CN113398292A - 灭活装置以及灭活方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能够将微生物、病毒高效地灭活的灭活装置以及灭活方法。灭活装置具备:紫外线照射部,对存在人或动物的设施或交通工具内的表面、空间,照射包含将微生物和/或病毒灭活的波长的紫外线的光;以及控制部,对由紫外线照射部进行的光的照射以及非照射进行控制。从紫外线照射部射出的所述光中所含的紫外线为190nm~235nm的波长区域的光。控制部根据从紫外线照射部照射的光中所含的紫外线的波长进行控制,以使由紫外线照射部进行的光的发光动作与非发光动作交替地反复进行。
Description
技术领域
本发明涉及将有害微生物、病毒灭活的灭活装置以及灭活方法。
背景技术
医疗设施、学校、政府机关等人员频繁聚集的设施、汽车、电车、巴士、飞机、船等交通工具处于有害微生物(细菌、霉菌等)、病毒容易繁殖的环境中。这些有害微生物、病毒特别容易在上述设施中的狭窄的空间(病房、厕所、电梯内等封闭空间)内繁殖。
另外,上述设施或交通工具内的空间存在使微生物、病毒的感染扩大的风险提高的隐患。
上述那样的有害微生物在上述空间的地面、墙壁等表面上、出入上述空间的人(有时为动物)的内部增殖、或者在上述空间内浮游。
该倾向在医疗设施内特别显著。即,在住院患者用的病房、病房内的厕所、与门诊接待相邻的厕所等狭窄的空间内,散布来自患者的感染性微生物。而且,被散布的感染性微生物附着在构成该狭窄的空间的表面(地面、墙壁等)、或在空间内浮游。因此,会感染进入该空间(厕所等)的下一个人(其他患者、来访者等),根据情况,感染症有时也会在医疗设施内蔓延。
另外,在上述设施或交通工具内的空间中,也存在由于人(有时为动物)的呼气、飞沫而感染他人、通过皮肤或粘膜的直接接触、或者经由门把手、扶手、开关、按钮等的表面的接触感染而导致感染症蔓延的情况。
为了改善以上那样的状况,在人(有时为动物)聚集的设施(特别是医疗设施)、交通工具中,需要对上述那样的有害微生物(例如感染性微生物)进行清除污染(杀菌)的措施。
在专利文献1(日本特表2017-528258号公报)中,公开了对清除污染对象空间照射紫外线(UVC光)来对该空间进行清除污染的清除污染装置。该清除污染装置在感测到上述清除污染对象空间内的人不存在时,向该空间内射出紫外线。
另外,在专利文献2(美国专利申请公开第2010/0032859号说明书)中,公开了在电梯中设置人感传感器、门传感器,在上述传感器感测到电梯内没有人且门被关闭的状态时,向电梯内射出杀菌用的紫外线。这里,射出的紫外线的波长设为约240nm与约280nm之间的波长。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2017-528258号公报
专利文献2:美国专利申请公开第2010/0032859号说明书
发明内容
发明要解决的课题
有害微生物在设施或交通工具的空间内繁殖或浮游大多是因为具有有害微生物的人(患者)或动物出入上述空间。由此,原本这样的设施中的清除污染在人或动物出入设施内或交通工具内的空间时也进行是有效的。
然而,具有适于清除污染的波长的紫外线的照射会对人或动物造成不良影响。因此,如上述专利文献1(日本特表2017-528258号公报)、专利文献2(美国专利申请公开第2010/0032859号说明书)所公开的那样,在使用紫外线照射清除污染的清除污染系统中,考虑到人或动物的安全性,构成为,在不存在人或动物时进行紫外线的照射,在照射区域存在人的情况下停止紫外线的射出。
因而,在上述以往的清除污染系统中,无法高效地进行设施或交通工具内的清除污染。另外,无法进行人(患者)或动物的表面的清除污染,因此需要考虑人(患者)或动物的行动范围,将应清除污染区域扩大至大范围。
因此,本发明的课题在于,提供一种能够将有害微生物、病毒高效地灭活的灭活装置以及灭活方法。
用来解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明的灭活装置的一方式为将微生物和/或病毒灭活的灭活装置,其具备:紫外线照射部,对存在人或动物的设施或交通工具内的表面、空间照射光,该光包含将所述微生物和/或病毒灭活的波长的紫外线;以及控制部,对由所述紫外线照射部进行的所述光的照射以及非照射进行控制,从所述紫外线照射部射出的所述光中所含的紫外线为190nm~235nm的波长区域的光,所述控制部根据从所述紫外线照射部照射的所述光中所含的紫外线的波长进行控制,以使由所述紫外线照射部进行的所述光的发光动作与非发光动作交替地反复进行。
这样,通过对存在人或动物的设施或交通工具内的表面、空间照射包含紫外线的光,能够将存在于设施或交通工具内的表面、空间的、以及在人或动物存在的情况下存在于人或动物的表面的至少一个微生物、病毒灭活。另外,此时,由于进行交替地反复进行光的发光动作与非发光动作即所谓的间歇点亮,因此与以相同的紫外线照度进行连续点亮的情况相比,能够延长紫外线照射期间。因此,能够提高将飞散到空间内的微生物、病毒灭活的可能性,并且与连续点亮的情况相比,能够延长光源的使用寿命(直到需要更换光源为止的时间)。
而且,由于照射190nm~235nm的波长区域的光,因此能够抑制对人或动物的不良影响,并且能够将微生物、病毒灭活。另外,间歇点亮的条件根据照射的紫外线的波长而设定。紫外线照射对人体的影响的程度按紫外线的每个波长而不同,因此通过在与紫外线的波长对应的条件下进行间歇点亮,能够适当地抑制对人体造成不良影响,高效地进行清除污染。
另外,在上述的灭活装置中,也可以是,所述紫外线照射部射出在波长200nm~230nm中具有中心波长的紫外线,特别是中心波长222nm的紫外线、中心波长207nm的紫外线。
在该情况下,能够有效地阻碍菌的光恢复。因此,即使在发光动作后的非发光动作期间照射300nm~500nm的光,也能够在该非发光动作期间防止菌恢复,能够维持由发光动作带来的灭活效果。即,能够获得与连续点亮同等的灭活效果。
而且,在上述的灭活装置中,所述紫外线照射部的一次所述发光动作的累计光量可以控制在10mJ/cm2以下,也可以控制在5mJ/cm2以下。
这样,即使将每一次的累计光量抑制得较低,也能够发挥较高的灭活效果。具体而言,即使一次的紫外线照射量比能够将灭活对象的微生物、病毒灭活的照射量少,通过反复进行间歇的点亮,也能够将灭活对象的微生物、病毒适当地灭活。
另外,从光源射出的光的能量与距光源的距离的二次方成反比例地衰减。因此,距光源越远,紫外线的照度越低。本发明中的“累计光量”是指,对试图将微生物、病毒灭活的特定的对象物(例如,设施或交通工具内的表面、空间)的紫外线的照射量。即,意味着在试图将微生物、病毒灭活的区域内,存在累计光量为10mJ/cm2以下、特别是5mJ/cm2以下的区域。
而且,在上述的灭活装置中,也可以是,所述紫外线照射部的一次发光动作时间相对于所述紫外线照射部的一次发光动作时间与所述紫外线照射部的一次非发光动作时间的总和被控制在50%以下。在该情况下,与进行连续点亮的情况相比,能够以相同的累计光量将可维持灭活环境的时间延长到2倍以上。
另外,在上述的灭活装置中,也可以是,所述紫外线照射部的一次发光动作时间相对于所述紫外线照射部的一次发光动作时间与所述紫外线照射部的一次非发光动作时间的总和被控制在5%以下。在该情况下,能够进一步延长可维持灭活环境的时间。
另外,在上述的灭活装置中,也可以是,所述紫外线照射部的一次发光动作时间相对于所述紫外线照射部的一次发光动作时间与所述紫外线照射部的一次非发光动作时间的总和被控制在1%以上。在该情况下,能够适当地维持灭活环境。
另外,在上述的灭活装置中,也可以是,在将根据照射的紫外线的波长确定的对人体的一天的最大允许紫外线曝光量设为Dmax(mJ/cm2)、将人体的紫外线照射面上的照度设为W(mW/cm2)、将一天内进行所述发光动作的次数设为N时,所述紫外线照射部的一次发光动作时间被设定为满足Ta≤Dmax/(W×N)的时间Ta(sec)。
在该情况下,能够在不会对人体造成不良影响的光量范围内,对人照射具有适于微生物、病毒的灭活的波长的紫外线。
而且,在上述的灭活装置中,也可以是,所述紫外线照射部的一次发光动作时间被设定为1分钟以下。这样,即使将一次发光动作时间抑制得较短,也能够发挥较高的灭活效果。
另外,在上述的灭活装置中,也可以是,所述紫外线照射部具有射出中心波长222nm的紫外线的KrCl准分子灯、射出中心波长207nm的紫外线的KrBr准分子灯。在该情况下,能够通过供电控制高速地重复紫外线发光动作与休止时间。因此,例如,即使将发光动作时间设定为1分钟以下,也能够实现稳定的光输出。另外,由于射出中心波长222nm的紫外线、中心波长207nm的紫外线,因此能够适当地抑制紫外线照射对人体的不良影响,并且能够适当地阻碍菌的光恢复。
另外,在上述的灭活装置中,也可以是,所述紫外线照射部具有射出紫外线的发光二极管(LED)或激光二极管(LD)。在该情况下,能够通过供电控制高速地重复紫外线发光动作与休止时间。因此,例如,即使将发光动作时间设定为1分钟以下,也能够实现稳定的光输出。
而且,在上述的灭活装置中,也可以是,所述紫外线照射部的一次非发光动作时间被设定为1小时以下。在该情况下,能够将在气溶胶中生存的病毒适当地灭活,能够降低人新进入到设施或交通工具内的情况下的感染风险。
另外,在上述的灭活装置中,也可以是,所述紫外线照射部的一次非发光动作时间被设定为25分钟以下。在该情况下,对于容易在空气中漂浮的小于5μm的小的粒子(飞沫核),能够在落到地面之前适当地进行紫外线照射,能够将空气中的病毒、细菌有效地灭活。
另外,在上述的灭活装置中,也可以是,在所述紫外线照射部的所述发光动作与所述非发光动作的动作循环中,在至少一部分的动作循环中设定有2小时以上的非发光动作时间。
这样,将休止时间设定为菌的光恢复所需的时间(例如,在照射波长254nm的紫外线的情况下,为1~2小时左右)以上,也能够适当地获得灭活效果。
另外,在上述的灭活装置中,也可以是,所述控制部构成为,能够根据所述设施或交通工具内的所述微生物和/或病毒的增殖状况,来变更所述紫外线照射部的所述发光动作与所述非发光动作的动作循环。
在该情况下,能够更高效地进行设施或交通工具内的清除污染。另外,也能够抑制不必要地进行紫外线照射,因此能够延长光源的使用寿命。
