KR20220144884A - 불활화 장치 및 불활화 방법 - Google Patents
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Abstract
미생물이나 바이러스를 효율적으로 불활화할 수 있는 불활화 장치 및 불활화 방법이 개시된다. 불활화 장치는, 사람이나 동물이 존재하는 시설이나 탈것 내의 표면이나 공간에 대하여, 미생물 및/또는 바이러스를 불활화하는 파장의 자외선을 포함하는 광을 조사하는 자외선 조사부와, 자외선 조사부에 의한 광의 조사 및 비조사를 제어하는 제어부를 구비한다. 자외선 조사부로부터 방출되는 상기 광에 포함되는 자외선은, 190nm~235nm의 파장역의 광이다. 제어부는, 자외선 조사부로부터 조사되는 광에 포함되는 자외선의 파장에 따라, 자외선 조사부에 의한 광의 발광 동작과 비발광 동작이 번갈아 반복하여 행해지도록 제어한다.
Description
본 발명은, 유해한 미생물이나 바이러스를 불활화하는 불활화 장치 및 불활화 방법에 관한 것이다.
의료 시설, 학교, 관공서 등, 빈번히 사람이 모이는 시설이나, 자동차, 전철, 버스, 비행기, 배 등의 탈것은, 유해한 미생물(박테리아나 곰팡이 등)이나 바이러스가 번식하기 쉬운 환경에 있다. 이들 유해한 미생물이나 바이러스는, 특히, 상기 시설에 있어서의 좁은 공간(병실, 화장실, 엘리베이터 안 등의 폐쇄 공간)에서 번식하기 쉽다.
또, 상기 시설이나 탈것 내의 공간은, 미생물이나 바이러스의 감염을 확대시킬 리스크가 높아질 것이 우려되고 있다.
상기와 같은 유해한 미생물은, 상기 공간에 있어서의 바닥이나 벽 등의 표면 상이나 상기 공간에 출입하는 사람(경우에 따라서는 동물)의 내부에서 증식하거나, 혹은, 상기 공간 내를 부유한다.
이 경향은, 특히 의료 시설 내에서 현저하다. 즉, 입원 환자용 병실이나 병실 내의 화장실, 외래 접수에 인접하는 화장실 등의 좁은 공간에 있어서는, 환자 유래의 감염성 미생물이 살포된다. 그리고, 살포된 감염성 미생물은, 이 좁은 공간을 구성하는 표면(바닥, 벽 등)에 부착하거나, 공간 내를 부유하거나 한다. 그 때문에, 그 공간(화장실 등)에 들어간 다음 사람(다른 환자나 방문자 등)이 감염되고, 경우에 따라서는 감염증이 의료 시설 내에서 만연하는 경우도 있다.
또, 상기 시설이나 탈것 내의 공간에 있어서도, 사람(경우에 따라서는 동물)의 호기(呼氣)나 비말에 의한 다른 사람에 대한 감염이나, 피부나 점막의 직접적인 접촉, 또는, 문손잡이, 난간, 스위치, 버튼 등의 표면을 통한 접촉 감염에 의하여, 감염증이 만연하는 경우가 있다.
이상과 같은 상황을 개선하기 위하여, 사람(경우에 따라서는 동물)이 모이는 시설(특히 의료 시설)이나 탈것에 있어서는, 상기와 같은 유해한 미생물(예를 들면, 감염성 미생물)을 제염(除染)(살균)하는 조치가 요구된다.
특허문헌 1(일본국 특허공표 2017-528258호 공보)에는, 제염 대상 공간에 자외선(UVC광)을 조사하고, 당해 공간을 제염하는 제염 장치가 개시되어 있다. 이 제염 장치는, 상기의 제염 대상 공간 내에 있어서의 사람이 없음을 검지했을 때에, 당해 공간 내에 자외선을 방출한다.
또, 특허문헌 2(미국 특허출원 공개 제2010/0032859호 명세서)에는, 엘리베이터에 인체 감지 센서, 도어 센서를 설치하고, 상기 센서가 엘리베이터 내에 사람이 없고, 도어가 닫힌 상태를 검지했을 때, 엘리베이터 내에 살균용 자외선을 방출하는 시스템이 개시되어 있다. 여기서, 방출하는 자외선의 파장은, 약 240nm와 약 280nm 사이의 파장으로 하고 있다.
시설이나 탈것의 공간 내에서 유해한 미생물이 번식하거나 부유하거나 하는 것은, 유해한 미생물을 갖는 사람(환자)이나 동물이, 상기 공간에 출입하는 것에 기인하는 것이 많다. 따라서, 본래적으로는 이와 같은 시설에 있어서의 제염은, 시설 내나 탈것 내의 공간에 사람이나 동물이 출입할 때에도 행하는 것이 효과적이다.
그러나, 제염에 적합한 파장을 갖는 자외선의 조사는, 사람이나 동물에 악영향을 준다. 그 때문에, 상기 특허문헌 1(일본국 특허공표 2017-528258호 공보)이나 특허문헌 2(미국 특허출원 공개 제2010/0032859호 명세서)에 개시되어 있는 바와 같이, 자외선 조사를 이용하여 제염하는 제염 시스템에서는, 사람이나 동물의 안전성을 고려하여, 사람이나 동물이 존재하지 않을 때에 자외선의 조사를 행하고, 조사 영역에 사람이 존재하는 경우는 자외선의 방출을 정지하도록 구성하고 있다.
따라서, 상기 종래의 제염 시스템에서는, 시설이나 탈것 내의 제염을 효율적으로 행할 수 없다. 또, 사람(환자)이나 동물의 표면의 제염을 행할 수 없기 때문에, 사람(환자)이나 동물의 행동 범위를 고려하여, 제염해야 하는 영역을 광범위하게 넓힐 필요가 있다.
그래서, 본 발명은, 유해한 미생물이나 바이러스를 효율적으로 불활화할 수 있는 불활화 장치 및 불활화 방법을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 불활화 장치의 일 양태는, 미생물 및/또는 바이러스를 불활화하는 불활화 장치로서, 사람이나 동물이 존재하는 시설이나 탈것 내의 표면이나 공간에 대하여, 상기 미생물 및/또는 바이러스를 불활화하는 파장의 자외선을 포함하는 광을 조사하는 자외선 조사부와, 상기 자외선 조사부에 의한 상기 광의 조사 및 비조사를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 자외선 조사부로부터 방출되는 상기 광에 포함되는 자외선은, 190nm~235nm의 파장역의 광이며, 상기 제어부는, 상기 자외선 조사부로부터 조사되는 상기 광에 포함되는 자외선의 파장에 따라, 상기 자외선 조사부에 의한 상기 광의 발광 동작과 비발광 동작이 번갈아 반복하여 행해지도록 제어한다.
이와 같이, 사람이나 동물이 존재하는 시설이나 탈것 내의 표면이나 공간에 대하여, 자외선을 포함하는 광을 조사함으로써, 시설이나 탈것 내의 표면이나 공간, 또 사람이나 동물이 현존하는 경우에는 사람이나 동물의 표면에 존재하는 적어도 1개의 미생물이나 바이러스를 불활화할 수 있다. 또, 그때, 광의 발광 동작과 비발광 동작이 번갈아 반복하여 행해지는, 이른바 간헐 점등을 행하므로, 같은 자외선 조도로 연속 점등을 행하는 경우와 비교하여 자외선 조사 기간을 길게 할 수 있다. 그 때문에, 공간 내에 비산된 미생물이나 바이러스를 불활화할 수 있는 가능성을 높일 수 있음과 더불어, 연속 점등의 경우와 비교하여, 광원의 사용 수명(광원의 교환이 필요해질 때까지의 시간)을 길게 할 수 있다.
또한, 190nm~235nm의 파장역의 광을 조사하므로, 사람이나 동물에 대한 악영향을 억제하면서, 미생물이나 바이러스를 불활화할 수 있다. 또, 간헐 점등의 조건은, 조사하는 자외선의 파장에 따라 설정한다. 자외선 조사에 의한 인체에 대한 영향의 정도는 자외선의 파장마다 상이하기 때문에, 자외선의 파장에 따른 조건으로 간헐 점등을 행함으로써, 인체에 악영향을 미치는 것을 적절히 억제하여, 효율적으로 제염을 행할 수 있다.
또, 상기의 불활화 장치에 있어서, 상기 자외선 조사부는, 파장 200nm~230nm에 중심 파장을 갖는 자외선, 특히, 중심 파장 222nm의 자외선이나 중심 파장 207nm의 자외선을 방출해도 된다.
이 경우, 균의 광 회복을 효과적으로 저해할 수 있다. 그 때문에, 발광 동작 후의 비발광 동작 기간에 있어서 300nm~500nm의 광이 조사되어도, 당해 비발광 동작 기간에 있어서 균이 회복하는 것을 방지할 수 있고, 발광 동작에 의한 불활화 효과를 유지할 수 있다. 즉, 연속 점등과 동등한 불활화 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기의 불활화 장치에 있어서, 상기 자외선 조사부의 1회의 상기 발광 동작에 의한 적산 광량은, 10mJ/cm2 이하로 제어되어 있어도 되고, 5mJ/cm2 이하로 제어되어 있어도 된다.
이와 같이 1회당 적산 광량을 낮게 억제해도, 높은 불활화 효과를 발휘할 수 있다. 구체적으로는, 1회의 자외선 조사량이, 불활화 대상의 미생물이나 바이러스의 불활화가 가능한 조사량보다 적어도, 간헐적인 점등을 반복함으로써, 불활화 대상의 미생물이나 바이러스를 적절히 불활화할 수 있다.
또한, 광원으로부터 방출되는 광의 에너지는, 광원으로부터의 거리의 2승에 반비례하여 감쇠한다. 그 때문에, 광원으로부터 떨어질수록, 자외선의 조도는 낮아진다. 본 발명에 있어서의 「적산 광량」이란, 미생물이나 바이러스의 불활화를 기도(企圖)하는 특정 대상물(예를 들면, 시설이나 탈것 내의 표면이나 공간)에 대한 자외선의 조사량이다. 즉, 미생물이나 바이러스의 불활화를 기도하는 영역 내에, 적산 광량이 10mJ/cm2 이하, 특히 5mJ/cm2 이하가 되는 영역이 있는 것을 의미한다.
또한, 상기의 불활화 장치에 있어서, 상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간은, 상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간과 상기 자외선 조사부의 1회의 비발광 동작 시간의 총합에 대하여 50% 이하로 제어되어 있어도 된다. 이 경우, 연속 점등을 행하는 경우와 비교하여, 같은 적산 광량으로, 불활화 환경을 유지할 수 있는 시간을 2배 이상으로 연장할 수 있다.
또, 상기의 불활화 장치에 있어서, 상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간은, 상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간과 상기 자외선 조사부의 1회의 비발광 동작 시간의 총합에 대하여 5% 이하로 제어되어 있어도 된다. 이 경우, 불활화 환경을 유지할 수 있는 시간을 추가로 연장할 수 있다.
또한, 상기의 불활화 장치에 있어서, 상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간은, 상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간과 상기 자외선 조사부의 1회의 비발광 동작 시간의 총합에 대하여 1% 이상으로 제어되어 있어도 된다. 이 경우, 불활화 환경을 적절히 유지할 수 있다.
또, 상기의 불활화 장치에 있어서, 조사되는 자외선의 파장에 따라 정해진 인체에 대한 1일의 최대 허용 자외선 노광량을 Dmax(mJ/cm2), 인체의 자외선 조사면에 있어서의 조도를 W(mW/cm2), 1일에 상기 발광 동작을 행하는 횟수를 N으로 할 때, 상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간은, Ta≤Dmax/(W×N)을 만족하는 시간 Ta(sec)로 설정되어 있어도 된다.
이 경우, 인체에 악영향을 미치지 않는 광량 범위 내에서, 미생물이나 바이러스의 불활화에 적합한 파장을 갖는 자외선을 사람에게 조사할 수 있다.
또한, 상기의 불활화 장치에 있어서, 상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간이 1분 이하로 설정되어 있어도 된다. 이와 같이 1회의 발광 동작 시간을 짧게 억제해도, 높은 불활화 효과를 발휘할 수 있다.
또, 상기의 불활화 장치에 있어서, 상기 자외선 조사부는, 중심 파장 222nm의 자외선을 방출하는 KrCl 엑시머 램프나 중심 파장 207nm의 자외선을 방출하는 KrBr 엑시머 램프를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 급전 제어에 의하여 자외선 발광 동작과 휴지 시간을 고속으로 반복할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면 발광 동작 시간을 1분 이하로 설정해도, 안정적인 광 출력을 실현할 수 있다. 또, 중심 파장 222nm의 자외선이나 중심 파장 207nm의 자외선을 방출하므로, 자외선 조사에 의한 인체에 대한 악영향을 적절히 억제할 수 있음과 더불어, 균의 광 회복을 적절히 저해할 수 있다.
또한, 상기의 불활화 장치에 있어서, 상기 자외선 조사부는, 자외선을 방출하는 발광 다이오드(LED) 혹은 레이저 다이오드(LD)를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 급전 제어에 의하여 자외선 발광 동작과 휴지 시간을 고속으로 반복할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면 발광 동작 시간을 1분 이하로 설정해도, 안정적인 광 출력을 실현할 수 있다.
또한, 상기의 불활화 장치에 있어서, 상기 자외선 조사부의 1회의 비발광 동작 시간이 1시간 이하로 설정되어 있어도 된다. 이 경우, 에어로졸 중에 생존하는 바이러스를 적절히 불활화할 수 있어, 시설이나 탈것 내에 새롭게 사람이 들어온 경우의 감염 리스크를 저하시킬 수 있다.
또, 상기의 불활화 장치에 있어서, 상기 자외선 조사부의 1회의 비발광 동작 시간이 25분 이하로 설정되어 있어도 된다. 이 경우, 공기 중을 떠돌기 쉬운 5μm 미만의 작은 입자(비말핵)에 대하여, 바닥에 낙하하기 전에 적절히 자외선 조사를 행할 수 있어, 공기 중의 바이러스나 세균을 효과적으로 불활화할 수 있다.
또, 상기의 불활화 장치에 있어서, 상기 자외선 조사부의 상기 발광 동작과 상기 비발광 동작의 동작 사이클에 있어서, 적어도 일부의 동작 사이클에, 2시간 이상의 비발광 동작 시간이 설정되어 있어도 된다.
이와 같이 균의 광 회복에 필요한 시간(예를 들면 파장 254nm의 자외선을 조사한 경우, 1~2시간 정도) 이상으로 휴지 시간을 설정해도 적절히 불활화 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기의 불활화 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 시설이나 탈것 내에 있어서의 상기 미생물 및/또는 바이러스의 증식 상황에 따라, 상기 자외선 조사부의 상기 발광 동작과 상기 비발광 동작의 동작 사이클을 변경 가능하게 구성되어 있어도 된다.
이 경우, 보다 효율적으로 시설이나 탈것 내의 제염을 행할 수 있다. 또, 불필요하게 자외선 조사를 행하는 것을 억제할 수도 있으므로, 광원의 사용 수명을 연장할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 불활화 방법의 일 양태는, 미생물 및/또는 바이러스를 불활화하는 불활화 방법으로서, 사람이나 동물이 존재하는 시설이나 탈것 내의 표면이나 공간에 대하여, 상기 미생물 및/또는 바이러스를 불활화하는 파장의 자외선을 포함하는 광으로서, 190nm~235nm의 파장역의 광을 조사하는 자외선 조사부에 의한 상기 광의 조사 및 비조사를 제어할 때에, 상기 자외선 조사부로부터 조사되는 상기 광에 포함되는 자외선의 파장에 따라, 상기 자외선 조사부에 의한 상기 광의 발광 동작과 비발광 동작이 번갈아 반복하여 행해지도록 제어한다.
