(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023143770
(43)【公開日】2023-10-06
(54)【発明の名称】ガス検知による清浄風量制御装置
(51)【国際特許分類】
F24F 11/74 20180101AFI20230928BHJP
A61L 9/16 20060101ALI20230928BHJP
F24F 8/108 20210101ALI20230928BHJP
G01N 15/06 20060101ALI20230928BHJP
G01N 15/02 20060101ALI20230928BHJP
G01N 5/02 20060101ALI20230928BHJP
F24F 8/80 20210101ALI20230928BHJP
F24F 110/70 20180101ALN20230928BHJP
F24F 110/72 20180101ALN20230928BHJP
F24F 110/66 20180101ALN20230928BHJP
F24F 110/65 20180101ALN20230928BHJP
【ＦＩ】
F24F11/74
A61L9/16 F
F24F8/108
G01N15/06 D
G01N15/06 C
G01N15/02 A
G01N5/02 A
F24F8/80 150
F24F8/80 300
F24F110:70
F24F110:72
F24F110:66
F24F110:65
【審査請求】有
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023035084
(22)【出願日】2023-03-07
(31)【優先権主張番号】111111370
(32)【優先日】2022-03-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW
(71)【出願人】
【識別番号】508252837
【氏名又は名称】研能科技股▲ふん▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】Ｍｉｃｒｏｊｅｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】ＮＯ． ２８， Ｒ＆Ｄ ２ｎｄ Ｒｄ． Ｓｃｉｅｎｃｅ－Ｂａｓｅｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ， Ｈｓｉｎ－Ｃｈｕ， Ｔａｉｗａｎ
(74)【代理人】
【識別番号】110001139
【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100130328
【弁理士】
【氏名又は名称】奥野 彰彦
(74)【代理人】
【識別番号】100130672
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 寛之
(72)【発明者】
【氏名】莫皓然
(72)【発明者】
【氏名】呉錦銓
(72)【発明者】
【氏名】韓永隆
(72)【発明者】
【氏名】黄啓峰
【テーマコード（参考）】
3L260
4C180
【Ｆターム（参考）】
3L260AB18
3L260BA09
3L260CA17
3L260FA07
3L260FC21
4C180AA02
4C180AA07
4C180BB08
4C180DD09
4C180HH05
4C180KK01
4C180LL11
(57)【要約】 （修正有）
【課題】空気質を浄化する最良効果を高めることができるガス検知による清浄風量制御装置を提供する。
【解決手段】ガス検知モジュールと導風装置を含むガス検知による清浄風量制御装置である。ガス検知モジュールは、制御回路基板、ガス検知本体、及びマイクロプロセッサを含む。ガス検知本体がガスを検知して得られた信号は、マイクロプロセッサに送信されて演算処理され、ガス検知データ情報を生成する。マイクロプロセッサは、ガス検知データ情報に従って電源信号及びパルス幅変調信号を出力する。導風装置は、マイクロプロセッサによって出力される電源信号及びパルス幅変調信号を受信し、ガス検知データ情報に従って起動または停止し、回転速度及び出力される清浄風量を調整する。
【選択図】図１
【解決手段】ガス検知モジュールと導風装置を含むガス検知による清浄風量制御装置である。ガス検知モジュールは、制御回路基板、ガス検知本体、及びマイクロプロセッサを含む。ガス検知本体がガスを検知して得られた信号は、マイクロプロセッサに送信されて演算処理され、ガス検知データ情報を生成する。マイクロプロセッサは、ガス検知データ情報に従って電源信号及びパルス幅変調信号を出力する。導風装置は、マイクロプロセッサによって出力される電源信号及びパルス幅変調信号を受信し、ガス検知データ情報に従って起動または停止し、回転速度及び出力される清浄風量を調整する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガス検知モジュールと、少なくとも１つの導風装置とを含むガス検知による清浄風量制御装置であって、
前記ガス検知モジュールは、制御回路基板、ガス検知本体、及びマイクロプロセッサを含み、前記ガス検知本体がガスを検知して得られた信号は、前記マイクロプロセッサによって演算処理され、ガス検知データ情報を生成し、前記マイクロプロセッサは、前記ガス検知データ情報に従って少なくとも１つの電源信号及びパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を出力し、
