貯水部の水を止水している。そして、制御部は、微細化動作の際中に、微細化動作を停止すると判定した場合には、貯水部の水を止水することが可能な第一回転数にて揚水管を回転させて揚水管の回転の停止を所定期間遅延させる。

こうした構成によれば、制御部は、加湿運転（水の微細化動作）の際中に、微細化動作を停止すると判定した場合であっても、貯水部の水を止水することが可能な第一回転数にて揚水管を回転させて揚水管の回転停止を遅延させているので、貯水部の水の排水を抑制させることができる。このため、制御部は、加湿運転の要判定と不要判定（目標湿度を上回る状態と下回る状態）とを繰り返すような状況でも貯水部の水を確実に止水させ、水の排水量を削減させることができる。つまり、加湿運転における加湿量のフィードバック制御を行う場合において、水の使用量を削減することが可能な液体微細化装置とすることができる。

また、本発明に係る液体微細化装置では、制御部は、室内の空気の湿度と室内の空気の目標湿度とに関する湿度情報を用いて微細化動作における加湿量を特定する出力能力値を算出し、算出した出力能力値が基準値以下となった場合に、微細化動作を停止すると判定する。これにより、屋内の空気の湿度が目標湿度に近づかない場合には、湿度情報を用いて出力能力値を上昇させるなど、家屋の気密性などの性能に依存せず目標湿度を達成するように液体微細化装置の制御を行うことができる。

また、本発明に係る液体微細化装置では、制御部は、所定期間の際中に、出力能力値が基準値を超えた場合には、第一回転数よりも回転数よりも多い第二回転数にて揚水管を回転させることが好ましい。これにより、液体微細化装置は、加湿運転に必要な水の微細化動作を遅滞なく再開させることができる。

また、本発明に係る液体微細化装置では、制御部は、所定期間の際中に、貯水部の貯水量が貯水下限に達した場合には、揚水管の回転を停止させることが好ましい。これにより、液体微細化装置は、所定期間の際中における貯水部への不必要な給水が抑制されるので、水の使用量をさらに削減することができる。

以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置、及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態１）
まず、図１を参照して、本実施の形態１に係る液体微細化装置１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る液体微細化装置の内部構成を示す概略断面図である。

液体微細化装置１は、図１に示すように、空気を吸い込む吸込口２と、吸込口２より吸い込まれた空気を吹き出す吹出口３とを備えている。吸込口２と吹出口３とは、液体微細化装置１の側面にそれぞれ設けられている。

液体微細化装置１内には、図１に示すように、吸込口２から吹出口３に至る風路４〜風路６が形成されている。また、液体微細化装置１は、その風路４〜風路６内に設けられた液体微細化室７を備えており、吸込口２と液体微細化室７と吹出口３とが連通している。

液体微細化室７は、液体微細化装置１の主要部であり、水の微細化を行うところである。液体微細化装置１では、図１に示すように、吸込口２から取り込んだ空気が、風路４を経由して液体微細化室７へ送られる。そして、液体微細化装置１は、風路４を通る空気に、液体微細化室７にて微細化された水を含ませて、その水を含んだ空気を、風路５、風路６の順に経由して吹出口３より吹き出すように構成されている。ここで、風路５は、水を含んだ空気を、液体微細化室７の鉛直方向下方に流れる向きから、その外周において鉛直方向上方に流れる向きに変わるように構成されている。風路６は、風路５において鉛直方向上方に流れた空気が吹出口３に向かうように構成されている。

液体微細化室７には、上方及び下方が開口された筒状の衝突壁８が設けられている。衝突壁８は、液体微細化室７内に固定されている。また、液体微細化室７には、衝突壁８に囲まれた内側に、回転しながら水を汲み上げる（揚水する）筒状の揚水管９が備えられている。揚水管９は、逆円錐形の中空構造となっており、下方に円形状の揚水口９ａを備えるとともに、揚水管９の上方であって逆円錐形の天面中心に、鉛直方向に向けて配置された回転軸１０が固定されている。回転軸１０が、液体微細化室７の外面に備えられた回転モータ１１と接続されることで、回転モータ１１の回転運動が回転軸１０を通じて揚水管９に伝導され、揚水管９が回転する。

揚水管９は、逆円錐形の天面側に、揚水管９の外面から外側に突出するように形成された複数の回転板１２を備えている。複数の回転板１２は、上下で隣接する回転板１２との間に、回転軸１０の軸方向に所定間隔を設けて、揚水管９の外面から外側に突出するように形成されている。回転板１２は、揚水管９とともに回転するため、回転軸１０と同軸の水平な円盤形状が好ましい。なお、回転板１２の枚数は、目標とする性能あるいは揚水管９の寸法に合わせて適宜設定されるものである。

また、揚水管９の壁面には、揚水管９の壁面を貫通する複数の開口１３が設けられている。複数の開口１３のそれぞれは、揚水管９の内部と、揚水管９の外面から外側に突出するように形成された回転板１２の上面とを連通する位置に設けられている。

液体微細化室７の下部には、揚水管９の鉛直方向下方に、揚水管９が揚水口９ａより揚水する水を貯水する貯水部１４が設けられている。貯水部１４の深さは、揚水管９の下部の一部、例えば揚水管９の円錐高さの三分の一から百分の一程度の長さが浸るような深さに設計されている。この深さは、必要な揚水量に合わせて設計できる。また、貯水部１４の底面は、揚水口９ａに向けてすり鉢状に形成されている。