이와 같이, 사람이나 동물이 존재하는 시설이나 탈것 내의 표면이나 공간에 대하여, 자외선을 포함하는 광을 조사함으로써, 시설이나 탈것 내의 표면이나 공간, 사람이나 동물이 현존하는 경우에는 사람이나 동물의 표면에 존재하는 적어도 1개의 미생물이나 바이러스를 불활화할 수 있다. 또, 그때, 광의 발광 동작과 비발광 동작이 번갈아 반복하여 행해지는, 이른바 간헐 점등을 행하므로, 같은 자외선 조도로 연속 점등을 행하는 경우와 비교하여 자외선 조사 기간을 길게 할 수 있다. 그 때문에, 시설이나 탈것 내에 비산된 미생물이나 바이러스를 불활화할 수 있는 가능성을 높일 수 있음과 더불어, 연속 점등의 경우와 비교하여, 광원의 사용 수명(광원의 교환이 필요해질 때까지의 시간)을 길게 할 수 있다.
또한, 190nm~235nm의 파장역의 광을 조사하므로, 사람이나 동물에 대한 악영향을 억제하면서, 미생물이나 바이러스를 불활화할 수 있다. 또, 간헐 점등의 조건은, 조사하는 자외선의 파장에 따라 설정한다. 자외선 조사에 의한 인체에 대한 영향의 정도는 자외선의 파장마다 상이하기 때문에, 자외선의 파장에 따른 조건으로 간헐 점등을 행함으로써, 인체에 악영향을 미치는 것을 적절히 억제하여, 효율적으로 제염을 행할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서의 「불활화」란, 미생물이나 바이러스를 사멸시키는(또는 감염력이나 독성을 잃게 하는) 것을 가리키는 것이다.
본 발명에서는, 미생물이나 바이러스를 효율적으로 불활화할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적, 양태 및 효과 그리고 상기되지 않은 본 발명의 목적, 양태 및 효과는, 당업자라면 첨부 도면 및 청구범위의 기재를 참조함으로써 하기의 발명을 실시하기 위한 형태(발명의 상세한 설명)로부터 이해할 수 있을 것이다.
도 1은, 본 실시 형태에 있어서의 불활화 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 2는, 제1 실시 형태의 동작을 설명하는 플로차트이다.
도 3은, 제1 실시 형태의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
도 4는, 제1 실시 형태의 변형예의 동작을 설명하는 플로차트이다.
도 5는, 제1 실시 형태의 변형예의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
도 6은, 제2 실시 형태의 동작을 설명하는 플로차트이다.
도 7은, 제2 실시 형태의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
도 8은, 제2 실시 형태의 변형예의 동작을 설명하는 플로차트이다.
도 9는, 제2 실시 형태의 변형예의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
도 10은, 제2 실시 형태의 변형예의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
도 11은, 제3 실시 형태에 있어서의 불활화 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 12는, 제3 실시 형태의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
도 13은, 단백질의 자외선 흡광 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 14는, 파장 254nm의 자외선 조사에 의한 균의 광 회복 실험의 결과이다.
도 15는, 파장 222nm의 자외선 조사에 의한 균의 광 회복 실험의 결과이다.
도 16은, 파장 254nm의 연속 점등과 간헐 점등의 비교 결과이다.
도 17은, 파장 222nm의 연속 점등과 간헐 점등의 비교 결과이다.
도 18은, 미생물이나 바이러스의 불활화에 필요한 에너지량을 나타내는 도면이다.
도 19는, 파장 207nm의 연속 점등과 간헐 점등의 비교 결과이다.
도 20은, 중심 파장 222nm의 KrCl 엑시머 램프의 발광 스펙트럼이다.
도 21은, 중심 파장 207nm의 KrBr 엑시머 램프의 발광 스펙트럼이다.
도 22는, 제3 실시 형태의 동작예 1, 2의 타임 차트이다.
도 23은, 제3 실시 형태의 동작예 1, 2의 실험 결과이다.
도 24는, 제3 실시 형태의 동작예 3, 4의 타임 차트이다.
도 25는, 제3 실시 형태의 동작예 3, 4의 실험 결과이다.
도 26은, 제3 실시 형태의 동작예 5의 실험 결과이다.
도 2는, 제1 실시 형태의 동작을 설명하는 플로차트이다.
도 3은, 제1 실시 형태의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
도 4는, 제1 실시 형태의 변형예의 동작을 설명하는 플로차트이다.
도 5는, 제1 실시 형태의 변형예의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
도 6은, 제2 실시 형태의 동작을 설명하는 플로차트이다.
도 7은, 제2 실시 형태의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
도 8은, 제2 실시 형태의 변형예의 동작을 설명하는 플로차트이다.
도 9는, 제2 실시 형태의 변형예의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
도 10은, 제2 실시 형태의 변형예의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
도 11은, 제3 실시 형태에 있어서의 불활화 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 12는, 제3 실시 형태의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
도 13은, 단백질의 자외선 흡광 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 14는, 파장 254nm의 자외선 조사에 의한 균의 광 회복 실험의 결과이다.
도 15는, 파장 222nm의 자외선 조사에 의한 균의 광 회복 실험의 결과이다.
도 16은, 파장 254nm의 연속 점등과 간헐 점등의 비교 결과이다.
도 17은, 파장 222nm의 연속 점등과 간헐 점등의 비교 결과이다.
도 18은, 미생물이나 바이러스의 불활화에 필요한 에너지량을 나타내는 도면이다.
도 19는, 파장 207nm의 연속 점등과 간헐 점등의 비교 결과이다.
도 20은, 중심 파장 222nm의 KrCl 엑시머 램프의 발광 스펙트럼이다.
도 21은, 중심 파장 207nm의 KrBr 엑시머 램프의 발광 스펙트럼이다.
도 22는, 제3 실시 형태의 동작예 1, 2의 타임 차트이다.
도 23은, 제3 실시 형태의 동작예 1, 2의 실험 결과이다.
도 24는, 제3 실시 형태의 동작예 3, 4의 타임 차트이다.
도 25는, 제3 실시 형태의 동작예 3, 4의 실험 결과이다.
도 26은, 제3 실시 형태의 동작예 5의 실험 결과이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 의거하여 설명한다.
(제1 실시 형태)
본 실시 형태에서는, 빈번히 사람이 모이는 시설의 특히 좁은 공간(병실, 화장실, 엘리베이터 안 등의 폐쇄 공간)에 있어서 자외선 조사를 행하고, 인체 또는 동물에 대하여 유해한 미생물이나 바이러스를 불활화하는 불활화 시스템에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 있어서의 불활화 시스템은, 종래는 안전의 관점에서 보류되어 온 사람(환자)이나 동물과 같은 생체에 대한 자외선 조사를 일부러 소정 시간 실시하여, 유해한 미생물이나 바이러스를 불활화하는 것이다.
도 1은, 본 실시 형태에 있어서의 불활화 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 불활화 시스템으로서, 화장실 개인칸 내에 존재하는 유해한 미생물이나 바이러스를 불활화하는 불활화 시스템의 예를 설명한다.
이 불활화 시스템은, 불활화 장치(100)를 구비한다. 불활화 장치(100)는, 폐쇄 공간(화장실 개인칸) 내(200)에 자외선을 방출하는 자외선 조사부(UV 조사부)(10A, 10B) 중 적어도 한쪽을 구비한다. 여기서, UV 조사부(10A, 10B)가 방출하는 자외선의 파장역은, 예를 들면 200nm~320nm이다.
UV 조사부(10A)는, 화장실 개인칸(200) 내의 천장(201)에 설치되어 있다. 또한, UV 조사부(10A)는, 화장실 개인칸(200) 내의 상부에 설치되어 있으면 되고, 예를 들면, 화장실 개인칸(200) 내의 벽부(202)의 상측 부분에 설치되고 있어도 된다.
이 UV 조사부(10A)로부터는, 하방향으로 자외선이 방출되고, 당해 자외선이, 화장실 개인칸(200)의 공간이나, 벽부(202), 바닥 등에 조사된다. 또, UV 조사부(10A)로부터 방출되는 자외선은, 화장실 개인칸(200)에 진입한 사람(예를 들면, 환자)(300)에 대해서는, 당해 사람(300)의 상부로부터 조사된다.
UV 조사부(10B)는, 화장실 개인칸(200) 내의 벽부(202)에 설치되어 있다. UV 조사부(10B)에서는, 주로 설치 위치로부터 하방을 향하는 방향으로 자외선이 방출된다. 이 UV 조사부(10B)는, 화장실 개인칸(200)에 있어서, 소정 위치에서 소정의 자세를 취하는 사람(300)에게 자외선을 조사하는 것을 상정한 위치에 배치된다.
구체적으로는, UV 조사부(10B)는, 사람(300)이 변기(211)에 앉은 자세를 취했을 때에 당해 사람(300)에게 자외선을 조사하는 것을 상정하여, 화장실 개인칸(200)의 벽부(202)에 설치된다. 보다 구체적으로는, UV 조사부(10B)는, 사람(300)이 변기(211)에 앉았을 때, 당해 사람(300)의 후두부와 대향하는 벽부(202)에 설치된다.
이와 같이 UV 조사부(10B)를 설치함으로써, UV 조사부(10B)로부터 방출되는 자외선은, 변기(211)에 앉은 사람(200)의 후두부 측 상방으로부터 당해 사람(300)에게 조사되고, 이 사람(300)의 눈에는 직접적으로는 조사되지 않는다.
또, 불활화 장치(100)는, 화장실 개인칸(200) 내에 있어서의 사람(300)의 소재를 검지하기 위한 센서로서, 인체 감지 센서(11)와, 압력 센서(12)와, 도어 센서(13) 중 적어도 1개를 구비할 수 있다.
인체 감지 센서(11) 및 도어 센서(13)는, 화장실 개인칸(200)에 대한 사람의 입퇴출을 검지하는 센서이며, 압력 센서(12)는, 화장실 개인칸(200) 내에 있어서의 소정 위치에 사람이 존재하는 것을 검지하는 센서이다.
인체 감지 센서(11)는, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이 천장(201)에 설치되어, 화장실 개인칸(200)의 공간 내에서의 사람(300)의 존재의 유무를 검지한다.
압력 센서(12)는, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이 변좌(212)의 내부에 설치되어, 변기(211)에 설치된 변좌(212)에 사람(300)이 앉았는지 여부를 검지한다.
도어 센서(13)는, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이 도어(203)에 설치되어, 화장실 개인칸(200)의 도어(203)의 개폐를 검지한다.
또한, 불활화 장치(100)는, 제어부(20)를 구비한다. 제어부(20)는, 각 센서(11~13)로부터의 검출 신호를 수신하고, 당해 검출 신호를 토대로 UV 조사부(10A, 10B)로부터의 자외선의 조사 및 비조사를 제어한다.
구체적으로는, 제어부(20)는, 센서(11~13) 중 적어도 1개의 검출 신호를 토대로 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 존재한다고 판단된 기간 중에, UV 조사부(10A, 10B) 중 적어도 한쪽으로부터, 자외선을, 당해 자외선의 파장에 따른 소정 시간, 상기 사람(300)을 포함하는 화장실 개인칸(200) 내에 조사하도록 제어한다.
본 실시 형태에서는, 제어부(20)는, 인체 감지 센서(11)의 검지 신호에 의거하여, UV 조사부(10A)로부터의 자외선의 조사를 제어하는 경우에 대하여 설명한다. 또, 본 실시 형태에서는, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 없는 경우, 원칙적으로 UV 조사부(10A)로부터 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사가 연속하여 행해지는 것으로 한다.
이하, 본 실시 형태에 있어서의 불활화 장치(100)의 동작에 대하여 설명한다.
도 2는, 본 실시 형태에 있어서의 불활화 장치(100)의 동작을 설명하는 플로차트이다.
우선 단계 S1에 있어서, 제어부(20)는, 인체 감지 센서(11)로부터의 검출 신호를 토대로, 화장실 개인칸(200) 내에 있어서의 사람(300)의 소재를 검지했는지 여부를 판정한다. 그리고, 제어부(20)는, 사람(300)의 소재를 검지하고 있지 않다고 판정한 경우에는, 사람(300)의 소재를 검지할 때까지 대기하고, 사람(300)의 소재를 검지하면 단계 S2로 이행한다.
단계 S2에서는, 제어부(20)는, 카운터인 타이머 1의 카운트를 개시한다.
다음으로 단계 S3에서는, 제어부(20)는, 타이머 1의 카운트값을 토대로, 타이머 1의 카운트 개시로부터 소정 시간 T1이 경과했는지 여부, 즉, 화장실 개인칸(200) 내에 있어서의 사람(300)의 소재를 검지하고 나서 소정 시간 T1이 경과했는지 여부를 판정한다. 그리고, 제어부(20)는, 소정 시간 T1이 경과하고 있지 않은 경우에는 소정 시간 T1이 경과할 때까지 대기하고, 소정 시간 T1이 경과했다고 판정하면 단계 S4로 이행한다.
여기서, 소정 시간 T1은, UV 조사부(10A)로부터 방출되는 자외선의 파장에 따른 시간이며, 안전 규격상, 생체에 조사 가능한 최대 시간 이하로 설정된다. 소정 시간 T1에 대해서는, 뒤에서 상세하게 기술한다.
단계 S4에서는, 제어부(20)는, 타이머 1의 카운트를 종료함과 더불어, 타이머 1의 카운트값을 리셋한다.
단계 S5에서는, 제어부(20)는, UV 조사부(10A)로부터의 자외선의 방출을 정지한다.
단계 S6에서는, 제어부(20)는, 인체 감지 센서(11)로부터의 검출 신호를 토대로, 화장실 개인칸(200) 내로부터 사람(300)이 퇴출했는지 여부를 판정한다. 그리고, 제어부(20)는, 사람(300)이 퇴출하고 있지 않다고 판정한 경우에는 그대로 대기하고, 사람(300)이 퇴출했다고 판정하면 단계 S7로 이행한다.
단계 S7에서는, 제어부(20)는, UV 조사부(10A)로부터의 자외선의 방출을 개시하고, 단계 S1로 되돌아온다.
도 3은, 본 실시 형태에 있어서의 불활화 장치(100)의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하기 전, 즉, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 없는 동안은, UV 조사부(10A)로부터 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사가 연속하여 행해지고 있다.
이 상태로부터 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하면, 그 시점 A에 있어서, 인체 감지 센서(11)에 의하여 사람(300)의 소재가 검지되고, 타이머 1의 카운트가 개시된다. 그리고, 시점 A로부터 소정 시간 T1 경과 후에, 화장실 개인칸(200) 내 및 사람(300)에 대한 자외선의 조사가 정지한다.
이와 같이, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입한 후에도, 소정 시간 T1이 경과할 때까지의 기간은, UV 조사부(10A)로부터 화장실 개인칸(200) 내에 자외선이 방출되고, 화장실 개인칸(200) 내의 사람(300)에게 자외선이 조사된다.
그리고, 그 후, 화장실 개인칸(200) 내로부터 사람(300)이 퇴출하면, 그 시점 B에 있어서, 인체 감지 센서(11)에 의하여 사람(300)이 퇴출한 것이 검지되어, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선의 조사가 재개된다.
이하, 사람(300)에게 자외선을 조사하는 조사 시간(소정 시간 T1)에 대하여 설명한다.
UV 조사부(10A, 10B)로부터 방출되는 200nm~320nm의 파장역의 자외선은, 인체에 악영향을 미치는 자외선을 포함한다. 예를 들면, 상기의 파장역의 자외선이 조사되면, 홍반이나 피부의 DNA 손상에 의한 암의 유발이나, 눈의 장애(안통·충혈·각막의 염증 등)가 일어날 수 있다.
단, 상기의 파장역의 자외선 조사는, 조사 대상물인 생체에 대한 적산 광량(도스량)이 소정의 양을 넘지 않으면, 생체에 대한 악영향은 미치지 않는다. 본 발명자들은, 이 점에 주목하여, 사람에 대한 조사 시간(소정 시간 T1)을 설정하고, 일부러 사람에 대하여 자외선을 조사하도록 했다.
