JP2023068584A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造でありつつ、安全性および殺菌・ウイルス不活化効果に優れる空気清浄機を提供する。【解決手段】空気清浄機１は、吸気口５から排気口６までの通気空間１３を内部に有する筐体２と、筐体２の通気空間１３に空気を導入するためのファン１０と、ファン１０により導入された空気に紫外線を照射する１または２以上の紫外線照射装置１１とを備えてなり、紫外線照射装置１１は、２５３．７ｎｍの紫外線を主に放射する紫外線ランプ１９を有し、通気空間１３に殺菌・ウイルス不活化室１４が設けられ、殺菌・ウイルス不活化室１４は、対向して設けられる２枚の側板１５ａ、１５ｂを有し、これらの側板は、殺菌・ウイルス不活化室１４の内側を向く面が鏡面であり、これらの側板の間に紫外線照射装置１１が空気の流れ方向に対して直交するように設けられ、通気空間１３において、前後折り返しとなる通気経路を有さず、かつ、フィルタを有さない。【選択図】図２

Description

新規性喪失の例外適用申請有り

本発明は、紫外線を照射して空気を清浄にする空気清浄機に関する。

従来、空気中の細菌やウイルス（以下、「ウイルスなど」ともいう）の除去に、集塵フィルタ、オゾン、紫外線、次亜塩素酸などを用いた種々の除菌・不活化装置や除菌・不活化方法が用いられている。除菌・不活化装置としては、例えば、以下の空気清浄機が提案されている。

特許文献１には、ＨＥＰＡフィルタまたはＵＬＰＡフィルタなどの集塵フィルタを紫外線ランプに並列するように配置して、該集塵フィルタで空気中の塵埃を捕集するとともに紫外線ランプによる紫外線の照射により、細菌類を殺菌して清浄空気を外部に放出する空気清浄器が開示されている。また、特許文献１には、紫外線ランプが集塵フィルタの前後両面に該集塵フィルタの濾材のプリーツ方向に対して直交して配置されることで、集塵フィルタ全体に紫外線が届いて集塵フィルタで捕集された細菌類を効率的かつ確実に殺菌できる旨が記載されている。

特許文献２には、フィルタ材、紫外線ランプ、および循環ファンを含んで、それにより空気が吸い込まれ、濾過され、殺菌され、そして空気浄化および殺菌機能を有し、それにより空気の質を改善する殺菌空気清浄機が開示されている。また、特許文献２には、紫外線ランプは、２５４ｎｍ、または１８５ｎｍの波長帯域もあり、それにより、殺菌空気清浄機は、効果的に空気中のバクテリアやウイルスを滅菌することが可能である旨が記載されている。

特許文献３には、筐体を構成する対向する側板と側板の間に、反射板で形成した複数枚の仕切り板を、間隔を明けて差し渡し、隣り合う２枚１組の仕切り板と筐体の対向する側板内側とにより、前後左右を反射板で囲まれた複数の除菌室が形成された空気清浄装置が開示されている。また、特許文献３には、室内の空気が先頭の除菌室から最後尾の除菌室に至るまで、装置内部を蛇行しながら通過し、その後、排気室の排気口から装置の外部すなわち室内に、放出されることで、空気は除菌室内を、時間をかけて斜めに横断するので、照射効率がよく、効率よく除菌清浄できる旨が記載されている。

特開２００３－１９０２６９号公報 実用新案登録第３２２３６２３号公報 実用新案登録第３２３２４３５号公報

空気清浄機として次亜塩素酸希釈液を空中噴霧する装置を用いる場合、設置空間に加湿器のように次亜塩素酸希釈液を空中噴霧して殺菌するというメカニズムのため、噴霧濃度が過度に高くなった場合に、当該空間に人が作業・学習・スポーツなどで存在すると、人体へ影響を与えるおそれがある。また、次亜塩素酸液を希釈して装置へ挿入する手間や、年間数万円程度の薬剤購入費用を要する。

また、空気清浄機として無声放電や沿面放電によりオゾンを発生する装置を用いる場合、オゾンの強力な酸化力によって殺菌などができる。しかし、その強力な酸化力ゆえ、オゾン濃度が過度に上昇（例えば、０．１ｐｐｍ以上）すると人体に影響を与えるおそれがあり、一方、過度に低すぎる（例えば、０．０１ｐｐｍ以下）と殺菌効果が期待できないため、適切なオゾン濃度の管理や、維持が必要である。このように、次亜塩素酸などの殺菌性薬剤や、オゾンなどの殺菌性ガスを利用する空気清浄機は、安全性の観点から、設置場所、稼働時間などの制限を受ける場合があると考えられる。

