JPS63274422A - Detector of soil of air filter - Google Patents
Detector of soil of air filterInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、石油ファンヒーター、ルームニアコンディシ
ョナー等の冷暖房装置あるいは加湿器。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention relates to a heating and cooling device or a humidifier such as an oil fan heater or a roomier conditioner.
空気清浄器等の空気調和装置等の吸気口に設けたエア・
フィルターの汚れ検出装置に関するものである。An air filter installed at the intake port of an air conditioner such as an air purifier, etc.
This invention relates to a filter dirt detection device.
冷暖房装置あるいけ空気調和装置等の吸気口には空気中
のほこり等が装置内に侵申しないようにエア・フィルタ
ーが設けられているが、これらは定期的に交換あるいは
清掃する必要があり、これを怠るとエア・フィルターが
目づまりをおこし、石油ファンヒーター等の燃焼方式の
暖房装置では空気不足による不完全燃焼をひきおこす危
険性がアリ、マたルームニアコンディショナーで汀風量
低下による熱交換不足で能力低下をひきおこすという問
題がある。Air filters are installed at the intake ports of heating and cooling equipment and air conditioners to prevent dust from entering the equipment, but these need to be replaced or cleaned regularly. If this is not done, the air filter will become clogged, and with combustion type heating devices such as kerosene fan heaters, there is a risk of incomplete combustion due to lack of air, and with room near conditioners, there is a risk of insufficient heat exchange due to a decrease in the amount of air flow. There is a problem in that it causes a decline in performance.
従来は、装置の運転時同を積算して、ある一定時間に達
すると警報を発して使用者にエア・フィルターの交換・
清掃をうながすようになっていた。Conventionally, the number of times the device is running is accumulated, and when a certain period of time is reached, an alarm is issued to prompt the user to change the air filter.
They were encouraging cleaning.
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、エア・フィルターの汚れは前記装置を使
用している部屋の空気の汚れ具合に左右され、一定時間
に達する前にエア・フィルターの交換・清掃が必要な場
合や、一定時間経過後もまだフィルターの交換・清掃を
行う必要がない場合がでてくる。[Problems to be solved by the invention] However, the contamination of the air filter depends on the degree of contamination of the air in the room where the device is used, and the air filter must be replaced or cleaned before a certain period of time is reached. There may be cases where the filter does not need to be replaced or cleaned even after a certain period of time has passed.
前記の場合は、不完全燃焼の危険性があったり能力低下
により空調がきかなくなったりする問題があり、後記の
場合、不必要な交換・清掃作業を行なわなければならず
、その分の費用労力が無駄になる不経済が発生するとい
う問題があつ之。In the above case, there is a risk of incomplete combustion or the air conditioning may not work due to a decrease in capacity, and in the case described below, unnecessary replacement and cleaning work must be performed, resulting in cost and effort. However, there is a problem in that there is a diseconomie in which waste is wasted.
本発明は、上記問題点に鑑みなされ友ものであり、エア
・フィルターの汚れを、エア・フィルターを通過する風
量の低下から検知することにより適切なエア・フィルタ
ー交換・清掃時期を知らせるものであり、エア・フィル
ターの汚れによる不完全燃焼や能力不足あるいは不必要
な交換・清掃等の問題を解決するものである。The present invention was developed in view of the above-mentioned problems, and detects dirt on the air filter from a decrease in the amount of air passing through the air filter, thereby informing the user of the appropriate time to replace or clean the air filter. This solves problems such as incomplete combustion, insufficient capacity, or unnecessary replacement and cleaning due to dirty air filters.
本発明によるエア・フィルター汚れ検出装置は風の通路
に圧電素子を設け、当該圧電素子に風が当之ることによ
り生じる出力を検出する回路、およびエア・フィルター
の汚れによる風量の低下を当該圧電素子からの出力の低
下により検出し、エア・フィルターの汚れとして検出す
る演算処理回路と２３１ら構成するものである。The air filter dirt detection device according to the present invention includes a piezoelectric element installed in the air passage, a circuit that detects the output caused by the wind hitting the piezoelectric element, and a circuit that detects a decrease in air volume due to air filter dirt. It is composed of an arithmetic processing circuit 231 that detects a decrease in the output from the element and detects it as dirt on the air filter.
