(57)【要約】【課題】流れる流体に分散する粒子に紫外光を効率良く照射すること、紫外光による部品の劣化を抑制すること、及び、流路の圧力損失の増加を抑制すること、が可能な殺菌装置、及び上記殺菌装置を備える空調装置を提供する。【解決手段】殺菌装置１Ａは、流路構造体２の内壁部から、２００ｎｍから３００ｎｍの波長を含む紫外光を流路空間２ａ内へ放射する少なくとも一つの紫外光放射部を備える。少なくとも一つの紫外光放射部の各々の照射角度は、１０°から１８０°の範囲にある。照射角度は、最大の放射強度を有する放射方向に対して１／２の放射強度になる放射方向の開き角度である。流路空間２ａは、第一空間と、紫外光の放射強度が第一空間より高い第二空間７とを含む。流路空間２ａのうち単位時間単位体積当たりの粒子の通過数が平均より多い空間である第三空間８と、第二空間７とが重なりを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子が分散した流体が流入する流路空間を形成する流路構造体と、
前記流路構造体の内壁部から、２００ｎｍから３００ｎｍの波長を含む紫外光を前記流路空間内へ放射する少なくとも一つの紫外光放射部と、
を備え、
前記少なくとも一つの紫外光放射部の各々の照射角度は、１０°から１８０°の範囲にあり、
前記照射角度は、最大の放射強度を有する放射方向に対して１／２の放射強度になる放射方向の開き角度であり、
前記流路空間は、第一空間と、紫外光の放射強度が前記第一空間より高い第二空間とを含み、
前記流路空間のうち単位時間単位体積当たりの前記粒子の通過数が平均より多い空間である第三空間と、前記第二空間とが重なりを有する殺菌装置。
【請求項２】
前記第一空間は、前記照射角度の外側の空間であり、
前記第二空間は、前記照射角度の内側の空間である請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項３】
前記少なくとも一つの紫外光放射部は、複数の紫外光放射部を備え、
前記第二空間は、複数の前記紫外光放射部の前記照射角度の内側の空間が重なった空間である請求項１に記載の殺菌装置。
【請求項４】
前記流路空間のうち単位時間単位体積当たりの前記粒子の通過数が最大になる空間と、前記第二空間とが重なりを有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の殺菌装置。
【請求項５】
前記第三空間は、前記流路空間のうち前記流体の流速が平均より高い空間である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の殺菌装置。
【請求項６】
前記第三空間は、前記流路空間のうち前記粒子の数密度が平均より高い空間である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の殺菌装置。
【請求項７】
前記流体が前記流路空間内で旋回し、
前記第二空間は、前記流路空間の中心から外周側へ偏った位置にある請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の殺菌装置。
【請求項８】
前記少なくとも一つの紫外光放射部は、前記流体が流れる方向に垂直な平面に対して斜めになっている光軸を有する紫外光放射部を備える請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の殺菌装置。
【請求項９】
前記少なくとも一つの紫外光放射部は、放射する紫外光のピーク波長または中心波長が異なる複数のＬＥＤ光源を備える請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の殺菌装置。
【請求項１０】
前記複数のＬＥＤ光源は、第一ＬＥＤ光源と、前記第一ＬＥＤ光源より長いピーク波長または中心波長を有する第二ＬＥＤ光源とを備え、
前記第一ＬＥＤ光源から紫外光が放射される空間の、前記流体の流速または単位時間単位体積当たりの前記粒子の通過数は、前記第二ＬＥＤ光源から紫外光が放射される空間の、前記流体の流速または単位時間単位体積当たりの前記粒子の通過数に比べて、大きい請求項９に記載の殺菌装置。
【請求項１１】
前記複数のＬＥＤ光源は、第一ＬＥＤ光源と、前記第一ＬＥＤ光源より長いピーク波長または中心波長を有する第二ＬＥＤ光源とを備え、
前記流路空間内の前記流体の流量または前記粒子の通過量が基準に比べて大きい場合には前記第一ＬＥＤ光源を点灯して前記第二ＬＥＤ光源を消灯し、そうでない場合には前記第一ＬＥＤ光源を消灯して前記第二ＬＥＤ光源を点灯する制御手段を備える請求項９に記載の殺菌装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の殺菌装置を備える空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、殺菌装置及び空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、熱交換器内部及びドレンパン内のドレン水に紫外線を照射する紫外線灯と、抗菌性除塵フィルタ及び該フィルタを通過した空気に紫外線を照射する別の紫外線灯とを備えた空調装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、光触媒を担持した脱臭フィルタと、該脱臭フィルタの下流側に脱臭フィルタの光触媒を活性化する光を照射する光源を配置した光触媒脱臭装置において、光源は、吸入空気の流れを整えるベルマウスとほぼ同一径ないし該ベルマウスの外径とほぼ同一内径を有するリング形状とし、且つ脱臭フィルタが全面照射される位置に光源を配置した光触媒脱臭装置が開示されている。
【０００４】
一般的に、紫外線は、空調装置のフィルタ、ファン、熱交換器など（以下、機能部品と総称する）を構成する、繊維、樹脂、有機物バインダーなどを含む表面コーティングを劣化させる。
【０００５】
特許文献３に開示された空気調和機では、機能部品を保護するために、以下のようにしている。貫流ファンからの気流を案内するためのケーシング部の風路を形成する部分に設けられると共に、紫外線発光源からの紫外光を遮断して当該ケーシング部を保護する紫外線保護部材と、風路における紫外線保護部材よりも吹出し側で貫流ファンの下流側に配備されると共に、紫外線発光源としての紫外光を発光する紫外線ランプが収納され、且つ通気性を確保するための開口部を有して当該紫外線ランプからの当該紫外光を覆って遮蔽することで当該貫流ファンを保護する紫外線保護カバーと、が備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１０８６８５号公報
【特許文献２】特開２００５−０８７４６５号公報
【特許文献３】特開２０１１−２２６７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の空調装置は、フィルタなどの機能部品に捕集されたり付着した菌を殺菌することを主眼とする。特許文献１の技術では、光照射範囲の空気を殺菌する効率の向上については考慮されていない。
【０００８】
特許文献２に記載の光触媒脱臭装置は、風路圧損が増加しないよう光源を設置している。当該光源は、光触媒フィルタに対して光照射するためのものであり、空気とともに流れる菌に光照射するためのものではない。
