JP3932777B2 - Active particle generating apparatus and active particle generating method - Google Patents

Active particle generating apparatus and active particle generating method Download PDF

Info

Publication number
JP3932777B2
JP3932777B2 JP2000203523A JP2000203523A JP3932777B2 JP 3932777 B2 JP3932777 B2 JP 3932777B2 JP 2000203523 A JP2000203523 A JP 2000203523A JP 2000203523 A JP2000203523 A JP 2000203523A JP 3932777 B2 JP3932777 B2 JP 3932777B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ozone
gas
concentration
ions
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2000203523A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001064002A (en
Inventor
泰宏 谷村
幸治 太田
猛 杉本
雅夫 川崎
大秀 平山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2000203523A priority Critical patent/JP3932777B2/en
Publication of JP2001064002A publication Critical patent/JP2001064002A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3932777B2 publication Critical patent/JP3932777B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオンやオゾン等の活性粒子を利用して、食品、調理用品、その他摂取時に必要なもの等の食に関連するものや、公衆衛生上、微生物の繁殖防止を要する物体表面及びそれらの物体を収納する空間に存在する微生物の増殖を防止する微生物繁殖防止方法およびその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図14は例えば特開平7−115946号公報に示された従来の微生物繁殖防止装置を示す構成図であり、図において1は外部の気体、2は気体1を取り込むファン(送風機)、3はファン2により取り込まれた気体1が通気する通気路、4は気体1を取り込む供給口、5は通気路3内に設置され、取り込まれた気体1に対して電子を電離することによりその気体1をイオン化する電離室、6は絶縁材料からなるブッシング、7はタングステン、ステンレス鋼、ニッケルなどの金属材料からなる金属針電極、8は金属針電極7と対向して配置された金属平板接地電極、9は金属平板接地電極8上に蒸着または密着により取り付けられたセラミック、ガラス、石英等の誘電材料からなる平板状の誘電体、10は電離室5でイオン化された、オゾンを含むイオン化された気体、11は通気路3内に設置され、電離室5でオゾンを含むイオン化された気体10に含まれるオゾンを分解し、そのオゾンを含むイオン化された気体10からオゾンを除去するオゾン分解室であり、二酸化マンガン、活性アルミナ等のオゾン分解触媒が充填されている。12はオゾン分解室11を通気路3から電気的に絶縁する絶縁体、13はオゾンを含まないイオン化された気体、14は微生物が繁殖する物体、15は微生物が繁殖する物体14を収納する空間を有し、オゾン分解室11でオゾンが除去されたオゾンを含まないイオン化された気体13が供給されるイオン処理室、16は高圧発生器、17はオゾンを含まないイオン化された気体13をイオン処理室15に供給するガス入口、18はイオン処理室15の外に使用済みのオゾンを含まないイオン化された気体13を放出するためのガス出口である。
【0003】
次に動作について説明する。
まず、ファン2が外部の気体1を供給口4から取り込み、通気路3を経て電離室5内に導く。
この電離室5内には、複数の金属針電極7と、この金属針電極7と対向して配置された誘電体9に密着して取り付けられた金属平板接地電極8とが両電極7,8間の間隔(ギャップ長)を数mmとして配設されており、両電極7,8間に数kVの交流高電圧を印加すると、金属針電極7の先端近傍に、高い電界がかかり、コロナ放電と呼ばれる放電が起こる。
そして、気体1が放電中の電離室5内に導かれると、気体1に含まれる酸素分子等と電子が衝突して酸素分子等がイオン化し、気体1にイオンが含まれることになる。
【0004】
しかしながら、外部の気体1には酸素分子が含まれているため、コロナ放電によりイオンが発生すると同時にオゾンも発生する。因みに、このオゾンは酸化力が強いためオゾン濃度が高くなると有害である。
そこで、オゾンを含むイオン化された気体10が流れる通気路3内の下流側に通気路3から電気的に絶縁してオゾン分解室11にオゾン分解触媒を配置し、このオゾン分解触媒によりオゾンを含むイオン化された気体10からオゾンを除去し、オゾンを含まないイオン化された気体13を作り出している。
【0005】
このようにして、作り出したオゾンを含まないイオン化された気体13を微生物が繁殖する物体14を収納する空間を有するイオン処理室15に供給して、物体14に付着した微生物の繁殖を抑える。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の微生物繁殖防止装置は以上のように構成されており、この装置で発生させたイオンは微生物の増殖を抑制する効果を有している。しかしながら、イオンの発生量には限界があり、また気体中のイオン濃度を高くするほど、イオンの自己分解量が増加するため、物体に付着した微生物に高濃度のイオンを十分に供給できないという問題点があった。また、イオン単独では、イオン処理を停止すると、微生物が増殖を再び開始するなど十分な微生物増殖抑制効果が得られないという問題点があった。
一方、オゾンを用いて微生物の増殖を抑制する場合、0.1ppm以上のオゾン濃度で処理することが必要であるが、0.1ppm以上の濃度域では、オゾンが有する高酸化力のために、例えば食品によっては変色・変質したり、機材が腐食するなどの問題点があった。
【0007】
本発明は、上記のような問題点を解消するために鋭意研究の結果、微生物の増殖を抑制するイオンを含んだ気体中に、低濃度に制御されたオゾンを含ませ、オゾンとイオンの相乗効果により、微生物の増殖防止能力を高めることができることを見いだしなされたものである。
【0008】
本発明の目的は、イオンを高濃度に発生させることができ、しかもオゾンの発生量を抑制してオゾンを低濃度に制御することができる微生物の増殖防止能力の高い活性粒子発生方法を得ることである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の活性粒子発生方法は、活性粒子発生室に配置された活性粒子発生電極間に直流パルス電圧を印加することにより起こる放電により、上記活性粒子発生室にファンにより供給された酸素を含む気体をイオン化およびオゾン化する活性粒子発生方法であって、上記気体の流速を一定に保ちながら上記直流パルス電圧のパルス周波数を制御して、イオン濃度をほぼ一定に保ちながらオゾン濃度を制御し、0.1ppm以下のオゾンと少なくとも10 4 個/cm 3 のイオンを含む気体を発生させるものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態を図について説明する。
図1は本発明の実施の形態1による微生物繁殖防止装置を示す構成図である。図において、1は外部の気体、2は気体1を取り込むファン、3はファン2により取り込まれた気体1が通気する通気路、4は気体1を取り込む供給口、5は通気路3内に設置され、下記の活性粒子発生電極間に高電圧を印加することにより起こる放電により取り込まれた気体1をイオン化するとともにオゾン化する活性粒子発生室で、この場合は電離室、6は絶縁材料からなるブッシング、7,8は活性粒子発生電極で、この場合はタングステン、ステンレス鋼、ニッケルなどの金属材料からなる金属針電極7と、金属針電極7と対向して配置された金属平板接地電極、10は電離室5でイオン化された、オゾンを含むイオン化された気体(イオン化気体と記す)、14は微生物が繁殖する物体、21は金属針電極7の近傍で放電を起こすための高電圧の源となる電力を供給する入力電源、22は入力電源21から供給された一次電圧を変換および昇圧する昇圧変換器、23は昇圧変換器22で昇圧された高電圧をパルス化するパルス変換器である。なお、本実施の形態では、入力電源21は交流100Vとし、昇圧変換器22により、入力された交流100Vは負極性の直流高電圧として出力されるケースについて説明する。
【0015】
次に動作について説明する。
まず、ファン2が外部の気体1を供給口4から取り込み、通気路3を介して電離室5内に導く。
この電離室5内には、複数の金属針電極7と、この金属針電極7と対向して配置された金属平板接地電極8とが、金属針電極7と金属平板接地電極8との間隔(ギャップ長)を数mmに保持して設けられている。ここで、昇圧変換器22によって作られ、パルス変換器23によってパルス化された数kVの負極性直流パルス高電圧を金属針電極7に印加すると、金属針電極7の先端近傍に、高い電界がかかり、コロナ放電が起こる。
【0016】
そして、この放電中の電離室5内に酸素分子を含有している気体1が導かれると、気体1に含まれる酸素分子等と電子が付着することにより、酸素分子等が負イオン化するとともに、酸素分子が電子と衝突解離することにより、オゾンが生成されて、オゾンと負イオンの双方が含まれたオゾンを含むイオン化気体10が発生することになる。
【0017】
加えて、本実施の形態では、パルス変換器23により金属針電極7に印加される負極性直流パルス高電圧のパルス周波数を制御しているので、放電時に流れる電流が低減され、オゾンの生成量が抑制される。
なお、オゾンは酸化力が強くオゾン濃度が高くなると、人体に有害であるとともに、構成物体の材料を腐食する虞れがあるため、イオン化気体10中のオゾン濃度は安全であるとされている作業基準値の0.1ppm以下になるように制御する必要がある。また、このようなオゾンを含んだ気体を食品保存などに適用する場合、実験によれば、オゾン濃度が0.05ppmを越えると、食品そのものを変質・変色させてしまうことがわかり、オゾンを含んだ気体を使用する際には、オゾン濃度は0.05ppm以下にしなければならないことが明らかになった。
【0018】
そのため、本実施の形態では上記のようにしてオゾンの生成量を抑制し、低濃度(0.05ppm以下)のオゾンを含んだイオン化気体10を生成し、これを微生物が繁殖している物体14に供給している。通常の場合は、空気を供給気体1としているので、低濃度のオゾンを含んだイオン化空気10が供給される。
また、このときのイオン化空気10中のイオン濃度は、微生物が繁殖している物体14の状態にもよるが、実験によれば、空気中に通常存在するイオン濃度(数10〜100個/cm3 程度)の数百倍程度にする必要があり、この濃度域に達すると増殖を防止される微生物(細菌類)が現れてくる。しかし、好ましくはその1000倍以上のイオン濃度、すなわち104個/cm3以上にするのが、様々な微生物の増殖を防止するのに有効である。従って、104個/cm3以上の高濃度のイオンを含むイオン化気体を供給するようにしている。
以上のように、微生物が繁殖(付着)した物体14表面に対してイオンおよびオゾンが継続して供給されることになるので、イオンとオゾンの相乗効果により、どちらか一方では微生物の繁殖を抑制できない濃度域でも、微生物の増殖を抑えられることになる。
【0019】
ここで、放電時に流れる電流を制御することにより、イオン化気体10中のオゾン濃度を低濃度に維持しながら、負イオンのみを大量に発生できることを実証するために実施した一実験例について説明する。
図2は印加電圧のパルス周波数と負イオンおよびオゾン発生量との関係を示した特性図である。実線の特性曲線はパルス周波数と負イオン発生量との関係を、破線の特性曲線はパルス周波数とオゾン発生量との関係を示している。この実験例は、長さ1cmの金属針電極7を5mm間隔で5本配置し、この金属針電極7と、幅1cm、長さ3cmの金属平板接地電極8のギャップ長を10mm、金属針電極7に印加される負極性直流パルス高電圧のゼロピーク電圧を8kV、両電極間を通過する空気の風速を約1m/sとし、供給する空気の温度を20℃、湿度を60%として測定したものである。
【0020】
この図2からわかるように、パルス周波数が増加するにつれて、オゾン発生量は一次関数的に増加するが、負イオン発生量はほぼ一定となることが確認された。
例えば、パルス周波数を500Hzとした場合、ガス流量50L/minの空気中のオゾン濃度を0.03ppmに維持しながら、負イオン濃度を3×106 個/cm3 にすることができる。
このように、パルス周波数を制御することにより、オゾン濃度を低濃度域に保ちながら、負イオン濃度を高められることが分かる。
【0021】
なお、上記実験例では金属針電極7の針の本数を金属平板接地電極8の面積3cm2 当たり5本としたが、さらに本数を増加させれば負イオンの発生量を増加させることは可能である。しかし、同時にオゾンの発生量も増加するため、パルス周波数を低下させる必要がある。
【0022】
また、上記実験例では、直流パルス高電圧のゼロピーク電圧を8kVとし、ギャップ長を10mmとしたが、ある程度の範囲(コロナ放電領域)内であれば、印加電圧をさらに高めたり、または、ギャップ長をさらに短くすることにより、負イオンの発生量を増加させることができる。しかし、この際同時にオゾン発生量も増加するので、パルス周波数を低下させる必要がある。さらに、上記領域を越えて印加電圧をさらに高めたり、または、ギャップ長をさらに短くすることは短絡を生じさせ、非常に危険である。
【0023】
また、本実験例では風速が約1m/sの空気を両電極7,8間に流したが、空気の風速を0.1〜3.0m/sの範囲において変化させた場合、負イオン発生量は風速が大きくなる程増加する。しかし、通気路3に流れる空気流量が増加するため、空気中のオゾン濃度は低下するので、パルス周波数を増加させる必要がある。
【0024】
次に、低濃度のオゾンを含んだイオン化気体10によって微生物の繁殖が抑えられることを実験例を用いて説明する。
【0025】
【表1】

