JP2002119890A

JP2002119890A - 空気清浄機

Info

Publication number: JP2002119890A
Application number: JP2000311343A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Shirasaki; 正白崎
Original assignee: Dainichi Co Ltd
Current assignee: Dainichi Co Ltd
Priority date: 2000-10-12
Filing date: 2000-10-12
Publication date: 2002-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】頻繁に送風機の回転数が変化することなく安定
した運転ができるとともに、空気中の粉塵濃度の増加に
は迅速に対応することができる空気清浄機を提供するこ
と。【解決手段】光学式粉塵センサで検知した粉塵濃度の移
動平均値を求め、その移動平均値が所定時間連続して汚
れ基準値以上若しくは以下となったときに送風機の回転
数を段階的に更新するように構成した。また、光学式粉
塵センサの出力が上昇中は所定時間を短く、下降中は設
定時間を長く設定することにより、空気中の粉塵濃度の
上昇にもより迅速に対応することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、タバコの煙及び
ハウスダストの塵埃等を効率良く吸引して清浄にする空
気清浄機の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の空気清浄機として、空気
中の粉塵濃度を検知するために光学式粉塵センサを用い
たものが知られている。この光学式粉塵センサは感度が
高く、わずかな塵埃にも反応してしまうため、室内空気
の清浄時においてもワンショットパルスとなるノイズを
発生している。よって、このような空気清浄機において
は、図９のフローチャートに示すように、光学式粉塵セ
ンサにより検知された空気中の粉塵濃度は、ノイズによ
る誤作動を避けるため一定時間サンプリングした後平均
化するサンプリング処理がなされ、そのサンプリング処
理された値によって送風機の回転数を制御するようにな
っている。

【０００３】しかし、このような制御では、ノイズによ
る誤作動は回避できるものの、送風機の回転数はサンプ
リング処理後に更新されるため、例えば、図１０に示す
タバコの煙のように出力値が急速に振動しながら立ち上
がる場合には、対応が遅れてしまったり、また、突然送
風機が最大風量となるため使用者の不快感が増大してし
まうという問題があった。

【０００４】そこで、本出願人は上述のような問題を解
消するために、特許第３０１２２３５号公報に示すよう
な空気清浄機を発明した。以下その構成について図６、
７、８を用いて説明する。

【０００５】図６は空気清浄機の構成図で、５１はタバ
コやハウスダストなどの塵埃等を検知する光学式粉塵セ
ンサである。５２は制御部で、光学式粉塵センサ５１で
検知された粉塵濃度を測定するセンサ出力測定手段５
３、センサ出力測定手段５３で測定された粉塵濃度値が
粉塵濃度判定基準値以上であるかを判定する判定手段５
４、第１の比較手段５５、第２の比較手段５６、送風機
制御手段５７を備えている。また、５８は室内の空気の
気流を発生させる送風機である。

【０００６】上記構成において、第１の比較手段５５
は、センサ出力測定手段５３より測定された粉塵濃度値
を一定時間サンプリングして平均化した平均粉塵濃度値
と予め記憶してある複数段の粉塵濃度基準値とを順次比
較するように構成されている。また、第２の比較手段５
６は、センサ出力測定手段５３により測定された粉塵濃
度値が粉塵濃度判定基準値を連続して超える時間と予め
記憶した所定時間とを比較するような構成となってい
る。

【０００７】次に、図７は制御部５２の動作を表したフ
ローチャートであって、まず、光学式粉塵センサ５１に
より検知された粉塵濃度は、センサ出力測定手段５３に
より測定され（ステップ１）、判定手段５４により粉塵
濃度判定基準値と比較される（ステップ２）。そして、
センサ出力測定手段５３により測定された粉塵濃度値が
粉塵濃度判定基準値以下である場合は、第１の比較手段
５５により粉塵濃度値を一定時間サンプリングして平均
化するサンプリング処理後（ステップ３）、この平均粉
塵濃度値と第１の比較手段５５に予め記憶されている複
数の粉塵濃度基準値を順次比較していき、送風機５８の
回転数が粉塵濃度基準値と対応するレベルの回転数にな
るよう送風機制御手段５７に信号が出力される（ステッ
プ４，５，６）。

【０００８】一方、粉塵濃度値が粉塵濃度判定基準値以
上の場合は、第２の比較手段５６による処理へ移行す
る。第２の比較手段５６では粉塵濃度値が粉塵濃度判定
基準値を超える時間が所定時間以上連続するかを判定し
（ステップ７）、前記条件が満たされれば送風機制御手
段５７に送風機５８の回転数を段階的に上げるよう信号
を出力する。

