JP4493550B2 - 空気清浄機 - Google Patents

Description

この発明は、空気清浄機に関する。

従来から、空気中を浮遊する塵埃等を捕獲して空気を浄化する装置として、空気清浄機が広く利用されている。空気清浄機は、通常、モータ、ファンおよびフィルタを備えており、モータによりファンを回転させて空気を内部に吸い込み、吸い込んだ空気をフィルタを通過させることにより、塵埃等をフィルタで捕獲して空気を浄化する。このような空気清浄機が特許文献１に記載されている。

この空気清浄機は、集塵フィルタおよび脱臭フィルタを備えており、空気をこれらのフィルタを通過させることで、空気中に含まれる塵埃および臭気が除去される
特開２００２−７９０１８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の空気清浄機では、集塵フィルタおよび脱臭フィルタを空気清浄機の厚さ方向に重ねるように配置しているため、空気清浄機の奥行きが大きくなり、設置面積が大きくなってしまう（大きな設置場所が必要となる）といった問題がある。

また、空気清浄機の性能を向上させるために、さらに、ファンやフィルタを大きくすることが考えられるが、この場合も同様に、空気清浄機の設置面積が大きくなってしまうといった問題がある。

この発明は、かかる背景のもとになされたもので、設置面積を小さく保ちつつ、性能の良い空気清浄機を提供することを目的とする。さらにこの発明は、効率的に空気を浄化することのできる空気清浄機を提供することを他の目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、モータによりファンを回転させて空気を吸い込み、吸い込んだ空気をフィルタを通すことにより浄化して、排気口から排気する空気清浄機において、ハウジング内に、前記モータ、ファンおよびフィルタを含む構成ユニットを２つ夫々上下２段に配置し、前記ハウジングには、上段の構成ユニットのための吸気口及び排気口ならびに下段の構成ユニットのための吸気口及び排気口を、夫々上下に分散して設け、空気中のガス濃度を検知するガスセンサと、室内を移動する物を検知する移動物検知センサを有し、前記ガスセンサの検知信号により、上側構成ユニットのモータを下側構成ユニットのモータより高速で駆動し、前記移動物検知センサの検知信号により、下側構成ユニットのモータを上側構成ユニットのモータより高速で駆動するようにしたものである。

また、ガスセンサによる検知出力レベルと、移動物検知センサによる検知出力レベルを比較して大きなほうの検知出力レベルに基づいて、上下の構成ユニットのモータを制御する。

移動物検知センサとしては、焦電型赤外線センサにて人の動きを検知するものを例示できる。

本発明によれば、モータ、ファンおよびフィルタを含む構成ユニットが上下２段に配置され、上段の構成ユニットのための吸気口及び排気口ならびに下段の構成ユニットのための吸気口及び排気口を、夫々上下に分散して設けているので、より多くの空気を広範囲から吸い込んで浄化し、浄化した空気を広範囲へ放出でき、空気清浄機の能力を向上できるにもかかわらず、空気清浄機の奥行きが大きくなるのを防ぐことができ、設置面積を小さく保つことができる。

また空気中のガス濃度を検知するガスセンサと、室内を移動する物を検知する移動物検知センサを有して、ガスセンサの検知信号により、上側構成ユニットのモータを下側構成ユニットのモータより高速で駆動し、移動物検知センサの検知信号により、下側構成ユニットのモータを上側構成ユニットのモータより高速で駆動するので、効果的に空気を浄化できる。すなわち、タバコを吸った時等に発生するガスやそれに付随した微小な塵埃は、上方空間に浮遊しやすく、ガスセンサによりガス成分を検知することにより、これらのガス成分やこれに伴う塵埃が多く存在する上方空間の空気を主として上側構成ユニットへ吸引して浄化することにより、効率的にこれらを除去することができる。また人間が移動すれば、床に積もっていた塵埃や花粉が舞い上がるので、人間の動きを移動物検知センサにより検知することによって、舞い上がった塵埃や花粉が多く存在する下方空間の空気を主として下側構成ユニットへ吸引して浄化することにより、効率的にこれら塵埃や花粉を除去することができる。