폐쇄 공간(화장실 개인칸)을 사용하는 사람이 받는, 1일의 자외선 노광량을 D(mJ/cm2)로 한다. 사람의 자외선 조사면에 있어서의 조도를 W(mW/cm2), 1일에 폐쇄 공간(화장실 개인칸) 내에 사람이 진입하는 횟수를 N, 1회의 화장실 개인칸 내 체재 중에 있어서의 자외선 조사 시간을 T1로 하면, 1일의 자외선 노광량 D는, 이하와 같이 표시된다.
D(mJ/cm2)=W(mW/cm2)×N(회)×T1(sec)···(1)
폐쇄 공간(화장실 개인칸)을 사용하는 사람에 대한, 1일의 최대 허용 자외선 노광량을 Dmax(mJ/cm2)로 하면, 자외선 조사에 기인하는 사람에 대한 악영향을 방지하기 위해서는, Dmax≥D로 하면 된다.
즉, 1회의 화장실 개인칸 내 체재 중에 있어서의 자외선 조사 시간 T1은, 이하와 같이 표시된다.
T1≤Dmax/(W×N)···(2)
예를 들면, 자외선 광원으로서, 파장 253.7nm의 자외선을 방출하는 저압 수은 램프를 이용하는 경우를 생각한다. 이 경우, 파장 253.7nm의 자외선의 1일의 최대 허용 자외선 노광량은, 안전 규격상, Dmax=6(mJ/cm2)으로 되어 있다. 이 수치는, ACGIH(American Conference of Governmental Industrial Hygienists: 미국 산업 위생 전문가 회의)나 JIS Z 8812(유해 자외 방사의 측정 방법)로 정해진 값이다. 또한, 본 명세서에 있어서의 최대 허용 자외선 노광량 Dmax의 수치는, 현행의 수치이며, 향후 변경할 수 있는 수치이다.
자외선 조사되는 사람의 조사면 상의 조도를 0.022(mW/cm2), 병실에 부속되는 화장실 개인칸을 1일에 사용하는 횟수(화장실 개인칸 내에 진입하는 횟수) N을 10회로 하면, 상기 (2)식으로부터, 1회의 화장실 개인칸 내 체재 중에 있어서의 자외선 조사 시간 T1은 30(sec) 이하가 된다.
즉, UV 조사부(10A)가 갖는 자외선 광원이, 파장 253.7nm의 자외선을 방출하는 저압 수은 램프인 경우, 도 2 및 도 3에 있어서 설정한 소정 시간 T1이 30(sec) 이하이면, 자외선 조사에 의한 사람(300)에 대한 악영향은 없는 것이 된다. 그래서, 이 경우에는, 소정 시간 T1을, 예를 들면 최대 시간인 30(sec)으로 설정한다.
또한, 상기의 자외선 조사되는 사람의 조사면 상의 조도는, 폐쇄 공간(화장실 개인칸)(200) 내에 있어서 사람(300)이 서 있을 때의 두부(頭部)(정부(頂部))를 자외선 조사면으로 하고, 폐쇄 공간(화장실 개인칸)(200)의 천장(201)으로부터 바닥 위에 서 있는 사람(300)의 두부까지의 거리를 자외선 조사 거리로서 설정한 값이다.
또, 상기의 폐쇄 공간(화장실 개인칸) 내에 사람이 진입하는 횟수 N은, 병실에 부속되는 화장실 개인칸을 1일에 사용하는 횟수로 하여, N=10회로 했다. 그러나, 병원 외래에 부속되는 화장실 개인칸의 경우, 대합실에서 대기하는 복수의 사람이 각각 1일에 화장실 개인칸을 이용하는 횟수 N′은, 병실에 부속되는 화장실 개인칸의 이용 횟수 N보다 적은 것으로 생각된다. 따라서, 이 경우에는, 예를 들면 N′=2~3회로 하여, 자외선 조사 시간 T1을 설정하도록 해도 된다.
또한, 1일에 폐쇄 공간 내에 사람이 진입하는 횟수 N은, 안전을 위해 많게 설정해 두는 것이 바람직하다.
또한, 저압 수은 램프의 경우, 급전해도 즉시 점등되는 것은 아니고, 점등까지 어느 정도 시간을 필요로 한다. 따라서, 자외선 광원으로서 저압 수은 램프를 이용한 경우, 급전 제어에 의하여 자외선의 조사와 비조사를 비교적 짧은 간격으로 반복할 수 없다. 그 때문에, 이 경우에는, 차광용 셔터를 설치하여, 저압 수은 램프를 점등 상태 그대로 셔터의 개폐를 제어함으로써 자외선의 조사와 비조사를 제어해도 된다.
또, 자외선 광원으로서는, 예를 들면, 중심 파장 222nm의 자외선을 방출하는 KrCl 엑시머 램프를 이용할 수도 있다.
엑시머 램프의 경우, 급전 후 즉시 점등된다. 따라서, 광원으로서 저압 수은 램프를 이용하는 경우와는 상이하게, 차광용 셔터를 설치할 필요는 없다. 즉, 자외선의 조사와 비조사를 비교적 짧은 간격으로 반복하는 경우에는, 엑시머 램프에 대한 급전을 제어하면 된다.
또, 중심 파장 222nm의 자외선은, 박테리아 등은 살균하지만, 인간 세포에 대한 악영향이 적은 광이다.
UV 방사선은, 저파장일수록 관통력이 작다. 예를 들면, 약 200nm와 같은 저파장의 UV 방사선은, 매우 효율적으로 물을 통과하지만, 인간 세포의 외측 부분(세포질)에 의한 흡수가 커, 방사선에 민감한 DNA를 포함하는 세포핵에 도달하는 것에 충분한 에너지를 갖지 못하는 경우가 있다. 그 때문에, 상기의 저파장의 UV 방사는, 전형적으로는, 인간 세포에 대하여, 즉 인간에 대한 악영향이 적다.
이에 대하여, 박테리아는, 전형적으로는 인간 세포보다 물리적으로 훨씬 작다. 구체적으로는, 전형적인 박테리아 세포가 직경 약 1μm 미만인 것에 대하여, 인간 세포는, 종류나 부위에 따라서도 다르지만, 전형적으로는 직경 약 10μm~30μm이다.
따라서, 상기의 저파장의 UV 방사는, 박테리아를 용이하게 관통하여, 살균하는 것이 가능하다.
현행의 안전 규격에 따르면, 파장 222nm의 자외선의 1일의 최대 허용 자외선 노광량은, Dmax=22(mJ/cm2)로 되어 있어, 상술한 파장 253.7nm의 자외선보다 많다. 즉, 당해 안전 규격으로부터도, 파장 222nm의 자외선은, 파장 253.7nm의 자외선과 비교하여 인간에 대한 악영향이 적은 광인 것을 알 수 있다.
상술한 파장 253.7nm의 자외선을 방출하는 저압 수은 램프를 이용한 경우와 동일하게, 자외선 조사되는 사람의 조사면 상의 조도를 0.022(mW/cm2), 병실에 부속되는 화장실 개인칸을 1일에 사용하는 횟수(화장실 개인칸 내에 진입하는 횟수) N을 10회로 하면, 상기 (2)식에 의하여, 중심 파장 222nm의 자외선을 방출하는 KrCl 엑시머 램프를 이용한 경우의 1회의 화장실 개인칸 내 체재 중에 있어서의 자외선 조사 시간 T1은, 100(sec) 이하가 된다.
이와 같이, UV 조사부(10A)가 갖는 자외선 광원이, 중심 파장 222nm의 자외선을 방출하는 KrCl 엑시머 램프인 경우, 도 2 및 도 3에 있어서 설정한 소정 시간 T1은, 예를 들면 최대 시간인 100(sec)으로 설정할 수 있다.
또한, KrCl 엑시머 램프는, 그 방출광의 중심 파장은 222nm이지만, 그 이외의 파장 범위의 광도 적지만 방출한다. 따라서, 실제로 사용하는 경우는, 인체에 대한 악영향이 적은 파장역 190nm~235nm의 광만을 투과하고, 그 이외의 파장역의 광을 커트하는 파장 선택 필터를 이용하는 것이 바람직하다.
파장 선택 필터로서는, 예를 들면, HfO2층 및 SiO2층에 의한 유전체 다층막을 갖는 광학 필터를 이용할 수 있다. 구체적으로는, 당해 광학 필터는, 합성 석영 유리로 이루어지는 기판의 일면에 HfO2층 및 SiO2층이 번갈아 적층되어 이루어지는 유전체 다층막이 형성되고, 기판의 다른 면에 HfO2층 및 SiO2층에 의한 AR 코팅이 실시된 구성으로 할 수 있다. 예를 들면, 유전체 다층막에 있어서의 HfO2층의 두께는 약 240nm, SiO2층의 두께는 1460nm이고, HfO2층 및 SiO2층의 층수는 총수 33층으로 할 수 있다.
또한, 파장 선택 필터로서는, SiO2층 및 Al2O3층에 의한 유전체 다층막을 갖는 광학 필터를 이용할 수도 있다.
그러나, 파장 선택 필터로서 HfO2층 및 SiO2층에 의한 유전체 다층막을 갖는 광학 필터를 이용한 경우에는, SiO2층 및 Al2O3층에 의한 유전체 다층막을 갖는 광학 필터를 이용한 경우와 비교하여, 층의 총수를 적게 할 수 있다. 그 때문에, 입사각이 0°일 때의 자외선의 투과율을 높일 수 있고, 원하는 파장역 190~235nm의 자외선의 광 강도를 확보할 수 있다. 또, 층의 총수가 적어짐으로써, 그만큼의 비용을 삭감시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 불활화 장치(100)는, 사람이 입퇴출 가능한 폐쇄 공간(화장실 개인칸(200)) 내에, 인체에 유해한 미생물 및/또는 바이러스를 불활화하는 파장의 자외선을 포함하는 광을 조사하는 자외선 조사부(UV 조사부)(10A)를 구비한다. 또, 불활화 장치(100)는, 화장실 개인칸(200) 내에 있어서의 사람의 소재를 검출하는 센서로서, 화장실 개인칸(200) 내에 있어서의 사람의 존재의 유무를 검지하는 인체 감지 센서(11)를 구비한다. 그리고, 제어부(20)는, 인체 감지 센서(11)로부터의 검출 신호에 의거하여 화장실 개인칸(200) 내에 사람이 존재한다고 판단되는 기간 내에 있어서, UV 조사부(10A)로부터 조사되는 자외선의 파장에 따른 소정 시간 T1, UV 조사부(10A)로부터 사람을 포함하는 공간에 자외선을 조사하도록 제어한다.
이와 같이, 일부러 사람에 대하여 소정 시간 T1, 자외선을 포함하는 광을 조사함으로써, 인체의 표면(피부나 의류의 표면)에 존재하는 적어도 1개의 유해한 미생물이나 바이러스를 불활화할 수 있다. 그 때문에, 사람으로부터 폐쇄 공간(화장실 개인칸(200)) 내에 대한 유해한 미생물이나 바이러스의 확산을 억제할 수 있다.
또, 폐쇄 공간(화장실 개인칸(200))으로부터 퇴출한 사람은, 자외선의 조사 후이고, 피부나 의류 표면에 부착되어 있는 유해한 미생물이나 바이러스가 감소 혹은 제거되어 있기 때문에, 폐쇄 공간(화장실 개인칸(200))으로부터 퇴출한 사람으로부터 다른 영역에 대한 유해한 미생물이나 바이러스의 확산을 억제할 수 있다. 따라서, 시설 내의 제염해야 하는 영역의 확대를 억제할 수 있어, 효율적으로 시설의 제염을 행할 수 있다.
또한, 사람에 대하여 자외선을 조사하는 소정 시간 T1은, 당해 자외선의 파장에 따른 시간으로 할 수 있다. 자외선 조사에 의한 인체에 대한 영향의 정도는, 자외선의 파장마다 상이하기 때문에, 자외선의 파장에 따라 소정 시간 T1을 설정함으로써, 인체에 악영향을 미치지 않는 광량 범위 내에서 제염에 적합한 파장의 자외선을 사람에게 조사할 수 있다.
구체적으로는, 소정 시간 T1은, 상기 (2)식을 만족하는 시간 T1로 한다. 이와 같이, 안전 규격에 의거하여, 조사되는 자외선의 파장마다 자외선 조사 시간을 설정하므로, 자외선 조사에 의한 인체에 대한 악영향을 적절히 억제할 수 있다.
또한, 제어부(20)는, UV 조사부(10A)로부터 방출되는 자외선의 파장에 관한 정보를 취득하고, 취득된 정보를 토대로 안전 규격에 의거하는 소정 시간 T1을 설정하여, UV 조사부(10A)의 광의 조사 및 비조사를 제어해도 된다. 즉, 소정 시간 T1은, 사용하는 광원에 따라 가변으로 설정 가능한 구성일 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 인체 감지 센서(11)에 의하여 화장실 개인칸(200) 내에 사람이 진입한 것을 검지하고 나서 소정 시간 T1, UV 조사부(10A)가 사람을 포함하는 공간에 자외선을 조사하도록 제어할 수 있다. 이와 같이, 사람이 화장실 개인칸(200) 내에 진입한 직후에, 사람에 대하여 자외선을 조사할 수 있다. 따라서, 사람으로부터 화장실 개인칸(200) 내에 대한 유해한 미생물이나 바이러스의 확산을 보다 효율적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 인체 감지 센서(11)에 의하여 화장실 개인칸(200) 내에 사람이 존재하지 않는다(화장실 개인칸(200)으로부터 퇴출했다)고 판단된 시점에서, UV 조사부(10A)로부터 사람이 없는 화장실 개인칸(200) 내에 자외선을 조사하도록 제어할 수 있다.
이와 같이, 사람이 없는 화장실 개인칸(200) 내에 자외선을 조사함으로써, 화장실 개인칸(200) 내에 원래 존재한 유해한 미생물이나 바이러스, 사람이 진입함으로써 화장실 개인칸(200) 내부에 확산된 유해한 미생물이나 바이러스, 및 사람이 진입했을 때에 화장실 개인칸(200) 내부에 유입되는 공기 중에 부유한 유해한 미생물이나 바이러스 중 적어도 일부를 불활화할 수 있다. 또, 화장실 개인칸(200) 내에 사람이 없는 경우, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사를 연속하여 행함으로써, 상기의 불활화를 보다 효과적으로 행할 수 있다.
또, UV 조사부(10A)는, 화장실 개인칸(200)의 상부로부터 하방으로 광을 조사하는 위치, 구체적으로는 화장실 개인칸(200)의 천장(201)에 배치할 수 있다. 따라서, UV 조사부(10A)는, 화장실 개인칸(200) 전체에 자외선을 포함하는 광을 조사하는 것이 가능해진다. 따라서, 예를 들면, 화장실 개인칸(200)의 벽부(202)나 도어(203), 바닥 등에 부착되는 유해한 미생물이나 바이러스도 적절히 불활화할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 사람의 입퇴출을 검지하는 센서로서, 화장실 개인칸(200) 내에 있어서의 사람의 존재의 유무를 검지하는 인체 감지 센서(11)를 이용하는 경우에 대하여 설명했지만, 화장실 개인칸(200)에 사람이 진입한 것, 및 화장실 개인칸(200)으로부터 사람이 퇴출한 것을 검지 가능하면 임의의 센서를 이용할 수 있다.
(제1 실시 형태의 변형예)
상술한 제1 실시 형태에서는, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 없는 경우, UV 조사부(10A)로부터 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사가 연속하여 행해지는 경우에 대하여 설명했다. 그러나, 화장실 개인칸(200) 내에 사람이 없는 경우, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사를 소정 시간 T2만큼 행해지도록 해도 된다.
도 4는, 본 변형예에 있어서의 불활화 장치(100)의 동작을 설명하는 플로차트이다. 이 도 4에 있어서, 도 2와 동일 처리를 행하는 부분에는 동일 단계 번호를 붙이고, 이하, 처리가 상이한 부분을 중심으로 설명한다.
