JP7039824B2 - 室内環境制御システム、加湿器及び空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、室内の環境制御を行う室内環境制御システム及び室内環境制御システムに用いる加湿器と空気調和機に関する。

従来の室内環境制御システムとして、空気調和機で生成された空気を室内における任意の場所に送風するため、空気調和機と送風ユニットを連携して動作させる構成が開示されている。（例えば、特許文献１参照）。

また、空気調和機のセンサーが感知して自らの存在を認識させることができる指標信号を発生させる指標機能部を備える受信機付きファンの構成が開示されている。（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１２－０３２０３７ 特許２０１５－１７８９５３

上記した従来の室内環境制御システムでは、空気調和機と送風ユニットを用いて、空気調和機で生成された空気を送風ユニットで室内の任意の場所に送風するものであり、室内全体と、同じ室内の特定箇所の各々で環境制御を行う場合に、室内の特定箇所の環境制御に対して室内全体の環境制御から干渉することを抑制して環境制御を行うことができないという問題点があった。

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、空気調和機と加湿器を用いて、室内全体と同じ室内の特定箇所の各々で環境制御を行う場合に、室内の特定箇所の環境制御に対して室内全体の環境制御から干渉することを従来より抑制して環境制御を行うことができる室内環境制御システムを得ることを目的とするものである。
また、室内の特定箇所の環境制御に対して室内全体の環境制御から干渉することを従来より抑制して環境制御を行う室内環境制御システムに用いる加湿器及び空気調和機を得ることを目的とするものである。

この発明に係る室内環境制御システムは、加湿器と空気調和機とを用いて環境制御を行う室内環境制御システムであって、加湿器は、本体筐体と、本体筐体の内部に設置され水蒸気を発生する蒸気発生手段と、本体筐体に設置され、蒸気発生手段からの水蒸気を含む加湿空気が有する熱の一部を吸熱して、指標信号を発生する指標信号発生手段と、蒸気発生手段からの水蒸気を含む加湿空気を本体筐体外に送風する気流を発生する第１送風手段と、本体筐体に設置され気流と共に加湿空気を吹き出す蒸気吹出口と、蒸気発生手段と第１送風手段を制御する第１制御手段と、を備え、空気調和機は、指標信号を検知し加湿器の位置を特定する位置検知手段と、調和空気を生成し調和空気の温度を調整する温度調整手段と、調和空気を送風し風量を調整する第２送風手段と、調和空気の風向を調整する風向調整手段と、位置検知手段で検知された情報を用いて、温度調整手段、第２送風手段及び風向調整手段のうちの少なくとも一つを制御する第２制御手段と、を備えるものである。

また、この発明に係る加湿器は、本体筐体と、本体筐体の内部に設置され水蒸気を発生する蒸気発生手段と、本体筐体に設置され、蒸気発生手段からの水蒸気を含む加湿空気が有する熱の一部を吸熱して、指標信号を発生する指標信号発生手段と、蒸気発生手段からの水蒸気を含む加湿空気を本体筐体外に送風する気流を発生する第１送風手段と、本体筐体に設置され気流と共に加湿空気を吹き出す蒸気吹出口と、蒸気発生手段と第１送風手段を制御する第１制御手段と、を備えるものである。

この発明の室内環境制御システムは、空気調和機と加湿器を用いて、室内全体と同じ室内の特定箇所の各々で環境制御を行う場合に、室内の特定箇所の環境制御に対して室内全体の環境制御から干渉することを従来より抑制して環境制御を行うことが可能になるという効果を有する。また、この発明の室内環境制御システムに用いる加湿器は、空気調和機で位置検知を行うための指標信号を発生することで、室内全体の環境制御から干渉されることを従来より抑制されて室内の特定箇所の環境制御を行うことが可能になる。また、この発明の室内環境制御システムに用いる空気調和機は、加湿器の位置検知を行うことで、室内の特定箇所の環境制御へ干渉することを従来より抑制して室内全体の環境制御を行うことが可能になる。

この発明の実施の形態１を示す室内環境制御システムの平面図である。 この発明の実施の形態１を示す室内環境制御システムの機能ブロック図である。 この発明の実施の形態１に用いられる加湿器の外観図である。 この発明の実施の形態１に用いられる加湿器の断面構造図である この発明の実施の形態１に用いられる加湿器の指標信号発生時の加湿空気の流れを示す断面構造図である。 この発明の実施の形態１に用いられる空気調和機の外観図である。 この発明の実施の形態１に用いられる室内環境制御システムの動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に用いられる空気調和機における水平方向の風向制御を示す概略図である。 この発明の実施の形態１に用いられる空気調和機における垂直方向の風向制御を示す概略図である。 この発明の実施の形態１に用いられる他の加湿器の外観図である。 この発明の実施の形態１に用いられる他の加湿器における指標信号発生部の温度分布図である。 この発明の実施の形態２に用いられる室内環境制御システムの動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に用いられる加湿器の動作波形である。 この発明の実施の形態２に用いられる加湿器の他の動作波形である。 この発明の実施の形態３を示す室内環境制御システムの機能ブロック図である。 この発明の実施の形態３に用いられる加湿器の外観図である。 この発明の実施の形態３に用いられる室内環境制御システムの動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４を示す室内環境制御システムの機能ブロック図である。 この発明の実施の形態４に用いられる位置情報入力装置の構成図である。 この発明の実施の形態４に用いられる室内環境制御システムの動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態５を示す室内環境制御システムの構成図である。 この発明の実施の形態５を示す室内環境制御システムの機能ブロック図である。 この発明の実施の形態５に用いられる室内環境制御システムの動作を示すフローチャートである。

添付の図面を参照して、本発明を詳細に説明する。各図では、同一又は相当する部分に同一の符号を付している。重複する説明は、適宜簡略化あるいは省略する。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１における室内環境制御システムについて図１から図１１を用いて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１を示す室内環境制御システムの平面図である。この平面図は、室内環境制御システムを適用した寝室内の配置を示すものである。図１において、室内環境制御システム１は、室内の特定箇所の環境を制御するため、加湿された空気である加湿空気を送風する加湿器２、室内全体の環境制御を行う空気調和機３、就寝者６０が就寝するための寝具４、加湿器２及び空気調和機３の運転動作を通信によって指示が可能なリモコン５等を備えている。