【０００９】
特許文献３に記載の空気調和機では、紫外線保護カバーが風路の中央にあるため、風路の圧力損失が大きく増加する。紫外線保護部材及び紫外線保護カバーにより部品コストが大きく増加する。
【００１０】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、流れる流体に分散する粒子に紫外光を効率良く照射すること、紫外光による部品の劣化を抑制すること、及び、流路の圧力損失の増加を抑制すること、が可能な殺菌装置、及び上記殺菌装置を備える空調装置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】
【００１１】
本発明に係る殺菌装置は、粒子が分散した流体が流入する流路空間を形成する流路構造体と、流路構造体の内壁部から、２００ｎｍから３００ｎｍの波長を含む紫外光を流路空間内へ放射する少なくとも一つの紫外光放射部と、を備え、少なくとも一つの紫外光放射部の各々の照射角度は、１０°から１８０°の範囲にあり、照射角度は、最大の放射強度を有する放射方向に対して１／２の放射強度になる放射方向の開き角度であり、流路空間は、第一空間と、紫外光の放射強度が第一空間より高い第二空間とを含み、流路空間のうち単位時間単位体積当たりの粒子の通過数が平均より多い空間である第三空間と、第二空間とが重なりを有するものである。
本発明に係る空調装置は、上記殺菌装置を備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、流れる流体に分散する粒子に紫外光を効率良く照射すること、紫外光による部品の劣化を抑制すること、及び、流路の圧力損失の増加を抑制すること、が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１の殺菌装置を示す模式的な斜視図である。
【図２】実施の形態１の殺菌装置を流体の流れ方向に垂直な断面で切断した模式的な断面図である。
【図３】実施の形態１の殺菌装置の模式的な上面図である。
【図４】実施の形態１の殺菌装置の模式的な側面図である。
【図５】バイオマテリアルを殺菌するための条件を説明するための模式的な斜視図である。
【図６】実施の形態２の殺菌装置を示す模式的な斜視図である。
【図７】実施の形態２の殺菌装置の模式的な上面図である。
【図８】実施の形態２の殺菌装置の模式的な側面図である。
【図９】実施の形態３の殺菌装置を示す模式的な側面図である。
【図１０】実施の形態３の殺菌装置を図９中のＸ−Ｘ線で切断した模式的な断面図である。
【図１１】実施の形態３の殺菌装置を図９中のＹ−Ｙ線で切断した模式的な断面図である。
【図１２】実施の形態４の殺菌装置を示す模式的な斜視図である。
【図１３】実施の形態５の殺菌装置を示す模式的な斜視図である。
【図１４】実施の形態５の殺菌装置の模式的な上面図である。
【図１５】実施の形態５の殺菌装置の模式的な側面図である。
【図１６】実施の形態６の殺菌装置を備えた空調装置を示す模式的な側面断面図である。
【図１７】実施の形態７の殺菌装置を備えた空調装置を示す模式的な側面断面図である。
【図１８】実施の形態８の殺菌装置を示す模式的な斜視図である。
【図１９】実施の形態８の殺菌装置を流体の流れ方向に垂直な断面で切断した模式的な断面図である。
【図２０】実施の形態８の殺菌装置の模式的な上面図である。
【図２１】実施の形態８の殺菌装置の模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。本開示は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組合わせ可能な構成のあらゆる組合わせを含み得る。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１の殺菌装置を示す模式的な斜視図である。図１に示す実施の形態１の殺菌装置１Ａは、流路構造体２、第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５を備える。流路構造体２は、流路空間２ａを形成する。流路構造体２は、流体の流れ方向に垂直な断面が正方形または長方形の流路空間２ａを形成する。すなわち、流路空間２ａは、角柱状の形状を有する。流路空間２ａは、ひとまとまりの空間である。
【００１６】
図１中の大きい二つの矢印は、流路空間２ａに流入する流体の流れ、及び流路空間２ａから流出する流体の流れを示す。流路構造体２の上流側または下流側に配置された、図示しないファンまたはポンプなどの流体搬送装置によって、流体が流れる。流体には、多数の粒子が分散している。当該粒子は、細菌、ウイルス、花粉などのバイオマテリアルを含みうる。流体は、気体でも液体でもよい。流体は、空気でもよい。
【００１７】
第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５は、流路構造体２の内壁部から、流路空間２ａ内へ向けて、紫外光を放射する。第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５を、流路構造体２の内壁部に備えたことで、以下の効果が得られる。第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５が、流体の流れを妨げない。流路空間の中央に紫外光放射部がある構成に比べて、流体の圧力損失の増加を確実に抑制できる。
【００１８】
第一紫外光放射部３及び第二紫外光放射部４は、水平面に対して垂直な内壁部に設置されている。第三紫外光放射部５は、天面の内壁部に設置されている。
【００１９】
第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５が放射する紫外光は、２００ｎｍから３００ｎｍの波長を含む。当該紫外光をバイオマテリアルに照射することで、バイオマテリアルを変性または不活化させうる。以下の説明では、バイオマテリアルを変性または不活化させることを「殺菌」と称する。第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の各々が放射する紫外光の中心波長が互いに異なってもよいし、同じでもよい。２００ｎｍから３００ｎｍの範囲にある波長を有する紫外光を用いることで、オゾンを生成することなく殺菌できるので、下流側へオゾンが流れることを確実に抑制できる。
【００２０】
図２は、実施の形態１の殺菌装置１Ａを流体の流れ方向に垂直な断面で切断した模式的な断面図である。図３は、実施の形態１の殺菌装置１Ａの模式的な上面図である。図４は、実施の形態１の殺菌装置１Ａの模式的な側面図である。図３及び図４中の大きい二つの矢印は、流路空間２ａに流入する流体の流れ、及び流路空間２ａから流出する流体の流れを示す。
【００２１】
第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の各々の照射角度は、１０°から１８０°の範囲にある。本明細書において、照射角度とは、最大の放射強度を有する放射方向に対して１／２の放射強度になる放射方向の開き角度、すなわち１／２ビーム角を指すものとする。
