JP2011224029A - 開放型空気清浄装置およびその制御方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】従来の開放型空気清浄装置では近傍人の存在により、ベッドなどの清浄空間の清浄度が低下する場合があった。
【解決手段】ベッド６のベッドサイドでの面会者や看護師などの近傍人１０の動きを人検出部７により検出し、近傍人１０の位置に応じて、頭部側送風機１の送風部３の送風風量と、足部側送風機２の吸気部８の吸気風量のバランスを最適に制御することで、近傍人１０の動作により発塵したハウスダストが患者５の在床するベッド６に侵入するのを効果的に防止し、ベッド６上の患者５に対する清浄効果を一層向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、壁など物理的な敷居を設けることなく、ベッドなどの人の在床空間への浄化空気の送風により、不浄化空気の侵入を抑制して清浄空間を形成する開放型の空気清浄装置に関する。

従来、この種の空気清浄装置は、吸気部から吸入した空気をＨＥＰＡフィルタ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ）などの高性能フィルタを通すことで浄化し、浄化した空気をベッド上の空間などの清浄空間を形成したい場所に対して送風することにより、ベッド空間周辺の不浄化空気を誘引効果により吸引部のある下流側に引き流して、不浄化空気がベッド空間に侵入しないようにする構成を用いる（例えば、特許文献１、２）。

特許文献１では、足部の吸気部から吸入した空気を、フィルタ部により浄化し、頭部に設けた吹き出し部からベッドや布団に送風することで、就寝場所を清浄化する清浄装置を構成している。

また、特許文献２では、病院などの無菌病室ユニットに応用した構成として、ベッドサイドに設けた吸気部分からプレフィルタ、ＨＥＰＡフィルタを通して浄化した空気を吹出し部から患者用ベッドに送風する構成となっている。

この他、近年では、空気清浄機やエアコン、冷蔵庫などの気流にイオンを加えて散布することで脱臭効果や除菌効果といった、より高い清浄効果が得られるとして、イオン発生装置を搭載した家電製品が商品化されるようになってきている。

特開２０００−１７１０６７号公報 特開２００２−３７２２７３号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示された従来の構成では、清浄範囲がベッド空間などの狭い範囲に限定されてしまう。このため、ベッドサイドなどの床に沈降したハウスダストや見舞客や看護師などの衣類に付着したハウスダストが、ベッドサイドでの人の動きで発塵し、ベッド上の清浄空間に侵入して、清浄度合いが低下してしまう事が危惧される。

本発明は、対向する送風部と吸気部の風量バランスを変えることで、ベッド上やベッドサイドの人の活動状況に応じて、第１と第２の送風機の風量バランスを変えることにより、気流の広がり範囲を最適に制御してベッドサイドにも清浄効果を発揮する効果を目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の開放型空気清浄装置は、第１の送風機の送風部と第２の送風機の吸気部に挟まれた在床空間を清浄に保つ一対の送風機から構成される開放型空気清浄装置において、前記一対の送風機はおのおの、風量調整手段と、他方の
送風機と通信する通信手段とを備えると共に、少なくとも前記一方の送風機は前記空間の近傍の人の有無および前記在床空間内の人の有無を検出する人検出手段を備え、前記人検出手段で検出した信号を元に決定した前記一対の送風機の風量バランスを決定し、前記風量調整手段により風量を変更する。

これにより、在床空間内の人の有無の状況に応じ、最適な風量バランスを決定し、在床空間の清浄度を高めることができるものである。

本発明の開放型空気清浄装置は、清浄気流で在床空間上を清浄に保つだけでなく、第１および第２の送風機の風量バランスを最適に変更することにより、見舞客や看護師などの在床空間の近傍での動作により発生するハウスダストが在床空間へ侵入する事を防止し、より一層清浄効果を高めることが出来るものである。

実施の形態１における開放型空気清浄装置を病室ベッドに設置した場合の略上斜視図 実施の形態１における開放型空気清浄装置を病室ベッドに設置した場合の側面断面の略ブロック図 実施の形態１における開放型空気清浄装置の構成を示す制御ブロック図 実施の形態１における開放型空気清浄装置において、近傍人がいない場合の気流を例示する模式図 実施の形態１における開放型空気清浄装置において、近傍人がベッド足元側にいる場合の気流を例示する模式図 実施の形態１における開放型空気清浄装置において、ベッドの横側に近傍人が接近した場合の気流を例示する模式図 実施の形態１における開放空気清浄装置の動作を示すフローチャート

