JP7822650B2 - Airflow Sterilizer - Google Patents
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Description
本発明は、空気流殺菌装置に関する。 The present invention relates to an air flow sterilization device.
感染症対策が重要になってきている折から、医療現場からは、従来の部屋全体の空調管理に加えて、医療従事者や患者の身の回りにおける簡便にかつより完全に清浄な空気を確保したいとの需要がある。例えば、患者からの呼気が拡散しないうちに吸引して清浄化し、医療環境の安全を確保する需要、医療従事者身辺の比較的小さな空間に清浄空気を吹き出して清浄化することにより、医療者の安全と安心を確保する需要である。これらの用途を室内の空調に例えると、従来の空気殺菌装置が部屋全体の空調システムであるのに対し、これらは、各医療者の身辺小空間の殺菌(除菌を含む)や、個々の患者の呼気の殺菌をおこなう空調システムである。空調分野で近年注目されている「パーソナル空調」に相当する「パーソナル殺菌」ということができる。
なお、本願における「殺菌」の語は、微生物、ウイルス等の殺滅の他、それらの不活性化も含めた意味で用いる。
As infectious disease prevention measures become increasingly important, medical settings are demanding a simpler and more complete way to ensure clean air around medical personnel and patients, in addition to traditional whole-room air conditioning. For example, there is a need to ensure the safety of the medical environment by suctioning and purifying patient exhaled air before it disperses, and a need to ensure the safety and security of medical personnel by blowing clean air into relatively small spaces around medical personnel. Comparing these applications to indoor air conditioning, while conventional air sterilization devices are whole-room air conditioning systems, these systems sterilize (including sterilization) small spaces around each medical personnel and sterilize the exhaled breath of individual patients. This can be described as "personal sterilization," akin to "personal air conditioning," which has recently attracted attention in the air conditioning field.
In this application, the term "sterilization" is used to mean not only the killing of microorganisms, viruses, etc., but also their inactivation.
このような需要に応えるためには、殺菌効率が高い小型の空気流殺菌装置が必要である。そのような装置として、例えば特許文献1に開示される装置が提案されている。この特許文献1では、中央部の流速が速いポワズイユ分布状の流れ(ポワズイユ流れ)をつくり、中央付近における紫外光強度が高い強度分布の発光素子で流体を紫外線照射する小型で効率のよい紫外線照射装置とすることを提案している。To meet this demand, a compact airflow sterilization device with high sterilization efficiency is needed. One such device is proposed in Patent Document 1. Patent Document 1 proposes a compact, efficient ultraviolet irradiation device that creates a Poiseuille distribution flow (Poiseuille flow) with a high flow velocity in the center, and irradiates the fluid with ultraviolet light using a light-emitting element with an intensity distribution in which ultraviolet light intensity is high near the center.
ポワズイユ流れは、層流のうち、長い円管を流れるときに流速分布が2次曲線状になったものをいう。中心速度は平均速度の2倍になる。ポワズイユ流れをつくるには長い円管が必要であり、小型化は困難であるため、特許文献1では開口孔(6a)の開口率を工夫した板(6)を用いることにより短区間でポワズイユ分布状の流れを実現し得るとしている。しかし、当該文献の図9(流速分布)では高速となっているのは中心の狭い部分であり、他方図8(光量分布)の光量分布は半径方向にむしろフラットに近く、両者は相互に逆比例の関係にあるとはいえず、敢えてポワズイユ流れ状を目指すような複雑な装置にした効果が意図通りに現れているとはいえない。
そこで、本発明は、殺菌効率が高く、小型でシンプルな構造の空気流殺菌装置を提供することを目的とする。
Poiseuille flow is a type of laminar flow in which the velocity distribution is quadratic when flowing through a long circular pipe. The central velocity is twice the average velocity. Creating Poiseuille flow requires a long circular pipe, making miniaturization difficult. Patent Document 1, however, claims that a Poiseuille-like flow can be achieved in a short distance by using a plate (6) with an aperture ratio (6a) that is designed to accommodate the apertures. However, in Figure 9 (flow velocity distribution) of this document, the high velocity occurs in the narrow central portion, while the light intensity distribution in Figure 8 (light intensity distribution) is rather flat in the radial direction. Therefore, the two are not inversely proportional to each other, and the intended effect of constructing a complex device that aims for a Poiseuille-like flow is not being realized.
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an airflow sterilizer that has high sterilization efficiency, is small in size, and has a simple structure.
[1]本発明の空気流殺菌装置は、空気の流れる主軸方向に延びる殺菌室を構成する筒状殺菌部と、前記殺菌室内に設けられ、前記殺菌室を流れる空気流に向けて紫外線を照射可能な発光素子と、前記筒状殺菌部の一方側に設けられ前記殺菌室へ空気を流入させる空気流入部と、前記筒状殺菌部の他方側に設けられ前記殺菌室から空気を流出させる空気流出部と、を備え、前記空気流入部は、前記主軸方向に延びる同心円状の複数の縦空隙層と、前記各縦空隙層に連通し前記主軸に対し直角をなす副軸方向に広がる裾空隙層と、を主要構成要素とする層状に形成された複数の空隙層を有し、前記複数の空隙層は、前記裾空隙層の空気が前記縦空隙層を通って前記殺菌室に等速で流入するように構成されていることを特徴とする。 [1] The air flow sterilization device of the present invention comprises a cylindrical sterilization section that constitutes a sterilization chamber extending in the direction of the main axis of air flow; a light-emitting element that is provided within the sterilization chamber and is capable of irradiating ultraviolet light toward the air flowing through the sterilization chamber; an air inlet section that is provided on one side of the cylindrical sterilization section and allows air to flow into the sterilization chamber; and an air outlet section that is provided on the other side of the cylindrical sterilization section and allows air to flow out of the sterilization chamber; the air inlet section has a plurality of void layers formed in a layered pattern whose main components are a plurality of concentric vertical void layers extending in the direction of the main axis and a bottom void layer that is connected to each of the vertical void layers and extends in a sub-axis direction perpendicular to the main axis; and the plurality of void layers are configured so that air in the bottom void layers flows into the sterilization chamber at a constant speed through the vertical void layers.
本発明の空気流殺菌装置によれば、当該装置は、筒状殺菌部(殺菌室を構成)と、発光素子(殺菌室内に設けられ、紫外線を照射可能)と、空気流入部(殺菌室へ空気を流入)と、空気流出部(殺菌室から空気を流出)とを備える。空気流入部は、層状に形成された複数の空隙層を有し、複数の空隙層は、縦空隙層(主軸方向に延びる。同心円状)と、裾空隙層(副軸方向に広がる)と、を主要構成要素とし、各裾空隙層の空気が各縦空隙層を通って殺菌室にほぼ同じ方向及び等速で流入するように構成されている。かかる構成により、殺菌室内の空気の流れは、副軸方向の断面でみたときに、断面上のどの箇所でも主軸方向に流れる空気流の流速及び方向がほぼ同じ流れ(以下、「一様流」という場合がある。)となり、同じ場所を空気が循環するいわば死水領域の発生を殆ど防止できる。殺菌室に流入した空気は滞留することなく発光素子から照射される紫外線で殺菌され流出する。
そのため、殺菌室の容積を小さくでき、空気の滞留(死水領域)も殆どないことから、殺菌効率が高く、小型でシンプルな構造の空気流殺菌装置を提供することが可能となる。
The airflow sterilization device of the present invention comprises a cylindrical sterilization section (forming a sterilization chamber), a light-emitting element (located within the sterilization chamber and capable of irradiating ultraviolet light), an air inlet section (for air entering the sterilization chamber), and an air outlet section (for air exiting the sterilization chamber). The air inlet section has multiple void layers formed in layers, each of which primarily comprises a vertical void layer (extending concentrically in the main axis direction) and a bottom void layer (extending in the secondary axis direction). Air from each bottom void layer flows into the sterilization chamber through each vertical void layer at approximately the same direction and speed. This configuration ensures that, when viewed from a cross section in the secondary axis direction, the air flow in the main axis direction has approximately the same flow velocity and direction (hereinafter sometimes referred to as "uniform flow") at any point on the cross section, thereby virtually eliminating the occurrence of dead water areas where air circulates in the same place. Air that flows into the sterilization chamber is sterilized by ultraviolet light emitted from the light-emitting element without stagnation and then exits the chamber.
Therefore, the volume of the sterilization chamber can be reduced and there is almost no air stagnation (dead water area), making it possible to provide an air flow sterilizer with high sterilization efficiency, a small size and a simple structure.
[13]本発明の空気流殺菌装置は、空気の流れる主軸方向に延びる殺菌室を構成する筒状殺菌部と、前記殺菌室内に設けられ、前記殺菌室を流れる空気流に向けて紫外線を照射可能な発光素子と、前記筒状殺菌部の一方側に設けられ前記殺菌室へ空気を流入させる空気流入部と、前記筒状殺菌部の他方側に設けられ前記殺菌室から空気を流出させる空気流出部と、を備え、前記空気流入部は、前記主軸方向に延びる縦空隙層と、前記各縦空隙層に連通し前記主軸に対し直角をなす副軸方向に広がる裾空隙層と、を主要構成要素とする空隙層を有し、前記空隙層は、前記裾空隙層の空気が前記縦空隙層を通って前記殺菌室に流入するように構成され、前記殺菌室は、前記副軸方向断面積が、前記空気流入部から前記空気流出部方向に向かって徐々に小さくなる、ように構成され、前記殺菌室の前記一方側中央に、前記他方側の方向に頂点がある錐状部材が設けられていることを特徴とする。 [13] The air flow sterilization device of the present invention comprises a cylindrical sterilizing section that constitutes a sterilization chamber extending in the direction of the main axis of air flow; a light-emitting element that is provided within the sterilization chamber and is capable of irradiating ultraviolet light toward the air flowing through the sterilization chamber; an air inlet section that is provided on one side of the cylindrical sterilizing section and allows air to flow into the sterilization chamber; and an air outlet section that is provided on the other side of the cylindrical sterilizing section and allows air to flow out of the sterilization chamber; the air inlet section has a gap layer whose main components are a vertical gap layer extending in the direction of the main axis and a bottom gap layer that is connected to each vertical gap layer and extends in a sub-axis direction perpendicular to the main axis; the gap layer is configured so that air from the bottom gap layer flows into the sterilization chamber through the vertical gap layer; the sterilization chamber is configured so that the cross-sectional area in the sub-axis direction gradually decreases from the air inlet section toward the air outlet section; and a cone-shaped member with an apex pointing toward the other side is provided in the center of one side of the sterilization chamber.
本発明の空気流殺菌装置によれば、空気流入部の裾空隙層に流入した空気は錐状部材によって殺菌室の方へ方向を変え、縦空隙層を通って殺菌室に案内され、副軸方向断面積が徐々に小さくなるように構成された殺菌室の中を空気流出部の方へ流れるため、殺菌室の中で滞留(死水領域)を殆ど生じさせることなく、発光素子から照射される紫外線で殺菌される。
そのため、殺菌効率が高く、小型でシンプルな構造の空気流殺菌装置を提供することが可能となる。
In the airflow sterilizer of the present invention, air that flows into the bottom gap layer of the air inlet section is redirected toward the sterilization chamber by the conical member, is guided into the sterilization chamber through the vertical gap layer, and flows toward the air outlet section through the sterilization chamber, which is designed so that the cross-sectional area in the minor axis direction gradually decreases. As a result, air is sterilized by the ultraviolet rays irradiated by the light-emitting element with almost no stagnation (dead water area) occurring in the sterilization chamber.
Therefore, it is possible to provide an airflow sterilizer that has high sterilization efficiency, is small in size, and has a simple structure.
[18]本発明の空気流殺菌装置は、空気の流れる主軸方向に延びる殺菌室を構成する筒状殺菌部と、前記殺菌室内に設けられ、前記殺菌室を流れる空気流に向けて紫外線を照射可能な発光素子と、前記筒状殺菌部の一方側に設けられ前記殺菌室へ空気を流入させる空気流入部と、前記筒状殺菌部の他方側に設けられ前記殺菌室から空気を流出させる空気流出部と、を備え、前記空気流入部は、前記主軸方向に延びる縦空隙層と、前記各縦空隙層に連通し前記主軸に対し直角をなす副軸方向に広がる裾空隙層と、を主要構成要素とする空隙層を有し、前記空隙層は、前記裾空隙層の空気が前記縦空隙層を通って前記殺菌室に流入するように構成されていることを特徴とする。 [18] The air flow sterilization device of the present invention comprises a cylindrical sterilization section that constitutes a sterilization chamber extending in the main axis direction of air flow; a light-emitting element that is provided within the sterilization chamber and is capable of irradiating ultraviolet light toward the air flow flowing through the sterilization chamber; an air inlet section that is provided on one side of the cylindrical sterilization section and allows air to flow into the sterilization chamber; and an air outlet section that is provided on the other side of the cylindrical sterilization section and allows air to flow out of the sterilization chamber, wherein the air inlet section has a void layer whose main components are a vertical void layer extending in the main axis direction and a bottom void layer that is connected to each vertical void layer and extends in a sub-axis direction perpendicular to the main axis, and the void layer is configured so that air in the bottom void layer flows into the sterilization chamber through the vertical void layer.
当該空気流殺菌装置によれば、当該装置は、筒状殺菌部と、発光素子と、空気流入部と、空気流出部とを備え、空気流入部は、縦空隙層と裾空隙層とを主要構成要素とする空隙層を有し、当該空隙層は、裾空隙層の空気が縦空隙層を通って殺菌室に流入するように構成されているため、空気は、殺菌室の中で滞留(死水領域)を殆ど生じさせることなく、発光素子から照射される紫外線で殺菌される。
そのため、殺菌効率が高く、小型でシンプルな構造の空気流殺菌装置を提供することが可能となる。
According to this air flow sterilization device, the device comprises a cylindrical sterilization section, a light-emitting element, an air inlet section, and an air outlet section. The air inlet section has a gap layer whose main components are a vertical gap layer and a bottom gap layer. The gap layer is configured so that air from the bottom gap layer flows into the sterilization chamber through the vertical gap layer. Therefore, the air is sterilized by ultraviolet light irradiated from the light-emitting element with almost no stagnation (dead water area) occurring in the sterilization chamber.
Therefore, it is possible to provide an airflow sterilizer that has high sterilization efficiency, is small in size, and has a simple structure.
以下、本発明の空気流殺菌装置について、図を用いて説明する。各図面は模式図であり、必ずしも実際の構造や構成を厳密に反映するものではない。各実施形態は、特許請求の範囲を限定するものではない。各実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが本発明に必須であるとは限らない。実質的に同等とみなせる構成要素に関しては実施形態をまたいで同じ符号を用い、再度の説明を省略する場合がある。
なお、特許文献1の説明では当該文献中の符号をそのまま使用したため、本発明の説明で使用する符号と一部重複する場合がある。両者を区別するため、特許文献1の説明で使用した符号は「(符号)」のように括弧で囲って使用した。本発明の説明で使用する符号は括弧で囲わずに使用する。
The airflow sterilizer of the present invention will be described below with reference to the drawings. Each drawing is a schematic diagram and does not necessarily accurately reflect the actual structure or configuration. Each embodiment does not limit the scope of the claims. Not all of the elements and combinations thereof described in each embodiment are essential to the present invention. Components that are considered to be substantially equivalent will be designated by the same reference numerals across embodiments, and repeated description may be omitted.
In the explanation of Patent Document 1, the symbols in the document are used as they are, and therefore may overlap in part with the symbols used in the explanation of the present invention. To distinguish between the two, the symbols used in the explanation of Patent Document 1 are enclosed in parentheses, such as "(symbol)." The symbols used in the explanation of the present invention are used without parentheses.
[基本コンセプト]
図1は、本発明の空気流殺菌装置の基本コンセプトを説明するために示す図である。図1(a)は本発明の空気流殺菌装置に用いる殺菌室35(容器、縦×横×高さがa×b×h)における空気の流れを説明するために示す図で、図1(b)は比較例の殺菌室35における空気の流れを説明するために示す図である。
[Basic concept]
Figure 1 is a diagram illustrating the basic concept of the airflow sterilizer of the present invention: Figure 1(a) is a diagram illustrating the airflow in a sterilization chamber 35 (container, length x width x height: a x b x h) used in the airflow sterilizer of the present invention, and Figure 1(b) is a diagram illustrating the airflow in a sterilization chamber 35 of a comparative example.
図1(a)では、空気は、入り口131から流入した空気は直線流となって出口132から流出する。これに対し、図1(b)では、隔壁135があるため、入り口131から流入した空気は、上側に向かった後、上面の壁で下側に向きを変え、底面の壁で上側に向きを変える蛇行流となって出口132から流出する。符号134は仮想的な流管を示す。
図1(a)では死水領域がないが、図1(b)では死水領域136が生ずる。
この説明をする。なお、「死水領域」とは、粘性のある実存流体の物体後流や角をまわる流れにおいて、流れが固体壁から剥がれて渦領域を形成し、時間的平均値をとればほぼ静止した領域のことである(参考:「流体力学(前編)」今井功著、裳華房、1973年)。図1(b)中では、死水領域について、その形状、発生位置、数等を例示的に示している。
In Fig. 1(a), air flows in through an inlet 131 in a straight line and flows out through an outlet 132. In contrast, in Fig. 1(b), because of the presence of a partition wall 135, air flowing in through the inlet 131 flows upward, then turns downward at the top wall, and then turns upward at the bottom wall, forming a serpentine flow before flowing out through the outlet 132. Reference numeral 134 denotes an imaginary flow tube.
In FIG. 1(a), there is no dead water area, but in FIG. 1(b), a dead water area 136 occurs.
Here is an explanation. A "dead water region" is a region where a viscous fluid in the wake of an object or around a corner separates from a solid wall to form a vortex region, and is almost stationary when the time average value is taken (reference: "Fluid Mechanics (Part 1)" by Imai Isao, Shokabo, 1973). Figure 1(b) shows an example of the shape, location, number, etc. of dead water regions.
[説明]
空気流が受ける照射光量(J/m2)は、照射光束(W/m2)×照射容器(殺菌室35)内通過時間(sec)であるため、目標とする空気流量Q0(m3/sec)に対して、できる限り通過時間を長くしようとする試みがなされてきた。例えば、殺菌室35(容器)内をいくつかの隔壁に区切って流れを蛇行させたり、殺菌室35(容器)内でラセン流を発生させる等である。
[explanation]
Since the irradiance (J/ m2 ) received by the airflow is the irradiated light flux (W/ m2 ) multiplied by the transit time (sec) through the irradiation container (sterilization chamber 35), attempts have been made to make the transit time as long as possible for the target air flow rate Q0 ( m3 /sec). For example, attempts have been made to divide the sterilization chamber 35 (container) with several partitions to make the air flow meander, or to generate a spiral flow within the sterilization chamber 35 (container).
一般に、照射容器(殺菌室35)の容積がV0(m3)で空気流の流量がQ0(m3/sec)であるとき、空気流の平均通過時間τ(sec)は、
τ=V0/Q0 ・・・(1)
となることが知られている。(W. Kowalski, ”Ultraviolet Germicidal Irradiation Handbook”, Chapter 8, “Airstream Disinfection”、Springer,(2009))。
これについての例として、矩形の容器(殺菌室35)の流れに光を照射する場合を考える(図1(a)、(b)参照)。流れは非圧縮性で定常流であるとする。内部に隔壁などのない場合(図1(a))と次に内部に光を通過させうる平板の隔壁135があって内部の流路を蛇行させている場合(図1(b))を比較する。図1(a)、(b)いずれの場合も流量はQ0(m3/分)であるとする。以下では、容器内の流れ場の影響を検討するために、発光体から照射される直接光の光束(W/m2)分布は容器内で一様であるとする。
In general, when the volume of the irradiation container (sterilization chamber 35) is V 0 (m 3 ) and the flow rate of the air flow is Q 0 (m 3 /sec), the mean transit time τ (sec) of the air flow is given by
τ=V 0 /Q 0 ...(1)
(W. Kowalski, "Ultraviolet Germicidal Irradiation Handbook", Chapter 8, "Airstream Disinfection", Springer, (2009)).
As an example of this, consider the case where light is irradiated onto a flow in a rectangular container (sterilization chamber 35) (see Figures 1(a) and 1(b)). The flow is assumed to be incompressible and steady. We compare a case where there is no partition or the like inside (Figure 1(a)) with a case where there is a flat partition 135 inside that allows light to pass through, creating a meandering internal flow path (Figure 1(b)). In both cases of Figures 1(a) and (b), the flow rate is assumed to be Q0 ( m3 /min). In the following, to consider the effect of the flow field inside the container, we assume that the luminous flux (W/ m2 ) distribution of the direct light irradiated from the light emitter is uniform inside the container.
図1(a)の場合、流路の断面積はS1=abであるから、流れ方向の流速v1は、v1=Q0/abである。したがってこのときの空気流の通過時間(τ)は、τ=h/v1=abh/ Q0=V0/Q0、すなわち式(1)に等しいことは明白である。 In the case of Figure 1(a), the cross-sectional area of the flow path is S1 = ab, so the flow velocity v1 in the flow direction is v1 = Q0 / ab. Therefore, it is clear that the air flow passage time (τ) in this case is τ = h/ v1 = abh/ Q0 = V0 / Q0 , or in other words, is equal to equation (1).