【０００９】このように粉塵濃度判定基準値を設けるこ
とで、図８に示すような煙草の煙に対しても素早く対応
することができ、且つ、送風機５８の回転数は段階的に
上がっていくので突然大風量で回転し使用者に不快感を
与えてしまうこともなくなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、粉塵濃
度が判定基準値以下の場合は所定時間サンプリングした
後に平均化されるサンプリング処理がなされるため、サ
ンプリングしている期間は回転数の更新が行われず、こ
の間の粉塵濃度の変化には素早く対応することができな
いといった問題があった。

【００１１】そこで、本発明はこのような現状に鑑み、
頻繁に送風機の回転数が変化することなく安定した運転
ができるとともに、空気中の粉塵濃度の増加には迅速に
対応することができ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】係る目的を達成するため
に本発明は、筐体内に送風機と、粉塵濃度を検知する光
学式粉塵センサと、前記光学式粉塵センサが検知する粉
塵濃度により前記送風機を制御する制御部を有し、前記
制御部は前記光学式粉塵センサの出力をサンプリングす
るセンサ出力測定手段と、サンプリングされた値の移動
平均値を算出する移動平均値算出手段と、算出された移
動平均値と予め設定した複数段の汚れ基準値とを比較す
る比較手段と、前記移動平均値が前記汚れ基準値以上若
しくは以下となる時間を計時する計時手段を備え、前記
計時手段にて計時した時間が所定時間を越えたときに送
風機の回転数を段階的に更新することを特徴とする空気
清浄機に係るものである。

【００１３】また、前記所定時間は、光学式粉塵センサ
の出力が上昇しているときのほうを下降しているときよ
り短く設定してあることを特徴とする請求項１記載の空
気清浄機に係わるものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】係る構成とすれば、光学式粉塵セ
ンサで検知した粉塵濃度の移動平均値を求め、その移動
平均値が所定時間連続して汚れ基準値以上若しくは以下
となったときに送風機の回転数を段階的に更新するの
で、光学式粉塵センサの出力の変動に左右されず、安定
した運転が可能となり、また粉塵濃度の上昇にも迅速に
対応することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図１から図
５を参照して説明する。図１は空気清浄機の断面図であ
って、１は筐体で、２は筐体１の前面に設けられた吸入
口、３は筐体１の上面に設けられた吹出口である。４は
室内の空気の気流を発生させる送風機、５は送風機によ
り吸入口２から吸入された室内空気の塵埃等を除去する
除去手段としての集塵部であり、ここでは電気集塵式を
採用している。尚、前記送風機の吸い込み側は集塵部５
に、また排出側は吹出口３にそれぞれ連通している。６
は比較的大きな綿ごみ等を捕集するための網状フィルタ
ーである。

【００１６】図２の構成図より、１０はタバコやハウス
ダストなどの塵埃等を検知する光学式粉塵センサであ
る。１１は制御部で、光学式粉塵センサ１０で検知され
た粉塵濃度をサンプリング値として測定するセンサ出力
測定手段１２、センサ出力測定手段１２で測定された粉
塵濃度の移動平均値を算出する移動平均値算出手段１
３、予め複数段の汚れ基準値を記憶している汚れ基準値
記憶手段１４、移動平均値算出手段１３で算出された移
動平均値と汚れ基準値記憶手段１４の汚れ基準値とを比
較する比較手段１５、時間をカウントする計時手段１
６、計時手段１６からの出力により空気中の粉塵濃度レ
ベルを決定する濃度判定手段１７、決定された粉塵濃度
レベルに従って送風機４の回転数を制御する送風機制御
手段１８を備えている。

【００１７】係る構成において、室内空気の粉塵濃度
は、光学式粉塵センサ１０により検知され、その出力は
センサ出力測定手段１２にて所定の間隔でサンプリング
された値として測定される。そして、ワンショットパル
ス等のノイズの影響を除去するために移動平均値算出手
段１３でセンサ出力測定手段１２により測定された粉塵
濃度値の移動平均値を求め、移動平均値と汚れ基準値記
憶手段１４に記憶されている汚れ基準値とを比較手段１
５にて比較する。そして、粉塵濃度の移動平均値が汚れ
基準値の範囲外の値となる時間を計時手段１６にて計時
し、その結果によって濃度判定手段１７が粉塵濃度レベ
ルを決定する。

