JP2019188311A - Plasma sterilization water generation device - Google Patents

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Abstract

To provide a plasma sterilization water generation device generating plasma sterilization water with high sterilization effect.SOLUTION: A plasma sterilization water generation device includes: a decompression chamber 1; a box-shaped water tank 2 disposed inside the decompression chamber 1 and storing water to be treated; a pair of electrodes 3 disposed inside the decompression chamber 1; and an electric power source 5 applying AC voltage to the pair of electrodes 3. The pair of electrodes 3 includes: a flat plate-shaped electrode 3a provided so as to be positioned above a water surface of water to be treated stored in the water tank 2; a dielectric substance 4 provided on a lower surface side of the flat plate-shaped electrode 3a and facing the water surface of the water to be treated stored in the water tank 2 via space; and a grounding electrode 3b provided so as to be positioned in the water to be treated stored in the water tank 2. To the decompression chamber 1, a decompression pump 1 decompressing air phase atmosphere so that an inside of the decompression chamber 1 becomes super low vacuum is connected.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えば外気処理空気調和器の気化式加湿器の殺菌に用いられる、プラズマ殺菌水を生成するプラズマ殺菌水生成装置に関する。   The present invention relates to a plasma sterilizing water generating device that generates plasma sterilizing water, which is used, for example, for sterilization of a vaporizing humidifier of an outside air processing air conditioner.

近年、電子産業分野の工場等で用いられる外気処理空気調和器(外調機)に対し、一般的な蒸気加湿方式に比べ省エネルギーである気化式加湿方式を適用することで、消費エネルギーを大幅に削減することに成功している。省エネルギーに対する要望は、医薬品製造を始めとするバイオロジカルクリーンルームを有する施設に対しても高まっている。そのため、バイオロジカルクリーンルームにおいても気化式加湿方式による加湿を行うことが望まれている。   In recent years, energy consumption has been greatly reduced by applying a vaporizing humidification method that saves energy compared to general steam humidification methods to outdoor air processing air conditioners (external air conditioners) used in factories in the electronics industry. Has succeeded in reducing. The demand for energy saving is also increasing for facilities having biological clean rooms such as pharmaceutical manufacturing. Therefore, it is desired to perform humidification by a vaporizing humidification method even in a biological clean room.

気化式加湿方式では、加湿用の給水を気化式加湿器のエレメント部に含浸させ、空調空気を通風させることで自然蒸散により加湿を行う。そのため、エレメント部は恒に湿潤状態であることから微生物が繁殖しやすい環境となる。また、微生物の繁殖は、悪臭の原因となることが知られている。特にバイオロジカルクリーンルームでは微生物による汚染制御が非常に重要であり、その懸念から気化式加湿方式が普及していないのが現状である。そこで、外調機の気化式加湿器の有効な殺菌方法の開発が必要であった。   In the vaporizing humidification method, humidification is performed by natural transpiration by impregnating humidifying feed water into the element part of the vaporizing humidifier and allowing air-conditioned air to pass through. Therefore, since the element part is constantly in a wet state, an environment in which microorganisms can easily propagate is obtained. In addition, it is known that the propagation of microorganisms causes a bad odor. Particularly in biological clean rooms, contamination control by microorganisms is very important, and the vaporization humidification method is not widespread due to the concern. Therefore, it was necessary to develop an effective sterilization method for the vaporizing humidifier of the external air conditioner.

殺菌方法としては、薬液や殺菌力を持つ機能水を、気化式加湿器に滴下される給水として用いる方式がある。殺菌力を持つ機能水としては、電解水やオゾン水などが用いられている。しかし、例えばオゾン水を用いた場合には、残留成分による臭気や周辺部材の腐食というような問題が生じた。また、紫外線ランプを用いて気化式加湿器の殺菌を行う方法も提案されている。しかし、殺菌範囲が紫外線の照射範囲に限定されることから、広範囲の殺菌を行うのには適していない。   As a sterilization method, there is a method in which a chemical solution or functional water having a sterilizing power is used as water supply dripped into a vaporizing humidifier. Electrolyzed water, ozone water, or the like is used as functional water having sterilizing power. However, for example, when ozone water is used, problems such as odor due to residual components and corrosion of peripheral members have occurred. A method for sterilizing a vaporizing humidifier using an ultraviolet lamp has also been proposed. However, since the sterilization range is limited to the ultraviolet irradiation range, it is not suitable for performing a wide range of sterilization.

他にも、気化式加湿器に対するマイクロ波照射や、加湿給水中への銀イオンの供給なども提案されている。しかし、マイクロ波照射装置はコストがかさみシステムも煩雑化する。また、銀イオンを供給するには、濃度管理が必要となる上、銀イオンの供給源である電極の寿命も問題となっていた。   In addition, microwave irradiation to vaporizing humidifiers and supply of silver ions to humidified water supply have been proposed. However, the microwave irradiation apparatus is expensive and the system becomes complicated. In addition, in order to supply silver ions, concentration control is required, and the life of an electrode which is a supply source of silver ions has been a problem.

このような背景を受け、近年では、薬液等を用いない殺菌方法として、放電プラズマを利用した殺菌方法が提案されている。この方法は、放電プラズマにより生成する反応性の高い化学活性種やイオンの酸化力を用いて殺菌するものである。電気的なエネルギーのみで高い殺菌効果が得られ、薬液などを用いる方法のような残留性が無いことから様々な分野で応用されている。   In response to such a background, in recent years, a sterilization method using discharge plasma has been proposed as a sterilization method without using a chemical solution or the like. In this method, sterilization is performed by using highly reactive chemically active species or ion oxidizing power generated by discharge plasma. A high bactericidal effect can be obtained only by electric energy, and since there is no persistence like a method using a chemical solution, it is applied in various fields.

特開1999−187872号公報JP 1999-187872 A 特開2001−252665号公報JP 2001-252665 A

プラズマを用いた殺菌には、電極を用いてコロナ放電を発生させ、生成したラジカル類により殺菌を行う方法がある。しかし、ラジカル類の寿命が短い上に、殺菌範囲が限定されるため、外調機の気化式加湿器を殺菌するのには適していない。また、被処理水中にて電極間に高電圧パルスを印加することで被処理水を絶縁破壊し、生成するラジカル類と衝撃波により被処理水を殺菌する方法も提案されている。この被処理水を用いて殺菌を行う場合には、外調機から気化式加湿器を取り外して被処理水槽に投入する必要が生じ、作業負荷が大きくなる。すなわち、外調機の気化式加湿器の殺菌に適したプラズマを用いた殺菌方法はいまだ提案されておらず、その開発が切望されている。   As for sterilization using plasma, there is a method in which corona discharge is generated using an electrode and sterilization is performed using generated radicals. However, since the lifetime of radicals is short and the sterilization range is limited, it is not suitable for sterilizing the vaporizing humidifier of the external air conditioner. In addition, a method has been proposed in which a high voltage pulse is applied between electrodes in the water to be treated, and the water to be treated is subjected to dielectric breakdown, and the water to be treated is sterilized by generated radicals and shock waves. When sterilization is performed using the water to be treated, it is necessary to remove the vaporizing humidifier from the external conditioner and put it into the water tank to be treated, which increases the work load. That is, a sterilization method using plasma suitable for sterilization of a vaporizing humidifier of an external air conditioner has not been proposed yet, and its development is eagerly desired.

本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものである。その目的は、高い殺菌効果を有するプラズマ殺菌水を生成するプラズマ殺菌水生成装置を提供することにある。   The present invention has been proposed to solve the above-described problems of the prior art. An object of the present invention is to provide a plasma sterilizing water generator that generates plasma sterilizing water having a high sterilizing effect.

上記の目的を達成するために、本発明のプラズマ殺菌水生成装置は、以下のような特徴を有している。
(1)減圧チャンバと、前記減圧チャンバの内部に配置され、被処理水を貯留する箱型の水槽と、前記減圧チャンバの内部に配置される一対の電極と、前記一対の電極に交流電圧を印加する電源と、を有し、前記一対の電極は、前記水槽に貯留された被処理水の水面上方に位置するように設けられた平板状の電極と、前記平板状の電極の下面側に設けられ、前記水槽に貯留された被処理水の水面と空間を介して対向する誘電体と、前記水槽に貯留された被処理水中に位置するように設けられた接地極と、を有し、前記減圧チャンバには、前記減圧チャンバの内部が極低真空となるように気相雰囲気を減圧する減圧ポンプが接続されている。
In order to achieve the above object, the plasma sterilizing water generator of the present invention has the following characteristics.
(1) A decompression chamber, a box-shaped water tank that is disposed inside the decompression chamber and stores water to be treated, a pair of electrodes disposed inside the decompression chamber, and an AC voltage applied to the pair of electrodes A pair of electrodes, a flat electrode provided so as to be positioned above the surface of the water to be treated stored in the water tank, and a lower surface side of the flat electrode. A dielectric that faces the surface of the water to be treated stored in the water tank via a space, and a grounding electrode that is provided so as to be located in the water to be treated stored in the water tank, The decompression chamber is connected to a decompression pump that decompresses the gas phase atmosphere so that the interior of the decompression chamber is at a very low vacuum.

(2)前記電源は、前記被処理水1Lあたり10Wh以上の電力を投入するように構成されていても良い。 (2) The power source may be configured to input power of 10 Wh or more per liter of the water to be treated.

(3)水槽には、純水を供給する給水管が接続されていても良い。 (3) A water supply pipe for supplying pure water may be connected to the water tank.

(4)前記プラズマ殺菌水生成装置により生成されたプラズマ殺菌水が供給される殺菌対象が外調機の気化式加湿器であり、前記給水管が、前記外調機において前記気化式加湿器に純水を滴下水として供給する加湿給水用配管に接続されていても良い。 (4) The sterilization target to which the plasma sterilizing water generated by the plasma sterilizing water generator is supplied is a vaporizing humidifier of an external air conditioner, and the water supply pipe is connected to the vaporizing humidifier in the external air conditioner. You may be connected to the humidification water supply piping which supplies pure water as dripping water.

(5)前記プラズマ殺菌水生成装置により生成されたプラズマ殺菌水が供給される殺菌対象が外調機の気化式加湿器であり、前記水槽には、殺菌対象に対してプラズマ殺菌水を供給する供給配管が接続され、前記供給配管が、前記外調機において前記気化式加湿器に純水を滴下水として供給する加湿給水用配管に接続されていても良い。 (5) The sterilization target to which the plasma sterilization water generated by the plasma sterilization water generator is supplied is a vaporizing humidifier of an external air conditioner, and plasma sterilization water is supplied to the water tank with respect to the sterilization target A supply pipe may be connected, and the supply pipe may be connected to a humidification water supply pipe that supplies pure water as dripped water to the vaporizing humidifier in the external controller.

(6)前記水槽が金属で形成されアース接続されることにより前記接地極となっても良い。 (6) The water tank may be made of metal and connected to the ground to form the ground electrode.

(7)前記水槽には、前記水槽に貯留された被処理水を攪拌する攪拌装置が設けられていても良い。 (7) The water tank may be provided with a stirring device that stirs the water to be treated stored in the water tank.

(8)前記水槽には、被処理水を冷却する冷却装置が設けられ、プラズマ処理中の被処理水を10℃以下に冷却しても良い。 (8) The water tank may be provided with a cooling device for cooling the water to be treated, and the water to be treated during the plasma treatment may be cooled to 10 ° C. or lower.

(9)前記水槽には、被処理水を冷却する冷却装置が設けられ、生成されたプラズマ殺菌水を7℃以下に冷却しても良い。 (9) The water tank may be provided with a cooling device for cooling the water to be treated, and the generated plasma sterilizing water may be cooled to 7 ° C. or lower.

(10)前記誘電体と前記水槽に貯留された被処理水の水面との間の空間は、5mm以上10mm以下であっても良い。 (10) The space between the dielectric and the surface of the water to be treated stored in the water tank may be 5 mm or more and 10 mm or less.

(11)前記水槽の内壁面と前記平板状の電極の側面との間に、50mm以上の空間が設けられていても良い。 (11) A space of 50 mm or more may be provided between the inner wall surface of the water tank and the side surface of the flat electrode.

本発明によれば、高い殺菌効果を有するプラズマ殺菌水を生成するプラズマ殺菌水生成装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the plasma sterilization water production | generation apparatus which produces | generates the plasma sterilization water which has a high sterilization effect can be provided.

第1の実施形態にかかるプラズマ殺菌水生成装置の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the plasma sterilization water production | generation apparatus concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態にかかるプラズマ殺菌水生成装置の一例を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show an example of the plasma sterilization water production | generation apparatus concerning 1st Embodiment. プラズマ殺菌水の生成工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the production | generation process of plasma disinfection water. 第1の実施形態にかかるプラズマ殺菌水生成装置が生成したプラズマ殺菌水の殺菌効果を示すグラフである。It is a graph which shows the sterilization effect of the plasma sterilization water which the plasma sterilization water production | generation apparatus concerning 1st Embodiment produced | generated. 第1の実施形態にかかるプラズマ殺菌水生成装置が生成したプラズマ殺菌水の殺菌効果と電解水の殺菌効果を示すグラフである。It is a graph which shows the sterilization effect of the plasma sterilization water which the plasma sterilization water production | generation apparatus concerning 1st Embodiment produced | generated, and the sterilization effect of electrolyzed water. 被処理水を冷却した状態で生成したプラズマ殺菌水の殺菌効果を示すグラフである。It is a graph which shows the sterilization effect of the plasma sterilization water produced | generated in the state which cooled the to-be-processed water. 投入電力量を10Wh/Lとした状態生成したプラズマ殺菌水の殺菌効果を示すグラフである。It is a graph which shows the sterilization effect of the plasma sterilization water produced | generated in the state which made the input electric energy 10Wh / L. 投入電力量を20Wh/Lとした状態で生成したプラズマ殺菌水の殺菌効果を示すグラフである。It is a graph which shows the sterilization effect of the plasma sterilization water produced | generated in the state which set input electric energy to 20 Wh / L. 投入電力量を20Wh/Lまたは17Wh/Lとした状態で生成したプラズマ殺菌水の殺菌効果を示すグラフである。It is a graph which shows the sterilization effect of the plasma sterilization water produced | generated in the state which used input electric energy as 20 Wh / L or 17 Wh / L. 常温の2Lの被処理水を用いて生成したプラズマ殺菌水の殺菌効果を示すグラフである。It is a graph which shows the sterilization effect of the plasma sterilization water produced | generated using 2 L of to-be-processed water of normal temperature. 2℃に冷却した2Lの被処理水を用いて生成したプラズマ殺菌水の殺菌効果を示すグラフである。It is a graph which shows the sterilization effect of the plasma sterilization water produced | generated using 2 L of to-be-processed water cooled to 2 degreeC. 被処理水の冷却温度と投入電力量を異ならせた状態で生成したプラズマ殺菌水の殺菌効果を示すグラフである。It is a graph which shows the sterilization effect of the plasma sterilization water produced | generated in the state which varied the cooling temperature of to-be-processed water, and input electric energy. (a)は、プラズマ殺菌水の保管温度と殺菌効果の持続時間をプロットしたグラフである。(b)は、殺菌効果が30分以上持続する保管温度を算出した結果を示すグラフである。(A) is the graph which plotted the storage temperature of plasma sterilization water, and the duration of the sterilization effect. (B) is a graph showing the result of calculating the storage temperature at which the bactericidal effect lasts 30 minutes or more. (a)は、プラズマ殺菌水の処理温度と保管温度を10℃とした場合における保管時間と殺菌効果を示すグラフである。(b)は、プラズマ殺菌水の処理温度と保管温度を7℃とした場合における保管時間と殺菌効果を示すグラフである。(A) is a graph which shows the storage time and sterilization effect in case the processing temperature and storage temperature of plasma sterilization water are 10 degreeC. (B) is a graph which shows the storage time and sterilization effect in case the processing temperature and storage temperature of plasma sterilization water are 7 degreeC.

[第1の実施形態]
[1.全体構成]
(装置構成概要)
本発明に係るプラズマ殺菌水生成装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
プラズマ殺菌水生成装置Aは、殺菌対象に供給されるプラズマ殺菌水を生成する装置である。プラズマ殺菌水は、被処理水に対してプラズマ放電を行うことで生成されたラジカル類が溶存する水である。このラジカル類が有するとされる殺菌力により、殺菌対象は殺菌される。
[First Embodiment]
[1. overall structure]
(Outline of device configuration)
Embodiments of a plasma sterilizing water generator according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The plasma sterilizing water generator A is a device that generates plasma sterilizing water to be supplied to the sterilization target. Plasma sterilized water is water in which radicals generated by performing plasma discharge on water to be treated are dissolved. The object to be sterilized is sterilized by the sterilizing power that these radicals have.

