(57)【要約】      （修正有）【課題】  大量の空気を取り込み、その空気を加湿すると同時に次亜塩素酸によりその空気を効率良く殺菌して悪臭の取り除かれた清浄な空気を連続的に取り出すことのできる空気滅菌洗浄機を提供する。【解決手段】  洗浄水循環水路８内を循環する次亜塩素酸を含有する洗浄水を放散させて流入した空気と接触させ、該空気を滅菌洗浄並びに加湿して排出させる空気の滅菌洗浄機１であって、洗浄水循環水路内に洗浄水中の次亜塩素酸濃度を測定する濃度センサー９を配備して、該濃度センサーにより洗浄水循環水路内の次亜塩素酸濃度を随時測定して、その測定値に応じて洗浄水中に供給される次亜塩素酸の量を調整する。濃度センサーとしては、検出電極、補助電極及び基準電極を備え、検出電極を定電位に設定し、該検出電極と補助電極との間に流れる電解電流を計測して洗浄水中の次亜塩素酸濃度を電気化学的に測定する３電極方式である。【選択図】  図１
2006026214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流入口と、空気排出口と、次亜塩素酸を含有する洗浄水の貯水槽と、前記洗浄水が循環する洗浄水循環水路と、前記洗浄水を放散する散水部と、前記洗浄水循環水路に設けられた次亜塩素酸の濃度を検出する濃度センサーと、前記洗浄水循環水路に次亜塩素酸を供給する次亜塩素酸供給手段とを少なくとも具備し、前記空気流入口より吸引した空気に前記散水部から放散された前記洗浄水を接触させた後に該空気を前記空気排出口から吹き出す空気の滅菌洗浄機であって、随時に前記濃度センサーにより測定される前記洗浄水中の次亜塩素酸の濃度に応じて前記次亜塩素酸供給手段から供給される次亜塩素酸の量を調整するようにしたことを特徴とする空気の滅菌洗浄機。
【請求項２】
前記濃度センサーにより測定される前記洗浄水中の次亜塩素酸の濃度が予め設定された濃度値以下となった場合に前記洗浄水中に次亜塩素酸を供給するよう、前記次亜塩素酸供給手段から供給される次亜塩素酸の量を調整するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の空気の滅菌洗浄機。
【請求項３】
前記濃度センサーが、検出電極、補助電極及び基準電極を備え、検出電極を定電位に設定し、該検出電極と補助電極との間に流れる電解電流を計測して前記洗浄水中の次亜塩素酸濃度を電気化学的に測定する３電極方式の次亜塩素酸濃度測定装置であって、前記検出電極が炭素電極、前記基準電極が銀／塩化銀電極であり、測定開始に先立って前記検出電極に該電極を電気化学的に酸化、還元して洗浄／活性化するように電圧を印加する制御回路を有する制御部を具備してなる次亜塩素酸測定装置からなることを特徴とする請求項１または２に記載の空気の滅菌洗浄機。
【請求項４】
前記次亜塩素酸測定装置が洗浄／活性化した検出電極を所定時間開放した後、定電位に設定し、所定時間経過後の一定期間内に流れる電解電流を計測し、その積算電気量から次亜塩素酸濃度を算出する制御回路を有する制御部を具備してなることを特徴とする請求項３に記載の空気の滅菌洗浄機。
【請求項５】
前記補助電極が炭素電極であることを特徴とする請求項４又は５に記載の空気の滅菌洗浄機。
【請求項６】
前記次亜塩素酸供給手段は、次亜塩素酸塩溶液及び鉱酸がそれぞれ貯蔵された２つの薬液槽を有しており、前記濃度センサーにより測定される前記洗浄水中の次亜塩素酸の濃度に応じて前記次亜塩素酸塩溶液と前記鉱酸とを別々に前記洗浄水循環水路に供給して前記洗浄水中において次亜塩素酸を生成させることにより前記洗浄水循環水路に次亜塩素酸を供給することを特徴とする請求項１〜５のいづれか１項に記載の空気の滅菌洗浄機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気の滅菌洗浄機に関する。更に詳細には、大量の空気を連続的に取り込んで該空気中に含まれる雑菌や悪臭成分を次亜塩素酸を含む洗浄液で連続的に滅菌洗浄し、さらに加湿して排出する空気の滅菌洗浄機に関する。
【背景技術】
【０００２】
