JP2024036864A - Virus infection prevention device - Google Patents

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Abstract

【課題】ウイルス感染を有効に防止するウイルス感染防止装置を提供する。【解決手段】口部と、取り込んだ空気に対して紫外線を照射し、紫外線が照射された空気を口部へ供給する、または紫外線が照射された空気を空気中に排出する空気洗浄部と、口部と空気洗浄部とを連通させる送気ホースと、を備えたウイルス感染防止装置であって、空気洗浄部が、一端部と他端部の各々に送気ホースの接続口を有する筒状胴部と、筒状胴部内に空気を取り込むとともに筒状胴部内から紫外線が照射された空気を排出する送気ファンと、筒状胴部内に取り込まれた空気に紫外線を照射する紫外線発光ダイオードと、送気ファンと紫外線発光ダイオードの間に設けられ、紫外線発光ダイオードから出射された紫外線を反射する反射板と、を有し、反射板が、紫外線発光ダイオードから出射される紫外線の配光角に略合致する傾斜面を有する。【選択図】図2The present invention provides a virus infection prevention device that effectively prevents virus infection. [Solution] A mouth part, an air cleaning part that irradiates the taken in air with ultraviolet rays, supplies the air irradiated with the ultraviolet rays to the mouth part, or discharges the air irradiated with the ultraviolet rays into the air; A virus infection prevention device comprising an air supply hose that communicates between a mouth part and an air cleaning part, the air cleaning part having a cylindrical shape having a connection port for the air supply hose at each of one end and the other end. a body, an air supply fan that takes air into the cylindrical body and exhausts air irradiated with ultraviolet rays from within the cylindrical body, and an ultraviolet light emitting diode that irradiates the air taken into the cylindrical body with ultraviolet rays. , a reflecting plate provided between the air supply fan and the ultraviolet light emitting diode and reflecting ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode, and the reflecting plate adjusts the distribution angle of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode. It has a substantially matching inclined surface. [Selection diagram] Figure 2

Description

本発明は、使用者にウイルスが不活性化された清浄な空気を連続的に供給する、または使用者がウイルス感染者であった場合には、ウイルス感染者が排出するウイルス入り空気(呼気)を、ウイルスが不活性化された状態で空気中に排出することのできるウイルス感染防止装置に関する。 The present invention continuously supplies the user with clean air in which viruses are inactivated, or if the user is infected with the virus, the virus-containing air (exhaled breath) exhaled by the infected person The present invention relates to a virus infection prevention device that can discharge the virus into the air in an inactivated state.

近年、コロナウイルスなどの新型ウイルスが世界規模で感染拡大を続け、各国政府は感染拡大を防止するために懸命な努力を続けている。
ウイルスは大きさが0.1μm程度であり、感染者の体内で増殖を続け、呼気の飛沫(大きさ数μm~十数μm程度)や唾(大きさ数十μm程度)に含まれて空気中に放出される。空気中には花粉、粉塵、黄土などの微小粒子が浮遊しており、これらの微小粒子を、フィルターを介して捕集除去し、清浄な空気を得ることは日常的に行われている。
In recent years, new viruses such as the coronavirus have continued to spread worldwide, and governments around the world are making strenuous efforts to prevent the spread of infection.
The virus is approximately 0.1 μm in size, continues to multiply within the body of an infected person, and is contained in exhaled droplets (sizes of several μm to tens of μm) and saliva (size of several tens of μm) and is released into the air. released inside. Microparticles such as pollen, dust, and loess are suspended in the air, and these microparticles are collected and removed through filters to obtain clean air on a daily basis.

例えば室内の空気の清浄化には、フィルターを内蔵した空気清浄機が使用されている。空気清浄機のフィルターでは、フィルターの細かな空隙のサイズを微小粒子のサイズよりも小さくすることで、微小粒子がフィルターに捕捉され、清浄な空気を放出させることができる。 For example, air purifiers with built-in filters are used to purify indoor air. In the filter of an air purifier, by making the size of the small pores in the filter smaller than the size of microscopic particles, microscopic particles can be captured by the filter and clean air can be released.

フィルターはこのようにフィルターの空隙に微小粒子を捕捉させて用いられるため、フィルターの使用を開始した瞬間から、フィルターの空隙を微小粒子が埋めて行くこととなる。 Since the filter is used by trapping microparticles in the voids of the filter, the microparticles begin to fill the voids of the filter from the moment the filter is used.

フィルターの空隙は使用に伴って少なくなるので、徐々にフィルターに、一定量の空気を決められた流速で通すのに必要な圧力が増大して行く。通常はフィルター素材などで規定された耐用圧力を超えて使用を継続することはできないのでフィルターの使用を中止し、交換もしくは洗浄を行って溜まった微小粒子をフィルターから除去し、再び使用を開始する。すなわちフィルターは、「高い捕集効率」と「捕集効率の長期持続性」の両者の効果が求められる。いくら高い捕集効率を有していても、頻繁な交換が求められるフィルターでは実用性は劣ってしまう。 As the voids in the filter decrease with use, the pressure required to force a given amount of air through the filter at a given flow rate gradually increases. Normally, it is not possible to continue using the filter beyond the withstand pressure specified by the filter material, so stop using the filter, replace or clean it to remove accumulated microparticles from the filter, and then start using it again. . In other words, filters are required to have both "high collection efficiency" and "long-term sustainability of collection efficiency." No matter how high the collection efficiency is, a filter that requires frequent replacement will be less practical.

従来より、大きさ0.3μm程度の微小粒子を捕集することのできるフィルターを用いた高性能マスクが実用化されている。このようなマスクでは、結核菌などの大きさが1μm程度とされるバクテリア(細菌)感染者の治療を担当する医療従事者向けに、特に高い捕集効率を持つように開発されたN95マスクやサージカルマスクが知られている。 BACKGROUND ART High-performance masks using filters capable of collecting microparticles with a size of about 0.3 μm have been put into practical use. These masks include N95 masks and N95 masks, which were developed to have particularly high collection efficiency for medical workers who are in charge of treating patients infected with bacteria, such as tuberculosis bacteria, which are approximately 1 μm in size. Surgical masks are known.

近年、細い繊維をそのまま布状に整形して成る不織布の製造技術が発達し、このような不織布で製造された「不織布マスク」も広く知られている(特許文献1)。
不織布マスクとしては、微小粒子捕集効率が95%を超える製品が安価に大量生産されている。近年の新型コロナウイルス感染拡大の情勢を受け、WHO(世界保健機関)は世界中の人々にマスクの着用を奨励している。日本においても多くの人々はマスクを着用して外出し、マスクを着用した状態で業務を行っている。
BACKGROUND ART In recent years, technology for producing nonwoven fabrics made by directly shaping thin fibers into cloth shapes has been developed, and "nonwoven fabric masks" made from such nonwoven fabrics are also widely known (Patent Document 1).
Non-woven fabric masks with a microparticle collection efficiency of over 95% are being mass-produced at low cost. In response to the recent spread of the new coronavirus, the World Health Organization (WHO) is encouraging people around the world to wear masks. Even in Japan, many people wear masks when going out and go about their business while wearing masks.

ところで、高い飛沫捕集効率を有すると謳われた不織布マスクなどのマスクは、文字とおり飛沫を高効率で捕集できているのであれば、呼気の風量を450cc程度、湿度を95%程度とすると、マスクを着用して1時間程度経過するとマスクは湿気を帯び、水浸し状態になるはずである。 By the way, if masks such as non-woven fabric masks that are touted to have high droplet collection efficiency can literally collect droplets with high efficiency, then if the exhaled air volume is about 450 cc and the humidity is about 95%. After about an hour has passed since the mask was worn, the mask will become damp and soaked with water.

しかしながら、実際には終日着用したマスクを摘んでも湿っている感触は得られない。これは極めて奇妙な現象であるため調査を行った。 However, in reality, even if you pick up a mask that has been worn all day, it will not feel damp. This is an extremely strange phenomenon, so we investigated it.

<フィルターを用いた微小粒子の捕集>
「フィルター」とは濾過具の意味であり、例えば空気中の粉塵などの微小粒子を捕集するためにこのフィルターを使用して粉塵をフィルターに留め、空気はそのままフィルターを通過させることで粉塵を除去した清浄な空気をフィルター外に供給することができる。
<Collection of microparticles using a filter>
"Filter" means a filtration device. For example, this filter is used to collect minute particles such as dust in the air, and the dust is retained in the filter, while the air is allowed to pass through the filter. The removed clean air can be supplied outside the filter.

図8に示したように、フィルター100に設けられた空隙110よりも大きいサイズの微小粒子102はフィルター100に捕集され、他方、空隙110よりも小さいサイズの微小粒子102はそのままフィルター100の空隙110を通り抜けてしまう。 As shown in FIG. 8, microparticles 102 with a size larger than the voids 110 provided in the filter 100 are collected by the filter 100, while microparticles 102 with a size smaller than the voids 110 remain in the voids of the filter 100. It passes through 110.

微小粒子102がフィルター100の空隙110に詰まると、空気の通過できる空間が狭くなるので、一定量の空気が決められた流速でフィルター100を通過するのに必要な圧力が微小粒子102の捕集に伴って徐々に高くなり、フィルター100の左側の圧力と通過後の右側の圧力との間の圧力差が大きくなる。 When the microparticles 102 clog the voids 110 of the filter 100, the space through which air can pass becomes narrower, so the pressure required for a certain amount of air to pass through the filter 100 at a determined flow rate is enough to collect the microparticles 102. The pressure gradually increases as the pressure increases, and the pressure difference between the pressure on the left side of the filter 100 and the pressure on the right side after passing through the filter 100 increases.

実際にフィルター100の性能を規定する際には、フィルター100で微小粒子102を捕集できる効率と一定量の空気が決められた流速を保つのに必要なフィルター100の前後の圧力差(差圧)を規定すべきである。 When actually specifying the performance of the filter 100, we consider the efficiency with which the filter 100 can capture microparticles 102 and the pressure difference (differential pressure) before and after the filter 100 required to maintain a certain flow rate of a certain amount of air. ) should be specified.

図8では、フィルター100の空隙110よりも小さなサイズの微小粒子102は、フィルター100を通過してしまう。そこで捕集効率を高めるためにフィルター100の空隙110を小さくすると捕集効率は高くなるものの、一定量の空気が決められた流速を保つのに必要なフィルター100の前後の圧力差(差圧)が直ぐに高くなってしまう。このため短時間で頻繁なフィルター100の交換が必要となる。 In FIG. 8 , microparticles 102 smaller in size than the voids 110 of the filter 100 pass through the filter 100 . Therefore, in order to increase the collection efficiency, if the voids 110 of the filter 100 are made smaller, the collection efficiency will increase. becomes high immediately. Therefore, it is necessary to frequently replace the filter 100 in a short period of time.

したがって空隙110の大きさは、捕集効率と使用可能期間の長さの両方を考慮し、最適に決められている。使用環境によってはフィルター100を複数使用し、粗大粒子用フィルターと微細粒子用フィルターを別々に配置して全体の交換頻度を少なくする工夫などもされている。 Therefore, the size of the void 110 is optimally determined in consideration of both the collection efficiency and the length of usable period. Depending on the usage environment, a plurality of filters 100 may be used, and a filter for coarse particles and a filter for fine particles may be arranged separately to reduce the frequency of overall replacement.

ところで図8に示した微小粒子102は、固体微小粒子の場合であり、呼気に含まれる小さな水滴である飛沫(エアロゾル)の場合には様相が異なる。
図9は、左から右に向かって、飛沫104をフィルター100で捕集しようとした場合の概念図である。図9に示したフィルター100の空隙110の大きさは、0.3μm~1.5μm程度である。飛沫104や唾106の大きさは数μm~数十μmであり、フィルター100の空隙110よりも十分に大きいので、本来はフィルター100に捕集される大きさであるが、これら飛沫104や唾106が呼気の風圧で変形してしまう場合には、フィルター100の空隙110を通り抜けてしまうのでフィルター100で捕集されない。
By the way, the microparticles 102 shown in FIG. 8 are solid microparticles, and the situation is different when they are droplets (aerosol), which are small water droplets contained in exhaled breath.
FIG. 9 is a conceptual diagram when the filter 100 attempts to collect droplets 104 from left to right. The size of the void 110 of the filter 100 shown in FIG. 9 is about 0.3 μm to 1.5 μm. The size of the droplets 104 and saliva 106 is from several μm to several tens of μm, which is sufficiently larger than the void 110 of the filter 100, so that they are originally large enough to be collected by the filter 100, but these droplets 104 and saliva If the particles 106 are deformed by the wind pressure of exhalation, they will pass through the gaps 110 of the filter 100 and will not be collected by the filter 100.

唾106は、フィルター100から放出される際にフィルター100の空隙110のサイズに応じた小さな飛沫104に変えられ、多くの飛沫104となって放出される。
すなわち飛沫104は、水滴なので僅かな風圧を受けると変形し、フィルター100の空隙110をすり抜けてしまう。健康人の呼気の最大風圧は9000Pa~10000Pa程度である。この風圧下では飛沫104はもちろんのこと、より大きなサイズである唾106も空隙110を通って小さなサイズの飛沫104となってフィルター100の空隙110から放出されてしまう。
When the saliva 106 is released from the filter 100, it is changed into small droplets 104 according to the size of the void 110 of the filter 100, and is released as many droplets 104.
That is, since the droplets 104 are water droplets, they deform when subjected to slight wind pressure and slip through the gaps 110 of the filter 100. The maximum wind pressure of a healthy person's exhalation is about 9,000 Pa to 10,000 Pa. Under this wind pressure, not only the droplets 104 but also the larger saliva 106 pass through the air gap 110 and become small size droplets 104 and are released from the air gap 110 of the filter 100.