而且,本发明的灭活方法的一方式为将微生物和/或病毒灭活,其中,在该灭活方法中,在对由对存在人或动物的设施或交通工具内的表面、空间照射190nm~235nm的波长区域的光而作为包含将所述微生物和/或病毒灭活的波长的紫外线的光的紫外线照射部进行的所述光的照射以及非照射进行控制时,根据从所述紫外线照射部照射的所述光中所含的紫外线的波长进行控制,以使由所述紫外线照射部进行的所述光的发光动作与非发光动作交替地反复进行。
这样,通过对存在人或动物的设施或交通工具内的表面、空间照射包含紫外线的光,能够将存在于设施或交通工具内的表面、空间的、在人或动物存在的情况下存在于人或动物的表面的至少一个微生物、病毒灭活。另外,此时,由于进行交替地反复进行光的发光动作与非发光动作即所谓的间歇点亮,因此与以相同的紫外线照度进行连续点亮的情况相比,能够延长紫外线照射期间。因此,能够提高将飞散到设施或交通工具内的微生物、病毒灭活的可能性,并且与连续点亮的情况相比,能够延长光源的使用寿命(直到需要更换光源为止的时间)。
而且,由于照射190nm~235nm的波长区域的光,因此能够抑制对人或动物的不良影响,并且能够将微生物、病毒灭活。另外,间歇点亮的条件根据照射的紫外线的波长而设定。紫外线照射对人体的影响的程度按紫外线的每个波长而不同,因此通过在与紫外线的波长对应的条件下进行间歇点亮,能够适当地抑制对人体造成不良影响,高效地进行清除污染。
另外,本发明中的“灭活”是指杀灭微生物、病毒(或者使其失去感染力、毒性)。
发明效果
在本发明中,能够将微生物、病毒高效地灭活。
本领域技术人员通过参照所附附图以及权利要求书的记载,根据用于实施下述发明的方式(发明的详细说明),能够理解上述的本发明的目的、方式及效果、以及上述未记载的本发明的目的、方式及效果。
附图说明
图1是表示本实施方式中的灭活系统的构成例的图。
图2是对第一实施方式的动作进行说明的流程图。
图3是对第一实施方式的动作进行说明的时序图。
图4是对第一实施方式的变形例的动作进行说明的流程图。
图5是对第一实施方式的变形例的动作进行说明的时序图。
图6是对第二实施方式的动作进行说明的流程图。
图7是对第二实施方式的动作进行说明的时序图。
图8是对第二实施方式的变形例的动作进行说明的流程图。
图9是对第二实施方式的变形例的动作进行说明的时序图。
图10是对第二实施方式的变形例的动作进行说明的时序图。
图11是表示第三实施方式中的灭活系统的构成例的图。
图12是对第三实施方式的动作进行说明的时序图。
图13是表示蛋白质的紫外线吸收光谱的图。
图14是基于波长254nm的紫外线照射的菌的光恢复实验的结果。
图15是基于波长222nm的紫外线照射的菌的光恢复实验的结果。
图16是波长254nm的连续点亮与间歇点亮的比较结果。
图17是波长222nm的连续点亮与间歇点亮的比较结果。
图18是表示微生物、病毒的灭活所需的能量的图。
图19是波长207nm的连续点亮与间歇点亮的比较结果。
图20中心波长222nm的KrCl准分子灯的发光光谱。
图21中心波长207nm的KrBr准分子灯的发光光谱。
图22是第三实施方式的动作例1、2的时序图。
图23是第三实施方式的动作例1、2的实验结果。
图24是第三实施方式的动作例3、4的时序图。
图25是第三实施方式的动作例3、4的实验结果。
图26是第三实施方式的动作例5的实验结果。
附图标记说明
10A、10B、10C…UV照射部,10D…照明用光源,11…人感传感器,12…压力传感器,13…门传感器,20…控制部,100…灭活装置,200…封闭空间(单间厕所),200A…设施,201…顶棚,202…壁部,203…门,300…人
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
在本实施方式中,对灭活系统进行说明,其在人频繁聚集的设施的特别狭窄的空间(病房、厕所、电梯内等封闭空间)中进行紫外线照射,将对人体或动物有害的微生物、病毒灭活。本实施方式中的灭活系统特意实施规定时间的以往从安全的观点出发而被搁置的对人(患者)或动物这样的生物体的紫外线照射,将有害微生物、病毒灭活。
图1是表示本实施方式中的灭活系统的构成例的图。在本实施方式中,作为灭活系统,以将存在于单间厕所内的有害微生物、病毒灭活的灭活系统为例进行说明。
该灭活系统具备灭活装置100。灭活装置100具备向封闭空间(单间厕所)内200射出紫外线的紫外线照射部(UV照射部)10A、10B中的至少一方。这里,UV照射部10A、10B所射出的紫外线的波长区域例如为200nm~320nm。
UV照射部10A设于单间厕所200内的顶棚201。另外,UV照射部10A只要设于单间厕所200内的上部即可,例如也可以设于单间厕所200内的壁部202的上侧部分。
从该UV照射部10A向下方向射出紫外线,该紫外线对单间厕所200的空间、壁部202、地面等进行照射。另外,从UV照射部10A射出的紫外线,对进入到单间厕所200的人(例如患者)300,从该人300的上部进行照射。
UV照射部10B设于单间厕所200内的壁部202。从UV照射部10B主要向从安装位置朝向下方的方向射出紫外线。该UV照射部10B在单间厕所200中,配置于设想对在规定位置采取规定的姿势的人300照射紫外线的位置。
具体而言,UV照射部10B设想在人300采取坐在便器211上的姿势时对该人300照射紫外线而设置于单间厕所200的壁部202。更具体而言,UV照射部10B在人300坐在便器211上时,设置于与该人300的后头部对置的壁部202。
通过这样设置UV照射部10B,从UV照射部10B射出的紫外线从坐在便器211上的人200的后头部侧上方对该人300进行照射,该人300的眼睛不会被直接照射。
另外,灭活装置100作为用于感测单间厕所200内的人300的所在的传感器,能够具备人感传感器11、压力传感器12、门传感器13中的至少一个。
人感传感器11以及门传感器13是感测人进出单间厕所200的传感器,压力传感器12是感测在单间厕所200内的规定位置存在人的传感器。
例如如图1所示,人感传感器11设置于顶棚201,感测单间厕所200的空间内的人300的存在的有无。
例如如图1所示,压力传感器12设置于便座212的内部,感测人300是否已坐在设于便器211的便座212上。
例如如图1所示,门传感器13设置于门203,感测单间厕所200的门203的开闭。
而且,灭活装置100具备控制部20。控制部20接收来自各传感器11~13的检测信号,基于该检测信号控制来自UV照射部10A、10B的紫外线的照射以及非照射。
具体而言,控制部20在基于传感器11~13中的至少一个检测信号判断为在单间厕所200内存在人300的期间中,控制为从UV照射部10A、10B中的至少一方,以与该紫外线的波长对应的规定时间,向包含上述人300的单间厕所200内照射紫外线。
在本实施方式中,对控制部20基于人感传感器11的感测信号控制来自UV照射部10A的紫外线的照射的情况进行说明。另外,在本实施方式中,在单间厕所200内不存在人300的情况下,原则上连续地进行从UV照射部10A向单间厕所200内的紫外线照射。
以下,对本实施方式中的灭活装置100的动作进行说明。
图2是对本实施方式中的灭活装置100的动作进行说明的流程图。
首先,在步骤S1中,控制部20基于来自人感传感器11的检测信号,判定是否感测到单间厕所200内的人300的所在。然后,控制部20在判定为未感测到人300的所在的情况下,待机至感测到人300的所在为止,若感测到人300的所在,则移至步骤S2。
在步骤S2中,控制部20开始作为计数器的计时器1的计数。
接着,在步骤S3中,控制部20基于计时器1的计数值,判定从计时器1的计数开始起是否经过了规定时间T1、即从感测到单间厕所200内的人300的所在起是否经过了规定时间T1。然后,控制部20在未经过规定时间T1的情况下待机至经过规定时间T1为止,当判定为经过了规定时间T1时,移至步骤S4。
这里,规定时间T1是与从UV照射部10A射出的紫外线的波长对应的时间,在安全标准上,设定为能够对生物体照射的最大时间以下。关于规定时间T1,之后进行详细叙述。
在步骤S4中,控制部20结束计时器1的计数,并且将计时器1的计数值复位。
在步骤S5中,控制部20停止从UV照射部10A射出紫外线。
在步骤S6中,控制部20基于来自人感传感器11的检测信号,判定人300是否已从单间厕所200内退出。然后,控制部20在判定为人300未退出的情况下,原样地待机,当判定为人300已退出时,移至步骤S7。
在步骤S7中,控制部20开始从UV照射部10A射出紫外线,并返回到步骤S1。
图3是对本实施方式中的灭活装置100的动作进行说明的时序图。
在人300进入单间厕所200内之前、即在单间厕所200内不存在人300的期间,连续地进行从UV照射部10A向单间厕所200内的紫外线照射。
当人300从该状态进入单间厕所200内时,在该时刻A,通过人感传感器11感测到人300的所在,开始计时器1的计数。然后,在从时刻A经过规定时间T1后,停止向单间厕所200内以及人300的紫外线的照射。
这样,在人300进入单间厕所200内之后,直到经过规定时间T1为止的期间,也从UV照射部10A向单间厕所200内射出紫外线,向单间厕所200内的人300照射紫外线。
而且,之后,当人300从单间厕所200内退出时,在该时刻B,通过人感传感器11感测到人300已退出,再次开始向单间厕所200内的紫外线的照射。
以下,对向人300照射紫外线的照射时间(规定时间T1)进行说明。
从UV照射部10A、10B射出的200nm~320nm的波长区域的紫外线包含对人体造成不良影响的紫外线。例如,若照射上述波长区域的紫外线,则可能引起由红斑、皮肤的DNA损伤引起的癌的诱发、眼睛的损伤(眼痛·充血·角膜的炎症等)。
但是,若对作为照射对象物的生物体的累计光量(剂量)未超过规定的量,则上述的波长区域的紫外线照射不会对生物体造成不良影响。本发明人们着眼于这一点,设定对人的照射时间(规定时间T1),特意对人照射紫外线。
将使用封闭空间(单间厕所)的人所接受的一天的紫外线曝光量设为D(mJ/cm2)。若将人的紫外线照射面上的照度设为W(mW/cm2)、将人在一天内进入封闭空间(单间厕所)内的次数设为N、将一次单间厕所内停留中的紫外线照射时间设为T1,则一天的紫外线曝光量D如以下那样表示。
