JP3235010U - ウイルス除去装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】微酸性電解水の多量の微細霧粒を空気中に長時間漂わせることにより、居住環境内の新型コロナウイルスを確実かつ安価に殺菌・除菌することのできるウイルス除去装置を提供する。【解決手段】ウイルス除去装置1は、塩素含有の微酸性電解Pを収容する霧粒発生容器17と、霧粒発生容器17内に設置されていて微酸性電解水Pから霧粒PP1を発生させる超音波発生機14と、霧粒発生容器17内の上部空間17Cと容器外とを連通するように霧粒発生容器17の容器壁に形成された空気取入口17Dと、容器外の空気を空気取入口17Dから上部空間17C内に送り込む第1送風機13と、上部空間17C内に送り込まれた空気および霧粒PP1を容器外に放出するために霧粒発生容器17に設けられた霧粒放出口20と、を備えている。【選択図】図3

Description

本考案は、新型コロナウイルスやインフルエンザウイルスなどを殺菌・除菌する装置に係り、更に詳しくは人のいる環境をウイルス除去状態にし得るウイルス除去装置に関するものである。
一昨年末から世界的に広がった新型コロナウイルスは、日本国内では現在も衰える状況にならず蔓延している。一方で、下記の非特許文献1に示されるように、希塩酸を電気分解して生成した次亜塩素酸を主成分とするpH5.0〜6.5の水溶液(本考案では微酸性電解水と称する)に関する安全性試験(JIS K0106)が実施され、塩素濃度54ppmの微酸性電解水の安全性が認められたことが古くから知られている。
このような微酸性電解水は、下記の非特許文献2に示されるように、令和2年6月25日に経済産業省所管の独立行政法人製品評価技術基盤機構主催の有効性評価に関する検討委員会において、新型コロナウイルス(COVID−19) に対して有効であることが報告されている。このときに用いられた微酸性電解水は次亜塩素酸を含んでおり、塩素濃度が54.5ppmでpHが5.16である。
そして、現在は、下記の非特許文献3に示されるように、上記の微酸性電解水をプラボトルに収容した手動式ポンプ付きのハンドスプレーが市販されており、家庭や職場その他で汎用されている。
インターネットエクスプローラブラウザに表示された「微酸性電解水ミストのラットに対する暴露試験論文」(応用薬理、76巻、117-122、(2009))(http://www.cml-office.org/wwatch/claim/case02/file1.pdf) インターネットエクスプローラブラウザに表示された「第5回新型コロナウイルスに対する代替消毒手法の有効性評価に関する検討委員会議事概要」(https://www.nite.go.jp/data/000113084.pdf) インターネットエクスプローラブラウザに表示された「次亜塩素酸水ハンドスプレーの商品説明」(http://ykc.tokyo/lp/lp001/?gclid=EAIaIQobChMIz52C-vDc8AIVzsCWCh32ew_nEAAYASAAEgKwU_D_BwE)
しかしながら、上記した非特許文献3の次亜塩素酸水ハンドスプレーは、手動ポンプによりノズルから微酸性電解水の霧粒を噴霧するものであって、ノズルから噴射された霧粒は比較的粒径の大きなものが多く、それらのほとんどは即時ないし十数秒足らずで床上に落下する。そのために、微酸性電解水の霧粒が長時間空中に漂って、空中に浮遊していた新型コロナウイルスを殺菌・除菌するといったことができなかったのである。
一方で、このハンドスプレーから噴霧された霧粒のなかには、ごく微量であるが微細なものが含まれており、それらは比較的長時間空中に浮遊する。しかしながら、そのように微細な霧粒はごく少量しか含まれていないため、空中の新型コロナウイルスを確実に除去するためには、絶え間なく多くの噴霧回数や噴霧量が必要になるから、手動操作の手間および経済性を鑑みると現実的でない。
