特開 2022-184547 空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置及び微生物・ウィルス殺菌方法

(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】P2022184547

(43)【公開日】2022-12-13

(54)【発明の名称】空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置及び微生物・ウィルス殺菌方法

(51)【国際特許分類】

   A61L 9/16 20060101AFI20221206BHJP

   A61L 9/18 20060101ALI20221206BHJP

   A61L 2/07 20060101ALI20221206BHJP

   A61L 2/12 20060101ALI20221206BHJP

   F24F 13/28 20060101ALI20221206BHJP

   F24F 8/108 20210101ALI20221206BHJP

   F24F 8/192 20210101ALI20221206BHJP

   F24F 8/20 20210101ALI20221206BHJP

   F24F 8/80 20210101ALI20221206BHJP

【ＦＩ】

A61L9/16 F

A61L9/18

A61L2/07

A61L2/12

F24F13/28

F24F8/108

F24F8/192

F24F8/20

F24F8/80 400

F24F8/80 250

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021092471

(22)【出願日】2021-06-01

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 幸基

(72)【発明者】

【氏名】田嶋 直樹

(72)【発明者】

【氏名】岡部 寛史

(72)【発明者】

【氏名】角谷 玲菜

【テーマコード（参考）】

4C058

4C180

【Ｆターム（参考）】

4C058AA19

4C058BB05

4C058BB06

4C058DD02

4C058DD04

4C058DD06

4C058JJ06

4C058JJ16

4C058JJ29

4C058KK04

4C058KK23

4C058KK44

4C180AA07

4C180AA16

4C180DD05

4C180DD08

4C180DD09

4C180EA52Y

4C180HH03

4C180HH05

4C180JJ03

4C180LL01

(57)【要約】

【課題】フィルタに捕捉された微生物またはウィルスを、有害な薬剤ガスや多量の温水を用いることなく確実に不活性化もしくは殺菌して、フィルタによる二次汚染を抑制できること。
【解決手段】空気を導入するダクト１２に、非多孔質体のフィルタ１３を備えたフィルタユニット１４が接続されて、フィルタにより空気中の塵埃、微生物またはウィルスを捕捉して除去し清浄空気Ｂを生成する空調機器１１の微生物・ウィルス殺菌装置１０であって、微生物またはウィルスを捕捉したフィルタ１３に、加熱された水蒸気を含む空気（加湿空気Ｃ）を供給する加湿除湿機構１６と、加湿除湿機構１６による加熱された加湿空気Ｃの供給時に作動して、微生物またはウィルスを捕捉したフィルタ１３にマイクロ波Ｍを照射するマイクロ波照射機構１５と、を有するものである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気を導入するダクトに、非多孔質体のフィルタを備えたフィルタユニットが接続されて、前記フィルタにより空気中の塵埃、微生物またはウィルスを捕捉して除去し清浄空気を生成する空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置であって、
微生物またはウィルスを捕捉した前記フィルタに、加熱された水蒸気を含む空気を供給する加湿機構と、
前記加湿機構の作動時に作動して、微生物またはウィルスを捕捉した前記フィルタにマイクロ波を照射するマイクロ波照射機構と、を有して構成されたことを特徴とする空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置。

【請求項2】

空気を導入するダクトに、非多孔質体のフィルタを備えたフィルタユニットが接続されて、前記フィルタにより空気中の塵埃、微生物またはウィルスを捕捉して除去し清浄空気を生成する空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置であって、
微生物またはウィルスを捕捉した前記フィルタに、帯電した水滴を供給する加湿機構と、
前記加湿機構の作動時または作動後に作動して、微生物またはウィルスを捕捉した前記フィルタにマイクロ波を照射するマイクロ波照射機構と、を有して構成されたことを特徴とする空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置。

【請求項3】

前記フィルタにマイクロ波を照射して前記フィルタに捕捉された微生物またはウィルスを不活性化もしくは殺菌した後に、前記フィルタに乾燥空気を供給する除湿機構を更に有し、
前記除湿機構による乾燥空気の供給と共に、マイクロ波照射機構を作動させるよう構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置。

【請求項4】

前記加湿機構は、加熱した水蒸気を生成する水蒸気生成部と、生成した水蒸気を含む空気を冷却し飽和水蒸気として、微生物またはウィルスを捕捉したフィルタに供給する冷却部と、を有して構成されたことを特徴とする請求項１または３に記載の空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置。

【請求項5】

前記加湿機構は、加熱した水蒸気を含む空気を生成する加湿部と、生成した水蒸気を含む空気を更に加熱して、微生物またはウィルスを捕捉したフィルタに供給する再加熱部と、を有して構成されたことを特徴とする請求項１に記載の空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置。

【請求項6】

前記マイクロ波照射機構が照射するマイクロ波は、その周波数範囲が０．０１３ＧＨｚ～６ＧＨｚであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置。

【請求項7】

空気を導入するダクトに、非多孔質体のフィルタを備えたフィルタユニットが接続されて、前記フィルタにより空気中の塵埃、微生物またはウィルスを捕捉して除去し清浄空気を生成する空調機器の微生物・ウィルス殺菌方法であって、
微生物またはウィルスを捕捉した前記フィルタに、加熱された水蒸気を含む空気を供給しながらマイクロ波を照射して、前記フィルタに捕捉された微生物またはウィルスを不活性化もしくは殺菌することを特徴とする空調機器の微生物・ウィルス殺菌方法。

