JPWO2013084485A1 - オゾン分解器 - Google Patents
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Abstract
装置の構造を複雑にすることなく、短時間で残留オゾンの濃度を下げることの出来る殺菌装置を提供する。開閉扉と、オゾン発生源と、オゾン分解作用を有する波長域の紫外線を放射する紫外線源と、オゾン濃度を検出するセンサと、を設置した殺菌室と、オゾン発生源と紫外線源の駆動制御及び開閉扉の開閉制御を行うコントローラと、を備え、コントローラは、開閉扉をロックしてオゾン発生源を駆動してオゾンを発生させ殺菌室内に収容された被殺菌物の殺菌処理を実行し、殺菌処理の終了後に紫外線源を駆動してオゾンの分解処理を実行し、センサが殺菌室内のオゾン濃度が所定の値に下がったことを検出したとき、開閉扉のロックを解除する。
Description
本発明はガス状オゾンを使用して、肉、鶏、魚貝類、生鮮産物などの食品や、歯ブラシ、コンタクトレンズ、櫛、ブラシ、鋏等の種々の器具等を消毒・殺菌する殺菌装置に関する。
オゾンは、強力な酸化力を有しており、この酸化力により殺菌、消毒、脱臭、漂白等の効果を発揮することが知られている。
そして、オゾンは、プール，水道，養殖場，トイレ・病院での殺菌や脱臭，食品加工場での環境殺菌，ＩＣ基板の洗浄等の様々な用途に利用することが期待されている。
一方、オゾンは、高濃度になると人体に有害であることから、種々の規格により、大気中でのオゾン許容値が定められている。
そこで高濃度のオゾンを殺菌，脱臭，洗浄に用いるときには、発生させたオゾンを分解するオゾン分解器を設置する必要がある。
下記特許文献１にはオゾンを用いた殺菌装置において、オゾンを外部にほとんど出さないようにしたものが提案されている。
そして、オゾンは、プール，水道，養殖場，トイレ・病院での殺菌や脱臭，食品加工場での環境殺菌，ＩＣ基板の洗浄等の様々な用途に利用することが期待されている。
一方、オゾンは、高濃度になると人体に有害であることから、種々の規格により、大気中でのオゾン許容値が定められている。
そこで高濃度のオゾンを殺菌，脱臭，洗浄に用いるときには、発生させたオゾンを分解するオゾン分解器を設置する必要がある。
下記特許文献１にはオゾンを用いた殺菌装置において、オゾンを外部にほとんど出さないようにしたものが提案されている。
この殺菌装置は、オゾン発生源を設置した殺菌室と、オゾンを分解するオゾン処理室と、殺菌室とオゾン処理室との間で空気を循環させる循環手段と、殺菌工程終了後に循環手段を所定時間作動させるコントローラとを備えている。
そして、殺菌工程終了後に所定時間、殺菌室とオゾン処理室との間で空気を循環させ、有毒なオゾンを酸素に分解させることにより、オゾンを外部に放出することを防止している。
そして、殺菌工程終了後に所定時間、殺菌室とオゾン処理室との間で空気を循環させ、有毒なオゾンを酸素に分解させることにより、オゾンを外部に放出することを防止している。
また、特許文献２には、紫外線源とオゾン発生源との組み合わせにより、消臭殺菌を行う消臭殺菌照明装置が提案されている。
この消臭殺菌照明装置は、本体部と、蓋部と、これらを繋ぐ折畳み部及び本体部に設けられた紫外線光源部及びオゾン発生部を備えている。そして蓋部を本体部に対して開放することによりテント状空間部を形成し、テント状空間部で床面の汚れ面を覆って密閉し、テント状空間部内に紫外線光源部から消臭殺菌用紫外線を照射し、かつ、オゾン発生部からオゾンを充満して消臭殺菌を行うものである。
そして、消臭殺菌後のオゾンの無害化は、テント状空間内に酸素や水蒸気などのオゾン無害化物質を投入し、残留オゾンを酸素や霧状の水と混合することにより行うようにしている。
さらに、特許文献３には、活性炭を用いてオゾンを分解する方法が提案されている。
この消臭殺菌照明装置は、本体部と、蓋部と、これらを繋ぐ折畳み部及び本体部に設けられた紫外線光源部及びオゾン発生部を備えている。そして蓋部を本体部に対して開放することによりテント状空間部を形成し、テント状空間部で床面の汚れ面を覆って密閉し、テント状空間部内に紫外線光源部から消臭殺菌用紫外線を照射し、かつ、オゾン発生部からオゾンを充満して消臭殺菌を行うものである。
そして、消臭殺菌後のオゾンの無害化は、テント状空間内に酸素や水蒸気などのオゾン無害化物質を投入し、残留オゾンを酸素や霧状の水と混合することにより行うようにしている。
さらに、特許文献３には、活性炭を用いてオゾンを分解する方法が提案されている。
しかし、特許文献１に記載の殺菌装置では、オゾン処理室内のオゾン分解触媒によってオゾンを酸素に分解するようにしているため、オゾン分解触媒を設置したオゾン処理室を殺菌室に隣接して配置しなければならず、殺菌装置の構造が複雑になるという欠点がある。
また、殺菌工程終了後の残留オゾンがオゾン分解触媒を短時間で通過してしまうと、オゾンの分解が十分に行われないので、殺菌室とオゾン処理室との間で長時間空気を循環させなくてはならないという欠点もある。さらに触媒法の場合は、触媒材料を定期的に交換する必要がある。
また、特許文献２に記載の消臭殺菌照明装置では、オゾンの無害化のために、オゾン無害化物質を投入する必要があり、処理が複雑になるという欠点がある。
さらに、特許文献３に記載のオゾン分解装置では、装置が簡単という長所があるものの、活性炭を用いてオゾンを分解しているため、分解するオゾン濃度が高くなると爆発の危険があるという欠点がある。
また、殺菌工程終了後の残留オゾンがオゾン分解触媒を短時間で通過してしまうと、オゾンの分解が十分に行われないので、殺菌室とオゾン処理室との間で長時間空気を循環させなくてはならないという欠点もある。さらに触媒法の場合は、触媒材料を定期的に交換する必要がある。
また、特許文献２に記載の消臭殺菌照明装置では、オゾンの無害化のために、オゾン無害化物質を投入する必要があり、処理が複雑になるという欠点がある。
さらに、特許文献３に記載のオゾン分解装置では、装置が簡単という長所があるものの、活性炭を用いてオゾンを分解しているため、分解するオゾン濃度が高くなると爆発の危険があるという欠点がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、オゾンを用いた殺菌装置において、装置の構造を複雑にすることなく、短時間で残留オゾンの濃度を下げることの出来る殺菌装置を提供することを目的とする。
さらに、高濃度のオゾンを簡便な方法で分解することの出来るオゾン分解器を備えた殺菌装置を提供することを目的とする。
さらに、高濃度のオゾンを簡便な方法で分解することの出来るオゾン分解器を備えた殺菌装置を提供することを目的とする。
本発明の殺菌装置は、開閉扉と、オゾン発生源と、オゾン分解作用を有する波長域の紫外線を放射する紫外線源と、オゾン濃度を検出するセンサと、を設置した殺菌室と、オゾン発生源と紫外線源の駆動制御及び開閉扉の開閉制御を行うコントローラとを備え、このコントローラは、開閉扉をロックしてオゾン発生源を駆動してオゾンを発生させ殺菌室内に収容された被殺菌物の殺菌処理を実行し、殺菌処理の終了後に紫外線源を駆動してオゾンの分解処理を実行し、センサが殺菌室内のオゾン濃度が所定の値に下がったことを検出したとき、開閉扉のロックを解除することを特徴とする。
本発明の殺菌装置は、開閉扉と、オゾン発生源と、オゾン分解作用を有する波長域の紫外線を放射する紫外線源と、を設置した殺菌室と、オゾン発生源と紫外線源の駆動制御及び開閉扉の開閉制御を行うコントローラとを備え、このコントローラは、開閉扉をロックしてオゾン発生源を駆動してオゾンを発生させ殺菌室内に収容された被殺菌物の殺菌処理を実行し、殺菌処理の終了後に紫外線源を駆動してオゾンの分解処理を実行し、所定時間経過後に開閉扉のロックを解除することを特徴とする。
また、殺菌室は、被殺菌物に紫外線の照射を遮蔽する位置に遮光板を備えることを特徴とする。
また、波長域は、ピーク波長が２５４ｎｍの２００〜２８０ｎｍの波長域であることを特徴とする。
また、オゾン発生源は、空気中での放電又は空気の紫外線照射によってオゾンを発生させることを特徴とする。
また、殺菌室は、被殺菌物に紫外線の照射を遮蔽する位置に遮光板を備えることを特徴とする。
また、波長域は、ピーク波長が２５４ｎｍの２００〜２８０ｎｍの波長域であることを特徴とする。
また、オゾン発生源は、空気中での放電又は空気の紫外線照射によってオゾンを発生させることを特徴とする。
本発明の殺菌装置は、開閉扉と、オゾン発生作用を有する第１の波長域の紫外線を放射する第１の紫外線源と、オゾン分解作用を有する第２の波長域の紫外線を放射する第２の紫外線源と、オゾン濃度を検出するセンサと、を設置した殺菌室と、第１の紫外線源と第２の紫外線源の駆動制御及び開閉扉の開閉制御を行うコントローラとを備え、このコントローラは、開閉扉をロックして第１の紫外線源を駆動してオゾンを発生させ殺菌室内に収容された被殺菌物の殺菌処理を実行し、殺菌処理の終了後に第２の紫外線源を駆動してオゾンの分解処理を実行し、センサが前記殺菌室内のオゾン濃度が所定の値に下がったことを検出したとき、開閉扉のロックを解除することを特徴とする。
本発明の殺菌装置は、開閉扉と、オゾン発生作用を有する第１の波長域の紫外線を放射する第１の紫外線源と、オゾン分解作用を有する第２の波長域の紫外線を放射する第２の紫外線源と、を設置した殺菌室と、第１の紫外線源と第２の紫外線源の駆動制御及び開閉扉の開閉制御を行うコントローラとを備え、このコントローラは、開閉扉をロックして第１の紫外線源を駆動してオゾンを発生させ殺菌室内に収容された被殺菌物の殺菌処理を実行し、殺菌処理の終了後に第２の紫外線源を駆動してオゾンの分解処理を実行し、所定時間経過後に開閉扉のロックを解除することを特徴とする。
また、殺菌室は、被殺菌物に第２の波長域の紫外線の照射を遮蔽する位置に遮光板を備えることを特徴とする。
また、殺菌室は、被殺菌物に第２の波長域の紫外線の照射を遮蔽する位置に遮光板を備えることを特徴とする。
また、第１の波長域は、ピーク波長が１８５ｎｍの１０〜２００ｎｍの波長域であり、第２の波長域は、ピーク波長が２５４ｎｍの２００〜２８０ｎｍの波長域であることを特徴とする。
また、本発明の殺菌装置は、殺菌室内に撹拌ファンを設置したことを特徴とする。
また、本発明の殺菌装置は、殺菌室内に撹拌ファンを設置したことを特徴とする。
本発明の殺菌装置は、開閉扉とオゾン濃度を検出するセンサとを設置した殺菌室と、オゾンを発生させ、発生したオゾンを殺菌室に流入するオゾン発生器と、殺菌室に流入されたオゾンを分解処理するオゾン分解器と、オゾン発生器とオゾン分解器の駆動制御及び開閉扉の開閉制御を行うコントローラと、を備え、分解器は、入口と出口とを有する封入容器と、封入容器内に設置され、入口から流入する流体に対してオゾン分解作用を有する波長域の紫外線を直接照射する紫外線光源とから構成され、コントローラは、開閉扉をロックしてオゾン発生器を駆動して殺菌室内にオゾンを流入させ、殺菌室内に収容された被殺菌物の殺菌処理を実行し、殺菌処理の継続中及び終了後にオゾン分解器を駆動してオゾンの分解処理を実行し、センサが殺菌室内のオゾン濃度が所定の値に下がったことを検出したとき、開閉扉のロックを解除することを特徴とする。
