WO2022044457A1 - オゾン処理装置及び報知装置 - Google Patents

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WO2022044457A1
WO2022044457A1 PCT/JP2021/019785 JP2021019785W WO2022044457A1 WO 2022044457 A1 WO2022044457 A1 WO 2022044457A1 JP 2021019785 W JP2021019785 W JP 2021019785W WO 2022044457 A1 WO2022044457 A1 WO 2022044457A1
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WO
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ozone
concentration
value
ozone concentration
control unit
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PCT/JP2021/019785
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English (en)
French (fr)
Inventor
広行 蛇口
Original Assignee
アルプスアルパイン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/015—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using gaseous or vaporous substances, e.g. ozone
    • A61L9/04—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using gaseous or vaporous substances, e.g. ozone using substances evaporated in the air without heating

Definitions

  • the present invention relates to an ozone treatment device and a notification device.
  • Ozone treatment equipment is used in various fields.
  • an ozone sterilization device including an ozone generator that supplies ozone into the sterilization chamber and an ozone CT value detector that detects the integrated value of the ozone concentration and time in the sterilization chamber has been proposed.
  • ozone sterilizer ozone is supplied from the ozone generator into the sterilization chamber, and when the object to be sterilized is sterilized, sterilization occurs when the integrated CT value from the ozone CT value detector reaches a predetermined detection value. Is stopped.
  • One aspect of the present invention is to provide an ozone treatment apparatus capable of performing the desired treatment by reducing the concentration of the object to be removed to a predetermined value or less even when a disturbing substance is present in the space. And.
  • One aspect of the ozone treatment apparatus is based on an ozone generation unit that generates ozone in the treatment space, an ozone concentration measurement unit that measures the ozone concentration in the treatment space, and the measured ozone concentration.
  • a control unit for calculating the drive output value of the ozone generation unit is provided, and the control unit has completed oxidation of a disturbance substance existing other than the object to be removed based on the ozone concentration or the drive output value. After determining, it is determined that the object to be removed has been removed to a predetermined reference value or less based on the relationship between the ozone concentration and the time after the completion of the oxidation.
  • the ozone concentration measuring unit for measuring the ozone concentration in the processing space and the disturbed substances existing other than the object to be removed have been completely oxidized based on the measured ozone concentration.
  • a determination unit for determining that the object to be removed has been removed to a predetermined reference value or less based on the relationship between the ozone concentration and the time after the completion of the oxidation is provided.
  • One aspect of the ozone treatment apparatus according to the present invention is that even when a disturbing substance is present in the space, the concentration of the object to be removed can be reduced to a predetermined value or less to perform the desired treatment.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an ozone treatment apparatus according to the present embodiment.
  • the ozone treatment device 1A includes an ozone generation unit 10, an ozone concentration sensor 20 as an ozone concentration measurement unit, and a control unit 30A, and is installed in the processing space S.
  • the ozone treatment device 1A removes the objects to be removed and the disturbing substances existing in the treatment space S by contacting them with ozone and oxidatively decomposing them, and lowers these concentrations to an allowable value or less. ..
  • the processing space is a closed space such as a house, a building, a hospital, a building such as a welfare facility, a vehicle such as a car or a train, or an indoor space such as an airplane, and refers to an atmosphere in which air exists. ..
  • the closed space includes a space that can be regarded as substantially closed, and air may or may not be circulated.
  • the object to be removed refers to bacteria, viruses, volatile organic compounds (VOCs), odorous components, etc., but in the present embodiment, it is a specific bacterium or virus.
  • the disturbing substance is a substance or virus other than a specific bacterium or virus to be removed, a VOC, an odorous component, or the like, and is a substance that is more susceptible to ozone than the object to be removed.
  • the odorous component refers to a malodorous substance, a volatile organic compound, or the like, and examples thereof include NH 3 , H 2 S, and the like.
  • the ozone generating unit 10 uses oxygen in the air in the processing space S as a raw material to generate ozone in the processing space S.
  • the ozone generation unit 10 is electrically connected to the control unit 30A and is controlled by the control unit 30A.
  • the ozone generation unit 10 can generate ozone based on the drive output value sent from the control unit 30A.
  • the ozone generating unit 10 can be used by any method as long as it can generate ozone.
  • the ozone generating unit 10 for example, an apparatus that generates ozone by using a discharge type in which discharge electrodes and counter electrodes are alternately arranged so as to face each other, and ozone by using a photochemical reaction method using ultraviolet rays. It is possible to use an apparatus or the like to generate.
  • a voltage is applied to both electrodes to generate a discharge between both electrodes.
  • oxygen contained in the air is activated, and a part of the dissociated or excited oxygen is changed to ozone (O 3 ).
  • ozone is generated in the air.
  • the generated ozone reacts with the object to be removed contained in the air of the treatment space S to decompose and remove the object to be removed.
  • the ozone generation amount (ozone generation amount) in the ozone generation unit 10 can be controlled (increase / decrease, operation, stop, etc.) by adjusting the drive output value and adjusting the discharge amount by the control unit 30A. ..
  • an ultraviolet irradiation device equipped with an ultraviolet lamp that emits ultraviolet rays can be used.
  • the ultraviolet lamp for example, a low-pressure mercury lamp, an excimer lamp, or the like can be used, but it is preferable to use an excimer lamp capable of emitting light that does not include the ozone decomposition wavelength.
  • the ozone concentration sensor 20 measures the ozone concentration in the processing space S.
  • the ozone concentration sensor 20 outputs a detection value (ozone concentration detection value) according to the measured ozone concentration.
  • the ozone concentration sensor 20 is electrically connected to the control unit 30A and transmits an ozone concentration detection signal to the control unit 30A.
  • the ozone concentration sensor 20 is not particularly limited and can be appropriately selected.
  • the ozone concentration sensor 20 for example, a semiconductor sensor having a semiconductor element as a gas-sensitive portion made of a metal oxide semiconductor material can be used.
  • the ozone concentration is measured by detecting the amount of change in the resistance value of the semiconductor element caused by the contact of ozone with the surface of the semiconductor element, and the voltage signal corresponding to the ozone concentration is used as the ozone concentration detection value. It is to output.
  • the control unit 30A is connected to each member constituting the ozone processing device 1A such as the ozone generation unit 10 so as to be controllable.
  • the control unit 30A has a storage means for storing a control program and various storage information, and a calculation means for operating based on the control program.
  • the control unit 30A is realized by the arithmetic means reading and executing a control program or the like stored in the storage means.
  • the control unit 30A calculates the drive output value of the ozone generation unit 10 based on the ozone concentration measured by the ozone concentration sensor 20, and controls the amount of ozone generated by the ozone generation unit 10. Specifically, the control unit 30A receives the ozone concentration detection value which is a signal of the measurement result of the ozone concentration measured by the ozone concentration sensor 20. The control unit 30A calculates the ozone concentration in the processing space S based on the ozone concentration detection value received from the ozone concentration sensor 20. The control unit 30A calculates a drive output value, which is a signal for generating ozone in the ozone generation unit 10, based on the calculated ozone concentration. The control unit 30A transmits the calculated drive output value to the ozone generation unit 10, and controls the amount of ozone generated by the ozone generation unit 10.
  • the control unit 30A determines that the concentration of the object to be removed becomes equal to or less than a predetermined reference value based on the ozone concentration or the drive output value, and the oxidation of the disturbing substance existing in the processing space S is completed. Then, the control unit 30A determines that the object to be removed has been removed to a predetermined reference value or less based on the relationship between the ozone concentration and the time after the completion of oxidation, and the target treatment is completed, and the ozone generation unit 30A determines that the target treatment has been completed. Stop 10 In the present embodiment, for example, a CT value which is an integral value of the ozone concentration and the time can be used as the relationship between the ozone concentration and the time. Based on the CT value, the control unit 30A can determine that the object to be removed has been removed to a predetermined reference value or less and that the target processing has been completed.
  • control unit 30A can determine that the oxidation of the disturbing substance is completed when the rate of increase in ozone concentration is equal to or higher than a predetermined rate.
  • the control unit 30A may store the relationship between the ozone concentration detection value or the drive output value and the completion of oxidation of the disturbance substance in the storage means in advance for each type of the disturbance substance. In this case, the control unit 30A is present in the processing space S by comparing the stored value stored in the storage means with the actually measured value measured by the ozone concentration sensor 20 or the drive output value of the ozone generating unit 10. It is possible to determine whether or not the oxidation of the disturbing substance is completed.
  • control unit 30A stores in advance the relationship between the ozone concentration and the time after the completion of the oxidation of the disturbing substance and the relationship between the ozone concentration or the time and the concentration of the removal target for each type of the object to be removed. You may memorize it in. In this case, the control unit 30A compares the stored value stored in the storage means with the calculated value calculated based on the relationship between the ozone concentration and the time after the completion of oxidation, and enters the processing space S. It is possible to determine whether or not the target processing has been completed by removing the existing object to be removed to a value equal to or less than a predetermined reference value.
  • control unit 30A stores in advance the relationship between the CT value after the completion of oxidation of the disturbing substance and the concentration of the object to be removed in the storage means.
