JPS6051008B2 - 超音波加湿器の保護装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波を発生する霧化用の振動子の空たきや熱
放散悪化等による破壊を防止した超音波加湿器の保護装
置に関する。

周知のように超音波加湿器は超音波を発生する霧化用の
振動子を水槽に配置する構成になつてい，るが、長期間
使用すると振動子の表面に水垢が他の部分より多く堆積
する現象が事実として認められ、この堆積を生ずると、
これまで水により冷却作用を受けていた振動子は、熱放
散が悪化し破壊される場合がある。

また、振動子の表面に泡が付着したり、水槽内の水が無
くなつたりして所謂空だき状態にされた場合も同様に破
壊されるおそれがある。本発明は上記の欠点を除去すべ
くなされたものであり、その第一の目的は振動子電流に
依存する負荷電流を検出しその検出出力によつて振動子
電流の増加を抑制して振動子の破壊を防止し、第二の目
的は振動子電流の抑制によつては保護しきれ・ない状態
になつたときに振動子電流を極度に小さな値に若しくは
遮断状態にして確実な保護を図る超音波加湿器の保護装
置を提供するにある。

以下本発明の各実施例を図面を参照して説明する。第１
図乃至第６図は本発明の第一の目的を達成する各実施例
を示すもので、各図中共通する部分には同一符号を付し
ている。さて、第１図に示す第一実施例において、１及
び２は交流電源端子で、これらをその一方に電源スイッ
チ３を介在して全波整流回路４の交流入力端子に接続す
る。こ・の全波整流回路４はダイオード５乃至８により
構成され直流出力端子間に平滑用コンデンサ９を接続し
、且つ一方の直流出力端子に高周波遮断用のチョークコ
イル１０を介して一方の直流母線１１を接続し、他方の
直流出力端子に他方の直流母線１２を接続する。１３は
発振用トランジスタで、コレクタを一方の直流母線１１
に接続し、エミッタを抵抗１４及びコンデンサ１５の並
列回路を介して直流母線１２に接続する。

前記発振用トランジスタ１３は発振用コンデンサ１６，
１７及び霧化用の振動子１８の等価インダクタンスをも
つて自励式のコルピツツ形発振回路１９を構成するもの
であり、このために、一方の発振用コンデンサ１６を直
流母線１１，１２間に接続し、他方の発振用コンデンサ
１７を発振用トランジスタ１３のベースと直流母線１２
との間に接続している。２０は発振用トランジスタ１３
と振動子１８とを結合する出力トランスで、その一次巻
線２１の一端を直流母線１１に接続し、他端２１ａを結
合コンデンサ２２を介して発振用トランジスタ１３のベ
ースに接続し、更に前記振動子１８を出力トランス２０
の二次巻線２３に接続する。

２４は振動子１８の電流即ち振動子電流等これに依存し
た負荷電流を検出する電流検出回路て、この電流検出回
路２４における検出用コンデンサ２５の一端を前記一次
巻線２１から入力を受けるようにその他端２１ａに接続
し、該検出用コンデンサ２５の他端を直流電源電圧に対
して逆向きのダイオード２６を介して直流母線１２に接
続し、そのダイオード２６と並列に半波整流用のダイオ
ード２７及び平、滑用コンデンサ８の直列回路を接続す
ると共に、その平滑用コンデンサ２８と並列にポテンシ
ョメータ９を接続する。

このポテンショメータ２９の摺動端子は電流抑制回路３
０内の一方のトランジスタ３１のベースに抵抗３２を介
して接続すると共に、該ベースと直流母線１２との間に
コンデンサ３３及び抵抗３４の並列回路を接続する。前
記電流抑制回路３０は電流検出回路２４からの検出出力
を受けて振動子電流の増加を抑制するためのものであり
、前記トランジスタ３１に対してダーリントン接続され
たバイアス制御用のトランジスタ３５を備え、そして、
一方のトランジスタ３１のエミッタを抵抗３６を介して
直流母線１２に接続すると共に、トランジスタ３５のコ
レクタを抵抗３７を介して発振用トランジスタ１３のベ
ースに接続し、このベースを抵抗３８を介して直流母線
１１に接続している。次に上記構成の作用につき説明す
る。

