特開 2023-135056 流体浄化装置

(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】P2023135056

(43)【公開日】2023-09-28

(54)【発明の名称】流体浄化装置

(51)【国際特許分類】

   A61L 9/18 20060101AFI20230921BHJP

【ＦＩ】

A61L9/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022040068

(22)【出願日】2022-03-15

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、研究成果展開事業「優れた空間遮断力とウィルス不活化機能をもつ卓上型エアーカーテンの生成装置の開発」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】504139662

【氏名又は名称】国立大学法人東海国立大学機構

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】内山 知実

(72)【発明者】

【氏名】高牟禮 光太郎

(72)【発明者】

【氏名】坂本 恭晃

(72)【発明者】

【氏名】柴田 直樹

【テーマコード（参考）】

4C180

【Ｆターム（参考）】

4C180AA07

4C180DD03

4C180DD09

4C180HH05

4C180HH19

4C180LL11

4C180MM08

(57)【要約】

【課題】流体を浄化することができる新規で有用な技術を提供する。
【解決手段】流体浄化装置は、並列に配置される複数の浄化ユニットを備えている。複数の浄化ユニットのそれぞれは、流入部と、流出部と、つづら折り状の流体通路と、を備えている。流体通路は、第１方向に並んでおり、第１方向に直交する第２方向に延びる複数の直線路と、１以上の第１の接続路であって、複数の直線路のうち、第２方向において隣り合う２個の直線路の第１方向の第１側の端部を接続する１以上の第１の接続路と、１以上の第２の接続路であって、複数の直線路のうち、第２方向において隣り合う２個の直線路の第１方向の第２側の端部を接続する１以上の第２の接続路と、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

並列に配置される複数の浄化ユニットを備え、
前記複数の浄化ユニットのそれぞれは、
流体が流入する流入部と、
流体が流出する流出部と、
前記流入部と前記流出部とを接続するつづら折り状の流体通路と、を備え、
前記流体通路は、
第１方向に並んでおり、前記第１方向に直交する第２方向に延びる複数の直線路であって、最上流側に配置されており、上流端が前記流入部に接続されている最上流側直線路と、最下流側に配置されており、下流端が前記流出部に接続されている最下流側直線路と、前記最上流側直線路と前記最下流側直線路との間に設けられている１以上の中央側直線路と、を含む前記複数の直線路と、
１以上の第１の接続路であって、前記複数の直線路のうち、前記第１方向において隣り合う２個の直線路の前記第２方向の第１側の端部を接続する前記１以上の第１の接続路と、
１以上の第２の接続路であって、前記複数の直線路のうち、前記第１方向において隣り合う２個の直線路の前記第２方向の第２側であって、前記第１の側と反対側の前記第２の側の端部を接続する前記１以上の第２の接続路と、を備え、
前記最上流側直線路の下流端は、前記第１の接続路及び前記第２の接続路のうちの一方に接続されており、
前記最下流側直線路の上流端は、前記第１の接続路及び前記第２の接続路のうちの一方に接続されており、
前記１以上の中央側直線路の上流端は、前記第１の接続路及び前記第２の接続路のうちの一方に接続されており、前記１以上の中央側直線路の下流端は、前記第１の接続路及び前記第２の接続路のうちの他方に接続されている、
流体浄化装置。

【請求項2】

前記流体浄化装置は、３個～６個の浄化ユニットを備えている、請求項１に記載の流体浄化装置。

【請求項3】

前記複数の浄化ユニットのそれぞれは、４以上の第１の接続路を備えている、請求項１又は２に記載の流体浄化装置。

【請求項4】

前記複数の浄化ユニットのそれぞれは、
前記流入部に設けられるフィルタを備えている、請求項１から３のいずれか一項に記載の流体浄化装置。

【請求項5】

前記複数の浄化ユニットのそれぞれに流入する流量は、５００Ｌ／ｍｉｎ以下である、請求項１から４のいずれか一項に記載の流体浄化装置。

【請求項6】

前記複数の浄化ユニットのそれぞれは、
前記複数の直線路に設けられているＬＥＤを備えている、請求項１から５のいずれか一項に記載の流体浄化装置。

【請求項7】

前記複数の浄化ユニットのそれぞれは、
前記１以上の第１の接続路のうち少なくとも１個の第１の接続路に設けられている１以上のＬＥＤを備えている、請求項１から６のいずれか一項に記載の流体浄化装置。

【請求項8】

前記第２方向における前記第１の接続路と前記第２の接続路との間の第１の長さが、前記第１方向における前記直線路の第２の長さの１０倍よりも大きい、請求項７に記載の流体浄化装置。

