特開 2023-135873 空気清浄装置

(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】P2023135873

(43)【公開日】2023-09-29

(54)【発明の名称】空気清浄装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 8/22 20210101AFI20230922BHJP

   A61L 9/20 20060101ALI20230922BHJP

   A61L 9/00 20060101ALI20230922BHJP

   F24F 8/80 20210101ALI20230922BHJP

   F24F 8/167 20210101ALN20230922BHJP

【ＦＩ】

F24F8/22

A61L9/20

A61L9/00 C

F24F8/80 216

F24F8/80 238

F24F8/167

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022041180

(22)【出願日】2022-03-16

(71)【出願人】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100011

【弁理士】

【氏名又は名称】五十嵐 省三

(72)【発明者】

【氏名】望月 克也

(72)【発明者】

【氏名】水木 庸介

(72)【発明者】

【氏名】山崎 良介

(72)【発明者】

【氏名】田村 裕人

【テーマコード（参考）】

4C180

【Ｆターム（参考）】

4C180AA07

4C180CC03

4C180DD03

4C180EA34X

4C180HH05

4C180HH19

(57)【要約】      （修正有）

【課題】紫外線の漏洩防止を維持しながら空気清浄効率を高くできる空気清浄装置を提供する。
【解決手段】中心軸Ａｘ上に吸気口及び排気口を有し、内部に棒状紫外線照射ユニット３を有する円筒状筐体１と空気取込ユニットからなる空気清浄装置であって、棒状紫外線照射ユニットと排気口の間に円錐状遮光部材４１及び円環状遮光部材４２からなる排気口側遮光部４が設けられ、棒状紫外線照射ユニットと吸気口の間に円錐状遮光部材及び円環状遮光部材からなる吸気口側遮光部が設けられ、ここで、円錐状遮光部材４１の直径Ｄ１は、（Ｌ１／Ｌ２）・Ｄ２ａ＋（１－Ｌ１／Ｌ２）・Ｗ≦Ｄ１＜Ｄ０［但し、Ｄ２ａは円環状遮光部材の内側開孔の内径、Ｄ０は円筒状筐体の内径、Ｌ１は棒状紫外線照射ユニットの最遠端と円錐状遮光部材間の距離、Ｌ２は棒状紫外線照射ユニットの最遠端と円環状遮光部材間の距離、Ｗは棒状紫外線照射ユニットの幅］である。
【選択図】図６Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心軸上に吸気口及び排気口を有する筐体と、
前記筐体の前記吸気口の外側に設けられ、ファンユニットを有する空気取込ユニットと、
前記吸気口と前記排気口との間の前記筐体内に設けられた紫外線照射ユニットと、
前記紫外線照射ユニットと前記排気口との間の前記筐体内に設けられ、前記筐体の前記中心軸を含みかつ前記筐体の前記内面に接触していない第１の遮光部材と、
前記第１の遮光部材と前記排気口との間の前記筐体内に設けられ、前記筐体の前記中心軸を含まず前記筐体の前記内面に接触した第２の遮光部材と
を具備し、
前記第１の遮光部材の前記筐体の前記中心軸横方向の直径Ｄ１は、
（Ｌ１／Ｌ２）・Ｄ２ａ＋（１－Ｌ１／Ｌ２）・Ｗ≦Ｄ１＜Ｄ０
但し、Ｄ２ａは前記第２の遮光部材の内側開孔の内径、
Ｄ０は前記筐体の内径、
Ｌ１は前記第１の遮光部材の前記排気口側の端部と前記紫外線照射ユニットの該第１の遮光部材からの最遠端との距離、
Ｌ２は前記第２の遮光部材の前記排気口側の端部と前記紫外線照射ユニットの該第２の遮光部材からの最遠端との距離、
Ｗは前記紫外線照射ユニットの前記筐体の前記中心軸横方向の幅
である空気清浄装置。

【請求項2】

前記筐体及び前記紫外線照射ユニットは該筐体の前記中心軸に対して軸対象である請求項１に記載の空気清浄装置。

【請求項3】

前記第１、第２の遮光部材は前記筐体の前記中心軸に対して軸対称である請求項１又は２に記載の空気清浄装置。

【請求項4】

前記第１の遮光部材は前記紫外線照射ユニットに対して錘状に突出し、
前記第２の遮光部材は円環状をなし、前記第２の遮光部材の断面形状は前記筐体の前記中心軸から離れる程前記紫外線照射ユニットに近づくように傾斜している請求項１～３のいずれかに記載の空気清浄装置。

