JPWO2011087100A1 - 空気殺菌清浄装置、及びこれを用いた呼気ガス殺菌清浄装置、室内空気殺菌清浄装置、簡易隔離装置 - Google Patents
空気殺菌清浄装置、及びこれを用いた呼気ガス殺菌清浄装置、室内空気殺菌清浄装置、簡易隔離装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明の一実施形態に係る空気殺菌清浄装置は、少なくとも空気が一端側から他端側へ流れる筒状内面を有し、この筒状内面を鏡面処理した筒状反射体と、前記筒状反射体内の中央に、長手方向に沿って配設された棒状の紫外線ランプと、前記筒状反射体の内径にほぼ等しい直径の通気性を有する板状となっており、前記筒状反射体内の一端側及び他端側にそれぞれ設けられ、その中央を前記紫外線ランプが貫通する板状光触媒フィルタと、を備えた構成としてある。
前記筒状反射体の前記板状光触媒フィルタよりも一端側に、前記入口から筒内に流入した空気の流れを整える整流手段を設けた構成とする。
本発明の空気殺菌清浄装置によれば、筒状反射体の一端側から他端側へ流れる空気を、紫外線ランプから直接照射された紫外線と、筒状反射体に反射された紫外線とによって効果的に殺菌することができる。これにより、筒状反射体の容積を小さく、全長を短くした場合でも高い殺菌効果を得ることができ、装置の小型化、簡単化及びローコスト化を図ることが可能となる。また、筒内における紫外線の反射効率が良好となるため、各板状光触媒フィルタに照射される紫外線照射量も増大し、空気中に含まれる有機化合物や無機化合物の酸化分解が可能となる。
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態に係る空気殺菌清浄装置、及びこれを用いた呼気ガス殺菌清浄装置について、図1〜3を参照しつつ説明する。
ベンチレータ100には、図示しない酸素ブレンダが接続してある。この酸素ブレンダは、圧縮空気と圧縮酸素を混合し、酸素濃度21%(空気)〜100%(純酸素)の吸気ガスを生成する。ベンチレータ100は、患者PAの呼吸努力による圧力の低下に基づいて図示しない吸気弁を開放し、酸素ブレンダが生成した吸気ガスを、吸気ガス用チューブ接続ポート101から送気する。
ベンチレータ100の吸気ガス用チューブ接続ポート101及び呼気ガス用チューブ接続ポート102には、それぞれ吸気ガス用チューブ111及び呼気ガス用チューブ112が接続してある。各チューブ111及び112は、合成樹脂製の蛇管からなっている。各チューブ111及び112は、一方が二叉に分かれたY型コネクタ113に接続されており、Y型コネクタ113の他方には、合成樹脂製の蛇管と接続部からなるカテーテルマウント114が接続してある。このカテーテルマウント114にはマスク115が接続してあり、マスク115は、患者PAの口及び鼻を覆うように装着されている。なお、上述した呼吸回路の各構成要素は、1回限りで使い捨てるディスポーザブルタイプのものが好ましい。
ベンチレータ100の呼気ガス排出口103には、合成樹脂製の蛇管からなるディスポーザブルタイプのチューブ116が接続してあり、このチューブ116に空気殺菌清浄装置1が接続してある。図2に示すように、空気殺菌清浄装置1は、筒状反射体10の筒内に、紫外線ランプ12、二枚の板状光触媒フィルタ14、14及び一枚の円板状銅フィルタ15を収納した構成となっている。
筒状反射体10は、上端側を閉鎖部10B、下端側を開口部10Cとした円筒部材であり、筒状内面を鏡面処理10Aした構成となっている。筒状反射体10の上端近傍には、呼気ガスの入口11が設けてあり、この入口11は、埃フィルタ16(図1参照)を介してチューブ116に接続してある。チューブ116を流れる患者PAの呼気ガスは、埃フィルタ16を通って、入口11から筒状反射体10内に流入し、下端の開口部10Cから筒状反射体10外へ流出する。このような筒状反射体10は、例えば、内径100〜150mm程度、全長400mm程度に小さくすることができる。