本発明の殺菌装置は、開閉扉を設置した殺菌室と、オゾンを発生させ、発生したオゾンを殺菌室に流入するオゾン発生器と、殺菌室に流入されたオゾンを分解処理するオゾン分解器と、オゾン発生器とオゾン分解器の駆動制御及び開閉扉の開閉制御を行うコントローラと、を備え、分解器は、入口と出口とを有する封入容器と、封入容器内に設置され、入口から流入する流体に対してオゾン分解作用を有する波長域の紫外線を直接照射する紫外線光源とから構成され、コントローラは、開閉扉をロックしてオゾン発生器を駆動して殺菌室内にオゾンを流入させ、殺菌室内に収容された被殺菌物の殺菌処理を実行し、殺菌処理の継続中及び終了後にオゾン分解器を駆動してオゾンの分解処理を実行し、所定時間経過後に開閉扉のロックを解除することを特徴とする。
また、波長域はピーク波長が２５４ｎｍの２００〜２８０ｎｍの波長域であることを特徴とする。
また、封入容器は、少なくともその内壁面が凹凸を有し、オゾン分解時に触媒として機能する金属とすることを特徴とする。
また、封入容器は、その内壁面にオゾン分解時に触媒として機能する金属を貼布することを特徴とする。
また、金属が、アルミニウム，銅，ニッケル，パラジウム，銀，錫，鉛，チタン，鉄，又はこれらの混合物であることを特徴とする。
また、封入容器は、入口から流入する流体を出口に向かって移動させるための流動部材を備えることを特徴とする。
また、封入容器には、流体の進行を妨げる乱流板を取付けることを特徴とする。
また、乱流板は、流体の進行方向に対して封入容器の内壁面との取付け角度が９０°以上となるように取付けられていることを特徴とする。
また、オゾン分解器は、複数のオゾン分解器を直列接続して構成されることを特徴とする。
また、オゾン分解器は、複数のオゾン分解器の入口同士を並列接続して構成されることを特徴とする。
また、オゾン発生器とオゾン分解器とを殺菌室内に設置することを特徴とする。
また、オゾン発生器とオゾン分解器とを殺菌室外に設置することを特徴とする。
本発明では、オゾン分解作用を有する波長域の紫外線を放射する紫外線源を殺菌室内に設け、殺菌処理の終了後に、この紫外線源を駆動し、オゾンの分解処理を行うようにしたので、装置の構造を複雑にすることなく、短時間で残留オゾンの濃度を下げることが出来る殺菌効果を実現することが出来る。
また、本発明では、交換が必要な部材を用いることなく、高濃度のオゾンを分解することができ、かつ複数接続することでオゾン分解能力やオゾン分解速度を容易に向上させることが可能なオゾン分解器を使用しているため、適用するシステムに合わせた殺菌装置を実現することができる。
また、本発明では、交換が必要な部材を用いることなく、高濃度のオゾンを分解することができ、かつ複数接続することでオゾン分解能力やオゾン分解速度を容易に向上させることが可能なオゾン分解器を使用しているため、適用するシステムに合わせた殺菌装置を実現することができる。
以下、本発明の殺菌装置の実施例について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る殺菌装置の内部構造を示す概観図、図２は殺菌装置の正面図である。
殺菌装置１００は、図２に示すように、オーブンレンジのような形状をしており、正面に被殺菌物を出し入れするための開閉扉１０と、種々のスイッチボタン２０ａ〜２０ｃ、タイマ３０及び表示ランプ４０ａ〜４０ｄとを備えている。
扉１０には内部に収容される被殺菌物を目視するためのガラス窓１２と、開閉扉１０を開閉するための取っ手１４とが設けられている。またこの開閉扉１０には図示しないロック手段が設けられている。
殺菌装置１００は、図２に示すように、オーブンレンジのような形状をしており、正面に被殺菌物を出し入れするための開閉扉１０と、種々のスイッチボタン２０ａ〜２０ｃ、タイマ３０及び表示ランプ４０ａ〜４０ｄとを備えている。
扉１０には内部に収容される被殺菌物を目視するためのガラス窓１２と、開閉扉１０を開閉するための取っ手１４とが設けられている。またこの開閉扉１０には図示しないロック手段が設けられている。
この殺菌装置１００の内部は、図１に示すように、被殺菌物５１を収容する殺菌室５０とコントローラ６２を設置した制御室６０とから構成されている。
殺菌室５０の天井には、オゾン発生源として紫外線ランプ５３と殺菌処理終了後に残留オゾンの分解処理を実行するための紫外線ランプ５４とが設置され、殺菌室５０の適宜位置には保護網５５ａ，５５ｂで覆われた撹拌ファン５６ａ，５６ｂが設置されている。また殺菌室５０には、着脱自在の格子棚５２を設け、被殺菌物５１を載置するようにしてもよい。
また、殺菌室５０の適宜位置にオゾン濃度を検出するためのセンサ５５を設置する。
殺菌室５０の天井には、オゾン発生源として紫外線ランプ５３と殺菌処理終了後に残留オゾンの分解処理を実行するための紫外線ランプ５４とが設置され、殺菌室５０の適宜位置には保護網５５ａ，５５ｂで覆われた撹拌ファン５６ａ，５６ｂが設置されている。また殺菌室５０には、着脱自在の格子棚５２を設け、被殺菌物５１を載置するようにしてもよい。
また、殺菌室５０の適宜位置にオゾン濃度を検出するためのセンサ５５を設置する。
制御室６０に設置されたコントローラ６２は、前述した紫外線ランプ５３、紫外線ランプ５４の駆動制御と開閉扉１０の開閉制御を行う。
またコントローラ６２は、スイッチボタン２０ａ〜２０ｃ、タイマ３０の操作に応答して撹拌ファン５６ａ，５６ｂや表示ランプ４０ａ〜４０ｄの制御を行ったり、センサ５５からのオゾン濃度信号に応答して、開閉扉１０のロックを解除するなどの制御を行う。
殺菌室５０と制御室６０とは分離壁５８により完全に遮蔽されている。
またコントローラ６２は、スイッチボタン２０ａ〜２０ｃ、タイマ３０の操作に応答して撹拌ファン５６ａ，５６ｂや表示ランプ４０ａ〜４０ｄの制御を行ったり、センサ５５からのオゾン濃度信号に応答して、開閉扉１０のロックを解除するなどの制御を行う。
殺菌室５０と制御室６０とは分離壁５８により完全に遮蔽されている。
次に、本発明において使用されるオゾン発生源である紫外線ランプ５３と、残留オゾンの分解処理を実行するための紫外線ランプ５４について説明する。
一般に、ピーク波長が１８５ｎｍで、波長域が１０〜２００ｎｍの紫外線（ＶＵＶ）はオゾン線と呼ばれ、脱臭と殺菌の効果のあるオゾンを発生させることが知られている。
これに対し、ピーク波長が２５４ｎｍで波長域が２００〜２８０ｎｍの紫外線（ＵＶ−Ｃ）は殺菌線と呼ばれ、殺菌効果はあるが脱臭効果はなく、またオゾンを発生させることは出来ないことが知られている。そして紫外線（ＵＶ−Ｃ）は、オゾンに吸収されることも知られている。
なお、オゾン線のピーク波長１８５ｎｍ及び殺菌線のピーク波長２５４ｎｍは代表的な値を示したもので、上記値より数ｎｍの範囲内にある場合も含まれる。
一般に、ピーク波長が１８５ｎｍで、波長域が１０〜２００ｎｍの紫外線（ＶＵＶ）はオゾン線と呼ばれ、脱臭と殺菌の効果のあるオゾンを発生させることが知られている。
これに対し、ピーク波長が２５４ｎｍで波長域が２００〜２８０ｎｍの紫外線（ＵＶ−Ｃ）は殺菌線と呼ばれ、殺菌効果はあるが脱臭効果はなく、またオゾンを発生させることは出来ないことが知られている。そして紫外線（ＵＶ−Ｃ）は、オゾンに吸収されることも知られている。
なお、オゾン線のピーク波長１８５ｎｍ及び殺菌線のピーク波長２５４ｎｍは代表的な値を示したもので、上記値より数ｎｍの範囲内にある場合も含まれる。
本願の発明者等は、上記の公知事実に基いてオゾンに対し、紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射する実験を繰り返し行った結果、照射する紫外線（ＵＶ−Ｃ）のエネルギが低い場合には、オゾンに何の変化もおきないが、照射エネルギが高いときにはオゾンが分解し、消滅することを確かめた。
発明者等の行った検証実験の概要は以下の通りである。
＜実験内容＞
ステップ１：密閉チャンバ内でオゾン発生装置によりオゾンを発生させる。
ステップ２：オゾン発生装置を停止する。
ステップ３：密閉チャンバ内のオゾン濃度を測定する。
ステップ４：比較のために、自然消滅時のオゾン濃度を測定する。
＜測定条件＞
密閉チャンバ ：３００（ｗ）×３００（Ｄ）×４００（Ｈ）
オゾン濃度センサ：ＭＳ７０−ＭＯＮＴＯＲ
ＵＶ光源 ：ＧＬ−８（８Ｗ）
ＵＶ光源駆動回路：インバータ駆動（５０ｋＨｚ）
＜実験内容＞
ステップ１：密閉チャンバ内でオゾン発生装置によりオゾンを発生させる。
ステップ２：オゾン発生装置を停止する。
ステップ３：密閉チャンバ内のオゾン濃度を測定する。
ステップ４：比較のために、自然消滅時のオゾン濃度を測定する。
＜測定条件＞
密閉チャンバ ：３００（ｗ）×３００（Ｄ）×４００（Ｈ）
オゾン濃度センサ：ＭＳ７０−ＭＯＮＴＯＲ
ＵＶ光源 ：ＧＬ−８（８Ｗ）
ＵＶ光源駆動回路：インバータ駆動（５０ｋＨｚ）
図３は、実験に用いたＵＶ光源の波長スペクトルを示したものである。
また図４は、実験結果を示したもので、経過時間に対するオゾン濃度の変化を示している。
図４からも明らかなように、残留オゾン濃度が１０ｐｐｍから１ｐｐｍになる時間が、自然消滅による場合は、４０分であるのに対し、紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射した場合には８分と、大幅に短縮されていることが分かる。
また図４は、実験結果を示したもので、経過時間に対するオゾン濃度の変化を示している。
図４からも明らかなように、残留オゾン濃度が１０ｐｐｍから１ｐｐｍになる時間が、自然消滅による場合は、４０分であるのに対し、紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射した場合には８分と、大幅に短縮されていることが分かる。
上述した実験結果に基づくと、本願発明において使用する紫外線ランプ５４としては、オゾン線（１８５ｎｍ）をカットし、主に殺菌線（２５４ｎｍ）を放射する紫外線ランプを用いるのが好適である。
これに対し、紫外線ランプ５３は、オゾン発生源として使用されるものであるから、ピーク波長が１８５ｎｍで波長域が１０〜２００ｎｍの紫外線（オゾン線）を発生させるものであればよく、また、オゾン線と殺菌線の両方の波長の紫外線を放射する、一般にオゾンランプと呼ばれるものであってもよい。
これに対し、紫外線ランプ５３は、オゾン発生源として使用されるものであるから、ピーク波長が１８５ｎｍで波長域が１０〜２００ｎｍの紫外線（オゾン線）を発生させるものであればよく、また、オゾン線と殺菌線の両方の波長の紫外線を放射する、一般にオゾンランプと呼ばれるものであってもよい。
このように本発明では、２種類の紫外線ランプを、一方はオゾン発生源とし、他方をオゾン分解・消滅源として使用することを特徴としている。
また紫外線ランプ５３は、空気の紫外線照射によってオゾンを発生させるものであるが、空気中での放電を利用してオゾンを発生させるオゾン発生器と置換して用いることも可能である。
また紫外線ランプ５３は、空気の紫外線照射によってオゾンを発生させるものであるが、空気中での放電を利用してオゾンを発生させるオゾン発生器と置換して用いることも可能である。
次にこの殺菌装置１００の動作を図５の工程図に基づいて説明する。
この殺菌装置は、予め初期設定が完了しており、紫外線ランプ５３，５４、撹拌ファン５６ａ，５６ｂはすべてＯＦＦとなり、開閉扉１０はロック解除されている。
