JP2012149879A - 空気処理装置とその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】在来型空気清浄機の柔軟性欠如という問題を解決する。
【解決手段】本発明では、少なくとも１個の空気処理ユニットを含むことを特徴とする空気処理装置とその方法が開示されている。このユニットは、吸気口、排気口、空気処理デバイスおよび連結コンポーネントから構成されている。空気処理デバイスは、吸気口と排気口の間に設置される。空気処理デバイスは、以下のコンポーネントを各々最低１個使用して構成される：浄化およびフィルタリング用コンポーネント、ブロースルー・ファン、ドロースルー・ファン、ポンプ、加熱コンポーネント、除湿コンポーネント、加湿コンポーネント、空気冷却コンポーネント。この空気処理ユニットは、単独で周囲の空気品質を改善するために使用できる。連結コンポーネントを使用して複数ユニットを連結した場合、これらのユニットは一体となって共同で作動し、１個の空気処理システムを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明の主題は環境保護に関するものである。更に具体的には、本発明は空気処理装置とその方法に関するものである。

通常は、何種類かの異なった機能を持つフィルターを備えた空気清浄機が、空気を処理、浄化するために利用されている。これらは、様々な汚染源を原因とする空気の品質問題を解決するためにも利用されている。そのため、一般的にこれらの空気清浄機には異なった種類のフィルターが附属している。本発明は、汚染物質レベルの分布が不均一な場所でもより効果的に空気を浄化できるよう、環境センサーから得たシグナルとデータに基き、空気清浄機内の空気の流量と経路を制御することができる。

市販の空気清浄機を購入する場合、ユーザーは通常、空気清浄機を設置する場所の広さを考慮して、購入する装置のタイプとサイズを決定する。その際、空気清浄機の具体的なサイズや空気流量、そしてメーカーからのアドバイスや提案が判断材料となる。また、米国家庭用電化製品工業会（AHAM）が制定するガイドラインであるクリーンエア供給率（CADR）に基づいて購入が決断される場合もある。設置場所が狭い場合は、通常、空気流量の少ない小型の空気清浄機が購入され、設置場所が広い場合は、空気流量が多い大型の空気清浄機が好まれる。

これら在来型の空気清浄機は、例えば面積の異なる場所および/または汚染源や汚染レベルの異なる汚染物質が存在する場所の間を移動した場合や、または広い場所から狭い場所へ移動した場合、変化に対処できるだけの柔軟性を実際には欠いている。

本発明では、在来型空気清浄機の柔軟性欠如という問題を解決するための空気浄化装置およびその方法を提示する。

本発明では、在来型空気清浄機の柔軟性欠如という問題を解決するための空気浄化装置とその方法を提供する。

以下の項目から構成される空気処理装置：吸気口、排気口、空気処理デバイスから構成される空気処理ユニットを1個以上、空気処理デバイス１個、連結コンポーネント1個；空気処理デバイスは吸気口と排気口の間に設置される；空気処理ユニット中の空気処理デバイスは以下のコンポーネントを各々最低１個使用して構成される：空気浄化、フィルタリング、加熱、除湿、加湿および空気冷却用のコンポーネント、および/またはブロースルー・ファン、ドロースルー・ファンおよびポンプのコンポーネント；ここでは、複数の空気処理ユニットが連結コンポーネントを用いて連結され、1個の空気処理システムを形成することを特徴とする。

図１は、本発明の実施形態１の概略図である。 図２は、本発明の実施形態２の概略図である。 図３は、本発明の実施形態３の概略図である。 図４は、本発明の実施形態４の概略図である。 図５は、本発明の実施形態５の概略図である。 図６は、汚染物質が均一に分布する場所に設置した4個の空気処理ユニットの効率比較を示している; 以下の２ケースを比較した：(1) ４個の空気処理ユニットが各々単独で作動した場合、(2) ４個の空気処理ユニットが一体化し互いに共同して作動するよう１個のシステムを形成した場合。 図７は、本発明で言及した空気処理方法のフローチャートである。 図８aは、別種の空気処理ユニットで形成した異なった空気処理システムを示している。 図８ｂは、別種の空気処理ユニットで形成した異なった空気処理システムを示している。 図８ｃは、別種の空気処理ユニットで形成した異なった空気処理システムを示している。 図８ｄは、別種の空気処理ユニットで形成した異なった空気処理システムを示している。 図８ｅは、別種の空気処理ユニットで形成した異なった空気処理システムを示している。 図８ｆは、別種の空気処理ユニットで形成した異なった空気処理システムを示している。

本発明が提供する空気処理装置は、吸気口、排気口、空気処理デバイスおよび連結コンポーネントから構成される空気処理ユニットを少なくとも1個含んでいる。空気処理デバイスは、吸気口と排気口の間に設置される。空気処理デバイスは、以下のコンポーネントを各々最低１個使用して構成される：空気浄化、フィルタリング、加熱、除湿、加湿、空気冷却用のコンポーネント、および/またはブロースルー・ファン、ドロースルー・ファンおよびポンプのコンポーネント。空気処理ユニットが単独で用いられる場合、周囲の空気品質を改善するために使用できる。連結コンポーネントを使用して複数のユニットが連結される場合、空気処理ユニットは一体となって共同で作動し、1個の空気処理システムを形成する。
（１）空気処理ユニットを単独で使用した場合と、（２）複数のユニットが一体化して1個の空気処理システムを形成し、互いに共同して作動した場合では、空気浄化効率と性能が異なる。

連結コンポーネントには凸部と凹部を持つ留め具が含まれ、ある空気処理ユニットの留め具の凸部が、他の空気処理ユニットの留め具の凹部にはめ込まれる。

ある空気処理ユニットの留め具の凸部が他の空気処理ユニットの留め具の凹部にはめ込まれた場合、これらの空気処理ユニットは連結され、互いに共同して作動する。

連結コンポーネントは空気処理ユニットのケーシング外形に合わせて作られ、ここにおいて、空気処理ユニットのケーシングの一部に凸部と凹部があり、ある空気処理ユニットの凸部が他の空気処理ユニットの凹部へはめ込まれる。

