JP4645111B2

JP4645111B2 - 静電霧化装置及びこれを備えた空気調和機

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Publication number: JP4645111B2
Application number: JP2004271998A
Authority: JP
Inventors: 健二小幡; 浩井上
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2024-09-17
Also published as: JP2006007195A

Description

本発明は、静電霧化装置及びこれを備えた空気調和機に関し、詳しくは水溜め部の水なし状態の正確な判定を行なう技術に関するものである。

従来、空気調和機（空気清浄機）として空気中の塵や挨等を捕捉するフィルタや臭い分子を吸着する活性炭等のフィルタを備えたもの、或いは静電霧化の技術を利用して脱臭を行なうものが知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、静電霧化とは、セラミックのような多孔体で構成された搬送部で保持された水等の液体と対向電極との間に高電圧を印加し、毛細現象で搬送部の先端まで運ばれた水が対向電極に向けて霧化するという現象である。

ところで、従来の静電霧化装置では、次の点が問題となる。水を霧化させる静電霧化装置にとって、水溜め部内の水位を検出する何らかの手段を設ける必要が生じてくる。

そこで本発明者らは本発明に至る過程で、水溜め部の水位に合わせて浮き沈みするマグネット付きフロートとマグネットから発生する磁界に反応して水溜め部内の水位を検知するリードスイッチとの距離によって信号が制御回路に入力されることで水検知を行なうフロート検知方式と、搬送部と対向電極との間に高電圧を印加する高電圧印加において電圧印加部の電気変量を検知することで水検知を行なう電流検知方式とを考えた。

しかし、フロート検知方式のみでは、水が若干水溜め部内に残っている状態でもフロートが沈んでしまうため、水が若干水溜め部内に残っているにもかかわらず水なしと判断してしまうという問題点があり、一方、電流検知方式のみでは、水が水溜め部内にある状態でも、搬送部を構成する吸水体が水内に含まれる不純物等で詰まると放電電流が減少するなど、電流値によっては水なしと誤判定するという問題点があった。

また、従来の静電霧化装置には、水を供給する場合、一般的に使用者が定期的に水量を確認して補充するか、あるいは上記フロートスイッチや電気変量検出手段を用いて水なし状態を検出して、そのいずれか１つの結果により報知するものしかなかった。例えば、上記電気変量で検出する場合、必ずしも水量を検出することにならず、搬送部の目詰まりなどにより、水を先端まで搬送できない状態においても、水がないのと同じ検出状態になってしまう。一方、フロート検知方式による水量検出の場合、組立や部品バラツキを考慮して、フロートの検出位置を設定すると、水溜め部には水が残っており、当然、搬送部にも水が残っている状態であるにもかかわらず、水なしと判定してしまうという場合があった。

また、水切れをタイマーで報知する場合は、運転モードの差や、温湿度の環境の差に関係なく報知するため、水がない状態でも、水なしを検出できなくなるという問題があった。

また、電気変量とタイマーとで、搬送部の目詰まりや破損等のトラブル判定を行なう方法もあるが、その判定に時間を要したり、或いは短時間では水なしとの識別ができないという問題もあった。
特開平５−３４５１５６号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、水溜め部内の水が確実になくなった時に報知でき、水なしの判定精度を向上させることができる静電霧化装置及びこれを備えた空気調和機を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するために本発明に係る静電霧化装置は、水を溜める水溜め部１と、水溜め部１の水を水溜め部１の外部に位置する先端側へ搬送する搬送部２と、搬送部２の水に高電圧を印加する電圧印加部５とを有して、搬送部２の水に高電圧を印加することにより搬送部２の水が霧化してミストを発生させる静電霧化部６と、上記静電霧化部６を着脱自在に収納する本体側タンクケース１８とを備えた静電霧化装置であって、上記水溜め部１の水の量を判定する水検知手段４１を有し、この水検知手段１１が水なしと判定した時点で起動して上記静電霧化部６が発生させるミストの強弱によって異なる一定時間をカウントするタイマーと、該タイマーによって一定時間が経過したときに駆動される報知手段４２とを備えたことを特徴としている。

このような構成とすることで、水検知手段４１による水なしの判定が行われた後、一定時間後に報知手段４２を駆動させることによって、水溜め部１内の水が確実になくなった時に確実に且つ正確に使用者に報知できる。従って、水Ｗが水溜め部１内にあるにもかかわらず、水なしと判定してしまうことがなく、使用者に誤解を与えることもない。また、上記タイマーで設定される時間を、運転モード（例えばミスト強モード運転、ミスト弱モード運転）により異なる設定とすることで、水なし判定をより精度良く行なうことができ、確実に且つ正確に使用者に報知できるようになる。

また、本発明に係る静電霧化装置は、水溜め部１の水の量を判定する水検知手段４１を複数有し、全ての水検知手段４１からの情報が水なしと判定した時から、一定時間後に報知手段４２を駆動することを特徴としている。

このような構成とすることで、複数の水検知手段４１を用いて、各々、水なし判定を行なうことにより、水なし判定の精度の信頼性をより高めることができる。

また、上記水検知手段４１は、水溜め部１の水位に合わせて浮き沈みするマグネット１３付きフロート１２とマグネット１３から発生する磁界に反応して水溜め部１内の水位を検知する磁気検知器とを備えると共にこの磁気検知器とフロート１２の位置関係によって信号が制御回路５１に入力されることで水検知を行なうフロート検知方式と、搬送部２の水に高電圧を印加する高電圧印加において電圧印加部５の電気変量を検知することで水検知を行なう電流検知方式の少なくとも一方で構成されているのが好ましく、この場合、例えばフロート検知方式による水なし判定と、電流検知方式による水なし判定との少なくとも一方を行なった時点から一定時間を確保することで、水なし判定の精度を、より一層、向上させることができる。

