殺菌装置
【課題】オゾンガスが大気中に拡散する量を低減しながら被対象物へ接触させて、効率よく殺菌する殺菌装置を提供する。
【解決手段】殺菌装置100は、ガス発生部1と、排気口2と、吸気部3と、循環ポンプ4および送気用配管5を備える。ガス発生部1はオゾンを発生する。排気口2は、発生したオゾンを含むオゾン含有ガスを被対象物の周縁の隣接する位置から該被対象物の方向へ排気する。また、ガス発生手段は、排気口2の手前の隣り合う位置に設けられる。吸気部3は、被対象物を挟んで排気口2に対向する位置に備えられ、排気口2により排気されたオゾン含有ガスを吸気する。送気用配管5は、排気口2と吸気部3を接続し、吸気部3で吸気したオゾン含有ガスを排気口2へ送る循環ポンプ4を備える。
【解決手段】殺菌装置100は、ガス発生部1と、排気口2と、吸気部3と、循環ポンプ4および送気用配管5を備える。ガス発生部1はオゾンを発生する。排気口2は、発生したオゾンを含むオゾン含有ガスを被対象物の周縁の隣接する位置から該被対象物の方向へ排気する。また、ガス発生手段は、排気口2の手前の隣り合う位置に設けられる。吸気部3は、被対象物を挟んで排気口2に対向する位置に備えられ、排気口2により排気されたオゾン含有ガスを吸気する。送気用配管5は、排気口2と吸気部3を接続し、吸気部3で吸気したオゾン含有ガスを排気口2へ送る循環ポンプ4を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、殺菌装置に関する。より詳しくは、オゾンを用いた殺菌装置に関する。
【背景技術】
【0002】
新型インフルエンザに代表されるように、人々のウィルスに対する関心が高まりつつある。医療などの衛生基準が厳しい現場だけでなく、公共の場での、不特定多数の人が接触する部分に対する箇所への、除菌や消毒を望む声も増えている。
【0003】
銀行ATMや電車等の券売機などのタッチパネル部分は、不特定多数の人が操作するものであり、また、操作時に手に付着した細菌、皮脂などがタッチパネルに付着するため、消毒や殺菌などを行うことが望ましい。
【0004】
定期的に拭き取りによりアルコール消毒が行われるものがあるが、こまめに消毒することは難しく、また、長い間、消毒されずに使用されるものも少なくない。
【0005】
特許文献1には、書籍を殺菌容器へ収容し、オゾンなどの殺菌ガスGを容器内へ流動し、書籍の殺菌を行う殺菌装置が記載されている。
【0006】
特許文献2には、ファンの流気を用いて表示パネルの方向へ正イオンおよび負イオンを送り、表示装置の表示面およびその周辺を清浄化する表示装置が記載されている。
【0007】
特許文献3には、マイクロフォン載置部と、紫外線やオゾンを利用した殺菌手段を内蔵し、マイクロフォンを衛生的な状態で使用できるマイクロフォン用殺菌装置が記載されている。
【0008】
特許文献4には、箱体状の装置に紫外線発生ランプとオゾン供給装置を備え、紫外線照射により殺菌し、かつ、供給したオゾンにより試料の裏側の殺菌を行う殺菌装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開2001−187121号公報
【特許文献2】特開2003−284766号公報
【特許文献3】特開平07−111691号公報
【特許文献4】特許第2555613号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
オゾンを使用した殺菌の場合、放出オゾンを安全基準値以下に制御するために濃度計などによるフィードバックを設けたり、湿度等による濃度変動を考慮して、安全基準値より十分低い放出濃度になるよう設計する必要があるが、高精度に濃度制御できる計測器は非常に高価であり、安価な汎用製品には搭載できない問題がある。また、後者の安全基準値より十分低い濃度とする場合には目的とする殺菌及び皮脂分解において、接触時間を長くしないと効果が得られない問題がある。
【0011】
また、特許文献1、特許文献3および特許文献4は、オゾンを用いて殺菌を行っているが、閉ざされた空間でのオゾンの使用のため、装置の形状または大きさなどにより、殺菌を行う対象物が限定されてしまう。
【0012】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、オゾンガスが大気中に拡散する量を低減しながら被対象物へ接触させて、効率よく殺菌する殺菌装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明に係る殺菌装置は、
オゾンを発生させる発生手段と、
前記発生手段で発生したオゾンを含むオゾン含有ガスを被対象物の周縁の隣接する位置から該被対象物の方向へ排気する排気手段と、
前記被対象物を挟んで前記排気手段に対向する位置に備えられ、該排気手段により排気されたオゾン含有ガスを吸気する吸気手段と、
前記吸気手段と前記排気手段を接続し、前記吸気手段で吸気したオゾン含有ガスを該排気手段へ送る循環ポンプを備えた送気用配管と、
を備え、
前記発生手段は、前記排気手段の排気口の手前の隣り合う位置に設けられる、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明の殺菌装置によれば、オゾンガスが大気中に拡散する量を低減しながら被対象物へ接触させて、効率よく殺菌することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施の形態に係る殺菌装置の一例を示す構成概略図である。
【図2】図1の殺菌装置を矢印Aの方向から見た側面図である。
【図3】実施の形態に係る殺菌装置のオゾン発生機構の一例を示す構成概略図である。
【図4】図3に示すオゾン発生機構の斜視図である。
【図5】実施の形態の変形例に係る殺菌装置の一例を示す構成概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付す。
【0017】
