• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

換気しても花粉が室内に流入しない帯電窓枠による微粒子吸着メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K14290
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分23010:建築構造および材料関連
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

伊藤 洋介  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00757338)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード花粉 / 帯電 / 吸着 / 建築材料 / 開口部 / 網戸 / 金網 / 微粒子 / 開口 / コロナウィルス
研究開始時の研究の概要

コロナウィルスなど空気中のウィルスや細菌による感染症を防ぐため、居室の換気は必要である。しかし、花粉症等のアレルギー患者がいた場合、花粉等の微粒子が外気から流入することを嫌って換気しないことも多い。
本研究では、開口部近傍を帯電することで、換気によって流入する空気に含まれる花粉等を帯電によって吸着して減じることを検討する。特定の周期で帯電の正負を入れ替えることで正負のいずれに帯電した花粉も効率よく吸着できると推定し、帯電の正負切り替えによる花粉等の吸着メカニズムを明らかにする。本研究の成果により、建築物利用者は花粉症等のアレルギーを気にせず気軽に換気できるようになり、感染症対策の一助となる。

研究実績の概要

2022年度までに複数の網戸用金網に対してそれぞれ正負が異なる電圧を印加することによって、単数の網戸用金網や複数の網戸用金網に対してそれぞれ正負が同じ電圧を印加した場合よりも花粉をより吸着できることを明らかにした。
2023年度は網戸用金網に印加する電圧の正負切り替えが網戸用金網の花粉吸着性能に及ぼす影響について検討を行った。これにより、当初計画における「開口周辺部の金属部材に印加する電圧の正負切り替えによる開口部からの花粉流入の防止」が可能であることを示した。
実験の範囲内において以下のことが分かった。①一部の条件を除き、金網に印加する電圧の正負切り替えにより、金網の吸着性能を向上できることが明らかになった。②電圧の正負切り替えのサイクルにつき、正、接地、負、接地で1サイクルとしたとき、1分間に50サイクル以上の間隔で正負を切り替えた場合、重力沈降で落下する花粉が金網を通過する割合は電圧によらず40%以上減少し、線径0.3mm、電圧絶対値1.0kVまたは2.0kV、1分間に50サイクルで50%減少した。③電圧の切り替えによる重力沈降で落下する花粉が金網を通過する割合の減少は線径が大きい方が大きくなる。電圧の切り替えで堆積減少率が最も向上するのは、線径0.5mm、電圧絶対値1.0kV、1分間に150サイクルの場合で、電圧の切り替えを行わない場合に比べて重力沈降で落下する花粉が金網を通過する割合の減少は27ポイントとなる。④網戸用金網に印加する電圧の正負切り替えにより、開口から流入する花粉を最大67%減じることができると明らかにした。
以上より、帯電によって開口部からの花粉流入を減じるサッシを作製するための技術の1つが見出され、これを採用すれば、花粉症罹患者の症状軽減に寄与できると考える。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

推定されるメカニズムに基づいて、電圧の正負切り替えによる花粉吸着性能向上について効果を確認できた。およそ当初の目標を達成できたと考える。

今後の研究の推進方策

これまでに開発できた技術を組み合わせて、さらなる花粉吸着性能の向上を図る。組み合わせ方については特許出願を予定しているため、詳述しない。
割り当てられた予算を用いて実験を効率化できる機器を購入し、より多くの条件で花粉吸着性能向上に関する実証実験を行う予定。
また、これまでの研究結果について、論文を投稿予定。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] 花粉の室内への侵入を防止する帯電吸着網戸の研究2024

    • 著者名/発表者名
      伊藤洋介
    • 雑誌名

      クリーンテクノロジー

      巻: 34 ページ: 33-38

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 帯電により花粉を吸着する建築材料の研究2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤洋介
    • 雑誌名

      アレルギーの臨床

      巻: 41 ページ: 59-61

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 風によって帯電する樹脂製メッシュによる流動する空気中に散在する花粉の吸着2024

    • 著者名/発表者名
      景山葉月, 伊藤洋介, 河辺伸二, 中原綾音, 室崎圭祐
    • 学会等名
      日本建築学会東海支部研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 網戸用金網に印加する電圧の正負切り替えによる花粉の吸着2024

    • 著者名/発表者名
      室崎圭祐, 伊藤洋介, 河辺伸二, 中原綾音, 景山葉月
    • 学会等名
      日本建築学会東海支部研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 帯電した2枚の網戸用金網間の距離と花粉吸着後の継続的な帯電が花粉吸着性能に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      今岡智輝, 伊藤洋介, 河辺伸二, 中原綾音
    • 学会等名
      日本建築学会東海支部研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 帯電した網戸用金網による流動する空気中に散在する花粉の吸着2023

    • 著者名/発表者名
      中原綾音, 伊藤洋介, 河辺伸二, 今岡智輝
    • 学会等名
      日本建築学会東海支部研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 花粉の室内への侵入を防止する帯電吸着網戸の研究2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤洋介, 河辺伸二, 中原綾音
    • 学会等名
      大学見本市2023~イノベーション・ジャパン
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 網戸用金網の帯電が花粉の吸着に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      今岡智輝, 伊藤洋介, 河辺伸二
    • 学会等名
      日本建築学会大会(北海道)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 帯電した網戸用金網の花粉吸着性能の測定2022

    • 著者名/発表者名
      今岡智輝, 伊藤洋介, 河辺伸二
    • 学会等名
      日本建築学会東海支部研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] 帯電状態の切り替えにより花粉を吸着する金網およびこれを備えた網戸2024

    • 発明者名
      伊藤洋介, 河辺伸二, 室崎圭祐
    • 権利者名
      国立大学法人名古屋工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [産業財産権] 帯電網戸2022

    • 発明者名
      伊藤洋介, 河邊伸二, 今岡智輝
    • 権利者名
      名古屋工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-011628
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi