微生物·病毒的捕捉·灭活装置及其方法

微生物·病毒的捕捉·灭活装置及其方法
【专利摘要】装置（100）具备：风路壳体（10）；对取入到风路壳体（10）内的浮游微生物充电的充电部高压电极（2）；与充电部高压电极（2）相向设置的充电部接地电极（3）；捕捉由充电部高压电极（2）充电了的浮游微生物的亲水性过滤器（6）；使亲水性过滤器（6）感应带电的捕捉·灭活部高压电极（5）；与捕捉·灭活部高压电极（5）相向设置的捕捉·灭活部接地电极（7）。
【专利说明】微生物.病毒的捕捉.灭活装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及捕捉并灭活在空间中浮游的微生物、病毒的微生物.病毒的捕捉.灭活装置及其方法。
【背景技术】
[0002]以往以来，存在去除在空间中浮游的微生物、病毒的浮游微生物.浮游病毒去除装置。作为这样的装置，公开了一种浮游微生物?浮游病毒去除装置，其从上风侧依次配置电晕充电部、高压电极、过滤器、与过滤器相接的电极，消除了动作之间的电荷蓄积的影响，寿命长，且可以整体上提供高去除效果(例如，参照专利文献I)。
[0003]另外，公开了一种浮游微生物.浮游病毒去除装置，其从上风侧依次配置预过滤器、充电部、光触媒过滤器、紫外线灯、病毒捕捉过滤器、静电过滤器，可以长时间维持流感病毒等病原病毒的捕捉、灭活的功能(例如，参照专利文献2)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特表2007-512131号公报(第7页17行~第10页30行，图1等)
[0007]专利文献2:日本特开平11-188214号公报(第7页41行~第8页51行，图1等)

【发明内容】

[0008]但是，关于专利文献I所述的浮游微生物?浮游病毒去除装置，附着在过滤器的微生物、病毒受到电场的力会再次飞散。其`结果，在专利文献I所述的浮游微生物?浮游病毒去除装置中，存在浮游微生物、浮游病毒的捕捉效果降低的问题。另外，在专利文献I所述的浮游微生物?浮游病毒去除装置中，存在为了防止由过滤器捕捉到的微生物、病毒繁殖而需要进行清洁过滤器等维护作业的问题。
[0009]关于专利文献2所述的浮游微生物.浮游病毒去除装置，为了去除浮游微生物及浮游病毒，设置有光触媒过滤器、水滴下式过滤器、静电过滤器这3个过滤器。其结果，在专利文献2所述的浮游微生物.浮游病毒去除装置中，存在压力损失增大，发生能量损失、噪首等的问题。
[0010]本发明是为了解决上述的问题而提出，目的在于提供一种可以稳定地执行微生物.病毒的去除并且实现压力损失的降低的微生物.病毒的捕捉.灭活装置及其方法。
[0011]本发明的微生物.病毒的捕捉.灭活方法，具备:将浮游微生物取入风路壳体内的工序；对取入到所述风路壳体内的浮游微生物充电的充电工序；用被感应带电了的过滤器捕捉所述被充电了的浮游微生物的过滤器捕捉工序；以及用等离子灭活由所述过滤器捕捉到的浮游微生物的工序，在所述充电工序、所述过滤器捕捉工序结束后，开始用等离子灭活由所述过滤器捕捉到的浮游微生物的工序。
[0012]本发明的微生物.病毒的捕捉.灭活方法，具备:将浮游微生物取入风路壳体内的工序；在所述风路壳体内，在第I高电压施加电极和与该第I高电压施加电极相向设置的第I相向电极之间产生放电，对取入到所述风路壳体内的浮游微生物充电的工序；用预先带电的过滤器捕捉所述被充电了的浮游微生物的捕捉工序；以及在所述捕捉工序及送风结束后灭活浮游微生物的工序，其中，连续地进行上述工序。
[0013]本发明的微生物?病毒的捕捉?灭活装置，具备:风路壳体；第I高电压施加电极，被施加电压，对取入到所述风路壳体内的浮游微生物充电；第I相向电极，与所述第I高电压施加电极相向设置；过滤器，捕捉由所述第I高电压施加电极充电了的浮游微生物；第2高电压施加电极，被施加电压，使所述过滤器感应带电且灭活由所述过滤器捕捉到的浮游微生物；第2相向电极，与所述第2高电压施加电极相向设置；以及电源，用于向所述第I高电压施加电极、所述第2高电压施加电极施加电压，所述过滤器的表面具有亲水性，所述过滤器设置为绝缘地夹在所述第2高电压施加电极和所述第2相向电极之间。
[0014]根据本发明的微生物.病毒的捕捉.灭活装置及其方法，可以以低压损捕捉在空气中浮游的微生物、病毒，可以对在空气中浮游的微生物、病毒充电后进行捕捉，将捕捉到的病毒通过放电进行灭活，可以使捕捉微生物、病毒的部分始终保持卫生。