【請求項9】

前記第１の長さが、前記第２の長さの２０倍よりも小さい、請求項８に記載の流体浄化装置。

【請求項10】

前記複数の浄化ユニットのそれぞれは、
前記１以上の接続路のうち少なくとも１個の第２の接続路に設けられている１以上のＬＥＤを備えている、請求項８又は９に記載の流体浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書では、流体浄化装置に関する技術を開示する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ＬＥＤから照射される紫外光によって、流体を殺菌処理する流体浄化装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１１６０５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本明細書では、流体を浄化することができる新規で有用な技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書によって開示される流体浄化装置は、並列に配置される複数の浄化ユニットを備え、前記複数の浄化ユニットのそれぞれは、流体が流入する流入部と、流体が流出する流出部と、前記流入部と前記流出部とを接続するつづら折り状の流体通路と、を備え、前記流体通路は、第１方向に並んでおり、前記第１方向に直交する第２方向に延びる複数の直線路であって、最上流側に配置されており、上流端が前記流入部に接続されている最上流側直線路と、最下流側に配置されており、下流端が前記流出部に接続されている最下流側直線路と、前記最上流側直線路と前記最下流側直線路との間に設けられている１以上の中央側直線路と、を含む前記複数の直線路と、１以上の第１の接続路であって、前記複数の直線路のうち、前記第１方向において隣り合う２個の直線路の前記第２方向の第１側の端部を接続する前記１以上の第１の接続路と、１以上の第２の接続路であって、前記複数の直線路のうち、前記第１方向において隣り合う２個の直線路の前記第２方向の第２側であって、前記第１の側と反対側の前記第２の側の端部を接続する前記１以上の第２の接続路と、を備え、前記最上流側直線路の下流端は、前記第１の接続路及び前記第２の接続路のうちの一方に接続されており、前記最下流側直線路の上流端は、前記第１の接続路及び前記第２の接続路のうちの一方に接続されており、前記１以上の中央側直線路の上流端は、前記第１の接続路及び前記第２の接続路のうちの一方に接続されており、前記１以上の中央側直線路の下流端は、前記第１の接続路及び前記第２の接続路のうちの他方に接続されていてもよい。

【0006】

上記の流体浄化装置の浄化ユニットは、つづら折り状の流体通路を備えている。このような構成によると、流体がつづら折り状の流体通路の第１接続路、及び、第２接続路を通過する際に、流体内のウイルス等が第１接続路、及び、第２接続路に捕獲される。第１の接続路、及び、第２の接続路の数が多い程、流体浄化装置によって除去されるウイルス等の量を増やすことができる。しかしながら、第１接続路、及び、第２接続路の数が増えるにつれて、浄化ユニットにおける入口側の圧力と出口側の圧力との差分（以下では、「圧力損失」と記載する）が大きくなる。この場合、流体浄化装置に流体を送出する機械の出力を大きくする必要がある。上記の構成によると、複数の浄化ユニットが並列に配置されていることで、流体浄化装置における第１接続路、及び、第２接続路の数を増やすことができ、流体浄化装置による流体を浄化する能力を向上させることができる。また、複数の浄化ユニットが並列に配置されているために、複数の浄化ユニットが直列に配置されている構成と比較して、複数の浄化ユニットのそれぞれに送出される流量を低減させることができる。この場合、複数の浄化ユニットのそれぞれにおける圧力損失を小さくすることができる。従って、流体浄化装置に流体を送出する機械の出力を大きくすることなく、流体浄化装置による流体を浄化する能力を向上させることができる。

【0007】

１つまたはそれ以上の実施形態において、前記流体浄化装置は、３個～６個の浄化ユニットを備えていてもよい。

【0008】

浄化ユニットの数が多い程、流体浄化装置に流体を送出する機械の出力を大きくする必要がある。一方、浄化ユニットの数が少ない程、流体を浄化する能力が低くなる。上記の構成によると、流体浄化装置に流体を送出する機械の出力を大きくすることなく、流体浄化装置による流体を浄化する能力を向上させることができる。

【0009】

１つまたはそれ以上の実施形態において、前記複数の浄化ユニットのそれぞれは、４以上の第１の接続路を備えていてもよい。

【0010】

第１の接続路の数が多い程、１個の浄化ユニットによって除去されるウイルス等の量を増やすことができる。しかしながら、第１の接続路の数が多い程、圧力損失も大きくなる。上記の構成によると、圧力損失が比較的に大きくなることを抑制しながら、流体浄化装置による流体を浄化する能力を向上させることができる。

【0011】

１つまたはそれ以上の実施形態において、前記複数の浄化ユニットのそれぞれは、前記流入部部に設けられるフィルタを備えていてもよい。

【0012】

上記の構成によると、フィルタによって、浄化ユニット内に埃が浸入することを抑制することができるとともに、フィルタによって、ウイルス等を捕獲することができる。従って、流体浄化装置による流体を浄化する能力を向上させることができる。

【0013】

１つまたはそれ以上の実施形態において、前記複数の浄化ユニットのそれぞれに流入する流量は、５００Ｌ／ｍｉｎ以下であってもよい。

【0014】

１個の浄化ユニットに流入する流量が５００Ｌ／ｍｉｎを超えると、圧力損失が大幅に増加し得る。上記の構成によると、複数の浄化ユニットのそれぞれにおける圧力損失を低減させることができる。

【0015】

１つまたはそれ以上の実施形態において、前記複数の浄化ユニットのそれぞれは、前記複数の直線路に設けられているＬＥＤを備えてもよい。

【0016】

上記の構成によると、直線路を流れる流体に直線路に設けられているＬＥＤから照射される紫外光が照らされる。この場合、ＬＥＤから照射される紫外光によって、流体内のウイルス等が不活化される。従って、流体浄化装置による流体を浄化する能力をより向上させることができる。なお、ＬＥＤは、例えば、紫外線を発する紫外線ＬＥＤであるが、深紫外線を発する深紫外線ＬＥＤであるとより好ましい。深紫外線は、紫外線と比較してウイルス等を不活化させる能力が高い。このため、深紫外線ＬＥＤを用いることで、流体浄化装置による流体を浄化する能力をより向上させることができる。