飛沫104や唾106にウイルス108が含まれている場合には、ウイルス108とともに空隙110を通ってフィルター100外に放出されてしまうこととなる。すなわち、フィルターを使用して水滴である飛沫や唾を捕集するには極めて低い風圧下でなければならず、健康人の呼気の風圧下では飛沫の捕集はできないのである。したがって実際にフィルターの一種であるマスクを着用して数時間が経過してもマスクの口元近傍は乾いたままであり、飛沫の捕集がされていないことは当然のことと理解できる。 If the virus 108 is contained in the droplets 104 or saliva 106, the virus 108 will be released to the outside of the filter 100 through the air gap 110. In other words, in order to use a filter to collect water droplets or saliva, the air pressure must be extremely low, and droplets cannot be collected under the wind pressure of a healthy person's exhalation. Therefore, it is understandable that even after several hours have passed after wearing a mask, which is a type of filter, the area around the mouth of the mask remains dry, and droplets are not collected.

<フィルターを用いた微小粒子捕集における飽和時間の重要性>
図10は、フィルター100で空気中の微小粒子102を捕集する状態を示した模式図である。
<Importance of saturation time in collecting microparticles using a filter>
FIG. 10 is a schematic diagram showing how the filter 100 collects microparticles 102 in the air.

フィルター100で微小粒子102を捕集すると、微小粒子102はフィルター100の空隙110を埋めるので、フィルター100の空隙110は一方的に減少し、一定量の空気を決められた流速で空隙110に通過させるのに必要な圧力(差圧)が増大する。 When the microparticles 102 are collected by the filter 100, the microparticles 102 fill the voids 110 of the filter 100, so the voids 110 of the filter 100 unilaterally decrease, allowing a certain amount of air to pass through the voids 110 at a predetermined flow rate. The pressure required to achieve this (differential pressure) increases.

一般的にフィルター100は、対象物質を捕集し始めた瞬間から空隙110が埋まっていくので、フィルター100を通過するのに必要な圧力(差圧)が増大して行く。そこで空隙110を通過させるのに必要な圧力(差圧)が規定の値に達したらフィルター100が「飽和」したと表現し、新品のフィルター100と交換するか、もしくはフィルター100を洗浄して元の状態に戻さないと使用を継続できない。 Generally, in the filter 100, the voids 110 start filling up from the moment the object substance starts to be collected, so the pressure (differential pressure) necessary for the substance to pass through the filter 100 increases. Therefore, when the pressure (differential pressure) required to pass through the gap 110 reaches a specified value, the filter 100 is said to be "saturated" and the filter 100 must be replaced with a new one, or the filter 100 must be cleaned and replaced. You cannot continue using the product unless it is returned to its original state.

したがって、単純にフィルター100の捕集効率を高めた製品は「飽和」までの時間が短くなり、煩雑にフィルター100の交換が必要となるので実用的には使い難い製品になってしまう事が起こり得る。フィルター100の捕集効率を低くすると「飽和」までの時間が長くなるが、素通りしてしまう微小粒子102が増えてしまう。実用的なフィルター100は、捕集効率と「飽和」までの時間が最適に調製されたものである。 Therefore, a product that simply increases the collection efficiency of the filter 100 will take less time to reach "saturation" and will require complicated replacement of the filter 100, making the product difficult to use practically. obtain. If the collection efficiency of the filter 100 is lowered, the time until "saturation" will be longer, but the number of microparticles 102 that will pass through will increase. A practical filter 100 is one that is optimized for collection efficiency and time to "saturation."

不織布マスクで呼気中の飛沫を捕集しようとしても、飛沫は水滴であり呼気の風圧下で変形して不織布マスクをすり抜けてしまう可能性が高いので、不織布マスクで呼気中の飛沫を捕集することは原理的に困難であるが、ここでは不織布マスクで飛沫を捕集できると仮定した場合の飽和時間を試算した。 Even if you try to collect droplets in exhaled breath with a non-woven fabric mask, the droplets are water droplets and will deform under the wind pressure of exhaled air and are likely to slip through the non-woven fabric mask, so use a non-woven fabric mask to collect droplets in exhaled breath. Although this is difficult in principle, we have calculated the saturation time assuming that droplets can be collected with a non-woven mask.

市販されている不織布マスクは、真ん中にフィルター層、口元側に柔らかなソフト層、反対の外側に埃などを捕集するハード層の三層構造が一般的である。縦幅10cm程度であるが中心部近傍で上下方向に折り畳まれているため、広げると縦幅15cm、横幅15cm程度である。全体の厚みは0.3mm程度である。 Commercially available non-woven masks generally have a three-layer structure: a filter layer in the middle, a soft layer around the mouth, and a hard layer on the outside that collects dust. It is about 10 cm tall and wide, but since it is folded up and down near the center, it is about 15 cm tall and 15 cm wide when unfolded. The total thickness is about 0.3 mm.

このようなサイズの不織布マスクの体積は6.75ccである。不織布マスクを構成する繊維の体積占有率を15%とすると、空間は5.74ccである。
成人は毎分15回程度呼吸をし、一回の呼気量は400cc~500cc程度であることが知られているため、中央値である450ccを一回の呼気量として試算する。
The volume of a nonwoven fabric mask of such size is 6.75 cc. Assuming that the volume occupancy of the fibers constituting the nonwoven mask is 15%, the space is 5.74 cc.
It is known that an adult breathes about 15 times per minute, and the volume of one exhalation is about 400cc to 500cc, so the median value of 450cc is used as the trial calculation for the volume of one exhalation.

呼気の温度は36.5℃とし、この温度における飽和水蒸気量は44g/m3なので、0.0198g/450ccとなる。呼気の湿度は95%とされているので水分量は0.0188gとなり、毎分15回の呼吸を繰り返すとすると、呼気中の水分量は0.282g/分となり、24時間では406.08gとなる。 The temperature of exhaled air is 36.5°C, and the amount of saturated water vapor at this temperature is 44 g/m 3 , so it is 0.0198 g/450 cc. Since the humidity of exhaled breath is 95%, the moisture content is 0.0188g.If we repeat breathing 15 times per minute, the moisture content in exhaled breath is 0.282g/min, which is 406.08g in 24 hours. Become.

他の推計では、成人は1日24時間で約400gの水分を呼気中に含ませて放出しているとされている。この量は上述の試算値(24時間で406.08g)と略合致する。
同様に吸気の温度25℃における飽和水蒸気量は22.5g/m3なので一回の吸気量では0.010g/450cc、湿度50%とすると0.005g/450ccとなり、毎分15回の呼吸を繰り返すとすると、吸気中の水分量は0.075g/分となる。
Other estimates suggest that adults exhale about 400g of water in their breath every 24 hours a day. This amount approximately matches the above-mentioned estimated value (406.08 g for 24 hours).
Similarly, the saturated water vapor amount at an intake air temperature of 25°C is 22.5 g/m 3 , so the amount of intake air per breath is 0.010 g/450 cc, and if the humidity is 50%, it is 0.005 g/450 cc, which means 15 breaths per minute. If repeated, the amount of moisture in the inhaled air will be 0.075 g/min.

呼気と吸気とを合計すると0.357g/分となり、これの95%を捕集すると0.34g/分(20.4g/h)の水分を捕集していることになる。
実際に飛沫捕集効率が95%以上とされる不織布マスクを、顔との密着性を保って着用するとかなり息苦しい。したがって不織布マスクの空間5.74ccの半分程度を残すと仮定し、残りの2.87ccの空間を水分で完全に満たすのに必要な時間を算出すると、水分1ccの重量を1gとした場合、8.44分である。
The sum of exhaled air and inhaled air is 0.357 g/min, and if 95% of this is collected, 0.34 g/min (20.4 g/h) of moisture is collected.
In fact, wearing a non-woven fabric mask that is said to have a droplet collection efficiency of over 95% while maintaining close contact with the face can make it quite difficult to breathe. Therefore, assuming that about half of the 5.74 cc of space in the non-woven fabric mask is left, and calculating the time required to completely fill the remaining 2.87 cc of space with moisture, if the weight of 1 cc of moisture is 1 g, then 8. .44 minutes.

不織布マスクに飛沫捕集の効果が有ると仮定しても、不織布マスクを着用後、長く見積もっても10分毎に新品と交換しなければならないはずであり、不織布マスクの実用性が乏しいことは明らかである。 Even if we assume that non-woven masks have the effect of collecting droplets, we would have to replace them with new ones every 10 minutes after wearing them, which makes non-woven masks less practical. it is obvious.

<マスク着用テスト>
不織布マスクが飛沫捕集を続けているのであれば、不織布マスクには刻々と水分が蓄積されるはずである。したがって、着用前の不織布マスクの重量を測定し、着用後20分、1時間、2時間、3時間のそれぞれの時間経過後の不織布マスクの重量を測定すれば、捕集されて不織布マスクに溜まった水分の重量が分かるので、捕集効率が経過時間とともにどのように変化するのかが確認できる。
<Mask wearing test>
If the non-woven fabric mask continues to collect droplets, moisture should accumulate in the non-woven fabric mask every moment. Therefore, if you measure the weight of the non-woven fabric mask before wearing it, and then measure the weight of the non-woven fabric mask 20 minutes, 1 hour, 2 hours, and 3 hours after wearing it, the amount of water collected and accumulated in the non-woven fabric mask can be measured. Since the weight of the water collected can be determined, it is possible to check how the collection efficiency changes over time.

表1には、市販された不織布マスクをボランティアに着用してもらい、この状態で通常業務をこなしながら不織布マスクの重量変化を測定した結果を示す。 Table 1 shows the results of having volunteers wear commercially available non-woven masks and measuring changes in the weight of the non-woven masks while performing normal work in this condition.

Figure 2024036864000002
Figure 2024036864000002

前述した不織布マスクの飛沫捕集効率の試算値からすると、不織布マスクの着用後、1時間経過後では重量は20.4g、2時間後では40.8g、3時間経過後では61.2g程度増加しているはずである。 According to the estimated value of the droplet collection efficiency of the non-woven fabric mask mentioned above, after wearing the non-woven fabric mask, the weight increases by 20.4 g after 1 hour, 40.8 g after 2 hours, and 61.2 g after 3 hours. They should have done so.

しかしながら表1に示した通り、実際には数ミリgから数十ミリg程度しか重量は増えておらず、試算値の0.1%にも満たない。
表1に示した結果は、市販されている飛沫捕集効率95%以上とされる高品質な不織布マスクを着用して飛沫を捕集しようとしても、呼気、吸気ともに飛沫は殆ど不織布マスクを素通りし、飛沫を捕集する機能は持っていないことを明らかとしている。
However, as shown in Table 1, the weight actually increased by only a few milligrams to several tens of milligrams, which is less than 0.1% of the estimated value.
The results shown in Table 1 show that even if you try to collect droplets by wearing a commercially available high-quality non-woven mask with a droplet collection efficiency of over 95%, most of the droplets from both exhaled and inhaled air will pass through the non-woven mask. However, it has been made clear that it does not have the function of collecting droplets.

また不織布マスクの使用者は、通常通りの業務をこなしており、当然のことながら電話での応対、他者との会話なども行っていたので、それに伴う唾の放出があったにも関わらず、不織布マスクの重量は増えていない。 In addition, the users of non-woven masks were carrying out their normal work, including answering the phone and talking with others, so even though there was saliva associated with this. , the weight of non-woven masks has not increased.

このことを確かめるべく、予め不織布マスクの口元近傍に霧状の水分を1g程度吹き付けて30分間、着用を継続した後、不織布マスクの重量変化を測定すると、殆どの水分は不織布マスクに残っていない結果となった。 In order to confirm this, we sprayed about 1 g of water in the form of a mist near the mouth of the non-woven fabric mask in advance, and after wearing it for 30 minutes, we measured the weight change of the non-woven fabric mask, and found that most of the moisture remained in the non-woven fabric mask. This was the result.

吸気の湿度は50%程度だとしても呼気の湿度は95%であり、呼吸によって間断なく飛沫は不織布マスクに捕集されていると仮定すると、この重量減少は乾燥したとの説では説明できない。また仮に蒸発したとすると飛沫はマスクに捕集されていないことになってしまう。 Even if the humidity of inhaled air is about 50%, the humidity of exhaled air is 95%, and assuming that droplets are constantly collected by the non-woven mask as a result of breathing, this weight loss cannot be explained by the theory of dryness. Also, if it were to evaporate, the droplets would not have been captured by the mask.

すなわち不織布マスクは、飛沫であれ唾であれ、水分の殆どは健康人の呼気の風圧下において飛沫として不織布マスクの外に放出されていることを実証している。
フィルターで小さな水滴である飛沫を捕集することはできないことが分かったが、飛沫に細菌もしくはウイルスが含まれている場合、これらの細菌もしくはウイルスをマスクで捕集できる可能性について検討した。
In other words, it has been demonstrated that most of the moisture in non-woven masks, whether it is droplets or saliva, is released outside the non-woven mask as droplets under the wind pressure of a healthy person's exhalation.
Although it was found that droplets, which are small water droplets, cannot be collected by filters, we investigated the possibility that if the droplets contain bacteria or viruses, these bacteria or viruses could be collected by masks.

