JP2023078499A - 殺菌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対象空間の殺菌と保湿とを適切に行うことで快適な空間を提供する。【解決手段】殺菌装置は、水分を導電性高分子膜に吸着する吸湿状態と導電性高分子膜に吸着した水分を粒径が５０ナノメートル以下の微細水として放出する放湿状態とに変化する微細水発生部と、電圧が印加されることにより第一電極と第二電極との間で放電を発生させる放電発生部と、殺菌装置の吸入口を介して対象空間から空気を吸入し微細水発生部と放電発生部とを順に流通させて殺菌装置内に放出するように駆動するファンと、吸湿状態且つ放電を停止させる状態と、放湿状態且つ放電させる状態とに切り替えながら放電により生成される殺菌物質を殺菌装置内に放出するように微細水発生部と放電発生部とファンとを制御する制御部と、殺菌装置内で殺菌物質により殺菌された空気を対象空間に放出させる放出口に取り付けられ殺菌物質を捕集可能な捕集部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、殺菌装置に関する。

従来、オゾンなどの殺菌物質を用いて殺菌や脱臭などを行うものが提案されている。例えば特許文献１には、噴出ノズルから処理空間に向けてオゾンを噴霧して処理空間の殺菌を行ってから、処理空間内のオゾンを吸引してオゾン分解手段で分解処理して排出することが記載されている。また、特許文献２には、オゾン発生器により発生させたオゾンを部屋に吹き出し、所定時間経過後にオゾンをポンプにより吸引してオゾン分解装置で分解することが記載されている。

特許第３７３１２５７号 ＷＯ９７／２６９２５

上述したように、室内などの処理の対象空間の殺菌では、殺菌終了後に、殺菌物質を回収して対象空間から除去する必要がある。また、近年の室内環境に対する意識の向上から、対象空間の殺菌だけでなく、より快適な空間を提供することが求められている。

本開示は、対象空間の殺菌と保湿とを適切に行うことで快適な空間を提供することを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の第１の殺菌装置は、
対象空間の殺菌を行う殺菌装置であって、
導電性高分子膜を有し、温度低下により空気中の水分を前記導電性高分子膜に吸着する吸湿状態と温度上昇により前記導電性高分子膜に吸着した水分を粒径が５０ナノメートル以下の微細水として放出する放湿状態とに変化する微細水発生部と、
互いに離間した第一電極と第二電極とを有し、電圧が印加されることにより前記第一電極と前記第二電極との間で放電を発生させる放電発生部と、
前記殺菌装置の吸入口を介して前記対象空間から空気を吸入し、前記微細水発生部と前記放電発生部とに流通させて前記殺菌装置内に放出するように駆動するファンと、
前記吸湿状態且つ放電を停止させる状態と、前記放湿状態且つ放電させる状態とに切り替えながら放電により生成される殺菌物質を前記殺菌装置内に放出するように、前記微細水発生部と前記放電発生部と前記ファンとを制御する制御部と、
前記殺菌装置内で前記殺菌物質により殺菌された空気を前記対象空間に放出させる放出口に取り付けられ、前記殺菌物質を捕集可能な捕集部と、
を備えることを要旨とする。

本開示の第１の殺菌装置では、放湿状態且つ放電させる状態では、粒径が５０ナノメートル以下の微細水を放電発生部を通過させることで、空気や水（微細水）から生成されたイオンと結合して帯電した帯電微細水（帯電微細水粒子）を殺菌装置内に放出する。また、放電によりオゾンや過酸化水素などの殺菌物質を生成して殺菌装置内に放出する。これにより、対象空間から殺菌装置内に吸入した空気を適切に殺菌し、殺菌物質を捕集部で捕集して放出口から清浄な空気を対象空間に放出することができる。また、帯電微細水を含む微細水を対象空間に放出するから、水滴を放出する一般的な加湿器とは異なり、対象空間内の水分量が過剰に増えるのを抑制しつつ対象空間を適切に保湿することができる。したがって、対象空間の殺菌と保湿とを適切に行うことで快適な空間を提供することができる。

本開示の第１の殺菌装置において、前記捕集部は、導電性高分子膜を有し、該導電性高分子膜で前記殺菌物質を捕集可能であるものとしてもよい。こうすれば、放出口から対象空間への微細水粒子の放出を促すことができるから、対象空間をより適切に保湿することができる。

本開示の第２の殺菌装置は、
対象空間の殺菌を行う殺菌装置であって、
導電性高分子膜を有し、温度低下により空気中の水分を前記導電性高分子膜に吸着する吸湿状態と温度上昇により前記導電性高分子膜に吸着した水分を粒径が５０ナノメートル以下の微細水として放出する放湿状態とに変化する微細水発生部と、
互いに離間した第一電極と第二電極とを有し、電圧が印加されることにより前記第一電極と前記第二電極との間で放電を発生させる放電発生部と、
前記殺菌装置の吸入口を介して前記対象空間から空気を吸入し、前記微細水発生部と前記放電発生部とに流通させて前記殺菌装置の放出口を介して前記対象空間に放出させるように駆動するファンと、
前記吸湿状態且つ放電を停止させる状態と、前記放湿状態且つ放電させる状態とに切り替えながら放電により生成される殺菌物質を前記対象空間に放出するように、前記微細水発生部と前記放電発生部と前記ファンとを制御する制御部と、
前記対象空間に放出させた前記殺菌物質を含む空気が前記吸入口から吸入される際または該吸入口から吸入されて前記微細水発生部を通過するまでに、前記殺菌物質を捕集可能な捕集部と、
を備えることを要旨とする。

