JP3229800U - 除菌機能を有する垂直気流による飛沫感染防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感染症流行時でも自由に会話、物品の受け渡しを可能とし、設置時の美観を損なわずに感染症の飛沫感染を防止する除菌能力付きエアカーテン発生装置を提供する。【解決手段】送風機８を用いて垂直気流１のエアカーテンを形成することで、対面環境下等での人の会話等により飛び交う飛沫を垂直気流１によって遮断し、感染症伝搬防止に寄与することを目的とするエアカーテン発生装置であって、エアカーテン形成に用いる気体を吸排気するための送風機８と、送風機８により装置内部に取り込まれた気体７を除菌する能力、又は送風する気体に除菌作用を持たせる能力を付与する除菌能力発生器１３と、除菌能力を測定確認するセンサ１４と、センサ１４による情報を基に除菌能力を制御するマイクロコンピュータ制御盤４と、除菌能力に関する情報を掲示する伝達手段１５と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、人工的に発生させた垂直気流の流れを利用し、人が会話をする際に発生する飛沫を遮断することで感染を防止することをを目的とする装置に関するものである。

人工的に発生させた垂直気流によりに、人の会話等で発生するウイルス等の飛沫を遮断することで人と人との感染を防止するものである。
従来技術としては、透明フィルム等で遮断スクリーンを形成し、人と人との飛沫感染の防止をしていたが、時間がたつと透明度が低下したり、設置により外観上の美観を損ねたり物品の受け渡し等で使用上の欠点があった。
また除菌装置としては、プラズマイオンやナノイーなどの製品が知られているが、これらは室内を循環する気流を通じ部屋全体を浄化することが目的とされている。しかし最近の論文では殺菌効果はほとんどないと発表されている。
除菌装置としては、オゾン発生器があり、オゾン濃度が0.1ppｍ以下に制御されたオゾン発生量が、人体への悪影響を防止し安全に除菌をすることが国民生活センターの実験で証明されている。

非特許文献1は、国民生活センターの報告書。2009年度安全分野のトピックス「家庭用オゾン発生器の安全性」である。非特許文献2は第86回日本感染症学会総会で発表され、2012年11月20日に発行された「感染症学雑誌 Vol.86 No.6」の座長推薦論文がある。 空気中での使用室内でオゾン発生器を使用した時に、どれくらいの濃度になるのかを調べた。空気中と水中の両方で使用できる4銘柄実使用を想定して、35m 3（8.7畳相当）の試験室の中央にオゾン発生器を設置し30分間運転したところ、4〜13分後に室内のオゾン濃度が0.05ppmを超え、６〜30分後には労働環境における許容濃度である0.1ppmを超え、0.1〜1.0ppm まで上昇した。さらに、停止後0.1ppmを下回るまでには５分〜約3時間を要した。また、排出口付近では、最大で2.2〜10.2 ppmと身体への悪影響が非常に大きい濃度となり危険であった。空気中のみで使用できる3銘柄.同様の条件で3銘柄を運転したところ、30分間の運転では0.05ppmを超えることはなかった。しかし、この3銘柄は連続で運転する仕様であるため、さらに運転を続けたところ、１銘柄は長時間使用すると室内のオゾン濃度が0.1ppmを超える場合があるのに対し、残りの２銘柄は室内のオゾン濃度をほとんど上昇させることがなく、オゾン濃度には大きな差があった。 第86回日本感染症学会総会で発表され、2012年11月20日に発行された「感染症学雑誌 Vol.86 No.6」に座長推薦論文として掲載された「殺菌性能を有する空中浮遊物質の放出を謳う各種電気製品の、寒天平板培地上の細菌に対する殺菌能の本体についての解析」において、国立病院機構 仙台医療センター 臨床研究部 ウイルスセンターの西村秀一氏。論文では、シャープの「プラズマクラスターイオン発生機」、パナソニックの「ナノイー発生機」、キングジムのイオン発生式空気清浄機「ビオン」の三つの機器について殺菌能力を調べた。その結果、極めて狭い空間では、製品に一定の殺菌効果があることを確認できた。 ただし、メーカーがプラズマクラスターイオンやナノイーと呼んでいる粒子を除去しても殺菌効果は変わらなかった。一方、各粒子と同時に発生するオゾンを除去すると殺菌効果が激減したという。このことは殺菌作用の本体がオゾンであることを強く示唆すると結論付けている。