今、電源スイッチ３を投入して全波整流回路４に交流電
源を与えると、直流母線１１，１２間には直流電源が与
えられ、このため発振用トランジスタ１３、発振用コン
デンサ１６，１７及び振動子１８の等価インダクタンス
を基本構成とするコルピツツ形の発振回路１９は発振作
動を開始し、その周波数は発振用コンデンサ１６，１７
と振動子１８の等価インダクタンスに依存したものとな
り、更に振動子電流の振巾従つて電流値は発振用トラン
ジスタ１３のベースと直流母線１２との間から見た電流
抑制回路３０の等価抵抗と抵抗３８との分圧比で決定さ
れた発振用トランジスタ１３のベースバイアス電圧に依
存した値になる。以上のようにして振動子１８が発振回
路１９により駆動され、水槽内の水に超音波を放射しこ
れを霧化させて室内を加湿するものである。さて、以上
のような運転状態において、出力トランス２０の一次巻
線２１を通る振動子電流に依存した負荷電流の一部は検
出用コンデンサ２５を介して電流検出回路２４内に流入
され、ダイオード２７と平滑用コンデンサ２８により直
流化されるのでポテンショメータ２９には振動子電流に
依存した直流電圧が検出出力として生じ、これが抵抗３
２を介して電流抑制回路３０内の一方のトランジスタ３
１のベースに加えられ、他方のトランジスタ３５のコレ
クタ電流の値を決定させる。従つて、今振動子１８の表
面に水垢が堆積したり、或いはまた、泡が付着し若しく
は水槽内の水が無くなつて空だき状態になつたりして、
振動子電流が増加すると、ポテンショメータ２９の端子
間電圧も上昇し、従つてトランジスタ３５のコレクタ電
流が減少するので、発振用トランジスタ１３はそのベー
ス電圧が直流母線１２の電位に接近する方向にベースバ
イアス電圧が減少され、振動子電流の増加が抑制される
。このようにして振動子１８の過大電流による破壊が防
止されるものである。第２図に示す第二実施例において
、電流検出回路２４は低インピーダンスの検出用トラン
ス３９を備え、その一次巻線４０を出力トランス２０の
一次巻線２１と直列に接続し、二次巻線４１の両端間に
抵抗４２を接続すると共に、抵抗４２と並列に前記ダイ
オード２７及び平滑用コンデンサ２８の直列回路を接続
した構成とし、その他は第１図と同一の構成とする。

この構成によれは、出力トランス２０の一次巻線２１に
流れる負荷電流が検出用トランス３９により検出される
ものてあり、前記同様の効果が得られる。第３図に示す
第三実施例のものは、電流検出回路２４内に二次巻線４
３を第２図の場合と同様に接続した検出用トランス４４
の一次巻線４５を振動子１８と直列にノ接続することに
より、電流検出回路２４が検出用トランス４４を介して
振動子電流を直接検出する構成にしたもので、検出電流
が出力トランス２０の漏洩インピーダンスの影響を受け
ることを防止できる。第４図に示す第四実施例のものは
、三次７巻線４６を有する出力トランス４７の一次巻線
２１及び二次巻線２３により発振用トランジスタ１３と
振動子１８とを結合し、その三次巻線４６に第３図と同
様の抵抗４２を接続し、負荷電流を三次巻線４６を介し
て検出する構成にしたものて、フトランスが一個で済む
と云う利点がある。第５図に示す第五実施例のものは第
１図における検出用コンデンサ２５及びダイオード２６
を除去し、ダイオード２７のアノードを発振用トランジ
スタ１３のエミッタに接続することにより、エミッタ抵
抗１４ａの電圧降下を検出入力とする構成にしたもので
ある。第６図は発振回路を他励式とした場合の本発明の
第六実施例を示すもので、以下これを詳述する。

即ち、４８は周知の如く構成されたコルピツツ発振回路
で、これは発振用トランジスタ１３、発振用コンデンサ
４９，５０、発振用コイル５１並びに抵抗５２乃至５５
より成るものである。５６は出力トランジスタで、コレ
クタをチョークコイル５７を介して直流母線１１に接続
し、エミッタを抵抗５８及びコンデンサ５９の並列回路
を介して直流母線１２に接続し、そして上記コレクタを
コンデンサ６０及及び前記振動子１８を介して直流母線
１２に接続する。

また、電流検出回路２４における第１図と同様の前記検
出用コンデンサ２５の入力側端を振動子１８とコンデン
サ６０との共通接続点に接続し、更に、発振用トランジ
スタ１３のコレクタを結合コンデンサ６１を介して出力
トランジスタ５６のベースに接続し、その他は第１図と
同一の構成にする。この第６図の構成によれば、コルピ
ツツ発振回路４８の発振出力は出力トランジスタ５６に
おいて増巾され振動子１８を駆動する。この場合の振動
子電流は振動子１８の両端間電圧をもつて電流検出回路
２４により検出され、そして電流抑制回路３０のトラン
ジスタ３５のコレクタ電流を制御することにより出力ト
ランジスタ５６のベースバイアス電圧を制御し、以つて
振動子電流の増加を抑制するものてある。次に本発明の
他の目的を達成する各実施例につ，き説明する。

