JP6518276B2 - 二酸化塩素ガス発生装置および除菌装置 - Google Patents

Description

本発明は、二酸化塩素ガスを発生する二酸化塩素ガス発生装置およびこれを用いた除菌装置に関する。

従来、例えばウィルス除去、除菌および消臭等の働きを持つ二酸化塩素ガスを発生する二酸化塩素ガス発生装置が知られており、このような装置として、例えば、大幸薬品株式会社製のクレベリンＬＥＤがある。このクレベリンＬＥＤは、紫外線の照射を受けることにより、二酸化塩素ガスを発生するものである（非特許文献１参照）。

"クレベリンＬＥＤ"、［ｏｎｌｉｎｅ］、［２０１６年５月１２日検索］、インターネット（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｅｉｒｏｇａｎ．ｃｏ．ｊｐ／ｃｌｅｖｅｒｉｎ＿ｌｅｄ／）

ところで、二酸化塩素ガスによって、有効、かつ、安全に除菌するためには、所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度を所定値に設定することが望ましい。例えば、米国の労働安全衛生局（ＯＳＨＡ）は、１日８時間暴露（ＴＷＡ；時間加重平均値）で０．１ｐｐｍを暴露限界に設定している。前記非特許文献１には、二酸化塩素ガスの濃度を制御する技術は、開示も示唆もされていない。

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、二酸化塩素ガスの濃度を制御できる二酸化塩素ガス発生装置およびこれを用いた除菌装置を提供することである。

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる二酸化塩素ガス発生装置は、二酸化塩素ガスを発生し、前記発生した二酸化塩素ガスを所定の空間に供給するガス発生部と、前記所定の空間の容積に基づいて、前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度が所定の目標濃度範囲内となるように、前記ガス発生部における、前記二酸化塩素ガスを発生するオン時間と、前記二酸化塩素ガスの発生を停止するオフ時間とを制御する制御部とを備え、前記オン時間およびオフ時間は、予め設定されており、前記制御部は、前記オン時間と前記オフ時間とを繰り返すように、前記ガス発生部を制御することを特徴とする。好ましくは、上述の二酸化塩素ガス発生装置において、前記オン時間および前記オフ時間は、前記所定の空間におけるガス濃度Ｃを求める後述の式により算出される。

このような二酸化塩素ガス発生装置は、前記制御部を備え、前記ガス発生部のオン時間とオフ時間とを制御することによって、前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度を制御できる。

また、他の一態様では、上述の二酸化塩素ガス発生装置において、前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度が前記所定の目標濃度範囲内となるように、前記ガス発生部の温度を調整する温度調整部をさらに備えることを特徴とする。

このような二酸化塩素ガス発生装置は、前記ガス発生部の温度をさらに調整するので、より効果的に、前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度を制御できる。特に、二酸化塩素ガスを効率的に発生する温度に、前記ガス発生部の温度を調整することによって、二酸化塩素ガスの濃度が初期値（０を含む）である初期状態（前記制御部による前記ガス発生部の制御開始）から、二酸化塩素ガスの濃度が所定値となる目標状態までの所要時間を短くできる。

また、他の一態様では、これら上述の二酸化塩素ガス発生装置において、前記ガス発生部は、紫外線を放射する発光部と、前記発光部から放射された紫外線を受光することによって二酸化塩素ガスを生成するガス源とを備え、前記発光部と前記ガス源との距離は、前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度が前記所定の目標濃度範囲内となるように、調整されていることを特徴とする。

このような二酸化塩素ガス発生装置は、前記発光部と前記ガス源との距離をさらに調整するので、より効果的に、前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度を制御できる。特に、二酸化塩素ガスを効率的に発生する距離に、前記発光部と前記ガス源との距離を設定することによって、前記初期状態から前記目標状態までの所要時間を短くできる。

また、本発明の他の一態様にかかる除菌装置は、所定の空間を形成する空間形成体と、前記空間形成体によって形成された前記所定の空間に二酸化塩素ガスを供給する二酸化塩素ガス発生装置とを備え、前記二酸化塩素ガス発生装置は、これら上述のいずれかの二酸化塩素ガス発生装置であることを特徴とする。

このような除菌装置は、これら上述のいずれかの二酸化塩素ガス発生装置を備えるので、前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度を制御できる。

また、他の一態様では、上述の除菌装置において、前記空間形成体は、ロッカーにおける物品を収容する収容庫、エアシャワー装置におけるエアシャワーを実施するエアシャワールーム、および、建物の部屋のうちのいずれかであることを特徴とする。

これによれば、前記空間形成体が前記収容庫である場合には、保管中に物品（例えば無塵衣等の衣類等）を除菌できるロッカーが提供でき、前記空間形成体がエアシャワールームである場合には、エアシャワー中に除塵だけでなく除菌もでき、さらにエアシャワールーム内を除菌できるエアシャワー装置が提供でき、そして、前記空間形成体が部屋である場合には、建物内に除菌空間を構築できる。

また、他の一態様では、これら上述の除菌装置において、前記所定の空間に風を生じさせる送風部と、前記送風部と前記所定の空間との間に配置された、空気を清浄するフィルタ部とをさらに備えることを特徴とする。好ましくは、上述の除菌装置において、前記フィルタ部は、ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）フィルタである。

このような除菌装置は、フィルタ部で回収された菌を除菌でき、前記フィルタ部における菌回収能力の低下を抑制できる。

本発明にかかる二酸化塩素ガス発生装置および除菌装置は、所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度を制御できる。

第１実施形態における除菌装置の構成を示す図である。 図１に示す除菌装置に用いられる二酸化塩素ガス発生装置の構成を示す図である。 図２に示す二酸化塩素ガス発生装置の電気的な構成を示す図である。 ガス発生部の温度と二酸化塩素ガスの濃度との関係を示す図である。 発光部とガス源と間の距離と、二酸化塩素ガスの濃度と、の関係を示す図である。 発光部とガス源と間の距離と、照明光とガス源との重なり面積と、の関係を説明するための図である。 所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度を計算する際に用いられた計算モデルを説明するための図である。 初期値０［ｐｐｂ］の初期状態で二酸化塩素ガスの発生を開始した場合において、図７に示す計算モデルに基づく計算式から求めた、二酸化塩素ガスの濃度の時間変化を示す図である。 初期値４０［ｐｐｂ］の初期状態で二酸化塩素ガスの発生を停止した場合において、図７に示す計算モデルに基づく計算式から求めた、二酸化塩素ガスの濃度の時間変化を示す図である。 初期値３０［ｐｐｂ］の初期状態で二酸化塩素ガスの発生を開始した場合において、図７に示す計算モデルに基づく計算式から求めた、二酸化塩素ガスの濃度の時間変化を示す図である。 図８ないし図１０に示す二酸化塩素ガスの濃度の各時間変化に基づいて設定したオン時間とオフ時間で、図１に示す除菌装置の二酸化塩素ガス発生装置を制御した場合における、エアシャワールーム内における二酸化塩素ガスの濃度の実測結果を示す図である。 第２実施形態における除菌装置の構成を示す図である。 第３実施形態における除菌装置の構成を示す図である。 図１に示す除菌装置に用いられる二酸化塩素ガス発生装置の電気的な他の構成を示す図である。

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

実施形態における除菌装置は、二酸化塩素ガス（ＣｌＯ_２ガス）によって所定の空間を除菌する装置であって、前記所定の空間を形成する空間形成体と、前記空間形成体によって形成された前記所定の空間に二酸化塩素ガスを供給する二酸化塩素ガス発生装置とを備える。前記二酸化塩素ガス発生装置は、二酸化塩素ガスを発生し、前記発生した二酸化塩素ガスを前記所定の空間に供給するガス発生部と、前記所定の空間の容積に基づいて、前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度が所定の目標濃度範囲内となるように、前記ガス発生部における、前記二酸化塩素ガスを発生するオン時間と、前記二酸化塩素ガスの発生を停止するオフ時間とを制御する制御部とを備える。このような二酸化塩素ガス発生装置および除菌装置は、前記制御部を備え、前記ガス発生部のオン時間とオフ時間とを制御することによって、前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度（以下、「ガス濃度」と適宜に略記する。）を制御できる。以下、このような二酸化塩素ガス発生装置および除菌装置について、第１ないし第３実施形態によって、より具体的に説明する。

