JP2015197392A - 電源を兼ね備えた液体有無検出機器及びそれを備えた空気改良機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易、且つ、コンパクトな構成を有すると共に、効率の高い液体有無検出機器及びそれを備えた空気改良機器を提供する。【解決手段】液体有無検出機器は、空気マグネシウム電池20と、この発電電力を消費する電気的負荷40とを備え、空気マグネシウム電池20は、正極と、負極と、これらの間に配置する保液部と、この保液部から液体11の有無の検出ポイントLLowに延出する吸液部とを有し、検出ポイントLLowに液体11がある時、吸液部が液体11に濡れ、保液部に液体11が電解液として保持されることによって、空気マグネシウム電池20が作動し、電源を兼ね備える。空気改良機器は、このような電源を兼ね備えた液体有無検出機器を備えると共に、機器本体1と、この内に取り外し可能に装着する空気改良剤10とを備える。【選択図】図1
Description
本発明は、水を始めとして液体の有無を検出する液体有無検出機器及びそれを備えた空気改良機器に関するものである。
従来、液体の有無を検出する液面センサや漏液センサ等の液体センサには様々な検出方式のものが知られている。例えば、接触型では静電容量式や電気抵抗式等があり、非接触型では超音波式や光学式等があるものの、いずれも、検出ポイントに液体がある時の状態と、ない時の状態との電気的な違いを捉え、液体の有無を電気的に検出するものであり、電源から供給された電力を消費する電気的負荷であった。
このような液体センサを備えた空気改良機器として、例えば、特許文献1には、使用者が室内で快適に過すことができるように、容器内に貯蔵された芳香液を室内に気化放出する電池式又はコンセント式の蒸散器が開示されている。この蒸散器では、容器内の芳香液がなくなると芳香効果を失うが、容器はケーシング内に収容されて外部から見ることができないため、残量センサを備え、容器内の芳香液の残量が少なくなったことを発光ダイオードからなるランプを用いて使用者に知らせるようになされている。
ところで、前記蒸散器は、容器内に細管が挿入され、細管に芳香液を含浸させて毛細管現象により吸い上げ、吸い上げた芳香液をヒータで気化し、ファンからの気流に乗せて室内に放出するものであるが、芳香液と、芳香液を収容する容器と、容器内に挿入され芳香液を含浸させて毛細管現象により吸い上げる吸上芯からなり、吸上芯の上端部に吸い上げた芳香液を揮散させる芳香剤(簡易型芳香器)が知られている。このような電源を必要としない芳香剤では、電気的負荷である残量センサやランプに代えて、外観上の設計自由度を犠牲にしても、使用者が目視で容器内の芳香液の残量を確認できるように、容器及びそれに被着される印刷フィルム等に透光性のものを用い、さらには芳香液に視認性をよくするため着色することがなされている。
乾電池(マンガン乾電池やアルカリ乾電池)は高温環境化では保管時(停止時)の自己放電が進み容量が減少し、またリチュウム電池はリチウムが水と激しく反応し使用済みの電池の廃棄には十分な配慮が必要となる。
液体有無検出機器において、従来の液体センサを備える限り、電源を必要とし、そのことが、液体有無検出機器をより簡易、且つ、コンパクトな構成とすると共に、より効率の高いものにする上で、大きな障害となっていた。
液体有無検出機器において、従来の液体センサを備える限り、電源を必要とし、そのことが、液体有無検出機器をより簡易、且つ、コンパクトな構成とすると共に、より効率の高いものにする上で、大きな障害となっていた。
本発明の目的は、簡易、且つ、コンパクトな構成を有すると共に、効率の高い液体有無検出機器及びそれを備えた空気改良機器を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器は、空気マグネシウム電池と、この空気マグネシウム電池の発電電力を消費する電気的負荷とを備え、前記空気マグネシウム電池は、正極と、負極と、これらの間に配置する保液部と、この保液部から液体の有無の検出ポイントに延出する吸液部とを有し、前記検出ポイントに前記液体がある時、前記吸液部が前記液体に濡れ、前記保液部に前記液体が電解液として保持されることによって、前記空気マグネシウム電池が作動することを特徴とする。
本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器の好ましい態様として、前記液体が容器内に収容され、この容器内に収容された前記液体の有無を検出する。
本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器の好ましい態様として、前記液体が容器内に収容され、この容器内に収容された前記液体の有無を検出する。
本発明に係る空気改良機器は、前記本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器を備えると共に、機器本体と、この機器本体内に取り外し可能に装着する空気改良剤とを備え、この空気改良剤は、空気改良液と、上部に開口を有し、前記空気改良液を収容する容器本体と、この容器本体内に前記開口から挿入され、前記空気改良液を含浸させて毛細管現象により吸い上げる吸液芯と、この吸液芯を中心部に挿通保持し、前記容器本体の前記開口部に取り付けられて前記開口を閉じた時、前記吸液芯を前記容器本体内に挿入保持する絶縁性材料からなる取り外し可能な蓋体とを有し、前記空気マグネシウム電池は、前記保液部の内側に前記正極が位置し、前記保液部の外側に前記負極が位置する筒状であって、前記吸液芯が挿通可能な吸液芯挿通孔を形成する筒状をなし、この空気マグネシウム電池が前記蓋体に搭載されて、前記蓋体から上方へ突出した前記吸液芯の周囲に配置され、前記吸液部が前記吸液芯の外側で前記蓋体に設けられた吸液部挿通孔に挿通されて、前記容器本体内の前記検出ポイントに延出され、前記電気的負荷は、前記機器本体に搭載され、前記空気改良剤を前記機器本体内に装着した時、前記空気マグネシウム電池と電気的に接続されることを特徴とする。
