JP6480639B2 - 空気清浄器及び空気清浄器を制御するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気清浄器に関する。

屋内の空気の品質を改善するための、スタンドアロン型の空気清浄器の使用は、良く知られている。空気清浄器は例えば、部屋のなかの空気を清浄化するため、該部屋において使用される。例えば部屋への化学物質の放出のような、部屋のなかでとられ得る、他の空気品質制御手段がある。これら化学物質は、ユーザに所望の匂いをもたらすためのもの、植物の成長を促進するためのもの、又は医療的若しくはその他の理由のためのものであり得る。

空間への化学物質の放出は、空間の体積を考慮に入れて制御されるべきであるが、空間の体積は容易に利用可能又は検出可能ではない。

空気清浄器に関する他の問題は、消費者が、空気清浄器が利用されていることは知り得るが、多くの異なるタイプの汚染物質について、改善された屋内の空気品質がユーザに容易に検知されない点である。

多くの空気清浄器は、空気の清浄さを示すため、光の色変化又はセンサ読み取り値のような、視覚的なインジケータを用いている。しかしながら、ユーザは改善された空気品質の嗅覚的な感知を持たない。嗅覚的な感知は、ユーザにとって、より直観的で自然な示唆を与える。

香りを放出する多くの装置が知られている。香りは一般に、低い空気品質に起因する臭いを隠すために用いられるか、又は消費者の好みに基づいて所望の香りを生成し得る。しかしながら、香りの放出の設計は、環境の空気の清浄度を示唆しない。

米国特許出願公開US2010/186357A1は、床又は机に置かれ、部屋の側壁面の近くに配置されるよう用いられる、空気清浄器を記載している。更に、空気の流量を増大させることなく、空気の流れを循環させる効率を向上させることによって、屋内空気環境を改善する効果を向上させることが可能な、空気清浄器が記載されている。殆どの香り放出装置はまた、装置が利用される閉じた空間を考慮に入れない。該装置は従って、屋内の空気における高いＶＯＣ（揮発性有機化合物）濃度に帰着し得る。自然環境においては、香り濃度は、香り放出装置により生成されるものよりも、一般に低い。

例えば、森林におけるテルペンの濃度は、数百ｐｐｔｖ（part per trillion volume）のレベルであるが、市販の空気消臭器は、１０乃至１００倍高い濃度の化学物質を放出し得る。人間の知覚を増大させる代わりに、香りの過剰摂取は、アレルギー反応又はその他の刺激を引き起こすことにより、健康を害し得る。ＶＯＣの過剰摂取は、他の汚染物質と反応し、潜在的に有害な二次生成物を導出し得る。例えば、テルペンは屋内の空気中のオゾンと急速に反応して、微粒子のような多くの二次汚染物質を生成し得る。

香り放出の制御は、空気品質の知覚を向上させることが知られている。しかしながら、多くの香り放出システムにおいて、高い香り濃度が用いられるため、及び／又はいずれの供給量制御もない長期間の曝露のため、対象者は香りへの過剰な曝露を知覚する。又は人間は、存在する香りに気付くことなく、継続的な香り環境に容易に慣れてしまう。この場合には、香りの生理学的及び心理学的な効果が低下する。それ故、香りの生理学的及び心理学的な効果を最適化するため、継続的な放出よりも、周期的な放出が望ましい。

例えば空間における空気の清浄さについての情報を担持するため香りが用いられるようにするために用いられる、空間の体積を決定することができるシステムに対するニーズが残っている。しかしながら、体積の情報は、閉じた環境のその他の制御又は監視のために、より一般的に有用なものである。

本発明は、独立請求項により定義される。従属請求項は、有利な実施例を定義する。

本発明の一態様による例によれば、空気清浄器であって、
空気清浄フィルタユニットと、
前記空気清浄フィルタユニットによりフィルタリングされるべき物質を感知するためのセンサと、
コントローラと、
を有し、前記コントローラは、
前記センサを用いて、前記空気清浄器の性能を監視し、
前記空気清浄フィルタユニットについての情報及び前記センサの出力に基づいて、空気清浄フィルタシステムが配置される空間の体積についての情報を導出する
よう構成された、空気清浄器が提供される。

このことは、空気清浄器が、該空気清浄器が利用される空間の体積を決定することを可能とする。体積情報は、種々の態様で利用され得る。例えば、体積情報は、所望の濃度が到達されるように、該体積への化学物質の供給を支援するよう利用され得る。該化学物質は、人間のための化学物質（例えば香り又は薬剤）であっても良いし、又は植物のための化学物質（例えば植物の成長のためのＣＯ_２）であっても良い。

前記空気清浄フィルタユニットは、前記空気清浄フィルタユニットの性能についての情報を保存する、機械読み取り可能な識別子を有しても良い。このようにして、該フィルタユニットは、該空気清浄器の受信部により読み取られる。センサにより検出されたフィルタリング性能をフィルタの能力と比較することにより、フィルタが用いられている空間の体積が導出され得る。

前記コントローラは、清浄空気供給率を導出し、較正工程の間に得られた前記清浄空気供給率から、前記空間の基準体積についての情報を導出するよう構成され、前記較正工程の間、前記空気清浄器は、前記空間において動作させられ、前記空間は、換気されないよう構成されても良い。