加湿器２は、例えば就寝者６０の顔の側面側に設置され、加湿器２から搬送される水蒸気を含む加湿空気により、室内の特定箇所の環境制御を行う。この室内の特定箇所は、例えば人の顔回りである鼻を中心に直径が３０ｃｍの空間内であり、この空間内の温度、湿度及び風速を制御する。この室内の特定箇所の環境制御により、冬季に発生する乾燥環境である例えば湿度３０％においても、適切である湿度４０～６０％の加湿空気が顔近傍へ搬送されることで、顔近傍の乾燥を抑制でき、就寝時の快適性が向上し快眠効果が得られる。また、加湿器２は、加湿空気を含まない送風動作も可能であり、加湿空気と通常空気の送風動作を切り替えて、室内の特定箇所での温度、湿度及び風速を制御することができる。

加湿器２は指標信号発生部１０を備え、水蒸気を含んだ加湿空気の熱により加熱されることで、指標信号を発生する構成になっている。この指標信号は、空気調和機３での加湿器２の位置検知を行う時の指標になるものである。空気調和機３は、この指標信号を検知するために位置検知部３０を備え、例えば、この位置検知部３０で検知した加湿器２の位置を避けるように空気調和機３から送風する調和空気の風向制御を風向調整部３１で行う。この風向制御は、加湿器２による室内の特定箇所での環境制御に対して空気調和機３による室内全体の環境制御から干渉することを従来より抑制して環境制御が可能になる具体例の一つを示すものである。尚、第１の矢印７０は加湿器２からの加湿空気の風向を、第２の矢印７１は空気調和機３からの調和空気の風向を模式的に示すものである。

図２は、この発明の実施の形態１を示す室内環境制御システムの機能ブロック図である。図２において、加湿器２は、指標信号を発生する指標信号発生手段の具体的な構成である指標信号発生部１０、加湿空気の水蒸気を発生する蒸気発生手段の具体的な構成である蒸気発生部１１、蒸気発生部１１からの水蒸気を含む加湿空気を搬送するための気流を発生する第１送風手段の具体的な構成であるファン１２、加湿器２を操作する第１操作部１３、加湿器２の動作情報を表示する第１表示部１４、第１操作部１３からの入力によって蒸気発生部１１とファン１２の動作を制御する第１制御手段の具体的な構成である第１制御部１５、リモコン５と通信する第１通信手段の具体的な構成である第１通信部１６等を備えている。

空気調和機３は、加湿器２の位置を検知する位置検知手段の具体的な構成である位置検知部３０、調和空気の風向を調整する風向調整手段の具体的な構成である風向調整部３１、空気調和機３を操作する第２操作部３２、空気調和機３の動作状態を表示する第２表示部３３、調和空気を送風し風量を調整する第２送風手段の具体的な構成である送風部３４、調和空気を生成し調和空気の温度を調整する温度調整手段の具体的な構成である温度調整部３５、第２操作部３２からの入力によって、位置検知部３０、風向調整部３１、送風部３４及び温度調整部３５の動作を制御する第２制御手段の具体的な構成である第２制御部３６、リモコン５と通信する第２通信手段の具体的な構成である第２通信部３８等を備えている。

リモコン５は、加湿器２と空気調和機３の動作を入力する入力手段の具体的な構成である入力部４０、入力部４０からの入力によりリモコン５の動作を制御する第３制御手段の具体的な構成である第３制御部４１、入力部４０からの情報を送信する第３通信手段の具体的な構成である第３通信部４２等を備えている。

室内環境制御システム１の操作は、就寝者６０がリモコン５から加湿器２と空気調和機３の機器連携モートを選択することで、加湿器２と空気調和機３の制御が開始される。まず、加湿器２はファン１２の回転数又は蒸気発生部１１の加熱量を制御して、指標信号発生部１０から指標信号を発生し、室内における加湿器２の位置を空気調和機３が特定するための指標にする。図２中の蒸気発生部１１から指標信号発生部１０への矢印は、蒸気発生部１１からの水蒸気を含む加湿空気の加熱による指標信号の発生を示すものである。尚、指標信号発生部１０の動作はファン１２の動作に連動する構成にしてもよい。

また、リモコン５は、加湿器２の動作を制御するための第１制御信号と空気調和機３の動作を制御するための第２制御信号を送信することで、加湿器２と空気調和機３の動作を制御する構成であるが、第１制御信号と第２制御信号のうちの一方だけを送信するリモコン５の構成にしてもよい。この携帯端末であるリモコン５の代わりにスマートフォンを使用して機器の動作を制御する構成にすることも可能であり、操作の利便性が向上する。
また、加湿器２と空気調和機３の各機器で取得した情報を他方の機器へ送信する構成にし、他方の機器によって送信された情報に基づき、動作を制御するためのプログラムが制御部に組み込まれる構成にすることも可能である。

次に、室内環境制御システム１で用いられる加湿器２の構成について図３及び図４を用いて説明する。
図３は、この発明の実施の形態１に用いられる加湿器の外観図である。図３において、加湿器２の天面側に指標信号発生部１０が配置され、前面側に第１操作部１３と第１表示部１４が配置される。加湿器２の天面側に指標信号発生部１０が配置されることで、空気調和機３での位置検知が容易になる。また、高温の水蒸気が指等に接触することを抑制する保護部１７を備えている。尚、第３の矢印７２は加湿器２の上方向を、第４の矢印７３は加湿器２の前方向を指し示すものである。以下の説明では、加湿器２の上方向の最上面を天面側、前方向の最前面を前面側として説明する。