제어부(20)는, 단계 S1에 있어서, 화장실 개인칸(200) 내에 있어서의 사람(300)의 소재를 검지하면, 단계 S11로 이행하고, UV 조사부(10A)로부터의 자외선의 방출을 개시하고, 단계 S2로 이행한다.
또, 제어부(20)는, 단계 S7에 있어서 UV 조사부(10A)로부터의 자외선의 방출을 개시한 후, 단계 S12로 이행하여, 카운터인 타이머 2의 카운트를 개시한다.
다음으로 단계 S13에서는, 제어부(20)는, 타이머 2의 카운트값을 토대로, 타이머 2의 카운트 개시로부터 소정 시간 T2가 경과했는지 여부, 즉, 화장실 개인칸(200)으로부터 사람(300)이 퇴출하고 나서 소정 시간 T2가 경과했는지 여부를 판정한다. 그리고, 제어부(20)는, 소정 시간 T2가 경과하고 있지 않은 경우에는 소정 시간 T2가 경과할 때까지 대기하고, 소정 시간 T2가 경과했다고 판정하면 단계 S14로 이행한다.
여기서, 소정 시간 T2는, 사람(300)이 퇴출한 화장실 개인칸(200) 내에 존재하는 유해한 미생물이나 바이러스 중 적어도 일부를 불활화하는 것에 충분한 시간으로 설정한다.
단계 S14에서는, 제어부(20)는, UV 조사부(10A)로부터의 자외선의 방출을 정지하고, 단계 S1로 되돌아온다.
도 5는, 본 변형예에 있어서의 불활화 장치(100)의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
여기에서는, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하기 전에, UV 조사부(10A)로부터 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사가 정지되어 있는 것으로 한다.
이 상태에서 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하면, 그 시점 A에 있어서, 인체 감지 센서(11)에 의하여 사람(300)의 소재가 검지되고, 타이머 1의 카운트가 개시됨과 더불어, 화장실 개인칸(200) 내 및 사람(300)에 대한 자외선의 조사가 개시된다. 그리고, 시점 A로부터 소정 시간 T1 경과 후에, 화장실 개인칸(200) 내 및 사람(300)에 대한 자외선의 조사가 정지한다.
이와 같이, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하기 전에 UV 조사부(10A)로부터의 자외선 조사가 정지되어 있는 경우이더라도, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하면, UV 조사부(10A)로부터의 자외선 조사를 개시한다. 그리고, 그 시점으로부터 소정 시간 T1이 경과할 때까지의 기간은, UV 조사부(10A)로부터 화장실 개인칸(200) 내의 사람(300)에게 자외선이 조사된다.
그 후, 화장실 개인칸(200) 내로부터 사람(300)이 퇴출하면, 그 시점 B에 있어서, 인체 감지 센서(11)에 의하여 사람(300)이 퇴출한 것이 검지되고, 타이머 2의 카운트가 개시됨과 더불어, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선의 조사가 재개된다.
그리고, 화장실 개인칸(200) 내로부터 사람(300)이 퇴출한 시점 B로부터 소정 시간 T2 경과하면, 그 시점 C에 있어서, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선의 조사가 정지한다.
이와 같이, 인체 감지 센서(11)에 의하여 화장실 개인칸(200) 내에 사람이 존재하지 않는다고 판단된 경우, UV 조사부(10A)로부터 사람이 없는 화장실 개인칸(200) 내에 자외선을 조사하고, 자외선 조사를 일정 시간(소정 시간 T2) 행한 후, UV 조사부(10A)로부터의 자외선 조사를 정지하도록 해도 된다. 사람이 없는 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사를 일정 시간만큼 행해지도록 함으로써, UV 조사부(10A)가 갖는 자외선 광원의 휴지 시간을 두는 것이 가능해져, 당해 자외선 광원의 수명을 연신할 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 본 발명에 있어서의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다.
상술한 제1 실시 형태에서는, 폐쇄 공간(화장실 개인칸)(200)에 사람(300)이 진입한 것을 인체 감지 센서(11)로 검지하고, 이 인체 감지 센서(11)의 검출 신호에 의거하여, UV 조사부(10A)로부터의 자외선의 조사를 제어하는 경우에 대하여 설명했다. 이 제2 실시 형태에서는, 화장실 개인칸(200) 내에서 사람(300)이 변좌(212)에 착좌한 상태를 압력 센서(12)로 검지하고, 이 압력 센서(12)의 검지 신호에 의거하여, 자외선의 조사를 제어하는 경우에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 있어서는, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 없는 경우, 원칙적으로 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사가 연속하여 행해지는 것으로 한다.
또, 자외선 조사는, UV 조사부(10B)를 이용하여 행해지는 것으로 한다.
도 6은, 본 실시 형태에 있어서의 불활화 장치(100)의 동작을 설명하는 플로차트이다.
우선 단계 S21에 있어서, 제어부(20)는, 인체 감지 센서(11)로부터의 검출 신호를 토대로, 화장실 개인칸(200) 내에 있어서의 사람(300)의 소재를 검지했는지 여부를 판정한다. 그리고, 제어부(20)는, 사람(300)의 소재를 검지하고 있지 않다고 판정한 경우에는, 사람(300)의 소재를 검지할 때까지 대기하고, 사람(300)의 소재를 검지하면 단계 S22로 이행한다.
단계 S22에서는, 제어부(20)는, UV 조사부(10B)로부터의 자외선의 방출을 정지하고, 단계 S23으로 이행한다.
단계 S23에서는, 제어부(20)는, 압력 센서(12)로부터의 검출 신호를 토대로, 변좌(212)에 대한 사람(300)의 착좌를 검지했는지 여부를 판정한다. 그리고, 제어부(20)는, 사람(300)의 착좌를 검지하고 있지 않다고 판정한 경우에는, 착좌를 검지할 때까지 대기하고, 사람(300)의 착좌를 검지하면 단계 S24로 이행한다.
단계 S24에서는, 제어부(20)는, UV 조사부(10B)로부터의 자외선의 방출을 개시하고, 단계 S25로 이행한다.
단계 S25에서는, 제어부(20)는, 카운터인 타이머 1의 카운트를 개시한다.
다음으로 단계 S26에서는, 제어부(20)는, 타이머 1의 카운트값을 토대로, 타이머 1의 카운트 개시로부터 소정 시간 T1이 경과했는지 여부, 즉, 변좌(212)에 대한 사람(300)의 착좌를 검지하고 나서 소정 시간 T1이 경과했는지 여부를 판정한다. 그리고, 제어부(20)는, 소정 시간 T1이 경과하고 있지 않은 경우에는 소정 시간 T1이 경과할 때까지 대기하고, 소정 시간 T1이 경과했다고 판정하면 단계 S27로 이행한다.
여기서, 소정 시간 T1은, UV 조사부(10B)로부터 방출되는 자외선의 파장에 따른 시간이며, 안전 규격상, 생체에 조사 가능한 최대 시간 이하로 설정된다. 소정 시간 T1은, 예를 들면, 제1 실시 형태와 동일한 시간으로 할 수 있다.
UV 조사부(10B)는, 사람(300)이 변기(211)에 앉은 자세를 취했을 때에, 사람(300)의 후두부 측 상방으로부터 자외선을 조사하는 것을 상정하여, 화장실 개인칸(200)의 벽부(202)에 설치되어 있다. 그 때문에, 이 경우의 사람(30)의 조사면(두부)에서의 조도는, 상술한 제1 실시 형태와 같이 UV 조사부(10A)를 이용하여 서 있는 사람(300)에게 자외선을 조사하는 경우의 조도와 같은 값으로 해도 된다. 즉, 자외선 조사되는 사람의 조사면 상의 조도는 0.092(mW/cm2)로 할 수 있다.
단계 S27에서는, 제어부(20)는, 타이머 1의 카운트를 종료함과 더불어, 타이머 1의 카운트값을 리셋한다.
단계 S28에서는, 제어부(20)는, UV 조사부(10B)로부터의 자외선의 방출을 정지한다.
단계 S29에서는, 제어부(20)는, 인체 감지 센서(11)로부터의 검출 신호를 토대로, 화장실 개인칸(200) 내로부터 사람(300)이 퇴출했는지 여부를 판정한다. 그리고, 제어부(20)는, 사람(300)이 퇴출하고 있지 않다고 판정한 경우에는 그대로 대기하고, 사람(300)이 퇴출했다고 판정하면 단계 S30으로 이행한다.
단계 S30에서는, 제어부(20)는, UV 조사부(10B)로부터의 자외선의 방출을 개시하고, 단계 S21로 되돌아온다.
도 7은, 본 실시 형태에 있어서의 불활화 장치(100)의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하기 전, 즉, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 없는 동안은, UV 조사부(10B)로부터 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사가 연속하여 행해지고 있다.
이 상태로부터 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하면, 그 시점 P에 있어서, 인체 감지 센서(11)에 의하여 사람(300)의 소재가 검지되고, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선의 조사가 정지한다.
그 후, 화장실 개인칸(200) 내의 사람(300)이 변좌(212)에 착좌하면, 그 시점 Q에 있어서, 압력 센서(12)에 의하여 사람(300)의 착좌가 검지되고, 타이머 1의 카운트가 개시됨과 더불어, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선의 조사가 개시된다. 그리고, 시점 Q로부터 소정 시간 T1 경과 후에, 화장실 개인칸(200) 내 및 사람(300)에 대한 자외선의 조사가 정지한다.
이와 같이, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하면, 일단, UV 조사부(10B)로부터의 자외선 조사가 정지되지만, 사람(300)이 변좌(212)에 착좌하면, 소정 시간 T1 동안, UV 조사부(10B)로부터 화장실 개인칸(200) 내에 자외선이 방출되고, 화장실 개인칸(200) 내의 사람(300)에게 자외선이 조사된다.
그리고, 그 후, 화장실 개인칸(200) 내로부터 사람(300)이 퇴출하면, 그 시점 R에 있어서, 인체 감지 센서(11)에 의하여 사람(300)이 퇴출한 것이 검지되어, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선의 조사가 재개된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제어부(20)는, 인체 감지 센서(11)로부터의 검출 신호에 의거하여 화장실 개인칸(200) 내에 사람이 존재한다고 판단되는 기간 내에 있어서, 압력 센서(12)로부터의 검출 신호에 의거하여 변좌(212)에 착좌하고 있는 것을 검지하고 나서 소정 시간 T1, UV 조사부(10B)로부터 사람을 포함하는 공간에 자외선을 조사하도록 제어한다.
이와 같이, 폐쇄 공간 내의 소정 위치에 존재하는 사람에 대하여 자외선을 포함하는 광을 조사함으로써, 인체 표면의 의도한 개소에 효과적으로 자외선을 조사할 수 있다. 또, 화장실 개인칸(200) 내에서 변좌(212)에 앉은 상태의 사람의 움직임은 비교적 작다. 그 때문에, 변좌(212)에 앉은 상태의 사람에게 자외선을 조사하도록 하면, 효과적으로 인체 표면(피부나 의류의 표면)에 존재하는 유해한 미생물이나 바이러스를 불활화할 수 있다.
또, 제어부(20)는, 인체 감지 센서(11)에 의하여 화장실 개인칸(200) 내에 사람이 진입한 것을 검지한 경우, UV 조사부(10B)로부터의 자외선 조사를 정지하고, 압력 센서(12)에 의하여 변좌(212)에 대한 착좌를 검지하고 나서 소정 시간 T1, UV 조사부(10B)로부터 사람을 포함하는 공간에 자외선을 조사하도록 제어한다.
이에 의하여, 사람이 진입하기 전의 화장실 개인칸(200)에 자외선이 조사되고 있는 경우에는, 사람이 화장실 개인칸(200) 내에 진입했을 때에 일단 자외선 조사를 정지하고, 변좌(212)에 착좌한 상태의 사람에 대하여 소정 시간 T1 자외선을 조사할 수 있다. 따라서, 사람이 없는 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사와, 화장실 개인칸(200)에 진입한 사람에 대한 자외선 조사를 적절히 행할 수 있다.
또한, UV 조사부(10B)는, 사람(300)이 변기(211)에 앉은 자세를 취했을 때에 당해 사람(300)에게 자외선을 조사하는 것을 상정하여, 화장실 개인칸(200)의 벽부(202)에 설치되어 있기 때문에, UV 조사부(10B)를 이용하여 자외선 조사를 행함으로써, UV 조사부(10A)를 이용한 경우와 비교하여 바닥면에서의 도스량을 크게 할 수 있다. 즉, 바닥면에 부착된 유해한 미생물이나 바이러스를 효과적으로 불활화할 수 있다.
또, UV 조사부(10B)는, 사람(300)이 변기(211)에 앉은 자세를 취했을 때에 당해 사람(300)의 후두부 측으로부터 자외선을 조사하는 위치에 배치되어 있다. 따라서, UV 조사부(10B)로부터 방출되는 자외선이, 사람(300)의 눈에 직접 조사되지 않도록 할 수 있다. 따라서, 눈의 장애(안통, 충혈, 각막의 염증 등)의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, UV 조사부(10B)를 이용하여 자외선 조사를 행하는 경우에 대하여 설명했지만, 화장실 개인칸(200)의 천장(201)에 설치된 UV 조사부(10A)를 이용할 수도 있다.
UV 조사부(10A)를 이용하는 경우, 변좌(212)에 앉아 있는 사람(300)의 자외선 조사면에서의 조도는, 바닥 위에 서 있는 사람(300)의 자외선 조사면에서의 조도와 비교하면 작고, 예를 들면 0.010(mW/cm2)이 된다.
그 때문에, UV 조사부(10A)가 갖는 광원이 저압 수은 램프인 경우에는, 병실에 부속되는 화장실 개인칸을 1일에 사용하는 횟수(화장실 개인칸 내에 진입하는 횟수) N을 10회로 하면, 상기 (2)식에 의하여, 1회의 화장실 개인칸 내 체재 중에 있어서의 자외선 조사 시간(소정 시간 T1)은, 60(sec)이 된다.
또, UV 조사부(10A)가 갖는 광원이 KrCl 엑시머 램프인 경우에는, 병실에 부속되는 화장실 개인칸을 1일에 사용하는 횟수(화장실 개인칸 내에 진입하는 횟수) N을 10회로 하면, 상기 (2)식에 의하여, 1회의 화장실 개인칸 내 체재 중에 있어서의 자외선 조사 시간(소정 시간 T1)은, 220(sec)이 된다.
이와 같이, UV 조사부(10A)를 이용한 경우, UV 조사부(10B)를 이용한 경우와 비교하여 자외선 조사 시간(소정 시간 T1)을 길게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 화장실 개인칸(200) 내에서 사람이 변좌(212)에 앉은 상태를 검지하는 센서로서, 변좌(212)에 설치된 압력 센서(12)를 이용하는 경우에 대하여 설명했지만, 사람이 변좌(212)에 앉은 상태를 검지 가능하면 임의의 센서를 이용할 수 있다.
(제2 실시 형태의 변형예 (1))
상술한 제2 실시 형태에서는, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 없는 경우, UV 조사부(10A)로부터 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사가 연속하여 행해지는 경우에 대하여 설명했다. 그러나, 화장실 개인칸(200) 내에 사람이 없는 경우, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사를 소정 시간 T2만큼 행해지도록 해도 된다.
도 8은, 본 변형예에 있어서의 불활화 장치(100)의 동작을 설명하는 플로차트이다. 이 도 8에 있어서, 도 6과 동일 처리를 행하는 부분에는 동일 단계 번호를 붙이고, 이하, 처리가 상이한 부분을 중심으로 설명한다.
제어부(20)는, 단계 S21에 있어서, 화장실 개인칸(200) 내에 있어서의 사람(300)의 소재를 검지하면, 단계 S23으로 이행한다.
또, 제어부(20)는, 단계 S30에 있어서 UV 조사부(10B)로부터의 자외선의 방출을 개시한 후, 단계 S31로 이행하고, 카운터인 타이머 2의 카운트를 개시한다.