貯水部１４への水の供給は、給水部（図示せず）により行われる。給水部には、給水管（図示せず）が接続されており、例えば水道から給水弁２２（図３参照）を通じて、給水管により直接給水される。

また、液体微細化装置１には、貯水部１４の水位を検知する満水検知部１７ａ及び渇水検知部１７ｂが設けられている。満水検知部１７ａ及び渇水検知部１７ｂは、いずれもフロートスイッチを有して構成されている。

満水検知部１７ａのフロートスイッチは、貯水部１４内の水が一定の水位（満水状態）に達していない場合はオフとなり、貯水部１４内の水が一定の水位（満水状態）に達した場合にオンとなる。つまり、満水検知部１７ａは、フロートスイッチによって貯水部１４の水が満水状態か否かを検知する。

渇水検知部１７ｂのフロートスイッチは、貯水部１４内の水が一定の水位（渇水状態）に達していない場合はオフとなり、貯水部１４内の水が一定の水位（渇水状態）に達した場合にオンとなる。つまり、渇水検知部１７ｂは、フロートスイッチによって貯水部１４の水が渇水状態か否かを検知する。

そして、満水検知部１７ａ及び渇水検知部１７ｂは、それぞれのフロートスイッチのオンまたはオフに関する情報を加湿制御部３０（図３参照）に出力する。詳細は後述するが、加湿制御部３０は、渇水検知部１７ｂのフロートスイッチがオフとなった場合に、給水部より貯水部１４への水が供給を開始するように制御し、満水検知部１７ａのフロートスイッチがオンとなった場合に、給水部から貯水部１４への水の供給を停止するように制御する。

貯水部１４の底面には、排水管１５が接続されている。排水管１５が接続される位置に設けられた円形状の排水口（図示せず）は、すり鉢状に形成された貯水部１４の底面の最も低い位置に設けられている。排水管１５による止水及び排水は、揚水管９の回転によって実現される。即ち、排水管１５と揚水管９とで、貯水部１４の止水機構及び揚水機構を構成する。詳細は後述する。

また、衝突壁８の側方（遠心方向における衝突壁８と貯水部１４との間の空間）には、液体微細化室７の内外を隔てるように配置され、微細化された水滴の一部を捕集する円筒状のエリミネータ１６が設けられている。また、エリミネータ１６は、空気が流通可能な多孔体で構成されている。エリミネータ１６は、所定の間隔で配置されたエリミネータ保持部１６ａの上方において支持されるように固定されている。エリミネータ保持部１６ａは、隣接するエリミネータ保持部１６ａとの間に風路５の一部を構成している。そして、エリミネータ１６は、風路５内に配置され、エリミネータ１６内を流通することによって、液体微細化室７を通過する空気に含められた水のうち水滴を捕集する。これにより、風路５を流れた空気は、気化された水のみが含まれるようになる。

また、貯水部１４の外側には、貯水部１４の底部全面に亘って水受け部１８が設けられている。水受け部１８は、例えば、装置に異常が生じて水漏れが発生した際に、装置から漏れた水を一時的に溜めることができる。そして、水受け部１８には、内部に溜めた水を外部に排水するための排水管（図示せず）が接続されている。

さらに、液体微細化装置１には、加湿制御部３０が設けられている。加湿制御部３０は、液体微細化装置１の回転モータ１１の回転動作及び給水弁２２（図３参照）を制御することで、加湿処理における加湿動作（微細化動作）及び排水動作を制御する。

なお、液体微細化装置１は、加湿制御部３０を備えず、熱交換気装置６０を制御する制御部６０ａ（図３参照）によって加湿動作及び排水動作が制御される構成であってもよい。

次に、図１を参照して、液体微細化装置１における加湿（水の微細化）の動作原理を説明する。

まず、外部からの空気の送風（吸込口２からの空気の吸い込み）が開始される。そして、貯水部１４に水がない状態で、回転モータ１１により回転軸１０を第一回転数Ｒ１（例えば、２０００ｒｐｍ）で回転させ、それに合わせて揚水管９を回転させる。そして、給水部から貯水部１４に水を供給する。この際、貯水部１４では、揚水管９の回転によって生じる遠心力により、貯水部１４に供給された水が揚水管９によって汲み上げられるとともに、貯水部１４に供給された水は排水口から排水されることなく止水される。その結果、給水部から供給される水が貯水部１４に貯水されていく。そして、貯水部１４の満水後、給水部から貯水部１４への水の供給を停止する。

続いて、回転モータ１１により回転軸１０を第二回転数Ｒ２で回転させ、それに合わせて揚水管９を回転させると、その回転によって生じる遠心力により、貯水部１４に貯水された水が揚水管９によって汲み上げられる。ここで、回転モータ１１（揚水管９）の第二回転数Ｒ２は、空気への加湿量に応じて、２０００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍの間に設定される。揚水管９は、逆円錐形の中空構造となっているため、回転によって汲み上げられた水は、揚水管９の内壁を伝って上部へ揚水される。そして、揚水された水は、揚水管９の開口１３から回転板１２を伝って遠心方向に放出され、水滴として飛散する。

