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特開2022-157048ガス供給機構および除染ガス循環装置
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(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】P2022157048
(43)【公開日】2022-10-14
(54)【発明の名称】ガス供給機構および除染ガス循環装置
(51)【国際特許分類】
   A61L 9/03 20060101AFI20221006BHJP
   A61L 2/20 20060101ALI20221006BHJP
【FI】
A61L9/03
A61L2/20
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021061052
(22)【出願日】2021-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】302006658
【氏名又は名称】株式会社シーライブ
(74)【代理人】
【識別番号】110002516
【氏名又は名称】特許業務法人白坂
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 康士
【テーマコード(参考)】
4C058
4C180
【Fターム(参考)】
4C058AA23
4C058BB07
4C058JJ12
4C058JJ21
4C180AA07
4C180AA10
4C180CA01
4C180DD09
4C180EB06X
4C180GG07
4C180HH05
4C180KK03
4C180LL15
(57)【要約】
【課題】除染ガス等のガスを空間内に効率的に供給して循環させることができるガス供給機構および除染ガス循環装置を提供する。
【解決手段】ガス供給機構100は、所定の空間S内に設置されて、周囲に向けてガスを供給する。ガス供給機構100は、ガスを上方に向けて送り出すように構成されたファン130と、上方に開放された上端開口112を有するガス供給筐体110と、上端開口112を塞ぐように、ガス供給筐体110に対して取り付けられた上面板120とを備える。上面板120とガス供給筐体110の上端部111との間には、環状の隙間Gが形成されており、ファン130から送り出されたガスが、隙間Gを通じて周方向の全方位に向けて放出される。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
空間内に設置され、周囲に向けてガスを供給するガス供給機構であって、
前記ガスを上方又は側方に向けて送り出すように構成された送風装置と、
前記送風装置を収容すると共に上方に開放された上端開口を有するガス供給筐体と、
前記ガス供給筐体の前記上端開口を塞ぐように、前記ガス供給筐体に対して取り付けられた上面板と、を備え、
前記上面板と前記ガス供給筐体の上端部との間には、環状の隙間が形成されており、前記送風装置から送り出された前記ガスが、前記隙間を通じて周方向の全方位に向けて放出される、ガス供給機構。
【請求項2】
前記ガス供給筐体は、前記上端部において、側方に張り出すフランジ部を有し、
前記上面板と前記フランジ部との間に前記隙間が形成されており、
前記上面板及び/又は前記フランジ部は、放出されるガスによってコアンダ効果を生じさせるように構成されている、請求項1に記載のガス供給機構。
【請求項3】
前記上面板は前記フランジ部より高い位置に配置されており、
前記上面板の直径は前記フランジ部の外径よりも大きく、前記上面板の周縁部は前記フランジ部の径方向外方に突出しており、
前記周縁部には、前記コアンダ効果を生じさせるコアンダ構造部が設けられている、請求項2に記載のガス供給機構。
【請求項4】
前記上面板は前記フランジ部より高い位置に配置されており、
前記フランジ部の外径は前記上面板の直径よりも大きく、前記フランジ部は前記上面板の径方向外方に突出しており、
前記フランジ部には、前記コアンダ効果を生じさせるコアンダ構造部が設けられている、請求項2に記載のガス供給機構。
【請求項5】
前記空間内において縦向きに設置され、前記ガスの一種としての除染ガスを発生させるガス発生装置と、
前記ガス発生装置の上部に取り付けられた請求項1~4のいずれか一項に記載のガス供給機構と、を備え、
前記ガス発生装置によって発生させられた前記除染ガスが前記ガス供給筐体の下方から取り込まれて前記送風装置の吸込口に案内されるように構成された、除染ガス循環装置。
【請求項6】
前記ガス発生装置は、
前記ガスの原料を気化させる原料気化器と、
前記原料気化器の上に配置されて前記除染ガスを発生させる反応部と、を有し、
前記原料気化器と前記反応部との間には、前記ガス発生装置に空気を供給するための空気供給口が形成されている、請求項5に記載の除染ガス循環装置。
【請求項7】