図４は、この発明の実施の形態１に用いられる加湿器の断面図である。図４において、加湿器２は、指標信号を発生する指標信号発生部１０、加湿空気のための水蒸気を発生する蒸気発生部１１、蒸気発生部１１からの水蒸気を含む加湿空気を搬送する気流を発生するファン１２、本体筐体である本体ケース１８、水蒸気を発生するための水を蓄える給水タンク１９、水蒸気を含む加湿空気を外気に搬送する第１気流搬送部２０、ファン１２で発生する気流を本体ケース１８の外に搬送する第２気流搬送部２１、気流の搬送方向を変更できる風向板２２、第１気流搬送部２０から外気に気流を吹き出す蒸気吹出口２３、第２気流搬送部２１から外気に気流を吹き出す送風吹出口２４、蒸気発生部１１からの水蒸気を第１気流搬送部２０内に供給するための蒸気ダクト２５、ファン１２によって発生する気流を第１気流搬送部２０及び第２気流搬送部２１へ分岐する接続ダクト２６等を備えている。

蒸気発生部１１と給水タンク１９は給水路２７で接続され、蒸気発生部１１は給水タンク１９から供給された水を蓄える貯水部１１ａ、貯水部１１ａに蓄えられた水を加熱する加熱部１１ｂを備える。加熱部１１ｂからの加熱により貯水部１１ａ内の水が加熱され、蒸気ダクト２５を経由して第１気流搬送部２０内に水蒸気が供給される。第５の矢印７４は、給水路２７内の水の流れを模式的に示すものである。

ファン１２は、例えば複数の羽で構成された円形状であり、第１制御部１５からの制御信号によりファン１２が回転することで、第１気流搬送部２０及び第２気流搬送部２１へ気流を搬送する。第６の矢印７５及び第７の矢印７６は、第１気流搬送部２０及び第２気流搬送部２１内のファン１２からの気流の流れを模式的に示すものである。
第１気流搬送部２０は蒸気発生部１１によって発生した水蒸気が、ファン１２による気流により加湿器２の外へ搬送する経路を備える。第８の矢印７７は蒸気発生部１１からの蒸気の流れを模式的に示すものである。

また、本体ケース１８の外側には、第１操作部１３と第１表示部１４が配置される。第１操作部１３は、加湿器２を動作させるための電源ボタンと、運転時間及び使用者が設定するためのボタンを備える。第１表示部１４は、ＬＥＤ点灯等で加湿器２の運転時間、使用者が設定した運転時間に対する残り時間及び運転モードの表示等の加湿器２の動作状態を示す。第１操作部１３からの操作に応じて第１制御部１５が加湿器２の動作を制御する。さらに、本体ケース１８の内側にリモコン５からの制御信号を受信するための第１通信部１６を備えており、リモコン５から加湿器２の動作を制御することも可能である。

次に、加湿器２による加湿空気の送風動作について説明する。
図３及び図４において、加湿空気を送風する場合、第１操作部１３を操作すると、給水タンク１９から水が供給され、貯水部１１ａに蓄えられた水が、貯水部１１ａの外周にある加熱部１１ｂにより高温となり水蒸気が発生し、蒸気ダクト２５の管路内を上昇する。

また、加湿器２の動作と共にファン１２が動作し、ファン１２の回転によって発生するファン気流が、接続ダクト２６で二方向に分岐し、加熱された蒸気を含む加湿空気がある第１気流搬送部２０内にファン気流が流入すると共に、第２気流搬送部２１にもファン気流が流入する。

送風吹出口２４は蒸気吹出口２３の上方に配設されるので、高温の蒸気を含む第１気流搬送部２０からの加湿空気の気流が上方に向かうことを第２気流搬送部２１からの気流が抑え込むように作用し、加湿空気を第１気流搬送部２０から顔近傍まで効率よく搬送することができる。また、加湿器２は貯水部１１ａ内の水の加熱をせずファン１２の回転のみの動作により、水蒸気を含まない送風運転も行うことが可能である。就寝者６０の温度、湿度及び風速の設定に対応して、蒸気発生部１１とファン１２の制御を行うことで、設定に対応した空気が送風される構成になっている。

次に、指標信号発生部１０について説明する。
指標信号発生部１０は、本体ケース１８の天面側に配置され、蒸気発生部１１から発生する水蒸気の熱を吸収して本体ケース１８の天面側の一部領域の温度を変化させる構成である。指標信号発生部１０は、熱伝達率の高い材料で構成され、本体ケース１８を構成する材料の一部に使用されることで、第１気流搬送部２０より搬送される水蒸気の熱を吸収することが容易になる。さらに、蓄熱が可能な構成であれば、加湿空気がない状態であっても指標信号を発生することが可能になる。また、後述する加熱部１１ｂで発生した熱を指標信号発生部１０に伝達する構成にしてもよい。

図５は、この発明の実施の形態１に用いられる加湿器における指標信号発生時の加湿空気の流れを示す断面図である。図５において、蒸気発生部１１から発生する水蒸気が、第１気流搬送部２０を経由して蒸気吹出口２３から外に吹き出すことで、指標信号発生部１０が加熱される。この加熱よる熱が指標信号発生部１０の天面側に伝わることで、指標信号が発生する。この指標信号の強度は、加熱部１１ｂの加熱量及びファン１２の回転数に応じて設定される。尚、第８の矢印７７は蒸気発生部１１から発生する水蒸気が通過する経路を模式的に示すものである。

この指標信号の空気調和機３による検知は、予め空気調和機３内にプログラムされ一定温度以上の領域又は図形を指標として検知する。この一定温度以上の図形は、例えば、１辺が１０ｃｍ四方のエリア内に３０℃以上の温度がある図形、又は、一定温度以上の複数の図形にしてもよい。また、この図形の平面形状は、矩形又は丸形にしてもよい。

