JPS62248950A - 超音波加湿装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は水槽内の液体を超音波により霧化して室内を加
湿する超音波加湿装置に関する。

（従来の技術） 従来の超音波加湿装置は、湿度に応じて伸縮するナイロ
ンフィルムを用いた湿度センサを設けてこの湿度センサ
によりマイクロスイソチをオン、オフさせ、該マイクロ
スイッチのオン時には加湿器を一定出力で運転させオフ
時にはその加湿器を停止させる構成のものが一般的であ
る。

（発明が解決しようとする問題点） 上記構成では、湿度センサはナイロンフィルムの伸縮を
利用したメカニカル的な湿度感知であるので応答性が悪
く、しかもマイクロスイッチにより加湿器を単に断続運
転させる制御であるので湿度リップルが大きく使用者に
不快さを感じさせる問題があった。

この発明はこのような点に鑑みて為されたもので、応答
性がよく、また湿度リップルの少ない制御を行なうこと
ができる超音波加湿装置を提供しようとするものである
。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） この発明は、水槽底部に配置せる超音波発生用の振動子
を発振回路にて駆動させて水槽内の液体を超音波により
霧化して室内を加湿する超音波加湿装置に於いて、室内
の湿度を検知する湿度センサと、湿度を可変に設定でき
る湿度設定の操作部と、該操作部の調節により発振回路
の電流を制御する電流制御回路とを設け、電流制御回路
は操作部の調節により設定湿度が与えられた状態におい
て湿度センサの出力に応じて発振回路の電流を制御する
ように働くものである。

（作用） このような構成の本発明においては、操作部の調節によ
り設定湿度が与えられるとその設定湿度と湿度センサの
検知湿度から発振回路の電流を制御して霧化量の自動調
節を行なう。

（発明の実施例） 以下、本発明の一実施例につき図面を参照しながら説明
する。

第１図において、ファンモータ１は超音波振動子２の駆
動に応じて生成された霧を超音波加湿器外に吐出させる
ために設けられており、このファンモータ１を交流電源
３の両端子間に電源スィッチ４を介して接続されている
。ファンモータ１と並列に降圧用トランス５の一次側コ
イル５ａが接続されており、この降圧用トランス５の二
次側コイル５ｂは４個のダイオード６を図示の如くブリ
ッジ接続して構成された全波整流回路７を介してライン
Ｌ１及びり、に接続されている。従って、ラインＬ、及
び５２間にはラインＬｉ側が高電位の直流電圧が現われ
るものであり、斯かるラインＬｌ及びり、間に平滑用コ
ンデンサ８が接続されている。前記超音波振動子２を駆
動するだめの周知構成のＬＣ発振回路９はラインＬ１及
びラインＬｉ側から給電されるように設けられており、
以下このＬＣ発振回路９の接続関係について説明する。

即ち、発振用のＮＰＮ　）ランジスタ１０において、そ
のコレクタがチョークコイル１ノを介してラインＬ１に
接続されていると共に、エミッタがラインＬ２に接続さ
れておシ、さらにペースとラインＬ３との間にはコンデ
ンサ１２及び発振出力設定用の可変抵抗１３が並列に接
続されている。また、トランジスタ１０のコレクタとエ
ミッタとの間にはコンデンサ１４が接続され、トランジ
スタ１０のコレクタとペースとの間にはコンデンサ１５
及び超音波振動子２が直列に接続される。尚、超音波振
動子２は、超音波加湿器の図示しない水槽の底部に配設
され、ＩＣ発振回路９により励振されたときに超音波を
発生して上記水槽内の水を霧化させるように構成されて
いる。

一方、ラインＬ１及び５２間に抵抗１６及び図示極性の
ツェナーダイオード１７の直列回路より成る定電圧回路
１８が接続されており、従って上記ツェナーダイオード
１７の両端子に接続されたラインＬ３及び５２間には直
流定電圧が出力される。

そして、ラインＬ３及びり、間には方形波発生回路１９
が接続されており、以下この方形波発生回路１９につい
て説明する。即ち、ラインＬ３及び５２間には抵抗２０
．２１及び図示極性のダイオード２２が直列に接続され
、これらによって定電圧回路１８の出力電圧を分圧する
回路が構成される。オペアンｆ２３のプラス入力端子（
＋）は、時定数用のコンデンサ２４及び前記ダイオード
２２を介してラインＬ３に接続されていると共に抵抗２
５を介してラインＬ３に接続され、更に該プラス入力端
子（＋）は、抵抗２６及びダイオード２２を介してライ
ンＬ２に接続されている。また、オペアンプ２３の出力
端子及びマイナス入力端子（−）間には抵抗２７が接続
され、オペアンプ２３の出力端子及びグツズ入力端子（
＋）間には抵抗２８が接続されている。

