特開 2024-112465 深紫外線照射装置、照射制御方法

(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】P2024112465

(43)【公開日】2024-08-21

(54)【発明の名称】深紫外線照射装置、照射制御方法

(51)【国際特許分類】

   A61L 9/20 20060101AFI20240814BHJP

【ＦＩ】

A61L9/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023017485

(22)【出願日】2023-02-08

【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４年度、環境省、革新的な省ＣＯ２型感染症対策技術等の実用化加速のための実証事業「電気集塵と深紫外線ＬＥＤによるハイブリッド式空間浮遊ウイルス不活化装置の実証」委託業務、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】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】松本 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】松本 伸

(72)【発明者】

【氏名】浅田 規

【テーマコード（参考）】

4C180

【Ｆターム（参考）】

4C180AA07

4C180DD03

4C180HH05

4C180HH19

4C180KK04

4C180KK10

4C180LL04

4C180LL11

4C180MM08

(57)【要約】

【課題】ネットワークに接続しなくても消費電力を抑制して不活化効果を奏すること。
【解決手段】本発明は、ダクトを通過する空気に深紫外線を照射する深紫外線照射装置であって、病原体の流行時期データ、及び、前記病原体の不活化受光量データを記憶するメモリ部と、前記流行時期データに基づいた病原体の流行時期に、該病原体の前記不活化受光量データに基づいて、深紫外ＬＥＤの出力制御を行う受光量制御部と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダクトを通過する空気に深紫外線を照射する深紫外線照射装置であって、
病原体の流行時期データ、及び、前記病原体の不活化受光量データを記憶するメモリ部と、
前記流行時期データに基づいた病原体の流行時期に、該病原体の前記不活化受光量データに基づいて、深紫外ＬＥＤの出力制御を行う受光量制御部と、
を有する深紫外線照射装置。

【請求項2】

前記流行時期データにより複数の病原体の流行時期が重複していると判断された場合、前記受光量制御部は、複数の病原体のうち最も大きい前記不活化受光量データに基づいて、深紫外ＬＥＤの出力制御を行う請求項１に記載の深紫外線照射装置。

【請求項3】

前記深紫外線照射装置が設置されている場所に関する情報の入力を受け付ける操作受付部を有し、
前記受光量制御部は、前記場所に関する情報に応じて、前記流行時期データにおける病原体の流行時期を変更し、
前記受光量制御部は、変更後の前記流行時期データに基づいた病原体の流行時期に、該病原体の前記不活化受光量データに基づいて、深紫外ＬＥＤの出力制御を行う請求項１又は２に記載の深紫外線照射装置。

【請求項4】

前記深紫外線照射装置が設置されている位置情報を取得する位置情報取得部を有し、
前記受光量制御部は、前記位置情報に応じて、前記流行時期データにおける病原体の流行時期を変更し、
前記受光量制御部は、変更後の前記流行時期データに基づいた病原体の流行時期に、該病原体の前記不活化受光量データに基づいて、深紫外ＬＥＤの出力制御を行う請求項１又は２に記載の深紫外線照射装置。

【請求項5】

前記受光量制御部が、前記病原体の前記不活化受光量データに基づいて、前記深紫外ＬＥＤの出力制御を行う場合、
前記深紫外ＬＥＤの出力を小さくする補正部を有し、
前記補正部が前記深紫外ＬＥＤの出力を小さくした分だけ、空気の流量を低減する請求項１に記載の深紫外線照射装置。

【請求項6】

前記補正部は、前記深紫外ＬＥＤの照射時間に対し定められた標準的な第１の残照射量よりも、現在までに照射した照射量に基づく第２の残照射量の方が小さい場合、
前記第２の残照射量に対する前記第１の残照射量の比率を、前記病原体の前記不活化受光量データに基づいた前記深紫外ＬＥＤの出力に乗じる請求項５に記載の深紫外線照射装置。

【請求項7】

前記受光量制御部は、前記病原体が冬期に流行する病原体の場合、気温が低い地域ほど前記流行時期を前にずらし、
前記病原体が夏期に流行する病原体の場合、気温が高い地域ほど前記流行時期を前にずらす請求項３に記載の深紫外線照射装置。

【請求項8】

前記流行時期データにより複数の病原体の流行時期が重複していると判断された場合、ユーザーが指定した流行レベルが高い病原体名の前記不活化受光量データに基づいて、深紫外ＬＥＤの出力制御を行う請求項１に記載の深紫外線照射装置。

【請求項9】

前記受光量制御部がどの病原体の前記不活化受光量データに基づいて、深紫外ＬＥＤの出力制御を行っているかを表示する表示部を有する請求項８に記載の深紫外線照射装置。

【請求項10】

ダクトを通過する空気に深紫外線を照射する深紫外線照射装置が行う照射制御方法であって、
病原体の流行時期データ、及び、前記病原体の不活化受光量データを記憶する
メモリ部に記憶されている病原体の流行時期データを取得する処理と、
前記メモリ部に記憶されている前記病原体の不活化受光量データを取得する処理と、
前記流行時期データに基づいた病原体の流行時期に、該病原体の前記不活化受光量データに基づいて、深紫外ＬＥＤの出力制御を行う処理と、
を実行する照射制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、深紫外線照射装置、及び照射制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

深紫外線（概ね100～280[nm]の光）は他の紫外線と比較し高い不活化効果があることが知られている。深紫外線はＬＥＤにより照射できるが、深紫外ＬＥＤの発光効率は現在数％にとどまっている。近年、深紫外ＬＥＤは空気清浄機などの深紫外線照射装置に採用されてきたが、発光効率が低いため不活化効果を得ようとすると、深紫外ＬＥＤの照射により消費電力量が増大する場合がある。

【0003】

一方、ノロウイルスやインフルエンザウイルスなど人間が罹患する病原体は、流行する時期がほぼきまっているものがある。また、病原体の種類によって、深紫外ＬＥＤによる不活化受光量は異なっている。

