(57)【要約】【課題】オゾン濃度が低く、人体に影響を及ぼさない病原体殺菌消毒技術を提供することを課題とする。【解決手段】オゾンを用いた病原体の殺菌消毒装置であって、殺菌消毒対象空間の雰囲気温度を１７度から２８度の範囲に制御する温度制御装置と、殺菌消毒対象空間の雰囲気湿度を４０％ＲＨから７０％ＲＨの範囲に制御する湿度制御装置と、殺菌消毒対象空間のオゾンの雰囲気濃度を１０ｐｐｂから６０ｐｐｂの範囲に制御するオゾン濃度制御装置と、を備え、オゾン濃度制御装置は、雰囲気湿度に応じてオゾンの雰囲気濃度を制御する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾンを用いた病原体の殺菌消毒装置であって、
殺菌消毒対象空間の雰囲気温度を１７度から２８度の範囲に制御する温度制御装置と、
殺菌消毒対象空間の雰囲気湿度を４０％ＲＨから７０％ＲＨの範囲に制御する湿度制御装置と、
殺菌消毒対象空間の前記オゾンの雰囲気濃度を１０ｐｐｂから６０ｐｐｂの範囲に制御するオゾン濃度制御装置と、を備え、
前記オゾン濃度制御装置は、前記雰囲気湿度に応じて前記オゾンの雰囲気濃度を制御する、
殺菌消毒装置。
【請求項２】
前記オゾン濃度制御装置は、空気中のオゾン濃度を低減させるオゾン濃度低減フィルタを備える、
請求項１に記載の殺菌消毒装置。
【請求項３】
前記オゾン濃度低減フィルタは、二酸化マンガン、過マンガン酸カリウム、酸化ニッケル、四三酸化鉄、酸化銅、炭酸コバルト、炭酸ニッケル、炭酸銅、活性炭のうち少なくとも１つを含む、
請求項２に記載の殺菌消毒装置。
【請求項４】
前記オゾン濃度制御装置は、オゾン発生装置を備え、
前記温度制御装置及び前記湿度制御装置によって温湿度が制御された空気は、前記オゾン発生装置に送られ、
前記オゾン発生装置から吹出された空気は、前記オゾン濃度低減フィルタに送られる、
請求項２又は３に記載の殺菌消毒装置。
【請求項５】
前記病原体は、細菌あるいはウイルスである、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の殺菌消毒装置。
【請求項６】
オゾンを用いた病原体の殺菌消毒方法であって、
殺菌消毒対象空間の雰囲気温度を１７度から２８度の範囲に制御する温度制御工程と、
殺菌消毒対象空間の雰囲気湿度を４０％ＲＨから７０％ＲＨの範囲に制御する湿度制御工程と、
殺菌消毒対象空間の前記オゾンの雰囲気濃度を１０ｐｐｂから６０ｐｐｂの範囲に制御するオゾン濃度制御工程と、を備え、
前記オゾン濃度制御工程は、前記雰囲気湿度に応じて前記オゾンの雰囲気濃度を制御する、
殺菌消毒方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、殺菌消毒装置及び殺菌消毒方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ウイルスの不活化に関する発明が特許文献１‐２に開示されている。また、例えば、オゾンと負イオンによる殺菌方法が特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５６８５７６９号公報
【特許文献２】特許第５３７９９７６号公報
【特許文献３】特開２００１−３２１４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オゾンは、強い酸化力を有するため、例えば病原体の殺菌消毒効果を奏する物質である。例えば、病原体が細菌であれば、細菌の細胞膜に作用して、膜タンパク質や膜脂質に酸化的変性を引き起こし、病原体がウイルスであれば、ウイルスの膜であるカプシドやエンベロープに作用して、膜タンパク質や膜脂質に酸化的変性を引き起こす。しかしながら、オゾンは強い酸化力を有するが故に、人体に悪影響を及ぼす虞もある。よって、病原体の殺菌消毒のためにオゾンを使用する場合は、オゾン濃度をなるべく低くすることが好ましいと考えられる。しかしながら、オゾン濃度を低くすると、上記の効果は、低減されることが考えられる。
【０００５】
そこで、オゾンと負イオンを用い、オゾン濃度を低下させつつも、例えば病原体の殺菌消毒といった効果を維持することが考えられる。オゾンと負イオンを用いる場合、オゾンと負イオンとの化学反応においてラジカルが生成され、そのラジカルは、オゾンよりも強い酸化力を有する。よって、オゾンが低濃度であっても、上記の効果は維持されることが考えられる。しかしながら、ラジカルは、オゾンよりも強い酸化力を有するため、オゾンよりも人体に悪影響を及ぼす虞がある。
【０００６】
そこで、本願は、オゾン濃度が低く、人体に影響を及ぼさない病原体殺菌消毒技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、殺菌消毒対象空間の温度、湿度及びオゾン濃度を人間の居住環境下に近い値に制御し、かつオゾン濃度を湿度に応じて制御することとした。
