JP6219807B2

JP6219807B2 - 加湿器および加湿機能付き温風暖房機

Info

Publication number: JP6219807B2
Application number: JP2014230540A
Authority: JP
Inventors: 石川　寛; 寛石川; 孝宏堀米; 康宏諸橋
Original assignee: Dainichi Co Ltd
Current assignee: Dainichi Co Ltd
Priority date: 2014-11-13
Filing date: 2014-11-13
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2034-11-13
Also published as: JP2016095064A

Description

本発明は、室内空気の加湿を行う加湿器および加湿機能付き温風暖房機に関するものである。

受液部である水槽部が設けられている加湿器および加湿機能付き温風暖房機において、特許文献1のように水タンクから給水される水槽部の水位を検出し、水位が一定以下になったときには機器の電源をオフするフロートスイッチがある。このフロートスイッチは、磁気により開閉するリードスイッチと磁石を内蔵したフロートからなり、水槽部内の水位の変化によりフロートを上下動させ、所定の水位でリードスイッチが開閉することで水量を検知する。

さらに、機器本体と水槽部が挿脱自在となる加湿器および加湿機能付き温風暖房機においては、水位検知用とは別に、本体側にリードスイッチ、水槽部側に磁石を配置することによって水槽部が本体に装着されているかどうかを磁気によりリードスイッチを開閉させて判断するものもある。

特開２００６−１７０４６０号公報

しかしながら、水位検知および水槽部装着検知をそれぞれ個別のリードスイッチによって検知判定して運転制御させる機器においては、どちらか一方のリードスイッチが故障によって接点が溶着してしまい、スイッチがＯＮになった状態で固定された場合にはユーザーが意図しない運転操作が可能となる場合がある。例えば、水位検知用のリードスイッチが故障した場合には水槽部の水位を正確に検知することができなくなるので、実際には水槽部内に水がなくとも水が入っていると誤検知して運転操作を受け付けてしまうことが考えられ、水を含んでいない気化フィルタに温風用ヒータで加熱した温風が送風されるので、気化フィルタの過熱による性能劣化や焼損の危険がある。

また、水槽部装着検知用のリードスイッチが故障した場合には、水槽部が本体に装着されていない場合にも装着されていると誤検知してしまうことが考えられる。例えば図５に示すように、水槽部が不完全な装着状態であるにも拘らず正常に装着されていると誤検知し、かつ磁気ヒステリシスの影響で水位検知用リードスイッチが検知したままであった場合には加湿温風運転を受け付けてしまう可能性がある。このとき、吸込口から吹出口に連通する送風経路中の温風用ヒータ下流の経路が途中から開放されることになるため、本来は温風が吹き出される吹出口以外から温風が流出することになり、温風の熱による機器の損傷および予期しないユーザーの火傷が発生する危険がある。これらの問題は、水位検知用および水槽部装着検知用として複数備えたリードスイッチの制御を互いに連動させることなく、それぞれ個別に制御しているために故障をチェックできずに発生するものである。

本発明は上記課題を解決するためのもので、複数あるリードスイッチのどちらか一方が故障した場合には確実に故障判定することができるとともに、機器の運転を停止させて過熱異常による危険な運転状態を未然に防止する、安全性に優れた加湿器および加湿機能付き温風暖房機を提供することを目的とする。

本発明は、本体に設けられた挿入口より挿脱自在に装着され、一定量の水が貯えられる水槽部と、吸込口と吹出口を連通する送風経路に送風する送風機と、前記送風機から送られる空気を加熱する温風用ヒータと、前記水槽部内の水に下部が浸された状態で前記送風経路中に設置される気化フィルタと、前記水槽部内に回動自在に支持される被検知体との距離によって被検知体の検知を行う検知部と、前記挿入口から前記水槽部を収容する水槽収容部とを備えた加湿器および加湿機能付き温風暖房機において、前記検知部は、異なる高さに配置した第１の検知素子および第２の検知素子とにより構成され、前記第１の検知素子と前記第２の検知素子のいずれかが前記被検知体を検知した場合には機器を運転させ、前記第１の検知素子と前記第２の検知素子の両方が前記被検知体を検知した場合には機器を運転させるとともに、両方の検知素子が前記被検知体を検知したままの状態で所定時間加湿運転を継続したら機器の運転を停止させることを特徴とする加湿器および加湿機能付き温風暖房機に係わるものである。

