JP2018516349A - 並列空気ろ過 - Google Patents

Abstract

様々な実施形態において、空気浄化システム100、300、400は少なくとも第1のタイプの汚染物質を標的とする第1のエアフィルタ316、416を含むことができる。様々な実施形態において、前記第1のエアフィルタを通過する空気は他のエアフィルタによって遮られることはない。様々な実施形態において、第2のエアフィルタ316、416は前記第1のタイプの汚染物質とは異なる少なくとも第2のタイプの汚染物質を標的とすることができる。様々な実施形態において、前記第2のエアフィルタを通過する空気も他のエアフィルタによって遮られることはない。様々な実施形態において、コントローラ102、302は、例えばユーザ入力および/または1つ以上の汚染物質センサ106、306からの1つ以上の信号に基づいて、前記第1および第2のエアフィルタの一方または両方を1つ以上の空気流に曝露するために、前記第1および/または第２のエアフィルタを選択的に移動するように構成されても良い。

Description

本発明は、一般に空気浄化に関する。より詳細には、本明細書で開示される様々な本発明の方法および装置は、異なるタイプの複数のフィルタを並列に使用し空気を浄化することに関する。

異なる環境に異なる汚染物質が存在する可能性がある。例えば、新しい家は古い家よりも粒子汚染が少ないかもしれない。研究所は私有家屋よりも化学汚染物質が多いかもしれない。既存の空気清浄機は通常、均一に製造される。空気清浄器は、各々が1つ以上の汚染物質を標的とする複数のエアフィルタを含むことができる。

しかしながら、空気清浄機が最終的に設置される環境条件にかかわらず、同じエアフィルタが製造業者によって選択され得る。さらに、エアフィルタは典型的には連続的に、次々に配置される。各フィルタは、フィルタの清浄空気供給速度（CADR）に影響を及ぼす空気圧を低下させることがある。特に総計としてのこれらの圧力降下は、それを克服するために追加の電力消費を必要とし、その結果望ましくない騒音公害を生じさせる可能性がある。

公開公報JP2006136808から、上部及び下部送風機とそれぞれに上部及び下部フィルタを有する空気清浄機を提供することが知られている。前記の上部および下部送風機はろ過される空気の検出された汚染レベルに応じて、それぞれ独立して制御されてもよい。

本開示は、空気浄化のための本発明の方法および装置に関する。様々な実施形態において、空気浄化システムは、第1のタイプの汚染物質を標的とする第1のエアフィルタであって、第1のエアフィルタを通過する空気が他のエアフィルタによって遮られることのない第1のエアフィルタと、前記第1のタイプの汚染物質とは異なる少なくとも第2のタイプの汚染物質を標的とする第2のエアフィルタであって、前記第2のエアフィルタを通過する空気は、他のエアフィルタによって遮られることのない第２のエアフィルタと、前記第1および第2のエアフィルタの1つまたは両方を、1つ以上の空気流に曝すように、前記第1および/または第2のエアフィルタを選択的に移動するように構成されたコントローラとを備える。

様々な実施形態において、前記コントローラは1つ以上の空気流から第1および第2のエアフィルタを選択的に遮断するように構成されてもよい。 様々な実施形態において、前記空気浄化システムは第1のエアフィルタに隣接する第1のルーバセットと、第2のエアフィルタに隣接する第2のルーバセットとをさらに含むことができる。 前記コントローラは、第1および第2のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露するために、第1および第2のルーバセットを操作するように構成されてもよい。

様々な実施形態において、コントローラはさらに、第1および第2のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露するために、1つ以上の空気流を選択的に変更するように構成されてもよい。 様々なバージョンにおいて、前記空気浄化システムは該コントローラと動作可能に結合された少なくとも1つのファンをさらに含むことができる。前記コントローラは、第1または第2のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露するために、少なくとも1つのファンを選択的に作動するように構成されてもよい。様々なバージョンにおいて、前記空気浄化システムは第1のエアフィルタに隣接する第1のファンと、第2のエアフィルタに隣接する第2のファンとを含むことができる。第1および第2のファンは前記コントローラと動作可能に結合されてもよい。前記コントローラは、第1および第2のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露するために、第1および第2のファンを選択的に作動するように構成されてもよい。

様々なバージョンにおいて、第1のエアフィルタは第1のフィルタアセンブリを形成する第1のエアフィルタセットの一部であり、第2のエアフィルタは第2のフィルタアセンブリを形成する第2のエアフィルタセットの一部であってもよい。様々なバージョンでは、前記コントローラは、第1のエアフィルタセットの1つを空気流に選択的に曝露するために、第1のフィルタアセンブリを移動するように構成されてもよい。 様々なバージョンでは、第1のエアフィルタセットは第1のフィルタアセンブリの回転軸周りに配置されてもよい。コントローラは、第1のエアフィルタセットの1つを空気流に選択的に曝露するために、回転軸周りに第1のフィルタアセンブリを回転するように構成されてもよい。

様々な実施形態において、コントローラは、第1のエアフィルタが1つ以上の空気流に曝される時間の量を記録し、前記時間量が閾値を満足するという判定に基づいて、前記第1のエアフィルタがその有効寿命の終わりに近づいたか、またはその寿命に達したことをユーザに知らせるアウトプットを提供するように更に構成されても良い。

様々な実施形態において、前記空気浄化システムは検出された汚染物質を示す信号を提供するための汚染物質センサをさらに含むことができる。コントローラは該信号の少なくとも一部に基づいて、第1および第2のエアフィルタの一方または両方を1つ以上の空気流に選択的に曝露するように構成されてもよい。様々なバージョンにおいて、前記汚染物質センサは第1のエアフィルタの下流に配置され、第2のタイプの汚染物質の存在を検出するように構成されてもよい。

