JP2020199149A

JP2020199149A - 空気清浄機

Info

Publication number: JP2020199149A
Application number: JP2019109290A
Authority: JP
Inventors: 喜田　真史; Masashi Kida; 真史喜田
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2020-12-17

Abstract

【課題】ウィルスが存在する雰囲気中においてもウィルスが除去された清浄な空気を人の周りに供給する。【解決手段】本開示の空気清浄機１０は、持ち運び可能な空気清浄機１０であって、外気を流入させる流入口２３Ａと内気を流出させる流出口とを有し、流入口２３Ａと流出口を連通させる流路２４が内部に設けられた筐体２０と、流路２４を流入口２３Ａ側と流出口側とに区画する位置に設けられ、ウィルスを吸着して除去可能なウィルス吸着材３０と、外気に臨む位置もしくはウィルス吸着材３０を通過する前の内気に臨む位置に設けられ、ウィルスを検知可能な吸着前センサ４１と、ウィルス吸着材３０を通過した後の内気を流出口に送り込むファン５０と、ファン５０に電力を供給可能なバッテリー６０と、吸着前センサ４１によってウィルスが検知された状態ではファン５０を稼働させ、吸着前センサ４１によってウィルスが検知されない状態ではファン５０を停止させる制御部９０と、を備えた。【選択図】図１

Description

本開示は、空気清浄機に関する。

従来、インフルエンザウィルスを吸着して除去する吸着除去材として、特開２０１３−６３５号公報（下記特許文献１）に記載のものが知られている。この吸着除去材は、ナラ、カシ、マツ、スギ、イタヤカエデ、クヌギからなる群から選ばれる木材を、温度５００〜８００℃で炭化処理して得られた炭素質材料を用いたものである。一方、空気中の塩素系化合物をフィルタ上で結合塩素として保持し脱臭、除菌する空気浄化装置として、特開２０１７−２０９２２５号公報（下記特許文献２）に記載のものが知られている。

特開２０１３− ６３５号公報特開２０１７−２０９２２５号公報

上記の吸着除去材を上記の空気浄化装置に適用した場合、インフルエンザウィルスを吸着して除去するとともに、空気中の塩素化合物を脱臭、除菌する空気浄化装置が得られることになる。しかしながら、インフルエンザウィルスを検知する手段がないため、ウィルスの有無にかかわらず常時装置を可動させなければならず、電力消費が多くなる。また、持ち運びが可能な装置ではないため、外出先ではウィルスのない清浄な空気を受けることができない。

本開示の空気清浄機は、持ち運び可能な空気清浄機であって、外気を流入させる流入口と内気を流出させる流出口とを有し、前記流入口と前記流出口を連通させる流路が内部に設けられた筐体と、前記流路を前記流入口側と前記流出口側とに区画する位置に設けられ、ウィルスを吸着して除去可能なウィルス吸着材と、前記外気に臨む位置もしくは前記ウィルス吸着材を通過する前の前記内気に臨む位置に設けられ、前記ウィルスを検知可能な吸着前センサと、前記ウィルス吸着材を通過した後の前記内気を前記流出口に送り込むファンと、前記ファンに電力を供給可能なバッテリーと、前記吸着前センサによって前記ウィルスが検知された状態では前記ファンを稼働させ、前記吸着前センサによって前記ウィルスが検知されない状態では前記ファンを停止させる制御部と、を備えた空気清浄機である。

本開示によれば、ウィルスが存在する雰囲気中においてもウィルスが除去された清浄な空気を人の周りに供給できる。

図１は、空気清浄機の内部構造を示した一部切り欠き断面図である。図２は、空気清浄機の電気的構成を示したブロック図である。図３は、空気清浄機の使用例を示した図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の空気清浄機は、持ち運び可能な空気清浄機であって、外気を流入させる流入口と内気を流出させる流出口とを有し、前記流入口と前記流出口を連通させる流路が内部に設けられた筐体と、前記流路を前記流入口側と前記流出口側とに区画する位置に設けられ、ウィルスを吸着して除去可能なウィルス吸着材と、前記外気に臨む位置もしくは前記ウィルス吸着材を通過する前の前記内気に臨む位置に設けられ、前記ウィルスを検知可能な吸着前センサと、前記ウィルス吸着材を通過した後の前記内気を前記流出口に送り込むファンと、前記ファンに電力を供給可能なバッテリーと、前記吸着前センサによって前記ウィルスが検知された状態では前記ファンを稼働させ、前記吸着前センサによって前記ウィルスが検知されない状態では前記ファンを停止させる制御部と、を備えた空気清浄機である。