硫黄や窒素の酸化物等を含有する内燃機関や化学工場から排出される廃ガスに触媒を接触させて廃ガス中の硫黄や窒素の酸化物等を連続的に還元してこれを除去する方法や悪臭成分を含有するガスを吸着剤に吸着させて連続的に脱臭する方法及びその装置は従来から多数知られているが、室内などの空気中に含有される雑菌等を連続的に安定して滅菌、除去する空気の滅菌、洗浄装置についてはこれまでに報告されていない。
【０００３】
一方、室内などの空気を加湿する装置の１つとして、該装置内に取り入れた空気に循環水を常温で噴霧して加湿し排出する循環水スプレー式加湿機が知られているが、このような循環水スプレー式の加湿機では装置内を循環する循環水中に藻や空気中の雑菌が繁殖すること、さらに悪臭成分が発生することにより加湿装置から排出される空気が汚染される等の弊害があった。
【０００４】
ところで、消毒剤の中で塩素系消毒剤は水道水の滅菌をはじめとして、食品工場、プール、温泉施設、病院などで最も広く使用さている。また、現在主に使用されている弱アルカリ性から弱酸性の塩素系消毒水中には、次亜塩素酸イオン〔ＣｌＯ-〕、次亜塩素酸〔ＨＣｌＯ〕、そしてごく微量の溶存塩素〔Ｃｌ2〕などが存在するが、その殺菌力は、主として次亜塩素酸〔ＨＣｌＯ〕の強力な酸化力に起因すると考えられている。
そこで、上記のような加湿装置内の循環水中に殺菌剤として塩素系消毒剤を添加しておくことにより空気内の滅菌や藻や空気中の雑菌の繁殖を抑制することが考えられるが、本発明者の実験によると塩素系消毒剤として次亜塩素酸をバッチ式に循環水スプレー式加湿装置の循環水貯槽に添加した場合、図８に示したように次亜塩素酸が添加された直後では循環水中の細菌数は急激に減少し殺菌効果が一時的に現れるが、時間とともに添加された循環水中の次亜塩素酸が消費されてしまい殺菌効果が消失すると、殺菌類は再び増殖をはじめ、２４時間後には殺菌剤の添加時以前より細菌数は更に増加することが確認された。
【０００５】
上記確認により循環水の殺菌効果を持続させるためには循環水中の殺菌剤である塩素系消毒剤の濃度を連続的に測定し、その濃度が一定値以下になると循環水中に次亜塩素酸を逐次供給してゆく必要があるとの知見を得た。そこで循環する次亜塩素酸の濃度を一定に保持するためには循環水中の次亜塩素酸の濃度を精度よく、連続的に測定する必要があるところから、その測定方法についてさらに検討した。
【０００６】
水溶液中における次亜塩素酸などの残留塩素濃度の測定方法としては、比色法と電気化学的方法が代表的であるが、装置の自動化の観点から見ると電気化学的分析法が主流である。
電気化学的方法を用いる分析法の原理は、水溶液中に次亜塩素酸が存在するとき、検出電極を適当な電位（基準電極に対する電位：基準電極としては銀／塩化銀電極が一般に用いられている）に設定（以下、電解電位と略）すると、次亜塩素酸〔ＨＣｌＯ〕は、電極表面上で下記（１）の化学式に示すように電気化学的に還元される。
ＨＣｌＯ＋Ｈ+ ＋２ｅ＝Ｃｌ- ＋Ｈ2 Ｏ・・・（１）
このとき、（１）式の電子〔ｅ〕の量を電流値として計測し、次亜塩素酸濃度に換算するものである。
【０００７】
前記の電流値を計測して次亜塩素酸などの残留塩素濃度を測定する装置として、検出電極と基準電極の２電極を定電圧に保って、流れる電流値を計測する２電極・定電圧方式の装置がある（例えば、特許文献１、２参照）。２電極方式は制御回路が簡素化されることもあって広く採用され、市販品の多くはこの方式である。しかしながら、２電極方式は、基準電位を与える基準電極（銀／塩化銀電極）に電解電流が不可避的に流れ、基準電極値が不安定となり、結果として設定電位が一定しないという大きな欠陥がある。
そのため、電流を流すための補助電極を用いる３電極・定電位電解方式による装置も提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。しかしながら、この３電極・定電位電解装置は、２電極の定電圧方式と比べると制御回路が複雑となるという問題がある。
【０００８】
