WO2010125750A1 - 空気清浄システムおよび空気清浄方法 - Google Patents

空気清浄システムおよび空気清浄方法 Download PDF

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Abstract

本発明ではコスト、設置性が良く、ウイルス除去を効果的かつ使用条件を選ばず実施することができる空気清浄システムを提供する。本発明の空気清浄システム(11)は、微細な水粒子を生成する水粒子発生装置(15)と、生成された水粒子を室内に供給するための送風装置(16)と、室内に供給した水粒子を回収する回収装置(13)と、回収した水粒子から空気の微小な汚染物質を除去する分離装置(19)を有する空気清浄システムであって、特に、20~50μmの径である水粒子を室内に供給して空気の微小な汚染物質を吸着し、水粒子ごと空気中の微小な汚染物質を回収することを特徴とする。

Description

空気清浄システムおよび空気清浄方法
 本発明は、例えば病室やリビング等の閉鎖された室内空間における空気清浄システムに関する。
 病室やリビングなどの室内空間では、微小な物質(例えば、ハウスダスト,花粉,カビ,ウイルス等)が浮遊していることがある。室内空間中を漂うウイルスは、空気感染や飛沫感染を引き起こし、特にSARSウイルスや新型インフルエンザウイルスなどは、非常に致死率が高いと共に爆発的な伝染の可能性を有しており、その対策は大きな社会問題となっている。
 このようなウイルスは、そのサイズが0.1μm程度と非常に小さいため、空気のわずかな流れで浮遊してしまって沈降することはない。そのため、一般の空気清浄機による部分的な空気流では、周囲の空気との間に生じる微小な空気流の乱れによって拡散してしまい、思惑通りに収集することは困難である。また、収集したとしても、一般の空気清浄機ではせいぜい数μmの物質を除去するフィルタを用いているためウイルスは除去できず、逆にウイルス用のHEPA等のフィルタを用いてしまうと他の物質によってすぐに目詰まりしてしまう。
 ここで、ウイルスサイズ(0.001μm~0.1μm)の一例である0.1μmの粒子と、一般のハウスダストサイズ(1μm~1000μm)の一例である100μmの粒子についての考察を行なう。
 図5は、ウイルスサイズの粒子とハウスダストサイズの粒子を人の顔位置で放散してから約60秒後のその粒子の挙動をシミュレートした図を示している。ここで、粒子を人の顔位置(図5(a)の領域1a)で放散するのは、ウイルスが人のくしゃみなどにより放散される場合を模擬したためである。特に、図5(a)は、ウイルスの放散開始時の状態を示している。また、図5(a)~(c)において、室内空間である部屋1には、その中の人が感じない程度の空気のわずかな流れが生じているものと設定している。また、部屋1内には、柱やたんすやベッド等が存在しているとして、部屋1を複雑な形状として考察している。
 図5(b)は、ウイルスサイズの粒子2bを図5(a)の領域1aに配置(放散開始)してから約60秒後の状態を示す図である。図5(b)では、部屋1の中の実線以外の細かい点は全て粒子2bであるが、図中ではその一部のみに符号を付している。図5(b)での細かい点の分布から明らかなように、ウイルスサイズの粒子2bは、微小な空気の流れにより勝手に拡散しており、沈降する粒子はほとんど無いことが判る。
 一方、図5(c)は、ハウスダストサイズの粒子2cを図5(a)の領域1aに配置してから約60秒後の状態を示す図である。図5(c)では、部屋1の中の実線以外の点は全て粒子2cであるが、図中ではその一部のみに符号を付している。図5(c)から明らかなように、ハウスダストサイズの粒子2cは、約60秒後には主に領域1b,1cを中心に床に沈降している。これら、図5(b)と図5(c)の結果より、ウイルスサイズの粒子は、一般の空気清浄機での集塵を狙うハウスダストサイズの粒子とは挙動が大きく異なることが判る。
 上記のような特性を持つウイルスを回収して室内の空気を清浄化する従来の技術として、以下のようなものがある。
