特開 2022-189202 空気浄化装置及び空気浄化システム

(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】P2022189202

(43)【公開日】2022-12-22

(54)【発明の名称】空気浄化装置及び空気浄化システム

(51)【国際特許分類】

   A61L 9/20 20060101AFI20221215BHJP

   F24F 8/80 20210101ALI20221215BHJP

   F24F 8/22 20210101ALI20221215BHJP

   F24F 8/108 20210101ALI20221215BHJP

   F24F 8/167 20210101ALI20221215BHJP

   F24F 8/95 20210101ALI20221215BHJP

【ＦＩ】

A61L9/20

F24F8/80 300

F24F8/80 150

F24F8/22

F24F8/108

F24F8/167

F24F8/95

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021097659

(22)【出願日】2021-06-10

(71)【出願人】

【識別番号】512098429

【氏名又は名称】株式会社ドゥエルアソシエイツ

(74)【代理人】

【識別番号】100142550

【弁理士】

【氏名又は名称】重泉 達志

(72)【発明者】

【氏名】瀧野 浩

【テーマコード（参考）】

4C180

【Ｆターム（参考）】

4C180AA02

4C180AA07

4C180AA17

4C180BB08

4C180CC03

4C180CC04

4C180CC12

4C180CC15

4C180DD03

4C180DD09

4C180EA13X

4C180EA34X

4C180HH05

4C180HH19

4C180JJ01

4C180KK01

4C180KK10

4C180LL11

(57)【要約】

【課題】紫外光によるウイルスの不活化性能を向上させ、かつ、浄化すべき空間の汚染状況が悪化した際に装置側で自動的に対応することのできる空気浄化装置及びこの空気浄化装置を備えた空気浄化システムを提供する。
【解決手段】内部空間１３１と外部空間１３２とを仕切る仕切り部１３０を備えた空気浄化システム１００において、内部空間１３１及び外部空間１３２の一方から空気を吸入し他方へ空気を排出するよう配置された空気浄化装置１を備え、空気浄化装置１は、ＨＥＰＡフィルターへ向けて紫外光を照射する紫外光照射部と、異なる粒径の粒子を検出する第１粒子センサ及び第２粒子センサと、第１粒子センサ及び第２粒子センサで検出された粒子数の差に基づいてファンの送付量を増大させるファン制御部と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸気口及び排気口が形成された筐体と、
前記筐体内に配置され、前記筐体内の空気を流通させるファンと、
前記ファンの送風量を制御するファン制御部と、
前記筐体内に配置され、空気中のウイルスを不活化するウイルス不活部と、
前記筐体外の空気中の、予め設定された第１粒径よりも大きな粒子の数を検出する第１粒子センサと、
前記筐体外の空気中の、前記第１粒径より大きく設定された第２粒径よりも大きな粒子の数を検出する第２粒子センサと、を備え、
前記ウイルス不活部は、前記空気中のウイルスを捕捉するＨＥＰＡフィルターと、前記ＨＥＰＡフィルターへ向けて紫外光を照射する紫外光照射部と、を有し、
前記ファン制御部は、前記第１粒子センサで検出された第１粒子数と、前記第２粒子センサで検出された第２粒子数との差に基づいて、前記ファンの送風量を増大させる空気浄化装置。

【請求項2】

前記筐体内に配置され、ウイルスを分解するウイルス分解部を備え、
前記ウイルス分解部は、
前記空気中のウイルスを捕捉する光触媒材料からなるウイルス捕捉体と、
前記ウイルス捕捉体へ向けて励起光を照射する励起光照射部と、を有する請求項１に記載の空気浄化装置。

【請求項3】

前記筐体外の空気中の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素検出センサを備え、
前記ファン制御部は、前記二酸化炭素検出センサで検出された二酸化炭素濃度に基づいて、前記ファンの送風量を増大させる請求項１または２に記載の空気浄化装置。

【請求項4】

内部空間と外部空間とを仕切る仕切り部と、
前記内部空間及び前記外部空間の一方から空気を吸入し、他方へ空気を排出するよう配置された請求項１または２に記載の前記空気浄化装置を備え、
前記空気浄化装置の前記第１粒子センサ及び前記第２粒子センサは、前記内部空間の空気中の粒子の数をそれぞれ検出する空気浄化システム。

【請求項5】

内部空間と外部空間とを仕切る仕切り部と、
前記内部空間及び前記外部空間の一方から空気を吸入し、他方へ空気を排出するよう配置された請求項３に記載の前記空気浄化装置を備え、
前記空気浄化装置の前記第１粒子センサ及び前記第２粒子センサは、前記内部空間の空気中の粒子の数をそれぞれ検出し、
前記空気浄化装置の前記二酸化炭素検出センサは、前記内部空間の空気中の二酸化炭素濃度を検出する空気浄化システム。

【請求項6】

前記内部空間は、建築物内に形成された陰圧室の内側の空間であり、
前記外部空間は、前記建築物内における前記陰圧室の外側の空間である請求項４または５に記載の空気浄化システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、紫外光を利用した空気浄化装置及びこの空気浄化装置を備えた空気浄化システムに関する。

