(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線照射手段が配設された除菌流路と、
除菌流路に外気を取り込むファンと、
除菌流路内で生成されたオゾンを無害化するオゾン無害化手段と、
オゾン無害化手段の位置を調整する位置調整装置と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置が、除菌流路内で紫外線を照射された空気を、前記オゾン無害化手段を介して排出する安全除菌モードと、
除菌流路内で紫外線を照射された空気を、前記オゾン無害化手段を介さずに排出する強力除菌モードと、を切替可能であり、
前記紫外線照射手段が、コイル状の冷陰極蛍光管であること、
前記除菌流路が、鏡面加工された筒状部材により構成されていること、を特徴とする室内清浄装置。
【請求項２】
前記紫外線照射手段が、ＵＶ−Ｃ波を照射することを特徴とする請求項１に記載の室内清浄装置。
【請求項３】
前記除菌流路に、前記除菌流路の一部を遮蔽する遮蔽板が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の室内清浄装置。
【請求項４】
前記オゾン無害化手段が、活性炭含有フィルターであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の室内清浄装置。
【請求項５】
前記制御装置が、予め設定した時間帯に前記安全除菌モードまたは前記強力除菌モードを実行するタイマー機能を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の室内清浄装置。
【請求項６】
さらに、人が在室することを検知する在室検知センサーを備え、
前記制御装置が、在室検知センサーが在室を検知した場合には、前記強力除菌モードを実行不可とすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の室内清浄装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の室内清浄装置を用いた室内清浄方法であって、
人が在室する時に、前記安全除菌モードを実行することで空気の除菌を行い、
人が不在室の時に、前記強力除菌モードを実行することで空気および室内の什器の表面の除菌を行うことを特徴とする室内清浄方法。
【請求項８】
前記強力除菌モードでは、１ｐｐｍ以上のオゾンを室内に噴出することで、新型コロナウィルス（ＣＯＶＩＤ−１９）を除菌することが可能な、請求項７に記載の室内清浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線と紫外線照射により生成されるオゾンとにより室内を清浄する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紫外線の照射により酸素を分解し、大気中のＯ２（酸素分子）と結合させることで生成したＯ３（オゾン）により空気脱臭・除菌を行う手法が知られている。たとえば特許文献１には、紫外線処理室へ入った空気に紫外線を照射することにより、紫外線と紫外線照射により生成されるオゾンとによる清浄処理を行い、空気脱臭・除菌を行う紫外線照射装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−５１１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昨今、新型コロナウィルス感染症の拡大により、室内空間を除菌するための手段が求められている。新型コロナウィルスは、感染力が強いため、室内の空気を清浄するのみならず、什器の表面に付着したウィルスを除菌する必要もある。今後、新たな型のウィルスが発現した際にも、同様の問題は生じ得ると考えられる。
【０００５】
本発明は、室内空間を簡易に除菌することを可能とする技術手段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】
【０００６】
本発明に係る室内清浄装置は、紫外線照射手段が配設された除菌流路と、除菌流路に外気を取り込むファンと、除菌流路内で生成されたオゾンを無害化するオゾン無害化手段と、オゾン無害化手段の位置を調整する位置調整装置と、制御装置と、を備え、前記制御装置が、除菌流路内で紫外線を照射された空気を、前記オゾン無害化手段を介して排出する安全除菌モードと、除菌流路内で紫外線を照射された空気を、前記オゾン無害化手段を介さずに排出する強力除菌モードと、を切替可能であり、前記紫外線照射手段が、コイル状の冷陰極蛍光管であること、前記除菌流路が、鏡面加工された筒状部材により構成されていることを特徴とする。
上記室内清浄装置において、前記紫外線照射手段が、ＵＶ−Ｃ波を照射する構成とすることができる。