また、ガスセンサによる検知出力レベルと、移動物検知センサによる検知出力レベルを比較して大きな方の検知出力レベルに基づいて、上下の構成ユニットのモータを制御すれば、空気の汚れの種類に適した空気浄化を効率的に行うことができる。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。 図１は、この発明の一実施形態にかかる空気清浄機１の構成を示す正面図である。また、図２は、図１に示す空気清浄機１を切断線Ａ−Ａで切断した状態を示す図である。

空気清浄機１は、たとえば、室内に設置されて、機外の空気を取り込み、その空気を清浄する処理を施して機外に排出することにより、室内の空気清浄を行うものである。空気清浄機１の外形は、左右方向の長さに比べて前後方向の長さが短い薄型のハウジング２により区画されている。ハウジング２の前面には、ハウジング２の前面のほぼ上半分を覆う略矩形の上前面板３と、ハウジング２の前面のほぼ下半分を覆う略矩形の下前面板４とが取付けられている。また、ハウジング２の前面であって上前面板３と下前面板４との間には操作表示部としての操作パネル５が取り付けられている。また、正面側からみてハウジング２の上部の右側の側面には、上排気口６が形成されており、正面側からみてハウジング２の下部の左側の側面には、下排気口７が形成されている。

上前面板３には、上前面板３の上部から下部にかけて延びる細長の上吸気口８が複数形成されている。また、上前面板３の内側には、ガスセンサ１０と移動物検知センサ１１が備えられている。

ガスセンサ１０は、金属酸化物半導体で形成され、喫煙などで発生する還元性ガスを検知する周知のものである。移動物検知センサ１１は、焦電型赤外線センサと称されるもので、人体表面及び着衣から発せられる遠赤外線を受け、人が動くことにより焦電型赤外線センサ上に焦電効果を生じせしめて人の動きを検知する周知のものである。

下前面板４には、下前面板４の上部から下部にかけて延びる細長の下吸気口９が複数形成されている。

上排気口６は、後述するように、上吸気口８から吸い込まれた空気を浄化した後、その空気を排気するためのものであり、上吸気口８から吸い込まれた空気は、図１において破線で示す渦巻状の上ファンケーシング４０内を移動して、上排気口６から排気される。下排気口７は、後述するように、下吸気口９から吸い込まれた空気を浄化した後、その空気を排気するためのものであり、下吸気口９から吸い込まれた空気は、図１において破線で示す渦巻状の下ファンケーシング５０内を移動して、下排気口７から排気される。

ハウジング２には、ハウジング２内のほぼ上半分を占めるように区画された上区画室１２と、ハウジング２内のほぼ下半分を占めるように区画された下区画室１３とが形成されている。上区画室１２は、その前方側が上前面板３により区画されている。また、上区画室１２には、上前面板３の所定寸法後方に、細塵フィルタ１４および脱臭フィルタ１５が備えられている。

細塵フィルタ１４は、上前面板３に形成された上吸気口８を覆うことのできる大きさであり、微細な塵埃を捕獲することのできる高性能のフィルタで構成されている。脱臭フィルタ１５は、細塵フィルタ１４とほぼ同程度の大きさであり、臭気を吸着することができる活性炭や、ガス成分を捕獲することのできるフィルタで構成されている。そして、脱臭フィルタ１５は、細塵フィルタ１４とハウジング２の厚さ方向に重なるように配置されている。

また、上区画室１２には、上ファンケーシング４０の一部を構成する仕切体１６が備えられており、この仕切体１６に上モータ１７が取り付けられている。また、上モータ１７の回転軸１７ａには、ファン１８が取り付けられている。

ファン１８は、いわゆるシロッコファンであって、ファン１８が回転されると、前方中央側から空気が吸い込まれて、その空気がファン１８の径方向に放出されるようになっている。したがって、ファン１８が回転されると、図２において矢印Ｂで示すように、機外の空気が上吸気口８から吸い込まれて細塵フィルタ１４および脱臭フィルタ１５を通過し、ファン１８の径方向に流れる。また、上ファンケーシング４０は上排気口６へと続いており、ファン１８の径方向に流れた空気は、図１において矢印Ｃで示すように、上排気口６から機外に排気される。

