JP6423860B2 - フィルタ検出に基づく空気清浄システム - Google Patents

Description

本発明は、内部に設置された粒子除去フィルタの状態を判定する空気清浄システムに関し、特に、システム内に設置されたフィルタの有用寿命および交換状態を検出する、フィルタ検出に基づく空気清浄システムに関する。

空気清浄システムは、家屋、ビル、クリーンルーム等の建造物内部の汚染された空気を清浄化するのに用いられる。このようなシステムは、いくつかの具体的な機能を果たすフィルタを何セットか有している。また、ユーザがその清浄システムを管理し、フィルタを交換する際の補助をする目的で、ユーザの簡単のために、単一の複合フィルタのみを有するシステムもある。

最も一般的に用いられているフィルタとしては、前置フィルタ、発泡体フィルタ、粒子除去フィルタおよびガス吸着フィルタが挙げられる。ＰＰ繊維メッシュを有する前置フィルタは、大きめの汚れ、埃の粒子、毛髪が、清浄システム内の他の清掃できないフィルタにかみ込むのを防止する。ＰＰ繊維メッシュフィルタは、一般には、清掃可能・洗浄可能なものとされる。

粒子除去フィルタは、市販されているＨＥＰＡ（High efficiency particulate absorption（高効率粒子吸収））材料からなり、そのうちの一部のフィルタは、真のＨＥＰＡ材料からなる。ガス吸着フィルタは、トルエン、ホルムアルデヒド、ベンゼン等の有毒ガスに対して有効な活性炭フィルタである。あるいは、粒子除去フィルタとガス吸着活性炭フィルタとを別々に設ける代わりに、単一の複合フィルタを用いる場合もある。

従来の技術には、それぞれ異なる着想によりユーザにフィルタ交換を促す通知をするものがある。そのうち最も普及しているものは、そのフィルタを通過すべき所定量の空気を閾値として用いるものである。フィルタを通過する空気の量は、システムにおいて用いられるファンまたは送風機の回転数（ＲＰＭ）、およびシステムの運転時間の関数である。したがって、フィルタの寿命を知らせる通知は、システムの運転時間およびシステム運転時の各種速度設定値の直接の関数である。

また、別の従来技術には、モータまたはファンの速度をあらかじめ設定された速度と比較することにより、フィルタを交換すべきかどうかを判定するものもある。これらの従来技術のほぼすべてには限界がある。自らを通過する空気の流れに対するフィルタの抵抗は、フィルタごとにばらつく。これはモータのＲＰＭに直接の影響を及ぼす。モータ自身には、ＲＰＭの仕様値に対して±１０パーセントの許容誤差が与えられることも既知の事実である。このようにフィルタごとにばらつきがあり、さらにモータのパラメータにも変動があるので、従来技術による精度は低い。また、モータの速度を測定する電子機器のコストも無視できない。

Ｗｏｏ Ｍｕ Ｓｅｏｎらを譲受人とするＥＰ２００９０１６４０８４は、空気清浄器内に設けられたフィルタを交換するシステムおよび方法を教示している。この方法は、ファンを回転させることにより、空気をフィルタに向けて送り、その中に導入するモータの回転速度を測定することを含む。次に、このようにして測定された速度は、回転速度のあらかじめ設定された値と比較される。また、そのモータが特定の回転速度で回転している時間がさらに測定され、モータがその速度で回転すべきあらかじめ設定された時間と比較される。さらに、内部であらかじめ定められたそれらの値を検出し、比較することによって、空気清浄器のフィルタを交換する時期を決定することができる。

Ｋａｎｇ Ｐｅｎｇｊｕらを譲受人とするＵＳ２００４０８４０７５８は、空気処理システムに用いられる空気フィルタのコンディションを検出し、予測する方法およびシステムを開示している。したがって、その発明において空気フィルタのコンディションを検出し、予測する技術によれば、システムの抵抗を確認するために、検出統計データ（statistic）を用いる。さらに、その空気フィルタの残りの使用可能寿命もそこで予測され得る。システムの抵抗は、その空気処理システムのおおよその予想される動作を判定する手段を用いて決定される。この概算値がさらに実際の値と比較されることにより、差分が得られる。次に、その差分は、あらかじめ定められた閾値とさらに比較されることにより、差分が閾値を超えている場合には、アラームが鳴り、空気の流れに対する抵抗があることが示される。したがって、空気の流れに対する抵抗があるため、空気フィルタを交換することが必要になるであろうことが、このやり方により予測され得る。

まず空気清浄システム内に粒子除去フィルタが設置されているかどうかを判定してその結果を示し、次にフィルタを設置する前に、フィルタの上の保護カバーが取り外されているかどうかを判定してその結果を示す、フィルタ検出に基づく空気清浄システムが必要とされている。また、システム内の粒子除去フィルタが使用期限切れであるかどうかを判定してその結果を示し、かつ古いフィルタが新しい同種のフィルタに交換されているかどうかを判定してその結果を示す、フィルタ検出に基づく空気清浄システムも必要とされている。

