JP2022120465A - 殺菌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モーターを不要とし、空調機や送風機などのように不快なノイズとなり得るモーター音が発生しない、利便性を向上させた殺菌装置の提供。【解決手段】殺菌装置１は、下部と上部が開口され、上下に伸縮可能なダクト本体１０と、ダクト本体１０の下部に設けられ、ダクト本体１０の下部から入り込んだ空気を熱して上昇気流を起こす熱源１１と、ダクト本体１０の内部に設けられ、殺菌機能を持つ殺菌部１２と、を含む。また、ダクト本体１０の内部は反射材１２１で覆われており、殺菌部１２は紫外線ランプである。【選択図】図１

Description

本発明は、屋内に設置され、屋内の空気を殺菌しつつ循環させることで、屋内の空気を清浄化させる殺菌装置に関するものである。

近年、感染症の予防のため、会社や公共施設、または一般家庭などでも殺菌や除菌に対する意識が高まっている。そして、手や被服、ドアノブや机といった物に対する殺菌や除菌だけでなく、感染リスクを減らすため、空気に対しても殺菌装置や殺菌方法が求められている。

このような空気の殺菌装置に関する先行技術として、特許文献１，２に記載されているものがある。例えば、特許文献１には、殺菌剤を加熱してガス化し別に設置した空調機や送風機の動力を利用して殺菌対象屋内に導くようにした殺菌装置が記載されている。

また、特許文献２には、屋内に設けた収納用筐体と、両閉型給湯コンセントに接続する一対の耐熱保温ホースを有する該筐体内の乾燥と屋内暖房用の温水放熱器と送風機、筐体内と屋内への温風吹出しの切替ダンパと筐体の下部に設けた屋内排気ダクトに接続可能な排気孔とからなることを特徴とする屋内乾燥機が記載されている。
なお、特許文献３にはＥＨＤ技術が記載されており、このＥＨＤ技術の詳細な内容については後述する。

実開平３－７８３３号公報 実開昭６３－１０１７８７号公報 特開第２０１３－４５５９１号公報

しかし、特許文献１，２に記載されているような装置の場合、屋内に設置して、屋内で利用すると、空調機や送風機などのモーター音がうるさくて、日常生活に支障が出る場合がある。そして、このような空気を殺菌する装置は、仕事中や就寝中などを始め、屋内に人が居る場合に長時間利用されるものであり、特に屋内が狭い場合は当該装置と人との距離も近くなり、モーター音は不快なノイズとなり得る。

よって、本発明は、モーターを不要とし、より利便性を向上させた殺菌装置を提供することを目的とする。

本発明の殺菌装置は、下部と上部が開口され、上下に伸縮可能なダクト本体と、ダクト本体の下部に設けられ、ダクト本体の下部から入り込んだ空気を熱して上昇気流を起こす熱源と、ダクト本体の内部に設けられ、殺菌機能を持つ殺菌部と、を含む。これにより、ダクト本体の下部から入り込んだ空気が熱源により熱せられて上昇し、ダクト本体内を通過する際に殺菌部により殺菌される。

また、ダクト本体の内部は反射材で覆われており、殺菌部は紫外線ランプであることが望ましい。これにより、紫外線ランプで照射された紫外線が反射材で反射され、ダクト本体内を通過する空気に当該反射された紫外線が当たる。

また、ダクト本体の内部の表面には酸化チタン光触媒が保持されていることが望ましい。これにより、空気は、ダクト本体内を通過する際に殺菌機能や脱臭機能を有する酸化チタン光触媒に触れる。

また、ダクト本体の上部には、当該ダクト本体内を通過する空気を排出するファンが設けられることが望ましい。これにより、ダクト本体内を通過する空気の排出が促進される。

また、ダクト本体の内部に、当該ダクト本体内を通過する空気を加速する加速手段であり、電気流体力学（ＥＨＤ：Ｅｌｅｃｔｒоｈｙｄｒоｄｙｎａｍｉｃｓ）ファンである加速手段を含むことが望ましい。なお、加速手段は、ダクト本体の中心部に直線状の電極が、およびダクト本体の内部の対向する面に、それぞれグランド電極が設けられたものであることが望ましい。さらに、加速手段は、直線状の電極とグランド電極間に高電圧が印加されることによりコロナ放電を生じさせ、当該コロナ放電に誘起されるオゾンを発生することが望ましい。これらにより、ダクト本体内を通過する空気の流れが促進され、さらに、ダクト本体内を通過する空気は、発生されたオゾンにより殺菌される。