上記の如く構成したものにおいて、送風機による風の流
れは、マクロ的に見れば一定の風量であっても、ミクロ
的に見れば送風機のファンの羽近傍の空気は羽によって
押される部分は圧縮され、その裏面では膨張をしており
、これが羽の回転につれて交互に繰シ返されるためたえ
ず細かく脈動している。空気調和装置等の送風通路内に
圧電素子を置くとこの脈動する風の流れにより圧電素子
が振動され、電圧を生じる。この電圧は通路を流れる風
量にほぼ比例する関係にある。風の通路に置７３１れ之
エア・フィルターが、空気中のほこり等で汚れてくると
、フィルターが目づまりして圧損となり、風量が低下し
てくる。そうすると前記圧電素子力１らの出力電圧が低
下してくる。In the configuration as described above, the flow of air from the blower may be a constant air volume from a macroscopic perspective, but from a microscopic perspective, the air near the blades of the blower's fan is compressed in the area pushed by the blades. The underside of the wing is expanding, and this is repeated alternately as the wing rotates, creating a continuous fine pulsation. When a piezoelectric element is placed in a ventilation passage of an air conditioner or the like, the piezoelectric element is vibrated by the pulsating flow of wind and generates a voltage. This voltage is approximately proportional to the amount of air flowing through the passage. When an air filter placed in a wind passage becomes dirty with dust in the air, the filter becomes clogged, causing a pressure loss, and the air volume decreases. Then, the output voltage of the piezoelectric element 1 etc. decreases.
この出力電圧をエア・フィルター交換・清掃直後の初期
出力電圧と比較することによりエア・フィルターの汚れ
の度合を検出することができる・すなわち、出力電圧の
低下の度合が大きいほどエア・フィルターの汚れがはげ
しいわけである。この出力電圧の低下の割合が、初期値
の一定割合以上になればエア・フィルターの交換・清掃
時期として検出することができるものであり、従来のよ
うに単に装置の運転時間を積算するだけのものにくらべ
て、より適切なエア・フィルター交換・清掃時期を知ら
せることができる。The degree of dirt on the air filter can be detected by comparing this output voltage with the initial output voltage immediately after replacing or cleaning the air filter.In other words, the greater the drop in the output voltage, the dirtier the air filter is. That's why it's so intense. If the rate of decrease in the output voltage exceeds a certain percentage of the initial value, it can be detected that it is time to replace or clean the air filter. It can tell you when it's time to replace and clean the air filter better than anything else.
また初期出力値との差を表示することにより、エア・フ
ィルターの汚れ具合を表示し、エア・フィルターの交換
・清掃時期が近いのかあるいはかなり先なの７５１ヲ知
らせることも可能である。In addition, by displaying the difference from the initial output value, it is possible to display the degree of dirt on the air filter and to inform the user whether the time for replacing or cleaning the air filter is near or far in the future.
本発明によるエア・フィルター汚れ検出装置の一実施例
を第１図に示す構成図を用いて説明する。An embodiment of the air filter dirt detection device according to the present invention will be described with reference to the configuration diagram shown in FIG.
空気調和装置は一般に、電動機ｌにより駆動されるファ
ン２により装置内に空気が取り入れられるようになって
いる。この風の通路３の入口には通常、装置内へのほこ
りの侵入を防ぐ念めにエア・フィルター４が設けられて
いる。この風の通路３中に圧電素子５を配置すると、当
該圧電素子５は風の脈動により振動し、電荷を発生する
。この発生した電荷は前記圧電素子５に接続した検出回
路６により電圧として検出され、さらに接続した演算処
理回路で処理され、エア・フィルター４の汚れが検出さ
れる。Air conditioners generally have air drawn into the device by a fan 2 driven by an electric motor 1. An air filter 4 is usually provided at the entrance of the air passage 3 to prevent dust from entering the apparatus. When a piezoelectric element 5 is placed in this wind passage 3, the piezoelectric element 5 vibrates due to the pulsation of the wind and generates an electric charge. This generated charge is detected as a voltage by a detection circuit 6 connected to the piezoelectric element 5, and is further processed by a connected arithmetic processing circuit to detect dirt on the air filter 4.
