JP2022160293A - 紫外線照射装置、および、その紫外線照射装置を備えた空気調和機用室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和装機用室内機の内部のような細長い空間においても、光路長を長くすることができ、効率的に紫外線の利用ができる紫外線照射装置を提供する。【解決手段】紫外線を放出する紫外線発光ダイオード２と、紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線を配光する配光制御部３と、紫外線を鏡面反射する曲面状の第１反射面５を有する第１反射部材４とが、紫外線発光ダイオード２が放出する紫外線の光軸上に順次配置され、第１反射部材４の第１反射面５は、紫外線発光ダイオード２の紫外線放出側と対向し、配光制御部３と第１反射部材４との間を通過する流体に、配光制御部３から第１反射部材４の側へ向かう紫外線と記第１反射部材４の第１反射面５よって反射された紫外線とが照射される紫外線照射装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、紫外線照射装置、その紫外線照射装置を備えた空気調和機用室内機に関する。

紫外線被照による劣化を防止しつつカビの繁殖を防止することができる空気調和機として、特許文献１には、空気調和装機用室内機の内部に設けられた熱交換器に対して紫外線を含む光を放射するランプを設けた空気調和機が開示されている。

しかし、特許文献１では、空気調和装機用室内機の内部に設けられた熱交換器に対して紫外線を含む光を放射するランプであって、空気中に含まれる細菌の殺菌やウイルスの不活化を目的としていないことから、空気調和装機用室内機の内部を通過する空気に含まれる細菌の殺菌やウイルスの不活化の用途に用いることはできない。

一方、特許文献２には、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して、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反射鏡と、紫外線の散乱防止に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、を備える紫外線水平照射型空気殺菌装置が開示されている。また、特許文献３には、深紫外線を出射する紫外線発光素子と、反射板を殺菌室内に配置し、紫外線発光素子から出射された深紫外線が殺菌室内に存在する空気を通過した後に反射板の表面で反射されて、空気を更に１回以上通過するようにした空気殺菌ユニットと、送風装置と、を含んでいる空気清浄装置が開示されている。

特開２０００－１１１０７６号公報 特開２０００－１１１０７６号公報 特開２０１４－１００２０６号公報

しかしながら、特許文献２に開示された紫外線水平照射型空気殺菌装置に用いられる紫外線ランプは、寿命が短いため比較的頻繁に交換を行う必要があるばかりでなく、破損して水銀が外部に放出されるという課題がある。

一方、特許文献３に開示された空気清浄装置は、紫外線発光素子から出射された深紫外線が殺菌室内に存在する空気を通過した後に反射板の表面で反射されて、空気を更に１回以上通過するようにしてはいるものの、紫外線発光素子は、放射される深紫外線の強度（光量子束密度或いは放射照度）が紫外線ランプから放射される深紫外線の強度と比べて著しく低いという問題があるため、細長い形状である空気調和装置本体の内部の側面にそのまま紫外線発光素子を配置すると、空気調和装機用室内機の中心部まで光が届かずに周辺部材に光が吸収され、光路長が短くなり効率的に紫外線の利用ができないという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑み、空気調和装機用室内機の内部のような細長い空間においても、光路長を長くすることができ、効率的に紫外線の利用ができる紫外線照射装置、および、その紫外線照射装置を備えた空気調和機用室内機を提供するものである。

本発明の第一態様は、紫外線を放出する紫外線発光ダイオードと、紫外線発光ダイオードから放出される紫外線を配光する配光制御部と、紫外線を鏡面反射する曲面状の反射面を有する第１反射部材とが、紫外線発光ダイオードが放出する紫外線の光軸上に順次配置され、第１反射部材の反射面は、紫外線発光ダイオードの紫外線放出側と対向し、配光制御部と第１反射部材との間を通過する流体に、配光制御部から第１反射部材の側へ向かう紫外線と第１反射部材の反射面によって反射された紫外線とが照射される紫外線照射装置である。

また、本発明の第二態様は、吸込口と吹出口とを有する筐体と、筐体の内部に配置され吸込口から空気を吸込んで吹出口に送風する送風ファンと、を備えた空気調和機用室内機であって、第一態様の紫外線照射装置が、筐体の内部の吸込口側または吹出口側に配置されており、送風ファンによって送風された空気に、配光制御部から第１反射部材の側へ向かう紫外線と第１反射部材の反射面によって反射された紫外線とが照射される空気調和機用室内機である。

本発明は、上記課題に鑑み、空気調和装機用室内機の内部のような細長い空間においても、光路長を長くすることができ、効率的に紫外線の利用ができる紫外線照射装置、および、その紫外線照射装置を備えた空気調和機用室内機を提供するものである。