回転板１２から飛散した水滴は、衝突壁８に囲まれた空間（液体微細化室７）を飛翔し、衝突壁８に衝突し、微細化される。一方、液体微細化室７を通過する空気は、衝突壁８によって破砕（微細化）された水滴を含みながら下方から衝突壁８の外部へ移動する。そして、水滴を含んだ空気は、エリミネータ１６を通過する。これにより、液体微細化装置１は、吸込口２より吸い込んだ空気に対して加湿を行い、吹出口３より加湿された空気を吹き出すことができる。

なお、微細化される液体は水以外でもよく、例えば、殺菌性あるいは消臭性を備えた次亜塩素酸水等の液体であってもよい。微細化された次亜塩素酸水を液体微細化装置１の吸込口２より吸い込まれた空気に含ませ、その空気を吹出口３より吹き出すことで、液体微細化装置１が置かれた空間の殺菌あるいは消臭を行うことができる。

次いで、排水管１５と揚水管９とによる貯水部１４の止水機構及び排水機構について説明する。

液体微細化装置１では、加湿動作が開始され、回転モータ１１（揚水管９）が第二回転数Ｒ２（例えば、３０００ｒｐｍ）で回転されると、その回転の遠心力によって、揚水管９の内部で貯水部１４の水に渦が発生する。そして、揚水管９は、その回転によって発生する渦中心において、揚水口９ａと排水管１５の排水口との間を連通する空隙を形成する。これにより、空隙が排水口を塞ぐ状態となり、貯水部１４の水が排水管１５の排水口に流れ込むのが抑制される。つまり、液体微細化装置１では、加湿動作中（回転モータ１１が第二回転数Ｒ２で回転動作中）に、貯水部１４の水が排水管１５（排水口）から排水されることを抑制することができる。

一方、回転モータ１１（揚水管９）の回転が停止されると、渦とともに空隙がなくなり、排水管１５の排水口に貯水部１４の水が流れ込む。つまり、液体微細化装置１では、加湿動作（回転モータ１１の回転動作）を停止することにより、貯水部１４の水を排水管１５（排水口）から排水することができる。

このように、液体微細化装置１は、排水管１５に排水弁を用いなくても、加湿動作中は、貯水部１４の水が排水管１５の排水口から排水されることを抑制（止水）でき、加湿動作の停止後は、貯水部１４の水を排水管１５（排水口）から排水できる。

次に、図２を参照して、本実施の形態に係る液体微細化装置１を備えた熱交換気装置６０について説明する。図２は、液体微細化装置１を備えた熱交換気装置６０の概略斜視図である。

図２に示すように、熱交換気装置６０は、液体微細化装置１と、湿度回収部６５と、送風機６７とを備えて構成される。熱交換気装置６０は、外気吸込口６３から吸い込んだ外気（湿度回収部６５を通過して湿度が回収された空気）を、接続ダクト６６を介して液体微細化装置１の吸込口２（図１参照）に送風する。液体微細化装置１は、吸込口２から吸い込んだ空気に対して加湿処理を行い、加湿した空気を吹出口３（図１参照）から吹き出し、給気口６４を介して室内に供給する。

熱交換気装置６０は、箱型の本体ケース５０を有し、例えば、床に置かれた状態で使用される。本体ケース５０の天面（液体微細化装置１が搭載される面）には、内気吸込口６１と、排気口６２と、外気吸込口６３と、給気口６４とが設けられている。また、本体ケース５０の天面には、液体微細化装置１が設置されている。そして、本体ケース５０の内部には、湿度回収部６５と、送風機６７とが設けられている。

内気吸込口６１は、建物内の空気（内気）を熱交換気装置６０の内部に吸い込む吸込口である。具体的には、内気吸込口６１は、建物内の各空間の天井面または壁面まで延在するダクト（図示せず）を介して内気を吸い込む室内排気口と連通して接続される。

排気口６２は、内気を熱交換気装置６０から屋外に送風する吐出口である。具体的には、排気口６２は、建物外壁面まで延在するダクト（図示せず）を介して内気を吹き出す室外排気口と連通して接続される。

外気吸込口６３は、建物外の空気（外気）を熱交換気装置６０の内部に吸い込む吸込口である。具体的には、外気吸込口６３は、建物外壁面まで延在するダクト（図示せず）を介して外気を吸い込む室外給気口と連通して接続される。

給気口６４は、外気を熱交換気装置６０から液体微細化装置１を介して室内に送風する吐出口である。具体的には、給気口６４は、建物内の各空間の天井面または壁面まで延在するダクト（図示せず）を介して外気を吹き出す室内給気口と連通して接続される。なお、熱交換気装置６０と液体微細化装置１の吸込口２とは、接続ダクト６６を介して接続されている。

湿度回収部６５は、本体ケース５０内において、送風機６７の上流側に位置して設けられている。湿度回収部６５は、送風機６７が動作することにより吸い込まれ、熱交換気装置６０の内部（特に、給気風路）を通過する空気の湿度を回収（交換）する湿度回収（湿度交換）の機能を有している。湿度回収部６５は、例えば、全熱交換素子または、デシカント式あるいはヒートポンプ式の熱交換器などである。