また、電気化学的方法を用いて安定した再現性のある測定結果を得るためには、検出電極表面は、常に一定の状態を保つ必要がある。従来、検出電極としては高価な白金、金等の貴金属が用いられており、適宜、洗浄・活性化を行いながら使用されている。なお、特許文献３、４などには電極材料として白金、金に加えてカーボンも例示されているが、従来、炭素電極を使用した装置は実現されていない。電極の洗浄／活性化方法として、酸素発生の陽極処理と水素発生の陰極処理を交互に行わせる電気化学的方法（例えば、特許文献１参照）と、機械的に研磨する方法（例えば、特許文献２参照）が提案されているが、電気化学的洗浄／活性化は不十分な結果を与える場合が多く、一方、機械的研磨法は特に自動化を視野に入れたとき、装置が複雑化し、従って装置の制作費が上昇してしまうという欠点がある。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１８５８７１号公報
【特許文献２】特開２０００−４６７９４号公報
【特許文献３】特開２００１−１７４４３１号公報
【特許文献４】特開２００１−１０８６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は大量の空気を連続的に取り込み、次亜鉛素酸によりその空気を効率良く滅菌して悪臭の取り除かれた清浄な空気を同時に加湿して取り出すことのできる空気の滅菌洗浄機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】
【００１１】
本発明は循環する次亜塩素酸を含有する洗浄液と取り込まれた空気とを接触させるとともに、特定の次亜塩素酸の濃度センサーにより洗浄液中の次亜塩素酸の濃度を逐次測定して該洗浄液に次亜塩素酸を補給することによって洗浄液中の次亜塩素酸の濃度を常に一定濃度範囲内に維持しながら該洗浄液により連続的に効率よく空気を滅菌して清浄化し、加湿する滅菌洗浄機であり、詳しくは下記の構成からなる。
【００１２】
（１）空気流入口と、空気排出口と、次亜塩素酸を含有する洗浄水の貯水槽と、前記洗浄水が循環する洗浄水循環水路と、前記洗浄水を放散する散水部と、前記洗浄水循環水路に設けられた次亜塩素酸の濃度を検出する濃度センサーと、前記洗浄水循環水路に次亜塩素酸を供給する次亜塩素酸供給手段とを少なくとも具備し、前記空気流入口より吸引した空気に前記散水部から放散された前記洗浄水を接触させた後に該空気を前記空気排出口から吹出す空気の滅菌・洗浄機であって、随時に前記濃度センサーにより測定される前記洗浄水中の次亜塩素酸の濃度に応じて前記次亜塩素酸供給手段から供給される次亜塩素酸の量を調整するようにしたことを特徴とする滅菌洗浄機。
（２）前記濃度センサーにより測定される前記洗浄水中の次亜塩素酸の濃度が予め設定された濃度値以下となった場合に前記洗浄水中に次亜塩素酸を供給するよう、前記次亜塩素酸供給手段から供給される次亜塩素酸の量を調整するようにしたことを特徴とする前記（１）に記載の空気の滅菌洗浄機。
【００１３】
（３）前記濃度センサーが、検出電極、補助電極及び基準電極を備え、検出電極を定電位に設定し、該検出電極と補助電極との間に流れる電解電流を計測して前記洗浄水中の次亜塩素酸濃度を電気化学的に測定する３電極方式の次亜塩素酸濃度測定装置であって、前記検出電極が炭素電極、前記基準電極が銀／塩化銀電極であり、測定開始に先立って前記検出電極に該電極を電気化学的に酸化、還元して洗浄／活性化するように電圧を印加する制御回路を有する制御部を具備してなる次亜塩素酸測定装置からなることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の空気の滅菌洗浄機。
（４）前記次亜塩素酸測定装置が洗浄／活性化した検出電極を所定時間開放した後、定電位に設定し、所定時間経過後の一定期間内に流れる電解電流を計測し、その積算電気量から次亜塩素酸濃度を算出する制御回路を有する制御部を具備してなることを特徴とする前記（３）に記載の空気の滅菌洗浄機。
（５）前記補助電極が炭素電極であることを特徴とする前記（３）又は（４）に記載の空気の滅菌洗浄機。
【００１４】