第１実施形態に係る紫外線照射装置の概略図である。 第１実施形態に係る紫外線照射装置の配光制御部の概略図である。 紫外線発光ダイオードの発行特性を示す図である。 配光制御した場合の紫外線発光ダイオードの指光特性を示す図である。 第２実施形態に係る紫外線照射装置の概略図である。 第３実施形態に係る紫外線照射装置の概略図である。 第４実施形態に係る紫外線照射装置の概略図である。 第５実施形態に係る紫外線照射装置の概略図である。 第６実施形態に係る紫外線照射装置の概略図である。 第６実施形態に係る紫外線照射装置の紫外線発光ダイオードの配置を示す概略図である。 第７実施形態に係る紫外線照射装置の概略図である。 本発明の紫外線照射装置が配置された空気調和機用室内機の断面図である。 本発明の紫外線照射装置が配置された空気清浄機の断面図である。 本発明の紫外線照射装置が配置された除湿機の断面図である。 本発明の紫外線照射装置が配置された加湿器の断面図である。 本発明の紫外線照射装置が配置された電気掃除機の断面図である。

以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る紫外線照射装置１の一例を示す概略構成図である。紫外線照射装置１は、例えば、室内に配置されて室内の温調を行う空気調和機用室内機の内部のような細長い空間に配置されて、室内機の内部を通過する空気に含まれる細菌の殺菌やウイルスの不活化の用途に用いることができる。

紫外線照射装置１は、深紫外領域の光である紫外線を放出する紫外線発光ダイオード２と、紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線の配光を狭める配光制御部３と、紫外線を鏡面反射する曲面状の第１反射面５を有する第１反射部材４とを備える。紫外線発光ダイオード２、配光制御部３、第１反射部材４は、紫外線発光ダイオード２が放出する紫外線の光軸上に、紫外線発光ダイオード２、配光制御部３、第１反射部材４の順に配置されている。第１反射部材４は、第１反射面５が紫外線発光ダイオード２の紫外線放出側に対向するように配置されている。第１反射面５は曲率半径がＲ１である球面状に形成されている。尚、第１反射面５が本発明における反射面を示す。配光制御部３は、紫外線発光ダイオード２と第１反射部材４との間であって、紫外線発光ダイオード２寄りに配置されている。

紫外線発光ダイオード２、配光制御部３、第１反射部材４は、流れている空気に含まれている細菌の殺菌やウイルスの不活化をするように配置される。すなわち、配光制御部３と第１反射部材４との間を空気が通過するように配置されている。本実施形態では、図１に示す矢印が空気の流れを示す。空気の流れ方向と、紫外線発光ダイオード２によって放出され配光制御部３を通過する紫外線の光軸とは垂直である。ただし、配光制御部３と第１反射部材４との間を空気が通過するように、紫外線発光ダイオード２、配光制御部３、第１反射部材４が配置されていれば、空気の流れ方向と、紫外線発光ダイオード２によって放出され配光制御部３を通過する紫外線の光軸とは垂直でなくても構わない。

紫外線発光ダイオード２が放出する紫外線は、殺菌力が比較的高い２６５ｎｍの波長の紫外線であることが好ましく、比較的殺菌力が高い、ピーク波長が１９０ｎｍ以上３００ｎｍの範囲内の値であってもよく、より好ましくは、ピーク波長は２２０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下の範囲内の波長である。紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線の配光角の範囲は、光軸中心を０°とした場合に、光軸中心（０°）から光軸中心に対して±９０°までの範囲である。尚、第１実施形態では、紫外線発光ダイオード２が放出する紫外線も配光角の範囲は、０°から光軸中心に対して±９０°までの範囲である場合を示したが、０°から光軸中心に対して±９０°までの範囲である必要はなく、これより狭い範囲であっても構わない。尚、以降において、±９０°と示す場合、あるいは、他の角度（例えば、±４５°）を示す場合、±９０°、±４５°とは光軸中心（０°）に対する角度を示す。

配光制御部３は、紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線の配光角を狭める機能を有し、配光制御部３の例示として、図２（ａ）に示す凸レンズ１０や図２（ｂ）に示す鏡面反射リフレクタ１１などがある。凸レンズ１０の材質としては石英が一般的であるが、フッ素樹脂やシリコーンを用いることも可能である。また、凸レンズ１０は１枚だけでなく、複数の異なる形状のレンズを用いることができる。鏡面反射リフレクタ１１は紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線を反射させるリフレクタ鏡面反射面１２を有し、リフレクタ鏡面反射面１２の材質は主にアルミニウムであり、リフレクタ鏡面反射面１２の形状は紫外線発光ダイオード２を中心として放物面の形状を持つ。

図３、図４を用いて、配光制御部３を用いることの具体的効果を説明する。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、配光制御部３を用いない場合を示し、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、配光制御部３を用いる場合を示している。また、図３（ａ）、図４（ａ）は、紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線の発光分布を示し、図３（ｂ）、図４（ｂ）は、紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線の発光強度を示し、図３（ｃ）、図４（ｃ）は、紫外線照射装置１における紫外線の放出状態を模式的に示している。尚、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示す紫外線の発光強度は、光軸中心０°における光源から１０ｍｍ離れた位置での照度を示している。

配光制御部３を用いない場合、図３（ａ）に示すように、紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線は光軸中心（０°）に対して±９０°の範囲で放出され、０°において、紫外線の強さは最も強い。配光制御部３を用いた場合、図４（ａ）に示すように、紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線は、光軸中心である０°に集中して放出される。紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線の発光強度については、配光制御部３を用いない場合は、図３（ｂ）に示すように、１４．５Ｗ／ｃｍ^２であるのに対し、配光制御部３を用いた場合は、図４（ｂ）に示すように、１１１０Ｗ／ｃｍ^２であり、配光制御部３を用いた場合の発光強度は配光制御部３を用いない場合の発光強度の約７５倍の強さとなっている。