本開示の第２の殺菌装置では、第１の殺菌装置と同様に、対象空間の殺菌と保湿とを適切に行うことで快適な空間を提供することができる。

本開示の第２の殺菌装置において、前記微細水発生部の前記導電性高分子膜が前記捕集部を兼ねるものとしてもよい。こうすれば、微細水発生部と捕集部とを別々に設けるものに比して、簡易な構成として殺菌装置のコンパクト化を図ることができる。

本開示の第２の殺菌装置において、前記対象空間から前記吸入口を介して吸入されて前記微細水発生部に到達する前の空気を加湿する加湿部を備えるものとしてもよい。こうすれば、微細水発生部の導電性高分子膜への水分の吸着を促すことで、微細水の放出を増加させることができるから、対象空間をさらに適切に保湿することができる。

第１実施形態の殺菌装置１０の構成の概略を示す構成図である。 微細水発生カートリッジ３０の構成の概略を示す構成図である。 殺菌装置１０の作動モードの一例を示す説明図である。 変形例の殺菌装置１０Ｂの構成の概略を示す構成図である。 殺菌装置１０Ｂの作動モードの一例を示す説明図である。 第２実施形態の殺菌装置１１０の構成の概略を示す構成図である。 殺菌装置１１０の作動モードの一例を示す説明図である。 変形例の殺菌装置１１０Ｂの構成の概略を示す構成図である。 殺菌装置１１０Ｂの作動モードの一例を示す説明図である。 変形例の殺菌装置１１０Ｃの構成の概略を示す構成図である。 殺菌装置１１０Ｃの作動モードの一例を示す説明図である。 変形例の殺菌装置１１０Ｄの構成の概略を示す構成図である。 殺菌装置１１０Ｄの作動モードの一例を示す説明図である。

［第１実施形態］
次に、本開示の第１実施形態を図面を用いて説明する。図１は、第１実施形態の殺菌装置１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、微細水発生カートリッジ３０の構成の概略を示す構成図である。殺菌装置１０は、装置本体１２と、殺菌物質を放出する殺菌物質放出部２０と、装置全体を制御する制御部６０とを備え、殺菌の対象空間に配置されている。

殺菌物質放出部２０は、図１に示すように、装置本体１２の側壁を貫通するように取り付けられたダクト２１と、ダクト２１の空気通路内に配置された微細水発生カートリッジ３０とファン４０と放電素子５０と、を備える。ダクト２１は、両端が開口した筒状部材であり、装置本体１２の外側に向けて開口した吸入口２１ａと装置本体１２内で開口した排出口２１ｂとを有する。ダクト２１には、吸入口２１ａ側からファン４０、微細水発生カートリッジ３０、放電素子５０の順に配置されている。

微細水発生カートリッジ３０は、図２に示すように、ダクト２１内に配置可能な外径の円筒状のケース３２と、ケース３２内に設けられた微細水発生素子３４とを備える。微細水発生素子３４は、基材３４ａと、基材３４ａの表面に形成された導電性高分子膜３４ｂとを備える。

基材３４ａは、ステンレス系金属や銅系金属などの金属材料、炭素材料、導電性セラミックス材料などの導電性を有する材料で形成されている。本実施形態では、アルミニウムが添加されたステンレス鋼の金属箔を用いる。なお、微細水発生素子３４は、空気を流通可能であって基材３４ａ（導電性高分子膜３４ｂ）の表面積ができるだけ大きくなるように、波板状やハニカム状、渦巻き状などに形成されている。基材３４ａには、電源とスイッチとを含む通電回路３５が接続されている。通電回路３５は、制御部６０によりスイッチがオンされると、基材３４ａへ通電する通電状態となり、制御部６０によりスイッチがオフされると、基材３４ａへの通電を遮断する非通電状態となる。