（６）前記次亜塩素酸供給手段は、次亜塩素酸塩溶液及び鉱酸がそれぞれ貯蔵された２つの薬液槽を有しており、前記濃度センサーにより検出される前記洗浄水中の次亜塩素酸の濃度に応じて前記次亜塩素酸塩溶液と前記鉱酸とを別々に前記洗浄水循環水路または前記貯水槽に供給して前記洗浄水中において次亜塩素酸を生成させることにより前記洗浄水循環水路または前記貯水槽中に次亜塩素酸を供給することを特徴とする前記（１）〜（５）のいづれかに記載の空気の滅菌洗浄機。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成を有する本発明の空気滅菌洗浄機によれば、１）吸い込んだ空気中の雑菌、ウイルス等を殺菌、除去することができる、２）吸い込んだ空気中の悪臭が除去できる、３）吸い込んだ空気が加湿して排出される、４）装置内を循環する循環水中の雑菌や藻類等の発生が防止される、５）装置全体の殺菌が必然的に行われるため、装置のメンテナンスが格段に改良される、等の効果がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面により本発明の空気滅菌洗浄機の構造およびその動作について説明する。
図１は本発明の空気滅菌洗浄機の内部の構成を例示する側面概略図であり、図２はその正面概略図を例示するものである。空気滅菌洗浄機１は筐体２内の下部に、周囲の空気を吸い込む空気流入口３と上部には滅菌洗浄された空気を吹き出す空気排出口４を有し、筐体２内の空気排出口４近傍に設けられた送風機５を作動させて空気流入口３から周囲の空気を吸引し、この空気を空気排出口４から吹き出させることによって筐体２の内部において空気流入口３と空気排出口４との間の空間に空気の流路が形成される。
【００１７】
これとは別に、筐体２内下部の空気排出口４近傍における空間には、少なくとも洗浄水貯水槽６と、洗浄水循環用ポンプ７と、洗浄水貯水槽６中の洗浄水１９を循環させる洗浄水循環水路８と、洗浄水循環水路８内に設置された次亜塩素酸の濃度を検出する濃度センサー９と洗浄水循環水路８内を循環する洗浄水１９を放散するシャワー１０からなる殺菌ユニット１８が配備されている。なお、１１は洗浄水循環水路８内の洗浄水１９中の次亜塩素酸濃度調整のために添加される次亜塩素酸の生成原料となる薬品を貯蔵するための薬液タンクであり、１２はシャワー１０から散布された洗浄水１９を洗浄水貯水槽６に誘導して再び洗浄水循環水路８を循環させるための集水板である。
【００１８】
洗浄水貯水槽６に貯蔵されている次亜塩素酸を含んだ洗浄水１９は洗浄水循環用ポンプ７により吸引され、洗浄水循環水路８内を循環し該水路の先端部に設けられたシャワー１０に送られ、シャワー１０から空気流入口３から空気排出口４に向かって流動している空気中に洗浄水１９を噴霧状態に散布して該空気流と接触させて、空気流入口３から吸い込んだ空気を加湿並びに滅菌洗浄する。シャワー１０から散布された洗浄水１９は空気と接触させた後、落下した洗浄水は集水板１２を経由して洗浄水貯水槽６中に回収される。
【００１９】
図３は筐体１の下部空間に配備される上記の殺菌ユニット１８の構成図を例示したもので、次亜塩素酸供給手段として、薬液タンク１１（本例では次亜塩素酸ソーダ等の次亜塩素酸塩貯蔵タンク１１ａと塩酸等の鉱酸貯蔵タンク１１ｂの２つの薬液タンクからなる）及び薬液ポンプ（本例では２つの薬液ポンプ１３ａ、１３ｂからなる）を備えている。
洗浄水循環水路８内の任意の場所に配備される次亜塩素酸の濃度のみを選択的に測定する濃度センサー９により、洗浄水１９中の次亜塩素酸の濃度を随時測定することによって洗浄水１９中の次亜塩素酸濃度が連続的に監視され、濃度センサー９が都度測定した洗浄水１９中の次亜塩素酸の濃度信号ｔは該濃度センサー９の濃度制御部（図示していない）に送られる。該濃度センサー９から送られてくる濃度信号ｔと予め設定された濃度Ｔとの大小を判別して、この濃度信号ｔが予め設定される所定値Ｔより小さい場合（Ｔ≧ｔの場合）には、前記濃度制御部より薬液ポンプ１３ａ、１３ｂに送られる駆動信号１４ａ、１４ｂに基づいて薬液ポンプ１３ａ、１３ｂを駆動させ、その濃度ｔ値が設定されたＴ値になるまで、薬液タンク１１ａ及び１１ｂから次亜塩素酸ソーダ等の次亜塩素酸塩（１５ａ）及び塩酸等の鉱酸（１１ｂ）を供給して洗浄水１９内で混合され、次亜塩素酸を生成させて次亜塩素酸供給手段から供給される次亜塩素酸の供給量を調整することによって、循環する洗浄水１９中の次亜塩素酸の濃度を滅菌に必要な所定の範囲内に維持させるようにしている。
