特開 2022-20410 空気清浄機

(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】P2022020410

(43)【公開日】2022-02-01

(54)【発明の名称】空気清浄機

(51)【国際特許分類】

   A61L 9/20 20060101AFI20220125BHJP

   A61L 9/015 20060101ALI20220125BHJP

   F24F 7/003 20210101ALI20220125BHJP

【ＦＩ】

A61L9/20

A61L9/015

F24F7/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020123887

(22)【出願日】2020-07-20

(71)【出願人】

【識別番号】520269123

【氏名又は名称】株式会社トム・エンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】110001726

【氏名又は名称】特許業務法人綿貫国際特許・商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 和彦

(72)【発明者】

【氏名】浜田 稔

【テーマコード（参考）】

4C180

【Ｆターム（参考）】

4C180AA02

4C180AA07

4C180CA01

4C180DD03

4C180EA17X

4C180HH05

4C180HH11

4C180HH17

4C180LL04

(57)【要約】

【課題】真空紫外線を利用し空気中のオゾン濃度を高めて除菌するとともに、浄化した空気からオゾンを除去して室内に還流することが可能な構成の空気清浄機を提供する。
【解決手段】空気清浄機１は、吸入口２ａ、流路２ｂおよび吐出口２ｃが配されるとともに当該流路２ｂに空気を進行させるファン３を有する筐体２と、流路２ｂに配されて吸入口２ａから吸入された空気を移動させつつ紫外線を照射する照射部４と、流路２ｂに配されて照射部４から移動した空気を濾過しつつオゾンを除去する除去部５とを備え、オゾンが除去された空気を吐出口２ｃから機外に排出する構成であって、照射部４は紫外線の光源として波長１９０[ｎｍ]以下で発光するエキシマランプ７とエキシマランプの発光面７ａに配されて紫外線を放射可能な突起部とを有する構成である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸入口、流路および吐出口が配されるとともに当該流路に空気を進行させるファンを有する筐体と、前記流路に配されて前記吸入口から吸入された前記空気を移動させつつ紫外線を照射する照射部と、前記流路に配されて前記照射部から移動した前記空気を濾過しつつオゾンを除去する除去部とを備え、前記オゾンが除去された前記空気を前記吐出口から機外に排出する構成であって、
前記照射部は前記紫外線の光源として波長１９０ｎｍ以下で発光するエキシマランプと前記エキシマランプの発光面に配されて前記紫外線を放射可能な突起部とを有する構成であること
を特徴とする空気清浄機。

【請求項2】

前記突起部は前記紫外線を前記エキシマランプから導いて放射する放射面を有する構成であること
を特徴とする請求項１記載の空気清浄機。

【請求項3】

前記突起部は突出高さを異ならせて複数配されていること
を特徴とする請求項１または２記載の空気清浄機。

【請求項4】

前記突起部は突出方向を異ならせて複数配されていること
を特徴とする請求項１～３のいずれか一項記載の空気清浄機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、紫外線を用いた空気清浄機に関する。

【背景技術】

【0002】

人の居住空間や活動空間を清浄に保つことは健康を維持するために非常に重要である。

【0003】

従来、紫外線ランプとフィルタ部とをハウジングに収容した空気清浄機が提案されている（特許文献１：特開２００２－２７２８２４号公報）。また、紫外線光源にエキシマランプを用いたオゾン発生器が提案されている（特許文献２：特開２０１７－０４３５１３号公報）。そして、オゾンによる新型コロナウイルス不活性化を確認したとの実験報告がなされている（非特許文献１：「公立大学法人奈良県立医科大学プレスリリース」インターネット＜ＵＲＬ：http://www.naramed-u.ac.jp/university/kenkyu-sangakukan/oshirase/r2nendo/documents/houdousiryou.pdf＞。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２－２７２８２４号公報

【特許文献2】特開２０１７－０４３５１３号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】「公立大学法人奈良県立医科大学プレスリリース」インターネット＜ＵＲＬ：http:// http://www.naramed-u.ac.jp/university/kenkyu-sangakukan/oshirase/r2nendo/documents/houdousiryou.pdf＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

波長２００[ｎｍ]以下の真空紫外線は酸素分子をオゾンに変えることができる反面、急速にエネルギーを失い、数[ｍｍ]以下の短距離で大きく減衰するため、極めて狭い空間しか除菌・脱臭できないという問題がある。しかし、特許文献１～２、および非特許文献１は、この点について言及していない。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、真空紫外線を利用し空気中のオゾン濃度を高めて除菌するとともに、浄化した空気からオゾンを除去して室内に還流することが可能な構成の空気清浄機を提供することを目的とする。

【0008】

一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。

【0009】

本発明に係る空気清浄機は、吸入口、流路および吐出口が配されるとともに当該流路に空気を進行させるファンを有する筐体と、前記流路に配されて前記吸入口から吸入された前記空気を移動させつつ紫外線を照射する照射部と、前記流路に配されて前記照射部から移動した前記空気を濾過しつつオゾンを除去する除去部とを備え、前記オゾンが除去された前記空気を前記吐出口から機外に排出する構成であって、前記照射部は前記紫外線の光源として波長１９０[ｎｍ]以下で発光するエキシマランプと前記エキシマランプの発光面に配されて前記紫外線を放射可能な突起部とを有する構成であることを特徴とする。

【0010】

この構成によれば、真空紫外線によって照射部近傍におけるオゾンの発生効率を飛躍的に高めることができるとともに、突起部によってエキシマランプ単体の場合に比べて除菌能力や除臭能力の有効範囲を大幅に増大させることが可能となり、除去部によってオゾンが除去された状態の清浄な空気を機外に排出することができる。

【0011】

前記突起部は前記紫外線を前記エキシマランプから導いて放射する放射面を有する構成であることが好ましい。この構成によれば、エキシマランプの発光面からの紫外線と突起部の放射面からの紫外線とによって空気との接触面積を増大させることが容易にできる。エキシマランプは、一例として、外周側面が発光面である構成、外側面が発光面である構成、特定の面が発光面である構成、その他既知のエキシマランプが適用できる。エキシマランプは、一例として、インバータ制御回路によって発光する。突起部の材質は、一例として、石英ガラス、水晶、ガラス、アクリル、ポリカーボネート、シクロオレフィン系樹脂、その他既知の紫外線透過性材料が適用できる。突起部の材質は、単一材料の場合があり、また、複合材料の場合がある。突起部の形状は、円錐状、円錐台状、角錐状、楔状、角錐台状、円柱状、角柱状、プリズム形状、その他既知の紫外線を導光可能な形状が適用できる。

【0012】

前記突起部は突出方向を異ならせて複数配されていることが好ましい。この構成によれば、広範囲にムラなく紫外線を照射することが容易にできる。前記突起部は突出高さを異ならせて複数配されていることが好ましい。この構成によれば、照射部を移動する空気が撹拌されてより広範囲にムラなく紫外線を照射することが容易にできる。前記紫外線の波長は、一例として、１８５[ｎｍ]、１７２[ｎｍ]、１４６[ｎｍ]、１２６[ｎｍ]、その他既知の波長１９０[ｎｍ]以下で発光する筒状のエキシマランプが適用できる。前記除去部は、一例として、活性炭、多孔質セラミックス、触媒担持フィルタ、その他既知のオゾン分解物質またはオゾン吸着物質を有し、オゾンを含まない清浄な空気を濾過可能な構成である。前記筐体は、一例として、ステンレス、ニッケル合金、チタン、その他既知の耐候性金属からなり、かつ堅牢な構成である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、真空紫外線によって照射部近傍におけるオゾンの発生効率を飛躍的に高めることができるとともに、突起部によってエキシマランプ単体の場合に比べて除菌能力や除臭能力の有効範囲を大幅に増大させることが可能となり、除去部によってオゾンが除去された状態の清浄な空気を機外に排出する安全かつ高性能の空気清浄機が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は本発明の実施形態の空気清浄機の第１例を模式的に示す構成図である。

【図2】図２は本実施形態の空気清浄機の第２例を模式的に示す構成図である。

【図3】図３Ａは本実施形態の空気清浄機の第３例における照射部を側面側から視た部分断面図であり、図３Ｂは、本実施形態の空気清浄機の第３例における照射部を吐出口側から視た部分断面図であり、図３Ｃは、本実施形態の空気清浄機の第３例におけるエキシマランプおよび突起部を模式的に示す斜視図である。

【図4】図４Ａは本実施形態の空気清浄機の第４例における照射部を側面側から視た部分断面図であり、図４Ｂは、本実施形態の空気清浄機の第４例における照射部を吐出口側から視た部分断面図であり、図４Ｃは、本実施形態の空気清浄機の第４例におけるエキシマランプおよび突起部を模式的に示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。本実施形態の空気清浄機１は筐体２と、筐体２内に配されて空気を進行させるファン３と、筐体２内に配されて紫外線を照射する照射部４と、筐体２内に配されてオゾンを除去する除去部５と、筐体２内の各部の動作を制御する制御部６とを備える。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

【0016】

（第１例）
図１は、本実施形態の空気清浄機１の第１例を模式的に示している。筐体２は上流側から下流側に向かって順に、吸入口２ａ、流路２ｂ、吐出口２ｃが配されており、流路２ｂの上流側に空気を進行させるファン３が配されている。そして、流路２ｂにおけるファン３の下流側に、吸入口２ａから吸入された処理前の空気４０ａを移動させつつ紫外線を照射する照射部４が配されており、流路２ｂにおける照射部４の下流側に、照射部４から移動した紫外線処理後の空気４０ｂを濾過しつつオゾンを除去する除去部５が配されており、オゾン除去後の空気４０ｃを吐出口２ｃから機外に排出する構成になっている。照射部４は破線で囲んだエリアである。なお、流路２ｂの上流側に空気中の微粒子を除去するフィルタを配する場合がある。制御部６は、操作用のディスプレイパネルや起動用スイッチを有する。