このように、ハウジング２内の上段には、上モータ１７、ファン１８、細塵フィルタ１４および脱臭フィルタ１５を含む上構成ユニット２５が備えられている。

下区画室１３は、その前方側が下前面板４により区画されている。また、下区画室１３には、下前面板４の所定寸法後方に、粗ゴミフィルタ１９および花粉専用フィルタ２０が備えられている。

粗ゴミフィルタ１９は、下前面板４に形成された下吸気口９を覆うことのできる大きさであり、大きい塵埃を捕獲することのできるフィルタで構成されている。すなわち、粗ゴミフィルタ１９は、細塵フィルタ１４に比べて間隙の多いフィルタであり、相対的に細塵フィルタ１４が高性能のフィルタであり、粗ゴミフィルタ１９が低性能のフィルタである。

花粉専用フィルタ２０は、粗ゴミフィルタ１９とほぼ同程度の大きさであり、花粉を捕獲することのできるフィルタで構成されている。そして、花粉専用フィルタ２０は、粗ゴミフィルタ１９とハウジング２の厚さ方向に重なるように配置されている。

また、下区画室１３には、下ファンケーシング５０の一部を構成する仕切体２１が備えられており、この仕切体２１に下モータ２２が取り付けられている。また、下モータ２２の回転軸２２ａには、ファン２３が取り付けられている。

ファン２３は、いわゆるシロッコファンであって、ファン２３が回転されると、前方中央側から空気が吸い込まれて、その空気がファン２３の径方向に放出されるようになっている。したがって、ファン２３が回転されると、図２において矢印Ｄで示すように、機外の空気が下吸気口９から吸い込まれて粗ゴミフィルタ１９および花粉専用フィルタ２０を通過し、ファン２３の径方向に流れる。また下ファンケーシング５０は下排気口７へと続いており、ファン２３の径方向に流れた空気は、図１において矢印Ｅで示すように、下排気口７から機外に排気される。

このように、ハウジング２内の下段には、下モータ２２、ファン２３、粗ゴミフィルタ１９および花粉専用フィルタ２０を含む下構成ユニット２６が備えられている。

図３は、空気清浄機１の要部の電気的構成を示すブロック図である。空気清浄機１には、空気清浄機１の各部を制御する制御部２４が備えられている。制御部２４は、マイクロコンピュータ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備えている。また、制御部２４は、操作パネル５、ガスセンサ１０および移動物検知センサ１１からの信号が入力されるようにされており、これらの信号に応じて、操作パネル５の表示態様、上モータ１７および下モータ２２の駆動を制御する。

そこで、ユーザにより、操作パネル５が操作されて、空気清浄機１の電源がオンされると、ガスセンサ１０および移動物検知センサ１１が空気中の汚れ成分の検知を開始する。これらセンサ１０、１１の検知出力に基づいた運転動作を以下説明する。

動作1
ガスセンサ１０が空気中のガス成分を検知すると、上モータ１７が駆動されてファン１８が回転される。そして、上吸気口８を介して機外の空気が上区画室１２に吸い込まれる。このとき、空気は細塵フィルタ１４および脱臭フィルタ１５を通過して浄化される。そして、浄化された空気は、上排気口６から排気される。

タバコを吸った時等に発生するガスやそれに付随した微小な塵埃は、上方空間に浮遊しやすく、ガスセン１０によりガス成分を検知することにより、これらのガス成分やこれに伴う塵埃が多く存在する上方空間の空気を上側構成ユニット２５へ吸引して浄化することにより、効率的にこれらを除去することができる。ガスセンサ１０の検知出力が大きくなるにつれ（ガス濃度が高くなるにつれ）上モータ１７の速度が高速になるよう制御すれば、より効率的にこれらを除去できる。

また、移動物検知センサ１１が人体の動き検知すると、下モータ２２が駆動されてファン２３が回転される。そして、下吸気口９を介して機外の空気が下区画室１３に吸い込まれる。このとき、空気は粗ゴミフィルタ１９および花粉専用フィルタ２０を通過して浄化される。そして、浄化された空気は、下排気口７から排気される。

