JP4389496B2 - 空気清浄機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉塵センサーおよびガスセンサーにより室内の空気汚れを検出し、制御部が送風手段を駆動して室内空気を吸い込み、浄化手段を通して清浄化する空気清浄機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の空気清浄機は下記に記載されたものが知られている。
【0003】
以下その空気清浄機について図10および図11を用いて説明する。図に示すように、空気清浄機本体101には、前面パネル102が設けられ、この前面パネル102には吸い込みグリル102a、102bが形成され、空気を清浄化するためのフィルター104と、フィルター104に通風するモーター105と、このモーター105を運転制御する制御部106を備えている。また、本体101の側面には室内の空気汚れを検出する光学式の粉塵センサー107を設け、本体101の前面に空気の汚れを検出するガスセンサー108を設けている。
【0004】
上記構成において、粉塵センサー107またはガスセンサー108が汚れを検出したとき、制御部106は粉塵センサー107またはガスセンサー108からの信号の大小によりファンモーター105の回転数を変えて通風量を変化させ、室内の汚れに対応した清浄化運転を行なっている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
また、自動的に間欠運転する機能を備えたものでは間欠的にファンモータ105を駆動させて室内空気を呼び込み、粉塵センサー107やガスセンサー108にて雰囲気汚れを効率良く検出するものである(例えば、特許文献2参照)。
【0006】
【特許文献1】
特許第2758655号公報
【特許文献2】
特開平10−122615号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の空気清浄機では、粉塵センサーやガスセンサーが空気汚れを検出するまでに時間がかかり運転開始が遅れることがあり、汚れの少ない時間帯でも常に間欠的に運転を継続するので無駄な運転をするという課題があり、空気の汚れる時間帯に無駄を省いてタイミング良く運転するといった生活シーンに合った運転が要求されている。
【0008】
また、空気汚れの発生に対して各センサーが検知するまでタイムラグがあるため、時系列の検知データをそのまま使用すると運転開始が遅れるという課題があり、汚れ発生から運転開始までの時間を短縮した予測運転が要求されている。
【0009】
また、発生する汚れ成分(粉塵とガス)の違いにかかわらず運転パターンを変えていないので、汚れ成分に合わせたきめ細かな運転ができないという課題があり、検知する汚れ成分の違いに対応した適正な清浄化運転を行なうことが要求されている。
【0010】
また、空気汚れが発生しない時間帯であっても、定期的に間欠運転を継続することにより無駄な運転となり、夜中など静かな時間帯では騒音源になり得るという課題があり、空気汚れが発生しない時間帯には運転方法を変えて、省エネ・低騒音の運転とすることが要求されている。
【0011】
本発明は上記課題を解決するためのもので、空気汚れの日常的に繰り返すパターンを学習することにより生活のシーンに合った運転をすることができ、また、事前に汚れ量を精度良く想定し、突発汚れがあっても平準化して運転を行なうことができ、また、空気汚れが発生するタイミングに合わせて運転開始することができ、また、発生する主な汚れ成分が粉塵かガスかを識別することにより空気汚れの違いに対して効果的な運転方法を実現でき、また、生活シーンにより汚れの発生する可能性が低い時間帯は無駄な運転を省いて騒音を抑える空気清浄機を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の空気清浄機は上記目的を達成するために、本体に設けた吸気口と、この吸気口から吸気した汚れ空気を清浄化する浄化手段と、この浄化手段に通風する送風手段と、空気中の汚れ成分を検出する汚れ検出手段と、前記汚れ検出手段からの検出信号により前記送風手段の風量を制御する制御部を有し、前記制御部は前記汚れ検出手段からの信号を変換して汚れレベル値として時系列的に24時間分記憶し、この記憶した汚れレベル値に対応する風量にて間欠運転を行ない、この間欠運転を行なうときも、室内の空気汚れを前記汚れ検出手段により検出を行ない、この検出された汚れレベル値に従った風量を、間欠運転の風量0区間に加えることにより、前記送風手段の風量を時系列的に制御するようにしたものである。
