JP3428069B2 - 空気の殺菌・脱臭・浄化方法およびその装置 - Google Patents

空気の殺菌・脱臭・浄化方法およびその装置

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は吸入された空気に高濃度
のオゾンを発生させ、この高濃度のオゾンを一重項酸素
に、該一重項酸素を基底状態酸素に遷移させることによ
って、環境保全のための空気の殺菌・脱臭・浄化装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の空気の殺菌には、波長185nm
の紫外線を照射してオゾンを発生させる方法と、波長2
54nmの殺菌灯により紫外線を照射して殺菌を行う方
法の何れか、或いはこれらを併用した方法が用いられて
きた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、波長185n
mの紫外線によってオゾンを発生させる方法は、オゾン
が充分に分解されないうちに、残留オゾンとして大気中
に放出するのを余儀なくされ、人体に大きな影響を及ぼ
すばかりでなく、取扱も困難な問題点があった。殺菌灯
による紫外線の照射が単独で行われる場合には、波長2
54nmの紫外線が主体であり、励起された一重項酸素
はそのまま拡散して、殺菌が瞬間的に行われる効果を期
待することはできない問題点があった。
【0004】本発明は前記した問題点を解決せんとする
もので、その目的とするところは、吸入してオゾン化さ
れた空気に生成した一重項酸素を直ちに基底状態酸素に
遷移させ、瞬発的な殺菌効果が得られる空気の殺菌・脱
臭・浄化装置を提供せんとするにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る空気の殺菌
・脱臭・浄化方法は前記した目的を達成せんとするもの
で、波長200nm以下の紫外線、紫外線レーザー光の
照射するか、あるいは放電式オゾナイザーによって発生
させたオゾンを含む空気を、波長240〜310nmの
紫外線あるいは紫外線レーザー光を照射して一重項酸素
を生成させ、この一重項酸素に波長600〜650nm
の可視光線若しくは可視光線レーザー光、波長1200
〜1300nmの近赤外線若しくは近赤外線レーザー光
を各々単独、同時あるいは順次照射して、一重項酸素の
電磁波の誘導放出による基底状態酸素への遷移エネルギ
ーを利用した方法である。
【0006】ダクトおよびケーシング内に送風若しくは
吸引して得られる空気を集塵してイオン化する静電式電
気集塵機空気等のイオン化手段と、波長200nm以下
の紫外線、紫外線レーザー光の照射するか、あるいは放
電式オゾナイザーによって前記イオン化された空気にオ
ゾンを発生させるオゾン発生手段と、該オゾン発生手段
によりオゾンが発生している空気に波長240〜310
nmの紫外線あるいは紫外線レーザー光の何れかを照射
して一重項酸素を発生させる一重項酸素発生手段と、該
一重項酸素発生手段により一重厚酸素が発生している空
気に、波長600〜650nmの可視光線若しくは可視
光線レーザー光と、波長1200〜1300nmの近赤
外線若しくは近赤外線レーザー光を各々単独、同時ある
いは順次照射して、一重項酸素の電磁波の誘導放出によ
る基底状態酸素への遷移をさせる基底状態酸素移行手段
とを具備したものである。
【0007】
【作用】本発明の空気の殺菌・脱臭・浄化装置は、空調
用のダクト内にシロッコファンによって吸入された空気
がイオナイザーを通過することによって、微細な塵埃が
静電集塵されると共に、イオン化によってオゾン化され
易い状とした後に、ダクト内に設けた波長200nm以
下の紫外線、もしくは紫外線レーザー光の照射、或いは
放電式のオゾナイザーを通過させることにより、吸入空
気にオゾンを発生させる。
【0008】この吸入された空気中に発生したオゾンに
対し、波長240〜310nmの紫外線、もしくは紫外
線レーザー光を照射することによって、前記のオゾンを
次式のように O3 +hν(240nm〜310nm)→21 Δg+ 1
D とし、即ち1重項酸素分子21 Δgと1重項酸素原子 1
Dとを生成させる。
【0009】そして、紫外線の吸収によって励起された
1重項酸素分子は、次に波長600nm〜650nmの
可視光線が照射された場合には、 21 Δg+hν(600nm〜650nm)→2 3Σg となり、即ち光子の誘導放出と共に基底酸素状態分子2
3 Σgへと遷移する。
【0010】又、前記の可視光線の照射に代えて、一重