 まず、清浄化した空気を層状に送り込んでウイルスを含む空気を押し出すと共に、その空気の流れをカーテンのようにしてウイルスの進入を防ぐ技術がある。さらには、クリーンルームのように、室内もしくは建物内の空気の全体の流れをコントロールし、HEPAフィルタによって空気を清浄化する従来例1の技術がある(例えば、特許文献1,2参照。)。
 また、別な従来技術として、高機能化した市販の空気清浄機のようにイオンを発生させて室内に送り込み、そのイオンによってウイルスを非活性化もしくは死滅させることで空気の清浄化を計る従来例2の技術がある(例えば、特許文献3参照。)。
 さらに、高機能化した市販の空気清浄機の中には、20μm程度以下の帯電や殺菌成分を含んだ微小な水滴を生成してこれを噴霧し、ウイルスがこの水滴につくことで殺菌や非活性化を図る従来例3の技術がある(例えば、特許文献4,5参照。)。
 また、その他の従来技術として、ウイルスの収集は行わないが、オゾンを室内に充満させることや紫外線を当てることでウイルス死滅する従来例4の技術もある。
特開昭55-118754号公報 特開2001-108269号公報 特開2002-319470号公報 特開2003-79714号公報 特開2007-32974号公報
 しかしながら、前述の従来例1では、設備の費用も高く、その設置も容易ではない。そのため、手術室など局所的で固定された環境条件で使用する場合は効果的であるが、病室や一般家庭で用いることは、コスト、設置性等の問題がある。また、HEPAフィルタを用いる場合、前述のように、ある程度の清浄空間での使用でないとフィルタがすぐに目詰まりしてしまうことがある。
 また、前述の従来例2では、コストや設置性に関しては問題ないが、イオンによる殺菌の原理が完全に明確にされているわけではない。また、室内にイオンを送り込んだだけでは、制御できない状態で室内に拡散してしまう。さらには、イオンの寿命は長くても数秒程度である。そのため、ウイルスの非活性や死滅に足る十分量のイオンを、狙ったウイルスに接触させることは難しく、その効果が充分に発揮されない可能性もある。
 また、前述の従来例3では、水滴径が小さいため、イオンと同様にわずかな気流等によって水滴が拡散してしまう。また、ウイルスをこの水滴に付着させて確実に回収することも難しい。さらに、数μmオーダーの微小な水滴であれば、環境条件にもよるが数秒~コンマ秒程度で蒸発してしまうため、水滴としての効果も限定的なものとなってしまう。
 ここで、従来例3の粒子径が数μmオーダーの水粒子の挙動のシミュレートを、図6を用いて考察する。図6は、従来例3で使用される最大クラスの10μmの粒子3を放散してから約90秒後のシミュレート結果を示すものである。図6では、部屋1の中の実線以外の細かい点は全て粒子2であるが、図中ではその一部のみに符号を付している。図6を見ると、室内空間である部屋1中に細かい点(粒子2)が広く分散しており、このサイズであっても90秒後には依然と空中を漂い拡散していることが判る。そのため、従来例3では、気流に対して制御が難しいことが判る。
 さらに、従来例4では、オゾンも紫外線も人体には有害であり、その使用環境や使用条件が非常に限定されてしまう。
 そこで、本発明では、室内空間の微小物質の回収を効果的かつ使用条件を選ばず実施することができ、その結果として病室や一般家庭の部屋等で容易に用いることができる空気清浄システムおよび空気清浄方法を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するための本発明の空気清浄システムは、室内空間に浮遊する微小物質を回収する空気清浄システムであって、粒子径20~50μmの水粒子を発生させる水粒子発生装置と、前記水粒子を室内で移動させるための空気流を発生させる送風装置と、前記水粒子発生装置よりも空気流の風下に配置され、空気流に含まれる水粒子を回収する水粒子回収装置と、前記回収した水粒子と前記微小物質とを分離させる微小物質回収装置と、を備えることを特徴とする。
 また、上記課題を解決するための本発明の空気清浄方法は、室内空間に浮遊する微小物質を回収する空気清浄方法であって、水粒子発生装置により粒子径20~50μmの水粒子を発生させ、送風装置により前記水粒子を移動させる空気流を発生させ、前記水粒子発生装置よりも風下に配置される水粒子回収装置により前記水粒子を回収し、微小物質回収装置により前記回収した水粒子と前記微小物質とを分離することを特徴とする。