また、上記水検知手段４１が電流検知方式である場合において、水検知手段４１の出力値によって、上記報知手段４２を駆動させるまでの一定時間を可変させるのが好ましく、この場合、水検知手段４１の出力値（電圧）は水なしの進行によってある傾きをもって変化してくるが、この傾きを制御回路５１内で演算することによって、どのくらいの速さで水なしが進んでいるのかを把握することができる。これにより、上記出力値を随時測定して報知までの時間を可変させることができる。このように水検知手段４１から出力される電圧を処理し、それに応じて報知までの時間を可変とすることで、確実に且つ正確に使用者に報知できるようになる。

また、上記報知手段４２を駆動させるまでの一定時間を、外部の温度又は湿度の少なくとも一方を検出する温湿度検出手段からの情報によって、可変させるのが好ましく、この場合、外気温等によって静電霧化による蒸発量及び自然蒸発量も変わってくるため、温湿度検出手段からの情報によって、水なし状態を確定してから報知するまでの時間を可変とすることで、確実に且つ正確に使用者に水なし状態を報知できるようになる。

また、上記報知手段４２を視覚的に判断できる表示方式とし、水検知手段４１からの情報が水なしと初期判定した時の表示と、一定時間後に最終確定した後の表示とを異なる表示態様とするのが好ましく、この場合、より明確に、使用者に水なしを知らせて、水補給を促すことが可能となる。

また本発明に係る静電霧化装置は、水溜め部１の水の量を判定する水検知手段４１を複数有すると共に、所定数の水検知手段１４が水なしと判定したときに報知手段４２を駆動することを特徴としている。

このような構成とすることで、より的確なタイミングにて水補姶を催促することができる。

また本発明に係る空気調和機は、上記静電霧化装置４０と、モータ２２によって駆動されるファン２３と風洞２４とからなる送風機とを備え、吸い込み口２５から吸い込んだ空気をフィルター部２６で濾過した後、吐出口２７から外部に放出させる空気調和機であって、上記送風機からの単位時間あたりの風量変動に応じて、上記報知手段４２を駆動させるまでの一定時間を可変させるようにしたことを特徴としている。

このような構成とすることで、単位時間当たりの風量が基準値よりも高いときは、報知までの時間を短くするように変化させることによって、空気調和機に組み込まれている静電霧化装置４０の水Ｗがほぼ完全になくなった状態で、確実に且つ正確に、使用者に報知できるようになる。

以上のように本発明に係る静電霧化装置は、水溜め部内の水が確実になくなった時に、確実に且つ正確に使用者に報知できるので、水なしの判定精度を向上させることができる。

また本発明に係る静電霧化装置は、上記１つの水溜め部に対し、水溜め部の水の量を判定する複数方式の水検知手段をそれぞれ備え、全ての方式の水検知手段からの情報が水なしと判定した時から、一定時間後に報知を行なうので、複数方式の水検知手段を用いて、各々、水なし判定を行なうことができ、水なし判定の精度の信頼性をより高めることができる。

さらに本発明に係る静電霧化装置は、上記１つの水溜め部に対し、水溜め部の水の量を判定する複数方式の水検知手段をそれぞれ備えると共に、複数方式のうち所定数の方式の水検知手段が水なしと判定したときに報知を行なうので、より的確なタイミングにて水補姶を催促することができる。

また本発明に係る空気調和機は、水溜め部内の水が確実になくなった時に使用者に報知でき、水なしの判定精度の高い静電霧化装置を備えると共に、単位時間当たりの風量が基準値よりも高いときは、報知までの時間を短くするように変化させるようにすることで、静電霧化装置の水がほぼ完全になくなった状態で確実に且つ正確に使用者に報知可能となり、水切れやトラブルに対して判定精度の高い空気調和機が得られる。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

本実施形態の静電霧化装置４０は、図３、図４に示すように、静電霧化部６と、静電霧化部６を着脱自在に収納する本体側タンクケース１８とで構成されている。静電霧化部６は、水Ｗを溜める水溜め部１と、水溜め部１の水Ｗを搬送する搬送部２と、搬送部２による水Ｗの搬送方向に対向するように配置された対向電極３と、搬送部２と対向電極３との間に高電圧を印加する電圧印加部５（図１）とを備え、上記搬送部２と対向電極３との間に高電圧を印加することにより搬送部２の水Ｗが霧化してミストを発生させるものである。さらに水溜め部１内には、水溜め部１の水位に合わせて浮き沈みするマグネット１３付きフロート１２が収納され、一方、本体側タンクケース１８の外面側にはフロート１２のマグネット１３から発生する磁界に反応して水溜め部１内の水位を検知するリードスイッチ１５が設置されている。

上記静電霧化部６は水溜め部１を下部に備えたもので、円筒状で且つ周面に通風孔７が開口するホルダー８と、該ホルダー８の上部に配された対向電極３と、ホルダー８の下部に嵌め込まれて水Ｗに対する電圧印加を担う印加電極４と、この印加電極４によって保持されている搬送部２を構成する複数本の棒状吸水体２ａとで構成されて
いる。各棒状吸水体２ａは、毛細現象を起こしうる多孔体で構成されている。水溜め部１は、カップ状に形成されていると共に、その上端開口縁の外面の突起は、例えば、上記ホルダー８の下部に装着されている印加電極４の外周フランジ部に設けられている係合凹所にバヨネット係合することで取り付けられている。

なお図３、図４の例では、水溜め部１の底部１ａに、フロート１２が水溜め部１の底部１ａより低い位置まで移動可能となるように窪み５７を設けている。この窪み５７の大きさはフロート１２よりもひと回り大きく、フロート１２の大部分が入り込むことができる程度に形成されている。これにより、フロート１２が水溜め部１の底部１ａより低い位置まで移動することができ、フロート１２が窪み５７に沈んでしまった状態では水溜め部１の水Ｗがほとんど残っていない状態となるため、後述のように確定から報知まで一定時間を確保することとあいまって、水Ｗが若干あるのに水なしとする誤報知をより確実に防止できるようになる。もちろん、窪み５７は必ずしも必要でない。なお図３中の２０は水溜め部１の装着を検知するスイッチである。

また、上記対向電極３と印加電極４は共にカーボンのような導電材を混入した合成樹脂やＳＵＳのような金属で形成されることで導電性を有しているもので、ホルダー８の上部に被せられる対向電極３はその外周面に形成された接続用突部の外面に接触する接地用接触板を通じて接地される。ホルダー８の下部内に嵌め込み固定されてホルダー８内面のリブで押さえ固定されている印加電極４も同じく、その外周面に形成された接続用突部の外面に接触する接触板を介し高電圧を印加する電圧印加部５に接続されている。

上記棒状吸水体２ａは、上が針状に尖ったもので、複数本、図４の例では３本の棒状吸水体２ａが印加電極４に取り付けられている。これら棒状吸水体２ａは同一円周上に等間隔で配置されて、上部が印加電極４よりも上方に突出し、下部は下方に突出して上記水溜め部１内に入れられた水Ｗと接触する。なお棒状吸水体２ａの数は本実施形態では３本で説明しているが、何本であってもかまわない。

図３及び図４（ｂ）中の１０は印加電極４から下方に突出している円筒状のスカートで、上記複数本の棒状吸水体２ａの外側を囲んでいるとともに、その下端は棒状吸水体２ａの下端よりも下方に位置し、下端開口には格子保護カバー１１が被せられている。印加電極４における該スカート１０は、水溜め部１内に入れられた水Ｗと接触することで水Ｗに高電圧を印加すると同時に、上記格子保護カバー１１と共にセラミックで形成されている棒状吸水体２ａの保護を行なうものである。

一方、ホルダー８の上面開口を閉じるように装着された対向電極３は、図４（ａ）に示すように、中央に開口部１６を有するとともに、この開口部１６の縁は上方から見た時、上記複数本の棒状吸水体２ａの上端の針状部２ｂを中心とする複数の同一径の円弧Ｒを他の円弧ｒで滑らかにつないだものとなっている。対向電極３を接地し、印加電極４に電圧印加部５を接続するとともに、棒状吸水体２ａが毛細現象で水Ｗを吸い上げている時、棒状吸水体２ａの上端の針状部２ｂが印加電極４側の実質的な電極として機能すると同時に、対向電極３の上記円弧Ｒが実質的な電極として機能して水Ｗを搬送する搬送部２を構成する棒状吸水体２ａの先端と対向電極３との問に高電圧が印加されることになる。なお、上記開口部１６には格子状保護カバー１７が被せられることで、開口部１６を通じて棒状吸水体２ａに手指などが接触することが防止されている。

なお、霧化させる水としては、例えば水道水、地下水、電解水、ｐＨ調整水、ミネラルウォーター、或いは、ビタミンＣやアミノ酸等の有用成分が入った水、アロマオイルや芳香剤や消臭剤等が添加されている水、或いは、Ｃａ，Ｍｇ等のミネラル成分が入った水等、各種の液体が使用され得る。また水道水の場合、水（水道水）：精製水の割合が１：４であることが好ましい。ちなみに、水道水だけでは、カルシウム等のミネラル成分によって多孔体内部に詰まりが発生しやすい。一方、精製水（純度の高い水）だけでは導電性が低い。そこで両者を上記割合で混ぜることで、多孔体の詰まりがなく、導電性も十分に確保できるようになる。

図５に静電霧化部６の原理図を示す。今、水Ｗを入れた水溜め部１を装着して、印加電極４のスカート１０に水Ｗを接触させると同時に、棒状吸水体２ａに毛細現象で水Ｗを吸い上げさせ、さらに対向電極３を接地するとともに印加電極４に高電圧発生源となる電圧印加部５を接続して、印加電極４にマイナスの電圧を印加すると、搬送部２を構成する棒状吸水体２ａの先端と対向電極３との問に高電圧が印加されることとなる。この電圧が水Ｗにレイリー分裂を起こさせることができる高電圧であれば、棒状吸水体２ａの上端の針状部２ｂに達した水Ｗはここでレイリー分裂を起こしてナノメータサイズの粒子径のミストＭとなる霧化を生じさせる静電霧化がなされる。

また図３に示すように、印加電極４の内部にはフロート１２が配置され、そのフロート１２内にはマグネット１３が固定されている。このマグネット１３付きフロート１２全体の比重は水Ｗの比重１よりも小さく設定され、これにより、水溜め部１の水位に合わせて浮き沈みするようになっている。またフロート１２の中心部には貫通穴１２ａが貫設されており、その貫通穴１２ａに棒状のガイドピン１４を通すことで、上下方向に安定した摺動が可能となる。

本例ではフロート１２を縦筒形とし、その内部にマグネット１３を固定している。ここで図６はマグネット１３をフロート１２の径方向（図の横方向）に着磁させており、図７はマグネット１３をフロート１２の縦軸Ｎの方向（図の縦方向）に着磁させている。ちなみに図６の場合は、フロート１２が縦軸Ｎ回りに矢印イで示すように回転した時に磁界の向きが変わってしまい、リードスイッチ１５が反応しない箇所などが存在してしまうことがあり、この場合、フロート１２の回転防止や位置決め用の部材などを別途必要とし、またこの場合、フロート１２の摺動性が悪くなる問題もある。そこで、図７に示すように、フロート１２の縦軸Ｎの方向に着磁をするのが好ましく、この場合は、フロート１２が縦軸Ｎ回りに回転しても磁界の向きは変わらなくなるので、回転防止などの部材が必要でなくなり、しかも安定した検知範囲を確保できるようになる。

