JP2022033491A - Air cleaner and air cleaning method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気中の微粒子を吸着させた活性炭にマイクロ波を照射して菌類やウイルスを除去する空気清浄装置および空気清浄方法に関する。 The present invention relates to an air purifying device and an air purifying method for removing fungi and viruses by irradiating activated carbon on which fine particles in the air are adsorbed with microwaves.
現在、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)が世界中に蔓延し、多大な脅威をもたらしている。このような治療方法が確立されていない新たな病原体による感染症は、近年のグローバル化の進展に伴い、今後も発生することが懸念される。 Currently, the new coronavirus infection (COVID-19) is widespread all over the world and poses a great threat. It is feared that infectious diseases caused by new pathogens for which such treatment methods have not been established will continue to occur with the progress of globalization in recent years.
この脅威を収束させるには、いち早くワクチンが開発されることが望まれる。しかし、ワクチンの開発には時間がかかるのみならず、ワクチンは特異的な型をターゲットとして製造されるところ、新型コロナウイルスに様々な変異株が発生しているように、ウイルスは変異しやすく、開発されたワクチンが所望の効果を奏するとは限らないことがある。 In order to converge this threat, it is hoped that vaccines will be developed as soon as possible. However, not only is it time-consuming to develop a vaccine, but vaccines are manufactured targeting specific types, and the virus is susceptible to mutation, as is the case with various mutant strains of the new coronavirus. Vaccines developed may not always produce the desired effect.
ここで、殺菌手段としては、紫外線照射が広く知られている。しかし、紫外線は皮膚に対して有害性があるため、人に当たらないように照射方向が制限される。また、紫外線は照射範囲が狭く、実際にウイルスを不活性化させるには相当の時間が必要になる。 Here, ultraviolet irradiation is widely known as a sterilizing means. However, since ultraviolet rays are harmful to the skin, the irradiation direction is restricted so as not to hit humans. In addition, ultraviolet rays have a narrow irradiation range, and it takes a considerable amount of time to actually inactivate the virus.
そのため、より迅速かつ普遍的な対処法が望まれる。これに関連して、たとえば特許文献1および2では、活性炭にパルス電流を放電して、活性炭を再生させることが提案されている。そして、たとえば特許文献3では、これを応用して、オゾンを吸着させた活性炭にパルス電流を放電して殺菌することが提案されている。
Therefore, a quicker and more universal coping method is desired. In this regard, for example,
ところで、パルス電流は、瞬間的に流れるため電流の大きさを制御し難く、照射面積が大きくなる傾向があるとともに、活性炭に均一に照射するには活性炭を撹拌する器具が必要となり、セッティングに手間がかかる懸念がある。 By the way, since the pulse current flows instantaneously, it is difficult to control the magnitude of the current, and the irradiation area tends to be large. In addition, a device for stirring the activated carbon is required to uniformly irradiate the activated carbon, which is troublesome to set. There is a concern that it will take.
また、上述の殺菌に関する開示がある特許文献3でも、単純に塵埃等の汚染物質の除去の過程で副次的にパルス電流による殺菌を行えることが記載されているにすぎず、特にウイルスの除去については何ら開示されていない。
Further,
したがって、ウイルスの除去までを考慮すると、照射をピンポイントに制御できる効率的な手段であることが好ましい。 Therefore, considering the removal of the virus, it is preferable that the irradiation is an efficient means capable of pinpoint control.
本発明の目的は、効率的な照射により、迅速かつ普遍的に菌類やウイルスを除去できる空気清浄装置および空気清浄方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an air purifying device and an air purifying method capable of rapidly and universally removing fungi and viruses by efficient irradiation.
<1> 送風機と、この送風機により下方に吸気されるとともに、活性炭を収容し、この活性炭に前記送風機からの吸気により空気中の菌類やウイルスを含み得る微粒子を吸着させるようにするタンクと、前記タンク内の前記活性炭にマイクロ波を照射して、前記活性炭に吸着した微粒子が含み得る菌類やウイルスを除去する照射機と、を備えることを特徴とする空気清浄装置である。 <1> A blower, a tank that is sucked downward by the blower, and also contains activated carbon so that the activated carbon adsorbs fine particles that may contain bacteria and viruses in the air by the intake from the blower, and the above. The air purifier is provided with an irradiator that irradiates the activated carbon in the tank with microwaves to remove bacteria and viruses that may be contained in the fine particles adsorbed on the activated carbon.
<2> 前記タンクは、少なくとも一部がガラス板または陶器よりなる<1>に記載の空気清浄装置である。 <2> The air purifier according to <1>, wherein the tank is at least partially made of a glass plate or pottery.
<3> 前記照射機による前記活性炭へのマイクロ波照射時に火花を伴う<1>または<2>に記載の空気清浄装置である。 <3> The air purifier according to <1> or <2>, which is accompanied by sparks when the activated carbon is irradiated with microwaves by the irradiator.
