JP6162455B2

JP6162455B2 - 二酸化塩素ガス発生装置

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Publication number: JP6162455B2
Application number: JP2013072306A
Authority: JP
Inventors: 高橋　秀人; 秀人高橋
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: JP2014196207A

Description

本発明は、医薬品製造、医療施設あるいは食品製造における、無菌、または準無菌状態が要求される室内やアイソレータ等の空間および空間内表面の、二酸化塩素ガスによる消毒や微生物の除染に用いられる、二酸化塩素ガスの発生装置に関するものである。

室内あるいはアイソレータの消毒、除染のために使用される二酸化塩素ガスの従来の発生方法は、亜塩素酸ナトリウム等の亜塩素酸塩の固形物を充填した筒内に、窒素ガスで２％程度に希釈した希釈塩素ガスを通気・暴露することによって、亜塩素酸塩と塩素の反応により二酸化塩素を発生させている。この際、前記希釈塩素ガスは、上記所定の濃度に予め希釈調整し、内容積が１０Ｌ程度のボンベガスとして準備していた。

相楽真、Ｊｏｈｎ．Ｂ．Ｋｏｗａｌｓｋｉ著「ガス状二酸化塩素を用いた新しい減菌システム」（「防菌防黴」ｖｏｌ．２８２０００年）

このボンベガス１本で消毒、除染が可能な空間容積は１００〜３００ｍ^３程度であり、従来の方法は、１回の消毒・除染空間として、１０ｍ^３程度を想定していた。したがって、従来の発生方法では、容積１０００ｍ^３以上の大空間の消毒・除染を実施するには、複数の希釈塩素ガスボンベを準備する必要があり、しかも、ボンベの交換作業が必要となり煩雑となるという問題点があった。さらに、所定の濃度に調整した希釈塩素ガスボンベは高価であるため、従来の発生方法では大空間の消毒、除染に非常に高額な費用がかかるという問題点があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、二酸化塩素ガスを用いて消毒、除染する場合に、対象空間が１０００ｍ^３以上の大空間であっても、高価な濃度調整済みの希釈塩素ガスのボンベが不要で、かつ、ボンベガスの交換作業も不要な、安価で操作も簡単な二酸化塩素ガス発生装置を提供することを目的とする

従来、希釈塩素ガスが所定濃度のガスボンベ化されていたのは、二酸化塩素ガスは１０ｖｏｌ％を超えると爆発しやすく、当該二酸化塩素ガスの濃度を支配する希釈塩素ガスを、現場にて所定濃度で連続的に発生させるのが、安全上難しかったからである。

そこで本発明は、消毒、除染のための二酸化塩素ガスを発生させる二酸化塩素ガス発生装置であって、液化塩素ボンベからの圧縮された純塩素ガスを、所定の圧力に減圧して混合部に供給する第１の流路と、圧縮された希釈用ガスを、所定の圧力に減圧して混合部に供給する第２の流路と、前記混合部からの希釈塩素ガスを、固体亜塩素酸塩を充填した充填容器内に導入する第３の流路と、充填容器内で発生した二酸化塩素ガスを外部に供給する第４の流路と、前記第１の流路に設けられる、第１の弁、及び当該第１の弁を通過した後の純塩素ガスの流量を計測する第１の流量計と、前記第２の流路に設けられる、第２の弁、及び当該第２の弁を通過した後の希釈用ガスの流量を計測する第２の流量計と、前記第１の流路を閉止する閉止手段と、
前記第１の流量計と第２の流量計の計測値に基づき、純塩素ガスと希釈用ガスの流量比が、あらかじめ定めた純塩素ガスと希釈用ガスの濃度の上限値を超える比率になった場合に、前記閉止手段によって第１の流路を閉止する制御装置と、
を有することを特徴としている。なお希釈塩素ガスとは、純塩素ガスと希釈用ガス（たとえば、後述の窒素ガスや空気）とが混合されて、塩素濃度が低くなった塩素ガスである。

本発明によれば、液化塩素ボンベからの純塩素ガスと、希釈用ガスとが混合部にて混合され、希釈塩素ガスを連続的に生成することができる。かかる場合、第１の弁、第２の弁に、各々流量調整弁（手動型でもよい）を採用することで、現場にて、所望濃度の希釈塩素ガスを生成することができる。また予め設計段階で、各ボンベの圧力、単位時間当たりの流量、配管の径等を調整しておくことで、第１の弁、第２の弁に、定流量弁を採用することも可能である。
そして前記第１の流量計と第２の流量計の計測値に基づき、純塩素ガスと希釈用ガスの流量比が、あらかじめ定めた純塩素ガスと希釈用ガスの濃度の上限値を超える比率とになった場合に、前記閉止手段によって第１の流路を閉止する制御装置を有しているので、所定塩素濃度を超える塩素濃度を有する希釈塩素ガスの発生を未然に防止することができる。