【0017】

複数の浄化ユニットのそれぞれは、前記１以上の第１の接続路のうち少なくとも１個の第１の接続路に設けられている１以上のＬＥＤを備えていてもよい。

【0018】

上記の構成によると、直線路を流れる流体に第１の接続路に設けられているＬＥＤから照射される紫外光が照らされる。この場合、ＬＥＤから照射される紫外光によって、流体内のウイルス等が不活化される。従って、流体浄化装置による流体を浄化する能力をより向上させることができる。

【0019】

１つまたはそれ以上の実施形態において、前記第２方向における前記第１の接続路と前記第２の接続路との間の第１の長さが、前記第１方向における前記直線路の第２の長さの１０倍よりも大きくてもよい。

【0020】

ＬＥＤから照射される紫外光は、直進性が高い。このため、仮に、第１の長さが、第２の長さの１０倍よりも小さい場合、第１接続路に接続される直線路を流れる流体のうち、ＬＥＤから照射される紫外光によって照らされる流体の量が少ない。第１の長さを第２の長さの１０倍よりも大きくすることによって、第１接続路に接続される直線路を流れる流体のうち、ＬＥＤから照射される紫外光によって照らされる流体の量を多くすることができる。ＬＥＤから照射される紫外光によって照らされる流体の量を多くすることで、不活化されるウイルス等の量を多くすることができる。従って、流体浄化装置による流体を浄化する能力を向上させることができる。

【0021】

１つまたはそれ以上の実施形態において、前記第１の長さが、前記第２の長さの２０倍よりも小さくてもよい。

【0022】

ＬＥＤの発光強度は、ＬＥＤから離れる程、減衰して小さくなる。このため、第１方向において、第１接続路から比較的に遠い位置を流れる流体を照らす紫外光の発光強度が小さくなる。この場合、流体中のウイルス等が不活化されなくなる可能性がある。上記の構成によると、第１の長さを第２の長さの２０倍よりも小さくすることで、発光強度が比較的に高い紫外光によって直線路を流れる流体を照らすことができ、流体内のウイルス等を不活化させることができる。従って、流体浄化装置による流体を浄化する能力を向上させることができる。

【0023】

１つまたはそれ以上の実施形態において、前記複数の浄化ユニットのそれぞれは、前記１以上の接続路のうち少なくとも１個の第２の接続路に設けられている１以上のＬＥＤを備えていてもよい。

【0024】

上記の構成によると、直線路を流れる流体を、第２の接続路に設けられているＬＥＤから照射される紫外光によって照らすこともできる。このため、ＬＥＤによって不活化されるウイルス等の量をより多くすることができる。従って、流体浄化装置による流体を浄化する能力をより向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】第１実施例に係るエアーカーテン２の概略構成図である。

【図2】第１実施例に係る除去ユニット３０の前断面図である。

【図3】第１実施例に係るＬＥＤ４６の表面温度のシミュレーション結果を示す図である。

【図4】３個の除去ユニット１３０に流体が送出される場合の圧力のシミュレーション結果を示す図である。

【図5】除去ユニット２３０に流体が送出される場合の圧力のシミュレーション結果を示す図である。

【図6】１個の除去ユニット１３０に流体が送出される場合の圧力のシミュレーション結果を示す図である。

【図7】第２実施例に係る除去ユニット３３０の前断面図である。

【図8】第２実施例に係るＬＥＤ３４６の表面温度のシミュレーション結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

（実施例）
図１に示すように、エアーカーテン２は、流体送出装置４と、ウイルス除去装置６と、流体輸送機械８と、を備えている。流体輸送機械８は、機械側流入口８ａから機械側流出口８ｂへ向けて流体を送出する。流体輸送機械８は、空気を流動させる送風ファンである。ウイルス除去装置６は、流体内のウイルス、細菌、真菌等を除去（例えば、不活化、殺菌、捕獲）することによって、流体を浄化させる装置である。

【0027】

流体送出装置４は、第１流体通路１０～第４流体通路１６を備えている。第１流体通路１０の上流端は、流体輸送機械８の機械側流出口８ｂに接続されている。第１流体通路１０の下流端には、第２流体通路１２の上流端が接続されている。第２流体通路１２は、第１流体通路１０の下流端から上方に延びる第１直線部１２ａと、第１直線部１２ａの上流端から前方に延びる第２直線部１２ｂと、を有している。第２直線部１２ｂの下面には、送出口１２ｃが形成されている。送出口１２ｃは、細長い略長方形状の開口であって、下方を向いて配置されている。第２流体通路１２を流れる流体は、第１直線部１２ａを後方から前方に流れるとともに、送出口１２ｃから下方に向けて流れて、送出口１２ｃを介して外部に送出される。

【0028】

第４流体通路１６の下流端は、ウイルス除去装置６に接続されている。第４流体通路１６の上流端には、第３流体通路１４の下流端が接続されている。第３流体通路１４は、直線部１６ａを有している。直線部１４ａは、第２流体通路１２の第２直線部１２ｂの下方に設けられている。直線部１４ａの上面には、吸込口１４ｂが形成されている。吸込口１４ｂは、細長い略長方形状の開口であって、上方を向いて配置されている。吸込口１４ｂは、送出口１２ｃに対向して配置されている。外部から吸込口１４ｂを介して第３流体通路１４の直線部１４ａに流入する流体は、第３流体通路１４、及び、第４流体通路１６を通過して、ウイルス除去装置６に流入する。