人間が移動すれば、床に積もっていた塵埃や花粉が舞い上がるので、人間の動きを移動物検知センサ１１により検知することによって、舞い上がった塵埃や花粉が多く存在する下方空間の空気を下側構成ユニット２６へ吸引して浄化することにより、効率的にこれら塵埃や花粉を除去することができる。移動物検知センサ１１の検知出力が大きくなるにつれ（移動が頻繁なる）下モータ２２の速度が高速になるよう制御すれば、より効果的にこれらを除去できる。

ガスセンサ１０と移動物検知センサ１１が共にガス成分と人体の移動を検知した場合は、夫々のセンサによって各モータ１７、２２の速度が制御される。

動作２
動作１では、ガスセンサ１０の検知信号により、上側構成ユニットのモータ１７を、移動物検知センサ１１の検知信号により、下側構成ユニットのモータ２２を夫々選択的に駆動するようにしているが、動作２では、ガスセンサ１０の検知信号により、上側構成ユニットのモー１７を下側構成ユニットのモータ２２より重点的に駆動し、移動物検知センサ１１の検知信号により、下側構成ユニットのモータ２２を上側構成ユニットのモータ１７より重点的に駆動するようにしたものである。

具体的には、図４で表す動作を行う。即ち、ガスセンサ１０の検知レベルを４段階に設定し（数値が大きいほどガス濃度が高くなる）、レベルが「０」（空気がガスで汚染されていない状態）のときは上下のモータ１７、２２は共に停止しており、レベルが「１」のときは、上モータ１７のみを最も回転数の低い低速回転せしめ、レベル「２」のときは、上モータ１７を低速回転より回転数の高い中速回転すると共に下モータ２２を低速回転せしめる。これにより、ガス成分やこれに伴う微小な塵埃が多く存在する上方空間の空気を主として上側構成ユニット２５へ吸引して浄化しており、効率的にこれらを除去することができる。

なお、レベル「３」のときは汚染が部屋全体に拡がっているとみなして、上下のモータ１７、２２を共に中速回転せしめているが、上モータ１７を最も回転数の高い高速回転し、下モータ２２を中速回転してもよい。

また、移動物検知センサ１１の検知レベルも４段階に設定し（数値が大きいほど移動物(人体)の動きが頻繁になる）、レベルが「０」（人が存在しないか、動きが極めて少ない場合）のときは上下のモータ１７、２２は共に停止しており、レベルが「１」のときは、下モータ２２のみを最も回転数の低い低速回転せしめ、レベル「２」のときは、下モータ２２を低速回転より回転数の高い中速回転すると共に上モータ１７を低速回転せしめる。これにより、人間の動きにより床から舞い上がった塵埃や花粉が多く存在する下方空間の空気を主として下側構成ユニット２６へ吸引して浄化しており、効率的にこれらを除去することができる。

なお、レベル「３」のときは塵埃等が部屋全体に舞い上がって拡がっているとみなして、上下のモータ１７、２２を共に中速回転せしめているが、下モータ２２を最も回転数の高い高速回転し、上モータ１７を中速回転してもよい。

ガスセンサ１０と移動物検知センサ１１が共にガス濃度と移動物を検知した場合は、その検知レベルの大きな方に基づいて運転が行われる。例えばガスセンサ１０の検知レベルが「２」、移動物検知センサ１１の検知レベルが「１」の場合、ガスセンサ１０に基づいて、上モータ１７を中速回転し、下モータ２２を低速回転する。

ガスセンサ１０と移動物検知センサ１１の検知レベルが同じときは、上下モータ１７、２２は同一回転数で回転する。例えばどちらの検知レベルも「２」の場合、上下モータ１７、２２は共に中速回転する。

