JP3702027B2 - 空気清浄機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭内等における空気を清浄する空気清浄機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来空気清浄機は、本体に内蔵したファンを駆動することにより、本体に設けた吸気口より外気（室内空気）を本体内へ吸引し、内部に設けた集塵フィルタに通して塵埃を除去した後、排気口より室内へ排気する所謂ファン式の空気清浄機が一般的である。
【０００３】
このタイプのものは、ファンにより室内の空気を強制的に循環させ多量の循環風量を得るようにしているので、塵埃を効率良く集塵フィルタで除去することができるが、送風に伴う騒音が大きく、消費電力も多い等の問題があった。
【０００４】
そこでファンを使用せずに、放電極と対向電極間に高電圧を印加してコロナ放電を発生させ、このコロナ放電によって誘起されるイオン風を利用して、外気を本体内へ吸い込んで空気中の塵埃を除去し、その後室内へ排気する所謂イオン風式の空気清浄機が、例えば実公平２−３６６１２号公報にて知られている。
【０００５】
このタイプのものは、ファンが存在しないので低騒音でエネルギーの省力化ができるが、イオン風により生ずる空気の通風量が少量のため、空気浄化能力が小さく、煙草等による急激な大気の汚れに早急に対応することや、広い部屋を浄化すること等が困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、空気の汚染状況に合わせて、自動的に最適な空気浄化作用、例えば汚れの激しい場合はファン式空気浄化手段を駆動して効率良い空気浄化作用を行ない、空気が余り汚れていない場合には、イオン風式空気浄化手段を駆動して効率よりも静かで消費電力が少なくすむ空気浄化作用を行う空気清浄機を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、本体に内蔵したファンの駆動により第１吸気口より本体内へ吸引した外気を、第１集塵部に通して塵埃を除去した後第１排気口より本体外へ排気するファン式空気浄化手段と、放電極と対向電極との間に高電圧を印加して放電を発生させ、この放電により誘起されるイオン風により前記第１吸気口とは別の第２吸気口より外気を吸引して第２集塵部に通し、塵埃を除去した後前記第１排気口とは別の第２排気口より排気するイオン風式空気浄化手段と、空気の汚れを検知する空気汚染検知手段とを備えて、空気汚染検知手段からの出力に応じて、前記ファン式空気浄化手段とイオン風式空気浄化手段の駆動を制御するようにしたものである。
【０００８】
かかる手段により、空気の汚染状況に応じて、ファン式空気浄化手段を駆動したり、イオン風式空気浄化手段を駆動して、最適の空気浄化作用を行う。
【０００９】
具体的には、例えば、空気汚染検知手段により検知した空気の汚染度が高い場合は、前記ファン式空気浄化手段のみを駆動させて効率の良い空気浄化作用を行い、空気の汚染度が低い場合は、前記イオン風式空気浄化手段のみを駆動させて静かで消費電力が少なくすむ空気浄化作用を行う。
【００１０】
また、前記空気汚染検知手段により検知した空気の汚染度が低くなるにつれて、ファン式空気浄化手段とイオン風式空気浄化手段を同時に駆動させる運転から、ファン式空気浄化手段のみを駆動する運転、さらにイオン風式空気浄化手段のみを駆動させる運転ヘと自動的に切り替えるようにして、空気汚染状況に応じた最適な空気浄化作用を行う。
【００１１】