【0029】

ウイルス除去装置６は、６個の除去ユニット３０を備えている。６個の除去ユニット３０は、前後方向に並んで配置されている。６個の除去ユニット３０は、ユニット流入路３２と、ユニット本体部３４と、ユニット流出路３６と、を備えている。６個のユニット流入路３２の上流端は、流体送出装置４の第４流体通路１６の下流端に接続されている。６個のユニット流入路３２の下流端のそれぞれは、ユニット本体部３４に接続されている。６個のユニット流出路３６の上流端のそれぞれは、ユニット本体部３４に接続されている。６個のユニット流出路３６の下流端は、流体輸送機械８の機械側流入口８ａに接続されている。６個の除去ユニット３０は、流体送出装置４と流体輸送機械８との間において、並列に配置されている。なお、ウイルス除去装置６は、３個～６個の除去ユニット３０を有しているとよい。

【0030】

ユニット本体部３４は、直方体形状を有している。図２に示すように、ユニット本体部３４の右面の下部には、本体側流入口３４ａが形成されている。本体側流入口３４ａには、ユニット流入路３２の下流端が接続されている。本体側流入口３４ａには、フィルタ３５が設けられている。ユニット本体部３４の右面の上部には、本体側流出口３４ｂが形成されている。本体側流出口３４ｂには、ユニット流出路３６の上流端が接続されている。

【0031】

ユニット本体部３４は、つづら折りに形成されたユニット内流体通路３８を有している。ユニット内流体通路３８は、１０個の直線路４０ａ～４０ｊと、第１左側接続路４２ａ～第５左側接続路４２ｅと、第１右側接続路４４ａ～第４右側接続路４４ｄと、を有している。１０個の直線路４０ａ～４０ｊは、左右方向に延びており、上下方向に並んで配置されている。１０個の直線路４０ａ～４０ｊは、最上流に配置されている最上流側直線路４０ａと、８個の中央側直線路４０ｂ～４０ｈと、最下流に配置されている最下流側直線路４０ｊと、を含んでいる。最上流側直線路４０ａと最下流側直線路４０ｊとの間に、８個の中央側直線路４０ｂ～４０ｈが配置されている。最上流側直線路４０ａの上流端（右端）は、本体側流入口３４ａに接続されている。最下流側直線路４０ｊの下流端（右端）は、本体側流出口３４ｂに接続されている。第１左側接続路４２ａ～第５左側接続路４２ｅは、上下方向において隣り合う２個の直線路の左端を接続している。例えば、第１左側接続路４２ａは、最上流側直線路４０ａの左端（即ち下流端）と、中央側直線路４０ｂの左端（即ち上流端）と、を接続する。第１右側接続路４４ａ～第４右側接続路４４ｄは、上下方向において隣り合う２個の直線路の右端を接続している。例えば、第１右側接続路４４ａは、中央側直線路４０ｂの右端（即ち下流端）と、中央側直線路４０ｃの右左端（即ち上流端）と、を接続する。以下では、直線路４０ａ～４０ｊ、第１左側接続路４２ａ～第５左側接続路４２ｅ、第１右側接続路４４ａ～第４右側接続路４４ｄを総称して、それぞれ、「直線路４０」、「左側接続路４２」、「右側接続路４４」と記載することがある。

【0032】

直線路４０の上面には、１０個のＬＥＤ４６が設けられている。１０個のＬＥＤ４６は、前後方向に並んで設けられている。１０個のＬＥＤ４６は、直線路４０の上面の内壁から下方に突出している。なお、変形例では、直線路４０の下面にＬＥＤが設けられていてもよい。

【0033】

続いて、１０個の直線路４０ａ～４０ｊ、第１左側接続路４２ａ～第５左側接続路４２ｅ、及び、第１右側接続路４４ａ～第４右側接続路４４ｄの長さについて説明する。１０個の直線路４０ａ～４０ｊの上下方向の長さは、長さＤ１である。第１左側接続路４２ａ～第５左側接続路４２ｅ、及び、第１右側接続路４４ａ～第４右側接続路４４ｄの上下方向の長さは、長さＤ２である。最上流側直線路４０ａ及び最下流側直線路４０ｊの左右方向の長さは、長さＤ３である。８個の中央側直線路４０ｂ～４０ｈの左右方向の長さは、長さＤ４である。第１左側接続路４２ａ～第５左側接続路４２ｅ、及び、第１右側接続路４４ａ～第４右側接続路４４ｄの左右方向の長さは、長さＤ５である。第１左側接続路４２ａの左面と第１右側接続路４４ａの右面との間の長さは、長さＤ６である。１０個の直線路４０ａ～４０ｊの上下方向の長さＤ１は、第１左側接続路４２ａ～第５左側接続路４２ｅ、及び、第１右側接続路４４ａ～第４右側接続路４４ｄの左右方向の長さＤ５と同じである。即ち、長さＤ２は、長さＤ１及び長さＤ５の２倍の長さである。本実施例では、第１左側接続路４２ａの左面と第１右側接続路４４ａの右面との間の長さＤ６は、第１左側接続路４２ａ～第５左側接続路４２ｅ、及び、第１右側接続路４４ａ～第４右側接続路４４ｄの左右方向の長さＤ１の１０倍～２０倍の範囲になるように、各路の長さが設定されている。長さＤ１は、例えば、５０ｍｍであり、長さＤ６は、５００ｍｍ～１０００ｍｍの範囲内である。また、長さＤ２、Ｄ５は、例えば、１００ｍｍである。