【００２０】
なお、高濃度次亜塩素酸は単独では多量の塩素ガスを発生するため安定に貯蔵できないので、薬液タンク１１としては、上述のように次亜塩素酸ソーダ等次亜塩素酸塩用（１１ａ）と塩酸等の鉱酸用（１１ｂ）の２つを設けておき、濃度センサー９による次亜塩素酸濃度の測定値が所定の範囲以下になった時、次亜塩素酸塩と鉱酸とを同時に洗浄水循環水路８内に供給するのがよい。
【００２１】
次に本発明の空気滅菌洗浄機において中心的制御装置として機能する、濃度センサー９について詳述する。
本発明の空気滅菌洗浄機において使用される濃度センサーは、検出電極、補助電極及び基準電極の３電極方式を備え、該検出電極と補助電極との間に流れる電解電流を計測して流水試料中の次亜塩素酸濃度を電気化学的に測定する３電極方式の次亜塩素酸濃度測定装置（以下、本発明の濃度センサーという）で、検出電極として炭素電極を使用し、基準電極として銀／塩化銀電極を使用して、測定開始に先立って検出電極に該電極を電気化学的に酸化、還元して洗浄／活性化するように電圧を印加する制御回路を有する制御部を有しており、本発明の濃度センサーにより、洗浄水循環水路８を循環する洗浄水１９中の次亜塩素酸の濃度のみを電気化学的に測定し、上述したように濃度センサーにより測定された洗浄水循環水路８中の次亜塩素酸濃度が予め設定された濃度範囲より低下すると、薬液タンク１１（１１ａ，１１ｂ）から洗浄水循環水路８中に次亜塩素酸が供給されるように制御するシステムになっている。
【００２２】
すなわち、本発明の濃度センサーには、電気化学的洗浄／活性化工程を確実なものにするため、検出電極として炭素電極を使用し、電気化学的活性化及びその後の電極開放時間の時間管理を厳密化する制御回路が組み込まれているのが特徴の１つである。その電極材質としては従来白金や金などの貴金属電極が採用されているが、貴金属は化学的に安定な酸化膜で覆われていると考えられ、この酸化膜上に有機物などが付着しやすいという欠点があるため、本発明の空気滅菌洗浄機における濃度センサーとして用いる濃度測定装置では、検出電極として炭素電極を採用し、電気化学的活性化工程の時間管理を厳密化することにより効果的な洗浄／活性化が可能になり、正確な測定値を安定して得られるようになった。
【００２３】
検出電極を炭素電極とすることによって効果的な洗浄／活性化が可能になった理由は、炭素電極上で電気化学的に酸素を発生させる（電解電位をプラス数Ｖに設定する）と、電極表面の数層の炭素原子が酸化され二酸化炭素、あるいは一酸化炭素ガスとして取り除かれ、この反応に伴って表面に付着した汚染物は取り除かれ、同時に活性の高い表面が現出するためと考えられる。従って、炭素電極を検出電極として用い電気化学的活性化手段を採用すると、常に新しい電極を用いたのと同じ測定結果、すなわち再現性、安定性の高い測定結果を得ることができる。電気化学的に洗浄／活性化する工程は、例えば１０ミリ秒から５００ミリ秒間隔でマイナス数Ｖの還元電位、プラス数Ｖの酸化電位、マイナス数Ｖの還元電位、１Ｖ程度の安定化電位の順にパルス分極を行い、電極を開回路して所定の時間開放することによって行えばよい。
【００２４】
電気化学的活性化により検出電極は洗浄／活性化されるが、その後、電極表面の不活性化が急速に進行する。従って、検出電極は分析操作の直前に必ず活性化する必要性があり、また、活性化後電極を解放し、その解放時間を厳密な一定時間に設定しなければならない。この電気化学的活性化工程後の一定解放時間は、同一、一定間隔として厳密に管理する必要があるので、洗浄／活性化工程は制御回路によりコンピュータ制御するが、測定時間の短縮等を考慮して例えば２秒程度とすればよい。
【００２５】