紫外線ランプ12は、筒状反射体10内の中央に、その長手方向に沿って配設してある。この紫外線ランプ12両端の電極部12A、12Bは、筒状反射体10外に設けられた電源装置(安定器)13に接続してある。電源装置13を介して紫外線ランプ12に電源が供給されると、紫外線ランプ12が点灯し、筒内に紫外線が照射される。この紫外線は、筒状内面の鏡面処理10Aに反射される。
板状光触媒フィルタ14、14は、筒状反射体10の内径にほぼ等しい直径の通気性を有する円板状となっており、筒状反射体10内の上端側及び下端側にそれぞれ設けられ、その中央を紫外線ランプ12が貫通している。
板状銅フィルタ15は、銅製線材を網目状に織り又は不織布状に焼結させた通気性を有するメッシュフィルタである。筒状反射体10の下端の開口部10Cを板状銅フィルタ15によって閉鎖したことにより、この板状銅フィルタ15に含まれる銅イオンが殺菌効果を発揮するほか、筒状反射体10内への害虫の侵入を防止することができる。
上記構成からなる空気殺菌清浄装置1では、図3に示すように、紫外線ランプ12から照射された紫外線が、筒状反射体10の内面全体に施された鏡面処理10Aによって反射され、筒内における紫外線の反射効率が最大となる。この紫外線を受け、筒状反射体10の上下に位置する板状光触媒フィルタ14、14が共に活性化する。
上記構成からなる本実施形態の空気殺菌清浄装置1によれば、筒状反射体10の長手方向に沿って紫外線ランプ12を配設したことにより、筒内における紫外線の反射効率が最大となる。これにより、筒状反射体10の容積を小さく、全長を短くした場合でも高い殺菌及び清浄効果を得ることができ、装置の小型化、簡単化及びローコスト化を図ることが可能となる。
図2に示す本空気殺菌清浄装置を下記表1の仕様で製造した。例えば、インフルエンザウイルスを99.9%殺菌するのに必要な紫外線量は6.6mW・sec/cm2である。これに対し、本実施例の空気殺菌清浄装置は、直径150mm、有効殺菌長300mmの筒状反射体内で66mW・sec/cm2の殺菌線量(インフルエンザウイルスを99.9%殺菌するのに必要な紫外線量の10倍)を照射することが可能である。
本発明の空気殺菌清浄装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、筒状反射体10を円筒部材としたが、多角形の筒部材としてもよい。これ同様に、各板状光触媒フィルタ14及び各板状銅フィルタ15の外形も多角形とすることができる。
次に、本発明の第2実施形態に係る空気殺菌清浄装置、及びこれを用いた呼気ガス殺菌清浄装置について、図4を参照しつつ説明する。
図4において、本実施形態の呼気ガス殺菌清浄装置5では、ベンチレータ100の呼気ガス排出口103に、レザボアバック131を介して空気殺菌清浄装置2が接続してあり、空気殺菌清浄装置2を通過する呼気ガスの流速を一定にする構成としてある。
上述したように、ベンチレータ100には、図示しない酸素ブレンダが接続してあり、吸気ガスの酸素濃度を21%〜100%の範囲で調整することができる。このため、高酸素濃度の吸気ガスを患者PAに供給した場合は、呼気ガスの酸素濃度も高くなり、一般的には、スパークによって周辺部品が発火する可能性がないとはいえない。
本発明の第3実施形態に係る空気殺菌清浄装置について、図5を参照しつつ説明する。
次に、本発明の第4実施形態として、図5の空気殺菌清浄装置を用いた室内空気殺菌清浄装置について、図6及び図7を参照しつつ説明する。なお、図6及び図7において、上述した第3実施形態と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第5実施形態として、図5の空気殺菌清浄装置を用いた簡易隔離装置について、図8を参照しつつ説明する。なお、図8において、上述した第3及び第4実施形態と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第6実施形態として、図5の空気殺菌清浄装置を用いた簡易隔離装置について、図9を参照しつつ説明する。なお、図9において、上述した第3〜第5実施形態と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第7実施形態に係る空気殺菌清浄装置について、図10を参照しつつ説明する。
図10において、9は本実施形態に係る空気殺菌清浄装置であり、筒状反射体10の一端側及び他端側を閉鎖させた構成となっている。筒状反射体10の一端側には空気の入口11Aが設けてあり、他端側には空気の出口11Bが設けてある。上述した第1実施形態と同様に、筒状反射体10の内面は、鏡面処理10Aした構成となっており、次に述べる紫外線ランプ60から出射された紫外線の反射効率が最大となる。
筒状反射体10の筒内には、略U字形蛍光管を備えた紫外線ランプ60が配置してある。本実施形態の紫外線ランプ60は、二本の蛍光管をブリッジさせて略U字形にした構成としてある。このような略U字形の紫外線ランプ60を採用することにより、空気殺菌清浄装置9をコンパクト化しつつ、紫外線による空気の殺菌性能を大幅に向上させることができる。
筒状反射体10の筒内の入口11付近には、紫外線ランプ60が貫通しない円板状の板状光触媒フィルタ14Aが配設してある。筒状反射体10の筒内の板状光触媒フィルタ14Aよりも他端側には、紫外線ランプ60が貫通する略環状の板状光触媒フィルタ14B及び14Cが間隔をあけて配設してある。これら板状光触媒フィルタ14A〜14Cは、板状光触媒フィルタ14Aが貫通孔を有していない点を除き、図2に示した板状光触媒フィルタ14と同様の構成となっている。
本実施形態の空気殺菌清浄装置9では、筒状反射体10の入口11A、出口11B、及び筒状反射体10の他端側底部に、それぞれ板状銅フィルタ15A、15B、15Cを設けた構成としてある。各板状銅フィルタ15A〜15Cは、上述した第1実施形態と同様に、銅製線材を網目状に織り又は不織布状に焼結させた通気性を有するメッシュフィルタである。
本実施形態の空気殺菌清浄装置9では、筒状反射体10の他端側に、該筒状反射体10と同じ外径の筒状筐体17が連結してあり、該筒状筐体17の内部に電源装置13を収納した構成となっている。また、筒状筐体17の外周面には、電源装置13のON/OFF操作を行うための電源スイッチ13Aが配設してある。なお、13Bは、電源装置13に電源を供給するための電源コードである。
図10に示す構成の空気殺菌清浄装置に試験菌(黄色ブドウ球菌)を含む空気を吸引させ、本装置を通過した後の試験菌の生残率及び殺菌率を測定した。その結果、本実施例の空気殺菌清浄装置によれば、20リットルの空気中に含まれる36,000,000の試験菌を99.999997%殺菌できることが判明した。
生残率(%)=実施例の平均値(B)/比較例の平均値(A)×100%
殺菌率(%)=100%−生残率(%)
3A〜3D 空気殺菌清浄装置
4、5 呼気ガス殺菌清浄装置
6 室内空気殺菌清浄装置
7、8 簡易隔離装置
10 筒状反射体
10A 鏡面処理
10B 閉鎖部
10C 開口部
11 入口
12 紫外線ランプ
12A 電極部
13 電源装置
14 板状光触媒フィルタ
15 板状銅フィルタ
16 埃フィルタ
20 筒状反射体
20A、20B 閉鎖部
21 吸気口
22 排気口
23 電極収納部
23a シール部
23b 通気孔
24 吸引ファン
30 筒状反射体
30A、30B 閉鎖部
31 吸引口
32 排出口
33 管路
34 吸引ファン
35 HEPAフィルタ
36 筐体
36A 外部吸引口
36B 外部排出口
40A 第1吸排気パネル
40B 第2吸排気パネル
41 箱状枠体
42 通気性シート材
42a シートフレーム
43 接続部
44 吸気用チューブ
45 排気用チューブ
40 吸排気パネル
43 接続部
50 隔離室
51 躯体フレーム
52 非通気性シート材
53 天井板
53a 開口部
54 フィルタ部材
100 ベンチレータ
101 吸気ガス用チューブ接続ポート
102 呼気ガス用チューブ接続ポート
103 呼気ガス排出口
111 吸気ガス用チューブ
112 呼気ガス用チューブ
113 Y型コネクタ
114 カテーテルマウント
115 マスク
116 チューブ
120 スタンド