  • control unit 30A compares the stored value stored in the storage means with the calculated value of the CT value after the completion of oxidation, and the removal target existing in the processing space S is a predetermined reference value. It can be determined whether or not it has been removed to the following.
  • control unit 30A can generate ozone having a predetermined concentration, for example, high-concentration or low-concentration ozone from the ozone generation unit 10.
  • the low ozone concentration means a concentration in which the ozone concentration is in the range of a reference value or less that is safe for the human body, and is 0.1 ppm or less, preferably 0.05 ppm or less.
  • the high ozone concentration means that the ozone concentration is higher than the standard value that is safe for the human body, and is, for example, about several ppm to several tens of ppm. In order to efficiently remove the object to be removed, it is preferable that the ozone concentration is high, but there is a concern about the effect on the human body. Therefore, when generating high-concentration ozone, it is desirable to confirm that there are no people in the treatment space S before carrying out the process.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an ozone treatment method.
  • the control unit 30A operates the ozone generation unit 10 to generate ozone in the processing space S by the ozone generation unit 10 (step S11).
  • the object to be removed and the disturbing substance existing in the air in the processing space S react with ozone and are oxidatively decomposed.
  • the ozone concentration sensor 20 measures the ozone concentration in the processing space S, outputs the ozone concentration detection value, and sends it to the control unit 30A.
  • the control unit 30A calculates the ozone concentration in the processing space S based on the ozone concentration detection value sent from the ozone concentration sensor 20 (step S12).
  • the ozone concentration sensor 20 may continuously and continuously transmit the ozone concentration detection value to the control unit 30A, or may transmit the ozone concentration detection value at predetermined time intervals.
  • control unit 30A calculates the rate of increase in ozone concentration per unit time based on the ozone concentration detection value output from the ozone concentration sensor 20 (step S13).
  • ozone is consumed by reacting with the object to be removed, so that the ozone concentration hardly fluctuates or repeats a slight increase and decrease.
  • ozone is newly supplied from the ozone generating unit 10 into the processing space S while the ozone is consumed by reacting with the object to be removed and the disturbing substance until the time T1. Therefore, until the time T1, the ozone concentration in the processing space S is stable and hardly fluctuates, and there is no tendency for the ozone concentration to increase in a unit time.
  • the ozone concentration is stable, but the ozone concentration may repeatedly increase and decrease.
  • the ozone concentration is substantially constant from the start of ozone generation to the time T1. Further, the length from the start of ozone generation to the time T1, the value of ozone concentration, the degree of change in ozone concentration, and the like depend on the concentration of the object to be removed and the disturbance substance in the processing space S.
  • the amount of the disturbance substance that reacts with ozone is reduced in the processing space S, and since it is almost eliminated or the amount is very small, the supply amount of ozone becomes larger than the amount of the remaining disturbance substance. .. Therefore, after the time T1, the ozone concentration in the processing space S continuously increases, and the rate of increase in the ozone concentration per unit time increases.
  • the value of the rate of increase in ozone concentration after unit time ⁇ T and the increase in ozone concentration at multiple time points in unit time ⁇ T can be used.
  • control unit 30A determines whether or not the calculated rate of increase in ozone concentration per unit time is equal to or higher than a predetermined rate (step S14).
  • the predetermined speed is appropriately selected according to the type of the object to be removed and the disturbing substance, the initial concentration of the object to be removed and the disturbing substance, and the like.
  • step S14 when the rate of increase in ozone concentration per unit time is less than a predetermined rate (step S14: No), the control unit 30A can determine that the disturbance substance that reacts with ozone in the processing space S has been oxidized. It is determined that the concentration exceeds the concentration, and the ozone concentration in the processing space S is measured again by the ozone concentration sensor 20 (step S12).
  • step S14 when the rate of increase in ozone concentration per unit time is equal to or higher than a predetermined rate (step S14: Yes), the control unit 30A determines that the disturbance substance that reacts with ozone has been oxidized in the processing space S. It is determined that the concentration is less than the determinable concentration, and the integrated value (CT value) of the ozone concentration and the time is calculated (step S15).
  • CT value integrated value
  • the CT value is appropriately selected according to the type of the object to be removed, the disturbing substance, and the like. Further, when the initial concentration of the object to be removed and the disturbance substance is known, it may be appropriately determined according to the initial concentration of the object to be removed and the disturbance substance.
  • the control unit 30A determines whether or not the CT value is equal to or higher than a predetermined value (step S16).
  • the CT value is less than a predetermined value (step S16: No)
  • the control unit 30A has a removal target having a concentration that can be oxidized with ozone, and the concentration of the removal target is a predetermined reference value. It is determined that there is a high possibility that the value exceeds the above value, and the CT value is calculated again (step S15).
  • step S16 When the CT value is equal to or higher than a predetermined value (step S16: Yes), the control unit 30A decomposes the removal target in the processing space S to a state where there is almost no ozone consumption, or all the removal targets are decomposed. Then, it is determined that the concentration of the object to be removed is equal to or less than a predetermined reference value, the operation of the ozone generating unit 10 is stopped, and the ozone generation is stopped (step S17).
  • the ozone treatment device 1A can stop the generation of ozone at the optimum timing, so that the ozone generation unit 10 generates excess ozone while decomposing the object to be removed and the disturbance substance in the treatment space S. It can be suppressed.
  • the ozone generating unit 10 When the operation of the ozone generating unit 10 is stopped, the supply of ozone from the ozone generating unit 10 to the processing space S is stopped, so that the ozone newly generated in the processing space S disappears. Since the ozone in the processing space S is naturally decomposed, as shown in FIG. 3, when the operation of the ozone generating unit 10 is stopped at the time T2, the ozone concentration in the processing space S decreases after the time T2. do.
  • the ozone generation unit 10 is stopped, ozone is not generated, and adjustment is made to gradually reduce the ozone concentration in the processing space S. Since it is only necessary to reduce the ozone concentration in the space S, the ozone generation unit 10 is not stopped, and the ozone generation unit 10 is not stopped, and the high concentration ozone generation is switched to the low concentration ozone generation. Alternatively, the ozone concentration may be gradually lowered.
  • the ozone treatment device 1A includes an ozone generation unit 10, an ozone concentration sensor 20, and a control unit 30A.
  • the control unit 30A determines that the oxidation of the disturbing substance existing in the processing space S is completed based on the ozone concentration, and the object to be removed is equal to or less than the predetermined reference value based on the CT value after the completion of the oxidation. It is determined that the target processing has been completed.
  • the ozone treatment device 1A can perform the target treatment by reducing the concentration of the object to be removed to a predetermined value or less even when a disturbing substance is present in the treatment space S.
  • the CT value indicates the target sterilization rate determined for each specific bacterium, and in the method of determining the removal of the object to be removed only by the standard CT value, the treatment space S contains a disturbing substance. If so, it can be said that the object to be removed and the disturbing substance cannot be reliably decomposed by ozone until the ozone consumption is almost zero. Further, when the concentration of the object to be removed existing in the processing space S is unknown, there is a method of observing the time of completion of oxidation of the object to be removed by the change in ozone concentration. However, even with this method, when the treatment space S contains a disturbance substance, it can be said that the object to be removed and the disturbance substance cannot be reliably decomposed by ozone until the ozone consumption is almost zero.
  • the treatment space S is used. Even if a disturbing substance is contained, the generation of ozone can be stopped at the optimum timing regardless of the concentration of the object to be removed, and the generation of excess ozone can be suppressed. Therefore, for example, when the concentration of the object to be removed is high, ozone treatment is performed for a longer time than expected, so that ozone consumption of the object to be removed and the disturbing substance is higher than that judged only by the standard CT value. It can be disassembled with high accuracy to almost no state.
  • the concentration of the object to be removed is low, the generation of ozone can be stopped early while considering the presence of disturbing substances. Further, when there is no disturbance substance in the treatment space S, the removal target is appropriately treated with ozone until the ozone consumption is almost zero, corresponding to both the case where the initial concentration of the removal target is high and the case where the initial concentration is low. It can be reliably disassembled.
  • the ozone treatment device 1A can suppress the generation of excess ozone in the ozone generation unit 10, it is possible to reduce the consumption of wasteful energy and to generate ozone for a longer time than necessary. Can be reduced.
  • the ozone treatment device 1A can determine that the control unit 30A has completed the oxidation of the disturbing substance when the rate of increase of the ozone concentration detection value is equal to or higher than the predetermined rate. This makes it possible to easily confirm that the object to be removed and the disturbing substance are decomposed by ozone to a state where ozone consumption is almost zero. Therefore, the ozone treatment device 1A can easily perform the target treatment with higher accuracy.
  • the ozone concentration instead of the ozone concentration, it may be determined that the oxidation of at least one of the object to be removed and the disturbing substance has been completed based on the drive output value of the ozone generating unit 10.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an ozone treatment apparatus according to the present embodiment.
  • the ozone treatment device 1B according to the present embodiment is obtained by changing the control unit 30A of the ozone treatment device 1A according to the first embodiment to the control unit 30B, and the ozone concentration sensor 20.
