JPH0718582B2

JPH0718582B2 - 空気調和装置

Info

Publication number: JPH0718582B2
Application number: JP62212554A
Authority: JP
Inventors: 芳治和田; 豊紙谷
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1987-08-26
Filing date: 1987-08-26
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: JPS6454158A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は室内の環境を作用する人の存在と、空気の汚れ
を検知して運転する空気調和装置に関し、空気調和装置
としては空気中に含まれる煙、塵埃等を捕集する空気清
浄装置、室内と室外の空気の入れ換えを行う換気装置等
に利用される。

（ロ）従来の技術本件出願に先行する技術として特公昭59-8725号公報、
特公昭61-24613号公報に示す空気調和装置がある。空気
調和装置はSnO₂を主成分とする金属酸化物半導体で形成
されるガスセンサにてCO等の還元性気体を検知すること
で室内で喫煙されたことを検出し自動的に運転される。

だが、上記空気調和装置は還元性気体を検知して運転さ
れることで、喫煙しない人が室を使用した場合適切な運
転が行なわれない。また喫煙が行なわれて始めて運転が
開始されることから、煙が室内にある程度漂い運転開始
が遅いものである。

この点を改良した技術として、実公昭62-18489号公報に
喫煙の際に放射される赤外線を検知して運転を始める空
気調和装置が開示されている。運転開始は遅れなく開始
されるものの、喫煙をしない場合は運転されないといっ
た問題がある。

また、室を人が使用すると運転を開始するようにした空
気調和装置が実願昭59-171280号（実開昭61-86627号）
のマイクロフィルムに開示されている。空気調和装置は
室が使用されると人を検知し、運転を始めることで室を
清浄な状態に保つことができるが、人の検知は人が動い
ていることを検出していることから喫煙程度の手の動き
を検出することが難しく喫煙を検知できない場合があ
る。

（ハ）発明が解決しようとする問題点従来の技術においてはその自動運転において一長一短が
あり、室の空気調和を自動で行うについては不十分なも
のであった。

本発明は、従来の技術の欠点に鑑み、喫煙が行われると
素早く喫煙の度合いに応じた強さで自動運転され、喫煙
せずとも人が部屋を使用することで自動運転され、喫煙
以外の原因により空気が汚れても自動運転され、円滑且
つ適切な運転を行うことのできる空気調和装置を提供す
るものである。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は、非接触にて人の動きを検知する人体センサ
と、室内空気中の煙や還元性ガス等による汚れを検知す
る空気汚れセンサと、前記人体センサの人の動きの検知
による検知出力と前記空気汚れセンサの所定の空気の汚
れの検知による検知出力の少なくとも一方の検知出力に
より運転開始され、前記夫々のセンサが人の動き及び所
定の空気の汚れをともに検知しなくなったことに基づき
運転停止される送風機と、この送風機は、前記空気汚れ
センサの検知出力に応じてその送風強さが調整されるも
のとするとともに、送風機により発生する空気流が通過
する煙や塵埃等の捕集用フィルタとを備えたものであ
る。

（ホ）作用上記構成によれば、人体センサにて人の動きを検知して
運転を開始し、人の動きに伴って舞い上がった塵埃等を
捕集する。また喫煙等により空気が汚れると、空気汚れ
センサがその汚れを検知して汚れの程度に応じた強さで
運転を自動的に開始する。一般的に喫煙を検知する前に
は、人体センサにて人の動きが検知されて送風機がすで
に運転開始して部屋の空気を動かしており、そのため喫
煙による空気の汚れを空気の流れに乗せて一早く空気汚
れセンサにて検知できる。

人が部屋から退出するあるいは空気が浄化されると、人
体センサ及び空気汚れセンサが夫々人の動きや空気の汚
れをともに検知しなくなり、このことに基づき送風機の
運転を自動的に停止する。

（ヘ）実施例本発明を空気調和装置の一具体的機器である空気清浄機
５を例とし、構成を具体化して説明する。

第３図は斜視図、第４図は断面図で、空気清浄機５は上
面一側に吹出口６を形成し、前部に着脱自在の吸込グリ
ル本体７を形成している。吸込グリル体７の内面には吸
い込んだ空気流Ａを両側部に分流する分散板８を装着し
ている。分散板８に対向する本体ケース９内には通気性
フィルタ支持板10を配設している。フィルタ支持板10は
金網ラス板にて形成され、第２図に示す如く接地されて
いる。フィルタ支持板10には空気調和部４となる繊維フ
ィルタと脱臭フィルタが積層支持される。吸込グリル体
７から分散板８にて分散され、空気調和部４に至る分散
板８の両側方に位置する本体ケース９部分には空気流Ａ
をイオン化して含まれる塵埃を帯電させるための板状対
向電極11と針状イオン化電極12とを配設している。本体
ケース９内には電動機13と送風羽根14からなる送風機３
を装着している。送風羽根14から送られる空気流Ａは吹
出口６より吹き出される。吹出口６の後方には空気流Ａ
をイオン化するための板状対向電極15と針状イオン化電
極16を配設している。