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係る殺菌装置の一例を示す構成概略図である。図2は、図1の本発明に係る殺菌装置を矢印Aの方向から見た側面図である。殺菌装置100は、ガス発生部1、排気口2、吸気部3、循環ポンプ4、送気用配管5および濾過部6を備える。殺菌装置100は、電子機器(図示せず)のタッチパネル101部分を殺菌対象として設置する。排気口2は、ガス発生部1の被対象物に接する側の面に、ガス発生部1と一体となるように形成される。
【0018】
殺菌装置100は、殺菌効果を有する成分に、酸化力が高いオゾンを用いており、オゾン含有ガスの形状で、被対象物の殺菌を行う。オゾンは、殺菌効果の他に、脱臭効果などがあり、また、殺菌処理をした後の後処理、例えば残存ガスの除去や拭き取りなどの処理が不要であることなど利点が多い。オゾンによる殺菌効果は、オゾン濃度とオゾン接触時間に比例し、高濃度で所定の時間以上接触することで、殺菌効果は大きくなる。しかし、高濃度のオゾンは曝露されると身体への影響のおそれがあり、室内環境基準や労働環境における許容濃度が0.1ppm以下である。オゾンは気体であるため、排気したオゾンを吸気しなければ空気中に拡散する。オゾンを吸気する機能を有さないとき、オゾンガスは空気中に拡散するので、オゾンガスの濃度を安全性が確保できる低濃度で用いなければならず、接触時間も短いため、殺菌効果が小さくなる。
【0019】
オゾンの発生方式は、放電管や短ギャップ放電板を用いた無声放電方式、セラミック誘電体放電素子を用いた沿面放電方式、低圧水銀ランプなどを用いた紫外線方式、水電解セルを用いた電気分解方式などの方法がある。本実施の形態では、装置を小型化でき、発生装置のしくみが簡単であり、自然空気を用いてオゾンを発生させることができる低圧水銀ランプ、特に冷陰極放電ランプを用いる紫外線方式を用いる。
【0020】
殺菌装置100で殺菌に用いるガスG(ガスG1、ガスG2、ガスG3およびガスG4の総称)は、循環ポンプ4により、送気用配管5を介して各部を巡り、殺菌装置100内を循環する。ガスG1は、殺菌装置100を稼働してガスGが循環するまでの間は、オゾンを含まず、大気(空気)などである。ガスG1outは、ガス発生部1で発生させたオゾンを含む、オゾン含有ガスである。ガスG1outは、排気口2から排気される。ガスG2は、被対象物を含む部分の雰囲気のガスGで、被対象物を殺菌している状態を含むオゾン含有ガスである。ガスG3は、ガスG2で殺菌に用いたオゾンが一部消費された状態であり、また、殺菌装置100が置かれた部分の雰囲気の気体、例えば空気中の微小なゴミなどを含むオゾン含有ガスである。ガスG3inは、吸気部3で吸気するガスGで、ガスG3と同じである。ガスG4は、濾過部6を介した後のガスGで、ガスG3に含まれた微小なゴミなどが除かれたオゾン含有ガスである。循環ポンプ4を通り、流量が一定となるように調整されたガスGは、再びガスG1として殺菌装置100内を循環する。
【0021】
ガス発生部1は、オゾンを発生させ、かつ、オゾン含有ガスとなったガスG1を被対象物であるタッチパネル101の方向へ向けて、排気口2から放出する。オゾンは、所定のガス流量を維持するための媒体となる気体とともに送られる。オゾンを含むガスと、空気などの媒体となる気体を合わせたガス全体を、オゾン含有ガスという。
【0022】
排気口2は、被対象物へガスが均等に排気できるように、ガス発生部1と一体となるように備える。より具体的には、ガス発生部1の、被対象物の周縁の隣接する位置から該被対象物の方向へ排気できる箇所に、排気口2を備える。排気口2の幅は、被対象物の幅とほぼ同等であることが望ましい。排気口2の形状は、例えば、被対象物側へ向けて、複数の小孔を等間隔に形成する。
【0023】
吸気部3の吸気孔は、オゾン含有ガスを吸気できるように、排気口2に対向して備える。吸気部3の形状は、例えば、被対象物の幅いっぱいに開けられた長方形の孔を形成する。
【0024】
排気口2と、吸気部3の吸気孔とで張られる面に接するように被対象物(タッチパネル101)を設置することが望ましい。このとき、被対象物は、平面に限らず凹凸を有していてもよい。
【0025】
排気口2から吸気部3へ移動する際に、オゾン含有ガスに含まれる一部のオゾンが使用され、ガスGのオゾン濃度は、ガスG1のオゾン濃度>ガスG2のオゾン濃度>ガスG3のオゾン濃度、となる。また、吸気部3で吸気するガスG3inは、殺菌装置100が置かれた雰囲気の気体をオゾン含有ガスとともに吸気するので、例えば空気中の微小なゴミなどを含む。
【0026】
排気口2でガスG1を排気する流量、すなわちG1outの流量と、吸気部3でガスG3を吸気する流量、すなわちG3inの流量とは、(G3inの流量)>(G1outの流量)の関係を満たす。吸気部3で吸気する流量を大きくすることで、排気口2で排気するガスGを開放された空間へ逃すおそれが少なくなるからである。
【0027】
また、排気口2と吸気部3の間の距離をできるだけ短くすることで、排気口2で排気するガスGを開放された空間へ逃すおそれが少なくなる。そのためには、排気口2と吸気部3とで被対象物の短手方向を挟むように対向して設置し、かつ、排気口2と被対象物との距離および吸気部3と被対象物との距離は短いことが好ましい。
【0028】
循環ポンプ4は、殺菌装置100内にあるオゾン含有ガスを循環させる。循環ポンプ4により、流量を調整することができる。循環ポンプ4は、送気用配管5に備える。送気用配管5は、殺菌装置100の各部(ガス発生部1、排気口2、吸気部3、循環ポンプ4、濾過部6)を接続し、オゾン含有ガスを送気する。
【0029】
送気用配管5は、耐オゾン材料を用いる。殺菌装置100で使用するオゾン含有ガスのオゾン濃度は10ppmを越えることはないので、ステンレス素材の他、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂や塩化ビニルを用いることができる。また、送気用配管5に、シリコンの内面にポリテトラフルオロエチレンでコートを施した配管材料を用いることも可能である。送気用配管5にポリテトラフルオロエチレンのチューブを用いることで、殺菌装置100の配管が容易であり、設計の自由度が高くなる。
【0030】