（第１実施形態）
まず、第１実施形態における除菌装置ＡＳの構成について説明する。図１は、第１実施形態における除菌装置の構成を示す図である。図２は、図１に示す除菌装置に用いられる二酸化塩素ガス発生装置の構成を示す図である。図２Ａは、上面図であり、図２Ｂは、図２Ａに示すＩ−Ｉ断面線での断面図であり、図２Ｃは、天板および前後一対の側板を除いた場合の上面図（内部の構成図）であり、そして、図２Ｄは、右側面図である。図３は、図２に示す二酸化塩素ガス発生装置の電気的な構成を示す図である。

図１において、第１実施形態における除菌装置ＡＳは、所定の空間を形成する第１空間形成体２１と、第１空間形成体２１によって形成された前記所定の空間に二酸化塩素ガスを供給する二酸化塩素ガス発生装置ＣＧとを備え、第１空間形成体２１は、本実施形態では、例えば、エアシャワー装置における、エアシャワーを実施するエアシャワールーム（区画室）である。除菌装置ＡＳには、例えば特開２０１４−６６４６７号公報等に開示されたエアシャワー装置を利用できる。より具体的には、除菌装置ＡＳは、例えば、図１に示すように、第１空間形成体２１と、左右一対の第１および第２加圧空気送出部２２−１、２２−２と、ガス送風部２３と、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧと、第１筐体２４とを備える。

第１空間形成体２１は、左右一対の第１および第２壁２１１−１、２１１−２と、天井２１２と、床２１３と、図略の前後一対の入口ドアおよび出口ドアとを備え、これら第１および第２壁２１１−１、２１１−２、天井２１２、床２１３、前記入口ドア、ならびに、前記出口ドアから、それら内部に前記所定の空間を形成する。

第１および第２壁２１１−１、２１１−２は、それぞれ、例えば鋼板製焼付塗装やステンレス鋼等の、適宜な所定の金属（合金を含む）から形成された矩形の板状体であり、所定の間隔を空けて互いに対向するように立設される。前記所定の間隔は、前記入口ドアから前記出口ドアへ人が余裕をもって通過でき、加圧空気（エアシャワー）によって前記人に付着した塵埃等を吹き飛ばせる適宜な距離である。第１および第２壁２１１−１、２１１−２には、それぞれ、後述する、複数の第１および第２噴出ノズル２２４−１、２２４−２を取り付けるための複数の開口（複数の第１および第２ノズル取付開口）が形成される。さらに、第１および第２壁２１１−１、２１１−２の各下部には、それぞれ、前記所定の空間内の気体を第１および第２加圧空気送出部２２−１、２２−２の各内部へ吸引（導入）するための複数の開口（複数の第１および第２吸引開口）２１１１−１、２１１１−２が形成される。第１および第２壁２１１−１、２１１−２の各一方側端には、開閉可能に前記入口ドアが取り付けられ、第１および第２壁２１１−１、２１１−２の各他方側端には、開閉可能に前記出口ドアが取り付けられている。天井２１２は、適宜な所定の金属（合金を含む）から形成された矩形の板状体であり、その両側端で第１および第２壁２１１−１、２１１−２の各上端に固定して取り付けられる。天井２１２には、ガス送風部２３を取り付けるための開口（送風部取付開口）が形成されている。床２１３は、適宜な所定の金属（合金を含む）から形成されたグレーティング板（格子板）であり、その両側端で第１および第２壁２１１−１、２１１−２の各下端に固定して取り付けられる。

第１および第２加圧空気送出部２２−１、２２−２は、それぞれ、加圧空気を生成し、この生成した加圧空気を、第１空間形成体２１によって形成された前記所定の空間内に、左右から噴出するものである。第１加圧空気送出部２２−１は、第１空間形成体２１における第１壁２１１−１の外側に配設され、第２加圧空気送出部２２−２は、第１空間形成体２１における第２壁２１１−１の外側に配設される。第１および第２加圧空気送出部２２−１、２２−２は、左右対称である点を除き同一な構成であるので、以下、第１加圧空気送出部２２−１について説明し、第２加圧空気送出部２２−２は、その構成を括弧書きで示すことによって、その説明を省略する。第１加圧空気送出部２２−１（２２−２）は、第１流路形成体２２１−１（２２１−２）と、第１加圧空気用ブロア２２２−１（２２２−２）と、第１フィルタ部２２３−１（２２３−２）と、複数の第１噴出ノズル２２４−１（２２４−２）とを備える。

第１流路形成体２２１−１（２２１−２）は、第１壁２１１−１（２１１−２）に形成された複数の第１吸引開口２１１１−１（２１１１−２）から、複数の第１噴出ノズル２２４−１（２２４−２）に至る、気体を流通させる第１流路（第２流路）を形成する部材である。第１流路形成体２２１−１（２２１−２）は、例えば、直方体形状の箱体であり、その一面は、第１壁２１１−１（２１１−２）で構成されている（前記一面が第１壁２１１−１（２１１−２）と兼用されている）。第１加圧空気用ブロア２２２−１（２２２−２）は、第１噴出ノズル２２４−１（２２４−２）によって加圧空気を生成するように、気体の流れを発生するものであり、例えばターボファンや軸流ファン等を備えて構成される。第１フィルタ部２２３−１（２２３−２）は、例えば塵埃および菌を回収して空気を清浄するものであり、例えば、ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）フィルタを備えて構成される。第１噴出ノズル２２４−１（２２４−２）は、加圧空気を生成して前記所定の空間へ噴出する部材であり、第１壁２１１−１（２１１−２）に形成された前記第１ノズル取付開口（前記第２ノズル取付開口）に取り付けられる。これら第１加圧空気用ブロア２２２−１（２２２−２）、第１フィルタ部２２３−１（２２３−２）および第１噴出ノズル２２４−１（２２４−２）は、この順で第１吸引開口２１１１−１（２１１１−２）側から順次に、第１流路形成体２２１−１（２２１−２）内（第１流路上）に配設される。第１流路形成体２２１−１（２２１−２）内には、第１加圧空気用ブロア２２２−１（２２２−２）および第１フィルタ部２２３−１（２２３−２）を取り付けるためであって、前記第１流路（前記第２流路）を形成するための第１仕切り板（第２仕切り板）が設けられている。

このような構成の第１加圧空気送出部２２−１（２２−２）では、第１加圧空気用ブロア２２２−１（２２２−２）の作動によって、前記所定の空間から第１吸引開口２１１１−１（２１１１−２）を介して気体が吸引され、第１フィルタ部２２３−１（２２３−２）を介して第１噴出ノズル２２４−１（２２４−２）から、前記所定の空間へ、例えば２０ｍ／秒〜３０ｍ／秒の速さの加圧空気で噴出される。

ガス送風部２３は、前記所定の空間に風を生じさせ、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧで生成された二酸化塩素ガスを前記風に乗せて前記所定の空間に供給するものである。ガス送風部２３は、例えば、第１循環ファン２３１と、第３フィルタ部２３２と、気流整流部２３３とを備え、天井２１２に形成された前記送風部取付開口に取り付けられる。

第１循環ファン２３１は、例えば、軸流ファンやシロッコファン等を備えて構成される。第３フィルタ部２３２は、第１および第２フィルタ部２２３−１、２２３−２と同様であり、例えば塵埃および菌を回収して空気を清浄するものであり、例えば、ＨＥＰＡフィルタを備えて構成される。なお、第１循環ファン２３１および第３フィルタ部２３２は、例えばファンフィルタユニット（ＦＦＵ）を備えて構成されても良い。気流整流部２３３は、流通する気体を整流するものであり、例えば、気流の流通方向に所定の間隔を空けて配設された複数の多孔板を備えて構成される。これら第１循環ファン２３１、第３フィルタ部２３２および気流整流部２３３は、この順で天井２１２側に向かって順次に配置される。したがって、第３フィルタ部２３２は、第１循環ファン２３１と気流整流部２３３を介して前記所定の空間との間に配置される。

第１筐体２４は、床２１３下から第１加圧空気送出部２２−１の外側を介してガス送風部２３に至る、気体を流通させる第３流路を形成するように、かつ、前記入口ドアおよび前記出口ドアが外部に臨むように、これら第１空間形成体２１、第１および第２加圧空気送出部２２−１、２２−２、ガス送風部２３ならびに二酸化塩素ガス発生装置ＣＧを収容する直方体形状の箱体である。前記第３流路上には、ガス送風部２３の近傍（周辺）に、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧが配設されている。