空気清浄機５は電動機13の回転速度を変化させることで
送風羽根14による送風量を変化させ、空気調和部４によ
る塵埃の時間当りの捕集量を変化させている。本構造に
おいては電動機13は高速・中速・低速の３段階に変化さ
せており、空気清浄機５としては急速運転・標準運転・
弱運転とに切換制御される。

本体ケース９の上面他側には空気清浄機５の制御部17を
形成し、制御部17は電装品を内装した箱体にて形成さ
れ、本体ケース９より分離自在となっている。本体ケー
ス９と制御部17とはリード線にて電気的機械的に接続さ
れていてもよいし、ワイヤレスとし制御部17からの制御
信号を赤外線等の搬送手段を用いて送るようにしてもよ
い。

本体ケース９の上面内には金属酸化物半導体からなる空
気汚れセンサ１と、非接触に人の存在を検知する人体セ
ンサ２とを装着している。人体センサ２は必要に応じて
本体ケース９に収納したり、本体ケース９より突出させ
たりでき突出した状態では適宜の方向に向けることがで
きる。

人体センサ２は焦電形赤外線センサと称されるものを用
い、LiTaO₂単結晶の焦電効果を利用したものである。焦
電形赤外線センサは電球や太陽等、全ての波長の赤外線
にて動作することから９〜10μｍの波長にピークを有す
る人体表面及び着衣からの遠赤外線を検知するために人
体センサ２は焦電形赤外線センサの入光部にフィルタを
装着している。また、人体センサ２は部分的な温度を測
るのではなく一定範囲の人の存在を検知するためのもの
であるからして焦電形赤外線センサ上に受光領域と非受
光領域を形成し、人が移動することで焦電形赤外線セン
サ上に焦電効果を生じせしめて人の存在を検知するよう
にしている。従って焦電形赤外線センサの入光部にレン
ズ体を装着して受光領域と非受光領域を形成している。
レンズ体としては７〜14μｍの人体赤外線波長をよく透
すポリエチレンで作成したフレネルレンズにて形成して
いる。人体センサ２で検知できる範囲は本構造では左右
方向に80度で俯仰方向に20〜25度に設定し、検知距離は
約5mとしている。

空気清浄機５は床置、棚置、壁掛、天吊等種々の形態で
使用可能で、壁掛使用にあっては室内空気循環効果を得
るために第３図に示す床置時とは上下を逆にして用いら
れる。

空気清浄機５の電気回路は第２図に示す如くで電気回路
は空気汚れセンサ１からの出力を処理するガス検知部21
と、人体センサ２からの出力を処理する人体検知部22
と、ガス検知部21と人体検知部22らの検知信号を受け後
述する自動運転を行うための制御信号を出力する自動運
転制御部23と、空気清浄機５の運転を自動運転制御部23
からの制御信号を含めて処理する運転選択制御部24と、
運転選択制御部24からの指令信号にて電動機13の制御を
行う電動機制御部25と、電動機制御部25に連動して対向
電極11、15とイオン化電極12、16間に高電圧を印加する
直流高電圧部26と、運転選択制御部24への運転指示を行
う操作部27とセキュリティスイッチ28と、空気清浄機５
の運転検知操作状態を示す運転表示部29とガス感知表示
部30と人体感知表示部31と報知部32とを備ええている。
操作部27はスイッチ及び可変抵抗にて形成され、停止ス
イッチと、自動運転・弱運転・標準運転・急速運転を順
送切換える運転切換スイッチと、タイマー運転する時間
を選択するタイマー選択スイッチと、空気汚れセンサ１
の感度を調整する感度調節抵抗とを備えている。セキュ
リティスイッチ28は空気清浄機５としての運転と並列的
に人体センサ２による検知を報知する機能を付与するた
めのもので、セキュリティスイッチ28が投入されている
と人体センサ２にて人を検知すると報知部32を構成する
ブザーが鳴る。運転表示部29はLED等の発光体にて形成
され、自動・弱・標準・急速の各運転と、タイマー運転
の時間と、セキュリティスイッチ28の投入非投入とを表
示する。ガス感知表示部30は赤と緑と色の変化する発光
体にて形成され、空気汚れセンサ１による検知にて空気
が汚れていれば赤色に点燈しきれいであれば緑色に点燈
する。人体感知表示部31は人体センサ２による検知があ
れば点燈しLED等の発光体にて形成される。報知部32は
圧電ブザー等の発音体にて形成し、操作部27を操作した
時の確認音を発声すると共にセキュリティスイッチ28投
入時の警告音を発声する。

