二氧化氯氣體產生裝置製造方法

2023-05-19 20:14:26 4

二氧化氯氣體產生裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種二氧化氯氣體產生裝置，其能夠避免伴隨二氧化氯氣體的生成而產生的霧和固體粒子造成的汙染。一種二氧化氯氣體產生裝置（1），向容器（13）供給片狀亞氯酸鈉（a）和酸性液體（b），通過兩者的化學反應來產生二氧化氯氣體（c），所述二氧化氯氣體產生裝置（1）被遮蔽的氣體產生室（11）內具有容器（13），容器（13）被分隔成多個容器部分（20），並且各容器部分（20）通過開口部（22）彼此連通，該開口部（22）具有片狀亞氯酸鈉（a）不能通過的大小。
【專利說明】二氧化氯氣體產生裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及用於無塵室、醫院、賓館客房等室內的除臭、微生物的殺菌和滅菌等的二氧化氯氣體產生裝置。

【背景技術】
[0002]利用二氧化氯氣體進行微生物的殺菌和滅菌的方法與使用了其他的氯氣、次氯酸蘇打、過氧化氫等的方法相比，具有這樣的優點:毒性小，能夠安全地實施，沒有氯氣那樣的強烈的氣味，因此不會伴有不舒服感。另外，二氧化氯氣體還具有以下等優點:每單位重量的殺菌力強，對孢子、黴菌、細菌、病毒等表現出了優異的滅菌和殺菌效果，並且不會生成致癌性物質。二氧化氯氣體當與微生物細胞的蛋白質接觸時，將其氧化，同時與微生物所具有的鈉發生反應而成為NaCl。二氧化氯氣體當與蛋白質接觸時,發生快速的反應。
ClO2+微生物的Na —氧化了的微生物的蛋白質+NaCl。
[0003]另一方面，二氧化氯氣體不穩定，難以長期以固定濃度進行保管。因此，以往採用這樣的方法:向容器內供給亞氯酸鈉和酸性液體，通過兩者的化學反應來產生二氧化氯氣體。例如，當將亞氯酸鈉溶液與蘋果酸溶液混合時，通過以下的反應式產生二氧化氯氣體。
4NaC102+2H00C-CH (OH) -CH2-C00H+02 — 2Na00C-CH (OH) -CH2-COONa +4C102+2H20。
[0004]本 申請人:先是在專利文獻1、2中公開了使亞氯酸鈉粉末與酸性液體反應來產生二氧化氯氣體的方法。另外，當亞氯酸鈉與酸性液體的化學反應劇烈進行時，有可能發生爆炸。因此，在專利文獻I所示的技術中，通過將供給到容器內的亞氯酸鈉粉末限制在1g以下，來防止局部的濃度上升。另外，在專利文獻2所示的技術中，除了避免使二氧化氯氣體的局部濃度超過10%以外，還從容器的外部進行加熱以促進反應，使反應在預定時間內結束。
[0005]現有技術文獻
專利文獻1:日本特開2009-234887號公報專利文獻2:日本特開2010-207539號公報。
[0006]但是，當單純地在容器內配置亞氯酸鈉並供給酸性液體時，由於液體的流動，將亞氯酸鈉衝開，有時亞氯酸鈉會偏向集中，可能發生過度的反應而產生爆炸的危險，或局部地產生超過預定濃度的高濃度的二氧化氯氣體。另外，當在容器內的液體中產生的二氧化氯氣體(ClO2)的氣泡上升至液面而裂開時，會有微細霧飛散，存在這樣飛散的霧浮遊在室內而造成汙染的問題。並且，該霧容易使存在於室內的裝置內部產生汙染或者金屬腐蝕。另夕卜，當飛散的微細霧浮遊而乾燥時，成為反應生成物NaOOC-CH(OH) -CH2-COONa的固體粒子。NaOOC-CH-CH(OH) -CH2-COONa從化學反應式可知是亞氯酸鈉與酸性液體反應而放出二氧化氯氣體後殘留的溶解性殘渣，並非氣態物質。NaOOC-CH-CH(OH)-CH2-COONa溶解在二氧化氯氣體產生後的溶液中而殘留，但是當該溶液的水分完全蒸發後，會作為白色粉末狀鹽類殘留。並且，這樣浮遊在室內的霧以及固體粒子若附著在配置於無塵室等的產品或裝置上，則成為質量不良的原因。