【請求項5】

さらに、前記第１、第２の遮光部材の前記紫外線照射ユニットに対向する面に設けられた光触媒層を具備する請求項１～４のいずれかに記載の空気清浄装置。

【請求項6】

さらに、
前記吸気口と前記紫外線照射ユニットとの間の前記筐体内に設けられ、前記筐体の前記中心軸を含みかつ前記筐体の内面に接触していない第３の遮光部材と、
前記第３の遮光部材と前記紫外線照射ユニットとの間の前記筐体内に設けられ、前記筐体の前記中心軸を含まず前記筐体の前記内面に接触した第４の遮光部材と
を具備し、
前記第３の遮光部材の前記筐体の前記中心軸横方向の直径Ｄ３は、
（Ｌ３／Ｌ４）・Ｄ４ａ＋（１－Ｌ３／Ｌ４）・Ｗ≦Ｄ３＜Ｄ０
但し、Ｄ４ａは前記第４の遮光部材の内側開孔の内径、
Ｌ３は前記第３の遮光部材の前記排気口側の端部と前記紫外線照射ユニットの該第３の遮光部材からの最遠端との距離、
Ｌ４は前記第４の遮光部材の前記排気口側の端部と前記紫外線照射ユニットの該第４の遮光部材からの最遠端との距離
である請求項１～５のいずれかに記載の空気清浄装置。

【請求項7】

前記筐体は該筐体の前記中心軸に対して軸対称であり、
前記第３、第４の遮光部材は前記筐体の前記中心軸に対して軸対称である請求項６に記載の空気清浄装置。

【請求項8】

前記第３の遮光部材は前記吸気口に対して錘状に突出し、
前記第４の遮光部材は円環状をなし、前記第４の遮光部材の断面形状は前記筐体の前記中心軸から離れる程前記紫外線照射ユニットから遠ざかるように傾斜している請求項７又は８に記載の空気清浄装置。

【請求項9】

さらに、前記第３、第４の遮光部材の前記紫外線照射ユニットに対向する面に設けられた光触媒層を具備する請求項６～８のいずれかに記載の空気清浄装置。

【請求項10】

前記筐体及び前記紫外線照射ユニットは円筒形状である請求項１～９のいずれかに記載の空気清浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は紫外線の漏洩防止を維持しながら空気清浄効率を高くできる空気清浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、空気清浄装置は、吸気口及び排気口を有する筐体と、吸気口と排気口との間の筐体内に設けられ、筐体内の空気を殺菌するための紫外線を照射する紫外線照射ユニットと、空気を筐体内に送風するためのファンユニットとによって構成されている。

【0003】

上述の空気清浄装置においては、紫外線照射ユニットから人体に有害な紫外線が空気清浄装置外に漏れるのを防止するために、排気口と紫外線照射ユニットとの間及び吸気口と紫外線照射ユニットとの間の筐体内に遮光部材を設けている。

【0004】

図１６は第１の従来の空気清浄装置を示す（参照：特許文献１の図４、図７）。図１６においては、排気口１０１ａと紫外線照射ユニット１０２との間の筐体１０１内に排気口側遮光部１０３を設ける。排気口側遮光部１０３は、筐体１０１に対して同一傾斜角度αで配列された多数の遮光板１０３１ａよりなる角度固定遮光ルーバ１０３１と、筐体１０１に対して同一傾斜角度αで配列された多数の遮光板１０３２ａよりなる角度固定遮光ルーバ１０３２とを対称となるように重ね合わせて構成される。この結果、角度固定遮光ルーバ１０３１の遮光板１０３１ａと角度固定遮光ルーバ１０３２の遮光板１０３２ａとが紫外線Ｕ１を遮光させると共に、筐体１０１内の空気流Ａ１を通過させるように「く」の字形状となる。尚、図示しないが、筐体１０１の吸気口側も同一構成をなしている。

【0005】

図１６の第１の従来の空気清浄装置においては、紫外線照射ユニット１０２からの紫外線Ｕ１は排気口側遮光部１０３の角度固定遮光ルーバ１０３１、１０３２の「く」の字形状の遮光板１０３１ａ、１０３２ａによって完全に吸収又は反射される、つまり、遮光される。より詳細には、紫外線Ｕ１は遮光板１０３１ａによって遮光され、また、遮光板１０３１ａ間を通過した紫外線Ｕ１は遮光板１０３２ａによって遮光される。他方、筐体１０１内の空気流Ａ１は排気口側遮光部１０３の遮光板１０３１ａ、１０３２ａによって分岐され、排気口側遮光部１０３と筐体１０１の排気口１０１ａとの間で合流されて排気口１０１ａより排気される。この場合、「く」の字形状の遮光板１０３１ａ、１０３２ａが筐体１０１内で非対称なので、筐体１０１の排気口１０１ａからの空気流Ａ１は筐体１０１に対して非対称となる。

