JPS60159537A

JPS60159537A - 加湿器の自動制御装置

Info

Publication number: JPS60159537A
Application number: JP1472984A
Authority: JP
Inventors: Hajime Tsuaki; 津秋　肇
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-01-30
Filing date: 1984-01-30
Publication date: 1985-08-21
Also published as: JPH0421098B2

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。

〔発明の技術向背Ｗ４）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覆る湿度セン
サを設け、この湿度センサの電気抵抗値を電圧に変操り
−る湿度検出回路を設【ノ、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づる電圧差検出回路
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【ノる
構成とし、前記湿度検出回路の湿度−出力電圧特性を、
低湿度側から高湿度側に向かうに従って変化率が人どな
るように設定Ｊることに特徴を右づるものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を超音波加湿器に適用しｌＣ−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霜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イッチ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Ｌ２に接続されている。従って、ラインＬｌ及
びし２間にはラインＬｌ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Ｌ１及びＬ２間に平清用コ
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Ｌ２間から給電されるように設（プられており
、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形トランジスタ１０にｄ５いて
、そのコレクタがチ′ヨークコイル１１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
接続されおり、さらにベースとラインＬ２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］ンデン（）１４が接続され、トランジスタ１０の二
１しノクタどベースとの間には］ンデンザ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、Ｌ
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１−１及びし２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［３及び１−２間に
は直流定電圧が出力される。そして、ラインＬ３及びし
２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Ｌ２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。Ａベア
シブ２３のプラス入力端子り＋）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
力端子及びプラス入力端子（＋）間には抵抗２８が接続
されている。そして、上述したオペアンプ２３．コンデ
ンサ２４．抵抗２５゜２６．２７．２８は周知構成の方
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Ｖ
ａ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、このオペアンプ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１８００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．
出力補正用抵抗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
直列回路と並列に出力補正用抵抗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４．１．４１
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、この湿度センサ３３の等両回路は、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
ｏ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）を周囲湿度
に応じて補正するためのものであり、また抵抗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Ｌ２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、３４，３５．３７．’　
３’８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４
３に接続され、出力端子は抵抗４７を介して中間端子４
８に接続されている。そしＣ１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５１に接続されており、該出ノｊ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Ｌ３．
ｔ−２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ＲＨａ（第５図参照）に対応づる
基準電圧Ｖ「を出カシ−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−Ｃいると共に抵抗６０を介してライン
「−１−４ｔＬ姑＋４／１７わｈ　つノ↓ηｌイ１姻７
Ｉ　＼ｌｌ低抵抗６１介して前記可変抵抗５５の摺動端
子５５ａ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．し２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１３ａに接続されている。６８及び６９はＮ　Ｉ
Ｄ　Ｎ形の１−ランジスタであり、夫々のエミッタはラ
インし２に接続されており、トランジスタ６８の］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、１〜ランジスタロ９のコレクタは直接抵抗６
５及び６６の共通接続点に接続されている。７１及び７
２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（十）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。７
７は基準電圧発生回路であり、これはライン１−３゜し
２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Ａペアンブ７
１のプラス入力端子（＋）に接続され、抵抗７９及び８
０の共通接続点はＡペアンブ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りる。