【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1是表示本发明的实施方式I的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的概略纵截面结构的截面图。
[0016]图2是表示本发明的实施方式I的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的概略结构的立体图。
[0017]图3是概略地表示图1所示的充电部高压电极及捕捉?灭活部高压电极的结构例的概略图。
[0018]图4是表示本发明的实施方式I的`微生物.病毒的捕捉.灭活装置所执行的微生物.病毒的捕捉.灭活方法的流程的流程图。
[0019]图5是描绘调查了对本发明的实施方式I的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的捕捉.灭活部高压电极及亲水性过滤器间的电场强度(kV/cm)与暂时性病毒捕捉率(％)的关系得到的结果的示图。
[0020]图6是描绘调查了向本发明的实施方式I的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的充电部高压电极施加的电压极性对暂时性病毒捕捉率(％)和臭氧发生浓度(PPm)给予的影响得到的结果的示图。
[0021]图7是描绘调查了向本发明的实施方式I的微生物?病毒的捕捉?灭活装置的充电部高压电极及捕捉.灭活部高压电极施加的电压的极性对暂时性病毒捕捉率(％)给予的影响得到的结果的示图。
[0022]图8是描绘比较了仅仅用臭氧气体处理捕捉到的病毒的情况、和不仅用臭氧气体还采用其他的放电生成物进行处理(等离子处理)的情况下的病毒生存率所得的结果的示图。
[0023]图9是表示本发明的实施方式2的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的概略纵截面结构的截面图。
[0024]图10是表示本发明的实施方式3的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的概略纵截面结构的截面图。[0025]图11是表示本发明的实施方式4的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的概略纵截面结构的截面图。
[0026]图12是表示本发明的实施方式4的微生物.病毒的捕捉.灭活装置所执行的微生物.病毒的捕捉.灭活方法的流程的流程图。
[0027]图13是表示本发明的实施方式5的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的概略纵截面结构的截面图。
[0028]图14是表示本发明的实施方式5的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的变形例的概略纵截面结构的截面图。
[0029]图15是表示本发明的实施方式5的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的变形例的概略纵截面结构的截面图。
[0030]图16是表示本发明的实施方式6的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的概略纵截面结构的截面图。
[0031]图17是表示本发明的实施方式6的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的变形例的概略纵截面结构的截面图。
[0032]图18是表示本发明的实施方式7的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的概略纵截面结构的截面图。
[0033]图19是表示将捕捉.灭活部接地电极7加入结构的情况下和未加入的情况下的微生物.病毒捕捉率的变化的一个例子的图。
[0034]图20是表示本发明的实施方式8的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的概略纵截面结构的截面图。
`[0035]图21是表示本发明的实施方式8的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的概略纵截面结构的其他例子的截面图。
[0036]图22是表示本发明的实施方式9的微生物.病毒的捕捉.灭活装置的概略纵截面结构的截面图。