殺菌を行うためには、正面の開閉扉１０を開けて、殺菌室５０内の格子棚５２上に被殺菌物５１を載置して、開閉扉１０を閉め、スタートボタン２０ａを押す（ステップ９０）。すると、コントローラ６２は、図示しないロック手段によって開閉扉１０をロックする（ステップ９１）。これにより、誤って開閉扉１０を開けてオゾンを外部に放出することが防止される。
この殺菌装置は、予め初期設定が完了しており、紫外線ランプ５３，５４、撹拌ファン５６ａ，５６ｂはすべてＯＦＦとなり、開閉扉１０はロック解除されている。
殺菌を行うためには、正面の開閉扉１０を開けて、殺菌室５０内の格子棚５２上に被殺菌物５１を載置して、開閉扉１０を閉め、スタートボタン２０ａを押す（ステップ９０）。すると、コントローラ６２は、図示しないロック手段によって開閉扉１０をロックする（ステップ９１）。これにより、誤って開閉扉１０を開けてオゾンを外部に放出することが防止される。
次いで殺菌処理工程に入り、コントローラ６２は、紫外線ランプ５３、撹拌ファン５６ａ，５６ｂ及び表示ランプ４０ａをＯＮとして、時間の計測が開始される（ステップ９２）。
紫外線ランプ５３が点灯すると、殺菌室５０内の空気はオゾンに変化していき、このオゾンを含む空気は、撹拌ファン５６ａ，５６ｂによって殺菌室５０内で撹拌され、被殺菌物５１はオゾンに曝露されて殺菌が行われる。この殺菌処理工程９２では紫外線ランプ５３による紫外線照射による殺菌も並行して行われる。殺菌に必要な時間は、被殺菌物５１の種類と量によって異なり、予めタイマ３０により設定しておく。
紫外線ランプ５３が点灯すると、殺菌室５０内の空気はオゾンに変化していき、このオゾンを含む空気は、撹拌ファン５６ａ，５６ｂによって殺菌室５０内で撹拌され、被殺菌物５１はオゾンに曝露されて殺菌が行われる。この殺菌処理工程９２では紫外線ランプ５３による紫外線照射による殺菌も並行して行われる。殺菌に必要な時間は、被殺菌物５１の種類と量によって異なり、予めタイマ３０により設定しておく。
殺菌処理工程９２でオゾンによる殺菌が完全に済んだと予想されるタイマ３０で設定した時間が経過すると、コントローラ６２は、殺菌処理工程９２を終了して、オゾン分解処理工程に進ませる（ステップ９３）。
オゾン分解処理工程９３では、コントローラ６２は、紫外線ランプ５３及び表示ランプ４０ａをＯＦＦとし、撹拌ファン５６ａ，５６ｂはＯＮのままとし、紫外線ランプ５４と表示ランプ４０ｂとをＯＮとする。作業者は表示ランプ４０ｂの点灯により、オゾン分解処理工程９３中であると判る。
オゾン分解処理工程９３では、コントローラ６２は、紫外線ランプ５３及び表示ランプ４０ａをＯＦＦとし、撹拌ファン５６ａ，５６ｂはＯＮのままとし、紫外線ランプ５４と表示ランプ４０ｂとをＯＮとする。作業者は表示ランプ４０ｂの点灯により、オゾン分解処理工程９３中であると判る。
オゾンの分解処理が終了する時間は、オゾン濃度検出センサ５５による殺菌室５０内のオゾン濃度の検出値により定まる。仮にオゾン濃度が１ｐｐｍになった時点でオゾン分解処理が終了するように設定されていると、コントローラ６２は、センサ５５の検出値が１ｐｐｍを計測した時点で、オゾン分解処理工程９３を終了させ、終了工程に進ませる（ステップ９４）。
終了工程９４では、コントローラは、撹拌ファン５６ａ，５６ｂと紫外線ランプ５４と表示ランプ４０ｂとをＯＦＦとし、殺菌終了工程表示ランプ４０ｃをＯＮとし、開閉扉１０のロックを解除する。作業者は表示ランプ４０ｃの点灯から終了工程９４中であると判る。
開閉扉１０のロックが解除されると、表示ランプ４０ｃをＯＦＦとし、表示ランプ４０ｄをＯＮとする。作業者は、表示ランプ４０ｄの点灯により、殺菌処理が終了した被殺菌物５１を殺菌室５０から取出すことができる。
終了工程９４を終えると、殺菌装置１００は初期設定９５となる。
開閉扉１０のロックが解除されると、表示ランプ４０ｃをＯＦＦとし、表示ランプ４０ｄをＯＮとする。作業者は、表示ランプ４０ｄの点灯により、殺菌処理が終了した被殺菌物５１を殺菌室５０から取出すことができる。
終了工程９４を終えると、殺菌装置１００は初期設定９５となる。
なお、この殺菌装置１００に、図５で示すような定められた工程で殺菌を行わせるスタートボタン２０ａの他、強制的に動作を停止させる強制ストップボタン２０ｂと、強制的に殺菌処理を行う強制殺菌ボタン２０ｃを備えるようにしてもよい。
強制殺菌ボタン２０ｃを押した場合、強制ストップボタン２０ｂを押すまで、殺菌処理工程９２を続けることになる。
強制殺菌ボタン２０ｃを押した場合、強制ストップボタン２０ｂを押すまで、殺菌処理工程９２を続けることになる。
ところで本発明は、上述の実施例に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、オゾン濃度検出センサ５５を用いることなく、予め定めた所定時間が経過した後に、開閉扉のロックを解除するようにしても良い。この場合、上記所定時間は被殺菌物の種類や量に応じて、タイマにより任意に設定しても良い。オゾン発生源としては、紫外線ランプ５３に限定されるものではなく、エキシマランプ、ＬＥＤ等の紫外線源の他、空気中での無声放電や、沿面放電させる放電装置や、電解方式のオゾン発生装置を使用することも可能である。
またオゾンを分解するための紫外線ランプ５４に替えて、ピーク波長が２５４ｎｍの紫外線を発光する複数個のＬＥＤを殺菌室５０の内壁面に埋込むことで、よりコンパクトな殺菌装置とすることができる。
またオゾンを分解するための紫外線ランプ５４に替えて、ピーク波長が２５４ｎｍの紫外線を発光する複数個のＬＥＤを殺菌室５０の内壁面に埋込むことで、よりコンパクトな殺菌装置とすることができる。
また、オゾン分解処理工程９３において、紫外線ランプ５４による紫外線が被殺菌物に直接照射されると、被殺菌物の特性を劣化させることがある。例えば被殺菌物が皮製品であった場合、紫外線の照射によって皮が硬くなったりする。そこで紫外線ランプ５４による紫外線の被殺菌物への直接照射を防ぐため、図１に示すように、紫外線ランプ５４と被殺菌物との間で、紫外線ランプ５４による紫外線の照射を遮蔽する位置に、遮光板５７を備えるようにしても良い。
なお、上述の実施例においては、オゾン分解作用を有する紫外線ランプを殺菌室内に単独で設置してオゾン分解器として使用したが、紫外線ランプを封入容器内に設置したオゾン分解器を使用することにより、さらにオゾン分解性能を向上させることができる。
なお、上述の実施例においては、オゾン分解作用を有する紫外線ランプを殺菌室内に単独で設置してオゾン分解器として使用したが、紫外線ランプを封入容器内に設置したオゾン分解器を使用することにより、さらにオゾン分解性能を向上させることができる。
以下、改良されたオゾン分解器について説明する。
図６は本発明の殺菌装置に使用されるオゾン分解器２００の内部構造を示す概観図である。図６ａは横断面図，図６ｂは図６ａのＡ−Ａ’線での断面図である。
入口２０８と出口２０９とを有する円筒状の封入容器２０１内に紫外線ランプ２０２が端子台２０３ａ，２０３ｂに取り付けられて設置されている。紫外線ランプ２０２は上述の実施例で用いられたのと同じ、オゾン分解作用を有する波長域の紫外線、即ち、ピーク波長が２５４ｎｍの２００〜２８０ｎｍの波長域の紫外線を入口２０８から出口２０９に向かって流入する流体に対して放射する。
出口２０９には入口２０８から流入するオゾンを含む流体を出口２０９に向かって移動させるための流動部材としてファン２０４が取付けられている。
この流体に紫外線ランプ２０２からの紫外線が照射されることによりオゾンが分解される。
封入容器２０１は、少なくともその内壁面が凹凸を有し、オゾン分解時に触媒として機能する金属で作製する。そのような金属としては、アルミニウム，銅，ニッケル，パラジウム，銀，錫，鉛，チタン，鉄，又はこれらの混合物が用いられる。また封入容器２０１としてプラスチックなどの非金属容器を用い、その内壁面にオゾン分解時に触媒として機能する上記金属を貼布するようにしても良い。なお、封入容器２０１の形状は円筒状に限定されるものではなく、角柱状としてもよい。
また、封入容器２０１には、その内部にオゾンを含む流体の進行を妨げる乱流板を流体の進行方向に対して封入容器２０１の内壁面との取付け角度が９０°以上となるように取付けると良い。このような乱流板を一枚若しくは複数枚取付けることにより流体の進行速度が遅くなり、紫外線ランプ２０２からの紫外線に長時間曝されるためオゾンの分解がより促進される。
図６は本発明の殺菌装置に使用されるオゾン分解器２００の内部構造を示す概観図である。図６ａは横断面図，図６ｂは図６ａのＡ−Ａ’線での断面図である。
入口２０８と出口２０９とを有する円筒状の封入容器２０１内に紫外線ランプ２０２が端子台２０３ａ，２０３ｂに取り付けられて設置されている。紫外線ランプ２０２は上述の実施例で用いられたのと同じ、オゾン分解作用を有する波長域の紫外線、即ち、ピーク波長が２５４ｎｍの２００〜２８０ｎｍの波長域の紫外線を入口２０８から出口２０９に向かって流入する流体に対して放射する。
出口２０９には入口２０８から流入するオゾンを含む流体を出口２０９に向かって移動させるための流動部材としてファン２０４が取付けられている。
この流体に紫外線ランプ２０２からの紫外線が照射されることによりオゾンが分解される。
封入容器２０１は、少なくともその内壁面が凹凸を有し、オゾン分解時に触媒として機能する金属で作製する。そのような金属としては、アルミニウム，銅，ニッケル，パラジウム，銀，錫，鉛，チタン，鉄，又はこれらの混合物が用いられる。また封入容器２０１としてプラスチックなどの非金属容器を用い、その内壁面にオゾン分解時に触媒として機能する上記金属を貼布するようにしても良い。なお、封入容器２０１の形状は円筒状に限定されるものではなく、角柱状としてもよい。
また、封入容器２０１には、その内部にオゾンを含む流体の進行を妨げる乱流板を流体の進行方向に対して封入容器２０１の内壁面との取付け角度が９０°以上となるように取付けると良い。このような乱流板を一枚若しくは複数枚取付けることにより流体の進行速度が遅くなり、紫外線ランプ２０２からの紫外線に長時間曝されるためオゾンの分解がより促進される。
図７は、乱流板２１０を取り付けたオゾン分解器２００の内部構造を示す概観図で、図７ａは横断面図，図７ｂは乱流板２１０の一例を示す平面図である。
乱流板２１０としては種々の形状のものが考えられるが、図７ｂに示す乱流板２１０は、中央に紫外線ランプ２０２を通す穴を設けた円板で構成されている。
乱流板２１０の材質は特に限定されないが、オゾン分解時に触媒として機能する金属で作製するのが良い。
乱流板２１０としては種々の形状のものが考えられるが、図７ｂに示す乱流板２１０は、中央に紫外線ランプ２０２を通す穴を設けた円板で構成されている。
乱流板２１０の材質は特に限定されないが、オゾン分解時に触媒として機能する金属で作製するのが良い。
図８は、各種の乱流板２１０の形状を示す平面図である。
図８ａに示す乱流板は中央に紫外線ランプ２０２を通す大径の穴２０１１を有するもので、流体は紫外線ランプ２０２の周辺の穴２０１１を通って流れる。
図８ｂに示す乱流板は、中央に紫外線ランプ２０２を通す紫外線ランプ２０２の外径と同じ径を持った穴を有し、周辺に流体を通す小径の穴２０１２を複数個設けている。
なお、封入容器に乱流板を複数枚設置する場合には、図９に示すように相隣る乱流板２１０Ａ，２１０Ｂは異なるパターンを有する形状とすることで、より乱流の発生を促進することができる。