また、前記空気汚染検知手段として、空気中の粉塵濃度を検知する粉塵センサや空気中のガス濃度を検知するガスセンサを夫々単独で、あるいは組み合わせて用いることにより、空気の汚れの種類に応じたきめこまかな空気浄化作用を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図に基づき説明する。１は空気清浄機本体で、前ケース２と後ケース３と上ケース４とを組み合わせることにより外郭が形成される。５は本体１内を前後に仕切るように装着された中枠で、この中枠５の中央部には電動機６が装着されている。電動機６の周囲の中枠５には通気孔７が設けられている。本体内の中枠５より後方空間には電動機６により回転されるファン８が設けられている。
【００１３】
中枠５には一体にファン８の周囲を囲む渦巻状のファンケーシング９が形成されている。ファンケーシング９の上部は開放されて吐出口となっており、前記上ケース４に設けた排気口10に連通している。
【００１４】
本体内の中枠５より前方空間は第１集塵部11の収納空間になっている。第１集塵部11は方形状になっており、中枠５にはこの第１集塵部11の下方を除く周囲を囲むリブ12が一体に形成されている。第１集塵部11は、中枠５に形成された放射状リブ13上に置かれることにより、中枠５との間には空間14が形成されている。
【００１５】
第１集塵部11は蛇腹状のエレクトレット化された所謂エレクトレットフィルタ15と活生炭よりなる脱臭フィルタ16とからなり、両フィルタ15、16が枠体17で囲まれて一体化されている。この第１集塵部11は前ケース２の下面に形成した取出孔18より取り出せるようになっている。19は枠体17に形成した取り出すための把手である。
【００１６】
このようにファン８や第１集塵部11を内蔵した本体１は、前後のケース２、３と上ケース４を適宜組み合わせることにより構成される。
【００１７】
前記前ケース２には、手前に向かって方形状の枠20が一体に形成されている。この枠20の先端には、前カバ−21が枠20を被う如く嵌合されて取り付けられている。前カバ−21には図１に示す如く多数の透孔22が形成され、またその内側の中央部には、負の高電圧が印加される放電極23が取り付けられている。放電極23は上下に伸び、図４に示す如く、左右に交互に複数の先の尖った放電針24が形成されている。
【００１８】
前ケース２の前記枠20内は、図４に示す如く複数の連通孔25が形成されている。また枠20内には放電極23の対向電極26が嵌合されて複数の連通孔25全てを被うように取り付けられている。詳しく説明すると、図５の如く対向電極26の周縁は合成樹脂性の外枠27が一体に形成され、この外枠27が前記枠20に形成した保持部28に嵌合されている。
【００１９】
前記対向電極26には電気絶縁性を有する集塵紙29が添着されている。詳しくは、集塵紙29の周囲は前記外枠27に弾性嵌合される集塵紙押さえ30により剥がれ落ちないように押さえ付けられている。集塵紙29はキッチンタオルに類似したもので、集塵紙押さえ30を外枠27より外せば、容易に取り変えることができる。
【００２０】
前記放電極23は対向電極26に対し例えば負の７ＫＶの電圧が印加され、この結果、放電針24と対向電極26間にコロナ放電が生じ、イオン風を発生させるようになっている。このイオン風により前記透孔22より外気が吸引され、吸引された大気中に含まれる塵埃が放電によって生じたガスイオンや電子に接して負に帯電され、電位が高い対向電極26に向かって移動し、対向電極26と同電位の集塵紙29に帯電された塵埃が付着するようになっている。ここで集塵紙29は、前記第１集塵部11に対して第２集塵部となる。また前記透孔 22 は、後述する第１吸気口に対して第２吸気口となる。
【００２１】
前記前ケース２より手前に突設した方形状の枠20の左右側面には、多数の透孔31が設けられており、前記集塵紙29により塵埃が捕獲された空気はこの透孔31より枠20外へ放出される。ここで前記透孔 31 は、後述する第１排気口に対して第２排気口となる。
【００２２】
32は前ケース２に設けられた給電端子で、後述する高電圧発生回路50より負の高電圧が供給される給電端子で、前カバ−21を方形状の枠20の先端に嵌合して取り付けた際に、図３に示すように放電極23に接触して放電極23に負の高電圧を供給するものである。
