JP3004039B2 - 洗浄および排水装置を備えた加湿器を備えた空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超音波振動により水を霧化させる加湿器に関
わり、特に、その自動洗浄装置に関する。

そして、前記加湿器を備えたヒートポンプ式空気調和
機に関する。

［従来の技術］ 加湿器は水槽内に水を供給しながら超音波により霧化
して室内に適度の湿度を与えるものであり、長時間使用
すると水槽内に衛生上障害となる雑菌が繁殖し、また、
固形沈殿物が濃縮される。

固形沈殿物は、水の消毒用の溶解塩素類が析出したも
のあるいは水のぬる等であり、これらは加湿器の振動子
の表面に付着堆積することにより振動子の寿命を著しく
低下させる。

このような水槽内の固形物を除く手段が実開昭63−14
2622号公報に開示されている。その加湿器の構造を第８
図に示す。図において、１は水槽であり、電磁弁５の設
けられた送水管４により給水される。

電磁弁５のソレノイドは電源トランス21によりフロー
トスイッチ７を介して付勢され、通常は水槽１内の水位
を一定範囲内に保つ、６はサイホンであり、その水槽内
の開口端6aは水槽１の底部に設けられた凹み1aと近接
し、水槽外の開口端6bは開口端6aより低位置にあり、ま
た、最高部は上記のように制御される水槽の水位の範囲
より上に位置している。

フロートスイッチ８はリレー23のコイルと直列に接続
されており、リレー23の接点は高周波発振器3,3の電源
供給回路を断続する。振動子2,2は高周波発振器3,3から
高周波電圧が印加されて振動し、水槽内の水に超音波振
動を与えこれを霧化する。

水槽１の水位が異状に低くなった場合は、フロートス
イッチ８が高周波発振器3,3の電源回路を遮断し振動子
2,2の焼損を防止する。24はフロートスイッチ７と並列
に接続された短絡スイッチであり、タイマーにより作動
される。上記加湿器は電源スイッチ22が投入されると、
水槽１の水位が一定範囲となるように水が供給され、そ
の水が振動子により霧化されるが、一定時間運転する毎
にタイマーにより短絡スイッチ24が閉じられる。

短絡スイッチ24はフロートスイッチ７の作動に拘らず
電磁弁５を一定時間励磁し、水槽１の水位はサイホン６
の最高位置を越えて高められる。サイホン６に水が満さ
れると、サイホン６は水槽１内の水を排出する。その排
出流量は送水管４で供給される水量より大きく水槽１内
の水は殆ど排出される。水槽１内の水がなくなるとサイ
ホン６の流れが止まり、通常の運転状態に戻る。このよ
うに定期的に水槽内の水を排出することにより、水槽内
に固形物が析出することを防止している。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来のものは、１回の洗浄動作で１度だけ水
槽内の水を排出するものであって、排出時の水の流れの
みで固形物を十分に流し出すことが困難であった。従っ
て、長期間使用すると振動子に固形物が付着し、振動子
の寿命を十分に長くすることができなかった。また、こ
のような加湿器を空気調和機の中に組込んだ場合、定期
的に加湿器を清掃する必要があり、その作業が面倒であ
った。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、十分な洗浄効果が得られる洗浄および排水手段を備
えた加湿器を備えた空気調和機を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 本発明の空気調和機は、水槽内の水を排水する排水手
段と、水槽内の洗浄すべき部分に向けて水を噴出させる
ノズルが開口し電磁弁により流路が開閉される送水管
と、水槽内の水を霧化する振動子とからなる加湿器と、
圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換
器とを備えたヒートポンプ式冷却装置とからなり、前記
冷却装置が室内を暖房しているときの除霜サイクルと、
暖房運転しているときの室温による断続運転サイクルの
断に連動して前記加湿器の運転を停止するとともに、除
霜サイクル時に加湿器の前記電磁弁と排水手段の一方ま
たは双方の作動を制御することにより水槽内に水が溜っ
た状態と排水された状態を交互に繰返す洗浄サイクルを
停止し、室温による暖房停止時に前記洗浄サイクルを行
う制御装置を備えたものである。

［作用］ 水槽内の水が排水された状態で送水管のノズルからフ
ロートスイッチや振動子に向けて水が噴出されると、こ
れらに付着している固形物が剥離されるとともに細分化
され次に水槽内に水が溜った状態で懸濁状態となる。こ
のように懸濁した固形物は水槽を再び排水するときに水
とともに排出されるが、水槽内の流速が小さいためその
間に水槽の底に残るものもあり、これらは次に水槽に水
を満すとき再び懸濁されて大部分が排出される。