給気風路は、特に図示していないが、新鮮な室外の空気（外気）を、外気吸込口６３から吸い込み、湿度回収部６５、送風機６７、接続ダクト６６、及び液体微細化装置１の順に通過させて、給気口６４から室内に供給する風路である。

送風機６７は、外気吸込口６３から給気口６４へと外気を送風するための装置である。送風機６７は、送風することによって、湿度回収部６５の内部に外気を流通させる。送風機６７としては、例えば、クロスフローファンあるいはブロアファンが挙げられる。なお、送風機６７は、熱交換気装置６０を制御する制御部６０ａ（図３参照）からの制御信号に基づいて、送風動作を実行するように構成されている。

また、熱交換気装置６０には、給排水配管５１が設けられている。そして、液体微細化装置１への水の供給及び排水は、給排水配管５１によって行われる。具体的には、給排水配管５１の一端は、液体微細化装置１の給水管と排水管１５（図１参照）とそれぞれ接続されている。また、給排水配管５１の他端は、住宅あるいは施設の給水設備と排水設備とにそれぞれ接続されている。

さらに、熱交換気装置６０は、送風機６７の送風動作の制御を行う制御部６０ａ（図３参照）を有している。また、制御部６０ａは、液体微細化装置１の加湿制御部３０と電気的に接続され、加湿制御部３０からの制御信号を受けて、送風機６７と液体微細化装置１とを連動させて制御するように構成されている。

以上のように、熱交換気装置６０では、換気の際に屋外へ排出する水分を室内に給気する空気に回収しつつ、さらに湿度回収部６５で水分を回収しきれなかった場合には、液体微細化装置１を通過させる際に補填もしくはそれ以上に上乗せすることができるので、室内を加湿および快適な湿度範囲に維持させることができる。

次に、図３を参照して、液体微細化装置１の加湿制御部３０について説明する。図３は、液体微細化装置１における加湿制御部３０の構成を示すブロック図である。図４は、液体微細化装置１における加湿制御部３０で行う処理に用いられる出力能力値と回転出力値との関係を示す図である。なお、図４では、液体微細化装置１（回転モータ１１）における回転出力値（回転数）の制御範囲を０ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍとし、出力能力値の範囲を０〜４０００として相関関係を示している。

図３に示すように、加湿制御部３０は、入力部３０ａと、記憶部３０ｂと、計時部３０ｃと、処理部３０ｄと、出力部３０ｅとを備える。

入力部３０ａは、操作パネル３１からの運転開始指示または運転停止指示に関する第一情報と、温湿度センサ３２からの室内空気の温度と湿度に関する第二情報と、温度センサ３３からの室外空気の温度に関する第三情報と、満水検知部１７ａからのフロートスイッチのオンまたはオフに関する第四情報と、渇水検知部１７ｂからのフロートスイッチのオンまたはオフに関する第五情報とを受け付ける。入力部３０ａは、受け付けた第一情報〜第五情報を処理部３０ｄに出力する。

ここで、操作パネル３１は、ユーザが液体微細化装置１及び熱交換気装置６０に関するユーザ入力情報（例えば、風量、設定湿度、吹き出し温度、等）を入力する端末であり、無線または有線により加湿制御部３０と通信可能に接続されている。また、温湿度センサ３２は、内気吸込口６１（図２参照）から取り込まれた直後の室内空気の温度と湿度を感知するセンサである。また、温度センサ３３は、外気吸込口６３（図２参照）から取り込まれた直後の室外空気の温度を感知するセンサである。

記憶部３０ｂは、ユーザ入力情報に対応する設定情報に関する第六情報を記憶する。また、記憶部３０ｂは、第七情報として、過去の湿度情報、過去の出力能力値、及び計算用パラメータを記憶するとともに、処理部３０ｄから出力される現在の屋内湿度情報、現在の出力能力値を受け付けて記憶する。さらに、記憶部３０ｂは、図４に示す出力能力値と回転出力値との相関関係に関する情報も第八情報として記憶する。記憶した各情報（第六情報〜第八情報）は、処理部３０ｄからの要求に応じて、記憶部３０ｂから処理部３０ｄに出力される。

計時部３０ｃは、現在時刻に関する第九情報を処理部３０ｄに出力する。

処理部３０ｄは、入力部３０ａからの第一情報〜第五情報と、記憶部３０ｂからの第六情報〜第八情報と、計時部３０ｃからの第九情報とを受け付ける。処理部３０ｄは、受け付けた第一情報〜第九情報を用いて、加湿設定に基づく加湿動作に関する制御情報を特定する。

具体的には、処理部３０ｄは、まず、受け付けた各情報をもとに出力能力値の算出を行う。なお、更新の際に用いる計算式としては、例えば、以下の式（１）に示す速度型ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御式を用いることができる。

Ｒ＝Ｒ＋Ｋｐ＊［（ΔＸ０−ΔＸ１）
＋（１／Ｔｉ）＊ΔＸ０＋Ｔｄ＊｛（ΔＸ０−ΔＸ１）−（ΔＸ１−ΔＸ２）｝］
・・・式（１）
ただし、Ｒは出力能力値であり、Ｋｐ、Ｔｉ、ＴｄはＰＩＤパラメータであり、ΔＸ０、ΔＸ１、ΔＸ２は、それぞれ現在、１回前、２回前の「目標湿度−屋内湿度」に基づく値である。なお、目標湿度は、第六情報に含まれる設定湿度に相当する。

続いて、処理部３０ｄは、記憶部３０ｂに記憶された基準値と算出された出力能力値との間で大小関係の判定を行う。そして、処理部３０ｄは、出力能力値が基準値を超える場合に、加湿動作「要」判定とし、基準値を超える出力能力値に対応する回転出力値（図４に示す第一回転出力値）を特定する。一方、処理部３０ｄは、出力能力値が基準値以下である場合に、加湿動作「不要」判定とし、基準値以下の出力能力値に対応する回転出力値（図４に示す第二回転出力値）を特定する。ここで、基準値は、液体微細化装置１において加湿動作（水の微細化動作）時に設定可能な最少回転数（第一回転数Ｒ１に相当）に対応して規定される値である。

ここで、第一回転出力値は、図４に示す通り、出力能力値をそのまま回転出力値とした値である。一方、第二回転出力値は、出力能力値に関係なく、液体微細化装置１において貯水部１４の水を止水することが可能な回転数（第一回転数Ｒ１あるいは後述する第三回転数Ｒ３）を回転出力値とした値である。なお、第一回転数Ｒ１または第三回転数Ｒ３は、請求項の「第一回転数」に相当する。

そして、処理部３０ｄは、特定した回転出力値を含む加湿設定に基づく加湿動作に関する制御情報を特定する。

最後に、処理部３０ｄは、特定した制御情報を出力部３０ｅに出力する。

出力部３０ｅは、処理部３０ｄからの制御情報を受け付ける。出力部３０ｅは、熱交換気装置６０（制御部６０ａ、送風機６７）と、回転モータ１１と、給水弁２２と電気的に接続される。そして、出力部３０ｅは、受け付けた制御情報に基づいて、送風機６７の送風動作と、液体微細化室７での加湿動作（回転モータ１１の回転動作）と、給水弁２２の開閉動作とを制御する信号（制御信号）を出力する。

そして、熱交換気装置６０（制御部６０ａ、送風機６７）は、出力部３０ｅからの信号を受け付け、制御部６０ａは、受け付けた信号に基づいて送風機６７の制御を実行する。また、回転モータ１１と給水弁２２とは、出力部３０ｅからの信号をそれぞれ受け付け、受け付けた信号に基づいてそれぞれの制御を実行する。

以上のようにして、加湿制御部３０は、加湿処理における加湿動作の制御を実行させる。

次に、図５及び図６を参照して、液体微細化装置１による加湿動作における処理手順について説明する。図５は、液体微細化装置１による加湿運転処理の手順を示すフローチャートである。図６は、液体微細化装置１による水の微細化処理の手順を示すフローチャートである。なお、以下では、送風機６７が、制御部６０ａからの制御信号ではなく、加湿制御部３０からの制御信号によって送風動作を実行しているものとして説明する。

図５に示すように、加湿制御部３０に液体微細化装置１の加湿処理の運転開始に関する制御信号が入力されると、まず、加湿制御部３０は、送風機６７を作動させ、送風機６７からの送風を開始させる（ステップＳ０１）。これにより、液体微細化装置１（液体微細化室７）内に空気が流通するようになる。そして、加湿制御部３０は、温湿度センサ３２からの室内空気の温度と湿度に関する第二情報及びユーザ入力情報に対応する設定情報に関する第八情報に基づいて、液体微細化装置１の加湿量を特定する出力能力値を算出する（ステップＳ０２）。

そして、加湿制御部３０は、算出された出力能力値と、予め設定された所定値（基準値）との間で大小関係の判定を行う（ステップＳ０３）。その結果、出力能力値が基準値を超える場合（ステップＳ０３のＹｅｓ）には、加湿制御部３０は、加湿処理「要」と判定し、出力能力値に対応する第一回転出力値を特定する（ステップＳ０４）。そして、加湿制御部３０は、水の微細化処理を実行する（ステップＳ０５）。一方、加湿制御部３０は、出力能力値が基準値以下である場合（ステップＳ０３のＮｏ）には、加湿処理「不要」と判定し、後述するステップＳ１０以降の処理を実行する。

水の微細化処理では、図６に示すように、加湿制御部３０は、渇水検知部１７ｂからのフロートスイッチのオンまたはオフに関する第五情報に基づいて、貯水部１４の水位が渇水状態であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。その結果、貯水部１４の水位が渇水状態でない場合（ステップＳ２１のＮｏ）には、加湿制御部３０は、後述するステップＳ２６の処理を実行する。一方、貯水部１４の水位が渇水状態である場合（ステップＳ２１のＹｅｓ）には、加湿制御部３０は、貯水部１４への給水を開始するため、回転モータ１１を第一回転数Ｒ１（例えば、２０００ｒｐｍ）で回転させる（ステップＳ２２）。そして、加湿制御部３０は、給水部の給水弁２２を開弁させ、貯水部１４への水の供給を開始させる（ステップＳ２３）。

続いて、加湿制御部３０は、満水検知部１７ａからのフロートスイッチのオンまたはオフに関する第四情報に基づいて、貯水部１４の水位が満水状態であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。その結果、貯水部１４の水位が満水状態でない場合（ステップＳ２４のＮｏ）には、加湿制御部３０は、貯水部１４への水の供給をそのまま継続させる（ステップＳ２４に戻る）。一方、貯水部１４の水が満水状態である場合（ステップＳ２４のＹｅｓ）には、加湿制御部３０は、給水弁２２を閉弁させ、貯水部１４への水の供給を停止させる（ステップＳ２５）。

