JP2000257940A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 埃検出部の消費電力を低減させ、風量および
経時変化による埃検出部の感度誤差を少なくし、埃検出
部のメンテナンス性を向上した空気清浄機を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 埃検出部５は、粉塵を検知する光学系の
受光素子８とマイクロコンピュータ６と光量検知素子１
６と記憶装置１７を備え、マイクロコンピュータ６は、
送風装置２の運転状態に応じて埃検出部５内の対流発生
部１０の電力を制御し、また光量検知素子１６および記
憶装置１７の出力値により埃検出部５の感度を補正し、
清掃時期を報知できる空気清浄機が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学系の埃検出部
を搭載して送風量を制御し、室内の空気を浄化する空気
清浄機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、使用者により快適な環境を与える
ために、埃検出部を備えた空気清浄機が使用されてい
る。

【０００３】従来この種の空気清浄機は、実開平４−１
３７７２５号公報に記載されたものが知られている。

【０００４】以下、その空気清浄機について図８〜図１
０を参照しながら説明する。

【０００５】図に示すように空気清浄機本体１０１は、
前面に吸込口１０１ａを設け、内部に弱、標準、強と３
段階に風量を可変できる送風装置１０２と、吸込口１０
１ａと送風装置２の間に集塵用フィルタ１０３を設け、
運転を制御するための制御部１０４を有している。本体
１０１の側面に室内の空気の汚れを検出する光学系の埃
検出部１０５を設け、暗室構造の埃検出部１０５は赤外
線を受発光する発光素子１０７および受光素子１０８
と、赤外線を集光する集光レンズ１０９と、空気の対流
を発生するためのヒータ１１０を内蔵し、受光素子１０
８で受光した赤外線信号を積分、増幅し、粉塵濃度をア
ナログ電圧に変換する演算回路１１１から構成される。
制御部１０４のマイクロコンピュータ１０６は、受光素
子１０８の検出信号により送風装置１０２の風量を制御
するものである。また本体１０１の前面に手動運転、自
動運転を切換える操作部１１２を設けている。

【０００６】上記構成において、まず操作部１１２によ
り自動運転が選択されると、マイクロコンピュータ１０
６は受光素子１０８の演算回路１１１から出力されるア
ナログ電圧を読み込む。埃検出部１０５内部では対流発
生部１１０によって上昇気流が生じており、流入口１１
３より室内空気を取り込み、流出口１１４から放出され
ている。このとき集光レンズ１０９で設定された検知範
囲内ａに浮遊粉塵が存在すれば赤外線が反射されて受光
素子１０８に入力され、演算回路１１１を通すことによ
り個数濃度に応じたアナログ電圧値がマイクロコンピュ
ータ１０６に入力される。そこでマイクロコンピュータ
１０６は演算回路１１１の出力電圧値を複数の基準電圧
値Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３と比較し、例えば出力電圧値が最小
の基準値Ｋ１より大きければ送風装置１０２を弱運転
し、粉塵等をフィルタ１０３により集塵する。また同様
に出力電圧値を基準電圧値Ｋ２またはＫ３と比較するこ
とにより送風装置１０２を標準または強運転として、粉
塵量に応じて適切な風量で送風装置１０２を駆動し、空
気を浄化するものである。

【０００７】このように、受光素子１０８で検知された
埃数量を演算して基準値と比較することにより、空気清
浄機の送風量を調整することができるものであった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように埃検出部内のヒータへの電源供給を常時通電する
方法では、消費電力が増大するという課題があり、でき
るだけ消費電力を少なくすることが要求されている。

【０００９】また、送風装置の風量変化に応じて埃検出
部内の対流速度も変化するため、検出する埃濃度値が変
化してしまうという課題があり、埃検出部の対流速度を
安定することが要求されている。

【００１０】また、埃検出部内においては、室内の汚れ
た空気が通過するとき集光レンズに煙草のヤニなどの汚
れが付着し、また経時変化により発光素子の発光量が減
衰するため、埃検出部の感度が低下してしまう課題があ
り、集光レンズの汚れや発光素子の経年変化があっても
感度を維持できることが要求されている。