一方、リードスイッチ１５は、一対のリード片５０Ａ，５０Ｂを備え、リード片５０Ａ，５０Ｂの突き合わせ部には、マグネット１３が近接するとそれに伴う磁界変化によって電気的な開閉動作を繰り返す対向する２つの接点部５０ａ，５０ｂが設けられ、各接点部５０ａ，５０ｂはガラス管５０ｃにて封止されている。このリードスイッチ１５は、図３に示すように、本体側タンクケース１８の外側の下面中央部に設けた保持部５６にて固定されており、水溜め部１内の水Ｗが多い時にはフロート１２は浮いているので接点部５０ａ，５０ｂがＯＦＦになり、水Ｗが少ない時にはフロート１２が沈んでくるので接点部５０ａ，５０ｂがＯＮになり、これにより水溜め部１内の水位を検知できるようになっている。

ここで、静電霧化部６が本体側タンクケース１８に対して着脱自在となっている静電霧化装置４０において、リードスイッチ１５を本体側タンクケース１８に設置している。このときリードスイッチ１５を本体側タンクケース１８の内側に設置してもよいが、水溜め部１からの水漏れによる浸水や汚れ、または人が触れることによる破損などが起こってしまう。そこで、本体側タンクケース１８の外側の人に触れられない箇所にリードスイッチ１５を設けることで上記問題点を解消できる。つまり、フロート１２のマグネット１３から発生する磁界に反応するリードスイッチ１５を本体側タンクケース１８の外側に設けることによって、水溜め部１からの水漏れによる浸水や汚れ、または人が触れることによるリードスイッチ１５の破損を防止できる効果が得られる。なお、本例においては、水溜め部１から搬送部２に水Ｗを供給する方式となっているが、水溜め部１がない方式での構成も可能である。

また、本発明においては、図２に示すように、静電霧化部６の水溜め部１の水の量を判定する水検知手段４１と、水検知手段４１からの信号を処理するマイクロコンピュータで構成される制御回路５１と、水なし判定された場合に報知を行なう報知手段４２とを備えている。電圧印加部５の高電圧回路の出力側（第４端子Ａ４）と制御回路５１の入力側との間には、電圧印加部５へ流れる電流を検知する電流検出部６２と、該電流を増幅する増幅器５２とが介在されている。報知手段４２は、例えば、発光ダイオードＬＤからなる水補給ランプとお手入れランプとを備えている。なお図２中の６４は電源である。もちろん、ランプによる報知以外に、ブザーや音声による報知であってもよい。

本例の水検知手段４１は、前述したマグネット１３付きフロート１２とそのマグネット１３の磁力を検知する検知器（リードスイッチ１５）とで構成されるフロートスイッチと、高圧発生回路の電気変量を検出する電流検出部６２及び増幅器５２等で構成される電気変量検知手段とを備えると共に、一定時間をカウントするタイマー（図１２、図１５、図１８）を備えている。以下の例ではフロートスイッチによるフロート検知方式と、電気変量検出手段による電流検知方式と、タイマーにより水量を検知するタイマー検知方式とを備える場合を説明するが、これら３方式すべてを有する必要はなく、少なくとも２方式を有するものであればよい。

先ず、フロート検知方式を説明する。図８に示すリードスイッチ１５とフロート１２の距離ｔによって図９に示す制御回路５１にＨ信号又はＬ信号が入力されるようになっている。なお図９中の６０はチャタリング除去回路、６１はプルダウン抵抗である。本例では、水が十分にある場合は、フロート１２は浮いた状態にあり、このときリードスイッチ１５はＯＦＦ状態にあり、このとき制御回路５１にはＬ信号（或いはＨ信号でもよい。）が入力されるが、水が消費されていくと水位が低下し、フロート１２も下がり、所定値まで下がるとフロート１２に内蔵されたマグネット１３の磁力により、リードスイッチ１５がＯＮとなり、制御回路５１ヘの入力信号は反転する。よって、フロート１２が浮いている状態でＬ信号が入力される場合は、制御回路５１にはＨ信号が入力されることになる。なお、フロート１２が浮いている状態でＨ信号が入力される場合は、制御回路５１にはＬ信号が入力されることになる。これにより、水が減少して水位が低下したことを検出することが可能となる。これがフロート検知方式である。

次に、電流検知方式を説明する。図１に示すように、電圧印加部５は６つの端子Ａ１〜Ａ６を備えている。第１端子Ａ１は高電圧印加制御信号が制御回路５１から入力されるところであり、制御回路５１から信号が入ると電圧印加部５が駆動して、高電圧が発生するようになる。制御回路５１からの信号がなくなると、電圧印加部５は駆動しなくなり高電圧は発生しなくなる。第２端子Ａ２は電圧印加部５を駆動させるための直流電圧Ｖを入力するところである。すなわち、第２端子Ａ２に直流電圧Ｖが入力されていないと、制御回路５１から第１端子Ａ１に入力信号が入っても電圧印加部５は駆動せず、高圧を発生しない。第３端子Ａ３は高電圧異常時に出力がなされるところで、例えば、印加電極４と対向電極３間がショートしている場合など、対向電極３から印加電極４にある設定された電流以上の電流が流れると、危険と判断し、第３端子Ａ３より異常信号が出力される。この出力された信号は制御回路５１に入力され、制御回路５１内でプログラム処理が行われ、第１端子Ａ１へ入力されていた信号を絶つようにすることで、電圧印加部５の異常時の安全性を確保している。第４端子Ａ４及び第５端子Ａ５はそれぞれ接地されている。第５端子Ａ５は、対向電極３に接続されている。つまり第５端子Ａ５は、対向電極３を介して接地されている。第６端子Ａ６は高電圧発生部で第１端子Ａ１に制御回路５１からの入力が有ると電圧印加部５が起動し、第６端子Ａ６にマイナスの高電圧が発生する。この第６端子Ａ６は印加電極４に接続されている。このようにして、第５端子Ａ５に接続された対向電極３と第６端子Ａ６に接続された印加電極４との間に高電圧が印加されることで前述のように静電霧化が行われる。この時に、放電電流Ｉ２として、対向電極３→棒状吸水体２ａ→印加電極４の経由で電流が流れる。この放電電流Ｉ２は棒状吸水体２ａに十分に水Ｗが吸水された状態であると、数十μＡの電流が流れるが、水溜め部１内の水がなくなり、棒状吸水体２ａに水がなくなると、抵抗が大きくなるので、結果、放電電流Ｉ２は水がある時に比べて減少するようになる。

