JP2019196901A

JP2019196901A - 空気清浄システムおよび空気清浄方法

Info

Publication number: JP2019196901A
Application number: JP2019104069A
Authority: JP
Inventors: 江美奈池内; Emina Ikeuchi; 正彦塩井; Masahiko Shioi; 榛葉　教子; Kyoko Shinba; 教子榛葉
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2019-11-14

Abstract

【課題】従来の方法では、所定領域における滞在者について、ウイルス等の病原体に感染する危険性を把握し、所定領域における空気を浄化することができない。【解決手段】所定領域における病原体を検知する病原体検知手段と、前記所定領域における滞在者を検知する滞在者検知手段と、前記病原体検知手段の出力と前記滞在者検知手段の出力から、前記滞在者についての病原体暴露量を算出する制御部と、前記制御部の出力に応じて前記所定領域における空気を清浄する空気清浄手段とを備える、空気清浄システム。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、ウイルス等の病原体を含む空気を浄化する空気清浄システムおよび空気清浄方法に関する。

空気中に含まれるウイルス等の病原体を捕集し、当該空気中に含まれる病原体の濃度が、例えば、蛍光分光法、表面増強ラマン散乱分光法等により測定される。

従来より、蛍光分光法、表面増強ラマン散乱法等の光学計測技術は様々な応用に用いられており、例えば、蛍光分光法を用いて空気中の細菌、カビ等の病原体の濃度を測定する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。蛍光分光法を用いることにより、空気中の病原体の濃度を消耗品である試薬、試験紙片及び酵素などを不要にし、さらにはそれらの消耗品の使用前の保存安全性や使用後の廃棄の問題、誤差を生じる原因となる煩雑な操作や他の成分による干渉作用などの問題をなくし、定量測定することができる。

表面増強ラマン分光測定方法としては、分析対象物質と量論関係をなすウイルス等を特異的に捕捉する抗体等のラマン活性物質を、貴金属で形成されたナノメートル程度の構造からなる表面増強ラマン散乱を発生させる基板上にて共存させ、そのナノ構造上で発生する局在化表面プラズモンによる増強電場によって発生する表面増強ラマン散乱を測定する技術が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。本技術によると、表面増強ラマン散乱を近赤外領域の光の波長を用いて高効率で励起でき、近赤外領域の光で励起することにより、近赤外領域においてラマン分光法によって分析することにより、分析対象物が含有されるマトリックス中のきょう雑物の光吸収や蛍光といった影響を排除して、分析対象物の検出において特異性・選択性を向上させることが可能となる。

特表２０１３−５２０６３９号公報

ＲａｌｐｈＡ．Ｔｒｉｐ，ＲｉｃｈａｒｄＡ．Ｄｌｕｈｙ，ＹｉｐｉｎｇＺｈａｏ， "ＮｏｖｅｌｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｆｏｒＳＥＲＳｂｉｏｓｅｎｓｉｎｇ"，Ｎａｎｏｔｏｄａｙ，Ｖｏｌ．３，Ｎｕｍｂｅｒ３−４，３１−３７（２００８）

従来の方法では、所定領域における滞在者について、ウイルス等の病原体に感染する危険性を把握し、所定領域における空気を浄化することができない。

本発明は、所定領域における病原体を検知する病原体検知手段と、前記所定領域における滞在者を検知する滞在者検知手段と、前記病原体検知手段の出力と前記滞在者検知手段の出力から、前記滞在者についての病原体暴露量を算出する制御部と、前記制御部の出力に応じて前記所定領域における空気を清浄する空気清浄手段とを備える、空気清浄システムを提供する。

また、本発明の空気清浄方法は、所定領域における病原体を検知し、前記所定領域における滞在者を検知し、検知された前記病原体に関する情報と、前記滞在者に関する情報とから、前記滞在者についての病原体暴露量を算出し、前記所定領域における空気を清浄する。

本発明によれば、所定領域における滞在者について、ウイルス等の病原体に感染する危険性を把握し、所定領域における空気を清浄することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る報知装置１００の概略構成を示すブロック図本発明の実施の形態１に係る報知方法を示すフローチャート本発明の実施の形態２に係る本発明の実施の形態１に係る報知装置を用いた空気清浄機２００の概略構成を示す斜視図

以下、本発明の実施の形態に関して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における報知装置１００の概略構成を示すブロック図である。

この報知装置１００は、所定領域のウイルス濃度を算出するウイルス濃度演算手段１０１と、前記所定領域におけるユーザが存在する時間（例えば、ユーザの滞在時間）を算出する時間演算手段１０２と、前記ウイルス濃度演算手段１０１の出力と前記時間演算手段の出力とから、前記ユーザのウイルス暴露量を算出するウイルス暴露量演算手段１０３と、ウイルス暴露量の閾値を記憶する記憶手段１０４と、前記ウイルス暴露量演算手段１０３の出力が前記記憶手段で記憶されている閾値以上になったこと（例えば、閾値以上の値を示しているか）を判断する制御部１０５と、その制御部の出力に応じて、前記ユーザに報知する報知手段１０６とを備える。

