(57)【要約】【課題】  インフレンザウイルスやＳＡＲＳウイルスを補捉消滅させる空気浄化方法と装置を提供する。【解決手段】  一方に吸気口３、他方に排気口４を設け、内部を抗菌壁６とした密閉室２内に、吸気中に含まれた微細な塵埃、菌、カビ、水分を捕捉除去する高性能フィルター３，４と、殺菌用光触媒フィルター７と、光触媒励起用ランプ９とを設け、かつ吸気口３側または排気口４側には、密閉室２内に０．０１５〜０．０６ｃｍ／秒の緩速気流を起こさせる送風機１０及びダンパ１１を備えている。フィルターによる捕捉と光触媒の酸化作用で菌及びウイルスの宿主のいない空間を生成させたうえ、前記緩速気流中にウイルスを１．５秒以上浮遊移動させて自然死滅させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉空間またはダクト内に菌、カビ、水分を除去してウイルスの宿主のいない空間を形成させ、該空間またはダクト内の緩速気流中にウイルスを浮遊移動させて自然死滅させることを特徴とする空気浄化方法。
【請求項２】
一方に吸気口、他方に排気口を設けた横長または縦長の密閉室内に、吸気中に含まれた微細な塵埃、菌、カビ、水分、有害ガス、有機質微粒子を捕捉除去する光触媒フィルターとを設け、かつ前記吸気口側または排気口側には、前記密閉室内に緩速気流を起こさせる送風機を備えてなり、
前記フィルターによる捕捉と光触媒の酸化作用で菌及びウイルスの宿主のいない空間を生成させると共にウイルスを損傷させたうえ、緩速気流中にウイルスを１．５秒以上浮遊移動させて自然死滅させるようにしたことを特徴とする空気浄化装置。
【請求項３】
一方に吸気口、他方に排気口を設けた横長または縦長の密閉室またはダクト内に、吸気中に含まれた微細な塵埃、菌、カビ、水分、有害ガス、有機質微粒子を捕捉除去する中性能フィルターと、殺菌用光触媒フィルターと、光触媒励起用ランプと、高性能フィルターを設け、かつ前記吸気口側または排気口側には、密閉室内に緩速気流を起こさせる送風機を備えてなり、
前記中性能および高性能フィルターによる捕捉と光触媒の酸化作用で菌及びウイルスの宿主のいない空間を生成させると共にウイルスを損傷させたうえ、緩速気流中にウイルスを１．５秒以上浮遊移動させて自然死滅させるようにしたことを特徴とする空気浄化装置。
【請求項４】
隔離室の外部又は内部に空気浄化装置を配置した空気清浄設備であって、
前記空気浄化装置は、一方に吸気口、他方に排気口を設けた横長または縦長の密閉室またはダクトからなり、
該密閉室またはダクトには、吸気中に含まれた微細な塵埃、菌、カビ、水分、有害ガス、有機質微粒子を捕捉除去する中または高性能フィルターと、殺菌用光触媒フィルターと、光触媒励起用ランプとを設け、かつ前記吸気口側又は／及び排気口側には、当該密閉室内に緩速気流を起こさせる送風機及びダンパを備え、
前記空気浄化装置の運転により前記隔離室を菌及びウイルスの宿主のいない空間とすると共に、緩速気流中にウイルスを１．５秒以上浮遊移動させて自然死滅させるようにしたことを特徴とする空気清浄設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、菌及びウイルスを除去する空気浄化装置に関し、特にインフレンザや重症性呼吸器症候群（ＳＡＲＳ）ウイルスの捕捉消滅に有効な菌及びウイルスを除去する空気清浄設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒトにカゼの症状（新型肺炎）を起こすＳＡＲＳウイルスの粒子は直径７５〜１３０ｎｍの多形性エンベロープをもつ。表面に１２〜２４ｎｍの棒状突起があり、ゲノムは約２８０００塩基長、３‘末端にポリＡをもつプラス鎖ＲＮＡで、現在のところ、自然界から単離された最長ＲＮＡ分子である。所属ウイルスは、コロナウイルス属のヒトコロナウイルス（一種）、マウス肝炎ウイルス（ＭＨＶ）（二種）、ニワトリ伝染性器官支炎ウイルス（ＡＩＶ）（三種）などと、レトロウイルス属のベルンウイルスなどが知られている。