次に、上記電流検知方式の行い方を説明する。第１端子Ａ１に制御回路５１から信号が入力されると、電圧印加部５は駆動し始める。電圧印加部５が駆動すると、そこに直流電源Ｖから第２端子Ａ２に電流Ｉ１が流入し、この電流Ｉ１は電圧印加部５内を経由して第４端子Ａ４から流出し、さらに接地部へと流れる。この第４端子Ａ４から接地部までの間に抵抗Ｒ１を入れておくことで、第４端子Ａ４から流出した電流Ｉ１は抵抗Ｒ１を通過した後、接地部へと流れることとなる。抵抗Ｒ１に電流Ｉ１が流れると、抵抗Ｒ１の両端にはオームの法則によって、電圧Ｖ１が発生する（電圧Ｖ１＝抵抗Ｒ１×電流Ｉ１）。この抵抗Ｒ１は図２に示す電流検出部６２を構成している。この抵抗Ｒ１の両端に発生した電圧Ｖ１は非常に小さな電圧であることが多いので、電圧Ｖ１を増幅器５２に入力し、増幅した電圧Ｖ２を制御回路５１に入力するようにしている。ここで、電圧印加部５へ流れる電流Ｉ１は、水溜め部１内に水Ｗがあり、棒状吸水体２ａが十分に水Ｗを吸水した状態であると電流Ｉ１（Ａ）が流れ、水溜め部１内に水Ｗがなくなり、棒状吸水体２ａに水Ｗがなくなると電流Ｉ１（Ｂ）が流れる。この電流の関係は、Ｉ１（Ａ）＞Ｉ１（Ｂ）の関係となっている。すなわち、制御回路５１に入力される電圧においては、Ｖ２（Ａ）＞Ｖ２（Ｂ）の関係となっている。

上記のように、棒状吸水体２ａ内に水Ｗがあり、棒状吸水体２ａに十分に吸水されているときはＶ２（Ａ〉となり、水溜め部１内に水Ｗがなくなり、棒状吸水体２ａに水Ｗがなくなると、Ｖ２（Ｂ）となるので、この電圧によって水あり、水なし判定を行なうことができる。

具体的には、商品出荷時にテストモードのような特殊なモードで制御回路５１を駆動させ、本体側タンクケース１８に静電霧化装置４０を収納しない状態で、電圧印加部５を駆動させ、そのときの電圧Ｖ２（ｄｅｆ１）をデフォルト値として制御回路５１に読み込ませ、制御回路５１にあらかじめ設定された電圧Ｖ２（ｄｅｆ２）を加算したものをデフォルト値Ｖ２（ｄｅｆ）として、付設されたメモリ５３（図１）に記憶しておく｛（Ｖ２（ｄｅｆ）＝Ｖ２（ｄｅｆ１）＋Ｖ２（ｄｅｆ２）｝。すなわち、この状態が、水なしの状態としてメモリ５３に記憶される。実際に静電霧化装置４０を本体側タンクケース１８に収納して使用すると、電圧Ｖ２（Ａ）が制御回路５１に入力されることとなり、制御回路５１はこの電圧Ｖ２（Ａ）とメモリ５３に記憶されているデフォルト値Ｖ２（ｄｅｆ）を比較することで、水溜め部１内に水があるのかないのかを判断するものである。つまり、Ｖ２（Ａ）＞Ｖ２（ｄｅｆ）のときは水あり状態であり、Ｖ２（Ｂ）＜Ｖ２（ｄｅｆ）の時が水なし状態として判断する。

ところが、上記フロート検知方式及び電流検知方式にはそれぞれ問題がある。フロート検知方式においては、フロート１２が浮き始める喫水面は、フロート１２上面から少し下がった位置から始まるので、水溜め部１の水Ｗがある程度残っているにもかかわらずフロート１２は沈んでしまう。つまり、フロート１２が沈んだ状態でもフロート１２の最下部から水面までの垂直距離の分だけ水Ｗが残存しているため、水溜め部１の底に少し水Ｗが溜まった状態となる。このため、水Ｗが水溜め部１内にあるにもかかわらず、水なしと判定してしまう問題がある。

また電流検知方式において、水溜め部１内に水Ｗがある場合でも、棒状吸水体２ａが水Ｗ内に含まれる不純物等で詰まると、放電電流Ｉ２が減少し、結果、電圧Ｖ２の値も減少するので、水Ｗが水溜め部１内にあるにもかかわらず、水なしと判定してしまうことがある。

そこで、上記フロート検知方式の問題点（水なし判定されても水溜め部１内には若干の水Ｗが残っている問題）と、電流検知方式の問題点（フロート検知方式よりは水なし判定の精度は良いが、棒状吸水体２ａの詰まりなどによって誤判定を招く可能性もある。）を回避する方法として、フロート検知方式と、電流検知方式と、タイマーにより水量を検知タイマー検知方式との少なくとも２つを組み合わせることにより、使用者への誤判定を確実に防ぐことが可能となる。以下、例を挙げて説明する。

先ず、フロート検知方式と電流検知方式とを併用する場合を説明する。図１０は本方式のフローチャート、図１１はタイムチャートを示す。本例では、フロートスイッチにより水なしと判定してから、電気量による水量検知を行ない、この電気量が所定値（しきい値）を下回る（或いは上回る）と、その時点で水なしの判定を確定させるものである。すなわち、静電霧化部６の水が消費されていくとフロート１２が所定値まで低下してリードスイッチ１５がＯＮとなり、図１１の時点Ｔ１で制御回路５１ヘの入力信号は反転する。しかしフロートスイッチで水なしと判断しても、前述した電流検知方式の問題（水なし判定されても水溜め部１内には若干の水Ｗが残っている問題）があるため、この時点Ｔ１では水補給を促す報知を行なわず、さらに電流検出部６２（図１、図２）により電気量の検出を行ない、電気変量が図１１の所定のしきい値を下回った時点Ｔ２で、水がないという判断を確定させて、水補給ランプを点灯させる。