別の態様では、第1のエアフィルタは異なる汚染物質を検出するようにそれぞれ適合された第1のエアフィルタセットを備え、第1のエアフィルタは第1のエアフィルタセットのうちの単一のエアフィルタを1つ以上の空気流に曝露するために可動であり、第2のフィルタは異なる汚染物質を検出するようにそれぞれ適合された第2のエアフィルタセットを備える。第2のエアフィルタは第2のエアフィルタセットのうちの単一のエアフィルタを1つ以上の空気流に曝露するために、第1のセットの単一の曝露されたエアフィルタと共に動くことができる。

別の態様では、空気を浄化する方法は、コントローラによって、少なくとも第1の汚染物質を標的とするために第1のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露するステップと、該コントローラによって、前記第1の汚染物質とは異なる少なくとも第2の汚染物質を標的とするために第2のエアフィルタを、前記第1のフィルタと共に1つ以上の空気流に選択的に暴露するステップとを含む。 第1および第2のエアフィルタを通過する空気は他のエアフィルタによって遮られることはなく、第1および第2のフィルタの一方または両方が、コントローラによって第1および/または第2のエアフィルタを移動することにより1つ以上の空気流に選択的に曝露される。

以下でより詳細に議論される前述の概念および付加的な概念のすべての組合せは、（そのような概念が相互に矛盾していなければ）本明細書に開示された発明の主題の一部として意図されると理解すべきである。具体的には、本開示の終わりに現れる請求される主題の全ての組み合わせは、本明細書に開示される本発明の主題の一部であると考えられる。本明細書で明示的に使用され、参照により盛り込まれる開示にも現れる用語は、本明細書に開示された特定の概念と最も一致する意味で解釈されるべきと理解されるだろう。

図面において、参照文字のようなものは一般に異なる図を通して同じ部分を指す。また、図面は必ずしも原寸に比例しておらず、むしろ一般的に本発明の原理を説明することに重きが置かれている。
様々な実施形態による空気浄化システムの概略図である。 様々な実施形態による例示的な空気浄化システムの、例示的なフィルタアセンブリの概略図である。 様々な実施形態による別の例示的な空気浄化システムの概略図である。 様々な実施形態による様々な空気浄化システムで使用するための例示的なフィルタアセンブリを示す。 様々な実施形態による空気浄化システムの複数のフィルタアセンブリの例示的な構成を示す。 様々な実施形態による空気浄化システムの複数のフィルタアセンブリの例示的な構成を示す。 様々な実施形態による空気浄化システムの複数のフィルタアセンブリの例示的な構成を示す。 様々な実施形態による、エアフィルタがどのように空気流に時間間隔を置いて選択的に曝露されるかの例を示す。 様々な実施形態による、エアフィルタがどのように空気流に時間間隔を置いて選択的に曝露されるかの例を示す。 様々な実施形態による空気の浄化方法の一例を示す。

異なる環境には異なる汚染物質が存在する可能性がある。例えば、新しい家は古い家よりも粒子汚染が少ないかもしれないが、家具に使用される新しい装飾/材料のためにホルムアルデヒドのようなガス汚染物質を多く含むかもしれない。研究所は私有家屋よりも化学汚染物質が多いかもしれない。既存の空気清浄機は通常、均一に製造される。 空気清浄器は、各々が1つ以上の汚染物質を標的とする複数のエアフィルタを含むことができる。しかしながら、空気清浄機が最終的に設置される環境条件にかかわらず、製造業者によって同じエアフィルタが選択されることがある。さらに、エアフィルタは典型的には連続的に、次々に配置される。各フィルタは、フィルタの清浄空気供給速度（CADR）に影響を及ぼす空気圧を低下させることがある。これらの圧力降下は、特に全体として、それを克服するために追加の電力消費を必要とし、その結果望ましくない騒音公害が生じる可能性がある。

したがって、本出願人は所与の環境に存在する異なるタイプの汚染物質に基づく空気浄化システムのカスタマイズを可能にする必要性を当該技術分野で認識している。より一般的には、出願人は、異なる汚染物質を有する異なる環境に適合させることができ、または自動的に適応させることができる空気浄化システムを提供することが有益であることを認識し理解している。上記を考慮して、本発明の様々な実施形態および実装は、様々なタイプの汚染物質を標的とする複数のエアフィルタが1つ以上の空気流に選択的に曝露可能な空気浄化システムに関する。

図1は、本開示の選択された態様で構成された空気浄化システム100の概略図である。空気浄化システム100は、コントローラ102、1つまたはそれ以上のエアフィルタアセンブリ104a〜n（総称して「エアフィルタアセンブリ104」と呼ぶ）、および無しまたはそれ以上の汚染物質センサ106a〜m（総称して「汚染物質センサ106」と呼ぶ）を含んでも良い。コントローラ102は、1つ以上の汚染物質センサ106a〜mおよび/またはユーザ入力108と動作可能におよび/または通信可能に結合され、したがってそれらからの信号を受信するように構成されてもよい。ユーザ入力108は、キーボード、マウス、マイクロホン、タッチスクリーン、1つ以上のディップスイッチ、1つ以上のボタン、1つ以上のノブなどを含むがこれに限定されない様々な形態を取ることができる。 他の実施形態では、ユーザ入力108は、アプリケーションを操作するスマートフォンまたはタブレットコンピュータ、或いは（例えば、タッチスクリーン上にレンダリングされる）様々な制御をユーザに提供する「app」などの別個のデバイス上に実装されてもよい。そのような実施形態では、例えば、1つ以上の有線または無線ネットワーク（例えば、BlueTooth、Wi-Fiなど）を使用して、ユーザコマンドをコントローラ102に送信することができる。コントローラ102はまた、1つ以上のエアフィルタアセンブリ104と動作可能におよび/または通信可能に結合され、それにより作動するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ102は、汚染物質センサ106および/またはユーザ入力108からの1つ以上の信号に基づいてフィルタアセンブリ104を作動させることができる。様々な実施形態において、コントローラ102は、1つ以上のモータなどの様々な駆動機構（図示せず）を使用して、フィルタアセンブリ104（例えば、ルーバ、ファン、回転フィルタアセンブリなど）の様々な機械的機能を作動させることができる。