【0013】
本発明によれば、空気汚れの日常的に繰り返すパターンを学習することにより生活シーンに合った運転を行なうことができる空気清浄機が得られる。
【0014】
また、他の手段は、制御部が前日に記憶した24時間分の汚れレベル値と、本日汚れ検出手段により検出され変換された汚れレベル値とを演算することにより、翌日の汚れレベル値を時系列的に記憶するようにしたものである。
【0015】
そして本発明によれば、事前に汚れ量を精度良く想定し、突発汚れがあっても平準化して運転を行なうことができる空気清浄機が得られる。
【0016】
また、他の手段は、制御部が記憶した汚れレベル値により決定された送風手段の風量の制御を、汚れ検出手段に汚れ成分が到達するタイムラグを解消するように、記憶した時系列データの各開始時刻より数分前から実施するようにしたものである。
【0017】
そして本発明によれば、空気汚れが発生するタイミングに合わせて運転開始することができる空気清浄機が得られる。
【0018】
また、他の手段は、汚れ検出手段は粉塵検出部とガス検出部からなり、制御部が各検出部で検出し記憶した汚れレベル値を比較し、換算値の大なる汚れレベル値が粉塵検出部によるものかガス検出部によるものかを判断して、送風手段の運転パターンを変更するようにしたものである。
【0019】
そして本発明によれば、発生する主な汚れ成分が粉塵かガスかを識別することにより空気汚れの違いに応じた効果的な運転方法を実現できる空気清浄機が得られる。
【0020】
また、他の手段は、前日に記憶した汚れレベル値により決定される送風手段の風量が0となる連続時間が所定時間を超えた場合に、制御部は間欠運転の停止時間を延ばすようにしたものである。
【0021】
そして本発明によれば、生活シーンにより汚れの発生する可能性が低い時間帯は無駄な運転を省くことができる空気清浄機が得られる。
【0022】
また、他の手段は、前日に記憶した汚れレベル値により決定される送風手段の風量が0となる連続時間が所定時間を超えた場合に、制御部は間欠運転する送風手段の風量を下げるようにしたものである。
【0023】
そして本発明によれば、生活シーンにより汚れの発生する可能性が低い時間帯は騒音を低くすることができる空気清浄機が得られる。
【0024】
また、他の手段は、前日に記憶した汚れレベル値により決定される送風手段の風量が0となる連続時間が所定時間を超えた場合に、制御部は間欠運転に変えて無風の自動運転とするようにしたものである。
【0025】
そして本発明によれば、生活シーンにより汚れの発生する可能性が低い時間帯は騒音を低くすることができる空気清浄機が得られる。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明は、本体に設けた吸気口と、この吸気口から吸気した汚れ空気を清浄化する浄化手段と、この浄化手段に通風する送風手段と、空気中の汚れ成分を検出する汚れ検出手段と、前記汚れ検出手段からの検出信号により前記送風手段の風量を制御する制御部を有し、前記制御部は前記汚れ検出手段からの信号を変換して汚れレベル値として時系列的に24時間分記憶し、この記憶した汚れレベル値を用いて前記送風手段の風量を時系列的に制御するようにしたものであり、前日に空気汚れを検出した時刻は本日も同じ時刻に空気汚れが発生する可能性があり、前日の汚れデータ値に基づいた運転を行なうことにより、空気汚れを予測して浄化するという作用を有する。
【0027】
