特開 2023-127126 除菌装置

(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】P2023127126

(43)【公開日】2023-09-13

(54)【発明の名称】除菌装置

(51)【国際特許分類】

   C01B 13/11 20060101AFI20230906BHJP

   A61L 9/015 20060101ALI20230906BHJP

   A61L 9/20 20060101ALI20230906BHJP

【ＦＩ】

C01B13/11 Z

A61L9/015

A61L9/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022030712

(22)【出願日】2022-03-01

(71)【出願人】

【識別番号】503376518

【氏名又は名称】東芝ライフスタイル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100205785

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼橋 史生

(74)【代理人】

【識別番号】100203297

【弁理士】

【氏名又は名称】橋口 明子

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100135301

【弁理士】

【氏名又は名称】梶井 良訓

(72)【発明者】

【氏名】笹木 宏格

【テーマコード（参考）】

4C180

4G042

【Ｆターム（参考）】

4C180AA02

4C180AA07

4C180BB06

4C180BB08

4C180CA10

4C180DD03

4C180DD11

4C180EA17X

4C180HH01

4C180HH05

4C180HH19

4C180KK05

4C180LL20

4C180MM08

4C180MM10

4G042CA01

4G042CC23

4G042CE02

(57)【要約】

【課題】除菌性能を維持しつつ、オゾン生成装置の放電部に人体が接近することを抑制できる除菌装置を提供する。
【解決手段】空気が流通し、前記空気の出入口となる開口部を有する風路と、前記風路の上流側に配置され、空気中の酸素分子からオゾンを生成するオゾン生成装置と、前記オゾン生成装置の下流側に配置され、生成した前記オゾンに照射する紫外線光を発生する紫外線光源と、を備え、前記オゾン生成装置は、オゾンを発生させる放電部を有し、前記放電部は、前記風路内を流通する空気の流通方向で前記開口部から離れた位置に配置されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気が流通し、前記空気の出入口となる開口部を有する風路と、
前記風路の上流側に配置され、空気中の酸素分子からオゾンを生成するオゾン生成装置と、
前記オゾン生成装置の下流側に配置され、生成した前記オゾンに照射する紫外線光を発生する紫外線光源と、を備え、
前記オゾン生成装置は、オゾンを発生させる放電部を有し、
前記放電部は、前記風路内を流通する空気の流通方向で前記開口部から離れた位置に配置されている除菌装置。

【請求項2】

前記開口部と前記放電部との間の空間距離は、前記開口部と前記放電部との間で絶縁体を通る沿面距離より短い、請求項１に記載の除菌装置。

【請求項3】

前記風路の上流側の第１開口部は、前記オゾン生成装置の前記放電部からの絶縁体を通る沿面距離が３０ｍｍ以上である、請求項１又は２に記載の除菌装置。

【請求項4】

前記紫外線光源は、前記オゾン生成装置の前記放電部からの絶縁体を通る沿面距離が３０ｍｍ以上である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の除菌装置。

【請求項5】

前記風路の上流側に位置する第１開口部と前記紫外線光源とは、前記オゾン生成装置の前記放電部からの絶縁体を通る沿面距離が３０ｍｍ以上である、請求項１又は２に記載の除菌装置。

【請求項6】

前記放電部は、前記オゾン生成装置を構成する基板との間で高圧線によって接続され、
前記沿面距離は、前記高圧線から前記開口部および前記紫外線光源のうち少なくとも一方までの絶縁体を通る距離である、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の除菌装置。

【請求項7】

前記放電部は、風路断面の中央に配置されている、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の除菌装置。

【請求項8】

前記紫外線光源と、前記紫外線光源の下流側に位置する第２開口部とは、前記流通方向の空間距離で１０ｍｍ以上の間隔をあけて配置されている、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の除菌装置。

【請求項9】

前記放電部と前記紫外線光源とは、高さ方向にずれた位置に配置されている、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の除菌装置。

【請求項10】

前記紫外線光源は、前記風路の下面に接した状態で配置されている、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の除菌装置。

【請求項11】

前記開口部は、複数の開口穴から構成され、
前記開口穴の穴径は、６ｍｍ以下に設定されている、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の除菌装置。

【請求項12】

前記風路は、厚さ１ｍｍ以上の絶縁体から形成されている、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の除菌装置。

【請求項13】

前記オゾン生成装置および前記紫外線光源それぞれの給電用のリード線のうち前記オゾン生成装置および前記紫外線光源から露出する部分は、前記風路の外側に配線されている、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の除菌装置。

【請求項14】

前記風路内の結露状態を検出する結露検知部が設けられ、
前記結露検知部で結露を検出したときに、前記オゾン生成装置の動作を停止するように制御されている、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の除菌装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、除菌装置に関する。