ある空気処理ユニットの凸部が他の空気処理ユニットの凹部へはめ込まれると、これらのユニットは連結され、互いに共同して作動する。

連結コンポーネントはトランスミッターとレシーバーを含む。ある空気処理ユニットのトランスミッターが他の空気処理ユニットのレシーバーへ連結命令を送信する。

連結命令は、以下の形態での送信が可能である：電磁波、音波、電波、磁気波、またはこれらを組合わせたもの。

ある空気処理ユニットのトランスミッターが他の空気処理ユニットのレシーバーへ連結命令を送信した場合、空気処理ユニットは連結され、他の空気処理ユニットと共同して作動する。

連結コンポーネントは、二個以上の空気処理ユニットを機械的に連結するための留め具を含んでいる。

連結コンポーネントは、何度も留め外しをすることができる；留められている間、空気処理システム中の空気処理ユニットは互いに連結され共同して作動する。

空気処理ユニットが単独で作動している場合、連結コンポーネントは空気処理ユニットから取り外すことができる。

空気処理ユニットは、空気処理システム内で互いに交換することが可能である。ユニット交換前後の空気処理効率は、同じ場合もあり、また異なる場合もある。

空気処理ユニットは、空気処理システムへ組み込んだり、システムから取り外すことができる。

空気処理システム内の空気処理ユニットは、同じシステム内の他の空気処理ユニットと交換することができる。空気処理ユニットを交換した後、その空気処理システムの性能は変化する。ユーザーは、空気処理システムが設置されている場所の環境条件に応じて、システム内のどの空気処理ユニットを互いに交換するか選択することができる。

追加の空気処理ユニットを空気処理システムに組み込むことが可能である。空気処理ユニットを追加した後、空気処理システムの性能は変化する。ユーザーは、空気処理システムが設置されている場所の環境条件に応じて、空気処理システム内に空気処理ユニットを追加することを選択できる。

どの空気処理ユニットも、空気処理システムから取り外すことが可能である。空気処理ユニットを取り外した後、空気処理システムの性能は変化する。ユーザーは、空気処理システムが設置されている場所の環境条件に応じて、空気処理ユニットをシステムから取り外すことを選択できる。

吸気口と排気口は、空気処理ユニット・ケーシングの外面に相対して設置されている。

２個以上の空気処理ユニットが一体化して空気処理システムを形成している場合、システムの全ての吸気口と排気口は、遮られることなく周囲へ向いている。

２個以上の空気処理ユニットが一体化して空気処理システムを形成している場合、いくつかの空気処理ユニットの排気口は隣接する空気処理ユニットの吸気口へ連結されている。

２個以上の空気処理ユニットが一体化して空気処理システムを形成している場合、システム最後部に位置する空気処理ユニットを除いた空気処理ユニットの全排気口は隣接する空気処理ユニットの吸気口と連結されている。

連結コンポーネントが直接接触によって空気処理ユニットを連結している場合、空気処理システム内の全ての空気処理ユニットを包み込むための外部ケーシングが含まれる；更に外部ケーシングには、システム内の空気処理ユニットの吸気口および排気口と適合する吸気口と排気口が少なくとも1個ずつ設置される；ここで、空気処理ユニットの吸気口と排気口は遮られることなく周囲へ向いている。

更に外部ケーシングは、空気処理システム内の全ての空気処理ユニットを包みこんで固定する役目を果たしている。また、外部ケーシングにはシステムの安全性を高める役目もあり、例えば、空気処理システム内の空気処理ユニットの電源が一緒に連結されている場合、沿面距離を増加させることで電圧に対する絶縁性を強化することができる。

空気処理ユニットは中央演算装置を内蔵している。

連結コンポーネントにはキーがあり、空気処理ユニットが連結コンポーネントによって連結されている場合、このキーが起動する。

起動したキーは中央演算装置へシグナルを送信して連結コンポーネントが連結されたことを伝達し、次に中央演算装置が空気処理ユニットを一体化して相互に共同作動するよう制御する。

空気処理ユニットは少なくとも1個の環境センサーを含み、以下のパラメータから少なくともひとつに関してそのレベルを計測する：気温、湿度、揮発性有機化合物、ホルムアルデヒド、二酸化炭素、一酸化炭素、ダスト、オゾン、窒素酸化物、空中浮遊菌、ラドン、空気流速、空気流量、気圧および周囲の明るさ。

空気処理ユニットは、自身の位置を検出するための位置センサーを含んでいる。

位置センサーは、検出した自身の位置情報を中央演算装置へ送信する。

中央演算装置は、位置センサーと環境センサーから得たシグナルに基き、最適な連結および調整方法を計算する。連結および調整方法に関するこれらのアドバイスや提案はユーザー、または空気処理システムへと提供される。

空気処理ユニットは、電源と接続するためのコネクターを含んでいる。

空気処理ユニットが一体化して空気処理システムを形成している場合、空気処理ユニットと電源を接続するためのコネクターが連結されている。

空気処理ユニットには、システム内空気処理ユニットの動作設定を制御するため、組み込みソフトが事前に実装されている。

空気処理ユニットの中央演算装置は外部からシグナルを受信して、システム内の空気処理ユニットの動作設定を制御する。

空気処理ユニットの中央演算装置はセンサーからシグナルを受信して、システム内の空気処理ユニットの動作設定を制御する。

空気処理ユニットの動作設定には、以下のパラメータ設定が一つ以上が含まれる：作動時間、空気流量、空気流の経路、加熱コンポーネントの開閉、加熱コンポーネントの温度設定、冷却コンポーネントの開閉、冷却コンポーネントの温度設定、除湿コンポーネントの開閉、除湿コンポーネントの除湿レベル設定、加湿コンポーネントの開閉、加湿コンポーネントの加湿レベル設定。