特許文献１に記載の空気清浄器の場合、空気中の塵や、埃、細菌の捕捉性に優れるものの、フィルタにおける圧力損失が大きいため、空気がスムーズに流れにくく、通気性が低いと考えられる。また、装置の構成部材が多く構造が複雑であるため修理の難易度が高く、フィルタ交換の手間や、年間数万円程度の交換用フィルタ購入費用も掛かる。

特許文献２に記載の殺菌空気清浄機の場合、空気吹出口の近傍には紫外線ランプが配置されており、空気吹出口から本体ケーシングの内部を覗いた場合に、漏洩した紫外線が使用者の目に入るおそれがある。また、１８５ｎｍの紫外線を発生し空気中の酸素をオゾンに変換する旨の記載があるが、その場合、通気性を低下させてしまうオゾン分解フィルタなどを設ける必要もあると考えられる。

特許文献３に記載の空気清浄装置では、筐体内に多くの仕切り板を設けて各除菌室の対角線上に１対のスリットを形成することにより紫外線の装置外部への漏洩を抑制しているものの、装置構造が複雑であるため、故障時の装置メンテナンスや、ランプ交換の手間が大きいと考えられる。

また、特許文献３には、筐体内の複数室の除菌室を一連に通気可能に接続している旨の記載がある。しかし、通気経路は蛇行した曲路であるとともに、通気方向に垂直な通気経路の断面積は吸気口から排気口に至るまでに拡大と縮小を繰返し、通気経路の中央には紫外線光源が配置されているため、空気がスムーズに流れにくいと考えられる。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、簡易な構造でありつつ、安全性および殺菌・ウイルス不活化効果に優れる空気清浄機を提供することを目的とする。

本発明の空気清浄機は、吸気口から排気口までの通気空間を内部に有する筐体と、上記筐体の通気空間に空気を導入するためのファンと、上記ファンにより導入された上記空気に紫外線を照射する１または２以上の紫外線照射装置とを備えてなり、上記紫外線照射装置は、２５３．７ｎｍの紫外線を主に放射する紫外線ランプを有し、上記通気空間に殺菌・ウイルス不活化室が設けられ、上記殺菌・ウイルス不活化室は、対向して設けられる２枚の側板を有し、これらの側板は、上記殺菌・ウイルス不活化室の内側を向く面が鏡面であり、これらの側板の間に上記紫外線照射装置が上記空気の流れ方向に対して直交するように設けられ、上記通気空間において、前後折り返しとなる通気経路を有さず、かつ、フィルタを有さないことを特徴とする。

上記殺菌・ウイルス不活化室の容積は、上記殺菌・ウイルス不活化室以外の上記通気空間の容積よりも大きいことを特徴とする。

上記殺菌・ウイルス不活化室における通気経路の中心軸は略一直線状であり、上記筐体の排気口における排気経路の中心軸と非同軸であり、上記ファンは、上記筐体の排気口側で上記殺菌・ウイルス不活化室の通気経路の中心軸から外れて配置され、上記殺菌・ウイルス不活化室の２枚の側板のうち、上記ファンから遠い側の側板は、上記排気口側の端部に、通気経路を上記ファンに向ける湾曲部を有することを特徴とする。

上記紫外線照射装置は、上記殺菌・ウイルス不活化室の２枚の側板の少なくともいずれかに隣接して設けられることを特徴とする。

上記一方の側板は、上記筐体の内部に固定して設けられた固定板であり、上記２枚の側板のうち他方の側板は、上記筐体の内部に出し入れ可能に設けられた可動板であり、上記紫外線照射装置は、上記固定板と上記可動板にそれぞれ少なくとも１つ設けられ、上記可動板は、上記可動板に設けられた紫外線照射装置と、上記固定板に設けられた紫外線照射装置が接触することなく、上記筐体に出し入れ可能であることを特徴とする。

