JP2017169961A - 自走式空気改質機 - Google Patents

Abstract

【課題】空気中の悪臭成分となる特定の有機化合物を分解すると共に、香料成分を放出して快適な環境を提供することができる自走式空気改質機を提供する。【解決手段】吸込口２ａ及び吹出口２ｂが形成される筐体２と、筐体内に配置され、吸込口から吹出口へ連通する空気流路１０と、空気流路内に配置され、吸込口から吹出口へ空気を導く送風手段２０と、空気流路内に配置され、吸込口から導入された空気中の特定の有機化合物を検知するセンサ３１，３２と、移動手段４ａ、４ｂと、移動手段を制御する制御部９０と、を備えた自走式空気改質機１０であって、センサよりも吹出口側の空気流路内に配置され、特定の有機化合物の化学反応を促進する触媒４１，４２を有し、制御部は、センサに基づいて空気中の特定成分の濃度が高い場所へ移動するよう移動手段を制御し、触媒は、特定の有機化合物を原料として香料成分を生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、室内の空気清浄等に用いられる自走式空気改質機に関する。

従来、家庭、企業、官公庁などの室内の空気を清浄する自走式空気清浄機が知られている（特許文献１）。この自走式空気清浄機は走行輪を有し、部屋内を移動して吸込口から空気を吸い込み、自身の内部の空気流路に配置されたフィルタにより塵埃を分離し、清浄な空気を排気するものである。また、自走式空気清浄機にイオン発生素子を搭載し、放電により空気中の水分子を電離してイオンを発生し、空気を快適に改質することも行われている。

特開2013-231536号公報

しかしながら、従来の空気清浄機は、単に空気中の塵埃等を除去したり、悪臭成分などを活性炭等の脱臭フィルタで除去したり、触媒で分解するだけである。つまり、単に脱臭するのみであり、悪臭が発生する前の空気の状態に戻るだけであるので、人間が快適に感じる環境を提供するには限界がある。
すなわち、本発明は、空気中の悪臭成分となる特定の有機化合物を分解すると共に、香料成分を放出して快適な環境を提供することができる自走式空気改質機の提供を目的とする。

本発明の自走式空気改質機は、吸込口及び吹出口が形成される筐体と、前記筐体内に配置され、前記吸込口から前記吹出口へ連通する空気流路と、前記空気流路内に配置され、前記吸込口から前記吹出口へ空気を導く送風手段と、前記空気流路内に配置され、前記吸込口から導入された空気中の特定の有機化合物を検知するセンサと、移動手段と、前記移動手段を制御する制御部と、を備えた自走式空気改質機であって、前記センサよりも前記吹出口側の前記空気流路内に配置され、前記特定の有機化合物の化学反応を促進する触媒を有し、前記制御部は、前記センサに基づいて空気中の前記特定の有機化合物の濃度が高い場所へ移動するよう前記移動手段を制御し、前記触媒は、前記特定の有機化合物を原料として香料成分を生成する。
この自走式空気改質機によれば、空気中の悪臭成分等である特定の有機化合物から触媒により香料成分を生成するので、悪臭成分を除去分解するだけでなく、人間が快適に感じる香料成分を放出して快適な環境を提供することができる。

本発明の自走式空気改質機において、前記空気流路は、前記センサよりも前記吹出口側で２つの支流路に分岐し、かつ前記吹出口に向かって合流し、前記空気流路の分岐部に配置され、前記２つの支流路のいずれかのみを前記吸込口と連通させる弁と、空気中の有機化学物質を分解する第２の触媒と、第２の香料成分を収容した香り発生部をさらに備え、前記触媒と前記第２の触媒は、それぞれ第１支流路と第２支流路とに配置され、前記香り発生部は前記第２支流路のうち、前記第２の触媒よりも前記吹出口側に配置され、前記制御部は、前記センサに基づき、空気中の前記特定の有機化合物の濃度が閾値以下の場合に、前記第２支流路のみが前記吸込口と連通するよう前記弁を制御すると共に、前記香り発生部から前記第２の香料成分を前記第２支流路に放出してもよい。
この自走式空気改質機によれば、特定の有機化合物の濃度が十分であれば、上述の香料成分を生成する反応を生じさせることができる。又、特定の有機化合物の濃度が少なくて、香料成分を生成する反応が十分に生じない場合であっても、空気中の有機化学物質を第２の触媒で一律に分解する。これにより、悪臭成分を分解すると共に、悪臭成分を分解後の空気に、香り発生部内の第２の香料成分が放出されるので、同様に快適な環境を提供することができる。