次に図1(b)の解析の準備として、流れ場をn個の「流管134」に分割する(「流管134」とは流れ場の中に小さな閉曲線をとってこの閉曲線上の各点を通る流線群によりつくられる管のことで、この流管134を横切る流線は存在しない)(引用:「流体力学」、日野幹夫著、朝倉書店、1992年)。i番目の流管134の流量をqiとすると、この流量は流管134の定義から流れ方向に一定であり、流管134の入口端を容器(殺菌室35)入口面(下面)に隙間なく配置すると、Σiqi =Q0である。この流管134を流れ方向にも微小区間に分解し、j番目の微小区間の長さをΔhi,j、流路面積をΔSi,jとすると、この部分における流速vi,jはvi,j=qi/ΔSi,jである。したがって微小区間Δhi,jの通過時間は、
Δτi,j=Δhi,j/ vi,j=Δhi,j×ΔSi,j/qi=ΔVi,j/qi ・・・(2)
となる(ΔVi,jはこの微小区間の体積)。
Next, in preparation for the analysis of Figure 1(b), the flow field is divided into n "flow tubes 134" (a "flow tube 134" is a tube formed by a group of streamlines passing through each point on a small closed curve drawn within the flow field; no streamlines cross this flow tube 134) (Quoted from "Fluid Mechanics," by Mikio Hino, Asakura Shoten, 1992). If the flow rate of the i-th flow tube 134 is qi , this flow rate is constant in the flow direction by the definition of the flow tube 134, and if the inlet end of the flow tube 134 is placed without any gaps on the inlet surface (bottom surface) of the container (sterilization chamber 35), then Σiqi = Q0 . This flow tube 134 is also divided into infinitesimal sections in the flow direction, and if the length of the j-th infinitesimal section is Δh i,j and the flow path area is ΔS i,j , then the flow velocity v i,j in this section is v i,j = qi /ΔS i,j . Therefore, the transit time through the infinitesimal section Δh i,j is
Δτ i,j =Δh i,j / v i,j =Δh i,j ×ΔS i,j /q i =ΔV i,j /q i... (2)
(ΔV i,j is the volume of this small section).
次にこの通過時間をこの流管iについて入口から出口まで足し合わせると、この流管i全体の通過時間は、
τi=ΣjΔτi,j=ΣjΔVi,j/qi=Vi/qi ・・・(3)
となる(Viはこの流管iの体積)。
ここで、全体の平均通過時間<τ>を各流管134の通過時間の流量qiについての加重平均として導入すると、
<τ>=Σiτi×qi /Q0=(ΣiVi)/Q0 ・・・(4)
となって、ΣiΔVi=V0であることから、式(1)と同じ関係を得る。
Next, by adding up the transit times from the inlet to the outlet for this flow tube i, the transit time for the entire flow tube i is:
τ i =Σ j Δτ i,j =Σ j ΔV i,j /q i =V i /q i ...(3)
(V i is the volume of flow tube i).
Now, if we introduce the overall mean transit time <τ> as a weighted average of the transit times of each flow tube 134 with respect to the flow rate q i , we get
<τ>=Σ i τ i ×q i /Q 0 =(Σ i V i )/Q 0 ...(4)
As a result, Σ i ΔV i =V 0 , and therefore the same relationship as equation (1) is obtained.
次に図1(b)のように容器(殺菌室35)内がいくつかの隔壁135に区切られていて流れが蛇行している場合を考える。図1(b)では、空気流は左下から流入し右上に出る。この場合にも、式(4)の関係が得られるが、流れが直線的でない場合には、通常は容器(殺菌室35)の角部や隔壁135の端部などに図1(b)に示すような死水領域が発生する。そのため流管134で満たされない部分が発生し、(ΣiΔVi)<V0となる。すなわち通過時間が単純容器に比して減少することが避けられない。一方ラセン流のように急激な角部がない流れの場合に、死水領域136をなくして(ΣiΔVi)=V0のようにすることができたとしても、与えられた容積と流量に対しては、その平均通過時間はやはり式(1)に帰着し、図1(a)の直線流以上の通過時間は得られない。 Next, consider the case where the vessel (sterilization chamber 35) is divided by several partitions 135 and the flow is meandering, as shown in Figure 1(b). In Figure 1(b), air flows in from the lower left and out to the upper right. In this case, the relationship expressed by Equation (4) is also obtained. However, if the flow is not linear, dead water regions, as shown in Figure 1(b), typically occur at the corners of the vessel (sterilization chamber 35) and the edges of the partitions 135. As a result, some areas of the flow tube 134 are not filled, resulting in (Σ i ΔV i ) < V 0 . This means that the transit time is inevitably shorter than that of a simple vessel. On the other hand, in the case of a flow without sharp corners, such as a spiral flow, even if the dead water regions 136 can be eliminated so that (Σ i ΔV i ) = V 0 , the average transit time for a given volume and flow rate still reverts to Equation (1), and the transit time cannot be greater than that of the linear flow shown in Figure 1(a).
以上のことから、本願においては、照射容器(殺菌室35)内には撹拌板やラセン流路等を入れず単純な形状とし、他方今回新たに考案した空気流入部2(図2参照)を設けることにより、照射部(殺菌室35)の入口においてすでにできる限り断面内に一様な流速を実現し、これを照射容器(殺菌室35)内に通過させることにより、与えられた容積と流量に対してできる限り大きな通過時間、すなわち大きな照射時間を実現しようとするものである。 In light of the above, in this application, the irradiation container (sterilization chamber 35) has a simple shape without any stirring plates or spiral flow paths, and by providing a newly devised air inlet section 2 (see Figure 2), it is possible to achieve as uniform a flow rate as possible within the cross section at the entrance to the irradiation section (sterilization chamber 35), and by passing this through the irradiation container (sterilization chamber 35), it is possible to achieve as long a transit time as possible for a given volume and flow rate, i.e., a long irradiation time.
[実施形態1]
図2は、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aの概要を説明するために示す図である。図2(a)は空気流殺菌装置1Aの外観斜視図であり、図2(b)は断面斜視図である。
図3は、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aにおける空気air(「空気」の符号「air」は空気の英語綴りと同じ。)の流れを説明するために示す図であり、空気流殺菌装置1Aの断面を示す図である。わかりやすくするため、矢印を使って一部を抜き出したり拡大したりして図示している。
図4は、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aの空気流入部2を説明するために示す図である。図4(a)は空気流入部2の外観斜視図であり、図4(b)は平面図であり、図4(c)は断面図である。なお、空気流入部2は、「整流部」と記載する場合がある。
[Embodiment 1]
2A and 2B are diagrams shown to explain the outline of the airflow sterilization device 1A according to embodiment 1. Fig. 2A is an external perspective view of the airflow sterilization device 1A, and Fig. 2B is a cross-sectional perspective view.
3 is a diagram illustrating the flow of air (the symbol "air" is the same as the English spelling of air) in the airflow sterilizer 1A according to embodiment 1, and is a diagram showing a cross section of the airflow sterilizer 1A. For ease of understanding, arrows are used to highlight and enlarge parts.
Fig. 4 is a diagram for explaining the air inlet section 2 of the airflow sterilizer 1A according to embodiment 1. Fig. 4(a) is an external perspective view of the air inlet section 2, Fig. 4(b) is a plan view, and Fig. 4(c) is a cross-sectional view. The air inlet section 2 may also be referred to as a "flow straightening section."
図3では、説明上、図2に対し、空気流入部2を筒状殺菌部3に対して大きく描いている(後述の図7、図8でも同様)。
図3、図4の一部については、空隙層21を見やすくするため、空気流入部構成材21z該当箇所に斜線を付している(後述の図7、図8でも同様)。
3, the air inlet section 2 is drawn larger than the cylindrical sterilizing section 3 in comparison with FIG. 2 for the sake of explanation (the same applies to FIGS. 7 and 8 described later).
In some parts of Figures 3 and 4, the air inlet portion constituent material 21z is shaded to make the air gap layer 21 easier to see (the same applies to Figures 7 and 8 described later).
[空気流殺菌装置1Aの全体構成]
図2~図4に示すように、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aは、空気の流れる主軸方向(空気流入部2と空気流出部4とを結ぶ方向)に延びる殺菌室35を構成する筒状殺菌部3と、殺菌室35内に設けられ、殺菌室35を流れる空気air(空気流)に向けて紫外線を照射可能な発光素子5と、筒状殺菌部3の一方側に設けられ殺菌室35へ空気airを流入させる空気流入部2と、筒状殺菌部3の他方側に設けられ殺菌室35から空気airを流出させる空気流出部4と、を備え、空気流入部2は、主軸方向に延びる同心円状の複数の縦空隙層21aと、各縦空隙層21aに連通し主軸に対し直角をなす副軸方向に広がる裾空隙層21bと、を主要構成要素とする層状に形成された複数の空隙層21を有し、複数の空隙層21は、裾空隙層21bの空気airが縦空隙層21aを通って殺菌室35に等速で流入するように構成されている。
「等速」とは、副軸方向断面におけるどの箇所でも速度が等しい趣旨である。厳密に等速である場合の他に、ほぼ等速である場合を含む。また、どの箇所でも空気airの方向はほぼ主軸方向である。
なお、筒状殺菌部3は円筒形状をしている。
[Overall configuration of airflow sterilizer 1A]
As shown in FIGS. 2 to 4, the air flow sterilization device 1A according to the first embodiment comprises a cylindrical sterilization section 3 that constitutes a sterilization chamber 35 extending in the direction of the main axis of the air flow (the direction connecting the air inlet section 2 and the air outlet section 4), a light-emitting element 5 that is provided within the sterilization chamber 35 and that is capable of irradiating ultraviolet light toward the air (air flow) flowing through the sterilization chamber 35, an air inlet section 2 that is provided on one side of the cylindrical sterilization section 3 and that introduces air into the sterilization chamber 35, and a light-emitting element 5 that is provided on the other side of the cylindrical sterilization section 3. and an air outlet section 4 for discharging air from the sterilization chamber 35. The air inlet section 2 has a plurality of void layers 21 formed in layers whose main components are a plurality of concentric vertical void layers 21a extending in the main axis direction and bottom void layers 21b communicating with each vertical void layer 21a and extending in the sub-axis direction perpendicular to the main axis, and the plurality of void layers 21 are configured so that air in the bottom void layers 21b flows into the sterilization chamber 35 at a constant speed through the vertical void layers 21a.
"Constant velocity" means that the velocity is the same at any point in the cross section in the minor axis direction. This includes cases where the velocity is strictly constant as well as cases where the velocity is almost constant. Also, the direction of the air at any point is almost the same as the major axis.
The cylindrical sterilizing section 3 has a cylindrical shape.
[空気流入部2]
空気流入部2は、筒状殺菌部3(殺菌室35)の一方側(図2では下部)に設けられ殺菌室35へ空気airを流入させる。殺菌室35に流入した空気airは、発光素子5から照射される紫外線で殺菌される。空気流出部4は、筒状殺菌部3の他方側(図2では上部)に設けられ、殺菌室35で殺菌された空気airを外部に流出させる。
[Air inlet section 2]
The air inlet section 2 is provided on one side (the bottom in FIG. 2 ) of the cylindrical sterilizer 3 (sterilization chamber 35) and allows air to flow into the sterilization chamber 35. The air that flows into the sterilization chamber 35 is sterilized by ultraviolet light emitted from the light-emitting element 5. The air outlet section 4 is provided on the other side (the top in FIG. 2 ) of the cylindrical sterilizer 3 and allows the air sterilized in the sterilization chamber 35 to flow out.
空気流入部2は、縦空隙層21aと、各縦空隙層21aに連通する裾空隙層21bとを主要構成要素とする層状の空隙層21を有する。複数の縦空隙層21aは、それぞれが主軸方向に延び、平面的に見たときに同心円状に形成されている(図4参照)。副軸方向に広がる各裾空隙層21bは、連通部21cで、各縦空隙層21aに連通している。空気流入部2は、いわば、径が異なる、天井のないカンカン帽を複数重ねて層状にして、その間隙を空隙層21としたような構造(つば箇所の間隙を裾空隙層21b、円筒形のクラウン箇所を縦空隙層21aとしたような構造)をしている。The air inlet section 2 has a layered void layer 21 whose main components are vertical void layers 21a and bottom void layers 21b that communicate with each vertical void layer 21a. Each of the multiple vertical void layers 21a extends in the major axis direction and is formed concentrically in a plan view (see Figure 4). Each bottom void layer 21b, which extends in the minor axis direction, communicates with each vertical void layer 21a through a connecting portion 21c. The air inlet section 2 has a structure similar to a stack of open-top boaters of different diameters, with the gaps between them serving as void layers 21 (the gaps in the brim are bottom void layers 21b, and the cylindrical crown portion is vertical void layers 21a).
そして、各裾空隙層21bに入った空気airが各縦空隙層21aを通って筒状殺菌部3(殺菌室35)に等速で流入するように構成されている。
なお、本明細書では、殺菌室35の(主軸方向)中央に位置したときの空気流出部4側を上側、上部、上方向、上方、上等と記載し、空気流入部2側を下側、下部、下方向、下方、下等と記載する場合がある。
The air that has entered each bottom gap layer 21b passes through each vertical gap layer 21a and flows into the cylindrical sterilizing section 3 (sterilizing chamber 35) at a uniform speed.
In this specification, the air outlet 4 side when positioned at the center (in the main axis direction) of the sterilization chamber 35 may be referred to as the upper side, upper portion, upward direction, above, or the like, and the air inlet 2 side may be referred to as the lower side, lower portion, downward direction, below, or the like.
空気流殺菌装置1Aの周囲の空気airは、裾空隙層21bに吸い込まれ、副軸方向を同心円の中心に向かって進み、縦空隙層21aで主軸方向に方向転換して殺菌室35内に流入する。殺菌室35に等速で流入した空気airは殺菌室35内を一様流となって進み、直線状の発光素子5からの紫外線が照射されて殺菌される。殺菌された空気airは空気流出部4に進み外部に排出される。 Air surrounding the airflow sterilizer 1A is sucked into the bottom gap layer 21b, travels in the secondary axis direction toward the center of the concentric circle, then changes direction to the primary axis direction at the vertical gap layer 21a and flows into the sterilization chamber 35. The air that flows into the sterilization chamber 35 at a constant speed flows uniformly within the chamber 35 and is sterilized by ultraviolet light emitted from the linear light-emitting element 5. The sterilized air then flows into the air outlet 4 and is discharged to the outside.
同心円状の縦空隙層出口21fは、殺菌室35の下部面(複数の縦空隙層出口21fがある面。副軸方向の面)のほぼ全面にわたるように構成することが好ましい。実施形態1では、図3に示すように、同心円状の縦空隙層出口21fのうちの最外郭の縦空隙層出口21f(その外壁)が、殺菌室35の内壁と同じ面(主軸方向で段差の内面)となるように構成されている。なお、両者の径が異なる場合(それにより段差が生じる場合)、最外郭の縦空隙層出口21fの外壁の径が、殺菌室35の内壁の径より小さい方が好ましい。また、最外郭の縦空隙層出口21f(の外壁)で囲われた面積(副軸方向の平面の面積)は、殺菌室35の内壁で囲われた面積の90%以上であることが好ましく、95%以上であることが更に好ましい。The concentric vertical void layer outlets 21f are preferably configured to cover almost the entire lower surface of the sterilization chamber 35 (the surface where multiple vertical void layer outlets 21f are located; the surface in the sub-axial direction). In embodiment 1, as shown in Figure 3, the outermost vertical void layer outlet 21f (its outer wall) of the concentric vertical void layer outlets 21f is configured to be on the same surface as the inner wall of the sterilization chamber 35 (the inner surface of the step in the main axial direction). Note that if the diameters of the two differ (resulting in a step), it is preferable that the diameter of the outer wall of the outermost vertical void layer outlet 21f be smaller than the diameter of the inner wall of the sterilization chamber 35. Furthermore, the area enclosed by (the outer wall of) the outermost vertical void layer outlet 21f (the area of the plane in the sub-axial direction) is preferably 90% or more of the area enclosed by the inner wall of the sterilization chamber 35, and more preferably 95% or more.
実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aにおいては、空気流入部2の裾空隙層21bのある箇所の副軸方向断面の外径L1が、殺菌室35の空気流入部2から空気airが流入する箇所の副軸方向断面の内径L2より大きいように構成されていることが好ましい(図3参照)。 In the air flow sterilization device 1A of embodiment 1, it is preferable that the outer diameter L1 of the sub-axial cross section at the location of the bottom gap layer 21b of the air inlet section 2 is larger than the inner diameter L2 of the sub-axial cross section at the location where air flows in from the air inlet section 2 of the sterilization chamber 35 (see Figure 3).
空気流入部2を構成する複数の空隙層21が、単純な形状(例えば、同心円状の縦空隙層21aだけで構成され、裾空隙層21bがないような形状)であれば、各空隙層21から殺菌室35に流入する空気airの速度を同じにするには、各空隙層21の入口面積/出口面積(比)が同じように構成すればよい。しかし、空気流入部2には裾空隙層21bがあり、全体としてカンカン帽のような形状をしていること、小さな立体中に複数の空隙層21を形成すること、等によって、空隙層21中の空気airは、複雑な流れを生ずる。
各空隙層21から殺菌室35に流入する空気airの速度をほぼ同じにするには、各空隙層内の空気流の加速による圧力損失がほぼ等しくなるように、各空隙層21の入口の面積(21S1)/出口の面積(21S2)の比を1.0より大きい所定範囲になるように構成することにより、達成される。
If the multiple void layers 21 constituting the air inlet section 2 have a simple shape (for example, a shape consisting of only concentric vertical void layers 21a and no bottom void layers 21b), the speed of the air flowing into the sterilization chamber 35 from each void layer 21 can be made the same by configuring the inlet area/outlet area (ratio) of each void layer 21 to be the same. However, because the air inlet section 2 has the bottom void layer 21b and has an overall boater-like shape, and because multiple void layers 21 are formed in a small solid body, the air in the void layers 21 generates a complex flow.
To make the speed of the air flowing into the sterilization chamber 35 from each void layer 21 approximately the same, the ratio of the inlet area (21S1) to the outlet area (21S2) of each void layer 21 is set to be within a predetermined range greater than 1.0 so that the pressure loss due to the acceleration of the air flow in each void layer is approximately equal.
そのため、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aにおいては、複数の空隙層21は、各空隙層21の、裾空隙層入口21eの面積21S1と、縦空隙層出口21fの面積21S2と、の比(21S1/21S2)が所定範囲内である(所定範囲内に収まる)ように構成されていることが好ましい(図3参照)。
裾空隙層入口21eの面積21S1は、裾空隙層入口21eの間隙幅wと、裾空隙層入口21eの周辺長さと、の積で算出できる。縦空隙層出口21fの面積21S2は、縦空隙層出口21fの間隙幅wと、縦空隙層出口21fの周辺長さと、の積で算出できる。
面積比(21S1/21S2)の範囲は、例えば、1.05~7.0、好ましくは1.05~6.0である。また、この面積比は、最上層(最外郭層。図3,図4等参照。)が最も小さく、最下層方向に向かうにつれて次第に大きくしてもよい。
Therefore, in the air flow sterilization device 1A of embodiment 1, it is preferable that the multiple void layers 21 are configured so that the ratio (21S1/21S2) of the area 21S1 of the bottom void layer inlet 21e to the area 21S2 of the vertical void layer outlet 21f of each void layer 21 is within a predetermined range (falls within a predetermined range) (see Figure 3).
The area 21S1 of the bottom void layer inlet 21e can be calculated by multiplying the gap width w of the bottom void layer inlet 21e by the perimeter of the bottom void layer inlet 21e. The area 21S2 of the vertical void layer outlet 21f can be calculated by multiplying the gap width w of the vertical void layer outlet 21f by the perimeter of the vertical void layer outlet 21f.
The area ratio (21S1/21S2) is, for example, in the range of 1.05 to 7.0, preferably 1.05 to 6.0. The area ratio may be smallest in the uppermost layer (the outermost layer; see Figures 3 and 4) and gradually increase toward the lowermost layer.
ここで、最下層及び最下層近傍の層については、面積比について例外的に扱ってもよい(除外して扱ってもよい)。これらの層では、出口の面積21S2が他の層(例えば最上層)に比べて小さいからである。例えば、最下層を下第1層とし、最下層に隣接する層を下第2層とし、これら2つの層を除外し、その他の層について面積比(21S1/21S2)の範囲を、1.05~7.0、好ましくは1.05~6.0、更に好ましくは1.05~5.0、更に好ましくは1.05~4.0、更に好ましくは1.05~3.0、更に好ましくは1.05~2.0のようにしてもよい。
なお、入口の面積21S1>出口の面積21S2であることが更に好ましい。
Here, the bottom layer and layers near the bottom layer may be treated as exceptions (excluded) with respect to the area ratio. This is because the outlet area 21S2 in these layers is smaller than that of other layers (e.g., the top layer). For example, the bottom layer may be designated the lower first layer, and the layer adjacent to the bottom layer may be designated the lower second layer. These two layers may be excluded, and the area ratio (21S1/21S2) for the other layers may be set to a range of 1.05 to 7.0, preferably 1.05 to 6.0, more preferably 1.05 to 5.0, even more preferably 1.05 to 4.0, even more preferably 1.05 to 3.0, and even more preferably 1.05 to 2.0.
It is more preferable that the inlet area 21S1 is greater than the outlet area 21S2.
例えば、空隙層21を6層で構成する場合、面積比(21S1/21S2)を一定範囲内とする際に、下の2つの層を除外して考える。そして、面積比(21S1/21S2)を、最上層から順に、例えば、約1.1、1.2、1.5、1.7とする。すると、これらの層の面積比は約1.1~2.0の範囲内に収まる。なお、除外した下2層については、上から順に、例えば、2.8、5.0としてもよい。
ところで、最下層(又は最下層及び最下層近傍の層)の出口の面積21S2は、他の層(最上層等)に比べて小さく、風量が少ない。そのため、殺菌室35内の風速は他の層の風速の影響を受け、その風速に倣った風速になりやすい。
For example, if the air gap layer 21 is composed of six layers, the area ratio (21S1/21S2) can be set within a certain range by excluding the bottom two layers. The area ratios (21S1/21S2) can be set, for example, to approximately 1.1, 1.2, 1.5, and 1.7, starting from the top layer. This results in the area ratios of these layers falling within a range of approximately 1.1 to 2.0. The area ratios of the excluded bottom two layers can also be set, for example, to 2.8 and 5.0, starting from the top layer.