換気されていない空間におけるフィルタ性能を監視することにより、香りのような化学物質の放出を制御する際の将来の利用のため、前記体積が決定されることができる。更に、例えば開いたドア又は窓を持つ空間に関する、又はシステムが別の空間に移動させられたことを示す、体積の変化が識別され得る。

前記コントローラは、前記基準空間に対する現在決定された体積の比較に基づいて、前記空間が換気されているか否かを決定するよう構成されても良い。

前記空気清浄器は更に、化学物質放出装置を有し、前記コントローラは、前記体積についての情報に依存して、前記化学物質放出装置を制御するよう構成されても良い。

本システムにおいては、空気清浄器は、該空気清浄器と協働する、香り放出装置に結合される。供給されるべき香りの量は、該空気清浄器により推定される部屋の体積に依存するよう制御されても良く、これにより、該空間における濃度がより正確に制御され得る。香りの放出は、香りの嗅覚的な知覚が、空気の清浄度のインジケータとして利用されるように、制御されても良い。閉じた空間における香りの過剰摂取もまた防止され得る。該コントローラは例えば、香り放出の周期的なバーストを用いて香り放出装置を制御するよう構成される。

好適には、前記香り放出装置は、前記センサの出力に依存して制御される。このようにして、体積のみならず、汚染レベルもが考慮に入れられる。このようにして、空気清浄器がスイッチオンされると空気が清浄化され、香り放出が例えば、清浄な空気にのみ利用されるよう制御されても良い。このようにして、空気清浄器が正常に動作していることを示す、ユーザに対する嗅覚的な信号を提供するために、香りが用いられ得る。該空間が換気されていると決定された場合に、香り放出が防止されても良い。

前記コントローラは更に、前記空気清浄フィルタユニットについての情報及び前記センサの情報に基づいて、前記空気清浄フィルタユニットについての耐用期間予測情報を導出するよう構成されても良い。このことは、体験された汚染レベルを考慮することにより、より正確な耐用期間予測を可能とする。

本発明の第２の態様による例は、空気清浄器を制御する方法であって、
空気清浄フィルタユニットによりフィルタリングされるべき物質を感知するステップと、
前記感知に基づいて前記空気清浄器の性能を監視するステップと、
前記空気清浄フィルタユニットについての情報及び前記感知に基づいて、前記空気清浄器が配置された空間の体積についての情報を導出するステップと、
を有する方法を提供する。

該方法は、空気清浄システムから体積情報が得られることを可能とする。

前記方法は、前記空気清浄フィルタユニットの機械読み取り可能な識別子から、前記空気清浄フィルタユニットについての情報を読み取るステップを有しても良い。このことは、自動化された工程を提供するが、代替例は、ユーザがユーザインタフェースを用いて手動で該情報を該システムに入力することである。

前記方法は、清浄空気供給率を導出し、較正工程の間に得られた前記清浄空気供給率から、前記空間の基準体積についての情報を導出するステップを有し、前記較正工程の間、前記空気清浄器は、前記空間において動作させられ、前記空間は、換気されないよう構成されても良い。このことは、部屋の体積が決定されることを可能とする較正動作を提供する。

例えば、前記基準空間に対して現在決定された体積を比較することにより、前記空間が換気されているか否かを決定することも可能である。

前記空気清浄器は、例えば香り放出装置のような、化学物質放出装置を有し、前記方法は、前記体積についての情報に依存して、前記化学物質放出装置を制御するステップを有しても良い。

香りの放出は例えば、部屋の換気の結果意味が無い場合には防止されても良い。香り放出装置は好適には、香り放出の周期的なバーストを用いて制御される。

前記方法は、前記センサの出力に依存して前記香り放出装置を制御するステップを有しても良い。このようにして、香りの放出が、空気の品質のインジケータとして利用され得る。

前記空気清浄フィルタユニットについての情報及び前記センサの情報に基づいて、前記空気清浄フィルタユニットについての耐用期間予測情報が得られても良い。

以上に定義された方法は、コンピュータプログラムにより実装されても良い。

本発明の実施例は、添付図面を参照しながら、以下に詳細に説明される。

空気清浄器システムの例を示す。 部屋の体積を決定する方法を示す。 フィルタリングの間に生じる時間経過に伴う粒子の計数を示す。 異なる時間における２つの小さな部屋についての部屋体積推定を示す。 異なる時間における２つの大きな部屋についての部屋体積推定を示す。 第１の粒子感知曲線を示す。 ２つの異なる流量が適用された第２の粒子感知曲線を示す。 ドア／窓の開放事象を伴う第３の粒子感知曲線を示す。 ＣＡＤＲ曲線を示す。 空気清浄化方法を示す。

本発明は、空気清浄フィルタユニットと、該空気清浄フィルタユニットによりフィルタリングされるべき物質を感知するためのセンサと、を使用する空気清浄器を提供する。該空気清浄フィルタユニットについての情報と組み合わせて、該空気清浄器の性能を監視することにより、空間の体積が決定されることができる。