D(mJ/cm2)=W(mW/cm2)×N(次)×T1(sec)···(1)
若将对使用封闭空间(单间厕所)的人的一天的最大允许紫外线曝光量设为Dmax(mJ/cm2),则为了防止由紫外线照射引起的对人的不良影响,只要使Dmax≥D即可。
即,一次单间厕所内停留中的紫外线照射时间T1如以下那样表示。
T1≤Dmax/(W×N)···(2)
例如,作为紫外线光源,考虑使用射出波长253.7nm的紫外线的低压水银灯的情况。在该情况下,波长253.7nm的紫外线的一天的最大允许紫外线曝光量在安全标准上为Dmax=6(mJ/cm2)。该数值是由ACGIH(American Conference of Governmental IndustrialHygienists:美国工业卫生专家会议)、JISZ8812(有害紫外放射的测定方法)确定的值。另外,本说明书中的最大允许紫外线曝光量Dmax的数值是现行的数值,是今后能够变更的数值。
若将紫外线照射的人的照射面上的照度设为0.022(mW/cm2)、将一天内使用附属于病房的单间厕所的次数(进入单间厕所内的次数)N设为10次,则根据上述(2)式,一次单间厕所内停留中的紫外线照射时间T1为30(sec)以下。
即,在UV照射部10A所具有的紫外线光源为射出波长253.7nm的紫外线的低压水银灯的情况下,若在图2以及图3中设定的规定时间T1为30(sec)以下,则不存在紫外线照射对人300的不良影响。因此,在这种情况下,将规定时间T1例如设定为最大时间即30(sec)。
另外,上述的紫外线照射的人的照射面上的照度是将人300在封闭空间(单间厕所)200内站立时的头部(顶部)作为紫外线照射面、将从封闭空间(单间厕所)200的顶棚201到站立在地面上的人300的头部的距离设定为紫外线照射距离的值。
另外,人进入上述封闭空间(单间厕所)内的次数N为一天内使用附属于病房的单间厕所的次数,设N=10次。然而,在附属于医院门诊的单间厕所的情况下,认为在候诊室等待的多人各自在一天内利用单间厕所的次数N′比附属于病房的单间厕所的利用次数N少。因而,在这种情况下,例如也可以设N′=2~3次,并设定紫外线照射时间T1。
另外,为了安全起见,人在一天内进入封闭空间内的次数N优选多设定。
而且,在低压水银灯的情况下,即使供电也不会立即点亮,到点亮为止需要某种程度的时间。由此,在作为紫外线光源而使用了低压水银灯的情况下,无法通过供电控制以相对较短的间隔反复进行紫外线的照射与非照射。因此,在这种情况下,也可以设置遮光用的开闭器,通过在使低压水银灯为点亮的状态下控制开闭器的开闭来控制紫外线的照射与非照射。
另外,作为紫外线光源,例如也能够使用射出中心波长222nm的紫外线的KrCl准分子灯。
在准分子灯的情况下,在供电后立即点亮。由此,与作为光源使用低压水银灯的情况不同,无需设置遮光用的开闭器。即,在以相对较短的间隔反复进行紫外线的照射与非照射的情况下,只要控制对准分子灯的供电即可。
另外,中心波长222nm的紫外线是对细菌等进行杀菌但对人细胞的不良影响小的光。
UV放射线的波长越低贯通力越小。例如,约200nm这样的低波长的UV放射线虽然非常高效地通过水,但人细胞的外侧部分(细胞质)的吸收大,有时没有足以到达包含对放射线敏感的DNA的细胞核的能量。因此,上述低波长的UV放射典型地对人细胞、即对人的不良影响小。
与此相对,细菌典型地在物理上远小于人细胞。具体而言,典型的细菌细胞直径约为小于1μm,与此相对,虽然人细胞也基于种类、部位而不同,但典型的是直径约为10μm~30μm。
因而,上述低波长的UV放射容易贯通细菌,能够进行杀菌。
根据现行的安全标准,波长222nm的紫外线的一天的最大允许紫外线曝光量为Dmax=22(mJ/cm2),比上述波长253.7nm的紫外线多。即,根据该安全标准也可知,与波长253.7nm的紫外线相比,波长222nm的紫外线是对人的不良影响小的光。
与使用了射出上述波长253.7nm的紫外线的低压水银灯的情况相同,若将紫外线照射的人的照射面上的照度设为0.022(mW/cm2)、将一天内使用附属于病房的单间厕所的次数(进入单间厕所内的次数)N设为10次,则根据上述(2)式,使用了射出中心波长222nm的紫外线的KrCl准分子灯的情况下的一次单间厕所内停留中的紫外线照射时间T1为100(sec)以下。
这样,在UV照射部10A所具有的紫外线光源为射出中心波长222nm的紫外线的KrCl准分子灯的情况下,图2以及图3中所设定的规定时间T1例如能够设定为最大时间即100(sec)。
另外,KrCl准分子灯的射出光的中心波长为222nm,但也稍微射出除此以外的波长范围的光。由此,在实际使用的情况下,优选使用仅透过对人体的不良影响小的波长区域190nm~235nm的光,并将除此以外的波长区域的光截止的波长选择滤波器。
作为波长选择滤波器,例如能够使用具有由HfO2层以及SiO2层构成的电介质多层膜的光学滤波器。具体而言,该光学滤波器能够采用如下构成:在由合成石英玻璃构成的基板的一面形成有交替地层叠HfO2层以及SiO2层而成的电介质多层膜,在基板的另一面实施了由HfO2层以及SiO2层构成的AR涂层。例如,电介质多层膜中的HfO2层的厚度约为240nm,SiO2层的厚度为1460nm,HfO2层以及SiO2层的层数能够设为总数33层。
另外,作为波长选择滤波器,也能够使用具有由SiO2层以及Al2O3层构成的电介质多层膜的光学滤波器。
然而,在作为波长选择滤波器使用了具有由HfO2层以及SiO2层构成的电介质多层膜的光学滤波器的情况下,与使用了具有由SiO2层以及Al2O3层构成的电介质多层膜的光学滤波器的情况相比,能够减少层的总数。因此,能够提高入射角为0°时的紫外线的透过率,能够确保所希望的波长区域190~235nm的紫外线的光强度。另外,通过减少层的总数,能够削减相应的成本。
如以上说明那样,本实施方式中的灭活装置100具备紫外线照射部(UV照射部)10A,该紫外线照射部(UV照射部)10A向人能够进出的封闭空间(单间厕所200)内照射包含将对人体有害微生物和/或病毒灭活的波长的紫外线的光。另外,灭活装置100作为检测单间厕所200内的人的所在的传感器而具备人感传感器11,该人感传感器11感测单间厕所200内的人的存在的有无。而且,控制部20控制为,在基于来自人感传感器11的检测信号判断为单间厕所200内存在人的期间内,以与从UV照射部10A所照射的紫外线的波长对应的规定时间(T1),从UV照射部10A向包含人的空间照射紫外线。
这样,通过特意对人照射规定时间T1的包含紫外线的光,能够将存在于人体的表面(皮肤、衣物的表面)的至少一个有害微生物、病毒灭活。因此,能够抑制有害微生物、病毒从人向封闭空间(单间厕所200)内的扩散。
另外,从封闭空间(单间厕所200)退出的人为紫外线照射后,附着于皮肤、衣物表面的有害微生物、病毒被减少或去除,因此能够抑制有害微生物、病毒从退出封闭空间(单间厕所200)的人向其他区域的扩散。因而,能够抑制设施内的应清除污染区域的扩大,能够高效地进行设施的清除污染。
而且,对人照射紫外线的规定时间T1能够设为与该紫外线的波长对应的时间。由于紫外线照射对人体的影响的程度按紫外线的每个波长而不同,因此通过根据紫外线的波长设定规定时间T1,能够在不对人体造成不良影响的光量范围内对人照射适于清除污染的波长的紫外线。
具体而言,规定时间T1设为满足上述(2)式的时间T1。这样,基于安全标准,按所照射的紫外线的每个波长来设定紫外线照射时间,因此能够适当地抑制紫外线照射对人体的不良影响。
另外,控制部20也可以取得与从UV照射部10A射出的紫外线的波长相关的信息,根据所取得的信息设定基于安全标准的规定时间T1,控制UV照射部10A的光的照射以及非照射。即,也可以构成为,规定时间T1能够根据所使用的光源而可变地设定。
另外,在本实施方式中,能够以如下方式进行控制,从由人感传感器11感测到人进入到单间厕所200内起,从UV照射部10A向包含人的空间照射规定时间T1的紫外线。这样,能够在人刚进入单间厕所200内之后对人照射紫外线。因而,能够更高效地抑制有害微生物、病毒从人向单间厕所200内的扩散。
而且,在本实施方式中,在由人感传感器11判断为单间厕所200内不存在人(已从单间厕所200退出)的时刻,能够以从UV照射部10A向不存在人的单间厕所200内照射紫外线的方式进行控制。
这样,通过向不存在人的单间厕所200内照射紫外线,能够将单间厕所200内原本存在的有害微生物、病毒、因人进入而扩散到单间厕所200内部的有害微生物、病毒以及在人进入时流入单间厕所200内部的在空气中浮游的有害微生物、病毒中的至少一部分灭活。另外,在单间厕所200内不存在人的情况下,通过连续地进行向单间厕所200内的紫外线照射,能够更有效地进行上述的灭活。
另外,UV照射部10A能够配置于从单间厕所200的上部向下方照射光的位置,具体为单间厕所200的顶棚201。因而,UV照射部10A能够对单间厕所200整体照射包含紫外线的光。因而,也能够将例如附着于单间厕所200的壁部202、门203、地面等的有害微生物、病毒适当地灭活。
另外,在本实施方式中,对作为感测人进出单间厕所200内的传感器而使用感测单间厕所200内的人的存在的有无的人感传感器11的情况进行了说明,但若能够感测人进入单间厕所200、以及人从单间厕所200退出,则能够使用任意的传感器。
(第一实施方式的变形例)
在上述第一实施方式中,对在单间厕所200内不存在人300的情况下连续地进行从UV照射部10A向单间厕所200内的紫外线照射的情况进行了说明。然而,在在、单间厕所200内不存在人的情况下,也可以进行规定时间T2的向单间厕所200内的紫外线照射。
图4是对本变形例中的灭活装置100的动作进行说明的流程图。在该图4中,对进行与图2相同的处理的部分标注相同的步骤编号,以下,以处理不同的部分为中心进行说明。
控制部20在步骤S1中,若感测到单间厕所200内的人300的所在,则移至步骤S11,开始从UV照射部10A射出紫外线,并移至步骤S2。
另外,控制部20在步骤S7中开始从UV照射部10A射出紫外线之后,移至步骤S12,开始作为计数器的计时器2的计数。
接着,在步骤S13中,控制部20基于计时器2的计数值,判定从计时器2的计数开始起是否经过了规定时间T2、即从人300退出单间厕所200起是否经过了规定时间T2。然后,控制部20在未经过规定时间T2的情况下,待机至经过规定时间T2为止,当判定为经过了规定时间T2时,移至步骤S14。
