(57)【要約】【課題】空気清浄機の圧力損失のばらつきに関わらず、所定の能力を得ることができる空気清浄機の制御装置を得る。【解決手段】空気中の塵埃及び臭気を捕集する集塵脱臭部２６と、送風ファン２３を駆動するモータ２と、前記モータ２の回転数を検出する回転数検出部５と、前記回転数検出部５の出力に応じて前記モータ２の回転数を目標回転数に制御する回転数制御部１０を備え、前記回転数制御部１０は、定格運転をする際、一旦モータ２の最大入力に対する最大回転数を測定し、その最大回転数から目標回転数を決定するようにしたものである。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中の塵埃及び臭気を捕集する集塵脱臭部と、送風ファンを回転駆動するモータと、前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転数検出手段の出力に応じて前記モータの回転数を目標回転数に制御する回転数制御手段を備え、前記回転数制御手段は、定格運転をする際、最大回転数を測定し、その最大回転数から目標回転数を決定することを特徴とした空気清浄機の制御装置。
【請求項２】
前記回転数制御手段は、最大回転数を測定及び目標回転数の決定を所定時間毎に行うことを特徴とした請求項１記載の空気清浄機の制御装置。
【請求項３】
前記回転数制御手段は、最大回転数を測定及び目標回転数の決定を風量切替毎に行うことを特徴とした請求項１記載の空気清浄機の制御装置。
【請求項４】
前記回転数制御手段は、最大回転数を測定及び目標回転数の決定を特定の運転時のみに行うことを特徴とした請求項１記載の空気清浄機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気を集塵脱臭フィルタに通過させることで、塵埃及び臭気を除去する空気清浄機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気を集塵脱臭フィルタに通過させることで、塵埃及び臭気を除去する空気清浄機において、集塵脱臭フィルタは使用時間が経過するとともに、塵埃等が付着して圧力損失が徐々に大きくなっていく。
【０００３】
また、空気清浄機のモータの制御方式には、回転数制御を行わないものと、行うものがあり、上記のように圧力損失が大きくなった場合、回転数制御を行わないものにおいては、モータの回転数は上昇し、風量の低下を補う方向に動作する。一方、回転数制御を行うものにあっては、回転数の上昇を抑える方向に動作するため、回転数制御を行わないものに比較して、風量の低下がさらに大きくなってしまう。
【０００４】
回転数制御を行う従来の空気清浄機のモータ回転数の制御を、図８の制御フローチャートを用いて説明する。
プログラムがスタートすると、ステップＳ１で運転スイッチの状態を判定し、オフであれば、ステップＳ１１で速度指令電圧を停止し、モータを停止する。運転スイッチがオンの場合は、ステップＳ２へ進み、速度指令電圧をスタートし、運転を開始する。
【０００５】
次に、ステップＳ７で、モータの回転数とあらかじめ設定された目標回転数が一致しているか比較を行う。一致していれば、速度指令電圧はそのままでステップＳ１に処理が戻る。ステップＳ７で、回転数が一致していない時は、ステップＳ８に進み、現在の回転数が目標回転数に対して高いか低いかの比較を行い、低い場合はステップＳ９に進み、速度指令電圧を上げて回転数を高くする。逆に、回転数が目標回転数に対して高い場合は、ステップＳ１０に進み、速度指令電圧を下げて回転数を低くする。
【０００６】
このように動作している為、回転数制御を行う空気清浄機を長期間使用していると、塵埃等が集塵脱臭フィルタに詰まり、集塵脱臭フィルタの圧力損失が大きくなると、回転数の上昇を抑える方向に動作するため、さらに風量が少なくなってしまい空気清浄能力は急激に下がってしまうという問題点があった。
【０００７】
この回転数制御を行う方式の空気清浄機の問題点を解決するため、特開２００１−２９７２２号公報に示される発明がなされた。
この従来の技術では、運転時に所定の回転数を得るために、制御手段が出力する使用初期の制御信号と現在の制御信号とを比較して、圧力損失のレベルを判定し、それに応じた目標回転数を設定することが開示されている。
つまり、この技術では、使用初期の目詰まりのおきていない状態で、所定の回転数を得るための制御信号のレベルを基準値として記憶しておき、初回以降所定の回転数を得る為の制御信号のレベルを基準値と比較し、そのレベルの差により目標回転数を設定し、所定の風量が得られることになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、集塵脱臭フィルタ自身の圧力損失のばらつきや、風路上の圧力損失のばらつきがあった場合は、使用初期において所定の風量が確保できないまま基準値として記憶されてしまうと適正な性能が出せなくなってしまうという問題点があった。
本発明は以上のような課題を解決するためになされたもので、圧力損失のばらつきに関わらず、所定の能力を得ることができる空気清浄機の制御装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、空気中の塵埃及び臭気を捕集する集塵脱臭部と、送風ファンを回転駆動するモータと、前記モータの回転数を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に応じて前記モータの回転数を目標回転数に制御する制御手段を備え、前記回転数制御手段は、定格運転をする際、一旦、送風モータの最大入力に対する最大回転数を測定し、その最大回転数から目標回転数を決定するようにしたものである。