上記室内清浄装置において、前記除菌流路に、前記除菌流路の一部を遮蔽する遮蔽板が配置されている構成とすることができる。
上記室内清浄装置において、前記オゾン無害化手段が、活性炭含有フィルターである構成とすることができる。
上記室内清浄装置において、前記制御装置が、予め設定した時間帯に前記安全除菌モードまたは前記強力除菌モードを実行するタイマー機能を備えている構成とすることができる。
上記室内清浄装置において、さらに、人が在室することを検知する在室検知センサーを備え、前記制御装置が、在室検知センサーが在室を検知した場合には、前記強力除菌モードを実行不可とする構成とすることができる。
【０００７】
本発明に係る室内清浄方法は、上記室内清浄装置を用いた室内清浄方法であって、人が在室する時に、前記安全除菌モードを実行することで空気の除菌を行い、人が不在室の時に、前記強力除菌モードを実行することで空気および室内の什器の表面の除菌を行う。
上記室内清浄方法において、前記強力除菌モードでは、１ｐｐｍ以上のオゾンを室内に噴出することで、新型コロナウィルス（ＣＯＶＩＤ−１９）を除菌することが可能な構成とすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、室内空間を簡易に除菌することを可能とする技術手段を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る室内清浄装置の構成図である。
【図２】本実施形態に係るフィルター切替部を示す構成図である。
【図３】第２実施形態に係る室内清浄装置の構成図である。
【図４】他の実施形態に係るフィルター切替部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施形態に係る室内清浄装置１の構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る室内清浄装置１は、空気吸引口１０と、除菌流路２０と、紫外線照射部３０と、ダストフィルター４０と、フィルター切替部５０と、ファン６０と、モーター７０と、空気排出口８０と、制御装置９０とを有する。本実施形態に係る室内清浄装置１は、室内や換気口などに設置され、室内の空気または室外の空気を吸引し、装置内部で吸引した空気に含まれる異物を無害化し、清浄した空気を室内へと排出する装置である。なお、本実施形態に係る室内清浄装置１が無害化する物質は、空気中を飛散するウィルスや細菌、タバコの煙に含まれる発がん性物質、ダスト等に含まれるアレルギー原因物質、ＰＭ２．５等の汚染物質等の異物などが含まれる。なお、図１においては、室内清浄装置１において、空気が流れる方向を矢印で示している（後述する図３も同様。）。
【００１１】
空気吸引口１０には、ダストフィルター４０が設置されており、空気吸引口１０から吸引される空気は、ダストフィルター４０を通過して室内清浄装置１の内部へと流入する。ダストフィルター４０は、特に限定されず、市販のダストフィルターを用いることができ、比較的サイズの大きい埃や塵などを遮蔽し、室内清浄装置１の内部に流入しないようにしている。空気吸引口１０は除菌流路２０と連通しており、空気吸引口１０より吸引された空気は、除菌流路２０へと流れる。
【００１２】
除菌流路２０は、金属製の筒状部材であり、素材は特に限定されないが、たとえば鉄やアルミニウムなどで構成することができる。また本実施形態において、除菌流路２０の内表面は、鏡面加工されている。除菌流路２０の内表面を鏡面加工することで、紫外線が除菌流路２０内での反射率を高めることができ除菌流路２０内の紫外線量を増加させることができるとともに、カビ、細菌やウィルスなどが除菌流路２０の内表面の凹凸内に入り込むことを防止し、殺菌効果を高めることができるためである。
【００１３】
本実施形態に係る室内清浄装置１は、除菌流路２０内に、紫外線照射部３０を有する。紫外線照射部３０は、除菌流路２０内を流れる空気に対して、紫外線を照射することで、空気内に含まれる異物を無害化し、空気を清浄化する。紫外線照射部３０は、特に限定されないが、紫外線光の中でも、殺菌効果が最も高いＵＶ−Ｃを照射可能なものが好ましい。ＵＶ−Ｃの波長は１００〜２８０ｎｍであり、空気中に含まれるカビ、細菌やウィルスのＤＮＡに吸収されやすいため、これらカビ、細菌やウィルスのＤＮＡや遺伝子を破壊し、死滅させる効果が期待できるためである。本実施形態では、紫外線照射部３０として、２５８ｎｍのＵＶ−Ｃを照射する冷陰極蛍光管が使用される。冷陰極蛍光管は、熱陰極蛍光管と比べると、サイズが小さく、また、寿命が長いという特徴を有する。また、冷陰極蛍光管は、紫外線ＬＥＤ光源と比べても、コストが１／５と安価であり、室内清浄装置１の低コスト化を図ることができる。さらに、冷陰極蛍光管は、紫外線ＬＥＤ光源のような紫外線光の指向性がなく、全方位に紫外線を照射することができため、空気中の異物をより効率的に無害化することが可能となる。
