光殺菌装置及び光殺菌システム
【課題】 導光路を用いて、機器の各部材に容易に光照射して殺菌を行う光殺菌装置を提供する。
【解決手段】 ランプなどの光源１ａを有する光源部１と、光源部１の光源１ａからの光が入射される複数本の導光ファイバ２と、空気調和機の熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３、ドレインパン１４などの各部材に塗布され、光を吸収することによって殺菌性が発現する一重項酸素生成剤と、各部材に配置され、導光ファイバ２を介して入射される光源部１からの光をそれぞれ部材に照射する複数の光照射ファイバ３とを備えた。
【解決手段】 ランプなどの光源１ａを有する光源部１と、光源部１の光源１ａからの光が入射される複数本の導光ファイバ２と、空気調和機の熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３、ドレインパン１４などの各部材に塗布され、光を吸収することによって殺菌性が発現する一重項酸素生成剤と、各部材に配置され、導光ファイバ２を介して入射される光源部１からの光をそれぞれ部材に照射する複数の光照射ファイバ３とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を照射することによって固体表面の殺菌を行う光殺菌装置及び光殺菌システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器を構成しているアルミフィン表面に常温酸化触媒を塗布し、その熱交換器の表面に光を照射して殺菌を行う脱臭機能付き熱交換器がある（例えば、特許文献１参照）。
また、光照射装置と、光照射下で殺菌力を持つ光触媒材料とを組み合わせて殺菌を行う手法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
また、一重項酸素が殺菌効果をもつことが知られており（例えば、非特許文献２参照）、色素に可視光を照射すると一重項酸素が生成することが知られている（例えば、非特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許３０９３９５３号公報
【非特許文献１】橋本和仁、藤嶋昭 編集「酸化チタン光触媒のすべて」、シーエムシー、１９９８年７月７日、ｐ.１７８−１９５
【非特許文献２】中野稔、「一重項酸素による殺菌」、油化学酸化セミナー、２０号、ｐ．３３、１９９９年
【非特許文献３】Ｌ．Ｌ．ＩＮＧＲＡＨＡＭ，Ｄ．Ｌ．ＭＥＹＥＲ，「酸素の生化学」、学会出版センター、ｐ．３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ファンなどで空気の流れを作り、温湿度を制御したり空気中の不純物を除去する装置においては、その空気の流れる部分の表面に空気中に浮遊している菌が付着し、これが蓄積・繁殖して再飛散したり臭気を発生したりする場合がある。また、例えば、空気調和機のドレインパンは、空気の流れと直接接触することはないが、空気と接した熱交換器の表面に付着した菌が、結露水とともに滴下され蓄積する可能性がある。
従来の光触媒を用いた殺菌手段では、可視光の利用効率が悪いために、十分な殺菌能力を得るには紫外光が必要であった。また、異なる部材を殺菌するためには、それぞれに光源を配置する必要があった。また、殺菌を必要としていない期間は光照射をしないために、光源のための資源・コスト・スペースなどが無駄になっていた。
【０００５】
本発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、導光路を用いて、機器の各部材に容易に光照射ができる光殺菌装置を得ることである。
第２の目的は、可視光を吸収して一重項酸素を生成する化合物を用いることによって安価な光源と導光路とを利用できる光殺菌装置を得ることである。
第３の目的は、光照射を間欠的に行うことによって、殺菌が必要な各部材に十分な光照射を行う光殺菌装置を得ることである。
第４の目的は、殺菌が必要な複数の機器に光照射を行う光殺菌システムを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光殺菌装置は、光源部と、光源部からの光が入射される導光路と、機器の部材に用いられ、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物と、部材に配置され、導光路を介して入射される光源部からの光を部材に照射する光照射部とを備えたものである。
【０００７】
また、本発明に係る光殺菌システムは、所定領域の各所に配置された複数の機器と、所定領域外に配置された光源部と、光源部からの光を複数の機器にそれぞれ導く導光路と、複数の機器の部材にそれぞれ用いられ、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物と、複数の機器の部材にそれぞれ配置され、導光路を介して入射される光源部からの光をそれぞれの部材に照射する光照射部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物が用いられた部材に、導光路を介して入射される光源部からの光を照射するようにしたので、機器の各部材に容易に光を照射することが可能になり、このため、衛生面で優れた機器を提供できる。
【０００９】
また、本発明においては、所定領域の各所に配置された複数の機器の部材に、所定領域外に配置された光源部から導光路及び光照射部を介して光を照射するようにしたので、複数の機器の殺菌を容易にでき、このため、衛生面で優れた環境を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の光殺菌装置及び光殺菌システムの実施の形態について図面を用いて説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示す空気調和機における光殺菌装置の概略構成図である。
実施の形態１においては、熱交換器１１と、ファン１２と、空気清浄部１３と、ドレインパン１４とを構成要素とする空気調和機に光殺菌装置を設けたものである。この空気調和機の熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４の各部材には、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物の一重項酸素生成剤が塗布されている。光殺菌装置は、例えば、空気調和機の筐体内に設置された光源部１と、光源部１からの光を導くための複数本の導光ファイバ２（導光路）と、導光ファイバ２を介して入射される光源部１からの光を熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４にそれぞれ照射する複数本の光照射ファイバ３（光照射部）とからなっている。
【００１１】
一重項酸素生成剤として、ローズベンガル、メチレンブルー、ポルフィリン類、フタロシアニン類、アダマンタン類、ソラレン類、フラーレン類などから一種以上の化合物が用いられている。これら物質の分子は、それぞれ固有の光吸収波長域を有し、この波長の光が照射されると励起状態となり、酸素分子にエネルギーを与えて自ら基底状態に戻る特性を有している。酸素分子は、通常は三重項状態であるが、エネルギーを得ると一重項状態（一重項酸素）となって、殺菌能力を有するようになる。
【００１２】
また、一重項酸素生成剤の安定性を向上させたり、水溶性を抑制して水洗耐久性を向上させるために、シリカやアルミナなどの酸化物や複合酸化物、モンモリロナイトやセピオライト、ゼオライトなどのナノメートルサイズの多孔構造を有する酸化物、メソポーラスシリカやチタニアナノシートの再構成体などのマイクロメートルサイズの多孔構造を有する酸化物などに担持するとよい。また、シクロデキストリンなどの包接分子やポリアクリルアミドなどの高分子と混合したり、化学的に結合させてもよい。
【００１３】
また、一重項酸素生成剤の励起状態をより安定化し、酸素分子にエネルギーを受け渡す確率を高くするために、一重項酸素生成剤の担体としてシリカなどの高表面積な担体にナノメートルサイズの金や白金などの金属微粒子を付着させたものを用いて、金属微粒子のプラズモン共鳴による電場増強効果を利用するようにしてもよい。
【００１４】
光源部１は、光源１ａと、この光源１ａから放射される光を効率よく導光ファイバ２に入射させる反射板１ｂとが筐体１ｃに収納されてなっている。その筐体１ｃは、光源１ａを交換可能に、かつ光源１ａの点灯による熱を放散させる構造となっている。光源１ａは、一重項酸素生成剤が吸収可能な波長（４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光）の光を発する例えば水銀ランプ、キセノンランプ、白色蛍光灯、ＬＥＤなどの何れかからなっている。例えば、一重項酸素生成剤にメチレンブルーが用いられている場合は、約６６０ｎｍの波長に吸収ピークがあるので、白色蛍光灯あるいは赤色ＬＥＤなどが光源１ａとして用いられる。
なお、吸収波長の異なる複数の一重項酸素生成剤を混合して用いたり、各部材に吸収波長の異なる一重項酸素生成剤を用いた場合には、それぞれに適した波長の光を照射できるように光源１ａを組み合わせて用いる。また、放射光の一部が空気調和機の筐体から、あるいは筐体に設けた窓部から見える構造にして、殺菌動作中であることがユーザーにわかるようにしてもよい。
【００１５】
導光ファイバ２は、ガラスやプラスチックをコアとする光ファイバ心線が多数本束ねられた光ファイバケーブルからなり、一端が光入射可能に筐体１ｃに連結され、他端が光照射ファイバ３に連結されている。このうち、熱交換器１１側に配線された導光ファイバ２は、途中から４分割されてそれぞれの光照射ファイバ３と連結され、また、空気清浄部１３側に配線された導光ファイバ２は、途中から２分割されて２本の光照射ファイバ３と連結されている。光源部１からの導光ファイバ２は、各部材に応じて光源１ａの光量が所定比率で分割されるように光ファイバ心線の本数が選定されている。これにより、殺菌に必要十分な光量が照射される。
なお、この導光ファイバ２は、通信用光ファイバとして広く用いられている、屈折率の異なる２種の材料を用いたり、屈折率が中心部から外縁部にかけて徐々に変化する材料を用いたものであってもよい。また、殺菌に必要十分な光量が得られるのであれば、単純な構造の線材や棒材、板材などで構成された光ファイバでもよい。
【００１６】
光照射ファイバ３は、例えば導光ファイバ２が連結された端面から入射する光が側面全体から漏れるように構成された漏光型光ファイバからなり、一重項酸素生成剤が塗布された熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３、ドレインパン１４の各部材にそれぞれ光照射できるように配置されている。
なお、光照射ファイバ３として、棒材や板材の表面が粗く研磨された光ファイバや、徐々にテーパー状に加工された光ファイバでもよい。
【００１７】
前述した一重項酸素生成剤、光源１ａ、導光ファイバ２、光照射ファイバ３を組み合わせることで所定の殺菌性能が得られる。例えば、単位時間当たりの各部材の菌増加量をＮ（個）とし、光源１ａの光強度をＦ（Ｗ）、導光ファイバ２での光損失比をｘ、光照射ファイバ３での光損失をｙ、各部材の単位表面積当たりの一重項酸素生成剤の濃度をＣ（モル）、一重項酸素生成剤からの一重項酸素生成量子収率をφ、一重項酸素１モル当たりの殺菌可能菌数をｋとして、
Ｎ≦ｋ・Ｆ・（１−ｘ）・（１−ｙ）・Ｃ・φ
とすることによって、一重項酸素生成剤が塗布された各部材の菌数Ｎの増加を抑制できる。
【００１８】
なお、一重項酸素生成剤の代わりに、酸化チタンなどの紫外線を吸収して殺菌可能な材料や、酸化チタンに窒素などの原子やイオンをドープした材料や、酸化ニオブや酸化バナジウムを含む非酸化チタン系の複合酸化物の材料などの、いわゆる可視光応答光触媒を用いてもよい。これらの材料は、前記の有機化合物に比べると、可視光吸収性が低いため、より紫外領域の光を含む光源と導光ファイバを用いる。
【００１９】
次に動作について説明する。