また、制御部は前日に記憶した24時間分の汚れレベル値と、本日汚れ検出検出手段により検出された汚れレベル値とを演算することにより、翌日の汚れレベル値を時系列的に記憶するようにしたものであり、前日の検知汚れレベルに対して本日の同じ時間帯の検知汚れレベルが上昇すれば翌日の運転風量はさらに上昇させ、逆に前日より本日の検知汚れレベルが下降していれば翌日の運転風量は下降させ、予測精度を高め、突発的な汚れがあっても平準化して運転できるという作用を有する。
【0028】
また、制御部は記憶した汚れレベル値により決定された送風手段の風量の制御を、記憶した時系列データの各開始時刻より数分前から実施するようにしたものであり、汚れが発生してから各検出部が検知して運転開始するまでの時間を短縮できるという作用を有する。
【0029】
また、汚れ検出手段は粉塵検出部とガス検出部からなり、制御部は各検出部で検出記憶した汚れレベル値を比較し、換算値の大なる汚れレベル値が粉塵検出部によるものかガス検出部によるものかを判断して、送風手段の運転パターンを変更したものであり、花粉等の粉塵汚れを検出した場合は大風量で短時間運転し、アンモニア等の悪臭ガスを検出した場合は中風量で長時間運転するという作用を有する。
【0030】
また、前日に記憶した汚れレベル値により決定された送風手段の風量が0となる連続時間が所定時間を越えた場合に、制御部は間欠運転の停止時間を延ばすようにしたものであり、記憶している汚れレベル値が0の時間帯においては汚れが発生していないため、その時間帯の間欠運転の運転回数を減らして省エネルギーを図り、騒音発生を抑えるという作用を有する。
【0031】
また、前日に記憶した汚れレベル値により決定される運転手段の風量が0となる連続時間が所定時間を越えた場合に、制御部は間欠運転する送風手段の風量を下げるようにしたものであり、記憶している汚れレベルが0の時間帯においては汚れが発生していないため、その時間帯の間欠運転の風量を減少して騒音を下げるという作用を有する。
【0032】
また、前日に記憶した汚れレベル値により決定される運転手段の風量が0となる連続時間が所定時間を超えた場合に、制御部は間欠運転に変えて無風の自動運転とするようにしたものであり、記憶している汚れレベル値が0の時間帯においては汚れが発生していないため、間欠運転を中止して無風で空気汚れを検出する自動運転とし、汚れが発生した時のみ運転させるという作用を有する。
【0033】
【実施例】
(実施例1)
以下、本発明の実施例1について図1〜図5を参照しながら説明する。図に示すように、空気清浄機本体1は略箱形に形成され、本体1の正面にはフロントパネル2を設け、本体1の側面および正面下部に吸気口2a、2bを形成している。本体1内には空気を清浄化するためフィルター3と、このフィルター3に通風するファンモーター4が備えられ、本体1側面に吹出口10が設けられている。ファンモーター4の駆動により吸気口2a、2bから空気が吸い込まれ、フィルター3を通って清浄された後、吹出口10から吹き出される。
【0034】
フロントパネル2内の本体1上部にはガスセンサ5aを備えたガス検出部5が設けられ、本体1側面には光学式の粉塵センサ6aを備えた粉塵検出部6が設けられている。
【0035】
また本体1の正面上部には操作部8が設けられ、操作部8の内側に制御部7が収納され、制御部7に演算部10を設けている。本体1の正面左端部に室内空気の汚れ状態を色変化で表す汚れ表示部9を備えている。
【0036】
上記構成において、電源が通電されると制御部7は20分間隔でガス検出部5または粉塵検出部6で検出した出力信号を0〜5の汚れレベル値に変換し、各20分間の汚れレベル値の最大値を記憶し始め、トータル24時間分の72データを時系列に記憶する。
【0037】
まず、初回運転を開始するために操作部8を自動運転に設定すると、基本動作としてファンモータ4を10分間運転し、50分間停止するサイクルを繰り返す。ガス検出部5または粉塵検出部6により空気汚れを検出すると、汚れ表示部9が青色から赤色に変化し汚れレベルに応じた風量で運転を開始する。このときガス検出部5または粉塵検出部6の検出する汚れレベルに対するファンモータ4の送風量は図2に示す関係としている。
【0038】