２個以上の空気処理ユニットが一体化して空気処理システムを形成している場合、1個の空気処理ユニットがマスター空気処理ユニットに指定され、残りの空気処理ユニットはセカンダリ空気処理ユニットに指定される。

マスター空気処理ユニットの中央演算装置が、セカンダリ空気処理ユニットの中央演算装置の動作設定を制御する。

空気処理ユニットは、自身をマスター空気処理ユニットまたはセカンダリ空気処理ユニットとして指定するためのセレクターを含んでいる。

空気処理ユニットには、マスター空気処理ユニットまたはセカンダリ空気処理ユニットとして指定するための組み込みソフトが、事前に実装されている。

空気処理システムは、システム内の空気処理ユニットの動作を制御するコントローラーを含んでいる。

空気処理ユニットは、少なくとも1個のインターフェースポートを含んでいる；空気処理ユニットの中央演算装置は、このインターフェースポート経由でデータを送受信する。

インターフェースポート経由で伝達されるシグナルには、以下の情報の内、少なくともひとつを含んでいる：空気処理システム内におけるマスター空気処理ユニットまたはセカンダリ空気処理ユニットの区別、システム内における空気処理ユニットのタイプとその数量、空気処理システム内における空気処理ユニットの動作設定。

空気品質を改善、処理する方法には以下の手順が含まれる：部屋の広さと、問題になっている場所での汚染物質分布パターンに基づき、以下の方式から選択する：空気処理ユニットを各々単独で作動させる。または二個以上の空気処理ユニットを連結コンポーネントを用いて連結、一体化することで相互に共同して作動させ、一個の空気処理システムを形成する。

位置センターと環境センサーを利用して、部屋の広さと問題となっている場所の汚染物質分布パターンを検出する。

問題となっている場所で汚染物質が均一に分布している場合、そこに設置された空気処理ユニットは単独で作動する；汚染物質が一部の場所に集中している場合は、空気処理ユニットが連結されて一体化し、互いに共同して作動する。

空気処理ユニットが連結されて空気処理システムが形成される場合、連結コンポーネントのキーが起動する。起動したキーは中央演算装置へシグナルを送信して連結コンポーネントが接続されたことを伝達し、次に中央演算装置は具体的な動作設定に従って空気処理ユニットが互いに共同して作動するよう制御する。

空気処理ユニットの中央演算装置は、マスター、セカンダリ空気処理ユニットを手動で指定するか、または事前に実装された組み込みソフトに従って自動的に指定するかを決定する。

マスター、セカンダリ空気処理ユニットの指定を手動で行う場合、ユーザーが1個の空気処理ユニットをマスター・ユニットに指定し、残りをセカンダリ・ユニットに指定する；マスター、セカンダリ空気処理ユニットの指定を自動で行う場合、中央演算装置がシステム内の1個の空気処理ユニットをマスター空気処理ユニットに指定し、残りをセカンダリ空気処理ユニットに指定する。

マスター空気処理ユニットの中央演算装置は、セカンダリ空気処理ユニットの中央演算装置に優先する。マスター空気処理ユニットの中央演算装置が、セカンダリ空気処理ユニットの動作設定を制御し、決定する。

マスター空気処理ユニットの中央演算装置が、システム内の全空気処理ユニットの動作を制御しようとする外部命令を承認するかどうかを決定する；マスター空気処理ユニットが外部命令を承認した場合、空気処理システム内の全空気処理ユニットの動作は、外部命令に従って制御される。

この空気処理方法は、更に以下の手順を含む；中央演算装置が、システム内の空気処理ユニットを、システム内のセンサーからのデータに従って制御するかどうかを決定する；データに従わない場合、中央演算装置は、事前に実装された制御プログラムに従ってシステム内の空気処理ユニットを作動させ、制御する；データに従う場合、中央演算装置がシステム内の空気処理ユニットの最適な連結および調整方法を計算し、この計算結果に基づいてシステム内の空気処理ユニットを作動させ、制御する。

空気処理ユニットは連結コンポーネントで連結され、一体化することでシステムとして相互に共同して作動する。実際には、空気処理ユニットは異なった独立ユニットとして単独で作動することができる。本発明では、実際の必要性と環境条件に基づいて空気処理装置を柔軟に設計することが可能である。これにより、装置の空気品質を改善する性能と効率が向上する。また本発明は、材料と消耗品の使用を最低限に抑えることができる。省スペースであること以外に、二次汚染物質の発生も減少する。本発明では、システム内のセンサーによって自動的に、またはシステム外部から受信する命令に従って、システム内の空気処理ユニットが共同して作動する。システム内の空気処理ユニットの全体的な作業負荷は、この自動化によって最小化される。

人々の生活の質と水準が向上するにつれ、異なった形式と目的を持った様々な空気処理装置が同じ場所に設置されることが多くなっている。例えば、ヒーター、クーラー、空気清浄機、除湿機、加湿器などが一箇所に設置されているケースがある。これらは、ファン、センサー、フィルターを内蔵するという共通した特徴を持っている。また、かさばって相当の面積を占有するという特徴も共有している。更に重要なことに、これらの装置の多くの機能は重複している。また、これらの装置は互いに連結されてもいない。設置場所の空気品質が変化したり、季節が変化しても、これらが自動的に起動して共同で作動することはない。本発明は、このような装置を再構築、再配置してシステムの占有部屋面積を低減し、空気品質の状態と季節変化に自動的に反応し最適な方式で作動することが可能である。