システムにおけるフィルタの状態を表示する、フィルタ検出に基づく空気清浄システムは、マイクロプロセッサと、少なくとも四つのあらかじめ定められた動作モードと、電力消費に基づいてフィルタの状態を表示する少なくとも三つのインジケータを含む制御パネルと、を備える。上記マイクロプロセッサは、好適には、電力消費を監視し、上記電力消費を所定の標準値および基準値と比較することにより、前置フィルタの状態または複合フィルタの状態を判定するように構成される。ある好ましい実施の形態において、上記複合フィルタは少なくとも一つの粒子除去フィルタを含む。上記四つのあらかじめ定められた動作モードは、セルフチェックモードである第１のモード、較正モードである第２のモード、通常モードである第３のモード、およびリセットモードである第４のモードを含む。上記制御パネルは、上記電力消費および上記動作モードに基づいて、上記前置フィルタの状態または上記複合フィルタの状態を表示する、少なくとも三つのインジケータを有する。好ましくは、上記三つのインジケータは、それぞれ、所定の点滅状態または点灯状態で動作可能である。第１のインジケータは、上記較正モードである第２のモードにおける上記システムの動作を表示する。第２のインジケータは、好ましくは、少なくとも二つの状態で動作可能であり、たとえば、点滅状態である第１の状態は、上記複合フィルタが無いことを示し、点灯状態である第２の状態は、設置時に前記複合フィルタ上のカバーが外されていないことを示す。第３のインジケータは少なくとも二つの状態で動作可能であり、たとえば点滅状態である第１の状態は、上記前置フィルタの有用寿命または上記複合フィルタの有用寿命が間もなく切れることを前もって警告し、点灯状態である第２の状態は上記複合フィルタの有用寿命が既に切れていることを示す。前記通常モードでは、好ましくは、現在の電力消費は基準値「Ｒ」と比べて通常モードの限界内にある。上記較正モードである第２のモードは、上記基準値「Ｒ」が上記セルフチェックモードである第１のモードでゼロ値である場合に立ち上がる。前記較正モードである第２のモードは、上記現在の電力消費「Ｐ」を上記標準値「Ｓ」と比較することによって、上記複合フィルタのコンディションを判定する。上記第３のインジケータは、上記現在の電力消費「Ｐ」が上記基準値のＸ％を超え、Ｘ１％未満の量低下した（ここでＸは所定の定数である）場合に、点滅状態である第１の状態となる。上記第３のインジケータは、上記現在の電力消費「Ｐ」が上記基準値のＸ１％を超える量低下した（ここでＸ１はＸよりも大きい所定の定数である）場合に、上記点灯状態である第２の状態となる。上記モータは、上記第３のインジケータが上記点灯状態である第２の状態である場合、停止させられる。上記リセットモードである第４のモードは、上記現在の電力消費が（ＰＭ１の±Ｙ％）または（ＰＭ２の±Ｙ％）を超えるか、またはその範囲外である時に上記較正モードである第２のモードを立ち上げることを含む。なお、ＰＭ１は上記第３のインジケータが点滅状態に入る瞬間の電力消費であり、ＰＭ２は上記第３のインジケータが点灯状態となる瞬間の電力消費である。上記第２のインジケータは、現在の電力消費ＰがＳのＸ２％を超える（ここでＸ２は所定の定数であり、Ｓは標準値である）場合に、上記点滅状態である第１の状態となる。上記第２のインジケータは、上記現在の電力消費Ｐが上記標準値ＳのＸ３％未満である場合に、上記点灯状態である第２の状態となる。なおＸ３はＸ２と等しいか、または等しくない。上記較正モードにおいて、上記現在の電力消費ＰがＳのＸ２％よりも大きくはなく、かつＳのＸ３％よりも小さい場合、上記現在の電力消費は基準値Ｒに設定される。

本発明の上に述べた特徴、局面および効果、ならびにその他の特徴、局面および効果については、以下の説明、添付の請求の範囲および添付の図面を参照すれば、よりよく理解できるであろう。なお以下に記す数枚の図面の全体において、同じ参照番号は、同様の要素を指す。

図１Ａは、本発明の好ましい実施の形態によるフィルタ検出に基づく空気清浄システムを示す斜視図である。 図１Ｂは、図１Ａのフィルタ検出に基づく空気清浄システムの好ましい実施の形態を示す側断面図である。 図１Ｃは、図１Ａのフィルタ検出に基づく空気清浄システムの分解図である。 図２は、図１Ａのフィルタ検出に基づく空気清浄システムの制御ユニットを示す上面斜視図である。 図３Ａは、図１Ａのフィルタ検出に基づく空気清浄システムの動作サイクルを実行する際の各工程を示す図である。 図３Ｂは、図１Ａのフィルタ検出に基づく空気清浄システムの動作サイクルを実行する際の各工程を示す図である。 図３Ｃは、図１Ａのフィルタ検出に基づく空気清浄システムの動作サイクルを実行する際の各工程を示す図である。

本発明は、異なる多数の形の実施の形態で実現可能ではあるが、そのうちのある好ましい実施の形態のみを添付の図面に示し、以下の詳細な説明で述べることにする。しかしながら、本開示は本発明の原理の単なる一例を示すものと見なされるべきであり、本発明の広い局面を以下に説明する特定の実施の形態に限定することを意図するものでないことは理解されたい。

以下に、特許請求の範囲の主題を添付の図面を参照しながら説明する。図面全体において、同一の参照番号は同様の構成要素を指すのに用いられる。以下の説明においては、特許請求の範囲の主題を完全に理解可能とすることを目的として、あくまで説明のために、多数の具体的な細目を述べるが、そのような主題が、それらの具体的な細目なしでも実施され得ることは自明であろう。また別の例では、本発明の説明を容易にすることを目的として、公知の構造および装置がブロック図のかたちで示されることもある。

