JP2006231007A

JP2006231007A - 紫外線水平照射型空気殺菌装置とその方法

Info

Publication number: JP2006231007A
Application number: JP2005089745A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Kawabata; 孝幸川端; Kazuhisa Kageyama; 和久影山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-02-26
Filing date: 2005-02-26
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】本発明は室内の人畜に紫外線被爆を生じること無く、室内空間を対流する空気に向けて紫外線光を直接常時照射することを可能とし、空気中に浮遊する細菌やウイルス類を効率よく殺菌できる紫外線照射装置とその方法を提供する。
【解決手段】上記課題を解決する為に、室内において紫外線ランプから放射される紫外線を、在室の人畜の体高よりも十分に高い室内高所から水平方向のみに紫外線を照射させる事が出来れば人畜への紫外線被爆を防止しつつ、室内で対流する空気の殺菌を効率よく行うことが可能となる。そこで紫外線ランプから発生した紫外線をその波長に対して反射率の高い反射鏡で反射させて、垂直方向への紫外線の拡散を抑制する放射制御板へ導き、室内へ水平照射させる装置と方法を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気中に浮遊する細菌やウイルス類を、紫外線を水平に室内空間へ照射して殺菌する装置とその方法に関する。

従来の紫外線による殺菌装置とその方法には、装置内を通過する空気に対して紫外線を照射するものがある（例えば特許文献１参照）。また、紫外線を壁面や天井面へ向け照射するものがある（例えば特許文献２参照）。
特許第３０４６７１６号特開２００４−３１９２３号特許文献１の例に拠れば、装置内部に吸引した空気が装置内を通過する短い時間で紫外線照射を行い、殺菌後の空気を装置外の室内空間へ放出する。この方式では装置内を通過する空気への紫外線照射時間を長くする事で殺菌効果は上昇するが、殺菌済み空気が室内空間へ放出された瞬間に未殺菌の空気と混合され、室内空間全体の空気清浄化が進むには長時間を要する。逆に装置内での空気の通過速度を速めて室内空間全体への置換速度を速めようとすると紫外線照射時間が短時間となり殺菌効力が低下する。更に何れの場合も殺菌稼動中に室内での人畜の行動や入退出が生じると室内全体での空気殺菌の進行状態が振り出しに戻ってしまい安定した効果が期待できない。

また、特許文献２の例に拠れば紫外線を常時照射可能とする為に照射方向を抑制する方法を示している。しかしこれは壁面や天井面へ向けて紫外線を照射する範囲を広げる方式であり既知の表面殺菌方式を発展させた範疇であり、空気への殺菌効率を高めるために室内を対流する空気に対して紫外線を照射する有効性を未だ見出していない。また殺菌効力が高い２５３．７ｎｍの紫外線についての知見も示されていない。通常使用する紫外線ランプに同波長帯を含む場合、これを効率よく反射させる為には、既知の殺菌灯で常用されるステンレス鏡面や白色塗装板では３０％程度の反射率に留まり適さない。反射率に対する反射面の素材と性状についても知見は見出せず殺菌灯としての性能は自ずと低下する。

人畜が室内にて活動することにより室内空間の浮遊菌は増大する。この現象はＳＡＲＳ（新型肺炎）や、新型インフルエンザ（Ｈ５Ｎ１）等の新興感染症や結核等の従来から知られている空気および飛沫核による感染症の主な感染経路となっている。

波長が２５３．７ｎｍを主成分とするＵＶ−Ｃ帯域の紫外線は、細菌やウイルス類の細胞に含まれるＤＮＡ（デオキシリボ核酸）に対する破壊作用が強く、その殺菌効果は既に知られている。この紫外線を室内空間に対流する空気中へ向けて直接照射すれば、空気中に浮遊している病原性の細菌やウイルス類を効率良く殺菌することができて有用である。

しかし、室内空間へ２５３．７ｎｍの波長を主成分とするＵＶ−Ｃ帯域の紫外線を広範囲に直接照射することは、紫外線被爆により人畜の皮膚や視力に対して障害や疾病を引き起こす危険性がある。

また、２５３．７ｎｍという極めて短い波長域の紫外線に対して、従来の殺菌灯で常用されるステンレス鏡面やクロム鍍金を施した反射板または白色塗装した反射板等を利用する事は、反射率が３０％程度以下に低下するので適さず、反射率の高い素材を反射面に採用する必要がある。

本発明は室内の人畜に紫外線被爆を生じること無く、室内空間を対流する空気に向けて紫外線を直接常時照射することを可能とし、空気中に浮遊する細菌やウイルス類を効率よく殺菌できる紫外線照射装置とその方法を提供する事を課題とする。

課題を解決する為に、室内において紫外線ランプから放射される紫外線を、在室の人畜の体高よりも十分に高い室内高所から水平方向のみに紫外線を照射させる事が出来れば人畜への紫外線被爆を防止しつつ、室内で対流する空気の殺菌を効率よく行うことが可能となる。そこで紫外線ランプから発生する波長が２５３．７ｎｍを主成分とするＵＶ−Ｃ帯域の紫外線に対して９０％以上の反射率を有するアルミニウム製の反射面を有する反射鏡で反射させて平行光線として、垂直方向への紫外線の拡散を抑制する放射制御板へ導き、室内へ水平照射させる装置とその方法を提供する事で課題を解決したものである。

本発明は室内の人畜に紫外線被爆を生じること無く、室内空間を対流する空気に向けて常時紫外線を直接照射することを可能とし、空気中に浮遊する細菌やウイルス類を効率よく殺菌することができる。臨床的性能評価を浮遊菌の捕集及び培養検査により複数の医療施設にて実施し、未照射時と照射時の比較で平均６０％の浮遊菌が減少する結果を得た。

以下、本発明の実施するための形態を図１〜図４によって説明する。

図１において、ランプソケット２５は点灯回路１０と接続されており、２５３．７ｎｍの波長を主成分とするＵＶ−Ｃ帯域の紫外線を発生する紫外線ランプ１を、ランプソケット２５に装着する事で点灯回路１０と紫外線ランプ１は接続され点灯される。

反射鏡３は紫外線を平行光となす反射断面を形成可能であれば材質を問わない。しかし、反射面については２５３．７ｎｍの波長を効率良く反射できる素材としてアルミニウムを採用した。これにより紫外線ランプ１で発生した紫外線のうち反射鏡３の方向へ向かう紫外線は、反射鏡３のアルミニウム製の反射面２で９０％以上反射される。反射鏡３は紫外線を放射制御板５の方向への平行光となす為の放物面または球面の反射断面とし、かつ、紫外線ランプ１から発生した紫外線が反射して平行紫外線４となる位置に配置する。これにより反射光は水平かつ平行の紫外線となって放射制御板５へ導かれる。

放射制御板５は、図３に示すコの字状又は短冊状で、紫外線の放射方向の幅が５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の薄板であり、横方行へ散乱反射する紫外線２６に対しても紫外線の放射方向の有効な幅を５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下とし、表面に艶消し塗装または照射方向に直行する細溝を表面に切削加工する事で紫外線の反射と散乱の抑制を図っている。

反射鏡３により導かれた平行紫外線４と、紫外線ランプ１で発生して放射制御板５へ水平に入射する紫外線は、積層された放射制御板５のすき間をそのまま通過して水平方向へ照射されて、夫々が水平照射される紫外線６と水平に直進する紫外線７となる。

一方、放射制御板５に対して上方または下方の角度を持って向かう紫外線は、放射制御板５を積層した隙間で減衰する紫外線８となる。これによって図２に示す殺菌灯用笠１２からは、水平方向の平行な紫外線が室内空間２０へ照射されるが、上方並びに下方への拡散的な照射は抑制される。

紫外線ランプ１から発生して上下方向へ向かう紫外線は、図２に示す取り付け用基板１１と遮光板２１で反射しながら、一部は積層した放射制御板５の隙間を通過して水平方向へ照射されるが、その大部分は取り付け用基板１１と遮光板２１と放射制御板５の隙間で減衰し室内空間へ散乱することは防止される。

