JP7034033B2

JP7034033B2 - ポータブル式エアクリーナ

Info

Publication number: JP7034033B2
Application number: JP2018152275A
Authority: JP
Inventors: 皓然莫; 達偉薛; 世昌陳; 立邦莫; 景松林; 永隆韓; ▲けい▼峰黄; 宣▲がい▼ 陳
Original assignee: Microjet Technology Co Ltd
Current assignee: Microjet Technology Co Ltd
Priority date: 2017-08-15
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2022-03-11
Anticipated expiration: 2038-08-13
Also published as: EP3444533A1; TWI749049B; TW201910689A; JP2019035575A; US11078899B2; US20190056125A1

Description

本発明は、ポータブル式エアクリーナに関し、とりわけマイクロポンプとセンサを利用し循環する気流の観測を行い、また、自動で周辺空気の清浄を行うポータブル式エアクリーナである。

近年、我が国と、近隣地域と、の空気汚染問題は増々深刻になり、とりわけ微小浮遊粒子状物質（ＰＭ２.５）の濃度は度々基準値を超え、人々に日常生活の環境中における空気汚品質に対する関心を集めている。しかしながら、現在の市場の各種空気清浄設備は、汚染物質の除去と、空気品質の浄化等の効能と、を有すると強調しているが、消費者は実際使用時に感覚器官の主観だけで空気品質の改善結果を判断し、実際改善状況がどうであるか確実に知ることができない。言い換えれば、空気中の多くの有害物質は無色無臭であり、例えば、微小浮遊粒子状物質或いは一酸化炭素は、もし空気中で検査を行わなければ、使用者は空気清浄設備が有害物質を完全に除去できたかどうか確認することができず、有害物質の除去程度がどのくらいかも知ることができない。

更に、現在の市場の各種空気清浄設備は、ほとんどが一定の体積の固定式設備を備え、重過ぎて使用者に随時携帯させることができない。よって、時間・場所を問わず使用者の周辺環境における空気品質を保障することができない。同時に、ほとんどの空気清浄設備は、空気品質を観測する機能を有していない。市場にも少数のポータブル式のエアクリーナが存在するが、現在の空気観測器は一定の体積があり、ポータブル式エアクリーナと結合して、空気の観測機能を有するポータブル式エアクリーナを形成することは難しい。

よって、上述の不備に対して、空気の観測機能を有するポータブル式エアクリーナの発明と改善が必要である。

本発明のポータブル式エアクリーナは、周知技術における下記の問題を解決できる。一、空気清浄設備は空気の観測機能を有していない。ニ、空気検出器の体積が巨大で、ポータブル式エアクリーナと結合して使用することができない。三、現在の空気検出器の性能は悪く、検出効能が不安定である。

本発明のポータブル式エアクリーナは、殻体と、アクチュエータセンサモジュールと、エアクリーニングユニットと、を含む。前記殻体は、外部と連通する進入孔と、排出孔を備え、前記アクチュエータセンサモジュール及び前記エアクリーニングユニットは、前記殻体の内部に設置されている。その内、前記アクチュエータセンサモジュールは、マイクロプロセッサと、少なくとも一つのアクチュエータと、少なくとも一つのセンサと、伝送モジュールと、を含有する。前記アクチュエータは、外部の気体の駆動に用い、前記気体を前記進入孔から前記殻体の内部に流入させ、前記排出孔から排出し、前記殻体の内部で内部気流を形成する。前記センサは、前記アクチュエータの隣に設置され、前記内部気流の前記気体を観測し、少なくとも一つの気体検出値を生成する。前記エアクリーニングユニットは、前記アクチュエータセンサモジュールの隣に設置され、前記気体を清浄する。前記マイクロプロセッサは、その他のユニットと電気的接続し、前記センサの前記気体検出値を受信し、演算処理を行って気体検出結果をつくり、前記エアクリーニングユニットを操作してその起動、終了、または清浄作業の強弱の調整を行わせる。

本発明の前記アクチュエータがマイクロ型の体積であるので、本発明のポータブル式エアクリーナに、小型で精巧な、使用者が携帯するのに適度な特質を備えさせることができる。且つ、前記アクチュエータは一定量の外部の気体を前記アクチュエータセンサモジュール中に吸入し続けることができるので、安定で一致性の有る内部気流を形成してセンサ観測させ、空気検出の安定度と、正確さと、を大幅に上げることができる。更に、上述の前記アクチュエータセンサモジュールをポータブル式エアクリーナに応用することによって、周辺環境における空気品質の観測と同時に、自動で周辺環境の空気清浄を行うことができ、時間と場所を問わず使用者の周辺の空気品質を保障する効果を達することが出来る。

本発明の最良の実施例のポータブル式エアクリーナの構造見取図である。本発明の最良の実施例のアクチュエータセンサモジュールの機能ブロック図である。本発明のアクチュエータセンサモジュールのアクチュエータをそれぞれ違う角度から見た分解構造見取図である。本発明のアクチュエータセンサモジュールのアクチュエータをそれぞれ違う角度から見た分解構造見取図である。図３Ａ及び図３Ｂが示すアクチュエータの断面構造見取図である。本発明のアクチュエータセンサモジュールのアクチュエータの断面構造見取図である。本発明のアクチュエータセンサモジュールのアクチュエータの作動過程構造図である。本発明のアクチュエータセンサモジュールのアクチュエータの作動過程構造図である。本発明のアクチュエータセンサモジュールのアクチュエータの作動過程構造図である。本発明のアクチュエータセンサモジュールのアクチュエータの作動過程構造図である。本発明のアクチュエータセンサモジュールのアクチュエータの作動過程構造図である。