図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃを参照して、本発明の好ましい実施の形態によるフィルタ検出に基づく空気清浄システム１００を説明する。このフィルタ検出に基づく空気清浄システム１００は、正面カバー１０２と、フィルタ収納部１０４と、前置フィルタ１０６と、複合フィルタ１０８と、送風機収納部１１０と、送風機１１２と、モータ１１４と、複数の吹き出し口１１６と、制御パネル１１８と、制御ユニット１２０と、を備える。本発明によれば、前置フィルタ１０６および複合フィルタ１０８は、それらの使用可能性について監視される。また本発明によれば、前置フィルタ１０６は、好ましくは、再利用可能および／または清掃可能なフィルタであり、複合フィルタ１０８は、好ましくは、使い捨てのフィルタである。

このフィルタ検出に基づく空気清浄システム１００は、あらかじめ定められた速度で稼働し、そのあらかじめ定められた速度での稼働中に、システム１００が電力消費を監視し、その電力消費を所定のデータと比較できるようにする。本発明によるフィルタ検出に基づく空気清浄システム１００は、たとえばセルフチェックモードである第１のモード、較正モードである第２のモード、通常モードである第３のモード、およびリセットモードである第４のモードのような、四つのあらかじめ定められたモードのいずれにおいても動作可能である。

本発明によれば、セルフチェックモードである第１のモードは、システム１００が電源オンされるたびに実行される。セルフチェックモードにおいては、システム１００は、電力消費の基準値「Ｒ」がゼロであるかどうかをチェックする。「Ｒ」がゼロである場合には、較正モードである第２のモードが立ち上がる。そうでない場合には、システム１００は、通常稼働モードである第３のモードで稼働する。システム１００は、ほとんどの時間は、第３のモードで稼働する。較正モードである第２のモードでは、マイクロコントローラ（不図示）が、電力消費値をシステム１００の基準値「Ｒ」としてシステム１００の各種速度設定値で格納し、将来参照することができるようにする。通常モードである第３のモードは、システム１００がセルフチェックモードである第１のモードでも、較正モードである第２のモードでも動作していない時に実行される。またシステム１００は、リセットモードである第４のモードで動作することにより、システム１００がセルフチェックを行って、システム１００の電力消費を、マイクロコントローラ（不図示）のメモリに記憶された電力消費のＰＭ１値およびＰＭ２値と比較して、さらにどのようなコースをたどって動作するべきかを決定する。

システム１００は、好適には、複数のインジケータを用いて、システム内の複合フィルタ１０８の状態をユーザに表示し、かつ複合フィルタ１０８の有用寿命が切れたかどうかも表示する。これにより空気の流れが低減される。本発明においては、流量をＸとすると、その空気の流れがＸのたとえば５０％低下した時には、複合フィルタ１０８の有用寿命は切れたとみなされる。しかしながら、フィルタの寿命は、あらかじめ別の値に設定してもよいし、フィルタの寿命切れを決定する電力消費の限界をその値に従って設定してもよい。

システム１００は、清浄化の動作不良を避けるために、自らの手で動作を停止する能力を有する。なお、本発明によるシステム１００は、システム１００の設計仕様に準拠した電力消費である、電力消費標準値「Ｓ」と、上記較正モード時にシステムにより消費される電力である基準値「Ｒ」と、与えられたいずれかの時点においてシステムにより現在消費されている電力である測定値「Ｐ」と、を考慮する。しかしながら、基準値「Ｒ」は、この技術分野においては公知である標準に従った値の許容可能な限界内にあればよいことは理解されたい。

次に図２に示すように、制御ユニット１２０は、電源オン／オフスイッチ２００と、速度制御スイッチ２０２と、リセットスイッチ２０４と、マイクロプロセッサ２０６と、入力電源２０８と、複数のＬＥＤインジケータと、を備える。電源オン／オフスイッチ２００は、システム１００を起動し、停止させるのに用いる。速度制御スイッチ２０２は、ユーザが二つの所定速度（たとえば、比較的低い第１の速度と、比較的高い第２の速度と）の間でシステム１００を自在に切り替え可能とする。リセットスイッチ２０４は、好ましくは、所定のイベント（たとえばフィルタカバーの取り外しや、既存フィルタと新しいフィルタとの交換など）の後に押下される。

上記複数のＬＥＤインジケータは、好ましくは、電源インジケータ２１２、低速インジケータ２１４、高速インジケータ２１６、ならびに第１、第２および第３のインジケータ２１８、２２０、２２２を含む。この好ましい実施の形態において、第１のインジケータ２１８は、好ましくは、システム１００が較正モードで動作していることを示す較正インジケータであり、第２のインジケータ２２０は、好ましくは、システム１００におけるフィルタ１０８の状態を表示するフィルタインジケータであり、第３のインジケータ２２２は、好ましくは、フィルタ１０８の有用寿命が切れる以前に前もって警告を発するか、またはフィルタ１０８の有用寿命が既に切れたことを示す、フィルタ寿命切れインジケータである。

これらのインジケータ２１２〜２２２は、システム１００のマイクロプロセッサ２０６のあらかじめ定められた構成に従って、点滅状態になるか、または点灯状態になる。たとえば、フィルタインジケータ２２０は、所定のメッセージをユーザに伝えるために、点滅し、点灯する。このシステム１００は、少なくとも二つの速度設定値を有しており、それによってモータ１１４が、速度制御スイッチ２０２を押下することにより達成可能な二つの所定速度で回転できるようにする。速度制御スイッチ２０２と連動して、低速インジケータ２１４はモータの第１の所定速度を表示し、高速インジケータ２１６はモータの第２の所定速度を表示する。

