JP2022167775A - 車内空気汚染防除システム - Google Patents
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Abstract
【課題】車内で気体汚染濾過を実施して車内の気体汚染を迅速に濾過して清潔で完全な呼吸ができる状態を形成する、車内空気汚染防除システムを提供する。【解決手段】車内空気汚染防除システムであって、外部気体及び空気汚染源を検出して気体検出データを送信する複数の車内気体検出モジュール１ａ及び複数の車外気体検出モジュール１ｂと、外部気体及び空気汚染源を濾過および浄化するために、複数の濾過浄化アセンブリが設置された車体気体空調制御装置２とを備え、制御駆動ユニットは、複数の気体検出データを比較した後、車体気体空調制御装置の車外の外部気体の導入または非導入を知能的に選択して制御する。【選択図】図２Ｂ
Description
本発明は、車内で気体汚染の濾過を実施する分野に属し、特に車内空気汚染防除システムに関する。
世界の人口と産業の急速な発展に伴い、大気質は徐々に悪化している。人々はこれらの有害な大気汚染に長期間さらされているので、人の健康だけでなく生命にも有害である。
空気中には、例えば、二酸化炭素、一酸化炭素、ホルムアルデヒド、細菌、真菌、揮発性有機物（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ， ＶＯＣ）、浮遊粒子２．５（ＰＭ２．５）またはオゾンなどの多くの汚染物質が存在する。汚染物の濃度が上昇すると、人体に深刻な害を及ぼすことがある。例えば、ＰＭ２．５に関して、このような微粒子は肺胞に浸透し、全身の血液循環をたどり、呼吸器に害を及ぼすだけでなく、心血管疾患または癌のリスクも高まる。
インフルエンザや肺炎などの流行性疾患が蔓延している今日、人々の健康が脅かされているため、人々の社会活動も制限されており、公共交通機関に出かけることは比較的少なくなり、人々は車で出かけるようになっている。したがって、車両内のガスが常に清潔で人々が安全に呼吸できるようにする方法の開発は、本発明の主要な課題である。
本発明の主な目的は、車内で気体汚染濾過を実施して車内の気体汚染を迅速に濾過して清潔で完全な呼吸ができる状態を形成する、車内空気汚染防除システムを提供することである。
上記の目的を達成するために、本発明の車内空気汚染防除システムは、外部気体及び空気汚染源を検出して気体検出データを送信する、複数の車内気体検出モジュール及び複数の車外気体検出モジュールと、車外の外部気体の車内への導入または非導入を制御する車体気体空調制御装置であって、複数の濾過浄化アセンブリが、外部気体及び空気汚染源を濾過および浄化するために、車体気体空調制御装置の少なくとも１つの排気口の位置及び少なくとも１つの給気口の位置に配置される車体気体空調制御装置とを備え、制御駆動ユニットは、複数の気体検出データを比較した後、車体気体空調制御装置が車外の外部気体を導入または非導入することを知能的に選択して制御し、且つ、複数の車内気体検出モジュールは、車体気体空調制御装置の導風機が監視メカニズム状態において動作させるようにリアルタイムに制御して、車内の汚染源を濾過浄化アセンブリで濾過浄化し、車内の空気汚染源を濾過及び交換して清潔な空気を形成することを特徴とする。
本発明の特徴と利点を示すいくつかの典型的な実施形態について、後述の説明において記述する。本発明は異なる態様において様々な変化を有することができ、いずれも本発明の範囲から逸脱することなく、かつその説明及び図面は本質的に例示するために用いられものであり、本発明を限定する意図はないことを理解されたい。
図１Ａ～図１２に示すように、本発明は、車内で気体汚染を濾過及び交換し、車内の気体汚染を迅速に濾過して清潔で完全な呼吸ができる状態を形成することに適用する、車内空気汚染防除システムを提供する。車内空気汚染防除システムは、複数の気体検出モジュール、車体気体空調制御装置２、及び複数の濾過浄化アセンブリＤを備える。
複数の気体検出モジュールは、複数の車内気体検出モジュール１ａ及び複数の車外気体検出モジュール１ｂを備える。車内気体検出モジュール１ａは、車内Ａの外部給気口２１３の位置に設置され、車内Ａの空気汚染源を検出し、且つ気体検出データを送信するために用いられる。ある実施形態では、車内気体検出モジュール１ａは、移動式検出装置であり、すなわち、車内気体検出モジュール１ａは、例えば腕時計やリストバンドなどのウェアラブル装置である。その場合、人体に直接着用（図示せず）して、人が車内Ａに乗る時はいつでも車内空間の気体汚染を検出することができる。車外気体検出モジュール１ｂは、車外Ｂに設置され、車外Ｂの外部気体を検出し、且つ気体検出データを送信するために用いられる。
車体気体空調制御装置２は、車外Ｂの外部気体の車内Ａへの導入または非導入を制御する。車体気体空調制御装置２は、換気経路２１と制御駆動ユニット２２及び給気制御部材２４を備える。制御駆動ユニット２２は、車体気体空調制御装置２の制御コマンドのタッチ設定及び車内の気体検出データの表示のために使用するタッチディスプレイ２２１を有する。図２Ａ～２Ｄに示すように、換気経路２１には、導風機Ｃ、少なくとも１つの排気口２１１、少なくとも１つの給気口２１２、及び外部給気口２１３が設けられる。導風機Ｃは、少なくとも１つの排気口２１１の給気、外部給気口２１３の給気、及び少なくとも１つの給気口２１２の給気をガイドする。図２Ｃ及び図２Ｄに示すように、少なくとも１つの排気口２１１は、、気体が排気口２１１より排出された後、換気経路２１を介して車外Ｂに排出されるために、図２Ａの換気経路２１に連通されている。