給水と排水を繰返すと水槽中の固形物の量が急激に減
少し、排水時に水槽に残る量も少なくなる。また、ノズ
ルからフロートスイッチや振動子に噴流が衝突する回数
が多いとこれらに付着した固形物が十分に剥離される。
排水手段としてサイホンを用いると、排水時に固形物が
バルブに詰まることがなく保守が容易となる。そして、
空気調和機にこのような加湿器を組み込み、暖房運転時
における除霜サイクルと、室温による断続運転時の断に
連動して加湿器の運転を停止できるので、振動子への通
電時間を少なくできる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第
１図は本発明の実施例である空気調和機に組込まれた加
湿器を示す断面図である。図において従来例で説明した
ものと同一の機能を有する部分には第８図と同一の符号
を付してありその詳細な説明を省略する。

なお、従来例では図示していなかったが、水槽１の上
部に設けられたパイプ9,9は、図示していない送風機に
より水槽上部に送り込まれる空気を放出し、その気流と
ともに霧化された水滴を水槽の外部に放出する。

送水管４にはノズル4a,4a…が設けられており、ノズ
ル4a,4a…から振動子2,2やフロートスイッチ７または８
に向けて水が噴出される。制御ボックス10はマイクロコ
ンピュータ、電源トランスおよびリレー等により構成さ
れており、フロートスイッチ７および８の開閉信号、空
気調和機の暖房運転信号および湿度センサーの信号が入
力され、また、高周波発振器3,3および電磁弁５に供給
する電流を制御する。

制御ボックス10の構成を第３図に示す。図において11
はRAM、ROMおよび入出力インターフェースを内蔵した１
チップのマイクロコンピュータである。フロートスイッ
チ７および８の開閉信号、空気調和機の暖房運転信号お
よび湿度センサー12の信号はマイクロコンピュータ11の
入力端子に入力される。

13はトランス、リレーおよびリレーの駆動回路を含む
高周波発振器３、３の電源回路であり、マイクロコンピ
ュータ11の出力で制御される。14は整流器、リレーおよ
びリレーの駆動回路を含む電磁弁５の電源回路であり、
マイクロコンピュータ11の出力で制御される。

第２図に本加湿器が作動状態のタイムチャートを示
す。図に示すt1までの期間およびt6以後の期間は空気調
和機が暖房運転している期間であり、この間では加湿器
の通常の作動状態となる。この期間では水位がフロート
スイッチ７の制御範囲の上限に達するとフロートスイッ
チ７が開かれ、その信号を受けて制御ボックス10が電磁
弁５に供給する電流を遮断する。電磁弁５は送水管４の
流路を遮断し、水槽内の水は霧化されて水位が低下す
る。

水位がフロートスイッチ７の制御範囲の下限に達する
とフロートスイッチ７が閉じられ、その信号を受けて制
御ボックス10が電磁弁５に電流を供給する。電磁弁５は
送水管４の流路を開き、送水管４から水が供給され水位
が上昇する。

また、湿度センサ12が低湿度信号を出力する間は高周
波発振器3,3が駆動され、湿度センサ12が高湿度信号を
出力する間は高周波発振器3,3の作動は停止される。な
お、フロートスイッチ８の開閉信号により、高周波発振
器3,3の電流を遮断し振動子2,2を保護することは従来の
ものと同様である。

暖房運転信号の立ち下りt1から洗浄サイクルが開始さ
れ、高周波発振器3,3の作動は停止される。まず、t1か
らt2までT1の期間電磁弁５は開かれ水位はフロートスイ
ッチ７の制御範囲を越えて上昇し、サイホンの最高位置
に達する。T1の期間は水槽１の定常水位からサイホン６
の最高位置まで水位を上昇させるのに十分なように余裕
をもって設定されている。

サイホン内に水が満され排水が始まると、水位は降下
する。その期間中の時刻t2に電磁弁５が閉じられ、水位
の降下速度はさらに速くなる。時刻t2からT2の期間が経
過した時刻t3には電磁弁５が開かれるが、そのときには
水槽内の水が排水されており、ノズル4a,4a…からの噴
流がフロートスイッチや振動子に衝突し、これらに付着
した固形物が効果的に除去される。電磁弁５が開いてい
るt3からt4のT3の期間中に水位がサイホンの最高位置に
達するように期間T3が設定されており、再び排水が行わ
れる。次に、暖房運転信号がオンとなる時刻t6から加湿
器の通常の作動状態に戻る。

上記動作は制御ボックス10に内蔵されたマイクロコン
ピュータ11により行われるが、マイクロコンピュータ11
の動作を第４図のフローチャートにより説明する。電源
が投入され、マイクロコンピュータ11のROMに記憶され
ているプログラムの実行が開始されると、まずステップ
S1でRAMの所定番地のフラグをオンとする。次に、ステ
ップS2からステップS10が順次実行される。