前記ガス供給機構がガス発生装置に取り付けられた状態で、前記ガス供給機構の前記隙間は、前記ガス発生装置の設置面から1.0m以上の高さに位置する、請求項5又は6に記載の除染ガス循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、除染ガス等のガスを空間に供給して循環させるためのガス供給機構および除染ガス循環装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば特許文献1および特許文献2に記載されるように、除染対象の空間にガスを供給して除染(すなわち除菌又は滅菌等)を行う装置が知られている。特許文献1に記載された空間除菌脱臭システムでは、塩素系ガス供給装置と複数の部屋とがダクトおよび分配ダクトによって接続されている。ダクトに設けられた調整弁と、制御手段とが、塩素系ガスの分配量を調整する。また特許文献2に記載された滅菌装置では、液体の窒素酸化物が定量ポンプによって噴射装置に供給される。噴射装置は、窒素酸化物を気化させ、空間に向けて窒素酸化物を噴射させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2019-115454号公報
【特許文献2】特開2013-236928号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記した従来のシステム又は装置では、空間に除染ガスが供給されるが、空間内において除染ガスをいかに効率的に拡散または循環させる点について、検討が不十分である。例えば、ガスの拡散効率や循環効率が十分でないため、除染に時間を要したり、大きな装置や動力を要したりするといった問題がある。
【0005】
本発明は、除染ガス等のガスを空間内に効率的に供給して循環させることができるガス供給機構および除染ガス循環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】
本発明は、空間内に設置され、周囲に向けてガスを供給するガス供給機構であって、ガスを上方又は側方に向けて送り出すように構成された送風装置と、送風装置を収容すると共に上方に開放された上端開口を有するガス供給筐体と、ガス供給筐体の上端開口を塞ぐように、ガス供給筐体に対して取り付けられた上面板と、を備え、上面板とガス供給筐体の上端部との間には、環状の隙間が形成されており、送風装置から送り出されたガスが、隙間を通じて周方向の全方位に向けて放出される。
【0007】
このガス供給機構によれば、送風装置から送り出されたガスは、上面板の周縁部とガス供給筐体の上端部との間に形成された隙間を通じて、周方向の全方位に向けて放出される。したがって、ガスが空間内に効率的に供給される。ガス供給機構の下部から室内の空気を吸い込むことで、ガスを効率的に循環させることもできる。
【0008】
ガス供給筐体は、上端部において、側方に張り出すフランジ部を有し、上面板とフランジ部との間に隙間が形成されており、上面板及び/又はフランジ部は、放出されるガスによってコアンダ効果を生じさせるように構成されていてもよい。コアンダ効果は、フランジ部の上方および下方から室内の空気を引き寄せて周方向に送り出す効果を奏する。これにより、送風装置の限られた動力をもとに、大きな空気循環量すなわちガス循環量を得ることができる。
【0009】
上面板はフランジ部より高い位置に配置されており、上面板の直径はフランジ部の外径よりも大きく、上面板の周縁部はフランジ部の径方向外方に突出しており、周縁部には、コアンダ効果を生じさせるコアンダ構造部が設けられていてもよい。この構成によれば、コアンダ効果により、下方から上方に向けてのアップフロー対流を生じさせることができる。
【0010】
上面板はフランジ部より高い位置に配置されており、フランジ部の外径は上面板の直径よりも大きく、フランジ部は上面板の径方向外方に突出しており、フランジ部には、コアンダ効果を生じさせるコアンダ構造部が設けられていてもよい。この構成によれば、コアンダ効果により、上方から下方に向けてのダウンフロー対流を生じさせることができる。
【0011】
本発明の別の態様として、空間内において縦向きに設置され、ガスの一種としての除染ガスを発生させるガス発生装置と、ガス発生装置の上部に取り付けられた上記のいずれかのガス供給機構と、を備え、ガス発生装置によって発生させられた除染ガスがガス供給筐体の下方から取り込まれて送風装置の吸込口に案内されるように構成された除染ガス循環装置が提供されてもよい。この除染ガス循環装置によれば、ガス発生装置によって発生させられた除染ガスが、ガス供給機構のガス供給筐体内に取り込まれ、周方向の全方位に向けて放出される。よって、除染ガスを空間内に効率的に供給して循環させることができる。
【0012】
ガス発生装置は、ガスの原料を気化させる原料気化器と、原料気化器の上に配置されて除染ガスを発生させる反応部と、を有し、原料気化器と反応部との間には、ガス発生装置に空気を供給するための空気供給口が形成されていてもよい。この構成によれば、供給された空気がガス供給機構に向けて効率的に送られる。
【0013】
ガス供給機構がガス発生装置に取り付けられた状態で、ガス供給機構の隙間は、ガス発生装置の設置面から1.0m以上の高さに位置してもよい。この構成によれば、例えば病室のベッドとベッドとの間の床面上に除染ガス循環装置を設置するだけで、ベッドの上方の空間で除染ガスを循環させることができ、除染作業を確実かつ迅速に実施することができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、除染ガス等のガスを空間内に効率的に供給して循環させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】本発明の一実施形態に係る除染ガス循環装置を含む除染システムを示す図である。
