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JP7360122B2 - Hydrogen peroxide gas generator and hydrogen peroxide gas generation method - Google Patents

Hydrogen peroxide gas generator and hydrogen peroxide gas generation method Download PDF

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JP7360122B2 JP2019131947A JP2019131947A JP7360122B2 JP 7360122 B2 JP7360122 B2 JP 7360122B2 JP 2019131947 A JP2019131947 A JP 2019131947A JP 2019131947 A JP2019131947 A JP 2019131947A JP 7360122 B2 JP7360122 B2 JP 7360122B2
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Description

特許法第30条第2項適用 平成30年09月12日(開催期間 平成30年09月12日~平成30年09月14日) 第59回 大気環境学会年会 九州大学 筑紫キャンパス平成30年11月20日(開催期間 平成30年11月19日~平成30年11月20日) 2018年度 第27回 ソノケミストリー討論会 東京電機大学東京千住キャンパス 1号館100周年ホール 平成31年02月14日 平成30年度 卒業・修士論文発表会 埼玉大学 工学部Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act September 12, 2018 (Held from September 12, 2018 to September 14, 2018) 59th Annual Meeting of the Atmospheric Environment Society Kyushu University Chikushi Campus 2018 November 20th (Held from November 19th, 2018 to November 20th, 2018) 2018 27th Sonochemistry Discussion Tokyo Denki University Tokyo Senju Campus 100th Anniversary Hall, Building 1 February 14th, 2019 2018 Graduation/Master's Thesis Presentation Saitama University Faculty of Engineering

本発明は、過酸化水素ガス発生装置および過酸化水素ガス発生方法に関する。 The present invention relates to a hydrogen peroxide gas generation device and a hydrogen peroxide gas generation method.

近年、クリーンルーム等の対象空間の殺菌では、ホルムアルデヒドに代わり、過酸化水素(H)ガスが用いられるようになっている。ホルムアルデヒドガスは急性毒性や発癌性など、人体への有害性が問題視されている。一方、過酸化水素(H)ガスは、2H→2HO+Oの化学式のように分解することで最終的に酸素と水になり、有害な物質が発生しないからである。そのため、過酸化水素ガスは、クリーンルームをはじめとする室内や、ドラフトチャンバー、アイソレーター、RABS(Restricted Access Barrier Systems:アクセス制限バリアシステム)等の小空間の殺菌に使用されている。 In recent years, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) gas has been used instead of formaldehyde to sterilize target spaces such as clean rooms. Formaldehyde gas is considered to be harmful to the human body due to its acute toxicity and carcinogenicity. On the other hand, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) gas decomposes into oxygen and water as shown in the chemical formula 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2 , and no harmful substances are generated. It is. Therefore, hydrogen peroxide gas is used to sterilize rooms such as clean rooms and small spaces such as draft chambers, isolators, and RABS (Restricted Access Barrier Systems).

従来では、過酸化水素ガスの発生には、過酸化水素水が用いられている。過酸化水素水は、通常35wt%の水溶液として市販されているため、これを殺菌に用いると過酸化水素ガスと水蒸気が発生し対象室内の湿度が上昇する。そのため、壁面等に水蒸気の結露が発生し、クリーンルーム等の構造材を腐食させるという問題があった。このような問題に対処するために、従来では、特殊なフィルタ等を用いて過酸化水素ガスから水分を取り除いたり、冷却コイルを有する除湿装置等を配置して対象空間内の除湿を行っていた。そのため、システムの大型化や高額化を招いていた。 Conventionally, hydrogen peroxide solution has been used to generate hydrogen peroxide gas. Hydrogen peroxide is usually commercially available as a 35 wt % aqueous solution, so when it is used for sterilization, hydrogen peroxide gas and water vapor are generated, increasing the humidity in the target room. Therefore, there is a problem in that water vapor condenses on walls and the like, corroding the structural materials of clean rooms and the like. To deal with such problems, conventional methods used special filters to remove moisture from hydrogen peroxide gas, or installed dehumidifiers with cooling coils to dehumidify the target space. . This has led to the system becoming larger and more expensive.

また、過酸化水素を含む物質としては過炭酸ナトリウムが知られている。過炭酸ナトリウムは洗剤等に配合され、水溶液中では過酸化水素と炭酸ナトリウムに解離する。過炭酸ナトリウムを加熱することで、気相中において過酸化水素を脱離させることは可能である。しかし、加熱により脱離した過酸化水素は、直ちに水と酸素に分解されるため、過炭酸ナトリウムから過酸化水素ガスを得ることはできなかった。 Furthermore, sodium percarbonate is known as a substance containing hydrogen peroxide. Sodium percarbonate is blended into detergents and the like, and dissociates into hydrogen peroxide and sodium carbonate in an aqueous solution. By heating sodium percarbonate, it is possible to eliminate hydrogen peroxide in the gas phase. However, since the hydrogen peroxide desorbed by heating is immediately decomposed into water and oxygen, hydrogen peroxide gas could not be obtained from sodium percarbonate.

特開2006-288647号公報JP2006-288647A

Takeshi Wada、Nobuyoshi Koga、“Kinetics and Mechanism of the Thermal Decomposition of Sodium Percarbonate: Role of the Surface Product Layer”、THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A、2013、1880-1889頁Takeshi Wada, Nobuyoshi Koga, “Kinetics and Mechanism of the Thermal Decomposition of Sodium Percarbonate: Role of the Surf ace Product Layer”, THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A, 2013, pp. 1880-1889

本発明は、上記のような問題点を解決するために提案されたものである。本発明の目的は、低湿度な過酸化水素ガスを供給することのできる過酸化水素ガス発生装置および過酸化水素ガス発生方法を提供することである。 The present invention has been proposed to solve the above problems. An object of the present invention is to provide a hydrogen peroxide gas generation device and a hydrogen peroxide gas generation method that can supply hydrogen peroxide gas with low humidity.

本発明の発明者は、洗剤の過炭酸ナトリウムが、長時間放置すると炭酸ナトリウムとなることに着目した。つまり、過炭酸ナトリウムを長時間放置することで過酸化水素が揮発している可能性があると考えられた。発明者は、過炭酸ナトリウムから過酸化水素ガスを取り出すことができれば、過酸化水素水溶液から過酸化水素ガスを発生した場合に比べ、低湿度の過酸化水素ガスが得られると考え、鋭意検討を行った。その結果、過酸化水素ガス発生装置を以下の構成とすることで、過炭酸ナトリウムから過酸化水素ガスを得られるとの知見を得た。 The inventor of the present invention noticed that sodium percarbonate in detergents turns into sodium carbonate when left for a long time. In other words, it was thought that hydrogen peroxide may have volatilized by leaving sodium percarbonate for a long time. The inventor believed that if hydrogen peroxide gas could be extracted from sodium percarbonate, it would be possible to obtain hydrogen peroxide gas with lower humidity than when hydrogen peroxide gas was generated from an aqueous hydrogen peroxide solution, and conducted extensive research. went. As a result, we have found that hydrogen peroxide gas can be obtained from sodium percarbonate by using a hydrogen peroxide gas generator with the following configuration.

(1)過炭酸ナトリウムが収容された容器と、前記容器を加熱する加熱装置と、前記容器に気体を供給する気体供給路と、前記容器に供給される気体を加湿する加湿装置と、を有し、前記気体供給路を介して、前記加湿装置により加湿された加湿空気を前記容器に通気する。 (1) It has a container containing sodium percarbonate, a heating device that heats the container, a gas supply path that supplies gas to the container, and a humidifier that humidifies the gas supplied to the container. The humidified air humidified by the humidifier is vented into the container through the gas supply path.

(2)前記加熱装置は、前記容器内の過炭酸ナトリウムの温度が、50℃以上100℃未満となるように容器を加熱しても良い。 (2) The heating device may heat the container so that the temperature of the sodium percarbonate in the container is 50°C or more and less than 100°C.