吸着前センサによってウィルスが検知されるとファンが稼働し、吸着前センサによってウィルスが検知されないとファンが停止するため、バッテリーの電力消費を抑えることができる。これにより、持ち運び可能な空気清浄機であってもバッテリーの電力消費を心配しなくて済む。また、持ち運び可能であるから、ウィルスが存在する雰囲気中においてもウィルスが除去された清浄な空気が人の周りに供給され、ウィルス感染が防止される。

（２）前記ウィルス吸着材を通過した後の前記内気に臨む位置に設けられ、前記ウィルスを検知可能な吸着後センサと、異常であることを報知する報知部と、を備え、前記制御部は、前記吸着後センサによって前記ウィルスが検知された際には前記報知部に異常であることを報知させることが好ましい。

ウィルス吸着材を通過した後の内気からウィルスが検知された場合には、ウィルス吸着材によってウィルスが正常に除去できていない可能性がある。その場合、報知部によって異常であることを報知させることで、空気清浄機を停止させることができる。

（３）前記ウィルス吸着材の前記流入口側と前記流出口側とに設けられ、前記流路を開閉可能な複数の電磁弁を備え、前記制御部は、前記ファンが稼働している状態では前記複数の電磁弁を開き、前記ファンが停止している状態では前記複数の電磁弁を閉じることが好ましい。

ファンが稼働している際は内気の流れを妨げないようにするため、複数の電磁弁を開いておく必要がある。一方、ファンが停止している際は内気を流さなくてもよいため、複数の電磁弁を閉じておくことによりウィルス吸着材の劣化を抑制できる。

（４）前記筐体は、首に掛けることが可能なＵ字状をなし、前記流入口は、前記筐体の一端部と他端部の中間に位置する折り返し部に配され、前記流出口は、前記筐体の一端部と他端部の少なくとも一方に配されていることが好ましい。

筐体を首に掛けることで空気清浄機を携帯しやすくなり、少なくとも１つの流出口が人の口の近くに配置されるため、清浄な空気を口から吸い込みやすくなる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の空気清浄機１０の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜空気清浄機＞
空気清浄機１０は、図１および図２に示すように、筐体２０と、ウィルス吸着材３０と、センサ４０と、ファン５０と、バッテリー６０と、電磁弁７０と、報知部８０と、制御部９０と、を備えて構成されている。空気清浄機１０は全体としてＵ字状をなし、図３に示すように、首に掛けて使用することで持ち運び可能なハンディタイプの空気清浄機１０とされている。なお、空気清浄機１０の内部構造は左右対称であるため、以下においては図１の図示左側の内部構造を代表として説明し、図示右側の内部構造についてはその説明を省略する場合がある。

＜筐体＞
筐体２０は首に掛けることが可能なＵ字状をなし、合成樹脂製のケースあるいはアルミニウム合金製のケース等とされている。筐体２０は、一端部２１と、他端部２２と、一端部２１と他端部２２の中間に位置する折り返し部２３と、を有している。筐体２０は中空構造とされ、筐体２０の内部には流路２４が設けられている。

一端部２１には一側流出口２１Ａが設けられ、他端部２２には他側流出口２２Ａが設けられている。折り返し部２３には流入口２３Ａが設けられている。流入口２３Ａは外気を流入させる開口であり、各流出口２１Ａ、２２Ａは内気を流出させる開口である。外気とは筐体２０の外部の空気のことであり、内気とは筐体２０の内部の空気のことである。

流路２４は、流入口２３Ａから一側流出口２１Ａに向かう一側流路２４Ａと、流入口２３Ａから他側流出口２２Ａに向かう他側流路２４Ｂと、を備えて構成されている。流入口２３Ａは、一側流路２４Ａと他側流路２４Ｂが等距離となるように配置されている。一側流路２４Ａは流入口２３Ａと一側流出口２１Ａを連通させ、他側流路２４Ｂは流入口２３Ａと他側流出口２２Ａを連通させている。