【０００８】
詳細には、本発明は、オゾンを用いた病原体の殺菌消毒装置であって、殺菌消毒対象空間の雰囲気温度を１７度から２８度の範囲に制御する温度制御装置と、殺菌消毒対象空間の雰囲気湿度を４０％ＲＨから７０％ＲＨの範囲に制御する湿度制御装置と、殺菌消毒対象空間のオゾンの雰囲気濃度を１０ｐｐｂから６０ｐｐｂの範囲に制御するオゾン濃度制御装置と、を備え、オゾン濃度制御装置は、雰囲気湿度に応じてオゾンの雰囲気濃度を制御する。
【０００９】
このような殺菌消毒装置であれば、人体に影響を及ぼさずに病原体の殺菌消毒を行うこ
とができる。また、雰囲気湿度に応じてオゾンの雰囲気濃度は制御されるため、余剰なオゾン量を削減し、殺菌消毒に要する費用を減らすことができる。また、上記のような殺菌消毒装置であれば、殺菌消毒対象空間の雰囲気温度、雰囲気湿度、及びオゾンの雰囲気濃度を高精度に制御せずに済む。
【００１０】
また、オゾン濃度制御装置は、空気中のオゾン濃度を低減させるオゾン濃度低減フィルタを備えてもよい。
【００１１】
このような殺菌消毒装置であれば、系外から所望の濃度よりも高い濃度のオゾンを含む外気を取り込む場合、オゾンを所望の濃度に調節することができる。よって、省エネルギー化が実現される。
【００１２】
また、オゾン濃度低減フィルタは、二酸化マンガン、過マンガン酸カリウム、酸化ニッケル、四三酸化鉄、酸化銅、炭酸コバルト、炭酸ニッケル、炭酸銅、活性炭のうち少なくとも１つを含んでもよい。
【００１３】
このような殺菌消毒装置であれば、系外から外気を取り込み、取り込んだ外気に窒素酸化物が含まれる場合であっても、窒素酸化物を除去することができる。よって、人体に影響を及ぼすことはない。
【００１４】
また、オゾン濃度制御装置は、オゾン発生装置を備え、温度制御装置及び湿度制御装置によって温湿度が制御された空気は、オゾン発生装置に送られ、オゾン発生装置から吹出された空気は、オゾン濃度低減フィルタに送られてもよい。
【００１５】
このような殺菌消毒装置であれば、温湿度が所定の範囲に制御された空気がオゾン発生装置へ送られる。よって、オゾンの発生は、温湿度の影響を受けずに安定的に行われる。また、オゾン発生装置によって発生したオゾンは、オゾン濃度低減フィルタによって所定量除去される。すなわち、所望のオゾン濃度に応じてオゾン発生装置を起動、停止するのではなく、オゾン発生装置は、常に運転され続け、オゾン濃度低減フィルタによってオゾンの濃度は調節されることが可能となる。よって、例えば、放電によってオゾンを発生させるオゾン発生装置の場合、起動停止を頻繁に繰り返すと、オゾンは安定的に発生されないが、このような殺菌消毒装置であれば、オゾンは安定的に発生され、オゾン濃度の制御は容易となる。
【００１６】
また、病原体は、細菌あるいはウイルスであってもよい。
【００１７】
このような殺菌消毒装置であれば、細菌あるいはウイルスが、人間が感染した場合に重症化し、広範囲に感染が拡大しやすい場合であっても感染防止が実現される。
【００１８】
また、本発明は、方法の側面から捉えることもできる。すなわち、本発明は、例えば、オゾンを用いた病原体の殺菌消毒方法であって、殺菌消毒対象空間の雰囲気温度を１７度から２８度の範囲に制御する温度制御工程と、殺菌消毒対象空間の雰囲気湿度を４０％ＲＨから７０％ＲＨの範囲に制御する湿度制御工程と、殺菌消毒対象空間のオゾンの雰囲気濃度を１０ｐｐｂから６０ｐｐｂの範囲に制御するオゾン濃度制御工程と、を備え、オゾン濃度制御工程は、雰囲気湿度に応じてオゾンの雰囲気濃度を制御する、殺菌消毒方法であってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
上記の殺菌消毒装置及び殺菌消毒方法は、オゾン濃度が低く、人体に影響を及ぼさない病原体殺菌消毒技術を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、Ａ型インフルエンザウイルスの感染価相対値の経時変化を示すグラフである。
【図２】図２は、オゾンが低濃度である場合の不活化効果の予測を示すグラフである。
【図３】図３は、高湿度下又は低オゾン濃度下である場合の不活化効果の実験概要図である。
【図４】図４は、高湿度下又は低オゾン濃度下である場合の不活化効果の実験結果を示している。
【図５】図５は、オゾン濃度が３５ｐｐｂの場合の感染価残存率及びオゾン効果による感染価減少率の解析結果である。
【図６】図６は、オゾン濃度が５５ｐｐｂの場合の感染価残存率及びオゾン効果による感染価減少率の解析結果である。
【図７】図７は、本発明の実施形態にかかる殺菌消毒装置の概要図である。