空気調和機を運転すると、室外機（図示せず）と熱交換器１１とからなるヒートポンプ機能によって熱交換器１１の表面が加熱または冷却され、ファン１２によって導かれて空気中に熱を与えたり奪ったりする。空気の熱を奪う際には、空気中の水分が熱交換器１１の表面に結露し、水がドレインパン１４に集められ、ドレインパイプ（図示せず）によって屋外に排出される。また、ファン１２によって空気が空気清浄部１３を通過する際に、空気中の粉塵やガスを吸着したり分解したりする。
【００２０】
一方、空気調和機の運転中に光源部１の光源１ａを点灯させると、その光が複数の導光ファイバ２を通じてそれぞれの光照射ファイバ３に入射し、光照射ファイバ３の表面からそれぞれ熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４の各部材に照射され、これら部材に塗布された一重項酸素生成剤に吸収される。この光の吸収により一重項酸素生成剤から一重項酸素が生成され、各部材に菌が付着・蓄積されていた場合には、その一重項酸素によって殺菌される。
【００２１】
以上のように実施の形態１によれば、熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４にそれぞれ一重項酸素生成剤を塗布し、この一重項酸素生成剤に光源部１からの光を導光ファイバ２及び光照射ファイバ３を通じて照射するようにしたので、熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４に付着・蓄積した菌を容易に殺菌することが可能になり、このため、衛生面で優れた空気調和機を提供できる。
【００２２】
なお、前記の実施の形態１では、熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４の各部材に一重項酸素生成剤を塗布して光を照射するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、空気調和機の筐体内面、ドレイン水の管路、空気中の粒子状やガス状の物質を除去するフィルタ、屋内と屋外とを連結するダクト、筐体内部に流れる空気経路などの各部材に一重項酸素生成剤を塗布して光を照射するようにしてもよい。
【００２３】
また、熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４に一重項酸素生成剤を塗布したことを述べたが、これら部材の製造の際に用いられる材料に一重項酸素生成剤を混合するようにしてもよい。
【００２４】
また、実施の形態１では、空気調和機の運転時に、一重項酸素生成剤が塗布された熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４の各部材に光を照射するようにしたが、光の照射を所定時間毎に行うようにしてもよい。この場合、例えば光源部１に制御部（図示せず）を設け、空気調和機の運転時に、所定時間毎に光が導光ファイバ２に入射されるように光源１ａを点灯する。このような構成をした場合、殺菌に必要な各部材に間欠的に光を照射することになり、このため、衛生面で優れた空気調和機を提供できる上に、光源１ａの消費電力を抑えることができる。
【００２５】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２を示す空気清浄機における光殺菌装置の概略構成図である。なお、図１で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
実施の形態２においては、粗大粉塵除去用のプレフィルタ２１と、微細粉塵除去用のメインフィルタ２２と、ファン２３とを構成要素とする空気清浄機に光殺菌装置を設けたものである。この空気清浄機のプレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３の各部材には、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物の一重項酸素生成剤が塗布されている。プレフィルタ２１とメインフィルタ２２には、それぞれ２本の光照射ファイバ３が配置されており、ファン２３には、１本の光照射ファイバ３が配置されている。光源部１からの３本の導光ファイバ２は、前述したように、各部材に応じて光源１ａの光量が所定比率で分割されるように光ファイバ心線の本数が選定されている。
【００２６】
空気清浄機の運転中、室内の空気は、ファン２３によって機体内にプレフィルタ２１とメインフィルタ２２とを通過して吸い込まれ、室内に戻される。また、空気中に含まれる粗大粉塵は、プレフィルタ２１によって除去され、プレフィルタ２１を通過した微細粉塵は、メインフィルタ２２によって除去される。一方、光源部１の光源１ａを点灯させると、その光は、複数の導光ファイバ２を通じてそれぞれの光照射ファイバ３に入射し、光照射ファイバ３の表面からそれぞれプレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３に照射され、これら部材に塗布された一重項酸素生成剤に吸収される。この光の吸収により一重項酸素生成剤から一重項酸素が生成され、プレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３に菌が付着されていた場合には、その一重項酸素によって殺菌される。
【００２７】
以上のように実施の形態２によれば、プレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３にそれぞれ一重項酸素生成剤を塗布し、この一重項酸素生成剤に光源部１からの光を導光ファイバ２及び光照射ファイバ３を通じて照射するようにしたので、プレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３に付着した菌を容易に殺菌することが可能になり、衛生面で優れた空気清浄機を提供できる。
【００２８】
なお、前記の実施の形態２では、プレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３に一重項酸素生成剤を塗布して光を照射するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、空気清浄機の筐体内面、筐体内に流れる空気経路、空気中のガス状物質を除去するフィルタなどの各部材に一重項酸素生成剤を塗布して光を照射するようにしてもよい。
【００２９】
また、プレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３に一重項酸素生成剤を塗布したことを述べたが、これら部材の製造の際に用いられる材料に一重項酸素生成剤を混合するようにしてもよい。
【００３０】
また、実施の形態２では、空気清浄機の運転時に、一重項酸素生成剤が塗布されたプレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３の各部材に光を照射するようにしたが、光の照射を所定時間毎に行うようにしてもよい。この場合、例えば光源部１に制御部（図示せず）を設け、空気清浄機の運転時に、所定時間毎に光が導光ファイバ２に入射されるように光源１ａを点灯する。このような構成をした場合、殺菌に必要な各部材に間欠的に光を照射することになり、このため、衛生面で優れた空気清浄機を提供できる上に、光源１ａの消費電力を抑えることができる。
【００３１】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３を示す加湿器における光殺菌装置の概略構成図である。なお、図１で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
実施の形態３においては、気化エレメント３１と、貯水トレイ３２と、ファン３３とを構成要素とする加湿器に光殺菌装置を設けたものである。この加湿器の気化エレメント３１及び貯水トレイ３２の各部材には、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物の一重項酸素生成剤が塗布されている。気化エレメント３１の両側には、それぞれ１本の光照射ファイバ３が配置されており、貯水トレイ３２には、１本の光照射ファイバ３が配置されている。光源部１からの２本の導光ファイバ２は、前述したように、各部材に応じて光源１ａの光量が所定比率で分割されるように光ファイバ心線の本数が選定されている。
【００３２】
加湿器の運転中、室内の空気は、ファン２３によって気化エレメント３１を通過して吸い込まれ、室内に戻される。水は、貯水タンク（図示せず）から貯水トレイ３２に供給されており、気化エレメント３１が水を吸水して濡れた状態になっているため、空気が気化エレメント３１を通過すると水分が揮発し、室内が加湿される。一方、光源部１の光源１ａを点灯させると、その光は、複数の導光ファイバ２を通じてそれぞれの光照射ファイバ３に入射し、光照射ファイバ３の表面からそれぞれ気化エレメント３１及び貯水トレイ３２に照射され、これら部材に塗布された一重項酸素生成剤に吸収される。この光の吸収により一重項酸素生成剤から一重項酸素が生成され、気化エレメント３１及び貯水トレイ３２に菌が付着・蓄積されていた場合には、その一重項酸素によって殺菌される。
【００３３】
以上のように実施の形態３によれば、気化エレメント３１及び貯水トレイ３２にそれぞれ一重項酸素生成剤を塗布し、この一重項酸素生成剤に光源部１からの光を導光ファイバ２及び光照射ファイバ３を通じて照射するようにしたので、気化エレメント３１及び貯水トレイ３２に付着・蓄積した菌を容易に殺菌することが可能になり、衛生面で優れた加湿器を提供できる。
【００３４】
なお、前記の実施の形態３では、気化エレメント３１及び貯水トレイ３２に一重項酸素生成剤を塗布して光を照射するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、加湿器の筐体内面、ファン３３、筐体内に流れる空気経路、空気中の粒子状及びガス状物質を除去するフィルタ、貯水タンクなどの各部材に一重項酸素生成剤を塗布して光を照射するようにしてもよい。
【００３５】
また、気化エレメント３１及び貯水トレイ３２に一重項酸素生成剤を塗布したことを述べたが、これら部材の製造の際に用いられる材料に一重項酸素生成剤を混合するようにしてもよい。
【００３６】
また、実施の形態３では、加湿器の運転時に、一重項酸素生成剤が塗布された気化エレメント３１及び貯水トレイ３２の各部材に光を照射するようにしたが、光の照射を所定時間毎に行うようにしてもよい。この場合、例えば光源部１に制御部（図示せず）を設け、加湿器の運転時に、所定時間毎に光が導光ファイバ２に入射されるように光源１ａを点灯する。このような構成をした場合、殺菌に必要な各部材に間欠的に光を照射することになり、このため、衛生面で優れた加湿器を提供できる上に、光源１ａの消費電力を抑えることができる。
【００３７】
前述した実施の形態１、２、３では、各部材に応じて光源１ａの光量が所定比率で分割されるように導光ファイバ２の光ファイバ心線の本数を選定したことを述べたが、導光ファイバ２の光ファイバ心線の本数を均等に選定し、光源部１と導光ファイバ２との間に、各部材に応じて光の波長を分波する光分波器（図示せず）を設けてもよい。この場合、各部材に塗布する一重項酸素生成剤は、照射される波長の光を吸収し、一重項酸素を生成するのに適したものを選択する。これにより、菌の蓄積や増殖が早いと考えられる部材には、殺菌効果の高い光（波長）を照射できるので、より衛生面で優れた空気調和機、空気清浄機や加湿器を提供できる。
【００３８】
また、可視光（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）の吸収により一重項酸素を生成する一重項酸素生成剤を用いることによって、安価な光源１ａと導光ファイバ２を利用でき、また、光源部１にランプである光源１ａを交換可能に装着されているので、メンテナンスの面でも優れているという効果がある。
【００３９】
実施の形態４．
図４は本発明の実施の形態４を示す光殺菌装置の光源部の説明図である。なお、同図（ｂ）は光源側から見た光量可変部の正面図、（ｃ）は光量可変部に設けられたシャッタの一部を拡大して示す説明図である。
