JP3668951B2

JP3668951B2 - 洗浄乾燥機のドライセンサ

Info

Publication number: JP3668951B2
Application number: JP01005595A
Authority: JP
Inventors: 修司桜井
Original assignee: Ohizumi Mfg Co Ltd
Current assignee: Ohizumi Mfg Co Ltd
Priority date: 1995-01-25
Filing date: 1995-01-25
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: JPH08201321A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、相対湿度の変化の測定、特に相対湿度の経時的な変化から洗浄乾燥機内の被処理物の乾燥の進行状況を測定する洗浄乾燥機のドライセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
相対湿度あるいは相対湿度の経時的変化を測定する測器としては湿度計がある。代表的な湿度計には、従来より乾湿湿度計，通風湿度計，伸縮式湿度計，露点湿度計，電気湿度計，赤外線湿度計などが知られている。しかし、これらの湿度計は大気中の湿度の測定に用いるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、空調設備や電子レンジの湿度センサとして電気抵抗が湿度によって変化するセラミックセンサが知られている。これらの湿度センサにおいても前記湿度計と同じことであり、空調設備が設置された室内や電子レンジ内の雰囲気の湿度を測定することができるが、室内に置かれた「もの」の湿度や電子レンジ内の調理物の湿度が測定できるわけではない。
【０００４】
例えば、食器類の洗浄機では、洗浄機内に収容された被処理物に最初水を噴付けて水洗処理し、次いで乾燥空気を噴き込んで乾燥処理が行われるが、洗浄機内に乾燥空気の噴き込みによって洗浄機内が或る程度乾燥雰囲気になったとしても、必ずしも機内の被洗浄物の乾燥処理が完了したことにはならない。機内の被処理物が実際に乾燥したかどうかを判断するには、被処理物の湿度を直接測定しなければならないが、現実には皿，食器類に湿度センサを接触させてその湿度を測定することは難しい。
【０００５】
本発明の目的は、モニタを用いて被処理物の乾燥度合いを測定するドライセンサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による洗浄乾燥機内の被処理物の乾燥の進行度合いを検知するドライセンサにおいては、対の温度センサと、信号処理装置とを有するドライセンサであって、対をなす温度センサの一方は、環境温度検知用センサ、他方は、蒸発温度検知用センサであり、環境温度検知用センサは、湿潤した被処理物が乾燥処理される環境の温度を測定して環境温度信号を出力するものであり、蒸発温度検知用センサは、前記被処理物と同一条件で湿潤したモニタの温度を測定してモニタ温度信号を出力するものであり、信号処理装置は、環境温度信号及びモニタ温度信号を入力とし、両信号の大小を演算し、環境の温度とモニタの温度との温度差を出力するものであり、
環境温度検知用センサ及び蒸発温度検知用センサは鞘を有し、鞘は、温度センサを収容して水密に封止するものであり、環境温度検知用センサの鞘は、環境にさらされる外面が撥水性であり、蒸発温度検知用センサの鞘は、環境にさらされる外面が吸水性であり、吸水性の外面は、被処理物のモニタを構成するものである。
【０００９】
また、蒸発温度検知用センサの鞘は、撥水性の鞘の表面を吸水材で覆ったものである。
【００１０】
また、環境温度検知用センサ及び蒸発温度検知用センサの鞘は、同一のステムに装着され、各鞘内の温度センサの出力配線はステムより外部に引き出されて信号処理装置に結線され、
信号処理装置は、両温度センサと２つの抵抗器とを組合せたブリッジ回路であり、両温度センサの出力差を出力するものである。
【００１１】
また、環境温度検知用センサ及び蒸発温度検知用センサの温度センサは、同一の抵抗温度特性を有するＮＴＣサーミスタである。
