JP2011021931A - Microorganism sensor unit and air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微生物センサユニットおよび空気調和機に関し、特に、空気中の微生物量を検出する微生物センサユニット、および、微生物センサユニットにより検出された微生物量に応じた制御を行なう空気調和機に関する。 The present invention relates to a microorganism sensor unit and an air conditioner, and more particularly to a microorganism sensor unit that detects the amount of microorganisms in the air and an air conditioner that performs control according to the amount of microorganisms detected by the microorganism sensor unit.
従来より、空気を浄化するための様々な提案がなされている。
たとえば、特許文献1には、ホコリセンサにより空気中のホコリの量を検出し、その量に応じて空気浄化効果のあるイオンの放出量を調節する静電式空気清浄機が開示されている。また、特許文献2には、ホコリセンサおよびニオイセンサにより汚れが検出され、かつ、温度と湿度が特定状態にあるときは特定状態にないときよりも多く空気浄化効果のあるイオンが放出されるよう調節し、浮遊細菌を効率的に殺菌する空気調節装置が開示されている。
Conventionally, various proposals for purifying air have been made.
For example,
また、空気中の微生物を検出する技術も存在する。
特許文献3には、被測定物質量と測定妨害物質量を検知するための生理活性物質が固定された作用極と、測定妨害物質量のみを検知するための作用極とが共通の対極を持つバイオセンサが開示されている。このバイオセンサは、二つの作用極と対極間で検出された電流値の差から微生物により生じた電流値を求め、微生物量を見積もる方法を採用している。
There are also techniques for detecting microorganisms in the air.
In
さらに非特許文献には、ナノワイヤの表面の抗体が、特定のタンパク質と反応することが開示されている。 Further, non-patent literature discloses that an antibody on the surface of a nanowire reacts with a specific protein.
空気調和機には、空気中のホコリ、ニオイや微生物(細菌、ウィルス、カビなど)を除去する効果がある。これまでの空気調和機ではホコリ、ニオイを検出することができ、汚れ度合いによって、運転モードを調節し、効果的な空気清浄を行うことができる。 The air conditioner has an effect of removing dust, odors and microorganisms (bacteria, viruses, molds, etc.) in the air. In conventional air conditioners, dust and odor can be detected, and the operation mode can be adjusted according to the degree of contamination to perform effective air cleaning.
また、特許文献3のようなバイオセンサにより微生物量を見積もる方法は、液体中の微生物量の測定に限定されている。したがって、空気調和機にこのようなセンサを搭載したとしても、空気中の微生物を一旦液体に溶かし込みその溶液を検査するという方式であるため再利用性がない上、リアルタイムに微生物量を検出し、それに応じた運転制御を行うことができない。
Moreover, the method of estimating the amount of microorganisms using a biosensor as in
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、空気調和機に適した微生物センサユニット、および、そのような微生物センサユニットを搭載した空気調和機を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a microorganism sensor unit suitable for an air conditioner, and an air conditioner equipped with such a microorganism sensor unit. Is to provide.
この発明のある局面に従う微生物センサユニットは、空気中に含まれる微生物の量を検出するための微生物センサユニットであって、少なくとも一つの微生物センサを備え、各微生物センサは、基板上に形成された複数のナノワイヤと、各ナノワイヤの表面に配置された、微生物と反応する物質層とを含み、微生物が物質層に付着することで起こる電気的特性の変化を検出するための検出部をさらに備える。 A microorganism sensor unit according to an aspect of the present invention is a microorganism sensor unit for detecting the amount of microorganisms contained in air, and includes at least one microorganism sensor, and each microorganism sensor is formed on a substrate. The apparatus further includes a detection unit that includes a plurality of nanowires and a substance layer that reacts with the microorganisms and is disposed on the surface of each nanowire, and detects a change in electrical characteristics caused by the microorganisms adhering to the substance layer.
好ましくは、複数の微生物センサのうちの第1のセンサは、微生物量と測定妨害物質の量とを一体で検出し、複数の微生物センサのうちの第2のセンサは、測定妨害物質の量のみを検出し、検出部は、第1のセンサおよび第2のセンサにより得られた測定値の差を検出する。 Preferably, the first sensor of the plurality of microorganism sensors integrally detects the amount of microorganisms and the amount of measurement interfering substance, and the second sensor of the plurality of microorganism sensors detects only the amount of measurement interfering substance. The detection unit detects a difference between measurement values obtained by the first sensor and the second sensor.
好ましくは、微生物を殺菌するための殺菌装置をさらに備え、第2のセンサは、殺菌装置に通した後の気体を測定対象とすることを特徴とする。 Preferably, the apparatus further includes a sterilization device for sterilizing microorganisms, and the second sensor uses the gas after passing through the sterilization device as a measurement target.