導電性高分子膜３４ｂは、チオフェン系の導電性高分子などの導電性を有する高分子化合物で形成されている。本実施形態では、チオフェン系の導電性高分子のうち、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸） ）により形成されている。ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは、水素結合可能な酸性官能基であるスルホン酸基を持つＰＳＳの中にＰＥＤＯＴが分散している構造をもつ。また、ＰＥＤＯＴとＰＳＳの境界部分に２ナノメートル（ｎｍ）程度のナノメートルサイズの流路であるナノチャンネルを形成する。このナノチャンネル内には、スルホン酸基が多く存在するため、導電性高分子膜３４ｂの表面に存在する水分は、表面の水分量が多く内部の水分量が少ない場合に、表面と内部の濃度差によってナノチャンネル内のスルホン酸基を伝って内部に移動する。これにより、導電性高分子膜３４ｂが水分を吸着する。また、内部に水分が吸着された状態で、表面の水分量が少なく内部の水分量が多い場合に、水分は表面と内部の濃度差によってナノチャンネル内のスルホン酸基を伝って表面に移動する。これにより、導電性高分子膜３４ｂから水分が微細水として放出される。また、導電性高分子膜３４ｂの温度が上昇した状態では、濃度差のみで移動する場合に比して水分（微細水）の速やかな放出が促され、導電性高分子膜３４ｂの温度が低下した状態では、濃度差のみで移動する場合に比して水分の速やかな吸着が促される。このように、微細水発生カートリッジ３０（微細水発生素子３４）は、温度低下により導電性高分子膜３４ｂに空気中の水分を吸着する吸湿状態に変化し、吸着した水分を温度上昇により導電性高分子膜３４ｂから放出する放湿状態に変化する。なお、導電性高分子膜３４ｂの厚みは、必要な微細水の吸着量（放出量）に応じて適宜定めることができる。例えば、導電性高分子膜３４ｂの厚みが１～３０マイクロメートルなどとなるように形成される場合、数秒から数十秒程度の時間で、微細水を放出するのに十分な水分を吸着することができるものとなる。

また、微細水発生カートリッジ３０は、微細水発生素子３４の導電性高分子膜３４ｂから、水粒子の粒径が５０ナノメートル以下、例えば粒径が１から２ナノメートル程度の無帯電の微細水（無帯電微細水粒子）を放出する。このような粒径となる理由は、ナノチャンネルのサイズが２ナノメートルまたはそれ以下のサイズであるため、導電性高分子膜の温度上昇によるナノチャンネル内の水の運動性向上、圧力上昇により、ナノチャンネルから水分が飛び出す現象のためと考えられる。また、飛び出した後に水粒子同士が凝集しても、その粒径は５０ナノメートル以下の範囲に分布するものとなっている。このような微細水発生カートリッジ３０（導電性高分子膜３４ｂ）の微細水発生の詳細な説明は、本願出願人のＷＯ２０２０／０５４１００および特開２０１９－０１８１９５号公報などに記載されているため、これ以上の詳細な説明は省略する。

ファン４０は、所定回転方向の回転駆動により、吸入口２１ａから装置本体１２内の排出口２１ｂに向けて送風する。このため、ダクト２１内に吸入した空気を微細水発生カートリッジ３０と放電素子５０とを順に通して装置本体１２内に送ることができる。ファン４０は、図示しないモータにより回転駆動し、制御部６０によりＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御または電圧制御などによって制御される。なお、ファン４０は、プロペラファンでもよいし、シロッコファンなどでもよい。

放電素子５０は、第１電極（放電電極）５２と、第１電極５２に対向して配置される第２電極（対向電極）５４とを備え、電源とスイッチとを含む通電回路５３が接続されている。放電素子５０は、制御部６０により通電回路５３のスイッチがオンされると、第１電極５２と第２電極５４との間に放電電圧が印加されて両電極間の放電空間で放電を発生させてプラズマ領域を形成する。また、放電素子５０は、制御部６０により通電回路５３のスイッチがオフされると、放電の発生を停止させる。

この放電素子５０は、ダクト２１内で微細水発生カートリッジ３０の下流側に配置されているため、ダクト２１内を流通する空気と共に、微細水発生カートリッジ３０で発生した無帯電の微細水（無帯電微細水粒子）が放電空間内を流通する。このため、放電素子５０で放電を発生させている場合、放電空間内（プラズマ領域内）を空気や微細水が流通する際にイオンが発生し、微細水の一部がイオンと結合することで帯電した微細水（帯電微細水粒子）となる。また、放電空間内を空気や微細水が流通する際に、酸素からオゾンが生成され、水と酸素から過酸化水素が生成される。即ち、放電素子５０の放電により、主要な殺菌物質としてのオゾンと過酸化水素とが生成される。したがって、殺菌物質放出部２０は、殺菌物質としてのオゾンと過酸化水素、イオンと結合した帯電微細水やイオンと結合しなかった無帯電微細水を排出口２１ｂから装置本体１２内に放出する。なお、通電回路５３から放電素子５０に印加する電圧を変化させることで、放電素子５０の放電強度を変化させてイオン濃度やオゾン濃度（殺菌物質の濃度）を調整することが可能である。

装置本体１２は、直方体状または筒状のケースであり、上述したように側壁に殺菌物質放出部２０が取り付けられている。また、装置本体１２には、殺菌物質放出部２０の取り付け箇所と対向する側壁に装置本体１２内の空気を外部に排出する排出口が形成され、この排出口に除去フィルタ５５が取り付けられている。除去フィルタ５５は、殺菌物質としてのオゾンや過酸化水素の除去用のフィルタであり、例えば二酸化マンガンや酸化ニッケル等の触媒を有するフィルタや活性炭を有するフィルタなどが用いられる。また、装置本体１２内には、殺菌物質放出部２０側の空間と、除去フィルタ５５（排出口）側の空間とを仕切るように、集塵フィルタ５９が取り付けられている。集塵フィルタ５９としては、ガラス繊維で構成されたＨＥＰＡフィルタなどが用いられる。