光殺菌装置の光源部４１は、例えば図４（ａ）に示すように、円筒状に形成された筐体４２と、筐体４２の一方の開口に着脱可能に嵌入された外観弾頭状の反射板４３と、反射板４３側に接近して取り付けられた光源４４と、筐体４２の他方の開口に着脱可能に嵌入された外観円柱状の光量可変部４５とからなっている。この光量可変部４５は、筐体４２から露出する端部に、例えば３本の導光ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃが着脱可能に連結され、光源４４に対向する端部に、導光ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃの各端部にそれぞれ連通する入射口４６が設けられている。入射口４６以外の部分は鏡からなってる。また、入射口後方の端部内に各入射口４６の開度をそれぞれ可変するシャッタ４７が設けられている。
【００４０】
各シャッタ４７は、複数の細長い板状鏡４７ａ及びこれを回転させる回転軸４７ｂと（図４（ｃ）参照）、シャッタ毎に設けられ回転軸４７ｂを通じて複数の板状鏡４７ａの角度を可変するモータ（図示せず）と、モータを制御する制御部４８とからなっている。シャッタ４７の角度は０度から９０度の範囲内で、０度のときは、シャッタ４７が閉鎖されて光源４４の光を光源部４１内に閉じ込め、９０度のときは、シャッタ４７が開放されて光源部４１内の光を導光ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃに入射させる。
【００４１】
また例えば、この３つのシャッタ４７の角度をそれぞれ０度、４５度、９０度とした場合、各入射口４６の比率は０：１：２となるので、シャッタ４７の角度を９０度とした入射口４６には光源部４１内の全光量の２／３が入射し、角度を４５度とした入射口４６には全光量の１／３が入射する。即ち、シャッタ４７の角度（０度も含む）を調整することにより、それぞれの導光ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃへの入射光量を変えることができる。
【００４２】
前述した制御部４８は、例えばマイコンからなり、各入射口４６にそれぞれ設けられたシャッタ４７の角度が設定され、機器の制御手段（図示せず）を通じて運転を検知したときに、スイッチ４８ａをオンして光源４４に電源を印加し、各シャッタ４７がそれぞれ所定の角度になるように各モータを制御する。そして、運転の停止を検知したときは、スイッチ４８ａをオフして電源を遮断し、各シャッタ４７の角度が０度になるように各モータを制御する。
【００４３】
前述した光源部１を用いることにより、各部材に対して殺菌に必要な光量の光を照射することできるので、効率のよい殺菌が行えるという効果がある。
【００４４】
なお、シャッタ４７に、外部からの電圧印加によって反射率を変えることのできるデバイスを用いてもよい。例えば、２枚の透明導電膜電極間に、電解質層、パラジウム鏡面層、マグネシウム・ニッケル合金層を挟んだデバイスを用いた場合、光は合金層が酸化状態にあるとパラジウム鏡面層で反射され、電圧を加えて合金層を還元状態にすると透過する。また、プリズムや回折格子を用いて波長を分波し、異なる波長をそれぞれのファイバに入射できるようにしてもよい。
【００４５】
このような機構を用いることによって、異なる部材に、異なる光量（強度）あるいは波長の光を照射することが可能となるため、菌の蓄積や増殖が早いと考えられる部材には、多くの光量あるいは殺菌効果の高い波長の光を照射できる。プリズムや回折格子などの光分波器を用いて波長が異なる光を照射する場合には、光が照射される部材に塗布、又は部材の材料と共に混合される一重項酸素生成剤は、前述したように照射される波長の光を吸収し、一重項酸素を生成するのに適したものを選択することが望ましい。
【００４６】
実施の形態５．
図５は本発明の実施の形態５を示す空気調和機における光殺菌装置の概略構成図、図６は実施の形態５における光殺菌装置の光照射を示すシーケンスである。なお、図１及び図４で説明した実施の形態１、４と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
実施の形態５は、空気調和機の例えば熱交換器１１及びドレインパン１４の各部材に一重項酸素生成剤を塗布し、熱交換器１１に対しては時間ｔ１毎に、ドレインパン１４に対しては時間ｔ１より長い時間ｔ２毎に光を照射するようにしたものである。時間ｔ１の方が短いのは、ドレインパン７よりも熱交換器１１の方が菌の付着・蓄積が早いからである。この制御は、制御部４８が行っている。また、この制御部４８には、熱交換器１１に照射される光量がドレインパン７に照射される光量よりも多くなるようにそれぞれのシャッタ４７の開放角度が設定されている。
【００４７】
次に、実施の形態５の光殺菌装置の動作について図６のシーケンスを参照しながら説明する。
光殺菌装置の制御部４８は、空気調和機の運転を検知すると、時間ｔ１、ｔ２の計測を開始する。そして、時間ｔ１を経過したときは、スイッチ４８ａをオンして光源部４１の光源４４を点灯し、導光ファイバ２ａ，２ｂと連通する各シャッタ４７を予め設定された角度に基づいて開放し、光源４の光を導光ファイバ２ａ，２ｂを通じて各光照射ファイバ３からそれぞれ熱交換器１１に照射させる。この光照射時間は、図６（ａ）に示すように熱交換器１１に付着する菌数をｎ１以下にする時間で、予め設定されている。光照射時間が経過した後は、再び時間ｔ１の計測を開始すると共に、開放したシャッタ４７を閉鎖し、熱交換器１１への光照射を遮断する。
【００４８】
その後、時間ｔ２を経過したときは、導光ファイバ２ｃと連通するシャッタ４７を予め設定された角度に基づいて開放し、光源４の光を導光ファイバ２ｃを通じて光照射ファイバ３からドレインパン７に照射させる。この光照射時間は、図６（ｂ）に示すようにドレインパン７に付着する菌数をｎ２以下にする時間で、前記と同様に予め設定されている。光照射時間が経過した後は、再び時間ｔ２の計測を開始すると共に、開放したシャッタ４７を閉鎖し、ドレインパン７への光照射を遮断する。
【００４９】
この後に時間ｔ１を経過したときは、前述したように導光ファイバ２ａ，２ｂと連通する各シャッタ４７を前記の角度に基づいて開放して、熱交換器１１への光照射を行い、また、時間ｔ２を経過したときは、導光ファイバ２ｃと連通するシャッタ４７を開放して、ドレインパン７への光照射を行い、これを空気調和機の運転の間、繰り返し行う。
【００５０】
以上のように、熱交換器１１に対してはドレインパン７よりも光量の多い光を時間ｔ１毎に照射し、ドレインパン７に対しては熱交換器１１よりも光量の少ない光を時間ｔ２毎に照射し、これを繰り返し行うようにしたので、短時間で、しかも効率よく菌数を抑制することが可能になり、衛生面で優れた空気調和機を提供できる。
【００５１】
なお、前記の実施の形態５では、空気調和機の運転中、熱交換器１１に対しては時間ｔ１毎に光を照射し、ドレインパン７に対しては時間ｔ２毎に光を照射するようにしたが、風量、風速、ファンの回転数、室内温度や湿度、粉塵濃度、浮遊菌数、付着菌数などを検出する各種センサの少なくとも１つ以上を用い、そのセンサからの信号の入力に基づいて前記の時間ｔ１，ｔ２を算出するようにしてもよい。このようにした場合、最適な光照射のタイミングを設定できるので、効率よく殺菌でき、光源１ａの消費電力の無駄を削減できる。
【００５２】
また、前述した各種センサの少なくとも１つ以上を用い、そのセンサからの信号が入力されたときに、熱交換器１１に時間ｔ１毎に光を照射し、ドレインパン７に時間ｔ２毎に光を照射して、殺菌を行うようにしてもよい。これにより、空気調和機が運転を開始したときに殺菌を行う実施の形態５と比べ、各部材に付着・蓄積した菌を集中的に殺菌することができる。
【００５３】
また、本実施の形態の光殺菌装置を空気調和機に用いたことを述べたが、空気清浄機や加湿器に適用してもよい。さらに、制御部に夜間運転中に過度に光照射をしないモードを備え、光による眠りを妨げることのないようにしてもよい。
【００５４】
実施の形態６．
図７は本発明の実施の形態６を示す空気清浄機における光殺菌装置の説明図である。なお、図１で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
実施の形態６は、機器から離れた場所に光殺菌装置の光源部１を配置したものである。例えば図７に示すように、屋外に光源部１を設置し、この光源部１に連結された導光ファイバ２と機器である空気清浄機からの導光ファイバ２とを接続する多心用の光コネクタ７１を家屋の壁に設けたものである。空気清浄機に引き入れられた導光ファイバ２は、筐体２４内で２分割され、プレフィルタ２１、メインフィルタ２２などの空気清浄部材２０に配置された光照射ファイバ３とそれぞれ連結されている。この光照射ファイバ３は、前述したように漏光型光ファイバからなっている。なお、図中の光照射ファイバ３は、断面を示している。
【００５５】
このように、光源部１を屋外に設置し、光源部１に連結された導光ファイバ２と空気清浄機からの導光ファイバ２とを壁に設けられた光コネクタ７１で接続するようにしたので、光源部１のメンテナンスが容易になるという効果がある。
【００５６】
実施の形態７．
図８は本発明の実施の形態７を示す光殺菌システムの構成図、図９は光殺菌システムにおける光照射のシーケンスである。なお、図１及び図７で説明した実施の形態１、６と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
図中に示す光殺菌システムは、例えば、家屋の１階の各部屋に設置された空気調和機８１及び空気清浄機８２と、１階の天井裏に布設された換気用のダクト８３と、２階の各部屋に設置された加湿器８４及び空気調和機８５と、２階の天井裏に布設された換気用のダクト８６と、屋外に設置された光源部８７と、光源部８７を制御する制御部８８と、光源部８７と空気調和機８１の間に光コネクタ７１ａを介在して配線された導光ファイバ２ａと、光源部８７と空気清浄機８２の間に光コネクタ７１ｂを介在して配線された導光ファイバ２ｂと、光源部８７と加湿器８４の間に光コネクタ７１ｃを介在して配線された導光ファイバ２ｃと、光源部８７とダクト８３の間に光コネクタ７１ｄを介在して配線された導光ファイバ２ｄと、光源部８７と空気調和機８５の間に光コネクタ７１ｄ，７１ｇを介在して配線された導光ファイバ２ｅと、光源部８７とダクト８６の間に光コネクタ７１ｆを介在して配線された導光ファイバ２ｆとから構築されている。
【００５７】
空気調和機８１，８５、空気清浄機８２及び加湿器８４は、図示していないが、それぞれの部材に一重項酸素生成剤が塗布され、各部材に光を照射する光照射ファイバ３が配置されている。ダクト８３，８６は、内面に一重項酸素生成剤が塗布され、一方に光照射ファイバ３ａが、他方に光照射ファイバ３ｂが配線されている。なお、ダクト８３は換気扇８３ａと連結され、ダクト８６は換気扇８６ａと連結されている。
【００５８】
光源部８７は、基本的には図４に示す光源部からなり、上部及び下部にそれぞれ３個のシャッタを有する光量可変部が設けられている。制御部８８は、動作説明時に詳述するが、空気調和機８１，８５、空気清浄機８２及び加湿器８４、並びに換気扇８３ａ，８６ａにそれぞれ対応して間欠的に光を照射する時間が設定され、機器が運転されたとき、その機器に対して設定された時間毎にシャッタを開放して、そのシャッタに連通する導光ファイバに光源の光が間欠的に入射されるようにする。なお、空気調和機８１，８５に対して設定された時間は共に同じであり、また、換気扇８３ａ，８６ａに対して設定された時間は共に同じである。
【００５９】
次に、光殺菌システムの動作について図９に示すシーケンスを参照しながら説明する。
光殺菌装置の制御部８８は、空気調和機８１の運転を検知すると、空気調和機８１に対して設定された時間ｔ８１の計測を開始する。そして、時間ｔ８１を経過したときは、光源部８７の光源に電源を印加して点灯し、その空気調和機８１に配線された導光ファイバ２ａと連通するシャッタを開放し、光源の光を導光ファイバ２ａを通じて空気調和機８１内の光照射ファイバ３から部材に照射させる。この光照射時間は、図９（ａ）に示すように部材に付着する菌数をｎ８１以下にする時間で、予め設定されている。光照射時間が経過した後は、再び時間ｔ８１の計測を開始すると共に、開放したシャッタを閉鎖し、空気調和機８１への光照射を遮断する。その後、時間ｔ８１が経過すると、前述した動作を繰り返して空気調和機８１内の部材に光を照射し、これを空気調和機８１の運転の間、繰り返し行う。
