JP2008167900A - 空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高価なＶＯＣセンサを用いることなく安価なセンサを用いてＶＯＣを分解するようにした空気清浄装置を提供する。
【解決手段】自走式の空気清浄装置１に、ＶＯＣを分解するストリーマ放電部２３を備えたフィルタユニット５と、このフィルタユニット５のストリーマ放電部２３やファンモータを駆動する制御装置２０と、周囲の空気の湿度を検知する湿度センサ１５とを設ける。湿度が高いところにＶＯＣが滞留し易いという性向を利用して、高価なＶＯＣセンサの代わりに安価な湿度センサ１５を利用する。湿度センサ１５により湿度が所定以上高い場合には、空気清浄装置１を停止させてフィルタユニット５を駆動し、ストリーマ放電部２３にてＶＯＣを分解する。
【選択図】図１

Description

本発明は、揮発性有機化合物などの有毒ガスを清浄化する空気清浄装置に関するものである。

ホルムアルデヒドなどの揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣという。）や他の有毒ガスを除去したり、清浄化したりするものの従来例としては、例えば、特許文献１、２が挙げることができる。特許文献１では、室内の給気または排気を行なう換気用送風機を設けた換気機能と、放電を加えることで有毒ガスの分解効率の調整ができる空気清浄機能とを空気調和機の空気流路に設けたものである。これにより、有害物質が多量に発生する環境では、換気機能の換気風量を最大風量に設定し、かつ有害物質を吸着・分解するフィルタに放電を加えることで有害物質の除去効率を向上させるようにしている。

また、上記特許文献２の空気清浄装置では、ファンによって室内空気を浄化風路に供給する吸込口と、室内に空気を放出する吹出口と、浄化風路内に設定された吸着手段と、その近傍に設定された帯状電気発熱体よりなる加熱手段を備えている。これにより、ＶＯＣなどの汚染ガスを吸着手段で高効率に除去するようにしている。

しかしながら、上記特許文献１においては、コロナ放電により触媒フィルタに吸着したＶＯＣを分解する構成としているので、ＶＯＣの分解効率が悪いという問題がある。また、上記特許文献２では、ＶＯＣを吸着手段に吸着させていき、吸着手段の吸着性能が低下した場合に、加熱手段を作動させて、吸着手段に吸着した汚染ガスを脱着させ、分解手段で脱着した汚染ガスを酸化分解する構成としている。そのため、汚染ガスの吸着、分解という２つの工程からなり、連続してＶＯＣ等の汚染ガスを吸着させることができないという問題がある。

特開２００６−１９４４７０号公報 特開２０００−１５０３８号公報

ところで、ＶＯＣを検知して該ＶＯＣを除去、分解する場合に、ＶＯＣを検知するＶＯＣセンサを用いるのが一般的である。ところが、このＶＯＣセンサは高価なものであるため、ＶＯＣセンサに代えて安価な相対式臭いセンサを用いることが考えられる。この相対式臭いセンサは、運転のし始めの空気を「基準」としている。従って、もし仮に最初の空気がタバコ等の一過性で明らかに煙たく汚染されたものであれば、ユーザーに事前に注意喚起をすることで、この汚染空気を基準とするのではなく、これを改め、「基準」空気＝キレイな空気とすることが可能である。

しかしながら、ホルムアルデヒド等のＶＯＣなどのように、目には見えず、一過性とも言い難いガスが対象になると、ユーザーは気付かず、汚染空気を「基準」の空気としてしまう可能性が高い。そしてこの場合には、「基準」となった汚染空気中に含まれているこれらのガスは採り切れない可能性が高くなる。しかし上記した通り、この「基準」の空気に左右されないような、本格的なＶＯＣセンサは高価である。

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、高価なＶＯＣセンサを用いることなく、安価なセンサを用いてＶＯＣを確実に分解することが可能な空気清浄装置を提供することにある。

そこで、本発明の請求項１に記載の空気清浄装置では、揮発性有機化合物などの有害ガスを除去する機能を有する空気清浄手段５と、湿度を検知する湿度センサ１５と、湿度センサ１５からの出力に応じて前記空気清浄手段５を運転制御する運転制御手段２０とを備えていることを特徴としている。