【請求項8】

空気を導入するダクトに、非多孔質体のフィルタを備えたフィルタユニットが接続されて、前記フィルタにより空気中の塵埃、微生物またはウィルスを捕捉して除去し清浄空気を生成する空調機器の微生物・ウィルス殺菌方法であって、
微生物またはウィルスを捕捉した前記フィルタに、帯電した水滴を供給して付着させた後にマイクロ波を照射して、前記フィルタに捕捉された微生物またはウィルスを不活性化もしくは殺菌することを特徴とする空調機器の微生物・ウィルス殺菌方法。

【請求項9】

前記フィルタに捕捉された微生物またはウィルスを不活性化もしくは殺菌した後、前記フィルタに乾燥空気を供給しながらマイクロ波を照射して、前記フィルタを乾燥させることを特徴とする請求項７または８に記載の空調機器の微生物・ウィルス殺菌方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、空調機器のフィルタに捕捉された微生物またはウィルスを不活性化もしくは殺菌する空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置、及び空調機器の微生物・ウィルス殺菌方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

コロナウィルスの蔓延による状況から、微生物災害への危機管理が世界的に求められている。空気清浄機等の空調機器には、空気中に含まれる塵埃等を取り除く目的でＨＥＰＡフィルタを内蔵したものが多数あり、単独でまたは飛沫等の粒子状物質に含まれる形で空気中を浮遊する微生物またはウィルスが上記ＨＥＰＡフィルタに捕捉される。ところが、この空調機器ではＨＥＰＡフィルタに、微生物またはウィルスが捕捉されて濃縮されることで、空調機器の点検・メンテナンス時やＨＥＰＡフィルタ交換時に二次汚染が発生する恐れがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２００８／００１４７１号

【特許文献2】特開２０１２－７８０７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

これまで、空調システム内の微生物またはウィルスに対する殺菌方法としては、紫外線照射による殺菌手法、オゾンによる殺菌手法、過酸化水素ガスによる滅菌手法（特許文献１）、温水による殺菌手法などが提案されている。

【0005】

しかしながら、紫外線による殺菌の効果はフィルタの表面近傍のみであり、フィルタ内部の微生物またはウィルスの殺菌効果については期待できない。また、オゾンについては、一般に高濃度で用いられるため、オゾンキラーなどの装置を併用しても、呼吸器や目等の人体に対するリスクが懸念される。更に、過酸化水素ガスによる滅菌は、有害な薬剤ガスの回収機構に不具合が生じると健康上の影響が懸念される。これらのオゾンや薬剤ガスを用いる方法は、外部にオゾンや薬剤ガスが残留しないように安全を確保するための機構を付加する必要があり、設備上の負担も大きい。また、温水による殺菌は、多量の温水を必要とするため、ボイラや温水配管などの付属設備が必要となる等の課題がある。

【0006】

特許文献２は気化式加湿器に関するものである。この気化式加湿器は、加湿部分を担っている「フィン」と呼ばれる多孔質体を、マイクロ波吸収体を塗布、含浸、蒸着または混練したものに変更した上で、湿潤させたフィンにマイクロ波Ｍを照射する。これにより、マイクロ波吸収体及び多孔質体の空胞に保持された水分がマイクロ波Ｍを吸収してフィンが発熱し、高温化してフィンに発生した細菌を殺菌するものである。

【0007】

この方法をＨＥＰＡフィルタの殺菌に応用した場合、ＨＥＰＡフィルタの濾紙が、非多孔質体のガラス繊維で形成されているので多量の水分を保持できず、このため、マイクロ波Ｍの照射でＨＥＰＡフィルタを効率的に加熱することができない。また、ＨＥＰＡフィルタの濾紙の一部あるいは全てを多孔質体に変更して、湿潤により水分を保持させる方法も考えられる。しかし、この場合には湿度が高くなるため細菌の発生リスクが高まり、濾紙が細菌の温床になって、却って二次汚染を促進させる要因になる恐れがある。

【0008】

本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、フィルタに捕捉された微生物またはウィルスを、有害な薬剤ガスや多量の温水を用いることなく確実に不活性化もしくは殺菌して、フィルタによる二次汚染を抑制できる空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置、及び空調機器の微生物・ウィルス殺菌方法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】

【0009】

本発明の実施形態における空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置は、空気を導入するダクトに、非多孔質体のフィルタを備えたフィルタユニットが接続されて、前記フィルタにより空気中の塵埃、微生物またはウィルスを捕捉して除去し清浄空気を生成する空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置であって、微生物またはウィルスを捕捉した前記フィルタに、加熱された水蒸気を含む空気を供給する加湿機構と、前記加湿機構の作動時に作動して、微生物またはウィルスを捕捉した前記フィルタにマイクロ波を照射するマイクロ波照射機構と、を有して構成されたことを特徴とするものである。

【0010】

また、本発明の実施形態における空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置は、空気を導入するダクトに、非多孔質体のフィルタを備えたフィルタユニットが接続されて、前記フィルタにより空気中の塵埃、微生物またはウィルスを捕捉して除去し清浄空気を生成する空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置であって、微生物またはウィルスを捕捉した前記フィルタに、帯電した水滴を供給する加湿機構と、前記加湿機構の作動時または作動後に作動して、微生物またはウィルスを捕捉した前記フィルタにマイクロ波を照射するマイクロ波照射機構と、を有して構成されたことを特徴とするものである。