（１）本発明の殺菌装置は、下部と上部が開口され、上下に伸縮可能なダクト本体と、前記ダクト本体の下部に設けられ、ダクト本体の下部から入り込んだ空気を熱して上昇気流を起こす熱源と、ダクト本体の内部に設けられ、殺菌機能を持つ殺菌部と、を含む構成により、ダクト本体の下部から入り込んだ空気が熱源により熱せられて上昇し、ダクト本体内を通過する際に殺菌部により殺菌されるため、モーターを不要とした、空気の殺菌装置を提供することができる。

（２）また、ダクト本体の内部は反射材で覆われており、殺菌部は紫外線ランプである構成により、紫外線ランプで照射された紫外線が反射材で反射され、ダクト本体内を通過する空気に当該反射された紫外線が当たるため、ダクト本体内を通過する空気をより効果的に殺菌することができる。

（３）また、ダクト本体の内部の表面には酸化チタン光触媒が保持されている構成により、空気は、ダクト本体内を通過する際に殺菌機能や脱臭機能を有する酸化チタン光触媒に触れるため、ダクト本体内を通過する空気をさらに効果的に殺菌することができる。

（４）また、ダクト本体の上部には、当該ダクト本体内を通過する空気を排出するファンが設けられる構成により、ダクト本体内を通過する空気の排出が促進されるため、さらに利便性の高い空気の殺菌装置を提供することができる。

（５）また、ダクト本体の内部に、当該ダクト本体内を通過する空気を加速する加速手段であり、電気流体力学（ＥＨＤ）ファンである加速手段を含むことが望ましい。なお、加速手段は、ダクト本体の中心部に直線状の電極が、およびダクト本体の内部の対向する面に、それぞれグランド電極が設けられたものであることが望ましい。さらに、加速手段は、直線状の電極とグランド電極間に高電圧が印加されることによりコロナ放電を生じさせ、当該コロナ放電に誘起されるオゾンを発生することが望ましい。これらより、ダクト本体内を通過する空気の流れが促進され、さらに、ダクト本体内を通過する空気は、発生されたオゾンにより殺菌されるため、さらに十分な殺菌効果を得ることができつつ、かつ利便性の高い空気の殺菌装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る殺菌装置の概略断面図である。 本発明の実施の形態に係る加速手段の例を示す図である。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例（代表例）であり、本発明はその要旨を変更しない限り、以下の内容に限定されない。なお、各図面において、共通の構成要素については同一符号を付し、その詳細な説明を一部省略する。

［殺菌装置］
図１は、本発明の実施の形態に係る殺菌装置の概略断面図である。殺菌装置１は、ダクト本体１０、熱源１１、殺菌部１２を含む。

ダクト本体１０は、軽量パネル材などから構成され、図１に示すように、本発明の実施の形態においてダクト本体１０の形状は直方体状である。そして、上部と下部が開口されている。具体的には、ダクト本体１０は、下部に開口部１０１と上部に開口部１０２とを有する。
また、ダクト本体１０は、上下に伸縮可能な構造を有している。当該上下に伸縮可能な構造は、ダクト本体１０を、ダクト本体１０Ａとダクト本体１０Ａの内径よりも小さい外径のダクト本体１０Ｂとで構成し、ダクト本体１０Ａおよびダクト本体１０Ｂが接続される部分（ダクト本体１０Ａおよびダクト本体１０Ｂが重なり合った部分）を、ビスＢやネジ（図示せず）などで固定する伸縮部１１１を設けることで、伸縮可能な構造となっている。

熱源１１は、ダクト本体１０の下部に設けられ、開口部１０１から入り込んだ空気を熱する。熱源１１は、紫外線発生装置を含む１００Ｗ程度までのランプ類とすることができる。また、殺菌部１２は、紫外線やオゾンを発生させることにより空気を殺菌する殺菌機能を持ち、ダクト本体１０の内部に設けられる。殺菌部１２は、例えば、紫外線ランプとすることができる。

