(57)【要約】  空気清浄機が、上流側空気流と下流側空気流との間の気体フィルタと、第１の電極と第２の電極とを有する濃度センサと、を有し、第１の電極は、上流側空気流に露出され、第２の電極は、下流側空気流に露出され、濃度センサは、第１の電極及び第２の電極における標的気体の濃度差に基づいて出力信号を供給する。上記出力信号は、気体フィルタの状態に関する情報を決定するために処理される。
2019511692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側空気流と下流側空気流との間に配置された気体フィルタと、
第１の電極と第２の電極とを有する濃度センサであって、前記第１の電極は、前記上流側空気流に露出され、前記第２の電極は、前記下流側空気流に露出され、前記濃度センサは、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された電解質を有し、前記濃度センサは、前記第１の電極及び前記第２の電極における標的気体の濃度差に基づいて出力信号を供給するように構成される前記濃度センサと、
前記気体フィルタの状態に関する情報を決定するために前記出力信号を処理するように構成されたプロセッサと、
を有する、空気清浄機。
【請求項２】
初期標的気体濃度レベルに基づいて前記濃度センサを校正するように構成された校正モジュールを更に有する、請求項１記載の空気清浄機。
【請求項３】
前記校正モジュールが、
前記上流側空気流に露出された追加センサ、又は、
閉じ込められた気体容積に露出された参照電極、又は、
ユーザから前記初期標的気体濃度レベルを受けるためのユーザインタフェース、又は、
外部データ源から前記初期標的気体濃度レベルを受けるための通信モジュール、
を有する、請求項２記載の空気清浄機。
【請求項４】
閉じ込められた気体容積に露出された参照電極を有する校正モジュールを更に有し、前記電解質が、前記第１の電極と前記参照電極との間に配置される、請求項１記載の空気清浄機。
【請求項５】
前記情報が、前記気体フィルタが寿命に達したとの助言、又は、前記気体フィルタの残存使用時間を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気清浄機。
【請求項６】
前記プロセッサが、前記上流側と前記下流側との間の濃度差に関する出力信号が閾値を下回る場合に前記気体フィルタが寿命に達したと決定するように構成される、請求項５記載の空気清浄機。
【請求項７】
前記情報が、前記気体フィルタのワンパス効率、及び／又は、前記空気清浄機の清浄空気送達レートを有する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の空気清浄機。
【請求項８】
ジルコニアを有する固体電解質を有し、前記電極が、オプションで金被覆を具備するプラチナである、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の空気清浄機。
【請求項９】
前記気体フィルタが、活性炭又は他の吸着材料を有する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の空気清浄機。
【請求項１０】
前記上流側空気流が、前記第１の電極と連通する第１の側流路に結合され、前記下流側空気流が、前記第２の電極と連通する第２の側流路に結合される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の空気清浄機。
【請求項１１】
気体フィルタの状態に関する情報を決定するための方法であって、
気体フィルタを用いて、上流側空気流と下流側空気流との間で気体フィルタリングを実行するステップと、
第１の電極と第２の電極とを有する濃度センサを用いて、前記上流側と前記下流側との間の標的の濃度差を感知するステップであって、前記第１の電極は、前記上流側空気流に露出され、前記第２の電極は、前記下流側空気流に露出され、前記濃度センサは、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された電解質を有する、前記ステップと、
