JP4134490B2 - 空気清浄装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気中に含まれているハウスダスト、花粉等のダストや臭い成分を除去して室内の空気を清浄化する空気清浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、室内の空気には、ハウスダストの他に季節に応じて大気中を飛散する花粉が紛れ込んだり、室内に放置された芳香剤、食品、その他の臭い発生物からの臭いや室内にいる人間や動植物が発する臭いの他に排気ガス等の大気汚染による臭い成分が含まれる恐れがある。特に、ハウスダストや花粉等に対してアレルギーを示す人の数は年々増加しており、それにともなって室内の空気を清浄化する空気清浄装置の需要も増加している。
【０００３】
従来の一般的な空気清浄装置は、空気取り入れ口と浄化した空気の取り出し口を有するハウジングを有し、このハウジング内に空気を取り込むためのファンと取り込んだ空気を浄化するためのフィルターが収容されてなる。フィルターとしては、所定の使用期間経過後に新品と交換する使い捨てタイプものや、再生を行うことにより繰り返し使用できるタイプのものがある。後者においては、通常、空気清浄装置内にフィルターの再生を行うための再生処理装置が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来は、フィルター使用後に再生処理を一定時間実施してフィルター機能を再生していた。この場合、空気の汚れ度合いとは無関係に一定時間の再生処理が実施されるので、フィルターの汚れがあまり酷くない場合でもフィルターの汚れが酷い場合と同じ条件で再生処理が行われていた。しかし、フィルターの汚れがあまり酷くない場合に必要以上の再生処理を行ってもその効果はほとんどなく、省エネルギーの観点からも無駄であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて、フィルターの再生に要する時間を空気の汚れを検知するセンサからの情報に基いて最適に制御することにより省エネ対策を施した空気浄化装置を提供するものである。すなわち、請求項１の発明は、空気取り入れ口と浄化した空気の取り出し口を有するハウジングと、前記ハウジング内に空気を取り込むためのファンと、前記ファンにより前記ハウジング内に取り込んだ空気を浄化するためのフィルターと、前記ハウジング内に取り込んだ空気の汚れを検知するセンサと、前記フィルターの再生処理を実施する再生手段と、前記センサから提供される信号に基づき、空気汚れがしきい値より低下したときに前記再生手段を制御する制御手段とを具備する空気清浄装置であって、前記制御手段は、前記フィルターを再生するのに要する時間である再生処理時間を前記センサが汚れを検出した時間および前記センサが検出した汚れのレベルの少なくとも一方に基いて決定することを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、空気清浄に用いられる放電極を有し、上記再生手段は前記放電極で生成されたプラズマを使用してフィルターの再生を行うものであることを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１あるいは２の発明において、センサは、空気中のダストを検知するダストセンサであることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、制御手段は、ダストセンサが汚れを検出した時間およびダストセンサが検出した汚れのレベルに基いて再生処理時間を決定することを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１あるいは２の発明において、センサは、空気中の臭い成分を検知する臭いセンサであることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、制御手段は、臭いセンサが臭いを検出した時間および臭いセンサが検出した臭いのレベルに基いて再生処理時間を決定することを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項１あるいは２の発明において、センサは、空気中のダストを検知するダストセンサおよび空気中の臭い成分を検知する臭いセンサを含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、制御手段は、ダストセンサの検出した汚れのレベルと臭いセンサの検出した汚れのレベルとを比較し、汚れのレベルがより高い方に基いて再生処理時間を決定することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明の空気清浄装置の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、本発明の実施例に基づく空気清浄装置１は、空気取り入れ口１１および清浄化した空気の吐き出し口１２を有するハウジング１０、ハウジング内部に空気を取り込むためのファン３０、ファンを駆動するためのモーター３１、ハウジング内部に取り込んだ空気を浄化するためのプレフィルター４２及びフィルター４０を具備する。図中、番号１３はグリルを、番号１５は操作部を示す。
【００１５】
また、空気清浄装置１の内部には、プラズマを使用して空気の脱臭を行うとともにフィルターの再生処理を実施するためのプラズマ生成部が設けられている。図中、番号５０は、プラズマ脱臭に使用される放電極である。また、プラズマの生成やフィルターの再生処理時間は後述する制御部で制御される。
【００１６】
空気清浄装置１には、ハウジング内に取り込んだ空気の汚れを検知するセンサとして、空気中のダストを検知するためのダストセンサ２０および空気中の臭い成分を検知するための臭いセンサ２２が搭載されている。図中、番号２１は、人の動きを検出して自動的に空気清浄装置１をＯＮ状態にするための人感センサである。
【００１７】
空気の汚れを検知するセンサとしては、上記の仕様に限定されない。例えば、臭いセンサやダストセンサをそれぞれ単独で搭載しても良い。具体的には、人感センサと臭いセンサのみの組み合わせや、人感センサとダストセンサのみの組み合わせを採用しても良い。また、人感センサは、本発明の空気清浄装置に必須の構成要素ではないので省略しても良い。さらに、人感センサの代わりに紫外線センサ等を使用しても良い。
【００１８】
上記のような構成を有する空気清浄装置１においては、以下のようにして空気の清浄化が行われる。すなわち、空気清浄装置１が自動運転モードに設定されている場合は、人感センサ２１が人の動きを検出するとモーター３１が運転を開始してファン３０を回転させる。自動運転モードにおいては、人の動きを検出すると一定時間運転を継続するように設定されており、この一定時間内に再び人の動きを人感センサ２１が検出した場合には、そこからさらに一定時間運転を継続し、人の動きがこの一定時間内に検出される限り、延々とその運転を継続するようになっている。尚、ファンの運転開始と同時にハウジング１０内部でプラズマが生成される。
【００１９】
ファン３０によって空気取り入れ口１１からハウジング１０内部に取りこまれた空気は、まずプレフィルター４２で粗い埃が除去される。次いで、放電極５０でプラズマ脱臭が行われ、埃などを帯電させる。次のフィルター４０でプレフィルターで除去されなかった埃が除去され、臭い（ガス）成分はフィルター内部でプラズマ脱臭されるとともに脱臭剤（図示せず）で脱臭される。清浄化された空気は取り出し口１２から外部に放出される。
【００２０】
上記の空気清浄化処理において、ダストセンサ２０や臭いセンサ２２からの出力が所定の閾値を超えると、ハウジング１０正面上部の操作部１５におけるの空気汚れ表示が変化し、それに連動してファン運転レベルが制御される。実際には、ダストセンサ２０や臭いセンサ２１からの出力によって決定される運転レベルのうち最も高い運転レベルが選択される。
【００２１】
空気を清浄化するために一定期間にわたってフィルターを使用することでフィルター性能が低下した場合、フィルター機能を再生するために再生処理を行う必要がある。以下に、本実施例の空気清浄装置１におけるフィルター再生処理の一例を図３及び図４を使用して説明する。
【００２２】
ここで説明するフィルター再生処理においては、臭いセンサ２２によって臭いが検知された時間に基いて再生処理時間を決定する。図３は、本再生処理のための制御回路ブロック図である。臭いセンサ２０によって検知された情報を含む信号は、臭いレベル判定部６０に送られる。臭いレベル判定部６０における判定結果は、ファンレベル判定部６３に送られ、そこでの判定結果に基いてファンの運転レベルが決定される。ファンレベル判定部６３は、決定したファンの運転レベルに関する情報をファン運転制御部６５に送り、ファン運転制御部６５は、その情報に基いてモーター３１、すなわちファン３０の運転を制御する。これと同時に、ファンレベル判定部６３は、プラズマ制御部６４にプラズマの生成開始を示すＯＮ信号を送る。また、臭いレベル判定部６０は、空気中の臭いレベルに関する情報を操作部１５の臭いレベル表示部７０に送る。