このような構成のガス送風部２３では、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧおよび第１循環ファン２３１それぞれの作動によって、前記所定の空間からグレーティング板の床２１３を介して気体が取り込まれ、第１加圧空気送出部２２−１の外側を回って、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧを介してガス送風部２３から、前記所定の空間へ、二酸化塩素ガスを含む空気が送出されて、前記所定の空間に供給される。

そして、このようなエアシャワー装置としても機能する除菌装置ＡＳに用いられる、本実施形態の二酸化塩素ガス発生装置ＣＧは、例えば、図２および図３に示すように、ガス発生部１１（１１１、１１２−１、１１２−２）と、制御部１２とを備え、図２および図３に示す例では、さらに、ファン１３と、温度調整部１４（１４１、１４２−１、１４２−２）と、稼働時間積算部１５（１５１−１、１５１−２、１５２、１５２ａ、１５３、１５３ａ）と、第１および第２除塵フィルタ１６、１７と、電源部１８（１８１〜１８７）と、これらガス発生部１１、制御部１２、ファン１３、温度調整部１４、稼働時間積算部１５、第１および第２除塵フィルタ１６、１７、ならびに、電源部１８を収容する箱形直方体形状の第２筐体（ハウジング）ＨＳとを備える。

ガス発生部１１は、二酸化塩素ガスを発生し、この発生した二酸化塩素ガスを第１空間形成体２１によって形成された前記所定の空間に供給するものである。本実施形態では、ガス発生部１１で発生した二酸化塩素ガスは、ガス送風部２３によって生じた風に載せられて前記所定の空間に供給される。ガス発生部１１は、例えば、紫外線を放射する発光部１１２（１１２−１、１１２−２）と、発光部１１２から放射された紫外線を受光することによって二酸化塩素ガスを生成するガス源１１１とを備える。ガス源１１１は、通気性および紫外線透光性を持つ素材で形成された柱状の容器内に、粉末や粒状の亜塩素酸塩と無機物質担体と混合したものや、亜塩素酸塩の水溶液を無機物質担体に混合し乾燥させ固形化した亜塩素酸塩、を封入したものである。亜塩素酸塩は、亜塩素酸アルカリ金属塩や亜塩素酸アルカリ土類金属塩であり、例えば、亜塩素酸ナトリウムや亜塩素酸カルシウム等である。本実施形態では、ガス源１１１として、上述した、大幸薬品株式会社製のクレベリンＬＥＤが用いられた。発光部１１２は、ガス源（本実施形態ではクレベリンＬＥＤ、以下同じ）１１１の一方面に紫外線を照射しても良いが、本実施形態では、より効率よく二酸化塩素ガスを発生させるために、ガス源１１１の両面に紫外線を照射するために、２個の第１および第２発光部１１２−１、１１２−２を備えて構成される。第１発光部１１２−１は、図２および図６に示すように、ガス源１１１の一方面から距離Ｘだけ離して、第１発光部１１２−１における発光面の中央位置とガス源１１１における一方面の中央位置とが略同一直線上に位置し、かつ、第１発光部１１２−１の発光面とガス源１１１の一方面とが互いに平行となるように、第２筐体ＨＳ内に配設される。同様に、第２発光部１１２−２は、図２および図６に示すように、ガス源１１１の他方面から距離Ｘだけ離して、第２発光部１１２−２における発光面の中央位置とガス源１１１における他方面の中央位置とが略同一直線上に位置し、かつ、第２発光部１１２−２の発光面とガス源１１１の他方面とが互いに平行となるように、第２筐体ＨＳ内に配設される。前記距離Ｘは、前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度（ガス濃度）が所定の目標濃度範囲内となるように、調整されるが、その設計については、後述する。第１および第２発光部１１２−１、１１２−２は、それぞれ、蛍光管を用いたブラックライトであって良いが、本実施形態では、省電力化のために、例えば波長３５０ｎｍの紫外線を発光する紫外線ＬＥＤである。なお、紫外線の波長は、他の波長であっても良い。このようなガス発生部１１は、図２に示すように、第２筐体ＨＳの一方側（図２に示す例では前面側）に寄せて第２筐体ＨＳ内に配置されている。

制御部１２は、第１空間形成体２１によって形成された前記所定の空間の容積に基づいて、前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度（ガス濃度）が所定の目標濃度範囲内となるように、ガス発生部１１における、二酸化塩素ガスを発生するオン時間と、二酸化塩素ガスの発生を停止するオフ時間とを制御するものである。本実施形態では、第１および第２発光部１１２−１、１１２−２が紫外線をガス源１１１に照射すると、ガス源１１１から二酸化塩素ガスが発生し、第１および第２発光部１１２−１、１１２−２が紫外線のガス源１１への照射を停止すると、ガス源１１１からの二酸化塩素ガスの発生が停止する。このため、制御部１２は、第１および第２発光部１１２−１、１１２−２を発光する点灯時間を前記オン時間とし、第１および第２発光部１１２−１、１１２−２の発光を停止する消灯時間を前記オフ時間として、第１および第２発光部１１２−１、１１２−２における前記点灯時間と前記消灯時間とを制御する。なお、紫外線照射の開始と二酸化塩素ガス発生の開始との間にタイムラグがあっても良く、また、紫外線照射の停止と二酸化塩素ガス発生の停止との間にタイムラグがあっても良い。この場合、前記タイムラグを考慮して前記オン時間および前記オフ時間が制御される。前記オン時間（前記点灯時間）および前記オフ時間（前記消灯時間）の設計については、後述する。制御部１２は、例えば、設定時間を可変できるプログラムタイマー１２を備えて構成される。

ファン１３は、第２筐体ＨＳの天板の一方隅に形成されたファン用取付開口に取り付けられ、第２筐体ＨＳ内外で気体を吸排気するものである。ファン１３は、例えば軸流ファンを備えて構成される。ファン１３の外面には、例えば塵埃の第２筐体ＨＳ内への侵入を防ぐために、第１除塵フィルタ１６が取り付けられている。また、第２筐体ＨＳの天板の他方隅に形成されたフィルタ用取付開口には、例えば塵埃の第２筐体ＨＳ内への侵入を防ぐために、第２除塵フィルタ１７が取り付けられている。このような構成では、ファン１３が吸気するように作動すると、第１除塵フィルタ１６およびファン１３を介して第２筐体ＨＳ外から第２筐体ＨＳ内へ気体が吸気され、この吸気された気体は、第２筐体ＨＳ内を流通し、第２除塵フィルタ１７から第２筐体ＨＳ外へ排気される。一方、ファン１３が排気するように作動する場合には、ファン１３および第１除塵フィルタ１６の配設位置と、第２除塵フィルタ１７の配設位置とが互いに交代される。このような配置でファン１３が排気するように作動すると、第２除塵フィルタ１７を介して第２筐体ＨＳ外から第２筐体ＨＳ内へ気体が吸気され、この吸気された気体は、第２筐体ＨＳ内を流通し、ファン１３および第１除塵フィルタ１６を介し第２筐体ＨＳ外へ排気される。これらの際に、ガス発生部１１が作動していると（すなわち、第１および第１発光部１１２−１、１１２−２が紫外線を放射していると）、前記排気される気体には、二酸化塩素ガスが含まれる。

温度調整部１４は、第１空間形成体２１によって形成された前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度（ガス濃度）が前記所定の目標濃度範囲内となるように、ガス発生部１１の温度を調整するものである。前記温度の設計については、後述する。本実施形態では、熱を放射するヒータ１４１と、前記ヒータ１４１の温度を制御する温度制御部１４２とを備える。ヒータ１４１は、本実施形態では、例えばセラミックヒータであり、ファン１３の近傍、より詳しくは、ファン１３の下部に配置される。このため、ファン１３によって第２筐体ＨＳ外から吸引された気体は、ヒータ１４１で効率的に所定の温度に調整され、この調整された気体がガス発生部１１のガス源１１１を流通する。これによってガス発生部１１の温度が調整される。本実施形態では、ヒータ１４１がセラミックヒータを備えて構成されるので、温度制御部１４２は、ヒータ１４１に流れる電流をオンオフする温度調整用スイッチ１４２−１と、温度を測る図略の温度センサのセンサ出力に基づいて温度調整用スイッチ１４２−１のオンオフを制御する温度コントローラ１４２−２とを備える。なお、温度調整部１４は、ヒータ１４１に加えて、熱を吸収するペルチェ素子をさらに備えても良い。