这里,规定时间T2设定为足以将存在于人300所退出的单间厕所200内的有害微生物、病毒的至少一部分灭活的时间。
在步骤S14中,控制部20停止从UV照射部10A射出紫外线,并返回到步骤S1。
图5是对本变形例中的灭活装置100的动作进行说明的时序图。
这里,在人300进入单间厕所200内之前,停止从UV照射部10A向单间厕所200内的紫外线照射。
人300在该状态下进入单间厕所200内时,在该时刻A,通过人感传感器11感测到人300的所在,开始计时器1的计数,并且开始向单间厕所200内以及人300照射紫外线。然后,在从时刻A经过规定时间T1后,停止向单间厕所200内以及人300照射紫外线。
这样,即使在人300进入单间厕所200内之前停止了来自UV照射部10A的紫外线照射的情况下,一旦人300进入单间厕所200内,也开始来自UV照射部10A的紫外线照射。并且,在从该时刻到经过规定时间T1为止的期间,从UV照射部10A向单间厕所200内的人300照射紫外线。
之后,当人300从单间厕所200内退出时,在该时刻B,通过人感传感器11感测到人300已退出,开始计时器2的计数,并且再次开始向单间厕所200内照射紫外线。
然后,当从人300退出单间厕所200内的时刻B经过规定时间T2时,在该时刻C,停止向单间厕所200内照射紫外线。
这样,也可以在由人感传感器11判断为在单间厕所200内不存在人的情况下,从UV照射部10A向不存在人的单间厕所200内照射紫外线,在进行了一定时间(规定时间T2)的紫外线照射之后,停止来自UV照射部10A的紫外线照射。通过进行一定时间的向不存在人的单间厕所200内照射紫外线,能够设置UV照射部10A所具有的紫外线光源的休止时间,能够延长该紫外线光源的寿命。
(第二实施方式)
接下来,对本发明中的第二实施方式进行说明。
在上述第一实施方式中,对由人感传感器11感测人300进入到封闭空间(单间厕所)200,基于该人感传感器11的检测信号控制从UV照射部10A照射紫外线的情况进行了说明。在该第二实施方式中,对由压力传感器12感测在单间厕所200内人300落座于便座212的状态,基于该压力传感器12的感测信号控制紫外线的照射的情况进行说明。
在本实施方式中,在单间厕所200内不存在人300的情况下,原则上连续地进行向单间厕所200内的紫外线照射。
另外,紫外线照射UV使用照射部10B来进行。
图6是对本实施方式中的灭活装置100的动作进行说明的流程图。
首先,在步骤S21中,控制部20基于来自人感传感器11的检测信号,判定是否感测到单间厕所200内的人300的所在。然后,控制部20在判定为未感测到人300的所在的情况下,待机至感测到人300的所在为止,当感测到人300的所在时,移至步骤S22。
在步骤S22中,控制部20停止从UV照射部10B射出紫外线,并移至步骤S23。
在步骤S23中,控制部20基于来自压力传感器12的检测信号,判定是否感测到人300落座于便座212。然后,控制部20在判定为未感测到人300的落座的情况下,待机至感测到落座为止,当感测到人300的落座时,移至步骤S24。
在步骤S24中,控制部20开始从UV照射部10B射出紫外线,并移至步骤S25。
在步骤S25中,控制部20开始作为计数器的计时器1的计数。
接着,在步骤S26中,控制部20基于计时器1的计数值,判定从计时器1的计数开始起是否经过了规定时间T1、即从感测到人300落座于便座212起是否经过了规定时间T1。然后,控制部20在未经过规定时间T1的情况下,待机至经过规定时间T1为止,当判定为经过了规定时间T1时,移至步骤S27。
这里,规定时间T1是与从UV照射部10B射出的紫外线的波长对应的时间,在安全标准上,设定为能够对生物体照射的最大时间以下。规定时间T1例如能够设为与第一实施方式相同的时间。
UV照射部10B设想在人300采取坐在便器211上的姿势时从人300的后头部侧上方照射紫外线而设置于单间厕所200的壁部202。因此,该情况下的人30的照射面(头部)上的照度可以设为与如上述第一实施方式那样使用UV照射部10A向站立的人300照射紫外线的情况下的照度相同的值。即,紫外线照射的人的照射面上的照度能够设为0.092(mW/cm2)。
在步骤S27中,控制部20结束计时器1的计数,并且将计时器1的计数值复位。
在步骤S28中,控制部20停止从UV照射部10B射出紫外线。
在步骤S29中,控制部20基于来自人感传感器11的检测信号,判定人300是否已从单间厕所200内退出。然后,控制部20在判定为人300未退出的情况下,原样地待机,当判定为人300已退出时,移至步骤S30。
在步骤S30中,控制部20开始从UV照射部10B射出紫外线,并返回到步骤S21。
图7是对本实施方式中的灭活装置100的动作进行说明的时序图。
在人300进入单间厕所200内之前、即在单间厕所200内不存在人300的期间,连续地进行从UV照射部10B向单间厕所200内的紫外线照射。
当人300从该状态进入单间厕所200内时,在该时刻P,通过人感传感器11感测到人300的所在,停止向单间厕所200内照射紫外线。
之后,当单间厕所200内的人300落座于便座212时,在该时刻Q,通过压力传感器12感测到人300的落座,开始计时器1的计数,并且开始向单间厕所200内照射紫外线。然后,在从时刻Q经过规定时间T1后,停止向单间厕所200内以及人300照射紫外线。
这样,当人300进入单间厕所200内时,暂时停止来自UV照射部10B的紫外线照射,但当人300落座于便座212时,在规定时间T1的期间,从UV照射部10B向单间厕所200内射出紫外线,对单间厕所200内的人300照射紫外线。
而且,之后,当人300从单间厕所200内退出时,在该时刻R,通过人感传感器11感测到人300已退出,再次开始向单间厕所200内照射紫外线。
如以上说明那样,在本实施方式中,控制部20控制为,在基于来自人感传感器11的检测信号判断为在单间厕所200内存在人的期间内,从基于来自压力传感器12的检测信号感测到落座于便座212起,从UV照射部10B向包含人的空间照射规定时间(T1)的紫外线。
这样,通过对存在于封闭空间内的规定位置的人照射包含紫外线的光,能够对人体表面所希望的位置有效地照射紫外线。另外,在单间厕所200内坐在便座212上的状态的人的动作相对较小。因此,只要对坐在便座212上的状态的人照射紫外线,就能够有效地将存在于人体表面(皮肤、衣物的表面)的有害微生物、病毒灭活。
另外,控制部20控制为,在由人感传感器11感测到人进入到单间厕所200内的情况下,停止来自UV照射部10B的紫外线照射,从由压力传感器12感测到落座于便座212起从UV照射部10B向包含人的空间照射规定时间(T1)的紫外线。
由此,在对人进入之前的单间厕所200照射紫外线的情况下,能够在人进入单间厕所200内时暂时停止紫外线照射,对落座于便座212的状态的人照射规定时间(T1)的紫外线。因而,能够适当地进行对不存在人的单间厕所200内的紫外线照射和对进入单间厕所200的人的紫外线照射。
而且,UV照射部10B设想在人300采取坐在便器211上的姿势时对该人300照射紫外线而设置于单间厕所200的壁部202,因此通过使用UV照射部10B进行紫外线照射,与使用了UV照射部10A的情况相比,能够增大地面的剂量。即,能够将附着于地面的有害微生物、病毒有效地灭活。
另外,UV照射部10B配置于在人300采取坐在便器211上的姿势时从该人300的后头部侧照射紫外线的位置。因而,能够使从UV照射部10B射出的紫外线不直接照射人300的眼睛。因而,能够抑制眼睛的损伤(眼痛、充血、角膜的炎症等)的发生。
另外,在本实施方式中,对使用UV照射部10B进行紫外线照射的情况进行了说明,但也能够使用设于单间厕所200的顶棚201的UV照射部10A。
在使用UV照射部10A的情况下,坐在便座212上的人300的紫外线照射面上的照度小于站在地面上的人300的紫外线照射面上的照度,例如为0.010(mW/cm2)。
因此,在UV照射部10A所具有的光源为低压水银灯的情况下,若将一天内使用附属于病房的单间厕所的次数(进入单间厕所内的次数)N设为10次,则根据上述(2)式,一次单间厕所内停留中的紫外线照射时间(规定时间T1)为60(sec)。
另外,在UV照射部10A所具有的光源为KrCl准分子灯的情况下,若将一天内使用附属于病房的单间厕所的次数(进入单间厕所内的次数)N设为10次,则根据上述(2)式,一次单间厕所内停留中的紫外线照射时间(规定时间T1)为220(sec)。
这样,相比于使用了UV照射部10B的情况,使用了UV照射部10A的情况能够延长紫外线照射时间(规定时间T1)。
另外,在本实施方式中,对作为感测在单间厕所200内人坐在便座212上的状态的传感器而使用设于便座212的压力传感器12的情况进行了说明,但若能够感测人坐在便座212上的状态,则能够使用任意的传感器。
(第二实施方式的变形例(1))
在上述第二实施方式中,对在单间厕所200内不存在人300的情况下连续地进行从UV照射部10A向单间厕所200内的紫外线照射的情况进行了说明。然而,也可以在单间厕所200内不存在人的情况下,进行规定时间T2的向单间厕所200内的紫外线照射。
图8是对本变形例中的灭活装置100的动作进行说明的流程图。在该图8中,对进行与图6相同的处理的部分标注相同的步骤编号,以下,以处理不同的部分为中心进行说明。
控制部20在步骤S21中,若感测到单间厕所200内的人300的所在,则移至步骤S23。
另外,控制部20在步骤S30中,在开始从UV照射部10B射出紫外线之后,移至步骤S31,开始作为计数器的计时器2的计数。
接着,在步骤S31中,控制部20基于计时器2的计数值,判定从计时器2的计数开始起是否经过了规定时间T2、即从人300退出单间厕所200起是否经过了规定时间T2。然后,控制部20在未经过规定时间T2的情况下,待机至经过规定时间T2为止,当判定为经过了规定时间T2时,移至步骤S32。
这里,规定时间T2设定为足以将存在于人300所退出的单间厕所200内的有害微生物、病毒的至少一部分灭活的时间。
在步骤S33中,控制部20停止从UV照射部10B射出紫外线,并返回到步骤S21。