図１は201、202、203の3つの空気処理装置からなる空気処理システムの構成を表す図面である。各空気処理装置201、202、および203は、ケース111、空気吸入口112、空気吹出口113、空気処理部114、電源を接続するための接続部116、中央処理装置(CPU)117、および接続コンポーネントから構成されている。空気処理部114は空気吸入口112と空気吹出口113の真ん中にある。空気吸入口112、空気吹出口113、電源を接続するための接続部116、および接続コンポーネントはケース111の外側にある。また、空気処理部114と中央処理装置117はケース111の中にある。これらの空気処理装置の動作モードとして手動モードが選択された場合、中央処理装置内の動作設定は手動で行なわれる。一方、動作モードとして自動モードが選択された場合、中央処理装置は、空気処理装置を、予めにＣＰＵにインストールされた組み込みプログラムの設定に従って動作するように制御する。

空気処理部114はまた、以下のコンポーネントの1つ以上も含む：空気の浄化、濾過、加熱、冷却、加湿、あるいは減湿のためのコンポーネント、または吹出ファン。201、202、および203の各装置に内蔵される空気処理部114として、同じタイプの、またはバラバラのタイプの、または一部は同じタイプで、残りはバラバラのタイプの空気処理部を利用可能である。本実施例においては、201、202、および203の各装置空気装置内の全ての空気処理部114は空気浄化、濾過、および吹出ファンのコンポーネントを含んでいる。空気はまず、ケース111に取り付けられた空気吸入口112を通して装置内に吸い込まれ、空気浄化、濾過、および吹出ファンのコンポーネントを渡り、そして空気吹出口113を通して吹き出される。

本実施例においては、接続コンポーネントにはさらに、突き出た部分115と凹んだ部分119を持つバックルもある。このバックルによって空気処理装置はしっかりと連結される。すなわち、1つの空気処理装置の突き出た部分115がもう一つの空気処理装置の凹んだ部分119にはめられる。このように、両方の装置を、組み合わせることによって一体として利用できる。本実施例で示されるように、空気処理装置201の突き出た部分115が、ペアになるように、空気処理装置202の凹んだ部分119にはめられることで、201と202の両装置の組み合わせができ、一体として利用することができる。

独立した装置として作動する場合、空気処理装置201、202、および203は個別で特定の環境の空気の質を改善することができる。一方、バックルの突き出た部分と凹んだ部分で接続される場合、連結された装置として協力しながら作動する。これは空気処理システムである。

各空気処理装置の接続コンポーネントはまた、1つ以上のキーを有する。このキーはケースの外側に付けられることもある。複数の装置の接続コンポーネントが接続されると、キーは有効になる。そして、有効になったキーは中央処理装置に信号を送り、接続コンポーネントが接続されている所を伝達する。また、接続された複数の装置の方向や接続方法に関する信号も有効になったキーを通して中央処理装置に送ることが可能である。キーにはいかなる種類の機械的なマイクロスイッチのキーもあれば、いかなる種類の電子検出ボタンのキーもある。中央処理装置が接続コンポーネントの接続信号を受信した後、接続された装置の動作設定に関連するプログラムが実行される。そして、システム内の空気処理装置はこの動作設定に従って協力しながら一体として作動する。

本実施例においては、空気吸入口112と空気吹出口113はケース111の外側に付けられている。だから、この装置でシステムを構成するとすれば、全ての空気吸入口112と空気吹出口113が障害物に遮られることなく環境に向かっているのが望ましい。また、空気流路の短絡化を防ぐために、空気吸入口と吹出口は意図的に距離を置き、配置される。そうしないと、空気流路が短絡し、空気処理の空間が限定され、対流効果で空気がシステムの空気吸入口に流れるのが不可能になる結果になる。

複数の空気処理装置を個別で使用するか、あるいは複数の装置を組み合わせてシステムとして使用するかによって、空気浄化の様々な効率や性能を得られる。たとえば、多種の汚染物質が均等に分布している空間で、空気浄化と濾過のためのコンポーネントを有する装置を使用する、すなわち空気処理装置を浄化装置として使用すると仮定しよう。この場合は、複数の空気処理装置をシステム（複数の装置が連結され、協力しながら作動する）として使用するより、同数の空気処理装置を個別で（装置間に均一の距離を置き、配置し、作動する）使用するほうがより高い効率と性能を実現できる。実際に、前者は後者の2.5倍の効率まで生み出せるものである。逆に、多種の汚染物質が一箇所に高濃度で存在する場合、空気処理装置を個別で使用するより、同数の装置を組み合わせ、システムとして使用するほうがより高い効率と性能を実現可能である。空気処理装置を接続し、システムを構成することによって、汚染物質をもっと適切な方法で駆除することができる。これはまた、汚染物質レベルがより短い期間で低下する結果にもつながる。そして、汚染物質を速く、また効率よく駆除すると、エネルギーの消費、また二酸化炭素の排出量を削減する結果にもつながる。このように、環境保護の目的をより簡単に達成できるわけである。

要するに、特定の空間に汚染物質が均等に分布している場合、空気処理装置201、202、および203が独立した空気浄化装置として、個別で使用される。一方、汚染物質がその空間内の一箇所に集まっている場合、空気処理装置201、202、および203が接続コンポーネントがによって接続され、システムとして協力しながら使用される。このように、空気処理装置の柔軟な使用条件で本発明は環境と空気の質を改善する方法を提供している。

汚染物質が環境に均等に分布しているか、あるいは一箇所に集まっているかを判断するためには客観的な人間の感覚を使ってもよい。ほかには、汚染物質の濃度を検出するための環境センサーを使ってもよい。空気処理装置にはさらに、位置センサーが装備されることがある。各位置センサーは空気処理装置の位置を検出し、この情報を伝達する。空気処理装置にはさらに、以下のパラメータの1つ以上を測定できる1つ以上の環境センサーが装備されている：温度、湿度、揮発性有機化合物、ホルムアルデヒド、二酸化炭素、一酸化炭素、塵、オゾン、窒素酸化物、空中浮遊菌、ラドン、気流速度、空気の流れ、空気圧力、あるいは環境の明るさ。位置センサーと環境センサーは中央処理装置との通信を行う。中央処理装置に測定されたパラメータやそのレベルを伝達する。さらに、空気処理装置に、位置センサーまたは環境センサーに測定されたパラメータとそのレベルを表示するディスプレーを搭載することもできる。

