JP2019513212A - 空気フィルタ寿命インジケータを含む空気清浄機、及び、空気フィルタの寿命を決定するための方法 - Google Patents

Abstract

空気インレット１０１と、空気アウトレット１０２と、空気インレット１０１から空気アウトレット１０２に伝搬する空気から気体汚染物質又は粒子を除去するためのフィルタ１０４の水分子吸着レベルを決定するように構成された第１のセンサ１０３と、第１のセンサ１０３によって測定されたフィルタ１０４の水分子吸着レベルに基づいてフィルタ１０４の寿命を決定するように構成されたプロセッサ１０５と、を有する空気清浄機１００が提供される。また、空気から気体汚染物質又は粒子を除去するためのフィルタ１０４の寿命を決定するための方法２００が提供される。

Description

本発明は、設置された空気フィルタの寿命を示す空気清浄装置に関する。また、本発明は、空気フィルタの寿命を決定する方法に関する。

空気清浄システムでは、空気から粒子及び気体汚染物質を除去するためにフィルタが使用される。時間が経つにつれて、フィルタの性能は低下し、空気の浄化能力が低下する。COPD又は喘息などの汚染に起因する病気に苦しんでいる人々が健康を維持するために、これらの空気清浄システムに頼っているため、フィルタの寿命を正確に決定することは重要である。

現在、フィルタの寿命は、総使用時間又は空気清浄機を通過する総空気流量に基づいて計算される。屋外の汚染レベルの違い及びユーザの習慣の違いにより、推定されたフィルタ交換時間は不正確である。従って、フィルタの寿命を測定するための簡単で正確なシステムが必要である。

国際公開第２０１２／０６６４５３号は、空気処理装置の浄化性能を測定及び制御する方法を開示している。当該文書は、空気清浄機の性能の信頼性のある標示、及び、フィルタユニットがいつ交換又は再生されなければならないかについて信頼性のある標示を供給可能な空気清浄機を開示している。国際公開第２０１２／０６６４５３号は、CADRのより信頼性の高い値を得るために、Фとηとの両方を測定し、測定結果を掛けることを提案している。

国際公開第２０１５／０６１７９１号は、無菌空気を目的の部屋に送達するように構成された陽圧気流送風システムを開示している。

本発明の第１の態様では、空気インレットと、空気アウトレットと、空気インレットから空気アウトレットに伝搬する空気から気体汚染物質又は粒子を除去するためのフィルタ（例えば、空気フィルタ）の水分子吸着レベルを決定するように構成された第１のセンサと、を有する空気清浄機が提示される。

空気フィルタは、既に空気清浄機に設置されていてもよい。その場合、空気清浄機は、空気インレットと、空気アウトレットと、空気から気体汚染物質又は粒子を除去するとともに、空気インレットから空気アウトレットを伝搬する空気をフィルタリングするように配置されるフィルタと、を有する。第１のセンサは、フィルタの水分子吸着レベルを決定するように構成される。プロセッサは、フィルタの水分子吸着レベルに基づいてフィルタの寿命を決定するように構成される。

本発明の一実施形態によれば、第１のセンサは、フィルタによってフィルタリングされた空気の相対湿度を測定するために配置された相対湿度センサである。フィルタリングされた空気の相対湿度の検出は、フィルタの水分子吸着レベルを決定する間接的な方法である。プロセッサは、第１のセンサによって測定された相対湿度値に基づいてフィルタの寿命を決定するように構成される。従って、このような実施形態では、空気インレットと、空気アウトレットと、前記フィルタが存在するときに、空気インレットから空気アウトレットに伝播する空気から気体汚染物質又は粒子を除去するためのフィルタによってフィルタリングされた空気の相対湿度を決定するように構成された第１のセンサと、第１のセンサによって測定されたフィルタリングされた空気の相対湿度値に基づいて、フィルタの寿命を決定するように構成されたプロセッサと、を有する空気清浄機が提示される。

本発明の一実施形態によれば、空気清浄機は、メモリを更に有する。プロセッサは、第１のセンサによって測定された複数の相対湿度値をメモリに記憶するように構成される。また、プロセッサは、複数の相対湿度値の変化する特性をフィルタの寿命に関連付けるように構成されている。換言すれば、プロセッサは、複数の相対湿度値を分析し、複数の相対湿度値の変化を検出し、これらの検出された変化をフィルタの寿命に関連付けるように構成される。変化を検出することは、例えば、相対湿度信号／データの振幅変化を検出することを含むことができる。

本発明の他の実施形態によれば、空気清浄機は、メモリを更に有する。プロセッサは、第１のセンサによって測定された複数の相対湿度データセットをメモリに格納するように構成される。各データセットは、周囲空気の相対湿度値に対する、フィルタリングされた空気の異なるまたhあ幾つかの相対湿度値を有する。フィルタの寿命決定が、複数のデータセットに基づいている。

本発明の一実施形態によれば、空気清浄器は、周囲空気の相対湿度を測定するために配置された第２のセンサを更に有する。プロセッサは、第２のセンサによって測定された周囲空気の相対湿度を、第１のセンサによって測定された濾過空気の相対湿度値と比較することによって、フィルタの寿命を決定するように更に構成される。