従って、配光制御部３を用いることによって、０°以外の範囲に広がって放出されていた紫外線を±９０°の範囲より狭い範囲に集中させることができため、発光強度を強くして紫外線の光路長を長くすることができる。そのため、図３（ｃ）に示すように、配光制御部３を用いない場合は、紫外線の発光強度が弱いため、紫外線の光路長が短く紫外線を十分に届かすことができなかったが、配光制御部３を用いた場合は、紫外線を０°方向に集中させることによって発光強度を強くできるため、図４（ｃ）に示すように、紫外線の光路長を長くさせて紫外線を届かすことができる効果がある。尚、図３（ａ）、図４（ａ）に示す０°の方向が図１における光軸方向を示す。本実施形態においては、紫外線発光ダイオード２から±９０°の範囲で放出されていた紫外線は、配光制御部３を通過することによって、約±１０°（θ＝１０°）の範囲に集約されて放出される。この範囲は、紫外線照射装置１が用いられる空間によって、適宜変更できる。

次に紫外線照射装置１の作用について説明する。紫外線発光ダイオード２から±９０°の範囲で放出された紫外線は、配光制御部３によって、±９０°の範囲よりも狭い範囲である±１０°（θ＝１０°）の範囲に集約されて配光角が狭まり、配光制御部３によって配光角が狭められた紫外線は、光軸に沿って放出され第１反射部材４に向かって放出される。第１反射部材４に向かって放出された紫外線が、配光制御部３と第１反射部材４との間を通過する空気に照射される。光軸に沿って放出され第１反射部材４に到達した紫外線は、第１反射面５に反射し配光制御部３側に向かって放出される。配光制御部３側に向かって放出された紫外線が、配光制御部３と第１反射部材４との間を通過する空気に照射される。

従って、本実施形態の紫外線照射装置１では、配光制御部３と第１反射部材４との間を通過する空気は、配光制御部３によって配光角が狭められ光軸に沿って放出されて第１反射部材４に向かう紫外線と、第１反射部材４の第１反射面５から配光制御部３側に向かって放出される紫外線との２方向からの紫外線によって照射される。そのため、配光制御部３と第１反射部材４との間を通過する空気に含まれる細菌の殺菌やウイルスの不活化を効率的に行える。また、空気調和装機用室内機の内部のような細長い空間においても、光路長を長くすることができる。尚、本実施形態では、配光制御部３と第１反射部材４との間を通過する流体として空気を例示したが、流体であれば空気に限定されず他の気体や液体であっても構わない。

次に、第１実施形態に係る紫外線照射装置１の配光制御部３を通過した紫外線の最大配光角をθ、第１反射面５の幅をｒ１、紫外線発光ダイオード２から第１反射面５までの光軸方向における距離をＬ１、との関係について説明する。配光制御部３を通過した紫外線の最大配光角をθとは、光軸に対する紫外線の最大配光角である。第１反射面５の幅ｒ１とは、光軸に対して垂直な向きの第１反射面５の幅である。紫外線の最大配光角θ、第１反射面５の幅ｒ１、紫外線発光ダイオード２と第１反射面５との光軸方向における距離Ｌ１は次式を満たす。
ｔａｎθ≦ｒ１／（２×Ｌ１）
ｔａｎθ≦ｒ１／（２×Ｌ１）とすることにより、配光制御部３を介して紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線がすべて第１反射面５に当たるため、紫外線が全て有効利用される。また紫外線が第１反射面５以外に漏れないことで周辺部材の劣化防止、人への紫外線暴露防止が可能となる。

次に、図５（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の第２実施形態に係る紫外線照射装置１について説明する。第２実施形態に係る紫外線照射装置１は、第１実施形態に係る紫外線照射装置１の紫外線発光ダイオード２、配光制御部３、第１反射部材４の具体的位置関係と寸法を特定しており、第１実施形態に係る紫外線照射装置１と同じ構成を有するため、同一の符号を示す。図１に示すように、紫外線発光ダイオード２と第１反射部材４の第１反射面５との光軸方向における距離をＬ１、第１反射部材４の球面状に形成されている第１反射面５の曲率半径をＲ１とした場合、Ｌ１とＲ１は、次式を満たす。
Ｌ１≦Ｒ１≦２×Ｒ１
図５（ａ）で、Ｌ１＝Ｒ１の場合における紫外線の向きを説明し、図５（ｂ）で、Ｌ１＝２×Ｒ１の場合における紫外線の向きを説明する。

