JPS60159536A - 加湿器の自動制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は室内等の被加湿雰囲気の湿度を自動的に調節す
る加湿器の自動制御装置に関する。

（発明の技術的背景〕 従来のこの種自動制御装置としては、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ッチをオン、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。

〔背景技術の問題点〕

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となる不具
合がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、湿度−電気抵抗値特性を有する湿度センサを用いるこ
とにより、応答性がよく、湿度リップルが少ない制御を
行なうことができる加湿器の自動制御装置を提供するに
ある。

〔発明の概要〕

本発明は、湿度に応じて電気抵抗値を変化する湿度セン
サを設け、この湿度センサの電気抵抗値を電圧に変換す
る湿度検出回路を設け、所望の湿度を電圧として出力す
る湿度設定回路を設け、これらの湿度検出回路及び湿度
設定回路の両出力電圧差を出力する電圧差検出回路を設
け、そして、この電圧差検出回路の出力電圧に応じて加
湿器出力を段階的に変化させる制御回路を設ける構成に
特徴を有し、雰囲気湿度が設定湿度に近づくに従って加
湿器の加湿器を小ならしめんとり−るものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を超音波加湿器に適用した一実施例につき
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の両端子間に電諒スイッヂ４を介しＣ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が接続されでおり、この降圧用トランス５の二
次側コイル５ｂは４個のダイオードロを図示の如くブリ
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
Ｌｌ及びＣ２に接続されている。従って、ラインＬ１及
び１２間にはラインＬｉ側が高電位の直流電圧が坦われ
るものであり、斯かるラインＬ１及びＣ２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“づるための周知構成のＬＣ発振回路９はラインし１
及びラインＣ２間から給電されるように設けられており
、以下このＬＧＣ発振回路９接続関係について説明する
。即ち、発振用のＮＰＮ形トランジスタ１０におい−Ｃ
１その］レクタがチョークコイル１１を介してラインＬ
１に接続されていると共に、エミッタがラインし２に接
続されおり、さらにベースとラインＬ２との間には］ン
デンリ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１ミツタとの間に
はコンデンサ１４が接続され、１−ランジスタ１０のコ
レクタとベ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、超音波撮動子２は、超
音波加湿器の図示しない水槽の底部に配設され、しＣ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１１及び１−２間に抵抗１６及び図示極性
のツ丁ナーダイオード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■ノ”−ダイオ
ード１７の両端子に接続されたラインＬ３及び［−２間
には直流定電圧が出力される。そして、ラインＬ３及び
１−２間には方形波発生回路１９が接続されでおり、以
下この方形波発生回路１９についＣ説明づる。即ち、ラ
インＬ３及び１２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。

オペアンプ２３のプラス入力端子〈十）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
Ｌ２に接続されていると共に抵抗２５を介ｌノてライン
１−３に接続され、更に該プラス入力端子（＋）は、抵
抗２６及びダイオ−・ド２２を介しＣラインＣ２に接続
されている。

また、オペアンプ２３の出ノ〕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
出力端子及びプラス入力ＩＰ（十）間には抵抗２８が接
続されている。そし−Ｃ１上述したオペアンプ２３．コ
ンデンサ２４．抵抗２５゜２６．２７．２８は周知構成
のｈ形波発振器２９を形成するものであり、この方形波
発振器２９からは第４図（ａ　）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′Ｃ作用する
オペアンプ３０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Ａペアンプ３０のプラス入力端
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１８０°位相反転させた第４図（ｂ
）に示す如き反転方形波電圧ｖｂが出ツノされるもので
あり、この結果、方形波発生回路１９の出力端子３１及
び３２（オペアンプ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気抵抗式の湿度センサ３３．
抵抗３４．３５及び−リーミスタ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、リーミスタ３６と並列に
抵抗３８が接続されている。上記湿度はンサ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３９ａ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
することにより構成されており、多孔質焼結体４０の水
分子吸着現象に伴う端子４’２．４２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、この湿度センサ３３の等価回路は、第３図に示す
如（、雰囲気湿度に応じて変化する抵抗成分Ｒｏと固有
のコンデンサ成分Ｇｏ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
ら検出端子４３からの出力電圧特性）を周囲湿度に応じ
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
２どの間に接続された雑音防止用コンデンサである。４
５は出力変換用オペアンプであり、これは前記抵抗３４
．３５，３７．３８及びサーミスタ３６とともに湿度検
出回路４６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５
０を介して出力端子５１に接続されており、該出力端子
５１は平滑用コンデンサ５２を介してラインＬ２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ｌ−：
＋、１２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５
５ａに所望の設定湿度Ｒ＋−１ａ（第５図参照）に対応
する基準電圧ｖｒを出力するようになっている。５７は
Ｎ重錘検出回路５８を構成づ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
１を介して前記可変抵抗５５の摺動端子５５ａに接続さ
れでいると共に抵抗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Ｌ２に接続さ
れている。