濾過部6は、ガスG3を濾過し、微小なゴミなどを取り除き、クリーンな状態のガスG4にする。オゾン含有ガスをクリーンな状態にすることで、オゾン含有ガスを再利用するときの、殺菌効率の低下を防止することができる。また、オゾン含有ガスをクリーンな状態にしておくことで、循環ポンプ4を介する際の、循環ポンプ4へかかる機械的な負担を減らすことができる。
【0031】
そしてガスG4の流量を循環ポンプ4を用いて調整する。ガスGは、ガスG1として、再度、殺菌装置100内を循環する。このとき、ガスG4に含まれていたオゾンを再利用できる。ガスGは一連の流れを繰り返し、オゾンを再利用しながら、被対象物の殺菌を行う。
【0032】
濾過部6は備えなくてもよいが、より効果的に殺菌するために、備えることが好ましい。また、濾過部6を備える場合、送気用配管5のどこに配置してもよいが、最も好ましい場所は、吸気部3の直後であって、循環ポンプ4の前となる場所である。吸気部3の次に配置する理由は、吸気部3から汚れた気体が殺菌装置100内に入るため、その気体が殺菌装置100内を循環する前に濾過できるからである。循環ポンプ4の前に配置する理由は、汚れた状態よりクリーンな状態の気体を用いる方が循環ポンプ4へかかる機械的な負担を少なくすることができるからである。また、循環ポンプ4の後に濾過部6を通すと、濾過の際にかかる抵抗により、流量の変化やばらつきが生じるおそれがあるため、循環ポンプ4の前に濾過部6を備えることが好ましい。
【0033】
図3は、本発明に係る殺菌装置のオゾン発生機構の一例を示す構成概略図である。また、図4は、図3に示すオゾン発生機構の斜視図である。
【0034】
ガス発生部1は、オゾン発生機構11と、排気口2から構成される。オゾン発生機構11は、電源12、インバータ(安定器)13、蛍光ランプ14、ランプ台15、反応室16、通孔17、18およびランプカバー19を備える。
【0035】
蛍光ランプ14は、253.7nmの紫外線を放出し、波長200nm以下を透過するガラス管を使用した冷陰極蛍光ランプである。ガラス管はU字形状であって、そのガラス管の内壁面に蛍光体が塗布されており、内部空間は希ガスまたは希ガス混合ガスと、水銀が封入されており、ガラス管の両端には電極が設けられる。蛍光ランプ14の電極は、電源12およびインバータ13と電気的に接続しており、オゾン発生機構11を稼働したとき、蛍光ランプ14より紫外線を放出する。そして、紫外線照射により、酸素からオゾンを発生させる。
【0036】
蛍光ランプ14の長さは、吸気部3の幅と同程度であることが望ましい。オゾン発生機構11で、蛍光ランプ14へ向けて空気を取り込み、紫外線照射によりオゾンを発生させ、そのまま放出することで、効率よくオゾンを発生することができるだけでなく、オゾン発生機構11内のオゾン発生濃度を均等にすることができる。その結果、排気部2で排気するオゾン含有ガスの流量を調整しなくても、均一なオゾン濃度のガスを被対象物へ排気でき、均一に殺菌ができ、また、部分的に高濃度となるおそれもない。
【0037】
ランプ台15は、蛍光ランプ14を固定する台であり、そのランプ台15の中に、インバータ13を収容可能である。
【0038】
反応室16は、蛍光ランプ14を含む雰囲気を囲む。反応室16内にある空気もしくは酸素は、蛍光ランプ14により紫外線を照射され、オゾンとなる。
【0039】
送気用配管5側にある通孔17は、空気もしくは酸素などの気体を反応室16内へ取り入れることができる。通孔17に対向する位置の、排気口2側にある通孔18から気体を反応室16外へ送ることができる。通孔17、18は、オゾン発生機構11の反応室16内へ取り込んだ気体が逆の方向へ流れないように、空気弁を備えてもよい。
【0040】
通孔18から排気口2を介して、オゾン含有ガスは放出される。排気口2を均等に形成することで、オゾン発生機構11で発生したオゾン含有ガスを、被対象物へ向けて均一に放出し、被対象物へ接触するオゾンの量を一定に保つことができる。オゾン含有ガスを放出する際に流量を調整する必要がなくなり、容易にオゾンの放出を行うことができる。
【0041】
ランプカバー19は、蛍光ランプ14を保護するためのカバーである。
【0042】
殺菌装置100でオゾンを再利用するためにガスGを循環させることで、送気用配管5内は殺菌されるので、循環させてもガスGはクリーンな状態を維持できる。また、循環ポンプ4を通る前に、濾過部6を備えることで、循環ポンプ4の機械的な負担を減らし、かつ、ガスG4をクリーンな状態にする。さらに、循環してきたガスG4は、オゾン発生機構11を通るため、紫外線により殺菌され、ガスG1はクリーンな状態を維持できる。また、ガスG1は紫外線を放射され、一部のオゾンが分解される。それにより、ガスGを循環させている間のオゾン濃度は上がり続けることがなく、ある所定の濃度になるとその濃度を維持しながら、殺菌装置100内を循環することができる。
【0043】
(実施の形態の変形例)
図5は、実施の形態の変形例に係る殺菌装置の一例を示す構成概略図である。基本的な構造は、図1に示す実施の形態と同じであり、送風部7を備える。
【0044】
図5(a)のように、送風部7は、エアカーテン8とファン9から構成される。送風部7は、排気口2の上部から吸気部3の上部へ向けて、空気AIRを送り続ける。連続して送られる空気は、被対象物であるタッチパネル101およびタッチパネル101を殺菌するオゾンガスであるガスG2の上を常に一定方向で流れ続け、ガスG2の上部を空気AIRの層でふたをしたような状態となる。その結果、ガスG2が大気中に拡散するのを防ぎ、周辺のオゾン濃度が上昇するのを防止することができる。
【0045】
図5(b)は、図5(a)の変形例であり、吸気部3は、排気されたオゾン含有ガスと、送られた空気の両方を吸気する。送風部7から送る空気AIRを吸気することで、より空気AIRの流れる方向を固定することができ、被対象物に接するオゾン含有ガス(ガスG2)が大気中へ拡散するのを防止できる。被対象物の殺菌を行う間に、ガスG2の一部は空気AIRの方へと広がるが、その拡散しつつあるオゾン含有ガスを空気AIRと一緒に吸気することができるので、よりオゾンが拡散するおそれがなくなる。吸気部3で吸気する気体の流量は、排気口2で排気する気体の流量と送風部7で送る空気の流量の和より大きいことが好ましい。
