JPH0531314A - 空気清浄器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】警報を出力することにより、大きな火災事故に
つながることの無い空気清浄器を提供する。 【構成】空気の汚れを検出するセンサとして、発光器Ｅ
Ｄから発する光が浮遊粉塵に当たって拡散反射する散乱
光を受光器ＬＤに集光して検知する光電式粉塵センサＡ
を有する空気清浄器Ｂにおいて、前記光電式粉塵センサ
Ａ内で、前記受光器ＬＤの受光電流をＩ／Ｖ変換、増
幅、検波、積分及びＤＣ増幅し、得た電圧値を、Ａ／Ｄ
変換回路８１を介して、空気清浄器Ｂのファン駆動用モ
−タ８４の回転制御を行なう信号処理回路８２に、入力
し、異常な粉塵濃度を検出した時点には警報音を発生す
る出力装置８６を設けた構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、店舗、事務所等の非住
宅及び一般家庭において使用される空気清浄器に関し、
特に空気の汚れを検出するセンサの付加機能としての警
報出力に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気清浄器においては、室内の空
気の汚れを検出して吸気ファンの回転、停止を自動運転
制御する空気汚れセンサとして、タバコの煙に含まれる
水素等を、酸化スズ等の抵抗率変化で検出するガス式セ
ンサを用いてる為、電源を投入してからセンサが安定状
態となり機能を開始するまで約５分程度の時間を要し、
又煙が除去された段階においても、センサ素子の抵抗値
は元の状態に復帰するのに十分な時間を必要とする為、
センサの出力信号をマイクロコンピュ−タ等で処理する
為の複雑なプログラムを必要としていた。又、プログラ
ム処理は部屋の広さなど、一定の使用条件を前提とした
粉塵濃度の変化に基づく予測を加味した内容で行なった
ものが大半で、タバコの煙に代表される浮遊粉塵濃度の
変化に見合った運転制御とかけ離れており、空気清浄器
の使用実感（人の感じる清浄感）に合わないといった欠
点を有していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】空気清浄器に用いられ
ている空気汚れセンサは、煙粉塵の代用として、煙から
発生するガス（水素、アンモニア等）に即応するガスセ
ンサを用いておりセンサが安定して出力を行うまでに上
述のように約５分要し、空気の汚れを感じて空気清浄器
の電源をいれても直ちに自動運転モ−ドで動作出来ず、
強制的にファンを回す必要があった。またセンサが一度
ガスを感知したのち、元の抵抗値に復帰するのに長い時
間を必要とし、従って粉塵量に見合うファン回転を行な
うためにセンサ出力のサチュレ−ションを検知しタイマ
運転を行う複雑なプログラム処理が必要不可欠であっ
た。又、タバコの火の消し忘れ等火災の大きな原因の一
つである寝タバコによる火災発生に際し、空気清浄器の
運転により煙発生の検知が遅れ、煙感知器を設けていた
のにもかかわらず、大きな火災事故につながる原因とな
るという上記種々の問題点が生じていた。本発明は、上
記種々の問題点に鑑みてなされたものであり、警報を出
力することにより、大きな火災事故につながることの無
い空気清浄器を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに提案される請求項１の本発明は、空気の汚れを検出
するセンサとして、発光器から発する光が浮遊粉塵に当
たって拡散反射する散乱光を受光器に集光して検知する
光電式粉塵センサを有する空気清浄器において、前記光
電式粉塵センサ内で、前記受光器の受光電流をＩ／Ｖ変
換、増幅、検波、積分及びＤＣ増幅し、得た電圧値を、
Ａ／Ｄ変換回路を介して、空気清浄器のファン駆動用モ
−タの回転制御を行なう信号処理回路に、入力し、異常
な粉塵濃度を検出した時点には警報音を発生する出力装
置を設けたものである。請求項２の本発明は、温度セン
サにより検出された温度出力信号をＡ／Ｄ変換回路を介
して信号処理回路に入力し、粉塵量に相当する電圧値を
Ａ／Ｄ変換回路を介して入力された値と比較し、その結
果において、警報を発生する出力回路を起動する、温度
検知回路を備えたことを特徴とする請求項１項記載のも
のである。請求項３の本発明は、焦電式人体検知センサ
により検出された電圧信号をＡ／Ｄ変換回路を介して信
号処理回路に入力し、粉塵量に相当する電圧値をＡ／Ｄ
変換回路を介して入力された値と比較し、その結果にお
いて警報を発生する出力回路を起動する、人体検知回路
を備えたことを特徴とする請求項１項記載のものであ
る。請求項４の本発明は、異常な粉塵濃度を検出した時
点にて発生する出力が、移報接点であることを特徴とす
る請求項１〜３項のいずれかに記載のものである。請求
項５の本発明は、上記の出力が、多重伝送信号であるこ
とを特徴とする請求項１〜３項のいずれかに記載のもの
である。請求項６の本発明は、上記の出力が、ワイアレ
ス信号伝送による電波信号であることを特徴とする請求
項１〜３項のいずれかに記載のものである。