【0006】

図１７は第２の従来の空気清浄装置を示す（参照：特許文献２の図３、図５）。図１７においても、排気口２０１ａと紫外線照射ユニット２０２との間の筐体２０１内に排気口側遮光部２０３を設けている。排気口側遮光部２０３は、筐体２０１に対して同一傾斜角度βで配列された多数の遮光板２０３１ａよりなる角度固定遮光ルーバ２０３１と、筐体２０１に対して同一傾斜角度γで配列された多数の遮光板２０３２ａよりなる角度可変遮光ルーバ２０３２とを重ね合わせて構成される。この結果、遮光板２０３１ａと遮光板２０３２ａとが紫外線Ｕ２を遮光させると共に、筐体２０１内の空気流Ａ２を通過させるように角度が異なる段差状の「く」の字形状となる。尚、図示しないが、筐体２０１の吸気口側も同一構成をなしている。

【0007】

図１７の第２の従来の空気清浄装置においても、紫外線照射ユニット２０２からの紫外線Ｕ２は排気口側遮光部２０３の角度固定遮光ルーバ２０３１、角度可変遮光ルーバ２０３２の段差状の「く」の字形状の遮光板２０３１ａ、２０３２ａによって完全に吸収又は反射される、つまり、遮光される。より詳細には、紫外線Ｕ２は遮光板２０３１ａによって遮光され、また、遮光板２０３１ａ間を通過した紫外線Ｕ２は遮光板２０３２ａによって遮光される。他方、筐体２０１内の空気流Ａ２は排気口側遮光部２０３の遮光板２０３１ａ、２０３２ａによって分岐され、排気口側遮光部２０３と筐体２０１の排気口２０１ａとの間で合流されて排気口２０１ａより排気される。この場合、「く」の字形状の遮光板２０３１ａ、２０３２ａが筐体２０１内で非対称なので、筐体２０１の排気口２０１ａからの空気流Ａ２は筐体２０１に対して非対称となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００９－９００８８号公報

【特許文献2】特開２００９－１９５３６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、図１６、図１７の第１、第２の従来の空気清浄装置においては、遮光部の２つの遮光ルーバの多数の遮光板による空気流Ａ１、Ａ２の圧力損失が大きくなる。特に、遮光板間での傾斜角度が変曲する大きな変曲領域で空気流Ａ１、Ａ２が変曲して塞き止められ、空気流Ａ１、Ａ２の圧力損失が大きくなる。この結果、風量が小さくなり、従って、空気清浄効率が低いという課題がある。

【0010】

また、図１６、図１７の第１、第２の従来の空気清浄装置においては、多数の遮光板よりなる複雑なルーバのために製造コストが高くなるという課題もある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上述の課題を解決するために、本発明に係る空気清浄装置は、中心軸上に吸気口及び排気口を有する筐体と、筐体の吸気口の外側に設けられ、ファンユニットを有する空気取込ユニットと、吸気口と排気口との間の筐体内に設けられた紫外線照射ユニットと、紫外線照射ユニットと排気口との間の筐体内に設けられ、筐体の中心軸を含みかつ筐体の内面に接触していない第１の遮光部材と、第１の遮光部材と排気口との間の筐体内に設けられ、筐体の中心軸を含まず筐体の内面に接触した第２の遮光部材とを具備し、第１の遮光部材の筐体の中心軸横方向の直径Ｄ１は、
（Ｌ１／Ｌ２）・Ｄ２ａ＋（１－Ｌ１／Ｌ２）・Ｗ≦Ｄ１＜Ｄ０
但し、Ｄ２ａは第２の遮光部材の内側開孔の内径、
Ｄ０は筐体の内径、
Ｌ１は第１の遮光部材と紫外線照射ユニットの該第１の遮光部材からの最遠端との距離、
Ｌ２は第２の遮光部材と紫外線照射ユニットの該第２の遮光部材からの最遠端との距離、
Ｗは紫外線照射ユニットの筐体の中心軸横方向の幅
である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、空気流が変曲する変曲領域が小さいので、空気流の圧力損失が小さくなる。この結果、風量が大きくなり、従って、紫外線の漏洩防止を維持しながら空気清浄効率を高くできる。また、部品数が少ない遮光部材のために、製造コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る空気清浄装置の実施の形態を示す全体正面図である。

【図2】図１の棒状紫外線照射ユニットの取付方法を説明するための円筒状筐体内部を示す斜視図である。

【図3】図１の排気口側の円錐状遮光部材の取付方法を説明するための円筒状筐体の内部を示す斜視図である。

【図4】図１の排気口側の円環状遮光部材の接合方法を説明するための円筒状筐体の内部を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は斜視図である。