【００２２】
本実施の形態と異なる構成として、例えば、全方向に紫外光を照射するＵＶランプを、流れの妨げにならないように壁面に設置する場合には、壁面を紫外光から保護するために、ＵＶランプを覆うケーシングが必要となる。これに対し、本実施の形態であれば、第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の各々の照射角度が、１０°から１８０°の範囲にあることで、そのようなケーシングを用いる必要がないという利点がある。
【００２３】
第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の各々は、ＬＥＤ（発光ダイオード）光源を備えてもよい。その場合、ＬＥＤ光源は、例えば、砲弾型ＬＥＤパッケージ、表面実装型ＬＥＤパッケージ、チップ・オン・ボード（ＣＯＢ）タイプのＬＥＤパッケージ、チップ・スケール・パッケージのＬＥＤ、のいずれかでもよい。第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の各々が備えるＬＥＤ光源自体の照射角度が、１０°から１８０°の範囲にあってもよい。例えば砲弾型ＬＥＤパッケージのようなＬＥＤ光源は、比較的小さい照射角度、例えば鋭角の照射角度を実現可能である。例えば表面実装型ＬＥＤパッケージ、ＣＯＢタイプのＬＥＤパッケージのようなＬＥＤ光源は、比較的大きい照射角度、例えば鈍角の照射角度を実現可能である。第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の各々は、ＬＥＤ光源から放射された紫外光を透過させるレンズまたは窓を備えてもよい。当該レンズまたは窓によって紫外光を屈折させることで、第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の各々の照射角度が、１０°から１８０°の範囲になるように調整してもよい。１つの光源に、複数の紫外光放射部を、導光路または光ファイバーを用いて光学的に接続してもよい。
【００２４】
一般に、殺菌性能が高く、照射波長が短いＬＥＤ光源は、高コスト・短寿命である。本発明の殺菌装置が備える紫外光放射部は、放射する紫外光のピーク波長または中心波長が異なる複数のＬＥＤ光源を有してもよい。当該複数のＬＥＤ光源は、第一ＬＥＤ光源と、第一ＬＥＤ光源より長いピーク波長または中心波長を有する第二ＬＥＤ光源とを含んでもよい。第一ＬＥＤ光源は、例えば、２５０ｎｍ近傍にピーク波長または中心波長を有するＬＥＤ光源でもよいし、２４０ｎｍから２６５ｎｍまでの範囲にピーク波長または中心波長を有するＬＥＤ光源でもよい。２５０ｎｍ及びそれに近い範囲の波長の紫外光は、遺伝子変性による殺菌効果が高いことが知られている。２５０ｎｍ近傍にピーク波長または中心波長を有するＬＥＤ光源、あるいは２４０ｎｍから２６５ｎｍまでの範囲にピーク波長または中心波長を有するＬＥＤ光源は、殺菌効果が高い点で有利であるが、コスト・寿命の点では不利になる傾向がある。第二ＬＥＤ光源は、例えば、２７０ｎｍから３００ｎｍ近傍までの範囲にピーク波長または中心波長を有するＬＥＤ光源でもよい。２７０ｎｍから３００ｎｍ近傍までの範囲にピーク波長または中心波長を有するＬＥＤ光源は、２５０ｎｍ近傍にピーク波長または中心波長を有するＬＥＤ光源、あるいは２４０ｎｍから２６５ｎｍまでの範囲にピーク波長または中心波長を有するＬＥＤ光源に比べて、殺菌効果の点では劣るが、コスト・寿命の点では有利である。殺菌装置が第一ＬＥＤ光源及び第二ＬＥＤ光源を備える場合、以下の（１）または（２）のようにしてもよい。
【００２５】
（１）第一ＬＥＤ光源から紫外光が放射される空間の、流体の流速または単位時間単位体積当たりの粒子の通過数が、第二ＬＥＤ光源から紫外光が放射される空間の、流体の流速または単位時間単位体積当たりの粒子の通過数に比べて、大きくなるように、第一ＬＥＤ光源及び第二ＬＥＤ光源を配置する。後述するように、流体の流速または単位時間単位体積当たりの粒子の通過数が大きい空間は、バイオマテリアルの通過量が大きいと考えることができる。流体の流速または単位時間単位体積当たりの粒子の通過数が大きい空間、すなわちバイオマテリアルの通過量が大きい空間に、殺菌効果の高い第一ＬＥＤ光源からの紫外光を放射することで、バイオマテリアルを効率良く殺菌できる。流体の流速または単位時間単位体積当たりの粒子の通過数が小さい空間、すなわちバイオマテリアルの通過量が小さい空間には、コスト・寿命の点で有利な第二ＬＥＤ光源からの紫外光を放射することで、バイオマテリアルの殺菌効率を低下させることなく、コストを低減できる。
（２）流路空間２ａ内の流体の流量または粒子の通過量が基準に比べて大きい場合には第一ＬＥＤ光源を点灯して第二ＬＥＤ光源を消灯し、そうでない場合には第一ＬＥＤ光源を消灯して第二ＬＥＤ光源を点灯する光源点灯制御を行う制御手段を殺菌装置が備える。流路空間２ａ内の流体の流量または粒子の通過量が大きい時間帯は、流路空間２ａ内のバイオマテリアルの通過量が大きいと考えることができる。流路空間２ａ内の流体の流量または粒子の通過量が基準に比べて大きい時間帯には、殺菌効果の高い第一ＬＥＤ光源を点灯して第二ＬＥＤ光源を消灯することで、バイオマテリアルを効率良く殺菌しつつ、第二ＬＥＤ光源の寿命を延ばすことができる。これに対し、流路空間２ａ内の流体の流量または粒子の通過量が上記基準に比べて小さい時間帯には、殺菌効果の高い第一ＬＥＤ光源を点灯する必要性が低いので、第一ＬＥＤ光源を消灯して第二ＬＥＤ光源を点灯することで、バイオマテリアルを効率良く殺菌しつつ、第一ＬＥＤ光源の寿命を延ばすことができる。制御手段は、流路空間２ａ内の流体の流量を検知するセンサの出力に基づいて、上記光源点灯制御を行ってもよい。または、制御手段は、流路空間２ａ内の粒子の通過量を検知するセンサ、例えば浮遊粒子センサの出力に基づいて、上記光源点灯制御を行ってもよい。
【００２６】
本実施の形態では、第一紫外光放射部３の照射角度θａは、９０°より小さい。第二紫外光放射部４の照射角度θａは、第一紫外光放射部３の照射角度θａに等しい。このような構成に限らず、第二紫外光放射部４の照射角度が、第一紫外光放射部３の照射角度θａと異なってもよい。第三紫外光放射部５の照射角度θｂは、９０°より小さい。
【００２７】
以下の説明では、各紫外光放射部３，４，５から放射される紫外光が通る空間のうちで照射角度の内側の空間を「照射空間」と称する。本実施の形態の殺菌装置１Ａにおいて、各紫外光放射部３，４，５は、点光源と考えることができる。各紫外光放射部３，４，５の照射空間は、円錐状の形状を有する。照射空間をバイオマテリアルが通過することで殺菌される。
【００２８】
第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の各々の照射空間の紫外光は、流路空間２ａ内を通過して、流路構造体２の内壁面に照射される。図２、図３及び図４中に示す被照射範囲６は、流路構造体２の内壁面のうち、第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の少なくとも一つの照射空間の紫外光が照射される範囲を表す。
【００２９】