【0004】

ネットワーク上から取得した情報に応じて、装置を稼働する技術が考案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、花粉情報やインフルエンザ流行情報などをネットワークから取得し、空気清浄機を稼働する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０１９／０５８５６９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来の技術では、深紫外線照射装置をネットワークに接続する必要があり、コスト増となっていた。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑み、ネットワークに接続しなくても消費電力を抑制して不活化効果を奏する技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題に鑑み、本発明は、ダクトを通過する空気に深紫外線を照射する深紫外線照射装置であって、病原体の流行時期データ、及び、前記病原体の不活化受光量データを記憶するメモリ部と、前記流行時期データに基づいた病原体の流行時期に、該病原体の前記不活化受光量データに基づいて、深紫外ＬＥＤの出力制御を行う受光量制御部と、を有する。

【発明の効果】

【0009】

ネットワークに接続しなくても消費電力を抑制して不活化効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】空気清浄機の動作又は処理の概略を説明する図である。

【図2】一実施形態の空気清浄機の一例を示す図である。

【図3】一実施形態における空気清浄機の内部構造の一例を示す図である。

【図4】ダクトの内部構造の別の構成例を部分的に示す斜視図である。

【図5】空気清浄機のハードウェア構成例を示す図である。

【図6】制御部の機能をブロックに分けて説明する機能ブロック図の一例である。

【図7】メモリ部に記憶されている流行時期データの一例を示す図である。

【図8】メモリ部に記憶されている不活化受光量データの一例を示す図である。

【図9】深紫外ＬＥＤの出力の補正方法を説明する図である。

【図10】制御部が流行時期データと不活化受光量データに応じて深紫外ＬＥＤを照射する制御を説明するフローチャート図の一例である。

【図11】補正部が深紫外ＬＥＤの出力を補正する処理を説明するフローチャート図の一例である。

【図12】表示部が表示する深紫外線の照射に関する画面例を示す図である。

【図13】空気清浄機のハードウェア構成例を示す図である。

【図14】制御部の機能をブロックに分けて説明する機能ブロック図の一例である。

【図15】制御部が流行時期データと不活化受光量データに応じて深紫外ＬＥＤを照射する制御を説明するフローチャート図の一例である。

【図16】制御部の機能をブロックに分けて説明する機能ブロック図の一例である。

【図17】空気清浄機の設置時に空気清浄機が行う処理を説明するフローチャート図である。

【図18】深紫外ＬＥＤの照射制御を説明するフローチャート図の一例である。

【図19】表示部が表示する深紫外線の照射に関する画面例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための形態の一例として、深紫外線の照射制御方法について図面を参照しながら説明する。

【0012】

＜空気清浄機の動作の概略＞
深紫外ＬＥＤの発光効率は現在数％しかなく、電力のほとんどが熱になっており非常に効率が悪い。また、深紫外ＬＥＤの出力の切り替えをユーザーが手動で行おうとしても、切り替え後の効果が目に見えないため、一番弱くしてしまいウイルスが不活化されなかったり、一番強くして電気代が高くなったりするおそれがある。

【0013】

年間で流行する季節性のウイルスの種類とウイルスの不活化受光量はほぼわかっているため、本実施形態の空気清浄機はカレンダー機能を有し、各ウイルスの流行時期に各ウイルスの不活化受光量で深紫外ＬＥＤを照射する。本実施形態の空気清浄機は、流行する可能性があるウイルスの流行時期データと不活化受光量を有している。空気清浄機は、カレンダーによる現在の日付と流行時期データを比較し、現在、流行しているウイルスを不活化させるために必要な不活化受光量で深紫外ＬＥＤを照射する。

【0014】

図１は、本実施形態の空気清浄機１００の動作又は処理の概略を説明する図である。空気清浄機１００にはカレンダー機能が搭載されているので、空気清浄機１００は現在の年月日及び時刻を保持している。また、空気清浄機１００は、ウイルスの流行時期データを保持している。図１の例では、ウイルスＡが１０月と１１月に流行しやすく、ウイルスＢが１１月～２月に流行しやすい。

【0015】

また、空気清浄機１００は、ウイルスごとに不活化受光量が登録された不活化受光量データを有している。不活化受光量とは、ウイルスを不活化するために必要な深紫外ＬＥＤの積算照射量である。例えば、ウイルスＡの不活化受光量はＡ［mJ/cm²］であり、ウイルスＢの不活化受光量はＢ［mJ/cm²］である。

【0016】

本実施形態の空気清浄機１００は、現在の日付がどのウイルスの流行時期に含まれるかを判断し、該ウイルスの不活化受光量で深紫外ＬＥＤを照射する。仮に、同時期に複数のウイルスが流行している場合、空気清浄機１００は複数のウイルスを不活性にする不活化受光量のうち高い方の不活化受光量で深紫外ＬＥＤを照射する。

【0017】

こうすることで、流行性のウイルスに適した深紫外ＬＥＤを照射することができ、ウイルスの罹患を抑制しながら、年間を通じて消費電力を低減することが可能となる。

【0018】

＜用語について＞
空気清浄機１００とは、空気中に浮遊する塵埃、カビ、花粉、ハウスダスト、ウイルス等を除去するための機器である。エアクリーナーともいう。空気清浄機１００は、外部から取り込んだ空気をフィルターに通過させ外部に送り出す（循環させる）ためのファン、大きなちりやほこりを収集するプレフィルター、細かいほこりを収集する集じんフィルター、及び、活性炭によって臭気を吸着させる脱臭フィルターなどを並べた構成を有している。深紫外ＬＥＤは、空気の流路に１つ以上配置されていればよい。