この新型コロナウイルスによる感染は、肺炎に似た症状で、感染は空気感染、飛沫感染や接触感染のケースがあり死亡率は約６％に達するがワクチン開発以外に有効な対策を見出せない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記新型肺炎の感染防除対策としては、被感染者を隔離し、感染経路やその周辺を徹底的に消毒することが実施されているが、二次、三次感染を防止できないのが現状である。また、被感染者を隔離室においてコロナウイルスを含んだ空気を排気するとウイルスを拡散させることになり、隔離室を陰圧にすると隔離室の清浄状態が保持できない。
本発明は、菌、カビ、水分とウイルスとを分離したのちの、ウイルスを含む空気を縦長または横長の密閉室ないしダクト空間内の緩速気流中に浮遊滞在させて死滅させるようにした空気浄化装置と空気清浄設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１は、密閉空間またはダクト内に菌、カビ、水分を除去してウイルスの宿主のいない空間を形成させ、該空間またはダクト内の緩速気流中にウイルスを浮遊移動させて自然死滅させることを特徴とする空気浄化方法である。
請求項２は、一方に吸気口、他方に排気口を設けた横長または縦長の密閉室内に、吸気中に含まれた微細な塵埃、菌、カビ、水分、有害ガス、有機質微粒子を捕捉除去する光触媒フィルターとを設け、かつ前記吸気口側または排気口側には、前記密閉室内に緩速気流を起こさせる送風機を備えてなり、前記フィルターによる捕捉と光触媒の酸化作用で菌及びウイルスの宿主のいない空間を生成させると共にウイルスを損傷させたうえ、緩速気流中にウイルスを１．５秒以上浮遊移動させて自然死滅させるようにしたことを特徴とする空気浄化装置である。
請求項３は、一方に吸気口、他方に排気口を設けた横長または縦長の密閉室またはダクト内に、吸気中に含まれた微細な塵埃、菌、カビ、水分、有害ガス、有機質微粒子を捕捉除去する中性能フィルターと、殺菌用光触媒フィルターと、光触媒励起用ランプと、高性能フィルターを設け、かつ前記吸気口側または排気口側には、密閉室内に緩速気流を起こさせる送風機を備えてなり、前記中性能および高性能フィルターによる捕捉と光触媒の酸化作用で菌及びウイルスの宿主のいない空間を生成させると共にウイルスを損傷させたうえ、緩速気流中にウイルスを１．５秒以上浮遊移動させて自然死滅させるようにしたことを特徴とする空気浄化装置である。
請求項４は、隔離室の外部又は内部に空気浄化装置を配置した空気清浄設備であって、前記空気浄化装置は、一方に吸気口、他方に排気口を設けた横長または縦長の密閉室またはダクトからなり、該密閉室またはダクトには、吸気中に含まれた微細な塵埃、菌、カビ、水分、有害ガス、有機質微粒子を捕捉除去する中または高性能フィルターと、殺菌用光触媒フィルターと、光触媒励起用ランプとを設け、かつ前記吸気口側又は／及び排気口側には、当該密閉室内に緩速気流を起こさせる送風機及びダンパを備え、前記空気浄化装置の運転により前記隔離室を菌及びウイルスの宿主のいない空間とすると共に、緩速気流中にウイルスを１．５秒以上浮遊移動させて自然死滅させるようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
上記のように、本発明は、吸入及び排気側に配置した密閉室またはダクト内に菌、カビ、水分を除去してウイルスの宿主のいない空間を生成させ、該空間内の緩速気流中にウイルスを浮遊移動させて自然死滅させるようにしたので、隔離室内を清浄に保持すると共にウイルスを自然死滅させて排気するができる。また、コロナウイルスの宿主のいない隔離室内の緩速気流中に、１．５秒以上浮遊させることにより菌及びウイルスを完全に除去することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の空気浄化方法及び空気浄化装置は、密閉室またはダクト内に菌、カビ、水分を除去してウイルスの宿主のいない空間を形成させ、吸気中に含まれた微細な塵埃、菌、カビ、水分、有害ガス、有機質微粒子を捕捉除去するフィルターと、殺菌用光触媒フィルターと、光触媒励起用ランプとを設けて菌及びウイルスの宿主のいない空間としたうえ、該空間内に緩速気流（例えば０．０１５〜０．０６ｃｍ／秒）中にウイルスを１．５秒以上浮遊移動させることにより自然死滅させるものである。