流路構造体２の内壁面のうち、少なくとも被照射範囲６の内壁面は、本殺菌装置１Ａの寿命範囲において、紫外光によって強度が低下しにくい材料、すなわち紫外光による劣化が少ない材料で形成されていることが望ましい。当該材料を以下「耐光材料」と称する。耐光材料としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属、シリカ、酸化チタン、窒化チタンなどのセラミックス、あるいは、金属またはセラミックスを表面にコーティングした樹脂材料が挙げられる。
【００３０】
本実施の形態のように、第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の各々の照射角度が９０°以下である場合には、以下の効果が得られる。被照射範囲６が広くなりすぎないので、耐光材料で形成すべき領域を低減できる。よって、材料コストを軽減できる。
【００３１】
図２に示すように、流路空間２ａは、第一空間と、第二空間７とに分けて考えることができる。図２中の斜線の領域が第二空間７である。第一空間は、流路空間２ａのうち、第二空間７以外の空間である。第二空間７は、第一空間に比べて、第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５からの紫外光の放射強度が高い空間である。第二空間７は、第一紫外光放射部３の照射空間、第二紫外光放射部４の照射空間、及び第三紫外光放射部５の照射空間のうちの少なくとも二つの照射空間が重なった空間である。
【００３２】
流路空間２ａを流れる流体の流速は、流路構造体２の内壁面の位置で最も低い。流路構造体２の内壁面に対する摩擦があるためである。流路空間２ａを流れる流体の流速は、流路構造体２の内壁面から最も遠い、流路中心２ｂで最も高い。流路空間２ａを流れる流体の流速は、流路構造体２の内壁面の位置から流路中心２ｂに向かって高くなる速度勾配を有する。流路空間２ａのうち、流路中心２ｂを含む中央側の空間である第三空間８の流速は、流路空間２ａ全体の平均流速より高いと考えることができる。
【００３３】
流路空間２ａを流れる流体中に粒子は均一に分散していると考えられる。単位時間単位体積当たりの粒子の通過数は、流速に正比例すると考えることができる。したがって、第三空間８の単位時間単位体積当たりの粒子の通過数は、単位時間単位体積当たりの粒子の通過数を流路空間２ａの全体で平均した値より多いと考えることができる。
【００３４】
図２に示すように、第二空間７と、第三空間８とは、重なりを有する。これにより、以下の効果が得られる。第三空間８においては、単位時間単位体積当たりのバイオマテリアルの通過量が、第三空間８以外の空間に比べて多いと考えることができる。バイオマテリアルの通過量の多い第三空間８と、紫外光の放射強度の高い第二空間７とが重なりを有することで、バイオマテリアルを効率良く殺菌できる。
【００３５】
本実施の形態の殺菌装置１Ａは、三個の紫外光照射部を備えるが、本発明では、例えば、第三空間が、流路内壁近傍であるような流路構成の場合（例えば、後述する実施の形態４の図１２のような流路構成の場合）には、紫外光照射部は一つでもよい。本実施の形態の流路構造体２のように四角形の流路断面を有する場合、照射角度が１８０°の紫外光照射部を内壁部に設置したり、あるいは照射角度が９０°の紫外光照射部を内壁部の角部に設置することで、一つの紫外光照射部から流路断面の全域に紫外光を照射できる。
【００３６】
ここで、バイオマテリアルを殺菌するための条件について説明する。図５は、バイオマテリアルを殺菌するための条件を説明するための模式的な斜視図である。図５に示すように、点光源である紫外光照射部９０の円錐状の照射空間９１を、円錐の軸線に垂直な方向に流体が通過するものとする。この場合、バイオマテリアルを殺菌するためには、「紫外光照射部９０から放射された紫外光の放射束［Ｗ］×バイオマテリアルへの照射時間［秒］／照射面積［ｍ２］」の値が、殺菌可能な値以上である必要がある。照射面積とは、バイオマテリアルが通過する仮想面の面積である。図５中、紫外光照射部９０からｚ１の距離の位置を通るバイオマテリアルに対する照射面積をＳ１とし、紫外光照射部９０からｚ２の距離の位置を通るバイオマテリアルに対する照射面積をＳ２とする。照射面積Ｓは、紫外光照射部９０からの距離ｚの二乗に正比例して大きくなる。バイオマテリアルが通過する仮想面の面積当たりの放射束［Ｗ／ｍ２］は、紫外光照射部９０からの距離ｚの二乗に反比例して小さくなる。
【００３７】
図５中、紫外光照射部９０からｚ１の距離の位置を通るバイオマテリアルについて、速度をｖ１、照射空間を通過する長さをＬ１とする。紫外光照射部９０からｚ２の距離の位置を通るバイオマテリアルについて、速度をｖ２、照射空間を通過する長さをＬ２とする。ｖ１＝ｖ２と仮定すると、バイオマテリアルが照射空間を通過する時間、すなわちバイオマテリアルへの照射時間は、紫外光照射部９０からの距離ｚに正比例して大きくなる。以上のことから、バイオマテリアルを殺菌するために必要な値の指標となる、「紫外光照射部９０から放射された紫外光の放射束［Ｗ］×バイオマテリアルへの照射時間［秒］／照射面積［ｍ２］」の値は、紫外光照射部９０からの距離ｚに反比例して小さくなる。すなわち、紫外光照射部９０から遠いほど、殺菌されにくい。
【００３８】
図５のように、紫外光照射部９０に対向する流路構造体２の内壁面に他の紫外光照射部が無い場合には、紫外光照射部９０に対向する流路構造体２の内壁面の位置において、上記の条件が満足されることが望ましい。これに対し、紫外光照射部９０に対向する流路構造体２の内壁面に他の紫外光照射部が有る場合には、両方の紫外光照射部の中間の位置において、上記の条件が満足されればよい。よって、紫外光照射部９０の出力を低くすることが可能となる。
【００３９】
実施の形態２．
次に、図６から図８を参照して、実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。
【００４０】
図６は、実施の形態２の殺菌装置１Ｂを示す模式的な斜視図である。図７は、実施の形態２の殺菌装置１Ｂの模式的な上面図である。図８は、実施の形態２の殺菌装置１Ｂの模式的な側面図である。なお、実施の形態２の殺菌装置１Ｂを流体の流れ方向に垂直な断面で切断した模式的な断面図は、図２と同様であるので、省略する。
【００４１】
本実施の形態２の殺菌装置１Ｂの構成は、遮光スリット９を備えること以外は実施の形態１と同じである。図７及び図８に示すように、遮光スリット９は、第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の位置に対して上流側に設置されている。遮光スリット９は、紫外光を遮光し、かつ、流体の流れを妨げない遮光部材の例である。遮光スリット９は、第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５から放射された紫外光の一部を遮る。遮光スリット９は、第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５から放射された紫外光が、流路の上流側へ漏れることを抑制する。
【００４２】