制御部６０は、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポートを備える。制御部６０には、殺菌装置１０（殺菌物質放出部２０）の運転を開始するためのスタートスイッチ６２からの操作信号や、ファン４０の風量を調節するための風量調節スイッチ６４からの操作信号などが入力ポートを介して入力されている。また、制御部６０からは、ファン４０を回転駆動するモータへの駆動信号や通電回路３５，５３のスイッチへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。

次に、こうして構成された殺菌装置１０の作動（殺菌モード）について説明する。図３は、殺菌装置１０の作動モードの一例を示す説明図である。第１実施形態では、殺菌装置１０の装置本体１２内で殺菌する装置内殺菌モードにより、対象空間の空気の殺菌を行う。装置内殺菌モードでは、制御部６０は、放湿制御と吸湿制御とを繰り返し行う。放湿制御（殺菌物質生成制御）では、制御部６０は、ファン４０をオンとし、微細水発生カートリッジ３０をオンとし、放電素子５０をオンとする。また、吸湿制御では、制御部６０は、ファン４０をオンとし、微細水発生カートリッジ３０をオフとし、放電素子５０をオフとする。なお、吸湿制御や放湿制御の時間は、微細水発生カートリッジ３０の吸湿能力（放湿能力）や殺菌装置１０（装置本体１２）のサイズなどに応じて適宜設定すればよい。特に限定するものではないが、例えば吸湿時間は、放湿時間の２倍程度の時間に定められており、放湿時間を３０秒や１分とし吸湿時間を１分や２分などとすることができる。

放湿制御と吸湿制御のいずれも、ダクト２１の吸入口２１ａを介して対象空間から吸入した空気が排出口２１ｂから装置本体１２内に放出される（図１の矢印参照）。吸湿制御では、微細水発生カートリッジ３０をオフとするため、基材３４ａへの通電を遮断する非通電状態となり、導電性高分子膜３４ｂの温度が低下して水分の吸着が促される。一方、放湿制御では、微細水発生カートリッジ３０をオンとするため、基材３４ａへ通電する通電状態となり、導電性高分子膜３４ｂの温度が上昇して微細水の放出が促される。また、放電素子５０がオンとされるため、上述したように、殺菌物質としてのオゾンと過酸化水素、帯電微細水、無帯電微細水が排出口２１ｂから装置本体１２内に放出される。なお、例えば殺菌装置１０を対象空間内に２台配置して、吸湿制御と放湿制御（殺菌物質生成制御）とを、互いに異なるタイミングで行うようにしてもよい。こうすれば、２台の殺菌装置１０から、殺菌物質や微細水を連続的に放出することができる。勿論、殺菌装置１０を２台以上の複数台配置してもよい。

殺菌装置１０は、装置本体１２内に放出されたオゾンや過酸化水素などの殺菌物質により、装置本体１２内の空気即ち対象空間から吸入した空気（空気内の細菌やウイルスなど）を殺菌（除菌）したり消臭したりする。また、殺菌された空気は、集塵フィルタ５９を通って埃や花粉などが除去された後、除去フィルタ５５を通ってオゾンや過酸化水素などの殺菌物質が除去（捕集，回収）されてから、対象空間に放出される。これにより、対象空間の空気を浄化することができる。また、帯電微細水や無帯電微細水は、集塵フィルタ５９や除去フィルタ５５を通って対象空間に放出されるから、対象空間内を保湿することができる。また、本発明者は、帯電微細水に殺菌効果があることを確認している。帯電微細水の殺菌効果は、オゾンや過酸化水素などの殺菌物質に比べて低いが、人体への影響もほとんどない。したがって、上記の対象空間内の保湿に加え、空間内の殺菌にも寄与することが期待できる。上述したように、微細水は粒径が５０ナノメートル以下であるから、一般的な加湿器のように、対象空間内の水分量を過剰に増やすことがなく、微細水により適切に保湿することができる。このような装置内殺菌モードによる殺菌装置１０の作動は、対象空間に人がいない時間帯に行うことができる。また、殺菌装置１０は、オゾンや過酸化水素などを除去フィルタ５５で除去してから空気を対象空間に放出するから、対象空間に人がいる時間帯で作動させてもよい。また、対象空間において人体に影響がない状態で殺菌空間を維持することが可能となる。

以上説明した殺菌装置１０では、粒径が５０ナノメートル以下の微細水（無帯電微細水）やその微細水をイオンと結合させて帯電した帯電微細水、オゾンや過酸化水素などの殺菌物質を装置本体１２内に放出する。また、装置本体１２の排出口に除去フィルタ５５が取り付けられている。このため、対象空間から吸入した空気を装置本体１２内で確実に殺菌し、殺菌物質を除去フィルタ５５で捕集してから、清浄な空気を対象空間に放出することができる。また、帯電微細水や無帯電微細水を対象空間に放出することで、対象空間を適切に保湿、殺菌することができる。