图9是对本变形例中的灭活装置100的动作进行说明的时序图。
这里,在人300进入单间厕所200内之前,停止从UV照射部10B向单间厕所200内的紫外线照射。
当人300在该状态下进入单间厕所200内时,在该时刻P,通过人感传感器11感测到人300的所在。之后,当人300落座于便座212时,在该时刻Q,通过压力传感器12感测到人300的落座,开始计时器1的计数,并且开始向单间厕所200内以及人300照射紫外线。然后,在从时刻Q经过规定时间T1后,停止向单间厕所200内以及人300照射紫外线。
这样,即使在人300进入单间厕所200内之前停止来自UV照射部10A的紫外线照射的情况下,一旦人300进入单间厕所200内并落座于便座212,也开始来自UV照射部10B的紫外线照射。然后,在从该时刻起到经过规定时间T1为止的期间从UV照射部10B向单间厕所200内的人300照射紫外线。
之后,当人300从单间厕所200内退出时,在该时刻R,通过人感传感器11感测到人300已退出,开始计时器2的计数,并且再次开始向单间厕所200内照射紫外线。
然后,当从人300退出单间厕所200内的时刻R经过规定时间T2时,在该时刻S,停止向单间厕所200内照射紫外线。
这样,在由人感传感器11判断为在单间厕所200内不存在人的情况下,也可以从UV照射部10B向不存在人的单间厕所200内照射紫外线,在进行了一定时间(规定时间T2)的紫外线照射之后,停止来自UV照射部10B的紫外线照射。通过进行一定时间的对不存在人的单间厕所200内的紫外线照射,使设置UV照射部10B所具有的紫外线光源的休止时间成为可能,能够延长该紫外线光源的寿命。
(第二实施方式的变形例(2))
在上述第二实施方式中,对使用人感传感器11感测单间厕所200内的人300的所在的情况进行了说明,但也可以使用门传感器13感测人300进出单间厕所200。
图10是对本变形例中的灭活装置100的动作进行说明的时序图。
在人300进入单间厕所200内之前、即在单间厕所200内不存在人300的期间,连续地进行从UV照射部10B向单间厕所200内的紫外线照射。
当为了使人300从该状态进入单间厕所200内而打开门203时,在该时刻P1,通过门传感器13感测到门203已打开,停止向单间厕所200内照射紫外线。接着,在人300进入单间厕所200内而门203被关闭的时刻P2,通过门传感器13感测到门203已被关闭。
于是,在该时刻P2,开始计时器0的计数。计时器0被设定为,在从动作开始起到经过了规定时间T0的时刻结束计数,将计数结束信号发送到控制部20,并且被复位。另外,计时器0被设定为,即使在计数的中途,由压力传感器12感测到人300坐在便座212上的情况下,也会被控制部20复位。
这里,上述的规定时间T0被设定为,与人300进入单间厕所200内之后直到坐在便座212上为止的时间相比足够长。
之后,当单间厕所200内的人300落座于便座212时,在该时刻Q,通过压力传感器12感测到人300的落座,开始计时器1的计数,并且开始向单间厕所200内照射紫外线。此时,结束计时器0的计数。然后,在从时刻Q经过规定时间T1后,停止向单间厕所200内以及人300照射紫外线。
这样,当人300进入单间厕所200内时,暂时停止来自UV照射部10B的紫外线照射,但当人300落座于便座212时,在规定时间T1的期间,从UV照射部10B向单间厕所200内射出紫外线,对单间厕所200内的人300照射紫外线。
而且,之后,当为了人300从单间厕所200内退出而打开门203时,在该时刻R1,通过门传感器13感测到门203已打开。接着,在人300退出单间厕所200而门203被关闭的时刻R2,通过门传感器13感测到门203已被关闭。
于是,在该时刻R2,开始计时器0的计数。人300从单间厕所200退出,即使从时刻R2经过了规定时间T0,也不会由压力传感器12感测到落座于便座212。因此,在从时刻R2经过了规定时间T0的时刻R3,再次开始向单间厕所200内照射紫外线。
这样,即使在代替人感传感器11而使用了门传感器13的情况下,通过使用计时器0的计数,也可获得与上述第二实施方式相同的效果。另外,由于能够通过门传感器13感测门203的开闭,因此能够在门203关闭的状态下向封闭空间(单间厕所200)内照射紫外线。因此,能够防止对封闭空间外的物体意外地照射紫外线。
另外,这里,对控制部20在由门传感器13感测到门203已关闭的时刻开始计时器0的计数的情况进行了说明。然而,控制部20也可以在由门传感器13感测到门203已关闭的时刻,在未由压力传感器12感测到人300的落座的情况下,开始计时器0的计数。
在该情况下,在人300坐在便座212上的状态下,在因忘记将门203上锁、门203的不良情况等原因而发生了不希望的门203的开闭的情况下,能够不开始计时器0的计数。
换言之,能够设为,在从压力传感器12接收到表示人300的落座的检测信号的情况下,只要接下来未从压力传感器12接收到表示人300的离座的检测信号,即使从门传感器13接收到表示门203已关闭的检测信号,也不开始计时器0的计数。
这样,通过确认来自门传感器13的检测信号与来自压力传感器12的检测信号这两方,能够适当地判断在单间厕所200内不存在人。
另外,也可以如第二实施方式的变形例(1)那样,在单间厕所200内不存在人的情况下,进行规定时间T2的向单间厕所200内的紫外线照射。即,也可以在从图10的时刻R3经过了规定时间T2的时刻,结束向单间厕所200内照射紫外线。
(第一实施方式以及第二实施方式的变形例)
另外,在上述各实施方式中,对将灭活装置100设置于单间厕所的情况进行了说明,但并不限定于上述。灭活装置100能够设置于病房、电梯、会议室等人频繁聚集的设施的特别狭窄的空间。
另外,从灭活装置100向人照射紫外线的定时也可以是人存在于封闭空间内的期间中的任意的定时。但是,在能够感测出人在封闭空间内存在的期间中的有害微生物、病毒飞散的可能性高的定时的情况下,优选在该定时照射紫外线。
另外,在上述各实施方式中,对将灭活装置100设置于人能够进出的封闭空间的情况进行了说明,但上述封闭空间也可以是除了人以外的动物能够进出的空间。
另外,在上述各实施方式中,向人或者包含人的空间照射规定时间T1的紫外线,但再光源的动作为反复进行发光与非发光的动作的情况下,也可以将发光动作时间的总和作为规定时间T1。
例如,在控制向准分子灯的供电,使该准分子灯的发光动作时间为10ms以上且1000ms以下、使其后的休止时间为10ms以上且10秒以下而重复发光动作与休止情况下,上述的规定时间T1为发光动作时间的总和。
具体而言,例如,在将KrCl准分子灯的发光动作时间设为100ms、将休止时间设为100ms、且规定时间T1为30sec时,KrCl的发光动作次数为300次,Kr准分子灯的动作时间包含休止时间而为60sec。
即,在光源的动作为连续动作的情况下,向人或者包含人的空间照射紫外线的期间为规定时间T1,但在光源的动作为包含休止时间的断续的动作的情况下,紫外线照射期间比规定时间T1长。
例如,在包含人的空间为厕所时,通过以光源的动作成为断续的方式进行控制而将紫外线照射期间设定得更长,从而能够提高在伴随着排便或飞溅的细菌、病毒等的飞散时也能够实施紫外线照射的可能性。
另外,如上述那样,在发光动作时间为10ms以上且1000ms以下、休止时间为10ms以上且10秒以下的情况下,低压水银灯的情况为如所述那样控制遮光用的开闭器的开闭,但根据情况,需要使开闭器的开闭动作为高速,难以应对。
由此,作为紫外线光源,优选在供电控制中能够重复紫外线发光动作与休止时间的光源。
作为这样的光源,例如能够使用上述那样的准分子灯(KeCl准分子灯)、固体光源(发光二极管(LED)、激光二极管(LD))等。
(第三实施方式)
接下来,对本发明中的第三实施方式进行说明。
在上述实施方式中,在由传感器检测到封闭空间(单间厕所)200内的人300的所在而照射规定时间T1的紫外线的情况下,也可以交替地反复进行发光动作与其后的休止,将发光动作时间的总和作为上述的规定时间T1。即,在上述实施方式中,也可以进行感测人300的所在而交替地反复进行由UV照射部进行的光的发光动作与非发光动作即所谓的间歇点亮。
在该第三实施方式中,对与来自传感器的检测信号无关地进行间歇点亮的情况进行说明。
在本实施方式中,对不仅是封闭空间,而且在除此以外的存在人或动物的设施(例如办公室、商业设施、医疗设施、学校等)、交通工具(汽车、电车、巴士、飞机、船等)中,与人300的所在无关地进行紫外线照射的情况进行说明。
本实施方式中的灭活系统对存在人或动物的设施或交通工具内的表面、空间照射紫外线,至少将存在于该设施或交通工具内的表面、空间的对人体或动物有害的微生物、病毒灭活。另外,作为照射紫外线的空间的“存在人或动物的设施或交通工具内的空间”并不限定于实际上人或动物所在空间,包含人或动物出入的空间且没有人或动物的空间。
图11是表示本实施方式中的灭活系统的构成例的图。
该灭活系统具备灭活装置100A。灭活装置100A具备对设施200A内的表面、空间射出紫外线的紫外线照射部(UV照射部)10C、照明用光源10D、以及控制部20A。
UV照射部10C例如设于设施200A内的顶棚201A。另外,UV照射部10C只要能够对设施200A内的表面、空间射出紫外线即可,设置位置并未被特别限定。UV照射部10C射出的光包含对人体的不良影响小的190nm~235nm的波长区域的紫外线。
该UV照射部10C作为紫外线光源,例如具备射出中心波长222nm的紫外线的KrCl准分子灯。另外,UV照射部10C具备仅透过波长区域190nm~235nm的光,并将除此以外的波长区域的光截止的波长选择滤波器。
照明用光源10D设于设施200A内的顶棚201A。该照明用光源10D例如可设想发光光谱与波长300nm~500nm的范围的至少一部分重叠。
控制部20A控制由UV照射部10C进行的光的照射以及非照射。具体而言,控制部20A在与UV照射部10C射出的紫外线的波长对应的条件下,使UV照射部10C间歇点亮。这里,进行UV照射部10C的间歇点亮动作的期间的至少一部分包含在照明用光源10D点亮的期间中。
根据现行的安全标准,波长222nm的紫外线的一天(8小时)的最大允许紫外线曝光量为Dmax=22(mJ/cm2)。因此,以8小时的累计光量(照射量)为22(mJ/cm2)以内的方式设定间歇点亮的条件。
