JP7527320B2 - 室内気体汚染検出及び濾過方法 - Google Patents

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Description

本発明は、室内空間内の気体汚染を迅速に濾過して清潔で安全に呼吸可能な気体状態を形成する、室内空間において実施する気体濾過方法に関する。
人々は生活の周りの空気の質にますます注意を払うが、粒子状物質(ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＭａｔｔｅｒ、ＰＭ)、例えばＰＭ１、ＰＭ２.５、ＰＭ１０、二酸化炭素、総揮発性有機化合物(Ｔｏｔａｌ ＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＴＶＯＣ)、ホルムアルデヒド等の気体、ひいては、気体に含まれる微粒子、エアロゾル、細菌、ウィルス等の環境に晒され、人間の健康に影響を及ぼし、場合によっては生命を脅かすこともある。
室内の空気質を把握することは容易でなく、室内空気質に加えて、室内の空調条件や汚染源は室内空気質に影響を与える主な要因であり、特に室内空気の循環不足により粉塵が発生することがある。室内空気環境を改善し、良好な空気質状態を達成するために、人々はしばしば、エアコンまたは空気洗浄機を使用する。しかし、エアコン及び空気洗浄機等空調濾過装置は、室内の空気を即時に検出することができない。即時に空気を濾過させるためには、使用者が起動する必要があるため、室内の空気品質の問題を完全に解決することはできない。
そのため、本発明は、空気を清浄し、室内で有害気体の呼吸を減少させ、且つリアルタイムで迅速に室内の空気質を検出し、室内の空気質が良くない時に、素早く室内の空気を清浄する解決策を提供することが本発明の主な課題である。
本発明は、室内気体汚染の検出及び濾過方法に関する。その主な目的は、接続装置が複数個の気体検出装置により検出した気体汚染データを受信して比較して知能的に演算することで、室内空間の気体汚染の領域位置を探り出し、制御命令を対応する気体汚染の領域位置の濾過清浄装置を知能的に選択して制御するように発出する、気体汚染の濾過処理を実施することで、室内空間において清潔で安全に呼吸可能な気体状態を形成することである。
上記の目的を達成するために、本発明は、複数個の気体検出装置を提供して気体汚染を検出し、複数個の気体検出装置により室内空間の気体汚染のデータを検出して外部に出力し、複数個の濾過清浄装置により気体汚染を濾過し、濾過清浄装置は、無線送信により第１制御命令を受信して起動されて気体汚染を濾過し、接続装置を提供して知能的に演算し、接続装置は、複数個の気体検出装置により検出した気体汚染のデータを受信して比較して知能的に演算し、室内空間の気体汚染の領域位置を探り出し、第１制御命令を気体汚染の領域位置における濾過清浄装置を知能的に選択するように発出して起動し、気体汚染の領域位置における濾過清浄装置を起動して気体汚染を濾過し、気体汚染が拡散しないように即時に吸引し、室内空間において清潔で安全に呼吸可能な気体状態を形成する、ことを含む室内気体汚染の検出及び濾過方法を提供する。
本発明の室内気体汚染の検出及び濾過方法の室内空間においての使用状態概念図（一）である。 本発明の室内気体汚染の検出及び濾過方法の室内空間においての使用状態概念図（二）である。 本発明の濾過清浄装置の断面図である。 本発明の気体検出装置の組立体的組み合わせ概念図（一）である。 本発明の気体検出本体の立体的組み合わせ概念図（二）である。 本発明の気体検出本体の立体的組み合わせ概念図（三）である。 本発明の気体検出本体の立体的分解概念図である。 本発明のベースの立体的概念図(一)である。 本発明のベースの立体的概念図(二)である。 本発明のベースの立体的概念図(三)である。 本発明の圧電アクチュエータとベースとの分解状態を示す立体的概念図である。 本発明の圧電アクチュエータとベースとの組み合わせ状態を示す立体的概念図である。 本発明の圧電アクチュエータの立体的分解概念図(一)である。 本発明の圧電アクチュエータの立体的分解概念図(二) である。 本発明の圧電アクチュエータの作動状態を示す断面概念図(一) である。 本発明の圧電アクチュエータの作動状態を示す断面概念図(二) である。 本発明の圧電アクチュエータの作動状態を示す断面概念図(三) である。 気体検出本体の組み合わせ組合断面図(一)である。 気体検出本体の組み合わせ組合断面図(二) である。 気体検出本体の組み合わせ組合断面図(三) である。
以下、本発明の特徴及び利点を示す典型的な実施例を詳しく説明する。理解されるべきであることは、本発明の異なる態様には様々な変化があり、何れも本発明の範囲に含まれ、それについての説明及び図面は本質的に説明するためのものであり、本発明を制限するものではない。