圧電素子５の配置場所は、この風の通路３中にあれば良
く、ファン２や熱交換器（図示せず）等の位置に関係な
く自由に設置可能であるが、できるだけ風の流れによる
振動をひろいやすい場所に設置することが望ましい。The piezoelectric element 5 can be placed anywhere in the air passageway 3, and can be installed freely regardless of the position of the fan 2, heat exchanger (not shown), etc.; It is desirable to install it in a place where it is easy to find.
圧電素子５は一般に、誘電体で電気的１性の大きいもの
に対して、機械的応力２加えて変形させると電荷を発生
するものであり、これには、（１）極対称性をもっ比重
結晶、例えば水晶、ロッシェル塩等。The piezoelectric element 5 is generally a dielectric material with large electrical unity that generates an electric charge when it is deformed by applying mechanical stress 2 to it. Crystals, such as quartz, Rochelle salt, etc.
（２）分極をもった微粉結晶を焼結し、これに強い電界
を加え、分極方向をそろえたもの、例えばチタン酸ジル
コン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム等。(2) Polarized fine crystals are sintered and a strong electric field is applied to align the polarization direction, such as lead zirconate titanate (PZT), barium titanate, etc.
１３）分極をもったプラスチックフィルムに強い電界を
加え分極方向をそろえ之もの、例えばポリフッ化ビニリ
デン、ポリフッ化ビニール、塩化ビニール等。13) Materials that apply a strong electric field to a polarized plastic film to align the polarization direction, such as polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, vinyl chloride, etc.
がある。There is.
圧電素子に応力１ｒ［Ｎ／ｍ”）を加えることにより発
生する電荷Ｑ［クーロン］は
Ｑ−ｄ−Ｑ”’
で与えられる。ただしｄは圧電定数〔クーロンハ〕であ
る。The electric charge Q [coulombs] generated by applying stress 1r [N/m'') to the piezoelectric element is given by Q-d-Q'''. However, d is a piezoelectric constant (Coulomba).
外部に検出回路を設けた場合、
Ｖ−Ｑ／（ＣＩ ＋Ｃ２）
で表わきれる。検出電圧Ｖ（ｖＪが出力として検出され
る。When a detection circuit is provided externally, it can be expressed as V-Q/(CI +C2). The detection voltage V (vJ) is detected as an output.
念だし、ＣＩは圧電素子の静電容量［Ｆ］、Ｃｚ／ｉ検
出回路の静電容量［Ｆ］
である。As a reminder, CI is the capacitance [F] of the piezoelectric element and the capacitance [F] of the Cz/i detection circuit.
本発明のように微小な振動をひろう目的に対しては薄膜
化が可能で可撓性が高く、また圧電定数が高いため、出
力電圧が高い圧電性プラスチックフィルムが適している
。特にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）あるいはフッ
化ビニリデン・トリフルオロエチレン共重合体（ＶＤＦ
／ＴｒＦＥ）あい はシアン化ビニリデン・酢酸ビニル
共重合体（Ｐ （ＶＤＣＮ／ＶＡＣ））等の圧電性プラ
スチックが最適である。For the purpose of sensing minute vibrations as in the present invention, a piezoelectric plastic film with a high output voltage is suitable because it can be made thin, has high flexibility, and has a high piezoelectric constant. In particular, polyvinylidene fluoride (PVDF) or vinylidene fluoride/trifluoroethylene copolymer (VDF)
/TrFE), piezoelectric plastics such as vinylidene cyanide/vinyl acetate copolymer (P(VDCN/VAC)) are optimal.
第２図は本実施例の圧電素子の平面図および断面図であ
る。FIG. 2 is a plan view and a sectional view of the piezoelectric element of this example.