다음으로 단계 S31에서는, 제어부(20)는, 타이머 2의 카운트값을 토대로, 타이머 2의 카운트 개시로부터 소정 시간 T2가 경과했는지 여부, 즉, 화장실 개인칸(200)으로부터 사람(300)이 퇴출하고 나서 소정 시간 T2가 경과했는지 여부를 판정한다. 그리고, 제어부(20)는, 소정 시간 T2가 경과하고 있지 않은 경우에는 소정 시간 T2가 경과할 때까지 대기하고, 소정 시간 T2가 경과했다고 판정하면 단계 S32로 이행한다.
여기서, 소정 시간 T2는, 사람(300)이 퇴출한 화장실 개인칸(200) 내에 존재하는 유해한 미생물이나 바이러스 중 적어도 일부를 불활화하는 것에 충분한 시간으로 설정한다.
단계 S33에서는, 제어부(20)는, UV 조사부(10B)로부터의 자외선의 방출을 정지하고, 단계 S21로 되돌아온다.
도 9는, 본 변형예에 있어서의 불활화 장치(100)의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
여기에서는, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하기 전에, UV 조사부(10B)로부터 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사가 정지되어 있는 것으로 한다.
이 상태에서 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하면, 그 시점 P에 있어서, 인체 감지 센서(11)에 의하여 사람(300)의 소재가 검지된다. 그 후, 사람(300)이 변좌(212)에 착좌하면, 그 시점 Q에 있어서, 압력 센서(12)에 의하여 사람(300)의 착좌가 검지되고, 타이머 1의 카운트가 개시됨과 더불어, 화장실 개인칸(200) 내 및 사람(300)에 대한 자외선의 조사가 개시된다. 그리고, 시점 Q로부터 소정 시간 T1 경과 후에, 화장실 개인칸(200) 내 및 사람(300)에 대한 자외선의 조사가 정지한다.
이와 같이, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하기 전에 UV 조사부(10A)로부터의 자외선 조사가 정지되어 있는 경우이더라도, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하여, 변좌(212)에 착좌하면, UV 조사부(10B)로부터의 자외선 조사를 개시한다. 그리고, 그 시점으로부터 소정 시간 T1이 경과할 때까지의 기간은, UV 조사부(10B)로부터 화장실 개인칸(200) 내의 사람(300)에게 자외선이 조사된다.
그 후, 화장실 개인칸(200) 내로부터 사람(300)이 퇴출하면, 그 시점 R에 있어서, 인체 감지 센서(11)에 의하여 사람(300)이 퇴출한 것이 검지되고, 타이머 2의 카운트가 개시됨과 더불어, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선의 조사가 재개된다.
그리고, 화장실 개인칸(200) 내로부터 사람(300)이 퇴출한 시점 R로부터 소정 시간 T2 경과하면, 그 시점 S에 있어서, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선의 조사가 정지한다.
이와 같이, 인체 감지 센서(11)에 의하여 화장실 개인칸(200) 내에 사람이 존재하지 않는다고 판단된 경우, UV 조사부(10B)로부터 사람이 없는 화장실 개인칸(200) 내에 자외선을 조사하고, 자외선 조사를 일정 시간(소정 시간 T2) 행한 후, UV 조사부(10B)로부터의 자외선 조사를 정지하도록 해도 된다. 사람이 없는 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사를 일정 시간만큼 행해지도록 함으로써, UV 조사부(10B)가 갖는 자외선 광원의 휴지 시간을 두는 것이 가능해져, 당해 자외선 광원의 수명을 연신할 수 있다.
(제2 실시 형태의 변형예(2))
상술한 제2 실시 형태에서는, 인체 감지 센서(11)를 이용하여 화장실 개인칸(200) 내에 있어서의 사람(300)의 소재를 검지하는 경우에 대하여 설명했지만, 도어 센서(13)를 이용하여 화장실 개인칸(200)에 대한 사람(300)의 입퇴출을 검지하도록 해도 된다.
도 10은, 본 변형예에 있어서의 불활화 장치(100)의 동작을 설명하는 타임 차트이다.
화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하기 전, 즉, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 없는 동안은, UV 조사부(10B)로부터 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사가 연속하여 행해지고 있다.
이 상태로부터 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하기 위하여 도어(203)를 열면, 그 시점 P1에 있어서, 도어 센서(13)에 의하여 도어(203)가 열린 것이 검지되어, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선의 조사가 정지한다. 계속해서, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하고 도어(203)가 닫힌 시점 P2에 있어서, 도어 센서(13)에 의하여 도어(203)가 닫힌 것이 검지된다.
그러면, 이 시점 P2에 있어서, 타이머 0의 카운트가 개시된다. 타이머 0은, 동작 개시로부터 소정 시간 T0이 경과한 시점에서 카운트를 종료하고, 카운트 종료 신호를 제어부(20)에 송신함과 더불어, 리셋되도록 설정되어 있다. 또한, 타이머 0은, 카운트의 도중에도, 압력 센서(12)에 의하여 사람(300)이 변좌(212)에 앉은 것이 검지된 경우는, 제어부(20)에 의하여 리셋되도록 설정되어 있다.
여기서, 상기의 소정 시간 T0은, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입한 후, 변좌(212)에 앉을 때까지의 시간보다 충분히 길어지도록 설정되어 있다.
그 후, 화장실 개인칸(200) 내의 사람(300)이 변좌(212)에 착좌하면, 그 시점 Q에 있어서, 압력 센서(12)에 의하여 사람(300)의 착좌가 검지되고, 타이머 1의 카운트가 개시됨과 더불어, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선의 조사가 개시된다. 이때, 타이머 0의 카운트는 종료한다. 그리고, 시점 Q로부터 소정 시간 T1 경과 후에, 화장실 개인칸(200) 내 및 사람(300)에 대한 자외선의 조사가 정지한다.
이와 같이, 화장실 개인칸(200) 내에 사람(300)이 진입하면, 일단, UV 조사부(10B)로부터의 자외선 조사가 정지되지만, 사람(300)이 변좌(212)에 착좌하면, 소정 시간 T1 동안, UV 조사부(10B)로부터 화장실 개인칸(200) 내에 자외선이 방출되고, 화장실 개인칸(200) 내의 사람(300)에게 자외선이 조사된다.
그리고, 그 후, 화장실 개인칸(200) 내로부터 사람(300)이 퇴출하기 위하여 도어(203)를 열면, 그 시점 R1에 있어서, 도어 센서(13)에 의하여 도어(203)가 열린 것이 검지된다. 계속해서, 화장실 개인칸(200)으로부터 사람(300)이 퇴출하고 도어(203)가 닫힌 시점 R2에 있어서, 도어 센서(13)에 의하여 도어(203)가 닫힌 것이 검지된다.
그러면, 이 시점 R2에 있어서, 타이머 0의 카운트가 개시된다. 사람(300)은 화장실 개인칸(200)으로부터 퇴출하고 있고, 시점 R2로부터 소정 시간 T0이 경과해도, 압력 센서(12)에 의한 변좌(212)에 대한 착좌는 검지되지 않는다. 그 때문에, 시점 R2로부터 소정 시간 T0이 경과한 시점 R3에 있어서, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선의 조사가 재개된다.
이와 같이, 인체 감지 센서(11) 대신에 도어 센서(13)를 이용한 경우여도, 타이머 0의 카운트를 이용함으로써, 상술한 제2 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다. 또, 도어 센서(13)에 의하여 도어(203)의 개폐를 검지할 수 있으므로, 도어(203)가 닫힌 상태에서 폐쇄 공간(화장실 개인칸(200)) 내에 자외선을 조사할 수 있다. 그 때문에, 폐쇄 공간 외의 물체에 의도하지 않게 자외선이 조사되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 여기에서는, 제어부(20)는, 도어 센서(13)에 의하여 도어(203)가 닫힌 것이 검지된 시점에서, 타이머 0의 카운트를 개시하는 경우에 대하여 설명했다. 그러나, 제어부(20)는, 도어 센서(13)에 의하여 도어(203)가 닫힌 것이 검지된 시점에서, 압력 센서(12)에 의하여 사람(300)의 착좌가 검지되어 있지 않은 경우에, 타이머 0의 카운트를 개시하도록 해도 된다.
이 경우, 사람(300)이 변좌(212)에 앉은 그대로의 상태에서, 도어(203)를 잠그는 것을 잊거나 도어(203)의 문제 등의 이유에 의하여 원하지 않는 도어(203)의 개폐가 발생한 경우에는, 타이머 0의 카운트가 개시되지 않도록 할 수 있다.
바꾸어 말하면, 압력 센서(12)로부터 사람(300)의 착좌를 나타내는 검출 신호를 수취한 경우에는, 다음에 압력 센서(12)로부터 사람(300)의 퇴좌를 나타내는 검출 신호를 수신하지 않는 한, 도어 센서(13)에 의하여 도어(203)가 닫힌 것을 나타내는 검출 신호를 수신해도, 타이머 0의 카운트는 개시하지 않도록 할 수 있다.
이와 같이, 도어 센서(13)로부터의 검출 신호와 압력 센서(12)로부터의 검출 신호의 쌍방을 확인함으로써, 화장실 개인칸(200) 내에 사람이 존재하지 않는 것을 적절히 판단할 수 있다.
또, 제2 실시 형태의 변형예 (1)과 같이, 화장실 개인칸(200) 내에 사람이 없는 경우, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선 조사를 소정 시간 T2 만큼 행해지도록 해도 된다. 즉, 도 10의 시점 R3으로부터 소정 시간 T2가 경과한 시점에서, 화장실 개인칸(200) 내에 대한 자외선의 조사를 종료시켜도 된다.
(제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 변형예)
또한, 상기 각 실시 형태에 있어서는, 불활화 장치(100)를 화장실 개인칸에 설치하는 경우에 대하여 설명했지만, 상기에 한정되는 것은 아니다. 불활화 장치(100)는, 병실이나 엘리베이터, 회의실 등, 빈번히 사람이 모이는 시설의 특히 좁은 공간에 설치할 수 있다.
또, 불활화 장치(100)로부터 사람에게 자외선을 조사하는 타이밍은, 사람이 폐쇄 공간 내에 존재하는 기간 중의 임의의 타이밍일 수 있다. 단, 사람이 폐쇄 공간 내에 존재하는 기간 중, 유해한 미생물이나 바이러스가 비산할 가능성이 높은 타이밍을 검지 가능한 경우에는, 그 타이밍에 자외선을 조사하는 것이 바람직하다.
또, 상기 각 실시 형태에 있어서는, 불활화 장치(100)를 사람이 입퇴출 가능한 폐쇄 공간에 설치하는 경우에 대하여 설명했지만, 상기 폐쇄 공간은, 사람 이외의 동물이 입퇴출 가능한 공간이어도 된다.
또, 상기 각 실시 형태에 있어서의, 사람 또는 사람을 포함하는 공간에 소정 시간 T1만큼 자외선을 조사하고 있지만, 광원의 동작이 발광과 비발광을 반복하는 동작인 경우, 발광 동작 시간의 총합을 소정 시간 T1로 해도 된다.
예를 들면, 엑시머 램프에 대한 급전을 제어하고, 당해 엑시머 램프의 발광 동작 시간을 10ms 이상 1000ms 이하로 하고, 그것에 계속되는 휴지 시간을 10ms 이상 10초 이하로 하여, 발광 동작과 휴지를 반복하는 경우, 상기의 소정 시간 T1은 발광 동작 시간의 총합이 된다.
구체적으로는, 예를 들면 KrCl 엑시머 램프의 발광 동작 시간을 100ms, 휴지 시간을 100ms로 하고, 소정 시간 T1이 30sec일 때는, KrCl의 발광 동작 횟수는 300회가 되고, Kr 엑시머 램프의 동작 시간은, 휴지 시간을 포함하여 60sec가 된다.
즉, 광원의 동작이 연속 동작인 경우, 사람 또는 사람을 포함하는 공간에 대한 자외선 조사 기간은 소정 시간 T1이 되지만, 광원의 동작이 휴지 시간을 포함하는 단속적인 동작인 경우, 자외선 조사 기간은, 소정 시간 T1보다 길어진다.
예를 들면, 사람을 포함하는 공간이 화장실일 때, 광원의 동작이 단속적이 되도록 제어하여 자외선 조사 기간을 보다 길게 설정함으로써, 배변이나 스플래시에 수반하는 세균, 바이러스 등의 비산 시에도 자외선 조사를 실시할 수 있는 가능성을 높일 수 있다.
또한, 상기와 같이 발광 동작 시간이 10ms 이상 1000ms 이하, 휴지 시간이 10ms 이상 10초 이하로 하는 경우, 저압 수은 램프의 경우는 상기한 바와 같이 차광용 셔터의 개폐를 제어하게 되지만, 경우에 따라서는 셔터의 개폐 동작을 고속으로 할 필요가 있어, 대응이 어렵다.
따라서, 자외선 광원으로서는, 급전 제어로 자외선 발광 동작과 휴지 시간을 반복하는 것이 가능한 광원이 적합하다.
그와 같은 광원으로서는, 예를 들면 상기한 바와 같은 엑시머 램프(KeCl 엑시머 램프)나 고체 광원(발광 다이오드(LED), 레이저 다이오드(LD)) 등이 사용 가능하다.
(제3 실시 형태)
다음으로, 본 발명에 있어서의 제3 실시 형태에 대하여 설명한다.
상술한 실시 형태에서는, 폐쇄 공간(화장실 개인칸)(200) 내에 있어서의 사람(300)의 소재를 센서에 의하여 검출하고 소정 시간 T1만큼 자외선을 조사하는 경우에, 발광 동작과 그것에 계속되는 휴지를 번갈아 반복하여 행하고, 발광 동작 시간의 총합을 상기의 소정 시간 T1로 해도 되는 것으로 했다. 즉, 상술한 실시 형태에서는, 사람(300)의 소재를 검지하고, UV 조사부에 의한 광의 발광 동작과 비발광 동작을 번갈아 반복하여 행하는, 이른바 간헐 점등을 행해도 되는 것으로 했다.
이 제3 실시 형태에서는, 센서로부터의 검출 신호에 상관없이, 간헐 점등을 행하는 경우에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에서는, 폐쇄 공간뿐만 아니라, 그 이외의 사람이나 동물이 존재하는 시설(예를 들면, 오피스, 상업 시설, 의료 시설, 학교 등)이나 탈것(자동차, 전철, 버스, 비행기, 배 등)에 있어서, 사람(300)의 소재에 상관없이 자외선 조사를 행하는 경우에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 있어서의 불활화 시스템은, 사람이나 동물이 존재하는 시설이나 탈것 내의 표면이나 공간에 대하여 자외선을 조사하고, 적어도 당해 시설이나 탈것 내의 표면이나 공간에 존재하는 인체 또는 동물에 대하여 유해한 미생물이나 바이러스를 불활화하는 것이다. 또한, 자외선이 조사되는 공간인 「사람이나 동물이 존재하는 시설이나 탈것 내의 공간」은, 실제로 사람이나 동물이 있는 공간에 한정되지 않고, 사람이나 동물이 출입하는 공간이고 사람이나 동물이 없는 공간을 포함한다.
도 11은, 본 실시 형태에 있어서의 불활화 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다.
이 불활화 시스템은, 불활화 장치(100A)를 구비한다. 불활화 장치(100A)는, 시설(200A) 내의 표면이나 공간에 대하여 자외선을 방출하는 자외선 조사부(UV 조사부)(10C)와, 조명용 광원(10D)과, 제어부(20A)를 구비한다.
UV 조사부(10C)는, 예를 들면, 시설(200A) 내의 천장(201A)에 설치되어 있다. 또한, UV 조사부(10C)는, 시설(200A) 내의 표면이나 공간에 대하여 자외선을 방출할 수 있으면 되고, 설치 위치는 특별히 한정되지 않는다. UV 조사부(10C)가 방출하는 광은, 인체에 대한 악영향이 적은 190nm~235nm의 파장역의 자외선을 포함한다.