本発明は、室内空間において気体汚染を検出して濾過処理に適用される室内気体汚染の検出及び濾過方法に関するものであり、以下のことを含む：室内空間の気体汚染を検出する複数個の気体検出装置を提供する。気体汚染を濾過し、無線送信により第１制御命令を受信して濾過気体汚染を実施する複数個の濾過清浄装置を提供する。室内空間の気体汚染の領域位置を探り出すように、複数個の気体検出装置により検出した気体汚染データを受信して比較して知能的に演算し、第１制御命令を気体汚染の領域位置における濾過清浄装置を知能的に選択して起動するように発出する接続装置を提供する。気体汚染を濾過し、気体汚染が拡散しないように即時に吸着し、室内空間に清潔で安全に呼吸可能な気体状態を形成する。
図１及び図２に示すように、本発明の方法の具体的な実施例は、以下のようである。本発明の方法においは、室内空間に配置される複数の気体検出装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、接続装置２及び複数の濾過清浄装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが含まれる。本発明を詳細に説明するために、気体検出装置１ａ及び濾過清浄装置３ａｇが配置されている周辺領域を領域Ａに定義し、気体検出装置１ｂ及び濾過清浄装置３ｂが配置されている周辺領域を領域Ｂに定義し、気体検出装置１ｃ及び濾過清浄装置３ｃが配置されている周辺領域を領域Ｃに定義し、気体検出装置１ｄ及び濾過清浄装置３ｄが配置されている周辺領域を領域Ｄに定義し、それぞれは各領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの気体汚染データを検出して接続装置２に出力する。
前記接続装置２は、複数個の気体検出装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄにより検出した気体汚染データを受信して比較して知能的に演算することで、気体汚染の領域位置Ｌの室内空間の領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおける位置を探り出し、第１制御命令を、気体汚染の領域位置Ｌの所在領域の濾過清浄装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを知能的に選択するように無線又は有線で送信して発出することで起動させ、気体汚染の濾過処理を実施する。
図１及び表１に示すように、室内空間の領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応する各気体検出装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄにより気体汚染の領域位置Ｌにおいて検出した各気体汚染のデータであり、気体汚染のデータを接続装置２に送信して知能的に演算した後、空気汚染の領域位置Ｌが領域Ｃにあることがわかり、空気汚染の領域位置Ｌに最も近い領域Ｃ内に位置する濾過清浄装置３ｃを判断し、接続装置２により第１制御命令を発出して濾過清浄装置３ｃを起動して濾過清浄した後、知能的に演算して第２制御命令を発出して残りの３つの濾過清浄装置３ａ、３ｂ、３ｄを起動し、気体汚染の濾過を加速させることで、室内空間において清潔で安全に呼吸可能な気体状態を形成する。
本発明の室内気体汚染の検出及び濾過方法を更に説明する。本発明の接続装置２は、気体汚染の領域位置Ｌは、知能的に演算するが、これは、３点位置決めによって演算される。まず、いずれか３つの気体検出装置の位置決め位置(例えば１ａ、１ｂ、１ｃ)を探り出し、気体検出装置１ａ、１ｂ、１ｃをそれぞれ円心とし、３つの気体検出装置１ａ、１ｂ、１ｃの位置と気体汚染との間の距離を得ることで、気体汚染の領域位置Ｌを計算することができる。例えば、表１において、気体汚染の領域位置Ｌは、室内空間の領域Ｃにあり、且つそのデータは３０.００であるため、気体汚染の領域位置Ｌから最も近い気体検出装置１ｃにより検出したデータの最高値は６.６９であり、気体汚染の領域位置Ｌから最も遠い気体検出装置１ｂにより検出したデータは１.０７であり、残りの２つの気体検出装置１ａ、１ｄにより検出したデータは、それぞれ２.７２及び２.６３である。そのため、３つの気体検出装置１ａ、１ｂ、１ｃの位置をそれぞれ円心とし、３つの気体検出装置１ａ、１ｂ、１ｃにより検出したデータ２.７２、１.０７、６.６９を基準とし、このデータにより３つの気体検出装置１ａ、１ｂ、１ｃと気体汚染の領域位置Ｌとの間の距離を計算する。３つの気体検出装置１ａ、１ｂ、１ｃの所在位置が分かる場合、気体汚染の領域位置Ｌと気体検出装置１ａ、１ｂ、１ｃそれぞれとの間の距離を計算し、３点位置決めにより気体汚染の領域位置Ｌは、気体汚染の領域位置であることが算出可能である。三點位置決めを採用することは、本発明の好ましい実施例であるが、これに限らず、３点以上の位置決めを採用して気体汚染の領域位置Ｌを算出してもよい。
本実施例において、前記気体検出装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、固定式又は移動式であり得、前記接続装置２は、モバイル装置２ａ又はクラウド処理装置２ｂであり得る。
本発明の接続装置２により知能的に演算して気体汚染の領域位置Ｌが室内空間の領域Ｃにあることを算出すると、接続装置２は、第１制御命令を発出して気体汚染の領域位置Ｌに最も近い濾過清浄装置３ｃが受信して起動して濾過清浄した後、接続装置２は、第２制御命令を発出して残りの３つの濾過清浄装置３ａ、３ｂ、３ｄが受信して起動して濾過清浄を実施し、気体汚染の濾過を加速させることで、室内空間において清潔で安全に呼吸可能な気体状態を形成する。