前記気体フィルタの状態に関する情報を決定するために前記濃度差を処理するステップと、
を有する、方法。
【請求項１２】
前記情報が、前記気体フィルタが寿命に達したとの助言、及び／又は、前記気体フィルタの残存使用時間、及び／又は、前記気体フィルタのワンパス効率、及び／又は、前記空気清浄機の清浄空気送達レートを有する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記上流側と前記下流側との間の前記濃度差に関する出力信号が閾値を下回る場合に、前記気体フィルタが寿命に達したことを決定するステップを有する、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
初期標的気体濃度レベルに基づいて前記濃度センサを校正するように構成された校正モジュールを用いて校正を実行するステップを有し、前記校正モジュールは、前記上流側空気流に露出された追加センサ、又は、閉じ込められた気体容積に露出された前記濃度センサの参照電極、又は、ユーザから前記初期標的気体濃度レベルを受けるためのユーザインタフェース、又は、外部データ源から前記初期標的気体濃度レベルを受けるための通信モジュールを有する、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気清浄機に関し、特に、かかる空気清浄機におけるフィルタ寿命の標示に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子フィルタ及び気体フィルタは、通常、空気中の汚染物質をフィルタリングするために空気清浄機に組み込まれる。
【０００３】
粒子フィルタの寿命は、発生した圧力低下を確認することによって導出され得る。粒子フィルタにおいて生じる圧力降下は、差圧計を使用して現場で（in-situ）且つリアルタイムに容易に監視され得る。圧力降下が予め設定された閾値を超えて増加した場合、フィルタはその容量を超える粒子で過負荷状態になる。これは、フィルタが有効寿命の終わりに達したことを意味する。粒子フィルタの寿命を検出するこの方法は、実験室及び業界でのプロの検出方法と一致している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、気体フィルタの寿命を検出するために、低コストで連続的な現場監視の要件を満たすことができる、そのような簡単で信頼できる解決策はない。
【０００５】
気体フィルタは、清浄空気送達レート（ＣＡＤＲ：clear air delivery rate）劣化チェックの煩雑な手順に従うために、実験室に送られる必要がある。あるいは、気体フィルタの前後で気体汚染物質レベルを測定するために、高価な専門装置を２度活用する必要がある。汚染物質の濃度差をチェックするためにフィルタの両側に２つの独立したセンサを使用することは、センサ間のばらつきが大きいため信頼性がない可能性がある。
【０００６】
既知の家庭用空気清浄機におけるその場でのフィルタ寿命の表示は、異なる動作モードにおける空気流蓄積に基づいている。このようにして、フィルタを通る空気流の総量が異なる動作モードに対して設定され、この空気流量が監視され、予め設定された閾値と比較される。従って、フィルタの実際の状態に関するフィードバックはない。
【０００７】
これは不正確な推定方法であり、実際のフィルタ条件を反映していない。無効なフィルタを使用して消費者を大気汚染に曝すことは危険であり、未使用のフィルタを交換することによって環境にやさしくないこともある。
【０００８】
従って、フィルタ条件を確実に検出し、実際の寿命を真に反映することができる消費者用途のための低コスト且つその場（in-situ）の解決策を提供することが望ましい。
【０００９】
粒子フィルタのフィルタ寿命を検出する信頼できる方法が存在するが、残念ながら現在、気体フィルタの適切な方法は存在しない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、特許請求の範囲によって規定される。
【００１１】
本発明の一態様によれば、
上流側空気流と下流側空気流との間に配置された気体フィルタと、