［殺菌装置の動作］
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る殺菌装置の動作を説明する。本発明の実施の形態に係る殺菌装置１は、屋内に設置され、屋内の空気を殺菌しつつ循環させる。

殺菌装置１のダクト本体１０は、下部に開口部１０１を有しているため、開口部１０１から空気が入り込む。そして、開口部１０１から入り込んだ空気は、ダクト本体１０の下部に設けられた熱源１１により熱せられる。

熱源１１により熱せられた空気は、ダクト本体１０の内部を上昇する。ダクト本体１０の内部には殺菌機能を持つ殺菌部１２が設けられているため、ダクト本体１０の内部を上昇する空気は、ダクト本体１０内を通過中に殺菌部１２により殺菌される。例えば、殺菌部１２が紫外線ランプである場合、紫外線ランプから照射された紫外線が上昇中の空気に当たり、当該空気は殺菌される。

ダクト本体１０の内部を上昇しつつ殺菌された空気は、開口部１０２からダクト本体１０の外へ排出される。その後、熱源１１により熱せられた空気はやがて冷えて、屋内の下の方へ降りてくる。そして、冷えた空気は、再び開口部１０１からダクト本体１０内へ入り込む。
つまり、殺菌装置１が設置された屋内の空気は、ダクト本体１０内を通過して殺菌されつつ、屋内を循環する。

このように、本発明の実施の形態に係る殺菌装置１は、モーターを不要とし、かつ、殺菌効果を有する利便性の高いものである。また、ダクト本体１０の内部は、反射材１２１で覆われている。反射材１２１は、殺菌部１２（紫外線ランプ）から照射される紫外線を反射することができ、ダクト本体１０の内部の四方の面に設けられる。これにより、殺菌部１２（紫外線ランプ）から照射される紫外線が反射材１２１により反射され、ダクト本体１０内を通過する空気をより効果的に殺菌することができる。

また、ダクト本体１０の内部の表面には、酸化チタン光触媒が保持されている（酸化チタンが塗布されている）。酸化チタンは、紫外線を当てると、有機物を分解する性質を持ち、殺菌作用や脱臭作用を持つ触媒である。これにより、ダクト本体内を通過する空気は、通過中に殺菌機能や脱臭機能を有する酸化チタン光触媒に触れるため、空気をより効果的に殺菌することができる。

さらに、ダクト本体１０は上下に伸縮可能な構造を有しているため、殺菌装置１が設置される屋内の天井の高さに合わせて、適宜ダクト本体１０の高さを調整することができる。そして、ダクト本体１０の高さが自由に調整可能であるため、殺菌部１２の数や反射材１２１が設けられる面積も自由に調整することができる。例えば、ダクト本体１０の高さを１．２ｍ以上とすると、ダクト本体１０に十分な数や面積の殺菌部１２や反射材１２１を設けることができるため、当該ダクト本体１０内を通過する空気も十分殺菌され、結果として十分な殺菌効果を得ることができる。
ダクト本体１０の高さは、１．２ｍ～２．５ｍとすることができる。

なお、ダクト本体１０の上部、例えば、開口部１０２辺りには、ダクト本体１０内の空気を排出するファン（図示せず）が設けられる。これにより、殺菌された空気の排出を促進することができ、屋内の空気の循環を促進することができる。

また、ダクト本体１０の内部には、ダクト本体１０内を通過する空気を加速する加速手段１３が設けられる。加速手段１３は、電気流体力学（ＥＨＤ）ファンである。ここで用いられるＥＨＤ技術とは、例えば、特許文献３に記載されている技術であり、電気流体力学による流れを発生させる（電気的に流体を直接駆動し、流れを発生させる）技術である。

図２は、本発明の実施の形態における加速手段の例を示す図である。加速手段１３は、グランドに接続され、対向して配設される１対のグランド電極１３１ａ，１３１ｂと、グランド電極１３１ａ，１３１ｂが対向している対向空間領域１３２内に、グランド電極１３１ａ，１３１ｂと平行に配設される直線状の電極（線電極）１３３と、直線状の電極１３３に高電圧を印加する電圧印加部１３４と、グランド電極１３１ａ，１３１ｂの対向両側の表面の一部であって、ダクト本体１０内の空気を加速させ、ダクト本体１０内を上昇する風を出力させる方向の上流側となる位置に絶縁性を有する絶縁カバー１３５とを備える。

