特開 2022-100304 エアーカーテン装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022100304

(43)【公開日】2022-07-05

(54)【発明の名称】エアーカーテン装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 9/00 20060101AFI20220628BHJP

   F24F 8/22 20210101ALI20220628BHJP

   F24F 8/95 20210101ALI20220628BHJP

【ＦＩ】

F24F9/00 E

F24F9/00 A

F24F9/00 Z

F24F8/22

F24F8/95

F24F9/00 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2022007466

(22)【出願日】2022-01-03

(62)【分割の表示】P 2020220042の分割

【原出願日】2020-12-23

(71)【出願人】

【識別番号】521034281

【氏名又は名称】瀧澤 敬

(72)【発明者】

【氏名】瀧澤 敬

(57)【要約】

【課題】ウイルスによる飛沫感染を防止するため、人に不快感を与えることなく、エアーカーテンにより、人の咳や会話等によって飛散する飛沫をブロックし、捕捉し、殺菌・除去するエアーカーテン装置を提供する。
【解決手段】 吐出用ファンより送られ吐出口より吐出される空気の風速を向かい合う者同士に向けて漸次遅くする吐出空気調整部を有する吐出部と、この吐出部の下方に設けられ、エアーカーテン気流が流れる空隙を設けたカウンターテーブルと、カウンターテーブル下面に設けられ、吸い込んだ空気を殺菌する手段を設けた吸込部とで構成し、
向かい合う者同士の間に、上方から下方へ空気が流れるエアーカーテンを生成して、人の咳や会話等によって飛散する飛沫を人に不快感を与えることなくエアーカーテンによりブロックし、捕捉し、殺菌・除去する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

向かい合う者同士の間に、上方から下方へ空気が流れるエアーカーテンを生成し、人の咳や会話等によって飛散する飛沫をブロックするためのエアーカーテン装置であって、
吐出用ファンより送られ吐出口より吐出される空気の風速分布を調整する吐出空気調整部を備えた吐出部を上方に配設し、前記吐出口より吐出される空気を吸込用ファンにより吸い込む吸込口を備えた吸込部を下方に配設して、向かい合う者同士の間に上方から下方へ空気が流れるエアーカーテンを生成させるよう構成し、
前記吐出用ファンより送られ吐出口より吐出される空気の風速を、向かい合う者同士に向けて漸次遅くする前記吐出空気調整部を有する前記吐出部と、この前記吐出部の下方に設けられ、エアーカーテン気流が流れる空隙を設けたカウンターテーブルと、カウンターテーブル下面に設けられ、吸い込んだ空気を殺菌する手段を設けた前記吸込部とを備えたエアーカーテン装置。

【請求項2】

前記吐出部の前記吐出口より吐出される空気を前記吸込口から吸い込んだその空気中に含まれる前記飛沫を付着、除去するフィルターと、該フィルターに付着した前記飛沫を殺菌する紫外線ランプとを前記吸込部内に設け、該吸込部内の空気の流れにおいて、前記フィルターを紫外線照射ランプの下流側で、紫外線照射ランプの紫外線を直接照射できる位置に取付けた請求項１に記載のエアーカーテン装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はカウンターテーブルを介して対面、対話する人の咳、くしゃみ、会話等によって飛散する飛沫をブロックし、捕捉し、殺菌・除去するエアーカーテン装置に関する。

【背景技術】

【0002】

建物の解放された出入口に、外気の熱侵入や、ほこり、虫などの侵入を防ぐ目的でエアーカーテンが設置されている。例えば送風機を備えたエアーカーテン本体を建物の出入口上方に設置し、エアーカーテン本体の設置と反対の側面に吸込口が設けられ、吸込口より送風機により送られた空気は、エアーカーテン本体の下面に設けられた吐出口より床面に向けて吹き出し、吐出口と床面との間にエアーカーテンを形成している（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０５－１０６８９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１では、吐出口より床に向けて強い吐出空気を吹き付けているため、２人が対面、対話する間に形成するエアーカーテンとしては、風量が多く、風速も早く、エアーカーテン気流が頭や顔に触れ、人に不快感を与え、本発明のエアーカーテン装置には適さない。

【0005】

そこで本発明では、カウンターテーブルを介して対面、対話する人の咳、くしゃみ等によって飛散する飛沫を、人に不快感を与えることなくエアーカーテンによりブロックし、捕捉し、捕捉した飛沫を殺菌できるエアーカーテン装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