図３に示すように、前記濾過清浄装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、いずれも導風器２１及び濾過清浄モジュール２２を備え、導風器２１は、気体汚染をガイドして濾過清浄モジュール２２を通過させて濾過清浄を実施する。導風器２１は、ファン又は清淨機又は空調機、又は送風機である。各濾過清浄装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの室内空間の領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄでの空間体積は１６.５～２４７.５ｍ３であり、室内空間に少なくとも１～７５台設けられる。濾過清浄装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの導風器２１のクリーンエア供給率(ＣＡＤＲ、Ｃｌｅａｎ Ａｉｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｒａｔｅ）値は、２００～１６００であり、前記気体汚染は濾過清浄装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄにおいて１分内に浮遊微粒子２.５(ＰＭ２.５)の濃度が１０μｇ／ｍ３未満、二酸化炭素の濃度が１０００ｐｐｍ、総揮発性有機化合物(ＴＶＯＣ)の濃度０.５６ｐｐｍ未満、ホルムアルデヒドの濃度０.０８ｐｐｍ未満、細菌数が１５００ＣＦＵ／ｍ３未満、真菌数が１０００ＣＦＵ／ｍ３、二酸化硫黄の濃度が０.０７５ｐｐｍ未満、二酸化窒素の濃度が０.１ｐｐｍ未満、一酸化炭素の濃度が３５ｐｐｍ未満、オゾンの濃度が０.１２ｐｐｍ未満、鉛の濃度０.１５μｇ／ｍ３未満になるように清浄される。
前記濾過清浄モジュール２２は、複数の実施形態の組み合わせでもよく、例えば、高効率濾過網（Ｈｉｇｈ－Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ，ＨＥＰＡ）である。高効率濾過網２２ａは、気体に含まれる化学スモッグ、細菌、塵埃粒子及び花粉を吸着することにより、濾過清浄モジュール２２内に導入された空気汚染源が濾過浄化される効果が達成される。いくつかの実施例において、高効率濾過網２２ａに清浄因子となる二酸化塩素を塗布することにより、濾過清浄モジュール２２導入される気体中のウィルス、細菌、真菌を抑制する。高効率濾過網２２ａ上に清浄因子となる二酸化塩素を塗布することにより、濾過清浄モジュール２２における空気汚染源のウィルス、細菌、真菌、Ａ型インフルエンザウィルス、Ｂ型インフルエンザウィルス、エンテロウィルス、ノロウィルスに対する抑制率が９９％以上に達することができるため、ウィルスの交差感染が抑制され得る。いくつかの実施例において、高効率濾過網２２ａ上に銀杏及び日本ヌルデの抽出物の草本保護層が塗布して、草本保護抗アレルギー濾網を構成する。これによって、効果的に抗アレルギーするとともに、濾網を通過するインフルエンザウィルスの表面タンパク質及び濾過清浄モジュール２２により導入されて高効率濾過網２２ａを通過する気体におけるインフルエンザウィルス（例えば、Ｈ１Ｎ１）の表面タンパク質を破壊することができる。別の実施例において、高効率濾過網２２ａに銀イオンを塗布することで、濾過清浄モジュール２２により導入された気体におけるウィルス、細菌、真菌を抑制する。
別の実施例において、濾過清浄モジュール２２は、高効率濾過網２２ａと光触媒ユニット２２ｂとを組み合わせて構成される形態であってもよい。室外の気体汚染を濾過過清浄モジュール２２に導入し、光触媒ユニット２２ｂにより光エネルギを電気エネルギに変換し、体における有害物質を分解して消毒殺菌を行い、気体を濾過及び浄化する効果を達成する。
別の実施例において、濾過清浄モジュール２２は、高効率濾過網２２ａと光プラズマユニット２２ｃとを組み合わせて構成される形態であってもよい。光プラズマユニット２２ｃは、ナノ光管を含み、ナノ光管で濾過清浄モジュール２２が導入した室外の気体に照射することにより、気体に含まれる揮発性有機気体が分解して浄化される。濾過清浄モジュール２２空気汚染源を導入すると、ナノ光管が導入された気体に照射することにより、気体に含まれる酸素分子及び水分子は平強酸化性の光プラズマに分解し、有機分子を破壊するイオン気流を形成し、気体に含まれる揮発性ホルムアルデヒド、トルエン、揮発性有機化合物（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，ＶＯＣ）などの気体分子を水及び二酸化炭素に分解することで気体の濾過及び浄化効果を達成する。
別の実施例において、濾過清浄モジュール２２は、高効率濾過網２２ａとマイナスイオンユニット２２ｄとを組み合わせて構成される形態であってもよい。濾過清浄モジュール２２により室外から導入される空気汚染源は、高電圧放電により、気体に含まれる微粒子が正に帯電するため、負に帯電する集塵板に付着することで、導入された気体を濾過浄化する効果が達成される。