本実施の形態であれば、以下の効果が得られる。遮光スリット９を備えたことで、被照射範囲６を実施の形態１よりも狭くできるので、耐光材料で形成すべき領域をさらに低減でき、材料コストをさらに軽減できる。なお、第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の各々の照射空間の紫外光のうちの５０％以上が、遮光スリット９またはフィルタ等の機能部品に遮られることなく流路構造体２の内壁面に到達することが望ましい。そのようにすることで、効率の良い殺菌が可能となる。
【００４３】
第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の位置に対して下流側に遮光スリットを設置した場合にも、同様の効果が得られる。第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の位置に対して上流側及び下流側の双方に遮光スリットを設置してもよい。
【００４４】
実施の形態３．
次に、図９から図１１を参照して、実施の形態３について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。
【００４５】
図９は、実施の形態３の殺菌装置１Ｃを示す模式的な側面図である。図１０は、実施の形態３の殺菌装置１Ｃを図９中のＸ−Ｘ線で切断した模式的な断面図である。図１１は、実施の形態３の殺菌装置１Ｃを図９中のＹ−Ｙ線で切断した模式的な断面図である。
【００４６】
図９に示すように、本実施の形態３の殺菌装置１Ｃは、流路構造体１０及び送風機１１を備える。流路構造体１０は、流路空間１０ａ及び流路空間１０ｂを形成する。流路構造体１０は、流体の流れ方向に垂直な断面が円形の流路空間１０ａ及び流路空間１０ｂを形成する。すなわち、流路空間１０ａ及び流路空間１０ｂは、円柱状の形状を有する。
【００４７】
送風機１１は、流路構造体１０内に設置されている。送風機１１は、流路空間１０ａと流路空間１０ｂとの間に位置する。流路空間１０ａは、送風機１１の上流側の空間である。流路空間１０ｂは、送風機１１の下流側の空間である。送風機１１は、回転可能なファン１１ａと、ファン１１ａを駆動するモータ１１ｂとを備える。モータ１１ｂは、流路空間１０ａ及び流路空間１０ｂの流体の流れ方向に垂直な断面の中央に位置する。
【００４８】
図９中の大きい二つの矢印は、流路空間１０ａに流入する流体の流れ、及び流路空間１０ｂから流出する流体の流れを示す。
【００４９】
図９中の曲線１２は、送風機１１の上流側の流路空間１０ａの流速分布を表す。送風機１１の上流側の流路空間１０ａの流速分布は、以下のようになる。流路構造体１０の内壁面の位置で流速が最も低い。流路構造体１０の内壁面に対する摩擦があるためである。流路構造体１０の内壁面から最も遠い、流路空間１０ａの中心で流速が最も高い。すなわち、流体の流速は、流路構造体１０の内壁面の位置から流路空間１０ａの中心に向かって高くなる速度勾配を有する。
【００５０】
図１０に示すように、殺菌装置１Ｃは、送風機１１の上流側の位置に、第一紫外光放射部１４及び第二紫外光放射部１５を備える。第一紫外光放射部１４及び第二紫外光放射部１５は、流路構造体１０の内壁部から、流路空間１０ａ内へ向けて、紫外光を放射する。第一紫外光放射部１４及び第二紫外光放射部１５の光軸ａｘは、流路空間１０ａの中心を通る。第二紫外光放射部１５は、第一紫外光放射部１４に対向する位置にある。
【００５１】
第一紫外光放射部１４の照射角度θｃと、第二紫外光放射部１５の照射角度θｃとは、等しい。このような構成に限らず、第二紫外光放射部１５の照射角度が、第一紫外光放射部１４の照射角度と異なってもよい。以下では、第一紫外光放射部１４の第二紫外光放射部１５の照射角度がθｃである場合を例に説明するが、第一紫外光放射部１４の第二紫外光放射部１５の照射角度はθｃより大きいθｄでもよい。
【００５２】
流路空間１０ａは、第一空間と、第二空間１６とに分けて考えることができる。図１０中の斜線の領域が第二空間１６である。第一空間は、流路空間１０ａのうち、第二空間１６以外の空間である。第二空間１６は、第一空間に比べて、第一紫外光放射部１４及び第二紫外光放射部１５からの紫外光の放射強度が高い空間である。第二空間１６は、第一紫外光放射部１４の照射空間と第二紫外光放射部１５の照射空間とが重なった空間である。
【００５３】
前述したように、流路空間１０ａを流れる流体の流速は、流路構造体１０の内壁面の位置から流路の中心に向かって高くなる速度勾配を有する。よって、流路空間１０ａの中心を含む中央側の空間である第三空間１７の流速は、流路空間１０ａ全体の平均流速より高いと考えることができる。
【００５４】
流路空間１０ａを流れる流体中に粒子は均一に分散していると考えられる。単位時間単位体積当たりの粒子の通過数は、流速に正比例すると考えることができる。したがって、第三空間１７の単位時間単位体積当たりの粒子の通過数は、単位時間単位体積当たりの粒子の通過数を流路空間１０ａの全体で平均した値より多いと考えることができる。
【００５５】
図１０に示すように、第二空間１６と、第三空間１７とは、重なりを有する。これにより、以下の効果が得られる。第三空間１７においては、単位時間単位体積当たりのバイオマテリアルの通過量が、第三空間１７以外の空間に比べて多いと考えることができる。バイオマテリアルの通過量の多い第三空間１７と、紫外光の放射強度の高い第二空間１６とが重なりを有することで、バイオマテリアルを効率良く殺菌できる。
【００５６】
前述したように、流路空間１０ａを流れる流体の流速は、流路空間１０ａの中心で最も高い。このため、流路空間１０ａの中心及びその近くの空間は、単位時間単位体積当たりの粒子の通過数が最大になる空間であると言える。本実施の形態では、流路空間１０ａの中心及びその近くの空間と、第二空間１６とは、重なりを有する。すなわち、第二空間１６は、単位時間単位体積当たりのバイオマテリアルの通過量が最大になる空間と重なりを有すると言える。このため、バイオマテリアルを効率良く殺菌できる。
【００５７】
図９中の曲線１３は、送風機１１の下流側の流路空間１０ｂの流速分布を表す。送風機１１の下流側の流路空間１０ｂの流速分布は、以下のようになる。流路構造体１０の内壁面の位置で流速が低い。流路構造体１０の内壁面に対する摩擦があるためである。送風機１１のモータ１１ｂの直下では、乱流が生じるために、流速が低くなる。このため、流路空間１０ｂの中心及びその近くの流速が低くなる。その結果、流路空間１０ｂを流れ方向に平行な方向から見たとき、流速が最も高い位置は、円環状に分布する。
【００５８】
図１１に示すように、殺菌装置１Ｃは、送風機１１の下流側の位置に、第三紫外光放射部１８、第四紫外光放射部１９及び第五紫外光放射部２０を備える。第三紫外光放射部１８、第四紫外光放射部１９及び第五紫外光放射部２０は、流路構造体１０の内壁部から、流路空間１０ｂ内へ向けて、紫外光を放射する。第三紫外光放射部１８、第四紫外光放射部１９及び第五紫外光放射部２０の光軸ａｘは、流路空間１０ｂの中心からずれた位置を通る。第三紫外光放射部１８、第四紫外光放射部１９及び第五紫外光放射部２０は、流路空間１０ｂの中心に対して、等角度間隔、すなわち６０°間隔で位置する。
【００５９】
