東京都市大学理工学部電気電子通信工学科の江原由泰教授らは、大きさが数十ナノ（ナノは10億分の１）メートルとウイルスサイズの微小粒子まで効率よく捕集する空気清浄装置を、設置する場所に合わせて短時間で設計できる技術を開発しました。空気を取り込んだ際に微小粒子を放電プラズマによって帯電し、電気的に集塵する装置に対応します。大手電機メーカーの協力も得て、自動車や航空機ボディーの設計に使われる流体力学的な手法を取り入れ、従来に比べて大幅に設計期間を短縮できるようにしました。定型品でなく、空気清浄装置を設置する場所に応じて最も効果を出す形状に設計できるようになります。

　空気清浄装置や最近の新しい家庭用エアコンには、放電プラズマによって花粉や臭気物質などの有害粒子を除去する方式が取り入れられています。放電プラズマによる微小粒子への影響は大きく、本来ならそれぞれの微小粒子における機器内の動きに応じて設計することが望ましいです。しかし、微小粒子の挙動は複雑で、ほとんどが把握せずに製造されています。

　これまでは、簡易的なシミュレーションで微小粒子の動きを予測して装置を試作し、実際の効果をフィードバックして何度も試作・実験を繰り返す方法で設計されてきました。新技術は、自動車や航空機の風洞実験で用いる粒子画像流速測定法（PIV）解析を応用し、流体にレーザ光を当てて高速度カメラで動きを捉える手法を組み込みました。これによって粒子挙動シミュレーションの精度を向上させ、試作や装置設計の回数を半分程度に減らせるとみています。大学の実験室では、実用機の設計レベルにおいて理論除去率を導出し、装置の最適形状や稼働条件の決定が可能となることも確認しました。新技術を使えば、設置するスペースによって異なる仕様の空気清浄装置を短時間で設計できるようになります。あるいは従来通りの定型のままでも、最適な設置環境を選定することができます。

　密閉した室内に浮遊するハウスダストはアレルギーの原因になるため、空気清浄装置のニーズは高いです。飛沫に含まれるウイルスの殺菌は困難であるが、粒子として浮遊するウイルスを捕集することができます。

　一方で、燃料に重油を使う舶用エンジンでも、排出する煤や窒素酸化物は海洋汚染の原因になるため、近年は空気清浄機を取り付ける検討がなされています。江原教授らは、家庭用空気清浄装置と並行して大手電機メーカーと共同で、舶用エンジンの空気清浄装置の設計も研究しています。なお、10月26日から福岡市で開かれる「マリンエンジニアリング学術講演会」（https://www.jime.jp/ conference_top）で、今回開発した空気清浄装置の新しい設計手法について発表しました。