また、前記第１の検知素子と前記第２の検知素子とを一体として収容するケース部材を備えたことを特徴とする請求項1記載の加湿器および加湿機能付き温風暖房機に係わるものである。

また、前記第１の検知素子の下方に前記第２の検知素子を配置するとともに、前記第２の検知素子に比べて前記第１の検知素子の検知可能範囲を狭くしたことを特徴とする請求項２記載の加湿器および加湿機能付き温風暖房機に係わるものである。

また、前記送風経路は前記温風用ヒータの下流側で、前記気化フィルタに連通する加湿温風経路と、前記気化フィルタを通過させずに前記吹出口に直接連通する温風経路とに分岐し、前記送風経路の分岐点には前記加湿温風経路および前記温風経路のいずれか一方に温風を選択的に送風するダンパを備え、前記第１の検知素子が前記被検知体を検知した場合には加湿温風運転と温風運転の選択を可能とし、前記第２の検知素子が前記被検知体を検知した場合には温風運転のみ運転可能とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加湿機能付き温風暖房機に係わるものである。

上述の構成にすることにより、２つのリードスイッチのどちらか一方が故障した場合には確実に故障判定することができ、さらに機器の運転を停止させて過熱異常による危険な運転状態を未然に防止することができるので、安全性に優れた加湿器および加湿機能付き温風暖房機となる。

本発明における加湿機能付き温風暖房機の外観斜視図である。本発明における加湿機能付き温風暖房機の縦断面構成図である。本発明の制御部のブロック図である。本発明の検知部および被検知部の動作を説明する図である。従来の検知部を搭載した加湿機能付き温風暖房機の断面図である。

好適と考える本発明の最良の形態を、本発明の作用効果を示して簡単に説明する。

本発明の加湿器および加湿機能付き温風暖房機は、第１の検知素子と第２の検知素子のいずれかが被検知体を検知した場合には機器を運転させ、第１の検知素子と第２の検知素子の両方が被検知体を検知した場合にも機器を運転させるが、両方の検知素子が被検知体を検知したままの状態で所定時間加湿運転を継続したら機器の運転を停止させるものである。つまり、本来は時間経過や給水に伴う水位の変化によって被検知体が回動するため異なる高さに配置した２つの検知素子の間でＯＮ−ＯＦＦが切り換わるはずなので、いずれか一方の検知素子が被検知体を検知している場合には正常な運転状態であると判定してユーザーからの運転操作を受け付ける。一方、両方の検知素子が被検知体を検知したまま所定時間以上加湿運転が継続した場合には、いつまでもＯＮ−ＯＦＦが切り換わらない異常状態であることから、いずれかの検知素子が故障していると判定して機器の運転を停止させるとともにユーザーからの運転操作を受け付けない。これにより、検知素子の故障を確実に判定することができるため、安全性に優れた加湿器および加湿機能付き温風暖房機となる。

また、第１の検知素子と第２の検知素子をケース部材に収容して検知部を１箇所にまとめたことによって、１つの被検知体の上下の回動に合わせて設置した２つの検知素子を都度切り換えながら水位検知させることが可能となるので、２つの検知素子を連動させた制御を行うことが容易になる。また、一組の検知部と被検知体とによる簡単な構成となるため、組立工数および部品コストの削減ができる。

また、第１の検知素子の下方に第２の検知素子を配置した状態で、第２の検知素子よりも第１の検知素子の検知可能範囲を狭くしたことによって、水槽部内の水がなくなった時には両方の検知素子が被検知体を検知した状態から速やかに被検知体が第１の検知素子の検知可能範囲から外れるので、水槽部の水なし判定とその後の水がない状態での運転制御への移行が速くなり、さらに安全な運転制御を行うことができる。

また、第１の検知素子が被検知体を検知した場合には水槽部に水があるとの判定より加湿温風運転と温風運転の選択を可能とし、第２の検知素子が被検知体を検知した場合には水槽部に水がないとの判定より温風運転のみ運転可能となるようにダンパを駆動させて運転制御するものである。これにより、水槽部内の水の有無に合わせた運転制御を行うことができるので、過熱による気化フィルタの性能劣化、焼損を未然に防止できる。

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

図１は本発明における加湿機能付き温風暖房機の外観斜視図である。加湿機能付き温風暖房機の本体１前面には温風を吹き出す吹出口２、本体１天面には操作ボタンを備えるとともに運転状態を表示する操作部３、図示しない給水タンクを本体１に着脱する際に開閉するタンクカバー４が設けられている。