前記少なくとも１つの導風装置は、前記マイクロプロセッサによって出力される前記電源信号及び前記パルス幅変調信号を受信し、前記電源信号及び前記パルス幅変調信号に従って起動または停止し、前記導風装置の回転速度及び出力される清浄風量を調整する、ガス検知による清浄風量制御装置。
前記ガス検知モジュールは、制御回路基板、ガス検知本体、及びマイクロプロセッサを含み、前記ガス検知本体がガスを検知して得られた信号は、前記マイクロプロセッサによって演算処理され、ガス検知データ情報を生成し、前記マイクロプロセッサは、前記ガス検知データ情報に従って少なくとも１つの電源信号及びパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を出力し、
前記少なくとも１つの導風装置は、前記マイクロプロセッサによって出力される前記電源信号及び前記パルス幅変調信号を受信し、前記電源信号及び前記パルス幅変調信号に従って起動または停止し、前記導風装置の回転速度及び出力される清浄風量を調整する、ガス検知による清浄風量制御装置。
【請求項2】
前記ガス検知本体は、基座と、圧電アクチュエータと、駆動回路基板と、レーザ部品と、微粒子センサーと、外蓋とを含み、
前記基座は、
第１表面と、
前記第１表面に対向する第２表面と、
前記第１表面から前記第２表面に向かってくり抜かれて形成されたレーザ設置領域と、
前記第２表面から凹んで形成され、前記レーザ設置領域に隣接し、吸気通口が設けられ、両側壁に光透過窓が貫通しており、前記レーザ設置領域に連通している、吸気溝と、
前記第２表面から凹んで形成され、前記吸気溝に連通し、底面に通気穴が貫通しており、四隅に位置決め突起がそれぞれ設けられている、導気部品搭載領域と、
前記第１表面から前記導気部品搭載領域の底面における凹みに対応し、前記第１表面が前記導気部品搭載領域に対応していない領域に、前記第１表面から前記第２表面に向かってくり抜かれて形成され、前記通気穴に連通し、排気通口が設けられた、排気溝と、
を有し、
前記圧電アクチュエータは、前記導気部品搭載領域に収容され、
前記駆動回路基板は、前記基座の前記第２表面にカバーして密着しており、
前記レーザ部品は、前記駆動回路基板に位置決め設置されて電気的に接続され、前記レーザ設置領域に対応して収容され、放射されたビーム経路は前記光透過窓を通過しかつ前記吸気溝と直交する方向を成し、
前記微粒子センサーは、前記駆動回路基板に位置決め設置されて電気的に接続され、前記吸気溝と前記レーザ部品によって放射された前記ビーム経路との直交方向位置に対応して収容され、前記吸気溝を通過しかつ前記レーザ部品によって放射されたビームの照射を受けた微粒子を検知し、
前記外蓋は、前記基座の前記第１表面を覆い、側板を有し、前記側板の前記基座の前記吸気通口及び前記排気通口に対応する位置に、それぞれ吸気枠口及び排気枠口が設けられ、前記吸気枠口は前記基座の前記吸気通口に対応し、前記排気枠口は前記基座の前記排気通口に対応しており、
前記基座の前記第１表面は前記外蓋で覆われ、前記第２表面は前記駆動回路基板でカバーされて、前記吸気溝によって吸気経路を定義し、前記排気溝によって排気経路を定義することで、前記圧電アクチュエータは、前記基座の前記吸気通口の外部のガスが前記吸気枠口から前記吸気溝によって定義された前記吸気経路に入るように快速に導き、前記微粒子センサーを通って、前記ガスにおける微粒子濃度を検知し、前記ガスは前記圧電アクチュエータにより導送され、前記通気穴から前記排気溝によって定義された前記排気経路に排出され、最後に、前記基座の前記排気通口経由で前記排気枠口から排出される、
請求項１に記載のガス検知による清浄風量制御装置。
前記基座は、
第１表面と、
前記第１表面に対向する第２表面と、
前記第１表面から前記第２表面に向かってくり抜かれて形成されたレーザ設置領域と、
前記第２表面から凹んで形成され、前記レーザ設置領域に隣接し、吸気通口が設けられ、両側壁に光透過窓が貫通しており、前記レーザ設置領域に連通している、吸気溝と、
前記第２表面から凹んで形成され、前記吸気溝に連通し、底面に通気穴が貫通しており、四隅に位置決め突起がそれぞれ設けられている、導気部品搭載領域と、
前記第１表面から前記導気部品搭載領域の底面における凹みに対応し、前記第１表面が前記導気部品搭載領域に対応していない領域に、前記第１表面から前記第２表面に向かってくり抜かれて形成され、前記通気穴に連通し、排気通口が設けられた、排気溝と、
を有し、
前記圧電アクチュエータは、前記導気部品搭載領域に収容され、
前記駆動回路基板は、前記基座の前記第２表面にカバーして密着しており、
前記レーザ部品は、前記駆動回路基板に位置決め設置されて電気的に接続され、前記レーザ設置領域に対応して収容され、放射されたビーム経路は前記光透過窓を通過しかつ前記吸気溝と直交する方向を成し、
前記微粒子センサーは、前記駆動回路基板に位置決め設置されて電気的に接続され、前記吸気溝と前記レーザ部品によって放射された前記ビーム経路との直交方向位置に対応して収容され、前記吸気溝を通過しかつ前記レーザ部品によって放射されたビームの照射を受けた微粒子を検知し、
前記外蓋は、前記基座の前記第１表面を覆い、側板を有し、前記側板の前記基座の前記吸気通口及び前記排気通口に対応する位置に、それぞれ吸気枠口及び排気枠口が設けられ、前記吸気枠口は前記基座の前記吸気通口に対応し、前記排気枠口は前記基座の前記排気通口に対応しており、