なお、報知手段１０６は、例えば、前記制御部で判断した結果、前記ウイルス暴露量演算手段１０３の出力が閾値以上であった場合に、ユーザに報知しても良い。

もしくは、報知手段１０６は、例えば、前記制御部で判断した結果、前記ウイルス暴露量演算手段１０３の出力が閾値よりも小さいことを、ユーザに報知しても良い。

ウイルス濃度演算手段１０１は、所定領域のウイルスを検知するウイルス検知手段１０７と所定領域の大きさを入力する入力手段１０８を備える。所定領域の大きさは、入力手段１０８により、ユーザにより使用前に入力されてもよいし、予め、設定されていてもよい。

ウイルス検知手段１０７は、ウイルスを検知し、所定領域のウイルス量を測定する。

ウイルス濃度演算手段１０１は、ウイルス検知手段１０７の出力と入力手段１０８の出力（例えば、入力手段１０８により入力された所定領域の大きさ）から、所定領域のウイルス濃度を算出することができる。

ここで、本実施の形態において、ウイルス検知手段１０７はウイルスを特異的に検出できる技術であれば、公知の技術を特に限定することなく利用することが出来る。例えば、
表面増強ラマン散乱法を用いて、空気中のウイルスを検出する技術、蛍光分光法を用いて空気中の細菌、カビ等の病原体の濃度を測定する技術を利用することが出来る。

ここで、所定領域とは、室内または屋内であることが望ましい。なお、所定領域は、屋外の所定の場所などであっても良い。

所定領域の空気中にウイルスが存在している場合、所定領域にいるユーザの滞在時間の長さによって、ユーザが取り込むウイルス量は変化する。

時間演算手段１０２は、所定領域においてユーザを検知する（例えば、ユーザが所定領域に存在することを検知する）ユーザ検知手段１０９を備える。

ユーザ検知手段１０９が、ユーザが所定領域内に滞在していることを検知すると、時間演算手段１０２は、ユーザ検知手段１０９の出力に基づいて、ユーザの所定領域内の存在時間（例えば、滞在時間）を計測する。

ここで、本実施の形態において、時間演算手段１０２は、例えば、時刻情報を出力するクロック機能と、ユーザ検知手段１０９の検知に連動してユーザが所定領域に滞在した時間を計測するタイマを用いている。また、ユーザ検知手段１０９は、例えば、ユーザが放射する赤外線を検出する赤外線センサを用いている。

このようにすることにより、報知装置１００の初期状態から最初の赤外線センサによる出力に基づき、タイマによりユーザが所定領域内に滞在する時間の計測を開始し、赤外線センサによりユーザが所定領域に存在しないことを出力すると、タイマによるユーザが所定領域内に滞在する時間の計測を終了する。

このようにすることにより、ユーザの滞在時間を計測することが出来る。

さらに、時間演算手段１０２は、ユーザが所定領域に滞在する時間の計測を終了すると、報知装置１００は初期状態に戻ることにより、次の測定のために準備することが出来る。

ここで、ユーザ検知手段１０９はユーザの存在を検知できる技術であれば利用することが出来る。例えば、超音波センサ、レーザー光反射型センサ、光電管、静電容量型センサなどの様々なセンサを利用することができる。

ユーザ検知手段が検知しているユーザは人であることが望ましい。なお、ユーザは、人以外の動物などであっても良い。

実施の形態１に係る報知装置１００は、ウイルス暴露量演算手段１０３、記憶手段１０４、制御部１０５、報知手段１０６を備える。

ウイルス暴露量演算手段１０３において、ウイルス濃度演算手段１０１の出力と時間演算手段１０２の出力と既知であるユーザが単位時間当たりに吸引する空気量を掛け合わせて、ユーザのウイルス暴露量を算出する。このとき、記憶手段１０４に予め記憶されているユーザのウイルス暴露量の閾値を基準に、算出されたウイルス暴露量が、記憶手段１０４に記憶されている閾値以上であるかを、制御部１０５で判断する。このとき、算出されたウイルス暴露量が閾値以上であれば、閾値以上であることを制御部１０５から報知手段１０６に信号として伝達して、報知手段１０６でユーザに報知を行う。

これにより、ウイルスに感染する危険性が高いことを知らせることができる。

ここで、ウイルス暴露量演算手段における算出に必要な値であるユーザが単位時間当たりに吸引する空気量は、安静時で１分間に平均６Ｌであり、記憶手段に予め記憶されているユーザのウイルス暴露量の閾値は、約５０％の人が感染する危険性があるウイルスの感染価を基準に設定していてもよい。

ここで、本実施の形態において、報知手段１０６はＬＥＤ表示器で構成されており、ＬＥＤ表示器の点滅により、感染の危険性をユーザに報知する。ここで、報知手段１０６はユーザに危険性が報知できる技術であれば利用することが出来る。例えば、蛍光ランプの点滅、ブザーなどの音で危険を報知するアラーム発生機などが利用できる。