マイクロプロセッサ２０６は、セルフチェックモードである第１のモードおよび較正モードである第２のモードに従って、電力消費値を格納するように構成されている。これらのモードは、好ましくは、また好適には、第１に電力消費の基準値に基づいて、第２に、フィルタ１０８の有用寿命が切れたときのシステム１００による電力消費に基づいて動作する。なお、システム１００による電力消費は、複合フィルタ１０８のコンディションにも依存して変動する。本発明によれば、それらの基準値は、好ましくは、また好適には、較正モード時の所定速度での電力消費を監視することにより、生成される。たとえば、所定速度が二つある場合、二つの基準値がそれぞれシステム１００により考慮される。

マイクロコントローラ２０６は、好ましくは、それぞれの速度での電力消費基準値を格納する。本発明によれば、基準電力消費に関するデータが、セルフチェックモードである第１のモードにおいて生成される。通常モードである第３のモード時において、マイクロプロセッサ２０６は、システム１００の電力消費を連続的に監視し、かつそれぞれの速度での電力消費を基準値「Ｒ」と比較する。

第１のインジケータ２１８は、較正モードが動作している場合は点灯し、そうでない場合には、較正インジケータ２１８は「オフ」状態となる。第２のインジケータ２２０は、点滅または点灯することにより、表示機能を選択的に実行する。たとえば、フィルタ１０８がシステム１００に設置されていない場合、第２のインジケータ２１８は点滅し、フィルタ１０８の上のカバーが外されていない場合、第２のインジケータ２２０は点灯する。

第３のインジケータ２２２は、所定の周波数において選択的に点滅するか、または点灯して、システム１００内のフィルタ１０６および１０８の状態に関する所定のコンディションを表示する。オフに切り替えられた状態のフィルタ寿命切れインジケータ２２２は、好ましくは、フィルタ１０６、１０８のフィルタ寿命状態の観点からすると、システム１００が通常の清浄化機能を果たしていることを示すインジケータである。第３のインジケータ２２２は、前置フィルタ１０６または複合フィルタ１０８が寿命切れに近づいているときに点滅し、フィルタが有用寿命切れになる以前に、たとえば埃の粒子がそれぞれのフィルタ１０６、１０８にかみこんでいる使用時に、前もって警告を表示する。

次に図３Ａ〜図３Ｃを参照して、このフィルタ検出に基づく空気清浄システム１００の動作サイクルに伴う各工程を説明する。第１の工程４００において、電源のスイッチがオンされる。第２の工程４０２において、電源の基準値「Ｒ」がチェックされる。なお、この基準値は、好ましくは較正モード時にシステム１００により消費される電力であり、かつ好ましくは、この技術において確立された規格に準拠した標準値の許容可能な限界内に入る値である。次に工程４０４では、基準値「Ｒ」がゼロである場合、制御は次の工程４０６に進み、較正モードが開始される。しかしながら、工程４０４において、基準電力値がゼロでない場合、制御は次の工程４０８に進む。

工程４０８では、較正インジケータ２１８はオフに切り替えられ、較正モードが動作していないことを示す。次に工程４１０において、電力消費が連続的に監視される。本発明によれば、工程４１０におけるシステム１００の動作は、システムが通常動作を行う第３のモードである。次に工程４１２では、（ＰはＲから１０〜１２％減か）＝Ｙである場合、制御は次の工程４１６に進む。一方、工程４１２において、（ＰはＲから１０〜１２％減か）＝Ｎである場合、制御は工程４１４に戻った後、工程４１０に進む。工程４１４では、システムは、フィルタ１０８が通常モード中常に存在しているかどうかをチェックする。

工程４１６では、第３のインジケータ２２２が点滅し始める。第３のインジケータ２２２の点滅は、前置フィルタ１０６または複合フィルタ１０８に注意が必要であること、たとえば前置フィルタ１０６の清掃が必要であることを示す。したがって、ユーザには、まず前置フィルタ１０６を清掃するという選択肢がある。しかしながら、前置フィルタ１０６の清掃後も、システム１００の次の動作サイクルにおいて、第３のインジケータ２２２が依然として点滅し続けている場合、その点滅している第３のインジケータ２２２は、複合フィルタ１０８の有用寿命が切れたことを示しており、複合フィルタ１０８を交換するべき時期であるということになる。工程４１８において、現在の電力消費値がＰＭ１として格納される。なお各速度におけるＰＭ１値も格納されており、好ましくはそれぞれの速度で異なる値となる。

次の工程４２０において、リセットボタン２０４の状態がチェックされる。リセットボタン２０４がアクティブであるか押下されている場合、システム１００はリセットモードである第４のモードで動作し、制御は次の工程４２２に進む。工程４２２では、システム１００により引かれている電力がチェックされる。工程４２４において、現在の電力が各速度についてＰＭ１またはＰＭ２の±２％以内である場合、フィルタ寿命切れインジケータ２２２が次の工程４２６において点灯し始める。点灯している第３のインジケータ２２２は、この場合も複合フィルタ１０８を交換すべきであることを示す。ユーザは、複合フィルタ１０８を交換した後で初めてリセットボタン２０４を押下することになっている。なお、ユーザが複合フィルタ１０８を交換することなくリセットボタン２０４を押下した場合、第３のインジケータ２２２が点灯し始め、複合フィルタ１０８の交換が必要であることを示す。工程４２８において、モータが停止させられる。工程４２４において、現在の電力が各速度についてＰＭ１またはＰＭ２の±２％以内でない場合、制御は工程４５０に進み、較正モードに移行する。