【背景技術】

【0002】

紫外光を利用した空気浄化装置として、吸込口と吹出口を備えた本体内に、吸込口側から順次フィルターと、紫外線殺菌装置と、送風ファンとを設けてなるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。紫外線殺菌装置は、前面に流入口を、後面に流出口を形成した筐体と、筐体内に配設された紫外線ランプと、多角筒状のセルを連続的に形成し、流入口と流出口とに夫々装着された紫外線遮光部材からなっている。特許文献１の空気浄化装置によれば、前面側の紫外線遮光部材を通過して紫外線殺菌装置内に流入してきた空気は、これに含有される細菌あるいは雑菌が紫外線ランプから照射された紫外線により死滅あるいは消滅することにより、清浄化された空気となって後面側の紫外線遮光部材を通り外部に流出する、とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－６７７１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に記載の空気浄化装置のように、流通する空気へ紫外光を照射する構成では、ウイルスへの紫外光の照射時間が短時間であり、ウイルスの不活化の効果が不十分である。また、浄化すべき空間の汚染状況が悪化した際に、装置側で自動的に対応することができない。

【0005】

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、紫外光によるウイルスの不活化性能を向上させ、かつ、浄化すべき空間の汚染状況が悪化した際に装置側で自動的に対応することのできる空気浄化装置及びこの空気浄化装置を備えた空気浄化システムに関する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明では、
吸気口及び排気口が形成された筐体と、
前記筐体内に配置され、前記筐体内の空気を流通させるファンと、
前記ファンの送風量を制御するファン制御部と、
前記筐体内に配置され、空気中のウイルスを不活化するウイルス不活部と、
前記筐体外の空気中の、予め設定された第１粒径よりも大きな粒子の数を検出する第１粒子センサと、
前記筐体外の空気中の、前記第１粒径より大きく設定された第２粒径よりも大きな粒子の数を検出する第２粒子センサと、を備え、
前記ウイルス不活部は、前記空気中のウイルスを捕捉するＨＥＰＡフィルターと、前記ＨＥＰＡフィルターへ向けて紫外光を照射する紫外光照射部と、を有し、
前記ファン制御部は、前記第１粒子センサで検出された第１粒子数と、前記第２粒子センサで検出された第２粒子数との差に基づいて、前記ファンの送風量を増大させる空気浄化装置が提供される。

【0007】

上記空気浄化装置において、
前記筐体内に配置され、ウイルスを分解するウイルス分解部を備え、
前記ウイルス分解部は、
前記空気中のウイルスを捕捉する光触媒材料からなるウイルス捕捉体と、
前記ウイルス捕捉体へ向けて励起光を照射する励起光照射部と、を有することが好ましい。

【0008】

上記空気浄化装置において、
前記筐体外の空気中の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素検出センサを備え、
前記ファン制御部は、前記二酸化炭素検出センサで検出された二酸化炭素濃度に基づいて、前記ファンの送風量を増大させることが好ましい。

【0009】

また、本発明では、
内部空間と外部空間とを仕切る仕切り部と、
前記内部空間及び前記外部空間の一方から空気を吸入し、他方へ空気を排出するよう配置された上記空気浄化装置を備え、
前記空気浄化装置の前記第１粒子センサ及び前記第２粒子センサは、前記内部空間の空気中の粒子の数をそれぞれ検出する空気浄化システムが提供される。

【0010】

さらに、本発明では、
内部空間と外部空間とを仕切る仕切り部と、
前記内部空間及び前記外部空間の一方から空気を吸入し、他方へ空気を排出するよう配置された上記空気浄化装置を備え、
前記空気浄化装置の前記第１粒子センサ及び前記第２粒子センサは、前記内部空間の空気中の粒子の数をそれぞれ検出し、
前記空気浄化装置の前記二酸化炭素検出センサは、前記内部空間の空気中の二酸化炭素濃度を検出する空気浄化システムが提供される。

【0011】

上記空気浄化システムにおいて、
前記内部空間は、建築物内に形成された陰圧室の内側の空間であり、
前記外部空間は、前記建築物内における前記陰圧室の外側の空間であることが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、紫外光によるウイルスの不活化性能を向上させ、かつ、浄化すべき空間の汚染状況が悪化した際に装置側で自動的に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態を示す空気浄化システムの構成説明図である。

【図2】空気浄化装置の正面図である。

【図3】空気浄化装置の背面図である。

【図4】空気浄化装置の分解斜視図である。

【図5】空気浄化装置の模式断面図である。

【図6】上流側照射パネルの模式断面図であり、（ａ）は各ＬＥＤ搭載部間の断面を示し、（ｂ）は外枠の断面を示す。

【図7】下流側照射パネルの模式断面図である。（ａ）は各ＬＥＤ搭載部間の上端側及び下端側の断面を示し、（ｂ）は各ＬＥＤ搭載部間の中央側の断面を主に示し、（ｃ）は外枠の断面を示す。

【図8】筐体への各フィルター下部及び各照射パネル下部の取り付け状態を示す模式断面図である。

【図9】分解フィルターの模式断面図である。

【図10】分解フィルターの背面図であり、（ａ）は分解フィルター全体を示し、（ｂ）は（ａ）中の一点鎖線Ａで囲まれた部分を拡大して示している。

【図11】空気浄化装置の概略制御ブロック図である。

【図12】変形例を示す空気浄化システムの構成説明図である。

【図13】変形例を示す空気浄化システムの構成説明図である。

【図14】変形例を示す空気浄化システムの構成説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１から図１１は本発明の一実施形態を示すものであり、図１は本発明の一実施形態を示す空気浄化システムの構成説明図、図２は空気浄化装置の正面図、図３は空気浄化装置の背面図、図４は空気浄化装置の分解斜視図、図５は空気浄化装置の模式断面図、図６は上流側照射パネルの模式断面図、図７は下流側照射パネルの模式断面図、図８は筐体への各フィルター下部及び各照射パネル下部の取り付け状態を示す模式断面図、図９は分解フィルターの模式断面図、図１０は分解フィルターの背面図、図１１は空気浄化装置の概略制御ブロック図である。