Figure 0003932777
【0026】
表1は微生物が繁殖する物体14として、寒天培地に人工的に植え付けたバクテリア(黄色ブドウ球菌)を保持したシャーレを用意し、負イオンとオゾンを含んだ混合ガス処理の効果を調べたものである。ここで、シャーレに供給するオゾンを含んだイオン化空気10中の負イオン濃度は約106 個/cm3 とした。この際、電離室5内の電極間に印加する電圧は約15kVとした。
なお、微生物が繁殖する物体(シャーレ)14に供給する空気1の温度は20℃、湿度は80〜90%とし、負イオン濃度約106個/cm3で、オゾン濃度 0.03ppmのオゾンを含んだイオン化空気10で3日間連続的に処理した。
比較項目として、負イオンおよびオゾンともに発生させずに20℃の空気で処理した場合、負イオン濃度約106 個/cm3 で、オゾン濃度0.002ppm以下の20℃のイオン化空気で処理した場合、およびオゾン濃度0.05ppmで、負イオン濃度約102 個/cm3 以下の20℃のオゾン化空気で処理した場合を加えた。
【0027】
実験結果は、表1に示したように、イオンおよびオゾンを発生させずに20℃の空気で処理した場合、3日後のバクテリアのコロニー数は約900個/シャーレであり、負イオン濃度約106個/cm3でオゾン濃度0.002ppm以下の20℃のイオン化空気で処理した場合、3日間の処理直後のバクテリアのコロニー数は約100個/シャーレとなり、微生物の増殖抑制効果はみられたが、イオン処理を停止すると、バクテリアのコロニー数は約700個/シャーレに達し、イオン処理では、十分な微生物増殖防止効果が得られないことがわかった。また、オゾン濃度0.05ppmで負イオン濃度約102個/cm3以下の20℃のオゾン化空気で処理した場合、3日後のバクテリアのコロニー数は約800個/シャーレとなり、オゾン処理によりバクテリアの増殖は若干抑えられるが、その効果はあまり無いことが分った。
【0028】
一方、温度20℃、負イオン濃度約106個/cm3、オゾン濃度0.03ppmのオゾンを含んだイオン化空気10で処理した場合、3日後のバクテリアのコロニー数は0個/シャーレとなり、完全に増殖が抑制される効果が得られた。
また、オゾンを含んだイオン化空気10で処理した寒天培地を、処理を止めて、そのまま室温(約20℃)に放置した場合、バクテリアの再増殖はほとんど認められなかった。
【0029】
以上のように上記実験結果によると、寒天培地に植え付けたバクテリアで、オゾンを含んだイオン化気体10の方が、イオン化気体単独あるいはオゾン単独の場合に比べて、オゾンと負イオンの相乗効果により、微生物の増殖を防止する能力を大きくできるとともに、バクテリアを死滅させることができることが認められた。
【0030】
なお、表1では、好気性の球菌である黄色ブドウ球菌を用いて、低濃度のオゾンを含んだイオン化気体の効果を示したが、他の細菌、例えば形態が違う緑膿菌、大腸菌やサルモネラ菌等の好気性の桿菌についても同様の効果が得られた。
また、胞子を形成する好気性の桿菌であるバチルス(Bacillus)属細菌等や、真菌類であるカビ等についても同様の効果が得られ、増殖を抑制することができると考えられる。
【0031】
本実験例では、オゾン濃度を約0.03ppm、負イオン濃度を約106個/cm3とした場合のオゾンを含んだイオン化空気処理についての微生物増殖抑制効果を示したが、微生物が繁殖している物体14に供給されるオゾンを含んだイオン化気体10中の負イオン濃度およびオゾン濃度は、物体14表面に存在している微生物の種類や処理方法等によって変更することが好ましい。
【0032】
なお、上記実施の形態では、オゾンと負イオンを含んだイオン化気体10を用いて処理した場合についての効果を示したが、昇圧変換器22とパルス変換器23よって正極性の直流パルス高電圧を作り出し、電離室5内の金属針電極7に正極性の直流パルス高電圧を印加して正イオンとオゾンを生成し、そのオゾンと正イオンを含んだイオン化気体10を微生物が繁殖する物体14に供給するようにしても同様の効果が得られるが、負イオンの方が正イオンに比べて微生物の繁殖を防止する効果が大きい。
【0033】
また、昇圧変換器22とパルス変換器23よって交流パルス高電圧を作り出し、電離室5内の金属針電極7に交流パルス高電圧を印加して、負イオン、正イオンおよびオゾンを生成し、そのオゾンと正および負のイオンを含んだイオン化気体10を微生物が繁殖する物体14に供給するようにしても同様の効果が得られるが、イオン化気体10中に負イオンと正イオンが同等量含まれていると、正イオンと負イオンが再結合して、イオンの消滅が早くなり、微生物の繁殖を防止する効果が小さくなる。したがって、気体10中には単極性のイオンのみを発生させるようにすることが望ましい。
【0034】
また、上記実施の形態では、処理期間中イオン濃度およびオゾン濃度を一定に維持して処理を行うものについて示したが、処理期間中、パルス周波数の値を変更するようにして、イオン濃度は高濃度に保ちながら、オゾン濃度だけを変化させて、微生物が繁殖する物体14を処理するようにしてもよい。
【0035】
さらに、また、上記実験例では電離室5において、金属針電極7と、これと対向して配置される金属平板接地電極と8を設けた場合の例を示したが、図3に示したように、電離室5には径が0.1〜0.2mm程度の複数の金属細線24と、この金属細線24と対向して配置される金属格子状接地電極25を設け、この金属細線24に負極性の直流パルス高電圧を印加させたときに起こる放電においても同様の効果があった。図3(a)は本発明の実施の形態1の微生物繁殖防止装置の変形例を示す構成図で、同図(b)は金属細線24部分を示す断面模式図である。
【0036】
実施の形態2.
図4は本発明の実施の形態2による微生物繁殖防止装置を示す構成図であり、図において、26は入力電源21から供給される交流電圧を直流電圧に変換する整流器、27は直流電圧を蓄えるコンデンサ、28は直流電圧をパルス化するパルス発振器、29は直流パルス電圧を昇圧するパルストランスである。ここで、パルス発生器はコンデンサ27、パルス発振器28、パルストランス29で構成されている。なお、入力電源21から供給される電圧が直流電圧である場合は、整流器26は必要ない。
【0037】
次に動作について説明する。
まず、ファン2が外部の気体1を供給口4から取り込み、通気路3を介して電離室5内に導く。
この電離室5内には、複数の金属針電極7と、この金属針電極7と対向して配置された金属平板接地電極8が、金属針電極7と金属平板接地電極8との間隔(ギャップ長)を数mmに保持して設けられている。
【0038】
入力電源21から整流器26に交流電圧が供給され、そこで交流電圧が直流電圧に変換される。変換された直流電圧はコンデンサ27に蓄えられるとともに、パルス発振器28によってパルス化され、直流パルス電圧となってパルストランス29に供給される。パルストランス29で作られた直流パルス高電圧が金属針電極7に印加されると、金属針電極7の先端近傍に、高い電界がかかり、コロナ放電が起こる。
【0039】
従って、酸素分子を含有している気体1が放電中の電離室5内に導かれると、気体1に含まれる酸素分子等と電子が付着することにより、酸素分子等が負イオン化するとともに、酸素分子が電子と衝突解離することにより、オゾンが生成されて、オゾンと負イオンの双方が含まれたオゾンを含むイオン化気体10が発生することになる。
【0040】
そして、パルス発振器28により、金属針電極7に印加される負極性直流パルス高電圧のパルス周波数を制御しているので、放電時に流れる電流が低減されて、オゾンの生成量が抑制される。
なお、上述したように、オゾンは酸化力が強くオゾン濃度が高くなると有害であるため、イオン化気体10中のオゾン濃度は作業基準値の0.1ppm以下になるように制御されている。
【0041】
このようにして低濃度のオゾンを含んだイオン化気体10を生成し、これを微生物が繁殖している物体14に供給する。通常の場合は、空気を供給気体としているので、低濃度のオゾンを含んだイオン化空気10が供給される。
而して、微生物が繁殖した物体14表面に対してイオンおよびオゾンが継続して供給されることになるので、イオンとオゾンの相乗効果により、どちらか一方では微生物の繁殖を抑制できない濃度域でも、微生物の増殖を抑えられることになる。
なお、本実施の形態では、直流電圧をパルス発振器28によりパルス化した後、パルストランス29で昇圧して、直流パルス高電圧を作り出しているので、パルス発振器28に耐高電圧のものを使用する必要がなくなり、装置コストが安くなる。
【0042】
実施の形態3.
上記実施の形態2では、直流電圧をパルス発振器28によりパルス化した後、パルストランス29で昇圧して、直流パルス高電圧を作り出すものを示したが、図5の回路図で示したような電気回路を用いて、直流パルス高電圧を作り出すようにしても同様の効果が得られる。図において、30a〜30dは抵抗、31a〜31eはダイオード、32a,32bはコンデンサ、33はサイリスタ、34は昇圧トランスで、これらでパルス発生器を構成している。
【0043】
次に動作について説明する。入力電源21から供給された交流電圧をダイオード31aにより半波電圧に変換し、コンデンサ32bに充電する。コンデンサ32bに電荷が充電されると、コンデンサ32aと抵抗30bから構成されたスイッチ部により、サイリスタ33に信号が送られ、サイリスタ33に電流が流れるようになると、コンデンサ32bに蓄えられた電荷が昇圧トランス34の一次側コイルに流れる。一次側コイルに電流が流れると、二次側コイルに起電力が発生し、交流のパルス高電圧が発生する。その発生した交流パルス高電圧をダイオード31eによって半波整流し、直流パルス高電圧に変換する。
本実施例では、パルストランスを使用する必要がなく、通常のトランスを使用できるため、簡便で装置コストを低減できる。
【0044】
参考例
上記実施の形態1では、電離室5内の金属針電極7に負極性の直流パルス高電圧を印加するようにして、放電時に流れる電流を制御することによって、オゾン濃度を低く維持しつつ、負イオン濃度をできるだけ高めたイオン化気体10を発生させる場合の例を示したが、図6の構成図に示すように、金属針電極7と対向して配置された金属平板接地電極8上に、セラミック、ガラス、石英等の誘電材料からなる平板状の誘電体9を蒸着または密着により取り付けるとともに、金属針電極7に直流高電圧を印加して、放電時に流れる電流を抑制するようにしても、オゾン濃度を低く維持しつつ、負イオン濃度をできるだけ高めたイオン化気体10を発生させることができ、同様の微生物増殖抑制効果が得られる。誘電体9は放電電流制御手段として作用する。
【0045】
ここで、この参考例における微生物繁殖防止装置で発生するオゾン量が、金属平板設置電極8に蒸着した誘電体9により低減できることを実証するために実施した他の実験例について説明する。
この実験例では、長さ1cmの金属針電極7を5mm間隔で5本配置し、この金属針電極7と、厚さ0.5mm の誘電体9を密着した幅1cm、長さ3cmの金属平板接地電極8のギャップ長を10mm、金属針電極7に印加される負極性直流高電圧のゼロピーク電圧を8kV、両電極間を通過する空気の風速を 約50cm/sとし、供給する空気の温度を20℃、湿度を60%とした。
【0046】
このような条件下でイオンを発生させて、イオン発生量を測定した結果、イオン発生量は 約1×109個/sであり、誘電体9を取り除いた場合のイオン発生量は 約3×109個/sとなり、誘電体9の有無にかかわらず、負イオンの発生量はほぼ同等になることが確認された。
【0047】
一方、放電により同時に発生するオゾンの発生量は、誘電体9が設置されていない場合、約1mg/hrであるが、誘電体9を取り付けることにより、オゾン発生量は約0.01mg/hrに低下した。
以上のように、この参考例によれば、イオン化された気体10のイオン濃度を十分高く維持しながら、オゾンを低濃度に維持できることがわかる。
また、この参考例では、パルス変換器23を使用せずに、誘電体9の厚みを変更して、オゾンの発生量を低減化するとともに、制御しているので、装置構成が簡単で、装置を簡便に安く製作することができる効果がある。
【0048】
実施の形態
図7は本発明の実施の形態による微生物繁殖防止装置を示す構成図であり、図において、35は微生物が繁殖する物体14を収納する空間を有するとともに、電離室5において発生したオゾンを含むイオン化気体10が供給されるイオン供給室である。
【0049】
次に動作について説明する。
まず、ファン2がイオン供給室35内部の気体1を供給口4から取り込み、通気路3を経て電離室5内に導く。
この電離室5内には、複数の金属針電極7と、この金属針電極7と対向して配置された金属平板接地電極8が、金属針電極7と金属平板接地電極8との間隔(ギャップ長)を数mmに保持して設けられている。ここで、昇圧変換器22によって作られ、パルス変換器23によってパルス化された数kVの負極性直流パルス高電圧を金属針電極7に印加すると、金属針電極7の先端近傍に、高い電界がかかり、コロナ放電が起こる。
【0050】
従って、酸素分子を含有している気体1が放電中の電離室5内に導かれると、気体1に含まれる酸素分子等と電子が付着することにより、酸素分子等が負イオン化するとともに、酸素分子が電子と衝突解離することにより、オゾンが生成されて、オゾンと負イオンの双方が含まれたイオン化気体10が生成する。
【0051】
そして、この際、パルス変換器23により、金属針電極7に印加される負極性直流パルス高電圧のパルス周波数を制御しているので、放電時に流れる電流が低減されて、オゾンの生成量が抑制される。
なお、オゾンは酸化力が強くオゾン濃度が高くなると有害であるため、気体10中のオゾン濃度は作業基準値の0.1ppm以下になるように制御されている。
【0052】
このようにして低濃度のオゾンを含んだイオン化気体10が生成し、イオン供給室35内の空間に放出される。通常の場合は、空気を供給気体としているので、低濃度のオゾンを含んだイオン化空気10が供給される。
以上のように、微生物が繁殖した物体14表面およびその物体14を収納している空間に対してイオンおよびオゾンが継続して供給されることになるので、イオンとオゾンの相乗効果により、物体14表面にすでに存在している微生物およびイオン供給室35内の空間に浮遊し、物体14表面に落下して新たに増殖を開始する微生物の増殖を抑えられることになる。
【0053】
次に、低濃度のオゾンを含んだイオン化気体10によって、イオン供給室35内に収納された物体表面に存在する微生物の繁殖が抑えられることを実験例を用いて説明する。
【0054】
【表2】
Figure 0003932777
【0055】
表2はこの実験例の実験結果を示したものであり、実験は微生物が繁殖する物体14として鮪刺身を用い、これをイオン供給室35、この場合は冷蔵庫内に温度0℃、湿度85〜95%の条件で3日間保存し、電離室5で発生したオゾンと負イオンを含んだ空気で連続的に処理したものである。
なお、電離室5内の金属針電極7に約−10kVの電圧を印加して、イオン供給室35内の負イオン濃度は約105個/cm3とし、オゾン濃度は約0.05ppmとした。
【0056】
比較項目として、負イオンおよびオゾンともに発生させずに0℃の空気で処理した場合、負イオン濃度約105個/cm3で、オゾン濃度0.002ppm以下の0℃のイオン化空気で処理した場合、およびオゾン濃度約0.2ppmで、負イオン濃度約102個/cm3以下の0℃のオゾン化空気で処理した場合を加えた。なお、鮪刺身14の表面の一般細菌のサンプリングはスタンプ法により、培地は標準寒天培地を用いた。
【0057】
実験結果は、表2に示したように、イオンおよびオゾンを発生させずに空気で処理した場合、3日後のバクテリアのコロニー数は約1600個/cm2 であり、負イオン濃度約105 個/cm3 でオゾン濃度0.002ppm以下のイオン化空気で処理した場合、3日後のバクテリアのコロニー数は約1000個/cm2 となり、バクテリアの増殖は若干抑えられるが、その効果はあまり無いことが分った。
【0058】
また、オゾン濃度約0.2ppmで負イオン濃度約102 個/cm3 以下のオゾン化空気で処理した場合、3日後のバクテリアのコロニー数は約600個/cm2 となり、バクテリアの増殖はかなり抑えられる。ところが、オゾンで処理した場合、鮪刺身の外観はオゾンの強力な酸化作用により色が赤黒く変色し、品質が著しく低下するという問題が生じた。
【0059】
一方、温度0℃、負イオン濃度約105個/cm3、オゾン濃度0.05ppmのオゾンを含んだイオン化空気10で処理した場合、3日後のバクテリアのコロニー数は約300個/cm2 シャーレとなり、増殖がかなり抑制されるという効果が得られた。また、処理3日後においても、外観の変化がみられず、また腐敗臭も感じられず、ほぼ初期の鮮度を完全に維持することができることが認められた。
【0060】
以上のように上記実験結果によると、低濃度のオゾンと高濃度の負イオンを含んだイオン化空気により、鮪刺身を高濃度のオゾン処理のように変色・変質させることなく、その表面に存在する微生物の繁殖を防止でき、初期の鮮度を維持できることがわかる。
【0061】
上記実施の形態では、処理期間中イオン濃度およびオゾン濃度を一定に維持して処理を行うものについて示したが、処理期間中、パルス周波数の値を変更するようにして、イオン濃度は高濃度に保ちながら、オゾン濃度だけを変化させて、イオンでは連続処理およびオゾンでは間欠処理を行うようにしても、低濃度のオゾンと高濃度の負イオンを含む空気10で連続処理するよりも、微生物増殖防止効果はやや低下するが、ほぼ同様の効果が得られる。
【0062】
実施の形態
図8は本発明の実施の形態による微生物繁殖防止装置を示す構成図であり、図において、36は気体流制御手段で、この場合は金属針電極7と金属平板接地電極8の間の空間に気体1を強制的に流すとともに、気体流路断面を狭め両電極7,8間に流れる気体1の流速を速めるガス流方向制御板である。
【0063】
次に動作について説明する。
まず、ファン2が外部の気体1を供給口4から取り込み、通気路3を経てガス流方向制御板36に導く。
このガス流方向制御板36に導かれた気体1は、ガス流方向制御板36により流れる方向を変更され、電離室5内に設けられた複数の金属針電極7と、この金属針電極7と対向して配置された金属平板接地電極8との間の放電空間に供給される。ここで、昇圧変換器22によって作られ、パルス変換器23によってパルス化された数kVの負極性直流パルス高電圧を金属針電極7に印加すると、金属針電極7の先端近傍に、高い電界がかかり、コロナ放電が起こる。
【0064】
そして、酸素分子を含有している気体1が放電中の電離室5内に導かれると、気体1に含まれる酸素分子等と電子が付着することにより、酸素分子等が負イオン化するとともに、酸素分子が電子と衝突解離することにより、オゾンが生成されて、オゾンと負イオンの双方が含まれたイオン化気体10が生成される。
【0065】
また、この度、金属針電極7と金属平板接地電極8の両電極間に流れる気体1のガス流速と、オゾンおよび負イオンの発生量の関係を実験により調べた結果、ガス流速が早くなるほど、負イオンの発生量は増加するが、オゾンの発生量は変わらないことが確認された。
このことから、両電極7,8間に流す気体1の流速を高めることにより、オゾンの生成量を抑制しながら、気体1中に高濃度の負イオンを発生させることができるようになることが分かる。
【0066】
本実施の形態においては、放電時に流れる電流を抑制するように構成するとともに、ガス流方向制御板36により金属針電極7と金属平板接地電極8間に流れる気体の流速を速くしているので、オゾンの発生を抑制してオゾン濃度を低濃度に維持しつつ、負イオンの発生量をより良好に増加させることができ、より高濃度の負イオンを含むイオン化気体が得られる。
このようにして生成した低濃度のオゾンおよび高濃度のイオンを含んだイオン化気体10が微生物が繁殖している物体14に供給されると、上記実施の形態と同様、イオンとオゾンの相乗効果により微生物の増殖を抑えられる。
【0067】
なお、ガス流方向制御板36の設置場所は、生成したイオンの衝突による消滅を防ぐという点から、電離室5の上流側に設けるのが望ましい。
【0068】
実施の形態
上記実施の形態では、金属針電極7と金属平板接地電極8間の放電空間に、ガス流方向制御板36により気体1を流すものを示したが、図9の電離室5部分を示す模式斜視図に示したように、電離室5内において、0.1〜0.2mm程度の複数の金属細線24と、この金属細線24と対向して配置された金属格子状接地電極25を設けるとともに、この金属細線24の上流側にガス流方向制御板36を設けて、金属細線電極24近傍のみに気体1が流れるようにし、気体流路を絞って気体1の流速が速くなるようにしても同様の効果が得られる。
また、放電電極を金属細線としていることにより、金属細線近傍に気体1を流す際の圧力損失を小さくすることができ、大風量の気体をながすことができる効果がある。
【0069】
実施の形態
図10は本発明の実施の形態による微生物繁殖防止装置を示す構成図であり、図において、37は一方の通気路内に設置され、ファン2により取り込まれる気体1中のオゾンを分解するためのオゾン分解装置であり、本実施の形態では二酸化マンガン、活性アルミナ等のオゾン分解触媒が用いられている。また、38は一方の通気路と他方の通気路の合流部分に設けられ、オゾン分解装置37を通過する気体1の流量と通過しない気体1の流量の比率を制御し、電離室5に取り込まれる気体中のオゾン濃度を調節するガス流量制御装置である。このオゾン分解装置とガス流量制御装置でオゾン濃度調節手段を構成している。
【0070】
次に動作について説明する。
まず、ファン2およびガス流量制御装置38により、オゾン分解装置37を通過する気体1と通過しない気体1が、ある混合比率で混合されて取り込まれ、通気路3を介して電離室5内に導かれる。
この電離室5内には、複数の金属針電極7と、この金属針電極7と対向して配置された金属平板接地電極8が、金属針電極7と金属平板接地電極8との間隔(ギャップ長)を数mmに保持して設けられている。ここで、昇圧変換器22によって作られ、パルス変換器23によってパルス化された数kVの負極性直流パルス高電圧を金属針電極7に印加されると、金属針電極7の先端近傍に、高い電界がかかり、コロナ放電が起こる。
【0071】
この放電中の電離室5内に酸素分子を含有している気体1が導かれると、気体1に含まれる酸素分子等と電子が付着することにより、酸素分子等が負イオン化するとともに、酸素分子が電子と衝突解離することにより、オゾンが生成されて、オゾンと負イオンの双方が含まれたイオン化気体10が取り出される。
【0072】
この際、オゾン分解装置37とガス流量制御装置38により、電離室5に吸入される気体1中のオゾン濃度が一定に維持されるようにしているので、電離室5ではオゾンを一定量を発生させるようにするだけで、一定濃度のオゾンを含んだイオン化気体10が微生物が繁殖している物体14に供給できる。
これにより、微生物が繁殖する物体14に供給するオゾンを含んだイオン化気体10中のオゾン濃度を制御しやすくなるとともに、高濃度に達すると有害であるオゾンを低い濃度域に維持でき、安全で効率的に微生物の増殖を防止することができる。
【0073】
実施の形態
上記実施の形態では、オゾン分解装置37とガス流量制御装置38により、電離室5に吸入される気体1中のオゾン濃度が一定に維持されるものを示したが、図11の構成図に示したように、電離室5の上流側に、オゾン分解用加熱電線39を設けて、オゾン分解用加熱電線39の温度が一定になるように制御して、気体1中のオゾンが常に一定量分解されるようにして、電離室5に吸入される気体1中のオゾン濃度が一定に維持されるようにしても同様の効果が得られる。
また、部品点数を低減でき、装置の構成が簡単で、制御が容易になる。
【0074】
実施の形態
図12は本発明の実施の形態による微生物繁殖防止装置を示す構成図であり、図において、40は金属針電極7に流れ込む電流値を測定する電流計、41は電流計40からの入力信号を受けて、昇圧変換器22に出力信号を送る制御装置である。
【0075】
次に動作について説明する。
まず、ファン2が外部の気体1を供給口4から取り込み、通気路3を介して電離室5内に導く。
この電離室5内には、複数の金属針電極7と、この金属針電極7と対向して配置された金属平板接地電極8が、金属針電極7と金属平板接地電極8との間隔(ギャップ長)を数mmに保持して設けられている。ここで、昇圧変換器22によって作られ、パルス変換器23によってパルス化された数kVの負極性直流パルス高電圧を金属針電極7に印加すると、金属針電極7の先端近傍に、高い電界がかかり、コロナ放電が起こり、低濃度のオゾンと負イオンが含まれたイオン化気体10が生成される。
【0076】
なお、この実施の形態では、この際に、電流計40により金属針電極7に流れ込む電流値を計測している。そして、電流値が増加傾向にあることが認識されると、電流計40から制御装置41に信号が送られ、制御装置41から昇圧変換器22に信号が送られて、金属針電極7に印加される電圧が低減され、放電時に流れる放電電流が増加して、オゾンの生成量が増加するのを防止できるようにしている。
【0077】
また、電流計40で電流の増減を絶えず測定することは電極の汚れ具合をモニタリングすることになるので、金属針電極7のメンテナンス時期を容易に知ることができるようになる。
さらにまた、異常電流が流れた場合は、金属針電極7に高電圧を印加することを停止でき、火災などが発生するのを未然に防止することができる。
これにより、微生物が繁殖する物体14に供給するオゾンを含んだイオン化気体10中のオゾン濃度を制御しやすくなるとともに、高濃度に達すると有害であるオゾンを低い濃度域に維持でき、安全で効率的に微生物の増殖を防止することができる。
【0078】
実施の形態10
上記実施の形態では、電流計40により、金属針電極7に流れ込む電流値を計測し、制御装置41を介して電流計40から昇圧変換器22に信号を送り、金属針電極7に印加される電圧が低減させるようにして、気体1中のオゾン濃度が一定に維持されるものを示したが、図13の構成図で示したように、金属平板接地電極8とアースとの間に、電流計40を設けて、両電極7,8間に流れる放電電流を測定するようにしても同様の効果が得られる。
また、電流計40を高電圧が印加されていない部分に設置しているので、電流計40の仕様を高電圧仕様にする必要がなく、装置コストを低減できる効果がある。
【0079】
【発明の効果】
以上のように、本発明の活性粒子発生方法においては、活性粒子発生電極に供給する電圧を間欠的にするパルス発生器を備え、上記パルス発生器のパルス周波数を制御して、イオン濃度をほぼ一定に保ちながらオゾン濃度を変化させ、0.1ppm以下のオゾンと少なくとも10 4 個/cm 3 のイオンを発生させるようにしたので、オゾン濃度を低濃度域に保ちながら、微生物の増殖防止能力の高い活性粒子発生方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1による微生物繁殖防止装置を示す構成図である。
【図2】 本発明の実施の形態1に係るパルス周波数と負イオンおよびオゾンの発生量との関係を示す特性図である。
【図3】 本発明の実施の形態1による微生物繁殖防止装置の変形例を示す構成図である。
【図4】 本発明の実施の形態2による微生物繁殖防止装置を示す構成図である。
【図5】 本発明の実施の形態3に係る微生物繁殖防止装置のパルス発生器の構成を示す回路図である。
【図6】 本発明の参考例による微生物繁殖防止装置を示す構成図である。
【図7】 本発明の実施の形態による微生物繁殖防止装置を示す構成図である。
【図8】 本発明の実施の形態による微生物繁殖防止装置を示す構成図である。
【図9】 本発明の実施の形態による微生物繁殖防止装置の電離室部分を示す模式斜視図である。
【図10】 本発明の実施の形態による微生物繁殖防止装置を示す構成図である。
【図11】 本発明の実施の形態による微生物繁殖防止装置を示す構成図である。
【図12】 本発明の実施の形態による微生物繁殖防止装置を示す構成図である。
【図13】 本発明の実施の形態10による微生物繁殖防止装置を示す構成図である。
【図14】 従来の微生物繁殖防止装置を示す構成図である。
【符号の説明】
1 気体、2 ファン、3 通気路、4 供給口、5 電離室、7 金属針電極、8 金属平板接地電極、9 誘電体、10 オゾンを含むイオン化気体、 14 物体、21 入力電源、22 昇圧変換器、23 パルス変換器、24 金属細線電極、25 金属格子状接地電極、26 整流器、27 コンデンサ、28 パルス発振器、29 パルストランス、30a〜30d 抵抗、31a〜31d ダイオード、32a,32b コンデンサ、33 サイリスタ、34 トランス、35 イオン供給室、36 ガス流方向制御板、37 オゾン分解装置、38 ガス流量制御装置、39 オゾン分解用加熱電線、40 電流計、 41 制御装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention uses active particles such as ions and ozone to provide food, cooking utensils, and other food-related foods necessary for consumption, as well as object surfaces that require prevention of microbial growth for public health, and those The present invention relates to a method for preventing the growth of microorganisms and a device therefor, which prevent the growth of microorganisms existing in a space for storing the object.
