JPH09201406A - オゾン殺菌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人体に影響のないレベルまで被殺菌空間のオ
ゾンを確実に分解できる機能を有しつつも、扉の開閉で
大気中のオゾンが被殺菌空間に侵入した場合にこれをよ
って誤動作することのないオゾン殺菌装置を提供する。 【解決手段】 被殺菌空間のオゾン濃度に反応するオゾ
ンセンサのＯＮ／ＯＦＦ設定濃度αを自然界の空気中の
オゾン濃度βよりも高く設定する。オゾン分解処理が開
始されてからオゾンセンサがＯＦＦになると、オゾン分
解処理を所定時間Ｔだけ継続させた後に停止する。オゾ
ンの分解処理が終了した後に被殺菌空間の扉が開閉され
てこの空間に外気が侵入したとしても、オゾンセンサは
侵入した空気中のオゾンに反応することがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、被殺菌空間にオ
ゾンを供給してこの被殺菌空間に収容された収容物を殺
菌するためのオゾン殺菌装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今において、低濃度のオゾンを検出で
きるオゾンセンサを用いてオゾン殺菌装置を制御する方
法が本出願人によって考えられている。これは、被殺菌
空間へオゾンを供給するオゾン生成部と、被殺菌空間に
供給されたオゾンを分解するオゾン分解部とを少なくと
も備えたオゾン殺菌装置において、殺菌開始時にオゾン
生成部によって被殺菌空間にオゾンを供給し、殺菌終了
時にオゾン分解部を稼働させて被殺菌空間内のオゾンを
徐々に分解し、被殺菌空間のオゾン濃度が人体に影響の
ないオゾン濃度（０．１ｐｐｍ以下）となったことをオ
ゾンセンサを利用して認識した後に速やかにオゾン殺菌
装置の稼働を停止するようにしたものである。

【０００３】具体的には、オゾンセンサがオン・オフす
る濃度検出レベルを例えば０．０５ｐｐｍに設定し、オ
ゾン濃度がこのレベルに低下するまでオゾン分解部を稼
働し続け、オゾン濃度が０．０５ｐｐｍを下回ってオゾ
ンセンサが非検出状態となったことをコントロールユニ
ットで検出した場合にオゾン殺菌装置の稼働を停止する
ような手法が考えられている。

【０００４】また、被殺菌空間のオゾン濃度を検出する
オゾンセンサは、電源が投入された後であれば、殺菌処
理を開始する運転スイッチの投入前やオゾン分解後にあ
ってもオゾンが所定レベル以上であることを検出した場
合、あるいは、オゾン殺菌装置の稼働中にアクシデント
で装置が停止し、復帰した後にオゾンの残留を検出した
場合等で強制的にオゾン分解処理を実行させる異常判定
用としても用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにオゾン濃度検出レベルを人体に影響のない０．０
５ｐｐｍに設定する場合には、オゾン分解が終了した後
に被殺菌空間の扉を開けると、大気中に存在するオゾン
が被殺菌空間に侵入し、この侵入した空気のオゾン濃度
がたまたまオゾンセンサの濃度検出レベルを上回ってい
ればオゾン分解処理が終了したにも拘らず異常処理モー
ドに入って強制的にオゾン分解処理が行われてしまう誤
動作を生じる。

【０００６】実際に自然界の空気中のオゾン濃度は季
節、環境、時間帯等の諸条件によって０．１ｐｐｍ近
く、あるいは、それ以上になることは往々にしてあり、
このような雰囲気中で扉が開放されていれば、オゾン分
解処理がいつまでも継続されてしまう不都合がある。

【０００７】そこで、この発明においては、人体に影響
のないレベルまで被殺菌空間のオゾンを確実に分解でき
る機能を有しつつも、扉の開閉で大気中のオゾンが被殺
菌空間に侵入した場合にこれによって誤動作することの
ないオゾン殺菌装置を提供することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本願のオゾン殺菌装置は、被殺菌空間へ供給するオ
ゾンを生成するオゾン生成部と前記被殺菌空間に供給さ
れたオゾンを分解するオゾン分解部とを少なくとも備え
たものに関し、前記被殺菌空間のオゾン濃度に反応し、
被殺菌空間外の空気中のオゾン濃度よりも高く設定され
た濃度を下回った場合に非検出状態となるオゾンセンサ
を設け、前記オゾン分解部によって分解処理が開始され
てから前記オゾンセンサが非検出状態となった場合に、
前記オゾン分解部によるオゾンの分解処理を所定時間継
続させた後に停止するようにしたことを特徴としている
（請求項１）。