本発明の特徴と利点を体現するいくつかの典型的実施例については、後方で詳しく説明する。本発明は異なる態様において各種の変化が可能であり、そのいずれも本発明の範囲を脱せず、かつ本発明の説明および図面は本質的に説明のために用いられ、本発明を制限するものではないことが理解されるべきである。

図１と、図２と、を参照すると、本発明はポータブル式エアクリーナ１００を提供し、殻体１０１と、少なくとも一つの進入孔１０１１と、少なくとも一つの排出孔１０１２と、少なくとも一つのアクチュエータセンサモジュール１と、少なくとも一つのアクチュエータ１３と、少なくとも一つの気体と、少なくとも一つの内部気流と、少なくとも一つのセンサ１２と、少なくとも一つの気体検出値と、少なくとも一つのエアクリーニングユニット２と、を含み、下記の実施例において、殻体１０１と、進入孔１０１１と、排出孔１０１２と、アクチュエータセンサモジュール１と、気体と、内部気流と、エアクリーニングユニット２と、は数量を一つとして説明しているが、これに限らず、殻体１０１と、進入孔１０１１と、排出孔１０１２と、アクチュエータセンサモジュール１と、気体と、内部気流と、エアクリーニングユニット２とは複数個の組合せとすることもできる。

図１を参照すると、図１は、本発明の最良の実施例のポータブル式エアクリーナの構造見取図である。本発明のポータブル式エアクリーナ１００は、殻体１０１と、アクチュエータセンサモジュール１と、エアクリーニングユニット２と、を含む。前記殻体１０１は、外部に連通する進入孔１０１１及び排出孔１０１２を備え、前記殻体１０１の相対する二面上でそれぞれ対応して設置されているが、これに限るわけではない。前記アクチュエータセンサモジュール１及び前記エアクリーニングユニット２は、前記殻体１０１内部に設置され、且つ前記エアクリーニングユニット２は、前記アクチュエータセンサモジュール１の隣の位置に設置されている。本実施例において、前記エアクリーニングユニット２は、前記殻体１０１内部で前記アクチュエータセンサモジュール１の一側に相対して設置され、本発明の別の最良の実施例において、前記エアクリーニングユニット２は、前記排出孔１０１２を閉鎖するように設置され、或いは前記アクチュエータセンサモジュール１内部に設置されているが、これらに限るわけではない。

図２を参照すると、図２は、本発明の最良の実施例のアクチュエータセンサモジュールの機能ブロック図である。前記アクチュエータセンサモジュール１は、マイクロプロセッサ１１と、センサ１２と、アクチュエータ１３と、伝送モジュール１４と、を包有する。その内、前記マイクロプロセッサ１１は、前記センサ１２と、前記アクチュエータ１３と、前記伝送モジュール１４と、電気的接続している。前記マイクロプロセッサ１１は、更に前記エアクリーニングユニット２と電気的接続し、制御信号Ｓ１を発送して前記エアクリーニングユニット２を操作して起動、終了或いは清浄の強弱の調整等の作動を行う。

前記アクチュエータ１３は、制御信号を、被制御を促進するシステムに変換できる動力装置であり、その作用は外部の気体を駆動し、前記進入孔１０１１を経由して前記殻体１０１内部に流入させ、前記気体を前記アクチュエータセンサモジュール１の中に吸入する。前記アクチュエータ１３は、電動アクチュエータと、磁力アクチュエータと、熱動アクチュエータと、圧電アクチュエータと、流体アクチュエータと、を含むことができる。例えば、交流及び直流モーターとステッピングモーター等の電動アクチュエータと、或いは磁性ソレノイドモーター等の磁力アクチュエータと、或いは熱ポンプ等の熱動アクチュエータと、或いは圧電ポンプ等の圧電アクチュエータと、又或いは気体ポンプや液体ポンプ等の流体アクチュエータと、することができるが、これらに限るわけではない。前記アクチュエータ１３の細部構造は後述で詳しく説明するので、これにより再度贅言しない。

前記センサ１２は、前記アクチュエータ１３の隣に設置され、これにより、前記アクチュエータ１３に吸入された前記気体中の少なくとも一つの標的物を検出することができ、相応して気体検出値を生成する。前記センサ１２は、例えば以下の各種センサを含むことができる。つまり、温度センサ、揮発性有機化合物センサ（例えば、ホルムアルデヒドの測定、アンモニアのセンサ）、微粒子センサ（例えば、ＰＭ２・５の微粒子センサ）、一酸化炭素センサ、二酸化炭素センサ、酸素センサ、オゾンセンサ、その他気体センサ、湿度センサ、水分センサ、水或いはその他液体中或いは空気中の化合物及び／或いは生体物質を測定するセンサ（例えば、水質センサ）、その他液体センサ、環境中の光を測定するセンサ、またはグラフェンセンサである。又、前記センサ等を任意に組合せグループとすることができるが、これらに限るわけではない。