様々な実施形態では、コントローラ102は、エアフィルタアセンブリ104のような、1つ以上の構成要素の動作に関連する様々な装置の形態を取ることができる。コントローラ102は、本明細書で論じる様々な機能を実行するために、専用のハードウェア、ソフトウェア、またはそれら2つの任意の組み合わせなど、多くの方法で実装することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ102は、大部分またはすべての空気浄化システム100を収容する空気清浄製品と一体であってもよい。「プロセッサ」は、ソフトウェア（例えば、マイクロコード）を用いてプログラムされた1つ以上のマイクロプロセッサを使用して、本明細書で論じられる様々な機能を実行するコントローラの一例である。コントローラ102は、プロセッサを使用するか或いは使用しないで実装することができ、更にいくつかの機能を実行するための専用ハードウェアと、他の機能を実行するプロセッサ（例えば、1つ以上のプログラムされたマイクロプロセッサおよび関連回路）の組み合わせとしても実装することができる。本開示の様々な実施形態で使用され得るコントローラの構成要素の例として、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ASIC）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、コントローラ102は大部分またはすべての空気浄化システム100を含むハウジングとは別個であってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、コントローラ102はスマートフォン、タブレット、または「クラウド」を操作する1つ以上のサーバなど、1つ以上のリモートコンピューティングデバイス上で実行されるソフトウェアであってもよい。

追加的または代替的に、いくつかの実施形態では、例えば1つ以上のレバー、ボタン、ノブなどを使用して、エアフィルタアセンブリ104を手動で制御することができる。本明細書に記載の様々な実施形態では、コントローラ102は、エアフィルタアセンブリ104、ファン（図1には示されていない）、汚染物質センサ106、ユーザ入力108、他の出力装置（図示されていない）などの、様々な有線および/または無線技術を使用する他の構成要素と動作可能および/または伝達可能に結合されてもよい。 いくつかの実施形態では、BlueTooth、Wi-Fi、セルラー、RFID、NFC、および他の同様の技術のような無線技術が利用されてもよい。他の実施形態では、ワイヤバス、イーサネットなどの有線技術が利用されてもよい。

各汚染物質センサ106は、様々なタイプの粒子（例えば、ほこり、ペットの毛、ふけなど）、様々なタイプの化学物質（例えば、揮発性有機化合物、VOCs、ホルムアルデヒド、BTXなど）などを含むがそれらに限定されない、１つかそれ以上の汚染物質の存在を検出するように構成され得る。検出され得る粒子は、PM 2.5、PM 10、PM 1以下の超微粒子など、様々なサイズであってよい。汚染物質センサ106は、空気浄化システム100と一体であってもよく、またはそれから分離していてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、汚染物質センサ106は、単体で空気質インデックス(AQI)を検出および判定するか、或いはウェブサービスなどの外部ソースからAQI情報を受信する、AQIセンサを含むことができる。

様々な実施形態において、汚染物質センサ106はコントローラ102に信号を提供するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、該信号は特定の汚染物質の存在/非存在を示すバイナリ信号、閾値を満たす量の汚染物質の存在を示す信号、環境内で検出された汚染物質の量を示す信号などであってもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ102は各エアフィルタの標的が汚染物質であると検出された場合に、フィルタアセンブリ104a〜nの1つ以上のエアフィルタを1つ以上の空気流に曝露するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ102（または汚染物質センサ106自体）は、検出された汚染物質の量を1つ以上の汚染物質の閾値と比較するように構成されてもよい。汚染物質の閾値が満たされている場合、コントローラ102は1つ以上のエアフィルタを1つ以上の空気流に曝露することができる。追加的または代替的に、また後述するように、コントローラ102は、汚染物質センサ106によって環境内で検出された1つ以上の汚染物質の量に特に応じて、時間間隔を変化させるために1つ以上のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露することができる。

1つ以上の汚染物質の閾値は、汚染物質の除去のコスト（例えば、余分な電力消費、エアフィルタの摩耗および裂傷）が汚染物質の除去または低減による利益よりも上回るかどうかに基づいて選択され得る。場合によっては、閾値は、例えば政府基準で「安全」と定義されているものとして選択され得る。他方、時には複数の閾値が喘息患者のような特定の感受性に基づいて選択され得る。追加的または代替的に、閾値は消費者によって選択されてもよい。

各フィルタアセンブリ104は、一組の1つ以上のエアフィルタ（図1には図示せず）を含むことができる。種々のタイプのエアフィルタ（カーボンフィルタ或いはHEPAフィルタなど）は、様々なタイプの粒子（例えば、塵、ペットの毛、ふけ等）および様々なタイプの化学物質（例えば、揮発性有機化合物、「VOC」、ホルムアルデヒド、BTXなど）を含むがそれらに限定されない、様々な汚染物質を標的とし得る。いくつかの例では、単一のエアフィルタが複数タイプの汚染物質を標的とすることがあり、「ハイブリッド」フィルタと呼ばれることがある。他のエアフィルタは、単一の汚染物質、または単一タイプの汚染物質を標的とすることができる。いくつかの実施形態では、2つ以上のエアフィルタがそれぞれ複数の汚染物質を標的とし、1つのエアフィルタによって標的とされる汚染物質は、他のエアフィルタによって標的とされる汚染物質と重複するか或いは重複しない。エアフィルタは、平面、凸面、凹面、波形などを含む、様々な断面形状をとることができる。エアフィルタは、エアフィルタが標的とする汚染物質の数、エアフィルタが標的とする汚染物質の性質など、様々な要因に応じて様々な厚さを有することができる。

各フィルタアセンブリ104は、図１には示されていないが、1つ以上のエアフィルタに関連して、様々な機械的構造をさらに含むことができる。本明細書で説明されるように、様々な実施形態において、1つ以上のエアフィルタおよび/または関連する機械的構造は、1つ以上のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露するために物理的に変更可能および/または移動可能であり得る。追加的または代替的に、いくつかの実施形態では、各フィルタアセンブリ104は、1つ以上のファンなど、1つ以上の空気流を生成および/または維持するための様々な装置（図1には図示せず）を含むことができる。様々な実施形態において、これらの気流作成機能または維持機能は、1つ以上のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露するために、例えばコントローラ102によって、選択的におよび/または個別に操作されてもよい。