 以上のように、本発明の空気清浄システムおよび空気清浄方法によれば、室内空間の微小物質の回収を効果的かつ使用条件を選ばず実施することができるため、病室や一般家庭の部屋で容易に用いることが可能となる。
図1(a)~(c)は、実施の形態の空気清浄システムの概要図である。 図2は、水粒子の径と特性との関係を示す図である。 図3は、粒子径30μmの水粒子の放散から90秒後のシミュレーション結果を示す図である。 図4は、実施の形態の空気清浄方法のフローチャートである。 図5は、(a)粒子の放散開始時のシミュレーション結果を示す図、(b)ウイルスサイズの粒子の放散60秒後のシミュレーション結果を示す図、(c)ハウスダストサイズの粒子の放散60秒後のシミュレーション結果を示す図である。 図6は、粒子径10μmの水粒子の放散から90秒後のシミュレーション結果を示す図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明を行う。なお、以下の説明において、同じ構成には同じ符号を付して、説明を省略する。
 図1は、本発明の実施の形態の空気清浄システムの概要図であり、図2は、水粒子の径と特性との関係を示す図であり、図3は、図6と対応する本実施の形態における水粒子の挙動シミュレーション結果を示す図である。
 図1(a)~(c)で示すように、本実施の形態の空気清浄システム11は、水粒子供給装置12と、水粒子回収装置13と、室内環境計測装置22と、人検知装置23と、から構成される。そして、水粒子供給装置12は、粒子径20~50μmの水粒子14を発生させる水粒子発生装置15と、空気流を発生させる送風装置16とを備えている。空気清浄システム11は、水粒子14を室内に供給して空気中のウイルス21などの微小物質を吸着させ、水粒子14ごと空気中のウイルス21などの微小物質を回収することを特徴とする空気清浄システムである。
 水粒子発生装置15としては、後述するような方式があるが、モータの回転による遠心力により水粒子を発生させる遠心式の装置や、超音波振動子により水を振動させて水粒子を発生させる超音波式の装置などを用いる。
 図1(b)で示される水粒子供給装置12は、室内空間である部屋1の天井付近に設けられ、粒子径20~50μmの水粒子14を発生させる水粒子発生装置15と、発生した水粒子14を空気流に乗せて部屋1内に供給するための送風装置16と、水粒子特性制御手段17と、空気流の向きを制御することで水粒子14の供給方向を制御するための方向制御手段24と、を備える。
 送風装置16は、送風ファンを備え、この送風ファンを回転させることで空気流を発生させるものである。
 方向制御手段24は、送風装置16で発生した空気流の流路の途中に設けられ、首振り動作を行うことで空気流の向きを制御可能な整流板などから構成される。
 水粒子特性制御手段17は、遠心式の装置の場合はモータの回転を制御するためのものであり、超音波式の装置の場合は超音波振動子の周波数などを制御するためのものである。水粒子特性制御手段17は、これらを制御することで、水粒子発生装置15で発生する水粒子14の粒子系を変化させることが可能である。
 また、図1(c)で示される水粒子回収装置13は、部屋1の床面近傍に設けられ、室内空間に供給した水粒子14を回収する回収手段18と、回収した水粒子14と微小物質とを分離する分離装置19と、回収用送風装置20と、を備える。
 回収手段18は、空気流により流れが制御された室内空間の水粒子14を回収するためのもので、水粒子と空気とを分離させる気液分離を用いた装置などが用いられる。
 分離装置19は、回収した水粒子から水と微小物質とを分離する装置である。フィルタを用いて水と微小物質とを分離するものでもかまわないが、加熱手段により水粒子に熱を加えて水のみを蒸発させることで、水と微小物質とを分離するものが好ましい。これにより、水粒子は消失し、水粒子回収装置13内部に水分が残存しないため、水粒子回収装置13の内部にカビ等が発生することもなく、部屋1を再汚染することを回避できる。また、十分に加熱を行うことで、殺菌効果を期待することも可能となる。また、微小物質によってフィルタが目詰まりすることを回避できる。特に加熱手段は、電磁波を発生させ、回収した水粒子に熱エネルギーを与えて加熱する装置が好ましい。これによれば、水粒子の特性を最大限に活かし、水粒子を蒸発させることが可能となる。。