【００１１】また、集光レンズに汚れが付着するため
に、使用者に定期的なレンズの清掃を促しているが、そ
の清掃作業が使用者に任され、清掃されずに放置されて
埃検出部が正常に機能しない場合は、空気清浄機の適正
な運転ができないという課題があり、空気清浄機が適正
運転できるように、集光レンズの清掃が確実にできるこ
とが要求されている。

【００１２】本発明は、このような課題を解決するもの
であり、送風装置運転時の消費電力を低減し、送風装置
の風量が変化しても埃検出部内の対流速度を安定化する
ことができ、光学レンズの汚れおよび発光素子の経年変
化に係らず埃検出部の感度を一定に保ち、埃検出部が正
常に機能するように集光レンズを確実に清掃できる空気
清浄機を提供することを目的としている。

【００１３】

【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、空気清浄機本体に設けた吸込
口と、この吸込口と連通して設けた集塵手段および送風
装置と、前記本体に設けた埃検出部と、この埃検出部に
内蔵される発光素子および受光素子と、前記埃検出部内
の空気を流通させる対流発生部と、この対流発生部への
通電を制御するスイッチ素子と、前記埃検出部の受光素
子の信号を受けて前記送風装置の運転を制御するマイク
ロコンピュータを有し、このマイクロコンピュータは前
記送風装置の駆動時に、前記スイッチ素子を制御して前
記対流発生部の通電を遮断してなるものである。

【００１４】本発明によれば、送風装置運転時の消費電
力を低減することができる空気清浄機が得られる。

【００１５】また、他の手段は、送風量を可変できる送
風装置と、対流発生部への通電量を制御できるスイッチ
素子を有し、マイクロコンピュータは前記送風装置の送
風量の増加に応じて、前記スイッチ素子を制御して前記
対流発生部への通電量を減少してなるものである。

【００１６】そして本発明によれば、送風装置の送風装
置の風量が変化しても埃検出部内の対流速度を安定化す
ることができる空気清浄機が得られる。

【００１７】また、他の手段は、空気清浄機本体に設け
た埃検出部と、この埃検出部に内蔵される発光素子およ
び受光素子と、前記発光素子に直面して設けた光量検知
素子と、前記発光素子の通電積算時間を記憶する記憶部
と、前記受光素子の信号を受けて送風装置の運転を制御
するマイクロコンピュータを有し、このマイクロコンピ
ュータは前記光量検知素子で受ける光量値と、前記記憶
部の積算時間から計算で求めた光量値とを比較し、その
光量値を用いて前記受光素子の出力値を補正してなるも
のである。

【００１８】そして本発明によれば、光学レンズの汚れ
および発光素子の経年変化に係らず埃検出部の感度を一
定に保つことができる空気清浄機が得られる。

【００１９】また、他の手段は、埃検出部の清掃時期を
報知する報知手段を備え、マイクロコンピュータは光量
検知素子で受ける光量値が記憶部の積算時間から計算で
求めたしきい値より小なるとき、前記報知手段を駆動し
てなるものである。

【００２０】そして本発明によれば、埃検出部が正常に
動作できるように、集光レンズを確実に清掃できる空気
清浄機が得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明は、空気清浄機本体に設け
た吸込口と、この吸込口と連通して設けた集塵手段およ
び送風装置と、前記本体に設けた埃検出部と、この埃検
出部に内蔵される発光素子および受光素子と、前記埃検
出部内の空気を流通させる対流発生部と、この対流発生
部への通電を制御するスイッチ素子と、前記埃検出部の
受光素子の信号を受けて前記送風装置の運転を制御する
マイクロコンピュータを有し、このマイクロコンピュー
タは前記送風装置の駆動時に、前記スイッチ素子を制御
して前記対流発生部の通電を遮断してなるものであり、
送風装置を運転すると本体の吸込口へ室内空気が吸引さ
れるが、この影響で埃検出部の流入口より室内空気が入
り内部に対流を生じるため、マイクロコンピュータが対
流発生部への電源を遮断することにより、電力を節減で
きるという作用を有する。