【0019】

単体の空気清浄機１００でなく、例えば空調機、送風機、換気扇等に空気清浄機１００が内蔵されていてもよい。また、空気清浄機１００の機能がない装置に本実施形態の深紫外ＬＥＤが内蔵されていてもよい。深紫外ＬＥＤは空気の循環する装置であれば適用可能である。

【0020】

不活化とは、微生物などの病原体を熱、紫外線、薬剤などで死滅させる（感染性を失わせる）ことをいう。不活化には細菌を死滅させることも含む。

【0021】

病原体とは、生物に寄生して病気を起こさせる原生動物、細菌、及びウイルスなどをいう。

【実施例0022】

＜構成例＞
図２は、一実施形態の空気清浄機１００の一例を示す図である。図２に示す空気清浄機１００は、空気を清浄化するための機器である。空気清浄機１００又は空気清浄機１００のうち深紫外線を照射する構造は深紫外線照射装置の一例である。空気清浄機１００は、空気を清浄化するための装置類を収納する筐体１０を備える。筐体１０は、空気清浄機１００の外部の空気を吸い込む吸い込み口１１と、筐体１０内の装置類により清浄化された空気を空気清浄機１００の外部に吹き出す吹き出し口１２とを有する。

【0023】

図２に示す例では、吸い込み口１１は、筐体１０の一方の端部（例えば、下部）に設けられ、吹き出し口１２は、筐体１０の他方の端部（例えば、上部）に設けられる。吸い込み口１１及び吹き出し口１２の各々の位置は、これに限られず、他の箇所でもよい。吸い込み口１１及び吹き出し口１２の各々の設置数は、一つでも複数でもよい。

【0024】

空気清浄機１００は、ダクト２０、排出装置６０及び制御装置８０を備える。ダクト２０は、電気集塵部４０及び露光部７０を有する。なお、図２に示す各構成要素の位置関係は、単なる一例であり、ウイルスを不活化又は細菌を不活化させる所望の効果を奏すれば、これに限定されない。

【0025】

ダクト２０は、吸い込み口１１と吹き出し口１２との間に介在し、吸い込み口１１から吹き出し口１２に空気を流す導管である。図２に示す例では、ダクト２０は、筐体１０の内部に存在する流路である。ダクト２０は、例えば、吸い込み口１１から吹き出し口１２まで接続され、吸い込み口１１から流入する空気を吹き出し口１２に向けて流す。

【0026】

電気集塵部４０は、ダクト２０に吸い込まれる空気（以下、"空気Ａ"とも称する）に含まれる微粒子を帯電させ、帯電した微粒子を静電力によって捕集する部位である。微粒子とは、ウイルス又は細菌であるが、ウイルス又は細菌を含む塵埃などの微小物質でもよい。微粒子には、微小粒子状物質（ＰＭ２．５）が含まれてもよい。ＰＭ２．５とは、空気中に浮遊する粒子のうち、大きさが２．５μｍ以下の粒子をいう。

【0027】

電気集塵部４０は、帯電部３０及び捕集部５０を有する。帯電部３０は、空気Ａに含まれる微粒子を帯電させる部位である。帯電部３０は、例えば、空気Ａに含まれる微粒子をコロナ放電によって帯電させる。

【0028】

捕集部５０は、帯電部３０を通過した空気Ａから、帯電した微粒子を静電力により捕集する部位である。捕集部５０は、例えば１０ｎｍ以上１００μｍ以下の大きさの微粒子を捕集する能力を有する場合、３０ｎｍ程度の小さなウイルス、１００ｎｍ程度の新型コロナウイルス（ＣＯＶＩＤ－１９）、又は数μｍのウイルス飛沫や病原性細菌を捕集できる。なお、捕集部５０が捕集可能な微粒子の大きさは、特に制限されない。

【0029】

露光部７０は、後述の光源７１，７２から照射される深紫外線を空気Ａに当てることで、空気Ａに含まれるウイルスを不活化又は空気Ａに含まれる細菌を不活化させる部位である。

【0030】

排出装置６０は、ダクト２０内から吹き出し口１２に空気Ａを排出する。排出装置６０は、空気清浄機１００の外部の空気を吸い込み口１１からダクト２０内に導入し、捕集部５０及び露光部７０を通過した空気Ａを吹き出し口１２に排出する。排出装置６０は、例えば、ファン及びモータを有し、ファンをモータによって回転させることで、空気Ａを吹き出し口１２に排出する。

【0031】

制御装置８０は、ユーザーからの操作指示内容に応じて、帯電部３０の帯電動作、捕集部５０の捕集動作及び排出装置６０の排出動作を作動又は停止させる。制御装置８０の機能は、メモリに記憶されたプログラムによってＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが動作することにより実現される。制御装置８０の機能は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）によって実現されてもよい。

【0032】

捕集部５０は、所望の捕集機能を満たせば、その配置位置は、特に限定されない。図２に示す例では、捕集部５０は、帯電部３０と吹き出し口１２との間で、帯電した微粒子を空気Ａから静電力により捕集する。これにより、帯電部３０において帯電した微粒子が捕集部５０に供給されやすくなるので、帯電した微粒子の捕集能力が向上する。排出装置６０が帯電部３０と吹き出し口１２との間に介在する場合、捕集部５０は、帯電部３０と排出装置６０との間で、帯電した微粒子を空気Ａから静電力により捕集するのが好ましい。これにより、帯電した微粒子の捕集能力が向上する。

【0033】

排出装置６０は、所望の排出機能を満たせば、その配置位置は、特に限定されない。図２に示す例では、排出装置６０は、捕集部５０と吹き出し口１２との間に配置されている。空気Ａに含まれる微粒子は、捕集部５０において捕集されるので、排出装置６０が捕集部５０と吹き出し口１２との間に配置されることで、排出装置６０が汚れた空気Ａで汚染し難くなる。その結果、例えば、排出装置６０の交換や洗浄などのメンテナンスにおける安全性が向上する。