第１の発明は、第１の送風機の送風部と第２の送風機の吸気部に挟まれた在床空間を清浄に保つ一対の送風機から構成される開放型空気清浄装置において、前記一対の送風機はおのおの、風量調整手段と、他方の送風機と通信する通信手段とを備えると共に、少なくとも前記一方の送風機は前記空間の近傍の人の有無および前記在床空間内の人の有無を検出する人検出手段を備え、前記人検出手段で検出した信号を元に決定した前記一対の送風機の風量バランスを決定し、前記風量調整手段により風量を変更する開放型空気清浄装置としている。

これにより、在床空間内の人の有無の状況に応じ、最適な風量バランスを決定し、在床空間の清浄度を高めることができるものである。

第２の発明は、第１の発明に加えて、前記人検出手段で前記在床空間の近傍で、かつ第１の送風機の送風部から第２の送風機の吸気部に向かう気流の下流側に人の存在を検知した場合には、前記第１の送風機の送風風量を、前記第２の送風機の吸引風量よりも大きくなるよう制御する。

これにより、第１の送風機からの気流の内、第２の送風機の吸引量を超える部分が吸気部を越えて在床空間の外に流れ、人の動作により飛散するハウスダストなどを、在床空間から離れるように押し流す効果を奏し、在床空間の足元側から人が接近したような場合でも在床空間をより清浄空間に保つことが可能となる。

第３の発明は、第１の発明に加えて、前記人検出手段で前記在床空間の内側に人の存在を検知した場合には、前記第１の送風機の送風風量を、前記第２の送風機の吸引風量と略同量になるよう制御する。

この略同風量の設定により、第１の送風機の送風部３からの気流の大部分が在床空間の上を通り、第２の送風機の吸気部に吸引され、気流が無用に在床空間外に広まる事無く、清浄空間に保つことが可能となる。

第４の発明は、第１の発明に加えて、前記人検出手段で前記在床空間の近傍で、かつ第１の送風機の送風部から第２の送風機の吸気部に向かう気流のサイド側に人の存在を検知した場合には、前記第１の送風機の送風風量を、前記第２の送風機の吸引風量よりも小さくなるよう制御する。

これにより、第１の送風機の送風部からの気流に加えて、第２の送風機の吸気部に吸引される吸引風量に不足する風量部分が、在床空間の周辺部から誘引された誘引気流となって吸気され、在床空間の横側の人の動作により発生するハウスダストなどが、在床空間に流れることなく、第２の送風機の吸気部に吸気される効果を奏し、在床空間の横側に人が接近したような場合でも、在床空間をより清浄空間に保つことが可能となる。

第５の発明は、第１の発明に加えて、前記第１の送風機はイオン発生手段を備える。

これにより、イオンの散布機能を追加した場合でも、最適な風向制御を行う方法によりイオンの散布効果を改善できうるものである。

第６の発明は、第１の送風機の送風部と第２の送風機の吸気部に挟まれた在床空間を清浄に保つ一対の送風機から構成する開放型空気清浄装置で用いられる制御方法であって、前記一対の送風機はおのおの、風量調整手段と、他方の送風機と通信する通信手段とを備えると共に、少なくとも前記一方の送風機は前記空間の近傍の人の有無および前記在床空間内の人の有無を検出する人検出手段を備え、前記人検出手段で検出した信号を元に決定した前記一対の送風機の風量バランスを決定し、前記風量調整手段により風量を変更する制御を行う。

これにより、在床空間内の人の有無の状況に応じ、最適な風量バランスを決定し、在床空間の清浄度を高めることができる制御方法となっている。

第７の発明は、第１ないし６の発明のいずれかの発明における開放型空気清浄装置の各手段の全てもしくは一部としてコンピュータに機能させるためのプログラムとなっている。

これにより、プログラムなので、開放型空気清浄装置の制御方法の変更などが簡単にできるようになっている。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の本実施の形態１における開放型空気清浄装置を、在床空間の一例である病室のベッドと一体構成とした場合の斜視図である。図２は、同じく本実施の形態１における開放型空気清浄装置を既存のベッドに設置した場合の側面断面図の一例である。本発明の開放型空気清浄装置は、図１および図２に例示するように、ベッド一体型の構成で
も、既設ベッドに別設で取り付けられる構成でも可能であり、各部の機能においては同様に構成できる。

図１において、ベッド６の頭部側には第１の送風機である頭部側送風機１を構成し、足部側には第２の送風機である足部側送風機２を構成する。頭部側送風機１には、ベッド上に向けた送風部３、人検出部７とベッド６下に吸気部４を備える。足部側送風機２は、吸気部８と、ベッド６下に送風部９を備える。網掛けブロック矢印は、それぞれの送風部からの概略の気流方向のイメージを可視化して示したものである。