【0046】
図5(c)は、図5(a)の変形例であり、送風部7に対向する位置に受風部10を備える。送風部7と受風部10の位置関係は、近傍する排気口2と吸気部3の位置関係と同じであり、排気口2から吸気部3への気体の流れと、送風部7から受風部10の気体の流れが平行になるように受風部10は設置される。受風部10は、主に、送風部7で送る空気AIRを受け、空気AIRの流れを固定し、被対象物を殺菌するオゾン含有ガスのガスG2の上部に空気AIRの層でふたの役割を果たす。また、受風部10は、一部空気AIRに拡散するオゾン含有ガスを受け、周辺へ拡散するのを防ぐ。さらに、受風部10を備えることで、吸気するガスG3inを所定の流量以下に維持することが可能となる。その結果、ガスG2のオゾン濃度とほぼ同じ濃度のガスGを殺菌装置100内での循環に使用でき、効率よくオゾンの再利用が可能となる。
【0047】
以上説明したように、本実施の形態の殺菌装置によれば、オゾンガスが大気中に拡散することなく被対象物へ接触させて、効率よく殺菌することができる。
【0048】
殺菌装置で殺菌する際に、オゾンを利用することで、殺菌効果が高く、拭き取りなどの後処理が不要となり、利便性が高くなる。また、気体を用いることで、殺菌を行う対象物の形状が平面以外のいろいろな形状に使用できる。さらに、オゾンを発生させるオゾン発生機構は、冷陰極ランプを用いるので、自然空気を用いることができるだけでなく、装置の仕組みが簡易であり、小型化することができる。
【0049】
また、殺菌装置は、オゾン発生機構とオゾン含有ガスを排気する排気口を一体型としており、オゾン含有ガスの排気の流量を厳密に管理しなくても、均一にオゾンを排気することができる。そのためオゾン濃度のばらつきを抑え、均等に殺菌できるだけでなく、室内環境基準や労働環境における許容濃度を越えるようなオゾン濃度にはならず安全性を維持することができる。
【0050】
囲いのない開放された空間に対してガスを放出した場合であっても、ガス排気口に対向する側に備えられたガス吸気孔からガスを吸気するので、ガスがあまり拡散せずにすむ。また、吸気したガスを循環させて、オゾン含有ガスに含まれるオゾンを再利用することで、オゾンの発生濃度より高い濃度で、殺菌を行うことができる。さらに、オゾンの発生濃度を低濃度にすることができ、安全を維持することができるだけでなく、効率がよくなる。また、オゾンの発生濃度を低濃度にできるので、オゾン濃度を厳密に管理する必要がなく、許容濃度を維持することができる。
【0051】
循環するガスについて、循環の際に濾過することで、クリーンな状態を維持することができる。また、紫外線方式でオゾンを発生する場合、紫外線により循環するガスを殺菌することができ、クリーンな状態を維持することができる。
【0052】
殺菌を行う被対象物のタッチパネルは一例であり、対象はさまざまである。また、被対象物の殺菌を施す部分は平面である必要はなく、凹凸を有していてもよい。例えば、エレベータの押しボタン、駅の自動券売機の押しボタン、パソコンのキーボード、テンキーなどが挙げられる。他に、ドアノブや電話受話器などを被対象物としてもよい。このとき被対象物は耐オゾン材料で形成されたものか、耐オゾン材料でカバーされていることが好ましい。
【0053】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【0054】
(付記1)オゾンを発生させる発生手段と、前記発生手段で発生したオゾンを含むオゾン含有ガスを被対象物の周縁の隣接する位置から該被対象物の方向へ排気する排気手段と、前記被対象物を挟んで前記排気手段に対向する位置に備えられ、該排気手段により排気されたオゾン含有ガスを吸気する吸気手段と、前記吸気手段と前記排気手段を接続し、前記吸気手段で吸気したオゾン含有ガスを該排気手段へ送る循環ポンプを備えた送気用配管と、を備え、前記発生手段は、前記排気手段の排気口の手前の隣り合う位置に設けられる、ことを特徴とする殺菌装置。
【0055】
(付記2)前記発生手段は、冷陰極蛍光ランプを用いて前記オゾンを発生させることを特徴とする付記1に記載の殺菌装置。
【0056】
(付記3)前記吸気手段で吸気する気体の流量は、前記排気手段で排気する気体の流量以上であることを特徴とする付記1または2に記載の殺菌装置。
【0057】
(付記4)前記送気用配管は、前記吸気手段で吸気したオゾン含有ガスを濾過する濾過手段を備えることを特徴とする付記1ないし3のいずれかに記載の殺菌装置。
【符号の説明】
【0058】
1 ガス発生部
2 排気口
3 吸気部
4 循環ポンプ
5 送気用配管
6 濾過部
7 送風部
8 エアカーテン
9 ファン
10 受風部
11 オゾン発生機構
12 電源
13 インバータ(安定器)
14 蛍光ランプ
15 ランプ台
16 反応室
17、18 通孔
19 ランプカバー
100 殺菌装置
101 タッチパネル
G、G1、G1out、G2、
G3、G3in、G4 ガス
【技術分野】
【0001】
本発明は、殺菌装置に関する。より詳しくは、オゾンを用いた殺菌装置に関する。
【背景技術】
【0002】
新型インフルエンザに代表されるように、人々のウィルスに対する関心が高まりつつある。医療などの衛生基準が厳しい現場だけでなく、公共の場での、不特定多数の人が接触する部分に対する箇所への、除菌や消毒を望む声も増えている。
【0003】
銀行ATMや電車等の券売機などのタッチパネル部分は、不特定多数の人が操作するものであり、また、操作時に手に付着した細菌、皮脂などがタッチパネルに付着するため、消毒や殺菌などを行うことが望ましい。
【0004】
定期的に拭き取りによりアルコール消毒が行われるものがあるが、こまめに消毒することは難しく、また、長い間、消毒されずに使用されるものも少なくない。
【0005】
特許文献1には、書籍を殺菌容器へ収容し、オゾンなどの殺菌ガスGを容器内へ流動し、書籍の殺菌を行う殺菌装置が記載されている。
【0006】