(3)前記加湿空気の絶対湿度は、2.0g/m以上16.0g/m未満であっても良い。 (3) The absolute humidity of the humidified air may be 2.0 g/m 3 or more and less than 16.0 g/m 3 .

(4)前記過炭酸ナトリウムは、粉末状であっても良い。 (4) The sodium percarbonate may be in powder form.

なお、上記の各態様は、過酸化水素ガス発生方法としても捉えることができる。 Note that each of the above embodiments can also be considered as a hydrogen peroxide gas generation method.

本発明によれば、低湿度な過酸化水素ガスを供給することのできる過酸化水素ガス発生装置および過酸化水素ガス発生方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a hydrogen peroxide gas generation device and a hydrogen peroxide gas generation method that can supply hydrogen peroxide gas with low humidity.

本発明に係る過酸化水素ガス発生装置の第1の実施形態を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a hydrogen peroxide gas generator according to the present invention. 過酸化水素ガスの発生工程を示すフローチャートである。It is a flow chart showing a process of generating hydrogen peroxide gas. 乾燥空気を用いた場合の実験データであり、(a)は過炭酸ナトリウムの加熱温度と過酸化水素ガスの過酸化水素濃度の関係を示すグラフであり、(b)は過炭酸ナトリウムの加熱温度と過酸化水素ガスの相対湿度の関係を示すグラフである。This is experimental data when dry air is used. (a) is a graph showing the relationship between the heating temperature of sodium percarbonate and the hydrogen peroxide concentration of hydrogen peroxide gas, and (b) is a graph showing the relationship between the heating temperature of sodium percarbonate and the hydrogen peroxide concentration. It is a graph which shows the relationship between the relative humidity of hydrogen peroxide gas, and the relative humidity of hydrogen peroxide gas. 加湿空気を用いた場合の過炭酸ナトリウムの加熱温度と過酸化水素ガスの過酸化水素濃度の関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between the heating temperature of sodium percarbonate and the hydrogen peroxide concentration of hydrogen peroxide gas when humidified air is used. 加湿空気の条件と過酸化水素ガスの過酸化水素濃度の関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between humidified air conditions and hydrogen peroxide concentration of hydrogen peroxide gas. 過炭酸ナトリウムの形状と過酸化水素ガスの過酸化水素濃度の関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between the shape of sodium percarbonate and the hydrogen peroxide concentration of hydrogen peroxide gas. 本発明に係る過酸化水素ガス発生装置の他の実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows other embodiment of the hydrogen peroxide gas generation apparatus based on this invention.

[第1の実施形態]
[1.構成]
本発明の第1の実施形態に係る過酸化水素ガス発生装置の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図1に示す通り、過酸化水素ガス発生装置は、筐体1を有する。筐体1の内部には、過炭酸ナトリウムが充填された容器2と、容器2を加熱する加熱装置3が設けられている。
[First embodiment]
[1. composition]
An embodiment of a hydrogen peroxide gas generator according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the hydrogen peroxide gas generator has a housing 1. As shown in FIG. Inside the housing 1, a container 2 filled with sodium percarbonate and a heating device 3 for heating the container 2 are provided.

(容器)
容器2は、過炭酸ナトリウムを収容する部材である。図1の例では、中空部に過炭酸ナトリウムが充填される充填容器を図示している。容器2は、熱伝導率が高く、容器2内部の温度が均一となる材料により形成されていると良い。例えば、容器2としては、円筒型のガラス管または金属管のカートリッジを用いることができる。
(container)
Container 2 is a member that accommodates sodium percarbonate. The example in FIG. 1 shows a filling container whose hollow part is filled with sodium percarbonate. The container 2 is preferably made of a material that has high thermal conductivity and makes the temperature inside the container 2 uniform. For example, as the container 2, a cylindrical glass tube or metal tube cartridge can be used.

容器2に収容される過炭酸ナトリウムは、粒状のものを用いても良いが、粒状の過炭酸ナトリウムをすり潰した粉末状の過炭酸ナトリウムを用いることが好ましい。すり潰し後の過炭酸ナトリウムを用いることで、過酸化水素ガスの発生効率が上昇する。粒状の過炭酸ナトリウムとしては、粒径が約100μm~約1.5mm程度の粒を用いることができる。なお、粒状の過炭酸ナトリウムとして、市販の試薬をそのまま用いても良い。また、粉末状の過炭酸ナトリウムとしては、粒径が約0.1μm~数十μm程度の粉末を用いることができる。 Although granular sodium percarbonate may be used as the sodium percarbonate contained in the container 2, it is preferable to use powdered sodium percarbonate obtained by grinding granular sodium percarbonate. By using sodium percarbonate after grinding, the efficiency of generating hydrogen peroxide gas increases. As the granular sodium percarbonate, particles having a particle size of about 100 μm to about 1.5 mm can be used. Note that a commercially available reagent may be used as is as the granular sodium percarbonate. Further, as the powdered sodium percarbonate, powder having a particle size of about 0.1 μm to several tens of μm can be used.

以下の説明では、容器2としてカートリッジを用いた場合を例に説明する。このカートリッジには、気体供給路Aと過酸化水素ガス供給路Hが接続されている。具体的には、ガラス管または金属管の一端部の開口には、チューブコネクタを介して気体供給路Aが接続されている。ガラス管または金属管の他端部の開口には、チューブコネクタを介して過酸化水素ガス供給路Hが接続されている。 In the following description, a case where a cartridge is used as the container 2 will be described as an example. A gas supply path A and a hydrogen peroxide gas supply path H are connected to this cartridge. Specifically, a gas supply path A is connected to an opening at one end of the glass tube or metal tube via a tube connector. A hydrogen peroxide gas supply path H is connected to the opening at the other end of the glass tube or metal tube via a tube connector.

カートリッジは、過酸化水素ガス発生装置に対して取り外し可能に構成されており、過酸化水素ガス発生後はカートリッジを交換する。また、過酸化水素ガスの発生量に応じて、カートリッジを複数本設置する構成としても良い。カートリッジの直径や長さは、以下に記載するように加熱装置3により加熱されたときに、カートリッジ内の過炭酸ナトリウムが均一に加熱されるように構成すればよい。 The cartridge is configured to be removable from the hydrogen peroxide gas generator, and is replaced after hydrogen peroxide gas is generated. Further, a configuration may be adopted in which a plurality of cartridges are installed depending on the amount of hydrogen peroxide gas generated. The diameter and length of the cartridge may be configured so that the sodium percarbonate within the cartridge is heated uniformly when heated by the heating device 3 as described below.

(加熱装置)
加熱装置3は、容器2を加熱するための装置である。容器2がカートリッジの場合には、加熱装置3として導体を用いることができる。カートリッジを加熱する導体としては、アルミ線又は銅線等、電気伝導率の高い導体を用いることが好ましい。他にも、ニクロム線、カンタル線を用いても良い。導体は、電源供給トランスから供給される電流によって、所望の温度にカートリッジを加熱できるように、容器2の抵抗を鑑みて、導体の断面積や巻回する長さを調整しておく。なお、導体のような線状発熱体のみではなく、面状に発熱するヒーターを用いても良い。すなわち、ホットプレートやオイルバスなどを、容器2の形状や材料に併せて用いると良い。
(heating device)
The heating device 3 is a device for heating the container 2. When the container 2 is a cartridge, a conductor can be used as the heating device 3. As the conductor for heating the cartridge, it is preferable to use a conductor with high electrical conductivity, such as an aluminum wire or a copper wire. Besides, nichrome wire or Kanthal wire may be used. The cross-sectional area and winding length of the conductor are adjusted in consideration of the resistance of the container 2 so that the cartridge can be heated to a desired temperature by the current supplied from the power supply transformer. Note that not only a linear heating element such as a conductor, but also a heater that generates heat in a planar manner may be used. That is, it is preferable to use a hot plate, an oil bath, or the like depending on the shape and material of the container 2.