[0002]
[Prior art]
FIG. 14 is a block diagram showing a conventional microbial growth prevention apparatus disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-115946, in which 1 is an external gas, 2 is a fan (blower) for taking in gas 1, and 3 is a fan 2 is an air passage through which the gas 1 taken in by 2 is vented, 4 is a supply port for taking in the gas 1, 5 is installed in the air passage 3, and the gas 1 is removed by ionizing electrons to the taken-in gas 1. An ionization chamber for ionization, 6 is a bushing made of an insulating material, 7 is a metal needle electrode made of a metal material such as tungsten, stainless steel, or nickel, 8 is a metal flat plate ground electrode arranged facing the metal needle electrode 7, 9 Is a plate-like dielectric made of a dielectric material such as ceramic, glass, quartz, or the like, which is attached to the metal flat plate ground electrode 8 by vapor deposition or adhesion, and 10 is an ozono ionized in the ionization chamber 5 11 is installed in the air passage 3, decomposes ozone contained in the ionized gas 10 containing ozone in the ionization chamber 5, and removes ozone from the ionized gas 10 containing ozone. The ozone decomposition chamber is filled with an ozone decomposition catalyst such as manganese dioxide or activated alumina. 12 is an insulator that electrically insulates the ozone decomposition chamber 11 from the air passage 3, 13 is an ionized gas that does not contain ozone, 14 is an object through which microorganisms propagate, and 15 is a space that houses an object 14 through which microorganisms propagate. The ion treatment chamber is supplied with ionized gas 13 that does not contain ozone and has ozone removed in ozone decomposition chamber 11, 16 is a high-pressure generator, and 17 ionizes ionized gas 13 that does not contain ozone. A gas inlet 18 for supplying to the processing chamber 15 is a gas outlet for releasing the ionized gas 13 containing no used ozone outside the ion processing chamber 15.
[0003]
Next, the operation will be described.
First, the fan 2 takes in the external gas 1 from the supply port 4 and guides it into the ionization chamber 5 through the air passage 3.
In the ionization chamber 5, there are a plurality of metal needle electrodes 7 and a metal flat plate ground electrode 8 attached in close contact with a dielectric 9 disposed opposite to the metal needle electrodes 7. The gap (gap length) is set to several millimeters. When an AC high voltage of several kV is applied between the electrodes 7 and 8, a high electric field is applied near the tip of the metal needle electrode 7 and corona discharge. A discharge called occurs.
When the gas 1 is introduced into the ionization chamber 5 during discharge, the oxygen molecules and the like contained in the gas 1 collide with each other and the oxygen molecules and the like are ionized, so that the gas 1 contains ions.
[0004]
However, since the external gas 1 contains oxygen molecules, ozone is generated simultaneously with the generation of ions by corona discharge. Incidentally, since this ozone has strong oxidizing power, it is harmful when the ozone concentration becomes high.
Therefore, an ozone decomposition catalyst is disposed in the ozone decomposition chamber 11 in an electrically insulating manner from the air passage 3 on the downstream side in the air passage 3 through which the ionized gas 10 containing ozone flows, and ozone is contained by the ozone decomposition catalyst. Ozone is removed from the ionized gas 10 to produce an ionized gas 13 that does not contain ozone.
[0005]
In this way, the ionized gas 13 that does not contain ozone is supplied to the ion processing chamber 15 having a space for housing the object 14 on which the microorganisms propagate, and the propagation of microorganisms attached to the object 14 is suppressed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
A conventional microbial growth prevention apparatus is configured as described above, and ions generated by this apparatus have an effect of suppressing the growth of microorganisms. However, there is a limit to the amount of ions that can be generated, and the higher the ion concentration in the gas, the greater the amount of ion self-decomposition. There was a point. In addition, with ions alone, there is a problem that when the ion treatment is stopped, a sufficient microorganism growth inhibitory effect cannot be obtained, for example, microorganisms start growing again.
On the other hand, in order to suppress the growth of microorganisms using ozone, it is necessary to treat with an ozone concentration of 0.1 ppm or more, but in the concentration range of 0.1 ppm or more, due to the high oxidizing power of ozone, For example, some foods have problems such as discoloration and alteration, and corrosion of equipment.
[0007]
As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present invention includes ozone controlled to a low concentration in a gas containing ions that suppress the growth of microorganisms, and synergies between ozone and ions. It has been found that the ability to prevent the growth of microorganisms can be enhanced by the effect.
[0008]
  Object of the present inventionHas a high ability to prevent the growth of microorganisms, which can generate ions at a high concentration, and can also control ozone to a low concentration by suppressing the amount of ozone generated.Active particle generation methodIs to get.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  The active particle generation method of the present invention is a gas containing oxygen supplied by a fan to the active particle generation chamber by a discharge caused by applying a direct current pulse voltage between the active particle generation electrodes arranged in the active particle generation chamber. Is an active particle generation method for ionizing and ozonizing, controlling the pulse frequency of the DC pulse voltage while keeping the flow rate of the gas constant,The ozone concentration is controlled while keeping the ion concentration substantially constant, and ozone of 0.1 ppm or less and at least 10 Four Piece / cm Three This generates a gas containing the ions.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a microbial growth preventing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1 is an external gas, 2 is a fan that takes in gas 1, 3 is an air passage through which gas 1 taken in by fan 2 is vented, 4 is a supply port for taking in gas 1, and 5 is installed in air passage 3 An active particle generation chamber that ionizes and ozonizes the gas 1 taken in by discharge generated by applying a high voltage between the active particle generation electrodes described below. In this case, an ionization chamber, 6 is made of an insulating material. Bushings 7 and 8 are active particle generating electrodes. In this case, a metal needle electrode 7 made of a metal material such as tungsten, stainless steel, nickel, etc., and a metal flat plate ground electrode 10 facing the metal needle electrode 7, 10 Is an ionized gas containing ozone ionized in the ionization chamber 5 (referred to as ionized gas), 14 is an object on which microorganisms propagate, 21 is a discharge in the vicinity of the metal needle electrode 7 An input power supply for supplying electric power as a high voltage source, 22 is a boost converter for converting and boosting the primary voltage supplied from the input power supply 21, and 23 is a pulsed high voltage boosted by the boost converter 22. This is a pulse converter. In the present embodiment, a case will be described in which the input power supply 21 is set to AC 100 V, and the input AC 100 V is output as a negative DC high voltage by the boost converter 22.
[0015]
Next, the operation will be described.
First, the fan 2 takes in the external gas 1 from the supply port 4 and guides it into the ionization chamber 5 through the ventilation path 3.
In the ionization chamber 5, a plurality of metal needle electrodes 7 and a metal flat plate ground electrode 8 disposed so as to face the metal needle electrode 7 are spaced between the metal needle electrode 7 and the metal flat plate ground electrode 8 ( (Gap length) is maintained at several mm. Here, when a negative DC pulse high voltage of several kV produced by the step-up converter 22 and pulsed by the pulse converter 23 is applied to the metal needle electrode 7, a high electric field is generated near the tip of the metal needle electrode 7. Corona discharge occurs.
[0016]
When the gas 1 containing oxygen molecules is introduced into the ionization chamber 5 during discharge, the oxygen molecules and the like contained in the gas 1 are attached to the electrons, thereby negatively ionizing the oxygen molecules and the like. Oxygen molecules collide and dissociate with electrons to generate ozone, and ionized gas 10 containing ozone containing both ozone and negative ions is generated.
[0017]
In addition, in the present embodiment, since the pulse frequency of the negative DC pulse high voltage applied to the metal needle electrode 7 is controlled by the pulse converter 23, the current flowing during discharge is reduced, and the amount of ozone generated Is suppressed.
In addition, since ozone has a strong oxidizing power and a high ozone concentration, it is harmful to the human body and may corrode the material of the constituent object. Therefore, the ozone concentration in the ionized gas 10 is considered to be safe. It is necessary to control so that the reference value is 0.1 ppm or less. In addition, when applying such a gas containing ozone to food preservation, it has been found through experiments that if the ozone concentration exceeds 0.05 ppm, the food itself will be altered and discolored. When using gas, it became clear that the ozone concentration should be 0.05 ppm or less.
[0018]
Therefore, in the present embodiment, the amount of ozone generated is suppressed as described above, and the ionized gas 10 containing low-concentration (0.05 ppm or less) ozone is generated. To supply. In a normal case, since air is used as the supply gas 1, ionized air 10 containing low-concentration ozone is supplied.
Further, the ion concentration in the ionized air 10 at this time depends on the state of the object 14 on which the microorganisms are propagated.Three It is necessary to increase the concentration to several hundred times, and when this concentration range is reached, microorganisms (bacteria) that prevent growth appear. However, the ion concentration is preferably 1000 times or more, that is, 10 times.FourPiece / cmThreeThe above is effective in preventing the growth of various microorganisms. Therefore, 10FourPiece / cmThreeThe ionized gas containing the above high concentration ions is supplied.
As described above, since ions and ozone are continuously supplied to the surface of the object 14 on which microorganisms have propagated (attached), the proliferation of microorganisms is suppressed on either side due to the synergistic effect of ions and ozone. Even in a concentration range where it is impossible, the growth of microorganisms can be suppressed.
[0019]
Here, a description will be given of an experimental example carried out to demonstrate that only a large amount of negative ions can be generated while maintaining the ozone concentration in the ionized gas 10 at a low concentration by controlling the current flowing during discharge.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the pulse frequency of the applied voltage and the amount of negative ions and ozone generated. The solid characteristic curve indicates the relationship between the pulse frequency and the negative ion generation amount, and the broken characteristic curve indicates the relationship between the pulse frequency and the ozone generation amount. In this experimental example, five metal needle electrodes 7 each having a length of 1 cm are arranged at intervals of 5 mm, and the gap length between the metal needle electrode 7 and a metal flat plate ground electrode 8 having a width of 1 cm and a length of 3 cm is 10 mm. The negative peak DC pulse high voltage applied to 7 is 8 kV, the air velocity passing between both electrodes is about 1 m / s, the temperature of the supplied air is 20 ° C., and the humidity is 60%. It is.
[0020]
As can be seen from FIG. 2, it was confirmed that the ozone generation amount increased in a linear function as the pulse frequency increased, but the negative ion generation amount became substantially constant.