中央処理装置は、以上のセンサーからの信号を受信し、空気処理装置の動作設定を縫製することができる。たとえば、位置センサーまたは環境センサーから受信した信号に基づいて、中央処理装置は空気処理装置の再効率を生み出すための方向と組み合わせを計算し、そしてこの空気処理装置の動作設定が自動的に調整される。空気処理装置はまた、システム内の空気処理装置の最高効率を生み出すための方向と組み合わせに関する情報を伝達するために、ディスプレーや音声出力装置などを使用することもできる。そして、この出力によって、ユーザーは空気処理装置を調整したり、手動で操作したりすることもできる。

空気処理装置にはさらに、インターフェースポートが装備されている。このインターフェースポートを通して、空気処理装置の中央処理装置は動作設定の信号を通信する。

動作設定は以下の項目の１つ以上が含まれる：作動時間、気流速度、空気流路、加熱コンポーネントのオン/オフ、ヒーターの温度設定、冷却コンポーネントのオン/オフ、冷却コンポーネントの温度設定、減湿コンポーネントのオン/オフ、減湿コンポーネントの減湿レベルの設定、加湿コンポーネントのオン/オフ、加湿コンポーネントの加湿レベルの設定、ファンのオン/オフ、またメンテナンスリマインダー（例えば、濾過コンポーネントの交換、コンポーネントの掃除、または摩滅したコンポーネントの交換）の状態。

２つあるいはそれ以上の空気処理装置が空気処理システムを構成すると、少なくとも1つの装置がシステムのマスター装置になり、その残りの装置は二次装置になる。そうすると、マスター装置の中央処理装置が二次装置の中央処理装置を制御する。ということは、複数の空気処理装置がシステムを構成すると、二次装置の動作設定はマスター装置にリセットされるということである。

各空気処理装置の中央処理装置はさらに、それぞれマスター装置になるかそれとも二次装置になるかを決定する組み込みソフトウェアを持つ。そして、中央処理装置は自動的に組込みソフトウェアに設定された動作設定に従う。複数の空気処理装置組み合わせ、システムを構成する時に、マスター装置および二次装置の動作設定は自動的に行なわれる。

空気処理装置にはさらに、セレクターが装備されている。このセレクターによって空気処理装置に、マスター装置または二次装置になるための命令を手動で出せる。

入力ポートによって、中央処理装置はシステム内の他の空気処理装置から、また外部からのメッセージを受信することができる。同様に、出力ポートによって、空気処理装置はシステム内の他の空気処理装置へ、また他の空気処理システムへのメッセージを送信することができる。このメッセージは、アナログ/デジタル信号(A/D)フォーマット、または有線/無線伝達による電圧/電流によるものである。メッセージの内容には、マスター装置と二次装置の動作設定、また空気処理装置の種類と各種類の数、またシステム内の各空気処理装置の動作設定に関する情報が含まれる。

上記の空気処理システムにはさらに、制御装置が装備されている。制御装置はシステム内の空気処理装置と互いに連動し、各空気処理装置の作動を制御する。

空気処理装置201、202、および203が接続され、互いに連動するようにシステムに構成されると、空気処理装置201、202、および203の電源も接続される。この場合に、システムの全ての空気処理装置を作動させるのに単一の電源が必要となり、配線の作業が軽減される。そのおかげで配線が簡単になり、問題を防ぐことができる。特定の空気処理装置が隣の空気処理装置に電力を供給、送電する時に、この空気処理装置の電源と変圧器は対象となる装置のための負荷を容量できるものでなければならない。そうでなければ、警告が出されるか、代替電源が利用され、システム内の空気処理装置を作動させる。また、必要に応じて、電源の一つとして、いかなる種類のバッテリーを利用することもできる。

図２は接続コンポーネントをケースの形にした本発明の実施例を示す。空気処理装置のケースは突き出ている部分と凹んでいる部分を持つ。ケースの突き出た部分が凹んだ部分にはめられると、装置は互いに連動するように接続される。

図３は6つの空気処理装置201から構成された空気処理システム301を示す。この実施例で示されるように、接続コンポーネント115を通して、6つの空気処理装置201から構成された空気処理システム301においては、全ての空気吹出口113と空気吸入口112が、他の装置のケースや障害物に遮られることなく環境に向かっている。この実施例で見られる空気処理装置のケースは六角形状のケースである。

図４は5つの空気処理装置201から構成された空気処理システム301を示す。この実施例で示されるように、接続コンポーネント115を通して、5つの空気処理装置201から構成された空気処理システム301においては、いくつかの空気処理装置の空気吹出口113が隣の装置の空気吸入口112に接続されている。本実施例においては、3つの空気処理装置の空気吹出口113が隣の装置の空気吸入口112に接続されている。このように、重複するコンポーネント、例えばファン、前置濾過器、電源回路基板、変換器、また加湿器と減湿器用の貯水槽などが不要になり、省略される。そして、空気処理装置の総容量が削減される。また、空気処理システムの構成により少ない材料やコンポーネントを利用しているので環境保護の目的をより簡単に達成できるのである。

図５は3つの空気処理装置201から構成された空気処理システム301を示す実施例である。この実施例で示されるように、接続コンポーネント115を通して、3つの空気処理装置201から構成された空気処理システム301においては、両端の空気処理装置の空気吹出口と空気吸入口を除き、他の空気処理装置の全ての空気吹出口113と空気吸入口112が環境に向かっている。

図５は、汚染物質が均等に分布する環境において、（i）4つの空気処理装置を個別で使用する方法と、(ii)4つの空気処理装置を組み合わせ、システムとして使用する方法を比べた結果を示すグラフである。部屋の寸法は8m x 9m x 2.5m（幅、奥行き、高さ）で、塵埃量は400 μｇ／ｍ^３です。 塵埃に対する各空気処理装置のクリーンエア供給率(CADR)は120である。室内で4つの空気処理装置を個別で使用するほうがより優れた空気浄化の性能と効率につながり、そして、これを、4つの空気処理装置を接続し、空気処理システムとして使用する効率と比べると、後者の2.5倍の効率を生み出していることが分かった。