電気化学的手法により次亜塩素酸濃度を測定するためには、設定電解電位を長期間安定に保つ必要があり、そのためには基準電極が長期間安定である必要がある。本発明の濃度センサーでは基準電極として、一般に用いられている銀／塩化銀電極を使用する。また、基準電極に電解電流が流れると設定電解電位が不安定になる。そのため本発明の濃度センサーでは検出電極、基準電極の他に電解電流部分を担う電極（補助電極）を設けた３電極方式の定電位電解方式を採用し、この定電位電解部をコンピュータ制御部と一体化し、かつ小型化するように回路設計することによって、３電極方式が採用されているにかかわらず、コンパクトな装置とすることができた。
【００２６】
補助電極は化学的に不活性で、毒性のないものであれば特に材質に制限はなく、従来使用されていた金、白金等が使用できるが、検出電極と同様に炭素電極を使用するのが経済的であり好ましい。補助電極は電流を捕捉しやすいよう検出電極に比べて表面積が大きいものを使用し、流水との接触効率がよくなるような形で設置する。
【００２７】
本発明の濃度センサーにより洗浄水中の次亜塩素酸濃度を測定する場合、洗浄／活性化した検出電極を所定時間開放した後、定電位に設定し、検出電極と補助電極間に流れる電解電流を計測する。従来の濃度測定装置では、検出電極を電解電位に設定後直ちに電解電流値を測定し、その電流値を濃度に換算しているが、本発明の装置では、定電位に設定した直後の電解電流の計測値は採用せず、所定の除外期間をおいたあとの一定期間内に流れる電解電流を計測し、その積算電気量から次亜塩素酸濃度を算出する制御回路を設けている。
【００２８】
このようにして電解初期に観察される電解電流を測定結果から取り除くことによって、初期の電極近傍に高濃度に存在する物質に起因する不安定電流領域を取り除くことができ、流動によって電極表面に運ばれる電気化学的活性物質の電流値のみを、洗浄水中の濃度として直接分析結果に反映させることができる。また、測定値は所定時間間隔の電流の積分値であることから、測定時に誤差の原因となる周期的ノイズを必然的に取り除くことができる。本発明の濃度センサーの場合、次亜塩素酸濃度測定用の電解電位は５０ｍＶ±１００ｍＶ（銀／塩化銀基準電極基準）の範囲とするのが好ましい。
【００２９】
前記の除外期間の長さは、測定条件等により異なるが、要は電流値がほぼ一定になるまでとすればよく、通常は１５秒程度で十分である。積算電気量を求める期間は長い方が平均したデータが得られるが、長くなればそれだけ分析所要時間が長くなる。本発明の装置によれば１０秒程度で十分安定した計測値が得られる。制御回路には予め測定した電解電気量と次亜塩素酸濃度との相関データが入力されており、計測した積算電気量から次亜塩素酸の濃度を算出することができる。
【００３０】
本発明の濃度センサーによる次亜塩素酸の測定操作は、検出電極を洗浄／活性化した後（開放時間を含む）、定電位に設定して電流の計測を開始し、計測開始初期のデータを除外してその後の所定時間に流れる電解電流を計測し、その積算電気量から次亜塩素酸濃度を算出するものである。この一連の分析操作において各工程の操作条件は常に一定としておくことが必要である。
【００３１】
本発明の濃度センサーは、流水中の次亜塩素酸濃度の測定を目的として構築され、しかも検出電極を定電位に設定し、所定時間経過後の計測値を採用するようにしている。次亜塩素酸の電気化学的還元反応は速度が大きく、電解電流は拡散律速電流（電解物質の電極への拡散によって電解電流が律速されている）を電流値として測定していると考えられる。本発明においては洗浄水循環水路を流れる流水中の次亜塩素酸濃度を測定しているため、電解物質である次亜塩素酸の電極表面への拡散速度を大きくすることができ、その結果、測定電気量は大きな値をとり、また、一定時間後、理論的には一定の値となる。なお、理想的静水時の電流測定値は、時間とともに減少し理論的には「ゼロ」に近づく。実験結果からも本発明の濃度センサーのように一定時間後の電解電気量を測定した場合、静水時の電気量測定値を「ゼロ濃度」の値と推定できることが確認された。これは本発明の濃度センサーの一つの大きな特徴である。
【００３２】
