JP2007167308A - 燻蒸ガスの除去方法及び燻蒸ガス除去ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】密閉空間内でガス分解と並行して除湿又は昇温の少なくとも何れか一方を行い、密閉空間内の凝縮ガス成分を強制的に気化させるガス除去方法及びガス分除去ユニットを提案する。
【解決手段】密閉空間内に注入された燻蒸ガスを除去する方法であって、空気中の燻蒸ガスを除去する過程を有し、この過程と並行して、密閉空間Ｓ内空気を除湿し、或いは空間内の気温を昇温させることで、密閉空間の内面に付着したガス成分を気化させることを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燻蒸ガスの除去方法及び燻蒸ガス除去ユニットに関する。

製薬分野における動物実験施設などでは、動物実験室を滅菌するために、ホルマリンなどを用いて実験室内の燻蒸が行われている。燻蒸時には室内のホルマリン濃度を1,000〜2,000ｐｐｍまで上昇させて、室内の内装材や機材の表面及び空気を滅菌する。滅菌後に室内のホルマリン濃度を１ｐｐｍ以下に低減して、次の実験の準備を行う。

ここでホルマリンの濃度が自然減衰により１ｐｐｍ以下に下がるのを待っていると、何日も時間がかかる。

そこでホルマリンの蒸散を促進するために、ある程度ホルマリン濃度が下がってから、室内のホルマリンガスを排出したり、適当な触媒を用いて分解することが行われている。一般にホルマリンガス分解用の触媒としては白金触媒（特許文献１）や光触媒（特許文献２）が知られている。
また、燻蒸ガスの除去手段ではないが、化学物質過敏症の診断をするために、診断室の内装材に加熱体を組み込んで発熱させることで、内装材からの化学物質の放出を促進するようにしたものが知られている（特許文献３）。
特開2004−025114号 特開2005−296726号 特開2005−230035号

図７は、白金触媒方式及び光触媒方式を用いてホルマリンガスの分解処理を施した場合のホルマリン濃度の変化を示したものである。実験ではまず１４００ｐｐｍまでホルマリンの濃度を上昇させ、次に同図中領域Ａでは自然減衰させ、領域Ｂで燻蒸ガスの除去操作を行った。同図中のラインＬは光触媒方式で処理した場合の濃度変化を、またラインＰｔは白金触媒方式で処理した場合の濃度変化をそれぞれ示している。

この実験結果によると、６００ｐｐｍ〜１８０ｐｐｍまでの濃度範囲では白金触媒方式の方がホルマリン濃度の低下速度が大きいが、逆に１８０ｐｐｍ以下の濃度範囲では逆に光触媒方式の方がホルマリン濃度の低下速度が大きい。しかしながら、光触媒方式でも、燻蒸処理を開始してから農後が１ｐｐｍになるまでに20時間以上、又、濃度が180ｐｐｍから１ｐｐｍになるまででも10時間程度かかっている。このようにガスの分解処理に時間がかかると実験施設の稼働率が低下し、不経済である。

また、図８は、燻蒸後に動物飼育室からホルマリンを排気ファンで排気した場合のホルムアルデヒドの発生強度の濃度変化を表している。この場合にも排気処理を開始してから数日間相当量のホルムアルデヒドが発生していることが判る。

本出願人は、自ら行った実験により、ホルマリン濃度が低濃度領域でなかなか下がらない原因をつきとめた。燻蒸処理を行った部屋では、内壁面や機材の表面に多量のホルマリンが水分とともに凝縮しており、光触媒装置などにより空気中のホルマリン濃度を処理していくと、その効果を打ち消すように、凝縮していたホルマリンが空気中に蒸散する。このために、ガス濃度の低減の速度を鈍らせていたのである。

こうした現象に対して、燻蒸ガスの除去方法として有効な対策は従来知られていなかった。他の技術分野では上述の特許文献３の如く壁からの化学物質の放出を発熱により促進する方法が知られているが、壁自体に発熱体を組み込むことは、さまざまな施設の動物飼育室などを対象とするときには不経済である。

そこで本発明では、密閉空間内でガス分解と並行して除湿又は昇温の少なくとも何れか一方を行い、密閉空間内の凝縮ガス成分を強制的に気化させるガス除去方法及びガス分除去ユニットを提案することを目的とする。