<4> 入院施設、介護施設、または、換気を行い難くかつ人が密集して、飛沫が付着し易い場所にて用いられる<1>から<3>のいずれかに記載の空気清浄装置である。 <4> The air purifier according to any one of <1> to <3>, which is used in an inpatient facility, a long-term care facility, or a place where ventilation is difficult and people are crowded and droplets easily adhere to it. ..
<5> 活性炭を収容したタンクに下方への吸気を行って前記活性炭に空気中の菌類やウイルスを含み得る微粒子を吸着させた後、前記活性炭にマイクロ波を照射して微粒子が含み得る菌類やウイルスを除去することを特徴とする空気清浄方法である。 <5> After sucking downward into the tank containing the activated carbon to adsorb the activated carbon with fine particles that can contain bacteria and viruses in the air, the activated carbon is irradiated with microwaves to contain the fungi and the like. It is an air cleaning method characterized by removing a virus.
なお、本発明において、「微粒子」とは、具体的な大きさにより区別する趣旨ではないが、概ね粒径20μm以下の目視が困難な程度の塵埃等を意味し、この中には飛沫や飛沫核を含むこととする。 In the present invention, the term "fine particles" does not mean to distinguish by a specific size, but means dust having a particle size of about 20 μm or less, which is difficult to see, and includes droplets and droplets. It shall include the nucleus.
また、本発明において、「菌類」とは、細菌および真菌を問わず、さらには厳密には、このいずれに含まれなくても、目視できない程度の大きさの微生物も含むこととする。 Further, in the present invention, the term "fungus" includes not only bacteria and fungi, but also, strictly speaking, microorganisms having a size that cannot be visually recognized even if they are not contained in any of these.
さらに、本発明において、菌類やウイルスの「除去」とは、概ね、菌類であれば殺菌、ウイルスであれば不活性化のことを意味するが、要は人への感染の懸念がなくなる状態になれば足りるものとする。 Further, in the present invention, "removal" of fungi and viruses generally means sterilization for fungi and inactivation for viruses, but the point is that there is no concern about human infection. It will be enough if it becomes.
本発明の空気清浄装置および空気清浄方法は、活性炭にマイクロ波を照射して、活性炭に吸着した微粒子が含み得る菌類やウイルスを除去するので、照射をピンポイントに制御できる。そのため、効率的な照射により、迅速かつ普遍的に菌類やウイルスを除去することが可能となる。 In the air purifying device and the air purifying method of the present invention, the activated carbon is irradiated with microwaves to remove bacteria and viruses that may be contained in the fine particles adsorbed on the activated carbon, so that the irradiation can be controlled pinpointly. Therefore, efficient irradiation makes it possible to remove fungi and viruses quickly and universally.
本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態では、本発明の空気清浄装置の説明をしながら、本発明の空気清浄方法についても合わせて説明することとする。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, the air purifying device of the present invention will be described, and the air purifying method of the present invention will also be described.
図1は本発明の空気清浄装置の概略構成図である。図1に示すように、本発明の空気清浄装置1は、主に、送風機2と、パイプ3と、活性炭収容タンク(以下、単に「タンク」と称する。)4と、マイクロ波照射機5と、搭載台6と、から構成される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the air purifier of the present invention. As shown in FIG. 1, the
搭載台6においては、上段に、タンク4と、マイクロ波照射機5が、下段に送風機2が、それぞれ搭載されており、送風機2とタンク4とがパイプ3により接続されている。なお、図では見えないが、タンク4においては、パイプ3は側面の下方側に接続されるようになっている。また、送風機2は、図示しない電源により駆動力が得られるようになっている。なお、空気清浄装置1は、必要に応じてカバーや操作盤を備えてもよい。
In the mounting table 6, the
この構成により、送風機2を駆動させると、パイプ3を介してタンク4に下方へ吸気がなされ、タンク4内に収容された活性炭ACに上方からの空気中の微粒子が吸着される。なお、送風機2により吸引した空気は、図示しない排気口より排気される。
With this configuration, when the
