説明

空気清浄機構とそれを利用した装置

【課題】 簡易的に、細菌や不要なガスを人が吸引しないようにすること。
【解決手段】 α線放射部と炭素含有部とからなる空気清浄装置を用いる。前記α線放射部は、α線発生源である酸化物を網状媒体に配置したものからなる空気清浄装置を用いる。炭素含有部は、活性炭素からなる前記空気清浄装置を用いる。炭素含有部内にα線放射部が埋設された空気清浄装置を用いる。前記空気清浄装置を用いたマスク、エアコンディショナー、掃除機を用いることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空気清浄機構、および、それを利用した装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
病院や、病人がいる空間では、新種のウイルスや、従来から存在するウイルス、病原菌が多く空気中に存在する。また、一般の場所でも、自動車の排気ガス、工場の煙突からの廃棄ガス、ゴミ焼却場からの廃棄ガスにより、空気中に一酸化炭素、窒素酸化物、微粒子が多く舞っている。同じ空間にいる人の健康状態に何らかの影響を及ぼしている可能性がある。
【0003】
しかし、これらのウイルス、病原菌、一酸化炭素、窒素酸化物、微粒子などを、人が吸わないようにする簡易的な方法はあまりなかった。
【0004】
この改善策として、口にするマスクとして以下のものを用いるものがあった。鼻口を覆う被覆体と、この被覆体に配設された装着用部材とを有し、前記被覆体が、無機多孔質物質を含み、平均1〜100μmのマイクロファイバー不織布または織布層と、この不織布または織布層に積層された、平均繊維径1nm以上1000nm未満のナノファイバー不織布層とを備えるマスクである。このマスクでは、空気中の細菌、ウイルス、真菌などを吸収し、これらを死滅・不活性化させる効果と、ナノファイバー不織布層で、空気中からこれらのウイルスなどを補集・除去する効果があった(特許文献1)。
【0005】
しかし、このマスクでは、空気中の細菌、ウイルス、真菌などを吸収し、これらを死滅・不活性化させる酸化物として、ゼオライト、ハイドロタルサイト、ハイドロキシアパタイトなどを用いているが、その死滅・不活性化させる割合、率が高くなかった。
【0006】
また、光触媒の酸化物を利用する方法もあったが、光が存在しないと効率が悪く、あまり利用されていない(特許文献2)。
【0007】
一般に、空気清浄機、掃除機、エアコンなどにもフィルターが付属しているが、十分に細菌などを除去できていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2008−188082号公報
【特許文献2】特開2007−29900号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本願で、解決しようとする課題は、人が、簡易的に、細菌や不要なガスを吸引しないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するために、以下の方法を用いる。
α線放射部と炭素含有部とからなる空気清浄装置を用いる。
また、α線放射部は、α線発生源である酸化物を網状媒体に配置したものからなる前記空気清浄装置を用いる。
【0011】
また、炭素含有部は、活性炭素からなる前記空気清浄装置を用いる。
また、前記炭素含有部内にα線放射部が埋設された空気清浄装置を用いる。
また、マスク外面と、前記マスク外面の内側に空気清浄装置と、前記空気清浄装置の内側にマスク内面と、マスク内面またはマスク外面に設けられた被対象部に保持する保持部とからなるマスクを用いる。
【0012】
また、枠と、前記枠内部の熱交換器と、前記熱交換器と前記枠間に位置する吸引する空気を清浄するフィルターと、温度調節した空気を噴出す噴出し道と、
前記噴出し道の口に、配置された空気清浄装置とからなるエアコンディショナーを用いる。
【0013】
また、掃除機本体と、前記掃除機外周に位置する吸引口と、前記吸引口につながるゴミ分離部と、空気を吸引する吸引機構と、空気を排気する位置に配置された空気清浄装置とからなる掃除機を用いる。
【0014】
また、表面層と、前記表面層の下面に位置する前記の空気清浄装置と、前記空気清浄装置の下面に位置し、前記空気清浄装置に空気を送る裏面層とからなるカーペットを用いることができる。
【0015】
また、本体と、本体の端部に位置する空気吸引押し出し部と、前記空気吸引押し出し部から空気を受ける前記の空気清浄装置とからなるカーマットを用いることができる。
【0016】
また、部屋本体と、前記部屋の上部に位置する前記の空気清浄装置と、前記部屋本体の中心に対して、前記空気清浄装置と点対称の位置に位置する空気吸引装置とからなる無菌室を用いることができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明の空気清浄機構は、空気中の水分や、細菌、不要なガス、微粒子とを除去や、死滅化できる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】空気清浄機構を示した説明図。