なお、本実施の形態において、ダクト本体１０の形状は直方体状であり、ダクト本体の中心部に直線状の電極１３３と、ダクト本体１０の内部の対向する面に、それぞれグランド電極１３１ａ，１３１ｂとを設けることで、容易に電気流体力学（ＥＨＤ）ファンである加速手段１３を構築することができる。

このように、加速手段１３によりダクト本体１０内で空気の流れが発生し、ダクト本体１０内を通過する空気の流れが促進され、さらに屋内の空気の清浄化が促進されることとなる。そして、加速手段１３はＥＨＤ技術が用いられたものであるため、モーターが不要である。そのため、低騒音・低振動を実現でき、より利便性を向上させた殺菌装置１を提供することができる。

なお、このようなＥＨＤ技術を用いて発生させた空気の流れは、モーターを備えた送風機などが発生させた空気の流れと異なり回転中心がないため、回転中心付近で発生する流れの乱れ（非一様流）を防ぐことができる。よって、ダクト本体１０内を通過する空気の流れはスムーズに促進され、屋内の空気の清浄化が促進される。

さらに、加速手段１３は、直線状の電極１３３とグランド電極１３１ａ，１３１ｂ間に高電圧が印加されることによりコロナ放電を生じさせる。そして、加速手段１３は、当該コロナ放電に誘起されるオゾンを発生する（特許文献３）。そのため、ダクト本体１０内を通過する空気は、当該オゾンでも殺菌され、結果として、さらに十分な殺菌効果を得ることができる。

以上のように説明した殺菌装置１はあくまで一例であり、例えば、ダクト本体１０の形状は円柱状や三角柱状などその他の形状でもよく、開口部１０１，１０２は、複数箇所設けられてもよい。

本発明は、屋内に設置され、屋内の空気を殺菌しつつ循環させることで、屋内の空気清浄化させる殺菌装置であり、モーターが不要であるためノイズ（モーター音）が発生せず、かつ、天井の高さによらず、会社や公共施設、または一般家庭など様々な場所で利用することができるため、産業上有用である。

１ 殺菌装置
１０，１０Ａ，１０Ｂ ダクト本体
１０１，１０２ 開口部
１１１ 伸縮部
１１ 熱源
１２ 殺菌部
１２１ 反射材
１３ 加速手段
１３１ａ，１３１ｂ グランド電極
１３２ 対向空間領域
１３３ 直線状の電極（線電極）
１３４ 電圧印加部
１３５ 絶縁カバー
Ｂ ビス

Claims (7)

1. 下部と上部が開口され、上下に伸縮可能なダクト本体と、
   前記ダクト本体の下部に設けられ、前記ダクト本体の下部から入り込んだ空気を熱して上昇気流を起こす熱源と、
   前記ダクト本体の内部に設けられ、殺菌機能を持つ殺菌部と、
   を含む殺菌装置。
2. 前記ダクト本体の内部は反射材で覆われており、
   前記殺菌部は紫外線ランプである請求項１に記載の殺菌装置。
3. 前記ダクト本体の内部の表面には酸化チタン光触媒が保持されている請求項１又は２に記載の殺菌装置。
4. 前記ダクト本体の上部に、当該ダクト本体内を通過する空気を排出するファンが設けられた請求項１～３のいずれか１項に記載の殺菌装置。
5. 前記ダクト本体の内部に、当該ダクト本体内を通過する空気を加速する加速手段であり、電気流体力学（ＥＨＤ）ファンである加速手段を含む請求項１～４のいずれか１項に記載の殺菌装置。
6. 前記加速手段は、前記ダクト本体の中心部に直線状の電極が、および前記ダクト本体の内部の対向する面に、それぞれグランド電極が設けられたものである請求項５に記載の殺菌装置。
7. 前記加速手段は、前記直線状の電極と前記グランド電極間に高電圧が印加されることによりコロナ放電を生じさせ、当該コロナ放電に誘起されるオゾンを発生する請求項６に記載の殺菌装置。

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