[0037]图23是描绘流感灭活中的温度、湿度的影响的图。
[0038](符号的说明)
[0039]I送风机，2充电部高压电极，3充电部接地电极，4高电压电源，4a高电压电源，5捕捉.灭活部高压电极，6亲水性过滤器，7捕捉.灭活部接地电极，8高电压电源，9衬套，10风路壳体，11充电部接地电极，12充电部高压电极，13安全防护装置，14电压调整装置，14a电压调整装置，14b电压调整装置，15蜂窝，15a亲水性蜂窝，15b触媒添加蜂窝，16静电过滤器，18接地电极，19风扇，20带电雾喷雾电极，21加湿装置，50控制器，100装置，IOOa装置，IOOb装置，IOOc装置，IOOd装置，IOOe装置，IOOf装置，100gl装置，100g2装置，IOOh装置，IOOil装置，100?2装置，IOOj装置，a空间。
【具体实施方式】
[0040]以下，根据【专利附图】

【附图说明】本发明的实施方式。
[0041]实施方式1.[0042]图1是表示本发明的实施方式I的微生物.病毒的捕捉.灭活装置(以下，称为装置100)的概略纵截面结构的截面图。图2是表示装置100的概略结构的立体图。根据图I及图2说明装置100的结构及动作。另外，在包含图1的以下的附图中，各结构部件的大小关系有时不同于实际情况。另外，在图1及图2中，用箭头表示空气的流动。
[0043]装置100捕捉在空间中浮游的微生物?病毒(以下，称为浮游微生物)，并对捕捉到的浮游微生物进行灭活。装置100构成为在风路壳体10的内部从上风(上游)侧开始依次配置送风机1、充电部高压电极(第I高电压施加电极)2、充电部接地电极(第I相向电极)
3、捕捉.灭活部高压电极(第2高电压施加电极)5、亲水性过滤器6、捕捉.灭活部接地电极(第2相向电极)7。
[0044]送风机I将空气取入风路壳体10内。充电部高压电极2由许多例如线径0.05~
0.5_左右的导电性细线(钨、钛、不锈钢及用钼被覆这些所得到的钼包线或者导电性树脂)伸展而成的电极构成，从所连接的高电压电源8施加高电压。充电部接地电极3由例如金属网格等组成的电极构成，并与接地连接。由充电部高压电极2及充电部接地电极3构成充电部。充电部高压电极2和充电部接地电极3之间的距离为3mm~15mm左右，向电极间施加的电压为I~15kV左右。
[0045]另外，在实施方式中，设为第I相向电极为充电部接地电极3而进行说明，但是，在充电部高压电极2和充电部接地电极3之间施加电压即可，充电部接地电极3也可以未必接地使用。另外，用截面积为0.1mmX0.5mm的长方形或其类似形状的导电性带状物(短边形成带状物的厚度，其厚度为0.05mm~0.5mm,宽度为0.3mm~Imm左右，材质为鹤、钛、不锈钢、导电性树脂等)构成充电部高压电极2也可以获得同样的效果。在该情况下，使成为截面积的短边(0.1_)侧的面朝向充电部接地电极3可以高效地充电，另外，具有可以减小放电时的溅射所导致的电极损耗引起的断线的影响的效果。或者，如图3所示，通过蚀刻、线材加工、激光加工、薄金属板冲压等将平板(厚度0.05~0.5_)加工为宽度0.3~1.0mm的长条排列，为了保持作为电极的张力，也可以对周围进行卷边弯曲等弯曲加工，或者进行利用绝缘物等的强化后而用作充电部高压电极2。
[0046]捕捉?灭活部高压电极5由许多例如线径0.1mm~0.5mm左右的细线伸展而成的电极构成，从所连接的高电压电源4施加可发生部分放电即电晕放电的I~15kV左右的高电压。捕捉.灭活部接地电极7由例如金属网格等组成的电极构成，并与接地连接。
[0047]另外，在实施方式中，设为第2相向电极为捕捉.灭活部接地电极7而进行说明，但是，在捕捉.灭活部高压电极5和捕捉.灭活部接地电极7之间施加电压即可，捕捉.灭活部接地电极7也可以未必接地使用。另外，用截面积0.1mmX0.5mm的长方形或其类似形状的导电性带状物(厚度0.1mm)构成捕捉?灭活部高压电极5也可以获得同样的效果。在该情况下，也可以使成为截面积的短边(0.1_)侧的面朝向充电部接地电极3。或者，如图3所示，通过蚀刻、线材加工、激光加工、薄金属板冲压等将平板(厚度0.05~0.5mm)加工为宽度0.3~1.0mm的长条排列，为了保持作为电极的张力，也可以对周围进行卷边弯曲等弯曲加工，或者进行基于绝缘物等的强化后而用作捕捉.灭活部高压电极5。
[0048]亲水性过滤器6以被一对捕捉.灭活部高压电极5和捕捉.灭活部接地电极7夹着的方式，通过衬套9进行绝缘设置。由捕捉.灭活部高压电极5、亲水性过滤器6及捕捉.灭活部接地电极7构成捕捉.灭活部。另外，高电压电源4可向捕捉.灭活部高压电极5供给至少2个等级的电压。