加熱装置3は、不図示の制御装置を含む。すなわち、導体には制御装置が接続されており、この制御装置からの制御信号により、容器2内の過炭酸ナトリウムが所望の温度となるように導体により容器2を加熱する。具体的には、容器2内の過炭酸ナトリウムの温度が、50℃以上100℃未満となるように、容器2を加熱することが好ましい。このような温度範囲で加熱装置3が過炭酸ナトリウムを加熱することで、過酸化水素ガスが効率よく発生される。なお、容器2の形状や材質の影響により、加熱装置3の実際の加熱温度と、容器2内の過炭酸ナトリウムの温度は異なる。そのため、加熱装置3は、容器2内の過炭酸ナトリウムの温度が50℃以上100℃未満となるように容器2を加熱可能な加熱装置とする。 The heating device 3 includes a control device (not shown). That is, a control device is connected to the conductor, and in response to a control signal from the control device, the conductor heats the container 2 so that the sodium percarbonate in the container 2 reaches a desired temperature. Specifically, it is preferable to heat the container 2 so that the temperature of the sodium percarbonate in the container 2 is 50°C or more and less than 100°C. When the heating device 3 heats the sodium percarbonate in such a temperature range, hydrogen peroxide gas is efficiently generated. Note that the actual heating temperature of the heating device 3 and the temperature of the sodium percarbonate in the container 2 differ due to the shape and material of the container 2. Therefore, the heating device 3 is a heating device capable of heating the container 2 so that the temperature of the sodium percarbonate in the container 2 is 50° C. or more and less than 100° C.

過酸化水素は炭酸ナトリウムに対する結合力が強い一方、50℃以上に加熱すると過酸化水素は脱離しながら分解し、100度以上になると顕著に分解する。すなわち、50℃未満では過酸化水素ガスの発生効率が低い。過炭酸ナトリウムをより高温で加熱すると、過酸化水素ガスの発生効率が向上する傾向にある。ただし、100℃以上で加熱すると過炭酸ナトリウムから脱離した過酸化水素ガスは、脱離とほぼ同時に分解が始まり水と酸素になる。そのため、発生した過酸化水素ガスが水に分解し湿度が上昇する。後述の実験結果からも明らかな通り、特に、過炭酸ナトリウムの温度を65~85℃とすることで、湿度を上昇させることなく、過酸化水素ガスの発生効率を高めることができる。 While hydrogen peroxide has a strong binding force to sodium carbonate, when heated to 50°C or higher, hydrogen peroxide decomposes while being eliminated, and when the temperature rises to 100°C or higher, it decomposes significantly. That is, below 50°C, the efficiency of hydrogen peroxide gas generation is low. Heating sodium percarbonate at higher temperatures tends to improve the efficiency of hydrogen peroxide gas generation. However, when heated above 100°C, hydrogen peroxide gas desorbed from sodium percarbonate begins to decompose into water and oxygen almost at the same time as desorption. Therefore, the generated hydrogen peroxide gas decomposes into water and humidity increases. As is clear from the experimental results described below, in particular, by setting the temperature of sodium percarbonate to 65 to 85°C, the efficiency of hydrogen peroxide gas generation can be increased without increasing humidity.

例えば、容器2であるカートリッジをガラス管で形成した場合、加熱されたカートリッジの温度は、カートリッジ内の過炭酸ナトリウムの温度より約5度高い。従って、ガラス管を用いる場合には、カートリッジの温度が55~105℃となるように加熱装置3を構成する。このように、カートリッジの材料により具体的な温度差は異なるが、カートリッジの温度と過炭酸ナトリウムの温度の差を考慮したうえで、カートリッジ内の過炭酸ナトリウムの温度が50℃以上100℃未満となるように構成すればよい。 For example, if the cartridge, which is the container 2, is formed of a glass tube, the temperature of the heated cartridge is about 5 degrees higher than the temperature of the sodium percarbonate in the cartridge. Therefore, when using a glass tube, the heating device 3 is configured so that the temperature of the cartridge is 55 to 105°C. In this way, the specific temperature difference varies depending on the material of the cartridge, but after considering the difference between the temperature of the cartridge and the temperature of sodium percarbonate, it is assumed that the temperature of sodium percarbonate in the cartridge is 50°C or more and less than 100°C. You can configure it so that

(気体供給路)
気体供給路Aは、容器2に気体を供給するダクトである。気体供給路Aは、一端部が容器2に接続され、他端部が不図示の気体供給システムに接続されている。本実施形態の過酸化水素ガス発生装置では、気体供給路Aを介して加湿空気を容器2に通気する。加湿空気とは、絶対湿度2.0g/m以上16.0g/m未満の気体とすると良い。特に、絶対湿度2.0g/m以上9.9g/m以下の気体とすると、過酸化水素ガス発生効率が良好となる。容器2に気体を供給する理由の一つとしては、過炭酸ナトリウムから発生した過酸化水素ガスを、供給された気体により対象空間へと向けて押し出すことにある。
(Gas supply path)
The gas supply path A is a duct that supplies gas to the container 2. One end of the gas supply path A is connected to the container 2, and the other end is connected to a gas supply system (not shown). In the hydrogen peroxide gas generator of this embodiment, humidified air is ventilated into the container 2 via the gas supply path A. Humidified air is preferably a gas with an absolute humidity of 2.0 g/m 3 or more and less than 16.0 g/m 3 . In particular, when the gas has an absolute humidity of 2.0 g/m 3 or more and 9.9 g/m 3 or less, the hydrogen peroxide gas generation efficiency becomes good. One of the reasons for supplying gas to the container 2 is to force hydrogen peroxide gas generated from sodium percarbonate toward the target space by the supplied gas.

また、容器2に加湿空気を供給することで、過酸化水素ガスの発生を促進することができる。加湿空気に含まれる水分が、以下のように、過酸化水素ガスの発生に影響を与えていると推測される。すなわち、過炭酸ナトリウムを加熱した場合、まず過炭酸ナトリウムの内部の過酸化水素が水へ分解する。この分解した水が、過炭酸ナトリウムの表面に水の被膜を形成し、水の被膜に過炭酸ナトリウムの分子内の過酸化水素が溶解する。そして、水の被膜内の過酸化水素が飽和した後に、過酸化水素ガスとして過酸化水素が揮発していると考えられる。従って、過炭酸ナトリウムの表面加湿の観点から、加湿空気の導入が過酸化水素ガスの発生の促進に寄与するものと考えられる。 Further, by supplying humidified air to the container 2, generation of hydrogen peroxide gas can be promoted. It is assumed that the moisture contained in humidified air affects the generation of hydrogen peroxide gas as described below. That is, when sodium percarbonate is heated, hydrogen peroxide inside the sodium percarbonate first decomposes into water. This decomposed water forms a film of water on the surface of sodium percarbonate, and hydrogen peroxide in the molecules of sodium percarbonate dissolves in the film of water. It is thought that after the hydrogen peroxide in the water film becomes saturated, the hydrogen peroxide volatilizes as hydrogen peroxide gas. Therefore, from the viewpoint of humidifying the surface of sodium percarbonate, it is considered that the introduction of humidified air contributes to promoting the generation of hydrogen peroxide gas.

気体供給システムは、ファンやブロワを用いて気体供給路Aに気体を供給する構成とすることができる。ファンやブロワを用いて室内空気を気体供給路Aに送風する場合には、気体供給路Aにおいて、室内空気の絶対湿度を増加させるために加湿装置を設けることが好ましい。 The gas supply system can be configured to supply gas to the gas supply path A using a fan or a blower. When indoor air is blown into the gas supply path A using a fan or blower, it is preferable to provide a humidifier in the gas supply path A to increase the absolute humidity of the indoor air.