前記基座の前記第１表面は前記外蓋で覆われ、前記第２表面は前記駆動回路基板でカバーされて、前記吸気溝によって吸気経路を定義し、前記排気溝によって排気経路を定義することで、前記圧電アクチュエータは、前記基座の前記吸気通口の外部のガスが前記吸気枠口から前記吸気溝によって定義された前記吸気経路に入るように快速に導き、前記微粒子センサーを通って、前記ガスにおける微粒子濃度を検知し、前記ガスは前記圧電アクチュエータにより導送され、前記通気穴から前記排気溝によって定義された前記排気経路に排出され、最後に、前記基座の前記排気通口経由で前記排気枠口から排出される、
請求項１に記載のガス検知による清浄風量制御装置。
【請求項3】
前記圧電アクチュエータは、ガスオリフィスプレートと、チャンバ筐体と、アクチュエータと、絶縁筐体と、導電筐体とを含み、
前記ガスオリフィスプレートは、サスペンションプレートと中空穴を含み、前記サスペンションプレートは曲げ振動することができ、前記中空穴は前記サスペンションプレートの中心位置に形成されており、
前記チャンバ筐体は、前記サスペンションプレートに重ねて設置され、
前記アクチュエータは、前記チャンバ筐体に重ねて設置されて、電圧を印加して往復曲げ振動を発生させ、
前記絶縁筐体は、前記アクチュエータに重ねて設置され、
前記導電筐体は、前記絶縁筐体に重ねて設置され、
前記ガスオリフィスプレートは、前記導気部品搭載領域内の前記位置決め突起に固設されて位置決め支持されて、前記ガスオリフィスプレートと前記導気部品搭載領域の内縁との間に、前記ガスが流通するための空隙が定義され、前記ガスオリフィスプレートと前記導気部品搭載領域の底部との間に、気流チャンバが形成され、前記アクチュエータ、前記チャンバ筐体、及び前記サスペンションプレートの間に、共振チャンバが形成され、前記アクチュエータを駆動して前記ガスオリフィスプレートを共振させて、前記ガスオリフィスプレートの前記サスペンションプレートを往復振動変位させることで、前記ガスを吸引して前記空隙を通って前記気流チャンバに入ってから排出し、前記ガスの輸送流動を実現する、
請求項２に記載のガス検知による清浄風量制御装置。
前記ガスオリフィスプレートは、サスペンションプレートと中空穴を含み、前記サスペンションプレートは曲げ振動することができ、前記中空穴は前記サスペンションプレートの中心位置に形成されており、
前記チャンバ筐体は、前記サスペンションプレートに重ねて設置され、
前記アクチュエータは、前記チャンバ筐体に重ねて設置されて、電圧を印加して往復曲げ振動を発生させ、
前記絶縁筐体は、前記アクチュエータに重ねて設置され、
前記導電筐体は、前記絶縁筐体に重ねて設置され、
前記ガスオリフィスプレートは、前記導気部品搭載領域内の前記位置決め突起に固設されて位置決め支持されて、前記ガスオリフィスプレートと前記導気部品搭載領域の内縁との間に、前記ガスが流通するための空隙が定義され、前記ガスオリフィスプレートと前記導気部品搭載領域の底部との間に、気流チャンバが形成され、前記アクチュエータ、前記チャンバ筐体、及び前記サスペンションプレートの間に、共振チャンバが形成され、前記アクチュエータを駆動して前記ガスオリフィスプレートを共振させて、前記ガスオリフィスプレートの前記サスペンションプレートを往復振動変位させることで、前記ガスを吸引して前記空隙を通って前記気流チャンバに入ってから排出し、前記ガスの輸送流動を実現する、
請求項２に記載のガス検知による清浄風量制御装置。
【請求項4】
前記アクチュエータは、
前記チャンバ筐体に重ねて設置された圧電キャリア板と、
前記圧電キャリア板に重ねて設置された共振調整板と、
前記共振調整板に重ねて設置されて、電圧を印加して前記圧電キャリア板及び前記共振調整板を駆動して往復曲げ振動を発生させる、圧電板と、
を含む、請求項３に記載のガス検知による清浄風量制御装置。
前記チャンバ筐体に重ねて設置された圧電キャリア板と、
前記圧電キャリア板に重ねて設置された共振調整板と、
前記共振調整板に重ねて設置されて、電圧を印加して前記圧電キャリア板及び前記共振調整板を駆動して往復曲げ振動を発生させる、圧電板と、
を含む、請求項３に記載のガス検知による清浄風量制御装置。
【請求項5】
前記ガス検知モジュールの前記駆動回路基板に設置されて電気的に接続されたガスセンサーをさらに含む、請求項２に記載のガス検知による清浄風量制御装置。
【請求項6】
前記ガスセンサーは、一酸化炭素センサー、二酸化炭素センサー、揮発性有機化合物センサー、ホルムアルデヒドセンサー、細菌センサー、ウイルスセンサーまたはこれらの組み合わせから選択され、その測定項目は、それぞれ一酸化炭素ガス情報、二酸化炭素ガス情報、総揮発性有機化合物ガス情報、ホルムアルデヒドガス情報、細菌情報または真菌情報、及びウイルスガス情報に対応する、請求項５に記載のガス検知による清浄風量制御装置。
【請求項7】
前記ガス検知モジュールは通信器を含み、前記通信器は、前記ガス検知本体、前記マイクロプロセッサとともに前記制御回路基板にパッケージ化されて一体的に形成されかつ電気的に接続されており、
前記マイクロプロセッサは、前記ガスを検知して得られた信号を受信して演算処理し、前記ガス検知データ情報を形成し、前記通信器に提供して外部に通信伝送し、前記通信器は、前記ガス検知データ情報を外部装置に送信し、それによって、前記外部装置は、前記ガス検知データ情報を取得して表示及び警報する、請求項１に記載のガス検知による清浄風量制御装置。
