JPH084092Y2 - 空気清浄機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、室内空気中のタバコの煙等の微塵を除去し
て清浄空気を吹き出す空気清浄機に関する。

〈従来の技術〉 従来、この種の空気清浄機として、高電圧発生装置，
放電電極，静電・活性炭フィルタ，送風機からなる電気
集塵式の空気浄化機構の運転を、室内空気中のガス成分
を検出するガスセンサからの検出信号に基づき制御部に
よって制御するものが知られている。

ガスセンサは、タバコの煙等による僅かな空気汚染も
高感度に検知する反面、その抵抗値が周囲温度や湿度に
よって大きく影響され、抵抗値に経時変化があるため、
ガスセンサの検出信号による上記制御は、一般に検出信
号の絶対値でなく検出信号を時間微分した相対値に基づ
いて行なわれている。即ち、入力される検出信号（汚染
とともに増加するセンサ抵抗値）のサンプリングを一定
時間（数十分）に亙って行ない、そのうちの最小サンプ
リング値を比較基準値として制御部に記憶し、この比較
基準値と次の一定時間内の各サンプリング値を比較して
空気の汚れ度を判定するとともに、比較基準値を次の一
定時間内の最小サンプリング値で順次置き換え、判定し
た汚れ度に応じて空気浄化機構の運転を制御したり、汚
染警報を発したりするようになっている。

〈考案が解決しようとする課題〉 ところが、上記従来の空気清浄機は、室内空気の汚れ
度をガスセンサで検出し、検出信号の相対値による上述
の運転制御を行なうものであるため、次のような問題点
や欠点がある。

即ち、ガスセンサは、そのセンサ抵抗値が電源投入直
後の数分間は大幅に減少するという初期通電特性を有し
ているため、その間は正常な汚れ度を検出することがで
きず、検出信号による制御ができない。加えて、制御方
式が検出信号の相対値によるものであるため、電源投入
直後には汚れ度の比較基準値が記憶されておらず、その
結果電源投入後の数十分間は、たとえガスセンサが室内
空気の著しい汚染を検出して対応する検出信号を制御部
に出力しても、制御部が汚染状態を判断できず、空気浄
化機構の運転を開始させなかったり、汚染警報を発しな
かったりするという問題がある。

また、電源投入から相当時間経って密閉室内にタバコ
の煙が充満し、ガスセンサがこれを検知して浄化運転が
開始した場合、浄化運転により10〜20分後には空気中の
煙の粒子成分は殆んど除去されるが、タバコの燃焼で生
じたCO₂等のガス成分は空気浄化機構では除去できず残
存する。そのため、ガスセンサは、扉や窓の隙間を通じ
ての室内空気の換気が進行するまで数時間もの間ガス成
分を検知し続け、不必要な浄化運転が連続されるという
欠点がある。勿論、この欠点は制御部に浄化運転を数十
分間で打ち切らせるタイマを設ければ解決できるが、そ
うすると今度は、多数の者が喫煙して多量の煙が充満し
た場合に浄化が不充分なままタイマが働いて運転が休止
するうえ、休止直前の汚れ度が正常な比較基準値として
制御部に記憶されるため、タバコの煙による汚染が相当
ひどくなるまで浄化運転が再開しないという新たな問題
が生じる。

そこで、本考案の目的は、空気中の粒子成分を検出す
る散乱光式煙センサに着目し、その検出信号の絶対値を
も併用した新規な制御方式によって、ガスセンサのみに
よる制御の欠点や不具合を解消した自動運転を行なうこ
とのできる空気清浄機を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本考案の空気清浄機は、吸
い込んだ室内空気中の微塵を除去して清浄空気を吹き出
す空気浄化機構と、この空気浄化機構の運転を制御する
制御部を備えたものにおいて、室内空気中のガス成分を
検出するガスセンサと、室内空気中の粒子成分を光学的
に検出する散乱光式煙センサを設けるとともに、上記制
御部に、電源投入直後の一定時間の間だけ上記散乱光式
煙センサの検出信号のみに基づいて上記空気浄化機構の
浄化運転の開始，停止を制御する初期制御手段と、浄化
運転中に上記散乱光式煙センサのみの検出信号に基づい
て上記空気浄化機構の浄化運転を停止させると共に、上
記ガスセンサのみが所定時間ガス成分を検出したときに
室内を換気するように報知する運転中制御手段を設けた
ことを特徴とする。