【図８】図８は、東京都の屋外において測定された光化学オキシダントの濃度を示している。
【図９】図９は、千葉県の屋外において測定された光化学オキシダントの濃度を示している。
【図１０】図１０は、本実施形態の第一変形例の概要図である。
【図１１】図１１は、本実施形態の第二変形例の概要図である。
【図１２】図１２は、給気口から還気口へ至る過程におけるオゾン濃度の変化である。
【図１３】図１３は、風量調節ダンパを備えた２流路ダクトの内部にオゾン濃度低減フィルタを設置する一例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であり、本発明の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。
【００２２】
＜殺菌消毒実験＞
まず、オゾンによる病原体の殺菌消毒効果を検証した。病原体の一例として、例えば、Ａ型インフルエンザウイルスを試験した。なお、殺菌消毒と不活化の用語の使い分けであるが、微生物学の慣例に従って、病原体の病原性を低減することを“殺菌消毒”、ウイルスの感染性を低減することを“不活化”と称する。なお、本発明を実施するに当たってのオゾン濃度は１０−６０ｐｐｂで、日本の環境基準濃度６０ｐｐｂ以下の範囲である。発明者らは、本明細書中において便宜上、オゾンの時間平均濃度が６０ｐｐｂ以下を「低濃度」範囲、同濃度が６０ｐｐｂを越える場合を「高濃度」範囲と称して使用することとした。
＜＜実験１＞＞
実験１の実験方法は、２５ｍ３の試験室において、Ａ型インフルエンザウイルスを浮遊させた。そして、室内温度を２０度に保った。そして、オゾン濃度を２５ｐｐｂから４５ｐｐｂの範囲内に保ち、相対湿度を３０％ＲＨ、４０％ＲＨ、５０％ＲＨと変化させた場合の試験室内のＡ型インフルエンザウイルスの不活化の様子を観察した。
【００２３】
図１は、Ａ型インフルエンザウイルスの感染価相対値（以下、ＲＩという）の経時変化を示している。ここで、ＲＩとは、初期の感染価に対する感染価比率のことである。相対湿度が２５％ＲＨの場合、オゾンを含んだ場合と含まない場合とを比較すると、ＲＩには明確な差異は見られなかった。しかしながら、相対湿度が４０％ＲＨ及び５０％ＲＨの場合、オゾンを含む場合は、オゾンを含まない場合よりも明確にＲＩが減少していた。具体
的には、相対湿度が４０％ＲＨの場合、３０分経過後にオゾンを含む場合のＲＩは、オゾンを含まない場合のそれよりも、約１／２、１時間経過後には、約１／１８となった。また、相対湿度が５０％ＲＨの場合、３０分経過後にオゾンを含む場合のＲＩは、含まない場合のそれよりも約１／６、１時間経過後には、約１／３０となった。また、オゾンを含まない場合であっても、相対湿度が高くなると、不活化が促進されることが分かった。
【００２４】
この結果の理由として以下のことが考えられる。相対湿度が高い場合、Ａ型インフルエンザウイルスの外表面近傍に水分子が多く存在する。そしてその水分子がオゾンを分解し、活性酸素を発生させる。Ａ型インフルエンザの外表面には、例えば、http://jsv.umin.jp/microbiology/の第１１章「ウイルスとは」に記載されているように、脂質二重膜やエンベロープ蛋白質が存在する。そして、それらの脂質二重膜やエンベロープ蛋白質が、活性酸素によって分解され、Ａ型インフルエンザウイルスの感染性が失われることが考えられる。
【００２５】
また、上記のＡ型インフルエンザウイルスのように、脂質二重膜とエンベロープ蛋白質を有するウイルスをエンベロープウイルスという。エンベロープウイルスは、Ａ型インフルエンザウイルスの他に、例えば、ＨＩＶ（ヒト免疫不全ウイルス）、ヘルペス、Ｂ型肝炎、ＭＥＲＳ（中東呼吸器症候群）、天然痘といったウイルスが挙げられる。これらのエンベロープウイルスについても、Ａ型インフルエンザウイルスについての実験結果と同様に、相対湿度が高い場合、脂質二重膜やエンベロープ蛋白質が活性酸素によって分解され、図１のようにウイルスの感染性が失われることが考えられる。
【００２６】
＜＜実験２＞＞
次に、オゾンが低濃度である場合、不活化効果を有するか有しないか予測を行った。まず、前述の実験結果におけるＡ型インフルエンザウイルスのＲＩを対数減衰率（ＬＲＶ＝−ｌｏｇ１０ＲＩ）に変換した。そして、オゾンが存在しない場合の相対湿度５０％ＲＨにおけるＬＲＶを基準（以下、ＬＲＶ０という）とした。なお、オゾンが存在しない場合の相対湿度４０％ＲＨにおけるＬＲＶは、５０％ＲＨのその値とほとんど変わらないことが図1より明らかである。そして、オゾンが存在する場合（２５ｐｐｂから４５ｐｐｂの