別の実施例において、濾過清浄モジュール２２は、高効率濾過網２２ａとプラズマイオンユニット２２ｅを組み合わせて構成される形態であってもよい。プラズマイオンユニット２２ｅにより高電圧プラズマプルームを生成し、高電圧プラズマプルームにおけるププラズマイオンは濾過清浄モジュール２２により導入される室外の空気汚染源中のウィルス及び細菌を分解し、プラズマイオンにより気体に含まれる酸素分子及び水分子を電離してカチオン（Ｈ＋）及びアニオン（Ｏ２－）を生成する。イオンの周囲に水分子が付着した物質は、ウィルス及び細菌の表面に付着した後、化学反応の作用下で強酸化性の活性酸素（ヒドロキシ、ＯＨ基）に変換し、ウィルス及び細菌の表面タンパク質の水素を奪い、それを酸化して分解することにより、導入された気体を濾過浄化する効果が達成される。
別の実施例において、濾過清浄モジュール２２は、高効率濾過網２２ａのみからなるか、あるいは、高効率濾過網２２ａと、光触媒ユニット２２ｂ、光プラズマユニット２２ｃ、マイナスイオンユニット２２ｄ、プラズマイオンユニット２２ｅのうちのいずれか１つのユニットとの組み合わせであるか、あるいは、高効率濾過網２２ａと、光触媒ユニット２２ｂ、光プラズマユニット２２ｃ、マイナスイオンユニット２２ｄ及びプラズマイオンユニット２２ｅのうちのいずれか２つのユニットとの組み合わせであるか、あるいは、高効率濾過網２２ａと光触媒ユニット２２ｂ、光プラズマユニット２２ｃ、マイナスイオンユニット２２ｄ、プラズマイオンユニット２２ｅのうちのいずれか３つのユニットとの組み合わせであるか、あるいは、高効率濾過網２２ａと、光触媒ユニット２２ｂ、光プラズマユニット２２ｃ、マイナスイオンユニット２２ｄ、プラズマイオンユニット２２ｅとの組み合わせである。
図４に示すように、前記気体検出装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、検出して気体検出データを送信する。以下の実施例では、気体検出装置１ａを例として説明するが、他の気体検出装置１ｂ、１ｃ、１ｄの構造も同様である。気体検出装置１ａは、制御回路基板１１、気体検出本体１２、マイクロプロセッサ１３及び通信器１４を備える。気体検出本体１２、マイクロプロセッサ１３及び通信器１４は、一体に形成されるとともに互いに電気的に接続されるように制御回路基板１１に設けられる。マイクロプロセッサ１３及び通信器１４は、制御回路基板１１上に設けられ、且つマイクロプロセッサ１３は、気体検出本体１２の駆動信号を制御して検出作動を起動させ、気体検出装置１ａにより検出した空気汚染源のデータを受信して演算処理を行い、通信器１４を介して外部に通信し、気体検出本体１２の検出資料（気体）を検出データに転換して保存する。通信器１４は、マイクロプロセッサ１３により出力される検出データ（気体）を受信し、検出データをクラウド処理装置(図示せず)又は外部裝置(図示せず)に送信する。外部裝置は、モバイルデバイス(図示せず)であり得る。前記通信器１４とクラウド処理装置との信号の接続及び送信については、予め設定される領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの大きさに基づくものあり、且つ通信器１４の外部への通信送信は、有線の双方向通信（例えば、ＵＳＢ、ｍｉｎｉ－ＵＳＢ、ｍｉｃｒｏ－ＵＳＢ）又は無線の双方向通信（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）モジュール、ブルートゥース（登録商標）モジュール、無線周波数識別モジュール、近距離無線通信モジュールなど）であってもよい。
前記空気汚染は、浮遊微粒子、一酸化炭素、二酸化炭素、オゾン、二酸化硫黄、二酸化窒素、鉛、総揮発性有機化合物、ホルムアルデヒド、細菌、真菌、ウィルスのうちの１種又はそれらの組み合わせである。
更に、図５Ａ～図１０Ａに示すように、前記気体検出本体１２は、ベース１２１、圧電アクチュエータ１２２、駆動回路基板１２３、レーザアセンブリ１２４、微粒子センサ１２５、外蓋１２６及び気体センサ１２７を備える。ベース１２１は、第１表面１２１１、第２表面１２１２、レーザ設置領域１２１３、入気溝１２１４、気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５及び排気溝１２１６を備える。第１表面１２１１と第２表面１２１２は、対向して設けられる２つ表面である。レーザアセンブリ１２４は、第１表面１２１１から第２表面１２１２へくり抜いて形成される。また、外蓋１２６はベース１２１をカバーし、側板１２６１を有し、側板１２６１は、入気開口１２６１ａ及び排気開口１２６１ｂを有する。入気溝１２１４は、第２表面１２１２から凹んで形成され、且つレーザ設置領域１２１３に近隣する。入気溝１２１４には、入気通口１２１４ａが設けられ、ベース１２１の外部に連通し、外蓋１２６の排気通口１２１６ａに対応する。入気溝１２１４の両側壁には、透光窓１２１４ｂが貫通され、レーザ設置領域１２１３に連通する。そのため、ベース１２１の第１表面１２１１は、外蓋１２６にカバーされ、第２表面１２１２は、駆動回路基板１２３にカバーされることにより、入気溝１２１４は入気経路として形成される。
