JP2006325642A - Ozone sterilizer and sterilization method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、寝具等の被殺菌物を殺菌する際に用いられるオゾン殺菌装置及び殺菌方法関するものである。 The present invention relates to an ozone sterilization apparatus and a sterilization method used when sterilizing an object to be sterilized such as bedding.
寝具等を殺菌、滅菌する殺菌装置として、殺菌用ガスとしてオゾンを用い、オゾン雰囲気中に被殺菌物を晒すことにより、被殺菌物をオゾン殺菌する装置が提案されている。 As a sterilizing apparatus for sterilizing and sterilizing bedding and the like, there has been proposed an apparatus for sterilizing an object to be sterilized by using ozone as a sterilizing gas and exposing the object to be sterilized in an ozone atmosphere.
一般的に、ベッドマットや枕等の被殺菌物は、その内部に多量の空気を含むため、オゾン雰囲気中に晒すだけでは被殺菌物内部を十分に殺菌することが困難である。そのため、被殺菌物を収容した処理室を真空ポンプ等で吸引排気することにより、被殺菌物の内部の空気を除去し、オゾンを被殺菌物内部に浸透しやすくしている。 In general, an object to be sterilized such as a bed mat or a pillow contains a large amount of air inside, and thus it is difficult to sufficiently sterilize the inside of the object to be sterilized only by exposure to an ozone atmosphere. Therefore, by sucking and exhausting the processing chamber containing the object to be sterilized with a vacuum pump or the like, the air inside the object to be sterilized is removed, and ozone is easily penetrated into the object to be sterilized.
したがって、オゾン殺菌装置は、オゾン発生装置と、オゾン発生装置に接続される酸素製造装置(PSA)等の他に、処理室内の空気を吸引排気する真空ポンプ等を備えている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, the ozone sterilizer includes a vacuum pump for sucking and exhausting air in the processing chamber in addition to the ozone generator and the oxygen production apparatus (PSA) connected to the ozone generator (for example, Patent Documents). 1).
しかしながら、従来のオゾン殺菌装置では、酸素製造装置の備える空気吸引手段と、処理空間内を減圧するための空気吸引手段とがそれぞれ別の系で構成されていた。そのため、PSAに接続されるコンプレッサと処理空間に接続される真空ポンプとが必要になり、オゾン殺菌装置を構成する機器に重複が生じるといった問題があった。 However, in the conventional ozone sterilization apparatus, the air suction means included in the oxygen production apparatus and the air suction means for decompressing the inside of the processing space are configured by different systems. For this reason, a compressor connected to the PSA and a vacuum pump connected to the processing space are required, and there is a problem that duplication occurs in the devices constituting the ozone sterilizer.
構成機器の重複は、初期コスト及び運転コストが多くなると共に、オゾン殺菌装置の設置スペースが大きくなってしまう。 The duplication of components increases the initial cost and the operating cost, and increases the installation space for the ozone sterilizer.
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、機器構成を簡単にすることができるオゾン殺菌装置及び殺菌方法を提供することにある。 Then, the objective of this invention is providing the ozone sterilization apparatus and sterilization method which can solve the said subject and can simplify an apparatus structure.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、処理室内に収容した内部にオゾンが浸透しにくい被殺菌物を殺菌するオゾン殺菌装置において、上記処理室に接続され処理室内の空気を吸引して処理室を減圧すると共にその空気を圧縮する圧縮機と、その圧縮機からの圧縮空気を収容すると共に処理室内を所定圧力まで減圧できる容積に形成されたバッファタンクと、そのバッファタンク内の圧縮空気を導入して酸素を製造する酸素製造装置と、その酸素製造装置から供給される酸素からオゾンを発生させると共にそのオゾンを上記処理室内に供給するオゾン発生装置とを備えるオゾン殺菌装置である。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is an ozone sterilization apparatus for sterilizing an object to be sterilized in which ozone does not easily permeate inside the processing chamber, and sucks air in the processing chamber connected to the processing chamber. A compressor that decompresses the processing chamber and compresses the air; a buffer tank that accommodates the compressed air from the compressor and that has a volume capable of reducing the processing chamber to a predetermined pressure; and An ozone sterilizer comprising an oxygen producing apparatus for introducing oxygen by introducing compressed air, and an ozone generating apparatus for generating ozone from oxygen supplied from the oxygen producing apparatus and supplying the ozone into the processing chamber. .