この発明の他の局面に従う空気調和機は、空気中に含まれる微生物の量を検出するための微生物センサユニットを備え、微生物センサユニットは、少なくとも一つの微生物センサを含み、各微生物センサは、基板上に形成された複数のナノワイヤと、各ナノワイヤの表面に配置された、微生物と反応する物質層とを有し、微生物センサユニットは、微生物が物質層に付着することで起こる電気的特性の変化を検出するための検出部をさらに含む。 An air conditioner according to another aspect of the present invention includes a microorganism sensor unit for detecting the amount of microorganisms contained in the air, the microorganism sensor unit including at least one microorganism sensor, and each microorganism sensor is a substrate. The microbial sensor unit has a plurality of nanowires formed thereon and a substance layer that reacts with microorganisms disposed on the surface of each nanowire, and the microbial sensor unit changes in electrical characteristics caused by adhesion of microorganisms to the substance layer. It further includes a detection unit for detecting.
好ましくは、検出部からの出力結果に基づき検出される微生物の量に応じて、風量、イオン発生量、および加湿量のうちの少なくともいずれか一つを変化させる制御を行なうための制御手段をさらに備えた。 Preferably, a control means for performing control to change at least one of the air volume, the ion generation amount, and the humidification amount according to the amount of microorganisms detected based on the output result from the detection unit. Prepared.
好ましくは、検出部からの出力結果に基づき検出される微生物の量を、ユーザに報知するための報知手段をさらに備えた。 Preferably, the information processing apparatus further includes notification means for notifying the user of the amount of microorganisms detected based on the output result from the detection unit.
本発明によると、複数のナノワイヤの表面に、微生物と反応する物質層が形成されているため、センサの表面積を大きくすることができる。その結果、空気調和機に適した微生物センサユニット、および、そのような微生物センサユニットを搭載した空気調和機を提供することができる。 According to the present invention, since the material layer that reacts with microorganisms is formed on the surfaces of the plurality of nanowires, the surface area of the sensor can be increased. As a result, a microorganism sensor unit suitable for an air conditioner and an air conditioner equipped with such a microorganism sensor unit can be provided.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
<空気調和機の構成>
本実施の形態において、微生物センサは、空気調和機に搭載される。空気調和機とは、少なくとも、温調、加湿、除湿機能、イオン付加、酸素富化などの機能が搭載された装置を表わし、脱臭フィルタや除菌フィルタを備えた空気清浄機を含む。
<Configuration of air conditioner>
In the present embodiment, the microorganism sensor is mounted on an air conditioner. An air conditioner represents an apparatus equipped with at least functions such as temperature control, humidification, dehumidification function, ion addition, oxygen enrichment, and includes an air cleaner equipped with a deodorizing filter and a sterilizing filter.
図1は、本発明の実施の形態における空気調和機100の分解斜視図である。図2は、図1の本体正面図、図3は図1の本体の断面図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of an
空気調和機100は、図1から図3に示すように、本体1、本体1の前板2、複数種類のフィルタからなるフィルタ部3、ファン用のモータ4、ターボファン5、タンク44、加湿フィルタ41、第1吹出口6a、第2吹出口6b、イオン発生装置10、運転状態の表示機能を有する操作部103、前板2の吸込口2a、および空気調和機100の運転を遠隔制御するための信号を操作部103に対して指示するために操作されるリモコン(リモートコントローラの略)130を備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
空気調和機100の本体1は、本体1の前面の一部を被うように、前板2を設けた構造になっている。
The
本体1は、前面側から見て、フィルタ部3を収納する凹部からなる収納部であって長方形をした開口部を有している。開口部の底面部にはフィルタ部3を通過した室内空気を通す穴24が放射状に形成されている。放射状の穴24の背面にはターボファン5およびそれを回転させるファンモータ4が配置される。ターボファン5の上側に空気を室内に吹出す第1吹出口6aおよび第2吹出口6bが設けられている。イオン発生装置10は、ターボファン5の上方に送風経路25の途中に配設される。