【００１０】
また、前記制御部は、最大回転数の測定及び目標回転数の決定を所定時間毎に行うようにしたものである。
【００１１】
また、前記制御部は、最大回転数の測定及び目標回転数の決定を風量切替毎に行うことようにしたものである。
【００１２】
また、前記制御部は、最大回転数の測定及び目標回転数の決定を特定の風量時のみに行うようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示す空気清浄機の制御装置のブロック図、図２は本発明の実施の形態１を示すモータ回転数の制御フローチャート、図３は本発明の実施の形態１を示す空気清浄機の構成図である。
【００１４】
図３において、２１は空気清浄機の本体、２はモータ、２３はモータ２によって回転駆動される送風ファンで、前記モータ２の回転軸に取り付けられている。送風ファン２３が回転すると、本体２１内部の空気は清浄空気吹出口２４より本体２１外へと排出される。この時、本体２１内部に発生する負圧により、空気吸込口２５から吸い込まれた空気は、集塵脱臭部である集塵脱臭フィルタ２６により清浄化される。
【００１５】
前記集塵脱臭フィルタ２６は、塵埃より目の細かな不織布２７と、脱臭作用のある活性炭２８から構成される。
前記不織布２７は、目が細かいほど小さな塵埃が除去できるが圧力損失が大きくなる。しかし、現在の空気清浄機の主流は０．１５ミクロンの塵埃を除去できる細かなものが使用されていて、圧力損失は非常に高いものになっている。
空気清浄機の能力は、この集塵脱臭フィルタ２６を通過させる空気の量が目安となっているので、所定の流量を確保するために、大きな面積の不織布２７が集塵脱臭フィルタ２６には使用され、圧力損失を下げる工夫がされている。
しかしながら、集塵脱臭フィルタ２６は、不織布２７の収縮や不織布を接着剤等で枠に固定している構造から、圧力損失のばらつきが大きい。
【００１６】
図１において、１はモータ電源、２はモータで、インバータ制御のＤＣモータである。３はモータ２に内蔵されたパルス発生器（図示せず）から出力される回転数信号を示し、回転数に比例した周期のパルスである。４はモータ２の回転を制御する速度指令信号を示し、所定の範囲の直流電圧を入力することで、電圧に比例した出力でモータ２は運転を行う。モータ２の速度指令電圧入力端子に入力される。
【００１７】
５は回転数検出部で、マイクロコンピュータ１１内の入力回路６とＣＰＵ７、記憶部８で構成されている。モータ２からの回転数パルスの周期から回転数を計算する。また、１０は回転数制御部で、マイクロコンピュータ１１内の出力回路９とＣＰＵ７、記憶部８で構成されている。回転数検出部５の回転数が記憶部８に記憶された所定の回転数になるように、速度指令電圧を調整し、モータ２の速度指令電圧入力端子に与える。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態１に示すモータ回転数の制御を図２の制御フローチャートを用いて説明する。なお、ステップＳ２までは、従来例と同じ処理の為説明は省略する。
ステップＳ３で、最大回転数測定済みの判定を行う。最大回転数測定が済んでいなければ、ステップＳ４に進み、速度指令電圧を最大にする。ステップＳ５で最大の回転数を測定し、サンプリングを行う。このサンプリングした最大回転数よりステップ６で目標の回転数を算出する。ステップ７以降は従来例と同じ処理であり、説明は省略する。
【００１９】
図４はモータ回転数と速度指令電圧の関係を示すグラフである。
空気清浄機では、運転の低騒音化や省エネ等の為、インバータ装置で制御するモータを使用するのが一般的であり、本グラフはインバータモータの特性を示している。
すなわち、速度指令電圧がＶＬ〜ＶＨの場合は、モータ２のばらつきにより回転数は一定にならない。しかし、速度指令電圧がＶＨ以上になると、回転数は飽和してばらつきの少ないほぼ一定の回転数（Ｎｍａｘ）となる。この状態はモータ２の出力もほぼ一定であると考えられる。
【００２０】
この特性より、ステップＳ５で測定した最大回転数から現在の圧力損失が想定できる。下記に目標回転数の算出式の一例を示す。
【００２１】
【数１】
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【００２２】
本計算式によれば標準圧力損失時の要求回転数鵜Ｎを、標準圧力損失時の最大回転数Ｎｍａｘと個々の圧力損失での最大回転数ｎｍａｘ　の比率で補正し、目標回転数ｎとする。
【００２３】
上記の様に、最大回転数により目標回転数を補正したので、圧力損失がばらついても、所定の風量を得ることができる。
【００２４】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について、説明する。
図５は本発明の実施の形態２を示すモータ回転数の制御フローチャートである。
実施の形態２の動作について、図５の制御フローチャートにより説明する。
ステップＳ１〜ステップＳ２、また、ステップＳ７〜ステップ２０までは、実施の形態１と同じなので、この部分の説明は省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００２５】