【０００５】

【作用】請求項１の本発明によれば、検知した浮遊粉塵
濃度に見合うファンの回転制御を行う信号処理回路に、
火災による煙濃度レベルの入力が入った際、警報出力を
行うよう、警報ブザ−等の出力機能を持たせてあるの
で、火災の発生がすぐ分かる。請求項２の本発明では、
警報を発する判定基準として、部屋の温度の急激な変化
を同時に検出し、前記、煙濃度レベルの検知信号と同時
に発生した時のみを火災と断定してもよい。この事によ
り、従来、単に粉塵の検出のみ行っていた空気清浄器の
空気汚れセンサを、火災事故の検知も行う機能を付加す
ることが可能となり、特に喫煙者の割合の多い老人が空
気清浄器を自動運転モ−ドで喫煙し不用意に寝タバコに
至って火災事故につながるのを未然に防止することが可
能な機器を、ロ−コストにて提供することができる。請
求項３の本発明では、人体検知回路を備えたことによ
り、人の不在、睡眠状態の検出と、異常な浮遊粉塵濃度
の発生とを同時に検出したときのみ、火災と断定でき
る。請求項４の本発明では、異常な粉塵濃度を検出した
時点にて発生する出力が、移報接点であるので、離れた
場所においても異常の発生を知ることができる。請求項
５の本発明では、上記の出力が多重伝送信号であるの
で、火災検知システムを構成した場合、空気清浄器に内
蔵されたセンサユニットの利用によりローコスト化が可
能となる。請求項６の本発明では、上記出力がワイヤレ
ス信号としているので、火災検知システムを構成した場
合、配線工事が不要となる。

【０００６】

【実施例】以下に、本発明の第１実施例を図面に基づい
て記述する。空気の汚れを検出するセンサとして、粉塵
の発生量に見合うアナログ量を出力する光電式粉塵セン
サを用い、センサの検出範囲の幅を、ビル管理法に定め
る 浮遊粉塵濃度レベル（＝０．１５mg／ｍ³） から火災発生を断定する浮遊粉塵濃度レベル（＝１５mg
／ｍ³相当）まで設けるものとする。図１は本発明によ
る空気清浄器全体の分解斜視図である。光電式粉塵セン
サＡは、空気の吸い込み口１４の反対側より空気清浄器
本体Ｂのファン７２の吸気気流の一部をバイパス通路７
７にてバイパスする。この空気清浄器Ｂは、きょう体７
１の中にファン７２を備え、きょう体７１の前面から導
入した空気をきょう体７１の上面に設けた吹き出し口７
６から送出するように構成されている。きょう体７１の
前面には前面カバ−７３が着脱自在に装着され、きょう
体７１と前面カバ−７３との間には、フィルタホルダ７
４に保持された一対のフィルタ７５ａ、７５ｂが配設さ
れる。フィルタ７５ａは大きな塵が中に入るのを防止す
る為に設けられ、フィルタ７５ｂは浮遊微粒子や匂いの
一部を除去する為に設けられている。

