JP2005293896A - 負イオン発生装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】空気の汚染状況に合わせて、自動で正確に運転・停止することができる負イオン発生装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本体4内に備えたガスセンサー16と、本体4運転時に温湿度の変化に対応してガスセンサー16の抵抗値を補正する補正部18bと、運転状態が変化した時には周囲温湿度が安定するまでの時間をカウントする遅延カウント部18cにより、自動運転設定時には制御部18がガスセンサー16の抵抗値を補正して、誤動作なく正確に本体4の運転・停止を行うことができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、レナード現象を利用して空気中に負イオンを供給する負イオン発生装置に関するものである。
この種の負イオン発生装置は、水の衝突により微細水滴を発生し、この微細水滴を送風手段により室内に吹出すことにより、空気を清浄化するものが知られている(例えば特許文献1参照)。
以下、その負イオン発生装置について図12を参照しながら説明する。
図に示すように、本体104に吸込口101と吹出口102を設け、本体104内部には給水口105から供給した水を噴霧ノズル106により飛散させ、対向面107に衝突させて微細水滴を発生させる微細水滴発生手段108と、この微細水滴を搬送する送風手段109を設け、後流側に微細水滴をさらに大小分離する気水分離手段110を設けている。また、給水タンク111により供給された水を噴霧ノズル106に送り込むポンプ112を設けている。
上記構成において、ポンプ112と送風手段109を運転することにより、噴霧のずる106から対向壁面107に水を衝突させて微細水滴とし、吸込口101から室内空気を送風手段109により吸込んで微細水滴を搬送し、吹出口102より室内に吐出することにより、負イオンの発生とともに室内空気を清浄化するものである。
実開平4−126717号公報(図1)
このような従来の負イオン発生装置では、アンモニアや酢酸などの水溶性の臭気成分を脱臭する脱臭機能や空気浄化機能があるにもかかわらず、負イオン発生昨日を中心とした運転制御がなされているため、室内空気が充分に清浄化されたあとも連続運転され、使用者の判断により、運転・停止の操作をする必要があるという課題があり、空気が清浄化されたときは、自動的に運転・停止することが要求されている。
また、運転中は室内の温度・湿度が変化しやすいので、ガスセンサーを用いた運転制御では検出精度が得られないとともに、刻々と変化する温湿度環境に追従したガス濃度検出ができないという課題があり、機器運転による温湿度環境の変化に対応して自動的に運転制御できることが要求されている。
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、機器の運転により室内空気が浄化されたときには自動的に運転を停止し、空気汚れが生じたときは自動的に運転を開始し、また空気の汚れ度合いを正確にかつ迅速に検出して、汚れ状態に即応した速調運転のできる負イオン発生装置を提供することを目的としている。
本発明の負イオン発生装置は上記目的を達成するために、吸入口と吹出口を有した本体と、供給された水を回転する水拡散板により飛散させて微細水滴を発生させる微細水滴発生手段と、この微細水滴発生手段で発生した微細水滴と前記吸込口から吸引した室内空気を混合して搬送する送風手段と、操作部の入力により前記微細水滴発生手段と前記送風手段を制御する制御部と、空気中の還元ガスの量により抵抗値の変化するガスセンサーを有し、前記制御部は前記ガスセンサーの抵抗値の変化により前記微細水滴発生手段または前記送風手段の運転・停止を行う構成としたものである。
この手段により、機器の運転により室内空気が浄化されたときには自動的に運転を停止し、空気汚れが生じたときは自動的に運転を開始できる負イオン発生装置が得られる。
また他の手段は、ガスセンサーの抵抗値の変化に応じて、微細水滴発生手段または送風手段の運転を段階的に変化させてなる構成としたものである。