本発明に係る空気改良機器の好ましい態様の一つとして、前記吸液部は筒状をなし、前記吸液部挿通孔はリング状をなし、前記蓋体には前記容器本体内に前記開口から挿入される芯部を一体に形成し、この芯部は、前記蓋体の前記吸液部挿通孔より内側の下面から垂下し、前記吸液部挿通孔の周方向に沿って所定の間隔を置いて配置する複数の内側縦桟部と、前記吸液部挿通孔より外側の下面から垂下し、前記吸液部挿通孔の周方向に沿って所定の間隔を置いて配置する複数の外側縦桟部と、前記内側縦桟部と前記外側縦桟部の下端同士を連結する連結部からなり、リング状をなす前記吸液部挿通孔によって分離された前記蓋体の前記吸液部挿通孔より内側部と外側部とを一体化し、前記蓋体を一体構造となし、筒状をなす前記吸液部をリング状をなす前記吸液部挿通孔から前記内側縦桟部と前記外側縦桟部との間に受け入れて、前記吸液芯の周囲に配置する。
本発明に係る空気改良機器の好ましい態様の一つとして、前記連結部の中心部には前記吸液芯を挿通可能な下部吸液芯挿通孔を設け、この連結部を前記容器本体内の底面から離反した高さ位置に配置し、前記吸液芯は前記下部吸液芯挿通孔に挿通させて前記容器本体内の底面に接触させ、前記吸液部の下端は前記連結部に当接する。
本発明に係る空気改良機器の好ましい態様の一つとして、前記空気マグネシウム電池には、吸液部引き出し口と、前記正極への空気取り込み口とを有し、前記正極と前記負極と前記保液部とを収容する絶縁性材料からなる電極ケースを設け、この電極ケースは、上ケースと下ケースからなり、上ケースは、電極ケース天壁部と、電極ケース上部内側壁部と、電極ケース上部外側壁部とを一体に形成し、前記電極ケース天壁部は、リング状をなし、前記正極と前記負極と前記保液部との上面を覆い、前記電極ケース上部内側壁部は、前記電極ケース天壁部の内周縁部から前記負極の内周面に沿って垂下され筒状をなし、前記負極の内周面上部を覆い、前記電極ケース上部外側壁部は、前記電極ケース天壁部の外周縁部から前記正極の外周面に沿って垂下され筒状をなし、前記正極の外周面上部を覆い、前記下ケースは、電極ケース底壁部と、電極ケース下部内側壁部と、電極ケース下部外側壁部とを、前記蓋体に一体に形成し、前記電極ケース底壁部は、前記正極と前記負極との下面と対向する前記蓋体の一部からなり、前記正極と前記負極との下面とを覆い、かつ、前記吸液部挿通孔を前記吸液部引き出し口として有し、前記電極ケース下部内側壁部は、前記電極ケース底壁部の内周縁部から前記負極の内周面に沿って立ち上げられ筒状をなし、前記負極の内周面下部を覆い、前記電極ケース下部外側壁部は、前記電極ケース底壁部の外周縁部から前記正極の外周面に沿って立ち上げられ筒状をなし、前記正極の外周面下部を覆い、前記上ケースと前記下ケースとは、前記電極ケース上部内側壁部の下端と前記電極ケース下部内側壁部の上端とを突き合わせた状態、かつ、前記電極ケース上部外側壁部の下端と電極ケース下部外側壁部の上端とを突き合わせた状態で一体化され、前記電極ケースは、前記電極ケース上部内側壁部及び前記電極ケース下部内側壁部の内側に前記吸液芯を挿通保持し、前記電極ケース上部外側壁部及び前記電極ケース下部外側壁部の一方又は両方に跨って前記空気取り込み口を周方向に所定の間隔を置いて複数設ける。
本発明に係る空気改良機器の好ましい態様の一つとして、前記上ケースには、一端側が前記正極に接触した状態、かつ、他端側が前記上ケースの上面に露出した状態で固定された正極端子と、一端側が前記負極に接触した状態、かつ、他端側が前記上ケースの上面に露出した状態で固定された負極端子とが設けられ、前記機器本体には、前記空気改良剤を前記機器本体内に装着した時、前記正極端子に弾性的に接触する正極接続端子、及び、前記負極端子に弾性的に接触する負極接続端子と、前記正極接続端子及び前記負極接続端子と前記電気的負荷とがそれぞれ電気的に接続された制御基板とを設ける。
本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器によれば、検出ポイントに液体がある時、空気マグネシウム電池が作動(発電)し、検出ポイントに液体がない時、空気マグネシウム電池が停止することから、空気マグネシウム電池によって検出ポイントに液体がある時の状態と、ない時の状態との電気的な違いを捉え、液体の有無を電気的に検出することができる。即ち、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器によれば、自己発電機能(空気マグネシウム電池)を有し、自己発電電力の供給及び停止によって液体の有無を電気的に検出することができ、外部電源を必要としない簡易、且つ、コンパクトな構成を有すると共に、効率の高い液体有無検出機器を提供することができる。
また、空気マグネシウム電池を使用するので、高温環境下でも使用できる。一般ゴミとして廃棄できる。
また、空気マグネシウム電池を使用するので、高温環境下でも使用できる。一般ゴミとして廃棄できる。
また、本発明に係る空気改良機器によれば、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器を備え、液体有無検出機器について、外部電源を必要としないことから、その分、簡易、且つ、コンパクトな構成を有すると共に、効率の高い空気改良機器を提供することができる。
さらに、容器本体に空気マグネシウム電池を搭載すると、吸液芯とは別に空気マグネシウム電池を単独で容器本体にセットする必要があるのに対し、本発明に係る空気改良機器によれば、蓋体に空気マグネシウム電池が搭載されることから、容器本体の開口を蓋体で閉じて吸液芯を容器本体にセットすると、空気マグネシウム電池も自動的に容器本体にセットされ、液体有無検出機器を備えても空気改良剤を容易に組み立てることができる。しかも、本発明に係る空気改良機器によれば、電気的負荷は、機器本体に搭載されるものの、空気改良剤を機器本体内に装着した時、空気マグネシウム電池と電気的に接続されることから、空気改良剤を機器本体内に装着して空気改良機器を組み立てると、液体有無検出機器も自動的に構成され、液体有無検出機器を備えても空気改良機器を容易に組み立てることができる。また、容器本体に空気マグネシウム電池を搭載すると、吸液部を容器本体内の検出ポイントに延出するために、容器本体にその上部の開口とは別に吸液部挿通孔を設ける必要があると共に、この吸液部挿通孔からの漏れ止めを施したとしても、使用時に漏れるおそれがあるのに対し、本発明に係る空気改良機器によれば、蓋体に空気マグネシウム電池が搭載され、吸液部が吸液芯の外側で蓋体に設けられた吸液部挿通孔に挿通されて、容器本体内の検出ポイントに延出されることから、容器本体にその上部の開口とは別に吸液部挿通孔を設けたり、この吸液部挿通孔からの漏れ止めを施す必要がなく、使用時に漏れを発生することをなくすことができる。また、容器本体の上部の開口部に取り付ける蓋体に空気マグネシウム電池が搭載されることから、検出ポイントと空気マグネシウム電池との高低差を稼ぎ、検出ポイントに空気改良液がある状態からなくなった時の保液部からの空気改良液の抜き取り及び保液部の乾燥が短時間で行え、液体有無検出機器の応答性を向上することができる。