【背景技術】

【0002】

室内などに設置される脱臭装置では、ＯＨラジカルの強力な酸化力を利用して、水中の有機物を酸化分解することが浄水に応用されている。ＯＨラジカルの標準酸化還元電位は、２．８５Ｖであり、２．０７Ｖであるオゾンよりも反応性に富み酸化力が高いことから、オゾンの分解速度を高めてＯＨラジカルの生成を促進する促進酸化処理法が用いられている。このような促進酸化処理法として、空気が流通する風路と、風路の上流側に配置され、空気中の酸素分子からオゾンを生成するオゾン生成装置と、風路の下流側に配置され、生成したオゾンに照射する紫外線光を発生する紫外線光源と、を備えた除菌装置が知られている。

【0003】

この場合、オゾンの促進酸化により酸化力の高いＯＨラジカルを発生し、除菌や脱臭へ応用する構成するものであるが、オゾンを発生させるために空気中に放電する必要がある。オゾン発生部にはオゾン生成装置の放電部に高電圧が印加されるため、感電を考慮して安全性を確保しながらもＯＨラジカル発生量を低減させずに除菌性能を確保できる構成とすることが求められる場合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２－２６３１８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、除菌性能を維持しつつ、オゾン生成装置の放電部に人体が接近することを抑制できる除菌装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の除菌装置は、空気が流通し、前記空気の出入口となる開口部を有する風路と、前記風路の上流側に配置され、空気中の酸素分子からオゾンを生成するオゾン生成装置と、前記オゾン生成装置の下流側に配置され、生成した前記オゾンに照射する紫外線光を発生する紫外線光源と、を持つ。前記オゾン生成装置は、オゾンを発生させる放電部を持つ。前記放電部は、前記風路内を流通する空気の流通方向で前記開口部から離れた位置に配置されている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態の除菌装置の一例を模式的に示した側面図。

【図2】図１に示す除菌装置を上方から見た平面図。

【図3】第２実施形態による除菌装置の一例を模式的に示した側面図。

【図4】図３に示す除菌装置を上方から見た平面図。

【図5】第３実施形態による除菌装置の一例を模式的に示した側面図。

【図6】図５に示すＡ－Ａ線矢視図であって、除菌装置を下流側から見た図。

【図7】変形例による除菌装置の一例を模式的に示した側面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、実施形態の除菌装置を、図面を参照して説明する。以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。

【0009】

（第１実施形態）
図１を参照し、実施形態の除菌装置１について説明する。まず、除菌装置１の全体構成について説明する。ただし、除菌装置１は、以下に説明する構成の全てを有する必要はなく、いくつかの構成が適宜省略されてもよい。

【0010】

図１は、除菌装置の一例を模式的に示した側面図である。図２は、図１に示す除菌装置を上方から見た平面図である。

【0011】

除菌装置１は、例えばエアコン、洗濯機、冷蔵庫などの家電製品の筐体内に装備され、これらの筐体内空間に流通する空気を除菌するために設けられる。例えば、冷蔵庫に本実施形態の除菌装置１を適用する場合の一例として、冷蔵庫内の風路に除菌装置１を配置し、庫内からの戻り空気を風路に流入させ、風路を通過する空気を除菌する。また、図１および図２に示す除菌装置１を、筐体内において単体でも複数設けるようにしてもよい。

【0012】

除菌装置１は、空気Ａが流通し、空気Ａの出入口となる開口部２４Ａ、２５Ａを有する風路２と、風路２内で空気Ａを流通させるファン３と、風路２の上流側Ｘ１に配置され、空気Ａ中の酸素分子からオゾンを生成するオゾン生成装置４と、風路２の下流側Ｘ２に配置され、生成したオゾンに紫外線ＵＶを照射する紫外線光源５と、を備えている。

【0013】

本実施形態の除菌装置１では、オゾン生成装置４および紫外線光源５が設けられる風路２の壁面を設置面Ｆに取り付けている。以下の説明では、除菌装置１が設置面Ｆに載置された状態でオゾン生成装置４および紫外線光源５が配置される側を下方、下側とし、オゾン生成装置４および紫外線光源５に対向する側を上方、下側とし、風路２内を空気Ａが流通する方向（流通方向Ｘ）に直交する平面で上下方向Ｙに直交する左右方向を幅方向Ｚとする。

【0014】

［除菌装置の全体構成］
本実施形態の除菌装置１では、オゾン生成装置４および紫外線光源５が設けられた風路２内に空気Ａを導入し、オゾン生成装置４によって空気Ａ中の酸素をオゾン（Ｏ_３）に変換し、次いで紫外線光源５からの紫外線ＵＶを照射して、生成したオゾンをＯＨラジカルに変換する。除菌装置１では、変換されたＯＨラジカルによってとくに空気Ａに含まれる臭気成分が酸化分解されて無臭化される。