【0015】

図１に示すように、この空気浄化システム１００は、建築物１１０の内部に形成された陰圧室１２０に用いられる。陰圧室１２０は、仕切り部としての仕切り壁１３０により内外が仕切られて形成され、仕切り壁１３０の内部空間１３１は、外側空間１３２よりも気圧が低く保たれる。空気浄化システム１００は、建築物１１０内における陰圧室１２０の外側の外部空間１３２から、陰圧室１２０の内側の内部空間１３１へ空気を導入する導入側の空気浄化装置１と、内部空間１３１から外部空間１３２へ空気を導出する導出側の空気浄化装置１と、を有する。導入側の空気浄化装置１は、仕切り壁１３０に形成された導入口１３３を通じて空気を導入し、導出側の空気浄化装置１は、仕切り壁１３０に形成された導出口１３４を通じて空気を導出する。

【0016】

図２及び図３に示すように、空気浄化装置１は、左右寸法よりも上下寸法が大きい筐体２と、筐体２の前面２３下側に形成された吸気口２１と、筐体２の背面２４上側に形成された排気口２２と、を有し、吸気口２１より吸入した空気を筐体２内で浄化した後に排気口２２より吐出する。筐体２は、例えば、鉄、アルミニウム等の金属からなる。図１に示すように、本実施形態においては、導入口１３３と導入側の空気浄化装置１の吸気口２１が導入側ダクト１３５で接続され、導出口１３４と導出側の空気浄化装置１の排気口２２が導出側ダクト１３６で接続される。

【0017】

本実施形態においては、図４に示すように、筐体２の前面２３は、鉛直方向へ延びる。また、筐体２の背面２４は、下側が鉛直方向へ延び、上側が上方へ向かって前方へ傾斜している。図２に示すように、吸気口２１は、前面２３の下側に縦長の長方形状を呈するよう形成される。また、図３に示すように、排気口２２は、背面２４の傾斜部分に、間隔をおいて左右に並べて２つ形成される。図２に示すように、前面２３には、吸気口２１を塞ぎ多数の通気孔２５ａを有する着脱自在の蓋２５が設けられる。尚、各図中、通気孔２５ａは模式的に示している。図３に示すように、背面２４には、各排気口２２に設けられ吐出される空気の方向を調整可能なノズル２６が設けられる。図４に示すように、筐体２は、前後寸法が左右寸法よりも小さく形成される。すなわち、この空気浄化装置１は、全体として、前後に薄く、かつ、縦長である。

【0018】

空気浄化装置１は、前面２３の上側に設けられた、第１粒子センサ１ａ、第２粒子センサ１ｂ及び二酸化炭素検出センサ１ｃを有する。第１粒子センサ１ａは、筐体２外の空気中の、予め設定された第１粒径よりも大きな粒子の数を検出する。本実施形態においては、第１粒子センサ１ａは、粒径が０．１μｍ以上の粒子の数を検出する。第２粒子センサ１ｂは、筐体２外の空気中の、第１粒径より大きく設定された第２粒径よりも大きな粒子の数を検出する。本実施形態においては、第２粒子センサ１ｂは、粒径が１．０μｍ以上の粒子の数を検出する。二酸化炭素検出センサ１ｃは、筐体２外の空気中の二酸化炭素濃度を検出する。

【0019】

また、空気浄化装置１は、前面２３に設けられた操作部１ｄを有する。ユーザは、操作部１ｄから後述するファン８のＯＮ・ＯＦＦを操作するとともに、ファン８の送風量を設定することができる。具体的に、操作部１ｄは、液晶画面を含むタッチパネル式であり、空気浄化装置１の運転状態が表示される。これにより、ユーザは、空気浄化装置１の運転状態を操作部１ｄを通じて確認することができる。本実施形態においては、ファン８の送風量は６段階で変化させることができるものの、通常の動作では、最大送風量は使用されず、ファン８は送風量の小さな５段階で調整される。導入側の空気浄化装置１と、導出側の空気浄化装置１は、基本構成は同じであるが、ファン８の最大送風量に関して変更が加えられ、導入側の最大送風量が、導出側の最大送風量より小さくなるよう調整されている。

【0020】

図４に示すように、空気浄化装置１は、空気を浄化するための複数のフィルター３，４，５，６を有する。本実施形態においては、吸気口２１の近傍に、プレフィルター３、カーボンフィルター４、ＨＥＰＡフィルター５、及び、分解フィルター６が、空気の流通方向についてこの順に並んでいる。プレフィルター３は、主として、空気中の髪の毛や比較的大きな塵埃を除去する。カーボンフィルター４は、主として、空気中のホルムアルデヒド等の化学物質を吸着して除去する。ＨＥＰＡフィルター５は、例えばグラスウールからなり、主として、空気中のウイルス、ＰＭ２.５、花粉等の比較的小さな塵埃を除去する。ウイルス分解部としての分解フィルター６は、光触媒材料を含み、主として空気中の細菌、ウイルス、有機物等を捕捉し、主に水と二酸化炭素に分解する。

【0021】

また、空気浄化装置１は、空気の流通方向についてＨＥＰＡフィルター５の上流側近傍に間隔をおいて配置され、ＨＥＰＡフィルター５へ紫外光を照射する上流側照射パネル１０と、ＨＥＰＡフィルター５の下流側近傍に間隔をおいて配置され、ＨＥＰＡフィルター５へ紫外光を照射する下流側照射パネル１５と、を有している。下流側照射パネル１５は、ＨＥＰＡフィルター５と分解フィルター６の間に配置される。本実施形態においては、ＨＥＰＡフィルター５と各照射パネル１０，１５とでウイルスを不活化するウイルス不活部を構成している。