気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５は、第２表面１２１２から凹んで形成され、入気溝１２１４に連通し、且つ底面において通気孔１２１５ａが貫通される。気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５の四隅にそれぞれ位置決め突起１２１５ｂを有する。前記排気溝１２１６には排気通口１２１６ａが設けられ、排気通口１２１６ａと外蓋１２６の排気開口１２６１ｂは対応して設けられる。排気溝１２１６は、第１表面１２１１が気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５の垂直投影領域へ凹んで形成される第１区間１２１６ｂと、気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５の垂直投影領域でない領域から延伸される領域であり、且つ第１表面１２１１から第２表面１２１２にくり抜いて形成される第２区間１２１６ｃを含み、第１区間１２１６ｂと第２区間１２１６ｃは接続されて段差を形成し、且つ排気溝１２１６の第１区間１２１６ｂと気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５の通気孔１２１５ａは連通され、排気溝１２１６の第２区間１２１６ｃと排気通口１２１６ａは連通される。そのため、ベース１２１の第１表面１２１１が外蓋１２６によってカバーされ、第２表面１２１２が駆動回路基板１２３によってカバーされる場合、排気溝１２１６と駆動回路基板１２３によって排気経路が構成される。
また、前記レーザアセンブリ１２４及び微粒子センサ１２５は、いずれも駆動回路基板１２３に設けられ、且つベース１２１内に位置する。レーザアセンブリ１２４及び微粒子センサ１２５とベース１２１の位置を明確に説明するために、駆動回路基板１２３を省略して説明する。レーザアセンブリ１２４は、ベース１２１のレーザ設置領域１２１３内に設けられ、微粒子センサ１２５は、ベース１２１の入気溝１２１４内に設けられ、レーザアセンブリ１２４に位置合わせする。そして、レーザアセンブリ１２４は、透光窓１２１４ｂに対応し、透光窓１２１４ｂは、レーザアセンブリ１２４が発射するレーザ光が通過するためのものであり、レーザ光は入気溝１２１４に照射される。レーザアセンブリ１２４が発射する光束経路は透光窓１２１４ｂを通過し、入気溝１２１４と直交する。レーザアセンブリ１２４が発射する光束経路は透光窓１２１４ｂを通過して入気溝１２１４内に入り、入気溝１２１４内の気体が照射される。光束が気体内の浮遊微粒子に接触すると、散乱して投影スポットが発生する。微粒子センサ１２５はその直交方向における位置にあり、散乱による投影スポットを受信して計算することで気体の検出データを取得する。また、気体センサ１２７は、電気的に接続するように駆動回路基板１２３に位置決めされて設けられ、且つ排気溝１２１６内に設けられ、排気溝１２１６に導入される空気汚染を検出する。本発明の好ましい実施例において、気体センサ１２７は、二酸化炭素又は総揮発性有機化合物の気体情報を検出する揮発性有機化合物センサであるか、又はホルムアルデヒド気体情報を検出するホルムアルデヒドセンサであるか、又は細菌、真菌の情報を検出する細菌センサであるか、又はウィルス気体情報を検出するウィルスセンサである。
前記圧電アクチュエータ１２２は、ベース１２１の正方形の気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５に設けられる。そして、気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５と入気溝１２１４は連通され、圧電アクチュエータ１２２が作動すると、入気溝１２１４内の気体を圧電アクチュエータ１２２に吸い取り、気体は気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５の通気孔１２１５ａを通過して排気溝１２１６に入る。前記駆動回路基板１２３は、ベース１２１の第２表面１２１２をカバーする。レーザアセンブリ１２４は、駆動回路基板１２３に電気的に接続するように設けられる。微粒子センサ１２５も駆動回路基板１２３に電気的に接続するように設けられる。外蓋１２６がベース１２１をカバーしている時に、排気通口１２１６ａはベース１２１の入気通口１２１４ａに対応し、排気開口１２６１ｂはベース１２１の排気通口１２１６ａに対応する。
前記圧電アクチュエータ１２２は、噴気孔シート１２２１、キャビティフレーム１２２２、作動体１２２３、絶縁性フレーム１２２４及び導電性フレーム１２２５を備える。噴気孔シート１２２１可撓性材質であり、浮遊シート１２２１ａ、中空孔１２２１ｂを有し、浮遊シート１２２１ａは、屈曲振動可能なシート状構造であり、その形状及びサイズは気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５の内縁に対応する。中空孔１２２１ｂは、気体を流通させるものであり、浮遊シート１２２１ａの中心を貫通する。本発明の好ましい実施例において、浮遊シート１２２１ａの形状は四角形、円形、楕円形、三角形及び多角形のうちの１つであってもよい。