【図5】図１の排気口側遮光部の円錐状遮光部材及び円環状遮光部材の拡大断面図であって、第１の遮光条件を説明する図である。

【図6A】図１の排気口側遮光部の棒状紫外線照射ユニットからの斜め紫外線の遮光を説明するための図であって、第２の遮光条件を説明する図である。

【図6B】図６Ａの第２の遮光条件を説明するための図である。

【図7】図１の排気口側遮光部近傍の空気流を説明するための図である。

【図8】図１の吸気口側遮光部近傍の空気流を説明するための図である。

【図9】図１の空気清浄装置の空気流シミュレーションを説明するための図であって、（Ａ）はシミュレーション条件、（Ｂ）はシミュレーション結果である。

【図10】比較例として図１６の「く」の字形状遮光部材を採用した場合の空気清浄装置の空気流シミュレーションを説明するための図であって、（Ａ）はシミュレーション条件、（Ｂ）はシミュレーション結果である。

【図11】図１の空気清浄装置に導入された光触媒層を説明するための図である。

【図12】図１の遮光部の第１の変更例を示す斜視図である。

【図13】図１の遮光部の第２の変更例を示す斜視図である。

【図14】図１の遮光部の参考例を示す斜視図である。

【図15】図１の空気清浄装置、図１１、図１２、図１３、図１４の遮光部を用いた空気清浄装置及び図１０の空気清浄装置の平均流速、風量の比較を説明する表である。

【図16】第１の従来の空気清浄装置を示す断面図である。

【図17】第２の従来の空気清浄装置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１は本発明に係る空気清浄装置の実施の形態を示す全体正面図である

【0015】

図１において、空気清浄装置は、中心軸Ａｘ上に吸気口１ａ及び排気口１ｂを有する縦長の円筒状筐体１と、円筒状筐体１の吸気口１ａの外側に設けられた空気取込ユニット２とによって構成されている。

【0016】

円筒状筐体１内には、円筒状筐体１内の空気流Ａに殺菌効果の大きい波長２１０～３１０ｎｍ、例えば２６５ｎｍの深紫外線を照射するための円筒状の棒状紫外線照射ユニット３が設けられている。棒状紫外線照射ユニット３は、例えば冷陰極型紫外線ランプ、または一端あるいは両端に深紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子が接続された導光棒などである。但し、紫外線は深紫外線に限定されない。ここで、円筒状筐体１に円筒状の棒状紫外線照射ユニット３を適用することで、筐体１内に一様に光を照射することができ、効率的な殺菌が可能となる。棒状紫外線照射ユニット３と排気口１ｂとの間の円筒状筐体１内には、上流側の円錐状遮光部材４１及び下流側の円環状遮光部材４２よりなる排気口側遮光部４が設けられ、棒状紫外線照射ユニット３からの紫外線が排気口１ｂから漏れないようにする。同様に、吸気口１ａと棒状紫外線照射ユニット３との間の円筒状筐体１内には、上流側の円錐状遮光部材５１及び下流側の円環状遮光部材５２よりなる吸気口側遮光部５が設けられ、棒状紫外線照射ユニット３からの紫外線が吸気口１ａから漏れないようにする。円錐状遮光部材４１（５１）及び円環状遮光部材４２（５２）はたとえば黒色処理されたアルミニウムによって形成される。

【0017】

空気取込ユニット２は、空気取込口２１から円筒状筐体１へ空気流Ａを取込むためのファンユニット６を有する。この場合、ファンユニット６は空気取込ユニット２から円筒状筐体１側に若干突出している。これにより、円筒状筐体１と空気取込ユニット２のファンユニット６とが密着し易くなっている。また、空気取込口２１とファンユニット６との間に、取込まれた空気流Ａから小さな物質、例えば微粒子、菌、ウイルス等を捕集するための集塵フィルタ（ＨＥＰＡフィルタ）（図示せず）を設けることもできる。

【0018】

尚、円筒状筐体１と空気取込ユニット２とは接着層７によって固定されている。

【0019】

図１においては、空気流Ａの流路は、
上流点としての空気取込口２１
→空気取込ユニット２（ファンユニット６）
→吸気口１ａ
→吸気口側遮光部５
→棒状紫外線照射ユニット３の周囲
→排気口側遮光部４
→下流点としての排気口１ｂ
で形成される。

【0020】

図２は図１の棒状紫外線照射ユニット３の取付方法を説明するための円筒状筐体１内部を示す斜視図である。

【0021】

図２に示すように、円筒状筐体１の内面の中心軸Ａｘ方向に沿って複数の溝付き取付ステー１１、１２…を予め溶接によって設けておく。棒状紫外線照射ユニット３は溝付き取付ステー１１、１２…の溝に挿入され、最上端の溝付き取付ステー１１及び最下端の溝付き取付ステー（図示せず）においてグロメット３１で保持する。これにより、棒状紫外線照射ユニット３は溝付き取付ステー１１、１２…を介して円筒状筐体１の内面に固定され、円筒状筐体１の中心軸Ａｘ上に位置することになる。