【0022】

また、下流側照射パネル１５は、空気の流通方向の下流側から分解フィルター６へ光触媒の励起光を照射する。本実施形態においては、下流側照射パネル１５及び後述するＬＥＤ６２が励起光照射部をなし、分解フィルター６と下流側照射パネル１５及びＬＥＤ６２でウイルスを分解するウイルス分解部を構成している。

【0023】

さらに、図５に示すように、空気浄化装置１は、イオンを放出するイオン発生器７を有する。本実施形態においては、イオン発生器７は、空気の流通方向について、各フィルター３，４，５，６の下流側で、各排気口２２の上流側に配置される。

【0024】

空気浄化装置１は、筐体２内の下側後方に、筐体２内の空気を流通させるファン８が配置される。筐体２内は、内部仕切壁２７により、吸気口２１と連続的に形成され各フィルター３，４，５，６が配置される前側下部のフィルター室１０１と、各排気口２２と連続的に形成されイオン発生器７が配置される吐出準備室１０２と、に仕切られる。本実施形態においては、内部仕切壁２７は、筐体２内を前後に仕切る上下延在部２７ａと、上下延在部２７ａの上端から前方へ延びる上壁部２７ｂと、上下延在部２７ａの下端から前方へ延びる下壁部２７ｃと、を有している。フィルター室１０１と、吐出準備室１０２とは、上下延在部２７ａに形成された連通孔２７ｄにより連通している。内部仕切壁２７の連通孔２７ｄから後方へ延びる導風路２７ｅが形成され、導風路２７ｅの後端にファン８が配置される。本実施形態においては、連通孔２７ｄ及び導風路２７ｅは、正面視円形に形成される。

【0025】

図６（ａ）に示すように、上流側の紫外光照射部としての上流側照射パネル１０は、板状の基体１１と、基体１１に搭載される複数のＬＥＤ１２と、を有する。具体的に、基体１１は、絶縁性材料からなり、上下に延びる複数のＬＥＤ搭載部１１ａと、各ＬＥＤ搭載部１１ａの上端及び下端を連結し照射部の外縁をなす外枠部１１ｂと、を有する。各ＬＥＤ搭載部１１ａのＨＥＰＡフィルター５側の表面には、複数のＬＥＤ１２が上下に間隔をおいて搭載される。各ＬＥＤ搭載部１１ａは、左右に等間隔に配置される。本実施形態においては、各ＬＥＤ１２のピーク波長は３８５ｎｍである。

【0026】

図６（ｂ）に示すように、上流側照射パネル１０は、基体１１内に導電性材料からなる配線部１３を有する。基体１１のＨＥＰＡフィルター５と反対側の表面には、筐体２の電源コネクタ２８と着脱自在に接続される接続コネクタ１４が設けられる。配線部１３は、接続コネクタ１４と各ＬＥＤ１２とを電気的に接続する。電源コネクタ２８は、筐体２の電源供給ボード（図示せず）に接続される。

【0027】

図７（ａ）に示すように、上流側の紫外光照射部としての下流側照射パネル１５は、板状の基体１６と、基体１６に搭載される複数のＬＥＤ１７と、を有する。具体的に、基体１６は、絶縁性材料からなり、上下に延びる複数のＬＥＤ搭載部１６ａと、各ＬＥＤ搭載部１６ａの上端及び下端を連結し照射部の外縁をなす外枠部１６ｂと、を有する。各ＬＥＤ搭載部１６ａのＨＥＰＡフィルター５側の表面には、複数のＬＥＤ１７が上下に間隔をおいて搭載される。また、図７（ｂ）に示すように、各ＬＥＤ搭載部１６ａの上下中央側では分解フィルター６側の表面にも、複数のＬＥＤ１７が上下に間隔をおいて搭載される。各ＬＥＤ搭載部１６ａは、左右に等間隔に配置される。本実施形態においては、各ＬＥＤ１７のピーク波長は３８５ｎｍである。

【0028】

図７（ｃ）に示すように、下流側照射パネル１５は、基体１６内に導電性材料からなる配線部１８を有する。基体１１の分解フィルター６側の表面には、筐体２の電源コネクタ２９と着脱自在に接続される接続コネクタ１９が設けられる。配線部１８は、接続コネクタ１９と各ＬＥＤ１７とを電気的に接続する。電源コネクタ２９は、筐体２の電源供給ボード（図示せず）に接続される。

【0029】

図８に示すように、筐体２の内部仕切壁２７の下壁部２７ｃには、各フィルター３，４，５及び各照射パネル１０，１５を受容する第１溝部２７ｃ１，第２溝部２７ｃ２，第３溝部２７ｃ３及び第４溝部２７ｃ４が形成される。各フィルター３，４，５及び各照射パネル１０，１５は、溝部２７ｃ１，２７ｃ２，２７ｃ３，２７ｃ４に対して挿抜自在となっており、これにより、各フィルター３，４，５及び各照射パネル１０，１５は、筐体２に対して着脱自在となっている。本実施形態においては、プレフィルター３及びカーボンフィルター４を受容する第１溝部２７ｃ１，上流側照射パネル１０を受容する第２溝部２７ｃ２，ＨＥＰＡフィルター５を受容する第３溝部２７ｃ３，下流側照射パネル１５を受容する第４溝部２７ｃ４が、上流側からこの順で形成される。すなわち、第１溝部２７ｃ３１がプレフィルター３及びカーボンフィルター４のフィルター位置決め部をなし、第２溝部２７ｃ２が上流側照射パネル１０のパネル位置決め部をなし、第３溝部２７ｃ３がＨＥＰＡフィルター５のフィルター位置決め部をなし、第４溝部２７ｃ４が下流側照射パネル１５のパネル位置決め部をなす。