そして、回転モータ１１を第二回転数Ｒ２で回転させ、加湿設定に基づいた加湿動作（加湿運転）を開始させる（ステップＳ２６）。ここで、第二回転数Ｒ２は、ステップＳ０４で特定された回転数（第一回転出力値）である。第二回転数Ｒ２としては、出力能力値が基準値を超える場合には、第一回転数Ｒ１より大きな回転数（例えば、２０００〜４０００ｒｐｍの範囲の任意の回転数）が設定される。図５に戻る。

水の微細化処理（ステップＳ０５）が終了して加湿処理が開始されると、ステップＳ２６での回転モータ１１の作動時点を開始時間として計時される時間が所定時間（第一時間Ｔ１）を経過したか否かの判定を行う（ステップＳ０６）。その結果、第一時間Ｔ１が経過していない場合（ステップＳ０６のＮｏ）には、加湿制御部３０は、水の微細化動作をそのまま継続させる（ステップＳ０６に戻る）。一方、第一時間Ｔ１が経過した場合（ステップＳ０６のＹｅｓ）には、加湿制御部３０は、水の微細化動作をそのまま継続させた状態で、次のステップ（ステップＳ０７）に進む。ここで、第一時間Ｔ１は、加湿のフィードバック制御のための間隔時間であり、例えば、５分に設定される。

ステップＳ０７では、加湿制御部３０は、液体微細化装置１の加湿処理の運転停止に関する制御信号が入力されているか否かを判定する。その結果、加湿処理の運転停止に関する制御信号が入力されていない場合（ステップＳ０７のＮｏ）には、加湿制御部３０は、ステップＳ０２に戻り、液体微細化装置１の加湿量を特定する出力能力値の計算を再び行う。一方、加湿処理の運転停止に関する制御信号が入力されている場合（ステップＳ０７のＹｅｓ）には、加湿制御部３０は、回転モータ１１を停止させる(ステップＳ０８)とともに、送風機６７を停止させる（ステップＳ０９）。そして、加湿制御部３０は、液体微細化装置１の加湿処理の運転を終了させる。これにより、液体微細化装置１は、操作パネル３１からの運転開始指示待ちの状態となる。

上述した通り、加湿制御部３０は、出力能力値が基準値以下である場合（ステップＳ０３のＮｏ）には、ステップＳ１０以降の処理を実行する。

ステップＳ１０では、加湿制御部３０は、回転モータ１１が停止しているか否かを判定する。その結果、回転モータ１１が停止している場合（ステップＳ１１のＹｅｓ）には、ステップＳ０２に戻り、液体微細化装置１の加湿量を特定する出力能力値の計算を再び行う。一方、回転モータ１１が回転動作している場合（ステップＳ１１のＮｏ）には、加湿制御部３０は、出力能力値に対応する第二回転出力値を特定する（ステップＳ１１）。そして、加湿制御部３０は、回転モータ１１を第三回転数Ｒ３で回転させ、少なくとも止水機構が機能する状態とする（ステップＳ１２）。ここで、第三回転数Ｒ３は、ステップＳ０４で特定された回転数（第二回転出力値）である。第三回転数Ｒ３としては、例えば、液体微細化装置１において貯水部１４の水を止水することが可能な回転数（第一回転数Ｒ１と同じ回転数）が設定される。なお、回転モータ１１が第三回転数Ｒ３で既に回転している場合には、第三回転数Ｒ３を維持する。

そして、ステップＳ１２での回転モータ１１の作動時点または作動維持時点を開始時間として計時される時間が、所定時間（第二時間Ｔ２）を経過したか否かの判定を行う（ステップＳ１３）。その結果、第二時間Ｔ２が経過していない場合（ステップＳ１３のＮｏ）には、加湿制御部３０は、第三回転数Ｒ３での回転によって止水状態をそのまま継続させる（ステップＳ１３に戻る）。一方、第二時間Ｔ２が経過した場合（ステップＳ１３のＹｅｓ）には、加湿制御部３０は、次のステップ（ステップＳ１４）に進む。ここで、第二時間Ｔ２は、加湿のフィードバック制御のための間隔時間であり、例えば、５分に設定される。

次に、ステップＳ１２での回転モータ１１の作動時点を開始時間として計時される時間が、所定時間（第三時間Ｔ３）を経過したか否かの判断を行う（ステップＳ１４）。その結果、第三時間Ｔ３が経過していない場合（ステップＳ１４のＮｏ）には、加湿制御部３０は、回転モータ１１を第三回転数Ｒ３で回転させた状態でステップＳ０２に戻り、液体微細化装置１の加湿量を特定する出力能力値の計算を再び行う。一方、第三時間Ｔ３が経過した場合（ステップＳ１４のＹｅｓ）には、加湿制御部３０は、回転モータ１１を停止させる（ステップＳ１５）。これにより、貯水部１４の水の排水が開始される。そして、加湿制御部３０は、ステップＳ０２に戻り、液体微細化装置１の加湿量を特定する出力能力値の計算を再び行う。ここで、第三時間Ｔ３は、例えば、２時間に設定される。また、第三時間Ｔ３は、請求項の「所定期間」に相当する。