【0034】

空気清浄機１００は、空気Ａに含まれるオゾン（コロナ放電によって生成されたオゾンを含んでよい）をろ過するフィルター９０を、捕集部５０と吹き出し口１２との間に備えてもよい。これにより、吹き出し口１２から吹き出す空気に含まれるオゾンの濃度を低減する効果が高まる。排出装置６０が捕集部５０と吹き出し口１２との間に介在する場合、フィルター９０は、排出装置６０と吹き出し口１２との間に介在するのが好ましい。これにより、吹き出し口１２から吹き出す空気に含まれるオゾンの濃度を低減する効果が高まる。フィルター９０の触媒として、例えば、酸化マンガンを使用することで、オゾン濃度の低減効果は向上する。

【0035】

図３は、一実施形態における空気清浄機１００の内部構造の一例を示す図である。なお、図３では、内部構造の視認性を高めるため、便宜上、いくつかの部材の図示が省略されている。

【0036】

空気清浄機１００は、ダクト２０内の空気Ａの流れ方向１３における下流側から上流側に向けて、ダクト２０内に紫外線を照射する光源を備える。流れ方向１３は、ダクト２０が延びる方向でもよい。図３には、複数の光源７１，７２が例示されているが、光源の個数は、一つでも三つ以上でもよい。また、空気清浄機１００の排出装置６０は、ダクト２０内から吹き出し口１２に空気Ａを排出するファンを備える。図３には、複数のファン６１，６２が例示されているが、ファンの個数は、一つでも三つ以上でもよい。

【0037】

光源７１，７２及びファン６１，６２は、空気Ａの流れ方向１３に交わる平面（図３の場合、流れ方向１３に直交する平板２５）に並べて配置されている。光源７１，７２及びファン６１，６２がそのような平面に並べて配置されることで、光源とファンが流れ方向１３に配列された不図示の形態に比べて、光源７１，７２からダクト２０内に向けて照射される紫外線は、ファン６１，６２に遮られ難くなる。よって、光源の個数が比較的少なくても、空気Ａに含まれるウイルス又は細菌を不活化させる効果が向上する。

【0038】

なお、光源又はファンが並べて配置される平面は、流れ方向１３に対して傾斜した平面でもよい。例えば、傾斜したスペーサが、光源又はファンと取り付け平面との間に介在することで、光源又はファンが並べて配置される平面は、流れ方向１３に対して傾斜してもよい。

【0039】

図３に示す例では、光源７１，７２は、方形状の平板２５の一方の対角に位置し、ファン６１，６２は、方形状の平板２５の他方の対角に位置する。これにより、ダクト２０内の空気Ａの流動性が向上し、光源７１，７２からの紫外線が空気Ａに均一に照射されやすくなるので、空気Ａに含まれるウイルス又は空気Ａに含まれる細菌を不活化させる効果が向上する。また、光源７１，７２は、流れ方向１３での視点で見ると、ファン６１，６２と重なっていない。

【0040】

図３に示す例では、光源７１，７２は、平板２５に形成された貫通孔を通して、ダクト２０内に向けて紫外線を照射することで、露光部７０内において、空気Ａに含まれるウイルス又は空気Ａに含まれる細菌を不活化させる。なお、光源７１，７２は、ダクト２０（好ましくは、露光部７０）内にあっても、空気Ａに含まれるウイルス又は空気Ａに含まれる細菌を不活化させることができる。

【0041】

図３に示す例では、ファン６１，６２は、平板２５に形成された貫通孔を通して、ダクト２０の露光部７０内から吹き出し口１２に空気Ａを排出する。なお、ファン６１，６２は、ダクト２０（好ましくは、露光部７０）内にあってもよい。

【0042】

図４（ａ）は、ダクトの内部構造の別の構成例を部分的に示す斜視図である。図４（ａ）では、ファン６１，６２に対して流れ方向１３の上流側に空隙を挟んで配置された光源７３が、ダクト２０内に配置されている。これにより、光源７３からダクト２０内に照射される紫外線が遮られ難くなり、光源７３からダクト２０内に照射される紫外線の偏りは抑制される。よって、空気Ａに含まれるウイルス又は空気Ａに含まれる細菌を不活化させる効果が向上する。

【0043】

図４（ａ）に示す例では、光源７３は、板２８に対して流れ方向１３の上流側に配置され、板２８の上流側に面する主面に配置されている。これにより、空気清浄機１００は、光源７３からダクト２０内に向けて紫外線を均一に照射できる。また、光源７３とファン６１，６２との間に空隙が生じるように、板２８は不図示の支持部により支持されている。これにより、光源７３とファン６１，６２との間の距離が拡大するので、ファン６１，６２から有害な紫外線が漏れ難くなる。一又は複数の支柱２４は、板２８及び光源７３をダクト２０内で支持する支持部の一例である。板２８は、ファン６１，６２に対して上流側に配置されているので、ファン６１，６２に向かう空気を迂回させる。板２８は、ファン６１，６２との間に空隙を空けて配置され、板２８を迂回した空気Ａ又は板２８に形成されたスリット７５を通過した空気Ａは、ファン６１，６２を介して排出される。また、光源７３は、スリット７５を通過する空気Ａによって冷却されるので、ファン６１，６２を送風と冷却に兼用できる。

【0044】

このように、板２８は、ダクト２０内の空気Ａが光源７３に対して流れ方向１３の上流側に流れるように配置されている。これにより、光源７３から出力される紫外線が空気Ａに照射されやすくなるので、空気Ａに含まれるウイルス又は空気Ａに含まれる細菌を不活化させる効果が向上する。

【0045】

板２８は、ダクト２０内の空気Ａが通過する一又は複数のスリット７５を有する。スリット７５は、ダクト２０内の空気Ａが通過する貫通孔の一例である。スリット７５のような貫通孔を板２８が設けられることで、空気清浄機１００は、板２８による空気Ａの遮りを抑制でき、空気Ａの圧力損失を抑制できる。スリット７５は、隣り合う光源７３の間に配置される。光源７３は、スリット７５に平行に配置されている。