【0034】

本実施例のウイルス除去装置６では、除去ユニット３０内を通過する流体がＬＥＤ４６から照射される紫外光によって照らされる時間が、５秒以上になるように、除去ユニット３０に流入する流量、ユニット内流体通路３８の長さが決定されている。例えば、６個の除去ユニット３０のそれぞれに流入する流量は、５００Ｌ／ｍｉｎである。ＬＥＤ４６から照射される紫外光によって照らされる時間を５秒以上にすることによって、流体内のウイルスが不活化する可能性を高めることができる。

【0035】

（ＬＥＤ４６の表面温度）
続いて、図３を参照して、除去ユニット３０のＬＥＤ４６の表面温度のシミュレーション結果について説明する。図３の実線は、流体輸送機械８が駆動されており、かつ、ＬＥＤ４６が点灯している状態（以下では、「送出状態」と記載することがある）におけるＬＥＤ４６の表面温度を示す。図３の破線は、流体輸送機械８の駆動が停止されており、かつ、ＬＥＤ４６が点灯している状態（以下では、「停止状態」と記載することがある）におけるＬＥＤ４６の表面温度を示す。

【0036】

図３の初期状態におけるＬＥＤ４６の表面温度は、約２０℃である。停止状態（図３の破線）において、ＬＥＤ４６の表面温度は約１５０℃まで上昇する。一方、送出状態（図３の実線）において、ＬＥＤ４６の表面温度の上昇は、約７０℃に抑制される。送出状態では、ユニット内流体通路３８（詳細には、直線路４０）内を流れる流体がＬＥＤ４６に接触することによって、ＬＥＤ４６が冷却され、ＬＥＤ４６の表面温度の上昇が抑制される。ＬＥＤ４６の表面温度の上昇が抑制されることによって、ＬＥＤ４６から照射される紫外光の発光強度が弱くなることを抑制することができる。

【0037】

（圧力損失）
続いて、図４～図６を参照して、除去ユニット１３０に流体が送出される場合の圧力（図４参照）と、除去ユニット２３０に流体が送出される場合の圧力（図５参照）と、除去ユニット１３０に流体が送出される場合の圧力（図６参照）と、のシミュレーション結果について説明する。図４の除去ユニット１３０は、シミュレーション用のユニットであり、ユニット内流体通路の構造が、除去ユニット３０のユニット内流体通路３８（図２参照）の構造とは異なる。図４は、３個の除去ユニット１３０が並列に配置されている場合の圧力の分布図を示す図である。図５に示すように、除去ユニット２３０では、３個の除去ユニット１３０が直列に配置されている。即ち、図５は、３個の除去ユニット１３０が直列に配置されている場合の圧力の分布図を示す図である。図６は、１個の除去ユニット１３０が配置されている場合の圧力の分布図を示す図である。図４～図６は、除去ユニット１３０、２３０に送出される流量が１５００Ｌ／ｍｉｎの場合のシミュレーション結果である。

【0038】

図４の場合、３個の除去ユニット１３０が並列に配置されているために、３個の除去ユニット１３０のそれぞれに流入する流量は、５００Ｌ／ｍｉｎである。この場合、入口側の圧力と出口側の圧力との差分（以下では、「圧力損失」と記載する）は、約１００Ｐａである。一方、図５の場合、３個の除去ユニット１３０が直列に配置されているために、１個の除去ユニット２３０に流入する流量は、１５００Ｌ／ｍｉｎである。この場合の圧力損失は、約２１５０Ｐａである。このように、図４と図５との比較から、３個の除去ユニット１３０を並列に配置させることによって、３個の除去ユニット１３０を直列に配置させる構成と比較して、圧力損失を大幅に低減させることができることが分かる。

【0039】

図６の場合、１個の除去ユニット１３０のみが配置されているために、１個の除去ユニット１３０に流入する流体量は、１５００Ｌ／ｍｉｎである。この場合の圧力損失は、約７７０ｋＰａである。このように、図４と図６との比較から、１個の除去ユニット１３０に流入する流量を５００Ｌ／ｍｉｎ以下にすることで、圧力損失が大幅に低減させることができる。