以上のようにして、熱交換気装置６０では、液体微細化装置１による加湿処理（水の微細化動作）における各処理が実行される。

以上、実施の形態１に係る液体微細化装置１によれば、以下の効果を享受することができる。

（１）液体微細化装置１では、加湿制御部３０は、加湿運転（水の微細化動作）の際中に、微細化動作を停止すると判定した場合には、貯水部１４の水を止水することが可能な回転数（第三回転数Ｒ３）にて揚水管９を所定期間（第三時間Ｔ３）回転させるように制御した。こうした構成によれば、加湿制御部３０は、加湿運転（水の微細化動作）の際中に、微細化動作を停止すると判定した場合であっても、貯水部１４の水を止水することが可能な回転数にて揚水管９を回転させて揚水管９の回転停止を遅延させているので、貯水部１４の水の排水を抑制させることができる。このため、加湿制御部３０は、加湿運転の要判定と不要判定（目標湿度を上回る状態と下回る状態）とを繰り返すような状況でも貯水部１４の水を確実に止水させ、水の排水量を削減させることができる。つまり、加湿運転における加湿量のフィードバック制御を行う場合において、水の使用量を削減することが可能な液体微細化装置１とすることができる。

（２）液体微細化装置１では、加湿制御部３０は、室内の空気の湿度と室内の空気の目標湿度とに関する湿度情報を用いて水の微細化動作における加湿量を特定する出力能力値を算出し、算出した出力能力値が基準値以下となった場合に、水の微細化動作を停止すると判定するようにした。これにより、屋内の空気の湿度が目標湿度に近づかない場合には、湿度情報を用いて出力能力値を上昇させるなど、家屋の気密性などの性能に依存せず目標湿度を達成するように液体微細化装置１の制御を行うことができる。

（３）液体微細化装置１では、加湿制御部３０は、所定期間（第三時間Ｔ３）の際中に、出力能力値が基準値を超えた場合には、第三回転数（＝第一回転数）よりも回転数よりも多い第二回転数にて揚水管９を回転させるようにした。これにより、液体微細化装置１は、加湿運転に必要な水の微細化動作を遅滞なく再開させることができる。

（４）液体微細化装置１では、加湿制御部３０は、出力能力値と基準値との大小関係の比較による加湿要否に関する判定を所定期間（第一時間Ｔ１または第二時間Ｔ２）ごとに行うように制御した。これにより、加湿動作における加湿量のフィードバック制御を行う場合、加湿量の調整が所定期間ごとに行われるので、何らかの要因（例えば、浴室利用）によって吸込口２より吸い込む空気の湿度が急激に変化しても、目標湿度に向けた加湿量の調整を効果的に行うことができる。

（５）液体微細化装置１では、加湿制御部３０は、算出した出力能力値が基準値以下となっていると判定した状態が、第三時間Ｔ３継続した場合に、揚水管９（回転モータ１１）の回転を停止させるように制御した。これにより、加湿処理「不要」と判定される状況が第三時間Ｔ３継続した場合には、回転モータ１１が停止され、吸込口２より吸い込んだ空気への加湿が停止される。つまり、加湿が停止されてから加湿が再開されるまでの期間において、第三回転数Ｒ３（２０００ｒｐｍ）での回転による加湿によって消費される水量（加湿量）分の水の使用量を削減することができる。

（６）熱交換気装置６０では、湿度回収部６５を、液体微細化装置１及び湿度回収部６５を通過する空気の流れにおいて、液体微細化装置１より上流側に配置した。つまり、液体微細化装置１では、湿度回収部６５は、湿度回収部６５により湿度を回収された空気を吸込口２に流入させるように配置される。これにより、湿度回収部６５で湿度回収された後の空気が液体微細化装置１（吸込口２）に流入するので、より適切に室内の湿度コントロールすることができる。また、湿度回収部６５と液体微細化装置１の２箇所で湿度制御を行うことで、湿度回収部６５あるいは液体微細化装置１にヒータ等を設置していない場合でも、十分な加湿量を確保することができる。また、加湿量を確保するためのヒータが不要になることで、省エネルギーを実現できる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施の形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

本実施の形態に係る液体微細化装置１では、加湿制御部３０は、算出した出力能力値が基準値以下となっていると判定した場合に、揚水管９（回転モータ１１）の回転停止を所定期間（第三時間Ｔ３）遅延させるように制御した。これに対して、加湿制御部３０は、この所定期間（第三時間Ｔ３）の際中に、貯水部１４の貯水量が貯水下限に達した場合（渇水検知部１７ｂのフロートスイッチがオフとなった場合）には、揚水管９（回転モータ１１）の回転を直ちに停止させるようにしてもよい。このようにすることで、液体微細化装置１は、所定期間（第三時間Ｔ３）の際中における貯水部１４への不必要な給水が抑制されるので、水の使用量をさらに削減することができる。