【0030】

分解フィルター６は、連通孔２７ａの直前に配置され、複数のブラケット９を介して仕切壁２７に固定される。図９に示すように、分解フィルター６は、空気中のウイルスを捕捉する複数の略球状のウイルス捕捉体６１を有し、下流側照射部１２のＬＥＤ１７とは別個に設けられ各ウイルス捕捉体６１へ向けて紫外光を照射する複数のＬＥＤ６２と、を有する。また、分解フィルター６は、空気の流通方向へ貫通する複数の孔部６３が形成された分解部本体６４を有し、各孔部６３に複数のウイルス捕捉体６１がそれぞれ収容される。

【0031】

分解部本体６４の材質は任意であるが、紫外光に対する反射率を高めるため、金属とすることが好ましく、本実施形態においてはアルミニウムからなる。図１０（ａ）に示すように、分解部本体６４は、正面視にて、横長の長方形状に形成され、各孔部６３が空気の流通方向である前後方向へ延びるよう配置される。図１０（ｂ）に示すように、本実施形態においては、分解部本体６４はいわゆるハニカム構造であり、各孔部６３は正面視にて正六角形状を呈する。

【0032】

各ウイルス捕捉体６１は、２０ｎｍ以上で５０ｎｍ以下の粒径の吸着粒子６１ａを、必要に応じて加熱しながら、３.０ｍｍ以上で１０.０ｍｍ以下の直径の球状に圧縮することにより作製される。尚、図１０（ｂ）においては、各ウイルス捕捉体６１及び各吸着粒子６１ａを模式的に示している。本実施形態においては、各ウイルス捕捉体６１の直径は３．０ｍｍで、正面視にて一辺が６．０ｍｍの正六角形の各孔部６３に収容される。このように、各ウイルス捕捉体６１の直径を、孔部６３の正六角形の一辺の長さの１／２以上とすることにより、孔部６３内の空気の流路を十分に確保することができる。

【0033】

本実施形態においては、各吸着粒子６１ａは光触媒材料である酸化チタンであり、各ウイルス捕捉体６１には有機バインダーが含まれていない。各ウイルス捕捉体６１は、構成する各吸着粒子６１ａの形状に起因して、表面に凹凸が形成される。各吸着粒子６１ａは酸化チタンであることから、４１０ｎｍ以下の波長の光で光触媒反応としての励起が可能である。本実施形態においては、各ＬＥＤ６２のピーク波長は３８５ｎｍである。

【0034】

また、図９に示すように、分解フィルター６は、分解部本体６４の前面及び後面を覆う網部材６５を有する。すなわち、網部材６５は、空気の流通方向について、分解部本体６４の上流側及び下流側を覆っている。網部材６５は、網目が各ウイルス捕捉体６１の直径よりも大きく形成され、空気の流通を許容しつつ、各ウイルス捕捉体６１の孔部６３外部への移動を阻止する。本実施形態においては、網部材６５は、金属からなり、紫外光の劣化が比較的小さい。

【0035】

また、分解フィルター６は、正面視にて、分解部本体６４の外縁を支持する枠体６６を有する。本実施形態においては、枠体６６は、絶縁性材料からなり、各ブラケット９が接続される。枠体６６は、空気の流通方向について、分解部本体６４の下流側に上下に延びる前後一対の複数のＬＥＤ搭載部６６ａを有する。各ＬＥＤ搭載部６６ａには、複数のＬＥＤ６２が上下に間隔をおいて搭載される。各ＬＥＤ搭載部６６ａは、左右に等間隔に配置される。

【0036】

図９に示すように、分解フィルター６は、枠体６６内に導電性材料からなる配線部６７を有する。図１０（ａ）に示すように、枠体６６の分解部本体６４と反対側の表面には、筐体２の電源コネクタ（図示せず）と接続される接続コネクタ６８が設けられる。配線部６７は、接続コネクタ６８と各ＬＥＤ６２とを電気的に接続する。

【0037】

図１０に示すように、空気浄化装置１は、第１粒子センサ１ａ及び第２粒子センサ１ｂにて検出された粒子数に基づいて、ファン８の送風量を制御するファン制御部２００を備えている。ファン制御部２００は、システムバスで相互に接続された演算部２１０及び記憶部２２０を有し、記憶部２２０に記憶されたファン制御プログラム２３０に従ってファン８の送風量を制御する。本実施形態においては、各空気浄化装置１のファン制御部２００は連携しており、内部空間１３１への空気の導入量が、外部空間１３２への空気の導出量を上回らないように、各ファン８の送風量が調整される。

【0038】

図１１に示すように、ファン制御部２００は、通常、操作部１ｄで設定された送風量となるようにファン８の送風量を制御する。本実施形態においては、ファン制御部２００は、操作部１ｄで設定された送風量について、導入側のファン８の送風量が導出側のファン８の送風量を上回ることとなる場合は、操作部１ｄの液晶画面にその旨を表示してファン８の送風量の変更は行わない。