図８ａに示す乱流板は中央に紫外線ランプ２０２を通す大径の穴２０１１を有するもので、流体は紫外線ランプ２０２の周辺の穴２０１１を通って流れる。
図８ｂに示す乱流板は、中央に紫外線ランプ２０２を通す紫外線ランプ２０２の外径と同じ径を持った穴を有し、周辺に流体を通す小径の穴２０１２を複数個設けている。
なお、封入容器に乱流板を複数枚設置する場合には、図９に示すように相隣る乱流板２１０Ａ，２１０Ｂは異なるパターンを有する形状とすることで、より乱流の発生を促進することができる。
本願の発明者等は、図６に示すオゾン分解器２００を試作し、図１０に示すように接続し、オゾンが分解し、消滅することを検証した。
発明者等の行った検証実験の概要は以下の通りである。
発明者等の行った検証実験の概要は以下の通りである。
図１０に示すように、オゾン分解器２００の入口にオゾン発生器３００の出口を接続し、オゾン発生器３００の入口にポンプ４００を接続して、空気をオゾン発生器３００に送り込む。次いで、オゾン発生器３００を駆動してオゾンを発生させる。発生したオゾンをオゾン分解器２００に送り込み、オゾン分解器２００を駆動してオゾンの分解を行う。オゾン分解器２００の出口に設置したオゾン濃度センサ５００により、オゾン濃度を測定する。
なお、比較のため、自然分解によるオゾン濃度変化も測定した。
検証実験に用いたオゾン分解器，ポンプ及びオゾン濃度センサの仕様は以下の通りである。
＜オゾン分解器＞
ＵＶ光源 ：ＧＬ−８（８Ｗ）
ＵＶ光源駆動回路：インバータ駆動（５０ｋＨｚ）
封入容器の材質 ：アルミニウム
封入容器の寸法 ：直径４５ｍｍ，長さ３９０ｍｍの円筒パイプ
＜ポンプ＞
ポンプ流量：４Ｌ／ｍｉｎ
＜オゾン濃度センサ＞
ＭＳ７０−ＭＯＮＴＯＲ
なお、比較のため、自然分解によるオゾン濃度変化も測定した。
検証実験に用いたオゾン分解器，ポンプ及びオゾン濃度センサの仕様は以下の通りである。
＜オゾン分解器＞
ＵＶ光源 ：ＧＬ−８（８Ｗ）
ＵＶ光源駆動回路：インバータ駆動（５０ｋＨｚ）
封入容器の材質 ：アルミニウム
封入容器の寸法 ：直径４５ｍｍ，長さ３９０ｍｍの円筒パイプ
＜ポンプ＞
ポンプ流量：４Ｌ／ｍｉｎ
＜オゾン濃度センサ＞
ＭＳ７０−ＭＯＮＴＯＲ
図１１は、検証結果を示す図で、経過時間（ｍｉｎｕｔｅｓ）に対するオゾン濃度（ｐｐｍ）の変化を示す。図からも明らかなように、自然分解の場合には時間が経過しても、オゾン濃度が１０ｐｐｍから低下しないのに対し、本発明によるオゾン分解器を用いた場合、８分経過しただけでオゾン濃度が１０ｐｐｍから１ｐｐｍに急速に減衰することが分かる。
図１２は、図６に示すオゾン分解器を複数個直列接続して構成されたオゾン分解器６００の他の実施例を示す図である。３つの封入容器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃを接続ホース２０５ａ，２０５ｂで直列に接続して構成する。封入容器２０１ａ内には紫外線ランプ２０２ａが端子台２０３ａ１及び２０３ａ２によって設置されている。また出口２０９ａにはファン２０４が取付けられている。封入容器２０１ａの入口には接続ホース２０５ａの一端が接続されている。封入容器２０１ｂ内には紫外線ランプ２０２ｂが端子台２０３ｂ１及び２０３ｂ２によって設置されている。封入容器２０１ｂの入口には、接続ホース２０５ｂの一端が接続され、出口には接続ホース２０５ａの他端が接続されている。
オゾンを含む流体は封入容器２０１ｃの入口２０８ｃから流入され、封入容器２０１ａの出口２０９ａから流出される。
オゾンを含む流体は封入容器２０１ｃの入口２０８ｃから流入され、封入容器２０１ａの出口２０９ａから流出される。
このように複数のオゾン分解器を直列接続することにより、流入速度を低下させることなくオゾンの分解能力を向上させることが出来る。
なお、図１２の実施例では３つのオゾン分解器を直列接続しているが、分解するオゾンの濃度，オゾン量に合わせて適宜接続数を決めることが出来る。
なお、図１２の実施例では３つのオゾン分解器を直列接続しているが、分解するオゾンの濃度，オゾン量に合わせて適宜接続数を決めることが出来る。
発明者等は、オゾン分解器の直列接続数と出口でのオゾン濃度との関係を調べるための実験を行った。
図１３は、実験結果を示す図である。なおこの実験に用いた個々のオゾン分解器は、１０分経過後に、出口のオゾン濃度が１０ｐｐｍとなるような特性を有している。
図１３から明らかな通り、接続数が３以上となれば、１０分経過後には出口のオゾン濃度はほゞ０となることが分かる。
図１３は、実験結果を示す図である。なおこの実験に用いた個々のオゾン分解器は、１０分経過後に、出口のオゾン濃度が１０ｐｐｍとなるような特性を有している。
図１３から明らかな通り、接続数が３以上となれば、１０分経過後には出口のオゾン濃度はほゞ０となることが分かる。
本発明はまた、図６に示すオゾン分解器を図１４に示すように複数個並列接続して構成することも出来る。
封入容器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃの入口同士を接続ホース２０５で並列接続して共通の入口２０８からそれぞれの封入容器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃにオゾンを含む流体を流入し、それぞれの出口２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃから流出する。なお並列接続の場合には、ファン２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃはそれぞれの封入容器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃの出口２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃに取付けられる。
このように複数のオゾン分解器を並列接続することにより、オゾンの分解処理能力を低下させることなく、オゾン分解時間を短縮することができる。
封入容器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃの入口同士を接続ホース２０５で並列接続して共通の入口２０８からそれぞれの封入容器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃにオゾンを含む流体を流入し、それぞれの出口２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃから流出する。なお並列接続の場合には、ファン２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃはそれぞれの封入容器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃの出口２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃに取付けられる。
このように複数のオゾン分解器を並列接続することにより、オゾンの分解処理能力を低下させることなく、オゾン分解時間を短縮することができる。
なお、並列接続されるオゾン分解器の接続数は、分解するオゾン濃度，オゾン量に合わせて適宜決めることが出来る。
また、オゾン発生器とオゾン分解器の設置位置に関しては、図１５ａに示すように殺菌室内に設置することも可能であり、図１５ｂに示すように殺菌室外に設置することも可能である。
また、オゾン発生器とオゾン分解器の設置位置に関しては、図１５ａに示すように殺菌室内に設置することも可能であり、図１５ｂに示すように殺菌室外に設置することも可能である。
１０ 開閉扉
２０ａ〜２０ｃ スイッチボタン
３０ タイマ
４０ａ〜４０ｄ 表示ランプ
５０ 殺菌室
５３ 紫外線ランプ（オゾン発生源、第１の紫外線源）
５４ 紫外線ランプ（第２の紫外線源）
５５ オゾン濃度センサ
５６ａ，５６ｂ 撹拌ファン
５７ 遮光板
６０ 制御室
６２ コントローラ
１００ 殺菌装置
２００，６００，７００ オゾン分解器
２０１，２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ 封入容器
２０２，２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ 紫外線ランプ
２０３ａ，２０３ｂ，２０３ａ１，２０３ｂ１，２０３ｃ１，２０３ａ２，２０３ｂ２，２０３ｃ２ 端子台
２０４，２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ ファン
２０５，２０５ａ，２０５ｂ 接続ホース
２０８，２０８ｃ 入口
２０９，２０９ａ 出口
２１０ 乱流板
２０１１ 大径の穴
２０１２ 周辺の穴
３００ オゾン発生器
４００ ポンプ
５００ オゾン濃度センサ
２０ａ〜２０ｃ スイッチボタン
３０ タイマ
４０ａ〜４０ｄ 表示ランプ
５０ 殺菌室
５３ 紫外線ランプ（オゾン発生源、第１の紫外線源）
５４ 紫外線ランプ（第２の紫外線源）
５５ オゾン濃度センサ
５６ａ，５６ｂ 撹拌ファン
５７ 遮光板
６０ 制御室
６２ コントローラ
１００ 殺菌装置
２００，６００，７００ オゾン分解器
２０１，２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ 封入容器
２０２，２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ 紫外線ランプ
２０３ａ，２０３ｂ，２０３ａ１，２０３ｂ１，２０３ｃ１，２０３ａ２，２０３ｂ２，２０３ｃ２ 端子台
２０４，２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ ファン
２０５，２０５ａ，２０５ｂ 接続ホース
２０８，２０８ｃ 入口
２０９，２０９ａ 出口
２１０ 乱流板
２０１１ 大径の穴
２０１２ 周辺の穴
３００ オゾン発生器
４００ ポンプ
５００ オゾン濃度センサ
本発明はガス状オゾンを使用して、肉、鶏、魚貝類、生鮮産物などの食品や、歯ブラシ、コンタクトレンズ、櫛、ブラシ、鋏等の種々の器具等を消毒・殺菌する殺菌装置に関する。
オゾンは、強力な酸化力を有しており、この酸化力により殺菌、消毒、脱臭、漂白等の効果を発揮することが知られている。
そして、オゾンは、プール，水道，養殖場，トイレ・病院での殺菌や脱臭，食品加工場での環境殺菌，ＩＣ基板の洗浄等の様々な用途に利用することが期待されている。
一方、オゾンは、高濃度になると人体に有害であることから、種々の規格により、大気中でのオゾン許容値が定められている。
そこで高濃度のオゾンを殺菌，脱臭，洗浄に用いるときには、発生させたオゾンを分解するオゾン分解器を設置する必要がある。
下記特許文献１にはオゾンを用いた殺菌装置において、オゾンを外部にほとんど出さないようにしたものが提案されている。
そして、オゾンは、プール，水道，養殖場，トイレ・病院での殺菌や脱臭，食品加工場での環境殺菌，ＩＣ基板の洗浄等の様々な用途に利用することが期待されている。
一方、オゾンは、高濃度になると人体に有害であることから、種々の規格により、大気中でのオゾン許容値が定められている。
そこで高濃度のオゾンを殺菌，脱臭，洗浄に用いるときには、発生させたオゾンを分解するオゾン分解器を設置する必要がある。