本発明の濃度センサーにおいてセンサー部をプラスチックなどの１つの支持体に炭素電極である検出電極及び補助電極、銀／塩化銀電極である基準電極の外に、ｐＨ計測電極及び温度計測手段が集約一体化された構成とすることもできる。このように構成したセンサー部は洗浄水循環水路内の流水中に直接設置し次亜塩素酸濃度分析を行うことができる上に、洗浄水のｐＨや温度の測定、さらには流水量測定などアナログ測定の機能や、空気滅菌洗浄機内に配備されている各種ポンプなどの動作を制御するデジタル入出力機能を内蔵させることにより、空気の滅菌洗浄システムのエンジニアリングにおいてより多様の機能を持たせることができる。
【００３３】
図４は本発明の濃度センサー９の一構成例を模式的に示す説明図である。図４において符号２１及び２５はそれぞれ洗浄水循環水路８内に挿入されたセンサー部と、洗浄水の流水量センサー（本発明の濃度センサー９においては必須のセンサーではない）であり、２２はアナログ制御部２３とデジタル制御部２４を有する制御部である。デジタル制御部２４はレコーダ２６とパーソナルコンピュータ（又はタッチパネル）２７に接続されており、デジタル入力２８及びデジタル出力２９により薬液ポンプ１３ａ、１３ｂのそれぞれに薬液供給指示信号１４ａ、１４ｂを送って、それぞれの供給薬液の供給量を制御するように構成されている。
【００３４】
制御部２２は測定開始に先立ってセンサー部２１の検出電極に該電極を電気化学的に酸化、還元して洗浄／活性化するように電圧を印加する制御回路、及び洗浄／活性化した検出電極を所定時間開放した後、定電位に設定し、所定時間経過後の一定期間内に流れる電解電流を計測し、その積算電気量から次亜塩素酸濃度を算出する制御回路を備えている。この例では、制御部２２は１枚のプリント板（１０５×２７０ｍｍ）上に、アナログ計測回路とデジタル制御回路が共存している。このプリント基板回路は、パソコンまたはタッチパネルとＲＳ２３２Ｃのシリアル通信を介しての命令によって、センサー部を操作して洗浄水１９中の次亜塩素酸の濃度測定した結果を各種デジタル機器を制御し、その制御信号により上述のように薬液ポンプ１３ａ、１３ｂ駆動させることができる。
【００３５】
図５はセンサー部２１の要部（先端部）を示す説明図であり、図５（ａ）は概略見取り図であり、図５（ｂ）はその側面断面の展開図である。このセンサー部２１は複合電極であって、検出電極３１、基準電極３２、補助電極３４、オプションで温度センサー３９を入れる温度センサー室３６、同じくオプションで半導体ｐＨ電極３５が塩化ビニル樹脂製の支持体３７（直径１５ｍｍ）により一体化されたものである。この例において、検出電極３１は直径３ミリの炭素棒で、支持体３７から１５ミリ露出させた炭素棒の円柱を電極として用い、５０ｐｐｍまでの濃度分析に対応する電極を使用した。補助電極３４としては、直径１０ミリの炭素棒を使用した。銀／塩化銀電極である基準電極３２を収納した標準電極室３８はマイクロフィルタ３３を隔てて試験水と接触するように支持体３７で支持されており、その標準電極室３８は、飽和塩化カリウム水溶液で満たされ、塩化銀がメッキされた銀線（基準電極３２）が封入されている。
【００３６】
このような構成の装置により内径３０ｍｍのパイプ中の循環する洗浄水中の次亜塩素酸濃度の分析試験を行った。
全ての測定に先立って、検出電極３１を図６に示す標準的なパターンによる電解電位操作で電気化学的に洗浄／活性化した。すなわち、検出電極３１を１０ミリ秒間隔で、マイナス５Ｖの還元電位、５Ｖの酸化電位、マイナス５Ｖの還元電位、１Ｖの安定化電位、の順にパルス分極を行い、その後電極を開回路にして２秒間放置した。引き続き直ちに、検出電極の電解電位をプラス５０ｍＶに設定し、１５秒間の電解電流を除外し、その後の１０秒間に消費された電解電気量を計測し次亜塩素酸濃度に換算して分析値とした。なお、図６には電解電位をプラス５０ｍＶに設定した後の１５秒間の除外期間の初めの部分までを示した。このパターンによる分析所要時間は１回当たり約３０秒であった。
【００３７】