【０００７】
捕集空気中のウイルス量の測定試験について説明すると以下のとおりである。
（試験方法）  ダンパーを調整し、吹出し風速が毎分０．１１ｍ/ｓになるように調整した。ダクト（密閉室）にビニル袋を接続して漏れないようにし、ここに吸引採取用のチューブを通し、その上にさらにビニル袋を被せた。
<サンプル>  本体下部にプレフィルターを取付け、周囲の隙間をテープでシールする。一辺３００ｍｍ角のアクリル製ボックス内にウイルス液の入った噴霧器をセットし、これを上記プレフィルター下部に漏れのないように接続した。噴霧器には圧宿空気（０．５kg/cm2）を作用させ、毎分０．１ｍｌでインピンジャー作動時間と同じ時間噴霧した。上部のチューブに補集液５０ｍｌを入れたインピンジャーを接続し、毎分１０リットルで１５分間吸引捕集した。
<ブランク>  本体下部のプレフィルターを外し、本体に上記アクリル製ボックス内のウイルス液の入った噴霧器をセットし、これを本体のプレフィルター下部にもれの無いように接続した。LEDが点灯しないようにリード線をはずし、上下２個所に設置してあるHEPAフィルターを撤去した。噴霧器にはコンプレッサーからの圧縮空気（０．５kg/cm2）を作用させ、毎分０．１ｍｌでインピンジャー作動時間と同じ時間噴霧した。上部のチューブに補集液５０ｍｌを入れたインピンジャーを接続し、毎分１０リットルで１５分間吸引補集した。
<ウイルス定量>  補集液は、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）で適宜希釈を行い、予め培養しておいたＭＤＣＫ細胞に０．１ｍｌを接種した。これは寒天を含んだ培養液で培養し、色素液（ニュートラルレッド）で染色した。生細胞は色素液を取り込み、死細胞は色素液を取り込まない性質から死細胞（＝感染細胞）の数（プラック、Plaque）を算定し、ウイルス量をプラック数（ＰＦＵ＝Plaque  Forming Unit）で表した。上記試験結果を表１に示す。プラック数５０以下はウイルス量が０に等しいことを意味している。
【０００８】
【表１】
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【０００９】
図１は、本発明を実施する空気浄化装置１の側面図を示すもので、一方に吸気口３、他方に排気口４を設け、内部を抗菌壁とした密閉室２内に、吸気中に含まれた１μ以下の微細な塵埃、菌、カビ、水分を捕捉除去できる高性能フィルター５，６を設け、かつ吸気口３側または排気口４側には、密閉室２内に０．０１５〜０．０６ｃｍ／秒の緩速気流を起こさせる送風機１０及びダンパ１１を備えている。フィルター５、６による捕捉作用で菌及びウイルスの宿主のいない空間を生成させたうえ、前記緩速気流中にウイルスを１．５〜２秒またはそれ以上浮遊移動させて自然死滅させる。密閉室２は緩速気流を維持させるダクトでもあって、図示例のように横長に限らず縦長にしてもよい。なお、緩速気流０．０６ｃｍ／秒以上、０．５以下の浮遊移動ではウイルスの自然死滅が不十分であり、０．０１５ｃｍ／秒以下、１０秒以上の浮遊移動させてもウイルスを１００％死滅させることはできない。これらの流速流量の調整は送風機１０及びダンパ１１を操作することで達成される。
【００１０】