特許文献2には、ファンの流気を用いて表示パネルの方向へ正イオンおよび負イオンを送り、表示装置の表示面およびその周辺を清浄化する表示装置が記載されている。
【0007】
特許文献3には、マイクロフォン載置部と、紫外線やオゾンを利用した殺菌手段を内蔵し、マイクロフォンを衛生的な状態で使用できるマイクロフォン用殺菌装置が記載されている。
【0008】
特許文献4には、箱体状の装置に紫外線発生ランプとオゾン供給装置を備え、紫外線照射により殺菌し、かつ、供給したオゾンにより試料の裏側の殺菌を行う殺菌装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開2001−187121号公報
【特許文献2】特開2003−284766号公報
【特許文献3】特開平07−111691号公報
【特許文献4】特許第2555613号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
オゾンを使用した殺菌の場合、放出オゾンを安全基準値以下に制御するために濃度計などによるフィードバックを設けたり、湿度等による濃度変動を考慮して、安全基準値より十分低い放出濃度になるよう設計する必要があるが、高精度に濃度制御できる計測器は非常に高価であり、安価な汎用製品には搭載できない問題がある。また、後者の安全基準値より十分低い濃度とする場合には目的とする殺菌及び皮脂分解において、接触時間を長くしないと効果が得られない問題がある。
【0011】
また、特許文献1、特許文献3および特許文献4は、オゾンを用いて殺菌を行っているが、閉ざされた空間でのオゾンの使用のため、装置の形状または大きさなどにより、殺菌を行う対象物が限定されてしまう。
【0012】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、オゾンガスが大気中に拡散する量を低減しながら被対象物へ接触させて、効率よく殺菌する殺菌装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明に係る殺菌装置は、
オゾンを発生させる発生手段と、
前記発生手段で発生したオゾンを含むオゾン含有ガスを被対象物の周縁の隣接する位置から該被対象物の方向へ排気する排気手段と、
前記被対象物を挟んで前記排気手段に対向する位置に備えられ、該排気手段により排気されたオゾン含有ガスを吸気する吸気手段と、
前記吸気手段と前記排気手段を接続し、前記吸気手段で吸気したオゾン含有ガスを該排気手段へ送る循環ポンプを備えた送気用配管と、
を備え、
前記発生手段は、前記排気手段の排気口の手前の隣り合う位置に設けられる、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明の殺菌装置によれば、オゾンガスが大気中に拡散する量を低減しながら被対象物へ接触させて、効率よく殺菌することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施の形態に係る殺菌装置の一例を示す構成概略図である。
【図2】図1の殺菌装置を矢印Aの方向から見た側面図である。
【図3】実施の形態に係る殺菌装置のオゾン発生機構の一例を示す構成概略図である。
【図4】図3に示すオゾン発生機構の斜視図である。
【図5】実施の形態の変形例に係る殺菌装置の一例を示す構成概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付す。
【0017】
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係る殺菌装置の一例を示す構成概略図である。図2は、図1の本発明に係る殺菌装置を矢印Aの方向から見た側面図である。殺菌装置100は、ガス発生部1、排気口2、吸気部3、循環ポンプ4、送気用配管5および濾過部6を備える。殺菌装置100は、電子機器(図示せず)のタッチパネル101部分を殺菌対象として設置する。排気口2は、ガス発生部1の被対象物に接する側の面に、ガス発生部1と一体となるように形成される。
【0018】
殺菌装置100は、殺菌効果を有する成分に、酸化力が高いオゾンを用いており、オゾン含有ガスの形状で、被対象物の殺菌を行う。オゾンは、殺菌効果の他に、脱臭効果などがあり、また、殺菌処理をした後の後処理、例えば残存ガスの除去や拭き取りなどの処理が不要であることなど利点が多い。オゾンによる殺菌効果は、オゾン濃度とオゾン接触時間に比例し、高濃度で所定の時間以上接触することで、殺菌効果は大きくなる。しかし、高濃度のオゾンは曝露されると身体への影響のおそれがあり、室内環境基準や労働環境における許容濃度が0.1ppm以下である。オゾンは気体であるため、排気したオゾンを吸気しなければ空気中に拡散する。オゾンを吸気する機能を有さないとき、オゾンガスは空気中に拡散するので、オゾンガスの濃度を安全性が確保できる低濃度で用いなければならず、接触時間も短いため、殺菌効果が小さくなる。
【0019】
オゾンの発生方式は、放電管や短ギャップ放電板を用いた無声放電方式、セラミック誘電体放電素子を用いた沿面放電方式、低圧水銀ランプなどを用いた紫外線方式、水電解セルを用いた電気分解方式などの方法がある。本実施の形態では、装置を小型化でき、発生装置のしくみが簡単であり、自然空気を用いてオゾンを発生させることができる低圧水銀ランプ、特に冷陰極放電ランプを用いる紫外線方式を用いる。
【0020】
殺菌装置100で殺菌に用いるガスG(ガスG1、ガスG2、ガスG3およびガスG4の総称)は、循環ポンプ4により、送気用配管5を介して各部を巡り、殺菌装置100内を循環する。ガスG1は、殺菌装置100を稼働してガスGが循環するまでの間は、オゾンを含まず、大気(空気)などである。ガスG1outは、ガス発生部1で発生させたオゾンを含む、オゾン含有ガスである。ガスG1outは、排気口2から排気される。ガスG2は、被対象物を含む部分の雰囲気のガスGで、被対象物を殺菌している状態を含むオゾン含有ガスである。ガスG3は、ガスG2で殺菌に用いたオゾンが一部消費された状態であり、また、殺菌装置100が置かれた部分の雰囲気の気体、例えば空気中の微小なゴミなどを含むオゾン含有ガスである。ガスG3inは、吸気部3で吸気するガスGで、ガスG3と同じである。ガスG4は、濾過部6を介した後のガスGで、ガスG3に含まれた微小なゴミなどが除かれたオゾン含有ガスである。循環ポンプ4を通り、流量が一定となるように調整されたガスGは、再びガスG1として殺菌装置100内を循環する。