次に、フロート検知方式とタイマー検知方式とを併用する場合を説明する。図１２は本方式のフローチャート、図１３及び図１４はタイムチャートを示す。本例では電気変量検出手段により水なしと判定してから、タイマーを起動させ、所定時間が経過すると、その時点で水なしの判定を確定させるものである。すなわち、リードスイッチ１５がＯＮとなり、水なしの信号（例えばＨ信号）が入力された時点で図１３のようにタイマーを起動させ、一定時間が経過した後に報知手段４２を駆動させる。具体的には図１４のように、フロートスイッチで水なしと判定した時点Ｔ１から一定時間が経過した時点Ｔ３で水がないという判断を確定させ、水補給ランプを点灯させる。

次に、電流検知方式とタイマー検知方式とを併用する場合を説明する。図１５は本方式のフローチャート、図１６はタイムチャート、図１７は図１５の電気変量検出手段から出力される電圧の時間変化を説明するグラフである。本例では電気変量検出手段により水なしと判定してから、タイマーを起動させ、所定時間が経過すると、その時点で水なしの判定を確定させるものである。すなわち、電流検出部６２（図１、図２）により電気量を検出して、電気変量が図１６のＶ２（ｄｅｆ）以下になって水なしと判断しても、前述した電流検知方式の問題（棒状吸水体２ａの詰まりなどによって誤判定をする問題）があるため、この時点では水補給を促す報知を行なわず、図１６のようにタイマーを起動させて、一定時間経過した後に水補給ランプを点灯させる。ここで、図１７に示すように、電気変量検出手段から出力される電圧Ｖ２は時間によってある傾きをもって減少してくる。この傾きＶ２（ｔ１）／Ｖ２（ｔ２）を制御回路５１内で演算することによって、どのくらいの速さで水なしが進んでいるのかを把握することができる。よって、この傾きを随時測定することで、タイマーの値を可変させることができる。また、このように水なし判定後にタイマーを起動させている時においても、電気変量検出手段から出力される電圧を処理し、それに応じて一定時間を可変とすることで、確実に且つ正確に使用者に報知できるようになる。

次に、フロート検知方式と電流検知方式とタイマー検知方式とを併用する場合を説明する。図１８は本方式のタイムチャート、図１９〜図２２はフローチャートを示す。本例では、フロートスイッチにより水なしと判定してから、電気量による水量検知とタイマーによる水量検知とを行ない、先に判定が確定したものを優先して報知させるものである。具体的に説明すると、図１９では、先にフロートスイッチで水なしと判定され、後で電気変量検知手段で水なしと判定された場合に、後のタイミングでタイマーを起動させ、一定時間経過後に水なしの判断を確定する。図２０では、先に電気変量検知手段で水なしと判定され、後でフロートスイッチで水なしと判定された場合に、後のタイミングでタイマーを起動させ、一定時間経過後に水なしの判断を確定する。一方、図２１、図２２では、いずれも、先にフロートスイッチで水なしと判定された時点でタイマーを起動させる。ここで図２１ではタイマーによる一定時間が経過した時点Ｔ５よりも先に電気量により水なしと判定したときに、先の時点Ｔ４で水補給ランプを点灯させるものであり、図２２では電気量により水なしと判定する前にタイマーによる一定時間が経過したときは、その時点Ｔ６で水補給ランプを点灯させるものである。なお、更に他例として、先にフロートスイッチで水なしと判定され、後で電気量により水なしと判定されてから、タイマーを起動し、一定時間が経過した時点で水補給ランプを点灯させるようにしてもよい。

ここにおいて、上記タイマーで設定される時間は、運転モード（例えばミスト強モード運転、ミスト弱モード運転）により異なる設定とするのが望ましい。またその設定時間を周囲環境（温湿度）により補正すれば、さらに望ましい。また外部の温度又は湿度の少なくとも一方を検出する温湿度検出手段からの情報によって、報知手段４２を駆動させるまでの一定時間を可変させるようにすれば、さらに望ましい。この一例として外気温を測定できる温度センサ（図示せず）を設け、温度によって静電霧化による蒸発量及び自然蒸発量も変わってくるため、温度センサからの情報によって、確定してから報知するまでの時間（タイマー）を可変とすることで、水なし判定をより精度良く行なうことができ、確実に且つ正確に使用者に報知できるようになる。

ところで、静電霧化部６は使用していくと、経時的に、搬送部２が水Ｗ内に含まれる不純物によって目詰まりを起こしたり、或いは、搬送部２が破損したりすることがあり、このような場合、静電霧化が正常に行われない状態となる。このような場合は、フロートスイッチによる検知では水ありと判定しているにもかかわらず、電気量では水なしと判定する状態になる。そこで、この状態をメンテナンスのタイミングとし、報知することも可能である。その一例を図２３、図２４に示す。図２３では、フロートスイッチで水ありと判定している場合に、電気変量が図２３の所定のしきい値を下回った時点Ｔ７で、お手入れランプを点灯させて、メンテナンス（ユニットの洗浄）を促す。また図２４ではフロートスイッチで水ありと判定している場合に、電気変量が図２４の所定のしきい値を下回った時点Ｔ７でタイマーを起動させ、一定時間が経過した時点Ｔ８でお手入れランプを点灯させて、メンテナンス（ユニットの洗浄）を促すようにする。