また他の手段は、制御部は、微細水滴生成時に温度低下や湿度上昇が発生するのをあらかじめ想定し、ガスセンサーの抵抗値の補正を行う構成としたものである。
また他の手段は、制御部は、微細水滴発生手段または送風手段の運転を段階的に変化させる時は、ガスセンサーの抵抗値に各段階に応じた補正を行う構成としたものである。
また他の手段は、制御部は、ガスセンサーの抵抗値が略一定となってから、抵抗値の補正を行う構成としたものである。
また他の手段は、本体内に設けたガスセンサーの近傍に温度センサーまたは湿度センサーを備え、制御部は前記ガスセンサーの抵抗値に対して、前記温度センサーまたは前記湿度センサーによる補正を行う構成としたものである。
これらの手段により、空気の汚れ度合いを正確にかつ迅速に検出して、汚れ状態に即応した速調運転のできる負イオン発生装置が得られる。
本発明によれば、室内の空気汚れに応じて自動で運転・停止することができる負イオン発生装置を提供することができる。
また、室内の空気汚れに応じた段階的な速調運転を自動で行うことができる。
また、運転時にガスセンサーの周囲温度低下や湿度上昇が発生するのを、あらかじめ想定してガスセンサーの抵抗値の補正をおこない、正確に自動運転・自動停止を行うことができる。
また、室内の空気汚れにより段階的な速調運転を自動で行うときには、速調運転の段階に応じてガスセンサーの抵抗値に補正を行うため、正確に運転を段階的におこなうことができる。
また、運転状態が変化した時には、制御部はガスセンサーの周囲温湿度が安定するまで一定時間遅らせて、ガスセンサーの抵抗値に補正を行うため、誤動作のない正確な運転をすることができる。
また、制御部がガスセンサーの抵抗値に対して、温度センサーまたは湿度センサーの入力値に応じた正確な補正ができるため、本体内の急激な温湿度変化に対してガスセンサーの抵抗値の補正を正確に行うことができるとともに、室内の空気汚れに応じた運転制御をすばやく行うことができる。
本発明の請求項1記載の発明は、吸入口と吹出口を有した本体と、供給された水を回転する水拡散板により飛散させて微細水滴を発生させる微細水滴発生手段と、この微細水滴発生手段で発生した微細水滴と前記吸込口から吸引した室内空気を混合して搬送する送風手段と、操作部の入力により前記微細水滴発生手段と前記送風手段を制御する制御部と、空気中の還元ガスの量により抵抗値の変化するガスセンサーを有し、前記制御部は前記ガスセンサーの抵抗値の変化により前記微細水滴発生手段または前記送風手段の運転・停止を行うものとしたものであり、負イオン発生装置を自動運転設定とすれば、周囲の空気が汚れたときにはガスセンサーの抵抗値が変化して自動で運転し、周囲の空気が清浄となったときには自動で停止するため、使用者がON・OFF操作する必要がなく、自動で運転・停止するという作用を有する。
また、ガスセンサーの抵抗値の変化に応じて、微細水滴発生手段または送風手段の運転を段階的に変化させてなる構成としたものであり、室内の空気汚れ度合に応じて負イオン発生装置の運転を段階的に変えることができる。
また、制御部は、微細水滴生成時に温度低下や湿度上昇が発生するのをあらかじめ想定し、ガスセンサーの抵抗値の補正を行う構成としたものであり、ガスセンサーの周囲温湿度の変化による抵抗値の変化を、あらかじめ記憶した補正値で補正するため、正確に運転・停止ができるという作用を有する。
また、制御部は、微細水滴発生手段または送風手段の運転を段階的に変化させる時は、ガスセンサーの抵抗値に各段階に応じた補正を行う構成としたものであり、運転の強さに応じた周囲温湿度の変化によるガスセンサーの抵抗値変化を、運転段階毎の補正値で補正できるため、正確に運転を段階的に変えることができるという作用を有する。
また、制御部は、ガスセンサーの抵抗値が略一定となってから、抵抗値の補正を行うこととした構成としたものであり、負イオン発生装置の運転状態が変わり、ガスセンサーの周囲温湿度が変化している状態では、ガスセンサーの抵抗値も安定せず、周囲温湿度が安定した状態になってからガスセンサーの抵抗値を取り込むことにより、安定状態の抵抗値に補正を行うため、正しい運転状態にできるという作用を有する。