【0046】

図４（ｂ）は、ダクト２０の内部構造の別の構成例を示す斜視図である。図４（ｂ）では、空気清浄機１００は、ダクト２０を流れる流体に向かって光源７３から 紫外線を照射し、流体の殺菌又は細菌及びウイルスの不活化を行う。光源７３は、例えば、ダクト２０を流れる流体に対向するように、上下方向及び左右方向に平行に配置される。

【0047】

光源７３は、ダクト２０の流体が流れる方向（後向き）と略反対方向（前向き）に紫外線を照射するように、板２８上に取り付けられる。板２８は、光源７３を支持する。板２８は、平板形状を有し、流体の流れる方向の下流側（図中の後側）から光源７３を支持するように設けられる。板２８には、例えば、光源７３を作動させるための電源回路等が実装される。
放熱部材３５は、光源７３から発生する熱エネルギを外部、具体的には、ダクト２０を流れる流体に放熱する。放熱部材３５は、例えば、アルミニウムや銅等の熱伝導性が相対的に高い材料で構成される。これにより、光源７３で発生する熱エネルギを放熱部材３５に効率的に伝導させることができる。放熱部材３５は、ベース部３５ａと、フィン部３５ｂとを含む。

【0048】

ベース部３５ａは、板２８に対して相対的に大きな熱容量を有し、板２８を通じて光源７３から放熱部材３５への熱伝導を促進させる。ベース部３５ａは、例えば、前後方向に沿って見た正面視で、板２８と略同じ矩形状を有し、板２８よりも十分に大きい前後方向の厚みを有する。
フィン部３５ｂは、ダクト２０の流体に接触する表面積を相対的に大きくし、ダクト２０を流れる流体への放熱を促進させる。フィン部３５ｂは、例えば、ベース部３５ａから後方に延び出す（突出する）平板形状を有する。
通流部３６は、ダクト２０の流体を空気清浄機１００の上流側から下流側に向けて通流させる。これにより、ダクト２０の流体は、空気清浄機１００に堰き止められることなく、空気清浄機１００の下流側に向けて流れることができる。例えば、図４（ｂ）に示すように、通流部３６は、板２８及びベース部３５ａを前後方向に貫通する貫通孔である。

【0049】

＜ハードウェア構成例＞
図５は、空気清浄機１００のハードウェア構成例を示す図である。なお、図５では本実施形態の説明に関して主要な構成部を示すものであり、空気清浄機１００は、図５に示す以外の機能を有していてもよい。

【0050】

空気清浄機１００は、電源スイッチ１０１、電源部１０２、ＬＥＤ制御部１０３、深紫外ＬＥＤ部１０４、制御部１０５、メモリ部１０６、時計部１０７、テンキー部１０８、及び、表示部１０９を有している。このうち、制御部１０５、メモリ部１０６、時計部１０７、テンキー部１０８、及び、表示部１０９は図２に示した制御装置８０に収納される。

【0051】

電源スイッチ１０１は、コンセントから供給される電力を電源部１０２に接続するか否かを切り替えるオルタネートスイッチである。電源スイッチ１０１は例えば電源オンと電源オフが別々のスイッチでもよい。

【0052】

電源部１０２は、ＬＥＤ用電源１０２Ａと制御用電源１０２Ｂを有している。ＬＥＤ用電源１０２Ａと制御用電源１０２Ｂはそれぞれ交流を直流に変換すると共に、それぞれに適切な電圧に降圧する。電源部１０２がＬＥＤ用電源１０２Ａと制御用電源１０２Ｂに分かれていることで、制御部１０５と深紫外ＬＥＤ部１０４が安定動作できる。ＬＥＤ用電源１０２Ａと制御用電源１０２Ｂは一体でもよい。

【0053】

ＬＥＤ制御部１０３は、深紫外ＬＥＤ部１０４の照射開始と停止を行うと共に、照射時には、制御部１０５から指示された不活化受光量（出力）で深紫外ＬＥＤ部１０４が深紫外線を照射するように制御する。ＬＥＤ制御部１０３は、例えばパルス信号のデューティー比で深紫外ＬＥＤの出力を０～１００％の間で制御できる。あるいは、ＬＥＤ制御部１０３は、例えばアナログの電流値や電圧値にて深紫外ＬＥＤの出力を指示してもよい。

【0054】

深紫外ＬＥＤ部１０４は、出力制御が可能な深紫外線を照射するＬＥＤである。深紫外ＬＥＤ部１０４は深紫外線を照射できれば、高圧水銀ランプ等のランプでもよい。

【0055】

制御部１０５は、いわゆるマイコン、ＳｏＣ(システム・オン・チップ)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、又はＡＩＳＣ（「Application Specific Integrated Circuit」などのコンピュータである。制御部１０５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｆ等を有し、ＣＰＵがプログラムを実行することで本実施形態の機能を実現してもよいし、回路モジュール等の組み合わせで本実施形態の機能を実現してもよい。

【0056】

メモリ部１０６は、ＮＶＲＡＭ（Non Volatile Random Access Memory）であり、各ウイルスの流行時期データを記憶している。また、メモリ部１０６は、各ウイルスの不活化受光量データを記憶している。これらの詳細については、図７，図８にて説明する。

【0057】

時計部１０７は、カレンダー機能や時計機能を有する、例えばＲＴＣ（Real Time Clock）である。時計部１０７は、クロック源から時刻・年月日などのデジタルデータを生成して出力する専用のＩＣである。時計部１０７がソフトウエアにより実現されてもよい。

【0058】

テンキー部１０８は、初期設定時にユーザーが入力する０～９やアルファベットの入力部である。テンキー部１０８はハードキーでもよいし、タッチパネルに表示されるソフトキーでもよい。