【図2】(a)分解部の保持部を示した説明図、(b)分解部の保持部の被腹部を示した説明図。
【図3】分解部の詳細を示した説明図。
【図4】空気清浄機構の別の例を示した説明図。
【図5】実施例1を示す外観図。
【図6】実施例1を示す断面図。
【図7】実施例2を示す外観図。
【図8】実施例2を示す断面図。
【図9】(a)実施例3を示す外観図、(b)実施例3を示す断面図。
【図10】(a)実施例4のカーペットの立体図、(b)実施例4のカーペットの断面図。
【図11】(a)〜(c)実施例4のカーペットの断面図。
【図12】(a)実施例4のカーペットの立体図、(b)実施例4のカーペットの平面図、(c)実施例4のカーペットの断面図。
【図13】(a)実施例4のカーペットの立体図、(b)実施例4のカーペットの平面図。
【図14】(a)実施例4のカーペットの平面図、(b)実施例4のカーペットの平面図。
【図15】(a)実施例5のカーマットの平面図、(b)実施例5のカーマットの断面図、(c)実施例5のカーマットの断面図。
【図16】(a)実施例6の無菌室の立体図、(b)実施例6の無菌室の平面図、(c)実施例6の無菌室の立体図。
【発明を実施するための形態】
【0019】
図1と、図2(a)と、図2(b)と、図3と、図4とを用いて、本願発明の基本構造を説明する。図1は、本願発明の空気清浄機構3である。α線放射部1と炭素含有部2とからなる。α線放射部1は、酸化トリウムや酸化ラジウム、酸化セレンなどのα線発生源である酸化物を含む。
【0020】
炭素含有部2は、炭素材料からなり、微粒子、水分や臭いを吸収する。
外気は、空気入4として、空気清浄機構3に入り、通過後、外気は、空気出5として放出される。
【0021】
外気が、空気清浄機構3を通りぬける時に、α線放射部1から照射されるα線により菌類、不要ガスが分解される。さらに炭素含有部2で、臭い、水分を吸収する。その結果、通過した空気出5が清浄されたものとなる。結果、外気中の細菌、不要ガスを除去する。
【0022】
α線放射部1の背面に炭素含有部2を配置している。層状の積層体であり、α線放射部1の機能を、炭素含有部2で補う構成である。
【0023】
この空気清浄機構3は、以下に示すように、マスクや換気扇をはじめ、空気を清浄化する種々の装置に用いることができる。特に、家庭など人の生活空間において使用できる。
【0024】
(α線放射部1)
図2(a)と図2(b)は、菌類と不要ガスを分解するα線放射部1の内部に位置する保持体21と被覆層22を示す。保持体21は、例えば、線径0.5mm程度の銅又はステンレス鋼からなる線材を2mm程度の網目の金網からなる。保持体21の表面には、図2(b)のように、被覆層22が覆う。たとえば、粒子径50μm以下の粒体で、少なくとも0.2〜5wt%の酸化トリウムまたは酸化セレンを含むα線放射材を含むのが好ましい。
【0025】
図3で被覆層22を説明する。前記保持体21は耐熱性の塗料又は接着剤を保持体21の固着材として予め保持体21の表面に浸漬(ディッピング),スプレー,はけ塗り等の方法により塗装して形成した下地材としての固着層31を介して付着固定される。この最終固着はα線放射体32を固着した後500〜600℃で加熱焼成することによって行われる。このとき保持体21の表面には、α線放射が妨げられないように塗料、接着剤等で被覆されないようにする必要がある。
【0026】
図2に示す前記保持体21の金網の升目や線材径は使用する処理装置の大小や風量等によって選択されるが、升目はα線の飛程距離(25mm程度)と加工性,流体の流通抵抗等を考慮すると5〜30mm程度が望ましい。また流通路の断面全体にα線が放射されれば必ずしも網目である必要はなく、格子状であってもよいし、パンチで加工したものであってもよい。材料も焼成に耐え得る耐熱性があれば金属に限られない。保持体21は網目の目状でなくともよい。線状の保持体21がランダムに積層されていてもよい。
【0027】
固着層31の材料としては、炭素を主成分とするポリマー,有機化合物及び有機溶剤から構成された耐高温性,耐薬品性,耐酸化性に優れ、塗装後の焼成によってセラミックの薄膜を形成するもので、「チラノコート」等の商品名で市販されているもの,セラミック
化できる薄膜用塗料等が使用可能である。またα線放射体32の粒径も装置の使用条件等によって異なるが40〜500μm(40〜400メッシュ)程度のものが使用可能である。
【0028】
(炭素含有部2)
炭素含有部2には、炭素材料として、活性炭がつめられている。繊維状、ハニカム状、円柱状、破砕状、粒状、粉末状など、多彩な形状に加工されたものを用いることができる。
【0029】
本発明において、活性炭として、マイクロファイバー不織布または織布を用いることができる。マイクロファイバー不織布または織布としては、平均繊維径1〜100μm、好ましくは、1〜60μmの繊維からなるものであれば、特に限定はなく、天然繊維、合繊繊維、これらの混合繊維からなる任意の不織布または織布を用いることができる。