＜ウィルス吸着材＞
ウィルス吸着材３０は、一側流路２４Ａと他側流路２４Ｂのそれぞれに一つずつ設けられている。ウィルス吸着材３０は、一側流路２４Ａを流入口２３Ａ側と一側流出口２１Ａ側とに区画する位置に設けられている。このため、流入口２３Ａから一側流路２４Ａに流入した空気は、ウィルス吸着材３０を通過してから一側流出口２１Ａに向かい、この一側流出口２１Ａから筐体２０の外部に流出される。ウィルス吸着材３０は、例えば水酸アパタイト（Ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ）を用いたウィルス吸着フィルタである。例えばインフルエンザウィルスの表面に存在するタンパク質が水酸アパタイトに結合することで空気中のインフルエンザウィルスがウィルス吸着材３０に吸着されて除去される。

＜バッテリー＞
バッテリー６０は、図示はしないものの筐体２０の内部に収容されており、例えばアルカリ乾電池、マンガン乾電池、ニッケル水素電池、リチウム電池等である。また、バッテリー６０は、ＵＳＢケーブル等を用いて給電が行われる蓄電素子であってもよい。

＜センサ＞
センサ４０は、流入口２３Ａを通して外気に臨む位置に設けられた吸着前センサ４１と、ウィルス吸着材３０を通過した後の内気に臨む位置に設けられた吸着後センサ４２と、を備えている。吸着後センサ４２は、一対のウィルス吸着材３０に対応して一対設けられている。センサ４０は、バッテリー６０から電力が供給されることでウィルスを検知可能な状態とされ、例えばグラフェンに糖鎖を修飾した検出素子が用いられたセンサである。

＜ファン＞
ファン５０は、吸着前センサ４１の下流側に配された一対の吸着前ファン５１と、一対の吸着後センサ４２の下流側に配された一対の吸着後ファン５２と、を備えている。一対の吸着後ファン５２は、一対の吸着後センサ４２に対応して設けられている。各ファン５１、５２は、バッテリー６０から電力が供給されることで稼働し、電力供給が停止されることで停止する。吸着前ファン５１は、流入口２３Ａから一側流路２４Ａに流入された空気をウィルス吸着材３０に向けて送り込む。吸着後ファン５２は、ウィルス吸着材３０を通過した空気を一端部２１に向けて送り込み、一側流出口２１Ａから筐体２０の外部に流出させる。

＜電磁弁＞
電磁弁７０は、ウィルス吸着材３０の上流側に設けられた吸着前電磁弁７１と、ウィルス吸着材３０の下流側に設けられた吸着後電磁弁７２と、を備えている。各電磁弁７１、７２は、バッテリー６０から電力が供給されることで稼働し、一側流路２４Ａを開閉可能とされている。各電磁弁７１、７２が開いた状態ではウィルス吸着材３０を空気が通過できるものの、各電磁弁７１、７２が閉じた状態ではウィルス吸着材３０の上流側と下流側とで一側流路２４Ａが閉鎖されるため、空気がウィルス吸着材３０を通過できなくなる。

＜報知部＞
報知部８０は、異常が発生した際に異常であることを報知するものであって、報知手段は、音、振動、または光、もしくは、これらの組合せ等であってもよい。報知部８０は、バッテリー６０から電力が供給されることで稼働し、報知手段を実行する。

＜空気清浄機の電気的構成＞
次に、空気清浄機１０の電気的構成について説明する。空気清浄機１０の電気的構成は、図２に示すように、制御部９０と、電磁弁７０と、ファン５０と、センサ４０と、報知部８０と、バッテリー６０と、を備えている。空気清浄機１０の全体的な動作制御は制御部９０によって行われる。

センサ４０のうち吸着前センサ４１によってインフルエンザウィルス等のウィルスが検知されると、検知信号が制御部９０に送出される。制御部９０は、吸着前センサ４１からの検知信号に基づいて、電磁弁７０に開閉信号を送出する。電磁弁７０は、制御部９０からの開閉信号に基づいて開閉動作を行う。制御部９０は、例えばスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御によってバッテリー６０からファン５０への電力供給を行わせる。

センサ４０のうち吸着後センサ４２によってインフルエンザウィルス等のウィルスが検知されると、検知信号が制御部９０に送出される。制御部９０は、吸着後センサ４２からの検知信号に基づいて、報知部８０に報知信号を送出する。報知部８０は、制御部９０からの報知信号に基づいて報知動作を行う。

＜空気清浄機の動作＞
次に、空気清浄機１０の動作を説明する。以下においては一側流路２４Ａにおける動作を代表として説明し、他側流路２４Ｂにおける動作については説明を省略するものとする。空気清浄機１０は、吸着前センサ４１によってウィルスが検知されない時は、待機状態となっているため、消費電力を抑えることができる。すなわち、空気清浄機１０は、吸着前センサ４１によってウィルスが検知された時にのみ稼働するようになっている。