図１では、頭部側送風機１の人検出部７は、内部に複数素子からなる赤外線センサ群と、赤外線センサ前面の多焦点を有するように設計した多角形フレネルレンズなどから構成し、ベッド６周辺の近傍人である看護師や見舞客などの在不在、および、ベッド６上での患者５の在否を検出する。

なお、検出精度をより改善するために、人検出部７の個数や設置位置は図１のように限定するものでははく、頭部側送風機１に複数設置する構成や、足部側送風機２に設置する構成や、両側に設置する構成でも構わない。

更に、人検出部７は、赤外線センサに限らず、超音波センサや光反射型距離センサ、画像センサなど、他の原理のセンサを用いて構成しても構わない。

次に、頭部側送風機１の内部は、図２に断面図を示すように、吸気部４、吸気部４から吸気した空気を浄化するＨＥＰＡフィルタ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ）１３、層流を発生させるクロスフローファン１３、送風部３、などを備えて構成する。また、足部側送風機２に関しても同様に、吸気部８、ＨＥＰＡフィルタ１６、クロスフローファン１５、送風部９を備える。

なお、使用するファンの形式や内部のダクトの構造、ルーバの形状や構造についても、本実施の形態１に限定されるものではないし、例えば、吸気部４と、送風部９は対向していなくても構わない。

こうした構成により、一例として、頭側送風機１の送風部３から、足部側送風機２の吸気部８に、送風風量と吸気風量を同じにして送風した場合には、ベッド６上の患者５の周辺のハウスダストは送風部３からの層流に押し流されて吸気部８に吸引される。また、ベッドサイドの空気も誘引効果により層流に引かれるが、層流内部には侵入することなく、吸気部８に吸引される。こうした気流の効果により、ベッド６上が清浄空間に保たれるものである。

本発明では、こうしたベッド６上の清浄効果に加えて、ベッドサイドの人の有無の状況により、頭部側清浄機１と足部側清浄機２の風量バランスを変更するよう制御することで、ベッドサイドの見舞客や看護師などの人の動作により舞上るハウスダストに対する正常効果を、より高める効果を有するものである。

以下、図３〜図６により、これらの効果について説明する。まず、図３は、図１および図２の制御回路の構成の一例を示すブロック図である。頭部側送風機１には、頭部側送風機１全体を制御する制御部１８、ベッド６に患者５が在床しているか否か、ベッドサイドの近傍人の有無などに関する信号を検出する人検出部１７、頭部側送風機１の送風部３の送風風量を制御して変更する風量制御部２０、足部側送風機２の無線通信部２３とデータを通信するための無線通信部１９を備える。足部側送風機２は、制御部２１、風量制御部２２、頭部側送風機１の無線通信部１９と通信するための無線通信部２３を備える。

これらの構成により、頭部側送風機１の制御部１８は、人検出部１７からの信号により、ベッドの近傍の近傍人の有無や位置および、患者５の在床状況に応じて、頭部側送風機１と足部側送風機２の風量バランスを算出し、無線通信部１９から、足部側送風機２の風量変更情報を送信する。足部側送風機２では、この風量制御情報を無線通信部２３により受信し、制御部２１が風量制御部２２を制御して、足部側送風機２の吸気部８の吸気風量の変更を行う。

風量制御部の風量の変更方法としては、クロスフローファンの回転数を増減する方法でも、ルーバなどを部分的に開閉して風口面積を変化させる方法や、その他の方法でも構わない。

次に、図４〜図６により、頭部側送風機１の送風部３の送風風量と、足部側送風機２の吸気部８の吸気風量の大小関係の制御方法と効果について説明する。

図４は、ベッド６のベッドサイドに見舞客や看護士などの近傍人が居ない場合であり、この場合は、頭部側送風機１の送風部３からの送風量と、足部側送風機２の吸気部８の吸気風量を略同風量に設定する。この略同風量の設定により、頭部側送風機１の送風部３からの気流の大部分がベッド６の上を通り、足部側送風機２の吸気部８に吸引され、気流が無用にベッド６外に広まる事無く、ベッド６を清浄空間に保つことが可能となる。