本実施形態では、殺菌対象の一例として外調機の気化式加湿器を想定している。プラズマ殺菌水生成装置Aは、例えば、外調機の上や横等に設置される。プラズマ殺菌水生成装置Aは、プラズマ殺菌水の供給配管を介して、外調機の気化式加湿器に接続される。プラズマ殺菌水生成装置Aは、減圧チャンバ1、水槽2、一対の電極3、誘電体4、および電源5を有する。以下、各構成について、図1を参照しつつ詳細に説明する。   In the present embodiment, a vaporizer humidifier of an external air conditioner is assumed as an example of a sterilization target. The plasma sterilizing water generator A is installed on the outside of the air conditioner or on the side, for example. The plasma sterilizing water generator A is connected to a vaporizing humidifier of an external air conditioner via a plasma sterilizing water supply pipe. The plasma sterilizing water generator A has a decompression chamber 1, a water tank 2, a pair of electrodes 3, a dielectric 4, and a power source 5. Hereinafter, each configuration will be described in detail with reference to FIG.

(減圧チャンバ)
減圧チャンバ1は、金属または樹脂製の耐圧構造を有する真空容器である。減圧チャンバ1には、減圧ポンプ1aとバルブ1bを有する排気ダクトEが接続されている。排気ダクトEは、減圧チャンバ1の内部の気体を排出するためのダクトである。減圧ポンプ1aは、減圧チャンバ1の内部の気体を吸引して排出するためのポンプである。バルブ1bは、減圧チャンバ1の内部の気体を排気する際に、その排気量を調整するための弁である。減圧ポンプ1aとバルブ1bは、不図示の制御装置に接続されており、この制御装置からの制御信号により、減圧ポンプ1aの流量やバルブ1bの開度が制御される。
(Decompression chamber)
The decompression chamber 1 is a vacuum container having a pressure resistant structure made of metal or resin. An exhaust duct E having a decompression pump 1a and a valve 1b is connected to the decompression chamber 1. The exhaust duct E is a duct for discharging the gas inside the decompression chamber 1. The decompression pump 1 a is a pump for sucking and discharging the gas inside the decompression chamber 1. The valve 1b is a valve for adjusting the exhaust amount when the gas inside the decompression chamber 1 is exhausted. The decompression pump 1a and the valve 1b are connected to a control device (not shown), and the flow rate of the decompression pump 1a and the opening degree of the valve 1b are controlled by a control signal from the control device.

減圧ポンプ1aは、具体的には減圧チャンバ1の気相雰囲気を減圧する。減圧ポンプ1aによる気相雰囲気の減圧により、誘電体バリア放電の発生に必要な印加電圧が低減される。ここで、減圧ポンプ1aは、空気の絶縁耐力をある程度低下させ、プラズマが進展しやすくなる程度の極低真空状態となるように、減圧チャンバ1の内部の気体を排出できれば良い。   Specifically, the decompression pump 1 a decompresses the gas phase atmosphere of the decompression chamber 1. Due to the decompression of the gas phase atmosphere by the decompression pump 1a, the applied voltage required for generating the dielectric barrier discharge is reduced. Here, the decompression pump 1a only needs to be able to exhaust the gas inside the decompression chamber 1 so that the dielectric strength of air is reduced to some extent and an extremely low vacuum state in which plasma can easily progress is achieved.

極低真空とは、電源電圧が20kV/cmの場合、減圧度が50kPa(abs)以下の状態を示し、より好ましくは50kpa(abs)〜30kPa(abs)程度の状態を示す。減圧チャンバ1を極低真空とすることで、放電に必要な印加電圧を約50%低くすることが可能となる。例えば、減圧チャンバ1が大気圧として30kVppの印加電圧が必要となる場合、減圧チャンバ1を30kPa(abs)の極低真空とすることで必要な印加電圧は14kVppとなる。   The ultra-low vacuum indicates a state where the degree of decompression is 50 kPa (abs) or less, more preferably about 50 kpa (abs) to 30 kPa (abs) when the power supply voltage is 20 kV / cm. By setting the decompression chamber 1 to an extremely low vacuum, the applied voltage required for discharge can be reduced by about 50%. For example, when the decompression chamber 1 is at atmospheric pressure and an applied voltage of 30 kVpp is required, the necessary applied voltage is 14 kVpp by setting the decompression chamber 1 to an extremely low vacuum of 30 kPa (abs).

減圧チャンバ1は、内部は極低真空となっていれば良い上に、減圧チャンバ1の内部には水槽2が配置されるため減圧チャンバ1の気相容積は比較的小さい。そのため、減圧ポンプ1aとしては、到達圧力が20kPa(abs)〜30kPa(abs)程度、排気速度が10L/min程度の比較的安価なポンプを用いても、減圧チャンバ1を極低真空状態とすることができる。市販価格数万円程度の比較的安価で小型のでも減圧ポンプでも、気相容積数10Lを数分で設定の極程真空状態とすることが可能である。   The decompression chamber 1 only needs to have an extremely low vacuum inside, and since the water tank 2 is disposed inside the decompression chamber 1, the gas phase volume of the decompression chamber 1 is relatively small. Therefore, even if a relatively inexpensive pump having an ultimate pressure of about 20 kPa (abs) to 30 kPa (abs) and an exhaust speed of about 10 L / min is used as the decompression pump 1a, the decompression chamber 1 is brought into an extremely low vacuum state. be able to. Even if it is a relatively inexpensive and compact pump with a commercially available price of about several tens of thousands of yen, it is possible to set the gas phase volume of several tens of liters to an extremely vacuum state in a few minutes.

(水槽)
水槽2は、減圧チャンバ1の内部に配置され、被処理水を貯留する金属または樹脂製のタンクである。水槽2は、上面に開口を有する箱形の部材である。水槽2は、例えば5Lの被処理水を貯留できる程度の大きさを有する。被処理水の貯留量は、後述する一対の電極3および誘電体4による電極構成や、電源5の電源容量等を考慮して決定すれば良い。用いる電極構成および電源容量に対して被処理水の貯留量が多すぎる場合には、十分な殺菌力を有するプラズマ殺菌水を得ることができない。本実施形態では、5Lの被処理水に対して十分な殺菌力を与えることができる構成を例として説明する。
(Aquarium)
The water tank 2 is a metal or resin tank that is disposed inside the decompression chamber 1 and stores treated water. The water tank 2 is a box-shaped member having an opening on the upper surface. The water tank 2 has a size that can store, for example, 5 L of water to be treated. What is necessary is just to determine the storage amount of to-be-processed water in consideration of the electrode structure by a pair of electrode 3 and the dielectric material 4 mentioned later, the power supply capacity of the power supply 5, etc. When the amount of treated water stored is too large for the electrode configuration and power capacity used, plasma sterilized water having sufficient sterilizing power cannot be obtained. This embodiment demonstrates as an example the structure which can give sufficient sterilization power with respect to 5 L of to-be-processed water.

水槽2には、バルブ2aを有する給水管Sが接続されている。給水管Sは、水槽2の内部に被処理水となる液体を導入するための配管である。バルブ2aは、液体の導入量を調整するための弁である。バルブ2aは、不図示の制御装置に接続されており、この制御装置からの制御信号により、バルブ2bの開度が制御される。水槽2には、給水管Sから、純水又は水道水等の被処理水が供給される。水槽2に供給する被処理水としては、純水を用いることが好ましい。生成されるプラズマ殺菌水の殺菌力が向上するからである。   A water supply pipe S having a valve 2 a is connected to the water tank 2. The water supply pipe S is a pipe for introducing a liquid to be treated water into the water tank 2. The valve 2a is a valve for adjusting the amount of liquid introduced. The valve 2a is connected to a control device (not shown), and the opening degree of the valve 2b is controlled by a control signal from the control device. Water to be treated such as pure water or tap water is supplied to the water tank 2 from the water supply pipe S. As treated water supplied to the water tank 2, pure water is preferably used. This is because the sterilizing power of the generated plasma sterilizing water is improved.

殺菌対象となる外調機がバイオロジカルクリーンルームで使用されている場合、外調機の気化式加湿器には、純水が滴下水として供給されていることが一般的である。従って、外調機において気化式加湿器に対して滴下水を供給する加湿給水用配管に、水槽2の給水管Sをバルブを介して接続しても良い。このバルブを切り替えることにより、外調機の通常運転時においては気化式加湿器に純水が供給され、外調機の運転終了後には水槽2に純水が供給される。すなわち外調機で用いられる純水を被処理水として水槽2に供給することができる。このように構成することで、プラズマ殺菌水生成装置Aのために純水供給ラインを確保する必要がなくなるため好ましい。   When an external air conditioner to be sterilized is used in a biological clean room, pure water is generally supplied to the vaporizing humidifier of the external air conditioner as dripped water. Therefore, you may connect the water supply pipe S of the water tank 2 via the valve | bulb to the humidification water supply piping which supplies dripping water with respect to a vaporization type humidifier in an external air conditioner. By switching this valve, pure water is supplied to the vaporizing humidifier during normal operation of the external air conditioner, and pure water is supplied to the water tank 2 after the operation of the external air conditioner is completed. That is, pure water used in the external air conditioner can be supplied to the water tank 2 as water to be treated. This configuration is preferable because it is not necessary to secure a pure water supply line for the plasma sterilizing water generator A.

水槽2には、バルブ2bおよび送液ポンプ2cを有する供給配管Dが接続されている。
供給配管Dは、殺菌対象に対してプラズマ殺菌水を供給するための配管である。供給配管Dは、例えば外調機の加湿給水用配管に、バルブを介して接続されていても良い。このバルブを切り替えることにより、外調機の通常運転時においては気化式加湿器に滴下水が供給され、外調機の運転終了後には気化式加湿器にプラズマ殺菌水が供給される。外調機の加湿給水用配管を利用する場合には、気化式加湿器に滴下水を滴下する加湿用滴下ヘッダーを介してプラズマ殺菌水が気化式加湿器に供給される。ただし、供給配管Dは、外調機の加湿給水用配管に連結せずに、殺菌対象である気化式加湿器に直接供給するように配管し専用の供給ヘッダーを設けることもできる。
A supply pipe D having a valve 2b and a liquid feed pump 2c is connected to the water tank 2.
The supply pipe D is a pipe for supplying plasma sterilized water to the sterilization target. The supply pipe D may be connected to the humidification water supply pipe of the external air conditioner via a valve, for example. By switching this valve, dripping water is supplied to the vaporizing humidifier during normal operation of the external air conditioner, and plasma sterilizing water is supplied to the vaporizing humidifier after the operation of the external air conditioner is completed. When the humidifying water supply pipe of the external air conditioner is used, the plasma sterilizing water is supplied to the vaporizing humidifier through a humidifying dropping header that drops dripping water onto the vaporizing humidifier. However, the supply pipe D may be connected to a vaporizing humidifier that is a sterilization target and provided with a dedicated supply header without being connected to the humidifying water supply pipe of the external air conditioner.

バルブ2bは、殺菌対象に対してプラズマ殺菌水を供給する際に、その供給量を調整するための弁である。送液ポンプ2cは、供給されるプラズマ殺菌水の流量を調整するためのポンプである。バルブ2bおよび送液ポンプ2cは、不図示の制御装置に接続されており、この制御装置からの制御信号により、バルブ2bの開度や送液ポンプ2cの流量が制御される。   The valve 2b is a valve for adjusting the supply amount when supplying the plasma sterilizing water to the sterilization target. The liquid feed pump 2c is a pump for adjusting the flow rate of the supplied plasma sterilizing water. The valve 2b and the liquid feed pump 2c are connected to a control device (not shown), and the opening degree of the valve 2b and the flow rate of the liquid feed pump 2c are controlled by a control signal from the control device.

プラズマ殺菌水の供給速度は、速い方が殺菌処理工程の時間短縮になる。ただし、プラズマ殺菌水の送液に外調機の加湿給水用配管および加湿用滴下ヘッダーを用いる場合、送液ポンプの流量は、加湿給水配管、および加湿用滴下ヘッダーの配管抵抗の制限を受けることになる。その場合は、加湿給水配管および加湿用滴下ヘッダーの配管抵抗の制限内で最大流量となるように、バルブ2bの開度や送液ポンプ2cの流量を制御する。   The faster the supply speed of the plasma sterilizing water, the shorter the time for the sterilization process. However, when the humidifier water supply pipe and humidifying drip header of the external air conditioner are used to send the plasma sterilizing water, the flow rate of the liquid feed pump is limited by the pipe resistance of the humidifying water supply pipe and the dampening drip header. become. In that case, the opening degree of the valve 2b and the flow rate of the liquid feed pump 2c are controlled so that the maximum flow rate is within the limits of the pipe resistance of the humidification water supply pipe and the dampening drip header.

さらに、被処理水の水量が多く、水深が例えば100mm以上の場合に、被処理水を攪拌する攪拌装置を備えても良い。通常、誘電体バリア放電により被処理水の水面に揺れが生じるため、誘電体バリア放電が撹拌機能を有していると言える。ただし、水深が深い場合には、放電による揺れのみでは撹拌が不十分になる可能性があるので、水槽2に、貯留された被処理水中に位置するようにプロペラ等を設けると良い。   Furthermore, you may provide the stirring apparatus which stirs to-be-processed water when there are many amounts of to-be-processed water and the water depth is 100 mm or more. Usually, since the surface of the water to be treated is shaken by the dielectric barrier discharge, it can be said that the dielectric barrier discharge has a stirring function. However, when the water depth is deep, stirring may be insufficient only by shaking due to discharge. Therefore, it is preferable to provide a propeller or the like in the water tank 2 so as to be located in the stored treated water.

また、プラズマ殺菌水は、後述する電極3aの近傍である水面において生成される。一方、図2に示すように、プラズマ殺菌水の供給配管Dは、システムの構成上、水槽2の下部側に設けられる場合が多い。従って、水槽2の内部に撹拌装置を設けることで、殺菌対象に供給されるプラズマ殺菌水の殺菌力を一定に保つことができてよい。   Moreover, plasma sterilization water is produced | generated in the water surface which is the vicinity of the electrode 3a mentioned later. On the other hand, as shown in FIG. 2, the plasma sterilizing water supply pipe D is often provided on the lower side of the water tank 2 due to the system configuration. Therefore, by providing a stirring device inside the water tank 2, the sterilizing power of the plasma sterilizing water supplied to the sterilization target may be kept constant.

さらに、水槽2に冷却装置を設けて、被処理水を冷却する構成としても良い。プラズマ放電により被処理水の水温が上昇することで、殺菌因子が分解され殺菌効果が低減する可能性がある。特に、2L以上の被処理水に対してプラズマ処理を行う場合には、処理中または処理後における被処理水の水温上昇が顕著に表れる。また、プラズマ殺菌水生成装置Aのプラズマ放電の条件や、装置を用いた際の気温の影響を受け、2L以下の被処理水であっても被処理水の水温上昇が生じる場合がある。そのような場合には、被処理水を冷却することで、殺菌因子の分解を抑制し生成されたプラズマ殺菌水の殺菌力が高まる。   Furthermore, it is good also as a structure which provides a cooling device in the water tank 2 and cools to-be-processed water. When the temperature of the water to be treated rises due to plasma discharge, the sterilizing factor may be decomposed and the sterilizing effect may be reduced. In particular, when plasma treatment is performed on 2L or more of water to be treated, a rise in the temperature of the water to be treated during or after the treatment appears significantly. In addition, the temperature of the water to be treated may increase even under 2L of water to be treated due to the influence of the plasma discharge conditions of the plasma sterilizing water generator A and the temperature when the device is used. In such a case, by cooling the water to be treated, the sterilizing power of the generated plasma sterilizing water is increased by suppressing the decomposition of the sterilizing factor.

被処理水の冷却はプラズマ放電中のみならず、プラズマ処理において生成されたプラズマ殺菌水を保管する際にも行うことが好ましい。プラズマ処理後の被処理水を冷却することで、プラズマ殺菌水の殺菌力を長時間持続させることが可能となる。冷却機構による被処理水の冷却温度は、10℃以下とすることで、強力な殺菌力を有するプラズマ殺菌水が生成される。また、生成後のプラズマ殺菌水の殺菌効果をより長く持続するためには、プラズマ殺菌水の保管温度を7℃以下とすることが好ましい。   The water to be treated is preferably cooled not only during the plasma discharge but also when storing the plasma sterilizing water generated in the plasma treatment. By cooling the water to be treated after the plasma treatment, the sterilizing power of the plasma sterilizing water can be maintained for a long time. By setting the cooling temperature of the water to be treated by the cooling mechanism to 10 ° C. or less, plasma sterilizing water having strong sterilizing power is generated. Moreover, in order to maintain the sterilizing effect of the plasma sterilizing water after the generation for a longer time, the storage temperature of the plasma sterilizing water is preferably set to 7 ° C. or less.