次に、空気調和機３について図６を用いて説明する。
図６は、この発明の実施の形態１に用いられる空気調和機の外観図である。図６において、空気調和機３は、リモコン５により室内温度を設定することにより、空気調和機３に備えられている室温検知手段（図示せず）により室内温度を検知しながら、冷房、送風、除湿または暖房を行い、室内の温度又は湿度の少なくとも一方を制御できる。風向調整部３１は、室内の温度又は湿度を制御するために送風される調和空気の風向を水平方向又は垂直方向に制御する。また、この風向調整部３１は空気調和機３に複数備える構成にし、それぞれを独立に制御してもよい。リモコン５又は室温検知手段からの信号により、風向調整部３１と上述の送風部３４を制御し、調和空気の風向及び風量を可変することができる。

また、空気調和機３は、室内に設置された他機器の位置を検知する位置検知部３０が備えられている。位置検知部３０は、室内に設置されている加湿器２の位置を指標信号発生部１０からの指標信号を用いて特定するものである。この位置検知部３０は、熱発生部を検知する方式以外に、例えば加湿器２に配置される発光部を検知する方式、イメージセンサにより室内の画像から加湿器２の位置情報を検知する方式等にしてもよい。また、位置検知部３０は、例えば駆動部とセンサー部（図示せず）から構成され、駆動部がセンサー部を水平方向及び鉛直方向に動作可能な構造となっており、駆動部の制御によって室内全体にわたって加湿器２の位置を検出できる構成にしてもよい。

センサー部が、例えば物体から放射する赤外線量を異種の金属が接合された複数の受光部が受信し、ゼーベック効果による異種金属間の温度差による起電力を演算回路にて処理することで測定領域の表面温度を計測するサーモパイル方式を用いる構成にしてもよい。また、室内の温度検知、室内の人の有無、大人又は子供等の属性及び人の温度分布を検知する人検知機能と兼ねる構成にしてもよい。また、センサー部の受光部の外側には、赤外線通過領域の光を通過するフィルタ（図示せず）を備え、可視光を遮断することで太陽光や浴室の水分による測定温度への影響を低減する構成にしてもよい。

次に室内環境制御システムの動作について図７を用いて説明する。
図７は、この発明の実施の形態１に用いられる室内環境制御システムの動作を示すフローチャートである。図７において、リモコン５からの制御信号によって加湿器２と空気調和機３が動作を開始する（ステップＳ１）。次に、位置検知部３０により室内に設置されている加湿器２の位置の検知を行う（ステップＳ２）。位置検知部３０は、加湿器２の指標信号発生部１０より生成される指標信号を検知することにより、室内の加湿器２の位置を特定する。この指標信号の生成は、加熱部１１ｂの加熱量とファン１２の回転数の制御によって行う。

次に、加湿器２から発生する指標信号を位置検知部３０が検知し、加湿器２の位置が特定された場合（ステップＳ３、ｙｅｓ）、空気調和機３は部屋全体の温度及び湿度のうち少なくとも一方の制御を行う。さらに、空気調和機３は、加湿器２が搬送する加湿空気の気流と空気調和機３が搬送する調和空気の気流が互いに干渉することを抑制するため、加湿器２の位置情報を元に、加湿器２の位置周辺へ調和空気の気流を送らないよう風量と風向のうちの少なくとも一方を制御する（ステップＳ５）。
次に、加湿器２は設定された就寝者６０の顔周辺の温度、湿度及び風速のうちの少なくとも一つの制御を行うため、加湿空気を送風する。（ステップＳ７）。

また、加湿器２は、蒸気発生部１１を制御することにより、ファン１２の動作だけの送風モードへの切り替えも可能である。加湿器２からの加湿空気を送風する加湿空気モードまたは送風モードについては就寝者６０が、例えば、就寝前に設定できる構成、又は時間指定で、加湿空気モードと送風モードを切り替えて運転する制御を設定可能な構成にしてもよい。

次に、空気調和機３による加湿器２検知が不可であった場合（ステップＳ３、ｎｏ）、検知を開始して一定時間以内であれば（ステップＳ４、ｎｏ）、加湿器２の指標信号発生部１０による指標信号の発生は継続し、位置検知部３０が指標信号を検知して加湿器２の位置の特定を行う。

次に、空気調和機３による加湿器２の検知が一定時間以内で不可であった場合（ステップＳ４、ｙｅｓ）、加湿器２が設置された位置に依らず、空気調和機３から搬送される気流が、加湿器２からの気流への干渉が最も少ない風量と風向条件が選定され空気調和機３が動作する（ステップＳ６）。次に、ステップＳ７が動作し終了する。尚、加湿器２の位置が検知不可の場合の空気調和機３の制御内容は、事前の試験等で予め空気調和機３の内部に備わる記憶部（図示なし）にプログラムされている。また、ステップＳ２からＳ７の動作は繰り返す構成にしてもよい。

次に、空気調和機３から送風される調和空気が、加湿器２から送風される加湿空気に干渉することを抑制する風向制御について図８及び図９を用いて説明する。
図８は、この発明の実施の形態１に用いられる空気調和機での水平方向の風向制御を、図９は、この発明の実施の形態１に用いられる空気調和機での垂直方向の風向制御を示す概略図である。

図８及び図９において、加湿器２からの加湿空気に空気調和機３からの調和空気が干渉することを抑制するため、空気調和機３の風向制御を行うことがある。この風向制御は、風向調整部３１によって、水平方向及び垂直方向の風向を調整することで可能になる。
第２の矢印７１と第９の矢印７８は、空気調和機３からの調和空気の風向を模式的に示している。空気調和機３が加湿器２の位置を特定し、調和空気の風向と同じ方向に加湿器２が配置されている場合、例えば、加湿器を避けるように第２の矢印７１から第９の矢印７８が指し示す方向に調和空気の風向を変更する風向制御を行う。図８と図９に示す風向制御の少なくとも一方の動作を行うことで、空気調和機３からの調和空気が加湿器２からの加湿空気に干渉することを抑制することが可能になる。この風向制御により、室内の特定箇所の環境制御に対して室内全体の環境制御から干渉することを従来より抑制して環境制御を行うことが可能になる。