第１の手段は、密閉空間内に注入された燻蒸ガスを除去する方法であって、
空気中の燻蒸ガスを除去する過程を有し、この過程と並行して、密閉空間Ｓ内空気を除湿し、或いは空間内の気温を昇温させることで、密閉空間の内面に付着したガス成分を気化させることを特徴としている。

本手段は、動物飼育室などの密閉空間内で除湿又は昇温によって、内壁面などに染み込んだガス成分を強制的に気化させるものである。前述の通り、出願人が実験により知り得たところによれば、燻蒸後の空間から燻蒸ガスを排出する作業においては、内壁面から空中にガス成分が放出される段階に時間がかかるので、この段階を促進することで、作業効率を高めることができる。

ここで除湿や昇温により燻蒸ガスの蒸発を促進する仕組みを簡単に説明すると、次の通りである。燻蒸ガスの濃度低下が鈍化している状態は、熱力学的には、内壁面上に吸着したホルマリンが蒸発する速度と、空気中のホルムアルデヒド及び水の分子が内壁面に再吸着する速度とが、ほぼ平衡しているものと理解される。従って除湿により、空気中の水分子のモル数を減少させれば、系全体としてはホルマリンの蒸発が活発となる。また、平衡状態では、等圧下において温度が上がると、吸熱反応が促進され、温度が下がると、発熱反応が促進することが知られている（平衡移動の法則）。従って、密閉空間内の温度を上昇させれば、潜熱の吸収を伴うホルマリンの蒸発が活発となる。

燻蒸ガスとしては、一般的にはホルマリンを使用するが、必ずしもこれに限らない。

燻蒸ガスを除去する過程としては、光触媒方式、白金触媒方式などによる分解、活性炭、ゼオライトなどを用いた吸着がある。また、排気ファンによって排気することもできる。更にこれら複数の除去方式を適宜切り替えて行っても良く、また同時に行っても良い。

第２の手段は、第１の手段を有し、かつ上記密閉空間Ｓ内に、温湿度調節器10として除湿器を設置するとともに、この除湿器の排熱を密閉空間内に放出するように設けている。

このようにすることにより、除湿及び昇温を一個の手段で行うことができ、効率が良い。この場合に、温湿度調節器としては例えばコンプレッサーなどを用いることができる。

第３の手段は、第１の手段又は第２の手段を有し、かつ上記密閉空間Ｓ内に燻蒸ガスの濃度センサ18を設置して、燻蒸ガスの測定濃度が基準値以下となったときに上記除湿乃至昇温過程を開始するようにしている。

燻蒸処理の直後においては、内壁面上のホルマリン濃度よりも、空気中のホルマリン濃度の方が大きく、そうした状態で除湿器や放熱器を作動させてもエネルギーの無駄になる可能性が高い。そこで空気中の燻蒸ガスの濃度が基準値以下となったときに除湿乃至昇温を行うようにしている。そのための構造に関しては後述する。基準値としては、例えば１００〜２００ｐｐｍを用いることができる。

第４の手段は、第３の手段を有し、かつ燻蒸ガスを除去するために少なくとも光触媒分解処理を行うことを特徴としている。

上述の如く光触媒による燻蒸ガスの分解速度は、低濃度領域で大となるため、本発明のガス処理手段として適している。尚、ホルマリン濃度が一定の基準値（例えば１８０〜２００ｐｐｍ）以上であるときには、白金触媒方式で分解を行い、基準値以下では光触媒方式単独、或いは白金触媒方式及び光触媒方式両方を行うこともできる。

第５の手段は、一つの密閉空間内の燻蒸ガスを除去するためのユニットであって、
空気中の燻蒸ガスを除去するためのガス処理器２と、少なくとも除湿又は放熱の何れか一方を行うための温湿度調節装置２とを具備し、上記ガス処理器２と温湿度調節器10とは、少なくとも密閉空間内の燻蒸ガスの濃度が低濃度領域に達したときに、ガス除去操作と除湿又は放熱操作とを並行して行うように連係していることを特徴としている。

本手段では、ガス処理器と温湿度調整装置とを連係させて、ガス抜き中の密閉空間内に入らなくとも自動又は手動により、ガスを除去しながら、除湿又は昇温操作を行うことができるようにしている。