第１実施形態では、装置本体１２の排出口に殺菌物質除去用の除去フィルタ５５が取り付けられているが、これに限られない。図４は、変形例の殺菌装置１０Ｂの構成の概略を示す構成図である。図示するように、殺菌装置１０Ｂでは、装置本体１２の排出口に、除去フィルタ５５に代えて第２微細水発生カートリッジ（第２微細水発生部）５６が取り付けられ、その第２微細水発生カートリッジ５６への通電回路５７を備える。殺菌装置１０Ｂは、第２微細水発生カートリッジ５６と、通電回路５７とを備える点以外は、第１実施形態と同じ構成を備える。なお、第２微細水発生カートリッジ５６は、微細水発生カートリッジ３０と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。

図５は、殺菌装置１０Ｂの作動モードの一例を示す説明図である。変形例の殺菌装置１０Ｂは、殺菌装置１０と同様の装置内殺菌モードにより対象空間を殺菌すると共に、第２微細水発生カートリッジ５６の制御を行う。即ち、変形例の殺菌装置１０Ｂの装置内殺菌モードでは、制御部６０は、微細水発生カートリッジ３０をオンとする放湿制御で、第２微細水発生カートリッジ５６をオフとする。このため、微細水発生カートリッジ３０が微細水を放湿中に、第２微細水発生カートリッジ５６に水分を吸湿させることができる。また、制御部６０は、微細水発生カートリッジ３０をオフとする吸湿制御で、第２微細水発生カートリッジ５６をオンとする。このため、微細水発生カートリッジ３０が水分を吸湿中に、第２微細水発生カートリッジ５６から微細水を対象空間に放出することができる。このように、微細水発生カートリッジ３０と第２微細水発生カートリッジ５６の吸湿と放湿のタイミングを互いに異なるタイミングとすることで、連続的に微細水を発生させることができる。したがって、殺菌装置１０Ｂは、対象空間に連続的に微細水を放出することができるから、対象空間をさらに適切に保湿することができる。

また、変形例の殺菌装置１０Ｂでは、第２微細水発生カートリッジ５６の導電性高分子膜により、主要な殺菌物質としてのオゾンと過酸化水素のいずれも除去（捕集）可能である。本発明者の実験によると、除去フィルタ５５よりも除去効果は低いものの、実用可能なレベルの除去効果を実現可能であることがわかった。また、上記除去効果をさらに向上させる方法として、例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ分散液に活性炭や二酸化マンガンを混合したものを、第２微細水発生カートリッジ５６（導電性高分子膜）に塗工する方法が挙げられる。より具体的には、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ分散液に、重量比で０．１％～２５％の活性炭粉末および重量比で０．１％～５５％の二酸化マンガン粉末を、スターラまたはビーズミル等で混合して、カートリッジに塗工することにより、除去効果の向上が見込まれる。このようにすることで、第２微細水発生カートリッジ５６で微細水の放出と、殺菌物質の除去との両立を図ることができる。

［第２実施形態］
次に、本開示の第２実施形態を説明する。図６は、第２実施形態の殺菌装置１１０の構成の概略を示す構成図である。殺菌装置１１０は、装置本体１１２と、殺菌物質放出部１２０と、制御部１６０とを備え、殺菌の対象空間に配置されている。殺菌物質放出部１２０は、ダクト１２１内に、微細水発生カートリッジ１３０と、ファン１４０と、放電素子１５０とを備える。各構成は、第１実施形態と同様であるため説明を省略する。また、第１実施形態では、殺菌装置１０の装置本体１２内で殺菌した空気を対象空間に放出したが、第２実施形態では、対象空間に殺菌物質を放出することで対象空間の空気を殺菌する。なお、第２実施形態においても、殺菌装置１０を対象空間内に２台以上の複数台配置して、吸湿制御と放湿制御とを互いに異なるタイミングで行うようにしてもよい。

装置本体１１２は、装置本体１２と同様に直方体状または筒状のケースであり、側壁に殺菌物質放出部１２０が取り付けられている。第２実施形態の殺菌物質放出部１２０は、第１実施形態と異なり、吸入口１２１ａが装置本体１１２内に開口し、排出口１２１ｂが装置本体１１２の外側に向けて開口している。即ち、排出口１２１ｂは、第１実施形態と異なり、対象空間への空気の排出口として機能する。

また、装置本体１１２には、殺菌物質放出部１２０が取り付けられた側壁と対向する側壁に、対象空間の空気を装置本体１１２内に吸入するための吸入部１１３が設けられている。吸入部１１３は、第１吸入口１１３ａと、第２吸入口１１３ｂとが形成され、第２吸入口１１３ｂに取り付けられた除去フィルタ１５５と、第１吸入口１１３ａと第２吸入口１１３ｂとを選択的に開閉する開閉ダンパ１１５とを備える。

除去フィルタ１５５は、第１実施形態の除去フィルタ５５と同様に構成され、殺菌物質としてのオゾンや過酸化水素を除去するフィルタである。なお、第２吸入口１１３ｂと異なり、第１吸入口１１３ａにはフィルタが取り付けられていないが、集塵フィルタが取り付けられていてもよい。開閉ダンパ１１５は、図示しないモータの駆動により開閉板１１６を作動させて、第１吸入口１１３ａを開放して第２吸入口１１３ｂを閉鎖する状態（図６の実線参照）と、第１吸入口１１３ａを閉鎖して第２吸入口１１３ｂを開放する状態（図６の点線参照）とを切り替える。