第１の電極と第２の電極とを有する濃度センサであって、前記第１の電極は、前記上流側空気流に露出され、前記第２の電極は、前記下流側空気流に露出され、前記濃度センサは、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された電解質を有し、前記濃度センサは、前記第１の電極及び前記第２の電極における標的気体の濃度差に基づいて出力信号を供給するように構成される前記濃度センサと、
前記気体フィルタの状態に関する情報を決定するために前記出力信号を処理するように構成されたプロセッサと、を有する、空気清浄機が提供される。
【００１２】
例えば、上流側空気流は、フィルタリングのための気体フィルタに向けられた空気流であってもよい。下流側空気流は、気体フィルタによってフィルタリングされた空気流であり、気体フィルタから離れるように向けられた空気流であってもよい。従って、この例では、気体フィルタは、空気清浄器の内部の上流側空気流と下流側空気流との間に配置される。例えば、気体フィルタは、空気清浄機の空気ダクト内に配置される。
【００１３】
この構成では、濃度センサを用いて気体フィルタの性能に関する情報を決定する。これは、リアルタイムフィルタ寿命表示などの情報を正確に決定する方法を提供し、低コスト及び現場での方法に基づいて実施することができる。濃度センサは、気体フィルタの２つの側面の間の汚染物質濃度差を測定するが、単一のセンサ構造を使用する。これにより、異なる特性を有する複数のセンサ、又は、異なる複数の動作モードの間に測定を行なう必要性が回避される。システムの信頼性は周囲条件の影響を受けない。
【００１４】
濃度差は、他方の電極での濃度に対する一方の電極での標的の濃度、従って濃度レベルの差の直接的な測定ではなく、相対濃度測定として測定することができることに留意されたい。
【００１５】
気体フィルタの寿命は、気体フィルタを通過する前後の気体汚染物質の濃度差を測定するセンサを用いて検出される。これは、例えば、ワンパス効率、ひいては低コストのセンサ装置を有する気体フィルタの寿命を正確に示す。本発明は、既存の空気清浄機に適用することができ、手作業による介入なしにフィルタ故障のリアルタイムの警報を提供することができ、それにより消費者に清浄な空気を保証することができる。
【００１６】
一実施形態において、空気清浄機は、上流側空気流に露出された追加センサを更に有していてもよい。
【００１７】
これは、気体フィルタの上流側と下流側との間の濃度の差のみではなく、汚染物質濃度の絶対レベルを考慮に入れるように、校正を実行するために使用されてもよい。これにより２つのセンサが使用されるが、濃度差を測定するための単一のセンサ構造を有するメインセンサを使用することにより、測定の信頼性が向上する。
【００１８】
別の実施形態では、空気清浄器は、参照気体又は校正気体として機能する閉じ込められた気体容積に曝された参照電極を更に有していてもよい。参照電極は、濃度センサの下流側にあり、結果、上流側電極と参照電極とは、上流側空気流と参照気体又は校正気体との間で濃度差を決定することができる。
【００１９】
この参照電極は、別個の校正センサの必要性を回避する。代わりに、単一のセンサ構造は３電極構成を有する。このようにして、測定された２つの濃度差（即ち、２つの相対濃度）があり、これは、センサ読取値を解釈するときに絶対濃度レベルを考慮に入れることを再び可能にする。従って、参照電極は、校正モジュールの代替実施形態として機能する。
【００２０】
代わりに、校正モジュールは、ユーザが情報を入力することを可能にするユーザインタフェースとして、又は、外部データ源から情報を受信するための通信モジュールとして実装されてもよい。
【００２１】
気体フィルタの状態に関する情報は、気体フィルタが寿命に達したという助言、又は、気体フィルタの残りの使用時間を含むことができる。
【００２２】
プロセッサは、気体フィルタで生じる濃度変化に関する出力信号が閾値未満である場合に、気体フィルタの寿命が終了したと判断するように適合されてもよい。
【００２３】
この情報は、気体フィルタのワンパス効率及び／又は空気清浄器の清浄空気送達レートを含むことができる。
【００２４】