【０００７】図２は本発明の回路構成図である。図３に
て示す光電式粉塵センサＡのアナログ出力はＡ／Ｄ変換
回路８１を介してデジタル信号に変換され、信号処理回
路８２に入り処理されて、ファンモ−タ駆動出力回路８
３にて、検知された浮遊粉塵量に見合った回転スピ−ド
にて、ファンモ−タ８４を回転させる。この場合、信号
処理のプログラムに基づき、火災発生時の浮遊粉塵濃度
レベルの信号を一定時間以上検知したときは、直ちにフ
ァンモ−タ８４の回転を中止し、警報出力回路８５を介
して音出力装置８６あるいは表示出力装置８７を起動す
る。

【０００８】図３に本発明に用いる光電式粉塵センサの
内部平面図、図４に側面断面図及び図５に回路構成図を
示す。図３に示すように、発光ダイオ−ドよりなる発光
素子ＥＤ（発光器）およびホトダイオ−ドよりなる受光
素子ＬＤ（受光器）が直方体状ケ−ス１の中に配設され
る。ケ−ス１は、合成樹脂よりなり互いに対向する２面
が開口した矩形枠状のボディ１０と、ボディ１０の両開
口面をそれぞれ覆う金属製の第１のカバ−２０及び合成
樹脂製の第２のカバ−３０により構成される。ボディ１
０には壁面１１によって囲まれた検知室１２が形成され
ている。第１のカバ−２０及び第２のカバ−３０にはそ
れぞれ流通口２１、３１が形成され両流通口２１、３１
は開口面に直交する方向の一直線上に位置する。以上の
ような構造によって、両流通口２１、３１の間に検知室
１２を通る流路を形成することができ、発光素子ＥＤの
照射領域と受光素子ＬＤの受光領域との重複部分である
検知空間の中での浮遊微粒子を検知することができるの
である。

【０００９】ところで、発光素子ＥＤは、図５に示すよ
うに、発振回路５１及び駆動回路５２により、ほぼ一定
周期で間欠的に点灯するように駆動される。一方、受光
素子ＬＤの受光量に対応した電流出力の受光信号は、演
算増幅回路を用いて構成された入力インピ−ダンスが非
常に高く、帰還抵抗の非常に高い（１００ΜΩ程度）電
流−電圧変換回路６１を通して受光量に対応する電圧出
力に変換される。その後、電圧出力に変換された、受光
信号は、帯域フィルタ６２を通りさらに、ピ−クカット
回路６３によりクリッピングされノイズ成分が除去され
る。このようにして、受光信号からノイズ成分を除去し
た後に、受光信号をサンプルホ−ルド回路６４に入力
し、発振回路５１の出力に基づいて発光素子ＥＤの点灯
タイミングに同期するように受光信号を取り込み、次の
受光信号が入力されるまでの間、受光信号の電圧値を保
持する。そして、サンプルホ−ルド回路６４の出力と、
基準電圧発生回路６６より出力された基準電圧との差分
を取って補正を行う差動増幅回路６７を備え、差動増幅
回路６７の出力を、直流増幅回路６８ににより増幅する
ことにより、受光信号に対応した連続出力が得られるよ
うに構成してある。基準電圧発生回路６６は、電源電圧
を分圧する第１基準電圧発生部６６ａと、第１基準電圧
発生回路６６ａより出力された第１の基準電圧に基づい
て第２の基準電圧を出力する、第２基準電圧発生回路６
６ｂとからなる。差動増幅回路６７には第２の基準電圧
が入力され、また、直流増幅回路６８には第１の基準電
圧が入力される。上記各回路へは、直流電圧を定電圧化
する電源回路５５により給電される。