対象となる用途のひとつは、香り放出装置との空気清浄器の組み合わせである。当該組み合わせに基づく例が、以下に説明される。しかしながら、本発明の他の用途もあることは理解されるであろう。一般的に、空気清浄器が用いられる空間の決定は、種々の利点を持ち得る。該情報は、例えばファン速度のような、空気清浄器自体の制御のために用いられても良いし、又は他の装置の制御のためにも有用となり得る。これらの他の装置は、香り放出装置に限定されるものではなく、他の化学物質を放出するための装置であっても良い。一例は、植物の成長を管理するためのＣＯ_２の放出である。他の例は、閉じた空間における家畜又は患者の処置又は健康管理のための化学物質の放出である。ここでもまた、閉じた空間の体積は、有用なものとなり得る。実際には、閉じた空間の体積が有用であり、空気清浄器が利用される、いずれの用途もが考慮され得る。

図１は、交換可能なフィルタユニット１２を収容する、空気清浄器１０の第１の例を示す。フィルタユニット１２は、少なくともフィルタユニットタイプに関する情報を提供する、機械読み取り可能な識別子１４を持つ。該識別子は、単純なバーコード又は２次元バーコードの形をとっても良い。該空気清浄器は、機械読み取り可能な識別子１４を読み取るための読み取り器１６を持ち、該読み取り器１６は、電子読み取り回路、光学式読み取り回路、機械式読み取り回路、又は無線電波ベースの読み取り回路（例えばＲＦＩＤベースのシステム）であっても良い。読み取られた情報は、主制御ユニット（ＭＣＵ）１８に供給され、該ＭＣＵ１８は、ファン２０を制御し、少なくともユーザに情報を出力するためのユーザインタフェース２２を持つ。自動化されたシステムを持つ代わりに、フィルタ情報は勿論、ユーザインタフェースに手動で入力されても良い。

該空気清浄器はまた、同様に主制御ユニット１８により制御される香り放出装置２４と、フィルタユニット１２によりフィルタリングされるべき汚染物質を感知するためのセンサ２６と、を含む。該空気清浄器の代替の実施例においては、香り放出装置２４は、フィルタユニット１２ではなく、別の物理的な筐体に配置されても良く、香り放出装置２４は、無線接続を介してＭＣＵ１８により制御されても良い。

フィルタユニット１２が空気清浄器１０に装備されると、読み取り器１６が識別子１４を読み取り、データをＭＣＵ１８に伝送する。図１のスタンドアロン型の場合においては、ＭＣＵ１８は、識別子データを用いてユーザインタフェース２２を制御し、例えばいつフィルタユニットが交換される必要があるかを識別し、例えば低雑音モード又は強力フィルタリングモードのような動作のモードに基づいて、ファン２０を制御する。

既知の香り放出装置の制御は、芳香センサの感度により制限され、このことは、放出された香りの濃度が、一般的に検出又は制御されないことを意味する。図１の空気清浄器１０は、識別子１４及びセンサ２６により記録され算出される清浄空気供給率（ＣＡＤＲ）から読み取られた既知のフィルタ性能に基づいて、部屋の体積（即ち該空気清浄器が設置された空間）を推定することにより、この問題に対処する。

部屋の体積に基づいて、香り放出装置は、過剰な香りの供給を防止するよう制御されることができる。図１は、放出香り量を算出するプログラムを示す。

図１は、スタンドアロン型の例を示し、フィルタユニット識別子又は空気清浄器が、フィルタ性能についての必要なデータを含む必要がある。代替例は、ＭＣＵ１８と、外部装置上で動作するアプリケーションとして実装された外部データ源と、の間に接続を備えることである。代替としては、外部データ源は、空気清浄器から直接にインターネットを介して（例えばローカルのWiFi（登録商標）を介して）又は外部装置上で動作するアプリケーションを介してアクセスされるリモートのウェブサーバ上にあっても良い。該システムはまた、更なる情報をＭＣＵに供給するため、例えば屋内又は屋外の環境状態を検出するための、外部センサを含んでも良い。

図２は、必要とされる香り供給を決定するための方法を示す。

ステップ３０において、空気清浄器が時間ｔ０において起動される。

ステップ３２において、例えば粒子センサを有するセンサ２６により、清浄空気供給率（ＣＡＤＲ）曲線が記録される。

ステップ３４において、第１のデータ期間（例えば２０分）に基づいて部屋サイズが算出される。このことは時間ｔ１において完了する。当該空間の体積は、Ｖ１と名付けられる。

該空気清浄器が最初に利用される場合には、ユーザインタフェース２２は消費者に、最初に封止された部屋において該空気清浄器を動作させるよう指示する。該空気清浄器は次いで、以上に説明された態様で部屋の体積を算出し、フィルタから読み取られた（又は初期プログラム設定に基づく）初期フィルタ性能（ＣＡＤＲ）と、空気清浄化工程の間の最初の２０分に記録されたＣＡＤＲ曲線と、に基づいて、初期の部屋の体積Ｖ０を導出する。

現在の体積Ｖ１が決定されると、該体積が、例えば較正工程の間に得られた部屋の体積Ｖ０のような、保存された最も新しい部屋の体積と比較される。当該比較はステップ３６において実行され、現在測定された体積Ｖ１が０．８Ｖ０乃至１．３Ｖ０の範囲内であるか否かが決定される。当該決定工程は、該空気清浄器が新しい部屋に配置されるたびにリセットされる。