また、気体供給システムとして、必要に応じて油分除去用のオイルミストセパレータを含む構成としても良い。さらに、塵埃・菌・有機物除去用のフィルタを設置しても良い。すなわち、バイオロジカルクリーンルーム等の対象空間にとって必要な気体条件を満たすために、適宜ドライヤ、セパレータ、フィルタ等を気体供給システムおよび気体供給路Aに設けることが可能である。 Furthermore, the gas supply system may include an oil mist separator for oil removal, if necessary. Furthermore, a filter for removing dust, bacteria, and organic matter may be installed. That is, in order to satisfy gas conditions necessary for a target space such as a biological clean room, it is possible to appropriately provide a dryer, a separator, a filter, etc. in the gas supply system and the gas supply path A.

気体供給路Aには、減圧弁a1、逆止弁a2、流量計a3が設けられている。減圧弁a1は、気体供給路Aに供給された気体を減圧し、減圧後の圧力を一定に保つためのバルブである。減圧弁a1には、不図示の制御装置が接続されており、この制御装置からの制御信号により、減圧弁a1の開度が調整される。容器2に供給される気体の圧力は、大気圧として101.325Paとすると良い。 The gas supply path A is provided with a pressure reducing valve a1, a check valve a2, and a flow meter a3. The pressure reducing valve a1 is a valve for reducing the pressure of the gas supplied to the gas supply path A and keeping the pressure constant after the pressure reduction. A control device (not shown) is connected to the pressure reducing valve a1, and the opening degree of the pressure reducing valve a1 is adjusted by a control signal from the control device. The pressure of the gas supplied to the container 2 is preferably 101.325 Pa as atmospheric pressure.

逆止弁a2は、気体供給路Aに供給された気体が逆流することを防止するためのバルブである。逆止弁a2は、気体供給路Aに供給された気体が、逆方向に流れようとすると自動的に閉弁する構造を有する。逆止弁a2には、不図示の制御装置が接続されており、この制御装置からの制御信号により、逆止弁a2の開度が調整される。制御装置は、過酸化水素ガス発生装置の運転終了時には、逆止弁a2を閉状態とする。 The check valve a2 is a valve for preventing the gas supplied to the gas supply path A from flowing backward. The check valve a2 has a structure that automatically closes when the gas supplied to the gas supply path A attempts to flow in the opposite direction. A control device (not shown) is connected to the check valve a2, and the opening degree of the check valve a2 is adjusted by a control signal from the control device. The control device closes the check valve a2 when the operation of the hydrogen peroxide gas generator ends.

また、流量計a3は、気体供給路Aに供給された気体の流量を測定する計測機である。流量計a3の計測結果は、過酸化水素ガス発生装置の使用者が目視にて確認できるように表示される。気体の流量は、対象空間の体積、過酸化水素ガスの濃度、殺菌時間等を考慮して決定すればよい。流量計a3に制御装置を設け、使用者が、対象空間の体積、過酸化水素ガスの濃度、殺菌時間を制御装置に入力すると気体の流量が自動的に決定される構成としても良い。気体供給路Aに供給される気体の流量は、流量計の値を確認した使用者が気体供給システムの流量を手動で調整することにより決定しても良い。ただし、気体供給路Aにバルブを設け、制御装置によりこのバルブの開度を調整することで所望の流量となるように調整することもできる。 Further, the flow meter a3 is a measuring device that measures the flow rate of the gas supplied to the gas supply path A. The measurement results of the flowmeter a3 are displayed so that the user of the hydrogen peroxide gas generator can visually confirm them. The flow rate of the gas may be determined in consideration of the volume of the target space, the concentration of hydrogen peroxide gas, the sterilization time, etc. The flow meter a3 may be provided with a control device, and when the user inputs the volume of the target space, the concentration of hydrogen peroxide gas, and the sterilization time into the control device, the flow rate of the gas may be automatically determined. The flow rate of the gas supplied to the gas supply path A may be determined by the user checking the value of the flow meter and manually adjusting the flow rate of the gas supply system. However, the flow rate can also be adjusted to a desired flow rate by providing a valve in the gas supply path A and adjusting the opening degree of this valve using a control device.

(過酸化水素ガス供給路)
過酸化水素ガス供給路Hは、過酸化水素ガスを対象空間Sに供給するダクトである。過酸化水素ガス供給路Hの、容器2と接続されている端部と反対側の端部は、対象空間内に設置されている。気体供給路Aを介して容器2に供給された気体は、容器2内において脱離直後の過酸化水素ガスをさらい、過酸化水素ガスとともに過酸化水素ガス供給路Hを介して対象空間に供給される。
(Hydrogen peroxide gas supply path)
The hydrogen peroxide gas supply path H is a duct that supplies hydrogen peroxide gas to the target space S. The end of the hydrogen peroxide gas supply path H opposite to the end connected to the container 2 is installed within the target space. The gas supplied to the container 2 via the gas supply path A sweeps away the hydrogen peroxide gas immediately after desorption in the container 2, and is supplied together with the hydrogen peroxide gas to the target space via the hydrogen peroxide gas supply path H. be done.

以上の構成において、容器2または導体、および過酸化水素ガス供給路Hの近傍に温度センサを設けても良い。温度センサは制御装置に接続されており、制御装置が容器2や過酸化水素ガス供給路Hが所定の温度以上にならないように加熱装置を制御する構成とすると良い。過酸化水素ガスの通り道となる構成を所定温度以下となるように制御することで、過酸化水素ガスが水と酸素に分解されることを防止する。 In the above configuration, a temperature sensor may be provided near the container 2 or the conductor, and the hydrogen peroxide gas supply path H. The temperature sensor is connected to a control device, and the control device preferably controls the heating device so that the temperature of the container 2 and the hydrogen peroxide gas supply path H does not exceed a predetermined temperature. By controlling the structure through which hydrogen peroxide gas passes to a temperature below a predetermined temperature, hydrogen peroxide gas is prevented from being decomposed into water and oxygen.

[2.過酸化水素ガス発生工程]
以上のような構成を有する過酸化水素ガス発生装置は、図2に示す通り、以下の工程により過酸化水素ガスを生成する。
(1)容器2の加熱工程
(2)容器2への気体供給工程
[2. Hydrogen peroxide gas generation process]
As shown in FIG. 2, the hydrogen peroxide gas generator having the above configuration generates hydrogen peroxide gas through the following steps.
(1) Heating process of container 2 (2) Gas supply process to container 2

(加熱工程)
加熱工程では、過酸化水素ガス発生装置の筐体1に設置されたカートリッジを、加熱装置3により加熱する。すなわち制御装置からの制御信号により、加熱装置3は、カートリッジ内に充填された過炭酸ナトリウムが50℃以上100度未満となるように、カートリッジを加熱する。カートリッジを加熱することにより、過炭酸ナトリウムはその表面が加熱され、過酸化水素ガスが発生する。この加熱工程の開始とともに、気体供給工程も開始される。
(Heating process)
In the heating step, the heating device 3 heats the cartridge installed in the casing 1 of the hydrogen peroxide gas generator. That is, in response to a control signal from the control device, the heating device 3 heats the cartridge so that the temperature of the sodium percarbonate filled in the cartridge is 50° C. or more and less than 100° C. By heating the cartridge, the surface of the sodium percarbonate is heated and hydrogen peroxide gas is generated. At the same time as this heating step is started, the gas supply step is also started.

(気体供給工程)
気体供給工程では、カートリッジに加湿空気を供給する。すなわち、制御装置からの制御信号により、減圧弁a1および逆止弁a2を開状態としたうえで、気体供給路Aに加湿空気を供給する。加湿空気の絶対湿度は2.0g/m以上16.0g/m未満である。気体供給路Aに供給された加湿空気は、流量計を介してカートリッジへと送られる。
(Gas supply process)
In the gas supply step, humidified air is supplied to the cartridge. That is, the pressure reducing valve a1 and the check valve a2 are opened according to a control signal from the control device, and humidified air is supplied to the gas supply path A. The absolute humidity of the humidified air is 2.0 g/m 3 or more and less than 16.0 g/m 3 . The humidified air supplied to the gas supply path A is sent to the cartridge via a flow meter.