請求項２に記載の空気清浄装置では、前記空気清浄手段５は空気を流通させるファン２８を有し、前記湿度センサ１５からの出力に応じて前記ファン２８の風量を制御することを特徴としている。

請求項３に記載の空気清浄装置では、前記空気清浄手段５の揮発性有機化合物などの有害ガスを除去する機能としてストリーマ放電部２３を備え、前記湿度センサ１５からの出力に応じて前記ストリーマ放電部２３の放電量を制御することを特徴としている。

請求項４に記載の空気清浄装置では、空気の除湿を行なう除湿機能部１２を有していることを特徴としている。

請求項５に記載の空気清浄装置では、床面上を走行する駆動輪７を駆動する走行用モータ１６と、この走行用モータ１６を駆動制御する走行用モータ駆動部１１とをそれぞれ設けることにより自走式のロボットタイプとしていることを特徴としている。

請求項６に記載の空気清浄装置では、前記湿度センサ１５からの出力が所定以上の場合には、前記走行用モータ１６を停止させていることを特徴としている。

請求項７に記載の空気清浄装置では、前記走行用モータ１６を停止させた後、所定時間が経過したときに走行モータ１６を再び駆動することを特徴としており、また、請求項８に記載の空気清浄装置では、前記走行用モータ１６を停止させた後、前記湿度センサ１５からの出力が所定以下となったときに走行モータ１６を再び駆動することを特徴としている。

本発明の請求項１に記載の空気清浄装置によれば、湿度が高い箇所にはホルムアルデヒドなどの揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が滞留している傾向があり、そのため、湿度センサ１５からの出力により湿度が高いと判断した場合には、運転制御手段２０により空気清浄手段５を運転制御し、空気清浄手段５によりＶＯＣなどの有害ガスを除去することができる。このように、高価なＶＯＣセンサを用いなくても、安価な湿度センサ１５にてＶＯＣセンサの代用をすることができるので、安価な空気清浄装置を提供することができる。

請求項２に記載の空気清浄装置によれば、前記空気清浄手段５は空気を流通させるファン２８を有し、前記湿度センサ１５からの出力に応じて前記ファン２８による風量を制御しているので、早期にＶＯＣを分解することができ、ＶＯＣの除去効率を向上させることができる。

請求項３に記載の空気清浄装置によれば、前記空気清浄手段５の揮発性有機化合物などの有害ガスを除去する機能としてストリーマ放電部２３を備えているので、吸い込んだＶＯＣを高い分解力で分解することができ、また、前記湿度センサ１５からの出力に応じて前記ストリーマ放電部２３の放電量を制御しているので、早期にＶＯＣを分解することができ、ＶＯＣの除去効率を向上させることができる。

請求項４に記載の空気清浄装置によれば、空気の除湿を行なう除湿機能部１２を有しているので、ＶＯＣの分解作用と共に、除湿ができ、そのため、周囲の空気の湿度を低くでき、ＶＯＣが滞留するのを防止することができる。

請求項５に記載の空気清浄装置によれば、床面上を走行する駆動輪７を駆動する走行用モータ１６と、この走行用モータ１６を駆動制御する走行用モータ駆動部１１とをそれぞれ設けることにより自走式のロボットタイプとしているので、室内の全域にわたってＶＯＣを吸い込み、分解をすることができる。

請求項６に記載の空気清浄装置によれば、前記湿度センサ１５からの出力が所定以上の場合には、前記走行用モータ１６を停止させているので、ＶＯＣが滞留している箇所での該ＶＯＣを重点的、且つ早期に分解することができる。また、請求項７や請求項８のように、走行モータ１６を再び駆動するようにすれば、自動的にＶＯＣなどの有害ガスを分解できる。

次に、この発明の空気清浄装置の具体的な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。先ず、この実施形態では、高価なＶＯＣセンサは使用せずに安価な湿度センサを用いてホルムアルデヒドなどのＶＯＣ（揮発性有機化合物）を検知するようにしているものである。これは、湿度が高いところにＶＯＣが滞留し易いという傾向があることに基づくものであり、湿度センサにより検出した湿度が高い場所で空気を清浄することで、ＶＯＣを除去することができる。

図１は自走式ロボットタイプの空気清浄装置１の概略構成図を示し、この空気清浄装置１の外殻を構成している車体２の上面前部側に複数の吸込口３が設けられている。また、車体２の上面後部側に複数の吹出口４が設けられており、吸込口３と吹出口４との間に位置する箇所には吸込口３から吸い込んだ空気を清浄化して吹出口４より放出する空気清浄手段としてのフィルタユニット５が配設されている。なお、図１における右方は空気清浄装置１の走行方向である。また、吹出口４は車体２の上面の中央部分に設けるようにしても良い。

空気清浄装置１は、二次電池、乾電池等の電池からなる電源部６を電源としていて、この電源部６から各部材に電源を供給している。車体２の後部には走行用モータにて駆動される駆動輪７が設けられ、前部には前タイヤ８が設けられている。また、走行用モータ１６（図３参照）を駆動制御する走行用モータ駆動部１１が設けられていて、該走行用モータ駆動部１１によりモータが正転、逆転駆動されることで、駆動輪７が正転、逆転して空気清浄装置１が前進走行、後進走行される。なお、駆動輪７を操舵するためのモータやその機構は要旨ではないので、省略している。

また、空気清浄装置１には、空気清浄機能の他に除湿機能部１２を備えている。この除湿機能部１２は、除湿により捕集した水を貯溜するタンク１２ａを備えた周知構成のものであり、その詳細な説明は省略する。空気清浄装置１は、リモコン１３で走行操作や空気清浄操作が可能なように該リモコン１３からの指示信号を受信する受信部１４を備えている。更には、空気清浄装置１の車体２の前部側には湿度センサ１５が配設されている。制御装置２０は空気清浄装置１全体の制御を行なうものであり、マイクロコンピュータにて構成されている。

図２はフィルタユニット５の分解斜視図を示しており、このフィルタユニット５は、空気清浄装置１内に吸い込まれた比較的大きな塵埃を除去するためのプレフィルタ２２と、ホルムアルデヒド等のＶＯＣを分解するストリーマ放電部２３と、脱臭剤２４と、集塵フィルタ２５と、脱臭触媒フィルタ２６と、ファンモータ２７と、このファンモータ２７に駆動されて回転するファン２８等で構成されている。なお、このファン２８が回転することで、空気が吸い込まれる。

上記ストリーマ放電部２３は、対向電極と、この対向電極と対向して配置されているストリーマ放電電極とで構成されており、対向電極とストリーマ放電電極との間に、直流、交流またはパルスの放電電圧が印加されると、両電極間にストリーマ放電が生じる。このストリーマ放電が生じると、放電場に低温プラズマが生成し、この低温プラズマにより、高速電子、イオン、オゾン、ヒドロキシラジカルなどのラジカル種や、その他の励起分子（励起酸素分子、励起窒素分子、励起水分子）などが生成される。ストリーマ放電は、空気中の酸素や窒素に強力な分解力を与え、分解力を得た酸素や窒素は「活性種」と呼ばれ、有害物質とぶつかると、ＶＯＣなどの有害ガス成分を分解していく。

なお、光触媒フィルタ２５は、複数回分の長さを巻き込んだロール状となっており、使用中の面が汚れた場合に引き出して汚れた部分をカットする構成となっている。そして、ストリーマ放電部２３で帯電させられた塵埃などを吸着する。また、プラズマ触媒フィルタ２６は、光触媒フィルタ２５で吸着されなかった空気中のウィルスや菌などを吸着するものである。

図３は本発明のブロック図を示し、制御装置２０は、湿度センサ１５からのデータが入力される湿度データ入力部３１と、リモコン１３からの信号を受信した受信部１４からの信号（データ）を処理する受信信号処理部３２と、湿度が所定以上の場合を検知した場合にＶＯＣが滞留していると判断して空気清浄装置１の走行を停止させる比較判断部３３と、ストリーマ放電部２３に電圧を印加する放電駆動部３４と、ファンモータ２７を高低速に制御を行なうファンモータ駆動部３５と、湿度データや走行位置等のデータを一時的に保存したり、制御用プログラムを格納しているＲＡＭやＲＯＭからなる記憶部３６と全体の制御を行なう制御部３７等で構成されている。