本発明の一実施形態によれば、空気清浄機はメモリを更に有する。プロセッサは、第１及び第２のセンサによって測定された複数の相対湿度データセットをメモリに記憶するように構成される。各データセットは、周囲空気の相対湿度値に対して、フィルタリングされた空気の異なる相対湿度値を有する。空気フィルタの寿命の決定は、複数のデータセットに基づいている。

本発明の一実施形態によれば、第１のセンサは、フィルタの一方の側に配置され、第２のセンサはフィルタの他方の側に配置される。一方の側は、フィルタリングされていない空気を受け入れるか、又は、フィルタリングされた空気に曝されるフィルタの側である。もう一方の側は、フィルタリングされた空気を受け入れるか、又は、フィルタリングされるフィルタの側である。

本発明の一実施形態によれば、第１のセンサは、空気アウトレットにおいて配置され、第２のセンサは、空気インレットにおいて配置される。

本発明の第２の態様によれば、空気から気体汚染物質又は粒子を除去するためのフィルタを供給するステップと、フィルタを通る空気流を発生させ、それによって空気をフィルタリングするステップと、フィルタリング後又はフィルタリング中のフィルタの水分子吸着レベルを決定するステップと、フィルタの決定された水分子吸着レベルに基づいてフィルタの寿命を決定するステップと、を有する、空気から気体汚染物質又は粒子を除去するためのフィルタの寿命を決定する方法が提示される。

本発明の一実施形態によれば、フィルタの水分子吸着レベルを決定するステップは、フィルタリングされた空気の相対湿度を測定するステップを有する。フィルタ寿命の決定は、フィルタリングされた空気の測定された相対湿度値に基づいて行なわれる。従って、このような実施形態では、空気から気体汚染物質又は粒子を除去するためのフィルタを供給するステップと、フィルタを通る空気流を発生させ、それによって空気をフィルタリングするステップと、フィルタリングされた空気の相対湿度を測定するステップと、フィルタリングされた空気の測定された相対湿度値に基づいてフィルタの寿命を決定するステップと、を有する方法が提供される。

本発明の一実施形態によれば、フィルタリングされた空気の相対湿度の測定は複数回行なわれる。フィルタリングされた空気の複数の測定された相対湿度値は、例えばメモリに記憶される。フィルタの寿命を決定することは、複数の相対湿度値の変化する特性をフィルタの寿命に関連付けることを含む。変化を検出することは、例えば、相対湿度信号／データの振幅変化を検出することを含むことができる。

本発明の一実施形態によれば、この方法は、周囲空気の相対湿度を測定するステップをさらに有する。フィルタの寿命を決定することは、周囲空気の測定された相対湿度値にさらに基づいている。

本発明の一実施形態によれば、フィルタリングされた空気の相対湿度の測定と周囲空気の相対湿度の測定は複数回行なわれる。フィルタリングされた周囲空気の測定された複数の相対湿度値は、複数の相対湿度データセットとして記憶される。各データセットは、周囲空気の特定の相対湿度値に対して、フィルタリングされた空気の異なる相対湿度値を含む。空気フィルタの寿命の決定は、複数のデータセットに基づいている。

本発明の一実施形態によれば、周囲空気の相対湿度を測定するステップは、空気流を生成する前に実施される。

本発明の特定の好ましい態様は、添付の独立請求項及び従属請求項に記載されている。従属請求項からの特徴は、独立請求項の特徴及び他の従属請求項の特徴と、適切且つ単なる請求項に明記されたものと組み合わせることができる。

本発明のこれらの態様及び他の態様が、以下に記載される実施形態を参照して明確且つ明らかとなる。

図１は、空気フィルタが設置されていない、単一のセンサを有する空気フィルタ寿命インジケータを具備する空気清浄機の一実施形態を図示している。 図２は、単一のセンサを有する空気フィルタ寿命インジケータを具備する空気清浄機の一実施形態を図示している。 図３は、２つのセンサを有する空気フィルタ寿命インジケータを具備する空気清浄機の一実施形態を図示している。 図４は、フィルタの寿命を決定するための方法の一実施形態を図示している。 図５は、フィルタの寿命を決定するための方法の一実施形態を図示している。 図６は、フィルタの寿命を決定するための方法の一実施形態を図示している。 図７は、フィルタの寿命を決定するための方法の一実施形態を図示している。 図８は、フィルタの寿命を決定するための方法の一実施形態を図示している。 図９は、フィルタの寿命を決定するための方法の一実施形態を図示している。 図１０は、実験中に得られた相対湿度データを示すグラフである。 図１１は、実験中に得られた相対湿度データを示すグラフである。 図面は概略的なものに過ぎず、限定的ではない。図面において、要素の幾つかのサイズは、説明のために誇張されており、縮尺通りに描かれていない場合がある。 特許請求の範囲の参照符号は、発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。 異なる図面において、同じ参照符号は、同じ又は類似の要素を指す。

本発明は、特定の実施形態に関して、及び、特定の図面を参照して説明されるが、本発明はそれらに限定されず、請求項によってのみ限定される。記載された図面は概略的なものに過ぎず、限定的ではない。図面において、要素の幾つかのサイズは、説明のために誇張されており、縮尺通りに描かれていない場合がある。寸法及び相対的な寸法は、本発明の実施の実際の低減に対応していない。