カートリッジ内部へと供給された気体は、過酸化水素ガス供給路H側に向かって進む。この過程で、加湿空気は、過炭酸ナトリウムの表面を加湿して過酸化水素ガスの発生を促すとともに、過炭酸ナトリウムから発生した過酸化水素ガスをさらう。すなわち、過炭酸ナトリウムから発生した過酸化水素ガスは、随時気体により過酸化水素ガス供給路H側に向かって流される。 The gas supplied into the cartridge advances toward the hydrogen peroxide gas supply path H side. In this process, the humidified air humidifies the surface of the sodium percarbonate to promote the generation of hydrogen peroxide gas, and also sweeps away the hydrogen peroxide gas generated from the sodium percarbonate. That is, hydrogen peroxide gas generated from sodium percarbonate is flowed toward the hydrogen peroxide gas supply path H side by gas at any time.

過酸化水素ガスを含む気体はカートリッジの出口側に到達し、そのまま過酸化水素ガス供給路Hへと流れる。そして、過酸化水素ガスは、過酸化水素ガス供給路Hを介して対象空間に供給される。カートリッジの加熱と、カートリッジに対する加湿空気の供給を、対象空間を殺菌するのに十分な過酸化水素ガスが供給されるように、所定の時間にわたり実施する。 The gas containing hydrogen peroxide gas reaches the outlet side of the cartridge and flows directly into the hydrogen peroxide gas supply path H. The hydrogen peroxide gas is then supplied to the target space via the hydrogen peroxide gas supply path H. Heating the cartridge and supplying humidified air to the cartridge is performed for a predetermined period of time to provide sufficient hydrogen peroxide gas to sterilize the target space.

[3.実験]
以下、本実施形態の過酸化水素ガス発生装置により発生される過酸化水素ガスについて検証を行った。各実験において、特に断りがない場合は、同様の実験設備および条件を用いて過酸化水素ガスの発生および測定を行った。
(実験設備)
過酸化水素ガスの発生および測定は、以下の設備と手順により行った。すなわち、粒状の過炭酸ナトリウム2gを体積500mLのガラス製反応器に入れ、水浴中に固定した。水浴温度を設定し、設定温度に保った状態で、0.5L/minで気体を1時間サンプルに通気した。気体としては、室温の空気を用いた。ガラス製反応器から排出された気体について、温湿度計と過酸化水素検知器を設置し、気体の温湿度と過酸化水素濃度を測定した。
[3. experiment]
Hereinafter, hydrogen peroxide gas generated by the hydrogen peroxide gas generator of this embodiment was verified. In each experiment, unless otherwise specified, hydrogen peroxide gas was generated and measured using the same experimental equipment and conditions.
(experimental equipment)
Generation and measurement of hydrogen peroxide gas were performed using the following equipment and procedures. That is, 2 g of granular sodium percarbonate was placed in a glass reactor with a volume of 500 mL and fixed in a water bath. The water bath temperature was set and gas was bubbled through the sample at 0.5 L/min for 1 hour while maintaining the set temperature. Room temperature air was used as the gas. A thermohygrometer and a hydrogen peroxide detector were installed to measure the temperature, humidity, and hydrogen peroxide concentration of the gas discharged from the glass reactor.

なお、実験に用いた過酸化水素検知器は、0.0~300ppmの範囲で過酸化水素を検知可能な検知器であった。過酸化水素検知器にはポンプが内蔵されており、このポンプにより、0.67L/minで気体を吸引する構成であった。反応器に対しては0.5L/minで気体が供給されていることから、供給される気体を用いて反応器から排出した気体を過酸化水素検知器の直前で2倍に希釈し、流量を1.0L/minとしてから過酸化水素ガス濃度を測定することとした。 The hydrogen peroxide detector used in the experiment was capable of detecting hydrogen peroxide in the range of 0.0 to 300 ppm. The hydrogen peroxide detector had a built-in pump, and this pump was configured to suck gas at a rate of 0.67 L/min. Since gas is supplied to the reactor at a rate of 0.5 L/min, the gas discharged from the reactor is diluted by two times using the supplied gas just before the hydrogen peroxide detector, and the flow rate is increased. The hydrogen peroxide gas concentration was measured after setting the pressure to 1.0 L/min.

また、気体を加湿する場合には、通気する空気を水と多孔質なポリテトラフルオロエチレン(Polytetrafluoroethylene:PTFE)チューブが入った容器に通した。PTFEチューブは、気体のみを通す性質を持つチューブであり、周りを水で満たした場合は、チューブ長や内部を通る空気の流量、周りを満たす水量等により空気の湿度を調整できる。これらの条件を変更することにより、所望の湿度の加湿空気を得た。 When humidifying gas, the air to be vented was passed through a container containing water and a porous polytetrafluoroethylene (PTFE) tube. A PTFE tube is a tube that allows only gas to pass through, and when the surrounding area is filled with water, the humidity of the air can be adjusted by adjusting the tube length, the flow rate of air passing through the inside, the amount of water filling the surrounding area, etc. By changing these conditions, humidified air with desired humidity was obtained.

(過炭酸ナトリウムの加熱温度)
(1)乾燥空気を用いた実験
まず、乾燥空気を用いて、過炭酸ナトリウムの加熱温度と発生する過酸化水素の濃度の関係を検証する実験を行った。この実験は、80℃にて1時間プレヒーティングを行った過炭酸ナトリウムを、各サンプルにおいて2gずつ用いて行った。過炭酸ナトリウムの加熱温度は、95、105、110、115、120、および125℃とした。実験ではガラス製反応器に過炭酸ナトリウムを入れ、油浴により加熱した。従って、油浴温度を100、110、115、120、125および130℃として反応器を油浴温度と同一の温度に加熱することで、過炭酸ナトリウムを上記温度に加熱した。また、通気は乾燥空気により行い、25度以下の圧縮空気を用いた。
(Heating temperature of sodium percarbonate)
(1) Experiment using dry air First, an experiment was conducted using dry air to verify the relationship between the heating temperature of sodium percarbonate and the concentration of generated hydrogen peroxide. This experiment was conducted using 2 g of sodium percarbonate for each sample, which had been preheated at 80° C. for 1 hour. The heating temperatures for sodium percarbonate were 95, 105, 110, 115, 120, and 125°C. In the experiment, sodium percarbonate was placed in a glass reactor and heated in an oil bath. Therefore, the sodium percarbonate was heated to the above temperature by setting the oil bath temperature to 100, 110, 115, 120, 125 and 130° C. and heating the reactor to the same temperature as the oil bath temperature. Further, ventilation was performed using dry air, and compressed air at a temperature of 25 degrees or less was used.

各サンプルについて、60分間、過酸化水素濃度および湿度を測定した。また、比較対象として、過酸化水素水をバブリングした場合の、過酸化水素濃度とおよび湿度を測定した。 Hydrogen peroxide concentration and humidity were measured for each sample for 60 minutes. In addition, as a comparison, the hydrogen peroxide concentration and humidity were measured when hydrogen peroxide solution was bubbled.

各サンプルについて過酸化水素濃度を測定した結果を図3(a)に示す。上記の通り、過酸化水素濃度は気体を2倍希釈した後に測定したため、図3(a)では補正後の濃度を示す。また、各温度は反応器の油浴温度を示している。図3(a)から明らかな通り、油浴温度100℃、すなわち過炭酸ナトリウム温度が95℃以上となると、過炭酸ナトリウムからの過酸化水素の脱離が徐々に始まることが分かる。 The results of measuring the hydrogen peroxide concentration for each sample are shown in FIG. 3(a). As mentioned above, since the hydrogen peroxide concentration was measured after diluting the gas twice, FIG. 3(a) shows the concentration after correction. Moreover, each temperature indicates the oil bath temperature of the reactor. As is clear from FIG. 3(a), when the oil bath temperature becomes 100° C., that is, the sodium percarbonate temperature becomes 95° C. or higher, hydrogen peroxide gradually begins to be desorbed from the sodium percarbonate.