濾過浄化アセンブリＤは、外部気体及び空気汚染源を濾過および浄化するために、換気経路２１内の排気口２１１及び給気口２１２のそれぞれに配置される。少なくとも１つの車内気体検出モジュール１ａは、濾過浄化アセンブリＤの両側に配置される。両側の車内気体検出モジュール１ａによって、濾過前及び濾過後の気体検出データを検出し、制御駆動ユニット２２は、車外気体検出モジュール１ｂから出力された気体検出データ及び車内気体検出モジュール１ａから出力された気体検出データを受信して比較し、濾過浄化アセンブリＤを駆動して外部気体及び空気汚染源を濾過して清潔な空気を形成して車内Ａに導入する。
車体気体空調制御装置２の制御駆動ユニット２２は、給気制御部材２４の開閉を制御し、車外気体検出モジュール１ｂから出力される気体検出データ及び車内気体検出モジュール１ａから出力される気体検出データを受信して比較し、外部給気口２１３の開閉を決定及び選択することで、車外の外部気体の車内Ａへの導入または非導入を制御し、且つ車体気体空調制御装置２の導風機Ｃを監視メカニズム状態において動作させることをリアルタイムに制御する。図２Ａ及び図２Ｄに示すように、外部給気口２１３及び給気口２１２によって、車外の外部気体及び車内の空気汚染源が給気制御部材２４の開閉制御により車体気体空調制御装置２内に導入され、且つ濾過浄化アセンブリＤで外部気体及び空気汚染源を濾過した後換気経路２１より車外Ｂに排出されるために用いられる。
ある好ましい実施形態では、車体気体空調制御装置２の制御駆動ユニット２２は、少なくとも３つの車内気体検出モジュール１ａが検出した車内気体検出データを受信及び比較して知能的な計算を行うことで、車内の空気汚染源の位置を確定することができる。また、空気汚染源付近の給気口２１２の位置に設置された濾過浄化アセンブリＤを知能的に選択して駆動させ、空気汚染源の濾過を加速させることもできる。
他の好ましい実施形態では、車体気体空調制御装置２の制御駆動ユニット２２は、少なくとも３つの車内気体検出モジュール１ａが検出した車内気体検出データを受信及び比較して知能的な計算を行うことで、車内の空気汚染源の位置を確定することができる。また、空気汚染源付近の排気口２１１を知能的に選択して駆動させることで優先に排気させ、空気汚染源が付近の給気口２１２に吸引され、同時に、車体気体空調制御装置２の制御駆動ユニット２２が、知能的な計算により、他の排気口２１１を知能的に選択して排気するように駆動させる。これによって、空気汚染源を空気汚染源付近の給気口２１２に導き、すばやく吸い込んで濾過するための気流を形成することができる。
本実施形態では、空気汚染源の監視メカニズム状態とは、気体検出モジュールが車内Ａに検出した検出データは安全検出値を超える状態である。安全検出値は、浮遊粒子２．５の量が３５μｇ／ｍ３未満、二酸化炭素の濃度値が１０００ｐｐｍ未満、全揮発性有機化合物の濃度値が０．５６ｐｐｍ未満、ホルムアルデヒドの濃度値が０．０８ｐｐｍ未満、細菌量が１５００ＣＦＵ／ｍ３未満、真菌量が１０００ＣＦＵ／ｍ３未満、二酸化硫黄の濃度値が０．０７５ｐｐｍ未満、二酸化窒素の濃度値が０．１ｐｐｍ未満、一酸化炭素の濃度値が９ｐｐｍ未満、オゾンの濃度値が０．０６ｐｐｍ未満、または鉛の濃度値が０．１５μｇ／ｍ３未満であることを含む。
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、本発明の他の実施形態では、本発明の車内空気汚染防除システムは、少なくとも１つの浄化濾過器３をさらに備える。浄化濾過器３は、導風機Ｃ及び濾過浄化アセンブリＤを備え、車内気体検出モジュール１ａは、浄化濾過器３に組み立てられることができる。車内気体検出モジュール１ａは、車体気体空調制御装置２の制御駆動ユニット２２が気体検出データを受信及び比較して知能的な計算を行い、また、空気汚染源付近の浄化濾過器３を動作させ、及び導風機Ｃを動作させて車内Ａの空気汚染源を浄化濾過器３の濾過浄化アセンブリＤに導きて濾過浄化を実施するために、気体検出データを送信する。他の実施形態では、各浄化濾過器３は、車内のトリムパネル、シート、またはドアピラーに埋め込むように設置することができる。
ある好ましい実施形態では、車体気体空調制御装置２の制御駆動ユニット２２は、車内Ａの空気汚染源の位置を確定し、空気汚染源付近の浄化濾過器３を動作させ、空気汚染源を吸い込んで拡散させないこと及び濾過を加速させることのために、少なくとも３つの車内気体検出モジュール１ａが検出した車内気体検出データを受信及び比較して知能的な計算を行う。
他の好ましい実施形態では、車体気体空調制御装置２の制御駆動ユニット２２は、少なくとも３つの車内気体検出モジュール１ａが検出した車内気体検出データを受信及び比較して知能的な計算を行う。これによって、車内Ａの空気汚染源の位置を確定し、空気汚染源付近の浄化濾過器３を優先に動作させるように知能的に選択して制御する。また、車体気体空調制御装置２の制御駆動ユニット２２が人工知能的な計算を適用し、他の複数の浄化濾過器３を選択して動作させ、空気汚染源を空気汚染源付近の浄化濾過器３に導き、迅速に濾過するための気流を形成することができる。
複数の浄化濾過器３の両側に、それぞれ、少なくとも１つの車内気体検出モジュール１ａが設置され、両側の車内気体検出モジュール１ａが濾過前及び濾過後の気体検出データを検出して、制御駆動ユニット２２が複数の浄化濾過器３の位置にある車内気体検出モジュール１ａから出力される気体検出データを受信及び比較することで、複数の浄化濾過器３が空気汚染源を濾過して形成された清潔な空気を車内Ａに導入することを確保する。