【0030】
天然繊維としては、綿,麻等の植物繊維、毛,絹等の動物繊維のいずれでもよいが、綿状のものが好適である。
【0031】
合成繊維としては、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアクリロニトリル系、ポリウレタン系繊維等が挙げられるが、ポリオレフィン系、ポリエステル系繊維が好適である。中でも、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維が好ましい。
【0032】
織布および不織布は、上記の平均繊維径を有する繊維から構成されていれば、その形態は任意であり、織布としては、縦糸と緯糸とを従来公知の手法で織った各種織布を、不織布としては、スパンボンド法、サーマルボンド法、スパンレース法、メルトブロー法などの従来公知の手法で得られた各種不織布を、本発明に利用できる。
【0033】
上記マイクロファイバー不織布または織布の厚みは特に限定されるものではないが、0.01〜5mm程度、特に、0.01〜3mm程度とすることが好適である。
【0034】
また、マイクロファイバー不織布または織布の目付も特に限定されるものではないが、2〜100g/mm2程度、特に、10〜70g/mm2程度とすることが好適である。
【0035】
本発明のナノファイバー不織布を構成する樹脂としては、例えば、ポリ乳酸、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレン、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、でんぷん、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。中でも、ポリアミドや、生分解性に優れるポリ乳酸が好ましく、ポリ乳酸のみ、ポリアミドのみ、およびポリ乳酸とポリアミドのみの組み合わせをナノファイバー不織布用樹脂として用いることが好適である。
【0036】
ポリ乳酸としては、乳酸、リンゴ酸、グリコール酸等のオキシ酸の重合体、またはこれらの共重合体等のポリラクチド類が挙げられ、具体的にはポリ乳酸、ポリリンゴ酸、ポリグリコール酸、グリコール酸−乳酸共重合体などが挙げられる。特に、ポリ乳酸に代表されるヒドロキシカルボン酸系脂肪族ポリエステルが好適である。
【0037】
ポリアミドとしては、アミノカルボン酸、ラクタムまたはジアミンとジカルボン酸とを重合または重縮合して得られるものが挙げられ、具体的には、6ナイロン、4.6ナイロン、6.6ナイロン、6.10ナイロン、6.12ナイロン、11.6ナイロン、11ナイロン、12ナイロンが挙げられる。
【0038】
本発明において、ナノファイバー不織布を構成する繊維の平均繊維径は、1nm以上1000nm未満であり、好ましくは10〜800nm、より好ましくは50〜700nmである。平均繊維径が1000nm以上であると、汚染源(細菌、ウイルス、真菌、粉塵など)の捕集能が低下する虞がある。
【0039】
また、ナノファイバー不織布の厚みは、1μm以上が好ましい。厚みが1μm未満であると、ハンドリング性および加工性が低下する場合がある。また厚すぎてもナノファイバー不織布を用いる軽量化や、蒸れ防止などの効果が損なわれることから、その上限は200μm程度、特に150μm程度とすることが好適である。好ましくは、10〜100μmである。
【0040】
さらに、上記ナノファイバー不織布は、最小細孔径が0.1μm以下、最大細孔径が0.1μm超1μm以下であることが好ましい。最大細孔径が1μmを超えたり、最小細孔径が0.1μmを超えたりする場合、汚染源の捕集効率が低下する虞がある。
【0041】
汚染源の捕集効率をより高めるためには、最大細孔径が0.1μ超0.9μm以下、特に0.3〜0.8μmが好ましい。また、マスクとして十分な通気性を確保することを考慮すると、最小細孔径は0.03〜0.1μm、特に0.03〜0.08μmが好ましい。
【0042】
本発明を構成するナノファイバー不織布は、微細な凹凸を有しているため撥水性が高い。このため、本発明のマスクにおいて、ナノファイバー不織布層は、汚染物質(有機溶剤、消毒用アルコール液、血液、体液、病原菌、雑菌)を浸透させない効果を有する。
【0043】
ナノファイバー不織布は、静電紡糸法、スパンボンド法、メルトブロー法、フラッシュ紡糸法等により製造することができる。中でも、ナノファイバー層を直接マイクロファイバー不織布または織布層に積層させる場合、熱の影響が少ない静電紡糸法が好ましい。
【0044】
静電紡糸法は、電界中で、帯電した樹脂溶液を曳糸しつつ、その電荷の反発力により樹脂溶液を破裂させ、樹脂からなる極微細な繊維状物を形成する方法である。
【0045】