【００２３】
以上述べた放電極23、対向電極26、集塵紙29、前カバ−21等で、イオン風により外気を吸引して第２集塵部29に通し、塵埃を除去した後排気するイオン風式空気浄化手段を構成する。
【００２４】
前記前ケース２の方形状枠20の外側には、多数の吸気口33が形成され、前記ファン８の回転により外気をこの吸気口33より吸引して第１集塵部11へ送るようになっている。そして第１集塵部11で塵埃を捕獲した後、前記上ケース４に設けた排気口10より室外へ排気するようになっている。ここで前記吸気口 33 が第１吸気口となり、前記排気口 10 が第１排気口となる。
【００２５】
この吸気口33や、第１集塵部11、電動機６、ファン８、ファンケ−シング９、排気口10等で、ファンの駆動により吸気口より本体内へ吸引した外気を第１集塵部に通して塵埃を除去した後排気口より本体外へ排気するファン式空気浄化手段を構成する。
【００２６】
前記上ケースには操作部34が設けらている。この操作部34には、電源スイッチ35の他に、自動運転か手動運転かを選択する自動手動選択スイッチ36、この選択スイッチ36により手動運転を選択した際に、前記イオン風式空気浄化手段を駆動するか、ファン式空気浄化手段を駆動するか、あるいは同時に両空気浄化手段を駆動させるかを選択するモード選択スイッチ37が備えられている。またこれらの運転状況を外部から識別できるようにするための表示パネル38を有している。
【００２７】
また上ケース４には空気中の粉塵濃度を検知する粉塵センサ51が設けられている。この粉塵センサ51としては、最も一般的な光の透過度合に基ずき粉塵濃度を検知する光学的なものが用いられている。
【００２８】
図６は制御回路ブロック図を示し、52は前記各スイッチ35乃至37の開閉に基ずき信号を発生する操作入力部、53は粉塵センサ51に基ずき粉塵濃度を検出する粉塵濃度検出回路、54はこれら操作入力部52や粉塵濃度検出回路53からの信号を受けて、前記電動機６を駆動させるモータ駆動回路55や前記高電圧発生回路50へ信号を送る主制御装置である。
【００２９】
次に動作を説明する。先ず自動手動選択スイッチ36により手動運転を選択した場合を説明する。この場合モード選択スイッチ37により、イオン風式空気浄化手段を駆動するイオン風式空気浄化運転か、ファン式空気浄化手段を駆動するファン式空気浄化運転か、同時に両空気浄化手段を駆動させる同時運転かのいずれかを選択する。この選択は、モード選択スイッチ37を押す毎に、イオン風式空気浄化運転、ファン式空気浄化運転、同時運転というように切り替わることによりできる。
【００３０】
そこで、部屋の空気が汚れている場合や、広い部屋の空気を浄化する場合は、モ−ド選択スイッチ37によりファン式空気浄化運転を選択する。すると主制御装置54からはモータ駆動回路55へ動作信号が送られるが、高電圧発生回路50へは動作信号は送られず、その結果、電動機６は駆動されるが、高電圧発生回路50は動作せず、従って、給電端子32には負の高電圧は供給されず、放電極23にも高電圧は印加されず、対向電極26との間に放電は生じない。
【００３１】
この結果、ファン８が回転し、室内の空気が、前記吸気口33より本体内へ吸引され、第１集塵部11を通過してファンケ−シング９内を通って排気口10より室内へ排気される。この過程において、吸引された室内空気に含まれた塵埃は第１集塵部11で捕獲されて浄化される。即ちこの場合、ファン式空気浄化手段を動作させて、ファンにより室内の空気を強制的に循環させ多量の循環風量を得るようにしているので、塵埃を効率よく第１集塵部11で除去することができる。図５で矢印Ａはこの時の空気の流れを示す。
【００３２】
またこの場合、前カバ−21の透孔22からも外気が吸引されるが、コロナ放電は生じないので塵埃は帯電されることなくそのまま透孔31より方形状枠20の外へ出て、吸気口33より本体内へ吸引され、第１集塵部11へ向かう。図５で矢印Ｂはこの空気の流れを示す。