【0011】

本発明の実施形態における空調機器の微生物・ウィルス殺菌方法は、空気を導入するダクトに、非多孔質体のフィルタを備えたフィルタユニットが接続されて、前記フィルタにより空気中の塵埃、微生物またはウィルスを捕捉して除去し清浄空気を生成する空調機器の微生物・ウィルス殺菌方法であって、微生物またはウィルスを捕捉した前記フィルタに、加熱された水蒸気を含む空気を供給しながらマイクロ波を照射して、前記フィルタに捕捉された微生物またはウィルスを不活性化もしくは殺菌することを特徴とするものである。

【0012】

また、本発明の実施形態における空調機器の微生物・ウィルス殺菌方法は、空気を導入するダクトに、非多孔質体のフィルタを備えたフィルタユニットが接続されて、前記フィルタにより空気中の塵埃、微生物またはウィルスを捕捉して除去し清浄空気を生成する空調機器の微生物・ウィルス殺菌方法であって、微生物またはウィルスを捕捉した前記フィルタに、帯電した水滴を供給して付着させた後にマイクロ波を照射して、前記フィルタに捕捉された微生物またはウィルスを不活性化もしくは殺菌することを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明の実施形態によれば、フィルタに捕捉された微生物またはウィルスを、有害な薬剤ガスや多量の温水を用いることなく確実に不活性化もしくは殺菌して、フィルタによる二次汚染を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態に係る空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置を示す構成図。

【図2】第２実施形態に係る空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置を示す構成図。

【図3】第３実施形態に係る空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置を示す構成図。

【図4】第４実施形態に係る空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置を示す構成図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１）
図１は、第１実施形態に係る空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置を示す構成図である。この図１に示す空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置１０は、空調機器１１のフィルタ１３に捕捉された微生物またはウィルスを不活性化もしくは殺菌するものであり、マイクロ波照射機構１５と、加湿機構及び除湿機構が一体化された加湿除湿機構１６と、を有して構成される。ここで、空調機器１１は、空気（例えば室内空気）Ａを導入するダクト１２と、非多孔質体のフィルタ１３を備えると共にダクト１２に接続されたフィルタユニット１４と、を有して構成される。

【0016】

フィルタユニット１４のユニットケース１７内にフィルタ１３が収容される。このフィルタ１３は、非多孔質体、例えば非多孔質のガラス繊維で構成されるＨＥＰＡフィルタ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ）である。つまり、このフィルタ１３は、セパレータ（不図示）を間に挟んでシート状のガラス繊維を幾重にも折り返して形成されたものである。

【0017】

空調機器１１の運転により、ダクト１２内を流れる空気Ａがフィルタユニット１４のユニットケース１７の空気導入口１８からフィルタ１３内に流れる。このフィルタ１３は、単独でまたは飛沫等の粒子状物質に含まれる形で空気Ａ中に浮遊する微生物またはウィルスを、空気中の塵埃と共に捕捉し濃縮した状態で除去する。これにより、空気Ａは清浄空気Ｂとなって、ユニットケース１７の空気排出口１９から排出される。

【0018】

マイクロ波照射機構１５は、フィルタユニット１４内のフィルタ１３にマイクロ波Ｍを照射するものであり、発振器２１、導波管２０、アイソレータ２２、パワーモニタ２３及びチューナ２４を有して構成される。

【0019】

発振器２１は、マイクロ波Ｍを発生するデバイスであって、例えばマグネトロン等が用いられる。この発振器２１が発生するマイクロ波Ｍの周波数は０．０１３ＧＨｚ～６ＧＨｚ、好ましくは２．４ＧＨｚ～２．５ＧＨｚである。また、導波管２０は、金属製の配管であり、上流端に発振器２１が、下流端にフィルタユニット１４がそれぞれ接続され、上流側からアイソレータ２２、パワーモニタ２３、チューナ２４が順次配設される。この導波管２０は、発振器２１からのマイクロ波Ｍが内部を伝搬し、マイクロ波Ｍが外部へ貫通しないように断面積の大きさや板厚が規定される。

【0020】

アイソレータ２２は、マイクロ波Ｍの反射波を内部で吸収して、反射波が発振器２１へ戻らないようにするものである。パワーモニタ２３は、導波管２０内部を伝搬するマイクロ波Ｍの進行波出力と反射波出力をモニタするデバイスであり、進行波出力を管理するために使用される。チューナ２４は、マイクロ波Ｍの伝搬モードを調整して整合状態に近づけるためのデバイスであり、電解と磁界を別々に調整するＥＨチューナ等が用いられる。

【0021】

フィルタユニット１４のユニットケース１７における導波管２０の下流端との境界には、マイクロ波Ｍを透過するガス閉止板２５が設置される。更に．このユニットケース１７は、空気導入口１８と空気排出口１９が金属メッシュ２６で覆われ、これらのガス閉止板２５及び金属メッシュ２６が存在しない部分が金属板２７で覆われている。金属メッシュ２６は、マイクロ波Ｍの波長（例えばマイクロ波Ｍの周波数が２．４５ＧＨｚの場合に１２ｃｍ）に対して十分に細かいサイズ（例えば１ｍｍピッチ）のメッシュにて形成されており、空気Ａ、清浄空気Ｂを通過させるが、マイクロ波Ｍを通過させない。また、金属板２７も、マイクロ波Ｍが通過しないような材質及び厚さに設定される。