範囲）であって、相対湿度が５０％ＲＨであるときのＬＲＶをＬＲＶ１、相対湿度が４０％ＲＨであるときのＬＲＶをＬＲＶ２とした。さらに、オゾンが存在しない場合と比較したＬＲＶの相対値、つまりＬＲＶ１−ＬＲＶ０及びＬＲＶ２−ＬＲＶ０を算出した。これらの値は湿度のみによる失活効果を除外したいわばオゾン単独に依る失活効果と言ってよい。
【００２７】
次に、オゾン濃度が、１３ｐｐｂから２３ｐｐｂの低い範囲に制御された場合のＬＲＶの相対値の予測値を算出した。予測値の算出の際、オゾン濃度が１３ｐｐｂから２３ｐｐｂの場合と、ほぼその倍の濃度２５ｐｐｂから４５ｐｐｂの場合とでは同じＣＴ値に対して同等の先に説明したＬＲＶの相対値が得られるものと仮定し、２５ｐｐｂから４５ｐｐｂの場合の感染価から１３ｐｐｂから２３ｐｐｂの場合の感染価の予測値を算出し、その予測値をＬＲＶに変換した。なお、ＣＴ値とは濃度と暴露時間の積の数値であり、濃度を倍にして暴露時間を半分にしてもＣＴ値の数値は変わらず、殺菌消毒効果を論ずる場合、同等条件下での同じＣＴ値に対しては同等の殺菌消毒効果が現れる場合が多い。
【００２８】
図２は、これらＬＲＶの経時変化を示した図である。図２に示すように、相対湿度が、実験１において不活化効果を有する結果となった４０％ＲＨ、５０％ＲＨであって、オゾン濃度が、１３ｐｐｂから２３ｐｐｂの低い範囲に制御された場合であっても、相対湿度が５０％ＲＨであってオゾンが存在しない場合に対するＬＲＶの相対値は正の値を取ると推測される。すなわち、相対湿度が４０％ＲＨ、５０％ＲＨの場合には、オゾン濃度が低くとも、不活化効果を有すると推測される。
【００２９】
＜＜実験３＞＞
次に、２５ｍ３の殺菌消毒対象空間が高湿度下又は低オゾン濃度下である場合の不活化効果の検証を行った。まず、実験方法として、ウイルス液を材料にネブライザで発生させた粒径が１〜１０μｍのＡ型インフルエンザウイルス液ミストを、温湿度調整されたクリーンブース内で浮遊・乾燥して発生させた。ウイルス液は、発育鶏卵奨尿液膜腔でウイルスを増やしたもので、奨尿液という液体中にＡ／Ｈ３Ｎ２Ａ型ウイルスが存在するものであり、約１ｗｔ％の蛋白濃度を有する。ウイルス液３．０〜３．５ｃｃを４分３０秒要してネブライザで噴霧し、その後そのまま３０秒間同室内に浮遊させた。そして、その時刻を基準として、その直後、３０分後、１時間後、の３つの時間に浮遊しているＡ型インフルエンザウイルスを濾し取り、回収した。ここで、回収には、ゼラチンメンブレンフィルタという、直径が０．３μｍ以上の大きさのウイルスを含む粒子を９９．８％以上採取する性能を有する特殊濾材を用いた。室内空気は、真空ポンプによって４０リットル／ｍｉｎの割合で３分間、１２０リットル吸引されてゼラチンメンブレンフィルタへ送られ、ウイルスは濾過された。ただし、噴霧直後のサンプルとは、４分３０秒の噴霧完了後に浮遊した状態のウイルスを３分間かけて吸引濾過した後の採取サンプルのことをいう。また、クリーンブース内の温度は常温である。図３は、実験の概要を示した図である。
【００３０】
図４は、上記の高湿度下又は低オゾン濃度下である場合の不活化効果の実験結果を示している。まず、オゾンが存在しない場合、相対湿度が７０％ＲＨの時の噴霧直後の感染価は、５０％ＲＨの時と比較して一桁小さかった。これは、Ａ型インフルエンザウイルスを吸引濾過し、サンプリングしている際に強く不活化されたことを示している。また、３０分後、１時間後においても同様に、相対湿度が７０％ＲＨの時の感染価は、相対湿度が５０％ＲＨの時と比べて強く不活化された。
【００３１】
一方、オゾンが存在する場合においても、相対湿度が７０％ＲＨの時の噴霧直後の感染価は、５０％ＲＨの時と比較して１／３から１／４程度減少していた。この結果の理由として、図１と同様に、相対湿度が高い場合、Ａ型インフルエンザウイルスの外表面近傍に多く存在する水分子がオゾンを分解し、活性酸素を発生させる。そして、Ａ型インフルエンザウイルスの外表面に存在する脂質二重膜やエンベロープ蛋白質が、活性酸素によって分解され、Ａ型インフルエンザウイルスの感染性が失われることが考えられる。
【００３２】
よって、実験１において不活化効果が確認された相対湿度５０％ＲＨの時よりも高湿度下において、不活化は促進されることが確認された。また、実験１よりもオゾンの濃度が高い場合、不活化効果を奏することが確認された。
【００３３】
＜＜実験４＞＞
また、クリーンブース内のオゾン濃度を３５ｐｐｂ及び５５ｐｐｂに制御し、感染価残存率及びオゾン効果による感染価減少率の解析を行った。ここで、感染価残存率とは、ネブライザによって噴霧されたＡ型インフルエンザウイルスの感染価の総量に対し、回収されたウイルス量の比率のことをいう。また、オゾン効果による感染価減少率とは、オゾンが存在しない場合の感染価残存率に対して、オゾンが存在する場合の感染価残存率の比率のことをいう。また、クリーンブース内の温度は常温である。図５は、オゾン濃度が３５ｐｐｂの場合の感染価残存率及びオゾン効果による感染価減少率の解析結果である。図６は、オゾン濃度が５５ｐｐｂの場合の感染価残存率及びオゾン効果による感染価減少率の解析結果である。