本考案は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、微酸性電解水の多量の微細霧粒を空中に長時間漂わせることにより、居住環境内の新型コロナウイルスを確実かつ安価に殺菌・除菌することのできるウイルス除去装置の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本考案に係るウイルス除去装置は、塩素含有の微酸性電解水を収容する霧粒発生容器と、霧粒発生容器内に設置されていて微酸性電解水の霧粒を発生させる超音波発生機と、霧粒発生容器内の上部空間と容器外とを連通するように霧粒発生容器に設けられた空気取入口と、容器外の空気を空気取入口から上部空間内に送り込む第1送風機と、上部空間内に送り込まれた空気および霧粒を容器外に放出するために霧粒発生容器に設けられた霧粒放出口と、を備えて成ることを特徴とする構成にされている。
また、請求項1の構成において、霧粒および空気を略水平方向ないし斜め上向きに放出するように霧粒放出口が配置されるとともに、霧粒放出口から放出された霧粒および空気を持ち上げる方向に送風する第2送風機が霧粒放出口の下方位置に配備されていることを特徴とするものである。
そして、請求項1または請求項2の構成において、空気取入口が霧粒発生容器の天板部に形成され、管下端を空気取入口と連結された導気管が天板部に略垂直向きに立設され、導気管に第1送風機が配備されることにより、導気管を通って霧粒発生容器内の上部空間内に送り込まれた空気が微酸性電解水の液面に当たるように構成されていることを特徴とするものである。
更に、請求項1〜4の構成において、計時を行なうとともに、予め設定された時間または時刻に基づいて少なくとも超音波発生機を駆動または停止させるタイマー機構を備えていることを特徴とするものである。
本考案に係るウイルス除去装置によれば、霧粒発生容器内の超音波発生機が微酸性電解水に作用して霧粒を発生させ、第1送風機が空気取入口から霧粒発生容器内に空気を送り込み、送り込まれた空気は、微細な霧粒を伴って霧粒放出口から器外に放出される。これにより、放出された微細な霧粒は、器外の空気中を長時間漂って新型コロナウイルスなどを確実に殺菌・除菌することができる。また、放出された霧粒はそれらのほとんどが微細であるので、ウイルス除去のために少量の微酸性電解水で足りるから、安価で済む。尚、本明細書で云う微細な霧粒とは、粒径が15μm以下の液粒を指している。
また、霧粒および空気を略水平方向ないし斜め上向きに放出するように配置された霧粒放出口の下方位置に、第2送風機が配備されているものでは、第2送風機からの送風が、霧粒放出口から放出された霧粒および空気を更に持ち上げる。従って、霧粒放出口から空中に放出された微細な霧粒を比較的遠方にかつ長い時間設置環境に漂わせることができる。
そして、霧粒発生容器の天板部に形成された空気取入口に連結される導気管が天板部に略垂直向きに立設されるとともに、導気管に第1送風機が配備されているものでは、第1送風機により導気管を流通した空気は、霧粒発生容器の空気取入口から上部空間内に吹き込まれ、周囲の空気や霧粒を巻き込んだまま、微酸性電解水の液面に略直角に当たる。このとき、比較的粒径の大きな霧粒が微酸性電解水の液面に叩きつけられて捕捉されるので、微細な霧粒を多量に空気中に漂わせることができる。
更に、タイマー機構を備えるものでは、タイマー機構の計時に基づいて少なくとも超音波発生機を駆動または停止させるので、予め決められた時間または時刻に微酸性電解水を噴霧させたり停止させたりすることができる。これにより、ウイルス除去効果を低下させないようにして適切な設置室内環境を保つことができる。
本考案の一実施形態に係るウイルス除去装置の外観図である。 前記ウイルス除去装置の装置本体を示した図であって、(a)は側面図、(b)は背面図である。 前記ウイルス除去装置の動作を説明するための一部側断面を含む説明図である。 前記ウイルス除去装置の要部を構成する部品を示した概略配線図である。 本考案の別の実施形態に係るウイルス除去装置の装置本体を示す概略側断面図である。 本考案の更に別の実施形態に係る前記ウイルス除去装置の装置本体を示す概略側断面図である。 本考案の他の実施形態に係る前記ウイルス除去装置の装置本体を示す概略側断面図である。
以下、本考案の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本考案を具体化した一例に過ぎず、本考案の技術的範囲を限定するものでない。ここに、図1は本考案の一実施形態に係るウイルス除去装置の外観図、図2は前記ウイルス除去装置の装置本体を示した図であって、(a)は側面図、(b)は背面図、図3は前記ウイルス除去装置の動作を説明するための一部側断面を含む説明図である。