【0022】

図３は図１の排気口１ｂ側の円錐状遮光部材４１の取付方法を説明するための円筒状筐体１の内部を示す斜視図である。

【0023】

図３に示すように、円錐状遮光部材４１には予め取付ステー４１ａが溶接されている。取付ステー４１ａの溝孔にねじ４１ａ、４１ｂを挿入し、円錐状遮光部材４１を円筒状筐体１の内面にねじ止めする。これにより、円錐状遮光部材４１は取付ステー４１ａを介して円筒状筐体１の内面に固定され、円筒状筐体１の中心軸Ａｘ上に位置することになる。

【0024】

図１の吸気口１ａ側の円錐状遮光部材５１の取付方法も図３に示す取付方法と同様である。

【0025】

図４は図１の排気口１ｂ側の円環状遮光部材４２の接合方法を説明するための円筒状筐体１の内部を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は斜視図である。

【0026】

円筒状筐体１には円環状遮光部材４２が溶接されている。尚、筐体内側部１と円環状遮光部材４２の接合方法は溶接に限らず、接着剤で接合することも可能であり、また金型で一体形成することも可能である。

【0027】

図５は図１の排気口側遮光部４の円錐状遮光部材４１及び円環状遮光部材４２の拡大断面図であって、第１の遮光条件を説明する図である。

【0028】

図５に示すように、円錐状遮光部材４１は、円筒状筐体１の中心軸Ａｘを含み円筒状筐体１の内面を含まないように構成され、棒状紫外線照射ユニット３に対向した円錐状面部４１ｃ及び円環状遮光部材４２に対向した底面部４１ｄを有する。円錐状面部４１ｃは、円筒状筐体１の中心軸Ａｘから周辺に向う程、棒状紫外線照射ユニット３より遠くなるように傾斜している。尚、円錐状遮光部材４１は中空であってもなくてもよい。また、円環状遮光部材４２は、円筒状筐体１の内面に接触し円筒状筐体１の中心軸Ａｘを含まないように構成され、円錐状遮光部材４１に対向した円環状面部４２ｂを有する。円環状面部４２ｂは円筒状筐体１の内面から中心軸Ａｘに向う程、円錐状遮光部材４１より遠くなるように傾斜している。

【0029】

図５においては、円筒状筐体１の内径Ｄ０に対して棒状紫外線照射ユニット３が非常に大きな縦長と仮定する。第１の遮光条件では、棒状紫外線照射ユニット３からの紫外線Ｕは円筒状筐体１内で中心軸Ａｘに対して平行な光を考慮すれば円筒状筐体１の外部に漏洩しない。図５に示すように、棒状紫外線照射ユニット３からの紫外線Ｕは円筒状筐体１内の空気流Ａを中心軸Ａｘに対して平行に照射しながら、排気口側遮光部４に到達する場合を説明する。このとき、平行な紫外線Ｕが円錐状遮光部材４１の円錐状面部４１ｃ及び円環状遮光部材４２の円環状面部４２ｂのいずれかに到達すれば、完全に遮光される。この結果、紫外線Ｕは円錐状遮光部材４１及び円環状遮光部材４２を通過することはなく、従って、紫外線Ｕは排気口１ｂを介して漏れることはない。この場合、中心軸Ａｘに対して平行な紫外線Ｕ_Ｃ１のみを考慮すると、紫外線Ｕ_Ｃ１の第１の遮光条件は次のごとくなる。円錐状遮光部材４１の底面部４１ｄの直径をＤ１とし、円環状遮光部材４２の内径、外径をＤ２ａ、Ｄ２ｂとすれば、
Ｄ２ａ≦Ｄ１＜Ｄ２ｂ＝Ｄ０ （１）
但し、Ｄ０は円筒状筐体１の内径
の関係を満たせばよい。
すなわち、円錐状遮光部材４１の大きさ（Ｄ１）は上述の（１）式を満足すればよいが、風量を大きくするために、円錐状遮光部材４１の直径Ｄ１は円環状遮光部材４２の内径Ｄ２ａに近い方がよく、また円環状遮光部材４２の内径（Ｄ２ａ）は可能な限り大きい方が好ましい。

【0030】

尚、吸気口側遮光部５の円錐状遮光部材５１及び円環状遮光部材５２も、図５の排気口側遮光部４の円錐状遮光部材４１及び円環状遮光部材４２と同一構成をなしている。

【0031】

図６Ａは図１の排気口側遮光部４の棒状紫外線照射ユニット３からの紫外線Ｕの遮光を説明するための図であって、第２の遮光条件を説明する図である。図６Ａにおいては、円筒状筐体１の内径Ｄ０に対して棒状紫外線照射ユニット３は比較的短いと仮定する。第２の遮光条件では、棒状紫外線照射ユニット３からの紫外線Ｕは円筒状筐体１内で中心軸Ａｘに対して斜めの光を考慮しなければならない。