各フィルタアセンブリ104のエアフィルタは、例えばコントローラ102によって、直列にではなく、他のフィルタアセンブリ104のエアフィルタと共に1つ以上の空気流に曝露されてもよい。さらに、様々な実施形態において、各エアフィルタは、1つ以上の空気流に曝露されると、一連のエアフィルタを完全に避けて、他のエアフィルタによって遮られることがない。これにより、空気浄化システム100のCADRを向上させることができる。 CADRはエアフィルタを通る空気流の乗数Φ、およびワンパスフィルタ効率

、に基づいて決定され得る。直列ではなく並列にエアフィルタを使用すると、より多くの機能材料をさまざまなタイプのエアフィルタにロードすることができ、結果としてエアフィルタの効率

が向上する可能性がある。エアフィルタを並列に利用することは、1つ以上の汚染物質センサ106によって検出された実際の空気状態に応答して、異なる汚染物質について気流Φを個々に調整する自由度をさらに与えることができる。さらに、普遍的にではなく、必要に応じてのみエアフィルタを空気流に曝露することは、エアフィルタの有効寿命を延ばし得る。

図2は、エアフィルタアセンブリ204が、4つの異なるエアフィルタ（窓210の背後で見えない）をそれぞれ覆うかまたは遮る4つの窓210a〜dを含む一実施形態を概略的に示す。各窓210は、例えばコントローラ102によって一括して開閉し、それぞれの窓210の背後に隣接するエアフィルタを効果的に遮断するか又は遮断しないように操作可能な一組のルーバ212（例えば、ブラインド）を含む。特定の数のルーバ212が図2の各窓210の前面に示されているが、これは限定することを意味しない。幾つかのルーバ212が単一の窓210の前面に配置されてもよく、いくつかの実施形態では、異なる数のルーバ212が異なる窓210の前面に配置されてもよい。

図2の空気流は、ルーバ212が開かれている窓210のいずれかを通ってページ内（またはページ外）方向に通過することができる。第1の窓210aの後ろのエアフィルタと第3の窓210cの後ろのエアフィルタを汚染物質を標的にするように使用し、第2および第4の窓210bおよび210dの後ろのエアフィルタは使用されないことが望ましいと仮定する。第1の窓210aおよび第3の窓210cのルーバ212を開放して、それぞれのエアフィルタを空気流に曝露することができる。第2の窓210bおよび第4の窓210dのルーバ212は、空気流を効果的に遮るように閉じられてもよい。いくつかの実施形態では、異なる窓210のルーバ212を様々な角度で開く（または閉じる）ことができるので、空気は一つの窓210を他の窓よりも容易に通過することができる。後述するように、ルーバ212は、所望のサブ時間間隔の間、空気流にそれぞれのフィルタを選択的に曝露するために、1つ以上の時間間隔にわたって選択的に開閉することもできる。

図3は、様々な実施形態による他の例示的な空気浄化システム300を示す。空気浄化システム300は、2つのフィルタアセンブリ304aおよび304bを含むことができる。 他の同様の実施形態では、幾つかのフィルタアセンブリ304を設けることができる。コントローラ302は、エアフィルタアセンブリ304および/または1つ以上の汚染物質センサ306と、動作可能におよび/または通信可能に結合されてもよい。フィルタアセンブリ304aおよび304bは、ファン314aおよび314b、ならびにファン314aおよび314bにそれぞれ隣接するエアフィルタ316aおよび316bをそれぞれ含むことができる。

様々な実施形態において、コントローラ302は、ファン314aおよび314bを選択的に作動させて、空気流318にそれぞれのエアフィルタ316aおよび316bを選択的に曝露するように構成されてもよい。この例では、単一の排ガスを含有した空気流318が、各ファン314を通過する2つの流入空気流から合流される。しかしながら、これは必要ではなく、他の実施形態では、フィルタ316を通過する清浄空気は、別々に（例えば、並列に）下流に送達されてもよい。またこの例では、併合された空気流318は別のファンなどの様々な機構（図示せず）によってページの上部に向かって引き出されてもよい。しかしながら、これは限定を意味しない。別個の空気通路で使用される図3に示されたものと同様のフィルタアセンブリを有する他の構成であってもよい。別の例として、図２に示すものと同様のルーバのような1つ以上のブロッキング機構が、図３に示すファン314のような選択的に作動可能なファンと組み合わせて使用されてもよい。

コントローラ302は、状況に応じて、ファン314aおよび314bを様々な速度で個別に作動させることができる。例えば、1つのファンを最高速度で運転し、他のファンを最高速度未満で運転してもよいし、或いは運転しなくてもよい。同様に、コントローラ302は、状況が許せば、両方のファン314を最高速度で作動させてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ302は、汚染物質センサ306からの1つ以上の信号に基づいてファン314aおよび314bを選択的に作動させるように構成されてもよい。

図3の例では、汚染物質センサ306はエアフィルタ316aの下流に配置され、第2のフィルタ316bが標的とするタイプの汚染物質を検出するように構成されてもよい。これにより、より正確な汚染物質の検出が促進する。第2のフィルタ316bがホルムアルデヒドを標的とし、第1のエアフィルタ316aが特定の大きさの粒子を標的とすると仮定する。第1のエアフィルタ316aを通過する空気はこれらの粒子を実質的に含まないため、汚染物質センサ306が、共存する粒子汚染物質によって生じる「中毒」なしにホルムアルデヒドの存在を検出することが容易になる。しかしながら、他の実施形態では、汚染物質センサ306は、いずれかのファン314の上流や、例えばシステム300が設置される環境内の他の場所といった、空気清浄システム300の外部にさえ配置することができる。