次に、空気清浄装置１の制御動作について説明する。先ず、空気清浄装置１は、予め定められたコースに沿って走行したり、あるいは任意に走行したり、また、室内を横方向に自走して突き当たると反転して少し位置をずらしながら上記とは反対方向に自走するようになっている。空気清浄装置１に電源が投入されると、制御部３７は走行用モータ駆動部１１を制御し、走行用モータ駆動部１１は走行用モータ１６を駆動することで、空気清浄装置１は走行し始める。また、同時に制御部３７は放電駆動部３４及びファンモータ駆動部３５を駆動制御することで、放電駆動部３４によりストリーマ放電部２３に電圧が印加され、またファンモータ駆動部３５によりファンモータ２７が駆動されて、ファン２８が回転する。ファン２８が回転すると空気清浄装置１の車体２の吸込口３から空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気がフィルタユニット５にて空気清浄された後は、吹出口４から吹き出される。これによりフィルタユニット５を備えた空気清浄装置１が走行しながら室内の空気が清浄化される。

また、湿度センサ１５からは湿度データが常時、湿度データ入力部３１に入力されていて、走行しながらその場所の湿度を監視している。そして、湿度データ入力部３１に入力される湿度データと、記憶部３６に予め格納している湿度データとを比較判断部３３が常時比較している。ここでは、湿度センサ１５で検知した湿度がＶＯＣ蒸散の危険性が高まる湿度以上（７０％以上）であれば、比較判断部３３は、制御部３７に信号を送り、制御部３７は走行用モータ駆動部１１を非駆動として空気清浄装置１を停止させる。また、湿度センサ１５からの湿度データが７０％未満の場合には、制御部３７は続けて走行するように走行用モータ駆動部１１を制御する。

湿度センサ１５からの湿度データが７０％以上の場合には、その付近にはＶＯＣが滞留しているものとして、所定の時間停止してＶＯＣを含んだ空気を吸い込み、ストリーマ放電部２３にてＶＯＣを分解する。このストリーマ放電部２３にてＶＯＣは分解されるので、空気は綺麗に清浄化され、この清浄化された空気が吹出口４から放出される。なお、ストリーマ放電部２３によるストリーマ放電は、電気集塵のイオン化部等に用いられる最も一般的なプラズマ放電であるグロー放電と比べると、分解領域は広く、分解力（酸化力）は、約１０００倍あると言われている。また、同時にフィルタユニット５自体で塵埃等のＶＯＣ以外のホコリも吸着し、吹出口４からは綺麗な空気が放出される。なお、空気清浄装置１により空気を吸込み、吹き出しているので、空気清浄装置１の周囲の空気に対流が生じるので、ＶＯＣを飛散させる効果も有している。

このように、湿度が高い箇所にはホルムアルデヒドなどのＶＯＣが滞留している傾向がある。それは、湿度が高くなると、合板などに含まれているホルムアルデヒドの室内への放散量が増加するためである。特に、室内の中央部分では快適な湿度であっても、部屋の隅、家具間の隙間、押入れ、戸棚の奥などでは、空気が流動し難く、湿気が溜まり易い部分であり、そのためこのような部分では、ホルムアルデヒドの滞留が顕著となるのである。従って、上記理由から、ホルムアルデヒドを検出する測定器を使用しなくても、安価な湿度センサ１５を用いることで、室内でのＶＯＣの滞留場所を推定できるのである。そして、湿度センサ１５からの出力により湿度が高いと判断した場合には制御装置２０によりフィルタユニット５を運転制御する。フィルタユニット５にはストリーマ放電部２３を備えているので、吸い込んだＶＯＣを高い分解力で分解することができる。このように、高価なＶＯＣセンサを用いなくても、安価な湿度センサ１５にてＶＯＣセンサの代用をすることができる。これにより安価な空気清浄装置を提供することができる。

また、床面上を走行する駆動輪７を駆動する走行用モータ１６と、この走行用モータ１６を駆動制御する走行用モータ駆動部１１とを備え、自走式のロボットタイプとしているので、室内の全域にわたってＶＯＣを吸い込み、分解をすることができる。

また、湿度が高い場合では、制御部３７が放電駆動部３４を制御してストリーマ放電量を多くしたり、ファンモータ駆動部３５を制御したりして風量を上げるようにしても良い。かかる場合には、早期にＶＯＣを分解することができ、ＶＯＣの除去効率を向上させることができる。