細菌には身近に存在するとされるブドウ球菌や大腸菌などが知られている。他にも結核菌、赤痢菌、コレラ菌、などが知られているがこれらの細菌の大きさについては形状が球状のもの、細長い棒状のものなどがあり、サイズもさまざまであるが大まかに言えば1μm程度であるとされている。 Staphylococcus and Escherichia coli are known to be common bacteria. Other types of bacteria that are known include Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium shigella, and Vibrio cholerae, but the sizes of these bacteria vary, with some having a spherical shape and others having an elongated rod shape. It is said that the diameter is about 1 μm.

大きさ1μm程度の細菌を隙間が0.3μm程度の不織布マスクで捕集することは原理的には可能である。細菌は呼気もしくは吸気に含まれている飛沫と一緒に行動していても飛沫はマスクの隙間を通り抜けてしまうが細菌は隙間を通り抜けられないので、細菌の捕集はできる可能性が高いと判断できる。 In principle, it is possible to collect bacteria with a size of about 1 μm using a nonwoven fabric mask with a gap of about 0.3 μm. Even if bacteria act together with droplets contained in exhaled or inhaled air, the droplets will pass through the gaps in the mask, but bacteria cannot pass through the gaps, so we judge that there is a high possibility that bacteria can be collected. can.

他方、ウイルスについてはこちらも形状、大きさは一定しないが大まかに0.1μm程度の大きさであるとされている。この大きさのウイルスを隙間の大きさが0.3μm程度の不織布マスクで捕集することは原理的にできない。ウイルスは水滴である飛沫と行動を共にしているので、飛沫を捕集すればウイルスを捕集できるとする考え方は正しいが、残念ながら飛沫は液体であり呼気の風圧を受けると変形してマスクの隙間を通り抜けてしまうので、飛沫が通り抜ける際にウイルスも一緒に隙間を通り抜けてしまうことになり、結果的にウイルスをマスクで捕集することはできない。 On the other hand, the shape and size of viruses are not constant, but they are said to be approximately 0.1 μm in size. In principle, it is impossible to collect a virus of this size with a nonwoven mask with a gap size of about 0.3 μm. Viruses act together with droplets, which are water droplets, so it is correct to think that the virus can be collected by collecting droplets, but unfortunately, droplets are liquid and when exposed to the wind pressure of exhaled air, they deform and become unusable in masks. As the droplets pass through the gaps, the virus also passes through the gaps, and as a result, the virus cannot be collected by the mask.

<JIS T9001の検討>
経済産業省は2021年6月、マスクの性能および試験方法について標準化を図り、マスクを必要としている人が安心してマスクを購入できるよう、表2に一部を抜粋して示したような、医療用および一般用のマスクを対象としたJIS T9001(医療用および一般用マスクの性能要件および試験方法)を制定した。表2に主要部を抜粋して記載した。
<Study of JIS T9001>
In June 2021, the Ministry of Economy, Trade and Industry standardized the performance and testing methods of masks, so that people who need them can purchase them with peace of mind. JIS T9001 (Performance requirements and test methods for medical and general masks) was established for medical and general masks. Table 2 shows an excerpt of the main parts.

Figure 2024036864000003
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また、コロナ感染対策等に従事する医療従事者用のマスクを対象としたJIS T9002(感染対策医療用マスクの性能要件および試験方法)も制定した。
この規定は、マスクの用途として微小粒子捕集用、バクテリア(細菌)飛沫捕集用、ウイルス飛沫捕集用、花粉粒子捕集用の4項目に区分して検査方法などが規定されている。
In addition, JIS T9002 (performance requirements and testing methods for medical masks for infection control) was established for masks for medical workers engaged in coronavirus infection control.
This regulation stipulates testing methods for masks in four categories: for collecting microparticles, for collecting bacteria droplets, for collecting virus droplets, and for collecting pollen particles.

微小粒子捕集効率試験では、微小粒子として公称粒径0.1μmの真球状ポリスチレン系標準粒子を純水に分散させたもの、または公称粒径0.3μmの真球状ポリスチレン系標準粒子を純水に分散させたものを用いてもよいとされている。 In the microparticle collection efficiency test, as microparticles, true spherical polystyrene standard particles with a nominal particle size of 0.1 μm were dispersed in pure water, or true spherical polystyrene standard particles with a nominal particle size of 0.3 μm were dispersed in pure water. It is said that it is also possible to use a material dispersed in

1m3当たり107~108の粒子数になるようにエアロゾル生成器で調整してチャンバーに流し、パーティクルカウンターで数を数えて、マスクを通過する前と通過した後の数の比から捕集効率を算出している。 Adjust the number of particles to 10 7 to 10 8 per 1 m 3 with an aerosol generator, flow it into the chamber, count the number with a particle counter, and collect based on the ratio of the number before passing through the mask and after passing through the mask. Calculating efficiency.

JIS T9001においては、図11に概略を示した微小粒子捕集効率試験装置200を用いる試験方法について規定されている。この装置で差圧を測定しているのは、捕集が進むとマスクの隙間が詰まって少なくなり、一定の流量で吸引しようとすると差圧が高くなるためである。差圧が高くなることは、マスクを着用していると息苦しさが増すことを意味する。なお、図11中、符号202はエアロゾル入り圧縮空気、204は差圧計、206はベローズ、208はパーティクルカウンター、210はガラス製チャンバー、212は定流量吸引ポンプ、214はサンプルである。 JIS T9001 stipulates a test method using a microparticle collection efficiency test device 200 schematically shown in FIG. 11. The reason why this device measures the differential pressure is because as collection progresses, the gap in the mask becomes clogged and decreases, and if suction is attempted at a constant flow rate, the differential pressure increases. A higher differential pressure means that wearing a mask will make it more difficult to breathe. In FIG. 11, reference numeral 202 is compressed air containing aerosol, 204 is a differential pressure gauge, 206 is a bellows, 208 is a particle counter, 210 is a glass chamber, 212 is a constant flow suction pump, and 214 is a sample.

バクテリア飛沫捕集効率試験では図12に示したようなバクテリアの飛沫捕集効率試験装置220を使用してバクテリア入りの飛沫224を流し、マスクで捕集した効率を測定する。バクテリアは寒天培地236で増殖するので円形状にカビが生える。このカビが生えた場所を「コロニー」と呼び、コロニーの数を数えて捕集効率を算出する。 In the bacterial droplet collection efficiency test, a bacterial droplet collection efficiency test device 220 as shown in FIG. 12 is used to flow droplets 224 containing bacteria, and the efficiency of collection by the mask is measured. Bacteria grow on the agar medium 236, so mold grows in a circular shape. The areas where this mold grows are called "colonies," and the collection efficiency is calculated by counting the number of colonies.

飛沫はマスクでは捕集できないが、バクテリアのサイズはマスクの隙間よりも大きいので捕集できる可能性は高い。なお、図12中、符号222は圧縮空気、226はガラス製チャンバー、228はサンプル、230はベローズ、232はアンダーセンサンプラー、234はカスケードインパクター、238はシャーレ、240は定流量吸引ポンプである。 Droplets cannot be captured by a mask, but bacteria are larger than the gaps in the mask, so there is a high possibility that they can be captured. In FIG. 12, reference numeral 222 is compressed air, 226 is a glass chamber, 228 is a sample, 230 is a bellows, 232 is an Andersen sampler, 234 is a cascade impactor, 238 is a petri dish, and 240 is a constant flow suction pump.

ウイルス飛沫捕集効率試験では、ウイルスに感染した大腸菌を含む飛沫をウイルスの飛沫捕集効率試験装置220に流し、マスクで捕集する前と後の大腸菌の数を数える。この場合にはウイルスに感染した大腸菌は溶菌と呼ばれ死滅するので周囲の健康な大腸菌に感染が広がるとカビが生えていない空地が観察できるようになる。これを「プラーク」と呼び、プラークの数を数えて捕集効率を算出する。 In the virus droplet collection efficiency test, droplets containing virus-infected E. coli are passed through the virus droplet collection efficiency testing device 220, and the number of E. coli bacteria is counted before and after being collected by a mask. In this case, the E. coli infected with the virus dies in a process called lysis, and if the infection spreads to surrounding healthy E. coli, it becomes possible to observe open spaces free of mold. These are called "plaques" and the collection efficiency is calculated by counting the number of plaques.

したがって、図12に示したバクテリアの飛沫捕集効率試験装置220と同じ装置を使用して同じ方法で試験が行われる。違いはバクテリア飛沫捕集効率試験の場合、バクテリアの増殖数を数えるのに対し、ウイルス飛沫捕集効率試験の場合、バクテリアがウイルスに感染して死滅した場所の数を数えている点である。 Therefore, the test is conducted in the same manner using the same device as the bacterial droplet collection efficiency test device 220 shown in FIG. 12. The difference is that the bacterial droplet collection efficiency test counts the number of bacteria that have grown, whereas the virus droplet collection efficiency test counts the number of locations where bacteria were infected with the virus and died.

ここで規定されている検査方法には基本的に理解に苦しむ点がある。このことは一部、バクテリア飛沫捕集効率試験にも繋がり、下記(1)~(3)のとおりである。 There are some fundamental points in the testing method prescribed here that are difficult to understand. This partially leads to the bacterial droplet collection efficiency test, as described in (1) to (3) below.

(1)水滴である飛沫をマスクで捕集した効率を測定しようとしているのか。
ただし、規定されているバクテリア懸濁液では純水では無く、添加物が含有されているので物理的性質は呼気に含まれる水分とは異なっている。
もし飛沫を捕集する効率を測定するのであれば、バクテリアが含有されていてもいなくてもサイズ的な影響は限定的なので、バクテリア飛沫捕集とウイルス飛沫捕集とを区別して別の試験を行う必要性は無いと思われる。飛沫の捕集効率を測定するのであれば、図13に示した花粉粒子捕集効率試験装置242と同様な装置で、同様にしてマスクの重量変化を測定すれば効率良く測定できるはずである。なお、図13中、符号244は花粉入り空気、246はサンプル、248は定流量吸引ポンプである。
(1) Are you trying to measure the efficiency with which a mask collects droplets, which are water droplets?
However, the specified bacterial suspension is not pure water and contains additives, so its physical properties are different from the water contained in exhaled breath.
If you want to measure the efficiency of collecting droplets, separate tests should be conducted to distinguish between bacterial droplet collection and virus droplet collection, since the effect of size is limited regardless of whether bacteria are contained or not. There seems to be no need to do so. If the collection efficiency of droplets is to be measured, it should be possible to efficiently measure the change in weight of the mask using a device similar to the pollen collection efficiency test device 242 shown in FIG. 13. In addition, in FIG. 13, the reference numeral 244 is pollen-containing air, 246 is a sample, and 248 is a constant flow suction pump.

(2)水滴である飛沫では無く、飛沫に含まれているバクテリア(細菌)を捕集する効率を測定しようとしているのか。
バクテリア飛沫捕集効率試験ではブドウ球菌が使用され、ウイルス飛沫捕集効率試験ではウイルスに汚染された大腸菌が使用される。ところがウイルスのサイズはバクテリアよりも一桁小さいので、ブドウ球菌と大腸菌の捕集効率を別に測定する必要性が無いと思われる。
(2) Are you trying to measure the efficiency of capturing bacteria contained in droplets rather than droplets (water droplets)?
Staphylococcus is used in the bacterial droplet collection efficiency test, and E. coli contaminated with a virus is used in the virus droplet collection efficiency test. However, since the size of viruses is one order of magnitude smaller than bacteria, there seems to be no need to separately measure the collection efficiency of Staphylococcus and E. coli.

(3)ウイルスを不織布マスクで捕集しようとしているのか。
もしそうであれば、サイズ的に不織布マスクでウイルスの捕集を効率よく行うのは原理的に無理がある。
実際にウイルスに汚染された大腸菌を含む飛沫を流してウイルスに汚染された大腸菌の割合を調べているのであれば、測定結果は大腸菌捕集効率であって、ウイルス捕集とは無関係である。
(3) Are you trying to catch the virus with a non-woven mask?
If this is the case, it would be theoretically impossible for a non-woven mask to efficiently capture viruses due to its size.
If droplets containing virus-contaminated E. coli are actually sent out to determine the proportion of E. coli contaminated with viruses, the measurement result is the E. coli collection efficiency and has nothing to do with virus collection.

現実にウイルス飛沫の捕集効率が95%以上であると明示された不織布マスクが市販されている。規定された方法では、ウイルスに感染した大腸菌を含む飛沫をマスクで捕集する効率を測定している。この方法では、飛沫はマスクの隙間から変形して放出されてしまうが、大腸菌のサイズは1μm程度とされているので、不織布マスクで捕集される。したがって、JIS T9001に規定されているウイルス飛沫捕集効率測定方法は、実際には大腸菌の捕集効率を測定している方法であり、95%以上の捕集効率が実測されても何ら不自然では無い。このためウイルス飛沫捕集効率としては、飛沫もウイルスもどちらも不織布マスクで捕集することは不可能であり、捕集効率はゼロとなるはずである。 In fact, there are non-woven masks on the market that have been shown to have a viral droplet collection efficiency of 95% or more. The prescribed method measures the effectiveness of a mask in capturing droplets containing E. coli infected with the virus. In this method, the droplets are deformed and released from the gaps in the mask, but since the size of E. coli is approximately 1 μm, they are collected by the non-woven mask. Therefore, the method for measuring virus droplet collection efficiency specified in JIS T9001 is actually a method for measuring the collection efficiency of E. coli, and there is nothing unnatural even if the collection efficiency is actually measured to be 95% or more. Not so. Therefore, in terms of virus droplet collection efficiency, it is impossible to collect both droplets and viruses with a nonwoven fabric mask, and the collection efficiency should be zero.

