JP4967126B2

JP4967126B2 - 殺菌方法

Info

Publication number: JP4967126B2
Application number: JP2006345317A
Authority: JP
Inventors: 武長澤
Original assignee: Utsunomiya University
Current assignee: Utsunomiya University
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: JP2008154705A

Description

本発明はエアフィルタに関し、特に殺菌を行うことができるエアフィルタに関する。

従来、空気中の不要物を除去するためエアフィルタが用いられている。たとえば特許文献１には、濾材を配置し、この濾材によって空気中の不要物の通過を阻止する構成が開示されている。

特開２００６−２８１０９７号公報

上述のように、特許文献１に記載のエアフィルタでは、濾材を配置し、その目の細かさによって濾材に不要物を留めるものであって、空気中の除去すべき不要物はそのまま存在し続ける。

このため、空気中の除去すべき不要物が細菌などの生物である場合には、フィルタ上でそのまま生息し続けることとなってしまい、従来のエアフィルタでは衛生上の問題があった。

また、殺菌にプラズマや放電を用いるようにした場合には、高電圧を必要とし、感電の危険性、オゾンの発生による人体への悪影響等があり、また、装置が大掛かりで経済的に問題があった。

本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、簡単な構成で確実な殺菌を行うことができるエアフィルタを提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するため、金属を格子状に形成した第１の電極と、片側の面が前記第１の電極に接し、所定の厚さを有し、該厚さ方向に貫通する貫通孔を有するプレートと、前記プレートの、前記第１の電極とは違う面に接する、金属を格子状に形成した第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に所定電圧を印加する電源部とを備えたことを特徴とする。

また本発明は、請求項１に記載の発明において、前記貫通孔内の電界強度が、前記第１の電極と前記第２の電極との間で放電を生じる電界強度未満で、且つ殺菌に必要な電界強度以上であることを特徴とする。

また本発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１の電極および前記第２の電極がイオンによる殺菌作用のある金属であることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成で確実な殺菌を行うことができるエアフィルタを提供することができる。

また、本発明によれば、ほとんど電力を消費することなく空気殺菌をすることができるという効果を奏することができる。

また、本発明によれば、強電界および銅などのイオンによる２つの殺菌作用を重畳させた殺菌装置を提供することができる。

また、本発明によれば、電流が微量であるため、人体に安全であり、感電の危険性が少ない。

また、本発明によれば、軽量で簡単な構成であり、装置の製作が簡単であるし、材料費が安く、制作費が安価で済む。

また、本発明によれば、電源として１．５Ｖの乾電池などを用いることができ、携帯可能なサイズを実現でき、人間用のマスクとして利用し、ウィルス（インフルエンザウィルス、鳥インフルエンザウイルス、ＳＡＲＳウイルス等を含む）、各種細菌等の殺菌、花粉除去用などとして用いることができる。

また、本発明によれば、Ｏ−１５７、レジオネラ菌、ブドウ菌、連鎖球菌、かび等の多くの種類の菌を殺菌することができ、広い用途に用いることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態によるエアフィルタの構成を示す概略斜視図である。

図２は、図１に示したエアフィルタのＩＩ−ＩＩ断面図である。

本実施の形態のエアフィルタ１は、図１に示すように、フィルタ部２と電源部３とを有して構成される。

フィルタ部２は、第１の電極４と第２の電極６とでプレート５を挟んで成り、第１の電極４と第２の電極６とは接触することなく対向して設けられている。

第１の電極４および第２の電極６は、たとえば銅製の針金を格子状に編んで形成される。この第１の電極４および第２の電極６は、たとえば１６２［メッシュ／インチ］程度の細かさでメッシュが形成される。第１の電極４および第２の電極６の材質としては、銅以外にも、金や銀などのイオンによる殺菌作用のある金属を用いることができる。

プレート５は、絶縁物から成り、全面にわたって貫通孔５ａが設けられている。プレート５の厚さＤはたとえば０．１ｍｍである。このプレート５としては、基板やゴム板や布など絶縁物であればあらゆる物を用いることができ、第１の電極４、第２の電極６、プレート５のいずれもが可撓性を有し、任意の形状を成すことができるので、エアフィルタ１を設置する場所に応じて様々な形状のフィルタ部２とすることができる。

図３は、図１に示したエアフィルタ１の電源部３の構成を示すブロック図である。

電源部３は、たとえば１．５Ｖの乾電池３ｃを内蔵し、スイッチ３ｄを介してこれを昇圧装置３ｅによって３００［Ｖ］に昇圧して出力する。昇圧装置３ｅとしてはたとえばイグナイターを用いることができる。昇圧装置３ｅによって３００［Ｖ］に昇圧した出力電圧Ｖｄは端子３ｂ、３ａを介して第１の電極４と第２の電極６との間に印加される。ただし、この印加電圧は、第１の電極４と第２の電極６との間で放電を生じない程度の電圧である。

プレート５の貫通孔５ａにおける電界強度Ｅは、第１の電極４と第２の電極６との間の電圧Ｖｄと、プレート５の厚さすなわち第１の電極４と第２の電極６との間の距離Ｄとを用いて、数１で表される。

数１に示されるように、本実施の形態のエアフィルタ１では、Ｖｄ＝３００［Ｖ］であり、Ｄ＝０．１［ｍｍ］であるので、プレート５の貫通孔５ａにおける電界強度Ｅが３０［ｋＶ／ｃｍ］となり、殺菌に必要な電界強度として知られている１０［ｋＶ／ｃｍ］を越え、十分な殺菌能力を有する。