〈作用〉 空気清浄機の電源が投入されると、その直後の一定時
間の間は、制御部の初期制御手段が、不都合な初期通電
特性をもつガスセンサの検出信号に基づかず、散乱光式
煙センサの検出信号のみに基づいて空気浄化機構の浄化
運転の開始，停止を制御する。散乱光式煙センサは、空
気中の粒子成分を正確に検出し、この検出信号の絶対値
が表わす汚れ度の大，小に応じて、制御部が空気浄化機
構の運転を開始，停止させるので、汚れ度が大きいのに
浄化運転がされないということがない。また、上記一定
時間の経過後は、ガスセンサと散乱光式煙センサの両検
出信号に基づき制御部により浄化運転の制御が行なわれ
るが、浄化運転中に散乱光式煙センサのみの検出信号が
一定値以下になると、制御部の運転中制御手段が、空気
浄化機構の浄化運転を停止させる。従って、密閉室内で
喫煙による燃焼ガスが残ってガスセンサが高い検出信号
を出力している場合でも、煙の粒子成分が浄化運転で一
定値以下になったときは、浄化運転が確実に停止され、
無駄な浄化運転が行なわれることがない。さらに、上記
制御部の運転中制御手段は、前述のように浄化運転停止
中でも、ガスセンサのみが所定時間ガス成分を検出した
とき、室内の換気を使用者に促すように報知するので、
使用者がガス成分の充満を確実に知ることができ、使用
時の安全性が大幅に向上する。

〈実施例〉 以下、本考案を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は、空気清浄機の一実施例の外観斜視図であ
り、この空気清浄機は、室内空気中のガス成分を検出す
るガスセンサ１と、室内空気中の粒子成分を光学的に検
出する散乱光式煙センサ２と、正面の吸込口３から吸い
込んだ室内空気に含まれるタバコの煙等の微塵を電気的
に除去して、清浄空気として吹出口４から吹き出す図示
しない内蔵の空気浄化機構と、この空気浄化機構を上記
両センサ1,2からの検出信号に基づいて制御する図示し
ない制御と、この制御部に操作信号を入力し、制御部か
らの表示信号を点灯で表示する操作・表示部５で構成さ
れる。なお、上記空気浄化機構は、高電圧発生装置，放
電電極，静電・活性炭フィルタ，送風機からなる従来と
同じものである。

上記操作・表示部５は、第２図に示すように、操作部
として運転モード切換スイッチ６と運転停止のための停
止スイッチ７を有する。運転モード切換スイッチ６は、
押すたびに、運転モードが、（ａ）汚れ度に応じて浄化
運転（空気浄化機構の電気的除塵動作）の開始，停止お
よび送風機の風量の強，弱が制御部により自動切換され
る自動運転モード，（ｂ）風量強で浄化運転する手動運
転モード，（ｃ）風量弱で浄化運転する手動運転モード
に循環して順次切り換わり、切り換わった運転モードに
対応するいずれかの表示ランプ8a,8b,8cが点灯するよう
になっている。また、操作・表示部５は、表示部として
制御部がガスセンサ１と散乱光式煙センサ２の検出信号
に基づいて夫々算出・判定した清浄および３段階の汚れ
レベルを点灯表示する表示ランプ9a,9b,9c,9d;10a,10b,
10c,10dを有するとともに、30分間の浄化運転の後もガ
スセンサ１だけが汚染を検出しているとき制御部から出
力される表示信号で点灯する換気警報ランプ11を有す
る。

散乱光式煙センサ２は、第３図に示すように、上下に
遮光板付きの開口12a,12bを有する筒状の暗箱12と、こ
の暗箱12内の空気に赤外線を照射する発光ダイイオード
13と、空気中の微塵で散乱された赤外線を受光する受光
ダイオード14からなる。

第４図は、上記実施例の制御部を中心とする主要部の
ブロック図である。制御部は、5Vの直流安定化電源（図
示せず）で駆動される１チップのマイクロコンピュータ
15で構成され、トランジスタ，コンデンサ，抵抗からな
る発光ダイオード13の駆動回路16に0.5秒毎に駆動信号
を出力する一方、２つのA/D変換入力ポートに、増幅回
路17およびピークホールド回路18を経て入力される受光
ダイオード14からの電圧信号と、ガス成分の濃度に応じ
て感応体の抵抗値R_Sが変化するガスセンサ１からの電圧
信号ｖが入力されるとともに、運転モード切換スイッチ
６と停止スイッチ７（第２図参照）からの操作信号を受
け、表示回路19を経て表示ランプ8a〜8c,9a〜9d,10a〜1
0dや換気警報ランプ11（第２図参照）に表示信号を出力
し、浄化装置駆動回路20を経て空気浄化機構に制御信号
を出力するようになっている。