項酸素原子 1Dに波長1200nm〜1300nmの近
赤外線を照射した場合には、1 D+hν(1200nm〜1300nm)→ 3Σg となり、即ち基底酸素状態原子 3Σgに遷移する。
【0011】前記の可視光線と近赤外線の照射が順次
に、或いは同時に行われた場合にも、これらによって 21 Δg+hν(600nm〜650nm)→2 3Σg1 D+hν(1200nm〜1300nm)→ 3Σg となり、何れの状態でも2 3Σgの基底状態酸素の分
子、もしくは 3Σgの基底状態酸素の原子に遷移する。
【0012】このような分解された基底状態酸素への遷
移に際し、一重項酸素は22.5Kcal/molの高
い分解エネルギーの励起状態にあるため、強力な殺菌作
用を呈し、吸入空気に対しての殺菌、脱臭、浄化が行わ
れるものである。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施の一例を、図面について
以下に説明する。この方法および装置を示す図1、図2
においては、ダクト1内には空気吸入口2とは反対側の
空気送出口3側にシロッコファン4が設置され、空気吸
入口2から空気の吸入を行うようになっている。
【0014】この空気吸入口2側のダクト1内には、空
気中の比較的大きい塵埃を吸着させる荒目のプレフィル
ター5が設置されており、このプレフィルター5によっ
て粒子の大きい塵埃を除去された吸入空気は、プレフィ
ルター5の次に設置されたイオナイザー6を通過するこ
とによって、微細な粒子の塵埃はプラスに電荷される。
【0015】このイオナイザー6の次には、マイナスに
荷電された集塵板7が設けられており、前記のプラスに
荷電された微細な塵埃粒子は集塵板7に静電付着するも
ので、この集塵板7の通過により吸入空気はマイナスに
荷電され、オゾン化され易い状態となっている。
【0016】この集塵板7の背後には波長185nmの
紫外線を放出する紫外線ランプ8、更に紫外線ランプ8
の後方には波長254nmの紫外線を放出する第2の紫
外線ランプ9が設置されており、前記集塵板7を通過し
てオゾン化され易くなっている吸入空気の一部は、紫外
線ランプ8からの紫外線の照射によってオゾンに生成さ
れる。更に、この吸入空気に含まれているオゾンは、次
の紫外線ランプ9によって照射される波長254nmの
紫外線によって一重項酸素に生成される。
【0017】前記紫外線ランプ9の後方にダクト1内に
は、波長633nmの可視光線を放出する可視光線ラン
プ10、次いで波長1278nmの近赤外線を放出す近
赤外線ランプ11が設置されると共に、この可視光線ラ
ンプ10、近赤外線ランプ11が設置されている部分の
ダクト1内には、これらの光線を反射する鏡12、13
が張られ、前記の光線を鏡12、13で反射することに
よって可視光線の光膜、近赤外線の光膜が形成される。
【0018】前記のオゾンを一重項酸素に生成された吸
入空気は、この可視光線の光膜と近赤外線の光膜を順次
に通過するものであるが、可視光線の光膜を通過する際
の波長633nmの可視光線の照射によって電磁波の誘
導放出を伴って、一重項酸素分子は基底状態酸素分子に
遷移する。
【0019】この可視光線の光膜を通過した吸入空気
は、次に波長1278nmの近赤外線の光膜を通過する
ものであるが、この際に基底状態酸素分子に遷移されな
かったオゾンは、この波長の近赤外線の照射によって一
重項酸素原子は基底状態酸素原子に遷移する。これらの
基底状態酸素への遷移の際に、一重項酸素が発生するエ
ネルギーは22.5Kcal/molにも達するので、
このエネルギーによって吸入空気中に含まれている細菌
類の殺菌が行われ、この殺菌と前記塵埃の除去とが相ま
って、吸入空気に対する殺菌、脱臭、浄化が行われる。
【0020】上記の実施例により、室内に浮遊する一般
の細菌の殺菌試験を行ったが、その条件としては、次の
通りである。 室内温度 :22°C 部屋の床面積 :60m2 処理風量 :4.2m3 /min 紫外線 :184nm,40W 紫外線 :254nm,75W ハロゲンランプ :可視光線600nm、近赤外線13
00nm,500W 試験方法 :RSCサンプラー法(採取量40
l) 培養条件 :35°C,48時間培養
【表1】
【0021】前記実施例においては、可視光線の照射と
近赤外線の照射が相次いで行われるようにしたが、その
何れかのみでも差し支えなく、又シロッコファンもダク
トに対して送風手段が別に設けられていれば、これを設
置する必要はない。
【0022】
【発明の効果】本発明は前記したように、電磁波の誘導