本発明では、紫外線は水平方向へ照射するものであり、反射した紫外線４を水平方向への平行光とする必要があり、図２にて示す様に紫外線ランプ１を反射鏡３の焦点位置へ配置する為に、取り付け用基板１１に点灯回路１０及びランプソケット２５を横向きに配置する。

次に、紫外線ランプ１と反射鏡３と放射制御板５を平行に配置する為に、遮光板２１に先端がオスネジのシャフト２２を通し、スペーサ２３により５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の隙間を設けながら放射制御板５を複数積層して殺菌灯用笠１２となす。これを取り付け基板１１の天板部分に空けた笠固定用ネジ穴２４に挿入して図３に示す配置で固定して紫外線水平照射型空気殺菌装置１８となる。

上記に記した紫外線水平照射型空気殺菌装置１８を、室内の床面からの設置高１６が２．１ｍ以上の高所壁面へ取り付け、在室の人畜による対流１７や空調機１４からの送風による対流１５等により室内空間２０を対流している空気中へ向けて、同位置の同装置１８より水平照射される紫外線１９により室内空間の空気中に浮遊する細菌やウイルス類を、人畜が在室中であっても安全に常時連続して紫外線による殺菌を行う。

紫外線水平照射型空気殺菌装置の光路図である。紫外線水平照射型空気殺菌装置の立面図である。放射制御板の例を示す平面図である。紫外線水平照射型空気殺菌装置の室内設置図である。

符号の説明

１紫外線ランプ
２アルミニウム製反射面
３反射鏡
４平行紫外線
５放射制御板
６水平放射される紫外線
７水平に直進する紫外線
８減衰する紫外線
９空気中の浮遊菌
１０点灯回路
１１取り付け用基板
１２殺菌灯用笠
１４空調機
１５送風による対流
１６床面からの設置高
１７在室の人畜による対流
１８紫外線水平照射型空気殺菌装置
１９水平照射される紫外線
２０室内空間
２１遮光板
２２シャフト
２３スペーサ
２４笠固定用ネジ穴
２５ランプソケット
２６横方向へ散乱反射する紫外線

Claims

室内空間の空気中に浮遊する細菌やウイルス類を殺菌する為に、室内空間を対流する空気中へ向けて水平に紫外線を照射する装置であって、２５３．７ｎｍの波長を主成分とするＵＶ−Ｃ帯域の紫外線を発生する紫外線ランプと、紫外線ランプの点灯回路及びランプソケットと、紫外線ランプから発生した紫外線を反射して平行光となす位置に配置する放物面または球面またはこれらの近似多角面のうち何れか一つの断面形状であるアルミニウム製反射面を有する反射鏡と、紫外線の散乱防止に艶消しの塗装または細溝切削を施した表面を有し紫外線の放射方向の幅が５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である薄板を５ｍｍ以上２０ｍｍ以下のすき間を開けて水平に複数積層して垂直方向への紫外線放射を抑制する放射制御板と、をそなえる事を特徴とする紫外線水平照射型空気殺菌装置。
室内空間の空気中に浮遊する細菌やウイルス類を殺菌する為に、室内空間を対流する空気中へ向けて水平に紫外線を放射する装置であって、天井又は壁面への取り付け用基板に紫外線ランプの点灯回路及びランプソケットを取り付けて紫外線ランプを装着し、紫外線ランプが反射鏡の反射面焦点に位置し、且つ放射制御板が紫外線ランプの位置を挟んで反射面の正対に位置するように水平配置した殺菌灯用笠を、紫外線ランプに被せてなることを特徴とする請求項１に記載の紫外線水平照射型空気殺菌装置。
室内空間の空気中に浮遊する細菌やウイルス類を、人畜が在室中であっても人畜無害に連続して紫外線によって殺菌を行う方法であって、請求項１に記載の紫外線水平照射型空気殺菌装置を、室内に在室する人畜の頭部の高さ以上であって室内床面から２．１ｍ以上の高所位置に、天井面からの懸架またはスタンドポール類または壁面取り付けのうち何れかの設置手段にて固定し、同位置から人畜の活動または空調機によって対流が生じている室内空間の空気中へ向けて水平方向のみに照射方向を制限しつつ、紫外光を照射する紫外線水平照射による空気殺菌方法。