図２はウイルス対策用空気浄化装置の別の実施形態の側面図を示す。図１と同じく一方に吸気口３、他方に排気口４の近くフィルター３、４を設け、内部を抗菌壁とした密閉室２内に、吸気中に含まれた１μ以下の微細な塵埃、菌、カビ、水分を捕捉除去する光触媒フィルター７、損傷防止用グリル８及び光触媒励起用ランプ９を配置する。この密閉室２には、光触媒フィルターを数段に分けて設置してもよく、また、必要により化学フィルター（図示省略）を別途に配置してもよい。また、密閉室２内に０．０１５〜０．０６ｃｍ／秒の緩速気流を起こさせる送風機１０及びダンパ１１を備えている。上記のように、フィルターによる捕捉と光触媒の酸化作用で菌及びウイルスの宿主のいない空間を生成させたうえ、前記緩速気流中にウイルスを１．５〜２秒またはそれ以上浮遊移動させて自然死滅させる。
【００１１】
図３は本発明空気浄化装置を用いた隔離室の系統図である。すなわち、隔離室の外部又は内部に空気浄化装置を連接した空気清浄設備であって、隔離室２０の外部の吸気側、排気側に空気浄化装置１ａ，１ｂを配置する。各空気浄化装置は、図２と同様な構成となっており、一方に吸気口、他方に排気口を設けた縦長または横長の密閉室内に、高性能フィルターと、殺菌用光触媒フィルターと、光触媒励起用ランプとを設け、かつ密閉室内に、例えば０．０１５〜０．０６ｃｍ／秒の緩速気流を起こさせる送風機８を連設している。空気浄化装置１ａ，１ｂの運転により隔離室２０内を菌及びウイルスの宿主のいない空間とすると共に、フィルターと、光触媒の酸化作用との総合力で菌やウイルスを死滅・捕捉して、排気中に死滅したウイルスを含まないようにしている。外気取入用に使用すると、外気からの菌やウイルスの混入を防ぎ、排気用に使用すると、内部の菌やウイルスを拡散させない。外気量と排気量に差をつけると陽圧室や陰圧室になる。なお、図中、符号２３は隔離室の排気口２２と空気浄化装置１ｂとをつなぐ配管である。
一方に吸気口、他方に排気口を設けた横長または縦長の密閉室からなり、該密閉室には、吸気中に含まれた微細な塵埃、菌、カビ、水分、有害ガス、有機質微粒子を捕捉除去する中または高性能フィルターと、殺菌用光触媒フィルターと、光触媒励起用ランプとを設け、かつ前記吸気口側又は／及び排気口側には、当該密閉室内に、緩速気流を起こさせる送風機及びダンパを備え、前記空気浄化装置の運転により隔離室内を菌及びウイルスの宿主のいない空間とすると共に、緩速気流中にウイルスを１．５秒以上浮遊移動させて自然死滅させる。なお、空気浄化装置は隔離室の外に配置する代わりに隔離室内に設置してもよい。
【００１２】
ダクト空間内を緩やかな速度で上昇する間に宿主がない状態で浮遊しているコロナウイルスは死滅するため室内は病原菌やウイルスに存在しない清潔な空気となって吹出口１１から隔離室２０に供給される。隔離室２０内のベッドに横臥している発症者は適当な治療を受けるが、呼吸器系からウイルスを排出する恐れがあるが、その排気は前段空気清浄器と同じ構成の他方の空気清浄装置１ｂの排気口からフィルターによってウイルスが死滅した清浄な排気とされて外部に排出されるので２次感染を防止できる。
用途としては、病院（院内感染対策用、隔離室用、新生児保護用）、老人ホ−ム（高齢者／弱者の集団感染予防）、空港ビル、地下街、デパートにおける潜在的感染者からの飛散による感染を防止客へのサービスと自己防衛手段、製薬工場（注射薬、点眼薬などの製薬工程）、無菌動物室（菌およびウイルス対策）、換気処理（感染症多発地帯の導入外気処理用、遺伝子組替施設の吸気排気処理用）等が挙げられる。
【００１３】
本発明における患者の隔離室は、
イ．前述のような空気清浄器で循環浄化する。換気回数は飛沫感染が起きない気流⇒５μが浮遊しない範囲の気流（４μが沈降⇒０．７ｃｍ／秒）、
３回／時⇒８００秒で沈降（１３．３分）、４回  ⇒３４３秒で沈降（５．７分）。
隔離室を陰圧にするとウイルスの漏洩は防げるが、侵入の危険性が発生する。また、フィルターで宿主の捕捉はできるが、宿主死滅後のウイルス飛散は止められず、排気先に拡散することになるので、排気する空気のウイルス処理が必要となる。
ロ．内装面を消菌加工する（必要室内照度を確保する）。
ハ．取入れ外気量分を排気し、内外部の圧力を均等にする。取入れ外気量  １５ｍ３／日・人＝０．６２５ｍ３／時・人
ニ．排気処理：  前記イで述べたように、隔離室の排気はウイルス処理が必要である。