The
前板2は、本体1から一定空間をもって本体1に係止する形態で取付けられ、その中央部には室内の空気を吸込む吸込口2aが上下に形成されている。前板2と本体1との隙間からも室内の空気を吸い込むように、前板2を本体1に取付けるようにしてもよい。
The
フィルタ部3は、図1に示すように、プレフィルタ3a、脱臭フィルタ3bおよび集塵フィルタ3cの3種類から構成され、それらが吸込口2a側から順にフィルタ枠34に収納されて本体1の前面凹部に収納される。プレフィルタ3aは塵や埃の大きい粒子を捕集し、脱臭フィルタ3bはアセトアルデヒド、アンモニア、酢酸などの臭い成分を吸着し、集塵フィルタ3cはHEPAシートにより空気中の塵や埃を捕集する。
As shown in FIG. 1, the
フィルタ部3をこのようなフィルタ構成にすることにより、プレフィルタ3aで、室内より吸込んだ空気中の塵や埃を捕集し、脱臭フィルタ3bでは、空気中の臭いの成分であるアセトアルデヒド、アンモニア、酢酸などを吸着させ、最後に集塵フィルタ3cでプレフィルタ3aを通過した微細な塵や埃を捕集されるので、フィルタ部3を出た空気は臭いや塵・埃の除去された空気となる。このように、空気調和機100は脱臭フィルタ3bや集塵フィルタ3cを備えているので、空気清浄機の機能を果たす。
By making the
室内の空気を吸込むターボファン5を回転させるファンモータ4は、フィルタ部3の下流側に配設され、ターボファン5の形態は後ろ曲がりの半径方向に長い羽をし、最も静圧が高く、静音効果を発揮する。ファンモータ4には制御性を重視した直流モータを使用している。本実施の形態におけるファンモータ4は、風量を6段階に切換え可能としている。
The
本体1の一方の側部には、水を貯めておくための着脱可能なタンク44が収納される。タンク44の下方の給水口が、受皿43と結合される。タンク44に貯留された水は、給水口から受皿43に流れ出て、受皿43に供給される。受皿43に貯留される水は、水面が所定の高さに維持される構造となっている。
A
加湿フィルタ41は、受皿43の上面を被う上蓋42により支持され、その下方の一部が受皿43に貯留された水に浸される。加湿フィルタ41は、フィルタ部3の下流側、ターボファン5の上流側に配設される。加湿フィルタ41は、イオン発生装置10よりも吸込口2a側に配置される。
The
加湿フィルタ41は、受皿43に貯留された水を吸い上げて水分を含んだ状態となる。この状態で加湿フィルタ41に風が送られると、加湿フィルタ41に含まれる水が気化する。ターボファン5が回転することにより、空気が流動し、吸込口2aから吸込まれてフィルタ部3を透過した空気は、その一部が加湿フィルタ41を通過してイオン発生装置10に向けられて搬送される。その後、第1吹出口6aまたは第2吹出口6bから室内に放出される。
The
空気調和機100の本体1は、フィルタ部3を収納する収納部の上部に、温度センサ151と、湿度センサ152と、ホコリセンサ153と、ニオイセンサ154と、微生物センサユニット200とを備える。また、微生物センサユニット200の近傍に、微生物量をユーザに報知するためのランプ301,302,303が設けられている。
The
ホコリセンサ153は空気中に浮遊する粒子を検出する粒子センサである。ニオイセンサ154は、金属酸化物半導体からなるセンサ表面にガス成分が吸着すると抵抗値が変化することを利用した周知のものである。
The
微生物センサユニット200は、空気中に浮遊する微生物(たとえば、一般の浮遊細菌、ウイルス、カビ菌など)を検出する。
The
なお、微生物センサユニット200が設けられる位置は、図1,2に示したような位置に限定されない。ただし、本実施の形態における空気調和機100はHEPAシートの集塵フィルタ3cを搭載しているので、フィルタ部3を通らない位置、または、通る前の位置に備えられるものとする。これにより実際に空気中に存在する微生物量を検出することができる。
The position where the
図4は、本発明の実施の形態における空気調和機100の回路ブロック図である。
図4を参照して、空気調和機100の全体を制御するための制御部150は、微生物センサユニット200と、温度センサ151と、湿度センサ152と、ホコリセンサ153と、ニオイセンサ154と、各種プログラムやデータを記憶するメモリ155と、イオン発生装置10に電圧を印加するための電圧印加回路20と、ファンモータ4の駆動を制御するためのモータ駆動回路31と、ランプ301,302,303と接続される。イオン発生装置10は、電圧印加回路20に接続され、ファンモータ4はモータ駆動回路31に接続されている。
FIG. 4 is a circuit block diagram of the
Referring to FIG. 4, a
制御部150は、たとえばCPU(Central Processing Unit)により構成される。メモリ155は、たとえば、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)を含む。
モータ駆動回路31は、制御部150からの指示に従って、ファンモータ4の回転数を6段階に切換える。また、電圧印加回路20は、制御部150からの指示に従って、イオン発生装置10を駆動する。
The
図5は、本発明の実施の形態における電圧印加回路20の構成例を示す図である。
図5を参照して、電圧印加回路20は、交流電源501と、スイッチングトランス502と、抵抗R0,R1と、ダイオード505と、コンデンサC0,C1と、サイダック(登録商標)507と、スイッチ(SW)素子511と、フォトトライアック521とを含む。サイダック(登録商標)507は、シリコン制御整流素子SCR(Silicon Control Rectifier)の一種であり、新電元工業株式会社の製品である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the
Referring to FIG. 5, the
フォトトライアック521は、トライアックのゲートの部分にLEDが組み込まれている。トランジスタのベースの部分にLEDで光を当てるとP型半導体とN型半導体の電子とホールの動きが活性化され、ベースに電流を流したのと同じ効果が生じる。したがって、LEDを点灯するとフォトトライアックを導通状態にすることができる。フォトトライアック521が導通状態になりメインのトライアックにゲート電流が流れると、メインのトライアックが導通状態になる。すると、フォトトライアック521のトライアック部にかかる電圧がほぼ0Vになるので導通状態が解除される。
In the