[0007]例如，在製藥工廠的無塵室內的消毒/殺菌中，當然可以對作為汙染源的微生物利用二氧化氯氣體進行消毒/殺菌，伴隨二氧化氯氣體的產生而產生的霧和乾燥粒子這樣的伴隨汙染物質若不分離除去，則會附著在製藥製造工序的精密設備上而成為腐蝕的原因，或者混入到產品中而成為不合格的原因。因此，必須徹底排除這些伴隨汙染物質。另夕卜，在無塵室以外的要求除臭、微生物的殺菌和滅菌的區域中，也同樣需要避免伴隨二氧化氯氣體的產生而產生的霧和乾燥粒子所導致的汙染。


【發明內容】

[0008]本發明正是鑑於上述問題而完成的，其目的在於提供一種二氧化氯氣體產生裝置，能夠避免伴隨二氧化氯氣體的生成而產生的霧和固體粒子所造成的汙染。
[0009]根據本發明，提供一種二氧化氯氣體產生裝置，其向容器供給片狀亞氯酸鈉和酸性液體，通過兩者的化學反應來產生二氧化氯氣體，其特徵在於，在被遮蔽的氣體產生室內具有所述容器，所述容器被分隔成多個容器部分，並且各容器部分通過開口部彼此連通，該開口部具有片狀亞氯酸鈉不能通過的大小。
[0010]在該二氧化氯氣體產生裝置中可以是，包括將所述容器的內部分割成多個容器部分的分隔部件，所述分隔部件從所述容器卸下自如。並且可以包括對供給到所述容器的酸性液體進行加熱的加熱器。而且也可以包括反應停止機構，該反應停止機構向所述容器供給使片狀亞氯酸鈉與酸性液體的化學反應停止的反應停止劑。另外可以包括:對在所述氣體產生室內產生的二氧化氯氣體進行送風的風機；和進行過濾的過濾器。或者可以包括對在所述氣體產生室內產生的二氧化氯氣體進行過濾和送風的風機過濾單元。另外可以包括輔助風機，該輔助風機對在所述氣體產生室的內部上升的二氧化氯氣體的流動施加迴轉成分。
[0011]在本發明中，作為酸性液體例如使用蘋果酸、檸檬酸或者醋酸這樣的食用有機酸，由此與處理對人體有毒的鹽酸和硫酸那樣的酸的情況相比，能夠更安全且更容易地產生二氧化氯氣體。另外，由於片狀亞氯酸鈉是固體，因此保管和運輸等容易，即使附著於人體，也不用擔心損傷肌膚。另外，可以在向容器內供給酸性液體之前，將片狀亞氯酸鈉預先配置在容器內。
[0012]根據本發明，通過在容器內使片狀亞氯酸鈉與酸性液體反應，能夠在現場產生二氧化氯氣體(ClO2),並供給到無塵室、醫院、賓館客房等室內，用於除臭、微生物的殺菌和滅菌等。在產生二氧化氯氣體的情況下，投入片狀亞氯酸鈉的容器被分隔成多個容器部分，通過在各容器部分中使片狀亞氯酸鈉與酸性液體反應，能夠從容器整體產生二氧化氯氣體並供給到室內。另外，由於各容器部分通過片狀亞氯酸鈉不能通過的大小的開口部相互連通，因此，能夠向各容器部分沒有遺漏地供給酸性液體，另一方面，片狀亞氯酸鈉不會移動到別的容器部分，而在各容器部分中以不偏向的狀態進行片狀亞氯酸鈉與酸性液體的反應。其結果是，能夠從容器整體沒有遺漏地產生二氧化氯氣體，反應效率也得以提高。並且，通過從容器整體產生二氧化氯氣體，能夠提高對除臭、殺菌和滅菌等有效的成分的單位面積的產生量，因此實現了裝置的小型化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的第一實施方式的二氧化氯氣體產生裝置的概要圖。
[0014]圖2是沿著圖1中的X-X線的剖視圖。
[0015]圖3是沿著圖1中的Y-Y線的剖視圖。
[0016]圖4是容器的立體圖。
[0017]圖5是分隔部件的側視圖。
[0018]圖6是片狀亞氯酸鈉的立體圖。
[0019]圖7是本發明的第二實施方式的二氧化氯氣體產生裝置的概要圖。
[0020]圖8是容器的變形例的說明圖。
[0021 ] 圖9是反應停止機構的變形例的說明圖。
[0022]圖10是表示本發明示例中的經過時間與粒子濃度的關係的圖表(縱軸O?4000count/m3)。