上記に述べた接続コンポーネントの接続方法は通常直接接触で行なわれるが、実際に接続コンポーネントを非接触で接続することもできる。例えば、接続コンポーネントは送信機と受信機が装備されている場合、1つの空気処理装置の送信機が、例えば電磁波、音波、電波、磁気波あるいはその組み合わせによって、もう1つの空気処理装置の受信機に接続のメッセージを送ることによって2つの装置の接続が行われる。

システム内の各空気処理装置に内蔵された空気処理部として、全て同じタイプの、全て違うタイプの、または一部は同じタイプで残りは違うタイプの物を使用できる。たとえば、5つの空気処理装置から構成された空気処理システムにおいては、5つの装置の中で、2つは空気浄化と濾過のコンポーネントとファン、1つは加熱のコンポーネント、1つは減湿のコンポーネント、また最後の1つは加湿のコンポーネントが装備されたとしよう。そして、この空気処理装置で構成されたシステムは空気浄化と濾過、加熱、加熱、加湿、および減湿の機能を特徴とするシステムとして紹介される。そして、このシステムによって例えば、湿度が高く、低温度の場所で空気の浄化と濾過、加熱、および減湿を行うことができる。また、システム内に2つのファンだけが作動するので、2つの空気浄化装置、1つの加熱装置、および1つの減湿装置を個別で使用すると比べると、より経済的である。さらに、構築されたシステムを使用すると、同様の、あるいはそれ以上の性能と効率を生み出せる。

図７は上記に説明した空気処理装置を使用することによって空気の質を改善するプロセスを示すが、その段階は以下のとおりである：部屋のサイズや当該の空間における汚染物質の分布によって、空気処理の最適のモードが選択される。ユーザーはまた、自分の感覚や環境センサーから得られた情報に基づいて最適のモードを選ぶこともできる。部屋のサイズと汚染物質の分布パターンは位置センサーや環境品質センサーから得られることができる。センサーから得られた情報のほうが比較的に精度が高い。例えば、汚染物質が部屋で均等に分布しているなら、各空気処理装置を個別で作動させるモードが選択される。そして、空気処理装置は個別で作動する。一方、汚染物質が部屋の中の一箇所に高濃度で存在するなら、空気処理装置を組み合わせ、互いに連動するモードが選択される。

また、互いに連動し、システムとして作動するモードが選択されるなら、接続コンポーネントが接続され、2つ以上の空気処理装置システムが構成される。接続コンポーネントは同時にキーを有効にする。そして、有効になったキーは各空気処理装置の中央処理装置にメッセージを送り、接続コンポーネントが接続されていることを伝達する。接続コンポーネントが接続されたメッセージが受信された後、中央処理装置内の関連するソフトウェアプログラムが実行される。こうして、同システムの各空気処理装置はそれぞれに適切な動作設定で互いに連動するようになる。

予めにインストールされた組込みソフトウェアに基づいて、各中央処理装置は、各空気処理装置をマスター装置としてそれとも二次装置として設定することを手動で行なうかそれとも自動的に行なうかを決める。マスター装置か二次装置かの設定を手動で決める場合、ユーザーは1つの空気処理装置をマスター装置として設定し、残りの装置を二次装置として設定する。マスター装置か二次装置かの設定を自動的に決める場合、中央処理装置は1つの空気処理装置をマスター装置として設定し、残りの装置を二次装置として設定する。マスターの空気処理装置の中央処理装置は二次装置の中央処理装置より優先される。マスターの空気処理装置の中央処理装置は二次装置の中央処理装置を制御する。

図8a〜8fは空気処理装置201、202、203、204、および205から構成された空気処理システム301を示す。空気処理装置内の空気処理部分は様々なタイプである：
装置201の空気処理部分は遠心ファンである。
装置202の空気処理部分は前置濾過器である。
装置203の空気処理部分は、気相汚染物質の吸着と除去のための多孔質触媒を含むガス濾過器である。
装置204の空気処理部分はHEPA濾過器である。
装置205の空気処理部分は空気浄化のためのＵＶ滅菌器である。

システムに構成されない場合、空気処理装置201、202、203、204、および205を個別で使用することができる。たとえば、装置201は特定の環境内での換気循環を改善させる。装置202、および204は粒子相汚染物質のための濾過器である。個別で使用すれば、空中浮遊の粒子相汚染物質が接着する様々な表面が装備されたので、環境の粒子レベルをわずかに下げることができる。装置205のUV滅菌器は細菌をなくす働きをする。気相汚染物質の吸着と除去のための多孔質触媒を含むガス濾過器が装備された装置203は個別で作動する時、気相汚染物質の受動的吸着を行う。

実施例8aで示されるように、システム内の空気処理装置の順番が202＞205＞203＞201＞204の空気処理システム301においては、空気処理装置は、5つの装置を機械的に接続、連結するファスナーを有する接続コンポーネントによって、また各空気処理装置の空気吹出口113（システムの両端の装置204の空気吹出口を除く）がその隣の空気処理装置の空気吸入口112につなぐことができる状態で接続される。

この空気処理システム301が作動する時に、空気401が空気処理装置202の吸入口112を通してシステムに入り、そして浄化された空気402が空気処理装置204の吹出口113を通して出る。空気処理システム301は空気浄化システムとして使用され、各空気処理装置205、201、202、203、および204を個別で使用するより効果的である。