Ｖ１が実際に０．８Ｖ０乃至１．３Ｖ０の範囲内である場合、ステップ３８において、Ｖ１が現在の部屋の体積として記録される。斯くして、例えば部屋の中の異なる量の家具に起因するような、小さな部屋の体積変化を考慮に入れるために、保存された部屋の体積が更新される。

Ｖ１が０．８Ｖ０乃至１．３Ｖ０の範囲外である場合、該空気清浄器の位置が変更されたか、又は部屋が適切に封止されていないか、のいずれかである。この場合には、香り放出が実行されず、このことがステップ４０により表示される。

屋内の空気が清浄であると決定されたために該空気清浄器が停止する時間ｔ３まで、ステップ４２において、該空気清浄器は動作を継続する。ｔ０乃至ｔ３に集められたデータを走査した後、感知された信号に最後の不連続が出現した時間が、ｔ２として定義される。このことは以下に更に説明される。

時間ｔ０乃至ｔ３の間に少なくとも一度窓又はドアが開けられた場合には、ｔ２は窓又はドアが最後に開けられた時間を表す。ステップ４４において、時間ｔ２乃至ｔ３からのデータに基づいて、新たな部屋の体積Ｖ２が算出される。当該更新されたＶ２の体積算出は例えば、部屋が依然として屋外の空気と接続されているか否かを決定することを支援する。

ステップ４６において、最も新しい部屋の体積算出Ｖ２が、１．３Ｖ１よりも大きいか否かが決定される。大きい場合には、該部屋は依然として外部の空気と接続されており、ステップ４８により表されるように、香り放出が実行されない。

Ｖ２が１．３Ｖ１よりも小さい場合には、該部屋が一度開かれ、その後に閉じられたことを示し、ステップ５０において香り量がＶ１に基づいて算出され、ステップ５２において対応する香りが香り放出装置２４により放出される。

当該方法は斯くして、空気清浄化工程が終了した後に、一定量の香りを放出し、空気が清浄であることをユーザに示唆する。該方法は、空気清浄化工程の最後に、香り放出をバーストとして提供する。

香り放出要素は、個体、液体又は気体であっても良い香り源を含む。算出結果に応じて、特定の量の香りが、加熱、噴霧又は振動のような正確に制御された手法により、香り放出要素から放出される。香り放出工程は、一度だけ実行され、数秒で完了される。香りのタイプは、消費者の好みに基づいて、予め選択されても良い。

ステップ５４において、時間ｔ４において、該空気清浄器は、屋内の空気が再び清浄化される必要があることを決定し、全体の工程がステップ３０から繰り返される。

過剰な香りによる負の効果を避けるため、較正の間に得られた部屋の体積Ｖ０のみを常に使う代わりに、空気清浄器が動作させられるたびに部屋の体積が算出される。新たな家具が部屋に運び入れられた場合、又は多くの人が部屋に存在する場合、測定される体積Ｖ１はＶ０より小さくなり、Ｖ１が次いで香り放出量を算出するために用いられる。

空気清浄器の位置が変更されると、初期の部屋の体積Ｖ０がリセットされ、新たな較正ステップのため部屋が閉じられた状態で、新たな部屋のなかで該空気清浄器を動作させるよう、ユーザがガイドされる。

以上の手法は、部屋の体積の算出にのみ基づくものである。消費者は、香り濃度を決定する際の支援のため、香り放出制御システム（又はスマートフォン又はその他の制御装置にインストールされたアプリケーション）に、部屋の体積（Ｖｃ）をタイプ入力しても良い。香り濃度はＶ０に基づいて算出された１ｐｐｍより低い値に制限されても良く、例えば香り濃度は最大で１ｐｐｍ＊Ｖ０／Ｖｃであっても良い。

部屋の体積が算出され得る方法が、以下に詳細に説明される。

図３は、空気清浄器が動作している最初の２０分間に粒子センサ２６により記録されたＣＡＤＲ曲線の例を示す。Ｙ軸は、粒子数の計数（Ｃｔ）の自然対数を示し、Ｘ軸は、時間を分で示す。

集計されたデータは、以下の表に示される。

これらデータは、一次式：ｌｎ（Ｙ）＝−ａｘ＋ｋにフィッティングされても良い。

該式において、計数ａは、最適フィット手法の一例において、以下の式により算出される。

較正部屋体積（Ｖ０（ｍ^３））が次いで、以下の式により算出される。

ＣＡＤＲは、フィルタユニット性能をｍ^３／ｈで表す。

幾つかの実験の結果が、以下に示される。

第１の実験においては、４台の空気清浄器が４つの部屋において利用された。粒子センサにより記録されたＣＡＤＲ曲線に従って、部屋の体積が算出された（Ｖｃａｌ）。同時に、全体の部屋の体積が、手動で測定された（Ｖｍｅａ）。その結果は、非Ｖｃａｌ／Ｖｍｅａと共に、以下の表に示されている。算出された体積は概ね、測定された部屋の体積の７５％乃至８５％であり、家具又はその他の装飾具が部屋の空間の１５％乃至２５％を占めている場合、適切な値である。