【００３３】
次に室温が低くて送風により寒さを覚えるような場合や、空気が余り汚れていない場合等には、モ−ド選択スイッチ37によりイオン風式空気浄化運転を選択する。すると主制御装置54からは高電圧発生回路50へ動作信号が送られるが、モ−タ駆動回路55へは動作信号は送られず、その結果、電動機６は駆動されずに、代わりに高電圧発生回路50が動作し、放電極23に対向電極26に対して例えば負の７ＫＶの電圧が印加され、この結果、放電針24と対向電極26間にコロナ放電が生じ、イオン風を発生させるようになっている。
【００３４】
このイオン風により前記透孔22より室内の空気が吸引され、吸引された大気中に含まれる塵埃が前述の如く負に帯電され、電位が高い対向電極26に向かって移動し、対向電極26と同電位の集塵紙29に帯電された塵埃が付着して、塵埃が除去された空気は前記透孔31より方形状枠20外へ放出される。図５で矢印Ｃはこの時の空気の流れを示す。
【００３５】
即ちこの場合、イオン風式空気浄化手段を動作させているので、集塵能力は劣るがファン８の回転による騒音や送風による寒さを感じることがなく、また消費電力も少なく、室内空気を清浄に保つことができる。
【００３６】
次にモード選択スイッチ37により同時運転を選択した場合を説明する。この場合、主制御装置54からは高電圧発生回路50とモ−タ駆動回路55へ共に動作信号が送られ、電動機６が駆動してファン８が回転すると共に放電極23に負の高電圧が供給されるので、上記ファン式空気浄化運転とイオン風式空気浄化運転とが同時に行われる。
【００３７】
ここでイオン風式空気浄化手段に着目すると、イオン風式空気浄化手段を単独で運転している場合に比べ風速が増大するので、帯電された塵埃の中には、集塵紙29に付着しないで透孔31より外部へ逃げていくものが生じるが、この逃げ出た塵埃は、図５の矢印Ｂのように吸気口33より本体内へ吸引されて第１集塵部11へと向かうので、第１集塵部11のエレクトレットフィルタ15に、帯電された塵埃は効率良く付着される。つまり同時に運転することにより、ファン式空気浄化手段の集塵能力を最大限に発揮することができる。従って特に汚染度合の激しい場合等はこの同時運転を選択すると良い。
【００３８】
以上は手動運転を選択した場合であるが、自動手動選択スイッチ36により自動運転を選択した場合の動作を図７のフロ−チャ−トを基に説明する。
【００３９】
自動運転が選択される（ステップＳ１）と、粉塵センサ51により空気中の粉塵濃度を検出する。即ちステップＳ２であらかじめ設定された粉塵センサの検出時間が経過する毎に粉塵濃度を検出する。
【００４０】
検出した粉塵濃度をここでは３段階に仕分けして各段階に応じて３種類の運転を行う（停止を含めると４種類）。粉塵濃度をＣ１、Ｃ２、Ｃ３（Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３）とすると、主制御装置54は、ステップＳ３で粉塵濃度がＣ１以下かどうかを判別し、以下の場合空気の汚染は殆どなく清浄と判断して、モータ駆動回路55と高電圧発生回路50へ共に動作信号を送らず、ファン８を回転せず、また放電極23と対向電極26間に放電は発生せず、結局ファン式空気浄化運転もイオン風式空気浄化運転も行われず、運転は停止状態にある（ステップＳ４）
粉塵濃度がＣ１より高い場合は、ステップＳ５で粉塵濃度がＣ２以下かどうかを判別し、以下の場合、モータ駆動回路55は動作させず高電圧発生回路50のみ動作させる（ステップＳ６）。この結果、上述したイオン風式空気浄化手段を駆動するイオン風式空気浄化運転が行われる。即ちこの場合空気は汚れているもののその汚染度合が低く、イオン風式空気浄化運転で充分清浄化できると判断して、騒音のない且つ消費電力も少なくすむイオン風式空気浄化運転が行われる。
【００４１】