各サンプルについて相対湿度を測定した結果を図3(b)に示す。図3(b)からも明らかな通り、過酸化水素水のバブリングにて発生した過酸化水素ガスの湿度は、加熱開始15分後に60%に達し、徐々に上昇していた。過酸化水素ガスの相対湿度が60%を超えると、対象空間の壁面等に結露を生じさせ、対象空間の構造材を腐食させる可能性が高く好ましくない。一方、過炭酸ナトリウムを加熱した場合を検討すると、過炭酸ナトリウムの温度が95℃では、ほとんど湿度が発生していない。しかし、過炭酸ナトリウムの温度が105℃以上となると、60%以下の低湿度ではあるものの、湿度が上昇することが分かった。この実験結果より、過炭酸ナトリウムの温度が100℃以上となると、過炭酸ナトリウムに起因する湿度の発生が生じることが分かった。 The results of measuring relative humidity for each sample are shown in FIG. 3(b). As is clear from FIG. 3(b), the humidity of the hydrogen peroxide gas generated by bubbling of the hydrogen peroxide solution reached 60% 15 minutes after the start of heating and gradually rose. If the relative humidity of the hydrogen peroxide gas exceeds 60%, it is undesirable because there is a high possibility that dew condensation will occur on the walls of the target space and the structural materials of the target space will corrode. On the other hand, when sodium percarbonate is heated, almost no humidity is generated when the temperature of sodium percarbonate is 95°C. However, it was found that when the temperature of sodium percarbonate exceeds 105° C., the humidity increases, although the humidity is low, below 60%. From the results of this experiment, it was found that when the temperature of sodium percarbonate becomes 100° C. or higher, humidity is generated due to the sodium percarbonate.

(2)加湿空気を用いた実験
次に、過炭酸ナトリウムの温度を100℃未満とし、加湿空気を用いて、さらに過炭酸ナトリウムの加熱温度と発生する過酸化水素ガスの濃度の関係を検証する実験を行った。粒状の過炭酸ナトリウムを、各サンプルにおいて2gずつ用いて行った。過炭酸ナトリウムの加熱温度は、45、55、65、75、および85℃とした。実験ではガラス製反応器に過炭酸ナトリウムを入れ、水浴により加熱した。従って、水浴温度を50、60、70、80、および90℃として反応器を加熱した。なお、水浴温度は±3℃の誤差を含む。また、通気は加湿空気で行い、絶対湿度9.9g/m(相対湿度50%)の加湿空気を用いた。
(2) Experiment using humidified air Next, we set the temperature of sodium percarbonate to less than 100°C, used humidified air, and further verified the relationship between the heating temperature of sodium percarbonate and the concentration of hydrogen peroxide gas generated. We conducted an experiment. Granular sodium percarbonate was used at 2 g in each sample. The heating temperatures for sodium percarbonate were 45, 55, 65, 75, and 85°C. In the experiment, sodium percarbonate was placed in a glass reactor and heated in a water bath. Therefore, the reactor was heated with water bath temperatures of 50, 60, 70, 80, and 90°C. Note that the water bath temperature includes an error of ±3°C. Further, ventilation was performed with humidified air, and humidified air with an absolute humidity of 9.9 g/m 3 (relative humidity 50%) was used.

各サンプルについて過酸化水素濃度を測定した結果を図4に示す。上記の通り、過酸化水素濃度は気体を2倍希釈した後に測定したため、図4では補正後の濃度を示す。また、各温度は反応器の水浴温度を示している。図4から明らかな通り、過炭酸ナトリウム温度が45℃以上となると、過炭酸ナトリウムからの過酸化水素の脱離が徐々に始まることが分かる。 FIG. 4 shows the results of measuring the hydrogen peroxide concentration for each sample. As mentioned above, since the hydrogen peroxide concentration was measured after diluting the gas twice, FIG. 4 shows the concentration after correction. Moreover, each temperature indicates the water bath temperature of the reactor. As is clear from FIG. 4, when the sodium percarbonate temperature becomes 45° C. or higher, hydrogen peroxide gradually begins to be desorbed from the sodium percarbonate.

また、過炭酸ナトリウムの温度が50℃以上となり、過炭酸ナトリウムが分解したと考えられる水浴温度で60℃~90℃においては、過酸化水素濃度が上昇し良好な結果となった。水浴温度70℃までは数ppmずつ上昇していたが、80℃で著しく過酸化水素ガス濃度が上昇し、60分後のガス濃度が37ppmになることが確認された。90℃では、過酸化水素ガス濃度がさらに上昇し、60分後のガス濃度は49ppmであった。このように、加湿空気を用いた場合、反応開始後60分後においても、一定以上の濃度を維持して発生し続けることが確認された。なお、いずれの温度においても、過酸化水素ガスの相対湿度は、初期設定湿度の50%から変動しなかった。すなわち、過炭酸ナトリウムを45℃以上100℃未満で加熱した場合、過酸化水素ガスの湿度が上昇しないことが確認された。 Furthermore, when the temperature of sodium percarbonate was 50°C or higher, and the water bath temperature was 60°C to 90°C, at which sodium percarbonate was considered to have decomposed, the hydrogen peroxide concentration increased and good results were obtained. Although the water bath temperature increased by several ppm until the water bath temperature reached 70°C, it was confirmed that the hydrogen peroxide gas concentration increased significantly at 80°C, and the gas concentration reached 37 ppm after 60 minutes. At 90° C., the hydrogen peroxide gas concentration further increased, and the gas concentration after 60 minutes was 49 ppm. In this way, it was confirmed that when humidified air was used, the concentration continued to be maintained above a certain level even 60 minutes after the start of the reaction. Note that at any temperature, the relative humidity of hydrogen peroxide gas did not vary from the initial setting humidity of 50%. That is, it was confirmed that when sodium percarbonate was heated at 45° C. or higher and lower than 100° C., the humidity of hydrogen peroxide gas did not increase.

(加湿空気の加湿条件)
次に、過炭酸ナトリウムの加熱温度を75℃とした状態で、導入する加湿空気の条件を変更し、過酸化水素ガスを発生させる実験を行った。粒状の過炭酸ナトリウムを、各サンプルにおいて2gずつ用いて行った。過炭酸ナトリウムの加熱温度は、75℃とした。実験ではガラス製反応器に過炭酸ナトリウムを入れ、水浴により加熱した。従って、水浴温度を80℃として反応器を加熱した。また、通気は加湿空気で行い、絶対湿度0g/m(相対湿度0%)、絶対湿度2.0g/m(相対湿度10%)、絶対湿度9.9g/m(相対湿度50%)、絶対湿度16.0/m(相対湿度80%)の加湿空気を用いた。
(humidification conditions of humidified air)
Next, an experiment was conducted in which the heating temperature of sodium percarbonate was set at 75° C., and the conditions of the humidified air introduced were changed to generate hydrogen peroxide gas. Granular sodium percarbonate was used at 2 g in each sample. The heating temperature of sodium percarbonate was 75°C. In the experiment, sodium percarbonate was placed in a glass reactor and heated in a water bath. Therefore, the reactor was heated with a water bath temperature of 80°C. In addition, ventilation was performed with humidified air, with absolute humidity of 0 g/m 3 (relative humidity 0%), absolute humidity 2.0 g/m 3 (relative humidity 10%), and absolute humidity 9.9 g/m 3 (relative humidity 50%). ), and humidified air with an absolute humidity of 16.0/m 3 (relative humidity 80%) was used.