  • the ozone generation unit 10 and the control unit 30B are provided and installed in the processing space S. Since this embodiment is the same as the ozone treatment device 1A according to the first embodiment except for the configuration of the control unit 30B, only the configuration of the control unit 30B will be described.
  • the control unit 30B sets the ozone concentration in the processing space S as the ozone concentration target.
  • the drive output value is calculated so as to approach the value and fed back to the ozone generation unit 10, so that the ozone generation unit 10 can be controlled.
  • the control unit 30B determines that the oxidation of the disturbing substance is completed when the drive output value is maintained within a constant range for a predetermined time.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between time and the drive output value of the ozone generating unit 10.
  • the drive output value is increased so that, for example, high-concentration ozone is generated from the ozone generation unit 10.
  • ozone is newly supplied from the ozone generating unit 10 into the processing space S while being consumed by reacting with the object to be removed and the disturbing substance. Therefore, until the time T1, the ozone concentration in the processing space S is stable and hardly fluctuates, and there is no tendency for the ozone concentration to fluctuate in a unit time.
  • the drive output value is stable in FIG.
  • the drive output value may repeatedly increase and decrease. Even in this case, the drive output value is substantially constant from the start of ozone generation to the time T1. Further, the length from the start of ozone generation to the time T1, the value of the drive output value, the degree of change in the drive output value, and the like depend on the concentration of the object to be removed and the disturbance substance in the processing space S.
  • the amount of the disturbance substance that reacts with ozone is reduced in the processing space S, and since it is almost eliminated or the amount is very small, the amount of ozone supplied is required with respect to the amount of the remaining disturbance substance. It gets smaller. Therefore, after the time T1, the amount of the disturbing substance existing in the processing space S decreases as the time elapses, so that the amount of ozone required decreases. Therefore, the drive output value of the ozone generation unit 10 also decreases.
  • the ozone generating unit 10 When all the disturbing substances are decomposed or decomposed to a state where there is almost no ozone consumption and the concentration of the disturbing substances is reduced to an allowable predetermined value or less, the ozone generating unit 10 The drive output value of is kept low. When the operation of the ozone generating unit 10 is stopped at the time point T3 after the drive output value of the ozone generating unit 10 is maintained within a constant range for a predetermined time, the driving output value becomes zero.
  • control unit 30B determines that the object to be removed is a predetermined reference based on the drive time of the ozone generation unit 10 after the completion of oxidation of the disturbance substance. It may be determined whether or not it has been removed below the value.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating the ozone treatment method.
  • the control unit 30B operates the ozone generation unit 10 to generate ozone in the processing space S by the ozone generation unit 10 (step S21). Since step S21 is the same as step S11 of the ozone treatment method of the ozone treatment device 1A according to the first embodiment shown in FIG. 2 above, the description thereof will be omitted.
  • control unit 30B calculates the drive output value so that the ozone concentration in the processing space S approaches the ozone concentration target value, feeds it back to the ozone generation unit 10, and controls the ozone generation unit 10 (step S22). ).
  • the drive output value since it is necessary to increase the amount of ozone generated from the ozone generation unit 10 in order to increase the ozone concentration in the processing space S, the drive output value becomes large.
  • the control unit 30B calculates the drive output value so that the ozone concentration in the processing space S approaches the ozone concentration target value, and feedback-controls the ozone generation unit 10 to more accurately adjust the amount of ozone generated. can do.
  • control unit 30B determines whether or not the drive output value is maintained within a predetermined range for a predetermined time (step S23).
  • the predetermined time is appropriately selected according to the type, concentration, etc. of the object to be removed and the disturbing substance.
  • the predetermined range is appropriately selected according to the type, concentration, etc. of the object to be removed and the disturbing substance.
  • step S23 when the drive output value is not maintained within a predetermined range for a predetermined time (step S23: No), the control unit 30B determines that the disturbance substance reacting with ozone in the processing space S has been oxidized. It is determined that the concentration exceeds the allowable concentration, the drive output value is calculated again so that the ozone concentration in the processing space S approaches the ozone concentration target value, and the feedback is fed back to the ozone generation unit 10 to generate the ozone generation unit. 10 is controlled (step S22).
  • step S23 when the drive output value is maintained within a predetermined range for a predetermined time (step S23: Yes), the control unit 30B determines that the disturbance substance reacting with ozone in the processing space S has been oxidized. It is determined that the concentration is less than the concentration that can be achieved, and the cumulative time is calculated (step S24). The cumulative time is from the time when the operation of the ozone generating unit 10 is started to the time when the drive output value is detected.
  • control unit 30A determines whether or not the cumulative time is equal to or longer than the predetermined time (step S25).
  • step S25: No When the cumulative time is less than a predetermined time (step S25: No), the control unit 30B still has a removal target having a concentration that can be oxidized with ozone, and the concentration of the removal target is a predetermined reference value. Judging that there is a high possibility that it exceeds, the cumulative time is calculated again.
  • step S25: Yes When the cumulative time is equal to or longer than a predetermined time (step S25: Yes), the control unit 30B decomposes the removal target in the processing space S to a state where there is almost no ozone consumption, or all the removal targets are decomposed. Then, it is determined that the concentration of the object to be removed is equal to or less than the predetermined reference value, the operation of the ozone generating unit 10 is stopped, and the ozone generation is stopped (step S26).
  • the ozone treatment device 1B can stop the generation of ozone at the optimum timing in the same manner as the ozone treatment device 1A. It is possible to suppress the generation of ozone.
  • the ozone treatment method using the ozone treatment device 1B instead of making a judgment based on the drive output value of the ozone generation unit 10, it is based on the drive time of the ozone generation unit 10 after the completion of oxidation of the disturbance substance. It may be determined whether or not the object to be removed has been removed below a predetermined reference value.
  • the ozone treatment device 1B controls the ozone generation unit 10 by calculating the drive output value so that the ozone concentration approaches a predetermined ozone concentration target value in the control unit 30B, and the drive output value is set for a predetermined time. It is judged that the oxidation of the disturbance substance is completed when it is maintained within a certain range. Then, in the ozone treatment device 1B, the control unit 30B generates ozone from the ozone generation unit 10 until the drive output value is maintained within a constant range for a predetermined time, so that the object to be removed is reduced to a predetermined reference value or less. Has been removed and the target processing has been completed.
  • the ozone treatment device 1B reliably decomposes the removal target and the disturbance substance to a state where there is almost no ozone consumption regardless of the concentration of the initial removal target and the presence or absence of the disturbance substance, and the removal target and the disturbance.
  • the concentration of the substance can be reduced to an allowable predetermined value or less. Therefore, the ozone treatment device 1B, like the ozone treatment device 1A, reduces the concentration of the object to be removed to a predetermined value or less even when a disturbing substance is present in the treatment space S, and performs the target treatment. Can be done.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a notification device according to the present embodiment.
  • the notification device 2 according to the present embodiment has the ozone generation unit 10 and the control unit 30A in the determination unit 40 and the notification unit 50 in the ozone treatment device 1A according to the first embodiment. It is modified and includes an ozone concentration sensor 20, a determination unit 40, and a notification unit 50, and is installed in the processing space S.
  • the notification device 2 is a processing space while removing objects to be removed and disturbing substances existing in the processing space S by ozone generated by an ozone generation unit 10 provided separately from the notification device 2 in the processing space S.
  • the ozone concentration in S is measured to reduce the concentrations of the object to be removed and the disturbance substance to an allowable predetermined value or less, and notify that the target treatment is completed.
  • the ozone concentration sensor 20 is the same as the ozone concentration sensor 20 included in the ozone treatment device 1A according to the first embodiment, the description thereof will be omitted.
  • the determination unit 40 determines that the oxidation of the disturbing substance existing in the processing space S has been completed based on the measured ozone concentration, and removes the ozone concentration based on the relationship between the ozone concentration and the time after the completion of the oxidation. It is determined that the object has been removed to a value below the predetermined reference value and the target processing has been completed.
  • the relationship between the ozone concentration and the time for example, the object to be removed is removed to a predetermined reference value or less based on the integrated value (CT value) of the ozone concentration and the time after the completion of oxidation. , Judge that the target processing is completed.
  • the determination unit 40 can drive the notification unit 50 by determining that the object to be removed has been removed to a predetermined reference value or less and the target processing has been completed.
  • the notification unit 50 has a function of notifying that the object to be removed has been removed to a predetermined reference value or less and the target processing has been completed.
  • the notification unit 50 can notify the completion of the target process by displaying, outputting voice, generating vibration, or the like.
  • a monitor, an alarm, vibration, or the like can be used as the notification unit 50.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating the notification method.
  • the ozone concentration sensor 20 measures the ozone concentration in the processing space S, outputs the ozone concentration detection value, and sends it to the determination unit 40.
  • the determination unit 40 calculates the ozone concentration in the processing space S based on the ozone concentration detection value sent from the ozone concentration sensor 20 (step S31). Since step S31 is the same as step S12 of the ozone treatment method of the ozone treatment device 1A according to the first embodiment shown in FIG. 2 above, the description thereof will be omitted.