静電紡糸を行う装置の基本的な構成は、樹脂溶液を排出するノズルを兼用し、樹脂溶液に数千から数万ボルトの高電圧で印加する一方の電極と、その電極に対向する他方の電極とからなる。一方の電極から吐出あるいは振出された樹脂溶液は、2つの対向する電極間の電界中で高速ジェットおよびそれに引き続くジェットの折れ曲がりや膨張によってナノファイバーになり、他方の電極表面上に堆積し、ナノファイバー不織布が得られる。
【0046】
この場合、樹脂溶液に使用される溶媒は、使用する樹脂によって異なるため一概に規定することはできないが、例えば、水、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、1,4−ジオキサン、四塩化炭素、塩化メチレン、クロロホルム、ピリジン、トリクロロエタン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、アセトニトリル、蟻酸、乳酸、酢酸等が挙げられる。
【0047】
ナノファイバー不織布を構成する繊維は、単独樹脂からなる繊維でも2種類以上の樹脂からなる複合繊維でもよい。複合繊維の形状は、サイドバイサイド型複合繊維、芯鞘繊維、複合中空繊維などが挙げられる。
【0048】
また、繊維の単糸断面形状は、円形、三角形、扁平、多葉、多孔などの適宜な形状とすることができる。
【0049】
(全体構成)
また、本発明では、α線放射部1と炭素含有部2が、それぞれ1層以上有していればよく、多層化してもよい。多層化の場合、炭素含有部2、α線放射部1、炭素含有部2というふうに、炭素含有部2でα線放射部1をはさむことがよい。α線放射部1のα線を外部に出さないためである。
【0050】
本願発明の図1の構成では、空気が入る空気入4の側にα線放射部1が位置し、その後の背面側に炭素含有部2が位置することで、2段で、細菌、ウイルス、真菌、粉塵ハウスダスト、SPMや花粉などの汚染を防止する。
【0051】
特に、この炭素含有部2の役割は、α線放射部1を抜けた外気中の細菌、ウイルスなどを吸着することである。つまり、α線放射部1にて完全に菌類と不要ガスが除去できればよいが、用途によれば、大きく、厚く、または、複雑な構造にできないため、一部除去できない。本願発明では、この炭素含有部2で、補助的にそのガスを吸着して取り除く。
【0052】
α線放射部1は、炭素含有部2より粗く、空気が通りやすい。空気が、α線放射部1を通過後、一部は、炭素含有部2に入ることができず、そのまま、留まり、次の流入する空気と混合することで、α線放射部1で、α線をより長い時間受けて、細菌、ウイルスが消滅する。また、留まる空気のために別の空気の進入を防ぐこともできる。
【0053】
(一体化したもの)
また、薄型化などのため、α線放射部1と炭素含有部2を一体化してもよい。つまり、図4に示すように、炭素含有部2中に、α線放射体32を被覆した保持体21を埋設してもよい。炭素含有部2内の炭素材料中に、保持体21が埋設され、両者の位置関係などが固定されやすくなる。
【0054】
(試験)
上記α線放射部1の厚み1mm、上記炭素含有部2の厚み1mmとからなる空気清浄機構3と、活性炭粉末のみからなる比較実験1の空気清浄機構3との細菌に対する除去性能として、以下の試験をした。
【0055】
病院において、以下の試験を行った。空気清浄装置3の空気出5のところに、ブイヨン寒天培地の入ったシャーレ(直径90 mm、表面積63.6 cm2)の蓋を開けて、0.1m/分
の風を、空気清浄機構3を通過させ、1時間放置した。比較実験2として、隣接するとこ
ろにも、同じシャーレをおいた。
【0056】
1時間後、蓋を閉じて、そのまま37℃の恒温槽に48時間入れて培養し、寒天培地に形成
された集塊(コロニー)を数えた。コロニーはその形態と数を数えた。これを3回繰り返
して行った。形状の異なるコロニーについて、グラム染色および9種類の抗菌薬に関して
薬剤感受性試験をおこなった。比較実験1,2のシャーレには、今回さまざまな空中浮遊菌が検出され目には見えないが多くの細菌が空気中にいることがわかった。一方、空気清浄機構3の後においたシャーレには、細菌などが検出できなかった。
【0057】
今回、ブドウ球菌やリステリア菌など細菌の試験をしたが、ノロウイルスやインフルエンザウイルスに対しても同様の結果が得られる。水分や微粒子に関しても、炭素含有部2の炭素材料により除去できる。
【0058】
空気清浄機構3を、開口部を有する樹脂パッケージタイプにしておけば、清浄することで、再生できる。特に、α線放射部1と炭素含有部2を分解できる形式にしておけば、α線放射部1を清浄し、炭素含有部2を新しいものに交換すれば、安価ですむ。通常、炭素含有部2は、炭素材料からなり、清浄がしにくい、または、清浄できないものが多い。
【0059】
(実施例1)
図5は、本願発明をマスク51に応用した実施例である。人52の口、鼻を覆うマスク51である。このマスク51で外気中の細菌、不要ガスを除去できる。その通過した空気で人52が呼吸する。マスク51は、保持部53で、人52に保持される。
【0060】