図2】本発明の一実施形態に係る除染ガス循環装置の構成を示す正面断面図である。
図3図2の除染ガス循環装置の背面図である。
図4図2の除染ガス循環装置が備えるガス供給機構を示す正面断面図である。
図5】ガス供給機構において生じるコアンダ効果を説明するための図である。
図6】除染ガス循環装置が病室内に設置されて稼働する状態を示す正面図である。
図7】除染ガス循環装置が病室内に設置されて稼働する状態を示す平面図である。
図8】変形形態に係る除染ガス循環装置の構成を示す正面断面図である。
図9図9(a)及び図9(b)は、ガス供給機構の変形例を示す断面図である。
図10図10(a)及び図10(b)は、ガス供給機構の他の変形例を示す断面図である。
図11】ガス供給機構の更に他の変形例を示す断面図である。
図12】ガス供給機構の更に他の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0017】
図1図2および図6を参照して、除染ガス循環装置1について説明する。本実施形態の除染ガス循環装置1は、例えば医療機関(病院等)の病室Aに設置され、病室A内の空間Sの除染を行うための装置である。除染ガス循環装置1は、あらゆる種類の除染に利用され得るが、例えば、病室A内における滅菌またはウイルスの失活等に利用される。除染ガス循環装置1によれば、例えば図6に示されるように、病室Aの床面(設置面)F上に除染ガス循環装置1を設置して数時間~半日程度にわたって稼働させるだけで、ウイルスの完全失活が可能であり、また除染ガス循環装置1の設置から1日程度で(例えば翌日に)病室Aを使用開始できる。当然ながら、病室A内の空間Sの広さ(容積)と除染ガス循環装置1の能力に基づいて、除染ガス循環装置1の台数、型式(処理能力等に応じて複数の型式が準備される場合)、および運転時間等は、適切に設定される。複数の除染ガス循環装置1が、病室A内に設置されてもよい。1台または複数の除染ガス循環装置1と、必要に応じて補助的なサーキュレータ等が設置されてもよい。
【0018】
除染ガス循環装置1は、以下に説明する独自の構成を備えることにより、従来の除染装置に比して優れた性能を有する。除染ガス循環装置1は、室内の空気を所定の定められた回数以上、循環させる。除染ガス循環装置1は、除染ガスの循環性能、安全性、コンパクト性、および省電力・総エネルギーの各観点で、従来の除染装置に比して優れている。なお、除染ガス循環装置1は、病室A内の空間Sに限られず、病室A以外の他の空間において利用されてもよい。
【0019】
図1および図2に示されるように、除染ガス循環装置1は、除染システム200の一部として、除染システム200に組み込まれている。除染システム200は、空間S内に除染ガスを供給する。除染システム200は、ガス発生装置10を備えた除染ガス循環装置1と、病室A内の適宜の箇所に設けられた温度センサ41、湿度センサ42、ガスセンサ43、および酸素センサ44と、除染ガス循環装置1およびこれらのセンサ類との間で実測値および制御値等の上方通信を行い、除染ガス循環装置1の各部を制御するコントローラ50とを備える。制御のためのCPUを含むコントローラ50は、除染ガス循環装置1の外部であって病室A内に設置されてもよいし、又は除染ガス循環装置1の内部に設けられてもよい。あるいは、コントローラ50は、医療機関の任意の室内に設置されてもよく、PC等のコンピュータに組み込まれていてもよい。除染システム200が、コントローラ50とは別に、インターネットに接続された遠隔監視装置(制御部)を備えてもよい。
【0020】
除染ガス循環装置1は、縦型(竪型)の除染装置である。除染ガス循環装置1は、空間S内において縦向きに設置されたガス発生装置10と、ガス発生装置10の上部に取り付けられたガス供給機構100とを備える。ガス発生装置10は、目的に応じた除染ガスを発生させる。ガス発生装置10の下端には4つのキャスタ19が取り付けられており、除染ガス循環装置1の床面F上での移動を容易にしている。本実施形態のガス供給機構100は、ガス発生装置10によって発生させられた除染ガスを、水平方向を中心とする周囲の全方位に向けて放出する。ガス供給機構100の構成の詳細については後述する。
【0021】
ガス発生装置10は、例えば、メタノール酸化自発反応による除染ガスを発生させる。ガス発生装置10によって発生させられる除染ガスは、例えば、COVID-19で汚染された空間における除染を可能とする。除染ガスは、ウイルス内の核酸(RNA又はDNA)における塩基配列を分断することにより、当該ウイルスを失活させる。ガス発生装置10は、除染ガス発生部を構成するメタノール気化器(原料気化器)12および反応炉(反応部)13を有する。メタノール気化器12は、メタノールタンク21に貯留された除染ガスの原料としてのメタノールを気化させる。反応炉13は、メタノール気化器12の上に配置されている。反応炉13とメタノール気化器12とは所定の距離だけ離間しているが、これらは、円筒部15によって接続されている。反応炉13は、熱電対等からなる加熱ヒータを有しており、気化されたメタノールを加熱して例えば銅触媒を用いた所定の反応を生じさせることで、除染ガスを発生させる。
【0022】