【0022】

加湿除湿機構１６は、フィルタユニット１４のフィルタ１３に、加熱された加湿空気（水蒸気を含む空気）Ｃと加熱された乾燥空気Ｄとを選択して供給するものであり、配管３０、ファン３１、バブラ３２．三方弁３３Ａ及び３３Ｂ、第１シャッタ３４並びに第２シャッタ３５を有して構成される。

【0023】

このうち、第１シャッタ３４は空調機器１１のダクト１２内に配置されて、フィルタユニット１４のフィルタ１３への空気Ａの供給を開操作時に許容し、閉操作時に遮断する。また、第２シャッタ３５は、ダクト１２における第１シャッタ３４の下流側に設置されて、配管３０の下流端に接続され、開または閉操作される。

【0024】

配管３０は、上流端がマイクロ波照射機構１５の発振器２１に接続され、この上流端からファン３１、三方弁３３Ａ、３３Ｂが順次配設される。ファン３１は、発振器２１の排熱により加熱された空気を送風するものであり、翼式のファンやエアポンプ等が用いられる。

【0025】

バブラ３２は、液体の水Ｗを内蔵し、発振器２１からの加熱空気が水Ｗ中を通過することで空気に水蒸気を混入させ、上記加熱空気を加湿して加熱された加湿空気Ｃとする。また、三方弁３２Ａ及び３２Ｂは、発振器２１からの加熱空気の流れを変更するものである。つまり、三方弁３３Ａ及び３３Ｂは、実線矢印αに示すように、発振器２１からの加熱空気をバブラ３２に供給し、このバブラ３２にて生成された加熱された加湿空気Ｃを第２シャッタ３５に供給する場合と、破線矢印βに示すように、発振器２１からの加熱空気を、加熱された乾燥空気Ｄとして直接第２シャッタ３５へ供給する場合とを切り替える。

【0026】

次に、空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置１０の作用を説明する。
この空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置１０は、フィルタ１３に捕捉された微生物またはウィルスを殺菌する殺菌過程を実施し、その後、フィルタ１３を乾燥させる乾燥過程を実施する。殺菌過程は、微生物またはウィルスが捕捉されたフィルタ１３に、加湿除湿機構１６の作動により加熱された加湿空気Ｃを供給して通過させながら、マイクロ波照射機構１５の作動によりマイクロ波Ｍを照射し、これにより、フィルタ１３に捕捉された微生物またはウィルスを不活性化もしくは殺菌するものである。また、乾燥過程は、上記殺菌過程の後に、加湿除湿機構１６の作動により加熱された乾燥空気Ｄをフィルタ１３に供給して通過させながら、このフィルタ１３に、マイクロ波照射機構１５の作動によりマイクロ波Ｍを照射し、これによりフィルタ１３を乾燥させるものである。

【0027】

まず、殺菌過程について詳説する。発振器２１で発生したマイクロ波Ｍは導波管２０の内部を伝搬し、アイソレータ２２、パワーモニタ２３及びチューナ２４を経て、フィルタユニット１４のフィルタ１３に照射される。フィルタユニット１４のフィルタケース１７には金属メッシュ２６及び金属板２７が配置されているため、マイクロ波Ｍは外部に放出されずに反射され、フィルタユニット１４内にマイクロ波Ｍの定在波が生じる。

【0028】

一方、三方弁３３Ａ及び三方弁３３Ｂは、図１の実線矢印αで示した向きに空気が流れるよう設定され、発振器２１の排熱による加熱空気は、ファン３１によりバブラ３２に送られ、このバブラ３２に内蔵された水Ｗ中を通り加湿されて、加熱された加湿空気Ｃとなる。また、空調機器１１の運転時には第１シャッタ３４が開、第２シャッタ３５が閉の状態であるが、空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置１０の作動時には第１シャッタ３４が閉、第２シャッタ３５が開の状態に操作される。これにより、加熱された加湿空気Ｃが、フィルタユニット１４の空気導入口１８からフィルタ１３の内部に導入される。フィルタユニット１４への導入直前の加熱された加湿空気Ｃの温度は、例えば６０℃～１００℃である。

【0029】

マイクロ波Ｍの照射が無い場合、加湿除湿機構１６からの加熱された加湿空気Ｃの熱によって、フィルタユニット１４の空気導入口１８付近のガラス繊維に捕捉された微生物またはウィルスは不活性化もしくは殺菌される。ところが、フィルタ１３における空気導入口１８から離れた内部は加熱されないため、フィルタ１３の内部のガラス繊維に捕捉された微生物またはウィルスに損傷を与えることができない。これに対し、マイクロ波Ｍの照射を伴う場合、フィルタ１３の内部に導入された水がマイクロ波Ｍによって選択的に加熱されることから、フィルタ１３の内部は高温になる。

【0030】

例えば、マイクロ波Ｍの周波数が２．４５ＧＨｚの場合、水の電力半減深度は１．５ｃｍであり、フィルタ１３のガラス繊維の正確な電力半減深度は誘電率と誘電損失を測定する必要があるものの、たとえばソーダガラス成分と同一と仮定すると３０ｃｍ程度となる。しかも、この３０ｃｍはインゴットのような塊のガラスを想定しているため、ガラス繊維の電力半減深度は更に大きな値になる。このように、マイクロ波Ｍの同一の周波数において水に比べてガラス繊維の電力半減深度が著しく大きいため、マイクロ波Ｍのエネルギは、ガラス繊維にはほとんど吸収されず、水に選択的に吸収されることになる。