【００１４】
解決策として床面付近の汚れた空気を吸収し、風速０．０６ｃｍ／秒の上向き気流で消菌加工した高性能フィルター（紫外線ランプ付き）を通過させる（１μ以上は沈降する）。次に、同速度で５４０ｍｍ□の縦ダクト（内面は消菌加工と光源を設置）を１．０８ｍ（３０分で通過）通過させる。
０．６２５ｍ３／時・人÷２．１６ｍ／時・人＝０．２９ｍ３
この通過時間中（３０分）にウイルスは宿主が見つからず、空気中で自然死滅する。縦ダクト内は光触媒加工と光源を設けて、内面に吸着するウイルスを死滅させる。死滅後の空気を外部に放出する（二次汚染防止）。この排気ダクト系に宿主が逆流しないように出口側に高性能フィルターを設ける。ダクトを横置きしてもよい。
Ｖ＝０．０６ｃｍ／秒＝３．６ｃｍ／分（１μ以上を吸引しない速度にするとウイルス単体だけ吸引する）
【００１５】
上記のように、ダクト２の内部は予防のために光触媒加工を施し励起用光源ランプ７を設ける。エア・フィルター５ａ，５ｂは０．３μ以上の粒子を９９．９７％以上捕捉できる高性能フィルターが望ましい。実際の機種の  風速はＶ＝０．１２ｃｍ／秒（２μ以上を吸引しない速度）である。なお、このときに使用したダクトは３８０ｍｍ□、フィルターは３０５ｍｍ□、点検口は３４０ｍｍ□、送風機はＭＦ−４０Ｚ×０．６２５ｍ３／時×４ｍｍ×１２ｖで騒音３３ｄｂ、３００００時間耐用、重量３３ｇである。ダクト１１の経路は縦でも横でも、また屈折してもよい。重要なポイントは『宿主のいない空間にウイルスを自然死滅するまで滞在させること』で気流速度の調整や消菌加工は性能を高めるための処置である。
【００１６】
次に、一般建物の外気処理（ウイルス処理）を行う場合の計算例を示す。
条件１：入口と出口に高性能フィルターを設ける
条件２：１人あたりの外気取入量は１５ｍ３／（０．２５ｍ３／分）とすると６０ｍ３／時⇒４人分（１５×４）
条件３：ウイルス滞在時間を１０分間とする。
４人分（外気１ｍ３／分）を１０分間、滞在させるのに必要な空間は、１ｍ３／分×１０分＝１０ｍ３となり、高さを９ｍとすると面積は１０÷９＝１．１ｍ２⇒１．０５ｍ□、気流速度は９ｍ÷（１０分×６０）＝０．０１５ｍ／秒となり、４０人分（１０ｍ３／分）のときは、１０倍×１０ｍ３＝１００ｍ３、１００÷９＝１１．１ｍ３⇒３．３ｍ、気流速度は０．０１５ｍ／秒となる。４００人分（１００ｍ３／分）の時は、１００倍×１０ｍ３＝１０００ｍ３、１０００÷９＝１１１．１ｍ３⇒１０．５ｍ□、気流速度は０．０１５ｍ／秒となる。この時、高さを１２ｍとし、面積は１００÷１２＝８．３ｍ２⇒２．９ｍ□として気流速度は１２ｍ÷（１０分×６０）＝０．０２ｍ／秒となる。なお、この装置を板ガラスでつくり、内面を光触媒加工すると、日中は太陽電池を利用して稼動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明空気浄化装置の第１の実施形態を示す側面図である。
【図２】本発明空気浄化装置の第２の実施形態を示す側面図である。
【図３】本発明空気浄化装置を用いた隔離室の系統図である。
【符号の説明】
【００１８】
１、１ａ、１ｂ  空気浄化装置          ２  密閉室（ダクト）
３  空気取入口                        ４  吹出口
５、６  フィルター                    ７  光触媒フィルター
８  グリル                            ９  光触媒励起用ランプ
１０  送風機                          １１  ダンパ
２０  隔離室                          ２１  吸気口
２２  排気口                          ２３  配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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