即ち、第７図に示す第七実施例のものは、基本的には第
１図の回路に表示回路６２を有する停止回路６３を迫加
した構成のもので、停止回路６３は、電流抑制回路６４
による振動子電流抑制量が所定値に達したことを応動し
てその振！動子電流を極度に小さく、若しくは遮断しよ
うとするものであり、また、表示回路６２は停止回路６
３による停止等停止回路６３の作用状況を表示しようと
するものである。この第７図における電流抑制回路６４
の構成は第１図のそれとやや異なりり、第１図のトラン
ジスタ３１に相当する初段のトランジスタ６５のエミッ
タは直流母線１２に直接接続し、また、後段のトランジ
スタ６６のベースをトランジスタ６６のコレクタに接続
し、エミッタを共通線６７に接続し、コレクタを抵抗６
８及びコンデンサ６９の並列回路を介して直流母線１２
に接続する。前記停止回路６３は共通線６７及び直流母
線１２間に順方向向きに接続したサイリスタ７０を有し
、そのゲートを抵抗７１を介して直流母線１２に接続す
る一方、ツェナーダイオード等定電圧導通素子７２を介
してトランジスタ６６のコレクタに接続する。また、共
通線６７と直流母線１１との間に前記抵抗３８を接続し
、共フ通線６７と直流母線１２との間にはコンデンサ７
３を接続すると共に、共通線６７を抵抗７４を介して発
振用トランジスタ１３のベースに接続する。前記表示回
路６２はコレクタをネオンランプよりなる表示ランプ７
５を介して直流母線１２に９接続したトランジスタ７６
を有し、そのベースを抵抗７７を介して共通線６７に接
続し、エミッタを抵抗７８を介して直流母線１２に接続
し、コレクタを抵抗７９を介して直流母線１１に接続し
ている。以上構成の第７図の実施例の作用を述べる■こ
、電流抑制回路６４のトランジスタ６５のベースに負荷
電流の検出入力を受けると、これが増加方向にあれば、
トランジスタ６５のコレクタ電圧が降下するので、他方
のトランジスタ６６のエミッタ電圧従つて共通線６７の
電圧が降下し発振用トランジスタ１３のベースバイアス
電圧が低下されるので、振動子電流の増加が抑制される
。このような振動子電流抑制作用中に、振動子１８がそ
の振動子電流を更に一層増大させるような異常状態に達
すると、即ち、振動子１８が電流抑制回路６４による振
動子電流抑制作用では保護しきれない状態に達すると、
このときには振動子電流が極めて大きくなろうとしてい
て、これに伴う抑制量の増大によりトランジスタ６６の
コレクタ電流が大きくなつているので、抵抗６８の端子
電圧が定電圧導通素子７２の遮断電圧以上に高くなつて
その定電圧導通素子７２が導通し、以つてサイリスタ７
０がゲート信号を受けてオンする。このため、共通線６
７の電位が略直流母線１２の電位まで低下し、従つて発
振用トランジスタ１３のベースバイアス電圧が極端に低
くなつて振動子電流は極度に小さくなるか若しくは遮断
状態になり、振動子１８はその駆動が実質的に停止され
破壊から保護される。これと同時に、共通線６７の電位
が降下したことに伴い、これまでオン状態にあつたトラ
ンジスタ７６がオフに転じるので、表示ランプ７５は点
灯し、停止回路６３が作動したこと、即ち振動子１８の
駆動が保護作用によつて停止された旨を報知する。これ
により使用者は振動子１８の清掃或いは水の補給の必要
を知り得る。この実施例によれば、サイリスタ７０はオ
ン後、この状態を電源が遮断されるまで自動的に継続す
るから、自己保持回路が不要であつて構成が簡単になる
。また、電流抑制回路６４による振動子電流の抑制量が
所定値に達したことをサイリスタ７０のゲート回路に設
けた定電圧導通素子７２によつて判断しているのでサイ
リスタ７０の動作開始にばらつきを生ずることを防止で
きる。第８図に示す第八実施例のものは、停止回路６３
内をサイリスタ７０の代りに、サイリスタ等価回路を形
成するように接続された第一のトランジスタ８０及び第
二のトランジスタ８１により構成したもので、これに伴
い、第７図のトランジスタ６５の代りに電流抑制用トラ
ンジスタ８２を設け、そして、そのコレクタを共通線６
７に直接接−続して、エミッタを電圧負担用抵抗８３を
介して直流母線１２に接続し、更に、第一のトランジス
タ８０のエミッタを共通線６７に、第二のトランジスタ
８１のエミッタ及びベースを夫々直流母線１２及び電流
抑制用トランジスタ８２のエミッタに接続し、該トラン
ジスタ８１のコレクタを抵抗８４を介して共通線６７に
接続し、その他は第７図と同一の構成にする。

