(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲雰囲気の汚染ガスの成分濃度に応じた電気量を持つ検出信号を出力する半導体ガスセンサと、該半導体ガスセンサの検出信号の電気量を一定間隔でサンプリングして所定時間における上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量が第１の基準値から所定量以上上昇すると、空気清浄用の吸気ファンの運転を開始し、該開始から一定時間経過するまでに上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量が上記基準値に低下すると上記吸気ファンを停止させる制御手段と、上記吸気ファンの運転が上記一定時間を経過するまで継続された場合には一定時間経過時点の上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量を第２の基準値として基準値を更新し、上記吸気ファンの運転期間以外において、上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量が第１の基準値を下回るとその下回った電気量で基準値を逐次更新する更新手段とを備えた空気清浄機の制御装置において、上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量の一定の時間当たりの低下量が一定量以上ある場合には、基準値更新手段は基準値の更新動作を一定の期間休止することを特徴とする空気清浄機の制御装置。
【請求項２】
上記空気清浄用の吸気ファンが温風暖房機に具備される空気清浄機の吸気ファンであることを特徴とする請求項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、室内の汚れを検知し、清浄化させる空気清浄機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
室内のタバコの煙に含まれる臭い成分（主に水素成分など）を汚染ガスとして半導体ガスセンサにより検出し、その半導体ガスセンサの検出信号に基づいて空気清浄用ファンの運転を制御する空気清浄機が従来提供されている。
【０００３】
この従来の空気清浄機は、半導体ガスセンサの検出信号の電気量を一定間隔でサンプリングして所定時間における上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量が基準値から所定量以上上昇すると、空気清浄用の吸気ファンの運転を開始し、該開始から一定時間経過するまでに上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量が上記基準値に低下すると上記吸気ファンを停止させる制御を行うものであるが、上記基準値は、半導体ガスセンサの検出信号の電気量に基づいていた。尚半導体ガスセンサは感ガス体に検出対象ガスが接触すると感ガス体の両端抵抗値が低下する特性を持つもので、通常感ガス体と負荷抵抗の直列回路に安定化した直流電圧を印加して感ガス体の抵抗値変化を負荷抵抗の両端電圧に変換し、その両端電圧を検出信号としており、検出対象ガスの濃度が高い程検出信号の電圧レベルが高くなるようになっている。半導体ガスセンサの検出信号の電気量（出力電圧）とはこの負荷抵抗の両端電圧を言う。
【０００４】
次に上記基準値の設定について説明する。まず図７（ｂ）に示すように空気清浄機の通電開始直後は、半導体ガスセンサの特性が安定しない不安定な期間がある。半導体ガスセンサの出力電圧はこの不安定期間では、急速に上昇した後下降する傾向があり、この不安定期間が経過すると出力電圧が安定することになる。そこで空気清浄機では、この安定した時の出力電圧を初期（第１）の基準値Ｖ１として設定する。
【０００５】
以後所定のサンプリング時間間隔で半導体ガスセンサの出力電圧をサンプリングし、所定時間毎に半導体ガスセンサの出力電圧の変化量（所定時間内で複数サンプリングした値の平均値）をチェックし、その変化量が基準値Ｖ１から所定値Ｖ２以上に達する上昇値であれば、図７（ａ）に示すように吸気ファンの運転をオンするのである。そしてこの吸気ファンの運転により空気清浄機内の脱臭フィルタによる汚染ガスの除去が行われることで、室内の汚染ガス濃度が低下するため、半導体ガスセンサの出力電圧が基準値Ｖ１まで低下することになり、基準値Ｖ１まで低下したことが検出されると、吸気ファンの運転をオフさせる。ところが基準値Ｖ１まで低下するのが遅く、図８（ｂ）に示すように予め設定している一定時間Ｔ２を経過するまで低下しなかった場合には、その一定時間Ｔ２の経過時点の半導体センサの出力電圧Ｖ３を新たな（第２の）基準値として基準値を更新する。これにより半導体センサの出力電圧が基準値Ｖ３まで低下したことになり、図８（ａ）に示すように吸気ファンの運転を強制的にオフさせる。
【０００６】
ところで吸気ファンの運転期間以外において、サンプリングした半導体ガスセンサの出力電圧が基準値Ｖ１を下回った場合には図９（ｂ）の如く、サンプリング値Ｖ４で基準値を逐次更新するようになっている。