図1に示されるように、除染ガス循環装置1は、例えば電磁ポンプ等であるメタノールポンプ22と、メタノール気化器12に接続されたメタノール温度調節コントローラ23と、反応炉13に接続された加熱コントローラ30とを有する。除染ガス循環装置1は、さらに、ガス発生装置10に空気を圧縮して供給するコンプレッサ24と、コンプレッサ24の上流側に設けられたエアフィルタ26と、コンプレッサ24の下流側に設けられた、シリカゲルを含む除湿器27及びマスフローコントローラ(MFC)である流量調整部28と、流量調整部28に接続された流量コントローラ29とを有する。除湿器27を設置してドライな空気の湿度範囲をコントロールすることにより、触媒反応が安定化する。除湿器27には、塩化カルシウムが用いられてもよい。流量調整部28は、メタノールガスと空気の混合量を自動的に安定化させる。メタノール温度調節コントローラ23、加熱コントローラ30、コンプレッサ24、および流量コントローラ29には、それぞれ必要とされる電源が供給される。図2に示されるように、これらの全部または一部が、ガス発生装置10の縦型円筒形のガス発生筐体11内に収容されてもよい。装置内におけるこれらの配置及びレイアウトは、装置の全高を高くしたり低くしたり、調整するため、適宜に変更され得る。例えば、ガス発生装置10の外形(高さと幅の比等を含む)は適宜に設計されてよい。
【0023】
また、図3に示されるように、除染ガス循環装置1のガス発生筐体11には、背面側において、タブレット等からなる操作パネル20が取り付けられている。操作パネル20は、操作者が指でタッチパネル等を操作することで、除染ガス循環装置1の操作を可能とする。また操作パネル20は、除染ガス循環装置1の運転状況等を表示可能である。操作パネル20における表示は、ガス濃度、温度、湿度、反応温度等を示すグラフ表示を含んでもよく、グラフ表示に加えて又はグラフ表示に代えて、運転状況を示す表示を含んでもよい。操作パネル20はガス発生筐体11から取り外し可能である。操作者は、操作パネル20をガス発生筐体11から取り外し、例えばガス発生筐体11から離れた場所にて、除染ガス循環装置1を遠隔操作できる。なお、操作パネル20がガス発生筐体11に固定されていてもよい。
【0024】
ガス発生筐体11において、メタノール気化器12と反応炉13との間には、除染ガス循環装置1に空気を供給するための空気供給口14が形成されている。この空気供給口14に、図示しない配管を介してコンプレッサ24からの圧縮空気が供給される。メタノール気化器12で気化されたメタノールガスは、メタノール気化器12の上部に設けられると共に円筒部15の下端に挿入された図示しないノズルから噴射され、円筒部15の最下部から円筒部15内に供給される。空気供給口14には、エアフィルタ14aが取り付けられてもよい。
【0025】
ガス発生装置10では、液相のメタノールを気相にする技術として、メタノールを加熱膨張させてノズルから噴射することで気化する方式が採用されている。噴射された勢いのあるメタノールガスを空気供給口14の下側で一旦、板状部で受け、噴射の勢いを止める。そのために、メタノールガスを噴射するノズルと板状部との距離が一定に保たれている。勢いのなくなったメタノールガスに対して、空気供給口14から流入させた空気を混合させ、自然対流させてから、上方に上昇させる。さらに、空気と混合されたメタノールガスが、多孔のバッフル板を通じて加熱した触媒層に導かれる。このように、液相のメタノールを気化した後に空気と混合するため、コンプレッサからの空気を供給するための空気供給口14がメタノール気化器12の上に設けられている。なお、円筒部15が、メタノールガスの勢いを弱めるために、上方に向かうにつれて内径が小さくなる円錐台形を呈しており、緩衝筒の機能を有していてもよい。
【0026】
反応炉13の上部には除染ガス吐出口17が取り付けられており、除染ガス吐出口17の周囲には、円形又は矩形の開口部18が形成されている。開口部18を通じて空気が吸い込まれ、ガス発生筐体11の上端面11aには、ガス供給機構100のフィルタ筐体140が接続されている。フィルタ筐体140は、例えば角筒状をなしている。
【0027】
図2および図4に示されるように、ガス供給機構100のガス供給筐体110は、上方に開放された上端開口112を有する。ガス供給筐体110は、上方に向かうにつれて内径が大きくなる逆円錐台形の本体部115と、本体部115の上端から水平方向に張り出す円環状のフランジ部116とを有する。本体部115の上端部111における上端開口112を塞ぐようにして、円盤状の上面板120が取り付けられている。上面板120は、例えば、上端開口112に嵌り込むように設置されている。上面板120は、上端開口112よりも低い位置に設置されており、上端開口112から突出することなく本体部115内に収まっていてもよい。上面板120の上面121は、例えばフラット(平坦)である。
【0028】
なお、フランジ部116の本体部115との境界部すなわちコーナー部(接続部)には、後述するコアンダ効果を好適に発揮するよう曲面加工(R加工等)が施されることが望ましい。上面板120の取付高さ(固定高さ)は、上記に限られず、適宜に変更されてよい。ガス供給筐体110のコーナー部と上面板120との隙間は、上面板120の取付高さを変えることにより調整される。上面板120の周縁部120aは、フラットに(水平に)延びる場合に限られず、上側に湾曲してもよいし、下側に湾曲してもよい。周縁部120aが上側に湾曲する場合に、上面板120の外端縁は、フランジ部116の外端よりも高い位置に配置されてもよい。周縁部120aが下側に湾曲する場合に、上面板120の外端縁は、フランジ部116の外端よりも低い位置に配置されてもよい。