エアーカーテン装置に係る第１の発明は、向かい合う者同士の間に、上方から下方へ空気が流れるエアーカーテンを生成し、人の咳や会話等によって飛散する飛沫をブロックするためのエアーカーテン装置であって、
吐出用ファンより送られ吐出口より吐出される空気の風速分布を調整する吐出空気調整部を備えた吐出部を上方に配設し、前記吐出口より吐出される空気を吸込用ファンにより吸い込む吸込口を備えた吸込部を下方に配設して、向かい合う者同士の間に上方から下方へ空気が流れるエアーカーテンを生成させるよう構成し、
前記吐出用ファンより送られ吐出口より吐出される空気の風速を、向かい合う者同士に向けて漸次遅くする前記吐出空気調整部を有する前記吐出部と、この前記吐出部の下方に設けられ、エアーカーテン気流が流れる空隙を設けたカウンターテーブルと、カウンターテーブル下面に設けられ、吸い込んだ空気を殺菌する手段を設けた前記吸込部とを備えたことを特徴とする。

【0007】

エアーカーテン装置に係る第２の発明は、前記吐出部の前記吐出口より吐出される空気を前記吸込口から吸い込んだその空気中に含まれる前記飛沫を付着、除去するフィルターと、該フィルターに付着した前記飛沫を殺菌する紫外線ランプとを前記吸込部内に設け、該吸込部内の空気の流れにおいて、前記フィルターを紫外線照射ランプの下流側で、紫外線照射ランプの紫外線を直接照射できる位置に取付けたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明のエアーカーテン装置では、カウンターテーブルを介して対面、対話する人の咳、くしゃみ等によって飛散する飛沫を、人に不快感を与えることなくブロックし、捕捉し、捕捉した飛沫を殺菌・除去することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態におけるエアーカーテン装置を示す概略構成図である。

【図2】図１の吐出部における実施の形態を示す吐出部の断面図である。

【図4】本発明の実施の形態における吸込部の断面図である。

【図5】本発明の実施の形態におけるエアーカーテン気流の風速分布図である。

【図6】本発明の実施の形態におけるカウンターテーブルエアーカーテン装置図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態に係るエアーカーテン装置１０１で、エアーカーテンにより人の飛沫をブロックし、捕捉し、殺菌・除去するための構成を示す概略図である。

【0011】

上部に吐出用ファン０３を設けた吐出部０１が設置され、下部に吸込用ファン０４を設けた吸込部０２が設置されている。吐出用ファン０３により送られた空気は吐出口０５より吐出され、下部の吸込部０２内の吸込用ファン０４によって吸込口０６より吸い込まれ、吐出口０５と吸込口０６との間に上から下向きに空気が流れる白抜き矢印のエアーカーテンＡＣを形成している。

【0012】

吐出部０１には吐出用ファン０３から送られ、吐出口０５より吐出される空気の風速分布を調整する吐出空気調整部０７が設けられている。吐出空気調整部０７は吐出口仕切版０８、風量調整板０９、ハニカム構造の整流部材１０によって構成されている。吐出空気調整部０７は、吐出口０５より吐出される空気の吐出部断面横方向の吐出口中央部３０の風速を速く、中央部３０に隣接する外側の風速を遅くするよう調整している。

【0013】

これにより吐出空気の周囲の静止空気との混合が少なくなり、吐出空気の風速の減速が少なく、人の口から飛散する飛沫のブロックに必要なエアーカーテンの風速を維持し、また向かい合う人の頭や顔への空気の接触により不快感を与えるエアーカーテンの気流の拡散も低減している。

【0014】

飛沫を含んだ空気は吸込用ファン０４により吸込口０６を通って吸込部０２内に流入する。吸込部０２内に流入した飛沫を、吸込部０２内のフィルター１４の表面及び表面近くに付着させる。フィルター１４に付着させることにより飛沫を吸込部０２内に短時間静止させ、留めることができる。

【0015】

フィルター１４に付着させ静止させた飛沫を紫外線照射手段である紫外線照射ランプ１３で殺菌し、殺菌した空気を屋内またはダクト（図示せず）を繋いで屋外へ排出する。吸込部０２の図中の断面Ａ―Ａについては、後述の図４で説明する。吸込部０２には側面に紫外線照射ランプ１３、フィルター１４のサービス、メインテナンス用に、容易に取り外しが可能なサービスパネル２５が取り付けられている。

【0016】

図２は本実施の形態に係る吐出部０１を示す断面図で、破線で囲んだ部分が前述の吐出空気調整部０７である。吐出口０５は板状の吐出口仕切版０８によって仕切られ、３層吐出口構造となっている。以後中央の層をメインエアー１１、外側の２層をガードエアー１２と呼ぶ。

