JP7117203B2

JP7117203B2 - 加湿機

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Inventors: 浩平森田
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Description

本発明は、加湿機に関する。

従来、貯水容器内の水を空気中へ付与する加湿機構を備えた加湿機が知られている。このような加湿機には、貯水容器内の水の量を検知することのできる水量検知センサを備えているものがある。

例えば、特許文献１に開示されている加湿機能付空気清浄機は、貯水容器６の側面に水量検出手段としての液位センサ１０を配置している。この構成において、例えば、貯水容器６の水量レベルが４リットルの満タン時には液位センサ１０の出力電圧は５Ｖとなっている。加湿機能付空気清浄機の本体１を運転することにより、貯水容器６の水量が減っていくと、水量レベルに応じて液位センサ１０の出力電圧もリニアに変化することで、貯水容器６の水量を検出することができる。

特開２０１２－７７９４０号公報

しかし、液位センサが何らかの理由で故障すると、貯水容器内の水量を正確に検知できない可能性がある。

そこで、本発明では、貯水容器内の水位を検知するセンサの誤検知を抑制することのできる加湿機を提供することを目的とする。

本発明の一局面にかかる加湿機は、貯水容器と、前記貯水容器内の水を空気中へ放出させる加湿機構と、前記貯水容器の水位を検知する測距センサと、前記測距センサによって検知された水位から決定された前記貯水容器の単位時間当たりの水位低下量が所定値未満の場合に、前記測距センサに異常があると判定する制御部とを備えている。

本発明のもう一つの局面にかかる加湿機は、貯水容器と、前記貯水容器内の水を空気中へ放出させる加湿機構と、前記貯水容器の水位を検知する測距センサと、前記測距センサで前記貯水容器の水位を複数回測定し、測定データに対する有効距離データの割合が０．５以下の場合に、前記測距センサに異常があると判定する制御部とを備えている。

本発明の一局面にかかる加湿機によれば、貯水容器内の水位を検知するセンサの誤検知を抑制することができる。

本発明の一実施形態にかかる空気清浄機の外観構成を示す斜視図である。図１に示す空気清浄機の内部構成を示す断面模式図である。図１に示す空気清浄機の内部構成を示すブロック図である。測距センサの下面の構成を示す模式図である。図１に示す空気清浄機における水位通知制御の手順を示すフローチャートである。図１に示す空気清浄機における測距センサの汚れ検知の手順を示すフローチャートである。空気清浄機の送風機の回転数と、加湿量（使用される水量）との関係を示すグラフである。第３の実施形態にかかる空気清浄機に備えられた貯水トレイおよび測距センサを示す模式図である。図８に示す測距センサを用いて貯水トレイ２０の水面までの距離を測定したときのヒストグラムを示す図である。この図は、測距センサがきれいな状態での測定結果を示す。図８に示す測距センサを用いて貯水トレイ２０の水面までの距離を測定したときのヒストグラムを示す図である。この図は、測距センサが汚れている状態での測定結果を示す。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

〔第１の実施形態〕
本実施形態では、本発明の加湿機の一例である加湿空気清浄機（空気清浄機能を有する加湿機）を例に挙げて説明する。但し、本発明の別の態様では、空気清浄機能を有する加湿機に限定はされず、加湿機能のみを有している装置として実現することもできる。また、本発明は、加湿機能を有している空気調和機にも適用可能である。

（空気清浄機の構成）
先ず、本実施の形態にかかる加湿空気清浄機１（以下、単に空気清浄機１と称する）の全体構成について、図１および図２を用いて説明する。図１は、空気清浄機１の斜視図である。図２には、空気清浄機１の内部構成を示す。

図１に示すように、空気清浄機１の外形は、筐体１０で形成されている。筐体１０は、前面部１０ａ、背面部１０ｂ、上面部１０ｃ、側面部１０ｄ、および底面部１０ｅなどで構成されている。空気清浄機１を通常の使用時の状態に設置したときに、前面部１０ａは前面（正面）側に位置し、背面部１０ｂは背面側に位置し、上面部１０ｃは上方側に位置する。前面部１０ａには、風の吹き出し口（第２吹き出し口３６）が設けられている。また、上面部１０ｃには、風の吹き出し口（第１吹き出し口３３）が設けられているとともに、操作部２６（図３参照）が配置されている。

筐体１０の内部には、送風機１１、各送風路３１・３２・３４、空気清浄フィルタ（図示せず）、貯水トレイ（貯水容器）２０、操作部２６、報知部２７、温度計２８、湿度計２９、および制御部４１（図３参照）などが備えられている。