さらに、明細書及び特許請求の範囲における第１、第２などの用語は、類似の要素を区別するために使用され、必ずしも時間的に、空間的に、又は、その他の方法で順序を記述するために使用されるものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書に記載された本発明の実施形態は、本明細書に記載又は図示されている以外の順序で動作可能であることを理解されたい。

特許請求の範囲で使用される用語「有する」は、その後に列挙される手段に限定されるものとして解釈されるべきではないことに留意されたい。他の要素又はステップを排除するものではない。従って、記載された特徴、整数、ステップ、又は、構成要素の存在を特定するものとして解釈されるが、１又は複数の他の特徴、整数、ステップ、又は、構成要素、あるいは、それらのグループの存在又は追加を排除するものではない。従って、「手段Ａ及びＢを有する装置」という表現の範囲は、コンポーネントＡ及びＢのみからなる装置に限定されるべきではない。これは、本発明に関して、装置の唯一の関連する構成要素が、Ａ及びＢであるということを意味する。

本明細書を通して、「一実施形態」又は「実施形態」は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は、特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書の様々な箇所における「一実施形態では」又は「実施形態で」という表現の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態を指しているわけではないが、そうでなくてもよい。さらに、特定の特徴、構造、又は、特性は、１又は複数の実施形態において、本開示から当業者に明らかであるように、任意の適切な方法で組み合わせることができる。

同様に、本発明の例示的な実施形態の説明において、本発明の様々な特徴は、開示を合理化し、１又は複数の様々な本発明の態様の理解を助けるため、単一の実施形態、図、又は、その説明にしばしばグループ化される。しかしながら、この開示の方法は、クレームされた発明が各クレームに明示的に記載されているより多くの特徴を必要とするという意図を反映するものと解釈されるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映するように、本発明の態様は、単一の前述の開示された実施形態の全ての特徴よりも少ないものである。従って、詳細な説明に続く請求項は、この詳細な説明に明示的に組み込まれ、各請求項は、本発明の別個の実施形態として独立して主張している。

さらに、本明細書に記載された幾つかの実施形態は、他の実施形態に含まれる幾つかの特徴を含むが、異なる実施形態の特徴の組み合わせは本発明の範囲内であり、異なる実施形態を形成することが、当該技術分野における当業者によって理解されよう。例えば、以下の特許請求の範囲において、特許請求された実施形態のいずれかは、任意の組み合わせで使用することができる。

本明細書で提供される説明では、多くの具体的な詳細が述べられている。しかし、本発明の実施形態は、これらの特定の詳細なしに実施され得ることが理解される。他の例では、周知の方法、構造及び技術は、この説明の理解を不明瞭にしないために詳細に示されていない。

説明全体を通して、「フィルタの水分子吸着レベル」が参照される。これは、フィルタ表面に吸着される水分子の量、又は、フィルタ表面に存在する粒子の量を指す。

本発明は、フィルタリング中又はフィルタリング後のフィルタによる水分子吸着のレベルを測定し、このレベルをフィルタの寿命と関連付けることにより、フィルタの寿命を簡単且つ正確な方法で検出するという問題を解決する。空気浄化の間、気体汚染物質、粒子及び水分子を含む空気がフィルタを通って流れる。水分子の一部がフィルタに吸着される。本発明者は、気体汚染物質又は粒子除去に関するフィルタの性能と、フィルタによる水分子の吸着との間に直接の関係があることを発見した。本発明者は、気体フィルタが気体汚染物質を吸着している間に、水分子も同様に吸着することを発見した。フィルタの性能が経時的に低下するにつれて、吸着された気体汚染物質の数及び吸着される水分子の数が減少する。フィルタによって捕集された粒子が水分子を吸着する粒子フィルタについても同様である。従って、フィルタによって吸着される水分子の数は、フィルタの気体汚染物質又は粒子除去性能の指標である。フィルタが水分子を吸着する能力は、フィルタリング後の空気の相対湿度を測定することによって決定することができる。従って、フィルタリングされた空気の相対湿度を測定することによって、フィルタの寿命を決定することができる。

本発明の特定の実施形態が、以下説明される。

本発明の第１の態様において、空気フィルタのための寿命インジケータを具備する空気清浄機が提示される。空気清浄機は、空気インレットと、空気アウトレットと、を有する。空気から粒子をフィルタリングし、又は、気体汚染物質を除去するためのフィルタが、空気清浄機において挿入及び除去され得る。フィルタが設置された場合、フィルタは、空気インレットから空気アウトレットへ伝搬する空気をフィルタリングする。空気清浄機は、フィルタの水分子吸着レベルを決定するための第１のセンサを更に有する。第１のセンサは、フィルタの水分子吸着レベルを連続的に監視するように構成される。あるいは、第１のセンサは、例えば、フィルタリング中において、５分毎、１０分毎、２０分毎、３０分毎などの所定の間隔で、空気清浄機がスイッチオン又はオフされた場合、フィルタの水分子吸着レベルを監視するように構成されてもよい。

空気清浄機は、第１のセンサに通信可能に結合されたプロセッサを更に有する。プロセッサは、決定されたフィルタの水分子吸着レベルを、フィルタの特定の効率に関して所定の又は既知のフィルタの水分子吸着レベルと比較するように構成されている。所定の水分子吸着レベルは、プロセッサのメモリに格納され得る。プロセッサは、異なるタイプのフィルタに関する、所定の水分子吸着レベルの異なるセットを有していてもよい。空気清浄機は、どのフィルタが設置されたかを検出するための検出器を有していてもよい。この情報は、特定のタイプのフィルタに関して所定の水分子吸着レベルの正しいセットを選択するために使用されてもよい。プロセッサは、同一タイプのフィルタに関して異なる所定の水分子吸着レベルを有していてもよい。かかるレベルは、そのフィルタの寿命がどの段階にあるのかを決定するために使用され得る。プロセッサは、集積回路（例えばASIC）などの電子コンポーネントであってもよい。プロセッサは、FPGAなどのプログラム可能な電子コンポーネントであってもよい。

空気清浄機は、フィルタの水分子吸着レベルが特定の臨界レベルに達したときにユーザに信号を送るように構成されたインジケータを備えていてもよい。インジケータは、プロセッサに結合されてもよい。インジケータは、例えば、サウンドアラーム又はLEDインジケータなどの１又は複数の光アラームなどのアラームであってもよい。また、インジケータは、例えば複数の光インジケータを介して、フィルタの寿命をユーザに連続的に知らせるように構成されてもよい。このような表示は、フィルタが寿命の終わりに達する前にユーザが予防措置を講じることを可能にするので、ユーザにとって有用である。

本発明の一実施形態によれば、第１のセンサは、空気の相対湿度を測定するためのセンサである。第１のセンサは、既成の相対湿度センサであってもよい。第１のセンサは、空気インレットから空気アウトレットに伝搬する空気から気体汚染物質又は粒子を除去するためのフィルタが空気清浄機に設置された場合に、フィルタリングされた空気の相対湿度を測定するように構成及び配置される。測定された空気の相対湿度は、フィルタの水分子吸着レベルの標示である。プロセッサは、第１のセンサによって測定された相対湿度値に基づいてフィルタの寿命を決定するように構成される。プロセッサは、第１のセンサに通信可能に結合され、測定された相対湿度値を所定の相対湿度値と比較するように構成される。所定の相対湿度レベルは、プロセッサのメモリに記録されてもよい。事前に決定された相対湿度レベルは、どのレベルが空気フィルタのどの効率に対応するかをチェックすることによって決定される。プロセッサは、異なるタイプのフィルタに関して所定の相対湿度レベルの異なるセットを有していてもよい。空気清浄機は、どのフィルタが設置されたかを検出するための検出器を有していてもよい。この情報は、特定のタイプのフィルタに関して、所定の相対湿度レベルの正しいセットを選択するために使用され得る。プロセッサは、同一タイプのフィルタに対して異なる所定の相対湿度レベルを有していてもよい。かかるレベルは、フィルタの寿命がどの段階にあるのかを決定するために使用され得る。かかる実施形態は、図１及び図２に図示されている。

図１において、図示されている空気清浄機１００の実施形態は、空気インレット１０１から空気アウトレット１０２へ空気を伝搬させる空気チャネル１０７を有する。空気清浄機１００は、フィルタ１０４を設置するための構造１０８を備えている。構造１０８は、フィルタ１０４が空気チャネル１０７に挿入されることを可能にする。結果、フィルタ１０４が設置されると、フィルタ１０４は、空気インレット１０１から空気アウトレット１０２へ伝搬する空気をフィルタリングする。空気の伝搬は、ファン（図示省略）によって達成され得る。空気チャネル１０７の内側において、第１のセンサ１０３が配置される。第１のセンサ１０３は、相対湿度センサである。第１のセンサ１０３は、フィルタリングされた空気の相対湿度が測定され得るように配置される。空気清浄機１００は、第１のセンサ１０３に結合されるプロセッサ１０５を更に有する。図２において、図示される空気清浄機１００の実施形態は、図１に図示された実施形態と類似しているが、この実施形態では、フィルタ１０４が空気チャネル１０７において設置されている。空気は、空気チャネル１０７において、空気インレット１０１から空気アウトレット１０２へ伝搬される。インレット１０１からアウトレット１０２へ空気が伝搬する間、空気は、フィルタ１０４によってフィルタリングされる。フィルタリングされた空気の相対湿度が、第１のセンサ１０３によって測定される。フィルタリングされた空気の相対湿度データは、プロセッサ１０５へ転送される。プロセッサ１０５は、このデータからフィルタ１０４の寿命を決定する。

本発明の一実施形態によれば、空気清浄機は、メモリを有する。メモリは、プロセッサの一部であってもよい。第１のセンサは、複数の相対湿度値を測定するように構成される。プロセッサは、第１のセンサによって測定された複数の相対湿度値をメモリに格納するとともに、複数の相対湿度値の変化する特性をフィルタの寿命に関連付けるように構成される。例えば、プロセッサは、測定された相対湿度値の差を決定するように構成され得る。その差が所定の閾値を超える場合、これは、フィルタの寿命の終わりを示し得る。

例：
第１のセンサは、新しいフィルタが設置された場合、フィルタリングされた空気の第１の相対湿度値を測定するように構成される。フィルタの設置は、空気清浄機に存在する検出器によって通知され得る。第１のセンサは、特定の間隔で、又は、連続的に、フィルタリングされた空気の相対湿度を測定するように構成される。フィルタリングされた空気の相対湿度が測定される毎に、プロセッサは、新たに測定された相対湿度を第１の相対湿度値と比較する。この比較から、フィルタの寿命に直接関連する、どれくらいの量の水分子がフィルタによって吸収されたかが決定され得る。