【0015】

［風路］
風路２は、全周囲が壁面で覆われ、除菌対象となる空気Ａの流通方向Ｘに流通させる流路を形成する筒体である。風路２の断面形状は、四角形断面に設定されている。風路２は、上流側Ｘ１の上流壁２４と下流側Ｘ２の下流壁２５に開口を有している。本実施形態の除菌装置１では、風路２における図１の紙面下部にオゾン生成装置４および紫外線光源５が設けられているが、上述したように各部の配置は適宜変更することが可能である。

【0016】

具体的な風路２の形状について説明する。風路２は、上壁２１、上壁２１から下方に延出される左右一対の側壁２２、２２、下壁２３、流通方向Ｘの上流側Ｘ１に位置する上流壁２４、および流通方向Ｘの下流側Ｘ２に位置する下流壁２５を備えている。下壁２３は、設置面Ｆに載置される。下壁２３の底面２３１には、オゾン生成装置４および紫外線光源５が取り付けられている。風路２の流通方向Ｘの長さ寸法は、後述するようにオゾン生成装置４および紫外線光源５の配置に基づいて設定される。

【0017】

上流壁２４には、上下方向Ｙの中央および幅方向Ｚの中央に壁厚方向に貫通する上流開口部２４Ａ（第１開口部）が設けられている。下流壁２５には、上下方向Ｙの中央および幅方向Ｚの中央に壁厚方向に貫通する下流開口部２５Ａ（第２開口部）が上流開口部２４Ａに流通方向Ｘに対向した状態で設けられている。

【0018】

風路２の各壁部（上壁２１、側壁２２、下壁２３、上流壁２４、下流壁２５）は、基礎絶縁を確保可能な厚さ１ｍｍ以上の絶縁体から形成されている。具体的に風路２の材質は、ポリプロピレン（ＰＰ）やＡＢＳ等の樹脂が採用されている。また、風路２を構成する壁部は、２００～３００ｎｍの紫外線光ＵＶを透過しない材料により形成され、かつ可視光を透過する例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレンなどの透明樹脂が採用されている。すなわち、紫外線光ＵＶを透過する石英ガラスやフッ素樹脂等は適用対象外である。

【0019】

図１および図２に示すように、ファン３は、風路２の上流側開口部２４Ａに設けられ、空気Ａを風路２内に導入し、かつ上流側Ｘ１から下流側Ｘ２に流通させるために設けられている。

【0020】

［オゾン生成装置］
オゾン生成装置４は、放電部４１を有し、風路２内において効率よく気体オゾンを発生させるものである。オゾン生成装置４は、基板４０と、基板４０の一端面４０ａに電気的に接続された放電部４１と、基板４０の他端面４０ｂに接続され基板４０に給電するリード線４２と、を有している。オゾン生成装置４は、基板４０の他端面４０ｂを風路２の下壁２３に接する状態で、放電部４１を上方にして固定されている。本実施形態の放電部４１は、流通方向Ｘで風路２の中央に配置され、かつ風路断面で中央に配置されている。また、放電部４１は、図１に示すように、紫外線光源５に対して高さ方向（上下方向Ｙ）で上方にずれた位置に配置されている。

【0021】

図１に示すように、オゾン生成装置４のリード線４２のうち基板４０の他端面４０ｂ側に露出する部分４２ａは、風路２の下壁２３の外側に配線されている。つまり、本実施形態では、風路２にリード線４２が露出していない状態で設けられている。

【0022】

オゾン生成装置４は、放電部４１において電極間に数ｋＶの高電圧を印加して放電し、空気中の酸素分子（Ｏ_２）からオゾン（Ｏ_３）を生成する放電方式のものである。オゾン生成装置４では、間欠的に高電圧を印加することで、放出するオゾン濃度を、除菌性能があり、さらに人体影響のないオゾン濃度０．０１～０．１ｐｐｍの範囲となるように制御している。オゾン生成装置４の一例として、例えば無声放電方式（バリア放電方式）や沿面放電方式によるオゾン発生方式で、０．０２ｍｇ／Ｈｒ以上のオゾン発生量となるものを採用できる。本実施形態のオゾン生成装置４は、無声放電方式（バリア放電方式）の一例である。