For example, when the pulse frequency is 500 Hz, the negative ion concentration is 3 × 10 3 while maintaining the ozone concentration in the air with a gas flow rate of 50 L / min at 0.03 ppm.6 Piece / cmThree Can be.
Thus, it can be seen that by controlling the pulse frequency, the negative ion concentration can be increased while keeping the ozone concentration in a low concentration region.
[0021]
In the above experimental example, the number of needles of the metal needle electrode 7 is the same as the area of the metal plate ground electrode 8 of 3 cm2 However, if the number is further increased, the amount of negative ions generated can be increased. However, since the amount of ozone generated increases at the same time, it is necessary to lower the pulse frequency.
[0022]
In the above experimental example, the zero peak voltage of the DC pulse high voltage is 8 kV and the gap length is 10 mm. However, if it is within a certain range (corona discharge region), the applied voltage can be further increased or the gap length can be increased. By further shortening, the amount of negative ions generated can be increased. However, since the amount of ozone generated increases at the same time, it is necessary to lower the pulse frequency. Furthermore, if the applied voltage is further increased beyond the above region or the gap length is further shortened, a short circuit occurs, which is very dangerous.
[0023]
In this experimental example, air with a wind speed of about 1 m / s was passed between the electrodes 7 and 8, but when the air wind speed was changed in the range of 0.1 to 3.0 m / s, negative ions were generated. The amount increases as the wind speed increases. However, since the flow rate of the air flowing through the air passage 3 increases, the ozone concentration in the air decreases, so it is necessary to increase the pulse frequency.
[0024]
Next, it will be described using experimental examples that the propagation of microorganisms can be suppressed by the ionized gas 10 containing ozone at a low concentration.
[0025]
[Table 1]
Figure 0003932777
[0026]
Table 1 shows a petri dish holding bacteria (Staphylococcus aureus) artificially planted on an agar medium as an object 14 on which microorganisms propagate, and the effect of mixed gas treatment containing negative ions and ozone was examined. is there. Here, the concentration of negative ions in the ionized air 10 containing ozone supplied to the petri dish is about 10%.6 Piece / cmThree It was. At this time, the voltage applied between the electrodes in the ionization chamber 5 was about 15 kV.
The temperature of the air 1 supplied to the object (petri dish) 14 on which the microorganisms propagate is 20 ° C., the humidity is 80 to 90%, and the negative ion concentration is about 10%.6Piece / cmThreeThen, it was continuously treated with ionized air 10 containing ozone having an ozone concentration of 0.03 ppm for 3 days.
As a comparison item, when processing with air at 20 ° C. without generating both negative ions and ozone, the concentration of negative ions is about 106 Piece / cmThree In the case of treatment with ionized air at 20 ° C. with an ozone concentration of 0.002 ppm or less, and at an ozone concentration of 0.05 ppm, a negative ion concentration of about 102 Piece / cmThree The case where it processed with the following ozonized air of 20 degreeC was added.
[0027]
As shown in Table 1, the experimental results show that, when treated with air at 20 ° C. without generating ions and ozone, the number of bacterial colonies after 3 days is about 900 per petri dish, and the negative ion concentration is about 106Piece / cmThreeWhen treated with ionized air at an ozone concentration of 0.002 ppm or less at 20 ° C., the number of bacterial colonies immediately after the treatment for 3 days was about 100 / dish, and an effect of suppressing the growth of microorganisms was observed. When stopped, the number of bacterial colonies reached about 700 / petri dish, and it was found that sufficient microbial growth prevention effect could not be obtained by ion treatment. The ozone concentration is 0.05 ppm and the negative ion concentration is about 102Piece / cmThreeWhen treated with the following ozonized air at 20 ° C., the number of bacterial colonies after 3 days was about 800 per petri dish, and the growth of bacteria was slightly suppressed by ozone treatment, but it was found that the effect was not so much. .
[0028]
On the other hand, a temperature of 20 ° C. and a negative ion concentration of about 106Piece / cmThreeIn the case of treatment with ionized air 10 containing ozone having an ozone concentration of 0.03 ppm, the number of bacterial colonies after 3 days was 0 per petri dish, and the effect of completely suppressing growth was obtained.
Moreover, when the agar medium treated with ionized air 10 containing ozone was stopped and allowed to stand at room temperature (about 20 ° C.), almost no bacterial regrowth was observed.
[0029]
As described above, according to the above experimental results, in the bacteria planted in the agar medium, the ionized gas 10 containing ozone has a synergistic effect of ozone and negative ions compared to the case of ionized gas alone or ozone alone. It was found that the ability to prevent the growth of microorganisms can be increased and bacteria can be killed.
[0030]
Table 1 shows the effect of ionized gas containing low concentration of ozone using Staphylococcus aureus, aerobic cocci, but other bacteria such as Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli and Salmonella Similar effects were obtained with aerobic bacilli such as.
In addition, it is considered that the same effect can be obtained for Bacillus genus bacteria, which are aerobic bacilli that form spores, and fungi such as fungi, and the growth can be suppressed.
[0031]
In this experimental example, the ozone concentration is about 0.03 ppm and the negative ion concentration is about 10 ppm.6Piece / cmThreeIn this case, the effect of suppressing the growth of microorganisms in the treatment of ionized air containing ozone is shown. However, the negative ion concentration and the ozone concentration in the ionized gas 10 containing ozone supplied to the object 14 where the microorganisms are propagated are It is preferable to change according to the type of microorganisms present on the surface of the object 14, the treatment method, and the like.
[0032]
In the above-described embodiment, the effect in the case of processing using the ionized gas 10 containing ozone and negative ions has been shown. However, a positive DC pulse high voltage is generated by the boost converter 22 and the pulse converter 23. A positive DC pulse high voltage is applied to the metal needle electrode 7 in the ionization chamber 5 to generate positive ions and ozone, and the ionized gas 10 containing the ozone and positive ions is propagated to the object 14 where the microorganisms propagate. Even if it supplies, the same effect is acquired, but the effect of preventing the proliferation of microorganisms is larger in the negative ion than in the positive ion.
[0033]
Further, an AC pulse high voltage is created by the boost converter 22 and the pulse converter 23, and the AC pulse high voltage is applied to the metal needle electrode 7 in the ionization chamber 5 to generate negative ions, positive ions, and ozone. The same effect can be obtained by supplying the ionized gas 10 containing ozone and positive and negative ions to the object 14 on which the microorganism propagates. However, the ionized gas 10 contains equal amounts of negative ions and positive ions. In this case, positive ions and negative ions are recombined, and the disappearance of the ions is accelerated, and the effect of preventing the growth of microorganisms is reduced. Therefore, it is desirable to generate only unipolar ions in the gas 10.
[0034]
In the above-described embodiment, the ion concentration and the ozone concentration are kept constant during the treatment period. However, during the treatment period, the value of the pulse frequency is changed to increase the ion concentration. While maintaining the concentration, only the ozone concentration may be changed to treat the object 14 on which the microorganisms propagate.
[0035]
Furthermore, in the above experimental example, an example in which the metal needle electrode 7 and the metal flat plate ground electrode 8 disposed opposite to the metal needle electrode 7 are provided in the ionization chamber 5, is as shown in FIG. In addition, the ionization chamber 5 is provided with a plurality of fine metal wires 24 having a diameter of about 0.1 to 0.2 mm and a metal grid-like ground electrode 25 arranged to face the fine metal wires 24. The same effect was obtained in the discharge that occurs when a negative DC pulse high voltage is applied. FIG. 3 (a) is a block diagram showing a modification of the microbial growth preventing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 3 (b) is a schematic cross-sectional view showing a portion of a fine metal wire 24. FIG.
[0036]
Embodiment 2. FIG.
4 is a block diagram showing a microbial growth prevention apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, 26 is a rectifier that converts an AC voltage supplied from an input power supply 21 into a DC voltage, and 27 is a DC voltage store. A capacitor, 28 is a pulse oscillator that pulses DC voltage, and 29 is a pulse transformer that boosts DC pulse voltage. Here, the pulse generator includes a capacitor 27, a pulse oscillator 28, and a pulse transformer 29. Note that when the voltage supplied from the input power supply 21 is a DC voltage, the rectifier 26 is not necessary.
[0037]
Next, the operation will be described.
First, the fan 2 takes in the external gas 1 from the supply port 4 and guides it into the ionization chamber 5 through the ventilation path 3.
In the ionization chamber 5, a plurality of metal needle electrodes 7 and a metal flat plate ground electrode 8 disposed to face the metal needle electrode 7 are spaced from each other (gap between the metal needle electrode 7 and the metal flat plate ground electrode 8). (Long) is provided at several mm.
[0038]
An AC voltage is supplied from the input power source 21 to the rectifier 26, where the AC voltage is converted into a DC voltage. The converted DC voltage is stored in the capacitor 27 and is pulsed by the pulse oscillator 28 to be supplied to the pulse transformer 29 as a DC pulse voltage. When a DC pulse high voltage generated by the pulse transformer 29 is applied to the metal needle electrode 7, a high electric field is applied near the tip of the metal needle electrode 7 and corona discharge occurs.
[0039]
Therefore, when the gas 1 containing oxygen molecules is introduced into the ionization chamber 5 during discharge, oxygen molecules and the like contained in the gas 1 are attached to the electrons, thereby negatively ionizing the oxygen molecules and the like. When molecules collide and dissociate with electrons, ozone is generated, and ionized gas 10 containing ozone containing both ozone and negative ions is generated.
[0040]
Since the pulse frequency of the negative DC pulse high voltage applied to the metal needle electrode 7 is controlled by the pulse oscillator 28, the current flowing at the time of discharge is reduced, and the amount of ozone generated is suppressed.
Note that, as described above, ozone has a strong oxidizing power and is harmful when the ozone concentration becomes high. Therefore, the ozone concentration in the ionized gas 10 is controlled to be 0.1 ppm or less of the operation standard value.
[0041]
In this way, an ionized gas 10 containing a low concentration of ozone is generated and supplied to the object 14 on which the microorganisms are propagated. In normal cases, since air is used as the supply gas, ionized air 10 containing low-concentration ozone is supplied.
Thus, since ions and ozone are continuously supplied to the surface of the object 14 on which the microorganisms have propagated, the synergistic effect of the ions and ozone can prevent the growth of microorganisms on either side. The growth of microorganisms can be suppressed.
In the present embodiment, the DC voltage is pulsed by the pulse oscillator 28 and then boosted by the pulse transformer 29 to create a DC pulse high voltage. There is no need, and the device cost is reduced.
[0042]
Embodiment 3 FIG.
In the second embodiment, the DC voltage is pulsed by the pulse oscillator 28 and then boosted by the pulse transformer 29 to generate the DC pulse high voltage. However, the electric voltage as shown in the circuit diagram of FIG. Even if a DC pulse high voltage is produced using a circuit, the same effect can be obtained. In the figure, 30a to 30d are resistors, 31a to 31e are diodes, 32a and 32b are capacitors, 33 is a thyristor, 34 is a step-up transformer, and these constitute a pulse generator.
