JP5003162B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気清浄機、ルームエアコン、除湿機などのホコリを清浄化する機能を備えた空気調和機に関するものである。

現在、空気清浄機の自動運転においては、室内のホコリの多さ（空気の汚れ度合い）に応じて風量を、例えば「強」「標準」「弱」「最小」の４段階に切り替える運転制御を行っている。また、この自動運転以外において、喫煙時、布団の上げ下ろし時、部屋の掃除時などでは大量のホコリが生じることから、このような場合には、「強」運転以上の風量で運転するターボ風量と呼ばれる「最大運転」を行いたいとの希望がある。自動運転では、この「最大運転」への切り替えが出来ないように設定されている。これは、空気清浄機を最大運転すると、運転音が大となって、騒音が増加するからであり、自動運転では、運転音があまり気にならない「強」までの風量範囲で行っている。

このような従来の空気清浄機において、最大風量で運転を行いたいときは、ユーザーが運転操作によって最大風量に切り替え操作を行うようになっている。それは、最大風量で運転を行うと、運転音が上昇し、騒音が増加し、しかも消費電力が増加するためである。そして、最大風量の運転の必要がなくなれば、ユーザーが運転操作により、最大風量の利用前の運転モードに戻す必要があった。

そこで、この問題を解決するために最大運転時間をタイマー制御する手法が提案されており、例えば下記に示す特許文献１が挙げられる。

この特許文献１は、ファンを駆動するモータの回転速度を高低制御する制御回路と、手動スイッチの動作により前記制御回路に優先して前記モータを最大速度に制御する最大運転回路とを備えている。そして、前記最大運転回路は設定時間のみ動作するタイマーを有していて、前記設定時間の経過後に前記制御回路によりモータを運転させるようにしている。

特許第３２１４９１９号（特開平６−９１１２４号公報）

しかしながら、この特許文献１では、タイマーの設定時間の終了前に室内の空気が清浄化され、最大風量が必要ではなくなった場合でも、タイマー終了までは最大運転を継続するため、大きな騒音を発生し、また消費電力に無駄が生じるという問題があった。特に、空気中の汚れ度合いに関係なくタイマー開始からタイマー終了まで最大運転を継続するため、その間はずっと大きな騒音を発生し、消費電力も必要以上に消費するという問題があった。

この発明は上記した従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、強制的に風量を多くして運転をする場合でも、空気汚染度に応じた運転制御をすることで、必要以上に最大運転を行うのを抑制し、運転を効率的に行うことが可能な空気調和機を提供することにある。

そこで、本発明の請求項１に記載の空気調和機では、ファン６を駆動する変速可能なファンモータ１８と、前記ファン６により吸引した空気を清浄化するフィルタ７と、空気の汚れを検知して前記空気の汚れの度合いに応じた信号を出力するセンサ１２と、このセンサ１２からの出力値に応じて前記ファンモータ１８を制御して、複数の風量レベルからセンサ１２の出力値に対応した特定の風量レベルを選択して空気を清浄化する制御部２０とを備え、さらに前記制御部２０が、ユーザーからの操作信号により、前記センサ１２からの出力値に応じた風量レベルよりもさらに風量を増加させた風量レベルで風量増加運転を行う空気調和機であって、前記センサ１２からの出力値により空気汚染度が低下した場合には、前記風量増加運転を停止し、元の運転モードに復帰させるようにしていることを特徴とする。なお、ここでいう「空気の汚れ」とは、ダストと呼ばれるものの他、臭いも含まれるものである。

請求項２に記載の空気調和機では、前記風量増加運転においては、センサ１２の出力値に対応する風量レベルよりも風量を２段階または３段階アップさせた風量レベルで運転するようにしていることを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の空気調和機によれば、ユーザーからの操作信号により前記センサ１２からの出力値に応じた風量レベルよりもさらに風量を増加させた風量レベルで風量増加運転を行せるので、全てが、いわゆる最大運転モードにはならず、そのため、効率良く各風量レベルを活用できて、騒音の発生を抑制でき、しかも消費電力を抑えることができる。また、前記センサ１２からの出力値により空気の汚れが少なくなった場合には、前記風量増加運転を停止し、元の運転モードに復帰させるようにしているので、空気の汚れが少なくなった時点で風量増加しない通常の元の運転となり、騒音の発生を一段と抑制でき、しかも消費電力を一層抑えることができる。

請求項２に記載の空気調和機によれば、前記風量レベルを２段階または３段階アップさせるようにしているので、全てが、いわゆる最大運転モードにはならず、そのため、効率良く各風量レベルを活用できて、騒音の発生を抑制でき、しかも消費電力を抑えることができる。また、風量レベルを３段階アップした場合には、２段階アップの場合と比べて空気を速やかに清浄化することができる。

次に、この発明の空気調和機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は空気調和機としての空気清浄機１の斜視図を示し、図２は該空気清浄機１の概略断面図を示している。この空気清浄機１の両側の側面には側面吸込口２がそれぞれ設けられており、また、空気清浄機１の上面の後部には吹出口４が設けられている。なお、５は前面パネルである。