以下、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器を具体例を挙げて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器の実施例1を示す空気改良機器の全体構成図である。空気改良機器は、機器本体1と、この機器本体1内に取り外し可能に装着する空気改良剤10とを備える。
機器本体1は、絶縁性合成樹脂からなる機器筐体2を有し、この機器筐体2内に空気改良剤10を取り外し可能に装着する。
機器筐体2は、外形が天付き筒状をなし、機器筐体2の底面に空気改良剤挿入口2aが形成され、空気改良剤挿入口2aの奥側(機器筐体2の内側)に空気改良剤収容部2bが形成される。また、空気改良剤収容部2bにて空気改良剤10の上下方向の位置決めを行うため、空気改良剤収容部2bの周側壁(機器筐体2の内側壁面の上下中間部)に複数の上側位置決め突起2cが周方向に所定の間隔を置いて形成され、空気改良剤挿入口2aの縁部(機器筐体2の内側壁面の下端部)に複数の下側位置決め突起2dが周方向に所定の間隔を置いて形成される。また、機器筐体2の天壁部の中心部に空気改良剤10の放散口2eが形成される。また、空気改良剤10の周方向の位置決めを行うため、空気改良剤挿入口2aの縁部の複数箇所からそれぞれ空気改良剤収容部2bの周側壁に連続して延びる図示しない凹部(キー溝)が形成される。
空気改良剤10は、空気改良液11と、上部に開口12aを有し、空気改良液11を収容する容器本体12と、この容器本体12内に開口12aから挿入され、空気改良液11を含浸させて毛細管現象により吸い上げる吸液芯13と、この吸液芯13を中心部に挿通保持し、容器本体12の開口12a部に取り付けられて開口12aを閉じた時、吸液芯13を容器本体12内に挿入保持する絶縁性合成樹脂からなる取り外し可能な蓋体14とを有し、蓋体14から上方へ突出した吸液芯13の上端部13aから空気改良液11を揮散させるようになされている。また、吸液芯13の下端部13bは、容器本体12内の底面12bに接触させ、容器本体12内の空気改良液11を使い切ることができようになされている。
空気改良剤10の空気改良液11としては、例えば、芳香、消臭、脱臭、防虫、殺虫、防カビ、除菌、ウイルス除去、除塵、加湿等の空気改良機器の用途に応じた薬液や水等の液体が用いられるが、この空気改良液11は導電性を有する。容器本体12としては、胴部より小径な円筒状の開口12aを有する絶縁性合成樹脂製又は絶縁性ガラス製のボトルが用いられる。また、空気改良剤10の周方向の位置決めを行うため、機器筐体2側の図示しない凹部の嵌合相手である図示しない凸部(キー)が容器本体12の胴部外周面に形成される。蓋体14としては、容器本体12の開口12a部にねじで固定される絶縁性合成樹脂製のキャップが用いられる。吸液芯13は、例えば、天然繊維や合成繊維、ガラス繊維等、空気改良液11を含浸させて毛細管現象により吸い上げることができる素材からなり、細長い丸棒状をなす。
空気改良剤10は、製造工場にて容器本体12に空気改良液11が充填さられた時点で、使用時まで空気改良液11を揮散させないように、容器本体12の開口12a部には、開口12aを閉じるだけの絶縁合成樹脂製の図示しない単なる蓋体(キャップ)がねじ等で取り付けられる。この単なる蓋体は使用時に取り外され、吸液芯13付きの蓋体14が容器本体12の開口12部にねじ等で取り付けられ、吸液芯13の上端部13aから空気改良液11を揮散可能に、図1に示す使用状態に組み立ててられる。なお、使用状態に組み立てた空気改良剤10は、それ単体でも使うことができるものである。
以上の構成において空気改良機器は、空気改良剤10を、使用状態に組み立てた後、吸液芯13の上端部13aから機器筐体2の空気改良剤挿入口2aに挿入し、容器本体12の肩部を下側位置決め突起2dに下側から当接した状態で、さらに押し込むこれにより、空気改良剤10が、容器本体12の肩部で下側位置決め突起2dを弾性変形させ、下側位置決め突起2dを容器本体12の胴部外側に押し退けながら、容器本体12の肩部が上側位置決め突起2cに当接し、それ以上挿入することができない完全挿入位置まで機器筐体2の空気改良剤収容部2bに挿入装着され、図1に示す使用状態に組み立てられる。
空気改良機器は、使用状態に組み立てた時、下側位置決め突起2dが、容器本体12の通過により弾性復帰し、容器本体12の底面12bの外周縁部に下側から係合することにより、空気改良剤10の抜け止めを行い、かつ、上側位置決め突起2cと下側位置決め突起2dとが、これらの間に容器本体12の胴部を挟み、空気改良剤10の上下方向の位置決めを行い、かつ、機器筐体2側の図示しな凹部と容器本体12側の図示しない凸部との嵌合により、空気改良剤10の周方向の位置決めを行い、かつ、吸液芯13の上端部13aが機器筐体2の放散口2eに挿入された状態で、機器筐体2の空気改良剤収容部2b、即ち、機器本体1内に装着される。
そして、例えば、消臭芳香用の空気改良剤10を機器本体1内に装着し、使用状態に組み立てた空気改良機器(消臭芳香器)を室内等の水平な面に載置して使用した場合、この空気改良機器は、吸液芯13に含浸させた消臭芳香用の空気改良液11を、毛細管現象により吸液芯13の上端部に吸い上げ、吸液芯13の上端部から揮散させ、消臭芳香成分を機器筐体2の放散口2eから室内に放散し、消臭芳香効果を得られる。ここで、容器本体12内の空気改良液11がなくなると、消臭芳香効果を失うが、使用済みの空気改良剤10を機器筐体2の空気改良剤挿入口2aから抜き取り、容器本体12内に空気改良液11が収容された新しい消臭芳香用の空気改良剤10と交換することで、再び消臭芳香効果を得られる。