前記キャビティフレーム１２２２は、噴気孔シート１２２１上に積層して設けられ、且つその形状は、噴気孔シート１２２１に対応する。作動体１２２３は、キャビティフレーム１２２２上に積層して設けられ、噴気孔シート１２２１、浮遊シート１２２１ａの間に共振チャンバー１２２６が形成される。絶縁性フレーム１２２４は、作動体１２２３上に積層して設けられ、その形状は、キャビティフレーム１２２２に類似する。導電性フレーム１２２５は、絶縁性フレーム１２２４上に積層して設けられ、その形状は、絶縁性フレーム１２２４に類似し、且つ導電性フレーム１２２５は、導電性ピン１２２５ａ及び導電性ピン１２２５ａの外縁から外部に延伸する導電性電極１２２５ｂを有し、導電性電極１２２５ｂは、導電性フレーム１２２５の内縁から内部に延伸する。
また、作動体１２２３は、更に、圧電載置板１２２３ａ、調整共振板１２２３ｂ及び圧電板１２２３ｃを備える。圧電載置板１２２３ａは、キャビティフレーム１２２２に積層して設けられる。調整共振板１２２３ｂは、圧電載置板１２２３ａ上に積層して設けられる。圧電板１２２３ｃは、調整共振板１２２３ｂ上に積層して設けられる。調整共振板１２２３ｂ及び圧電板１２２３ｃは、絶縁性フレーム１２２４内に設けられる。導電性フレーム１２２５の導電性電極１２２５ｂを介して圧電板１２２３ｃに電気的接続される。本発明の好ましい実施例において、圧電載置板１２２３ａと調整共振板１２２３ｂは、いずれも導電性材料である。圧電載置板１２２３ａは、圧電ピン１２２３ｄを有し、且つ圧電ピン１２２３ｄ及び導電性ピン１２２５ａは、駆動回路基板１２３上の駆動回路（図示せず）に接続され、駆動信号（駆動周波数及び駆動電圧であり得る）を受信する。これによって、圧電ピン１２２３ｄ、圧電載置板１２２３ａ、調整共振板１２２３ｂ、圧電板１２２３ｃ、導電性電極１２２５ｂ、導電性フレーム１２２５及導電性ピン１２２５ａが回路を形成し、絶縁性フレーム１２２４により、導電性フレーム１２２５と作動体１２２３とを隔離して短絡現象を回避することで、駆動信号が圧電板１２２３ｃに送信され得る。圧電板１２２３ｃ駆動信号を受信した後、圧電効果によって変形し、さらに圧電載置板１２２３ａ及び調整共振板１２２３ｂを往復に屈曲振動するように駆動する。
更に、調整共振板１２２３ｂは、圧電板１２２３ｃと圧電載置板１２２３ａとの間に位置し、両者間の緩衝材として、調整圧電載置板１２２３ａの振動周波数を調整可能である。基本的に、調整共振板１２２３ｂの厚さは、圧電載置板１２２３ａよりも大きく、調整共振板１２２３ｂの厚さを調整することで、作動体１２２３の振動周波数を調整する。噴気孔シート１２２１、キャビティフレーム１２２２、作動体１２２３、絶縁性フレーム１２２４及び導電性フレーム１２２５は、順に気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５内に積層して設けられるとともに位置決めされることにより、圧電アクチュエータ１２２が気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５内に位置決めされる。圧電アクチュエータ１２２において、浮遊シート１２２１ａと気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５の内縁との間に隙間１２２１ｃが形成され、空気を流通させる。
前記噴気孔シート１２２１と気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５の底面との間に気流チャンバー１２２７が形成される。気流チャンバー１２２７は、噴気孔シート１２２１の中空孔１２２１ｂを介して作動体１２２３、噴気孔シート１２２１及び浮遊シート１２２１ａの間の共振チャンバー１２２６に連通し、共振チャンバー１２２６中の気体の振動周波数により、浮遊シート１２２１ａの振動周波数とほぼ同じようになり、共振チャンバー１２２６と浮遊シート１２２１ａがヘルムホルツ共振効果（Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）を発生し、気体の輸送効率を向上できる。圧電板１２２３ｃが気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５の底面から離れる方向に移動すると、噴気孔シート１２２１の浮遊シート１２２１ａ、圧電板１２２３ｃに伴って気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５の底面から離れる方向に移動し、これによって、気流チャンバー１２２７の容積が急激に大きくなり、内部圧力が低下して負圧が形成され、吸引圧電アクチュエータ１２２外部の空気が吸引されて隙間１２２１ｃから入り、中空孔１２２１ｂから共振チャンバー１２２６に入ることで、共振チャンバー１２２６内の気圧が高くなり、圧力勾配が形成される。圧電板１２２３ｃが噴気孔シート１２２１の浮遊シート１２２１ａに伴って気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５の底面に向かって移動する時に、共振チャンバー１２２６内の気体が中空孔１２２１ｂにより迅速に流出され、気流チャンバー１２２７内の空気が圧縮され、集まった空気がベルヌーイの法則に近い理想気体状態で迅速且つ大量に噴出され、導入気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５の通気孔１２１５ａに導入される。