【００２３】
図４（ａ）は、臭いセンサ２２によって検知された臭いレベルの時間変化を示すグラフである。縦軸は、臭いレベルを示し、臭いが酷くなる方向に臭いレベル１（臭いが弱い）〜レベル４（臭いが強い）を付してある。横軸は時間である。図４（ｂ）は、ファン３０の運転レベルの時間変化を示すグラフである。ファンの運転レベルは、図４（ａ）の臭いレベルに基いて４段階に制御される。すなわち、臭いセンサによって検知された臭いレベルが上昇し、臭いレベル１に達すると、静音モードでファンを運転し、臭いレベル２に達すると、弱モードでファンを運転し、臭いレベル３に達すると、標準モードでファンを運転し、臭いレベルが４を超えると、急速モードでファンを運転する。また、図４（ｃ）に示すように、静音モードの運転開始と同時に脱臭のためのプラズマが生成される。その後も臭いセンサ２２から提供される信号に基いてファン３０の運転レベルが制御され、臭いレベルが最終的にレベル１を下回るとそこからフィルターの再生運転が開始される。
【００２４】
ところで、ファン３０の静音モードでの運転開始時点、すなわちプラズマが生成された（プラズマＯＮ）時点から、タイマー６７がスタートし、臭いがなくなるまでの時間、すなわち、上の例では臭いレベルが最終的にレベル１を下回る時点までの時間Ｔ１を計測する。そして、この時間Ｔ１と定数αとの積によって得られる時間Ｔ２を再生処理に要する時間とする。図４に示す例において、αは０＜α＜１であるが、αの値は１もしくは１＜αとしても良い。再生処理は、図４（ｄ）および（ｅ）に示すように、臭いレベルが最終的にレベル１を下回った時点から時間Ｔ２の期間にわたってファンを運転状態にしながらプラズマ生成をＯＮとすることで行われる。
【００２５】
上記の説明では、臭いセンサ２２によって臭いレベル１以上が検知された時間、換言すれば、静音モード以上でファンが運転された時間に基づい再生処理に要する時間を求めたが、その代わりに臭いセンサ２２によって検知された臭いレベルに基いて再生処理に要する時間を決定しても良い。以下に、本実施例の空気清浄装置１におけるフィルター再生処理の別の例を表１、図４、図５を使用して説明する。
【００２６】
ここで説明するフィルター再生処理においては、臭いセンサ２２によって検知された空気の臭いレベルに基いて再生処理時間を決定する。図５は、本再生処理のための制御回路ブロック図である。図４（ａ）に示した例では、空気清浄装置１による空気の清浄化処理中、臭いセンサ２２で検知された臭いレベルは最大でレベル４を超えた。換言すれば、ファンの運転モードとしては最高運転レベルである急速モードでの運転が行われた。ファンの運転レベルが最高でどのモードまで上昇したかは記憶部６８（図５）によって記憶される。
【００２７】
実施されたファン３０の運転レベルに対してどれくらいの再生処理時間が適切かは、例えば表１に示すように予め設定した再生処理時間テーブルを使用して判定される。すなわち、清浄化処理中のファンの最高運転レベルに対応して設定された時間がフィルター再生処理に要する時間として決定される。図４の清浄化処理においては、急速モードでのファンの運転が行われたので、フィルターの再生時間としてＴ４が選択されることになる。フィルターの再生処理は、臭いレベルが最終的にレベル１を下回った時点からその決定された処理時間にわたってファンを運転状態にしながらプラズマ生成をＯＮとする点で、図４（ｄ）および（ｅ）と同じである。
【００２８】
【表１】

【００２９】
上記した例では、臭いセンサで臭いを検出した時間、あるいは臭いセンサで検出した臭いレベルに基いてフィルター再生処理に要する時間を決定したが、同様の手法によりダストセンサでダストを検出した時間、あるいはダストセンサで検出したダストレベル（ダスト量レベル）に基いて再生処理に要する時間を決定しても良い。また、上記の例では、臭いレベルを４段階で評価したが、さらに多くの段階に細分化して臭いレベルもしくはダストレベルを評価しても良い。
【００３０】