【００６０】
また、制御部８８は、空気清浄機８２の運転を検知すると、空気清浄機８２に対して設定された時間ｔ８２の計測を開始する。そして、時間ｔ８２を経過したときは、空気清浄機８２に配線された導光ファイバ２ｂと連通するシャッタを開放し、光源の光を導光ファイバ２ｂを通じて空気清浄機８２内の光照射ファイバ３から部材に照射させる。この光照射時間は、図９（ｂ）に示すように部材に付着する菌数をｎ８２以下にする時間で、前記と同様に予め設定されている。光照射時間が経過した後は、再び時間ｔ８２の計測を開始すると共に、開放したシャッタを閉鎖し、空気清浄機８２への光照射を遮断する。その後、時間ｔ８２が経過すると、前述した動作を繰り返して空気清浄機８２内の部材に光を照射し、これを空気清浄機８２の運転の間、繰り返し行う。
【００６１】
また、制御部８８は、加湿器８４の運転を検知すると、加湿器８４に対して設定された時間ｔ８３１の計測を開始する。そして、時間ｔ８３１を経過したときは、加湿器８４に配線された導光ファイバ２ｃと連通するシャッタを開放し、光源の光を導光ファイバ２ｃを通じて加湿器８４内の光照射ファイバ３から部材に照射させる。この光照射時間は、図９（ｃ）に示すように部材に付着する菌数をｎ８３１以下にする時間で、前記と同様に予め設定されている。光照射時間が経過した後は、再び時間ｔ８３１の計測を開始すると共に、開放したシャッタを閉鎖し、加湿器８４への光照射を遮断する。その後、時間ｔ８３１が経過すると、前述した動作を繰り返して加湿器８４内の部材に光を照射し、これを加湿器８４の運転の間、繰り返し行う。加湿器８４においては、運転停止中にも内部の湿度が高く、菌が徐々に増加する可能性があるので、運転停止中は、時間ｔ８３２毎にシャッタを開放して、導光ファイバ２ｃに光源の光を入射させ、加湿器８４内の菌数をｎ８３１以下になるようにする。
【００６２】
図９に図示していないが、例えば換気扇８３ａの運転を検知したときは、換気扇８３ａに対して設定された時間の計測を開始し、そして、その時間を経過したときは、換気扇８３ａに配線された導光ファイバ２ｄと連通するシャッタを開放し、光源の光を導光ファイバ２ｄを通じてダクト８３内の光照射ファイバ３ａから放射させる。その後、再び時間の計測を開始すると共に、開放したシャッタを閉鎖し、換気扇８３ａへの光照射を遮断する。この光照射を予め設定された時間毎に繰り返し行い、換気扇８３ａの運転が停止されたときに終了する。
【００６３】
以上のように実施の形態７によれば、家屋に設置された機器が運転を開始たとき、機器に対して設定された間欠的に光を照射する時間毎に光が機器内部に照射されるようにしたので、それぞれの機器に付着・蓄積される菌数を抑制することが可能になり、このため、衛生面で優れた住環境を提供できる。また、家屋の壁に光コネクタ７１を設け、光源部８７から導光ファイバ２ａ〜２ｆと各機器からの導光ファイバ２ａ〜２ｆとを家屋の壁にそれぞれ設けられた光コネクタ７１に接続するようにしているので、光源部１のメンテナンスが容易になるという効果がある。
【００６４】
前記の実施の形態７では、機器の運転を検知したとき、その機器に対して設定された時間毎に光を照射するようにしたが、風量、風速、ファンの回転数、室内温度や湿度、粉塵濃度、浮遊菌数、付着菌数などを検出する各種センサの少なくとも１つ以上を用い、そのセンサからの信号が入力されたときに、その機器に対して設定された時間毎に光を照射するようにしてもよい。各部材に付着・蓄積した菌を集中的に殺菌することができる。
【００６５】
また、機器に応じて最適な光量が照射されるようにシャッタの角度を予め設定しておいてもよい。この場合、制御部８８は、家屋に設置された各機器に対応してシャッタの開放角度（光量）が設定され、機器の運転を検知したとき、その機器からシャッタの開放角度を判別し、かつ判別した開放角度になるようにシャッタを制御して、該当する機器にその開放角度に基づく光量の光が導入されるようにする。このように構成した場合、殺菌に必要な光量の光を各機器に導入させることができ、効率のよい殺菌が行えるという効果がある。
【００６６】
また、可視光（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）の吸収により一重項酸素を生成する一重項酸素生成剤を用いることによって、安価な光源１ａと導光ファイバ２ａ〜２ｆを利用でき、また、光源部１にランプである光源１ａを交換可能に装着されているので、メンテナンスの面でも優れているという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の活用例として、空気調和機や空気清浄機、加湿機などを想定して説明したが、菌が付着する表面を有し、衛生面を向上させる必要のあるものであれば、機器に限定されるものではない。また、家屋を想定した光殺菌システムについて述べたが、建築物だけでなく、自動車や飛行機、船舶などに本システムを用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１を示す空気調和機における光殺菌装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２を示す空気清浄機における光殺菌装置の概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態３を示す加湿器における光殺菌装置の概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態４を示す光殺菌装置の光源部の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態５を示す空気調和機における光殺菌装置の概略構成図である。
【図６】実施の形態５における光殺菌装置の光照射を示すシーケンスである。
【図７】本発明の実施の形態６を示す空気清浄機における光殺菌装置の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態７を示す光殺菌システムの構成図である。
【図９】光殺菌システムにおける光照射のシーケンスである。
【符号の説明】
【００６９】
１ 光源部、１ａ 光源、１ｂ 反射板、１ｃ 筐体、２ 導光ファイバ、３ 光照射ファイバ、１１ 熱交換器、１２ ファン、１３ 空気清浄部、１４ ドレインパン、
２１ プレフィルタ、２２ メインフィルタ、２３ ファン、３１ 気化エレメント、
３２ 貯水トレイ、４１ 光源部、４２ 筐体、４３ 反射板、４４ 光源、４５ 光量可変部、４６ 入射口、４７ シャッタ、４８ 制御部、４８ａ スイッチ、７１ 光コネクタ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を照射することによって固体表面の殺菌を行う光殺菌装置及び光殺菌システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器を構成しているアルミフィン表面に常温酸化触媒を塗布し、その熱交換器の表面に光を照射して殺菌を行う脱臭機能付き熱交換器がある（例えば、特許文献１参照）。
また、光照射装置と、光照射下で殺菌力を持つ光触媒材料とを組み合わせて殺菌を行う手法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
また、一重項酸素が殺菌効果をもつことが知られており（例えば、非特許文献２参照）、色素に可視光を照射すると一重項酸素が生成することが知られている（例えば、非特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許３０９３９５３号公報
【非特許文献１】橋本和仁、藤嶋昭 編集「酸化チタン光触媒のすべて」、シーエムシー、１９９８年７月７日、ｐ.１７８−１９５
【非特許文献２】中野稔、「一重項酸素による殺菌」、油化学酸化セミナー、２０号、ｐ．３３、１９９９年
【非特許文献３】Ｌ．Ｌ．ＩＮＧＲＡＨＡＭ，Ｄ．Ｌ．ＭＥＹＥＲ，「酸素の生化学」、学会出版センター、ｐ．３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ファンなどで空気の流れを作り、温湿度を制御したり空気中の不純物を除去する装置においては、その空気の流れる部分の表面に空気中に浮遊している菌が付着し、これが蓄積・繁殖して再飛散したり臭気を発生したりする場合がある。また、例えば、空気調和機のドレインパンは、空気の流れと直接接触することはないが、空気と接した熱交換器の表面に付着した菌が、結露水とともに滴下され蓄積する可能性がある。
従来の光触媒を用いた殺菌手段では、可視光の利用効率が悪いために、十分な殺菌能力を得るには紫外光が必要であった。また、異なる部材を殺菌するためには、それぞれに光源を配置する必要があった。また、殺菌を必要としていない期間は光照射をしないために、光源のための資源・コスト・スペースなどが無駄になっていた。
【０００５】
本発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、導光路を用いて、機器の各部材に容易に光照射ができる光殺菌装置を得ることである。
第２の目的は、可視光を吸収して一重項酸素を生成する化合物を用いることによって安価な光源と導光路とを利用できる光殺菌装置を得ることである。
第３の目的は、光照射を間欠的に行うことによって、殺菌が必要な各部材に十分な光照射を行う光殺菌装置を得ることである。
第４の目的は、殺菌が必要な複数の機器に光照射を行う光殺菌システムを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光殺菌装置は、光源部と、光源部からの光が入射される導光路と、機器の部材に用いられ、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物と、部材に配置され、導光路を介して入射される光源部からの光を部材に照射する光照射部とを備えたものである。
【０００７】
また、本発明に係る光殺菌システムは、所定領域の各所に配置された複数の機器と、所定領域外に配置された光源部と、光源部からの光を複数の機器にそれぞれ導く導光路と、複数の機器の部材にそれぞれ用いられ、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物と、複数の機器の部材にそれぞれ配置され、導光路を介して入射される光源部からの光をそれぞれの部材に照射する光照射部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物が用いられた部材に、導光路を介して入射される光源部からの光を照射するようにしたので、機器の各部材に容易に光を照射することが可能になり、このため、衛生面で優れた機器を提供できる。
【０００９】
また、本発明においては、所定領域の各所に配置された複数の機器の部材に、所定領域外に配置された光源部から導光路及び光照射部を介して光を照射するようにしたので、複数の機器の殺菌を容易にでき、このため、衛生面で優れた環境を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の光殺菌装置及び光殺菌システムの実施の形態について図面を用いて説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示す空気調和機における光殺菌装置の概略構成図である。
実施の形態１においては、熱交換器１１と、ファン１２と、空気清浄部１３と、ドレインパン１４とを構成要素とする空気調和機に光殺菌装置を設けたものである。この空気調和機の熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４の各部材には、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物の一重項酸素生成剤が塗布されている。光殺菌装置は、例えば、空気調和機の筐体内に設置された光源部１と、光源部１からの光を導くための複数本の導光ファイバ２（導光路）と、導光ファイバ２を介して入射される光源部１からの光を熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４にそれぞれ照射する複数本の光照射ファイバ３（光照射部）とからなっている。
