JPH055550A - 超音波加湿器の容量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】超音波加湿器の容量制御を容易にかつ低コスト
でできるようにする。 【構成】加湿容器（２１）の上部に空気流入口を設け
る。空気流入口に向かって送風する風量可変の送風機
（７）を設ける。空気流入口より流入した加湿容器（２
１）内の空気の風速が変更するように上記送風機（７）
の風量を制御する風量制御手段（３５）を設ける。風量
制御手段（３５）が、送風機（７）の風量を制御し、空
気流入口へ流入する空気の風速を変化させる。風速の変
化に対応して霧化量を変化させ、容量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和装置などに使
用される超音波加湿器に係り、とくに超音波加湿器の容
量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に超音波加湿器は空気調和装置、冷
蔵装置などに広く使用されており、室内や冷蔵ケース内
の加湿に使用されている。この超音波加湿器は、例え
ば、実公昭５６−１５４６５号公報に開示されているよ
うに、超音波発振器の発する超音波によって加湿容器内
の水面付近の水を微粒化し、霧状となった水を吹出口よ
り吐出するようになっている。

【０００３】この超音波加湿器の加湿量制御には、加湿
容量一定で加湿時間を制御することにより加湿量を制御
するＯＮ−ＯＦＦ制御と、現在の相対湿度と目標相対湿
度との差に対応して加湿容量を変化させることにより加
湿量をサイリスタ等で位相制御する容量制御とがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、例えば超音波
加湿を空気調和装置に使用する場合、快適性をより向上
させるためには、ＯＮ−ＯＦＦ制御では十分でなく容量
制御を採用することが望ましい。しかしながら、超音波
発振器自体の容量を制御することは難しく、また非常に
コストが高くつくため、一般の事務所などに使用する汎
用空気調和装置では制御の容易性を図る必要から、従来
の超音波発振器自体の容量を制御する機構をそのまま採
用することはできない。

【０００５】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、超音波加湿器の容量制御を容易にかつ低コストでで
きるようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明が講じた解決手段は、超音波加
湿の霧化量が水面上の空気の風速によって変化すること
に着目し、送風機の風量を制御することによって風速を
変化させ、容量を制御している。

【０００７】具体的には、図１に示すように、霧化用の
水が貯溜された加湿容器（２１）内に超音波発振ユニッ
ト（２３）が設けられ、該超音波発振ユニット（２３）
で水を霧化して吹出口（２５）より霧状の水滴を吹き出
すようにした超音波加湿器を前提とする。

【０００８】さらに、加湿容器（２１）の上部に設けら
れた空気流入口（２４）と、上記空気流入口（２４）に
向かって送風する風量可変の送風機（７）と、上記空気
流入口（２４）より流入した加湿容器（２１）内の空気
の風速が変更するように上記送風機（７）の風量を制御
する風量制御手段（３５）を設けた構成としている。

【０００９】請求項２に係る発明が講じた解決手段は、
請求項１に係る発明の風量制御手段（３５）に代え、送
風機（７）の風量は一定にしておき、送風機（７）より
吹き出された送風の風速を変更することにより、容量制
御をしようとするものである。

【００１０】具体的には、図４に示すように、送風機
（７）より流入した上記加湿容器（２１）内の空気の風
速が変更するように該加湿容器（２１）への流入空気量
を調節する風速調節手段（３６）を設けた構成としてい
る。

【００１１】

【作用】上記の構成により、請求項１に係る発明によれ
ば、超音波発振ユニット（２３）が超音波振動すると、
加湿容器（２１）内の水面付近の水が微粒化され、霧状
となった水が吹出口（２５）より吐出する。一方、送風
機（７）からの送風は、加湿容器（２１）の空気流入口
（２４）より内部へ流入し、水面にまで下降した後上昇
し、霧状の水と混合した状態となって吹出口（２５）よ
り流出する。そして、風量制御手段（３５）が、送風機
（７）の風量を制御し、送風機（７）より空気流入口
（２４）へ流入する空気の風速を変化させている。この
風速の変化に対応して霧化量が変化するため、加湿量が
制御されることになる。

【００１２】請求項２に係る発明によれば、風速調節手
段（３６）が、送風機（７）より空気流入口（２４）へ
流入する空気の風量を変化させている。この風量の変化
に対応して霧化量が変化し、加湿量が制御されることに
なる。

【００１３】

【発明の効果】以上のごとく、請求項１に係る発明によ
れば、風量制御手段（３５）により送風機（７）の風量
を制御することによって超音波加湿器（８）の容量を制
御することができ、従来のように超音波ユニット自体を
容量制御に比べて制御が容易になると共に、高価な制御
機器を使用しないで容量制御をすることができ、とくに
風量可変の送風機を備えた空気調和装置に使用する場合
には、低コストで容量制御をすることができる。

【００１４】また、請求項２に係る発明によれば、風速
調節手段（３６）によって風速を制御することができる
ので、請求項１の発明と同様に容易にかつ低コストで容
量制御をすることができる。とくに、送風機（７）の風
量とは関係なく風速を変更しているので、風速可変の送
風機（７）を使用しなくても容量制御ができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】図１および図２に本発明を適用した空気調
和装置の具体例を示す。空気調和装置（１）は、天井埋
込み型の室内機である。