「少なくとも密閉空間内の燻蒸ガスの濃度が低濃度領域に達したときに」とあるのは、ガス除去作業を開始してガス濃度が基準値まで低下した後に除湿などを行っても良く、また、ガス除去作業と同時に除湿などを開始しても良い、という意味である。前者は、省エネルギーを重視する場合に有利であり、また、後者は、ガス除去の迅速性を重視する場合に有利である。

連係の方法としては、タイマーによる時間制御や外部からのスイッチ操作などが可能であるが、後述の如く濃度センサを用いた制御も可能である。

「温湿度調節器」とは、除湿機能及び放熱機能の何れか一方を有していれば足りる。温湿度の調節といっているのは、密閉空間では温度及び湿度の一方を調節すると他方も変化する可能性があるからであり、装置として、一般的な放熱器及び除湿器の双方の構造を兼備している必要はない。

「低濃度領域」とは、例えばホルマリン濃度が２００ｐｐｍ以下（或いは１００ｐｐｍ以下）である領域をいう。

第６の手段は、第５の手段を有し、かつ上記ガス処理器２とは別体として、１又は２以上の温湿度調節器10を設け、これら温湿度調節器を密閉空間内の適所に自由に設置できる可搬型としている。

本手段においては、例えば壁際や動物ケージの如く燻蒸ガスが溜まり易い場所の近くに発熱源としての温湿度調和器を設置したり、比較的広い密閉空間に複数の温湿度調節器を設置することで、効率的に除湿又は加熱を行うことができるようにしている。複数の各温湿度調節器を設ける場合には、各装置毎に燻蒸ガスの濃度センサを設けることができる。

第７の手段は、第５の手段を有し、かつ上記ガス処理器２と温湿度調節器10とを一体の装置として、密閉空間Ｓから吸引した空気がガス処理器２と温湿度調節器10との一方を通過した後に更に他方を通って密閉空間Ｓに戻るように構成している。

本手段では、ガス処理器と温湿度調節器とを一体とすることで、持ち運びなどが便利であるとともに、温湿度調整器が放出する熱により、ガス処理器が温められ、その処理効率が高まるようにしている。触媒を利用したガス分解反応にしても、活性炭などへの吸着反応にしても、外部からの熱エネルギーの供給があると反応速度が高まるからである。

第８の手段は、第７の手段を有し、かつエア吸入口22から排気口24へ至る流路のうち上記ガス処理器２の下流側に温湿度調節器10を設置している。

こうすることで、ガス処理器２の下流側である温湿度調節器10には、常に清浄な空気が流れ、温湿度調節器の目詰まりを防止することができる。

第９の手段は第７の手段を有し、かつエア吸入口22から排気口24へ至る流路のうち上記温湿度調節器10の下流側にガス処理器２を設置している。

第１の手段に係る発明によれば、密閉空間内での除湿又は昇温により壁などに付着したガス成分を強制的に気化させるから、燻蒸ガスの除去を効率的に行うことができる。

第２の手段に係る発明によれば、温湿度調節器10を除湿手段及び加熱手段として兼用するので、エネルギー効率が良い。

第３の手段に係る発明によれば、次の効果を奏する。
○通常の燻蒸ガスの分解作用で濃度が下がりにくくなったときに、除湿乃至昇温をするから、エネルギーを節約しながら、燻蒸処理に要する時間を短縮することができる。
○高濃度の燻蒸ガス中で温湿度調節器などをさせて目詰まりを生ずることを避けられる。

第４の手段に係る発明によれば、低濃度での処理能力が強い光触媒分解処理と、除湿乃至昇温によるガス成分の強制気化の処理とを組み合わせたから、更に燻蒸時間を短縮できる。

第５の手段に係る発明によれば、濃度センサ18を介在してガス処理器２と温湿度調節器10とが協働するようにしたから、燻蒸中の密閉空間内に人が入らなくとも除湿過程を的確に行うことができる。

第６の手段に係る発明によれば、ガス処理器とは別個に温湿度調節器10の設置場所を自由に選択できるから、比較的広い密閉空間であっても、ホルマリンなどのガス成分が凝縮し易い壁際や動物ゲージの近くに温湿度調節器を置くことでガス成分の強制気化を促進することができる。