[0043]
Next, the operation will be described. The AC voltage supplied from the input power supply 21 is converted into a half-wave voltage by the diode 31a, and the capacitor 32b is charged. When the capacitor 32b is charged, a signal is sent to the thyristor 33 by the switch unit composed of the capacitor 32a and the resistor 30b. When a current flows through the thyristor 33, the charge stored in the capacitor 32b is boosted. It flows to the primary side coil of the transformer 34. When a current flows through the primary coil, an electromotive force is generated in the secondary coil, and an alternating pulse high voltage is generated. The generated AC pulse high voltage is half-wave rectified by the diode 31e and converted to a DC pulse high voltage.
In this embodiment, it is not necessary to use a pulse transformer, and a normal transformer can be used. Therefore, the apparatus cost can be reduced easily.
[0044]
Reference example.
  In the first embodiment, a negative DC pulse high voltage is applied to the metal needle electrode 7 in the ionization chamber 5 to control the current flowing at the time of discharge, thereby maintaining a low ozone concentration while maintaining a low ozone concentration. Although an example in the case of generating the ionized gas 10 with the ion concentration increased as much as possible has been shown, as shown in the configuration diagram of FIG. 6, the ceramic is formed on the metal flat plate ground electrode 8 arranged to face the metal needle electrode 7. A plate-like dielectric 9 made of a dielectric material such as glass or quartz is attached by vapor deposition or adhesion, and a DC high voltage is applied to the metal needle electrode 7 to suppress the current flowing during discharge. While maintaining the concentration low, the ionized gas 10 having a negative ion concentration increased as much as possible can be generated, and the same microbial growth inhibitory effect can be obtained. The dielectric 9 acts as a discharge current control means.
[0045]
  Where thisReference exampleAnother experimental example carried out in order to demonstrate that the amount of ozone generated in the microbial growth prevention apparatus in FIG. 1 can be reduced by the dielectric 9 deposited on the metal plate installation electrode 8 will be described.
  In this experimental example, five metal needle electrodes 7 having a length of 1 cm are arranged at intervals of 5 mm, and a metal plate having a width of 1 cm and a length of 3 cm in which the metal needle electrode 7 and a dielectric 9 having a thickness of 0.5 mm are in close contact. The gap length of the ground electrode 8 is 10 mm, the zero peak voltage of the negative DC high voltage applied to the metal needle electrode 7 is 8 kV, the wind speed of the air passing between both electrodes is about 50 cm / s, and the temperature of the supplied air is The temperature was 20 ° C. and the humidity was 60%.
[0046]
As a result of generating ions under such conditions and measuring the amount of generated ions, the amount of generated ions was about 1 × 109The number of ions generated when the dielectric 9 is removed is about 3 × 10.9It was confirmed that the amount of negative ions generated was almost the same regardless of the presence or absence of the dielectric 9.
[0047]
  On the other hand, the amount of ozone generated simultaneously by discharge is about 1 mg / hr when the dielectric 9 is not installed, but the ozone generation amount is about 0.01 mg / hr by attaching the dielectric 9. Declined.
  As above, thisReference exampleAccording to the above, it is understood that ozone can be maintained at a low concentration while maintaining the ion concentration of the ionized gas 10 sufficiently high.
  Also thisReference exampleThen, without using the pulse converter 23, the thickness of the dielectric 9 is changed to reduce the amount of ozone generated and controlled, so the device configuration is simple and the device can be manufactured easily and inexpensively. There is an effect that can be done.
[0048]
Embodiment4.
  FIG. 7 shows an embodiment of the present invention.4In the figure, reference numeral 35 denotes an ion supply chamber to which an ionized gas 10 containing ozone generated in the ionization chamber 5 is supplied while having a space for housing an object 14 on which microorganisms propagate. It is.
[0049]
Next, the operation will be described.
First, the fan 2 takes in the gas 1 inside the ion supply chamber 35 from the supply port 4 and guides it into the ionization chamber 5 through the air passage 3.
In the ionization chamber 5, a plurality of metal needle electrodes 7 and a metal flat plate ground electrode 8 disposed to face the metal needle electrode 7 are spaced from each other (gap between the metal needle electrode 7 and the metal flat plate ground electrode 8). (Long) is provided at several mm. Here, when a negative DC pulse high voltage of several kV produced by the step-up converter 22 and pulsed by the pulse converter 23 is applied to the metal needle electrode 7, a high electric field is generated near the tip of the metal needle electrode 7. Corona discharge occurs.
[0050]
Therefore, when the gas 1 containing oxygen molecules is introduced into the ionization chamber 5 during discharge, oxygen molecules and the like contained in the gas 1 are attached to the electrons, thereby negatively ionizing the oxygen molecules and the like. When molecules dissociate with electrons, ozone is generated, and ionized gas 10 containing both ozone and negative ions is generated.
[0051]
At this time, since the pulse frequency of the negative DC pulse high voltage applied to the metal needle electrode 7 is controlled by the pulse converter 23, the current flowing at the time of discharge is reduced and the generation amount of ozone is suppressed. Is done.
Since ozone has a strong oxidizing power and is harmful when the ozone concentration becomes high, the ozone concentration in the gas 10 is controlled to be 0.1 ppm or less of the work standard value.
[0052]
In this way, the ionized gas 10 containing low-concentration ozone is generated and released into the space inside the ion supply chamber 35. In normal cases, since air is used as the supply gas, ionized air 10 containing low-concentration ozone is supplied.
As described above, ions and ozone are continuously supplied to the surface of the object 14 on which the microorganisms have propagated and the space in which the object 14 is stored. The growth of microorganisms already existing on the surface and the microorganisms floating in the space in the ion supply chamber 35 and falling on the surface of the object 14 and newly starting to grow can be suppressed.
[0053]
Next, it will be described using experimental examples that the ionized gas 10 containing low-concentration ozone can suppress the growth of microorganisms existing on the surface of the object stored in the ion supply chamber 35.
[0054]
[Table 2]
Figure 0003932777
[0055]
Table 2 shows the experimental results of this experimental example. In the experiment, sashimi was used as the object 14 on which the microorganisms propagated, and this was placed in the ion supply chamber 35, in this case, in the refrigerator at a temperature of 0 ° C and a humidity of 85-85. It is stored for 3 days under the condition of 95% and continuously treated with air generated in the ionization chamber 5 and containing ozone and negative ions.
A voltage of about −10 kV is applied to the metal needle electrode 7 in the ionization chamber 5 so that the negative ion concentration in the ion supply chamber 35 is about 10FivePiece / cmThreeThe ozone concentration was about 0.05 ppm.
[0056]
As a comparison item, when both negative ions and ozone are not generated and treated with air at 0 ° C., the concentration of negative ions is about 10FivePiece / cmThreeIn the case of treatment with ionized air at 0 ° C. with an ozone concentration of 0.002 ppm or less, and with an ozone concentration of about 0.2 ppm, a negative ion concentration of about 102Piece / cmThreeThe case where it processed with the following ozonized air of 0 degreeC was added. The sampling of general bacteria on the surface of the sashimi 14 was performed by a stamp method, and a standard agar medium was used as the medium.
[0057]
As shown in Table 2, the experimental results show that when treated with air without generating ions and ozone, the number of bacterial colonies after 3 days is about 1600 / cm.2 The negative ion concentration is about 10Five Piece / cmThree In the case of treatment with ionized air having an ozone concentration of 0.002 ppm or less, the number of bacterial colonies after 3 days is about 1000 / cm.2 As a result, the growth of bacteria was slightly suppressed, but it was found that the effect was not so much.
[0058]
Also, the ozone concentration is about 0.2 ppm and the negative ion concentration is about 102 Piece / cmThree When treated with the following ozonated air, the number of bacterial colonies after 3 days is about 600 / cm.2 Thus, bacterial growth is significantly suppressed. However, when treated with ozone, the appearance of the sashimi sashimi turns red and black due to the strong oxidizing action of ozone, resulting in a problem that the quality is remarkably deteriorated.
[0059]
On the other hand, the temperature is 0 ° C. and the negative ion concentration is about 10FivePiece / cmThreeWhen treated with ionized air 10 containing ozone with an ozone concentration of 0.05 ppm, the number of bacterial colonies after 3 days is about 300 / cm.2 It became a petri dish and the effect that proliferation was suppressed considerably was acquired. In addition, even after 3 days of treatment, no change in appearance was observed, no rot odor was felt, and it was confirmed that the initial freshness could be completely maintained.
[0060]
As described above, according to the above experimental results, the sashimi is present on the surface of the ionized air containing low-concentration ozone and high-concentration negative ions without being discolored or altered like high-concentration ozone treatment. It can be seen that the propagation of microorganisms can be prevented and the initial freshness can be maintained.
[0061]
In the above embodiment, the ion concentration and the ozone concentration are kept constant during the treatment period. However, the ion frequency is set to a high concentration by changing the pulse frequency value during the treatment period. Even if only the ozone concentration is changed, and the continuous treatment is performed with ions and the intermittent treatment is performed with ozone, microbial growth is greater than continuous treatment with air 10 containing low-concentration ozone and high-concentration negative ions. Although the prevention effect is slightly reduced, almost the same effect can be obtained.
[0062]
Embodiment5.
  FIG. 8 shows an embodiment of the present invention.5In the figure, 36 is a gas flow control means, and in this case, the gas 1 is forced to flow into the space between the metal needle electrode 7 and the metal plate ground electrode 8, It is a gas flow direction control plate that narrows the cross section of the gas flow path and increases the flow velocity of the gas 1 flowing between the electrodes 7 and 8.
[0063]
Next, the operation will be described.
First, the fan 2 takes in the external gas 1 from the supply port 4 and guides it to the gas flow direction control plate 36 through the ventilation path 3.
The flow direction of the gas 1 guided to the gas flow direction control plate 36 is changed by the gas flow direction control plate 36, and a plurality of metal needle electrodes 7 provided in the ionization chamber 5, It is supplied to the discharge space between the metal flat plate ground electrodes 8 arranged facing each other. Here, when a negative DC pulse high voltage of several kV produced by the step-up converter 22 and pulsed by the pulse converter 23 is applied to the metal needle electrode 7, a high electric field is generated near the tip of the metal needle electrode 7. Corona discharge occurs.
[0064]
When the gas 1 containing oxygen molecules is introduced into the ionization chamber 5 during discharge, the oxygen molecules and the like contained in the gas 1 are attached to the electrons, thereby negatively ionizing the oxygen molecules and the like. When the molecule collides and dissociates with the electrons, ozone is generated, and an ionized gas 10 containing both ozone and negative ions is generated.
[0065]