図6は、図5のマスク51の断面である。マスクの外面61と、α線放射部1と、炭素含有部2と、マスクの内面62とからなる。外気は、外空気63として、マスクの外面61と、α線放射部1と、炭素含有部2と、マスク内面62とを通過し、通過空気64として、人52の口に到達し呼吸に使用される。その後、人52は、息をはき、内空気65となる。その後、排出空気66として、排出される。
【0061】
ここで、α線放射部1は、前記に記載したα線放射部1であるが、厚みを0.5mmから1mmにする。人52の外形にそうようにするためである。ここで、α線源としてセレン酸化物が好ましい、α線の放出距離が短く、人への影響がないようにできる。
【0062】
また、炭素含有部2も、前記の炭素含有部2のものであるが、人52の外形にそうように、マイクロファイバー不織布または織布層を用いる。マイクロファイバー不織布または織布層/ナノファイバー不織布層/マイクロファイバー不織布または織布層の3層構造にしてもよい。厚みは、0.5mmから1mmにする。
【0063】
マスクの外面61とマスク内面62とは、α線放射部1と炭素含有部2とは密着させるように、収縮する素材をもちいる。
【0064】
人52からの息である内空気65は、一部、炭素含有部2に吸収されるので、人52の口の周辺の違和感が緩和され、長時間使用できる。
【0065】
また、前記の記載したように、α線放射部1にて、空気中の細菌、ウイルスなどを分解、消滅できる。一部の除外できない場合でも、炭素含有部2で吸着し、除去できる。さらに、一部は、炭素含有部2で反射され、再度、α線放射部1で、α線で細菌やウイルスを消滅できる。
【0066】
ここで、α線放射部1からのα線も、炭素含有部2により遮断されるので、人52にも影響がない。
【0067】
さらに、α線放射部1と炭素含有部2とが隣接するので、α線が、炭素含有部2に留まっている空気中の細菌などを死滅化することができる。α線放射部1に細菌などを死滅化し、炭素含有部2で吸収する。逆に、口からの水分を、炭素含有部2で吸収し、α線放射部1に行かないようにできるので、水分により、α放射線源を覆うことなく、α線照射距離を確保できる。
【0068】
(実施例2)
図7は、本願発明をエアコンディショナー(エアコン)、冷暖房調整装置に応用した例である。図7は、エアコン外観、図8は、その断面図である。室内の空気は、吸引口71からエアコン本体73に吸引され、エアコン内部の熱交換部で、冷却、暖められ、その後、空気が吐き出し口72から、冷風、温風として排出される。
【0069】
図8のエアコン内部では、枠81、フィルター82、熱交換器83、噴出し道84、空気清浄機構85、噴出し口86からなる。
【0070】
フィルター82は、吸引した空気中の細菌、ウイルス、真菌、粉塵ハウスダスト、SPMや花粉などの汚染を取り除くフィルター82である。
【0071】
吸引空気87は、フィルター82を通過後、熱交換器83で熱交換され、噴出し道84を通過し、噴出し口86に設置された空気清浄機構85を通過し、吹き出し空気88として、室内へ導かれる。
【0072】
空気清浄機構85は、前記に記載した空気清浄機構3である。室内へ排出される冷風、温風中の細菌、不要ガス、水分を除去する。
【0073】
空気清浄機構85が厚い場合、冷風、温風が、通過する時の抵抗となってしまう。そこで、空気清浄機構85の炭素含有部2、α線放射部1をそれぞれ薄くしている。具体的には、厚み0.5mmから1mmとしている。
【0074】
フィルター82により、吸引空気87中の大きなほこりや、細菌などの一部が除去されているが、エアコン内の熱交換機に存在する細菌や、フィルター82で除去されない細菌などを、この空気清浄機構85で除去する。
【0075】
また、空気清浄機構85を通過できなかった空気は、再度、熱交換器83へ導くと、空気清浄機構85を通過しない空気が室内へ、出ないようにできる。空気清浄機構85は、図1、4のいずれの構造のものも用いることができる。
【0076】
(実施例3)
図9は、本願発明を掃除機に応用した例である。図9(a)は、外観図であり、図9(b)は、断面図である。室内の空気は、吸引口91から掃除機本体に吸引され、掃除機前部92内のごみ袋94を通過し、吸引機構95を通過し、掃除機後部93の排気口97から室内へ排出される。ごみ袋94でゴミと空気が分離されるが、空気中の細菌類はほとんど、除去されない。
【0077】
本願発明では、排気口97の前に空気清浄機構96を設けている。空気清浄機構96は前記記載の空気清浄機構3と同じであり、吸引した空気中の細菌、ウイルス、真菌、粉塵ハウスダスト、SPMや花粉などの汚染を取り除くフィルターである。室内へ排出される空気中の細菌、不要ガス、水分を除去する。
【0078】
空気清浄機構96が厚いと、空気が、通過する時の抵抗となってしまう。そこで、図1の空気清浄機構造3のα線放射部1、炭素吸収部2をそれぞれ薄くしている。具体的には、厚み0.5mmから1mmとしている。
【0079】
フィルターを掃除機内部に別途設けることで、大きなほこりなどは、そのフィルターで除去することにより、空気中の細菌などを空気清浄機構96で効率的に除去できる。