  • step S32 the determination unit 40 calculates the rate of increase in ozone concentration per unit time based on the ozone concentration detection value output from the ozone concentration sensor 20 (step S32). Since step S32 is the same as step S13 of the ozone treatment method of the ozone treatment device 1A according to the first embodiment shown in FIG. 2 above, the description thereof will be omitted.
  • step S33 determines whether or not the calculated rate of increase in ozone concentration per unit time is equal to or higher than a predetermined rate. Since step S33 is the same as step S14 of the ozone treatment method of the ozone treatment device 1A according to the first embodiment shown in FIG. 2 above, the description thereof will be omitted.
  • step S33 when the rate of increase in ozone concentration per unit time is less than a predetermined rate (step S33: No), the determination unit 40 can determine that the disturbance substance that reacts with ozone in the processing space S has been oxidized. It is determined that the concentration exceeds the concentration, and the ozone concentration in the processing space S is measured again by the ozone concentration sensor 20 (step S32).
  • step S33 when the rate of increase in ozone concentration per unit time is equal to or higher than a predetermined rate (step S33: Yes), the determination unit 40 indicates that the disturbance substance that reacts with ozone has been oxidized in the processing space S. It is determined that the concentration is less than the determinable concentration, and the integrated value (CT value) of the ozone concentration and the time is calculated (step S34).
  • CT value integrated value
  • the determination unit 40 determines whether or not the CT value is equal to or greater than a predetermined value (step S35).
  • the CT value is less than a predetermined value (step S35: No)
  • the determination unit 40 still has an object to be removed having a concentration that can be oxidized with ozone, and the concentration of the object to be removed is a predetermined reference value. It is determined that there is a high possibility that the value exceeds the above value, and the CT value is calculated again (step S34).
  • step S35 When the CT value is equal to or higher than a predetermined value (step S35: Yes), the determination unit 40 decomposes the removal target in the processing space S to a state where there is almost no ozone consumption, or all the removal targets are decomposed. It is determined that the concentration of the object to be removed is equal to or less than a predetermined reference value, and a signal is transmitted to the notification unit 50. Then, the notification unit 50 notifies that the processing of the object to be removed and the disturbing substance in the processing space S is completed (step S36).
  • the notification device 2 notifies that the removal target and the disturbance substance are surely decomposed to a state where there is almost no ozone consumption, and the concentration of the removal target and the disturbance substance is reduced to an allowable predetermined value or less. Can be done. Therefore, if the notification device 2 is used, it is possible to notify that the generation of ozone can be stopped at the optimum timing, so that the amount of ozone generated in excess while decomposing the object to be removed and the disturbing substance in the processing space S can be increased. Can be reduced.
  • the notification device 2 includes the ozone concentration sensor 20 and the determination unit 40, and the determination unit 40 completes the oxidation of the disturbing substance existing in the processing space S based on the measured ozone concentration. I have decided that I have done it. Then, the determination unit 40 determines that the object to be removed has been removed to a predetermined reference value or less based on the CT value after the oxidation of the disturbing substance is completed, and that the target treatment has been completed. Therefore, even when the disturbing substance is present in the processing space S, the notification device 2 can reduce the concentration of the object to be removed to a predetermined value or less and notify that the target processing is completed.
  • the notification device 2 can be provided with a notification unit 50. As a result, the notification device 2 can easily notify a person that the processing of the object to be removed has been completed by display, voice, vibration, or the like.
  • the ozone treatment devices 1A and 1B and the notification device 2 have described the case where the removal target existing in the processing space S is a virus, a bacterium, or the like.