次に、加湿器の指標信号発生部における変形例について図１０及び図１１を用いて説明する。
図１０は、この発明の実施の形態１に用いられる加湿器の変形例であり、図１１はこの発明の実施の形態１に用いられる加湿器の変形例における指標信号発生部の温度分布である。
図１０において、加湿器２の天面側の端部に指標信号発生部１０を設置することで、空気調和機３での位置検知を容易にすることが可能になる。この指標信号発生部１０は、複数配置される構成にしてもよい。尚、指標信号発生部１０の指標信号を発生する側を信号発生面、蒸気発生部１１からの水蒸気で加熱される側を熱吸収面とする。

図１１において、指標信号発生部１０は加熱器２の端部に設置される。この指標信号発生部１０の信号発生面の端部が室内空気との境界になり、室内空気の温度であるＴ１との温度差であるＴａを形成する。このＴａは加熱器２の中央部との温度差であるＴｂより、温度差が大きくなるので、位置検知部３０による他熱源器と加湿器２の区別を行うことが容易になる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２の室内環境制御システムについて図１２から図１４を用いて説明する。なお、図１２から図１４中、実施の形態１と同一符号は同一又は相当部分を示す。この実施の形態２で説明する室内環境制御システムの構成は、実施の形態１と同じであり、動作フローチャートが異なる構成にしたものである。

図１２は、この発明の実施の形態２に用いられる室内環境制御システムの動作を示すフローチャートである。図１２において、実施の形態１のフローチャートに対して、指標信号を発生するための加湿器２の動作を行う工程（ステップＳ１０）を追加している。この指標信号を発生する工程により、空気調和機３による加湿器２の位置検知が通常の送風動作より早期に可能になる。尚、ステップＳ２からＳ７の動作は繰り返す構成にしてもよい。

図１３は、この発明の実施の形態２に用いられる加湿器における動作波形である。図１３（ａ）はファンの回転数を、図１３（ｂ）は加熱部の出力を、図１３（ｃ）は指標信号発生部の温度をそれぞれ経過時間に対する動作波形を示すものである。尚、図１３中の実線が指標信号発生時の波形を、点線が加湿器の通常動作の波形を示している。図１３で示す動作波形は、図１２中のステップＳ１０の具体的な動作を示すものである。

図１３（ａ）において、指標信号を発生するための制御として、加湿器２の動作開始後、動作時間ｔ１までは加湿器２内のファン１２の回転数を低下させる。この制御により、加湿器２の第１気流搬送部２０から外部へ搬送される蒸気は、ファン回転数を低下させているため、就寝者６０の顔方向ではなく加湿器２の天面側の方向へ上昇する。図１３（ｂ）において、加熱部１１ｂの加熱量を通常の送風動作より増加させて蒸気発生までの時間を短縮する。図１３（ｃ）において、ファン１２の回転数や加熱部１１ｂの加熱量を定格で運転した場合の動作時間ｔ１に対して、指標信号発生部１０への熱伝達が動作時間ｔ０になり、短時間で行われるので、加湿器２の位置報知のための指標信号を早期に発生することが可能になる。

また、図１３に示す動作波形について、例えば、就寝時に加湿器２を使用する時に室内の温度が低い場合、加湿器２の動作開始後は、蒸気が発生するために十分な加熱が貯水部１１ａで行われておらず、低室温の外気をファン１２が吸い込み、第１気流搬送部２０及び第２気流搬送部２１から冷気流が就寝者６０の顔へ向かって搬送されるため、就寝者６０の眠りを阻害することがある。

就寝者６０の眠りを阻害することに対して、加湿器２を稼働後の一定時間は、ファン１２の回転数を低下させ、加熱部１１ｂの出力を増加する制御を行うことにより、水蒸気を加湿器２の天面側に搬送することで回避することが可能である。加湿器２から水蒸気が発生するまでは就寝者６０へ気流を搬送することを抑制できるため、就寝者６０の眠りを阻害することの抑制と、加湿器２からの指標信号の発生を両立することができる。

図１４は、この発明の実施の形態２に用いられる加湿器における他の動作波形である。図１４（ａ）はファンの回転数を、図１４（ｂ）は加熱部の出力を、図１４（ｃ）は指標信号発生部の温度をそれぞれ経過時間に対する動作波形を示すものである。図１４で示す動作波形は、図１２中のステップＳ１０の具体的な動作を示すものである。
図１４において、ファン１２の回転数を加湿空気の送風動作時より低下させた状態で、加熱部１１ｂの加熱量を一定周期で制御することで、指標信号発生部１０からの指標信号の強度を一定周期で変化させることが可能になる。この指標信号の強度の変化があることで、空気調和機３からの加湿器２の位置特定が容易になる。

図１３又は図１４に示す動作波形に対応した指標信号発生部１０からの指標信号を用いることで、加湿器２の周辺にある他熱源、例えば照明及び充電時の加熱状態である携帯端末と区別することが可能になり、加湿器２の位置を容易に判別できる効果がある。

次に、指標信号発生部１０に関連する変形例について説明する。
上述の指標信号発生部１０で発生する指標信号は、指標信号発生部１０の温度に対応する赤外線であるが、例えば、ＬＥＤ等の発光部を備える構成にしてもよい。この発光部の点灯又は輝度の変化は、加熱部１１ｂ又はファン１２の制御に連動する構成にしてもよい。
また、指標信号発生部１０は、加熱部１１ｂの熱を直接伝搬し指標信号を発生する構成にしてもよい。
さらに、加熱部１１ｂの加熱量に対する蒸気発生の時間又は指標信号の発生時間帯を予め第１制御部１５内にプログラム等で設定し、このプログラムで設定された時間帯で指標信号発生部１０から指標信号を発生する構成にしてもよい。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３の室内環境制御システムについて図１５から図１７を用いて説明する。なお、図１５から図１７中、実施の形態１と同一符号は同一又は相当部分を示す。この実施の形態３の室内環境制御システムは、実施の形態１の室内環境制御システムに対して気流検知部２８を備える構成にしたものである。