【0023】

［紫外線光源］
図１および図２に示すように、紫外線光源５は、基板５０と、基板５０の一方面（上面５０ａ）上に配置され紫外線光ＵＶを所定の照射角度θ（照射範囲）で照射する照射部５１と、基板５０の他方面（下面５０ｂ）に接続され基板５０に給電するリード線５２と、を有している。紫外線光源５は、基板５０の下面５０ｂを風路２の下壁２３に接する状態で、照射部５１を上に向けて固定されている。本実施形態の照射部５１は、流通方向Ｘで下流開口部２５Ａを有する下流壁２５寄りの位置に配置され、かつ風路断面で中央に配置されている。また、照射部５１は、図１に示すように、オゾン生成装置４の放電部４１に対して高さ方向（上下方向Ｙ）で下方にずれた位置に配置されている。

【0024】

図１に示すように、紫外線光源５のリード線５２のうち基板５０の下面５０ｂ側に露出する部分５２ａは、風路２の下壁２３の外側に配線されている。つまり、本実施形態では、風路２にリード線４２が露出していない状態で設けられている。

【0025】

紫外線光源５は、２００～３００ｎｍの波長領域の紫外線光（ＵＶ）を発生するＬＥＤ素子が採用されている。紫外線光源５は、オゾンが吸収可能なオゾン光吸収波長が２００～３００ｎｍの紫外線光ＵＶを照射する。紫外線光源５の一例として、例えば光出力が３ｍＷ、ピーク波長が２８０ｎｍのものを採用できる。

【0026】

紫外線光源５における紫外線光ＵＶの照射角θは、１２０°～１５０°である。

【0027】

紫外線光源５において、オゾンに紫外線光ＵＶを照射することで、オゾンが酸素分子（Ｏ_２）と酸素原子（Ｏ）とに解離する。そして、解離した酸素原子（Ｏ）が水蒸気（Ｈ_２Ｏ）と反応して酸化力の高いＯＨラジカル（ヒドロキシルラジカル）（ＯＨ・）が生成され、放出される。ＯＨラジカルが生成されることにより、空気Ａ中の各種臭気成分と気相で反応する脱臭反応が促進され、オゾン酸化では除去が困難とされるアンモニアや脂肪酸などの酸化除去が可能となる。ここで、一般的に気体状態のオゾンは、２００～３００ｎｍの波長領域で紫外線を吸収し、光エネルギーによりオゾン分子から酸素原子が解離している。

【0028】

［除菌装置の各部の配置間隔］
次に、除菌装置１の各部の配置間隔について、具体的に説明する。図１に示すように、風路２の上流開口部２４Ａと、オゾン生成装置４の放電部４１との距離は、絶縁体を通る第１沿面距離Ｌ１で３０ｍｍ以上に設定されている。ここで、オゾン生成装置４の放電部４１を支持する基板４０は、樹脂製の絶縁体である。また、風路２を構成する壁面（上壁２１、側壁２２、下壁２３、上流壁２４、下流壁２５）も上述したように絶縁体である。

【0029】

ここで、第１位置Ｐ１は、オゾン生成装置４の基板４０の放電部４１を支持する位置とする。第２位置Ｐ２は、基板４０の下端４０ｂが風路２の下壁２３に接する位置とする。第３位置Ｐ３は、下壁２３と上流壁２４とが接続する位置とする。第１沿面距離Ｌ１は、第１位置Ｐ１から基板４０に沿っての第２位置Ｐ２までの上下方向Ｙの距離と、第２位置Ｐ２から下壁２３を上流側Ｘ１に向けて通って第３位置Ｐ３を通過して上流開口部２４Ａまでの距離と、を合わせた長さとなる。

【0030】

ここで、図１に示す符号Ｌ０は、放電部４１とファン３までの最短距離となる空間距離を示している。上述したように第１沿面距離Ｌ１が３０ｍｍである場合には、空間距離Ｌ０は３０ｍｍより短くなる。

【0031】

紫外線光源５と、オゾン生成装置４の放電部４１との距離は、絶縁体を通る第２沿面距離Ｌ２で３０ｍｍ以上に設定されている。第４位置Ｐ４は、紫外線光源５の基板５０の基板４０側の端部が下壁２３に接する位置である。第２沿面距離Ｌ２は、オゾン生成装置４の基板４０の放電部４１を支持する第１位置Ｐ１から基板４０に沿って第２位置Ｐ２までの上下方向Ｙの距離と、第２位置Ｐ２から下壁２３を下流側Ｘ２に向けて通って第４位置Ｐ４までの距離と、を合わせた長さとなる。

【0032】

なお、風路２上流開口部２４Ａと紫外線光源５は、オゾン生成装置４の放電部４１からの絶縁体を通る第１沿面距離Ｌ１と第２沿面距離Ｌ２とが３０ｍｍ以上で、かつ同じ距離に設定されていてもよい。