131 レザボアバック
132 一方弁
PA 患者
UV 紫外線
B ベッド
9:空気殺菌清浄装置
10:円筒状反射体
11A:入口
11B:出口
11C:排水口
13:電源装置
13A:電源スイッチ
13B:電源コード
14A〜14C 板状光触媒フィルタ
15A〜15C:板状銅フィルタ
60:紫外線ランプ
61:電極部
62:タイムカウンタ
TF:乱流
LF:層流
W:水滴
Claims (20)
- 少なくとも空気が一端側から他端側へ流れる筒状内面を有し、この筒状内面を鏡面処理した筒状反射体と、
前記筒状反射体内の中央に、長手方向に沿って配設された棒状の紫外線ランプと、
前記筒状反射体の内径にほぼ等しい直径の通気性を有する板状となっており、前記筒状反射体内の一端側及び他端側にそれぞれ設けられ、その中央を前記紫外線ランプが貫通する板状光触媒フィルタと、
を備えた空気殺菌清浄装置。 - 前記筒状反射体が、一端側を閉鎖させるとともに他端側を開口させた筒部材からなり、該筒部材の一端側に空気の入口を設け、他端側の開口を、該筒部材の内径にほぼ等しい直径の通気性を有する板状の銅フィルタによって閉鎖した請求項1記載の空気殺菌清浄装置。
- 前記筒状反射体が、一端側及び他端側を閉鎖させた筒部材からなり、一端側に空気の吸引口を設けるとともに、他端側に空気の排出口を設け、これら吸引口と排出口の少なくとも一方に吸引ファンを接続し、該筒部材の一端側から他端側へ空気を強制的に流通させた請求項1記載の空気殺菌清浄装置。
- 前記筒状反射体が、一端側及び他端側を閉鎖させた筒部材からなり、複数の前記筒部材を、空気の流通が可能な管路を介して直列に連結し、直列の一端に連結された前記筒部材に吸引口、直列の他端に連結された前記筒部材に排出口をそれぞれ設け、これら吸引口と排出口の少なくとも一方に吸引ファンを接続し、直列の一端から他端に連結された複数の前記筒部材に空気を強制的に流通させた請求項1記載の空気殺菌清浄装置。
- 前記空気殺菌清浄装置を構成する前記紫外線ランプの電極部を、前記筒状反射体の内部空間から遮断するとともに、該電極部への外気の流通を可能とした請求項1〜4のいずれか1項に記載した空気殺菌清浄装置。
- 前記紫外線ランプが、蛍光管を折り曲げ又はブリッジさせた略U字形蛍光管を備えた請求項1〜5のいずれか1項に記載した空気殺菌清浄装置。
- 前記筒状反射体が、一端側及び他端側を閉鎖させた筒部材からなり、該筒部材の一端側に空気の入口を設けるとともに、該筒状部材の他端側に空気の出口を設け、
前記筒状反射体の前記板状光触媒フィルタよりも一端側に、前記入口から筒内に流入した空気の流れを整える整流手段を設けた請求項1〜6のいずれか1項に記載した空気殺菌清浄装置。 - 前記整流手段が、前記筒状反射体の内径にほぼ等しい直径の通気性を有する板状光触媒フィルタであり、該板状光触媒フィルタの板面全体に、前記空気の流れを整える多数の通気孔をほぼ均等に設けた請求項7記載の空気殺菌清浄装置。
- 前記筒状反射体の入口及び出口を、通気性を有する板状の銅フィルタによって閉鎖した請求項7又は8記載の空気殺菌清浄装置。
- 前記筒状反射体の出口よりも他端側に、通気性を有する板状の銅フィルタを設けるとともに、該銅フィルタの付近に貯留した水滴を筒外に排出させるための排水口を設けた請求項7〜9のいずれか1項に記載した空気殺菌清浄装置。
- 前記紫外線ランプの累積使用時間又は交換時期を報知するための手段を設けた請求項1〜10のいずれか1項に記載した空気殺菌清浄装置。
- 前記空気殺菌清浄装置と、
少なくとも患者からの呼気ガスを流通させるためのチューブとを含み、
前記チューブに前記空気殺菌清浄装置の入口又は吸引口を接続し、該空気殺菌清浄装置によって前記呼気ガスを殺菌及び清浄した後、室内に排出させる請求項1〜11のいずれか1項に記載した空気殺菌清浄装置を用いた呼気ガス殺菌清浄装置。 - 前記空気殺菌清浄装置と、
患者への吸気ガス及び患者からの呼気ガスを流通させるための複数のチューブを連結させた呼吸回路と、
患者への吸気ガスの供給及び患者の呼気ガスの排出を制御するベンチレータとを含み、