In addition, as a result of investigating the relationship between the gas flow rate of the gas 1 flowing between both the metal needle electrode 7 and the metal plate ground electrode 8 and the generation amount of ozone and negative ions, the more negative the gas flow rate, the more negative the gas flow rate. It was confirmed that although the amount of ions generated increased, the amount of ozone generated did not change.
Therefore, by increasing the flow rate of the gas 1 flowing between the electrodes 7 and 8, it is possible to generate high-concentration negative ions in the gas 1 while suppressing the generation amount of ozone. I understand.
[0066]
  This embodiment5Is configured to suppress the current flowing during discharge, and the gas flow direction control plate 36 increases the flow velocity of the gas flowing between the metal needle electrode 7 and the metal plate ground electrode 8, so that the generation of ozone is prevented. While suppressing and maintaining the ozone concentration at a low concentration, the amount of negative ions generated can be increased more favorably, and an ionized gas containing a higher concentration of negative ions can be obtained.
  When the ionized gas 10 containing the low-concentration ozone and the high-concentration ions generated in this way is supplied to the object 14 on which the microorganisms are propagated, the synergistic effect of the ions and ozone is similar to the above embodiment. Controls the growth of microorganisms.
[0067]
The gas flow direction control plate 36 is preferably installed upstream of the ionization chamber 5 from the viewpoint of preventing disappearance due to collision of generated ions.
[0068]
Embodiment6.
  Embodiment above5In FIG. 9, the gas flow direction control plate 36 allows the gas 1 to flow into the discharge space between the metal needle electrode 7 and the metal flat plate ground electrode 8, but the schematic perspective view showing the ionization chamber 5 portion of FIG. As described above, in the ionization chamber 5, a plurality of fine metal wires 24 of about 0.1 to 0.2 mm and a metal grid-like ground electrode 25 arranged to face the fine metal wires 24 are provided. The same effect can be obtained by providing a gas flow direction control plate 36 on the upstream side of the gas so that the gas 1 flows only in the vicinity of the fine metal wire electrode 24 and the gas flow passage is narrowed to increase the flow velocity of the gas 1. It is done.
  Further, since the discharge electrode is made of a fine metal wire, the pressure loss when the gas 1 flows near the fine metal wire can be reduced, and there is an effect that a large amount of gas can be flown.
[0069]
Embodiment7.
  FIG. 10 shows an embodiment of the present invention.7In the figure, reference numeral 37 denotes an ozonolysis apparatus for decomposing ozone in the gas 1 that is installed in one air passage and is taken in by the fan 2. In the form, an ozone decomposition catalyst such as manganese dioxide or activated alumina is used. Reference numeral 38 is provided at the junction of one air passage and the other air passage, and controls the ratio of the flow rate of the gas 1 that passes through the ozonolysis device 37 to the flow rate of the gas 1 that does not pass and is taken into the ionization chamber 5. It is a gas flow rate control device that adjusts the ozone concentration in the gas. This ozone decomposition device and gas flow rate control device constitute an ozone concentration adjusting means.
[0070]
Next, the operation will be described.
First, the gas 1 that passes through the ozonolysis device 37 and the gas 1 that does not pass through the fan 2 and the gas flow rate control device 38 are mixed and taken in at a certain mixing ratio, and are introduced into the ionization chamber 5 through the air passage 3. It is burned.
In the ionization chamber 5, a plurality of metal needle electrodes 7 and a metal flat plate ground electrode 8 disposed to face the metal needle electrode 7 are spaced from each other (gap between the metal needle electrode 7 and the metal flat plate ground electrode 8). (Long) is provided at several mm. Here, when a negative DC pulse high voltage of several kV produced by the step-up converter 22 and pulsed by the pulse converter 23 is applied to the metal needle electrode 7, it is high near the tip of the metal needle electrode 7. An electric field is applied and corona discharge occurs.
[0071]
When the gas 1 containing oxygen molecules is introduced into the ionization chamber 5 during discharge, the oxygen molecules and the like contained in the gas 1 are attached to the electrons, thereby negatively ionizing the oxygen molecules and the like. As a result of collisional dissociation with electrons, ozone is generated, and the ionized gas 10 containing both ozone and negative ions is taken out.
[0072]
At this time, since the ozone concentration in the gas 1 sucked into the ionization chamber 5 is kept constant by the ozone decomposition device 37 and the gas flow rate control device 38, a certain amount of ozone is generated in the ionization chamber 5. The ionized gas 10 containing a constant concentration of ozone can be supplied to the object 14 on which microorganisms are propagated simply by making it occur.
This makes it easy to control the ozone concentration in the ionized gas 10 containing ozone supplied to the object 14 on which the microorganisms propagate, and can maintain ozone that is harmful when it reaches a high concentration in a low concentration range, which is safe and efficient. In particular, the growth of microorganisms can be prevented.
[0073]
Embodiment8.
  Embodiment above7In FIG. 11, the ozone concentration in the gas 1 sucked into the ionization chamber 5 is kept constant by the ozone decomposition device 37 and the gas flow rate control device 38. As shown in the configuration diagram of FIG. An ozone decomposing heating wire 39 is provided upstream of the ionization chamber 5, and the temperature of the ozone decomposing heating wire 39 is controlled to be constant so that ozone in the gas 1 is always decomposed by a certain amount. The same effect can be obtained even if the ozone concentration in the gas 1 sucked into the ionization chamber 5 is kept constant.
  Further, the number of parts can be reduced, the configuration of the apparatus is simple, and the control becomes easy.
[0074]
Embodiment9.
  FIG. 12 shows an embodiment of the present invention.94 is a configuration diagram showing a microbial growth prevention apparatus according to FIG. 1. In the figure, 40 is an ammeter for measuring a current value flowing into the metal needle electrode 7, 41 is an input signal from the ammeter 40, and is output to the boost converter 22. It is a control device that sends a signal.
[0075]
Next, the operation will be described.
First, the fan 2 takes in the external gas 1 from the supply port 4 and guides it into the ionization chamber 5 through the ventilation path 3.
In the ionization chamber 5, a plurality of metal needle electrodes 7 and a metal flat plate ground electrode 8 disposed to face the metal needle electrode 7 are spaced from each other (gap between the metal needle electrode 7 and the metal flat plate ground electrode 8). (Long) is provided at several mm. Here, when a negative DC pulse high voltage of several kV produced by the step-up converter 22 and pulsed by the pulse converter 23 is applied to the metal needle electrode 7, a high electric field is generated near the tip of the metal needle electrode 7. As a result, corona discharge occurs, and ionized gas 10 containing low-concentration ozone and negative ions is generated.
[0076]
In this embodiment, the current value flowing into the metal needle electrode 7 is measured by the ammeter 40 at this time. When it is recognized that the current value tends to increase, a signal is sent from the ammeter 40 to the control device 41, and a signal is sent from the control device 41 to the step-up converter 22 to be applied to the metal needle electrode 7. The voltage generated is reduced, the discharge current flowing during discharge is increased, and the generation amount of ozone can be prevented from increasing.
[0077]
In addition, by continuously measuring the increase / decrease in current with the ammeter 40, the degree of contamination of the electrode is monitored, so that the maintenance time of the metal needle electrode 7 can be easily known.
Furthermore, when an abnormal current flows, the application of a high voltage to the metal needle electrode 7 can be stopped, and a fire or the like can be prevented from occurring.
This makes it easy to control the ozone concentration in the ionized gas 10 containing ozone supplied to the object 14 on which the microorganisms propagate, and can maintain ozone that is harmful when it reaches a high concentration in a low concentration range, which is safe and efficient. In particular, the growth of microorganisms can be prevented.
[0078]
Embodiment10.
  Embodiment above9Then, the current value flowing into the metal needle electrode 7 is measured by the ammeter 40 and a signal is sent from the ammeter 40 to the step-up converter 22 via the control device 41 to reduce the voltage applied to the metal needle electrode 7. In this way, the ozone concentration in the gas 1 is maintained constant. As shown in the configuration diagram of FIG. 13, an ammeter 40 is provided between the metal plate ground electrode 8 and the ground. Even if the discharge current flowing between the electrodes 7 and 8 is measured, the same effect can be obtained.
  In addition, since the ammeter 40 is installed in a portion where a high voltage is not applied, it is not necessary to change the specification of the ammeter 40 to a high voltage specification, and there is an effect that the apparatus cost can be reduced.
[0079]
【The invention's effect】
  As described above, the active particle generation method of the present invention includes a pulse generator that intermittently supplies a voltage supplied to the active particle generation electrode, and controls the pulse frequency of the pulse generator,The ozone concentration is changed while keeping the ion concentration substantially constant, and ozone of 0.1 ppm or less and at least 10 ppm Four Piece / cm Three Of ozone concentrationWhile maintaining a low concentration rangeAn active particle generation method having a high ability to prevent the growth of microorganisms can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a microbial growth prevention apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the pulse frequency and the amount of negative ions and ozone generated according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a modification of the microbial growth preventing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a microbial growth prevention apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a pulse generator of a microbial growth prevention apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 6 of the present inventionReference exampleIt is a block diagram which shows the microorganisms propagation prevention apparatus by JIS.
FIG. 7 shows an embodiment of the present invention.4It is a block diagram which shows the microorganisms propagation prevention apparatus by JIS.
FIG. 8 shows an embodiment of the present invention.5It is a block diagram which shows the microorganisms propagation prevention apparatus by JIS.
FIG. 9 shows an embodiment of the present invention.6It is a model perspective view which shows the ionization chamber part of the microbial growth prevention apparatus by JIS.
FIG. 10 shows an embodiment of the present invention.7It is a block diagram which shows the microorganisms propagation prevention apparatus by JIS.
FIG. 11 shows an embodiment of the present invention.8It is a block diagram which shows the microorganisms propagation prevention apparatus by JIS.
FIG. 12 shows an embodiment of the present invention.9It is a block diagram which shows the microorganisms propagation prevention apparatus by JIS.
FIG. 13 shows an embodiment of the present invention.10It is a block diagram which shows the microorganisms propagation prevention apparatus by JIS.
FIG. 14 is a block diagram showing a conventional microbial growth prevention apparatus.
[Explanation of symbols]
  DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas, 2 Fan, 3 Air flow path, 4 Supply port, 5 Ionization chamber, 7 Metal needle electrode, 8 Metal plate ground electrode, 9 Dielectric, 10 Ionized gas containing ozone, 14 objects, 21 Input power supply, 22 Boost conversion 23 Pulse converter 24 Metal fine wire electrode 25 Metal grid ground electrode 26 Rectifier 27 Capacitor 28 Pulse oscillator 29 Pulse transformer 30a-30d Resistor 31a-31d Diode 32a 32b Capacitor 33 Thyristor , 34 transformer, 35 ion supply chamber, 36 gas flow direction control plate, 37 ozone decomposition device, 38 gas flow rate control device, 39 heating wire for ozone decomposition, 40 ammeter, 41 control device.