前記マイクロプロセッサは、前記ガスを検知して得られた信号を受信して演算処理し、前記ガス検知データ情報を形成し、前記通信器に提供して外部に通信伝送し、前記通信器は、前記ガス検知データ情報を外部装置に送信し、それによって、前記外部装置は、前記ガス検知データ情報を取得して表示及び警報する、請求項１に記載のガス検知による清浄風量制御装置。
【請求項8】
前記外部装置はポータブル装置である、請求項７に記載のガス検知による清浄風量制御装置。
【請求項9】
少なくとも１つの第２ガス検知本体をさらに含み、前記第２ガス検知本体は、別のガス検知データ情報を検知して前記外部装置に送信し、前記別のガス検知データ情報は、前記外部装置から前記通信器に送信され、さらに前記マイクロプロセッサによって演算処理され、前記マイクロプロセッサは、前記別のガス検知データ情報に従って前記電源信号及び前記パルス幅変調信号を出力し、前記導風装置に送信して、前記導風装置を起動または停止させ、前記導風装置の回転速度及び出力される清浄風量を調整する、請求項７に記載のガス検知による清浄風量制御装置。
【請求項10】
前記マイクロプロセッサによって出力される前記電源信号及び前記パルス幅変調信号は、ワイヤを介して前記導風装置に送信され、前記ワイヤにリレーを設置してバッファスイッチを構成することで、前記マイクロプロセッサの電圧を保護する、請求項１に記載のガス検知による清浄風量制御装置。
【請求項11】
前記導風装置によって導入された前記ガスをろ過浄化するためのフィルタ材をさらに含む、請求項１に記載のガス検知による清浄風量制御装置。
【請求項12】
前記導風装置は直流（ＤＣ）ファンである、請求項１に記載のガス検知による清浄風量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、清浄風量制御装置に関し、特に、ガス検知により清浄風量を制御する装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
現代人は生活の周りのガスの品質をますます重視しており、例えば、揮発性有機化合物（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＶＯＣ）、ＰＭ２．５などのガス、さらにはガスに含まれる微粒子は、いずれも環境中に暴露され、人体の健康に影響を与え、深刻な場合は生命に危害を及ぼすこともある。そこで、環境ガスの品質は各国の関心を集めており、どのように空気質を監視して環境中の有害ガスを避けるかが、現在注目されている課題。
【0003】
ガスの品質を確認する方法として、ガスセンサーを使用して周囲の環境ガスを監視することが可能である。監視情報をリアルタイムで提供して、有害な環境にいる人々に警告し、環境中の有害ガスへの暴露による健康への影響や傷害をリアルタイムで防止または回避できるようにすることができれば、ガスセンサーを使用して周囲の環境を監視することは非常に良い応用といえる。空気清浄装置は、現代人が有害なガスの吸入を防ぐための大気汚染ソリューションであるため、空気清浄装置とガスセンサーを組み合わせることで、使用者が空気質をリアルタイムで監視し、空気質によって空気清浄装置の清浄風量を制御して、使用者に近い領域の空気質を浄化する最良効果を高めることができる。これらは、本発明の研究開発の主要な課題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の主な目的は、ガスセンサーと空気清浄装置を組み合わせることで、使用者が空気質をリアルタイムで監視し、空気質によって空気清浄装置の清浄風量を制御して、使用者に近い領域の空気質を浄化する最良効果を高めることができる、ガス検知による清浄風量制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の広義の実施形態は、ガス検知モジュールと、少なくとも１つの導風装置とを含むガス検知による清浄風量制御装置である。前記ガス検知モジュールは、制御回路基板、ガス検知本体、及びマイクロプロセッサを含み、前記ガス検知本体がガスを検知して得られた信号は、前記マイクロプロセッサによって演算処理され、ガス検知データ情報を生成し、前記マイクロプロセッサは、前記ガス検知データ情報に従って少なくとも１つの電源信号及びパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を出力する。前記少なくとも１つの導風装置は、前記マイクロプロセッサによって出力される前記電源信号及び前記パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を受信し、前記電源信号及び前記パルス幅変調信号に従って起動または停止し、回転速度及び出力される清浄風量を調整する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】本発明の清浄風量を制御するための駆動制御の接続模式図である。
【図2】本発明のガス検知による清浄風量制御装置の好ましい実施形態の模式図である。
【図3】本発明のガス検知による清浄風量制御装置の別の好ましい実施形態の模式図である。
【図4】本発明の空気清浄装置の構造模式図である。
【図5】本発明のガス検知モジュールの立体外観模式図である。
【図6A】本発明のガス検知本体の立体分解模式図である。
【図6B】本発明のガス検知本体の基座の立体模式図である。