あるいは、第１のセンサは、異なる時間においてフィルタリングされた空気の２以上の相対湿度測定を行なうように構成される。プロセッサは、例えば、補間技術を使用することによって、フィルタされた空気の２以上の相対湿度測定値からフィルタの寿命の終了を推定するように構成される。

本発明の一実施形態によれば、空気清浄機は、メモリを有する。メモリは、プロセッサの一部であってもよい。プロセッサは、第１のセンサによって測定された複数の相対湿度データセットをメモリに格納するように構成される。各データセットは、周囲空気の相対湿度値／範囲に対して、フィルタリングされた空気の異なる相対湿度値を有する。プロセッサは、複数のデータセットに基づいてフィルタの寿命を決定するように更に構成される。利点として、この実施形態は、周囲空気の相対湿度を考慮する。

周囲空気及びフィルタリングされた空気の相対湿度を感知するため、単一のセンサが使用され得る。例えば、第１センサは、空気流がフィルタを通過した場合に、空気の相対湿度を測定するように構成される。第１のセンサは、フィルタを通過する空気がない場合（例えば、空気清浄機のファンがオフにされている場合）に、空気の相対湿度を測定するように更に構成される。第１のセンサは、周囲空気とフィルタリングされた空気との両方の相対湿度測定に使用されるので、追加のセンサは不要である。これはコストを削減するので有利である。フィルタリングされた空気の相対湿度は周囲空気の相対湿度に依存するため、異なるデータセットがメモリに記憶される。各データセットは、周囲空気の特定の相対湿度値又は範囲のために、フィルタリングされた空気の複数の相対湿度値を有する。従って、フィルタリングされた空気の相対湿度値は、周囲空気の特定の相対湿度値又は範囲に割り当てられる。このようにして、フィルタリング中に異なるデータセットが集められる。フィルタの寿命の決定は、全てのデータセットを考慮して実行される。利点として、フィルタの寿命のより正確な決定を行なうことができる。

例１：
１日目、周囲空気の相対湿度は５０％乃至６０％である。１日目に、フィルタリングされた空気の相対湿度が監視され、第１のデータセットに記憶される。第１のデータセットは、周囲空気の相対湿度が５０％乃至６０％の間にフィルタリングされた空気の全ての相対湿度データを記憶する。２日目、周囲空気の相対湿度は８０％乃至９０％である。２日目に、フィルタリングされた空気の相対湿度が監視され、第２のデータセットに記憶される。第２のデータセットは、周囲空気の相対湿度が８０％乃至９０％の間に、フィルタリングされた空気の全ての相対湿度データを記憶する。３日目、周囲空気の相対湿度は再び５０％乃至６０％である。３日目に、フィルタリングされた空気の相対湿度が監視され、第１のデータセットに記憶される。４日目、周囲空気の相対湿度は再び８０％乃至９０％である。２日目に、フィルタリングされた空気の相対湿度が監視され、第２のデータセットに記憶される。フィルタの寿命は、結合された第１及び第２のデータセットからのデータを評価することによって決定される。例えば、フィルタの寿命は、第１のデータセットを使用して決定される。その後、第２のデータセットを使用してフィルタの寿命が決定される。その後、第１及び第２のデータセットから得られたフィルタの寿命情報を組み合わせることによって、フィルタの総寿命が決定される。

本発明の一実施形態によれば、空気清浄機は、周囲空気の相対湿度を測定するように配置された第２のセンサを有する。例えば、第２のセンサは、フィルタリングされていない空気の相対湿度を測定するように配置される。プロセッサは、第２のセンサによって測定された周囲空気の相対湿度を第１のセンサによって測定された相対湿度値と比較することによってフィルタの寿命を決定するように更に構成される。例えば、第１のセンサによって測定された相対湿度値が、第２のセンサによって測定された相対湿度値から減算される。この差分から、フィルタの寿命が決定され得る。かかる実施形態は、図３に図示されている。

図３において、空気清浄機１００の実施形態は、空気インレット１０１から空気アウトレット１０２に空気を伝搬させる空気チャネル１０７を有する。フィルタ１０４が空気チャネル１０７において設置され、空気インレット１０１から空気アウトレット１０２へ伝搬する空気をフィルタリングする。空気の伝搬は、例えば、ファン（図示省略）によって達成される。空気チャネル１０７の内側に、第１のセンサ１０３が配置される。第１のセンサ１０３は、相対湿度センサである。第１のセンサ１０３は、フィルタリングされた空気の相対湿度が測定され得るように配置される。空気チャネル１０７の内側に、第２のセンサ１０６が配置される。第２のセンサ１０６は、相対湿度センサである。第２のセンサ１０６は、フィルタリングされていない空気の相対湿度が測定され得るように配置される。このため、第２のセンサ１０６は、空気がフィルタ１０４によってフィルタリングされる前に、空気の相対湿度が測定されるように配置される。空気清浄機１００は、第１のセンサ１０３及び第２のセンサ１０６と通信可能に結合されたプロセッサ１０５を更に有する。第１のセンサ１０３及び第２のセンサ１０６の測定された相対湿度データは、プロセッサ１０５へ転送される。プロセッサは、このデータからフィルタ１０４の寿命を決定する。