特許第6143972号公報Patent No. 6143972

図12に示した飛沫捕集効率試験装置220において、バクテリア入りの飛沫224は、圧縮空気222と一緒に内径80mmのガラス製チャンバー226内を28.3L/分で移動するように規定されている。成人の呼気の量は、前述した通り450cc程度とされており、呼気、吸気で900cc程度がマスクを通過する。 In the droplet collection efficiency test device 220 shown in FIG. 12, droplets 224 containing bacteria are specified to move at 28.3 L/min in a glass chamber 226 with an inner diameter of 80 mm together with compressed air 222. . As mentioned above, the amount of exhaled air for an adult is approximately 450 cc, and approximately 900 cc passes through the mask when exhaled and inhaled.

呼吸回数を15回/分とすると13.5L/分の飛沫224が通過する。この値はあくまでも平均値であり、安全性を考慮して多めに規定したとすると上記28.3L/分の流量は妥当であると言える。 If the number of breaths is 15 times/min, 13.5 L/min of droplets 224 will pass through. This value is just an average value, and if a higher value is specified in consideration of safety, the above flow rate of 28.3 L/min can be said to be appropriate.

JIS T9001の規定について大きな問題は、フィルターの飽和までの時間について、図12に示した飛沫捕集効率試験装置220を用いた実験方法では規定が明示されていないことにある。このフィルターの飽和までの時間は、実用性を左右する極めて重要な因子であり、実測して実際の交換時期を明示する必要がある。 A major problem with the JIS T9001 regulations is that the experimental method using the droplet collection efficiency test device 220 shown in FIG. 12 does not clearly specify the time required to saturate the filter. The time it takes for the filter to reach saturation is an extremely important factor that affects its practicality, and it is necessary to actually measure it to clearly indicate when it should be replaced.

具体的には図12に示した飛沫捕集効率試験装置220においてフィルターを装着した後、バクテリア入りの飛沫224もしくはウイルス入りの飛沫を継続して流し、途中の1時間経過時、5時間経過時、10時間経過時のそれぞれについて捕集効率を測定すれば実際のマスク着用の態様に即した捕集効率が得られるのでそれを元に交換時期を明示できることになる。 Specifically, after installing a filter in the droplet collection efficiency test device 220 shown in FIG. 12, droplets 224 containing bacteria or droplets containing viruses are continuously flowed, and when 1 hour has elapsed in the middle, and when 5 hours have elapsed. If the collection efficiency is measured after 10 hours have elapsed, a collection efficiency that matches the actual manner in which the mask is worn can be obtained, and based on this, it is possible to clearly indicate when it is time to replace the mask.

この捕集効率の経過時間変化から、例えば捕集効率は最低でも80%以上を必要とするのであれば、この効率に至るまでの経過時間が分かるので、マスクを着用してから新品に交換するまでの予測飽和時間を明示できることになる。当該マスクにこの「飽和時間」を「捕集効率」と一緒に明示させるべきなのである。 From this change in collection efficiency over time, for example, if the collection efficiency needs to be at least 80%, you can know how much time has passed to reach this efficiency, so you can wear the mask before replacing it with a new one. This means that the predicted saturation time will be clearly indicated. The mask should clearly indicate this "saturation time" along with its "capture efficiency."

前述した試算結果から得られたマスクの空隙が使用に伴って半分に減少するのに要する時間は10分以内である。捕集効率95%以上を維持できる時間は着用後、2分にも満たない。 The time required for the gap in the mask to be reduced by half with use, as determined from the above-mentioned trial calculation results, is within 10 minutes. The time that a collection efficiency of 95% or more can be maintained is less than 2 minutes after wearing.

以上のとおり、マスクの捕集効率を測定するシステムの検査条件は、実際にマスクをバクテリア(細菌)入りの飛沫やウイルス入りの飛沫の捕集用として装着した場合に必要とされる条件を反映していないものである。 As described above, the test conditions for the system that measures the collection efficiency of masks reflect the conditions required when a mask is actually worn to collect droplets containing bacteria or viruses. It is something that has not been done.

このことがJIS(日本産業規格)に合格した製品であり、95%以上の飛沫捕集効率を有しているはずの不織布マスクであるにも関わらず、実際に装着してみると殆ど飛沫を捕集していない事実の説明である。 Although this is a product that has passed JIS (Japanese Industrial Standards) and is a non-woven fabric mask that is supposed to have a droplet collection efficiency of over 95%, when we actually put it on, it hardly collected any droplets. This is an explanation of the facts that have not been collected.

すなわち、液体である飛沫や唾をフィルターの一種であるマスクを使用して捕集することは原理的にも実際的にもできないのである。医療従事者向けのN95マスクやサージカルマスクなどの捕集効率が98%以上を有するとされるマスクであっても、その捕集効率測定には固体の塩化ナトリウム粉末が使用されており、得られた結果をそのまま液体である飛沫や唾の捕集にも適用できるとしている点に最も大きな問題がある。 In other words, it is impossible in principle and in practice to collect droplets and saliva, which are liquids, using a mask, which is a type of filter. Even for masks that are said to have a collection efficiency of 98% or more, such as N95 masks and surgical masks for medical workers, solid sodium chloride powder is used to measure the collection efficiency, and the obtained The biggest problem is that the results can be applied directly to collecting droplets and saliva, which are liquids.

繰り返し述べたように、固体微粒子を捕集する機能を液体微粒子である飛沫捕集に適用するのは間違いであり、医療従事者向けのN95マスクやサージカルマスクなどはあくまでも粉塵などの固体微粒子向けの性能であり、液体微粒子である飛沫や唾を捕集できる能力は示されていないのである。ただし、バクテリア(細菌)のサイズは1μm程度とされているので、これらのN95マスクやサージカルマスクを結核菌などの捕集用として使用することは可能と思われる。 As I have repeatedly stated, it is a mistake to apply the function of collecting solid particles to the collection of droplets, which are liquid particles, and N95 masks and surgical masks for medical workers are only designed to collect solid particles such as dust. The ability to collect droplets and saliva, which are fine liquid particles, has not been demonstrated. However, since the size of bacteria is approximately 1 μm, it seems possible to use these N95 masks and surgical masks to collect bacteria such as tuberculosis bacteria.

したがって、当然のことながらN95マスクではコロナウイルス感染者の治療に当たる医療従事者用を感染から守ることができるとする話にはなんら根拠が無いのである。
さらにはフィルターに例えば静電気で飛沫を捕集できる機能など何らかの工夫をし、呼気の風圧下であっても高い飛沫捕集効果を有するマスクが製造できたとしても、その捕集効果の持続時間は原理的にせいぜい10分以内である。
Therefore, it goes without saying that there is no basis for the claim that N95 masks can protect medical workers who treat people infected with the coronavirus from infection.
Furthermore, even if we were able to manufacture a mask that has a high droplet collection effect even under the wind pressure of exhalation by using some kind of device to the filter, such as a function that can collect droplets using static electricity, the duration of the collection effect will be limited. In principle, it is within 10 minutes at most.

どのような形式のマスクであれ、フィルターを使用する方式を採用する限り、マスクの使用者をウイルス感染から守ることは実質的に困難である。現在はウイルス感染者の治療に従事する医療従事者を感染から守る主要な器具はN95を始めとするマスクであるが、マスクに飛沫を捕集する能力が備えられていないのであれば、医療従事者をウイルス感染から守る新たなウイルス感染防止装置の開発は社会的急務である。 No matter what type of mask you use, as long as it uses a filter, it is virtually difficult to protect the user from virus infection. Currently, N95 and other masks are the main equipment that protects medical workers who are engaged in treating virus-infected patients from infection, but if masks do not have the ability to collect droplets, medical personnel The development of new virus infection prevention devices that protect people from virus infection is an urgent social need.

また、従来型の医療用マスクは、口元が完全に覆われてしまうため、飲食をする際には外して無防備のまま飲食をすることになる。さらには難聴者にとっては読唇術が使えないなど大きな欠点があった。 Furthermore, since conventional medical masks completely cover the mouth, they must be removed when eating or drinking, leaving the person unprotected. Furthermore, there were major drawbacks for people with hearing loss, such as the inability to lip read.

一方で、従来から紫外線を照射してウイルスを不活性化できることは知られており、様々な方式の空気清浄化装置が市販され実用されている。市販の装置では大きな部屋全体の空気を清浄化する装置や小型卓上型の装置などが知られている。紫外線発生装置についても紫外線ランプを使用する方式、もしくは紫外線発光ダイオードを使用する方式の装置などが知られている。 On the other hand, it has been known that viruses can be inactivated by irradiation with ultraviolet rays, and various types of air purification devices are commercially available and in practical use. Commercially available devices include devices that purify the air in an entire large room and small desktop devices. Regarding ultraviolet generators, there are also known devices that use ultraviolet lamps or ultraviolet light-emitting diodes.

紫外線ランプを使用する方式は大出力のランプが比較的安価に使用可能であるが、欠点としてオゾンを発生させる可能性がある。他方、紫外線発光ダイオードを使用する方式は小型化や軽量化ができるが欠点として高出力な紫外線発光ダイオードのコスト高があった。 In the method of using an ultraviolet lamp, a high-output lamp can be used at a relatively low cost, but the drawback is that it may generate ozone. On the other hand, the system using ultraviolet light emitting diodes can be made smaller and lighter, but has the drawback of high cost of high output ultraviolet light emitting diodes.

近年、紫外線発光ダイオードの高出力化や低価格化が進み、低コストで高性能な空気清浄化装置を製造することができるようになった。しかしながら、図14(a)に示したように紫外線発光ダイオード300から出射される紫外線の配光分布(紫外線配光域302)は独特の形状を有しており、これを図14(b)に示したようにそのまま円筒状の筒状胴部310内に配置し、筒状胴部310内の空気に紫外線を照射してウイルスの不活性化を実現するようにした従来の装置では紫外線の密度が最も高い紫外線発光ダイオード300の直上部への空気の流れが悪く高効率でウイルスを不活性化できない場合があった。なお図14中、符号304は基板、306はベース板、308は空気通過穴である。 In recent years, ultraviolet light emitting diodes have become higher in output and lower in price, making it possible to manufacture high-performance air purifying devices at low cost. However, as shown in FIG. 14(a), the distribution of ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode 300 (ultraviolet light distribution area 302) has a unique shape, which is shown in FIG. 14(b). As shown, in the conventional device which is placed inside the cylindrical body 310 and irradiates the air inside the cylindrical body 310 with ultraviolet rays to inactivate the virus, the density of ultraviolet rays is low. In some cases, the air could not flow directly above the ultraviolet light emitting diode 300, which has the highest UV rays, and the virus could not be inactivated with high efficiency. In FIG. 14, reference numeral 304 is a substrate, 306 is a base plate, and 308 is an air passage hole.

本発明はこのような現状に鑑み、医療従事者を始めとする多くの人々に不織布マスク等のマスクに代わって、ウイルス感染を有効に防止することのできるウイルス感染防止装置を提供することを目的とする。 In view of the current situation, it is an object of the present invention to provide a virus infection prevention device that can effectively prevent virus infection for many people, including medical workers, in place of masks such as non-woven masks. shall be.

さらに使用者が飲食する間であっても安全な空気を供給し続けることができ、難聴者に配慮しつつ極めて安全性の高いウイルス感染防止装置を提供することを目的とする。
また、ウイルス感染者から空気中に放出されるウイルス入り呼気中のウイルスを高効率に不活性化することのできる、ウイルス感染防止装置を提供することを目的とする。
Furthermore, it is an object of the present invention to provide an extremely safe virus infection prevention device that can continue to supply safe air even while the user is eating and drinking, and is considerate of people with hearing loss.
Another object of the present invention is to provide a virus infection prevention device that can highly efficiently inactivate viruses in virus-containing breath released into the air by a virus-infected person.

本発明は、前述した従来技術における課題を解決するために発明されたものであり、本発明者は紫外線発光ダイオードの配光分布の形状に合致した形状を有する空気洗浄部を発明し、高効率にかつ安価に個人が携帯することのできるウイルス感染防止装置を発明した。 The present invention was invented in order to solve the problems in the prior art described above, and the present inventor has invented an air cleaning section having a shape that matches the shape of the light distribution of ultraviolet light emitting diodes, and has achieved high efficiency. We have invented a virus infection prevention device that can be easily and inexpensively carried by individuals.