図8aで示されるように、空気処理システム301においては、入ってくる空気401の大きな粒子がまず装置202の前置濾過器で除去され、そして滅菌のために装置205のＵＶ滅菌器によって照射される。ＵＶ滅菌器はまた、気相の汚染物質を装置203に入る前に有効にする。このように、装置203を装置205と連動させると、気相の汚染物質のより高い除去性能が得られる。(多孔質材料による、ＵＶ照射後の気相の汚染物質の除去に関する技術の組み合わせについてはEP1982734B1に説明した）。この空気の流れは装置201のファンによって行なわれるが、これはまず、空気を装置202、205、および203のほうに吸い込み、そして装置204のほうに吹き出す。そして、空気はさらにHEPA濾過器204で浄化され、浄化空気402としてシステムを出る。このように、空気処理装置202、205、203、201、204を個別で使用するより、これらの装置を互いに連動させ、空気処理システムとして使用するほうが、性能と効率が出る。

空気処理システム内においては、特定の空気処理装置を別の空気処理装置と交換可能である。例えば、実施例8aで示される空気処理システムの空気処理装置の順番は202＞205＞203＞201＞204であるが、別の実施例では、202＞204＞205＞203＞201の順番（実施例8b）も可能だし、202＞201＞204＞205＞203の順番（実施例8c）も可能である。システム内で装置の順番を変更した後、環境の空気の質によって、性能が上がるかもしれないが下がる可能性もある。

また、空気処理システム301内の空気処理装置を増やしたり減らしたりすることができる。例えば、特定の環境で希相の汚染物質の濃度が高すぎる場合、実施例8dで示されるような202＞204＞205＞203＞201＞204の順番の空気処理システム（HEPA濾過層2つを有するもの）を構成することができる。ここで、もしHEPA濾過器の価格が問題になっており、またユーザーがシステムに前置濾過器（洗浄可能のものかもしれない）を増やし、HEPAを減らしたい場合には、システムに202のような装置を2つ取り入れ、204のような装置を全て取り除き、実施例8eに示されるような202＞202＞205＞203＞201のシステムを構成できる。簡略化した形として、基本的な空気浄化のために、実施例8fで示されるような202＞201＞204の空気処理装置を構成できる。

上記の実施例で見られる柔軟性を実現するために、全ての空気処理装置は、以下の一つ以上の接続方法を使って各空気処理装置の接続コンポーネントによって接続されることが前提となる：
1.接続コンポーネントがバックルを有すること、バックルが突き出た部分と凹んだ部分を有すること、一つの空気処理装置のバックルの突き出た部分がもう一つの空気処理装置のバックルの凹んだ部分にはめ込まれること、
2.接続コンポーネントが空気処理装置の形をとっていること、空気処理装置のケースが突き出た部分と凹んだ部分を有すること、一つの空気処理装置のケースの突き出た部分がもう一つの空気処理処置のケースの凹んだ部分にはめ込まれること、
3.接続コンポーネントが2つ以上の空気処理装置を機械的に接続、連結するファスナーを有することによる接続方法である。

空気処理装置が接続コンポーネントによって直接接触で接続されると、全ての空気処理装置を包む外部ケーシング501が使われる（実施例8fを参考）。また、この外部ケーシングは空気処理システムの装置の空気吸入口と空気吹出口につながる1つ以上の空気吸入口502と空気吹出口503を有し、またシステムの装置のこの空気吸入口113と空気吹出口112は障害物に遮られることなく環境に向いている。

外部ケーシングはまた、ファスナーとして作用し、空気処理システムの全ての空気処理装置を機械的に包んでまとめる働きをする。外部ケーシングはさらに、例えば、システム内の全ての空気処理装置の電源が一緒に接続された場合に、電圧の沿面距離を増加することによって障壁電圧を強め、システムの安全対策を強化する。

上記の処理方法はまた、次のいずれかの手順も含む：
マスターの空気処理装置の中央処理装置は、システム内の全ての空気処理装置の制御に関する外部からのメッセージを受信するかどうかを決める。そしてマスターの空気処理装置がその外部からのメッセージの受信を決めた場合、システム内の全ての空気処理装置はそのメッセージによって制御される。

マスターの空気処理装置の中央処理装置は、システム内のセンサーに基づいてシステムの全ての空気処理装置の動作設定を制御するかどうかを決める。制御しないと決めた場合、中央処理装置は予めに組み込まれたソフトウェアに基づいてシステムの全ての空気処理装置の設定を制御する。制御すると決めた場合、中央処理装置は空気処理装置の最適の位置と方向を計算し、またシステムの全ての空気処理装置の動作を自動的に制御する。また、ディスプレー装置や音声出力装置などを使用する場合、中央処理装置は、これらの装置を通してシステムの空気処理装置の最適な位置と方向に関する情報をユーザーに伝える。そして、ユーザーはそのメッセージに従って装置を作動することができる。必要に応じて、センサーから得られた情報もディスプレーによって表示可能である。

以上、本発明を上記の実施例を持ち、説明した。なお、当業者は、上記の実施例によって説明された本発明の範囲または本質から離れることなく、本発明に関する変更や調整を行うことは望ましいである。従って、上記の実施例は参考と見なしてもよく、本発明の範囲または本質を制限するものではない。

111…ケース、112…空気吸入口、113…空気吹出口、114…空気処理部、116…接続部、117…中央処理装置(CPU)。

Claims (17)