Ｌ１＝Ｒ１の場合は、図５（ａ）に示すように、紫外線発光ダイオード２から放出された紫外線は第１反射部材４で反射され、紫外線発光ダイオード２に再度集光する。従って、第１反射部材４で反射された紫外線が散逸せず有効に利用することができる。
Ｌ１＝２×Ｒ１の場合は、図５（ｂ）に示すように、紫外線発光ダイオード２から放出された紫外線は第１反射部材４で反射され、第１反射部材４で反射された紫外線は平行光となる。従って、第１反射部材４で反射された紫外線が散逸せず有効に利用することができる。従って、Ｌ１≦Ｒ１≦２×Ｒ１とすることによって、第１反射部材４で反射された紫外線が散逸せず有効に利用することができる。

次に、図６を参照して、本発明の第３実施形態に係る紫外線照射装置１について説明する。第１実施形態に係る紫外線照射装置１における第１反射部材４の反射面が球面状に形成されているのに対し、第３実施形態に係る紫外線照射装置１においては、第１反射部材４の反射面が放物面状に形成されている点で相違する。第３実施形態では、放物面状に形成される反射面を放物反射面６として示し、その他の構成は第１実施形態と同じであるため、同一の符号を示す。尚、放物反射面６が本発明における反射面を表す。第３実施形態に係る紫外線照射装置１においては、紫外線発光ダイオード２が放物反射面６の焦点に位置する。紫外線発光ダイオード２が放物反射面６の焦点に位置することにより、放物反射面６で反射した紫外線は全て光軸に対して平行な紫外線となる。尚、図６では、配光制御部３が省略して描かれているが、図１と同様に配光制御部３は第１反射部材４と紫外線発光ダイオード２との間に配置されている。

次に、図７を参照して、本発明の第４実施形態に係る紫外線照射装置１について説明する。第４実施形態に係る紫外線照射装置１と第１実施形態に係る紫外線照射装置１との相違は、第１反射部材とは別の第２反射部材７が光軸方向に配置されている点であり、その他の構成は第１実施形態と同じであるため、同一の符号を示す。尚、図７において、光軸方向の左側を一方側もしくは一方とし、右側を他方側もしくは他方とする。

第１反射部材４、配光制御部３、紫外線発光ダイオード２及び第２反射部材７が、紫外線発光ダイオード２が放出する紫外線の光軸上に配置されている。第１反射部材４は、紫外線発光ダイオード２が放出する紫外線の放出側であって、紫外線発光ダイオード２に対向して配置されている。第２反射部材７は、紫外線を鏡面反射する曲面状の第２反射面８を有する。第２反射面８が、第１反射部材４の第１反射面５に対向すると共に、紫外線発光ダイオード２の周囲を覆うように、第２反射部材７が配置されている。第４実施形態に係る紫外線照射装置１では、配光制御部３を介して紫外線発光ダイオード２から放出された紫外線は、光軸に沿って第１反射部材４の第１反射面５向かって放出される。第１反射面５に向かって放出された紫外線は第１反射面５で反射し、第２反射部材７に向かって放出される。第２反射部材７に向かって放出された紫外線は第２反射部材７の第２反射面８で反射し、第１反射部材４に向かって放出される。

第１実施形態に係る紫外線照射装置１では、配光制御部３と第１反射部材４との間を通過する空気は、配光制御部３を介して第１反射部材４に向かう紫外線と、第１反射面５から配光制御部３側に向かう紫外線との２重の紫外線によって照射される。一方、第４実施形態に係る紫外線照射装置１では、配光制御部３と第１反射部材４との間を通過する空気は、第１反射部材４と第２反射部材７との間を２重よりさらに多い多重反射する紫外線によって照射されるため、空気を効率よく殺菌することができる。

次に、図８を参照して、本発明の第５実施形態に係る紫外線照射装置１について説明する。第５実施形態に係る紫外線照射装置１と第１実施形態に係る紫外線照射装置１との相違は、第１反射部材４とは別の第２反射部材７と、２つの配光制御部３および紫外線発光ダイオード２が光軸方向に配置される点であり、その他の構成は第１実施形態と同じであるため、同一の符号を示す。尚、図８において、左側を一方側とし、右側を他方側とする。

一方側には、紫外線発光ダイオード２と、紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線の配光角を狭める配光制御部３と、紫外線発光ダイオード２の周囲を覆うように配置された第１反射面５を有する第１反射部材４が、他方側にも、紫外線発光ダイオード２と、紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線の配光角を狭める配光制御部３と、紫外線発光ダイオード２の周囲を覆うように配置された第２反射面８を有する第２反射部材７が、紫外線発光ダイオード２が放出する紫外線の光軸上に配置されている。一方側の紫外線発光ダイオード２と他方側の紫外線発光ダイオード２は、放出する紫外線が互いに対向する向きに配置されている。一方側の第１反射部材４と他方側の第２反射部材７とは、互いの第１反射面５と第２反射面８とが対向するように配置されている。尚、第５実施形態の他方側に配置される紫外線発光ダイオード２と配光制御部３は、本発明の別の紫外線発光ダイオードおよび前記配光制御部を示す。第５実施形態に係る紫外線照射装置１では、一方側の配光制御部３と他方側の配光制御部３との間を空気が通過する。第５実施形態に係る紫外線照射装置１では、一方側の配光制御部３と他方側の配光制御部３との間を通過する空気は、２つの紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線によって照射されるため、第４実施形態に係る紫外線照射装置１に比べて、２倍の光量の紫外線によって照射されるため、空気をより効率よく殺菌することができる。