図７は、殺菌装置１１０の作動モードの一例を示す説明図である。第２実施形態の殺菌装置１１０は、主に殺菌物質放出部１２０から殺菌物質や微細水を対象空間に放出する放出モードと、主に対象空間に放出した殺菌物質を回収（捕集，除去）する回収モードとを有する。放出モードでは、第１実施形態と同様の放湿制御と吸湿制御とを繰り返し行う。また、放湿制御と吸湿制御では、制御部１６０は、開閉ダンパ１１５を、除去フィルタ１５５側を閉即ち第２吸入口１１３ｂを閉鎖して第１吸入口１１３ａを開放する状態とする。これにより、放湿制御と吸湿制御のいずれも、対象空間から第１吸入口１１３ａを介して装置本体１１２内に空気が吸入される。装置本体１１２内に吸入された空気は、吸入口１２１ａから殺菌物質放出部１２０内の微細水発生カートリッジ１３０と放電素子１５０とを順に通過して、排出口１２１ｂから装置本体１１２外即ち対象空間に放出される。このため、放出モードでは、主に放湿制御中に、殺菌物質としてのオゾンと過酸化水素、帯電微細水と無帯電微細水が対象空間に放出される。したがって、第２実施形態においても、殺菌物質により対象空間の空気を浄化し、微細水により対象空間内の保湿を適切に行うことができる。

一方、回収モードでは、制御部１６０は、ファン１４０をオンとし、微細水発生カートリッジ１３０をオフとし、放電素子１５０をオフとする。また、開閉ダンパ１１５を、除去フィルタ１５５側を開即ち第１吸入口１１３ａを閉鎖して第２吸入口１１３ｂを開放する状態とする。これにより、対象空間から第２吸入口１１３ｂの除去フィルタ１５５を介して装置本体１１２内に空気が吸入される。このため、放出モードで対象空間に放出された殺菌物質を、回収モードで除去フィルタ１５５で回収（捕集）して除去することができる。以上のように、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、対象空間の殺菌と保湿とを適切に行うことで快適な空間を提供することができる。また、対象空間に殺菌物質を放出することにより、対象空間に配置されている物品を殺菌することもできる。なお、第２実施形態では、殺菌物質が対象空間に放出されるため、対象空間に人がいない時間帯で殺菌を行う必要がある。例えば昼間に人がいる対象空間であれば、夜間などの人がいない時間帯でまず放出モードを行い、その後に回収モードを行えばよい。

以下、第２実施形態の変形例を説明する。各変形例では、主に殺菌装置１１０との構成の違いを説明し、同じ構成の説明は省略する。図８は、変形例の殺菌装置１１０Ｂの構成の概略を示す構成図であり、図９は、殺菌装置１１０Ｂの作動モードの一例を示す説明図である。殺菌装置１１０Ｂでは、殺菌物質放出部１２０の吸入口１２１ａが装置本体１１２の吸入口を形成し、排出口１２１ｂが装置本体１１２の排出口を形成している。なお、殺菌装置１１０Ｂがケースとしての装置本体１１２を備えずに構成されてもよい。

図９の作動モードでは、開閉ダンパ１１５の制御を行わない点を除いて、殺菌装置１１０の作動モード（図７参照）と同様の放出モードと回収モードとを有する。殺菌装置１１０Ｂでは、殺菌物質の回収（捕集）は、微細水発生カートリッジ１３０の導電性高分子膜により行う。なお、導電性高分子膜による殺菌物質の除去については、第１実施形態の変形例で説明したため、説明を省略する。殺菌装置１１０Ｂでは、微細水発生カートリッジ１３０で殺菌物質の回収を行うことで、微細水発生カートリッジ１３０と殺菌物質の除去フィルタとを別々に設けるものに比して、簡易な構成として装置のコンパクト化を図ることができる。

また、図１０は、変形例の殺菌装置１１０Ｃの構成の概略を示す構成図であり、図１１は、殺菌装置１１０Ｃの作動モードの一例を示す説明図である。殺菌装置１１０Ｃは、殺菌装置１１０Ｂと同様に、殺菌物質放出部１２０の吸入口１２１ａが装置本体１１２の吸入口を形成し、排出口１２１ｂが装置本体１１２の排出口を形成している。また、殺菌装置１１０Ｃは、殺菌物質放出部１２０のダクト１２１Ｃに、集塵フィルタ１５９と加湿ユニット１７０とを備える。

加湿ユニット１７０は、ダクト１２１Ｃの底部で水を貯留する貯水部１７１と、貯水部１７１からダクト１２１Ｃ内に水を吸い上げる不織布フィルタなどの吸収部材１７２と、放電素子１５０で生成される殺菌物質の一部を還流させる還流配管１７３とを備える。吸収部材１７２は、ダクト１２１Ｃ内でファン１４０よりも上流側で且つ集塵フィルタ１５９よりも下流側に配置されている。また、還流配管１７３は、放電素子１５０から吸収部材１７２よりも上流側まで延在するように設けられ、吸収部材１７２に向けて殺菌物質を放出可能な複数の放出口１７３ａが形成されている。また、集塵フィルタ１５９は、ダクト１２１Ｃの吸入口１２１ａに取り付けられた集塵用のフィルタである。この集塵フィルタ１５９として、比較的目の細かいフィルタを用いることができる。これにより、吸収部材１７２に埃などが詰まるのを防止することができる。