【0059】

表示部１０９は、例えば液晶ディスプレイや、数字のみが表示可能なＬＣＤ（Liquid Crystal Display）である。表示部１０９は、現在の時刻、動作状況、清掃や部品交換などのアラート等を表示する。

【0060】

＜機能について＞
続いて、図６を参照して空気清浄機１００が有する深紫外ＬＥＤの出力に関する機能について説明する。図６は、制御部１０５の機能をブロックに分けて説明する機能ブロック図の一例である。制御部１０５は、日付取得部１２１、流行時期データ取得部１２２、判断部１２３、受光量制御部１２４、及び補正部１２５を有している。制御部１０５が有するこれら各機能は、制御部１０５がプログラムに含まれる命令を実行するか、又は、ＩＣ回路が信号を処理することで実現される機能又は手段である。

【0061】

日付取得部１２１は、空気清浄機１００の電源オン時（空気清浄機１００の起動時）及び定期的に時計部１０７から現在の日付を取得する。本実施形態では、日付の切り替わりを契機に深紫外線の照射制御も切り替える。日付が変わったか否かは時計部１０７を監視することで検出される。

【0062】

流行時期データ取得部１２２は、空気清浄機１００の電源オン時（空気清浄機１００の起動時）及び日付が変わったタイミングに、メモリ部１０６から全てのウイルスの流行時期データを取得する。

【0063】

判断部１２３は、現在の日付が１つ以上のウイルスの流行時期データ１０６ａに該当するか否かを判断する。すなわち、判断部１２３は、ウイルスの流行時期が○月○日から×月×日である場合に、現在の日付がこの範囲に入るかを判断する。

【0064】

補正部１２５は、深紫外ＬＥＤの耐用年数が所定以上になるように、深紫外ＬＥＤの出力の補正を行う。また、補正部１２５は、深紫外ＬＥＤの出力を補正した分だけ、空気の流量を補正する。補正の詳細は後述する。

【0065】

受光量制御部１２４は、現在の日付が１つ以上のウイルスの流行時期データ１０６ａに該当すると判断された場合、不活化受光量データ１０６ｂをメモリ部１０６から取得して、ＬＥＤ制御部１０３に対し、ウイルスを不活化させるための不活化受光量による深紫外の照射を要求する。受光量制御部１２４は、現在の日付が１つ以上のウイルスの流行時期データ１０６ａに該当しない場合、ＬＥＤ制御部１０３に対し、標準の出力（例えば３０％程度）による深紫外の照射を要求する。

【0066】

＜＜流行時期データ＞＞
図７は、メモリ部１０６に記憶されている流行時期データ１０６ａの一例を示す。図７では一例として、病原体名と各病原体の流行時期が示されている。病原体名は、インフルエンザ、プール熱（アデノウイルス）、おやふくかぜ（ムンブスウイルス）、及び、ノロウイルスやロタウイルスである。図７の流行時期データ１０６ａは北半球に出荷される空気清浄機１００用であり、南半球に出荷される空気清浄機１００には南半球用の流行時期データ１０６ａが用意される。

【0067】

各ウイルスの流行時期は、エンドユーザーが変更できてもよい。また、新たにウイルスとその流行時期をエンドユーザーが登録できてもよい。

【0068】

図７に示すウイルス以外に、チクングニアウイルス、クリミア－コンゴ出血熱ウイルス、日本脳炎ウイルス、リフトバレー熱ウイルス、ウエストナイルウイルス、ロスリバーウイルス、ジカウイルス、又は、跳躍病ウイルスなどの流行時期が、流行時期データ１０６ａに記憶されていてもよい。

【0069】

＜＜不活化受光量データ＞＞
図８は、メモリ部１０６に記憶されている不活化受光量データ１０６ｂの一例を示す。図８では一例として、図７に示した各ウイルスの学名、和名、及び、深紫外ＬＥＤの不活化受光量が対応付けて示されている。不活化受光量は積算照射量なので深紫外ＬＥＤの実際の出力は照射時間（露光部７０を空気Ａが通過するために必要な時間）で割った値である。

【0070】

例えば露光部７０を空気Ａが通過するために必要な時間がｔ秒である場合、空気が深紫外ＬＥＤを受光する受光量は以下のようになる。
受光量[mJ/cm²]＝ｔ[sec]×照度[mW/cm²]
したがって、ウイルスを不活化するために必要な深紫外ＬＥＤの出力（照度）は、図８の不活化受光量をｔ秒で割った値である。露光部７０を空気Ａが通過するために必要な時間であるｔ秒は、流量（風速）により一意に定まる。

【0071】

＜深紫外ＬＥＤの耐用年数に応じた補正について＞
続いて、図９を参照して、深紫外ＬＥＤの耐用年数に応じた出力の補正について説明する。図９は、深紫外ＬＥＤの出力の補正方法を説明する図である。まず、新品の状態で深紫外ＬＥＤが寿命となると想定される照射量をＰ_１[mW/cm²・h]とする。Ｐ_１は深紫外ＬＥＤのメーカーの仕様書などで決まっており、Ｐ_１＝１００％×Ｌ[ｈ]と表せる。Ｌは１００％の出力で照射した場合の仕様上の耐用年数（時間換算値）である。

【0072】

また、空気清浄機１００には、保証期間やメンテナンス費用などを考慮の上で決定される、満たすべき耐用年数が想定されている。図９では、実際の照射時間に対し、残っているべき残照射量Ｓが斜めの線で示される。残照射量Ｓ（第１の残照射量の一例）は予め設定されているものとする。残照射量Ｓについて補足する。深紫外ＬＥＤの出力は、標準で例えば３０％、流行時期では例えば１００％（従来の技術）から不活化受光量（本実施形態）まで様々であるので、年間を通じて変動するだけでなく、ユーザーが出力を手動調整することもできる。よって、実際に空気清浄機が照射した深紫外線の照射量は機器によって変わりうる。このため、残照射量Ｓは平均的な使い方の場合に必要とされる耐用年数でＰ_１がゼロになるように、照射時間（出力は問わない）に比例して減少する直線である。