이 UV 조사부(10C)는, 자외선 광원으로서, 예를 들면 중심 파장 222nm의 자외선을 방출하는 KrCl 엑시머 램프를 구비한다. 또한, UV 조사부(10C)는, 파장역 190nm~235nm의 광만을 투과하고, 그 이외의 파장역의 광을 커트하는 파장 선택 필터를 구비한다.
조명용 광원(10D)은, 시설(200A) 내의 천장(201A)에 설치되어 있다. 이 조명용 광원(10D)은, 예를 들면, 발광 스펙트럼이 파장 300nm~500nm의 범위의 적어도 일부에 겹쳐지는 것이 상정된다.
제어부(20A)는, UV 조사부(10C)에 의한 광의 조사 및 비조사를 제어한다. 구체적으로는, 제어부(20A)는, UV 조사부(10C)가 방출하는 자외선의 파장에 따른 조건으로, UV 조사부(10C)를 간헐 점등시킨다. 여기서, UV 조사부(10C)의 간헐 점등 동작이 행해지는 기간의 적어도 일부는, 조명용 광원(10D)이 점등하고 있는 기간에 포함된다.
현행의 안전 규격에 따르면, 파장 222nm의 자외선의 1일(8시간)의 최대 허용 자외선 노광량은, Dmax=22(mJ/cm2)이다. 그래서, 8시간의 적산 광량(조사량)이 22(mJ/cm2) 이내가 되도록 간헐 점등의 조건을 설정한다.
즉, 인체의 자외선 조사면에 있어서의 조도를 W(mW/cm2), 1일(8시간)에 발광 동작을 행하는 횟수를 N으로 하면, UV 조사부(10C)의 1회의 발광 동작 시간 Ta(sec)는, 이하와 같이 표시된다.
Ta≤Dmax/(W×N)···(3)
도 12는, 본 실시 형태의 간헐 점등의 동작예를 나타내는 타임 차트이다.
이 도 12에 있어서, Ta는, 1회의 발광 동작을 행하는 발광 동작 시간, Tb는, 1회의 비발광 동작을 행하는 비발광 동작 시간이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 급전 제어에 의하여 자외선 광원의 발광 동작과 비발광 동작을 전환하는 것이고, 이하의 설명에 있어서, 발광 동작 시간 Ta를 점등 시간 Ta, 비발광 동작 시간 Tb를 휴지 시간 Tb라고 한다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 예를 들면 30(sec)의 점등 동작과 88(sec)의 휴지 동작을 반복하여 행하도록 할 수 있다. 상기 동작을 8시간 반복한 경우, 8시간에 244회의 점등 동작을 행하게 된다. 즉, 8시간 내에서의 점등 시간의 총합은 7348(sec)이 된다.
이 조건으로, 예를 들면 조도를 0.0029mW/cm2로 하여 간헐 점등을 행하면, 8시간의 조사량을 22mJ/cm2 이내로 억제할 수 있다.
간헐 점등에는 휴지 시간이 존재하므로, 자외선의 조도가 같은 경우, 조사량이 22mJ/cm2에 도달할 때까지의 자외선 조사 기간은, 연속 점등의 경우보다 길어진다. 그 때문에, 시설이나 탈것 내에 대한 사람이나 동물의 출입에 수반하는 세균, 바이러스 등의 비산에 대하여 자외선 조사를 실시할 수 있는 가능성을 높일 수 있어, 불활화의 효과를 올릴 수 있다. 또한, 안전 규격에 따른 최대 허용 자외선 노광량 Dmax의 수치가 변경된 경우는, 변경 후의 수치에 의거하여 간헐 점등의 조건을 설정한다.
또, 간헐 점등됨으로써, 자외선 광원의 사용 수명을 연장시킬(자외선 광원의 교환이 필요해질 때까지의 시간을 연장시킬) 수 있다.
또한, 본 발명자들은, 파장 200nm~230nm의 자외선, 특히, 파장 222nm의 자외선을 이용한 미생물이나 바이러스의 불활화에 있어서는, 같은 자외선 조사량이면, 연속 점등과 간헐 점등에서 동등한 불활화 효과가 얻어지는 것을 발견했다. 또, 간헐 점등의 휴지 시간을 길게 설정해도, 불활화 효과가 악화되지 않는 것도 발견했다. 이것은, 미생물이나 바이러스의 불활화뿐만 아니라, 휴지 시간에 있어서의 세균의 증식도 효과적으로 억제할 수 있기 때문이다. 이하, 이 점에 대하여 상세하게 설명한다.
세균의 세포 내에는, 유전 정보를 관장하는 핵산(DNA, RNA)이 존재하고, 자외선이 조사되면 핵산은 그 광을 흡수하여, DNA의 결합이 손상을 받는다. 이에 의하여, 유전자로부터의 전사 제어가 정체되어, 신진대사에 지장을 초래하여, 죽음에 이르는 것으로 여겨진다. 즉, 자외선에 의하여 세균 자체는 즉시 죽는 것은 아니지만, 대사 능력, 증식 능력이 없어진 상태가 된다. 그 때문에, 일반적으로 「불활화」라고 하는 표현이 사용된다.
그러나, 세균에는, 예를 들면 파장 254nm의 자외선 조사에 의하여 불활화된 후에 파장 300nm~500nm의 광이 조사되면, DNA의 손상을 수복시키는 작용을 일으키는 것이 있다. 이것은, 세균이 보유하는 광 회복 효소(예를 들면, FAD(플라빈아데닌디뉴클레오티드))의 기능에 의하는 것으로, 이 현상을 「균의 광 회복」이라고 부른다. 또, 파장 300nm~500nm의 범위에는, 태양광이나 백색 조명의 가시광도 포함되어 있어, 밝은 환경에 있어서 균의 광 회복이 진행되는 것이 알려져 있다.
그런데, 파장 200nm~230nm의 자외선, 특히, 파장 222nm의 자외선 조사에 의하여 균을 불활화한 경우에는, 자외선 조사 후에 상기 가시광이 조사되어도 균의 광 회복은 행해지지 않는다. 즉, 파장 222nm의 자외선 조사에 의하여, 상기의 「균의 광 회복」은 저해된다.
광 회복 효소인 FAD는, 광 회복에 작용하는 리보플라빈과, ADP(아데닌뉴클레오티드)로 나누어진다. ADP는 또한 아데노신과 인산으로 분류된다.
파장 222nm의 자외선과 파장 254nm의 자외선은, FAD의 흡광도는 같은 정도이다. 한편, 광 회복에 작용하는 리보플라빈의 흡광도는, 파장 215nm~230nm의 자외선이 파장 254nm의 자외선보다 크다. 이에 의하여 파장 215nm~230nm의 자외선이, 리보플라빈에 보다 효과적으로 작용함으로써, 광 회복의 기능을 저해시키는 효과가 있다고 생각된다. 또한, 파장 200nm~230nm의 범위에 있어서의 리보플라빈의 흡광도의 피크값이 222nm 부근에 존재하고 있어, 파장 222nm의 자외선 조사에 의하여 「균의 광 회복」을 현저하게 저해할 수 있었다고 생각된다.
또, 아데노신의 흡광도는, 파장 254nm의 자외선이 크고, 파장 218nm~245nm의 범위의 자외선보다 크다. 즉 파장 254nm의 자외선은, 아데노신에 대해서도 흡수되기 쉽고, 바꾸어 말하면, 아데노신이 방호벽이 되어 리보플라빈에 효과적으로 작용되기 어려운 것으로 추찰된다. 그 때문에 파장 218nm~245nm의 범위의 자외선은, 리보플라빈에 효과적으로 작용하기 쉽다고 생각된다. 이상의 점에서, 파장 222nm의 자외선은, 상기의 어느 유효 범위도 만족하는 광이며, 유효하게 균의 광 회복 효과를 저해할 수 있다.
또한, 중심 파장이 222nm보다 짧은 자외선을 이용하여 「균의 광 회복」의 저해 효과에 대하여 검증을 진행한바, 중심 파장이 207nm의 자외선이더라도 균의 광 회복이 저해되는 것을 알 수 있었다. 여기서 특필해야 하는 것은, 파장 207nm의 자외선은, 파장 254nm의 자외선과 비교하여, 리보플라빈의 흡광도가 낮다고 하는 것이다. 즉, 리보플라빈의 흡광도가 파장 254nm의 자외선보다 낮은 파장 대역에 있어서도 균의 광 회복이 효과적으로 저해되는 것을 알 수 있었다. 이것은, 세균이나 진균 등의 미생물이나 바이러스를 구성하는 세포 조직에 대하여, 짧은 파장 대역의 자외선이 효과적으로 작용하는 결과, 균의 광 회복을 억제했다고 추찰할 수 있다.
도 13은, 단백질의 흡수 파장의 특성을 나타낸 것이다. 단백질에 대한 흡수율은, 파장 240nm보다 짧은 파장 대역에서 상승하는 것을 알 수 있다. 그 때문에, 세균이나 바이러스가 갖는 세포막이나 효소의 성분인 단백질에 효과적으로 흡수된다. 특히, 세균이나 바이러스는 인간 세포보다 물리적으로 훨씬 작고, 파장 240nm보다 짧은 파장 대역이더라도 자외선이 관통하기 쉽다. 즉 파장 240nm보다 짧은 파장 대역(190nm~235nm)의 자외선은, 사람이나 동물에 대한 악영향을 억제하면서 미생물이나 바이러스를 불활화할 수 있고, 또한, 세균이나 바이러스를 구성하는 세포 조직에 효과적으로 작용함으로써, 균의 광 회복 등의 기능을 억제하는 효과를 높일 수 있는 것으로 추찰된다. 이에 의하여, 파장 190nm~235nm의 자외선은, 균의 광 회복을 억제하면서 불활화가 진행되기 때문에, 간헐적인 자외선 조사이더라도 효율적으로 불활화를 행할 수 있다고 생각된다.
도 14는, 파장 254nm의 자외선 조사에 의한 균의 광 회복 실험의 결과이며, 도 15는, 파장 222nm의 자외선 조사에 의한 균의 광 회복 실험의 결과이다. 여기서, 불활화 대상의 균은, 파장 254nm의 자외선으로 살균하기 쉬운 황색 포도 구균으로 하고, 파장 300nm~500nm의 광을 포함하는 가시광이 조사되는 환경하에 있어서 자외선 조사를 행하고, 자외선 조사 후의 균의 생잔율의 변화를 확인했다.
도 14 및 도 15에 있어서, 가로축은 경과 시간 (h), 세로축은 균의 log 생잔율이다. 도 14 및 도 15에 있어서, 실험 결과 a~d는, 자외선 조사량을 0mJ/cm2, 5mJ/cm2, 10mJ/cm2, 15mJ/cm2로 한 경우의 균의 생잔율의 변화를 나타낸다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 시간 경과와 함께 균의 생잔율은 증가하고 있다. 즉, 가시광이 조사되는 환경하에 있어서, 파장 254nm의 자외선 조사를 행한 후에 균의 광 회복이 행해지고 있다. 구체적으로는, 가시광의 조사에 의하여 1~2시간 정도로 균의 생존수가 큰 폭으로 회복되고 있다.
한편, 도 15에 나타내는 바와 같이, 파장 222nm의 자외선 조사를 행한 경우에는, 가시광이 조사되고 있어도 균의 회복이 확인되지 않는다. 즉, 균의 광 회복이 저해되어 있다.
광 회복이 저해된 균은, DNA의 손상이 남은 채가 되기 때문에, 증식하는 일도 없이 불활화된다. 파장 222nm의 자외선 조사는, 균의 회복 및 증식을 유효하게 저감시킬 수 있다.
따라서, 파장 222nm의 자외선 조사를 행하는 불활화 시스템은, 특히, 균의 광 회복이 용이한 환경, 구체적으로는 파장 300nm~500nm의 광을 포함하는 가시광이 조사되는 환경에 있어서 효과적으로 작용한다.
파장 254nm의 자외선 조사를 행하는 불활화 시스템에서는, 광 회복하지 않는 미생물 또는 바이러스(예를 들면, 고초균(이른바 낫토균), 인플루엔자 등)에 대해서는 효과적으로 불활화할 수 있지만, 광 회복하는 세균(예를 들면, 대장균이나 살모넬라균 등)에 대해서는, 가시광이 조사되는 환경에 있어서의 불활화가 곤란하다. 그 때문에, 당해 불활화 시스템에서는, 광 회복 효소를 갖는 특정 균만이 생존하기 쉬운 환경을 만들어 내기 쉽고, 당해 균에 의한 감염 리스크를 높일 우려가 있다.
예를 들면, 고초균(무해)이 대장균(유해)과 공존하고 있으면, 고초균이 내는 항균 물질에 의하여 대장균을 사멸시킬 수 있다. 그러나, 파장 254nm의 자외선 조사에 의하여, 고초균과 대장균을 불활화시키면, 고초균은 부활할 수 없지만 대장균은 부활하는 상황을 만들어 내어 버린다. 이 경우, 대장균에 의한 감염 리스크를 높여 버릴 우려가 있다.
이에 대하여, 파장 200nm~230nm의 자외선, 특히, 파장 222nm의 자외선 조사에 의하여 유해한 균의 광 회복을 저해시킬 수 있으면, 당해 균에 의한 감염 리스크를 저감시킬 수 있다.
또, 균의 광 회복을 저해할 수 있으면, 당해 균을 매개로 하여 바이러스가 증식하는 것도 억제할 수 있다.
예를 들면, 세균에 감염되는 바이러스(박테리오파지)는, 세균을 매개로 하여 증식하는 것이 알려져 있다. 바이러스는, 세균에 감염(파지)됨으로써, 세균을 매개로 하여 증식하는 경우가 있다. 이 박테리오파지는, 세균에 감염되는 바이러스의 총칭이지만, 인간에 대하여 유해해지는 경우도 있을 수 있다. 예를 들면, 용원성 파지는, 드물게, 스스로의 게놈 중에 독성 또는 약제 내성 유전자를 가져, 박테리아를 통하여 간접적으로, 이들이 인간에게 해를 초래할 가능성이 지적되고 있다. 예로서, 콜레라 및 디프테리아의 독소가 있다.
균의 광 회복을 저해하는 것은, 파지 등의 바이러스의 증식을 미연에 방지하는 것에도 연결된다.
이상과 같이, 사람이나 동물이 존재하는 시설이나 탈것 내의 표면이나 공간에 대하여 파장 200nm~230nm의 자외선, 특히, 파장 222nm의 자외선을 조사함으로써, 시설이나 탈것 내의 유해한 미생물이나 바이러스를 불활화시킬 수 있음과 더불어, 자외선 조사 후의 균의 광 회복을 효과적으로 억제할 수 있다. 그 결과, 박테리오파지 등의 바이러스의 증식도 미연에 방지할 수 있다.
또 파장 200nm~230nm의 자외선, 특히, 파장 222nm의 자외선 조사에 의하여 균의 광 회복을 저해할 수 있으므로, 자외선이 조사되지 않는 휴지 시간 동안에도, 불활화의 효과가 유지된다. 즉, 연속 점등과 동등한 불활화 효과가 얻어진다.
도 16은, 파장 254nm의 자외선을 이용한 연속 점등과 간헐 점등의 비교 결과이며, 도 17은, 파장 222nm의 자외선을 이용한 연속 점등과 간헐 점등의 비교 결과이다. 여기서, 불활화 대상의 균은, 도 18에 나타내는 바와 같이 파장 254nm의 자외선으로 살균하기 쉬운 황색 포도 구균으로 하고, 상기 자외선을 상시 점등시킨 경우와, 가시광이 조사되고 있는 환경에서 상기 자외선을 간헐 점등시킨 경우에서, 균의 생잔율의 변화를 확인했다.
도 16 및 도 17에 있어서, 가로축은 자외선 조사량(mJ/cm2), 세로축은 균의 log 생잔율이다. 또, 도 16 및 도 17에 있어서, 파선(破線) A는 연속 점등을 행한 경우, 실선 B는 간헐 점등을 행한 경우의 결과를 나타낸다.