【0017】

ガードエアー１２の空気の入口部分には、風量調整板０９ａが取り付けられており、空気が通過するその開口面積は約５０％となっている。吐出用ファン０３により送られた空気は、メインエアー１１はそのまま流れ、ガードエアー１２は風量調整板０９ａにより減速され、ガードエアー１２の吐出風速はメインエアー１１の吐出風速の概ね１／２になっている。

【0018】

メインエアー１１の整流部材１０ａの断面は水平カットの矩形で、ガードエアー１２の整流部材１０ｂは断面を概ね３０度の斜めカット形状にし、長い側を外側にし、外側の流れの抵抗を大きくし、ガードエアー１２においても外側が遅い速度勾配を付けている（吐出空気調整部詳細図）。

【0019】

これにより吐出口全体の風速分布は、逆放物線の近似形状となり、ガードエアー１２と周囲の静止空気との速度差が小さくなり、周囲空気の巻き込み、混合が少なくなる。これによりエアーカーテンの風速の減速が少なくなり、飛沫をブロックできる風速を長く維持できる。更にガードエアー１２の吐出速度をメインエアー１１の概ね１／２にしたことにより、ガードエアー１２の風速をメインエアー１１の風速へ移すことにつながり、メインエアー１１の風速を風速調整前の約１．５倍にでき、飛沫のブロック性能を向上している。

【0020】

図４は本実施の形態における吸込部０２の断面図で、図１の吸込部０２の断面Ａ―Ａを示す図である。本発明では、吸込部０２にエアーカーテンの形成と同時に、飛沫を吸引し、殺菌し、除去する機能を付けている。

【0021】

吸込部０２が吸引する空気は吐出口０５の位置にはほとんど左右されず、吸込口０６の近傍の空気を吸い込む。エアーカーテンが巻き込んだ飛沫を効率よく吸い込むためには、吸込口０６はエアーカーテンの中心の流線上に位置する必要があり、吸込口０６は吐出口０５の鉛直下方に置く。

【0022】

吸込用ファン０４によって吸い込まれる空気は、吸込部０２上部に位置し、ゴミ等を除去するパンチング材が取り付けられた吸込口０６を通って殺菌を行う吸込部０２内へ流入する。吸込部内には紫外線照射ランプ１３、フィルター１４が取り付けられており、吸込部０２の箱を形成する面材には紫外線反射率の高い金属板が使われている。ここでの紫外線反射率の高い金属板は、例えば高純度のアルミ板でその紫外線反射率は８５％である。

【0023】

吸込部０２内に流入した飛沫は、その成分は水分であり、付着し易く吸込部０２内の部品、部材に付着する。飛沫を最も多く付着させるフィルター１４は、吸込部０２内の空気の流れに於いて、紫外線照射ランプの取付け位置より下流側で紫外線照射ランプの紫外線が直接照射できる位置に取り付ける。

【0024】

フィルター１４の素材にはマスク等に使用される不織布を使用し、この不織布を使用したマスクによる飛沫の補修効率は９５％以上である。前記不織布を用いたフィルター１４は繊維密度が高く、飛沫はフィルター１４の表面及び表面近くに多く付着する。この付着作用により、飛沫を吸込部０２内に短時間静止させ、留めることができる。また前記不織布はつづら折り形状にして使用し、フィルター１４による圧力損失を少なくする。

【0025】

紫外線照射ランプ１３の紫外線は、吸込部０２内の面材、吸込用ファンのファンモーター２２、フィルター１４へ至近距離で照射でき、吸込部０２の箱を形成する面材としての金属板の反射もあり、付着した飛沫を短時間（約１０秒）で殺菌し飛沫核になるのを防ぐ。

【0026】

吸込部内で殺菌された空気はフィルター１４を通って、排出口２３ａより屋内へ排出される。吸込部０２にダクト接続口（図示せず）を設け、ダクトを繋いで、屋外へ排出しても良い。紫外線は人体に有害であるが、繊維が幾重にも重なったフィルター１４を通過中に減衰され、消散する。図４では排出口２３ａが横壁に設けられているが、下方に空間がある場合には、底面に排出口２３ａを設けても良い（図示せず）。

【0027】

図５に本発明の実施によるエアーカーテン気流の風速分布の一例を示す。図２の吐出口０５より吐出された空気は、吐出直後においてその風速分布は逆放物線の近似形となっている。これにより周囲の静止空気とガードエアー１２との速度差が小さくなり、周囲空気との混合を低く抑えられるため吐出時の風速、風速分布を長く維持している。