【0033】

第１沿面距離Ｌ１と第２沿面距離Ｌ２は、放電部４１から発生する高電圧の伝播による人体への影響を回避できる距離であることに基づいて、それぞれ３０ｍｍ以上に設定されている。また、第１沿面距離Ｌ１と第２沿面距離Ｌ２は、使用環境とか放電部４１の電圧によって、３０ｍｍ以上の範囲で適宜設定される。

【0034】

また、紫外線光源５と風路２の下流開口部２５Ａとは、流通方向Ｘの空間距離Ｌ３で１０ｍｍ以上の間隔をあけて配置されている。この空間距離Ｌ３で１０ｍｍ以上とした理由は、オゾン生成装置４で発生したオゾンに対して紫外線光ＵＶを照射する空間を確実に確保するためである。

【0035】

このように構成される除菌装置１のように、空気Ａの流通方向Ｘに対して、オゾン生成装置４を上流側Ｘ１に、そして紫外線光源５を下流側Ｘ２に設ける配置順が好ましい。紫外線光源５としては、オゾン生成装置４によるオゾン発生量に合わせて光出力の高出力化や使用数を増加することにより、オゾンをリークさせずに高濃度の臭気を無臭化することができ、除菌を促進することができる。

【0036】

また、本実施形態の除菌装置１では、風路２内の結露状態を検出する結露検知部（図示省略）が設けられ、この結露検知部で結露を検出したときに、オゾン生成装置４の動作を停止するように制御する構成を採用してもよい。

【0037】

次に、第１実施形態による除菌装置１の作用について説明する。

【0038】

本実施形態に係る除菌装置１によれば、空気Ａが流通し、空気Ａの出入口となる開口部２４Ａ、２５Ａを有する風路２と、風路２の上流側に配置され、空気Ａ中の酸素分子からオゾンを生成するオゾン生成装置４と、オゾン生成装置４の下流側に配置され、生成したオゾンに照射する紫外線光ＵＶを発生する紫外線光源５と、を備えている。オゾン生成装置４は、オゾンを発生させる放電部４１を有し、放電部４１は、風路２内を流通する空気Ａの流通方向Ｘで開口部２４Ａ、２５Ａから離れた位置に配置されている構成となっている。

【0039】

これにより、本実施形態に係る除菌装置１では、風路２内の空気Ａからオゾン生成装置４によって生成されたオゾンに対して紫外線光源５によって紫外線光ＵＶを照射し、発生した酸素原子と水蒸気の反応により生成したＯＨラジカルなどの活性種を放出できる。このように空気Ａ中で促進酸化させたオゾンに対して確実に紫外線光ＵＶを照射することができるので、ＯＨラジカル量を増加することができ、除菌性能を高めることができる。これにより、除菌や脱臭へ応用することで、高い除菌・脱臭効果を得ることができる。

【0040】

さらに本実施形態では、高電圧が印加されるオゾン生成装置４の放電部４１が風路２内の流通方向Ｘで開口部２４Ａ、２５Ａから離れた位置に配置され、放電部４１と風路２の開口部（上流開口部２４Ａおよび下流開口部２５Ａ）との距離を確保することができる。すなわち、風路２の上流開口部２４Ａや下流開口部２５Ａから最も距離のある位置に放電部４１を配置することができる。そのため、人が開口部２４Ａ，２５Ａに近づいた場合でも、放電部４１に人体が接近したり接触することを抑制でき、人が感電することを防止できる。

【0041】

本実施形態に係る除菌装置１によれば、開口部２４Ａ、２５Ａと放電部４１との間の空間距離は、開口部２４Ａ、２５Ａと放電部４１との間で絶縁体を通る沿面距離より短い構成となっている。そのため、開口部２４Ａ、２５Ａと放電部４１との間の沿面距離を十分に確保した場合でも、開口部２４Ａ、２５Ａと放電部４１との間の空間距離を短く設定することができるので、風路２の流通方向の長さを短くすることが可能となり、除菌装置１の小型化を図ることができる。

【0042】

本実施形態に係る除菌装置１によれば、風路２の上流開口部２４Ａは、オゾン生成装置４の放電部４１からの絶縁体を通る第１沿面距離Ｌ１が３０ｍｍ以上である。ここで、沿面距離Ｌ１が３０ｍｍより短いときには、放電部４１に人体が近接又は接触する可能性が高くなり、放電部４１で印加される高電圧の影響を受けやすくなくなるという課題があった。一方、本実施形態では、放電部４１と上流開口部２４Ａとの第１沿面距離Ｌ１を確保することができ、人が上流開口部２４Ａに近づいた場合（あるいは下流開口部２５Ａも同様）でも、放電部４１に対する人体の接近や接触をより確実に抑制でき、人が感電することを防止できる。