送風機１１は、筐体１０内に形成された送風路３１内に配置されている。送風機１１は、制御部４１によって、運転の開始／停止、および風量が制御される。送風機１１は、空気清浄機１が設置されている室内の空気を、背面部１０ｂから筐体１０内に取り込み、各吹き出し口３３・３６から送出させるという空気の流れ（風）を形成する。図２では、筐体１０内での空気の流れを破線の矢印で示している。

これにより、室内の空気は、空気清浄機１を経由して循環する。筐体１０の内部に取り込まれた空気は、先ず、背面部１０ｂ側に配置された空気清浄フィルタ（図示せず）を通過し、その後、筐体１０の下部に配置されている貯水トレイ２０を通過する。貯水トレイ２０内には、加湿フィルタ（加湿機構）２１が備えられている。これにより、貯水トレイ２０内を通過する空気は、加湿される。加湿された空気は、送風機１１によって、上方に位置する各吹き出し口３３・３６から送出される。

各送風路３１・３２・３４は、筐体１０内に形成されており、送風機１１によって生成される風が通過する。送風路３１は、筐体１０内の下方から中央にかけて形成されている。送風路３１の背面側には、空気清浄フィルタ（図示せず）が配置されている。送風路３１内には、送風機１１が配置されている。

上方送風路３２は、送風路３１の上方に位置する。上方送風路３２の最下流側には、第１吹き出し口３３が設けられている。すなわち、上方送風路３２は、送風機１１で生成される風を、上面部１０ｃに設けられた第１吹き出し口３３へと導く送風路である。

前方送風路３４は、送風路３１の上方前方側に位置する。前方送風路３４の最下流側には、第２吹き出し口３６が設けられている。すなわち、前方送風路３４は、送風機１１で生成される風を、前面部１０ａに設けられた第２吹き出し口３６へと導く送風路である。

第１吹き出し口３３には、風向板１７が回動可能な状態で取り付けられている。また、第２吹き出し口３６には、風向板１８が回動可能な状態で取り付けられている。各風向板１７および１８の開閉は、制御部４１によって制御される。

空気清浄フィルタは、例えば、筐体１０内の背面側に配置されている。空気清浄フィルタは、微細な網目状の構造を有しており、空気清浄機１内に取り込まれた空気中に含まれる塵埃、花粉などのアレル物質、空気汚染の原因となる微小粒子状物質などを補足する。また、空気清浄フィルタは、脱臭機能を有する素材で形成されていてもよい。筐体１０の背面部１０ｂから取り込まれた空気は、フィルタを通過した後、各送風路３１・２３・３４を通って各吹き出し口３３・３６から吹き出される。これにより、空気清浄機１内に取り込まれた空気を清浄化し、室内へ放出することができる。

操作部２６は、例えば、筐体１０の上面部１０ｃに配置されている。使用者は、操作部２６を操作することで空気清浄機１の運転状態を変更することができる。

報知部２７は、例えば、スピーカ、表示部（例えば、ディスプレイ、ＬＥＤランプなど）などで構成される。報知部２７は、制御部４１からの指令に基づいて、使用者に対するメッセージ、警告などを報知する。報知部２７がスピーカである場合には、音声メッセージまたは警告音で報知を行う。報知部２７がディスプレイである場合には、メッセージまたは警告の内容を文字および記号などで表示する。報知部２７がＬＥＤランプである場合には、ＬＥＤランプを点灯させたり点滅させたりして報知を行う。

温度計２８および湿度計２９は、例えば、筐体１０内の空気の吸い込み口の近傍に取り付けられている。温度計２８は、空気清浄機１が設置されている室内の温度を測定する。湿度計２９は、空気清浄機１が設置されている室内の湿度を測定する。温度計２８で測定された温度の情報は、制御部４１へ送信される。湿度計２９で測定された湿度の情報は、制御部４１へ送信される。制御部４１へ送信された温度および湿度の情報は、後述する測距センサ２４の汚れの有無の判定に利用される。

制御部４１は、空気清浄機１内の各構成部品と接続され、これらの制御を行う。制御部４１は、例えば、筐体１０内に配置された電装品ユニット内に配置される。制御部４１内には、メモリ４３、およびタイマ４４などが備えられている（図３参照）。

メモリ４３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。メモリ４３は、空気清浄機１の動作プログラムや設定データを記憶するとともに制御部４１による演算結果を一時記憶する。タイマ４４は、必要に応じて、制御部４１内で行われる処理の時間、空気清浄機１内の各構成部材の動作時間などを計測する。