図１５は、この発明の実施の形態３を示す室内環境制御システムの機能ブロック図である。図１５において、加湿器２周辺の風速及び風向を検知する気流検知手段の具体的な構成である気流検知部２８を加湿器２に備える構成である。加湿器２の周辺に流れる気流を一定の間隔で計測し、風速が予め設定された風速値である例えば０．１ｍ／ｓを超えた場合、風速データが空気調和機３へ送信され、空気調和機３が設定値以下の風速になるように風向調整部３１で風向制御を行なう構成にしてもよい。

この風向制御により、加湿器２より搬送され顔周辺の温度と湿度を最適に維持する加湿空気が、空気調和機３からの調和空気の送風によって乱されることを抑制することができ、就寝者６０の顔周辺に形成される加湿空間を維持することができる。即ち、室内の特定箇所の環境制御に対して室内全体の環境制御からの干渉することを従来より抑制して環境制御を行うことが可能になる。

尚、空気調和機３による風向及び風量の制御については、例えば、夏季にて空気調和機３を冷房として使用する場合、冷気は室内の下方に移動するため、風向調整部３１に備えられる垂直方向と水平方向の風向板のうち、垂直方向の風向板を上向きに制御し、気流検知部２８からの信号を検知しつつ、水平方向の風向板及び風量を室内全体の冷却に効率のよい条件としてもよい。
また例えば、冬季で暖房を使用する場合、暖気は室内を上方に移動するため、風向板の水平方向を加湿器２から避ける制御を行い、気流検知部２８での検知結果が一定値以下であれば、風向板は下に向ける等、風向板の垂直方向及び風量は室内全体の昇温に効率のよい条件としてもよい。

また、加湿器２から搬送される蒸気搬送の方向に対して、空気調和機３から送風される気流の方向を気流検知部２８によって検知することにより、加湿器２と空気調和機３の動作を制御してもよい。気流検知部２８は、加湿器２の送風方向と空気調和機３の送風方向との位置関係を把握することができるため、例えば加湿空気の送風方向と、空気調和機３の送風方向が対面する関係になり、空気調和機３の制御を実施したあとでも、室内の特定箇所での温度又は湿度が乱される場合には、ファン１２により加湿器２から加湿空気量の増加、風向板２２で送風する角度を変更する制御を行うことで、就寝者６０の顔周辺の温度、湿度及び風速を制御してもよい。

次に、加湿器２の構成について説明する。
図１６は、この発明の実施の形態３に用いられる加湿器の外観図である。図１６において、実施の形態１の加湿器２に対して、気流検知部２８を追加した構成である。
気流検知部２８は、加湿器２の外周に配置され、空気調和機３から送風される調和空気による気流の風速と風向のうちの少なくとも一つを検知する。気流の検知は、例えば、気流が通過することによる温度の変化を検知する構成にしてもよい。

次に、室内環境制御システムの動作について説明する。
図１７は、この発明の実施の形態３に用いられる室内環境制御システムの動作を示すフローチャートである。図１７において、実施の形態１のフローチャートに対して、ステップＳ２０とＳ２１を追加している。
気流検知部２８で気流を検知した場合（ステップＳ２０，ｎｏ）、空気調和機３からの調和空気の風向を変更し（ステップＳ２１）、気流検知部２８で気流を検知しない場合（ステップＳ２０，ｙｅｓ）に動作を終了する。尚、ステップＳ２からＳ２１の工程を繰り返す構成にしてもよい。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４の室内環境制御システムについて図１８から図２０を用いて説明する。なお、図１８から図２０中、実施の形態１と同一符号は同一又は相当部分を示す。この実施の形態４の室内環境制御システムは、実施の形態１の室内環境制御システムに対して位置情報入力装置を備える構成にしたものである。尚、図１８ではリモコン５の図示を省略している。

図１８は、この発明の実施の形態４を示す室内環境制御システムの機能ブロック図である。図１８において、位置情報入力装置４５は、加湿器２及び空気調和機３の位置を入力する位置情報入力部４６、位置情報入力装置４５の動作を制御する第４制御部４７、位置情報入力部４６から入力された位置情報を送信する第４通信部４８を備える。この位置情報を空気調和機３の第２通信部３８で受信し、位置検知部３０での加湿器２の位置検知を行う場合に、受信した位置情報の領域を優先的に検知する制御を行う。

図１９は、この発明の実施の形態４に用いられる位置情報入力装置の構成図である。位置情報入力部４６は、例えば、室内の構成に対応して一定の間隔で区切られたマス目になっている。寝室内の加湿器２及び空気調和機３の位置を位置情報入力部４６から入力することで、室内における加湿器２と空気調和機３の位置関係が判るので、空気調和機３が早期に加湿器２を検知することが可能になる。また、加湿器２の位置の入力においては、加湿器２からの気流の方向も入力する構成にしてもよい。

次に、この発明の実施の形態４における室内環境制御システムの動作を説明する。
図２０は、この発明の実施の形態４に用いられる室内環境制御システムの動作を示すフローチャートである。図２０において、リモコン５またはスマートフォン等の携帯端末から加湿器２及び空気調和機３の動作を開始した後に（ステップＳ１）、加湿器２及び空気調和機３の位置を就寝者６０が予め入力する工程（ステップＳ３０）を備える。

ステップＳ２以降の動作は実施の形態１と同じであり、加湿器２の位置を空気調和機３が検知を行い、加湿器２からの気流と空気調和機３からの気流が干渉することを従来より抑制して、加湿器２又は空気調和機３の風向制御を行う。空気調和機３で加湿器２の位置検知を行う場合に、事前に就寝者６０より加湿器２及び空気調和機３の位置情報が入力されているため、空気調和機３の位置検知部３０は、就寝者６０により入力されたエリアを優先的に検知する制御を行うので、より短時間で加湿器２の位置の判定を実施することができ、加湿器２により室内の特定箇所の環境制御をより短時間で行うことが可能になる。尚、ステップＳ２からＳ７の動作は繰り返す構成にしてもよい。