また、別な観点によれば、本発明は、消毒、除染のための二酸化塩素ガスを発生させる二酸化塩素ガス発生装置であって、液化塩素ボンベからの圧縮された純塩素ガスを、所定の圧力に減圧して混合部に供給する第１の流路と、圧縮された希釈用ガスを、所定の圧力に減圧して混合部に供給する第２の流路と、前記混合部からの希釈塩素ガスを、固体亜塩素酸塩を充填した充填容器内に導入する第３の流路と、充填容器内で発生した二酸化塩素ガスを外部に供給する第４の流路と、前記第１の流路に設けられた第１の弁と、前記第２の流路に設けられた第２の弁と、前記第１の流路を閉止する閉止手段と、前記混合部の下流側であって、かつ前記充填容器の上流側に設けられ、混合部で生成された希釈塩素ガスの濃度を計測する塩素ガス濃度計と、前記塩素ガス濃度計の計測値が、あらかじめ定めた塩素ガス濃度を超えた場合に、前記閉止手段によって第１の流路を閉止する制御装置と、を有することを特徴とする構成としてもよい。

かかる構成の二酸化塩素ガス発生装置によれば、塩素ガス濃度計による計測値が、あらかじめ定めた塩素ガス濃度を超えた場合に、前記閉止手段によって第１の流路が閉止されるので、所定塩素濃度を超える塩素濃度を有する希釈塩素ガスの発生を未然に防止することができる。

前記した所定の圧力は、純塩素ガス、希釈用ガスとも、例えば０．７ＭＰａ以下がよく、また生成した二酸化塩素ガスについても０．７ＭＰａ以下の圧力で供給するのがよい。たとえば、コンプレッサー等で１ＭＰａ以上の高圧ガスを製造する場合、高圧ガス保安法の届出が必要になるため、１ＭＰａ未満がよく、また一般的なコンプレッサーの圧力上限が０．７ＭＰａであるため、０．７ＭＰａ以下が実用的である。

前記閉止手段は、たとえば、前記混合部の上流側に設けられた開閉バルブであってもよく、また前記第１の弁であってもよい。

前記充填容器内には、前記固体亜塩素酸塩の他に、固体亜塩素酸塩、塩素ガス及び二酸化塩素と反応しない粒状物が分散して混合されていることが好ましい。

前記充填容器は上下方向に配置され、容器内は通気性のある仕切り板によって多段に区画されていてもよい。

前記第２の流路には、減圧後の希釈用ガスを加湿する加湿装置が設けられていてもよい。

希釈用ガスとしては、例えば安価で入手容易な窒素ガスを用いてもよいが、空気を用いてもよい。空気を用いる場合、圧力調整後の希釈用ガスの有機物を除去する有機物除去フィルタ、及び粒子を除去する粒子除去フィルタが、上流側から順に第２の供給路に設けられていることが好ましい。

希釈用ガスとしては、例えば安価で入手容易な窒素ガスを用いてもよいが、空気を用いてもよい。空気を用いる場合、圧力調整後の希釈用ガスの有機物を除去する有機物除去フィルタ、及び粒子を除去する粒子除去フィルタが、上流側から順に第２の流路に設けられていることが好ましい。

前記第１の弁として流量調整弁を用い、発生した二酸化塩素ガスの濃度を計測する二酸化塩素ガス濃度計と、当該二酸化塩素ガス濃度計の計測値に基づいて、前記第１の流量調整弁を制御する制御装置を有していてもよい。この場合の制御装置の機能も、前記した閉止手段制御用の制御装置に持たせてもよい。

本発明の二酸化塩素ガス発生装置によれば、連続してしかも安全に二酸化塩素ガスを生成することができるから、対象空間が１０００ｍ^３以上の大空間であっても、高価な濃度調整済みの希釈塩素ガスのボンベは不要であり、しかもボンベガスの交換作業も必要なく、安価で操作も簡単である。