請求項2の発明は、上記処理室と上記圧縮機との間にはオゾン分解触媒部が接続される請求項1記載のオゾン殺菌装置である。 A second aspect of the present invention is the ozone sterilization apparatus according to the first aspect, wherein an ozone decomposition catalyst unit is connected between the processing chamber and the compressor.
請求項3の発明は、上記バッファタンクの容積Vb[m3]が、上記処理室の容積をV[m3]とし、処理室の減圧後の圧力をP[MPa]とし、バッファタンクの定格圧力をPb[MPa]とし、大気圧をP0[MPa]とすると、以下の式:
Vb=(P0−P)V/(Pb−P0)
を満たすよう形成される請求項1または2記載のオゾン殺菌装置である。
According to a third aspect of the present invention, the volume V b [m 3 ] of the buffer tank is V [m 3 ], the pressure after depressurization of the process chamber is P [MPa], When the rated pressure is P b [MPa] and the atmospheric pressure is P 0 [MPa], the following formula:
V b = (P 0 −P) V / (P b −P 0 )
It is an ozone sterilizer of Claim 1 or 2 formed so that it may satisfy | fill.
請求項4の発明は、上記酸素製造装置が、上記バッファタンクからの圧縮空気を導入して窒素を吸着して酸素を上記オゾン発生装置へ流す複数の吸着筒と、その吸着筒を切り換える切換弁とを備える請求項1〜3いずれかに記載のオゾン殺菌装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, the oxygen producing apparatus has a plurality of adsorption cylinders for introducing compressed air from the buffer tank to adsorb nitrogen and flowing oxygen to the ozone generator, and a switching valve for switching the adsorption cylinders. It is an ozone sterilizer in any one of Claims 1-3 provided with these.
請求項5の発明は、処理室内に収容した内部にオゾンが浸透しにくい被殺菌物を殺菌するオゾン殺菌方法において、上記処理室に接続される圧縮機で処理室内の空気を吸引して処理室を減圧すると共にその空気を圧縮し、上記処理室内を所定圧力まで減圧できる容積に形成されたバッファタンクに圧縮空気を収容し、上記バッファタンクに接続される酸素製造装置に圧縮空気を導入して酸素を製造し、酸素製造装置に接続されるオゾン発生装置に酸素を供給してオゾンを発生させると共にそのオゾンを上記処理室内に供給して上記被殺菌物をオゾン殺菌するオゾン殺菌方法である。 The invention of claim 5 is an ozone sterilization method for sterilizing an object to be sterilized in which ozone does not easily penetrate into the inside of the processing chamber. The processing chamber is configured by sucking air in the processing chamber with a compressor connected to the processing chamber. The compressed air is stored in a buffer tank formed in a volume capable of reducing the pressure in the processing chamber to a predetermined pressure, and the compressed air is introduced into an oxygen production apparatus connected to the buffer tank. This is an ozone sterilization method for producing oxygen, supplying oxygen to an ozone generator connected to an oxygen production apparatus to generate ozone, and supplying the ozone into the treatment chamber to sterilize the object to be sterilized.
請求項6の発明は、オゾン殺菌後の処理室にバッファタンクからの圧縮空気を供給しながら処理室内のオゾンを含む空気をオゾン分解触媒部を介して圧縮機に吸引すると共にバッファタンクを介して循環させる請求項5記載のオゾン殺菌方法である。 According to the invention of claim 6, while supplying compressed air from the buffer tank to the processing chamber after ozone sterilization, air containing ozone in the processing chamber is sucked into the compressor through the ozone decomposition catalyst section, and through the buffer tank. It is the ozone sterilization method of Claim 5 made to circulate.
本発明によれば装置の構成を簡単にできるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, an excellent effect that the configuration of the apparatus can be simplified is exhibited.