即,若将人体的紫外线照射面上的照度设为W(mW/cm2)、将一天(8小时)内进行发光动作的次数设为N,则UV照射部10C的一次发光动作时间Ta(sec)如以下那样表示。
Ta≤Dmax/(W×N)···(3)
图12是表示本实施方式的间歇点亮的动作例的时序图。
在该图12中,Ta是进行一次发光动作的发光动作时间,Tb是进行一次非发光动作的非发光动作时间。另外,在本实施方式中,通过供电控制切换紫外线光源的发光动作与非发光动作,在以下的说明中,将发光动作时间Ta称作点亮时间Ta、将非发光动作时间Tb称作休止时间Tb。
如图12所示,在本实施方式中,例如能够反复进行30(sec)的点亮动作和88(sec)的休止动作。在将上述动作反复进行了8小时的情况下,在8小时内进行244次的点亮动作。即,8小时内的点亮时间的总和为7348(sec)。
在该条件下,例如将照度设为0.0029mW/cm2而进行间歇点亮时,能够将8小时的照射量抑制在22mJ/cm2以内。
由于在间歇点亮中存在休止时间,因此在紫外线的照度相同的情况下,照射量达到22mJ/cm2为止的紫外线照射期间比连续点亮的情况长。因此,能够提高对伴随着人或动物的出入设施或交通工具内的细菌、病毒等的飞散实施紫外线照射的可能性,能够提高灭活的效果。另外,在基于安全标准的最大允许紫外线曝光量Dmax的数值被变更的情况下,基于变更后的数值设定间歇点亮的条件。
另外,通过进行间歇点亮,能够延长紫外线光源的使用寿命(延长直到需要更换紫外线光源为止的时间)。
而且,本发明人们发现,在使用了波长200nm~230nm的紫外线、特别是波长222nm的紫外线的微生物、病毒的灭活中,若为相同的紫外线照射量,则通过连续点亮与间歇点亮可获得同等的灭活效果。另外,还发现,即使将间歇点亮的休止时间设定得较长,灭活效果也未恶化。这是因为,不仅微生物、病毒的灭活,也能够有效地抑制休止时间的细菌的增殖。以下,对这一点进行详细说明。
在细菌的细胞内存在负责遗传信息的核酸(DNA、RNA),当被照射紫外线时,核酸吸收该光,DNA的结合受到损伤。由此,来自基因的转录控制停滞,给新陈代谢带来障碍,导致死亡。即,虽然细菌本身不会因紫外线而立即死亡,但成为代谢能力、增殖能力消失的状态。因此,一般使用“灭活”这样的表现。
然而,在细菌中存在如下细菌:例如在通过波长254nm的紫外线照射而被灭活之后,当照射波长300nm~500nm的光时,起到修复DNA的损伤的作用。其通过细菌保有的光恢复酶(例如FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸))的作用而产生,将该现象称作“菌的光恢复”。另外,在波长300nm~500nm的范围中还包括太阳光、白色照明的可见光,已知菌的光恢复在明亮的环境中进入。
然而,在通过波长200nm~230nm的紫外线、特别是波长222nm的紫外线照射对菌进行了灭活的情况下,即使在紫外线照射后照射上述可见光也不进行菌的光恢复。即,由于波长222nm的紫外线照射,上述“菌的光恢复”被阻碍。
作为光恢复酶的FAD被分为作用于光恢复的核黄素和ADP(腺嘌呤核苷酸)。ADP进一步被分类为腺苷与磷酸。
在波长222nm的紫外线与波长254nm的紫外线中,FAD的吸光度大致相同。另一方面,关于作用于光恢复的核黄素的吸光度,波长215nm~230nm的紫外线比波长254nm的紫外线大。由此,可以认为,波长215nm~230nm的紫外线更有效地作用于核黄素,从而具有阻碍光恢复的功能的效果。而且,波长200nm~230nm的范围内的核黄素的吸光度的峰值存在于222nm附近,认为通过波长222nm的紫外线照射能够显著阻碍“菌的光恢复”。
另外,关于腺苷的吸光度,波长254nm的紫外线大,比波长218nm~245nm的范围的紫外线大。即,推测波长254nm的紫外线也容易被腺苷吸收,换言之,腺苷成为防护壁而难以有效地作用于核黄素。因此,可以认为,波长218nm~245nm的范围的紫外线容易有效地作用于核黄素。从以上方面考虑,波长222nm的紫外线是满足上述任一有效范围的光,能够有效地阻碍菌的光恢复效果。
另外,使用中心波长比222nm短的紫外线对“菌的光恢复”的阻碍效果进行了验证,结果可知即使是中心波长为207nm的紫外线,也会阻碍菌的光恢复。这里要特别指出的是,波长207nm的紫外线与波长254nm的紫外线相比,核黄素的吸光度低。即,可知即使在核黄素的吸光度比波长254nm的紫外线的吸光度低的波段中,也可有效地阻碍菌的光恢复。能够推测这是因为,短波段的紫外线有效地作用于细菌、真菌等构成微生物、病毒的细胞组织,其结果,抑制了菌的光恢复。
图13表示蛋白质的吸收波长的特性。可知对蛋白质的吸收率在比波长240nm短的波段内上升。因此,可有效地吸收细菌、病毒所具有的细胞膜、作为酶的成分的蛋白质。特别是,细菌、病毒在物理上远比人细胞小,即使是比波长240nm短的波段,紫外线也容易贯通。即,可以推测,比波长240nm短的波段(190nm~235nm)的紫外线能够抑制对人或动物的不良影响,并且能够使微生物、病毒灭活,进而,通过有效地作用于构成细菌、病毒的细胞组织,提高了抑制菌的光恢复等功能的效果。由此,波长190nm~235nm的紫外线在抑制菌的光恢复的同时进行灭活,因此认为即使是间歇的紫外线照射也能够有效地灭活。
图14是基于波长254nm的紫外线照射的菌的光恢复实验的结果,图15是基于波长222nm的紫外线照射的菌的光恢复实验的结果。这里,作为灭活对象的菌,设为在波长254nm的紫外线下容易杀菌的金黄色葡萄球菌,在照射包含波长300nm~500nm的光的可见光的环境下进行紫外线照射,确认到紫外线照射后的菌的存活率的变化。
在图14以及图15中,横轴为经过时间(h),纵轴为菌的log存活率。在图14以及图15中,实验结果a~d示出了在将紫外线照射量设为0mJ/cm2、5mJ/cm2、10mJ/cm2、15mJ/cm2的情况下的菌的存活率的变化。
如图14所示,随着时间经过,菌的存活率增加。即,在照射可见光的环境下,在进行波长254nm的紫外线照射之后进行菌的光恢复。具体而言,通过可见光的照射,菌的生存数在1~2小时左右大幅恢复。
另一方面,如图15所示,在进行了波长222nm的紫外线照射的情况下,即使照射可见光也未确认到菌的恢复。即,菌的光恢复被阻碍。
光恢复被阻碍的菌由于成为残留有DNA的损伤的状态,因此不会增殖而被灭活。波长222nm的紫外线照射能够有效地减少菌的恢复以及增殖。
因而,进行波长222nm的紫外线照射的灭活系统特别是在容易进行菌的光恢复的环境、具体为照射包含波长300nm~500nm的光的可见光的环境中有效地发挥作用。
在进行波长254nm的紫外线照射的灭活系统中,对于不进行光恢复的微生物或者病毒(例如枯草杆菌(所谓的纳豆菌)、流感等)能够有效地灭活,但对于进行光恢复的细菌(例如大肠杆菌、沙门氏菌等),难以在照射可见光的环境下进行灭活。因此,在该灭活系统中,容易形成仅具有光恢复酶的特定的菌容易生存的环境,存在提高由该菌引起的感染风险的隐患。
例如,若枯草杆菌(无害)与大肠杆菌(有害)共存,则能够利用枯草杆菌产生的抗菌物质杀灭大肠杆菌。然而,若通过波长254nm的紫外线照射而使枯草杆菌与大肠杆菌灭活,则会产生枯草杆菌无法复活但大肠杆菌复活的状况。在该情况下,存在提高由大肠杆菌引起的感染风险的隐患。
与此相对,若能够通过波长200nm~230nm的紫外线、特别是波长222nm的紫外线照射来阻碍有害菌的光恢复,则能够降低由该菌引起的感染风险。
另外,若能够阻碍菌的光恢复,则能够抑制病毒以该菌作为媒介来增殖。
例如,已知感染细菌的病毒(细菌噬菌体)以细菌为媒介来增殖。病毒有时会通过感染(噬菌体)细菌而以细菌媒介来进行增殖。该细菌噬菌体是感染细菌的病毒的总称,但也可能对人有害。例如,溶原性噬菌体被指出,偶尔在自己的基因组中具有毒性或者耐药性基因,存在它们经由细菌间接地给人带来危害的可能性。作为例子,有霍乱以及白喉的毒素。
阻碍菌的光恢复也会将噬菌体等病毒的增殖防患于未然。
如以上那样,通过对存在人或动物的设施或交通工具内的表面、空间照射波长200nm~230nm的紫外线、特别是波长222nm的紫外线,能够将设施或交通工具内的有害微生物、病毒灭活,并且能够有效地抑制紫外线照射后的菌的光恢复。其结果,也能够将细菌噬菌体等病毒的增殖防患于未然。
此外,由于利用波长200nm~230nm的紫外线、特别是波长222nm的紫外线照射阻碍菌的光恢复,因此在未照射紫外线的休止时间的期间也可维持灭活的效果。即,可获得与连续点亮同等的灭活效果。
图16是使用了波长254nm的紫外线的连续点亮与间歇点亮的比较结果,图17是使用了波长222nm的紫外线的连续点亮与间歇点亮的比较结果。这里,灭活对象的菌如图18所示,设为在波长254nm的紫外线下容易杀菌的金黄色葡萄球菌,在使上述紫外线始终点亮的情况和在照射可见光的环境下使上述紫外线间歇点亮的情况中,确认到菌的存活率的变化。
在图16以及图17中,横轴为紫外线照射量(mJ/cm2),纵轴为菌的log存活率。另外,在图16以及图17中,虚线A表示进行了连续点亮的情况下的结果,实线B表示进行了间歇点亮的情况下的结果。
连续点亮中的紫外线照度设为0.1(mW/cm2)。
间歇点亮的条件设定为,点亮时间Ta=50(sec),休止时间Tb=59分10秒(3550(sec)),点亮占空比=1.39(%)。另外,点亮占空比是指,点亮时间Ta相对于点亮时间Ta与休止时间Tb的总和的比例,是用Td=Ta/(Ta+Tnb)表示的值。另外,点亮时的紫外线照度设为0.1(mW/cm2),并将一次点亮动作的紫外线照射量设定为5(mJ/cm2)。
如图16所示,在照射波长254nm的紫外线的情况下,若进行间歇点亮,与进行连续点亮的情况相比,灭活效果差。认为这是因为,在间歇点亮的休止时间期间菌恢复。这样,由于在波长254nm的紫外线照射中有菌的光恢复作用,因此若进行间歇点亮,则无法可靠地实施菌的灭活。
另一方面,如图17所示,在照射波长222nm的紫外线的情况下,由于菌的光恢复被阻碍,因此在间歇点亮与连续点亮中可获得同等的灭活效果。
而且,如图16以及图17所示,在灭活对象的菌为金黄色葡萄球菌的情况下,在连续点亮中,无论在哪个紫外线照射量下,使用了波长254nm的紫外线的情况都比使用了波长222nm的紫外线的情况的灭活效果高(参照图18)。然而,在间歇点亮的情况下,无论在哪个紫外线照射量下,使用了波长222nm的紫外线的灭活效果都更高。