本実施形態では、空気汚染源の監視メカニズム状態とは、気体検出モジュールが車内Ａに検出した検出データは安全検出値を超える状態である。安全検出値は、浮遊粒子２．５の量が３５μｇ／ｍ３未満、二酸化炭素の濃度値が１０００ｐｐｍ未満、全揮発性有機化合物の濃度値が０．５６ｐｐｍ未満、ホルムアルデヒドの濃度値が０．０８ｐｐｍ未満、細菌量が１５００ＣＦＵ／ｍ３未満、真菌量が１０００ＣＦＵ／ｍ３未満、二酸化硫黄の濃度値が０．０７５ｐｐｍ未満、二酸化窒素の濃度値が０．１ｐｐｍ未満、一酸化炭素の濃度値が９ｐｐｍ未満、オゾンの濃度値が０．０６ｐｐｍ未満、または、鉛の濃度値が０．１５μｇ／ｍ３未満であることを含む。
上記濾過浄化アセンブリＤは、様々な形態を組合せてもよい。例えば、活性炭Ｄ１と高効率フィルター（Ｈｉｇｈ－Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ， ＨＥＰＡ）Ｄ２との組合せ、または、活性炭Ｄ１と高効率フィルター（Ｈｉｇｈ－Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ， ＨＥＰＡ）Ｄ２とゼオライトメッシュＤ３との組合せであっても良い。活性炭Ｄ１は、浮遊粒子２．５（ＰＭ２．５）を吸着及び濾過するように用いられ、ゼオライトメッシュＤ３は、揮発性有機物（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ， ＶＯＣ）を吸着及び濾過するように用いられ、高効率フィルターＤ２は、気体に含まれる光化学スモッグ、細菌、ダスト粒子及び花粉を吸着及び濾過するように用いられ、濾過浄化アセンブリＤ内の気体汚染に対する濾過浄化効果を実現する。他の実施形態では、高効率フィルターＤ２には、濾過浄化アセンブリＤの気体中のウイルス、細菌、真菌を抑えるために、二酸化塩素の浄化剤を塗布することができる。高効率フィルターＤ２に二酸化塩素の浄化剤を塗布することによって、濾過浄化アセンブリＤの気体汚染に含まれるウイルス、細菌、真菌、Ａ型インフルエンザウイルス、Ｂ型インフルエンザウイルス、エンテロウイルス、ノロウイルスへの抑制率が９９％以上に達し、ウイルスの交差感染を減らすことができる。他の実施形態では、高効率フィルターＤ２には、イチョウ葉およびジャポニカムから抽出されたオーガニック保護塗層が塗布されてもよく、これによって、オーガニック保護抗アレルギーフィルタを形成し、アレルギーに効果的に抵抗する他、フィルターを通過するインフルエンザウイルスの表面タンパク質及び濾過浄化アセンブリＤが導入され且つ高効率フィルターＤ２を通過する気体中のインフルエンザウイルス（例えば：Ｈ１Ｎ１）の表面タンパク質を破壊することができる。他の実施形態では、高効率フィルターＤ２には銀イオンが塗布されて、濾過浄化アセンブリＤが導入した気体中のウイルス、細菌及び真菌を抑制する。
他の実施形態では、濾過浄化アセンブリＤは、活性炭Ｄ１、高効率フィルターＤ２、ゼオライトメッシュＤ３及び光触媒ユニットＤ４で構成されても良い。室外の気体汚染が濾過浄化アセンブリＤに導入されると、光エネルギーを電気エネルギーに変換できる光触媒ユニットＤ４により、気体中の有害物質が分解され且つ消毒・滅菌を行うことで、気体の濾過及び浄化効果を実現することができる。
他の実施形態では、濾過浄化アセンブリＤは、活性炭Ｄ１、高効率フィルターＤ２、ゼオライトメッシュＤ３及び光プラズマユニットＤ５で構成されても良い。光プラズマユニットＤ５は、光ナノチューブを備えるので、光ナノチューブが濾過浄化アセンブリＤに導入された気体汚染を照射し、気体汚染に含まれている揮発性有機気体の分解及び浄化を促進する。濾過浄化アセンブリＤが気体汚染を導入すると、光ナノチューブが導入された気体を照射し、気体中の酸素分子及び水分子が酸化性の高い光プラズマに分解され、有機分子を破壊（分解）するイオン気流を形成することができる。気体に含まれている揮発性のホルムアルデヒド、トルエン、揮発性有機気体（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ， ＶＯＣ）などの気体分子を水と二酸化炭素に分解させ、気体の濾過及び浄化効果を実現することができる。
他の実施形態では、濾過浄化アセンブリＤは、活性炭Ｄ１、高効率フィルターＤ２、ゼオライトメッシュＤ３及びマイナスイオンユニットＤ６で構成されても良い。濾過浄化アセンブリＤは、室外から導入された気体汚染に対して高圧放電を行うことで、気体汚染に含まれている正電荷を帯びる微粒子が負電荷を帯びる集塵プレートに付着し、導入された気体汚染に対する濾過浄化効果を実現することができる。
他の実施形態では、濾過浄化アセンブリＤは、活性炭Ｄ１、高効率フィルターＤ２、ゼオライトメッシュＤ３及びプラズマイオンユニットＤ７で構成されても良い。プラズマイオンユニットＤ７が高圧プラズマカラムを形成し、高圧プラズマカラム中のプラズマイオンが濾過浄化アセンブリＤにより室外から導入された気体汚染中のウイルス及び細菌を分解し、且つプラズマイオンにより気体に含まれている酸素分子及び水分子を電解分離して陽イオン（Ｈ＋）及び陰イオン（Ｏ２
－）を形成できる。イオンの周りにある水分子を付着する物質がウイルス及び細菌の表面に付着し、その後、化学反応により、酸化反応性の強い活性酸素（ヒドロキシル、ＯＨ基）に変換され、ウイルス及び細菌の表面タンパク質の水素原子を引き抜いて酸化分解される。これによって、導入された気体を濾過して濾過浄化の効果を実現することができる。