次に第１図に基づき空気清浄機５の運転動作について説
明する。

まず、操作部27の運転切換スイッチが操作されると「手
動か、自動か」の判別が行なわれ、手動、いわゆる弱運
転、標準運転、急速運転が選択されると選択された運転
状態にて連続運転される。自動、いわゆる空気汚れセン
サ１及び人体センサ２に基づく運転が選択されると、弱
運転が開始される。この弱運転は空気汚れセンサ１にて
正常な検知が行なえるようになるまでの暫定運転であ
る。

暫定運転は第１図に基づき説明すると空気汚れセンサ１
のセンサ抵抗Rsが目標値を越えたかを判別し、目標値を
越えたのであればその後T₁分のタイマーを作動させ、T₁
分経過すれば空気汚れセンサ１による検知は正常に行な
われていると判別する。だが空気汚れセンサ１が目標値
に達しないか目標値に達してもかなりの時間を経過した
後であれば定常運転への移行がスムーズに行なわれな
い。この現象は空気汚れセンサ１の特性上のバラツキ及
び当初より空気が汚れている室で自動運転を始めた時に
発生する。そこで、前述の説明の動作と平行して自動運
転選択後、いわゆる電源投入後の経過時間t₁分のタイマ
ーを作動させ、どちらか早く達成された状態の終了で空
気汚れセンサ１は正常な検知を行なえるようになったと
判断する。本構造ではT₁分を２分、t₁分を５分と設定し
ている。

さらに、前述の暫定運転時の動作を空気汚れセンサ１の
センサ抵抗Rsの変化と共に説明する。第５図と第６図は
運転初期のセンサ抵抗Rsの変化を示すものである。第５
図及び第６図において空気汚れセンサ１はその製造上の
条件変化により、実線、点線、一点鎖線に示すようにセ
ンサ抵抗が変化すると同時に定常状態となった場合にお
いても約ΔＲだけのセンサ抵抗値に差を生じる。空気汚
れセンサ１は始めセンサ抵抗が大きくその後急速に小さ
くなった後再度大きくなり安定する変化を行い再度大き
くなる場合に通常であれば必ず通過するセンサ抵抗値を
目標値とし、その通過点をＰ、Ｑ、Ｒ、Ｗとする。Ｐ、
Ｑ、Ｒ、Ｗを通過するとT₁分（２分）タイマが作動し、
経過後に安定化したと判断し、センサ抵抗Rsp、R_SQ、R_SW
を空気汚れセンサ１による検知として入力される。ただ
し、第５図の一点鎖線はＲ点通過後T₁分（２分）経過す
る前にt₁分（５分）を経過することになり、t₁分（５
分）経過後を安定したと判断し、センサ抵抗R_SRを検知
として入力する。第６図の点線は目標値にも達しないの
でt₁分（５分）経過後を安定したと判断しセンサ抵抗R
_SXを検知として入力する。

なお、t₁分として設定した５分は通常であれば空気汚れ
センサ１が安定する時間であることで設定したが、特に
t₁分を５分とする必要はなく４分でも６分でもよい。ま
たT₁分を２分としたことも同様で１分でも３分でもよ
い。ただし、空気清浄機５の運転が開始された後の暫定
運転は短くする程よく最長５分が最適であり、空気汚れ
センサ１に多少の性能上のバラツキがあったとしてもt₁
分以上暫定運転が行なわれることはない。

暫定運転が終了すると、まず基準値とセンサ抵抗Rsとの
比較判断が行なわれる。暫定運転後に始めて行なわれる
比較判断においてはあらかじめそれ用の基準値が第５図
第６図に示す仮基準値として記憶されており、仮基準値
との比較判断が行なわれる。仮基準値は空気が清浄され
た雰囲気において空気汚れセンサ１が安定化した時のセ
ンサ抵抗が空気汚れセンサ１の特性に差があったとして
もこれ以下とはならない値としている。従って、第５図
において暫定運転後のセンサ抵抗Rsp、R_SQ、R_SRを基準値
として記憶し、第１図のに移行する。