  • the object to be removed can be removed in an optimum time without generating ozone more than necessary. Therefore, the ozone treatment devices 1A and 1B and the notification device 2 are installed in the interior of a building such as a house, a building, a hospital, a welfare facility, a car, a train, or an airplane, and are installed in those spaces. It can be suitably used as a device for purifying air by removing an existing object to be removed.
  • the ozone treatment devices 1A and 1B and the notification device 2 can reduce the waste of time required for processing the object to be removed by ozone. Therefore, when the number of patients and facility users increases in hospitals and welfare facilities, the time required to remove viruses and bacteria in each hospital room or welfare facility is minimized and removed. Therefore, it is possible to efficiently remove viruses and bacteria in all hospital rooms and rooms in hospitals and welfare facilities.
  • Ozone processing device 1A, 1B Ozone processing device 2 Notification device 10 Ozone generator 20 Ozone concentration measuring section (ozone concentration sensor) 30A, 30B Control unit 40 Judgment unit 50 Notification unit S Processing space

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Abstract

本発明に係るオゾン処理装置は、処理空間内にオゾンを発生させるオゾン発生部と、前記処理空間内のオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定部と、測定された前記オゾン濃度に基づいて前記オゾン発生部の駆動出力値を算出する制御部と、を備え、前記制御部は、前記オゾン濃度又は前記駆動出力値に基づいて、除去対象物以外に存在する外乱物質の酸化が完了したことを判断した後、前記酸化の完了後におけるオゾン濃度と時間との関係に基づいて、前記除去対象物が所定の基準値以下にまで除去されたことを判断する。

Description

オゾン処理装置及び報知装置
　本発明は、オゾン処理装置及び報知装置に関する。
　オゾンは、強い酸化力を有するため、殺菌、脱臭、有機物除去、有害物質除去等を目的として、被処理物である除去対象物にオゾンを接触させて、除去対象物の除去（脱臭）や殺菌を行うオゾン処理装置が様々な分野で使用されている。
　オゾン処理装置として、例えば、殺菌チャンバー内にオゾンを供給するオゾン発生器と、殺菌チャンバー内のオゾン濃度と時間の積分値を検出するオゾンＣＴ値検出器とを備えるオゾン殺菌装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。オゾン殺菌装置では、殺菌チャンバー内にオゾン発生器からオゾンを供給し、殺菌対象物を殺菌処理する際に、オゾンＣＴ値検出器からの積分値ＣＴ値が所定の検出値となったときに殺菌を停止している。
日本国特開２００７－１５９８２０号公報
　しかしながら、特許文献１のオゾン殺菌装置では、除去対象物よりもオゾンに反応しやすい外乱物質が存在する場合、除去対象物の除去が十分に行われず、除去対象物の濃度が所定値以下に低減していない状態でオゾン処理を停止する、という問題があった。
　本発明の一態様は、空間内に外乱物質が存在している場合でも、除去対象物の濃度を所定値以下にまで下げて目的の処理を行うことができるオゾン処理装置を提供することを目的とする。
　本発明に係るオゾン処理装置の一態様は、処理空間内にオゾンを発生させるオゾン発生部と、前記処理空間内のオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定部と、測定された前記オゾン濃度に基づいて前記オゾン発生部の駆動出力値を算出する制御部と、を備え、前記制御部は、前記オゾン濃度又は前記駆動出力値に基づいて、除去対象物以外に存在する外乱物質の酸化が完了したことを判断した後、前記酸化の完了後におけるオゾン濃度と時間との関係に基づいて、前記除去対象物が所定の基準値以下にまで除去されたことを判断する。
　本発明に係る報知装置の一態様は、処理空間内のオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定部と、測定された前記オゾン濃度に基づいて、除去対象物以外に存在する外乱物質の酸化が完了したことを判断した後、前記酸化の完了後におけるオゾン濃度と時間との関係に基づいて、前記除去対象物が所定の基準値以下にまで除去されたことを判断する判定部と、を備える。
　本発明に係るオゾン処理装置の一態様は、空間内に外乱物質が存在している場合でも、除去対象物の濃度を所定値以下にまで下げて目的の処理を行うことができる。
第１の実施形態に係るオゾン処理装置を示す概略構成図である。 オゾン処理方法を説明するフローチャートである。 時間とオゾン濃度との関係を示す説明図である。 第２の実施形態に係るオゾン処理装置を示す概略構成図である。 時間とオゾン発生部の駆動出力値との関係の一例を示す図である。 オゾン処理方法を説明するフローチャートである。 第３の実施形態に係る報知装置を示す概略構成図である。 報知方法を説明するフローチャートである。
　以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の符号を付して、重複する説明は省略する。また、図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。本明細書において数値範囲を示すチルダ「～」は、別段の断わりがない限り、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
［第１の実施形態］
＜オゾン処理装置＞
　本発明の第１の実施形態に係るオゾン処理装置について説明する。なお、オゾン処理装置が設置される処理空間内には、除去対象物と、それ以外の外乱物質とが含まれているものとする。図１は、本実施形態に係るオゾン処理装置を示す概略構成図である。図１に示すように、オゾン処理装置１Ａは、オゾン発生部１０と、オゾン濃度測定部であるオゾン濃度センサ２０と、制御部３０Ａとを備え、処理空間Ｓ内に設置されている。オゾン処理装置１Ａは、処理空間Ｓ内に存在する除去対象物及び外乱物質をオゾンと接触させて酸化分解することにより除去しており、これらの濃度を許容される値以下にまで低下させている。
　なお、処理空間とは、家、ビル、病院、福祉施設等の建物、自動車、電車等の車両、飛行機等の室内空間等のように、閉鎖された空間であって空気が存在する雰囲気をいう。閉鎖された空間は、実質密閉とみなせる空間を含み、空気が循環していてもよいし、循環していなくてもよい。
　除去対象物とは、細菌、ウィルス、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、臭気成分等をいうが、本実施形態では、特定の細菌やウィルスとする。外乱物質とは、除去対象物としている特定の細菌やウィルス以外の他の細菌やウィルス、ＶＯＣ、臭気成分等であり、除去対象物よりもオゾンに反応しやすい物質をいう。なお、臭気成分とは、悪臭物質や揮発性有機化合物等をいい、ＮＨ3、Ｈ2Ｓ等が挙げられる。
　オゾン発生部１０は、処理空間Ｓ内の空気中の酸素を原料として、処理空間Ｓ内にオゾンを発生させる。オゾン発生部１０は、制御部３０Ａと電気的に接続され、制御部３０Ａによって制御される。オゾン発生部１０は、制御部３０Ａから送られる駆動出力値に基づいてオゾンを発生させることができる。
　オゾン発生部１０は、オゾンを発生できるものであれば、どのような方式のものでも用いることができる。オゾン発生部１０として、例えば、放電電極と対向電極とを互いに向かい合った状態で交互に配置してなる放電式を利用してオゾンを生成する装置、紫外線を用いた光化学反応方式を利用してオゾンを生成する装置等を用いることができる。
　放電式を利用してオゾンを生成する装置では、両電極に電圧を印加することで、両電極間で放電を生じさせる。放電を生じている電極間に空気を通過させることにより、空気中に含まれる酸素が活性化され、解離又は励起された酸素の一部がオゾン（Ｏ3）に変化する。これにより、空気中にオゾンが発生する。そして、発生したオゾンは、処理空間Ｓの空気中に含まれる除去対象物と反応して、除去対象物を分解し、除去する。オゾン発生部１０でのオゾンの発生量（オゾン発生量）は、制御部３０Ａにより、駆動出力値を調整して放電量を調整することにより、制御（増減、稼働、停止等）することができる。
　紫外線を用いた光化学反応方式を利用してオゾンを生成する装置としては、紫外線を放出する紫外線ランプを備えた紫外線照射装置を用いることができる。紫外線ランプとしては、例えば、低圧水銀ランプやエキシマランプ等を用いることができるが、オゾン分解波長を含まない光を放出することのできるエキシマランプを用いることが好ましい。
　オゾン濃度センサ２０は、処理空間Ｓ内のオゾン濃度を測定する。オゾン濃度センサ２０は、測定したオゾン濃度に応じた検出値（オゾン濃度検出値）を出力する。オゾン濃度センサ２０は、制御部３０Ａと電気的に接続され、オゾン濃度検出信号を制御部３０Ａに送信する。