以下の表は、４つの他の部屋において繰り返された測定を示す。各行は異なる時間における測定に関し、各列は異なる部屋に関する。各部屋における実験の間、同じ空気清浄器及びフィルタが用いられた。

大きな部屋については、家具の体積を考慮すると、ＣＡＤＲ曲線に基づく部屋の体積の算出値は、非常に信頼性が高い。小さな部屋については、複雑な変数のため、部屋の体積の算出値は典型的に、実際の部屋の体積よりも１５乃至２０％大きい。従って、特定の部屋の体積（例えば８０ｍ^３）よりも小さい部屋については、補正係数が用いられても良い。

例えば算出され例えば部屋の体積が較正時の体積よりもかなり大きい場合、該システムによって、閉じられていない状況が検出されることができる。このとき、算出された部屋の体積が特定の値よりも大きい場合（例えば図２における元の部屋の体積の１．３倍よりも大きい場合）、香り放出装置が、香りを放出しないよう制御されても良い。この場合にはプログラムが、部屋が適切に閉じられておらず、香り放出が所望の効果を達成しないとみなすこととなる。

長時間に亘る部屋１乃至４についての測定データが、図４及び５にプロットされている。図４は、２つの小さな部屋即ち部屋１及び部屋２（プロットＲ１及びＲ２として示される）についての測定を示す。ｘ軸は、測定が実行された日付を示し、ｙ軸は、推定された部屋サイズをプロットする。図５は、２つの大きな部屋即ち部屋３及び部屋４（プロットＲ３及びＲ４として示される）についての測定を示す。部屋４についてのプロットは、１つの特に大きな部屋サイズ算出値を示し、これは換気された部屋に対応する。

以上に説明されたシステムは更に、空気清浄フィルタユニットについて、より正確な耐用期間予測が得られることを可能とする。

空気清浄器について最も一般的な手法は、フィルタを通る空気流に基づいて、フィルタを交換するよう消費者に促すことである。幾つかの場合においては、タイマのみが利用される。例えば、高効率粒子捕集（ＨＥＰＡ）フィルタは、半年ごとに交換されることが推奨され、活性炭フィルタは、３ケ月ごとに交換され得る。時間経過とともにフィルタが曝された汚染物質の量を決定するために、粒子センサが用いられても良いが、これらセンサは粒子を数で計数する一方、フィルタ性能又は粒子汚染限度は、粒子質量により決定される。

屋内の空気の種々の状況及び屋外の空気の汚染により、時間又は空気の流量のみに基づいてフィルタの耐用期間を決定することは、理想的ではない。例えば、新たに装飾された部屋においては、活性炭フィルタは他のフィルタに比べて頻繁に交換されるべきである。一方、ひどく汚染された都市においては、ＨＥＰＡフィルタが、より頻繁に交換される必要がある。

実際のフィルタ性能及び除去された汚染物質のレベルを消費者に示す機能は、フィルタを交換するべき時間についての正確な通知とともに、消費者にとって特に有用なものである。

以上に説明されたシステムは、リアルタイムのフィルタ性能（ＣＡＤＲ）算出を提供する。ＣＡＤＲ曲線は、汚染物質センサにより自動的に記録され、空気清浄化工程の間に算出される。除去された汚染物質の量もまた、ＣＡＤＲ曲線に基づいて算出されても良い。

当該情報は次いで、フィルタ状態を説明する視覚的なディスプレイからユーザに提示されても良い。リアルタイムの汚染物質濃度もまた、空気清浄器の効率の直接的な印象を消費者に提供するために、表示されても良い。

必要な情報をどのように導出するかの例が、例として粒子除去工程に基づいて、以下に説明される。

屋内の粒子濃度は、質量保存の法則に基づいて、以下の式に従う。

この式においては、以下のとおりである。
Ｃ：屋内の粒子濃度（ｍｇ／ｍ^３）。
Ｐ_ｐ：屋外から屋内への粒子の浸透係数であり、通常の都市の家では約０．８である。
Ｃ_ｏｕｔ：屋外の粒子濃度（ｍｇ／ｍ^３）であり、位置の設定後に公認のウェブサイトから取得されても良い。
ｋ_０：粒子の自然沈殿速度（ｈ^−１）であり、通常は約０．２ｈ^−１である。
ｋ_ｖ：空気の交換速度（ｈ^−１）。
Ｖ：部屋の体積（ｍ^３）。
ＣＡＤＲ：清浄空気供給率（ｍ^３／ｈ）。

図６は、ｙ軸において線形スケールを用いて、粒子センサにより記録された典型的なＣＡＤＲ曲線を示す。記録されたＣＡＤＲ曲線は、
Ｃ＝ｍ×ｅ^−ｋｔ
により表される。ｋは、濃度曲線に関する指数減衰定数である。

以上の２つの式を組み合わせることにより、以下の式が得られる。

ｋｍ×ｅ^−ｋｔ＝−ｋＣを代入すると、
（ＣＡＤＲ／Ｖ−ｋ＋ｋ_０＋ｋ_ｖ）×Ｃ＝ｋ_ｖＰ_ｐＣ_ｏｕｔ
ＣＡＤＲ／Ｖ＝ｋ_ｖＰ_ｐＣ_ｏｕｔ／Ｃ＋ｋ−ｋ_０−ｋ_ｖ
ＣＡＤＲ／Ｖ_０＝０．８ｋ_ｖＣ_ｏｕｔ／Ｃ＋ｋ−ｋ_ｖ−０．２ （式１）