【００２２】また、送風量を可変できる送風装置と、対
流発生部への通電量を制御できるスイッチ素子を有し、
マイクロコンピュータは前記送風装置の送風量の増加に
応じて、前記スイッチ素子を制御して前記対流発生部へ
の通電量を減少してなるものであり、マイクロコンピュ
ータは送風装置の送風量に応じて対流発生部への電力量
を調整することにより、埃検出部内の対流速度をほぼ一
定に保ち、検出精度を保つことができるという作用を有
する。

【００２３】また、空気清浄機本体に設けた埃検出部
と、この埃検出部に内蔵される発光素子および受光素子
と、前記発光素子に直面して設けた光量検知素子と、前
記発光素子の通電積算時間を記憶する記憶部と、前記受
光素子の信号を受けて送風装置の運転を制御するマイク
ロコンピュータを有し、このマイクロコンピュータは前
記光量検知素子で受ける光量値と、前記記憶部の積算時
間から計算で求めた光量値とを比較し、その光量値を用
いて前記受光素子の出力値を補正してなるものであり、
マイクロコンピュータは発光素子の経時変化による劣化
を補正し、さらに集光レンズの汚れによる感度低下を補
正することにより、感度を維持することができるという
作用を有するものである。

【００２４】また、他の手段は、埃検出部の清掃時期を
報知する報知手段を備え、マイクロコンピュータは光量
検知素子で受ける光量値が記憶部の積算時間から計算で
求めたしきい値より小なるとき、前記報知手段を駆動し
てなるものであり、マイクロコンピュータは光量検知部
からの信号がしきい値を超えた場合、清掃時期と判断し
て使用者に報知できるという作用を有する。

【００２５】以下、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００２６】

【実施例】（実施例１）図１〜図３に示すように空気清
浄機本体１は前面に吸込口１ａを設け、内部に弱、標
準、強と３段階に風量を可変できる送風装置２と、汚染
空気を浄化するための集塵用フィルタ３と、送風装置２
を運転制御する制御部４を有している。本体１の側面に
室内の空気の汚れを検出する光学系の埃検出部５を設
け、暗室構造の埃検出部５は赤外線を受発光する発光素
子７および受光素子８と、赤外線を集光する集光レンズ
９と、空気の対流を発生するためのヒータ１０を内蔵
し、さらに受光素子８で受光した赤外線信号を積分して
増幅し、粉塵濃度をアナログ電圧に変換する演算回路１
１により構成される。制御部４のマイクロコンピュータ
６は、前記埃検出部５の演算回路１１からの出力信号に
より送風装置２の風量を制御するものである。また、ヒ
ータ１０への電源を入切するためのスイッチ素子１２が
マイクロコンピュータ６と接続されている。なお、本体
１の前面に手動運転、自動運転を切換える操作部１３を
設けている。

【００２７】上記構成において、まず操作部１３により
自動運転が選択されるとマイクロコンピュータ６はスイ
ッチ素子１２を通電し、埃検出部５の演算回路１１から
出力されるアナログ電圧を読み込む。埃検出部５内部で
は、ヒータ１０によって上昇気流が生じており、流入口
１４から室内空気を取り込み、流出口１５により放出さ
れている。この時、集光レンズ９で設定された検知範囲
内ａに浮遊粉塵が存在すれば赤外線が反射されて受光素
子８に入力され、演算回路１１を通すことにより個数濃
度に応じたアナログ電圧値がマイクロコンピュータ６に
入力される。

【００２８】そこでマイクロコンピュータ６は埃検出部
５からの出力電圧値を基準電圧値Ｅ１と比較し、出力電
圧が基準値Ｅ１より大きければ送風装置２を弱運転し、
粉塵等をフィルタ３により集塵する。また同様に出力電
圧値を基準電圧値Ｅ２またはＥ３と比較することにより
送風装置２を標準または強運転として、粉塵量に応じて
適切な風量で送風装置２を駆動し、空気を浄化するもの
である。