　オゾン濃度センサ２０は、特に限定されるものでなく、適宜選択することができる。オゾン濃度センサ２０として、例えば、金属酸化物半導体材料よりなる感ガス部として半導体素子を備える半導体式センサ等を用いることができる。半導体式センサでは、オゾンが半導体素子の表面に接触することによって生ずる半導体素子の抵抗値の変化量を検出することにより、オゾン濃度が測定され、オゾン濃度に応じた電圧信号をオゾン濃度検出値として出力するものである。
　制御部３０Ａは、オゾン発生部１０等のオゾン処理装置１Ａを構成する各部材を制御可能にこれらと接続されている。制御部３０Ａは、制御プログラムや各種記憶情報を格納する記憶手段と、制御プログラムに基づいて動作する演算手段とを有している。制御部３０Ａは、演算手段が記憶手段に格納されている制御プログラム等を読み出して実行することで実現される。
　制御部３０Ａは、オゾン濃度センサ２０で測定されたオゾン濃度に基づいてオゾン発生部１０の駆動出力値を算出し、オゾン発生部１０で発生させるオゾンの発生量を制御する。具体的には、制御部３０Ａは、オゾン濃度センサ２０で測定されたオゾン濃度の測定結果の信号であるオゾン濃度検出値を受信する。制御部３０Ａは、オゾン濃度センサ２０から受信したオゾン濃度検出値に基づいて、処理空間Ｓ中のオゾン濃度を算出する。制御部３０Ａは、算出したオゾン濃度に基づいて、オゾン発生部１０にオゾンを発生させる信号である駆動出力値を算出する。制御部３０Ａは、算出した駆動出力値をオゾン発生部１０に送信し、オゾン発生部１０で発生させるオゾンの発生量を制御する。
　制御部３０Ａは、オゾン濃度又は駆動出力値に基づいて、除去対象物の濃度が所定の基準値以下となり、処理空間Ｓ内に存在する外乱物質の酸化が完了したことを判断する。そして、制御部３０Ａは、酸化の完了後におけるオゾン濃度と時間との関係に基づいて、除去対象物が所定の基準値以下にまで除去され、目的処理が完了したことを判断し、オゾン発生部１０を停止する。本実施形態では、オゾン濃度と時間との関係として、例えば、オゾン濃度と時間との積分値であるＣＴ値を用いることができる。制御部３０Ａは、ＣＴ値に基づいて、除去対象物が所定の基準値以下にまで除去され、目的処理が完了したことを判断することができる。
　また、制御部３０Ａは、オゾン濃度の上昇速度が所定速度以上であった時に外乱物質の酸化が完了したことを判断することができる。
　制御部３０Ａは、外乱物質の種類毎に、オゾン濃度検出値又は駆動出力値と、外乱物質の酸化完了との関係を、予め記憶手段に記憶させておいてもよい。この場合、制御部３０Ａは、記憶手段に記憶されている記憶値と、オゾン濃度センサ２０で測定された実測値又はオゾン発生部１０の駆動出力値とを比較して、処理空間Ｓ内に存在する外乱物質の酸化が完了しているか否か判断することができる。
　また、制御部３０Ａは、除去対象物の種類毎に、外乱物質の酸化の完了後におけるオゾン濃度と時間との関係と、オゾン濃度又は時間と除去対象物の濃度との関係を、予め記憶手段に記憶させておいてもよい。この場合、制御部３０Ａは、記憶手段に記憶されている記憶値と、酸化の完了後におけるオゾン濃度と時間との関係に基づいて算出された算出値とを比較して、処理空間Ｓ内に存在する除去対象物が所定の基準値以下にまで除去され、目的処理が完了しているか否か判断することができる。本実施形態では、制御部３０Ａは、外乱物質の酸化の完了後におけるＣＴ値と、除去対象物の濃度との関係を、予め記憶手段に記憶させておくことが好ましい。この場合、制御部３０Ａは、記憶手段に記憶されている記憶値と、酸化の完了後におけるＣＴ値の算出値とを比較して、処理空間Ｓ内に存在する除去対象物が所定の基準値以下にまで除去されているか否か判断することができる。
　制御部３０Ａは、オゾン発生部１０を制御することで、オゾン発生部１０から所定濃度のオゾン、例えば、高濃度又は低濃度のオゾンを発生させることができる。
　オゾン濃度が低濃度とは、オゾン濃度が人体に安全な基準値以下の範囲の濃度をいい、０．１ｐｐｍ以下であり、好ましくは０．０５ｐｐｍ以下である。
　オゾン濃度が高濃度とは、オゾン濃度が人体に安全な基準値よりも高い濃度であり、例えば、数ｐｐｍ～数十ｐｐｍ程度である。除去対象物の除去を効率よく行うためには、オゾンの濃度が高い方が好ましいが、人体への影響が懸念される。そのため、高濃度オゾンを発生させる場合には、処理空間Ｓに人がいないことを確認してから実施することが望ましい。
＜オゾン処理方法＞
　次に、上記構成を有するオゾン処理装置１Ａを用いて処理空間Ｓ内に存在する除去対象物を除去するオゾン処理方法の一例について、図２を参照して説明する。なお、図２では、外乱物質の酸化の完了後におけるオゾン濃度と時間との関係として、外乱物質の酸化の完了後におけるＣＴ値を用いて説明する。
　図２は、オゾン処理方法を説明するフローチャートである。図２に示すように、制御部３０Ａは、オゾン発生部１０を運転させて、オゾン発生部１０で処理空間Ｓ内にオゾンを発生させる（ステップＳ１１）。オゾンを発生させると、処理空間Ｓ内の空気中に存在する除去対象物及び外乱物質がオゾンと反応して、酸化分解される。
　続いて、オゾン濃度センサ２０は、処理空間Ｓ内のオゾン濃度を測定し、オゾン濃度検出値を出力し、制御部３０Ａに送る。制御部３０Ａは、オゾン濃度センサ２０から送られるオゾン濃度検出値に基づいて、処理空間Ｓ内のオゾン濃度を算出する（ステップＳ１２）。
　オゾン濃度センサ２０は、オゾン濃度検出値を制御部３０Ａに連続して継続的に送信してもよいし、所定時間毎に送信してもよい。
　続いて、制御部３０Ａは、オゾン濃度センサ２０から出力されたオゾン濃度検出値に基づいて、単位時間当りのオゾン濃度の上昇速度を算出する（ステップＳ１３）。
　オゾン発生部１０の運転開始から所定時間は、オゾンは除去対象物と反応して消費されるため、オゾン濃度は殆ど変動しないか、微少な増加と減少を繰り返す。例えば、図３に示すように、時間Ｔ１までは、オゾンは除去対象物及び外乱物質と反応して消費されつつ、新たにオゾン発生部１０よりオゾンが処理空間Ｓ内に供給される。そのため、時間Ｔ１までは、処理空間Ｓ内のオゾン濃度は安定してほぼ変動せず、単位時間でオゾン濃度が増加する傾向は見られない。なお、図３では、オゾン濃度は安定しているが、オゾン濃度の増加と減少を繰り返し生じる場合もある。この場合でも、オゾンの発生開始時点から時間Ｔ１まではオゾン濃度は略一定となる。また、オゾンの発生開始時点から時間Ｔ１までの長さ、オゾン濃度の値、オゾン濃度の変化具合等は、処理空間Ｓ内の除去対象物及び外乱物質の濃度等に依存する。
　そして、時間Ｔ１で、処理空間Ｓ内にはオゾンと反応する外乱物質が減少しており、ほぼ無くなっているか微量であるため、残っている外乱物質の量に対してオゾンの供給量が多くなる。そのため、時間Ｔ１以降では、処理空間Ｓ内のオゾン濃度は継続して増加し、単位時間当りのオゾン濃度の上昇速度は大きくなる。
　なお、単位時間当たりのオゾン濃度の上昇速度を算出する方法として、例えば、図３に示すように、単位時間ΔＴ後におけるオゾン濃度の上昇速度の値、単位時間ΔＴにおける複数時点のオゾン濃度の上昇速度の和の平均値、単位時間ΔＴの中間の時間におけるオゾン濃度の上昇速度の値等を用いることができる。
　続いて、制御部３０Ａは、算出した、単位時間当たりのオゾン濃度の上昇速度が所定速度以上か否か判定する（ステップＳ１４）。
　本実施形態において、所定速度とは、除去対象物及び外乱物質の種類、除去対象物及び外乱物質の初期濃度等に応じて適宜選択される。
　ステップＳ１４において、単位時間当たりのオゾン濃度の上昇速度が所定速度未満である場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、制御部３０Ａは、処理空間Ｓ内にはオゾンと反応する外乱物質が酸化完了と判断できる濃度を超えて存在していると判断し、再度、オゾン濃度センサ２０で処理空間Ｓ内のオゾン濃度を測定する（ステップＳ１２）。
　ステップＳ１４において、単位時間当たりのオゾン濃度の上昇速度が所定速度以上である場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）には、制御部３０Ａは、処理空間Ｓ内にはオゾンと反応する外乱物質が酸化完了と判断できる濃度以下しか存在していないと判断し、オゾン濃度と時間との積分値（ＣＴ値）を算出する（ステップＳ１５）。
　なお、本実施形態において、ＣＴ値は、除去対象物及び外乱物質の種類等に応じて適宜選択される。また、除去対象物及び外乱物質の初期濃度が分かる場合には、除去対象物及び外乱物質の初期濃度に応じて適宜決定してもよい。
　続いて、制御部３０Ａは、ＣＴ値が所定値以上であるか否か判定する（ステップＳ１６）。ＣＴ値が所定値未満である場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）には、制御部３０Ａは、オゾンと酸化可能な程度の濃度の除去対象物が残っており、除去対象物の濃度が所定の基準値を超えている可能性が高いと判断し、再度、ＣＴ値を算出する（ステップＳ１５）。
　ＣＴ値が所定値以上である場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）には、制御部３０Ａは、処理空間Ｓ内の除去対象物がオゾン消費が殆どない状態まで分解されたか、全ての除去対象物が分解され、除去対象物の濃度が所定の基準値以下であると判断して、オゾン発生部１０の運転を停止し、オゾンの発生を停止する（ステップＳ１７）。
　これにより、オゾン処理装置１Ａは、オゾンの発生を最適なタイミングで停止できるので、処理空間Ｓ内の除去対象物及び外乱物質を分解しつつ、オゾン発生部１０で余分なオゾンを発生させることを抑えることができる。
　オゾン発生部１０の運転が停止すると、オゾン発生部１０からオゾンが処理空間Ｓに供給されることが停止されるので、処理空間Ｓに新たに発生するオゾンはなくなる。処理空間Ｓ内のオゾンは、自然に分解するため、図３に示すように、時間Ｔ２で、オゾン発生部１０の運転が停止すると、時間Ｔ２以降では、処理空間Ｓ内のオゾン濃度は、低下する。
　本実施形態では、オゾン発生部１０を停止して、オゾンの発生を行わず、処理空間Ｓ中のオゾン濃度を徐々に下げる調整を行っている。なお、空間Ｓ中のオゾン濃度を低下させられればよいため、オゾン発生部１０を停止する以外に、オゾン発生部１０を停止せずに、高濃度オゾンの発生から低濃度オゾンの発生に切り換えてもよいし、徐々にオゾン濃度を低くする制御にしてもよい。