上記マイクロコンピュータ15は、予め与えられたプロ
グラムにしたがって、ガスセンサ１からの電圧信号ｖの
サンプリングを２秒毎に９回ずつ行ない、そのうちの中
間値を用いて次式で空気中のガス濃度に対応する感応
体の抵抗値R_Sを求める。

R_S＝（5/−１）×R_L そして、２秒毎に算出される上記抵抗値R_Sと、内蔵のメ
モリに記憶している清浄時のR_S値とからR_S値の変化率を
計算し、この変化率によりガス成分による汚れ度が清
浄,1,2,3のいずれであるかを判定する。また、受光ダイ
オード14からの空気中の粒子成分濃度に対応する電圧信
号のレベルに応じて、粒子成分による汚れ度が清浄,1,
2,3のいずれであるかを判定する。

さらに、上記マイクロコンピュータ15は、プログラム
ソフトウェアとして、初期制御手段と運転中制御手段を
有する。初期制御手段は、電源投入直後の３分間の間だ
け上記受光ダイオード14からの電圧信号のみに基づいて
汚れ度を判定し（第５図のステップS3参照）、汚れ度が
レベル３に達しているか否かに応じて風量強，風量弱に
よる浄化運転を開始し、汚れ度が清浄なら浄化運転を停
止させるような制御信号を浄化装置駆動回路20に出力す
る（第５図のステップS4,S5参照）。また、運転中制御
手段は、浄化運転開始から10分経過後に上記受光ダイオ
ード14からの電圧信号のみが汚れ度の清浄を表わしてい
るとき、浄化運転を停止させるような制御信号を浄化装
置駆動回路20に出力するとともに（第５図のステップS
9,S5参照）、浄化運転開始からの30分経過後に上記ガス
センサ１からの電圧信号のみが汚れ度の清浄を表わして
いないとき、表示信号を表示回路19に出力する（第５図
のステップS17,18参照）。なお、マイクロコンピュータ
15が判定したガス成分および粒子成分による汚れ度は、
表示回路19を介していずれかの表示ランプ9a〜9dおよび
10a〜10dに出力される。

上記構成の空気清浄機のマイクロコンピュータ15によ
る自動運転について、第５図のフローチャートを参照し
つつ次に述べる。

いま、操作・表示部５の運転切換スイッチ６によって
自動運転モードが選択されると、マイクロコンピュータ
15は、ステップS1で空気清浄機の電源が投入されてから
３分経過したか否かを判別し、否と判別した場合はステ
ップS2に、肯と判別した場合はステップS6に夫々進む。
ステップS2では、浄化運転中か否かを判別し、肯ならス
テップS3に進んで、散乱光式煙センサ２からの検出信号
のみに基づいて室内空気の汚れ度を判定し、汚染と判定
したとき、ステップS4に進んで汚れ度に応じて風量を強
または弱に切り換えて浄化運転をさせる一方、清浄と判
定したとき、ステップS5に進んで浄化運転を停止させ
る。また、ステップS2で否ならステップS13に進んで、
同様に散乱光式煙センサ２からの検出信号のみに基づい
て汚染と判定したときだけ、ステップS14に進んで浄化
運転を開始させるとともに、連続浄化運転時間を限定す
る10分タイマのカウントを開始する。

一方、電源投入後３分経過すると、ステップS6に進ん
で浄化運転中か否かを判別し、浄化運転中であれば、ス
テップS7に進んでガスセンサ１の検出信号に基づいて汚
染か否かを判定し、汚染でなければ上記ステップS5に進
んで浄化運転を停止させる一方、汚染ならステップ８へ
進んで散乱光式煙センサ２の検出信号に基づいて汚染か
否かを判定する。そして、ステップS8で汚染でなけれ
ば、ガスセンサのみが汚染を検知しているので、ステッ
プS9に進んで10分タイマがカウントアップしたか否かを
調べ、否なら上記ステップS4へ進む一方、肯ならステッ
プS10へ進んで、ガスセンサの汚染検知継続時間を限定
する30分タイマのカウントを開始させ、次いで上記ステ
ップS5で浄化運転を停止させる。また、ステップS6で浄
化運転中でなければ、ステップS11に進んでガスセンサ
１が前回汚染を検知していたか否かを判別し、否ならス
テップS12に進んでガスセンサ１の検出信号に基づいて
汚染が否かを判定し、汚染と判定したときだけ、ステッ
プS14に進んで浄化運転と10分タイマのカウントを開始
させる一方、ステップS11で肯ならステップS15に進む。