延伸を行ったポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のフィ
ルム８の両面に金属蒸着によ、ＤＡ！あるいＩｆｉＮｉ
等の電極９ｖｉ−形成する。こののち、このフィルムに
５００〜１０００ＫＶ／ｆｉの電界をかけ分極処理を打
つ之のち、電極９にリード線１０をとりつけ、フィルム
８の両面に保護層１１を形成し圧電素子５とする。DA! is applied to both sides of the stretched polyvinylidene fluoride (PVDF) film 8 by metal vapor deposition. IfiNi
Electrodes 9vi, etc. are formed. Thereafter, an electric field of 500 to 1000 KV/fi is applied to this film to polarize it, and then a lead wire 10 is attached to the electrode 9, and a protective layer 11 is formed on both sides of the film 8 to form a piezoelectric element 5.
第３因は当該圧電素子の検出回路の実施例を示したもの
である。The third factor shows an example of the detection circuit for the piezoelectric element.
電源同波数の混入による誤動作を防ぐため圧電素子５ふ
らの出力を抵抗Ｒ１，Ｒ２、コンデンサＣ１，Ｃ２およ
び増幅器ＩＣｌｌ−ら構成したローパスフィルターを介
して信号成分のみをとり出し圧電素子の温度変化による
焦電効果の影響を防ぐ乏め、直流分遮断コンデンサー（
３で直流成分を遮断し、抵抗Ｒ３，Ｒ４，ＶＲＩおよび
断幅器ＩＣ２で信号の増幅を行い出力を得るようになっ
ている。抵抗Ｒ５は圧電素子の両端に発生する電荷を除
々に短絡し応力変化のないときに出力がでないようにす
るもので、応力変化時のみパルス状の信号か得られるよ
うにするものである。In order to prevent malfunctions due to mixing of the same wave number as the power supply, only the signal component is extracted from the output of the piezoelectric element 5 through a low-pass filter consisting of resistors R1, R2, capacitors C1, C2, and an amplifier ICll-, and the focus due to temperature changes of the piezoelectric element is extracted. A small DC blocking capacitor (
3 cuts off the DC component, and the resistors R3, R4, VRI, and amplifier IC2 amplify the signal to obtain an output. The resistor R5 is used to gradually short-circuit the charges generated at both ends of the piezoelectric element so that no output is produced when there is no stress change, and a pulse-like signal can be obtained only when stress changes.
第４図はエア・フィルターの汚れ検出、演算処理の実施
例のフローチャートを示している。FIG. 4 shows a flowchart of an embodiment of air filter dirt detection and arithmetic processing.
エア・フィルター交換・清掃直後の運転開始時（リセッ
ト時）の圧電素子検出回路検出値を初期値として書き込
み、これに演算を加え、エア・フィルターの汚れ検出設
定値とする（初期値〉設定値〉０）。その後、装置運転
時、圧電素子検出回路からの検出値と設定値との比較を
行い、エア・フィルターの汚れによる風量低下で、圧電
素子検出回路検出値が低下して設定値以下となった時点
で、エアフィルターの汚れが交換・清掃時期に達したと
し、エア・フィルター汚れ検出を出力し、ランプあるい
は音声合成（ともに図示せず）等のよシ使用者に警告を
行い、エア・フィルターの交換・清掃をうながす、ある
いけ運転をつづけることにより不完全燃焼等の危険性の
生じるものについては運転を停止する。Write the piezoelectric element detection circuit detection value at the start of operation (at reset) immediately after replacing or cleaning the air filter as an initial value, add calculations to this, and use it as the air filter dirt detection setting value (Initial value> Setting value 〉0). Then, when the device is operating, the detected value from the piezoelectric element detection circuit is compared with the set value, and when the detected value of the piezoelectric element detection circuit decreases to below the set value due to a decrease in air volume due to dirt in the air filter. Assuming that the air filter has become dirty and needs to be replaced or cleaned, it outputs the air filter dirty detection signal, warns the user of the lamp or voice synthesizer (both not shown), and replaces or cleans the air filter. We encourage replacement and cleaning, or stop operation of items that pose a risk of incomplete combustion if continued operation.
あるいは第５図に示すように、初期値からの減少の割合
全もって汚れの程度として表示すれば、エアフィルター
の交換・清掃の時期がまえもって予測でき、予備フィル
ターの用意等が可能で便利になる。Alternatively, as shown in Figure 5, if the entire percentage of decrease from the initial value is displayed as the degree of contamination, the time for replacing or cleaning the air filter can be predicted in advance, making it possible to prepare spare filters, etc., making it convenient. .