また、加湿器２と空気調和機３の連携動作の制御が終了した時は、携帯端末から加湿器２又は空気調和機３の運転情報がリモコン５等の携帯端末へ表示される構成にしてもよい。表示後は例えば使用者が、就寝中の制御に関しての評価を行い、次の制御への指示を各機器へ送信することにより、就寝者６０にとっての睡眠に好適な環境に調整する構成にしてもよい。携帯端末は、運転情報を記録する記録手段と、記録手段の内容に基づいて加湿器２等の機器の設定を行う機器設定手段等を備える構成である。

また、加湿器２に備わる第１通信部１６は、加湿器２の内部の状態（貯水情報、運転状態、運転時間等）を蓄積して他機器に情報を送信する構成にしてもよい。例えば、運転前に携帯端末に加湿器２の情報を送信し、給水タンク１９の運転時間に対する必要水量の有無を携帯端末に送信し、水量が少ない場合には、就寝者６０へ報知する構成にしてもよい。

実施の形態５．
この発明の実施の形態５の室内環境制御システムについて図２１から図２３を用いて説明する。なお、図２１から図２３中、実施の形態１と同一符号は同一又は相当部分を示す。この実施の形態５の室内環境制御システムは、実施の形態１の室内環境制御システムに対して生体情報検知部５０を備える構成にしたものである。

図２１は、この発明の実施の形態５を示す室内環境制御システム１の構成図、図２２は、この発明の実施の形態５を示す室内環境制御システム１の機能ブロック図である。図２１において、実施の形態５を示す室内環境制御システム１は、実施の形態１の構成に、使用者である就寝者６０の心拍、血圧、体動及び発汗等の生体情報を取得する生体情報検知手段の具体的な構成である生体情報検知５０備えている。生体情報検知部５０は、例えば寝具４内に備えており、圧力センサー又は加速度センサーにより就寝者６０の体動を検知する構成にしてもよい。体動と睡眠状態に関しては、レム睡眠中の深睡眠では、レム睡眠中の浅睡眠及び覚醒状態に比べ体動が少ない関係があり、この関係により、体動検知によって就寝者６０の就寝中の状態を推定することができる。

また、睡眠状態との関連性があるものとして、心拍及び脳波があり、本形態では、体動、心拍及び脳波等の生体情報の少なくとも１つ以上を取得することで睡眠状態を推定する構成にしてもよい。生体情報検知部５０は、ベッド内に備えられるのみでなく、例えば、携帯端末、加湿器２及び空気調和機３等の電子機器に組み込まれる機能として構成してもよい。

図２２において、生体情報検知部５０は、生体情報を検知する検知部５１、生体情報検知部５０の動作を制御する第５制御部５２、検知部５１で検知した生体情報を送信する第５通信部５３を備えている。第５制御部５２は検知部５１で得られた情報を解析するプログラムを備えている。また、第５通信部５３から送信される通信データは第１通信部１８と第２通信部３８で受信することが可能である。尚、図２２ではリモコン５の図示は省略している。

次に、実施の形態５に示す室内環境制御システムの動作を説明する。
図２３は、この発明の実施の形態５に用いられる室内環境制御システムの動作を示すフローチャートである。図２３において、実施の形態５の動作は、実施の形態１の動作フローチャーに加え、ステップＳ４０とＳ４１を追加している。ステップＳ４０は、生体情報検知部５０により、就寝中の人の体動を検知し睡眠状態を推定する工程である。生体情報検知部５０で検知される生体情報の内、例えば、中途覚醒状態と推定できる生体情報が検知された場合の体動量である２Ｇａｌ以上であれば、この生体情報を加湿器２及び空気調和機３等の他機器に送信し、この信号を受信した機器が中途覚醒を抑制するため制御を行う。ここで機器の制御内容は、例えば予めに生体情報に対する各機器の制御に関するプログラムが機器内に組み込まれる構成にしてもよい。

生体情報検知部５０で得られた生体情報による使用者の睡眠状態（睡眠中、覚醒状態等）の推定や判断は、生体情報検知部５０内に判断するプログラムが内蔵されている構成でもよく、または、例えばサーバー（図示せず）のような別機器に情報を送信し、分析結果を加湿器２及び空気調和機３等の各機器へ送信する構成にしてもよい。
具体的な動作としては、空気調和機３の場合、中途覚醒と推定される値になった場合（ステップＳ４０、Ｎｏ）、冷房運転中では冷え過ぎ防止のため室内の設定温度を上昇、又は一定時間ほど冷房動作を中止する等を実施し室温を使用者が設定した温度より高く設定する制御を行う。逆に暖房運転中では、温めすぎを抑制する動作を行う（ステップＳ４１）。尚、ステップＳ２からＳ４１の動作は繰り返す構成にしてもよい。

加湿器２に関しては、中途覚醒要因として、温度、湿度及び風速があるため、例えば生体情報検知部５０が中途覚醒状態と推定される値を検知した場合、風速の低下、又は蒸気搬送を中止して送風を行う制御を行う（ステップＳ４１）。尚、就寝者６０が設定した環境制御が稼働している時に、中途覚醒状態を検知した場合に対する就寝者６０の快適性向上のための制御内容は、予め各機器にプログラムされている構成にしてもよい。

また、加湿器２及び空気調和機３は、前回使用者が操作した設定条件を記憶する機能を備える構成にしてもよい。室内環境と睡眠状態のデータを積み重ねることで、使用者に適切な室内環境を分析し、使用者がリモコン５等の機器で、就寝時の室内環境を設定する時に、推奨設定として表示する構成にしてもよい。

上述の構成により、就寝者６０の睡眠状態を推定しながら環境制御を行うことができるため、就寝者６０に対して従来より最適な室内の特定箇所での環境制御を行うことができる。尚、生体情報検知部５０を実施の形態２から４に適用してもよい。