【００１８】なお、前述の汚れ基準値は粉塵濃度レベル
ごとに所定の範囲が設定されており、濃度判定手段１７
は粉塵濃度の移動平均値が所定時間汚れ基準値の範囲外
となったときに粉塵濃度レベルを変更するようになって
いる。つまり、移動平均値が所定時間連続して汚れ基準
値の範囲以上となるときは、現在の粉塵濃度レベルより
も空気が汚れている（＝レベルが高い）ということなの
で、濃度判定手段１７は粉塵濃度レベルを１上げ、反対
に所定時間連続して汚れ基準値の範囲以下となるとき
は、現在の粉塵濃度レベルよりも空気が清浄化されてい
る（＝レベルが低い）ということなので、濃度判定手段
１７は粉塵濃度レベルを１下げる。そして、送風機制御
手段１８は濃度判定手段１７が決定した粉塵濃度レベル
にあわせた回転数になるように送風機４を制御するので
ある。

【００１９】また、粉塵濃度が上昇しているときは送風
機４の回転数の切替が素早く行われることで迅速に室内
空気を清浄化できるよう所定時間は短く、反対に粉塵濃
度が下降しているときは送風機４の回転数の切替が頻繁
に起こらないよう所定時間は長く設定されている。

【００２０】送風機４は送風機制御手段１８により回転
数が制御され、その回転により吸入口２から室内空気が
流入し、空気中の塵埃等は集塵部５により吸着・除去さ
れ、この清浄した空気を吹出口３より送出することで室
内空気は清浄化されるようになっている。

【００２１】ここで、移動平均値算出手段１３による粉
塵濃度の移動平均値の算出方法を図３のフローチャート
に基づいて説明する。光学式粉塵センサ１０により検知
された粉塵濃度は、制御部１１内のセンサ出力測定手段
１２により測定され、移動平均値算出手段１３により移
動平均値が算出されるが、本実施例では過去４回のサン
プリング値を用いて移動平均値を求めることとし、その
際に用いる記号として、ｉは０から３までの整数、Ｘｉ
はサンプリングされた粉塵濃度値、Ｘaveは粉塵濃度の
移動平均値とする。

【００２２】粉塵濃度の測定を開始するとｉ（＝０，
１，２，３）に初期値として０を設定し（ステップ
１）、このとき測定された粉塵濃度値をＸ_０とする（ス
テップ２）。次に粉塵濃度値をサンプリングするための
サンプリング周期が経過したかを判定し（ステップ
３）、サンプリング周期が経過していればｉを更新する
（ステップ４）。ここでは１秒ごとにサンプリングを行
うので１秒経過した場合にｉをｉ＋１に更新するように
なっている。そして、ｉが４以下であればＸｉにその時
の粉塵濃度値を代入し（ステップ６）、ｉが４になって
いたらｉを０に戻してＸ_０に粉塵濃度値を代入する（ス
テップ５、６）。つまり、Ｘ_０から順に粉塵濃度値を更
新していき、Ｘ_３までの更新が完了したら次はまたＸ_０
に戻って繰り返し粉塵濃度値を更新していくのである。
そして、Ｘ_０からＸ_３までを足して求められた平均値Ｘ
aveが移動平均値となるのである（ステップ７）。

【００２３】よって、サンプリング周期を１秒としたと
き、従来の方法では所定回数サンプリングした後に平均
値を算出するため、過去４回のサンプリング値の平均値
は４秒後毎にしか算出することができなかった。それに
対して、上で説明した移動平均値は１秒毎に算出される
ため、粉塵濃度の変化に素早く対応した制御ができるよ
うになる。

【００２４】次に、本実施例の空気清浄機の動作を図４
のフローチャートにより説明する。まず、前述のように
粉塵濃度の移動平均値Ｘaveを算出する（ステップ
１）。そして、算出された移動平均値Ｘaveと汚れ基準
値とを比較し（ステップ２）、Ｘaveが汚れ基準値の範
囲内であればステップ１に戻り送風機４はそのままの回
転数で運転を継続する。

【００２５】一方、Ｘaveが汚れ基準値の範囲以上であ
れば計時手段１６が作動し、Ｘaveが所定時間（例えば
５秒）連続して汚れ基準値の範囲以上となるか判断する
（ステップ３）。ここで５秒連続してＸaveが汚れ基準
値の範囲以上であれば、粉塵濃度判定手段１７は粉塵濃
度レベルを１上げ（ステップ４）、送風機４の回転数を
１段階上げるよう送風機制御手段１８に信号を送り（ス
テップ５）、もし、連続しなければステップ１に戻り送
風機４の回転数はそのままで運転を継続する。

【００２６】また、Ｘaveが汚れ基準値の範囲以下の場
合にも計時手段１６が作動し、Ｘaveが所定時間（例え
ば１２０秒）連続して汚れ基準値の範囲以下となるか判
断する（ステップ６）。ここで１２０秒連続してＸave
が汚れ基準値の範囲以下であれば、粉塵濃度判定手段１
７は粉塵濃度レベルを１下げ（ステップ７）、送風機４
の回転数を１段階下げるよう送風機制御手段１８に信号
を送り（ステップ８）、もし、連続しなければステップ
１に戻り送風機４の回転数はそのままで運転を継続す
る。

