JP2004350801A - Cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料電池を搭載する掃除機に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、燃料電池の開発が進み、コードレス機器等の電源として実用化されつつあるが、燃料電池では発電に伴って水が副生成物して生成されるので、この水の処理が問題となる。
【0003】
ところで、コードレス機器としてのコードレス掃除機や自走式掃除機では電源はバッテリとされていた(例えば、特許文献1、2参照)。本発明者は、コードレス掃除機やロボット掃除機の電源を燃料電池とし、燃料電池で生成される水を有効利用できないかと提案した。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−163500号公報
【特許文献2】
特開平7−241261号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、燃料電池を搭載する掃除機において燃料電池で生成される水を有効利用することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の掃除機は、燃料電池を搭載する掃除機において、前記燃料電池で生成された水を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された水を外部に放出する放水手段と、を有することを特徴とする。
【0007】
請求項1に記載の掃除機では、燃料電池で生成された水がタンクに貯留され、タンクから放水手段によって外部に放出される。これによって、床のゴミを吸い取るだけではなく床や壁等の汚れを落とすこともできる。このように、燃料電池で生成された水を利用することによって、床や壁等を清浄するための水を節約できる。
【0008】
請求項2に記載の掃除機は、燃料電池を搭載する掃除機において、前記燃料電池で生成された水を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された水を気化して水蒸気として外部に放出する蒸気発生手段と、室内の湿度を検出する湿度検出手段と、前記湿度検出手段によって検出された室内の湿度が所定値W1よりも低い時に、前記蒸気発生手段を作動させる加湿制御手段と、を有することを特徴とする。
【0009】
請求項2に記載の掃除機では、湿度検出手段によって室内の湿度が検出され、室内の湿度が所定値W1よりも低く室内が乾燥している時に、加湿制御手段によって蒸気発生手段が作動される。これによって、燃料電池で生成されてタンクに貯留された水が気化されて水蒸気として外部に放出される。
【0010】
従って、この掃除機では、床のゴミを吸い取るだけではなく、室内の加湿もできる。このように、燃料電池で生成された水を利用することによって、室内を加湿するための水を節約できる。
【0011】
請求項3に記載の掃除機は、燃料電池を搭載する掃除機において、前記燃料電池で生成された水を貯留するタンクと、室内の空気を除湿し、空気中の水分を前記タンクへ回収する除湿手段と、室内の湿度を検出する湿度検出手段と、前記湿度検出手段によって検出された湿度が所定値W2よりも高い時に、前記除湿手段を作動させる除湿制御手段と、を有することを特徴とする。
【0012】
請求項3に記載の掃除機では、湿度検出手段によって室内の湿度が検出され、室内の湿度が所定値W2よりも高い時に、除湿制御手段によって除湿手段が作動される。これによって、室内の空気が除湿され、空気中の水分が除湿手段から出るが、掃除機には燃料電池で生成された水が貯留されるタンクが備えられているので、除湿手段から出る水はこのタンクに回収できる。従って、除湿手段から出る水を個別に処理する必要がない。
【0013】
請求項4に記載の掃除機は、請求項1乃至3の何れかに記載の掃除機であって、前記タンクに貯留された水量を検出する水量検出手段と、前記水量検出手段によって前記タンク内の水量が所定量に達したことが検出されると、前記燃料電池の発電を停止させ、又は前記除湿手段を停止させる水量制御手段と、を有することを特徴とする。
【0014】
請求項4に記載の掃除機では、タンクに貯留された水の量が所定量に達したこと、例えばタンク内の水が満タンになったことが水量検出手段によって検出されると、水量制御手段によって燃料電池の発電が停止され、又は除湿手段が停止される。これによって、燃料電池で生成され、又は除湿手段から出る水を満タンのタンクに送って水がタンクから溢れ出すことを防止できる。
【0015】
請求項5に記載の掃除機は、請求項4に記載の掃除機であって、前記水量検出手段によって前記タンク内の水量が所定量に達したことが検出されると、前記水量制御手段によって作動され警告を出す警告手段を有することを特徴とする。
【0016】
請求項5に記載の掃除機では、水量検出手段によってタンク内の水量が所定量に達したことが検出されると、警告手段が水量制御手段によって作動され警告が出される。これによって、ユーザーは、掃除機が停止することを知ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しながら本発明の第1の実施形態を説明する。
【0018】