他の実施形態では、濾過浄化アセンブリＤは、高効率フィルターＤ２だけ、または、高効率フィルターＤ２に、光触媒ユニットＤ４、光プラズマユニットＤ５、マイナスイオンユニットＤ６、プラズマイオンユニットＤ７からなる群から任意に選択された１つを組合せた形態、または、高効率フィルターＤ２に、光触媒ユニットＤ４、光プラズマユニットＤ５、マイナスイオンユニットＤ６及びプラズマイオンユニットＤ７からなる群から任意に選択された２つを組合せた形態、または、高効率フィルターＤ２に、光触媒ユニットＤ４、光プラズマユニットＤ５、マイナスイオンユニットＤ６、プラズマイオンユニットＤ７からなる群から任意に選択された３つを組合せた形態、または、高効率フィルターＤ２に、光触媒ユニットＤ４、光プラズマユニットＤ５、マイナスイオンユニットＤ６、プラズマイオンユニットＤ７のすべてを組合せた形態であっても良い。
なお、高効率フィルターＤ２の使用寿命は、車内気体検出モジュール１ａ、車外気体検出モジュール１ｂが検出した気体検出データの監視メカニズムの計算結果、及び車体気体空調制御装置２内の導風機Ｃの始動累積時間を参照して決める。
本発明の車内気体汚染を濾過する方法を理解した後、以下、本発明の実施装置を詳細に説明する。
図３に示すように、車内気体検出モジュール１ａ及び車外気体検出モジュール１ｂは、制御回路基板１１と、気体検出本体１２と、マイクロプロセッサー１３と、通信器１４とを備える。気体検出本体１２、マイクロプロセッサー１３、及び通信器１４は、制御回路基板１１にパッケージ化されて一体型に形成され、且つ互いに電気的に接続されている。マイクロプロセッサー１３及び通信器１４が制御回路基板１１上に配置される。マイクロプロセッサー１３は、気体検出本体１２の駆動信号を制御して検出動作を実施させ、且つ気体検出本体１２に検出された気体汚染を受信してデータの計算処理を行い、また、通信器１４を介して外部に送信することや、気体検出本体１２の検出情報（気体）を検出データに変換して保存することができる。通信器１４は、マイクロプロセッサー１３から出力される検出データ（気体）を受信して、検出データをクラウド処理装置（図示せず）または外部装置（図示せず）に転送する。外部装置は、携帯式モバイル装置（図示せず）である。上記の通信器１４の外部への送信は、例えば、ＵＳＢ、ｍｉｎｉ－ＵＳＢ、ｍｉｃｒｏ－ＵＳＢなどの有線双方向通信伝送方式、または、例えば、Ｗｉ－Ｆｉモジュール、ブルートゥースモジュール、無線周波数識別モジュール、近距離通信モジュールなどの無線双方向通信伝送方式である。
上記気体汚染は、浮遊粒子、一酸化炭素、二酸化炭素、オゾン、二酸化硫黄、二酸化窒素、鉛、全揮発性有機化合物、ホルムアルデヒド、細菌、真菌、ウイルスのうちのいずれか１つまたはそれらの組合せである。
図４Ａ～図９Ａを参照しながらより詳しく説明する。気体検出本体１２は、ベース１２１と、圧電アクチュエータ１２２と、駆動回路基板１２３と、レーザーアセンブリ１２４と、微粒子センサー１２５と、カバー部材１２６と、気体センサー１２７とを備える。ベース１２１は、第１表面１２１１と、第２表面１２１２と、レーザー設置区域１２１３と、給気溝部１２１４と、導気アセンブリ支持領域１２１５と、排気溝部１２１６とを有する。第１表面１２１１及び第２表面１２１２は、互いに対向して２つの表面に設置される。レーザーアセンブリ１２４は、第１表面１２１１から第２表面１２１２に向ってくり抜いて形成される。カバー部材１２６がベース１２１を覆い、且つサイドパネル１２６１を有する。サイドパネル１２６１は、給気ポート１２６１ａと排気ポート１２６１ｂとを備える。給気溝部１２１４は、第２表面１２１２を凹ませて形成され、且つレーザー設置区域１２１３に隣接する。給気溝部１２１４には、ベース１２１の外部に連通し且つカバー部材１２６の排気開口１２１６ａに対応する給気開口１２１４ａが設けられており、給気溝部１２１４の両側壁には、側壁を貫通する光透過窓１２１４ｂを設けているので、給気溝部１２１４がレーザー設置区域１２１３に連通する。この構造によって、ベース１２１の第１表面１２１１がカバー部材１２６によって覆われ、第２表面１２１２が駆動回路基板１２３によって覆われると、給気溝部１２１４において給気経路を画定する。
導気アセンブリ支持領域１２１５は、第２表面１２１２を凹ませて形成され、且つ給気溝部１２１４に連通し、底面には通気孔１２１５ａを貫通する。導気アセンブリ支持領域１２１５の四隅に、それぞれ、位置決めブロック１２１５ｂが設けられている。上記排気溝部１２１６に排気開口１２１６ａが設けられ、排気開口１２１６ａは、カバー部材１２６の排気ポート１２６１ｂに対応して設置されている。排気溝部１２１６は、第１表面１２１１を導気アセンブリ支持領域１２１５への垂直投影領域に凹ませて形成された第１区域１２１６ｂと、導気アセンブリ支持領域１２１５への垂直投影領域と重ならない延在する領域における第１表面１２１１を第２表面１２１２に向かってくり抜いて形成された第２区域４２１６ｃとを備える。第１区域１２１６ｂと第２区域１２１６ｃは連通しており、且つ、段差を形成している。排気溝部１２１６の第１区域１２１６ｂは、導気アセンブリ支持領域１２１５の通気孔１２１５ａに連通している。排気溝部１２１６の第２区域１２１６ｃは、排気開口１２１６ａに連通する。したがって、ベース１２１の第１表面１２１１がカバー部材１２６によって覆われ、第２表面１２１２が駆動回路基板１２３によって覆われると、排気溝部１２１６は駆動回路基板１２３とともに排気経路を画定する。