各図において、この実施形態に係るウイルス除去装置1は、主要部品を備えた装置本体2と、微酸性電解水Pを貯留した貯留タンク5と、貯留タンク5からの微酸性電解水Pを装置本体2に送るための導液管4と、から構成されている。
前記した装置本体2は、箱型容器である本体ケーシング3を備えている。本体ケーシング3の前板部3Aには、後でそれぞれ詳述する、霧粒放出管24の霧粒放出口20を装着される開口部3F、および第2送風機23用の空気吹出口21が形成されている。本体ケーシング3の背板部3Bには、空気取入口22が形成され、電源スイッチ12が取り付けられ、プラグ16付きの交流電線15が引き出されている。本体ケーシング3内は、ケーシング内上部に架け渡された台板3Cにより、上側の設置室3Eと下側の箱内空間3Dとに仕切られている。設置室3E内には、後でそれぞれ説明する、スイッチング電源6、12V電源7、タイマー機構8、リレーモジュール9、液ポンプ10がそれぞれ配備されている。
本体ケーシング3の箱内空間3Dの底部には、霧粒発生容器17が設置されている。この霧粒発生容器17は密閉状の箱型容器であり、その天板部17Aの容器壁には、霧粒発生容器17内の上部空間17Cと容器外(本体ケーシング3内)とを連通する、空気取入口17Dおよび空気排出口17Eが形成されている。この霧粒発生容器17は、液ポンプ10により貯留タンク5から汲み上げられた微酸性電解水Pを送液管19を通して収容するようになっている。
霧粒発生容器17の天板部17A上には、導気管18が略垂直向きに立設されている。導気管18の管下端は、霧粒発生容器17の空気取入口17Dと連通するように天板部17Aに固設されている。そして、導気管18の管上端の開口部18Aには第1送風機13が配備されている。導気管18の管長T1は例えば10cmにされており、管内径は例えば2cmにされている。第1送風機13は消費電力が1.32Wで回転数が6200RPMのものが用いられる。この第1送風機13の駆動により、器外の空気が導気管18を通って霧粒発生容器17内の上部空間17C内に送り込まれ、その空気が微酸性電解水Pの液面PAに略直角の角度で衝突するようになっている。
空気排出口17Eを囲む位置の天板部17Aには、霧粒放出管24の一端が連結されている。霧粒放出管24の他端は霧粒放出口20となっている。この霧粒放出口20は、本体ケーシング3の前板部3Aに形成されている開口部3Fに接続されることにより本体ケーシング3のケーシング外に開口している。この霧粒放出管24は、その霧粒放出口20を略水平方向ないし前方斜め上に向けるような形状(例えば円弧形状)および配置が採用されている。そして、本体ケーシング3の前板部3Aにおいて霧粒放出管24の霧粒放出口20近傍の下方位置には、空気吹出口21が形成されている。空気吹出口21の近傍位置の前板部3A内には、第2送風機23が配備されている。第2送風機23は消費電力が0.48Wで回転数が7800RPMのものが使用されている。この第2送風機23は、霧粒放出管24の霧粒放出口20から放出される霧粒PP1および空気を持ち上げる方向(矢印B1方向)に空気を吹き出すためのものである。
そして、超音波発生機14は、微酸性電解水P中に浸漬された状態で霧粒発生容器17内の底面に設置されている。超音波発生機14は、振動子14Aと、交流電線15からの電源により振動子14Aを駆動させるアダプター14Bと、を備えている。この超音波発生機14は、振動子14Aの直上位置の液面PAから微酸性電解水Pの霧粒PP1,PP2を発生させるようになっている。各図中で、霧粒PP1は粒径が15μmφ以下の微細なものを示し、霧粒PP2は粒径が15μmφを超える大粒のものを示している。
前記した貯留タンク5は微酸性電解水Pを貯留するもので内容量は例えば10Lにしてある。微酸性電解水Pはキャップを開いた給水口から貯留タンク5内に供給される。微酸性電解水Pは、例えば森永製菓社製の微酸性電解水生成装置「商品名:ピュアスター」を用い希塩酸を原料として電気分解により生成した次亜塩素酸を有効成分とするものを用いた。用いた微酸性電解水Pの塩素濃度は25〜30ppmであり、pHは5.0〜5.5であった。