一方、６４は制御回路であり、以下これについて述べる
。即ち、６５及び６６はラインＬ１．Ｌその共通接続点
は図示極性のダイオードロアを介して前記可変抵抗１３
の摺動端子１３ａ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
Ｌ２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。７１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（−）は前記オペアンプ５７の出力端子に接続され
ており、夫々のプラス入力端子（＋）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１ヘランジスタ
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り、これはラインＬ３゜Ｌ２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７１のプ
ラス入力端子（＋）に接続され、抵抗７９及び８０の共
通接続点はオペアンプ７２のプラス入力端子（＋）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ｌ−１＋１２間に直流電圧が出力され、さらに、ラ
イン１３．１２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
６７及び可変抵抗１３を介してトランジスタ１０にベー
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１０にベース電流が流れる時
にはＬＣ発振回路９は最大出力で発振動作を行なうよ）
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２
１３，１２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Ｖａ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
３３．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が一巾間端子
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５
０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５１には、第４図（ｅ）に示すように、直
流の出力電圧■ｅが出力されるようになり、この出力電
圧■ｅは、横軸にＲＨ（％）をとって示す第５図のよう
に、湿度が大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Ｖｅ及び湿
度設定回路５３からの基準電圧Ｖ［例えばＶｆｔ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■ｅと基準電圧ｖｒ、との差電圧（Ｖｅ　−Ｖ
ｆ　ｔ　）を出力′するようになり、これがオペアンプ
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Ｖ（＋を出力
し−Ｃ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Ｖ
ｈ　（Ｖ！Ｊ　＞Ｖｂ　）がオペアンプ７１及び７２の
各プラス入力端子（＋）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　ｖｒ　ｌ　
）と基準電圧ＶＱ及びＶ　１１とを夫々比較づる。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■ｅ
が大で差電圧（Ｖｅ　−Ｖｆ　ｔ　）も大で、（Ｖｅ　
−Ｖｆｓ）＞Ｖ（１，Ｖｈの関係にあり、これによりＡ
ペアンブ７１及び７２の出力信号はロウレベルとなって
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（Ｖｅ
−Ｖ［１）が基準電圧ＶＱより小となったと覆るとく第
５図において湿度ＲＨｔ、出力電圧Ｖｆ２）１．ｄペア
ンブ７１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り、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のベース電流
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　ｔ　）が略零になると即
ち雰囲気湿度が略設定湿度ＲＨ２になって出力電圧Ｖｅ
が基準電圧Ｖｌ’１に略等しくなると、Ａペアンプ７２
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にはベース電流が流れなくなり、［−Ｃ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ＲＨ２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Ｖ［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　−
Ｖｒ　）の大きさに応じてｌ−Ｃ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７０及びオペアンプ７１の組合ぜからな
る回路を増加並設ずれば３段以上の複数段に切換えるこ
とができる。

その伯、本発明は上記し且つ図面に示ず実施例にのみ限
定されるものではなく、例えば超音波加湿器に限らず加
湿器全般に適用し得る等、要旨を逸脱しない範囲内で適
宜変形して実施し得ることは勿論である。

（発明の効果） 本発明の加湿器の自動制御装置は以上説明したように、
湿度セン４ノとしＣ湿度に応じて電気抵抗値を変化する
電気抵抗式のものを用い、その湿度センサの湿度検出に
基づく湿度検出回路からの出力電圧と設定湿度を与える
湿度設定回路からの基準電圧との差電圧に応じて加湿器
出力を段階的に変化させるようにしたので、応答性がよ
く、且つ湿度リップルの少ない制御を行なうことができ
、しかも、加湿器出力の状態により雰囲気湿度の高低度
合をも知ることができて使用上極めて便利である等の優
れた効果を奏するものである。

【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
は同温度センサの等価回路図、第４図（ａ　）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。 図面中、１はファンモータ、２は超音波振動子、９はＬ
Ｃ発振回路、１３は可変抵抗、１９は方形波発生回路、
３３は湿度センサ、４６は湿度検出回路、５３は湿度設
定回路、５８は電気差検出回路、６４は制御回路を示す
。 出願人　東京芝浦電気株式会社 第　２　図　第　３０ ４ノ　４２　４１ 第　４　口 早　５　図 ｅ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、雰囲気湿度を検出、するように設けられ湿度に応じ
   て電気抵抗値を変化する湿度センサと、この湿度センサ
   の電気抵抗値を電圧に変換する湿度検出回路と、所望の
   湿度を電圧として出力させる湿度設定回路と、これらの
   湿度検出回路及び湿度設定回路の両出力電圧差を出力す
   る電圧差検出回路と、この電圧差検出回路の出力電圧に
   応じて加湿器出力を段階的に変化さゼる制御回路とを具
   備してなる加湿器の自動制御装置。