図２は、本発明の実施の形態１に係る報知方法のフローチャートである。

すなわち、本実施の形態１に関わる報知方法は、所定領域のウイルス濃度を算出するウイルス濃度演算工程と、前記所定領域におけるユーザが存在する時間を算出する時間演算工程と、前記ウイルス濃度演算工程での算出結果と前記時間演算工程での算出結果から、前記ユーザのウイルス暴露量を算出するウイルス暴露量演算工程と、前記ウイルス暴露量演算工程での算出結果が、予め設定された閾値以上になったことを判断する判断工程と、前記判断工程での判断結果に応じて、前記ユーザに報知する報知工程とを包含する。

これにより、ユーザにウイルスに感染する危険性が高いことを知らせることができる。

なお、判断工程において、ウイルス暴露量演算工程での算出結果が、予め設定された閾値以上となった場合に、報知工程においてユーザに報知しても良い。

もしくは、判断工程において、ウイルス暴露量演算工程での算出結果が、予め設定された閾値よりも小さいと判断された場合に、ウイルス暴露量演算工程の算出結果が閾値よりも小さいことを、報知工程においてユーザに報知しても良い。

なお、図２に示す通り、報知方法は、さらに、所定領域のウイルスを検知するウイルス検知工程と、所定領域の大きさが入力される入力工程と、を包含しても良い。

このとき、ウイルス濃度演算工程は、ウイルス検知工程の検知結果と入力工程の入力結果から、所定領域のウイルス濃度を算出しても良い。

なお、図２に示す通り、報知方法は、さらに、所定領域においてユーザを検知するユーザ検知工程を包含しても良い。

このとき、時間演算工程は、ユーザ検知工程の検知結果に基づいて、所定領域におけるユーザの存在時間を算出しても良い。

なお、図２に示す通り、報知方法は、さらに、ウイルス暴露量の閾値を報知装置の記憶手段などに記憶する記憶工程を包含しても良い。

より具体的な一例においては、ウイルス検知手段１０７で所定領域のウイルス量を検知し、この結果と予め入力された所定領域の大きさからウイルス濃度を算出する。ユーザ検知手段によって所定領域にいるユーザの検知を行い、ユーザの検知と連動した時間測定手段によってユーザの滞在時間を算出する。前記算出されたウイルス濃度と前記滞在時間からウイルスの暴露量を算出し、この算出された値が予め記憶されたユーザにとってのウイ
ルス暴露量の閾値以上であるか否かを判断し、判断した結果、閾値以上であった場合、報知手段１０６でユーザに報知を行う（例えば、ＬＥＤが点滅して報知する）。

なお、ウイルス暴露量の演算を、ある一定時間ごとに実施し、その度に閾値以上であるか否かを判別すれば、連続的にウイルス感染への危険性をモニタリングすることが可能となる。

もしくは、判断工程において、ウイルス暴露量演算工程での算出結果が、予め設定された閾値よりも小さいと判断された場合には、ウイルス暴露量演算工程に戻り再度繰り返しても良い。

（実施の形態２）
本発明の報知装置１００を用いた空気清浄機２００が、図３を参照しながら、以下、説明される。図３において、報知装置１００に関しては、同じ符号を用い、説明を省略する。

図３は、報知装置１００を備えた空気清浄機２００の概略構成を示す斜視図を示している。図３に示されているように、報知装置１００は、空気清浄機２００に組み込まれている。

すなわち、本実施の形態２の空気清浄機２００は、実施の形態１の報知装置１００と、所定領域の空気を清浄する空気清浄手段を備える。

このようにすることにより、報知装置１００で所定領域に滞在するユーザに対し、ウイルスへの感染の危険性が報知された場合に、空気清浄機が稼動し、所定領域の空気を浄化することによって、ウイルスへの危険性が高い環境を改善することができる。

さらに、例えば、所定領域にいるユーザがウイルスに感染する危険性が高いときにのみ、空気清浄機が稼動することにより、空気清浄機の稼動におけるエネルギーの消費を減らすことができる。

本発明は、例えば、空気中の目に見えないウイルスなどの病原体の濃度を測定し、空気を清浄するために用いられ得る。

１００報知装置
１０１ウイルス濃度演算手段
１０２時間演算手段
１０３ウイルス暴露量演算手段
１０４記憶手段
１０５制御部
１０６報知手段
１０７ウイルス検知手段
１０８入力手段
１０９ユーザ検知手段
２００空気清浄機

Claims

所定領域における病原体を検知する病原体検知手段と、
前記所定領域における滞在者を検知する滞在者検知手段と、
前記病原体検知手段の出力と前記滞在者検知手段の出力から、前記滞在者についての病原体暴露量を算出する制御部と、
前記制御部の出力に応じて前記所定領域における空気を清浄する空気清浄手段とを備える、
空気清浄システム。
所定領域における病原体を検知し、
前記所定領域における滞在者を検知し、
検知された前記病原体に関する情報と、前記滞在者に関する情報とから、前記滞在者についての病原体暴露量を算出し、
前記所定領域における空気を清浄する、
空気清浄方法。