また、本体内に設けたガスセンサーの近傍に温度センサーまたは湿度センサーを備え、制御部は前記ガスセンサーの抵抗値に対して、前記温度センサーまたは前記湿度センサーによる補正を行う構成としたものであり、本体内に設けたガスセンサーの抵抗値を温度センサーまたは湿度センサーの入力値で補正しているため、周囲温度または湿度が変化しても正確なガスセンサーの抵抗値に補正できるため、自動運転時にガスセンサーの抵抗値を即座に正確に補正することができ、運転状態の切り替えも即座に行うことができるという作用を有する。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1〜図3に示すように、箱状の本体4は側方の吸込口1を上面に吹出口2を設け、前面は部材を組み込めるように開口し前面の開口には前面パネル3を着脱自在に設けている。本体4内には給水口5から供給した水を回転する円盤状の水拡散板6により飛散させ対向壁面7に衝突させて微細水滴を発生させる微細水滴発生手段8と、この微細水滴を搬送する送風手段9と、搬送される水滴を大小の水滴に分離する気水分離手段10を設けている。また本体4に着脱自在に装着される給水タンク11と給水タンク11の水を給水口5に送り込むポンプ12を設けている。本体4の上部には表示部13と入力部14とからなる操作部15を設け、ガスセンサー16が開口部26に面して収納されている。ガスセンサー16は図10に示すように、温度が上昇すると抵抗値が小さく、湿度が上昇すれば抵抗値が大きくなる特性を有しており、図11に示すようにガスセンサー16周囲の温湿度は負イオン発生装置の運転開始とともに急激に変化するものである。
操作部15の下方には電装部品として、商用電源17から制御部18およびガスセンサー16に供給する電源を生成する電源部23と、入力部14の操作に応じて送風手段9、水拡散板6、ポンプ12をそれぞれ駆動する送風駆動部20、水拡散板駆動部21、ポンプ駆動部22が搭載されている。入力部14は電源切/入スイッチ14a、自動設定スイッチ14b、手動設定スイッチ14cを備え、表示部13は自動設定表示13a、手動設定表示13bを備えている。
制御部18は、自動運転設定にされたときには、清浄時の抵抗値Rsと空気汚染時の抵抗値Rとの比率R/Rsの値が設定値Kより小さくなれば、負イオン発生装置は運転状態とし、大きければ停止する判定部18aが設けられている。
また、負イオン発生装置が運転状態となったとき、ガスセンサー16の周囲温湿度がどれぐらい変化するかを予め実験により求めており、自動運転時には周囲温湿度の変化に応じた補正をガスセンサー16の抵抗値に行って検出値Rとする補正部18bを制御部18に設けている。
また、負イオン発生装置が自動運転設定で運転状態から停止状態、または停止状態から運転状態となったときには、ガスセンサー16の周囲温湿度が変化し一定の温湿度になるにはT時間必要であるため、このT時間経過後に制御部18がガスセンサー16の値を検出するように遅延検出部18cを設けている。
上記構成において、図3および図4を用いて動作を説明する。
ステップ40〜42により、電源切/入スイッチ14aの入力により電源が入り、自動設定スイッチ14bの入力により自動設定表示13aが点灯し自動運転設定となる。ステップ43でガスセンサー16の抵抗値Rを検出し、ステップ44でその抵抗値Rと清浄時の抵抗値Rsの比率R/Rsと、設定値Kとの比較を行い、小さければ制御部18は送風駆動部20、水拡散板駆動部21、ポンプ駆動部22を駆動してステップ45で運転状態とする。
ステップ46で制御部18が停止状態から運転状態になったと判定したときは、ステップ47でガスセンサー16の周囲の温湿度が一定となるT時間が経過するのを待ち、その後ステップ48でガスセンサー16の抵抗値を検出する。ステップ46で停止状態から運転状態になっていないときには、ステップ47を飛ばしステップ48のガスセンサー抵抗値Rの検出を行う。
さらに、ステップ49で制御部18はガスセンサー16の抵抗値Rを記憶している補正値Xにより補正して検出値Rとしてステップ44にもどり、清浄時の抵抗値Rsとの比率R/Rsと設定値Kとの比較を再度行う。