图19是使用了中心波长207nm的紫外线的连续点亮与间歇点亮的比较结果。在光源中使用了KrBr准分子灯。此外,与图16以及图17所示的比较结果相同,灭活对象的菌为金黄色葡萄球菌,在使上述紫外线始终点亮的情况、以及在照射可见光的环境下使上述紫外线间歇点亮的情况下,确认到菌的存活率的变化。横轴为紫外线照射量(mJ/cm2),纵轴为菌的log存活率。另外,在图19中,虚线A表示进行了连续点亮的情况下的结果,实线B表示进行了间歇点亮的情况下的结果。此外,与图16以及图17所示的比较结果相同,连续点亮中的紫外线照度为0.1(mW/cm2)。此外,间歇点亮的条件设定为,点亮时间Ta=50(sec),休止时间Tb=59分10秒(3550(sec)),点亮占空比=1.39(%)。另外,点亮占空比是指,点亮时间Ta相对于点亮时间Ta与休止时间Tb的总和的比例,是由Td=Ta/(Ta+Tnb)表示的值。另外,点亮时的紫外线照度设为0.1(mW/cm2),并将一次点亮动作的紫外线照射量设定为5(mJ/cm2)。
如图19所示,可知即使在照射波长207nm的紫外线的情况下,在间歇点亮与连续点亮中也可获得同等的灭活效果。认为这是因为,通过紫外线照射阻碍了菌的光恢复本身,是与照射波长222nm的紫外线的情况相同的结果。图20表示中心波长222nm的KrCl准分子灯的发光光谱。此外,图21表示中心波长207nm的KrBr准分子灯的发光光谱。任一光源均使用波长选择滤波器限制240nm以上的UVC光的放射,并使属于波长190~235nm的波段的紫外线放射。
如图20、图21所示,即使是中心波长不同的紫外线,也如图17以及图19所示那样,通过阻碍菌的光恢复,从而在间歇点亮与连续点亮中获得了同等的灭活效果。认为这是因为,在比波长240nm短的波段中,特别是对蛋白质的光吸收率变高,从而有效地作用于构成细菌、病毒的细胞组织、特别是含有蛋白质成分的细胞膜、酶等。
由此,可以认为,比波长240nm短的波段(190nm~235nm)的紫外线能够抑制对人、动物的不良影响,并且能够使微生物、病毒灭活,进而,通过有效地作用于构成细菌、病毒的细胞组织,提高了抑制菌的光恢复等功能的效果。另外,认为更优选的是,在波长190~230nm的波段中,可以提高抑制菌的光恢复等功能的效果。由此,即使在间歇地照射紫外线的情况下,也能够有效地进行细菌、病毒的灭活。
另外,若在大气中照射波长小于190nm的紫外线,则存在于大气中的氧分子被光分解而生成较多的氧原子,通过氧分子与氧原子的结合反应而生成较多的臭氧。因此,不优选使波长小于190nm的紫外线向大气中照射的构成。此外,为了更有效地抑制臭氧的产生,主要放射的紫外线更优选为波长200nm以上。因此,优选使用波长200~230nm的紫外线,进行存在于环境中的细菌、病毒的灭活。
另外,在使用了波长222nm的紫外线的间歇点亮中,即使将休止时间设定得较长,灭活效果也不恶化。
图22的(a)是表示使用了波长222nm的紫外线的间歇点亮的动作例1的时序图,图22的(b)是表示使用了波长222nm的紫外线的间歇点亮的动作例2的时序图。动作例1与动作例2的点亮时的紫外线照度以及一次的点亮时间Ta相同,仅一次的休止时间Tb不同。
图23是表示在动作例1、2中进行了间歇点亮的情况下的灭活效果的图。在图23中,实验结果C1表示进行了动作例1的间歇点亮的情况下的菌的存活率的变化,实验结果C2表示进行了动作例2的间歇点亮的情况下的菌的存活率的变化。另外,实验结果A1表示进行了使点亮时的紫外线照度与动作例1、2相同的连续点亮的情况下的菌的存活率的变化。
这里,如图22的(a)所示,动作例1被设定为,点亮时间Ta=50(sec),休止时间Tb=50(sec),即点亮占空比为50%。
另外,如图22的(b)所示,动作例2被设定为,点亮时间Ta=50(sec),休止时间Tb=59分10秒(3550(sec)),即点亮占空比为1.39%。
另外,动作例1、2均将点亮时的紫外线照度设定为0.1(mW/cm2)。即,第一次点亮动作的照射量在任意情况下均为5mJ/cm2,以后,将第二次、第三次、……的点亮动作的照射量设为10mJ/cm2、15mJ/cm2、……。
这样,在动作例1的间歇点亮与动作例2的间歇点亮中,一次点亮动作的紫外线照射量相同,但动作例2的休止时间比动作例1的休止时间长。然而,如图23所示,动作例1、2的灭活效果大致相同,能够确认到,即使将休止时间设定得较长,灭活效果也不恶化。
另外,也能够确认到,动作例1、2的灭活效果与相同的紫外线照度下的连续点亮的灭活效果大致相同。
另外,对点亮时的紫外线照度(mW/cm2)低的情况下的灭活效果进行了验证。
图24的(a)是表示使用了波长222nm的紫外线的间歇点亮的动作例3的时序图,图24的(b)是表示使用了波长222nm的紫外线的间歇点亮的动作例4的时序图。动作例3与动作例4的点亮时的紫外线照度以及一次的点亮时间Ta相同,仅一次的休止时间Tb不同。
图25是表示在动作例3、4中进行了间歇点亮的情况下的灭活效果的图。在图25中,实验结果C3表示进行了动作例3的间歇点亮的情况下的菌的存活率的变化、实验结果C4表示进行了动作例4的间歇点亮的情况下的菌的存活率的变化。另外,实验结果A2表示进行了使点亮时的紫外线照度与动作例3、4相同的连续点亮的情况下的菌的存活率的变化。
这里,如图24的(a)所示,动作例3被设定为,点亮时间Ta=500(sec),休止时间Tb=500(sec),即点亮占空比为50%。另外,如图24的(b)所示,动作例4被设定为,点亮时间Ta=500(sec),休止时间Tb=51分40秒(3100(sec)),即点亮占空比为13.9%。
另外,动作例3、4均将点亮时的紫外线照度设定为0.01(mW/cm2)。即,第一次点亮动作的照射量在任意情况下均为与上述的动作例1、2相同的5mJ/cm2,以后,将第二次、第三次、……的点亮动作的照射量设为10mJ/cm2、15mJ/cm2、……。
这样,在动作例3、4的间歇点亮与上述动作例1、2的间歇点亮中,一次点亮动作的紫外线照射量相同,但动作例3、4的紫外线照度比动作例1、2的紫外线照度低。然而,如图23以及图25所示,动作例3、4的灭活效果也与动作例1、2的灭活效果同样地,即使将休止时间设定得较长也不会恶化,能够确认到,即使点亮时的紫外线照度相对较低也能够维持灭活效果。
另外,在动作例3、4的情况下,也能够确认到,灭活效果与相同的紫外线照度下的连续点亮的灭活效果大致相同。
如以上说明那样,本实施方式中的灭活装置100A具备紫外线照射部(UV照射部)10C,该紫外线照射部(UV照射部)10C对存在人或动物的设施200A内的表面、空间照射将对人体或动物有害的微生物和/或病毒灭活的波长222nm的紫外线。另外,灭活装置100A具备控制由UV照射部10C进行的光的照射以及非照射的控制部20A。而且,控制部20A根据从UV照射部10C所照射的紫外线的波长,以使由UV照射部10C进行的光的发光动作(点亮动作)与非发光动作(休止动作)交替地反复进行的方式使UV照射部10C间歇点亮。
具体而言,控制部20A在存在人或动物的设施内,在使一天的紫外线照射量(累计光量)为由ACGIH标准确定的最大允许紫外线曝光量Dmax以内的条件下间歇点亮波长222nm的紫外线。由此,能够适当地抑制紫外线对人或动物的不良影响,并且能够将存在于设施内的有害微生物、病毒灭活。
另外,由于进行间歇点亮,因此能够使紫外线的累计光量达到最大允许紫外线曝光量Dmax为止的期间比在相同的紫外线照度下的连续点亮中紫外线的累计光量达到最大允许紫外线曝光量Dmax为止的期间长。因而,能够提高可以将飞散到设施内的有害微生物、病毒灭活的可能性,并且与连续点亮的情况相比,能够延长UV照射部10C的使用寿命(直到需要更换紫外线光源为止的时间)。
而且,由于UV照射部10C照射波长222nm的紫外线,因此能够有效地阻碍菌的光恢复。因此,即使是从照明用光源10D照射可见光的环境,也能够防止在点亮时间内被灭活的菌在未进行紫外线照射的休止时间期间恢复,能够维持灭活效果。即,能够获得与连续点亮同等的灭活效果。
这里,间歇点亮的条件能够通过一次点亮动作的累计光量、点亮动作时的照度、点亮时间Ta、休止时间Tb、点亮占空比Td来设定。
例如,一次点亮动作的累计光量能够设为10mJ/cm2以下。通常,在灭活系统中,为了通过一次紫外线照射使杀菌对象的菌大幅减少(例如,进行99.9%杀菌),将紫外线的累计光量设定为相当于杀菌所需的能量以上。另外,由于菌的光恢复的问题,在进行间歇点亮的情况下,研究了进一步提高每一次的累计光量的必要性。
图18是用抑制了对人或动物的不良影响的190nm~235nm的光中的中心波长为222nm的紫外线、以及以往使用的254nm的紫外线,测定微生物、病毒的灭活(灭活率为99.9%)所需的能量而得的结果。这里,紫外线的照度设为10μW/cm2。
从其结果可知,在222nm的紫外线与254nm的紫外线中,细菌、病毒的灭活所需的能量多少有些不同。例如,在金黄色葡萄球菌(MRSA)的杀菌中,用222nm的紫外线需要15mJ/cm2的累计光量。
在本实施方式中,通过使用能够阻碍菌的光恢复的波长区域的光进行间歇点亮,即使将每一次的累计光量抑制得较低,也能够发挥较高的灭活效果。具体而言,即使一次的紫外线照射量比能够将灭活对象的微生物、病毒灭活的照射量少,通过反复进行间歇的点亮,也能够将灭活对象的微生物、病毒适当地灭活。例如,金黄色葡萄球菌的99.9%杀菌所需的紫外线照射量为15mJ/cm2左右,即使将一次点亮动作的累计光量设为5mJ/cm2来进行间歇点亮,如图23以及图25所示,也能够适当地获得灭活效果。
而且,也能够将一次点亮动作的累计光量设为5mJ/cm2以下。
图26的(a)是将一次点亮动作的累计光量设为1mJ/cm2的动作例5的时序图。该动作例5被设定为,点亮时间Ta=10(sec),休止时间Tb=50(sec),点亮时的紫外线照度为0.1(mW/cm2)。即,第一次点亮动作的累计光量为1mJ/cm2,以后,将第二次、第三次、……的点亮动作的累计光量设为2mJ/cm2、3mJ/cm2、……。另外,灭活对象的菌设为金黄色葡萄球菌。