【0031】

従って、バブラ３２からの加熱された加湿空気Ｃによりフィルタ１３の内部まで運ばれた水分がマイクロ波Ｍによって加熱され、フィルタ１３の内部のガラス繊維が高温になる。また、フィルタ１３の一部にマイクロ波Ｍが照射されないあるいは照射強度が低い部分があっても、マイクロ波Ｍにより生成された高温の水蒸気が、上述のマイクロ波Ｍが照射されない部分に侵入するため、フィルタ１３の全体が均一に加熱される。更に、発振器２１の排熱により加熱された加湿空気Ｃがフィルタ１３に導入されることで、加湿空気Ｃに加熱の無い場合よりも効率よくフィルタ１３を加熱することができる。これらの結果、フィルタ１３全体の温度はマイクロ波Ｍの照射によって例えば６０℃～１００℃になり、このフィルタ１３に捕捉された微生物またはウィルスが不活性化もしくは殺菌される。

【0032】

次に、乾燥過程について説明する。一般に水蒸気の流通経路では、各位置での水蒸気圧が温度によって決まる飽和水蒸気圧を超過すると、結露が発生する可能性がある。結露が発生すると周囲は湿潤な状態になり、微生物またはウィルスの温床になる可能性が増大する。そこで、この乾燥過程では、水蒸気を用いた殺菌過程の後に、水蒸気の流通経路となるダクト１２の一部及びフィルタユニット１４の内部を乾燥させる。

【0033】

つまり、三方弁３３Ａ及び３３Ｂを図1の破線矢印βで示した向きに空気が流れるよう切り替え、発振器２１の排熱による加熱空気を加熱された乾燥空気Ｄとして、バブラ３２を通過させないで、第２シャッタ３５を経てフィルタユニット１４のフィルタ１３に直接送給し、同時にフィルタ１３にマイクロ波照射機構１５によりマイクロ波Ｍを照射する。バブラ３２を通過させない上記乾燥空気Ｄによって、フィルタ１３を通過する空気の水蒸気圧を飽和水蒸気圧よりも低下させることが可能になる。しかも、マイクロ波Ｍの照射によって、フィルタ１３に残留した水分が加熱されて気化し蒸発することで、フィルタユニット１４におけるフィルタ１３及びその周辺部を乾燥することが可能になる。

【0034】

以上のように構成されたことから、本第１実施形態によれば、次の効果（１）及び（２）を奏する。
（１）微生物またはウィルスが捕捉された非多孔質体のフィルタ１３に、加湿除湿機構１６により加熱された加湿空気Ｃを供給し、この状態で、マイクロ波照射機構１５によりマイクロ波Ｍを照射する。これにより、加熱された加湿空気Ｃの加熱された水蒸気が付着したフィルタ１３を、加熱されていない水蒸気の付着の場合よりも、マイクロ波Ｍにより効率よく加熱して、フィルタ１３の全体を高温化することができる。この結果、フィルタ１３に捕捉された微生物またはウィルスを、有害な薬剤ガスや多量の温水を用いることなく確実に不活性化もしくは殺菌して、フィルタ１３による二次汚染を抑制することができる。

【0035】

（２）フィルタ１３に捕捉された微生物またはウィルスを不活性化もしくは殺菌した後に、このフィルタ１３に加湿除湿機構１６が、加熱された乾燥空気Ｄを供給して通過させながら、マイクロ波照射機構１５がマイクロ波Ｍを照射している。これにより、フィルタ１３を十分に乾燥させることができるので、フィルタ１３が微生物またはウィルスの温床になることを防止することができる。

【0036】

［Ｂ］第２実施形態（図２）
図２は、第２実施形態に係る空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置を示す構成図である。この第２実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

【0037】

本第２実施形態の空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置４０が第１実施形態と異なる点は、加湿除湿機構が加湿機構４１と除湿機構４２とに明確に分離して構成され、加湿機構４１が水蒸気生成部４３、冷却部４４及び第３シャッタ４５を有し、除湿機構４２が第１実施形態の配管３０、ファン３１及び第２シャッタ３５を有する点である。

【0038】

加湿機構４１の水蒸気生成部４３は、水Ｗを内蔵する容器４６と、可変電源４８により駆動されるヒータ４７とを備えてなり、ヒータ４７が容器４６内の水Ｗを加熱して沸騰させ水蒸気を生成する。加湿機構４１の冷却部４４は、冷却器４９と温度計５０と温度調節器５１とを備え、冷却器４９が容器４６にて生成された水蒸気を導入して冷却し、飽和水蒸気とする。温度計５０は、冷却器４９に設置されて飽和水蒸気の温度を計測する。温度調節器５１は、温度計５０の計測値に基づき可変電源４８の出力を調整して、冷却器４９内の飽和水蒸気の温度を例えば６０℃～１００℃に設定する。

【0039】

加湿機構４１の作動時には第１シャッタ３４及び第２シャッタ３５が閉操作され、第３シャッタ４５が開操作される。これにより、冷却器４９にて生成された飽和水蒸気は、水蒸気生成部４３内で生成された水蒸気の圧力により、第３シャッタ４５を経て空気と共に、加熱された加湿空気Ｃとしてフィルタユニット１４のフィルタ１３へ供給される。一方、除湿機構４２の作動時には第１シャッタ３４及び第３シャッタ４５が閉操作され、第２シャッタ３５が開操作される。これにより、ファン３１が作用することで、マイクロ波照射機構１５の発振器２１の排熱により加熱された乾燥空気Ｄが、第２シャッタ３５を経てフィルタユニット１４のフィルタ１３へ供給される。