制御部150よりPC1駆動信号が出力されると、スイッチ素子511がオンされトライアックのゲート部分に電流が流れる。そうすると、LEDの点灯によりフォトトライアック521は導通状態となる。フォトトライアック521が導通状態になりメインのトライアックにゲート電流が流れるとメインのトライアックが導通状態になる。
When the PC1 drive signal is output from the
メインのトライアックが導通状態となると、交流電源501の出力電圧は、ダイオード505で整流された後、抵抗R0で電圧降下され、コンデンサC0に印加される。コンデンサC0の充電が進んで両端電圧が所定しきい値に達すると、サイダック(登録商標)507がオン状態となり、コンデンサC0の充電電圧が放電される。したがって、トランス502の1次コイルL1に電流が流れて2次コイルL2にエネルギが伝達され、イオン発生装置10の放電電極11,12にパルス電圧が印加される。その直後、サイダック(登録商標)507はオフ状態となり、再びコンデンサC0の充電が開始される。
When the main triac is turned on, the output voltage of the
放電電極11,12に印加されたパルス電圧が、放電開始電圧以上の高い電圧であれば、コロナ放電により放電電極11,12からイオンが発生される。
If the pulse voltage applied to the
本実施の形態の電圧印加回路20の構成では、スイッチ素子511をオンする(導通状態にする)駆動信号の出力タイミングを調整することにより、イオン発生装置10の放電電極11,12より放電されるイオン量が調整される。
In the configuration of the
図6は、本発明の実施の形態における電圧印加回路20の基本の駆動タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart for explaining basic drive timing of the
図6を参照して、制御部150は、基本タイミングの場合、たとえば、所定の単位時間(たとえば40秒)中1回、PC1駆動信号をオンとする。オンの期間は、予め定められた時間(たとえば10秒)である。PC1駆動信号がオンされると、放電電極11,12よりコロナ放電が生じる。その結果、イオンが発生する。
Referring to FIG. 6, in the case of the basic timing,
なお、電圧印加回路20の構成は、図5に示したようなものに限定されず、たとえば、特開2006−57941号公報(特許文献2)に開示された構成であってよい。
The configuration of the
<微生物センサユニットについて>
ここで、本実施の形態における微生物センサユニット200について詳細に説明する。
<About the microorganism sensor unit>
Here, the
図7は、本発明の実施の形態における微生物センサユニット200の概念図である。
図7を参照して、本実施の形態における微生物センサユニット200は、微生物センサ160を含み、微生物センサ160に直接流体を通過させる。微生物センサユニット200は、微生物センサ160よる測定値を、微生物量を示す値として出力する。
FIG. 7 is a conceptual diagram of the
Referring to FIG. 7,
微生物センサ160は、微生物の分光特性、電気的特性など微生物固有の値を持つ特性を測定するものが好ましい。
The
図8(A),(B)は、本発明の実施の形態における微生物センサ160の概念図である。図8(B)は、図8(A)に示した領域VIII(B)の部分拡大図である。
8A and 8B are conceptual diagrams of the
図8(A),(B)を参照して、微生物センサ160は、基板202と、複数のナノワイヤ部210とを備えている。複数のナノワイヤ部210は、基板202上に形成されている。
With reference to FIGS. 8A and 8B, the
ナノワイヤ部210のIX−IX断面図を図9に示す。
図9を参照して、ナノワイヤ部210は、ZnO(酸化亜鉛)ナノワイヤ212と、物質層214とを含んでいる。物質層214は、ZnOナノワイヤ212の周囲を覆うように形成されている。つまり、ZnOナノワイヤ212の表面が、生物化学的に表面修飾されており、微生物の物質層214への付着によって電気的な特性変化を呈す。
FIG. 9 shows a cross-sectional view of the
Referring to FIG. 9,
物質層214は、抗体を担持する膜に、抗体を付着させたものである。抗体は、たとえば抗IgG抗体である。担持膜としては、たとえば高分子多孔質膜などが利用可能である。高分子多孔質膜としては、たとえばPVC(ポリ塩化ビニル)などであってよい。
The
物質層214に、特定のタンパク質を有する微生物が付着すると、その量の応じた電気抵抗が測定される。なお、抗体が特定のタンパク質と反応して電気特性が変化する原理については非特許文献1に公開されている。
When a microorganism having a specific protein adheres to the
本実施の形態では、ZnOナノワイヤ212の全表面が完全に物質層214で覆われていることとするが、このような形態に限定されず、ZnOナノワイヤ212の一部のみが表面修飾されているものであってもよい。ただし、物質層214は、微生物が付着しやすい位置すなわち、ZnOナノワイヤ212の上部側(基板202と反対側)の外表面を覆うように形成されることが望ましい。
In the present embodiment, it is assumed that the entire surface of the
本実施の形態では、図9に示されるように、多数のZnOナノワイヤ212を植毛し、それらを物質層214で覆うことにより、微生物と反応できる表面積を大きくすることができる。そのため、微生物センサ160は、空気調和機100に実用化することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, a surface area capable of reacting with microorganisms can be increased by implanting a large number of
なお、ナノワイヤの植毛自体は公知の技術によるものであり、他にループ状、ループとワイヤを重畳させた形状など生成条件によって様々な形状のものが得られる。 The nanowire flocking itself is based on a known technique, and various shapes can be obtained depending on generation conditions such as a loop shape and a shape in which a loop and a wire are superposed.