次に、図９、１０（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明の第６実施形態に係る紫外線照射装置１について説明する。第６実施形態に係る紫外線照射装置１と第１実施形態に係る紫外線照射装置１との相違は、紫外線発光ダイオード２が複数配列された点であり、その他の構成は第１実施形態と同じであるため、同一の符号を示す。

紫外線発光ダイオード２は光軸に対して垂直方向に複数配列されている。図９は、紫外線発光ダイオード２が２個、光軸に対して垂直方向に所定間隔ａを置いて配置されている。尚、図９では、紫外線発光ダイオード２が２個配置されているが、２個に限定されず、３個以上であっても構わない。例えば、図１０（ａ）に示すように複数の紫外線発光ダイオード２を直線上に一列に配置してもよく、また、図１０（ｂ）に示すように縦方向及び横方向に複数並べて配置してもよい。紫外線発光ダイオード２から第１反射面５までの光軸方向における距離をＬ１に対して、複数配列した紫外線発光ダイオード２の中で、最も遠く離れた紫外線発光ダイオード２間の距離をaとした場合、間隔ａが十分小さければ、紫外線発光ダイオード２は複数配列されていても、複数配列された紫外線発光ダイオード２は点光源とみなすことができるため、曲面を持つ第１反射部材４は有効に働く。

次に、図１１を参照して、本発明の第７実施形態に係る紫外線照射装置１について説明する。第７実施形態に係る紫外線照射装置１と第１実施形態に係る紫外線照射装置１との相違は、紫外線発光ダイオード２及び配光制御部３が光軸方向に２ヶ所に配置され、一方の紫外線発光ダイオード２及び配光制御部３と他方の紫外線発光ダイオード２及び配光制御部３との間に、両側に反射面を有する両面反射部材９が配置された点であり、その他の構成は第１実施形態と同じであるため、同一の符号を示す。尚、図１１において、左側を一方側もしくは一方とし、右側を他方側もしくは他方とする。

一方側には、紫外線発光ダイオード２と、紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線の配光角を狭める配光制御部３が、他方側にも、紫外線発光ダイオード２と、紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線の配光角を狭める配光制御部３が、紫外線発光ダイオード２が放出する紫外線の光軸上に配置されている。一方の紫外線発光ダイオード２と他方の紫外線発光ダイオード２とは、互いに紫外線の放出方向が対向するように配置されている。一方の紫外線発光ダイオード２には当該紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線の配光角を狭める一方の配光制御部３が配置されている。他方の紫外線発光ダイオード２にも当該紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線の配光角を狭める他方の配光制御部３が配置されている。一方の配光制御部３と他方の配光制御部３との間の中央には、紫外線発光ダイオード２が放出する紫外線の光軸上に、両側面に紫外線発光ダイオード２が放出する紫外線を反射する第１反射面５を有した両面反射部材９が配置されている。両面反射部材９の一方の第１反射面５は一方の紫外線発光ダイオード２が紫外線を放出する側に対向し、両面反射部材９の他方の第１反射面５は他方の紫外線発光ダイオード２が紫外線を放出する側に対向している。

第７実施形態に係る紫外線照射装置１では、一方の配光制御部３と他方の配光制御部３との間を空気が通過する。一方の配光制御部３と他方の配光制御部３との間の中央に、両面反射部材９が配置されているため、例えば、空気調和機の室内機のように細長い空間に用いることができる。空気調和機の室内機では、長手方向の中間に配線の関係から電装部品を配置させることができないが、第７実施形態に係る紫外線照射装置１では、電装部品となるふたつの紫外線発光ダイオード２を室内機の両側面側に配置し、室内機の長手方向中央に電装部品ではない両面反射部材９を配置することができるので、空気調和機の室内機のように細長い空間に配置されても、通過する空気に含まれる細菌の殺菌やウイルスの不活化を有効に行うことができる。

次に、図１２を参照して、上記した実施形態の紫外線照射装置１が用いられる空気調和機用室内機について説明する。空気調和機は室内を冷房や暖房などの温調を行う空気調和機であって、室内機２２と図示されない室外機を備えている。室内機２２は室内の壁に設置されるいわゆる壁掛けタイプの室内機であって、側面方向に長い細長の形状をしている。図１２は室内機２２の断面図を示す。室内機２２は正面側に配置される正面板２８、背面側に配置されて室内の壁に取り付く背面板２９、上面側に配置する天板３０、底面側に配置する底面板３１、左側側面に配置する左側板３３、右側側面に配置する右側板を備えた筐体２３を有する。尚、左側側面は、図１２おいて、紙面の奥側を示し、右側側面、紙面の手前側を示す。天板３０には、室内の空気を筐体２３内部に吸い込むための吸込口２４が形成され、正面板２８と底面板３１の間には、筐体２３内部に吸い込まれた空気を室内に吹き出すための吹出口２５が形成されて、吸込口２４と吹出口２５との間に空気が流れる通風路３４が形成されている。