【0040】

次に、空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置４０の作用（殺菌過程、乾燥過程）を説明する。
殺菌過程では、第１シャッタ３４及び第２シャッタ３５が閉、第３シャッタ４５が開の状態とし、加湿機構４１から加熱された加湿空気Ｃを、その圧力によってフィルタユニット１４の空気導入口１８からフィルタ１３の内部に導入する。つまり、加湿機構４１の水蒸気生成部４３の容器４６に内蔵された水Ｗがヒータ４７で加熱されて沸騰し、水蒸気が発生する。この水蒸気は冷却部４４の冷却器４９に導入され、この冷却器４９で冷却されて飽和水蒸気となることで水蒸気量が調整される。冷却器４９の内部の温度を温度計５０が測定し、温度調節器５１が可変電源４８の出力を調整することにより、飽和水蒸気の温度を調整する。飽和水蒸気の温度は、例えば６０℃～１００℃となるようにする。

【0041】

飽和水蒸気は空気と共に、加熱された加湿空気Ｃとなってフィルタユニット１４の空気導入口１８からフィルタ１３の内部に導入される。このフィルタ１３では、加湿機構４１からの加熱された加湿空気Ｃと、マイクロ波照射機構１５からのマイクロ波Ｍの照射とにより、フィルタ１３に捕捉された微生物またはウィルスが不活性化もしくは殺菌される。

【0042】

次に、乾燥過程について説明する。この乾燥過程では、第１シャッタ３４及び第３シャッタ４５が閉、第２シャッタ３５が開の状態に切り替えられる。除湿機構４２のファン３１が作動して、マイクロ波照射機構１５の発振器２１の排熱により加熱された乾燥空気Ｄをフィルタユニット１４のフィルタ１３に送給し、同時に、マイクロ波照射機構１５によりマイクロ波Ｍをフィルタ１３に照射する。これにより、フィルタ１３内の水分が加熱されてフィルタ１３を乾燥することが可能になる。

【0043】

以上のように構成されたことから、本第２実施形態においても、第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（３）を奏する。

【0044】

（３）加湿機構４１の容器４６内で沸騰する水Ｗの蒸気圧により、冷却器４９内の飽和水蒸気を加熱された加湿空気Ｃとして非多孔質体のフィルタ１３へ供給するので、この加湿空気Ｃをフィルタ１３へ供給するための駆動源を別途用意する必要がない。

【0045】

［Ｃ］第３実施形態（図３）
図３は、第３実施形態に係る空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置を示す構成図である。この第３実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

【0046】

本第３実施形態の空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置５５が第１実施形態と異なる点は、加湿除湿機能のうち除湿機能が存在せず、加湿機能が加湿機構５６として存在し、この加湿機構５６が加湿部５７、再加熱部５８及び第４シャッタ５９を有する点である。

【0047】

加湿部５７は、水Ｗを内蔵するバブラ６０と、可変電源６２により駆動されるヒータ６１と、バブラ６０内に空気を送給するエアポンプ６３と、温度調節器６４とを備えてなる。この加湿部５７は、ヒータ６１により加熱されたバブラ６０内の水Ｗ中にエアポンプ６３が空気を通すことで、この空気に水蒸気を混入させて、加熱された水蒸気を含む空気を生成する。温度調節器６４は、バブラ６０内に設置された温度計６５の計測値に基づき、可変電源６２の出力を調節してバブラ６０内の水温を調整し、生成される空気の水蒸気圧を調整する。

【0048】

再加熱部５８は、配管６７を内蔵した恒温槽６６と、可変電源６９により駆動されるヒータ６８と、温度調節器７０とを備えてなる。この再加熱部５８は、加湿部５７にて生成された水蒸気を含む空気を、ヒータ６８により加熱された恒温槽６６における配管６７内に流すことで再加熱する。

【0049】

このとき、温度調節器７０は、恒温槽６６に設置された温度計７１の計測値に基づき可変電源６９の出力を調節する。これにより、温度調節器７０は、再加熱される水蒸気を含む空気（再加熱された加湿空気Ｃ）の温度を、加湿部５７からの水蒸気を含む空気の温度よりも高い温度、例えば６０℃以上に調整する。この加湿機構５６の作動時には、第１シャッタ３４が閉操作されると共に第４シャッタ５９が開操作されるので、加湿機構５６の再加熱部５８からの再加熱された加湿空気Ｃは、第４シャッタ５９を経てフィルタユニット１４のフィルタ１３へ供給される。

【0050】

マイクロ波照射機構１５は、加湿機構５６から再加熱された加湿空気Ｃがフィルタユニット１４のフィルタ１３に供給された状態で、このフィルタ１３にマイクロ波Ｍを照射する。その際、マイクロ波照射機構１５は、フィルタ１３の内部温度が、加湿機構５６の恒温槽６６の内部温度(つまり再加熱された乾燥空気Ｄ)よりも高くなるようにマイクロ波Ｍの出力を調整して、フィルタ１３の内部で水蒸気圧が飽和水蒸気圧よりも低くなるように調整する。