下記特許文献１にはオゾンを用いた殺菌装置において、オゾンを外部にほとんど出さないようにしたものが提案されている。
この殺菌装置は、オゾン発生源を設置した殺菌室と、オゾンを分解するオゾン処理室と、殺菌室とオゾン処理室との間で空気を循環させる循環手段と、殺菌工程終了後に循環手段を所定時間作動させるコントローラとを備えている。
そして、殺菌工程終了後に所定時間、殺菌室とオゾン処理室との間で空気を循環させ、有毒なオゾンを酸素に分解させることにより、オゾンを外部に放出することを防止している。
そして、殺菌工程終了後に所定時間、殺菌室とオゾン処理室との間で空気を循環させ、有毒なオゾンを酸素に分解させることにより、オゾンを外部に放出することを防止している。
また、特許文献２には、紫外線源とオゾン発生源との組み合わせにより、消臭殺菌を行う消臭殺菌照明装置が提案されている。
この消臭殺菌照明装置は、本体部と、蓋部と、これらを繋ぐ折畳み部及び本体部に設けられた紫外線光源部及びオゾン発生部を備えている。そして蓋部を本体部に対して開放することによりテント状空間部を形成し、テント状空間部で床面の汚れ面を覆って密閉し、テント状空間部内に紫外線光源部から消臭殺菌用紫外線を照射し、かつ、オゾン発生部からオゾンを充満して消臭殺菌を行うものである。
そして、消臭殺菌後のオゾンの無害化は、テント状空間内に酸素や水蒸気などのオゾン無害化物質を投入し、残留オゾンを酸素や霧状の水と混合することにより行うようにしている。
さらに、特許文献３には、活性炭を用いてオゾンを分解する方法が提案されている。
この消臭殺菌照明装置は、本体部と、蓋部と、これらを繋ぐ折畳み部及び本体部に設けられた紫外線光源部及びオゾン発生部を備えている。そして蓋部を本体部に対して開放することによりテント状空間部を形成し、テント状空間部で床面の汚れ面を覆って密閉し、テント状空間部内に紫外線光源部から消臭殺菌用紫外線を照射し、かつ、オゾン発生部からオゾンを充満して消臭殺菌を行うものである。
そして、消臭殺菌後のオゾンの無害化は、テント状空間内に酸素や水蒸気などのオゾン無害化物質を投入し、残留オゾンを酸素や霧状の水と混合することにより行うようにしている。
さらに、特許文献３には、活性炭を用いてオゾンを分解する方法が提案されている。
しかし、特許文献１に記載の殺菌装置では、オゾン処理室内のオゾン分解触媒によってオゾンを酸素に分解するようにしているため、オゾン分解触媒を設置したオゾン処理室を殺菌室に隣接して配置しなければならず、殺菌装置の構造が複雑になるという欠点がある。
また、殺菌工程終了後の残留オゾンがオゾン分解触媒を短時間で通過してしまうと、オゾンの分解が十分に行われないので、殺菌室とオゾン処理室との間で長時間空気を循環させなくてはならないという欠点もある。さらに触媒法の場合は、触媒材料を定期的に交換する必要がある。
また、特許文献２に記載の消臭殺菌照明装置では、オゾンの無害化のために、オゾン無害化物質を投入する必要があり、処理が複雑になるという欠点がある。
さらに、特許文献３に記載のオゾン分解装置では、装置が簡単という長所があるものの、活性炭を用いてオゾンを分解しているため、分解するオゾン濃度が高くなると爆発の危険があるという欠点がある。
また、殺菌工程終了後の残留オゾンがオゾン分解触媒を短時間で通過してしまうと、オゾンの分解が十分に行われないので、殺菌室とオゾン処理室との間で長時間空気を循環させなくてはならないという欠点もある。さらに触媒法の場合は、触媒材料を定期的に交換する必要がある。
また、特許文献２に記載の消臭殺菌照明装置では、オゾンの無害化のために、オゾン無害化物質を投入する必要があり、処理が複雑になるという欠点がある。
さらに、特許文献３に記載のオゾン分解装置では、装置が簡単という長所があるものの、活性炭を用いてオゾンを分解しているため、分解するオゾン濃度が高くなると爆発の危険があるという欠点がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、オゾンを用いた殺菌装置において、装置の構造を複雑にすることなく、短時間で残留オゾンの濃度を下げることの出来る殺菌装置を提供することを目的とする。
さらに、高濃度のオゾンを簡便な方法で分解することの出来るオゾン分解器を備えた殺菌装置を提供することを目的とする。
さらに、高濃度のオゾンを簡便な方法で分解することの出来るオゾン分解器を備えた殺菌装置を提供することを目的とする。
本発明のオゾン分解器は、オゾンを用いて被殺菌物の殺菌処理を行う殺菌装置に設置されて使用され、殺菌処理の継続中及び終了後に残留オゾンを分解処理するオゾン分解器であって、オゾン分解器は、入口と出口とを有する円筒状又は角柱状の封入容器と、封入容器の長手方向に沿って、封入容器内に設置され、入口から流入するオゾンを含む流体に対してオゾン分解作用を有する波長域の紫外線を直接照射する紫外線光源と、入口又は出口に取付けられ、流体を入口から出口に向かって移動させるファンと、中央に紫外線光源を通す穴を有し、封入容器の内壁面に取付けられ、流体の進行速度を遅延させる乱流板と、から構成されることを特徴とする。
また、波長域はピーク波長が２５４ｎｍの２００〜２８０ｎｍの波長域であることを特徴とする。
また、封入容器は、少なくともその内壁面が凹凸を有し、オゾン分解時に触媒として機能する金属とすることを特徴とする。
また、封入容器は、その内壁面にオゾン分解時に触媒として機能する金属を貼布することを特徴とする。
また、金属が、アルミニウム，銅，ニッケル，パラジウム，銀，錫，鉛，チタン，鉄，又はこれらの混合物であることを特徴とする。
また、乱流板は、流体の進行方向に対して封入容器の内壁面との取付け角度が９０°以上となるように取付けられていることを特徴とする。
本発明では、交換が必要な部材を用いることなく、高濃度のオゾンを分解することができ、かつ複数接続することでオゾン分解能力やオゾン分解速度を容易に向上させることが可能なオゾン分解器を使用しているため、適用するシステムに合わせた殺菌装置を実現することができる。
以下、本発明の殺菌装置の実施例について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る殺菌装置の内部構造を示す概観図、図２は殺菌装置の正面図である。
殺菌装置１００は、図２に示すように、オーブンレンジのような形状をしており、正面に被殺菌物を出し入れするための開閉扉１０と、種々のスイッチボタン２０ａ〜２０ｃ、タイマ３０及び表示ランプ４０ａ〜４０ｄとを備えている。
扉１０には内部に収容される被殺菌物を目視するためのガラス窓１２と、開閉扉１０を開閉するための取っ手１４とが設けられている。またこの開閉扉１０には図示しないロック手段が設けられている。
殺菌装置１００は、図２に示すように、オーブンレンジのような形状をしており、正面に被殺菌物を出し入れするための開閉扉１０と、種々のスイッチボタン２０ａ〜２０ｃ、タイマ３０及び表示ランプ４０ａ〜４０ｄとを備えている。
扉１０には内部に収容される被殺菌物を目視するためのガラス窓１２と、開閉扉１０を開閉するための取っ手１４とが設けられている。またこの開閉扉１０には図示しないロック手段が設けられている。
この殺菌装置１００の内部は、図１に示すように、被殺菌物５１を収容する殺菌室５０とコントローラ６２を設置した制御室６０とから構成されている。
殺菌室５０の天井には、オゾン発生源として紫外線ランプ５３と殺菌処理終了後に残留オゾンの分解処理を実行するための紫外線ランプ５４とが設置され、殺菌室５０の適宜位置には保護網５５ａ，５５ｂで覆われた撹拌ファン５６ａ，５６ｂが設置されている。また殺菌室５０には、着脱自在の格子棚５２を設け、被殺菌物５１を載置するようにしてもよい。
また、殺菌室５０の適宜位置にオゾン濃度を検出するためのセンサ５５を設置する。
殺菌室５０の天井には、オゾン発生源として紫外線ランプ５３と殺菌処理終了後に残留オゾンの分解処理を実行するための紫外線ランプ５４とが設置され、殺菌室５０の適宜位置には保護網５５ａ，５５ｂで覆われた撹拌ファン５６ａ，５６ｂが設置されている。また殺菌室５０には、着脱自在の格子棚５２を設け、被殺菌物５１を載置するようにしてもよい。
また、殺菌室５０の適宜位置にオゾン濃度を検出するためのセンサ５５を設置する。
制御室６０に設置されたコントローラ６２は、前述した紫外線ランプ５３、紫外線ランプ５４の駆動制御と開閉扉１０の開閉制御を行う。
またコントローラ６２は、スイッチボタン２０ａ〜２０ｃ、タイマ３０の操作に応答して撹拌ファン５６ａ，５６ｂや表示ランプ４０ａ〜４０ｄの制御を行ったり、センサ５５からのオゾン濃度信号に応答して、開閉扉１０のロックを解除するなどの制御を行う。
殺菌室５０と制御室６０とは分離壁５８により完全に遮蔽されている。
またコントローラ６２は、スイッチボタン２０ａ〜２０ｃ、タイマ３０の操作に応答して撹拌ファン５６ａ，５６ｂや表示ランプ４０ａ〜４０ｄの制御を行ったり、センサ５５からのオゾン濃度信号に応答して、開閉扉１０のロックを解除するなどの制御を行う。
殺菌室５０と制御室６０とは分離壁５８により完全に遮蔽されている。
次に、本発明において使用されるオゾン発生源である紫外線ランプ５３と、残留オゾンの分解処理を実行するための紫外線ランプ５４について説明する。
一般に、ピーク波長が１８５ｎｍで、波長域が１０〜２００ｎｍの紫外線（ＶＵＶ）はオゾン線と呼ばれ、脱臭と殺菌の効果のあるオゾンを発生させることが知られている。
これに対し、ピーク波長が２５４ｎｍで波長域が２００〜２８０ｎｍの紫外線（ＵＶ−Ｃ）は殺菌線と呼ばれ、殺菌効果はあるが脱臭効果はなく、またオゾンを発生させることは出来ないことが知られている。そして紫外線（ＵＶ−Ｃ）は、オゾンに吸収されることも知られている。
なお、オゾン線のピーク波長１８５ｎｍ及び殺菌線のピーク波長２５４ｎｍは代表的な値を示したもので、上記値より数ｎｍの範囲内にある場合も含まれる。
一般に、ピーク波長が１８５ｎｍで、波長域が１０〜２００ｎｍの紫外線（ＶＵＶ）はオゾン線と呼ばれ、脱臭と殺菌の効果のあるオゾンを発生させることが知られている。
これに対し、ピーク波長が２５４ｎｍで波長域が２００〜２８０ｎｍの紫外線（ＵＶ−Ｃ）は殺菌線と呼ばれ、殺菌効果はあるが脱臭効果はなく、またオゾンを発生させることは出来ないことが知られている。そして紫外線（ＵＶ−Ｃ）は、オゾンに吸収されることも知られている。
なお、オゾン線のピーク波長１８５ｎｍ及び殺菌線のピーク波長２５４ｎｍは代表的な値を示したもので、上記値より数ｎｍの範囲内にある場合も含まれる。
本願の発明者等は、上記の公知事実に基いてオゾンに対し、紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射する実験を繰り返し行った結果、照射する紫外線（ＵＶ−Ｃ）のエネルギが低い場合には、オゾンに何の変化もおきないが、照射エネルギが高いときにはオゾンが分解し、消滅することを確かめた。
発明者等の行った検証実験の概要は以下の通りである。
＜実験内容＞
ステップ１：密閉チャンバ内でオゾン発生装置によりオゾンを発生させる。
ステップ２：オゾン発生装置を停止する。
ステップ３：密閉チャンバ内のオゾン濃度を測定する。
ステップ４：比較のために、自然消滅時のオゾン濃度を測定する。
＜測定条件＞
密閉チャンバ ：３００（ｗ）×３００（Ｄ）×４００（Ｈ）