クロスフローファン及びシロッコファンを用い垂直気流を発生させることで、人と人との会話等生じる微細な飛沫を吹き飛ばすことで、飛沫感染を防止する。これはファンの取り付け角度で一義的に決まるもので使用するファンメーカーの仕様書でさだまる。
除菌機能として、従来型のオゾン発生器はオゾン発生量を稼働時間で制御するもので、0.1ｐｐｍ以上の過剰なオゾンを発生させ人体に悪影響を及ぼす危険性があると国民生活センターの報告書にあった。その中で労働環境における許容濃度である0.1ppmを超えることは危険であると指摘され、実際にどれほどの濃度のイオンが発生しているかも明確でなく使用者の不安がありました。これをオゾンセンサーを用いマイクロコンピュータ制御盤で数値制御し0.1ｐｐｍ以上にならないようにオゾン発生量を制御するものである。
また他の除菌機能として、紫外線ランプによる除菌方法も確立した技術としてある。
オゾンによる除菌、紫外線ランプによる除菌はどちらか片方だけでも無効強敵に組み合わせても効果があり、垂直気流との組み合わせで有効に働く。

図3はオゾン発生器を使用したときの全体構成図で、垂直気流9に本装置10に内蔵するオゾン発生器でオゾンを付加するものである。
図1における、オゾンセンサー6を用いオゾン発生器5を制御し、常時空中オゾン量を計測し人体に適正なオゾン発生量を0.1ｐｐｍ以下に制御するものである。

オゾン発生器5をオゾンセンサー6とマイクロコンピュータ制御盤4を用いて制御することにより、人体に安全なオゾン発生量を0.1ｐｐｍ以下に保ち、空気除菌を安全なイオン濃度に自動的に制御することが可能となる。また送風機8により除菌された垂直気流が空気カーテンと機能して対面者相互の飛沫感染の防止に効果がある。

オゾン発生器を組み合わせた本装置の全体構造図。 オゾン発生器を組み合わせた場合の動作フローチャートの説明図。 本装置の効果を示す概略図。 紫外線発生器を組み合わせた本装置の全体構造図 本装置の基本構造図

図１を用いて、本装置の基本処理工程を以下に示す。
１、送風機8により装置内部に気体（吸入気流7）を取り込む
２、取り込んだ気体がオゾンセンサ6を通過
３、センサ6を通過した気体はオゾン発生器5にて除菌もしくは除菌因子の付与を受ける
４、処理された気体は送風機8により装置外へ排出
５、排出した気体によりエアカーテン（垂直気流1）を形成
６、形成したエアカーテン（垂直気流1）により飛沫を遮断、もしくは拡散したエアカーテン形成気体が空間を循環し空間を除菌
７、空間を循環した気体は再び吸引（吸入気流7）され１に戻る
１〜７の工程を実行することで対面環境下での使用者への感染を防止する。
２のセンサ通過時に気体中の除菌因子（オゾン）を測定し、図２のフローチャートに示した制御を行うことで安全基準内での除菌処理を実行する。また、センサの測定値を表示機2に表示することで使用者に稼働状況を伝達し、不安を払拭する。
実施例として、図１にオゾン発生器との組み合わせ例、図４に紫外線ランプとの組み合わせ例をそれぞれ示す。

図１を用いて実施例を説明する。送風機８により気体を吸引(吸入気流7)し、オゾン発生器5を通過時に除菌を行い、気体に除菌因子(オゾン)を付与する。処理された気体は送風機８により垂直気流1となり装置から排出される。排出された気体は空間中に拡散され、気体中の除菌因子により空間の除菌を行う。拡散した気体は再び本装置に吸引される。これらの一連の循環を行うことで対面環境下での飛沫感染を防止しつつ空間の除菌を行う。また、循環した気体を吸入時にオゾンセンサ6により空間オゾン濃度を測定し、図２のフローチャートに基づいた判断をマイクロコンピュータ制御盤4にて行う。マイクロコンピュータ制御盤4による判断・測定データ等を表示機2に表示することで使用者に除菌状況を伝えると共に、オゾン発生器5を制御し、安全基準内での運用を自動で行う。
図３に対面環境下での設置例を示す。本装置により形成されるエアカーテン(垂直気流9)が、会話で発生する飛沫を遮断し、飛沫感染を防止する。本装置は卓上や接客カウンター上に設置しても、天井から吊り下げて設置しても同様に機能する。
図４を用いて、オゾン発生器に代わりUV発生器11を用いた場合を説明する。基本的な気体の循環は図１の場合と同様であるが除菌処理工程がオゾンではなくUVで行われている。本装置に吸入した気体がUV発生器11を通過時に紫外線により除菌処理が行われる。除菌済み気体は送風機８により排出され、垂直気流１によりエアカーテンを形成する。UVセンサ12はUV発生器11の稼働状況を
測定し、マイクロコンピュータ制御盤3にて紫外線照射を制御する。また、UV発生器11が劣化した場合はその旨を表示機2に表示し、使用者に部品の交換を促す。