図1に示すように、自走式掃除機(以下、掃除機)10には、電源としての燃料電池ユニット12が備えられている。燃料電池ユニット12には、メタノール(CH3OH+H2O)と酸素(O2)の化学反応によって発電を起し、副生成物として水(H2O)と二酸化炭素(CO2)を生成するメタノール直接型燃料電池(以下、燃料電池)14(図3参照)が備えられている。
【0019】
また、掃除機10には、床のゴミを吸引するバキューム装置16(図2参照)、燃料電池12で生成された水を利用して床の汚れを落とすウォーターブラシ18、燃料電池12で生成された水を利用して室内の湿度を調節する調湿ユニット20が備えられている。
【0020】
また、掃除機10には、ビデオカメラ21が設けられており、このビデオカメラ21によって撮影される動画像が、携帯電話のモニタ、又は掃除機を操作するための専用のモニタ等に映し出される。そして、このモニタに映し出された画像を操作者が見て携帯電話の操作キー、又は専用の操作キーによって掃除機10を操舵駆動できるようになっている。
【0021】
また、図2に示すように、掃除機10には、壁等の周囲の障壁を検知する複数の超音波センサ22、掃除機10全体の制御を司る制御手段24、及び、操舵駆動輪26が設けられている。制御手段24は、超音波センサ22からの検出信号を受けて、操舵駆動輪26を操舵、駆動させる。これによって、掃除機10は自立移動を行う。即ち、掃除機10は、自走式、操作式の両用であり、どちらかを選択できる。
【0022】
また、バキューム装置16は、床ノズル28、ゴミ袋30、及びファンモータ32で構成されており、掃除機10が自立移動している時に、ファンモータ32が駆動されて床に落ちいているゴミ、埃が床ノズル28から吸引されてゴミ袋30に回収される。
【0023】
ウォーターブラシ18は、図示しない駆動手段によって回転されて床を擦って清浄するブラシ34と、燃料電池ユニット12からブラシ34の中央部まで延出し、燃料電池14で生成された水を床に放出する放水管36とで構成されている。
【0024】
また、掃除機10には、湿度センサ38が設けられており、制御手段24は、湿度センサ38によって検出された室内の湿度に応じて、調湿ユニット20を制御し、室内を適当な湿度に調整する。
【0025】
図3では、燃料電池ユニット12と調湿ユニット20の簡略な構成を示している。燃料電池ユニット12には、燃料電池14、燃料電池14で消費されるメタノールを貯留する燃料タンク40、及び燃料電池14で生成された水を回収する水タンク42が設けられている。燃料タンク40には、タンク内のメタノールの残量を確認するための窓40Aが設けられている。
【0026】
燃料電池14は、電池セル44によって燃料室14Aと空気室14Bに室が分けられている。燃料室14Aは、燃料供給管46によって燃料タンク40に接続され、水供給管48によって水タンク42に接続されている。また、空気室14Bは、送水管50によって水タンク42に接続されている。また、酸素供給管52が空気室14Bから延出し、二酸化炭素排出管54が燃料室14Aから掃除機10の外部へ延出している。
【0027】
電池セル44は、燃料室14Aの壁面を構成する燃料極44A、空気室14Bの壁面を構成する空気極44B、及び燃料極44Aと空気極44Bに挟まれるプロトン導電膜44Cとで構成されている。
【0028】
燃料タンク40から燃料室14Aへメタノールが供給され、水タンク42から燃料室14Aへ水が供給され、燃料極44Aに電圧が印加されると、メタノールが化学反応式(1)に示すように、二酸化炭素、水素イオン、及び電子に分解される。
【0029】
CH3OH+H2O→CO2+6H++e− …(1)
二酸化炭素は、二酸化炭素排出管54から外部へ放出され、水素イオンは、プロトン導電膜44Cを透過して空気極44Bへ移動する。そして、電子は、抵抗を通過して空気極44Bへ向かう。即ち、電気エネルギーとして燃料電池14の+極56から取り出されて抵抗で仕事を行い、−極58へ戻る。この抵抗には、掃除機10では、操舵駆動輪26の操舵駆動、バキューム装置16の駆動、又は調湿ユニット20の駆動等が相当する。
【0030】
空気極44Bへ移動した水素イオンH+は、酸素供給管52から空気室14Bへ供給された酸素、及び抵抗を通過してきた電子と結合して水となる。この水は、送水管50を通って水タンク42に回収される。
【0031】
水タンク42からは放水管36が延出している。また、掃除機10は、床のゴミ、埃を吸い取る吸取りモードと、床の汚れを落とす汚れ落としモードを選択できる。汚れ落としモードが選択されると、制御手段24によって放水管36のポンプ60が作動されて水タンク42内の水が床面に放出され、ブラシ34(図2参照)が駆動されて床の汚れが落とされる。
【0032】
また、調湿ユニット20には、蒸気発生装置62と、除湿装置64が設けられている。蒸気発生装置62、及び除湿装置64は、送水管66、68によって水タンク42に接続されている。送水管66にはポンプ72が設けられている。また、蒸気発生装置62から外部へ蒸気排出管70が延出している。
【0033】
ここで、図4のフローチャートを参照して調湿ユニット20の動作方法について説明する。
【0034】