また、本実施の形態に係る液体微細化装置１では、加湿制御部３０は、算出した出力能力値が基準値以下となっていると判定した場合に、貯水部１４の水を止水することが可能な回転数（第三回転数Ｒ３）にて揚水管９を回転させるように制御した。これに対して、加湿制御部３０は、貯水部１４の水を止水することが可能な回転数（第三回転数Ｒ３）よりも少ない回転数（回転を停止した場合の排水速度よりも排水速度を遅くする回転数）にて揚水管９を回転させるように制御してもよい。このようにすることで、液体微細化装置１は、貯水部１４の水を止水している間の不必要な加湿を抑制しつつ、貯水部１４の水の排水速度を遅延させ、水の使用量も削減することができる。

また、本実施の形態に係る熱交換気装置６０では、湿度回収部６５は、湿度だけでなく温度を回収（交換）する機能を有するように構成してもよい。具体的には、湿度回収部６５を全熱交換素子とするとともに、本体ケース５０の内部に排気送風機を設け、排気風路を構成する。排気風路は、排気送風機によって内気吸込口６１から室内空気を吸い込み、湿度回収部６５を通って排気口６２から外部に排気する風路である。この際、湿度回収部６５は、排気風路と給気風路が交わる位置に配置される。そして、湿度回収部６５は、排気風路を通過する空気と給気風路を通過する空気との間で熱交換とともに湿度交換を行う。これにより、より快適な空気を室内に供給することが可能となる。

また、本実施の形態に係る熱交換気装置６０では、湿度回収部６５によって湿度回収された後の空気が液体微細化装置１を流通しないように、液体微細化装置１をバイパスして室内に供給されるように構成してもよい。これにより、液体微細化装置１は運転せず、熱交換気のみで運転するような場合に、湿度回収された後の空気を効率よく室内に供給することができる。また、液体微細化装置１に起因した圧力損失の上昇が抑制されるので、年間を通じての省エネルギーでの運転も実現することができる。

また、本実施の形態に係る熱交換気装置６０では、送風機６７からの送風停止を、送風機６７の運転を停止することによって行ったが、これに限らない。例えば、上記したバイパスへの切り替えによって液体微細化装置１への送風がなされないようにしてもよい。これにより、室内への給気を実行しつつ、独立した状態で乾燥処理における乾燥動作を実行することができる。

本発明に係る液体微細化装置は、加湿目的での水気化装置及び殺菌あるいは消臭目的での次亜塩素酸気化装置といった液体を気化させる装置に適用可能である。また、熱交換気装置、空気清浄機又は空気調和機において、その機能の一つとして組み込まれた水気化装置あるいは次亜塩素酸気化装置等に、本発明に係る液体微細化装置は適用可能である。

１ 液体微細化装置
２ 吸込口
３ 吹出口
４ 風路
５ 風路
６ 風路
７ 液体微細化室
８ 衝突壁
９ 揚水管
９ａ 揚水口
１０ 回転軸
１１ 回転モータ
１２ 回転板
１３ 開口
１４ 貯水部
１５ 排水管
１６ エリミネータ
１６ａ エリミネータ保持部
１７ａ 満水検知部
１７ｂ 渇水検知部
１８ 水受け部
２２ 給水弁
３０ 加湿制御部
３０ａ 入力部
３０ｂ 記憶部
３０ｃ 計時部
３０ｄ 処理部
３０ｅ 出力部
３１ 操作パネル
３２ 温湿度センサ
３３ 温度センサ
５０ 本体ケース
５１ 給排水配管
６０ 熱交換気装置
６０ａ 制御部
６１ 内気吸込口
６２ 排気口
６３ 外気吸込口
６４ 給気口
６５ 湿度回収部
６６ 接続ダクト
６７ 送風機

Claims (4)

1. 吸込口より吸い込んだ室内の空気に微細化された水を含ませて吹出口より吹き出す液体微細化装置であって、
   鉛直方向下方に揚水口を有し、回転軸の回転に伴って前記揚水口より揚水した水を遠心方向に放出する筒状の揚水管と、
   前記揚水管の鉛直方向下方に設けられ、前記揚水口より揚水される水を貯水する貯水部と、
   前記貯水部の底面において水を排水する排水口と、
   前記液体微細化装置における水の微細化動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記揚水管は、前記微細化動作の際に、前記回転によって前記揚水管の内部における前記貯水部の水に渦を発生させ、その渦中心において前記揚水口と前記排水口との間を連通する空隙を形成して前記貯水部の水を止水しており、
   前記制御部は、前記微細化動作の際中に、前記微細化動作を停止すると判定した場合には、前記貯水部の水を止水することが可能な第一回転数にて前記揚水管を回転させて前記揚水管の回転の停止を所定期間遅延させることを特徴とする液体微細化装置。
2. 前記制御部は、前記室内の空気の湿度と前記室内の空気の目標湿度とに関する湿度情報を用いて前記微細化動作における加湿量を特定する出力能力値を算出し、算出した前記出力能力値が基準値以下となった場合に、前記微細化動作を停止すると判定することを特徴とする液体微細化装置。
3. 前記制御部は、前記所定期間の際中に、前記出力能力値が基準値を超えた場合には、前記第一回転数よりも回転数よりも多い第二回転数にて前記揚水管を回転させることを特徴とする請求項２に記載の液体微細化装置。
4. 前記制御部は、前記所定期間の際中に、前記貯水部の貯水量が貯水下限に達した場合には、前記揚水管の回転を停止させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体微細化装置。

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