1. 以下の項目から構成される空気処理装置：吸気口、排気口、空気処理デバイスから構成される空気処理ユニットを１個以上、空気処理デバイス１個、連結コンポーネント１個；空気処理デバイスは吸気口と排気口の間に設置される；空気処理ユニット中の空気処理デバイスは以下のコンポーネントを各々最低１個使用して構成される：空気浄化、フィルタリング、加熱、除湿、加湿および空気冷却用のコンポーネント、および/またはブロースルー・ファン、ドロースルー・ファンおよびポンプのコンポーネント；ここでは、複数の空気処理ユニットが連結コンポーネントを用いて連結され、１個の空気処理システムを形成することを特徴とする。
2. 連結コンポーネントが空気処理ユニットを、以下の連結方法から１個以上用い、直接接触または非接触方式で堅固に連結することを特徴とする、請求項１に記載の空気処理装置。
   i.連結コンポーネントは、留め具を含んでいる；留め具には凸部と凹部が含まれる；１個の空気処理ユニットの留め具の凸部が、他の空気処理ユニットの留め具の凹部にはめ込まれる。
   ii.連結コンポーネントは空気処理ユニットのケーシング外形に合わせて作られる；空気処理ユニットのケーシングの一部に凸部と凹部がある；ある空気処理ユニットの凸部が他の空気処理ユニットの凹部へはめ込まれる。
   iii.連結コンポーネントはトランスミッターとレシーバーを含んでいる。ある空気処理ユニットのトランスミッターが他の空気処理ユニットのレシーバーへ連結命令を送信する。
   iv.空気処理ユニットは少なくとも１個のインターフェースポートを含み、空気処理ユニットは、このインターフェースポートを経由してデータの送受信を行う。
3. 連結コンポーネントが二個以上の空気処理ユニットを連結するための留め具を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の空気処理装置。
4. 連結コンポーネントは繰り返して留め外しができ、連結コンポーネントが留められている時、空気処理システム中の空気処理ユニットが連結されて互いに共同して作動することを特徴とする、請求項３に記載の空気処理装置。
5. 空気処理ユニットが各々単独で作動している時、連結コンポーネントが空気処理ユニットから取り外せることを特徴とする、請求項１に記載の空気処理装置。
6. ２個以上の空気処理ユニットが連結されて空気処理システムを形成している時、システム内の吸気口と排気口が、少なくとも以下の一つの状態にあることを特徴とする、請求項１に記載の空気処理装置。
   i.システム内の全ての吸気口と排気口が遮られることなく周囲へ向いている。
   ii.いくつかの空気処理ユニットの排気口が、隣接する空気処理ユニットの吸気口へ直接、接続されている。
   iii.システムの最後部に位置する空気処理ユニットを除いた空気処理ユニットの全排気口が、隣接する空気処理ユニットの吸気口に接続されている。
7. 以下を特徴とする、請求項１に記載した空気処理装置：気温、湿度、揮発性有機化合物、ホルムアルデヒド、二酸化炭素、一酸化炭素、ダスト、オゾン、窒素化合物、空中浮遊菌、ラドン、空気流速、空気流量、気圧、周囲の明るさの内から少なくとも１個以上のパラメータのレベルを検出する環境センサーを１個以上、および/または空気処理ユニットの位置を検出する位置センサーを１個以上含む空気処理ユニット。
8. 空気処理ユニットが電源接続用のコネクターを含むことを特徴とする、請求項１に記載した空気処理装置。
9. 空気処理システム中の空気処理ユニットの作動が、以下の方法の１つ以上によって調整されることを特徴とする、請求項１−８のいずれかに記載した空気処理装置。
   i.システム内の空気処理ユニットの動作設定を制御するために事前に実装された組み込みソフト；
   ii.システム内の空気処理ユニットの動作設定を制御するために、空気処理ユニットが外部からシグナルを受信する；
   iii.システム内の空気処理ユニットの動作設定を制御するために、空気処理ユニットがセンサーからシグナルを受信する。
10. ２個以上の空気処理ユニットが連結され１個の空気処理システムを形成している時、１個の空気処理ユニットがマスター空気処理ユニットに指定され、残りの空気処理ユニットがセカンダリ空気処理ユニットに指定され、そしてマスタ空気処理ユニットがセカンダリ空気処理ユニットの動作設定を制御することを特徴とする、請求項１に記載された空気処理装置。
11. 空気処理システム内の空気処理ユニットが同じシステム内の他の空気処理ユニットと交換できることを特徴とする、請求項１に記載した空気処理装置。
12. 空気処理システムに空気処理ユニットを追加できることを特徴とする、請求項１に記載した空気処理装置。
13. 空気処理システム内の空気処理ユニットが、空気処理システムから取り外すことができることを特徴とする、請求項１に記載した空気処理装置。
14. 以下を特徴とする請求項２と６のいずれかに記載した空気処理装置：連結コンポーネントが直接接触によって空気処理ユニットを連結している場合、空気処理システム内の全ての空気処理ユニットを包み込むための外部ケーシングが含まれる；更に外部ケーシングには、システム内の空気処理ユニットの吸気口および排気口と適合する吸気口と排気口が少なくとも1個ずつ設置される；ここで、空気処理ユニットの吸気口と排気口は遮られることなく周囲へ向いている。
15. 以下を特徴とする請求項１０に記載した空気処理装置：空気処理ユニットの動作設定には、以下のパラメータ設定が一つ以上が含まれる：作動時間、空気流量、空気流の経路、加熱コンポーネントの開閉、加熱コンポーネントの温度設定、冷却コンポーネントの開閉、冷却コンポーネントの温度設定、除湿コンポーネントの開閉、除湿コンポーネントの除湿レベル設定、加湿コンポーネントの開閉、加湿コンポーネントの加湿レベル設定。
16. 以下の手順から成る、空気を改善、処理するための空気処理方法：部屋面積および問題となっている場所の汚染物質分布パターンに基づき、以下の方式から選択する：
    (i)空気処理ユニットを単独で作動させる
    (ii)２個以上の空気処理ユニットを連結コンポーネントで連結して１個の空気処理システムを形成し、これらを相互に共同して作動させる。
17. 以下を特徴とする請求項１６に記載された空気処理方法：更に以下の手順を含む：システム内の空気処理ユニットを、システム内のセンサーからのデータに従って制御するかどうかを決定する；データに従わない場合、制御プログラムに従ってシステム内の空気処理ユニットを作動させ、制御する；データに従う場合、空気処理ユニットの最適な連結および調整方法を計算し、この計算結果に基づいてシステム内の空気処理ユニットを作動させ、制御する。

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