空気汚れが清浄化され汚れレベルが0になるとファンモータ4が停止するが、50分間の停止状態が継続していると判断した場合に、制御部7は10分間の運転と50分間の停止サイクルを繰り返す間欠運転に再び移行する。
【0039】
以上のような運転を行なう間に制御部7はガス検出部5または粉塵検出部6で検出した信号を0〜5の6段階の汚れレベル値に変換し、この汚れレベル値を20分間隔の時系列データとして記憶する。なお、このときの個々の汚れレベル値は各20分間の最高値を記憶するようにしているが、各20分間の平均値としてもよい。
【0040】
次の日(汚れデータ値の記憶開始から24時間後)は、記憶された汚れレベル値に対応する風量にて10分ON、10分OFFの基本間欠運転を行なう。例えば図3(イ)(ロ)に示すように、10時から11時の20分毎に検出される汚れレベル値は2、2、1となり、次の日の基本間欠運転は運転風量を中、0、中、0、弱、0の10分間隔の間欠運転となる。この基本間欠運転を行なうときも、室内の空気汚れをガス検出部5や粉塵検出部6により検出を行ない、この検出された汚れレベル値に従った風量を、基本間欠運転の風量0区間に加えることにより、図3(ハ)に示すような実動運転を行なう。この実施例では検出された汚れレベル値は各々2、1、0となる。
【0041】
このように、前日の汚れレベルを時系列的に記憶して基本間欠運転を設定し、前日の次の日の汚れレベル値による風量を加えて調整することで汚れを想定した送風量にて運転でき、日常の空気汚れの発生に合わせた運転とすることができる。
【0042】
なお、本実施例では空気汚れ検出手段として粉塵検出部とガス検出部を用いているが、粉塵検出部のみで実施しても、またガス検出部のみで実施しても同様の効果を得ることができる。
【0043】
(実施例2)
図5および図6に示すように、制御部7に設けた演算部10は、前回まで記憶している汚れレベル値と本日検知した同一タイマ番号毎の汚れレベル値を比較し、増加していれば+1、減少していれば−1、増減なければ±0、というように演算し、翌日の予測される汚れレベル値として記憶するものである。
【0044】
上記構成において、制御部7は毎日20分毎にガス検出部5または粉塵検出部6から検出した汚れレベル値の最大値を記憶し始め、トータル24時間分を時系列的に記憶している。演算部は例えば前回記憶した汚れレベル値が1とし、今回の同一タイマ番号で検出した汚れレベル値が2とすると、演算部10は次回に予測される汚れレベル値を2と設定して制御部7の記憶部7aで記憶する。また前回記憶した汚れレベル値が3とし、今回の同一タイマ番号で検出した汚れレベル値が1とすると、演算部10は次回の汚れレベル値を2と設定して順次記憶する。
【0045】
このように、継続的に汚れレベルを演算して次回の運転風量を決定することで、突発的な汚れが発生した場合でも次の日はその影響を受けることが少なく、日常生活で生じる空気汚れの状態に対応する安定した清浄運転を行なうことができる。
【0046】
(実施例3)
図7に示すように、例えば本日の10時から10時20分の間の汚れ検出データが2とすると、この間に検知した空気汚れは実際に発生してからガス検出部5または粉塵検出部6で検知されるまで数分の時間経過があり、10時以前に発生している可能性があるため、翌日の運転の開始を5分早くして9時55分に運転を開始する。すなわち間欠運転の繰り返しパターンは同じであるが、開始時刻を図3に示すタイムチャートに比べて、5分前倒しした形としている。同様に図7では12時55分に運転を開始することになる。
【0047】
このように、前日の汚れ検出時間帯に対して運転開始時刻を早めることで空気汚れの開始時期にタイミングを合わせて清浄化運転を行なうことができる。
【0048】
(実施例4)
図8に示すように、検出された空気汚れの最大値がガス検出部5による場合は、運転パターンを標準パターンとは異なるガス対応パターンとする。すなわち運転風量は検出レベルに対応した風量にするが、運転時間を2倍に延長して拡散しやすく除去の難しいガス成分を時間を費やして清浄化する。また、検出された空気汚れの最大値が粉塵検出部6による場合は、運転パターンを標準パターンとは異なる粉塵対応パターンとする。すなわち運転風量は検出レベルに対して1ランクアップしたレベルの風量にし、運転時間を2/3に短縮して、大風量・短時間で一気に粉塵を捕集して清浄化する。