しかして、複数の水検知手段４１を用いることによって、静電霧化による水Ｗの減少、自然蒸発による水Ｗの減少等で水溜め部１内に水Ｗが完全になくなったタイミングで報知することができる。しかも、フロート検知方式と電気変量検出手段とタイマー検知方式の少なくとも２つを用いて水量検知を行なうので、より的確なタイミングにて水補姶を催促することができ、水なし判定の精度を、より一層、向上させることができるものである。

また、フロート検知方式と電気変量検出手段とタイマー検知方式の少なくとも２つを用いることで、水があるにもかかわらず放電が行われないというトラブル（例えば搬送部２の目詰まりや破損等）を検出してメンテナンス催促を報知することが可能となると共に、水検知手段４１がメンテナンスを催促するかどうかの検知手段を兼用するようになるので、専用のメンテナンス検知手段を別途設ける必要がなく、システムの構成がシンプルとなり、コストダウンを実現できる。

また、制御回路５１は、水なし判定が確定した場合に、水補給の催促とメンテナンス催促の両方を報知してもよいが、より優先順位の高い項目（ここではメンテナンス催促）のみを報知することも可能である。この場合、ユニットの洗浄を行ない、ユニットを本体にセットする前には必ず水補給が行なわれるはずなので、メンテナンスと水補給とを１回の作業で行なうことができる。つまり、水補給催促を表示しなくても、メンテナンス時には水補給されるため何ら問題はない。

また万が一停電が起きたり、コンセントを抜いた場合、報知内容がリセットされてしまう可能性がある。そこで不揮発性メモリを設置して、これに報知内容を記憶させておくのが望ましい。これにより、停電復帰やコンセント接続時に、同じ報知（水補給ランプ或いはお手入れランプの点灯）を行なうことができる。

次に、上記構成の静電霧化装置４０を備えた空気清浄機２１の一例を説明する。この空気清浄機２１は、図２５〜図２９に示すように、空気を取り込むためのファン２３及びモータ２２と、風洞２４と、空気浄化用のフィルター部２６と、これらを収納するハウジング等で構成されており、前面の吸い込み口２５から吸い込んだ空気をフィルター部２６で濾過した後、吐出口２７から外部に放出するようになっている。また、浄化した空気の吐出口２７近傍には静電霧化部６が配置されている。なお静電霧化部６の配置箇所は吐出口２７近傍以外であってもよい。図２６中の７０は前面カバーである。

しかして、空気清浄機２１内から静電霧化によって発生するナノメータサイズの帯電ミストを発生させて、空気の脱臭等がより効果的に行われるものとなる。また、上記のように水なしの確定から報知までに所定の時間をあける方式をこの空気清浄機２１に当てはめる場合を説明する。例えば、ファン２３によって風を入れ、静電霧化装置４０の本体側タンクケース１８（図２９）に風が当たって外に排出されるため、静電霧化による水Ｗの蒸発量、または自然蒸発量も風によって変化してくる。そのため、送風機からの単位時間当たりの風量変動に応じて、確定してから報知するまでの時間（タイマー）を可変とすることで、確実に且つ正確に使用者に報知できる。例えば、送風機からの風量を検出する風量センサを設け、単位時間当たりの風量が基準値よりも高いときは、タイマー時間を少なくするように変化させることによって、完全に水がなくなった状態で使用者に報知させることが可能となる。もちろん、一定時間後に確定する方式は必ず必要ではなく、前記実施形態で述べた組み合わせ（フロート検知方式と電流検知方式とタイマー検知方式の少なくとも２つの組み合わせ）を適宜設計変更自在である。

また、例えば空気清浄機内部に揮発性メモリを搭載しておき、これに静電霧化部６の水なし判定或いはトラブル判定が確定したことを記憶させておくのが望ましい。この場合、万が一、停電が起きたり、電源プラグを抜いて空気清浄機を移動させりたした後で、再度動作させるとすぐに水切れやメンテナンス催促をより確実に使用者に報知可能となる。

なお、上記空気清浄機２１の風量センサにより報知までの時間を可変させるシステムと併せて、前述で説明した静電霧化装置４０の水検知手段４１が電流検知方式である場合にその出力値によって報知までの時間を可変させるシステム、又は、温湿度検出手段からの情報によって報知までの時間を可変させるシステムのいずれかを併用してもよいものであり、空気清浄機２１の使用状況に応じて適宜選択できるものである。

次に、前記報知方法の例としては、図２５に示すＬＥＤ２９による光方式が適当である。報知手段４２としても、水検知手段４１からの情報が水なしと初期判定した時、すなわちフロートスイッチ、電気変量検出手段及びタイマーの少なくとも２つからの情報が水なし判定をした時は、ＬＥＤの表示輝度を暗く表示させ、一定時間後に最終確定した後は、ＬＥＤを明るく表示させることでより明確に使用者に水なしを知らせ、水補給（或いはメンテナンス）を促すことが可能となる。

なお、他例として、水検知手段４１からの情報が水なしと初期判定した時、すなわちフロートスイッチ、電気変量検出手段及びタイマーの少なくとも２つからの情報が水なし判定をした時は、ＬＥＤの表示を遅く点滅表示させ、一定時間後に最終確定した後は、ＬＥＤを遠く点滅表示させることでより明確に使用者に水なし（或いはメンテナンス）を知らせることも可能である。さらに他例として、水検知手段４１からの情報が水なしと初期判定した時、すなわちフロートスイッチ、電気変量検出手段及びタイマーの少なくとも２つからの情報が水なし判定した時は、ＬＥＤの表示を点灯表示させ、一定時問後に最終確定した後は、ＬＥＤを点滅表示させることで、より明確に、使用者に水なし（或いはメンテナンス）を知らせることも可能である。