図3の例では、従来の直列フィルタレイアウトでは実現できないかもしれないエアフィルタ316を利用することが可能である。例えば、極めてぶ厚いエアフィルタを使用することができ、それにより多くの機能材料をエアフィルタに含めることができるため、空気流に対する抵抗を劇的に増加させることなく汚染物質除去機能を改善することができる。例えば、ホルムアルデヒドのような特定の化学物質を標的とするエアフィルタ316は、より多くの化学物質をCADRが容認出来ないほど低下させることなく捕らえる（或いは無害にする、例えば、幾つかのフィルタは有害汚染物質をより有害性の低い、時にはより簡単な汚染物質に分解する ）ために、よりぶ厚く、より多孔性に作られても良い。また、第2の空気流およびエアフィルタを作動させる前に、粒子または特定のガスを最初に濾過することが望ましい場合がある。例えば、光触媒酸化（PCO）フィルタはガスを除去することができるが、粒子および/または特定のガスによって引き起こされる被毒に対して脆弱であり得る。したがって、PCOフィルタを1つ以上の空気流に曝露する前に、まず空気から特定の汚染物質を除去するために、最初に別のフィルタ（例えば、粒子）を選択的に曝露することが可能であり得る。

いくつかの実施形態では、1つ以上の空気流に2つ以上のエアフィルタを選択的に曝露するために単一のファンを使用することができる。空気浄化システムの2つのエアフィルタが、それぞれ別個の空気経路に沿って平行に配置され、単一のファンが両方の空気経路と空気連通していると仮定する。さらに、空気通路の第1の空気抵抗が第2の空気抵抗よりも大きい（例えば、より狭いため、またはフィルタが十分な強度の空気のみの通過を許容するため）場合に、もし単一のファンによって生成される空気流が特定の速度を上回るならば、空気が第1の経路のみを通って流れると仮定する。このような実施形態では、第1のファン設定（例えば、遅い）を使用して、第2の空気経路の第2のフィルタのみを空気流に選択的に曝露し、さらに第2のファン設定（例えば、早い）を使用して、第1と第2のエアフィルタ双方を空気流に選択的に曝露する。

いくつかの実施形態では、フィルタアセンブリの全体または一部を選択的に動かして、1つ以上のエアフィルタを1つ以上の空気流に曝露することができる。図4に示すように、空気浄化システム（図4には示さず、図5参照）の一部を形成し得るフィルタアセンブリ404は、3つのフィルタ416a、416bおよび416cのセットを含む。いくつかの実施形態では、フィルタのセットの各エアフィルタは、他のエアフィルタによってターゲットとされる汚染物質とは異なる少なくとも1つの汚染物質をターゲットにすることができるが、これは必須ではない。エアフィルタ416a〜cは、フィルタアセンブリ404の回転軸418周りに配置することができる。1つ以上の空気流419は、上部および下部のそれぞれの開口420aおよび420bを通ってフィルタアセンブリ404の内部に入ることができる。ファン414は、フィルタアセンブリ404の外側に配置されてもよく、フィルタアセンブリ404の内部から対向するエアフィルタ４１６を介してファン414に向う下降空気流421を生成するために、例えばコントローラ（図４に示さず）によって選択的に作動されてもよい。コントローラはさらに、フィルタアセンブリ４０４を回転軸418周りに回転させて、ファン414によって生成された下降空気流421に第1のフィルタセットの1つを選択的に暴露するように構成されてもよい。

図5A〜Cは、様々な運転状態において、それぞれ図４に示すものと同様の、並列に作動する3つのフィルタアセンブリ404a〜cを含む空気浄化システム400を示す。図5Aには、各フィルタアセンブリ404a〜cは、それぞれの回転軸418を中心に同様に回転され、第1のフィルタ416aはそれぞれの空気流（下向きの矢印で表される）に曝露される。この構成では、第1のフィルタ416aが捕えるか又は無害にするように設計された汚染物質は100％標的とされ、捕らえられるか或いは比較的高度に無害化され得る。 第2および第3のフィルタ416bおよび416cが捕らえるか或いは無害化するように設計された汚染物質は、標的とはされずおよび/または捕らえられなくてもよい。

図5Bでは、中央のフィルタアセンブリ404bは、回転軸418周りに時計周り方向に回転されているので、第2フィルタ416bが中央のフィルタアセンブリ404bの内部を通過する空気流に曝露される。左及び右のフィルタアセンブリ404a及び404bは回転されていないので、それらのそれぞれの第1のフィルタ416aは依然としてそれぞれの空気流に曝露される。図5Bに示すフィルタアセンブリ404a〜cの構成は、第2のエアフィルタ416bが標的とする汚染物質の約33％を捕えるか或いは無害化することを目的とし、さらに第1のエアフィルタ416aが標的とする汚染物質の約67％を捕えるかまたは無害化し得る。

図5Cでは、フィルタアセンブリ404a〜cはそれぞれの回転軸418周りに回転して、各フィルタアセンブリ404上の異なるエアフィルタをそれぞれの空気流に曝露する。 左のフィルタアセンブリ404aの第3のエアフィルタ416cがしかるべき空気流に曝露される。中央のフィルタアセンブリ404bの第1のエアフィルタ416aが、しかるべき空気流に曝露される。そして、右のフィルタアセンブリ404cの第2のエアフィルタ416bが、しかるべき空気流に曝露される。図5Cに示すフィルタアセンブリ404a〜cの構成は、第1、第2、および第3のフィルタ416a〜cが標的とするそれぞれの汚染物質の約33％を捕えるか或いは無害化することができる。

図４に示すフィルタアセンブリ404は、図5A〜Cに示されているフィルタアセンブリ404a〜cと同様に、三角形の断面を有する。しかしながら、これは限定を意味しない。 種々の実施形態において、同様のフィルタアセンブリは、特に使用されるフィルタの数、サイズの制約などに応じて、他の断面形状を有してもよい。例えば、各フィルタアセンブリ404に示された3つのエアフィルタ416a〜cは、代わりに長方形（正方形を含む）断面の3つの側面を形成するように取り付けることができる。さらに、エアフィルタは必ずしも平坦である必要はなく、フィルタアセンブリは断面において、それぞれのフィルタが円形または楕円形の断面の円弧を形成するように、フィルタアセンブリに取り付けられた2つ以上の湾曲したエアフィルタを含むことができる。