そして、上述したオペアンｆ２３．コンデンサ２４゜抵
抗２５．２６，２７．２８は周知構成の方形波発振器２
９を形成するものであシ、この方形波発生器２９からは
第４図（−）に示す波形の方形波電圧Ｖａが出力される
。さらに、方形波発生回路１９において、前記方形波電
圧Ｖａは反転回路として作用するオペアンｆｓｏのマイ
ナス入力端子（−）に与えられるようになっており、こ
のオペアンｆｓｏのグラス入力端子（＋）には前記抵抗
２０及び２１の共通接続点から直流定電圧が入力される
。従って、オペアンプ３０からは、方形波電圧Ｖａを１
８０°位相反転させた第４図（ｂ）に示す如き反転方形
波電圧ｖｂが出力されるものであり、この結果、方形波
発生回路１９の出力端子３ノ及び３２（オ（アンプ３０
の出力端子及びマイナス入力端子）からは方形波交流電
圧が出力されることになる。

第１図中の出力端子３１．３２間には、前記方形波交流
電圧が印加されるように電圧抵抗式の湿度センサ３３．
抵抗３４．３５及びサーミスタ３６が直列に接続されて
おり、また、湿度センサ３３及び抵抗３４の直列回路と
並列に抵抗３７が接続され、サーミスタ３６と並列に抵
抗３８が接続されている。上記湿度センサ３３は超音波
加湿器周辺の雰囲気湿度を感知するように配置されてお
り、その具体的な構成の一例を第２図に示す。即ち、湿
度センサ３３は、周側面に通気用網体３９ｍを有したケ
ース３９内にセラミックの多孔質焼結体４０を配置する
と共に、この多孔質焼結体４０の対向両側面から夫々引
き出したリード線４１．４１を端子４２．４２に接続す
ることにエリ構成されており、多孔質焼結体４０の水分
子吸着現象に伴う端子４２．４２間の抵抗値減少が雰囲
気湿度に対応するようになる。従って、第１図中の検出
端子４３（抵抗３４及び３５の共通接続点）の電圧変化
特性によって雰囲気湿度を検知できる。また、との湿度
センサ３３の等何回路は、第３図に示す如く、雰囲気湿
度に応じて変化する抵抗成分Ｒ，と固有のコンデンサ成
分ｃｏとを並列接続したものに相当する。斯かる湿度セ
ンサ３３に対し直列に接続された前記サーミスタ３６は
、湿度センサ３３の出力電圧特性（即ち検出端子４３か
らの出力電圧特性）を周囲温度に応じて補正するための
ものであり、また前記抵抗３４．３７は湿度センサ３３
の出力電圧特性を直線化するために設けられ、抵抗３８
はサーミスタ３６の特性マツチング用に設けられている
。尚、４４は検出端子４３とラインＬ、との間に接続さ
れた雑音防止用コンデンサである。４５は出力変換用オ
ペアンプであり、これは前記抵抗３４　、３５　、．９
７　、３８及びサーミスタ３６とともに湿度検出回路４
６を構成するものであり、そのプラス入力端子（＋）は
出力端子に接続され、マイナス入力端子（−）は検出端
子４３に接続され、出力端子は抵抗４７を介して中間端
子４８に接続されている。そして、この中間端子４８は
図示極性のダイオード４９を介して前記出力端子３２に
接続されていると共に図示極性のダイオード５０を介し
て出力端子５ノに接続されておシ、該出力端子５１は平
滑用コンデンサ５２を介してラインＬ！に接続されてい
る。

さて、５３は湿度設定回路であり、これはラインＬｍ　
＊　ＩＪＭ間に抵抗５４．可変抵抗５５及び抵抗５６の
直列回路を接続して構成され、可変抵抗５５の摺動端子
５５ａに所望の設定湿度ＲＨａ　（第５図参照）に対応
する基準電圧Ｖｆを出力するようになっている。５７は
電圧差検出回路５８を構成するオペアンプであり、この
プラス入力端子（＋）は抵抗５９を介して前記出力端子
５１に接続されていると共に抵抗６０を介してラインＬ
２に接続されており、マイナス入力端子（−）は抵抗６
ノを介して前記可変抵抗５５の摺動端子５５ｈに接続さ
れていると共に抵抗６２を介して出力端子に接続されて
おり、出力端子は抵抗６３を介してラインＬ３に接続さ
れている。