オゾン濃度センサ：ＭＳ７０−ＭＯＮＴＯＲ
ＵＶ光源 ：ＧＬ−８（８Ｗ）
ＵＶ光源駆動回路：インバータ駆動（５０ｋＨｚ）
＜実験内容＞
ステップ１：密閉チャンバ内でオゾン発生装置によりオゾンを発生させる。
ステップ２：オゾン発生装置を停止する。
ステップ３：密閉チャンバ内のオゾン濃度を測定する。
ステップ４：比較のために、自然消滅時のオゾン濃度を測定する。
＜測定条件＞
密閉チャンバ ：３００（ｗ）×３００（Ｄ）×４００（Ｈ）
オゾン濃度センサ：ＭＳ７０−ＭＯＮＴＯＲ
ＵＶ光源 ：ＧＬ−８（８Ｗ）
ＵＶ光源駆動回路：インバータ駆動（５０ｋＨｚ）
図３は、実験に用いたＵＶ光源の波長スペクトルを示したものである。
また図４は、実験結果を示したもので、経過時間に対するオゾン濃度の変化を示している。
図４からも明らかなように、残留オゾン濃度が１０ｐｐｍから１ｐｐｍになる時間が、自然消滅による場合は、４０分であるのに対し、紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射した場合には８分と、大幅に短縮されていることが分かる。
また図４は、実験結果を示したもので、経過時間に対するオゾン濃度の変化を示している。
図４からも明らかなように、残留オゾン濃度が１０ｐｐｍから１ｐｐｍになる時間が、自然消滅による場合は、４０分であるのに対し、紫外線（ＵＶ−Ｃ）を照射した場合には８分と、大幅に短縮されていることが分かる。
上述した実験結果に基づくと、本願発明において使用する紫外線ランプ５４としては、オゾン線（１８５ｎｍ）をカットし、主に殺菌線（２５４ｎｍ）を放射する紫外線ランプを用いるのが好適である。
これに対し、紫外線ランプ５３は、オゾン発生源として使用されるものであるから、ピーク波長が１８５ｎｍで波長域が１０〜２００ｎｍの紫外線（オゾン線）を発生させるものであればよく、また、オゾン線と殺菌線の両方の波長の紫外線を放射する、一般にオゾンランプと呼ばれるものであってもよい。
これに対し、紫外線ランプ５３は、オゾン発生源として使用されるものであるから、ピーク波長が１８５ｎｍで波長域が１０〜２００ｎｍの紫外線（オゾン線）を発生させるものであればよく、また、オゾン線と殺菌線の両方の波長の紫外線を放射する、一般にオゾンランプと呼ばれるものであってもよい。
このように本発明では、２種類の紫外線ランプを、一方はオゾン発生源とし、他方をオゾン分解・消滅源として使用することを特徴としている。
また紫外線ランプ５３は、空気の紫外線照射によってオゾンを発生させるものであるが、空気中での放電を利用してオゾンを発生させるオゾン発生器と置換して用いることも可能である。
また紫外線ランプ５３は、空気の紫外線照射によってオゾンを発生させるものであるが、空気中での放電を利用してオゾンを発生させるオゾン発生器と置換して用いることも可能である。
次にこの殺菌装置１００の動作を図５の工程図に基づいて説明する。
この殺菌装置は、予め初期設定が完了しており、紫外線ランプ５３，５４、撹拌ファン５６ａ，５６ｂはすべてＯＦＦとなり、開閉扉１０はロック解除されている。
殺菌を行うためには、正面の開閉扉１０を開けて、殺菌室５０内の格子棚５２上に被殺菌物５１を載置して、開閉扉１０を閉め、スタートボタン２０ａを押す（ステップ９０）。すると、コントローラ６２は、図示しないロック手段によって開閉扉１０をロックする（ステップ９１）。これにより、誤って開閉扉１０を開けてオゾンを外部に放出することが防止される。
この殺菌装置は、予め初期設定が完了しており、紫外線ランプ５３，５４、撹拌ファン５６ａ，５６ｂはすべてＯＦＦとなり、開閉扉１０はロック解除されている。
殺菌を行うためには、正面の開閉扉１０を開けて、殺菌室５０内の格子棚５２上に被殺菌物５１を載置して、開閉扉１０を閉め、スタートボタン２０ａを押す（ステップ９０）。すると、コントローラ６２は、図示しないロック手段によって開閉扉１０をロックする（ステップ９１）。これにより、誤って開閉扉１０を開けてオゾンを外部に放出することが防止される。
次いで殺菌処理工程に入り、コントローラ６２は、紫外線ランプ５３、撹拌ファン５６ａ，５６ｂ及び表示ランプ４０ａをＯＮとして、時間の計測が開始される（ステップ９２）。
紫外線ランプ５３が点灯すると、殺菌室５０内の空気はオゾンに変化していき、このオゾンを含む空気は、撹拌ファン５６ａ，５６ｂによって殺菌室５０内で撹拌され、被殺菌物５１はオゾンに曝露されて殺菌が行われる。この殺菌処理工程９２では紫外線ランプ５３による紫外線照射による殺菌も並行して行われる。殺菌に必要な時間は、被殺菌物５１の種類と量によって異なり、予めタイマ３０により設定しておく。
紫外線ランプ５３が点灯すると、殺菌室５０内の空気はオゾンに変化していき、このオゾンを含む空気は、撹拌ファン５６ａ，５６ｂによって殺菌室５０内で撹拌され、被殺菌物５１はオゾンに曝露されて殺菌が行われる。この殺菌処理工程９２では紫外線ランプ５３による紫外線照射による殺菌も並行して行われる。殺菌に必要な時間は、被殺菌物５１の種類と量によって異なり、予めタイマ３０により設定しておく。
殺菌処理工程９２でオゾンによる殺菌が完全に済んだと予想されるタイマ３０で設定した時間が経過すると、コントローラ６２は、殺菌処理工程９２を終了して、オゾン分解処理工程に進ませる（ステップ９３）。
オゾン分解処理工程９３では、コントローラ６２は、紫外線ランプ５３及び表示ランプ４０ａをＯＦＦとし、撹拌ファン５６ａ，５６ｂはＯＮのままとし、紫外線ランプ５４と表示ランプ４０ｂとをＯＮとする。作業者は表示ランプ４０ｂの点灯により、オゾン分解処理工程９３中であると判る。
オゾン分解処理工程９３では、コントローラ６２は、紫外線ランプ５３及び表示ランプ４０ａをＯＦＦとし、撹拌ファン５６ａ，５６ｂはＯＮのままとし、紫外線ランプ５４と表示ランプ４０ｂとをＯＮとする。作業者は表示ランプ４０ｂの点灯により、オゾン分解処理工程９３中であると判る。
オゾンの分解処理が終了する時間は、オゾン濃度検出センサ５５による殺菌室５０内のオゾン濃度の検出値により定まる。仮にオゾン濃度が１ｐｐｍになった時点でオゾン分解処理が終了するように設定されていると、コントローラ６２は、センサ５５の検出値が１ｐｐｍを計測した時点で、オゾン分解処理工程９３を終了させ、終了工程に進ませる（ステップ９４）。
終了工程９４では、コントローラは、撹拌ファン５６ａ，５６ｂと紫外線ランプ５４と表示ランプ４０ｂとをＯＦＦとし、殺菌終了工程表示ランプ４０ｃをＯＮとし、開閉扉１０のロックを解除する。作業者は表示ランプ４０ｃの点灯から終了工程９４中であると判る。
開閉扉１０のロックが解除されると、表示ランプ４０ｃをＯＦＦとし、表示ランプ４０ｄをＯＮとする。作業者は、表示ランプ４０ｄの点灯により、殺菌処理が終了した被殺菌物５１を殺菌室５０から取出すことができる。
終了工程９４を終えると、殺菌装置１００は初期設定９５となる。
開閉扉１０のロックが解除されると、表示ランプ４０ｃをＯＦＦとし、表示ランプ４０ｄをＯＮとする。作業者は、表示ランプ４０ｄの点灯により、殺菌処理が終了した被殺菌物５１を殺菌室５０から取出すことができる。
終了工程９４を終えると、殺菌装置１００は初期設定９５となる。
なお、この殺菌装置１００に、図５で示すような定められた工程で殺菌を行わせるスタートボタン２０ａの他、強制的に動作を停止させる強制ストップボタン２０ｂと、強制的に殺菌処理を行う強制殺菌ボタン２０ｃを備えるようにしてもよい。
強制殺菌ボタン２０ｃを押した場合、強制ストップボタン２０ｂを押すまで、殺菌処理工程９２を続けることになる。
強制殺菌ボタン２０ｃを押した場合、強制ストップボタン２０ｂを押すまで、殺菌処理工程９２を続けることになる。
ところで本発明は、上述の実施例に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、オゾン濃度検出センサ５５を用いることなく、予め定めた所定時間が経過した後に、開閉扉のロックを解除するようにしても良い。この場合、上記所定時間は被殺菌物の種類や量に応じて、タイマにより任意に設定しても良い。オゾン発生源としては、紫外線ランプ５３に限定されるものではなく、エキシマランプ、ＬＥＤ等の紫外線源の他、空気中での無声放電や、沿面放電させる放電装置や、電解方式のオゾン発生装置を使用することも可能である。
またオゾンを分解するための紫外線ランプ５４に替えて、ピーク波長が２５４ｎｍの紫外線を発光する複数個のＬＥＤを殺菌室５０の内壁面に埋込むことで、よりコンパクトな殺菌装置とすることができる。
またオゾンを分解するための紫外線ランプ５４に替えて、ピーク波長が２５４ｎｍの紫外線を発光する複数個のＬＥＤを殺菌室５０の内壁面に埋込むことで、よりコンパクトな殺菌装置とすることができる。
また、オゾン分解処理工程９３において、紫外線ランプ５４による紫外線が被殺菌物に直接照射されると、被殺菌物の特性を劣化させることがある。例えば被殺菌物が皮製品であった場合、紫外線の照射によって皮が硬くなったりする。そこで紫外線ランプ５４による紫外線の被殺菌物への直接照射を防ぐため、図１に示すように、紫外線ランプ５４と被殺菌物との間で、紫外線ランプ５４による紫外線の照射を遮蔽する位置に、遮光板５７を備えるようにしても良い。
なお、上述の実施例においては、オゾン分解作用を有する紫外線ランプを殺菌室内に単独で設置してオゾン分解器として使用したが、紫外線ランプを封入容器内に設置したオゾン分解器を使用することにより、さらにオゾン分解性能を向上させることができる。
なお、上述の実施例においては、オゾン分解作用を有する紫外線ランプを殺菌室内に単独で設置してオゾン分解器として使用したが、紫外線ランプを封入容器内に設置したオゾン分解器を使用することにより、さらにオゾン分解性能を向上させることができる。
以下、改良されたオゾン分解器について説明する。
図６は本発明の殺菌装置に使用されるオゾン分解器２００の内部構造を示す概観図である。図６ａは横断面図，図６ｂは図６ａのＡ−Ａ’線での断面図である。
入口２０８と出口２０９とを有する円筒状の封入容器２０１内に紫外線ランプ２０２が端子台２０３ａ，２０３ｂに取り付けられて設置されている。紫外線ランプ２０２は上述の実施例で用いられたのと同じ、オゾン分解作用を有する波長域の紫外線、即ち、ピーク波長が２５４ｎｍの２００〜２８０ｎｍの波長域の紫外線を入口２０８から出口２０９に向かって流入する流体に対して放射する。
出口２０９には入口２０８から流入するオゾンを含む流体を出口２０９に向かって移動させるための流動部材としてファン２０４が取付けられている。
この流体に紫外線ランプ２０２からの紫外線が照射されることによりオゾンが分解される。
封入容器２０１は、少なくともその内壁面が凹凸を有し、オゾン分解時に触媒として機能する金属で作製する。そのような金属としては、アルミニウム，銅，ニッケル，パラジウム，銀，錫，鉛，チタン，鉄，又はこれらの混合物が用いられる。また封入容器２０１としてプラスチックなどの非金属容器を用い、その内壁面にオゾン分解時に触媒として機能する上記金属を貼布するようにしても良い。なお、封入容器２０１の形状は円筒状に限定されるものではなく、角柱状としてもよい。
また、封入容器２０１には、その内部にオゾンを含む流体の進行を妨げる乱流板を流体の進行方向に対して封入容器２０１の内壁面との取付け角度が９０°以上となるように取付けると良い。このような乱流板を一枚若しくは複数枚取付けることにより流体の進行速度が遅くなり、紫外線ランプ２０２からの紫外線に長時間曝されるためオゾンの分解がより促進される。