【0032】

図６Ａに示すように、棒状紫外線照射ユニット３からの紫外線Ｕは円筒状筐体１内の空気流Ａを中心軸Ａｘに対して斜めに照射しながら、排気口側遮光部４に到達する場合を説明する。このとき、棒状紫外線照射ユニット３の最遠端３ａ（図６Ｂ）からの紫外線Ｕは、円錐状遮光部材４１の円錐状面部４１ｃ及び円環状遮光部材４２の円環状面部４２ｂのいずれかに到達すれば、完全に遮光される。この結果、紫外線Ｕは円錐状遮光部材４１及び円環状遮光部材４２を通過することはなく、従って、紫外線Ｕは排気口１ｂを介して漏れることはない。

【0033】

図６Ｂは図６Ａの第２の遮光条件を説明するための図である。

【0034】

図６Ｂにおいては、棒状紫外線照射ユニット３の最遠端３ａからの紫外線Ｕ_Ｃ２が円錐状遮光部材４１の端部を通過し、円環状遮光部材４２の内径端に到達する。この場合、棒状紫外線照射ユニット３の直径（円筒状筐体１の中心軸Ａｘ横方向幅）をＷとし、棒状紫外線照射ユニット３の最遠端３ａと円錐状遮光部材４１の端部である底面部４１ｄとの円筒状筐体１の中心軸Ａｘ方向距離をＬ１とし、棒状紫外線照射ユニット３の最遠端３ａと円環状遮光部材４２との円筒状筐体１の中心軸Ａｘ方向距離をＬ２とし、棒状紫外線照射ユニット３と棒状紫外線照射ユニット３の最遠端３ａを中心とした円錐状遮光部材４１の端部及び円環状遮光部材４２の内径端との角度をθとすれば、
ｔａｎθ＝（Ｄ１－Ｗ）／（２・Ｌ１）
＝（Ｄ２ａ－Ｗ）／（２・Ｌ２）
従って、
Ｄ１＝（Ｌ１／Ｌ２）・Ｄ２ａ＋（１－Ｌ１／Ｌ２）・Ｗ
となる。つまり、上述の（１）式の遮光条件は、
（Ｌ１／Ｌ２）・Ｄ２ａ＋（１－Ｌ１／Ｌ２）・Ｗ≦Ｄ１＜Ｄ２ｂ＝Ｄ０ （２）
となる。
この場合も、円錐状遮光部材４１の直径（Ｄ１）は上述の（２）式を満足すればよいが、風量を大きくするために、円錐状遮光部材４１の直径（Ｄ１）は（２）式の下限に近い方がよい。

【0035】

尚、第１の遮光条件式（１）は第２の遮光条件式（２）の特別な場合である。

【0036】

尚、同様に、紫外線Ｕは吸気口側遮光部５から吸気口１ａを介して漏れることはない。但し、図１においては、たとえ吸気口１ａを介して紫外線Ｕが漏れても、空気取込ユニット２の存在のために、紫外線Ｕが装置外に漏れることはない。

【0037】

図７は図１の排気口側遮光部４近傍の空気流Ａを説明するための図である。

【0038】

図７に示すように、空気流Ａは棒状紫外線照射ユニット３の周囲を中心軸Ａｘに対して対称に通過しながら、排気口側遮光部４に到達する。このとき、空気流Ａは、円錐状遮光部材４１の円錐状面部４１ｃの周囲の傾斜に沿って通過し、円錐状遮光部材４１と円環状遮光部材４２との間に回り込む。さらに、円環状遮光部材４２の中心軸Ａｘ付近を通過し、空気流Ａは排気口１ｂから排出される。すなわち、上述の式（１）又は（２）を満足しながら、円錐状遮光部材４１の底面部４１ｄの直径Ｄ１を十分小さくすれば、空気流Ａの変曲領域が小さくなる。また、円環状遮光部材４２の中心軸Ａｘ近傍における空気流Ａの変曲領域も小さくなる。従って、空気流Ａの圧力損失が小さくなり、風量を大きくできる。また、円錐状遮光部材４１及び円環状遮光部材４２は円筒状筐体１の中心軸Ａｘに関して軸対称なので、棒状紫外線照射ユニット３回りの空気流Ａが円筒状筐体１の中心軸Ａｘに関して軸対称であれば、排気口１ｂにおける空気流Ａも円筒状筐体１に関して軸対称となる。尚、この点に関し、図８に示すように、吸気口側遮光部５も円筒状筐体１の中心軸Ａｘに関して軸対称であるので、棒状紫外線照射ユニット３回りの空気流Ａは円筒状筐体１に関して軸対称である。これにより、空気流Ａは円筒状筐体１で中心軸Ａｘを対称軸として概ね一様に流れる。