次に、表２、図６、図７を参照して、臭いセンサ２２で臭いを検出した時間および臭いセンサで検出した臭いのレベルの両方に基いて再生処理に要する時間を決定する場合について説明する。ここで説明するフィルター再生処理においては、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、臭いセンサ２２によって検知された臭いレベルに応じて実施されるファン３０の運転レベルにおいて、それぞれの運転モードに要した時間がタイマー６７により計測される。すなわち、静音モードで運転を開始してから弱モードでの運転に切り換わるまでの時間がｔ１として計測され、弱モードで運転を開始してから標準モードでの運転に切り換わるまでの時間がｔ２として計測され、以後同様にしてファンの各運転モードに要した時間ｔ３〜ｔ７が計測される。静音モードでのファンのトータル運転時間Ｔ１は、図７（ｂ）から明らかなように、ｔ１＋ｔ７に等しい。同様に、弱モード、標準モードおよび急速モードでのトータル運転時間をそれぞれＴ２（ｔ２＋ｔ６），Ｔ３（ｔ３＋ｔ５），Ｔ４（ｔ４）とする。
【００３１】
ところで、表２に示すように、各運転モードには定数α１、α２、α３、α４が設定されており、これらは記憶部６８に記憶されている。例えば、定数α１は、静音モードでのファン３０のトータル運転時間Ｔ１との積を求めるために使用される。同様にして、各運転モードについてトータル運転時間と定数の積を求める。最後に、これらの積の和を求めてこれを再生処理に要する時間Ｔとするのである。これらの演算は、演算部６９で行われる。フィルターの再生処理は、図７（ｄ）および（ｅ）に示すように、臭いレベルが最終的にレベル１を下回った時点から上記した積の和である処理時間Ｔにわたってファンを運転状態にしながらプラズマ生成をＯＮとすることで行われる。
【００３２】
【表２】

【００３３】
上記した例では、臭いセンサ２２で臭いを検出した時間および臭いセンサで検出した臭いレベルの両方に基いてフィルター再生処理時間を決定する場合について説明したが、同様の手法によりダストセンサでダストを検出した時間およびダストセンサで検出したダストレベル（ダスト量レベル）の両方に基いて再生処理の処理時間を決定しても良い。また、上記の例では、臭いレベルを４段階で評価したが、さらに多くの段階に細分化して臭いレベルもしくはダストレベルを評価しても良い。
【００３４】
最後に、図８を参照してダストセンサ２０の検出したダストレベルと臭いセンサ２２の検出した臭いレベルとを比較し、汚れのレベルがより高い方に基いて再生処理時間を決定する場合について説明する。
【００３５】
図８に示すように、ダストセンサ２０によって検知された信号は、ダストレベル判定部６１に送られ、そこで空気中に含まれるダストレベル（ダスト量レベル）が判定される。同様に、臭いセンサ２２によって検知された信号は、臭いレベル判定部６０に送られ、そこで、空気中に含まれるの臭いレベルが判定される。ダストレベル判定部６１における判定結果と臭いレベル判定部６０における判定結果のそれぞれがファンレベル判定部６３に送られ、そこでどちらがより高い汚れレベルにあるかが判定される。
【００３６】
フィルターの再生処理時間は、このファンレベル判定部６３における判定結果に基いて決定される。すなわち、ダストレベルがより高い汚れレベルにある場合は、ダストレベルと再生処理時間との対応付けが予め設定されているテーブルに基いて再生処理時間が決定され、臭いレベルがより高い汚れレベルにある場合は、臭いレベルと再生処理時間との対応付けが予め設定されているテーブル（例えば、表１参照）に基いて再生処理時間が決定されるのである。フィルターの再生処理は、ダストレベルおよび臭いレベルのうちより高い汚れレベルにある方が最終的に所定のレベルを下回った時点から決定された再生処理時間にわたってファンを運転状態にしながらプラズマ生成をＯＮとすることで行われる。
【００３７】
図８中、人感センサ２１からの信号は、動作有無判定部６２に送られ、動作有無判定部６２はファン３０の運転を開始する旨の信号をファンレベル判定部６３に送ることで自動運転モードが可能となる。また、臭いレベル判定部６０は、空気中の臭いレベルに関する情報を操作部１５の臭いレベル表示部７０に送る。さらに、ダストレベル判定部６１は、空気中のダストレベルに関する情報を操作部１５のダストレベル表示部７２に送る。
以上、本発明の空気清浄装置の好ましい実施の形態について詳細に説明したが、本発明はこれらの形態に限定されない。特許請求の範囲によって定義される本発明の技術思想の範囲内において当業者よって実施可能な種々の変更が含まれると理解されるべきである。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の空気清浄装置によれば、空気の汚れを検知するセンサ、例えば、ダストセンサや臭いセンサから提供される空気の汚れレベルや汚れを検出した時間（空気の汚れがあった時間）、あるいはそれらの両方を用いることによりフィルターの再生処理時間を決定するので、不必要に長い時間にわたってフィルターの再生処理が行われるのを防ぐことができる。このように省エネ化が施された本発明の空気清浄装置は、電力資源の節約に貢献できる点で時代の要求に見合ったものであり、産業上の利用価値の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の実施例に基づく空気清浄装置の上面図であり、（ｂ）は同装置の正面図である。