次に、図５に示すように、ベッド６の足元側から近傍人１０が接近した場合の例を示す。この場合には、頭部側送風機１の送風部３からの送風量が、足部側送風機２の吸気部８の吸気風量に比べて大きくなるように設定する。この頭部側送風機１の送風部３からの送風量が大きい設定により、頭部側送風機１の送風部３からの気流の内、足部側送風機２の吸気部８に吸引量を超える部分が吸気部８を越えてベッド６の外に流れ、近傍人１０の動作により飛散するハウスダストなどを、ベッド６から離れるように押し流す効果を奏し、ベッド６の足元側から近傍人１０が接近したような場合でも、ベッド６をより清浄空間に保つことが可能となる。なお、押し流されたハウスダストなどは、壁などに衝突した下降気流や自然落下により床部に落下し、一部は頭部側送風機１の吸気部４で吸気される気流（ブロック網掛け矢印１１で示すイメージ図）に乗って吸引されることになる。

最後に、図６に示すように、ベッド６の横側に近傍人１０が接近した場合の例を示す。この場合には、頭部側送風機１の送風部３からの送風量が、足部側送風機２の吸気部８の吸気風量に比べて小さくなるように設定する。この頭部側送風機１の送風部３からの送風量が小さい設定により、頭部側送風機１の送風部３からの気流に加えて、足部側送風機２の吸気部８に吸引される吸引風量に不足する風量部分が、ベッド６のサイドから誘引された誘引気流（ブロック網掛け矢印１２で示すイメージ図）となって吸気される。これにより、ベッドサイドの近傍人１０の動作により発生するハウスダストなどが、患者５の頭部側に流れることなく、足部側送風機２の吸気部８に吸気される効果を奏し、ベッド６のベッドサイドに近傍人１０が接近したような場合でも、ベッド６をより清浄空間に保つことが可能となる。

なお、以上の説明では、例えば図５に示す頭部側送風機１の送風部４の風量が大きく設定する場合を、ベッド６の足元側から近傍人１０が接近した場合として説明したが、これ以外の場合でも頭部側送風機１の送風部４の風量が大きく設定する設定でも効果がある。

例えば、頭部側送風機１がイオン発生手段（図示せず）を備えるような場合には、図４のような設定とすることで、ベッドサイドにも広範囲にイオンを散布する効果を生じる。また患者５もベッド６に不在のような場合には、図４のような設定とすることで、ベッド
サイドに広範囲に流すことで、ベッドサイドに浮遊するハウスダストや床に落下したハウスダストを舞い上げて、吸気部４で吸気でき、ベッドサイドのハウスダストを広く吸引する効果を生じる。このように、図４〜図６の風量バランスの設定条件の一例を示すものであり、この条件に限定されるものではない。

なお、本発明の実施の形態１では、病室のベッドに応用して、患者の在床空間を清浄に保つ構成を説明したが、ダストの少ないクリーン度の高い作業スペースを必要とする作業台を挟んで本発明の空気清浄装置を設置するなど、ベッド以外の応用に用いることも可能である。

最後に図７は、本発明の実施の形態１における頭部側送風機１、足部側送風機２の連携動作フローの一例を示したフローチャートである。

図７において、頭部側送風機１に通電が開始されると（ステップＳ２４）、頭部側送送風機１の制御部１８は人検出部１７により、ベッド６の近傍に見舞客や看護師などの近傍人１０がいるかどうかを検出する（ステップＳ２５）。

ステップＳ２５で近傍人１０がいない場合は（ＮＯの場合）、ステップＳ２９に進んで、頭部側送風機１の送風風量と足部側送風機１の吸引風量を略同一に設定する（すなわち、図４に例示のケースに相当）。

またステップＳ２５において、近傍人１０がベッド６の近傍にいる場合は（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ２６に進んで、近傍人１０がベッド６の足元側にいるかどうかを判定する。

ステップＳ２６で近傍人が足元側にいる場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ２７に進んで、頭部側送風機１の送風風量を足部側送風機２の吸引風量より大きく設定する（すなわち、図５に例示のケースに相当）。

また、ステップＳ２６で近傍人が足元側に居ない場合（ＹＥＳの場合）、すなわち、ベッド６のサイドに居る場合は、ステップＳ２８に進んで、頭部側送風機１の送風風量を足部側送風機２の吸引風量より小さく設定する（すなわち、図６に例示のケースに相当）。

続いて、ステップＳ２７〜Ｓ２８で設定した風量に基づき、ステップＳ３０に進んで、決定した足部側送風機２の風量を、無線通信部１９により送風ユニット２へ送信する（ステップＳ３０）。

更に、頭部側送風機１の無線通信部１９が、足部側送風機２の無線送信部２０からの応答電文を受信するまで待ち合わせる（ステップＳ３１）。

ステップＳ３１で応答電文を受信すると（ＹＥＳの場合）、設定した頭部側送風機１の新風量で送風動作を開始する（ステップＳ３２）。なお、図７では図示しないが、ステップＳ３１には、タイムアウト処理を加え、タイムアウト時は、無線電文を所定回数だけ再送するか、ステップＳ２５に戻って人検出部７での再検出から繰り返す処理を入れておくべきものである。