前記ベンチレータの呼気ガスの排出口に前記空気殺菌清浄装置の入口又は吸引口を接続し、該空気殺菌清浄装置によって前記呼気ガスを殺菌及び清浄した後、室内に排出させる請求項1〜11のいずれか1項に記載した空気殺菌清浄装置を用いた呼気ガス殺菌清浄装置。 - 前記吸引ファンを備えた前記空気殺菌清浄装置と、
薄型の箱状枠体の開口する正面に通気性のシート材を張設することによって、前記箱状枠体内に前記シート材で閉鎖された内部空間を形成し、該内部空間に連通する空気の流通が可能な接続部を設けた第1吸排気パネルとを含み、
前記第1吸排気パネルの接続部に前記空気殺菌清浄装置の吸引口を接続し、前記第1吸排気パネルを介して室内の空気を前記空気殺菌清浄装置内に吸引し、該空気殺菌清浄装置によって前記呼気ガスを殺菌及び清浄した後、室内に排出させる請求項3〜11のいずれか1項に記載した空気殺菌清浄装置を用いた室内空気殺菌清浄装置。 - 前記室内に、前記第1吸排気パネルと所定の間隔をあけて対向配置された第2吸排気パネルをさらに備え、該第2吸排気パネルの接続部に送風手段を接続し、前記第2吸排気パネルから前記第1吸排気パネルへの一方向の空気の流れを形成した請求項14記載の室内空気殺菌清浄装置。
- 前記送風手段が、前記第1吸排気パネルに接続した前記空気殺菌清浄装置、又は第1吸排気パネルに接続したものとは別個の前記空気殺菌清浄装置であり、いずれかの前記空気殺菌清浄装置の排出口を前記第2吸排気パネルの接続部に接続し、前記第2吸排気パネルから前記第1吸排気パネルへ殺菌及び清浄済みの空気が流れるようにした請求項15記載の室内空気殺菌清浄装置。
- 前記吸引ファンを備えた前記空気殺菌清浄装置と、
閉鎖された空間の骨組みを形成する躯体フレームと、
前記躯体フレームを被覆して、該躯体フレーム内に閉鎖された空間を形成する一又は複数のシート材と、
前記シート材によって閉鎖された空間に連通する空気の流通が可能な接続部とを含み、
前記接続部に、前記空気殺菌清浄装置の排出口又は吸引口を接続することによって、前記シート材によって閉鎖された空間に殺菌及び清浄済みの空気を供給し、又は、前記シート材によって閉鎖された空間内の空気を吸引して殺菌及び清浄する請求項3〜11のいずれか1項に記載した空気殺菌清浄装置を用いた簡易隔離装置。 - 薄型の箱状枠体の開口する正面に通気性のシート材を張設することによって、前記箱状枠体内に前記シート材で閉鎖された内部空間を形成し、該内部空間に連通する空気の流通が可能な前記接続部を設けた吸排気パネルを備え、
前記吸排気パネルを前記閉鎖された空間の天井に用い、該吸排気パネルの前記接続部に、前記空気殺菌清浄装置の排出口を接続することによって、該吸排気パネルを介して前記空間内に殺菌及び清浄済みの空気を供給する請求項17記載の簡易隔離装置。 - 前記吸引ファンを備えた前記空気殺菌清浄装置と、
薄型の箱状枠体の開口する正面に通気性のシート材を張設することによって、前記箱状枠体内に前記シート材で閉鎖された内部空間を形成し、該内部空間に連通する空気の流通が可能な接続部を設けた吸排気パネルと、
閉鎖された空間の骨組みを形成する躯体フレームと、
前記躯体フレームを被覆して、該躯体フレーム内に閉鎖された空間を形成する一又は複数のシート材と、
前記シート材によって閉鎖された空間に連通する開口部と、
前記開口部を塞ぐ通気性のフィルタ部材と、を含み、
前記空気殺菌清浄装置の吸気口を前記吸排気パネルの接続部に接続し、該吸排気パネルを前記シート材によって閉鎖された空間内に配設し、該空間内の空気を吸引して殺菌及び清浄する請求項3〜11のいずれか1項に記載した空気殺菌清浄装置を用いた簡易隔離装置。 - 前記開口部及びフィルタ部材を、前記シート材によって閉鎖された空間の上方に設けるとともに、前記吸排気パネルを、前記シート材によって閉鎖された空間の下方に配設し、前記空間の下方から該空間内の空気を吸引し、前記空間の上方から新しい空気が供給される請求項19記載の空気殺菌清浄装置を用いた簡易隔離装置。
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