実施の形態にかかる二酸化塩素ガス発生装置の構成の概略を示す説明図である。図１の二酸化塩素ガス発生装置で使用された充填容器の側面断面を模式的に示した説明図である。他の例にかかる充填容器の側面断面を模式的に示した説明図である。希釈用ガスに空気を用いた場合の二酸化塩素ガス発生装置の構成の概略を示す説明図である。希釈塩素ガスの濃度を計測する濃度計を有する二酸化塩素ガス発生装置の構成の概略を示す説明図である。二酸化塩素ガスの濃度を計測する濃度計を有する二酸化塩素ガス発生装置の構成の概略を示す説明図である。

実施の形態にかかる二酸化塩素ガス発生装置の概要を図１に示す。図１に示したように、実施の形態にかかる二酸化塩素ガス発生装置１は、大別して、例えば塩素ガス調整部Ａと二酸化塩素ガス発生部Ｂとで構成されている。

塩素ガス調整部Ａは、液化塩素ボンベ２から供給管１１を通じて供給される純塩素ガスと、希釈用ガス発生源としての窒素ガスボンベ３から供給管２１を通じて供給される圧縮窒素などの希釈用ガスを、所定の圧力と割合で混合し、所定の濃度および圧力の塩素ガスを製造するための構成を有している。すなわち、第１の流路となる供給管１１には、減圧弁などの圧力調整弁１２、第１の弁となる流量調整バルブ１３、流量計１４が設けられている。また第２の流路となる、供給管２１には、減圧弁などの圧力調整弁２２、第２の弁となる流量調整バルブ２３、流量計２４が設けられている。そして希釈用ガスの流路となる供給管２１には、圧力調整弁２２と流量計２４との間に、加湿器２５が設けられている。加湿器２５は、流量調整バルブ２３、流量計２４との間に設けられていてもよい。

供給管１１、２１は供給管３１に接続され、塩素ガスと窒素ガスは、供給管３１にて混合される。より厳密に言えば、供給管１１、２１の供給管３１との接続部（合流部以降で、後述の化学反応をさせる部位の上流、たとえば後記の充填容器４１の入口直前までの流路）が本発明でいうところの混合部となる。供給管３１には、バルブ３２が設けられている。また純塩素ガスの流路となる供給管１１には、流量計１４と供給管２１との合流部との間の位置に、純塩素ガス用の開閉バルブ１５がさらに設けられている。そして流量計１４、２４の計測値は、制御装置Ｃに出力され、当該計測値に基づいて、開閉バルブ１５が制御されるようになっている。具体的には、流量計１４と流量計２４の計測値に基づき、純塩素ガスと希釈用ガスの流量比が、あらかじめ定めた純塩素ガスと希釈用ガスの濃度の上限値を超える比率とになった場合に、開閉バルブ１５を閉止する制御が行われる。
なお開閉バルブ１５は２つの流路、すなわち供給管１１、２１に設ける三方弁とし、流量調整バルブ１３、２３の機能をこの三方弁に担わせて、これら流量調整バルブ１３、２３を省略することもできる。

二酸化塩素ガス発生部Ｂは、錠剤あるいは粉末状、粒状の固形の亜塩素酸塩を充填した複数の充填容器４１を、直列多段に接続した構成を有している。充填容器４１は、図２にその詳細を示したように、筒状の形状を有し、上面にガスの導入口４２、下部の側面にガスの導出口４３を有している。

この充填容器４１内には、導入口４２から導入されたガスが衝突する位置に、バッフル板４４が配置され、導入口４２から導入されたガスは、このバッフル板４４によって、拡散して容器内を流れていく。そして、バッフル板４４と、導出口４３の間の位置には、円筒形の固体亜塩素酸充填カートリッジ４５が設けられている。固体亜塩素酸充填カートリッジ４５の天板４５ａ、底板４５ｂは各々、パンチングメタルやメッシュによって構成されている。なお固体亜塩素酸の紛体を採用した場合には布がよい。さらに天板４５ａの下面、底板４５ｂの上面には、各々粒子除去ろ材４６が設けられている。粒子除去ろ材４６は、固体亜塩素酸塩の粗塵粒子や塩化物塩の粗塵粒子を除去するものであり、空調用のいわゆるプレフィルタと同等の除去性能を有している。