このような微生物センサ160で得られた観測値から微生物量が見積まれる。
微生物センサ160は、図8(A)に示されるように、リード線204,206と接続される。
The amount of microorganisms can be estimated from the observation values obtained by such a
The
図10は、本発明の実施の形態における微生物センサユニット200の回路構成例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a circuit configuration example of the
図10を参照して、微生物センサユニット200は、たとえばブリッジ回路で構成され、微生物センサ160と、基準抵抗181,182,183と、電位差検出部170と、電源回路180とを含む。
Referring to FIG. 10,
微生物センサ160は、上記リード線204,206によって電源回路180と電気的に接続される。
The
電位差検出部170は、微生物センサ160の電位−電流特性すなわち抵抗の変化を検出する。微生物が微生物センサ160に付着すると、微生物センサ160の抵抗が増加する。抵抗が増加すると、微生物センサ160の抵抗と基準抵抗183との接続点の電圧が低下する。その場合、図10の例では、比較用の基準抵抗183のある方の回路から微生物センサ160の方へ電流が流れる。電位差検出部170は、検出した電位差を制御部150に出力する。制御部150は、入力した電位差に基づいて、微生物の有無、および/または、微生物量を検出する。
The potential
微生物の有無は、たとえば、予め定められた閾値以上の電位差が検出されたか否かにより判断可能である。つまり、予め定められた閾値以上の電位差が検出された場合に、空気中に微生物が存在すると判断することができる。 The presence or absence of microorganisms can be determined, for example, based on whether or not a potential difference equal to or greater than a predetermined threshold is detected. That is, when a potential difference equal to or greater than a predetermined threshold is detected, it can be determined that microorganisms are present in the air.
微生物量の検出は、たとえば、メモリ155のROM内に、実験結果に基づいて予め定めた電位差−微生物量を対応付けたデータテーブルを記憶させておくことで可能である。 The amount of microorganisms can be detected, for example, by storing in the ROM of the memory 155 a data table in which a potential difference-amount of microorganisms determined in advance based on experimental results is associated.
なお、本実施の形態では、微生物センサ160に付着した微生物の量を検出するために、電位差を検出する回路構成としたが、限定的ではなく、電流を検出する回路構成であってもよい。
In the present embodiment, a circuit configuration for detecting a potential difference is used to detect the amount of microorganisms adhering to the
(微生物センサユニットの変形例)
上述の例では、微生物センサユニット200は、1つの微生物センサ160により微生物量を見積もる構成としたが、2つの微生物センサを用いてもよい。
(Modification of the microorganism sensor unit)
In the above example, the
2つの微生物センサを備えた微生物センサユニットを、以下「微生物センサユニット200#」と示す。
The microorganism sensor unit including two microorganism sensors is hereinafter referred to as “
図11は、本発明の実施の形態の変形例における微生物センサユニット200#の概念図である。
FIG. 11 is a conceptual diagram of a
図11を参照して、微生物センサユニット200#は、2つの微生物センサ160A,160Bと、殺菌装置190とを含む。殺菌装置190は、たとえば紫外光源装置であり、微生物を分解・除去することができる。
Referring to FIG. 11,
微生物センサ160Aは、流体をそのまま流し込むことで、微生物量と測定妨害物量とを一体で検出する。微生物センサ160Bは、流体を殺菌装置190に通過させることで、測定妨害物量のみを検出する。微生物センサ160A,160B双方の出力を比較することで、外乱要因(測定妨害物質)を除去できる。
The
図12(A),(B)は、紫外光源により微生物を殺菌する殺菌装置190の一例を示す図である。図12(B)は、図12(A)に示した殺菌装置190のXII(B)−XII(B)断面図である。
12A and 12B are diagrams showing an example of a
図12(A),(B)を参照して、殺菌装置190は、遮光部192と、紫外光源であるLED194とを含んでいる。遮光部192は、筒状になっており、遮光性材質で形成されている。LED194は、遮光部192の内表面に均一に設置されている。LED194に囲まれた穴部196に、空気が通過する。LED194が均一に設置されることで、LED194は筒内を均一に照射する。
With reference to FIGS. 12A and 12B, the
紫外光源は微生物を分解・除去する能力が高い250〜270nmの紫外光を発するものを用いればよい。 An ultraviolet light source that emits ultraviolet light of 250 to 270 nm, which has a high ability to decompose and remove microorganisms, may be used.
図13(A),(B)は、紫外光源により微生物を殺菌する殺菌装置190の他の例を示す図である。図13(B)は、図13(A)に示した殺菌装置190#のXIII(B)−XIII(B)断面図である。
FIGS. 13A and 13B are diagrams showing another example of a
図13(A),(B)を参照して、殺菌装置190#は、図12(B)に示したLED194に代えて、紫外線ランプ195を含む。
Referring to FIGS. 13A and 13B,
紫外線ランプ195は、筒状の遮光部192の中心部分に配置されている。遮光部192と紫外線ランプ195との間の穴部197に、空気が通過する。
The
穴部196あるいは穴部197を微生物を含んだ空気が通過すると、LED194または紫外線ランプ195により微生物が分解・除去される。その結果、上述の微生物センサ160Bは、空気中の微生物以外の浮遊物の量を検出することができる。
When air containing microorganisms passes through the
なお、紫外光の微生物を分解・除去する能力は距離が近いほど高くなるため、紫外光による殺菌装置190,190#はできるだけ狭い範囲で処理作用する小型のものが好ましい。つまり、空気の通り道が狭くなるように、穴部196,197の幅は狭いことが好ましい。
Since the ability to decompose and remove ultraviolet light microorganisms increases as the distance decreases, the
また、本実施の形態では、紫外光により微生物を殺菌することとしたが、限定的ではなく、たとえば、Ag+イオンなどを添付したフィルタやHEPAフィルタによって微生物を殺菌するようにしてもよい。 In the present embodiment, the microorganisms are sterilized by ultraviolet light. However, the present invention is not limited. For example, the microorganisms may be sterilized by using a filter attached with Ag + ions or a HEPA filter.