ここで、工程４２０において、フィルタリセットボタン２０４がアクティブでない場合、制御は次の工程４３０に進む。工程４３０において、（「Ｐ」は「Ｒ」の１２％を超える量低下した）が「イエス」である場合、制御は工程４４０に進む。工程４４０では、第３のインジケータ２２２が点灯し始め、複合フィルタ１０８が寿命切れになったため、複合フィルタ１０８の交換が必要であることを示す。工程４４２では、現在の電力消費値がＰＭ２としてすべての速度設定値についてマイクロプロセッサ２０６のメモリに格納され、次の工程４４４においてモータが停止する。工程４３０において、（「Ｐ」は「Ｒ」の１２％を超える量低下した）が「ノー」である場合、制御は工程４１０に進み、本発明による通常動作を行う第３のモードに従ってシステム１００を動作させる。

ここで工程４５０において、第１のインジケータ２１８が点滅し始める。この工程では、較正モードが開始される。点滅状態の第１のインジケータ２１８は、ユーザに対して、現在較正モードである第２のモードが動作中であることを示す。次の工程４５２において、（「Ｐ」は「Ｓ」の２０％を超える）が「イエス」である場合、工程４５４においてフィルタインジケータ２２０が点滅し始める。次の工程４５６において、モータが停止させられる。工程４５４において第２のインジケータ２２０が点滅状態にあるということは、複合フィルタ１０８を設置する必要があることを意味している。

一方、工程４５２において、（「Ｐ」は「Ｓ」の２０％を超える）が「ノー」である場合、制御は工程４５８に移行する。工程４５８では、（「Ｐ」は「Ｓ」の２０％未満である）が「イエス」である場合、制御は工程４６０に進み、フィルタインジケータ２２０が点灯し始める。その後、制御は工程４５６に移行する。ここで、「Ｓ」は、システム１００の設計仕様値である標準値である。点灯状態にあるフィルタインジケータ２２０は、複合フィルタ１０８上の保護カバーが外されていないことを示す。

工程４５８において、（「Ｐ」は「Ｓ」の２０％未満である）が「ノー」である場合、制御は工程４６２に進み、電力「Ｐ」が「Ｒ」に設定される。ここで、「Ｐ」はこの工程において測定される現在の電力値であり、「Ｒ」は較正モード時にシステム１００により消費される電力であって、好ましくは標準値の許容可能な限界内に入る値である。工程４６２の後、制御は工程４０８に進む。本発明によれば、較正モード中、各速度設定値について安定した電力消費検出値が得られ、マイクロコントローラ２０６のメモリに記録されるまで、システム１００は可能なすべての速度設定値で稼働する。

次に図１Ａ〜図３Ｃに示すように、動作中、正面カバー１０２はフィルタ収納部１０４に結合されるが、正面カバー１０２は取り外し可能となっている。正面カバー１０２は、前置フィルタ１０６の清掃中には取り外す必要があるし、また、既存の複合フィルタ１０８をそれとほぼ同様の新しいものと交換する際にも取り外す必要がある。好適には、正面カバー１０２は、吸入された空気を前置フィルタ１０６へと導く。吸入された空気は次に複合フィルタ媒体１０８を通過する。前置フィルタ１０６および複合フィルタ１０８は、フィルタ収納部１０４内に収納される。中心軸Ｘは、送風機１１２の面に対して垂直な法線である。

大気は、好ましくは、正面カバー１０２により規定されたダクトを通して流入する。ダクトは、Ｘ軸に沿って前置フィルタ１０６および複合フィルタ媒体１０８内で支持される。フィルタ媒体を通過した後、空気はＸ軸に沿って送風機１１２内に吸入される。その後、空気は、送風機１１２に対する接線方向に沿って送風機１１２から流出する。最後に、清浄化された空気が、吹き出し口１１６を介してシステムから流出する。なお、空気は中心軸Ｘに沿ってシステム１００に流入し、前置フィルタ１０６および複合フィルタ１０８において受け取られた空気は、送風機１１２に対する接線方向に沿って、吹き出し口１１６から流出する。

なお、このフィルタ検出に基づく空気清浄システム１００は、システム１００内にあらかじめ設置され、保護カバーで覆われている複合フィルタ１０８を設けた形でユーザに提供されるのが好ましい。複合フィルタ１０８上の保護カバーは、フィルタ１０８をフィルタ収納部１０４に戻す前に、取り外す必要がある。ユーザは、システム１００に付属する設置マニュアルに述べられた取扱い説明の手順に従う。ユーザマニュアルの取り扱い説明に従ってシステム１００が準備完了となると、ユーザは、電源コードの差し込みプラグを電源コンセントに接続する。差し込みプラグを電源コンセントに接続する前に、ユーザは、この空気清浄システム１００のユーザマニュアルに述べられた入力電源電圧および周波数が、電源コンセントの電圧・周波数に合っているかどうか確かめる。