【００１２】
【作用】
本発明によるドライセンサの湿度検知機能は、基本的に乾湿球湿度計の原理に基づいている。乾湿球湿度計は、２本のガラス温度計を用い、一方の温度計の球部をガーゼで包み、水で湿らせてこれを湿球とし、２本の温度計の温度差と湿球の温度とから湿度を求める方式のものである。湿球のガーゼが乾燥しきったときには、湿度計としての機能が失われる。
【００１３】
湿度計としての機能が失われる時点は、乾燥完了を意味する。もっとも乾湿球湿度計をそのままではドライセンサに使用できない。本発明においては、乾湿球湿度計の乾湿球に代えて温度センサを用い、乾球に相当する温度センサをもって環境温度を測定し、湿球に相当する温度センサをもってモニタの蒸発温度を測定し、環境温度とモニタ温度との差の検知信号を出力することによって相対湿度情報を得るものである。
【００１４】
温度センサには、セラミックスを使ったものとしては、温度による電気抵抗の変化を利用したサーミスタ，温度変化によって電圧が生ずる焦電体などが使用できるが、抵抗が温度上昇にともなって減少する負の抵抗温度特性をもつサーミスタ（ＮＴＣサーミスタ）が好適である。一対の温度センサに同一の抵抗温度特性を有するサーミスタを用いれば、出力値の０点調整が容易となる。温度センサとしては、その他にも、例えば熱電対や白金抵抗体を使用できるが、サーミスタの方が温度係数が大きく、大出力が得られる点で有利である。
【００１５】
温度センサは、鞘内に封止されており、直接外気に触れることがなく、鞘の放熱又は吸熱温度が測定される。温度センサがそれぞれ収容された吸水性及び撥水性の鞘が被処理物の水洗中のような多湿の雰囲気の環境中にさらされているときには、蒸発熱がないので両温度センサの検知温度は同じとなり、出力差が生じない。しかし、外気が乾燥雰囲気となったときには撥水性の鞘の表面は直ちに乾燥してその内部の温度センサは乾燥状態となった環境の温度を検知する。吸水性の鞘は、被処理物のモニタである。その表面は依然として水を含んでおり、乾燥雰囲気中でその水が表面より蒸発を続け、蒸発熱が奪われて吸水性の鞘内の温度センサは、環境温度より低い温度を検知する。両温度センサの検出温度の温度差は、雰囲気の相対湿度と、吸水性の鞘表面の乾燥の進行度合いを示すことになる。
【００１６】
吸水性の鞘の表面の水分の蒸発が進んで乾燥状態となると蒸発熱がなくなり、内部の温度センサは環境温度を検知することとなり、両温度センサの検知温度の温度差は０となる。両温度センサの温度検出出力は、ブリッジ回路に出力し、乾燥の進行度合いは、ブリッジ回路の平衡状態又は、平衡状態からのずれによって検出される。
【００１７】
吸水性及び撥水性の鞘の材質は特に限定されるものではないが、できれば熱伝導率が同一で放熱性に優れた金属材料が好ましい。同一金属材料の鞘の一方の表面にモニタとして、毛細管現象で保水できる金網，紙，布，ガラスウール編織物や吸湿樹脂を装着し、あるいはコーティングを施してこれを吸水性の鞘とし、金属面を表面に露出させたものを撥水性の鞘として使用できる。
【００１８】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図によって説明する。図１において、吸水性の鞘１と、撥水性の鞘２とを同一のステム３に装着し、各々の鞘１，２内に温度センサとしてガラス封止したサーミスタ（ＮＴＣサーミスタ）４，５を挿入し、そのリード線をステム３から外部へ引き出す。サーミスタ４，５の特性は、いずれも抵抗値が２５℃で３０ＫΩ，Ｂ定数は３５００Ｋである。
【００１９】
実施例においては、撥水性の鞘２として２．５ｍｍφ，長さ２５ｍｍのステンレス製パイプを用い、吸水性の鞘１には、同じステンレス製パイプの表面にモニタとなる吸水材６としてガラス繊維チューブを外装した。
【００２０】
撥水性の鞘２に組合された温度センサは、環境温度検知用センサＣであり、吸水性の鞘１と組合された温度センサは、蒸発温度検知用センサＳである。両センサＣ，Ｓの出力端は、図２に示す信号処理装置７に接続され、ドライセンサ９を構成する。
【００２１】