そして、このウイルス除去装置1では、図4に示すように、プラグ16および交流電線15からの100V交流電源が電源スイッチ12を介してスイッチング電源6に入電されるように電気配線がなされている。スイッチング電源6は100V交流電源を12V直流電源に変換して液ポンプ10、タイマー機構8およびリレーモジュール9に給電するように、これらの間に電気配線がなされている。そして、交流電線15の100V交流電源は、12V電源7により12V直流電源に変換されて第1送風機13および第2送風機23に給電される一方で、超音波発生機14のアダプター14Bにも供給され24V直流電源に変換されて使用される。これらを実行するように電気配線がなされている。
タイマー機構8は常に計時を行なっているが、利用者等により外部入力器27から、例えば5分間ごと(所定時刻)に20秒間(所定時間)が予め入力されCPU26に設定されている。これらの計時データ、所定時間および所定時刻は逐次に数値表示器25に表示される。タイマー機構8は動作電圧が直流12V、信号電圧が4〜20V、静電流が20mA、動作電流が50mAに設定されており、設定可能時間が0.01秒〜999時間となっている。このタイマー機構8は、設定された所定時間および所定時刻に係る信号をリレーモジュール9に出力し、リレーモジュール9がその指令信号を超音波発生機14のアダプター14Bに出力し、これに基づいてアダプター14Bが振動子14Aを振動させるようになっている。そして、リレーモジュール9は、フロートスイッチ11からの信号に基づき液ポンプ10を駆動・停止させるようになっている。このリレーモジュール9は1チャンネル式であって静止電流が5mAで最大電流が80mAであり、トリガーは電流が2〜5mA、低トリガー電圧が0〜4V、高トリガー電圧が4.5〜12Vに設定されている。
液ポンプ10は、その吸込側が導液管4を介して貯留タンク5の底部と連通している。液ポンプ10の吐出側は送液管19を介して霧粒発生容器17の上部空間17C内と連通している。この液ポンプ10は使用電圧が直流12Vで使用電流が400mAのものであり、平均流量が19〜100mL/分の性能を有している。
フロートスイッチ11は、使用電圧が12Vで最大電流値が0.5Aのものであり、上部空間17C内に中空配置されていて微酸性電解水Pが所定液位に達したときの検知信号をリレーモジュール9に出力するようになっている。すなわち、フロートスイッチ11は微酸性電解水Pの液面PAを検出し、超音波発生機14の振動子14Aから液面PAまでの液深Hが所定液深(例えば5mm)を下回ると、リレーモジュール9にポンプ駆動信号を出力する。一方、液深Hが所定液深に達すると、リレーモジュール9にポンプ停止信号を出力するようになっている。
上記のように構成された本実施形態のウイルス除去装置1の作用を、図1〜図4を用いて説明する。ここでは、液ポンプ10により貯留タンク5から汲み上げられた微酸性電解水Pが、予め霧粒発生容器17の底部に収容されている状態から説明する。
まず、タイマー機構8が所定時刻または所定時間を検知したとき、リレーモジュール9が超音波発生機14および第1送風機13を駆動させる。第1送風機13の駆動により、ケーシング外の空気が本体ケーシング3の空気取入口22から箱内空間3D内に吸入され(矢印C)、その空気は導気管18内を流通して霧粒発生容器17の空気取入口17D内に垂直方向(矢印D方向)に流入する。このように流入した空気は微酸性電解水Pの液面PAに略直角に当たって水平方向に向きを変え、その後上昇して天板部17Aで向きを変え(矢印F)、下降流(矢印D)と合流して循環する。一方で、駆動した超音波発生機14は振動子14Aを振動させて超音波を発し、直上位置の液面PAから微酸性電解水Pの霧粒PP1,PP2を発生させる。このような微細な霧粒PP1と大粒の霧粒PP2は混在し空気に同伴して循環し、空気が下降するときに大粒の霧粒PP2が微酸性電解水Pの液面PAに叩きつけられて捕捉される。従って、ほとんど微細な霧粒PP1だけを含んだ空気が霧粒放出管24へ導出される。霧粒放出管24の空気および微細な霧粒PP1は、霧粒放出口20から設置室内にやや上向き(矢印B方向)に吹き出される。このとき、霧粒放出口20の下方位置の空気吹出口21から第2送風機23の駆動による上向き(矢印B1方向)の送風があるので、霧粒放出口20から吹き出された空気および微細な霧粒PP1は、空気吹出口21からの送風により持ち上げられる。これによって、微細な霧粒PP1は遠方まで到達して広く拡散し長時間浮遊するのである。