 ここで、まず、本実施の形態において、粒子径20~50μmの水粒子を用いる理由について、図2を用いて説明する。図2は、横軸に水粒子の径(μm)を取り、各径での特徴を示したものである。
 図2で示すように、水粒子は径により様々な特性を有する。
 まず、大きな挙動を違いが現れるサイズは粒子径5μmである。これは、日本の病院における感染症防止の基本となっている米国CDC(疾病予防センター)のガイドラインで、飛沫感染と空気感染の境となる病原体の大きさの目安である。粒子径5μm以下では、室内に空気の流れが無くとも病原体は沈降することなく空気中をさまよい、空気感染を発生させる。一方、粒子径5μm以上では、沈降してしまうため、対象となる病原体は、人から咳とともに飛び出した範囲での飛沫感染となる。インフルエンザなどのウイルスについては、人の咳により唾と一緒となって粒子径5μm以上の水粒子となり、まずは飛沫感染を引き起こす。幸いにも沈降したウイルスも、その後、水分が蒸発することで再度空気中に巻き上げられて浮遊し、今度は空気感染を引き起こす。このように、インフルエンザなどのウイルスを含む水粒子の粒子径は5μmであるが、前述の図6にて示したように、20μm以下の水粒子の場合は、実質的に人が無風と感じるレベルの微風でも巻き上げられる。
 一方、一般的に粒子径50μmより小さい水粒子は、通称「ドライミスト」と呼ばれ、水粒子の径が小さいため、人の手などに接触しても濡れる感覚はないとされている。また、粒子径50μm以上の水粒子については「スプレーミスト」と呼ばれ、接触すると濡れてしまう。
 また、水粒子の物質サイズにともなって蒸発までの時間も変化し、小さいものほど早く蒸発し、大きいものほど寿命が長い。
 一般的な空気清浄機では、水粒子を発生させるものもあるが、主に拡散効果を見込んだものであり、部屋の隅々までいきわたらせることを目的としている。そのため、水粒子の粒子径は20μm以下となっている。また、早期に蒸発させることで湿度を向上させ、向上した湿度によってウイルスの非活性化に貢献するものもある。
 本実施の形態では、ドライミスト(水粒子径0.1~50μm)の性質を有しながらも勝手に拡散することなく、気流にて制御しやすくて、回収までの十分な寿命を有するサイズとして、粒子径20~50μmの水粒子を選定している。さらに、物質サイズを有る程度大きくすることで、ウイルス等の微小な物質を吸着しやすくなることも判っている。なお、本実施の形態において、粒子径20μm以上としたのは、一般的な部屋のサイズにて、水粒子が蒸発することなく、充分な距離だけ気流に沿って移動可能とするためである。
 図3は、本実施の形態で選定した範囲内の粒子径30μmの水粒子を、人の顔位置で放散した場合の挙動を示す図である。なお、図3は、粒子サイズが異なること以外は、図6と同様の配置や構成を有する場合でのシミュレート結果である。図3では、部屋1の中の実線以外の点は全て水粒子14であるが、図中ではその一部のみに符号を付している。図3より明らかなように、水粒子14は、約90秒後には主に領域1b,1cを中心に、ほとんどの物質が拡散することなく沈降しており、空気流で制御するのに充分な重量や大きさを持っていることが分かる。よって、本実施形態のサイズの水粒子は、前述の従来例3のように空気流によって拡散されることなく、空気流に素直に従いその挙動を制御しやすいことが判る。
 また、本実施の形態では、回収対象である微小物質をウイルス21だとしているため、室内空間である部屋1にいる人25に対して、市販の空気清浄機のように水粒子を拡散させることは非効率的であると言える。本実施の形態は、ウイルス21の発信源であり、また、ウイルス21を吸い込んで感染を引き起こす口を有する顔位置に、水粒子14を集中させることを特徴の一つとしている。これにより、ウイルス21の感染を効果的防止できる。従って、部屋1に人検知装置23を搭載し、検出した人25の位置(検出可能であれば人25の顔位置)を目掛けて、人検知装置23での検知結果に基づいて水粒子14を噴霧できるように、方向制御手段24にて水粒子14の噴霧方向を調整できることが望ましい。