図２に両センサＣ，Ｓの信号処理装置７の一例を示す。図は、抵抗（７．４ＫΩ）Ｒ₁と環境温度検知用センサＣとの直列回路及び抵抗（７．４ＫΩ）Ｒ₂と蒸発温度検知用センサＳとの直列回路とを直流電源（ＤＣ５Ｖ）に並列に結線し、両直列回路の中点間に電圧計８を接続してブリッジ回路を構成した例である。環境温度検知用センサＣと、蒸発温度検知用センサＳとの抵抗値が同じである限り、ブリッジ回路は平衡を保ち、電圧計８の指示は０を示す。
【００２２】
蒸発温度検知用センサＳの吸水材５に水を含ませ、これを湿度制御装置内にセットし、相対湿度を変化させて両センサＣ，Ｓの出力差を測定した。測定は、周囲温度が２０℃，３０℃，４０℃，５０℃，６０℃のときの出力電圧値Ｖ（ｍＶ）を測定したものである。その測定結果を図３に示す。図４は、相対湿度と乾球，湿球温度差との関係をＳｐｒｕｎｇの公式により求めたものである。図３と図４とを比較して図３の出力は、乾湿球相対湿度計における相対湿度と乾球，湿球の温度差との関係と同じパターンであり、図３に示す測定結果は間違いなく乾湿球湿度計の特性を表わしていることが分かる。
【００２３】
両温度センサＳ，Ｃの検出出力の出力差は、相対湿度と周囲温度（環境温度）との関数として示される。図３に示す出力値は、吸水材６が湿っている間にその水分の蒸発熱によって示される値である。したがって、湿度計としての機能を保つためには、吸水材６は常に湿った状態でなければならない。
【００２４】
吸湿材が乾燥してしまうと両温度センサの検知温度差がゼロとなり、電圧計８には出力が示されなくなる。これは湿度計としての機能が失われることであるが、反面，両センサの出力差がゼロになることによってモニタ、ひいては被処理物乾燥の進行度合いが完了したことを示すことになる。
【００２５】
図５は、蒸発温度検知用センサＳの吸水材６を水で濡らし、環境の雰囲気の相対湿度を１００％から順次０％まで変化させ、両温度センサＳ，Ｃの出力差を測定した結果を示すものである。環境の相対湿度が１００％のときには蒸発熱がゼロであり、両センサＳ，Ｃ間には、出力差は生じない。一方、環境の相対湿度をゼロ％にすると、蒸発温度検知用センサＳの検出温度が下がり、環境温度検知用センサＣと蒸発温度検知用センサＳとの出力値の差が大きくなり、信号処理装置７の出力値は、周囲温度に応じた値を示す。
【００２６】
環境の相対湿度０％において、吸水材６の乾燥が進むに従って、その蒸発熱が小さくなり、電圧計８の出力が次第に減少し、一定時間経過後、吸水材６が乾燥しきったときに出力はゼロになる。図５にはその様子を環境温度４０℃，５０℃，６０℃について示している。
【００２７】
図６に本発明のドライセンサ９を食器の洗浄乾燥機１０に適用した例を示す。蒸発温度検知用センサＳは、被処理物である食器１１の乾燥進行の度合いを示すモニタとなる。スプリンクラ１２から噴出した洗浄水が機内の食器１１に噴付けられ、同時に両センサＣ，Ｓは洗浄水を浴びて濡らされる。洗浄が完了し、乾燥空気が噴出されると、環境温度検知用センサＣの表面は直ちに乾燥して環境温度を検知するが、蒸発温度検知用センサＳの表面は、食器１１の表面と同様に濡れたままであるため、乾燥空気の噴付けによって表面の水分が蒸発し、蒸発温度検知用センサＳは、蒸発熱の放散による低温を検知する。このため、両センサＣ，Ｓの検知温度に差が生じ、両センサＣ，Ｓの検知温度の差の信号から食器乾燥進行の程度が示される。両センサの検知温度に温度差がなくなったときには乾燥処理を停止させる。
【００２８】
なお、洗浄乾燥機１０内にドライセンサ９を設置するに際しては、ステム３上に両温度センサＳ，Ｃを支えた姿勢で垂直又は傾斜状に設置する。両温度センサＳ，Ｃをステム３から吊下げた姿勢で下向きに設置したときにはステム３から蒸発温度検知用センサＳ又は環境温度検知用センサＣに水滴の雫が垂れて乾燥完了情報の検知に誤りが生ずる虞れがある。もっともドライセンサ９が正規の姿勢に設置されていても、食器１１や食器を収容する籠１３から水滴の雫が温度センサＳ，Ｃに落下しないような個所を選定してドライセンサを設置するのが望ましい。
【００２９】