本体１側面の下部には挿入口５が設けられ、この挿入口５を介して本体１の下部には水槽部６を収容する空間となる水槽収容部７が形成されている。水槽部６は挿入口５から水槽収容部７に挿脱自在に装着される。水槽部６には図示しない給水タンクから供給された水を吸水して湿潤する気化フィルタ８が設けられ、本体１背面に設けられた後述する吸気口１５から取り込まれた室内空気を気化フィルタ８に通過させることで水槽部６の水を気化させて加湿空気として吹出口２から放出する。なお、水槽部６の内部は底面より立設する仕切板９によって、気化フィルタ８が設置される気化フィルタ収容部１０と、図示しない給水タンクが装着される給水タンク収容部１１とに区画されている。

図２は水槽部６装着状態における加湿機能付き温風暖房機の縦断面構成図である。水槽部６の上部にはモータ１２とシロッコファン１３からなる送風機１４が設けられており、送風機１４の駆動により本体１背面の吸気口１５から本体１前面の吹出口２に連通する送風経路に送風が行われる。

送風機１４の直下には温風用ヒータ１６が配置されている。また、温風用ヒータ１６から下流の送風経路は２本に分岐しており、一方は吹出口２に直接連通する温風経路１７、他方は気化フィルタ８を通過して吹出口２に連通する加湿温風経路１８が形成されている。送風経路の分岐点には図示しない駆動機構を備えたダンパ１９が設置されており、ユーザーの操作により運転モードが切り換えられた際には、後述する制御部２５はダンパ１９の位置を切り換えることによって温風用ヒータ１６で加熱された室内空気を温風経路１７あるいは加湿温風経路１８のいずれかに送風するように運転制御する。なお、温風経路に送風する時はダンパ１９を位置Ａに、加湿温風経路に送風する時はダンパ１９を位置Ｂに移動させる。これにより、温風のみ、あるいは温風を気化フィルタ８に通過させることで水槽部６の水を気化させた加湿温風のいずれかを吹出口２から放出することができる。

給水タンク収容部１１には、水槽部６内の水位に応じて回動する被検知体となるフロート２０が設けられている。フロート２０は端部にマグネット２１を備えるとともに、もう一方の端部にはフロート２０を水槽部６内部に軸支する回動軸２２を備え、水槽部６の水位変動によってこの回動軸２２を支点としてフロート２０のマグネット２１側の端部を上下に回動する構成となっている。

水槽部６の壁面を挟んで、フロート２０のマグネット２１側端部に対向する位置には検知素子となるリードスイッチ２３が水槽収容部７内に設けられている。リードスイッチ２３は磁気センサからなり、マグネット２１の磁気を検知する第１スイッチ２３ａおよび第２スイッチ２３ｂを備え、この２つのリードスイッチ２３ａ、２３ｂをケース部材となるスイッチケース２４内部に収容する。スイッチケース２４内部において、第１スイッチ２３ａの下方に第２スイッチ２３ｂが配置されており、２つのリードスイッチ２３ａ、２３ｂは回動軸２２を中心としたほぼ円周上に配置されるような構成とした。これにより、マグネット２１側端部が水位変動によって上下に回動する位置に対応して検知するスイッチが切り替わり、水槽部６内の水位を判定する。リードスイッチ２３ａ、２３ｂのいずれかとマグネット２１が近接する場合にスイッチはマグネット２１の磁気を検知しているので、スイッチの接点が閉じてＯＮの状態となる。逆に、マグネット２１との距離が離れている場合にはスイッチはマグネット２１を検知することができなくなるため、スイッチの接点が開放されＯＦＦの状態となる。

なお、水槽部６内に水があるかないかの判定は異なる高さに配置した第１スイッチ２３ａおよび第２スイッチ２３ｂのＯＮ−ＯＦＦの組合せにより行う。第１スイッチ２３ａがＯＮの状態であれば、マグネット２１は上方に配置された第１スイッチ２３ａが検知可能な高さに位置していることから、下方にある第２スイッチ２３ｂの状態に関係なく水槽部内に水はあると判定する。一方、第１スイッチ２３ａがＯＦＦの状態で、かつ、第２スイッチ２３ｂがＯＮの状態であるときには、マグネット２１は第１スイッチ２３ａが検知できない下方位置にまで低下していることから水槽部内には水はないと判定する。