【００１４】
また、本実施形態においては、紫外線照射部３０として、図１に示すように、らせん状の冷陰極蛍光管を用いる。たとえば、直径５ｍｍ、長さ１ｍの冷陰極蛍光管をらせん状に変形することで形成されており、これにより、紫外線光をより広範囲に高出力で照射することが可能となり、異物をより効率的に無害化することが可能となる。たとえば、同一平面上において渦巻き状の冷陰極蛍光管を用いた場合、一般的な紫外線の照射量が１．２ｍＷ／ｍ２であったのに対して、本実施形態に係るらせん状の冷陰極蛍光管を用いた場合、一般的な紫外線の照射量は２．０ｍＷ／ｍ２となり、除菌流路２０の内面の鏡面加工との相乗効果により、除菌流路２０内の紫外線量は２〜３倍の量となるものと想定される。なお、本実施形態では、商用電源から供給された電力を、紫外線照射部３０に供給するための紫外線照射用電圧変換部（不図示）を有しており、紫外線照射用電源から供給される電力に基づいて、紫外線照射部３０が紫外線光を照射する。
【００１５】
さらに、本実施形態において、紫外線照射部３０は、制御装置９０により、紫外線照射のオン／オフを周期的に繰り返させるとともに、オフの時間を制御することで、照射する紫外線量を調整することもでき、除菌流路２０内で発生するオゾンの濃度を調整することができる。特に、紫外線照射部３０の種類によっては、オン／オフを繰り返すことで寿命が短くなる場合があるが、冷陰極蛍光管を用いた場合、オン／オフの繰り返しにより寿命が長くなるという効果を奏することもできる。
【００１６】
本実施形態では、図１に示すように、除菌流路２０と空気排出口８０との間に、ファン６０が介在されている。ファン６０は、モーター７０により回転駆動することで、空気吸引口１０から空気を吸引し、除菌流路２０で無害化した空気を、空気排出口８０から外部へと排出する。なお、モーター７０は、制御装置９０の指示により、ファン６０の風量（回転速度）を段階的に（たとえば３段階で）変更することが可能となっている。
【００１７】
また、本実施形態においては、図１に示すように、ファン６０と除菌流路２０との間にフィルター切替部５０が設置される。ここで、図２は、本実施形態に係るフィルター切替部５０の正面図である。図２に示すように、本実施形態に係るフィルター切替部５０は、オゾン吸着フィルター５３が設けられた第１通気口５１と、フィルターが設けられていない第２通気口５２とを有する。また、第１通気口５１に設けられたオゾン吸着フィルター５３は、一時的にオゾンを吸着させる効果がある市販の活性炭含有フィルター（活性炭含有不織布）を用いることができる。
【００１８】
フィルター切替部５０は、制御装置９０の制御に基づいて、図示しないモーターによりＺ軸方向に駆動する。これにより、除菌流路２０から空気排出口８０へと流れる空気が第１通気口５１または第２通気口５２を流れるように、フィルター切替部５０を切り替えることができる。たとえば、第２通気口５２を流路上に位置させる場合、除菌流路２０において殺菌された空気がそのまま、空気排出口８０から外部へと排出されることとなる。一方、第１通気口５１が流路上に位置するように、フィルター切替部５０を切り替えた場合、除菌流路２０において殺菌された空気は第１通気口５１のオゾン吸着フィルター５３を通過して、空気排出口８０から外部へと排出される。
【００１９】
ここで、除菌流路２０において、紫外線照射部３０により紫外線光が照射されると、空気中にオゾン（Ｏ３）が生成される場合がある。特に、本実施形態においては、紫外線照射部３０として、オゾンが発生しやすい短波長のＵＶ−Ｃを放射しており、オゾンが発生しやすくなっている。オゾンは、その強い酸化力により、殺菌作用や消臭作用があることが知られているが、濃度が高い場合、皮膚への刺激など人体に悪影響を及ぼすことも知られている。しかしながら、本実施形態に係る室内清浄装置１では、空気が第１通気口５１を通過し、オゾン吸着フィルター５３を通過するように、フィルター切替部５０を切り替えることで、紫外線光の照射により発生したオゾンをオゾン吸着フィルター５３で吸着し、空気排出口８０から排出される空気を無害化することができる。なお、以下においては、空気が第１通気口５１を通過し、オゾン吸着フィルター５３を通過するように、フィルター切替部５０を切り替えるモードを「安全除菌モード」と称し、空気が第２通気口５２を通過するように、フィルター切替部５０を切り替えるモードを「強力除菌モード」と称す。
【００２０】
このように、本実施形態に係る室内清浄装置１は、「安全除菌モード」と「強力除菌モード」とを切り替えることができるため、以下のように、室内清浄装置１を使用する方法が想定される。すなわち、室内に人が在室する場合には、フィルター切替部５０を「安全除菌モード」に切り替え、除菌流路２０で紫外線光を照射した空気を、オゾン吸着フィルター５３を通過させることで、除菌流路２０で発生したオゾンをオゾン吸着フィルター５３で吸着し、空気排出口８０から排出する空気内のオゾンを低減させる。これにより、室内に人が在室する場合も、安心して、室内で作業を行うことができる。