図１０Ｂ及び図１０Ｃに示される動作を繰り返すことによって、圧電板１２２３ｃは往復式の振動を行い、慣性の原理により、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くなるため、気体は再度共振チャンバー１２２６に入る。このようにして、共振チャンバー１２２６中の気体の振動周波数を圧電板１２２３ｃの振動周波数とほぼ同じになるように制御し、ヘルムホルツ共鳴効果を発生させ、気体の高速且つ大量の輸送を実現する。
図１１Ａ～図１１Ｃに示すように、気体は、外蓋１２６の入気開口１２６１ａから配位、入気通口１２１４ａを通過してベース１２１の入気溝１２１４に入り、微粒子センサ１２５の位置に流れる。また、圧電アクチュエータ１２２の持続的な駆動により入気経路における空気が吸引されることによって、外部の空気が迅速に導入され且つ安定的に流通し、微粒子センサ１２５の上方を通過する。この時、レーザアセンブリ１２４から発射される光束は、透光窓１２１４ｂを通過して入気溝１２１４に入り、入気溝１２１４は、微粒子センサ１２５の上方を通過する。微粒子センサ１２５の光束が空気中の浮遊微粒子に照射されると、散乱現象及び投影スポットが発生する。微粒子センサ１２５が散乱による投影スポットを受信して計算することにより、空気中に含まれる浮遊微粒子の粒子径及び数量等の関連情報を取得し、且つ微粒子センサ１２５上方の気体も持続的に圧電アクチュエータ１２２の駆動を受けて気体ガイドアセンブリ配置領域１２１５の通気孔１２１５ａに導入され、排気溝１２１６に入る。最後に、気体が排気溝１２１６に入った後、圧電アクチュエータ１２２が空気を絶えずに排気溝１２１６に輸送するため、排気溝１２１６内の空気は押されて排気通口１２１６ａ及び排気開口１２６１ｂを通過して外部に排出される。
以上の説明により、本発明は、室内空間内に複数の気体検出装置及び複数の気体検出装置に対応する各濾過清浄装置が配置され、気体検出装置により各室内空間の気体汚染データを検出して接続装置に出力し、接続装置が複数個の気体検出装置により検出した気体汚染データを受信して比較して知能的に演算することで、室内空間の気体汚染の領域位置を探り出し、第１制御命令を対応する気体汚染の領域位置における濾過清浄装置を知能的に選択して制御するように発出する、気体汚染の濾過処理を実施することで、室内空間において清潔で安全に呼吸可能な気体状態を形成する。
符號説明
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ：気体検出装置
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：レーザ設置領域
１２１４：入気溝
１２１４ａ：入気通口
１２１４ｂ：透光窗口
１２１５：気体ガイドアセンブリ配置領域
１２１５ａ：通気孔
１２１５ｂ：位置決め突起
１２１６：排気溝
１２１６ａ：排気通口
１２１６ｂ：第１区間
１２１６ｃ：第２区間
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：隙間
１２２２：キャビティフレーム
１２２３：作動体
１２２３ａ：圧電載置板
１２２３ｂ：調整共振板
１２２３ｃ：圧電板
１２２３ｄ：圧電ピン
１２２４：絶縁性フレーム
１２２５：導電性フレーム
１２２５ａ：導電性ピン
１２２５ｂ：導電性電極
１２２６：共振チャンバー
１２２７：気流チャンバー
１２２１ａ：浮遊シート
１２２１ｂ：中空孔
１２３：駆動回路基板
１２４：レーザアセンブリ
１２５：微粒子センサ
１２６：外蓋
１２６１：側板
１２６１ａ：入気開口
１２６１ｂ：排気開口
１２７：気体センサ
１３：マイクロプロセッサ
１４：通信器
２：接続装置
２ａ：モバイル装置
２ｂ：クラウド処理装置
２１：導風器
２２：濾過清浄モジュール
２２ａ：高効率濾過網
２２ｂ：光触媒ユニット
２２ｃ：光プラズマユニット
２２ｄ：マイナスイオンユニット
２２ｅ：プラズマイオンユニット
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ：濾過清浄装置
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ：領域
Ｌ：領域位置

Claims (11)

  1. 室内空間において気体汚染を探り出して濾過処理を行うための室内気体汚染検出及び濾過方法であって、
    複数個の気体検出装置を提供して前記気体汚染を検出し、複数個の前記気体検出装置により前記室内空間の前記気体汚染のデータを検出して外部に出力し、
    複数個の濾過清浄装置により前記気体汚染を濾過し、前記濾過清浄装置は、無線送信により第１制御命令を受信して起動されて前記気体汚染を濾過し、