この場合、タイマー機構8は5分間隔(所定時刻)で20秒間(所定時間)が経過するまで第1送風機13および超音波発生機14に係る信号をリレーモジュール9に出力する。リレーモジュール9の駆動指令信号出力機能により、前記した20秒間で1.5gの微細な霧粒PP1が霧粒放出口20から放出され、放出された微細な霧粒PP1はあたかも燻煙のように、すなわち矢印Bのように立ち登って、設置室内に広がっていき長時間浮遊する。そうして、本考案者が鋭意実験を重ねた結果、8畳程度の部屋であれば1.5g(20秒間の放出量)の微細な霧粒PP1で新型コロナウイルスなどの除去を行えることが分かった。
上記したように、この実施形態に係るウイルス除去装置1によれば、超音波発生機14の駆動により発生した微細な霧粒PP1が、第1送風機13の駆動により霧粒発生容器17内に送風された空気とともに霧粒放出口20から設置室内に放出されるので、設置室内の空気中を長時間漂って新型コロナウイルスなどを確実に殺菌・除菌することができる。その場合、第1送風機13の駆動により導気管18から霧粒発生容器17の上部空間17C内に略直角に吹き込まれた空気は、周囲の空気や霧粒PP1,PP2を巻き込んだまま、微酸性電解水Pの液面PAに略直角に当たる。これにより、大粒の霧粒PP2が微酸性電解水Pの液面PAに叩きつけられて捕捉されるので、微細な霧粒PP1を多量に空気中に残すことができる。
そして、霧粒放出口20からやや上向きに放出された霧粒PP1および空気は、第2送風機23の駆動により空気吹出口21から吹き出された送風によって更に持ち上げられる。従って、霧粒放出口20から空中に放出された微細な霧粒PP1を比較的遠方にかつ長い時間、設置室内に漂わせることができる。更に、タイマー機構8の計時に基づいてリレーモジュール9が超音波発生機14および第1送風機13の駆動または停止をさせるので、予め決められた所定時間または所定時刻に微酸性電解水Pの微細な霧粒PP1を噴射させたり停止させたりできる。これにより、ウイルス除去効果を低下させないよう、設置室内を適切に保つ運転を実施することができる。
尚、上記では、管長がT1(=10cm)である導気管18を有する装置本体2を採用したウイルス除去装置の例を示したが、本考案はそれに限られない。例えば、図5に示すような装置本体2aを採用したウイルス除去装置も本考案に含まれる。その装置本体2bでは、導気管18の管長T1よりも短い管長T2を有する導気管18aが、導気管18に替えて天板部17Aに設けられている。その他の構成は、図3に示した装置本体2と同じである。導気管18のように管長T1が10cm以上である場合は、空気取入口17Dから微酸性電解水Pの液面PAに向って下降する空気の勢いが大きく、ほとんどの大粒の霧粒PP2を強く液面PAに叩きつけて捕捉させるが、装置本体2aにおける 導気管18aの管長T2は例えば5cmと短いので、空気取入口17Dから上部空間17Cに下降する空気の勢いは小さく(矢印Da)、液面PAで捕捉される霧粒PP2の量はいくぶん少なくなる。しかしながら、霧粒放出口20から吹き出される微細な霧粒PP1の量は殺除菌を行なううえで支障はない。
また、上記では、導気管18,18aを備えた装置本体2,2aを例示したが、例えば図6に示すように、導気管18,18aを持たない装置本体2bを採用したウイルス除去装置も本考案に含まれる。その装置本体2bでは、天板部17Aaに空気取入口17Dがない替わりに、背板部17Baに空気取入口17Daが形成されていて、空気取入口17Daの近傍に第1送風機13が配備されている。そして、上部空間17C内の空気中には、超音波発生機14の駆動により発生した微細な霧粒PP1および大粒の霧粒PP2が充満している。そこで、第1送風機13による水平方向の送風が空気取入口17Daから上部空間17C内に送り込まれると、霧粒PP1,PP2を含む空気が霧粒放出管24内を経て霧粒放出口20から吹き出される。この場合、上部空間17C内で大粒の霧粒PP2が微酸性電解水Pに捕捉されないので、霧粒放出口20から空気とともに設置室内に吹き出され、比較的近い場所に落下する。しかしながら、この装置本体2bでも、殺除菌に必要な量の微細な霧粒PP1は放出されるので、近隣に落下する大粒の霧粒PP2は受容器や吸水シートを用意して捕集すればよい。