次に、ユーザは、セルフチェックモードである第１のモードで稼働しているシステム１００を稼働させようとする。したがって、初回の使用時には基準電力消費はゼロであるので、本発明によれば、システム１００は較正モードである第２のモードで稼働する。較正モードである第２のモードは、マイクロコントローラ２０６がシステム１００の電力消費値「Ｒ」をシステム１００の各種速度設定値で格納し、将来参照することができるように動作する。しかしながら、較正モードである第２のモードでは、システム１００は、各速度設定値について安定した電力消費値が得られ、マイクロコントローラ２０６により記録されるまで、可能なすべての速度設定値で稼働する。この実施の形態では、速度設定値は二つある。較正モードである第２のモードでは、第２のインジケータ２２０は点滅状態であり、システム１００の動作モードは較正モードであることを示す。

ユーザは、オン／オフスイッチ２００を押下することにより、本発明によるフィルタ検出に基づく空気清浄システム１００の動作を開始させる。電源インジケータ２１２は、システム１００が立ち上がるやいなや、点灯する。システム１００は、第１の速度であるデフォルトの速度で動作し始める。なお、ユーザは、速度制御スイッチ２０２を押下することによって、そのデフォルトの速度を第２の速度に変更してもよいことは理解されたい。その同じ速度制御スイッチ２０２をもう一度押下することによって、第２の速度を第１の速度に再度変更することも可能である。第１の速度インジケータ２１４は、システム１００のモータ１１４の低速すなわち第１の速度を表示し、高速インジケータ２１６は、システム１００のモータ１１４の高速すなわち第２の速度を表示する。

システム１００がオンに切り替えられると直ちに、マイクロプロセッサ２０６は、マイクロプロセッサ２０６のメモリに格納された電力の基準値「Ｒ」をチェックする。しかしながら、システム１００が初回の使用時でオンに切り替えられたときには、システム１００は、そのような基準値Ｒが生成されるセルフ較正モードを実行したことがないので、マイクロプロセッサ２０６は、電力消費の基準値「Ｒ」を特定することができない。

次に本発明によれば、本発明によるフィルタ検出に基づく空気清浄システム１００は、そのような場合、セルフ較正モードによる動作を開始する。したがって、第１のインジケータ２１８は、較正モードの動作時に点滅を開始する。較正モードでは、システム１００は、好適には、マイクロプロセッサ２０６が各速度設定値について安定した電力消費値を決定するまでの間、上記二つの速度設定値の両方で稼働する。安定した検出値が決定されれば、電力消費の値は基準値としてマイクロプロセッサ２０６に格納される。較正が終了すれば、第１のインジケータ２１８はオフに切り替えられ、較正モードでの動作は終了する。

較正モード時において、マイクロプロセッサ２０６は、基準値「Ｒ」と、マイクロプロセッサ２０６のメモリに格納されている標準値「Ｓ」とを比較する。標準データは、システム１００の設計仕様を表す値であって、マイクロプロセッサ２０６のメモリに永久的に格納される値である。ある好ましい実施の形態において、システム１００では、新しいセットの積層フィルタを用いる場合、第１および第２の速度における電力消費の設計仕様値はそれぞれ２０ワットおよび３０ワットとなる。しかしながら、本発明は、これらの仕様値に限定されるわけではなく、さらなる改変も可能である。

基準値Ｒが標準値Ｓの指定された高いほうの限界値よりも高い場合（たとえば本実施の形態によるシステム１００の場合、第１および第２の速度についてそれぞれ＋１５％、＋２０％である場合）、複合フィルタ１０８がシステム１００内に設置されていないことが示されていることになる。較正モード時にこのようなチェックを行うために、システム１００は、好ましくは、最も高い速度設定値を用いる。したがって、第２のインジケータ２２０が点滅し始め、複合フィルタ１０８がシステム１００内に全く設置されていないことを示す。複合フィルタ１０８が設置されていない場合、極めて多量の空気がシステム１００を流れることになる。これにより、送風機１１２には高い負荷が与えられることになり、モータ１１４はより多くの電力を引き出すことになる。その結果、システム１００の電力消費は全体として高くなる。

一方、基準値が標準値の指定された限界値（たとえば本実施の形態によるシステム１００では、第１および第２の速度についてそれぞれ−１５％、−２０％である）よりも低い場合、複合フィルタ１０８が、梱包材を取り除かずにシステム１００内に設置されていることが示される。また、このようなチェックは、好ましくは、最も高い速度設定値に対してもなされる。

なお、そのような保護梱包材が複合フィルタ１０８から取り除かれない場合、空気がこのシステム１００を流れることができなくなる。システム１００は、送風機収納部内の空気を撹拌し続ける。言い換えれば、システム１００は、送風機１１２に全く負荷を与えなくても稼働する。したがって、極めて低い電力がモータ１１４により引き出される結果、システム１００の電力消費は全体として低くなる。第２のインジケータ２２０は点灯を開始し、ユーザが梱包材を取り除かずに複合フィルタ１０８をシステム１００内に設置したことを示す。

基準値が、システム１００のマイクロプロセッサ２０６のメモリ内に格納された標準値「Ｓ」以内である場合、基準値Ｒはマイクロプロセッサ２０６のメモリに格納される。これにより、本発明による較正処理を完了する。較正が終了すると、第２のインジケータ２１８がオフに切り替わる。すると、このフィルタ検出に基づく空気清浄システム１００は、セルフチェックモードでも、較正モードでもない、通常モードで動作し始める。なお、それらの基準値は、マイクロプロセッサ２０６内に永久的に格納されるわけではなく、リセットボタンが押下されるたびにリセットされる。