また、ステップ44でガスセンサー16の抵抗値Rと清浄時の抵抗値Rsの比率R/Rsと設定値Kとの比較を行い、大きければステップ50の停止状態となる。
停止状態となったときには、ステップ51で制御部18が運転状態から停止状態になったと判定したときは、ステップ52でガスセンサー16の周囲の温湿度が一定となるT時間が経過するのを待ち、その後ステップ53でガスセンサー16の抵抗値Rを検出する。ステップ51で運転状態から停止状態になっていないと判断したときには、ステップ52を飛ばしステップ53のガスセンサー16の抵抗値Rの検出を行い、ステップ44に戻り、再度比較を行う。
このように本発明の実施の形態1の負イオン発生装置によれば、操作部15の自動設定スイッチ14bで自動運転を設定したとき、制御部18が本体4上部に搭載したガスセンサー16変化に応じて、運転・停止を自動で行うことができる。
また、負イオン発生装置の運転時には、ガスセンサー16の周囲の温度が低下するとともに湿度が上昇するため、空気汚れに変化がなくてもガスセンサー16の抵抗値値が変化し、停止状態になることがあるが、制御部18がガスセンサー16の値を補正値Xにより補正して検出値Rxとするため、誤動作のない正確な運転・停止を自動で行うことができる。
また、負イオン発生装置が停止状態から運転状態になったときや、逆に運転状態から停止状態となったときは、すぐにはガスセンサー16周囲の温湿度は変わらないので、ガスセンサー16の周囲温湿度が安定するまでの一定時間Tが経過してから、ガスセンサー16の値を検出することにより、安定した自動運転を行うことができる。
(実施の形態2)
本実施の形態は前記実施の形態と制御方法が異なるのみであり、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5に示すように、本体4の上部には表示部13と入力部14とからなる操作部24が設けられている。
操作部24の下部には、商用電源17から制御部25およびガスセンサー16に供給する電源を生成する電源部23と、送風駆動部20、水拡散板駆動部21、ポンプ駆動部22が搭載されている。
制御部25の判定部25aは、自動運転設定にされたときに清浄時の抵抗値Rsと空気汚染時の抵抗値Rとの比率R/Rsの値が、設定値K1より小さくかつ設定値K2より大きければ、負イオン発生装置を弱運転とする。また比率R/Rsの値が、設定値K2より小さくかつ設定値K3より大きければ、負イオン発生装置を中運転とし、設定値K3より小さければ強運転とし、設定値K1より大きければ停止する。
また、弱運転から強運転の各運転時にガスセンサー16の周囲温湿度がどれぐらい変化するか予め実験により求めており、温湿度変化による抵抗値の補正を各運転状態に応じて行い、弱運転では補正値X1を、中運転では補正値X2を、強運転では補正値X3を検出したガスセンサー16の値に補正して抵抗値Rとする補正部25bが設けられている。
また、制御部25の遅延検出部25cは、T時間経過後にガスセンサー16の値を検出するものである。
上記構成において、図6を用いて動作を説明する。
ステップ55〜57により、負イオン発生装置は電源切/入スイッチ14aの入力により電源入りとなり、自動設定スイッチ14bの入力により制御部18が自動設定表示13aを点灯させ自動運転設定となる。ステップ58でガスセンサー16の抵抗値Rを検出し、ステップ59〜61でその抵抗値Rと清浄時の抵抗値Rsの比率R/Rsと、設定値K1、K2、K3との比較を行い、設定値K1より小さく設定値K2より大きければ負イオン発生装置はステップ72の弱運転となり、設定値K2より小さく設定値K3より大きければ負イオン発生装置はステップ67の中運転となり、設定値K3より小さければステップ63の強運転となり、設定値K1より大きければステップ78の停止となる。
ステップ62の強運転となったときには、ステップ63で停止状態から強運転あるいは運転切替りかを判定し、YESのときには、ステップ64でガスセンサー16の周囲の温湿度が一定となるT時間が経過するのを待ち、その後ステップ65でガスセンサー16の抵抗値を検出する。ステップ63でNOのときには、ステップ64を飛ばしステップ65のガスセンサー抵抗値Rの検出を行う。