本発明の一実施形態によれば、空気清浄機は、メモリを有する。メモリは、プロセッサの一部であってもよい。プロセッサは、第１及び第２のセンサによって測定された複数の相対湿度データセットをメモリに記録するように構成される。各データセットは、周囲空気の相対湿度値又は範囲に対して、フィルタリングされた空気の異なる相対湿度値を有する。プロセッサは、複数のデータセットに基づいて空気フィルタの寿命を決定するように構成される。利点として、この実施形態は、周囲空気の相対湿度を考慮する。第１のセンサは、フィルタリングされた空気の相対湿度を測定するように構成／配置される。第２のセンサは、周囲空気の相対湿度を測定するように構成／配置される。フィルタリングされた空気の相対湿度は、周囲空気の相対湿度に依存するため、異なるデータセットがメモリに記録される。各データセットは、周囲空気の特定の相対湿度値又は範囲に対して、フィルタリングされた空気の複数の相対湿度値を有する。このため、フィルタリングされた空気の１又は複数の相対湿度値が、周囲空気の特定の相対湿度値又は範囲に割り当てられる。このようにして、経時的に、異なるデータセットが集められる。フィルタの寿命の決定が、例１において説明したように、全てのデータセットを考慮して実施される。利点として、より正確なフィルタの寿命決定が実行され得る。

本発明の特定の実施形態によれば、第１のセンサは、フィルタの一方の側に配置され、第２のセンサは、フィルタの他方の側に配置される。これにより、フィルタリングされた空気の相対湿度を検出するために１つのセンサを使用し、フィルタリングされていない空気又は周囲空気の相対湿度を検出するために使用される他のセンサを使用することができる。特定の実施形態によれば、第１のセンサは空気アウトレットに配置され、第２のセンサは空気インレットに配置される。

本発明の第２の態様及び図４に図示されるように、空気から気体汚染物質又は粒子を除去するためのフィルタの寿命を決定する方法２００が提示される。この方法は、空気から気体汚染物質又は粒子を除去するためのフィルタを提供するステップ２０１と、フィルタを通る空気流を生成して空気をフィルタリングするステップ２０２と、フィルタの水分子吸着レベルを決定するステップ２０３と、フィルタの測定された水分子吸着レベルに基づいてフィルタの寿命を決定するステップ２０４と、を有する。

本発明の一実施形態によれば、フィルタの測定された水分子吸着レベルに基づいてフィルタの寿命を決定するステップ２０４は、フィルタの決定された水分子吸着レベルをフィルタの所定の水分子吸着レベルと比較するステップを有する。所定の水分子吸着レベルは、特定のフィルタタイプに関して以前に実行された実験中に決定される値であってもよい。かかる実験の間、フィルタの１又は複数の特定の水分子吸着レベルに対するフィルタの効率又は寿命がどのようなものであるかが決定される。

一実施形態によれば、方法２００は、フィルタのタイプを決定するステップを更に有していてもよい。さらに、フィルタの測定された水分子吸着レベルに基づいてフィルタの寿命を決定するステップ２０４は、フィルタの決定された水分子吸着レベルを決定されたフィルタタイプの所定の水分子吸着レベルと比較するステップを有する。

本発明の一実施形態によれば、方法２００は、フィルタの水分子吸着レベルが特定の所定の臨界レベルに達した場合に、音アラーム又は光アラームなどのアラームを活性化させるステップを更に有する。

本発明の一実施形態によれば、方法２００は、寿命の終了のみを示す代わりに、例えば、一連のＬＥＤ又はディスプレイを用いて、寿命のパーセンテージ値を示すなどして、フィルタの寿命をユーザに示すステップを更に有する。

本発明の一実施形態によれば、図５に図示されるように、フィルタの水分子吸着レベルを決定するステップ２０４は、フィルタリングされた空気の相対湿度を測定するステップを有する。さらに、フィルタの寿命を決定するステップは、フィルタリングされた空気の測定された相対湿度値に基づいている。

本発明の一実施形態によれば、フィルタリングされた空気の測定された相対湿度値に基づいてフィルタの寿命を決定するステップ２０４は、フィルタリングされた空気の測定された相対湿度値をフィルタによってフィルタリングされた空気の所定の相対湿度値と比較するステップを有する。空気の所定の相対湿度値は、特定のフィルタタイプに関して以前に実施される実験中に決定される値であってもよい。かかる実験の間、フィルタによってフィルタリングされた空気の１又は複数の特定の相対湿度値に対するフィルタの効率又は寿命がどのようなものであるかが決定される。

一実施形態によれば、方法２００は、フィルタのタイプを決定するステップを更に有していてもよい。さらに、フィルタリングされた空気の測定された相対湿度値に基づいてフィルタの寿命を決定するステップ２０４は、フィルタリングされた空気の測定された相対湿度値を決定されたフィルタタイプによってフィルタリングされた空気の所定の相対湿度値と比較するステップを有する。