具体的に本発明のウイルス感染防止装置は、
使用者の口元に配設される口部と、
内部に空気を取り込むとともに取り込んだ前記空気に対して紫外線を照射し、前記紫外線が照射された空気を前記口部へ供給する、または前記紫外線が照射された空気を空気中に排出する空気洗浄部と、
前記口部と前記空気洗浄部とを連通させる送気ホースと、
を少なくとも備えたウイルス感染防止装置であって、
前記空気洗浄部が、
一端部と他端部の各々に送気ホースの接続口を有する筒状胴部と、
前記筒状胴部の一端部側の接続口よりもさらに内方に設けられ、前記筒状胴部内に前記空気を取り込むとともに前記筒状胴部内から前記紫外線が照射された空気を排出する送気ファンと、
前記筒状胴部の他端部側の接続口よりもさらに内方に設けられ、前記筒状胴部内に取り込まれた前記空気に紫外線を照射する紫外線発光ダイオードと、
前記送気ファンと前記紫外線発光ダイオードの間に設けられ、前記紫外線発光ダイオードから出射された紫外線を反射する反射板と、
を有し、
前記反射板が、前記紫外線発光ダイオードから出射される紫外線の配光角に略合致する傾斜面を有することを特徴とする。
Specifically, the virus infection prevention device of the present invention includes:
a mouth part arranged around the user's mouth;
an air cleaning unit that takes air into the interior, irradiates the taken in air with ultraviolet rays, supplies the air irradiated with the ultraviolet rays to the mouth, or discharges the air irradiated with the ultraviolet rays into the air; and,
an air supply hose that communicates the mouth part and the air cleaning part;
A virus infection prevention device comprising at least the following:
The air cleaning section
a cylindrical body having a connection port for an air supply hose at each of one end and the other end;
An air supply provided further inward than a connection port on one end side of the cylindrical body, for taking in the air into the cylindrical body and discharging the air irradiated with the ultraviolet rays from inside the cylindrical body. with fans,
an ultraviolet light emitting diode that is provided further inward than the connection port on the other end side of the cylindrical body and irradiates the air taken into the cylindrical body with ultraviolet rays;
a reflector plate provided between the air supply fan and the ultraviolet light emitting diode and reflecting ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode;
has
The reflector is characterized in that it has an inclined surface that substantially matches the distribution angle of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode.

このように構成されていれば、紫外線発光ダイオードから出射される紫外線を利用して空気中に含まれるウイルスを高効率に不活性化させることができ、この不活性化された空気を使用者の口部に供給することができる。 With this configuration, viruses contained in the air can be inactivated with high efficiency using the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet light emitting diode, and this inactivated air can be used by the user. Can be supplied to the mouth.

また、本ウイルス感染防止装置は筒状胴部と送気ホースの接続位置を変えることによりウイルス感染者が装着した場合には、ウイルス感染者が吐き出した空気(呼気)を不活性化させてから空気中に排出させることができる。 In addition, by changing the connection position of the cylindrical body and the air supply hose, this virus infection prevention device inactivates the air (exhaled breath) exhaled by the virus infected person when worn by a virus infected person. Can be vented into the air.

さらに紫外線発光ダイオードであれば、出力波長が固定されており出射に伴うオゾン発生の恐れが無く安全であるうえに入手が容易であり、製造コストの抑制に寄与することができる。 Furthermore, an ultraviolet light emitting diode has a fixed output wavelength, is safe without the risk of ozone generation due to emission, and is easy to obtain, which can contribute to reducing manufacturing costs.

また、このように反射板が設けられていれば、空気洗浄部内に取り込んだ空気に漏れなく紫外線を照射することができ、確実に空気中のウイルスあるいは呼気中のウイルスを不活性化させることができる。 In addition, if a reflective plate is provided in this way, the air taken into the air cleaning unit can be irradiated with ultraviolet rays without leaking, and viruses in the air or exhaled breath can be reliably inactivated. can.

さらにこのように反射板が紫外線発光ダイオードの配光角と略合致する傾斜面を有していれば、空気洗浄部内に取り込んだ空気に紫外線を効率的に照射させることができる。 Furthermore, if the reflecting plate has an inclined surface that substantially matches the light distribution angle of the ultraviolet light emitting diode, the air taken into the air cleaning section can be efficiently irradiated with ultraviolet rays.

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記反射板が、
板状体と、
前記板状体の表面に成膜された紫外線反射膜と、から成ることを特徴とする。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
The reflective plate is
A plate-like body,
and an ultraviolet reflection film formed on the surface of the plate-like body.

このように構成されていれば、板状体がどのような形状になろうとも、確実に紫外線反射膜を形成することができる。したがって、確実に空気中のウイルスあるいは呼気中のウイルスを不活性化させることができる。 With this configuration, the ultraviolet reflecting film can be reliably formed no matter what shape the plate-like body has. Therefore, viruses in the air or exhaled breath can be reliably inactivated.

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記紫外線発光ダイオードの前記紫外線が出射される出射側の面の上には、配光レンズが設けられ、
前記配光レンズによって、前記紫外線の配光角が調整されることを特徴とする。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
A light distribution lens is provided on the emission side surface of the ultraviolet light emitting diode from which the ultraviolet rays are emitted,
The light distribution angle of the ultraviolet rays is adjusted by the light distribution lens.

このように配光レンズを用いれば、紫外線発光ダイオードの配光角を所望の配光角に調整することができるため、空気洗浄部内に取り込んだ空気に紫外線を効率的に照射させることができる。 By using the light distribution lens in this manner, the light distribution angle of the ultraviolet light emitting diode can be adjusted to a desired light distribution angle, so that the air taken into the air cleaning unit can be efficiently irradiated with ultraviolet rays.

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記紫外線発光ダイオードから出射される紫外線の配光角は、25度~140度の範囲内であることを特徴とする。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
A distribution angle of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode is within a range of 25 degrees to 140 degrees.

特にこのような配光角であれば、空気洗浄部内に取り込んだ空気に紫外線を効率的に照射させることができる。 In particular, with such a light distribution angle, the air taken into the air cleaning section can be efficiently irradiated with ultraviolet rays.

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記紫外線発光ダイオードが、複数の空気通過穴を有するベース板上に基板を介して配設されており、
前記ベース板が前記筒状胴部の内側面に固定されていることを特徴とする。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
The ultraviolet light emitting diode is disposed on a base plate having a plurality of air passage holes via a substrate,
It is characterized in that the base plate is fixed to an inner surface of the cylindrical body.

このように複数の空気通過穴を有するベース板上に基板を介して紫外線発光ダイオードが配設されていれば、紫外線発光ダイオードの正面視において、紫外線発光ダイオードを筒状胴部の略中央に配設することができる。このため取り込んだ空気に対して、満遍なく紫外線を照射することができる。 If the ultraviolet light-emitting diode is disposed on the base plate having a plurality of air passage holes via the substrate, the ultraviolet light-emitting diode is disposed approximately in the center of the cylindrical body when viewed from the front. can be set. Therefore, the air taken in can be evenly irradiated with ultraviolet rays.

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記ベース板の前記紫外線発光ダイオードが配設された側とは反対側の面には、ヒートシンクが設けられており、
前記紫外線発光ダイオードの上面視において、前記紫外線発光ダイオードの位置と、前記ヒートシンクの位置とが重なり合うように前記ヒートシンクの配設位置が設定されていることを特徴とする。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
A heat sink is provided on a surface of the base plate opposite to the side on which the ultraviolet light emitting diode is disposed,
The arrangement position of the heat sink is set so that the position of the ultraviolet light emitting diode and the position of the heat sink overlap when the ultraviolet light emitting diode is viewed from above.

このように構成されていれば、ヒートシンクで紫外線発光ダイオードが冷却されることになるため、紫外線発光ダイオードを長時間に亘って使用することができ、また紫外線発光ダイオードの故障を抑止することができる。 With this configuration, the ultraviolet light emitting diode is cooled by the heat sink, so the ultraviolet light emitting diode can be used for a long time, and failure of the ultraviolet light emitting diode can be prevented. .

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記紫外線発光ダイオードが、前記筒状胴部内の前記反射板によって形成された空間内に取り込まれた2000ccの空気中に存在する飛沫中のウイルスの98%以上を、2秒以下の時間内で不活性化する性能を有することを特徴とする。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
The ultraviolet light emitting diode eliminates 98% or more of viruses in droplets present in 2000 cc of air taken into the space formed by the reflector in the cylindrical body within 2 seconds or less. It is characterized by having the ability to activate.

このような性能を有する紫外線発光ダイオードであれば、確実に空気中のウイルスを不活性化させることができる。 An ultraviolet light emitting diode with such performance can reliably inactivate viruses in the air.

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記紫外線発光ダイオードから出射される紫外線の紫外線強度が、2mW/cm2~500mW/cm2の範囲内であることを特徴とする。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
The ultraviolet light intensity of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode is within the range of 2 mW/cm 2 to 500 mW/cm 2 .

このような紫外線強度であれば、確実に空気中のウイルスあるいは呼気中のウイルスを不活性化させることができる。 With such an intensity of ultraviolet rays, it is possible to reliably inactivate viruses in the air or exhaled breath.

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記紫外線発光ダイオードから出射される紫外線の波長が、210nm~290nmの範囲内であることを特徴とする。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
The wavelength of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode is within the range of 210 nm to 290 nm.

特にこのような波長の紫外線であれば、空気中のウイルスあるいは呼気中のウイルスを高効率にかつ確実に不活性化させることができる。 In particular, ultraviolet rays of such wavelengths can highly efficiently and reliably inactivate viruses in the air or exhaled breath.

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記送気ファンにより送気される空気の量が、毎秒600cc以上であることを特徴とする。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
It is characterized in that the amount of air blown by the air blowing fan is 600 cc or more per second.

このような空気の量であれば使用者の口元近傍には常にウイルスが不活性化された空気が供給されることとなり、周囲のウイルス入り飛沫等を吸気してしまうことを確実に防止することができる。さらにウイルス感染者が着用した場合には口から吐き出される空気(呼気)を、確実にウイルスが不活性化された状態で空気中に排出することができる。 With this amount of air, air in which viruses are inactivated is always supplied near the user's mouth, and it is possible to reliably prevent the user from inhaling virus-containing droplets, etc. from the surrounding area. I can do it. Furthermore, when worn by a virus-infected person, the air exhaled from the mouth (exhalation) can be reliably discharged into the air in a state in which the virus is inactivated.

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記送気ホースの一端部は、前記口部に設けられた接続口に着脱自在に接続されることを特徴とする。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
One end of the air supply hose is detachably connected to a connection port provided at the mouth.

このように送気ホースの一端部と口部の接続口とが着脱自在に接続されていれば、送気ホースの脱着、交換、修理、洗浄などのメンテナンス性を向上させることができる。 If the one end of the air supply hose and the connection port of the mouth are detachably connected in this way, it is possible to improve the ease of maintenance such as attachment/detachment, replacement, repair, and cleaning of the air supply hose.

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記送気ホースの他端部は、前記空気洗浄部の筒状胴部の一端部側の接続口または他端部側の接続口のいずれか一方に着脱自在に接続されることを特徴とする。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
The other end of the air supply hose is detachably connected to either a connection port on one end side or a connection port on the other end side of the cylindrical body of the air cleaning unit. .

このように送気ホースの他端部と、空気洗浄部の筒状胴部の一端部側の接続口または他端部側の接続口のいずれか一方が着脱自在に接続されていれば、本発明のウイルス感染防止装置を、使用者にウイルスが不活性化された空気を供給する目的、およびウイルス感染者に着用させる場合にはウイルス感染者から放出される呼気を、ウイルスを不活性化させてから放出し、周囲が汚染される恐れを無くす目的のいずれでも用いることができ、極めて好都合である。 If the other end of the air supply hose is removably connected to either the connection port on the one end side or the connection port on the other end side of the cylindrical body of the air cleaning unit, the main The purpose of the virus infection prevention device of the invention is to supply virus-inactivated air to the user, and when worn by a virus-infected person, to inactivate the virus from the exhaled breath of the virus-infected person. It is very convenient because it can be used for any purpose that eliminates the risk of contaminating the surrounding area.

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記口部が、
全光線透過率(JIS K7105に準拠し、1mm厚のシートで測定)80%以上の高透明性樹脂から成ることを特徴とする。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
The mouth part is
It is characterized by being made of a highly transparent resin with a total light transmittance of 80% or more (based on JIS K7105, measured with a 1 mm thick sheet).

このように高透明性樹脂から成る口部であれば、口部によって使用者の口元が視認し難くなることがなく、例えば話し手の口の形や動きで話を読み取る聴覚障害者等に本発明のウイルス感染防止装置を好適に用いてもらうことができる。 If the mouth part is made of highly transparent resin, the user's mouth will not become difficult to see due to the mouth part, and the present invention will be useful for hearing-impaired people who read speech based on the shape and movement of the speaker's mouth. This virus infection prevention device can be used appropriately.

なお、このような口部の表面には防曇機能を施してあることが望ましいことは無論である。 It goes without saying that it is desirable that the surface of such a mouth portion be provided with an anti-fog function.

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記口部が、漏斗状に構成されていることを特徴とする。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
It is characterized in that the mouth part is configured in a funnel shape.

このように漏斗状に構成された口部であれば、使用者の口元に確実に不活性化された空気を供給することができる。 The funnel-shaped mouth portion can reliably supply inert air to the user's mouth.

また漏斗状に構成された口部は、口元を覆うことなく口元に配設されるだけであるため、食事の妨げにならず、口元が良好に視認できる状態であり、例えば話し手の口の形や動きで話を読み取る聴覚障害者等に本発明のウイルス感染防止装置を好適に用いてもらうことができる。 In addition, the funnel-shaped mouth part is placed around the mouth without covering the mouth, so it does not interfere with eating and allows the mouth to be clearly seen. The virus infection prevention device of the present invention can be suitably used by hearing-impaired people and others who read speech based on words and movements.

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記口部が、前記使用者の口と鼻を覆う酸素マスク状に構成されていることを特徴とする。
このように酸素マスク状に構成された口部であれば、使用者がウイルス感染者であった場合にウイルス感染者の口や鼻から放出される呼気を空気洗浄部内に確実に回収し、ウイルスを不活性化させてから放出させることができる。なお酸素マスク状に構成された口部の場合には、使用者の頭部に取り付け可能とするバンドを備えることが好ましい。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
The mouth part is configured in the shape of an oxygen mask that covers the user's mouth and nose.
If the mouth part is configured like an oxygen mask in this way, if the user is infected with a virus, the exhaled breath emitted from the mouth or nose of the person infected with the virus will be collected into the air cleaning part, and the virus will be removed. can be inactivated and then released. Note that in the case of a mouth portion configured in the shape of an oxygen mask, it is preferable to include a band that can be attached to the user's head.