【0029】
フランジ部116は、本体部115の上端から側方に張り出すが、フランジ部116の形状及びフランジ部116が延びる方向は、適宜に変更されてよい。フランジ部116は、本体部115の上端から水平方向に張り出す場合に限られない。フランジ部116は、本体部115の上端から、仰角を有した方向に張り出してもよい。
【0030】
上記したコーナー部の曲面形状、周縁部120aの形状、及びフランジ部116の形状は、混合ガスの噴射方向、及び生成される流れ(対流)に応じて、設定され得る。例えば、コーナー部にR加工を施し、さらにフランジ部116を下向きに形成することで、ダウンブローを伴う噴射が実現される。また逆に、コーナー部にR加工を施し、さらにフランジ部116を上向きに形成することで、アップブローを伴う噴射が実現される。
【0031】
上面板120の下面122は、フラット(平坦)である。上面板120の下面122には、除染ガスを上方に向けて送り出すように構成されたファン(送風装置)130が固定されている。ファン130としては、特に型式は限定されないが、例えば遠心ファン、シロッコファン又は軸流ファン等が用いられる。なお、ファン130は、上面板120に取り付けられる構成に限られず、本体部115内の他の部分に固定されてもよい。
【0032】
ガス発生装置10によって発生させられた除染ガスは、ガス供給筐体110の下方から取り込まれてファン130の吸込口に案内されるよう、フィルタ筐体140の下端がガス発生筐体11の上端面11aに接続されている。また、フィルタ筐体140の上端開口140aがガス供給筐体110の下端開口110bに揃うように、ガス供給筐体110がフィルタ筐体140に取り付けられている。フィルタ筐体140内には、プレフィルタ141と、プレフィルタ141の上に配置された高性能フィルタ142が内蔵されている。高性能フィルタ142は、0.1~0.15μmのろ過孔径を有するULPAフィルタであり、空中に存在するエアロゾルを効果的に捕捉する。高性能フィルタ142は、HEPAフィルタであってもよく、捕集目的により適宜フィルタを選定してもよい。また、病原体やウイルスの捕集を必要としない除染の場合には高性能フィルタ142を使用する必要はなく、循環風量を増やして除染工程の時間短縮を図ることが出来る。
【0033】
フィルタ筐体140の下方の部分は、開口部18が設けられている点を除いては気密性を保った筒状の構造を有する。高性能フィルタ142の下方の空間には、密閉性のある筒状体を設けてもよいし、設けなくてもよい。混合ガスを確実に導入して高性能フィルタ142に通す構成が望ましい。なお、高性能フィルタ142そのものが外筒等の筐体を有する場合には、フィルタ筐体140を省略することも可能である。
【0034】
図2図4および図5に示されるように、上面板120の周縁部120aとガス供給筐体110の上端部111との間には、円環状の隙間Gが形成されている。より詳細には、上面板120とフランジ部116との間に、半径方向に所定の幅を有する隙間Gが形成されている。上面板120およびフランジ部116の位置および形状が、放出される除染ガスによってコアンダ効果を生じさせる構成とされている(図5および図6参照)。隙間Gの幅は、一例として、1~5mm程度である。このようにガス供給機構100を備えた除染ガス循環装置1では、ファン130から送り出された除染ガスが、隙間Gを通じて噴射され、フラットな(平坦な)上面116aに沿って吹き出し、主方向の全方位に向けて放出される。図7にも示されるように、ガス供給機構100によれば、360°全方位にわたって、除染ガスが放散される。
【0035】
以上の構成を有する除染ガス循環装置1では、ガス供給機構100がガス発生装置10に取り付けられた状態で、ガス供給機構100の隙間Gは、例えば、床面Fから1.0m以上の高さに位置する。例えば、放出高さH(図6参照)は、1.2m~2.0mの範囲内の高さであってよい。これにより、ガスの循環において、障害物の影響を低減することができる。
【0036】
本実施形態のガス供給機構100によれば、ファン130から送り出された除染ガスは、上面板120に当たる。そして除染ガスは、上面板120の周縁部120aとガス供給筐体110の上端部111との間に形成された隙間Gを通じて、周方向の全方位に向けて放出される。したがって、除染ガスが空間S内に効率的に供給される。ガス供給機構100の下のガス発生装置10から室内の空気を吸い込むことで、除染ガスを効率的に循環させることもできる。除染ガスの360°方向への放出により、空気対流を生じさせ、室内空気を撹拌しながら、除染ガスを部屋中にむらなく輸送できる。
【0037】
また、除染ガス循環装置1は、マイクロパーティクルのような微粒子(粒子径が20μm程度以下)を除染ガスとして用いる場合にも使用可能である。さらに、ガス供給機構100のみで用いることもできる。ガス供給機構100(循環装置)単独で使用した場合には、次の効果が期待できる。
1)単独で室内で運転した場合には空気清浄機として機能する(フィルタ有りの場合)
2)除染ガスが充満した室内で単独使用することで、バクテリアやウイルス等の病原体の捕集と除染(不活化)が可能な機能を提供できる。
また、除染ガスの効能によっては、核酸(DNA・RNA)の分解が可能であるので、核酸飛散したエリアの核酸除染など、核酸レベルでの除染が必要な現場にも適用できる。
