JP2011200530A - 空気清浄装置およびその制御方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】従来の空気清浄機の気流を衝突させて清浄空間を形成する方式では、病室ベッドなどに用いた場合に、面会者の動きによるダストの発生などの外乱に合わせた風向制御が行えず、清浄効果が低減する場合があった。
【解決手段】ベッド６のベッドサイドでの面会者や看護師などの近傍人８の動きを人感センサ部７により検出し、送風ユニット１の送風部３と、送風ユニットの送風部４の風向をルーバ１６，１７により近傍人６と患者５の間に送風するように制御する。これにより、近傍人８の動作により舞上りや衣類から発生する花粉などのアレルゲンやウイルスなどを含んだ不浄空気がベッド６上に流れ込むのを送風により遮断し、ベッド６上の患者５に対する清浄効果を一層向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、浄化空気の送風により、不浄化空気の侵入を抑制して清浄空間を形成する空気清浄装置に関するものである。

従来、この種の空気清浄装置は、吸気部から吸入した空気をＨＥＰＡフィルタ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ）などの高性能フィルタを通すことで浄化し、浄化した空気をベッド上の空間などの清浄空間を形成したい場所に対して送風することにより、ベッド空間擬似的に陽圧状態にして、周辺の未浄化空気がベッド空間に侵入しないようにする構成を用いるものである（例えば、特許文献１、２）。

特許文献１では、足部の吸気部から吸入した空気を、フィルタ部により浄化し、頭部に設けた吹き出し部からベッドや布団に送風することで、就寝場所を清浄化する清浄装置を構成している。

また、特許文献２では、病院などの無菌病室ユニットに応用した構成として、ベッドサイドに設けた吸気部分からプレフィルタ、ＨＥＰＡフィルタを通して浄化した空気を吹出し部から患者用ベッドに送風する構成となっている。

更に、清浄空間をより広げる構成として、清浄空間を２つの送風部で挟んだ構成とする提案されている（例えば、特許文献３）。特許文献３では、片側一方向からの送風では、送風部から離れるに従い、風量が低下して送風空間が狭まる課題を解決しようとするものであり、ファンから吸引した空気を中性能フィルタおよびＨＥＰＡフィルタを通して浄化し、これを互いに対向した送風部から送風することで、略中央部で気流を衝突させ、送風部で挟まれた部分に清浄空間を形成するものである。

この他、近年では、空気清浄機やエアコン、冷蔵庫などの気流にイオンを加えて散布することで脱臭効果や除菌効果といった、より高い清浄効果が得られるとして、イオン発生装置を搭載した家電製品が商品化されるようになってきている。

特開２０００−１７１０６７号公報 特開２００２−３７２２７３号公報 特開２００８−２７５２６６号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示された従来の構成では、送風部が片側のみであるため、送風部から離れるに従って清浄空間幅が狭まってしまう。このため、特に見舞い客や看護師などがベッドサイドに接近した場合には、衣服から離れて浮遊したり、歩行により舞上がったダストや、そのダストに付着したウイルスなどがベッド上に侵入し易くなり、ベッド上の清浄効果が低減してしまう恐れがあるといった課題があった。

また、特許文献３に開示された送風部で挟む構成でも、清浄効果やイオン散布効果の大きいと考えられる気流の衝突場所が、ほぼ清浄空間（ベッド上）の中央部付近に固定される。このため、ベッドサイド、特に頭側からや足元側に見舞い客や看護師が近づいた場合には、特許文献１，２と同様に、ベッド上の清浄効果が低減してしまう恐れがあるといった課題があった。

本発明は、対向する送風部の風向を変えることで、見舞い客や看護師が接近した側のベッドサイドに在床人との間を遮断するように気流の衝突を発生させ、気流の衝突による広がり効果を利用して、ベッド外からの不浄空気の侵入を防ぐ、また不浄空気に対するイオン等の散布効果を高める、といった効果を利用してベッド上の清浄効果を改善した空気清浄機を提供するものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気清浄装置は、ベッド近傍で気流が衝突するように送風方向を対向させて前記ベッドの両端に一対の送風ユニットを設置する空気清浄装置において、前記一対の送風ユニットは、それぞれ前記ベッド方向に送風を行う送風部と、ルーバを稼動させて風向を変化させる風向制御部とを備えると共に、少なくとも一方の前記送風ユニットは前記ベッド近傍の近傍人または在床人の在位置を検出する人感センサ部を備え、前記人感センサ部が前記ベッド外に前記近傍人を検出した際に、前記近傍人を検出した側のベッドサイドで気流の衝突が発生するように前記送風ユニットの風向を変化させるようになっている。