【0028】

飛沫をブロックするのに重要な中央部風速は吐出直後でｕ_０≒２．０ｍ／ｓｅｃであり、エアーカーテン中間部での風速はｕ≒１．８ｍ／ｓｅｃでｕ／ｕ_０≒０．９となって、減速を少なくしている。不快感に関係する拡散の角度は約５°に抑えられている。データでは５°の線を越えているところもあるが、人にはほとんど感じない風速であり、拡散の角度は約５°とした。

【0029】

図６は本発明の実施の形態におけるカウンターテーブルエアーカーテン装置図である。フロント係と客がカウンターテーブル１５を介して、約１ｍ離れて対話している。前述の吐出部０１が頭上に設置されており、この吐出部０１には図２に示す吐出空気調整部０７が設けられている。図では吐出部０１は天井から吊り下げているが、カウンターテーブル１５に支柱（図示せず）を立て、これに取り付けても良い。

【0030】

カウンターテーブル１５には吐出口０５の鉛直下方の位置に空隙１６が設けられており、ここを通過した空気は、カウンターテーブル１５の下面に取り付けられた吸込部０２に吸込口０６を介して流入する。吐出口０５より吐出した空気は白抜き矢印のように流れ、吐出口０５とカウンターテーブル１５の空隙１６との間にエアーカーテンＡＣを形成する。

【0031】

図５の風速分布図を図６に適用すると、カウンターテーブルを介して向かい合う者同士に向けて、風速は漸次遅くなっている。また吐出直後の中心風速はｕ_０≒２．０ｍ／ｓｅｃで、人の顔の高さに当たる中間点での中心風速はｕ≒１．８ｍ／ｓｅｃでｕ／ｕ_０≒０．９となっており、この風速は飛沫１７を良くブロックできる。エアーカーテン気流の拡散の角度θは約５°で、気流は人の前面を流れ、頭や顔に気流が触れることも無く、不快感を与えない。風速とブロック性能の関係については後で説明する。

【0032】

ブロックされた飛沫１７はエアーカーテンに巻き込まれ、空隙１６を通って吸込部０２へ流入する。吸込部０２に流入した空気に含まれる飛沫１７は、吸込部内のフィルター１４に付着し、紫外線照射ランプ１３により殺菌される。殺菌された空気はフィルター１４を通ってカウンターテーブル１５下の排出口２３ｂより排出される。また吸込部０２には紫外線照射ランプとフィルター交換用のサービスパネル２５が取り付けられている。

【0033】

図６ではカウンターテーブル１５を介した人が立った姿勢での本エアーカーテン装置１０１ａの使用となっているが、テーブルの高さ、幅、奥行きの寸法を変え、座った姿勢での活用、例えば飲食等の場所での使用も可能である。

【0034】

次にエアーカーテンの風速と飛沫のブロック性能との関係について説明する。飛沫をブロックするのに適したエアーカーテンの風速を知るため、飛沫の大きさに近似する粒子径約５ミクロンの超音波加湿器の霧を使って調べた。人の一般的な飛沫は粒子の大きさが５ミクロン程で、飛距離は１ｍから２ｍとされる。

【0035】

ぎ、エアーカーテンの中心より３０ｃｍ離れた所からエアーカーテンに向かって霧を当て、ブロック性能を調べた。なお本加湿器で１ｍの高さから水平に霧を放出した場合、床に落ちるまでの距離は１．０ｍから１．５ｍである。

【0036】

エアーカーテンの中央部風速が１．５ｍ／ｓｅｃで、霧はほぼ直角にエアーカーテンに吸い込まれ、飛沫をブロックできることが確認できた。エアーカーテンの風速は室内の空気を乱さないよう、飛沫がブロックできれば遅いほどよく、また風速が３．０ｍ／ｓｅｃ以上では室内空気の乱れ、騒音などで不快を感じるため、本発明の吐出風速を１．５ｍ／ｓｅｃから３．０ｍ／ｓｅｃとした。

【0037】

本発明では飛沫感染を防ぐために使用されるビニールのカーテンや透明のアクリル板を空気のカーテンに置き換え、そのエアーカーテンにより、飛沫をブロックすると同時に、捕捉し、殺菌・除去しようとするものである。ビニールのカーテンやアクリル板ではそれにブロックされ、付着した飛沫やテーブル等に落下した飛沫は、やがて水分が蒸発し、飛沫核となり空気感染源となる。