各サンプルについて過酸化水素濃度を測定した結果を図5に示す。上記の通り、過酸化水素濃度は気体を2倍希釈した後に測定したため、図5では補正後の濃度を示す。また、各湿度は、反応器内の相対湿度を測定した値である。図5から明らかな通り、60分後、相対湿度が0%の場合には約8ppm、相対湿度が10%の場合には約15ppmの過酸化水素ガスの発生が確認された。また、より高湿度な相対湿度50%の場合、発生する過酸化水素ガスの濃度は約35ppmとなった。相対湿度0~50wt%では、湿度が増加するにつれ60分後の過酸化水素ガスが増加していた。 FIG. 5 shows the results of measuring the hydrogen peroxide concentration for each sample. As mentioned above, since the hydrogen peroxide concentration was measured after diluting the gas twice, FIG. 5 shows the concentration after correction. Moreover, each humidity is a value obtained by measuring the relative humidity inside the reactor. As is clear from FIG. 5, after 60 minutes, generation of hydrogen peroxide gas was confirmed to be about 8 ppm when the relative humidity was 0%, and about 15 ppm when the relative humidity was 10%. Furthermore, in the case of a higher relative humidity of 50%, the concentration of hydrogen peroxide gas generated was about 35 ppm. At a relative humidity of 0 to 50 wt%, hydrogen peroxide gas after 60 minutes increased as the humidity increased.

一方、相対湿度80%では、相対湿度50%と比較して過酸化水素ガス濃度が減少し、20ppmとなった。また、反応開始後60分経過すると、発生する過酸化水素ガスの濃度が低下し始めた。以上より、過酸化水素ガスの発生には水が影響を与えることが分かった。加湿により過酸化水素ガスの発生が促進されるが、絶対湿度16.0/m以上の加湿は過剰であり過酸化水素ガスの発生が抑制されることが確認された。 On the other hand, when the relative humidity was 80%, the hydrogen peroxide gas concentration decreased to 20 ppm compared to when the relative humidity was 50%. Further, 60 minutes after the start of the reaction, the concentration of generated hydrogen peroxide gas began to decrease. From the above, it was found that water affects the generation of hydrogen peroxide gas. It was confirmed that humidification promotes the generation of hydrogen peroxide gas, but humidification at an absolute humidity of 16.0/m 3 or more is excessive and suppresses the generation of hydrogen peroxide gas.

(試料のすり潰し)
粒状の過炭酸ナトリウムをすり潰し、粉末状とした場合における過酸化水素濃度を測定した。この実験は、各サンプルにおいて過炭酸ナトリウムを2gずつ用い、一方は粒状の過炭酸ナトリウムを使用した。もう一方の過炭酸ナトリウムのすり潰しは、乳鉢を用いて1分間手動にて行った。過炭酸ナトリウムの加熱温度は75℃とした。実験ではガラス製の反応器に過炭酸ナトリウムを入れ、水浴により加熱した。従って、水浴温度を80℃とした。また、通気した気体は、絶対湿度9.9g/m(相対湿度50%)の加湿空気とした。
(grinding of sample)
The hydrogen peroxide concentration was measured when granular sodium percarbonate was ground into powder. This experiment used 2g of sodium percarbonate in each sample, with one using granular sodium percarbonate. The other sodium percarbonate was ground manually using a mortar for 1 minute. The heating temperature of sodium percarbonate was 75°C. In the experiment, sodium percarbonate was placed in a glass reactor and heated in a water bath. Therefore, the water bath temperature was set to 80°C. The gas that was vented was humidified air with an absolute humidity of 9.9 g/m 3 (relative humidity 50%).

粒状の過炭酸ナトリウムと粉末状の過炭酸ナトリウムについて過酸化水素濃度を測定した結果を図6に示す。図6から明らかな通り、粉末状の過炭酸ナトリウムを用いた場合、粒状の過炭酸ナトリウムと比較して過酸化水素濃度が向上した。この結果は、粉末状の過炭酸ナトリウムの場合、反応器底面との接触面積が増え、過炭酸ナトリウムに熱が伝わりやすくなったため過酸化水素ガス発生のプロセスが促進されたと考えられる。また、発生した過酸化水素ガスにおいて、湿度の上昇は検知されなかった。 FIG. 6 shows the results of measuring hydrogen peroxide concentrations for granular sodium percarbonate and powdered sodium percarbonate. As is clear from FIG. 6, when powdered sodium percarbonate was used, the hydrogen peroxide concentration was improved compared to granular sodium percarbonate. This result is thought to be due to the fact that, in the case of powdered sodium percarbonate, the contact area with the bottom of the reactor increased, making it easier for heat to be transferred to the sodium percarbonate, thereby accelerating the process of hydrogen peroxide gas generation. Furthermore, no increase in humidity was detected in the hydrogen peroxide gas generated.

[4.作用効果]
以上のような本実施形態の過酸化水素ガス発生装置の作用効果は、以下の通りである。
(1)過炭酸ナトリウムが収容された容器2と、容器2を加熱する加熱装置3と、容器2に気体を供給する気体供給路Aと、を有し、気体供給路Aを介して加湿空気を容器2に通気する。
[4. Effect]
The effects of the hydrogen peroxide gas generator of this embodiment as described above are as follows.
(1) It has a container 2 containing sodium percarbonate, a heating device 3 that heats the container 2, and a gas supply path A that supplies gas to the container 2, and humidified air is supplied through the gas supply path A. Vent into container 2.

過炭酸ナトリウムを収容した容器2を加熱することで、過炭酸ナトリウムから過酸化水素を脱離させることができる。また、容器2に加湿空気を通気することで、過酸化水素ガスの発生を促進しつつ過酸化水素ガスを取り出すことができる。以上より、過酸化水素水溶液から過酸化水素ガスを発生した場合に比べ、低湿度の過酸化水素ガスを得ることが可能となる。過酸化水素水溶液は輸送に危険が伴うが、過炭酸ナトリウムは固体で安全性が高いことからも、低コストでの輸送が可能である。 By heating the container 2 containing sodium percarbonate, hydrogen peroxide can be desorbed from the sodium percarbonate. Moreover, by ventilating humidified air into the container 2, hydrogen peroxide gas can be taken out while promoting the generation of hydrogen peroxide gas. As described above, it is possible to obtain hydrogen peroxide gas with lower humidity than when hydrogen peroxide gas is generated from an aqueous hydrogen peroxide solution. Hydrogen peroxide aqueous solution is dangerous to transport, but sodium percarbonate is solid and highly safe, so it can be transported at low cost.

(2)加熱装置3は、容器2内の過炭酸ナトリウムの温度が、50℃以上100℃未満となるように容器を加熱する。 (2) The heating device 3 heats the container so that the temperature of the sodium percarbonate in the container 2 is greater than or equal to 50°C and less than 100°C.

過炭酸ナトリウムの加熱温度を50℃以上100℃未満とすることで、過酸化水素ガスの発生効率を維持しつつ、相対湿度60%以下の低湿度な過酸化水素ガスを発生させることが可能となる。 By setting the heating temperature of sodium percarbonate to 50°C or higher and lower than 100°C, it is possible to generate low-humidity hydrogen peroxide gas with a relative humidity of 60% or less while maintaining hydrogen peroxide gas generation efficiency. Become.

(3)加湿空気の絶対湿度は、2.0g/m以上16.0g/m未満である。 (3) The absolute humidity of the humidified air is 2.0 g/m 3 or more and less than 16.0 g/m 3 .

容器2に、絶対湿度が2.0g/m以上16.0g/m未満の加湿空気を供給することにより、過酸化水素ガスの発生を促進することが可能となる。また、得られる過酸化水素ガスを低湿度なものとすることができる。 By supplying humidified air with an absolute humidity of 2.0 g/m 3 or more and less than 16.0 g/m 3 to the container 2, it is possible to promote the generation of hydrogen peroxide gas. Furthermore, the resulting hydrogen peroxide gas can have low humidity.

(4)過炭酸ナトリウムは、粉末状である。 (4) Sodium percarbonate is in powder form.