（加湿ユニットの構成）
続いて、空気清浄機１に備えられている加湿ユニットの構成について説明する。本実施形態では、加湿フィルタ２１に送風機１１の風を当てることで水を気化させる気化式の加湿ユニットを例に挙げて説明する。但し、本発明にかかる加湿機は、気化式の加湿ユニットを有しているものに限定されず、熱によって蒸気を発生させるスチーム式や、超音波振動によって水を微粒子化して放出する超音波式の加湿ユニットを有しているものにも適用可能である。

また、本実施形態にかかる空気清浄機１は、装置の小型化などの目的のために、給水タンクと貯水トレイとを一体化させた構成を有している。このような構成では、使用者は、給水タンクに給水を行う代わりに、貯水トレイに直接に水を入れて使用する。これにより、装置が大型化することを抑えることができる。

貯水トレイ２０は、筐体１０の底面部１０ｅ上に配置されている。貯水トレイ２０には、室内の加湿に使用される水が貯められている。貯水トレイ２０は、筐体１０の側面部１０ｄから引き出されることによって、筐体１０から取り出すことができる。使用者は、貯水トレイ２０内の水が残りわずかとなった場合などには、貯水トレイ２０を筐体１０から取り出して、貯水トレイ２０内に給水を行う。

なお、別の態様として、貯水トレイ２０の上部に給水口および給水経路が設けられている構成も可能である。このような構成の場合には、使用者は、給水口から注水作業を行うことで、貯水トレイ２０に水を補給することができる。

貯水トレイ２０の内部には、主な構成部材として、加湿フィルタ（加湿機構）２１、測距センサ２４などが備えられている。

加湿フィルタ２１は、略円柱形状を有している。加湿フィルタ２１は、通気性及び吸水性を有する不織布等のフィルタ体を有している。フィルタ体は、略円柱状の加湿フィルタ２１の外周部に設けられている。

加湿フィルタ２１は、円柱体の軸方向に回転軸２１ａを有している。回転軸２１ａは、フィルタ駆動モータと接続されている。フィルタ駆動モータは、制御部４１によって、稼働の開始および停止、並びに回転数などが制御される。これにより、加湿フィルタ２１は、回転軸２１ａを中心として軸方向に回転する。

加湿フィルタ２１の回転によってフィルタ体が貯水トレイ２０内の水に浸漬され、毛細管現象によってフィルタ体の全体に水が浸透する。これにより、貯水トレイ２０内を通過する空気には、加湿フィルタ２１からの水分が供給され、加湿状態となる。

測距センサ２４は、貯水トレイ２０の配置領域内で貯水トレイ２０の上方に配置されている。測距センサ２４は、測距センサ２４の下面に設けられたパネル部２４ａから水面までの距離Ｌを測定する（図２参照）。測距センサ２４は、水面より上にあればどこに配置してもよい。例えば、測距センサ２４は、貯水トレイ２０側（具体的には、貯水トレイの側面、貯水トレイ上蓋の内側）に配置することもできるが、通電の容易性および安全性の観点から、筐体１０側に設置されていることが好ましい。

図４には、測距センサ２４の下面を示す。測距センサ２４の下面にはパネル部２４ａが設けられている。パネル部２４ａには、光照射部５１、および受光部５２などが設けられている。光照射部５１は、測定対象面である貯水トレイ２０の水面へ向かって光を照射する。受光部５２は、測定対象面（水面）から反射される光を検知する。測距センサ２４は、光照射部５１から照射された光が測定対象面で反射されて受光部５２へ返ってくるまでの時間を計測し、その時間から測定対象面までの距離Ｌを決定することができる。

測距センサ２４による測定距離は、制御部４１へ送信される。制御部４１では、測距センサ２４から送信された測定距離に基づいて、貯水トレイ２０内に貯められている水の高さ（水位）を決定する。制御部４１は、適切なタイミングで使用者に対して水位を通知することができる。これにより、使用者は、貯水トレイ２０内の水位を知ることができる。

水位の通知方法は、例えば、貯水トレイ２０内の水位レベルが所定値（例えば、上限値）以上となった場合、および所定値（例えば、下限値）未満となった場合に、スピーカを用いて音声メッセージまたは警報音を発生させる方法が挙げられる。また、別の方法として、適切なタイミングで、表示部に現在の水位を表示する方法も可能である。

（貯水トレイの水位通知の制御について）
ここで、空気清浄機１における貯水トレイ２０の水位通知の制御方法について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。

電源投入中の空気清浄機１では、測距センサ２４による測定距離Ｌが、常に制御部４１へ入力されている。制御部４１は、この測定距離Ｌに基づいて、貯水トレイ２０の水位を決定する（ステップＳ１１）。そして、制御部４１は、水位が前回の測定距離に基づく水位よりも上昇したか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、水位が上昇していれば（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３へ移行し、水位の上昇が無ければ（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ１５へ移行する。