掃除機10の電源がオンになると、本フローが開始され、ステップ201に進む。ステップ201では、湿度センサ38によって室内の湿度が測定され、ステップ202に進む。ステップ202では、室内の湿度が30%(所定値W1)未満であるか否かが判定され、肯定されるとステップ203に進む。ステップ203では、制御手段24によって送水管66のポンプ72が駆動され、水タンク42内の水が送水管66を通って蒸気発生手段へ送られる。そして、水は蒸気発生手段によって加熱されて気化される。これによって、蒸気排出管68から蒸気が発生し、室内が加湿される。
【0035】
ステップ202において否定され、即ち室内の湿度が30%以上あり室内は乾燥していないと判定されると、ステップ204へ進む。ステップ204では、室内の湿度が50%(所定値W2)以上か否かが判定され、否定されるとステップ201へ戻る。肯定されると、ステップ205に進み、除湿装置64が駆動される。これによって、室内の空気が除湿され、空気中の水分は、除湿装置64から出て送水管68を通って水タンク42へ回収される。
【0036】
そして、ステップ206に進み、液量検出センサ74によって水タンク42内の液量が検出され、制御手段24によって、水タンク42が満タンであるか否かが判定される。否定されるとステップ201へ戻り、本フローが繰り返される。肯定されるとステップ207に進み、アラーム76によって警告音が鳴らされ、水タンク42が満タンであることが警告される。そして、ステップ213に進み、掃除機10の電源がオフになり、燃料電池14の発電、除湿装置の駆動が停止される。これによって、水が水タンク42から溢れ出すことがない。また、警告音が鳴らされるので、ユーザーは掃除機10の電源がオフになることを知ることができる。
【0037】
ステップ204において否定されると、ステップ206に進み、そして、ステップ201へ戻る。このように、燃料電池14で生成された水と除湿装置64から出る水を同じ水タンク42に回収するようにしたので、掃除機10内を省スペース化できる。
【0038】
ステップ203の後、ステップ208に進む。ステップ208では、湿度センサ38によって湿度が検出され、ステップ209に進む。ステップ209では、室内の湿度が50%以上か否かが判定され、否定されるとステップ210に進む。
【0039】
ステップ210では、液量検出センサ74によって水タンク内の水量が検出され、制御手段24によって水タンク42内の水量がゼロか否かが判定される。否定されるとステップ209に戻り、ステップ210で肯定されるまで蒸気発生装置62が駆動されて加湿が続けられる。ステップ209で肯定されるとステップ211へ進み、蒸気発生装置62が停止され、室内の加湿が停止される。
【0040】
そして、ステップ212へ進み、燃料タンク40内の燃料の残量が燃料残量検出センサ78によって検出され、燃料タンク40内の燃料の残量がゼロか否かが判定される。否定されると、ステップ201へ戻り、ステップ201〜212の工程が繰り返し行われる。肯定されるとステップ213へ進み、掃除機10の電源がオフになり、本フローが終了する。
【0041】
以上、本実施形態の掃除機10では、燃料電池14で生成される水を利用することによって、床のゴミ、埃を吸取るだけではなく、床の洗浄、室内の加湿もすることができる。また、床面の洗浄、室内の加湿をするための水を節約できる。
【0042】
なお、本実施形態の掃除機10では、メタノール直接型燃料電池を例に取って説明したが、これに限らず他の燃料電池も適用可能である。また、水を床に放出し、ブラシで床を擦って床の汚れを落とす例を取って説明したが、これに限らず、水を噴射して水圧で汚れを落とす等、他の清浄方法も適用可能である。
【0043】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、燃料電池を搭載する掃除機において、燃料電池で生成される水を有効利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の掃除機を示す斜視図である。
【図2】本発明の実施形態の掃除機を示す断面図である。
【図3】本発明の実施形態の掃除機の燃料電池ユニットと調湿ユニットの概略を示す図である。
【図4】本発明の実施形態の掃除機の調湿ユニットの動作方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 自走式掃除機(掃除機)
14 燃料電池
24 制御手段(加湿制御手段、除湿制御手段、水量制御手段)
36 放水管(放水手段)
38 湿度センサ(湿度検出手段)
42 水タンク(タンク)
62 蒸気発生装置(蒸気発生手段)
64 除湿装置(除湿手段)
74 液量検出センサ(液量検出手段)
76 アラーム(警告手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum cleaner equipped with a fuel cell.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the development of fuel cells has progressed and is being put to practical use as a power source for cordless devices and the like. However, in fuel cells, water is generated as a by-product with power generation, and this water treatment becomes a problem.