充填容器４１内の前記粒子除去ろ材４６、４６間には、固体の亜塩素酸塩４７（図中の四角形で表示）と粒状固形物であるビーズ状物体４８（図中の丸形で表示）とが、ランダムに混合されて充填されている。これは、容器内では、亜塩素酸塩と塩素ガスの反応によって二酸化塩素ガスと個体の塩化物塩が生じるため、反応が進むにつれて亜塩素酸塩の消費によって嵩が減少するとともに、容器内には塩化物塩の粉末が生じて徐々に堆積してしまうことへの対策である。すなわち、たとえば、亜塩素酸塩として亜塩素酸ナトリウムを用いた場合、塩化物塩として塩化ナトリウムが生ずる。塩化物塩粉末が一部分に集中して堆積すると、通気抵抗を上昇させ通気路を完全に閉塞してしまうおそれがあるからである。したがって、複数充填したとき隙間が恒常的に形成されるビーズ状物体４８を、固体の亜塩素酸塩４７と併せて混合することで、生成した塩化物塩粉末が３次元的に形成されたビーズの隙間に分散して堆積し、一部分に集中堆積することによるそのような閉塞を防止することができる。なおビーズ状物体４８は、多孔質構造、スポンジ構造または不織布構造などの通気性のある材料であることが好ましく、材質的には、亜塩素酸塩、塩素ガス及び二酸化塩素と反応しないものである。

かかる観点からすれば、固体亜塩素酸充填カートリッジ４５内を、上下多段に構成すればなお好ましい。図３に示した例は、固体亜塩素酸充填カートリッジ４５内を、天板４５ａ、底板４５ｂと同一構成の仕切り板４５ｃ、４５ｄで３段構成とし、各仕切り板４５ｃ、４５ｄの上面にも各々粒子除去ろ材４６を配置したものである。かかる構成によれば、図２に示した例よりも、固体亜塩素酸充填カートリッジ４５内の各段の充填空間内に、固体の亜塩素酸塩４７とビーズ状物体４８を小分けして充填することができ、塩化物塩粉末の一部分への集中堆積をより抑えることができる。

なお仕切り板４５ｃ、４５ｄは、仕切り板相互間にある亜塩素酸塩の消費によって、その嵩が減少しても、互いに一定の間隔が確保されるように、スペーサなどで支持して、その位置が保持されることが望ましい。

そして上記した構成を有する充填容器４１は、本実施の形態では、３基が配管３３、３４によって直列に接続されている。後段側の充填容器４１は、微量の塩素ガスの除去にも使用される。もちろん、後述のように、亜塩素酸塩の消費量に応じて、適宜並列接続してもよい。なお充填容器４１の数は、目的とする二酸化塩素ガス量に応じて増減することができる。また、最終段の充填容器４１の導出口４３には、供給管３５が接続され、この供給管３５には、粒子除去フィルタ３６、放出バルブ３７が設けられている。粒子除去フィルタ３６により、反応後の残渣粒子の飛散は防止される。この粒子除去フィルタ３６は、外気に含まれる塵埃や、固体亜塩素酸塩からの発塵粒子、塩化物塩粉末粒子等を除去するものであり、除去性能としては、粒子径０．１μｍ以上の粒子を９９％以上除去できる性能を有している。

塩素ガス調整部Ａおよび二酸化塩素ガス発生部Ｂで使用される各部材の材質は、接ガス部については、塩素ガスおよび二酸化塩素ガスに対して化学的に耐性があり、耐熱性のある材質が好ましく、例えば、ＳＵＳ、チタン、あるいはフッ素樹脂（たとえば、米デュポン社の製品「テフロン（登録商標）」）、塩化ビニリデン、塩化ビニルなどの樹脂、あるいはガラス、セラミックなどを用いることが好ましい。

実施の形態にかかる二酸化塩素ガス発生装置１は、以上の構成を有しており、次にその運転例について説明する。まず、液化塩素ボンベ２からの純塩素ガスと、窒素ガスボンベ３からの純窒素ガスを、それぞれ各系統の圧力調整弁１２、２２によって調整して、所定の同一圧力とする。そして所定の希釈塩素ガス濃度が得られる流量比となるように、各系統の流量調整バルブ１３、２３でそれぞれの流量を調節する。流量調整バルブ１３、２３の動作は手動でもよいし、制御装置Ｃによる自動制御であってもよい。また流量調整バルブ１３、２３に代えて、流量計測機能付の流量調整バルブであるマスフローコントローラーを採用してもよい。

そしてそのように流量等が調節された純塩素ガスと希釈用ガスである純窒素ガスは、供給管３１において混合され、濃度が調整された希釈塩素ガスは、二酸化塩素ガス発生部Ｂにおける充填容器４１へと導入され、充填容器４１内の固体亜塩素酸充填カートリッジ４５内で、固体の亜塩素酸塩４７が当該希釈塩素ガスに曝されることで二酸化塩素ガスが発生する。発生した二酸化塩素ガスは、供給管３５を通じて放出される。したがって、連続した希釈塩素ガスの生成による、二酸化塩素ガスの発生、供給を実現できる。