【図6C】本発明のガス検知本体の基座を別の角度から見た立体模式図である。
【図7】本発明のレーザ部品及び微粒子センサーを収容したガス検知本体の基座の立体模式図である。
【図8A】本発明のガス検知本体の組み立てられた圧電アクチュエータと基座の立体分解模式図である。
【図8B】本発明のガス検知本体の組み立てられた圧電アクチュエータと基座の立体模式図である。
【図9】本発明のガス検知本体の圧電アクチュエータの立体分解模式図である。
【図10A】本発明のガス検知本体の導気部品搭載領域に組み立てられた圧電アクチュエータの断面模式図である。
【図11A】本発明のガス検知本体のガス経路を示す模式図である。
【図11B】本発明のガス検知本体のガス経路を示す模式図である。
【図11C】本発明のガス検知本体のガス経路を示す模式図である。
【図12】本発明のガス検知本体のガス検知位置及びレーザ部品の放射ビーム経路を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
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詳細に記述する。本発明は異なる態様において様々な変更を加えることができ、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説明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。
【0008】
図１及び図２を参照し、本発明は、ガス検知モジュール１と少なくとも１つの導風装置２とを含み、ガス検知モジュール１がガスを検知してガス検知データ情報を出力し、少なくとも１つの電源信号及びパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ－ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＷＭ）信号を変換出力し、導風装置２に送信し、導風装置２が検知されたガス検知データ情報に従って起動または停止し、回転速度及び清浄風量を調整・変更する、ガス検知による清浄風量制御装置を提供する。本実施形態では、１つの導風装置２で説明するが、これに限定されず、実際の数は需要に応じて組み合わせて使用することができる。
【0009】
上記ガス検知モジュール１は、制御回路基板１ａ、ガス検知本体１ｂ、及びマイクロプロセッサ１ｃを含む。ガス検知本体１ｂとマイクロプロセッサ１ｃは、制御回路基板１ａにパッケージ化されて一体的に形成されかつ電気的に接続されており（図５に示すように）、ガス検知本体１ｂがガスを検知して得られた信号は、マイクロプロセッサ１ｃに送信されて演算処理され、ガス検知データ情報を生成する。マイクロプロセッサ１ｃは、ガス検知データ情報に従って少なくとも１つの電源信号及びパルス幅変調信号を出力し、導風装置２は、マイクロプロセッサ１ｃによって出力される電源信号及びパルス幅変調信号を受信し、ガス検知本体１ｂによって検知されたガス検知データ情報に従って起動または停止し、導風装置２の回転速度及び出力される清浄風量を調整する。マイクロプロセッサ１ｃは、少なくとも１つのワイヤ３を介して導風装置２に電気的に接続され、ワイヤ３を介して電源信号及びパルス幅変調信号を導風装置２に送信する。前記ワイヤ３にリレー４を設置してバッファスイッチを構成することで、マイクロプロセッサ１ｃの電圧を保護する。導風装置２は直流（ＤＣ）ファンである。
【0010】
また、図２に示すように、ガス検知モジュール１は、制御回路基板１ａにパッケージ化されて一体的に形成されかつ電気的に接続された通信器１ｄをさらに含み（図５に示すように）、マイクロプロセッサ１ｃは、ガスを検知して得られた信号を受信して演算処理し、ガス検知データ情報を形成し、通信器１ｄに提供して外部に通信伝送する。通信器１ｄは、ガス検知データ情報を外部装置５に送信し、それによって、外部装置５は、前記ガス検知データ情報を取得して表示及び警報する。外部装置５はポータブル装置である。
【0011】
図３を参照し、本発明のガス検知による清浄風量制御装置は、他の実施形態では、少なくとも１つの第２ガス検知本体２ｂをさらに含み、第２ガス検知本体２ｂは、別のガス検知データ情報を検知して外部装置５に送信し、前記別のガス検知データ情報は外部装置５から通信器１ｄに送信され、さらにマイクロプロセッサ１ｃによって演算処理され、マイクロプロセッサ１ｃは、前記別のガス検知データ情報に従って電源信号及びパルス幅変調信号を導風装置２に出力して起動または停止させ、導風装置２の回転速度及び出力される清浄風量を調整する。
【0012】
もちろん、本発明のガス検知による清浄風量制御装置は、ガス検知モジュール１と、少なくとも１つの導風装置２とを含み、ガス検知モジュール１によりガスを検知してガス検知データ情報を出力し、少なくとも１つの電源信号及びパルス幅変調信号を変換出力して導風装置２に送信し、導風装置２は、検知されたガス検知データ情報に従って起動または停止し、導風装置２の回転速度及び出力される清浄風量を調整する。このような構造は、図４のようにフィルタ材６と組み合わせて空気清浄装置を形成することができ、それによって、使用者は、空気質をリアルタイムで監視し、空気質によって空気清浄装置の清浄風量を制御して、使用者に近い領域の空気質を浄化する最良効果を高めることができる。
【0013】
本発明のガス検知による清浄風量制御装置のガス検知本体１ｂの詳細な構造を以下に説明する。