第三紫外光放射部１８、第四紫外光放射部１９及び第五紫外光放射部２０の各々の照射角度は、いずれもθｅであり、等しい。このような構成に限らず、第三紫外光放射部１８、第四紫外光放射部１９及び第五紫外光放射部２０の各々の照射角度が異なってもよい。
【００６０】
流路空間１０ｂは、第一空間と、第二空間２１，２２，２３とに分けて考えることができる。図１１中の斜線の領域が第二空間２１，２２，２３である。第一空間は、流路空間１０ｂのうち、第二空間２１，２２，２３以外の空間である。第二空間２１，２２，２３は、第一空間に比べて、紫外光の放射強度が高い空間である。第二空間２１は、第三紫外光放射部１８の照射空間と第四紫外光放射部１９の照射空間とが重なった空間である。第二空間２２は、第四紫外光放射部１９の照射空間と第五紫外光放射部２０の照射空間とが重なった空間である。第二空間２３は、第五紫外光放射部２０の照射空間と第三紫外光放射部１８の照射空間とが重なった空間である。
【００６１】
図１１中の第三空間２４は、流路空間１０ｂを流れ方向に平行な方向から見たときに、流速が最も高い円環状の位置を含むドーナツ状を呈する空間である。第三空間２４の流速は、流路空間１０ｂ全体の平均流速より高いと考えることができる。
【００６２】
流路空間１０ｂを流れる流体中に粒子は均一に分散していると考えられる。単位時間単位体積当たりの粒子の通過数は、流速に正比例すると考えることができる。したがって、第三空間２４の単位時間単位体積当たりの粒子の通過数は、単位時間単位体積当たりの粒子の通過数を流路空間１０ｂの全体で平均した値より多いと考えることができる。
【００６３】
図１１に示すように、第二空間２１，２２，２３と、第三空間２４とは、重なりを有する。これにより、以下の効果が得られる。第三空間２４においては、単位時間単位体積当たりのバイオマテリアルの通過量が、第三空間２４以外の空間に比べて多いと考えることができる。バイオマテリアルの通過量の多い第三空間２４と、紫外光の放射強度の高い第二空間２１，２２，２３とが重なりを有することで、バイオマテリアルを効率良く殺菌できる。
【００６４】
前述したように、流路空間１０ｂを流れる流体の流速は、流路空間１０ｂを流れ方向に平行な方向から見たときに、流路空間１０ｂの中心に対して円環状の位置で最も高い。このため、当該円環及びその近くの空間は、単位時間単位体積当たりの粒子の通過数が最大になる空間であると言える。本実施の形態では、そのような、単位時間単位体積当たりの粒子の通過数が最大になる空間と、第二空間２１，２２，２３とは、重なりを有する。このため、バイオマテリアルを効率良く殺菌できる。
【００６５】
実施の形態４．
次に、図１２を参照して、実施の形態４について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図１２は、実施の形態４の殺菌装置１Ｄを示す模式的な斜視図である。図１２に示すように、本実施の形態４の殺菌装置１Ｄは、流路構造体２５及び紫外光放射部２６を備える。流路構造体２５は、流路空間２５ａを形成する。流体は、流路空間２５ａ内で旋回する。流路構造体２５は、サイクロン式遠心分離装置の一部である。流路空間２５ａは、円柱状、楕円柱状、または円錐台状の形状を有する。
【００６６】
流路構造体２５の上部には、流入部２７が形成されている。粒子が分散した流体が流入部２７から流路空間２５ａ内に流入する。粒子には、塵埃が含まれてもよい。流入部２７は、流路空間２５ａの内周面の接線方向に沿って流体を流入させる。流路空間２５ａの流体を排出させる排出部２８は、筒状の形状を有する。排出部２８の一部は、流路空間２５ａの上端の内壁面から下方に向かって流路空間２５ａ内へ突出している。
【００６７】
流入部２７から流路空間２５ａ内に流入した流体は、流路空間２５ａの内周面に沿って旋回する。流体は、旋回しながら流路空間２５ａの下方へ向かう。旋回した後の流体は、上方へ向きを変え、排出部２８を通って流路空間２５ａ外へ排出される。流体に分散していた粒子は、流体とともに旋回するときの遠心力によって流路空間２５ａの内周面に近い所へ寄せられ、重力により落下して、流速の低い空間である流路空間２５ａの下部に溜まる。図１２中の破線の軌跡２９は、流体がたどる軌跡の例であり、実線の軌跡３０は、粒子がたどる軌跡の例である。
【００６８】
紫外光放射部２６は、流路構造体２５の内壁部から、流路空間２５ａ内へ向けて、紫外光を放射する。紫外光放射部２６は、流路空間２５ａの上端の内壁面から下方に向かって紫外光を放射する。紫外光放射部２６の照射空間内の紫外光は、流路空間２５ａの下端の内壁面、すなわち底面に照射される。紫外光放射部２６の照射角度θｆは、比較的小さくてもよい。紫外光放射部２６の照射角度θｆは、例えば、４５°以下でもよい。紫外光放射部２６は、流路空間２５ａの中心に対して外周寄りの位置にある。紫外光放射部２６の光軸は、流路空間２５ａの中心軸に平行でもよい。
【００６９】
流路空間２５ａは、第一空間と、第二空間３１とに分けて考えることができる。第二空間３１は、紫外光放射部２６の照射角度θｆの内側の空間、すなわち紫外光放射部２６の照射空間である。第二空間３１は、円錐状の形状を有する。第一空間は、流路空間２５ａのうち、第二空間３１以外の空間である。第二空間３１は、第一空間に比べて、紫外光放射部２６からの紫外光の放射強度が高い空間である。第二空間３１は、流路空間２５ａの中心から外周側へ偏った位置にある。
【００７０】
前述したように、流路空間２５ａ内の流体に分散する粒子は、遠心力によって流路空間２５ａの内周面に近い所へ寄せられる。このため、流路空間２５ａの中心に対して外周寄りの第三空間では、流路空間２５ａの中心及びその近くの空間に比べて、粒子数密度が高い。よって、流路空間２５ａの中心に対して外周寄りの第三空間の単位時間単位体積当たりの粒子の通過数は、単位時間単位体積当たりの粒子の通過数を流路空間２５ａの全体で平均した値より多いと考えることができる。
【００７１】
流路空間２５ａの中心に対して外周寄りの第三空間と、第二空間３１とは、重なりを有する。これにより、以下の効果が得られる。流路空間２５ａの中心に対して外周寄りの第三空間においては、単位時間単位体積当たりのバイオマテリアルの通過量が、それ以外の空間に比べて多いと考えることができる。流路空間２５ａの中心に対して外周寄りの第三空間、すなわちバイオマテリアルの通過量の多い空間と、紫外光の放射強度の高い第二空間３１とが重なりを有することで、バイオマテリアルを効率良く殺菌できる。
【００７２】
本実施の形態であれば、以下のような効果がさらに得られる。流路空間２５ａ内を粒子が旋回することで、粒子は、第二空間３１を複数回繰り返し通過する。このため、バイオマテリアルを効率良く殺菌できる。紫外光放射部２６が流路空間２５ａの上部から紫外光を放射するので、流路空間２５ａの底部に溜まる塵埃に遮られることなく紫外光放射部２６が流路空間２５ａ内に紫外光を放射できる。
【００７３】
実施の形態５．
次に、図１３から図１５を参照して、実施の形態５について説明するが、上述した実施の形態２との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。
【００７４】