【００２７】次に上記制御における光学式粉塵センサの
出力と粉塵濃度のレベルを図５を用いて説明する。図中
上のグラフは粉塵濃度の移動平均値Ｘave、下のグラフ
はそのときの粉塵濃度レベルを表している。

【００２８】の区間において、現在の粉塵濃度レベル
は０である。ａ−ｂ間で５秒連続して粉塵濃度の移動平
均値がレベル０の汚れ基準値の範囲を上回ったので、粉
塵濃度レベルを１上げて１にする。次にの区間でも同
様にｃ−ｄ間で５秒連続してレベル１の汚れ基準値の範
囲を上回ったので粉塵濃度レベルを２に、そして、の
区間でもｅ−ｆ間で５秒連続してレベル２の汚れ基準値
の範囲を上回ったので粉塵濃度レベルは３となる。その
後しばらくは粉塵濃度の移動平均値がレベル３の汚れ基
準値の範囲内にあるためレベル３で運転を継続する。そ
しての区間ではｇ−ｈ間でレベル３の汚れ基準値の範
囲を下回っているが、その時間は連続１２０秒未満であ
るためレベル３のまま運転を継続する。の区間ではｉ
−ｊ間で１２０秒連続してレベル３の汚れ基準値の範囲
を下回ったので粉塵濃度レベルを２に、また、の区間
でもｊ−ｋ間で１２０秒連続してレベル２の汚れ基準値
の範囲を下回ったので粉塵濃度レベルを１に、さらに
の区間でもｋ−ｌ間で１２０秒連続してレベル１の汚れ
基準値の範囲を下回ったので粉塵濃度レベルは０とな
る。

【００２９】本実施例では粉塵濃度レベルを０から３と
したが、粉塵濃度レベルの段数が多いほどきめ細かい制
御が可能となる。また、所定時間は、粉塵濃度が上昇中
は５秒、下降中は１２０秒としたが、上昇中のほうを下
降中よりも短く設定していればよく、この値に限定され
るものではない。

【００３０】

【発明の効果】以上に説明したように本発明の空気清浄
機は、粉塵濃度の移動平均値を求め、その移動平均値が
所定時間連続して汚れ基準値以上若しくは以下となった
ときに送風機の回転数を段階的に更新するようにしたの
で、光学式粉塵センサの出力の変動に左右されず、安定
した運転が可能となり、また粉塵濃度の上昇にも迅速に
対応することができる。

【００３１】また、請求項２記載の発明においては、所
定時間を光学式粉塵センサの出力が上昇しているときよ
り下降しているときのほうを長く設定したので、空気中
の粉塵濃度の上昇にはより迅速に対応することができ、
かつ、粉塵濃度が低下しているときは頻繁に送風機の回
転数が変化しないので、安定した運転をすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】空気清浄機の断面図である。

【図２】本実施例の制御部を説明する構成図である。

【図３】本実施例の粉塵濃度の移動平均値を求めるフロ
ーチャートである。

【図４】本実施例の動作を説明するフローチャートであ
る。

【図５】本実施例において、粉塵濃度の移動平均値と粉
塵濃度のレベルの関係を表す図である。

【図６】従来例の制御部を説明する構成図である。

【図７】従来例のフローチャートである。

【図８】従来例において、光学式粉塵センサの出力値と
送風機の回転数の関係を表す図である。

【図９】従来例のフローチャートである。

【図１０】従来例において、光学式粉塵センサの出力値
と送風機の回転数の関係を表す図である。

【符号の説明】

１筐体４送風機１０光学式粉塵センサ１１制御部１２センサ出力測定手段１３移動平均値算出手段１５比較手段１６計時手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体内に送風機と、粉塵濃度を検知する
光学式粉塵センサと、前記光学式粉塵センサが検知する
粉塵濃度により前記送風機を制御する制御部を有し、前
記制御部は前記光学式粉塵センサの出力をサンプリング
するセンサ出力測定手段と、サンプリングされた値の移
動平均値を算出する移動平均値算出手段と、算出された
移動平均値と予め設定した複数段の汚れ基準値とを比較
する比較手段と、前記移動平均値が前記汚れ基準値以上
若しくは以下となる時間を計時する計時手段を備え、前
記計時手段にて計時した時間が所定時間を越えたときに
送風機の回転数を段階的に更新することを特徴とする空
気清浄機。
【請求項２】前記所定時間は、光学式粉塵センサの出
力が上昇しているときのほうを下降しているときより短
く設定してあることを特徴とする請求項１記載の空気清
浄機。