ステップS2では発振器の電源13をオフとする。ステッ
プS3では電磁弁の電源14をオンとする。ステップS4では
T1の期間が経過するのを待つ。ステップS5では電磁弁の
電源14をオフとする。ステップS6ではT2の期間が経過す
るのを待つ。ステップS7では電磁弁の電源14をオンとす
る。ステップS8ではT3の期間が経過するのを待つ。ステ
ップS9では電磁弁の電源14をオフとする。ステップS10
ではT2の期間が経過するのを待ってステップS11に移行
する。

ステップS11では、暖房運転信号がオンであるか否か
が判断され、オンの場合はステップS14に移行し、オフ
の場合はステップS12に移行する。ステップS12では発振
器の電源13をオフとし、ステップS13に移行する。

ステップS13ではフラグがオンか否かが判断され、フ
ラグがオンの場合はステップS11に移行し、フラグがオ
フの場合はステップS1に移行する。

ステップS14では、フラグをオフとし、ステップS15に
移行する。ステップS15では、フロートスイッチ７の信
号により水位が高いか否かが判断され、水位が高い場合
はステップS16で電磁弁の電源14をオフとした後、ステ
ップS18に移行する。ステップS15で、水位が低いと判断
された場合はステップS17で電磁弁の電源14をオンとし
た後、ステップS18に移行する。

ステップS18では、フロートスイッチ８の信号により
水位が高いか否かが判断され、水位が高い場合はステッ
プS20に移行し、水位が低い場合はステップS19に移行す
る。ステップS19では発振器の電源13をオフとし、ステ
ップS11に移行する。

ステップS20では湿度センサ12の信号により湿度が高
いか否かが判断され、湿度が高い場合はステップS21に
移行し、湿度が低い場合は、ステップS22に移行する。
ステップS21では、発振器の電源13をオフとして、ステ
ップS11に移行する。ステップS22では、発振器の電源13
をオンとして、ステップS11に移行する。

上記のルーチンの内S2〜S10が洗浄サイクルであり、
電源投入時と、暖房運転信号の立ち下りで実行される。

ステップS11,S14,S15,S16,S17,S18,S20,S21,S22は加
湿器の通常の運転状態の動作を実行している。ステップ
S18およびS19は断水等の異状状態における発振器の保護
を行っている。

本発明の実施例に用いられる加湿器は以上のように構
成されているが発明はこれに限られず、例えば、排水手
段としてサイホンの代わりに水槽底面に排水管を設け、
排水管に電磁弁を付設し、その電磁弁を開閉することに
より排水してもよい。

また、実施例では１回の洗浄サイクルで排水および洗
浄が２回繰り返されるようにしてあるが、１回の洗浄サ
イクルで排水および洗浄を３回以上繰り返すようにして
もよく、そのようにすることにより洗浄効果を一層高め
ることができる。

第５図乃至第７図は上記加湿器が空気調和機に組み込
まれる態様を示している。第５図において、101は圧縮
機で、四方弁102、室外熱交換器103、減圧装置104、室
内熱交換器105とによりヒートポンプ式冷却装置106を構
成している。１は上述の加湿器の水槽であり、この水槽
と共に第１図で説明した機器により加湿器が構成されて
いる。

第６図において、107は前記室外熱交換器103の着霜量
を検出するセンサー、108は前記室内熱交換器105の着霜
量を検出するセンサーである。109は冷房運転用のスイ
ッチ、110は暖房運転用のスイッチである。前記センサ
ー107,108は除霜判別手段111に信号が入力され、着霜が
検出されたセンサーと逆の運転に入るように運転手段11
2に信号を入力する。また、運転手段112には前記冷房ス
イッチ109、暖房スイッチ110の信号が入力されるととも
に、前記圧縮機101、四方弁102を動作させる出力信号が
設けられている。この運転手段112には室温を検出する
サーミスタ115の信号が入力され、設定温度により運転
手段112は暖房運転、冷房運転、停止の判断をして、圧
縮機101、四方弁102を動作させる。

また、運転手段112には加湿器の振動子2,2を動作させ
る高周波発振器3,3への電源13を動作させるべくスイッ
チ113が接続されている。また、加湿器の水槽１から延
びたサイホン６は室内熱交換器105用のドレンパン114上
に延びており、排水はこのドレンパン114へ流されるも
のである。また、この加湿器の霧化された水滴は室内熱
交換器105用の送風機（図示せず）により吸引して室内
へ排気している。