[0049]另外，图3是概略地表示图1所示的充电部高压电极2及捕捉.灭活部高压电极5的结构例的概略图。另外，如图1所示，在装置100设置了对装置100进行统一控制的控制器50。而且，对在以下的实施方式中所说明的装置IOOa~装置IOOj也设有控制器50。
[0050]根据这样的结构，被捕捉?灭活部高压电极5和捕捉?灭活部接地电极7夹着的绝缘接地的亲水性过滤器6发生感应带电作用、即极化，从而在亲水性过滤器6的表面形成静电场。因此，通过由充电部高压电极2及充电部接地电极3组成的充电部充电了的、即附加了电荷的浮游微生物被吸引到在亲水性过滤器6的表面形成的电场，碰到亲水性过滤器6。另外，在与浮游微生物一起浮游的水碰到亲水性过滤器6时附着到亲水性过滤器6，因此微生物、病毒无法再次飞散。另外，在亲水性过滤器6捕捉到的微生物、病毒通过由捕捉.灭活部高压电极5放电.形成的放电生成物而进行灭活。
[0051]这样，在装置100中，用亲水性过滤器6构成捕捉.灭活部的一部分，使该亲水性过滤器6感应带电，从而可以高效地诱导充电了的浮游微生物，使其碰到亲水性过滤器6的表面，并且使碰到了的浮游微生物与水一起保持。由此，装置100可以以低压损捕捉浮游微生物，另外，可以抑制捕捉到的微生物、病毒再次飞散。
[0052]另外，亲水性过滤器6的种类可以是只要能够吸收碰到的水(雾状的水)的任意种类，并没有特别地限定。另外，只要亲水性过滤器6是在水碰到时不会在过滤器表面形成水滴的种类，就可以抑制所保持的水的再次飞散，维持高捕捉性能。
[0053]接着， 说明装置100的动作。
[0054]图4是表示装置100所执行的微生物.病毒的捕捉.灭活方法的流程的流程图。装置100的特征在于共用捕捉浮游微生物的部分和将捕捉到的浮游微生物灭活的部分这一点。即，装置100能够通过依次执行微生物、病毒的捕捉处理和捕捉到的微生物、病毒的灭活处理，可以高效地去除微生物、病毒。
[0055]在装置100开始运转时，首先，运行送风机I (步骤S101)。然后，从高电压电源8向充电部高压电极2施加高电压，从高电压电源4向捕捉.灭活部高压电极5施加高电压(步骤S102)。由此，在充电部高压电极2和充电部接地电极3之间产生放电，放电电流流向充电部接地电极3。这里，流向充电部接地电极3的电流由设置在控制器50的控制基板等的电流判定部来测量。测量到的电流值与由电流判定部预先设定的设定电流值进行比较(步骤S103)。而后，如果没有问题，则转移到下一个工序(步骤S103 ;是)。
[0056]如果测定到的电流值比设定电流值低，则提高向充电部高压电极2施加的电压，如果测定到的电流值比设定电流值高，则降低向充电部高压电极2施加的电压(步骤S104)。这样，确认浮游的微生物、病毒始终高效地被充电(步骤S105)。在基于放电的微生物.病毒充电工序(步骤S104)及被充电了的微生物.病毒感应带电捕捉工序(步骤S105)开始时，定时器工作，测量这些工序的运转时间(步骤S106)。另外，也可以手动设定所设定的电流值，也可以预先在规定的组合中以表格化方式写入到存储装置。而且，该设定值通过与温度、湿度关联地设定，从而易于获得规定的充电率。
[0057]在这些工序的动作时间达到设定时间时(步骤S106 ;是)，停止对充电部高压电极2的高电压施加，并且停止对捕捉.灭活部高压电极5的高电压施加。然后，这些一系列的工序(微生物.病毒捕捉工序)结束(步骤S107)。
[0058]接着，开始微生物.病毒灭活工序。从高电压电源4向捕捉.灭活部高压电极5施加高电压。由此，在捕捉.灭活部高压电极5和捕捉.灭活部接地电极7间产生放电，放电电流流向捕捉.灭活部接地电极7。这里，流向捕捉.灭活部接地电极7的电流由电流判定部测量。测量到的电流值与由电流判定部预先设定的设定电流值比较。如果没有问题，则直接开始微生物.病毒灭活工序(步骤S108)。
[0059]在微生物.病毒灭活工序中，如果测定到的电流值比设定电流值低，则提高向捕捉?灭活部高压电极5施加的电压，如果测定到的电流值比设定电流值高，则降低向捕捉.灭活部高压电极5施加的电压。这样，确认捕捉到的微生物、病毒始终被高效地进行灭活处理。在基于放电的微生物.病毒灭活工序(步骤S108)开始时，送风机I停止(步骤S109)，定时器工作，测量这些工序的运转时间(步骤S110)。