図２に示すように、空気清浄機１の内部の後部にはモータにて回転駆動されるファン６が配設されており、また、このファン６の上流側には、本願においてフィルタ７と称するものの一例としてのフィルタユニット７が配設されている。このフィルタユニット７は、図示はしないが例えば、プレフィルタ、プラズマイオン化部、ストリーマ放電部、光触媒フィルタ、プラズマ触媒フィルタなどで構成されている。

ファン６が回転駆動されることで、室内の空気が両側の側面吸込口２及び下方吸込口３から吸い込まれ、この吸い込まれた空気はフィルタユニット７により清浄化されて吹出口４から吹き出される。空気清浄機１を自動運転する場合、ファン６による風量レベルは４段階に分かれて設定されており、それに応じて、例えば「強」「標準」「弱」「最小」の４段階の運転モードが定められており、室内の空気中にホコリが多い場合には、強運転にて制御され、空気中のホコリの多さに応じて標準運転、弱運転、最も静かな最小運転となるよう制御される。

図３は空気清浄機１のブロック図を示し、全体を制御するマイクロコンピュータからなる制御部２０により上記自動運転の制御が行われる。電源の入り、切りを行う電源スイッチ１１やダストセンサ１２からの信号が制御部２０に入力され、室内の汚染度（空気中のホコリの多さ）に応じて変化するダストセンサ１２からの信号が入力され、それにより制御部２０はモータ駆動部１７を制御して変速可能なファンモータ１８の回転数を変えることで、ファン６の回転数により強運転、標準運転、弱運転、最小運転の制御を行う。また、制御部２０からの信号により発光ダイオードや液晶からなる表示部１６にて自動運転モード等の表示を行っている。

なお、上記ダストセンサ１２は、室内の空気中に光を照射し、空気中に含まれる煙、ホコリ、花粉、その他の粒子によって乱射されて受光素子に到達した光量を検出して、粉塵などの粒子濃度を測定することができるものである。

ここで、本発明では、喫煙時、布団の上げ下ろし時、部屋の掃除時などでホコリが多くたつ場合にユーザーのスイッチ操作により、現在の自動運転時の場合よりも２段階だけ風量をアップさせるようにしている。例えば、現在の室内のホコリがあまり無い場合では自動運転は最小運転となっているが、かかる場合には２段階アップした風量の強運転を行い、標準運転の場合では２段階アップした強運転よりも風量レベルが高い最大運転を行うようにしている。

風量増加運転時間は、参考例として、例えばタイマー制御されて、所定の時間だけ風量増加運転を行うようにしても良い。この場合、図３に示すように、風量増加運転操作部１３をユーザーがオン操作することで、風量増加運転を行うようにしており、タイマー部１５にて設定されている時間だけ風量増加運転が行われる。また、このタイマー部１５による風量増加運転の時間は、風量増加運転時間設定操作部１４によりユーザーが任意の時間を設定可能としている。また、上記タイマー部１５による風量増加運転の後は通常の自動運転が行われる。なお、図３に示すようにＲＡＭやＲＯＭからなる記憶部１９にはダストセンサ１２からのデータが一時的に格納されて、ホコリの多さ（空気汚染度）に応じて上記自動運転が行われる。

次に上記制御部２０による運転制御について説明する。図４において、電源スイッチ１１をオンした後は自動運転モードになり、ダストセンサ１２からの信号（データ）により最小運転等が行われる。すなわち、時刻ｔ０以後は、ホコリの多さに応じて運転が行われ、最初は例えば最小運転で行われ、ホコリが徐々に増えてくると最小運転→弱運転→標準運転→強運転へと自動的に風量レベルが増加する運転となる。そして、強運転にてホコリを清浄化していくとホコリが少なくなり、そのため、強運転から標準運転→弱運転→最小運転へと自動的に風量レベルが切り替わる。なお、これらの風量の増加、減少等は制御部２０がモータ駆動部１７を制御してファンモータ１８の回転数を増加、減少させることで行われる。

次に、時刻ｔ１でユーザーが風量を強制的に増加させたい場合には、ユーザーが風量増加運転操作部１３をオン操作すると、現在のダストセンサ１２からの検出値では本来は「最小運転」ではあるものの、この最小運転から風量レベルを２段階アップした「標準運転」にて空気の清浄化を行う（図中の太い実線参照）。この標準運転をしていて、ダストセンサ１２からの信号により本来は「弱運転」ではあるものの、風量レベルを２段階アップした「強運転」が行われる。さらに、その後、ダストセンサ１２からの信号により本来は「標準運転」であるものの、風量レベルを２段階アップした「最大運転」が行われる。また、本来「強運転」の場合では、風量レベルを２段階アップしようとしても、風量レベルの最大が「最大運転」のための１段階アップした「最大運転」が行われる。この最大運転によりホコリは急速に清浄化されて室内の空気中のホコリを少なくなる。