この第八実施例によれば、第一及び第二のトランジスタ
８０，８１がサイリスタ７０の代りをなすはかりてなく
、第７図のトランジスタ６６の作用も兼ねるのて構成が
安価になる。第９図に示す第九実施例のものは、第７図
のサイリスタ７０の代りに他のサイリスタ８５を設け、
このサイリスタ８５のアノードをスイッチ装置に相当す
るリレーのリレーコイル８６を介して前記全波整流回路
４の正の直流出力端子に接続する一方、その正の直流出
力端子と直流母線１１との間にリレー接点８７の常閉側
の接片ｃｍｄ間を介在し、また、常開側接片ｃｍａ間中
の固定接片ａは抵抗８８及び表示ランプ７５を介して直
流母線１２に接続する。

この第九実施例は、第７図の場合と同様の作用によりサ
イリスタ８５がオンすると、スイッチ装置であるリレー
のリレーコイル８６が通電されるので、リレー接点８７
の接片ｃｍｂ間がオフされて発振回路１９の直流電源を
遮断すると同時に接片ｃｍａ間がオンして表示ランプ７
５が点灯される。尚、この第九実施例の変形例として、
図示しないがリレー接点を振動子１８と直列に設けて振
動子電流を直接遮断する構成にしてもよい。第１０図に
示す第十実施例のものは第７図における定電圧導通素子
７２を介して入力を受けるサイリスタ７０の代りに、そ
の定電圧導通素子７２からトランジスタ８９を介してト
リガー入力を受ける単安定マルチバイブレータ９０を設
けたものであり、この単安定マルチバイブレータ９０は
、二個のトランジスタ９１，９２、コンデンサ９３及び
抵抗９４乃至９６より成り、常時は一方のトランジスタ
９１のみがオンになつている。この実施例の場合も、第
７図の場合と同様に、電流抑制回路６４による振動子電
流の抑制量が所定値に達すると、定電圧導通素子７２が
導通するものであり、この導通によソー方のトランジス
タ９１がオフされ、他方のトランジスタ９２がオンに転
じられる。このトランジスタ９２のオンにより発振用ト
ランジスタ１３が実質的に遮断状態にされ発振を停止す
る。もし、振動子１８の振動子電流が正常な値まで減少
するように回復した場合は、この時点で定電圧導通素子
７２が遮断されるので、単安定マルチバイブレータ９０
も元の状態に戻り、発振回路１９は発振状態を回復する
。本発明は以上述べたように、振動子が空だきやノ熱放
散悪化等に陥つても、これに伴う振動子電流の増加を抑
制することにより該振動子の破壊を防止てき、また、上
記抑制作用によつては保護しきれない場合に振動子電流
を極度に小さくするか若しくは遮断することにより、保
護の確実性を図り門得る超音波加湿器の保護装置を提供
てきる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１０図は夫々本発明の第一乃至第十実施例
を示す結線図てある。 図中、１３は発振用トランジスタ、１４ａは工ミッタ抵
抗、１６及び１７は発振用コンデンサ、１８は振動子、
１９は発振回路、２０は出力トランス、２１は一次巻線
、２３は二次巻線、２４は電流検出回路、２５は検出用
コンデンサ、３０は電流抑制回路、３５はバイアス制御
用のトランジスタ、３９，４４は検出用トランス、４６
は三次巻線、４７は出力トランス、４８はコルピツツ発
振回路、５６は出力トランジスタ、６２は表示回路、６
３は停止回路、６４は電流抑制回路、７０はサイリスタ
、７２は定電圧導通素子、７５は表示ランプ、８０は第
一のトランジスタ、８１は第二のトランジスタ、８２は
電流抑制用トランジスタ、８３は電圧負担用抵抗、８６
はリレーコイル（スイッチ装置）、８７はリレー接点（
スイッチ装置）である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 霧化用の振動子を駆動する発振用トランジスタを備
   えた発振回路と、振動子電流に依存する負荷電流を検出
   する電流検出回路と、この電流検出回路による検出出力
   を入力として受け前記振動子電流の増加を抑制する電流
   抑制回路とを具備し成る超音波加湿器の保護装置。 ２ 発振回路が発振用トランジスタに振動子を出力トラ