【０００９】ここで、被殺菌空間外の空気中のオゾン濃
度よりも高く設定された濃度とは、季節、環境、時間帯
等の種々の条件によって変動する大気中のオゾン濃度を
見越してそれよりも大きく設定された濃度のことであ
り、代表的な濃度としては、例えば０．１５ｐｐｍ前後
が予定される。したがって、オゾンセンサも数ｐｐｍ以
下のオゾン濃度に反応する低濃度検出用のものであれば
足りる。

【００１０】また、オゾンセンサが非検出状態となった
後に分解処理を継続させる時間は、人体に影響のない濃
度まで被殺菌空間のオゾン濃度が低下するのに充分な時
間が設定されており、被殺菌空間の大きさによっても異
なるため、分解処理を継続させる所定時間は、被殺菌空
間の大きさに応じて変化させるようにしてもよい（請求
項２）。

【００１１】したがって、この発明では、オゾン殺菌を
終了するためにオゾン分解処理が行われると、被殺菌空
間のオゾン濃度が徐々に低下していき、オゾン濃度が設
定濃度以下になった時点でオゾンセンサが非検出状態と
なる。そして、オゾンセンサが非検出状態になると、オ
ゾン分解処理はその時点では終了せず、予め設定された
所定時間だけ継続した後に停止する。

【００１２】また、オゾンセンサが非検出状態となる設
定濃度は、被殺菌空間外における空気中のオゾン濃度よ
りもやや高めに設定してあることから、オゾンの分解処
理が終了した後に被殺菌空間の扉が開閉されてこの空間
に外気が侵入したとしても、オゾンセンサは侵入した空
気中のオゾンに反応することがない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１４】図１において、この発明に係るオゾン殺菌
装置１は、パスボックスや安全キャビネット等からなる
被殺菌空間２の外部に配置されており、被殺菌空間２と
吸気ダクト３及び送出ダクト４によって接続され、被殺
菌空間２から空気を吸入すると共に同空間に対して吸入
した空気を送り出すようにしている。

【００１５】オゾン殺菌装置１は、図２及び図３に具体
的に示されるように、内部にステンレス等の耐腐食性材
によって画成された流出入空間５が形成されている。こ
の流出入空間５は、吸気側空間部６と送出側空間部７と
で構成され、これら空間部が送風機８と対峙する連通部
を介して連通されている。送風機８は、例えば送出側空
間部７に配されたシロッコファンから成り、吸気側空間
部６の空気を吸引して送出側空間部７へ圧送するように
なっている。

【００１６】吸気側空間部６は、その上部に形成された
ダクト接続部９に接続される吸気ダクト３を介して被殺
菌空間２と連通しており、ダクト接続部９から送風機８
に至るまでの間が活性炭等のオゾン分解触媒１０を配し
た第１通路１１とこれをバイパスする第２通路１２とに
分けられている。第１通路１１のオゾン分解触媒のさら
に上流には、この第１通路１１を開閉する第１の開閉ダ
ンパ１３が設けられ、第２通路１２には、該第２通路を
開閉する第２の開閉ダンパ１４が設けられている。

【００１７】送出側空間部７は、その上部に形成された
ダクト接続部１５に接続する送風ダクト４を介して被殺
菌空間２と連通している。また、この空間部７には、加
湿器１６に通じる往路１７及び復路１８が接続されると
共に、オゾンを供給するオゾン供給通路１９が接続され
ている。

【００１８】加湿器１６は、オゾンによる殺菌効果を高
めるために送出側空間部７に対して湿度を与えるための
もので、電源２０の投入により水槽２１内の水を超音波
を利用して微粒化し、これを往路１７を介して送られて
くる空気中に放出し、この湿度を与えられた空気を復路
１８を介して送出側空間部７へ供給するようになってい
る。

【００１９】オゾン生成部２２は、放電電極を備えたオ
ゾナイザ２９とこの放電電極に高電圧を印加する高圧電
源３０とを備え、酸素ボンベ２３から酸素供給通路に設
けられた手動バルブ２４、ボンベ取り付け用レギュレー
タ２５、酸素用レギュレータ２６、酸素供給用電磁弁２
７、酸素流量調節弁２８を介してオゾナイザ２９に酸素
を供給し、オゾナイザ２９を放電させてここに供給され
た酸素をオゾンに変換し、このオゾンをオゾン供給通路
１９から送出側空間部７へ供給するようになっている。