【0051】

次に、空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置５５の作用（殺菌過程）を説明する。
殺菌過程では、第１シャッタ３４が閉、第４シャッタ５９が開の状態とし、加湿機構５６からの再加熱された加湿空気Ｃを、フィルタユニット１４の空気導入口１８からフィルタ１３の内部に導入する。つまり、加湿機構５６の加湿部５７のヒータ６１でバブラ６０内の水Ｗを加熱し、この水Ｗ中にエアポンプ６３で送給した空気を通すことにより、空気に水蒸気を混入させる。バブラ６０内部の水温を温度計６５で計測し、この計測値に基づき温度調節器６４が可変電源６２の出力を調整することで、水蒸気が混入された空気中の水蒸気圧を調整する。

【0052】

この水蒸気を含んだ空気を、再加熱部５８のヒータ６８で加熱された恒温槽６６の配管６７に通す。恒温槽６６の内部温度を温度計７１で計測し、この計測値に基づき温度調節器７０が可変電源６９の出力を調整することで、恒温槽６６からフィルタユニット１４へ供給される再加熱された加湿空気Ｃの温度を調整する。このときの再加熱された加湿空気Ｃの温度は、バブラ６０からの水蒸気を含む空気の温度よりも高くする。再加熱された加湿空気Ｃは、フィルタユニット１４の空気導入口１８からフィルタ１３の内部に導入される。このフィルタ１３への導入直前の再加熱された加湿空気Ｃの温度は、例えば６０℃以上となるようにする。

【0053】

再加熱された加湿空気Ｃのフィルタ１３への導入とマイクロ波照射機構１５からのマイクロ波Ｍの照射とにより、フィルタ１３に捕捉された微生物またはウィルスが殺菌される。この際、マイクロ波照射機構１５は、マイクロ波Ｍの出力を調整して、フィルタ１３の内部温度を恒温槽６６の内部温度(再加熱された乾燥空気Ｄ)より高くすることで、フィルタ１３内部での水蒸気圧を飽和水蒸気圧より低くする。このように、フィルタ１３内で水蒸気圧が飽和水蒸気圧より低くなるので、フィルタ１３の内部に結露が発生しない。

【0054】

以上のように構成されたことから、本第３実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）と同様な効果を奏するほか、次の効果（４）を奏する。

【0055】

（４）加湿機構５６は、加湿部５７が、加熱された水蒸気を含む空気を生成し、再加熱部５８が、加湿部５７からの水蒸気を含む空気を更に加熱して再加熱された加湿空気Ｃとし、この再加熱された加湿空気Ｃを、微生物またはウィルスが捕捉された非多孔質体のフィルタ１３へ供給する。マイクロ波照射機構１５は、再加熱された加湿空気Ｃがフィルタ１３に供給された状態でこのフィルタ１３にマイクロ波Ｍを照射する。この際、マイクロ波照射機構１５は、フィルタ１３の内部温度が、再加熱部５８の恒温槽６６の内部温度（再加熱された加湿空気Ｃの温度）よりも高くなるようにマイクロ波Ｍの出力を調整する。

【0056】

これにより、フィルタ１３の内部での水蒸気圧を飽和水蒸気圧よりも低くすることができるので、フィルタ１３の内部で結露の発生を防止できる。この結果、フィルタ１３に捕捉された微生物またはウィルスを不活性化もしくは殺菌した後に、このフィルタ１３を乾燥させる乾燥過程を実施する必要がなく、乾燥過程を実施しなくても、フィルタ１３が微生物またはウィルスの温床になることを防止することができる。

【0057】

［Ｄ］第４実施形態（図４）
図４は、第４実施形態に係る空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置を示す構成図である。この第４実施形態において第１及び第２実施形態と同様な部分については、第１及び第２実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

【0058】

本第４実施形態の空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置７５が第１及び第２実施形態と異なる点は、加湿除湿機構が加湿機構７６と除湿機構４２とに明確に分離して構成され、加湿機構７６がスプレー７７、電極７８及び高圧電源７９を有する点である。

【0059】

加湿機構７６のスプレー７７には配管８０を用いて水が供給され、また、このスプレー７７はアースに接地されている。スプレー７７は、供給された水をミスト状の水滴としてダクト１２内に放出する。また、電極７８は、スプレー７７の放出口の近傍に設置される。この電極７８は、金属製で高圧電源７９の正極に接続され、表面に絶縁性の樹脂がコーティングされている。高圧電源７９は直流電源であり、例えば１ｋＶ～１０ｋＶの正の高電圧を電極７８に印加する。

【0060】

スプレー７７がミスト状の水滴を放出した状態で、電極７８に高圧電源７９から高電圧が印加されると、静電誘導帯電効果によりミスト状の水滴が負に帯電する。この負に帯電した水滴Ｅがフィルタユニット１４の空気導入口１８に向けてダクト１２内に放出され、フィルタユニット１４のフィルタ１３内に流入すると、静電力が生じてフィルタ１３のガラス繊維の表面が正に分極し、この表面に負に帯電した水滴が効率良く付着する。

【0061】

除湿機構４２は、第２実施形態と同様に配管３０、ファン３１及び第２シャッタ３５を有して構成される。加湿機構７６が停止してこの除湿機構４２を動作させるときには、第１シャッタ３４が閉操作され、第２シャッタ３５が開操作された状態でファン３１が作動する。このファン３１の作動により、マイクロ波照射機構１５の発振器２１の排熱により加熱された乾燥空気Ｄが、第２シャッタ３５を経てフィルタユニット１４の空気導入口１８に向けてダクト１２内に供給される。