而して、空気改良機器は、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器を備える。本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器は、空気マグネシウム電池20と、この空気マグネシウム電池20の発電電力を消費する電気的負荷40とを備え、空気マグネシウム電池20は、正極21と、負極22と、これらの間に配置する保液部23と、この保液部23から液体の有無の検出ポイントに延出する吸液部24とを有し、検出ポイントに液体がある時、吸液部24が液体に濡れ、保液部23に液体が電解液として保持されることによって、空気マグネシウム電池20が作動し、電気的負荷40を動作させる一方、検出ポイントに液体がない時、保液部23が乾燥状態に保持されることによって、空気マグネシウム電池20が停止し、電気的負荷40を停止させるものである。
図2は、空気マグネシウム電池20の断面側面図、図3は、空気マグネシウム電池20の半断面平面図である。空気マグネシウム電池20は、前述したとおり、正極21と、負極22と、保液部23と、吸液部24とを有する。負極22は、マグネシウム又はマグネシウム合金からなり、空気マグネシウム電池20の一方の端部に配置される。検出ポイントに液体がある時、吸液部24が液体に濡れ、保液部23に液体が電解液として保持されることによって、マグネシウムが電解液とした液体に溶出し(2Mg→2Mg2+4e-)、マグネシウムイオンを発生させる。
保液部23は、一般にセパレータと呼ばれ、正極21と負極22の間に配置され、短絡を防止すると共に、電解液としての液体を含浸させ、保持する保液機能及び毛細管機能を有する。保液部23としては、例えば、天然繊維や合成繊維、ガラス繊維等を主成分とする布、不織布、ろ紙等を用いることができるが、絶縁性、保液機能及び毛細管機能を有する素材であれば特にこれに限定されない。この点は、前述した吸液芯13及び後述する吸液部の素材についても同じである。
電解液は、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器が有無を検出すべき液体である。
正極21は、酸素吸着体21a及び正極集電体21bからなる。
酸素吸着体21aは、保液部23に密着し、多孔質性を有する。酸素吸着体21aは、正極としての空気中の酸素を吸着する。酸素吸着体21aは、多孔質体の空隙に活性炭のような酸素吸着物質を有するもであってもよいし、酸素吸着体21a自体が活性炭の炭素繊維であってもよい。酸素吸着物質を保持する多孔質体には、不織布等が挙げられる。検出ポイントに液体がある時、吸液部24が液体に濡れ、保液部23に液体が電解液として保持されることによって、酸素吸着体21aにも電解液としての液体が含浸する。その時、酸素吸着体21aは、正極21として空気中の酸素を吸着し、還元することで電解液としての液体中に水酸化物イオンを発生させる(O2+2H2O+4e-→4OH-)。
正極集電体21bは、空気マグネシウム電池20の他方の端部に配置される。正極集電体21bは、通気性を有する。正極集電体21bは、導電体で形成され、酸素吸着体21aに接続されており、酸素吸着体21aへ電子を供給する。正極集電体21bには、例えば、銅網のような通気性を有する金属網を用いることができる。空気マグネシウム電池20は、一方の端部から他方の端部に、負極21b、保液部23、酸素吸着体21a、正極集電体21bの順で積層し互いに密着する。
吸液部24は、空気マグネシウム電池20を電源として利用するだけでなく、自己発電機能を有する液体センサ検知部として液体の有無を検出できるようにする。要するに、空気マグネシウム電池20を液体センサ化する。吸液部24は、保液部23から液体の有無の検出ポイントに延出し、検出ポイントに液体がある時、液体に濡れ、保液部23に液体が電解液として保持させることよって、空気マグネシウム電池20を作動し、検出ポイントに液体がない時、保液部23を乾燥状態に保持することによって、空気マグネシウム電池20を停止する。吸液部24は、保液部23と同一又は別の素材で別体に設け、吸液部24の一方の端部と保液部23とを接続したものであってもよいが、液体の流通性や空気マグネシウム電池20の生産性を考慮すると、保液部23に一体に形成する方が好ましい。
以上の構成を有する空気マグネシウム電池20では、四角形、円形、シート状、板形状、箱状、軸状、筒状等の任意の形状に設定することができると共に、剛性やフレキシブル性も任意に設定することができ、空気改良機器の他あらゆる製品に利用可能である。
また、乾電池(マンガン乾電池やアルカリ乾電池)は高温環境化では停止時の自己放電が進み容量が減少し、リチュウム電池はリチウムが水と激しく反応し使用済みの電池の廃棄には十分な配慮が必要となる。しかし、空気マグネシウム電池20を使用するので、高温環境下でも使用できる。また、一般ゴミとして廃棄できる。
また、乾電池(マンガン乾電池やアルカリ乾電池)は高温環境化では停止時の自己放電が進み容量が減少し、リチュウム電池はリチウムが水と激しく反応し使用済みの電池の廃棄には十分な配慮が必要となる。しかし、空気マグネシウム電池20を使用するので、高温環境下でも使用できる。また、一般ゴミとして廃棄できる。
以上の構成において本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器では、空気マグネシウム電池20は、検出ポイントに液体がある時、空気マグネシウム電池20が作動(発電)し、検出ポイントに液体がない時、空気マグネシウム電池20が停止することから、空気マグネシウム電池20によって検出ポイントに液体がある時の状態と、ない時の状態との電気的な違いを捉え、液体の有無を電気的に検出することができる。即ち、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器では、自己発電機能(空気マグネシウム電池20)を有し、自己発電電力の供給及び停止によって液体の有無を電気的に検出することができ、外部電源を必要としない簡易、且つ、コンパクトな構成を有すると共に、効率の高い液体有無検出機器となる。