The outlet area 21S2 of the bottom layer (or the bottom layer and layers near the bottom layer) is smaller than that of other layers (such as the top layer), and the air volume is small. Therefore, the air speed in the sterilization chamber 35 is affected by the air speed in other layers and tends to follow the affected air speed.
実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aにおいては、裾空隙層21bは、裾空隙層入口21eから、裾空隙層21bと縦空隙層21aとの連通部21cに向かってその間隙幅w(換言すると断面積)が一定又は徐々に狭くなるように構成されていることが好ましい(図3参照)。
なお、間隙幅wを変えるには、例えば、空気流入部2を構成する空気流入部構成材21z(プラスチック樹脂、金属等)の厚さを変えればよい。
また、間隙幅wが徐々に狭くなるようにせず変えない(間隙幅wを一定に保つ)ようにしてもよい。
In the air flow sterilization device 1A of embodiment 1, it is preferable that the hem gap layer 21b is configured so that its gap width w (in other words, cross-sectional area) is constant or gradually narrows from the hem gap layer inlet 21e toward the connecting portion 21c between the hem gap layer 21b and the vertical gap layer 21a (see Figure 3).
The gap width w can be changed, for example, by changing the thickness of the air inlet portion constituent material 21z (plastic resin, metal, etc.) that constitutes the air inlet portion 2.
Alternatively, the gap width w may not be gradually narrowed but may remain unchanged (the gap width w may be kept constant).
実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aにおいては、縦空隙層21aはその間隙幅w(換言すると断面積)が変わらないように構成されている(図3参照)。
実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aにおいては、裾空隙層入口21eから連通部21cに向かって間隙幅wが一定又は徐々に狭くなり、その狭くなった間隙幅wは、縦空隙層21aではそのまま変わらないように構成されている。
In the airflow sterilizer 1A according to the first embodiment, the vertical gap layer 21a is configured so that its gap width w (in other words, cross-sectional area) does not change (see FIG. 3).
In the air flow sterilization device 1A according to embodiment 1, the gap width w is constant or gradually narrows from the bottom gap layer inlet 21e toward the communicating portion 21c, and the narrowed gap width w remains unchanged in the vertical gap layer 21a.
実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aにおいては、同心円状の中央の空隙層21には、連通部21cに、縦空隙層出口21f方向に頂点がある錐状部材21d(円錐状部材、錐状突起、円錐状突起)が設けられていることが好ましい(図3参照)。
錐状部材21d(円錐状部材)の錐形状は円錐、更には、直円錐が好ましい。また、錐状(例えば、円錐)の側面が、凹形状、例えば、なだらかな山裾のように、側面の傾斜が、頂点近くで急で、底面方向にいくにつれて緩やかになるような形状であってもよい。
In the air flow sterilizer 1A according to embodiment 1, it is preferable that the central concentric void layer 21 is provided with a cone-shaped member 21d (cone-shaped member, cone-shaped protrusion, cone-shaped protrusion) at the communicating portion 21c, the apex of which is in the direction of the vertical void layer outlet 21f (see Figure 3).
The cone shape of the cone-shaped member 21d (cone-shaped member) is preferably a circular cone, more preferably a right circular cone. The cone-shaped (e.g., cone) side may be concave, for example, like a gently sloping mountain, with the side slope being steep near the apex and becoming gentler toward the base.
[スペーサー21g]
図4(a)、(b)に示すように、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aでは、複数の空隙層21の間隙幅wを保つため、空隙層21の中にスペーサー21gを設置している。実施形態1では、縦空隙層21aと裾空隙層21bの双方にスペーサー21gを設置しているが、縦空隙層21aだけに設置したり、裾空隙層21bだけに設置してもよい。なお、スペーサー21gは必須ではなく、例えば、空気流入部2を構成する空気流入部構成材21zが形状が崩れない堅固な樹脂、金属等である場合には、スペーサー21gを設けなくてもよい。
[Spacer 21g]
4(a) and 4(b), in the airflow sterilization device 1A according to embodiment 1, spacers 21g are provided in the gap layers 21 to maintain the gap width w between the multiple gap layers 21. In embodiment 1, the spacers 21g are provided in both the vertical gap layers 21a and the bottom gap layers 21b, but they may be provided only in the vertical gap layers 21a or only in the bottom gap layers 21b. Note that the spacers 21g are not essential, and for example, when the air inlet portion constituent material 21z that constitutes the air inlet portion 2 is a rigid resin, metal, or the like that does not lose its shape, the spacers 21g may not be provided.
[空気流入部2の製造]
空気流入部2は、例えば、3次元CAD(Computer Aided Design)や3次元CG(Computer Graphics)等の3次元ソフトウエアで作成した3次元データを基に断面形状を積層して立体造形し製造する。なお、それぞれ所定形状に加工した部品を積層させることによって複数の空隙層21を含む空気流入部2を製造するようにしてもよい。
[Manufacturing of air inlet section 2]
The air inlet section 2 is manufactured by three-dimensionally shaping the cross-sectional shape by stacking it based on three-dimensional data created using three-dimensional software such as three-dimensional CAD (Computer Aided Design) or three-dimensional CG (Computer Graphics). Note that the air inlet section 2 including multiple gap layers 21 may also be manufactured by stacking parts that have been machined into predetermined shapes.
[筒状殺菌部3]
図2等に示す筒状殺菌部3は、空気流入部2(筒状殺菌部3の主軸方向の一方の側)と空気流出部4(筒状殺菌部3の主軸方向の他方の側)との間に設けられている。円筒形の筒30内側が殺菌室35を構成する。筒状殺菌部3(筒30)は主軸方向に延びており、それに沿って殺菌室35が設けられている。殺菌室35内には、発光素子5が設けられている(配置されている)。空気流入部2から殺菌室35へ空気airが流入し、発光素子5から殺菌室35を流れる空気air(空気流)に向けて紫外線が照射され空気air中の殺菌をする。
[Cylindrical sterilization section 3]
The cylindrical sterilization section 3 shown in Figure 2 etc. is provided between the air inlet section 2 (one side of the cylindrical sterilization section 3 in the main axis direction) and the air outlet section 4 (the other side of the cylindrical sterilization section 3 in the main axis direction). The inside of the cylindrical tube 30 forms a sterilization chamber 35. The cylindrical sterilization section 3 (tube 30) extends in the main axis direction, and the sterilization chamber 35 is provided along it. A light-emitting element 5 is provided (disposed) within the sterilization chamber 35. Air flows from the air inlet section 2 into the sterilization chamber 35, and ultraviolet light is irradiated from the light-emitting element 5 toward the air flowing through the sterilization chamber 35, sterilizing the air.
実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aにおいては、殺菌室35は、副軸方向断面積が、主軸方向で変わらない、又は空気流入部2から空気流出部4方向に向かって徐々に小さくなる、ように構成されていることが好ましい。
実施形態1では、殺菌室35は、副軸方向断面積が、主軸方向で変わらない、ように構成されている(図2、図3参照)。つまり、図3に示す殺菌室35の内径L2が主軸方向で変わらない(したがって、副軸方向断面積が変わらない)。
副軸方向断面積が、空気流入部2から空気流出部4方向に向かって徐々に小さくなるように構成される例については後述する。
In the air flow sterilizer 1A according to the first embodiment, it is preferable that the cross-sectional area of the sterilization chamber 35 in the minor axis direction does not change in the major axis direction, or gradually decreases from the air inlet 2 to the air outlet 4.
In the first embodiment, the sterilization chamber 35 is configured so that its cross-sectional area in the minor axis direction does not change in the major axis direction (see Figures 2 and 3). In other words, the inner diameter L2 of the sterilization chamber 35 shown in Figure 3 does not change in the major axis direction (and therefore the cross-sectional area in the minor axis direction does not change).
An example in which the cross-sectional area in the counter-axis direction is gradually reduced from the air inlet portion 2 toward the air outlet portion 4 will be described later.
[光反射部31]
図2等に示すように、殺菌室35の壁(側壁)には光反射部31が形成されている。光反射部31は、(ア)殺菌室35を構成する壁(筒30、内壁)とは別の光反射板(例えば、表面を光反射加工したアルミ板、ステンレス板等)を設置する、(イ)当該壁(筒30の内面)に銀、アルミニウム、銅等の粉末を含む透明塗料、透明接着剤等をスプレー塗布、ハケ塗、銀、アルミ等のスパッタリング等して光反射層を形成する、(ウ)殺菌室35を構成する壁(筒30)をアルミニウム板、銅板、ステンレス板等で構成し、壁側を光反射表面処理(金属表面加工)する、等によって形成する。光反射は、例えば、鏡面反射又は散乱反射にする。
[Light reflecting section 31]
As shown in Figure 2 and other figures, a light reflector 31 is formed on the wall (side wall) of the sterilization chamber 35. The light reflector 31 can be formed by (a) installing a light reflector (e.g., an aluminum plate, stainless steel plate, etc. with a light-reflecting surface) separate from the wall (cylinder 30, inner wall) constituting the sterilization chamber 35, (b) forming a light-reflecting layer on the wall (inner surface of the cylinder 30) by spraying, brushing, sputtering, etc., a transparent paint or transparent adhesive containing powder of silver, aluminum, copper, etc., or (c) constructing the wall (cylinder 30) constituting the sterilization chamber 35 from an aluminum plate, copper plate, stainless steel plate, etc. and subjecting the wall side to a light-reflecting surface treatment (metal surface treatment), or the like. The light reflection can be, for example, specular reflection or diffuse reflection.
光反射部31は必須ではないが、光反射部31があると、殺菌室35の空気airには発光素子から直接照射される紫外線等に加えて、光反射部31で反射された紫外線も照射されるため、殺菌効率を更に上げることが可能となる。空気流殺菌装置1Aの更なる小型化、又は構造のシンプル化も可能である。
なお、殺菌室35の壁に光反射部31を形成した場合、又は反射するように構成された多孔板6を設けた場合、発光素子5からの直接光と反射光との比率を例えば概1:1となるようにしてもよい。
Although the light reflecting section 31 is not essential, if the light reflecting section 31 is present, the air in the sterilization chamber 35 is irradiated with ultraviolet light reflected by the light reflecting section 31 in addition to the ultraviolet light directly emitted from the light emitting element, which makes it possible to further improve the sterilization efficiency. It is also possible to further reduce the size of the airflow sterilizer 1A or simplify its structure.
In addition, if a light reflecting section 31 is formed on the wall of the sterilization chamber 35, or if a perforated plate 6 configured to reflect light is provided, the ratio of direct light from the light-emitting element 5 to reflected light may be set to, for example, approximately 1:1.
[多孔板6]
実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aにおいては、殺菌室35の空気流入部2の近傍又は空気流出部4の近傍に配置される多孔板6を更に備え、この多孔板6は、少なくとも殺菌室35の内部に向かう面が反射するように構成されていることが好ましい。
[Perforated plate 6]
The air flow sterilizer 1A according to the first embodiment further comprises a perforated plate 6 arranged near the air inlet 2 or near the air outlet 4 of the sterilization chamber 35, and it is preferable that at least the surface of the perforated plate 6 facing the inside of the sterilization chamber 35 is configured to be reflective.
図面を用いて説明すると、図2等に示すように、多孔板6を、殺菌室35の下側(図2参照、空気流入部2の側)、又は上側(図2参照、空気流出部4の側)、に配置してもよい。多孔板6は多数の孔が形成された板である。発光素子5(殺菌室35の内側)に向いた面が光反射加工(鏡面反射加工又は散乱反射加工)されている。例えば、表面が光反射加工されたステンレス、アルミニウム、銅、プラスチック樹脂等で、多数の孔が形成された板である。
開孔率(開孔部分の全体面積に占める割合)は、例えば10~60%、好ましくは15~50%、更に好ましくは20~40%である。なお、開孔率が小さい程、光の反射割合は大きくなるが、空気流の圧力損失は大きくなる。
Explaining with reference to the drawings, as shown in Figure 2 etc., the perforated plate 6 may be placed on the lower side (see Figure 2, on the air inlet 2 side) or upper side (see Figure 2, on the air outlet 4 side) of the sterilization chamber 35. The perforated plate 6 is a plate with many holes formed therein. The surface facing the light-emitting element 5 (inside the sterilization chamber 35) is light-reflecting (specular reflection or diffuse reflection). For example, the perforated plate 6 is a plate with many holes formed therein, made of stainless steel, aluminum, copper, plastic resin or the like with a light-reflecting surface.
The aperture ratio (the ratio of apertures to the total area) is, for example, 10 to 60%, preferably 15 to 50%, and more preferably 20 to 40%. The smaller the aperture ratio, the greater the light reflection ratio, but the greater the pressure loss of the air flow.
多孔板6には多数の孔を形成し、その開口率及びファン43の送風力とを調整し、空気流入部2(縦空隙層出口21f)から殺菌室35に流入する空気airの流れが妨げられないようにする。
多孔板6が下側にある場合は、空気流入部2に逃げる紫外線が反射され、殺菌室35の空気airに照射される。多孔板6が上側にある場合は、空気流出部4に逃げる紫外線が反射され、殺菌室35の空気airに照射される。
A large number of holes are formed in the perforated plate 6, and the opening ratio and the blowing force of the fan 43 are adjusted so that the flow of air flowing into the sterilization chamber 35 from the air inlet section 2 (vertical gap layer outlet 21f) is not obstructed.
When the perforated plate 6 is on the lower side, the ultraviolet rays escaping to the air inlet 2 are reflected and irradiated onto the air in the sterilization chamber 35. When the perforated plate 6 is on the upper side, the ultraviolet rays escaping to the air outlet 4 are reflected and irradiated onto the air in the sterilization chamber 35.
多孔板6を設ける場合、下側及び上側の双方に設ける、上側だけに設ける、下側だけに設ける、の態様がある。
多孔板6が下側及び上側の双方にあり、殺菌室35の壁(側壁)にも光反射部31がある場合には、発光素子5の紫外線を殺菌室35内に閉じ込め、殺菌室35の空気airを紫外線で一層照射できる。
多孔板6が、上側だけにあり下側にない場合には、上側で紫外線で反射される。その一方、殺菌される前の空気airにある細菌、ウイルス等が下側の多孔板6に付着することがない。
When the perforated plate 6 is provided, it may be provided on both the upper and lower sides, only on the upper side, or only on the lower side.
When the perforated plates 6 are provided on both the upper and lower sides and the walls (side walls) of the sterilization chamber 35 also have light reflecting portions 31, the ultraviolet light from the light-emitting elements 5 is confined within the sterilization chamber 35, and the air in the sterilization chamber 35 can be further irradiated with ultraviolet light.
If the perforated plate 6 is only on the upper side and not on the lower side, the ultraviolet light is reflected by the upper side, while bacteria, viruses, etc. in the air before sterilization do not adhere to the lower perforated plate 6.
多孔板6は必須ではないが、多孔板6があると、殺菌室35の空気airには発光素子から直接照射される紫外線に加えて、多孔板6で反射された紫外線も照射されるため、更に、殺菌効率が高く、小型でシンプルな構造の空気流殺菌装置1Aとしやすい。 Although the perforated plate 6 is not required, if it is present, the air in the sterilization chamber 35 will be irradiated with ultraviolet light reflected by the perforated plate 6 in addition to the ultraviolet light directly emitted from the light-emitting element, which will result in an air flow sterilization device 1A that is more efficient at sterilization and has a small, simple structure.
[発光素子5]
実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aにおいては、発光素子5は、直線状又は環状の形状を有することが好ましい。
図面を用いて説明すると、図2等に示す発光素子5は直線状の形状(直線形状)をしている。「直線状」とは、発光素子5を全体的に見たときの形状であり、発光素子5の形状が細長い円筒のような場合(実施形態1)の他、所謂U字管であるが全体的に見ると直線状になっているような場合を含む。発光素子5が環状の形状を有する場合については後述する。
[Light-emitting element 5]
In the airflow sterilizer 1A according to the first embodiment, the light-emitting element 5 preferably has a linear or annular shape.
2 and the like has a linear shape. The term "linear" refers to the shape of the light-emitting element 5 when viewed as a whole, and includes cases where the shape of the light-emitting element 5 is a long, thin cylinder (Embodiment 1), as well as cases where the light-emitting element 5 is a so-called U-tube that is linear when viewed as a whole. Cases where the light-emitting element 5 has an annular shape will be described later.
発光素子5は、殺菌室35を流れる空気air(空気流)に向けて紫外線照射可能である。紫外線照射強度は直線状の発光部(殺菌室35内にある直線状の発光部)で一様である。「一様」とは、発光照度が発光箇所によらず厳密に同じである意味ではなく、およそ同じ、の意味である。例えば、殺菌室35内にある直線状の発光部全体の平均照射強度を100としたとき任意の発光箇所(殺菌室35内)の照射強度が70~130(更に好ましくは80~120、更に好ましくは90~110)の範囲内にある意味である。発光素子5としては、紫外線を発生する水銀灯(低圧水銀灯他)、パルスドキセノン管、エキシマランプ、発光ダイオード(複数のLED素子を直線状又は平面状に並べたもの)等がある。なお、パルスドキセノン管を用いると、短時間にパルス状の強力な光線を照射でき、発光管長さ当たりの発光出力も大きいため、装置の小型化に適する。The light-emitting element 5 is capable of irradiating ultraviolet light toward the air flowing through the sterilization chamber 35. The ultraviolet irradiation intensity is uniform across the linear light-emitting element (the linear light-emitting element within the sterilization chamber 35). "Uniform" does not mean that the emitted light illuminance is strictly the same regardless of the emitting location, but rather that it is approximately the same. For example, if the average irradiation intensity of the entire linear light-emitting element within the sterilization chamber 35 is 100, then the irradiation intensity of any emitting location (within the sterilization chamber 35) is within the range of 70 to 130 (more preferably 80 to 120, and even more preferably 90 to 110). Examples of light-emitting elements 5 that generate ultraviolet light include mercury lamps (low-pressure mercury lamps, etc.), pulsed xenon tubes, excimer lamps, and light-emitting diodes (multiple LED elements arranged linearly or flatly). Pulsed xenon tubes can emit powerful pulsed light in a short period of time and have a high light output per tube length, making them suitable for miniaturizing devices.
[発光素子5の配置(設置)]
実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aにおいては、発光素子5は、その形状が直線状である場合にその直線方向が、又はその形状が環状である場合にその環で囲まれた面の法線方向が、主軸方向、副軸方向、又はそれらの中間方向となるように(殺菌室35内に)配置されることが好ましい(図2参照)。
図2には、発光素子5が、その形状が直線状である場合にその直線方向が、副軸方向となるように配置される様子が示されている。
発光素子5が、その形状が直線状である場合にその直線方向が、主軸方向、又は主軸方向と副軸方向の中間方向となるように配置する場合や、その形状が環状である場合の配置については、他の実施形態で説明する。
[Arrangement (Installation) of Light-Emitting Element 5]
In the airflow sterilizer 1A according to the first embodiment, the light-emitting elements 5 are preferably arranged (in the sterilization chamber 35) so that, if the light-emitting elements 5 have a linear shape, the linear direction thereof, or if the light-emitting elements 5 have a ring shape, the normal direction to the surface enclosed by the ring is the major axis direction, the minor axis direction, or an intermediate direction therebetween (see FIG. 2 ).
FIG. 2 shows a state in which the light emitting element 5 is arranged so that when the light emitting element 5 has a linear shape, the linear direction is the minor axis direction.
The arrangement of the light-emitting element 5 when it is linear in shape and arranged so that the linear direction is the main axis direction or a direction intermediate between the main axis direction and the sub-axis direction, or when it is annular in shape, will be described in other embodiments.
実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aにおいては、発光素子5として、複数の直線状の発光素子5を用い、これらの複数の発光素子5は主軸方向からみたとき、交差する(例えば十字形となる)ように配置されている。 In the air flow sterilization device 1A of embodiment 1, multiple linear light-emitting elements 5 are used as the light-emitting elements 5, and these multiple light-emitting elements 5 are arranged so that they intersect (for example, form a cross shape) when viewed from the main axis direction.
図2(b)を用いて説明すると、殺菌室35内に、直線状の発光素子5が2つ配置されている。1つは直線方向が図上で右下から左上に向かう副軸方向に沿って配置され、もう1つは図上で右上から左下に向かう副軸方向に沿って配置されている。両者の設置高さ位置(主軸方向の設置位置)を異ならせ、両者間の衝突を回避している。両者を主軸方向から見ると(平面的に見ると)交差する(例えば十字形となる)ように配置されている。 Referring to Figure 2(b), two linear light-emitting elements 5 are arranged inside the sterilization chamber 35. One is arranged along the sub-axis direction, with its linear direction running from the bottom right to the top left on the drawing, and the other is arranged along the sub-axis direction, running from the top right to the bottom left on the drawing. The two are installed at different heights (installation positions in the main axis direction) to avoid collisions between them. When viewed from the main axis direction (when viewed in a plan view), they are arranged so that they intersect (for example, forming a cross shape).
なお、直線状の発光素子5を3つ以上用いる場合、(1)それら全てが互いに交差するように配置する、又は(2)それらのいくつかは同じ方向に配置する、のいずれでもよい。例えば、直線状の発光素子5を3つ用いる場合、(1)3つの発光素子5の直線方向を60度ずつずらして配置する、又は(2)2本は同じ方向に配置し、残りの1つは、90度ずらして配置する、のような配置である。同じ方向に配置する場合、同じ高さ位置に平行に配置する、又は異なる高さ位置に配置する、のどちらでもよい。4つ以上の場合も同様である。 When three or more linear light-emitting elements 5 are used, (1) they may all be arranged so that they intersect with each other, or (2) some of them may be arranged in the same direction. For example, when three linear light-emitting elements 5 are used, (1) the linear directions of the three light-emitting elements 5 may be shifted by 60 degrees, or (2) two may be arranged in the same direction and the remaining one may be shifted by 90 degrees. When arranged in the same direction, they may be arranged parallel to each other at the same height, or at different heights. The same applies when four or more light-emitting elements are used.