これにより、前記センサ１２の検出した前記標的物は、無機気体或いは揮発性有機気体とすることができ、一酸化炭素、二酸化炭素、二酸化硫黄、二酸化窒素、浮遊粒子状物質、微小浮遊粒子状物質、酸素及びオゾン、の少なくとも一種の気体項目或いはその組合せともすることができ、それを基に気体検出値を生成する。その内、前記揮発性有機気体は、アルケン類、アルコール類、ケトン類、ベンゼン環類、ハロゲン類及び窒素を含む有機化合物の内の少なくとも一つとすることができ、それを基に気体検出値を生成する。応用面では、前記センサ１２は、生物指標化合物（Ｂｉｏｍａｒｋｅｒ）の数値の検出に用いることもでき、或いは、直接的或いは間接的な方式を通じて、ウイルスやバクテリア、微生物等を検出することができるが、これらに限るわけではない。

前記伝送モジュール１４は、有線伝送モジュール或いは無線伝送モジュールとすることができ、ＧＰＳ全地球測位システムに応用できる定位モジュール１４１を含む。前記伝送モジュール１４は、有線或いは無線の通信伝送方式を通じて、外部装置との情報の伝送と、受信と、を行う。その内の有線通信伝送技術は、ＲＳ４８５、ＲＳ２３２、Ｍｏｄｂｕｓ、ＫＮＸ、等の通信インターフェースを採用して行うことができ、無線通信伝送技術の場合、ｚｉｇｂｅｅ、ｚ－ｗａｖｅ、ＲＦ、ブルートゥース（登録商標）、ｗｉｆｉ、ＥｎＯｃｅａｎ等の技術を採用して行うことができる。

前記エアクリーニングユニット２は、少なくとも一つのフィルタを含み、前記フィルタは、活性炭、不織布、静電フィルタ、高効能微粒子濾過フィルタ（ＨＥＰＡ）、の内の一つとすることができる。同時に、前記エアクリーニングユニット２はマイナスイオン発生器、光殺菌器と光触媒の内の少なくとも一つ或いはその組合せを含むことができる。

図１と、図２と、を同時に参照する。本発明のポータブル式エアクリーナ１００が起動後、前記アクチュエータセンサモジュール１の前記アクチュエータ１３は作動を開始し、外部の気体を駆動し、前記進入孔１０１１を経由して前記殻体１０１内部に進入させ、前記気体を前記アクチュエータセンサモジュール１中に吸入させる。前記気体は、前記アクチュエータセンサモジュール１中の前記センサ１２を通過した後、再度前記排出孔１０１２から排出される。前記アクチュエータ１３は、駆動し続けて気体を進入させまた排出し、前記殻体１０１内で前記内部気流を形成する。前記センサ１２は、前記内部気流を観測し続け、少なくとも一つの気体検出値を生成する。前記マイクロプロセッサ１１は、前記センサ１２から前記気体検出値を受信し、前記気体検出値を既設定の基準値と比較し、演算処理により気体検出結果を生成する。前記マイクロプロセッサ１１は、前記気体検出結果に基づいて、前記制御信号Ｓ１を前記エアクリーニングユニット２に発送し、これにより前記エアクリーニングユニット２をコントロールして起動或いは終了の作動を行う。更に、本発明のもう一つの実施例において、前記マイクロプロセッサ１１が気体検出値を前記既設定の基準値と比較し演算処理を行って生成した気体検出結果は、データ対比値を含み、前記マイクロプロセッサ１１は前記データ対比値に基づいて、前記制御信号Ｓ１を前記エアクリーニングユニット２に発送する。これにより前記エアクリーニングユニット２を操作して清浄の強弱の調整を行う。

例を挙げると、前記センサ１２は、前記内部気流中の微小浮遊粒子状物質の濃度を検出し、相応した気体検出値を生成することができる。もしも、前記マイクロプロセッサ１１が、前記気体検出値を前記既設定の基準値と比較した結果、前記気体検出値が前記既設定の基準値より高い場合、気体検出の結果は空気品質不良である。この時、前記マイクロプロセッサ１１は、前記エアクリーニングユニット２を操作して起動させ、前記フィルタでポータブル式エアクリーナ１００周辺の空気を浄化し、使用者の身辺区域の空気品質を改善する。これと同時に、前記センサ１２は、前記内部気流を観測し続け、リアルタイムの気体検出値を生成し、前記マイクロプロセッサ１１に比較と判断を行わせる。前記マイクロプロセッサ１１が、気体検出値が前記既設定の基準値より低いと判断した場合、気体検出の結果は空気品質良好であり、この時、前記マイクロプロセッサ１１は、前記エアクリーニングユニット２を操作して終了させる。前記マイクロプロセッサ１１が気体検出値を前記既設定の基準値と比較した時、更にデータ対比値を生成し、もしも、前記データ対比値が前記既設定の基準値より大きい場合、前記マイクロプロセッサ１１は、前記データ対比値に基づいて、前記エアクリーニングユニット２を操作して清浄の強さを増強させる。この上述の作動より、本発明のポータブル式エアクリーナ１００は、使用者の操作なしに、自動で環境に応じて空気清浄作動の開閉と空気清浄の強弱の調整を行うことができる。