第３のモードである通常モード時には、マイクロプロセッサ２０６は、各速度についてのシステム１００の電力消費を、バックグラウンドで基準値「Ｒ」と比較する。どのような例でも、測定値がたとえば各速度での指定された限界値（本実施の形態では、二つの速度値についてそれぞれ基準値の−５％および−１０％である）を下回る場合には、フィルタ寿命切れインジケータ２２２が点滅し始める。マイクロプロセッサ２０６は、システム１００の瞬間的電力消費（ＰＭ１）の値を格納する。この値は、好適には、複合フィルタ１０８が新しい同等の複合フィルタ１０８と交換されたのか、あるいは同一の複合フィルタ１０８が再度設置されたのか確かめることを目的として、将来チェックを行うために用いられる。

フィルタ寿命切れインジケータ２２２の点滅は、前置フィルタ１０６の有用寿命または複合フィルタ１０８の有用寿命が終わろうとしていることの事前警告を意味する。したがって、ユーザは正面カバー１０２を取り外し、前置フィルタ１０６が詰まっているか汚れている場合には、さらに前置フィルタ１０６も外して、前置フィルタ１０６を清掃すればよい。その後、正面カバー１０２は再び取り付けられ、システムはオンに切り替えられる。システム１００が動作し始めると、マイクロプロセッサ２０６は、各速度についてシステム１００の瞬間的電力消費を基準値ＰＭ１またはＰＭ２と比較する。ここで瞬間的電力消費が各速度についてＰＭ１またはＰＭ２の±２％以内でない場合には、システム１００は通常モードに切り替わる。第３のインジケータ２２２がオフに切り替えられ、システム１００が通常モードである第３のモードで動作していることが示される。なおここで、システム１００が複合フィルタ１０８は交換されていないことを示すのなら、ユーザはフィルタリセットボタン２０４を押してはいけないことになる。

しかしながら、システム１００の電力消費が依然として、第１および第２の速度についてそれぞれ、基準値「Ｒ」の−５％や−１０％以内でない場合には、第３のインジケータ２２２は依然として点滅し続け、複合フィルタ１０８を同種のフィルタと交換する必要があることを示す。この場合、ユーザは、既存の複合フィルタ１０８を同種の新しい複合フィルタ１０８と交換した後、フィルタリセットボタン２０４を押下して、リセットモードである第４のモードを立ち上げる必要がある。これに応じて、マイクロプロセッサ２０６は、ユーザが本当に既存の複合フィルタ１０８を同種のフィルタ１０８と交換したかをチェックする。マイクロプロセッサ２０６は、点滅する信号を第３のインジケータ２２２に送り始めたときに、システム１００の現在の電力消費が、それぞれの速度値についてマイクロプロセッサ２０６のメモリに格納されたＰＭ１値またはＰＭ２値の±２％以内であるかをチェックする。チェックの結果がイエスである場合、第３のインジケータ２２２は継続的に点灯し、複合フィルタ１０８をほぼ同種の新しい複合フィルタ１０８と交換することが必要であることを示す。新しい複合フィルタ１０８がシステム１００内に設置されるまでのあいだ、モータ１１４はマイクロプロセッサ２０６により停止させられ、システム１００は動作を休止する。

第３のインジケータ２２２が連続的に点滅し始めた後も、ユーザがこのシステム１００を使い続ける場合、複合フィルタ１０８を通る空気の流れに対する抵抗がさらに増大し、送風機１１２への負荷のさらなる低下と、システム１００のモータ１１４による電力消費の低下を招く。電力消費が、第１および第２の速度についてそれぞれ基準値の６％および１２％未満に低下した場合、第３のインジケータ２２２は継続的に点灯し始める。モータ１１４は、マイクロプロセッサ２０６により停止させられる。ユーザは、既存の複合フィルタ１０８を同等の新しい複合フィルタ１０８と交換する必要がある。

フィルタ１０８を交換した後、ユーザはリセットボタン２０４を押下して、リセットモードである第４のモードを立ち上げる必要がある。マイクロプロセッサ２０６は、モータ１１４を停止させる信号を送り始める際に、システム１００の改定された電力消費値を、各速度についてマイクロプロセッサ２０６内に以前に格納された値ＰＭ２と比較することにより、フィルタ１０８が交換されたかどうか確かめる。改定された値が、第２のインジケータ２２０が点灯し始めた際に、各速度についてマイクロプロセッサ２０６のメモリに以前格納された値ＰＭ２の±２％以内である場合、フィルタインジケータは連続的に点灯し始め、モータ１１４はマイクロプロセッサ２０６により停止させられる。これにより、複合フィルタ１０８の交換が指示される。実用上、ユーザが新しい複合フィルタ１０８を設置せず、既存の複合フィルタ１０８を再び使用しようと試みた場合、このような事態は起こり得る。

チェックの結果が「ノー」であるのなら、ユーザが既存の複合フィルタ１０８を新しい互換性のある複合フィルタ１０８と交換したということになる。その場合、システム１００はセルフチェックモードを実行する。これは、システム１００内の新しい互換性のある複合フィルタ１０８に対するセルフ較正モードである。較正モード時において、システム１００は、複合フィルタ１０８が設置されているかどうか、さらには、フィルタをシステム１００内に設置する以前に、保護梱包材を複合フィルタ１０８から取り除いたどうかをもう一度チェックする。