[電気接続具51]
図2(a)、(b)に符号51で示すのは発光素子5の電気接続具である。例えば、水銀灯、エキシマランプ等の発光素子5の電極を電源に接続するためのソケット、プラグ、コネクタ等である。電気接続具51は筒状殺菌部3の外側に設置するのが好ましい。殺菌室35内にあると、死水領域が発生しやすい、紫外線照射の妨げになる、等の理由による。
また、発光素子5の駆動回路を、電気接続具51の一部としたり、あるいは電気接続具51に付随させたりしてもよい(例えば、電気接続具51内に内蔵させる)。
[Electrical connector 51]
2(a) and 2(b) , the reference numeral 51 denotes an electrical connector for the light-emitting element 5. For example, this is a socket, plug, connector, or the like for connecting the electrodes of the light-emitting element 5, such as a mercury lamp or excimer lamp, to a power source. The electrical connector 51 is preferably installed outside the cylindrical sterilizing unit 3. This is because if it is installed inside the sterilizing chamber 35, a dead water region is likely to occur, and ultraviolet irradiation is hindered.
Furthermore, the drive circuit for the light-emitting element 5 may be a part of the electrical connector 51 or may be attached to the electrical connector 51 (for example, built into the electrical connector 51).
[空気流出部4]
図2等に示す空気流出部4は、排気筒41と、排気筒41内に設置されたファン43と、を主要構成要素とする。ファン43は、ファン取付具43kで排気筒41に取り付けられている。排気筒41は、筒状殺菌部3側が筒状殺菌部3と同じ形をしており、排気筒41内面と殺菌室35内面とが滑らかに繋がっている。排気筒41の、筒状殺菌部3と反対側は、径が徐々に小さくなる円錐形状をしていて、その先が径の小さな円筒となっている。これによって空気流を安定化させる機能を兼ねている。径の小さな円筒箇所にファン43が設置されている。ファン43は、殺菌室35の空気airを排気筒41の外に排気する。
[Air Outlet Portion 4]
The air outlet section 4 shown in Figure 2 and elsewhere mainly comprises an exhaust tube 41 and a fan 43 installed within the exhaust tube 41. The fan 43 is attached to the exhaust tube 41 with a fan mounting bracket 43k. The exhaust tube 41 has the same shape as the cylindrical sterilization section 3 on the side facing the cylindrical sterilization section 3, and the inner surface of the exhaust tube 41 and the inner surface of the sterilization chamber 35 are smoothly connected. The side of the exhaust tube 41 opposite the cylindrical sterilization section 3 has a conical shape with a gradually decreasing diameter, terminating in a cylinder with a smaller diameter. This also serves to stabilize the air flow. The fan 43 is installed in the small-diameter cylinder. The fan 43 exhausts air from the sterilization chamber 35 out of the exhaust tube 41.
[フレーム71]
図2(a)に符号71で示すのは、フレーム(フレームの一部)である。主として、空気流入部2の強度を確保するためのものである。ステンレス板、エポキシ樹脂等の強度が大きな材料からなる。フレーム71は、空気流入部2の外側に、その周囲を囲むように設けられている。フレーム71には、空気流通用に複数の空気口が形成されている。図面上ではこれらの空気口は円周方向に延びるように形成されているが、上下方向に延びるように形成してもよい。フレーム71は、裾空隙層入口21eに密着させ、又は裾空隙層入口との間に間隙をあけて設置する。なお、フレーム71は、例えば空気流入部2が堅固な場合には、必ずしも必要ではない。
[Frame 71]
In Figure 2(a), the reference numeral 71 denotes a frame (part of the frame). It is primarily intended to ensure the strength of the air inlet section 2. It is made of a high-strength material such as stainless steel plate or epoxy resin. The frame 71 is provided on the outside of the air inlet section 2, surrounding it. The frame 71 has multiple air vents for air circulation. Although these air vents are shown extending circumferentially in the drawing, they may also be formed to extend vertically. The frame 71 is installed in close contact with the bottom void layer inlet 21e or with a gap between it and the bottom void layer inlet. Note that the frame 71 is not necessarily required, for example, if the air inlet section 2 is sturdy.
[シュミレーション]
図5は、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aで筒状殺菌部3内における空気流のシュミレーションを説明するために示す図であり、図5(a)は副軸方向から見たシュミレーション図で、図5(b)は副軸方向の断面シュミレーション図である。ベクトルの方向は、空気流(空気)の方向を示す。空気流の速度は原図ではカラーによって色分けされているが、特許の図面上では白黒表示となっている。原図では殺菌室35内で速度はほぼ同じ色(一色)であり均一である(ベクトルの方向の意味や、原図がカラーであることについては、後述の図12(c)及び図14(b)でも同様)。
[Simulation]
5A and 5B are diagrams illustrating a simulation of airflow within the cylindrical sterilization section 3 of the airflow sterilization device 1A according to embodiment 1. FIG. 5A is a simulation diagram viewed from the sub-axis direction, and FIG. 5B is a cross-sectional simulation diagram taken along the sub-axis direction. The vector direction indicates the direction of the airflow (air). The airflow speed is color-coded in the original drawing, but is displayed in black and white in the patent drawings. In the original drawing, the speed is uniform and has approximately the same color (single color) within the sterilization chamber 35 (the meaning of the vector direction and the fact that the original drawing is colored are the same in FIGS. 12C and 14B, described below).
図5(a)に示すように、空気airは殺菌室35内のどの場所でも、主軸方向にほぼ均一な流速で流れていることが分る。
また、図5(b)に示すように、空気流入部2側、空気流出部4、及びその中間のいずれの箇所も、断面で見たときに、断面のどの箇所でも空気airの速度(及びその方向)がほぼ同じことが分かる。
As shown in FIG. 5( a ), it can be seen that the air flows at a substantially uniform flow rate in the axial direction at any point within the sterilization chamber 35 .
Furthermore, as shown in Figure 5(b), when viewed in cross section, it can be seen that the speed (and direction) of the air is almost the same at any point on the cross section, whether it is the air inlet 2 side, the air outlet 4 side, or any point in between.
[殺菌試験(実験)]
図6は、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aの殺菌試験(実験)を説明するために示す図(図表)である。つまり、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aを試験品として、その殺菌性能を測定した結果を示す。試験菌としては、黄色ブドウ球菌を使用した。左側に試験条件(1)~(4)(4種類)を示し、右側に試験結果を示す。左側の試験条件では光源や風量(殺菌室35内の風量)を変えている。光源(発光素子5)としては、直線状の低圧水銀灯(岩崎電気製、UGL15-2)を用いた。この低圧水銀灯を、円筒形の殺菌室35内に、副軸方向に(ほぼ主軸芯の近傍を通るように)2本平行に配置すると共に、主軸方向からみたときにそれらと直交して十字形となるように更に1本配置した(計3本配置した)。殺菌室35内の風量は図6に記載通りである。
殺菌室35は、内径(直径)約30cm、高さ約40cmの円筒形状をしている。空気流入部2は、外径(直径)約40cm、高さ約20cmの円筒形状をしている。空隙層21は6層である。
[Sterilization test (experiment)]
FIG. 6 is a diagram (table) for explaining a sterilization test (experiment) of the airflow sterilization device 1A according to embodiment 1. Specifically, the results show the results of measuring the sterilization performance of the airflow sterilization device 1A according to embodiment 1 as a test product. Staphylococcus aureus was used as the test bacteria. Test conditions (1) to (4) (four types) are shown on the left, and the test results are shown on the right. The test conditions on the left varied the light source and air volume (air volume within the sterilization chamber 35). A linear low-pressure mercury lamp (Iwasaki Electric, UGL15-2) was used as the light source (light-emitting element 5). Two low-pressure mercury lamps were arranged parallel to each other in the minor axis direction (passing approximately near the main axis center) within the cylindrical sterilization chamber 35, and another lamp was arranged perpendicular to the two lamps in the major axis direction to form a cross shape (a total of three lamps). The air volume within the sterilization chamber 35 was as shown in FIG. 6.
The sterilization chamber 35 has a cylindrical shape with an inner diameter of about 30 cm and a height of about 40 cm. The air inlet section 2 has a cylindrical shape with an outer diameter of about 40 cm and a height of about 20 cm. The air gap layer 21 has six layers.
試験条件(1)は光源オフの場合であり、殺菌室35での殺菌はおこなわれない。(2)は平行に配置した1本だけ発光させ、殺菌室35内の空気流に紫外線照射した場合である。(3)は平行に配置した2本中の1本と、それと直交配置された1本(計2本)を発光させた場合である。(4)は3本全てを発光させた場合である。殺菌室35内の風量は図6に記載通りである。 Test condition (1) is when the light source is off, and no sterilization occurs in the sterilization chamber 35. (2) is when only one of the parallel-arranged poles is illuminated, and ultraviolet light is irradiated onto the airflow in the sterilization chamber 35. (3) is when one of the two parallel-arranged poles and the other pole arranged perpendicular to it (a total of two poles) are illuminated. (4) is when all three poles are illuminated. The air volume in the sterilization chamber 35 is as shown in Figure 6.
図6の右側には、それぞれの試験条件で3回ずつ試験した結果の平均値を記載している。浮遊菌数欄の「CFU」はColony forming unit(コロニー形成単位)の略で、生菌数(生きている菌の数)を表す単位である。「CFU/30 L-air」とは30リットルの空気中のCFUである。それぞれの場合、生菌が検出できなかったとき、生菌数が3以下であるとし、「<3」と記載している。右端の減少率欄には、殺菌によって浮遊菌数がどの程度減少したかを示している。CFUが小数点以下3桁まで9の続く試験結果となったことを示す。
この試験結果から明らかなように、優れた殺菌効果が得られた。
The right side of Figure 6 shows the average value of the results of three tests conducted under each test condition. "CFU" in the airborne bacteria count column stands for colony forming unit, a unit that represents the number of viable bacteria (the number of living bacteria). "CFU/30 L-air" is the CFU in 30 liters of air. In each case, when no viable bacteria were detected, the viable bacteria count was 3 or less, and this is recorded as "<3." The reduction rate column on the right side shows the extent to which the airborne bacteria count was reduced by sterilization. This indicates that the CFU test result had 9s to the third decimal point.
As is clear from the test results, an excellent bactericidal effect was obtained.
なお、黄色ブドウ球菌(細菌)の代わりにバクテリオファージMS2(ウイルス)を試験対象として光源の本数や風量を変えて同様な試験をしたところ、黄色ブドウ球菌の場合と同様に優れた殺菌効果が得られた。 In addition, when a similar test was conducted using bacteriophage MS2 (a virus) instead of Staphylococcus aureus (bacteria) and changing the number of light sources and air volume, an excellent bactericidal effect was obtained, just as in the case of Staphylococcus aureus.
[実施形態1の効果]
実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aによれば、同心円状の空隙層21が複数設けられた空気流入部2から殺菌室35に空気airが流入するが、空気流入部2は、同心円状の複数の縦空隙層21aと、各縦空隙層21aに連通し副軸方向に広がる裾空隙層21bと、を主要構成要素とする層状に形成された複数の空隙層21を有し、複数の空隙層21は、裾空隙層21bの空気airが縦空隙層21aを通って筒状殺菌部3に主軸方向に等速で流入するように構成されているため、殺菌室35内に死水領域が殆どなく殺菌室35内を一様流となって流れる空気air(空気流)が、直線状の発光素子によって紫外線照射される。
そのため、殺菌室35に流入した空気の殺菌効率が高い。また、殺菌室35内の流れに死水領域が殆どないため、小型でシンプルな構造の空気流殺菌装置1Aを提供することが可能となる。例えば、可搬型、又は容易に移動可能な装置とすることも可能である。
[Effects of the First Embodiment]
According to the air flow sterilization device 1A of embodiment 1, air flows into the sterilization chamber 35 from the air inlet section 2 which is provided with a plurality of concentric void layers 21. The air inlet section 2 has a plurality of void layers 21 formed in a layered shape whose main components are a plurality of concentric vertical void layers 21a and bottom void layers 21b which are connected to each of the vertical void layers 21a and extend in the minor axial direction. The plurality of void layers 21 are configured so that the air in the bottom void layers 21b flows into the cylindrical sterilization section 3 in the major axial direction through the vertical void layers 21a at a uniform speed. Therefore, there are almost no dead water areas within the sterilization chamber 35 and the air (air flow) which flows as a uniform flow within the sterilization chamber 35 is irradiated with ultraviolet light by the linear light-emitting element.
Therefore, the sterilization efficiency of the air flowing into the sterilization chamber 35 is high. In addition, since there is almost no dead water area in the flow inside the sterilization chamber 35, it is possible to provide an air flow sterilization device 1A with a small and simple structure. For example, it is possible to make it a portable or easily movable device.
また、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aにおいては、空気流入部2の裾空隙層21bのある箇所の副軸方向断面の外径L1が、殺菌室35の空気流入部2から空気airが流入する箇所の副軸方向断面の内径L2より大きいように構成されているため、裾空隙層入口21e・連通部21c間の裾空隙層21bの長さを長くできる。そのため、裾空隙層21bで空気airが一層加速され、一層安定した速度で殺菌室35内に流入させることが可能となる。 In addition, in the air flow sterilization device 1A according to embodiment 1, the outer diameter L1 of the sub-axial cross section at the location of the bottom gap layer 21b in the air inlet section 2 is configured to be larger than the inner diameter L2 of the sub-axial cross section at the location where air flows in from the air inlet section 2 of the sterilization chamber 35. This allows the length of the bottom gap layer 21b between the bottom gap layer inlet 21e and the communication section 21c to be increased. This further accelerates the air in the bottom gap layer 21b, allowing it to flow into the sterilization chamber 35 at a more stable speed.
また、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aによれば、複数の空隙層21が、各空隙層21の、裾空隙層入口21eの面積21S1と、縦空隙層出口21fの面積21S2と、の比が所定範囲内であるように構成されているため、各空隙層21の縦空隙層出口21fから筒状殺菌部3に流入する空気airの速度を、更に一層等速にすることが可能となる。 Furthermore, according to the air flow sterilization device 1A of embodiment 1, the multiple void layers 21 are configured so that the ratio between the area 21S1 of the bottom void layer inlet 21e of each void layer 21 and the area 21S2 of the vertical void layer outlet 21f is within a predetermined range, thereby making it possible to make the speed of the air flowing into the tubular sterilization section 3 from the vertical void layer outlet 21f of each void layer 21 even more uniform.
また、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aによれば、裾空隙層21bは、裾空隙層入口21eから、裾空隙層21bと縦空隙層21aとの連通部21cに向かってその間隙幅wが一定又は徐々に狭くなるように構成されているため、裾空隙層入口21eから入った空気airが加速されて縦空隙層21aに向かう。そのため、縦空隙層21aを通って縦空隙層出口21fからでる空気airを、所定速度で安定的に筒状殺菌部3に流入させることが一層可能となる。 Furthermore, in the air flow sterilization device 1A according to embodiment 1, the bottom gap layer 21b is configured so that its gap width w is constant or gradually narrows from the bottom gap layer inlet 21e toward the connecting portion 21c between the bottom gap layer 21b and the vertical gap layer 21a. Therefore, air entering from the bottom gap layer inlet 21e is accelerated toward the vertical gap layer 21a. This makes it even more possible for air passing through the vertical gap layer 21a and exiting from the vertical gap layer outlet 21f to flow stably into the cylindrical sterilization section 3 at a predetermined speed.
また、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aによれば、縦空隙層21aは間隙幅wが縦方向で変わらないように構成されているため、裾空隙層21bから縦空隙層21aに所定速度で入った空気airが、その速度を落とすことなく、主軸方向に向きを変えて、縦空隙層出口21fから筒状殺菌部3に流入させることが一層可能となる。 Furthermore, according to the air flow sterilization device 1A of embodiment 1, the vertical void layer 21a is configured so that the gap width w does not change in the vertical direction, so that air that enters the vertical void layer 21a from the bottom void layer 21b at a predetermined speed can be redirected to the main axis direction without slowing down and can flow into the tubular sterilization section 3 from the vertical void layer outlet 21f.
また、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aによれば、同心円状の中央の縦空隙層21aには、裾空隙層21bとの連通部21cに、縦空隙層出口21f方向に頂点があるようにした錐状部材21d(円錐状部材)が設けられているため、裾空隙層21bの中央部(同心円の中心)に向かう空気airが、中央部で反対方向から来た空気airと衝突して速度が相殺されることなく、向きを主軸方向に変えて殺菌室35方向に進むことが一層可能となる。 Furthermore, according to the air flow sterilization device 1A of embodiment 1, the central concentric vertical void layer 21a is provided with a cone-shaped member 21d (conical member) at the connecting portion 21c with the bottom void layer 21b, with the apex facing the vertical void layer outlet 21f. This makes it even more possible for air heading toward the center (center of the concentric circle) of the bottom void layer 21b to change direction in the main axis direction and proceed toward the sterilization chamber 35 without colliding with air coming from the opposite direction at the center and canceling out the speed.
また、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aによれば、殺菌室35は、副軸方向断面積が、主軸方向で変わらない、又は空気流入部2から空気流出部4方向に向かって徐々に小さくなる、ように構成されているため、殺菌室35で、空気airはその速度や方向を一層一定に保ちやすい。なお、副軸方向断面積が主軸方向で変わらないようにすると、殺菌室35の構造を一層シンプルにすることが一層可能となる。 Furthermore, according to the airflow sterilization device 1A of embodiment 1, the sterilization chamber 35 is configured so that the cross-sectional area in the sub-axis direction does not change in the main axis direction or gradually decreases from the air inlet 2 toward the air outlet 4, making it easier to maintain a constant speed and direction of air in the sterilization chamber 35. Furthermore, if the cross-sectional area in the sub-axis direction does not change in the main axis direction, it becomes possible to further simplify the structure of the sterilization chamber 35.
また、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aによれば、殺菌室35の空気流入部2近傍又は空気流出部4近傍に配置される多孔板6を更に備え、この多孔板6は、少なくとも殺菌室35の内部に向かう面が反射するように構成されているため、紫外線UVが、空気流入部2又は空気流出部4から逃げるのを抑制することが一層可能になる。 Furthermore, the air flow sterilization device 1A of embodiment 1 further includes a perforated plate 6 arranged near the air inlet section 2 or near the air outlet section 4 of the sterilization chamber 35, and this perforated plate 6 is configured so that at least the surface facing the inside of the sterilization chamber 35 is reflective, thereby making it even more possible to prevent ultraviolet rays UV from escaping from the air inlet section 2 or the air outlet section 4.
また、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aによれば、発光素子5の形状が直線状又は環状であると、特殊形状でないため、市販品を入手したり、製造することが一層容易である。 Furthermore, according to the air flow sterilization device 1A of embodiment 1, if the shape of the light-emitting element 5 is linear or annular, it is not a special shape, making it easier to obtain commercially available products or manufacture them.
また、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aによれば、発光素子5は、その形状が直線状である場合にその直線方向が、又はその形状が環状である場合にその環で囲まれた面の法線方向が、主軸方向、副軸方向、又はそれらの中間方向となるように配置されるため、発光素子5の長さ、筒状殺菌部3(殺菌室35)の大きさ等に応じ、柔軟な構造、大きさ等の装置を提供することが一層可能になる。例えば、直線方向が、副軸方向となるように配置すると、発光素子5の長さと筒状殺菌部3の長さ(殺菌室35の主軸方向の長さ)とを独立した関係にすることができるため、筒状殺菌部3の長さ(殺菌室35の主軸方向の長さ)を発光素子5の長さに合わせる必要がない。 Furthermore, with the airflow sterilization device 1A of embodiment 1, the light-emitting element 5 is positioned so that, if it is linear, its linear direction, or if it is annular, the normal direction to the surface enclosed by the ring, is the major axis direction, the minor axis direction, or an intermediate direction between these. This makes it even more possible to provide a device with flexible structure, size, etc., depending on the length of the light-emitting element 5, the size of the cylindrical sterilization unit 3 (sterilization chamber 35), etc. For example, if the linear direction is positioned so that it is the minor axis direction, the length of the light-emitting element 5 and the length of the cylindrical sterilization unit 3 (the length of the major axis direction of the sterilization chamber 35) can be independent, and therefore it is not necessary to match the length of the cylindrical sterilization unit 3 (the length of the major axis direction of the sterilization chamber 35) to the length of the light-emitting element 5.
実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aにおいては、発光素子5として、複数の直線状の発光素子5を用い、これらの複数の発光素子5が主軸方向からみたとき、交差する(例えば十字形となる)ように配置されると、交差しない配置の場合に発光素子5から遠い場所の空気(例えば、直線状の発光素子5の中央・主軸位置から副軸方向にある殺菌室35壁際の空気)も発光素子5に近くなり、殺菌効率を一層上げることが可能となる。 In the air flow sterilization device 1A of embodiment 1, multiple linear light-emitting elements 5 are used as the light-emitting elements 5, and when these multiple light-emitting elements 5 are arranged so that they intersect (for example, in a cross shape) when viewed from the main axis direction, air that would be far from the light-emitting elements 5 in a non-intersecting arrangement (for example, air near the wall of the sterilization chamber 35 in the secondary axis direction from the center/main axis position of the linear light-emitting elements 5) also comes closer to the light-emitting elements 5, making it possible to further improve sterilization efficiency.
[実施形態2]
図7は、実施形態2に係る空気流殺菌装置1Bを説明するために示す図である。直線状の発光素子5を、殺菌室35内で、発光素子5の直線方向が筒状殺菌部3(殺菌室35)の主軸方向となるように配置したことを示す図で、図7(a)は細長い直線状の発光素子5を用いた場合を示し、図7(b)はU字形であるが全体としては直線状の発光素子5を用いた場合を示し、図7(c)は直線状の発光素子5を吊り下げた場合を示す。
[Embodiment 2]
7A and 7B are diagrams illustrating an airflow sterilization device 1B according to embodiment 2. The diagrams show linear light-emitting elements 5 arranged in a sterilization chamber 35 so that the linear direction of the light-emitting elements 5 coincides with the main axis direction of the cylindrical sterilization section 3 (sterilization chamber 35), with Fig. 7A showing a case where an elongated linear light-emitting element 5 is used, Fig. 7B showing a case where a U-shaped but linear light-emitting element 5 is used overall, and Fig. 7C showing a case where a linear light-emitting element 5 is suspended.