この発明によれば、空気中の悪臭成分となる特定の有機化合物を分解すると共に、香料成分を放出して快適な環境を提供することができる自走式空気改質機が得られる。

本発明の実施形態に係る自走式空気改質機の構成を示す斜視図である。 香料成分を生成するエステル化反応を示す模式図である。 制御部による処理フローを示す図である。

以下、図１を参照し、本発明の実施形態に係る自走式空気改質機について説明する。
図１は自走式空気改質機１００の構成を示す斜視図である。
自走式空気改質機１００は、４輪を有する車両の形態をなし、略箱型をなして吸込口２ａ及び吹出口２ｂが形成される筐体２と、４個の車輪（移動手段）４ａ、４ｂと、筐体２内に配置されて吸込口２ａから吹出口２ｂへ連通する空気流路１０（１１、１２）と、空気流路１０内に配置されるファン（送風手段）２０と、センサ３１，３２と、触媒４１、４２と、マイコン等からなる制御部９０と、を備える。
さらに、自走式空気改質機１００は、空気流路１０の分岐部に配置された弁６０と、第２の触媒５１と、香り発生部５２を備える。

４個の車輪（図１では、右側の２つのみ表示）のうち、前輪４ａはステアリング機構に取付けられて舵角を与えられ、方向転換を行う。一方、後輪４ｂは、駆動装置６（図１ではモータ及びバッテリ）に接続されて回転する駆動輪となっている。前輪４ａの操舵、及び後輪４ｂの駆動は制御部９０によって制御される。
なお、自走式空気改質機１００の前輪４ａ側を「前方」、後輪４ｂ側を「後方」と称する。

吸込口２ａは筐体２の前面に開口し、吹出口２ｂは筐体２の後方上面に開口している。空気中のゴミ等が空気流路１０内に取り込まれることを防止するため、吸込口２ａや吹出口２ｂにフィルタ、網等を取り付けてもよい。
空気流路１０は、吸込口２ａから後方に向かって筐体２内に延びて弁（電磁弁）６０に連通し、さらに弁６０から後方に向かって２つの支流路１１，１２に分岐し、さらに後方で吹出口２ｂに向かって合流する。各支流路１１，１２は、筐体２の幅方向に並列して配置されている。

センサ３１，３２は、吸込口２ａと弁６０との間の空気流路１０に配置されている。このうち、センサ３１は、後述するアセトアルデヒド（特許請求の範囲の「特定の有機化合物」に相当、以下、「第１特定成分」という）の有無を検知し、センサ３２は、後述するトルエン（特許請求の範囲の「特定の有機化合物」に相当、以下、「第２特定成分」という）の有無を検知する。センサ３１，３２は、例えば酸化スズ等の酸化物半導体センサからなり、抵抗値の変化が化学物質の種類によって異なることを動作原理としている。そして、酸化スズにＰｔ，Ｐｄ等を添加したり、添加元素の量を変えることで、特定の有機化合物（有機化学物質）の有無を検知できる。

触媒４１、４２は、支流路（第１支流路）１１に、触媒４１が前側になるように配置されている。後述するように、触媒４１、４２は、それぞれ第１特定成分、第２特定成分の化学反応を促進する。
なお、本実施形態では、触媒４１は、酢酸コバルト又は酢酸マンガンからなり、アセトアルデヒドを酢酸に分解可能である。又、触媒４２は、パラジウムとビスマスをシリカに担持してなり、酢酸とトルエンから酢酸ベンジルを生成可能である。

触媒５１及び香り発生部５２は、支流路（第２支流路）１２に、触媒５１が前側になるように配置されている。触媒５１、４２は、空気中の有機化学物質を、上述の特定の有機化合物か否かに関わらず一律に分解する。
なお、本実施形態では、触媒５１は、Ｐｔをアルミナに担持してなる。
又、香り発生部５２は、開閉する蓋を有する容器をなし、第２の香料成分を収容する。第２の香料成分は、例えば芳香剤を含むゼリー状になっていて、香り発生部５２の蓋を開けることにより、第２支流路内に第２の香料成分が放出するようになっている。香料成分及び第２の香料成分とは、香気を持った有機化学物質またはそれらの集合体であり、天然香料と合成香料のいずれでもよい。

次に、図１〜図３を参照し、制御部９０による自走式空気改質機１００の動作について説明する。
まず、制御部９０は、吸込口２ａから導入した空気中の第１特定成分（アセトアルデヒド）及び第２特定成分（トルエン）の有無をセンサ３１，３２で検知する（図３のステップＳ２）。そして、センサ３１，３２による検知濃度が高くなる場所へ移動するフィードバック制御を行う（図３のステップＳ４）。
次に、制御部９０は、第１特定成分及び第２特定成分の濃度がそれぞれ所定の閾値を超えたか否かを判定する（図３のステップＳ６）。ステップＳ６の処理は、例えばステップＳ４で最も濃度が高くなったと判断した場所で所定時間待機してから行うことができる。