図14は、本発明の実施の形態の変形例における微生物センサユニット200#の回路構成例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a circuit configuration example of the
図14を参照して、微生物センサユニット200#も、たとえばブリッジ回路で構成される。微生物センサユニット200#は、微生物センサ160A,160Bと、基準抵抗181,182と、電位差検出部170と、電源回路180とを含む。
Referring to FIG. 14,
微生物センサ160Aは、微生物および測定妨害物質の量に応じて抵抗が増加する。微生物センサ160Bは、測定妨害物質の量に応じて抵抗が増加する。微生物センサ160Bへは、殺菌装置190による微生物殺菌後の空気が流入されるからである。
The resistance of the
したがって、空気中に微生物が存在すると、微生物センサ160Aの抵抗と微生物センサ160Bの抵抗との接続点の電圧が低下する。その場合、微生物センサ160Bのある方の回路から微生物センサ160Aの方へ電流が流れる。電位差検出部170は、検出した電位差を制御部150に出力する。制御部150は、入力した電位差に基づいて、より正確に微生物の有無、および/または、微生物量を検出することができる。
Therefore, when microorganisms are present in the air, the voltage at the connection point between the resistance of the
<空気調和機の動作について>
次に、微生物センサユニット200を利用した空気調和機の動作について説明する。
<Operation of air conditioner>
Next, the operation of the air conditioner using the
(イオン発生量の調整)
本実施の形態において、空気調和機100は、微生物センサユニット200の電位差検出部170からの出力電圧に応じて、イオン発生量を調整する。
(Adjustment of ion generation amount)
In the present embodiment, the
図15は、本発明の実施の形態において、微生物センサユニット200が出力する電位差に基づいて、イオン発生量を調整する処理を示すフローチャートである。図15のフローチャートに示す処理は、予めプログラムとしてメモリ155に格納されており、制御部150がこのプログラムを読み出して実行することにより実現される。
FIG. 15 is a flowchart showing processing for adjusting the amount of ion generation based on the potential difference output from the
図15を参照して、制御部150は、微生物センサユニット200より得られる電位差に基づいて、微生物量の多さの程度を判断する(ステップS2)。具体的には、得られた電位差が第1の閾値以上であるか、第1の閾値未満第2の閾値以上であるか、または、第2の閾値未満であるかを判断する。
Referring to FIG. 15,
得られた電位差が第1の閾値以上であると判断された場合すなわち、微生物量が多いと判断された場合(ステップS2にて「多」)、電圧印加回路20の印加電圧デューティを「高」に設定する(ステップS4)。つまり、単位時間でのPC1駆動信号をオンにする回数を基本タイミング(図6)のたとえば3倍に増加する。これにより、イオン発生装置10より多量の正負イオンが発生される。
When it is determined that the obtained potential difference is greater than or equal to the first threshold, that is, when it is determined that the amount of microorganisms is large (“multiple” in step S2), the applied voltage duty of the
得られた電位差が第1の閾値未満第2の閾値以上であると判断された場合すなわち、微生物量が中位と判断された場合(ステップS2にて「中」)、電圧印加回路20の印加電圧デューティを「中」に設定する(ステップS6)。つまり、たとえば、単位時間でのPC1駆動信号をオンにする回数を基本タイミング(図6)のたとえば2倍に増加する。これにより、イオン発生装置10より中量の正負イオンが発生される。
When it is determined that the obtained potential difference is less than the first threshold and greater than or equal to the second threshold, that is, when the amount of microorganisms is determined to be medium (“medium” in step S2), application of the
得られた電位差が第2の閾値未満であると判断された場合すなわち、微生物量が少ないと判断された場合(ステップS2にて「少」)、電圧印加回路20の印加電圧デューティを「低」に設定する(ステップS8)。つまり、たとえば、単位時間でのPC1駆動信号をオンにする回数を基本タイミング(図6)とする。これにより、イオン発生装置10より少量の正負イオンが発生される。
When it is determined that the obtained potential difference is less than the second threshold value, that is, when it is determined that the amount of microorganisms is small (“low” in step S2), the applied voltage duty of the
上記処理は、ユーザより電源OFFの指示が入力されるまで繰返される(ステップS10)。 The above process is repeated until a power-off instruction is input from the user (step S10).
このように、本実施の形態によると、検出された微生物量の多さに応じて、イオン発生量を調整することができる。これにより、空気中に浮遊する微生物を適切に除去することができる。 Thus, according to the present embodiment, the amount of ion generation can be adjusted according to the amount of detected microorganisms. Thereby, the microorganisms floating in the air can be appropriately removed.