以上より、冷却機構としては、5〜10Lの処理水を、10〜15分程度で10℃以下に冷却可能な、700W程度の能力のチラーを用いることが好ましい。このチラーに付帯して、水槽2内に金属チューブの熱交換器を設置することで、水槽2内の被処理水の冷却が可能となる。冷却機構の金属チューブの熱交換器は、下記接地極3bと兼用しても良い。   From the above, it is preferable to use a chiller having a capacity of about 700 W that can cool 5 to 10 L of treated water to 10 ° C. or less in about 10 to 15 minutes. Attached to this chiller, by installing a heat exchanger for metal tubes in the water tank 2, the water to be treated in the water tank 2 can be cooled. The heat exchanger for the metal tube of the cooling mechanism may also be used as the following ground electrode 3b.

(一対の電極と誘電体)
減圧チャンバ1の内部には、一対の電極3に相当する電極3aと接地極3bが対向するように配置されている。また、電極3aと接地極3bの間には誘電体4が設置されている。
(A pair of electrodes and dielectric)
Inside the decompression chamber 1, an electrode 3a corresponding to a pair of electrodes 3 and a ground electrode 3b are arranged so as to face each other. A dielectric 4 is provided between the electrode 3a and the ground electrode 3b.

電極3aは、平板状の電極であり、金属で構成されている。金属としては、耐腐食性のある金属として、例えばニッケル、各種ステンレス鋼、アルミ、銅を用いることができる。他には、誘電体4の一例であるガラスとの相性からコバールを用いても良い。電極3aの水平方向の大きさは、水槽2の開口部分より小さく、水槽の内部に収まる程度の大きさとする。すなわち、電極3aの平面の面積は、水面の面積と同程度となる。これにより、水面の面積と同程度の面積を有する面状の誘電体バリア放電を発生させる。   The electrode 3a is a flat electrode and is made of metal. As the metal, for example, nickel, various stainless steels, aluminum, or copper can be used as a metal having corrosion resistance. In addition, Kovar may be used because of compatibility with glass which is an example of the dielectric 4. The size of the electrode 3a in the horizontal direction is smaller than the opening of the water tank 2 and is large enough to fit inside the water tank. That is, the area of the plane of the electrode 3a is approximately the same as the area of the water surface. Thereby, a planar dielectric barrier discharge having an area comparable to the area of the water surface is generated.

平板状の電極3aは、円盤状または四角形において角部分を丸めた形状とすると良い。角を有さない形状とすることで、エッジ部への電解集中や火花放電の進展が防止される。以上より、電極3aは、例えばφ150mmの円盤形状とすることができる。なお、電極3aの金属部には交流電圧印加による発熱が伝導する。従って、電極3aの上面に金属製のヒートシンクを設置し、放熱を促してもよい。   The flat electrode 3a is preferably a disk shape or a quadrangular shape with rounded corners. By adopting a shape having no corners, electrolytic concentration on the edge portion and progress of spark discharge are prevented. From the above, the electrode 3a can be formed into a disk shape of, for example, φ150 mm. Note that heat generated by application of an AC voltage is conducted to the metal portion of the electrode 3a. Therefore, a heat sink made of metal may be installed on the upper surface of the electrode 3a to promote heat dissipation.

電極3aは、水槽2の上部側に配置される。具体的には、図2に示すように、電極3aは、水槽2において被処理水が満水となるように供給された場合において、被処理水の水面上方に位置するように設けられている。すなわち、被処理水の水面と電極aとの間には空間が生じる。   The electrode 3 a is disposed on the upper side of the water tank 2. Specifically, as shown in FIG. 2, the electrode 3 a is provided so as to be positioned above the surface of the water to be treated when the water to be treated is supplied in the water tank 2 so as to be full. That is, a space is generated between the surface of the water to be treated and the electrode a.

本実施形態では、電極3aの下面側は誘電体4で被覆されている。よって、誘電体4は、水槽2に貯留された被処理水の水面と空間を介して対向することになる。従って、上記電極3aと被処理水の水面との間の空間は、実際には誘電体4と被処理水の水面との空間を意味する。   In the present embodiment, the lower surface side of the electrode 3 a is covered with the dielectric 4. Therefore, the dielectric 4 faces the surface of the water to be treated stored in the water tank 2 through the space. Therefore, the space between the electrode 3a and the water surface of the water to be treated actually means the space between the dielectric 4 and the water surface of the water to be treated.

誘電体4と被処理水の水面との間の空間は、狭い方が抵抗は低くなるため放電し易い。ただし、プラズマ殺菌水生成装置Aは外調機の上部等、微細な揺れが生じる場所に載置されることがある。そのため、振動等により被処理水が波立った際に、誘電体4と被処理水が接触する恐れがある。そのため誘電体4と被処理水の水面との間の空間は、5mm以上10mm以下とすることが好ましい。特に、空間を8mmとすることで、適度な印加電圧で放電可能であるとともに、誘電体4と被処理水の接触を防止できることを確認した。   The narrower the space between the dielectric 4 and the water surface of the water to be treated, the easier it is to discharge because the resistance becomes lower. However, the plasma sterilizing water generator A may be placed in a place where fine shaking occurs, such as an upper part of an external air conditioner. Therefore, there is a possibility that the dielectric 4 and the water to be treated come into contact with the water to be treated due to vibration or the like. Therefore, it is preferable that the space between the dielectric 4 and the water surface of the water to be treated is 5 mm or more and 10 mm or less. In particular, it was confirmed that, by setting the space to 8 mm, it is possible to discharge with an appropriate applied voltage and to prevent the dielectric 4 from contacting the water to be treated.

誘電体4は、比誘電率(εr)が比較的大きく、誘電正接(tanδ)が小さく、絶縁耐力(KV/mm)が良いことが好ましい。ただし、比誘電率が数1000を超えるようなチタン酸バリウム等に代表される強誘電体を用いた場合、交流電圧印加による誘電効果がもたらす発熱が高温に達する可能性がある。その場合には、電極3aにヒートシンク等の放熱機構を設け、発熱を発散させる構成を設けると良い。誘電体4の厚さについては、薄い方が放電し易い。ただし、後述する電源5の印加電圧と誘電体4の絶縁耐力との兼ね合いを考慮する必要がある。また、電極3aとしての耐久性・機械的な強度も考慮した上で、誘電体4の厚みを決定する。   The dielectric 4 preferably has a relatively large dielectric constant (εr), a small dielectric loss tangent (tan δ), and a good dielectric strength (KV / mm). However, when a ferroelectric material typified by barium titanate having a relative dielectric constant exceeding several thousand is used, there is a possibility that heat generated by the dielectric effect due to application of an AC voltage reaches a high temperature. In that case, it is preferable to provide a heat dissipation mechanism such as a heat sink in the electrode 3a to dissipate heat. As for the thickness of the dielectric 4, the thinner one is easier to discharge. However, it is necessary to consider the balance between the applied voltage of the power source 5 described later and the dielectric strength of the dielectric 4. The thickness of the dielectric 4 is determined in consideration of durability and mechanical strength as the electrode 3a.

以上の条件を考慮すると、誘電体4の材料としては、ガラス(εr:3〜10、tanδ:0.003)、ポリエチレン(εr:2〜2.5、tanδ:〜0.0005)、ポリプロピレン(εr:2〜2.3、tanδ:〜0.0005)、ポリテトラフルオロエチレン(εr:2.0、tanδ:〜0.0002)、アルマイト(蓚酸アルマイト;εr:6〜10、tanδ:〜0.001)や窒化ケイ素(εr:7〜8、tanδ:0.0005)等のセラミックスを用いることができる。例えば、誘電体4として十分な強度を有するように2〜3mm程度のガラス板やセラミック板を用い、この上に電極3aとして50μm程度の金属層を蒸着することができる。蒸着する金属としては、例えばニッケルやチタンとすると良い。特にガラスとニッケルは相性が良く、ニッケル層に孔等が生じないように均一に蒸着することができるので良い。また、誘電体にコバール封着ガラスを用いてコバールと溶着することも可能である。   Considering the above conditions, the dielectric 4 is made of glass (εr: 3 to 10, tan δ: 0.003), polyethylene (εr: 2 to 2.5, tan δ: to 0.0005), polypropylene ( εr: 2 to 2.3, tan δ: to 0.0005), polytetrafluoroethylene (εr: 2.0, tan δ: to 0.0002), alumite (oxalic acid alumite; εr: 6 to 10, tan δ: to 0 .001) or silicon nitride (εr: 7 to 8, tan δ: 0.0005) or the like can be used. For example, a glass plate or ceramic plate having a thickness of about 2 to 3 mm is used so that the dielectric 4 has sufficient strength, and a metal layer of about 50 μm can be deposited thereon as the electrode 3a. For example, nickel or titanium may be used as the metal to be deposited. In particular, glass and nickel are compatible with each other and can be uniformly deposited so as not to cause holes or the like in the nickel layer. It is also possible to weld to Kovar using Kovar sealing glass as the dielectric.

接地極3bは、水槽2の下部側に配置されている。図1の例では、水槽2は樹脂で形成されており、接地極3bは、水槽2に貯留された被処理水中に水没する位置に設けられている。誘電体バリア放電の放電電流は、被処理水中を経由して接地極3bに流れる構造とする。   The grounding electrode 3 b is disposed on the lower side of the water tank 2. In the example of FIG. 1, the water tank 2 is formed of resin, and the ground electrode 3 b is provided at a position where it is submerged in the water to be treated stored in the water tank 2. The discharge current of the dielectric barrier discharge is configured to flow to the ground electrode 3b through the water to be treated.

接地極3bの材質は金属であれば良く、その形状も自由に変更可能である。ただし、誘電体バリア放電の放電電流を確実にアースに導くことができるように構成する。後述の通り、プラズマによって生成する硝酸の影響により、被処理水はpH3程度となることが実験から明らかとなっている。そのため、水槽2の非処理水中に接地極3bを水没させる場合、水中における耐腐食性に優れ、比較的硝酸系の酸にも耐力がある金属として、例えばステンレスを用いると良い。   The material of the ground electrode 3b may be a metal, and its shape can be freely changed. However, it is configured so that the discharge current of the dielectric barrier discharge can be reliably guided to the ground. As will be described later, it has become clear from experiments that the water to be treated has a pH of about 3 due to the influence of nitric acid generated by plasma. Therefore, when the ground electrode 3b is submerged in the non-treated water of the water tank 2, for example, stainless steel may be used as a metal that is excellent in corrosion resistance in water and relatively resistant to nitric acid.

なお、水槽2を金属にて形成した場合には、水槽2をアースに接続することで水槽2に接地極3bの機能を持たせることができて良い。すなわち、被処理水2の水中に配置される接地極3bは、水槽2そのものを含む。ただし、水槽2が金属で形成されている場合、被処理水の水面から気相側に露出した水槽2の内壁面が、電極3aと著しく近くなると、水槽2の内壁面に向かう火花放電が発生することが考えられる。   In addition, when the water tank 2 is formed of metal, the water tank 2 may be provided with the function of the ground electrode 3b by connecting the water tank 2 to the ground. That is, the ground electrode 3b disposed in the water to be treated 2 includes the water tank 2 itself. However, when the water tank 2 is made of metal, when the inner wall surface of the water tank 2 exposed to the gas phase side from the water surface of the water to be treated becomes extremely close to the electrode 3a, a spark discharge is generated toward the inner wall surface of the water tank 2. It is possible to do.

そのため、図2に示すように、電極3aの側面と水槽2の内壁面との間に、所定の距離を確保すると良い。この距離は、電極3aへの印加電圧、誘電体4の厚み、および減圧チャンバ1の気圧により異なるが、空気の絶縁が1cmあたり30kVであることを考慮すると、50mm以上確保することで火花放電を防止できる。また、水槽2の内壁面の気相に露出する部分を、樹脂コーティング2dを用いて絶縁被覆しても良い。   Therefore, as shown in FIG. 2, a predetermined distance may be secured between the side surface of the electrode 3 a and the inner wall surface of the water tank 2. This distance varies depending on the voltage applied to the electrode 3a, the thickness of the dielectric 4, and the atmospheric pressure of the decompression chamber 1, but considering that the air insulation is 30 kV per cm, spark discharge is ensured by securing 50 mm or more. Can be prevented. Moreover, you may carry out insulation coating of the part exposed to the gaseous phase of the inner wall face of the water tank 2 using the resin coating 2d.

(電源)
電源5は、一対の電極3に誘電体バリア放電発生用の交流電圧を印加する高圧電源である。電源5は、交流の交番周波数が数kHz〜数十kHz、印加電圧は最大で10kV0−p(2〜3kV/cm)程度、電源容量は500VA程度のものを用いることができる。電源5は、被処理水の容量等を考慮し、電圧の印加時間を30分以下とした場合に、プラズマ殺菌水の殺菌力のピークが得られる電源を適宜選択すればよい。電源5は、減圧チャンバ1の外部に設けられ、電極3aに接続される。
(Power supply)
The power source 5 is a high-voltage power source that applies an AC voltage for generating a dielectric barrier discharge to the pair of electrodes 3. As the power source 5, an AC alternating frequency of several kHz to several tens of kHz, an applied voltage of about 10 kV 0-p (2 to 3 kV / cm) at maximum, and a power source capacity of about 500 VA can be used. The power source 5 may be appropriately selected in consideration of the capacity of the water to be treated and the like, when the voltage application time is 30 minutes or less, and the power source capable of obtaining the peak of the sterilizing power of the plasma sterilizing water. The power source 5 is provided outside the decompression chamber 1 and is connected to the electrode 3a.

電源装置の回路構成は、数kHz〜数十kHzの正弦波、三角波、パルス波で、10kV0−p(2〜3kV/cm)程度の交流電圧が発生できるものであれば良い。印加電圧は高い方が処理効率は高くなるが、減圧チャンバ1において気相部が50kPa以下の極低真空に減圧されていることから、10kV0−p(2〜3kV/cm)程度の印加電圧でプラズマを進展させることができる。 The circuit configuration of the power supply, a sine wave of several kHz~ tens kHz, a triangular wave, a pulse wave, 10 kV 0-p may be one (2 to 3 kV / cm) of about AC voltage can be generated. The higher the applied voltage is, the higher the processing efficiency is. However, since the gas phase portion in the decompression chamber 1 is decompressed to an extremely low vacuum of 50 kPa or less, an applied voltage of about 10 kV 0-p (2 to 3 kV / cm). Can develop the plasma.

ここで、電源5は、被処理水1Lに対して、10Wh以上、より好ましくは20Wh以上の電力を投入するように構成されている。例えば、3Lの被処理水を180Wで20分処理することで、被処理水1Lに対して20Whの電力を投入することができる。なお、同じ電力量を投入する場合、電力と投入時間が異なっても、トータルの投入電力量が同じであれば、同様の殺菌効果が得られる。本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置Aでは、10Wh/L以上の電力を投入すれば、殺菌効果を持つプラズマ処理水が生成される。投入する電力を20Wh/L以上とすることで、生成されたプラズマ殺菌水の殺菌効果が向上される。投入電力量は、電源系統に電力計を搭載すればモニタリング可能である。   Here, the power supply 5 is configured to supply power of 10 Wh or more, more preferably 20 Wh or more, to 1 L of water to be treated. For example, 20 Wh of electric power can be supplied to 1 L of water to be treated by treating 3 L of water to be treated at 180 W for 20 minutes. In addition, when the same electric energy is input, even if the electric power and the input time are different, the same sterilizing effect can be obtained if the total input electric energy is the same. In the plasma sterilizing water generating apparatus A of the present embodiment, plasma treated water having a sterilizing effect is generated when electric power of 10 Wh / L or more is input. The sterilization effect of the generated plasma sterilizing water is improved by setting the electric power to be input to 20 Wh / L or more. The input power can be monitored by installing a power meter in the power system.