ステップS15では、散乱光式煙センサ２が汚染を検知し
ているか否かを判定し、肯なら、ステップS14に進んで
浄化運転と10分タイマのカウントを開始させる一方、否
なら、ステップS16に進んでガスセンサ１が汚染を検知
しているか否かを判定する。そして、ステップS16で肯
と判定したときだけ、ガスセンサ１のみが汚染を検知し
ているので、ステップS17に進んで30分タイマがカウン
トアップしたか否かを調べ、肯のときのみ、ガスセンサ
１が30分に亙って継続して汚染即ちガス成分の充満を検
知したので、室の換気を促すべくステップS18に進んで
換気警報ランプ11を点灯させる。

このように、上記実施例では、マイクロコンピュータ
15のソフトウェアによって、電源投入直後の３分間は不
都合な初期通電特性をもつガスセンサ１の検出信号の相
対値（時間微分値）によらず、散乱光式煙センサ２のみ
の検出信号の絶対値によって室内空気の汚れ度を判定
し、判定結果に応じて空気浄化機構の浄化運転の開始，
停止および風量の切換えを行なうとともに、浄化運転中
に散乱光式煙センサ２のみの清浄検知が10分間継続した
とき、浄化運転を停止させるようにしているので、電源
投入直後でも汚れ度に応じて空気浄化機構を正確に制御
できるとともに、無駄な浄化運転がなくなって省エネル
ギ化を図ることができる。

さらに、上記実施例では、マイクロコンピュータ15の
ソフトウェアによって、ガスセンサ１のみが浄化運転停
止中に30分以上汚染検知を継続したとき、室の換気を促
すべく換気警報ランプ11を点灯させるようにしているの
で、ガス成分の充満を確実に知ることができ、使用時の
安全性が大幅に向上するという利点がある。また、表示
ランプ9a〜9d,10a〜10dに判定したガス成分と粒子成分
による汚れ度を刻々レベル表示するので、一目で室の汚
れ度を知ることができる。

なお、上記実施例では、室の換気を促すため換気警報
ランプ11を用いたが、これを警報音を発する警報ブザー
にしてもよい。

さらに、本考案が図示の実施例に限られないのはいう
までもない。

〈考案の効果〉 以上の説明で明らかなように、本考案の空気清浄機
は、空気中のガス成分を検出するガスセンサと粒子成分
を検出する散乱光式煙センサを併設するとともに、空気
浄化機構の運転を制御する制御部に、電源投入直後の一
定時間の間だけ散乱光式煙センサの検出信号のみに基づ
いて浄化運転の開始，停止を制御する初期制御手段と、
浄化運転中に散乱光式煙センサのみの検出信号に基づい
て浄化運転を停止させると共に、上記ガスセンサのみが
所定時間ガス成分を検出したときに室内を換気するよう
に報知する運転中制御手段を設けているので、電源投入
直後でも室の汚れ度に応じて空気浄化機構を正確かつ適
切に制御できるとともに、無駄な浄化運転がなくなって
省エネルギ化に大きく寄与することができ、さらに、前
述のように浄化運転を中止した状態でも、ガス成分が充
満している状態であるときは、室内の換気を使用者に促
すように報知することができ、使用時の安全性を大幅に
向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の空気清浄機の一実施例を示す外観斜視
図、第２図は上記実施例の操作・表示部の詳細正面図、
第３図は上記実施例の散乱光式煙センサの詳細断面図、
第４図は上記実施例の主要部を示すブロック図、第５図
は第４図のマイクロコンピュータの自動運転の制御手順
を示すフローチャートである。 １……ガスセンサ、２……散乱光式煙センサ、５……操
作・表示部、６……運転モード切換スイッチ、13……発
光ダイイオード、14……受光ダイオード、15……マイク
ロコンピュータ、20……浄化装置駆動回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吸い込んだ室内空気中の微塵を除去して清
   浄空気を吹き出す空気浄化機構と、この空気浄化機構の
   運転を制御する制御部を備えた空気清浄機において、室
   内空気中のガス成分を検出するガスセンサと、室内空気
   中の粒子成分を光学的に検出する散乱光式煙センサを設
   けるとともに、上記制御部に、電源投入直後の一定時間
   の間だけ上記散乱光式煙センサの検出信号のみに基づい
   て上記空気浄化機構の浄化運転の開始，停止を制御する
   初期制御手段と、浄化運転中に上記散乱光式煙センサの
   みの検出信号に基づいて上記空気浄化機構の浄化運転を
   停止させると共に、上記ガスセンサのみが所定時間ガス
   成分を検出したときに室内を換気するように報知する運
   転中制御手段を設けたことを特徴とする空気清浄機。