【００１０】第２実施例として、前述の第１実施例に付
加した形で、火災の発生の断定をより確実に行う方策と
して、粉塵の発生を検知する区域全体の温度を検知する
温度センサ８８と、その出力をディジタル値に変換する
Ａ／Ｄ変換回路８９を図６に示すように設け、信号処理
回路８２に入力する。信号処理プログラムとしては、火
災発生時の浮遊粉塵濃度レベルの信号と、急激な温度変
化信号が同時に発生した時点のみをとらえて温度検知回
路１００が警報出力回路８５を起動し警報出力する。温
度の検出は空気清浄器に内蔵されたファンにより吸引さ
れた空気にて行う様、前述のバイパス通路にサ−ミスタ
などの温度センサを設けて行う。

【００１１】又、第３実施例として、図７に示すように
焦電式の人体検知センサ１０１を設け、部屋全体を検知
エリアとし、人体の微小な動きにて発生する電圧出力を
増幅し、Ａ／Ｄ変換回路８９に入力し、信号処理プログ
ラムとしては、火災発生時の煙濃度レベルの浮遊粉塵量
と、人体の動きの全く無い状態が、一定時間継続した時
点のみをとらえて人体検知回路１０２が警報出力回路８
５を起動し警報出力しても良い。

【００１２】前述、第１〜第３の実施例においては警報
装置として、空気清浄器に内蔵された警報音出力及び表
示装置を用いたが、第４の実施例として、図８に示すよ
うに移報接点を有する接点出力回路９０のみの警報出力
としても良い。接点出力により、異常警報を使用したい
人、あるいは離れた場所にいて、異常の発生を知りたい
時に同様の効果がロ−コストにて期待出来るのである。

【００１３】又、第５、第６実施例として、システム的
に省配線式あるいは、ワイアレス式等、異常監視システ
ムに適合する信号発信器を内蔵し、該信号発信器を介し
て異常状態を伝達する、ワイアレス信号発生装置９２
（図１０参照）あるいは多重伝送信号発生装置９１（図
９参照）を構成することにより住環境に欠かせないセン
サ装置をより多くの用途に省配線式システム的な利用が
可能となり、ト−タルシステムとしてのロ−コスト化が
更に期待できるのである。

【００１４】

【発明の効果】上述のように、請求項１の構成によれ
ば、空気清浄器の空気の汚れセンサとして、光電式粉塵
センサを用い、空気の汚れ具合に応じたファン駆動制御
を行うと共に、異常な粉塵濃度の検出により、警報を発
する機能を一体化したので、防災用センサの設置に伴う
費用の軽減が可能となる。又、防災用センサとしては、
簡易火災警報器の類に該当する機器の設置場所は一般
に、天井が主であるが、形状も大きく室内の美観を損ね
るといった問題点が解決できる。請求項２の構成によれ
ば、急激な温度の変化と異常な粉塵濃度の検出を同時に
検出した時のみを火災と断定することにより、灰皿のタ
バコの火の消し忘れ等、火災の発生以外の異常な浮遊粉
塵濃度の時点における、誤報の防止につながるという利
点がある。請求項３の構成によれば、人の不在あるいは
睡眠状態の検出と、異状な浮遊粉塵濃度の発生を同時に
検出した時のみ火災と断定することにより、誤報の防止
と同時に、不用意の寝タバコなどによる人身事故につな
がる火災発生の防止が可能となる。請求項４の構成によ
れば、異常の発生を知りたい使用条件においてのみ、必
要に応じた警報音発生装置あるいは、表示装置を設置す
ることが可能で空気清浄器本体のコストを大きく上げる
ことなく付加機能が達成でき、また離れた場所において
も、異常の発生を知ることも可能となる利点もある。請
求項５の構成によれば、空気清浄器の設置のみで、同時
に火災の発生をシステム的に検知が可能となり、火災検
知システム全体において固有のセンサの設置個数の削減
が実現し、空気清浄器に内蔵されたセンサユニットの効
果的な利用によりシステム全体としてのロ−コスト化が
可能となる利点がある。請求項６の構成によれば、請求
項４の構成による利点の実現と同時に、異常の発生を知
るところのシステムの配線工事が不要となり、配線の露
出に伴う室内の美観の低下もなく、可搬式の空気清浄器
を本体にした、システム化も可能となり、個人を対象、
あるいは既設住宅を前提としたシステムの実現が可能と
なる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気清浄器全体の分解斜視図である。