[0023]圖11是表示本發明示例中的時間經過與粒子濃度的關係的圖表(縱軸(Γ20count/m3)。
[0024]圖12是表示比較例中的經過時間與粒子濃度的關係的圖表(縱軸O?4000000count/m3)。
[0025]圖13是表示比較例中的經過時間與粒子濃度的關係的圖表(縱軸O?400000count/m3)。
[0026]圖14是表示沉降速度與對象粒子的比重的關係的圖表。
[0027]附圖標記說明
a片狀亞氯酸鈉；b酸性液體；c 二氧化氯氣體；d、d』反應停止劑；1、2 二氧化氯氣體產生裝置；10遮蔽體；11氣體產生室；12加熱器；13容器；14重量計；15支柱；16風機過濾單元；20容器部分；21分隔部件；22開口部；25噴嘴；26箱體；27節流閥；28驅動裝置；30輔助風機；50下腔室；51上腔室；52、53接頭；55過濾器；56風機；60箱體；61送液泵；62配管；63噴嘴；65、75反應停止機構；66反應停止劑容器；67流路；68閥；70控制板；76填充容器；77擋板。

【具體實施方式】
[0028]下面對本發明的實施方式進行說明。另外，在本說明書和附圖中，對實質上具有相同功能結構的構成要素標註相同的標記，由此來省略反覆說明。
[0029]首先如上所述，以往亞氯酸鈉的粉末投入量必須為1g以下。其理由在於，在亞氯酸鈉粉末與酸性溶液混合而產生氣體的情況下，若混合液面上的二氧化氯氣體濃度超過10vol%，則有可能產生非引火性爆炸(混合液向周圍飛散而汙染)，在參考文獻1、2中，明確說明若為20g以上的投入量則其危險性增加。並且還考慮到安全率，而使其為1g以下。發明人中的一人後來繼續進行研究，以市場銷售的ISOcc容量紙杯的底面積(5cm直徑的圓N 20cm2)為基準，進一步詳細地調查了該底面積與爆炸的關係。其結果是，在20cm2底面積的圓筒容器中，使亞氯酸鈉粉末與蘋果酸溶液反應，使二氧化氯氣體在不存在送風氣流的靜止空間中反覆產生，其中所述蘋果酸溶液是將亞氯酸鈉粉末重量的2倍重量的蘋果酸粉末溶解到亞氯酸鈉粉末重量的5倍重量的蒸餾水中而得到的。在1g到20g之間增加亞氯酸鈉粉末投入量的情況下，霧的飛散和向容器周圍的附著所導致的汙染程度變大，當超過20g時，可以看見液體本身的溢出這樣的汙染。雖然不至於形成反應液本身造成的周圍汙染(也可以說是非可燃性爆炸)，但是也可以稱為其前兆現象的霧所導致的汙染是從亞氯酸鈉粉末重量為每20cm2的底面積超過1g的階段開始產生的。也為了防止該霧汙染，必須使每20cm2的底面積的亞氯酸鈉粉末投入量在1g以下。另外，使底面積為一半的1cm2反覆進行了同樣的測量，結果霧所導致的汙染是從亞氯酸鈉粉末重量為每1cm2底面積超過5g的階段開始產生的。即，若每單位底面積投入的亞氯酸鈉粉末的粉末投入量升高，則會產生液體本身的溢出或者霧的飛散。為了防止這樣的情況，每單位底面積投入的亞氯酸鈉粉末重量投入量必須在0.5g/cm2以下。
[0030]此外另一方面，本發明的發明人們在不增加二氧化氯氣體產生容器的個數的情況下對裝置實施了小型化/設置面積縮小。如果使裝置小型化/設置面積縮小，則需要消除汙染的空間的有效面積取得大，例如，如果設置於無塵室，能夠設置更多的裝置，因此，氣體濃度更高，能夠提高消除汙染能力。另外，在進行裝置的小型化/設置面積縮小時，還進行了能夠防止霧造成的周圍飛散汙染的措施。
[0031]如圖1-圖3所示，本發明的第一實施方式的二氧化氯氣體產生裝置I具有這樣的結構:在由遮蔽體10包圍四周而形成的氣體產生室11的內部，在加熱器12的上方載置有容器13。遮蔽體10安裝在配置於四角的支柱15上。