本発明の空気清浄機は、通気空間において、前後折り返しとなる通気経路を有さず、かつ、フィルタを有さないので、通気空間内をスムーズに空気が流れ、通気性に優れる。また、紫外線照射装置は、２５３．７ｎｍの紫外線を主に放射する紫外線ランプを有し、通気空間に殺菌・ウイルス不活化室が設けられ、殺菌・ウイルス不活化室は、対向して設けられる２枚の側板を有し、これらの側板は、殺菌・ウイルス不活化室の内側を向く面が鏡面であり、これらの側板の間に紫外線照射装置が空気の流れ方向に対して直交するように設けられるので、殺菌・ウイルス不活化室内で紫外線が多重反射して殺菌・ウイルス不活化効果に優れるとともに、放電方式の空気清浄機と比べてオゾンが発生しにくく、安全性に優れる。これらにより、本発明の空気清浄機は、簡易な構造でありつつ、安全性と殺菌・ウイルス不活化効果により優れる。

殺菌・ウイルス不活化室の容積は、殺菌・ウイルス不活化室以外の通気空間の容積よりも大きいので、効率的に殺菌・ウイルス不活化（空気清浄化）できる。

殺菌・ウイルス不活化室における通気経路の中心軸は略一直線状であり、筐体の排気口における排気経路の中心軸と非同軸であり、ファンは、筐体の排気口側で殺菌・ウイルス不活化室の通気経路の中心軸から外れて配置され、殺菌・ウイルス不活化室の２枚の側板のうち、ファンから遠い側の側板は、排気口側の端部に、通気経路をファンに向ける湾曲部を有するので、紫外線の外部への漏洩が抑制されつつ、通気空間内をスムーズに空気が流れる。これにより、本発明の空気清浄機は、室内の空気が清浄機内をより多くの回数循環でき、安全性と殺菌・ウイルス不活化効果により優れる。

紫外線照射装置は、殺菌・ウイルス不活化室の２枚の側板の少なくともいずれかに隣接して設けられるので、紫外線照射装置が空気の流れを阻害しにくく、通気性により優れる。

一方の側板は、筐体の内部に固定して設けられた固定板であり、２枚の側板のうち他方の側板は、筐体の内部に出し入れ可能に設けられた可動板であり、紫外線照射装置は、固定板と可動板にそれぞれ少なくとも１つ設けられ、可動板は、可動板に設けられた紫外線照射装置と、固定板に設けられた紫外線照射装置が接触することなく、筐体に出し入れ可能であるので、殺菌・ウイルス不活化室に多くの紫外線照射装置を設けた場合でも、殺菌・ウイルス不活化室の中央部の空気の流れが阻害されにくく、通気性にさらに優れる。

空気清浄機の斜視図である。 空気清浄機の断面模式図である。 図２に示した殺菌・ウイルス不活化室の拡大図である。 空気清浄機メンテナンス時の断面模式図である。 実施例１および実施例２の空気清浄機の断面模式図である。 空間ウイルス量の経時プロットを示す図である。 ウイルス減少割合が９９％になるのに要する時間を示す図である。

本発明の空気清浄機の一例について、図１を用いて説明する。図１は、空気清浄機の斜視図である。図１（ａ）は、空気清浄機の正面側の斜視図で、図１（ｂ）は、空気清浄機の背面側の斜視図である。図１に示すように、空気清浄機１の直方体の筐体２の正面には正面側パネル３が設けられ、背面には背面側パネル４が設けられる。空気清浄機１は、背面側パネル４に吸気口５を備え、正面側パネル３に排気口６を備える。

空気清浄機１の上面には、紫外線ランプの点灯確認孔７が設けられ、装置使用時に紫外線照射装置が正常に作動しているか確認できる。点灯確認孔７にはＵＶカットフィルターが設けられているため、紫外線ランプからの紫外線は直接外に漏れない。空気清浄機１の下面の四隅にはキャスター８が設けられ、必要に応じて装置を容易に移動できる。

筐体２には、吸気口５を覆うように保護カバー９が設けられ、筐体内部への埃の侵入や、外部への紫外線の漏洩を抑制する。保護カバー９は、筐体２との間に所定の隙間を開けて固定され、空気の通り道である通気経路が確保される。また、排気口６は、複数の細長い貫通孔を並列して形成され、通気性を確保しつつ、筐体内部への小物の誤投入を抑制している。また、吸気口５と排気口６の形状は、通気性を確保しつつ、筐体内部への小物の誤投入などを抑制できれば、網目状などであってもよい。