【0080】
空気清浄機構96は、図1、4のいずれの構造のものも用いることができる。
空気清浄機構96を、開口部を有する樹脂パッケージタイプにしておけば、清浄することで、再生できる。とくに、α線放射部1と炭素含有部2を分解できる形式にしておけば、α線放射部1を清浄し、炭素含有部2を新しいものに交換すれば、安価ですむ。通常、炭素含有部2は、炭素材料からなり、清浄がしにくい、または、清浄できないものが多い。
【0081】
なお、この例では、掃除機としてゴミを袋で回収するタイプのものを開示したが、エアー式でゴミを分離するタイプのものにも、その排気口のところへ、空気清浄機構96を設けることで、細菌などを除去できる。
【0082】
(実施例4)
空気清浄機構のカーペットへの応用例を図10から図14に示す。カーペット100は、表面層101、空気清浄機構102、裏面層103の積層構造からなる。図10(a)は、カーペット100の立体図、図10(b)は、断面図である。
【0083】
カーペット100の周辺の空気が入る空気104として、裏面層103を通り、空気がはいる。入った空気は、途中で曲がり、曲がる空気105として、空気清浄機構102に到達し、空気清浄機構102で清浄化され、空気が上がり、上がる空気106として、表面層101に到達し、周辺へ放出される。
【0084】
この場合、空気の流れは、カーペット100の上を人が歩く、移動することで、カーペット100がその厚み方向に圧縮され、発生する。
【0085】
表面層101は、弾性があり、空隙のある構造のものからなる。例えば、ウレタン、毛布、アクリル材料、綿材料など用いることができる。
【0086】
空気清浄機構102は、前記に示した図1、図4ものを使用できる。裏面層103は、弾性があり、空隙層が多いものからなる。周辺の空気をカーペットへ導く必要がある。材料はウレタン、アクリルなどからなる。
【0087】
ここで、効率よく、空気の流れを作るには、裏面層103において、空気を側面、下面から吸引して上面へ吹き出す機構が必要である。
【0088】
図11(a)から図11(c)は、裏面層103が、空気を空気清浄機構102に送る機構を説明する断面図である。
【0089】
図11(a)から図11(c)では、裏面層103に、障壁部111を設けている。裏面層103に存在する空気を、人がその上を移動することで、裏面層103が圧縮され、圧縮された時、裏面層103中を空気が移動する。その時、障壁部111により、上下へ空気の方向が変更され、空気清浄機構102へ一部が向けられる。
【0090】
図11(a)では、障壁部111は、壁状で高密度のものであり、図11(b)では、球状体であり、図11(c)では、空隙の分布である。空隙の分布は上部である空気清浄機構102側に多く空隙が存在する。または、空隙率が大きくなるように設けられている。圧縮された時に、空隙が多い方向へ空気が送られる。障壁部111は、空気の流れを制御するためのものである。樹脂粒子のフィラー、空隙など種々のものを用いることができる。
【0091】
図12(a)から図12(c)は、別の変形例のカーペット120である。この変形例では、空気清浄機構102のカーペット平面内での分布、位置を示している。図12(a)は、立体図であり、図12(b)は、厚み方向の垂直面での断面図、図12(c)は、垂直方向の断面図である。
【0092】
カーペット120は、表面層101と裏面層103とその間に、空気清浄機構102a、中間層121、空気清浄機構102bとからなる。
【0093】
図12(b)、図12(c)では、空気清浄機構が、空気清浄機構102aと空気清浄機構102に分かれている。カーペット120の両端部に設けている。その間に、中間層121を設けている。
【0094】
裏面層103、中間層121で空気を周辺、下部の裏面層103から、入空気122として取り入れ、人がカーペット120上を動くことで、カーペット120が圧縮され、中間層121、裏面層103の空気が、空気清浄機構121a、空気清浄機構121bへと導かれる。空気が清浄化され、その後、周辺へ、出空気123として出される。
【0095】
裏面層103、中間層121の構造は、図11で説明したところの障壁部111が設けられている。この例では、中間層121の空気が上部の表面層101より、側面の空気清浄機構へ導かれるように、表面層101の密度を上げて、空気が抜けないようにすると好ましい。
【0096】
なお、ここで、空気清浄機構102a、空気清浄機構102bは、カーペット120の両端であったが、それに限られず、ライン状としてもよい。点状にしてもよい。
【0097】
図13(a)と図13(b)は、別の変形例のカーペット130である。図13では、図11、図12の場合と異なり、2層構造である。表面層101と、その下の層として、中間層131、空気清浄機構102a、空気清浄機構102bとからなり、2層である。
【0098】
2層構造であるので、空気を送る機構である中間層131と、空気清浄機構102a、