これにより、対向する送風部の風向を変えることで、見舞い客や看護師が接近した側のベッドサイドで気流の衝突を発生させ、気流の衝突による広がり効果を利用して、ベッド外からの不浄空気の侵入を防ぐ、また不浄空気に対するイオン等の散布効果を高める、といった効果を利用してベッド上の清浄効果を改善することができるものである。

本発明の空気清浄装置は、見舞い客や看護師などにより発生するバッドサイドからの不浄空気の侵入をより効果的に防ぐよう気流方向をコントロールすることで、患者の在床するベッド上の空間の清浄度を、より一層高めることが出来るものである。

本発明の実施の形態１における空気清浄装置を病室ベッドに設置した場合の略上斜視図 本発明の実施の形態１における空気清浄装置を病室ベッドに設置した場合の側面断面の略ブロック図 本発明の実施の形態１における空気清浄装置において、近傍人がいる場合の風向を変更した一例を示す上視図 本発明の実施の形態１における空気清浄装置において、近傍人がいない場合に患者の在床方向に風向を変更した一例を示す上視図 本発明の実施の形態１における空気清浄装置の構成を示す制御ブロック図 本発明の実施の形態１における空気清浄装置の動作を示すフローチャート図

第１の発明は、ベッド近傍で気流が衝突するように送風方向を対向させて前記ベッドの両端に一対の送風ユニットを設置する空気清浄装置において、前記一対の送風ユニットは、それぞれ前記ベッド方向に送風を行う送風部と、ルーバを稼動させて風向を変化させる風向制御部とを備えると共に、少なくとも一方の前記送風ユニットは前記ベッド近傍の近傍人または在床人の在位置を検出する人感センサ部を備え、前記人感センサ部が前記ベッド外に前記近傍人を検出した際に、前記近傍人を検出した側のベッドサイドで気流の衝突が発生するように前記送風ユニットの風向を変化させるようにしている。

これにより、近傍人と在床人との間を遮断するように風向を変えることで、人感センサ部で検出した近傍人の動きにより発生するダストやウイルスを含んだ不浄空気のベッド上への流れを遮断し、ベッド上の清浄効果を一層改善することができるものである。

第２の発明は、第１の発明に加えて、前記人感センサ部が、前記近傍人を検出せず、かつ前記在床人を検出した場合には、検出した前記在床人の在位置部分の略近傍で気流の衝突が発生するように前記送風ユニットの風向を変化させるようにしている。

これにより、近傍人がいない際には、人感センサ部で検出した在床人の在床状態に応じて頭部付近など重点部位の近傍で気流の衝突を発生させるように、対向する送風部の風向を変えることで、気流の衝突による広がり効果を利用して在床人の重点部位近傍の清浄効果や、イオン等の散布効果を改善することができるものである。

第３の発明は、第１ないし２の発明に加えて、少なくとも一方の前記送風ユニットは、イオン発生部を備え、前記気流内に前記マイナスイオン発生部のイオンを投入するようにしている。

これにより、イオンの散布機能を追加した場合でも、最適な風向制御を行う方法によりイオンの散布効果を改善できうるものである。

第４の発明は、ベッド近傍で気流が衝突するように送風方向を対向させて前記ベッドの両端に一対の送風ユニットを設置する空気清浄装置において、前記一対の送風ユニットは、それぞれ前記ベッド方向に送風を行う送風手段と、ルーバを稼動させて風向を変化させる風向制御手段とを備えると共に、少なくとも一方の前記送風ユニットは前記ベッド近傍の近傍人または在床人の在位置を検出する人感センサ手段を備え、前記人感センサ手段が前記ベッド外に前記近傍人を検出した際に、前記近傍人を検出した側のベッドサイドで気流の衝突が発生するように前記送風ユニットの風向を変化させる制御を行う空気清浄装置の制御方法としている。

これにより、近傍人と在床人との間に送風するように風向を変えることで、人感センサ部で検出した近傍人の動きにより発生するダストやウイルスを含んだ不浄空気のベット上への流れを遮断し、ベッド上の清浄効果や、イオン等の散布効果を一層改善することができる空気清浄装置の制御方法となっている。