第６図において暫定運転後のセンサ抵抗R_SW、R_SXは仮基
準値より小さいことから、室の空気は汚れていると判断
し、定常の空気清浄運転に移行する。第５図及び第６図
に示す如く空気汚れセンサ１は空気中に含まれるCO等の
還元性気体が増加（喫煙に比例して増加し、この状態で
は煙の増加と比例することになる）するとそのセンサ抵
抗は小さくなる特性のものを用いている。

室内空気がきれいな状態において自動運転が選択されて
いると、第１図ので始まる人体センサ２による人の検
知の有無と、空気汚れセンサ１によるセンサ抵抗Rsの基
準値に対する大小を検知している。人体センサ２による
人の検知が「ある」と、Ｔ分を計時する人体タイマをス
タートさせると共にセキュリティスイッチ28の投入非投
入を判別する。セキュリティスイッチ28が投入されてい
ると報知部32を鳴らして室内における人の存在を報知す
る。この時の報知部32による報知は操作部27を操作した
時の確認音とは異ならしておく。人体センサ２による検
知があれば空気清浄機５は弱運転され、その弱運転は人
体タイマによるＴ分（20分）の計時が終了するまで行な
われ、Ｔ分経過すると運転を停止しての初期に戻る。

人体タイマによる計時中においても空気汚れセンサ１に
よるセンサ抵抗Rsの基準値に対する大小の検出と、人体
タイマによる人の再検出とを行なっている。の初期及
び人体タイマによる計時中にセンサ抵抗Rsが基準値より
も小さくなれば定常の空気清浄運転にその運転が移行す
る。

人体タイマによる計時中において人体センサ２による人
の検知があれば人体タイマーをリセットして計時を始め
る。従って、センサ抵抗Rsが基準値よりも大きな状態で
室内で常に人が動いていると人の動きが止まるなり、室
外に退出しない限り弱運転が継続される。人体センサ２
による弱運転は室内における人の動きにて空気中にほこ
り等が浮遊させられ、それを捕集するには弱運転が塵埃
の捕集の能力と運転音からして最適であることから設定
されている。また、人が存在すれば喫煙が行われること
が予想され、あらかじめ弱運転しておけば部屋の空気が
流れているので、喫煙による空気の汚れを空気の流れに
乗せて空気汚れセンサ１で素早く検知でき、空気汚れに
センサによる後述する定常運転への移行をスムーズに行
うことができる。

また、人体センサ２の検知による人体タイマの計時と最
検出によるリセットを行なっての計時とは第１図のフロ
ーチャート図中には明確とはなっていないが空気清浄機
５の運転制御が空気汚れセンサ１によう定常運転に移行
しても人体センサ２による人体タイマの計時は人体セン
サ２による人の検出により常に行なわれており、空気汚
れセンサ１による定常運転が終了するとに戻り、人体
タイマによるＴ分の計時を終了してから運転が停止す
る。に戻った時のＴ分の計時はＴ分の残りのみの弱運
転となる。

空気汚れセンサ１による定常運転について説明する。空
気汚れセンサ１の検出による定常運転への移行は基準値
よりセンサ抵抗Rsが小さくなった状態で行なわれるが、
空気清浄機５の運転は急速運転と標準運転と弱運転があ
り、各運転への移行は基準値に対するセンサ抵抗Rsの割
合にて行なわれる。本構造では0.6＜Rs/基準値＜0.7の
場合は弱運転、0.5＜Rs/基準値＜0.6の場合は標準運
転、Rs/基準値＜0.5の場合は急速運転となる。この0.
5、0.6、0.7は設定値であり、Rs/基準値＞0.7であると
空気清浄する必要はないとして、それ以上空気が汚れる
のを待っている。

空気汚れセンサ１による検出が運転に移行するに十分で
ある設定値0.7より小さくなった時本構造において直ち
に選択された各運転いは移行せず、標準運転にて10分間
運転される。この10分間の標準運転は撹拌運転と称する
運転である。すなわち、部分的に特に汚れた空気が一時
的に空気汚れセンサ１にて検出された場合は定常運転い
移行する必要はないのでその前に室内空気を撹拌した
後、再度設定値との比較を行うものである。撹拌運転後
Rs/基準値が0.7より大きい場合はへ移行し、0.7より
小さい場合はその設定値に対するRs/基準値の値に対応
した運転に移行する。各運転に移行した後は一定時間
（３分）前に検出したセンサ抵抗Rssと最新のセンサ抵
抗Rsとの割合Rs/Rssと設定値との比較に基づき、各運転
が適宜切り換えられると共に空気調和部４による室内空
気の清浄が行なわれる。Rs/Rssが設定値より大きくなる
と、所定の空気の汚れが解消されて空気清浄が終了した
と判断され、OFFタイマがスタートされ、T₂分（20分〜4
0分に適宜設定される）の計時を行い、T₂分の計時中に
空気がよごれたと再び判断されるとOFFタイマをリセッ
トして前述の各運転にて再び空気清浄が開始される。OF
FタイマのT₂分の計時が終了すると基準値をOFFタイマ計
時終了時のセンサ抵抗Rsとしてに移行する。