【0014】
図５、図６Ａ～図６Ｃ、図７、及び図８Ａ～図８Ｂに示すように、上記ガス検知本体１ｂは、基座１１、圧電アクチュエータ１２、駆動回路基板１３、レーザ部品１４、微粒子センサー１５、及び外蓋１６を含む。基座１１は、第１表面１１１、第２表面１１２、レーザ設置領域１１３、吸気溝１１４、導気部品搭載領域１１５、及び排気溝１１６を有する。第１表面１１１と第２表面１１２は、対向設置された２つの面である。レーザ設置領域１１３は、第１表面１１１から第２表面１１２に向かってくり抜かれて形成される。吸気溝１１４は、第２表面１１２から凹んで形成され、レーザ設置領域１１３に隣接している。吸気溝１１４に、基座１１の外部に連通し、外蓋１６の吸気枠口１６１ａと対応する吸気通口１１４ａが設けられ、両側壁に光透過窓１１４ｂが貫通しており、レーザ設置領域１１３に連通している。そこで、基座１１の第１表面１１１は外蓋１６で密着してカバーされ、第２表面１１２は駆動回路基板１３で密着してカバーされることで、吸気溝１１４によって吸気経路を定義する（図７及び図１１Ａに示すように）。
【0015】
図６Ａ～図６Ｃに示すように、上記導気部品搭載領域１１５は、第２表面１１２から凹んで形成され、吸気溝１１４に連通し、底面に通気穴１１５ａが貫通している。上記排気溝１１６に、外蓋１６の排気枠口１６１ｂに対応して設置された排気通口１１６ａが設けられている。排気溝１１６は、第１表面１１１の導気部品搭載領域１１５への垂直投影領域に凹んで形成された第１区間１１６ｂと、導気部品搭載領域１１５への垂直投影領域から延びた領域に第１表面１１１から第２表面１１２に向かってくり抜かれて形成された第２区間１１６ｃとを含み、第１区間１１６ｂは、段差を形成するように第２区間１１６ｃに接続され、排気溝１１６の第１区間１１６ｂは、導気部品搭載領域１１５の通気穴１１５ａに連通し、排気溝１１６の第２区間１１６ｃは、排気通口１１６ａに連通している。そこで、基座１１の第１表面１１１が外蓋１６で密着してカバーされ、第２表面１１２が駆動回路基板１３で密着してカバーされる時、排気溝１１６によって排気経路を定義する（図１１Ｂ～図１１Ｃに示すように）。
【0016】
図６Ａ及び図７に示すように、上記レーザ部品１４及び微粒子センサー１５は、いずれも駆動回路基板１３に設置され、かつ基座１１内に位置しており、レーザ部品１４及び微粒子センサー１５と基座１１の位置を明確に説明するために、図７において駆動回路基板１３を意図的に省略する。図６Ａ、図７及び図１２を参照し、レーザ部品１４は基座１１のレーザ設置領域１１３内に収容され、微粒子センサー１５は基座１１の吸気溝１１４内に収容され、レーザ部品１４と位置合わせされている。また、レーザ部品１４は、レーザ部品１４によって放射されたレーザ光が通過するための光透過窓１１４ｂに対応することで、レーザ光を吸気溝１１４内に照射する。レーザ部品１４によって放射されたビーム経路は、光透過窓１１４ｂを通過しかつ吸気溝１１４と直交する方向を成す。レーザ部品１４によって放射されたビームは、光透過窓１１４ｂを通って吸気溝１１４内に入り、吸気溝１１４内のガスに含まれる浮遊微粒子が照射され、ビームが浮遊微粒子に接触すると、散乱して投射スポットを生成し、微粒子センサー１５は、散乱による投射スポットを受信して計算を行うことで、ガスに含まれる浮遊微粒子の粒子径及び濃度などの関連情報を取得する。微粒子センサー１５はＰＭ２．５センサーである。
【0017】
図８Ａ及び図８Ｂ、図１１Ｂ及び図１１Ｃに示すように、上記圧電アクチュエータ１２は、基座１１の導気部品搭載領域１１５に収容され、導気部品搭載領域１１５は正方形であり、その四隅に、それぞれ位置決め突起１１５ｂが設けられており、圧電アクチュエータ１２は、４つの位置決め突起１１５ｂを介して導気部品搭載領域１１５内に設置されている。また、図７、図１１Ｂ及び図１１Ｃに示すように、導気部品搭載領域１１５は吸気溝１１４に連通し、圧電アクチュエータ１２が作動すると、吸気溝１１４内のガスを圧電アクチュエータ１２に吸い込み、ガスが導気部品搭載領域１１５の通気穴１１５ａを通って、排気溝１１６に入る。
【0018】
図５及び図６Ａに示すように、上記駆動回路基板１３は、基座１１の第２表面１１２にカバー・密着している。レーザ部品１４は、駆動回路基板１３に設置されかつ電気的に接続されている。微粒子センサー１５も、駆動回路基板１３に設置されかつ電気的に接続されている。外蓋１６は基座１１を覆い、基座１１の第１表面１１１にカバー・密着しており、吸気枠口１６１ａ及び排気枠口１６１ｂを備える側板１６１を有する。外蓋１６が基座１１を覆う時、吸気枠口１６１ａは基座１１の吸気通口１１４ａに対応し（図１１Ａに示すように）、排気枠口１６１ｂは基座１１の排気通口１１６ａに対応している（図１１Ｃに示すように）。
【0019】