実施形態2に係る空気流殺菌装置1Bは、基本的には、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aと同様であるが、殺菌室35内で、直線状の発光素子5を、その直線方向が筒状殺菌部3(殺菌室35)の主軸方向となるように配置した点が異なる(実施形態1では副軸方向に配置)。 The air flow sterilization device 1B of embodiment 2 is basically the same as the air flow sterilization device 1A of embodiment 1, except that the linear light-emitting element 5 is arranged within the sterilization chamber 35 so that its linear direction is the main axis direction of the tubular sterilization section 3 (sterilization chamber 35) (in embodiment 1, it is arranged in the secondary axis direction).
図7(a)に示す例では、発光素子5を、殺菌室35の副軸方向断面(円)の中心に、直線方向が上下方向(主軸方向)になるように配置している。電気接続具51は、直線状の発光素子5の両方向に配置する。一方の電気接続具51は空気流入部2の下側外部に配置し、他方は空気流出部4の排気筒41内部に配置する。空気流入部2の同心円中央部の空隙層21(縦空隙層21a)箇所は発光素子5の通過配置路となっている。 In the example shown in Figure 7(a), the light-emitting element 5 is placed at the center of the minor axis cross section (circle) of the sterilization chamber 35, with the linear direction being the up-down direction (major axis direction). Electrical connectors 51 are placed on both sides of the linear light-emitting element 5. One electrical connector 51 is placed on the lower outside of the air inlet section 2, and the other is placed inside the exhaust pipe 41 of the air outlet section 4. The void layer 21 (vertical void layer 21a) at the concentric center of the air inlet section 2 serves as a passageway for the light-emitting element 5.
図7(b)に示す例では、電気接続具51は、直線状(U字形)の発光素子5の一方に配置する。空気流入部2の下側外部である。図7(a)と異なり、もう一方の電気接続具51は不要である。その他の点は、図7(a)とほぼ同様であり、説明を省略する。 In the example shown in Figure 7(b), the electrical connector 51 is placed on one side of the linear (U-shaped) light-emitting element 5, on the lower outside of the air inlet section 2. Unlike Figure 7(a), the other electrical connector 51 is not required. Other aspects are almost the same as Figure 7(a), and so further explanation will be omitted.
図7(c)に示す例では、発光管、LED素子を複数搭載したもの等の、直線状の発光素子5を吊り下げることによって、直線方向が主軸方向となるように配置している。発光素子5は、把持具53で把持され、固定部材54によって固定アンカー55に繋がれ、吊り下げられている。発光素子5・電気接続具51間は配線52で繋がれ、当該配線52によって、例えば、電気接続具51内の駆動回路の駆動信号を発光素子5に伝える。
上記以外の点については、実施形態2においても実施形態1で説明した態様をそのまま適用する。
7(c), a linear light emitting element 5, such as an arc tube or an element equipped with a plurality of LED elements, is suspended so that the linear direction is the main axis direction. The light emitting element 5 is held by a holder 53, connected to a fixed anchor 55 by a fixing member 54, and suspended. The light emitting element 5 and the electrical connector 51 are connected by a wire 52, and the wire 52 transmits, for example, a drive signal from a drive circuit in the electrical connector 51 to the light emitting element 5.
In other respects than those mentioned above, the aspects described in the first embodiment are also applied to the second embodiment as they are.
[実施形態2の効果]
実施形態2に係る空気流殺菌装置1Bによれば、直線状の発光素子5が、その直線方向が筒状殺菌部3(殺菌室35)の主軸方向となるように配置されるため、空気airは殺菌室35内を下から上に移動する間中、(殺菌室35の副軸方向断面の)同心円中央部の発光部を中心とする照射強度の強い紫外線で殺菌される。
なお、実施形態2に係る空気流殺菌装置1Bは、直線状の発光素子5の配置以外の点については実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aと同様であるため、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aが有する効果のうち、該当する効果を有する。
[Effects of the Second Embodiment]
In the airflow sterilization device 1B of embodiment 2, the linear light-emitting elements 5 are arranged so that their linear direction is the main axis direction of the cylindrical sterilization section 3 (sterilization chamber 35). Therefore, the air is sterilized by ultraviolet light with strong irradiation intensity centered on the light-emitting element at the center of the concentric circle (in the cross section of the sterilization chamber 35 in the minor axis direction) throughout the time the air moves from bottom to top within the sterilization chamber 35.
The airflow sterilization device 1B of embodiment 2 is similar to the airflow sterilization device 1A of embodiment 1 except for the arrangement of the linear light-emitting elements 5, and therefore has the corresponding effects of the airflow sterilization device 1A of embodiment 1.
[実施形態3]
図8は、実施形態3に係る空気流殺菌装置1Cを説明するために示す図である。
実施形態3に係る空気流殺菌装置1Cは、基本的には、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aと同様であるが、殺菌室35内で、直線状の発光素子5を、その直線方向が筒状殺菌部3(殺菌室35)の主軸方向と副軸方向の中間方向となるように配置した点が異なる(実施形態1では副軸方向に配置)。
[Embodiment 3]
FIG. 8 is a diagram for explaining an airflow sterilizer 1C according to the third embodiment.
The airflow sterilizer 1C of embodiment 3 is basically the same as the airflow sterilizer 1A of embodiment 1, except that the linear light-emitting element 5 is arranged in the sterilization chamber 35 so that its linear direction is midway between the main axis and the sub-axis directions of the cylindrical sterilization section 3 (sterilization chamber 35) (in embodiment 1, it is arranged in the sub-axis direction).
図8に示す例では、発光素子5を、直線方向が上下方向(主軸方向)と左右方向(副軸方向)の中間方向になるように配置している。副軸方向から見て斜めの方向である。電気接続具51は、直線状の発光素子5の両方向に配置する。一方の電気接続具51は筒30の下側外部に配置し、他方は対向する側の筒30の上側外部に配置している。
上記以外の点については、実施形態2においても実施形態1で説明した態様をそのまま適用する。
In the example shown in Figure 8, the light emitting elements 5 are arranged so that the linear direction is midway between the vertical direction (main axis direction) and the horizontal direction (sub-axis direction). It is an oblique direction when viewed from the sub-axis direction. Electrical connectors 51 are arranged on both sides of the linear light emitting elements 5. One electrical connector 51 is arranged on the lower outside of the tube 30, and the other is arranged on the upper outside of the opposite tube 30.
In other respects than those mentioned above, the aspects described in the first embodiment are also applied to the second embodiment as they are.
[実施形態3の効果]
実施形態3に係る空気流殺菌装置1Cによれば、直線状の発光素子5が、その直線方向が筒状殺菌部3(殺菌室35)の主軸方向と副軸方向の中間方向となるように配置されるため、殺菌室35(筒30)の形状又は大きさが同じ場合、一層長い発光素子5を殺菌室35内に配置することが可能となる。そして、殺菌室35内の空気airが、長い発光素子5による照射強度の強い紫外線で殺菌されるため、一層効率のよい殺菌が可能となる。
なお、実施形態3に係る空気流殺菌装置1Cは、直線状の発光素子5の斜め配置以外の点については実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aと同様であるため、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aが有する効果のうち、該当する効果を有する。
[Effects of the Third Embodiment]
In the airflow sterilization device 1C of embodiment 3, the linear light-emitting elements 5 are arranged so that their linear direction is midway between the major axis and minor axis directions of the cylindrical sterilization section 3 (sterilization chamber 35), so that if the shape or size of the sterilization chamber 35 (cylinder 30) is the same, it is possible to arrange longer light-emitting elements 5 inside the sterilization chamber 35. Furthermore, the air inside the sterilization chamber 35 is sterilized by the ultraviolet light emitted by the long light-emitting elements 5 with stronger irradiation intensity, enabling more efficient sterilization.
The airflow sterilization device 1C of embodiment 3 is similar to the airflow sterilization device 1A of embodiment 1 except for the oblique arrangement of the linear light-emitting elements 5, and therefore has the corresponding effects of the airflow sterilization device 1A of embodiment 1.
[実施形態4]
図9は、実施形態4に係る空気流殺菌装置1Dを説明するために示す図である。
実施形態4に係る空気流殺菌装置1Dは、基本的には、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aと同様であるが、実施形態1では直線状の形状を有する発光素子5を用いたのに対し、実施形態4では環状の形状を有する発光素子5を用いた点が異なる。
[Embodiment 4]
FIG. 9 is a diagram for explaining an airflow sterilization device 1D according to the fourth embodiment.
The airflow sterilization device 1D of embodiment 4 is basically the same as the airflow sterilization device 1A of embodiment 1, except that embodiment 1 uses a linear light-emitting element 5, whereas embodiment 4 uses a ring-shaped light-emitting element 5.
図9に示す例では、環状の発光素子5は、その環で囲まれた面の法線方向が主軸方向となるように配置されており(換言すると、環で囲まれた面が副軸方向となるように配置されており)、環で囲まれた面内を主軸が通るように配置されている。環状の発光素子5は、把持具53で把持され、固定部材54によって固定アンカー55に繋がれ、固定されている。発光素子5・電気接続具51間は配線52で繋がれている。
なお、環で囲まれた面の法線方向が、副軸方向、又は主軸方向と副軸方向の中間方向、となるように配置してもよい(図示省略)。
上記以外の点については、実施形態4においても実施形態1で説明した態様をそのまま適用する。
9, the annular light-emitting element 5 is arranged so that the normal direction of the surface surrounded by the ring is the major axis direction (in other words, the surface surrounded by the ring is arranged so that the minor axis direction is the surface surrounded by the ring), and the major axis passes through the surface surrounded by the ring. The annular light-emitting element 5 is held by a holding tool 53, and is connected and fixed to a fixed anchor 55 by a fixing member 54. The light-emitting element 5 and the electrical connector 51 are connected by wiring 52.
The ring may be arranged so that the normal direction to the surface surrounded by the ring is the minor axis direction or a direction intermediate between the major axis direction and the minor axis direction (not shown).
In other respects than those mentioned above, the aspects described in the first embodiment are also applied to the fourth embodiment.
[実施形態4の効果]
実施形態4に係る空気流殺菌装置1Dによれば、発光素子5が環状の形状を有するため、殺菌室35を流れる空気airに対してムラなく照射することが一層容易になる。
なお、実施形態4に係る空気流殺菌装置1Dは、発光素子5の形状が環状であること、及びその配置以外の点については実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aと同様であるため、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aが有する効果のうち、該当する効果を有する。
[Effects of the Fourth Embodiment]
In the airflow sterilization device 1D according to the fourth embodiment, the light-emitting element 5 has an annular shape, which makes it easier to irradiate the air flowing through the sterilization chamber 35 evenly.
The airflow sterilization device 1D of embodiment 4 is similar to the airflow sterilization device 1A of embodiment 1 except for the annular shape of the light-emitting elements 5 and their arrangement, and therefore has the corresponding effects of the airflow sterilization device 1A of embodiment 1.
[実施形態5]
図10は、実施形態5に係る空気流殺菌装置1Eを説明するために示す図であり、空気流殺菌装置1Eの断面を示す。
実施形態5に係る空気流殺菌装置1Eは、基本的には、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aと同様であるが、実施形態1では殺菌室35は副軸方向断面積が主軸方向で変わらなかったのに対し、実施形態5では空気流入部2から空気流出部4方向に向かって徐々に小さくなる、ように構成されている点が異なる。
[Embodiment 5]
FIG. 10 is a diagram for explaining an airflow sterilization device 1E according to a fifth embodiment, showing a cross section of the airflow sterilization device 1E.
The air flow sterilizer 1E according to the fifth embodiment is basically the same as the air flow sterilizer 1A according to the first embodiment, but differs in that the cross-sectional area of the sterilization chamber 35 in the minor axis direction does not change along the major axis direction in the first embodiment, whereas in the fifth embodiment, the cross-sectional area gradually decreases from the air inlet 2 toward the air outlet 4.
図を用いて説明する。図10の空気流殺菌装置1Eでは、殺菌室35は、内径が、空気流入部2から空気流出部4方向に向かって徐々に小さくなるような円筒形状をしている(断面が台形状になっている)。つまり、殺菌室35の空気流入部2近傍の内径L2>空気流出部4近傍の内径L3となっている。そして、それに伴って、副軸方向断面積が徐々に小さくなっている。殺菌室35の内壁近傍の空気airは内壁に沿うように空気流出部4方向に向かって流れる。符号57は外側にできたスペースに設置された制御装置を示す。
上記以外の点については、実施形態5においても実施形態1で説明した態様をそのまま適用する。
The following description will be given using the drawings. In the air flow sterilizer 1E shown in Figure 10, the sterilization chamber 35 has a cylindrical shape with an inner diameter that gradually decreases from the air inlet 2 toward the air outlet 4 (the cross section is trapezoidal). In other words, the inner diameter L2 of the sterilization chamber 35 near the air inlet 2 is greater than the inner diameter L3 near the air outlet 4. Accordingly, the cross-sectional area in the minor axis direction gradually decreases. Air near the inner wall of the sterilization chamber 35 flows toward the air outlet 4 along the inner wall. Reference numeral 57 denotes a control device installed in the space created outside.
In other respects than those mentioned above, the aspects described in the first embodiment are also applied to the fifth embodiment.
[実施形態5の効果]
実施形態5に係る空気流殺菌装置1Eによれば、殺菌室35内を流れる空気airの流れを一層安定化させることが可能となる。
なお、実施形態5に係る空気流殺菌装置1Eは、殺菌室35の副軸方向断面積が空気流入部2から空気流出部4方向に向かって徐々に小さくなる、ように構成されている以外の点については実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aと同様であるため、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aが有する効果のうち、該当する効果を有する。
[Effects of the Fifth Embodiment]
According to the airflow sterilization device 1E of the fifth embodiment, the flow of air flowing through the sterilization chamber 35 can be further stabilized.
The air flow sterilizer 1E of embodiment 5 is similar to the air flow sterilizer 1A of embodiment 1 except that the cross-sectional area in the sub-axial direction of the sterilization chamber 35 is configured to gradually decrease from the air inlet section 2 toward the air outlet section 4, and therefore has the corresponding effects of the air flow sterilizer 1A of embodiment 1.
[実施形態6]
図11は、実施形態6に係る空気流殺菌装置1Fを説明するために示す図である。図11(a)は空気流殺菌装置1Fの断面正面図であり、図11(b)は断面斜視図である。
実施形態6に係る空気流殺菌装置1Fは、基本的には、実施形態5に係る空気流殺菌装置1E(図10参照)と同様であるが、実施形態5では空気流入部2を構成する空隙層21が複数であるのに対し、実施形態6では空隙層21が1つ(いわば、空気流入部2を、図10に示す複数の空隙層21の中の最下層で構成したようなもの)である点が異なる。
[Embodiment 6]
11A and 11B are diagrams for explaining an airflow sterilizer 1F according to embodiment 6. Fig. 11A is a cross-sectional front view of the airflow sterilizer 1F, and Fig. 11B is a cross-sectional perspective view.
The air flow sterilizer 1F according to the sixth embodiment is basically the same as the air flow sterilizer 1E according to the fifth embodiment (see FIG. 10 ), but differs in that the air inlet section 2 is made up of a plurality of air gap layers 21 in the fifth embodiment, whereas the air inlet section 2 is made up of a single air gap layer 21 in the sixth embodiment (in other words, the air inlet section 2 is made up of the lowest layer of the plurality of air gap layers 21 shown in FIG. 10 ).
実施形態6に係る空気流殺菌装置1Fは、図11に示すように、空気の流れる主軸方向に延びる殺菌室35を構成する筒状殺菌部3と、殺菌室内に設けられ、殺菌室35を流れる空気airに向けて紫外線を照射可能な発光素子5と、筒状殺菌部3の一方側に設けられ殺菌室35へ空気を流入させる空気流入部2と、筒状殺菌部3の他方側に設けられ殺菌室35から空気を流出させる空気流出部4と、を備え、空気流入部2は、主軸方向に延びる縦空隙層21aと、各縦空隙層21aに連通し主軸に対し直角をなす副軸方向に広がる裾空隙層21bと、前記他方側の方向に頂点があるように中央部に設けられた錐状部材21dと、を主要構成要素とする空隙層21を有し、裾空隙層21bの空気が錐状部材21dによって案内され縦空隙層21aを通って殺菌室35に流入するように構成され、殺菌室35は、副軸方向断面積が、空気流入部2から空気流出部4の方向に向かって徐々に小さくなるように構成されている。As shown in FIG. 11, the airflow sterilization device 1F according to embodiment 6 comprises a cylindrical sterilization section 3 that constitutes a sterilization chamber 35 extending in the direction of the main axis of air flow, a light-emitting element 5 that is provided within the sterilization chamber and is capable of irradiating ultraviolet light toward the air flowing through the sterilization chamber 35, an air inlet section 2 that is provided on one side of the cylindrical sterilization section 3 and that allows air to flow into the sterilization chamber 35, and an air outlet section 4 that is provided on the other side of the cylindrical sterilization section 3 and that allows air to flow out of the sterilization chamber 35. The air inlet section 2 has a vertical gap layer 21a that extends in the direction of the main axis. The sterilization chamber 35 has a void layer 21 whose main components are a bottom void layer 21b that is connected to each vertical void layer 21a and extends in a sub-axial direction perpendicular to the main axis, and a cone-shaped member 21d provided in the center so that its apex is in the direction of the other side, and the air in the bottom void layer 21b is guided by the cone-shaped member 21d and flows into the sterilization chamber 35 through the vertical void layer 21a, and the sterilization chamber 35 is configured so that the cross-sectional area in the sub-axial direction gradually decreases from the air inlet section 2 to the air outlet section 4.
殺菌室35は円筒形状をしており、その副軸方向断面積(内径)が、徐々に小さくなるように構成されている(図11(a)、(b)参照)。
図11(b)で符号72で示すのは、筒状殺菌部3を支える補強柱である。筒状殺菌部3を囲むように、筒状殺菌部3の周囲に1つ又は複数設けられる。補強柱72は必須の構成部材ではない。
The sterilization chamber 35 has a cylindrical shape, and is configured so that its cross-sectional area (inner diameter) in the minor axis direction gradually decreases (see FIGS. 11(a) and 11(b)).
11(b) denotes a reinforcing pillar 72 that supports the cylindrical sterilization part 3. One or more reinforcing pillars 72 are provided around the cylindrical sterilization part 3 so as to surround the cylindrical sterilization part 3. The reinforcing pillar 72 is not an essential component.
[錐状部材21d]
錐状部材21dは円錐形状をしている。錐状部材21dは、空気流入部2の中央に、その頂点が、下側の多孔板6の近く(多孔板6より少し下、又は多孔板6に接する所)に位置するように構成されている。換言すると、錐状部材21dはその頂点が殺菌室35に入らないように構成されている。
(なお、後述するように、錐状部材21dの頂点が殺菌室35に入らないように構成しても、殺菌室35に入るように構成してもよい。)
[Cone-shaped member 21d]
The cone-shaped member 21d has a conical shape. The cone-shaped member 21d is configured to be located in the center of the air inlet section 2, with its apex positioned near the lower perforated plate 6 (slightly below the perforated plate 6 or in contact with the perforated plate 6). In other words, the cone-shaped member 21d is configured so that its apex does not enter the sterilization chamber 35.
(As will be described later, the apex of the cone-shaped member 21d may be configured so as not to enter the sterilization chamber 35, or so as to enter the sterilization chamber 35.)
[R形成部21r]
実施形態6に係る空気流殺菌装置1Fにおいては、空隙層21と殺菌室35との接続部近傍(接続部を含む周辺部)で、空隙層21の外側内壁21iと殺菌室内壁35iとが、副軸方向から主軸方向になだらかに方向を変えるように構成されている。つまり、当該接続部近傍に角に丸みがついたR形成部21r(角に丸みがついた丸まった面)が設けられている。
[R forming part 21r]
In the airflow sterilizer 1F according to the sixth embodiment, the outer inner wall 21i of the air gap layer 21 and the inner wall 35i of the sterilization chamber are configured so that their directions change smoothly from the minor axis direction to the major axis direction near the connection between the air gap layer 21 and the sterilization chamber 35 (the peripheral area including the connection). In other words, an R-forming portion 21r with rounded corners (a rounded surface with rounded corners) is provided near the connection.
[発光素子5(LED素子使用)]
実施形態6に係る空気流殺菌装置1Fにおいては、発光素子5としてLED素子が使用され、当該LED素子は殺菌室内壁35iに沿って配置されている(本明細書では、「用い」ると、「使用」するとは、ほぼ同意語として使っている)。
複数の発光素子5(LED素子)は、細長いフレキシブル基板よりなるLED搭載基板56に搭載されている。当該LED搭載基板56は、LED素子配置方向(LED搭載基板56の長手方向)を主軸方向にして、殺菌室内壁35iに貼り付け、ビス止め等で設置されている。そのため、複数の発光素子5(LED素子)は主軸方向に沿って配置され(以下、「縦配置」という場合がある)、発光素子5から殺菌室35の内側に向けて紫外線が照射される。
発光素子5を搭載したLED搭載基板56は、2以上設けることが好ましい。例えば、2つの場合は、殺菌室内壁35iの、主軸を挟んだ対向位置に設置する。3つ以上の場合は、主軸を中心とする円周(殺菌室内壁35i)の等分割した角度位置に設置する。図11(a)、(b)では、LED搭載基板56を1つだけ図示して、その他のLED搭載基板56は図示を省略している。
[Light-emitting element 5 (using LED element)]
In the airflow sterilizer 1F of embodiment 6, LED elements are used as the light-emitting elements 5, and the LED elements are arranged along the inner wall 35i of the sterilization chamber (in this specification, the terms "use" and "in use" are used almost synonymously).