水位が上昇している場合は（ステップＳ１２でＹＥＳ）、貯水トレイ２０への給水による変化であると判断できるため、制御部４１は、上昇後の水位が満水通知の必要な水位であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。そして、満水通知が必要な水位であれば（ステップＳ１３でＹＥＳ）、制御部４１は、スピーカ、表示部などの報知部２７を通じて満水通知を行う（ステップＳ１４）。

ここで、満水通知の必要な水位とは、貯水トレイ２０の水位が規定の満水位置に近い状態もしくは満水位置を越えた状態の水位である。また、満水通知の必要な水位は一つとは限らず、複数の水位で段階的に満水通知を行うことが好ましい。

満水通知の終了タイミングは、例えば、満水通知（例えば、警報音の鳴動）を開始してから所定時間後とすることができる。また、より好適な方法として、給水動作継続中は満水通知を継続し、給水動作終了時に満水通知も終了させることも可能である。これにより、給水動作終了に伴い、使用者にとって煩わしい警報音の鳴動を速やかに停止することができる。

制御部４１は、測距センサ２４の測定距離が安定しているか（振動しているか）否かを判定し、測定距離が不安定である（振動している）間は給水中であるとして満水通知を継続する。そして、測距センサ２４の測定距離が安定すれば、給水が終了したものとして満水通知を終了する。

また、空気清浄機１における水位通知制御では、給水時の満水通知だけでなく、貯水トレイ２０の貯水残量が低下した場合に、使用者に給水を促すための給水通知も行われる。このため、制御部４１は、水位の決定後に、水位が下降したか否かも監視している。すなわち、制御部４１は、水位が前回の測定距離に基づく水位よりも下降したか否かを判定する（ステップＳ１５）。

ここで、水位が下降していなければ（ステップＳ１５でＮＯ）、ステップＳ１１へ戻る。一方、水位が下降していれば（ステップＳ１５でＹＥＳ）、制御部４１は、下降後の水位が給水通知の必要な水位であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。

ここで、給水通知が必要な水位でなければ（ステップＳ１６でＮＯ）、ステップＳ１１へ戻る。一方、給水通知が必要な水位であれば（ステップＳ１６でＹＥＳ）、制御部４１は、スピーカ、表示部などの報知部２７を通じて給水通知を行う（ステップＳ１７）。

ここで、給水通知が必要な水位とは、貯水トレイ２０が空に近い状態もしくは空になった状態の水位である。また、給水通知の必要な水位は一つとは限らず、複数の水位で段階的に給水通知を行うことが好ましい。給水通知の終了タイミングは、例えば、給水通知（例えば、警報音の鳴動）を開始してから所定時間後とすることができる。

（測距センサの汚れ検知について）
続いて、測距センサ２４のパネル部２４ａの汚れを検知する方法について説明する。測距センサ２４のパネル部２４ａは、測定対象面である貯水トレイ２０の水面と対向するように配置されている。そのため、例えば、給水動作時などに貯水トレイ２０の水面が波立つなどして水が飛び跳ね、パネル部２４ａへ水滴が付着することがある。このような水滴がスケールとなってパネル部２４ａ（特に、光照射部５１）の表面に残存して汚れとなると、水面までの距離Ｌが正確に測定できない可能性が生じる。

例えば、光照射部５１の表面に汚れが付着していると、光照射部５１から照射された光は汚れが付着している場所において反射し、受光部５２へ戻る。そのため、測距センサ２４は、実際の水面までの距離よりも短い距離を、距離Ｌとして測定することになる。これにより、制御部４１は、実際の貯水トレイ２０の水位よりも高い位置を水位として決定してしまい、実際の水位との間に誤差が生じる。

このような測距センサ２４の誤検知を抑制するために、制御部４１は、空気清浄機１が稼働中に測距センサ２４が汚れているか否かの判定を行っている。具体的には、制御部４１は、測距センサ２４によって検知された水位から算出された貯水トレイ２０の単位時間（例えば、１時間）当たりの水位の低下量（減少量）が所定値未満の場合に、測距センサ２４が汚れていると判定する。

なお、空気清浄機１が稼働中の場合であっても、制御部４１が、例えば、室内の加湿が不要であると判断した場合には、実質的な加湿運転は実行されず、貯水トレイ２０の水量が減少しないことがある。そのため、空気清浄機１が実質的な加湿運転を実行している場合に限って、上記の測距センサ２４の汚れの判定を行うことが好ましい。これにより、測距センサ２４の汚れの有無の判定精度を高めることができる。