【0039】

図９は図１の空気清浄装置の空気流Ａのシミュレーションを説明するための図であって、（Ａ）はシミュレーション条件、（Ｂ）はシミュレーション結果である。

【0040】

シミュレーション条件は図９の（Ａ）に示すごとく設定した。
Ｄ０（円筒状筐体１の内径、吸気口１ａの直径、排気口１ｂの直径）＝１１６ｍｍ
Ｄ１（円錐状遮光部材４１、５１の底面部４１ｄ、５１ｄの直径）＝８６ｍｍ
Ｄ２ａ（Ｄ４ａ）（円環状遮光部材４２（５２）の内径）＝８０ｍｍ
Ｄ２ｂ（Ｄ４ｂ）（円環状遮光部材４２（５２）の外径）＝１１６ｍｍ
Ｗ（棒状紫外線照射ユニット３の直径）＝１５ｍｍ
Ｄ５（空気取込ユニット２の直径）＝３１９ｍｍ
とする。この場合、図９の（Ｂ）に示すごとく、変曲領域が小さい円錐状遮光部材４１、円環状遮光部材４２、円錐状遮光部材５１、円環状遮光部材５２のために、棒状紫外線照射ユニット３の周囲及び排気口１ｂで空気流Ａのばらつきは小さく、この結果、排気口１ｂにおいて、平均流速３．０ｍ／ｓ、風量１．９ｍ^３／ｍｉｎが得られた。また、円筒状筐体１全体において、空気流Ａは円筒状筐体１の中心軸Ａｘに関して軸対称となっている。

【0041】

図１０は比較例として図１６の「く」の字形状遮光部材を採用した場合の空気清浄装置の空気流Ａ１のシミュレーションを説明するための図であって、（Ａ）はシミュレーション条件、（Ｂ）はシミュレーション結果である。

【0042】

シミュレーション条件は図１０の（Ａ）に示すごとく設定した。
Ｄ０（円筒状筐体１の内径、吸気口１ａの直径、排気口１ｂの直径）＝１１６ｍｍ
Ｗ（棒状紫外線照射ユニット３の直径）＝１５ｍｍ
Ｄ５（空気取込ユニット２の直径）＝３１９ｍｍ
Ｄ６（「く」の字形状遮光部材１０３の直径）＝１１６ｍｍ（「く」のピッチ１４ｍｍ）
とする。この場合、図１０の（Ｂ）に示すごとく、変曲領域が大きい「く」の字形状遮光部材１０３のために、棒状紫外線照射ユニット３の周囲及び排気口１ｂで空気流Ａ１のばらつきは大きく、また、圧力損失が大きく、この結果、平均流速１．６ｍ／ｓ、風量１．２５ｍ^３／ｍｉｎが得られた。また、空気流Ａ１は、円筒状筐体１全体において、変曲領域が大きい「く」の字形状遮光部材１０３のために、円筒状筐体１の中心軸Ａｘに関して非対称となっている。

【0043】

図１１は図１の空気清浄装置に導入された光触媒層を説明するための図である。

【0044】

図１１に示すごとく、排気口側遮光部４の棒状紫外線照射ユニット３側、つまり、円錐状遮光部材４１の円錐状面部４１ｃ、円環状遮光部材４２の円環状面部４２ｂ、及び吸気口側遮光部５の棒状紫外線照射ユニット３側、つまり、円錐状遮光部材５１の底面部５１ｄ、円環状遮光部材５２の円環状面部５２ｃに光触媒層８を形成する。光触媒層８は酸化チタン（ＴｉＯ_２）等の微粒子を無機又は有機バインダで混合して遮光部材４１、４２、５１、５２上に担持させることによって形成される。光触媒層８の酸化チタンは紫外線照射ユニット３の紫外線Ｕを吸収して強い酸化還元作用を発現し、その酸化作用により発生したＯＨラジカルによって空気中の汚染物質を分解して空気を浄化する。従って、光触媒層８は紫外線Ｕに対して遮光作用を発揮すると共に、殺菌作用も発揮する。尚、光触媒層８は円錐状遮光部材４１（５１）、円環状遮光部材４２（５２）の全面または円筒状筐体１の内壁に形成してもよい。

【0045】

尚、上述の実施の形態の排気口側遮光部４（吸気口側遮光部５）においては、円錐状遮光部材４１（５１）を上流側に設けると共に、円環状遮光部材４２（５２）を下流側に設けているが、風量が若干劣るが、円環状遮光部材４２（５２）を上流側に設けると共に、円錐状遮光部材４１（５１）を下流側に設けてもよい。