연속 점등에 있어서의 자외선 조도는 0.1(mW/cm2)로 했다.
간헐 점등의 조건은, 점등 시간 Ta=50(sec), 휴지 시간 Tb=59분 10초(3550(sec))로 하고, 점등 듀티비=1.39(%)로 설정했다. 또한, 점등 듀티비란, 점등 시간 Ta와 휴지 시간 Tb의 총합에 대한 점등 시간 Ta의 비율이며, Td=Ta/(Ta+Tnb)로 표시되는 값이다. 또, 점등 시의 자외선 조도는 0.1(mW/cm2)로 하고, 1회의 점등 동작에 의한 자외선 조사량을 5(mJ/cm2)로 설정했다.
도 16에 나타내는 바와 같이, 파장 254nm의 자외선 조사의 경우, 간헐 점등을 행하면 연속 점등을 행한 경우보다 불활화 효과가 뒤떨어진다. 이것은, 간헐 점등의 휴지 시간 동안에 균이 회복하기 위해서라고 생각된다. 이와 같이, 파장 254nm의 자외선 조사에서는, 균의 광 회복 작용이 있기 때문에, 간헐 점등을 행하면 균의 불활화를 확실히 실시할 수 없다.
한편, 도 17에 나타내는 바와 같이, 파장 222nm의 자외선 조사의 경우는, 균의 광 회복이 저해되기 때문에, 간헐 점등과 연속 점등에서 동등한 불활화 효과가 얻어지고 있다.
또한, 도 16 및 도 17에 나타내는 바와 같이, 불활화 대상의 균이 황색 포도 구균인 경우, 연속 점등에서는, 어느 자외선 조사량에 있어서도, 파장 254nm의 자외선을 이용한 편이 파장 222nm의 자외선을 이용한 경우보다 불활화 효과가 높다(도 18 참조). 그러나, 간헐 점등의 경우는, 어느 자외선 조사량에 있어서도, 파장 222nm의 자외선을 이용한 편이 불활화 효과는 높다.
도 19는, 중심 파장 207nm의 자외선을 이용한 연속 점등과 간헐 점등의 비교 결과이다. 광원에는 KrBr 엑시머 램프를 이용했다. 또 도 16 및 도 17에 나타내는 비교 결과와 동일하게, 불활화 대상의 균은 황색 포도 구균으로 하고, 상기 자외선을 상시 점등시킨 경우와, 가시광이 조사되고 있는 환경에서 상기 자외선을 간헐 점등시킨 경우에서, 균의 생잔율의 변화를 확인했다. 가로축은 자외선 조사량(mJ/cm2), 세로축은 균의 log 생잔율이다. 또, 도 19에 있어서, 파선 A는 연속 점등을 행한 경우, 실선 B는 간헐 점등을 행한 경우의 결과를 나타낸다. 또 도 16 및 도 17에 나타내는 비교 결과와 동일하게, 연속 점등에 있어서의 자외선 조도는 0.1(mW/cm2)로 했다. 또 간헐 점등의 조건은, 점등 시간 Ta=50(sec), 휴지 시간 Tb=59분 10초(3550(sec))로 하고, 점등 듀티비=1.39(%)로 설정했다. 또한, 점등 듀티비란, 점등 시간 Ta와 휴지 시간 Tb의 총합에 대한 점등 시간 Ta의 비율이며, Td=Ta/(Ta+Tnb)로 표시되는 값이다. 또, 점등 시의 자외선 조도는 0.1(mW/cm2)로 하고, 1회의 점등 동작에 의한 자외선 조사량을 5(mJ/cm2)로 설정했다.
도 19로 나타내는 바와 같이, 파장 207nm의 자외선 조사의 경우에 있어서도, 간헐 점등과 연속 점등에서 동등한 불활화 효과가 얻어지고 있는 것을 알 수 있었다. 이것은, 자외선 조사에 의하여 균의 광 회복 자체가 저해되었기 때문으로 생각되고, 파장 222nm의 자외선 조사의 경우와 동일한 결과이다. 도 20은, 중심 파장 222nm의 KrCl 엑시머 램프의 발광 스펙트럼을 나타낸다. 또 도 21은, 중심 파장 207nm의 KrBr 엑시머 램프의 발광 스펙트럼을 나타낸다. 어느 광원도, 파장 선택 필터를 이용하여 240nm 이상의 UVC광의 방사를 제한시키고, 파장 190~235nm의 파장 대역에 속하는 자외선을 방사시킨 것이다.
도 20, 도 21에 나타내는 바와 같이, 중심 파장이 상이한 자외선이더라도, 도 17 및 도 19에서 나타내어지는 바와 같이, 균의 광 회복이 저해됨으로써 간헐 점등과 연속 점등에서 동등한 불활화 효과가 얻어졌다. 이것은, 파장 240nm보다 짧은 파장 대역에서는 특히 단백질에 대한 광흡수율이 높아짐으로써, 세균이나 바이러스를 구성하는 세포 조직, 특히, 단백질 성분을 포함하는 세포막이나 효소 등에 대하여 효과적으로 작용하기 때문으로 생각된다.
따라서, 파장 240nm보다 짧은 파장 대역(190nm~235nm)의 자외선은, 사람이나 동물에 대한 악영향을 억제하면서 미생물이나 바이러스를 불활화할 수 있고, 또한, 세균이나 바이러스를 구성하는 세포 조직에 효과적으로 작용함으로써, 균의 광 회복 등의 기능을 억제하는 효과가 높아졌다고 생각된다. 또, 보다 바람직하게는 파장 190~230nm의 파장 대역에 있어서, 균의 광 회복 등의 기능을 억제하는 효과가 높아졌다고 생각된다. 이에 의하여, 간헐적으로 자외선을 조사하는 경우에 있어서도 효과적으로 세균이나 바이러스의 불활화를 행할 수 있다.
또한, 대기 중에 파장 190nm 미만의 자외선이 조사되면, 대기 중에 존재하는 산소 분자가 광분해되어 산소 원자를 많이 생성하고, 산소 분자와 산소 원자의 결합 반응에 의하여 오존을 많이 생성시켜 버린다. 그 때문에, 파장 190nm 미만의 자외선을 대기 중에 조사시키는 것은 바람직한 구성이 아니다. 또 오존의 발생을 보다 효과적으로 억제하기 위하여, 주로 방사되는 자외선은 파장 200nm 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 그 때문에, 파장 200~230nm의 자외선을 이용하여, 환경 중에 존재하는 세균이나 바이러스의 불활화를 행하는 것이 바람직하다.
또, 파장 222nm의 자외선을 이용한 간헐 점등에서는, 휴지 시간을 길게 두어도, 불활화 효과는 악화되지 않는다.
도 22의 (a)는, 파장 222nm의 자외선을 이용한 간헐 점등의 동작예 1을 나타내는 타임 차트이며, 도 22의 (b)는, 파장 222nm의 자외선을 이용한 간헐 점등의 동작예 2를 나타내는 타임 차트이다. 동작예 1과 동작예 2는, 점등 시의 자외선 조도 및 1회의 점등 시간 Ta가 같고, 1회의 휴지 시간 Tb만이 상이하다.
도 23은, 동작예 1, 2에서 간헐 점등을 행한 경우의 불활화 효과를 나타내는 도면이다. 도 23에 있어서, 실험 결과 C1은 동작예 1, 실험 결과 C2는 동작예 2의 간헐 점등을 행한 경우의 균의 생잔율의 변화를 나타낸다. 또, 실험 결과 A1은, 점등 시의 자외선 조도를 동작예 1, 2와 같게 한 연속 점등을 행한 경우의 균의 생잔율의 변화를 나타낸다.
여기서, 동작예 1은, 도 22의 (a)에 나타내는 바와 같이, 점등 시간 Ta=50(sec), 휴지 시간 Tb=50(sec), 즉 점등 듀티비가 50%로 설정되어 있다. 또, 동작예 2는, 도 22의 (b)에 나타내는 바와 같이, 점등 시간 Ta=50(sec), 휴지 시간 Tb=59분 10초(3550(sec)), 즉 점등 듀티비가 1.39%로 설정되어 있다.
또, 동작예 1, 2는, 모두 점등 시의 자외선 조도가 0.1(mW/cm2)로 설정되어 있다. 즉, 1회째의 점등 동작에 의한 조사량은, 어느 경우도 5mJ/cm2이며, 이후, 2회째, 3회째, …의 점등 동작에 의한 조사량을 10mJ/cm2, 15mJ/cm2, …로 하고 있다.
이와 같이, 동작예 1의 간헐 점등과 동작예 2의 간헐 점등에서는, 1회의 점등 동작에 의한 자외선 조사량은 같지만, 동작예 2의 휴지 시간이 동작예 1의 휴지 시간보다 길다. 그러나, 도 23에 나타내는 바와 같이, 동작예 1, 2의 불활화 효과는 거의 동등하고, 휴지 시간을 길게 두어도 불활화 효과는 악화되지 않는 것을 확인할 수 있다.
또, 동작예 1, 2의 불활화 효과는, 같은 자외선 조도에서의 연속 점등의 불활화 효과와도 거의 동등한 것도 확인할 수 있다.
또, 점등 시의 자외선 조도(mW/cm2)가 낮은 경우의 불활화 효과에 대해서도 검증했다.
도 24의 (a)는, 파장 222nm의 자외선을 이용한 간헐 점등의 동작예 3을 나타내는 타임 차트이며, 도 24의 (b)는, 파장 222nm의 자외선을 이용한 간헐 점등의 동작예 4를 나타내는 타임 차트이다. 동작예 3과 동작예 4는, 점등 시의 자외선 조도 및 1회의 점등 시간 Ta가 같고, 1회의 휴지 시간 Tb만이 상이하다.
도 25는, 동작예 3, 4에서 간헐 점등을 행한 경우의 불활화 효과를 나타내는 도면이다. 도 25에 있어서, 실험 결과 C3은 동작예 3, 실험 결과 C4는 동작예 4의 간헐 점등을 행한 경우의 균의 생잔율의 변화를 나타낸다. 또, 실험 결과 A2는, 점등 시의 자외선 조도를 동작예 3, 4와 같게 한 연속 점등을 행한 경우의 균의 생잔율의 변화를 나타낸다.
여기서, 동작예 3은, 도 24의 (a)에 나타내는 바와 같이, 점등 시간 Ta=500(sec), 휴지 시간 Tb=500(sec), 즉 점등 듀티비가 50%로 설정되어 있다. 또, 동작예 4는, 도 24의 (b)에 나타내는 바와 같이, 점등 시간 Ta=500(sec), 휴지 시간 Tb=51분 40초(3100(sec)), 즉 점등 듀티비가 13.9%로 설정되어 있다.
또, 동작예 3, 4는, 모두 점등 시의 자외선 조도가 0.01(mW/cm2)로 설정되어 있다. 즉, 1회째의 점등 동작에 의한 조사량은, 어느 경우도 상기의 동작예 1, 2와 동일한 5mJ/cm2이며, 이후, 2회째, 3회째, …의 점등 동작에 의한 조사량을 10mJ/cm2, 15mJ/cm2, …로 하고 있다.
이와 같이, 동작예 3, 4의 간헐 점등과 상술한 동작예 1, 2의 간헐 점등에서는, 1회의 점등 동작에 의한 자외선 조사량은 같지만, 동작예 3, 4의 자외선 조도가 동작예 1, 2의 자외선 조도보다 낮다. 그러나, 도 23 및 도 25에 나타내는 바와 같이, 동작예 1, 2의 불활화 효과와 동일하게, 동작예 3, 4의 불활화 효과도 휴지 시간이 길게 두어져도 악화되지 않고, 점등 시의 자외선 조도가 비교적 낮아도 불활화 효과를 유지할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
또, 동작예 3, 4의 경우에도, 불활화 효과는, 같은 자외선 조도에서의 연속 점등의 불활화 효과와도 거의 동등한 것도 확인할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 불활화 장치(100A)는, 사람이나 동물이 존재하는 시설(200A) 내의 표면이나 공간에 대하여, 인체 또는 동물에 유해한 미생물 및/또는 바이러스를 불활화하는 파장 222nm의 자외선을 조사하는 자외선 조사부(UV 조사부)(10C)를 구비한다. 또, 불활화 장치(100A)는, UV 조사부(10C)에 의한 광의 조사 및 비조사를 제어하는 제어부(20A)를 구비한다. 그리고, 제어부(20A)는, UV 조사부(10C)로부터 조사되는 자외선의 파장에 따라, UV 조사부(10C)에 의한 광의 발광 동작(점등 동작)과 비발광 동작(휴지 동작)이 번갈아 반복하여 행해지도록 UV 조사부(10C)를 간헐 점등시킨다.
구체적으로는, 제어부(20A)는, 사람이나 동물이 존재하는 시설 내에 있어서, 파장 222nm의 자외선을 1일의 자외선 조사량(적산 광량)이 ACGIH 규격으로 정해진 최대 허용 자외선 노광량 Dmax 이내가 되는 것과 같은 조건으로 간헐 점등된다. 이에 의하여, 자외선에 의한 사람이나 동물에 대한 악영향을 적절히 억제하면서, 시설 내에 존재하는 유해한 미생물이나 바이러스를 불활화할 수 있다.
또, 간헐 점등을 행하기 위하여, 자외선의 적산 광량이 최대 허용 자외선 노광량 Dmax에 도달할 때까지의 기간을, 같은 자외선 조도에서의 연속 점등에서 자외선의 적산 광량이 최대 허용 자외선 노광량 Dmax에 도달할 때까지의 기간보다 길게 할 수 있다. 따라서, 시설 내에 비산된 유해한 미생물이나 바이러스를 불활화할 수 있는 가능성을 높일 수 있음과 더불어, 연속 점등의 경우와 비교하여, UV 조사부(10C)의 사용 수명(자외선 광원의 교환이 필요해질 때까지의 시간)을 길게 할 수 있다.
또한, UV 조사부(10C)는, 파장 222nm의 자외선을 조사하므로, 균의 광 회복을 효과적으로 저해할 수 있다. 그 때문에, 조명용 광원(10D)으로부터 가시광이 조사되고 있는 환경이더라도, 점등 시간 내에 있어서 불활화된 균이, 자외선 조사가 행해지지 않는 휴지 시간 동안에 회복되는 것을 방지할 수 있어, 불활화 효과를 유지할 수 있다. 즉, 연속 점등과 동등한 불활화 효과가 얻어진다.
여기서, 간헐 점등의 조건은, 1회의 점등 동작에 의한 적산 광량, 점등 동작 시의 조도, 점등 시간 Ta, 휴지 시간 Tb, 점등 듀티비 Td에 의하여 설정할 수 있다.
예를 들면, 1회의 점등 동작에 의한 적산 광량은, 10mJ/cm2 이하로 할 수 있다. 통상, 불활화 시스템에서는, 1회의 자외선 조사로 살균 대상의 균을 큰 폭으로 감소시키기(예를 들면 99.9% 살균하기) 위하여, 자외선의 적산 광량은, 살균에 필요한 에너지량 상당 이상으로 설정된다. 또, 균의 광 회복의 문제에 의하여, 간헐 점등을 행하는 경우에는, 1회당 적산 광량을 더욱 높일 필요성에 대하여 고찰되어 왔다.
도 18은, 사람이나 동물에 대한 악영향이 억제된 190nm~235nm의 광 중 중심 파장이 222nm인 자외선과, 종래부터 이용되고 있는 254nm의 자외선에서, 미생물이나 바이러스의 불활화(불활화율이 99.9%)에 필요한 에너지량을 측정한 결과이다. 여기서 자외선의 조도는 10μW/cm2로 하고 있다.
이 결과로부터, 222nm의 자외선과 254nm의 자외선에서는, 세균이나 바이러스의 불활화에 필요한 에너지량은 다소 상이한 것을 알 수 있다. 예를 들면, 황색 포도 구균(MRSA)의 살균에는, 222nm의 자외선으로 15mJ/cm2의 적산 광량이 필요하게 된다.