【図２】本発明の第１実施例の回路構成図である。

【図３】本発明に用いる光電式粉塵センサのカバ−を外
した状態の正面図である。

【図４】本発明に用いる光電式粉塵センサの縦断面図で
ある。

【図５】本発明に用いる光電式粉塵センサの回路ブロッ
ク図である。

【図６】本発明の第２の実施例の回路構成図である。

【図７】本発明の第３の実施例の回路構成図である。

【図８】本発明の第４実施例の回路構成図である。

【図９】本発明の第５実施例の回路構成図である。

【図１０】本発明の第６実施例の回路構成図である。

【符号の説明】

Ａ・・・光電式粉塵センサ Ｂ・・・空気清浄器 ＥＤ・・・発光素子（発光器） ＬＤ・・・受光素子（受光器） ７１・・・きょう体 ７２・・・ファン ７３・・・前面カバー ７４・・・フィルタホルダ ７５ａ、７５ｂ・・・フィルタ ７６・・・吹出口 ８１・・・Ａ／Ｄ変換回路 ８２・・・信号処理回路 ８３・・・ファンモータ駆動出力回路 ８４・・・ファンモータ ８５・・・警報出力回路 ８６・・・音出力装置 ８７・・・表示出力装置 ８８・・・温度センサ ８９・・・Ａ／Ｄ変換回路 ９０・・・接点出力回路 ９１・・・多重伝送信号発生装置 ９２・・・ワイヤレス信号発生装置 １００・・・温度検知回路 １０１・・・焦電式人体検知センサ １０２・・・人体検知回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気の汚れを検出するセンサとして、発
   光器から発する光が浮遊粉塵に当たって拡散反射する散
   乱光を受光器に集光して検知する光電式粉塵センサを有
   する空気清浄器において、前記光電式粉塵センサ内で、
   前記受光器の受光電流をＩ／Ｖ変換、増幅、検波、積分
   及びＤＣ増幅し、得た電圧値を、Ａ／Ｄ変換回路を介し
   て、空気清浄器のファン駆動用モ−タの回転制御を行な
   う信号処理回路に、入力し、異常な粉塵濃度を検出した
   時点には警報音を発生する出力装置を設けたことを特徴
   とする空気清浄器。
2. 【請求項２】 温度センサにより検出された温度出力信
   号をＡ／Ｄ変換回路を介して信号処理回路に入力し、粉
   塵量に相当する電圧値をＡ／Ｄ変換回路を介して入力さ
   れた値と比較し、その結果において、警報を発生する出
   力回路を起動する温度検知回路を備えたことを特徴とす
   る請求項１項記載の空気清浄器。
3. 【請求項３】 焦電式人体検知センサにより検出された
   電圧信号をＡ／Ｄ変換回路を介して信号処理回路に入力
   し、粉塵量に相当する電圧値をＡ／Ｄ変換回路を介して
   入力された値と比較し、その結果において警報を発生す
   る出力回路を起動する人体検知回路を備えたことを特徴
   とする請求項１項記載の空気清浄器。
4. 【請求項４】 異常な粉塵濃度を検出した時点にて発生
   する出力が、移報接点であることを特徴とする請求項１
   〜３項のいずれかに記載の空気清浄器。
5. 【請求項５】 上記の出力が、多重伝送信号であること
   を特徴とする請求項１〜３項のいずれかに記載の空気清
   浄器。
6. 【請求項６】 上記の出力が、ワイアレス信号伝送によ
   る電波信号であることを特徴とする請求項１〜３項のい
   ずれかに記載の空気清浄器。