上記レーザーアセンブリ１２４及び微粒子センサー１２５は、両方とも駆動回路基板１２３上に配置され、且つベース１２１内に位置されている。レーザーアセンブリ１２４、微粒子センサー１２５及びベース１２１の位置を明確に示すために、駆動回路基板１２３を意図的に省略している。レーザーアセンブリ１２４がベース１２１のレーザー設置区域１２１３に収容され、微粒子センサー１２５がベース１２１の給気溝部１２１４内に収容され、且つレーザーアセンブリ１２４と整列するよう配置されている。レーザーアセンブリ１２４が光透過窓１２１４ｂに対応し、光透過窓１２１４ｂは、レーザーアセンブリ１２４より放出されたレーザー光が透過するように設けられ、透過したレーザー光が給気溝部１２１４を照射する。レーザーアセンブリ１２４より放出した光ビームの経路は、光透過窓１２１４ｂを通過し且つ給気溝部１２１４と正交する方向に配置されている。レーザーアセンブリ１２４より放出された光ビームは、光透過窓１２１４ｂを透過して給気溝部１２１４内に入り、給気溝部１２１４内の気体を照射する。光ビームが気体内の浮遊粒子に当たると散乱し、微粒子投影を形成する。微粒子センサー１２５は、それの正交方向に配置されており、気体の検出データを得るために、散乱による微粒子投影を受信して計算を行う。気体センサー１２７は、駆動回路基板１２３上に配置され且つそれと電気的に接続され、また、排気溝部１２１６にも収容されているので、排気溝部１２１６に導入された気体汚染を検出することができる。本発明の好ましい実施形態では、気体センサー１２７は、二酸化炭素または全揮発性有機化合物気体の情報を検出する揮発性有機物センサー、ホルムアルデヒド気体の情報を検出するホルムアルデヒドセンサー、細菌または真菌の情報を検出する細菌センサー、ウイルス気体の情報を検出するウイルスセンサー、または、気体の温度及び湿度の情報を検出する温度湿度センサーである。
上記圧電アクチュエータ１２２は、ベース１２１の正方形の導気アセンブリ支持領域１２１５に収容される。導気アセンブリ支持領域１２１５が給気溝部１２１４に連通しており、圧電アクチュエータ１２２が動作すると、給気溝部１２１４内の気体を吸引して圧電アクチュエータ１２２に流れ込み、且つ気体を導気アセンブリ支持領域１２１５の通気孔１２１５ａを介して排気溝部１２１６に流入させる。上記駆動回路基板１２３がベース１２１の第２表面１２１２を覆う。レーザーアセンブリ１２４は、駆動回路基板１２３に設置され且つ電気的に接続されている。微粒子センサー１２５は、駆動回路基板１２３に設置され且つ電気的に接続されている。カバー部材１２６がベース１２１を覆う場合、排気開口１２１６ａがベース１２１の給気開口１２１４ａに対応し、排気ポート１２６１ｂがベース１２１の排気開口１２１６ａに対応する。
上記圧電アクチュエータ１２２は、噴気孔シート１２２１と、キャビティフレーム１２２２と、アクチュエータ１２２３と、絶縁フレーム１２２４と、導電フレーム１２２５とを備える。噴気孔シート１２２１は、可撓性材料で構成され、且つ浮遊シート１２２１ａと、中空孔１２２１ｂとを備える。浮遊シート１２２１ａは、湾曲振動ができるシート状構造であり、その形状及び寸法は、導気アセンブリ支持領域１２１５の内縁に合わせる。中空孔１２２１ｂは、気体の流通のために、浮遊シート１２２１ａの中心部を貫通する。本発明の好ましい実施形態では、浮遊シート１２２１ａの形状は、正方形、円形、楕円形、三角形、または多辺形のうちのいずれか１つである。
上記キャビティフレーム１２２２は、噴気孔シート１２２１上に積み重ねられ、外観は噴気孔シート１２２１に対応する。アクチュエータ１２２３は、キャビティフレーム１２２２上に積み重ねられ、キャビティフレーム１２２２、浮遊シート１２２１ａとともに、共振チャンバー１２２６を画定する。絶縁フレーム１２２４は、アクチュエータ１２２３上に積み重ねられ、外観は、キャビティフレーム１２２２に類似する。導電フレーム１２２５は、絶縁フレーム１２２４上に積み重ねられ、外観は、絶縁フレーム１２２４に類似する。導電フレーム１２２５は、導電ピン１２２５ａと導電電極１２２５ｂとを備え、導電ピン１２２５ａは、導電フレーム１２２５の外縁から外側に延在し、導電電極１２２５ｂは、導電フレーム１２２５の内縁から内側に延在する。
さらに、アクチュエータ１２２３は、圧電載置プレート１２２３ａと、調整共振プレート１２２３ｂと、圧電プレート１２２３ｃとを備える。圧電載置プレート１２２３ａは、キャビティフレーム１２２２上に積み重ねられている。調整共振プレート１２２３ｂは、圧電載置プレート１２２３ａ上に積み重ねられている。圧電プレート１２２３ｃは、調整共振プレート１２２３ｂ上に積み重ねられている。調整共振プレート１２２３ｂ及び圧電プレート１２２３ｃは、絶縁フレーム１２２４内に収容されている。導電フレーム１２２５の導電電極１２２５ｂが圧電プレート１２２３ｃに電気的に接続されている。本発明の好ましい実施形態では、圧電載置プレート１２２３ａ及び調整共振プレート１２２３ｂは両方とも、導電性材料で構成される。圧電載置プレート１２２３ａは、圧電ピン１２２３ｄを備え、圧電ピン１２２３ｄ及び導電ピン１２２５ａは、駆動信号（例えば、駆動周波数や駆動電圧など）を受信するために、駆動回路基板１２３における駆動回路（図示せず）に接続されており、これによって、駆動信号は、圧電ピン１２２３ｄ、圧電載置プレート１２２３ａ、調整共振プレート１２２３ｂ、圧電プレート１２２３ｃ、導電電極１２２５ｂ、導電フレーム１２２５及び導電ピン１２２５ａからなる回路に伝達されることができ、また、絶縁フレーム１２２４は、短絡を回避するために、導電フレーム１２２５とアクチュエータ１２２３とを遮断することで、駆動信号は、圧電プレート１２２３ｃに伝達されることができる。圧電プレート１２２３ｃが、駆動信号を受信した後、圧電効果により変形し、圧電載置プレート１２２３ａ及び調整共振プレート１２２３ｂを駆動して往復湾曲振動を発生させることができる。