[2.殺菌水生成工程]
以上のような構成を有するプラズマ殺菌水生成装置Aは、図3に示す通り、以下の工程によりプラズマ殺菌水を生成する。
(1)水槽2に対する被処理水供給工程
(2)減圧チャンバ1の減圧工程
(3)誘電体バリア放電によるプラズマ処理工程
(4)減圧チャンバ1の大気圧開放工程
(5)プラズマ殺菌水の供給工程
[2. Sterilization water generation process]
The plasma sterilizing water generator A having the above-described configuration generates plasma sterilizing water through the following steps as shown in FIG.
(1) To-be-processed water supply process to water tank 2 (2) Depressurization process of decompression chamber 1 (3) Plasma treatment process by dielectric barrier discharge (4) Atmospheric pressure release process of decompression chamber 1 (5) Supply of plasma sterilization water Process

本実施形態における殺菌対象である気化式加湿器は、吸水した加湿フィルタ等のエレメント部に送風することにより気体を加湿する加湿器である。この加湿フィルタは、5〜15L程度の液体を吸水する。一般的な外調機には、加湿フィルタが2枚設けられていることが多い。そのため、以下の殺菌水生成工程では、30Lのプラズマ殺菌水を生成するのに適した構成および条件を一例として記載する。   The vaporization type humidifier which is a sterilization target in the present embodiment is a humidifier that humidifies gas by blowing air to an element portion such as a humidified filter. This humidifying filter absorbs about 5 to 15 L of liquid. A typical external air conditioner is often provided with two humidifying filters. Therefore, in the following sterilizing water generation step, a configuration and conditions suitable for generating 30 L of plasma sterilizing water are described as an example.

また、プラズマ殺菌水による気化式加湿器の殺菌は、外調機の運転終了後である夜間などに行われることを想定している。従って、上記30Lのプラズマ殺菌水は必ずしも一度に生成する必要がない。プラズマ殺菌水を数Lに分けて複数回生成し、その都度気化式加湿器に供給する構成とすると良い。以下の説明では、5Lのプラズマ殺菌水を6回生成することにより、30Lのプラズマ殺菌水を生成する処理工程を詳述する。   In addition, it is assumed that sterilization of the vaporizing humidifier with plasma sterilizing water is performed at night or the like after the operation of the external air compressor. Therefore, the 30 L plasma sterilizing water does not necessarily have to be generated at one time. The plasma sterilized water may be generated several times by dividing into several L and supplied to the vaporizing humidifier each time. In the following description, the processing step of generating 30 L of plasma sterilizing water by generating 5 L of plasma sterilizing water six times will be described in detail.

5Lのプラズマ殺菌水を生成する場合に必要な電源容量は、電源容量500VA〜1000VAである。また、直径150mm程度の円盤状の電極3aを用い、誘電体4はガラスとすると良い。誘電体4であるガラスの厚みは、電極容量を考慮すると2〜3mmとし、十分な強度を持たせた。   The power supply capacity necessary for generating 5 L of plasma sterilizing water is a power supply capacity of 500 VA to 1000 VA. In addition, a disk-shaped electrode 3a having a diameter of about 150 mm is used, and the dielectric 4 is preferably made of glass. The thickness of the glass that is the dielectric 4 was set to 2 to 3 mm in consideration of the electrode capacity, and had sufficient strength.

(被処理水供給工程)
被処理水供給工程では、水槽2に被処理水である純水を5L供給する。すなわち、制御装置からの制御信号により、水槽2のバルブ2aが開状態となる。バルブ2aが開放されることにより、外調機の加湿給水用配管に接続された水槽2の給水管Sを介して、水槽2に純水が供給される。ここでは、水槽2に5Lの純水が供給された時点で、制御装置からの制御信号によりバルブ2aは閉状態に戻される。
(Processed water supply process)
In the to-be-treated water supply step, 5 L of pure water as the to-be-treated water is supplied to the water tank 2. That is, the valve 2a of the water tank 2 is opened by a control signal from the control device. By opening the valve 2a, pure water is supplied to the water tank 2 via the water supply pipe S of the water tank 2 connected to the humidifying water supply pipe of the external air conditioner. Here, when 5 L of pure water is supplied to the water tank 2, the valve 2a is returned to the closed state by a control signal from the control device.

(減圧工程)
減圧工程では、減圧チャンバ1の内部の気体を排出し減圧状態とする。すなわち、制御装置からの制御信号により、減圧チャンバ1のバルブ1bが開状態となる。バルブ1bが開放されると、制御装置からの制御信号により、減圧ポンプ1aが稼働する。減圧ポンプ1aは、減圧チャンバ1が極低真空状態となるまで、減圧チャンバ1の内部の気体を吸引して排出する。ここでは極低真空とは、減圧度が50kPa以下の状態を示す。制御装置は、減圧チャンバ1が極低真空状態となった後に、減圧ポンプ1aを停止しバルブ1bを閉状態とする。
(Decompression step)
In the depressurization step, the gas inside the depressurization chamber 1 is exhausted to make the depressurized state. That is, the valve 1b of the decompression chamber 1 is opened by a control signal from the control device. When the valve 1b is opened, the decompression pump 1a is operated by a control signal from the control device. The decompression pump 1a sucks and discharges the gas inside the decompression chamber 1 until the decompression chamber 1 is in an extremely low vacuum state. Here, extremely low vacuum means a state where the degree of decompression is 50 kPa or less. After the decompression chamber 1 is in an extremely low vacuum state, the control device stops the decompression pump 1a and closes the valve 1b.

(プラズマ処理工程)
プラズマ処理工程では、誘電体4が被覆された電極3aと、被処理水の水面との間の空間に、誘電体バリア放電によりプラズマを生成する。すなわち、電極3aに電源5からの高電圧が印加されると、被処理水の水面と誘電体4との間の空間に、プラズマが生成される。被処理水が、接地極3bと導通していることから、被処理水の水面と誘電体4との間の空間にプラズマが生成されるのである。この気相において生成されたプラズマにより、被処理水においてラジカル類が生成されるため、プラズマ殺菌水を得ることができる。
(Plasma treatment process)
In the plasma processing step, plasma is generated by dielectric barrier discharge in a space between the electrode 3a covered with the dielectric 4 and the surface of the water to be treated. That is, when a high voltage from the power source 5 is applied to the electrode 3 a, plasma is generated in the space between the water surface of the water to be treated and the dielectric 4. Since the water to be treated is electrically connected to the ground electrode 3 b, plasma is generated in the space between the water surface of the water to be treated and the dielectric 4. Since the radicals are generated in the water to be treated by the plasma generated in the gas phase, plasma sterilized water can be obtained.

(大気圧開放工程)
大気圧開放工程では、減圧チャンバ1の減圧を大気圧に開放する。すなわち、制御装置からの制御信号により、減圧チャンバ1のバルブ1bを開状態とする。
(Atmospheric pressure release process)
In the atmospheric pressure release process, the reduced pressure in the reduced pressure chamber 1 is released to the atmospheric pressure. That is, the valve 1b of the decompression chamber 1 is opened by a control signal from the control device.

(プラズマ殺菌水供給工程)
プラズマ殺菌水供給工程では、生成されたプラズマ殺菌水を外調機の気化式加湿器に供給する。すなわち、制御装置からの制御信号により、水槽2のバルブ2bが開状態となる。バルブ2bが開放されると、制御装置からの制御信号により、送液ポンプ2cが稼働する。送液ポンプ2cは、水槽2に貯留されている5Lのプラズマ殺菌水が排出されるまで、水槽2の内部のプラズマ殺菌水を吸引して排出する。プラズマ殺菌水の供給配管Dは、外調機の加湿給水用配管に接続されているため、水槽2から排出されたプラズマ殺菌水は外調機の気化式加湿器に供給され気化式加湿器を殺菌する。そして、水槽2の内部のプラズマ殺菌水が全て排出されたときに、制御装置からの制御信号によりバルブ2bは閉状態に戻される。
(Plasma sterilizing water supply process)
In the plasma sterilizing water supply step, the generated plasma sterilizing water is supplied to the vaporizing humidifier of the external air conditioner. That is, the valve 2b of the water tank 2 is opened by a control signal from the control device. When the valve 2b is opened, the liquid feed pump 2c is operated by a control signal from the control device. The liquid feed pump 2c sucks and discharges the plasma sterilizing water inside the water tank 2 until 5 L of plasma sterilizing water stored in the water tank 2 is discharged. Since the plasma sterilizing water supply pipe D is connected to the humidifying water supply pipe of the external air conditioner, the plasma sterilizing water discharged from the water tank 2 is supplied to the vaporizing humidifier of the external air conditioner. Sterilize. And when all the plasma sterilization water inside the water tank 2 is discharged, the valve 2b is returned to the closed state by the control signal from the control device.

以上のようなプラズマ殺菌水生成工程を6回繰り返すことで、合計30Lのプラズマ殺菌水を生成し、外調機の気化式加湿器に供給する。なお、外調機の気化式加湿器の下部にはドレンパンが設けられている。そのため、気化式加湿器から滴下したプラズマ殺菌水は、このドレンパンを介して外調機の外部に排出される。プラズマ殺菌水のpHは低いが、通常運転時において気化式加湿器に供給される純水により十分に希釈されることから、外調機に腐食等の影響を与えることはない。   By repeating the plasma sterilizing water generation process as described above six times, a total of 30 L of plasma sterilizing water is generated and supplied to the vaporizing humidifier of the external air conditioner. In addition, the drain pan is provided in the lower part of the vaporization type humidifier of an external air conditioner. Therefore, the plasma sterilizing water dripped from the vaporizing humidifier is discharged to the outside of the external air conditioner through this drain pan. Although the pH of the plasma sterilizing water is low, the plasma sterilizing water is sufficiently diluted with pure water supplied to the vaporizing humidifier during normal operation.

[3.プラズマ殺菌水の殺菌原理について]
以下では、本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置が生成したプラズマ殺菌水が、殺菌対象を殺菌する原理について説明する。
[3. About the sterilization principle of plasma sterilization water]
Below, the principle which the plasma sterilization water which the plasma sterilization water production | generation apparatus of this embodiment produced | generated sterilizes the sterilization object is demonstrated.

まず、気相のプラズマによって生成されるラジカル類の代表的な例として、ヒドロキシラジカル(OH・)やスーパーオキシドアニオンラジカル(O ・)、ヒドロペルオキシラジカル(HOO・)などがあり。これらのラジカル類がプラズマ殺菌水に溶存・拡散して殺菌力を発揮する。これまでの研究によれば、高い殺菌力を有するヒドロキシラジカル(OH・)は寿命が非常に短く、殺菌対象液中にほとんど拡散しないとされている。一方、スーパーオキシドアニオンラジカル(O ・)は、水中でも数秒間存在でき、式(1)に示す通り、液中の水素イオン(H)と反応することで極めて殺菌力の高いヒドロペルオキシラジカル(HOO・)を形成するとされる。そして、このヒドロペルオキシラジカル(HOO・)により、液中の菌が殺菌されるとされている。
[O ・] + [H] ⇔ [HOO・] ・・・・(1)
First, representative examples of radicals generated by a plasma gas phase, hydroxyl radicals (OH ·) and the superoxide anion radicals (O 2 - ·), include the hydroperoxy radicals (HOO ·). These radicals are dissolved and diffused in the plasma sterilizing water to exert sterilizing power. According to research so far, hydroxy radicals (OH.) Having a high sterilizing power have a very short life and hardly diffuse into the liquid to be sterilized. On the other hand, the superoxide anion radical (O 2 −. ) Can exist in water for several seconds, and as shown in the formula (1), it reacts with hydrogen ions (H + ) in the liquid to give hydroperoxy having extremely high bactericidal activity. A radical (HOO.) Is formed. And it is supposed that the bacteria in a liquid are sterilized by this hydroperoxy radical (HOO *).
[O 2 ·] + [H + ] ⇔ [HOO ·] (1)

この平衡反応の酸解離定数がpKa4.8である。そのため、液中のpHが4.8よりも低い状態では式(1)の反応が右に進行し、ヒドロペルオキシラジカル(HOO・)が増加する。そのため、従来のプラズマ殺菌水生成装置では、予め液体のpHを4.8以下に調整することで所望の殺菌力を有するプラズマ殺菌水を得ていた。   The acid dissociation constant of this equilibrium reaction is pKa 4.8. Therefore, in the state where the pH in the liquid is lower than 4.8, the reaction of the formula (1) proceeds to the right, and the hydroperoxy radical (HOO) increases. Therefore, in the conventional plasma sterilizing water generating apparatus, plasma sterilizing water having a desired sterilizing power is obtained by adjusting the pH of the liquid to 4.8 or less in advance.

本実施形態で得られるプラズマ殺菌水においても、気相の誘電体バリア放電で生成したラジカル類が、被処理水中に溶存・拡散することで殺菌力を得ていると考えられる。その殺菌因子としては、ヒドロペルオキシラジカル(HOO・)であると思われる。ここで、本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置Aでは、減圧チャンバ1内部の気相に対し誘電体バリア放電が作用することにより気相が含有する窒素分が酸化され、被処理水中に最終的に硝酸として溶解することが確認されている。そのため、表1に示す通り、自動的にpHが3前後まで低下することが実験データから確認された。   Also in the plasma sterilized water obtained in the present embodiment, it is considered that radicals generated by the gas-phase dielectric barrier discharge are dissolved and diffused in the water to be treated to obtain sterilizing power. The bactericidal factor seems to be hydroperoxy radical (HOO). Here, in the plasma sterilizing water generating apparatus A of the present embodiment, the nitrogen content contained in the gas phase is oxidized by the dielectric barrier discharge acting on the gas phase inside the decompression chamber 1, and finally the water is treated. It has been confirmed that it dissolves as nitric acid. Therefore, as shown in Table 1, it was confirmed from experimental data that the pH was automatically lowered to around 3.

表1からも明らかな通り、プラズマ殺菌水生成装置Aにて30分間誘電体バリア放電を作用させたプラズマ殺菌水には、500ppm以上の硝酸が含有しており、pHは3.1前後まで低下していた。以上の測定結果より、本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置Aでは、被処理水のpHが4.8以下となるため、あらかじめpHを調整する手順を取らずとも高い殺菌効果が得られる状態にすることができる。 As is clear from Table 1, the plasma sterilized water subjected to dielectric barrier discharge for 30 minutes in the plasma sterilized water generator A contains 500 ppm or more of nitric acid, and the pH drops to around 3.1. Was. From the above measurement results, in the plasma sterilizing water generator A of the present embodiment, the pH of the water to be treated is 4.8 or less, so that a high sterilizing effect can be obtained without taking a procedure for adjusting the pH in advance. can do.

次に、従来の研究では、殺菌力の高いヒドロペルオキシラジカル(HOO・)の供給源としては、過硝酸(ペルオキシ硝酸:HOONO)が示されている。化学反応などによって合成された過硝酸(HOONO)は、式(2)に示すように、液中で水素イオン(H)、スーパーオキシドアニオンラジカル(O ・)、二酸化窒素(NO・)などを生成するとされており、生じたスーパーオキシドアニオンラジカル(O ・)は、強酸性条件下で殺菌力の高いヒドロペルオキシラジカル(HOO・)を生成して殺菌力が得られるとされている。
[HOONO] ⇔ [H] + [O ・] + [NO・] ・・・・(2)
Next, in a conventional research, pernitric acid (peroxynitric acid: HOONO 2 ) is shown as a supply source of hydroperoxy radical (HOO.) Having a high bactericidal power. Chemistry over nitric synthesized by such (HOONO 2), as shown in equation (2), hydrogen ions (H +) in the liquid, superoxide anion radicals (O 2 - ·), nitrogen dioxide (NO 2 ·) are to be generated, etc., resulting superoxide anion radicals (O 2 - ·), when sterilizing power generates a high hydroperoxy radicals germicidal under strongly acidic conditions (HOO ·) is obtained Has been.
[HOON 2 ] ⇔ [H + ] + [O 2 ·] + [NO 2 ·] (2)

また、過硝酸(HOONO)の生成機構については、式(3)〜式(5)に示す通り、とされている。すなわち、亜硝酸(HNO)と過酸化水素(H)が反応してペルオキシナイトライト(HOONO)が生成する。そして、酸性下で水素イオン(H)と反応してニトロニウムイオン(NO )と水(HO)を生成する。さらに、ニトロニウムイオン(NO )が過酸化水素(H)と反応して過硝酸(HOONO)と水素イオン(H)を生成する反応が、強酸性下で進行するとされている。
[HNO] + [H] → [HOONO] ・・・・(3)
[HOONO] + [H] ⇔ [NO ] + [HO] ・・・・(4)
[NO ] + [H] ⇔ [HOONO] + [H] ・・・・(5)
The production mechanism of pernitric acid (HOONO 2 ) is as shown in equations (3) to (5). That is, nitrous acid (HNO 2 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) react to produce peroxynitrite (HOONO). Then, it reacts with hydrogen ions (H + ) under acidic conditions to generate nitronium ions (NO 2 + ) and water (H 2 O). Furthermore, a reaction in which nitronium ion (NO 2 + ) reacts with hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) to produce pernitric acid (HOONO 2 ) and hydrogen ion (H + ) proceeds under strong acidity. ing.
[HNO 2 ] + [H 2 O 2 ] → [HOONO] (3)
[HOONO] + [H + ] ⇔ [NO 2 + ] + [H 2 O] (4)
[NO 2 + ] + [H 2 O 2 ] ⇔ [HOONO 2 ] + [H + ] (5)

ここで、一般に、大気圧プラズマの放電場では様々な反応生成物が生じており、その中には過酸化水素(H)や亜硝酸(HNO)も含まれることが報告されている。上記表1に記載の通り、本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置Aにて生成したプラズマ殺菌水においては、過酸化水素(H)および硝酸(HNO)の含有が確認されている。従って、被処理水に誘電体バリア放電が作用することで、過硝酸(HOONO)の前駆体である亜硝酸(HNO)と過酸化水素(H)が生成される。この前駆体の生成により、被処理水中に過硝酸(HOONO)が生成されていると考えられる。 Here, in general, various reaction products are generated in the discharge field of the atmospheric pressure plasma, and it is reported that hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and nitrous acid (HNO 2 ) are included in the reaction product. Yes. As described in Table 1 above, in the plasma sterilized water generated by the plasma sterilized water generating apparatus A of the present embodiment, it is confirmed that hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and nitric acid (HNO 3 ) are contained. . Accordingly, dielectric barrier discharge acts on the water to be treated, thereby generating nitrous acid (HNO 2 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), which are precursors of pernitric acid (HOONO 2 ). By the formation of the precursor is believed that excessive nitrate (HOONO 2) is generated in the water to be treated.