【００２０】前記加湿器１６やオゾン生成部２２は装置
内のうち流出入空間５の外側の領域（大気雰囲気領域３
１）に配置され、この部分にはさらに換気ファン３２及
び各機器を制御するコントロールユニット３３等が配置
されている。そのうち換気ファン３２は、装置の壁面に
形成された換気孔３４を介して外気を吸入排出し、積極
的にこの領域内の換気を図り、ここに配された各機器
（加湿器１６、オゾナイザ２９、各種電源２０、３０、
コントロールユニット３３等）を冷却する機能を有して
いる。

【００２１】また、被殺菌空間２には、この空間に残留
するオゾン濃度を検出する第１のオゾンセンサ３９が、
また、大気雰囲気領域３１には、オゾン漏れを検出する
第２のオゾンセンサ３５がそれぞれ設けられている。こ
のうち第１のオゾンセンサ３９は、流出入空間５に配置
してもよいが、オゾンガスは空間の大きさや殺菌対称
物、殺菌対称物量等により拡散、濃度分布が大きく異な
る性質があり、吸入ダクト３等を通過する場合に分解さ
れて濃度が低下してしまうことから直接被殺菌空間２に
配置することが理想的である。このため、この実施例に
おいては、図３に示されるように、第１のオゾンセンサ
３９を吸入ダクト３の開口部近傍（実線で示す）、若し
くは被殺菌空間２の任意の位置（破線で示す）に配置す
るようにしている。

【００２２】第１及び第２のオゾンセンサ３９、３５
は、例えば、コンパレータ・オープンコレクタ方式のも
のを用い、所定の基準濃度以上のオゾンを検知した場合
にＯＮとなり、それ未満の濃度でＯＦＦとなる薄膜型半
導体式センサからなり、ＯＮ／ＯＦＦする基準濃度が自
然界における空気中のオゾン濃度よりやや高めの値α
（例えば０．１５ｐｐｍ）に設定されている。

【００２３】コントロールユニット３３は、マイクロコ
ンピュータ、メモリ、Ｉ／Ｏ、各種作動機器を駆動制御
する駆動回路等を備え、電源スイッチ４０の投入によ
り、第１及び第２のオゾンセンサ３５、３６等から諸情
報を入力し、所定のプログラムにしたがって第１及び第
２の開閉ダンパ１３、１４を駆動するアクチュエーター
３７、３８や、送風機８、換気ファン３２、酸素供給用
電磁弁２７、加湿器１６、オゾン発生部２２等の各種作
動機器を制御するようになっている。

【００２４】図４において、コントロールユニット３３
によるオゾン殺菌装置１の全体作動例が示され、オゾン
殺菌装置１は、電源スイッチ４０の投入により起動され
ると、オゾン殺菌を開始する図示しない運転スイッチの
入力を待つ待機モードに入り（ステップ５０）、その
後、運転スイッチの投入によりオゾンを発生させるため
の運動準備を行うスタートモードに入る（ステップ５
２）。

【００２５】このスタートモードは、酸素供給用電磁弁
２７を開としてオゾナイザ２９へ酸素を供給し、換気フ
ァン３２を回転させて換気を開始し、高圧電源３０に対
して交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）を供給してコントロール
ユニット３３からの指令により何時でもオゾナイザ２９
へ高電圧を印加できるスタンバイ状態を形成する。ま
た、このスタートモードでは、第１の開閉ダンパ１３を
閉、第２の開閉ダンパ１４を開としてダクト接続部９と
送風機８との間を第２通路１２で連通する。

【００２６】スタートモードが所定時間なされた後に、
オゾン殺菌装置はオゾン発生・加湿モードに自動的に入
り（ステップ５４）、このモードにおいて、コントロー
ルユニット３３は、送風機８を回転させて被殺菌空間２
の空気を吸気ダクト３を介して流出入空間５の吸気側空
間部６に吸引し、送出側空間部７から送出ダクト４を介
して被殺菌空間２へ戻す還流状態を形成する。また、オ
ゾナイザ２９に高圧電源３０から高電圧を印加して放電
を開始し、供給された酸素からオゾンを生成する。ここ
で生成されたオゾンは、オゾン供給通路１９を介して送
出側空間部７へ供給され、被殺菌空間２から吸入された
空気と混合され、送出ダクト４を介して被殺菌空間２に
戻される。被殺菌空間２の空気は、このようなオゾンと
の混合過程を繰り返し、図５の実線に示されるように、
オゾン濃度を２００ｐｐｍ以上まで高める。これと同時
に、オゾン殺菌の効率を高めるために加湿器１６を作動
し、図４の破線に示されるように、被殺菌空間２の湿度
を８０％ＲＨ以上に高める。