[0032]在由遮蔽體10包圍的氣體產生室11的上方安裝有風機過濾單元16。風機過濾單元16包括HEPA過濾器和抽吸氣體產生室11內的空氣並使其通過HEPA過濾器的內置風機。風機過濾單元16的大小例如是外形尺寸為610WX610LX140H，具有5m3/min、22cm/s的抽吸能力。
[0033]遮蔽體10例如可以使用下擺開口透明乙烯樹脂簾。在遮蔽體10的下方形成有用於將周圍的空氣取入到氣體產生室11內部的間隙17。間隙17是形成在地面上的例如14cm高的開口部。通過風機過濾單元16的內置風機的運轉，通過這些間隙17，將二氧化氯氣體產生裝置I周圍的空氣吸入到氣體產生室11的內部下方。並且，在氣體產生室11的內部空氣向上流動，被風機過濾單元16吸入，由風機過濾單元16的HEPA過濾器過濾後的空氣擴散/循環到室內後，再次被供給到二氧化氯氣體產生裝置I。
[0034]如圖2和圖3所示，在該實施方式中，在加熱器12的上方設置有四個容器13。向各容器13供給後述的片狀亞氯酸鈉a和酸性液體b。
[0035]如圖4所示，各容器13中裝有用於將容器13的內部分隔成多個容器部分20的分隔部件21。在該實施方式中，各容器13的內部成為由分隔部件21分割成一個中央的容器部分20和位於其周圍的四個容器部分20共計五個容器部分20的狀態。
[0036]如圖5所示，分隔部件21能夠從容器13自由地卸下。在分隔部件21中設置有大量圓形的開口部22。各容器13的內部由分隔部件21分割成五個容器部分20，但是通過該開口部22，各容器部分20成為彼此連通的狀態。
[0037]如圖6所示，在該實施方式中使用了圓柱形狀的片狀亞氯酸鈉a。在片狀亞氯酸鈉a小的情況下或者輕的情況下等，在片狀亞氯酸鈉a由於酸性液體b的流動而移動時，開口部22需要設定成使得片狀亞氯酸鈉a不會通過。在該實施方式中，分隔部件21的開口部22的直徑Cl1與片狀亞氯酸鈉a的直徑d2是C^d2的關係，與開口部22的直徑(I1相比，將片狀亞氯酸鈉a的直徑(12設定得比較大。因此，片狀亞氯酸鈉a不能通過分隔部件21的開口部22，片狀亞氯酸鈉a不會在各容器部分20之間移動。此外，除了與開口部22的直徑(I1相比將片狀亞氯酸鈉a的直徑d2設定得比較大之外，例如，開口部22還可以為使片狀亞氯酸鈉a不能通過的寬度的狹縫狀等，設定成使得片狀亞氯酸鈉a不會通過。
[0038]如圖2和圖3所示，在放置於加熱器12上的各容器13中，從上方插入有酸性液體b的噴嘴25。在各噴嘴25的上端連接用於貯存酸性液體b的箱體26。並且，在各噴嘴25的中途裝配有節流閥27，通過打開該節流閥27，將箱體26內的酸性液體b通過噴嘴25導入到各容器13中。節流閥27安裝於配置在加熱器12的外側的驅動裝置28上。另外箱體26支承在驅動裝置28的上方。
[0039]如圖2和圖3所示，在氣體產生室11的內部設置有一對輔助風機30。這一對輔助風機30彼此為相同的高度，並且配置在容器13與風機過濾單元16之間的高度。另外，如圖2所示，在從上方觀察的狀態下呈四邊形的氣體產生室11的內部，在成為對角線的位置配置有輔助風機30彼此。這些輔助風機30的送風方向L是彼此相反的，並且都設定成水平地沿著遮蔽體10的方向。這樣，從兩個輔助風機30向彼此相反的方向沿著遮蔽體10向送風方向L進行送風，由此，在該實施方式中，在如圖2所示從上方觀察的狀態下，對氣體產生室11的內部的空氣施加逆時針旋轉方向UC的迴轉成分。