【0040】

１つまたはそれ以上の実施形態において、図１、図２に示すように、ウイルス除去装置６（「流体浄化装置」の一例）は、並列に配置される６個の除去ユニット３０（「浄化ユニット」の一例）を備えている。６個の除去ユニット３０のそれぞれは、流体が流入する本体側流入口３４ａ（「流入口」の一例）と、流体が流出する本体側流出口３４ｂ（「流出口」の一例）と、本体側流入口３４ａと本体側流出口３４ｂとを接続するつづら折り状のユニット内流体通路３８（「流体通路」の一例）と、を備えている。ユニット内流体通路３８は、上下方向（「第１方向」の一例）に並んでおり、左右方向（「第２方向」の一例）に延びる１０個の中央側直線路４０であって、最上流側に配置されており、右端（「上流端」の一例）がユニット流入路３２に接続されている最上流側直線路４０ａと、最下流側に配置されており、右端（「下流端」の一例）がユニット流出路３６に接続されている最下流側直線路４０ｊと、最上流側直線路４０ａと最下流側直線路４０ｊとの間に設けられている８個の中央側直線路４０ｂ～４０ｉと、を含む１０個の直線路４０と、１０個の直線路４０のうち、上下方向に隣り合う２個の直線路４０の左側（「第１の側」の一例）の端部を接続する５個の左側接続路４２（「第１の接続路」の一例）と、直線路４０のうち、上下方向において隣り合う２個の直線路４０の右側（「第２の側」の一例）の端部を接続する４個の右側接続路４４（「第２の接続路」の一例）と、を備えている。最上流側直線路４０ａの左端（「下流端」の一例）は、左側接続路４２に接続されており、最下流側直線路４０ｊの左端（「上流端」の一例）は、左側接続路４２に接続されている。８個の中央側直線路４０ｂ～４０ｉの上流端は、左側接続路４２及び右側接続路４４のうちの一方に接続されており、８個の中央側直線路４０ｂ～４０ｉの下流端は、左側接続路４２及び右側接続路４４のうちの他方に接続されている。このような構成によると、流体がユニット内流体通路３８の左側接続路４２、及び、右側接続路４４を通過する際に、流体内のウイルス等が左側接続路４２、及び、右側接続路４４に捕獲される。左側接続路４２、及び、右側接続路４４の数が多い程、ウイルス除去装置６によって除去されるウイルス等の量を増やすことができる。しかしながら、左側接続路４２、及び、右側接続路４４の数が増えるにつれて、除去ユニット３０における圧力損失が大きくなる。この場合、流体輸送機械８の出力を大きくする必要がある。上記の構成によると、６個の除去ユニット３０を並列に配置させることで、ウイルス除去装置６における左側接続路４２、及び、右側接続路４４の数を増やすことができ、ウイルス除去装置６による流体を浄化する能力を向上させることができる。また、６個の除去ユニット３０が並列に配置されているために、６個の除去ユニット３０が直列に配置されている構成と比較して、６個の除去ユニット３０のそれぞれに送出される流量を低減させることができる。この場合、６個の除去ユニット３０のそれぞれにおける圧力損失を小さくすることができる。従って、流体輸送機械８の出力を大きくすることなく、ウイルス除去装置６による流体を浄化する能力を向上させることができる。

【0041】

１つまたはそれ以上の実施形態において、ウイルス除去装置６は、６個の除去ユニット３０を備えている。除去ユニット３０の数が多い程、流体輸送機械８の出力を大きくする必要がある。一方、除去ユニット３０の数が少ない程、ウイルスの除去率が低くなる。上記の構成によると、流体輸送機械８の出力を大きくすることなく、ウイルス除去装置６による流体を浄化する能力を向上させることができる。

【0042】

１つまたはそれ以上の実施形態において、６個の除去ユニット３０のそれぞれは、５個の左側接続路４２を備えている。左側接続路４２の数が多い程、１個の除去ユニット３０によって除去されるウイルスの量を増やすことができる。しかしながら、左側接続路４２の数が多い程、圧力損失も大きくなる。上記の構成によると、圧力損失が比較的に大きくなることを抑制しながら、ウイルス除去装置６による流体を浄化する能力を向上させることができる。

【0043】

１つまたはそれ以上の実施形態において、６個の除去ユニット３０のそれぞれは、本体側流入口３４ａに設けられるフィルタ３５を備えている。上記の構成によると、フィルタ３５によって、除去ユニット３０内に埃が浸入することを抑制することができるとともに、フィルタ３５によって、ウイルスを捕獲することができる。従って、ウイルス除去装置６による流体を浄化する能力を向上させることができる。

【0044】

１つまたはそれ以上の実施形態において、６個の除去ユニット３０のそれぞれに流入する流量は、５００Ｌ／ｍｉｎ以下である。１個の除去ユニット３０に流入する流量が５００Ｌ／ｍｉｎを超えると、圧力損失が大幅に増加し得る（図４、図６参照）。上記の構成によると、６個の除去ユニット３０のそれぞれにおける圧力損失を低減させることができる。

【0045】

１つまたはそれ以上の実施形態において、６個の除去ユニット３０のそれぞれは、直線路４０に設けられているＬＥＤ４６を備えている。上記の構成によると、直線路４０を流れる流体に直線路４０に設けられているＬＥＤ４６から照射される紫外光が照らされる。この場合、ＬＥＤ４６から照射される紫外光によって、流体内のウイルス等が不活化される。従って、ウイルス除去装置６による流体を浄化する能力をより向上させることができる。

【0046】

（第２実施例）
図７、図８を参照して、第２実施例に係るウイルス除去装置６について説明する。本実施例のウイルス除去装置６は、除去ユニット３３０（図７参照）の構成が、第１実施例の除去ユニット３０（図２参照）の構成と異なる。以下では、実施例間で共通する構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。

【0047】

第１左側接続路４２ａ～第５左側接続路４２ｅの左面には、上側ＬＥＤ３４６ａと、中間ＬＥＤ３４６ｂと、下側ＬＥＤ３４６ｃと、が上下方向に並んで配置されている。なお、図７では、見易くするために、第１左側接続路４２ａに設けられている上側ＬＥＤ３４６ａ、中間ＬＥＤ３４６ｂ、及び、下側ＬＥＤ３４６ｃ以外のＬＥＤには符号を付していない。上側ＬＥＤ３４６ａ、中間ＬＥＤ３４６ｂ、及び、下側ＬＥＤ３４６ｃは、第１左側接続路４２ａの左面の内壁から右方に突出している。上側ＬＥＤ３４６ａは、第１左側接続路４２ａの上下方向の中央部に設けられている。中間ＬＥＤ３４６ｂは、第１左側接続路４２ａの上面と、中間ＬＥＤ３４６ｂとの上下方向の中央部に設けられている。下側ＬＥＤ３４６ｃは、第１左側接続路４２ａの下面と、中間ＬＥＤ３４６ｂとの上下方向の中央部に設けられている。符号を付すのを省略しているが、第１右側接続路４４ａ～第４右側接続路４４ｄの右面にも、上側ＬＥＤ３４６ａ、中間ＬＥＤ３４６ｂ、及び、下側ＬＥＤ３４６ｃが配置されている。第１右側接続路４４ａ～第４右側接続路４４ｄの右面に設けられている上側ＬＥＤ３４６ａ、中間ＬＥＤ３４６ｂ、及び、下側ＬＥＤ３４６ｃは、第１右側接続路４４ａ～第４右側接続路４４ｄの右面の内壁から左方に突出している。以下では、上側ＬＥＤ３４６ａ、中間ＬＥＤ３４６ｂ、及び、下側ＬＥＤ３４６ｃを総称して、「ＬＥＤ３４６」と記載することがある。