また、リードスイッチ２３とマグネット２１との距離によって、水槽部６が本体１に装着された状態か装着されていない状態かの判定も行う。水槽部６を本体１から取り外した時にはリードスイッチ２３がマグネット２１を検知可能な範囲にマグネット２１が存在しないので、リードスイッチ２３の接点が開放されＯＦＦの状態となる。

図３は制御部の構成を示すブロック図である。制御部２５は、第１スイッチ２３ａあるいは第２スイッチ２３ｂから入力されるＯＮ、ＯＦＦの信号に基づいて水槽部６内の水位判定および水槽部６の装着判定を行う。さらに、制御部２５はこの水位判定および装着判定に基づいて、送風機１４、温風用ヒータ１６、ダンパ１９の駆動あるいは駆動停止の制御を行う。

次に、上記構成からなるリードスイッチ２３およびフロート２０の動作について図４を用いて説明する。なお、図４に示す水位線Ａは第１スイッチ２３ａがマグネット２１を検知できる下限、水位線Ｂは第２スイッチ２３ｂがマグネット２１を検知できる上限を示しており、水位線Ａ−Ｂ間にマグネット２１が位置する場合には第１スイッチ２３ａと第２スイッチ２３ｂがともにＯＮの状態となる。

本体１に水槽部６が装着された状態で、水槽部６内に給水タンクからの水が所定水位に満たされている場合、フロート２０のマグネット２１側端部は水位に伴い上昇して第１スイッチ２３ａ近傍に位置する（図４（ａ））。このとき、第１スイッチ２３ａはマグネット２１の磁気を検知するので第１スイッチ２３ａの接点はＯＮの状態となり、一方、マグネット２１は第２スイッチ２３ｂの検知できる上限を超えているために第２スイッチ２３ｂは磁気を検知しないので接点はＯＦＦの状態となる。これにより、制御部２５は本体１に水槽部６が装着されていると判定するとともに、水槽部６内に水があると判定するので、加湿機能付き温風暖房機はユーザーからの温風運転あるいは加湿温風運転のいずれかの運転操作を選択的に受け付けできるようになる。温風運転の運転指示が行われた場合には、制御部２５は温風経路１７に送風できるようにダンパ１９の位置を位置Ａに切り換え、温風用ヒータ１６および送風機１４を駆動させて温風を送風する。一方、加湿温風運転の運転指示が行われた場合には、制御部２５は気化フィルタ８が設置されている加湿温風経路１８に温風を送風できるようにダンパ１９の位置を位置Ｂに切り換える。

加湿温風運転によって給水タンクから水槽部６内に供給された水が消費されると、水槽部６内の水位は次第に低下し、フロート２０のマグネット２１側端部は水位とともに下降して水位線Ｂを下回る（図４（ｂ））。このとき、両方のリードスイッチ２３ａ、２３ｂが検知可能範囲となる水位線Ａ−Ｂ間にマグネット２１が位置することになるので、いずれのスイッチも接点がＯＮの状態となる。なお、この時点では、制御部２５は水槽部６内にはまだ水があるものと判定するので、加湿温風運転を継続するとともにユーザーの運転操作を受け付ける。

その後も水槽部６内の水が消費されると、水槽部６内の水位はさらに低下し、やがてフロート２０の回動範囲の下限まで到達する（図４（ｃ））。このとき、マグネット２１は第１スイッチ２３ａの検知できる下限を超えているために第１スイッチ２３ａの接点はＯＦＦの状態となり、一方、第２スイッチ２３ｂはＯＮの状態のままである。これにより、制御部２５は本体１に水槽部６が装着されているが、水槽部６内に水はないと判定し、温風用ヒータ１６および送風機１４への通電を停止して加湿温風運転を運転停止するとともに、給水タンクへの給水が必要であることを報知する。また、制御部２５は第１スイッチ２３ａがＯＦＦ、第２スイッチ２３ｂがＯＮの場合にはユーザーからの加湿温風運転の運転操作を受け付けず、温風運転の運転操作のみを受け付けるようにし、運転操作が行われれば温風経路１７に送風するようにダンパ１９の位置を位置Ａに切り換える。

また、本体１から水槽部６を取り外した場合には本体１内部にマグネット２１が存在しない（図４（ｄ））ので、両方のリードスイッチ２３ａ、２３ｂはマグネット２１の磁気を検知できず、接点は両方ともＯＦＦの状態となる。これにより、制御部２５は本体１に水槽部６が装着されていないと判定し、温風用ヒータ１６および送風機１４への通電を停止するとともに、ユーザーからの運転操作を受け付けない。これにより、ユーザーが再度運転操作を行っても温風運転および加湿温風運転が行われることはない。