一方、６４は電流制御回路であり、以下これについて述
べる。即ち、６５及び６６はラインＬ１゜Ｌ、間に直列
に接続されたバイアス用の抵抗であり、その共通接続点
は図示極性のダイオード６７を介して前記可変抵抗１３
の摺動端子１３ｍに接続されている。６８及び６９はＮ
ＰＮ形のトランジスタであり、夫々のエミッタはライン
Ｌ、に接続されており、トランジスタ６８のコレクタは
抵抗７０を介して抵抗６５及び６６の共通接続点に接続
され、トランジスタ６９のコレクタは直接抵抗６５及び
６６の共通接続点に接続されている。７ノ及び７２は電
圧比較回路たるオペアンプであり、夫々のマイナス入力
端子（−）は前記オイアン７’５７の出力端子に接続さ
れており、夫々のグラス入力端子（±）と出力端子との
間には抵抗７３及び７４が夫々接続されており、夫々の
出力端子は抵抗７５及び７６を介して前記トランジスタ
６８及び６９の各ベースに夫々接続されている。７７は
基準電圧発生回路であシ、これはラインＬ３．Ｌ、間に
抵抗７８゜７９及び８０を直列に接続して構成され、そ
の抵抗７８及び７９の共通接続点はオペアンプ７１０ノ
２ス入力端子（＋）に接続され、抵抗７９及び８゜の共
通接続点はオペアンｆ７２のグラス入力端子（＋）に接
続されている。

次に、本実施例の作用につき説明する。

電源スィッチ４がオンされた状態では、交流電源３によ
ってファンモータ１が通電されて駆動されると共に、ラ
インＬｌ、Ｌ２間に直流電圧が出力され、さらに、ライ
ンＬ３．Ｌ、間に直流定電圧が出力される。このため、
抵抗６５及び６６による分圧電圧によってダイオード６
７及び可変抵抗１３を介してトランジスタ１０にペース
電流が流れて、ＬＣ発振回路９が発振動作を行なうよう
になり、これに応じて超音波振動子２が駆動されて加湿
運転が実行される。この場合、抵抗６５及び６６の分圧
電圧によりトランジスタ１ｏにペース電流が流れる時に
はＬＣ発振回路９は最人出カで発振動作を行なうように
なっており、従って、超音波振動子２による加湿量は大
で強加湿運転が行なわれることになる。一方、ラインＬ
３．Ｌ２間に直流定電圧が出力されることにより方形波
発生回路１９が駆動され、その出力端子３１．３２間に
方形波電圧Ｖ＆及びｖｂに基づいて方形波交流電圧を出
力するようになり、この方形波交流電圧が湿度センサ３
３゜抵抗３４．３５及びサーミスタ３６の直列回路に印
加される。すると、検出端子４３には、第４図（ｃ）で
示すように、湿度センサ３３の電気抵抗値（即ち雰囲気
湿度）に応じてレベル変化する検出電圧ｖｃが出力され
るようになり、これがオペアンプ４５に与えられる。こ
の場合、出力端子３２に方形波電圧Ｖａが出力されると
ダイオード４９がカットオフされることから、この方形
波電圧Ｖａの出力期間だけ検出電圧Ｖｃが中間端子４８
に出力されるようになり、従って、中間端子４８には、
第４図（ｄ）に示すように、中間出力電圧Ｖｄが発生す
る。