次に、第７図のフローチャートを用いてこの空気調和
機の動作を説明するが、加湿運転は暖房時のみ行われる
ので、暖房運転サイクルの例で説明する。

ステップ116として暖房スイッチのオン、オフを判別
し、オンの場合はステップ117で四方弁102を暖房用に切
り替える。そして、ステップ118でサーミスタ115による
温度を運転手段112へ読みとり、暖房が必要な場合圧縮
機101の運転をステップ119で判別する。そして、温度が
設定以上の場合はスタートへ戻る。温度が設定以下の場
合はそして、圧縮機101の運転後、ステップ120として加
湿器の電源13をオンするスイッチ113を動作させて、暖
房運転と加湿運転を行う。また、温度がさらに高い設定
値以上の場合、ステップ121として加湿器の電磁弁５に
運転手段112から信号を送って洗浄サイクルを行わせ
る。この洗浄サイクルは前述した通りである。洗浄サイ
クル後はスタートへ戻る。

また、室外熱交換器103がセンサー107により着霜量が
多いとステップ122として除霜判別手段111で判断する
と、運転手段112に信号を送ってステップ123として四方
弁102を切り替えて冷暖房逆の運転をして、室外の除霜
を行うとともに、ステップ124としてスイッチ113を動作
させて電磁弁５をオフする。このことにより除霜中は加
湿運転を停止するとともに、洗浄サイクルに入るのを停
止する。そして、除霜判別手段111が室外熱交換器103の
着霜がなくなったと判断すればステップ123,124の動作
を中止してスタートへ戻る。

このことにより、室温により暖房運転が停止した場合
は洗浄サイクルを繰り返し行い、振動子をきれいにする
とともに、除霜サイクル時は洗浄サイクルを中止して、
無駄な電気代や、水道代を節約するとともに、加湿サイ
クルも中止しているので、振動子の寿命を長くすること
ができる。

［発明の効果］ 以上、説明したように本発明の加湿器によれば、水槽
内部あるいは部品の洗浄が極めて効果的に行われるの
で、水槽中の雑菌の繁殖が防止され、また部品、特に、
振動子の寿命が飛躍的に長くなる。

また、洗浄が自動的に行われるので保守が簡単とな
る。特に、排水手段としてサイホンを用いると弁の詰ま
りが発生せず、メインテナンスフリーとなるので保守管
理が困難な天井吊りや空調機組み込みの加湿器として有
利である。

そして、冷却装置が室内を暖房運転しているときの除
霜サイクルと、暖房運転しているときの室温による断続
運転サイクルの断に連動して前記振動子の運転を停止す
るとともに、除霜運転時には加湿器の洗浄サイクルを停
止するので、無駄な電気代や水道代がかからないととも
に、振動子の寿命も延びるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例であるである空気調和機に組
込まれた加湿器を示す断面図、第２図は同加湿器の動作
を示すタイムチャート、第３図は同加湿器における制御
ボックスを示すブロック図、第４図は同加湿器における
マイクロコンピュータの動作を示すフローチャート、第
５図は本発明の実施例である加湿器を搭載した空気調和
機の概略配管図、第６図は第５図の空気調和機のブロッ
ク線図、第７図は第５図の空気調和機のフローチャー
ト、第８図は従来の加湿器の例を示す断面図である。 １……水槽、２……振動子、３……高周波発振器、４…
…送水管、５……電磁弁、６……サイホン、7,8……フ
ロートスイッチ、９……パイプ、10……制御ボックス、
11……マイクロコンピュータ、12……湿度センサ、13…
…発振器電源、14……電磁弁電源、21……電源トラン
ス、22……電源スイッチ、23……リレー、24……短絡ス
イッチ、101……圧縮機、102……四方弁、103……室外
熱交換器、104……減圧装置、105……室内熱交換器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 幸男 岩手県岩手郡滝沢村滝沢字外山309番地 株式会社ミクニアデック内 (72)発明者 鈴木 昇 岩手県岩手郡滝沢村滝沢字外山309番地 株式会社ミクニアデック内 (72)発明者 丹沢 考直 岩手県岩手郡滝沢村滝沢字外山309番地 株式会社ミクニアデック内 (56)参考文献 実開 昭54−181751（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−174252（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−142622（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−48630（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水槽内の水を排水する排水手段と、水槽内
   の洗浄すべき部分に向けて水を噴出させるノズルが開口
   し電磁弁により流路が開閉される送水管と、水槽内の水
   を霧化する振動子とからなる加湿器と、圧縮機、四方
   弁、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器とを備えた
   ヒートポンプ式冷却装置とからなり、前記冷却装置が室
   内を暖房しているときの除霜サイクルと、暖房運転して
   いるときの室温による断続運転サイクルの断に連動して
   前記加湿器の運転を停止するとともに、除霜サイクル時
   に加湿器の前記電磁弁と排水手段の一方または双方の作
   動を制御することにより水槽内に水が溜った状態と排水
   された状態を交互に繰返す洗浄サイクルを停止し、室温
   による暖房停止時に前記洗浄サイクルを行う制御装置を
   備えた空気調和機。