(風量の調整)
空気調和機100は、微生物量に応じて風量(気流の速さ)を調整してもよい。
(Adjustment of air volume)
The
図16は、本発明の実施の形態において、微生物センサユニット200が出力する電位差に基づいて、風量を調整する処理を示すフローチャートである。図16のフローチャートに示す処理もまた、予めプログラムとしてメモリ155に格納されており、制御部150がこのプログラムを読み出して実行することにより実現される。
FIG. 16 is a flowchart showing a process of adjusting the air volume based on the potential difference output from the
図16を参照して、制御部150は、図15のステップS4,S6,S8それぞれに代えて、ステップS104,S106,S108を実行する。これら以外の処理は図15に示した処理と同じであるので、それらについての詳細な説明は繰返さない。
Referring to FIG. 16,
制御部150は、得られた電位差が第1の閾値以上であると判断した場合すなわち、微生物量が多いと判断した場合(ステップS2にて「多」)、風量を「強」に設定する(ステップS104)。つまり、ファンモータ4の回転数を多くするようモータ駆動回路31に制御信号を送信する。これにより、電圧印加回路20の印加電圧デューティを変更しなくても、気流が速くなるためより多くのイオンを空気中へ送ることができる。これにより、ユーザが実際に享受できるイオン量が増加する。
When the
十分な量の正負イオンが発生されている場合、風量が少ないと、一部の正負イオンは放出されず、空気調和機100の筐体内で+イオンと−イオンが結合して消滅してしまう。したがって、十分な量の正負イオンが発生している場合には、風量を調整することで、空気中に放出される正負イオン量を調整することも有効である。
When a sufficient amount of positive and negative ions are generated, if the air volume is small, some positive and negative ions are not released, and + ions and − ions are combined and disappear in the casing of the
または、フィルタ部3を備えた空気調和機の場合、フィルタ部3を通過する空気量を増加させられるため、効果的に空気を浄化することができる。
Or in the case of the air conditioner provided with the
制御部150は、得られた電位差が第1の閾値未満第2の閾値以上であると判断した場合すなわち、微生物量が中位と判断した場合(ステップS2にて「中」)、風量を「中」に設定する(ステップS106)。つまり、ファンモータ4の回転数を通常数にするようモータ駆動回路31に制御信号を送信する。
When the
制御部150は、得られた電位差が第2の閾値未満であると判断した場合すなわち、微生物量が少ないと判断した場合(ステップS2にて「少」)、風量を「弱」に設定する(ステップS108)。つまり、ファンモータ4の回転数を少なくするようモータ駆動回路31に制御信号を送信する。このように微生物量が少ないときに風量を減少することによって、より騒音を低下することができる。延いては、省エネルギーを実現することもできる。
When determining that the obtained potential difference is less than the second threshold, that is, when determining that the amount of microorganisms is small (“low” in step S2), the
なお、発生させるイオン量を調整する処理と、風量を調整する処理とを組合わせてもよい。 A process for adjusting the amount of ions to be generated and a process for adjusting the air volume may be combined.
(加湿量の調整)
または、空気調和機100は、加湿量を調整することで、微生物を除去・除菌できるようにしてもよい。
(Adjustment of humidification amount)
Alternatively, the
図17は、本発明の実施の形態において、微生物センサユニット200が出力する電位差に基づいて、加湿量を調整する処理を示すフローチャートである。図17のフローチャートに示す処理もまた、予めプログラムとしてメモリ155に格納されており、制御部150がこのプログラムを読み出して実行することにより実現される。
FIG. 17 is a flowchart showing a process of adjusting the humidification amount based on the potential difference output from the
図17を参照して、制御部150は、図15のステップS4,S6,S8それぞれに代えて、ステップS204,S206,S208を実行する。これら以外の処理は図15に示した処理と同じであるので、それらについての詳細な説明は繰返さない。
Referring to FIG. 17,
制御部150は、得られた電位差が第1の閾値以上であると判断した場合すなわち、微生物量が多いと判断した場合(ステップS2にて「多」)、加湿量を「高」に設定する(ステップS204)。つまり、ファンモータ4の回転数を多くするようモータ駆動回路31に制御信号を送信する。イオンは、水分子に取り囲まれることにより残存期間が長くなるため、イオン発生装置10に多くの水分を供給することにより、効率的に微生物を除去することができる。
When the
制御部150は、得られた電位差が第1の閾値未満第2の閾値以上であると判断した場合すなわち、微生物量が中位と判断した場合(ステップS2にて「中」)、加湿量を「中」に設定する(ステップS106)。つまり、ファンモータ4の回転数を通常数にするようモータ駆動回路31に制御信号を送信する。
When the
制御部150は、得られた電位差が第2の閾値未満であると判断した場合すなわち、微生物量が少ないと判断した場合(ステップS2にて「少」)、加湿量を「低」に設定する(ステップS108)。つまり、ファンモータ4の回転数を少なくするようモータ駆動回路31に制御信号を送信する。
When it is determined that the obtained potential difference is less than the second threshold, that is, when the amount of microorganisms is determined to be small (“low” in step S2), the
本実施の形態の空気調和機100では、上述のように加湿フィルタ41の一部が受皿43に貯留された水に浸される構成である。したがって、風量を増やすと、加湿フィルタ41を通過する空気の量が増えるので気化する水が多くなる。このため、上述のように風量を増加させる簡単な構成で、イオン発生装置10に供給する水分の量を制御することができる。
In the
なお、本実施の形態では風量の制御により加湿量を調整したが、このような形態に限定されない。 In the present embodiment, the humidification amount is adjusted by controlling the air volume, but the present invention is not limited to such a form.