濃度センサは、固体電解質などの電解質、第１の電極と第２の電極との間に配置された固体電解質などの電解質を持つ濃度センサを有する。
【００２５】
固体電解質は、ジルコニアを有していてもよい。また、電極は、オプションで金被覆を具備するプラチナであってもよい。
【００２６】
これは、適切なセンサ構成の一例である。様々な気体種のセンサは、電解質及び電極として適切な材料を用いることによって設計することができる。固体酸化物型燃料電池（SOFC）、センサ、酸素発生器、天然ガス、及び、電解槽の電気化学変換器などの電気化学デバイスでは、イオン性又は混合イオン伝導性を有する多くの材料が知られている。これらの様々な技術は、濃度センサを形成するために潜在的に使用される可能性がある。
【００２７】
気体フィルタは、活性炭又は他の吸着材料を有していてもよい。これらは、トルエン、ホルムアルデヒドなどの気体状汚染物質を除去するために使用される。活性炭フィルタ及び波形ホルムアルデヒドフィルタがよく知られている。
【００２８】
上流側空気流は、例えば、第１の電極と連通する第１の側流路に結合され、下流側空気流は、第２の電極と連通する第２の側流路に結合される。
【００２９】
本発明の他の態様に係る例は、
上流側空気流と下流側空気流との間で気体フィルタリングを実行するステップと、
第１の電極と第２の電極とを有する濃度センサを用いて、前記上流側と前記下流側との間の標的の濃度差を感知するステップであって、前記第１の電極は、前記上流側空気流に露出され、前記第２の電極は、前記下流側空気流に露出され、前記濃度センサは、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された電解質を有する、前記ステップと、
気体フィルタの状態に関する情報を決定するために前記濃度差を処理するステップと、を有する、空気清浄方法を提供する。
【００３０】
この情報は、気体フィルタの寿命が終わったという助言、又は、気体フィルタの残りの使用時間を有していてもよい。本方法は、気体フィルタで生じる濃度変化に関連する出力信号が閾値未満である場合に、気体フィルタが寿命に達したと判断することを含むことができる。
【００３１】
当該情報は、気体フィルタのワンパス効率、及び／又は、空気清浄機の清浄空気送達レートを有していてもよい。
【００３２】
上記方法は、上流側空気流に露出される追加センサを用いて、又は、閉じ込められた気体容積に露出される濃度センサの参照電極を用いて、校正を実行するステップを更に有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
本発明の例が、添付の図面を参照して詳述される。
【図１】図１は、既知の濃度センサを示している。
【図２】図２は、概略的な形式で空気清浄機を示している。
【図３】図３は、センサ構成の第１の例をより詳細に示している。
【図４】図４は、センサ構成の第２の例をより詳細に示している。
【図５】図５は、第１の既知のセンサ設計、及び、その以前に報告された性能特性を示している。
【図６】図６は、第２の既知のセンサ設計、及び、その以前に報告された性能特性を示している。
【図７】図７は、空気清浄方法を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明は、上流側空気流と下流側空気流との間の気体フィルタと、第１の電極と第２の電極とを有する濃度センサと、を有し、第１の電極は上流側空気流に露出され、第２の電極は下流側空気流に露出され、濃度センサは、第１の電極及び第２の電極における標的気体の濃度差に基づいて出力信号を供給する、空気清浄機を提供する。出力信号は、気体フィルタの状態に関する情報を決定するために処理される。
【００３５】
本発明は、例えば、自動車内の空燃比を制御するための酸素センサとして用いられるタイプの濃度セルでの使用が知られているタイプのセンサを利用する。
【００３６】
このタイプのセンサの例が、図１に示されている。当該センサは、排出気体流１０の中に延剤するプローブ１を有する。このプローブは、Pt触媒電極１４によって囲まれた安定化ジルコニア（ZrO2）電解質１２を有する。一方の電極は排出気体に露出され、他方の電極は周囲空気に露出され、センサの出力Ｅは、電極間の電圧である。