【0039】

また、ファン制御部２００は、第１粒子センサ１ａで検出された第１粒子数と、第２粒子センサ１ｂで検出された第２粒子数との差の所定時間あたりの変化量が、予め設定されて記憶部２２０に記憶されている許容粒子変化量２４０を超えた場合に、操作部１ｄの液晶画面にその旨を表示してファン８の送風量を増大させる。本実施形態においては、初期設定として、変化量を監視する所定時間は１秒、許容粒子変化量２４０は０に設定されている。尚、変化量を監視する所定時間及び許容粒子変化量２４０は、操作部１ｄにより変更可能となっている。ここで、第１粒子数と第２粒子数との差は、第１粒子センサ１ａで検出された全粒子数のうち、第２粒子センサ１ｂで検出された比較的大きな粒径の粒子数が差し引かれたものである。すなわち、この差は、空気中に含まれる、第１粒径以上で第２粒径未満の粒子数を意味し、本実施形態においては、第１粒径が０．１μｍで第２粒径が１．０μｍであることから、０．１μｍ以上１．０μｍ未満の粒子数である。ＣＯＶＩＤ－１９のコロナウイルスの疾患者の規則的な呼吸の飛沫は、ほとんどが１．０μｍ以下であり、また、ＣＯＶＩＤ－１９のコロナウイルスの粒径が０.１μｍであることから、第１粒子数と第２粒子数との差を監視することで、陰圧室１２０内にウイルス疾患者が存在するか否かを評価することができる。本実施形態においては、ファン制御部２００は、第１粒子数と第２粒子数の差の所定時間あたりの変化量が許容粒子変化量２４０を超えると、ファン８の送風量を最大送風量とする。本実施形態においては、各空気浄化装置１のファン制御部２００は連携しており、いずれか一方の空気浄化装置１で粒子数の差の変化量が許容粒子変化量２４０を超えると、両方の空気浄化装置１のファン８の送風量を最大送風量とする。

【0040】

さらに、ファン制御部２００は、二酸化炭素検出センサ１ｃで検出された二酸化炭素濃度が、予め設定され記憶部２２０に記憶されている許容濃度２５０を超えた場合にも、操作部１ｄの液晶画面にその旨を表示してファン８の送風量を増大させる。本実施形態においては、初期設定として、許容濃度２５０は１０００ｐｐｍに設定されている。尚、許容濃度２５０は、操作部１ｄにより変更可能となっている。空気中の二酸化炭素の濃度を監視することにより、陰圧室１２０内の人数が増加したか否かを評価することができる。本実施形態においては、ファン制御部２００は、検出された二酸化炭素濃度が許容濃度２５０を超えると、ファン８の送風量を最大送風量とする。本実施形態においては、各空気浄化装置１のファン制御部２００は連携しており、いずれか一方の空気浄化装置１で検出された二酸化炭素濃度が許容濃度２５０を超えると、両方の空気浄化装置１のファン８の送風量を最大送風量とする。

【0041】

以上のように構成された空気浄化システム１００は、各空気浄化装置１のファン８を作動させることにより、陰圧室１２０について外部空間１３２から内部空間１３１への空気の導入、並びに、内部空間１３１から外部空間１３２への導出が行われる。前述のように、各空気浄化装置１のファン制御部２００は連携しており、内部空間１３１への空気の導入量が、外部空間１３２への空気の導出量を上回らないように、各ファン８の送風量が調整される。これにより、陰圧室１２０内の気圧が、外部よりも低く保たれる。

【0042】

各空気浄化装置１は、ファン８を作動させた際に、空気中の細菌、ウイルス等をＨＥＰＡフィルター５及び分解フィルター６で捕捉する。また、ＨＥＰＡフィルター５及び分解フィルター６で捕捉された細菌、ウイルス等は、各ＬＥＤ１２、各ＬＥＤ１７，ＬＥＤ６２から照射される紫外光により不活化される。これにより、フィルターを利用せずに空気へ紫外光を照射する従来の空気清浄機のように、ウイルスの不活化が不十分となることはない。

【0043】

本実施形態においては、各照射部１０，１５をＨＥＰＡフィルター５の上流側と下流側の両方に配置したので、ＨＥＰＡフィルター５に紫外光が上流側と下流側から照射され、ＨＥＰＡフィルター５の広い範囲でウイルスの不活化作用を得ることができる。また、分解フィルター６についても、各ＬＥＤ１７，各ＬＥＤ６２を各ウイルス捕捉体６１が収容される分解部本体６４の上流側と下流側の両方に配置したので、各ウイルス捕捉体６１の表面全体に紫外光を確実に行き渡らせることができる。

【0044】

また、各ウイルス捕捉体６１が光触媒材料であることから、紫外光により励起されると光触媒として機能する。これにより、各ウイルス捕捉体６１の表面に捕捉され不活化された細菌、ウイルス等は、水及び二酸化炭素に分解され、空気中に放散される。従って、分解フィルター６を交換することなく、各ウイルス捕捉体６１の細菌、ウイルス等の捕捉性能を長期にわたって維持することができる。すなわち、不活化されたウイルスが各捕捉体６１の表面に堆積して、定期的な除去作業が必要となることはなく、メンテナンス性に優れている。

【0045】

従って、本実施形態の空気浄化装置１によれば、吸気口２１から取り込まれた空気を各フィルター３，４，５，６で浄化し、不活化させた細菌、ウイルスならびに有機物を主に水と二酸化炭素に分解した状態で各排気口２２から排出することができる。これに加え、イオン発生器７を作動させることにより、イオンを含んだ空気を排出することができる。すなわち、導入側の空気浄化装置１により、陰圧室１２０の内部空間１３１に浄化された空気を導入するとともに、導出側の空気浄化装置１により、陰圧室１２０の外部空間１３２に浄化された空気を導出することができる。