実施の形態にかかる二酸化塩素ガス発生装置１によれば、流量計１４と流量計２４の計測値に基づき、純塩素ガスと希釈用ガスの流量比が、あらかじめ定めた純塩素ガスと希釈用ガスの濃度の上限値を超える比率とになった場合に、制御装置Ｃによって、開閉バルブ１５が閉止されるので、所定の濃度を超える塩素濃度の希釈塩素ガスが、二酸化塩素ガス発生部Ｂの充填容器４１に供給されることはなく、したがって、爆発の危険性がある１０ｖｏｌ％濃度を超える二酸化塩素ガスの発生を未然に防止することができ、安全である。しかも従来のように、大空間に対して消毒、除染する場合でも、高価な希釈塩素ガスのボンベを複数本準備して、頻繁にボンベの交換、切り替えをするといった作業も必要ない。

また流量調整バルブ１３、２３に、定流量バルブや手動バルブ（開度が固定）を用いた場合、液化塩素ボンベ２や窒素ガスボンベ３の圧力低下により、圧力調整弁１２、２２以降の圧力が所定値でなくなったときや、圧力調整弁１２、２２自体が劣化したり、破損した場合であっても、流量計１４と流量計２４の計測値に基づいて、制御装置Ｃによって、開閉バルブ１５が閉止されるので、安全である。

ところで亜塩素酸塩が十分過剰にある条件では、二酸化塩素ガス発生部Ｂから放出される二酸化塩素ガス濃度は、二酸化塩素ガス発生部Ｂに供給される希釈塩素ガス濃度によって決定される。たとえば、亜塩素酸ナトリウムと塩素ガスによって二酸化塩素ガスを発生させる場合、下記の反応により、塩素ガス１モルを供給すると２モルの二酸化塩素ガスが発生する。
２ＮａＣｌＯ_２＋Ｃｌ_２ → ２ＣｌＯ_２＋２ＮａＣｌ

したがって、たとえば、濃度１ｖｏｌ％の希釈塩素ガスを二酸化塩素ガス発生部Ｂに供給すると、濃度２ｖｏｌ％の二酸化塩素ガスが、二酸化塩素ガス発生部Ｂから放出されることとなる。

また本実施の形態では、希釈用ガスである純窒素ガスの流路となる供給管２１に、加湿器２５を設けているので、混合後の希釈塩素ガスに所望の水分を添加することができる。したがって、充填容器４１内での、前記した固形亜塩素酸塩と塩素ガスの反応を、水分によって効率よく進めることができる。

前記実施の形態では、希釈用ガスとして窒素ガスを用いたが、空気を希釈用ガス源として用いてもよい。図４は、かかる場合の、二酸化塩素ガス発生装置５１の構成の概略を示しており、この例では、図１の二酸化塩素ガス発生装置１における窒素ガスボンベ３に代えて、コンプレッサー５２を採用している。したがって、圧縮された希釈用ガスは圧縮空気である。コンプレッサー５２による圧縮空気を希釈用ガスとして使用する場合、原料大気中の塵埃やＶＯＣ（ＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄｓ：揮発性有機化合物）と二酸化塩素ガスとの反応をおよびそれによる爆発リスクを低減するために、図４に示したように、圧力調整弁２２の下流側に有機物除去フィルタ５３、粒子除去フィルタ５４の順に配列し、不純物を除去することが望ましい。この粒子除去フィルタ５４は、前出粒子除去フィルタ３６と同じ性能を有し、有機物除去フィルタ５３から発塵する吸着剤粒子も除去する。

この図４に示した二酸化塩素ガス発生装置５１によっても、図１の二酸化塩素ガス発生装置１と同様の作用効果が得られ、しかも希釈用ガス源として空気を用いているので、より一層コストを低廉化することができる。