【００１１】
一重項酸素生成剤として、ローズベンガル、メチレンブルー、ポルフィリン類、フタロシアニン類、アダマンタン類、ソラレン類、フラーレン類などから一種以上の化合物が用いられている。これら物質の分子は、それぞれ固有の光吸収波長域を有し、この波長の光が照射されると励起状態となり、酸素分子にエネルギーを与えて自ら基底状態に戻る特性を有している。酸素分子は、通常は三重項状態であるが、エネルギーを得ると一重項状態（一重項酸素）となって、殺菌能力を有するようになる。
【００１２】
また、一重項酸素生成剤の安定性を向上させたり、水溶性を抑制して水洗耐久性を向上させるために、シリカやアルミナなどの酸化物や複合酸化物、モンモリロナイトやセピオライト、ゼオライトなどのナノメートルサイズの多孔構造を有する酸化物、メソポーラスシリカやチタニアナノシートの再構成体などのマイクロメートルサイズの多孔構造を有する酸化物などに担持するとよい。また、シクロデキストリンなどの包接分子やポリアクリルアミドなどの高分子と混合したり、化学的に結合させてもよい。
【００１３】
また、一重項酸素生成剤の励起状態をより安定化し、酸素分子にエネルギーを受け渡す確率を高くするために、一重項酸素生成剤の担体としてシリカなどの高表面積な担体にナノメートルサイズの金や白金などの金属微粒子を付着させたものを用いて、金属微粒子のプラズモン共鳴による電場増強効果を利用するようにしてもよい。
【００１４】
光源部１は、光源１ａと、この光源１ａから放射される光を効率よく導光ファイバ２に入射させる反射板１ｂとが筐体１ｃに収納されてなっている。その筐体１ｃは、光源１ａを交換可能に、かつ光源１ａの点灯による熱を放散させる構造となっている。光源１ａは、一重項酸素生成剤が吸収可能な波長（４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光）の光を発する例えば水銀ランプ、キセノンランプ、白色蛍光灯、ＬＥＤなどの何れかからなっている。例えば、一重項酸素生成剤にメチレンブルーが用いられている場合は、約６６０ｎｍの波長に吸収ピークがあるので、白色蛍光灯あるいは赤色ＬＥＤなどが光源１ａとして用いられる。
なお、吸収波長の異なる複数の一重項酸素生成剤を混合して用いたり、各部材に吸収波長の異なる一重項酸素生成剤を用いた場合には、それぞれに適した波長の光を照射できるように光源１ａを組み合わせて用いる。また、放射光の一部が空気調和機の筐体から、あるいは筐体に設けた窓部から見える構造にして、殺菌動作中であることがユーザーにわかるようにしてもよい。
【００１５】
導光ファイバ２は、ガラスやプラスチックをコアとする光ファイバ心線が多数本束ねられた光ファイバケーブルからなり、一端が光入射可能に筐体１ｃに連結され、他端が光照射ファイバ３に連結されている。このうち、熱交換器１１側に配線された導光ファイバ２は、途中から４分割されてそれぞれの光照射ファイバ３と連結され、また、空気清浄部１３側に配線された導光ファイバ２は、途中から２分割されて２本の光照射ファイバ３と連結されている。光源部１からの導光ファイバ２は、各部材に応じて光源１ａの光量が所定比率で分割されるように光ファイバ心線の本数が選定されている。これにより、殺菌に必要十分な光量が照射される。
なお、この導光ファイバ２は、通信用光ファイバとして広く用いられている、屈折率の異なる２種の材料を用いたり、屈折率が中心部から外縁部にかけて徐々に変化する材料を用いたものであってもよい。また、殺菌に必要十分な光量が得られるのであれば、単純な構造の線材や棒材、板材などで構成された光ファイバでもよい。
【００１６】
光照射ファイバ３は、例えば導光ファイバ２が連結された端面から入射する光が側面全体から漏れるように構成された漏光型光ファイバからなり、一重項酸素生成剤が塗布された熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３、ドレインパン１４の各部材にそれぞれ光照射できるように配置されている。
なお、光照射ファイバ３として、棒材や板材の表面が粗く研磨された光ファイバや、徐々にテーパー状に加工された光ファイバでもよい。
【００１７】
前述した一重項酸素生成剤、光源１ａ、導光ファイバ２、光照射ファイバ３を組み合わせることで所定の殺菌性能が得られる。例えば、単位時間当たりの各部材の菌増加量をＮ（個）とし、光源１ａの光強度をＦ（Ｗ）、導光ファイバ２での光損失比をｘ、光照射ファイバ３での光損失をｙ、各部材の単位表面積当たりの一重項酸素生成剤の濃度をＣ（モル）、一重項酸素生成剤からの一重項酸素生成量子収率をφ、一重項酸素１モル当たりの殺菌可能菌数をｋとして、
Ｎ≦ｋ・Ｆ・（１−ｘ）・（１−ｙ）・Ｃ・φ
とすることによって、一重項酸素生成剤が塗布された各部材の菌数Ｎの増加を抑制できる。
【００１８】
なお、一重項酸素生成剤の代わりに、酸化チタンなどの紫外線を吸収して殺菌可能な材料や、酸化チタンに窒素などの原子やイオンをドープした材料や、酸化ニオブや酸化バナジウムを含む非酸化チタン系の複合酸化物の材料などの、いわゆる可視光応答光触媒を用いてもよい。これらの材料は、前記の有機化合物に比べると、可視光吸収性が低いため、より紫外領域の光を含む光源と導光ファイバを用いる。
【００１９】
次に動作について説明する。
空気調和機を運転すると、室外機（図示せず）と熱交換器１１とからなるヒートポンプ機能によって熱交換器１１の表面が加熱または冷却され、ファン１２によって導かれて空気中に熱を与えたり奪ったりする。空気の熱を奪う際には、空気中の水分が熱交換器１１の表面に結露し、水がドレインパン１４に集められ、ドレインパイプ（図示せず）によって屋外に排出される。また、ファン１２によって空気が空気清浄部１３を通過する際に、空気中の粉塵やガスを吸着したり分解したりする。
【００２０】
一方、空気調和機の運転中に光源部１の光源１ａを点灯させると、その光が複数の導光ファイバ２を通じてそれぞれの光照射ファイバ３に入射し、光照射ファイバ３の表面からそれぞれ熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４の各部材に照射され、これら部材に塗布された一重項酸素生成剤に吸収される。この光の吸収により一重項酸素生成剤から一重項酸素が生成され、各部材に菌が付着・蓄積されていた場合には、その一重項酸素によって殺菌される。
【００２１】
以上のように実施の形態１によれば、熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４にそれぞれ一重項酸素生成剤を塗布し、この一重項酸素生成剤に光源部１からの光を導光ファイバ２及び光照射ファイバ３を通じて照射するようにしたので、熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４に付着・蓄積した菌を容易に殺菌することが可能になり、このため、衛生面で優れた空気調和機を提供できる。
【００２２】
なお、前記の実施の形態１では、熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４の各部材に一重項酸素生成剤を塗布して光を照射するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、空気調和機の筐体内面、ドレイン水の管路、空気中の粒子状やガス状の物質を除去するフィルタ、屋内と屋外とを連結するダクト、筐体内部に流れる空気経路などの各部材に一重項酸素生成剤を塗布して光を照射するようにしてもよい。
【００２３】
また、熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４に一重項酸素生成剤を塗布したことを述べたが、これら部材の製造の際に用いられる材料に一重項酸素生成剤を混合するようにしてもよい。
【００２４】
また、実施の形態１では、空気調和機の運転時に、一重項酸素生成剤が塗布された熱交換器１１、ファン１２、空気清浄部１３及びドレインパン１４の各部材に光を照射するようにしたが、光の照射を所定時間毎に行うようにしてもよい。この場合、例えば光源部１に制御部（図示せず）を設け、空気調和機の運転時に、所定時間毎に光が導光ファイバ２に入射されるように光源１ａを点灯する。このような構成をした場合、殺菌に必要な各部材に間欠的に光を照射することになり、このため、衛生面で優れた空気調和機を提供できる上に、光源１ａの消費電力を抑えることができる。
【００２５】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２を示す空気清浄機における光殺菌装置の概略構成図である。なお、図１で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
実施の形態２においては、粗大粉塵除去用のプレフィルタ２１と、微細粉塵除去用のメインフィルタ２２と、ファン２３とを構成要素とする空気清浄機に光殺菌装置を設けたものである。この空気清浄機のプレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３の各部材には、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物の一重項酸素生成剤が塗布されている。プレフィルタ２１とメインフィルタ２２には、それぞれ２本の光照射ファイバ３が配置されており、ファン２３には、１本の光照射ファイバ３が配置されている。光源部１からの３本の導光ファイバ２は、前述したように、各部材に応じて光源１ａの光量が所定比率で分割されるように光ファイバ心線の本数が選定されている。
【００２６】
空気清浄機の運転中、室内の空気は、ファン２３によって機体内にプレフィルタ２１とメインフィルタ２２とを通過して吸い込まれ、室内に戻される。また、空気中に含まれる粗大粉塵は、プレフィルタ２１によって除去され、プレフィルタ２１を通過した微細粉塵は、メインフィルタ２２によって除去される。一方、光源部１の光源１ａを点灯させると、その光は、複数の導光ファイバ２を通じてそれぞれの光照射ファイバ３に入射し、光照射ファイバ３の表面からそれぞれプレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３に照射され、これら部材に塗布された一重項酸素生成剤に吸収される。この光の吸収により一重項酸素生成剤から一重項酸素が生成され、プレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３に菌が付着されていた場合には、その一重項酸素によって殺菌される。
【００２７】
以上のように実施の形態２によれば、プレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３にそれぞれ一重項酸素生成剤を塗布し、この一重項酸素生成剤に光源部１からの光を導光ファイバ２及び光照射ファイバ３を通じて照射するようにしたので、プレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３に付着した菌を容易に殺菌することが可能になり、衛生面で優れた空気清浄機を提供できる。
【００２８】
なお、前記の実施の形態２では、プレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３に一重項酸素生成剤を塗布して光を照射するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、空気清浄機の筐体内面、筐体内に流れる空気経路、空気中のガス状物質を除去するフィルタなどの各部材に一重項酸素生成剤を塗布して光を照射するようにしてもよい。
【００２９】
また、プレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３に一重項酸素生成剤を塗布したことを述べたが、これら部材の製造の際に用いられる材料に一重項酸素生成剤を混合するようにしてもよい。
【００３０】