次に、切り替わって、足部側送風機２側の動作を説明する。足部側送風機２が通電されて動作を開始すると（ステップＳ３３）、制御部２１は無線通信部２３で頭部側送信機１からの風量変更の電文を受信するのを待ち受ける（ステップＳ３４）。

ステップＳ３４で風量変更の電文を受信すると（ＹＥＳの場合）、無線通信部２３から風量変更の電文を受け取った旨の応答電文（ＡＣＫ電文）を返信する（ステップＳ３５）。続いて、受信電文に指定された新風量で吸気動作を開始する（ステップＳ３６）。

なお、本発明の実施の形態１では、送風量の具体的な定量値は示さなかったが、あまりに低風量ではベッド上を清浄空間に保つことが出来ない。一方、あまり大きな風量では、ベッド上の患者が不快感を生じるといった課題がある。このため、ベッドの大きさや設置する部屋の広さや家具配置などにも左右されるが、我々の知見では、送風部もしくは吸気部において、風速０．２〜１．０ｍ／ｓ程度の範囲で設定するのが効果的であると考える。

この他、無線通信部に代わって、別の通信手段や有線通信でも、もちろん構わないものである。

上記した実施の形態１における構成は、必要に応じて適宜組み合わせて使用することができるものであり、実施の形態そのものの構成に限られるものではない。

以上のように、本発明にかかる開放型空気清浄装置は、一対の送風機の頭部側送風機の送風風量と足部側送風機の吸引風量の風量バランスを制御することで、見舞客や看護師の在否や場所に応じて清浄効果を最適化できるので、病室のベッドなどの清浄度の高い空間が必要となる分野に広く応用できる。

１ 頭部側送風機（第１の送風機）
２ 足部側送風機（第２の送風機）
３ 送風部（第１の送風機）
４ 吸気部（第１の送風機）
５ 患者（在床人）
６ ベッド（在床空間）
７ 人検出部
８ 吸気部（第２の送風機）
９ 送風部（第２の送風機）
１０ 見舞客（近傍人）

Claims (7)

1. 第１の送風機の送風部と第２の送風機の吸気部に挟まれた在床空間を清浄に保つ一対の送風機から構成する開放型空気清浄装置において、前記一対の送風機はおのおの、風量調整手段と、他方の送風機と通信する通信手段とを備えると共に、少なくとも前記一方の送風機は前記空間の近傍の人の有無および前記在床空間内の人の有無を検出する人検出手段を備え、前記人検出手段で検出した信号を元に決定した前記一対の送風機の風量バランスを決定し、前記風量調整手段により風量を変更する開放型空気清浄装置。
2. 前記人検出手段で前記在床空間の近傍で、かつ第１の送風機の送風部から第２の送風機の吸気部に向かう気流の下流側に人の存在を検知した場合には、前記第１の送風機の送風風量を、前記第２の送風機の吸引風量よりも大きくなるよう制御する請求項１記載の開放型空気清浄装置。
3. 前記人検出手段で前記在床空間の内側に人の存在を検知した場合には、前記第１の送風機の送風風量を、前記第２の送風機の吸引風量と略同量になるよう制御する請求項１記載の開放型空気清浄装置。
4. 前記人検出手段で前記在床空間の近傍で、かつ第１の送風機の送風部から第２の送風機の吸気部に向かう気流のサイド側に人の存在を検知した場合には、前記第１の送風機の送風風量を、前記第２の送風機の吸引風量よりも小さくなるよう制御する請求項１記載の開放型空気清浄装置。
5. 前記第１の送風機はイオン発生手段を備える請求項１記載の開放型空気清浄装置。
6. 第１の送風機の送風部と第２の送風機の吸気部に挟まれた在床空間を清浄に保つ一対の送風機から構成する開放型空気清浄装置で用いられる制御方法であって、前記一対の送風機はおのおの、風量調整手段と、他方の送風機と通信する通信手段とを備えると共に、少なくとも前記一方の送風機は前記空間の近傍の人の有無および前記在床空間内の人の有無を検出する人検出手段を備え、前記人検出手段で検出した信号を元に決定した前記一対の送風機の風量バランスを決定し、前記風量調整手段により風量を変更する制御を行う、制御方法。
7. 請求項１ないし６項のいずれか１項に記載の開放型空気清浄装置の各手段の全てもしくは一部としてコンピュータに機能させるためのプログラム。