【0073】

一方、補正部１２５は、過去の実際の累計照射時間Ｔ[ｈ]と実際の出力Ｗ[mW/ cm²] を積算することで、すでに消費した消費済み照射量Ｐ_Ｔ[mW/cm²・h]が求められる。したがって、この時点の残照射量Ｐ_２（第２の残照射量の一例）はＰ_２＝Ｐ_１－Ｐ_Ｔである。

【0074】

累計照射時間Ｔ[ｈ]における残照射量Ｐ_２が、残照射量Ｓ_Ｔ未満の場合、空気清浄機１００が想定する耐用年数まで深紫外ＬＥＤを出力できないおそれがある。そこで、補正部１２５は、残照射量Ｐ_２＜残照射量Ｓ_Ｔの場合、残照射量Ｐ_２に対する残照射量Ｓの比率だけ、深紫外ＬＥＤの出力を小さくする。この制御により、補正部１２５は、予め定められた深紫外ＬＥＤの耐用年数を維持するよう、深紫外ＬＥＤの出力を小さくできる。
補正後の出力[％]＝補正前の出力×Ｐ_２/Ｓ_Ｔ
ここで、補正前の出力は、ウイルスが流行していない状態の標準値で３０％、ウイルスが流行している状態では不活化受光量である。

【0075】

なお、補正部１２５は、深紫外ＬＥＤの出力が小さくなる分だけ、空気Ａが露光部７０を通過する時間が長くなるように、空気の流量（風速）を小さくする。すなわち、ファンを回転させるモータの回転速度を深紫外ＬＥＤの出力が小さくなる分だけ小さくする。これにより、深紫外ＬＥＤの出力が小さくなっても、露光時間が長くなり、空気清浄機１００が不活化受光量の深紫外ＬＥＤを照射できる。

【0076】

このように、流行時期データ１０６ａと不活化受光量データ１０６ｂを用いることで、消費電力を低減して深紫外ＬＥＤの耐用年数を延ばすだけでなく、所定の期間の耐用年数を満たすように出力を補正することで深紫外ＬＥＤ出力を更に伸ばすことができる。

【0077】

＜動作又は処理＞
次に、図１０を参照して、深紫外ＬＥＤの照射制御について説明する。図１０は、制御部１０５が流行時期データ１０６ａと不活化受光量データ１０６ｂに応じて深紫外ＬＥＤを照射する制御を説明するフローチャート図である。なお、図１０では、空気清浄機１００が２４時間、稼働しているとして説明する。

【0078】

日付取得部１２１は、時計部１０７から定期的に日付を取得しており、例えば２４時になると日付が切り替わったことを検出する（Ｓ１）。

【0079】

日付が変わった場合、流行時期データ取得部１２２は、メモリ部１０６から流行時期データ１０６ａを取得する。そして、判断部１２３が、本日が流行時期に合致するか否か判断する（Ｓ２）。

【0080】

ステップＳ２の判断がＮｏの場合、受光量制御部１２４は、深紫外ＬＥＤの標準の設定値をメモリ部１０６から取得する（Ｓ３）。

【0081】

ステップＳ２の判断がＹｅｓの場合、受光量制御部１２４は、メモリ部１０６から流行しているウイルスの不活化受光量データ１０６ｂを取得する（Ｓ４）。なお、受光量制御部１２４は、複数のウイルスの流行時期が重複している場合、複数のウイルスの不活化受光量のうち最も大きい不活化受光量を取得する。

【0082】

受光量制御部１２４は、ステップＳ３又はＳ４で取得した深紫外ＬＥＤの出力値を、ＬＥＤ制御部１０３に設定する（Ｓ５）。この出力は、露光部７０を空気Ａが通過する時間で不活化受光量を割った値である。

【0083】

＜＜補正部の処理＞＞
図１１は、補正部１２５が深紫外ＬＥＤの出力を補正する処理を説明するフローチャート図である。図１１の処理は、ウイルスの流行時期か否かに関わらず実行されてもよい、ウイルスの流行時期にのみ（ステップＳ２でＹｅｓの場合）実行されてもよい。

【0084】

まず、補正部１２５は、現在の残照射量Ｓをメモリ部１０６等から取得する（Ｓ１１）。メモリ部１０６には図９で示した残照射量Ｓが記録されている。補正部１２５は、累積している照射時間に対する残照射量Ｓ_Ｔを読み出す。

【0085】

補正部１２５は、現在の消費済み照射量Ｐ_Ｔを取得し、メモリ部１０６に保存済みのＰ_１からＰ_Ｔを減じることで残照射量Ｐ_２を算出する（Ｓ１２）。現在の消費済み照射量Ｐ_Ｔは例えば１時間ごとに更新された値がメモリ部１０６に保存されている。

【0086】

補正部１２５は、残照射量Ｐ_２が残照射量Ｓ_Ｔ未満か判断する（Ｓ１３）。ステップＳ１３の判断がＮｏの場合、補正部１２５は深紫外ＬＥＤの出力を補正しない。

【0087】

ステップＳ１３の判断がＹｅｓの場合、補正部１２５は深紫外ＬＥＤの出力を、残照射量Ｐ_２に対する残照射量Ｓの比率を乗じて小さくする（Ｓ１４）。なお、補正部１２５は、深紫外ＬＥＤの出力を小さくした分か又はそれ以上、空気の流量を小さくする。また、補正部１２５は深紫外ＬＥＤの出力を、上記比率より小さくしてもよい。こうすることで、一時的に深紫外ＬＥＤの出力が大きく低下するが、短時間で残照射量Ｐ_２が残照射量Ｓ_Ｔ以上に戻る。比率に対応する流量よりどのくらいまで流量を小さくできるかは、空気清浄機１００が排気する空気の流量をどこまで遅くしてよいかにより決定されている。