上述の通り、プラズマ殺菌水生成装置Aが生成するプラズマ殺菌水のpHは3.1前後の強酸性下である。従って、誘電体バリア放電により亜硝酸(HNO)と過酸化水素(H)により過硝酸(HOONO)を生成され、被処理水中に溶解する。これらの物質が、高い殺菌力を持つヒドロペルオキシラジカル(HOO・)の供給源となっていると考えられる。 As described above, the pH of the plasma sterilizing water generated by the plasma sterilizing water generating apparatus A is under a strong acidity around 3.1. Accordingly, pernitric acid (HOONO 2 ) is generated by nitrous acid (HNO 2 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) by dielectric barrier discharge, and is dissolved in the water to be treated. These substances are considered to be a source of hydroperoxy radical (HOO) having high bactericidal activity.

[4.実験]
(1)常温のプラズマ殺菌水を用いた実験
本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置Aが生成したプラズマ殺菌水について、その殺菌効果を検証した結果を以下に示す。実験に用いたプラズマ殺菌水は、被処理水として常温(約25℃)の純水1Lを用いて生成した。減圧チャンバ1の減圧度は50kPa(abs)とし、電源5の交番周波数を20kHz、印加電圧を10kV0−p(18kVp−p)にて発生させた正弦波により誘電体バリア放電を発生させた。電圧の印加時間、すなわちプラズマの生成時間は、30分とした。
[4. Experiment]
(1) Experiment using room-temperature plasma sterilization water The results of verifying the sterilization effect of the plasma sterilization water generated by the plasma sterilization water generator A of the present embodiment are shown below. The plasma sterilizing water used in the experiment was generated using 1 L of pure water at room temperature (about 25 ° C.) as the water to be treated. The degree of decompression of the decompression chamber 1 is 50 kPa (abs), a dielectric barrier discharge is generated by a sine wave generated at an alternating frequency of the power source 5 of 20 kHz and an applied voltage of 10 kV 0-p (18 kV p-p ). . The voltage application time, that is, the plasma generation time was 30 minutes.

実験は、濃度約10CFU/mLに調整した大腸菌(ATCC13706)懸濁液1mLを採取したアンプルを4つ用意して行った。アンプルのうち、1つには純水を9mL添加して10倍希釈し、濃度約10CFU/mLのコントロール検体とした。残りの3のアンプルには、プラズマ殺菌水を9mL添加して10倍希釈し、試験検体とした。試験検体については、生成直後のプラズマ殺菌水、生成後30分経過したプラズマ殺菌水、および生成後60分経過したプラズマ殺菌水、の3種のプラズマ殺菌水を用いて各試験検体を作成した。コントロール検体と3種の試験検体を培養後、コロニー数をカウントした。 The experiment was performed by preparing four ampoules obtained by collecting 1 mL of an Escherichia coli (ATCC 13706) suspension adjusted to a concentration of about 10 8 CFU / mL. Of ampoule, a pure water to one was added to diluted 10-fold 9 mL, was used as a control sample at a concentration of about 10 8 CFU / mL. To the remaining 3 ampoules, 9 mL of plasma sterilized water was added and diluted 10 times to obtain a test specimen. For the test specimens, each test specimen was prepared using three types of plasma sterilized water: plasma sterilized water immediately after generation, plasma sterilized water 30 minutes after generation, and plasma sterilized water 60 minutes after generation. After culturing the control specimen and three kinds of test specimens, the number of colonies was counted.

コロニー数をカウントした結果を図4に示す。図4より、プラズマ処理直後のプラズマ殺菌水を用いた試験検体の生菌数は、コントロール検体に対して6桁以上減少しており、生成直後のプラズマ殺菌水が強力な殺菌力を有していることが分かる。また、プラズマ処理後30分経過したプラズマ殺菌水を用いた試験検体では、コントロール検体に対して5桁以上生菌が減少しており、十分高い殺菌力を有していた。一方、プラズマ処理後60分経過したプラズマ殺菌水を用いた試験検体では、他の2種のプラズマ殺菌水と比較して殺菌力が低下していることが分かる。   The results of counting the number of colonies are shown in FIG. As shown in FIG. 4, the number of viable bacteria in the test sample using the plasma sterilized water immediately after the plasma treatment is reduced by 6 digits or more compared to the control sample, and the plasma sterilized water immediately after the generation has a strong sterilizing power. I understand that. Moreover, in the test sample using plasma sterilized water 30 minutes after the plasma treatment, the number of viable bacteria was reduced by 5 digits or more compared to the control sample, and it had a sufficiently high sterilizing power. On the other hand, in the test specimen using plasma sterilized water 60 minutes after the plasma treatment, it can be seen that the sterilizing power is reduced as compared with the other two types of plasma sterilized water.

以上の結果より、本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置Aにより生成された常温のプラズマ殺菌水は、プラズマ処理終了後30分程度は殺菌効果が持続することが確認された。   From the above results, it was confirmed that the sterilizing effect of the normal temperature plasma sterilized water generated by the plasma sterilized water generating apparatus A of the present embodiment continues for about 30 minutes after the plasma treatment is completed.

(2)プラズマ殺菌水の殺菌効果に関する実験
本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置Aが生成したプラズマ殺菌水の殺菌効果と、殺菌用途に用いられる市販の電解水の殺菌効果を比較した。比較対象とした電解水は、外調機の気化式加湿器の殺菌にも利用されているもので、pH6付近の微酸性の次亜塩素酸水(HCLO)である。以下の実験に用いたプラズマ殺菌水は、純水500mLを用いて生成した。減圧チャンバ1の条件は上記実験(1)と同じである。電圧の印加時間、すなわちプラズマの生成時間は、10分とした。
(2) Experiment about the sterilization effect of plasma sterilization water The sterilization effect of the plasma sterilization water which the plasma sterilization water production | generation apparatus A of this embodiment produced | generated and the sterilization effect of the commercially available electrolytic water used for a sterilization use were compared. The electrolyzed water used as a comparison object is also used for sterilization of the vaporizing humidifier of the external air conditioner, and is slightly acidic hypochlorous acid water (HCLO) around pH 6. The plasma sterilizing water used in the following experiments was generated using 500 mL of pure water. The conditions of the decompression chamber 1 are the same as those in the experiment (1). The voltage application time, that is, the plasma generation time was 10 minutes.

実験方法は、上記の2つの実験と同様であり、大腸菌(ATCC13706)懸濁液1mLを、コントロール検体では純水9mL、試験検体では本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置Aが生成したプラズマ殺菌水9mL、比較検体では電解水(微酸性次亜塩素酸水)9mLを用いて、それぞれ10倍希釈した。これら3つの検体を培養してコロニー数をカウントした。   The experimental method is the same as the above two experiments, and 1 mL of E. coli (ATCC 13706) suspension was used as a control sample, 9 mL of pure water, and as a test sample, plasma sterilized water generated by the plasma sterilized water generator A of the present embodiment. 9 mL and the comparative sample were each diluted 10 times with 9 mL of electrolyzed water (slightly acidic hypochlorous acid water). These three specimens were cultured and the number of colonies was counted.

図5より、試験検体および比較検体の生菌数は、コントロール検体に対して6桁以上減少し、検出限界に達していた。これより、本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置Aが生成したプラズマ殺菌水は、気化式加湿器の殺菌にも用いられる市販の電解水(微酸性次亜塩素酸水)と同等の、強力な殺菌効果を有することが証明された。   From FIG. 5, the viable cell counts of the test sample and the comparative sample decreased by 6 digits or more compared to the control sample, and reached the detection limit. Thus, the plasma sterilized water generated by the plasma sterilized water generator A of the present embodiment is equivalent to a commercially available electrolyzed water (slightly acidic hypochlorous acid water) used for sterilization of a vaporizing humidifier. Proven to have a bactericidal effect.

(3)低温の被処理水を用いた実験
常温(約25℃)の被処理水を用いて生成したプラズマ殺菌水と、冷却状態(約5℃)の被処理水を用いて生成したプラズマ殺菌水の殺菌力の比較を行った。実験に用いたプラズマ殺菌水は、それぞれ純水500mLを用いて生成した。減圧チャンバ1の条件は上記実験(1)と同じである。電圧の印加時間、すなわちプラズマの生成時間は、10分とした。
(3) Experiment using low-temperature treated water Plasma sterilized water produced using treated water at room temperature (about 25 ° C) and plasma sterilized produced using treated water in a cooled state (about 5 ° C) The sterilizing power of water was compared. The plasma sterilizing water used in the experiment was generated using 500 mL of pure water. The conditions of the decompression chamber 1 are the same as those in the experiment (1). The voltage application time, that is, the plasma generation time was 10 minutes.

実験は、濃度約10CFU/mLに調整した大腸菌(ATCC13706)懸濁液1mLを採取したアンプルを8つ用意して行った。コントロール検体については、上記(1)と同様に作成した。同じものを冷却した純水にて作成し、冷却した場合のコントロール検体とした。また、3つのアンプルには、プラズマ殺菌水を9mL添加して10倍希釈し、試験検体とした。試験検体については、生成直後のプラズマ殺菌水、生成後30分経過したプラズマ殺菌水、および生成後60分経過したプラズマ殺菌水、の3種のプラズマ殺菌水を用いて各試験検体を作成した。さらに3つのアンプルには、同じものを冷却して生成された各種プラズマ殺菌水にて作成し、冷却した場合の試験検体とした。2種のコントロール検体と6種の試験検体を培養後、コロニー数をカウントした。 The experiment was performed by preparing eight ampoules obtained by collecting 1 mL of an Escherichia coli (ATCC 13706) suspension adjusted to a concentration of about 10 8 CFU / mL. The control sample was prepared in the same manner as (1) above. The same sample was prepared with cooled pure water and used as a control sample when cooled. In addition, 9 mL of plasma sterilized water was added to the three ampoules and diluted 10 times to obtain test specimens. For the test specimens, each test specimen was prepared using three types of plasma sterilized water: plasma sterilized water immediately after generation, plasma sterilized water 30 minutes after generation, and plasma sterilized water 60 minutes after generation. Further, three ampoules were prepared with various plasma sterilized water produced by cooling the same one, and used as test specimens when cooled. After culturing 2 types of control samples and 6 types of test samples, the number of colonies was counted.

コロニー数をカウントした結果を図6に示す。図6には、被処理水が常温であった場合と冷却されていた場合の結果を並べて示す。まず、常温の被処理水を用いて生成されたプラズマ殺菌水では、プラズマ処理後30分程度は高い殺菌力を有するが、60分経過すると殺菌効果が著しく低下した。一方、5℃程度に冷却した被処理水を用いて生成されたプラズマ殺菌水では、プラズマ処理後60分経過しても、コントロール検体に対して5桁以上菌が減少していた。   The results of counting the number of colonies are shown in FIG. In FIG. 6, the result when the to-be-processed water was normal temperature and the case where it cooled is shown side by side. First, plasma sterilization water produced using normal water to be treated has a high sterilization power for about 30 minutes after the plasma treatment, but after 60 minutes, the sterilization effect was significantly reduced. On the other hand, in the plasma sterilized water generated using the water to be treated cooled to about 5 ° C., the bacteria were reduced by 5 digits or more with respect to the control specimen even after 60 minutes had passed after the plasma treatment.

上記の通り、プラズマ殺菌水生成装置Aが生成するプラズマ殺菌水には、殺菌因子として過硝酸が含まれる。この過硝酸は、温度上昇により消失するため、被処理水を冷却することにより殺菌因子を長寿命化できたと考えられる。以上の結果より、被処理水の水温を低く保ってプラズマ処理を施すことで、生成されるプラズマ殺菌水の殺菌効果の持続性を向上できることがわかった。   As above-mentioned, pernitric acid is contained in the plasma sterilization water which the plasma sterilization water production | generation apparatus A produces | generates as a sterilization factor. Since this pernitric acid disappears as the temperature rises, it is considered that the sterilization factor could be extended by cooling the water to be treated. From the above results, it was found that the sustainability of the sterilizing effect of the generated plasma sterilizing water can be improved by performing the plasma treatment while keeping the water temperature of the water to be treated low.

(4)被処理水に対する投入電力量に関する実験
本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置Aにより投入される電力量と、生成されたプラズマ殺菌水の殺菌効果の関係を検証した結果を以下に示す。第1の実験に用いたプラズマ殺菌水は、被処理水として冷却した純水4Lを用いて生成した。減圧チャンバ1の条件は上記実験(1)と同じである。そして、電源5は、被処理水4Lに対して、240wの電力を10分間印加した。すなわち、第1の実験における投入電力量は、10Wh/Lである。
(4) Experiment on input electric energy for water to be treated A result of verifying the relationship between the electric energy input by the plasma sterilizing water generator A of the present embodiment and the sterilizing effect of the generated plasma sterilizing water is shown below. The plasma sterilizing water used in the first experiment was generated using 4 L of pure water cooled as water to be treated. The conditions of the decompression chamber 1 are the same as those in the experiment (1). And the power supply 5 applied 240-w electric power with respect to the to-be-processed water 4L for 10 minutes. That is, the input power amount in the first experiment is 10 Wh / L.

実験は、濃度約10CFU/mLに調整した大腸菌(ATCC13706)懸濁液1mLを採取したアンプルを10用意して行った。半分の5つのアンプルには純水を9mL添加して10倍希釈し、濃度約10CFU/mLのコントロール検体とした。残りの5のアンプルには、プラズマ殺菌水を9mL添加して10倍希釈し、試験検体とした。試験検体については、生成直後のプラズマ殺菌水のプラズマ殺菌水を用いて各試験検体を作成した。コントロール検体と試験検体を培養後、コロニー数をカウントした。 The experiment was performed by preparing 10 ampoules obtained by collecting 1 mL of an E. coli (ATCC 13706) suspension adjusted to a concentration of about 10 8 CFU / mL. Half of the 5 ampoules were added 9 mL of pure water and diluted 10-fold to obtain a control sample having a concentration of about 10 8 CFU / mL. To the remaining 5 ampoules, 9 mL of plasma sterilized water was added and diluted 10 times to obtain a test specimen. About the test specimen, each test specimen was created using plasma sterilized water immediately after generation. After culturing the control sample and the test sample, the number of colonies was counted.

コロニー数をカウントした結果を図7に示す。図7より、殺菌効果にバラつきはあるものの、3桁〜6桁生菌が減少しており、殺菌力を有していることが分かる。以上の結果より、本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置Aの電源5を、被処理水1Lに対して10Whの電力を投入する構成とすることで、殺菌力を有するプラズマ殺菌水が生成可能であることが確認された。   The results of counting the number of colonies are shown in FIG. FIG. 7 shows that although there are variations in the bactericidal effect, the number of viable bacteria of 3 to 6 digits is reduced and has a bactericidal power. From the above results, the plasma sterilizing water having sterilizing power can be generated by setting the power source 5 of the plasma sterilizing water generating apparatus A of the present embodiment to a power of 10 Wh to the treated water 1L. It was confirmed that there was.