また、実施の形態２では、空気清浄機の運転時に、一重項酸素生成剤が塗布されたプレフィルタ２１、メインフィルタ２２及びファン２３の各部材に光を照射するようにしたが、光の照射を所定時間毎に行うようにしてもよい。この場合、例えば光源部１に制御部（図示せず）を設け、空気清浄機の運転時に、所定時間毎に光が導光ファイバ２に入射されるように光源１ａを点灯する。このような構成をした場合、殺菌に必要な各部材に間欠的に光を照射することになり、このため、衛生面で優れた空気清浄機を提供できる上に、光源１ａの消費電力を抑えることができる。
【００３１】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３を示す加湿器における光殺菌装置の概略構成図である。なお、図１で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
実施の形態３においては、気化エレメント３１と、貯水トレイ３２と、ファン３３とを構成要素とする加湿器に光殺菌装置を設けたものである。この加湿器の気化エレメント３１及び貯水トレイ３２の各部材には、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物の一重項酸素生成剤が塗布されている。気化エレメント３１の両側には、それぞれ１本の光照射ファイバ３が配置されており、貯水トレイ３２には、１本の光照射ファイバ３が配置されている。光源部１からの２本の導光ファイバ２は、前述したように、各部材に応じて光源１ａの光量が所定比率で分割されるように光ファイバ心線の本数が選定されている。
【００３２】
加湿器の運転中、室内の空気は、ファン２３によって気化エレメント３１を通過して吸い込まれ、室内に戻される。水は、貯水タンク（図示せず）から貯水トレイ３２に供給されており、気化エレメント３１が水を吸水して濡れた状態になっているため、空気が気化エレメント３１を通過すると水分が揮発し、室内が加湿される。一方、光源部１の光源１ａを点灯させると、その光は、複数の導光ファイバ２を通じてそれぞれの光照射ファイバ３に入射し、光照射ファイバ３の表面からそれぞれ気化エレメント３１及び貯水トレイ３２に照射され、これら部材に塗布された一重項酸素生成剤に吸収される。この光の吸収により一重項酸素生成剤から一重項酸素が生成され、気化エレメント３１及び貯水トレイ３２に菌が付着・蓄積されていた場合には、その一重項酸素によって殺菌される。
【００３３】
以上のように実施の形態３によれば、気化エレメント３１及び貯水トレイ３２にそれぞれ一重項酸素生成剤を塗布し、この一重項酸素生成剤に光源部１からの光を導光ファイバ２及び光照射ファイバ３を通じて照射するようにしたので、気化エレメント３１及び貯水トレイ３２に付着・蓄積した菌を容易に殺菌することが可能になり、衛生面で優れた加湿器を提供できる。
【００３４】
なお、前記の実施の形態３では、気化エレメント３１及び貯水トレイ３２に一重項酸素生成剤を塗布して光を照射するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、加湿器の筐体内面、ファン３３、筐体内に流れる空気経路、空気中の粒子状及びガス状物質を除去するフィルタ、貯水タンクなどの各部材に一重項酸素生成剤を塗布して光を照射するようにしてもよい。
【００３５】
また、気化エレメント３１及び貯水トレイ３２に一重項酸素生成剤を塗布したことを述べたが、これら部材の製造の際に用いられる材料に一重項酸素生成剤を混合するようにしてもよい。
【００３６】
また、実施の形態３では、加湿器の運転時に、一重項酸素生成剤が塗布された気化エレメント３１及び貯水トレイ３２の各部材に光を照射するようにしたが、光の照射を所定時間毎に行うようにしてもよい。この場合、例えば光源部１に制御部（図示せず）を設け、加湿器の運転時に、所定時間毎に光が導光ファイバ２に入射されるように光源１ａを点灯する。このような構成をした場合、殺菌に必要な各部材に間欠的に光を照射することになり、このため、衛生面で優れた加湿器を提供できる上に、光源１ａの消費電力を抑えることができる。
【００３７】
前述した実施の形態１、２、３では、各部材に応じて光源１ａの光量が所定比率で分割されるように導光ファイバ２の光ファイバ心線の本数を選定したことを述べたが、導光ファイバ２の光ファイバ心線の本数を均等に選定し、光源部１と導光ファイバ２との間に、各部材に応じて光の波長を分波する光分波器（図示せず）を設けてもよい。この場合、各部材に塗布する一重項酸素生成剤は、照射される波長の光を吸収し、一重項酸素を生成するのに適したものを選択する。これにより、菌の蓄積や増殖が早いと考えられる部材には、殺菌効果の高い光（波長）を照射できるので、より衛生面で優れた空気調和機、空気清浄機や加湿器を提供できる。
【００３８】
また、可視光（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）の吸収により一重項酸素を生成する一重項酸素生成剤を用いることによって、安価な光源１ａと導光ファイバ２を利用でき、また、光源部１にランプである光源１ａを交換可能に装着されているので、メンテナンスの面でも優れているという効果がある。
【００３９】
実施の形態４．
図４は本発明の実施の形態４を示す光殺菌装置の光源部の説明図である。なお、同図（ｂ）は光源側から見た光量可変部の正面図、（ｃ）は光量可変部に設けられたシャッタの一部を拡大して示す説明図である。
光殺菌装置の光源部４１は、例えば図４（ａ）に示すように、円筒状に形成された筐体４２と、筐体４２の一方の開口に着脱可能に嵌入された外観弾頭状の反射板４３と、反射板４３側に接近して取り付けられた光源４４と、筐体４２の他方の開口に着脱可能に嵌入された外観円柱状の光量可変部４５とからなっている。この光量可変部４５は、筐体４２から露出する端部に、例えば３本の導光ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃが着脱可能に連結され、光源４４に対向する端部に、導光ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃの各端部にそれぞれ連通する入射口４６が設けられている。入射口４６以外の部分は鏡からなってる。また、入射口後方の端部内に各入射口４６の開度をそれぞれ可変するシャッタ４７が設けられている。
【００４０】
各シャッタ４７は、複数の細長い板状鏡４７ａ及びこれを回転させる回転軸４７ｂと（図４（ｃ）参照）、シャッタ毎に設けられ回転軸４７ｂを通じて複数の板状鏡４７ａの角度を可変するモータ（図示せず）と、モータを制御する制御部４８とからなっている。シャッタ４７の角度は０度から９０度の範囲内で、０度のときは、シャッタ４７が閉鎖されて光源４４の光を光源部４１内に閉じ込め、９０度のときは、シャッタ４７が開放されて光源部４１内の光を導光ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃに入射させる。
【００４１】
また例えば、この３つのシャッタ４７の角度をそれぞれ０度、４５度、９０度とした場合、各入射口４６の比率は０：１：２となるので、シャッタ４７の角度を９０度とした入射口４６には光源部４１内の全光量の２／３が入射し、角度を４５度とした入射口４６には全光量の１／３が入射する。即ち、シャッタ４７の角度（０度も含む）を調整することにより、それぞれの導光ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃへの入射光量を変えることができる。
【００４２】
前述した制御部４８は、例えばマイコンからなり、各入射口４６にそれぞれ設けられたシャッタ４７の角度が設定され、機器の制御手段（図示せず）を通じて運転を検知したときに、スイッチ４８ａをオンして光源４４に電源を印加し、各シャッタ４７がそれぞれ所定の角度になるように各モータを制御する。そして、運転の停止を検知したときは、スイッチ４８ａをオフして電源を遮断し、各シャッタ４７の角度が０度になるように各モータを制御する。
【００４３】
前述した光源部１を用いることにより、各部材に対して殺菌に必要な光量の光を照射することできるので、効率のよい殺菌が行えるという効果がある。
【００４４】
なお、シャッタ４７に、外部からの電圧印加によって反射率を変えることのできるデバイスを用いてもよい。例えば、２枚の透明導電膜電極間に、電解質層、パラジウム鏡面層、マグネシウム・ニッケル合金層を挟んだデバイスを用いた場合、光は合金層が酸化状態にあるとパラジウム鏡面層で反射され、電圧を加えて合金層を還元状態にすると透過する。また、プリズムや回折格子を用いて波長を分波し、異なる波長をそれぞれのファイバに入射できるようにしてもよい。
【００４５】
このような機構を用いることによって、異なる部材に、異なる光量（強度）あるいは波長の光を照射することが可能となるため、菌の蓄積や増殖が早いと考えられる部材には、多くの光量あるいは殺菌効果の高い波長の光を照射できる。プリズムや回折格子などの光分波器を用いて波長が異なる光を照射する場合には、光が照射される部材に塗布、又は部材の材料と共に混合される一重項酸素生成剤は、前述したように照射される波長の光を吸収し、一重項酸素を生成するのに適したものを選択することが望ましい。
【００４６】
実施の形態５．
図５は本発明の実施の形態５を示す空気調和機における光殺菌装置の概略構成図、図６は実施の形態５における光殺菌装置の光照射を示すシーケンスである。なお、図１及び図４で説明した実施の形態１、４と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
実施の形態５は、空気調和機の例えば熱交換器１１及びドレインパン１４の各部材に一重項酸素生成剤を塗布し、熱交換器１１に対しては時間ｔ１毎に、ドレインパン１４に対しては時間ｔ１より長い時間ｔ２毎に光を照射するようにしたものである。時間ｔ１の方が短いのは、ドレインパン７よりも熱交換器１１の方が菌の付着・蓄積が早いからである。この制御は、制御部４８が行っている。また、この制御部４８には、熱交換器１１に照射される光量がドレインパン７に照射される光量よりも多くなるようにそれぞれのシャッタ４７の開放角度が設定されている。
【００４７】
次に、実施の形態５の光殺菌装置の動作について図６のシーケンスを参照しながら説明する。
光殺菌装置の制御部４８は、空気調和機の運転を検知すると、時間ｔ１、ｔ２の計測を開始する。そして、時間ｔ１を経過したときは、スイッチ４８ａをオンして光源部４１の光源４４を点灯し、導光ファイバ２ａ，２ｂと連通する各シャッタ４７を予め設定された角度に基づいて開放し、光源４の光を導光ファイバ２ａ，２ｂを通じて各光照射ファイバ３からそれぞれ熱交換器１１に照射させる。この光照射時間は、図６（ａ）に示すように熱交換器１１に付着する菌数をｎ１以下にする時間で、予め設定されている。光照射時間が経過した後は、再び時間ｔ１の計測を開始すると共に、開放したシャッタ４７を閉鎖し、熱交換器１１への光照射を遮断する。
【００４８】
その後、時間ｔ２を経過したときは、導光ファイバ２ｃと連通するシャッタ４７を予め設定された角度に基づいて開放し、光源４の光を導光ファイバ２ｃを通じて光照射ファイバ３からドレインパン７に照射させる。この光照射時間は、図６（ｂ）に示すようにドレインパン７に付着する菌数をｎ２以下にする時間で、前記と同様に予め設定されている。光照射時間が経過した後は、再び時間ｔ２の計測を開始すると共に、開放したシャッタ４７を閉鎖し、ドレインパン７への光照射を遮断する。
【００４９】
この後に時間ｔ１を経過したときは、前述したように導光ファイバ２ａ，２ｂと連通する各シャッタ４７を前記の角度に基づいて開放して、熱交換器１１への光照射を行い、また、時間ｔ２を経過したときは、導光ファイバ２ｃと連通するシャッタ４７を開放して、ドレインパン７への光照射を行い、これを空気調和機の運転の間、繰り返し行う。
【００５０】
以上のように、熱交換器１１に対してはドレインパン７よりも光量の多い光を時間ｔ１毎に照射し、ドレインパン７に対しては熱交換器１１よりも光量の少ない光を時間ｔ２毎に照射し、これを繰り返し行うようにしたので、短時間で、しかも効率よく菌数を抑制することが可能になり、衛生面で優れた空気調和機を提供できる。
【００５１】