【0046】

また、本実施形態においては、ファン制御部２００は、第１粒子数と第２粒子数との差の所定時間あたりの変化量が、許容粒子変化量２４０を超えた場合に、ファン８の送風量を増大させるようにしたので、内部空間１３１における第１粒径以上で第２粒径未満の粒子数が許容量を超えて増大した際に、陰圧室１２０の換気及び空気浄化を自動的に促進させることができる。すなわち、浄化すべき内部空間１３１の汚染状況が悪化した際に装置側で自動的に対応することができる。これにより、ウイルス疾患者から排出されたコロナウイルスにより陰圧室１２０内の空気中に含まれるコロナウイルスの量が増大した際に、陰圧室１２０の換気及び空気浄化を促進させ、陰圧室１２０内のウイルス疾患者以外の人間へのコロナウイルスの暴露量を低減させることができる。本実施形態においては、許容粒子変化量２４０を０とすることにより、第１粒子数と第２粒子数の差が僅かでも増大したら、陰圧室１２０の換気及び空気浄化を即座に行うことができる。このとき、ファン制御部２００は、ファン８の送風量を最大とするので、各空気浄化装置１の換気能力を最大限に発揮させることができる。

【0047】

さらに、本実施形態においては、ファン制御部２００は、検出された二酸化炭素濃度が許容濃度２５０を超えた場合に、ファン８の送風量を増大させるようにしたので、内部空間１３１の人数が増加して空気中に含まれる二酸化炭素が許容量を超えて増大した際に、陰圧室１２０の換気及び空気浄化を自動的に促進させることができる。これにより、万が一、陰圧室１２０に入室した人間にウイルス疾患者が含まれていたとしても、陰圧室１２０内のウイルス疾患者以外の人間へのコロナウイルスの暴露量を低減させることができる。このとき、ファン制御部２００は、ファン８の送風量を最大とするので、各空気浄化装置１の換気能力を最大限に発揮させることができる。

【0048】

また、本実施形態の空気浄化装置１によれば、ＨＥＰＡフィルター５が目詰まりにより性能が低下した際、ＨＥＰＡフィルター５を交換することで性能を回復させることができる。また、各照射パネル１０，１５を筐体２に対して着脱自在としたので、ＨＥＰＡフィルター５の交換時に、ＨＥＰＡフィルター５近傍の各照射パネル１０，１５を取り外すことができ、ＨＥＰＡフィルター５の交換に支障をきたすことはない。このとき、ＨＥＰＡフィルター５近傍の各照射パネル１０，１５は、各溝部２７ｃ２，２７ｃ３，２７ｃ４で位置決めされるので、ＨＥＰＡフィルター５及び各照射パネル１０，１５が所定の位置からずれることはない。

【0049】

本実施形態においては、各ウイルス捕捉体６１を略球状に形成したので、各ウイルス捕捉体６１の周囲の空気の流れが乱される。特に、本実施形態においては、各ウイルス捕捉体６１の表面の凹凸によっても空気の流れが乱されるとともに、表面積が増大しより多くの細菌、ウイルス、有機物等が捕捉される。この結果、空気の流れが、各ウイルス捕捉体６１の上流側の表面近傍だけでなく、下流側の表面近傍にも生じ、各ウイルス捕捉体６１全体の表面近傍に空気を流通させることができる。従って、各ウイルス捕捉体６１による細菌、ウイルス等の捕捉を的確に行うことができる。

【0050】

また、本実施形態においては、各ウイルス捕捉体６１は光触媒材料のみからなり、有機バインダーが含まれていないことから、光触媒粒子を有機バインダーに含有させた従来のもののように、紫外光により有機バインダーが劣化することはない。これによっても、各ウイルス捕捉体６１の細菌、ウイルス等の捕捉性能を長期にわたって維持することができる。

【0051】

本実施形態においては、吸気口２１よりも各排気口２２が小さく形成されているため、各排気口２２から吐出される空気の流速を比較的大きくすることができる。従って、筐体２内で浄化された空気を、空気浄化装置１から比較的離れた場所まで送出することができ、比較的広範囲の空間の空気の浄化を行うことができる。

【0052】

本実施形態においては、イオン発生器７を各フィルター３，４，５，６の下流側に配置することにより、各フィルター３，４，５，６で細菌、ウイルス等が完全に捕捉、分解等されなかったとしても、イオンにより残存している細菌、ウイルス等の不活化を行うことができる。ここで、イオン発生器７は、各フィルター３，４，５，６よりも小型であることから、空気の流通抵抗を増大させることなく、筐体２内の比較的自由な位置に設置することができる。

【0053】

また、本実施形態においては、各孔部６３の壁面がアルミニウムであるので、壁面へ入射する紫外光を効率よく反射させることができる。これにより、各ウイルス捕捉体６１へ入射する紫外光量を増大させることができ、分解フィルター６の性能を向上させることができる。

【0054】

尚、前記実施形態においては、第１粒子数と第２粒子数の差の所定時間あたりの変化量と許容粒子変化量２４０を比較するものを示したが、ファン制御部２００は第１粒子数と第２粒子数の差に基づいてファン８の送風量を増大させればよく、例えば、第１粒子数と第２粒子数の差と、予め設定される許容粒子数とを比較するようにしてもよい。また、前記実施形態においては、第１粒子センサ１ａが０．１μｍ以上の粒子の数を検出し、第２粒子センサ１ｂが１．０μｍ以上の粒子の数を検出するものを示したが、検出対象の粒子の大きさは適宜変更することができ、例えば第１粒子センサが０．０５μｍ以上の粒子の数を検出するようにしてもよい。また、前記実施形態においては、検出された二酸化炭素濃度と許容濃度２５０を比較するものを示したが、ファン制御部２００は検出された二酸化炭素濃度に基づいてファン８の送風量を増大させればよく、例えば、検出された二酸化炭素濃度の所定時間あたりの変化量と、予め設定される許容濃度変化量とを比較するようにしてもよい。