ホテルのチェックインカウンター、店舗等の接客場所、デパート、会社の受付など、卓上もしくは天井から吊り下げて使用することを想定している。見えない除菌能力付きエアーカーテンを形成することにより、感染症の飛沫感染を防止し、且つフィルムカーテンのように物品の受け渡しに物理的支障が無く有効に機能する。また、感染症患者が集中する診察室、病室等の医療現場で用いることにより、医療従事者の感染確率を軽減し、院内感染対策に貢献することで院内感染の発生確率を軽減する。

1 垂直気流
2 表示機
3 電源ユニット
4 マイクロコンピュータ制御盤
5 オゾン発生器
6 オゾンセンサ
7 吸入気流
8 送風機
9 垂直気流
10 本装置
11 UV発生器
12 UVセンサ
13 除菌能力発生器
14 確認センサ
15 情報掲示伝達手段

Claims (15)

1. 送風機を用いて垂直気流のエアカーテンを形成することで、対面環境下等での人の会話等により飛び交う飛沫を垂直気流によって遮断し、感染症伝搬防止に寄与することを目的とするエアカーテン発生装置であって、
   エアカーテン形成に用いる気体を吸排気するための送風機と、
   送風機により装置内部に取り込まれた気体を除菌する能力、又は送風する気体に除菌作用を持たせる能力を付与する除菌能力発生器と、
   除菌能力を測定確認するセンサと、
   センサによる情報を基に除菌能力を制御するマイクロコンピュータ制御盤と、
   除菌能力に関する情報を掲示する伝達手段と、
   を備えることを特徴とする除菌能力付きエアカーテン発生装置。
2. 前記送風機は、
   遠心送風機、軸流送風機、斜流送風機、横断流送風機のうち少なくとも1つで構成されることを特徴とする請求項１に記載の除菌能力付きエアカーテン発生装置。
3. 前記除菌能力発生器は、
   オゾン発生器、紫外線発生器のうち少なくとも1つで構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の除菌能力付きエアカーテン発生装置。
4. 前記センサは、
   オゾンセンサ、紫外線センサのうち少なくとも1つで構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の除菌能力付きエアカーテン発生装置。
5. 前記マイクロコンピュータ制御盤は、
   のうち少なくとも1つで構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の除菌能力付きエアカーテン発生装置。
6. 前記伝達手段は、
   光源の点滅、音、表示機、電磁波通信のうち少なくとも1つで構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の除菌能力付きエアカーテン発生装置。
7. 前記オゾン発生器は、
   プラズマ生成器、紫外線灯、紫外線LED、エキシマランプのうち少なくとも1つで構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の除菌能力付きエアカーテン発生装置。
8. 前記紫外線発生器は、
   水銀灯、LED、エキシマランプ、プラズマ生成器のうち少なくとも1つで構成され、発生する紫外線の波長が１０nm〜400nmに少なくとも1つのピークを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の除菌能力付きエアカーテン発生装置。
9. 前記オゾンセンサは、
   紫外線吸収法、半導体電気抵抗測定法、定電位電解法、化学発光法、熱量法、赤外線吸収法のうち少なくとも1つで構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の除菌能力付きエアカーテン発生装置。
10. 前記紫外線センサは、
    直接受光方式、間接受光方式のうち少なくとも１つの方式で構成される
    ことを特徴とする請求項１に記載の除菌能力付きエアカーテン発生装置。
11. 請求項１に記載の除菌能力付きエアカーテン発生装置において、
    空気、窒素、酸素、水蒸気、希ガス又はそれらの混合ガス雰囲気下にて稼働する
    ことを特徴とする除菌能力付きエアカーテン発生装置。
12. 請求項１に記載の除菌能力付きエアカーテン発生装置において、
    オゾンセンサ、マイクロコンピュータ制御盤を用いることにより、オゾン生成量を制御し、オゾンによる殺菌浄化処理を人体に安全な条件下で実行可能とする
    ことを特徴とする除菌能力付きエアカーテン発生装置。
13. 請求項１に記載の除菌能力付きエアカーテン発生装置において、
    オゾンセンサ、マイクロコンピュータ制御盤を用いることにより、オゾン生成量に異常を検知した場合、使用者にその旨を通知する機能を有する
    ことを特徴とする除菌能力付きエアカーテン発生装置。
14. 請求項１に記載の除菌能力付きエアカーテン発生装置において、紫外線センサ、マイクロコンピュータ制御盤を用いることにより、紫外線発光量を制御し、紫外線による殺菌浄化処理を人体に安全な条件下で実行可能とする
    ことを特徴とする除菌能力付きエアカーテン発生装置。
15. 請求項１に記載の除菌能力付きエアカーテン発生装置において、紫外線センサ、マイクロコンピュータ制御盤を用いることにより、紫外線発光量を管理し、紫外線発光量に異常を検知した場合、使用者にその旨を通知する機能を有する
    ことを特徴とする除菌能力付きエアカーテン発生装置。

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