第５の発明は、第１ないし４の発明のいずれかの発明における空気清浄装置の各部、各手段の全てもしくは一部としてコンピュータに機能させるためのプログラムとなっている。

これにより、プログラムなので、空気清浄装置の制御方法の変更などが簡単にできるようになっている。

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。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の本実施の形態１における空気清浄装置を病室のベッドと一体構成とした場合の斜視図である。図２は、同じく本実施の形態１における空気清浄装置を既存のベッドに設置した場合の側面断面図の一例である。本発明の空気清浄装置は図１、および図２に例示するように、ベッド一体型の構成でも、既設ベッドに別設で取り付けられる構成でも可能であり、各部の機能においては同様に構成できるものである。

図１において、ベッド６の頭部側には送風ユニット１を構成し、足部側には送風ユニット２を構成する。頭部側の送風ユニット１には、ベッド側に向けた送風部３、人感センサ部７、風向制御部を構成するルーバ１６を備える。足部側の送風ユニット２は、送風部４、ルーバ１７を備える。網掛けブロック矢印は、それぞれの送風部からの気流方向のイメージを可視化して示したものである。

図１では、送風ユニット１の人感センサ手段７は、内部に複数素子からなる赤外線センサ群と、赤外線センサ前面の多焦点を有するように設計した多角形フレネルレンズなどから構成し、ベッド６周辺の近傍人である看護師や見舞い客８などの在不在、および、ベッド６上での患者５の仰臥位や側臥位といった左右位置などの在床姿勢を検出する。

なお、検出精度をより改善するために、人感センサ部７の個数や設置位置は図１に限定するものでははく、頭部側の送風ユニット１に複数設置する構成や、足部側の送風ユニット２に設置する構成や、両側に設置する構成でも構わないものである。更に、人感センサ部７は、赤外線センサに限らず、超音波センサや光反射型距離センサ、画像センサなど、他の原理のセンサを用いて構成しても構わないものである。

次に、送風ユニット１の内部は、図２に断面図を示すように、吸気部１４、吸気部１４から吸気した空気を浄化するＨＥＰＡフィルタ１２、層流を発生させるクロスフローファン１０、送風部３、風向を変更するルーバ１６などを備えて構成する。送風ユニット２に関しても同様に、吸気部１５、ＨＥＰＡフィルタ１３、クロスフローファン１１、ルーバ１７を備える。

なお、使用するファンの形式や内部のダクトの構造、ルーバの形状や構造についても、本実施の形態１に限定されるものではなく、例えば、ルーバ１６、１７は、左右方向に風向を変える構成を図示しているが、上下方向にも風向を換える構成を備えていても有効なものである。

こうした構成により、一例として、送風ユニット１および２からベッド６上に同風量で気流を送風した場合には、ベッド６の中央付近で気流が衝突し、衝突した気流は、下降流、及び一部はベッドサイドに向かう横方向の気流、上部に向かう気流となる。下降流もベッド上で向きを変えベッドサイドに向かう気流となる。このように、気流の衝突部分には、ベッド外に向かう気流が発生するため、不浄化空気の侵入を防ぐ効果が高まる上、イオンや芳香を散布した場合には、より広範にイオンや芳香を拡散できる効果が生じる。

ところが、単にベッド６上に向けて吹くだけでは、ベッドサイドの見舞い客８が存在した場合には、見舞い客８の動作により舞上るダストに付着したり、見舞い客８の衣服などに付着した花粉などのアレルゲン物資、ウイルスなどを含んだ不浄化空気が発生し、ベッド６上の清浄効果が低減する恐れが考えられる。

そこで、本発明の実施の形態１では、送風ユニット１および２の送風方向を、見舞い客８がいる側のベッドサイドに向けて送風するよう風向制御を行うことで、見舞い客８の動作により発生する不浄化空気がベッド６に侵入するのを遮断するものである。

次に、図３、図４は、この風向を最適化する制御について説明するための一例を示したベッドの略上視図である。図３、４の網掛けブロック矢印により送風方向の制御の例を可視化して示したものである。

図３は、ベッドサイドの見舞い客８が存在した場合の一例であり、見舞い客８の存在する側に、ルーバ１６，１７により風向を向ける。これにより、見舞い客８の動作により舞上るダストに付着したり、見舞い客８の衣服などに付着した花粉などのアレルゲン物資、ウイルスなどを含んだ不浄化空気が患者５の在床するベッド６に侵入するのを防止する。