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記空気洗浄部を収納するための収納部を有するショルダーハーネスを備えることを特徴とする。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
The air purifier is characterized by comprising a shoulder harness having a storage section for storing the air cleaning section.

このように空気洗浄部をショルダーハーネスの収納部に収納すれば、空気洗浄部を背負った状態で、ウイルス感染防止装置が使用できるため、両手が塞がらず持ち運びがし易く、特に医療従事者やウイルス感染者の使用に最適である。 If the air cleaning unit is stored in the storage area of the shoulder harness in this way, the virus infection prevention device can be used while carrying the air cleaning unit on the back, making it easy to carry without having both hands occupied. Ideal for use on infected people.

また、本発明のウイルス感染防止装置は、
前記ショルダーハーネスには、前記ショルダーハーネスの左右に橋渡しされる橋渡し部材が設けられ、
前記口部には、前記橋渡し部材に固定される固定具が設けられていることを特徴とする。
Furthermore, the virus infection prevention device of the present invention includes:
The shoulder harness is provided with a bridging member that bridges the left and right sides of the shoulder harness,
The mouth portion is provided with a fixture that is fixed to the bridging member.

このようにショルダーハーネスに、ショルダーハーネスの左右に橋渡しされる橋渡し部材が設けられ、口部に、橋渡し部材に固定される固定具が設けられていれば、使用者は眼鏡用テンプルや頭用固定具などを用いることなく口部を口元に保持することができ、長時間の装着によるストレスを軽減することができる。 In this way, if the shoulder harness is provided with a bridging member that bridges the left and right sides of the shoulder harness, and if the mouth part is provided with a fixing device that is fixed to the bridging member, the user can use the temple for glasses or the fixing device for the head. The mouth part can be held at the mouth without using any tools, and the stress caused by wearing it for a long time can be reduced.

本発明によれば、紫外線発光ダイオードからの紫外線を介してウイルスが不活性化された空気を、使用者に確実に供給することができるとともに、使用者がウイルス感染者であった場合には、ウイルス感染者の排出するウイルス入り空気(呼気)を、ウイルスが不活性化された状態で空気中に排出することのできるウイルス感染防止装置を提供することができる。 According to the present invention, air in which viruses have been inactivated through ultraviolet light from an ultraviolet light emitting diode can be reliably supplied to a user, and if the user is infected with a virus, It is possible to provide a virus infection prevention device that can discharge virus-containing air (exhaled breath) exhaled by a virus-infected person into the air in a state where the virus is inactivated.

図1(a)は、本発明の実施形態におけるウイルス感染防止装置の装着状態を示した概略側面図、図1(b)は、本発明の実施形態におけるウイルス感染防止装置の装着状態を示した概略正面図である。FIG. 1(a) is a schematic side view showing the installed state of the virus infection prevention device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 1(b) shows the installed state of the virus infection prevention device according to the embodiment of the present invention. It is a schematic front view. 図2は、本発明の実施形態におけるウイルス感染防止装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a virus infection prevention device according to an embodiment of the present invention. 図3(a)は、紫外線発光ダイオードおよび周辺部材の断面図、図3(b)は、紫外線発光ダイオードおよび周辺部材の上面図である。FIG. 3(a) is a cross-sectional view of the ultraviolet light emitting diode and peripheral members, and FIG. 3(b) is a top view of the ultraviolet light emitting diode and peripheral members. 図4(a)は、紫外線発光ダイオードによる紫外線の配光角について説明するための説明図、図4(b)は、紫外線発光ダイオードによる配光角と反射板について説明するための説明図である。FIG. 4(a) is an explanatory diagram for explaining the light distribution angle of ultraviolet light by an ultraviolet light emitting diode, and FIG. 4(b) is an explanatory diagram for explaining the light distribution angle by the ultraviolet light emitting diode and a reflector. . 図5は、配光レンズについて説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the light distribution lens. 図6(a)は、本発明の他の実施形態におけるウイルス感染防止装置の装着状態を示した概略側面図、図6(b)は、本発明の他の実施形態におけるウイルス感染防止装置の装着状態を示した概略正面図である。FIG. 6(a) is a schematic side view showing how the virus infection prevention device according to another embodiment of the present invention is attached, and FIG. 6(b) is a schematic side view showing the attachment state of the virus infection prevention device according to another embodiment of the present invention. It is a schematic front view showing a state. 図7は、本発明の他の実施形態におけるウイルス感染防止装置の概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram of a virus infection prevention device according to another embodiment of the present invention. 図8は、配管中を左側から右側に流れている空気中の微小粒子とフィルターの空隙の大きさとの関係を説明するための模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the relationship between microparticles in the air flowing from the left side to the right side in the pipe and the size of the voids in the filter. 図9は、左側から右側に流れている空気中の飛沫や唾をフィルターで捕集する様子を示した模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing how droplets and saliva in the air flowing from the left side to the right side are collected by a filter. 図10は、左側から右側に流れている空気中の微小粒子をフィルターで捕集する様子を示した模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing how microparticles in the air flowing from the left side to the right side are collected by a filter. 図11は、微小粒子捕集効率試験装置の概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram of a microparticle collection efficiency test device. 図12は、バクテリア飛沫捕集効率試験装置の概念図である。FIG. 12 is a conceptual diagram of a bacterial droplet collection efficiency test device. 図13は、花粉粒子捕集効率試験装置の概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram of a pollen particle collection efficiency testing device. 図14は、紫外線発光ダイオードから出射された紫外線の配光域について説明するための説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining the light distribution area of ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode.

以下、本発明のウイルス感染防止装置について、図面に基づきより詳細に説明する。
本発明のウイルス感染防止装置は、医療従事者を始めとする多くの人々に、不織布マスク等のマスクに代わってウイルス感染を有効に防止することのできるものであるとともに、ウイルス感染者の排出するウイルス入り空気(呼気)を、ウイルスが不活性化された状態で空気中に排出することのできるものである。
Hereinafter, the virus infection prevention device of the present invention will be explained in more detail based on the drawings.
The virus infection prevention device of the present invention can effectively prevent virus infection for many people, including medical workers, in place of masks such as non-woven masks, and can also prevent virus-infected people from being discharged. It is capable of expelling virus-containing air (exhaled breath) into the air with the virus inactivated.

<ウイルス感染防止装置80>
本発明の一実施形態におけるウイルス感染防止装置80は、図1(a),図1(b)および図2に示したように、使用者30の口元に配設される口部10と、内部に空気を取り込むとともに取り込んだ空気に対して紫外線を照射し、紫外線が照射された空気を口部10へ供給する、または紫外線が照射された空気を空気中に排出する空気洗浄部50と、この口部10と空気洗浄部50とを連通させる送気ホース40を有している。
<Virus infection prevention device 80>
As shown in FIGS. 1(a), 1(b), and 2, a virus infection prevention device 80 according to an embodiment of the present invention includes a mouth portion 10 disposed near the mouth of a user 30, and an internal portion. an air cleaning section 50 that takes in air and irradiates the taken air with ultraviolet rays, supplies the ultraviolet irradiated air to the mouth section 10, or discharges the ultraviolet irradiated air into the air; It has an air supply hose 40 that communicates the mouth part 10 and the air cleaning part 50.

この空気洗浄部50は、筒状胴部52を備え、筒状胴部52の一端部Aと他端部Bの各々に送気ホース40との接続口68,56を有している。
ここで送気ホース40の一端部は、口部10に設けられた接続口14に着脱自在に接続され、送気ホース40の他端部は、空気洗浄部50の筒状胴部52の一端部A側の接続口68に着脱自在に接続されるように構成されている。
The air washing section 50 includes a cylindrical body 52, and has connection ports 68, 56 with the air supply hose 40 at one end A and the other end B of the cylindrical body 52, respectively.
Here, one end of the air supply hose 40 is detachably connected to the connection port 14 provided in the mouth 10, and the other end of the air supply hose 40 is one end of the cylindrical body 52 of the air cleaning section 50. It is configured to be detachably connected to the connection port 68 on the part A side.

さらに筒状胴部52は、筒状胴部52の一端部A側の接続口68よりもさらに内方に、筒状胴部52内に空気を取り込むとともに筒状胴部52内から紫外線が照射された空気を排出する送気ファン54が設けられている。 Further, the cylindrical body 52 takes air into the cylindrical body 52 further inward from the connection port 68 on the one end A side of the cylindrical body 52, and irradiates ultraviolet rays from within the cylindrical body 52. An air blowing fan 54 is provided to exhaust the air.

一方、筒状胴部52の他端部B側の接続口56よりもさらに内方には、筒状胴部52内に取り込まれた空気に紫外線を照射する紫外線発光ダイオード58が設けられている。
このような筒状胴部52の大きさとしては特に限定されるものではないが、例えば直径が50mm~200mmの範囲内、全長が100mm~300mmの範囲内であり、500cc~2500cc程度の空間を有することが好ましい。
On the other hand, further inward from the connection port 56 on the other end B side of the cylindrical body 52 is provided an ultraviolet light emitting diode 58 that irradiates the air taken into the cylindrical body 52 with ultraviolet rays. .
The size of such a cylindrical body 52 is not particularly limited, but for example, the diameter is within the range of 50 mm to 200 mm, the total length is within the range of 100 mm to 300 mm, and the space of about 500 cc to 2500 cc is It is preferable to have.

なお、本実施形態におけるウイルス感染防止装置80は、少なくとも送気ファン54および紫外線発光ダイオード58が、操作スイッチ22を操作することで電源のON・OFFの切り替え、出力値の調整や変更などができるようになっていれば良く、動力源としてはバッテリー24を用いることが好ましい。
なお、より操作をし易くする目的で、送気ファン54および紫外線発光ダイオード58の電源のON・OFFの切り替え、出力値の調整や変更などをまとめてワイヤレスコントローラー(図示せず)で制御できるようにしても構わないものである。
In addition, in the virus infection prevention device 80 in this embodiment, at least the air supply fan 54 and the ultraviolet light emitting diode 58 can be turned on and off, and the output value can be adjusted or changed by operating the operation switch 22. It is preferable to use the battery 24 as the power source.
In order to make the operation easier, it is possible to control the ON/OFF switching of the power of the air supply fan 54 and the ultraviolet light emitting diode 58, as well as the adjustment and change of the output value, etc., all at once using a wireless controller (not shown). It is okay to do so.

また、本実施形態におけるウイルス感染防止装置80では、紫外線発光ダイオード58は、図2、図3(a)および図3(b)に示したように、複数(図3(b)では4箇所)の空気通過穴62を有するベース板63上に基板59を介して配設されており、ベース板63に対して基板59は、半田で固定されている。 Further, in the virus infection prevention device 80 according to the present embodiment, the ultraviolet light emitting diodes 58 are provided in a plurality of locations (four locations in FIG. 3(b)), as shown in FIGS. 2, 3(a), and 3(b). It is disposed via a substrate 59 on a base plate 63 having an air passage hole 62, and the substrate 59 is fixed to the base plate 63 with solder.

そして、このベース板63が、筒状胴部52の内側面に接着等の手段で固定されている。
一方、ベース板63の紫外線発光ダイオード58の配設された側とは反対側の面には、ヒートシンク60が設けられており、紫外線発光ダイオード58の上面視(図3(b))において紫外線発光ダイオード58の位置と、ヒートシンク60の位置とが重なり合うように、ヒートシンク60が配設されている。ヒートシンク60としては、例えば公知の市販品を用いることが好ましい。このようなヒートシンク60は、ベース板63に接着剤で固定されている。
The base plate 63 is fixed to the inner surface of the cylindrical body 52 by means of adhesive or the like.
On the other hand, a heat sink 60 is provided on the surface of the base plate 63 opposite to the side on which the ultraviolet light emitting diode 58 is disposed, so that the ultraviolet light emitting diode 58 emits ultraviolet light when viewed from above (FIG. 3(b)). The heat sink 60 is arranged so that the position of the diode 58 and the position of the heat sink 60 overlap. As the heat sink 60, it is preferable to use, for example, a known commercial product. Such a heat sink 60 is fixed to a base plate 63 with an adhesive.

ここで紫外線発光ダイオード58の性能としては、後述する筒状胴部52内の反射板66によって形成された空間内に取り込まれた2000ccの空気中に存在する飛沫中のウイルスの98%以上を、2秒以下、さらに望ましくは1秒以下の時間内で不活性化することができるだけの性能を有することが好ましい。 Here, the performance of the ultraviolet light emitting diode 58 is as follows: 98% or more of the viruses in the droplets present in the 2000 cc of air taken into the space formed by the reflection plate 66 in the cylindrical body 52, which will be described later. It is preferable to have the ability to inactivate in 2 seconds or less, more preferably 1 second or less.

具体的に、紫外線発光ダイオード58から出射される紫外線強度は、好ましくは2mW/cm2~500mW/cm2の範囲内、より好ましくは20mW/cm2~200mW/cm2の範囲内である。 Specifically, the intensity of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode 58 is preferably within the range of 2 mW/cm 2 to 500 mW/cm 2 , more preferably within the range of 20 mW/cm 2 to 200 mW/cm 2 .