【０００７】
このように基準値を更新することで、半導体ガスセンサを用いた空気清浄機は確実に雰囲気の汚染ガス（タバコの煙に含まれる臭い成分（主には水素成分など））を検出して自動運転が行えるのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで半導体ガスセンサは、湿度の急激な変化や温度の急激な変化により、その抵抗値が急激に変化して、出力電圧を変化させてしまうという特性があり、上記のように半導体ガスセンサの出力電圧が基準値から所定量Ｖ２まで上昇したときに吸気ファンを運転させる空気清浄機では、空気清浄機を設置している部屋のドアや窓が一時的に開放された場合や、空調機の運転を開始したり停止した場合には室温や室内の湿度が急激に変化し、それに応じて出力電圧が変化する場合がある。
【０００９】
例えば図１０（ｂ）に示すように半導体ガスセンサの出力電圧が初期の基準値Ｖ１に略等しく安定している場合において、窓が時点ｔ１で開かれて室外の空気が流れ込むと、室温が急激に変化したり湿度の変化の影響を受け、半導体ガスセンサの出力電圧が低下し、そのため低下した値Ｖ４が基準値として更新されることになる。そして窓が短時間（時点ｔ２）で閉じられると、室温や湿度の回復に伴って出力電圧が急激に上昇し、所定期間Ｔ１での上昇量がＶ２を越えてしまい、その結果空気清浄下であっても吸気ファンの運転を図１０（ａ）に示すようにオンさせてしまい、使用者の実感に合わない不都合が生じてしまうという問題があった。勿論空調機の運転により乾燥した空気が直接空気清浄機に触れた場合等も同様な問題があった。
【００１０】
本発明は上記の問題点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは窓の開閉や空調機の運転等の影響を受けることがなく、使用者の実感に合った空気清浄機の運転制御ができる空気清浄機の制御回路を提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、周囲雰囲気の汚染ガスの成分濃度に応じた電気量を持つ検出信号を出力する半導体ガスセンサと、該半導体ガスセンサの検出信号の電気量を一定間隔でサンプリングして所定時間における上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量が第１の基準値から所定量以上上昇すると、空気清浄用の吸気ファンの運転を開始し、該開始から一定時間経過するまでに上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量が上記基準値に低下すると上記吸気ファンを停止させる制御手段と、上記吸気ファンの運転が上記一定時間を経過するまで継続された場合には一定時間経過時点の上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量を第２の基準値として基準値を更新し、上記吸気ファンの運転期間以外において、上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量が第１の基準値を下回るとその下回った電気量で基準値を逐次更新する更新手段とを備えた空気清浄機の制御装置において、上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量の一定の時間当たりの低下量が一定量以上ある場合には、基準値更新手段は基準値の更新動作を一定の期間休止することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記空気清浄用の吸気ファンが温風暖房機に具備される空気清浄機の吸気ファンであることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明を一実施形態により説明する。
【００１４】
図２は本発明の制御装置を用いた空気清浄機１の構造の一例を示しており、この空気清浄機１は、箱状の清浄機本体２内部に、清浄機本体２前面に設けた吸気口４から室内の空気を吸気するための吸気ファン３を内蔵するとともに、この吸気口４を清浄機本体２内部から覆うように配設され吸気口４から内部へ吸気された空気中に含まれる汚染ガス（タバコの煙に含まれる臭い成分）を除去する脱臭フィルタや、タバコの煙粒子等を除去するフィルタからなるフィルタ部５を内蔵し、清浄機本体２の上面には清浄化された空気を室内へ戻す排気口６を開口するとともに、操作キーや表示ランプからなる操作表示部７を設けてある。
【００１５】
また清浄機本体２の前面上部片側には半導体ガスセンサ９を収納し、前面開口より室内の空気を半導体ガスセンサ９に接触させるようになっているセンサ収納部８を設け、更に清浄機本体２内部には図１に示す制御装置の回路部を配設してある。
【００１６】