さらに、調整共振プレート１２２３ｂは、圧電プレート１２２３ｃと圧電載置プレート１２２３ａとの間に配置され、両者の間の緩衝材として、圧電載置プレート１２２３ａの振動周波数を調整することができる。基本的に、調整共振プレート１２２３ｂの厚さは、圧電載置プレート１２２３ａの厚さよりも厚くにする。アクチュエータ１２２３の振動周波数は、調整共振プレート１２２３ｂの厚さを変えることによって調整される。噴気孔シート１２２１、キャビティフレーム１２２２、アクチュエータ１２２３、絶縁フレーム１２２４及び導電フレーム１２２５は、順次積み重ねられて導気アセンブリ支持領域１２１５内に配置される。圧電アクチュエータ１２２が導気アセンブリ支持領域１２１５内に位置される。圧電アクチュエータ１２２は、気体が流通するために、浮遊シート１２２１ａと導気アセンブリ支持領域１２１５の内縁との間に空隙１２２１ｃを画定している。
噴気孔シート１２２１と導気アセンブリ支持領域１２１５の底面との間に気体流通チャンバー１２２７が形成される。気体流通チャンバー１２２７は、噴気孔シート１２２１の中空孔１２２１ｂによって、アクチュエータ１２２３、噴気孔シート１２２１および浮遊シート１２２１ａの間の共振チャンバー１２２６に連通する。共振チャンバー１２２６中の気体の振動周波数が浮遊シート１２２１ａの振動周波数と一致にさせると、共振チャンバー１２２６と浮遊シート１２２１ａは、ヘルムホルツ共鳴現象（Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）を生じるので、気体の輸送効率を向上させることができる。圧電プレート１２２３ｃが導気アセンブリ支持領域１２１５の底面から離れる方向に移動すると、圧電プレート１２２３ｃは、噴気孔シート１２２１の浮遊シート１２２１ａを駆動して導気アセンブリ支持領域１２１５の底面から離れる方向に移動させる。これによって、気体流通チャンバー１２２７の容積は急速に膨張し、内部圧力が低下して負圧を発生させ、圧電アクチュエータ１２２外部の気体を吸引して空隙１２２１ｃより流入させ、さらに、中空孔１２２１ｂを通して共振チャンバー１２２６に流入するので、共振チャンバー１２２６内の気圧が圧力勾配を作り出すことができる。圧電プレート１２２３ｃが噴気孔シート１２２１の浮遊シート１２２１ａを駆動して導気アセンブリ支持領域１２１５の底面に移動させると、共振チャンバー１２２６内の気体は、中空孔１２２１ｂを通って急速に流出し、気体流通チャンバー１２２７内の気体が圧縮され、圧縮された気体は、ベルヌーイの法則の理想気体に近い状態となり、導気アセンブリ支持領域１２１５の通気孔１２１５ａに迅速かつ大量に導入または導出される。
図９Ｂ及び図９Ｃに示す動作を繰り返すことにより、圧電プレート１２２３ｃが往復振動し、慣性の原理によれば、排気後の共振チャンバー１２２６内部の気圧が平衡気圧よりも低いので、気体が共振チャンバー１２２６に再び導入されることができる。共振チャンバー１２２６中の気体の振動周波数は、圧電プレート１２２３ｃの振動周波数と同じように制御されることで、ヘルムホルツ共鳴現象を生じ、気体の高速且つ大量な輸送を実現することができる。
図１０Ａ～図１０Ｃに示すように、気体は、カバー部材１２６の給気ポート１２６１ａから流入し、給気開口１２１４ａを通ってベース１２１の給気溝部１２１４に流れ込み、微粒子センサー１２５の位置に到達する。圧電アクチュエータ１２２の連続駆動は、給気経路の気体を吸引することで、外部気体が迅速に導入されて安定に循環され、微粒子センサー１２５上方を通過する。レーザーアセンブリ１２４から発射した光ビームが光透過窓１２１４ｂを透過して給気溝部１２１４に入り、給気溝部１２１４が微粒子センサー１２５上方を通過すると、微粒子センサー１２５の光ビームが気体中の浮遊粒子を照射すると、光散乱現象及び微粒子投影を形成し、微粒子センサー１２５が光散乱で生じた微粒子投影を検出して気体に含まれている浮遊粒子の粒径及び数量などの情報を算出することができる。なお、微粒子センサー１２５上方の気体は、圧電アクチュエータ１２２によって連続的に駆動され、導気アセンブリ支持領域１２１５の通気孔１２１５ａに導入され、排気溝部１２１６に流れ込む。最後に、気体が排気溝部１２１６に入った後も、圧電アクチュエータ１２２が気体を排気溝部１２１６に連続的に輸送するので、排気溝部１２１６内の気体が排気開口１２１６ａ及び排気ポート１２６１ｂを通って外部に押し出される。
以上のように、本発明は、図１１及び図１２に示すように、車内に複数の車内気体検出モジュール１ａ、複数の車外気体検出モジュール１ｂ、車体気体空調制御装置２及び複数の濾過浄化アセンブリＤが配置され、車体気体空調制御装置２の制御駆動ユニット２２は、複数の車内気体検出モジュール１ａ及び複数の車外気体検出モジュール１ｂが検出した気体検出データを受信及び比較して知能的な計算を行い、車内Ａの空気汚染源の位置を確定し、且つ、知能的な計算及び制御によって、汚染源の位置にある濾過浄化アセンブリＤ及び浄化濾過器３を動作させて濾過処理を行う。これによって、車内Ａに清潔で完全な呼吸ができる状態を形成することができる。
１ａ：車内気体検出モジュール
１ｂ：車外気体検出モジュール
２：車体気体空調制御装置
２１：換気経路
２１１：排気口
２１２：給気口
２１３：外部給気口
２２：制御駆動ユニット
２２１：タッチディスプレイ
２４：給気制御部材
３：浄化濾過器
Ａ：車内
Ｂ：車外
Ｃ：導風機
Ｄ：濾過浄化アセンブリ
Ｄ１：活性炭
Ｄ２：高効率フィルター
Ｄ３：ゼオライトメッシュ
Ｄ４：光触媒ユニット
Ｄ５：光プラズマユニット
Ｄ６：マイナスイオンユニット
Ｄ７：プラズマイオンユニット
１１：制御回路基板
１２：気体検出本体
１２１：ベース
１２１１：第１表面
１２１２：第２表面
１２１３：レーザー設置区域
１２１４：給気溝部
１２１４ａ：給気開口
１２１４ｂ：光透過窓
１２１５：導気アセンブリ支持領域
１２１５ａ：通気孔
１２１５ｂ：位置決めブロック
１２１６：排気溝部
１２１６ａ：排気開口
１２１６ｂ：第１区域
１２１６ｃ：第２区域
１２２：圧電アクチュエータ
１２２１：噴気孔シート
１２２１ａ：浮遊シート
１２２１ｂ：中空孔
