JP7640082B2 - 空気浄化装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気浄化装置および方法に関し、より詳しくは、紫外線の照射により空気を殺菌して浄化する空気浄化装置および方法に関する。

室内空気の浄化等を目的として、空気を循環させながら紫外線を照射して殺菌することが従来から行われている。例えば、特許文献１には、紫外線の反射率が高い材料からなるダクトやチャンバー内に紫外線を照射して、循環させる空気を浄化する空気調和システムが開示されている。

特開２０１７－１４６０１３号公報

ところが、ダクトやチャンバー内に紫外線を照射する従来の空気浄化方法は、通過する空気の全体に紫外線を照射することが困難であり、十分な殺菌効果を得難いという問題があった。上記の特許文献１には、紫外線殺菌チャンバー内に導光板等を配置して、紫外線を拡散光として出射することも開示されているが、製造コストが高くなるという問題があった。

そこで、本発明は、紫外線の照射による空気の殺菌を安価に効率良く行うことができる空気浄化装置および方法の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、吸込口および吹出口を有するケーシングと、前記ケーシング内に設けられて前記吸込口から吸引した空気を前記吹出口から排出するファンと、前記ケーシング内の空気に紫外線を照射する紫外線光源とを備え、前記紫外線光源は、前記ファンに向けて紫外線を照射するように、前記ケーシングに設けられ、前記ケーシングは、天井埋込型の空気調和装置に設けられており、前記紫外線光源は、前記ファンと前記吸込口との間に介在されたベルマウスの内部に配置され、前記紫外線光源は、伸縮可能な取付ステーにより前記ベルマウスの開口中心部に支持されている空気浄化装置により達成される。

前記紫外線光源は、前記ファンの回転軸の軸線上に配置されていることが好ましい。

また、本発明の前記目的は、上記の空気浄化装置を用いて室内の空気を浄化する方法であって、室内の空気を前記吸込口から吸引して、前記紫外線光源により紫外線を照射し、前記吹出口から室内に向けて排出する空気浄化方法により達成される。

本発明によれば、紫外線の照射による空気の殺菌を安価に効率良く行うことができる空気浄化装置および方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る空気浄化装置の全体構成図である。 図１に示す空気浄化装置の要部を一部断面で示す側面図である。 図１に示す空気浄化装置の他の要部を示す平面図である。 図１に示す空気浄化装置の更に他の要部を示す底面図である。 図１に示す空気浄化装置の更に他の要部を示す底面図である。 本発明の他の実施形態に係る空気浄化装置の底面図である。 図６に示す空気浄化装置の要部を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る空気浄化装置の全体構成図であり、図２は、図１に示す空気浄化装置の要部を一部断面で示す側面図である。図１および図２に示すように、本実施形態の空気浄化装置１は、筐体状のケーシング１０と、ケーシング１０内に設けられたファン１６と、紫外線光源３２を有する殺菌装置３０とを備えており、建築物や車両等の室内における天井裏に設置されている。

ケーシング１０は、下面側に吸込口１１が形成されている。吸込口１１は、天井５０に形成された開口を介して室内に臨むように配置されており、室内側からケーシング１０に着脱可能に取り付けられたグリル２０によって、吸込口１１が覆われている。図３に上方からの平面図で示すように、グリル２０は、開口部２１が複数形成されており、開口部２１を介して空気が吸引される。

ケーシング１０の側面には、筒状の接続部１２が設けられており、接続部１２の先端に吹出口１３が形成されている。接続部１２は、天井５０の他の箇所に設けられた室内導入部６０にダクト７０を介して接続され、吹出口１３から排出された空気が室内導入部６０から室内に供給される。室内導入部６０は、天井５０の複数箇所に設けてもよく、接続部１２に接続されたダクト７０を分岐させて、各室内導入部６０に接続することができる。室内導入部６０は、室内の壁面や床面等に設けてもよい。

ケーシング１０の内部には、下面側に開口１５が形成された収容部１４が設けられており、収容部１４の内部にファン１６が配置されている。本実施形態のファン１６はシロッコファンであり、モータ１７により回転駆動される。ファン１６は、プロペラファンやターボファン等であってもよい。収容部１４は、接続部１２に連通しており、ファン１６の作動により吸込口１１から開口１５を経て吸引された空気が、吹出口１３から排出される。