図１１の作動モードでは、殺菌装置１１０Ｂの作動モード（図９参照）と同様の放出モードと回収モードとを有する。加湿ユニット１７０を備える殺菌装置１１０Ｃは、貯水部１７１から吸収部材１７２に吸収した水分を、ファン１４０の駆動による空気の流通によって微細水発生カートリッジ１３０に流すことができる。このため、吸湿制御では、微細水発生カートリッジ１３０への水分の吸収を促すことができるから、放湿制御で放出される微細水の量を増やすことができる。このように、殺菌装置１１０Ｃは、加湿ユニット１７０（加湿機能）を備えることにより、さらに適切に対象空間を保湿することができる。また、放電素子１５０で生成された殺菌物質は、一部が還流配管１７３を通り放出口１７３ａから吸収部材１７２に向けて放出される。このため、吸収部材１７２を殺菌することができるから、吸収部材１７２にカビなどが発生するのを防止することができる。なお、放出口１７３ａの一部が貯水部１７１に向けて殺菌物質を放出するようにしてもよい。

なお、殺菌装置１１０Ｃが加湿ユニット１７０を備えるものに限られず、殺菌装置１１０や第１実施形態の殺菌装置１０（１０Ｂ）が加湿ユニット１７０を備えてもよい。

また、図１２は、変形例の殺菌装置１１０Ｄの構成の概略を示す構成図であり、図１３は、殺菌装置１１０Ｄの作動モードの一例を示す説明図である。殺菌装置１１０Ｄは、殺菌装置１１０Ｃと同様に、加湿機能を備えるものであり、外部空間の空気中の水分を利用した加湿が可能となっている。

殺菌装置１１０Ｄは、例えば図１２に示すように、装置本体１１２の外方にダクト１２１Ｄが延在すると共に、対象空間と外部空間とを隔てる壁Ｗに装置本体１１２が配置されている。殺菌装置１１０Ｄは、ダクト１２１Ｄの一部に外部空間の空気（外気）を導入可能であり、外気の導入と対象空間の空気（内気）の吸入とを選択的に切り替える２つの開閉ダンパ１８２，１８４を備える。開閉ダンパ１８２は、図示しないモータの駆動により開閉板１８３を作動させて、吸入口１２１ａを開放して外部空間との連通を遮断する状態（図１２の実線参照）と、吸入口１２１ａを閉鎖して外部空間と連通する状態（図１２の点線参照）とを切り替える。また、開閉ダンパ１８４は、図示しないモータの駆動により開閉板１８５を作動させて、排出口１２１ｂを開放して外部空間との連通を遮断する状態（図１２の実線参照）と、排出口１２１ｂを閉鎖して外部空間と連通する状態（図１２の点線参照）とを切り替える。なお、殺菌装置１１０Ｄは、ダクト１２１Ｄに外部空間の空気を導入可能であれば図１２の構成や配置に限られない。

図１３の作動モードでは、殺菌装置１１０Ｂの作動モード（図９参照）と同様の放出モードと回収モードとを有し、開閉ダンパ１８２，１８４の制御も行われる。放出モードにおける放湿制御では、制御部１６０は、吸入口１２１ａと排出口１２１ｂとを開放するように開閉ダンパ１８２，１８４を制御する。これにより、対象空間の空気を殺菌物質放出部１２０に循環させる内気循環状態として、殺菌物質や微細水を対象空間に放出することができる。

放出モードにおける吸湿制御では、制御部１６０は、吸入口１２１ａと排出口１２１ｂとを閉鎖するように開閉ダンパ１８２，１８４を制御する。これにより、外部空間の空気を殺菌物質放出部１２０に循環させる外気循環状態とする。なお、外気循環状態では、例えばファン１４０を逆方向に回転させることで外気を循環させてもよいし（図１２の点線矢印参照）、内気循環状態と同方向にファン１４０を回転させることで外気を循環させてもよい。外部空間の方が対象空間よりも湿度が高い場合には、外気循環を行うことで、微細水発生カートリッジ１３０への水分の吸着を促すことができるから、放湿制御で微細水発生カートリッジ１３０から放出される微細水の量を増やして、さらに適切に対象空間を保湿することができる。なお、湿度を計測する湿度センサを設けておき、外部空間の湿度が所定湿度以上の場合あるいは外部空間の湿度が対象空間の湿度以上の場合に、吸湿制御を外気循環状態で行い、それ以外の場合には吸湿制御を内気循環状態で行うようにしてもよい。

回収モードでは、放出モードにおける放湿制御と同様に、吸入口１２１ａと排出口１２１ｂとを開放するように開閉ダンパ１８２，１８４を制御する。これにより、内気循環状態として、対象空間に放出された殺菌物質を適切に回収（捕集）して除去することができる。