制御装置の回路部は、図１に示すように交流電源ＡＣから安定化した直流電圧を得るための安定化電源部１０と、この安定化電源部１０から得られる安定化した直流電圧を電源とするＣＰＵ等から構成された演算回路部１１と、操作表示部７に設けた操作キーからの操作入力信号を取り込む操作回路部１２と、空気清浄機１の動作状態を操作表示部に表示する表示回路部１３と、交流電源ＡＣを電源とする吸気ファン３用モータＭの駆動回路部１４と、半導体ガスセンサ９とで構成され、演算回路部１１は半導体ガスセンサ９の検出信号たる出力電圧に基づいて駆動回路部１４を通じて吸気ファン３の自動運転制御を行う制御手段としての機能と、自動運転制御を半導体ガスセンサ９の出力電圧に基づいて行う際の制御のための基準値の設定・更新を行う基準値更新手段としての機能と、操作回路部１２からの操作信号に基づいた制御動作や動作状態に基づいて表示回路部１３を制御することで操作表示部７の表示ランプの点灯／消灯を行う制御機能とを備えている。
【００１７】
次の本実施形態の制御装置の動作を説明する。
【００１８】
まず操作表示部７の交流電源ＡＣに電源プラグ（図示せず）を接続し、操作表示部７の自動運転キーを操作すると、空気清浄機１は半導体ガスセンサ９の検出による自動運転待機状態に入り、半導体ガスセンサ９に通電が為される。
【００１９】
ここで設置場所の雰囲気の空気が清浄な場合にあると、図３（ｂ）示すように半導体ガスセンサ９の出力電圧が一端上昇した後下降して一定の出力電圧Ｖ１に安定する。演算回路部１１は予め想定して定めた不安定期間Ｔ０を経過した時点の半導体ガスセンサ９の出力電圧Ｖ１を初期の基準値として設定し、以後所定のサンプリング間隔で半導体ガスセンサ９の出力電圧のサンプリングを行い、所定期間Ｔ１における複数のサンプリング値の平均値を演算してその値が予め定め値Ｖ２以上上昇しているか否かのチェックを開始する。
【００２０】
ここで部屋を閉め切った状態で、タバコの煙を発生させると、半導体ガスセンサ９の出力電圧が上昇し、所定期間Ｔ１における上昇がＶ２に達すると演算回路部１１は駆動回路部１４に制御信号を出力してモータＭを駆動させ、図３（ａ）に示すように吸気ファン３の運転をオンさせる。この吸気ファン３の運転開始により室内の空気の清浄化が進み、一定時間Ｔ２内で半導体ガスセンサ９の出力電圧が基準値Ｖ１まで低下すると、演算回路部１１は駆動回路部１４への上記制御信号の出力を止め、吸気ファン３の運転をオフさせる。尚半導体ガスセンサ９の出力電圧が一定時間Ｔ２内で基準値Ｖ１まで低下しない場合には一定時間Ｔ２経過時点での半導体ガスセンサ９の出力電圧により基準値を更新する。
【００２１】
尚運転期間中においては基準値の更新は停止しているが、運転期間が終了した後半導体ガスセンサ９の出力電圧が初期の基準値Ｖ１を下回ると、逐次サンプリング時点（或いは所定期間Ｔ１の平均値）の半導体ガスセンサ９の出力電圧に基準値を更新する。図３（ｂ）では運転終了後出力電圧がＶ３に安定した後、基準値がＶ３と更新されている状態を示す。
【００２２】
ここまでの動作は上述した従来例と同じであるが、清浄な雰囲気にある部屋のドア、窓の開閉や、空調機の運転開始時などにおける更新処理が本実施形態では次のように為される。
【００２３】
例えば冬などにおいて窓を開けると（ｔ１）、急激に室温が低下する。この低下の影響を半導体ガスセンサ９の出力電圧も受けて、図４（ｂ）に示すように低下することになる。従来例では上述したように基準値を例えばＶ４に更新する動作を行うが、本実施形態の演算回路部１１は予め設定した一定時間Ｔ４（所定期間Ｔ１より短く設定している）当たりの出力電圧の下降（低下）量を常時監視しており、その下降量が予め定めた値Ｖ５以上の場合には、窓が開けられた（或いは空調機の冷房が開始されて乾燥した空気が接触した）と判断し、判断時点から予め定めた期間Ｔ３の間基準値の更新を休止する。つまり基準値Ｖ１が保持されることになり、期間Ｔ３の間に窓が閉じられると（ｔ２）、室温が上って半導体ガスセンサ９の出力電圧も元のＶ１へ上昇する。これにより所定期間Ｔ１の上昇がＶ２以上あっても、基準値Ｖ１以下で起きる事象であるため演算回路部１１は空気汚染と判断せず、駆動回路部１２に制御信号を出力しない。従って吸気ファン３の運転のオフ状態は図４（ａ）に示すように維持される。つまり使用者の実感に合った状態にあると言える。
【００２４】
次に例えばタバコを喫煙して煙を部屋内に発生させた状態、つまり吸気ファン３が運転されている状態で部屋の窓を開閉した実験を行った場合の、従来例と、本実施形態との比較を図５，図６により行う。
【００２５】
従来例では図５（ａ）に示すように吸気ファンの運転中に窓を開けたために室温が低下して図５（ｂ）に示すように半導体ガスセンサの出力電圧が低下し、その出力電圧が基準値Ｖ１を下回るため、吸気ファンの運転がオフされるが、基準値がＶ４に更新され、その後窓を閉めた後に室温が上昇に伴って半導体センサの出力が上昇し、その時の出力電圧の上昇分が所定量Ｖ２より大きいため、再度吸気ファンが運転されることになる。
【００２６】
つまり窓が開閉されることにより、外気が取り込まれ室内の雰囲気がより清浄化されているものかかわらず空気清浄機が再運転されているため使用者の実感に合致しない。
【００２７】