【0048】

本実施例の除去ユニット３３０において、第１左側接続路４２ａに設けられている上側ＬＥＤ３４６ａから照射される紫外光のうちの３分の２の紫外光が中央側直線路４０ｂに照射され、上側ＬＥＤ３４６ａから照射される紫外光のうちの３分の１の紫外光が最上流側直線路４０ａに照射される。また、第１左側接続路４２ａに設けられている中間ＬＥＤ３４６ｂから照射される紫外光のうちの２分の１の紫外光が中央側直線路４０ｂに照射され、中間ＬＥＤ３４６ｂからから照射される紫外光のうちの２分の１の紫外光が最上流側直線路４０ａに照射される。また、第１左側接続路４２ａに設けられている下側ＬＥＤ３４６ｃから照射される紫外光のうちの３分の１の紫外光が中央側直線路４０ｂに照射され、下側ＬＥＤ３４６ｃから照射される紫外光のうちの３分の２の紫外光が最上流側直線路４０ａに照射される。従って、第１左側接続路４２ａに設けられている上側ＬＥＤ３４６ａ、中間ＬＥＤ３４６ｂ、及び、下側ＬＥＤ３４６ｃから最上流側直線路４０ａに照射される紫外光の量と、第１左側接続路４２ａに設けられている上側ＬＥＤ３４６ａ、中間ＬＥＤ３４６ｂ、及び、下側ＬＥＤ３４６ｃから中央側直線路４０ｂに照射される紫外光の量と、を同じにすることができる。なお、本実施例のウイルス除去装置６では、除去ユニット３０内を通過する流体がＬＥＤ３４６から照射される紫外光によって照らされる時間が、５秒以上になるように、除去ユニット３０に流入する流量、ユニット内流体通路３８の長さが決定されている。例えば、６個の除去ユニット３３０のそれぞれに流入する流量は、５００Ｌ／ｍｉｎである。このような構成によると、不活化や捕獲によって、流体中のウイルスの９９．９％を除去することができる。

【0049】

（ＬＥＤ４６の表面温度）
続いて、図８を参照して、除去ユニット３３０のＬＥＤ３４６の表面温度のシミュレーション結果について説明する。図８の実線は、流体輸送機械８が駆動されており、かつ、ＬＥＤ３４６が点灯している状態（以下では、「送出状態」と記載することがある）におけるＬＥＤ３４６の表面温度を示す。図８の破線は、流体輸送機械８の駆動が停止されており、かつ、ＬＥＤ３４６が点灯している状態（以下では、「停止状態」と記載することがある）におけるＬＥＤ３４６の表面温度を示す。

【0050】

図８の初期状態におけるＬＥＤ３４６の表面温度は、約２０℃である。停止状態（図８の破線）において、ＬＥＤ３４６の表面温度は約１５０℃まで上昇する。一方、送出状態（図８の実線）において、ＬＥＤ３４６の表面温度の上昇は、約６０℃に抑制される。送出状態では、ユニット内流体通路３８（詳細には、左側接続路４２及び右側接続路４４）内を流れる流体がＬＥＤ３４６に衝突することによって、ＬＥＤ３４６が冷却され、ＬＥＤ３４６の表面温度の上昇が抑制される。ＬＥＤ３４６の表面温度の上昇が抑制されることによって、ＬＥＤ３４６から照射される紫外光の発光強度が弱くなることを抑制することができる。

【0051】

１つまたはそれ以上の実施形態において、６個の除去ユニット３３０のそれぞれは、左側接続路４２に設けられているＬＥＤ３４６を備えている。上記の構成によると、直線路４０を流れる流体に左側接続路４２に設けられているＬＥＤ３４６から照射される紫外光が照らされる。この場合、ＬＥＤ３４６から照射される紫外光によって、流体内のウイルス等が不活化される。従って、ウイルス除去装置６による流体を浄化する能力をより向上させることができる。

【0052】

１つまたはそれ以上の実施形態において、左右方向における左側接続路４２と右側接続路４４との間の長さＤ６（「第１の長さ」の一例）が、上下方向における直線路４０の長さＤ１（「第２の長さ」の一例）の１０倍よりも大きい。ＬＥＤ４６から照射される紫外光は、直進性が高い。このため、仮に、左側接続路４２と右側接続路４４との間の長さＤ６が、直線路４０の長さＤ１の１０倍よりも小さい場合、左側接続路４２に接続される直線路４０を流れる流体のうち、ＬＥＤ３４６から照射される紫外光によって照らされる流体の量が少ない。左右方向における左側接続路４２と右側接続路４４との間の長さＤ６を直線路４０の長さＤ１の１０倍よりも大きくすることによって、左側接続路４２に接続される直線路４０を流れる流体のうち、ＬＥＤ３４６から照射される紫外光によって照らされる流体の量を多くすることができる。ＬＥＤ３４６から照射される紫外光によって照らされる流体の量を多くすることで、不活化されるウイルス等の量を多くすることができる。従って、ウイルス除去装置６による流体を浄化する能力を向上させることができる。