本発明における電極間の電圧や電極間の距離は、上述のものに限られるものではなく、電界強度Ｅが５［ｋＶ／ｃｍ］を超えるものであればよく、好ましくは、殺菌に必要な電界強度として知られている１０［ｋＶ／ｃｍ］を越えるように数２によって算出されるものであれば、どのような値であってもかまわない。

すなわち、本発明によるエアフィルタは、それを用いる箇所に収納可能なサイズになるように電極間の距離を定め、その電極間の距離を数２に適用して電極間の電圧を定めるようにすればよい。

また、新種の細菌など、殺菌対象の細菌の死滅する電界強度が１０［ｋＶ／ｃｍ］よりも高いような場合には、その殺菌に必要な電極間の距離および電極間の電圧を定めるようにすればよい。

また本発明は、用途、目的に併せて、数２を満たす範囲で電極間の距離Ｄや電極間の電圧Ｖｄを変更することが可能であり、たとえばＤについては、マスク等に使用する場合には０．１mmのものから１０mmのものが使用可能であり、クリーンルームや殺菌室の場合には１０ｍ程度のものが好ましい。

図４は、図１に示したエアフィルタ１の電界による殺菌の原理を説明する部分断面拡大図である。

上述のように、プレート５の貫通孔５ａにおいて、第１の電極４と第２の電極６との間には３０［ｋＶ／ｃｍ］程度の電界が生じており、貫通孔５ａ内に流入した空気に含まれる菌７１は、菌７１内で電圧が誘起され、菌７１内でスパーク放電が生じる。このスパーク放電によって菌７１は破壊され、死滅する。

次に、第１の電極４および第２の電極６として銅を用いる効果について説明する。

図５は、図１に示したエアフィルタ１の銅イオンによる殺菌の原理を説明する部分断面拡大図である。

空気中の水分子（Ｈ_２Ｏ）は、電界（Ｅ）中で分極電荷（polarization charge）となる。空気中のバクテリアなどの菌は、その菌に付着している水分子の分極電荷の静電力によって銅メッシュ（第１の電極４や第２の電極６）に付着する。

この付着状態で、水分子は銅メッシュから銅イオン（Ｃｕ^＋＋）を溶出する。溶出された銅イオンは、水分子に付着していた菌や、単独で銅メッシュ（第１の電極４や第２の電極６）に付着していた菌を破壊し、死滅させる。

図６は、本発明の図１とは別の実施の形態によるエアフィルタの構成を示す概略断面図である。

図１に示した実施の形態では、第１の電極４と第２の電極６との間にプレート５を設けて、貫通孔５ａという殺菌エリアを設けたが、本発明はこれに限られるものではなく、空気が複数の殺菌エリアを通過する構成とすることもできる。

たとえば図６に示す構成では、フィルタ部１２は、第１の電極１４と第２の電極１６とでプレート１５を挟み、第２の電極１６と第３の電極１８とでプレート１７を挟み、第３の電極１８と第４の電極２０とでプレート１９を挟んで成る。

各電極１４、１６、１８、２０のそれぞれには、図６に示すように電源部１３からの高電圧が供給され、プレート１５の貫通孔１５ａ、プレート１７の貫通孔１７ａおよびプレート１９の貫通孔１９ａにて、前述の貫通孔５ａと同様の殺菌効果が得られる。

この実施の形態では、空気は、貫通孔１５ａ、貫通孔１７ａおよび貫通孔１９ａという３つの殺菌エリアを通過することになり、より高い殺菌効果が得られる。

以上説明したように本発明は、電源を小型の乾電池とイグナイター程度で構成することができるので、非常に小型で、携帯することもできる。

また、本発明は、第１の電極と第２の電極とのように対向する電極間に電流が流れないので、消費電力はほとんどなく、経済的である。

本発明によるエアフィルタは、空気中の殺菌を要するあらゆる用途に適用することができ、たとえば、人間や動物の呼吸に要する空気を殺菌するマスクや、エアコン、掃除機、扇風機、送風機等の吹出し空気の殺菌や、無菌室や冷蔵庫庫内等の個別エリア内の殺菌等に用いることができる。

本発明の一実施の形態によるエアフィルタの構成を示す概略斜視図である。図１に示したエアフィルタのＩＩ−ＩＩ断面図である。図１に示したエアフィルタの電源部の構成を示すブロック図である。図１に示したエアフィルタの電界による殺菌の原理を説明する部分断面拡大図である。図１に示したエアフィルタの銅イオンによる殺菌の原理を説明する部分断面拡大図である。本発明の図１とは別の実施の形態によるエアフィルタの構成を示す概略断面図である。

符号の説明

１エアフィルタ
２フィルタ部
３電源部
３ａ、３ｂ端子
４第１の電極
５プレート
５ａ貫通孔
６第２の電極

Claims

金属を格子状に形成した第１の電極と、
片側の面が前記第１の電極に接し、所定の厚さを有し、該厚さ方向に貫通する貫通孔を有するプレートと、
前記プレートの、前記第１の電極とは違う面に接する、金属を格子状に形成した第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に所定電圧を印加する電源部と、
を備えたエアフィルタに対し、
前記貫通孔内の電界強度が、前記第１の電極と前記第２の電極との間で放電を生じる電界強度未満で、且つ殺菌に必要な電界強度以上となる電圧を、前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加する
ことを特徴とする殺菌方法。
前記第１の電極および前記第２の電極が銅、金及び銀から選ばれるものであることを特徴とする請求項１に記載の殺菌方法。