【0021】
ガス発生部1は、オゾンを発生させ、かつ、オゾン含有ガスとなったガスG1を被対象物であるタッチパネル101の方向へ向けて、排気口2から放出する。オゾンは、所定のガス流量を維持するための媒体となる気体とともに送られる。オゾンを含むガスと、空気などの媒体となる気体を合わせたガス全体を、オゾン含有ガスという。
【0022】
排気口2は、被対象物へガスが均等に排気できるように、ガス発生部1と一体となるように備える。より具体的には、ガス発生部1の、被対象物の周縁の隣接する位置から該被対象物の方向へ排気できる箇所に、排気口2を備える。排気口2の幅は、被対象物の幅とほぼ同等であることが望ましい。排気口2の形状は、例えば、被対象物側へ向けて、複数の小孔を等間隔に形成する。
【0023】
吸気部3の吸気孔は、オゾン含有ガスを吸気できるように、排気口2に対向して備える。吸気部3の形状は、例えば、被対象物の幅いっぱいに開けられた長方形の孔を形成する。
【0024】
排気口2と、吸気部3の吸気孔とで張られる面に接するように被対象物(タッチパネル101)を設置することが望ましい。このとき、被対象物は、平面に限らず凹凸を有していてもよい。
【0025】
排気口2から吸気部3へ移動する際に、オゾン含有ガスに含まれる一部のオゾンが使用され、ガスGのオゾン濃度は、ガスG1のオゾン濃度>ガスG2のオゾン濃度>ガスG3のオゾン濃度、となる。また、吸気部3で吸気するガスG3inは、殺菌装置100が置かれた雰囲気の気体をオゾン含有ガスとともに吸気するので、例えば空気中の微小なゴミなどを含む。
【0026】
排気口2でガスG1を排気する流量、すなわちG1outの流量と、吸気部3でガスG3を吸気する流量、すなわちG3inの流量とは、(G3inの流量)>(G1outの流量)の関係を満たす。吸気部3で吸気する流量を大きくすることで、排気口2で排気するガスGを開放された空間へ逃すおそれが少なくなるからである。
【0027】
また、排気口2と吸気部3の間の距離をできるだけ短くすることで、排気口2で排気するガスGを開放された空間へ逃すおそれが少なくなる。そのためには、排気口2と吸気部3とで被対象物の短手方向を挟むように対向して設置し、かつ、排気口2と被対象物との距離および吸気部3と被対象物との距離は短いことが好ましい。
【0028】
循環ポンプ4は、殺菌装置100内にあるオゾン含有ガスを循環させる。循環ポンプ4により、流量を調整することができる。循環ポンプ4は、送気用配管5に備える。送気用配管5は、殺菌装置100の各部(ガス発生部1、排気口2、吸気部3、循環ポンプ4、濾過部6)を接続し、オゾン含有ガスを送気する。
【0029】
送気用配管5は、耐オゾン材料を用いる。殺菌装置100で使用するオゾン含有ガスのオゾン濃度は10ppmを越えることはないので、ステンレス素材の他、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂や塩化ビニルを用いることができる。また、送気用配管5に、シリコンの内面にポリテトラフルオロエチレンでコートを施した配管材料を用いることも可能である。送気用配管5にポリテトラフルオロエチレンのチューブを用いることで、殺菌装置100の配管が容易であり、設計の自由度が高くなる。
【0030】
濾過部6は、ガスG3を濾過し、微小なゴミなどを取り除き、クリーンな状態のガスG4にする。オゾン含有ガスをクリーンな状態にすることで、オゾン含有ガスを再利用するときの、殺菌効率の低下を防止することができる。また、オゾン含有ガスをクリーンな状態にしておくことで、循環ポンプ4を介する際の、循環ポンプ4へかかる機械的な負担を減らすことができる。
【0031】
そしてガスG4の流量を循環ポンプ4を用いて調整する。ガスGは、ガスG1として、再度、殺菌装置100内を循環する。このとき、ガスG4に含まれていたオゾンを再利用できる。ガスGは一連の流れを繰り返し、オゾンを再利用しながら、被対象物の殺菌を行う。
【0032】
濾過部6は備えなくてもよいが、より効果的に殺菌するために、備えることが好ましい。また、濾過部6を備える場合、送気用配管5のどこに配置してもよいが、最も好ましい場所は、吸気部3の直後であって、循環ポンプ4の前となる場所である。吸気部3の次に配置する理由は、吸気部3から汚れた気体が殺菌装置100内に入るため、その気体が殺菌装置100内を循環する前に濾過できるからである。循環ポンプ4の前に配置する理由は、汚れた状態よりクリーンな状態の気体を用いる方が循環ポンプ4へかかる機械的な負担を少なくすることができるからである。また、循環ポンプ4の後に濾過部6を通すと、濾過の際にかかる抵抗により、流量の変化やばらつきが生じるおそれがあるため、循環ポンプ4の前に濾過部6を備えることが好ましい。
【0033】
図3は、本発明に係る殺菌装置のオゾン発生機構の一例を示す構成概略図である。また、図4は、図3に示すオゾン発生機構の斜視図である。
【0034】
ガス発生部1は、オゾン発生機構11と、排気口2から構成される。オゾン発生機構11は、電源12、インバータ(安定器)13、蛍光ランプ14、ランプ台15、反応室16、通孔17、18およびランプカバー19を備える。
【0035】
蛍光ランプ14は、253.7nmの紫外線を放出し、波長200nm以下を透過するガラス管を使用した冷陰極蛍光ランプである。ガラス管はU字形状であって、そのガラス管の内壁面に蛍光体が塗布されており、内部空間は希ガスまたは希ガス混合ガスと、水銀が封入されており、ガラス管の両端には電極が設けられる。蛍光ランプ14の電極は、電源12およびインバータ13と電気的に接続しており、オゾン発生機構11を稼働したとき、蛍光ランプ14より紫外線を放出する。そして、紫外線照射により、酸素からオゾンを発生させる。
【0036】