【0055】

また、前記実施形態においては、各空気浄化装置１のファン制御部２００が連携してファン８を制御するものを示したが、互いに独立してファン８を制御するものであってもよい。また、各空気浄化装置１のうち、一方の空気浄化装置１のセンサ１ａ，１ｂ，１ｃを省略し、他方の空気浄化装置１のセンサ１ａ，１ｂ，１ｃから得られる情報に基づいて、一方の空気浄化装置１のファン８の送風量を制御するようにしてもよい。

【0056】

また、前記実施形態においては、陰圧室１２０の空気の導入側と導出側の両方に空気浄化装置１を配置したものを示したが、少なくとも一方に配置されていればよく、例えば、図１２に示すように導出側のみに配置してもよいし、図１３に示すように導入側のみに配置してもよい。図１２の空気浄化システム３００では導入側の空気浄化装置１に代えて換気ファン３１０が設けられている。図１３の空気浄化システム４００では導出側の空気浄化装置１に代えて換気ファン４１０が設けられている。導入側または導出側の空気浄化装置１のファン制御部２００は、装置内部のファン８と換気ファン３１０，４１０とを連携して制御することができる。

【0057】

また、前記実施形態においては、陰圧室１２０に空気浄化装置１を設置したものを示したが、例えば、図１４に示すように、空気浄化装置５０１をクリーンルーム等の内部空間５３１と外部空間５３２の仕切り部５３０をなす天井に設置することもできる。図１４の空気浄化システム５００では、天井から内部空間５３１へ導入された空気は、床に形成された通気口を通じて下方へ流出した後、導出口５３４に設けられた換気ファン５１０により外部空間５３２へ導出される。

【0058】

このように、空気浄化システムにおいて、空気浄化装置は、内部空間及び外部空間の一方から空気を吸入し、他方へ空気を排出するよう配置されていればよい。尚、空気浄化装置を、外部空間と関わりなく、内部空間で吸気及び排気を行うようにしたとしても、換気作用が得られないものの空気浄化作用を得ることができ、内部空間の空気は浄化される。

【0059】

また、前記実施形態においては、ＨＥＰＡフィルター５の上流側と下流側の両方に照射部１０，１５を配置したものを示したが、照射部がいずれか一方に配置されるものであってもよい。また、分解フィルター６についても、各ＬＥＤ１７，各ＬＥＤ６２を、各ウイルス捕捉体６１が収容される分解部本体６４の上流側と下流側の両方に配置したものを示したが、いずれか一方に配置されるものであってもよい。また、ＨＥＰＡフィルター５及び分解フィルター６の紫外光の発光体をＬＥＤでなくブラックライト等の他の発光装置とすることもできる。さらに、発光体の波長は、紫外領域であれば任意に変更することができ、例えば、２５０ｎｍ、２７０ｎｍ等としても差し支えない。

【0060】

また、前記実施形態においては、各溝部２７ｃ１，２７ｃ２，２７ｃ３，２７ｃ４により各フィルター３，４，５及び各照射パネル１０，１５の位置決めを行うものを示したが、他の手段で位置決めを行うようにしてもよい。また、ＨＥＰＡフィルター５と各照射パネル１０，１５を独立して配置したものを示したが、これらが一体的に設けられたユニットを筐体２に対して着脱自在となるよう構成することも可能である。さらには、ＨＥＰＡフィルター５が交換可能であれば、各照射パネル１０，１５を筐体２に着脱不能に設けても問題はない。

【0061】

また、前記実施形態においては、各ウイルス捕捉体６１の表面に凹凸が形成されるものを示したが、表面に凹凸が形成されていなくともよい。また、各ウイルス捕捉体６１が略球状に形成されるものを示したが、例えば、多面体状に形成されていてもよい。要は、各孔部６３を流通する空気の流れが乱されればよい。

【0062】

また、前記実施形態においては、分解フィルター６の各孔部６３が正面視にて正六角形状に形成されるものを示したが、他の多角形状、円形状、楕円状等に形成することもできる。また、分解フィルター６の分解部本体６４がアルミニウムからなるものを示したが、他の金属からなってもよく、さらには、セラミック、樹脂等からなっていてもよい。

【0063】

また、前記実施形態においては、分解部本体６４の上流側及び下流側を覆う網部材６５を設けたものを示したが、各ウイルス捕捉体６１が各孔部６３の壁面に固着されている等により各ウイルス捕捉体６１が孔部６３外へ移動するおそれがなければ、網部材６５を省略してもよい。

【0064】

また、前記実施形態においては、分解フィルター６を設けてウイルスの分解を行うようにしたものを示したが、分解フィルターを備えずとも、ＨＥＰＡフィルターとこれに紫外光を照射する照射部を有していれば、ウイルスの不活化作用を得ることができる。

【0065】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組み合わせの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

【符号の説明】

【0066】

１ 空気浄化装置
１ａ 第１粒子センサ
１ｂ 第２粒子センサ
１ｃ 二酸化炭素検出センサ
２ 筐体
５ ＨＥＰＡフィルター
６ 分解フィルター
８ ファン
１０ 上流側照射パネル
１２ ＬＥＤ
１５ 下流側照射パネル
１７ ＬＥＤ
２１ 吸気口
２２ 排気口
２７ｃ２ 溝部
２７ｃ３ 溝部
２７ｃ４ 溝部
６１ ウイルス捕捉体
６２ ＬＥＤ
６３ 孔部
６４ 分解部本体
６５ 網部材
１００ 空気浄化システム
１１０ 建築物
１２０ 陰圧室
１３０ 仕切り壁
１３１ 内部空間
１３２ 外部空間
２００ ファン制御部
３００ 空気浄化システム
４００ 空気浄化システム
５００ 空気浄化システム
５０１ 空気浄化装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】