【0038】
高性能フィルタ142に吸引されたウイルス等の病原体を捕集して、フィルタユニットの内部において病原体と除染ガスの接触が行われ、病原体の浄化がなされる。除染ガスは高性能フィルタ142を通じて、隙間G(噴射口)を通じて室内に循環される。高性能フィルタ142が上部に配置されているので、除染カスとの接触時間が確保される。一般的には、フィルタの外側が有効な捕集面となるが、高性能フィルタ142では、空気がその内部を通過するので、内側での捕集が可能となっている。高性能フィルタ142及びその前後における除染ガスとの接触によって病原体は不活化される。
【0039】
上面板120およびフランジ部116は、放出される除染ガスによってコアンダ効果を生じさせるように構成されている。コアンダ効果は、フランジ部116の上方および下方から室内の空気を引き寄せて(吸い込んで)周方向に送り出す効果を奏する。コアンダ効果は、同等のファンを用いた通常のガス供給機構に比べて、ガス循環量を倍増させ得る。これにより、ファン130の限られた動力をもとに、大きな空気循環量すなわち除染ガス循環量を得ることができる。
【0040】
逆円錐台形の本体部115を有するガス供給筐体110によれば、除染ガスがより一層効率的に空間S内に供給される。周方向の全方位に向けて、少ない抵抗で除染ガスが効果的に放出される。
【0041】
ファン130は上面板120の下面122に取り付けられている。ファン130が、上面板120に一体化された状態で、ガス供給筐体110に収容される。これにより、簡易な構成が実現され、ガス供給機構100のコンパクト化が図られる。
【0042】
また本実施形態の除染ガス循環装置1によれば、ガス発生装置10によって発生させられた除染ガスが、ガス供給機構100のガス供給筐体110内に取り込まれ、周方向の全方位に向けて放出される。よって、除染ガスを空間S内に効率的に供給して循環させることができる。除染ガス循環装置1の設置面積は大変小さく、従来のガス循環装置に比して、床面積の低減が図られている。
【0043】
メタノール気化器12と反応炉13との間には、ガス発生装置10に空気を供給するための空気供給口14が形成されている。この構成によれば、供給された圧縮空気が、除染ガスとなって、ガス供給機構100に向けて効率的に送られる。
【0044】
ガス供給機構100の隙間Gは、ガス発生装置10の設置面から例えば1.0m以上の高さに位置する。例えば病室AのベッドBとベッドBとの間の床面F上に除染ガス循環装置1を設置するだけで、ベッドBの上方の空間で除染ガスを循環させることができ、除染作業を確実かつ迅速に実施することができる。
【0045】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、上面板120の上面121は、上端開口112と同じ高さに位置してもよい。
【0046】
また、図8に示されるように、逆円錐台形ではなく円筒形の(一定の内径を有する)本体部115Aを有するガス供給筐体110Aが採用されたガス供給機構100Aであってもよい。その場合に、フランジ部116より高い位置に配置された上面板120によるガス供給機構100Aであってもよい。上面板120は、上端開口112よりも高い位置に設置される。ガス供給機構100Aを備えた除染ガス循環装置1Aによっても、円環状の隙間Gが形成されることで、上記除染ガス循環装置1と同等の作用・効果が奏される。
【0047】
上面板120がフランジ部116よりも高い位置に配置された除染ガス循環装置1Aでは、例えば、フランジ部116の外径は、上面板120の直径よりも大きい。フランジ部116は、上面板120の径方向外方に突出している。フランジ部116には、コアンダ効果を生じさせるコアンダ構造部が設けられている。コアンダ構造部の詳細については後述する。この構成によれば、コアンダ効果により、下方から上方に向けてのアップフロー対流を生じさせることができる。
【0048】
コアンダ効果は、例えばフランジ部116に設けられたコアンダ構造部により気圧低下を生じさせる。気圧が低下した低圧領域に周囲からの対流を呼び込むことができ、ファン130による実際の噴射量を超える量の対流を誘導する。これにより、噴射ガスの室内空気との混合が促進され、濃度むらのないガス濃度による循環除染を実現できる。
【0049】
上面板120の設置位置(設置高さ)を可変とする機構等により、ガス供給機構に、隙間Gの幅(クリアランス)を調整可能な構成が備わっていてもよい。
【0050】
ガス供給機構が、ガス発生装置10と組み合わせて用いられる形態のみならず、ガス供給機構が、単独で用いられて室内の空気(又は除染ガス等のガス)循環装置として用いられてもよい。ガス供給機構は、集塵機、空気清浄機、又は空気循環器として用いられてもよい。コアンダ効果を奏する独自の構成を有するガス供給機構によれば、低動力で、効率の良いガス循環が可能となる。ガス供給機構が、ガス発生装置10以外の他の装置と組み合わせて用いられてもよい。
【0051】
上面板120がフランジ部116よりも高い位置に配置された構成は、図2図6に示された逆円錐台形の本体部115を備える構成に適用されてもよい。その場合に、上面板120の直径がフランジ部116の外径より大きくてもよく、フランジ部116の外径が上面板120の直径より大きくてもよい。上面板120の直径がフランジ部116の外径と等しく、それらの外端縁120b及び外端縁116bがほぼ揃っていてもよい。上面板120及び/又はフランジ部116にコアンダ構造部が設けられてもよい。上面板120の直径がフランジ部116の外径と等しい場合は、ガスの噴射口(隙間G)は、コアンダ効果を意識しないものとなる。