以上、実施例においては、温度センサにＮＴＣサーミスタを用いた例を説明したが、温度センサに熱電対や白金抵抗体を用いたときには、環境温度検知用センサＣと、蒸発温度検知用センサＳとを電源回路に直接結線して両センサの温度差に対応した出力を取り出すことができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によるときには、環境温度検知用センサと、蒸発温度検知用センサとの検知温度の出力差を検知することによって、乾燥すべき被処理物の乾燥進行情報を得ることができ、また、両センサの出力差がゼロとなった時点を検知して被処理物の乾燥の仕上り時機を知ることができる。特に本発明によれば、対の温度センサを鞘内に収めて乾燥機の機内に設置するものであるために、食器類の洗浄乾燥機のように被処理物の乾燥処理に先立って、機内に洗浄のための水が噴射されるような環境であっても、湿度や乾燥度合いの測定に支障を来すことがなく、機内の被処理物と同一条件の下で濡らされた洗浄水の乾燥の程度を検知できる。
【００３１】
本発明には、温度センサとしてＮＴＣサーミスタ，焦電体，熱電対，白金抵抗体などを使用できるが、ＮＴＣサーミスタは、温度変化に対する出力電圧が大きいために信号処理に簡単なブリッジ回路を用いて被処理物の乾燥程度を容易に検知できる。
【００３２】
本発明によれば、乾燥空気の送風量が一定の場合に、乾燥処理される被処理物の量に応じて乾燥処理時間が自動的に決定されることになり、乾燥処理時間をタイマーで設定する場合のように被処理物の過剰な乾燥や乾燥不足が生ぜず、常に適正に乾燥処理を行うことができ、乾燥処理のための電力の無駄が生じない。
【００３３】
本発明は、洗浄後の食器類の乾燥度合いの測定に限らず、湿潤した蒸発温度検知用センサの乾燥速度を乾燥すべき被処理物の乾燥速度に合致させることによって、被処理物の乾燥進行の度合いをモニタしつつ広く一般の乾燥処理物の乾燥処理を行うことができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドライセンサの一実施例を示す図である。
【図２】センサ出力の測定回路の一例を示す図である。
【図３】相対湿度と検出出力との関係を示す図である。
【図４】相対湿度と乾湿球温度差との関係を示す図である。
【図５】検出出力の時間的変化を示す図である。
【図６】本発明のドライセンサを設置した食器の洗浄乾燥機の断面図である。
【符号の説明】
１吸水性の鞘
２撥水性の鞘
３ステム
４，５サーミスタ
６吸水材
７信号処理装置
８電圧計
９ドライセンサ
１０洗浄乾燥機
１１食器
１２スプリンクラ
１３籠
Ｃ環境温度検知用センサ
Ｓ蒸発温度検知用センサ
Ｒ₁，Ｒ₂ 抵抗

Claims

対の温度センサと、信号処理装置とを有し、洗浄乾燥機内の被処理物の乾燥の進行度合いを検知するドライセンサであって、
対をなす温度センサの一方は、環境温度検知用センサ、他方は、蒸発温度検知用センサであり、
環境温度検知用センサは、湿潤した被処理物が乾燥処理される環境の温度を測定して環境温度信号を出力するものであり、蒸発温度検知用センサは、前記被処理物と同一条件で湿潤したモニタの温度を測定してモニタ温度信号を出力するものであり、
信号処理装置は、環境温度信号及びモニタ温度信号を入力とし、両信号の大小を演算し、環境の温度とモニタの温度との温度差を出力するものであり、
環境温度検知用センサ及び蒸発温度検知用センサは鞘を有し、鞘は、温度センサを収容して水密に封止するものであり、
環境温度検知用センサの鞘は、環境にさらされる外面が撥水性であり、
蒸発温度検知用センサの鞘は、環境にさらされる外面が吸水性であり、吸水性の外面は、被処理物のモニタを構成するものであることを特徴とする洗浄乾燥機のドライセンサ。
蒸発温度検知用センサの鞘は、撥水性の鞘の表面を吸水材で覆ったものであることを特徴とする請求項１に記載の洗浄乾燥機のドライセンサ。
環境温度検知用センサ及び蒸発温度検知用センサの鞘は、同一のステムに装着され、各鞘内の温度センサの出力配線はステムより外部に引き出されて信号処理装置に結線され、信号処理装置は、両温度センサと２つの抵抗器とを組合せたブリッジ回路であり、両温度センサの出力差を出力するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄乾燥機のドライセンサ。
環境温度検知用センサ及び蒸発温度検知用センサの温度センサは、同一の抵抗温度特性を有するＮＴＣサーミスタであることを特徴とする請求項１，２，又は３に記載の洗浄乾燥機のドライセンサ。