筐体２３の内部には、吸込口２４から空気を吸込んで吹出口２５から送風するための送風ファン２６が設置されている。また、吸込口２４と吹出口２５との間には室内熱交換器２７が空気の流れにおける送風ファン２６よりも上流側に配置されている。送風ファン２６が駆動することによって吸込口２４から空気が吸い込まれ、吸い込まれた空気は室内熱交換器２７の内部を流れる冷媒と熱交換し、熱交換した空気は吹出口２５から室内へと送風される。尚、図１２おける矢印は空気の流れを示している。

上記した実施形態の紫外線照射装置１は、筐体２３内部の吸込口２４側であって、且つ、通風路３４内を流れる空気に紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線が照射されるように配置されている。具体的には、右側板側に紫外線発光ダイオード２及び配光制御部３が配置され、左側板側に第１反射部材４が配置され、配光制御部３と第１反射部材４との間を、通風路３４内を流れる空気が通過するように配置されている。このように紫外線照射装置１を筐体２３の内部に配置することによって、室内から吸込口２４を介して吸い込まれた空気に含まれている細菌やウイルスを効率よく殺菌、不活化することができる。尚、左側板側に紫外線発光ダイオード２及び配光制御部３が配置され、右側板側に第１反射部材４が配置されていても構わない。また、紫外線照射装置１は、筐体２３内部の吸込口２４側ではなく、吹出口２５側であっても構わない。配光制御部３が、紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線の配光角を狭めるため、紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線は第１反射部材４以外に漏れないことで、吸込口２４または吹出口２５を介して紫外線が筐体２３の外部に漏れることがないので、人への紫外線暴露防止が可能となる。

室内機２２は、いわゆる壁掛けタイプの室内機を示したが、室内機２２は壁掛けタイプの室内機に限定されず、他の天井埋込型の室内機でも構わない。

次に、図１３を参照して、上記した実施形態の紫外線照射装置１が用いられる空気清浄機８０について説明する。空気清浄機８０は、水平断面が左右方向に長い矩形状に形成された筐体８１を備えている。筐体８１は、上面側を覆う上面カバー８２と、正面側を覆う正面カバー８３と、背面側を覆う背面カバー８４と、側面側を覆う左右の側面カバー８５とから構成されている。上面カバー８２には、格子状の排気口８６が形成されている。排気口８６は、筐体８１内部の空気を筐体８１の外部に排出する。正面カバー８３には、ほぼ全面にわたって縦方向に鎧戸状の吸気口８７が形成されている。空気清浄機８０は、空気流を発生させる送風手段であるファン８８と、空気中の浮遊微粒子を帯電させる帯電部８９と、空気中の臭気物質を吸着する触媒９０と、帯電された浮遊微粒子を付着させることにより集塵する集塵部９１とを備えている。また、空気清浄機８０は、ファン８８が発生させた空気流の下流側から外れた位置に配置されて、プラズマを発生させるプラズマ発生装置９２を備えている。

空気清浄機８０は、ファン８８が回転することによって筐体８１内部に吸い込まれた空気は、排気口８６から出ていく。その際、空気に含まれる臭気物質が触媒９０に吸着される。つまり、臭気を触媒９０の表面で吸着することにより脱臭する。

上記した実施形態の紫外線照射装置１は、筐体８１内部の排気口８６側であって、筐体８１内部を流れる空気に紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線が照射されるように配置されている。筐体８１内部の排気口８６側に、紫外線発光ダイオード２及び配光制御部３と反射部材４が配置され、配光制御部３と反射部材４との間を、筐体８１内部を流れる空気が通過するように配置されている。このように紫外線照射装置１を筐体８１の内部に配置することによって、吸気口８７を介して吸い込まれる空気に含まれている細菌やウイルスを効率よく殺菌、不活化することができる。尚、紫外線照射装置１は、筐体８１内部の排気口８６側ではなく、筐体８１内部の吸気口８７側に配置されても構わない。

次に、図１４を参照して、上記した実施形態の紫外線照射装置１が用いられる除湿機７０について説明する。除湿機７０は、偏平な直方体を、最も広い面が正面と背面になるようにして立てた形状の筐体７１を有する。筐体７１の内部は上下２段に区画されており、上方の区画は吸湿剤ケージ７２を収容する吸湿剤保持空間７３となり、下方の区画はファンモータユニット７４を収容する動力部空間７５となっている。

吸湿剤保持空間７３の正面側側壁と背面側側壁、及び天井壁には、それぞれ横長のスリットの集合からなる通気口７６が形成されている。また吸湿剤保持空間７３と動力部空間７５を隔てる仕切壁には、小孔の集合からなる通気口７７が形成されている。動力部空間７５の正面側側壁には、ファンモータユニット７４が空気を吐出するための横長の排気口７８が形成されている。ファンモータユニット７４の駆動によって排気口７８から空気を吐出すると、吸湿剤保持空間７３から動力部空間７５へ、通気口７７を通じて空気が移動する。これにより、外部空気が通気口７６を通じて吸湿剤保持空間７３に吸込まれることになる。