次に、電源5による投入電力量を増加して第2の実験を行った。第2の実験に用いたプラズマ殺菌水は、被処理水として冷却した純水3Lを用いて生成した。減圧チャンバ1の条件は上記実験(1)と同じである。そして、電源5は、被処理水3Lに対して、180Wの電力を20分間印加した。すなわち、第2の実験における投入電力量は、20Wh/Lである。   Next, a second experiment was performed by increasing the amount of power input by the power source 5. The plasma sterilizing water used in the second experiment was generated using 3 L of pure water cooled as water to be treated. The conditions of the decompression chamber 1 are the same as those in the experiment (1). The power source 5 applied 180 W of power to the treated water 3L for 20 minutes. That is, the input power amount in the second experiment is 20 Wh / L.

実験は、濃度約10CFU/mLに調整した大腸菌(ATCC13706)懸濁液1mLを採取したアンプルを14用意して行った。半分の7つのアンプルには純水を9mL添加して10倍希釈し、濃度約10CFU/mLのコントロール検体とした。残りの7のアンプルには、プラズマ殺菌水を9mL添加して10倍希釈し、試験検体とした。試験検体については、生成直後のプラズマ殺菌水のプラズマ殺菌水を用いて各試験検体を作成した。コントロール検体と試験検体を培養後、コロニー数をカウントした。 The experiment was performed by preparing 14 ampoules obtained by collecting 1 mL of an E. coli (ATCC 13706) suspension adjusted to a concentration of about 10 8 CFU / mL. Half of the seven ampoules were diluted 10-fold by adding 9 mL of pure water to serve as a control sample having a concentration of about 10 8 CFU / mL. To the remaining 7 ampoules, 9 mL of plasma sterilized water was added and diluted 10-fold to prepare test specimens. About the test specimen, each test specimen was created using plasma sterilized water immediately after generation. After culturing the control sample and the test sample, the number of colonies was counted.

コロニー数をカウントした結果を図8に示す。図8より、第2の実験では、1つを除くほぼすべての検体において、6桁以上生菌が減少しており、非常に高い殺菌力を有していることが分かる。以上の結果より、本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置Aの電源5を、被処理水1Lに対して20Whの電力を投入する構成とすることで、より高い殺菌力を有するプラズマ殺菌水を確実に生成可能であることが確認された。   The results of counting the number of colonies are shown in FIG. From FIG. 8, it can be seen that in the second experiment, viable bacteria are reduced by 6 orders of magnitude or more in almost all specimens except one, and has a very high bactericidal power. From the above results, the power source 5 of the plasma sterilizing water generating apparatus A of the present embodiment is configured to apply 20 Wh of power to 1 L of water to be treated, so that plasma sterilizing water having higher sterilizing power can be reliably obtained. It was confirmed that it can be generated.

(5)被処理水に対する投入電力量の検討
本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置Aの電源5が投入する電力と、投入時間が生成されたプラズマ殺菌水に与える影響を検討した。具体的には、プラズマ殺菌水Aとして、被処理水として冷却した純水3Lに対して、180Wの電力を20分間印加した殺菌水を用意した。プラズマ殺菌水Aに対する電力投入量は20Wh/Lである。また、プラズマ殺菌水Bとして、被処理水として冷却した純水4Lに対して、400Wの電力を10分間印加した殺菌水を用意した。プラズマ殺菌水Bに対する電力投入量は17Wh/Lである。
(5) Examination of the amount of electric power supplied to the water to be treated The electric power supplied by the power source 5 of the plasma sterilizing water generating apparatus A of the present embodiment and the influence on the generated plasma sterilizing water were examined. Specifically, as plasma sterilizing water A, sterilizing water in which 180 W of power was applied for 20 minutes to 3 L of pure water cooled as water to be treated was prepared. The amount of power input to the plasma sterilizing water A is 20 Wh / L. Moreover, as the plasma sterilizing water B, sterilizing water was prepared by applying 400 W of power for 10 minutes to 4 L of pure water cooled as water to be treated. The amount of power input to the plasma sterilizing water B is 17 Wh / L.

実験は、濃度約10CFU/mLに調整した大腸菌(ATCC13706)懸濁液1mLを採取したアンプルを10用意して行った。5つのアンプルには純水を9mL添加して10倍希釈し、濃度約10CFU/mLのコントロール検体とした。残りのアンプルのうち、3つのアンプルには、プラズマ殺菌水Aを9mL添加して10倍希釈し、試験検体とした。また、2つのアンプルには、プラズマ殺菌水Bを9mL添加して10倍希釈し、試験検体とした。試験検体については、生成直後のプラズマ殺菌水のプラズマ殺菌水を用いて各試験検体を作成した。コントロール検体と試験検体を培養後、コロニー数をカウントした。 The experiment was performed by preparing 10 ampoules obtained by collecting 1 mL of an E. coli (ATCC 13706) suspension adjusted to a concentration of about 10 8 CFU / mL. Five ampoules were added 10 mL of pure water and diluted 10-fold to obtain a control sample having a concentration of about 10 8 CFU / mL. Among the remaining ampoules, 9 mL of plasma sterilized water A was added to three ampoules and diluted 10 times to obtain test specimens. In addition, 9 mL of plasma sterilized water B was added to the two ampoules and diluted 10 times to obtain test specimens. About the test specimen, each test specimen was created using plasma sterilized water immediately after generation. After culturing the control sample and the test sample, the number of colonies was counted.

コロニー数をカウントした結果を図9に示す。図9より、プラズマ殺菌水Aを用いた場合と、プラズマ殺菌水Bを用いた場合では、どちらも6桁以上生菌が減少しており、非常に高い殺菌力を有していることが分かる。すなわち、ほぼ同じ電力量を投入する場合であれば、電力と投入時間が異なっても、トータルの電力量に基づいた殺菌力を有するプラズマ殺菌水が生成可能であることが確認された。   The results of counting the number of colonies are shown in FIG. From FIG. 9, it can be seen that in both cases where the plasma sterilizing water A and the plasma sterilizing water B are used, viable bacteria are reduced by 6 digits or more and have a very high sterilizing power. . That is, it was confirmed that plasma sterilizing water having sterilizing power based on the total amount of electric power can be generated even when the electric power and the input time are different if almost the same amount of electric power is applied.

(6)被処理水量と水温に関する実験
上記(1)に記載の実験の通り、被処理水の水量が1L以下である場合には、常温でプラズマ処理を行っても殺菌力を有するプラズマ殺菌水を生成することが可能であった。そこで、本実験では、被処理水として常温(約25℃)の純水2Lに増加させて生成された常温のプラズマ殺菌水の殺菌力を検証した。
(6) Experiment on amount of water to be treated and water temperature As the experiment described in (1) above, when the amount of water to be treated is 1 L or less, plasma sterilizing water having sterilizing power even if plasma treatment is performed at room temperature It was possible to generate Therefore, in this experiment, the sterilizing power of room temperature plasma sterilized water generated by increasing the temperature of the treated water to 2 L of normal water (about 25 ° C.) was verified.

減圧チャンバ1の条件は上記実験(1)と同じである。まず、電源5が、常温の被処理水2Lに対して、180Wの電力を20分間印加したものを、常温のプラズマ殺菌水Cとした。次に、電源5が、常温の被処理水2Lに対して、180Wの電力を30分間印加したものを、常温のプラズマ殺菌水Dとした。   The conditions of the decompression chamber 1 are the same as those in the experiment (1). First, the power source 5 applied 180 W electric power for 20 minutes to 2 L of normal water to be treated was designated as room temperature plasma sterilizing water C. Next, the power source 5 applied 180 W electric power for 30 minutes to 2 L of normal water to be treated was designated as room temperature plasma sterilizing water D.

実験は、濃度約10CFU/mLに調整した大腸菌(ATCC13706)懸濁液1mLを採取したアンプルを5つ用意して行った。コントロール検体については、上記(1)と同様に作成した。残りの4つアンプルには、生成後1分間静置したプラズマ殺菌水C、D、および生成後30分間静置したプラズマ殺菌水CおよびDをそれぞれ9mL添加して10倍希釈し、試験検体とした。コントロール検体と試験検体を培養後、コロニー数をカウントした。 The experiment was performed by preparing five ampoules obtained by collecting 1 mL of an Escherichia coli (ATCC 13706) suspension adjusted to a concentration of about 10 8 CFU / mL. The control sample was prepared in the same manner as (1) above. The remaining four ampoules were each diluted 10-fold by adding 9 mL of plasma sterilized water C and D that was allowed to stand for 1 minute after generation, and 9 mL of plasma sterilized water C and D that was allowed to stand for 30 minutes after generation, did. After culturing the control sample and the test sample, the number of colonies was counted.

コロニー数をカウントした結果を図10に示す。なお、図10では、コントロール検体のコロニー数はグラフ上部に点線で示している。図10より、静置時間を問わず、プラズマ殺菌水Cおよびプラズマ殺菌水Dのいずれもが、十分な殺菌力を有していなかった。なお、被処理水2Lに対して、投入電力量を330W×20分、および330W×30分としてプラズマ殺菌水を生成しても殺菌効果を得ることはできなかった。この結果は、被処理水の水量が増加する場合、プラズマのパワーを増加させる必要が生じ、被処理後の水温が上昇することに原因があると考えられた。上記実験では、プラズマ処理開始前の被処理水の温度は20℃程度であったものの、処理後の被処理水の温度は30〜40℃であった。プラズマ放電による水温上昇により、殺菌因子が分解され、殺菌効果がなくなっていることが予想された。   The results of counting the number of colonies are shown in FIG. In FIG. 10, the number of colonies of the control specimen is indicated by a dotted line at the top of the graph. As shown in FIG. 10, neither the plasma sterilized water C nor the plasma sterilized water D had sufficient sterilizing power regardless of the standing time. In addition, even if plasma sterilization water was produced | generated by making input electric energy into 330Wx20 minutes and 330Wx30 minutes with respect to 2L of to-be-processed water, the bactericidal effect was not able to be acquired. This result was thought to be caused by the need to increase the plasma power when the amount of water to be treated increased, and the water temperature after treatment being increased. In the said experiment, although the temperature of the to-be-processed water before a plasma process start was about 20 degreeC, the temperature of the to-be-processed water after a process was 30-40 degreeC. It was expected that the bactericidal factor was decomposed and the bactericidal effect was lost due to the rise in water temperature due to plasma discharge.

そこで、プラズマ処理工程時において、純水2Lを2℃に冷却して同様の実験を行った。まず、電源5が、被処理水に対して、180Wの電力を10分間印加したものを、常温のプラズマ殺菌水Eとした。次に、電源5が、の被処理水に対して、180Wの電力を20分間印加したものを、常温のプラズマ殺菌水Fとした。最後に、電源5が、被処理水に対して、180Wの電力を30分間印加したものを、常温のプラズマ殺菌水Gとした。   Therefore, the same experiment was performed by cooling 2 L of pure water to 2 ° C. during the plasma treatment step. First, what the power supply 5 applied 180-watt electric power with respect to the to-be-processed water for 10 minutes was used as the plasma sterilization water E of normal temperature. Next, a power source 5 that applied 180 W of power to the water to be treated for 20 minutes was used as plasma sterilizing water F at room temperature. Finally, the power source 5 applied 180 W of power to the water to be treated for 30 minutes was designated as plasma sterilized water G at room temperature.

実験は、濃度約10CFU/mLに調整した大腸菌(ATCC13706)懸濁液1mLを採取したアンプルを13用意して行った。コントロール検体については、上記(1)と同様に作成した。残りの12のアンプルのうち、2つのアンプルには、生成後1分間静置したプラズマ殺菌水Eを9mL添加して10倍希釈し、試験検体とした。他の2つのアンプルには、生成後1分間静置したプラズマ殺菌水Fを9mL添加して10倍希釈し、試験検体とした。また他の2つのアンプルには、生成後1分間静置したプラズマ殺菌水Gを9mL添加して10倍希釈し、試験検体とした。さらに残りの6つのアンプについては、生成後30分間静置したプラズマ殺菌水E、F、Gを用いて、同様に試験検体を作成した。コントロール検体と試験検体を培養後、コロニー数をカウントした。 The experiment was performed by preparing 13 ampoules obtained by collecting 1 mL of an Escherichia coli (ATCC 13706) suspension adjusted to a concentration of about 10 8 CFU / mL. The control sample was prepared in the same manner as (1) above. Of the remaining 12 ampoules, 9 mL of plasma sterilized water E, which was allowed to stand for 1 minute after generation, was added to the ampules and diluted 10-fold to prepare test specimens. To the other two ampoules, 9 mL of plasma sterilized water F, which was allowed to stand for 1 minute after generation, was added and diluted 10-fold to prepare test specimens. In addition, 9 mL of plasma sterilized water G that was allowed to stand for 1 minute after the production was added to the other two ampoules and diluted 10 times to obtain test specimens. Further, for the remaining six amplifiers, test specimens were similarly prepared using plasma sterilized waters E, F, and G that were allowed to stand for 30 minutes after generation. After culturing the control sample and the test sample, the number of colonies was counted.

コロニー数をカウントした結果を図11に示す。図11より、生成後1分間静置したプラズマ殺菌水では、5桁以上生菌が減少しており、十分な殺菌効果が得られていた。特に、電力投入量が30Wh/L以上であるプラズマ殺菌水FおよびGでは、6桁以上生菌が減少しており、強力な殺菌効果を有するプラズマ殺菌水が得られていることが分かった。被処理水が2L以上である場合には、被処理水を冷却することで殺菌効果を有するプラズマ殺菌水を生成できることが確認できた。   The results of counting the number of colonies are shown in FIG. From FIG. 11, in the plasma sterilized water that was allowed to stand for 1 minute after generation, viable bacteria were reduced by 5 digits or more, and a sufficient sterilizing effect was obtained. In particular, in the plasma sterilizing waters F and G in which the power input amount is 30 Wh / L or more, it was found that viable bacteria decreased by 6 digits or more, and plasma sterilizing water having a strong sterilizing effect was obtained. When the water to be treated was 2 L or more, it was confirmed that the plasma sterilizing water having a sterilizing effect could be generated by cooling the water to be treated.

また、図11より、生成後30分静置されたプラズマ殺菌水では、殺菌効果が得られなかった。本実験では、プラズマ処理中のみ被処理水を冷却したため、静置中にプラズマ殺菌水の水温が上昇し、殺菌因子が分解されたと考えられる。   Moreover, the sterilization effect was not acquired in the plasma sterilization water left still for 30 minutes after production | generation from FIG. In this experiment, since the water to be treated was cooled only during the plasma treatment, the temperature of the plasma sterilizing water increased during the standing and the sterilizing factor was considered to be decomposed.

(7)冷却温度と投入電力量に関する実験
本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置Aにおいて、冷却機構による冷却温度と、投入電力量が生成されたプラズマ殺菌水に与える影響を検討した。減圧チャンバ1の条件は上記実験(1)と同じである。電源5が、2℃に冷却された被処理水3Lに対して、180Wの電力を10分間印加したものプラズマ殺菌水Hとした。電源5が、2℃に冷却された被処理水3Lに対して、180Wの電力を20分間印加したものプラズマ殺菌水Iとした。電源5が、2℃に冷却された被処理水3Lに対して、180Wの電力を30分間印加したものプラズマ殺菌水Jとした。
(7) Experiment on cooling temperature and input electric energy In the plasma sterilizing water generating apparatus A of the present embodiment, the cooling temperature by the cooling mechanism and the influence of the input electric energy on the generated plasma sterilizing water were examined. The conditions of the decompression chamber 1 are the same as those in the experiment (1). The plasma sterilizing water H was obtained by applying a power of 180 W for 10 minutes to 3 L of water to be treated cooled to 2 ° C. The plasma sterilized water I was obtained by applying a power of 180 W for 20 minutes to 3 L of water to be treated cooled to 2 ° C. The plasma sterilized water J was obtained by applying a power of 180 W for 30 minutes to 3 L of water to be treated cooled to 2 ° C.