【0043】

本実施形態に係る除菌装置１によれば、紫外線光源５は、オゾン生成装置４の放電部からの絶縁体を通る沿面距離Ｌ２が３０ｍｍ以上である。この場合には、放電部４１と紫外線光源５との沿面距離Ｌ２を確保することができ、放電部４１の高電圧が伝播しない位置に紫外線光源５を配置することができる。そのため、人が下流開口部２５Ａを通じて紫外線光源５に近づいた場合でも、紫外線光源５自体が放電部４１の高電圧の影響を受けていないことからが感電することを防止できる。

【0044】

本実施形態に係る除菌装置１によれば、風路２の上流開口部２４Ａと紫外線光源５とは、オゾン生成装置４の放電部４１からの絶縁体を通る沿面距離Ｌ１、Ｌ２が３０ｍｍ以上で、かつ同じ距離である。この場合には、風路２の開口部（上流開口部２４Ａ及び下流開口部２５Ａ）と紫外線光源５との両方が放電部４１の高電圧の影響を受けにくい最短距離に設定できので、風路２の流通方向Ｘの長さを必要最小限にすることが可能となる。そのため、除菌装置１の小型化を図ることができる。

【0045】

本実施形態に係る除菌装置１によれば、放電部４１は、風路断面の中央に配置されている。そのため、開口部２４Ａ、２５Ａや紫外線光源５に対する上述した３０ｍｍ以上の沿面距離を確保しつつ、流通方向Ｘの空間距離を短くすることができる。そのため、風路２の流通方向Ｘの長さを必要最小限にすることが可能となり、除菌装置１の小型化を図ることができる。

【0046】

本実施形態に係る除菌装置１によれば、紫外線光源５と、紫外線光源５の下流側に位置する下流開口部２５Ａとが、流通方向Ｘの空間距離Ｌ３で１０ｍｍ以上の間隔をあけて配置されている。紫外線光源５の紫外線光ＵＶにより発生するＯＨラジカルは１０ｍｍの照射距離で照射することで発生可能であるので、オゾン生成装置４で発生したオゾンに対して紫外線光ＵＶを照射する空間を確実に確保することができる。

【0047】

本実施形態に係る除菌装置１によれば、放電部４１と紫外線光源５とが高さ方向にずれた位置に配置されている。これにより、放電部４１が風路２の断面中央に配置される場合でも、紫外線光源５を風路２の下壁２３に沿う高さに配置することができる。そのため、その放電部４１で生成されたオゾンに対して照射する紫外線光ＵＶの照射領域を十分に確保することができ、除菌効率を向上させることができる。

【0048】

本実施形態に係る除菌装置１によれば、紫外線光源５は、風路２の下面に接した状態で配置されているので、紫外線光ＵＶの照射領域を十分に確保することができ、除菌効率を向上させることができる。

【0049】

本実施形態に係る除菌装置１によれば、風路２が厚さ１ｍｍ以上の絶縁体から形成されているので、風路２の基礎絶縁を確保することができる。そのため、風路２自体がオゾン生成装置４の放電部４１の影響を受けず、オゾン生成装置４から風路２の開口部２４Ａ、２５Ａまでの沿面距離を確保することができる。

【0050】

本実施形態に係る除菌装置１によれば、オゾン生成装置４および紫外線光源５それぞれの給電用のリード線４２、５２のうちオゾン生成装置４および紫外線光源５から露出する部分は、風路２の外側に配線されている。これにより、オゾン生成装置４および紫外線光源５のリード線４２、５２が風路２内に存在しないので、導電体であるリード線４２、５２が放電部４１に近づくことにより帯電することがなく、オゾン生成装置４の放電部４１から風路２の上流開口部２４Ａや紫外線光源５までの沿面距離Ｌ１、Ｌ２が長くなることを抑制できる。

【0051】

本実施形態に係る除菌装置１によれば、風路２内の結露状態を検出する結露検知部が設けられ、この結露検知部で結露を検出したときに、オゾン生成装置４の動作を停止するように制御されている。風路２内が結露すると、結露した水滴が導電体となって放電部４１で印加した高電圧が伝播しやすくなるので、結露時には沿面距離が変わってしまう。そのため、結露を結露検知部で検出し、沿面距離が変わったときにオゾン生成装置の動作４を停止することで、人が感電することを防止できる。

【0052】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、除菌性能を維持しつつ、オゾン生成装置４の放電部４１に人体が接近することを抑制できる除菌装置を提供することができる。