そして、上記では、本体ケーシング3の空気吹出口21および第2送風機23を備える装置本体2,2a,2bを例示したが、例えば図7に示すように、空気吹出口21および第2送風機23を持たない装置本体2cを採用したウイルス除去装置も本考案に含まれる。その装置本体2cでは、前板部3Aaに空気吹出口21および第2送風機23のない本体ケーシング3a内に、図3に示したと同じ構成の霧粒発生容器17などが配備されている。その装置本体2cにおいて、第1送風機13が駆動すると、大粒の霧粒PP2が叩き落されて、微細な霧粒PP1を多く含む空気が霧粒放出口20から設置室内に放出される。このとき、空気および微細な霧粒PP1はいったん斜め上向きに吹き出されるが、下方位置から持ち上げる送風がないので、やがて矢印Baのように落下していく。但し、設置位置近辺のみに限定した殺除菌に用いるのであれば、支障はない。
以上に縷々説明してきたように、本考案は、上記した実施の形態に限定されるものではない。すなわち、本考案の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含む、本考案の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本考案に含まれることは言うまでもない。
1 ウイルス除去装置
2,2a,2b,2c 装置本体
3,3a 本体ケーシング
13 第1送風機
14 超音波発生機
17,17a 霧粒発生容器
17A,17Aa 天板部
17C 上部空間
17D,17Da 空気取入口
17E 空気排出口
18,18a 導気管
20 霧粒放出口
21 空気吹出口
23 第2送風機
24 霧粒放出管
B,Ba,B1,D,Da,E,F 矢印
P 微酸性電解水
PA 液面
PP1 微細な霧粒

Claims (4)

  1. 塩素含有の微酸性電解水を収容する霧粒発生容器と、
    前記霧粒発生容器内に設置されていて前記微酸性電解水から霧粒を発生させる超音波発生機と、
    前記霧粒発生容器内の上部空間と容器外とを連通するように前記霧粒発生容器に設けられた空気取入口と、
    前記容器外の空気を前記空気取入口から前記上部空間内に送り込む第1送風機と、
    前記上部空間内に送り込まれた空気および前記霧粒を前記容器外に放出するために前記霧粒発生容器に設けられた霧粒放出口と、
    を備えて成ることを特徴とするウイルス除去装置。
  2. 前記霧粒および前記空気を略水平方向ないし斜め上向きに放出するように前記霧粒放出口が配置されるとともに、前記霧粒放出口から放出された前記霧粒および前記空気を持ち上げる方向に送風する第2送風機が前記霧粒放出口の下方位置に配備されていることを特徴とする請求項1に記載のウイルス除去装置。
  3. 前記空気取入口が前記霧粒発生容器の天板部に形成され、管下端を前記空気取入口と連結された導気管が前記天板部に略垂直向きに立設され、前記導気管に前記第1送風機が配備されることにより、前記導気管を通って前記霧粒発生容器内の上部空間内に送り込まれた空気が前記微酸性電解水の液面に当たるように構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のウイルス除去装置。
  4. 計時を行なうとともに、予め設定された時間または時刻に基づいて少なくとも前記超音波発生機を駆動または停止させるタイマー機構を備えていることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のウイルス除去装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7097135B1 (ja) 2022-04-12 2022-07-07 株式会社テックコーポレーション 噴霧器

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JP7097135B1 (ja) 2022-04-12 2022-07-07 株式会社テックコーポレーション 噴霧器
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