放出により励起された1重項酸素が、基底状態への遷移
で分解する際の分解エネルギーによって、ダクト内に吸
入された空気中の細菌を殺菌し、細菌等から発生する臭
いの脱臭と、空気の浄化を行うものである。
【0023】従ってこの殺菌・脱臭・浄化装置は、汚染
空気の処理の過程において空気の通過に対する抵抗がな
く、大容量の空気を瞬時に殺菌、脱臭することが可能で
あり、又オゾンの分解過程において生成された一重項酸
素、即ち活性酸素を基底状態酸素に遷移させるため、酸
素を蘇らせながら浄化することができる。
【0024】このようにオゾンを基底状態酸素に遷移さ
せてダクト内から送出するものであるから、従来の紫外
線の照射による空気のオゾン化、及び紫外線の殺菌灯に
よる殺菌、或いは両者を併用する場合のように、オゾン
が分解されないうちに残留オゾンとして大気中に放出さ
れ、人体に悪影響を与えたり、取扱が困難である等の問
題を生じない。
【0025】又、紫外線殺菌灯の単独使用の場合には波
長254nmの紫外線が主体であり、励起された一重項
酸素はそのまま拡散して行き、瞬発的な殺菌効果を期待
できなかったが、本発明においては一重項酸素の基底状
態酸素への遷移エネルギーによって殺菌等を行うので、
瞬発的な殺菌効果を期待できるものである。
【0026】そのために、この空気の殺菌・脱臭・浄化
装置を送風手段として用いれば、現在問題となっている
院内感染(MRSA)の予防はもとより、ビル内、交通
機関の居住空間の空気の無菌、脱臭化が達成され、その
他食品加工、厨房、医療機関等の無菌空間が要求される
場所に適用し、その効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の斜面図である。
【図2】同上の断面図である。
【符号の説明】
1 ダクト 3 シロッコファン 6 イオナイザー 7 集塵板 8 波長185nmの紫外線ランプ 9 波長254nmの第2の紫外線ランプ 10 波長633nmの可視光線ランプ 11 波長1278nmの近赤外線ランプ 12 鏡 13 鏡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−296823(JP,A) 特開 平7−108147(JP,A) 実開 平5−51349(JP,U) 国際公開94/24043(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61L 9/00 - 9/22 B01D 53/38

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波長200nm以下の紫外線、紫外線レ
    ーザー光の照射あるいは放電式オゾナイザーによって発
    生させたオゾンを含む空気を、波長240〜310nm
    の紫外線あるいは紫外線レーザー光を照射して一重項酸
    素を生成させ、この一重項酸素に波長600〜650n
    mの可視光線若しくは可視光線レーザー光、波長120
    0〜1300nmの近赤外線若しくは近赤外線レーザー
    光を各々単独、同時あるいは順次照射して、一重項酸素
    の電磁波の誘導放出による基底状態酸素への遷移エネル
    ギーを利用した空気の殺菌・脱臭・浄化方法。
  2. 【請求項2】 ダクトおよびケーシング内に送風若しく
    は吸引して得られる空気を集塵してイオン化する静電式
    電気集塵機空気等のイオン化手段と、波長200nm以
    下の紫外線、紫外線レーザー光の照射するか、あるいは
    放電式オゾナイザーによって前記イオン化された空気に
    オゾンを発生させるオゾン発生手段と、該オゾン発生手
    段によりオゾンが発生している空気に波長240〜31
    0nmの紫外線あるいは紫外線レーザー光の何れかを照
    射して一重項酸素を発生させる一重項酸素発生手段と、
    該一重項酸素発生手段により一重厚酸素が発生している
    空気に、波長600〜650nmの可視光線若しくは可
    視光線レーザー光と、波長1200〜1300nmの近
    赤外線若しくは近赤外線レーザー光を各々単独、同時あ
    るいは順次照射して、一重項酸素の電磁波の誘導放出に
    よる基底状態酸素への遷移をさせる基底状態酸素移行手
    段とを具備したことを特徴とする空気の殺菌・脱臭・浄
    化装置。
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