また、図４は、ベッドサイドには見舞い客８などの存在しない場合の一例を示す。この場合には、送風運転を停止する構成も可能であるが、図４に示す一例では患者５の側臥位でベッド中央より左右にズレた位置に患者５が側臥位しているため、ルーバ１６、１７により患者５方向に送風する。このように、患者５の側臥位や仰臥位などの姿勢などによる患者５のベッド左右位置を人感センサ部７で検出して、その方向に送風を行うことで、患者５の在床場所の清浄効果を最適化できるものである。

この場合、ルーバ１６、１７に上下方向にも気流の方向制御を行う構成を備える構成としておけば、患者５が、臥位から座位に代わり頭の位置が高くなった場合でも、これを人感センサ部７により検出して口や咽喉部、すなわち頭部付近に送風するように追従すれば、より一層有効なものである。

次に、図５、図６により、これらの気流の送風方向を最適化する動作の制御について更に説明する。図５は、図１および図２の制御回路の構成の一例を示すブロック図である。頭部側の送風ユニット１には、送風ユニット１全体を制御する制御部１８、ベッド６に患者５が在床しているか否か、側臥位や仰臥位などのベッド上の左右位置に関する信号を検出する人感センサ部２３、ルーバ１６を制御して風向を変更する送風方向制御部２４、足部側の送風ユニット２の無線通信部２０とデータを通信するための無線通信部１９を備える。同様に、足部側の送風ユニット２も、制御部２１、送風方向制御部２２、空気清浄装置１の無線通信部１９と通信するための無線通信部２０を備える。

これらの構成により、頭部側の送風ユニット１の制御部１８は、人感センサ部２３からの信号により、ベッドの近傍の近傍人８の有無や位置および、患者５の在床位置に応じて、気流の衝突方向を変更するための、頭部の送風方向Ｄ１、および足部側の送風ユニットの風向方向Ｄ２、すなわちそれぞれのルーバの回転方向を算出し、無線通信部１９から、足側の空気清浄装置２の風向変更情報を送信する。送風ユニット２では、この風向制御情報を無線通信部２０により受信し、制御部２１が送風方向制御部２２を制御して、送風方向Ｄ２に送風を行う。

なお、本発明の実施の形態１では、病室のベッドに応用して、患者の在床空間を清浄に保つ構成を説明したが、ダストの少ないクリーン度の高い作業スペースを必要とする作業台を挟んで本発明の空気清浄装置を設置するなど、ベッド以外の応用に用いることも可能である。

次に、図６は、本発明の実施の形態１における送風ユニット１、２の連携動作フローの一例を示したフローチャート図である。

図６において、送風ユニット１に通電が開始されると（ステップＳ２５）、送風ユニット１の制御部１８は人感センサ２３により、ベッド６の近傍に見舞い客や看護師などの近傍人８がいるかどうか、ベッドサイドのどちら側にいるかを検出する（ステップＳ２６）。

ステップＳ２６で近傍人８がいない場合は（ＮＯの場合）、ステップＳ２８に進んで患者５の位置状態を検出する。またステップＳ２６において、近傍人８がベッド６の近傍にいる場合は（ＹＥＳの場合）は、近傍人８とベッド６上の患者５との間に気流を送風するよう、送風ユニット１の風向Ｄ１と、送風ユニット２の風向Ｄ２を算出する（ステップＳ２７）。

ステップＳ２８では、ベッド６に患者５が在床かどうか、左右方向の在床位置を検出する。ベッド６に患者５が在床の場合（ＹＥＳの場合）は、ベッド６上の患者５の左右位置に気流を送風するよう、送風ユニット１の風向Ｄ１と、送風ユニット２の風向Ｄ２を算出する（ステップＳ２９）。患者５が不床の場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ３０に進んでデフォルトの風向Ｄ１、Ｄ２を設定する。デフォルトの風向としては、患者５が不床でもベッド６を清浄に保つため正面方向に送風する設定や、省エネの観点から送風を停止するといった設定が有効である。

ステップＳ２７、Ｓ２９、Ｓ３０のいずれかで、風向Ｄ１、Ｄ２を設定すると、決定した送風ユニット２の風向Ｄ２を、無線通信部１９により送風ユニット２へ送信する（ステップＳ３１）。続いて、送信ユニット１の無線通信部１９が送風ユニット２の無線送信部２０からの応答電文を受信するまで待ち合わせる（ステップＳ３２）。