次に新しい電力消費値が、マイクロプロセッサ２０６のメモリに格納された以前の基準値を消去する、または更新する新しい基準値として格納される。低速における電力消費の変動が小さすぎて、フィルタ寿命の状態を検出できない場合には、最も高い速度設定値における電力消費の変動を用いてもよい。この場合、システム１００がオンに切り替えられるたびに、システム１００は、通常動作に移行する以前に最も高い速度設定値でシステムを稼働させることにより、フィルタの状態チェックを行う。しかしながら、このようなチェックの頻度は、オン／オフサイクルが交替するたびに変更してもよい。

以上の教示を参考として、本発明に対してさまざまな改変・変形を加えることができることは自明である。以上、本発明の好ましい実施の形態を示し、説明したが、当業者はその他の変更を容易に思いつくことであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ限定されるものである。

Claims (16)

1. フィルタの状態を表示する、フィルタ検出に基づく空気清浄システムであって、
   電力消費を監視し、前記電力消費を所定の標準値および基準値と比較することにより、前置フィルタの状態および複合フィルタの状態を判定するように構成された、マイクロプロセッサと、
   セルフチェックモードである第１のモード、較正モードである第２のモード、通常モードである第３のモード、およびリセットモードである第４のモードを含む、少なくとも四つの動作モードと、
   前記電力消費および前記動作モードに基づいて、前記前置フィルタの状態または前記複合フィルタの状態を表示する、少なくとも三つのインジケータを有する制御パネルであって、前記三つのインジケータは、それぞれ、所定の点滅状態または点灯状態で動作可能である、制御パネルと、
   を備え、
   前記較正モードである第２のモードは、前記基準値「Ｒ」が前記セルフチェックモードである第１のモードでゼロ値である場合に立ち上がる、空気清浄システム。
2. 第１のインジケータは前記較正モードである第２のモードにおける動作を表示する、請求項１に記載のフィルタ検出に基づく空気清浄システム。
3. 第２のインジケータは少なくとも二つの状態で動作可能であり、点滅状態である第１の状態は、前記複合フィルタが無いことを示し、点灯状態である第２の状態は、設置時に前記複合フィルタ上のカバーが外されていないことを示す、請求項１に記載のフィルタ検出に基づく空気清浄システム。
4. 第３のインジケータは少なくとも二つの状態で動作可能であり、点滅状態である第１の状態は、前記前置フィルタの有用寿命または前記複合フィルタの有用寿命が間もなく切れることを前もって警告し、点灯状態である第２の状態は、前記複合フィルタの有用寿命が切れていることを示す、請求項１に記載のフィルタ検出に基づく空気清浄システム。
5. 前記通常モードは、現在の電力消費が基準値「Ｒ」と比べて通常モードの限界内にあることを含む、請求項１に記載のフィルタ検出に基づく空気清浄システム。
6. 前記較正モードである第２のモードは、前記現在の電力消費「Ｐ」を前記標準値「Ｓ」と比較することによって、前記複合フィルタのコンディションを判定する、請求項１に記載のフィルタ検出に基づく空気清浄システム。
7. 前記第３のインジケータは、前記現在の電力消費「Ｐ」が前記基準値のＸ％を超え、Ｘ１％未満の量低下した（ここでＸは所定の定数である）場合に、点滅状態である第１の状態となる、請求項１に記載のフィルタ検出に基づく空気清浄システム。
8. 前記第３のインジケータは、前記現在の電力消費「Ｐ」が前記基準値のＸ１％を超える量低下した（ここでＸ１はＸよりも大きい所定の定数である）場合に、前記点灯状態である第２の状態となる、請求項１に記載のフィルタ検出に基づく空気清浄システム。
9. 前記モータは、前記第３のインジケータが前記点灯状態である第２の状態である場合、停止させられる、請求項８に記載のフィルタ検出に基づく空気清浄システム。
10. 前記リセットモードである第４のモードは、前記現在の電力消費が（ＰＭ１の±Ｙ％）または（ＰＭ２の±Ｙ％）を超えるか、またはその範囲外である時に前記較正モードである第２のモードを立ち上げることを含む、請求項９に記載のフィルタ検出に基づく空気清浄システム。
11. ＰＭ１は前記第３のインジケータが点滅を開始する瞬間の電力消費であり、ＰＭ２は前記第３のインジケータが点灯を開始する瞬間の電力消費である、請求項９に記載のフィルタ検出に基づく空気清浄システム。
12. 前記第２のインジケータは、現在の電力消費「Ｐ」が「Ｓ」のＸ２％を超える（ここでＸ２は所定の定数であり「Ｓ」は標準値である）場合に、前記点滅状態である第１の状態となる、請求項６に記載のフィルタ検出に基づく空気清浄システム。
13. 前記第２のインジケータは、前記現在の電力消費「Ｐ」が前記標準値「Ｓ」のＸ３％未満である場合に、前記点灯状態である第２の状態となる、請求項１２に記載のフィルタ検出に基づく空気清浄システム。
14. Ｘ３はＸ２と等しいか、または等しくない、請求項１３に記載のフィルタ検出に基づく空気清浄システム。
15. 前記現在の電力消費「Ｐ」が「Ｓ」のＸ２％よりも大きくはなく、かつ「Ｓ」のＸ３％よりも小さい場合、前記現在の電力消費は基準値「Ｒ」に設定される、請求項１３に記載のフィルタ検出に基づく空気清浄システム。
16. 前記複合フィルタは少なくとも一つの粒子除去フィルタを含む、請求項１に記載のフィルタ検出に基づく空気清浄システム。