蛍光ランプ14の長さは、吸気部3の幅と同程度であることが望ましい。オゾン発生機構11で、蛍光ランプ14へ向けて空気を取り込み、紫外線照射によりオゾンを発生させ、そのまま放出することで、効率よくオゾンを発生することができるだけでなく、オゾン発生機構11内のオゾン発生濃度を均等にすることができる。その結果、排気部2で排気するオゾン含有ガスの流量を調整しなくても、均一なオゾン濃度のガスを被対象物へ排気でき、均一に殺菌ができ、また、部分的に高濃度となるおそれもない。
【0037】
ランプ台15は、蛍光ランプ14を固定する台であり、そのランプ台15の中に、インバータ13を収容可能である。
【0038】
反応室16は、蛍光ランプ14を含む雰囲気を囲む。反応室16内にある空気もしくは酸素は、蛍光ランプ14により紫外線を照射され、オゾンとなる。
【0039】
送気用配管5側にある通孔17は、空気もしくは酸素などの気体を反応室16内へ取り入れることができる。通孔17に対向する位置の、排気口2側にある通孔18から気体を反応室16外へ送ることができる。通孔17、18は、オゾン発生機構11の反応室16内へ取り込んだ気体が逆の方向へ流れないように、空気弁を備えてもよい。
【0040】
通孔18から排気口2を介して、オゾン含有ガスは放出される。排気口2を均等に形成することで、オゾン発生機構11で発生したオゾン含有ガスを、被対象物へ向けて均一に放出し、被対象物へ接触するオゾンの量を一定に保つことができる。オゾン含有ガスを放出する際に流量を調整する必要がなくなり、容易にオゾンの放出を行うことができる。
【0041】
ランプカバー19は、蛍光ランプ14を保護するためのカバーである。
【0042】
殺菌装置100でオゾンを再利用するためにガスGを循環させることで、送気用配管5内は殺菌されるので、循環させてもガスGはクリーンな状態を維持できる。また、循環ポンプ4を通る前に、濾過部6を備えることで、循環ポンプ4の機械的な負担を減らし、かつ、ガスG4をクリーンな状態にする。さらに、循環してきたガスG4は、オゾン発生機構11を通るため、紫外線により殺菌され、ガスG1はクリーンな状態を維持できる。また、ガスG1は紫外線を放射され、一部のオゾンが分解される。それにより、ガスGを循環させている間のオゾン濃度は上がり続けることがなく、ある所定の濃度になるとその濃度を維持しながら、殺菌装置100内を循環することができる。
【0043】
(実施の形態の変形例)
図5は、実施の形態の変形例に係る殺菌装置の一例を示す構成概略図である。基本的な構造は、図1に示す実施の形態と同じであり、送風部7を備える。
【0044】
図5(a)のように、送風部7は、エアカーテン8とファン9から構成される。送風部7は、排気口2の上部から吸気部3の上部へ向けて、空気AIRを送り続ける。連続して送られる空気は、被対象物であるタッチパネル101およびタッチパネル101を殺菌するオゾンガスであるガスG2の上を常に一定方向で流れ続け、ガスG2の上部を空気AIRの層でふたをしたような状態となる。その結果、ガスG2が大気中に拡散するのを防ぎ、周辺のオゾン濃度が上昇するのを防止することができる。
【0045】
図5(b)は、図5(a)の変形例であり、吸気部3は、排気されたオゾン含有ガスと、送られた空気の両方を吸気する。送風部7から送る空気AIRを吸気することで、より空気AIRの流れる方向を固定することができ、被対象物に接するオゾン含有ガス(ガスG2)が大気中へ拡散するのを防止できる。被対象物の殺菌を行う間に、ガスG2の一部は空気AIRの方へと広がるが、その拡散しつつあるオゾン含有ガスを空気AIRと一緒に吸気することができるので、よりオゾンが拡散するおそれがなくなる。吸気部3で吸気する気体の流量は、排気口2で排気する気体の流量と送風部7で送る空気の流量の和より大きいことが好ましい。
【0046】
図5(c)は、図5(a)の変形例であり、送風部7に対向する位置に受風部10を備える。送風部7と受風部10の位置関係は、近傍する排気口2と吸気部3の位置関係と同じであり、排気口2から吸気部3への気体の流れと、送風部7から受風部10の気体の流れが平行になるように受風部10は設置される。受風部10は、主に、送風部7で送る空気AIRを受け、空気AIRの流れを固定し、被対象物を殺菌するオゾン含有ガスのガスG2の上部に空気AIRの層でふたの役割を果たす。また、受風部10は、一部空気AIRに拡散するオゾン含有ガスを受け、周辺へ拡散するのを防ぐ。さらに、受風部10を備えることで、吸気するガスG3inを所定の流量以下に維持することが可能となる。その結果、ガスG2のオゾン濃度とほぼ同じ濃度のガスGを殺菌装置100内での循環に使用でき、効率よくオゾンの再利用が可能となる。
【0047】
以上説明したように、本実施の形態の殺菌装置によれば、オゾンガスが大気中に拡散することなく被対象物へ接触させて、効率よく殺菌することができる。
【0048】
殺菌装置で殺菌する際に、オゾンを利用することで、殺菌効果が高く、拭き取りなどの後処理が不要となり、利便性が高くなる。また、気体を用いることで、殺菌を行う対象物の形状が平面以外のいろいろな形状に使用できる。さらに、オゾンを発生させるオゾン発生機構は、冷陰極ランプを用いるので、自然空気を用いることができるだけでなく、装置の仕組みが簡易であり、小型化することができる。
【0049】
また、殺菌装置は、オゾン発生機構とオゾン含有ガスを排気する排気口を一体型としており、オゾン含有ガスの排気の流量を厳密に管理しなくても、均一にオゾンを排気することができる。そのためオゾン濃度のばらつきを抑え、均等に殺菌できるだけでなく、室内環境基準や労働環境における許容濃度を越えるようなオゾン濃度にはならず安全性を維持することができる。
【0050】
囲いのない開放された空間に対してガスを放出した場合であっても、ガス排気口に対向する側に備えられたガス吸気孔からガスを吸気するので、ガスがあまり拡散せずにすむ。また、吸気したガスを循環させて、オゾン含有ガスに含まれるオゾンを再利用することで、オゾンの発生濃度より高い濃度で、殺菌を行うことができる。さらに、オゾンの発生濃度を低濃度にすることができ、安全を維持することができるだけでなく、効率がよくなる。また、オゾンの発生濃度を低濃度にできるので、オゾン濃度を厳密に管理する必要がなく、許容濃度を維持することができる。