本発明の最良の実施例において、上述の作動以外に、前記マイクロプロセッサ１１は、更に同時に前記気体検出結果を前記伝送モジュール１４に伝送する。前記伝送モジュール１４は、前記気体検出結果を受信した後、前記定位モジュール１４１を利用して定位置情報をつくり、通信伝送を通じて前記気体検出結果を前記定位置情報と共にクラウド装置２００に伝送する。前記クラウド装置２００は、コンピュータ、或いはＣＰＵやＲＡＭ等の部品を含むことができるよう構成される各類似設備であり、データ分析管理の機能を有し、本実施例においてサーバの作用をし、インターネットを通じて前記伝送モジュール１４と連接し、有線或いは無線の通信伝送方式により情報の伝送と、受信と、を行う。これにより、前記クラウド装置２００は複数の本発明のポータブル式エアクリーナ１００が収集した気体検出結果と、リアルタイム定位置情報と、を相互に組合せた空気品質観測データベース２１０を構築する。本発明の別の最良の実施例において、前記クラウド装置２００は、受信した気体検出結果に基づいて、クラウド制御信号Ｓ２を発送することができ、少なくとも一つの外部エアクリーナ３００を操作して、起動、終了、清浄の強弱の調整、の内の一つの動作を行う。前記外部エアクリーナ３００は、空気清浄機、除湿機、換気扇、電動門扉、自動清掃ロボット、空調機、等の空気品質を改善するあらゆる構造の装置とすることができるが、ここで例に挙げた装置に限るわけではない。

以下に前記アクチュエータ１３の細部構造について、詳しく説明する。本発明の実施例において、前記アクチュエータセンサモジュール１の前記アクチュエータ１３は、圧電アクチュエータポンプの駆動構造、或いは微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ポンプの駆動構造とすることができる。以下に圧電アクチュエータポンプの前記アクチュエータ１３の作動例を用いて説明する。

図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、流体アクチュエータ１３は、吸気板１３１、共振片１３２、圧電アクチュエータユニット１３３、絶縁片１３４ａ、絶縁片１３４ｂ、導電片１３５、等構造を含み、その内前記圧電アクチュエータユニット１３３は、前記共振片１３２に対応して設置され、前記吸気板１３１と、前記共振片１３２と、前記圧電アクチュエータユニット１３３と、前記絶縁片１３４ａと、前記導電片１３５と、前記絶縁片１３４ｂと、の順に積重なるように設置される。その組立が完成した断面図を図５に示す。

本実施例において、前記吸気板１３１は、少なくとも一つの吸気孔１３１ａを備え、その内前記吸気孔１３１ａの数量は４つが一番望ましいが、これに限るわけではない。前記吸気孔１３１ａは、前記吸気板１３１を貫通し、気体を装置外から大気圧の作用に順応させ、少なくとも一つの前記吸気孔１３１ａから前記流体アクチュエータ１３の中に流入させる。前記吸気板１３１上には、少なくとも一つの合流孔１３１ｂが備えられ、前記吸気板１３１のもう一側の表面の少なくとも一つの前記吸気孔１３１ａと対応して設置されている。前記合流孔１３１ｂの中心交流所には中心凹部１３１ｃを備え、且つ前記中心凹部１３１ｃは、前記合流孔１３１ｂと連通している。これゆえに、少なくとも一つの前記吸気孔１３１ａから前記合流孔１３１ｂに進入した空気を、前記中心凹部１３１ｃに合流させるように導引することができ、空気の伝送を実現させる。本実施例において、前記吸気板１３１は、一体成型の前記吸気孔１３１ａと、前記合流孔１３１ｂと、前記中心凹部１３１ｃと、を備え、且つ前記中心凹部１３１ｃ箇所には気体を合流させる合流チャンバが形成され、空気を一時的に保存する。一部の実施例において、前記吸気板１３１の材質は、例えばステンレスの材質により構成されることができるが、これに限るわけではない。他の一部の実施例において、前記中心凹部１３１ｃ箇所により構成された前記合流チャンバの深さは、前記合流孔１３１ｂの深さと同じだが、これに限るわけではない。前記共振片１３２は、可澆性の材質により構成されるが、これに限るわけではなく、且つ前記共振片１３２上には中空孔１３２ｃを備え、前記吸気板１３１の前記中心凹部１３１ｃに対応して設置され、空気を流通させる。他の一部の実施例において、前記共振片１３２は銅材質により構成されるが、これに限るわけではない。