図１３は、実施の形態５の殺菌装置１Ｅを示す模式的な斜視図である。図１４は、実施の形態５の殺菌装置１Ｅの模式的な上面図である。図１５は、実施の形態５の殺菌装置１Ｅの模式的な側面図である。実施の形態５の殺菌装置１Ｅを流体の流れ方向に垂直な断面で切断した模式的な断面図は、図２と同様であるので、省略する。
【００７５】
本実施の形態５の殺菌装置１Ｅの構成は、実施の形態２の構成に加えて、機能部品３２をさらに備える。図１４及び図１５に示すように、機能部品３２は、第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の位置に対して下流側に設置されている。機能部品３２は、紫外光への耐久性の低い部品でもよい。例えば、機能部品３２は、塵埃フィルタ、脱臭フィルタ、熱交換器、送風機、ポリプロピレンエレクトレット繊維製のフィルタ、親水性コーティングが施された熱交換器、樹脂製のファン、のうちの少なくとも一つでもよい。機能部品３２は、紫外光への耐久性を付与するためには高コスト化する部材でもよい。
【００７６】
図１４及び図１５に示すように、第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の各々の光軸ａｘは、流体が流れる方向に垂直な平面に対して平行ではなく、当該平面に対して斜めになっている。第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の各々の光軸ａｘは、機能部品３２から離れる方向に傾斜している。このようにすることで、第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５から放射された紫外光が、機能部品３２に当たらないようにすることが可能となる。このため、機能部品３２が紫外光によって劣化することを防止できる。
【００７７】
第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５の各々の光軸ａｘは、遮光スリット９に近づく方向に傾斜している。遮光スリット９があることで、第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５から放射された紫外光が、遮光スリット９よりも上流側へ漏れることを防止できる。
【００７８】
第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５のうちの少なくとも一つの光軸ａｘが上記のように傾斜していれば、上記と類似の効果が得られる。また、上記の構成と反対に、第一紫外光放射部３、第二紫外光放射部４、及び第三紫外光放射部５に対して、上流側に機能部品があり、下流側に遮光スリットがあってもよい。また、遮光スリットが不要の場合には、遮光スリットが無くてもよい。
【００７９】
実施の形態６．
次に、図１６を参照して、実施の形態６について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。
【００８０】
図１６は、実施の形態６の殺菌装置を備えた空調装置を示す模式的な側面断面図である。本明細書において、空調装置とは、空気を調節する装置であり、例えば、ルームエアコン、パッケージエアコン、空気清浄機、加湿機、除湿機、全熱交換換気装置、及びこれらの装置の一部分を含む概念である。
【００８１】
図１６に示す空調装置３３が備える殺菌装置は、流路構造体３４、第一紫外光放射部３５、及び第二紫外光放射部３６を備える。流路構造体３４は、流路空間３４ａを形成する。流路構造体３４は、第一流入口３４ｂ及び第二流入口３４ｃを備える。第一流入口３４ｂ及び第二流入口３４ｃの双方から空気が流路空間３４ａ内へ流入する。
【００８２】
第一紫外光放射部３５及び第二紫外光放射部３６は、流路構造体３４の内壁部から、流路空間３４ａ内へ向けて、紫外光を放射する。第一紫外光放射部３５は、第一流入口３４ｂの近くにある。第一紫外光放射部３５から放射された紫外光は、第一流入口３４ｂから流入した直後の気流に照射される。第二紫外光放射部３６は、第二流入口３４ｃの近くにある。第二紫外光放射部３６から放射された紫外光は、第二流入口３４ｃから流入した直後の気流に照射される。
【００８３】
空調装置３３は、ケーシング３７、機能部品３８、ベルマウス３９、及び送風機４０をさらに備える。ケーシング３７は、流路構造体３４と一体的に形成されてもよい。ケーシング３７は、機能部品３８、ベルマウス３９、及び送風機４０を収納する。ケーシング３７は、空気を排出する排出口３７ａを有する。機能部品３８は、流路構造体３４内の流路空間３４ａと、ケーシング３７内の流路空間とを隔てる。流路空間３４ａ内の空気は、機能部品３８を通ってケーシング３７内に入り、ベルマウス３９及び送風機４０をこの順に通過した後、排出口３７ａからケーシング３７外へ排出される。
【００８４】
流路空間３４ａは、第一空間と、第二空間４１，４２とに分けて考えることができる。第二空間４１は、第一紫外光放射部３５の照射角度の内側の空間、すなわち第一紫外光放射部３５の照射空間である。第二空間４２は、第二紫外光放射部３６の照射角度の内側の空間、すなわち第二紫外光放射部３６の照射空間である。第二空間４１，４２の各々は、円錐状の形状を有してもよい。第一空間は、流路空間３４ａのうち、第二空間４１，４２以外の空間である。第二空間４１，４２は、第一空間に比べて、紫外光の放射強度が高い空間である。
【００８５】
流路空間３４ａのうち、第一流入口３４ｂから流入した直後の気流が通る空間、及び第二流入口３４ｃから流入した直後の気流が通る空間を、第三空間と称する。第一流入口３４ｂから流入した直後の気流の流速、及び第二流入口３４ｃから流入した直後の気流の流速は、流路空間３４ａ全体の平均流速より高いと考えることができる。流路空間３４ａを流れる空気中に粒子は均一に分散していると考えられる。単位時間単位体積当たりの粒子の通過数は、流速に正比例すると考えることができる。したがって、第一流入口３４ｂ及び第二流入口３４ｃから流入した直後の気流が通る第三空間の単位時間単位体積当たりの粒子の通過数は、単位時間単位体積当たりの粒子の通過数を流路空間３４ａの全体で平均した値より多いと考えることができる。
【００８６】
第一流入口３４ｂ及び第二流入口３４ｃから流入した直後の気流が通る第三空間は、第二空間４１，４２と、重なりを有する。これにより、以下の効果が得られる。第三空間においては、単位時間単位体積当たりのバイオマテリアルの通過量が、第三空間以外の空間に比べて多いと考えることができる。バイオマテリアルの通過量の多い第三空間と、紫外光の放射強度の高い第二空間４１，４２とが重なりを有することで、バイオマテリアルを効率良く殺菌できる。
【００８７】
第一紫外光放射部３５及び第二紫外光放射部３６の照射空間は、機能部品３８に当たらないようになっている。このため、機能部品３８が紫外光によって劣化することを確実に防止できる。
【００８８】
流路構造体３４の内壁面のうち、第一紫外光放射部３５及び第二紫外光放射部３６の照射空間の紫外光が照射される領域には、耐光材料で形成された遮光パネル４３が設置されている。これにより、流路構造体３４の構成材料が紫外光によって劣化することを確実に防止できる。
【００８９】
実施の形態７．
次に、図１７を参照して、実施の形態７について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。