【0017】

照射部４は、空気４０ａの移動方向に沿って配されるとともに紫外線の光源として波長１９０[ｎｍ]以下で発光するエキシマランプ７と、エキシマランプ７の発光面７ａに配されて紫外線を放射可能な突起部８ａ，８ｂとを有する。突起部８ａ，８ｂは、突出高さを異ならせて複数配されている。また、突起部８ａ，８ｂは、突出方向を異ならせて複数配されている。紫外線の波長は１８５[ｎｍ]、１７２[ｎｍ]、１４６[ｎｍ]、１２６[ｎｍ]のいずれか一種またはいずれか二種以上の組み合わせである。

【0018】

（第２例）
図２は、本実施形態の空気清浄機１の第２例を模式的に示している。筐体２は上流側から下流側に向かって順に、吸入口２ａ、流路２ｂ、吐出口２ｃが配されており、流路２ｂの下流側に空気を進行させるファン３が配されている。そして、流路２ｂの上流側に、吸入口２ａから吸入された処理前の空気４０ａを移動させつつ紫外線を照射する照射部４が配されており、流路２ｂにおける照射部４の下流側に、照射部４から移動した紫外線処理後の空気４０ｂを濾過しつつオゾンを除去する除去部５が配されており、オゾン除去後の空気４０ｃを吐出口２ｃから機外に排出する構成になっている。なお、流路２ｂの上流側に空気を進行させるファンを配する場合がある。

【0019】

（第３例）
図３Ａは本実施形態の空気清浄機１の第３例における照射部４を側面側から視た部分断面図であり、図３Ｂは、第３例における照射部４を吐出口側から視た部分断面図であり、図３Ｃは、第３例におけるエキシマランプ７および突起部８ｃ，８ｄ，８ｅを模式的に示す斜視図である。上流側から下流側に向かって順に、エキシマランプ７の発光面７ａに円柱形状で突出高さを異ならせた突起部８ｃ，８ｄ，８ｅが配されている。突起部８ｃは放射面８ｃ１から紫外線を放射し、突起部８ｄは放射面８ｄ１から紫外線を放射し、突起部８ｅは放射面８ｅ１から紫外線を放射する構成である。この構成によれば、照射部４を移動する空気が撹拌されてより広範囲にムラなく紫外線を照射できる。

【0020】

（第４例）
図４Ａは本実施形態の空気清浄機１の第４例における照射部４を側面側から視た部分断面図であり、図４Ｂは、第４例における照射部４を吐出口側から視た部分断面図であり、図４Ｃは、第４例におけるエキシマランプ７および突起部８ｃ，８ｄ，８ｅを模式的に示す斜視図である。エキシマランプ７の発光面７ａの長手方向に三角錐形状の突起部８ｆと突起部８ｇとが放射面８ｆ１と放射面８ｇ１とを向かい合わせにして配されている。突起部８ｆにおける放射面８ｆ１の反対側の面は紫外線を反射する角度に傾斜させており、突起部８ｇにおける放射面８ｇ１の反対側の面は紫外線を反射する角度に傾斜させている。上記構成以外に、放射面８ｆ１の反対側の面に反射シートを貼り付けて、放射面８ｇ１の反対側の面に反射シートを貼り付ける場合がある。この構成によれば、照射部４を移動する空気は三方向から広範囲にムラなく紫外線を照射できる。

【0021】

上述した第１例～第４例に例示される本実施形態によれば、照射部４の近傍におけるオゾンの発生効率を飛躍的に高めることができるとともに、エキシマランプ７からの紫外線と突起部からの紫外線との相乗作用によって空気の除菌能力および除臭能力を増大させることができて、オゾンが除去された清浄な空気を機外に排出する安全かつ高性能の空気清浄機１にできる。

【0022】

上述の突起部は放射面における紫外線の強度分布を変更可能である。また、突起部は多数配置してもよい。なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0023】

１ 空気清浄機
２ 筐体、２ａ 吸入口、２ｂ 流路、２ｃ 吐出口
３ ファン
４ 照射部
５ 除去部、５ａ 濾材
６ 制御部
７ エキシマランプ、７ａ 発光面
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ、８ｇ 突起部
８ａ１、８ｂ１、８ｃ１、８ｄ１、８ｅ１、８ｆ１、８ｇ１ 放射面
４０ａ 空気（処理前の空気）
４０ｂ 空気（紫外線処理後の空気）
４０ｃ 空気（オゾン除去後の空気）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】