次に、空気改良機器での本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器の具体的構成について説明する。図1乃至図3に示すように、空気改良機器では、空気マグネシウム電池20は、保液部23の内側に正極21が位置し、保液部23の外側に負極22が位置する筒状であって、吸液芯13が挿通可能な吸液芯挿通孔25を形成する筒状をなし、この空気マグネシウム電池20が蓋体14に搭載されて、蓋体14から上方へ突出した吸液芯13の周囲に配置され、吸液部24が吸液芯13の外側で蓋体14に設けられた吸液部挿通孔14aに挿通されて、容器本体12内の検出ポイントに延出され、電気的負荷40は、機器本体1に搭載され、空気改良剤10を機器本体1内に装着した時、空気マグネシウム電池20と電気的に接続されるようになされている。
ここで、空気改良機器では、容器本体12内の空気改良液11がなくなると空気改良効果を失うことから、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器では、空気改良液11の残量が少ないことを検出(大きくは「空検出」)する必要がある。このため、空気改良液11の残量が少なく、容器本体12内の底面12b近くにある液面レベルLLow(図1)が空気改良液11の有無を検出すべき検出ポイントとして設定され、吸液部24は、この下端部24aが検出ポイントLLowと略同じ高さに位置するように、容器本体12内に延出される。吸液部24としては、保液部23の下端部の一箇所から、例えば、線状や帯状で1本だけ延出するものであってもよく、保液部23の下端部の数箇所から、例えば、線状や帯状で数本延出するものであってもよい。吸液芯挿通孔25は、保液部23の吸液部延出箇所と対向する位置にて吸液部24の横断面形状と略同形状で設けられる。電気的負荷40としては、例えば、空気改良液11の残量が少ないことを使用者に知らせるためのLED(発光ダイオード)、このLEDと空気マグネシウム電池20とを電気的に接続し動作電圧を印加する制御基板の電子回路等を設けることができる。
そして、空気改良機器では、検出ポイントLLowに空気改良液11がある時、吸液部24の下端部24aが検出ポイントLLowより低位に位置することから、吸液部24が空気改良液11に濡れ、吸液部24に含浸させた空気改良液11を毛細管現象により吸液部13の上部に吸い上げる。さらには、吸液部13の上部に吸い上げられた空気改良液11を保液部23が毛細管現象により自身の中に吸い込み、保液部23に空気改良液11が電解液として保持される。これによって、空気マグネシウム電池20が作動(発電)し、例えば、制御基板の電子回路がLEDにその動作電圧を印加し、LEDを点灯させる。一方、空気改良液11の残量が少なくなり、空気改良液11の液面が検出ポイントLLowを下回ると、吸液部24の下端部24aが気中に露出することから、吸液部24及び保液部23に保持されていた空気改良液11が容器本体12内に戻され、保液部23が乾燥状態となる。これによって、空気マグネシウム電池20が停止し、LEDも消灯する。LEDが点灯している間は空気改良効果が継続していることを示す。LEDが消灯すると空気改良剤10の取替えサインとなる。
以上の構成を有する空気改良機器では、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器を備え、液体有無検出機器について、外部電源を必要としないことから、その分、簡易、且つ、コンパクトな構成を有すると共に、効率の高い空気改良機器となる。
さらに、容器本体12に空気マグネシウム電池20を搭載した場合、吸液芯13とは別に空気マグネシウム電池20を単独で容器本体12にセットする必要があるのに対し、空気改良機器では、蓋体14に空気マグネシウム電池20が搭載されることから、容器本体12の開口12aを蓋体14で閉じて吸液芯13を容器本体12にセットすると、空気マグネシウム電池20も自動的に容器本体12にセットされ、液体有無検出機器を備えても空気改良剤10を容易に組み立てることができる。しかも、空気改良機器では、電気的負荷40は、機器本体1に搭載されるものの、空気改良剤10を機器本体1内に装着した時、空気マグネシウム電池20と電気的に接続されることから、空気改良剤10を機器本体1内に装着して空気改良機器を使用状態に組み立てると、液体有無検出機器も自動的に構成され、液体有無検出機器を備えても空気改良機器を使用状態に容易に組み立てることができる。また、容器本体12に空気マグネシウム電池20を搭載した場合、吸液部24を容器本体12内の検出ポイントLLowに延出するために、容器本体12にその上部の開口12aとは別に吸液部挿通孔14aを設ける必要があると共に、この吸液部挿通孔14aからの漏れ止めを施したとしても、使用時に漏れるおそれがあるのに対し、空気改良機器では、蓋体14に空気マグネシウム電池20が搭載され、吸液部24が吸液芯13の外側で蓋体14に設けられた吸液部挿通孔14aに挿通されて、容器本体12内の検出ポイントLLowに延出されることから、容器本体12にその上部の開口12aとは別に吸液部挿通孔14aを設けたり、この吸液部挿通孔14aからの漏れ止めを施す必要がなく、使用時に漏れを発生することをなくすことができる。また、容器本体12の上部の開口12a部に取り付ける蓋体14に空気マグネシウム電池20が搭載されることから、検出ポイントLLowと空気マグネシウム電池20との高低差を稼ぎ、検出ポイントLLowに空気改良液11がある状態からなくなった時の保液部23からの空気改良液11の抜き取り及び保液部23の乾燥が短時間で行え、液体有無検出機器の応答性を向上することができる。
また、空気改良機器では、吸液部24は筒状をなし、吸液部挿通孔14aはリング状をなし、蓋体14には容器本体12内に開口12aから挿入される芯部15を一体に形成する。図4は、蓋体14の芯部15を示す断面平面図である。図1及び図4に示すように、この芯部15は、蓋体14の吸液部挿通孔14aより内側の下面から垂下し、吸液部挿通孔14aの周方向に沿って所定の間隔を置いて配置する複数の内側縦桟部16と、吸液部挿通孔14aより外側の下面から垂下し、吸液部挿通孔14aの周方向に沿って所定の間隔を置いて配置する複数の外側縦桟部17と、内側縦桟部16と外側縦桟部17の下端同士を連結する連結部18からなり、リング状をなす吸液部挿通孔14aによって分離された蓋体15の吸液部挿通孔14aより内側部と外側部とを一体化し、蓋体14を一体構造となし、筒状をなす吸液部24をリング状をなす吸液部挿通孔14aから内側縦桟部16と外側縦桟部17との間に受け入れて、吸液芯13の周囲に配置するようになれている。