以上に説明されたように、初期のＣＡＤＲは、初期の部屋の体積Ｖ０を算出するために用いられる。該値は、閉じた部屋において最初に空気清浄器が動作させられるときに得られる。

該システムは次いで、以上に説明されたように部屋の体積を算出し、また部屋における空気交換速度（ｋ_ｖ）を算出する。上述した２０分の間のような初期の期間の間、低い空気の流量が適用され、次いで、迅速に汚染物質を除去するため高い空気の流量が適用される。これら２つの期間から集められたデータに基づいて、低い流量についてのＣＡＤＲ曲線（ＣＡＤＲ_ｌ）及び高い流量についてのＣＡＤＲ曲線（ＣＡＤＲ_ｈ）が、それぞれ対応する空気交換速度ｋ_ｌ及びｋ_ｈを用いて導出される。
ＣＡＤＲ_ｌ／Ｖ_０＝０．８ｋ_ｖＣ_ｏｕｔ／Ｃ＋ｋ_ｌ−ｋ_ｖ−０．２
ＣＡＤＲ_ｈ／Ｖ_０＝０．８ｋ_ｖＣ_ｏｕｔ／Ｃ＋ｋ_ｈ−ｋ_ｖ−０．２

値ＣＡＤＲ_ｌ及びＣＡＤＲ_ｈは、理想的な実験室における実験により得られるＣＡＤＲ値であり、フィルタの初期情報として記録される。

ｋ_ｌ及びｋ_ｈは、空気清浄器の初期動作の結果に基づいて、消費者の家において、低い流量及び高い流量の下で別個に得られる、ＣＡＤＲ曲線係数である。

Ｃ_ｏｕｔは、例えばインターネットのデータベースから得られ、ｋ_ｌ及びｋ_ｈは初回の動作結果から得られる。

このことは、未知のパラメータはＶ_０及びｋ_ｖの２つだけであることを意味し、これらは初回の動作の結果に基づいて算出されることができる。Ｖ_０及びｋ_ｖは次いで、部屋についての初期のパラメータとして、リアルタイムのＣＡＤＲ値を取得するために、後続する試験において利用されることができる。

特に、上述した２つの式を減算することにより、Ｖ_０が算出され、部屋の体積としてシステムに記録される。０．０３５ｍｇ／ｍ^３のような、適切なＣの最大値を（例えば最大濃度レベルについての国内基準に基づいて）導入することにより、現在の部屋の空気交換速度としてｋ_ｖが得られる。

図７は、高い流量と低い流量とが連続して適用される場合のＣＡＤＲ曲線の例を示す。初期較正の後、リアルタイムのフィルタ性能（ＣＡＤＲ）算出が実行される。空気清浄器の動作の間、消費者は手動で窓及び／又はドアを開けて屋外の空気を屋内に入れても良い。

図８は、空気清浄器の動作の間、部屋が何度か開けられた場合に記録されたＣＡＤＲ曲線の例を示す。図示されるように、ＣＡＤＲ曲線において、点Ａ及びＢとして定義された、２つの不連続がある。屋外と屋内との間の空気の交換により引き起こされるＣＡＤＲ算出に対する影響を考慮すると、以下の２つの状況が定義される。

屋外に接続する窓が一度開けられ、短い時間の後に閉じられた場合。例えば、図８における時間Ａである。この場合、最後の不連続点が選択され、リアルタイムのＣＡＤＲ値が、時間Ａから集められたデータに基づいて算出される。

屋外に接続する窓が開けられたままである場合。例えば、図８において時間Ｂである。この種の状況の下では、算出されるリアルタイムのＣＡＤＲは、現実の使用工程においては非常に稀にしか生じない、最後のＣＡＤＲに対する大きな差を持つ。算出されたリアルタイムのＣＡＤＲ値が最後のＣＡＤＲよりもかなり低い（例えば２０％）場合、窓が継続して開けられていることが決定され、この結果は耐用期間算出に対して適切ではない。この場合には、最後から２番目の不連続点が検出され、リアルタイムのＣＡＤＲ値が、最後から２番目の不連続点から集められたデータに基づいて算出される。

Ｖ_０及びｋ_ｖは、初回の動作の後にシステムにおいて算出され記録されているため、屋内の空気を清浄化するよう空気清浄器を動作させた後には、そのたびにリアルタイムのＣＡＤＲが、上述した式１に従って算出される。指数減衰値ｋは、ＣＡＤＲ曲線から最初の２０分間に（又は最後の不連続点から最初の２０分間に）集められたデータについて最適フィットの線を用いることにより得られ、上述したように、Ｃ_ｏｕｔは、位置に応じて公認のウェブサイトから提供される。

Ｃを０．０３５ｍｇ／ｍ^３として導入することにより、ＣＡＤＲ値が算出され、リアルタイムのＣＡＤＲとして記録され、該値は、屋内の空気を清浄化した後の現在のフィルタ性能に正確に関連する。