空気清浄機の内部構造の一例について、図２を用いて説明する。図２は、空気清浄機の横方向の断面模式図である。図２に示すように、空気清浄機１は、筐体内部に空気を導入するファン１０と、ファン１０により導入された空気に紫外線を照射する紫外線照射装置１１とを備える。ファン１０は、円筒形状のクロスフローファンであり、排気室１２とともにファンユニットとして筐体２の排気口６の内側に設けられる。

筐体内部の通気空間１３には、紫外線照射装置１１が設けられる殺菌・ウイルス不活化室１４が配置される。ここで、殺菌・ウイルス不活化室とは、細菌やカビなどの微生物の殺菌またはウイルスの不活化が行われる空間を意味する。紫外線照射装置１１は、２５３．７ｎｍの紫外線を主に放射する紫外線ランプ１９を有する。殺菌・ウイルス不活化室１４では、紫外線照射装置１１から照射される紫外線によりウイルスなどが不活化される。また、この紫外線は臭気物（有機物）の結合を切断するため消臭効果も期待できる。紫外線照射装置１１は、空気の流れ方向に対して直交するように、５本の紫外線照射装置１１が所定の間隔を開けて林立して設けられている。空気の流れ方向に対して直交させることで、その周囲には空気の流れの滞留ができ（通気性を阻害しない程度）、紫外線の照射時間が増加し、殺菌・ウイルス不活化の効率を向上できる。

殺菌・ウイルス不活化室１４は、対向して配置される２枚の側板１５ａ、１５ｂを備える。殺菌・ウイルス不活化室１４は、側板１５ａ、１５ｂと、空気清浄機の上板と、空気清浄機の床板（または中間板）との間に形成される空間である。２枚の側板１５ａ、１５ｂは、殺菌・ウイルス不活化室１４の内側を向く面が鏡面加工されたステンレス板である。また、２枚の側板１５ａ、１５ｂは、例えば、両方が筐体に固定されてもよいし、両方が可動してもよい。または、一方が可動して、他方が筐体に固定されてもよい。殺菌・ウイルス不活化室１４の内部において、紫外線照射装置１１は、側板１５ａに３本、側板１５ｂに２本設けられる。なお、紫外線照射装置１１は、側板１５ａ、１５ｂのいずれかに１つだけ設けてもよいし、片方の側板のみに複数設けてもよい。

空気清浄機１は、通気空間１３において、前後折り返しとなる通気経路を有さない。ここで「前後折り返しとなる通気経路」は、１つの折り曲げ箇所で、または、連続する折り曲げ箇所を組み合わせて、略１８０°以上の角度で折り曲げられた通気経路を意味する。殺菌・ウイルス不活化室１４における通気経路の中心軸Ｃ_１は、略一直線状である。殺菌・ウイルス不活化室１４の容積は、殺菌・ウイルス不活化室１４以外の通気空間（図２の場合は排気室１２）の容積よりも大きい。これにより、空気は、空気清浄機１の内部を通気する時間の大半で紫外線を照射されるため、効率的に殺菌・ウイルス不活化できる。

２枚の側板１５ａ、１５ｂの殺菌・ウイルス不活化室１４の内側を向く面の面間距離は、例えば、３０ｍｍ～４００ｍｍとできる。紫外線による殺菌効果は、紫外線照射装置からの距離に反比例するため、面間距離は、３０ｍｍ～３００ｍｍであることが好ましく、３０ｍｍ～２００ｍｍであることがより好ましく、３０ｍｍ～１００ｍｍであることがさらに好ましく、５０ｍｍ～８０ｍｍであることが一層好ましい。

２枚の側板の素材は、ステンレスに限らず、樹脂製の板、ステンレス、鋼、銅などの金属製の板などから自由に選択できる。紫外線による劣化防止の観点から、２枚の側板の素材は、金属製が好ましく、側板の腐食防止の観点から、ステンレスがより好ましい。樹脂製の側板を用いる場合、側板表面に金属箔を貼り付けたり、金属を蒸着して金属薄膜を形成したりしてもよい。２枚の側板の鏡面加工は、電解研磨などの化学的研磨、切削機、研削機、研磨機などを用いた機械的研磨などによって行われる。