본 실시 형태에서는, 균의 광 회복을 저해할 수 있는 파장역의 광을 이용하여 간헐 점등됨으로써, 1회당 적산 광량을 낮게 억제해도, 높은 불활화 효과를 발휘할 수 있다. 구체적으로는, 1회의 자외선 조사량이, 불활화 대상의 미생물이나 바이러스의 불활화가 가능한 조사량보다 적어도, 간헐적인 점등을 반복함으로써, 불활화 대상의 미생물이나 바이러스를 적절히 불활화할 수 있다. 예를 들면, 황색 포도 구균의 99.9% 살균에 필요한 자외선 조사량은 15mJ/cm2 정도이지만, 1회의 점등 동작에 의한 적산 광량을 5mJ/cm2로 하여 간헐 점등을 행해도, 도 23 및 도 25에 나타낸 바와 같이, 적절히 불활화 효과를 얻을 수 있다.
또한, 1회의 점등 동작에 의한 적산 광량은, 5mJ/cm2 이하로 할 수도 있다.
도 26의 (a)는, 1회의 점등 동작에 의한 적산 광량을 1mJ/cm2로 한 동작예 5의 타임 차트이다. 이 동작예 5는, 점등 시간 Ta=10(sec), 휴지 시간 Tb=50(sec), 점등 시의 자외선 조도가 0.1(mW/cm2)로 설정되어 있다. 즉, 1회째의 점등 동작에 의한 적산 광량은, 1mJ/cm2이며, 이후, 2회째, 3회째, …의 점등 동작에 의한 적산 광량을 2mJ/cm2, 3mJ/cm2, …로 하고 있다. 또, 불활화 대상의 균은, 황색 포도 구균으로 했다.
도 26의 (b)는, 동작예 5에서 간헐 점등을 행한 경우의 불활화 효과를 나타내는 도면이다. 도 26의 (b)에 있어서, 실험 결과 C5는 동작예 5의 간헐 점등을 행한 경우의 균의 생잔율의 변화이며, 실험 결과 A1은, 점등 시의 자외선 조도를 동작예 5와 같게 한 연속 점등을 행한 경우의 균의 생잔율의 변화를 나타낸다. 이 실험 결과 A1은, 도 23에 나타내는 실험 결과 A1과 같다. 이 도 26의 (b)에 나타내는 바와 같이, 1회의 점등 동작에 의한 적산 광량이 5mJ/cm2 이하인 1mJ/cm2이더라도, 적절히 불활화 효과를 얻을 수 있다.
또 1회의 점등 동작에 의한 적산 광량은, 보다 낮은 값으로 설정해도 상관없다. 예를 들면 1회의 점등 동작에 의한 적산 광량은 0.2μJ/cm2로 설정해도 된다.
또, 점등 듀티비 Td는, 예를 들면 50% 이하로 할 수 있다. 이 경우에도, 도 23 및 도 25에 나타낸 바와 같이, 적절히 불활화 효과를 얻을 수 있다. 또, 점등 듀티비 Td를 50% 이하로 함으로써, 연속 점등을 행하는 경우와 비교하여, 같은 적산 광량으로, 불활화 환경을 유지할 수 있는 시간을 2배 이상으로 연장할 수 있다.
또, 보다 불활화 환경을 유지할 수 있도록 점등 듀티비 Td는 25% 이하나 10% 이하로 할 수도 있다.
또한, 점등 듀티비 Td는, 예를 들면 1% 이상 5% 이하로 할 수도 있다. 이 경우에도, 도 23의 실험 결과 C2 및 도 25의 실험 결과 C4에 나타낸 바와 같이, 적절히 불활화 효과를 얻을 수 있다. 또, 이 경우, 불활화 환경을 유지할 수 있는 시간을 추가로 연장할 수 있다.
또한, 1회의 점등 시간 Ta는, 1분 이하로 할 수 있다. 이 경우에도, 도 23에 나타낸 바와 같이, 적절히 불활화 효과를 얻을 수 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 자외선 광원으로서 종래의 수은 램프보다 광 출력의 상승 시간이 짧은 엑시머 램프(KeCl 엑시머 램프)를 채용하므로, 점등 시간 Ta가 1분 이하이더라도, 안정적인 광 출력을 실현할 수 있어, 불활화 환경을 유효하게 형성할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 광 출력의 상승 시간이 짧은 자외선 광원으로서 엑시머 램프를 채용하는 경우에 대하여 설명했지만, 고체 광원(발광 다이오드(LED), 레이저 다이오드(LD)) 등을 채용하는 것도 가능하다.
또, 점등 동작과 휴지 동작의 동작 사이클에 있어서, 적어도 일부의 동작 사이클에 2시간 이상의 휴지 시간 Tb가 설정되어도 된다. 본 실시 형태에서는, 균의 광 회복을 저해할 수 있기 때문에, 균의 광 회복에 필요한 시간 이상으로 휴지 시간 Tb를 설정해도 적절히 불활화 효과를 지속시킬 수 있다. 또한, 도 14에 나타낸 바와 같이, 파장 254nm의 자외선을 조사한 경우, 균의 광 회복에 필요한 시간은 1~2시간 정도이다.
한편, 점등 동작과 휴지 동작의 동작 사이클에 있어서, 자외선 조사부의 1회의 휴지 시간 Tb는 1시간 이하로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 시설이나 탈것 내의 감염 확대를 방지하기 위해서는, 사람이나 동물이 왕래하는 기간에 있어서, 휴지 시간 Tb를 짧게 하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 바이러스의 공기 감염은, 공기 중의 1μm 이하의 미소한 에어로졸에 부착된 상태로 퍼지는 것으로 생각되고 있다. 이 경우, 미소한 에어로졸이 공기 중을 떠도는 시간은 길고, 바이러스의 종류에 따라서는, 에어로졸 중의 생존 시간이 1시간을 초과하는 것도 존재한다(예를 들면 신형 코로나 바이러스).
이와 같은 바이러스에 대하여, 자외선을 효과적으로 조사하기 위해서는, 휴지 시간 Tb를 1시간 이하로 제어하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 에어로졸 중에 생존하는 바이러스를 적절히 불활화할 수 있어, 시설이나 탈것 내에 새롭게 사람이 들어온 경우의 감염 리스크를 저하시킬 수 있다. 또, 휴지 시간 Tb를 보다 짧게 설정하면, 에어로졸 중에 복수 회의 자외선 조사를 행할 수 있어, 불활화 효과를 높일 수 있다.
또한, 감염 확대를 억제하기 위해서는, 사람이나 동물을 통한 감염 경로에 대하여 고찰해야 한다.
사람이 재채기를 했을 때의 비말은, 5μm 이상의 큰 입자와, 5μm 미만의 작은 입자(비말핵)로 크게 나눌 수 있다. 여기서, 5μm 미만의 작은 입자는, 그 낙하 속도가 느리고, 0.06cm/s~1.5cm/s 정도의 속도로 되어 있다. 낙하 속도를 0.06cm/s으로 가정하면, 5μm 미만의 작은 입자는, 1m 낙하하는 것에 약 27분 걸리게 된다.
그래서, 휴지 시간 Tb는, 예를 들면 25분 이하로 해도 된다. 이 경우, 공기 중을 떠돌기 쉬운 5μm 미만의 작은 입자(비말핵)에 대하여, 바닥에 낙하하기 전에 적절히 자외선 조사를 행할 수 있어, 공기 중의 바이러스나 세균을 효과적으로 불활화할 수 있다. 비말핵이 지면에 낙하한 후면, 바이러스나 세균의 주위에 퇴적물(분진 등)이 쌓임으로써 자외선의 장벽이 될 우려가 있지만, 차폐물이 적은 공중 하에서의 자외선 조사로 함으로써, 세균이나 바이러스의 저감 효과를 기대할 수 있다.
또한, 공중 하에서 바이러스에 대하여 복수 회의 자외선 조사를 행한다면, 휴지 시간 Tb는 10분 이하가 보다 바람직하다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 제어부(20A)는, 시설이나 탈것 내에 있어서의 인체 또는 동물에 유해한 미생물 및/또는 바이러스의 증식 상황에 따라, UV 조사부(10C)의 점등 동작과 휴지 동작의 동작 사이클을 변경 가능하게 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 간헐 점등의 조건(1회의 점등 동작에 의한 적산 광량, 점등 동작 시의 조도, 점등 시간 Ta, 휴지 시간 Tb, 점등 듀티비 Td)을 개별 또한 자유롭게 변경 가능해도 되고, 미리 설정된 상이한 복수의 동작 모드를 전환 가능하게 구성되어 있어도 된다.
예를 들면, 시설의 휴가 기간이나 시즌의 한산기 등의 사람의 왕래가 거의 없는 기간에 있어서는, 빈번한 자외선 조사의 필요가 없다. 그 때문에, 상기와 같은 기간에 있어서는, 휴지 시간 Tb를 길게 설정해도 된다.
또, 예를 들면, 사람이나 동물의 왕래가 많은 시간대, 균의 증식 환경이 갖추어지기 쉬운 상황, 감염증이 확대하고 있는 상황 등은, 인체 또는 동물에 유해한 미생물 및/또는 바이러스가 증식 경향에 있는 상황이라고 판단할 수 있다. 이와 같은 상황에서는, 자동 또는 수동에 의하여, 예를 들면 휴지 시간 Tb가 보다 짧아지도록 동작 사이클을 변경하도록 해도 된다. 자동으로 동작 사이클을 변경하는 경우에는, 시각이나 기온, 습도, 사람이나 동물의 왕래 빈도 등의 상황을 센서에 의하여 검지하고, 그 검지 신호에 의거하여 증식 상황을 판정하여 동작 사이클을 변경한다. 수동에 의하여 동작 사이클을 변경하는 경우에는, 증식 상황에 따라 유저가 선택한 동작 모드를 나타내는 신호를 수신하고, 수신한 신호를 토대로 동작 사이클을 변경한다.
본 발명에 따른 불활화 장치 및 불활화 방법에 의하면, 자외선 조사에 의한 인체에 대한 악영향을 미치는 일 없이, 자외선 본래의 살균, 바이러스의 불활화 능력을 제공할 수 있다. 특히, 종래의 자외선 광원과는 상이하게, 유인 환경에서 사용할 수 있다고 하는 특징을 살려, 사람이 입퇴출 가능한 폐색 공간 내에 설치함으로써, 폐색 공간 내 전체를 조사할 수 있어, 공기와 폐색 공간 내의 설치 부재 표면의 바이러스 억제·제균을 제공할 수 있다.
이것은, 유엔이 주도하는 지속 가능한 개발 목표(SDGs)의 목표 3 「모든 연령의 모든 사람들의 건강한 생활을 확보하고, 복지를 촉진시킨다」에 대응하고, 또, 타겟 3.3 「2030년까지, 에이즈, 결핵, 말라리아 및 소외 열대병과 같은 전염병을 근절함과 더불어, 간염, 수계 감염증 및 그 외의 감염증에 대처한다」에 크게 공헌하는 것이다.
또한, 상기에 있어서 특정 실시 형태가 설명되어 있지만, 당해 실시 형태는 단순히 예시이며, 본 발명의 범위를 한정하려는 의도는 없다. 본 명세서에 기재된 장치 및 방법은 상기한 것 이외의 형태에 있어서 구현화할 수 있다. 또, 본 발명의 범위로부터 벗어나는 일 없이, 상기한 실시 형태에 대하여 적절히, 생략, 치환 및 변경을 이룰 수도 있다. 이러한 생략, 치환 및 변경을 이룬 형태는, 청구범위에 기재된 것 및 이들의 균등물의 범주에 포함되어, 본 발명의 기술적 범위에 속한다.
10A, 10B, 10C UV: 조사부
10D: 조명용 광원
11: 인체 감지 센서 12: 압력 센서
13: 도어 센서 20: 제어부
100: 불활화 장치 200: 폐쇄 공간(화장실 개인칸)
200A: 시설 201: 천장
202: 벽부 203: 도어
300: 사람
11: 인체 감지 센서 12: 압력 센서
13: 도어 센서 20: 제어부
100: 불활화 장치 200: 폐쇄 공간(화장실 개인칸)
200A: 시설 201: 천장
202: 벽부 203: 도어
300: 사람
Claims (19)
- 미생물 및/또는 바이러스를 불활화하는 불활화 장치로서,
사람이나 동물이 존재하는 시설이나 탈것 내의 표면이나 공간에 대하여, 상기 미생물 및/또는 바이러스를 불활화하는 파장의 자외선을 포함하는 광을 조사하는 자외선 조사부와,
상기 자외선 조사부에 의한 상기 광의 조사 및 비조사를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 자외선 조사부로부터 방출되는 상기 광에 포함되는 자외선은, 190nm~235nm의 파장역의 광이며,
상기 제어부는,
상기 자외선 조사부로부터 조사되는 상기 광에 포함되는 자외선의 파장에 따라, 상기 자외선 조사부에 의한 상기 광의 발광 동작과 비발광 동작이 번갈아 반복하여 행해지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 자외선 조사부는, 파장 200nm~230nm에 중심 파장을 갖는 자외선을 방출하는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 자외선 조사부는, 중심 파장 222nm의 자외선을 방출하는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 자외선 조사부는, 중심 파장 207nm의 자외선을 방출하는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선 조사부의 1회의 상기 발광 동작에 의한 적산 광량은, 10mJ/cm2 이하로 제어되는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선 조사부의 1회의 상기 발광 동작에 의한 적산 광량은, 5mJ/cm2 이하로 제어되는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간은, 상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간과 상기 자외선 조사부의 1회의 비발광 동작 시간의 총합에 대하여 50% 이하로 제어되어 있는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간은, 상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간과 상기 자외선 조사부의 1회의 비발광 동작 시간의 총합에 대하여 5% 이하로 제어되어 있는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간은, 상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간과 상기 자외선 조사부의 1회의 비발광 동작 시간의 총합에 대하여 1% 이상으로 제어되어 있는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
조사되는 자외선의 파장에 따라 정해진 인체에 대한 1일의 최대 허용 자외선 노광량을 Dmax(mJ/cm2), 인체의 자외선 조사면에 있어서의 조도를 W(mW/cm2), 1일에 상기 발광 동작을 행하는 횟수를 N으로 할 때,
상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간은, 아래 식을 만족하는 시간 Ta(sec)로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 불활화 장치.
Ta≤Dmax/(W×N) - 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선 조사부의 1회의 발광 동작 시간이 1분 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선 조사부는, 중심 파장 222nm의 자외선을 방출하는 KrCl 엑시머 램프를 갖는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선 조사부는, 중심 파장 207nm의 자외선을 방출하는 KrBr 엑시머 램프를 갖는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선 조사부는, 자외선을 방출하는 발광 다이오드(LED) 혹은 레이저 다이오드(LD)를 갖는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선 조사부의 1회의 비발광 동작 시간이 1시간 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선 조사부의 1회의 비발광 동작 시간이 25분 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선 조사부의 상기 발광 동작과 상기 비발광 동작의 동작 사이클에 있어서, 적어도 일부의 동작 사이클에, 2시간 이상의 비발광 동작 시간이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 시설이나 탈것 내에 있어서의 상기 미생물 및/또는 바이러스의 증식 상황에 따라, 상기 자외선 조사부의 상기 발광 동작과 상기 비발광 동작의 동작 사이클을 변경 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 불활화 장치. - 미생물 및/또는 바이러스를 불활화하는 불활화 방법으로서,
사람이나 동물이 존재하는 시설이나 탈것 내의 표면이나 공간에 대하여, 상기 미생물 및/또는 바이러스를 불활화하는 파장의 자외선을 포함하는 광으로서, 190nm~235nm의 파장역의 광을 조사하는 자외선 조사부에 의한 상기 광의 조사 및 비조사를 제어할 때에,
상기 자외선 조사부로부터 조사되는 상기 광에 포함되는 자외선의 파장에 따라, 상기 자외선 조사부에 의한 상기 광의 발광 동작과 비발광 동작이 번갈아 반복하여 행해지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 불활화 방법.
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