本発明の一実施形態及びによれば、図６に図示されるように、フィルタリングされた空気の相対湿度を測定するステップ２０３は、複数回実行される。また、フィルタリングされた空気の複数の測定された相対湿度値が、格納される（ステップ２０５）。さらに、フィルタの寿命を決定するステップ２０４は、複数の相対湿度値の変化する特性をフィルタの寿命と関連付けるステップ２０６を有する。例えば、フィルタの寿命を決定するステップは、測定された相対湿度値の差分を決定することによってなされてもよい。差分が所定の閾値を超えた場合、これは、フィルタの寿命の終了を示し得る。例えば、フィルタの寿命を決定するステップは、異なる時点における、フィルタリングされた空気の２以上の相対湿度測定によってなされてもよく、例えば、外挿技術を使用することによって、フィルタの寿命の終了を決定するために２以上の測定を用いてもよい。

本発明の一実施形態によれば、図７に図示されるように、方法２００は、周囲空気の相対湿度を測定するステップ２０７を更に有する。フィルタの寿命を決定するステップ２０４は、周囲空気の測定された相対湿度値に更に基づいている。例えば、フィルタの寿命は、周囲空気の相対湿度とフィルタリングされた空気の相対湿度とを比較することによって決定される。当該比較は、周囲空気の相対湿度からフィルタリングされた空気の相対湿度を減算するステップを有していてもよい。２つの値の差分は、フィルタの表面によって吸着される水分子の量又はフィルタによってフィルタリングアウトされる粒子によって吸着される水分子の量の標示である。利点として、周囲空気の実際の相対湿度を考慮することによって、より正確なフィルタ寿命の決定が可能である。また、これにより、空気清浄機は、異なる湿度状況及び異なる場所で正確に機能することが可能になる。

本発明の一実施形態によれば、図８に図示されるように、フィルタリングされた空気の相対湿度を測定するステップ２０３と、周囲空気の相対湿度を測定するステップ２０７とは、複数回実行される。フィルタリングされた空気及び周囲空気の複数測定された相対湿度値は、複数の相対湿度データセットとして格納される（ステップ２０８）。各データセットは、周囲空気の特定の相対湿度値又は範囲に対して、フィルタリングされた空気の異なる相対湿度値を有する。フィルタの寿命を決定するステップ２０４は、前述のように、複数のデータセットに基づいている。フィルタリングされた空気の相対湿度は、周囲空気の相対湿度に依存しているため、異なるデータセットが格納される。各データセットは、周囲空気の特定の相対湿度値又は範囲に対して、フィルタリングされた空気の複数の相対湿度値を有する。このため、フィルタリングされた空気の相対湿度値は、周囲空気の特定の相対湿度値又は範囲に割り当てられる。このようにして、経時的に、異なるデータセットが収集される。フィルタの寿命の決定は、例１において説明したように、全てのデータセットを考慮して行なわれる。利点として、より正確なフィルタ寿命の決定が実行され得る。

本発明の一実施形態によれば、図９に図示されるように、周囲空気の相対湿度を測定するステップ２０７は、空気流を生成するステップ２０２の前に行なわれる。例えば、空気清浄機のファンがスイッチオフされる前である。これにより、周囲空気及びフィルタリングされた空気の両方の相対湿度を測定するために同一のセンサが使用され得るという利点がある。

実験データ：
図１０は、実験中に得られた相対湿度データを示すグラフである。実験中、タイプAC4167の空気フィルタが使用された。このフィルタタイプを用いて、２つの実験が実行された。

第１の実験において、タイプAC4167の新しいフィルタが、空気清浄機に設置された。線３０４は、空気清浄機の空気アウトレットにおける、フィルタリング後の相対湿度を示している。線３０１は、空気清浄機の空気インレットにおける、フィルタリング前の相対湿度を示している。実験の開始時において、大量の水分子がフィルタによって吸着されるため、空気インレット及び空気アウトレットにおける相対湿度間の差は大きい。実験が進行するにつれて、空気インレットにおける相対湿度と空気アウトレットにおける相対湿度との間の差が減少することが分かる。なぜなら、フィルタの性能が低下するにつれて、水分子を吸着する能力も減少するからである。

第２の実験では、タイプAC4167の空気フィルタが使用される。実験を行なう前に、空気フィルタは、約225本のタバコの煙に曝されている。チャンバ試験における清浄空気の送達速度は、その粒子除去性能が50％低下したことを示した。線３０３は、空気清浄機の空気アウトレットでのフィルタリング後の相対湿度を示している。線３０２は、空気清浄機の空気インレットでのフィルタリング前の相対湿度を示している。この実験は、フィルタの性能が低下するにつれて、水分子を吸着する能力も低下することを更に証明している。

これらの実験から、空気フィルタの寿命は、空気フィルタの水分子吸着レベルを決定することによって、又は、空気フィルタによってフィルタリングされた空気の相対湿度を測定することによって決定できると結論づけられる。また、空気フィルタの水分吸着レベルは、実際に空気フィルタによってフィルタリングされた空気の相対湿度を測定することによって決定できることも確認されている。

図１１は、別の実験のセット間に得られた相対湿度データを示すグラフである。これらの実験の間、タイプAC 4138のフィルタが使用された。空気はフィルタを通って伝播し、フィルタリングの間、空気インレット及び空気アウトレットにおける相対湿度値が測定された。