また、測距センサ２４の汚れの有無を判定する場合の閾値となる上記所定値は、例えば、測距センサ２４の検知精度、室内の温度および湿度、送風機１１の回転数、貯水トレイ２０の容量などに基づいて、決定することができる。例えば、測距センサ２４の検知精度が１ｍｍ以上である場合には、単位時間（１時間）当たりの水位の低下量が１ｃｍ未満のときに、測距センサ２４が汚れていると判定することができる。

また、空気清浄機１が室内の温度および湿度を測定する温度計および湿度計を備えている場合には、測定された室内の温度および湿度が所定の条件を満たす場合に限って、上記の測距センサ２４の汚れの判定を行うことが好ましい。

例えば、室内が低温（例えば、１０℃以下）かつ高湿度（例えば、８５％以上）状態の場合には、空気清浄機１が稼働中であっても加湿運転は実行されず、貯水トレイ２０の水位が減少する可能性は低い。そのため、低温かつ高湿度状態では、測距センサ２４が検知した水位の変化量に基づく測距センサ２４の汚れ判定を行わないことが好ましい。

制御部４１によって、測距センサ２４が汚れていると判定された場合には、報知部２７を通じて使用者にその旨が報知される。例えば、報知部２７がスピーカである場合には、測距センサ２４が汚れている旨の音声メッセージが出力される。このとき、測距センサ２４が汚れている旨のメッセージに加えて、測距センサ２４のパネル部２４ａの清掃を促す旨の音声メッセージを出力してもよい。

図６には、測距センサ２４の汚れ検知に関する制御部４１での処理の流れの一例を示す。測距センサ２４の汚れの有無を判定する際には、制御部４１は、先ず、温度計２８および湿度計２９より温度情報および湿度情報を取得する（ステップＳ２１およびＳ２２）。続いて、取得した温度情報および湿度情報にしたがって、現在の室内が低温かつ高湿度状態であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。ここで、室内が低温かつ高湿度状態であると判定されると（ステップＳ２３でＹＥＳ）、測距センサ２４の汚れの有無の判定は実行されず、処理を終了する。

一方、室内が低温かつ高湿度状態ではないと判定されると（ステップＳ２３でＮＯ）、制御部４１は、稼働中の送風機１１の回転数の情報を取得する（ステップＳ２４）。次に、制御部４１は、取得した温度情報、湿度情報、および回転数の情報に基づいて、測距センサ２４の汚れの有無を判定する場合の閾値となる上記所定値を決定する（ステップＳ２５）。ここで、上記所定値は、例えば、メモリ４３に格納されたテーブルを参照して決定することができる。このテーブルには、室内の温度および湿度、並びに送風機１１の回転数の各条件と、それぞれに値の異なる複数の所定値とが、対応付けられて保存されている。

その後、制御部４１は、所定期間（例えば、１時間）における測距センサ２４による測定距離Ｌの変化量を算出し、貯水トレイ２０の単位時間当たりの水位低下量（水位低下量／単位時間）を決定する（ステップＳ２６）。そして、制御部４１は、得られた単位時間当たりの水位低下量と、決定した上記所定値とを比較し、単位時間当たりの水位低下量が上記所定値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２７）。

単位時間当たりの水位低下量が上記所定値以上である場合（ステップＳ２７でＮＯ）には、測距センサ２４に汚れは付着していないと判定され、処理を終了する。

一方、単位時間当たりの水位低下量が上記所定値未満である場合（ステップＳ２７でＹＥＳ）には、測距センサ２４に汚れが付着していると判定される。そして、制御部４１は、報知部２７を通じて使用者にその旨を通知する（ステップＳ２８）。その後、処理を終了する。

（第１の実施形態のまとめ）
以上のように、本実施形態にかかる空気清浄機１は、貯水トレイ２０を備えている。貯水トレイ２０には、加湿フィルタ２１、および測距センサ２４などが備えられている。測距センサ２４は、貯水トレイ２０に貯められた水の水面までの距離Ｌを測定する。これにより、貯水トレイ２０の水位を検知することができる。

そして、空気清浄機１に備えられている制御部４１は、測距センサ２４によって検知された水位から決定された貯水トレイ２０の単位時間当たりの水位低下量が所定値未満の場合に、測距センサ２４が汚れていると判定する。

上記の構成によれば、測距センサ２４によって検知された水位の変化が異常であると考えられる場合には、測距センサ２４が汚れていると判定し、測距センサ２４の清掃を促すことができる。これにより、測距センサ２４による貯水トレイ２０内の水位の誤検知を抑制することができる。