ステップＳ３２で応答電文を受信すると（ＹＥＳの場合）、設定した風向Ｄ１で送風動作を開始する（ステップＳ３３）。図６では図示しないが、ステップＳ３３には、タイムアウト処理を加え、タイムアウト時は、無線電文を所定回数だけ再送するか、ステップＳ２６に戻って人感センサ部７での再検出から繰り返す処理を入れておくべきものである。

次に、切り替わって、送風ユニット２から送風ユニット２側を動作を説明する。送風ユニット２が通電されて動作を開始すると（ステップＳ３４）、制御部２１は無線通信部２０で送信ユニット１からの風向変更の電文を受信するのを待ち受ける（ステップＳ３５）。

ステップＳ３２で風向の変更電文を受信すると（ＹＥＳの場合）、無線通信部２０から風量変更の電文を受け取った旨の応答電文（ＡＣＫ電文）を返信する（ステップＳ３６）。続いて、受信電文に指定された新風向Ｄ２で送風動作を開始する（ステップＳ３７）。

また、本発明の実施の形態１では、頭部側と足部側の送風ユニットが分離して別体の構成を示したが、送風部の風量を変更するファンなどの構成部以外は共通な構成とすることも可能である。例えば、制御部などを共通とすれば、無線通信部１９、２１などを備えないで済む構成も可能となる。この他、無線通信部に代わって、別の通信手段や有線通信でも、もちろん構わない。

なお、本実施の形態１では、風向のみを変更する例を示したが、風量や風速のバランスを送風ユニット１、２間で変えたり、送風開始のタイミングをズラせることにより、気流の衝突位置をベッド６の中央位置から頭足方向に移動させる構成を加えることも有効である。

上記した実施の形態１における構成は、必要に応じて適宜組み合わせて使用することができるものであり、実施の形態そのものの構成に限られるものではない。

以上のように、本発明にかかる空気清浄装置は、一対の送風ユニットの気流の衝突位置を制御することで、見舞い客の在否や患者の位置に応じて清浄効果を最適化できるので、病室のベッドなどの清浄度の高い空間が必要となる分野に広く応用できる。

１ （頭部側）送風ユニット
２ （足部側）送風ユニット
３、４ 送風部
５ 患者（在床人）
６ ベッド
７ 人感センサ部
８ 見舞い客（近接人）
１６、１７ ルーバ（風向制御部）

Claims (5)

1. ベッド近傍で気流が衝突するように送風方向を対向させて前記ベッドの両端に一対の送風ユニットを設置する空気清浄装置において、前記一対の送風ユニットは、それぞれ前記ベッド方向に送風を行う送風部と、ルーバを稼動させて風向を変化させる風向制御部とを備えると共に、少なくとも一方の前記送風ユニットは前記ベッド近傍の近傍人または在床人の在位置を検出する人感センサ部を備え、前記人感センサ部が前記ベッド外に前記近傍人を検出した際に、前記近傍人を検出した側のベッドサイドで気流の衝突が発生するように前記送風ユニットの風向を変化させる空気清浄装置。
2. 前記人感センサ部が、前記近傍人を検出せず、かつ前記在床人を検出した場合には、検出した前記在床人の在位置部分の略近傍で気流の衝突が発生するように前記送風ユニットの風向を変化させる請求項１記載の空気清浄装置。
3. 少なくとも一方の前記送風ユニットは、イオン発生部を備え、前記気流内に前記イオン発生部の発生させたイオンを投入する請求項１ないし２記載の空気清浄装置。
4. ベッド近傍で気流が衝突するように送風方向を対向させて前記ベッドの両端に一対の送風ユニットを設置する空気清浄装置において、前記一対の送風ユニットは、それぞれ前記ベッド方向に送風を行う送風手段と、ルーバを稼動させて風向を変化させる風向制御手段とを備えると共に、少なくとも一方の前記送風ユニットは前記ベッド近傍の近傍人または在床人の在位置を検出する人感センサ手段を備え、前記人感センサ手段が前記ベッド外に前記近傍人を検出した際に、前記近傍人を検出した側のベッドサイドで気流の衝突が発生するように前記送風ユニットの風向を変化させる制御を行う空気清浄装置の制御方法。
5. 請求項１ないし４項のいずれか１項に記載の空気清浄装置の各部、各手段の全てもしくは一部としてコンピュータに機能させるためのプログラム。

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