 人検知装置23は、部屋1の中に人が存在しているか否かを赤外線や超音波によって検知する方法が採用される装置等である。また、人検知装置23は、赤外線や超音波を用い部屋1をスキャンすることにより人の位置も含めて検知するものでもよい。さらに人検知装置23は、人25が咳などをした際の音による音センサによって人の顔の位置を検知するものであってもよい。具体的な検知方法としては、検知速度や検知精度などを考慮して適宜選択されることが好ましい。
 方向制御手段24は、事前に入力された条件に基づいて、検知された人の周囲を重点的に清浄する場合は、その人近傍に空気流が向くように、方向制御手段24によって空気流を制御する。また、人検知装置23が人の位置に関する情報を送信する場合は、その信号に基づき空気流が人の位置に向くように、方向制御手段24によって空気流を制御してもかまわない。さらに人検知装置23が人の顔の位置に関する情報を送信する場合は、その人の顔近傍に空気流が向くように、方向制御手段24によって空気流を制御してもかまわない。
 また、ウイルス21付きの水粒子14bを効率的に回収するために、水粒子回収装置13は、その回収口に向けて旋回吸込み流を発生させるような漏斗状又は円筒状の回収用送風装置20があることが望ましい。
 さらに、水粒子回収装置13で回収し損ねて部屋1の床に付着したウイルスを、水粒子回収装置13の別の形態である移動型掃除装置26にて拭き掃除を行なって、ウイルス21を回収させることで、さらに効果的にウイルス除去が可能である。
 また、水粒子の特性はその径だけでなく、使用環境の湿度,温度,水粒子の温度などにより変化する。これらは、特に、蒸発までの時間への影響は大きい。従って、目標とする粒子径20~50μmの水粒子を生成しても、環境によってはウイルスを吸着するところに到達する前に蒸発が進み、粒子径が20μmより小さくなって拡散して回収が難しくなる可能性や、最悪、途中でその水粒子が蒸発してしまう可能性がある。そこで、部屋1の室内の温度,湿度,風向などの室内環境を計測する室内環境計測装置22を設置し、これによって得られた計測値に基づいて水粒子の粒子径や温度、それを送る風量や風向などを制御する水粒子特性制御手段17や方向制御手段24を具備していることが望ましい。
 その他、水粒子14の特性を制御する上で、水を氷化させる氷化手段を水粒子発生装置15に備え、微小な氷の粒子を空気流に乗せて移動させてもよい。その場合、冷却温度を制御するなどによって微小な氷の表面の凹凸を増やすことで表面積を大きくし、ウイルス21などの微小物質の吸着性を向上させることもできる。
 さらに、帯電手段(図示せず)を用いて水粒子14にイオンやラジカル等の電荷を持たせることで、ウイルス21などの微小物質の吸着性を向上させることも可能である。
 また、さらには、適宜添加物を加えることで、吸着性や水粒子14の特性を好ましく変化させることも可能である。
 以上の本実施の形態での空気清浄システム11のフローについて、図4を用いて説明する。
 図4において、まず、人検知装置23で、室内空間である部屋1の中の人25の検知を行なう。(ステップS1)
 次に、ステップS1で部屋1の中の人25が検知された場合は、水粒子供給装置12からその人25に向けて、粒子径20~50μmの水粒子14を移動させる。そして、水粒子14の移動は、送風装置16によって発生させた空気流により行う。また、空気流の方向は、部屋1の室内の必要な箇所(人25付近)である。(ステップS2)
 ここで、ステップS2で発生させる水粒子の条件を前述のように制御するために、室内環境計測装置22で、部屋1内の温度や湿度,風向,風量などの環境情報を計測する。そして、それらの計測結果に基づいて、ステップS2で発生させる水粒子の条件(水粒子の粒子径,温度,送風量,送風速度の少なくとも1つ)を適宜制御する。(ステップS3)
 次に、ステップS2で室内を空気流に乗って移動する水粒子14が、人25付近を含む移動経路においてウイルス21など微小物質を付着させる。そしてこれらの水粒子14を水粒子回収装置13で回収する。具体的には、水粒子回収装置13の回収口に向けて旋回吸込み流を発生させることで、水粒子14を回収する。そして、回収した水粒子14から分離装置19にて微小物質(本実施の形態ではウイルス21)と水粒子とを分離する。このようにして、室内空間である部屋1から微小物質(ウィルス)を除去することが可能である。(ステップS4)