【0088】

＜表示部の表示例＞
図１２は、表示部１０９が表示する深紫外線の照射に関する画面例である。図１２には「深紫外線の照射状況」と称して、「現在、流行中のインフルエンザウイルスを不活化する光量で深紫外を照射しています。」というメッセージ２０１、ＯＫボタン２０２、及び、照射停止ボタン２０３が表示されている。ユーザーはメッセージ２０１を見ることで、現在、どのようなウイルスに対応した深紫外線の照射が行われているかを把握できる。ユーザーがＯＫボタン２０２を押下すると、空気清浄機１００は、引き続き、インフルエンザウイルスの不活化受光量に応じた出力で深紫外線を照射する。ユーザーが照射停止ボタン２０３を押下すると、空気清浄機１００は標準の出力で深紫外線を照射する。こうすることで、インフルエンザウイルスがほとんど流行していない場合は、更に消費電力を低減し、深紫外ＬＥＤの耐用年数を延ばすことができる。

【0089】

＜主な効果＞
以上説明したように、本実施形態の空気清浄機１００は、流行性のウイルスに適した深紫外ＬＥＤを照射することができ、ウイルスの罹患を抑制しながら、年間を通じて消費電力を低減することが可能となる。また、標準的な残照射量Ｓ_Ｔと現在の消費済み照射量Ｐ_Ｔに応じて、深紫外ＬＥＤの出力を補正するので、更に、消費電力を抑制しながら耐用年数を延ばすことができる。

【実施例0090】

本実施例では、空気清浄機１００の設置地域に応じてウイルスの流行時期を補正する空気清浄機１００について説明する。日本は南北に長い形状を有しているので、地域によってウイルスの流行時期がずれる。そこで、空気清浄機１００にＧＰＳが搭載される場合に、空気清浄機１００が設置地域を特定し、地域に応じて流行時期を補正する。

【0091】

＜ハードウェア構成例＞
図１３は、空気清浄機１００のハードウェア構成例を示す図である。なお、図１３では本実施形態の説明に関して主要な構成部を示すものであり、空気清浄機１００は、図１３に示す以外の機能を有していてもよい。図１３の説明では主に図５との相違を説明する。図１３の空気清浄機１００は新たにＧＰＳ部１１１を有している。ＧＰＳ部１１１は、３つ以上のＧＰＳ衛星から受信する電波の到達時間を解析することで、現在地（緯度、軽度、標高）を検出する。

【0092】

＜機能について＞
図１４は、本実施例の制御部１０５の機能をブロックに分けて説明する機能ブロック図の一例である。図１４では主に図６との相違を説明する。図１４の制御部１０５は、新たに位置情報取得部１２６と地域判断部１２７を有している。

【0093】

地域判断部１２７はＧＰＳ部１１１が検出する位置情報を例えば４つの地域のいずれかに分類する。４つの地域は、例えば北部、東部、西部、南部である。４つの地域に分類することは一例に過ぎず、５つ以上に分類してもよい。

【0094】

本実施例の流行時期データ取得部１２２は、設置場所が４つの地域のいずれであるか応じて、各ウイルスの流行時期を流行時期データ１０６ａに対してずらす。例えば、気温が低い地域はインフルエンザウイルスが早期に流行するため流行時期を早め、気温が高い地域はインフルエンザウイルスが遅れて流行するため、流行時期を遅らせる。
北部：１週間早める
東部：元のまま
西部：１週間遅らせる
南部：２週間遅らせる
この例は、冬期に流行するウイルスに対応するための例なので、夏期に流行するウイルスについて、流行時期データ取得部１２２は、気温が低い地域の流行時期を遅らせ、気温が高い地域の流行時期を早める。
北部：１週間遅らせる
東部：元のまま
西部：１週間早める
南部：２週間早める
このように、流行時期データ取得部１２２は、ウイルスが冬期に流行するウイルスの場合、気温が低い地域ほど流行時期を前にずらし、ウイルスが夏期に流行するウイルスの場合、気温が高い地域ほど前記流行時期を前にずらす。これにより、ウイルスが冬期に流行するか、夏期に流行するかによって、流行時期を調整できる。

【0095】

ここでは１週間から２週間程度、流行時期が調整されているが一例であり、調整量は適宜、設計される。

【0096】

＜動作又は処理＞
次に、図１５を参照して、深紫外ＬＥＤの照射制御について説明する。図１５は、制御部が流行時期データと不活化受光量データに応じて深紫外ＬＥＤを照射する制御を説明するフローチャート図の一例である。なお、図１５の説明では、主に図１０との相違を説明する。図１５では、ステップＳ２２、Ｓ２３が図１０に追加されている。

【0097】

ステップＳ２２において、位置情報取得部１２６はＧＰＳ部１１１が検出した位置情報を取得し、地域判断部１２７は位置情報に基づいて設置場所を４つの地域のいずれかに分類する（Ｓ２２）。

【0098】

そして、流行時期データ取得部１２２は、４つの地域のいずれかに応じて、流行時期データ１０６ａに指示されたウイルスの流行時期を変更する（Ｓ２３）。変更の際、流行時期データ取得部１２２は、ウイルスが冬期に流行するか、夏期に流行するかを考慮する。

【0099】

受光量制御部は、変更後の流行時期データに基づいたウイルスの流行時期に、該ウイルスの不活化受光量データに基づいて、深紫外ＬＥＤの出力制御を行う。

【0100】

以降の処理は、図１０と同様でよい。

【0101】

＜主な効果＞
本実施例の空気清浄機１００は、実施例１の効果に加え、空気清浄機１００の設置場所に応じて流行時期を調整することができ、ウイルスの抑制効果を高めることができる。