前記圧電アクチュエータユニット１３３は、懸吊板１３３１と、外枠１３３２と、少なくとも一つのフレーム１３３３と、圧電片１３３４と、を共同で組合せることで形成される。その内、前記圧電片１３３４は、前記懸吊板１３３１の第一表面１３３１ｃに貼付けられ、電圧を印加することで変形し、前記懸吊板１３３１を駆動させて湾曲振動させる。少なくとも一つの前記フレーム１３３３は、前記懸吊板１３３１及び前記外枠１３３２との間に連接し、本実施例において、前記フレーム１３３３は、前記懸吊板１３３１と、前記外枠１３３２と、の間に連接して設置され、その両端点は、それぞれ前記外枠１３３２と、前記懸吊板１３３１と、に連接し、弾性支持を提供する。且つ前記フレーム１３３３と、前記懸吊板１３３１及び前記外枠１３３２と、の間には少なくとも一つの空隙１３３５を備え、少なくとも一つの前記空隙１３３５は気体通路と連通し、空気を流通させる。強調すべきところは、前記懸吊板１３３１と、前記外枠１３３２と、前記フレーム１３３３と、の形態及び数量は、前述の実施例に限るわけではなく、実際に応用ニーズに基づいて変化させることができる。更に、前記外枠１３３２は、前記懸吊板１３３１の外側を囲んで設置され、且つ外向きに凸設され、電気的接続に用いられる導電ピン１３３２ｃを備えるが、これに限るわけではない。

前記懸吊板１３３１は、段差状の構造（図４参照）であり、即ち前記懸吊板１３３１の第ニ表面１３３１ｂには凸部１３３１ａを備え、前記凸部１３３１ａは、円形の隆起構造とすることができるが、これに限るわけではない。前期懸吊板１３３１の凸部１３３１ａは、前記外枠１３３２の第ニ表面１３３２ａと共平面であり、且つ前記懸吊板１３３１の第ニ表面１３３１ｂ及び前記フレーム１３３３の第ニ表面１３３３ａも共平面であり、且つ前記懸吊板１３３１の前記凸部１３３１ａ及び前記外枠１３３２の前記第ニ表面１３３２ａと、前記懸吊板１３３１の前記第ニ表面１３３１ｂ及び前記フレーム１３３３の前記第ニ表面１３３３ａとの間は特定の深さを備える。前記懸吊板１３３１の第一表面１３３１ｃは、前記外枠１３３２の第一表面１３３２ｂ及び前記フレーム１３３３の第一表面１３３３ｂと平坦な共平面構造を成し、前記圧電片１３３４は、この平坦な前記懸吊板１３３１の前記第一表面１３３１ｃ箇所に取付けられる。他の一部の実施例において、前記懸吊板１３３１の形態は両面が平坦な板状の正方形構造とすることもできるが、これに限るわけではなく、実際の実施状況に基づいて任意に変化させることができる。一部の実施例において、前記懸吊板１３３１と、前記フレーム１３３３と、前記外枠１３３２と、は一体成型の構造であり、金属板により構成され、例えば、ステンレス材質により構成されるが、これに限るわけではない。更に他の一部の実施例において、前記圧電片１３３４の辺の長さは、前記懸吊板１３３１の辺の長さより短い。又更に他の一部の実施例において、前記圧電片１３３４の辺の長さは、前記懸吊板１３３１の辺の長さと等しく、且つ同様に設計は前記懸吊板１３３１と相対応した正方形板状の構成であるが、これに限るわけではない。

本実施例において、図３Ａが示すように、前記流体アクチュエータ１３の前記絶縁片１３４ａと、前記導電片１３５と、もう一方の前記絶縁片１３４ｂと、は順に対応して前記圧電アクチュエータユニット１３３の下に設置され、且つその形態は、前記圧電アクチュエータユニット１３３の前記外枠１３３２の形態にほとんど対応している。一部の実施例において、前記絶縁片１３４ａと、前記１３４ｂと、は絶縁材質により構成され、例えば、プラスチックとすることができるが、これに限らず、絶縁機能を提供させる。他の一部の実施例において、前記導電片１３５は、導電材質により構成され、金属材質とすることができるが、これに限らず、電導機能を提供する。本実施例において、前記導電片１３５上には前記導電ピン１３５ａが設置され、電導機能を実現する。

本実施例において、図５が示すように、前記流体アクチュエータ１３は、前記吸気板１３１と、前記共振片１３２と、前記圧電アクチュエータユニット１３３と、前記絶縁片１３４ａと、前記導電片１３５と、前記絶縁片１３４ｂと、の順に積重ねられて形成され、且つ前記共振片１３２と、前記圧電アクチュエータユニット１３３と、の間には隙間ｈが形成される。本実施例において、前記共振片１３２及び前記圧電アクチュエータユニット１３３の前記外枠１３３２周縁の間の隙間ｈ中に充填材質が充填され、充填材質は、例えば導電ペーストとすることが出来るが、これに限らず、前記共振片１３２と、前記圧電アクチュエータユニット１３３の前記懸吊板１３３１の前記凸部１３３１ａと、の間に前記隙間ｈの深さを維持させることができるので、気流の更に迅速な流動を導引することが出来る。且つ前記懸吊板１３３１の前記凸部１３３１ａは、前記共振片１３２と適度な距離を保持し、お互いの接触干渉を減少させるので、騒音の発生を減少させる。他の一部の実施例において、前記圧電アクチュエータユニット１３３の前記外枠１３３２の高さを高くすることにより、それと、共振片１３２とを組立てる時に隙間を増加させるが、これに限るわけではない。