图26的(b)是表示在动作例5中进行间歇点亮的情况下的灭活效果的图。在图26的(b)中,实验结果C5是进行了动作例5的间歇点亮的情况下的菌的存活率的变化,实验结果A1表示进行了使点亮时的紫外线照度与动作例5相同的连续点亮的情况下的菌的存活率的变化。该实验结果A1与图23所示的实验结果A1相同。如该图26的(b)所示,即使一次点亮动作的累计光量为5mJ/cm2以下的1mJ/cm2,也能够适当获得灭活效果。
此外,一次点亮动作的累计光量也可以设定更低的值。例如,一次点亮动作的累计光量也可以设定为0.2μJ/cm2。
另外,点亮占空比Td例如能够设为50%以下。在这种情况下,如图23以及图25所示,也能够适当获得灭活效果。另外,通过将点亮占空比Td设为50%以下,与进行连续点亮的情况相比,能够以相同的累计光量,将可维持灭活环境的时间延长到2倍以上。
另外,为了进一步维持灭活环境,点亮占空比Td也能够设为25%以下、10%以下。
而且,点亮占空比Td例如也能够设为1%以上且5%以下。在这种情况下,如图23的实验结果C2以及图25的实验结果C4所示,也能够适当获得灭活效果。另外,在该情况下,能够将可维持灭活环境的时间进一步延长。
而且,一次的点亮时间Ta能够设为1分钟以下。在这种情况下,如图23所示,也能够适当获得灭活效果。另外,在本实施方式中,作为紫外线光源,采用与以往的水银灯相比光输出的上升时间短的准分子灯(KeCl准分子灯),因此即使点亮时间Ta为1分钟以下,也能够实现稳定的光输出,能够有效地形成灭活环境。
另外,在本实施方式中,对作为光输出的上升时间短的紫外线光源而采用准分子灯的情况进行了说明,但也能够采用固体光源(发光二极管(LED)、激光二极管(LD))等。
另外,在点亮动作与休止动作的动作循环中,也可以在至少一部分的动作循环中设定2小时以上的休止时间Tb。在本实施方式中,由于能够阻碍菌的光恢复,因此即使将休止时间Tb设定为菌的光恢复所需的时间以上也能够适当地使灭活效果持续。另外,如图14所示,在照射了波长254nm的紫外线的情况下,菌的光恢复所需的时间为1~2小时左右。
另一方面,在点亮动作与休止动作的动作循环中,紫外线照射部的一次的休止时间Tb优选被设定为1小时以下。为了防止设施或交通工具内的感染扩大,优选在人或动物往来的期间缩短休止时间Tb。
例如,认为病毒的空气感染在附着于空气中的1μm以下的微小的气溶胶的状态下扩大。在该情况下,微小的气溶胶在空气中漂浮的时间长,根据病毒的种类,也存在气溶胶中的生存时间超过1小时的病毒(例如新型冠状病毒)。
对于这样病毒,为了有效地照射紫外线,优选将休止时间Tb控制在1小时以下。由此,能够将在气溶胶中生存的病毒适当地灭活,能够降低人新进入设施或交通工具内的情况下的感染风险。另外,若将休止时间Tb设定得更短,则能够在气溶胶中进行多次的紫外线照射,能够提高灭活效果。
而且,为了抑制感染扩大,必须对经由人或动物的感染路径进行研究。
人打喷嚏时的飞沫大致能够分为5μm以上的大的粒子、和小于5μm的小的粒子(飞沫核)。这里,小于5μm的小的粒子的落下速度较慢,为0.06cm/s~1.5cm/s左右的速度。若假设落下速度为0.06cm/s,则小于5μm的小的粒子落下1m花费大约27分钟。
因此,休止时间Tb例如也可以设为25分钟以下。在该情况下,对于容易在空气中漂浮的小于5μm的小的粒子(飞沫核),能够在落到地面之前适当进行紫外线照射,能够将空气中的病毒、细菌有效地灭活。若是飞沫核落到地面后,由于在病毒、细菌的周围堆积堆积物(粉尘等),因此存在成为紫外线的障碍的隐患,但通过采用遮挡物少的空中的紫外线照射,能够期待细菌、病毒的降低效果。
另外,若在空中对病毒进行多次的紫外线照射,则休止时间Tb更优选为10分钟以下。
另外,在上述实施方式中,控制部20A也可以构成为,能够根据设施或交通工具内的对人体或动物有害的微生物和/或病毒的增殖状况,来变更UV照射部10C的点亮动作与休止动作的动作循环。在该情况下,可以单独且自由地变更间歇点亮的条件(一次点亮动作的累计光量、点亮动作时的照度、点亮时间Ta、休止时间Tb、点亮占空比Td),也可以构成为能够切换预先设定的不同的多个动作模式。
例如,在设施的节假日期间、季节的淡季等几乎没有人往来的期间,不需要频繁的紫外线照射。因此,在上述那样的期间,也可以将休止时间Tb设定得较长。
另外,例如,人或动物的往来多的时间段、菌的增殖环境容易达成的状况、感染症扩大的状况等,能够判断为是对人体或动物有害的微生物和/或病毒处于增殖倾向的状况。在这样的状况下,也可以通过自动或者手动,例如以使休止时间Tb变得更短的方式变更动作循环。在自动变更动作循环的情况下,通过传感器感测时刻、气温、湿度、人或动物的往来频率等状况,基于其感测信号判定增殖状况而变更动作循环。在通过手动变更动作循环的情况下,接收表示用户根据增殖状况而选择的动作模式的信号,基于接收到的信号变更动作循环。
根据本发明的灭活装置以及灭活方法,能够提供紫外线原本的杀菌、病毒的灭活能力,而不会由紫外线照射对人体造成不良影响。特别是,与以往的紫外线光源不同,利用能够在有人环境下使用的特征,通过设置在人能够进出的封闭空间内,从而能够对封闭空间内整体进行照射,能够提供空气与封闭空间内的设置部件表面的病毒抑制·除菌。
这符合联合国主导的可持续发展目标(SDGs)的目标3“确保所有年龄的人们健康的生活,促进福祉”,另外,对目标3.3“到2030年,消除艾滋病、结核病、疟疾和被忽视的热带疾病等流行病,抗击肝炎、水传播疾病及其他传染病”做出重大贡献。
另外,在上述中对特定的实施方式进行了说明,但该实施方式仅为例示,并不意图限定本发明的范围。本说明书所记载的装置以及方法能够在上述以外的方式中具体实现。另外,在不脱离本发明的范围内,能够对上述实施方式进行适当的省略、置换以及变更。进行了该省略、置换以及变更的方式包含在权利要求书所记载的内容以及它们的等同物的范畴内,属于本发明的技术范围。
Claims (19)
1.一种灭活装置,将微生物和/或病毒灭活,其特征在于,该灭活装置具备:
紫外线照射部,对存在人或动物的设施或交通工具内的表面、空间照射光,该光包含将所述微生物和/或病毒灭活的波长的紫外线;以及
控制部,对由所述紫外线照射部进行的所述光的照射以及非照射进行控制,
从所述紫外线照射部射出的所述光中所含的紫外线为190nm~235nm的波长区域的光,
所述控制部根据从所述紫外线照射部照射的所述光中所含的紫外线的波长进行控制,以使由所述紫外线照射部进行的所述光的发光动作与非发光动作交替地反复进行。
2.如权利要求1所述的灭活装置,其特征在于,
所述紫外线照射部射出紫外线,该紫外线在波长200nm~230nm具有中心波长。
3.如权利要求1或2所述的灭活装置,其特征在于,
所述紫外线照射部射出中心波长222nm的紫外线。
4.如权利要求1或2所述的灭活装置,其特征在于,
所述紫外线照射部射出中心波长207nm的紫外线。
5.如权利要求1至4中任一项所述的灭活装置,其特征在于,
所述紫外线照射部的一次所述发光动作的累计光量被控制在10mJ/cm2以下。
6.如权利要求1至5中任一项所述的灭活装置,其特征在于,
所述紫外线照射部的一次所述发光动作的累计光量被控制在5mJ/cm2以下。
7.如权利要求1至6中任一项所述的灭活装置,其特征在于,
所述紫外线照射部的一次发光动作时间相对于所述紫外线照射部的一次发光动作时间与所述紫外线照射部的一次非发光动作时间的总和被控制在50%以下。
8.如权利要求1至7中任一项所述的灭活装置,其特征在于,
所述紫外线照射部的一次发光动作时间相对于所述紫外线照射部的一次发光动作时间与所述紫外线照射部的一次非发光动作时间的总和被控制在5%以下。
9.如权利要求1至8中任一项所述的灭活装置,其特征在于,
所述紫外线照射部的一次发光动作时间相对于所述紫外线照射部的一次发光动作时间与所述紫外线照射部的一次非发光动作时间的总和被控制在1%以上。
10.如权利要求1至9中任一项所述的灭活装置,其特征在于,
在将根据照射的紫外线的波长确定的对人体的一天最大允许紫外线曝光量设为Dmax(mJ/cm2)、将人体的紫外线照射面上的照度设为W(mW/cm2)、将一天内进行所述发光动作的次数设为N时,
所述紫外线照射部的一次发光动作时间被设定为满足下式的时间Ta(sec)。
Ta≤Dmax/(W×N)
11.如权利要求1至10中任一项所述的灭活装置,其特征在于,
所述紫外线照射部的一次发光动作时间被设定为1分钟以下。
12.如权利要求1至11中任一项所述的灭活装置,其特征在于,
所述紫外线照射部具有KrCl准分子灯,该KrCl准分子灯射出中心波长222nm的紫外线。
13.如权利要求1至11中任一项所述的灭活装置,其特征在于,
所述紫外线照射部具有KrBr准分子灯,该KrBr准分子灯射出中心波长207nm的紫外线。
14.如权利要求1至13中任一项所述的灭活装置,其特征在于,
所述紫外线照射部具有射出紫外线的发光二极管即LED或激光二极管即LD。
15.如权利要求1至14中任一项所述的灭活装置,其特征在于,
所述紫外线照射部的一次非发光动作时间被设定为1小时以下。
16.如权利要求1至15中任一项所述的灭活装置,其特征在于,
所述紫外线照射部的一次非发光动作时间被设定为25分钟以下。
17.如权利要求1至16中任一项所述的灭活装置,其特征在于,
在所述紫外线照射部的所述发光动作与所述非发光动作的动作循环中,在至少一部分的动作循环中设定有2小时以上的非发光动作时间。
18.如权利要求1至17中任一项所述的灭活装置,其特征在于,
所述控制部构成为,
能够根据所述设施或交通工具内的所述微生物和/或病毒的增殖状况,变更所述紫外线照射部的所述发光动作与所述非发光动作的动作循环。
19.一种灭活方法,将微生物和/或病毒灭活,其特征在于,在该灭活方法中,
在控制由对存在人或动物的设施或交通工具内的表面、空间照射190nm~235nm的波长区域的光而作为包含将所述微生物和/或病毒灭活的波长的紫外线的光的紫外线照射部进行的所述光的照射以及非照射时,
根据从所述紫外线照射部照射的所述光中所含的紫外线的波长进行控制,以使由所述紫外线照射部进行的所述光的发光动作与非发光动作交替地反复进行。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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