また、電源5が、10℃に冷却された被処理水3Lに対して、180Wの電力を10分間印加したものプラズマ殺菌水Kとした。電源5が、10℃に冷却された被処理水3Lに対して、180Wの電力を20分間印加したものプラズマ殺菌水Lとした。電源5が、10℃に冷却された被処理水3Lに対して、180Wの電力を30分間印加したものプラズマ殺菌水Mとした。   The power source 5 was plasma sterilized water K obtained by applying 180 W of power to 3 L of water to be treated cooled to 10 ° C. for 10 minutes. The power source 5 was plasma sterilized water L obtained by applying 180 W of power to 3 L of water to be treated cooled to 10 ° C. for 20 minutes. The plasma sterilizing water M was obtained by applying 180 W of power to the treated water 3L cooled to 10 ° C. for 30 minutes.

実験は、濃度約10CFU/mLに調整した大腸菌(ATCC13706)懸濁液1mLを採取したアンプルを7つ用意して行った。コントロール検体については、上記(1)と同様に作成した。残りの6のアンプルには、放電時間10分のプラズマ殺菌水H、K、放電時間20分のプラズマ殺菌水I、L、および放電時間30分のプラズマ殺菌水J、Mをそれぞれ9mL添加して10倍希釈し、試験検体とした。試験検体については、生成直後のプラズマ殺菌水のプラズマ殺菌水を用いて各試験検体を作成した。コントロール検体と試験検体を培養後、コロニー数をカウントした。 The experiment was performed by preparing seven ampoules obtained by collecting 1 mL of an Escherichia coli (ATCC 13706) suspension adjusted to a concentration of about 10 8 CFU / mL. The control sample was prepared in the same manner as (1) above. To the remaining 6 ampoules, 9 mL each of plasma sterilizing water H and K with a discharge time of 10 minutes, plasma sterilizing waters I and L with a discharge time of 20 minutes, and plasma sterilizing waters J and M with a discharge time of 30 minutes were added. The test specimen was diluted 10 times. About the test specimen, each test specimen was created using plasma sterilized water immediately after generation. After culturing the control sample and the test sample, the number of colonies was counted.

コロニー数をカウントした結果を図12に示す。なお、図12では、コントロール検体のコロニー数はグラフ上部に点線で示している。図12より、電力投入量が15Wh/Lであったプラズマ殺菌水HとGを比較すると、被処理水が2℃に冷却されたプラズマ殺菌水Hでは、5桁以上生菌が減少しており、殺菌効果が得られていた。一方、被処理水が10度に冷却されたプラズマ殺菌水Kでは、十分な殺菌効果が得られていなかった。   The results of counting the number of colonies are shown in FIG. In FIG. 12, the number of colonies of the control sample is indicated by a dotted line at the top of the graph. From FIG. 12, comparing the plasma sterilized water H and G in which the power input was 15 Wh / L, the plasma sterilized water H in which the water to be treated was cooled to 2 ° C. showed a decrease in viable bacteria by 5 digits or more. The bactericidal effect was obtained. On the other hand, in the plasma sterilizing water K in which the water to be treated was cooled to 10 degrees, a sufficient sterilizing effect was not obtained.

一方、電力投入量が20Wh/L以上であるプラズマ殺菌水I、L、J、およびMでは、冷却温度に関わらず、6桁以上生菌が減少しており、優れた殺菌効果が得られていた。以上の結果より、冷却温度は10℃以下のより低い温度が好ましいことが確認された。また、電力投入量を20Wh/Lとすることで、殺菌力の高いプラズマ殺菌水が生成できることが分かった。   On the other hand, in the plasma sterilized waters I, L, J, and M in which the power input amount is 20 Wh / L or more, viable bacteria are reduced by 6 digits or more regardless of the cooling temperature, and an excellent sterilizing effect is obtained. It was. From the above results, it was confirmed that the cooling temperature is preferably lower than 10 ° C. Moreover, it turned out that the plasma sterilization water with high sterilization power can be produced | generated by making electric power input amount into 20 Wh / L.

(8)プラズマ殺菌水の保管温度に関する実験
上記(6)の実験より、冷却してプラズマ処理を行っても、30分間静置した場合には殺菌効果が低減することが分かった。そこで、プラズマ殺菌水の保管温度についてさらに検討を行った。図13(a)は、同一のプラズマ殺菌水について、保管温度を5℃、12℃、14℃、および20℃とし、プラズマ殺菌水の殺菌効果の持続時間を測定した結果である。この結果より、冷却温度が低いほど、殺菌効果の持続時間が長いことが分かった。
(8) Experiment on storage temperature of plasma sterilization water From the experiment of (6) above, it was found that even if the plasma treatment was performed after cooling, the sterilization effect was reduced when left standing for 30 minutes. Therefore, the storage temperature of plasma sterilizing water was further examined. FIG. 13A shows the results of measuring the duration of the sterilizing effect of plasma sterilizing water with the same plasma sterilizing water at storage temperatures of 5 ° C., 12 ° C., 14 ° C., and 20 ° C. From this result, it was found that the lower the cooling temperature, the longer the duration of the bactericidal effect.

図13(a)の結果から、図13(b)のグラフを作成し、殺菌効果の持続時間と保管温度の関係を求めたところ、30分間殺菌効果を持続させるためには7℃以下に冷却する必要があることが分かった。プラズマ殺菌水生成装置Aで生成されたプラズマ殺菌水は、殺菌対象への供給スピードを考慮して、ある程度の殺菌効果を持続させる必要がある。プラズマ殺菌水の保管温度を7℃以下とすることで、供給時間を考慮した構成とできることが分かった。   From the result of FIG. 13 (a), the graph of FIG. 13 (b) was created, and the relationship between the duration of the sterilization effect and the storage temperature was determined. In order to maintain the sterilization effect for 30 minutes, it was cooled to 7 ° C. or lower. I found it necessary to do. The plasma sterilization water generated by the plasma sterilization water generator A needs to maintain a certain degree of sterilization effect in consideration of the supply speed to the sterilization target. It turned out that it can be set as the structure which considered supply time by making the storage temperature of plasma disinfection water into 7 degrees C or less.

(9)プラズマ処理時の冷却温度と保管温度に関する実験
上記(7)の実験より、プラズマ処理時の冷却温度は、10℃以下とすることが好ましいことが分かった。また、上記(8)の実験より、生成されたプラズマ殺菌水の保管温度は7℃以下とすることが好ましいことが分かった。冷却エネルギーを生成時、保管時で共通化するために、処理温度と、保管温度を10℃と7℃で共通化して検証した。
(9) Experiment on cooling temperature and storage temperature during plasma treatment From the experiment of (7) above, it was found that the cooling temperature during plasma treatment is preferably 10 ° C. or less. Moreover, it turned out that it is preferable that the storage temperature of the produced | generated plasma disinfection water shall be 7 degrees C or less from the experiment of said (8). In order to make the cooling energy common at the time of generation and storage, the processing temperature and the storage temperature were made common at 10 ° C. and 7 ° C. and verified.

図14(a)は、処理温度と保管温度をともに10℃とした場合の、保管時間と殺菌効果の関係を示すグラフである。図14(a)より、10℃処理・10℃保管の条件では、プラズマ処理後は高い殺菌効果があるものの、バラつきもあり、時間の経過とともに殺菌効果が弱まっていることが分かった。また、図14(b)は、処理温度と保管温度をともに7℃とした場合の、保管時間と殺菌効果の関係を示すグラフである。図14(b)より、7℃処理・7℃保管の条件では、プラズマ処理直後から30分経過しても、6桁以上生菌が減少しており、プラズマ殺菌水の殺菌効果が高い状態で持続されることが分かった。以上より、処理温度と保管温度を共通化する場合には、保管温度を基準として、双方における冷却温度を7℃以下とすることが好ましいことが確認された。   FIG. 14A is a graph showing the relationship between the storage time and the bactericidal effect when the processing temperature and the storage temperature are both 10 ° C. FIG. 14 (a) shows that under the conditions of 10 ° C. treatment and 10 ° C. storage, although there is a high sterilization effect after the plasma treatment, there is also a variation and the sterilization effect is weakened with time. Moreover, FIG.14 (b) is a graph which shows the relationship between storage time and a bactericidal effect when processing temperature and storage temperature are both 7 degreeC. From FIG. 14 (b), under the conditions of 7 ° C. treatment and 7 ° C. storage, even after 30 minutes have passed immediately after the plasma treatment, the number of viable bacteria has decreased by 6 digits or more, and the sterilizing effect of the plasma sterilizing water is high. It was found to be sustained. From the above, it has been confirmed that when the processing temperature and the storage temperature are made common, it is preferable that the cooling temperature of both is preferably 7 ° C. or less based on the storage temperature.

[5.作用効果]
以上のような本実施形態のプラズマ殺菌水生成装置の作用効果は、以下のとおりである。
(1)減圧チャンバ1と、減圧チャンバ1の内部に配置され、被処理水を貯留する箱型の水槽2と、減圧チャンバ1の内部に配置される一対の電極3と、一対の電極3に交流電圧を印加する電源5と、を有し、一対の電極3は、水槽2に貯留された被処理水の水面上方に位置するように設けられた平板状の電極3aと、平板状の電極3aの下面側に設けられ、水槽2に貯留された被処理水の水面と空間を介して対向する誘電体4と、水槽2に貯留された被処理水中に位置するように設けられた接地極3bと、を有し、減圧チャンバ1には、減圧チャンバ1の内部が極低真空となるように気相雰囲気を減圧する減圧ポンプ1aが接続されている。
[5. Effect]
The effects of the plasma sterilizing water generator of the present embodiment as described above are as follows.
(1) A decompression chamber 1, a box-shaped water tank 2 that is disposed inside the decompression chamber 1 and stores water to be treated, a pair of electrodes 3 disposed inside the decompression chamber 1, and a pair of electrodes 3 A pair of electrodes 3, a flat electrode 3 a provided so as to be positioned above the surface of the water to be treated stored in the water tank 2, and a flat electrode The dielectric 4 provided on the lower surface side of 3a and facing the water surface of the water to be treated stored in the water tank 2 through the space, and the ground electrode provided to be located in the water to be treated stored in the water tank 2 The decompression chamber 1 is connected to a decompression pump 1a that decompresses the gas phase atmosphere so that the interior of the decompression chamber 1 is at a very low vacuum.

以上の構成により、誘電体4が被覆された電極3aと、被処理水の水面との間の空間に、誘電体バリア放電によりプラズマを生成することが可能となる。この気相において生成されたプラズマにより、被処理水においてラジカル類が生成されるため、高い殺菌効果を有するプラズマ殺菌水を得ることができる。   With the above configuration, it is possible to generate plasma by dielectric barrier discharge in the space between the electrode 3a covered with the dielectric 4 and the surface of the water to be treated. Since the radicals are generated in the water to be treated by the plasma generated in the gas phase, plasma sterilized water having a high sterilizing effect can be obtained.

また、減圧ポンプ1aが、減圧チャンバ1の気相雰囲気を減圧することにより、誘電体バリア放電の発生に必要な印加電圧が低下される。気相雰囲気の減圧は、減圧チャンバ1が極低真空状態となればよいため、比較的安価なポンプを用いても、減圧チャンバ1を極低真空状態とすることができる。   Further, the decompression pump 1a decompresses the gas phase atmosphere in the decompression chamber 1, so that the applied voltage required for generating the dielectric barrier discharge is lowered. The decompression of the gas phase atmosphere only requires that the decompression chamber 1 be in an extremely low vacuum state, so that the decompression chamber 1 can be brought into an extremely low vacuum state even if a relatively inexpensive pump is used.

(2)電源5は、被処理水1Lあたり10Wh以上の電力を投入するように構成されている。 (2) The power source 5 is configured to input power of 10 Wh or more per 1 L of water to be treated.

電源5の投入電力を10Wh/Lとすることで、殺菌効果を有するプラズマ殺菌水を得ることができる。投入電力と投入時間が異なっても、トータルの投入電力量が同じであれば、同様の殺菌効果を有するプラズマ殺菌水を得ることができる。従って、投入電力により、得られるプラズマ殺菌水の殺菌効果を制御することが可能となる。   By making the input power of the power source 5 10 Wh / L, plasma sterilized water having a sterilizing effect can be obtained. Even if the input power and the input time are different, plasma sterilizing water having the same sterilizing effect can be obtained if the total input power amount is the same. Therefore, the sterilizing effect of the obtained plasma sterilizing water can be controlled by the input power.

(3)水槽2には、純水を供給する給水管Sが接続されている。 (3) A water supply pipe S for supplying pure water is connected to the water tank 2.

被処理水として純水を用いることで、生成されるプラズマ殺菌水の殺菌効果を高めることができる。   By using pure water as the water to be treated, the sterilizing effect of the generated plasma sterilizing water can be enhanced.

(4)プラズマ殺菌水生成装置Aにより生成されたプラズマ殺菌水が供給される殺菌対象が外調機の気化式加湿器であり、給水管Sが、外調機において気化式加湿器に純水を滴下水として供給する加湿給水用配管に接続されている。 (4) The sterilization target to which the plasma sterilizing water generated by the plasma sterilizing water generating apparatus A is supplied is a vaporizing humidifier of an external air conditioner, and a water supply pipe S is supplied with pure water to the vaporizing humidifier in the external air conditioner. Is connected to a humidified water supply pipe for supplying water as dripping water.

給水管Sを加湿給水用配管に接続することで、外調機で用いられる純水を被処理水として水槽2に供給することができる。従って、プラズマ殺菌水生成装置Aのために純水供給ラインを確保する必要がなくなるため、より安価かつ簡易な構造のプラズマ殺菌水生成装置Aを提供することが可能となる。   By connecting the water supply pipe S to the humidified water supply pipe, pure water used in the external air conditioner can be supplied to the water tank 2 as water to be treated. Therefore, since it is not necessary to secure a pure water supply line for the plasma sterilizing water generator A, it is possible to provide a plasma sterilizing water generator A having a simpler structure.

(5)プラズマ殺菌水生成装置Aにより生成されたプラズマ殺菌水が供給される殺菌対象が外調機の気化式加湿器であり、水槽2には、殺菌対象に対してプラズマ殺菌水を供給する供給配管Dが接続され、供給配管Dが、外調機において気化式加湿器に純水を滴下水として供給する加湿給水用配管に接続されている請求項1−5いずれか1項に記載のプラズマ殺菌水生成装置。 (5) The sterilization target to which the plasma sterilization water generated by the plasma sterilization water generator A is supplied is a vaporizer-type humidifier of an external air conditioner, and plasma sterilization water is supplied to the water tank 2 for the sterilization target. The supply piping D is connected, and the supply piping D is connected to the humidification water supply piping which supplies pure water as dripping water to the vaporization type humidifier in an external air conditioner. Plasma sterilizing water generator.

供給配管Dを加湿給水用配管に接続することで、加湿用滴下ヘッダーを含む外調機側の構成を用いてプラズマ殺菌水を殺菌水である気化式加湿器に供給することができる。プラズマ殺菌水供給用の配管を外調機側に設ける必要がなくなるため、より安価かつ簡易な構造のプラズマ殺菌水生成装置を提供することが可能となる。   By connecting the supply pipe D to the humidifying water supply pipe, the plasma sterilizing water can be supplied to the vaporizing humidifier which is the sterilizing water by using the configuration on the external controller side including the humidifying dripping header. Since it is not necessary to provide a plasma sterilizing water supply pipe on the external air conditioner side, it is possible to provide a plasma sterilizing water generating apparatus having a simpler structure.

(6)水槽2が金属で形成されアース接続されることにより接地極3bとなる。 (6) The water tank 2 is made of metal and connected to the ground to form the ground electrode 3b.

以上のように構成することで、接地極3bを水槽2の内部に別途設ける必要が無くなる。よって、より安価かつ簡易な構造のプラズマ殺菌水生成装置を提供することが可能となる。   With the configuration described above, it is not necessary to separately provide the ground electrode 3b in the water tank 2. Therefore, it is possible to provide a plasma sterilizing water generating device having a cheaper and simple structure.

(7)水槽2には、水槽2に貯留された被処理水中に位置するように、攪拌装置が設けられている。 (7) The water tank 2 is provided with a stirring device so as to be located in the water to be treated stored in the water tank 2.

水槽2の内部に撹拌装置を設けることで、被処理水の水量が多く、水深が深い場合であっても、被処理水全体に対して誘電体バリア放電を施すことが可能となる。そのため、高い殺菌効果を有するプラズマ殺菌水を生成することができる。また、殺菌対象に供給されるプラズマ殺菌水の殺菌力を一定に保つことができる。   By providing a stirring device inside the water tank 2, even when the amount of water to be treated is large and the water depth is deep, dielectric barrier discharge can be performed on the entire water to be treated. Therefore, plasma sterilized water having a high sterilizing effect can be generated. Moreover, the sterilization power of the plasma sterilization water supplied to the sterilization target can be kept constant.