   ンスを介して結合した自励式に構成され、電流検出回路
   が検出用コンデンサを介して前記出力トランジスタの一
   次巻線から入力を受ける構成にされた特許請求の範囲第
   １項に記載の超音波加湿器の保護装置。 ３ 発振回路が発振用トランジスタに振動子を出力トラ
   ンスを介して結合した自励式に構成され、電流検出回路
   が前記出力トランスの一次巻線に直列に接続された検出
   用トランスを有しこの検出用トランスを介して入力を受
   ける構成にされた特許請求の範囲第１項に記載の超音波
   加湿器の保護装置。 ４ 電流検出回路が振動子と直列に接続された検出用ト
   ランスを有し、この検出用トランスを介して振動子電流
   を検出する構成にされた特許請求の範囲第１項に記載の
   超音波加湿器の保護装置。 ５ 発振回路が発振用トランジスタに振動子を出力トラ
   ンスの一次及び二次巻線間を介して結合した自励式に構
   成され、電流検出回路が前記出力トランスの三次巻線か
   ら入力を受ける構成にされた特許請求の範囲第１項に記
   載の超音波加湿器の保護装置。 ６ 電流検出回路を発振用トランジスタのエミッタ抵抗
   の電圧降下を検出する構成にした特許請求の範囲第１項
   に記載の超音波加湿器の保護装置。 ７ コルピツツ発振回路と、この発振回路からの発振出
   力を入力として受ける出力トランジスタと、この出力ト
   ランジスタによつて駆動される霧化用の振動子と、振動
   子電流に依存する負荷電流を検出する電流検出回路と、
   この電流検出回路による検出出力を入力とし前記出力ト
   ランジスタのベースバイアス電圧を前記振動子電流の増
   加を抑制する方向に制御するバイアス制御用のトランジ
   スタとを具備して成る超音波加湿器の保護装置。 ８ 霧化用の振動子を駆動する発振用トランジスタを備
   えた発振回路と、振動子電流に依存する負荷電流を検出
   する電流検出回路と、この電流検出回路による検出出力
   を入力として受け前記振動子電流の増加を抑制する電流
   抑制回路と、この電流抑制回路の作用による電流抑制量
   が所定値に達したことに応動して前記振動子電流を極度
   に小さな値に若しくは遮断状態にする停止回路とを具備
   して成る超音波加湿器の保護装置。 ９ 停止回路が自身の作用状況を表示する表示回路を有
   する特許請求の範囲第８項に記載の超音波加湿器の保護
   装置。 １０ 停止回路が電流抑制回路からゲート信号を受ける
   サイリスタを備えこのサイリスタのスイッチング作動に
   より振動子電流を極度に小さな値に若しくは遮断状態に
   するように構成された特許請求の範囲第８項に記載の超
   音波加湿器の保護装置。 １１ サイリスタのゲートが定電圧導通素子を直列に接
   続して有する特許請求の範囲第１０項に記載の超音波加
   湿器の保護装置。 １２ 電流抑制回路をコレクタ及びエミッタ間に対して
   直列に電圧負担用抵抗を有する電流抑制用トランジスタ
   により構成し、停止回路を前記電圧負担用抵抗の端子電
   圧によりベース入力を受ける第一のトランジスタとこの
   第一のトランジスタにこれと共にサイリスタ等価回路を
   形成するように接続された第二のトランジスタとにより
   構成した特許請求の範囲第８項に記載の超音波加湿器の
   保護装置。 １３ 停止回路が発振回路の電源を遮断するスイッチ装
   置を備えた特許請求の範囲第８項に記載の超音波加湿器
   の保護装置。 １４ 停止回路が、電流抑制量が所定値に達したときに
   通電されるリレーコイル及び発振回路の電源を遮断し且
   つ表示回路を通電するリレー接点よりなるリレーを有す
   る特許請求の範囲第９項に記載の超音波加湿器の保護装
   置。 １５ 停止回路が振動子電流を制御できる発振回路内の
   トランジスタのベースバイアス電圧を制御する構成にさ
   れた特許請求の範囲第８項に記載の超音波加湿器の保護
   装置。