第１の実験では、タイプAC4138の新しいフィルタが使用された。線４０１は、フィルタリングされていない空気の測定された相対湿度を示している。線４０６は、フィルタリングされた空気の測定された相対湿度を示している。

第２の実験では、フィルタAC4138が160本のたばこの煙に曝された。線４０２は、フィルタリングされていない空気の測定された相対湿度を示している。線４０５は、フィルタリングされた空気の測定された相対湿度を示している。

第３の実験では、フィルタAC4138が240本のたばこの煙に曝された。線４０３は、フィルタリングされていない空気の測定された相対湿度を示している。線４０４は、フィルタリングされた空気の測定された相対湿度を示している。

３つの実験から、フィルタリングの間、フィルタリングされた空気の相対湿度が増加すると結論付けることができる。これは、時間の経過とともに、フィルタの性能が低下するにつれて、より少ない水分子がフィルターに吸着されるという事実を裏付けている。

Claims (14)

1. 空気インレットと、
   空気アウトレットと、
   前記空気インレットから前記空気アウトレットに伝搬する空気から気体汚染物質又は粒子を除去するためのフィルタと、
   前記フィルタの水分子吸着レベルを決定するための第１のセンサと、
   前記第１のセンサによって測定された前記フィルタの水分子吸着レベルに基づいて、前記フィルタの寿命を決定するように構成されたプロセッサと、
   を有する、空気清浄機。
2. 前記第１のセンサが、前記フィルタによってフィルタされる空気の相対湿度を測定するために配置された相対湿度センサであり、前記プロセッサが、前記第１のセンサによって測定された前記相対湿度値に基づいて、前記フィルタの寿命を決定するように構成される、請求項１記載の空気清浄機。
3. メモリを更に有し、前記プロセッサが、前記第１のセンサによって測定された複数の相対湿度値を前記メモリに格納するとともに、前記複数の相対湿度値の変化する特性を前記フィルタの寿命に関連付けるように構成される、請求項２記載の空気清浄機。
4. メモリを更に有し、前記プロセッサが、前記第１のセンサによって測定された複数の相対湿度データセットを前記メモリに格納するように構成され、各データセットは、周囲空気の相対湿度値に対するフィルタリングされた空気の異なる相対湿度値を有し、前記フィルタの寿命の決定が、前記複数のデータセットに基づいている、請求項２記載の空気清浄機。
5. 周囲空気の相対湿度を測定するために配置される第２のセンサを更に有し、前記プロセッサが、前記第２のセンサによって測定された前記周囲空気の相対湿度を前記第１のフィルタによって測定された前記相対湿度値と比較することによって、前記フィルタの寿命を決定するように更に構成される、請求項２記載の空気清浄機。
6. メモリを更に有し、前記プロセッサが、前記第１の及び第２のセンサによって測定された複数の相対湿度データセットを前記メモリに格納するように構成され、各データセットは、周囲空気の相対湿度値に対するフィルタリングされた空気の異なる相対湿度値を有し、前記空気フィルタの寿命の決定が、前記複数のデータセットに基づいている、請求項５記載の空気清浄機。
7. 前記第１のセンサが、前記フィルタの一方の側に配置され、前記第２のセンサが、前記フィルタの他方の側に配置される、請求項５又は６に記載の空気清浄機。
8. 前記第１のセンサが、前記空気アウトレットに配置され、前記第２のセンサが、前記空気インレットに配置される、請求項７記載の空気清浄機。
9. 空気から気体汚染物質又は粒子を除去するためのフィルタの寿命を決定するための方法であって、前記方法は、
   空気から気体汚染物質又は粒子を除去するためのフィルタを供給するステップと、
   前記フィルタを通る空気流を生成し、空気をフィルタリングするステップと、
   前記フィルタの水分子吸着レベルを決定するステップと、
   前記決定された前記フィルタの水分子吸着レベルに基づいて、前記フィルタの寿命を決定するステップと、
   を有する、方法。
10. フィルタの水分子吸着レベルを決定するステップが、フィルタリングされた空気の相対湿度を測定するステップを有し、前記フィルタの寿命を決定するステップが、フィルタリングされた空気の前記測定された相対湿度値に基づいている、請求項９記載の方法。
11. フィルタリングされた空気の相対湿度を測定するステップが、複数回行なわれ、
    フィルタリングされた空気の前記複数測定された相対湿度値が格納され、
    前記フィルタの寿命を決定するステップが、複数の相対湿度値の変化する特性を前記フィルタの寿命に関連付けるステップを有する、請求項１０記載の方法。
12. 周囲空気の相対湿度を測定するステップを更に有し、前記フィルタの寿命を決定するステップが、周囲空気の前記測定された相対湿度値に基づいている、請求項１０記載の方法。
13. フィルタリングされた空気の相対湿度の測定、及び、周囲空気の相対湿度の測定が、複数回行なわれ、
    フィルタリングされた空気及び周囲空気の前記複数測定された相対湿度値が、複数の相対湿度データセットとして格納され、各データセットは、周囲空気の特定の相対湿度値に対してフィルタリングされた空気の異なる相対湿度値を有し、
    前記空気フィルタの寿命を決定するステップが、前記複数のデータセットに基づいている、請求項１２記載の方法。
14. 周囲空気の前記相対湿度を測定するステップが、空気流を生成する前に行なわれる、請求項１２記載の方法。

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