The multiple light-emitting elements 5 (LED elements) are mounted on an LED mounting substrate 56, which is an elongated flexible substrate. The LED mounting substrate 56 is affixed to the sterilization chamber inner wall 35i and installed with screws or the like, with the LED element arrangement direction (the longitudinal direction of the LED mounting substrate 56) aligned along the main axis. Therefore, the multiple light-emitting elements 5 (LED elements) are arranged along the main axis (hereinafter sometimes referred to as "vertical arrangement"), and ultraviolet light is irradiated from the light-emitting elements 5 toward the inside of the sterilization chamber 35.
It is preferable to provide two or more LED-mounted substrates 56 each having a light-emitting element 5 mounted thereon. For example, when there are two, they are installed at opposing positions on the sterilization chamber inner wall 35i across the main axis. When there are three or more, they are installed at equally divided angular positions on the circumference (sterilization chamber inner wall 35i) centered on the main axis. In Figures 11(a) and (b), only one LED-mounted substrate 56 is shown, and the other LED-mounted substrates 56 are not shown.
LED素子(発光素子5)のLED搭載基板56への実装は、例えば、チップLED(表面実装型LED)を、配線が施されたフレキシブル基板上に載せ、フレキシブル基板の配線と、チップLEDの電極(アノード電極、カソード電極)とを半田付けによりおこなう。チップLEDは、LEDとして機能する部品単位のLEDである。小さな基板の上にLED素子を載せ絶縁性樹脂コーティングしたLEDパッケージである。
なお、半田付けの代わりに、導電接着剤による接着、ワイヤーボンディング等を用いてもよい。
また、チップLEDの代わりに、所謂、砲弾型LED、FluxLED、又はCOB(チップオンボード)LEDを使用してもよい。又は、LEDが形成されたシリコン基板を使用してもよい。
The LED element (light-emitting element 5) is mounted on the LED-mounted substrate 56 by, for example, placing a chip LED (surface-mounted LED) on a flexible substrate with wiring, and soldering the wiring on the flexible substrate to the electrodes (anode electrode, cathode electrode) of the chip LED. A chip LED is an LED that functions as an LED component. It is an LED package in which an LED element is mounted on a small substrate and coated with insulating resin.
Instead of soldering, adhesion using a conductive adhesive, wire bonding, or the like may be used.
Instead of the chip LED, a so-called bullet-type LED, a Flux LED, or a COB (chip on board) LED may be used, or a silicon substrate on which an LED is formed may be used.
また、発光素子5(LED素子)を搭載したLED搭載基板56の発光素子搭載面に絶縁性樹脂をコーティングしてもよい。殺菌室内壁35iのLED搭載基板56の設置個所に、LED搭載基板56とその周辺の殺菌室内壁35iとが覆われるように絶縁性樹脂でコーティングしてもよい。LED搭載基板56が設置された殺菌室内壁35iの全体を絶縁性樹脂でコーティングしてもよい。
このようにすると絶縁性が向上する。また、発光素子5の配置や、LED搭載基板56の設置は、殺菌室35の中の空気の流れに殆ど影響を与えないが、発光素子5(LED素子)の配置やLED搭載基板56の設置による凹凸の影響を一層低減できる。
(後述する図12(b)の空気流殺菌装置1Gにも[発光素子5(LED素子使用)]欄の説明が適用される。)
Furthermore, an insulating resin may be coated on the light-emitting element mounting surface of the LED mounting substrate 56 on which the light-emitting element 5 (LED element) is mounted. The location of the sterilization chamber inner wall 35i where the LED mounting substrate 56 is installed may be coated with insulating resin so as to cover the LED mounting substrate 56 and the surrounding sterilization chamber inner wall 35i. The entire sterilization chamber inner wall 35i on which the LED mounting substrate 56 is installed may be coated with insulating resin.
In this way, the insulation is improved. Furthermore, the arrangement of the light-emitting elements 5 and the installation of the LED mounting board 56 have almost no effect on the air flow inside the sterilization chamber 35, but the effect of unevenness caused by the arrangement of the light-emitting elements 5 (LED elements) and the installation of the LED mounting board 56 can be further reduced.
(The explanation in the section [Light-emitting element 5 (using LED element)] also applies to the airflow sterilization device 1G in FIG. 12(b) described later.)
[実施形態6の効果]
実施形態6に係る空気流殺菌装置1Fによれば、空気流入部2の裾空隙層21bに流入した空気airは、錐状部材21dによって殺菌室35の方へ方向を変え、縦空隙層21aを通って殺菌室35に案内され、副軸方向断面積が徐々に小さくなるように構成された殺菌室35の中を空気流出部4の方へ流れるため、殺菌室35の中で滞留(死水領域)を殆ど生じさせることなく、発光素子5から照射される紫外線で殺菌される。
そのため、殺菌効率が高く、小型でシンプルな構造の空気流殺菌装置1Fにすることが可能である。
[Effects of the Sixth Embodiment]
In the air flow sterilizer 1F of embodiment 6, air that has flowed into the bottom gap layer 21b of the air inlet section 2 is changed in direction by the cone-shaped member 21d toward the sterilization chamber 35, is guided through the vertical gap layer 21a into the sterilization chamber 35, and flows toward the air outlet section 4 inside the sterilization chamber 35, which is configured so that the cross-sectional area in the minor axis direction gradually decreases. As a result, the air is sterilized by the ultraviolet rays irradiated from the light-emitting element 5, with almost no stagnation (dead water area) occurring within the sterilization chamber 35.
Therefore, it is possible to provide an air flow sterilizer 1F that has high sterilization efficiency, is small in size, and has a simple structure.
また、実施形態6に係る空気流殺菌装置1Fによれば、空隙層21と殺菌室35との接続部近傍にR形成部21rが設けられているため、当該箇所でも空気は滞りなく流れ、滞留(死水領域)の発生を一層抑制することが可能となる。 Furthermore, according to the air flow sterilization device 1F of embodiment 6, an R-forming portion 21r is provided near the connection between the void layer 21 and the sterilization chamber 35, so that air flows smoothly even at this location, making it possible to further suppress the occurrence of stagnation (dead water area).
また、実施形態6に係る空気流殺菌装置1Fによれば、発光素子5としてLED素子が用いられているため、小さな発光素子5を使用することができ、発光素子5の存在による空気の流れへの影響を殆どなくすことが可能である。
また、例えば、水銀を用いないことで当該環境問題を回避することが可能となる。
また、当該LED素子(発光素子5)が殺菌室内壁35iに沿って配置されていると、殺菌室35の中を流れる空気に周りから紫外線を照射して殺菌することが可能である。
Furthermore, according to the airflow sterilization device 1F of embodiment 6, an LED element is used as the light-emitting element 5, so that a small light-emitting element 5 can be used, and the influence of the presence of the light-emitting element 5 on the air flow can be almost eliminated.
Furthermore, for example, by not using mercury, it is possible to avoid the environmental problem.
Furthermore, when the LED elements (light-emitting elements 5) are arranged along the inner wall 35i of the sterilization chamber, the air flowing through the sterilization chamber 35 can be sterilized by irradiating it with ultraviolet light from the periphery.
なお、実施形態6に係る空気流殺菌装置1Fは、空隙層21を一層にした(空気流入部2をシンプルにした)点以外の点については実施形態5に係る空気流殺菌装置1Eと同様であるため、実施形態5に係る空気流殺菌装置1Eが有する効果のうち、該当する効果を有する。 In addition, the air flow sterilization device 1F of embodiment 6 is similar to the air flow sterilization device 1E of embodiment 5 except that the air gap layer 21 is made into a single layer (the air inlet section 2 is simplified), and therefore has the relevant effects of the air flow sterilization device 1E of embodiment 5.
なお、実施形態6は、次のようにとらえることも可能である。
実施形態1(~4)のように複層の空隙層21で構成すると、殺菌室35の中で滞留(死水領域)を殆ど生じさせない流れを生じさせることが可能となるが、実施形態6では、その代わりに、空気流入部2を、最下層の空隙層21で構成する(言い換えると、最下層の空隙層21を空気流入部2に対して相対的に拡大して構成する)簡素化した構造としたものである。簡素化に伴い、中心の錐状部材21dの、空隙層21に対する相対的な大きさも増大させている。
更に、実施形態1(~4)と同様に、殺菌室35の中で滞留(死水領域)を殆ど生じさせない流れを生じさせるため、殺菌室35は、副軸方向断面積が、空気流入部2から空気流出部4の方向に向かって徐々に小さくなるように構成している。
このようにすることで、空気流入部2を簡素化したにもかかわらず、複層の空隙層21で構成した場合と同様に、滞留(死水領域)を殆ど生じさせない流れをつくりだすことを可能とする。
The sixth embodiment can also be interpreted as follows.
When multiple void layers 21 are used as in the first (to fourth) embodiments, it is possible to generate a flow that causes almost no stagnation (dead water area) in the sterilization chamber 35, but in the sixth embodiment, instead, the air inlet section 2 is formed from the lowest void layer 21 (in other words, the lowest void layer 21 is configured to be enlarged relative to the air inlet section 2), resulting in a simplified structure. Along with the simplification, the size of the central cone-shaped member 21d relative to the void layer 21 is also increased.
Furthermore, as in the first to fourth embodiments, in order to generate a flow that causes almost no stagnation (dead water area) within the sterilization chamber 35, the cross-sectional area of the sterilization chamber 35 in the counter-axial direction is gradually reduced from the air inlet 2 to the air outlet 4.
By doing this, even though the air inlet section 2 is simplified, it is possible to create a flow that causes almost no stagnation (dead water area), just like when it is constructed with multiple air gap layers 21.
ところで、副軸方向断面積が、空気流出部4の方向に向かって徐々に小さくなるようにすると、そのようにしない場合に比べて、空気流出部4の方向に向かって流速が速くなり、照射を受ける時間が短くなる。殺菌率はやや低下する程度であるが、これを補うには、例えば、発光素子5からの光量を増加させる、ファン43の送風力を下げて流速を遅くする、等すればよい。 By gradually reducing the cross-sectional area in the sub-axial direction toward the air outlet 4, the flow velocity toward the air outlet 4 increases and the irradiation time decreases compared to when this is not done. While the sterilization rate decreases slightly, this can be compensated for, for example, by increasing the light intensity from the light-emitting element 5 or by reducing the airflow power of the fan 43 to slow the flow velocity.
[実施形態7]
図12は、実施形態7に係る空気流殺菌装置1Gを説明するために示す図である。図12(a)は空気流殺菌装置1Gの断面正面図であり、図12(b)は断面斜視図であり、図12(c)は空気流のシュミレーションを説明するために示す図である。
実施形態7に係る空気流殺菌装置1Gは、基本的には、実施形態6に係る空気流殺菌装置1Fと同様であるが、実施形態6では錐状部材21d(円錐形状)はその頂点が殺菌室35の近くに位置するように構成されているのに対し、実施形態7では錐状部材21dの頂点が殺菌室35の内部に位置するように殺菌室35の内部に突き出して構成されている点が異なる(図12(a)、(b)参照)。
[Embodiment 7]
Figure 12 is a diagram for explaining an airflow sterilizer 1G according to embodiment 7. Figure 12(a) is a cross-sectional front view of the airflow sterilizer 1G, Figure 12(b) is a cross-sectional perspective view, and Figure 12(c) is a diagram for explaining airflow simulation.
The airflow sterilizer 1G of embodiment 7 is basically the same as the airflow sterilizer 1F of embodiment 6, except that in embodiment 6 the cone-shaped member 21d (cone-shaped) is configured so that its apex is located near the sterilization chamber 35, whereas in embodiment 7 the apex of the cone-shaped member 21d is configured to protrude into the sterilization chamber 35 so as to be located inside the sterilization chamber 35 (see Figures 12(a) and (b)).
円錐形状をした錐状部材21dは、空気流入部2の中央に、その頂点が、下側の多孔板6より上に位置するように構成されている。換言すると、錐状部材21dはその頂点が殺菌室35の内部に突き出るように構成されている。多孔板6は、錐状部材21dが殺菌室35の内部に突き出る箇所に穴が形成されている。 The cone-shaped cone member 21d is configured in the center of the air inlet section 2, with its apex positioned above the lower perforated plate 6. In other words, the cone-shaped member 21d is configured so that its apex protrudes into the interior of the sterilization chamber 35. The perforated plate 6 has a hole formed at the point where the cone-shaped member 21d protrudes into the interior of the sterilization chamber 35.
図12(c)は、空気流殺菌装置1Gで筒状殺菌部3内における空気流のシュミレーションを説明するために示す図である。図12(c)に示すように、空気airは殺菌室35内のどの場所でも、主軸方向にほぼ均一な流速で流れていることが分る。 Figure 12(c) is a diagram used to explain a simulation of airflow within the cylindrical sterilization section 3 of the airflow sterilization device 1G. As shown in Figure 12(c), it can be seen that air flows at a substantially uniform flow rate in the axial direction at any location within the sterilization chamber 35.
[空気流殺菌装置1Gの変形例]
図13(a)、(b)は、それぞれ、実施形態7に係る空気流殺菌装置1Gの変形例を説明するために示す図である。これらは、基本的には図12に示す空気流殺菌装置1Gと同様であるが、発光素子5であるLED素子の配置が異なる。
発光素子5等に関する実施形態6の[発光素子5(LED素子使用)]欄の説明は、発光素子5の配置以外の点については、基本的に、図13(a)、(b)の空気流殺菌装置1Gにも同様に適用される。
[Modification of Air Flow Sterilizer 1G]
13(a) and 13(b) are diagrams illustrating modifications of the airflow sterilizer 1G according to embodiment 7. These are basically the same as the airflow sterilizer 1G shown in Fig. 12, but differ in the arrangement of the LED elements that are the light-emitting elements 5.
The explanation in the section "Light-emitting element 5 (using LED element)" of embodiment 6 regarding the light-emitting element 5 and the like basically applies to the airflow sterilization device 1G of Figures 13(a) and 13(b) as well, except for the arrangement of the light-emitting element 5.
図13(a)の空気流殺菌装置1Gでは、複数の発光素子5(LED素子)を、殺菌室内壁35iに環状(主軸を取り巻くような環状)に配置(以下、「環状配置」という場合がある)している。
複数のLED素子(発光素子5)は、細長いLED搭載基板56に搭載され、当該LED搭載基板56が主軸を取り巻く環状となるように、殺菌室内壁35iに設置されている。
殺菌室35の中を主軸方向に流れる空気は、主軸を取り巻く環状となるように配置された複数のLED素子(発光素子5)から主軸方向に照射される紫外線で殺菌される。
なお、図13(a)には、発光素子5を搭載したLED搭載基板56を1つだけ図示しているが、複数のLED搭載基板56を主軸方向に沿った位置を異ならせて配置してもよい。
In the airflow sterilization device 1G in FIG. 13(a), multiple light-emitting elements 5 (LED elements) are arranged in a ring shape (circularly surrounding the main axis) on the inner wall 35i of the sterilization chamber (hereinafter sometimes referred to as "ring-shaped arrangement").
A plurality of LED elements (light-emitting elements 5) are mounted on an elongated LED mounting substrate 56, and the LED mounting substrate 56 is installed on the inner wall 35i of the sterilization chamber so that the LED mounting substrate 56 forms a ring shape surrounding the main axis.
The air flowing in the sterilization chamber 35 in the direction of the main axis is sterilized by ultraviolet light emitted in the direction of the main axis from a plurality of LED elements (light-emitting elements 5) arranged in a ring shape surrounding the main axis.
Although FIG. 13( a ) shows only one LED mounting substrate 56 on which a light-emitting element 5 is mounted, multiple LED mounting substrates 56 may be arranged at different positions along the main axis direction.
図13(b)の空気流殺菌装置1Gでは、複数の発光素子5(LED素子)は、細い柱状のLED搭載基板56の上に配置され、殺菌室35の中心(主軸に沿った中心)に配置(以下、「中心配置」という場合がある。)されている。LED搭載基板56は細い柱状をしており、錐状部材21dの上に被せられている。この例では、図示されるように、LED搭載基板56は、円柱状で、円柱の外径が主軸方向でほぼ変わらず、空気流出部4に近い箇所で外径が徐々に小さくなっている。細い柱状にするには、大きな渦が発生するリスクを避けるためである。細い柱状の頂点位置(主軸方向位置)は、錐状部材21dの頂点位置より、空気流出部4側にある。発光素子5は、細い柱状のLED搭載基板56の上に、主軸方向に直線状に配置(縦配置)する、主軸を囲むように環状に配置する(環状配置)、全面に配置する、等で配置する。In the airflow sterilization device 1G shown in Figure 13(b), multiple light-emitting elements 5 (LED elements) are arranged on a thin, columnar LED mounting substrate 56, and are positioned at the center (center along the main axis) of the sterilization chamber 35 (hereinafter sometimes referred to as "central arrangement"). The LED mounting substrate 56 has a thin, columnar shape and is placed on top of the cone-shaped member 21d. In this example, as shown, the LED mounting substrate 56 is cylindrical, with the outer diameter of the cylinder remaining almost constant along the main axis and gradually decreasing toward the air outlet 4. The thin, columnar shape is used to avoid the risk of large vortices. The apex position (main axis direction position) of the thin column is closer to the air outlet 4 than the apex position of the cone-shaped member 21d. The light-emitting elements 5 are arranged on the thin, columnar LED mounting substrate 56 in a linear manner along the main axis (vertical arrangement), a circular arrangement surrounding the main axis (annular arrangement), an all-over arrangement, or the like.
細い柱状に形成されたLED搭載基板56は、例えば、基板材料としてフレキシブル基板を用い、平らな状態でLED素子を半田付け等して搭載し、その後、細い柱状にする。又は、予め細い柱状にしたLED搭載基板56にLED素子を半田付け等で搭載する。
なお、細い柱状に形成されたLED搭載基板56は、錐状部材21dの上に取り換え可能に設置してもよい。取り換え可能にすると、細い柱状の形状が異なるもの、発光素子5の配置を変えたもの、等と交換することが容易である。
The LED mounting substrate 56 formed into a thin pillar shape may be made of, for example, a flexible substrate, and the LED elements may be mounted by soldering or the like in a flat state, and then formed into a thin pillar shape. Alternatively, the LED elements may be mounted by soldering or the like on the LED mounting substrate 56 that has already been formed into a thin pillar shape.
The LED mounting substrate 56 formed in a thin column shape may be installed on the cone-shaped member 21 d in a replaceable manner. If the LED mounting substrate 56 is replaceable, it will be easy to replace it with one having a different thin column shape or one having a different arrangement of the light-emitting elements 5.
殺菌室35の内部の空気は、空気流入部2の側から空気流出部4の側に流れる間に、細い柱状のLED搭載基板56の外側に搭載されたLED素子(中心配置)から照射される紫外線で殺菌される。 As the air inside the sterilization chamber 35 flows from the air inlet 2 side to the air outlet 4 side, it is sterilized by ultraviolet light emitted from the LED element (centrally located) mounted on the outside of the thin, columnar LED mounting board 56.
図13(a)の空気流殺菌装置1Gでの空気の流れは、当然、図12(c)に示すシュミレーション図と同様である。
図13(b)の空気流殺菌装置1Gでの空気の流れも、図12(c)に示すシュミレーション図とほぼ同様である。これは、殺菌室35の中心に設置するLED搭載基板56が細いため、滞留(死水領域)が殆ど発生しないからである(図14を用いて後述する実施形態8に係る空気流殺菌装置1Hでも同様)。そのため、殺菌室35の中央に主軸方向に延びる細い柱状のLED搭載基板56があっても、その影響は殆どない。
The air flow in the air flow sterilizer 1G of FIG. 13(a) is naturally similar to the simulation diagram shown in FIG. 12(c).
The air flow in the airflow sterilizer 1G in Fig. 13(b) is also similar to the simulation diagram shown in Fig. 12(c). This is because the LED-mounted substrate 56 installed in the center of the sterilization chamber 35 is thin, so there is almost no stagnation (dead water area) (the same applies to the airflow sterilizer 1H according to embodiment 8, which will be described later using Fig. 14). Therefore, even if a thin, columnar LED-mounted substrate 56 extending in the main axis direction is located in the center of the sterilization chamber 35, it has almost no effect.
[実施形態7の効果]
実施形態7に係る空気流殺菌装置1Gによれば、錐状部材21dの頂点を殺菌室35の内部に位置するように殺菌室35の内部に突き出して構成すれば、空隙層21に流入した空気が錐状部材21dによって殺菌室35の内部までより滑らかに案内される故に、滞留(死水領域)を一層生じさせ難い。
[Effects of the Seventh Embodiment]
In the air flow sterilizer 1G according to the seventh embodiment, if the apex of the cone-shaped member 21d is configured to protrude into the sterilization chamber 35 so as to be positioned inside the sterilization chamber 35, the air that flows into the void layer 21 is more smoothly guided to the inside of the sterilization chamber 35 by the cone-shaped member 21d, making it even less likely that stagnation (dead water area) will occur.
なお、複数の発光素子5(LED素子)を殺菌室内壁35iに螺旋状(主軸方向に沿って、空気流入部2から空気流出部4の方向に向けた螺旋状)に配置(以下、「螺旋配置」という場合がある。)してもよい(図示省略)。 In addition, multiple light-emitting elements 5 (LED elements) may be arranged in a spiral shape (a spiral shape along the main axis direction from the air inlet section 2 to the air outlet section 4) on the sterilization chamber inner wall 35i (hereinafter sometimes referred to as a "spiral arrangement") (not shown).
実施形態7に係る空気流殺菌装置1Gは、錐状部材21dの頂点が殺菌室35の内部に位置するように殺菌室35の内部に突き出して構成されている点以外の点については実施形態6に係る空気流殺菌装置1Fと同様であるため、実施形態6に係る空気流殺菌装置1Fが有する効果のうち、該当する効果を有する。 The air flow sterilization device 1G of embodiment 7 is similar to the air flow sterilization device 1F of embodiment 6 except that the apex of the conical member 21d is configured to protrude into the sterilization chamber 35 so as to be located inside the sterilization chamber 35, and therefore has the relevant effects of the air flow sterilization device 1F of embodiment 6.