図２および図３に示すように、殺菌装置３０は、筐体状の本体３１の上面に紫外線光源３２を備えている。紫外線光源３２は、殺菌作用が強い紫外線を照射する紫外線ＬＥＤや紫外線ランプ等からなり、本体３１内に設けられた制御回路により出力が制御される。本体３１の底面には取付用の脚部３３，３４が設けられている。また、本体３１の側面には、不図示の電源に接続される電源接続部３５と、紫外線光源３２の発光状態を調節するＰＷＭ調節部３６とを備えている。ＰＷＭ調節部３６は、回動操作によって、紫外線光源３２を駆動するパルス信号のデューティー比を調節することが可能であり、例えば、オン時間およびオフ時間をいずれも０．１秒に設定することができる。ＰＷＭ調節部３６は、ファン１６のスイッチ等と共に室内の壁面等に設けて、使用者が容易に操作できるように構成してもよく、室内の汚染度が低い場合や、室内をしばらく使用しない場合等には、オン時間よりもオフ時間を長くすることで（例えば、オン時間０．１秒、オフ時間０．２秒）、紫外線光源３２の長寿命化を図ることができる。

図４は、殺菌装置３０の底面図である。図４に示すように、脚部３３，３４の基端側は、回動軸３３ａ，３４ａにより、本体３１の底面に回動自在に取り付けられている。脚部３３，３４の先端側には取付孔３３ｂ，３４ｂが形成されており、脚部３３，３４を破線で示すように回動させることで、本体３１の両側に取付孔３３ｂ，３４ｂを配置することができる。取付孔３３ｂ，３４ｂには、インシュロックや針金等の固定具を挿入することができ、図３に示すように、この固定具２２，２３をグリル２０の開口部２１に係合させることで、殺菌装置３０がグリル２０の内面側に固定される。本体３１の底面には、殺菌装置３０の作動状態を表示するランプ３７が設けられており、使用者がグリル２０の開口２１を介してランプ３７を目視することにより、殺菌装置３０の作動状態を把握することができる。

図５は、ケーシング１０内のファン１６を下方から見た底面図である。図２および図５に示すように、紫外線光源３２は、ファン１６の回転軸の軸線Ｒ上に配置されており、ファン１６に向けて紫外線を照射する。紫外線光源３２は、ファン１６の全体または広範囲に紫外線を照射することができるように、広い指向角（例えば、約１１０度）を有することが好ましい。

上記の構成を備える空気浄化装置１は、ファン１６の作動により室内の空気を吸込口１１からケーシング１０内に吸引して、殺菌装置３０の紫外線光源３２から紫外線を照射することにより殺菌することができる。殺菌された空気は、吹出口１３から排出され、ダクト７０を介して室内導入部６０から室内に供給される。

本実施形態の空気浄化装置１は、紫外線光源３２が、ファン１６に向けて紫外線を照射するようにケーシング１０に設けられているので、ファン１６の表面で反射した紫外線が、ファン１６の回転によりケーシング１０内の種々の方向に散乱される。これにより、安価な構成で、ケーシング１０内に導入された空気の全体に紫外線を効率良く照射し、室内の空気を浄化することができる。

ファン１６は、紫外線を効率良く拡散反射することができるように、アルミニウムやステンレス等のように紫外線反射率が高い材料で形成されることが好ましく、あるいは、シリカ膜などの紫外線反射膜で表面をコーティングしたものを好適に使用することができる。ファン１６の表面での紫外線反射光を更に散乱させるため、ケーシング１０やグリル２０についても、ファン１６と同様に、表面での紫外線反射率を高めることが好ましい。

紫外線光源３２は、ファン１６の広範囲に紫外線を容易に照射することができるように、ファン１６の回転軸の軸線Ｒ上に配置されていることが好ましいが、ファン１６に対して紫外線を直接照射可能であれば、他の配置でもよい。ケーシング１０に対する紫外線光源３２の取付位置は、必ずしも限定されないが、本実施形態のように、吸込口１１を覆うグリル２０の上面側（内面側）に固定することで、ファン１６に対する紫外線の照射を容易に行うことができる。

本実施形態の空気浄化装置１は、例えば、既存のダクト用換気扇を利用し、グリル２０に殺菌装置３０を取り付けることで容易に構成することができるので、製造や施工を迅速且つ安価に行うことができる。

図６は、本発明の他の実施形態に係る空気浄化装置の底面図である。図６に示す空気浄化装置１０１は、室内の天井に吊下げ設置された既設の天井埋込型空気調和装置２００に、上述した殺菌装置３０を取付ステー４０により取り付けて構成したものであり、下方から見た状態を示している。図６において、図１等と同様の構成部分には、同一の符号を付している。

天井埋込型空気調和装置２００は、ケーシング１０の最下部に矩形状の吸込口１１が形成されており、吸込口１１に吸込グリルが着脱可能に装着される。図６においては、吸込グリルを取り外した状態で示している。