空気清浄機１は、筐体２の内部の通気空間１３にフィルタを有していない。これにより、吸気口５で取り込まれた空気は、吸気口５から排気口６までの通気経路を一連に通気できる。本発明における「フィルタ」は、ＨＥＰＡフィルタまたはＵＬＰＡフィルタなどのフィルタや、オゾン分解フィルタなどを意味する。なお、通気量に影響を及ぼさない数ｍｍ程度の粗大な埃やごみを防ぐフィルタは含まない。すなわち、通気量に影響を及ぼさない数ｍｍ程度の粗大な埃やごみを防ぐフィルタであれば、これを吸気口５や排気口６に設置してもよい。

本発明の空気清浄機は、通気空間において、前後折り返しとなる通気経路を有さず、かつ、フィルタを有さないので、通気空間内をスムーズに空気が流れ、通気性に優れる。これにより、対象室内の空気が、清浄機内を多くの回数循環できるので、殺菌・ウイルス不活化効果に優れる。また、紫外線照射装置は、２５３．７ｎｍの紫外線を主に放射する紫外線ランプを有し、通気空間に殺菌・ウイルス不活化室が設けられ、殺菌・ウイルス不活化室は、対向して設けられる２枚の側板を有し、これらの側板は、殺菌・ウイルス不活化室の内側を向く面が鏡面であり、これらの側板の間に紫外線照射装置が空気の流れ方向に対して直交するように設けられるので、殺菌・ウイルス不活化室内で紫外線が多重反射して殺菌・ウイルス不活化効果に優れるとともに、放電方式の空気清浄機と比べてオゾンが発生しにくく、安全性に優れる。

ファンは、筐体内に空気を取り入れることができれば、通気空間のいずれの位置に配置されてもよい。ファンは、紫外線の外部への漏洩抑制の観点から、殺菌・ウイルス不活化室と排気口との間に配置することが好ましい。この場合、ファンは、クロスフローファンであることがより好ましい。

ファンの種類としては、例えば、クロスフローファン、シロッコファン、プロペラファンなどから選択できる。空気清浄機には、設置空間を迅速に除菌・ウイルス不活化することが第一に要求され、人の居住空間に設置する場合には静粛性も要求される。ファンとしては、空気吸入排気能力および静粛性の観点から、クロスフローファンが好ましい。クロスフローファンを用いた空気循環式の空気清浄機の場合、例えばプロペラタイプの換気扇用ファンよりも空気吸入排気能力に優れるので、換気力の弱い地下室や古い換気環境において、特に除菌・ウイルス不活化効果に優れる。また、ファンの空気吸入排気能力は、静粛性と殺菌・ウイルス不活化効果を両立する観点から、２ｍ^３／ｍｉｎ～１５ｍ^３／ｍｉｎが好ましく、３ｍ^３／ｍｉｎ～１０ｍ^３／ｍｉｎがより好ましく、５ｍ^３／ｍｉｎ～８ｍ^３／ｍｉｎがさらに好ましい。例えば、７ｍ^３／ｍｉｎの空気吸入排気能力（抵抗無し）の場合、吸い込み２５ｍ^３（６畳）の空間を３０分で数回循環できる。

空気清浄機が２以上の紫外線照射装置を備える場合、紫外線照射装置は２枚の側板の両方にそれぞれ設けられてもよいし、一方の側板にのみ設けられてもよい。紫外線照射装置を一方の側板にのみ設けた場合、両方の側板にそれぞれ設けた場合と比べ、殺菌・ウイルス不活化室における通気経路が直線状になりやすく通気性に優れる。また、紫外線照射装置の紫外線ランプの交換の際に作業者が手を挿入しやすく、メンテナンス性にも優れる。紫外線照射装置の数は、１または２以上で自由に設定できる。紫外線照射装置の数は、殺菌・ウイルス不活化効果と消費電力の観点から、２～１０が好ましく、３～８がより好ましく、３～５がさらに好ましい。