ステップ66で制御部25はガスセンサー16の抵抗値Rを記憶している補正値X1により補正して検出値Rとして、ステップ59にもどり清浄時の抵抗値Rsとの比率R/Rsと設定値K1〜3との比較を再度順次行う。
ステップ67で中運転になった時にも、同様にステップ68〜71で比較または補正の処理を行い、ステップ59に戻る。
また、ステップ72で弱運転となった時にも、同様にステップ73〜76を経て、ステップ59に戻る。
ステップ78の停止となったときには、ステップ79で制御部18は運転から停止になったのかを判定し、YESのときには、ステップ80でガスセンサー16の周囲の温湿度が一定となるT時間が経過するのを待ち、その後ステップ81でガスセンサー16の抵抗値Rを検出する。ステップ79でNOのときには、ステップ80を飛ばしステップ81のガスセンサー抵抗値Rの検出を行い、ステップ59に戻り、再度比較を順次行う。
このように本発明の実施の形態2の負イオン発生装置によれば、自動設定スイッチ14bで自動運転とすることで、制御部25が本体4上部に搭載したガスセンサー16変化に応じて、強中弱および停止の速調運転の変更を自動で行うことができる。
また、運転時には本体4内の温湿度変化の影響で、ガスセンサー16の周囲の温度が低下するとともに湿度が上昇するため、空気汚染の変化がなくてもガスセンサー16の値が変化して誤動作することがあるが、制御部25がガスセンサー16の値を補正値X1〜3により補正して判定するため誤動作はなく、正確な速調運転および停止を自動で行うことができる。
また、運転状態が変わったときなどには、温湿度が安定するまでの一定時間Tを経過してから、ガスセンサー16の値を検出するので、誤動作のない自動運転ができる。
(実施の形態3)
図7および図8に示すように、本体内に設けたガスセンサー16の近傍には温度センサー30と湿度センサー31が設けられ、制御部32の入力側に接続されている。
入力部14には電源切/入スイッチ14a、自動設定スイッチ14b、手動設定スイッチ14cがあり、表示部13には自動設定表示13aと手動設定表示13bがある。
制御部32には換算部32aを設け、ガスセンサー16の抵抗値Rを温度センサー30と湿度センサー31の入力値から、基準とする温湿度での抵抗値Ryに換算するものである。
また、制御部32には判定部32bを設け、自動運転設定にされたときに、温度センサー30と湿度センサー31の入力から、基準となる温湿度に換算した清浄時の換算抵抗値Rysと空気汚染時の抵抗値Ryとの比率Ry/Rysの値が、設定値Ky1より小さく設定値Ky2より大きければ負イオン発生装置は弱運転となし、設定値Ky2より小さく設定値Ky3より大きければ負イオン発生装置は中運転となし、設定値Ky3より小さければ強運転となし、設定値Ky1より大きければ停止の判定をするものである。
上記構成において、図9に基づき負イオン発生装置の動作を説明する。
ステップ85〜87により、自動設定スイッチ14bの入力により制御部18が自動設定表示13aを点灯させ自動運転設定となる。
ステップ88でガスセンサー16の抵抗値Rを検出し、ステップ89で現在温湿度を検出し、ステップ89でガスセンサー16の検出値Rを現在温湿度を元に基準となる温湿度での換算抵抗値値Ryに変換する。
ステップ91〜93でその換算抵抗値Ryと清浄時の換算抵抗値Rysの比率Ry/Rysと、設定値Ky1、Ky2、Ky3との比較を行う。設定値Ky1より小さく設定値Ky2より大きければ負イオン発生装置はステップ96の弱運転となり、設定値Ky2より小さく設定値Ky3より大きければ負イオン発生装置はステップ95の中運転となり、設定値Ky3より小さければステップ94の強運転となり、設定値Ky1より大きければステップ97の停止状態となる。
そして、各々の運転状態からステップ88にもどり、再度ガスセンサー16の抵抗値検出を行う。
さらに、ガスセンサー16の抵抗値Rを現在温湿度を元に基準となる温湿度での換算抵抗値Ryを求める方法を具体的に説明する。