例えば、空気清浄機１が加湿運転を行っているにもかかわらず、測距センサ２４によって検知された水位が一向に変化しない場合などのように、通常は貯水トレイ２０内の水位が低下すると予測される状態で測距センサ２４の検知水位が低下しない場合に、測距センサ２４の清掃を促すことができる。そのため、測距センサ２４を用いて貯水トレイ２０内の水位をより高精度に検知することができる。

〔第２の実施形態〕
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態にかかる空気清浄機１は、測距センサ２４の汚れの判定方法が、第１の実施形態とは異なっている。それ以外については、第１の実施形態と同様の構成を適用することができる。そこで、以下では、第１の実施形態とは異なる点を中心に説明する。

本実施形態では、第１の実施形態と同様に、制御部４１は、測距センサ２４によって検知された貯水トレイ２０の単位時間当たりの水位の低下量が所定値未満の場合に、測距センサ２４が汚れていると判定する。

第１の実施形態では、測距センサ２４の汚れの有無を判定する場合の閾値となる上記所定値は、例えば、測距センサ２４の検知精度、室内の温度および湿度、送風機１１の回転数、貯水トレイ２０の容量などに基づいて、決定している。

これに対して、本実施形態にかかる空気清浄機１では、上記所定値を、加湿運転中の貯水トレイ２０の単位時間当たりの水位低下量の予測値としている。この単位時間当たりの水位低下量の予測値は、空気清浄機１の加湿運転中における、室内の温度および湿度、送風機１１の回転数などに基づいて算出することができる。

具体的には、単位時間当たりの水位低下量の予測値は、制御部４１内のメモリ４３に格納されている関数式に、制御部４１が取得している室内温度、室内湿度、および送風機１１の回転数を入力することによって算出することができる。またあるいは、単位時間当たりの水位低下量の予測値は、メモリ４３に格納されているテーブルを参照して決定することもできる。

以下では、単位時間当たりの水位低下量の予測値の決定方法の一例について説明する。ここでは、送風機１１の回転数と、室内の温度および湿度とに基づいて上記予測値を決定する方法を説明する。加湿運転時に使用される水の量（すなわち、加湿量）は、加湿機の加湿能力によって異なる。

一般的な加湿機において、加湿量（使用される水の量）は、送風機の風量に依存して増加する。送風機の風量は、送風機の回転数を上昇させることで増加する。図７には、送風機の風量と加湿量との関係の一例を示す。

また、一般的な加湿機において、加湿量（使用される水の量）は、室内の温度が高温であるほど、また、室内の湿度が低湿であるほど、多くなる。以下の表１には、室内の温度および湿度と、加湿量との関係の一例を示す。表１は、送風機の風量が６．３ｍ^３/分程度の「強運転」モードで加湿機を運転させた場合の例を示す。

上記のような関係に基づき、室内の温度および湿度と、加湿量との関係を以下の表２に示す。

表２では、室内の温度／湿度が２０℃／３０％のときの加湿能力（加湿量）を基準（＝１）とした場合における、種々の温度および湿度での加湿能力の係数を示す。例えば、温度／湿度が２０℃／６０％のときの係数は、「０．５」であるため、加湿量は、温度／湿度が２０℃／３０％のときの半分となる。

以上より、空気清浄機１において加湿運転を行ったときに使用される貯水トレイ２０の水量（すなわち、加湿量）は、送風機１１の風量（回転数に依存する）、並びに、室内の温度および湿度によって変化する。そこで、単位時間当たりの水位低下量の予測値は、送風機１１の風量、並びに、室内の温度および湿度に基づいて決定することができる。

例えば、送風機１１の風量は、メモリ４３内に格納されている情報から取得することができる。そして、制御部４１は、図７に示すグラフを参照して、取得した送風機１１の風量における加湿量を決定する。

続いて、温度計２８および湿度計２９より、室内の温度および湿度の情報を取得する。制御部４１は、表２を参照して、取得した温度および湿度のときの係数を選択する。そして、図７に示すグラフから得られた加湿量に選択された係数をかけて、単位時間当たりの水量の低下量の予測値を決定する。ここで得られた予測値は、水量の体積（ｍｌまたはｃｍ^３）で得られる。

このように、予測値は水量の体積（ｍｌまたはｃｍ^３）で算出される。一方、実測値である水位の低下量は、水面までの高さの変化をもとに得られるため、その単位は（ｃｍ）となる。したがって、予測値と実測値とを比較する場合には、何れか一方の単位に他方の単位を揃える処理を行う。