図5A〜Cに示すフィルタアセンブリの構成は、空気浄化システム400が設置される環境において、（例えば、汚染物質センサ106によって）検出される汚染物質を含むがこれに限定されない様々な要因に応じて、様々な時間間隔で維持され得る。図6A〜Bは、特定の時間間隔T内で、1つのフィルタアセンブリ404のフィルタ416a〜cが選択的かつ過渡的に1つ以上の空気流にどのように曝露され得るかの非限定的な例を示す。各フィルタ416のラインが「ハイ」であるとき、それぞれのフィルタ416が部分的であるフィルタアセンブリ404は、それぞれのフィルタ416が1つ以上の空気流に曝露されるように回転されている。各フィルタ416のラインが「ロー」であるとき、それぞれのフィルタ416が部分的であるフィルタアセンブリ404は、それぞれのフィルタ416が1つ以上の空気流に曝露されないように回転されている。図５の空気浄化システム400のようなシステムでは、複数のフィルタアセンブリ404が配置され、各フィルタアセンブリ404によって同様のまたは異なるフィルタタイミング曝露手順を使用することができる。

図6Aにおいて、第1のフィルタ416a、第2のフィルタ416b、および第3のフィルタ416cはそれぞれ、時間間隔Tの1/3(T/3)の期間、1つ以上の空気流に曝露される。この手順は、例えば、空気浄化システム400が1つ以上の閾値を満足するのに十分な量で使用される環境においてそれぞれのフィルタが標的とする汚染物質が検出されるというシナリオで使用されてもよい。図6Bにおいて、第1のフィルタ416aは時間間隔Tの1/3(T/3)の期間、1つ以上の空気流に曝露される。次に第2のフィルタ416bは、時間間隔Tの2/3(2T/3)の期間、適用される。第3のフィルタ416cは如何なる空気流にも曝露されない。図6Bのタイミング図は、たとえば、第1のフィルタ416aおよび第2のフィルタ416bが標的とする汚染物質が1つ以上の閾値を満たすのに十分な量の環境で検出されるが、第3のフィルタ416cが標的とする汚染物質が検出されない場合、または最小閾値を満たさない量で検出される場合に使用される。

図6A〜Bに示されるエアフィルタ曝露タイミング手順は、図4〜5に示される空気浄化システム400に適用可能であると説明されているが、これは限定的なものではない。明細書に記載の他の実施形態は、同様のタイミング手順に従って作動させることもできる。例えば、図2に示すように、特定の窓210のルーバ212は、第1の時間間隔の間に開かれ、第2の時間間隔の間閉じられ得る。 第1の時間間隔と第2の時間間隔との比率は、それぞれのエアフィルタが標的とする汚染物質の検出量を反映することができる。別の窓210のルーバ212は同様に、例えば、別の汚染物質の検出量に基づいて選択された、様々な時間間隔で開閉することができる。別の例として、図3の様々なファン314a〜bは、様々な汚染物質の検出量から判断される様々な時間間隔で選択的に作動され得る。

様々な実施形態において、図1のコントローラ102のようなコントローラは、各フィルタが1つ以上の空気流に曝露される時間を記録するように構成されてもよい。これらの曝露時間の累積に基づいて、コントローラは、特定のフィルタの有効寿命の終わりに近づいたときまたは到達したときにユーザに通知する聴覚的および/または視覚的アウトプットを提供するように構成することができる。例えば、ホルムアルデヒド・フィルタが空気流に長時間にわたって繰り返し曝露され、曝露された累積時間がその有効寿命に近づくか、一致するか、またはそれを超えたと仮定する。コントローラは、例えば、フィルタの耐用年数の終了直前、耐用年数の終了時、および/または耐用年数の終了後に、警告（聴覚的または視覚的）をユーザにアウトプットさせるように構成することができる。

図7は、様々な実施形態による、空気を浄化するための方法700の一例を示す。図７に示す1つ以上の動作は、例えばユーザ入力108を使用して手動で実行されてもよく、および/または図1のコントローラ102、1つ以上の汚染物質センサ（例えば、図1の106a〜m）などのような、本明細書に記載の様々なコンポーネントによって実行されてもよい。ブロック702において、第1の信号が第1の汚染物質センサから受信されてもよい。第1の汚染物質センサは、第1の汚染物質の存在を検出するように適合されてもよく、したがって第1の信号は環境中に存在する第1の汚染物質の量を示すことができる。同様に、ブロック704において、第2の信号が第2の汚染物質センサから受信されてもよい。第2の汚染物質センサは、第2の汚染物質の存在を検出するように適合されてもよく、したがって第2の信号は環境中に存在する第2の汚染物質の量を示すことができる。

ブロック706において、第1の汚染物質を標的とする第1のエアフィルタは、例えば、コントローラ102によって、第1の信号に基づいて1つ以上の空気流に選択的に曝露され得る。例えば、第1の信号が特定量の特定サイズを有する粒子の存在を示すと仮定する。コントローラ（例えば、102）は、その量が最小閾値を満たすかどうかを判断することができる。そうである場合、コントローラは、例えば、粒子の量が閾値を下回るまで、および/または選択されたある時間間隔の間、第1のエアフィルタを1つ以上の空気流に曝露することができる。

上述したように、エアフィルタは、様々な方法で1つ以上の空気流に曝露されてもよい。例えば、ブロック706aにおいて、コントローラは、例えば、図２の1つ以上のルーバ212を使用して、第1のエアフィルタを選択的に遮断することができる。追加的または代替的に、コントローラは、第1のエアフィルタを通過するように1つ以上の空気流を選択的に変更することができる。例えば、ブロック706bにおいて、コントローラは、図３のファン314或いは図４のファン414のような、1つ以上のファンを選択的に作動させることができる。追加的または代替的に、ブロック708cにおいて、コントローラは、第1のフィルタを1つ以上の空気流に曝露するために、フィルタアセンブリの全部または一部を選択的に移動することができる。例えば、コントローラは、エアフィルタセットの単一のエアフィルタを一つ以上の空気流に曝露するために、フィルタアセンブリ404（図4〜5参照）を回転することができる。