稼働時間積算部１５は、ガス発生部１１のガス源１１１の寿命を判定するために、本機の稼働時間、特に、ガス源１１１を照射する第１および第２発光部１１２−１、１１２−２の稼働時間を積算し測定するものである。稼働時間積算部１５は、報知部１５１（１５１−１、１５１−２）と、リレー１５２と、アワーメータ１５３とを備える。報知部１５１は、ガス源１１１の寿命を報知するものであり、例えば、表示灯１５１−１と、外部出力端子１５１−２とを備える。表示灯１５１−１は、例えば、小型の電球（豆球）や、赤色や橙色等のＬＥＤ等を備える。外部出力端子１５１−２は、表示灯１５１−１が外部から見えないような位置に当該二酸化塩素ガス発生装置ＣＧが配置された場合に、外部から認識できるように配置された例えばブザーや第２表示灯を接続するための一対の端子である。アワーメータ１５３は、計時を行って積算時間を計るもので、本機稼働時のみ通電するリレー１５２のＡ接点１５２ａからスタート信号が入力されて時間の積算が開始され、タイムアップすると、アワーメータ１５３の接点１５３ａをオンし、表示灯１５１−１を点灯し、外部出力端子１５１−２をオン（通電）する。この点灯によってガス源１１１の寿命が報知される。一方、リセットスイッチによって、アワーメータ１５３の積算時間がリセットされ、接点１５３ａもオフされ、表示灯１５１−１が消灯し、外部出力端子１５１−２がオフ（非通電）される。本実施形態では、ガス源１１１のクレベリンＬＥＤが紫外線の照射を受けることによって、約３００時間で二酸化塩素ガスの放出を終了するので（寿命が尽きるので）、アワーメータ１５３には設定時間として３００時間が設定された。

電源部１８は、商用交流電力の供給を受け、当該除菌装置ＡＳにおける電源の必要な各部に必要な電力を供給する回路である。より具体的には、電源部１８は、商用交流電力の配線と接続するためのメタルコネクタ１８１と、ヒータ１４１の異常高温を感知すると通電を遮断するバイメタル１８２と、過電流で通電を遮断するヒューズ１８３と、商用交流電力の通電をオンオフする電源スイッチ（本機の主電源スイッチ）１８４と、抵抗素子１８５と、パイロットランプ１８６と、商用交流電力から電圧２４Ｖの直流電力を生成するパワーサプライ１８７とを備える。バイメタル１８２は、その機能から、図２に示すように、ヒータ１４１の近傍（周辺）に配設される。

メタルコネクタ１８１は、３個のＥ端子、Ｕ端子およびＶ端子を備える。メタルコネクタ１８１のＥ端子は、アース（接地）線として用いられる。メタルコネクタ１８１のＵ端子は、直列に接続されたヒューズ１８３および電源スイッチ１８４を介して制御部（本実施形態ではプログラムタイマ）１２の入力側に接続される。メタルコネクタ１８１のＶ端子は、バイメタル１８２を介して制御部１２の入力側に接続される。制御部１２の入力側には、さらに、直列に接続された抵抗素子１８５およびパイロットランプ１８６、ならびに、パワーサプライ１８７が接続される。これによって、電源スイッチ１８４がオンされると、パワーサプライ１８７が動作し、パイロットランプ１８６が点灯し、電源スイッチ１８４がオフされると、パワーサプライ１８７の動作が停止し、パイロットランプ１８６が消灯する。

パワーサプライ１８７の出力側には、アワーメータ１５３、ならびに、直列に接続された表示灯１５１−１およびアワーメータ１５３の接点１５３ａが、互いに並列に接続される。外部出力端子１５１−２は、表示灯１５１−１に並列に接続される。制御部（本実施形態ではプログラムタイマ）１２の出力側には、ファン１３、第１発光部１１２−１、第２発光部１１２−２、直列に接続された温度調整用スイッチ１４２−１およびヒータ１４１、温度コントローラ１４２−２、ならびに、リレー１５２が、互いに並列に接続される。

（動作設計）
次に、第１実施形態の除菌装置ＡＳに用いられた二酸化塩素ガス発生装置ＣＧの制御におけるオン時間およびオフ時間（本実施形態では点灯時間および消灯時間）の設計について説明する。図４は、ガス発生部の温度と二酸化塩素ガスの濃度との関係を示す図である。図５は、発光部とガス源と間の距離と、二酸化塩素ガスの濃度と、の関係を示す図である。図４および図５の各横軸は、［分］単位で表す時間（経過時間）であり、それらの各縦軸は、［ｐｐｂ］単位で表す二酸化塩素ガスの濃度である。図６は、発光部とガス源と間の距離と、照明光とガス源との重なり面積と、の関係を説明するための図である。図６Ａないし図６Ｃは、紫外線ＬＥＤとクレベリンＬＥＤとの間の距離Ｘが２０［ｍｍ］である場合を示し、図６Ｄないし図６Ｆは、紫外線ＬＥＤとクレベリンＬＥＤとの間の距離Ｘが２５［ｍｍ］である場合を示し、そして、図６Ｇないし図６Ｉは、紫外線ＬＥＤとクレベリンＬＥＤとの間の距離Ｘが３０［ｍｍ］である場合を示す。図６Ａ、図６Ｄおよび図６Ｇは、紫外線ＬＥＤの正面図であり、図６Ｂ、図６Ｅおよび図６Ｈは、紫外線ＬＥＤとクレベリンＬＥＤとの配置状態を示す上面図であり、そして、図６Ｃ、図６Ｆおよび図６Ｉは、紫外線ＬＥＤの照明光（紫外線）とクレベリンＬＥＤとの重なり面積を説明するための図である。図７は、所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度を計算する際に用いられた計算モデルを説明するための図である。図８は、初期値０［ｐｐｂ］の初期状態で二酸化塩素ガスの発生を開始した場合において、図７に示す計算モデルに基づく計算式から求めた、二酸化塩素ガスの濃度の時間変化を示す図である。図９は、初期値４０［ｐｐｂ］の初期状態で二酸化塩素ガスの発生を停止した場合において、図７に示す計算モデルに基づく計算式から求めた、二酸化塩素ガスの濃度の時間変化を示す図である。図１０は、初期値３０［ｐｐｂ］の初期状態で二酸化塩素ガスの発生を開始した場合において、図７に示す計算モデルに基づく計算式から求めた、二酸化塩素ガスの濃度の時間変化を示す図である。図８ないし図１０の各横軸は、［分］単位で表す時間（経過時間）であり、それらの各縦軸は、［ｐｐｂ］単位で表す二酸化塩素ガスの濃度である。

前記オン時間および前記オフ時間の設計の前に、まず、第１空間形成体（本実施形態ではエアシャワールーム）２１によって形成される前記所定の空間におけるガス濃度の温度依存性について実測した。この実測では、第１および第２発光部１１２−１、１１２−２は、それぞれ、φ４６［ｍｍ］×Ｈ５７［ｍｍ］、消費電力０．７［Ｗ］の紫外線ＬＥＤであり、ガス源１１１は、Ｈ５９．５［ｍｍ］×Ｗ５７［ｍｍ］×Ｄ２４［ｍｍ］のクレベリンＬＥＤである。クレベリンＬＥＤの断面（受光面）は、互いに等しい長さの２本の平行線と、前記２本の平行線の両端それぞれに配置され前記両端それぞれに連結される２個の半円形とから成る角丸長方形（陸上競技場のトラック形状、長円形）である。ファン１３は、消費電力８［Ｗ］で風量０．５ｍ^３／分の製番ＭＵ８２５Ｓである。前記所定の空間内には、ガス送風部２３によって前記第３流路を介して循環する０．４ｍ／秒の一様流が通風された。第１および第２発光部１１２−１、１１２−２の各発光面とガス源１１１の各面との間の距離Ｘは、ここでは３０［ｍｍ］に設定された。そして、第１に、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧにおけるファン１３は、第２筐体ＨＳの外部から内部へ気体を吸引する押込方式で動作され、温度コントローラ１４２−２は、２０℃、２５℃および３０℃それぞれに設定された。第２に、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧにおけるファン１３は、第２筐体ＨＳの内部から外部へ気体を排気する排気方式で動作され、温度コントローラ１４２−２は、２０℃、２５℃および３０℃それぞれに設定された。そして、これら各ケースについて、時間経過に従って、前記所定の空間におけるガス濃度が測定された。その結果が図４に示されている。この図４から分かるように、時間経過に従ってガス濃度は、各ケース（α１〜α８）共に、単調に増加するが、排気方式の各ケース（α５〜α８）よりも、押込方式の各ケース（α１〜α４）の方が高濃度になっている（すなわち、単位時間当たりの二酸化塩素ガスの発生量が多い）。押込方式の各ケース（α１〜α４）の中でも、設定温度２５℃のケース（α１）で最も高いガス濃度が得られている（すなわち、単位時間当たりの二酸化塩素ガスの発生量が最も多い）。

