JP2011183126A - 空気殺菌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】室内の空気循環量の増加と殺菌性能の向上を両立させ、装置内部の細菌やカビの繁殖を抑える事のできる循環式空気殺菌装置を提供する。
【解決手段】室内空気の吸い込み口３部分に遮光性能を有する案内羽根４を備え吸い込んだ空気を渦流にして筒状の紫外線照射による殺菌空間２を通過させ、装置外へ吐き出す。これにより空気が装置内の殺菌空間２を通過する距離と要する時間を増大させ紫外線照射量を増加させることができ、室内全体の空気循環量を増加させても殺菌効果を高める事ができる。また、装置内部で渦流９に生じる遠心力により空気中に含まれる細菌やカビ類を紫外線照射空間の内壁表面へ分離付着させ、長時間の紫外線照射に曝す事で殺菌効果を高める事ができる。さらに装置内の空気の流れる経路が単純化されるので装置内部の細菌やカビの繁殖を抑える事ができる。
【選択図】図１

Description

本発明は循環空気に対する紫外線による空気殺菌装置に関する。

従来の空気を殺菌する装置には、設置された室内の空気を、装置内部に吸い込み空気を通過させる途中で、紫外線を空気に照射して殺菌を行い装置外へ排気し、これを循環して行うものがある。（例えば特許文献１参照）。

この例によれば、装置内の通過空気に対する紫外線照射で殺菌を行うのであるが、同装置を設置した室内の全空気量に対して、これを迅速に循環し殺菌を促進するためには、必然的に同装置内の空気の流速を増加する事が必要である。しかし、紫外線による殺菌効果は単位面積あたりの紫外線照射強度と照射時間の積に比例するので、室内全体の空気循環量を増加させる為に空気の流速を増加させる事は照射時間の減少を招き殺菌効果が低下してしまう。

そこで、同様の紫外線による空気殺菌装置の一例には、紫外線発生ランプを多数備えることで、吸込んだ空気に対して紫外線照射量を増大させて、殺菌効果を高めるものがある。（例えば特許文献２参照）。

この例によれば、紫外線ランプを多数備えて通過する空気に対する紫外線照射量を増大させることと、紫外線ランプ表面に空気が接触すること、を併せて殺菌効果を高めようとするものであり、室内の全空気量を迅速に循環させても殺菌効果を維持できる可能性がある。しかし多数の紫外線ランプの交換コストに加え、他数の紫外線ランプを点灯するための専用点灯回路を要すること、さらに紫外線ランプ表面に空気中の細菌や塵が衝突することで短期間に紫外線ランプ表面への塵埃の付着が増大し、放射される紫外線量の低下をまねく、などの課題があり、殺菌効果と運用信頼性を維持するための保守負担が大きい。

特開平１０−５７４６６号 公報 特開平７−３１３５８３号 公報

以上に例示したように、従来装置では室内の全空気量に対する迅速な殺菌を達成するために装置内を通過する空気の速度を増加すれば殺菌効果が低下する。また、これを複数の紫外線殺菌ランプを使用することで解決しようとする発明もあるが、装置の大型化と維持管理コストの増加が生じる。また、装置内部に折曲部分やフィルタを備えることで空気の流れにムラが生じ、微生物や細菌類が折曲部分やフィルタに付着して菌繁殖のリスクが生じる。更に紫外線ランプの表面に塵埃や微生物の死骸などが付着することで紫外線の放射量が低下する。

本発明は、循環型の空気殺菌装置において、装置内部を通過する空気に対する紫外線照射量を単管の紫外線ランプの使用で増大させ室内の全空気量を迅速に循環しながら殺菌効果を高める事ができ、主にカビや酵母・真菌類などの紫外線に感受性が低く装置内にて繁殖し易く殺菌効果が低い微生物に対して、紫外線照射量を増大させて殺菌効率を高める手段を備える空気殺菌装置を得ることを目的とする。

筒型の殺菌筒本体の両端部に空気流入口と空気排気口を設け、殺菌筒本体内部の空気排気口の直前に殺菌空間内の空気を空気排気口から排気する電動ファンを設ける。電動ファンの排気作用により殺菌空間に生じる負圧は、空気流入口から外気を吸い込ませる。

空気流入口から流入した空気は、空気流入口の直後に設けた案内羽根を通過して殺菌空間へ入る。案内羽根は、流入した空気に旋回力を与えて空気の渦流を生成する形状の個々の羽根を、殺菌空間から紫外線が空気流入口から外部へ漏れないように遮光する位置に配置したものである。

流入した空気は案内羽根により渦流となって電動ファン方向へ進む。その渦流と進行方向と平行かつ中心に２５３．７ｎｍの波長を主成分とするＵＶＣ帯域の紫外線を発生する紫外線ランプを並行に配置する。