[実施形態8]
図14は、実施形態8に係る空気流殺菌装置1Hを説明するために示す図である。図14(a)は空気流殺菌装置1Hの断面正面図であり、図14(b)は空気流のシュミレーションを説明するために示す図である。
実施形態8に係る空気流殺菌装置1Hは、基本的には、実施形態7に係る空気流殺菌装置1Gと同様であるが、実施形態7では発光素子5としてLED素子を用いるのに対し、実施形態8では直線状の発光素子5を用いる点が異なる。直線状の発光素子5は、所定の径を有する蛍光管のような管である。
つまり、実施形態8に係る空気流殺菌装置1Hでは、発光素子5として直線状の発光素子が用いられ、当該直線状の発光素子は前記主軸方向に沿って配置(以下、「直線状中心配置」という場合がある。)されている。
[Embodiment 8]
Figure 14 is a diagram for explaining an airflow sterilization device 1H according to embodiment 8. Figure 14(a) is a cross-sectional front view of the airflow sterilization device 1H, and Figure 14(b) is a diagram for explaining an airflow simulation.
The airflow sterilizer 1H according to embodiment 8 is basically the same as the airflow sterilizer 1G according to embodiment 7, except that embodiment 7 uses LED elements as the light-emitting elements 5, whereas embodiment 8 uses linear light-emitting elements 5. The linear light-emitting elements 5 are tubes such as fluorescent tubes having a predetermined diameter.
That is, in the air flow sterilizer 1H according to embodiment 8, linear light-emitting elements are used as the light-emitting elements 5, and the linear light-emitting elements are arranged along the main axis direction (hereinafter, sometimes referred to as "linear central arrangement").
図14(a)に示すように、発光素子5として直管(一本でまっすぐなもの)を2本げ(所謂2本ブリッジにしたもの、ツイン蛍光灯と同様なもの)で、全体を見たときに直線状の(形状の)発光素子5(換言すると、主軸方向に直線状に延びる発光素子5)が用いられている。当該直線状の発光素子は殺菌室35の中央に主軸方向に沿って配置されている。発光素子5は蛍光管のような管形状をしている。発光素子5は全体として主軸方向に延びる直線状の形状をしている。 As shown in Figure 14(a), the light-emitting element 5 is a two-piece straight tube (a single, straight piece) connected together (a so-called two-piece bridge, similar to a twin fluorescent lamp), and when viewed as a whole, a linear (shaped) light-emitting element 5 (in other words, a light-emitting element 5 extending linearly in the main axis direction) is used. The linear light-emitting element is arranged in the center of the sterilization chamber 35 along the main axis direction. The light-emitting element 5 has a tubular shape like a fluorescent tube. The light-emitting element 5 has a linear shape extending in the main axis direction as a whole.
発光素子5の空気流入部2の側には口金が設けられ、電極端子がその下側に突き出ている(図示省略)。口金の下部(根元)は錐状部材21dの上に置かれ、口金の側面が錐状部材21dの傾斜面と滑らかに繋がっている。発光素子5の口金の外側に突き出た電極端子(雄)は、錐状部材21dの上部に埋め込まれた電力供給用のソケット(雌)に着脱可能に装着されている(図示省略)。
なお、上述したように、殺菌室35の中で、主軸方向に沿って配置された発光素子5(主軸方向に沿って直線状に延びる発光素子5)は、殺菌室35の空気の流れに殆ど影響を与えない。
また、必要に応じて、図14(a)に示した、先端をブリッジで繋いだ発光素子5を複数用いてもよい(設置してもよい)。
A base is provided on the air inlet 2 side of the light-emitting element 5, and an electrode terminal protrudes from the bottom side (not shown). The bottom (base) of the base is placed on the cone-shaped member 21d, and the side of the base smoothly connects with the inclined surface of the cone-shaped member 21d. The electrode terminal (male) protruding outside the base of the light-emitting element 5 is detachably attached to a power supply socket (female) embedded in the top of the cone-shaped member 21d (not shown).
As described above, the light-emitting elements 5 arranged along the main axis direction in the sterilization chamber 35 (light-emitting elements 5 extending linearly along the main axis direction) have almost no effect on the air flow in the sterilization chamber 35.
If necessary, a plurality of light-emitting elements 5 whose tips are connected by a bridge as shown in FIG. 14(a) may be used (placed).
図14(b)の空気流のシュミレーション図に示すように、空気airは殺菌室35内のどの場所でも、主軸方向にほぼ均一な流速で流れていることが分る。 As shown in the air flow simulation diagram in Figure 14(b), it can be seen that air flows at an almost uniform flow rate in the axial direction at any location within the sterilization chamber 35.
[実施形態8の効果]
実施形態8に係る空気流殺菌装置1Hによれば、発光素子5として直線状の発光素子が用いられ、前記直線状の発光素子は主軸方向に沿って配置されているため、殺菌室35の中を移動する空気を、中央(主軸側)から放射状に紫外線照射することによって、効率的に殺菌することが可能となる。
なお、直線状の発光素子5として蛍光管のような管形状のものを用いると、当該形状のものは様々な種類のものが市販されているため入手しやすい。また、広い管面積を利用して照射光量を増やし、殺菌力を高めることも可能である。
[Effects of the Eighth Embodiment]
In the air flow sterilization device 1H of embodiment 8, linear light-emitting elements are used as the light-emitting elements 5, and the linear light-emitting elements are arranged along the main axis direction. Therefore, air moving through the sterilization chamber 35 can be sterilized efficiently by irradiating it with ultraviolet light radially from the center (main axis side).
If a tubular light emitting element such as a fluorescent tube is used as the linear light emitting element 5, various types of such light emitting elements are commercially available and are therefore easily available. In addition, it is possible to increase the amount of irradiated light by utilizing a large tube area, thereby enhancing the sterilizing power.
なお、実施形態8に係る空気流殺菌装置1Hは、発光素子5として直線状の発光素子5(蛍光管型)を用いる以外の点については実施形態7に係る空気流殺菌装置1Gと同様であるため、実施形態7に係る空気流殺菌装置1Gが有する効果のうち、該当する効果を有する。 In addition, the air flow sterilization device 1H of embodiment 8 is similar to the air flow sterilization device 1G of embodiment 7 except that it uses linear light emitting elements 5 (fluorescent tube type) as the light emitting elements 5, and therefore has the corresponding effects of the air flow sterilization device 1G of embodiment 7.
なお、実施形態1~5(図2~図10)でも、発光素子5として、実施形態6~7(図11~図13)で説明したLED素子を使用してもよい。その場合のLED素子の配置等については、実施形態6~7の説明を援用する。また、配置の組み合わせ等については、[発光素子5の配置の組み合わせ等]などの説明を援用する。 In addition, in embodiments 1 to 5 (Figs. 2 to 10), the LED elements described in embodiments 6 to 7 (Figs. 11 to 13) may also be used as the light-emitting element 5. In such cases, the explanations in embodiments 6 to 7 apply to the arrangement of the LED elements, etc. Furthermore, the explanations in "Combinations of arrangements of light-emitting element 5, etc." apply to the combinations of arrangements, etc.
また、実施形態1~5(図2~図10)でも、発光素子5として、実施形態8(図14)で説明したツイン蛍光灯と同様な直管を用いてもよい。 In addition, in embodiments 1 to 5 (Figures 2 to 10), a straight tube similar to the twin fluorescent lamp described in embodiment 8 (Figure 14) may be used as the light-emitting element 5.
また、実施形態1~5(図2~図10)でも、実施形態6~7(図11~図13)と同様に、空気流入部2を、最下層の空隙層21(一つの層)で構成し、中央に錐状部材21d(錐状突起)を設けるようにしてもよい。 Furthermore, in embodiments 1 to 5 (Figures 2 to 10), as in embodiments 6 to 7 (Figures 11 to 13), the air inlet section 2 may be constructed of the lowest void layer 21 (one layer), with a cone-shaped member 21d (cone-shaped protrusion) provided in the center.
[発光素子5の配置の組み合わせ等]
また、発光素子5の配置については、実施形態7~8(図12~図14参照)の配置を組み合わせてもよい。
例えば、発光素子5としてLED素子を使用し、発光素子5の配置を、縦配置と中心配置とを組合せた配置、環状配置と中心配置とを組合せた配置、又は螺旋配置と中心配置とを組合せた配置にする。その場合、発光素子5の配置を、双方とも縦配置にする、環状配置にする、一方を縦配置にして他方を環状配置にする、等の配置としてもよい。
または、発光素子5として、LED素子と直線状の発光素子5(実施形態8,図14参照)とを使用し、直線状中心配置と縦配置とを組合せた配置、直線状中心配置と環状配置とを組合せた配置、又は直線状中心配置と螺旋配置とを組合せた配置にしてもよい。
なお、[実施形態7]以降、本文の前までの説明は、錐状部材21dの頂点位置が異なる実施形態6にも、適用することができる。その場合、錐状部材21dは、その頂点位置が図11に示すように低いとして、それ以外の説明はそのまま適用する。
[Arrangement Combination of Light-Emitting Elements 5]
Furthermore, the arrangement of the light-emitting elements 5 may be a combination of the arrangements of the seventh and eighth embodiments (see FIGS. 12 to 14).
For example, LED elements are used as the light-emitting elements 5, and the arrangement of the light-emitting elements 5 is a combination of a vertical arrangement and a central arrangement, a combination of a circular arrangement and a central arrangement, or a combination of a spiral arrangement and a central arrangement. In this case, the arrangement of the light-emitting elements 5 may be such that both are vertically arranged, a circular arrangement, one is vertically arranged and the other is circularly arranged, etc.
Alternatively, LED elements and linear light-emitting elements 5 (see embodiment 8, Figure 14) may be used as the light-emitting elements 5, and an arrangement may be made in which a linear central arrangement and a vertical arrangement are combined, a linear central arrangement and a ring-shaped arrangement are combined, or a linear central arrangement and a spiral arrangement are combined.
The explanations from [Embodiment 7] onwards up to the beginning of the main text can also be applied to Embodiment 6, in which the apex position of the cone-shaped member 21d is different. In this case, the apex position of the cone-shaped member 21d is assumed to be low as shown in Figure 11, and the rest of the explanations remain applicable.
以上説明した実施形態で共通する構成をまとめると、本発明の空気流殺菌装置(1A~1H)は、空気の流れる主軸方向に延びる殺菌室35を構成する筒状殺菌部3と、前記殺菌室内に設けられ、前記殺菌室35を流れる空気airに向けて紫外線を照射可能な発光素子5と、前記筒状殺菌部3の一方側に設けられ前記殺菌室35へ空気を流入させる空気流入部2と、前記筒状殺菌部3の他方側に設けられ前記殺菌室35から空気を流出させる空気流出部4と、を備え、前記空気流入部2は、前記主軸方向に延びる縦空隙層21aと、前記各縦空隙層21aに連通し前記主軸に対し直角をなす副軸方向に広がる裾空隙層21bと、を主要構成要素とする空隙層21を有し、前記空隙層21は、前記裾空隙層21bの空気が前記縦空隙層21aを通って前記殺菌室35に流入するように構成されている、と述べることができる。 To summarize the configuration common to the embodiments described above, the air flow sterilization device (1A-1H) of the present invention comprises a cylindrical sterilization section 3 that constitutes a sterilization chamber 35 extending in the main axis direction of air flow; a light-emitting element 5 that is provided within the sterilization chamber and is capable of irradiating ultraviolet light toward the air flowing through the sterilization chamber 35; an air inlet section 2 that is provided on one side of the cylindrical sterilization section 3 and allows air to flow into the sterilization chamber 35; and an air outlet section 4 that is provided on the other side of the cylindrical sterilization section 3 and allows air to flow out of the sterilization chamber 35. The air inlet section 2 has a void layer 21 whose main components are vertical void layers 21a that extend in the main axis direction and bottom void layers 21b that are connected to each vertical void layer 21a and extend in a sub-axis direction perpendicular to the main axis, and the void layer 21 is configured so that air in the bottom void layer 21b flows into the sterilization chamber 35 through the vertical void layer 21a.
当該空気流殺菌装置(1A~1H)によれば、当該装置は、筒状殺菌部3と、発光素子5と、空気流入部2と、空気流出部4とを備え、空気流入部2は、縦空隙層21aと裾空隙層21bとを主要構成要素とする空隙層21を有し、当該空隙層21は、裾空隙層21bの空気airが縦空隙層21aを通って殺菌室35に流入するように構成されているため、空気airは、殺菌室35の中で滞留(死水領域)を殆ど生じさせることなく、発光素子5から照射される紫外線で殺菌される。
そのため、殺菌効率が高く、小型でシンプルな構造の空気流殺菌装置(1A~1H)にすることが可能である。
According to the air flow sterilization device (1A to 1H), the device comprises a cylindrical sterilization section 3, a light-emitting element 5, an air inlet section 2, and an air outlet section 4. The air inlet section 2 has a gap layer 21 whose main components are a vertical gap layer 21a and a bottom gap layer 21b. The gap layer 21 is configured so that air in the bottom gap layer 21b flows into the sterilization chamber 35 through the vertical gap layer 21a. Therefore, the air is sterilized by the ultraviolet light irradiated from the light-emitting element 5, with almost no stagnation (dead water area) occurring in the sterilization chamber 35.
Therefore, it is possible to make the air flow sterilizer (1A to 1H) highly efficient at sterilization and small in size and simple in structure.
なお、当該空気流殺菌装置が、更に、錐状部材21d(錐状突起)を備え、かつ必要に応じて、殺菌室35の副軸方向断面積を空気流入部2から空気流出部4の方向に向かって徐々に小さくなるように構成すると、一層小型でシンプルな構造にすることが可能となる。 Furthermore, if the air flow sterilization device further includes a cone-shaped member 21d (cone-shaped protrusion) and, if necessary, is configured so that the cross-sectional area of the sterilization chamber 35 in the sub-axial direction gradually decreases from the air inlet section 2 toward the air outlet section 4, an even smaller and simpler structure can be achieved.
[実施形態9]
図15は、実施形態9に係る空気流殺菌装置1Iを説明するために示す図である。
実施形態9に係る空気流殺菌装置1Iは、基本的には、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aと同様であるが、多孔板6が複数積層され、積層された複数の多孔板6は、少なくとも一部の開口部65と非開口部66とがオーバーラップする(重なる)ように構成されている点が異なる。
[Embodiment 9]
FIG. 15 is a diagram for explaining an airflow sterilizer 1I according to a ninth embodiment.
The air flow sterilizer 1I of embodiment 9 is basically the same as the air flow sterilizer 1A of embodiment 1, but differs in that a plurality of perforated plates 6 are stacked, and the stacked perforated plates 6 are configured so that at least some of the openings 65 and non-openings 66 overlap (overlap).
図を用いて説明する。図15の空気流殺菌装置1Iでは2つの多孔板(61、62)を用いている。それぞれ、開口部65と非開口部66とを有する(開口部65は円形)。多孔板61、62では、共に、開口部65の径L65(開口径)が、隣接する開口部65間の距離L67(非開口部66)より小さく形成されている。上から見ると多孔板61の開口部65の下には多孔板62の非開口部66が見えるように、多孔板61の開口部65と多孔板62の非開口部66とがオーバーラップする(上下方向で重なる)ように配置されている。また、空気airが下方から上方に通過できるように、多孔板61・62間には間隙67が設けられている。多孔板61、62の少なくとも上側の面は、反射加工されている。 The following diagram will be used to explain. The airflow sterilizer 1I in Figure 15 uses two perforated plates (61, 62). Each plate has an opening 65 and a non-opening 66 (the opening 65 is circular). In both perforated plates 61 and 62, the diameter L65 (opening diameter) of the opening 65 is smaller than the distance L67 (non-opening 66) between adjacent openings 65. The perforated plates 61 and 62 are arranged so that the non-opening 66 of the perforated plate 62 is visible below the opening 65 of the perforated plate 61 when viewed from above, and the openings 65 of the perforated plate 61 and the non-opening 66 of the perforated plate 62 overlap (vertically overlap). A gap 67 is provided between the perforated plates 61 and 62 to allow air to pass from below to above. At least the upper surfaces of the perforated plates 61 and 62 are reflectively finished.
多孔板61の上側は殺菌室35であり、発光素子5が配置され、発光素子5からは紫外線が照射される。発光素子5から照射された紫外線は、多孔板61の非開口部66で反射される。多孔板61の開口部65に入った紫外線は、多孔板62の非開口部66で反射される。 Above the perforated plate 61 is the sterilization chamber 35, where the light-emitting element 5 is placed and emits ultraviolet light. The ultraviolet light emitted from the light-emitting element 5 is reflected by the non-opening 66 of the perforated plate 61. The ultraviolet light that enters the opening 65 of the perforated plate 61 is reflected by the non-opening 66 of the perforated plate 62.
なお、図15を用い、多孔板(61、62)を殺菌室35の空気流入部2側に設けた場合を説明したが、多孔板(61、62)を殺菌室35の空気流出部4側に設けた場合も同様である。また、開口部65は円形に限られるものではなく、正方形、長方形、三角形、5角形、6角形等であってもよい。両多孔板61、62の開口部65(非開口部66)の形状が異なっていてもよい。多孔板61の開口部65と多孔板62の非開口部66とのオーバーラップは、完全なオーバーラップではなく、一部のオーバーラップでもよい。多孔板(61、62)の数は2に限られず、3以上であってもよい。多孔板6を積層する場合、空気の流れを考慮すると、2~3が好ましい。また、複数の多孔板(61、62)は、径L65(開口径)や隣接する開口部65間の距離L67が同じものであってもよいが、それらが異なるものでもよい。
上記以外の点については、実施形態9においても実施形態1で説明した態様をそのまま適用する。
While FIG. 15 illustrates the case where the perforated plates (61, 62) are provided on the air inlet 2 side of the sterilization chamber 35, the same applies when the perforated plates (61, 62) are provided on the air outlet 4 side of the sterilization chamber 35. The openings 65 are not limited to being circular, but may be square, rectangular, triangular, pentagonal, hexagonal, or other shapes. The shapes of the openings 65 (non-openings 66) of the perforated plates 61, 62 may be different. The overlap between the openings 65 of the perforated plate 61 and the non-openings 66 of the perforated plate 62 may be partial, rather than complete. The number of perforated plates (61, 62) is not limited to two, but may be three or more. When stacking perforated plates 6, two to three is preferable, taking into consideration the air flow. The diameters L65 (opening diameters) and the distances L67 between adjacent openings 65 of the multiple perforated plates (61, 62) may be the same, or may be different.
In other respects than those mentioned above, the aspects described in the first embodiment are also applied to the ninth embodiment.
[実施形態9の効果]
実施形態9に係る空気流殺菌装置1Iによれば、多孔板6が複数積層され、積層された複数の多孔板6は、少なくとも一部の開口部65と非開口部66とがオーバーラップする(重なる)ように構成されているため、ある多孔板の開口部65に入った紫外線は、他の多孔板の非開口部66で反射される。そのため、開口部65から紫外線が逃げるのを抑制した効率の良い殺菌をすることが一層可能となる。
なお、実施形態9に係る空気流殺菌装置1Iは、複数の多孔板をオーバーラップして配置する以外の点については実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aと同様であるため、実施形態1に係る空気流殺菌装置1Aが有する効果のうち、該当する効果を有する。
[Effects of Embodiment 9]
In the airflow sterilization device 1I according to the ninth embodiment, a plurality of perforated plates 6 are stacked, and the stacked perforated plates 6 are configured so that at least some of the openings 65 and non-openings 66 overlap (overlap), so that ultraviolet light entering the openings 65 of one perforated plate is reflected by the non-openings 66 of the other perforated plates. This makes it possible to suppress the escape of ultraviolet light from the openings 65, thereby achieving more efficient sterilization.
The air flow sterilizer 1I of embodiment 9 is similar to the air flow sterilizer 1A of embodiment 1 except for the arrangement of multiple overlapping perforated plates, and therefore has the corresponding effects of the air flow sterilizer 1A of embodiment 1.
[実施形態10]
実施形態10は、空気流殺菌装置1Aを用いた空気殺菌システムの実施形態である(図示省略)。空気殺菌システムは、空気流殺菌装置1Aと、空気流殺菌装置1Aから流出する殺菌された空気を案内する空気案内とを備える。空気流殺菌装置1Aは、例えば、円形、四角形等の食事テーブル、会議テーブル、医師と患者が向かい合う机、それらの近傍の床面等に設置される。空気流殺菌装置1Aは、図2に示す姿勢で設置してもよいが、横置きに設置してもよい。空気流殺菌装置1Aの空気流出部4から上方に出る殺菌された空気airは、下に凹面を向けたガイド面を有するパラソル、傘、殺菌された空気airを吹き出す空気ダクト等の空気案内によって、目的の場所に吹き付けられる。
[Embodiment 10]
Embodiment 10 is an embodiment of an air sterilization system using an airflow sterilizer 1A (not shown). The air sterilization system includes the airflow sterilizer 1A and an air guide that guides sterilized air flowing out from the airflow sterilizer 1A. The airflow sterilizer 1A is installed, for example, on a circular, square, or other dining table, a conference table, a desk where a doctor and patient face each other, or on the floor nearby. The airflow sterilizer 1A may be installed in the orientation shown in FIG. 2 or horizontally. The sterilized air flowing upward from the air outlet 4 of the airflow sterilizer 1A is blown to a desired location by an air guide, such as a parasol or umbrella with a guide surface facing downward, or an air duct that blows out sterilized air.