次に、第１空間形成体（本実施形態ではエアシャワールーム）２１によって形成される前記所定の空間におけるガス濃度の前記距離Ｘの依存性について実測した。上述同様のガス源１１１、第１および第２発光部１１２−１、１１２−２ならびにファン１３が用いられ、前記所定の空間内には、０．４ｍ／秒の一様流が通風された。効率よく二酸化塩素ガスを発生できるように、上述から、ファン１３は、押込方式で作動され、設定温度は、２５℃とされた。そして、前記距離Ｘは、２０［ｍｍ］、２５［ｍｍ］、３０［ｍｍ］、３５［ｍｍ］および４０［ｍｍ］それぞれに設定された。そして、これら各ケースについて、時間経過に従って、前記所定の空間におけるガス濃度が測定された。その結果が図５に示されている。この図５から分かるように、時間経過に従ってガス濃度は、各ケース（β１〜β５）共に、単調に増加するが、前記距離Ｘが２５［ｍｍ］であるケース（β１）で最も高いガス濃度が得られている。以下、ガス濃度の高濃度順に、３０［ｍｍ］のケース（β２）、３５［ｍｍ］のケース（β３）、４０［ｍｍ］のケース（β４）そして２０［ｍｍ］のケース（β５）となっている。これは、図６に示すように、第１および第２発光部１１２−１、１１２−２の紫外線ＬＥＤ１１２における発光面が円形である一方、ガス源１１１のクレベリンＬＥＤにおける紫外線を受ける面（受光面）が長円形であり、そして、上記各寸法から、２０［ｍｍ］のケース（β５）は、前記発光面が前記受光面に近すぎて図６Ｃに示すように、前記受光面全体に紫外線が当たらない。そして、２５［ｍｍ］のケース（β１）は、図６Ｆに示すように、紫外線ＬＥＤの発光によって形成される紫外線の照射面全体が前記受光面全体に略一致して当たる。一方、３０［ｍｍ］〜４０［ｍｍ］の各ケース（β２〜β４）は、前記発光面が前記受光面から離れすぎて例えば図６Ｉに示すように、前記受光面が前記照射面に包含され、全ての紫外線を受光できない。また、距離Ｘが離れるほど、単位面積当たりの紫外線の強度も低下する。このような理由により、図５に示す測定結果が得られたものと考えられる。

以上の結果を踏まえ、本実施形態では、第１空間形成体２１によって形成された前記所定の空間は、図７に示すようにモデル化された。この図７に示すモデルでは、前記所定の空間内に、気体の流れを発生するためのファンと、前記ファンによって生成された気体の流れに二酸化塩素ガスを乗せる二酸化塩素ガス発生装置とが配置され、外部から前記所定の空間に外気導入量Ｑｏ［ｍ^３／時］が流入し、前記所定の空間から外部に外部導出量Ｑｅ［ｍ^３／時］が流出するものとする。導入外気量Ｑｏおよび排気量Ｑｅは、例えば、加圧空気の噴出に起因して、あるいは、入口ドアや出口ドアの開閉に起因して、空間形成体２１によって形成される前記所定の空間と外部との間で発生する気体の出入り量を表し、これらは、バランス（平衡）するものとする（Ｑｏ＝Ｑｅ）。このようなモデルに対し、建築における部屋（室）の二酸化炭素の換気の設計に用いられる式を参考に、前記所定の空間のガス濃度Ｃ［ｐｐｂ］を求める計算式（１）が考案された。

ここで、Ｑｓ［ｍ^３／時］は、空間形成体２１によって形成された前記所定の空間（本実施形態ではエアシャワールーム）内の循環空気量である。Ｑｒ［ｍ^３／時］は、前記所定の空間内のリターン空気量である。γは、機器処理率である。ｄは、ファンによる二酸化塩素ガス濃度の減衰率である。Ｃｉ［ｐｐｂ］は、二酸化塩素ガスの濃度の初期値である。Ｃｏ［ｐｐｂ］は、導入外気量Ｑｏの二酸化塩素ガス濃度である。ｍは、一般に混合係数と呼ばれ、瞬時一様拡散する場合にｍ＝１である。ρ［ｇ／ｌ］は、二酸化塩素ガスの密度であり、ρ＝３．０４［ｇ／ｌ］である。Ｖ［ｍ^３］は、前記所定の空間の容積（体積）である。ｔ［時］は、時間である。Ｍ［ｍｇ／時］は、二酸化塩素ガス発生量である。そして、発生濃度係数ｋは、図４および図５に示す実験結果から、クレベリンＬＥＤ１１１を用いる場合、ファン１３を押込方式で作動させ、前記距離を２５［ｍｍ］に設定し、そして、前記温度を２５［℃］に設定すると、０．６５［ｍｇ／時］となり、単位時間当たりの二酸化塩素ガスの発生量が最も多くなるので、この場合を「１．０」に設定し、次表１のように設定された。したがって、二酸化塩素ガス発生量Ｍ［ｍｇ／時］は、発生濃度係数ｋに０．６５［ｍｇ／時］を乗算することによって求められる。なお、表１において、Ｔｏ［℃］は、本実施形態では、ヒータ１４１の前記設定温度である。Ｘ［ｍｍ］は、発光部１１２とガス源１１１との距離である。

この計算式１を用いることによって、前記オン時間（点灯時間）と前記オフ時間（消灯時間）が設計できる。例えば、第１空間形成体２１のサイズが幅１．５［ｍ］で奥行きが１．０［ｍ］で高さ２．５［ｍ］とすると、前記所定の空間の容積Ｖは、３．７５［ｍ^３］である。このモデルのファンに製番ＵＭ−６１０（３ＡＣ）を用いると、Ｑｓ＝７２６［ｍ^３／時］、Ｑｒ＝７２１［ｍ^３／時］、γ＝０．９９３、ｄ＝０．９となる。混合係数ｍは、０．２に設定され、Ｑｏ＝５［ｍ^３／時］に設定され、Ｃｏ＝０［ｐｐｂ］に設定される。このような場合において、目標濃度範囲が例えば３０［ｐｐｂ］〜４０［ｐｐｂ］に設定され、前記所定の空間におけるガス濃度が０［ｐｐｂ］である初期状態（Ｃｉ＝０）から前記目標濃度範囲の上限値に到達するまでに要する時間をｔ＝０．５［時］（３０［分］）に設定した場合、前記表１から、例えば、発生濃度係数ｋ＝０．９が採用でき、二酸化塩素ガス発生量Ｍ［ｍｇ／時］は、０．９×０．６５＝０．５８５と求められる。発生濃度係数ｋ＝０．９の場合は、表１に２通りがあり、設定温度Ｔｏ＝３０［℃］の場合には、距離Ｘ＝２５［ｍｍ］に設定され、設定温度Ｔｏ＝２５［℃］の場合には、距離Ｘ＝３０［ｍｍ］に設定され、これらのうちのいずれかを採用すればよい。これら各値を計算式１に代入すると、第１空間形成体２１によって形成される前記所定の空間におけるガス濃度は、立ち上がりから、時間経過に従って図８に示すように変化する。