紫外線ランプは、２５３．７ｎｍの紫外線を主に放射するものであれば、ＵＶ－Ｃランプや、ＬＥＤランプなどから自由に選択できる。ＵＶ－Ｃランプの場合、安全性の観点から、２００ｎｍ以下の波長の紫外線を含まないことによりオゾン発生が起こりにくいオゾンレスタイプのＵＶ－Ｃランプが好ましい。オゾンレスタイプのＵＶ－Ｃランプとして、例えば、ＮＥＣ社製のＧＬ－１５などを用いることができる。２５３．７ｎｍの紫外線は、深紫外線とも呼ばれ、ウイルスの持つ遺伝子の光吸収スペクトルと紫外線ランプが発するスペクトルが類似（重複）している。そのため、ウイルスなどに紫外線を照射すると、遺伝子に光化学反応が起きて破壊され、ウイルスの増殖機能も失われ（不活化）、空気が浄化される。

図２に示すように、殺菌・ウイルス不活化室１４における通気経路の中心軸Ｃ_１は略一直線状であり、筐体２の排気口６における排気経路１７の中心軸Ｃ_２と非同軸である。ファン１０は、筐体２の排気口６の側で殺菌・ウイルス不活化室１４の通気経路の中心軸Ｃ_１から外れて配置される。殺菌・ウイルス不活化室１４の２枚の側板１５ａ、１５ｂのうち、ファン１０から遠い側の側板１５ａは、排気口６の側の端部に、通気経路をファンに向ける湾曲部１６を有する。湾曲部１６の曲率半径は、例えば、１０ｍｍ～２００ｍｍである。湾曲部１６の曲率半径は、紫外線照射装置１１から排気口６の側へ照射される紫外線が殺菌・ウイルス不活化室１４へ反射されるとともに空気がスムーズに流れる観点から、１０ｍｍ～１５０ｍｍであることが好ましく、１０ｍｍ～１００ｍｍであることがより好ましく、１０ｍｍ～８０ｍｍであることがさらに好ましく、１０ｍｍ～５０ｍｍであることが一層好ましい。

上述した形状であることにより、例えば、空気吸入排気能力７ｍ^３／ｍｉｎのファンと所定の容積の殺菌・ウイルス不活化室を備えた空気清浄機の場合、吸入口から約０．５秒で排気口に到達し、殺菌・ウイルス不活化室を通気した空気中の細菌・ウイルスなどの大半を殺菌・ウイルス不活化できる。また、紫外線は殺菌・ウイルス不活化室の方へより多く反射され、紫外線の外部への漏洩が抑制される。また、一方の側板が湾曲部を有しない場合と比べ、ファン導入口周辺での乱流の発生が抑制されやすく、通気空間内をよりスムーズに空気が流れる。これにより、本発明の空気清浄機は、一定時間内に対象室内の空気が清浄機内をより多くの回数循環でき、安全性と殺菌・ウイルス不活化効果により優れる。

紫外線照射装置は、殺菌・ウイルス不活化室の２枚の側板の少なくともいずれかに隣接して設けられることが好ましい。ここで、「隣接して設けられる」とは、紫外線照射装置と、この紫外線照射装置が設けられる側板との距離が、紫外線照射装置の紫外線ランプの直径よりも小さい距離で設けられることを意味する。これにより、紫外線照射装置が、通気経路の中心軸上などの側板から大きく離れた位置などに配置される場合よりも、紫外線照射装置および紫外線照射装置取付部などが空気の流れを阻害しにくく、通気性により優れる。上記紫外線照射装置と側板との距離は、通気性の観点から、紫外線ランプの直径の１／２よりも小さいことがより好ましく、紫外線ランプの直径の１／４よりも小さいことがさらに好ましく、紫外線ランプの直径の１／８よりも小さいことが一層好ましい。

空気清浄機の一例として、２以上の紫外線照射装置が２枚の側板の両方に設けられ、側板の１枚が可動する空気清浄機について、図３を用いて説明する。図３は、図２に示した殺菌・ウイルス不活化室の拡大図である。一方の側板１５ａは、筐体の内部に固定して設けられた固定板である。また、他方の側板１５ｂは、筐体の内部に出し入れ可能に設けられた可動板である。紫外線照射装置１１は、固定板、可動板のそれぞれの側において、中心軸Ｃ_１方向に所定の距離を離間して配置され、中心軸Ｃ_１方向に沿って進むにつれ固定板側と可動板側に交互に配置される。