粉末状の過炭酸ナトリウムを用いることにより、より高濃度の過酸化水素ガスを得ることが可能となる。 By using powdered sodium percarbonate, it becomes possible to obtain hydrogen peroxide gas with a higher concentration.

[その他の実施の形態]
上記実施形態では、過酸化水素ガス発生装置は、バイオロジカルクリーンルーム等の対象空間において、壁面および対象空間内に設置している装置等の表面を殺菌する過酸化水素ガスを発生させるものとして記載した。ただし、過酸化水素ガス発生装置が発生させた過酸化水素ガスは、殺菌以外の目的で用いられても良い。例えば、上記実施形態の過酸化水素ガス発生装置により発生された過酸化水素ガスは、空気清浄や汚染物質の分解などに用いることも可能である。
[Other embodiments]
In the above embodiment, the hydrogen peroxide gas generator is described as a device that generates hydrogen peroxide gas that sterilizes walls and surfaces of devices installed in the target space, such as a biological clean room. . However, the hydrogen peroxide gas generated by the hydrogen peroxide gas generator may be used for purposes other than sterilization. For example, the hydrogen peroxide gas generated by the hydrogen peroxide gas generator of the above embodiment can be used for air purification, decomposition of pollutants, and the like.

(過炭酸ナトリウムの形状について)
粉末状の過炭酸ナトリウムを用いる場合には、例えば容器2に繊維状材料とともに充填すると良い。繊維状材料はその内部構造に空隙を含むため、微粉末状の過炭酸ナトリウムを用いた場合であっても、隣り合う過炭酸ナトリウムの間に気体の通り道となる空隙が形成されやすくなる。繊維状材料としては、ガラス繊維、グラスウール、不織布などを用いることができる。
(About the shape of sodium percarbonate)
When powdered sodium percarbonate is used, it is preferably filled into the container 2 together with a fibrous material, for example. Since the fibrous material includes voids in its internal structure, even when finely powdered sodium percarbonate is used, voids that serve as gas passages are likely to be formed between adjacent sodium percarbonate. As the fibrous material, glass fiber, glass wool, nonwoven fabric, etc. can be used.

(カートリッジの構成について)
上記の実施形態では、カートリッジは、円筒型のガラス管または金属管であり、中空部に過炭酸ナトリウムが充填されている。ただし、図7に示すように、カートリッジを、ガラス管または金属管の外筒2aと、外筒2aの内部に収容される内筒2bにより構成しても良い。過炭酸ナトリウムは、外筒2aと内筒2bの間の空間に充填される。ここで、内筒2bは、金属製のメッシュ構造を有している。よって、内筒2bの内周面が形成する円柱型の空間に気体を供給する構成とすることで、過炭酸ナトリウムに対して通気することができる。このようなカートリッジの一例として、ディフュージョンドライヤーを適用しても良い。
(About the cartridge configuration)
In the above embodiments, the cartridge is a cylindrical glass or metal tube, and the hollow part is filled with sodium percarbonate. However, as shown in FIG. 7, the cartridge may be composed of an outer tube 2a made of a glass tube or a metal tube, and an inner tube 2b housed inside the outer tube 2a. Sodium percarbonate is filled into the space between the outer cylinder 2a and the inner cylinder 2b. Here, the inner cylinder 2b has a metal mesh structure. Therefore, by supplying gas to the cylindrical space formed by the inner peripheral surface of the inner cylinder 2b, it is possible to ventilate the sodium percarbonate. A diffusion dryer may be used as an example of such a cartridge.

また、過炭酸ナトリウムへの通気効率を向上させるために、カートリッジの気体供給口に角度を設け、外筒2aの内周面に向かって給気する構造としても良い。すなわち、カートリッジ内部において気体が旋回するように給気するための機構を設けることができる。 Furthermore, in order to improve the ventilation efficiency to the sodium percarbonate, the gas supply port of the cartridge may be provided with an angle to supply air toward the inner circumferential surface of the outer cylinder 2a. That is, a mechanism for supplying air so that the gas swirls inside the cartridge can be provided.

また、過炭酸ナトリウムの容器2は、必ずしもカートリッジである必要はない。例えばシャーレなどのガラス皿の上に過炭酸ナトリウムを入れても良い。この場合には、シャーレの下面を加熱し、シャーレの側方から加湿空気を供給する。また、瓶状のガラス容器を用いて、ガラス容器の蓋に2つの開口を設け、一方から加湿空気を供給し、他方から過酸化水素ガスを回収する構成としても良い。 Further, the sodium percarbonate container 2 does not necessarily have to be a cartridge. For example, sodium percarbonate may be placed on a glass plate such as a petri dish. In this case, the bottom surface of the petri dish is heated and humidified air is supplied from the side of the petri dish. Alternatively, a bottle-shaped glass container may be used, two openings may be provided in the lid of the glass container, humidified air may be supplied from one, and hydrogen peroxide gas may be recovered from the other.

A 気体供給路
a1 減圧弁
a2 逆止弁
a3 流量計
H 過酸化水素ガス供給路
1 筐体
2 容器
2a 外筒
2b 内筒
3 加熱装置
A Gas supply path a1 Pressure reducing valve a2 Check valve a3 Flow meter H Hydrogen peroxide gas supply path 1 Housing 2 Container 2a Outer cylinder 2b Inner cylinder 3 Heating device

Claims (7)

過炭酸ナトリウムが収容された容器と、
前記容器を加熱する加熱装置と、
前記容器に気体を供給する気体供給路と、
前記容器に供給される気体を加湿する加湿装置と、を有し、
前記気体供給路を介して、前記加湿装置により加湿された加湿空気を前記容器に通気する過酸化水素ガス発生装置。
a container containing sodium percarbonate;
a heating device that heats the container;
a gas supply path that supplies gas to the container;
a humidifier that humidifies the gas supplied to the container,
A hydrogen peroxide gas generation device that ventilates humidified air humidified by the humidifier into the container via the gas supply path.
前記加熱装置は、前記容器内の過炭酸ナトリウムの温度が、50℃以上100℃未満となるように容器を加熱する請求項1記載の過酸化水素ガス発生装置。 The hydrogen peroxide gas generator according to claim 1, wherein the heating device heats the container so that the temperature of the sodium percarbonate in the container is 50°C or more and less than 100°C. 前記加湿空気の絶対湿度は、2.0g/m以上16.0g/m未満である請求項1又は2記載の過酸化水素ガス発生装置。 The hydrogen peroxide gas generator according to claim 1 or 2, wherein the humidified air has an absolute humidity of 2.0 g/m 3 or more and less than 16.0 g/m 3 . 前記過炭酸ナトリウムは、粉末状である請求項1~3いずれか一項記載の過酸化水素ガス発生装置。 The hydrogen peroxide gas generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the sodium percarbonate is in powder form. 過炭酸ナトリウムを加熱する加熱工程と、
加熱された前記過炭酸ナトリウムに、空気の絶対湿度を増加させた加湿空気を通気する気体供給工程と、を含む過酸化水素ガス発生方法。
a heating step of heating sodium percarbonate;
A method for generating hydrogen peroxide gas, comprising the step of supplying humidified air with increased absolute humidity to the heated sodium percarbonate.
前記加熱工程は、前記過炭酸ナトリウムの温度が、50℃以上100℃未満となるように前記過炭酸ナトリウムを加熱する工程である請求項5記載の過酸化水素ガス発生方法。 6. The method for generating hydrogen peroxide gas according to claim 5, wherein the heating step is a step of heating the sodium percarbonate so that the temperature of the sodium percarbonate becomes 50° C. or more and less than 100° C. 前記加湿空気の絶対湿度は、2.0g/m以上16.0g/m未満である請求項5又は6記載の過酸化水素ガス発生方法。 The method for generating hydrogen peroxide gas according to claim 5 or 6, wherein the humidified air has an absolute humidity of 2.0 g/m 3 or more and less than 16.0 g/m 3 .
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