【００３７】
異なる酸素濃度を有する２つの区画が固体電解質、即ち、この例ではＯ２−イオン導電体である安定化ジルコニアによって分離されると、酸素気体濃縮セルが形成される。より高い酸素濃度の区画からより低い酸素濃度の区画まで、電解質を通して酸素陰イオンを移動させる推進力がある。Pt電極電位Ｅは、ネルンスト方程式によって推定され得る。
【数１】
2019511692.tif 000003
ここで、Ｒは気体定数、Ｔは絶対温度、Ｆはファラデー定数、Phigh（O2）及びPlow（O2）はそれぞれ高側及び低側の酸素ポテンシャル圧力である。
【００３８】
Pt電極を他の材料で改質したり、酸化物半導体層を検知電極とジルコニアとの間に堆積させることにより、センサは酸素以外の種々の還元性ガス及び酸化性ガスに対しても敏感になる。このような非酸素ガスに対する応答Eは、気体の分圧の対数の増加に伴って直線的に増加又は減少するが、固定された雰囲気ガスに対するEの値は、使用される酸化物の種類及びサイズに依存して変化する。
【００３９】
センサは、エタノール、酢酸、メチルエチルケトン、ベンゼン、トルエン、及び、キシレンなどのサブｐｐｍレベルのVOCsを検出するように設計され得る。
【００４０】
本発明の空気清浄機では、この一般的なタイプの濃縮セルセンサを用いて、気体フィルタを通過する前後の空気の汚染物質濃度差を検出し、これを用いてフィルタ寿命を推定する。これは、気体フィルタの寿命をその場で検出するための信頼性のある低コストの解決策を提供する。
【００４１】
図２は、空気フィルタの一般的な構成を示している。
【００４２】
気体フィルタ２２を含む主空気流路２０がある。供給分岐２４は、主流路の入口側から第１の側流路を形成し、濃度センサ２６の一方の側に通じている。戻り分岐２８は、主流路の出口側から第２の側方チャネルを形成し、濃度センサ２６の他方の側に通じている。供給分岐及び戻り分岐は、気体フィルタ２２を通過する前後で、濃縮セルセンサ２６の電解質の両側に空気を流す。従って、濃縮セル２６は、一方の側でフィルタリングされた空気に曝され、他方の側でフィルタリングされていない空気に曝される。異なる側が有する。
【００４３】
センサ２６によって得られた差異情報を校正に使用するための初期汚染物質濃度値を提供するように構成された校正モジュールとして機能する上流側センサ３０も示されている。以下に説明するように、これは幾つかの例で使用することができるが、校正モジュールの他の実装が可能な他の例では必要ない。
【００４４】
濃度セルセンサ２６は、電解質の２つの側における気体汚染物質の濃度差を電極電位Ｅに変換する。
【００４５】
制御ユニット３２は、センサ信号を処理する。例えば、検知された信号を閾値又は閾値のセットと比較して、気体フィルタ２２が有効であるかどうかを判断し、さらに気体フィルタ２２の寿命を評価するために使用することができる。
【００４６】
図３は、第１の例をより詳細に示している。供給分岐２４が第１の電極２５に通じ、戻り分岐２８が第２の電極２９に通じており、電極間には電解質３３が存在することを示している。電圧差は、比較器３４によって出力される。
【００４７】
図３に示されるように、この例では、揮発性有機化合物（TVOC）センサなどの追加センサ３０を利用する。これは、初期汚染物質濃度値を提供するために使用される。
【００４８】
次いで、気体フィルタ２２のワンパス効率は、（ｉ）第１の電極と第２の電極との間の差信号（即ち、信号Ｅに基づく濃度差）と、センサ３０によって測定されるような初期汚染物質濃度値との比から導出され得る。
【００４９】
センサ２６は、電解質３３によって分離された２つの電極２５，２９を有しており、公知の酸素濃度センサと同様に機能する構造を有する。追加のTVOCセンサ３０は、上流の汚染物質濃度をチェックするために使用される。
【００５０】
２つの電極が同じ電解質を使用するので、２つのTVOCセンサ（一方は上流側、他方は下流側）の使用に基づく方法と比較して、濃度センサによって測定された第１及び第２電極間の差信号はより信頼できる。上流及び下流の濃度及びそれらの差を測定するために２つのセンサが代わりに使用される場合、現在のTVOCセンサ技術によって制限されるセンサ間ばらつき及びセンサドリフトのために、測定濃度及び差は信頼性がない。