 ここで、ステップS4で回収し損ねて部屋1の床に付着した水粒子14がある場合は、自律移動式の掃除機である移動型掃除装置26が、部屋1の中を動き回りながら回収することが好ましい。(ステップS5)
 ここで、個々の装置の実現方法に関して、詳しく説明する。
 まず、水粒子供給装置12の水粒子発生装置15に用いる20~50μm水粒子の生成方法には、水を衝突破砕させる方式(方式1)、圧力をかけて微小な穴のあいたノズルから噴出す方式(方式2)、超音波方式(方式3)、遠心力を用いた方式(方式4)、ペルチェ素子等で空気中の水分から物質を生成する方式(方式5)などを用いることができる。特に、音も小さく、水粒子の粒子径も手ごろであり、比較的制御も容易な(方式3)の超音波方式が、本実施形態1の空気清浄システムに最も適していると考えられる。
 水粒子回収装置13の分離装置19としては、フィルタを例示できる。
 ここで、図1では、本実施の形態の空気清浄システム全体を、大きく水分子の供給ユニットと、回収ユニットの2つのユニットに分離して図示しているが、分離したシステムとしても良いし、市販の空気清浄機のように一つのユニットに合体させた形態でもよい。いずれにせよ、従来例1,2のような大規模なシステムや建物の構造解析や改造が必要となるようなことはなく、通常の空気清浄機並みのコスト、設置性にて部屋に設置することができる。
 本実施の形態での説明では、もっとも効果的な微小な汚染物質としてウイルス21を挙げたが、ウイルス同様に微小な物質を原因とする臭いにも効果が期待できる。その際は、前述の水粒子14に臭いの吸着剤を添加することが好ましい。また、氷の物質を供給する場合にはその物質に無数の凹凸や穴を開けることで効果的な消臭を行うことができる。
 また、汚染物質については、もちろん従来の空気清浄機にて対象としている花粉,ハウスダスト,細菌等を対象としてもよい。
 本発明の空気清浄システムおよび室内の空気清浄方法によれば、効果的に室内に浮遊するウイルス等の汚染物質を低コストかつ確実に収集し、空気を清浄化できる。従って、一般家庭,病院や公共施設などの室内での利用が期待できる。
   1 部屋
   2、3 物質
  11 空気清浄システム
  12 水粒子供給装置
  13 水粒子回収装置
  14 水粒子
  15 水粒子発生装置
  16 送風装置
  17 水粒子特性制御手段
  18 回収手段
  19 分離装置
  20 回収用送風装置
  21 ウイルス
  22 室内環境計測装置
  23 人検知装置
  24 方向制御手段
  25 人
  26 移動型掃除装置
 

Claims (13)

  1.  室内空間に浮遊する微小物質を回収する空気清浄システムであって、
     粒子径20~50μmの水粒子を発生させる水粒子発生装置と、
     前記水粒子を室内で移動させるための空気流を発生させる送風装置と、
     前記水粒子発生装置よりも空気流の風下に配置され、空気流に含まれる水粒子を回収する水粒子回収装置と、
     前記回収した水粒子と前記微小物質とを分離させる微小物質回収装置と、
    を備えることを特徴とする空気清浄システム。
  2.  室内空間に存在する人を検知する人検知装置を更に備え、
     前記送風装置は、前記人検知装置の検知結果に基づいて発生させる空気流の方向を前記人の位置近傍に向くように制御する方向制御手段を具備する
    請求項1に記載の空気清浄システム。
  3.  前記方向制御手段はさらに、
    前記人検知装置の検知結果に基づいて発生させる空気流の方向を前記人の顔位置近傍に向くように制御する
    請求項2に記載の空気清浄システム。
  4.  室内空間の温度および湿度および風向および風量の少なくとも1つを計測する室内環境計測装置を更に備え、
     前記水粒子発生装置は、前記室内環境計測装置の計測結果に基づいて水粒子の粒子径および水粒子の温度および水粒子の発生量の少なくとも1つを制御する水粒子特性制御手段を具備する
    請求項1から3のいずれか1項に記載の空気清浄システム。
  5.  前記水粒子回収装置が、前記室内の床面の拭き掃除を行う移動型掃除装置である