【0053】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態による除菌装置１Ａについて、図３および図４に基づいて説明する。図３は、第２実施形態の除菌装置１Ａの一例を模式的に示した側面図である。図４は、図３に示す除菌装置１Ａを上方から見た平面図である。除菌装置１Ａは、沿面放電式のオゾン生成装置４Ａを採用した一例である。第２実施形態のオゾン生成装置４Ａのオゾン発生量などの機能としては、上記第１実施形態と同様であるので、ここでは詳しい説明を省略する。また、本実施形態の風路２および紫外線光源５も、上記第１実施形態と同様であるので、ここでは詳しい説明を省略する。

【0054】

図３および図４に示すように、第２実施形態のオゾン生成装置４Ａは、基板４０と、放電部４１と、リード線４２と、基板４０と放電部４１との間で電気的に接続する高圧線４３と、を備えている。基板４０と放電部４１とは、互いに所定の間隔をあけて配置され、棒状の支持材４４によって連結されている。基板４０とリード線４２は、風路２の下壁２３の外側に配線されている。基板４０の一端４０ａから高圧線４３が放電部４１側に向けて延び出し、その一端４０ａが風路２の下壁２３に接した状態で固定されている。つまり、本実施形態では、風路２にリード線４２が露出していない状態で設けられている。放電部４１と高圧線４３は、支持材４４とともに風路２内に配置されている。

【0055】

図３に示すように、風路２の上流開口部２４Ａと、オゾン生成装置４Ａの放電部４１との距離は、導電部を通る第１沿面距離Ｌ１で３０ｍｍ以上に設定されている。ここで、風路２の下壁２３の底面２３ａは導電体になっている。そのため、第１沿面距離Ｌ１は、オゾン生成装置４の高圧線４３が接続される第１位置Ｐ１から高圧線４３に沿って高圧線４３の下端が導電体の底面２３ａに到達する第２位置Ｐ２までの上下方向Ｙの距離と、第２位置Ｐ２から底面２３ａを通って上流壁２４に到達する第３位置Ｐ３までの距離と、を合わせた長さとなる。第１沿面距離Ｌ１を３０ｍｍとした場合には、空間距離Ｌ０は３０ｍｍより短くなる。

【0056】

また、紫外線光源５とオゾン生成装置４の放電部４１との距離は、絶縁体を通る第２沿面距離Ｌ２で３０ｍｍ以上に設定されている。すなわち、第２沿面距離Ｌ２は、オゾン生成装置４の高圧線４３が接続される第１位置Ｐ１から高圧線４３に沿って導電体の底面２３ａに到達する第２位置Ｐ２までの上下方向Ｙの距離と、第２位置Ｐ２から底面２３ａを通って紫外線光源５の基板５０に到達する第４位置Ｐ４までの距離と、を合わせた長さとなる。

【0057】

また、紫外線光源５と風路２の下流開口部２５Ａとは、流通方向Ｘの空間距離Ｌ３で１０ｍｍ以上の間隔をあけて配置されている。

【0058】

第２実施形態による除菌装置１Ａでは、放電部４１は、オゾン生成装置４を構成する基板４０との間で高圧線４３によって接続されている。そして、沿面距離は、高圧線４３から上流開口部２４Ａおよび紫外線光源５のうち少なくとも一方までの絶縁体を通る距離である。そのため、人が開口部２４Ａ，２５Ａに近づいた場合でも、放電部４１に対する人体の接近や接触をより確実に抑制でき、人が感電することを防止できる。また、放電部４１の高電圧が伝播しない位置に紫外線光源５が配置されるので、人が下流開口部２５Ａを通じて紫外線光源５に近づいた場合でも、紫外線光源５自体が放電部４１の高電圧の影響を受けていないことからが感電することを防止できる。

【0059】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態による除菌装置１Ｂについて、図５および図６に基づいて説明する。図５は、第３実施形態の除菌装置１Ｂの一例を模式的に示した側面図である。図６は、図５に示すＡ－Ａ線矢視図であって、除菌装置１Ｂを下流側から見た図である。除菌装置１Ｂは、上述した第１実施形態の除菌装置１において風路２の下流開口部２５の形状を変えた一例である。第３実施形態のオゾン生成装置４、紫外線光源５の構成や配置は、上記第１実施形態と同様であるので、ここでは詳しい説明を省略する。

【0060】

第３実施形態の下流開口部２５は、風路２における上下方向Ｙの中央および幅方向Ｚの中央に配置され、複数（ここでは４つ）の開口穴２５１、２５１から構成されている。これら複数の開口穴２５１は、それぞれ流通方向Ｘから見て正方形状であり、上下方向Ｙと幅方向Ｚでそれぞれ２列ずつ配列されている。開口穴２５１の大きさは、縦寸法Ｄ１（穴径）および横寸法Ｄ２（穴径）がそれぞれ６ｍｍ以下に設定されている。