【００５１】
同様の理由から、センサ３０を用いた上流濃度測定は、高精度であるとは予想されず、これは導出されたワンパス効率が同じ不正確さを被ることを意味する。しかしながら、設計はそれにもかかわらず、フィルタの寿命を定性的に決定することを可能にする。濃縮セルセンサの第１の電極と第２の電極との間の差信号が所定の閾値よりも低い場合、追加センサ３０の読み取り値が別の所定の閾値よりも低いかどうかについてさらに検査することができる。これは、空気が非常にきれいであり、したがって差信号を非常に小さくする状況を排除するために行なわれ得る。差信号が閾値未満であるが、追加センサ３０が汚染物質濃度が高いことを示す場合、フィルタはその寿命の終わりに達したと判断することができる。
【００５２】
図４は、上流側の追加センサ３０を必要としない第２の例を示している。
【００５３】
気体フィルタ２２を通過する前後の空気は、再び濃縮セルセンサ２６の２つの電極面２５，２９に導かれる。さらに、封止された密閉チャンバ４２内の空気に曝される参照電極４０がある。これは、汚染物質レベルがゼロの清浄な空気、又は、ゼロに近い汚染物質レベルである。
【００５４】
参照電極４０は、気体フィルタの下流側に配置されているが、第２電極２９とは電気的に絶縁されており、濃度センサの下流側に２つの電極が設けられている。従って、電解質は、第１の（上流）電極と第２の（下流）電極との間だけでなく、第１の（上流）電極と基準電極との間にも延びている。このようにして、第１の電極と第２の電極との間の差信号から気体フィルタの両側の汚染物質濃度差が導き出され、上流側空気流の（絶対）汚染物質濃度は、第１の電極と参照電極との間の差分信号から導出される。両方の濃度測定は、同じ電解質３３及び同じ電極材料及び同じ厚さを使用する。
【００５５】
気体フィルタのワンパス効率は、フィルタを通る１回の通過に基づいてフィルタが除去できる汚染物質の割合を表す。この例において、ワンパス効率は、（ｉ）第１の電極２５と第２の電極２９との間の差信号と、（ｉｉ）第１の電極２５と参照電極４０との間の差信号との比から得られる。
【００５６】
濃度セルセンサは、このため、３つの電極を持つ。濃度センサによって測定されるような差信号（一方は第１の電極と第２の電極との間、他方は第１の電極と参照電極との間）は両方とも信頼できるものである。さらに、これら２つのデルタ信号から得られるワンパス効率は、差信号間の比を計算することによって得られるスカラ値を用いても信頼できる。従って、この場合の濃度センサは、定量的且つ確実にフィルタ寿命を検出することができる。
【００５７】
校正を可能にするために追加センサ３０又は３電極設計を用いる代わりに、空気清浄機は、初期空気汚染濃度レベルについてのユーザ入力を受けるためのインタフェースを含んでもよい、又は、インターネットなどの外部データ源から初期空気汚染濃度レベルを自動的に取得するための通信モジュールがあってもよい。
【００５８】
空気清浄機の清浄空気送達レートは、空気清浄機の空気流と共にワンパス効率に基づいてプロセッサによって導き出すこともできる。フィルタ寿命は、ワンパス効率又は清浄空気送達レートのいずれかの劣化を分析することによって評価することができる。例えば、ワンパス効率が閾値を下回る場合、気体フィルタは寿命が終わったと判定されてもよい。さもなければ、現在のワンパス効率と閾値とを比較することによって、気体フィルタの残りの使用時間を推定することができる。
【００５９】
このフィルタ寿命検出方法は、気体フィルタを通過する前後のVOCの濃度差を調べることに基づいており、一般に実験室で行なわれるクリーンエアデリバリレート（CADR）劣化チェックと同等である。従って、本方法は本質的に信頼性があり、さらに、リアルタイム且つ低コストで１つのセンサを有する空気清浄機用途の現場検出方法を提供する。
【００６０】
一例として、既知のジルコニア系固体電解質濃縮セルセンサを用いて、４００℃及び１ｐｐｍで、幾つかの揮発性有機化合物（VOCs；酢酸、メチルエチルケトン（MEK）、エタノール、ベンゼン、トルエン、o-キシレン、及び、p-キシレン）を検出することができる。