電源スィッチ４がオンされた状態では、交流電源３によ
っ又ファン［−夕１が通電されて駆動されると共に、ラ
インＬｘ、Ｌｚ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ロ
ア及び可変抵抗１３を介してトランジスタ１０にベース
電流が流れて、Ｌ　Ｃ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Ｎ流が流れる時
にはＬＣ発振回路９は思人出力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。又、ラインＬ
３．１２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［フサ３
３．抵抗３４．３５及びザーミスタ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
示り−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４つ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４
８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５０
を介して平滑用コンアン１ノ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Ｖｅが出力されるようになる。この
場合、この出力電圧ｖｅは、横軸に湿度Ｒ１−１（％）
をとって承り第５図のように、低湿度側から高湿度側に
向かうに従って順次小となる曲線状を呈し且つ低湿度側
から高湿度側に向かうに従って変化率が順次大となる特
性に設定されるものであり、この設定は、湿度センサ３
３に直、並列接続された出力補正用抵抗３４．３５及び
３７の抵抗値を適宜選定りることによって行なわれ°Ｃ
いる。一方、湿度設定回路５３においては、可変抵抗５
５の摺動端子！５５ａが所望に操作されることにより、
基準電圧Ｖｔ例えば低湿度側の基準電圧Ｖｆｚ（設定湿
度ＲＨｔ）若しくは高湿度側の基準電圧Ｖ［１（設定湿
度Ｒ１−１ｚ＞を出力しており、従って、前記出ツノ電
圧Ｖｅと基準電圧Ｖ「２若しくはＶｆｌが与えられるオ
ペアンプ５７は、その差電圧（Ｖｅ　−Ｖｆ　２　）若
しくは（Ｖｅ　−Ｖｆ　１）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７
７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
ＶＯ及’ＣＦＶｈ　（Ｖ（］　＞Ｖｈ　）　がｔぺ７ン
７７１及び７２の各プラス入力端子（＋）に夫々与えら
れているのＣ１オペアンプ７１及び７２は前記差電圧（
Ｖｅ　−Ｖｆ　２　）若しくは（Ｖｅ　−Ｖｆ　１）と
基準電圧Ｖｏ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３
３の電気抵抗値が高く、従って、出ツノ電圧Ｖｅが犬で
差電圧（Ｖｅ　−Ｖｆ　２　）若しくは（Ｖｅ　−Ｖｆ
　１）も人で、（Ｖｅ　−Ｖｆ　’２　）　＞ｖｇ、ｖ
ｂ若しくは（Ｖｅ−ｆ＋）＞ＶＪ、Ｖｈの関係にあり、
これによりオペアンシフ１及び７２の出力信号はロウレ
ベルとなっている。而して、雰囲気湿度は前述したよう
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　−Ｖｒ　２　）若しくは（Ｖｅ　−ｖｔ
’　１）が基準電圧ＶＣ＋より小となったとするとぐ第
５図において、出力電圧ＶＩ２’、湿度ＲＨ，ｔ’若し
くは出力電圧Ｖｒｔ’、湿度Ｒｔ−１２’で、（Ｖｆ　
２’−Ｖｆ２）＝（Ｖｆｘ’−Ｖｆ’１　）の関係にあ
る。）、Ａベアンブ７１の出力信号がハイレベルとなっ
でトランジスタ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１〜ランジスタ１
０のベース電流が減少してＬＣＣ発註回路９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　−ｖｒ　２　）若
しくは（Ｖｅ　−ｖｒ　１）が略零になると即ち雰囲気
湿度が略説定湿度ＲＨ工若しくはＲＨ２になって出力電
圧Ｖｅが基準電圧Ｖｆ’ｚ若しくはＶｆｓに略等しくな
ると、Ａベアンプ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、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ＲＨＩ若しくは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からの設定湿度例えば
ＲＨＩ若しくはＲＨ２に対応する基準電圧Ｖ［例えばＶ
ｆ２若しくはＶｆｘどの差電圧（Ｖｅ　−Ｖｆ２）若し
くは（Ｖｅ　−Ｖｆ　ｔ　）を差電圧検出回路５８によ
って検出し、この差電圧（Ｖｅ　−Ｖｆ２）若しくは（
Ｖｅ　−Ｖｆ’　ｓ　）の大きさに応じて１Ｇ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。更に、前述したように雰囲気湿度が
設定湿度ＲＨｔ若しくはＲ＋−１２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ね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。しかも、湿度検出回路４６の湿
度ＲＨ−出力電圧Ｖｅ特性を、第５図に示すように、低
湿度側から高湿度側に向かうに従って変化率が順次大と
なるように設定するようにしたので、低設定湿度ＲＨ１
に設定した場合の弱加湿運転期間Ｔ’ｌ）　１　（−ｒ
’ａ　１は強加湿運転期間）より高設定湿度ＲＨ２’に
一設定した場合の弱加湿運転期間Ｔｂ　ｔ　（７’ａ　
２は強加湿運転期間）の方が小（Ｔｔ）　！＞Ｔｂ　２
　）となるものであり、従って、加湿量を多く必要とす
る高湿度側に設定された場合には雰囲気湿度が設定湿度
に近くなるまで強加湿運転が行なわれるようになって、
雰囲気湿度を速やかに設定湿度にすることができる。そ
して、湿度検出回路４６の第５図に示す如き湿度ＲＨ−
出力出力Ｖｅ特性は湿度センサ３３に直、並列接続した
出力補正用抵抗３４゜３５及び３７の抵抗値を適宜選定
するだけの簡単な構成で得ることができるので、製作が
容易である。

尚、上記実施例では湿度検出回路４６の湿度−出力電圧
特性を第５図に示すように設定するようにしたが、第５
図とは逆傾斜即ち低湿度側から高湿度側に向かうに従っ
て出力電圧が順次上昇する如き特性としてもよい。

又、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の組合せからな
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。

その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例にのみ限
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、
湿度センサとして湿度に応じ′Ｃ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Ｊ且っ湿度リップルの少ない制御を行なうことができ
、更に、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り、しかも
、湿度検出回路の湿度−出力電圧特性を低湿度側から高
湿度側に向かうに従って変化率が大となるように設定す
るようにしたので、湿度設定回路を高湿度側に設定した
時にも雰囲気湿度を設定温度に速やに調節制御すること
ができ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
は同湿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は電圧差検出回路、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　ｊｐ１３　口筒　４　図（ｅ）Ｖｅ第　５　図Ｐ

Claims

【特許請求の範囲】１、雰囲気湿度を検出するように設けられ個度に応じて
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せる制御回路とを具備
し、前記湿度検出回路の湿度−出力電圧特性は低湿度側
から高湿度側に向かうに従って変化率が大となるように
設定されていることを特徴とする加湿器の自動制御装置
。２、湿度検出回路の湿度−出力電圧特性は湿度センサに
直、並列接続された出力補正用抵抗によって設定されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の加
湿器の自動制御装置。