粉塵濃度がＣ２より高い場合は、ステップＳ７で粉塵濃度がＣ３以下かどうかを判別し、以下の場合、高電圧発生回路50は動作させずモ−タ駆動回路55のみ動作させる（ステップＳ８）。この結果、上述したファン式空気浄化手段を駆動するファン式空気浄化運転が行われる。即ちこの場合空気の汚れは中程度と判断し、ファン８の回転による騒音の発生や消費電力の増加は伴うものの、効率良く塵埃を除去できるようにしている。
【００４２】
粉塵濃度がＣ３より高い場合は、ステップＳ９で高電圧発生回路50とモ−タ駆動回路55を共に動作させる。この結果、上述のファン式空気浄化運転とイオン風式空気浄化運転が同時に行われる。即ちこの場合空気の汚れは激しいと判断して、ファン式空気浄化手段の集塵能力を最大限に発揮できる同時運転を行う。
【００４３】
このように自動運転では粉塵濃度つまり空気の汚染度合に応じて、イオン風式空気浄化運転、ファン式空気浄化運転、両者の同時運転を自動的に選択して最適の空気浄化運転が行えるようにしている。
【００４４】
図８は他の実施例を示し、これまで述べた実施例と異なる点は、対向電極26に多数の小孔40が設けてある点である（前述の実施例のものは無孔である）このようにすれば、ファン式空気浄化運転とイオン風式空気浄化運転とを同時に運転する場合、イオン風式空気浄化手段で帯電された塵埃の中で、風速が増すことにより集塵紙29にて捕獲し切れない塵埃が生じるが、この塵埃は対向電極26の小孔40や連通孔25を通過して第１集塵部11へと向い、第１集塵部11のエレクトレットフィルタ15にて効率よく捕獲される。図５の破線矢印はこの時の風の流れを示すが、風の流れが前述の実施例のもの（図５の矢印Ｂ）と比べスムーズとなり、第１集塵部11の能力を充分に発揮させることができる。
【００４５】
以上の実施例では空気の汚染度を検知する手段として、粉塵センサ51を用いたが、図１や図６で点線で示す如く、ガスの濃度を検出するガスセンサ56、及びガスセンサ56の出力値に基ずいて出力するガス濃度検出回路58を用いてもよい。またこれら両センサ51、56を共に用いてもよい。
【００４６】
また図１や図６で点線で示すように、室温を検知する温度センサ57、及び温度センサ57の出力値に基ずいて出力する温度検出回路59を用いて、、温度が設定温度例えば１５度より低い場合は、ファン８による風速を抑えて寒さを感じないようにすることもできる。
【００４７】
図９は粉塵センサ51、ガスセンサ56それに温度センサ57を用いて電動機６の速度つまりファン８による風速の強弱、及び高電圧発生回路50のオン、オフつまりイオン風を発生するか否かを制御する場合の、制御パターンを示す。図９の「風速」で実線は温度が１５度以上の場合を示し、一点鎖線は１５度以下の場合を示す。
【００４８】
この例では、ガスセンサ56によりガス濃度を３段階に検知し、粉塵センサ51により粉塵濃度を４段階に検知し、これ等のセンサの出力により、ファン８の速度を強、中、弱の３段階に、またイオン風を発生するかしないかをコントロールしている。
【００４９】
図９から分かるように、ファン８の風速は、ガス濃度を第１の判断条件としてガス濃度が高くなるにつれて風速が強くなるようにしているが、ガス濃度が低くても粉塵濃度が高い場合には、ファンの風速が強くなるようにしている。また粉塵濃度が「０」レベルの場合は、イオン風の発生を停止して、ファン式空気浄化運転のみを行うようにしている。またガス濃度が「０」レベルで、粉塵濃度のレベルが「１」の場合は、ファン８を停止し、イオン風式空気浄化運転のみを行うようにしている。
【００５０】
温度が１５度以下の場合は、ファン８の風速が最大でも「中レベル」以上にならないようにして、風速により寒さを感じることのないように配慮している。
【００５１】