前記目標濃度範囲の上限値に到達したので、次に、二酸化塩素ガス発生装置をオフすることによって、第１空間形成体２１によって形成される前記所定の空間におけるガス濃度が前記目標濃度範囲の下限値まで下げられる。このオフ時間（消灯時間）は、Ｃｉ＝４０［ｐｐｂ］として計算式１によって時間ｔを求めればよい。この場合、計算式１から、第１空間形成体２１によって形成される前記所定の空間におけるガス濃度は、Ｃｉ＝４０［ｐｐｂ］の状態から、時間経過に従って図９に示すように変化する。これによって、オフ時間は、ｔ＝１０［分］と求まる。前記目標濃度範囲の下限値に到達したので、次に、二酸化塩素ガス発生装置をオンすることによって、第１空間形成体２１によって形成される前記所定の空間におけるガス濃度が前記目標濃度範囲の上限値まで上げられる。このオン時間（点灯時間）は、Ｃｉ＝３０［ｐｐｂ］として計算式１によって時間ｔを求めればよい。この場合、計算式１から、第１空間形成体２１によって形成される前記所定の空間におけるガス濃度は、Ｃｉ＝３０［ｐｐｂ］の状態から、時間経過に従って図１０に示すように変化する。これによって、オン時間は、ｔ＝１４［分］と求まる。以下、このオフ時間１０［分］とオン時間１４［分］とを繰り返すことによって、第１空間形成体２１によって形成される前記所定の空間におけるガス濃度は、３０［ｐｐｂ］〜４０［ｐｐｂ］の間で変動し、目標濃度範囲内となる。

なお、上述では、目標濃度範囲における上限値と下限値との間で変動するように、オン時間とオフ時間とが設定されたが、目標濃度範囲における上限値以下の第１所定値と下限値以下の第２所定値との間で変動するように、オン時間とオフ時間とが設定されても良い。また、上述では、Ｃｉ＝０［ｐｐｂ］から目標濃度範囲の上限値４０［ｐｐｂ］までの所要時間は、３０［分］（０．５［時間］）に設定されたが、これより短時間化する場合には、発生濃度係数ｋが０．９より大きい例えば１．０の場合を採用すれば良く、これに応じて、表１から設定温度Ｔｏや距離Ｘが求められ、計算式１からオン時間とオフ時間とが求められる。あるいは、ガス発生部１１が増設されても良い（例えば、ガス源１１１と発光部１１２（１１２−１、１１２−２）との組を２組（２セット）や３組（３セット）。一方、これより長時間化する場合には、発生濃度係数ｋが０．９より小さい例えば０．８や０．７や０．６等の場合を採用すれば良く、これに応じて、表１から設定温度Ｔｏや距離Ｘが求められ、計算式１からオン時間とオフ時間とが求められる。

（動作および実測結果）
次に、第１実施形態の除菌装置ＡＳおよび二酸化塩素ガス発生装置ＣＧの動作およびその実測結果について説明する。図１１は、図８ないし図１０に示す二酸化塩素ガスの濃度の各時間変化に基づいて設定したオン時間とオフ時間で、図１に示す除菌装置の二酸化塩素ガス発生装置を制御した場合における、エアシャワールーム内における二酸化塩素ガスの濃度の実測結果を示す図である。図１１の横軸は、［分］単位で表す時間（経過時間）であり、その縦軸は、［ｐｐｂ］単位で表す二酸化塩素ガスの濃度である。

まず、上述の設計に基づき、例えば、ヒータ１４１の温度を２５［℃］に制御するべく、温度コントローラ１４２−２が２５［℃］に設定され、第１および第２発光部（ここでは紫外線ＬＥＤ）１１２−１、１１２−２の各発光面とガス源（ここではクレベリンＬＥＤ）１１１の各面との間の距離Ｘは、３０［ｍｍ］に設定された。ファン１３は、押込方式で作動するように設定された。目標濃度範囲は、上述と同様に３０［ｐｐｂ］〜４０［ｐｐｂ］であり、このため、制御部（ここではプログラムタイマー）１２には、立ち上がりのオン時間に３０［分］が設定され、次に１０［分］のオフ時間と１４［分］のオン時間とを繰り返すように設定された。

このように設定された後に、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧの電源スイッチが１８４がオンされ、除菌装置ＡＳにおける図略の電源スイッチがオンされる。二酸化塩素ガス発生装置ＣＧの電源スイッチが１８４がオンされると、制御部１２によって、ファン１３が作動すると共に第１および第２発光部１１２−１、１１２−２が作動し、紫外線がガス源１１１に照射され、二酸化塩素ガスが発生する。除菌装置ＡＳにおける図略の電源スイッチがオンされると、ガス送風部２３が作動し、その第１循環ファン２３１の作動によって、第１空間形成体２１によって形成された前記所定の空間からグレーティング板の床２１３を介して気体が取り込まれ、第１加圧空気送出部２２−１の外側を回って、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧを介してガス送風部２３から、前記所定の空間へ、二酸化塩素ガスを含む空気が送出されて、前記所定の空間に供給される。立ち上げの所要時間の３０分が経過すると、制御部１２によって、ファン１３が停止すると共に第１および第２発光部１１２−１、１１２−２が停止し、二酸化塩素ガスの発生が停止する。オフ時間の１０分が経過すると、制御部１２によって、ファン１３が作動すると共に第１および第２発光部１１２−１、１１２−２が作動し、二酸化塩素ガスが発生する。オン時間の１４分が経過すると、制御部１２によって、ファン１３が停止すると共に第１および第２発光部１１２−１、１１２−２が停止し、二酸化塩素ガスの発生が停止する。オフ時間の１０分経過すると、制御部１２によって、ファン１３が作動すると共に第１および第２発光部１１２−１、１１２−２が作動し、二酸化塩素ガスが発生する。以下、同様に、オン時間の動作とオフ時間の動作が繰り返される。この場合において、第１空間形成体２１によって形成される前記所定の空間におけるガス濃度の実測結果が図１１に示されている。図１１から分かるように、上述のようにオン時間とオフ時間とを繰り返すことで、第１空間形成体２１によって形成される前記所定の空間におけるガス濃度は、３０［ｐｐｂ］〜４０［ｐｐｂ］であり、前記目標濃度範囲内となっている。

また、第１実施形態における除菌装置ＡＳの除菌効果について実測した。前記実測では、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧおよびガス送風部２３それぞれを作動させ、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧをガス濃度が３０［ｐｐｂ］、５０［ｐｐｂ］および１５０［ｐｐｂ］それぞれとなるように制御し、１２時間経過前後それぞれについて、第１空間形成体２１によって形成された前記所定の空間における浮遊菌、および、その清浄度を測定した。その結果が表２の上段に示されている。そして、第１実施形態における除菌装置ＡＳから第１ないし第３フィルタ部２２３−１、２２３−２、２３２を除いた場合についても同様に測定した。その結果が表２の下段に示されている。なお、表２において、「事前雰囲気」の行は、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧおよびガス送風部２３それぞれを作動させる前の状態における測定結果を示し、「一夜後ＡＳ内」の行は、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧおよびガス送風部２３それぞれを作動させ、１２時間経過後の状態における実測結果を示す。表２から分かるように、各ケース全てにおいて、浮遊菌は、１２時間経過後に減少し、第１実施形態における除菌装置ＡＳでは、菌が検出できなかった。したがって、循環一様流中において、各ガス濃度の二酸化塩素ガスに除菌効果が認められる。また、表２から分かるように、第１ないし第３フィルタ部２２３−１、２２３−２、２３２が無い場合でも充分に除菌効果が認められる。

一方、このように二酸化塩素ガス発生装置ＣＧが動作している際に、前記入口ドアが開閉されると、第１および第２加圧空気送出部２２−１、２２−２が作動し、加圧空気が前記所定の空間に予め設定された所定の時間（例えば１５秒や３０秒等）噴出される。この場合において、前記加圧空気には、二酸化塩素ガスが含まれるので、エアシャワー中に除塵だけでなく除菌もでき、さらに、第１および第２フィルタ部２２３−１、２２３−２で回収された菌をこの二酸化塩素ガスで除菌でき、第１および第２フィルタ部２２３−１、２２３−２における菌回収能力の低下を抑制できる。第３フィルタ部２３２も同様に、二酸化塩素ガスで除菌でき、第３フィルタ部２３２における菌回収能力の低下を抑制できる。

以上説明したように、本実施形態における除菌装置ＡＳおよび二酸化塩素ガス発生装置ＣＧは、制御部１２を備え、ガス発生部１１のオン時間（点灯時間）とオフ時間（消灯時間）とを制御することによって、第１空間形成体２１によって形成された前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度を制御できる。