[0003]
By the way, the power source is a battery in a cordless cleaner or a self-propelled cleaner as a cordless device (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The inventor has proposed that a power source of a cordless vacuum cleaner or a robot cleaner is a fuel cell, and water generated by the fuel cell can be effectively used.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 7-163500 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-241261
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in consideration of the above-described facts, and an object thereof is to effectively use water generated by a fuel cell in a vacuum cleaner equipped with the fuel cell.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The vacuum cleaner according to claim 1, wherein the vacuum cleaner is equipped with a fuel cell, and includes a tank that stores water generated by the fuel cell, and a water discharge unit that discharges the water stored in the tank to the outside. It is characterized by having.
[0007]
In the vacuum cleaner according to the first aspect, the water generated by the fuel cell is stored in the tank and discharged from the tank to the outside by the water discharge means. As a result, not only dust on the floor can be sucked but also dirt on the floor and walls can be removed. Thus, by using the water generated by the fuel cell, it is possible to save water for cleaning the floor and walls.
[0008]
The vacuum cleaner according to claim 2 is a vacuum cleaner equipped with a fuel cell, a tank for storing water generated by the fuel cell, and water stored in the tank is vaporized and released to the outside as water vapor. Steam generating means; humidity detecting means for detecting indoor humidity; and humidification control means for operating the steam generating means when the indoor humidity detected by the humidity detecting means is lower than a predetermined value W1. It is characterized by that.
[0009]
In the vacuum cleaner according to claim 2, when the humidity in the room is detected by the humidity detecting means, and the indoor humidity is lower than the predetermined value W1, the steam generating means is operated by the humidification control means. . As a result, the water generated in the fuel cell and stored in the tank is vaporized and released to the outside as water vapor.
[0010]
Therefore, this vacuum cleaner can not only suck up dust on the floor but also humidify the room. Thus, the water for humidifying the room can be saved by using the water generated by the fuel cell.
[0011]
The vacuum cleaner according to claim 3 is a vacuum cleaner equipped with a fuel cell, a tank for storing water generated by the fuel cell, dehumidifying indoor air, and recovering moisture in the air to the tank. Dehumidifying means, humidity detecting means for detecting humidity in the room, and dehumidifying control means for operating the dehumidifying means when the humidity detected by the humidity detecting means is higher than a predetermined value W2. To do.
[0012]
In the vacuum cleaner according to claim 3, when the humidity in the room is detected by the humidity detecting means and the indoor humidity is higher than the predetermined value W2, the dehumidifying means is operated by the dehumidifying control means. As a result, indoor air is dehumidified, and moisture in the air comes out from the dehumidifying means, but since the vacuum cleaner is equipped with a tank that stores the water generated by the fuel cell, the water coming out from the dehumidifying means is not It can be collected in this tank. Therefore, it is not necessary to individually treat the water coming out from the dehumidifying means.
[0013]
A vacuum cleaner according to a fourth aspect of the present invention is the vacuum cleaner according to any one of the first to third aspects, wherein a water amount detecting means for detecting the amount of water stored in the tank, and the water amount detecting means When it is detected that the amount of water has reached a predetermined amount, water amount control means for stopping power generation of the fuel cell or stopping the dehumidifying means is provided.
[0014]
In the vacuum cleaner according to claim 4, when the amount of water stored in the tank reaches a predetermined amount, for example, when the water amount detecting means detects that the water in the tank is full, the water amount control The power generation of the fuel cell is stopped by the means, or the dehumidifying means is stopped. Thereby, it is possible to prevent the water from overflowing from the tank by sending the water generated in the fuel cell or coming out from the dehumidifying means to the full tank.