【００１７】該空気調和装置（１）のケーシング（２）
は、前後方向にやや長い矩形体に形成されており、該ケ
ーシング（２）の前後両側面には吸込筒（３）と吹出筒
（４）とが連結されている。吸込筒（３）からケーシン
グ（２）内を経て吹出筒（４）にわたり空気通路（５）
が形成されている。

【００１８】また、上記ケーシング（２）内の空気通路
（５）には、送風の上流側よりフィルターユニット
（６）、送風機（７）、超音波加湿器（８）および熱交
換器（９）が順次並設され、該送風機（７）の駆動によ
り室内空気が吸込筒（３）より空気通路（５）に吸い込
まれ、超音波加湿器（８）で加湿された後、熱交換器
（９）で熱交換されて温風となり、吹出筒（４）より室
内に吹き出されるようになっている。また、ケーシング
（２）の中央部から吹出筒（４）までの広い範囲にわた
ってドレンパン（１０）が配設されている。

【００１９】超音波加湿器（８）は，ケーシング（３）
の中央付近のドレンパン（１０）上に配置されている。
この超音波加湿器（８）は、給水槽を構成する加湿容器
（２１）と、作動制御部（２２）とを備えている。

【００２０】加湿容器（２１）には、底部に発振器（２
３ａ）と超音波発振子（２３ｂ）とからなる超音波発振
ユニット（２３）が配置され、側壁（２１ａ）上部に空
気流入口（２４）が、下部に排水口（３１）が、天壁
（２１ｂ）に吹出口（２５）がそれぞれ設けられてい
る。この空気流入口（２４）は、送風機（７）の吹出口
（７ａ）に対向するように配置されている。

【００２１】作動制御部（２２）内には、電源トランス
（２６）、継電装置（２７）などの超音波発生部と、電
磁弁（２８）、水位調節器（２９）、低水位検出器（３
０）等からなる給水部が収容されている。電磁弁（２
８）には外部の給水管（１５）が接続され、電磁弁（２
８）から導水管（図示せず）を介して加湿容器（２１）
に水が供給されている。そして、加湿容器（２１）内の
余剰の水は上記排水口（３１）より排出され、ドレンパ
ン（１０）に流下するようになっている。なお、超音波
加湿器（８）は、それ自体は加湿能力は一定であり、加
湿容器（２１）内の風速が一定であれば霧化量は一定で
変化しないように構成されている。

【００２２】一方、送風機（７）は、風量可変に構成さ
れ、コントローラ（Ｃ）により室内空気温度および湿度
に対応して風量が制御されるようになっている。

【００２３】また、吸込筒（３）に臨んで吸込空気の相
対湿度を検出する湿度センサ（Ｈu）が設けられ、この
湿度センサ（Ｈu ）はコントローラ（Ｃ）に接続されて
いる。コントローラ（Ｃ）には、湿度センサ（Ｈu ）か
らの湿度信号を受けると、検出相対湿度と目標相対湿度
の差を算出する相対湿度差算出手段（３４）と、該相対
湿度差算出手段（３４）からの信号を受け、空気流入口
（２４）より流入した加湿容器（２１）内の空気の風速
が変更するように、上記相対湿度差に対応して上記送風
機（７）の風量を制御する風量制御手段（３５）が内蔵
されており、室内の空気湿度を目標湿度に保つようにし
ている。

【００２４】すなわち、超音波加湿の霧化量は、図３の
曲線Ａに示すように、水面上の空気の風速にしたがって
変化するので、空気流入口（２４）より流入する空気の
風速を変化させることによって霧化量すなわち容量を制
御することができる。そこで、例えば、上記曲線Ａの直
線部分Ｂを利用して、風速に比例して霧化量を増加また
は減少させることができる。

【００２５】また、風量制御手段（３５）は、風速が所
定の下限値に対応する霧化量よりも少ない値にする場合
には、風速は下限値に固定しておき、ＯＮ−ＯＦＦ制御
により加湿量を調節するように構成されている。これ
は、風速が小さくなると、超音波発振ユニット（２３）
の放熱が不十分になり焼損するおそれがあるためであ
る。

【００２６】具体的な風量制御手段（３５）としては、
タップによる電源電圧の多段切換、トランジスタインバ
ータ、サイリスタインバータ等による電源周波数の制御
あるいはサイリスタによる電圧制御などによりファンモ
ーターの回転速度を制御することが挙げられる。

【００２７】次に、超音波加湿器（８）の作動について
説明する。超音波発振ユニット（２３）に電圧を印加す
ると、超音波発振ユニット（２３）の発する超音波によ
って加湿容器（２１）内の水面付近の水が微粒化され、
霧状となった水が吹出口（２５）より吐出するようにな
っている。送風機（７）からの送風は加湿容器（２１）
の空気流入口（２４）より内部へ流入し、水面にまで下
降した後上昇し、霧状の水と混合した状態で吹出口（２
５）より流出する。