【0052】
続いて、図9図12を参照して、コアンダ効果を生じさせる具体的な構成例について説明する。なお、図9図12の各図では、上記実施形態で説明したファン130及びフィルタ筐体140等の図示は省略されている。
【0053】
図9(a)に示されるガス供給機構100Bでは、上面板120は、フランジ部116より高い位置に配置されており、上面板120の直径はフランジ部116の外径よりも大きい。上面板120の周縁部120aは、フランジ部116に所定の間隔をもって対面しており、フランジ部116の径方向外方に突出している。上面板120の周縁部120aには、コアンダ効果を生じさせるコアンダ構造部150が設けられている。コアンダ構造部150は、例えば円環状であり、上面板120の下面122側に取り付けられている。コアンダ構造部150は、例えば翼形状の断面を有する。コアンダ構造部150の断面形状は、周方向のどの部分で切っても一定である。コアンダ構造部150は、上面板120と同じ材料から形成されてもよい。コアンダ構造部150は樹脂製のパーツ(例えば成形品)であってもよい。フランジ部116の外端縁116bは、コアンダ構造部150の頂部155よりも内側に(手前に)配置される。コアンダ構造部150の翼形面152とフランジ部116の外端縁116bとの間に、隙間Gが形成されている。隙間Gの大きさは、例えば1mm~5mm程度である。この構成によれば、コアンダ効果により、下方から上方に向けてのアップフロー対流を生じさせることができる。ガス供給機構100Bにおいて、ガス供給筐体110Bの本体部115Aが、円錐台形の本体部115(図5参照)に置換されてもよい。
【0054】
また図9(b)に示されるガス供給機構100Cでは、フランジ部116の外端縁116bは、コアンダ構造部150の頂部155に近接する(対面する)位置に配置される。頂部155は、翼形面152の一部であり、翼形面152の中でもっとも下面122から突出した部分(円環状の部分)である。コアンダ構造部150に関する説明は、図9(a)に示される形態に関する上記説明と同様であるので、これ以降の変形例の説明においては省略する。コアンダ構造部150の頂部155とフランジ部116の外端縁116bとの間に、隙間Gが形成されている。隙間Gの大きさは、例えば1mm~5mm程度である。この構成によっても、コアンダ効果により、下方から上方に向けてのアップフロー対流を生じさせることができる。ガス供給機構100Cにおいて、ガス供給筐体110Cの本体部115Aが、円錐台形の本体部115(図5参照)に置換されてもよい。
【0055】
図10(a)に示されるガス供給機構100Dでは、上面板120は、フランジ部116より高い位置に配置されており、フランジ部116の外径は上面板120の直径よりも大きい。上面板120の周縁部120aは、フランジ部116に所定の間隔をもって対面している。フランジ部116は上面板120の径方向外方に突出している。フランジ部116には、コアンダ効果を生じさせるコアンダ構造部150が設けられている。コアンダ構造部150は、例えば円環状であり、フランジ部116の上面116a側に取り付けられている。上面板120の外端縁120bは、コアンダ構造部150の頂部155よりも内側に(手前に)配置される。コアンダ構造部150の翼形面152と上面板120の外端縁120bとの間に、隙間Gが形成されている。隙間Gの大きさは、例えば1mm~5mm程度である。この構成によれば、コアンダ効果により、上方から下方に向けてのダウンフロー対流を生じさせることができる。ガス供給機構100Dにおいて、ガス供給筐体110Dの本体部115Aが、円錐台形の本体部115(図5参照)に置換されてもよい。
【0056】
また図10(b)に示されるガス供給機構100Eでは、上面板120の外端縁120bは、コアンダ構造部150の頂部155に近接する(対面する)位置に配置される。コアンダ構造部150の頂部155と上面板120の外端縁120bとの間に、隙間Gが形成されている。隙間Gの大きさは、例えば1mm~5mm程度である。この構成によれば、コアンダ効果により、上方から下方に向けてのダウンフロー対流を生じさせることができる。ガス供給機構100Eにおいて、ガス供給筐体110Eの本体部115Aが、円錐台形の本体部115(図5参照)に置換されてもよい。
【0057】
図11に示されるように、周縁部120aが上方に向けて反り返った形状の上面板120Fと、ガス供給筐体110Fとを有するガス供給機構100Fが採用されてもよい。上面板120Fとフランジ部116のサイズに対比については、図9(a)に示されるガス供給機構100Bと同様であってもよく、図9(b)に示されるガス供給機構100Cと同様であってもよい。コアンダ構造部150の翼形面152とフランジ部116の外端縁116bとの間に、隙間Gが形成されている。隙間Gの大きさは、例えば1mm~5mm程度である。このように、仰角構造が付加された上面板120Fによっても、コアンダ効果により、下方から上方に向けてのアップフロー対流を生じさせることができる。ガス供給機構100Fにおいて、ガス供給筐体110Fの本体部115Aが、円錐台形の本体部115(図5参照)に置換されてもよい。フランジ部116に仰角構造が付加されてもよい。ガス供給機構100Fにおいて、ガス供給筐体110Fの本体部115Aが、円錐台形の本体部115(図5参照)に置換されてもよい。