また、上記除菌装置ＡＳおよび二酸化塩素ガス発生装置ＣＧは、ガス発生部１１の温度をさらに調整するので、より効果的に、前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度を制御できる。特に、二酸化塩素ガスを効率的に発生する温度に、ガス発生部１１の温度を調整することによって、二酸化塩素ガスの濃度が初期値（０を含む）である初期状態（制御部１２によるガス発生部１１の制御開始）から、二酸化塩素ガスの濃度が所定値となる目標状態までの所要時間を短くできる。

また、上記除菌装置ＡＳおよび二酸化塩素ガス発生装置ＣＧは、発光部１１２とガス源１１１との距離Ｘをさらに調整するので、より効果的に、前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度を制御できる。特に、二酸化塩素ガスを効率的に発生する距離に、発光部１１２とガス源１１１との距離Ｘを設定することによって、前記初期状態から前記目標状態までの所要時間を短くできる。

次に、別の実施形態について説明する。
（第２実施形態）
第１実施形態の除菌装置ＡＳにおける第１空間形成体２１は、エアシャワー装置における、エアシャワーを実施するエアシャワールーム（区画室）であるが、これに限定されるものではなく、他の装置であっても良い。第２実施形態では、前記所定の空間を形成する空間形成体は、ロッカーにおける物品を収容する収容庫である。

図１２は、第２実施形態における除菌装置の構成を示す図である。より具体的には、図１２において、第２実施形態における除菌装置ＣＲは、第２空間形成体３１と、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧと、第２循環ファン３２と、第４フィルタ部３３と、気流整流部３４と、これら第２空間形成体３１、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧ、第２循環ファン３２、第４フィルタ部３３および気流整流部３４を収容する第４筐体３５とを備える。第２実施形態の除菌装置ＣＲにおける二酸化塩素ガス発生装置ＣＧ、第２循環ファン３２、第４フィルタ部３３および気流整流部３４は、それぞれ、第１実施形態の除菌装置ＡＳにおける二酸化塩素ガス発生装置ＣＧ、第１循環ファン２３１、第３フィルタ部２３２および気流整流部２３３と同様であるので、その説明を省略する。なお、気流整流部３４は、省略されて良い。

第２空間形成体３１は、第１空間形成体２１と同様に、所定の空間を形成する部材であり、本実施形態では、ロッカーにおける物品を収容する収容庫である。より具体的には、第２空間形成体３１は、図略の開閉可能な扉を持つ直方体形状の箱体である。第２空間形成体３１内には、一方側壁から他方側壁との間に、例えばハンガー等に掛けられた例えば無塵衣等の衣類を吊すことができるように、棒状のロッド３１２が掛け渡されている。第２空間形成体３１の天井には、気流整流部３４を取り付けるための開口（気流整流部取付開口）が形成され、前記一方側壁の下部には、前記所定の空間内の気体を後述の第４流路へ吸引（導出）するための複数の開口（複数の第３吸引開口）３１１が形成される。

第４筐体３５は、複数の第３吸引開口３１１から第２空間形成体３１の前記一方側壁の外側を介して気流整流部３４に至る、気体を流通させる第４流路を形成するように、かつ、前記図略の扉が外部に臨むように、これら第２空間形成体３１、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧ、第２循環ファン３２、第４フィルタ部３３および気流整流部３４を収容する。本実施形態では、第２空間形成体３１の前記一方側壁に対向する前記他方側壁、その奥壁およびその床は、それぞれ、第４筐体３５の他方側壁、奥壁および床と兼用されている。気流整流部３４は、前記気流整流部取付開口に取り付けられ、固定される。これら二酸化塩素ガス発生装置ＣＧ、第２循環ファン３２および第４フィルタ部３３は、この順で第３吸引開口３１１から気流整流部３４に向かって順次に配置される。したがって、第４フィルタ部３３は、循環ファン３２と気流整流部３４を介して前記所定の空間との間に配置される。

このような構成の除菌装置ＣＲでは、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧおよび第２循環ファン３２それぞれの作動によって、前記所定の空間から複数の第３吸引開口３１１を介して気体が取り込まれ、第２空間形成体３１における前記一方側壁の外側を回って、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧ、第２循環ファン３２および第４フィルタ部３３を介して気流整流部３４から、前記所定の空間へ、二酸化塩素ガスを含む空気が送出されて、前記所定の空間に供給される。このため、第２空間形成体３１に収納された物品、例えば、ロッド３１２に吊された無塵衣や床面上に載置された物品等が二酸化塩素ガスによって除菌される。そして、第４フィルタ部３３で回収された菌をこの二酸化塩素ガスで除菌でき、第４フィルタ部３３における菌回収能力の低下を抑制できる。さらに、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧは、上述のように設計されるので、第１実施形態と同様の作用効果を奏し、第２空間形成体３１によって形成された前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度を制御できる。

次に、別の実施形態について説明する。
（第３実施形態）
図１３は、第３実施形態における除菌装置の構成を示す図である。第３実施形態では、前記所定の空間を形成する空間形成体は、建物の部屋である。より具体的には、図１３において、第３実施形態における除菌装置ＨＲは、第３空間形成体４１と、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧと、第３循環ファン４２と、第５フィルタ部４３とを備える。第３実施形態の除菌装置ＨＲにおける二酸化塩素ガス発生装置ＣＧ、第３循環ファン４２および第５フィルタ部４３は、それぞれ、第１実施形態の除菌装置ＡＳにおける二酸化塩素ガス発生装置ＣＧ、第１循環ファン２３１および第３フィルタ部２３２と同様であるので、その説明を省略する。

第３空間形成体４１は、第１空間形成体２１と同様に、所定の空間を形成する部材であり、本実施形態では、建物の部屋（室）である。これら第３循環ファン４２、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧおよび第５フィルタ部４３は、この順で重ねられ、第３空間形成体４１内に配設される。したがって、第５フィルタ部４３は、第３循環ファン４２と二酸化塩素ガス発生装置ＣＧを介して前記所定の空間との間に配置される。

このような構成の除菌装置ＨＲでは、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧおよび第３循環ファン４２それぞれの作動によって、第３空間形成体４１によって形成された前記所定の空間に風を生じさせ、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧで生成された二酸化塩素ガスを前記風に乗せて第５フィルタ部４３を介して前記所定の空間に供給する。このため、第３空間形成体４１内の人や物品等が二酸化塩素ガスによって除菌され、建物内に除菌空間を構築できる。そして、第５フィルタ部４３で回収された菌をこの二酸化塩素ガスで除菌でき、第５フィルタ部４３における菌回収能力の低下を抑制できる。さらに、二酸化塩素ガス発生装置ＣＧは、上述のように設計されるので、第１実施形態と同様の作用効果を奏し、第３空間形成体４１によって形成された前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度を制御できる。

なお、これら第１ないし第３実施形態において、第１ないし第３フィルタ部２２３−１、２２３−２、２３３、第４フィルタ部３３、第５フィルタ部４３は、省略されても良い。

また、これら第１ないし第３実施形態で用いられた二酸化塩素ガス発生装置ＣＧにおける紫外線ＬＥＤは、交流電力を給電できるように、交流を直流に整流する整流回路を内蔵する装置であるが、このような整流回路を内蔵しない紫外線ＬＥＤが用いられても良い。