前記した例では、流量計１４と流量計２４の計測値に基づき、純塩素ガスと希釈用ガスの流量比が、あらかじめ定めた純塩素ガスと希釈用ガスの濃度の上限値を超える比率とになった場合に、制御装置Ｃによって、開閉バルブ１５を閉止するようにしていたが、図５に示した二酸化塩素ガス発生装置６１では、さらに、充填容器４１の入口側、すなわち供給管３１に、希釈塩素ガス中の塩素濃度を計測する塩素ガス濃度計６２を設けて、充填容器４１に導入される希釈塩素ガスの濃度を計測するようにしている。そして計測された希釈塩素ガスの濃度は、制御装置Ｃ１に出力され、制御装置Ｃ１は、当該希釈塩素ガスの濃度に基づいて流量調整バルブ１３を調整して、混合部に流れる純塩素ガスの流量を制御している。具体的には、あらかじめ定めた所定濃度の希釈塩素ガスとなるように、流量調整バルブ１３に対してフィードバック制御を行う。

かかる構成を有する二酸化塩素ガス発生装置６１によれば、充填容器４１に導入される希釈塩素ガス濃度を、所定の濃度に制御することができる。ただし、この場合であっても、前記した例と同様、安全のために、流量計１４と流量計２４の計測値に基づき、純塩素ガスと希釈用ガスの流量比が、あらかじめ定めた純塩素ガスと希釈用ガスの濃度の上限値を超える比率になった場合に、制御装置Ｃによって、開閉バルブ１５を閉止するようにするのが、応答性、精度の点からよい。また塩素ガス濃度計６２の精度劣化により、真の濃度が計測できなくなった場合でも、安全性が確保される。なお制御装置Ｃ１の機能は、制御装置Ｃに持たせてもよい。

もちろん、塩素ガス濃度計６２の計測値が、あらかじめ定めた塩素濃度を超えた場合に、制御装置Ｃ１によって、直接開閉バルブ１５を閉止するようにしてもよい。また流量調整バルブ１３、２３に、定流量バルブや手動バルブ（開度が固定）を用いた場合、液化塩素ボンベ２や窒素ガスボンベ３の圧力低下により、圧力調整弁１２、２２以降の圧力が所定値でなくなったときや、圧力調整弁１２、２２自体が劣化したり、破損した場合であっても、制御装置Ｃ１によって、開閉バルブ１５が閉止されるので、安全である。この場合も、制御装置Ｃ１の機能は、制御装置Ｃに持たせてもよい。

またさらに、図６に示した二酸化塩素ガス発生装置７１のように、最終的に生成した二酸化塩素ガスの濃度を計測するべく、供給管３５に、二酸化塩素ガス濃度計７２を設け、その計測値に基づいて、あらかじめ定めた所定濃度の二酸化塩素ガスとなるように、流量調整バルブ１３に対してフィードバック制御を行うようにしてもよい。この例では、所定濃度の希釈塩素ガスを充填容器４１内に供給しても、充填容器４１内で何らかの不測の事態が発生して、最終二酸化塩素ガス濃度が企図したものより高くなってしまうことを防止できる。なおこの場合であっても、前記した例と同様、安全のために、流量計１４と流量計２４の計測値に基づき、純塩素ガスと希釈用ガスの流量比が、あらかじめ定めた純塩素ガスと希釈用ガスの濃度の上限値を超える比率とになった場合に、制御装置Ｃによって、開閉バルブ１５を閉止するようにするのがよい。なお制御装置Ｃ２の機能は、制御装置Ｃに持たせてもよい。

また前記した実施の形態では、第１の流路である供給管１１を閉止する手段として、閉止バルブ１５を採用したが、これに代えて、流量調整バルブ１３にかかる機能を担わせてもよい。すなわち、あらかじめ定めた純塩素ガスと希釈用ガスの濃度の上限値を超える比率とになった場合や、塩素ガス濃度計６２の計測値があらかじめ定めた濃度を超えた場合に、制御装置Ｃ、制御装置Ｃ１によって、流量調整バルブ１３を制御して完全閉状態として、供給管１１を閉止するようにしてもよい。

さらにまた、閉止バルブ１５や流量調整バルブ１３によって、供給管１１を閉止した場合、供給管２１の流量調整バルブ２３は、その後しばらく開放状態とするのがよい。そうすることで、系内には希釈用ガスが流れるので、これによって残留塩素ガスをパージすることができ、より安全性が高まる。

なお既述したように、塩素ガスを用いて二酸化塩素ガスを現場にて発生させる作業は、とりわけ安全性に留意する必要がある。かかる点から、たとえば前記した二酸化塩素ガス発生装置１、５１、６１、７１の安全性をさらに向上させるために、たとえば以下の構成を提案できる。

