JP4389496B2

JP4389496B2 - 空気清浄機

Info

Publication number: JP4389496B2
Application number: JP2003176494A
Authority: JP
Inventors: 孝也魚本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-20
Also published as: JP2005009823A

Description

【０００１】
【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

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。