次いで、マイクロ波照射機5より、タンク4内に向けてマイクロ波を照射すると、直ちに活性炭ACに吸収されて1200~1600℃程度に加熱され、これに吸着した微粒子が焼かれるので、これに菌類やウイルスが付着していた場合、それらも同時に除去される。つまり、活性炭の間にマイクロ波が到達すると、到達したマイクロ波の一方側に位置する活性炭に、このマイクロ波が照射されて吸着していた微粒子が焼けて脱離し、他方側に位置する活性炭に吸着される。
Next, when the microwave is irradiated from the
そして、送風機2を駆動し続ければ、その間、空気が吸引されて微粒子が活性炭ACに吸着し続けるので、マイクロ波照射機5より活性炭ACにマイクロ波を照射することで、順次、微粒子が処理される。
Then, if the
空気清浄装置1を構成する各要素は、該当する機能を有する市販製品を、本装置が用いられる施設の大小に応じて適宜選択すればよいが、パイプ3としては、タンク4との位置調整を行い易くするために、蛇腹パイプ等の可撓性のパイプを使用することが好ましい。
For each element constituting the
また、タンク4は、マイクロ波が照射されることを考慮すると、金属板やガラス板からなることが好ましく、少なくとも一部にガラス板か陶器を使用すると、活性炭ACへのマイクロ波照射効率が高くなるので、より好ましい。
Further, the
タンク4は、金属板を使用する場合、マイクロ波照射機5からのマイクロ波を側面から照射するのであれば、マイクロ波が活性炭ACに当たるように、照射部分にドット状に孔を開ける等して空隙を形成する必要がある。
When the
また、タンク4全体をガラス板や陶器で形成した場合、たとえば、タンク4を回転台の上に置いて本装置作動中は回転させる等すると、活性炭ACへのマイクロ波照射が、より均一化され易くなる。
Further, when the
さらに、陶器で形成した場合には、ガラスより低コストで済み、しかもガラスと同程度のマイクロ波透過性を示すので、特に家庭用等の小規模用途で本装置を使用する場合に好適である。 Furthermore, when it is formed of pottery, it costs less than glass and exhibits microwave transparency comparable to that of glass, so it is particularly suitable for small-scale applications such as home use. ..
マイクロ波照射機5からのマイクロ波の照射方向は、タンク4の上方からであってもよい。この場合、マイクロ波の照射方向が、空気の流れる方向に沿い、活性炭ACに当たり易くなる利点がある。この際に、タンク4に蓋をして、この蓋に少なくともガラス板や陶器を使用すると、マイクロ波がガラス板を透過して活性炭ACに選択的に照射されるので、効率良く微粒子中の菌類やウイルスを除去し易くなる。なお、ガラス板と陶器は、それぞれ単独で使用してもよいし、両者を併用してもよい。
The irradiation direction of the microwave from the
マイクロ波照射機5から照射されるマイクロ波の周波数は、照射対象が加熱されるため、通常は電波漏洩対策をしなくても使用可能なISM周波数であり、発振管のコストを考慮すると、2450MHz帯であることが好ましい。
The frequency of the microwave emitted from the
マイクロ波照射機5によるマイクロ波照射は、一時的であっても連続的であってもよいし、不規則的に行ってもよいが、たとえば10分間隔等、装置あるいは使用される施設の大きさや目的に応じて、一定の間隔を置いて行うと、活性炭に吸着した微粒子の処理が確実に行える。
Microwave irradiation by the
また、一回毎のマイクロ波の照射時間は、特に制限はないが、上述したように直ちに活性炭ACに吸収されて高温加熱され、これにより菌類やウイルスの除去という所望の効果は達成されるので、安全面とコスト面を考慮すると、1秒未満であることが好ましい。 Further, the irradiation time of each microwave wave is not particularly limited, but as described above, it is immediately absorbed by the activated carbon AC and heated at a high temperature, whereby the desired effect of removing fungi and viruses is achieved. In consideration of safety and cost, it is preferably less than 1 second.
このように、本発明では、活性炭にマイクロ波を照射するので、波によるピンポイントの照射が可能になる。また、マイクロ波は、上述したように、瞬時に活性炭に吸収されて加熱されるので、活性炭に吸着された微粒子を極めて迅速に処理することができる。さらに、活性炭にマイクロ波を当てた際には、瞬時の加熱により、たとえば図3(a)~(c)に示すような、火花を伴うことがあるので、活性炭間で接触し、相乗的に微粒子を処理することができる。さらには、本発明は、マイクロ波の照射による物理的な処理にて、感染症の懸念がある菌類やウイルスを除去するため、各病原体の特異性を考慮することなく、普遍的に、これらを除去することができる。 As described above, in the present invention, since the activated carbon is irradiated with microwaves, pinpoint irradiation by waves becomes possible. Further, as described above, the microwave is instantly absorbed by the activated carbon and heated, so that the fine particles adsorbed on the activated carbon can be treated extremely quickly. Furthermore, when the activated carbon is exposed to microwaves, it may be accompanied by sparks, for example, as shown in FIGS. 3 (a) to 3 (c), due to instantaneous heating. Fine particles can be processed. Furthermore, the present invention removes fungi and viruses that may cause infectious diseases by physical treatment by irradiation with microwaves, so that these can be universally used without considering the specificity of each pathogen. Can be removed.