【0058】
図12に示されるように、周縁部120aがコアンダ構造部150に沿って湾曲した形状の上面板120Gと、ガス供給筐体110Gとを有するガス供給機構100Gが採用されてもよい。上面板120Gとフランジ部116のサイズに対比については、図10(a)に示されるガス供給機構100Dと同様であってもよく、図10(b)に示されるガス供給機構100Eと同様であってもよい。コアンダ構造部150の翼形面152とフランジ部116の外端縁116bとの間に、隙間Gが形成されている。上面板120Gの周縁部120aは、コアンダ構造部150の翼形面152との間に一定の隙間Gを形成する。上面板120の外端縁120bは、コアンダ構造部150の頂部155に近接する(対面する)位置に配置される。隙間Gの大きさは、例えば1mm~5mm程度である。この構成によれば、コアンダ効果により、上方から下方に向けてのダウンフロー対流を生じさせることができる。ガス供給機構100Gにおいて、ガス供給筐体110Gの本体部115Aが、円錐台形の本体部115(図5参照)に置換されてもよい。
【0059】
プレフィルタ141と高性能フィルタ142が存在するエリアで捕集した病原体と除染ガスの接触が行われるので、このユニット内及びその前後も除染ガスと空気の混合風が生じて循環し、病原体をフィルタに捕集しながら除染が促進され、且つ、高性能フィルタ142を通過して隙間Gから噴射される除染ガスは、気中の浮遊病原体と、付着した病原体の不活化に有効に作用する。プレフィルタ141と高性能フィルタ142の配置は、上記実施形態から適宜に変更可能である。例えば、高性能フィルタ142が開口部18に設けられてもよい。高性能フィルタ142のサイズを短くすることで、開口部18から流入する汚染空気と序汚染ガスの接触エリアを拡張することができる。高性能フィルタ142のサイズを選定することにより、風量を選定することができる。
【0060】
なお、ガス供給機構100において、プレフィルタ141と高性能フィルタ142が省略されてもよい。プレフィルタ141と高性能フィルタ142を備えない構成でも、ファン130の吸気によるガスと空気の撹拌により、循環機能及び除染機能を達成することができる。フィルタを設けずに除染ガス循環装置1を使用した場合には、フィルタを設けた場合と比較して、2~5倍の風量(空気循環量)を得ることができる。空気清浄機としての能力向上を図ることができる。
【0061】
反応部は、気化された原料を加熱して所定の反応を生じさせることで除染ガスを発生させる形式の機構/装置に限られず、噴霧によって微粒子化された除染剤を発生させる、超音波加湿器のような装置であってもよい。
【0062】
上面板120は円盤状に限られない。上面板120の形状は適宜に変更可能であり、例えば、隅部が丸みを帯びた四角形板状であってもよい。上面板120が円形ではない場合に、上面板120の直径は、上面板120の表面上に存在し得る線分(上面板120に平行な線分)のうちもっとも長い線分の長さであってもよい。
【0063】
ガス供給筐体110の本体部115において、円筒体の一部が内方に向けて突出するような括れ形状が施されてもよい。その場合、混合ガスの撹拌効果(均一化効果)が高められる。
【0064】
ファン130(送風装置)は、上面板120に取り付けられるのではなく、本体部115の方に取り付けられてもよい。送風装置として、遠心ファンが用いられてもよい。遠心ファンによれば、混合ガスは側方(90°方向)へ送り出されて、側面(本体部115)に当たり、隙間Gから噴射される。
【0065】
コアンダ構造部150は、翼形状ではなく、円弧状の表面を有してもよい。
【0066】
上記した各種の実施形態及び変形例において、フランジ部116の本体部115との境界部すなわちコーナー部(接続部)の形状、周縁部120aの形状、及びフランジ部116の形状は、混合ガスの噴射方向、及び生成される流れ(対流)に応じて、適宜に設定されてよい。
【0067】
コアンダ構造部150は、上面板120又はフランジ部116とは別に用意された樹脂製のパーツ(例えば成形品)である場合に限られない。例えば、上面板120及び/又はフランジ部116の形状を曲面形状(翼面形状)に形成することにより、コアンダ構造部150が提供されてもよい。上面板120及び/又はフランジ部116が金属製である場合には、コアンダ構造部150の形成に、板金加工、絞り加工又は金型による成型が用いられてもよいし、上面板120及び/又はフランジ部116が樹脂製である場合には、コアンダ構造部150の形成に、射出成形等の一体成形が用いられてもよい。
【符号の説明】
【0068】
1…除染ガス循環装置、10…ガス発生装置、11…ガス発生筐体、12…メタノール気化器(原料気化器)、13…反応炉(反応部)、14…空気供給口、100…ガス供給機構、110…ガス供給筐体、111…上端部、112…上端開口、115…本体部、116…フランジ部、120…上面板、120a…周縁部、122…下面、130…ファン(送風装置)、142…高性能フィルタ、150…コアンダ構造部、A…病室、F…床面(設置面)、G…隙間、H…放出高さ、S…空間。
図1
図2
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図12