(8)水槽2には、被処理水を冷却する冷却装置が設けられ、プラズマ処理中の被処理水を10℃以下に冷却する。 (8) The water tank 2 is provided with a cooling device for cooling the water to be treated, and cools the water to be treated during the plasma treatment to 10 ° C. or less.

冷却装置によりプラズマ処理中の被処理水を10℃以下に冷却することで、強力な殺菌力を有するプラズマ殺菌水を生成することができる。   By cooling the water to be treated during plasma treatment to 10 ° C. or less by the cooling device, plasma sterilized water having a strong sterilizing power can be generated.

(9)水槽2には、被処理水を冷却する冷却装置が設けられ、生成されたプラズマ殺菌水を7℃以下に冷却する (9) The water tank 2 is provided with a cooling device for cooling the water to be treated, and cools the generated plasma sterilized water to 7 ° C. or less.

冷却装置により、生成後のプラズマ殺菌水を7℃以下に冷却して保管することで、プラズマ殺菌水の殺菌効果を長期に渡り持続させることが可能となる。   By cooling the plasma sterilizing water after generation to 7 ° C. or less by the cooling device and storing it, it becomes possible to maintain the sterilizing effect of the plasma sterilizing water for a long time.

(10)誘電体4と水槽2に貯留された被処理水の水面との間の空間は、5mm以上10mm以下である。 (10) The space between the dielectric 4 and the water surface of the water to be treated stored in the water tank 2 is not less than 5 mm and not more than 10 mm.

誘電体4と被処理水との間の空間を、5mm以上10mm以下とすることで、適度な印加電圧で放電可能とすることができる。また、振動等により、誘電体4と被処理水が接触することが防止される。   By setting the space between the dielectric 4 and the water to be treated to be 5 mm or more and 10 mm or less, it is possible to discharge with an appropriate applied voltage. Moreover, it is prevented that the dielectric material 4 and to-be-processed water contact by vibration etc.

(11)水槽2の内壁面と平板状の電極3aの側面との間に、50mm以上の空間が設けられている。 (11) A space of 50 mm or more is provided between the inner wall surface of the water tank 2 and the side surface of the flat electrode 3a.

水槽2が金属で形成されている場合、被処理水の水面から気相側に露出した水槽2の内壁面が、電極3aと著しく近い場合には、水槽2の内壁面に向かう火花放電が発生することが考えられる。水槽2の内壁面と平板状の電極3aの側面との間の空間を、50mm以上確保することで火花放電を防止できる。   When the water tank 2 is made of metal, when the inner wall surface of the water tank 2 exposed to the gas phase side from the surface of the water to be treated is extremely close to the electrode 3a, a spark discharge is generated toward the inner wall surface of the water tank 2. It is possible to do. Spark discharge can be prevented by ensuring a space of 50 mm or more between the inner wall surface of the water tank 2 and the side surface of the flat electrode 3a.

[その他の実施の形態]
(1)上記実施形態では、水槽2に被処理水を冷却する冷却装置を設けるとした。しかし、外調機の冷却コイルの冷媒として用いられる空調用冷水(通常7℃程度)を被処理水として用いてもよい。すなわち、外調機の空調用冷水の供給配管に、水槽2の給水管Sを接続することができる。プラズマ処理開始時の水温を低くすることで、プラズマ殺菌水の水温を低く保つことが可能である。従って、生成されたプラズマ殺菌水の殺菌力を長時間持続させることができる。
[Other embodiments]
(1) In the above embodiment, the water tank 2 is provided with a cooling device for cooling the water to be treated. However, cold water for air conditioning (usually about 7 ° C.) used as a refrigerant for the cooling coil of the external air conditioner may be used as the water to be treated. That is, the water supply pipe S of the water tank 2 can be connected to the air conditioning cold water supply pipe of the external air conditioner. By reducing the water temperature at the start of the plasma treatment, the water temperature of the plasma sterilizing water can be kept low. Therefore, the sterilizing power of the generated plasma sterilizing water can be maintained for a long time.

(2)上記実施形態に記載した投入電力量を用いたプラズマ殺菌水生成装置Aの制御は、被処理水の水量と電力に基づいて制御装置が電圧印加時間を算出して制御する構成としても良い。上記実施形態では制御装置はプラズマ殺菌水生成装置Aに内蔵されていることを想定しているが、外部の制御装置がプラズマ殺菌水生成装置Aに接続されている構成としても良い。制御装置は、コンピュータを所定のプログラムで制御することによって、若しくは専用の電子回路によって実現できる。なお、被処理水の水量、投入電力量および電圧印加時間は、ユーザが入力する構成とすることもできる。 (2) The control of the plasma sterilizing water generator A using the input power amount described in the above embodiment may be configured such that the control device calculates and controls the voltage application time based on the amount of water to be treated and the power. good. In the above embodiment, it is assumed that the control device is built in the plasma sterilizing water generating device A, but an external control device may be connected to the plasma sterilizing water generating device A. The control device can be realized by controlling the computer with a predetermined program or by a dedicated electronic circuit. In addition, it can also be set as the structure which a user inputs the amount of to-be-processed water, input electric energy, and voltage application time.

(3)殺菌対象が外調機の気化式加湿器である場合、外調機の空調運転停止後に気化式加湿器の乾燥運転を実施すると良い。プラズマ殺菌水生成装置が生成したプラズマ殺菌水が加湿エレメント部に浸み込みやすくなり、プラズマ殺菌水による殺菌効果を向上させることができる。 (3) When the sterilization target is a vaporizer type humidifier for an external air conditioner, the vaporization type humidifier may be dried after the air conditioner operation of the external air conditioner is stopped. Plasma sterilizing water generated by the plasma sterilizing water generating device can easily penetrate into the humidifying element portion, and the sterilizing effect by the plasma sterilizing water can be improved.

(4)上記実施形態では、殺菌対象を外調機の気化式加湿器として説明したが、殺菌対象はこれに限定されない。例えば、家庭用気化式加湿器、家庭用気化式加湿機能付き空気清浄機などに応用可能である。これらの機器は、気化式加湿用のエレメント(濾材、フィルター)の一部が、加湿用貯水部の水に常時接触、もしくは回転しながら接触している構造が多い。よって、その加湿用貯水部の水に対して誘電体バリア放電を作用させることで、加湿用の水の殺菌、および加湿用の水を含浸する気化式加湿器エレメント(濾材、フィルター)の殺菌が可能となる。 (4) In the above embodiment, the sterilization target is described as a vaporizing humidifier of an external air conditioner, but the sterilization target is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a household vaporizing humidifier, an air purifier with a household vaporizing humidification function, and the like. These devices often have a structure in which a part of the vaporizing humidifying element (filter medium, filter) is always in contact with the water in the humidifying water storage part or while rotating. Therefore, by causing dielectric barrier discharge to act on the water in the humidifying reservoir, sterilization of the humidifying water and the vaporizing humidifier element (filter material, filter) impregnated with the humidifying water can be performed. It becomes possible.

A プラズマ殺菌水生成装置
1 減圧チャンバ
E 排気ダクト
1a 減圧ポンプ
1b バルブ
2 水槽
S 給水管
2a バルブ
D 供給配管
2b バルブ
2c 送液ポンプ
3a 電極
3b 接地極
4 誘電体
5 電源
A Plasma disinfection water generator 1 Decompression chamber E Exhaust duct 1a Decompression pump 1b Valve 2 Water tank S Water supply pipe 2a Valve D Supply pipe 2b Valve 2c Liquid feed pump 3a Electrode 3b Ground electrode 4 Dielectric 5 Power supply

Claims (11)

減圧チャンバと、
前記減圧チャンバの内部に配置され、被処理水を貯留する箱型の水槽と、
前記減圧チャンバの内部に配置される一対の電極と、
前記一対の電極に交流電圧を印加する電源と、を有し、
前記一対の電極は、
前記水槽に貯留された被処理水の水面上方に位置するように設けられた平板状の電極と、
前記平板状の電極の下面側に設けられ、前記水槽に貯留された被処理水の水面と空間を介して対向する誘電体と、
前記水槽に貯留された被処理水中に位置するように設けられた接地極と、を有し、
前記減圧チャンバには、前記減圧チャンバの内部が極低真空となるように気相雰囲気を減圧する減圧ポンプが接続されているプラズマ殺菌水生成装置。
A vacuum chamber;
A box-shaped water tank that is disposed inside the decompression chamber and stores treated water;
A pair of electrodes disposed within the vacuum chamber;
A power source for applying an alternating voltage to the pair of electrodes,
The pair of electrodes includes:
A plate-like electrode provided to be located above the surface of the water to be treated stored in the water tank;
A dielectric that is provided on the lower surface side of the plate-like electrode and faces the surface of the water to be treated stored in the water tank via a space;
A grounding electrode provided to be located in the water to be treated stored in the water tank,
A plasma sterilizing water generating apparatus, wherein a decompression pump for decompressing a gas phase atmosphere is connected to the decompression chamber so that the interior of the decompression chamber becomes an extremely low vacuum.
前記電源は、前記被処理水1Lあたり10Wh以上の電力を投入するように構成されている請求項1記載のプラズマ殺菌水生成装置。   The plasma sterilizing water generating device according to claim 1, wherein the power source is configured to input a power of 10 Wh or more per 1 L of the water to be treated. 前記水槽には、純水を供給する給水管が接続されている請求項1または2記載のプラズマ殺菌水生成装置。   The plasma sterilizing water generator according to claim 1 or 2, wherein a water supply pipe for supplying pure water is connected to the water tank. 前記プラズマ殺菌水生成装置により生成されたプラズマ殺菌水が供給される殺菌対象が外調機の気化式加湿器であり、
前記給水管が、前記外調機において前記気化式加湿器に純水を滴下水として供給する加湿給水用配管に接続されている請求項3に記載のプラズマ殺菌水生成装置。
The sterilization target to which the plasma sterilization water generated by the plasma sterilization water generator is supplied is a vaporizer type humidifier of an external air conditioner,
The plasma sterilizing water generating device according to claim 3, wherein the water supply pipe is connected to a humidifying water supply pipe for supplying pure water as dropped water to the vaporizing humidifier in the external air conditioner.
前記プラズマ殺菌水生成装置により生成されたプラズマ殺菌水が供給される殺菌対象が外調機の気化式加湿器であり、
前記水槽には、殺菌対象に対してプラズマ殺菌水を供給する供給配管が接続され、
前記供給配管が、前記外調機において前記気化式加湿器に純水を滴下水として供給する加湿給水用配管に接続されている請求項1−4いずれか1項に記載のプラズマ殺菌水生成装置。
The sterilization target to which the plasma sterilization water generated by the plasma sterilization water generator is supplied is a vaporizer type humidifier of an external air conditioner,
A supply pipe for supplying plasma sterilized water to the sterilization target is connected to the water tank,
The plasma sterilizing water generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the supply pipe is connected to a humidification water supply pipe that supplies pure water as dripped water to the vaporizing humidifier in the external air conditioner. .
前記水槽が金属で形成されアース接続されることにより前記接地極となる請求項1−5いずれか1項に記載のプラズマ殺菌水生成装置。   The plasma sterilizing water generating device according to any one of claims 1 to 5, wherein the water tank is made of metal and is grounded to become the ground electrode. 前記水槽には、前記水槽に貯留された被処理水を攪拌する攪拌装置が設けられている請求項1−6いずれか1項に記載のプラズマ殺菌水生成装置。   The plasma sterilizing water generator according to any one of claims 1 to 6, wherein the water tank is provided with a stirring device for stirring the water to be treated stored in the water tank. 前記水槽には、被処理水を冷却する冷却装置が設けられ、プラズマ処理中の被処理水を10℃以下に冷却する請求項1−7いずれか1項に記載のプラズマ殺菌水生成装置。   The plasma sterilizing water generator according to any one of claims 1 to 7, wherein the water tank is provided with a cooling device for cooling the water to be treated, and the water to be treated during the plasma treatment is cooled to 10 ° C or lower. 前記水槽には、被処理水を冷却する冷却装置が設けられ、生成されたプラズマ殺菌水を7℃以下に冷却する請求項1−8いずれか1項に記載のプラズマ殺菌水生成装置。   The plasma sterilizing water generator according to any one of claims 1 to 8, wherein the water tank is provided with a cooling device for cooling the water to be treated, and the generated plasma sterilizing water is cooled to 7 ° C or lower. 前記誘電体と前記水槽に貯留された被処理水の水面との間の空間は、5mm以上10mm以下である請求項1−9いずれかに1項に記載のプラズマ殺菌水生成装置。   The plasma sterilizing water generator according to any one of claims 1 to 9, wherein a space between the dielectric and the surface of the water to be treated stored in the water tank is 5 mm or more and 10 mm or less. 前記水槽の内壁面と前記平板状の電極の側面との間に、50mm以上の空間が設けられている請求項1−10いずれか1項に記載のプラズマ殺菌水生成装置。   The plasma sterilizing water generator according to any one of claims 1 to 10, wherein a space of 50 mm or more is provided between an inner wall surface of the water tank and a side surface of the flat electrode.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110260439A (en) * 2019-05-23 2019-09-20 青岛海尔空调电子有限公司 Humidifier, the control method of humidifier and air conditioner in machine room
KR20220049160A (en) * 2020-10-14 2022-04-21 한국식품연구원 Continuous electric discharge water generation system

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005218890A (en) * 2004-02-03 2005-08-18 Toshiba Corp Radical processing system
JP2007333316A (en) * 2006-06-15 2007-12-27 Daikin Ind Ltd Liquid treatment device, air conditioning device, and humidifier
JP2008190754A (en) * 2007-02-02 2008-08-21 Techno Ryowa Ltd Air conditioning system using microbubble or micronanobubble
CN102583697A (en) * 2012-03-15 2012-07-18 大连海事大学 Dielectric barrier discharge water treatment device and dielectric barrier discharge water treatment method
JP2013031802A (en) * 2011-08-02 2013-02-14 Panasonic Corp Water treatment device
JP2015190702A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 ダイキン工業株式会社 humidifier
JP2015204934A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 丸山 吉春 Method of forming condensed acidic liquid and sterilizer using condensed acidic liquid
JP2017056414A (en) * 2015-09-17 2017-03-23 国立大学法人 熊本大学 Plasma discharge liquid treatment apparatus and method thereof
WO2017110165A1 (en) * 2015-12-24 2017-06-29 三菱電機株式会社 Water treatment device and water treatment method
JP2017228423A (en) * 2016-06-22 2017-12-28 学校法人東京理科大学 Plasma generator, nitrogen source manufacturing device, nutrient solution supply device, raising system, plant cultivation system, method for manufacturing nitrogen source, and method for reducing carbon dioxide

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005218890A (en) * 2004-02-03 2005-08-18 Toshiba Corp Radical processing system
JP2007333316A (en) * 2006-06-15 2007-12-27 Daikin Ind Ltd Liquid treatment device, air conditioning device, and humidifier
JP2008190754A (en) * 2007-02-02 2008-08-21 Techno Ryowa Ltd Air conditioning system using microbubble or micronanobubble
JP2013031802A (en) * 2011-08-02 2013-02-14 Panasonic Corp Water treatment device
CN102583697A (en) * 2012-03-15 2012-07-18 大连海事大学 Dielectric barrier discharge water treatment device and dielectric barrier discharge water treatment method
JP2015190702A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 ダイキン工業株式会社 humidifier
JP2015204934A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 丸山 吉春 Method of forming condensed acidic liquid and sterilizer using condensed acidic liquid
JP2017056414A (en) * 2015-09-17 2017-03-23 国立大学法人 熊本大学 Plasma discharge liquid treatment apparatus and method thereof
WO2017110165A1 (en) * 2015-12-24 2017-06-29 三菱電機株式会社 Water treatment device and water treatment method
JP2017228423A (en) * 2016-06-22 2017-12-28 学校法人東京理科大学 Plasma generator, nitrogen source manufacturing device, nutrient solution supply device, raising system, plant cultivation system, method for manufacturing nitrogen source, and method for reducing carbon dioxide

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110260439A (en) * 2019-05-23 2019-09-20 青岛海尔空调电子有限公司 Humidifier, the control method of humidifier and air conditioner in machine room
KR20220049160A (en) * 2020-10-14 2022-04-21 한국식품연구원 Continuous electric discharge water generation system
KR102435882B1 (en) * 2020-10-14 2022-08-24 한국식품연구원 Continuous electric discharge water generation system

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