このように動作１や動作２によって、空気の汚れの種類に適した効率の良い空気浄化を行うことができる。

また上側構成ユニット２５および下側構成ユニット２６が上下２段に配置され、上段の構成ユニットのための吸気口８及び排気口６ならびに下段の構成ユニットのための吸気口９及び排気口７を、夫々上下に分散して設けているので、より多くの空気を広範囲から吸い込んで浄化し、浄化した空気を広範囲へ放出でき、空気清浄機の能力を向上できる。能力を向上できるにもかかわらず、空気清浄機の奥行きが大きくなるのを防ぐことができ、設置面積を小さく保つことができる。

また、以上の実施例の構成では、上側構成ユニット２５に相対的に高性能のフィルタである細塵フィルタ１４が用いられ、下側構成ユニット２６に相対的に低性能のフィルタである粗ゴミフィルタ１９が用いられているので、効率的に空気を浄化することができる。すなわち、小さい塵埃等は上方空間を浮遊し、大きい塵埃等は下方空間に多く存在するので、小さい塵埃等を上側構成ユニット２５の細塵フィルタ１４で確実に捕獲し、大きい塵埃等は下側構成ユニット２６の粗ゴミフィルタ１９でも充分に捕獲することができる。よって、効率的にフィルタを使い分けることができる。また、細塵フィルタ１４を上側構成ユニット２５および下側構成ユニット２６の両方に用いる場合に比べて、細塵フィルタ１４を少なくすることができ、コストを削減することができる。

以上の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を減縮するように解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、上側構成ユニット２５および下側構成ユニット２６は夫々別個のフィルタを用いているが、一枚の共通のフィルタを用いることができる。この場合、ハウジング２の中央部に設けた操作パネル５をハウジングの上部や側部に設ければよい。

また上側構成ユニット２５および下側構成ユニット２６の排気口６、７は左右に分散しているが、上下に分散しておれば特に場所を限定する必要はなく、例えば、上側構成ユニット２５の排気口をハウジング２の上面に設け、下側構成ユニット２６の排気口をハウジング２の左右両側面の２箇所に設けてもよい。また上側構成ユニット２５および下側構成ユニット２６の吸気口８、９もハウジング２の前面のほぼ全体に亘って設けられているが、上下に分散しておれば特に場所は限定する必要はない。

また移動物検知センサ１１として、焦電型赤外線センサを用いているが、超音波センサを用いて動く人に反射して返ってくる超音波のドップラー効果により、人の動きを検知するようにしてもよい。

この発明の実施形態にかかる空気清浄機の構成を示す正面図である。 図１に示す空気清浄機を切断線Ａ−Ａで切断した状態を示す図である。 空気清浄機の要部の電気的構成を示すブロック図である。 この発明の各センサに基づく各モータの動作一覧図である。

符号の説明

１ 空気清浄機
２ ハウジング
６ 上排気口
７ 下排気口
８ 上吸気口
９ 下吸気口
１０ ガスセンサ
１１ 移動物検知センサ
１４ 細塵フィルタ
１５ 脱臭フィルタ
１７ 上モータ
１８ ファン
１９ 粗ゴミフィルタ
２０ 花粉専用フィルタ
２２ 下モータ
２３ ファン
２５ 上側構成ユニット
２６ 下側構成ユニット

Claims (2)

1. モータによりファンを回転させて空気を吸い込み、吸い込んだ空気をフィルタを通すことにより浄化して、排気口から排気する空気清浄機において、
   ハウジング内に、前記モータ、ファンおよびフィルタを含む構成ユニットを２つ夫々上下２段に配置し、前記ハウジングには、上段の構成ユニットのための吸気口及び排気口ならびに下段の構成ユニットのための吸気口及び排気口を、夫々上下に分散して設け、空気中のガス濃度を検知するガスセンサと、室内を移動する物を検知する移動物検知センサを有し、
   前記ガスセンサの検知信号により、上側構成ユニットのモータを下側構成ユニットのモータより高速で駆動し、前記移動物検知センサの検知信号により、下側構成ユニットのモータを上側構成ユニットのモータより高速で駆動するようにしたことを特徴とする空気清浄機。
2. 前記ガスセンサによる検知出力レベルと、前記移動物検知センサによる検知出力レベルを比較して大きなほうの検知出力レベルに基づいて、上下構成ユニットのモータを制御することを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。