    接続装置を提供して演算し、前記接続装置は、複数個の前記気体検出装置により検出した前記気体汚染の前記データを受信して比較して演算し、前記室内空間の前記気体汚染の領域位置を探り出し、前記第１制御命令を、前記気体汚染の領域位置における前記濾過清浄装置を選択して起動させるように発出し、
    前記気体汚染の領域位置における前記濾過清浄装置を起動して前記気体汚染を濾過し、前記気体汚染が拡散しないように即時に吸引し、前記室内空間において清潔で安全に呼吸可能な気体状態を形成し、
    前記接続装置は、前記第１制御命令を発出し、前記気体汚染の領域位置における前記濾過清浄装置を選択して起動させた後、第２制御命令を、残りの各前記濾過清浄装置を選択して起動させるように発出することで、前記気体汚染の濾過を加速させ、前記室内空間において清潔で安全に呼吸可能な気体状態を形成する、ことを特徴とする室内気体汚染検出及び濾過方法。
  2. 前記気体汚染は、浮遊微粒子、一酸化炭素、二酸化炭素、オゾン、二酸化硫黄、二酸化窒素、鉛、総揮発性有機化合物、ホルムアルデヒド、細菌、真菌、ウィルスのうちの１種又はそれらの組み合わせである、ことを特徴とする請求項１に記載の室内気体汚染検出及び濾過方法。
  3. 各前記気体検出装置は、固定式、移動式のうちの１種又はそれらの組み合わせである、ことを特徴とする請求項１に記載の室内気体汚染検出及び濾過方法。
  4. 前記接続装置は、少なくとも３つの前記気体検出装置により検出した前記室内空間の前記気体汚染の前記データを受信して比較した後、前記気体汚染の前記データにおける最高値を演算し、前記室内空間の前記気体汚染の領域位置を判断して選択する、ことを特徴とする請求項１に記載の室内気体汚染検出及び濾過方法。
  5. 前記気体検出装置は、制御回路基板、気体検出本体、マイクロプロセッサ及び通信器を備え、前記気体検出本体、前記マイクロプロセッサ及び前記通信器は、一体に形成されるとともに互いに電気的に接続されるように前記制御回路基板に設けられ、且つ前記マイクロプロセッサは前記気体検出本体の検出作動を制御し、前記気体検出本体は前記気体汚染を検出して検出信号を出力し、前記マイクロプロセッサは前記検出信号を受信して演算処理を行い、前記気体汚染の前記データを生成して前記通信器に出力し、前記通信器を介して外部に無線送信し、
    前記気体検出本体は、更に、駆動回路基板、微粒子センサ及び気体センサを備え、前記微粒子センサ及び前記気体センサは、いずれも前記駆動回路基板に電気的に接続するように位置決めされて設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の室内気体汚染検出及び濾過方法。
  6. 前記微粒子センサは、浮遊微粒子の情報を検出し、前記気体センサは、揮発性有機化合物センサを含み、二酸化炭素又は総揮発性有機化合物気体の情報を検出する、ことを特徴とする請求項５に記載の室内気体汚染検出及び濾過方法。
  7. 前記気体センサは、ホルムアルデヒドセンサ、細菌センサ、ウィルスセンサのうちの１種類又はそれらの組み合わせであり、前記ホルムアルデヒドセンサは、ホルムアルデヒド気体の情報を検出し、前記細菌センサは、細菌情報又は真菌情報を検出し、前記ウィルスセンサは、ウィルス気体の情報を検出する、ことを特徴とする請求項５に記載の室内気体汚染検出及び濾過方法。
  8. 前記接続装置は、モバイル装置、クラウド処理装置のうちの１種類又はそれらの組み合わせであり、前記無線送信は、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）モジュール、ブルートゥース（登録商標）モジュール、無線周波数識別モジュール、近距離無線通信モジュールのうちの１種類又はそれらの組み合わせである、ことを特徴とする請求項１に記載の室内気体汚染検出及び濾過方法。
  9. 前記濾過清浄装置は、導風器及び濾過清浄モジュールを備え、前記導風器は、前記気体汚染をガイドして前記濾過清浄モジュールを通過させて濾過清浄を行い、且つ前記導風器は、ファン、清淨機、空調機、送風機のうちの１種類又はそれらの組み合わせである、ことを特徴とする請求項１に記載の室内気体汚染検出及び濾過方法。
  10. 前記濾過清浄装置の前記室内空間における空間体積は、１６.５～２４７.５m３であり、且つ前記濾過清浄装置の前記導風器のクリーンエア供給率値は、２００～１６００であり、前記気体汚染は前記濾過清浄装置において１分内に浮遊微粒子２.５(ＰＭ２.５)の濃度が１０μｇ／ｍ３未満、二酸化炭素の濃度が１０００ｐｐｍ、総揮発性有機化合物(ＴＶＯＣ)の濃度０.５６ｐｐｍ未満、ホルムアルデヒドの濃度０.０８ｐｐｍ未満、細菌数が１５００ＣＦＵ／ｍ３未満、真菌数が１０００ＣＦＵ／ｍ３、二酸化硫黄の濃度が０.０７５ｐｐｍ未満、二酸化窒素の濃度が０.１ｐｐｍ未満、一酸化炭素の濃度が３５ｐｐｍ未満、オゾンの濃度が０.１２ｐｐｍ未満、鉛の濃度０.１５μｇ／ｍ３未満になるように清浄される、ことを特徴とする請求項９に記載の室内気体汚染検出及び濾過方法。
  11. 前記濾過清浄モジュールは、高効率濾過網（ＨＥＰＡ）である、ことを特徴とする請求項９に記載の室内気体汚染検出及び濾過方法。
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