[実施形態10の効果]
上記空気殺菌システムによれば、例えば、病人から出た呼気は、空気流殺菌装置1Aの空気流入部2から吸引され、殺菌室35で殺菌され、空気流出部4から上方に殺菌されて放出されるが、空気案内によって所定の場所に案内される。そのため、例えば(1)複数人と一緒に食事する場合に清潔な環境下で食事でき感染リスクを低減できる、(2)会議をする場合に、感染リスクを低減できる、(3)医療現場では診療時に医師(医療従事者)と患者は対面状態になるが、患者などから放出される菌やウイルスをその場で吸引して殺菌すること、また殺菌された清浄な空気を医師周辺に連続的に吹き出して、医師の安全を確保することができる。といった(1)~(3)の少なくとも1つが可能となる。
[Effects of the Tenth Embodiment]
With the above air sterilization system, for example, exhaled breath from a sick person is sucked in through the air inlet 2 of the airflow sterilization device 1A, sterilized in the sterilization chamber 35, and released upward from the air outlet 4 after being sterilized, while being guided to a predetermined location by the air guide. Therefore, at least one of the following (1) to (3) is possible: (1) when eating with multiple people, eating in a clean environment reduces the risk of infection; (2) when holding a meeting, the risk of infection can be reduced; and (3) in medical settings, when a doctor (healthcare worker) and a patient are face-to-face during treatment, bacteria and viruses emitted from the patient can be sucked in and sterilized on the spot, and sterilized clean air can be continuously blown around the doctor to ensure the doctor's safety.
以上、本発明を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。 The present invention has been described above based on the above embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. It can be implemented in various ways without departing from the spirit of the invention, and for example, the following modifications are also possible:
(1)上記実施形態1においては、筒30(筒状殺菌部3、殺菌室35)を筒形の形状(副軸方向の断面が真円の円筒)としたが、筒30の形状はこのような筒形に限定されない。例えば、副軸方向の断面が楕円、正方形、長方形、三角形、五角形、六角形等の多角形等の筒形であってもよい。(1) In the above-mentioned first embodiment, the tube 30 (cylindrical sterilization section 3, sterilization chamber 35) has a cylindrical shape (a cylinder with a perfectly circular cross section in the sub-axis direction), but the shape of the tube 30 is not limited to this cylindrical shape. For example, the cross section in the sub-axis direction may be a polygonal shape such as an ellipse, square, rectangle, triangle, pentagon, or hexagon.
(2)上記実施形態1においては、裾空隙層入口21eを筒状(円筒形状)の空気流入部2の側面に設けたが、裾空隙層入口21eを設ける箇所は側面に限定されるものではない。例えば、裾空隙層入口21eを側面及び底面に分散して設けてもよい。(2) In the above-mentioned embodiment 1, the bottom void layer inlet 21e is provided on the side surface of the tubular (cylindrical) air inlet section 2, but the location where the bottom void layer inlet 21e is provided is not limited to the side surface. For example, the bottom void layer inlet 21e may be provided in a distributed manner on the side surface and bottom surface.
(3)上記実施形態1においては、空気流入部2について、径の大きさが上下方向でほぼ同じ円筒形状をした側面に、複数の層状の裾空隙層入口21eを設けた(図4等参照)が、当該円筒形状は、径の大きさが、例えば、下部で大きく上部にいくにつれて次第に小さくなる、下部で小さく上部にいくにつれて次第に大きくなる、のように変わる円筒形状であり、その側面に複数の層状の裾空隙層入口21eを設けるようにしてもよい。 (3) In the above embodiment 1, the air inlet section 2 has a cylindrical shape with a diameter that is approximately the same in the vertical direction, and multiple layered bottom gap layer inlets 21e are provided on the side surface (see Figure 4, etc.). However, the cylindrical shape may have a diameter that changes, for example, being larger at the bottom and gradually decreasing toward the top, or being smaller at the bottom and gradually increasing toward the top, and multiple layered bottom gap layer inlets 21e may be provided on the side surface.
(4)上記実施形態1において、多孔板6の果たす一定の整流作用(複数の縦空隙層出口21fから殺菌室35に出る空気airの速度を平均化する作用)の代替えとして、ポーラス材(例えばスポンジのようなもの)を用いてもよい。 (4) In the above embodiment 1, a porous material (such as a sponge) may be used as a substitute for the certain straightening action performed by the perforated plate 6 (the action of averaging the speed of air exiting the sterilization chamber 35 from the multiple vertical void layer outlets 21f).
(5)上記実施形態1においては、複数の直線状の発光素子5を交差するように配置したが、直線状の発光素子5を1つだけ副軸方向に配置してもよい。
また、複数の直線状の発光素子5を同じ方向に配置してもよい。この場合、異なる設置高さ位置に配置する、又は同じ設置高さ位置に配置する(例えば平行に配置する)ようにしてもよい。
(5) In the first embodiment, a plurality of linear light emitting elements 5 are arranged to intersect with each other. However, only one linear light emitting element 5 may be arranged in the sub-axis direction.
Alternatively, a plurality of linear light emitting elements 5 may be arranged in the same direction. In this case, they may be arranged at different installation heights or at the same installation height (for example, arranged in parallel).
(6)上記実施形態1~6においては、発光素子5の形状は直線状又は環状であったが、その形状が螺旋状であってもよい。しかし、螺旋状の形状は、通常、直線状、環状、直線状兼環状のいずれかに分類できる。(6) In the above embodiments 1 to 6, the shape of the light-emitting element 5 was linear or annular, but the shape may also be spiral. However, spiral shapes can generally be classified as linear, annular, or both linear and annular.
(7)上記実施形態1~9の空気流殺菌装置(1A~1I)は、それ自体を単独で使用してもよいが、例えば、空調装置に組み込む、家屋の壁、床、天井、窓等に組み込む等するモジュール又は殺菌ユニットとして使用してもよい。
また、図2に示す姿勢で使用してもよいが、上下を逆にした姿勢や、横にした姿勢で使用してもよい。
(7) The airflow sterilization devices (1A to 1I) of the above-mentioned embodiments 1 to 9 may be used alone, or may be used as modules or sterilization units that are incorporated into air conditioning systems or into the walls, floors, ceilings, windows, etc. of houses.
The device may be used in the position shown in FIG. 2, but may also be used upside down or on its side.
(8)上記実施形態1~9の空気流殺菌装置(1A~1I)においては、「空気」(の語)の代わりに、「気体」(の語)を用いてもよい。この「気体」とは、空気、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素等の一般的な気体である。又は、「空気」(の語)の代わりに、「液体」(の語)を用いてもよい。この「液体」とは、水、油等の一般的な液体である。又は、「空気」(の語)の代わりに、「流体」(の語)を用いてもよい。この「流体」とは、上記「気体」及び「液体」を含む一般的な流体である。 (8) In the air flow sterilization devices (1A-1I) of the above embodiments 1 to 9, the term "gas" may be used instead of "air." This "gas" refers to general gases such as air, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, and nitrogen. Alternatively, the term "liquid" may be used instead of "air." This "liquid" refers to general liquids such as water and oil. Alternatively, the term "fluid" may be used instead of "air." This "fluid" refers to general fluids including the above "gas" and "liquid."
1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1H,1I…空気流殺菌装置、2…空気流入部、3…筒状殺菌部、4…空気流出部、5…発光素子、6,61,62…多孔板、21…空隙層、21a…縦空隙層、21b…裾空隙層、21c…連通部、21d…錐状部材、21e…裾空隙層入口、21f…縦空隙層出口、21g…スペーサー、21i…空隙層の外側内壁、21r…R形成部、w…間隙幅、121S1…裾空隙層入口面積、21S2…縦空隙層出口面積、21z…空気流入部構成材、30…筒、31…光反射部、35…殺菌室、35i…殺菌室内壁、131…入口、132…出口、134…流管、135…隔壁、136…死水領域、41…排気筒、43…ファン、43k…ファン取付具、51…電気接続具、52…配線、53…把持具、54…固定部材、55…固定アンカー、56…LED搭載基板、57…制御装置、6…多孔板、65…開口部、66…非開口部、71…フレーム、72…補強柱、air…空気、UV…紫外線、L1…空気流入部外径、L2,L3…殺菌室内径1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H, 1I...Air flow sterilization device, 2...Air inlet section, 3...Cylindrical sterilization section, 4...Air outlet section, 5...Light emitting element, 6, 61, 62...Perforated plate, 21...Void layer, 21a...Vertical void layer, 21b...Bottom void layer, 21c...Communicating section, 21d...Conical member, 21e...Bottom void layer inlet, 21f...Vertical void layer outlet, 21g...Spacer, 21i...Outer inner wall of void layer, 21r...R-forming section, w...Gap width, 121S1...Bottom void layer inlet area, 21S2...Vertical void layer outlet area, 21z...Air inlet section constituent material 30...tube, 31...light reflecting section, 35...sterilization chamber, 35i...sterilization chamber wall, 131...inlet, 132...outlet, 134...flow tube, 135...partition wall, 136...dead water area, 41...exhaust tube, 43...fan, 43k...fan mounting fixture, 51...electrical connector, 52...wiring, 53...gripping device, 54...fixing member, 55...fixing anchor, 56...LED mounting board, 57...control device, 6...perforated plate, 65...opening, 66...non-opening, 71...frame, 72...reinforcing column, air...air, UV...ultraviolet light, L1...outer diameter of air inlet section, L2, L3...diameter of sterilization chamber
Claims (18)
前記殺菌室内に設けられ、前記殺菌室を流れる空気流に向けて紫外線を照射可能な発光素子と、
前記筒状殺菌部の一方側に設けられ前記殺菌室へ空気を流入させる空気流入部と、
前記筒状殺菌部の他方側に設けられ前記殺菌室から空気を流出させる空気流出部と、
を備え、
前記空気流入部は、
前記主軸方向に延びる同心円状の複数の縦空隙層と、前記各縦空隙層に連通し前記主軸に対し直角をなす副軸方向に広がる裾空隙層と、を主要構成要素とする層状に形成された複数の空隙層を有し、前記複数の空隙層は、前記裾空隙層の空気が前記縦空隙層を通って前記殺菌室に等速で流入するように構成されている
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 a cylindrical sterilizing section that forms a sterilizing chamber extending in the direction of the main axis of air flow;
a light-emitting element provided in the sterilization chamber and capable of irradiating ultraviolet light toward the air flowing through the sterilization chamber;
an air inlet section provided on one side of the cylindrical sterilization section for introducing air into the sterilization chamber;
an air outlet portion provided on the other side of the cylindrical sterilization portion to allow air to flow out of the sterilization chamber;
Equipped with
The air inlet section is
An air flow sterilization device having a plurality of laminar void layers whose main components are a plurality of concentric vertical void layers extending in the main axis direction and a bottom void layer communicating with each of the vertical void layers and extending in a sub-axis direction perpendicular to the main axis, wherein the plurality of void layers are configured so that air in the bottom void layer passes through the vertical void layer and flows into the sterilization chamber at a constant speed.
前記空気流入部の前記裾空隙層のある箇所の前記副軸方向断面の外径が、
前記殺菌室の前記空気流入部から前記空気が流入する箇所の前記副軸方向断面の内径より大きいように構成されている
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 2. The airflow sterilizer of claim 1,
The outer diameter of the cross section in the minor axis direction at a location where the bottom gap layer of the air inlet portion is located is
An air flow sterilizer, characterized in that the diameter of the air flow passage is larger than the inner diameter of the cross section in the minor axis direction at the point where the air flows in from the air inlet port of the sterilization chamber.
前記複数の空隙層は、裾空隙層入口の面積と、縦空隙層出口の面積と、の比が所定範囲内であるように構成されている
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 2. The airflow sterilizer of claim 1,
An air flow sterilizer, characterized in that the plurality of gap layers are configured so that the ratio of the area of the bottom gap layer inlet to the area of the vertical gap layer outlet is within a predetermined range.
前記裾空隙層は、前記裾空隙層入口から、前記裾空隙層と前記縦空隙層との連通部に向かってその間隙幅が一定又は徐々に狭くなるように構成されている
ことを特徴とする空気流殺菌装置。
4. The airflow sterilizer of claim 3 ,
The air flow sterilizer is characterized in that the bottom gap layer is configured so that the gap width is constant or gradually narrows from the bottom gap layer inlet toward the connecting part between the bottom gap layer and the vertical gap layer.
前記縦空隙層はその間隙幅が変わらないように構成されている
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 2. The airflow sterilizer of claim 1,
An airflow sterilizer, characterized in that the vertical gap layer is configured so that the gap width does not change.
同心円状の中央の前記空隙層には、前記連通部に、前記縦空隙層出口の方向に頂点がある錐状部材が設けられている
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 5. The airflow sterilizer of claim 4 ,
An air flow sterilizer, characterized in that the central concentric void layer is provided with a cone-shaped member at the communicating part, the apex of which is in the direction of the outlet of the vertical void layer.
前記殺菌室は、前記副軸方向断面積が、前記主軸方向で変わらない、又は前記空気流入部から前記空気流出部方向に向かって徐々に小さくなる、ように構成されている
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 2. The airflow sterilizer of claim 1,
The sterilization chamber is configured so that the cross-sectional area in the minor axis direction does not change along the major axis direction or gradually decreases from the air inlet port toward the air outlet port.
前記殺菌室の前記空気流入部近傍又は前記空気流出部近傍に配置される多孔板を更に備え、
前記多孔板は、少なくとも前記殺菌室の内部に向かう面が反射するように構成されている
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 2. The airflow sterilizer of claim 1,
The sterilization chamber further includes a perforated plate disposed near the air inlet or the air outlet of the sterilization chamber,
An airflow sterilizer, characterized in that the perforated plate is configured so that at least the surface facing the inside of the sterilization chamber is reflective.
前記多孔板が複数積層され、前記積層された複数の多孔板は、少なくとも一部の開口部と非開口部とがオーバーラップするように構成されている
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 9. The airflow sterilizer of claim 8,
An airflow sterilizer, characterized in that a plurality of the perforated plates are stacked, and the stacked perforated plates are configured so that at least some of the openings and non-openings overlap.
前記発光素子は、直線状又は環状の形状を有する
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 2. The airflow sterilizer of claim 1,
The airflow sterilizer, characterized in that the light emitting element has a linear or annular shape.
前記発光素子は、その形状が直線状である場合にその直線方向が、又はその形状が環状である場合にその環で囲まれた面の法線方向が、前記主軸方向、前記副軸方向、又はそれらの中間方向となるように配置される
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 11. The airflow sterilizer of claim 10,
the light-emitting element is arranged so that, when the light-emitting element is linear, the linear direction thereof, or when the light-emitting element is annular, the normal direction of the surface surrounded by the annular ring, is the direction of the major axis, the minor axis, or an intermediate direction therebetween.
前記発光素子として、複数の直線状の発光素子を用い、前記複数の発光素子は前記主軸方向からみたとき交差するように配置される
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 11. The airflow sterilizer of claim 10,
The airflow sterilizer according to claim 1, wherein the light emitting elements are a plurality of linear light emitting elements, and the plurality of light emitting elements are arranged so as to intersect when viewed from the main axis direction.
前記殺菌室内に設けられ、前記殺菌室を流れる空気流に向けて紫外線を照射可能な発光素子と、
前記筒状殺菌部の一方側に設けられ前記殺菌室へ空気を流入させる空気流入部と、
前記筒状殺菌部の他方側に設けられ前記殺菌室から空気を流出させる空気流出部と、
を備え、
前記空気流入部は、
前記主軸方向に延びる縦空隙層と、前記各縦空隙層に連通し前記主軸に対し直角をなす副軸方向に広がる裾空隙層と、前記他方側の方向に頂点があるように中央部に設けられた錐状部材と、を主要構成要素とする空隙層を有し、前記裾空隙層の空気が前記錐状部材によって案内され前記縦空隙層を通って前記殺菌室に流入するように構成され、
前記殺菌室は、前記副軸方向断面積が、前記空気流入部から前記空気流出部方向に向かって徐々に小さくなるように構成されている
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 a cylindrical sterilizing section that forms a sterilizing chamber extending in the direction of the main axis of air flow;
a light-emitting element provided in the sterilization chamber and capable of irradiating ultraviolet light toward the air flowing through the sterilization chamber;
an air inlet section provided on one side of the cylindrical sterilization section for introducing air into the sterilization chamber;
an air outlet portion provided on the other side of the cylindrical sterilization portion to allow air to flow out of the sterilization chamber;
Equipped with
The air inlet section is
a gap layer having as its main components a vertical gap layer extending in the main axis direction, a bottom gap layer communicating with each of the vertical gap layers and extending in a sub-axis direction perpendicular to the main axis, and a cone-shaped member provided in the center so as to have an apex in the direction of the other side, and configured so that air in the bottom gap layer is guided by the cone-shaped member and flows into the sterilization chamber through the vertical gap layer,
The air flow sterilizer, characterized in that the sterilization chamber is configured so that the cross-sectional area in the sub-axial direction gradually decreases from the air inlet port toward the air outlet port.
前記空隙層と前記殺菌室との接続部近傍で、前記空隙層の外側内壁と前記殺菌室内壁とが、前記副軸方向から前記主軸方向になだらかに方向を変えるように構成されている
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 14. The airflow sterilizer of claim 13,
an outer inner wall of the air gap layer and an inner wall of the sterilization chamber are configured so that their direction gradually changes from the minor axis direction to the major axis direction near the connection between the air gap layer and the sterilization chamber.
前記錐状部材は、前記頂点が前記殺菌室の内部に位置するように前記殺菌室の内部に突き出して構成されている
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 14. The airflow sterilizer of claim 13,
The air flow sterilizer, characterized in that the cone-shaped member is configured to protrude into the sterilization chamber so that the apex is located inside the sterilization chamber.
前記発光素子としてLED素子が用いられ、前記LED素子は前記殺菌室の内壁に沿って配置されている
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 14. The airflow sterilizer of claim 13,
An airflow sterilizer, characterized in that LED elements are used as the light-emitting elements, and the LED elements are arranged along the inner wall of the sterilization chamber.
前記発光素子として直線状の発光素子が用いられ、前記直線状の発光素子は前記主軸方向に沿って配置されている
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 14. The airflow sterilizer of claim 13,
An airflow sterilizer, characterized in that linear light-emitting elements are used as the light-emitting elements, and the linear light-emitting elements are arranged along the main axis.
前記殺菌室内に設けられ、前記殺菌室を流れる空気流に向けて紫外線を照射可能な発光素子と、
前記筒状殺菌部の一方側に設けられ前記殺菌室へ空気を流入させる空気流入部と、
前記筒状殺菌部の他方側に設けられ前記殺菌室から空気を流出させる空気流出部と、
を備え、
前記空気流入部は、
前記主軸方向に延びる縦空隙層と、前記各縦空隙層に連通し前記主軸に対し直角をなす副軸方向に広がる裾空隙層と、を主要構成要素とする空隙層を有し、前記空隙層は、前記裾空隙層の空気が前記縦空隙層を通って前記殺菌室に流入するように構成されている
ことを特徴とする空気流殺菌装置。 a cylindrical sterilizing section that forms a sterilizing chamber extending in the direction of the main axis of air flow;
a light-emitting element provided in the sterilization chamber and capable of irradiating ultraviolet light toward the air flowing through the sterilization chamber;
an air inlet section provided on one side of the cylindrical sterilization section for introducing air into the sterilization chamber;
an air outlet portion provided on the other side of the cylindrical sterilization portion to allow air to flow out of the sterilization chamber;
Equipped with
The air inlet section is
An air flow sterilization device having a gap layer whose main components are vertical gap layers extending in the main axis direction and bottom gap layers communicating with each vertical gap layer and extending in the sub-axis direction perpendicular to the main axis, wherein the gap layers are configured so that air in the bottom gap layer flows into the sterilization chamber through the vertical gap layers.
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007502200A (en) | 2003-08-04 | 2007-02-08 | アトランティウム レイザーズ リミテッド | Serial treatment of liquids and gases by light radiation. |
| JP2009195369A (en) | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Fujifilm Corp | Case for air purifiers, and air purifier |
| WO2011087100A1 (en) | 2010-01-15 | 2011-07-21 | 株式会社 佐多商会 | Air sterilization/purification device, and exhaled-air sterilization/purification device, indoor air sterilization/purification device, and simplified isolation device using said air sterilization/purification device |
| CN203694182U (en) | 2013-09-27 | 2014-07-09 | 何志明 | Ultraviolet sterilization equipment |
| JP2019188127A (en) | 2018-04-20 | 2019-10-31 | 旭化成株式会社 | Ultraviolet light irradiation device |
| JP2021028056A (en) | 2019-08-09 | 2021-02-25 | 旭化成株式会社 | Ultraviolet irradiation device |
| WO2021235449A1 (en) | 2020-05-19 | 2021-11-25 | Next Innovation合同会社 | Toxic subject decreasing/eliminating device |
| JP2022097948A (en) | 2020-12-21 | 2022-07-01 | ダイハツ工業株式会社 | Air cleaner |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH077967Y2 (en) * | 1990-09-21 | 1995-03-01 | 中野 浩二 | UV irradiation device |
-
2022
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007502200A (en) | 2003-08-04 | 2007-02-08 | アトランティウム レイザーズ リミテッド | Serial treatment of liquids and gases by light radiation. |
| JP2009195369A (en) | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Fujifilm Corp | Case for air purifiers, and air purifier |
| WO2011087100A1 (en) | 2010-01-15 | 2011-07-21 | 株式会社 佐多商会 | Air sterilization/purification device, and exhaled-air sterilization/purification device, indoor air sterilization/purification device, and simplified isolation device using said air sterilization/purification device |
| CN203694182U (en) | 2013-09-27 | 2014-07-09 | 何志明 | Ultraviolet sterilization equipment |
| JP2019188127A (en) | 2018-04-20 | 2019-10-31 | 旭化成株式会社 | Ultraviolet light irradiation device |
| JP2021028056A (en) | 2019-08-09 | 2021-02-25 | 旭化成株式会社 | Ultraviolet irradiation device |
| WO2021235449A1 (en) | 2020-05-19 | 2021-11-25 | Next Innovation合同会社 | Toxic subject decreasing/eliminating device |
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