第１の例では、実測値を、始点（測定開始時の水位）から終点（測定終了時の水位）までの距離（ｃｍ）に相当する部分の貯水トレイ２０の容量（ｍｌまたはｃｍ^３）で算出する。そして、単位がｍｌまたはｃｍ^３で得られる予測値（予測減少量）と比較する。

第２の例では、水量の体積（ｍｌまたはｃｍ^３）で得られた予測値を、貯水トレイ２０の寸法に基づいて水位低下量（ｃｍ）に換算する。これが、予測される水位低下量（ｃｍ）となる。そして、測定開始時の水位（始点）（ｃｍ）から予測の水位低下量（ｃｍ）を減算する。これにより、所定時間後の水位の予測値（ｃｍ）が得られる。この水位の予測値と、実際の測定における測定終了時の水位（終点）とを比較する。

以上のようにして決定された単位時間当たりの水位低下量の予測値を、測距センサ２４の汚れの有無を判定する場合の上記所定値として用いて、例えば、図６に示すフローチャートにしたがって、測距センサ２４の汚れの有無を判定することができる。

〔第３の実施形態〕
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態にかかる空気清浄機１は、測距センサ２４の汚れの判定方法が、第１の実施形態とは異なっている。それ以外については、第１の実施形態と同様の構成を適用することができる。そこで、以下では、第１の実施形態とは異なる点を中心に説明する。

第３の実施形態では、測距センサで測定対象までの距離を複数回測定し、検知された距離成分分布からクロストーク成分を除去し、実距離成分の平均値を距離Ｌとして算出する、いわゆるヒストグラム方式の測距センサを用いる構成例について説明する。

本実施形態にかかる空気清浄機１では、ヒストグラム方式の測距センサ２４を用いて貯水トレイ２０の水面までの距離を複数回測定し、測定データに対する有効距離データの割合が０．５以下の場合に、測距センサ２４が汚れていると判定する。

図８には、第３の実施形態にかかる空気清浄機１に備えられた貯水トレイ２０および測距センサ１２４を示す。

測距センサ１２４の下面には、光照射部１５１、および受光部１５２などが設けられている。これらの構成は、第１の実施形態と同様である。また、測距センサ１２４は、表面に光透過性を有するパネル１２４ｂを備えている。

測距センサ１２４は、光照射部１５１から数万発の光を出射し、得られる測定距離の平均値を測定距離として出力している。すなわち、測距センサ１２４は、複数回の測定を行って、各測定値の平均値を測定距離として決定している。この場合、図８に示すように、測距センサ１２４のパネル１２４ｂからの反射成分Ａ（クロストーク成分）と、実際に測定したい水面Ｓからの反射成分Ｂ（実距離成分）の２箇所の測定距離の平均値が算出されることになる。

図９には、測距センサ１２４を用いて貯水トレイ２０の水面Ｓまでの距離を測定したときに得られる検知距離成分分布（ヒストグラム）を示す。なお、このヒストグラムは、測距センサ１２４の下面（特に、光照射部１５１）がきれいな状態の場合である。

図９に示すように、ヒストグラムには、クロストーク成分Ａの分布の山と、実距離成分Ｂの分布の山が含まれている。

そこで、得られたヒストグラムからクロストーク成分Ａを除去し、実距離成分Ｂのみの平均値を水面までの距離Ｌとして算出することで、貯水トレイ２０の水位をより正確に測定することができる。すなわち、実距離成分Ｂが、貯水トレイ２０の水面Ｓまでの距離を測定したときの有効距離データとなる。

そして、測距センサ１２４の下面（特に、光照射部１５１）が汚れている場合には、得られるヒストグラムにおいて実距離成分Ｂの割合が低くなる傾向にある。図１０には、測距センサ１２４の下面（特に、光照射部１５１）がかなり汚れている状態で、水面Ｓまでの距離を測定したときのヒストグラムを示す。図９と比較すると、クロストーク成分Ａの割合が増加し、実距離成分Ｂの割合が低下していることがわかる。

そこで、本実施形態では、制御部４１が、測距センサ１２４を用いて距離Ｌを算出するときに、取得した検知距離成分分布（ヒストグラム）において、（クロストーク成分Ａ＋実距離成分Ｂ）に対する実距離成分Ｂの比（Ｂ／（Ａ＋Ｂ））も算出する。

そして、制御部４１は、算出された実距離成分比（Ｂ／（Ａ＋Ｂ））の値に応じて、それぞれ異なる処理を実行する。

具体的には、実距離成分比が０．５よりも大きい場合には、測距センサ１２４は汚れておらず、測定距離Ｌは正確であると判定する。また、実距離成分比が０．１以上０．５以下の場合には、測距センサ１２４が汚れていると判定する。測距センサ１２４が汚れていると判定された場合のその後の処理については、第１の実施形態と同様の方法で、使用者に通知すればよい。