【0046】

また、上述の実施の形態においては、排気口側遮光部４（吸気口側遮光部５）を円錐状遮光部材４１（５１）及び円環状遮光部材４２（５２）で構成しているが、円錐状遮光部材４１（５１）の代りに、第１の変更例である柱状遮光部材たとえば図１２に示す円柱状遮光部材４１－１（５１－１）を用いることができ、また、第２の変更例である双錐状遮光部材たとえば図１３に示す双円錐状遮光部材４１－２（５１－２）を用いることもできる。ここで、参考例である多角錐状遮光部材たとえば図１４の（Ａ）に示す四角錐遮光ルーバ４１－３（５１－３）または図１４の（Ｂ）に示す六角錐遮光ルーバ４１－４（５１－４）を用いる場合、つまり底面部４１ｄが円形状ではない場合、中心軸Ａｘから底面部（４１ｄ）の端部までの距離が最も短い領域が式（１）、（２）を満たせば紫外線Ｕの漏れは少ない。尚、図１２、図１３、図１４の遮光部材４１－１（５１－１）、４１－２（５１－２）、４１－３（５１－３）、４１－４（５１－４）は中空であってもなくてもよい。

【0047】

図１の空気清浄装置（実施の形態）、第１の変更例（図１２）、第２の変更例（図１３）、参考例（図１４）の遮光部を用いた空気清浄装置及び図１０の空気清浄装置（比較例）に対して、同一シミュレーション条件で行ったシミュレーション結果を図１５に示す。風量は「く」の字形状遮光ルーバと比較して第１、第２の変更例及び参考例は４４％～５０．４％増加傾向であった。いずれにおいても、「く」の字形状遮光ルーバを用いた比較例に対して大きな改善が観察された。よって、遮光部材を上述した実施の形態、変更例又は参考例とすることで、円筒状筐体１を通過する空気流が概ね一様となり、風量も増加することで紫外線の漏洩を防止しつつ空気清浄効率を高めることができる。

【0048】

また、上述の実施の形態においては、円筒状筐体１は円筒状である必要はなく、楕円状筐体、多角形状筐体等でもよい。この場合、遮光部材も楕円状、多角形状等になる。

【0049】

また、上述の実施の形態においては、棒状紫外線照射ユニット３は棒状である必要はなく、筐体の中央に設けられた点状の深紫外線ＬＥＤ素子又は紫外線ＬＥＤ素子でもよい。

【0050】

さらに、本発明は上述の実施の形態の自明の範囲内でのいかなる変更にも適用し得る。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明に係る空気清浄装置は、例えば、病院等の施設用、自動車等の車載用、一般家庭の室内、オフィス室内等の屋内環境に利用できる。

【符号の説明】

【0052】

１：円筒状筐体
Ａｘ：中心軸
１ａ：吸気口
１ｂ：排気口
１１、１２、…：溝付き取付ステー
２：空気取込ユニット
２１：空気取込口
３：棒状紫外線照射ユニット
４：排気口側遮光部
４１：円錐状遮光部材
４１－１：円柱状遮光部材
４１－２：双円錐状遮光部材
４１－３：四角錘状遮光部材
４１－４：六角錐状遮光部材
４１ａ：取付ステー
４１ｂ：ねじ
４１ｃ：円錐状面部
４１ｄ：底面部
４２：円環状遮光部材
４２ｂ：円環状面部
５： 吸気口側遮光部
５１：円錐状遮光部材
５１－１：円柱状遮光部材
５１－２：双円錐状遮光部材
５１－３：四角錘状遮光部材
５１－４：六角錐状遮光部材
５１ａ：取付ステー
５１ｂ：ねじ
５１ｃ：円錐状面部
５１ｄ：底面部
５２：円環状遮光部材
５２ａ：円環状面部
６：ファンユニット
７：接着層
８：光触媒層
１０１：筐体
１０１ａ：排気口
１０２：紫外線照射ユニット
１０３：排気口側遮光部
１０３１：角度固定遮光ルーバ
１０３１ａ：遮光板
１０３２：角度固定遮光ルーバ
１０３２ａ：遮光板
２０１：筐体
２０１ａ：排気口
２０２：紫外線照射ユニット
２０３：排気口側遮光部
２０３１：角度固定遮光ルーバ
２０３１ａ：遮光板
２０３２：角度可変遮光ルーバ
２０３２ａ：遮光板
Ａ、Ａ１、Ａ２：空気流
Ｕ、Ｕ１、Ｕ２：紫外線
Ｗ：棒状紫外線照射ユニットの幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】