図６は本発明の殺菌装置に使用されるオゾン分解器２００の内部構造を示す概観図である。図６ａは横断面図，図６ｂは図６ａのＡ−Ａ’線での断面図である。
入口２０８と出口２０９とを有する円筒状の封入容器２０１内に紫外線ランプ２０２が端子台２０３ａ，２０３ｂに取り付けられて設置されている。紫外線ランプ２０２は上述の実施例で用いられたのと同じ、オゾン分解作用を有する波長域の紫外線、即ち、ピーク波長が２５４ｎｍの２００〜２８０ｎｍの波長域の紫外線を入口２０８から出口２０９に向かって流入する流体に対して放射する。
出口２０９には入口２０８から流入するオゾンを含む流体を出口２０９に向かって移動させるための流動部材としてファン２０４が取付けられている。
この流体に紫外線ランプ２０２からの紫外線が照射されることによりオゾンが分解される。
封入容器２０１は、少なくともその内壁面が凹凸を有し、オゾン分解時に触媒として機能する金属で作製する。そのような金属としては、アルミニウム，銅，ニッケル，パラジウム，銀，錫，鉛，チタン，鉄，又はこれらの混合物が用いられる。また封入容器２０１としてプラスチックなどの非金属容器を用い、その内壁面にオゾン分解時に触媒として機能する上記金属を貼布するようにしても良い。なお、封入容器２０１の形状は円筒状に限定されるものではなく、角柱状としてもよい。
また、封入容器２０１には、その内部にオゾンを含む流体の進行を妨げる乱流板を流体の進行方向に対して封入容器２０１の内壁面との取付け角度が９０°以上となるように取付けると良い。このような乱流板を一枚若しくは複数枚取付けることにより流体の進行速度が遅くなり、紫外線ランプ２０２からの紫外線に長時間曝されるためオゾンの分解がより促進される。
図７は、乱流板２１０を取り付けたオゾン分解器２００の内部構造を示す概観図で、図７ａは横断面図，図７ｂは乱流板２１０の一例を示す平面図である。
乱流板２１０としては種々の形状のものが考えられるが、図７ｂに示す乱流板２１０は、中央に紫外線ランプ２０２を通す穴を設けた円板で構成されている。
乱流板２１０の材質は特に限定されないが、オゾン分解時に触媒として機能する金属で作製するのが良い。
乱流板２１０としては種々の形状のものが考えられるが、図７ｂに示す乱流板２１０は、中央に紫外線ランプ２０２を通す穴を設けた円板で構成されている。
乱流板２１０の材質は特に限定されないが、オゾン分解時に触媒として機能する金属で作製するのが良い。
図８は、各種の乱流板２１０の形状を示す平面図である。
図８ａに示す乱流板は中央に紫外線ランプ２０２を通す大径の穴２０１１を有するもので、流体は紫外線ランプ２０２の周辺の穴２０１１を通って流れる。
図８ｂに示す乱流板は、中央に紫外線ランプ２０２を通す紫外線ランプ２０２の外径と同じ径を持った穴を有し、周辺に流体を通す小径の穴２０１２を複数個設けている。
なお、封入容器に乱流板を複数枚設置する場合には、図９に示すように相隣る乱流板２１０Ａ，２１０Ｂは異なるパターンを有する形状とすることで、より乱流の発生を促進することができる。
図８ａに示す乱流板は中央に紫外線ランプ２０２を通す大径の穴２０１１を有するもので、流体は紫外線ランプ２０２の周辺の穴２０１１を通って流れる。
図８ｂに示す乱流板は、中央に紫外線ランプ２０２を通す紫外線ランプ２０２の外径と同じ径を持った穴を有し、周辺に流体を通す小径の穴２０１２を複数個設けている。
なお、封入容器に乱流板を複数枚設置する場合には、図９に示すように相隣る乱流板２１０Ａ，２１０Ｂは異なるパターンを有する形状とすることで、より乱流の発生を促進することができる。
本願の発明者等は、図６に示すオゾン分解器２００を試作し、図１０に示すように接続し、オゾンが分解し、消滅することを検証した。
発明者等の行った検証実験の概要は以下の通りである。
発明者等の行った検証実験の概要は以下の通りである。
図１０に示すように、オゾン分解器２００の入口にオゾン発生器３００の出口を接続し、オゾン発生器３００の入口にポンプ４００を接続して、空気をオゾン発生器３００に送り込む。次いで、オゾン発生器３００を駆動してオゾンを発生させる。発生したオゾンをオゾン分解器２００に送り込み、オゾン分解器２００を駆動してオゾンの分解を行う。オゾン分解器２００の出口に設置したオゾン濃度センサ５００により、オゾン濃度を測定する。
なお、比較のため、自然分解によるオゾン濃度変化も測定した。
検証実験に用いたオゾン分解器，ポンプ及びオゾン濃度センサの仕様は以下の通りである。
＜オゾン分解器＞
ＵＶ光源 ：ＧＬ−８（８Ｗ）
ＵＶ光源駆動回路：インバータ駆動（５０ｋＨｚ）
封入容器の材質 ：アルミニウム
封入容器の寸法 ：直径４５ｍｍ，長さ３９０ｍｍの円筒パイプ
＜ポンプ＞
ポンプ流量：４Ｌ／ｍｉｎ
＜オゾン濃度センサ＞
ＭＳ７０−ＭＯＮＴＯＲ
なお、比較のため、自然分解によるオゾン濃度変化も測定した。
検証実験に用いたオゾン分解器，ポンプ及びオゾン濃度センサの仕様は以下の通りである。
＜オゾン分解器＞
ＵＶ光源 ：ＧＬ−８（８Ｗ）
ＵＶ光源駆動回路：インバータ駆動（５０ｋＨｚ）
封入容器の材質 ：アルミニウム
封入容器の寸法 ：直径４５ｍｍ，長さ３９０ｍｍの円筒パイプ
＜ポンプ＞
ポンプ流量：４Ｌ／ｍｉｎ
＜オゾン濃度センサ＞
ＭＳ７０−ＭＯＮＴＯＲ
図１１は、検証結果を示す図で、経過時間（ｍｉｎｕｔｅｓ）に対するオゾン濃度（ｐｐｍ）の変化を示す。図からも明らかなように、自然分解の場合には時間が経過しても、オゾン濃度が１０ｐｐｍから低下しないのに対し、本発明によるオゾン分解器を用いた場合、８分経過しただけでオゾン濃度が１０ｐｐｍから１ｐｐｍに急速に減衰することが分かる。
図１２は、図６に示すオゾン分解器を複数個直列接続して構成されたオゾン分解器６００の他の実施例を示す図である。３つの封入容器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃを接続ホース２０５ａ，２０５ｂで直列に接続して構成する。封入容器２０１ａ内には紫外線ランプ２０２ａが端子台２０３ａ１及び２０３ａ２によって設置されている。また出口２０９ａにはファン２０４が取付けられている。封入容器２０１ａの入口には接続ホース２０５ａの一端が接続されている。封入容器２０１ｂ内には紫外線ランプ２０２ｂが端子台２０３ｂ１及び２０３ｂ２によって設置されている。封入容器２０１ｂの入口には、接続ホース２０５ｂの一端が接続され、出口には接続ホース２０５ａの他端が接続されている。
オゾンを含む流体は封入容器２０１ｃの入口２０８ｃから流入され、封入容器２０１ａの出口２０９ａから流出される。
オゾンを含む流体は封入容器２０１ｃの入口２０８ｃから流入され、封入容器２０１ａの出口２０９ａから流出される。
このように複数のオゾン分解器を直列接続することにより、流入速度を低下させることなくオゾンの分解能力を向上させることが出来る。
なお、図１２の実施例では３つのオゾン分解器を直列接続しているが、分解するオゾンの濃度，オゾン量に合わせて適宜接続数を決めることが出来る。
なお、図１２の実施例では３つのオゾン分解器を直列接続しているが、分解するオゾンの濃度，オゾン量に合わせて適宜接続数を決めることが出来る。
発明者等は、オゾン分解器の直列接続数と出口でのオゾン濃度との関係を調べるための実験を行った。
図１３は、実験結果を示す図である。なおこの実験に用いた個々のオゾン分解器は、１０分経過後に、出口のオゾン濃度が１０ｐｐｍとなるような特性を有している。
図１３から明らかな通り、接続数が３以上となれば、１０分経過後には出口のオゾン濃度はほゞ０となることが分かる。
図１３は、実験結果を示す図である。なおこの実験に用いた個々のオゾン分解器は、１０分経過後に、出口のオゾン濃度が１０ｐｐｍとなるような特性を有している。
図１３から明らかな通り、接続数が３以上となれば、１０分経過後には出口のオゾン濃度はほゞ０となることが分かる。
本発明はまた、図６に示すオゾン分解器を図１４に示すように複数個並列接続して構成することも出来る。
封入容器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃの入口同士を接続ホース２０５で並列接続して共通の入口２０８からそれぞれの封入容器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃにオゾンを含む流体を流入し、それぞれの出口２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃから流出する。なお並列接続の場合には、ファン２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃはそれぞれの封入容器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃの出口２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃに取付けられる。
このように複数のオゾン分解器を並列接続することにより、オゾンの分解処理能力を低下させることなく、オゾン分解時間を短縮することができる。
封入容器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃの入口同士を接続ホース２０５で並列接続して共通の入口２０８からそれぞれの封入容器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃにオゾンを含む流体を流入し、それぞれの出口２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃから流出する。なお並列接続の場合には、ファン２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃはそれぞれの封入容器２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃの出口２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃに取付けられる。
このように複数のオゾン分解器を並列接続することにより、オゾンの分解処理能力を低下させることなく、オゾン分解時間を短縮することができる。
なお、並列接続されるオゾン分解器の接続数は、分解するオゾン濃度，オゾン量に合わせて適宜決めることが出来る。
また、オゾン発生器とオゾン分解器の設置位置に関しては、図１５ａに示すように殺菌室内に設置することも可能であり、図１５ｂに示すように殺菌室外に設置することも可能である。
また、オゾン発生器とオゾン分解器の設置位置に関しては、図１５ａに示すように殺菌室内に設置することも可能であり、図１５ｂに示すように殺菌室外に設置することも可能である。
１０ 開閉扉
２０ａ〜２０ｃ スイッチボタン
３０ タイマ
４０ａ〜４０ｄ 表示ランプ
５０ 殺菌室
５３ 紫外線ランプ（オゾン発生源、第１の紫外線源）
５４ 紫外線ランプ（第２の紫外線源）
５５ オゾン濃度センサ
５６ａ，５６ｂ 撹拌ファン
５７ 遮光板
６０ 制御室
６２ コントローラ
１００ 殺菌装置
２００，６００，７００ オゾン分解器
２０１，２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ 封入容器