除去された汚染物質の量もまた、算出されても良い。実験室における実験から、フィルタ性能（ＣＡＤＲ）と積算清浄質量（ＣＣＭ）とは、非常に良い線形の関係を持つ。

図９は、粒子質量に対するＣＡＤＲを示すＣＣＭ試験結果を示す。ＣＡＤＲの安定した減少は、粒子フィルタリング工程の間に観測される。各フィルタＣＣＭ曲線もまた、空気清浄器により初期に読み取られる初期フィルタ情報に含まれる。動作の後に毎回、リアルタイムのＣＡＤＲが算出されシステムに記録されるため、現在の積算粒子質量もまた、ＣＣＭ曲線に応じて算出され得る。このとき、最後の動作において除去された汚染物質の量が、可視的な態様で消費者に供給されることができる。

フィルタの耐用期間の定義は、リアルタイムのＣＡＤＲが、初期のＣＡＤＲ値の半分にまで低下する時間である。ＣＡＤＲが特定のレベル（例えば初期のＣＡＤＲ値の６０％）にまで低下すると、消費者に視覚的な通知が提供され、消費者はフィルタを交換する必要性を前もって通知される。

空気清浄器の位置が別の部屋へと変更された場合、以上に説明されたようなリアルタイムのＣＡＤＲに基づいて、新たな部屋の体積Ｖ２が最初に算出される。次いで、新たなＶ２が記録されて、新たなＣＡＤＲ値を算出する。ｋ_ｖは、部屋間で同じとみなされる。

以下の表は、空気清浄器の動作サイクルを示す。

初期のＣＡＤＲ値及びＣＣＭ情報が利用可能である場合、種々の供給者からのフィルタについて耐用期間識別子が利用され得る。従って、機械読み取り可能な識別子を持たないフィルタについては、ユーザインタフェースが、フィルタ情報を得るため、消費者が情報をタイプ入力することを可能とするか、又は２次元コード走査が利用されても良い。

センサ読み取り及び汎用の算出機能を持つ、別の流速を持つ別のタイプの清浄器へと、フィルタが移動させられた場合には、リアルタイムのフィルタ状態が、記録されたオンラインのデータベースから読み取られても良い。

フィルタについてのＣＣＭ情報が読みだされ、室における対応するＣＡＤＲが取得される。

図９によると、現在のＣＣＭ（ｘ軸における吸収された粒子質量）が既知である場合、フィルタのＣＡＤＲは、試験室において得られたデータに従って導出されることができる。図９のｙ軸は、室において試験されたときのＣＡＤＲであり、「室ＣＡＤＲ」値と名付けられる。

以前の空気清浄器におけるフィルタのワンパス（one-pass）効率は、新たなフィルタ位置を考慮するために変換されても良い。以前の空気清浄器のワンパス効率を用いて、現在の空気清浄器の室ＣＡＤＲ値が算出されることができる。

新たな空気清浄器の新たなＣＣＭ曲線が次いで、室ＣＡＤＲ値及びロードされたＣＣＭに従って推定されることができる。リアルタイムのＣＡＤＲは次いで以前と同様に測定され、以上に説明されたように部屋のサイズが算出されることができる。従って、新たな空気清浄器におけるフィルタの耐用期間が生成される。

図１０は、空気清浄器を制御する方法を示す。

ステップ６０において、空気清浄フィルタユニットによりフィルタリングされるべき物質が感知される。

ステップ６２において、空気清浄器の性能が監視され、ステップ６４において、該空気清浄フィルタユニットについての情報及びセンサ情報に基づいて、該空気清浄器が配置された空間の体積についての情報が導出される。

ステップ６６において、該体積についての情報に依存して、香り放出装置が制御される。

以上の説明から明らかであるように、フィルタについての情報は、主制御ユニットにより必要とされる。機械読み取り可能なフィルタ識別子又は情報を提供するための、幾つかの方法が考えられ得る。例は、光ファイバ、色認識、抵抗又はインダクタンスといった電気的なパラメータの測定、光反射特性、力学的特性を決定するための力測定、ピン構成の機械的な測定を利用する。

具体的な例のひとつは、フィルタタイプ又は一意なフィルタＩＤを読み取るため用いられる、単純なバーコード又は２Ｄバーコードを利用する。斯かる方法は、単純さの利点を持つが、第三者がバーコードを非常に容易に複製できるという欠点を持つ。

代替の手法は、識別子としてフィルタ上のＲＦＩＤタグを用いることである。この場合には、ＲＦＩＤ読み取り器（及び任意に書き込み器）が空気清浄器に追加される。その代わりに、ＲＦＩＤタグが、携帯電話を介して読み取られても良く、接続されたアプリケーションが、結果を空気清浄器に通信するために用いられても良い。更に、ＲＦＩＤタグは、セキュリティ機能を実装するために用いられても良い。

香りの放出は例えば、空気が清浄であることの示唆を提供するために用いられる。以上の例においては、空気清浄化工程の最後に、香り放出が行なわれる。勿論、ユーザに再確認させるために、空気が清浄なままである間、定期的な香りの放出が為されても良い。斯くして、香りがない長い期間は、例えば新たなフィルタが必要であるなど、空気清浄器に注意を要することの示唆であり得る。