　以上のように、オゾン処理装置１Ａは、オゾン発生部１０と、オゾン濃度センサ２０と、制御部３０Ａとを備えている。制御部３０Ａは、オゾン濃度に基づいて、処理空間Ｓ内に存在する外乱物質の酸化が完了したことを判断し、酸化の完了後におけるＣＴ値に基づいて、除去対象物が所定の基準値以下にまで除去され、目的処理が完了したことを判断している。所定のＣＴ値までオゾン処理することで、初期の除去対象物の濃度や外乱物質の有無に関わらず、オゾン消費が殆どない状態まで除去対象物及び外乱物質を確実に分解して、除去対象物及び外乱物質の濃度を許容される所定値以下にまで低減することができる。よって、オゾン処理装置１Ａは、処理空間Ｓ内に外乱物質が存在している場合でも、除去対象物の濃度を所定値以下にまで下げて、目的の処理を行うことができる。
　なお、ＣＴ値は、特定の細菌ごとに決められた目標殺菌率を示すものであり、目安のＣＴ値だけで除去対象物の除去の判断を行う方法では、処理空間Ｓに外乱物質が含まれている場合、オゾン消費が殆どない状態まで除去対象物及び外乱物質をオゾンにより確実に分解できないといえる。また、処理空間Ｓ内に存在する除去対象物の濃度が分からない場合に、除去対象物の酸化完了の時間をオゾン濃度の変化で見る方法がある。しかし、この方法でも、処理空間Ｓに外乱物質が含まれている場合、オゾン消費が殆どない状態まで除去対象物及び外乱物質をオゾンにより確実に分解することはできないといえる。
　一方、本実施形態では、処理空間Ｓ内に存在する除去対象物及び外乱物質の少なくとも一方の酸化の完了後におけるＣＴ値に基づいて目的の処理の完了を判断しているため、処理空間Ｓに外乱物質が含まれていても、除去対象物の濃度の大きさに関わらず、オゾンの発生を最適なタイミングで停止して、余分なオゾンの発生を抑えることができる。そのため、例えば、除去対象物の濃度が高い場合には、想定される時間よりも長くオゾン処理するため、目安のＣＴ値だけで判断しているよりも、除去対象物及び外乱物質をオゾン消費が殆どない状態まで高精度に分解することができる。また、除去対象物の濃度が低い場合、外乱物質の存在も考慮しつつ、早めにオゾンの発生を停止することができる。さらに、処理空間Ｓ内に外乱物質がない場合には、除去対象物の初期の濃度が濃い場合及び薄い場合の両方に適切に対応して、オゾン消費が殆どない状態まで除去対象物をオゾンにより確実に分解することができる。
　また、オゾン処理装置１Ａは、オゾン発生部１０で余分なオゾンを発生させることを抑えることができるため、無駄なエネルギーの消費を低減することができると共に、必要以上に長くオゾンを発生させることを低減することができる。
　オゾン処理装置１Ａは、制御部３０Ａが、オゾン濃度検出値の上昇速度が所定速度以上であった時に外乱物質の酸化が完了したことを判断することができる。これにより、除去対象物及び外乱物質が、オゾン消費の殆どない状態にまでオゾンにより分解されていることを容易に確認することができる。よって、オゾン処理装置１Ａは、目的処理をより高精度に簡易に行うことができる。
　なお、本実施形態では、オゾン濃度に代えて、オゾン発生部１０の駆動出力値に基づいて、除去対象物及び外乱物質の少なくとも一方の酸化が完了したことを判断してもよい。
［第２の実施形態］
　本発明の第２の実施形態に係るオゾン処理装置について説明する。図４は、本実施形態に係るオゾン処理装置を示す概略構成図である。図４に示すように、本実施形態に係るオゾン処理装置１Ｂは、上記の第１の実施形態に係るオゾン処理装置１Ａの制御部３０Ａを制御部３０Ｂに変更したものであり、オゾン濃度センサ２０と、オゾン発生部１０と、制御部３０Ｂとを備え、処理空間Ｓ内に設置されている。本実施形態では、制御部３０Ｂの構成以外、第１の実施形態に係るオゾン処理装置１Ａと同様であるため、制御部３０Ｂの構成についてのみ説明する。
　制御部３０Ｂは、制御部３０Ａにおいて、オゾン濃度の上昇速度が所定速度以上であった時に外乱物質の酸化が完了したことを判断することに代えて、処理空間Ｓ内のオゾン濃度がオゾン濃度目標値に近づくように駆動出力値を算出して、オゾン発生部１０にフィードバックし、オゾン発生部１０を制御することができるようにしたものである。そして、制御部３０Ｂは、駆動出力値が所定時間一定の範囲内に維持された時に、外乱物質の酸化が完了したことを判断する。
　図５は、時間とオゾン発生部１０の駆動出力値との関係の一例を示す図である。図５に示すように、処理空間Ｓ内に除去対象物を含む場合には、オゾン発生部１０から、例えば高濃度のオゾンが発生するように駆動出力値を高くする。オゾン発生部１０の運転開始から時間Ｔ１までは、オゾンは除去対象物及び外乱物質と反応して消費されつつ、新たにオゾン発生部１０よりオゾンが処理空間Ｓ内に供給される。そのため、時間Ｔ１までは、処理空間Ｓ内のオゾン濃度は安定してほぼ変動せず、単位時間でオゾン濃度が変動する傾向は見られない。なお、図５では、駆動出力値は安定しているが、駆動出力値の増大と減少を繰り返し生じる場合もある。この場合でも、オゾンの発生開始時点から時間Ｔ１までは駆動出力値は略一定となる。また、オゾンの発生開始時点から時間Ｔ１までの長さ、駆動出力値の値、駆動出力値の変化具合等は、処理空間Ｓ内の除去対象物及び外乱物質の濃度等に依存する。
　そして、時間Ｔ１で、処理空間Ｓ内にはオゾンと反応する外乱物質が減少しており、ほぼ無くなっているか微量であるため、残っている外乱物質の量に対して必要なオゾンの供給量は小さくなる。そのため、時間Ｔ１以降では、時間が経過するにつれて処理空間Ｓ内に存在する外乱物質の量が減るため、必要とするオゾンの量は低下する。そのため、オゾン発生部１０の駆動出力値も低下する。そして、時間Ｔ２で、外乱物質が全て分解されるか、オゾン消費が殆どない状態まで分解されて、外乱物質の濃度を許容される所定値以下にまで低減された場合には、オゾン発生部１０の駆動出力値は低い状態で維持する。オゾン発生部１０の駆動出力値が低い状態で所定時間一定の範囲内に維持した後、時点Ｔ３で、オゾン発生部１０の運転が停止すると、駆動出力値はゼロになる。
　なお、制御部３０Ｂは、オゾン発生部１０の駆動出力値に基づいて判断することに代えて、外乱物質の酸化の完了後におけるオゾン発生部１０の駆動時間に基づいて除去対象物が所定の基準値以下にまで除去されたか否か判断してもよい。
＜オゾン処理方法＞
　次に、上記構成を有するオゾン処理装置１Ｂを用いて処理空間Ｓ内に存在する除去対象物を除去するオゾン処理方法の一例について、図６を参照して説明する。
　図６は、オゾン処理方法を説明するフローチャートである。図６に示すように、制御部３０Ｂは、オゾン発生部１０を運転させて、オゾン発生部１０で処理空間Ｓ内にオゾンを発生させる（ステップＳ２１）。ステップＳ２１は、上述の図２に示す第１の実施形態に係るオゾン処理装置１Ａのオゾン処理方法のステップＳ１１と同様であるため、説明は省略する。
　続いて、制御部３０Ｂは、処理空間Ｓ内のオゾン濃度がオゾン濃度目標値に近づくように駆動出力値を算出して、オゾン発生部１０にフィードバックし、オゾン発生部１０を制御する（ステップＳ２２）。
　駆動出力値は、処理空間Ｓ内のオゾン濃度を高くするためには、オゾン発生部１０から発生させるオゾンの量を多くする必要があるため、駆動出力値は大きくなる。一方、処理空間Ｓ内のオゾン濃度が小さくてもよい場合には、オゾン発生部１０から発生させるオゾンの量は少なくてよいため、駆動出力値は小さくなる。制御部３０Ｂは、処理空間Ｓ内のオゾン濃度がオゾン濃度目標値に近づくように駆動出力値を算出して、オゾン発生部１０をフィードバック制御することで、より発生させるオゾン量をより的確に調整することができる。
　続いて、制御部３０Ｂは、駆動出力値が所定時間、所定の範囲内に維持されているか否か判定する（ステップＳ２３）。
　所定時間は、除去対象物及び外乱物質の種類、濃度等に応じて適宜選択される。所定の範囲は、除去対象物及び外乱物質の種類、濃度等に応じて適宜選択される。
　ステップＳ２３において、駆動出力値が所定時間、所定の範囲内に維持されていない場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、制御部３０Ｂは、処理空間Ｓ内にはオゾンと反応する外乱物質が酸化完了と判断できる濃度を超えて存在していると判断し、再度、処理空間Ｓ内のオゾン濃度がオゾン濃度目標値に近づくように駆動出力値を算出して、オゾン発生部１０にフィードバックし、オゾン発生部１０を制御する（ステップＳ２２）。
　ステップＳ２３において、駆動出力値が所定時間、所定の範囲内に維持されている場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、制御部３０Ｂは、処理空間Ｓ内にはオゾンと反応する外乱物質が酸化完了と判断できる濃度以下しか存在していないと判断し、累積時間を計算する（ステップＳ２４）。なお、累積時間は、オゾン発生部１０の運転を開始した時間から駆動出力値を検知した時点までをいう。
　次に、制御部３０Ａは、累積時間が所定時間以上であるか否か判定する（ステップＳ２５）。
　累積時間が所定時間未満である場合（ステップＳ２５：Ｎｏ）には、制御部３０Ｂは、オゾンと酸化可能な程度の濃度の除去対象物が残っており、除去対象物の濃度が所定の基準値を超えている可能性が高いと判断し、再度、累積時間を算出する。
　累積時間が所定時間以上である場合（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）には、制御部３０Ｂは、処理空間Ｓ内の除去対象物がオゾン消費が殆どない状態まで分解されたか、全ての除去対象物が分解され、除去対象物の濃度が所定の基準値以下であると判断し、オゾン発生部１０の運転を停止し、オゾンの発生を停止する（ステップＳ２６）。
　これにより、オゾン処理装置１Ｂは、オゾン処理装置１Ａと同様、オゾンの発生を最適なタイミングで停止できるので、処理空間Ｓ内の除去対象物及び外乱物質を分解しつつ、オゾン発生部１０で余分なオゾンを発生させることを抑えることができる。
　なお、オゾン処理装置１Ｂを用いたオゾン処理方法では、オゾン発生部１０の駆動出力値に基づいて判断することに代えて、外乱物質の酸化の完了後におけるオゾン発生部１０の駆動時間に基づいて除去対象物が所定の基準値以下にまで除去されたか否か判断してもよい。
　このように、オゾン処理装置１Ｂは、制御部３０Ｂで、オゾン濃度が所定のオゾン濃度目標値に近づくように駆動出力値を算出して、オゾン発生部１０を制御し、駆動出力値が所定時間一定の範囲内に維持された時に外乱物質の酸化が完了したことを判断している。そして、オゾン処理装置１Ｂは、制御部３０Ｂで、駆動出力値が所定時間一定の範囲内に維持されるまでオゾン発生部１０からオゾンを発生させることで、除去対象物を所定の基準値以下にまで除去し、目的処理を完了している。これにより、オゾン処理装置１Ｂは、初期の除去対象物の濃度や外乱物質の有無に関わらず、オゾン消費が殆どない状態まで除去対象物及び外乱物質を確実に分解して、除去対象物及び外乱物質の濃度を許容される所定値以下にまで低減することができる。よって、オゾン処理装置１Ｂは、オゾン処理装置１Ａと同様、処理空間Ｓ内に外乱物質が存在している場合でも、除去対象物の濃度を所定値以下にまで下げて、目的の処理を行うことができる。