窒素ガスボンベ３やコンプレッサー５２などの高圧圧縮ガス源を除いて、塩素ガス調整部Ａ、二酸化塩素ガス発生部Ｂ全体をチャンバ内に収容し、運転時は当該チャンバを第３種換気する。また、このチャンバ内に塩素ガス濃度計を設け、塩素ガスのリークを検知したら、流量調整バルブ１３または開閉バルブ１５、あるいは双方のバルブを閉じて、運転を停止する。また、液化塩素の蒸気圧は、４０℃を超えると１ＭＰａを超えるため、届出が必要になってしまうため、液化塩素が液化塩素ボンベ２内に残留している時は、チャンバ内が４０℃以下、例えば３０℃以下に保たれるようチャンバ内を空調する。そして、運転中にチャンバ内が３０℃を超えたら、上記の場合と同様に、流量調整バルブ１３または開閉バルブ１５、あるいは双方のバルブを閉じて、運転を停止する。これによって、さらに安全性を高めることができる。

図１に示した二酸化塩素ガス装置１を用いて、二酸化塩素ガスを発生させた実施例について説明する。この実施例は、容積１０００ｍ^３の室を、二酸化塩素ガス濃度５００ｐｐｍにするのに相当する二酸化塩素ガスを発生する場合の例である。

塩素ガス調整部Ａ、配管系ならびに二酸化塩素ガス発生部Ｂの充填容器４１および固体亜塩素酸充填カートリッジ４５の材質はいずれもＳＵＳとした。また配管系の径サイズは３／８インチ、充填容器４１は１基あたり内径９４ｍｍφ×６００ｍｍＬとし２基を直列に接続した。粒状の固体亜塩素酸塩として直径約１５ｍｍφ×１０ｍｍＨの固形亜塩素酸ナトリウムペレットを用い、ビーズ状物体として直径約１０ｍｍのガラスビーズを用いた。亜塩素酸ナトリウムペレットとビーズ状物体は個数で１：１の割合で充填した。

また、固体亜塩素酸充填カートリッジ４５内は、パンチングメタルで区画し、各区画の底面には、粒子除去ろ材４６として、塩化ビニリデン繊維の不織布を設置した。なお、２段の充填容器４１のうち、前段の１基のみが二酸化塩素ガス発生のために消費され、後段の１基は前段で反応消費されなかった微量塩素ガスの除去用となる。

塩素ガスの供給源は液化塩素ボンベとし、希釈用ガスとして液化窒素ボンベを用いた。そしてそれぞれ圧力調整弁１２、２２によって二次圧を、０．１ＭＰａ（Ｇ）とし、窒素ガスの流量を２０６Ｌ／ｍｉｎ（Ｎ）、純塩素ガスの流量を４Ｌ／ｍｉｎ（Ｎ）になるようそれぞれの流量調整バルブ１３、２３で調節し、塩素ガス濃度を２ｖｏｌ％として、供給管３１から二酸化塩素ガス発生部Ｂに供給した。

充填容器４１の導出口に接続されている供給管３５の放出バルブ３７下流側の大気圧下の配管に二酸化塩素ガス濃度計を設置し濃度を計測したところ、二酸化塩素ガス濃度は４ｖｏｌ％であり、この状態のまま１時間連続して安定して当該二酸化塩素ガス濃度を維持した。この条件で１０００ｍ^３の室に対して、二酸化塩素ガスを１時間つまり１２．５ｍ^３供給すれば、室内の二酸化塩素濃度は５００ｐｐｍとなる。ガス発生後１時間経過時において、前段側の充填容器４１では、約３／４の固体亜塩素酸ナトリウムが消費され、後段側充填容器４１は全く消費されていなかった。また、液化塩素の消費量は約７９０ｇであり、１０ｋｇ充填の液化塩素ボンベで１２回、５０ｋｇ充填の液化塩素ボンベで６３回、ボンベを交換することなく使用できる。したがって、１０００ｍ^３よりもさらに大容量の室容積の消毒、除染においても、容積に応じて充填容器４１を複数並列して接続すれば同様に消毒、除染ができる。また、予め塩素ガス濃度が数ｖｏｌ％に希釈調整された高価なボンベガスを複数本用いるよりも、交換、切替の煩雑さもなく、はるかに経済的となる。