以上に議論されたように、実施例はコントローラ１８を利用する。該コントローラは、必要とされる種々の機能を実行するため、ソフトウェア及び／又はハードウェアを用いて、種々の態様で実装されることができる。プロセッサは、必要とされる機能を実行するためのソフトウェア（例えばマイクロコード）を用いてプログラムされたものであっても良い１つ以上のマイクロプロセッサを利用するコントローラの一例である。しかしながらコントローラは、プロセッサを利用して又は利用せずに実装されても良く、また幾つかの機能を実行するための専用のハードウェアと、他の機能を実行するためのプロセッサ（例えば１つ以上のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連する回路）と、の組み合わせとして実装されても良い。

本発明の種々の実施例において利用され得るコントローラ要素の例は、限定するものではないが、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含む。

種々の実施例において、プロセッサ又はコントローラは、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭといった揮発性及び不揮発性コンピュータメモリのような１つ以上の記憶媒体と関連しても良い。該記憶媒体は、１つ以上のプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行されるときに、必要とされる機能を実行する、１つ以上のプログラムを用いてエンコードされても良い。種々の記憶媒体は、プロセッサ又はコントローラ内に固定されていても良いし、又は、保存された１つ以上のプログラムがプロセッサ又はコントローラにロードされることができるよう、移送可能なものであっても良い。

図面、説明及び添付される請求項を読むことにより、請求される本発明を実施化する当業者によって、開示された実施例に対する他の変形が理解され実行され得る。請求項において、「有する（comprising）」なる語は他の要素又はステップを除外するものではなく、「１つの（a又はan）」なる不定冠詞は複数を除外するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に利用されることができないことを示すものではない。請求項におけるいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. 空気清浄器であって、
   空気清浄フィルタユニットと、
   前記空気清浄フィルタユニットによりフィルタリングされるべき物質を感知するためのセンサと、
   コントローラと、
   を有し、前記コントローラは、
   前記センサを用いて、前記空気清浄器の性能を監視する
   よう構成された、空気清浄器において、
   前記コントローラは更に、前記空気清浄フィルタユニットについての情報及び前記センサのセンサ出力に基づいて、前記空気清浄器が配置された空間の体積についての情報を導出するよう構成されたことを特徴とする、空気清浄器。
2. 前記空気清浄フィルタユニットは、前記空気清浄フィルタユニットの性能についての情報を保存する、機械読み取り可能な識別子を有する、請求項１に記載の空気清浄器。
3. 前記コントローラは、清浄空気供給率を導出し、較正工程の間に得られた前記清浄空気供給率から、前記空間の基準体積についての情報を導出するよう構成され、前記較正工程の間、前記空気清浄器は、前記空間において動作させられ、前記空間は、換気されないよう構成された、請求項１に記載の空気清浄器。
4. 前記コントローラは、基準空間に対する現在決定された体積の比較に基づいて、前記空間が換気されているか否かを決定するよう構成された、請求項３に記載の空気清浄器。
5. 前記空気清浄器は更に、例えば香り放出装置のような、化学物質放出装置を有し、前記コントローラは、前記体積についての情報に依存して、前記化学物質放出装置を制御するよう構成された、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の空気清浄器。
6. 前記コントローラは、前記センサの出力に依存して、前記香り放出装置を制御するよう構成された、請求項５に記載の空気清浄器。
7. 前記コントローラは更に、前記空気清浄フィルタユニットについての情報及び前記センサの情報に基づいて、前記空気清浄フィルタユニットについての耐用期間予測情報を導出するよう構成された、請求項１に記載の空気清浄器。
8. 空気清浄器を制御する方法であって、
   空気清浄フィルタユニットによりフィルタリングされるべき物質を感知するステップと、
   前記感知に基づいて前記空気清浄器の性能を監視するステップと、
   前記空気清浄フィルタユニットについての情報及び前記感知に基づいて、前記空気清浄器が配置された空間の体積についての情報を導出するステップと、
   を有する方法。
9. 前記空気清浄フィルタユニットの機械読み取り可能な識別子から、前記空気清浄フィルタユニットについての情報を読み取るステップを有する、請求項８に記載の方法。
10. 清浄空気供給率を導出し、較正工程の間に得られた前記清浄空気供給率から、前記空間の基準体積についての情報を導出するステップを有し、前記較正工程の間、前記空気清浄器は、前記空間において動作させられ、前記空間は、換気されないよう構成された、請求項８に記載の方法。
11. コントローラにより、前記基準空間に対する現在決定された体積の比較に基づいて、前記空間が換気されているか否かを決定するよう構成された、請求項１０に記載の方法。
12. 前記空気清浄器は、香り放出装置のような、化学物質放出装置を有し、前記方法は、前記体積についての情報に依存して、前記化学物質放出装置を制御するステップを有する、請求項８に記載の方法。
13. センサの出力に依存して前記香り放出装置を制御するステップを有する、請求項１２に記載の方法。
14. 前記空気清浄フィルタユニットについての情報及びセンサの情報に基づいて、前記空気清浄フィルタユニットについての耐用期間予測情報を導出するステップを更に有する、請求項８に記載の方法。
15. コンピュータ上で実行されたときに、請求項８乃至１４のいずれか一項に記載の方法を制御するよう構成されたコードを有する、コンピュータプログラム。

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