図11は、負イオン発生装置を運転させた時にガスセンサー周囲温湿度がどのように変化するかを縦軸左の温度を縦軸右に湿度をとり、横軸に時間をとって示したものである。
このとき基準とする温湿度を20℃、65%とすると、ガスセンサーは図10から50kΩとなっている。次に運転開始時の周囲温湿度20℃、40%では、ガスセンサーは図10から47kΩになっているため、基準となる温湿度の抵抗値にするため1.06倍の換算を行いRyとしている。同じように運転5分経過後の周囲温湿度18℃、85%では、ガスセンサーは図10から58kΩになっているため、基準となる温湿度の抵抗値にするため0.86倍の換算を行いRyとしている。
このように本発明の実施の形態3の負イオン発生装置によれば、制御部32が本体4上部に搭載したガスセンサー16の抵抗値を温度センサー30と湿度センサー31で基準となる温湿度で変換した抵抗値と基準値とを比較することにより、ガスセンサー16は本体内にあるため、周囲温湿度変化を受け易いものであるが、その影響を補正して正確な速調運転をすることができる。
また、ガスセンサー16周囲の温湿度が変化している時でも、常にガスセンサー16の値を温度センサー30と湿度センサー31で基準となる温湿度の値に変換しているので、周囲温湿度が変化している最中でも運転状態の判定が即座にできる。
なお、本実施例では温度センサー30と湿度センサー31の2つのセンサーを用いたが、どちらか1つのセンサーを用いても同様の効果を発揮することができる。
本体内に設けられたガスセンサーの周囲温湿度が変化しても、ガスセンサーの抵抗値に補正を行い、その値で判断して正確な自動運転ができるので、冷暖房機能や除加湿機能を備えた空気清浄機にも適用できるものである。
本発明の実施の形態1および実施の形態2の負イオン発生装置の断面図 同負イオン発生装置の外観斜視図 本発明の実施の形態1の負イオン発生装置の制御ブロック図 同負イオン発生装置のフローチャート 本発明の実施の形態2の負イオン発生装置の制御ブロック図 同負イオン発生装置のフローチャート 本発明の実施の形態3の負イオン発生装置の要部断面図 同負イオン発生装置の制御ブロック図 同負イオン発生装置のフローチャート 本発明の実施の形態1〜3のガスセンサーの温湿度特性図 同運転時におけるガスセンサー周囲の温湿度のタイムチャート 従来の負イオン発生装置の断面図
符号の説明
1 吸込口
2 吹出口
4 本体
6 水拡散板
8 微細水滴発生手段
9 送風手段
15 操作部
16 ガスセンサー
18 制御部
25 制御部
30 温度センサー
31 湿度センサー
32 制御部

Claims (6)

  1. 吸入口と吹出口を有した本体と、供給された水を回転する水拡散板により飛散させて微細水滴を発生させる微細水滴発生手段と、この微細水滴発生手段で発生した微細水滴と前記吸込口から吸引した室内空気を混合して搬送する送風手段と、操作部の入力により前記微細水滴発生手段と前記送風手段を制御する制御部と、空気中の還元ガスの量により抵抗値の変化するガスセンサーを有し、前記制御部は前記ガスセンサーの抵抗値の変化により前記微細水滴発生手段または前記送風手段の運転・停止を行う負イオン発生装置。
  2. ガスセンサーの抵抗値の変化に応じて、微細水滴発生手段または送風手段の運転を段階的に変化させてなる請求項1記載の負イオン発生装置。
  3. 制御部は、微細水滴生成時に温度低下や湿度上昇が発生するのをあらかじめ想定し、ガスセンサーの抵抗値の補正を行う請求項1記載の負イオン発生装置。
  4. 制御部は、微細水滴発生手段または送風手段の運転を段階的に変化させる時は、ガスセンサーの抵抗値に各段階に応じた補正を行う請求項2または3記載の負イオン発生装置。
  5. 制御部は、ガスセンサーの抵抗値が略一定となってから、抵抗値の補正を行うこととした請求項2〜4記載の負イオン発生装置。
  6. 本体内に設けたガスセンサーの近傍に温度センサーまたは湿度センサーを備え、制御部は前記ガスセンサーの抵抗値に対して、前記温度センサーまたは前記湿度センサーによる補正を行うこととした請求項3記載の負イオン発生装置。
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