２以上の紫外線照射装置１１は、固定板と可動板にそれぞれ少なくとも一つずつ設けられれば、各側板に設ける紫外線照射装置１１の数は自由に設定できる。２以上の紫外線照射装置１１は、固定板、可動板のそれぞれの側において、中心軸Ｃ_１方向に所定の距離を離間して配置されなくてもよく、また、中心軸Ｃ_１方向に沿って進むにつれ固定板側と可動板側に交互に配置されなくてもよい。

可動板（側板１５ｂ）は、可動板に設けられた紫外線ランプ取付部１８ｂおよび紫外線ランプ１９ｂからなる紫外線照射装置１１ｂと、固定板に設けられた紫外線ランプ取付部１８ａおよび紫外線ランプ１９ａからなる紫外線照射装置１１ａとが接触することなく、筐体に出し入れ可能である。具体的には、殺菌・ウイルス不活化室１４を構成する並行に配置された２枚の側板１５ａ、１５ｂの面間距離Ｗ_ｓが、紫外線照射装置１１ａの突出幅Ｗ_ａと、紫外線照射装置１１ｂの突出幅Ｗ_ｂとの和よりも大きい。

このように、可動板は、対向する２枚の側板に設けられた紫外線照射装置同士が接触することなく、筐体に出し入れ可能な構造であるので、殺菌・ウイルス不活化室に多くの紫外線照射装置を設けた場合でも、殺菌・ウイルス不活化室における通気経路が蛇行しにくい。これにより、殺菌・ウイルス不活化室の中央部の空気の流れが阻害されにくく、通気性にさらに優れる。また、紫外線照射装置と、当該紫外線照射装置が設けられる側板により形成される隅部には乱流が生じやすく、通気する空気の一部が滞留しやすい。滞留する空気は、殺菌・ウイルス不活化室における通気経路の中心軸を流れる空気よりも比較的長い時間紫外線を照射され、良好な通気性と殺菌・ウイルス不活化の両立を図ることができると考えられる。

上述した可動板を備えた空気清浄機のメンテナンスについて、図４を用いて説明する。図４は、２枚の側板の両方に紫外線照射装置を備えた空気清浄機をメンテナンスする際の断面模式図である。図４に示すように、空気清浄機１のメンテナンス（紫外線ランプの交換や修理など）は、例えば、背面側パネルと、可動板を取り外して、固定板（側板１５ａ）の紫外線照射装置取付側の空間を作業者の手が入りやすくした状態で行われる。これにより、メンテナンス時の作業性に優れるので、メンテナンス時に部品や紫外線照射装置１１を損傷しにくい。このように、メンテナンス性の観点からも、空気清浄機１が可動板を備えることは好ましい。

＜浮遊ウイルス除去性能評価＞
本発明の空気清浄機の殺菌・ウイルス不活化効果を評価するため、日本電機工業会の空気清浄機の浮遊ウイルスに対する除去性能評価試験方法に準拠して試験した。本試験では、紫外線照射装置を３つ有する空気清浄機（実施例１）と、紫外線照射装置を５つ有する空気清浄機（実施例２）を用いた。紫外線照射装置には、ＮＥＣ社製のＧＬ－１５を用いた。

図５（ａ）に、実施例１で用いた空気清浄機の断面模式図を示す。また、図５（ｂ）に、実施例２で用いた空気清浄機の断面模式図を示す。図５（ａ）に示すように、実施例１の空気清浄機１は、紫外線照射装置１１を一方の側板１５ａに３本備える。また、図５（ｂ）に示すように、実施例２の空気清浄機１は、紫外線照射装置を一方の側板１５ａに３つ、他方の側板１５ｂに２つ備える。他方の側板１５ｂは、対向して配置される２枚の側板１５ａ、１５ｂにそれぞれ設けられた紫外線照射装置１１ａ、１１ｂ同士が接触することなく筐体２に出し入れ可能である。

以下に、試験に用いたウイルス、宿主細菌、および実験室を示す。
ウイルス：Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ ｐｈａｇｅ φＸ１７４
宿主細菌：Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ Ｃ ｓｔｒａｉｎ
実験室：６畳間の密閉空間（約２１ｍ^３）

試験は以下の方法で行った。実験室内に空気清浄機を設置し、実験室内にウイルス懸濁液を噴霧、ウイルス浮遊させた。実験室内の空気（ウイルス）を稼働０分のサンプルとして捕集後、空気清浄機の稼働を開始した。その後、稼働後１０分、２０分、３０分と経時的に実験室内のウイルスを捕集し、ウイルス数を測定した。実施例１および実施例２のそれぞれの空気清浄機について、この試験を行うとともに、紫外線ランプを５本備えた非稼働状態の空気清浄機（比較例１）でも同様の試験を行った。