【0053】

１つまたはそれ以上の実施形態において、左右方向における左側接続路４２と右側接続路４４との間の長さＤ６が、上下方向における直線路４０の長さＤ１の２０倍よりも小さい。直線路４０が長い程、圧力損失も大きくなる。ＬＥＤ３４６の発光強度は、ＬＥＤ３４６から離れる程、減衰して小さくなる。このため、左右方向において、左側接続路４２から比較的に遠い位置を流れる流体を照らす紫外光の発光強度が小さくなる。この場合、流体中のウイルス等が不活化されなくなる可能性がある。上記の構成によると、左右方向における左側接続路４２と右側接続路４４との間の長さＤ６を直線路４０の長さＤ１の２０倍よりも小さくすることで、発光強度が比較的に高い紫外光によって直線路４０を流れる流体を照らすことができ、流体内のウイルス等を不活化させることができる。従って、ウイルス除去装置６による流体を浄化する能力を向上させることができる。

【0054】

１つまたはそれ以上の実施形態において、少なくとも１個の右側接続路４４には、３個のＬＥＤ３４６が設けられている。上記の構成によると、直線路４０を流れる流体を、左側接続路４２に設けられているＬＥＤ３４６、及び、右側接続路４４に設けられているＬＥＤ３４６から照射される紫外光によって照らすことができる。このため、ＬＥＤ３４６によって不活化されるウイルス等の量をより多くすることができる。従って、ウイルス除去装置６による流体を浄化する能力をより向上させることができる。

【0055】

以上、本明細書が開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。以下に変形例を列挙する。

【0056】

（第１変形例）ウイルス除去装置６が有する除去ユニット３０の数は、２個でもよいし、７個以上でもよい。

【0057】

（第２変形例）除去ユニット３０は、１個～３個の左側接続路４２を有していてもよいし、５個以上の左側接続路４２を有していてもよい。

【0058】

（第３変形例）除去ユニット３０は、フィルタ３５を有していなくてもよい。また、別の変形例では、本体側流出口３４ｂ、又は、ユニット内流体通路３８にフィルタが設けられていてもよい。

【0059】

（第４変形例）除去ユニット３０は、ＬＥＤ４６を有していなくてもよい。

【0060】

（第５変形例）第１実施例において、直線路４０に設けられているＬＥＤの数は、１０個に限定されず、１個～９個、又は、１１個以上であってもよい。

【0061】

（第６変形例）第２実施例において、左側接続路４２、及び、右側接続路４４に設けられているＬＥＤ４６の数は、３個に限定されず、１個、２個、又は、４個以上であってもよい。

【0062】

（第７変形例）第２実施例において、第１左側接続路４２ａ～第５左側接続路４２ｅのうちの１個以上の左側接続路４２にＬＥＤ３４６が設けられていてもよい。即ち、全ての左側接続路４２にＬＥＤ３４６が設けられていなくてもよい。また、右側接続路４４ａ～第４右側接続路４４ｄのうちの１個以上の右側接続路４４にＬＥＤ３４６が設けられていてもよい。即ち、全ての右側接続路４４にＬＥＤ３４６が設けられていなくてもよい。

【0063】

（第８変形例）直線路４０、左側接続路４２、及び、右側接続路４４にＬＥＤが設けられていてもよい。別の変形例では、左側接続路４２、及び、右側接続路４４のうちの一方のみにＬＥＤ４６が設けられていてもよい。また、別の変形例では、左側接続路４２、及び、右側接続路４４のうちの一方の接続路と、直線路４０と、にＬＥＤが設けられていてもよい。

【0064】

（第９変形例）左右方向における左側接続路４２と右側接続路４４との間の長さＤ６が、上下方向における直線路４０の長さＤ１の１０倍以下であってもよいし、２０倍以上であってもよい。

【0065】

（第１０変形例）流体輸送機械８が送出する流体は、空気に限られず、その他の気体であってもよい。

【0066】

（参考例）第２実施例において、ウイルス除去装置６は、１個の除去ユニット３３０のみを有していてもよい。本参考例において、左右方向における左側接続路４２と右側接続路４４との間の長さＤ６は、上下方向における直線路４０の長さＤ１の１０倍～２０倍の範囲である。また、左側接続路４２、及び、右側接続路４４の少なくとも一方に、ＬＥＤ３４６が設けられていればよい。

【0067】

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独で、あるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0068】

２：エアーカーテン、４：流体送出装置、６：ウイルス除去装置、８：流体輸送機械、８ａ：機械側流入口、８ｂ：機械側流出口、１０：第１流体通路、１２：第２流体通路、１２ａ：第１直線部、１２ｂ：第２直線部、１２ｃ：送出口、１４：第３流体通路、１４ａ：直線部、１４ｂ：吸込口、１６：第４流体通路、３０：除去ユニット、３２：ユニット流入路、３４：ユニット本体部、３４ａ：本体側流入口、３４ｂ：本体側流出口、３５：フィルタ、３６：ユニット流出路、３８：ユニット内流体通路、４０：直線路、４０ａ～４０ｊ：直線路、４２ａ～４２ｅ：左側接続路、４４ａ～４４ｄ：右側接続路、４６：ＬＥＤ、１３０：除去ユニット、２３０：除去ユニット、３３０：除去ユニット、３４６：ＬＥＤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】