ここで、実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の殺菌装置１０（１１０）が本開示の「殺菌装置」に相当し、微細水発生カートリッジ３０（１３０）が「微細水発生部」に相当し、放電素子５０（１５０）が「放電発生部」に相当し、ファン４０（１４０）が「ファン」に相当し、制御部６０（１６０）が「制御部」に相当し、除去フィルタ５５（１５５）が「捕集部」に相当する。第２微細水発生カートリッジ５６の導電性高分子膜が「捕集部」に相当する。図８，図１０，図１２の微細水発生カートリッジ１３０の導電性高分子膜が「捕集部」に相当する。加湿ユニット１７０が「加湿部」に相当する。

以上、本開示を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本開示はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本開示は、対象空間の殺菌を行う技術分野に利用可能である。

１０，１０Ｂ，１１０，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ 殺菌装置、１２，１１２ 装置本体、２０，１２０ 殺菌物質放出部、２１，１２１，１２１Ｃ，１２１Ｄ ダクト、２１ａ，１２１ａ 吸入口、２１ｂ，１２１ｂ 排出口、３０，１３０ 微細水発生カートリッジ（微細水発生部）、３２ ケース、３４ 微細水発生素子、３４ａ 基材、３４ｂ 導電性高分子膜、３５，１３５ 通電回路（通電部）、４０，１４０ ファン、５０，１５０ 放電素子、５１ 第１電極、５２ 第２電極、５３ 通電回路、５５，１５５ 除去フィルタ、５６ 第２微細水発生カートリッジ、５７ 通電回路、５９，１５９ 集塵フィルタ、６０，１６０ 制御部、６２ スタートスイッチ、６４ 風量調節スイッチ、１１３ 吸入部、１１３ａ 第１吸入口、１１３ｂ 第２吸入口、１１５ 開閉ダンパ、１１６ 切替板、１７０ 加湿ユニット、１７１ 貯水部、１７２ 吸収部材、１７３ 還流配管、１７３ａ 放出口、１８２，１８４ 開閉ダンパ、１８３，１８５ 切替板、Ｗ 壁。

Claims (5)

1. 対象空間の殺菌を行う殺菌装置であって、
   導電性高分子膜を有し、温度低下により空気中の水分を前記導電性高分子膜に吸着する吸湿状態と温度上昇により前記導電性高分子膜に吸着した水分を粒径が５０ナノメートル以下の微細水として放出する放湿状態とに変化する微細水発生部と、
   互いに離間した第一電極と第二電極とを有し、電圧が印加されることにより前記第一電極と前記第二電極との間で放電を発生させる放電発生部と、
   前記殺菌装置の吸入口を介して前記対象空間から空気を吸入し、前記微細水発生部と前記放電発生部とに通させて前記殺菌装置内に放出するように駆動するファンと、
   前記吸湿状態且つ放電を停止させる状態と、前記放湿状態且つ放電させる状態とに切り替えながら放電により生成される殺菌物質を前記殺菌装置内に放出するように、前記微細水発生部と前記放電発生部と前記ファンとを制御する制御部と、
   前記殺菌装置内で前記殺菌物質により殺菌された空気を前記対象空間に放出させる放出口に取り付けられ、前記殺菌物質を捕集可能な捕集部と、
   を備える殺菌装置。
2. 請求項１に記載の殺菌装置であって、
   前記捕集部は、導電性高分子膜を有し、該導電性高分子膜で前記殺菌物質を捕集可能である
   殺菌装置。
3. 対象空間の殺菌を行う殺菌装置であって、
   導電性高分子膜を有し、温度低下により空気中の水分を前記導電性高分子膜に吸着する吸湿状態と温度上昇により前記導電性高分子膜に吸着した水分を粒径が５０ナノメートル以下の微細水として放出する放湿状態とに変化する微細水発生部と、
   互いに離間した第一電極と第二電極とを有し、電圧が印加されることにより前記第一電極と前記第二電極との間で放電を発生させる放電発生部と、
   前記殺菌装置の吸入口を介して前記対象空間から空気を吸入し、前記微細水発生部と前記放電発生部とに通させて前記殺菌装置の放出口を介して前記対象空間に放出させるように駆動するファンと、
   前記吸湿状態且つ放電を停止させる状態と、前記放湿状態且つ放電させる状態とに切り替えながら放電により生成される殺菌物質を前記対象空間に放出するように、前記微細水発生部と前記放電発生部と前記ファンとを制御する制御部と、
   前記対象空間に放出させた前記殺菌物質を含む空気が前記吸入口から吸入される際または該吸入口から吸入されて前記微細水発生部を通過するまでに、前記殺菌物質を捕集可能な捕集部と、
   を備える殺菌装置。
4. 請求項３に記載の殺菌装置であって、
   前記微細水発生部の前記導電性高分子膜が前記捕集部を兼ねる
   殺菌装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の殺菌装置であって、
   前記対象空間から前記吸入口を介して吸入されて前記微細水発生部に到達する前の空気を加湿する加湿部を備える
   殺菌装置。

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