その後、空気中のホコリは少なくなるので、ダストセンサ１２からの信号により風量が少ない標準運転、弱運転等に対応した２段階アップの運転が行われ、最大運転→強運転→標準運転へと風量が少ない運転となる。ここで、時刻ｔ１からタイマー部１５にて時間がカウントされ、予め設定されている時間（例えば３０分）になる時刻ｔ２にてタイムアップとなり、風量増加運転が時刻ｔ２で停止される。そして、時刻ｔ２以降は通常の自動運転により制御されることになる。

本発明では強制的に風量増加運転を行った場合、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで本来の運転が標準運転をすべくホコリが多い場合はすべて「最大運転」にはなるものの、最初やタイムアップ前のホコリが少ない場合では、自動運転における運転モードより風量レベルを２段階アップして風量増加運転を行っているので、すべてが「最大運転」とはならない。そのため、最大運転を効率的に利用でき、また運転音も常時は大騒音とはならず、しかも、消費電力を抑えることができる。

なお、上記自動運転や風量増加運転の場合における各種の運転モードは表示部１６により表示されるようになっており、ユーザーにとって認識し易くなる。また、風量増加運転の場合では、経過時間と残り時間を表示部１６にて表示するようにしているので、ユーザーにとっては認識し易いものである。

ところで、図４に示すように、風量増加運転では時刻ｔ１から時刻ｔ２までのタイマー制御では、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は風量レベルを２段階アップし続けているので、その分消費電力が増加したり、騒音も大きくなったりする。そこで、本発明の実施形態では、風量増加運転の場合に、空気の汚染度が低下したことを判断したら、例えば、汚染度が本来の「最小運転」のレベルまで低下した場合には、その時点（時刻ｔ１’）から実際に「最小運転」に切り替え制御する。もちろん、空気の汚れを再検知したら風量レベルを上げるようにする。

このような場合には、図４の場合では、時刻ｔ１’から時刻ｔ２までは、風量増加をしない通常の運転となり、運転音も小さく、しかも消費電力もさらに抑えることができる。

（第２の実施の形態）
図５に第２の実施形態を示す。先の実施形態では、風量増加運転の場合は、風量レベルを２段階アップしていたが、本実施形態では太い実線で示すように３段階アップするようにしたものである。制御動作自体は先の実施形態と同様なので、詳細な説明は省略するが、風量レベルを３段階アップしているので、空気中のホコリを早期に清浄化することができる。このような場合、先の実施形態と比べて運転音が大きいものの、速やかに清浄化できる。また、空気の汚れが少なくなった場合には、その時点で風量増加運転を停止して元の風量レベルに戻すことで、運転音も静かにでき、消費電力も抑えることができる。

また、風量レベルを３段階アップした運転をしても、図５に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間（例えば、３０分）の全期間にわたって「最大運転」にはならず、従来例と比べた場合、運転騒音も小さく、消費電力も抑えることができる。

なお、先の両実施形態においては、ダストセンサ１２を用いた例を示しているが、図３に併記しているように、ダストセンサ１２に代えて、あるいはダストセンサ１２と共に、臭いセンサ１２ａを用いて、各形態と同様の運転制御を行うこともできる。臭いセンサ１２ａは、還元ガスの有無を電気反応の抵抗により検知して、臭いの強さを測定することができるものである。また、前記参考例においては、風量を増加して運転する風量増加運転は、予め定めた一定の時間だけタイマー制御しているので、使い勝手が良く、一定の時間の経過後は風量増加運転が停止されて、運転音も小さくなり、消費電力も抑えることができる。また、先の両実施形態では、空気清浄機１の場合について説明したが、ルームエアコンや除湿機など、送風ファンを搭載する他の空気調和機にも適用することができるものである。

本発明の実施の形態における空気清浄機の斜視図である。 本発明の実施の形態における空気清浄機の概略断面図である。 本発明の実施の形態におけるブロック図である。 本発明の実施の形態における２段階アップした場合の動作説明図である。 本発明の実施の形態における３段階アップした場合の動作説明図である。

符号の説明

１ 空気清浄機
６ ファン
７ フィルタユニット
１２ ダストセンサ
１８ ファンモータ
２０ 制御部

Claims (2)

1. ファン（６）を駆動する変速可能なファンモータ（１８）と、前記ファン（６）により吸引した空気を清浄化するフィルタ（７）と、空気の汚れを検知して前記空気の汚れの度合いに応じた信号を出力するセンサ（１２）と、このセンサ（１２）からの出力値に応じて前記ファンモータ（１８）を制御して、複数の風量レベルからセンサ（１２）の出力値に対応した特定の風量レベルを選択して空気を清浄化する制御部（２０）とを備え、さらに制御部（２０）が、ユーザーからの操作信号により、前記センサ（１２）からの出力値に応じた風量レベルよりもさらに風量を増加させた風量レベルで風量増加運転を行う空気調和機であって、前記センサ（１２）からの出力値により空気汚染度が低下した場合には、前記風量増加運転を停止し、元の運転モードに復帰させるようにしていることを特徴とする空気調和機。
2. 前記風量増加運転においては、センサ（１２）の出力値に対応する風量レベルよりも風量を２段階または３段階アップさせた風量レベルで運転するようにしていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。