図３Ａと、図３Ｂと、図５と、を参照すると、本実施例において、前記吸気板１３１と、前記共振片１３２と、前記圧電アクチュエータユニット１３３と、が順に対応して組立てられた後、前記共振片１３２には可動部１３２ａ及び固定部１３２ｂを備え、前記可動部１３２ａは、その上の前記吸気板１３１と共同に気体を合流させるチャンバを形成し、且つ前記共振片１３２と、前記圧電アクチュエータユニット１３３と、の間にさらに第一チャンバ１３０が形成され、空気を一時的に保存する。前記第一チャンバ１３０は、前記共振片１３２の前記中空孔１３２ｃを通じて、前記吸気板１３１の前記中心凹部１３１ｃのチャンバと連通し、且つ前記第一チャンバ１３０の両側は、前記圧電アクチュエータユニット１３３の前記フレーム１３３３の間の前記空隙１３３５により流体通路と連通している。

図３Ａと、図３Ｂと、図５と、図６Ａ至図６Ｅと、を参照すると、本発明の前記流体アクチュエータ１３の作動過程を以下に簡単に説明する。前記流体アクチュエータ１３が作動する時、前記圧電アクチュエータユニット１３３は、電圧を受け駆動され、前記フレーム１３３３を支点として垂直方向の往復式振動をする。図６Ａが示すように、前記圧電アクチュエータユニット１３３が電圧を受け駆動され下向きに振動する時、前記共振片１３２は、軽くて薄い片状構造なので、前記圧電アクチュエータユニット１３３が振動する時、前記共振片１３２もそれに伴って共振し垂直の往復式振動をする。即ち前記共振片１３２が前記中心凹部１３１ｃに対応する部分もそれに伴って湾曲振動し変形する。即ち前記中心凹部１３１ｃに対応する部分は、前記共振片１３２の前記可動部１３２ａであり、前記圧電アクチュエータユニット１３３が下向きに湾曲振動をする時、前記中心凹部１３１ｃに対応する前記共振片１３２の前記可動部１３２ａは、気体の導入と押圧、また前記圧電アクチュエータユニット１３３の振動により動かされ、前記圧電アクチュエータユニット１３３に伴って下向きの弯曲運動と形状変化を生じる。一方で気体は、前記吸気板１３１上の少なくとも一つの前記吸気孔１３１ａから進入し、少なくとも一つの前記合流孔１３１ｂを通り、中央の前記中心凹部１３１ｃに集められ、再度前記共振片１３２上の、前記中心凹部１３１ｃに対応して設置される前記中空孔１３２ｃを経由し、前記第一チャンバ１３０中に下向きに流入される。その後、前記圧電アクチュエータユニット１３３の振動の帯動により、前記共振片１３２もそれに伴って共振し垂直の往復式運動をする。図６Ｂが示すように、この時、前記共振片１３２の前記可動部１３２ａもそれに伴って下方向に振動し、前記圧電アクチュエータユニット１３３の前記懸吊板１３３１の前記凸部１３３１ａ上に貼接され、前記懸吊板１３３１の前記凸部１３３１ａ以外の区域と、前記共振片１３２の両側の前記固定部１３２ｂと、の間の前記合流チャンバの間隔を小さくさせない。この前記共振片１３２の変形により、前記第一チャンバ１３０の体積を圧縮し、前記第一チャンバ１３０中の流通空間を閉鎖し、その内の気体を両側に押して流動させ、前記圧電アクチュエータユニット１３３の前記フレーム１３３３の間の前記空隙１３３５を通り、下方向に通り抜けるように流動させる。その後、図６Ｃが示すように、前記共振片１３２の前記可動部１３２ａは、上方向に湾曲振動して変形し、初期位置を回復し、且つ前記圧電アクチュエータユニット１３３は、電圧駆動して上方向に振動し、同様に前記第一チャンバ１３０の体積を圧縮するが、前記圧電アクチュエータユニット１３３が上方向に上がるので、前記第一チャンバ１３０内の気体は、両側方向に流動され、気体は持続的に前記吸気板１３１上の少なくとも一つの前記吸気孔１３１ａから進入し、再度前記中心凹部１３１ｃが形成したチャンバ中に流入される。その後、図６Ｄが示すように、前記共振片１３２は、前記圧電アクチュエータユニット１３３の上方向に上がる振動を受け上方向に共振する。この時、前記共振片１３２の前記可動部１３２ａもそれに伴って上方向に振動し、気体を緩やかに持続的に前記吸気板１３１上の少なくとも一つの前記吸気孔１３１ａから進入させ、再度前記中心凹部１３１ｃが形成した前記チャンバ中に流入させる。最後に、図６Ｅが示すように、前記共振片１３２の前記可動部１３２ａも初期位置を回復する。この実施例の様態から分かるように、前記共振片１３２は、垂直の往復式振動をする時、前記圧電アクチュエータユニット１３３との間の前期隙間ｈより垂直移動の最大距離を増加させることができる。言い換えると、前記二つの構造の間に前記隙間ｈを設置し、前記共振片１３２に共振時更に大幅な上下移動をさせることができる。なので、この前記流体アクチュエータ１３の流動設計を通じて圧力勾配をつくり、気体を高速流動させ、流路の出入方向の抵抗の差異により、気体を吸入側から排出側に送り、気体輸送作業を完成させる。たとえ前記排出側に気圧が有る状態でも、持続的に気体を前記流体通路に押入れる能力を有し、静音効果ももたらす。このように図６Ａ乃至図６Ｅの前記流体アクチュエータ１３の作動を繰返し、前記流体アクチュエータ１３に外から内方向への気体伝送をつくらせることができる。