１２２１ｃ：空隙
１２２２：キャビティフレーム
１２２３：アクチュエータ
１２２３ａ：圧電載置プレート
１２２３ｂ：調整共振プレート
１２２３ｃ：圧電プレート
１２２３ｄ：圧電ピン
１２２４：絶縁フレーム
１２２５：導電フレーム
１２２５ａ：導電ピン
１２２５ｂ：導電電極
１２２６：共振チャンバー
１２２７：気体流通チャンバー
１２３：駆動回路基板
１２４：レーザーアセンブリ
１２５：微粒子センサー
１２６：カバー部材
１２６１：サイドパネル
１２６１ａ：給気ポート
１２６１ｂ：排気ポート
１２７：気体センサー
１３：マイクロプロセッサー
１４：通信器
１ｂ：車外気体検出モジュール
２：車体気体空調制御装置
２１：換気経路
２１１：排気口
２１２：給気口
２１３：外部給気口
２２：制御駆動ユニット
２２１：タッチディスプレイ
２４：給気制御部材
３：浄化濾過器
Ａ：車内
Ｂ：車外
Ｃ：導風機
Ｄ：濾過浄化アセンブリ
Ｄ１：活性炭
Ｄ２：高効率フィルター
Ｄ３：ゼオライトメッシュ
Ｄ４：光触媒ユニット
Ｄ５：光プラズマユニット
Ｄ６：マイナスイオンユニット
Ｄ７：プラズマイオンユニット
１１：制御回路基板
１２：気体検出本体
１２１：ベース
１２１１：第１表面
１２１２：第２表面
１２１３：レーザー設置区域
１２１４：給気溝部
１２１４ａ：給気開口
１２１４ｂ：光透過窓
１２１５：導気アセンブリ支持領域
１２１５ａ：通気孔
１２１５ｂ：位置決めブロック
１２１６：排気溝部
１２１６ａ：排気開口
１２１６ｂ：第１区域
１２１６ｃ：第２区域
１２２：圧電アクチュエータ
１２２１：噴気孔シート
１２２１ａ：浮遊シート
１２２１ｂ：中空孔
１２２１ｃ：空隙
１２２２：キャビティフレーム
１２２３：アクチュエータ
１２２３ａ：圧電載置プレート
１２２３ｂ：調整共振プレート
１２２３ｃ：圧電プレート
１２２３ｄ：圧電ピン
１２２４：絶縁フレーム
１２２５：導電フレーム
１２２５ａ：導電ピン
１２２５ｂ：導電電極
１２２６：共振チャンバー
１２２７：気体流通チャンバー
１２３：駆動回路基板
１２４：レーザーアセンブリ
１２５：微粒子センサー
１２６：カバー部材
１２６１：サイドパネル
１２６１ａ：給気ポート
１２６１ｂ：排気ポート
１２７：気体センサー
１３：マイクロプロセッサー
１４：通信器
Claims (16)
- 車内で空気汚染源の交換及び濾過を実施することに適用する車内空気汚染防除システムであって、複数の気体検出モジュールと、車体気体空調制御装置と、複数の濾過浄化アセンブリとを含み、
前記気体検出モジュールは、外部気体及び前記空気汚染源を検出し、少なくとも１つの気体検出データを送信し、
前記車体気体空調制御装置は、車外の前記外部気体の前記車内への導入または非導入を制御し、前記車体気体空調制御装置は、換気経路と制御駆動ユニットとを備え、前記制御駆動ユニットは、複数の前記気体検出モジュールから出力された前記気体検出データを受信及び比較し、前記換気経路内に導風機が設けられ、且つ前記換気経路に少なくとも１つの排気口と少なくとも１つの給気口と外部給気口とが設けられ、前記導風機は、少なくとも１つの前記排気口の排気、前記外部給気口の給気、及び少なくとも１つの前記給気口の給気をガイドし、
少なくとも１つの前記濾過浄化アセンブリは、前記外部気体及び前記空気汚染源を濾過浄化するために、少なくとも１つの前記排気口の位置に配置され、少なくとも１つの前記濾過浄化アセンブリは、前記空気汚染源を濾過浄化するために、少なくとも１つの前記給気口の位置に配置され、少なくとも１つの前記気体検出モジュールは、前記濾過浄化アセンブリの両側に配置され、
前記制御駆動ユニットが複数の前記気体検出データを比較した後、前記車体気体空調制御装置の前記車外の前記外部気体の導入または非導入を知能的に選択し、複数の前記気体検出モジュールは、前記車体気体空調制御装置の前記導風機が監視メカニズム状態において動作することをリアルタイムに制御し、前記車内の前記汚染源が前記濾過浄化アセンブリを通って濾過浄化され、前記車内の前記空気汚染源を濾過及び交換して清潔な空気を形成する、ことを特徴とする車内空気汚染防除システム。 - 前記空気汚染源は、浮遊粒子、一酸化炭素、二酸化炭素、オゾン、二酸化硫黄、二酸化窒素、鉛、全揮発性有機化合物、ホルムアルデヒド、細菌、真菌及びウイルスのうちのいずれか１つまたはそれらの組合せである、ことを特徴とする請求項１に記載の車内空気汚染防除システム。
- 前記濾過浄化アセンブリは、活性炭と高効率フィルターとで構成され、前記監視メカニズム状態は、前記車内の前記気体検出モジュールが前記車内の前記空気汚染源に検出した少なくとも１つの前記検出データが安全検出値を超える状態である、ことを特徴とする請求項１に記載の車内空気汚染防除システム。
- 前記安全検出値は、浮遊粒子２．５の量が３５μｇ／ｍ３未満、二酸化炭素の濃度値が１０００ｐｐｍ未満、全揮発性有機化合物の濃度値が０．５６ｐｐｍ未満、ホルムアルデヒドの濃度値が０．０８ｐｐｍ未満、細菌量が１５００ＣＦＵ／ｍ３未満、真菌量が１０００ＣＦＵ／ｍ３未満、二酸化硫黄の濃度値が０．０７５ｐｐｍ未満、二酸化窒素の濃度値が０．１ｐｐｍ未満、一酸化炭素の濃度値が９ｐｐｍ未満、オゾンの濃度値が０．０６ｐｐｍ未満、または鉛の濃度値が０．１５μｇ／ｍ３未満である、ことを特徴とする請求項３に記載の車内空気汚染防除システム。
- 複数の前記気体検出モジュールは、少なくとも１つの車外気体検出モジュールと、少なくとも１つの車内気体検出モジュールとを備え、少なくとも１つの前記車外気体検出モジュールは、前記外部給気口の位置に配置され、前記車外の前記外部気体を検出し、且つ気体検出データを送信し、少なくとも１つの前記車内気体検出モジュールが前記車内に配置され、前記車内の前記空気汚染源を検出し、且つ気体検出データを送信する、ことを特徴とする請求項１に記載の車内空気汚染防除システム。