     請求項1から4のいずれか1項に記載の空気清浄システム。
  6.  前記水粒子回収装置は、回収した前記水粒子を蒸発させる加熱手段を具備する
    請求項1から5のいずれか1項に記載の空気清浄システム。
  7.  前記水粒子発生装置は、電荷を水粒子に付加する帯電手段を具備する
    請求項1から6のいずれか1項に記載の空気清浄システム。
  8.  前記水粒子発生装置は、水粒子を氷化させる氷化手段を具備する
    請求項1から7のいずれか1項に記載の空気清浄システム。
  9.  前記水粒子発生装置は、水粒子に添加物を添加する添加手段を具備する
    請求項1から8のいずれか1項に記載の空気清浄システム。
  10.  前記微小物質がウイルスである
    請求項1から9のいずれか1項に記載の空気清浄システム。
  11.  室内空間に浮遊する微小物質を回収する空気清浄方法であって、
     水粒子発生装置により粒子径20~50μmの水粒子を発生させ、
     送風装置により前記水粒子を移動させる空気流を発生させ、
     前記水粒子発生装置よりも風下に配置される水粒子回収装置により前記水粒子を回収し、
     微小物質回収装置により前記回収した水粒子と前記微小物質とを分離する
    空気清浄方法。
  12.  人検知装置により室内空間に存在する人の位置を検知し、
     検知した前記人の位置近傍に向けて前記送風装置により空気流を流す
    請求項11に記載の空気清浄方法。
  13.  室内環境計測装置により室内空間の温度および湿度および風向および風量の少なくとも1つを計測し、
     その計測結果に基づいて前記水粒子の粒子径および水粒子の温度および水粒子の発生量の少なくとも1つを変化させる
    請求項11または12に記載の空気清浄方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013047135A2 (ja) * 2011-09-27 2013-04-04 シャープ株式会社 空気清浄機
JP2013072584A (ja) * 2011-09-27 2013-04-22 Sharp Corp 空気清浄機
JP2013072583A (ja) * 2011-09-27 2013-04-22 Sharp Corp 空気清浄機
JP2014110857A (ja) * 2012-12-05 2014-06-19 Atsuo Nozaki 汚染物質処理装置及びこれを用いた空気清浄維持システム
CN111971513A (zh) * 2018-08-30 2020-11-20 松下知识产权经营株式会社 飞沫到达范围控制系统以及飞沫到达范围控制方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107917514A (zh) * 2017-11-08 2018-04-17 盛世乐居(亚东)智能科技有限公司 智能音响控制空气净化器的方法和智能音响
JP7198678B2 (ja) * 2019-01-24 2023-01-04 株式会社日立製作所 移動型空気清浄機
JPWO2023286385A1 (ja) * 2021-07-14 2023-01-19

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06114097A (ja) * 1992-10-01 1994-04-26 Izumi Kenkyusho:Kk 空間消毒・回収方法及びその装置
JP2000035487A (ja) * 1998-05-12 2000-02-02 Daikin Ind Ltd 局所清浄型空気清浄機
JP2005021808A (ja) * 2003-07-02 2005-01-27 Nori Trading Kk 屋内の空気浄化及び消臭方法並びに屋内の空気浄化及び消臭装置
JP2007032974A (ja) * 2005-07-28 2007-02-08 Norihiro Amo 汚染粒子状物質の回収方法
JP2007225148A (ja) * 2006-02-21 2007-09-06 Norihiro Amo 室内空間の加除湿・空気清浄方法並びにそれを用いた暖冷房又は/及び加除湿・空気浄化システム