空気清浄機構102bとが同じ平面に位置する。この場合、空気が上部へ行かないように、表面層101の空隙率を小さくする必要がある。空気の流れは、上記と同様であり、入空気132が、中間層131から、空気清浄機構102a、または、空気清浄機構102bへ導かれ、そして、出空気133となる。
【0099】
図14は、空気清浄機構102のカーペット平面内での分布、位置の変形例を示している。中間層121、空気清浄機構102は、前記記載のものと同じである。図14(a)では、空気清浄機構102が、カーペットの対抗する2辺に、部分的設けられている。空気は、空気清浄機構102が存在しない辺より、入空気132としてカーペットに取り入れられ、中間層121により、空気清浄機構102に導かれ、清浄化され、出空気133として放出される。図14(b)では、カーペットの周辺に、空気清浄機構102が設けられている。この場合は、カーペット裏面より、空気を吸引し、空気清浄機構102より周辺へ空気を、出空気143として放出する。
【0100】
カーペットの構造は、図12、13のいずれの層構造でもよい。カーペットの材質などにより空気の取りいれ箇所は、種々配置をとることができる。
【0101】
図10から図14で種々の例を記載したが、空気の入る部分と出る部分を分けることで、空気洗浄機構での空気の洗浄能力が上がる。カーペットの場合、空気の流れをつくるのは、特別な機構、動力装置を用いることができないので、人による移動にともなう、圧縮による。この場合、その空気の流れは弱いので、空気の流れを工夫する必要がある。
【0102】
(実施例5)
空気清浄機構を、自動車のフロアマットに応用した例を図15(a)から図15(c)に示す。図15(a)は、フロアマットの上面図、図15(b)、図15(c)は、フロアマットの断面図である。フロアマット150は、空気吸引押し出し機構151と空気清浄機構152を有する。フロアマット150の周辺の空気153を、空気吸引押し出し機
構151で吸引し、その空気を空気清浄機構152へ押し出す。その押し出された空気は、空気清浄機構152で清浄化され、フロアマット150から周辺へ空気154として放出される。
【0103】
ここで、通常、空気吸引押し出し機構151は、人が足で踏むところであり、この圧力を利用して、空気吸引押し出し機構151中の機構で、空気を吸引、押し出しする。また、放出される空気は、空気清浄機構152の周辺、上方であり、通常、人がその上部にいるところへ放出され、清浄化された空気を人が吸うことができる。
【0104】
図15(c)は、効率的に空気を流れを達成するために、空気清浄機構152を変形させたものである。空気が進むにつれて、空気清浄機構に傾斜を持たせてある。つまり、空気の進行方向に、断面が三角形となるような空気清浄機構152bと、その上に、逆に、空気の進行方向へ逆三角形状の空気導入機構152aとを設けている。つまり、空気導入機構152bで空気を導きつつ、空気清浄機構152bで徐々に清浄しつつ、上面へ空気を放出するものである。
【0105】
空気清浄機構152bは、前記に示した図1、図4の空気清浄機構を用いることができる。
【0106】
空気導入機構152aは、多孔質体を用いることができる。空気吸引押し出し機構151から、送りこまれた空気を、空気清浄機構152bに照射することおよび、一時期、その位置に留め、空気清浄機構152bによるα線の放射による殺菌時間を長くする役割がある。
【0107】
空気吸引押し出し機構151は、柔軟な多孔質体であり、圧縮されることでそれまでに存在した空気を押し出すことができる。実施例4、図11で説明した機構などでよい。
【0108】
(実施例6)
空気清浄機構を、無菌室に応用した例を図16(a)から図16(c)に示す。図16(a)と図16(c)は、無菌室の透視図、図16(b)は平面図である。無菌室160には、外気を取り入れる換気扇161と、空気清浄装置162とを有する。さらに、図16(c)では、下降気流発生器を天上に有する。
【0109】
換気扇161により、無菌室160の空気を外部へ出し、それに対応して、空気清浄機構162を利用して外部の空気を無菌室160に取り入られる。
【0110】
空気清浄機構162により、外部の空気中の細菌や微粒子などが除去され、無菌室160の部屋内の空気は、清浄化される。換気扇161は、無菌室160内の空気を外部へ放出することで、無菌室160の気圧を下げ、空気清浄機構162から空気を取り入れる役割がある。空気清浄機構162と、換気扇161の位置関係から、無菌室160内の空気の流れを清流化できる。つまり、空気清浄機構162の無菌室160の上部にあり、一方、換気扇161は、無菌室160の下部で、空気清浄機構162から最も離れた位置、つまり、対向する位置、無菌室160の中心に対して、ほぼ点対称の位置にある。この結果、換気扇161により、下部の気圧が下がり、自然と、空気清浄機162から上部に空気が取り入れられる。自然と、スムーズに、空気が流れる。結果、無菌室160に存在した細菌や微粒子が、無菌室160内に舞うことなく、外部へ放出される。