[0040]該二氧化氯氣體產生裝置I例如設置在無塵室等室內。並且，在二氧化氯氣體產生裝置I的容器13中投入片狀亞氯酸鈉a。在該情況下，在容器13的內部由分隔部件21分隔成的多個容器部分20的各個容器部分20中投入片狀亞氯酸鈉a。另外，向一個容器部分20投入的片狀亞氯酸鈉a的量是相對於所投入的容器部分20的底面積為0.5g/cm2以下的量即可。另外，打開節流閥27，將箱體26內的酸性液體b通過噴嘴25導入到容器13中。此時，作為一個容器部分20，在本實施方式中，向中央的容器部分20投入酸性液體b。容器13內的各容器部分20通過設置於分隔部件21的開口部22而彼此連通，因此，這樣導入到容器13的一個容器部分20中的酸性液體b沒有遺漏地供給到所有的各容器部分20。另外，開口部22不一定需要設置於所有的分隔部件，只要連通成在向一個容器部分20投入了酸性液體b時，酸性液體b會遍及所有的容器部分20即可，但是在多數分隔部件21中設置開口部22能夠使酸性液體b更迅速地遍及整體。另外，導入酸性液體b的容器部分20不限於中央的容器部分20，可以是任何容器部分20。這樣，在容器13內的各容器部分20中，片狀亞氯酸鈉a與酸性液體b發生化學反應，產生二氧化氯氣體(ClO2) C。其反應式如下所示。
4NaC102+2H00C-CH (OH) -CH2-C00H+02 — 2Na00C-CH (OH) -CH2-COONa +4C102+2H20。
[0041]另外，供給到容器13的酸性液體b被加熱器12加熱，由此促進了片狀亞氯酸鈉a與酸性液體b的化學反應。在該情況下，在容器13的各容器部分20中片狀亞氯酸鈉a與酸性液體b發生反應，因此能夠從容器13整體產生二氧化氯氣體C。根據專利文獻1，氣體濃度從反應開始到達到峰值為止的時間長度在30°C時需要20分鐘以上，而在60°C時縮短為一半的10分鐘，濃度的峰值在60°C時增加到30°C的1.2倍。
[0042]酸性液體b沒有遺漏地供給到容器13的各容器部分20，另一方面，片狀亞氯酸鈉a不會通過分隔部件21的開口部22而移動，因此，在各容器部分20中沒有偏向的狀態下進行片狀亞氯酸鈉a與酸性液體b的反應。另外，各容器部分20中的亞氯酸鈉的反應量與針對各容器部分20的每個設想的當初的設定量一致，不會引起霧造成的周圍飛散汙染和液體溢出。在容器13內，片狀亞氯酸鈉a不會偏向而局部集中，不用擔心在局部進行過度的反應。其結果是，能夠從容器13的整體沒有遺漏地產生二氧化氯氣體C，反應效率也會提高。此外，如本發明這樣，通過在內部配置具有使片狀亞氯酸鈉a不會通過的開口部22的分隔部件21，能夠維持顆粒投入的指標(例如，針對各容器部分20各為一個)。另外，酸性液體b通過分隔部件21的開口部22而迅速地擴散到容器13內整體(更快速地促進片的溶解)，能夠從容器13內整體均勻地產生預定濃度的二氧化氯氣體C。
[0043]另外，作為供給到容器13的酸性液體b，例如使用蘋果酸、檸檬酸或者醋酸那樣的食用有機酸，由此，與處理對人體有毒的鹽酸和硫酸那樣的酸的情況相比，能夠更安全且更容易地產生二氧化氯氣體。另外，可以使用同樣食用的酸性水溶液，例如酒石酸、富馬酸、琥珀酸、葡糖酸、乳酸、醋酸、肥酸、植酸、抗壞血酸或者它們的混合物等。另外，也可以使用鹽酸或硫酸這樣的酸，但是若使用鹽酸則擔心產生氯氣，而若使用硫酸則擔心產生硫化氫氣體。無論如何，通過使用PH值在3以下的酸性液體，能夠可靠且迅速地生成二氧化氯氣體
Co
[0044]此外，片狀亞氯酸鈉a通過在亞氯酸鈉粉末中混合粘合劑來加工成片狀片劑或藥片片劑，從而能夠形成為任意的大小和形狀。作為粘合劑，使用作為水溶性高分子化合物的羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙二醇等。片狀亞氯酸鈉a由於是固體，因而保管和運輸等很容易，即使附著於人體，也不用擔心損傷肌膚。另外，可以在向容器13內供給酸性液體b之前，將片狀亞氯酸鈉a預先配置在容器13內。片狀亞氯酸鈉a在30°C以下的液溫時比粉末難溶解，但是如果液溫為40°C，則片狀亞氯酸鈉a與使用粉末的情況相比，可獲得60%的氣體產生峰值濃度，在50°C時可獲得80%的氣體產生峰值濃度，在60°C時可獲得90%的氣體產生峰值濃度。另外，在作業人員處理亞氯酸鈉粉末的情況下，若吸入浮遊塵埃，則擔心如果附著於呼吸器官黏膜表面則會引起炎症，損害健康。但是，片狀亞氯酸鈉a在沒有這樣的擔心這點上是有利的。