第７の手段に係る発明では、ガス処理器２と温湿度調節器10とを一体の装置としたから、温湿度調節器から排出される熱により、ガス処理器のガス分解又は吸着作用が高まる。

更に第７の手段に係る発明では、ガス処理器２と温湿度調節器10とを一体としたから、持ち運びが容易である。又ガス処理器２と温湿度調節器10とが一つの空気流路を共有するようにしたから、例えばエア吸引用のファンも共用することができ、ユニット全体として軽量化することができる。

第８の手段に係る発明によれば、ガス処理器２の下流側に温湿度調節器10を設置したので、密閉空間Ｓ内の燻蒸ガスが高濃度であるときにも、温湿度調節器の目詰まりを防止することができる。

第９の手段によれば、上記温湿度調節器10の下流側にガス処理器２を設置したから、次の効果を奏する。
○温湿度調節器10が加熱器である場合には、加熱された暖気の中でガス除去作用を行うことができるので、各種触媒による分解又は吸着の効率が一層高まる。
○温湿度調節器10が除湿器である場合には、除湿器では、吸引空気中のホルムアルデヒドと水蒸気とのうち水蒸気のみが選択的に除かれるので、その下流側においてはホルムアルデヒド分子の濃度が高まり、その除去が容易となる。

図１及び図２は、本発明の第１実施形態に係る燻蒸ガス除去ユニットを示している。

この燻蒸ガス除去ユニット２は、ガス処理器４と、温湿度調節器10とで構成されている。これらガス処理器４と温湿度調節器10とは、それぞれ密閉空間Ｓの適所に置かれている。

ガス処理器４は、ファン６によって吸引したエアを、ガス分解部８を経由して排気するように構成している。このガス分解部８は、特許文献２に記載された光触媒式分解装置とすることができる。

温湿度調節器10は、ファン12で吸引した空気を、コンプレッサー14を介して外部に排出するように構成している。コンプレッサー14は、図２に示す様な冷媒サイクルを有し、圧縮機16にエネルギーを投入すると、凝縮器18で熱を放出するともに、冷媒を蒸発器20に冷媒を送り、蒸発器で空気を除湿するように設けている。コンプレッサー14は、外部から投入したエネルギーと等価の熱を密閉空間Ｓ内に放出する。また、温湿度調節器10は、ホルマリン濃度の濃度センサ18が付設されており、密閉空間内のホルマリン濃度の測定値が基準値以下となったときに温湿度調節器10が作動するように構成している。もっとも、濃度センサに代えて、ガス処理器４が作動した後に予め設定された所定時間を経過してから、温湿度調節器10が作動するようにタイマーを用いて時間制御しても良い。

ガス処理器４及び温湿度調節器10には、それぞれマイクロコンピュータなどの制御部を設け、作業に必要なホルマリン濃度の設定値などを記憶させておくと良い。尚、図１中、２２はエア吸入口、２４は排気口、26はケーシングである。

上記構成において、密閉空間Ｓ内の燻蒸処理が完了した後にガス処理器４を作動させ、ホルマリンガスを分解する。密閉空間内のホルマリン濃度が１００〜２００ｐｐｍまで低下すると、温湿度調節器６が作動し、吸い込んだ空気を除湿するとともに、熱を放出する。これにより密閉空間Ｓの内壁面に吸着していたホルマリンが蒸発する。このホルマリンをガス処理器４が吸収して、分解することで、ホルマリンの分解が促進される。ホルマリン濃度が目的値（例えば１ｐｐｍ）に達したときには、ガス処理器４及び温湿度調節器10はそれぞれ処理を停止し、図示しない通信手段により作業が完了したことを外部に通知する。

以下、本発明の他の実施形態を説明する。これらの説明において第１実施形態と同じ構成については同一の符号を付することで説明を省略する。

図３は、本発明の第２の実施形態に係るガス除去ユニット２である。

このユニットは、エア吸入口22及び排出口24を有するケーシング内に空気の流路を形成し、その流路の上流側から下流側へ、ファン６、ガス処理器４、温湿度調節器10を順次配置し、これらを一体の装置として構成したものである。この構成では、温湿度調節器の上流側にガス処理器４を設置したので、高濃度領域でガスを作動させる場合でも温湿度調節器10において目詰まりが生ずることがない。ガス処理器４と温湿度調節器10とは、同時に作動するようにしても良く、また、前述の濃度に基づく制御又は時間制御によりガス処理器に遅れて温湿度調節器10が作動するようにしても良い。尚、ケーシング26の内面と温湿度調節器との間には間隙があり、温湿度調節器が作動していないときには、その間隙を空気が通過するようにしている。