【0111】
さらに、図16(c)のように、空気の流れをよくするため、無菌室160の上部、天上、換気扇161と空気清浄装置162の間に、空気下降装置163を設けるとよい。空気下降装置163としては、たとえば、扇風機を用いることができる。
【0112】
(その他の応用)
なお、前記実施例でマスク、エアコン、掃除機、カーペット、カーマット、無菌室で例示したが、これら以外にも、換気扇、空調設備などにも応用できる。
【0113】
また、パーソナルコンピューターの外気吸引口や内部に上記空気清浄機構を付属させれば、机上の空気を清浄できる。
【産業上の利用可能性】
【0114】
本願発明の空気清浄機構は、記載したマスク、エアコンディショナー、掃除機以外に、カーエアコン、空調設備、空気清浄機など、人間の生活環境の種々の空気を清浄化する装置に用いることができる。
【符号の説明】
【0115】
1 α線放射部
2 炭素含有部
3 空気清浄機構
4 空気入
5 空気出
21 保持体
22 被覆層
31 固着層
32 α線放射体
51 マスク
52 人
53 保持部
61 マスクの外面
62 マスクの内面
63 外空気
64 通過空気
65 内空気
66 排出空気
71 吸引口
72 吐き出し口
73 エアコン本体
81 枠
82 フィルター
83 熱交換器
84 噴出し道
85 空気清浄機構
86 噴出し口
87 吸引空気
88 吐き出し空気
91 吸引口
92 掃除機前部
93 掃除機後部
94 ごみ袋
95 吸引機構
96 空気清浄機構
97 排気口
100 カーペット
101 表面層
102、102a、102b 空気清浄機構
103 裏面層
104 入る空気
105 曲がる空気
106 上がる空気
111 障壁部
121 中間層
121a、121b 空気清浄機構
122、132 入空気
123、133 出空気
131 中間層
143 出空気
150 フロアマット
151 空気吸引押し出し機構
152 空気清浄機構
152a 空気導入機構
152b 空気正清浄機構
160 無菌室
161 換気扇
162 空気清浄機構
163 空気下降装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
α線放射部を含む空気清浄装置。
【請求項2】
α線放射部と炭素部とからなる請求項1記載の空気清浄装置。
【請求項3】
α線放射部は、α線発生源である酸化物を線状媒体に配置したものからなる請求項1または2記載の空気清浄装置。
【請求項4】
炭素含有部は、活性炭素からなる請求項1ないし3のいずれか1項に記載の空気清浄装置。
【請求項5】
炭素含有部内にα線放射部が埋設された請求項1ないし4のいずれか1項に記載の空気清浄装置。
【請求項6】
α線放射部と炭素含有部とが分離可能な請求項1ないし5のいずれか1項に記載の空気清浄装置。
【請求項7】
マスク外面と、
前記マスク外面の内側に請求項1から6のいずれか1項に記載の空気清浄装置と、
前記空気清浄装置の内側にマスク内面と、
マスク内面またはマスク外面に設けられた被対象部に保持する保持部
とからなるマスク。
【請求項8】
枠と、
前記枠内部の熱交換器と、
前記熱交換器と前記枠間に位置する吸引する空気を清浄するフィルターと、
温度調節した空気を噴出す噴出し道と、
前記噴出し道の口に、配置された請求項1から6のいずれか1項に記載の空気清浄装置
とからなるエアコンディショナー。
【請求項9】
掃除機本体と、
前記掃除機外周に位置する吸引口と、
前記吸引口につながるゴミ分離部と、
空気を吸引する吸引機構と、
空気を排気する位置に配置された請求項1から6のいずれか1項に記載の空気清浄装置
とからなる掃除機。
【請求項10】
表面層と、
前記表面層の下面に位置する請求項1から6のいずれか1項に記載の空気清浄装置と、
前記空気清浄装置の下面に位置し、前記空気清浄装置に空気を送る裏面層
とからなるカーペット。
【請求項11】
本体と、
本体の端部に位置する空気吸引押し出し部と、
前記空気吸引押し出し部から空気を受ける請求項1から6のいずれか1項に記載の空気清浄装置
とからなるカーペット。
【請求項12】
部屋本体と、
前記部屋の上部に位置する請求項1から6のいずれか1項に記載の空気清浄装置と、
前記部屋本体の中心に対して、前記空気清浄装置と点対称の位置に位置する空気吸引装置とからなる無菌室。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【公開番号】特開2011−11004(P2011−11004A)
【公開日】平成23年1月20日(2011.1.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−160109(P2009−160109)
【出願日】平成21年7月6日(2009.7.6)
【出願人】(503164487)
【出願人】(501095532)
【Fターム(参考)】