【００２１】
一方、室内に人が在室していない場合には、フィルター切替部５０を「強力除菌モード」に切り替え、除菌流路２０で紫外線光を照射した空気を、フィルターを通すことなく空気排出口８０から排出させることで、除菌流路２０で発生したオゾンを空気排出口８０から排出することができる。上述したように、オゾンは、強い殺菌作用や消臭作用を有するため、除菌流路２０で発生したオゾンをそのまま空気排出口８０から排出することで、浄化した空気を室内に提供する機能に加えて、排出したオゾンにより室内の空間に浮遊し、あるいは、什器や壁や床などに付着しているカビ、細菌、ウィルスの殺菌も行うことができる。
【００２２】
なお、室内清浄装置１は、フィルター切替部５０の切り替えのためのスイッチを備え、使用者がこのスイッチを操作することで、制御装置９０が、フィルター切替部５０をＺ軸方向に駆動させ、「安全除菌モード」と「強力除菌モード」とを切り替える構成とすることができる。また、室内清浄装置１は「安全除菌モード」および「強力除菌モード」の切り替え信号を受信する受信機を有し、使用者が受信機に信号を送信することで、この受信機で受信した信号に基づいて、制御装置９０が「安全除菌モード」と「強力除菌モード」とを切り替える構成とすることもできる。さらに、室内清浄装置１は、タイマーを備え、制御装置９０が、予め「安全除菌モード」の実行が設定された時間帯（たとえば昼間）において「安全除菌モード」を実行し、予め「強力除菌モード」の実行が設定された時間帯（たとえば夜間）において「安全除菌モード」を実行する構成とすることもできる。また、この場合、タイマーとチャイムまたはメールなどの通知システムとを連携させて、「安全除菌モード」に切り替わった場合や、「強力除菌モード」を実施する一定時間前にチャイムやメールなどの通知を行う構成としてもよい。
【００２３】
また、室内清浄装置１は、安全性の観点から、室内に設置される在室検知センサーを有し、制御装置９０が、当該在室検知センサーから人が在室しているとの信号を受信した場合には、「強力除菌モード」を実行不可とし、「安全除菌モード」を実行する構成とすることもできる。
【００２４】
以上のように、第１実施形態に係る室内清浄装置１は、紫外線照射部３０が配設された除菌流路２０と、除菌流路２０に外気を取り込むファン６０と、除菌流路２０内で生成されたオゾンを無害化するオゾン吸着フィルター５３と、オゾン吸着フィルター５３の位置を調整するフィルター切替部５０と、制御装置９０と、を備え、制御装置９０が、除菌流路２０内で紫外線を照射された空気を、オゾン吸着フィルター５３を介して排出する安全除菌モードと、除菌流路２０内で紫外線を照射された空気を、オゾン吸着フィルター５３を介さずに排出する強力除菌モードを備える。これにより、室内を適切に清浄化することができる。すなわち、安全除菌モードでは、吸引した空気を除菌流路２０内で殺菌し清浄した空気を室内に放出することができることに加えて、オゾン吸着フィルター５３により除菌流路２０内で発生したオゾンが吸着されるため、室内に人が存在する場合でも、オゾンが室内に放出されることを抑制し、オゾンにより人体に影響を与えてしまうことを抑制することができる。また、強力除菌モードでは、吸引した空気を除菌流路２０内で殺菌し清浄した空気を室内に放出することができることに加えて、除菌流路２０内で発生したオゾンをそのまま室内に放出することで、室内の什器をオゾンにより強力に殺菌することができる。特に、オゾンは空気よりも比重が大きく、室内清浄装置１により上方向に噴出されたオゾンは、室内空間を浮遊した後、降下してテーブルなどの什器に付着する。これにより、什器に付着しているカビ、細菌、ウィルスを効果的に除菌することができる。
【００２５】
また、本実施形態に係る室内清浄装置１では、１ｐｐｍ以上、より具体的には５ｐｐｍ以上のオゾンを発生させることができる。ここで、オゾンは０．０５ｐｐｍまたは０．１ｐｐｍという濃度においても新型コロナウィルス（ＣＯＶＩＤ−１９）に対する除染効果があることが確認されている（藤田医科大学、２０２０年８月２６日プレリリース、https://www.fujita-hu.ac.jp/news/j93sdv0000007394.html）。そのため、本実施形態に係る室内清浄装置１では、１ｐｐｍ以上、または５ｐｐｍ以上のオゾンを発生させることができるため、新型コロナウィルスに対する除菌にも有効であると推認される。また、新型コロナウィルスは、什器などに付着しやすい性質があることも分かってきており、オゾンを室内に噴出しオゾンの自重によりオゾンを什器に付着させることで、新型コロナウィルスをより効率的に除菌できることが期待される。また、本実施形態に係る室内清浄装置１は、新型コロナウィルスに限らず、インフルエンザウィルスなど他のウィルスや細菌などにも有効であり、複数のウィルスへの感染により、症状が重症化してしまうことを抑制できる効果も期待できる。