実施例１、実施例２、および比較例１（自然減衰）のそれぞれについて、図６に示すように空間ウイルス量の経時プロットを行った。その後、当該プロットの近似曲線の傾きを算出し、実施例１、実施例２の傾きの値から、それぞれ比較例１（自然減衰）の傾きの値の差をとることで、自然減衰の影響を排除したウイルス量変化の傾きを算出した。これらの値を基に実施例１、実施例２のウイルス減少割合が９９%になるのに要する時間を算出した（図７）。その結果、実施例１は約４０分の稼働でウイルス減少割合が９９％になり、実施例２は、約３０分の稼働でウイルス減少割合が９９％になることがわかった。なお、比較例１は、約３０分の稼働ではウイルスがほとんど減少しないことが確認された。

以上、本発明の空気清浄機について、各図を用いて説明したが上述の構成に限られない。

本発明の空気清浄機は、 簡易な構造でありつつ、安全性および殺菌・ウイルス不活化効果に優れるので、空気中の殺菌・ウイルス不活化が必要な種々の場所において広く利用できる。

１ 空気清浄機
２ 筐体
３ 正面側パネル
４ 背面側パネル
５ 吸気口
６ 排気口
７ 点灯確認孔
８ キャスター
９ 保護カバー
１０ ファン
１１、１１ａ、１１ｂ 紫外線照射装置
１２ 排気室
１３ 通気空間
１４ 殺菌・ウイルス不活化室
１５ａ、１５ｂ 側板
１６ 湾曲部
１７ 排気経路
１８ａ、１８ｂ 紫外線ランプ取付部
１９、１９ａ、１９ｂ 紫外線ランプ
Ｃ_１、Ｃ_２ 中心軸
Ｗ_ａ、Ｗ_ｂ 突出幅
Ｗ_ｓ 面間距離

Claims (5)

1. 吸気口から排気口までの通気空間を内部に有する筐体と、前記筐体の通気空間に空気を導入するためのファンと、前記ファンにより導入された前記空気に紫外線を照射する１または２以上の紫外線照射装置とを備えてなる空気清浄機であって、
   前記紫外線照射装置は、２５３．７ｎｍの紫外線を主に放射する紫外線ランプを有し、
   前記通気空間に殺菌・ウイルス不活化室が設けられ、
   前記殺菌・ウイルス不活化室は、対向して設けられる２枚の側板を有し、これらの側板は、前記殺菌・ウイルス不活化室の内側を向く面が鏡面であり、これらの側板の間に前記紫外線照射装置が前記空気の流れ方向に対して直交するように設けられ、
   前記通気空間において、前後折り返しとなる通気経路を有さず、かつ、フィルタを有さないことを特徴とする空気清浄機。
2. 前記殺菌・ウイルス不活化室の容積は、前記殺菌・ウイルス不活化室以外の前記通気空間の容積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の空気清浄機。
3. 前記殺菌・ウイルス不活化室における通気経路の中心軸は略一直線状であり、前記筐体の排気口における排気経路の中心軸と非同軸であり、
   前記ファンは、前記筐体の排気口側で前記殺菌・ウイルス不活化室の通気経路の中心軸から外れて配置され、
   前記殺菌・ウイルス不活化室の２枚の側板のうち、前記ファンから遠い側の側板は、前記排気口側の端部に、通気経路を前記ファンに向ける湾曲部を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の空気清浄機。
4. 前記紫外線照射装置は、前記殺菌・ウイルス不活化室の２枚の側板の少なくともいずれかに隣接して設けられることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の空気清浄機。
5. 前記一方の側板は、前記筐体の内部に固定して設けられた固定板であり、
   前記２枚の側板のうち他方の側板は、前記筐体の内部に出し入れ可能に設けられた可動板であり、
   前記紫外線照射装置は、前記固定板と前記可動板にそれぞれ少なくとも１つ設けられ、
   前記可動板は、前記可動板に設けられた紫外線照射装置と、前記固定板に設けられた紫外線照射装置が接触することなく、前記筐体に出し入れ可能であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の空気清浄機。

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