【0062】

次に、空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置７５の作用を説明する。
本空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置７５では、加湿機構７６が負に帯電した水滴Ｅをフィルタユニット１４のフィルタ１３に供給して、微生物またはウィルスが捕捉されたフィルタ１３のガラス繊維に水滴を付着させる水滴供給過程を実施する。上記加湿機構７６の作動時または作動後にマイクロ波照射機構１５が作動して、微生物またはウィルスが捕捉され且つ水滴が付着されたフィルタ１３にマイクロ波Ｍを照射して、微生物またはウィルスを不活性化もしくは殺菌する殺菌過程を実施する。上記殺菌過程後に、除湿機構４２の作動により加熱された乾燥空気Ｄをフィルタ１３に供給しながら、このフィルタ１３にマイクロ波照射機構１５の作動によりマイクロ波Ｍを照射して、フィルタ１３を乾燥させる乾燥過程を実施する。

【0063】

まず、水滴供給過程について説明する。この水滴供給過程では、第１シャッタ３４及び第２シャッタ３５が閉操作される。この状態で、スプレー７７は、供給された水をミスト状の水滴にして噴出し、フィルタユニット１４の空気導入口１８へ向ってダクト１２内に放出する。この際、電極７８に正の高電圧が印加されると、この正の高電圧の影響で静電誘導帯電効果が生じて、ミスト状の水滴は負に帯電する。この負に帯電した水滴Ｅがフィルタユニット１４のフィルタ１３の内部に導入されると、静電力の影響でフィルタ１３のガラス繊維の表面が正に分極し、このガラス繊維の表面に負に帯電した水滴Ｅが効率よく付着する。この水滴は、微生物またはウィルスを捕捉したフィルタ１３の空気導入口１８側から空気排出口１９側までほぼ均一に付着する。

【0064】

次に、殺菌過程を説明する。マイクロ波照射機構１５の作用は第１実施形態と同様である。つまり、発振器２１で発生したマイクロ波Ｍは導波管２０の内部を伝搬し、アイソレータ２２、パワーモニタ２３及びチューナ２４を経て、微生物またはウィルスを捕捉したフィルタ１３に照射される。フィルタユニット１４におけるガス閉止板２５を除く境界には金属メッシュ２６及び金属板２７が配置されているため、マイクロ波Ｍは外部に放出されずに反射され、フィルタユニット１４内にマイクロ波Ｍの定在波が生じる。

【0065】

マイクロ波Ｍの電力半減深度はフィルタ１３のガラス繊維が水よりも大きいことから、マイクロ波Ｍのエネルギは水に選択的に吸収される。このため、フィルタ１３のガラス繊維に付着した水滴が加熱されて蒸発し、ガラス繊維全体が高温化する。また、フィルタ１３の一部にマイクロ波Ｍが照射されないあるいは照射強度が低い部分があっても、この部分に、マイクロ波Ｍにより生じた高温の水蒸気が侵入するため、フィルタ１３の全体が均一に加熱される。上述のように、フィルタ１３の全体にわたりガラス繊維を高温化できるので、フィルタ１３のガラス繊維に捕捉された微生物またはウィルスを不活性化もしくは殺菌することが可能になる。

【0066】

次に、乾燥過程を説明する。この乾燥過程は第２実施形態と同様である。つまり、第１シャッタ３４が閉、第２シャッタ３５が開の状態に切り替えられる。この状態で除湿機構４２のファン３１を作動させて、マイクロ波照射機構１５の発振器２１の排熱により加熱された空気を加熱された乾燥空気Ｄとして、第２シャッタ３５を経てダクト１２内へ供給する。この加熱された乾燥空気Ｄがフィルタユニット１４のフィルタ１３を通過する間に、マイクロ波照射機構１５からフィルタ１３にマイクロ波Ｍが照射されることで、フィルタ１３を乾燥させることが可能になる。

【0067】

以上のように構成されたことから、本第４実施形態によれば、第１実施形態の効果（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（５）を奏する。

【0068】

（５）微生物またはウィルスが捕捉された非多孔質体のフィルタ１３に、加湿機構７６により負に帯電した水滴Ｅを供給すると、静電力の影響でフィルタ１３に分極が生じて、水滴がフィルタ１３に効率良く付着する。この状態でマイクロ波照射機構１５によりフィルタ１３にマイクロ波Ｍを照射すると、付着した水滴が効率的に加熱されてフィルタ１３の全体を高温に加熱することができる。この結果、フィルタ１３に捕捉された微生物またはウィルスを、有害な薬剤ガスや多量の温水を用いることなく確実に不活性化もしくは殺菌して、フィルタ１３による二次汚染を抑制することができる。

【0069】

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0070】

１０…空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置、１１…空調機器、１２…ダクト、１３…フィルタ、１４…フィルタユニット、１５…マイクロ波照射機構、１６…加湿除湿機構(加湿機構、除湿機構)、２１…発振器、４０…空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置、４１…加湿機構、４２…除湿機構、４３…水蒸気生成部、４４…冷却部、４６…容器、４７…ヒータ、４９…冷却器、５５…空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置、５６…加湿機構、５７…加湿部、５８…再加熱部、６０…バブラ、６１…ヒータ、６６…恒温槽、６８…ヒータ、７５…空調機器の微生物・ウィルス殺菌装置、７６…加湿機構、７７…スプレー、７８…電極、Ａ…空気、Ｂ…清浄空気、Ｃ…加湿空気、Ｄ…乾燥空気、Ｅ…負に帯電した水滴、Ｍ…マイクロ波

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】