図４及び図５は、本発明の第３の実施形態に係るガス除去ユニット２を示している。このガス除去ユニットでは、エア吸入口22から、温湿度調節器10、ガス処理器４、排気口24の順序で配置し、これらの装置を一体的に構成している。この場合には、温湿度調節器10を通過した暖気がガス処理器４に入るので、ガス処理の効率が高まる。

図６は、本発明の第４の実施形態に係るガス除去ユニットである。この実施形態では、ガス処理器４のみを密閉空間Ｓ内に配置し、温湿度調節器10を密閉空間の外において、管路を介して密閉空間内のエアを温湿度調節器内へ導くとともに再び密閉空間に戻すようにしている。

本発明の第1の実施形態に係るガス処理ユニットの概念図である。 図１のガス処理ユニットの温湿度調節器の構成図である。 本発明の第２の実施形態に係るガス処理ユニットの概念図である。 本発明の第３の実施形態に係るガス処理ユニットの概念図である。 図４のユニットの斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係るガス処理ユニットの概念図である。 燻蒸処理をした後のホルマリンの自然減衰による濃度変化、及び、分解処理を施したときの濃度変化を、経時的に表したグラフである。 燻蒸処理をした後に排気処理を施しているときのホルムアルデヒドの発生強度を、経時的に表したグラフである。

符号の説明

２…燻蒸ガス処理ユニット ４…ガス処理器 ６…ファン 10…温湿度調節器
12…ファン 14…コンプレッサー 16…圧縮機 18…凝縮器 20…蒸発器
22…吸込口 24…排気口 26…ケーシング 28…濃度センサ Ｓ…密閉空間

Claims (9)

1. 密閉空間内に注入された燻蒸ガスを除去する方法であって、
   空気中の燻蒸ガスを除去する過程を有し、
   この過程と並行して、密閉空間Ｓ内空気を除湿し、或いは空間内の気温を昇温させることで、密閉空間の内面に付着したガス成分を気化させることを特徴とする、燻蒸ガスの除去方法。
2. 上記密閉空間Ｓ内に、温湿度調節器10として除湿器を設置するとともに、この除湿器の排熱を密閉空間内に放出するように設けたことを特徴とする、請求項１記載の燻蒸ガスの除去方法。
3. 上記密閉空間Ｓ内に燻蒸ガスの濃度センサ18を設置して、燻蒸ガスの測定濃度が基準値以下となったときに上記除湿乃至昇温過程を開始するようにしたことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の燻蒸ガスの除去方法。
4. 燻蒸ガスを除去するために少なくとも光触媒分解処理を行うことを特徴とする、請求項３の何れかに記載の燻蒸ガスの除去方法。
5. 一つの密閉空間内の燻蒸ガスを除去するためのユニットであって、
   空気中の燻蒸ガスを除去するためのガス処理器２と、少なくとも除湿又は放熱の何れか一方を行うための温湿度調節器10とを具備し、
   上記ガス処理器２と温湿度調節器10とは、少なくとも密閉空間内の燻蒸ガスの濃度が低濃度領域に達したときに、ガス除去操作と除湿又は放熱操作とを並行して行うように連係していることを特徴とする燻蒸ガス除去ユニット。
6. 上記ガス処理器２とは別体として、１又は２以上の温湿度調節器10を設け、これら温湿度調節器を密閉空間内の適所に自由に設置できる可搬型としたことを特徴とする、請求項５記載の燻蒸ガス除去ユニット。
7. 上記ガス処理器２と温湿度調節器10とを一体の装置として、密閉空間Ｓから吸引した空気がガス処理器２と温湿度調節器10との一方を通過した後に更に他方を通って密閉空間Ｓに戻るように構成したことを特徴とする、請求項５記載の燻蒸ガス除去ユニット。
8. エア吸入口22から排気口24へ至る流路のうち上記ガス処理器２の下流側に温湿度調節器10を設置したことを特徴とする、請求項７記載の燻蒸ガス除去ユニット。
9. エア吸入口22から排気口24へ至る流路のうち上記温湿度調節器10の下流側にガス処理器２を設置したことを特徴とする、請求項７記載の燻蒸ガス除去ユニット。
   
   
   

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