ステップＳ６で「Ｙｅｓ」であれば、制御部９０は、弁６０を第１支流路１１側に開く（図３のステップＳ８）。弁６０を第１支流路１１側に開くとは、第１支流路１１と吸込口２ａとを連通させ、吸込口２ａから導入した空気が第１支流路１１のみに流れるようにすることである。
すると、図１に示すように、空気Ａは第１支流路１１内でまず触媒４１と接触した後、触媒４２と接触し、ファン２０により吹出口２ｂから外部に吹き出す。
この時、図２に示すように、空気中の第１特定成分（アセトアルデヒド）が触媒４１で酸化されて酢酸に変化する。一方、空気中の第２特定成分（トルエン）は触媒４１と反応せずに素通りする。このようにして、酢酸とトルエンが触媒４２に接触すると、トルエンのエステル化反応が生じて酢酸ベンジルが生成する。酢酸ベンジルは桃の香りを持つ香料成分であり、このようにして生成した香料成分Ｃ（図１参照）が空気中に放出されるので、快適な環境を提供することができる。

一方、ステップＳ６で「Ｎｏ」であれば、制御部９０は、弁６０を第２支流路１２側に開き（図３のステップＳ１０）、さらに香り発生部５２の蓋を開く（同ステップＳ１２）。ステップＳ６で「Ｎｏ」の場合とは、第１特定成分と第２特定成分の少なくとも一方の濃度が所定の閾値以下であり、上記した図２のエステル化反応（香料成分を生成する反応）が十分に生じない場合である。
すると、図１に示すように、空気Ｂは第２支流路１２で触媒５１と接触した後、香り発生部５２を経て、ファン２０により吹出口２ｂから外部に吹き出す。
この時、空気中の有機化学物質を、上述の特定の有機化合物か否かに関わらず一律に分解するので、悪臭成分を分解する。さらに、悪臭成分を分解後の空気に、香り発生部５２内の第２の香料成分Ｄが放出されるので、快適な環境を提供することができる。
以後、終了指示（図３のステップＳ１４）があるまで、ステップＳ２に戻って処理を繰り返す。

本発明は上記した実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。
移動手段としては、車輪の他、無限軌道、回転翼や固定翼を持つ飛行体とすることができる。
香料成分を生成する反応は、上記エステル化反応に限られず、１つの触媒で反応するものも含む。

２ 筐体
２ａ 吸込口
２ｂ 吹出口
４ａ、４ｂ 移動手段
１０（１１、１２） 空気流路
１１ 第１支流路
１２ 第２支流路
２０ ファン（送風手段）
３１，３２ センサ
４１，４２ 触媒
５１ 第２の触媒
５２ 香り発生部
６０ 弁
９０ 制御部
１００ 自走式空気改質機

Claims (2)

1. 吸込口及び吹出口が形成される筐体と、
   前記筐体内に配置され、前記吸込口から前記吹出口へ連通する空気流路と、
   前記空気流路内に配置され、前記吸込口から前記吹出口へ空気を導く送風手段と、
   前記空気流路内に配置され、前記吸込口から導入された空気中の特定の有機化合物を検知するセンサと、
   移動手段と、
   前記移動手段を制御する制御部と、を備えた自走式空気改質機であって、
   前記センサよりも前記吹出口側の前記空気流路内に配置され、前記特定の有機化合物の化学反応を促進する触媒を有し、
   前記制御部は、前記センサに基づいて空気中の前記特定成分の濃度が高い場所へ移動するよう前記移動手段を制御し、
   前記触媒は、前記特定の有機化合物を原料として香料成分を生成する自走式空気改質機。
2. 前記空気流路は、前記センサよりも前記吹出口側で２つの支流路に分岐し、かつ前記吹出口に向かって合流し、
   前記空気流路の分岐部に配置され、前記２つの支流路のいずれかのみを前記吸込口と連通させる弁と、
   空気中の有機化学物質を分解する第２の触媒と、
   第２の香料成分を収容した香り発生部をさらに備え、
   前記触媒と前記第２の触媒は、それぞれ第１支流路と第２支流路とに配置され、
   前記香り発生部は前記第２支流路のうち、前記第２の触媒よりも前記吹出口側に配置され、
   前記制御部は、前記センサに基づき、空気中の前記特定の有機化合物の濃度が閾値以下の場合に、前記第２支流路のみが前記吸込口と連通するよう前記弁を制御すると共に、前記香り発生部から前記第２の香料成分を前記第２支流路に放出する請求項１記載の自走式空気改質機。