【0061】

第３実施形態では、下流開口部２５が複数の開口穴２５１から構成され、これら開口穴２５１の穴径Ｄ１、Ｄ２が６ｍｍ以下に設定されているので、圧力損失が生じない開口となる。そして、人の指が開口穴２５１から風路２内に誤って入ることがなく、風路２内のオゾン生成装置４の放電部４１や放電部４１の高電圧の影響を受けた部位に指が近づいたり接触することがないため、人が感電することをより確実に防止できる。

【0062】

本発明のいくつか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る。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。

【0063】

本実施形態では、説明上、風路２の向き、姿勢下壁２３を設置面Ｆに載置される側としているが、風路２の向きや姿勢は、除菌装置１を取り付ける対象に合わせて適宜設定することができる。例えば、下壁２３を下方に向けた姿勢で上壁２１や側壁２２が設置面Ｆに取り付けられていてもよい。また、オゾン生成装置４や紫外線光源５を設ける風路２の壁面が下方であることにも限定されることなく、その壁面を上方、あるいは側方に向けた姿勢で設置することも可能である。

【0064】

また、本実施形態では、風路２の壁面のうち同一の壁面に対してオゾン生成装置４と紫外線光源５とを設けた構成としているが、これに限定されることはなく、オゾン生成装置４と紫外線光源５とをそれぞれ別の壁面に設けられていてもかまわない。

【0065】

また、オゾン生成装置４とＬＥＤ素子からなる紫外線光源５とが同一の基板上に実装されていてもよい。このように同一基板上にＬＥＤ素子である紫外線光源５を設けることにより、除菌装置１の小型化や省スペース化を図ることができ、風量が低下しない装置を実現できる。

【0066】

また、本実施形態の紫外線光源５では、照射範囲が決められるＬＥＤ素子を照射部５１としたものを採用しているが、これに限定されることはない。例えば、開口部からの風路２外への紫外線光ＵＶの漏れが少ないように配置可能であれば、照射範囲が３６０度で全方向照射となるランプ式の紫外線光源を採用することも可能である。

【0067】

また、図７に示す変形例による除菌装置１Ｃのように、風路２の下壁２３の紫外線光源５が設置される位置に上方に凸となる架台部２３１を設け、その架台部２３１の上面２３１ａに紫外線光源５を配置する構成としてもよい。この場合、紫外線光源５の高さを風路２の上方に位置させるだけでなく、第２沿面距離Ｌ２を長くすることができる。ここで、本変形例による第２沿面距離Ｌ２は、オゾン生成装置４の高圧線４３が接続される第１位置Ｐ１から高圧線４３に沿って導電体の底面２３ａに到達する第２位置Ｐ２までの上下方向Ｙの距離と、第２位置Ｐ２から底面２３ａを通って架台部２３１の下端の第５位置Ｐ５を通過し、さらに第５位置Ｐ５から架台部２３１の上端の第６位置Ｐ６を通過し、さらに第６位置Ｐ６から紫外線光源５の基板５０に到達する第７位置Ｐ７までの距離と、を合わせた長さとなる。すなわち、放電部４１と紫外線光源５との空間距離Ｌ３を小さくすることができるので、風路２としての流通方向Ｘの長さを短くでき、除菌装置１として小型化を図ることができる。

【0068】

上述した実施形態の除菌装置１、１Ａ、１Ｂを構成する風路２、ファン３、オゾン生成装置４、及び紫外線光源５における、形状、大きさ（寸法）、配置、向き、それぞれの間隔、数量、設置個所などの構成は、適用する使用形態や装備する筐体に合わせて適宜設定することが可能である。例えば、風管２内において紫外線光源５が複数設けられていてもよい。

【0069】

また、本実施形態では、上流側開口２４Ａにファン３が設けられているが、ファン３は下流開口部２５Ａにも設けられていても良いし、下流開口部２５Ａのみにファン３が設けられていても良い。あるいは、ファン３を省略することも可能である。また、上記、第３実施形態のような複数の開口穴からなる開口部は、上流開口部２４Ａに形成されていてもよい。

【符号の説明】

【0070】

１、１Ａ、１Ｂ…除菌装置、２…風路、３…ファン、４、４Ａ…オゾン生成装置、５…紫外線光源、２３…上壁、２３ａ…底面、２４…上流壁、２５…下流壁、２４Ａ…上流開口部（第１開口部）、２５Ａ…下流開口部（第２開口部）、４０…基板、４１…放電部、４２…リード線、４３…高圧線、５０…基板、５１…照射部、５２…リード線、Ａ…空気、ＵＶ…紫外線光、Ｌ１…第１沿面距離、Ｌ２…第２沿面距離、Ｌ０、Ｌ３…空間距離、Ｘ…流通方向、Ｙ…上下方向、Ｚ…幅方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】