JP7822650B2

JP7822650B2 - 空気流殺菌装置

Info

Publication number: JP7822650B2
Application number: JP2024536827A
Authority: JP
Inventors: 洋河村; 裕行安立
Original assignee: Ａｍシステムズ株式会社
Priority date: 2022-07-29
Filing date: 2023-06-08
Publication date: 2026-03-03
Anticipated expiration: 2043-06-08
Also published as: JPWO2024024295A1; WO2024024070A1; WO2024024295A1

Description

本発明は、空気流殺菌装置に関する。

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。

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。

特開２０１９－１８８１２７号公報

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。

［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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

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。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。実施形態１に係る空気流殺菌装置１Ａにおける空気ａｉｒの流れを説明するために示す図。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。実施形態８に係る空気流殺菌装置１Ｈの変形例を説明するために示す図。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。

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。

［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。

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。

［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。

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／ｍ^２）分布は容器内で一様であるとする。

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。

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q_i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、Σ_iq_i＝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Δh_i,j、流路面積をΔS_i,jとすると、この部分における流速v_i,jはv_i,j＝q_i／ΔS_i,jである。したがって微小区間Δh_i,jの通過時間は、
Δτ_i,j＝Δh_i,j／ v_i,j=Δh_i,j×ΔS_i,j／q_i＝ΔV_i,j／q_i ・・・（２）
となる（ΔV_i,jはこの微小区間の体積）。

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、
τ_i＝Σ_jΔτ_i,j＝Σ_jΔV_i,j／q_i＝V_i／q_i ・・・（３）
となる（V_i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q_iについての加重平均として導入すると、
＜τ＞＝Σ_iτ_i×q_i ／Q₀＝（Σ_iV_i）／Q₀ ・・・（４）
となって、Σ_iΔV_i＝V₀であることから、式（１）と同じ関係を得る。

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、（Σ_iΔV_i）＜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（Σ_iΔV_i）＝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。

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。

［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。

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）。

［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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

［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。

［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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

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。

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。

［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）。

［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。

［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。

［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）。

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。

［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。

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。

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／３０Ｌ-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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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）。

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。

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。

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。

［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。

［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）。

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。

［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。

［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。

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。

［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。

［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。

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。

［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。

［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。

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。

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。

［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。）

［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。

［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。

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。

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。）

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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）。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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）。

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。

［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。

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。

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）。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

［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。

［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。

［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。

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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

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

Claims

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
ことを特徴とする空気流殺菌装置。
請求項１の空気流殺菌装置において、
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。
請求項１の空気流殺菌装置において、
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。
請求項３の空気流殺菌装置において、
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。
請求項１の空気流殺菌装置において、
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。
請求項４の空気流殺菌装置において、
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。
請求項１の空気流殺菌装置において、
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。
請求項１の空気流殺菌装置において、
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。
請求項８の空気流殺菌装置において、
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。
請求項１の空気流殺菌装置において、
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。
請求項１０の空気流殺菌装置において、
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。
請求項１０の空気流殺菌装置において、
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。
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、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。
請求項１３の空気流殺菌装置において、
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。
請求項１３の空気流殺菌装置において、
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。
請求項１３の空気流殺菌装置において、
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。
請求項１３の空気流殺菌装置において、
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。
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
ことを特徴とする空気流殺菌装置。