以上説明し念如く、本発明になるエア・フィルターの汚
れ検出装置は、エア・フィルターの汚れによる風量の減
少を検出して、エア・フィルターの交換・清掃時期を知
らせるものである力・ら、従来のように単に装置の運転
時間を積算して知らせるものにくらべて、より適切な交
換・清掃時期を知ることができ、エア・フィルターの目
づまりによる空気不足による不完全燃焼の危険性や、熱
交換量の不但による能力不足といった問題や、不必要な
エア・フィルターの交換・清掃にともなう費用や労力の
不経済といった問題が解決されるものである。As explained above, the air filter dirt detection device according to the present invention detects a decrease in air volume due to air filter dirt, and notifies the user when it is time to replace or clean the air filter. Compared to the conventional system that simply integrates the operating time of the device and notifies you, it allows you to know when it is time to replace or clean the device more appropriately. This solves problems such as insufficient capacity due to insufficient heat exchange, and uneconomic costs and labor associated with unnecessary replacement and cleaning of air filters.
第１図は本発明になるエア・フィルター汚れ検出装置の
一実施例を示す構成図、第２図は本実施例の圧電素子の
平面図および断面図、第３図は当該圧電素子の検出回路
の実施例、第４図はエア・フィルターの汚れ検出演算処
理の実施例のフローチャート、第５図は、同演算処理の
池の実施例のフローチャートである。
２・・・ファン、３・・・風の通路、４・・・エア・フ
ィルター、５・・・圧電素子、６・・・検出回路、７・
・・演算処理回路、８・・・フィルム、９・・・電極。
（ｆ人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）Ｈ
第１図
り
第２図
＾と
ごFig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the air filter dirt detection device according to the present invention, Fig. 2 is a plan view and a sectional view of a piezoelectric element of this embodiment, and Fig. 3 is a detection circuit of the piezoelectric element. FIG. 4 is a flowchart of an embodiment of air filter dirt detection calculation processing, and FIG. 5 is a flowchart of an embodiment of the same calculation processing. 2... Fan, 3... Air passage, 4... Air filter, 5... Piezoelectric element, 6... Detection circuit, 7...
... Arithmetic processing circuit, 8... Film, 9... Electrode. (Patent attorney Takeshi Sugiyama (1 other person) H 1st diagram 2nd diagram ^ and
Claims (1)
当たることにより生じる出力を検出する回路およびこれ
を演算処理する回路とを具え、エア・フィルターの汚れ
による風量の低下を当該圧電素子からの出力の低下によ
り検出し、エア・フィルターの汚れとして検出すること
を特徴としたエア・フィルター汚れ検出装置。 ２、前記圧電素子をポリフッ化ビニリデン （ＰＶＤＦ）あるいはフッ化ビニリデン・トリフルオロ
エチレン共重合体（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ）あるいはシアン
化ビニリデン・酢酸ビニル共重合体（Ｐ（ＶＤＣＮ／Ｖ
Ａｃ））等の圧電性を有する高分子フィルムで形成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記際のエア・フ
ィルター汚れ検出装置。[Scope of Claims] 1. A piezoelectric element provided in a wind passage, a circuit for detecting an output caused by wind hitting the piezoelectric element, and a circuit for processing the output, and a An air filter dirt detection device characterized in that a reduction in air volume is detected by a reduction in output from the piezoelectric element, and is detected as air filter dirt. 2. The piezoelectric element is made of polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride/trifluoroethylene copolymer (VDF/TrFE), or vinylidene cyanide/vinyl acetate copolymer (P(VDCN/V
The air filter dirt detection device according to claim 1, characterized in that it is formed of a piezoelectric polymer film such as Ac)).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62111429A JPS63274422A (en) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | Detector of soil of air filter |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP62111429A JPS63274422A (en) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | Detector of soil of air filter |
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|---|---|
| JPS63274422A true JPS63274422A (en) | 1988-11-11 |
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| JP62111429A Pending JPS63274422A (en) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | Detector of soil of air filter |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63274422A (en) |
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