【図２】本発明の実施例に基づく空気清浄装置の断面図である。
【図３】本発明の実施例に基づく空気清浄装置の制御回路ブロック図である。
【図４】（ａ）は、臭いセンサによって検知された臭いレベルの時間変化を示すグラフであり、（ｂ）は、ファンの運転レベルの時間変化を示すグラフであり、（ｃ）は、空気清浄化処理中のプラズマ生成状態を示すグラフであり、（ｄ）は、フィルター再生時のファンの運転状態を示すグラフであり、（ｅ）は、フィルター再生時のプラズマ生成状態を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例に基づく空気清浄装置の制御回路ブロック図である。
【図６】本発明の実施例に基づく空気清浄装置の制御回路ブロック図である。
【図７】（ａ）は、臭いセンサによって検知された臭いレベルの時間変化を示すグラフであり、（ｂ）は、ファンの運転レベルの時間変化を示すグラフであり、（ｃ）は、空気清浄化処理中のプラズマ生成状態を示すグラフであり、（ｄ）は、フィルター再生時のファンの運転状態を示すグラフであり、（ｅ）は、フィルター再生時のプラズマ生成状態を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例に基づく空気清浄装置の制御回路ブロック図である。
【符号の説明】
１ 空気清浄装置
１０ ハウジング
１１ 空気取り入れ口
１２ 空気取り出し口
１３ グリル
１５ 操作部
２０ ダストセンサ
２１ 人感センサ
２２ 臭いセンサ

Claims (8)

1. 空気取り入れ口と浄化した空気の取り出し口を有するハウジングと、前記ハウジング内に空気を取り込むためのファンと、前記ファンにより前記ハウジング内に取り込んだ空気を浄化するためのフィルターと、前記ハウジング内に取り込んだ空気の汚れを検知するセンサと、前記フィルターの再生処理を実施する再生手段と、前記センサから提供される信号に基づき、空気汚れがしきい値より低下したときに前記再生手段を制御する制御手段とを具備する空気清浄装置であって、前記制御手段は、前記フィルターを再生するのに要する時間である再生処理時間を前記センサが汚れを検出した時間および前記センサが検出した汚れのレベルの少なくとも一方に基いて決定することを特徴とする空気清浄装置。
2. 空気清浄に用いられる放電極を有し、上記再生手段は前記放電極で生成されたプラズマを使用してフィルターの再生を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄装置。
3. 上記センサは、空気中のダストを検知するダストセンサであることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の空気清浄装置。
4. 上記制御手段は、上記ダストセンサが汚れを検出した時間および前記ダストセンサが検出した汚れのレベルの両方に基いて再生処理時間を決定することを特徴とする請求項３に記載の空気清浄装置。
5. 上記センサは、空気中の臭い成分を検知する臭いセンサであることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の空気清浄装置。
6. 上記制御手段は、前記臭いセンサが臭いを検出した時間および前記臭いセンサが検出した臭いのレベルの両方に基いて再生処理時間を決定することを特徴とする請求項５に記載の空気清浄装置。
7. 上記センサは、空気中のダストを検知するダストセンサおよび空気中の臭い成分を検知する臭いセンサを含むことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の空気清浄装置。
8. 上記制御手段は、前記ダストセンサの検出した汚れのレベルと前記臭いセンサの検出した汚れのレベルとを比較し、汚れのレベルがより高い方に基いて再生処理時間を決定することを特徴とする請求項７に記載の空気清浄装置。

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