【００３４】
図５、図６より、オゾン濃度が３５ｐｐｂ、５５ｐｐｂの場合ともに、経過時間が０ｍｉｎの時であっても不活化効果を有していることが分かった。そして、相対湿度が上昇すると共に、不活化効果が顕著になることが分かった。
【００３５】
以上の不活化実験の結果をまとめると、相対湿度が４０％ＲＨから７０％ＲＨの範囲内に制御され、オゾン濃度がおおよそ１０ｐｐｂから６０ｐｐｂの範囲に制御されていれば、Ａ型インフルエンザウイルスの不活化効果が得られることが確認された。また、相対湿度が４０％ＲＨ以上の場合、オゾンの存在によって不活化が促進されることが確認された。また、オゾンが無い場合、相対湿度が上昇した場合に、不活化効果が促進されることが確認された。すなわち、相対湿度が高い場合には、オゾンが無くとも不活化効果が促進されるため、オゾン濃度を低下させることが可能であることが分かった。
【００３６】
＜実施形態＞
図７は、本発明の実施形態にかかる殺菌消毒装置の概要図である。図７に示される殺菌消毒装置１００は、例えば、医療・介護施設内、学校・オフィス・劇場・宴会場・スポーツセンターといった集客施設内、あるいは家の部屋内といった所に存在する病原体の殺菌消毒を行う。殺菌消毒装置１００は、例えば室内１の天井に取付けられる空調機２と、オゾン濃度制御装置３を備える。オゾン濃度制御装置３は、オゾン発生器４と、オゾン濃度測定器５と、オゾン濃度低減フィルタユニット６を備える。また、オゾン濃度低減フィルタユニット６は、例えば、活性炭フィルタ７と、ファン８を有する。また、空調機２は、外気を吸込み、また、空気を系外へ排出することができる。また、オゾン濃度測定器５は、測定した濃度に関する信号を発信することができる。また、オゾン発生器４と、オゾン濃度低減フィルタユニット６は、オゾン濃度測定器５から発信された信号を受信し、起動あるいは停止する。また、信号は、有線でも無線でもよい。
【００３７】
オゾン発生器４は、コロナ放電あるいは沿面放電によるオゾン発生原理を有する機器が望ましい。コロナ放電式のオゾン発生器として、例えば、日立マクセル社製のオゾネオプラスが挙げられる。また、沿面放電式のオゾン発生器として、例えば、株式会社増田研究所製のスペースフレッシャーミニが挙げられる。また、オゾン発生原理には、紫外線ランプによる紫外線照射、放電管による放電、水電解セルによる電気分解発生が良く知られており、紫外線照射法では紫外線強度、放電法では放電電圧、電気分解発生では電流値を各々制御することで、オゾン発生器から発生するオゾン量を加減することも出来る。
【００３８】
また、オゾン濃度測定器５は、例えばオゾンが波長２５４ｎｍ付近の紫外線を吸収する特徴を利用した紫外線吸収法による測定を行う、堀場製作所社製の大気汚染監視用オゾン濃度測定装置を用いる。また、上記のオゾン濃度制御装置３は、オゾン発生器４とオゾン濃度測定器５とを別個に備えているが、オゾン発生器４とオゾン濃度測定器５とを一体化したオゾン濃度制御機能付きオゾン発生器を備えてもよい。
【００３９】
また、活性炭フィルタ７の代わりに、オゾンを分解し、活性酸素を発生させる物質を含むフィルタを用いてもよい。例えば、二酸化マンガン、過マンガン酸カリウム、酸化ニッケル、四三酸化鉄、酸化銅、炭酸コバルト、炭酸ニッケル、炭酸銅といった物質を含むフィルタを用いてもよい。また、活性炭や上記のオゾンを分解して活性酸素を発生させる物質は、オゾン濃度を低減させるだけではなく、外気中に含まれる窒素酸化物を除去することができる。
【００４０】
次に殺菌消毒装置１００の動作を説明する。まず、空調機２の電源を入れ、設定温度を例えば、室内温度が１７度から２８度の範囲内となるような温度にする。また、設定湿度を例えば、室内相対湿度が４０％ＲＨから７０％の範囲内となるような湿度にする。電源が入れられた空調機２は、外気を空調機２内へ吸込み、室内１へ吹出す。この際、外気には、天然ないしは産業・交通活動による大気汚染由来のオゾンが含まれている。図８、図９は、東京都及び千葉県の屋外において測定された光化学オキシダントの濃度を示している。図８、図９より、外気中の光化学オキシダント濃度は、おおよそ０から８０ｐｐｂで
あることがわかる。なお、光化学オキシダントの大部分はオゾンから構成されており、同一視されることが多い。
【００４１】
次に、オゾン濃度測定器５によって室内１のオゾン濃度を測定する。そして、オゾン発生器４は、オゾン濃度測定器５から発せられたオゾン測定濃度の信号を受信する。そして、オゾン測定濃度が予め設定したオゾン濃度目標値（例えば１０ｐｐｂから６０ｐｐｂの範囲内）を下回っていた場合は、オゾン発生器４はオゾンを発生させる。一方で、オゾン測定濃度がオゾン濃度目標値を上回っていた場合、オゾン発生器４の運転は停止される。