以上より、本発明のポータブル式エアクリーナは、前記アクチュエータセンサモジュールの前記アクチュエータが、駆動されて稼働し流体の流動を生じさせ流体流動をつくり、流体を前記進入孔から導入し、前記センサに向けて流通させ、前記センサに受取った前記流体を観測させる。前記アクチュエータ内部に前記流体を導入させ、安定で一致性のある流量を提供し、前記センサが安定で一致性のある流体流通量を取得し直接観測できるように促すことで、前記センサの観測反応の作用時間を短縮させ、且つ正確な観測を達成し、空気検出の安定度と、正確度と、を大幅に上げる。前記エアクリーニングユニットは、前記アクチュエータセンサモジュールの隣に設置し、前記気体を清浄する。よって、上述の前記アクチュエータセンサモジュールをポータブル式エアクリーナに応用することにより、周辺環境における空気品質を観測すると同時に、自動で周辺環境に対して空気清浄を行うことができ、時間、場所を問わず使用者周辺の空気品質を保障する効果を達し、故に高い産業的価値を有する。

発明は当業者であれば諸般の修飾が可能であるが、いずれも後付の特許請求の範囲の保護範囲に含まれる。

１００ポータブル式エアクリーナ
１０１殻体
１０１１進入孔
１０１２排出孔
２００クラウド装置
２１０空気品質観測データベース
３００外部エアクリーナ
１アクチュエータセンサモジュール
１１マイクロプロセッサ
１２センサ
１３アクチュエータ
１４伝送モジュール
１４１定位モジュール
２エアクリーニングユニット
１３０第一チャンバ
１３１吸気板
１３１ａ吸気孔
１３１ｂ合流孔
１３１ｃ中心凹部
１３２共振片
１３２ａ可動部
１３２ｂ固定部
１３２ｃ中空孔
１３３圧電アクチュエータユニット
１３３１懸吊板
１３３１ａ凸部
１３３１ｂ第二表面
１３３１ｃ第一表面
１３３２外枠
１３３２ａ第二表面
１３３２ｂ第一表面
１３３２ｃ導電ピン
１３３３フレーム
１３３３ａ第二表面
１３３３ｂ第一表面
１３３４圧電片
１３３５空隙
１３４ａ、１３４ｂ絶縁片
１３５導電片
１３５ａ導電ピン
Ｓ１制御信号
Ｓ２クラウド制御信号
ｈ隙間