【００２７】オゾナイザ２９や加湿器１６を作動させる
時間は手動によってセットするものであってもよいし、
オゾン濃度や湿度の上昇勾配を算出して自動的にセット
するものであってもよく、約８ｍ³ の被殺菌空間で２０
０ｐｐｍ以上のオゾン濃度と８０％ＲＨ以上の湿度とを
得るためには、約６ｇ／ｈのオゾン発生能力を有するオ
ゾナイザと、０．４リットル／ｈの水蒸気を発生させる
加湿器とをそれぞれ１時間程作動させればよい。

【００２８】オゾナイザ２９を作動させてから規定値以
上の濃度と湿度が得られる時間を経過した後（この実施
例では６０分経過後）にオゾナイザ２９と加湿器１６は
停止し、オゾン殺菌装置はオゾン発生モードから燻蒸殺
菌モードにはいる（ステップ５６）。このモードでは、
送風機８を停止し、被殺菌空間２を高オゾン濃度、高湿
度に保持したまま放置し、さらには、オゾナイザ２９を
停止してから酸素供給用電磁弁２７を閉とし、換気ファ
ン３２を停止し、高圧電源３０への交流電圧（ＡＣ１０
０Ｖ）の供給を停止し、第２の開閉ダンパ１４を閉とす
る。この燻蒸殺菌モードは２時間程行われ、その後、オ
ゾン殺菌装置はオゾン分解・終了モードに入る（ステッ
プ５８）。

【００２９】オゾン分解・終了モードの具体的作動例が
図６に示され、コントロールユニット３３は、このモー
ドに入ると、送風機８をＯＮにすると共に、第１の開閉
ダンパ１３を開、第２の開閉ダンパ１４を閉とし、ダク
ト接続部９と送風機８との間を第１通路１１で連通して
還流するオゾン含有空気をオゾン分解触媒１０に通す
（ステップ６０）。これにより、オゾン含有空気は被殺
菌空間２と流出入空間５との間で循環し、オゾン分解触
媒１０を通る度にオゾン含有率が減少していくので、被
殺菌空間２のオゾン濃度は図５の実線で示されるように
徐々に低下していく。

【００３０】コントロールユニット３３は、被殺菌空間
２のオゾン濃度が徐々に低下してα（＝０．１５ｐｐ
ｍ）以下となり、第１のオゾンセンサ３９がオフ信号を
出力したか否かを判定しており（ステップ６２）、第１
のオゾンセンサ３９がオフになると、その時点から所定
時間Ｔが経過したか否かを判定する（ステップ６４）。
そして、第１のオゾンセンサ３９がオフになってから所
定時間Ｔが経過すると、第１の開閉ダンパ１３を閉、第
２の開閉ダンパ１４を閉とし、送風機８をＯＦＦにして
図示しない運転終了ランプを点灯すると共に燻蒸中ラン
プを消灯する等の殺菌終了処理を行い（ステップ６
６）、再びステップ５０の待機モードへ移行する。

【００３１】第１のオゾンセンサ３９がＯＦＦとなって
からステップ６６が実行されるまでの所定時間Ｔは、被
殺菌空間２のオゾン濃度が人体に影響のない低い濃度γ
（＝０．０５ｐｐｍ以下）となるのに充分な時間であ
り、被殺菌空間２の大きさに応じて変えられるようにな
っている。たとえば、被殺菌空間２の大きさに合わせて
手動によって所定時間Ｔを設定するものであってもよい
し、オゾン発生・加湿モード時のオゾン濃度や湿度の上
昇勾配等から被殺菌空間２の大きさを推算し、その大き
さに見合った時間を自動的にセットするものであっても
よい。

【００３２】また、コントロールユニット３３は、待機
モードでオゾンセンサがＯＮとなったり、上述した各処
理モードで停電等の不測の事態が生じてその後復活した
場合等に異常処理モードへ移行するようになっており、
この異常処理モードに入ると、被殺菌空間２の残留オゾ
ンを除去するために送風機をＯＮ、第１の開閉ダンパ１
３を開、第２の開閉ダンパ１４を閉とするオゾン分解処
理やその他の処理が行われるようになっている。