更に、この中間出力電圧Ｖｄはダイオード５ｏを介して
平滑用コンデンサ５２によって平滑されるので、出力端
子５ノには、第４図（、）に示すように、直流の出力電
圧Ｖｅが出力されるようになシ、この出力電圧Ｖａは、
横軸にＲＨ（％）をとって示す第５図のように、湿度が
犬なるに従って小となる直線状の特性を呈するようにな
っている。そして、この出力電圧Ｍｅ及び湿度設定回路
５３からの基準電圧Ｖｆ例えばＶｆｌはオペアンプ５７
に与えられるので、該オペアンプ５７はその出力電圧Ｖ
ｅと基準電圧Ｖｆ１との差電圧（Ｖｅ−Ｖｆｌ）を出力
するようになり、これがオペアン７’７１及び７２のマ
イナス入力端子（−）に与えられるようになる。そして
、基準電圧発生回路７７においては、抵抗７８及び７９
の共通接続点に基準電圧ｖｇを出力していると共に抵抗
７９及び８０の共通接続点に基準電圧ｖｈを出力してい
て、これらの基準電圧Ｖｇ及びｖｈ　（Ｖｇ）Ｖｈ　）
がオペアンプ７１及び２２の各プラス入力端子（ト）に
夫々与えられているので、オペアンプ７１及び７２は前
記差電圧（Ｖｅ　−Ｖｆｌ　）と基準電圧Ｖｇ及びｖｈ
とを夫々比較する。この場合、室内等の被加湿雰囲気の
湿度が低い時には、湿度センサ３３の電気抵抗値が高く
、従って、出力電圧Ｖａが大で差電圧（Ｖｅ　−Ｖｆｒ
　）も大で、（Ｖｅ　−Ｖｆｌ　）’）Ｖｇ、　Ｖｈノ
関係にあシ、これによりオペアン７’７Ｊ及び７２の出
力信号はローレベルとなっている。而して、雰囲気湿度
は前記したような強加湿運転により次第に上昇し、これ
にともなって出力電圧Ｖｅが次第に小になっていくもの
であるが、今、差電圧（Ｗｅ　−Ｖｆｌ）が基準電圧Ｖ
ｇより小となったとすると（第５図において湿度ＲＨ，
、出力電圧ｖｆ２）、オペアンプ７ノの出力信号がハイ
レベルとなってトランジスタ６８がオンするようになシ
、これによって抵抗６６に抵抗７０が並列に接続される
ことになる。従って、抵抗６５．６６及び７０の共通接
続点に生ずる分圧電圧は小さくなり、これに応じてトラ
ンジスタ１０のペース電流が減少してＬＣ発振回路９の
発振出力が小となり、超音波振動子２による加湿量が減
少し、以て、弱加湿運転に切換えられるようになる。そ
の後、更に雰囲気湿度が上昇して差電圧（Ｖｅ　−Ｖｆ
ｌ　）が略零になると即ち雰囲気湿度が略設１Ａ− 定湿度ＲＨ２になって出力電圧Ｖｅが基準電圧Ｖｆｌに
略等しくなると、オペアンｆｙ２の出力信号がハイレベ
ルになってトランジスタ６９がオンするようになり、従
って、抵抗６６が短絡されてトランジスタ１０にはペー
ス電流が流れなくなり、　ＬＣ発振回路９は発振動作を
停止し、これによって加湿運転が停止される。以下、雰
囲気湿度が設定湿度ＲＨ，より低くなれば上述した動作
が繰返して行なわれるようになる。

このような本実施例によれば、次のような効果を得るこ
とができる。即ち、雰囲気湿度を電気抵抗式の湿度セン
サ３３により電気抵抗値の変化として検出するようにし
たので、従来のナイロンフィルムを用いたメカニカル的
な湿度センサに比し応答性がよいものである。又、湿度
センサ３３の湿度検出に基づく湿度検出回路４６からの
出力電圧Ｖｅと湿度設定回路５３からの設定湿度に対応
する基準電圧Ｖｆとの差電圧（Ｖｅ−Ｖｆ）を差電圧検
出回路５８によって検出し、この差電圧（Ｖｅ−Ｖｆ）
の大きさに応じて電流制御回路６４によりＬＣ発振回路
９のトランジスタ１０のペース電流を制御してその発振
回路９の発振出力を２段に制御し、以て、強加湿運転及
び弱加湿運転の２段に自動的に切換えるようにしたので
、雰囲気湿度が設定湿度に近くなった時には必ず弱加湿
運転になるものであり、湿度リップルの少ない調節制御
を行なうことができる。しかも、前述したように雰囲気
湿度が設定湿度に近くなってくると強加湿運転から弱加
湿運転に切換わるので使用者は強加湿運転中であること
により雰囲気湿度が低いことを知り且つ弱加湿運転に切
換わったことにより雰囲気湿度が設定湿度近くまで高く
なったことを知ることができ、使用上極めて便利である
。

尚、上記実施例では制御回路６４によって強加湿運転と
弱加湿運転との２段に切換えるようにしたが、トランジ
スタ６８．抵抗７ｏ及びオペアンプ７１の組合せからな
る回路を増加並設すれば３段以上の複数段に切換えるこ
とができる。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、超音波加湿装置
を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は全体の電気的
結線図、第２図は湿度センサの概略的縦断面図、第３図
は同湿度センサの等価回路図、第４図（、）乃至（ｅ）
は作用説明用の各部の出力電圧波形図、第５図は作用説
明用の湿度−出力電圧特性図である。 １・・・ファンモータ、２・・・超音波振動子、９・・
・ＬＣ発振回路、１９・・・方形波発生回路、３３・・
・湿度センサ、４６・・・湿度検出回路、５３・・・湿
度設定回路、５８・・・電圧差検出回路、６４・・・電
流制御回路。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦１７一 第２図　　　第３図 第４図 ｅ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水槽底部に配置せる超音波発生用の振動子を発振回路に
   て駆動させて前記水槽内の液体を超音波により霧化して
   室内を加湿する超音波加湿装置に於いて、室内の湿度を
   検知する湿度センサと、湿度を可変に設定できる湿度設
   定の操作部と、該操作部の調節により発振回路の電流を
   制御する電流制御回路とを設け、前記電流制御回路は前
   記操作部の調節により設定湿度が与えられた状態におい
   て前記湿度センサの出力に応じて発振回路の電流を制御
   するように働くことを特徴とする超音波加湿装置。