また明るさを検知する照度センサを用いて、暗い時即ち就寝時等には、ファンの最大風速を、温度が１５度以下の場合と同じように抑えて、風速により寒さを感じないようにすることもできる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、ファン式空気浄化手段と、イオン風式空気浄化手段と、空気の汚れを検知する空気汚染検知手段とを備えて、空気汚染検知手段からの出力に応じて、ファン式空気浄化手段とイオン風式空気浄化手段の駆動を制御するようにしているので、空気の汚染状況に適した最適の空気浄化運転を行うことができる。例えば、空気汚染検知手段により検知した空気の汚染度が高い場合は、ファン式空気浄化手段のみを駆動させて効率の良い空気浄化作用を行い、空気の汚染度が低い場合は、イオン風式空気浄化手段のみを駆動させて静かで消費電力が少なくすむ空気浄化作用を行うことができる。
【００５３】
また、汚染度が低くなるにつれて、ファン式空気浄化手段とイオン風式空気浄化手段を同時に駆動させる同時運転から、ファン式空気浄化手段のみを駆動する運転、さらにイオン風式空気浄化手段のみを駆動させる運転ヘと自動的に切り替えるようにすれば、より一層空気汚染状況に応じた最適な空気浄化作用を行うことができる。
【００５４】
また、空気汚染検知手段として、空気中の粉塵の濃度を検知する粉塵センサや空気中のガス濃度を検知するガスセンサを夫々単独で、あるいは組み合わせて用いることにより、空気の汚れの種類に応じたきめこまかな空気浄化作用を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気清浄機の正面図である。
【図２】同空気清浄機の横断面図である。
【図３】同空気清浄機の縦断面図である。
【図４】同空気清浄機の前カバ−を外した状態の正面図である。
【図５】同空気清浄機の要部を拡大した横断面図である。
【図６】同空気清浄機の制御回路ブロック図である。
【図７】同空気清浄機の動作を示すフロ−チャ−トである。
【図８】同空気清浄機の他の実施例を示す図４に相当する一部切り欠いた正面図である。
【図９】同空気清浄機の他の実施例を示す制御パターン図である。
【符号の説明】
１ 本体
８ ファン
33 吸気口
11 第１集塵部
10 排気口
23 放電極
26 対向電極
22 透孔
29 集塵紙（第２集塵部）
31 透孔
51 粉塵センサ（空気汚染検知手段）
53 粉塵濃度検出回路（空気汚染検知手段）
54 主制御回路
55 モータ駆動回路
50 高電圧発生回路
56 ガスセンサ（空気汚染検知手段）

Claims (4)

1. 本体に内蔵したファンの駆動により第１吸気口より本体内へ吸引した外気を第１集塵部に通して塵埃を除去した後第１排気口より本体外へ排気するファン式空気浄化手段と、放電極と対向電極との間に高電圧を印加して放電を発生させ、この放電により誘起されるイオン風により前記第１吸気口とは別の第２吸気口より外気を吸引して第２集塵部に通し、塵埃を除去した後前記第１排気口とは別の第２排気口より排気するイオン風式空気浄化手段と、空気の汚れを検知する空気汚染検知手段とを備え、前記空気汚染検知手段からの出力に応じて、前記ファン式空気浄化手段とイオン風式空気浄化手段の駆動を制御するようにした空気清浄機。
2. 前記空気汚染検知手段により検知した空気の汚染度が高い場合は、前記ファン式空気浄化手段のみを駆動させ、空気の汚染度が低い場合は、前記イオン風式空気浄化手段のみを駆動させるようにした請求項１記載の空気清浄機。
3. 前記空気汚染検知手段により検知した空気の汚染度が低くなるにつれて、前記ファン式空気浄化手段と前記イオン風式空気浄化手段を同時に駆動させる運転から、前記ファン式空気浄化手段のみを駆動する運転、さらに前記イオン風式空気浄化手段のみを駆動させる運転ヘと自動的に切り替えるようにした請求項１記載の空気清浄機。
4. 前記空気汚染検知手段として、空気中の粉塵濃度を検知する粉塵センサや空気中のガス濃度を検知するガスセンサを夫々単独で、あるいは組み合わせて用いてなる請求項１記載の空気清浄機。

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