前述の定常運転におけるセンサ抵抗の変化は第７図に示
すようになる。第７図を説明すると空気汚れセンサ１に
よる検出にてまず標準にて10分間撹拌運転が行なわれる
とセンサ抵抗は大きくなり、運転は停止する。その後再
びセンサ抵抗が小さくなったので10分間攪拌運転をして
その後再検出すると設定値に対し弱運転に相当したので
弱運転となり、空気の汚れの進みにより標準運転に切り
換わる。標準運転にて運転するとRsとRssとの差が小さ
くなりOFFタイマが計時を始めるが再び空気が汚れ、そ
の汚れ度合が急速運転に相当したので急速運転が行なわ
れ、そのうちRsとRssとの差が小さくなりOFFタイマが計
時を始めて停止する。なお、空気清浄機５が運転されて
も第７図に示す如くセンサ抵抗Rsが初期まで大きくなら
ないのは空気調和部４によって煙は捕集されるがCO等の
還元性気体は捕集されないことによる。従って、空気汚
れセンサ１による運転が終了した時のセンサ抵抗Rsを基
準値に更新するのである。なお、基準値の更新はセンサ
抵抗Rsが大きくなった場合にも行なわれ、還元性気体の
自然減衰や窓の扉の開閉による換気にてセンサ抵抗Rsが
大きくなり、常に室内の還元性気体濃度に基準値を設定
するようにしている。

以上述べたような、空気汚れセンサ１及び人体センサ２
に基づく自動運転は、その運転開始は、人体センサ２の
人の動きの検知による検知出力と、空気汚れセンサー１
の所定の空気の汚れの検知による検知出力の少なくとも
いずれか一方の検知出力に基づいて行われ、運転停止
は、夫々のセンサが、人の動き及び所定の空気の汚れ
（ここでいう所定の空気の汚れとは、運転開始時の所定
の汚れとは必ずしも一致しない）をともに検知しなくな
ったことに基づいて行われるものである。

（ト）発明の効果本発明は、人体センサにて人の動きを検知して運転を開
始し、人の動きに伴って舞い上がった塵埃等を捕集し、
また喫煙等により空気が汚れると、空気汚れセンサがそ
の汚れを検知して汚れの程度に応じた強さで運転を自動
的に開始する。特に、喫煙を検知する前には、人体セン
サにて人の動きが検地されて送風機がすでに運転開始し
て部屋に空気の流れが生じているのが一般的であり、そ
のため喫煙による空気の汚れを空気の流れに乗せて一早
く空気汚れセンサで検知でき、空気の汚れに対応した送
風強さで素早く運転できる。即ち喫煙初期に対する応答
性の優れたものとなる。また、人が部屋から退出するか
空気が浄化されるなどして、人体センサ及び空気汚れセ
ンサが夫々人の動きや空気の汚れを検知しなくなって初
めて送風機の運転を停止するので、汚れの発生源に対し
て適切に対応できるものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明を示すもので、第１図はフローチャート図、
第２図はブロック回路図、第３図は斜視図、第４図は断
面図、第５図と第６図と第７図は異なる状況におけるセ
ンサ抵抗と時間変化を示す特性図である。１……空気汚れセンサ、２……人体センサ、３……送風
機、４……空気調和部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−159046（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−86627（ＪＰ，Ｕ) 特公昭61−24613（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非接触にて人の動きを検知する人体センサ
と、室内空気中の煙や還元性ガス等による汚れを検知す
る空気汚れセンサと、前記人体センサの人の動きの検知
による検知出力と前記空気汚れセンサの所定の空気の汚
れの検知による検知出力の少なくとも一方の検知出力に
より運転開始され、前記夫々のセンサが人の動き及び所
定の空気の汚れをともに検知しなくなったことに基づき
運転停止される送風機と、前記送風機は、前記空気汚れ
センサの検知出力に応じてその送風強さが調整されるも
のとするとともに、送風機により発生する空気流が通過
する煙や塵埃等の捕集用フィルタとを備えてなる空気調
和装置。