また、紫外線発光ダイオード58から出射される紫外線の波長は、210nm~290nmの範囲内であることが好ましい。
ここで紫外線発光ダイオード58は、図4(a)に示したように、紫外線発光ダイオード58から出射された紫外線の照射範囲が所定の角度(広角)の領域(紫外線配光域74)を有することが好ましい。この角度、すなわち配光角θは、25度~140度の範囲内であることが好ましい。
Further, the wavelength of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode 58 is preferably within the range of 210 nm to 290 nm.
Here, the ultraviolet light emitting diode 58 has an area (UV light distribution area 74) in which the irradiation range of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode 58 has a predetermined angle (wide angle), as shown in FIG. 4(a). is preferred. This angle, ie, the light distribution angle θ, is preferably within the range of 25 degrees to 140 degrees.

なお、紫外線発光ダイオード58から出射された紫外線が所定の配光角θを有しない場合には、図5に示したように、紫外線発光ダイオード58の上に、所望の配光角θを有する配光レンズ64を配設することで、所望の配光角θを得ることが可能となる。 Note that if the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode 58 does not have a predetermined light distribution angle θ, as shown in FIG. By arranging the optical lens 64, it becomes possible to obtain a desired light distribution angle θ.

一方、図2および図4(b)に示したように、空気洗浄部50の筒状胴部52内には、送気ファン54と紫外線発光ダイオード58との間に、紫外線発光ダイオード58から出射された紫外線を反射する反射板66が設けられている。このような反射板66は、例えば公知の円筒反射鏡を加工して作成することができる。反射板66の構造としては、板状体(図示せず)の表面に紫外線反射膜を成膜して成るようにすれば良い。また紫外線反射膜の材質としては、特に限定されるものではないが、例えばアルミニウムを板状体(図示せず)の表面に成膜することで反射板66とすることができる。 On the other hand, as shown in FIG. 2 and FIG. 4(b), in the cylindrical body 52 of the air cleaning unit 50, between the air supply fan 54 and the ultraviolet light emitting diode 58, there is a tube for emitting ultraviolet light from the ultraviolet light emitting diode 58. A reflecting plate 66 is provided to reflect the ultraviolet rays. Such a reflecting plate 66 can be created by processing a known cylindrical reflecting mirror, for example. The structure of the reflection plate 66 may be such that an ultraviolet reflection film is formed on the surface of a plate-shaped body (not shown). Further, the material of the ultraviolet reflection film is not particularly limited, but the reflection plate 66 can be formed by forming a film of aluminum on the surface of a plate-shaped body (not shown), for example.

このような反射板66には、上述した紫外線発光ダイオード58から出射される紫外線の配光角θと略合致する傾斜面70が設けられていることが好ましい。
このような傾斜面70が設けられた反射板66が筒状胴部52内に設けられることにより、紫外線発光ダイオード58から出射された紫外線が、この反射板66で反射されるとともに、筒状胴部52内に取り込まれた空気に対して漏れなく高効率に紫外線を照射させることができる。
It is preferable that such a reflecting plate 66 is provided with an inclined surface 70 that substantially matches the light distribution angle θ of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode 58 described above.
By providing the reflecting plate 66 provided with such an inclined surface 70 in the cylindrical body 52, the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet light emitting diode 58 are reflected by the reflecting plate 66, and the cylindrical body Ultraviolet rays can be highly efficiently irradiated onto the air taken into the portion 52 without leaking.

なお、本実施形態のウイルス感染防止装置80では、送気ファン54から送気される空気の量が、毎秒600cc以上であることが好ましい。
送気ファン54から送気される空気の量が毎秒600cc以上であれば、使用者30の口元近傍には、常にウイルスが不活性化された空気が呼吸に十分な量、供給されることとなり、周囲のウイルス入り飛沫を吸気してしまうことを確実に防止することができる。
In addition, in the virus infection prevention device 80 of this embodiment, it is preferable that the amount of air blown from the air blowing fan 54 is 600 cc or more per second.
If the amount of air supplied from the air supply fan 54 is 600 cc or more per second, a sufficient amount of virus-inactivated air will always be supplied to the vicinity of the mouth of the user 30 for breathing. , it is possible to reliably prevent inhalation of surrounding virus-containing droplets.

さらに送気ファン54から送気される空気の量が毎秒600cc以上であれば、使用者30がウイルス感染者で有った場合でも、ウイルス感染者が呼吸する度に、その全ての呼気中のウイルスを不活性化した状態で排気することができる。このため、使用者30の周囲にウイルス入り飛沫を排気してしまうことを確実に防止することができる。 Furthermore, if the amount of air sent from the air supply fan 54 is 600 cc or more per second, even if the user 30 is infected with a virus, every time the virus infected person breathes, all of the exhaled air will be It is possible to exhaust the virus in an inactivated state. Therefore, it is possible to reliably prevent virus-containing droplets from being exhausted around the user 30.

すなわち、本発明のウイルス感染防止装置80は、使用者へのウイルス感染防止の役割と、ウイルス感染者からの感染拡大を防止する役割の両方に適用可能な能力を持つものである。 That is, the virus infection prevention device 80 of the present invention has the ability to be applied to both the role of preventing virus infection to users and the role of preventing the spread of infection from virus infected persons.

ここで、使用者30の口元近傍に、ウイルスが不活性化された空気を供給する際には、図1(a)、図1(b)に示したように、漏斗状に構成された口部10を用い、この口部10の接続口14に送気ホース40の一端を接続し、さらに送気ホース40の他端を、空気洗浄部50の一端部A側の接続口68に接続し、口部10が使用者30の口元近傍に位置するように配設する。 Here, when supplying virus-inactivated air to the vicinity of the mouth of the user 30, as shown in FIGS. 1(a) and 1(b), a funnel-shaped opening is used. Using the section 10, connect one end of the air supply hose 40 to the connection port 14 of this mouth section 10, and further connect the other end of the air supply hose 40 to the connection port 68 on the one end A side of the air cleaning section 50. , so that the mouth portion 10 is located near the mouth of the user 30.

そしてこの状態で、操作スイッチ22を操作し送気ファン54を動作させることにより、筒状胴部52の他端部B側の接続口56から空気を筒状胴部52内に取り込み、この取り込まれた空気は、反射板66によって形成された空間内で紫外線発光ダイオード58から出射された紫外線を受け、ウイルスが不活性化された状態となり、ウイルスが不活性化された空気は接続口68を通り、送気ホース40を介して使用者30の口元に供給されることとなる。
このようにすれば、使用者30の口元の周りにウイルスが不活性化された空気を供給することができるため、安全に生活を送ることができるとともに、使用者30の口を口部10で塞ぐことがないため、例えば話し手の口の形や口の動きで話を読み取る聴覚障害者等に好適に用いてもらうことができる。さらには使用者30の口を口部10で塞ぐことがないため、ウイルス感染防止装置80を使用したままの状態で安全に飲食をすることもできる。
In this state, by operating the operation switch 22 and operating the air supply fan 54, air is drawn into the cylindrical body 52 from the connection port 56 on the other end B side of the cylindrical body 52. The air received by the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet light emitting diode 58 in the space formed by the reflection plate 66 becomes inactivated with viruses, and the air with the viruses inactivated passes through the connection port 68. As a result, the air is supplied to the user's 30's mouth via the air supply hose 40.
In this way, air in which viruses are inactivated can be supplied around the mouth of the user 30, so that the user 30 can live a safe life, and the mouth of the user 30 can be kept close to the mouth part 10. Since it does not block the speaker's mouth, it can be suitably used by, for example, hearing-impaired people who read speech based on the shape and movements of the speaker's mouth. Furthermore, since the mouth of the user 30 is not blocked by the mouth part 10, the user can safely eat and drink while using the virus infection prevention device 80.

一方、ウイルス感染された方が本実施形態のウイルス感染防止装置80を使用する際には、まず図1(a)、図1(b)に示した状態において、送気ホース40を空気洗浄部50の一端部A側の接続口68から外し、空気洗浄部50の上下を逆さの状態とする。そして今度は図6(a),図6(b)および図7に示したように、送気ホース40を逆さになった空気洗浄部50の他端部B側(図6(a)では上側)の接続口56に接続する。そして、図1(a)、図1(b)に示された漏斗状の口部10を送気ホース40から取り外し、代わりに図6(a),図6(b)および図7に示したように、使用者30の口と鼻を覆う酸素マスク状に構成された口部10を送気ホース40の端部に取付け、口部10が動かないように使用者30の頭部にバンド26を介して固定する。 On the other hand, when a person infected with a virus uses the virus infection prevention device 80 of this embodiment, first connect the air supply hose 40 to the air cleaning section in the state shown in FIGS. 1(a) and 1(b). 50 from the connection port 68 on the A side, and turn the air cleaning section 50 upside down. Next, as shown in FIGS. 6(a), 6(b), and 7, the air supply hose 40 is connected to the other end B side (upper side in FIG. 6(a)) of the inverted air cleaning unit 50. ) to the connection port 56. Then, the funnel-shaped mouth portion 10 shown in FIGS. 1(a) and 1(b) was removed from the air supply hose 40, and the funnel-shaped mouth portion 10 shown in FIGS. 6(a), 6(b), and 7 was removed instead. A mouth part 10 configured like an oxygen mask that covers the mouth and nose of the user 30 is attached to the end of the air supply hose 40, and a band 26 is attached to the head of the user 30 to prevent the mouth part 10 from moving. Fixed via.

そしてこの状態で、送気ファン54を動作させることにより、筒状胴部52の他端部B側の接続口56からウイルス感染者の排気(呼気)を、送気ホース40を介して筒状胴部52内に取り込み、複数の空気通過穴62を通過した空気は、反射板66によって形成された空間内で紫外線発光ダイオード58から出射された紫外線を受け、空気中のウイルスは不活性化された状態となり、ウイルスが不活性化された空気は接続口68から排出される。 In this state, by operating the air supply fan 54, the exhaust air (exhaled air) of the virus infected person is transferred from the connection port 56 on the other end B side of the cylindrical body 52 to the cylindrical body through the air supply hose 40. The air taken into the body 52 and passed through the plurality of air passing holes 62 receives ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode 58 in the space formed by the reflection plate 66, and viruses in the air are inactivated. The virus-inactivated air is discharged from the connection port 68.

なお、本実施形態のウイルス感染防止装置80は、図1(a),図1(b)および図6(a),図6(b)に示したように、空気洗浄部50をショルダーハーネス92の収納部94に収納し、使用者30が自ら空気洗浄部50を背負うようにすることが好ましい。ここで収納部94は、収納部94に空気洗浄部50がしっかりと保持されるように構成されていることが好ましい。例えば収納部94に対して空気洗浄部50が嵌合するように構成したり、収納部94にバンド(図示せず)を介して空気洗浄部50を固定するようにしたりすると良い。
さらにショルダーハーネス92には、図1(a),図1(b)に示したように、ショルダーハーネス92の左右に橋渡しされる橋渡し部材96が設けられていることが好ましい。口部10にこの橋渡し部材96に固定される固定具98を設け、橋渡し部材96に固定すれば、使用者30の口元の正しい位置に常に口部10が位置するようにすることができる。
なお、橋渡し部材96およびこの橋渡し部材96に固定される固定具98については、図6(a),図6(b)に示したように無くても良いものである。無い場合には例えば使用者30(特にこの場合にはウイルス感染者)がベッドに横たわった状態で本ウイルス感染防止装置80を使用する場合に好適である。さらには使用者30が口部10のみを装着し、ショルダーハーネス92の収納部94に収納された空気洗浄部50は、ベッドの淵に立てかけたりするようにしても良い。
Note that the virus infection prevention device 80 of the present embodiment connects the air cleaning section 50 to the shoulder harness 92, as shown in FIGS. It is preferable that the user 30 carries the air cleaning unit 50 on his or her back. Here, the storage section 94 is preferably configured so that the air cleaning section 50 is firmly held in the storage section 94. For example, the air cleaning section 50 may be configured to fit into the storage section 94, or the air cleaning section 50 may be fixed to the storage section 94 via a band (not shown).
Further, it is preferable that the shoulder harness 92 is provided with a bridging member 96 that bridges the left and right sides of the shoulder harness 92, as shown in FIGS. 1(a) and 1(b). By providing the mouth portion 10 with a fixture 98 that is fixed to the bridging member 96 and fixing it to the bridging member 96, the mouth portion 10 can always be positioned at the correct position near the mouth of the user 30.
Note that the bridging member 96 and the fixture 98 fixed to the bridging member 96 may be omitted as shown in FIGS. 6(a) and 6(b). If there is no such device, it is suitable, for example, when the user 30 (particularly in this case, a virus-infected person) uses the virus infection prevention device 80 while lying on a bed. Furthermore, the user 30 may wear only the mouth part 10, and the air cleaning part 50 stored in the storage part 94 of the shoulder harness 92 may be placed against the edge of the bed.

このようにショルダーハーネス92を備え、空気洗浄部50を背負うようにすれば、両手が塞がらないため、特に医療従事者やウイルス感染者に本ウイルス感染防止装置80を好適に使用してもらうことができる。 By providing the shoulder harness 92 and carrying the air cleaning unit 50 on one's back in this way, both hands are not occupied, and this virus infection prevention device 80 can be used particularly by medical workers and virus-infected people. can.