吸着前センサ４１によってウィルスが検知されると、吸着前ファン５１と吸着後ファン５２が稼働して送風が開始される。すると、流入口２３Ａから一側流路２４Ａに外気が取り込まれ、吸着前ファン５１によって空気がウィルス吸着材３０に送り込まれる。空気がウィルス吸着材３０を通過する過程で空気中のウィルスはウィルス吸着材３０に吸着され、除去される。ウィルスが除去された清浄な空気は、吸着後ファン５２によって一端部２１に送り込まれ、一側流出口２１Ａから筐体２０の外部に吹き出される。図３に示すように、筐体２０の外部に吹き出された清浄な空気は、人の周りに供給され、ウィルス感染が防止される。

ウィルス吸着材３０のウィルス吸着量が飽和となった場合、またウィルス吸着材３０に何らかの異常が生じてウィルス吸着ができなくなった場合、吸着後センサ４２でウィルスが検知され、報知部８０によって異常を示すアラームが出される。アラームが発生した際は、空気清浄機１０の動作を停止させる。また、空気清浄機１０を使用していない時は、ウィルス吸着材３０の劣化を防止すべく、吸着前電磁弁７１と吸着後電磁弁７２を閉じて一側流路２４Ａを閉鎖する。

＜他の実施形態＞
（１）上記実施形態では吸着前センサ４１が外気に臨む位置に設けられているものの、ウィルス吸着材３０を通過する前の内気に臨む位置に吸着前センサを設けてもよい。

（２）上記実施形態では流路２４が一側流路２４Ａと他側流路２４Ｂとによって構成されているものの、流路を一側流路２４Ａのみによって構成してもよい。

（３）上記実施形態では筐体２０がＵ字状とされているものの、Ｉ字状やＴ字状の筐体としてもよく、その場合、ストラップを用いて首からぶら下げるようにしてもよい。

１０…空気清浄機
２０…筐体
２１…一端部
２１Ａ…一側流出口
２２…他端部
２２Ａ…他側流出口
２３…折り返し部
２３Ａ…流入口
２４…流路
２４Ａ…一側流路
２４Ｂ…他側流路
３０…ウィルス吸着材
４０…センサ
４１…吸着前センサ
４２…吸着後センサ
５０…ファン
５１…吸着前ファン
５２…吸着後ファン
６０…バッテリー
７０…電磁弁
７１…吸着前電磁弁
７２…吸着後電磁弁
８０…報知部
９０…制御部

Claims

持ち運び可能な空気清浄機であって、
外気を流入させる流入口と内気を流出させる流出口とを有し、前記流入口と前記流出口を連通させる流路が内部に設けられた筐体と、
前記流路を前記流入口側と前記流出口側とに区画する位置に設けられ、ウィルスを吸着して除去可能なウィルス吸着材と、
前記外気に臨む位置もしくは前記ウィルス吸着材を通過する前の前記内気に臨む位置に設けられ、前記ウィルスを検知可能な吸着前センサと、
前記ウィルス吸着材を通過した後の前記内気を前記流出口に送り込むファンと、
前記ファンに電力を供給可能なバッテリーと、
前記吸着前センサによって前記ウィルスが検知された状態では前記ファンを稼働させ、前記吸着前センサによって前記ウィルスが検知されない状態では前記ファンを停止させる制御部と、を備えた空気清浄機。
前記ウィルス吸着材を通過した後の前記内気に臨む位置に設けられ、前記ウィルスを検知可能な吸着後センサと、
異常であることを報知する報知部と、を備え、
前記制御部は、前記吸着後センサによって前記ウィルスが検知された際には前記報知部に異常であることを報知させる、請求項１に記載の空気清浄機。
前記ウィルス吸着材の前記流入口側と前記流出口側とに設けられ、前記流路を開閉可能な複数の電磁弁を備え、
前記制御部は、前記ファンが稼働している状態では前記複数の電磁弁を開き、前記ファンが停止している状態では前記複数の電磁弁を閉じる、請求項１または請求項２に記載の空気清浄機。
前記筐体は、首に掛けることが可能なＵ字状をなし、
前記流入口は、前記筐体の一端部と他端部の中間に位置する折り返し部に配され、
前記流出口は、前記筐体の一端部と他端部の少なくとも一方に配されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の空気清浄機。