ブロック708において、第2の汚染物質を標的とするように適合された第2のエアフィルタは、例えばコントローラ102によって、第2の信号に基づいて1つ以上の空気流に選択的に曝露されてもよい。例えば、第2の信号が特定量のホルムアルデヒドの存在を示すと仮定する。コントローラ（例えば、102）は、ホルムアルデヒドの量が最小閾値を満たすかどうかを判断することができる。そうである場合、コントローラは、（ホルムアルデヒドを標的とするように適合されてもよい）第2のエアフィルタを1つ以上の空気流に曝露することができる。ブロック706の場合と同様に、コントローラは、第2のエアフィルタを1つ以上の空気流から選択的に遮断すること（ブロック708a）、第2のエアフィルタを通過させるために1つ以上の空気流を選択的に変更すること（ブロック708b）、および/または第２のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露するために１つ以上のエアフィルタアセンブリを選択的に移動すること（ブロック708c）を含む、様々な方法で第2のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露することができる。ブロック706および/または708に関連して説明した曝露操作のいずれも、汚染物質センサからの信号に基づいて選択された1つ以上の時間間隔で実行されてもよい。

いくつかの本発明の実施形態が本明細書に記載および例示されてきたが、当業者は容易に機能を実行および／または本明細書において説明された結果および／または一つ以上の優位点を得るための多様な手段および／または構造を想定するであろうが、そのような変形および／または修正の各々は、本明細書に記載された本発明の実施形態の範囲内であるとみなされる。より一般的には、当業者は容易に本明細書に記載の全てのパラメータ、寸法、材料、および構成が例示的であることを意味することを理解するであろうし、実際のパラメータ、寸法、材料、および／または構成は、特定の用途、或いは本発明の教示が使用される用途に依存するであろう。当業者は本明細書に記載された特定の本発明の実施形態に対する多くの均等物を、日常的な実験のみを用いて認識、或いは確認することができるであろう。従って、前述の実施形態は添付の請求項およびその均等物の範囲内で、ほんの一例として提示されており、本発明の実施形態は具体的に説明され請求された以外の方法で実施されてもよいことが理解されるべきである。本開示の発明の実施形態は、本明細書に記載の個々の特徴、システム、品目、材料、キット、および／または方法に向けられている。 さらに、二つ以上のそのような特徴、システム、品目、材料、キット、および／または方法の任意の組み合わせは、そのような特徴、システム、品目、材料、キット、および／または方法が互いに矛盾しない場合には、本開示の発明の範囲内に含まれる。

全ての定義は、本明細書で定義され使用されるように、辞書の定義、参照により組み込まれる文書における定義、および／または定義された用語の通常の意味を支配すると理解されるべきである。

本明細書および請求項で使用されるように、単数形の表現は、明らかにそれに反して示されない限り、「少なくとも一つ」を意味すると理解されるべきである。

「および／または」の表現は、本明細書および請求項で使用されるように、ある場合には結合的に存在し、他の場合では分離的に存在するような要素である、等位の要素の「いずれかまたは両方」を意味すると理解されるべきである。「および／または」で列挙された複数の要素も同様に解釈されるべきである、すなわち、等位の要素の「一つかそれ以上」である。他の要素は、具体的に識別されたそれらの要素に関連する或いは関連しないかどうかにより、必要に応じて「および／または」の節によって具体的に識別された要素以外に存在してもよい。したがって、非限定的な例として、「含む」などの開放型言語と併せて使用される場合、「Aおよび/またはB」の言及は、一実施形態では、Aのみ（必要に応じてB以外の要素を含む）、別の実施形態では、Bのみ（必要に応じて、A以外の要素を含む）を示し、さらに別の実施形態では、AおよびBの両方（必要に応じて他の要素を含む）を示す。

本明細書および請求項で使用されるように、「または」は上記に定義した「および／または」と同じ意味を有すると理解されるべきである。例えば、リスト内の項目を分離する場合、「または」或いは「および／または」は、包括的である、つまり要素の数またはリストの少なくとも一つを含み、さらに一つ以上も含み、そして必要に応じてリストにない追加項目を含む、と解釈されなければならない。それとは反対に明確に示される「〜だけ」の用語、つまり「〜の一つだけ」或いは「〜の正確に一つ」、または請求項で使用される場合の「〜から成る」は、要素の数またはリストの正確に一つの要素の包含を表す。一般的に、本明細書で用いられる用語「または」は、「いずれかの」、「〜の一つ」、「〜の一つだけ」、或いは「〜の正確に一つだけ」のような、排他性の用語が先行する場合、唯一排他的代替物（すなわち「一方または他方、しかし両方ではない」）を示すものとして解釈されるべきである。 特許請求の範囲で使用される場合、「本質的になる」とは、特許法の分野で使用される通常の意味を有するものとする。

本明細書および請求項で使用されるように、一つ以上の要素のリストに関して、「少なくとも一つ」の表現は、要素のリスト内のいずれか一つ以上から選択される少なくとも一つの要素を意味すると理解されるべきであるが、必ずしも要素のリスト内に具体的に示される個々の要素の少なくとも一つを含む必要はなく、要素のリストにおける要素の任意の組み合わせを除外しない。この定義はまた、「少なくとも一つ」の表現が参照する要素のリスト内で具体的に識別された要素以外の要素が、具体的に識別されたそれらの要素に関連する或いは関連しないに関わらず、必要に応じて存在し得ることを可能とする。したがって、非限定的な例として、「AおよびBの少なくとも1つ」（または同等に「AまたはBの少なくとも1つ」または同等に「Aおよび/またはBの少なくとも1つ」）は、一実施形態では、Bが存在せず（および場合によりB以外の要素を含み）、少なくとも1つの、場合により1つ以上のAを示し、別の実施形態では、Aが存在せず（および場合によりA以外の要素を含み）、少なくとも1つの、場合により1つ以上のＢを示し、さらに別の実施形態では、少なくとも1つ、場合により1つ以上のA、および少なくとも1つ、場合により1つ以上のB（および場合により他の要素を含む）、などを示す。