【００２８】そして、吸込筒（３）において、湿度セン
サ（Ｈu ）が吸込空気の相対湿度を検出し、この湿度セ
ンサ（Ｈu ）からの湿度信号を相対湿度差算出手段（３
４）が受信して、検出相対湿度と目標相対湿度の差を算
出する。該相対湿度差算出手段（３４）からの相対湿度
差信号を風量制御手段（３５）が受け、相対湿度差に対
応して送風機（７）より空気流入口（２４）へ流入する
空気の風速を変化する。この風速の変化に対応して図３
の曲線Ａにしたがって霧化量が変化し、容量が制御され
ることになる。

【００２９】この実施例では、風量制御手段（３５）に
より送風機（７）の風量を制御することによって超音波
加湿器（８）の容量を制御することができる。したがっ
て、従来の超音波発振ユニット（２３）自体を容量制御
に比べて制御が容易になると共に、吸込空気温度の制御
用に送風機（７）の風量制御手段を備えている場合に
は、その風量制御手段を利用して容量制御をすることが
でき、低コストで容量制御をすることができる。

【００３０】次に、風速を変更する手段の変形例を図４
に示す。この変形例は、風量制御手段（３５）に代え、
送風機（７）の風量は一定にしておき送風機（７）より
吹き出された送風の風速を変更しようとするものであ
る。

【００３１】図中において、送風機（７）と超音波加湿
器（８）との間には、風速調節手段としての風向羽根
（３６）が配設されており、この風向羽根（３６）はト
ルクモーター（図示せず）により角度可変に支持されて
いる。

【００３２】コントローラ（Ｃ）には、上記風量制御手
段（３５）に代え、相対湿度差に対応して風向羽根（３
６）の角度を制御し、送風機（７）より空気流入口（２
４）へ流入する空気の風速を変更する角度制御手段（３
７）が内蔵されている。

【００３３】この変形例による容量制御の動作について
説明すると、湿度センサ（Ｈu ）からの相対湿度信号を
相対湿度差算出手段（３４）が受信して、検出相対湿度
と目標相対湿度の差を算出する。該相対湿度差算出手段
（３４）からの信号を角度制御手段（３７）が受け、相
対湿度差に対応して風向羽根（３６）の角度を変化させ
ることにより、送風機（７）より空気流入口（２４）へ
流入する空気の風速が変化する。この風速の変化に対応
して図３の曲線Ａにしたがって霧化量が変化し、容量が
制御されることになる。

【００３４】したがって、相対湿度差に対応して風向羽
根（３６）の角度を変更することによって風速を制御す
ることができるので、従来のサイリスタなどによる容量
制御に比べて容易にかつ低コストで容量制御をすること
ができる。

【００３５】とくに、送風機（７）の風量とは関係なく
風速を変更しているので、風速可変の送風機（７）を使
用しなくても容量制御ができる。

【００３６】なお、風速可変の送風機（７）を使用して
もよく。その場合には、温度に基づいて送風機（７）の
風量制御をしている間においても加湿量の制御を行うこ
とができる。

【００３７】また、風速調節手段は、上記風向羽根（３
６）に限られるものではなく、超音波加湿器（８）の空
気流入口（２４）の開口面積を変更するものであっても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る空気調和装置の概略構成
図である。

【図２】超音波加湿器の構造を示す一部破断斜視図であ
る。

【図３】風速−基準霧化量比特性を示す特性図である。

【図４】この発明の変形例を示す、風向羽根の配置を示
す配置図である。

【符号の説明】

７ 送風機 ８ 超音波加湿器 ２１ 加湿容器 ２３ 超音波発振ユニット ２４ 空気流入口 ２５ 吹出口 ３５ 風量制御手段 ３６ 風向羽根 （風速調節手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 霧化用の水が貯溜された加湿容器（２
   １）内に超音波発振ユニット（２３）が設けられ、該超
   音波発振ユニット（２３）で水を霧化して吹出口（２
   ５）より霧状の水滴を吹き出すようにした超音波加湿器
   において、上記加湿容器（２１）の上部に設けられた空
   気流入口（２４）と、該空気流入口（２４）に向かって
   送風する風量可変の送風機（７）と、上記空気流入口
   （２４）より流入した加湿容器（２１）内の空気の風速
   が変更するように上記送風機（７）の風量を制御する風
   量制御手段（３５）とを備えたことを特徴とする超音波
   加湿器の容量制御装置。 【請求項２】 霧化用の水が貯溜された加湿容器（２
   １）内に超音波発振ユニット（２３）が設けられ、該超
   音波発振ユニット（２３）で水を霧化して吹出口（２
   ５）より霧状の水滴を吹き出すようにした超音波加湿器
   において、上記加湿容器（２１）の上部に設けられた空
   気流入口（２４）と、該空気流入口（２４）に向かって
   送風する送風機（７）と、該送風機（７）より流入した
   上記加湿容器（２１）内の空気の風速が変更するように
   該加湿容器（２１）への流入空気量を調節する風速調節
   手段（３６）とを備えたことを特徴とする超音波加湿器
   の容量制御装置。