【００２９】このとき送風装置２の駆動により本体１の
吸込口１ａより空気が強制的に吸引されるため、埃検出
部５内においてヒータ１０を通電しないときでも流入口
１４から空気が流入して流出口１５に向かって対流が生
じることになる。したがって送風装置２の駆動により生
じる対流の大きさが埃検出部５内のヒータ１０による対
流と同等または大なる場合は、マイクロコンピュータ６
は送風装置２の運転とともにスイッチ素子１２をＯＦＦ
し、埃検出部５内のヒータ１０の電源を遮断して送風装
置２により生じた対流で粉塵濃度を計測することができ
る。

【００３０】このようにマイクロコンピュータ６は送風
装置２の駆動時に、スイッチ素子１２をＯＦＦして埃検
出部５内のヒータ１０への電源を遮断することにより、
送風装置２運転中の消費電力を低減することができるも
のである。

【００３１】（実施例２）以下、本発明について図１〜
図４を参照しながら説明する。なお、実施例１に記載し
たものと同一構成のものは同一番号を付して詳しい説明
は省略する。

【００３２】図４に示すように、ヒータ１０の通電状態
で、送風装置２の風量を待機状態・弱・標準・強に切り
換えると、埃検出部５内の対流速度が右上がりに上昇す
ることになる。このとき、埃検出部５内を流れる対流速
度ＶはＶ＝α×Ｍ＋Ｖ０と簡易的に表すことができる。
ここでＭは送風装置２の回転数、Ｖ０は待機状態でのヒ
ータ１０による対流速度、αは係数である。そこで、マ
イクロコンピュータ６は送風装置２の風量が増加すると
きに、スイッチ素子１２を制御して、ヒータ１０の通電
量を減少するようにしている。例えば、送風装置２が回
転数Ｍ１で弱運転の場合、図４に示すようにヒータ１０
の通電量を待機状態と同一にしていると、埃検出部５内
の対流速度ＶはＶ＝αＭ１＋Ｖ０となり、αＭ１だけ増
加する。マイクロコンピュータ６は、ヒータ１０のスイ
ッチ素子１２を制御して、ヒータ１０の通電量をあらか
じめ設定した値に下げることにより、送風装置２で生ず
る対流速度の増加分αＭ１を減少した対流速度（Ｖ０−
αＭ１）を得ることができる。

【００３３】同様にして、送風装置２が標準運転、強運
転の場合も、ヒータ１０のスイッチ素子１２を制御し
て、送風装置２による対流速度の増加分αＭ２、αＭ３
を減少した対流速度を得ることができる。すなわちマイ
クロコンピュータ６は送風装置２の運転に応じてヒータ
１０への電力量を減少して、対流速度ＶをＶ０とほぼ等
しくなるようにすることができる。

【００３４】このように運転状態に関わらず埃検出部５
内の対流速度Ｖを一定に保つことにより受光素子８の出
力、すなわち埃検出部５の感度をほぼ一定に保つことが
でき、空気清浄機を安定に運転することができる。

【００３５】（実施例３）以下、本発明について図１〜
図３、図５および図６を参照しながら説明する。埃検知
部５は発光素子７と対面する位置に光量検知素子１６を
設け、発光素子７の発光量を検出している。また、制御
部４には発光素子７の通電時間を積算して記憶する記憶
部１７が設けられている。

【００３６】上記構成において、発光素子７の発光量Ｑ
ｔの経時変化は図５に示すようにＱｔ＝−α×ｔ＋Ｑｔ
ｓ（Ｑｔｓ＝初期の発光量値、α＝係数、ｔ＝経過時
間）と簡易的に表現できる。また、発光素子７は初期発
光量の半減値が寿命と言われている。