２０２，２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ 紫外線ランプ
２０３ａ，２０３ｂ，２０３ａ１，２０３ｂ１，２０３ｃ１，２０３ａ２，２０３ｂ２，２０３ｃ２ 端子台
２０４，２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ ファン
２０５，２０５ａ，２０５ｂ 接続ホース
２０８，２０８ｃ 入口
２０９，２０９ａ 出口
２１０ 乱流板
２０１１ 大径の穴
２０１２ 周辺の穴
３００ オゾン発生器
４００ ポンプ
５００ オゾン濃度センサ
２０ａ〜２０ｃ スイッチボタン
３０ タイマ
４０ａ〜４０ｄ 表示ランプ
５０ 殺菌室
５３ 紫外線ランプ（オゾン発生源、第１の紫外線源）
５４ 紫外線ランプ（第２の紫外線源）
５５ オゾン濃度センサ
５６ａ，５６ｂ 撹拌ファン
５７ 遮光板
６０ 制御室
６２ コントローラ
１００ 殺菌装置
２００，６００，７００ オゾン分解器
２０１，２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ 封入容器
２０２，２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ 紫外線ランプ
２０３ａ，２０３ｂ，２０３ａ１，２０３ｂ１，２０３ｃ１，２０３ａ２，２０３ｂ２，２０３ｃ２ 端子台
２０４，２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ ファン
２０５，２０５ａ，２０５ｂ 接続ホース
２０８，２０８ｃ 入口
２０９，２０９ａ 出口
２１０ 乱流板
２０１１ 大径の穴
２０１２ 周辺の穴
３００ オゾン発生器
４００ ポンプ
５００ オゾン濃度センサ
本発明のオゾン分解器は、オゾンを用いて被殺菌物の殺菌処理を行う殺菌装置に設置されて使用され、殺菌処理の継続中及び終了後に残留オゾンを分解処理するオゾン分解器であって、オゾン分解器は、入口と出口とを有する円筒状又は角柱状の封入容器と、封入容器の長手方向に沿って、封入容器内に設置され、入口から流入するオゾンを含む流体に対してオゾン分解作用を有する波長域の紫外線を直接照射する紫外線光源と、入口又は出口に取付けられ、流体を入口から出口に向かって移動させるファンと、中央に紫外線光源の外径と同じ径を持ち、紫外線光源を通す穴と、周辺に流体を通す複数個の小径の穴とを有し、封入容器の内壁面に取付けられ、流体の進行速度を遅延させる乱流板と、から構成され、封入容器は、少なくともその内壁面が凹凸を有し、オゾン分解時に触媒として機能する金属で作製され、乱流板は、封入容器内に複数枚設置され、相隣る乱流板同士は複数個の小径の穴のパターンが異なり、オゾン分解時に触媒として機能する金属で作製されることを特徴とする。
Claims (23)
- 開閉扉と、オゾン発生源と、オゾン分解作用を有する波長域の紫外線を放射する紫外線源と、オゾン濃度を検出するセンサと、を設置した殺菌室と；
前記オゾン発生源と前記紫外線源の駆動制御及び前記開閉扉の開閉制御を行うコントローラと；を備え、
前記コントローラは、
前記開閉扉をロックして前記オゾン発生源を駆動してオゾンを発生させ前記殺菌室内に収容された被殺菌物の殺菌処理を実行し、前記殺菌処理の終了後に前記紫外線源を駆動してオゾンの分解処理を実行し、前記センサが前記殺菌室内のオゾン濃度が所定の値に下がったことを検出したとき、前記開閉扉のロックを解除することを特徴とする殺菌装置。 - 開閉扉と、オゾン発生源と、オゾン分解作用を有する波長域の紫外線を放射する紫外線源と、を設置した殺菌室と；
前記オゾン発生源と前記紫外線源の駆動制御及び前記開閉扉の開閉制御を行うコントローラと；を備え、
前記コントローラは、
前記開閉扉をロックして前記オゾン発生源を駆動してオゾンを発生させ前記殺菌室内に収容された被殺菌物の殺菌処理を実行し、前記殺菌処理の終了後に前記紫外線源を駆動してオゾンの分解処理を実行し、所定時間経過後に前記開閉扉のロックを解除することを特徴とする殺菌装置。 - 前記殺菌室は、前記被殺菌物に前記紫外線の照射を遮蔽する位置に遮光板を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の殺菌装置。
- 前記波長域は、ピーク波長が２５４ｎｍの２００〜２８０ｎｍの波長域であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の殺菌装置。
- 前記オゾン発生源は、空気中での放電又は空気の紫外線照射によってオゾンを発生させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の殺菌装置。
- 開閉扉と、オゾン発生作用を有する第１の波長域の紫外線を放射する第１の紫外線源と、オゾン分解作用を有する第２の波長域の紫外線を放射する第２の紫外線源と、オゾン濃度を検出するセンサと、を設置した殺菌室と；
前記第１の紫外線源と前記第２の紫外線源の駆動制御及び前記開閉扉の開閉制御を行うコントローラと；を備え、
前記コントローラは、
前記開閉扉をロックして前記第１の紫外線源を駆動してオゾンを発生させ前記殺菌室内に収容された被殺菌物の殺菌処理を実行し、前記殺菌処理の終了後に前記第２の紫外線源を駆動してオゾンの分解処理を実行し、前記センサが前記殺菌室内のオゾン濃度が所定の値に下がったことを検出したとき、前記開閉扉のロックを解除することを特徴とする殺菌装置。 - 開閉扉と、オゾン発生作用を有する第１の波長域の紫外線を放射する第１の紫外線源と、オゾン分解作用を有する第２の波長域の紫外線を放射する第２の紫外線源と、を設置した殺菌室と；
前記第１の紫外線源と前記第２の紫外線源の駆動制御及び前記開閉扉の開閉制御を行うコントローラと；を備え、
前記コントローラは、
前記開閉扉をロックして前記第１の紫外線源を駆動してオゾンを発生させ前記殺菌室内に収容された被殺菌物の殺菌処理を実行し、前記殺菌処理の終了後に前記第２の紫外線源を駆動してオゾンの分解処理を実行し、所定時間経過後に前記開閉扉のロックを解除することを特徴とする殺菌装置。 - 前記殺菌室は、前記被殺菌物に前記第２の波長域の紫外線の照射を遮蔽する位置に遮光板を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の殺菌装置。
- 前記第１の波長域は、ピーク波長が１８５ｎｍの１０〜２００ｎｍの波長域であり、前記第２の波長域は、ピーク波長が２５４ｎｍの２００〜２８０ｎｍの波長域であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の殺菌装置。
- 前記殺菌室内に撹拌ファンを設置したことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の殺菌装置。
- 開閉扉とオゾン濃度を検出するセンサとを設置した殺菌室と；
オゾンを発生させ、発生したオゾンを前記殺菌室に流入するオゾン発生器と；
前記殺菌室に流入されたオゾンを分解処理するオゾン分解器と；
前記オゾン発生器と前記オゾン分解器の駆動制御及び前記開閉扉の開閉制御を行うコントローラと；を備え、
前記分解器は、入口と出口とを有する封入容器と、前記封入容器内に設置され、前記入口から流入する流体に対してオゾン分解作用を有する波長域の紫外線を直接照射する紫外線光源とから構成され、
前記コントローラは、
前記開閉扉をロックして前記オゾン発生器を駆動して前記殺菌室内にオゾンを流入させ、
前記殺菌室内に収容された被殺菌物の殺菌処理を実行し、
前記殺菌処理の継続中及び終了後に前記オゾン分解器を駆動してオゾンの分解処理を実行し、前記センサが前記殺菌室内のオゾン濃度が所定の値に下がったことを検出したとき、前記開閉扉のロックを解除することを特徴とする殺菌装置。 - 開閉扉を設置した殺菌室と；
オゾンを発生させ、発生したオゾンを前記殺菌室に流入するオゾン発生器と；
前記殺菌室に流入されたオゾンを分解処理するオゾン分解器と；
前記オゾン発生器と前記オゾン分解器の駆動制御及び前記開閉扉の開閉制御を行うコントローラと；を備え、
前記分解器は、入口と出口とを有する封入容器と、前記封入容器内に設置され、前記入口から流入する流体に対してオゾン分解作用を有する波長域の紫外線を直接照射する紫外線光源とから構成され、
前記コントローラは、
前記開閉扉をロックして前記オゾン発生器を駆動して前記殺菌室内にオゾンを流入させ、
前記殺菌室内に収容された被殺菌物の殺菌処理を実行し、
前記殺菌処理の継続中及び終了後に前記オゾン分解器を駆動してオゾンの分解処理を実行し、所定時間経過後に前記開閉扉のロックを解除することを特徴とする殺菌装置。 - 前記波長域はピーク波長が２５４ｎｍの２００〜２８０ｎｍの波長域であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の殺菌装置。
- 前記封入容器は、少なくともその内壁面が凹凸を有し、オゾン分解時に触媒として機能する金属とすることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の殺菌装置。
- 前記封入容器は、その内壁面にオゾン分解時に触媒として機能する金属を貼布することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の殺菌装置。
- 前記金属が、アルミニウム，銅，ニッケル，パラジウム，銀，錫，鉛，チタン，鉄，又はこれらの混合物であることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の殺菌装置。
- 前記封入容器は、前記入口から流入する前記流体を前記出口に向かって移動させるための流動部材を備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の殺菌装置。
- 前記封入容器には、前記流体の進行を妨げる乱流板を取付けることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の殺菌装置。
- 前記乱流板は、前記流体の進行方向に対して前記封入容器の内壁面との取付け角度が９０°以上となるように取付けられていることを特徴とする請求項１８に記載の殺菌装置。
- 前記オゾン分解器は、複数のオゾン分解器を直列接続して構成されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の殺菌装置。
- 前記オゾン分解器は、複数のオゾン分解器の入口同士を並列接続して構成されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の殺菌装置。
- 前記オゾン発生器と前記オゾン分解器とを前記殺菌室内に設置することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の殺菌装置。
- 前記オゾン発生器と前記オゾン分解器とを前記殺菌室外に設置することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の殺菌装置。
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