本発明は、このようにマイクロ波の照射により効率的で、迅速かつ普遍的に菌類やウイルスを除去できるため、たとえば、新型コロナウイルスによる感染者が発生し得る施設にて、好適に用いることができる。つまり、病院等の入院施設や介護施設のように、疾病を患う者が多く滞在して施設内における感染拡大が懸念される場所、キャバクラ、ホストクラブといった接待を伴う飲食店、居酒屋、ライブハウス等の小劇場のような、「三密空間」と称される、換気を行い難くかつ人が密集して、飛沫がかかり易い場所などである。これらの場所にて、本発明を用いることで、飛沫あるいは飛沫核内に含まれている可能性が高い新型コロナウイルスが除去され、当該感染症を懸念することなく、利用者の安心確保が期待される。 Since the present invention can efficiently, quickly and universally remove fungi and viruses by microwave irradiation in this way, it can be suitably used, for example, in a facility where an infected person due to a new type of coronavirus can occur. can. In other words, places where many people with illness stay and there is concern about the spread of infection, such as hospitals and nursing facilities, restaurants with entertainment such as cabaret clubs and host clubs, taverns, live houses, etc. It is a place called "three dense spaces", such as a small theater in Japan, where it is difficult to ventilate and people are crowded, and it is easy for splashes to occur. By using the present invention in these places, the new coronavirus that is likely to be contained in droplets or droplet nuclei is removed, and it is expected that users will be assured of peace of mind without worrying about the infectious disease. Will be done.
また、本発明は、空気清浄方法として、たとえば、浄化槽のフィルターに含まれる活性炭に、電子レンジからマイクロ波を照射するようにすれば、家庭用等の小規模用途においても好適に行うことができる。 Further, as an air purifying method, for example, if the activated carbon contained in the filter of the septic tank is irradiated with microwaves from a microwave oven, the present invention can be suitably performed in small-scale applications such as household use. ..
[実施例]
図2に示すように、実際に本発明の空気清浄装置1Aを試作した。この空気清浄装置1Aでは、送風機2としては、圧力吸引式の機械を使用した。また、タンク4としては、金属板からなり、マイクロ波照射機5からのマイクロ波照射側となる側面に、ドット状の空隙7が形成された容器を使用した。そして、このタンク4には、一部にガラス板を有する蓋8を準備した。さらに、マイクロ波照射機5としては、使用済みの電子レンジの発振器部分を活用した。なお、パイプ3としては、蛇腹式パイプを使用した。
[Example]
As shown in FIG. 2, the
この空気清浄装置1Aにて、送風機2を駆動させてタンク4に下方への吸気を開始した後、マイクロ照射機5によりタンク4の側面から内部の活性炭にマイクロ波を照射した。その結果、活性炭は瞬時に加熱され、しばしば図3(a)~(c)に示すような火花を発しながら活性炭が接触し合い、効率的かつ迅速に活性炭に付着した微粒子が処理されていることが窺えた。また、タンク4の上面に蓋8をして上方から同様にマイクロ波を照射したところ、図3(a)~(c)に示したような火花が、より高頻度で発生し、さらに効率的に微粒子が処理されていることが窺えた。
In this
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明したが、本発明の空気清浄装置および空気清浄方法は、上記実施の形態に限定されず、その範囲内で想定されるあらゆる技術的思想を含んでもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, the air purifying device and the air purifying method of the present invention are not limited to the above-described embodiment, and include all technical ideas assumed within the scope of the embodiment. good.
本発明は、施設内における感染症の拡大が懸念され易い場所の菌類やウイルスの除去に、広く用いることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used for removing fungi and viruses in places where the spread of infectious diseases is likely to occur in a facility.
1,1A 空気清浄装置
2 送風機
3 パイプ
4 活性炭収容タンク(タンク)
5 マイクロ波照射機(照射機)
6 搭載台
7 空隙
8 蓋
AC 活性炭
1,
5 Microwave irradiator (irradiator)
6 Mounting
Claims (5)
この送風機により下方に吸気されるとともに、活性炭を収容し、この活性炭に前記送風機からの吸気により空気中の菌類やウイルスを含み得る微粒子を吸着させるようにするタンクと、
前記タンク内の前記活性炭にマイクロ波を照射して、前記活性炭に吸着した微粒子が含み得る菌類やウイルスを除去する照射機と、を備えることを特徴とする空気清浄装置。 With a blower,
A tank that is sucked downward by this blower and contains activated carbon so that the activated carbon adsorbs fine particles that can contain fungi and viruses in the air by the intake from the blower.
An air purifier comprising an irradiator that irradiates the activated carbon in the tank with microwaves to remove fungi and viruses that may be contained in the fine particles adsorbed on the activated carbon.
After sucking downward into the tank containing the activated carbon to adsorb the activated carbon with fine particles that can contain fungi and viruses in the air, the activated carbon is irradiated with microwaves to remove the fungi and viruses that can be contained in the fine particles. An air cleaning method characterized by doing.
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