殺菌空間へ流入した空気は、紫外線ランプと殺菌筒本体内壁面の間の空間を渦流となって通過する際に紫外線照射による殺菌作用を受けながら空気排気口へ向かうのであるが、この間の渦流の旋回により空気の通過距離は電動ファンで生じる負圧と通過空間の直径または流入から流出までの距離または案内羽根形状の組み合わせにより２倍から１０倍に延長する。

これにより、殺菌空間を通過する際に渦流となり通過する空気に対する紫外線照射量は単管の紫外線ランプによる照射であっても、その通過時間即ち照射時間に比例する紫外線照射量を増大させることができる。

また、殺菌空間を空気が通過する際に空気を渦流とすることで、空気中に浮遊する微生物には、遠心力により殺菌空間の内壁へ向いた分離作用が働く。この遠心分離作用によって殺菌空間の内壁面に付着させて長時間の紫外線照射に曝すことで、カビや酵母・真菌類など、紫外線への感受性が低いため、より多くの紫外線照射量を要する微生物に対して殺菌性能を高めることができる。

以上により、室内の全空気量に対して迅速な殺菌を行うに要する循環量に見合う装置内の空気通過量を確保し、殺菌効率を高めることのできる手段を備える空気殺菌装置を得ることができる。

上述したように、本発明による空気殺菌装置では、室内の全空気量に対してより迅速な空気循環に伴い増大する空気通過量に対して、渦流による紫外線照射量の増加と遠心分離作用により殺菌効率を高めることができる。
また、装置内部の構造も筒状の殺菌空間による簡素化で、従来技術に見られる装置内部の屈曲部を排除することができ、装置内部の雑菌繁殖の解決を得ることができ、医療現場など高度な衛生環境維持の要求に応える事ができる。

本発明による実施例を示す立面図 本発明による実施例を示す斜視断面図 本発明による実施例を示す斜視透視図

以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。

図１において、３は室内の空気を装置内部に吸いこむ空気流入口であり、８は装置内部で殺菌された空気が装置外へと吐き出される空気排気口である。

１は下端に空気流入口３と上端に空気排気口８を設けた筒型の殺菌筒本体である。

２は殺菌筒本体１の内壁面と電動ファン６に接する隔壁板１２と案内羽根４に接する隔壁板１２に囲まれ、案内羽根４で生成され電動ファン６へ向かう空気の渦流９と平行の筒内壁面の中心軸上に紫外線ランプ５を配置して成り、紫外線の照射により通過する空気を殺菌する殺菌空間である。

１２は殺菌筒本体１の内部にはめ込み殺菌空間２を形成する隔壁板であり、板面の中心に円形の開口を備えた四角または円盤であり案内羽根４と電動ファン６に接する。

４は空気流入口３と隔壁板１２との間に配置し、空気流入口３から吸込まれて外周から殺菌空間２へ向かって流入する空気に旋回力を与えて渦流を生成し、併せて殺菌空間で照射される紫外線が空気流入口から外部へ漏れないように、図３に示す様に曲り羽根４枚〜１０枚を同心回転放射状に配置した案内羽根である。

６は殺菌筒本体１に設けた空気排気口８と殺菌空間内２の上端を成す隔壁板１２の間で隔壁板１２に接して配置し、殺菌空間２の内部の空気を排気室１１へ送り出して空気排気口８から排気させる電動ファンである。

電動ファン６は、形式を限定しないが通常の軸流ファンでよく、排気室１１への排気作用により殺菌空間２と外気の間に−５０〜−１００パスカルの負圧差を生じさせ、空気流入口３から外気を吸い込む作用を担う物でよい。

７Ａは殺菌空間２の内部で照射される紫外線が電動ファン６の開口部分から外部へ漏光することを防止するため、隔壁板１２開口部の前面位置に配置するファン前面遮蔽板である。

７Ｂは電動ファン開口部からわずかに漏れ出る殺菌空間２からの紫外線が空気排気口８から殺菌筒本体１の外へ漏光することを防止するファン後面遮蔽板である。

５は２５３．７ｎｍの波長を主成分として含むＵＶＣ帯域の短波長域紫外線を発生する紫外線ランプであり、１０は紫外線ランプ５の点灯回路である。
点灯回路に関しては実施形態として殺菌筒本体１の内部に備える事が望ましいが、殺菌筒本体１と分離して配線により接続しても差し支えない。