以上の構成を有する空気改良機器では、使用時に水平面上に置かれた場合でも、傾斜面上に置かれた場合でも、実際に放散に供される有効空気改良液11は吸液芯13に接触している空気改良液11であるが、筒状をなす吸液部24を吸液芯13の周囲に配置することから、常に有効空気改良液11の有無を検出することがき、液体有無検出機器の精度を向上することができる。また、空気マグネシウム電池20の吸液部24を保液部23から下向きに真直ぐ有効検出ポイントLLowまで延出することができ、保液部23への空気改良液11の吸い上げ保持及び保液部23からの空気改良液11の抜き取りを短時間で行え、液体有無検出機器の応答性を向上することができる。
また、空気改良機器では、連結部18の中心部には吸液芯13を挿通可能な下部吸液芯挿通孔19を設け、この連結部18を容器本体12内の底面12bから離反した高さ位置に配置し、吸液芯13は下部吸液芯挿通孔19に挿通させて容器本体12内の底面12bに接触させ、吸液部24の下端部24aは連結部18に当接するようになされている。
以上の構成を有する空気改良機器では、吸液芯13は下部吸液芯挿通孔19に挿通させて容器本体12内の底面12bに接触させ、吸液部24の下端部24aは連結部18に当接することから、使用時に多少乱暴に取り扱われたとしても、吸液芯13及び吸液部24の曲がりや位置ずれを防止することができ、空気改良性能及び液体検出性能を維持することができる。
また、空気改良機器では、空気マグネシウム電池20には、吸液部引き出し口26と、正極21への空気取り込み口27とを有し、正極21と負極22と保液部23とを収容する絶縁性合成樹脂からなる電極ケース28を設け、この電極ケース28は、上ケース29と下ケース30からなり、上ケース29は、電極ケース天壁部29aと、電極ケース上部内側壁部29bと、電極ケース上部外側壁部29cとを一体に形成し、電極ケース天壁部29aは、リング状をなし、正極21と負極22と保液部23との上面を覆い、電極ケース上部内側壁部29bは、電極ケース天壁部29aの内周縁部から負極22の内周面に沿って垂下され筒状をなし、負極22の内周面上部を覆い、電極ケース上部外側壁部29cは、電極ケース天壁部29aの外周縁部から正極21の外周面に沿って垂下され筒状をなし、正極21の外周面上部を覆い、下ケース30は、電極ケース底壁部30aと、電極ケース下部内側壁部30bと、電極ケース下部外側壁部30cとを、蓋体14に一体に形成し、電極ケース底壁部30aは、正極21と負極22との下面と対向する蓋体14の一部からなり、正極21と負極22との下面とを覆い、かつ、吸液部挿通孔14aを吸液部引き出し口26として有し、電極ケース下部内側壁部30bは、電極ケース底壁部30aの内周縁部から負極22の内周面に沿って立ち上げられ筒状をなし、負極22の内周面下部を覆い、電極ケース下部外側壁部30cは、電極ケース底壁部30aの外周縁部から正極21の外周面に沿って立ち上げられ筒状をなし、正極21の外周面下部を覆い、上ケース29と下ケース30とは、電極ケース上部内側壁部29bの下端と電極ケース下部内側壁部30bの上端とを突き合わせた状態、かつ、電極ケース上部外側壁部29cの下端と電極ケース下部外側壁部30cの上端とを突き合わせた状態で一体化され、電極ケース28は、電極ケース上部内側壁部29b及び電極ケース下部内側壁部30bの内側に吸液芯13を挿通保持し、電極ケース上部外側壁部29c及び電極ケース下部外側壁部30cの一方又は両方に跨って空気取り込み口27を周方向に所定の間隔を置いて複数設けるようになされている。
以上の構成を有する空気改良機器では、空気マグネシウム電池20の電極ケース28を用いて吸液芯13と蓋体14と空気マグネシウム電池20とを一体化し、使用時に空気改良剤10を組み立てる時に一つの部品として取り扱え、製造コストを抑えながら、使用時の組み立て性の向上を図ることができる。
また、空気改良機器では、上ケース29には、一端側が正極21の集電体21bに接触した状態、かつ、他端側が上ケース29の上面に露出した状態で固定された正極端子31と、一端側が負極22に接触した状態、かつ、他端側が上ケース29の上面に露出した状態で固定された負極端子32とが設けられ、機器本体1には、空気改良剤10を機器本体1内に装着した時、正極端子31に弾性的に接触する正極接続端子33、及び、負極端子32に弾性的に接触する負極接続端子34と、正極接続端子33及び負極接続端子と電気的負荷40とがそれぞれ電気的に接続された制御基板35とを設けるようになされている。
ここで、正極接続端子33及び負極接続端子と電気的負荷40とは、それぞれ、制御基板35に対し直接半田付けされ(実装され)電気的に接続されたものであっても、機器筐体2に固定されリード線等で電気的に接続されたものであってもよい。
以上の構成を有する空気改良機器では、空気改良剤10を機器本体1内に装着した時、正極端子31と正極接続端子33、及び、負極端子32と負極接続端子34が、それぞれ、電気的に接続されることから、空気改良剤10を機器本体1内に装着して空気改良機器を使用状態に組み立てると、液体有無検出機器も自動的に構成され、液体有無検出機器を備えても空気改良機器を容易に使用状態に組み立てることができる。
図5は、実施例2を示す空気改良機器の全体構成図である。本実施例の空気改良機において、実施例1の空気改良機器と同じ構造には同一符号を付してある。
本実施例の空気改良機器は、噴霧ユニット50を備える。この噴霧ユニット50は、機器筐体2の放散口2eに取り付けられる。噴霧ユニット50は、複数のノズル孔を有する金属板を振動させ、その金属板、即ち、振動板の裏面側(下面側)に吸液芯13により供給された空気改良液11を、複数のノズル孔から振動板の表面側に噴霧し、空気改良成分を機器筐体2の放散口2eから室内に放散するものである。