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明のオゾン殺菌装置の好適な実施の形態を示した模式図である。 FIG. 1 is a schematic view showing a preferred embodiment of the ozone sterilization apparatus of the present invention.
本実施の形態に係るオゾン殺菌装置10は、被殺菌物Aを収容する処理室11と、その処理室11に接続される圧縮機(コンプレッサ)12と、圧縮機12に接続されるバッファタンク(圧力タンク)13と、バッファタンク13に接続される酸素製造装置14と、酸素製造装置14と処理室11とに接続されるオゾン発生装置(オゾナイザ)15とを備える。
The
圧縮機12、バッファタンク13、酸素製造装置14及びオゾン発生装置15は処理室11の外部に設けられ、圧縮機12が室内ガス吸引ライン16を介して処理室11と接続され、オゾン発生装置15がオゾン供給ライン17を介して処理室11と接続されている。
The
処理室11は、被殺菌物Aを収容可能で気密な空間であればよく、例えば、建物の一室、或いは可搬性の袋や箱等が挙げられる。
The
オゾン殺菌装置10で殺菌する被殺菌物Aは、寝具(ベットマットや枕)等、その内部に空気を含むものに特に効果を有するが、シーツ等の殆ど空気を含有しないリネン製品の殺菌にも用いることができる。
The article to be sterilized A to be sterilized by the
圧縮機12は、処理室11内のガスを吸引してバッファタンク13に圧送する装置である。バッファタンク13は、圧縮機12により圧縮された圧縮空気を一時的に溜めるタンクであり、処理室11内を所定の圧力まで減圧するまで、処理室11内の空気を収容できる容積に形成されている。
The
酸素製造装置(PSA:Pressure Swing Adsorption)14は、複数(図1では2つ)の吸着筒18と、各吸着筒18へ流入させる空気の経路を切り換える切換弁19とを備える。吸着筒18は、窒素を吸着する媒体を備えており、空気から窒素を取り除いて酸素を流すものである。酸素製造装置14では、各吸着筒18のバッファタンク13側のラインにそれぞれ設けられる切換弁19の開閉を制
御することで、吸着筒18の窒素吸着状態と窒素開放(媒体再生)状態とを切り換える。
The oxygen production apparatus (PSA: Pressure Swing Adsorption) 14 includes a plurality of (two in FIG. 1)
オゾン発生装置15は、供給される酸素を原料として、その酸素からオゾンを発生させ、そのオゾンを処理室11へ供給する装置である。オゾン発生装置15は、酸素取込口(図示せず)側が酸素製造装置14に接続され、オゾン吐出口(図示せず)側がオゾン供給ライン17を介して処理室11に接続されている。オゾン発生装置15としては、プラズマ放電型のオゾナイザ等が挙げられる。オゾン供給ライン17にはオゾン供給バルブ24が設けられている。
The
また、室内ガス吸引ライン16の途中には、オゾンを含む空気からオゾンを除去するオゾン分解触媒部21が設けられている。バッファタンク13には、処理室11と直接接続され、バッファタンク13内のガスを処理室11へ送る空気供給ライン22が設けられ、その空気供給ライン22にはリークバルブ23が設けられている。
Further, an ozone
次に、オゾン殺菌装置10の作動方法について説明する。
Next, the operation method of the
まず、リークバルブ23及びオゾン供給バルブ24を閉じ、処理室11内の空気を圧縮機12で吸引する。吸引された空気は圧縮機12で圧縮されて、その圧縮空気がバッファタンク13に収容される。このとき処理室11内は空気吸引のため減圧され、処理室11内の被殺菌物A内の空気も吸引される(脱気される)。
First, the
ここで、処理室11を所望の圧力まで減圧するために必要なバッファタンク13の容積Vbは、処理室11の容積と減圧後の圧力とに関係して決定され、ボイルの法則から導出される。処理室11の容積をV[m3]とし、減圧後の処理室11の圧力をP[MPaG]とし、バッファタンク13の定格圧力をPb[MPaG]とすると、バッファタンクの容積Vb[m3]は、
Vb=(−P/Pb)V (1)
で表される。例えば、5気圧(0.4MPaG)まで加圧可能なバッファタンク13を用いたとき、バッファタンク13の容積は、処理室11の容積に対して1/4にすればよい。具体的な例として、容積2m3の処理室を-0.1MPaGまで減圧するのに必要なバッファタンク13の容積は0.5m3となる。
Here, the volume V b of the
V b = (− P / P b ) V (1)