上記の実施の形態１から５においては、環境制御として加湿器２だけでなく、空気清浄機、照明機器、音響機器等の他機器と連携動作する形態にしてもよい。空気清浄機に関しては、例えば生体情報検知部５０により、就寝中に就寝者６０が寝返りや、せきを発した時の体動を検知した場合、空気清浄器が作動し、室内に浮遊、沈降する花粉等の粒子を補足して、空気清浄を行う制御を実施してもよい。

照明機器、音響機器に関しては、例えば就寝、起床に好適な照明の明るさ、色及び音響設定が各機器にプログラムされており、使用者が就寝開始を始める操作を行うことで、環境制御を開始する構成にしてもよい。

また、上記の実施の形態１から５に示す室内環境制御システム１は、寝室における睡眠のみに適用するものに限らず、例えばリビング又はオフィスでの机上での作業、介護施設での要介護者の健康管理、病院での患者の健康管理等に適用してもよい。

なお、上記各実施の形態で示される構成要素及び構成要素の接続形態等は一例であり、本発明を限定するものではない。つまり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成要素やその接続形態等を他の装置へ展開したり、構成要素やその接続形態等に様々な変形を加えたり、それらを組み合わせることが可能である。

１ 室内環境制御システム、２ 加湿器、３ 空気調和機、４ 寝具、５ リモコン、１０ 指標信号発生部、１１ 蒸気発生部、１１ａ 貯水部、１１ｂ 加熱部、１２ ファン、１３ 第１操作部、１４ 第１表示部、１５ 第１制御部、１６ 第１通信部、１７ 保護部、１８ 本体ケース、１９ 給水タンク、２０ 第１気流搬送部、２１ 第２気流搬送部、２２ 風向板、２３ 蒸気吹出口、２４ 送風吹出口、２５ 蒸気ダクト、２６ 接続ダクト、２７ 給水路、２８ 気流検知部、３０ 位置検知部、３１ 風向調整部、３２ 第２操作部、３３ 第２表示部、３４ 送風部、３５ 温度調整部、３６ 第２制御部、３８ 第２通信部、４０ 入力部、４１ 第３制御部、４２ 第３通信部、４５ 位置情報入力装置、４６ 位置情報入力部、４７ 第４制御部、４８ 第４通信部、５０ 生体情報検知部、５１ 検知部、５２ 第５制御部、５３ 第５通信部、６０ 就寝者、７０ 第１の矢印、７１ 第２の矢印、７２ 第３の矢印、７３ 第４の矢印、７４ 第５の矢印、７５ 第６の矢印、７６ 第７の矢印、７７ 第８の矢印、７８ 第９の矢印

Claims (10)

1. 加湿器と空気調和機とを用いて環境制御を行う室内環境制御システムであって、
   前記加湿器は、
   本体筐体と、
   前記本体筐体の内部に設置され水蒸気を発生する蒸気発生手段と、
   前記本体筐体に設置され、前記蒸気発生手段からの前記水蒸気を含む加湿空気が有する熱の一部を吸熱して、指標信号を発生する指標信号発生手段と、
   前記蒸気発生手段からの前記水蒸気を含む加湿空気を前記本体筐体外に送風する気流を発生する第１送風手段と、
   前記本体筐体に設置され前記気流と共に前記加湿空気を吹き出す蒸気吹出口と、
   前記蒸気発生手段と前記第１送風手段を制御する第１制御手段と、を備え、
   前記空気調和機は、
   前記指標信号を検知し前記加湿器の位置を特定する位置検知手段と、
   調和空気を生成し前記調和空気の温度を調整する温度調整手段と、
   前記調和空気を送風し風量を調整する第２送風手段と、
   前記調和空気の風向を調整する風向調整手段と、
   前記位置検知手段が検知した情報を用いて、前記温度調整手段、前記第２送風手段及び前記風向調整手段のうちの少なくとも一つを制御する第２制御手段と、を備える
   ことを特徴とする室内環境制御システム。
2. 前記指標信号発生手段は、前記本体筐体の天面側に配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の室内環境制御システム。
3. 前記第２制御手段は、前記風向調整手段で設定される前記風向と同じ方向に前記加湿器が設置されている場合に、前記風向を変更する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の室内環境制御システム。
4. 前記第２制御手段は、前記位置検知手段で前記指標信号が検知されない場合に、前記調和空気の前記風量を変更する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の室内環境制御システム。
5. 前記加湿器を制御する第１制御信号を受信し前記第１制御手段に入力する第１通信手段と、
   前記空気調和機を制御する第２制御信号を受信し前記第２制御手段に入力する第２通信手段と、を備える
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の室内環境制御システム。
6. 前記第１制御信号と前記第２制御信号のうちの少なくとも一方を送信する携帯端末を備える
   ことを特徴とする請求項５に記載の室内環境制御システム。
7. 前記加湿器は気流検知手段を備え、
   前記気流検知手段で気流を検知した場合に、前記風向調整手段で前記調和空気の風向を変更する
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の室内環境制御システム。
8. 前記加湿器と前記空気調和機の位置を入力する位置入力手段を備え、
   前記位置入力手段から入力された前記加湿器の位置を前記位置検知手段で検知する
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の室内環境制御システム。
9. 使用者の生体情報を検知する生体情報検知手段を備え、
   前記生体情報検知手段が生体情報を検知した場合に、前記生体情報に応じて前記加湿器と前記空気調和機が動作する
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の室内環境制御システム。
10. 本体筐体と、
    前記本体筐体の内部に設置され水蒸気を発生する蒸気発生手段と、
    前記本体筐体に設置され、前記蒸気発生手段からの前記水蒸気を含む加湿空気が有する熱の一部を吸熱して、指標信号を発生する指標信号発生手段と、
    前記蒸気発生手段からの前記水蒸気を含む加湿空気を前記本体筐体外に送風する気流を発生する第１送風手段と、
    前記本体筐体に設置され前記気流と共に前記加湿空気を吹き出す蒸気吹出口と、
    前記蒸気発生手段と第１送風手段を制御する第１制御手段と、を備える
    ことを特徴とする加湿器。

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