本発明は、特に容積が１０００ｍ^３以上の大空間に対して、二酸化塩素ガスを用いて消毒、除染する場合に有用である。

１、５１、６１、７１
２液化塩素ボンベ
３窒素ガスボンベ
１１、２１、３１、３５供給管
１２、２２圧力調整弁
１３、２３流量調整バルブ
１４、２４流量計
２５加湿器
３３、３４配管
４１充填容器４１
４２導入口
４３導出口
４４バッフル板
４５固体亜塩素酸充填カートリッジ
４５ａ天板
４５ｂ底板
４６粒子除去ろ材
４７亜塩素酸塩
４８ビーズ状物体
５２コンプレッサー
５３有機物除去フィルタ
５４粒子除去フィルタ
６２塩素ガス濃度計
７２二酸化塩素ガス濃度計
Ａ塩素ガス調整部
Ｂ二酸化塩素ガス発生部
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２制御装置

Claims

消毒、除染のための二酸化塩素ガスを発生させる二酸化塩素ガス発生装置であって、
液化塩素ボンベからの圧縮された純塩素ガスを、所定の圧力に減圧して混合部に供給する第１の流路と、
圧縮された希釈用ガスを、所定の圧力に減圧して混合部に供給する第２の流路と、
前記混合部からの希釈塩素ガスを、固体亜塩素酸塩を充填した充填容器内に導入する第３の流路と、
充填容器内で発生した二酸化塩素ガスを外部に供給する第４の流路と、
前記第１の流路に設けられる、第１の弁、及び当該第１の弁を通過した後の純塩素ガスの流量を計測する第１の流量計と、
前記第２の流路に設けられる、第２の弁、及び当該第２の弁を通過した後の希釈用ガスの流量を計測する第２の流量計と、
前記第１の流路を閉止する閉止手段と、
前記第１の流量計と第２の流量計の計測値に基づき、純塩素ガスと希釈用ガスの流量比が、あらかじめ定めた純塩素ガスと希釈用ガスの濃度の上限値を超える比率になった場合に、前記閉止手段によって第１の流路を閉止する制御装置と、
を有することを特徴とする、二酸化塩素ガス発生装置。
消毒、除染のための二酸化塩素ガスを発生させる二酸化塩素ガス発生装置であって、
液化塩素ボンベからの圧縮された純塩素ガスを、所定の圧力に減圧して混合部に供給する第１の流路と、
圧縮された希釈用ガスを、所定の圧力に減圧して混合部に供給する第２の流路と、
前記混合部からの希釈塩素ガスを、固体亜塩素酸塩を充填した充填容器内に導入する第３の流路と、
充填容器内で発生した二酸化塩素ガスを外部に供給する第４の流路と、
前記第１の流路に設けられた第１の弁と、
前記第２の流路に設けられた第２の弁と、
前記第１の流路を閉止する閉止手段と、
前記混合部の下流側であって、かつ前記充填容器の上流側に設けられ、混合部で生成された希釈塩素ガスの濃度を計測する塩素ガス濃度計と、
前記塩素ガス濃度計の計測値が、あらかじめ定めた塩素ガス濃度を超えた場合に、前記閉止手段によって第１の流路を閉止する制御装置と、
を有することを特徴とする、二酸化塩素ガス発生装置。
前記閉止手段は、前記混合部の上流に設けられた開閉バルブであることを特徴とする、請求項１または２に記載の二酸化塩素ガス発生装置。
前記閉止手段は、前記第１の弁であることを特徴とする、請求項１または２に記載の二酸化塩素ガス発生装置。
前記充填容器内には、前記固体亜塩素酸塩の他に、固体亜塩素酸塩、塩素ガス及び二酸化塩素と反応しない粒状物が分散して混合されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の二酸化塩素ガス発生装置。
前記充填容器は上下方向に配置され、容器内は通気性のある仕切り板によって多段に区画されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の二酸化塩素ガス発生装置。
前記第２の流路には、減圧後の希釈用ガスを加湿する加湿装置が設けられていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の二酸化塩素ガス発生装置。
前記希釈用ガスは空気であり、
圧力調整後の希釈用ガスの有機物を除去する有機物除去フィルタ、及び粒子を除去する粒子除去フィルタが、上流側から順に前記第２の流路に設けられていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の二酸化塩素ガス発生装置。
前記第１の弁は、流量調整弁であり、
希釈塩素ガスの濃度を計測する塩素ガス濃度計と、当該塩素ガス濃度計の計測値に基づいて、前記流量調整弁を制御する制御装置を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の二酸化塩素ガス発生装置。
前記第１の弁は、流量調整弁であり、
発生した二酸化塩素ガスの濃度を計測する二酸化塩素ガス濃度計と、当該二酸化塩素ガス濃度計の計測値に基づいて、前記流量調整弁を制御する制御装置を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の二酸化塩素ガス発生装置。