【００３３】上記構成において、第１のオゾンセンサ３
９のＯＮ／ＯＦＦ基準濃度が自然界の空気中のオゾン濃
度よりも高い０．１５ｐｐｍ前後に設定されているの
で、従来と同様にオゾンセンサがＯＦＦになった時点で
オゾン分解処理を停止するものとすれば、被殺菌空間２
のオゾン濃度は大気中のオゾン濃度よりも高いことから
低濃度とは言え人体にとって好ましくないが、本発明に
よれば、第１のオゾンセンサ３９がＯＦＦになると、そ
の後被殺菌空間２の大きさに応じて設定された所定時間
Ｔだけオゾン分解処理が継続され、被殺菌空間２のオゾ
ン濃度を人体に影響のない濃度γ（例えば、０．０５ｐ
ｐｍ）以下まで確実に低下させることができる。

【００３４】ところで、オゾン分解処理後に被殺菌空間
２の扉が開閉されれば、外気が被殺菌空間２に侵入する
こととなり、この侵入する空気のオゾン濃度βは、前述
した如く環境によって被殺菌空間２のオゾン濃度γより
も高くなることがある。しかしながら、第１のオゾンセ
ンサ３９のＯＮ／ＯＦＦ基準濃度αはこのような空気中
のオゾン濃度βよりも高く設定されていることから、第
１のオゾンセンサ３９が大気中のオゾンに反応してＯＮ
となり、異常処理モードに入ってオゾン分解処理が再び
行われてしまうような誤動作の恐れがなくなる。

【００３５】また、第２のオゾンセンサ３５も大気に直
接さらされているが、ＯＮ／ＯＦＦ基準濃度αが自然界
の空気中のオゾン濃度βよりも高く設定されているの
で、自然界のオゾンに反応することはない。したがっ
て、第２のオゾンセンサ３５をオゾン漏れに対してのみ
的確に反応させることができ、信頼性の高いオゾン殺菌
装置を提供することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
オゾンセンサの設定濃度を被殺菌空間外における空気中
のオゾン濃度よりも高めに設定し、オゾン分解処理中に
オゾンセンサが非検出状態となった後にオゾン分解処理
を所定時間継続させてその後にオゾン分解処理を停止す
るようにしたので、被殺菌空間のオゾン濃度を従来と同
様に人体に影響のないレベルまで確実に低下させること
ができる。

【００３７】また、季節、環境、時間帯等の諸条件によ
り、大気中のオゾン濃度が高くなることもあり得るが、
このような空気が扉の開閉によって被殺菌空間に侵入す
ること等を想定したとき、オゾンセンサのオゾン検出濃
度を人体に影響のない低濃度に設定しておくと、被殺菌
空間に残留オゾンがあると誤認して強制的に分解処理を
行う等の誤動作を生じる場合がある。しかし、本願発明
にあっては、オゾンセンサのオゾン検出濃度を上記諸条
件で変動する大気中のオゾン濃度を見越してこれより高
めに設定してあるので、オゾン殺菌装置の誤動作を防ぐ
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るオゾン殺菌装置と被殺菌
空間とをダクトで接続した状態を示す図である。

【図２】図２は、オゾン殺菌装置の構成を示す概略図で
ある。

【図３】図３は、オゾン殺菌装置と被殺菌空間のダクト
接続付近を示す図である。

【図４】図４は、本発明に係るオゾン殺菌装置による殺
菌処理の全体作動例を示すフローチャートである。

【図５】図５は、殺菌処理のオゾン発生・加湿モード、
燻蒸殺菌モード、オゾン分解・終了モードの各工程にお
ける被殺菌空間のオゾン濃度と湿度との変化を示す線図
である。

【図６】図６は、オゾン分解・終了モード時の具体的制
御作動例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ オゾン殺菌装置 ２ 被殺菌空間 １０ オゾン分解触媒 １３ 第１の開閉ダンパ １４ 第２の開閉ダンパ ２２ オゾン生成部 ３５ 第２のオゾンセンサ ３９ 第１のオゾンセンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被殺菌空間へ供給するオゾンを生成する
   オゾン生成部と前記被殺菌空間に供給されたオゾンを分
   解するオゾン分解部とを少なくとも備えたオゾン殺菌装
   置において、 前記被殺菌空間のオゾン濃度に反応し、被殺菌空間外の
   空気中のオゾン濃度よりも高く設定された濃度を下回っ
   た場合に非検出状態となるオゾンセンサを設け、 前記オゾン分解部によって分解処理が開始されてから前
   記オゾンセンサが非検出状態となった場合に、前記オゾ
   ン分解部によるオゾンの分解処理を所定時間継続させた
   後に停止するようにしたことを特徴とするオゾン殺菌装
   置。
2. 【請求項２】 前記オゾン分解処理を継続させる所定時
   間は、前記被殺菌空間の大きさに応じて変化させること
   を特徴とする請求項１記載のオゾン殺菌装置。