［第３の実施形態］
　本発明の第３の実施形態に係る報知装置について説明する。図７は、本実施形態に係る報知装置を示す概略構成図である。図７に示すように、本実施形態に係る報知装置２は、上記の第１の実施形態に係るオゾン処理装置１Ａにおいて、オゾン発生部１０及び制御部３０Ａを、判定部４０及び報知部５０に変更したものであり、オゾン濃度センサ２０と、判定部４０と、報知部５０とを備え、処理空間Ｓ内に設置されている。報知装置２は、処理空間Ｓ内に、報知装置２とは別に設けたオゾン発生部１０で発生させたオゾンにより、処理空間Ｓ内に存在する除去対象物及び外乱物質を除去しつつ、処理空間Ｓ内のオゾン濃度を測定して、除去対象物及び外乱物質の濃度が許容される所定値以下にまで低減し、目的の処理が完了したことを報知する。
　オゾン濃度センサ２０は、第１の実施形態に係るオゾン処理装置１Ａが備えるオゾン濃度センサ２０と同様であるため、説明は省略する。
　判定部４０は、測定されたオゾン濃度に基づいて、処理空間Ｓ内に存在する外乱物質の酸化が完了したことを判断し、酸化の完了後におけるオゾン濃度と時間との関係に基づいて、除去対象物が所定の基準値以下にまで除去され、目的処理が完了したことを判断する。本実施形態では、オゾン濃度と時間との関係として、例えば、酸化の完了後におけるオゾン濃度と時間との積分値（ＣＴ値）に基づいて、除去対象物が所定の基準値以下にまで除去され、目的処理が完了したことを判断する。
　判定部４０は、除去対象物が所定の基準値以下にまで除去され、目的処理が完了したことを判断して、報知部５０を駆動することができる。
　報知部５０は、除去対象物が所定の基準値以下にまで除去され、目的処理が完了したことを報知する機能を有する。報知部５０は、目的処理の完了を、表示、音声の出力、振動の発生等により、報知することができる。報知部５０としては、モニター、警報、振動等を用いることができる。
＜報知方法＞
　次に、上記構成を有する報知装置２を用いて目的処理の完了を報知する報知方法の一例について、図８を参照して説明する。なお、ここでは、処理空間Ｓ内でオゾン発生部１０を運転させて、オゾン発生部１０でオゾンを発生させている状態とする。また、図８では、外乱物質の酸化の完了後におけるオゾン濃度と時間との関係として、外乱物質の酸化の完了後におけるＣＴ値を用いる場合について説明する。
　図８は、報知方法を説明するフローチャートである。図８に示すように、オゾン濃度センサ２０は、処理空間Ｓ内のオゾン濃度を測定し、オゾン濃度検出値を出力し、判定部４０に送る。判定部４０は、オゾン濃度センサ２０から送られるオゾン濃度検出値に基づいて、処理空間Ｓ内のオゾン濃度を算出する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１は、上述の図２に示す第１の実施形態に係るオゾン処理装置１Ａのオゾン処理方法のステップＳ１２と同様であるため、説明は省略する。
　続いて、判定部４０は、オゾン濃度センサ２０から出力されたオゾン濃度検出値に基づいて、単位時間当りのオゾン濃度の上昇速度を算出する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２は、上述の図２に示す第１の実施形態に係るオゾン処理装置１Ａのオゾン処理方法のステップＳ１３と同様であるため、説明は省略する。
　続いて、判定部４０は、算出した、単位時間当たりのオゾン濃度の上昇速度が所定速度以上か否か判定する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３は、上述の図２に示す第１の実施形態に係るオゾン処理装置１Ａのオゾン処理方法のステップＳ１４と同様であるため、説明は省略する。
　ステップＳ３３において、単位時間当たりのオゾン濃度の上昇速度が所定速度未満である場合（ステップＳ３３：Ｎｏ）、判定部４０は、処理空間Ｓ内にはオゾンと反応する外乱物質が酸化完了と判断できる濃度を超えて存在していると判断し、再度、オゾン濃度センサ２０で処理空間Ｓ内のオゾン濃度を測定する（ステップＳ３２）。
　ステップＳ３３において、単位時間当たりのオゾン濃度の上昇速度が所定速度以上である場合（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）には、判定部４０は、処理空間Ｓ内にはオゾンと反応する外乱物質が酸化完了と判断できる濃度以下しか存在していないと判断し、オゾン濃度と時間との積分値（ＣＴ値）を算出する（ステップＳ３４）。
　続いて、判定部４０は、ＣＴ値が所定値以上であるか否か判定する（ステップＳ３５）。ＣＴ値が所定値未満である場合（ステップＳ３５：Ｎｏ）には、判定部４０は、オゾンと酸化可能な程度の濃度の除去対象物が残っており、除去対象物の濃度が所定の基準値を超えている可能性が高いと判断し、再度、ＣＴ値を算出する（ステップＳ３４）。
　ＣＴ値が所定値以上である場合（ステップＳ３５：Ｙｅｓ）には、判定部４０は、処理空間Ｓ内の除去対象物がオゾン消費が殆どない状態まで分解されたか、全ての除去対象物が分解され、除去対象物の濃度が所定の基準値以下であると判断して、報知部５０に信号を送信する。そして、報知部５０によって、処理空間Ｓ内の除去対象物及び外乱物質の処理が完了したことを報知する（ステップＳ３６）。
　これにより、報知装置２は、オゾン消費が殆どない状態まで除去対象物及び外乱物質が確実に分解され、除去対象物及び外乱物質の濃度を許容される所定値以下にまで低減したことを知らせることができる。そのため、報知装置２を用いれば、オゾンの発生を最適なタイミングで停止できるように知らせることができるので、処理空間Ｓ内の除去対象物及び外乱物質を分解しつつ、余分に発生させるオゾン量を低減することができる。
　以上のように、報知装置２は、オゾン濃度センサ２０と、判定部４０とを備え、判定部４０で、測定されたオゾン濃度に基づいて、処理空間Ｓ内に存在する外乱物質の酸化が完了したことを判断している。そして、判定部４０で、外乱物質の酸化完了後におけるＣＴ値に基づいて、除去対象物が所定の基準値以下にまで除去され、目的処理が完了したことを判断している。よって、報知装置２は、処理空間Ｓ内に外乱物質が存在している場合でも、除去対象物の濃度を所定値以下にまで下げて、目的の処理が完了したことを知らせることができる。
　また、報知装置２は、報知部５０を備えることができる。これにより、報知装置２は、除去対象物の処理が完了したことを、表示、音声、振動等により、人に簡易に知らせることができる。
　以上のように、オゾン処理装置１Ａ及び１Ｂと、報知装置２は、処理空間Ｓ内に存在する除去対象物がウィルスや細菌等である場合について説明したが、上述の通り、処理空間Ｓ内の除去対象物を最適な時間でオゾンを必要以上に発生させることなく除去することができる。そのため、オゾン処理装置１Ａ及び１Ｂと、報知装置２は、家、ビル、病院、福祉施設等の建物の室内、車、電車等の車内、飛行機の機内等に設置して、それらの空間内に存在する除去対象物を除去して空気を清浄する装置として好適に用いることができる。特に、オゾン処理装置１Ａ及び１Ｂと、報知装置２は、オゾンによる除去対象物の処理に要する時間の無駄を減らすことができる。そのため、病院、福祉施設等で患者や施設利用者の数が増えた場合に、病院や福祉施設内の病室や部屋毎にウィルスや細菌の除去に必要な時間を最低限に抑えつつこれらの除去を確実に行うことができるため、病院や福祉施設内の全ての病室や部屋等のウィルスや細菌の除去を効率良く行うことができる。
　以上の通り、実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更等を行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　本出願は、２０２０年８月２５日に日本国特許庁に出願した特願２０２０－１４１９２３号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０２０－１４１９２３号の全内容を本出願に援用する。
　１Ａ、１Ｂ　オゾン処理装置
　２　報知装置
　１０　オゾン発生部
　２０　オゾン濃度測定部（オゾン濃度センサ）
　３０Ａ、３０Ｂ　制御部
　４０　判定部
　５０　報知部
　Ｓ　処理空間

Claims (6)

  1. 　処理空間内にオゾンを発生させるオゾン発生部と、
    　前記処理空間内のオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定部と、
    　測定された前記オゾン濃度に基づいて前記オゾン発生部の駆動出力値を算出する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記オゾン濃度又は前記駆動出力値に基づいて、除去対象物以外に存在する外乱物質の酸化が完了したことを判断した後、前記酸化の完了後におけるオゾン濃度と時間との関係に基づいて、前記除去対象物が所定の基準値以下にまで除去されたことを判断するオゾン処理装置。
  2. 　前記制御部は、前記オゾン濃度の上昇速度が所定速度以上であった時に前記外乱物質の酸化が完了したことを判断する請求項１に記載のオゾン処理装置。
  3. 　前記制御部は、前記オゾン濃度が所定のオゾン濃度目標値に近づくように前記駆動出力値を算出して、前記オゾン発生部を制御し、
    　前記制御部は、前記駆動出力値が所定時間一定の範囲内に維持された時に前記外乱物質の酸化が完了したことを判断する請求項１に記載のオゾン処理装置。
  4. 　前記制御部は、前記酸化の完了後における前記オゾン発生部の駆動時間に基づいて前記除去対象物が所定の基準値以下にまで除去されたと判断する請求項３に記載のオゾン処理装置。
  5. 　処理空間内のオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定部と、
    　測定された前記オゾン濃度に基づいて、除去対象物以外に存在する外乱物質の酸化が完了したことを判断した後、前記酸化の完了後におけるオゾン濃度と時間との関係に基づいて、前記除去対象物が所定の基準値以下にまで除去されたことを判断する判定部と、
    を備える報知装置。
  6. 　前記除去対象物が所定の基準値以下にまで除去されたことを報知する報知部を備え、
    　前記判定部は、前記除去対象物が所定の基準値以下にまで除去されたことを判断して、前記報知部を駆動する請求項５に記載の報知装置。
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