It is represented by For example, when the
本実施の形態では、処理室11の減圧後の室内圧力を-0.09〜-0.05[MPaG](0.01〜0.05[MPa])とするべく、バッファタンク13の容積は、処理室11の容積に対して1/300〜1倍となるようにするのが好ましく、バッファタンク13の定格圧力を0.1〜15[MPaG](0.2〜15[MPa])とするのが好ましい。
In the present embodiment, the volume of the
上記の(1)式は各圧力の単位をゲージ圧力(単位[MPaG])で表したものであり、各圧力を絶対圧力(単位[MPa])で表すと、バッファタンク13の容積Vbは、大気圧の圧力をP0としたとき以下の(2)式で表される。
In the above equation (1), each pressure unit is expressed in gauge pressure (unit [MPaG]). When each pressure is expressed in absolute pressure (unit [MPa]), the volume V b of the
Vb=(P0−P)V/(Pb−P0) (2)
処理室11内を所定の圧力まで減圧した後、圧縮機12を停止する、或いは圧縮機12とバッファタンク13間に設けられる図示しないバルブを閉の状態にする。
V b = (P 0 −P) V / (P b −P 0 ) (2)
After reducing the pressure in the
次に、酸素製造装置14の切換弁19を開の状態にすると、バッファタンク13内の圧縮空気が酸素製造装置14に供給される。また、切換弁19と共に、オゾン供給バルブ24も開の状態にする。
Next, when the
酸素製造装置14では、吸着筒18にて空気中の窒素が吸収され、酸素がオゾン発生装置15に供給される。具体的には、一方の切換弁19を開、他方の切換弁19を閉にし、一方の吸着筒18を窒素を吸着する。所定時間経た後、各切換弁19の開閉を逆にし、切換弁19を開とした吸着筒18では窒素を吸着し、切換弁を閉とした吸着筒18では窒素を開放する(吸着媒体を再生する)。切換弁19,19を交互に開閉して、各吸着筒18,18で、窒素吸着状態と窒素開放(再生)状態とが交互に遷移するようにして空気から酸素を分離している。
In the
このとき、吸着筒18から開放した窒素は、図示しないラインを通して処理室11へ戻してもよく、オゾンガスと共にオゾン供給ライン17を通して処理室11へ供給してもよい。
At this time, the nitrogen released from the
酸素製造装置14にて空気から分離された酸素は、オゾン発生装置15にて、オゾンとなる。オゾン発生装置15は、酸素からオゾンを生成し、そのオゾンをオゾン供給ライン17を介して処理室11へ供給する。
The oxygen separated from the air by the
これにより、処理室11内は、オゾンガスが流入されてオゾン雰囲気となる。このとき、被殺菌物Aは、オゾンを吸収しながら体積を膨張(復元)させるので、オゾンが被殺菌物Aの表面だけでなく被殺菌物Aの内部へも浸透し、被殺菌物Aを十分に殺菌することができる。
As a result, ozone gas flows into the
被殺菌物Aの殺菌を行った後、リークバルブ23及び酸素製造装置14の切換弁19を全て閉じ、圧縮機12とバッファタンク13との間にある図示しないバルブを開にする、或いは圧縮機12を再駆動して、処理室11内のオゾンを含む空気を吸引し減圧する。減圧により、処理室11内の被殺菌物A内のオゾンも吸引される(脱気される)。吸引されたオゾンは、オゾン分解触媒部21を通ることで除去されて、空気のみがバッファタンク13に収容される。次に、リークバルブ23を開にして、バッファタンク13内に収容された空気を処理室11に流入(返還)させる。
After sterilizing the article A to be sterilized, all of the
この処理室11内のオゾンをオゾン分解触媒部21で除去し、オゾンが除去されたバッファタンク13内の空気を処理室11内へ送る循環工程を所定時間或いは所定回数行い、処理室11のオゾンを十分に除去する。最後に、処理室11のオゾンが十分に除去された後、処理室11から被殺菌物Aを取り出して終了となる。
The ozone in the
オゾン殺菌装置10では、圧縮機12が、処理室11内を減圧すると共に、バッファタンク13へ空気を圧送している。そのため、処理室11に通じて設けられる処理室減圧用の真空ポンプ等を別に設ける必要がなく、省略することができる。
In the
また、オゾン殺菌装置10では、処理室11内の空気中の酸素を原料としてオゾンを生成している。そのため、オゾン発生装置15に接続される酸素供給源等を設ける必要がなく、省略することができる。