Claims

ポータブル式エアクリーナであって、殻体と、アクチュエータセンサモジュールと、エ
アクリーニングユニットと、を含み、
前記殻体が、外部と連通する進入孔と、排出孔と、を備え、
前記アクチュエータセンサモジュールが、前記殻体内部に設置され、少なくとも一つの
アクチュエータと、少なくとも一つのセンサと、を含有し、
少なくとも一つの前記アクチュエータが圧電アクチュエータポンプであり、外部の気体を駆動し、前記進入孔から前記殻体の内部に流入させ、前記排出孔から排出し、内部気流を形成し、
少なくとも一つの前記センサが、前記アクチュエータの隣に設置され、前記気体を観
測し少なくとも一つの気体検出値を生成し、
前記エアクリーニングユニットが、前記アクチュエータセンサモジュールの隣に設置さ
れ、前記気体を清浄する、ことを特徴とするポータブル式エアクリーナ。
前記アクチュエータセンサモジュールが、更にマイクロプロセッサを含有し、前記マイ
クロプロセッサが、前記アクチュエータ、前記センサ、前記エアクリーニングユニット、
と電気的接続し、前記マイクロプロセッサが、前記センサより前記気体検出値を受取り、
前記気体検出値を既設定の基準値と比較し、演算処理して気体検出結果を生成し、前記気
体検出結果に基づいて制御信号を前記エアクリーニングユニットに発送し、前記エアクリ
ーニングユニットを操作して、起動、終了の内の一つの動作を行わせる、ことを特徴とす
る、請求項１に記載のポータブル式エアクリーナ。
前記マイクロプロセッサが、前記気体検出値を前記既設定の基準値と比較し、演算処理
してデータ対比値をつくり、前記データ対比値に基づいて前記制御信号を前記エアクリー
ニングユニットに発送し、前記エアクリーニングユニットを操作して、清浄作業の強弱の
調整行う、ことを特徴とする、請求項２に記載のポータブル式エアクリーナ。
前記アクチュエータセンサモジュールが、更に伝送モジュールを含み、前記伝送モジュ
ールが、前記マイクロプロセッサと電気的接続し、且つ有線伝送モジュール及び無線伝送
モジュールの内の一つであり、前記マイクロプロセッサが、前記気体検出結果を前記伝送
モジュールに伝送し、前記伝送モジュールが、通信伝送を通じて前記気体検出結果をクラ
ウド装置に伝送し、前記クラウド装置に少なくとも一つの外部エアクリーナを操作させ、
起動と、終了、清浄の強弱の調整の内の一つの動作を行わせる、ことを特徴とする、請求
項２に記載のポータブル式エアクリーナー。
前記エアクリーニングユニットが、少なくとも一つのフィルタを含み、前記フィルタが
、活性炭、不織布、静電フィルタ、高効能微粒子濾過フィルタ、の内の一つとする、こと
を特徴とする、請求項１に記載のポータブル式エアクリーナ。
前記エアクリーニングユニットが、マイナスイオン発生器と、光殺菌器と光触媒の内の
少なくとも一つ或いはその組合せと、を含むことができることを特徴とする、請求項１に
記載のポータブル式エアクリーナ。
前記気体検出値が、一酸化炭素の数値、二酸化炭素の数値、二酸化硫黄の数値、二酸化
窒素の数値、浮遊粒子状物質の数値、微小浮遊粒子状物質の数値、酸素の数値、オゾンの
数値、無機気体の数値、生物指標化合物の数値、ウイルスの数値、細菌の数値、微生物の
数値、揮発性有機気体の数値、の内の少なくとも一つ或いはその組合せの数値を検出し、
その内の前記揮発性有機気体が、アルケン類、アルコール類、ケトン類、ベンゼン環類、
ハロゲン類及び窒素を含む有機化合物、の内の少なくとも一つの数値であることを特徴と
する、請求項１に記載のポータブル式エアクリーナ。
前記センサが、酸素センサ、一酸化炭素センサ、二酸化炭素センサ、温度センサ、液体
センサ、湿度センサ、オゾンセンサ、微粒子センサ、揮発性有機物センサ、光センサ、の
内の少なくとも一つ或いはその組合せを含む、ことを特徴とする、請求項１に記載のポー
タブル式エアクリーナ。
前記センサが、グラフェンセンサを含む、ことを特徴とする、請求項１に記載のポータ
ブル式エアクリーナ。
前記流体アクチュエータが、微小電気機械システムポンプである、ことを特徴とする、
請求項１に記載のポータブル式エアクリーナ。
前記圧電アクチュエータポ
ンプが、吸気板と、共振片と、圧電アクチュエータユニットと、を含み、
前記吸気板が、少なくとも一つの吸気孔と、少なくとも一つの合流孔と、合流チャンバ
を構成する中心凹部と、を備え、その内の少なくとも一つの前記吸気孔が、気流を導入し
、前記合流孔が前記吸気孔に対応し、且つ前記吸気孔の気流を導引し前記中心凹部が構成
する前記合流チャンバに合流させ、
前記共振片が、前記合流チャンバに対応している中空孔を備え、前記中空孔の周囲が可
動部であり、
前記圧電アクチュエータユニットが、前記共振片と相対応して設置され、
その内、前記共振片と、前記圧電アクチュエータユニットと、の間に隙間を形成して第
一チャンバを形成し、前記圧電アクチュエータユニットが駆動される時、気流は、前記吸
気板の少なくとも一つの前記吸気孔から導入され、少なくとも一つの前記合流孔を通り、
前記中心凹部に集められ、再度前記共振片の前記中空孔を経由し、前記第一チャンバ内に
進入し、前記圧電アクチュエータユニットと前記共振片の可動部が共振を生じ気流を伝送
することを特徴とする、請求項１に記載のポータブル式エアクリーナ。
前記圧電アクチュエータユニットが、懸吊板と、外枠と、少なくとも一つのフレームと
、圧電片と、を含み、
前記懸吊板が、正方形の懸吊板であり、第一表面と、第二表面と、凸部と、を備え、且
つ湾曲振動ができ、
前記外枠が、前記懸吊板の外周を囲んで設置され、
少なくとも一つの前記フレームが、前記懸吊板と、前記外枠と、の間に連接し、弾性支
持を提供し、
前記圧電片が、辺の長さを有し、前記辺の長さが前記懸吊板の辺の長さより短い或いは
等しく、且つ前記圧電片が前記懸吊板の第一表面上に貼付けられ、電圧を印加することで
前記懸吊板を駆動し湾曲振動させることを特徴とする、請求項１１に記載のポータブル式
エアクリーナ。
ポータブル式エアクリーナであって、少なくとも一つの殻体と、少なくとも一つのアク
チュエータセンサモジュールと、少なくとも一つのエアクリーニングユニットと、を含み
、
少なくとも一つの前記殻体が、外部と連通する少なくとも一つの進入孔と、少なくとも
一つの排出孔と、を備え、
少なくとも一つの前記アクチュエータセンサモジュールが、前記殻体内部に設置され、
少なくとも一つのアクチュエータと、少なくとも一つのセンサと、を備え、
少なくとも一つの前記アクチュエータが圧電アクチュエータポンプであり、外部の少なくとも一つの気体を駆動し、前記進入孔から前記殻体の内部に流入させ、前記排出孔から排出し、少なくとも一つの内部気流を形成し、
少なくとも一つの前記センサが、前記アクチュエータの隣に設置され、前記気体を観測
し少なくとも一つの気体検出値を生成し、
少なくとも一つの前記エアクリーニングユニットが、前記アクチュエータセンサモジュ
ールの隣に設置され、前記気体を清浄する、ことを特徴とするポータブル式エアクリーナ。