【００９０】
図１７は、実施の形態７の殺菌装置を備えた空調装置を示す模式的な側面断面図である。図１７に示す空調装置４４が備える殺菌装置は、流路構造体４５、第一紫外光放射部４６、及び第二紫外光放射部４７を備える。流路構造体４５は、空気の流れ方向に垂直な断面が円形の流路空間４５ａを形成する。流路構造体４５は、ベルマウスでもよい。
【００９１】
第一紫外光放射部４６及び第二紫外光放射部４７は、流路構造体４５の内壁部から、流路空間４５ａ内へ向けて、紫外光を放射する。第一紫外光放射部４６及び第二紫外光放射部４７の光軸は、流路空間４５ａの中心を通る。第二紫外光放射部４７は、第一紫外光放射部４６に対向する位置にある。第一紫外光放射部４６及び第二紫外光放射部４７から放射された紫外光は、対向する流路空間４５ａの内壁面に照射される。流路空間４５ａの内壁面は、耐光材料で構成される。本実施の形態の殺菌装置によれば、前述した図１０に示す例と同様の効果が得られる。
【００９２】
空調装置４４は、ケーシング４８、送風機４９、及び熱交換器５０をさらに備える。ケーシング４８は、流路構造体４５、送風機４９、及び熱交換器５０を収納する。ケーシング４８は、空気を吸い込む吸込口４８ａと、空気を排出する吹出口４８ｂとを有する。熱交換器５０は、室外機５１から冷媒配管５２を介して供給される冷媒と、空気との間で熱を交換する。吸込口４８ａから吸い込まれた空気は、流路空間４５ａ、送風機４９、及び熱交換器５０をこの順に通過した後、吹出口４８ｂからケーシング４８外へ吹き出される。
【００９３】
第一紫外光放射部４６及び第二紫外光放射部４７の照射空間は、送風機４９に当たらないようになっている。このため、送風機４９が紫外光によって劣化することを確実に防止できる。例えばシリンドリカルレンズを用いて、図１７中の上下方向の第一紫外光放射部４６及び第二紫外光放射部４７の照射角度が小さくなるように調整してもよい。第一紫外光放射部４６及び第二紫外光放射部４７から放射された紫外光が流路空間４５ａの外へ漏れることを抑制しつつ、流路空間４５ａの断面の広い範囲に紫外光を照射できる。
【００９４】
以上のように、本発明の殺菌装置を備えた空調装置であれば、生物学的に清浄な空気を供給できるとともに、空調装置の内部に殺菌されていないバイオマテリアルが蓄積したり、蓄積した殺菌されていないバイオマテリアルが再飛散する可能性を抑制し、機器内部の衛生性を維持することができる。
【００９５】
実施の形態８．
次に、図１８から図２１を参照して、実施の形態８について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。
【００９６】
図１８は、実施の形態８の殺菌装置１Ｆを示す模式的な斜視図である。図１８に示す実施の形態８の殺菌装置１Ｆは、実施の形態１の殺菌装置１Ａと比べて、第三紫外光放射部５に代えて第三紫外光放射部５３を備えること以外は同じである。第三紫外光放射部５３は、光源部品５３ａと、照射角規制部５３ｂとを備える。照射角規制部５３ｂは、流路構造体２の内壁面に対して凹部を形成している。照射角規制部５３ｂが形成する凹部は、流体の流れ方向に対して垂直な方向を長手方向とする細長い形状を有する。
【００９７】
図１９は、実施の形態８の殺菌装置１Ｆを流体の流れ方向に垂直な断面で切断した模式的な断面図である。図２０は、実施の形態８の殺菌装置１Ｆの模式的な上面図である。図２１は、実施の形態８の殺菌装置１Ｆの模式的な側面図である。
【００９８】
図１９に示すように、光源部品５３ａの発光面は、照射角規制部５３ｂが形成する凹部の底面に位置する。光源部品５３ａの照射角度θｇは、比較的大きい角度、すなわち１８０°に近い角度である。光源部品５３ａは、例えば、表面実装型ＬＥＤパッケージ、ＣＯＢタイプのＬＥＤパッケージのようなＬＥＤ光源でもよい。流体の流れ方向に平行な方向から見たときには、光源部品５３ａから放射された紫外光は、照射角規制部５３ｂの凹部の内面に当たらない。すなわち、流体の流れ方向に平行な方向から見たときには、光源部品５３ａの照射角度θｇは、照射角規制部５３ｂによって規制されない。流体の流れ方向に平行な方向から見たときには、第三紫外光放射部５３の照射角度θｇは、光源部品５３ａの照射角度θｇに等しい。本実施の形態であれば、第三紫外光放射部５３からの紫外光を、流体の流れ方向に垂直な断面のほぼ全域に照射できるという利点がある。
【００９９】
図２１に示すように、光源部品５３ａの光軸方向と流体の流れ方向との双方に垂直な方向から見たときには、光源部品５３ａから放射された紫外光の一部が、照射角規制部５３ｂの凹部の内面に当たり、反射または遮光される。その結果、光源部品５３ａの光軸方向と流体の流れ方向との双方に垂直な方向から見たときには、第三紫外光放射部５３の照射角度θｈは、光源部品５３ａの照射角度θｇより小さくなる。これにより、以下のような利点がある。第三紫外光放射部５３の被照射範囲６は、流体の流れ方向に関して拡大することを抑制できる。そのため、耐光材料で形成すべき領域を低減でき、材料コストを軽減できる。
【符号の説明】
【０１００】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ  殺菌装置、  ２  流路構造体、  ２ａ  流路空間、  ２ｂ  流路中心、  ３  第一紫外光放射部、  ４  第二紫外光放射部、  ５  第三紫外光放射部、  ６  被照射範囲、  ７  第二空間、  ８  第三空間、  ９  遮光スリット、  １０  流路構造体、  １０ａ，１０ｂ  流路空間、  １１  送風機、  １１ａ  ファン、  １１ｂ  モータ、  １２，１３  曲線、  １４  第一紫外光放射部、  １５  第二紫外光放射部、  １６  第二空間、  １７  第三空間、  １８  第三紫外光放射部、  １９  第四紫外光放射部、  ２０  第五紫外光放射部、  ２１，２２，２３  第二空間、  ２４  第三空間、  ２５  流路構造体、  ２５ａ  流路空間、  ２６  紫外光放射部、  ２７  流入部、  ２８  排出部、  ２９，３０  軌跡、  ３１  第二空間、  ３２  機能部品、  ３３  空調装置、  ３４  流路構造体、  ３４ａ  流路空間、  ３４ｂ  第一流入口、  ３４ｃ  第二流入口、  ３５  第一紫外光放射部、  ３６  第二紫外光放射部、  ３７  ケーシング、  ３７ａ  排出口、  ３８  機能部品、  ３９  ベルマウス、  ４０  送風機、  ４１，４２  第二空間、  ４３  遮光パネル、  ４４  空調装置、  ４５  流路構造体、  ４５ａ  流路空間、  ４６  第一紫外光放射部、  ４７  第二紫外光放射部、  ４８  ケーシング、  ４８ａ  吸込口、  ４８ｂ  吹出口、  ４９  送風機、  ５０  熱交換器、  ５１  室外機、  ５２  冷媒配管、  ５３  第三紫外光放射部、  ５３ａ  光源部品、  ５３ｂ  照射角規制部、  ９０  紫外光照射部、  ９１  照射空間
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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