なお、前記の実施の形態５では、空気調和機の運転中、熱交換器１１に対しては時間ｔ１毎に光を照射し、ドレインパン７に対しては時間ｔ２毎に光を照射するようにしたが、風量、風速、ファンの回転数、室内温度や湿度、粉塵濃度、浮遊菌数、付着菌数などを検出する各種センサの少なくとも１つ以上を用い、そのセンサからの信号の入力に基づいて前記の時間ｔ１，ｔ２を算出するようにしてもよい。このようにした場合、最適な光照射のタイミングを設定できるので、効率よく殺菌でき、光源１ａの消費電力の無駄を削減できる。
【００５２】
また、前述した各種センサの少なくとも１つ以上を用い、そのセンサからの信号が入力されたときに、熱交換器１１に時間ｔ１毎に光を照射し、ドレインパン７に時間ｔ２毎に光を照射して、殺菌を行うようにしてもよい。これにより、空気調和機が運転を開始したときに殺菌を行う実施の形態５と比べ、各部材に付着・蓄積した菌を集中的に殺菌することができる。
【００５３】
また、本実施の形態の光殺菌装置を空気調和機に用いたことを述べたが、空気清浄機や加湿器に適用してもよい。さらに、制御部に夜間運転中に過度に光照射をしないモードを備え、光による眠りを妨げることのないようにしてもよい。
【００５４】
実施の形態６．
図７は本発明の実施の形態６を示す空気清浄機における光殺菌装置の説明図である。なお、図１で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
実施の形態６は、機器から離れた場所に光殺菌装置の光源部１を配置したものである。例えば図７に示すように、屋外に光源部１を設置し、この光源部１に連結された導光ファイバ２と機器である空気清浄機からの導光ファイバ２とを接続する多心用の光コネクタ７１を家屋の壁に設けたものである。空気清浄機に引き入れられた導光ファイバ２は、筐体２４内で２分割され、プレフィルタ２１、メインフィルタ２２などの空気清浄部材２０に配置された光照射ファイバ３とそれぞれ連結されている。この光照射ファイバ３は、前述したように漏光型光ファイバからなっている。なお、図中の光照射ファイバ３は、断面を示している。
【００５５】
このように、光源部１を屋外に設置し、光源部１に連結された導光ファイバ２と空気清浄機からの導光ファイバ２とを壁に設けられた光コネクタ７１で接続するようにしたので、光源部１のメンテナンスが容易になるという効果がある。
【００５６】
実施の形態７．
図８は本発明の実施の形態７を示す光殺菌システムの構成図、図９は光殺菌システムにおける光照射のシーケンスである。なお、図１及び図７で説明した実施の形態１、６と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
図中に示す光殺菌システムは、例えば、家屋の１階の各部屋に設置された空気調和機８１及び空気清浄機８２と、１階の天井裏に布設された換気用のダクト８３と、２階の各部屋に設置された加湿器８４及び空気調和機８５と、２階の天井裏に布設された換気用のダクト８６と、屋外に設置された光源部８７と、光源部８７を制御する制御部８８と、光源部８７と空気調和機８１の間に光コネクタ７１ａを介在して配線された導光ファイバ２ａと、光源部８７と空気清浄機８２の間に光コネクタ７１ｂを介在して配線された導光ファイバ２ｂと、光源部８７と加湿器８４の間に光コネクタ７１ｃを介在して配線された導光ファイバ２ｃと、光源部８７とダクト８３の間に光コネクタ７１ｄを介在して配線された導光ファイバ２ｄと、光源部８７と空気調和機８５の間に光コネクタ７１ｄ，７１ｇを介在して配線された導光ファイバ２ｅと、光源部８７とダクト８６の間に光コネクタ７１ｆを介在して配線された導光ファイバ２ｆとから構築されている。
【００５７】
空気調和機８１，８５、空気清浄機８２及び加湿器８４は、図示していないが、それぞれの部材に一重項酸素生成剤が塗布され、各部材に光を照射する光照射ファイバ３が配置されている。ダクト８３，８６は、内面に一重項酸素生成剤が塗布され、一方に光照射ファイバ３ａが、他方に光照射ファイバ３ｂが配線されている。なお、ダクト８３は換気扇８３ａと連結され、ダクト８６は換気扇８６ａと連結されている。
【００５８】
光源部８７は、基本的には図４に示す光源部からなり、上部及び下部にそれぞれ３個のシャッタを有する光量可変部が設けられている。制御部８８は、動作説明時に詳述するが、空気調和機８１，８５、空気清浄機８２及び加湿器８４、並びに換気扇８３ａ，８６ａにそれぞれ対応して間欠的に光を照射する時間が設定され、機器が運転されたとき、その機器に対して設定された時間毎にシャッタを開放して、そのシャッタに連通する導光ファイバに光源の光が間欠的に入射されるようにする。なお、空気調和機８１，８５に対して設定された時間は共に同じであり、また、換気扇８３ａ，８６ａに対して設定された時間は共に同じである。
【００５９】
次に、光殺菌システムの動作について図９に示すシーケンスを参照しながら説明する。
光殺菌装置の制御部８８は、空気調和機８１の運転を検知すると、空気調和機８１に対して設定された時間ｔ８１の計測を開始する。そして、時間ｔ８１を経過したときは、光源部８７の光源に電源を印加して点灯し、その空気調和機８１に配線された導光ファイバ２ａと連通するシャッタを開放し、光源の光を導光ファイバ２ａを通じて空気調和機８１内の光照射ファイバ３から部材に照射させる。この光照射時間は、図９（ａ）に示すように部材に付着する菌数をｎ８１以下にする時間で、予め設定されている。光照射時間が経過した後は、再び時間ｔ８１の計測を開始すると共に、開放したシャッタを閉鎖し、空気調和機８１への光照射を遮断する。その後、時間ｔ８１が経過すると、前述した動作を繰り返して空気調和機８１内の部材に光を照射し、これを空気調和機８１の運転の間、繰り返し行う。
【００６０】
また、制御部８８は、空気清浄機８２の運転を検知すると、空気清浄機８２に対して設定された時間ｔ８２の計測を開始する。そして、時間ｔ８２を経過したときは、空気清浄機８２に配線された導光ファイバ２ｂと連通するシャッタを開放し、光源の光を導光ファイバ２ｂを通じて空気清浄機８２内の光照射ファイバ３から部材に照射させる。この光照射時間は、図９（ｂ）に示すように部材に付着する菌数をｎ８２以下にする時間で、前記と同様に予め設定されている。光照射時間が経過した後は、再び時間ｔ８２の計測を開始すると共に、開放したシャッタを閉鎖し、空気清浄機８２への光照射を遮断する。その後、時間ｔ８２が経過すると、前述した動作を繰り返して空気清浄機８２内の部材に光を照射し、これを空気清浄機８２の運転の間、繰り返し行う。
【００６１】
また、制御部８８は、加湿器８４の運転を検知すると、加湿器８４に対して設定された時間ｔ８３１の計測を開始する。そして、時間ｔ８３１を経過したときは、加湿器８４に配線された導光ファイバ２ｃと連通するシャッタを開放し、光源の光を導光ファイバ２ｃを通じて加湿器８４内の光照射ファイバ３から部材に照射させる。この光照射時間は、図９（ｃ）に示すように部材に付着する菌数をｎ８３１以下にする時間で、前記と同様に予め設定されている。光照射時間が経過した後は、再び時間ｔ８３１の計測を開始すると共に、開放したシャッタを閉鎖し、加湿器８４への光照射を遮断する。その後、時間ｔ８３１が経過すると、前述した動作を繰り返して加湿器８４内の部材に光を照射し、これを加湿器８４の運転の間、繰り返し行う。加湿器８４においては、運転停止中にも内部の湿度が高く、菌が徐々に増加する可能性があるので、運転停止中は、時間ｔ８３２毎にシャッタを開放して、導光ファイバ２ｃに光源の光を入射させ、加湿器８４内の菌数をｎ８３１以下になるようにする。
【００６２】
図９に図示していないが、例えば換気扇８３ａの運転を検知したときは、換気扇８３ａに対して設定された時間の計測を開始し、そして、その時間を経過したときは、換気扇８３ａに配線された導光ファイバ２ｄと連通するシャッタを開放し、光源の光を導光ファイバ２ｄを通じてダクト８３内の光照射ファイバ３ａから放射させる。その後、再び時間の計測を開始すると共に、開放したシャッタを閉鎖し、換気扇８３ａへの光照射を遮断する。この光照射を予め設定された時間毎に繰り返し行い、換気扇８３ａの運転が停止されたときに終了する。
【００６３】
以上のように実施の形態７によれば、家屋に設置された機器が運転を開始たとき、機器に対して設定された間欠的に光を照射する時間毎に光が機器内部に照射されるようにしたので、それぞれの機器に付着・蓄積される菌数を抑制することが可能になり、このため、衛生面で優れた住環境を提供できる。また、家屋の壁に光コネクタ７１を設け、光源部８７から導光ファイバ２ａ〜２ｆと各機器からの導光ファイバ２ａ〜２ｆとを家屋の壁にそれぞれ設けられた光コネクタ７１に接続するようにしているので、光源部１のメンテナンスが容易になるという効果がある。
【００６４】
前記の実施の形態７では、機器の運転を検知したとき、その機器に対して設定された時間毎に光を照射するようにしたが、風量、風速、ファンの回転数、室内温度や湿度、粉塵濃度、浮遊菌数、付着菌数などを検出する各種センサの少なくとも１つ以上を用い、そのセンサからの信号が入力されたときに、その機器に対して設定された時間毎に光を照射するようにしてもよい。各部材に付着・蓄積した菌を集中的に殺菌することができる。
【００６５】
また、機器に応じて最適な光量が照射されるようにシャッタの角度を予め設定しておいてもよい。この場合、制御部８８は、家屋に設置された各機器に対応してシャッタの開放角度（光量）が設定され、機器の運転を検知したとき、その機器からシャッタの開放角度を判別し、かつ判別した開放角度になるようにシャッタを制御して、該当する機器にその開放角度に基づく光量の光が導入されるようにする。このように構成した場合、殺菌に必要な光量の光を各機器に導入させることができ、効率のよい殺菌が行えるという効果がある。
【００６６】
また、可視光（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）の吸収により一重項酸素を生成する一重項酸素生成剤を用いることによって、安価な光源１ａと導光ファイバ２ａ〜２ｆを利用でき、また、光源部１にランプである光源１ａを交換可能に装着されているので、メンテナンスの面でも優れているという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の活用例として、空気調和機や空気清浄機、加湿機などを想定して説明したが、菌が付着する表面を有し、衛生面を向上させる必要のあるものであれば、機器に限定されるものではない。また、家屋を想定した光殺菌システムについて述べたが、建築物だけでなく、自動車や飛行機、船舶などに本システムを用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１を示す空気調和機における光殺菌装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２を示す空気清浄機における光殺菌装置の概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態３を示す加湿器における光殺菌装置の概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態４を示す光殺菌装置の光源部の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態５を示す空気調和機における光殺菌装置の概略構成図である。
【図６】実施の形態５における光殺菌装置の光照射を示すシーケンスである。
【図７】本発明の実施の形態６を示す空気清浄機における光殺菌装置の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態７を示す光殺菌システムの構成図である。
【図９】光殺菌システムにおける光照射のシーケンスである。
【符号の説明】
【００６９】
１ 光源部、１ａ 光源、１ｂ 反射板、１ｃ 筐体、２ 導光ファイバ、３ 光照射ファイバ、１１ 熱交換器、１２ ファン、１３ 空気清浄部、１４ ドレインパン、
２１ プレフィルタ、２２ メインフィルタ、２３ ファン、３１ 気化エレメント、
３２ 貯水トレイ、４１ 光源部、４２ 筐体、４３ 反射板、４４ 光源、４５ 光量可変部、４６ 入射口、４７ シャッタ、４８ 制御部、４８ａ スイッチ、７１ 光コネクタ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、