上記した実施形態の紫外線照射装置１は、筐体７１内部の排気口７８側であって、動力部空間７５を流れる空気に紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線が照射されるように配置されている。動力部空間７５に、紫外線発光ダイオード２及び配光制御部３と反射部材４が配置され、配光制御部３と反射部材４との間を、動力部空間７５を流れる空気が通過するように配置されている。このように紫外線照射装置１を筐体７１の内部に配置することによって、通気口７６を介して吸い込まれる空気に含まれている細菌やウイルスを効率よく殺菌、不活化することができる。尚、紫外線照射装置１は、筐体７１内部の排気口７８側ではなく、吸湿剤保持空間７３の通気口７６側に配置されても構わない。

次に、図１５を参照して、上記した実施形態の紫外線照射装置１が用いられる加湿器５０について説明する。加湿器５０は居室内の床面等に設置されて水平断面形状が略楕円形の筐体５１を有している。筐体５１の背面側には着脱可能なカバー部材５２が取り付けられている。カバー部材５２には複数の吸込口５３が開口している。筐体５１の背面及び上面にはそれぞれ流入口５４及び吹出口５５が開口している。筐体５１内には流入口５４と吹出口５５とを連結する送風通路５６が設けられる。送風通路５６内には流入口５４から吹出口５５に向かって順にフィルター５７、加湿部５８、送風機５９及びイオン発生装置６０が設けられる。

上記した実施形態の紫外線照射装置１は、筐体５１内部の吹出口５５側であって、送風機５９の駆動によって送風通路５６を流れる空気に紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線が照射されるように配置されている。送風通路５６に、紫外線発光ダイオード２及び配光制御部３と反射部材４が配置され、配光制御部３と反射部材４との間を、送風通路５６を流れる空気が通過するように配置されている。このように紫外線照射装置１を筐体５１の内部に配置することによって、流入口５４を介して吸い込まれる空気に含まれている細菌やウイルスを効率よく殺菌、不活化することができる。尚、紫外線照射装置１は、筐体５１内部の吹出口５５側ではなく、流入口５４側に配置されても構わない。

次に、図１６を参照して、上記した実施形態の紫外線照射装置１が用いられる電気掃除機４０について説明する。電気掃除機４０は、前後に長尺な掃除機本体４１を有し、掃除機本体４１の後部には電動送風機４２を内蔵する電動送風機室４３が、前部には上面開口の集塵室４４が形成されている。集塵室４４には、底面にフィルター４５を有する箱状の集塵体４６がパッキンで気密的に装着されている。集塵体４６には紙袋フィルター４７が収納されている。前方にホース接続口４８を有した蓋体４９が、掃除機本体４１の中央部に開閉自在に軸支されている。

図示しないホースをホース接続口４８に接続し、電動送風機４２を駆動すると塵埃を含んだ空気は、ホース接続口４８から吸い込まれ、紙袋フィルター４７でごみは濾過され、フィルター４５を通過し、浄化された空気が電動送風機室４３を通過し、大気中へ放出される。

上記した実施形態の紫外線照射装置１は、掃除機本体４１内部のホース接続口４８側であって、ホース接続口４８内を流れる空気に紫外線発光ダイオード２から放出される紫外線が照射されるように配置されている。ホース接続口４８に、紫外線発光ダイオード２及び配光制御部３と反射部材４が配置され、配光制御部３と反射部材４との間を、ホース接続口４８内を流れる空気が通過するように配置されている。このように紫外線照射装置１を掃除機本体４１の内部に配置することによって、ホース接続口４８を介して吸い込まれた空気に含まれている細菌やウイルスを効率よく殺菌、不活化することができる。尚、紫外線照射装置１は、掃除機本体４１内部のホース接続口４８側ではなく、電動送風機室４３側に配置されても構わない。

以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。

１…紫外線照射装置、２…紫外線発光ダイオード、３…配光制御部、４…第１反射部材、５…第１反射面、６…放物反射面、７…第２反射部材、８…第２反射面、９…両面反射部材、１０…凸レンズ、１１…鏡面反射リフレクタ、１２…リフレクタ鏡面反射面、２２…室内機、２３…筐体、２４…吸込口、２５…吹出口、２６…送風ファン、２７…室内熱交換器、２８…正面板、２９…背面板、３０…天板、３１…底面板、３３…左側板、３４…通風路、４０…電気掃除機、４１…掃除機本体、４２…電動送風機、４３…電動送風機室、４８…ホース接続口、４９…蓋体、５０…加湿器、５１…筐体、５４…流入口、５５…吹出口、５６…送風通路、５９…送風機、７０…除湿機、７１…筐体、７４…ファンモータユニット、７６…通気口、７８…排気口、８０…空気清浄機、８１…筐体、８６…排気口、８７…吸気口、８８…ファン

Claims (12)