次に、リードスイッチ２３ａ、２３ｂのいずれかの接点が溶着してＯＮの状態のままとなった場合の運転制御について説明する。両方のリードスイッチ２３ａ、２３ｂが正常であれば、両方ともにＯＮとなるのは水槽部６内の水位が水位線Ｂから水位線Ａに移行するまでのわずかな時間であり、両方のリードスイッチ２３ａ、２３ｂがＯＮのまま長時間運転が継続することはない。したがって、制御部２５は両方のリードスイッチ２３ａ、２３ｂがＯＮとなった状態のまま加湿温風運転が継続した時間を累積計測し、予め設定した所定時間との比較より所定時間以上であった場合にはリードスイッチ２３ａ、２３ｂのいずれかが故障であると判定し、機器の運転を停止する。

なお、本実施例では、加湿温風運転により両方のリードスイッチ２３ａ、２３ｂがＯＮとなる水位線Ｂから水位が低下して第１スイッチ２３ａがＯＦＦとなる水位線Ａ以下になるまでに想定される累積時間を基にして制御部２５に所定時間を設定している。

また、他の実施例として、第１スイッチ２３ａおよび第２スイッチ２３ｂには検知可能範囲の異なる磁気センサを採用し、第２スイッチ２３ｂよりも第１スイッチ２３ａの検知可能範囲を狭くしたものを採用してもよい。つまり、第１スイッチ２３ａがマグネット２１を検知できる下限である水位線Ａの位置が高くなるので、検知可能範囲の同じ磁気センサを用いた時と比べて速くマグネット２１が第１スイッチ２３ａの検知可能範囲から外れてＯＦＦになる。これにより、水槽部６の水なし判定とその後の水がない状態での運転制御への移行が速くなるため、例えば磁気センサのバラツキ等により水がほとんどないにも関わらず水なし判定が遅れるようなことがなくなり、水を含んでいない気化フィルタ８に温風が送風されて気化フィルタ８を過熱することがないので、さらに安全な運転制御を行うことができる機器となる。

１本体
５挿入口
６水槽部
７水槽収容部
８気化フィルタ
１４送風機
１６温風用ヒータ
２０被検知体（フロート）
２３検知部（リードスイッチ）
２３ａ第１の検知素子（第１スイッチ）
２３ｂ第２の検知素子（第２スイッチ）

Claims

本体に設けられた挿入口より挿脱自在に装着され、一定量の水が貯えられる水槽部と、吸込口と吹出口を連通する送風経路に送風する送風機と、前記送風機から送られる空気を加熱する温風用ヒータと、前記水槽部内の水に下部が浸された状態で前記送風経路中に設置される気化フィルタと、前記水槽部内に回動自在に支持される被検知体との距離によって被検知体の検知を行う検知部と、前記挿入口から前記水槽部を収容する水槽収容部とを備えた加湿器および加湿機能付き温風暖房機において、前記検知部は、異なる高さに配置した第１の検知素子および第２の検知素子とにより構成され、前記第１の検知素子と前記第２の検知素子のいずれかが前記被検知体を検知した場合には機器を運転させ、前記第１の検知素子と前記第２の検知素子の両方が前記被検知体を検知した場合には機器を運転させるとともに、両方の検知素子が前記被検知体を検知したままの状態で所定時間加湿運転を継続したら機器の運転を停止させることを特徴とする加湿器および加湿機能付き温風暖房機。
前記第１の検知素子と前記第２の検知素子とを一体として収容するケース部材を備えたことを特徴とする請求項1記載の加湿器および加湿機能付き温風暖房機。
前記第１の検知素子の下方に前記第２の検知素子を配置するとともに、前記第２の検知素子に比べて前記第１の検知素子の検知可能範囲を狭くしたことを特徴とする請求項２記載の加湿器および加湿機能付き温風暖房機。
前記送風経路は前記温風用ヒータの下流側で、前記気化フィルタに連通する加湿温風経路と、前記気化フィルタを通過させずに前記吹出口に直接連通する温風経路とに分岐し、前記送風経路の分岐点には前記加湿温風経路および前記温風経路のいずれか一方に温風を選択的に送風するダンパを備え、前記第１の検知素子が前記被検知体を検知した場合には加湿温風運転と温風運転の選択を可能とし、前記第２の検知素子が前記被検知体を検知した場合には温風運転のみ運転可能とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加湿機能付き温風暖房機。