図７はｐＨ６．５、流水量１０リットル／分の条件で所定濃度の次亜塩素酸を含む試験水について測定した電解電気量（クーロンの相対値）と次亜塩素酸濃度（ｐｐｍ）との関係を示すグラフである。図７は濃度４０ｐｐｍまでの低濃度溶液について測定した結果である。電解電気量と次亜塩素酸濃度とは良好な相関関係を示し、測定の再現性は測定値平均の１％以内であった。なお、図７において点線は静水状態で測定した結果を示しており、いずれも静水の状態では電解電気量はほとんどゼロであることがわかる。
【００３８】
このように上記構成の次亜塩素酸測定装置は、循環水路を循環している洗浄水（流水）中の次亜塩素酸濃度を０〜５０ｐｐｍの測定範囲にわたって最大測定設定値の±１％という高い精度／感度で、分析所要時間約３０秒という短時間で測定することができることができるので、これを本発明の空気滅菌洗浄機の濃度センサーとして用いることにより、この空気滅菌洗浄機内を循環する洗浄流水中の次亜塩素酸濃度を短時間で精度良く測定することができるため、循環する洗浄水中の次亜塩素酸の濃度を常時一定に保ちながら、吸引した空気を連続的に、かつ、安定して滅菌洗浄することができる。
また、本発明の空気滅菌洗浄機は該装置内に吸い込まれた空気と洗浄水とを常時接触させた後に排出されるので空気の滅菌、洗浄機能と併せて充分に加湿された空気を排出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の空気滅菌洗浄機内部の構成を示す側面概略図を例示するもの。
【図２】本発明の空気滅菌洗浄機の概略正面図を例示するもの。
【図３】本発明の空気滅菌洗浄機の殺菌ユニットの構成を例示するもの。
【図４】本発明の空気滅菌洗浄機の濃度センサーの１構成例を模式的に示す説明図。
【図５】図４のセンサー１の要部（先端部）を示す説明図。
【図６】電気化学的洗浄／活性化の電解電位操作の１パターンを示す説明図。
【図７】次亜塩素酸を含む試験水について測定した電解電気量と次亜塩素酸濃度との関係を示すグラフ。
【図８】試験水（静水）に次亜塩素酸を添加した時の経過時間と試験水中の細菌数及び次亜塩素酸の濃度との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００４０】
１  空気滅菌洗浄機                    ２  筐体
３  空気流入口                        ４  空気排気口
５  送風機                            ６  洗浄水貯水槽
７  洗浄水循環用ポンプ                ８  洗浄水循環水路
９  濃度センサー                    １０  シャワー
１１、１１ａ、１１ｂ  薬液タンク
１２集水板                            １３ａ、１３ｂ  薬液ポンプ
１４ａ、１４ｂ  薬液供給指示信号      １５ａ、１５ｂ  供給薬液
１６  エリミネータ                    １７  操作パネル
１８  殺菌ユニット                    １９  洗浄水
２１  センサー部                      ２２  制御部
３３  アナログ制御部                  ２４  デジタル制御部
２５  流水量センサー                  ２６  レコーダ
２７  パーソナルコンピュータ（又はタッチパネル）
２８  デジタル入力                    ２９  デジタル出力
３１  検出電極                        ３２  基準電極
３３  マイクロフィルタ                ３４  補助電極
３５  半導体ｐＨ電極                  ３６  温度センサー室
３７  支持体                          ３８  標準電極室
３９  温度センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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