【００３７】以下、図６に示すフローチャートに従って
動作を説明する。まず、ステップ１１でマイクロコンピ
ュータ６は受光素子７から得られる粉塵信号を読み込
み、粉塵が存在しない状態か判断する。粉塵が存在しな
いと判断したときは、ステップ１２で、その時の発光量
Ｑを光量検知素子１６により計測する。ステップ１３
で、記憶部１７による発光素子７の積算時間ｔを読み込
む。ステップ１４で、積算時間ｔが寿命時間ｔｊまで到
達していれば発光素子７の交換が必要となる。ステップ
１５で、照射時間ｔが寿命時間ｔｊ未満であれば、上式
による経時変化の発光量Ｑｔを算出する。

【００３８】ここで、埃検出部５内の集光レンズ９表面
に空気中の汚れが付着している場合は、計算値である発
光量Ｑｔに対して実測の発光量Ｑが減少することにな
る。例えば、受光素子７の演算回路１１からの電圧値を
Ｅ、積算時間ｔ１での計算値である発光量をＱｔ１、光
量検知素子１６により計測した発光量をＱ１とすると、
ステップ１６で光量差ΔＱ＝Ｑｔ１−Ｑ１を求め、ステ
ップ１７で、マイクロコンピュータ６は受光素子７の演
算回路１１からの電圧値Ｅに、光量差ΔＱ×β（β＝変
換係数）より求めたΔＥを加算して補正電圧値Ｅｈを算
出する。ステップ１８で、この補正電圧値Ｅｈと、基準
電圧値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３とを比較することにより、送風
装置２を弱、標準または強運転として粉塵量に応じて適
切な風量で送風装置２を駆動することができる。

【００３９】このようにマイクロコンピュータ５は記憶
部１７の累積通電時間ｔと、光量検知素子１６で実測し
た発光量Ｑから埃検出部５の感度を補正することができ
る。

【００４０】なお、本実施例においては、埃検出部５内
に対流発生部としてヒータ１０を用いたが、ヒータ１０
のない構成の場合でも適用することができる。

【００４１】（実施例４）以下、本発明について図１〜
図３、図５および図７を参照しながら説明する。なお実
施例３に記載したものと同一構成のものは同一番号を付
して詳しい説明は省略する。図に示すように空気清浄機
本体１は、埃検出部５の清掃を促すための報知手段１８
を備えている。集光レンズ９の表面に過大な汚れが付着
した場合、光量検知部１６に入力される赤外線が減少
し、埃検出部５の感度が劣化して正常な運転制御ができ
ないときに、マイクロコンピュータ６は報知手段１８を
駆動して使用者に知らせるようになっている。

【００４２】上記構成において、図７に示すフローチャ
ートに従って動作を説明する。まず、ステップ２１で、
マイクロコンピュータ６は受光素子７から得られる粉塵
信号を読み込み、粉塵が存在しない状態か判断する。ス
テップ２２で、その時の発光量Ｑを光量検知素子１６に
より計測する。ステップ２３で、記憶部１７による発光
素子７の積算時間ｔを読み込む。ステップ２４で、積算
時間ｔが寿命時間ｔｊまで到達していれば発光素子７の
交換が必要となる。ステップ２５で、積算時間ｔが寿命
時間ｔｊ未満であれば、上式による経時変化の発光量Ｑ
ｔを算出する。ステップ２６で、計算した発光量Ｑｔに
対して、実測の発光量Ｑが２０％以上減衰していれば集
光レンズ９の清掃時期と判断し、報知手段１８としての
ランプ（図示せず）を点灯し、使用者に清掃を促す。ス
テップ２７で、清掃が終了後にリセットスイッチ（図示
せず）を入力すると、粉塵が存在しない状態において再
び汚れ判定を行なう。すなわち計算で求めたしきい値よ
り低下していないことを確認することにより、清掃が正
しく行われたかどうか判断することができる。

【００４３】このように光量検知素子１６により計測し
た光量値Ｑに対し、積算時間ｔより計算で求めた発光量
のしきい値と比較することにより、集光レンズ８の汚れ
を適切な時期に検出し、使用者に報知して清掃を促すこ
とができる。また清掃後の運転開始時に、清掃が確実に
行われたかどうか自動的に判定することができる。