【００２６】
《第２実施形態》
次に第２実施形態に係る室内清浄装置１ａについて説明する。図３は、第２実施形態に係る室内清浄装置１ａの構成図である。図３に示すように、第２実施形態に係る室内清浄装置１ａは、第１実施形態に係る室内清浄装置１の構成に加えて、流路遮蔽板１００を有することを特徴とする。
【００２７】
流路遮蔽板１００は、除菌流路２０と同質の素材（たとえば鉄やアルミニウムなどの金属）で構成することができ、除菌流路２０と同様に鏡面加工とすることが好ましい。流路遮蔽板１００は、除菌流路２０の一部を遮蔽することで、除菌流路２０内における空気の流路を長くし、空気が紫外線照射部３０により紫外線光を照射される時間が長くすることができる。
【００２８】
以上のように、第２実施形態に係る室内清浄装置１ａは、流路遮蔽板１００を有することで、除菌流路２０内における流路を長くすることができ、空気が紫外線照射部３０により紫外線光を照射される時間を長くすることができる。その結果、空気中のカビ、細菌、ウィルスに対して、より高い殺菌効果を得ることができる。また、流路遮蔽板１００は、制御装置９０の制御に基づいて、Ｚ軸方向に駆動可能とすることもできる。たとえば、制御装置９０は、「強力殺菌モード」においてのみ、除菌流路２０内へと進出させることで、空気中のカビ、細菌、ウィルスの除菌効果を高め、かつ、オゾンの発生量を多くすることもできる。
【００２９】
以上、本発明の好ましい実施形態例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。上記実施形態例には様々な変更・改良を加えることが可能であり、そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３０】
たとえば、上述した実施形態では、紫外線照射部３０として、らせん状の冷陰極蛍光管を用いる構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、紫外線光を放射するＬＥＤ発光装置またはエキシマランプを用いる構成とすることもできる。
【００３１】
また、上述した実施形態に係るフィルター切替部５０は、図２に示すように、オゾン吸着フィルター５３が設けられた第１通気口５１と、フィルターが設けられていない第２通気口５２とを有する構成であり、フィルター切替部５０全体を上下方向に駆動することで、「強力除菌モード」と「安全除菌モード」とを切り替える構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、図４に示すように、フィルター切替部５０ａをオゾン吸着フィルター５３および第１通気口５１を有し、オゾン吸着フィルター５３のみを上下に駆動可能な構成とすることができる。この場合、オゾン吸着フィルター５３を第１通気口５１と重なるように位置させることで「安全除菌モード」を実行することができ、オゾン吸着フィルター５３を下方向に駆動し、第１通気口５１と重ならない位置とすることで、「強力除菌モード」を実行することができる。なお、図４（Ａ）は、他の実施形態に係るフィルター切替部５０ａの正面図であり、図４（Ｂ）は、他の実施形態に係るフィルター切替部５０ａの側面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…室内清浄装置
１０…空気吸引口
２０…除菌流路
３０…紫外線照射部
４０…ダストフィルター
５０…フィルター切替部
５１…第１通気口
５２…第２通気口
５３…オゾン吸着フィルター
６０…ファン
７０…モーター
８０…空気排出口
９０…制御装置
１００…流路遮蔽板
【要約】
【課題】室内空間を簡易に除菌することを可能とする技術手段を提供する。
【解決手段】紫外線照射手段３０が配設された除菌流路２０と、除菌流路２０に外気を取り込むファン６０と、除菌流路２０内で生成されたオゾンを無害化するオゾン無害化手段５３と、オゾン無害化手段５３の位置を調整する位置調整装置５０と、制御装置９０と、を備え、制御装置９０が、除菌流路２０内で紫外線を照射された空気を、オゾン無害化手段５３を介して排出する安全除菌モードと、除菌流路内で紫外線を照射された空気を、オゾン無害化手段５３を介さずに排出する強力除菌モードと、を切替可能であることを特徴とする室内清浄装置。
【選択図】図１【図１】
0006878663.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0006878663.tif 000005