図１４は、図１に示す除菌装置に用いられる二酸化塩素ガス発生装置の電気的な他の構成を示す図である。この整流回路の非内蔵な紫外線ＬＥＤを用いた二酸化塩素ガス発生装置ＣＧａは、より具体的には、例えば、図１４に示すように、ガス発生部１１ａ（１１１、１１２Ｄ−１、１１２Ｄ−２）と、制御部１２と、ファン１３と、温度調整部１４（１４１、１４２−１、１４２−２）と、稼働時間積算部１５（１５１−１、１５１−２、１５２、１５２ａ、１５３、１５３ａ）と、第１および第２除塵フィルタ１６、１７と、電源部１８（１８１〜１８７）と、第１および第２ＡＣ−ＤＣコンバータ１９−１、１９−２と、これらガス発生部１１ａ、制御部１２、ファン１３、温度調整部１４、稼働時間積算部１５、第１および第２除塵フィルタ１６、１７、電源部１８、ならびに、第１および第２ＡＣ−ＤＣコンバータ１９−１、１９−２を収容する箱形直方体形状の第２筐体（ハウジング）ＨＳとを備える。なお、図１４は、電気的な構成を示すため、ガス源１１１、第１除塵フィルタ１６および第２除塵フィルタ１７は、その図示が省略されている。この図１４に示す二酸化塩素ガス発生装置ＣＧａにおける制御部１２、ファン１３、温度調整部１４（１４１、１４２−１、１４２−２）、稼働時間積算部１５（１５１−１、１５１−２、１５２、１５２ａ、１５３、１５３ａ）、第１および第２除塵フィルタ１６、１７、ならびに、電源部１８（１８１〜１８７）は、それぞれ、その電気的な接続態様を含め、図２および図３に示す二酸化塩素ガス発生装置ＣＧにおける制御部１２、ファン１３、温度調整部１４（１４１、１４２−１、１４２−２）、稼働時間積算部１５（１５１−１、１５１−２、１５２、１５２ａ、１５３、１５３ａ）、第１および第２除塵フィルタ１６、１７、ならびに、電源部１８（１８１〜１８７）と同様であるので、その説明を省略する。

第１および第２ＡＣ−ＤＣコンバータ１９−１、１９−２は、それぞれ、交流電力を直流電力に変換する定電流電源である。ガス発生部１１ａは、ガス発生部１１における第１および第２発光部１１２−１、１１２−２としての第１および第２紫外線ＬＥＤ１１２−１、１１２−２に代え、第１および第２紫外線ＬＥＤ１１２Ｄ−１、１１２Ｄ−２を用いる点を除き、ガス発生部１１と同様であるので、その説明を省略する。第１および第２紫外線ＬＥＤ１１２Ｄ−１、１１２Ｄ−２は、それぞれ、整流回路を内蔵していない点を除き、第１および第２紫外線ＬＥＤ１１２−１、１１２−２と同様であるので、その説明を省略する。

第１ＡＣ−ＤＣコンバータ１９−１は、その入力端子で制御部１２（本実施形態ではプログラムタイマー１２）に接続され、第１ＡＣ−ＤＣコンバータ１９−１には、制御部１２を介して交流電力が供給される。第１ＡＣ−ＤＣコンバータ１９−１は、その出力端子で第１紫外線ＬＥＤ１１２Ｄ−１に接続され、前記供給された交流電力を、予め設定された所定の電流値である定電流の直流電力に変換し、この変換した定電流の直流電力を、その出力端子から第１紫外線ＬＥＤ１１２Ｄ−１に供給する。第１紫外線ＬＥＤ１１２Ｄ−１は、第１ＡＣ−ＤＣコンバータ１９−１から定電流の直流電力の供給を受けると、例えば波長３５０ｎｍの紫外線を発光する。同様に、第２ＡＣ−ＤＣコンバータ１９−２は、その入力端子で制御部１２（本実施形態ではプログラムタイマー１２）に接続され、第２ＡＣ−ＤＣコンバータ１９−２には、制御部１２を介して交流電力が供給される。第２ＡＣ−ＤＣコンバータ１９−２は、その出力端子で第２紫外線ＬＥＤ１１２Ｄ−２に接続され、前記供給された交流電力を、予め設定された所定の電流値である定電流の直流電力に変換し、この変換した定電流の直流電力を、その出力端子から第２紫外線ＬＥＤ１１２Ｄ−２に供給する。第２紫外線ＬＥＤ１１２Ｄ−２は、第２ＡＣ−ＤＣコンバータ１９−２から定電流の直流電力の供給を受けると、例えば波長３５０ｎｍの紫外線を発光する。第１紫外線ＬＥＤ１１２Ｄ−１は、その発光した紫外線をガス源１１１の一方面へ照射し、第２紫外線ＬＥＤ１１２Ｄ−２は、その発光した紫外線をガス源１１１の他方面へ照射する。ガス源１１１は、これら各紫外線の照射を受けることで、二酸化塩素ガスを生成する。

なお、図１４に示す例では、第１および第２紫外線ＬＥＤ１１２Ｄ−１、１１２Ｄ−２それぞれに、個別に、第１および第２ＡＣ−ＤＣコンバータ１９−１、１９−２それぞれが設けられたが、前記第１ＡＣ−ＤＣコンバータ１９−１（または前記第２ＡＣ−ＤＣコンバータ１９−２）に比し２倍の定電流容量を持つ１個のＡＣ−ＤＣコンバータ１９が共用され、この１個のＡＣ−ＤＣコンバータ１９が、第１および第２紫外線ＬＥＤ１１２Ｄ−１、１１２Ｄ−２それぞれへ給電しても良い。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

ＡＳ、ＣＲ、ＨＲ；除菌装置、ＣＧ、ＣＧａ；二酸化塩素ガス発生装、１１、１１ａ；ガス発生部、１２；制御部、２１；第１空間形成体、３１；第２空間形成体、３２；第２循環ファン、３３；第４フィルタ部、４１；第３空間形成体、４２；第３循環ファン、４３；第５フィルタ部、１１１；ガス源、１１２（１１２−１、１１２−２；１１２Ｄ−１、１１２Ｄ−２）；発光部、１４１；ヒータ、１４２−２；温度コントローラ、２２３−１；第１フィルタ部、２２３−２；第２フィルタ部、２３１；第１循環ファン、２３３；第３フィルタ部

Claims (7)

1. 二酸化塩素ガスを発生し、前記発生した二酸化塩素ガスを所定の空間に供給するガス発生部と、
   前記所定の空間の容積に基づいて、前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度が所定の目標濃度範囲内となるように、前記ガス発生部における、前記二酸化塩素ガスを発生するオン時間と、前記二酸化塩素ガスの発生を停止するオフ時間とを制御する制御部とを備え、
   前記オン時間およびオフ時間は、予め設定されており、
   前記制御部は、前記オン時間と前記オフ時間とを繰り返すように、前記ガス発生部を制御すること
   を特徴とする二酸化塩素ガス発生装置。
2. 前記オン時間および前記オフ時間は、前記所定の空間におけるガス濃度Ｃを求める次式により算出されること
   を特徴とする請求項１に記載の二酸化塩素ガス発生装置。
   ここで、Ｑｓ［ｍ ^３ ／時］は、前記所定の空間内の循環空気量であり、Ｑｒ［ｍ ^３ ／時］は、前記所定の空間内のリターン空気量であり、γは、機器処理率であり、ｄは、ファンによる二酸化塩素ガス濃度の減衰率であり、Ｃｉ［ｐｐｂ］は、二酸化塩素ガスの濃度の初期値であり、Ｃｏ［ｐｐｂ］は、導入外気量Ｑｏの二酸化塩素ガス濃度であり、ｍは、混合係数であり、ρ［ｇ／ｌ］は、二酸化塩素ガスの密度であり、Ｖ［ｍ ^３ ］は、前記所定の空間の容積であり、ｔ［時］は、時間であり、Ｍ［ｍｇ／時］は、二酸化塩素ガス発生量である。
3. 前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度が前記所定の目標濃度範囲内となるように、前記ガス発生部の温度を調整する温度調整部をさらに備えること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の二酸化塩素ガス発生装置。
4. 前記ガス発生部は、紫外線を放射する発光部と、前記発光部から放射された紫外線を受光することによって二酸化塩素ガスを生成するガス源とを備え、
   前記発光部と前記ガス源との距離は、前記所定の空間における二酸化塩素ガスの濃度が前記所定の目標濃度範囲内となるように、調整されていること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の二酸化塩素ガス発生装置。
5. 所定の空間を形成する空間形成体と、前記空間形成体によって形成された前記所定の空間に二酸化塩素ガスを供給する二酸化塩素ガス発生装置とを備え、
   前記二酸化塩素ガス発生装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の二酸化塩素ガス発生装置であること
   を特徴とする除菌装置。
6. 前記空間形成体は、ロッカーにおける物品を収容する収容庫、エアシャワー装置におけるエアシャワーを実施するエアシャワールーム、および、建物の部屋のうちのいずれかであること
   を特徴とする請求項５に記載の除菌装置。
7. 前記所定の空間に風を生じさせる送風部と、前記送風部と前記所定の空間との間に配置された、空気を清浄するフィルタ部とをさらに備えること
   を特徴とする請求項５または請求項６に記載の除菌装置。