JP2008126139A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Matsushita Electric Works Ltd 静電霧化装置およびそれを用いるイオンドライヤー
JP2008520394A (ja) * 2004-11-23 2008-06-19 エス.シー. ジョンソン アンド サン、インコーポレイテッド 表面床クリーニングと組み合わせた空気の浄化を提供する装置および方法
JP3144551U (ja) * 2008-06-20 2008-09-04 株式会社アモウ 空気浄化システム
JP2009045341A (ja) * 2007-08-22 2009-03-05 Daikin Ind Ltd ストリーマ放電装置及び空気処理装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06114097A (ja) * 1992-10-01 1994-04-26 Izumi Kenkyusho:Kk 空間消毒・回収方法及びその装置
JP2000035487A (ja) * 1998-05-12 2000-02-02 Daikin Ind Ltd 局所清浄型空気清浄機
JP2005021808A (ja) * 2003-07-02 2005-01-27 Nori Trading Kk 屋内の空気浄化及び消臭方法並びに屋内の空気浄化及び消臭装置
JP2008520394A (ja) * 2004-11-23 2008-06-19 エス.シー. ジョンソン アンド サン、インコーポレイテッド 表面床クリーニングと組み合わせた空気の浄化を提供する装置および方法
JP2007032974A (ja) * 2005-07-28 2007-02-08 Norihiro Amo 汚染粒子状物質の回収方法
JP2007225148A (ja) * 2006-02-21 2007-09-06 Norihiro Amo 室内空間の加除湿・空気清浄方法並びにそれを用いた暖冷房又は/及び加除湿・空気浄化システム
JP2008126139A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Matsushita Electric Works Ltd 静電霧化装置およびそれを用いるイオンドライヤー
JP2009045341A (ja) * 2007-08-22 2009-03-05 Daikin Ind Ltd ストリーマ放電装置及び空気処理装置
JP3144551U (ja) * 2008-06-20 2008-09-04 株式会社アモウ 空気浄化システム

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013047135A2 (ja) * 2011-09-27 2013-04-04 シャープ株式会社 空気清浄機
JP2013072584A (ja) * 2011-09-27 2013-04-22 Sharp Corp 空気清浄機
JP2013072583A (ja) * 2011-09-27 2013-04-22 Sharp Corp 空気清浄機
WO2013047135A3 (ja) * 2011-09-27 2013-05-30 シャープ株式会社 空気清浄機
US9266118B2 (en) 2011-09-27 2016-02-23 Sharp Kabushiki Kaisha Air purifier
JP2014110857A (ja) * 2012-12-05 2014-06-19 Atsuo Nozaki 汚染物質処理装置及びこれを用いた空気清浄維持システム
CN111971513A (zh) * 2018-08-30 2020-11-20 松下知识产权经营株式会社 飞沫到达范围控制系统以及飞沫到达范围控制方法
CN111971513B (zh) * 2018-08-30 2022-09-13 松下知识产权经营株式会社 飞沫到达范围控制系统以及飞沫到达范围控制方法

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