明確に反対に示されない限り、複数のステップまたは行為を含む本明細書に記載の任意の方法において、方法のステップまたは行為の順序は必ずしもその方法のステップまたは行為が列挙された順序に限定されない、ということも理解されるべきである。

請求項ならびに上記の明細書において、「成る」、「含む」、「伴う」、「有する」、「持つ」、「備える」、「から成る」などのすべての移行句は、無制限すなわち、「〜を含むがこれに限定されるものではない」ことを意味する、と理解されるべきである。 「〜から成る」および「本質的に〜から成る」という移行句のみが、それぞれ米国特許庁特許審査手続マニュアルのセクション2111.03に記載されている通り、制限或いは半制限移行句である。

Claims (14)

1. 空気浄化システムであって、
   少なくとも第1のタイプの汚染物質を標的とする第1のエアフィルタであって、前記第1のエアフィルタを通過する空気は他のエアフィルタによって遮られない、第１のエアフィルタと、
   前記第1のタイプの汚染物質とは異なる、少なくとも第2のタイプの汚染物質を標的とする第2のエアフィルタであって、前記第2のエアフィルタを通過する空気は他のエアフィルタによって遮られない、第２のエアフィルタと、
   前記第1および第2のエアフィルタの一方または両方を1つ以上の空気流に曝露するために、前記第1および/または第2のエアフィルタを選択的に移動するように構成されたコントローラとを備える、
   空気浄化システム。
2. 前記コントローラは、前記第1および第2のエアフィルタを1つ以上の空気流から選択的に遮断するように構成された、請求項1に記載の空気浄化システム。
3. 前記第1のエアフィルタに隣接する第1のルーバセットと、前記第2のエアフィルタに隣接する第2のルーバセットとをさらに備え、前記コントローラは、前記第1および第2のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露するために、前記第1および第2のルーバセットを操作するように構成された、請求項２に記載の空気浄化システム。
4. 前記コントローラはさらに、前記第1および第2のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露するために、1つ以上の空気流を選択的に変更するように構成された、請求項1に記載の空気浄化システム。
5. 前記コントローラに動作可能に結合された少なくとも1つのファンをさらに備え、前記コントローラは、前記第1または第2のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露するために、前記の少なくとも1つのファンを選択的に操作するように構成された、請求項４に記載の空気浄化システム。
6. 前記第1のエアフィルタに隣接する第1のファンと、前記第2のエアフィルタに隣接する第2のファンとをさらに備え、前記第1および第2のファンは前記コントローラに動作可能に結合され、該コントローラは、前記第1および第2のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露するために、前記第1および第2のファンを選択的に操作するように構成された、請求項５に記載の空気浄化システム。
7. 前記第1のエアフィルタは、第1のフィルタアセンブリを形成する第1のエアフィルタセットの一部であり、前記第2のエアフィルタは、第2のフィルタアセンブリを形成する第2のエアフィルタセットの一部である、前記いずれかの請求項に記載の空気浄化システム。
8. 前記コントローラは、前記第1のエアフィルタセットの1つを空気流に選択的に曝露するために、前記第1のフィルタアセンブリを移動するように構成された、請求項7に記載の空気浄化システム。
9. 前記第1のエアフィルタセットは、前記第1のフィルタアセンブリの回転軸周りに配置され、前記コントローラは、前記第1のエアフィルタセットのうちの1つを該空気流に選択的に曝露するために、前記第１のフィルタアセンブリを前記回転軸周りに回転させるように構成された、請求項８に記載の空気浄化システム。
10. 前記コントローラはさらに、
    前記第1のエアフィルタが1つ以上の空気流に曝露された時間量を記録し、
    前記時間量が閾値を満足するという判定に基づいて、前記第1のエアフィルタがその有効寿命の終わりに近づいたか、或いは達したことをユーザに知らせるアウトプットを提供するように構成された、請求項1に記載の空気浄化システム。
11. 検出された汚染物質を示す信号を提供する汚染物質センサをさらに備え、前記コントローラは、少なくとも前記信号の一部に基づいて、前記第1および第2のエアフィルタのうちの一方または両方を1つ以上の空気流に選択的に曝露するように構成された、請求項1に記載の空気浄化システム。
12. 前記汚染物質センサは、前記第1のエアフィルタの下流に配置され、前記第2のタイプの汚染物質の存在を検出するように構成された、請求項11に記載の空気浄化システム。
13. 前記第1のエアフィルタは、異なる汚染物質を検出するようにそれぞれ適合された、第1のエアフィルタセットを備え、前記第1のエアフィルタは前記第1のエアフィルタセットのうちの単一の該エアフィルタを1つ以上の空気流に曝露するために可動であり、
    前記第2のエアフィルタは、異なる汚染物質を検出するようにそれぞれ適合された、第2のエアフィルタセットを備え、前記第2のエアフィルタは前記第2のエアフィルタセットのうちの単一の該エアフィルタを1つ以上の空気流に曝露するために、前記第1のセットの単一の曝露された該エアフィルタと共に動くことができる、請求項1に記載の空気浄化システム
14. 空気を浄化する方法であって、
    コントローラによって、少なくとも第1の汚染物質を標的とするために、第1のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露するステップと、
    前記第1の汚染物質とは異なる少なくとも第2の汚染物質を標的とするために、コントローラによって、該第1のフィルタと共に第2のエアフィルタを1つ以上の空気流に選択的に曝露するステップとを備え、
    前記第1および第2のエアフィルタを通過する空気は他のエアフィルタによって遮られず、さらに前記第1および第2のフィルタの一方または両方が、前記コントローラによって該第1および/または第2のエアフィルタを移動することにより1つ以上の空気流に選択的に曝露される、
    空気を浄化する方法。

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