ケーシング１０の内部における吸込口１１の上方には、ベルマウス１８を介して、ファン１６が設けられている。ベルマウス１８の下端となる開口１８ａと吸込口１１との間には、空間部２０１が形成されている。ベルマウス１８の開口１８ａの中心部は、ファン１６の回転軸線と一致している。

ケーシング１０の下面には、吸込口１１の四辺のそれぞれに沿って吹出口１３が形成されている。ファン１６の作動により吸込口１１から吸引された空気は、ベルマウス１８を上方に通過して水平方向に拡散され、不図示の熱交換器で加熱または冷却された後、各吹出口１３から室内に排出される。

図７は、図６に示す殺菌装置３０および取付ステー４０を上方から見た平面図である。図７に示すように、取付ステー４０は、偏平筒状の本体４１に帯状の可動部材４２が長手方向に移動可能に収容されて、伸縮可能に構成されている。既設の天井埋込型空気調和装置２００に殺菌装置３０を取り付けるに際しては、まず、取付ステー４０のみを、図６に示す空間部２０１の互いに対向する一対の内壁間に一杯まで伸ばし、本体４１と可動部材４２との境界部分にマーキングする等して、取付ステー４０の取付位置における空間部２０１の長さを測定する。

ついで、取付ステー４０を測定した長さに保持しながら、殺菌装置３０の脚部３３，３４に形成された下穴等の取付孔を利用して、殺菌装置３０を取付ステー４０にネジ４３，４４で固定する。殺菌装置３０の取付位置は、図５に示す構成と同様に、紫外線光源３２がファン１６の回転軸線と一致する位置であることが好ましく、本実施形態では、取付ステー４０の長手方向中央部としている。

次に、殺菌装置３０が取り付けられた取付ステー４０を、図６に示す天井埋込型空気調和装置２００の取付位置にセットし、取付ステー４０の長手方向両端部に下穴を開けてネジ４５，４６で固定する。これにより、殺菌装置３０は、ベルマウス１８の開口１８ａの中心部に支持され、上部の紫外線光源３２がベルマウス１８の内部に配置される。この後、必要な配線等を行い、ランプ３７の発光を確認して取付作業が完了する。

図６に示す空気浄化装置１０１によれば、紫外線光源３２がファン１６の回転軸の軸線上に配置されることにより、図１等に示す空気浄化装置と同様に、ファン１６の広範囲に紫外線を容易に照射することができると共に、紫外線光源３２がベルマウス１８の内部に配置されることで、照射する紫外線の大部分をファン１６の表面で確実に反射させることができる。この結果、空気の殺菌効果をより高めることができる。

また、伸縮可能な取付ステー４０を使用して殺菌装置３０の取り付けを行うことにより、紫外線光源３２とベルマウス１８の開口中心部との位置合わせを、容易且つ正確に行うことができる。但し、殺菌装置３０の取り付け方法は必ずしも限定されず、例えば、吸込口１１を覆う吸込グリル（図示せず）から上方に突出するブラケット等を利用して、紫外線光源３２をベルマウス１８の内部に配置してもよい。紫外線光源３２とファン１６の回転軸とは完全に一致する必要はなく、ベルマウス１８内において紫外線光源３２が回転軸と若干ずれた位置に配置されてもよい。

１，１０１ 空気浄化装置
１０ ケーシング
１１ 吸込口
１３ 吹出口
１６ ファン
１８ ベルマウス
２０ グリル
３０ 殺菌装置
３２ 紫外線光源
４０ 取付ステー

Claims (3)

1. 吸込口および吹出口を有するケーシングと、
   前記ケーシング内に設けられて前記吸込口から吸引した空気を前記吹出口から排出するファンと、
   前記ケーシング内の空気に紫外線を照射する紫外線光源とを備え、
   前記紫外線光源は、前記ファンに向けて紫外線を照射するように、前記ケーシングに設けられ、
   前記ケーシングは、天井埋込型の空気調和装置に設けられており、
   前記紫外線光源は、前記ファンと前記吸込口との間に介在されたベルマウスの内部に配置され、
   前記紫外線光源は、伸縮可能な取付ステーにより前記ベルマウスの開口中心部に支持されている空気浄化装置。
2. 前記紫外線光源は、前記ファンの回転軸の軸線上に配置されている請求項１に記載の空気浄化装置。
3. 請求項１または２に記載の空気浄化装置を用いて室内の空気を浄化する方法であって、
   室内の空気を前記吸込口から吸引して、前記紫外線光源により紫外線を照射し、前記吹出口から室内に向けて排出する空気浄化方法。

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