- 前記車体気体空調制御装置は給気制御部材を備え、前記外部給気口は、前記車外の前記外部気体が導入されるように用いられ、前記給気口は、前記車内の前記空気汚染源が導入されるように用いられ、前記給気制御部材は、前記制御駆動ユニットの制御により前記外部給気口を開放させ、前記制御駆動ユニットは、前記車外気体検出モジュールから出力された前記気体検出データと、前記気体検出モジュールから出力された前記気体検出データとを受信及び比較して、前記外部給気口が開放するかどうかを選択することで、前記車外の前記外部気体の導入または非導入を制御し、または、前記給気口に吸い込まれた前記車内の前記空気汚染源が前記給気制御部材によって前記車外に排出することを制御する、ことを特徴とする請求項５に記載の車内空気汚染防除システム。
- 前記車体気体空調制御装置の前記制御駆動ユニットは、少なくとも３つの前記車内気体検出モジュールが検出した前記車内気体検出データを受信及び比較して知能的な計算を行うことで、前記車内の前記空気汚染源の位置を確定し、前記空気汚染源付近の前記給気口の位置にある前記濾過浄化アセンブリを知能的に選択して前記空気汚染源を導くことを加速させて濾過を行う、ことを特徴とする請求項５に記載の車内空気汚染防除システム。
- 前記車体気体空調制御装置の前記制御駆動ユニットは、少なくとも３つの前記車内気体検出モジュールが検出した前記車内気体検出データを受信及び比較して知能的な計算を行うことで、前記車内の空間内の前記空気汚染源の位置を確定し、前記空気汚染源付近の前記排気口を知能的に選択して優先に排気させるように制御することで、前記空気汚染源が付近の前記給気口に指向して吸い込まれ、同時に、前記車体気体空調制御装置の前記制御駆動ユニットが人工知能的な計算を応用して他の前記排気口を知能的に選択して排気させるように制御し、前記空気汚染源を前記空気汚染源付近の前記給気口に指向して流せて迅速に濾過するための気流を形成する、ことを特徴とする請求項５に記載の車内空気汚染防除システム。
- 少なくとも１つの浄化濾過器を更に備え、前記浄化濾過器は、前記導風機及び前記濾過浄化アセンブリを備え、前記車内気体検出モジュールが前記浄化濾過器に組合せられて前記導風機の動作を制御することで、前記車内の前記空気汚染源を前記浄化濾過器の前記濾過浄化アセンブリに導入して濾過浄化を実施する、ことを特徴とする請求項５に記載の車内空気汚染防除システム。
- 前記車体気体空調制御装置の前記制御駆動ユニットは、前記車内の空間内の前記空気汚染源の位置を確定するために、少なくとも３つの前記車内気体検出モジュールが検出した前記車内気体検出データを受信及び比較して知能的な計算を行い、且つ空気汚染源付近の前記浄化濾過器を知能的に選択して動作させ、前記空気汚染源を拡散させないように吸い込んで濾過を加速させる、ことを特徴とする請求項９に記載の車内空気汚染防除システム。
- 前記車体気体空調制御装置の前記制御駆動ユニットは、前記車内の前記空気汚染源の位置を確定するために、少なくとも３つの前記車内気体検出モジュールが検出した前記車内気体検出データを受信及び比較して知能的な計算を行い、且つ前記空気汚染源付近の前記浄化濾過器を知能的に選択して優先に動作させ、同時に、前記車体気体空調制御装置の前記制御駆動ユニットは、人工知能的な計算を応用して、他の複数の前記浄化濾過器を知能的に選択して動作させ、前記空気汚染源を前記空気汚染源付近の前記浄化濾過器に指向して流せて迅速に濾過するための気流を形成する、ことを特徴とする請求項９に記載の車内空気汚染防除システム。
- 複数の前記浄化濾過器は、それぞれ、前記車内のトリムパネル、シート、またはドアピラーに埋め込むように設置され、前記車内気体検出モジュールが前記気体検出データを送信することで、前記車体気体空調制御装置の前記制御駆動ユニットが受信及び比較して知能的な計算を行い、前記空気汚染源付近の前記浄化濾過器を知能的に選択して動作させるように制御する、ことを特徴とする請求項９に記載の車内空気汚染防除システム。
- 前記車内気体検出モジュールがウェアラブル装置に組合せられ、人体に直接着用して前記車内の前記空気汚染源をリアルタイムに検出し、且つ前記車内の前記気体検出データを送信することで、前記車体気体空調制御装置の前記制御駆動ユニットが受信及び比較して知能的な計算を行い、且つ前記空気汚染源付近の前記浄化濾過器を知能的に選択して動作させるように制御する、ことを特徴とする請求項９に記載の車内空気汚染防除システム。
- 複数の前記浄化濾過器の両側に、それぞれ、少なくとも１つの前記車内気体検出モジュールが設けられ、前記制御駆動ユニットは、複数の前記浄化濾過器の位置にある前記車内気体検出モジュールから出力された前記車内気体検出データを受信及び比較し、複数の前記浄化濾過器が前記空気汚染源を濾過して清潔な空気を前記車内に導入することを確保する、ことを特徴とする請求項９に記載の車内空気汚染防除システム。
- 前記高効率フィルターの使用寿命は、前記車内気体検出モジュール及び前記車外気体検出モジュールが検出した前記気体検出データの監視メカニズムの計算結果、及び前記車体気体空調制御装置内の前記導風機の始動累積時間を参照して決める、ことを特徴とする請求項３に記載の車内空気汚染防除システム。
- 前記制御駆動ユニットは、前記車体気体空調制御装置の制御コマンド及び前記車内の前記気体検出データをタッチ設定するためのタッチディスプレイを備える、ことを特徴とする請求項１に記載の車内空気汚染防除システム。
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