なお、静電霧化装置が組み込まれるのは空気清浄機に限らず、エアコンやファンヒーター等の空気調和機を広く含むものである。

本発明の静電霧化装置における制御回路に関連する回路ブロック図である。同上の静電霧化装置全体の回路ブロック図である。同上の静電霧化装置の側断面図である。（ａ）は同上の静電無化部の平面図、（ｂ）は側断面図である。同上の静電霧化によりナノサイズのミストを発生させる原理を説明する原理図である。同上のフロートの径方向に着磁されたマグネットとリードスイッチとの原理図である。同上のフロートの縦軸方向に着磁されたマグネットとリードスイッチとの原理図である。（ａ）は同上のマグネットとリードスイッチとの距離が短い水なし状態を説明する説明図、（ｂ）は同上のマグネットとリードスイッチとの距離が長くなった水あり状態を説明する説明図である。同上のリードスイッチと制御回路との接続状態を説明する回路図である。同上のフロート検知方式と電流検知方式とを併用した場合のフローチャートである。図１０のタイムチャートである。同上のフロート検知方式とタイマー検知方式とを併用した場合のフローチャートである。図１２のタイムチャートである。図１２の他例のタイムチャートである。同上の電流検知方式とタイマー検知方式とを併用する場合のフローチャートである。図１５のタイムチャートである。図１５の電気変量検出手段から出力される電圧の時間変化を説明するグラフである。同上のフロート検知方式と電流検知方式とタイマー検知方式とを併用する場合のフローチャートである。図１８のタイムチャートである。図１８の他例のタイムチャートである。図１８の更に他例のタイムチャートである。図１８の更に他例のタイムチャートである。同上の静電霧化部のトラブル発生時にお手入れランプを点灯させる場合のタイムチャートである。図２３の他例のタイムチャートである。同上の静電霧化装置を備えた空気清浄機の斜視図である。同上の空気清浄機内部の概略構成図である。同上の空気清浄機の前面パネルを取り外した状態の斜視図である。同上の空気清浄機を背面から見た斜視図である。同上の空気清浄機の背面パネルを取り外した状態の斜視図である。

符号の説明

１水溜め部
２搬送部
３対向電極
５電圧印加部
６静電霧化部
１２フロート
１３マグネット
１８本体側タンクケース
２２モータ
２３ファン
２４風洞
２５吸い込み口
２６フィルター部
２７吐出口
４１水検知手段
４２報知手段
５１制御回路

Claims

水を溜める水溜め部と、水溜め部の水を水溜め部の外部に位置する先端側へ搬送する搬送部と、搬送部の水に高電圧を印加する電圧印加部とを有して、搬送部の水に高電圧を印加することにより搬送部の水が霧化してミストを発生させる静電霧化部と、上記静電霧化部を着脱自在に収納する本体側タンクケースとを備えた静電霧化装置であって、上記水溜め部の水の量を判定する水検知手段を有し、この水検知手段が水なしと判定した時点で起動して上記静電霧化部が発生させるミストの強弱によって異なる一定時間をカウントするタイマーと、該タイマーによって一定時間が経過したときに駆動される報知手段とを備えたことを特徴とする静電霧化装置。
水を溜める水溜め部と、水溜め部の水を水溜め部の外部に位置する先端側へ搬送する搬送部と、搬送部の水に高電圧を印加する電圧印加部とを有して、搬送部の水に高電圧を印加することにより搬送部の水が霧化してミストを発生させる静電霧化部と、上記静電霧化部を着脱自在に収納する本体側タンクケースとを備えた静電霧化装置であって、上記１つの水溜め部に対し、水溜め部の水の量を判定する複数方式の水検知手段をそれぞれ備え、全ての方式の水検知手段からの情報が水なしと判定した時から、一定時間後に報知手段を駆動することを特徴とする静電霧化装置。
上記水検知手段は、水溜め部の水位に合わせて浮き沈みするマグネット付きフロートとマグネットから発生する磁界に反応して水溜め部内の水位を検知する磁気検知器とを備えると共にこの磁気検知器とフロートの位置関係によって信号が制御回路に入力されることで水検知を行なうフロート検知方式と、搬送部の水に高電圧を印加する高電圧印加において電圧印加部の電気変量を検知することで水検知を行なう電流検知方式の少なくとも一方で構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の静電霧化装置。
上記水検知手段が電流検知方式である場合において、水検知手段の出力値によって、上記報知手段を駆動させるまでの一定時間を可変させることを特徴とする請求項３記載の静電霧化装置。
上記報知手段を駆動させるまでの一定時間を、外部の温度又は湿度の少なくとも一方を検出する温湿度検出手段からの情報によって、可変させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の静電霧化装置。
上記報知手段を視覚的に判断できる表示方式とし、水検知手段からの情報が水なしと初期判定した時の表示と、一定時間後に最終確定した後の表示とを異なる表示態様とすることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の静電霧化装置。
水を溜める水溜め部と、水溜め部の水を水溜め部の外部に位置する先端側へ搬送する搬送部と、搬送部の水に高電圧を印加する電圧印加部とを有して、搬送部の水に高電圧を印加することにより搬送部の水が霧化してミストを発生させる静電霧化部と、上記静電霧化部を着脱自在に収納する本体側タンクケースとを備えた静電霧化装置であって、上記１つの水溜め部に対し、水溜め部の水の量を判定する複数方式の水検知手段をそれぞれ備えると共に、複数方式のうち所定数の方式の水検知手段が水なしと判定したときに報知手段を駆動することを特徴とする静電霧化装置。
上記霧化発生部は、搬送部に対向するように配置された対向電極を備え、搬送部と対向電極との間に高電圧を印加することにより搬送部の水を霧化してミストを発生させることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項７のいずれかに記載の静電霧化装置。
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の静電霧化装置と、モータによって駆動されるファンと風洞とからなる送風機とを備え、吸い込み口から吸い込んだ空気をフィルター部で濾過した後、吐出口から外部に放出させる空気調和機であって、上記送風機からの単位時間あたりの風量変動に応じて、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の報知手段を駆動させるまでの一定時間を可変させるようにしたことを特徴とする空気調和機。