1. 紫外線を放出する紫外線発光ダイオードと、前記紫外線発光ダイオードから放出される紫外線を配光する配光制御部と、紫外線を鏡面反射する曲面状の反射面を有する第１反射部材とが、前記紫外線発光ダイオードが放出する紫外線の光軸上に順次配置され、
   前記第１反射部材の反射面は、前記紫外線発光ダイオードの紫外線放出側と対向し、
   前記配光制御部と前記第１反射部材との間を通過する流体に、前記配光制御部から前記第１反射部材の側へ向かう紫外線と前記第１反射部材の反射面によって反射された紫外線とが照射されることを特徴とする紫外線照射装置。
2. 前記第１反射部材の反射面は球面状に形成され、
   前記紫外線発光ダイオードから前記第１反射部材の反射面までの距離Ｌ１と、前記第１反射部材の反射面の曲率半径Ｒ１とが、
   Ｌ１≦Ｒ１≦２×Ｌ１であることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
3. 前記第１反射部材の反射面が放物面状に形成され、前記紫外線発光ダイオードが放物面状の前記第１反射部材の反射面の焦点に位置することを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
4. 前記光軸に対する前記配光制御部を通過した紫外線の最大配光角θと、前記第１反射部材の反射面の前記光軸に対して垂直な方向の幅ｒ１とが、
   tanθ≦ｒ１／（２×Ｌ１）であることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
5. 前記第１反射部材とは別の紫外線を鏡面反射する曲面状の反射面を有する第２反射部材が前記光軸上に配置され、
   前記第２反射部材の反射面は、前記第１反射部材の反射面に対向すると共に、前記紫外線発光ダイオードの周囲を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
6. 前記紫外線発光ダイオードおよび前記配光制御部とは別の紫外線発光ダイオードおよび配光制御部と、前記第１反射部材とは別の紫外線を鏡面反射する曲面状の反射面を有する第２反射部材とが前記光軸上に配置され、
   前記第２反射部材の反射面は、前記第１反射部材の反射面に対向すると共に、前記紫外線発光ダイオードの周囲を覆うように配置され、
   前記別の紫外線発光ダイオードおよび前記別の配光制御部は、前記第２反射部材の反射面に対向して配置され、
   前記別の紫外線発光ダイオードは、前記第１反射部材の反射面に周囲を覆われ、
   前記別の配光制御部は、前記別の紫外線発光ダイオードから放出される紫外線の配光角を狭めることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
7. 吸込口と吹出口とを有する筐体と、
   前記筐体の内部に配置され前記吸込口から空気を吸込んで前記吹出口に送風する送風ファンを備えた空気殺菌装置であって、
   請求項１から６いずれか１項に記載の紫外線照射装置が、前記筐体の内部の前記吸込口側または吹出口側に配置されており、
   前記送風ファンによって送風された空気に、前記配光制御部から前記第１反射部材の側へ向かう紫外線と前記第１反射部材の反射面によって反射された紫外線とが照射されることを特徴とする空気殺菌装置。
8. 吸込口と吹出口とを有する筐体と、
   前記筐体の内部に配置され前記吸込口から空気を吸込んで前記吹出口に送風する送風ファンを備えた空気調和機用室内機であって、
   請求項１から６いずれか１項に記載の紫外線照射装置が、前記筐体の内部の前記吸込口側または吹出口側に配置されており、
   前記送風ファンによって送風された空気に、前記配光制御部から前記反射部材の側へ向かう紫外線と前記第１反射部材の反射面によって反射された紫外線とが照射されることを特徴とする空気調和機用室内機。
9. 吸気口と排気口とを有する筐体と、
   前記筐体の内部に配置され前記吸気口から空気を吸込んで前記排気口に送風するファンを備えた空気清浄機であって、
   請求項１から６いずれか１項に記載の紫外線照射装置が、前記筐体の内部の前記吸気口側または排気口側に配置されており、
   前記ファンによって送風された空気に、前記配光制御部から前記反射部材の側へ向かう紫外線と前記第１反射部材の反射面によって反射された紫外線とが照射されることを特徴とする空気清浄機。
10. 通気口と排気口とを有する筐体と、
    前記筐体の内部に配置され前記通気口から空気を吸込んで前記排気に送風するファンモータユニットを備えた除湿機であって、
    請求項１から６いずれか１項に記載の紫外線照射装置が、前記筐体の内部の前記通気口側または排気口側に配置されており、
    前記ファンモータユニットによって送風された空気に、前記配光制御部から前記反射部材の側へ向かう紫外線と前記第１反射部材の反射面によって反射された紫外線とが照射されることを特徴とする除湿機。
11. 流入口と吹出口とを有する筐体と、
    前記筐体の内部に配置され前記流入口から空気を吸込んで前記吹出口に送風する送風機を備えた加湿器であって、
    請求項１から６いずれか１項に記載の紫外線照射装置が、前記筐体の内部の前記流入口側または吹出口側に配置されており、
    前記送風機によって送風された空気に、前記配光制御部から前記反射部材の側へ向かう紫外線と前記第１反射部材の反射面によって反射された紫外線とが照射されることを特徴とする加湿器。
12. ホース接続口を有した蓋体と、電動送風機を内蔵する電動送風機室とを有した掃除機本体とを備えた電気掃除機であって、
    請求項１から６いずれか１項に記載の紫外線照射装置が、前記ホース接続口側または前記電動送風機室側に配置されており、
    前記電動送風機によって吸い込まれた空気に、前記配光制御部から前記反射部材の側へ向かう紫外線と前記第１反射部材の反射面によって反射された紫外線とが照射されることを特徴とする電気掃除機。

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