Claims (2)

活性粒子発生室に配置された活性粒子発生電極間に直流パルス電圧を印加することにより起こる放電により、上記活性粒子発生室にファンにより供給された酸素を含む気体をイオン化およびオゾン化する活性粒子発生方法であって、上記気体の流速を一定に保ちながら上記直流パルス電圧のパルス周波数を制御して、イオン濃度をほぼ一定に保ちながらオゾン濃度を制御し、0.1ppm以下のオゾンと少なくとも10 4 個/cm 3 のイオンを含む気体を発生させることを特徴とする活性粒子発生方法。 Active particle generation that ionizes and ozonizes a gas containing oxygen supplied by a fan to the active particle generation chamber by a discharge generated by applying a DC pulse voltage between the active particle generation electrodes arranged in the active particle generation chamber In this method, the pulse frequency of the direct-current pulse voltage is controlled while keeping the gas flow rate constant, the ozone concentration is controlled while keeping the ion concentration substantially constant, and ozone of 0.1 ppm or less and at least 10 4 A method for generating active particles, comprising generating a gas containing ions / cm 3 ions. 0.002ppmより多く0.1ppm以下のオゾンと少なくとも104個/cm3のイオンを含む気体を発生させることを特徴とする請求項記載の活性粒子発生方法。Active particles generating method according to claim 1, wherein the generating many 0.1ppm or less ozone than 0.002ppm a gas containing at least 10 4 / cm 3 ions.
JP2000203523A 2000-07-05 2000-07-05 Active particle generating apparatus and active particle generating method Expired - Lifetime JP3932777B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000203523A JP3932777B2 (en) 2000-07-05 2000-07-05 Active particle generating apparatus and active particle generating method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000203523A JP3932777B2 (en) 2000-07-05 2000-07-05 Active particle generating apparatus and active particle generating method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7275625A Division JPH09108313A (en) 1995-10-24 1995-10-24 Inhibition of microbial growth and device thereof