[0060]在这些工序的动作时间达到设定时间时(步骤SllO ;是)，停止对捕捉.灭活部高压电极5的高电压施加，灭活工序结束(步骤S111)。然后，再次开始微生物?病毒充电?捕捉工序(步骤S112)，反复进行这些运转。
[0061]如上所述，在装置100中，通过具备对浮游微生物充电的工序(使浮游微生物带电的工序)、用被感应带电的亲水性过滤器6捕捉充电了的浮游微生物的工序、以及用等离子灭活用亲水性过滤器6捕捉到的浮游微生物的工序，可以使捕捉浮游微生物的部分(亲水性过滤器6)始终保持卫生。因此，可以使设置装置100的空间(例如，居住空间等)的空气也始终保持卫生。
[0062]接着，说明作为装置100的特征事项的、由基于电晕放电的充电和亲水性过滤器6的感应带电所导致的低压损?高效率捕捉。表1比较了装置100的方式和以往的过滤器方式的压力损失(Pa)及暂时性病毒捕捉率(％)。
[0063][表 I]
[0064]
【权利要求】
1.一种微生物.病毒的捕捉.灭活方法，其特征在于，具备: 将浮游微生物取入风路壳体内的工序； 对取入到所述风路壳体内的浮游微生物充电的充电工序； 用被感应带电了的过滤器捕捉所述被充电了的浮游微生物的过滤器捕捉工序；以及 用等离子灭活由所述过滤器捕捉到的浮游微生物的工序， 在所述充电工序、所述过滤器捕捉工序结束后，开始用等离子灭活由所述过滤器捕捉到的浮游微生物的工序。
2.根据权利要求1所述的微生物.病毒的捕捉.灭活方法，其特征在于， 连续地进行上述工序。
3.根据权利要求1或2所述的微生物.病毒的捕捉.灭活方法，其特征在于， 所述过滤器为亲水性的。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的微生物.病毒的捕捉.灭活方法，其特征在于，具备: 风路壳体； 第I高电压施加电极，被施加电压，对取入到所述风路壳体内的浮游微生物充电； 第I相向电极，与所述第I高电压施加电极相向设置； 过滤器，被夹在第2高电压施加电极和第2相向电极之间，捕捉由所述第I高电压施加电极充电了的浮游微生物； 一个高电压电源，向所述第I高电压施加电极和所述第2高电压施加电极供给电压。
5.根据权利要求1~3中的任一项所述的微生物.病毒的捕捉.灭活方法，其特征在于， 风路壳体； 第I高电压施加电极，被施加电压，对取入到所述风路壳体内的浮游微生物充电； 第I相向电极，与所述第I高电压施加电极相向设置； 被预先带电的过滤器，捕捉由所述第I高电压施加电极充电的浮游微生物； 接地电极，设置在所述过滤器的上风。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的微生物.病毒的捕捉.灭活方法，其特征在于， 在所述过滤器添加亲水性触媒、吸附剂及除臭触媒中的至少一个。
7.一种微生物.病毒的捕捉.灭活方法，其特征在于，具备: 将浮游微生物取入风路壳体内的工序； 在所述风路壳体内，在第I高电压施加电极和与该第I高电压施加电极相向设置的第I相向电极之间产生放电，对取入到所述风路壳体内的浮游微生物充电的工序； 用被预先带电的过滤器捕捉所述被充电了的浮游微生物的捕捉工序；以及 在所述捕捉工序及送风结束后灭活浮游微生物的工序， 连续地进行上述工序。
8.—种微生物.病毒的捕捉.灭活装置，其特征在于，具备: 风路壳体； 第I高电压施加电极，被施加电压，对取入到所述风路壳体内的浮游微生物充电；第I相向电极，与所述第I高电压施加电极相向设置； 过滤器，捕捉由所述第I高电压施加电极充电的浮游微生物； 第2高电压施加电极，被施加电压，使所述过滤器感应带电且灭活在所述过滤器捕捉到的浮游微生物； 第2相向电极，与所述第2高电压施加电极相向设置；以及 电源，用于向所述第I高电压施加电极、所述第2高电压施加电极施加电压， 所述过滤器的表面具有亲水性， 所述过滤器被设置为绝缘地夹在所述第2高电压施加电极和所述第2相向电极之间。
9.根据权利要求8所述的微生物.病毒的捕捉.灭活装置，其特征在于， 能够调整向所述第I高电压施加电极及所述第2高电压施加电极中的至少一个施加的电压。
10.根据权利要求8所述的微生物.病毒的捕捉.灭活装置，其特征在于， 能够从同一电源提供向所述第I高电压施加电极及所述第2高电压施加电极中的至少一个施加的电 压。
【文档编号】A61L9/16GK103764178SQ201280042878
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年10月18日 优先权日:2011年11月2日
【发明者】太田幸治, 稻永康隆, 守川彰, 酒井隆弘 申请人:三菱电机株式会社