【００６１】
図５は、既知のセンサ構造及び応答挙動を示している。
【００６２】
このセンサは、８mol％のY2O3で安定化されたZrO2である8YSZ電解質などのPt電極５０及びイットリア安定化ジルコニア電解質５２を有する。試験ガスの流れは矢印５４で表され、基準ガスの流れは矢印５６で表される。
【００６３】
この差電圧は、様々な異なるVOCの1ppmの導入に対応してグラフに示されている。
【００６４】
図６は、代替の既知のセンサ構造及び応答挙動を示している。被試験ガスに面する電極は、Pt電極表面を改質するためのAuコーティング６０を有する。電極電位差は、２つの異なる標的気体（エタノール及びトルエン）のVOC濃度に依存して示されている。
【００６５】
異なる濃度の場合、信号はVOC濃度の対数で線形に変化する。
【００６６】
これらは、可能なセンサ材料の単なる例である。種々の気体種のセンサは、電解質及び電極として適切な材料を用いることによって設計することができる。固体電解質型燃料電池（SOFC）、センサ、酸素発生器、天然ガス、及び、電気分解装置の電気化学変換器などの高温電気化学デバイスには、酸素イオン又は混合イオン伝導性を有する多くの異なる材料が広く使用されている。これらの構造は、濃度セルセンサを形成するために潜在的に使用される可能性がある。
【００６７】
図７は、気体フィルタの状態に関する情報を決定するための空気フィルタリング方法を示している。
【００６８】
ステップ７０において、特定の気体フィルタを使用して、上流側空気流と下流側空気流との間に気体フィルタリングが提供される。
【００６９】
ステップ７２では、第１の電極と第２の電極とからなる濃度センサを用いて上流側と下流側のターゲットの濃度差を測定する。ここで、第１の電極は上流側空気流に、第２の電極は下流側空気流に露出されている。上流側空気流は、フィルタリングされていない空気又は周囲空気である。下流側空気流は、特定の気体フィルタによってフィルタリングされた空気である。
【００７０】
ステップ７４において、校正が実行される。上記の第１の例では、この校正は、上流側空気流に露出される追加センサを用いることを含む。上記の第２の例では、校正は、閉じ込められた気体容積に露出された濃度センサの参照電極と上流側との間の濃度差測定を更に含む。
【００７１】
ステップ７６において、濃度差及び校正測定が、気体フィルタの状態に関する情報を決定するために処理される。
【００７２】
上記情報は、例えば、気体フィルタが寿命に達したとの助言、又は、特定の気体フィルタの残存使用時間を有していてもよい。この情報は、ステップ７８において、ユーザに出力される。
【００７３】
校正ステップ７４は、必須ではない。気体フィルタの状態に関する情報を決定するステップは、濃度差のみに基づいて実行されてもよい。しかしながら、校正ステップ７４の追加は、気体フィルタの状態のより正確な決定をもたらす。
【００７４】
気体フィルタは、上流側と下流側との間の濃度差に関する出力信号が閾値未満である場合に、寿命に達したと決定され得る。上記情報は、追加的に、又は、代替的に、気体フィルタのワンパス効率及び／又は空気清浄機の清浄空気送達レートを有していてもよい。
【００７５】
本発明は、空気清浄機又はエアクリーナ、他の空気感知／浄化システム、並びに、新しい又は新鮮な空気送達システムにとって興味深い。
【００７６】
開示された実施形態に対する他の変更が、図面、開示、及び、添付の特許請求の範囲の研究から、クレームされた考案を実施する上で、当業者によって理解され、達成され得る。特許請求の範囲において、「有する」という単語は他の要素又はステップを排除するものではなく、単数表現は、複数の存在を除外しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。特許請求の範囲における参照符号は、その範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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