[0015]
The vacuum cleaner according to claim 5 is the vacuum cleaner according to claim 4, wherein when the water amount detection means detects that the water amount in the tank has reached a predetermined amount, the water amount control means It has a warning means which is activated and issues a warning.
[0016]
In the vacuum cleaner according to the fifth aspect, when the water amount detecting means detects that the amount of water in the tank has reached a predetermined amount, the warning means is activated by the water amount control means and a warning is issued. Thereby, the user can know that the vacuum cleaner stops.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0018]
As shown in FIG. 1, a self-propelled cleaner (hereinafter referred to as a cleaner) 10 is provided with a
[0019]
Further, the
[0020]
The
[0021]
In addition, as shown in FIG. 2, the cleaner 10 includes a plurality of
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
Further, the
[0025]
FIG. 3 shows a simple configuration of the
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
When methanol is supplied from the
[0029]
CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6H + + e − (1)
Carbon dioxide is released to the outside from the carbon
[0030]
The hydrogen ions H + that have moved to the air electrode 44B combine with oxygen supplied from the
[0031]
A
[0032]
Further, the
[0033]
Here, the operation method of the
[0034]
When the power of the
[0035]
If the result in
[0036]
Then, the process proceeds to step 206, where the liquid
[0037]
If the result in
[0038]
After
[0039]
In
[0040]
Then, the process proceeds to step 212, where the remaining amount of fuel in the
[0041]
As described above, in the cleaner 10 of the present embodiment, by using the water generated by the
[0042]
In the
[0043]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above-described configuration, water generated by the fuel cell can be effectively used in a vacuum cleaner equipped with the fuel cell.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an outline of a fuel cell unit and a humidity control unit of the vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation method of the humidity control unit of the vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Self-propelled vacuum cleaner (vacuum cleaner)
14
36 Water discharge pipe (water discharge means)
38 Humidity sensor (humidity detection means)
42 Water tank
62 Steam generator (steam generating means)
64 Dehumidifier (Dehumidifier)
74 Liquid quantity detection sensor (Liquid quantity detection means)
76 Alarm (Warning means)
Claims (5)
前記燃料電池で生成された水を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された水を外部に放出する放水手段と、
を有することを特徴とする掃除機。In a vacuum cleaner equipped with a fuel cell,
A tank for storing water generated by the fuel cell;
Water discharge means for discharging water stored in the tank to the outside;
The vacuum cleaner characterized by having.
前記燃料電池で生成された水を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された水を気化して水蒸気として外部に放出する蒸気発生手段と、
室内の湿度を検出する湿度検出手段と、
前記湿度検出手段によって検出された室内の湿度が所定値W1よりも低い時に、前記蒸気発生手段を作動させる加湿制御手段と、
を有することを特徴とする掃除機。In a vacuum cleaner equipped with a fuel cell,
A tank for storing water generated by the fuel cell;
Vapor generating means for evaporating water stored in the tank and releasing it as water vapor to the outside;
Humidity detection means for detecting indoor humidity;
Humidification control means for operating the steam generation means when the indoor humidity detected by the humidity detection means is lower than a predetermined value W1,
The vacuum cleaner characterized by having.
前記燃料電池で生成された水を貯留するタンクと、
室内の空気を除湿し、空気中の水分を前記タンクへ回収する除湿手段と、
室内の湿度を検出する湿度検出手段と、
前記湿度検出手段によって検出された湿度が所定値W2よりも高い時に、前記除湿手段を作動させる除湿制御手段と、
を有することを特徴とする掃除機。In a vacuum cleaner equipped with a fuel cell,
A tank for storing water generated by the fuel cell;
Dehumidifying means for dehumidifying indoor air and collecting moisture in the air to the tank;
Humidity detection means for detecting indoor humidity;
Dehumidification control means for operating the dehumidification means when the humidity detected by the humidity detection means is higher than a predetermined value W2,
The vacuum cleaner characterized by having.
前記水量検出手段によって前記タンク内の水量が所定量に達したことが検出されると、前記燃料電池の発電を停止させ、又は前記除湿手段を停止させる水量制御手段と、
を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の掃除機。Water amount detection means for detecting the amount of water stored in the tank;
A water amount control means for stopping power generation of the fuel cell or stopping the dehumidifying means when the water amount detecting means detects that the amount of water in the tank has reached a predetermined amount;
The vacuum cleaner according to any one of claims 1 to 3, wherein the vacuum cleaner is provided.
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