まず、空気流入口３から流入した空気は、空気流入口３の直後に設けた案内羽根４を通過して殺菌空間２へ入る。

ここで流入する空気は案内羽根４の外周部から中心へ向かって流入しながら同心回転放射状に配置された案内羽根４によって整流され渦流９となって案内羽根４が接する隔壁板１２中心の開口部から電動ファン方向へ向けて殺菌空間２内を進む。この様子は図１ならびに図２に示す。

殺菌空間２の中心には、渦流の進行方向と平行に紫外線ランプ５を配置する。

殺菌空間２へ流入した空気は、紫外線ランプ５と殺菌筒本体１の内壁面の間を渦流９となって通過する際に、紫外線の照射により殺菌されて電動ファン６の接する隔壁板１２へ向かう。この様子を図１ならびに図２に示す。

この間の渦流の旋回により空気が殺菌空間２を通過する距離は電動ファン６で生じる負圧と、殺菌空間２の直径または流入側の隔壁板１２から流出側の隔壁板１２までの距離、または案内羽根４の形状、の組み合わせによって２倍から１０倍に延長できる。

これにより、殺菌空間２を通過する際に渦流９となって通過する空気に対する紫外線照射量は、単管の紫外線ランプによる照射でも、その通過時間は即ち照射時間に比例し、紫外線照射量を増大させ高い殺菌効果を得ることができる。

また、殺菌空間２を空気が通過する際に空気を渦流９とすることで、空気中に浮遊する微生物には、遠心力により殺菌空間２の内壁へ向かって遠心分離作用が働く。この遠心分離作用によって殺菌空間２の内壁面に空気中から菌類を分離・付着させて、長時間の紫外線照射に曝すことで、カビや酵母・真菌類など、紫外線への感受性が低いために、より多くの紫外線照射量を要する微生物に対して殺菌性能を高めることができる。

以上により、室内の全空気量に対して迅速な殺菌を行うに要する空気の循環量に見合う装置内の空気通過量を確保し、殺菌効率を高めることのできる手段を備える空気殺菌装置を得ることができる。

本発明は、紫外線ランプを内蔵した空気殺菌装置であり、室内の空気中に浮遊する微生物や、細菌・ウイルスなどの病原菌類を含む病原性のある飛沫及び飛沫核に対して、紫外線による高い殺菌効率を達成しかつ室内空気を短時間で循環させることから、医療・介護・食品製造など高度な衛生レベルの維持を要する現場、さらに複数の人間の長時間居室により感染症伝播のリスクが高い学校・塾・保育園など、多岐にわたる施設において感染症の伝播や落下菌による物品汚染リスクの軽減に利用可能性がある。

１・・・殺菌筒本体
２・・・殺菌空間
３・・・空気流入口
４・・・案内羽根
５・・・紫外線ランプ
６・・・電動ファン
７Ａ・・・ファン前面遮光版
７Ｂ・・・ファン後面遮光版
８・・・空気排気口
９・・・渦流
１０・・・点灯回路
１１・・・排気室
１２・・・隔壁板

Claims (4)

1. 空気中に浮遊する細菌やウイルス類を殺菌する為に、一端に空気流入口と他端に空気排気口を備える筒型の殺菌筒本体の内部に、空気流入口から流入する空気に旋回力を与えて空気の渦流を生成する案内羽根と、案内羽根により生成された渦流の中心に２５３．７ｎｍの波長を主成分とするＵＶＣ帯域の紫外線を発生する紫外線ランプを配置して紫外線ランプと殺菌筒本体内壁面の間を通過する渦流に紫外線照射による殺菌を行う殺菌空間を成し、殺菌筒本体内部に取り付けて殺菌空間内の空気を空気排気口から排気して発生する負圧によって同時に空気流入口から外気を吸込ませる作用を担う電動ファンと、電動ファンの前後面に取り付けた紫外線遮蔽版と、を備えて構成し、空気を渦流とすることで殺菌空間を空気が通過する距離を２倍以上１０倍以下に延ばし、紫外線照射量を増大させ殺菌性能を高めたことを特徴とする循環式の空気殺菌装置。
2. 殺菌空間を空気が通過する際に空気を渦流とすることで、空気中に浮遊する細菌やウイルス類を遠心力により殺菌空間の内壁へ向けて遠心分離し、内壁面に付着させて長時間の紫外線照射に曝すことで、カビや酵母・真菌類などの紫外線に感受性の低い微生物に対して殺菌性能を高めたことを特徴とする請求項１に記載の循環式の空気殺菌装置。
3. 固定案内羽根は流入する空気の渦流を生成し、且つ紫外線が外部に漏れないように遮光する羽根の配置としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の循環式空気殺菌装置。
4. 紫外線発生手段は紫外線を発する発光ダイオードであることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載の循環式空気殺菌装置。

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