【００４４】なお、本実施例においては、しきい値を計
算値Ｑｔの２０％減衰としたが、汚れ度合いに対する減
少量に応じてしきい値を適宣変更してもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、送風装置の駆動時に埃検出部内の対流発生
部への電源供給を遮断することにより、送風装置の運転
時に省電力化を実現することができる効果のある空気清
浄機を提供できる。

【００４６】また、送風装置を運転時に、送風量の違い
に応じて対流発生部への電力量を調整することにより埃
検出部内の対流速度を一定に保ち、埃検出感度を安定化
できる効果のある空気清浄機を提供できる。

【００４７】また、発光素子に面した光量検知素子で計
測した光量値と発光素子の積算運転時間より計算した光
量値との光量差を用いて、受光素子の感度を適正に補正
できる空気清浄機を提供できる。

【００４８】また、光量検知素子からの光量値と、記憶
部の積算時間より算出された光量のしきい値と比較し
て、しきい値より小なるときは、マイクロコンピュータ
が報知手段を駆動して、埃検出部の清掃時期を知らせる
ことができる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】本発明の実施例１〜４の空気清浄機のブロック
回路図

【図２】同埃検出部の断面図

【図３】同空気清浄機の一部破断の外観図

【図４】同実施例２の対流速度特性図

【図５】同実施例３および実施例４の光量特性図

【図６】同実施例３のフローチャート

【図７】同実施例４のフローチャート

【図８】従来の空気清浄機の回路ブロック図

【図９】同埃検出部の断面図

【図１０】同空気清浄機の一部破断の外観図

【符号の説明】 １ 本体 １ａ 吸込口 ２ 送風装置 ３ 集塵用フィルタ（集塵手段） ５ 埃検出部 ６ マイクロコンピュータ ７ 発光素子 ８ 受光素子 １０ ヒータ（対流発生部） １２ スイッチ素子 １６ 光量検知素子 １７ 記憶部 １８ 報知手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気清浄機本体に設けた吸込口と、この
   吸込口と連通して設けた集塵手段および送風装置と、前
   記本体に設けた埃検出部と、この埃検出部に内蔵される
   発光素子および受光素子と、前記埃検出部内の空気を流
   通させる対流発生部と、この対流発生部への通電を制御
   するスイッチ素子と、前記埃検出部の受光素子の信号を
   受けて前記送風装置の運転を制御するマイクロコンピュ
   ータを有し、このマイクロコンピュータは前記送風装置
   の駆動時に、前記スイッチ素子を制御して前記対流発生
   部の通電を遮断してなる空気清浄機。
2. 【請求項２】 送風量を可変できる送風装置と、対流発
   生部への通電量を制御できるスイッチ素子を有し、マイ
   クロコンピュータは前記送風装置の送風量の増加に応じ
   て、前記スイッチ素子を制御して前記対流発生部への通
   電量を減少してなる請求項１記載の空気清浄機。
3. 【請求項３】 空気清浄機本体に設けた埃検出部と、こ
   の埃検出部に内蔵される発光素子および受光素子と、前
   記発光素子に直面して設けた光量検知素子と、前記発光
   素子の通電積算時間を記憶する記憶部と、前記受光素子
   の信号を受けて送風装置の運転を制御するマイクロコン
   ピュータを有し、このマイクロコンピュータは前記光量
   検知素子で受ける光量値と、前記記憶部の積算時間から
   計算で求めた光量値とを比較し、その光量値を用いて前
   記受光素子の出力値を補正してなる空気清浄機。
4. 【請求項４】 埃検出部の清掃時期を報知する報知手段
   を備え、マイクロコンピュータは光量検知素子で受ける
   光量値が記憶部の積算時間から計算で求めたしきい値よ
   り小なるとき、前記報知手段を駆動してなる請求項３記
   載の空気清浄機。