図９を参照し、上記圧電アクチュエータ１２は、ガスオリフィスプレート１２１、チャンバ筐体１２２、アクチュエータ１２３、絶縁筐体１２４、及び導電筐体１２５を含む。ガスオリフィスプレート１２１は、可撓性を有する材料で製作され、サスペンションプレート１２１０と中空穴１２１１を有する。サスペンションプレート１２１０は、曲げ振動するシート状構造であり、その形状と寸法は、導気部品搭載領域１１５の内縁にほぼ対応するが、これに限定されず、サスペンションプレート１２１０の形状は、方形、円形、楕円形、三角形、及び多角形のいずれかであってもよい。中空穴１２１１は、ガスが流通するようにサスペンションプレート１２１０の中心を貫通している。上記チャンバ筐体１２２は、ガスオリフィスプレート１２１に重ねられ、その外観はガスオリフィスプレート１２１に対応している。アクチュエータ１２３はチャンバ筐体１２２に重ねられ、チャンバ筐体１２２、サスペンションプレート１２１０との間に共振チャンバ１２６を定義している。絶縁筐体１２４はアクチュエータ１２３に重ねられ、その外観はチャンバ筐体１２２に近似している。導電筐体１２５は絶縁筐体１２４に重ねられ、その外観は絶縁筐体１２４に近似している。導電筐体１２５は、導電ピン１２５１及び導電電極１２５２を有し、導電ピン１２５１は導電筐体１２５の外縁から外向きに延在し、導電電極１２５２は導電筐体１２５の内縁から内向きに延在している。また、アクチュエータ１２３は、圧電キャリア板１２３１、共振調整板１２３２、及び圧電板１２３３をさらに含む。圧電キャリア板１２３１はチャンバ筐体１２２に重ねて設置されている。共振調整板１２３２は圧電キャリア板１２３１に重ねて設置されている。圧電板１２３３は共振調整板１２３２に重ねて設置されている。共振調整板１２３２及び圧電板１２３３は、絶縁筐体１２４内に収容され、導電筐体１２５の導電電極１２５２によって圧電板１２３３に電気的に接続されている。圧電キャリア板１２３１と共振調整板１２３２は、いずれも導電材料で製作され、圧電キャリア板１２３１は圧電ピン１２３４を有し、圧電ピン１２３４と導電ピン１２５１は、駆動回路基板１３上の駆動回路（図示せず）に接続されて、駆動信号（駆動周波数及び駆動電圧）を受信する。駆動信号は、圧電ピン１２３４、圧電キャリア板１２３１、共振調整板１２３２、圧電板１２３３、導電電極１２５２、導電筐体１２５、導電ピン１２５１によってループを形成することができ、絶縁筐体１２４によって導電筐体１２５とアクチュエータ１２３を遮断し、短絡現象を防止して、駆動信号を圧電板１２３３に送信することができる。圧電板１２３３は、駆動信号（駆動周波数及び駆動電圧）を受信した後、圧電効果によって変形し、さらに圧電キャリア板１２３１及び共振調整板１２３２を駆動して往復曲げ振動を発生させる。共振調整板１２３２は、両者の間の緩衝材として圧電板１２３３と圧電キャリア板１２３１との間に位置し、圧電キャリア板１２３１の振動周波数を調整することができる。基本的には、共振調整板１２３２の厚さは圧電キャリア板１２３１の厚さよりも大きく、共振調整板１２３２の厚さを変えることにより、アクチュエータ１２３の振動周波数を調整する。
【0020】
図９及び図１０Ａを同時に参照し、ガスオリフィスプレート１２１、チャンバ筐体１２２、アクチュエータ１２３、絶縁筐体１２４、及び導電筐体１２５は、導気部品搭載領域１１５内に順次積み重ね設置されかつ位置決めされ、これによって、圧電アクチュエータ１２は導気部品搭載領域１１５内に配置され位置決めされ、その底部が位置決め突起１１５ｂに固設され支持位置決めされるため、圧電アクチュエータ１２は、サスペンションプレート１２１０と導気部品搭載領域１１５の内縁との間に、ガスが流通するための空隙１２１２を定義する。
【0021】
まず、図１０Ａを参照し、上記ガスオリフィスプレート１２１と導気部品搭載領域１１５の底面との間に、気流チャンバ１２７が形成され、気流チャンバ１２７は、ガスオリフィスプレート１２１の中空穴１２１１を介して、アクチュエータ１２３、チャンバ筐体１２２、及びサスペンションプレート１２１０の間の共振チャンバ１２６に連通し、共振チャンバ１２６におけるガスの振動周波数を、サスペンションプレート１２１０の振動周波数とほぼ同じように制御することにより、共振チャンバ１２６とサスペンションプレート１２１０は、ヘルムホルツ共鳴効果（Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）を生じ、ガスの輸送効率を高める。
【0022】
図１０Ｂを参照し、圧電板１２３３が導気部品搭載領域１１５の底面から離れる方向へ移動する時、圧電板１２３３はガスオリフィスプレート１２１のサスペンションプレート１２１０を導気部品搭載領域１１５の底面から離れる方向へ移動させることで、気流チャンバ１２７の容積が急激に拡大し、内部圧力が低下して負圧を発生し、圧電アクチュエータ１２外部のガスが吸引されて空隙１２１２から流入し、中空穴１２１１を経て共振チャンバ１２６に入り、共振チャンバ１２６内の気圧を増加させて、圧力勾配を発生させる。図１０Ｃに示すように、圧電板１２３３がガスオリフィスプレート１２１のサスペンションプレート１２１０を導気部品搭載領域１１５の底面へ移動させる時、共振チャンバ１２６におけるガスは、中空穴１２１１を経て快速に流出し、気流チャンバ１２７内のガスを絞り出し、合流したガスを、ベルヌーイの定理に近い理想的なガス状態で快速かつ大量に噴出させて、導気部品搭載領域１１５の通気穴１１５ａに導入する。従って、図１０Ｂ及び図１０Ｃの動作を繰り返すことにより、圧電板１２３３は往復振動し、慣性原理によれば、排気後の共振チャンバ１２６の内部気圧が平衡気圧よりも低くなると、ガスを再び共振チャンバ１２６に入るように導き、このように、共振チャンバ１２６におけるガスの振動周波数を圧電板１２３３の振動周波数とほぼ同じように制御することで、ヘルムホルツ共鳴効果を生じさせ、高速かつ大量なガス輸送を実現する。
【0023】