これに対して.本実施形態の空気清浄機１は一定時間Ｔ４当たりの出力電圧の下降量が所定値Ｖ５より大きくなると、演算回路部１１は基準値の更新動作を休止して、所定の期間Ｔ３、基準値をＶ１に維持する。従って半導体ガスセンサ９の出力信号が基準値Ｖ１以下となるため、演算回路部１１は吸気ファン３の運転を図６（ａ）に示すようにオフさせる。その後窓が閉められて室温が上昇しても所定期間Ｔ３の基準値Ｖ１が更新されず、しかも室内の空気が清浄化されているため、室温の上昇に伴って半導体ガスセンサ９の出力電圧上がっても基準値Ｖ１を越えることはなく、吸気ファン３の運転のオフ状態が維持される。従って使用者の実感に伴った運転が行われることになる。そして所定期間Ｔ３が経過した後、半導体ガスセンサ９の出力信号に基づく基準値の更新が再開される。
【００２８】
尚本実施形態で設定される期間Ｔ１〜Ｔ５及び上昇量Ｖ２、変化量Ｖ５は使用半導体ガスセンサ９の特性等を考慮して自由に設定できる定数である。
【００２９】
また上記の説明は、窓の開閉、特に冬季における窓の開閉時についての説明であったが、例えば空調機の運転により低湿度の空気が流れて半導体ガスセンサ９に接触した場合にも湿度の影響を受けて、半導体ガスセンサ９の出力電圧が急速に低下し、それに伴って基準値が更新された場合、雰囲気の安定化に伴って湿度が上昇する際に、雰囲気の空気が清浄であるにも拘わらず、空気清浄機が運転される問題があるが、本実施形態のように半導体ガスセンサ９の出力電圧の急速な変化が起きた場合には所定の期間Ｔ３、基準値の更新を休止するため、窓の開閉時と同様に、空気清浄機１の誤運転を防ぐことができる。
【００３０】
尚本実施形態は、空気清浄機単体に関するものであるが、ガス燃焼式等の温風暖房機に付設される空気清浄機に本実施形態の制御装置を採用しても良い。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、周囲雰囲気の汚染ガスの成分濃度に応じた電気量を持つ検出信号を出力する半導体ガスセンサと、該半導体ガスセンサの検出信号の電気量を一定間隔でサンプリングして所定時間における上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量が第１の基準値から所定量以上上昇すると、空気清浄用の吸気ファンの運転を開始し、該開始から一定時間経過するまでに上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量が上記基準値に低下すると上記吸気ファンを停止させる制御手段と、上記吸気ファンの運転が上記一定時間を経過するまで継続された場合には一定時間経過時点の上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量を第２の基準値として基準値を更新し、上記吸気ファンの運転期間以外において、上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量が第１の基準値を下回るとその下回った電気量で基準値を逐次更新する更新手段とを備えた空気清浄機の制御装置において、上記半導体ガスセンサの検出信号の電気量の一定の時間当たりの低下量が一定量以上ある場合には、基準値更新手段は基準値の更新動作を一定の期間休止するので、窓の開閉に伴う室温の急速の変化や、空調機の運転開始時などにおける湿度の変化等に伴う半導体ガスセンサの出力電圧の急速な変化があっても、基準値をそれまでの値で維持することができ、結果使用者の実感に合致しない空気清浄機の誤運転を防止することができるという効果がある。
【００３２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記空気清浄用の吸気ファンが温風暖房機に具備される空気清浄機の吸気ファンであるので、温風暖房機の空気清浄機においても上記効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の回路構成図である。
【図２】同上の斜視図である。
【図３】同上を設置した部屋の雰囲気の空気が汚染した時の動作説明用タイミングチャートである。
【図４】同上を設置した部屋の雰囲気の空気が清浄な場合における窓開閉時の動作説明用タイミングチャートである。
【図５】従来例を設置した部屋の空気が汚染している状態での窓開閉時の動作説明用タイミングチャートである。
【図６】本発明の一実施形態を設置した部屋の空気が汚染している状態での窓開閉時の動作説明用タイミングチャートである。
【図７】従来例の動作説明用タイミングチャートである。
【図８】同上を設置した部屋の雰囲気の空気が汚染した時の動作説明用タイミングチャートである。
【図９】同上を設置した部屋の雰囲気の空気が汚染した時の別の動作説明用タイミングチャートである。
【図１０】同上を設置した部屋の窓を開閉した時の動作説明用タイミングチャートである。
【符号の説明】
Ｍ    モータ
ＡＣ  交流電源
９    半導体ガスセンサ
１０  安定化電源部
１１  演算回路部
１２  操作回路部
１３  表示回路部
１４  駆動回路部
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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