【0049】
このように、各センサに検出される空気汚れの検出値を判定して運転モードを変えることで汚れ成分に対応した運転を行ない、質の違う空気汚れを効率良く清浄化することができる。
【0050】
(実施例5)
図9(イ)に示すように、夜中などの睡眠中ではガス検出部5と粉塵検出部6のいずれも空気汚れが検出されない時間帯であるので、その間は一定間隔(10分ON、50分OFF)の間欠運転により運転を継続させるが、その時間帯の汚れレベル値が2時間連続して0となる場合は、制御部7は間欠運転の運転時間10分を変えず、停止時間を50分から110分に延ばす運転に変更する。
【0051】
このように、空気汚れ検出の無い時間帯が連続する場合には、間欠運転の停止時間を延ばすことにより、無駄な送風運転を減らした省エネ運転とすることができ、騒音を低減することができる。
【0052】
次に汚れレベル値が4時間連続して0となる場合は、制御部7は図9(ロ)のように間欠運転の運転風量を減少させるようにする。
【0053】
このように、汚れ検出が無い時間帯が長時間続く場合は間欠運転の運転風量を減少させ、本実施例では最低風量とすることで運転騒音を大幅に下げることができる。また、図9(ハ)のように間欠運転の停止時間を延ばすとともに送風時間を10分から5分に短縮することにより、さらなる省エネ・騒音低減を図ることができる。
【0054】
また、汚れが検出されない時間帯の汚れレベル値が6時間連続して0となる場合は、制御部7は図9(ニ)のように間欠運転モードから無風の自動運転モードへ移行して汚れを検知した時だけ運転するようにするとともに、同じ時間帯で空気汚れが検出されない日が続く場合は、この自動運転モードを毎日同じ時間帯に限り実施するようにする。
【0055】
このように、空気汚れが無い時間帯が長時間続く場合は、間欠運転を無風の自動運転に移行することで、超省エネ・無音化に加えて就寝中は送風運転を停止するという生活シーンに合わせた運転とすることができる。
【0056】
なお、本実施例では空気汚れが検出されない汚れデータ値が0の経過時間によって運転パターンを順次変えるようにしているが、汚れデータ値が0の経過時間数と各運転パターンを適宜選択または組合せて実施しても同様の効果を得ることができる。
【0057】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、汚れ検出手段からの信号を変換して前日の汚れレベル値を時系列的に記憶して間欠運転を設定し、日常的に繰り返す空気汚れを想定した清浄運転ができ、前日の次の日の汚れレベル値による風量を加えて調整することで汚れを想定した送風量にて運転でき、日常の空気汚れの発生に合わせた運転とすることができるという効果のある空気清浄機を提供できる。
【0058】
また、前日に記憶した24時間分の汚れレベル値と、本日検出して変換した汚れレベル値とを演算して記憶することにより、翌日の風量を時系列的に制御することができ、突発的な空気汚れが発生した場合でも、次の日の汚れレベル値は平準化されることにより、生活シーンに近づけた安定した運転モードで運転できるという効果のある空気清浄機を提供できる。
【0059】
また、汚れ検出手段に汚れ成分が到達するタイムラグを解消するように、前日に記憶した時系列データの各開始時刻より数分前から実施することで、検出部に汚れ成分が到達するタイムラグを解消し、空気汚れが拡散する前に捕集できるという効果のある空気清浄機を提供できる。
【0060】
また、記憶した汚れレベル値が粉塵検出部であるかガス検出部であるかを判断して運転方法を変更することで、汚れ成分に対応した運転パターンで送風運転することにより、質の異なる空気汚れを効率良く清浄化できるという効果のある空気清浄機を提供できる。
【0061】