図１１Ａに示すように、ガスはすべて、外蓋１６の吸気枠口１６１ａから入り、吸気通口１１４ａを通って基座１１の吸気溝１１４に入り、微粒子センサー１５の位置に流れる。図１１Ｂに示すように、圧電アクチュエータ１２による連続的な駆動によって吸気経路のガスを吸収することで、外部のガスは快速に導入されかつ安定流通し、微粒子センサー１５の上方を通過し、このとき、レーザ部品１４によって放射されたビームは、光透過窓１１４ｂを通って吸気溝１１４内に入り、吸気溝１１４から微粒子センサー１５の上方を通過するガスに含まれる浮遊微粒子が照射され、照射ビームが浮遊微粒子に接触すると、散乱して投射スポットを生成し、微粒子センサー１５は散乱による投射スポットを受信して計算を行い、これによって、ガスに含まれる浮遊微粒子の粒子径及び濃度などの関連情報を取得し、微粒子センサー１５上方のガスも、圧電アクチュエータ１２による連続的な駆動によって輸送され、導気部品搭載領域１１５の通気穴１１５ａに導入され、排気溝１１６の第１区間１１６ｂに入る。最後に、図１１Ｃに示すように、ガスが排気溝１１６の第１区間１１６ｂに入った後、圧電アクチュエータ１２がガスを第１区間１１６ｂに輸送し続けるため、第１区間１１６ｂ内のガスは第２区間１１６ｃに押し出され、最後に、排気通口１１６ａ及び排気枠口１６１ｂを通って外部に排出される。
【0024】
図５及び図１２を参照し、本発明のガス検知モジュール１は、ガス中の微粒子を検知するだけでなく、さらにホルムアルデヒド、一酸化炭素、二酸化炭素、総揮発性有機化合物ガス、細菌、真菌、ウイルスなどの導入されたガスの特性を検知することができる。そこで、本発明のガス検知モジュール１は、ガスセンサー１７をさらに含み、ガスセンサー１７は駆動回路基板１３に位置決め設置されて電気的に接続され、排気溝１１６に収容されており（図１２に示すように）、排気経路から導出されたガスを検知する。一実施形態では、ガスセンサー１７は、一酸化炭素センサー、二酸化炭素センサー、揮発性有機化合物センサー、ホルムアルデヒドセンサー、細菌センサー、ウイルスセンサーまたはこれらの組み合わせから選択され、その測定項目は、それぞれ一酸化炭素ガス情報、二酸化炭素ガス情報、総揮発性有機化合物ガス情報、ホルムアルデヒドガス情報、細菌情報または真菌情報、及びウイルスガス情報に対応する。
【0025】
上記のように、本発明によって提供されるガス検知による清浄風量制御装置は、ガス検知モジュールと少なくとも１つの導風装置を組み合わせて、ガス検知モジュールによりガスを検知してガス検知データ情報を出力し、少なくとも１つの電源信号及びパルス幅変調信号を変換出力し、導風装置に送信することで、導風装置は、検知されたガス検知データ情報に従って起動または停止し、導風装置の回転速度及び出力される清浄風量を調整し、それによって、使用者は、空気質をリアルタイムで監視し、空気質によって空気清浄装置の清浄風量を制御して、使用者に近い領域の空気質を浄化する最良効果を高めることができ、産業上の利用可能性が極めて高い。
【0026】
本発明は、当業者なら様々な修正を加えることができるが、特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することはない。
【符号の説明】
【0027】
１：ガス検知モジュール
１ａ：制御回路基板
１ｂ：ガス検知本体
１ｃ：マイクロプロセッサ
１ｄ：通信器
１１：基座
１１１：第１表面
１１２：第２表面
１１３：レーザ設置領域
１１４：吸気溝
１１４ａ：吸気通口
１１４ｂ：光透過窓
１１５：導気部品搭載領域
１１５ａ：通気穴
１１５ｂ：位置決め突起
１１６：排気溝
１１６ａ：排気通口
１１６ｂ：第１区間
１１６ｃ：第２区間
１２：圧電アクチュエータ
１２１：ガスオリフィスプレート
１２１０：サスペンションプレート
１２１１：中空穴
１２１２：空隙
１２２：チャンバ筐体
１２３：アクチュエータ
１２３１：圧電キャリア板
１２３２：共振調整板
１２３３：圧電板
１２３４：圧電ピン
１２４：絶縁筐体
１２５：導電筐体
１２５１：導電ピン
１２５２：導電電極
１２６：共振チャンバ
１２７：気流チャンバ
１３：駆動回路基板
１４：レーザ部品
１５：微粒子センサー
１６：外蓋
１６１：側板
１６１ａ：吸気枠口
１６１ｂ：排気枠口
１７：ガスセンサー
２：導風装置
２ｂ：第２ガス検知本体
３：ワイヤ
４：リレー
５：外部装置
６：フィルタ材
１ａ：制御回路基板
１ｂ：ガス検知本体
１ｃ：マイクロプロセッサ
１ｄ：通信器
１１：基座
１１１：第１表面
１１２：第２表面
１１３：レーザ設置領域
１１４：吸気溝
１１４ａ：吸気通口
１１４ｂ：光透過窓
１１５：導気部品搭載領域
１１５ａ：通気穴
１１５ｂ：位置決め突起
１１６：排気溝
１１６ａ：排気通口
１１６ｂ：第１区間
１１６ｃ：第２区間
１２：圧電アクチュエータ
１２１：ガスオリフィスプレート
１２１０：サスペンションプレート
１２１１：中空穴
１２１２：空隙
１２２：チャンバ筐体
１２３：アクチュエータ
１２３１：圧電キャリア板
１２３２：共振調整板
１２３３：圧電板
１２３４：圧電ピン
１２４：絶縁筐体
１２５：導電筐体
１２５１：導電ピン
１２５２：導電電極
１２６：共振チャンバ
１２７：気流チャンバ
１３：駆動回路基板
１４：レーザ部品
１５：微粒子センサー
１６：外蓋
１６１：側板
１６１ａ：吸気枠口
１６１ｂ：排気枠口
１７：ガスセンサー
２：導風装置
２ｂ：第２ガス検知本体
３：ワイヤ
４：リレー
５：外部装置
６：フィルタ材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12】
【外国語明細書】