The
したがって、本実施の形態のオゾン殺菌装置10は、従来のオゾン殺菌装置に比べて装置を構成する機器が少なく、簡単に装置を構成することができ、設置スペースを小さくすることができる。
Therefore, the
次に、オゾン殺菌装置の他の好適な実施形態について図2に基づいて説明する。 Next, another preferred embodiment of the ozone sterilizer will be described with reference to FIG.
基本的な構成部分は、上述した図1のオゾン殺菌装置10とほぼ同様であり、同一構成部分には、図1の場合と同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
The basic components are substantially the same as those of the
図2に示すように、本実施の形態のオゾン殺菌装置30は、処理室11内に圧縮機12、バッファタンク13、酸素製造装置14、オゾン発生装置15及びオゾン分解触媒部21を収容したものである。ガス吸引ライン16、オゾン供給ライン17及びリークライン22は、処理室11内で開口して設けられている。
As shown in FIG. 2, the
さらに、処理室11内がオゾンガス雰囲気になった際、圧縮機12及び酸素製造装置14をオゾンガスから保護するべく、圧縮機12及び酸素製造装置14はそれぞれ保護ケース31,32内に収容されている。図中では、圧縮機12及び酸素製造装置14がそれぞれ保護ケース31,32で収容されているが、複数の装置(例えば、圧縮機12、バッファタンク13、酸素製造装置14、オゾン発生装置15及びオゾン分解触媒部21)を一つの保護ケース内に収容してもよい。
Further, when the inside of the
さらに、圧縮機12、酸素製造装置14及びオゾン発生装置15等の各装置、及び各バルブ23,24の開閉を操作する制御装置が処理室11の外に設けられる(図示せず)。
Further, a control device for operating each of the
本実施の形態のオゾン殺菌装置30は、前実施の形態のオゾン殺菌装置10と同様な作用効果を有する。
The
また、処理室11内は完全に、或いはほぼ完全に密閉状態にあると共に、殺菌ガスとして用いるオゾンは分解触媒部21において除去されるように、空気が装置10内を循環している。したがって、処理室11内と装置外部との間にオゾンガスを含有する空気の受け渡しがなく、処理室11を完全に隔離することができる。
In addition, the inside of the
10 オゾン殺菌装置
11 処理室
12 圧縮機
13 バッファタンク
14 酸素製造装置
15 オゾン発生装置
A 被殺菌物
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Vb=(P0−P)V/(Pb−P0)
を満たすよう形成される請求項1または2記載のオゾン殺菌装置。 The volume V b [m 3 ] of the buffer tank is such that the volume of the processing chamber is V [m 3 ], the pressure after depressurization of the processing chamber is P [MPa], and the rated pressure of the buffer tank is P b [MPa]. ], And when the atmospheric pressure is P 0 [MPa], the following formula:
V b = (P 0 −P) V / (P b −P 0 )
The ozone sterilizer according to claim 1 or 2, wherein the ozone sterilizer is formed to satisfy the above condition.
6. The compressed air from the buffer tank is supplied to the processing chamber after the ozone sterilization, and the air containing ozone in the processing chamber is sucked into the compressor through the ozone decomposition catalyst and circulated through the buffer tank. Ozone sterilization method.
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