ここで、本実施の形態２では、ステップＳ３ａにおいて、所定時間毎にステップＳ４〜ステップＳ６を実行し、最大回転数の測定、目標回転数の決定を行う。
【００２６】
このように、本実施の形態２では、所定時間毎に、最大回転数の測定、目標回転数の決定を行うようにしたので、コールドスタート時でも、モータ２の温度が安定した状態で、最大回転数の測定、目標回転数の算出ができ、より高い精度で所定の風量を得ることができる。
【００２７】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
図６は本発明の実施の形態３を示すモータ回転数の制御フローチャートである。
【００２８】
実施の形態３の動作について、図６の制御フローチャートにより説明する。
ステップＳ１〜ステップＳ２、また、ステップＳ７〜ステップ１１までは、実施の形態１と同じなので、この部分の説明は省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００２９】
本実施の形態３では、ステップＳ３ｂで、風量切換の有無を判定し、風量切換毎にステップＳ４からステップＳ６を実行し、最大回転数の測定、目標回転数の算出を行う。
【００３０】
このように、本実施の形態３では、風量切換毎に、最大回転数の測定、目標回転数の算出を行うようにしたので、より高い精度で所定の風量を得ることができる。
【００３１】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。
図７は本発明の実施の形態４を示すモータ回転数の制御フローチャートである。
【００３２】
実施の形態４の動作について、図７の制御フローチャートにより説明する。
ステップＳ１〜ステップＳ２、また、ステップＳ７〜ステップ１１までは実施の形態１と同じなので、この部分の説明は省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００３３】
ここで、本実施の形態４では、ステップＳ３ｃで所定の風量かどうかを判定し、所定の風量時にのみステップＳ３〜ステップＳ６を実行し、最大回転数の測定、目標回転数の算出を行う。
【００３４】
このように、本実施の形態４では、特定風量時に、最大回転数の測定、目標回転数の算出を行うようにしたので、最大回転数で運転する時の音が気にならない。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１によれば、空気中の塵埃及び臭気を捕集する集塵脱臭部と、送風ファンを回転駆動するモータと、前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転数検出手段の出力に応じて前記モータの回転数を目標回転数に制御する回転数制御手段を備え、前記回転数制御手段は、定格運転をする際、最大回転数を測定し、その最大回転数から目標回転数を決定するようにしたので、圧力損失がばらついても、所定の風量を得ることができる。
【００３６】
また、本発明の請求項２によれば、前記制御部は、所定時間毎に、最大回転数の測定、目標回転数の算出を行うようにしたので、コールドスタート時でも、モータの温度が安定した状態で、最大回転数の測定、目標回転数の算出ができ、より高い精度で、所定の風量を得ることができる。
【００３７】
また、本発明の請求項３によれば、前記制御部は、風量切換毎に、最大回転数の測定、目標回転数の算出を行うようにしたので、より高い精度で所定の風量を得ることができる。
【００３８】
また、本発明の請求項４によれば、前記制御部は、特定風量時に、最大回転数の測定、目標回転数の算出を行うようにしたので、例えば低風量運転時などでは最大回転数の測定を行わない様にできるので、音が気にならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を示す空気清浄機の制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１を示す空気清浄機のモータ回転数の制御フローチャートである。
【図３】空気清浄機の構造図である。
【図４】モータ回転数と速度指令電圧の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態２を示す空気清浄機のモータ回転数の制御フローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３を示す空気清浄機のモータ回転数の制御フローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２を示す空気清浄機のモータ回転数の制御フローチャートである。
【図８】従来の空気清浄機におけるモータ回転数の制御フローチャートである。
【符号の説明】
１　モータ電源、２　モータ、３　回転数信号、４　速度指令信号、　５　回転数検出部、６　入力回路、７　ＣＰＵ、８　記憶部、１０　回転数制御部、１１　マイクロコンピュータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004085150.tif 000009
【図７】
2004085150.tif 000010
【図８】
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