【0051】
循環するガスについて、循環の際に濾過することで、クリーンな状態を維持することができる。また、紫外線方式でオゾンを発生する場合、紫外線により循環するガスを殺菌することができ、クリーンな状態を維持することができる。
【0052】
殺菌を行う被対象物のタッチパネルは一例であり、対象はさまざまである。また、被対象物の殺菌を施す部分は平面である必要はなく、凹凸を有していてもよい。例えば、エレベータの押しボタン、駅の自動券売機の押しボタン、パソコンのキーボード、テンキーなどが挙げられる。他に、ドアノブや電話受話器などを被対象物としてもよい。このとき被対象物は耐オゾン材料で形成されたものか、耐オゾン材料でカバーされていることが好ましい。
【0053】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【0054】
(付記1)オゾンを発生させる発生手段と、前記発生手段で発生したオゾンを含むオゾン含有ガスを被対象物の周縁の隣接する位置から該被対象物の方向へ排気する排気手段と、前記被対象物を挟んで前記排気手段に対向する位置に備えられ、該排気手段により排気されたオゾン含有ガスを吸気する吸気手段と、前記吸気手段と前記排気手段を接続し、前記吸気手段で吸気したオゾン含有ガスを該排気手段へ送る循環ポンプを備えた送気用配管と、を備え、前記発生手段は、前記排気手段の排気口の手前の隣り合う位置に設けられる、ことを特徴とする殺菌装置。
【0055】
(付記2)前記発生手段は、冷陰極蛍光ランプを用いて前記オゾンを発生させることを特徴とする付記1に記載の殺菌装置。
【0056】
(付記3)前記吸気手段で吸気する気体の流量は、前記排気手段で排気する気体の流量以上であることを特徴とする付記1または2に記載の殺菌装置。
【0057】
(付記4)前記送気用配管は、前記吸気手段で吸気したオゾン含有ガスを濾過する濾過手段を備えることを特徴とする付記1ないし3のいずれかに記載の殺菌装置。
【符号の説明】
【0058】
1 ガス発生部
2 排気口
3 吸気部
4 循環ポンプ
5 送気用配管
6 濾過部
7 送風部
8 エアカーテン
9 ファン
10 受風部
11 オゾン発生機構
12 電源
13 インバータ(安定器)
14 蛍光ランプ
15 ランプ台
16 反応室
17、18 通孔
19 ランプカバー
100 殺菌装置
101 タッチパネル
G、G1、G1out、G2、
G3、G3in、G4 ガス
【特許請求の範囲】
【請求項1】
オゾンを発生させる発生手段と、
前記発生手段で発生したオゾンを含むオゾン含有ガスを被対象物の周縁の隣接する位置から該被対象物の方向へ排気する排気手段と、
前記被対象物を挟んで前記排気手段に対向する位置に備えられ、該排気手段により排気されたオゾン含有ガスを吸気する吸気手段と、
前記吸気手段と前記排気手段を接続し、前記吸気手段で吸気したオゾン含有ガスを該排気手段へ送る循環ポンプを備えた送気用配管と、
を備え、
前記発生手段は、前記排気手段の排気口の手前の隣り合う位置に設けられる、
ことを特徴とする殺菌装置。
【請求項2】
前記発生手段は、冷陰極蛍光ランプを用いて前記オゾンを発生させることを特徴とする請求項1に記載の殺菌装置。
【請求項3】
前記吸気手段で吸気する気体の流量は、前記排気手段で排気する気体の流量以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の殺菌装置。
【請求項4】
前記送気用配管は、前記吸気手段で吸気したオゾン含有ガスを濾過する濾過手段を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の殺菌装置。
【請求項1】
オゾンを発生させる発生手段と、
前記発生手段で発生したオゾンを含むオゾン含有ガスを被対象物の周縁の隣接する位置から該被対象物の方向へ排気する排気手段と、
前記被対象物を挟んで前記排気手段に対向する位置に備えられ、該排気手段により排気されたオゾン含有ガスを吸気する吸気手段と、
前記吸気手段と前記排気手段を接続し、前記吸気手段で吸気したオゾン含有ガスを該排気手段へ送る循環ポンプを備えた送気用配管と、
を備え、
前記発生手段は、前記排気手段の排気口の手前の隣り合う位置に設けられる、
ことを特徴とする殺菌装置。
【請求項2】
前記発生手段は、冷陰極蛍光ランプを用いて前記オゾンを発生させることを特徴とする請求項1に記載の殺菌装置。
【請求項3】
前記吸気手段で吸気する気体の流量は、前記排気手段で排気する気体の流量以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の殺菌装置。
【請求項4】
前記送気用配管は、前記吸気手段で吸気したオゾン含有ガスを濾過する濾過手段を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の殺菌装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【公開番号】特開2011−167464(P2011−167464A)
【公開日】平成23年9月1日(2011.9.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−36397(P2010−36397)
【出願日】平成22年2月22日(2010.2.22)
【出願人】(300022353)NECライティング株式会社 (483)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年9月1日(2011.9.1)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年2月22日(2010.2.22)
【出願人】(300022353)NECライティング株式会社 (483)
【Fターム(参考)】
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