【００４２】
また、オゾン濃度低減フィルタユニット６も、オゾン濃度測定器５から発せられたオゾン測定濃度の信号を受信する。そして、オゾン測定濃度が予め設定したオゾン濃度目標値を下回っていた場合は、オゾン濃度低減フィルタユニット６の運転は停止される。一方で、オゾン測定濃度がオゾン濃度目標値を上回っていた場合は、オゾン濃度低減フィルタユニット６は起動され、オゾンを回収する。
【００４３】
また、上記の場合、オゾン発生器４は、オゾン濃度測定器５から発せられたオゾン測定濃度の信号を受信し、オゾンを発生させるか決定していたが、オゾン発生器４の電源は常に入れられ、オゾンを常時発生させてもよい。そして、オゾン濃度低減フィルタユニット６の起動、停止によって、室内１のオゾン濃度は制御されてもよい。
【００４４】
ところで、上記の殺菌消毒装置１００において、オゾン発生器４として例えばスペースフレッシャーミニを使用する場合、スペースフレッシャーミニからの送風空気中に正負イオンが１立方センチメートルあたり数万個含まれ、不活化に関与する可能性がある。そこで、この送風空気中のイオンがウイルスの不活化に関与していないことを確認する実験を行った。
【００４５】
実験方法は、Ａ型インフルエンザウイルスを含む室内の空気を１ｍ３／ｍｉｎの速度でスペースフレッシャーミニへ取り込んだ。そして、スペースフレッシャーミニからオゾンと正負イオンが共に含まれる空気を、Ａ型インフルエンザウイルスを含む室内へ給気した。一方で、ＪＩＳ（日本工業規格）の１４メッシュの線径０．２９ｍｍ、開孔率７０．６％のステンレス製スクリーンを２枚重ねたフィルタを用意した。そして、スペースフレッシャーミニから給気される、オゾンと正負イオンが共に含まれる空気をフィルタに１ｍ３／ｍｉｎの速度で通過させ、給気される空気に含まれる正負イオンを９９．９％以上除去した。そして、イオン濃度が数個／ｃｍ３となった空気を、Ａ型インフルエンザウイルスを含む室内へ給気した。ただし、両者ともにオゾン濃度は、０ｐｐｂ又は２５‐４５ｐｐｂとした。
【００４６】
上記の実験の結果、オゾンと正負イオンが共に含まれる場合のＡ型インフルエンザウイルスの不活化効果と、正負イオンを除去した場合とのそれは、ほぼ同じであった。よって、スペースフレッシャーミニから給気される空気中に含まれる正負イオンはＡ型インフルエンザウイルスの不活化に影響を及ぼさないことが確認された。
【００４７】
＜効果＞
上記の殺菌消毒装置１００は、殺菌消毒対象空間の雰囲気温度を、１７度から２８度であり、雰囲気相対湿度を、４０％ＲＨから７０％ＲＨの範囲内に制御している。すなわち、室内１の温湿度は、人間の居住環境に近い温湿度に制御されている。また、殺菌消毒装置１００は、オゾン濃度を１０ｐｐｂから６０ｐｐｂの範囲内に制御している。人間の居住環境でのオゾン濃度は、図８及び図９より０ｐｐｂから８０ｐｐｂ程度と推測されるため、上記の殺菌消毒装置１００は、人体に影響を及ぼすことはない。よって、殺菌消毒装置１００は、人体に影響を及ぼさずにウイルスの不活化を行うことができる。
【００４８】
また、上記のような殺菌消毒装置１００であれば、室内１の湿度に応じて室内１のオゾン濃度を変更し、ウイルスの不活化を行うことができる。例えば、室内１の相対湿度を４０％ＲＨと設定した際には、オゾン濃度を２５‐４５ｐｐｂとし、相対湿度を７０％ＲＨと設定した際には、オゾン濃度を１３‐２３ｐｐｂと設定し、ウイルスの不活化を行うことができる。よって、余剰なオゾン量を削減して、不活化に要する費用を減らすことができる。
【００４９】
また、上記のような殺菌消毒装置１００であれば、室内１の雰囲気温度、雰囲気湿度、及びオゾンの雰囲気濃度を高精度に制御せずに済む。
【００５０】
＜変形例１＞
次に、本実施形態の変形例を説明する。図１０は、本実施形態の変形例を示している。図１０に示すように、殺菌消毒装置１００は、オゾン濃度制御装置３を備える。そしてオゾン濃度制御装置３は、オゾン発生器４と、オゾン濃度測定器５と、オゾン濃度低減フィルタユニット６と、を有する。そして、殺菌消毒装置１００は、例えば湿度制御機能が備わっていない空調機２Ａを備え、乾燥機能と加湿機能を有する湿度調整装置９を備える。
【００５１】
また、上記の殺菌消毒装置１００は、オゾン発生器４とオゾン濃度測定器５と湿度調整装置９とを別個に備えているが、オゾン発生器４とオゾン濃度測定器５と湿度調整装置９とを一体化したオゾン濃度湿度制御機能付きオゾン発生器を備えてもよい。
【００５２】
＜変形例２＞