(他の制御)
また、上記のような制御に加え/代えて、空気調和機100は、微生物量の検出結果をランプ301,302,303によってユーザに報知してもよい。たとえば、微生物量が多いと判断された場合、ランプ301を点灯し、微生物量が少ないと判断された場合、ランプ303を点灯し、それ以外の場合にランプ302を点灯してもよい。このようにすることで、空気調和機100の運転音がうるさい時や逆に静かで動作しているのかどうか認識できない時に、ユーザに視覚による認識を可能にする。
(Other control)
In addition to / in place of the control as described above, the
なお、ランプ301,302,303によらず、表示部や発光部の色を変えることで、微生物量の検出結果を報知することとしてもよい。 In addition, it is good also as alert | reporting the detection result of the amount of microorganisms by changing the color of a display part or a light emission part irrespective of the lamp | ramp 301,302,303.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 本体、2 前板、2a 吸込口、3 フィルタ部、3a プレフィルタ、3b 脱臭フィルタ、3c 集塵フィルタ、4 ファンモータ、5 ターボファン、6a,6b 吹出口、10 イオン発生装置、11,12 放電電極、20 電圧印加回路、24 穴、25 送風経路、31 モータ駆動回路、34 フィルタ枠、41 加湿フィルタ、42 上蓋、43 受皿、44 タンク、100 空気調和機、103 操作部、150 制御部、151 温度センサ、152 湿度センサ、153 ホコリセンサ、154 ニオイセンサ、155 メモリ、160,160A,160B 微生物センサ、170 電位差検出部、180 電源回路、181,182,183 基準抵抗、190,190# 殺菌装置、192 遮光部、195 紫外線ランプ、196,197 穴部、200,200# 微生物センサユニット、202 基板、204,206 リード線、210 ナノワイヤ部、212 ナノワイヤ、214 物質層、301,302,303 ランプ、501 交流電源、502 スイッチングトランス、505 ダイオード、507 サイダック(登録商標)、511,512 スイッチ素子、521,522 フォトトライアック、C0,C1,C2 コンデンサ、L1 1次コイル、L2 2次コイル、R0,R1,R2 抵抗。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
少なくとも一つの微生物センサを備え、
各前記微生物センサは、
基板上に形成された複数のナノワイヤと、
各前記ナノワイヤの表面に配置された、微生物と反応する物質層とを含み、
微生物が前記物質層に付着することで起こる電気的特性の変化を検出するための検出部をさらに備えた、微生物センサユニット。 A microorganism sensor unit for detecting the amount of microorganisms contained in the air,
Comprising at least one microbial sensor,
Each of the microorganism sensors
A plurality of nanowires formed on a substrate;
A material layer disposed on the surface of each nanowire and reacting with microorganisms,
A microorganism sensor unit further comprising a detection unit for detecting a change in electrical characteristics caused by microorganisms adhering to the material layer.
前記複数の微生物センサのうちの第2のセンサは、前記測定妨害物質の量のみを検出し、
前記検出部は、前記第1のセンサおよび前記第2のセンサにより得られた測定値の差を検出する、請求項1に記載の微生物センサユニット。 The first sensor among the plurality of microorganism sensors integrally detects the amount of microorganisms and the amount of measurement interfering substances,
A second sensor of the plurality of microorganism sensors detects only the amount of the measurement interfering substance,
The microorganism sensor unit according to claim 1, wherein the detection unit detects a difference between measurement values obtained by the first sensor and the second sensor.
前記第2のセンサは、前記殺菌装置に通した後の気体を測定対象とすることを特徴とする、請求項2に記載の微生物センサユニット。 A sterilizer for sterilizing microorganisms;
The microorganism sensor unit according to claim 2, wherein the second sensor uses the gas after passing through the sterilizer as a measurement target.
前記微生物センサユニットは、少なくとも一つの微生物センサを含み、
各前記微生物センサは、
基板上に形成された複数のナノワイヤと、
各前記ナノワイヤの表面に配置された、微生物と反応する物質層とを有し、
前記微生物センサユニットは、微生物が前記物質層に付着することで起こる電気的特性の変化を検出するための検出部をさらに含む、空気調和機。 A microorganism sensor unit for detecting the amount of microorganisms contained in the air,
The microorganism sensor unit includes at least one microorganism sensor;
Each of the microorganism sensors
A plurality of nanowires formed on a substrate;
A substance layer disposed on the surface of each nanowire and reacting with microorganisms;
The microorganism sensor unit may further include a detection unit for detecting a change in electrical characteristics caused by microorganisms adhering to the material layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009165509A JP2011021931A (en) | 2009-07-14 | 2009-07-14 | Microorganism sensor unit and air conditioner |
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- 2009-07-14 JP JP2009165509A patent/JP2011021931A/en not_active Withdrawn
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