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006158734A Division JP4654982B2 (en) 2006-06-07 2006-06-07 Active particle generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001064002A JP2001064002A (en) 2001-03-13
JP3932777B2 true JP3932777B2 (en) 2007-06-20

Family

ID=18700918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000203523A Expired - Lifetime JP3932777B2 (en) 2000-07-05 2000-07-05 Active particle generating apparatus and active particle generating method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3932777B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6963479B2 (en) * 2002-06-21 2005-11-08 Kronos Advanced Technologies, Inc. Method of and apparatus for electrostatic fluid acceleration control of a fluid flow
CN102151612A (en) * 2002-06-21 2011-08-17 德塞拉股份有限公司 An electrostatic fluid accelerator for and method of controlling a fluid flow
JP2006006670A (en) * 2004-06-28 2006-01-12 Oxy Japan:Kk Carrier of negative charge oxygen atom
JP2007326051A (en) * 2006-06-08 2007-12-20 Toshiba Corp Discharge type gas treatment apparatus and gas treatment method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001064002A (en) 2001-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100236502B1 (en) Microorganism multiplication preventing method and apparatus
US5445798A (en) Microbe propagation preventing apparatus and microbe propagation preventing method
US5407637A (en) Apparatus and method for producing an antibiotic liquid
US20140100277A1 (en) Solutions and methods of making solutions to kill or deactivate spores, microorganisms, bacteria and fungus
EP1942951B1 (en) Method for the preparation of biocidal activated water solutions
KR100518387B1 (en) Negative ion operating device for ac
JP3932777B2 (en) Active particle generating apparatus and active particle generating method
KR102154766B1 (en) System for disinfection and cultivation of agricultural products using Thunderbolt discharge of electricity and micro bubble water
KR101959660B1 (en) Plasma and ion generating device
JP4654982B2 (en) Active particle generator
KR20120036214A (en) Air sterilization device and air cleaning method using the same
KR20180052800A (en) Apparatus and application method of generating plasma reactive species for non-thermal sterilization in water
KR20220099702A (en) Air cleaning device using atmospheric-pressure plasma
Shrestha et al. Experimental study of ozone generation by atmospheric pressure dielectric barrier discharge
CN109963599B (en) Method for inactivating microorganisms in air and electric sterilizer
EP3585136A1 (en) A method and device for generating low-temperature electrical water-based plasma at near-atmospheric pressures and its use
JP2004194930A (en) Sterilization method and sterilizer
JPH09234239A (en) Room sterilizer
CN110572924B (en) Plasma system for rolling fruit and vegetable surface microorganism control
EP3999127A1 (en) Fluid treatment unit
Bellebna et al. Application of dielectric surface barrier discharge for air disinfection
JP3759260B2 (en) Powder sterilization method
JP4075868B2 (en) Purification device
JP2005319346A (en) Purifying method and purifier
JP3819167B2 (en) Device for maintaining freshness of preserved fresh produce by decomposition treatment and disinfection of organic gas released, and storage using the device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040316

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040506

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20040624

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060404

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060607

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20060629

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061212

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070227

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070312

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100330

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110330

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110330

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120330

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130330

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130330

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140330

Year of fee payment: 7

EXPY Cancellation because of completion of term