また、殺菌消毒装置１００は、図１１に示すように、例えば給気口１０と還気口１１を備える部屋の給気口１０と還気口１１とを接続するダクト内に、塵埃除去フィルタ１２と、温度湿度風量調節装置１３を備えてもよい。また、殺菌消毒装置１００は、オゾン濃度制御装置３Ａを備えてもよい。オゾン濃度制御装置３Ａは、沿面放電素子１４と制御ボックス１５と拡散板１６を有するオゾン発生器４Ａを有する。また、オゾン濃度制御装置３Ａは、オゾン濃度測定器５Ａと、オゾン濃度低減フィルタ１７を有する。
【００５３】
ここで、オゾン濃度測定器５Ａは、例えば部屋の内部天井付近に設けられる。そして、オゾン濃度測定器５Ａは、測定した濃度に関する信号を発信することができる。また、オゾン発生器４Ａと、オゾン濃度低減フィルタ１７は、オゾン濃度測定器５Ａから発信された信号を受信し、起動あるいは停止する。また、信号は、有線でも無線でもよい。
【００５４】
また、上記の殺菌消毒装置１００は、ダクト内において還気口１１から給気口１０へ向かって順に、温度湿度風量調節装置１３、オゾン発生器４Ａ、オゾン濃度低減フィルタ１７が、設けられる。
【００５５】
また、塵埃除去フィルタ１２において塵や埃が除去される空気は、部屋からの還気と、還気口１１と塵埃除去フィルタ１２との間の取込口１８から取り込まれた外気とが混合された混合空気である。外気と還気とは、例えば、１：２の割合で混合される。
【００５６】
また、オゾン濃度低減フィルタ１７は、活性炭の代わりに、二酸化マンガン、過マンガン酸カリウム、酸化ニッケル、四三酸化鉄、酸化銅、炭酸コバルト、炭酸ニッケル、炭酸銅といったオゾンを分解し、活性酸素を発生させる物質を含んでもよい。また、オゾン濃度低減フィルタ１７は、例えばオゾンの分解効率が５２％のものを用いてもよい。このようなオゾン濃度低減フィルタ１７は、オゾン濃度を低減させるだけではなく、取り込まれた外気中に含まれる窒素酸化物を除去することができる。
【００５７】
次に、図１１に示す殺菌消毒装置１００の動作を説明する。ここでは、例えば、室内温度が１７度から２８度の範囲内、室内相対湿度が例えば４０％ＲＨから７０％の範囲内となるように温度湿度風量調節装置１３から吹出される空気の温湿度を設定するものとする。また、室内オゾン濃度が例えば２０ｐｐｂとなるように殺菌消毒装置１００を動作させるものとする。また、室内１へ供給するオゾンは、外気中に含まれるオゾンを利用する。
【００５８】
殺菌消毒装置１００を動作させた際、例えば、夏季晴天時及び冬季晴天時における還気口１１から給気口１０へ至るまでのオゾン濃度の変化は、図１２のようになる。夏季晴天時の場合、図１２に示すように外気のオゾン濃度は、例えば１８０ｐｐｂである。この外気は、取込口１８からダクト内に取り込まれ、室内１からの還気と混合される。その後、外気と還気が混合した混合空気のオゾン濃度は、７３ｐｐｂとなる。その後、混合空気は、温度湿度風量調節装置１３へ吸込まれ、上記の所望な室内温湿度となるように温湿度が制御され、オゾン発生器４Ａへ送られる。オゾン発生器４Ａへ到達した際の混合空気のオゾン濃度は６３ｐｐｂとなる。
【００５９】
このようにオゾン濃度が室内オゾン濃度の設定値よりも高い場合、オゾン発生器４Ａでのオゾンの発生は停止される。その後、オゾン発生器４Ａを通過した混合空気は、オゾン濃度低減フィルタ１７に送られる。オゾン濃度低減フィルタ１７においてオゾンは分解され、オゾン濃度は３０ｐｐｂとなる。その後、混合空気は、給気口１０から室内１へ給気され、室内１のオゾン濃度の平均値は２０ｐｐｂとなる。
【００６０】
一方、冬季晴天時の場合、図１２に示すように外気のオゾン濃度は、例えば日射量が減少するといった理由によって４０ｐｐｂである。その後、外気と還気が混合した混合空気のオゾン濃度は、２７ｐｐｂとなる。その後、混合空気は、温度湿度風量調節装置１３へ吸込まれ、上記の所望な室内温湿度となるように温湿度が制御された空気と混合され、オゾン発生器４Ａへ送られる。オゾン発生器４Ａへ到達した際の混合空気のオゾン濃度は２５ｐｐｂとなる。
【００６１】
その後、オゾン発生器４Ａにおいて、オゾンが発生され、混合空気のオゾン濃度は６３ｐｐｂに高められる。そして、オゾン発生器４Ａから吹出された混合空気は、オゾン濃度低減フィルタ１７に送られる。オゾン濃度低減フィルタ１７においてオゾンは５２％分解され、オゾン濃度は３０ｐｐｂとなる。その後、混合空気は、給気口１０から室内１へ給気され、室内１のオゾン濃度の平均値は２０ｐｐｂとなる。
【００６２】
なお、殺菌消毒装置１００の変形例として、風量調節ダンパによってオゾン濃度低減フィルタ１７を通過する混合空気の空気量を制御してもよい。図１３は、風量調節ダンパを備えた２流路ダクトの内部にオゾン濃度低減フィルタ１７を設置する一例を示している。殺菌消毒装置１００は、オゾン濃度低減フィルタ１７を設ける流路１９Ａと、オゾン濃度低減フィルタ１７を設けない流路１９Ｂの２つの流路ダクトを備える。そして、殺菌消毒装置１００は、流路１９Ａ内において、オゾン濃度低減フィルタ１７の手前に風量調節ダンパ２０Ａを備える。また、殺菌消毒装置１００は、流路１９Ｂにおいて、風量調節ダンパ２０Ｂを備える。また、風量調節ダンパ２０Ａ、２０Ｂは、オゾン濃度測定器５Ａから発信された信号を受信し、起動あるいは停止する。また、信号は、有線でも無線でもよい。