【0038】

飛沫に含まれるコロナウイルスは紫外線の照射距離３０ｃｍ、照射時間１０秒で９９％不活性できるとされる。したがって本発明のエアーカーテン装置では、飛沫を人に不快感を与えることなくエアーカーテンによりブロック、捕捉し、捕捉した飛沫をフィルターに付着、静止させ、紫外線を至近距離から照射し、飛沫を水分が蒸発し飛沫核となる前に殺菌しようとするものである。

【符号の説明】

【0039】

１０１ エアーカーテン装置
０１ 吐出部
０２ 吸込部
０３ 吐出用ファン
０４ 吸込用ファン
０５ 吐出口
０６ 吸込口
０７ 吐出空気調整部
０８ 吐出口仕切版
０９ 風量調整板
１０ 整流部材
１１ メインエアー
１２ ガードエアー
１３ 紫外線照射ランプ
１４ フィルター
１５ カウンターテーブル
１６ 空隙
１７ 飛沫
２２ ファンモーター
２３ 排出口
２５ サービスパネル
３０ 吐出口中央部

【図1】

【図2】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2022-04-07

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態におけるエアーカーテン装置を示す概略構成図である。

【図2】図１の吐出部における実施の形態を示す吐出部の断面図である。

【図3】本発明の実施の形態における吸込部の断面図である。

【図4】本発明の実施の形態におけるエアーカーテン気流の風速分布図である。

【図5】本発明の実施の形態におけるカウンターテーブルエアーカーテン装置図である。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0015】

フィルター１４に付着させ静止させた飛沫を紫外線照射手段である紫外線照射ランプ１３で殺菌し、殺菌した空気を屋内またはダクト（図示せず）を繋いで屋外へ排出する。吸込部０２の図中の断面Ａ―Ａについては、後述の図３で説明する。吸込部０２には側面に紫外線照射ランプ１３、フィルター１４のサービス、メインテナンス用に、容易に取り外しが可能なサービスパネル２５が取り付けられている。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0020】

図３は本実施の形態における吸込部０２の断面図で、図１の吸込部０２の断面Ａ―Ａを示す図である。本発明では、吸込部０２にエアーカーテンの形成と同時に、飛沫を吸引し、殺菌し、除去する機能を付けている。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0026】

吸込部内で殺菌された空気はフィルター１４を通って、排出口２３ａより屋内へ排出される。吸込部０２にダクト接続口（図示せず）を設け、ダクトを繋いで、屋外へ排出しても良い。紫外線は人体に有害であるが、繊維が幾重にも重なったフィルター１４を通過中に減衰され、消散する。図３では排出口２３ａが横壁に設けられているが、下方に空間がある場合には、底面に排出口２３ａを設けても良い（図示せず）。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0027】

図４に本発明の実施によるエアーカーテン気流の風速分布の一例を示す。図２の吐出口０５より吐出された空気は、吐出直後においてその風速分布は逆放物線の近似形となっている。これにより周囲の静止空気とガードエアー１２との速度差が小さくなり、周囲空気との混合を低く抑えられるため吐出時の風速、風速分布を長く維持している。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0029】

図５は本発明の実施の形態におけるカウンターテーブルエアーカーテン装置図である。フロント係と客がカウンターテーブル１５を介して、約１ｍ離れて対話している。前述の吐出部０１が頭上に設置されており、この吐出部０１には図２に示す吐出空気調整部０７が設けられている。図では吐出部０１は天井から吊り下げているが、カウンターテーブル１５に支柱（図示せず）を立て、これに取り付けても良い。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0031】

図４の風速分布図を図５に適用すると、カウンターテーブルを介して向かい合う者同士に向けて、風速は漸次遅くなっている。また吐出直後の中心風速はｕ_０≒２．０ｍ／ｓｅｃで、人の顔の高さに当たる中間点での中心風速はｕ≒１．８ｍ／ｓｅｃでｕ／ｕ_０≒０．９となっており、この風速は飛沫１７を良くブロックできる。エアーカーテン気流の拡散の角度θは約５°で、気流は人の前面を流れ、頭や顔に気流が触れることも無く、不快感を与えない。風速とブロック性能の関係については後で説明する。

【手続補正8】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0033】

図５ではカウンターテーブル１５を介した人が立った姿勢での本エアーカーテン装置１０１ａの使用となっているが、テーブルの高さ、幅、奥行きの寸法を変え、座った姿勢での活用、例えば飲食等の場所での使用も可能である。

【手続補正9】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】