空気清浄装置１が停止している時間は、タイマー制御され、例えば、１０分間だけ停止するように制御部３７が制御を行なう。かかる場合には、ＶＯＣが滞留している箇所での該ＶＯＣを重点的、且つ早期に分解することができる。また、タイマー制御によるタイムアップまでに、湿度センサ１５からの湿度データが、所定の湿度以下になった場合には、強制的にタイマー制御をオフにして、空気清浄装置１を走行させるようにしても良い。

また、上記のフィルタユニット５による塵埃等の除去やホルムアルデヒドなどのＶＯＣの収集、分解を行なうと同時に制御部３７が除湿機能部１２を駆動して吸い込んだ空気を除湿するようにしても良い。かかる場合には、ＶＯＣの分解作用と共に、除湿ができ、そのため、周囲の空気の湿度を低くでき、ＶＯＣが滞留するのを防止することができる。更には、所定の時間毎にファンモータ２７の回転方向を逆方向にすることで、吹出口４から空気を吸い込み、吸込口３から空気清浄した空気を放出するようにしても良い。

また、リモコン１３の操作により任意の箇所へ走行させるようにしたり、リモコン１３に「呼出ボタン」を設けておき、リモコン１３を操作している人がいる箇所まで来るようにしても良い。

また、本実施形態では、空気清浄装置１を自走式のロボットとして説明したが、自走機能を有しない据え置き型の空気清浄装置１としても良いのはもちろんである。この固定式の空気清浄装置１とした場合には、空気清浄装置１の吸込口３あるいは吹出口４にホースを接続して、狭いところに対流しているＶＯＣを吸引したり、吹き飛ばすこともできる。

なお、上記の説明では、ＶＯＣなどの有害ガスを除去する機能として、ストリーマ放電部２３を用いていたが、吸着式のフィルタを用いても良く、また、該フィルタとストリーマ放電部２３とを併用するようにしても良い。

本発明の実施の形態における空気清浄装置の概略構成図である。 本発明の実施の形態におけるフィルタユニットの分解斜視図である。 本発明の実施の形態におけるブロック図である。

符号の説明

１ 空気清浄装置
５ フィルタユニット（空気清浄手段）
７ 駆動輪
１１ 走行用モータ駆動部
１２ 除湿機能部
１５ 湿度センサ
１６ 走行用モータ
２０ 制御装置（運転制御手段）
２８ ファン

Claims (8)

1. 揮発性有機化合物などの有害ガスを除去する機能を有する空気清浄手段（５）と、湿度を検知する湿度センサ（１５）と、湿度センサ（１５）からの出力に応じて前記空気清浄手段（５）を運転制御する運転制御手段（２０）とを備えていることを特徴とする空気清浄装置。
2. 前記空気清浄手段（５）は空気を流通させるファン（２８）を有し、前記湿度センサ（１５）からの出力に応じて前記ファン（２８）の風量を制御することを特徴とする請求項１に記載の空気清浄装置。
3. 前記空気清浄手段（５）の揮発性有機化合物などの有害ガスを除去する機能としてストリーマ放電部（２３）を備え、前記湿度センサ（１５）からの出力に応じて前記ストリーマ放電部（２３）の放電量を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気清浄装置。
4. 空気の除湿を行なう除湿機能部（１２）を有していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の空気清浄装置。
5. 床面上を走行する駆動輪（７）を駆動する走行用モータ（１６）と、この走行用モータ（１６）を駆動制御する走行用モータ駆動部（１１）とをそれぞれ設けることにより自走式のロボットタイプとして構成していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気清浄装置。
6. 前記湿度センサ（１５）からの出力が所定以上の場合には、空気清浄機能は動作させたままで、前記走行用モータ（１６）を停止させることを特徴とする請求項５に記載の空気清浄装置。
7. 前記走行用モータ（１６）を停止させた後、所定時間が経過したときに走行モータ（１６）を再び駆動することを特徴とする請求項６に記載の空気清浄装置。
8. 前記走行用モータ（１６）を停止させた後、前記湿度センサ（１５）からの出力が所定以下となったときに走行モータ（１６）を再び駆動することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の空気清浄装置。