而して、本実施例の空気改良機器は、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器を備え、噴霧ユニット50を制御基板35に電気的に接続し、空気マグネシウム電池20の発電電力を消費する電気的負荷の一つとし、検出ポイントLLowに空気改良液11がある時、吸液部24が空気改良液11に濡れ、保液部23に空気改良液11が電解液として保持されることによって、空気マグネシウム電池20が作動し、噴霧ユニット50を動作させる一方、検出ポイントLLowに空気改良液11がなくなると、保液部23が乾燥状態に保持され、空気マグネシウム電池20が停止するのに伴い、噴霧ユニット50を自動停止させるようになされている。省エネルギー化、空運転防止効果がある。
ここで、空気改良機器の中には、ヒータ、ファン用モータ、プラスイオンやマイナスイオン発生ユニット等の電気的負荷を備えるものもあるが、これらも噴霧ユニット50と同様に本発明に係る液体検知システムにより、動作及び自動停止させることができる。
実施例1及び2の空気改良機器に備えた本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器は、容器本体12内の空気改良液11の空検出を行うが、空気改良機器の中には、容器内の液体の満検出を行う必要があるものも存在する。例えば、除湿機器では、除湿液を容器内に貯留するので、除湿液が容器から溢れるのを防止するため容器内の除湿液の満検出を行う。この場合、除湿機器に本発明に係る液体検知システムを備え、空気マグネシウム電池の発電電力を消費する電気的負荷(LEDやブザー)を満検出するまで停止し、満検出時に自動的に動作させることができる。
次に、図6乃至図10を参照しながら本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器の他の使用例について、いくつか、説明する。
図6は、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器を備えたケトル60の概略説明図である。ケトル60の注ぎ口には、例えば、ロータリソレノイドを有する開閉蓋61が設けられる。そして、かかる液体有無検出機器は、空気マグネシウム電池20の吸液部24をケトル60内(検出ポイント)に延ばし、ケトル60内の液体(お茶等)62の有無を検出する。例えば、お茶が入っている時は、開閉蓋61が開いており、お茶がなくなると注ぎ口が閉じるようにする。これにより、ケトル60に触れずにケトル60内のお茶62の有無を把握することができる。
図7は、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器を備えた漏水センサ70の概略説明図である。漏水センサ70は、例えば、洗濯機71の排水チューブ72周りに置かれる。そして、かかる液体有無検出機器は、空気マグネシウム電池20の吸液部24を洗濯機71の排水チューブ72周りの床上に延ばし、排水チューブ72が破れて漏水が発生した時、ブザー音で警告する。これにより、床が水浸しになることを防ぐことができる。
図8は、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器を備えた雨濡れ防止機器80の概略説明図である。雨濡れ防止機器80は、モータ駆動の可動ルーフ81を備える。そして、かかる液体有無検出機器は、空気マグネシウム電池20の吸液部24を可動ルーフ81の上表面に延ばし、雨が降ってくると可動ルーフ81が物干し場の上に自動で出てきて、洗濯物が雨に濡れるのを防ぐことができ、外出時の天候急変対策に有効である。
図9は、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器を備えた止水機器90の概略説明図である。止水機器90は、***品91にソレノイド駆動の止水シャッター92を備える。そして、かかる液体有無検出機器は、空気マグネシウム電池20の吸液部24を検出ポイントに延出し、***品に不測の水が流れてきた時、止水シャッター92が閉じる。これにより、***品91の水損を防止することができる。
図10は、本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器を備えた長寿命漏水センサ100の概略説明図である。長寿命漏水センサ100は漏水したことを知らせるモジュールとして使用する。そして、かかる液体有無検出機器は、空気マグネシウム電池20の吸液部24をモジュールの外部に延出し、漏水が接触すると、何かを起動する電源となり、何かに対して漏水があったことを電気信号を発信し伝達する。水に濡れなければ反応自体が起こらないため、長時間交換する必要がない。
本発明に係る電源を兼ね備えた液体有無検出機器は、以上の使用例以外にも、様々な分野で使用することができる。例えば、海水、淡水等を検出して自己発電電力で点灯する釣り用電気浮き、灯篭流しの灯篭、水上イルミネーション、豪雨災害用の救助発信器等に、また、おむつの中に備えて大小便を検出すると自己発電電力で病院や老人ホーム等の管理センターと通信する使い捨ておむつ等に使用することができる。
1 機器本体
10 空気改良剤
11 空気改良液
12 容器本体
12a 開口
13 吸液芯
14 蓋体
14a 吸液部挿通孔
15 芯部
16 内側縦桟部
17 外側縦桟部
18 連結部
19 下部吸液部挿通孔
20 空気マグネシウム電池
21 正極
22 負極
23 保液部
24 吸液部
25 吸液芯挿通孔
26 吸液部引き出し口
27 空気取り込み口
28 電極ケース
29 上ケース
29a 電極ケース天壁部
29b 電極ケース上部内側壁部
29c 電極ケース上部外側壁部
30 下ケース
30a 電極ケース底壁部
30b 電極ケース下部内側壁部
30c 電極ケース下部外側壁部
31 正極端子
32 負極端子
33 正極接続端子
34 負極接続端子
35 制御基板
40 電気的負荷
LLow 検出ポイント
10 空気改良剤
11 空気改良液
12 容器本体
12a 開口
13 吸液芯
14 蓋体
14a 吸液部挿通孔
15 芯部
16 内側縦桟部
17 外側縦桟部
18 連結部
19 下部吸液部挿通孔
20 空気マグネシウム電池
21 正極
22 負極
23 保液部
24 吸液部
25 吸液芯挿通孔
26 吸液部引き出し口