また、前日に記憶した汚れレベル値により決定される送風手段の風量が0となる連続時間が所定時間を超えた場合に、間欠運転の停止時間を延ばすことで、省エネルギー運転を行ない、騒音発生を抑制できるという効果のある空気清浄機を提供できる。
【0062】
また、前日に記憶した汚れレベル値により決定される送風手段の風量が0となる連続時間が所定時間を超えた場合に、間欠運転する送風手段の風量をさげることで騒音をさらに低減することができるという効果のある空気清浄機を提供できる。
【0063】
また、前日に記憶した汚れレベル値により決定される送風手段の風量が0となる連続時間が所定時間を超えた場合に、送風運転の無い自動運転に変更することで、超省エネ、無音化が実現でき、実際の生活シーンに合わせた運転を行なうことができるという効果のある空気清浄機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の空気清浄機の実施例1〜5の一部破断の外観斜視図
【図2】同各検出部の汚れレベル値に対する運転風量の相関図
【図3】同実施例1のタイミングチャート
【図4】同実施例1〜5の制御回路構成図
【図5】同実施例2のフローチャート
【図6】同実施例2のタイミングチャート
【図7】同実施例3のタイミングチャート
【図8】同実施例4のタイミングチャート
【図9】(イ)同実施例5の停止間隔大のタイミングチャート
(ロ)同実施例5の風量低減のタイミングチャート
(ハ)同実施例5の停止間隔大・風量低減のタイミングチャート
(二)同実施例5の自動運転のタイミングチャート
【図10】従来の空気清浄機の一部破断の外観斜視図
【図11】同空気清浄機の間欠運転のタイミングチャート
【符号の説明】
1 本体
2a 吸気口
2b 吸気口
3 フィルター(浄化手段)
4 ファンモーター(送風手段)
5 ガス検出部(汚れ検出手段)
6 粉塵検出部(汚れ検出手段)
7 制御部
Claims (7)
- 本体に設けた吸気口と、この吸気口から吸気した汚れ空気を清浄化する浄化手段と、この浄化手段に通風する送風手段と、空気中の汚れ成分を検出する汚れ検出手段と、前記汚れ検出手段からの検出信号により前記送風手段の風量を制御する制御部を有し、前記制御部は前記汚れ検出手段からの信号を変換して汚れレベル値として時系列的に24時間分記憶し、この記憶した汚れレベル値に対応する風量にて間欠運転を行ない、この間欠運転を行なうとき、室内の空気汚れを前記汚れ検出手段により検出を行ない、この検出された汚れレベル値に従った風量を、間欠運転の風量0区間に加えることにより、前記送風手段の風量を時系列的に制御するようにした空気清浄機。
- 制御部は前日に記憶した24時間分の汚れレベル値と、本日汚れ検出手段により検出され変換された汚れレベル値とを演算することにより、翌日の汚れレベル値を時系列的に記憶するようにした請求項1記載の空気清浄機。
- 制御部は記憶した汚れレベル値により決定された送風手段の風量の制御を、汚れ検出手段に汚れ成分が到達するタイムラグを解消するように、記憶した時系列データの各開始時刻より数分前から実施するようにした請求項1または2記載の空気清浄機。
- 汚れ検出手段は粉塵検出部とガス検出部からなり、制御部は各検出部で検出し記憶した汚れレベル値を比較し、換算値の大なる汚れレベル値が粉塵検出部によるものかガス検出部によるものかを判断して、送風手段の運転パターンを変更してなる請求項1または2記載の空気清浄機。
- 記憶した汚れレベル値により決定された送風手段の風量が0となる連続時間が所定時間を越えた場合に、制御部は間欠運転の停止時間を延ばすようにした請求項1または2記載の空気清浄機。
- 記憶した汚れレベル値により決定される運転手段の風量が0となる連続時間が所定時間を越えた場合に、制御部は間欠運転する送風手段の風量を下げるようにした請求項1または2記載の空気清浄機。
- 記憶した汚れレベル値により決定される運転手段の風量が0となる連続時間が所定時間を超えた場合に、制御部は間欠運転に変えて無風の自動運転とするようにした請求項1または2記載の空気清浄機。
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