【００６３】
上記のような殺菌消毒装置１００は、風量調節ダンパ２０Ａ、２０Ｂの開度を調整することで、室内に給気される風量のうち、オゾン濃度低減フィルタを通過する割合を調整できる。例えば、風量調節ダンパ２０Ｂを全開、風量調節ダンパ２０Ａを全閉することで、全風量はオゾン濃度を低減することなく室内に流入する。一方、風量調節ダンパ２０Ｂを全閉、風量調節ダンパ２０Ａを全開することで、全風量のオゾン濃度は低減されて室内に
流入する。こうして、風量調節ダンパ２０Ａ、２０Ｂの開度を調整して、オゾン濃度低減フィルタを通過する風量の比率を自在に変え、室内に給気されるオゾン濃度を自在に変えることができる。
【００６４】
また、オゾン濃度測定器５Ａは、室内１と給気口１０付近のオゾン濃度を常時、交互に計測する。そして、オゾン発生器４Ａへオゾン濃度に関する信号を送信する。オゾン濃度に関する信号を受信したオゾン発生器４Ａは、給気口１０付近の濃度が３０ｐｐｂを上回る場合には、放電電圧を下げてオゾン発生量を減らし、室内１のオゾン濃度を設定値である２０ｐｐｂへ近づける。一方で、オゾン発生器４Ａは、給気口１０付近の濃度が３０ｐｐｂを下回る場合には、オゾン発生器４Ａの放電電圧を上げてオゾン発生量を増やし、室内１のオゾン濃度を設定値である２０ｐｐｂへ近づける。
【００６５】
このような殺菌消毒装置１００であれば、温湿度が所定の範囲に制御された空気がオゾン発生器４Ａへ送られ、その送られた空気中に含まれる酸素を用いてオゾンが発生される。よって、オゾンの発生は、温湿度の影響を受けずに安定的に行われる。
【００６６】
また、上記の殺菌消毒装置１００では、室内１のオゾン濃度に応じてオゾン発生器４Ａが起動、停止されていたが、オゾン発生器４Ａは常時に運転され、先述した変形例の殺菌消毒装置１００のオゾン濃度低減フィルタ１７によってオゾン濃度が調節されてもよい。このような変形例の殺菌消毒装置１００であれば、例えばオゾン発生器４Ａが放電によってオゾンを発生させる場合、起動停止を頻繁に繰り返すと、オゾンは安定的に発生されずにオゾン濃度の制御は難しいものとなるが、常時運転されているためオゾン濃度の制御は容易となる。
【００６７】
また、このような殺菌消毒装置１００は、系外から高濃度のオゾンを含む外気を取り込み、室内１のオゾンを所望の濃度に調節することができる。よって、オゾン発生器４Ａを運転せずに済み、省エネルギー化が実現される。
【００６８】
また、このような殺菌消毒装置１００は、取込口１８から取り込んだ外気に窒素酸化物が含まれる場合であっても、オゾン濃度低減フィルタ１７によって窒素酸化物を除去することができる。よって、人体に影響を及ぼさずにウイルスの不活化を行うことができる。
【００６９】
また、上記殺菌消毒装置１００は、一例としてＡ型インフルエンザウイルスを不活化することを例示したが、不活化対象は、Ａ型インフルエンザウイルスに限らず、例えばコロナウイルスといった、インフルエンザウイルスと同様のエンベロープウイルスでもよい。このような殺菌消毒装置１００であれば、人間が感染した場合に重症化するウイルスの感染防止が実現される。また、オゾンによる病原体に対する殺菌消毒効果の原理は、オゾンが細菌の細胞膜やウイルスの膜に作用して、膜タンパク質や膜脂質に酸化的変性を引き起こすことであるから、殺菌消毒対象は、エンベロープウイルス以外でも上記の温湿度範囲とオゾン濃度によって殺菌消毒される病原体であれば何でもよい。
【００７０】
以上、本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７１】
１・・室内；２、２Ａ・・空調機；３、３Ａ・・オゾン濃度制御装置；４、４Ａ・・オゾン発生器；５、５Ａ・・オゾン濃度測定器；６・・オゾン濃度低減フィルタユニット；７・・活性炭フィルタ；８・・ファン；９・・湿度調整装置；１０・・給気口；１１・・還
気口；１２・・塵埃除去フィルタ；１３・・温度湿度風量調節装置；１４・・沿面放電素子；１５・・制御ボックス；１６・・拡散板；１７・・オゾン濃度低減フィルタ；１８・・取込口；１９Ａ、１９Ｂ・・流路；２０Ａ、２０Ｂ・・風量調節ダンパ；１００・・殺菌消毒装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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