27 空気取り込み口
28 電極ケース
29 上ケース
29a 電極ケース天壁部
29b 電極ケース上部内側壁部
29c 電極ケース上部外側壁部
30 下ケース
30a 電極ケース底壁部
30b 電極ケース下部内側壁部
30c 電極ケース下部外側壁部
31 正極端子
32 負極端子
33 正極接続端子
34 負極接続端子
35 制御基板
40 電気的負荷
LLow 検出ポイント
Claims (7)
- 空気マグネシウム電池と、この空気マグネシウム電池の発電電力を消費する電気的負荷とを備え、前記空気マグネシウム電池は、正極と、負極と、これらの間に配置する保液部と、この保液部から液体の有無の検出ポイントに延出する吸液部とを有し、前記検出ポイントに前記液体がある時、前記吸液部が前記液体に濡れ、前記保液部に前記液体が電解液として保持されることによって、前記空気マグネシウム電池が作動することを特徴とする電源を兼ね備えた液体有無検出機器。
- 前記液体が容器内に収容され、この容器内に収容された前記液体の有無を検出することを特徴とする請求項1記載の電源を兼ね備えた液体有無検出機器。
- 請求項1又は2に記載の電源を兼ね備えた液体有無検出機器を備えると共に、機器本体と、この機器本体内に取り外し可能に装着する空気改良剤とを備え、この空気改良剤は、空気改良液と、上部に開口を有し、前記空気改良液を収容する容器本体と、この容器本体内に前記開口から挿入され、前記空気改良液を含浸させて毛細管現象により吸い上げる吸液芯と、この吸液芯を中心部に挿通保持し、前記容器本体の前記開口部に取り付けられて前記開口を閉じた時、前記吸液芯を前記容器本体内に挿入保持する絶縁性材料からなる取り外し可能な蓋体とを有し、前記空気マグネシウム電池は、前記保液部の内側に前記正極が位置し、前記保液部の外側に前記負極が位置する筒状であって、前記吸液芯が挿通可能な吸液芯挿通孔を形成する筒状をなし、この空気マグネシウム電池が前記蓋体に搭載されて、前記蓋体から上方へ突出した前記吸液芯の周囲に配置され、前記吸液部が前記吸液芯の外側で前記蓋体に設けられた吸液部挿通孔に挿通されて、前記容器本体内の前記検出ポイントに延出され、前記電気的負荷は、前記機器本体に搭載され、前記空気改良剤を前記機器本体内に装着した時、前記空気マグネシウム電池と電気的に接続されることを特徴とする空気改良機器。
- 前記吸液部は筒状をなし、前記吸液部挿通孔はリング状をなし、前記蓋体には前記容器本体内に前記開口から挿入される芯部を一体に形成し、この芯部は、前記蓋体の前記吸液部挿通孔より内側の下面から垂下し、前記吸液部挿通孔の周方向に沿って所定の間隔を置いて配置する複数の内側縦桟部と、前記吸液部挿通孔より外側の下面から垂下し、前記吸液部挿通孔の周方向に沿って所定の間隔を置いて配置する複数の外側縦桟部と、前記内側縦桟部と前記外側縦桟部の下端同士を連結する連結部からなり、リング状をなす前記吸液部挿通孔によって分離された前記蓋体の前記吸液部挿通孔より内側部と外側部とを一体化し、前記蓋体を一体構造となし、筒状をなす前記吸液部をリング状をなす前記吸液部挿通孔から前記内側縦桟部と前記外側縦桟部との間に受け入れて、前記吸液芯の周囲に配置することを特徴とする請求項3に記載の空気改良機器。
- 前記連結部の中心部には前記吸液芯を挿通可能な下部吸液芯挿通孔を設け、この連結部を前記容器本体内の底面から離反した高さ位置に配置し、前記吸液芯は前記下部吸液芯挿通孔に挿通させて前記容器本体内の底面に接触させ、前記吸液部の下端は前記連結部に当接することを特徴とする請求項4に記載の空気改良機器。
- 前記空気マグネシウム電池には、吸液部引き出し口と、前記正極への空気取り込み口とを有し、前記正極と前記負極と前記保液部とを収容する絶縁性材料からなる電極ケースを設け、この電極ケースは、上ケースと下ケースからなり、上ケースは、電極ケース天壁部と、電極ケース上部内側壁部と、電極ケース上部外側壁部とを一体に形成し、前記電極ケース天壁部は、リング状をなし、前記正極と前記負極と前記保液部との上面を覆い、前記電極ケース上部内側壁部は、前記電極ケース天壁部の内周縁部から前記負極の内周面に沿って垂下され筒状をなし、前記負極の内周面上部を覆い、前記電極ケース上部外側壁部は、前記電極ケース天壁部の外周縁部から前記正極の外周面に沿って垂下され筒状をなし、前記正極の外周面上部を覆い、前記下ケースは、電極ケース底壁部と、電極ケース下部内側壁部と、電極ケース下部外側壁部とを、前記蓋体に一体に形成し、前記電極ケース底壁部は、前記正極と前記負極との下面と対向する前記蓋体の一部からなり、前記正極と前記負極との下面とを覆い、かつ、前記吸液部挿通孔を前記吸液部引き出し口として有し、前記電極ケース下部内側壁部は、前記電極ケース底壁部の内周縁部から前記負極の内周面に沿って立ち上げられ筒状をなし、前記負極の内周面下部を覆い、前記電極ケース下部外側壁部は、前記電極ケース底壁部の外周縁部から前記正極の外周面に沿って立ち上げられ筒状をなし、前記正極の外周面下部を覆い、前記上ケースと前記下ケースとは、前記電極ケース上部内側壁部の下端と前記電極ケース下部内側壁部の上端とを突き合わせた状態、かつ、前記電極ケース上部外側壁部の下端と電極ケース下部外側壁部の上端とを突き合わせた状態で一体化され、前記電極ケースは、前記電極ケース上部内側壁部及び前記電極ケース下部内側壁部の内側に前記吸液芯を挿通保持し、前記電極ケース上部外側壁部及び前記電極ケース下部外側壁部の一方又は両方に跨って前記空気取り込み口を周方向に所定の間隔を置いて複数設けることを特徴とする請求項5に記載の空気改良機器。
- 前記上ケースには、一端側が前記正極に接触した状態、かつ、他端側が前記上ケースの上面に露出した状態で固定された正極端子と、一端側が前記負極に接触した状態、かつ、他端側が前記上ケースの上面に露出した状態で固定された負極端子とが設けられ、前記機器本体には、前記空気改良剤を前記機器本体内に装着した時、前記正極端子に弾性的に接触する正極接続端子、及び、前記負極端子に弾性的に接触する負極接続端子と、前記正極接続端子及び前記負極接続端子と前記電気的負荷とがそれぞれ電気的に接続された制御基板とを設けることを特徴とする請求項6に記載の空気改良機器。
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