また、実距離成分比が０．１未満の場合には、使用者が測距センサ１２４の下面に触れている状態であると考えられる。そのため、制御部４１は、使用者が測距センサ１２４のお手入れ中（清掃中）であると判定する。

（まとめ）
本発明の一局面は、加湿機（例えば、加湿空気清浄機１）に関する。この加湿機は、貯水容器（例えば、貯水トレイ２０）と、前記貯水容器内の水を空気中へ放出させる加湿機構（例えば、加湿フィルタ２１）と、前記貯水容器の水位を検知する測距センサ（例えば、測距センサ２４）と、前記測距センサによって検知された水位から決定された前記貯水容器の単位時間当たりの水位低下量が所定値未満の場合に、前記測距センサに異常があると判定する制御部（例えば、制御部４１）とを備えている。

上記の本発明の一局面にかかる加湿機において、前記制御部は、前記加湿機が加湿運転中に、前記測距センサの異常の有無の判定を行ってもよい。

上記の本発明の一局面にかかる加湿機において、前記所定値は、前記加湿運転中の前記貯水容器の単位時間当たりの水位低下量の予測値であってもよい。

また、上記の本発明の一局面にかかる加湿機において、前記制御部は、前記測距センサによって検知された水位の単位時間当たりの変化（例えば、ｃｍで得られる）と、前記貯水容器の寸法とに基づいて、前記貯水容器の単位時間当たりの水位低下量（例えば、ｍｌまたはｃｍ^３で得られる）を算出してもよい。これにより、単位ｍｌまたはｃｍ^３で得られる単位時間当たりの水位低下量の予測値との比較を、容易かつ正確に行うことができる。

上記の本発明の一局面にかかる加湿機において、低温かつ高湿度状態では、前記制御部は、前記測距センサが検知した水位の低下量に基づく前記測距センサの異常の有無の判定を行わないようにしてもよい。

上記の本発明の一局面にかかる加湿機において、前記測距センサの異常は、例えば、前記測距センサの汚れ（例えば、水垢の付着など）である。汚れ以外の測距センサの異常としては、例えば、測距センサのパネル部の破損（例えば、ひび割れ、変形など）、異物（例えば、虫など）の張り付きなどが挙げられる。

また、本発明のもう一つの局面にかかる加湿機（例えば、第３の実施形態にかかる加湿空気清浄機１）は、貯水容器（例えば、貯水トレイ２０）と、前記貯水容器内の水を空気中へ放出させる加湿機構（例えば、加湿フィルタ２１）と、前記貯水容器の水位を検知する測距センサ（例えば、測距センサ１２４）と、前記測距センサで前記貯水容器の水位を複数回測定し、測定データに対する有効距離データの割合が０．５以下の場合に、前記測距センサに異常があると判定する制御部（例えば、制御部４１）とを備えている。なお、上記の本発明の一局面にかかる加湿機と同様に、前記測距センサの異常は、例えば、前記測距センサの汚れである。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、本明細書で説明した異なる実施形態の構成を互いに組み合わせて得られる構成についても、本発明の範疇に含まれる。

１：加湿空気清浄機（加湿機）
１０：筐体
１１：送風機
２０：貯水トレイ（貯水容器）
２１：加湿フィルタ（加湿機構）
２４：測距センサ
４１：制御部
１２４：測距センサ

Claims

貯水容器と、
前記貯水容器内の水を空気中へ放出させる加湿機構と、
前記貯水容器の水位を検知する測距センサと、
前記測距センサによって検知された水位から決定された前記貯水容器の単位時間当たりの水位低下量が所定値未満の場合に、前記測距センサに異常があると判定する制御部と
を備えている加湿機であって、
前記制御部は、前記加湿機が加湿運転中に、前記測距センサの異常の有無の判定を行い、
前記所定値は、前記加湿運転中の前記貯水容器の単位時間当たりの水位低下量の予測値である、加湿機。
前記貯水容器の単位時間当たりの水位低下量の予測値は、前記加湿機の加湿運転中における、室内の温度および湿度、並びに、前記加湿機に備えられている送風機の回転数に基づいて算出される、請求項１に記載の加湿機。
低温かつ高湿度状態では、前記制御部は、前記測距センサが検知した水位の低下量に基づく前記測距センサの異常の有無の判定を行わない、請求項１または２に記載の加湿機。
前記測距センサの異常は、前記測距センサの汚れである、請求項１から３の何れか１項に記載の加湿機。