該光源部からの光が入射される導光路と、
機器の部材に用いられ、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物と、
前記部材に配置され、前記導光路を介して入射される前記光源部からの光を前記部材に照射する光照射部と
を備えたことを特徴とする光殺菌装置。
【請求項２】
前記導光路は、前記部材に応じて光量が所定比率で分割されるように設定されていることを特徴とする請求項１記載の光殺菌装置。
【請求項３】
前記光源部及び導光路の間に、前記部材に応じて光の波長を分波する光分波器を備えたことを特徴とする請求項１記載の光殺菌装置。
【請求項４】
所定時間毎に光が前記導光路に入射されるように前記光源部を制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光殺菌装置。
【請求項５】
前記光源部に設けられた光量可変部と、
所定時間毎に所定光量の光が前記導光路に入射されるように前記光量可変部を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の光殺菌装置。
【請求項６】
前記部材の状態を検知するセンサを備え、
前記制御部は、前記センサからの信号が入力されたときに前記制御を開始することを特徴とする請求項４又は５記載の光殺菌装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記センサのからの信号の入力に基づいて前記所定時間を算出することを特徴とする請求項６記載の光殺菌装置。
【請求項８】
前記機器は空気調和機からなり、前記化合物が用いられた部材は、空気調和機の筐体、熱交換器、フィルタ、ファン、ドレインパン、ドレイン水の排水管、筐体から屋外に配設されたダクト、筐体内に流れる空気経路の少なくとも１つ以上からなっていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の光殺菌装置。
【請求項９】
前記機器は空気清浄機からなり、前記化合物が用いられた部材は、空気清浄機の筐体、フィルタ、ファン、筐体内に流れる空気経路の少なくとも１つ以上からなっていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の光殺菌装置。
【請求項１０】
前記機器は加湿器からなり、前記化合物が用いられた部材は、加湿器の筐体、フィルタ、ファン、気化エレメント、貯水タンク、筐体内に流れる空気経路の少なくとも１つ以上からなっていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の光殺菌装置。
【請求項１１】
前記化合物に一重項酸素を生成する物質が含まれていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の光殺菌装置。
【請求項１２】
前記光源部は、波長が４００ｎｍから８００ｎｍの可視光領域の光を発する光源を備えていることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の光殺菌装置。
【請求項１３】
前記光源は、前記光源部に着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項１２記載の光殺菌装置。
【請求項１４】
前記光源部及び光照射部の間の導光路に光コネクタを介在させたことを特徴とする請求項１乃至１３の何れかに記載の光殺菌装置。
【請求項１５】
所定領域の各所に配置された複数の機器と、
所定領域外に配置された光源部と、
前記光源部からの光を前記複数の機器にそれぞれ導く導光路と、
前記複数の機器の部材にそれぞれ用いられ、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物と、
前記複数の機器の部材にそれぞれ配置され、前記導光路を介して入射される前記光源部からの光をそれぞれの部材に照射する光照射部と
を備えたことを特徴とする光殺菌システム。
【請求項１６】
前記光源部に設けられた光量可変部と、
予め複数の機器に対応して間欠的に光を照射する時間が設定され、機器の運転を検知したとき、その機器から前記時間を判別し、かつ判別した時間毎に光が当該機器に導入されるように前記光量可変部を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする請求項１５記載の光殺菌システム。
【請求項１７】
前記制御部は、予め複数の機器に対応して光量が設定され、機器の運転を検知したとき、その機器から前記光量を判別し、かつ判別した光量の光が当該機器に導入されるように前記光量可変部を制御することを特徴とする請求項１６記載の光殺菌システム。
【請求項１８】
前記複数の機器に設けられ、それぞれの部材の状態を検知するセンサを備え、
前記制御部は、前記センサからの信号が入力されたときに前記制御を開始することを特徴とする請求項１６又は１７記載の光殺菌システム。
【請求項１９】
前記所定領域からその領域外に跨る境目の前記導光路に光コネクタを介在させたことを特徴とする請求項１５乃至１８の何れかに記載の光殺菌システム。
【請求項２０】
前記化合物に一重項酸素を生成する物質が含まれていることを特徴とする請求項１５乃至１９の何れかに記載の光殺菌システム。
【請求項２１】
前記光源部は、波長が４００ｎｍから８００ｎｍの可視光領域の光を発する光源を備えていることを特徴とする請求項１５乃至２０の何れかに記載の光殺菌システム。
【請求項２２】
前記光源は、前記光源部に着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項２１記載の光殺菌システム。
【請求項１】
光源部と、
該光源部からの光が入射される導光路と、
機器の部材に用いられ、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物と、
前記部材に配置され、前記導光路を介して入射される前記光源部からの光を前記部材に照射する光照射部と
を備えたことを特徴とする光殺菌装置。
【請求項２】
前記導光路は、前記部材に応じて光量が所定比率で分割されるように設定されていることを特徴とする請求項１記載の光殺菌装置。
【請求項３】
前記光源部及び導光路の間に、前記部材に応じて光の波長を分波する光分波器を備えたことを特徴とする請求項１記載の光殺菌装置。
【請求項４】
所定時間毎に光が前記導光路に入射されるように前記光源部を制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光殺菌装置。
【請求項５】
前記光源部に設けられた光量可変部と、
所定時間毎に所定光量の光が前記導光路に入射されるように前記光量可変部を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の光殺菌装置。
【請求項６】
前記部材の状態を検知するセンサを備え、
前記制御部は、前記センサからの信号が入力されたときに前記制御を開始することを特徴とする請求項４又は５記載の光殺菌装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記センサのからの信号の入力に基づいて前記所定時間を算出することを特徴とする請求項６記載の光殺菌装置。
【請求項８】
前記機器は空気調和機からなり、前記化合物が用いられた部材は、空気調和機の筐体、熱交換器、フィルタ、ファン、ドレインパン、ドレイン水の排水管、筐体から屋外に配設されたダクト、筐体内に流れる空気経路の少なくとも１つ以上からなっていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の光殺菌装置。
【請求項９】
前記機器は空気清浄機からなり、前記化合物が用いられた部材は、空気清浄機の筐体、フィルタ、ファン、筐体内に流れる空気経路の少なくとも１つ以上からなっていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の光殺菌装置。
【請求項１０】
前記機器は加湿器からなり、前記化合物が用いられた部材は、加湿器の筐体、フィルタ、ファン、気化エレメント、貯水タンク、筐体内に流れる空気経路の少なくとも１つ以上からなっていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の光殺菌装置。
【請求項１１】
前記化合物に一重項酸素を生成する物質が含まれていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の光殺菌装置。
【請求項１２】
前記光源部は、波長が４００ｎｍから８００ｎｍの可視光領域の光を発する光源を備えていることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の光殺菌装置。
【請求項１３】
前記光源は、前記光源部に着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項１２記載の光殺菌装置。
【請求項１４】
前記光源部及び光照射部の間の導光路に光コネクタを介在させたことを特徴とする請求項１乃至１３の何れかに記載の光殺菌装置。
【請求項１５】
所定領域の各所に配置された複数の機器と、
所定領域外に配置された光源部と、
前記光源部からの光を前記複数の機器にそれぞれ導く導光路と、
前記複数の機器の部材にそれぞれ用いられ、光を吸収することによって殺菌性が発現する化合物と、
前記複数の機器の部材にそれぞれ配置され、前記導光路を介して入射される前記光源部からの光をそれぞれの部材に照射する光照射部と
を備えたことを特徴とする光殺菌システム。
【請求項１６】
前記光源部に設けられた光量可変部と、
予め複数の機器に対応して間欠的に光を照射する時間が設定され、機器の運転を検知したとき、その機器から前記時間を判別し、かつ判別した時間毎に光が当該機器に導入されるように前記光量可変部を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする請求項１５記載の光殺菌システム。
【請求項１７】
前記制御部は、予め複数の機器に対応して光量が設定され、機器の運転を検知したとき、その機器から前記光量を判別し、かつ判別した光量の光が当該機器に導入されるように前記光量可変部を制御することを特徴とする請求項１６記載の光殺菌システム。
【請求項１８】
前記複数の機器に設けられ、それぞれの部材の状態を検知するセンサを備え、
前記制御部は、前記センサからの信号が入力されたときに前記制御を開始することを特徴とする請求項１６又は１７記載の光殺菌システム。
【請求項１９】
前記所定領域からその領域外に跨る境目の前記導光路に光コネクタを介在させたことを特徴とする請求項１５乃至１８の何れかに記載の光殺菌システム。
【請求項２０】
前記化合物に一重項酸素を生成する物質が含まれていることを特徴とする請求項１５乃至１９の何れかに記載の光殺菌システム。
【請求項２１】
前記光源部は、波長が４００ｎｍから８００ｎｍの可視光領域の光を発する光源を備えていることを特徴とする請求項１５乃至２０の何れかに記載の光殺菌システム。
【請求項２２】
前記光源は、前記光源部に着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項２１記載の光殺菌システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−７２３２（Ｐ２００７−７２３２Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９３３３４（Ｐ２００５−１９３３３４）
【出願日】平成１７年７月１日（２００５．７．１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１日（２００５．７．１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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