なお口部10は、特に使用者30への装着の仕方を図1(a),図1(b)および図6(a),図6(b)に示したような形態に限定するものではないものである。ここで口部10としては、なるべく視認がし易いように、透明であることが好ましい。具体的には、口部10が、全光線透過率(JIS K7105に準拠し、1mm厚のシートで測定)80%以上の高透明性樹脂から成ることが好ましい。また口部10の表面には防曇処理を施してあることが望ましい。 Note that the manner in which the mouth portion 10 is attached to the user 30 is not limited to the forms shown in FIGS. 1(a), 1(b), and 6(a) and 6(b). It's something that doesn't exist. Here, it is preferable that the mouth part 10 be transparent so that it can be easily seen. Specifically, the mouth portion 10 is preferably made of a highly transparent resin having a total light transmittance of 80% or more (based on JIS K7105, measured with a 1 mm thick sheet). Further, it is desirable that the surface of the mouth portion 10 be subjected to an anti-fog treatment.

このように高透明性樹脂から成る口部10であれば、使用者30の口元が常に視認できる状態であるため、例えば話し手の口の形や口の動きで話を読み取る聴覚障害者等に好適に用いてもらうことができる。 With the mouth part 10 made of highly transparent resin, the mouth of the user 30 is always visible, so it is suitable for hearing-impaired people who read speech by the shape and movement of the speaker's mouth, for example. It can be used for.

以上のように、本発明のウイルス感染防止装置80は、紫外線発光ダイオード58から出射された紫外線でウイルスが不活性化された空気を、口部10を介して使用者30の口元に確実に供給することができ、使用者30がウイルス感染者であった場合には、ウイルス感染者の呼気を全て空気洗浄部50内に取り込み、このウイルス入り呼気に紫外線発光ダイオード58を介して紫外線を照射してウイルスを不活性化した状態で空気中に排出することができるものである。 As described above, the virus infection prevention device 80 of the present invention reliably supplies air in which viruses have been inactivated by the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet light emitting diode 58 to the mouth of the user 30 via the mouth portion 10. If the user 30 is a virus-infected person, all the breath of the virus-infected person is taken into the air cleaning unit 50, and the virus-containing breath is irradiated with ultraviolet light through the ultraviolet light emitting diode 58. The virus can then be discharged into the air in an inactivated state.

また本発明のウイルス感染防止装置80は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能なものである。
すなわち、本発明のウイルス感染防止装置80を用いる使用者30は、例えば防護眼鏡を装着した状態で、このウイルス感染防止装置80を用いても良いものである。
さらには、ショルダーハーネス92を用いることなく、机、椅子、ベッド、床などに直接空気洗浄部50を置いて用いても良いものである。
Further, the virus infection prevention device 80 of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the purpose of the present invention.
That is, the user 30 using the virus infection prevention device 80 of the present invention may use the virus infection prevention device 80 while wearing, for example, protective goggles.
Furthermore, the air cleaning unit 50 may be placed directly on a desk, chair, bed, floor, etc. without using the shoulder harness 92.

10 口部
14 接続口
22 操作スイッチ
24 バッテリー
26 バンド
30 使用者
40 送気ホース
50 空気洗浄部
52 筒状胴部
54 送気ファン
56 接続口
58 紫外線発光ダイオード
59 基板
60 ヒートシンク
62 空気通過穴
63 ベース板
64 配光レンズ
66 反射板
68 接続口
70 傾斜面
74 紫外線配光域
80 ウイルス感染防止装置
92 ショルダーハーネス
94 収納部
96 橋渡し部材
98 固定具
θ 配光角
A 一端部
B 他端部
100 フィルター
102 微小粒子
104 飛沫
106 唾
108 ウイルス
110 空隙
200 微小粒子捕集効率試験装置
202 エアロゾル入り圧縮空気
204 差圧計
206 ベローズ
208 パーティクルカウンター
210 ガラス製チャンバー
212 定流量吸引ポンプ
214 サンプル
220 飛沫捕集効率試験装置
222 圧縮空気
224 飛沫
226 ガラス製チャンバー
228 サンプル
230 ベローズ
232 アンダーセンサンプラー
234 カスケードインパクター
236 寒天培地
238 シャーレ
240 定流量吸引ポンプ
242 花粉粒子捕集効率試験装置
244 花粉入り空気
246 サンプル
248 定流量吸引ポンプ
300 紫外線発光ダイオード
302 紫外線配光域
304 基板
306 ベース板
308 空気通過穴
310 筒状胴部
10 Mouth 14 Connection port 22 Operation switch 24 Battery 26 Band 30 User 40 Air supply hose 50 Air cleaning section 52 Cylindrical body 54 Air supply fan 56 Connection port 58 Ultraviolet light emitting diode 59 Substrate 60 Heat sink 62 Air passage hole 63 Base Plate 64 Light distribution lens 66 Reflector plate 68 Connection port 70 Inclined surface 74 Ultraviolet light distribution area 80 Virus infection prevention device 92 Shoulder harness 94 Storage section 96 Bridging member 98 Fixture θ Light distribution angle A One end B Other end 100 Filter 102 Microparticles 104 Droplets 106 Saliva 108 Virus 110 Gap 200 Microparticle collection efficiency test device 202 Aerosol-containing compressed air 204 Differential pressure gauge 206 Bellows 208 Particle counter 210 Glass chamber 212 Constant flow rate suction pump 214 Sample 220 Droplet collection efficiency test device 222 Compressed air 224 Splash 226 Glass chamber 228 Sample 230 Bellows 232 Andersen sampler 234 Cascade impactor 236 Agar medium 238 Petri dish 240 Constant flow suction pump 242 Pollen particle collection efficiency test device 244 Pollen-containing air 246 Sample 248 Constant flow suction pump 300 Ultraviolet light Light emitting diode 302 Ultraviolet light distribution area 304 Substrate 306 Base plate 308 Air passage hole 310 Cylindrical body

Claims (17)

使用者の口元に配設される口部と、
内部に空気を取り込むとともに取り込んだ前記空気に対して紫外線を照射し、前記紫外線が照射された空気を前記口部へ供給する、または前記紫外線が照射された空気を空気中に排出する空気洗浄部と、
前記口部と前記空気洗浄部とを連通させる送気ホースと、
を少なくとも備えたウイルス感染防止装置であって、
前記空気洗浄部が、
一端部と他端部の各々に送気ホースの接続口を有する筒状胴部と、
前記筒状胴部の一端部側の接続口よりもさらに内方に設けられ、前記筒状胴部内に前記空気を取り込むとともに前記筒状胴部内から前記紫外線が照射された空気を排出する送気ファンと、
前記筒状胴部の他端部側の接続口よりもさらに内方に設けられ、前記筒状胴部内に取り込まれた前記空気に紫外線を照射する紫外線発光ダイオードと、
前記送気ファンと前記紫外線発光ダイオードの間に設けられ、前記紫外線発光ダイオードから出射された紫外線を反射する反射板と、
を有し、
前記反射板が、前記紫外線発光ダイオードから出射される紫外線の配光角に略合致する傾斜面を有することを特徴とするウイルス感染防止装置。
a mouth part arranged around the user's mouth;
an air cleaning unit that takes air into the interior, irradiates the taken in air with ultraviolet rays, supplies the air irradiated with the ultraviolet rays to the mouth, or discharges the air irradiated with the ultraviolet rays into the air; and,
an air supply hose that communicates the mouth part and the air cleaning part;
A virus infection prevention device comprising at least the following:
The air cleaning section
a cylindrical body having a connection port for an air supply hose at each of one end and the other end;
An air supply provided further inward than a connection port on one end side of the cylindrical body, for taking in the air into the cylindrical body and discharging the air irradiated with the ultraviolet rays from inside the cylindrical body. with fans,
an ultraviolet light emitting diode that is provided further inward than the connection port on the other end side of the cylindrical body and irradiates the air taken into the cylindrical body with ultraviolet rays;
a reflector plate provided between the air supply fan and the ultraviolet light emitting diode and reflecting ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode;
has
A virus infection prevention device characterized in that the reflection plate has an inclined surface that substantially matches a distribution angle of ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode.
前記反射板が、
板状体と、
前記板状体の表面に成膜された紫外線反射膜と、から成ることを特徴とする請求項1に記載のウイルス感染防止装置。
The reflective plate is
A plate-like body,
2. The virus infection prevention device according to claim 1, further comprising an ultraviolet reflection film formed on the surface of said plate-like body.
前記紫外線発光ダイオードの前記紫外線が出射される出射側の面の上には、配光レンズが設けられ、
前記配光レンズによって、前記紫外線の配光角が調整されることを特徴とする請求項1に記載のウイルス感染防止装置。
A light distribution lens is provided on the emission side surface of the ultraviolet light emitting diode from which the ultraviolet rays are emitted,
The virus infection prevention device according to claim 1, wherein the light distribution angle of the ultraviolet rays is adjusted by the light distribution lens.
前記紫外線発光ダイオードから出射される紫外線の配光角は、25度~140度の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のウイルス感染防止装置。 The virus infection prevention device according to claim 1, wherein a distribution angle of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode is within a range of 25 degrees to 140 degrees. 前記紫外線発光ダイオードが、複数の空気通過穴を有するベース板上に基板を介して配設されており、
前記ベース板が前記筒状胴部の内側面に固定されていることを特徴とする請求項1に記載のウイルス感染防止装置。
The ultraviolet light emitting diode is disposed on a base plate having a plurality of air passage holes via a substrate,
The virus infection prevention device according to claim 1, wherein the base plate is fixed to an inner surface of the cylindrical body.
前記ベース板の前記紫外線発光ダイオードが配設された側とは反対側の面には、ヒートシンクが設けられており、
前記紫外線発光ダイオードの上面視において、前記紫外線発光ダイオードの位置と、前記ヒートシンクの位置とが重なり合うように前記ヒートシンクの配設位置が設定されていることを特徴とする請求項5に記載のウイルス感染防止装置。
A heat sink is provided on a surface of the base plate opposite to the side on which the ultraviolet light emitting diode is disposed,
Virus infection according to claim 5, characterized in that the position of the heat sink is set so that the position of the ultraviolet light emitting diode and the position of the heat sink overlap when the ultraviolet light emitting diode is viewed from above. Prevention device.
前記紫外線発光ダイオードが、前記筒状胴部内の前記反射板によって形成された空間内に取り込まれた2000ccの空気中に存在する飛沫中のウイルスの98%以上を、2秒以下の時間内で不活性化する性能を有することを特徴とする請求項1に記載のウイルス感染防止装置。 The ultraviolet light emitting diode eliminates 98% or more of viruses in droplets present in 2000 cc of air taken into the space formed by the reflector in the cylindrical body within 2 seconds or less. The virus infection prevention device according to claim 1, having the ability to activate. 前記紫外線発光ダイオードから出射される紫外線の紫外線強度が、2mW/cm2~500mW/cm2の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のウイルス感染防止装置。 The virus infection prevention device according to claim 1, wherein the ultraviolet light intensity of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode is within the range of 2 mW/cm 2 to 500 mW/cm 2 . 前記紫外線発光ダイオードから出射される紫外線の波長が、210nm~290nmの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のウイルス感染防止装置。 The virus infection prevention device according to claim 1, wherein the wavelength of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode is within the range of 210 nm to 290 nm. 前記送気ファンにより送気される空気の量が、毎秒600cc以上であることを特徴とする請求項1に記載のウイルス感染防止装置。 The virus infection prevention device according to claim 1, wherein the amount of air blown by the air blowing fan is 600 cc or more per second. 前記送気ホースの一端部は、前記口部に設けられた接続口に着脱自在に接続されることを特徴とする請求項1に記載のウイルス感染防止装置。 The virus infection prevention device according to claim 1, wherein one end of the air supply hose is detachably connected to a connection port provided at the mouth. 前記送気ホースの他端部は、前記空気洗浄部の筒状胴部の一端部側の接続口または他端部側の接続口のいずれか一方に着脱自在に接続されることを特徴とする請求項1に記載のウイルス感染防止装置。 The other end of the air supply hose is detachably connected to either a connection port on one end side or a connection port on the other end side of the cylindrical body of the air cleaning unit. The virus infection prevention device according to claim 1. 前記口部が、
全光線透過率(JIS K7105に準拠し、1mm厚のシートで測定)80%以上の高透明性樹脂から成ることを特徴とする請求項1に記載のウイルス感染防止装置。
The mouth part is
The virus infection prevention device according to claim 1, characterized in that it is made of a highly transparent resin with a total light transmittance (according to JIS K7105, measured on a 1 mm thick sheet) of 80% or more.
前記口部が、漏斗状に構成されていることを特徴とする請求項1に記載のウイルス感染防止装置。 The virus infection prevention device according to claim 1, wherein the mouth portion is configured in a funnel shape. 前記口部が、前記使用者の口と鼻を覆う酸素マスク状に構成されていることを特徴とする請求項1に記載のウイルス感染防止装置。 The virus infection prevention device according to claim 1, wherein the mouth portion is configured in the shape of an oxygen mask that covers the mouth and nose of the user. 前記空気洗浄部を収納するための収納部を有するショルダーハーネスを備えることを特徴とする請求項1に記載のウイルス感染防止装置。 The virus infection prevention device according to claim 1, further comprising a shoulder harness having a storage section for storing the air cleaning section. 前記ショルダーハーネスには、前記ショルダーハーネスの左右に橋渡しされる橋渡し部材が設けられ、
前記口部には、前記橋渡し部材に固定される固定具が設けられていることを特徴とする請求項16に記載のウイルス感染防止装置。
The shoulder harness is provided with a bridging member that bridges the left and right sides of the shoulder harness,
17. The virus infection prevention device according to claim 16, wherein the mouth portion is provided with a fixture that is fixed to the bridging member.
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