[0045]另外，分隔部件21能夠從容器13自由地卸下。因此，難以清洗的角部少，容器13或分隔部件21能夠在卸下的狀態下容易地進行清洗。另外對於維護也是方便的。
[0046]並且，通過設置在氣體產生室11的上方的風機過濾單元16的運轉，使得室內的空氣從形成於遮蔽體10的下方的間隙17，以例如24cm/s的流速被吸入到氣體產生室11的內部，在氣體產生室11的內部形成朝向風機過濾單元16流動的上升氣流。這樣，在容器13中產生的二氧化氯氣體c在通過了風機過濾單元16之後被供給到室內。在該情況下，在氣體產生室11的內部，在容器13內的液體中產生的二氧化氯氣體c的氣泡上升至液面而裂開時，會有微細霧飛散，但是該霧和由霧而產生的固體粒子被內置於風機過濾單元16的HEPA過濾器捕捉，不會被帶入到室內。由此避免了室內的汙染。
[0047]另外，為了防止在氣體產生室11的內部產生的二氧化氯氣體c和霧從間隙17洩漏，需要將周邊的空氣從間隙17以15cm/s以上的流速抽吸到氣體產生室11內。存在於間隙17的地面附近的氣流的方向克服隨機的熱對流(最大風速約為15cm/s)的風速，由此能夠防止汙染霧從間隙17洩漏到外部。關於這種使向氣體產生室11內的抽吸速度在15cm/s以上的知識，例如根據日本建築學會環境系論文集第586號25-32，2004年12月J.Environ.Eng.，AIJ, N0.586, 25-32，Dec, 2004被實驗者實驗與數值解析可知。另外，根據伴隨咳嗽氣流的唾液在靜穩室內的傳播特性的研究Investigat1n of Coughed Spit’sTransmiss1n Characteristics in a Calm Environment by Subject Experiment andNumerical Analysis 朱蔑偉 *，加藤信介 **，梁被訓 *Shengwei ZHU, Shinsuke KATO,Jeong — Hoon YANG指出，即使在不存在氣流的無風狀態下，也存在0.2m/s以下的風向不確定的熱對流。發明人用熱線風速計測量得到的結果可知，該熱對流的風速在15cm/s左右。
[0048]另外，通過風機過濾單元16的運轉，使得在氣體產生室11的內部形成上升氣流，另一方面，從配置在氣體產生室11內的成為對角線上的位置的一對輔助風機30，向彼此相反的方向沿著遮蔽體10向送風方向L進行送風。由此，在該實施方式中，在如圖2所示從上方觀察的狀態下，對氣體產生室11的內部的空氣施加逆時針旋轉方向UC的迴轉成分。其結果是，在氣體產生室11的內部產生一邊向逆時針旋轉方向UC迴轉一邊朝向風機過濾單元16上升的迴轉上升氣流。此時，由於四周設置有間隙17，因此室內空氣被均一地吸入到氣體產生室11內，在整個氣體產生室11內成為均一的氣流。其結果是，能夠使在容器13中產生的二氧化氯氣體c乘載該迴轉上升氣流,而抬升至風機過濾單元16,並供給到室內。二氧化氯氣體c的分子量為67.5，是空氣分子量28.8的2.3倍的重量。通過使這樣的重的二氧化氯氣體c乘載迴轉上升氣流而抬升至風機過濾單元16,能夠使二氧化氯氣體c沒有遺漏地擴散到作為消除汙染對象室的室內。迴轉流與龍捲風一樣為通過科裡奧利力而成為逆時針方向時強大的上升氣流，因此，在北半球，優選的是，如圖2所示，通過兩個輔助風機30的組合，配置成在從上方觀察的狀態下形成成為逆時針旋轉方向UC的迴轉氣流。相反地，在南半球，優選通過輔助風機30形成成為順時針旋轉方向的迴轉氣流。這樣，能夠將二氧化氯氣體c放出到整個無塵室等室內，而用於除臭、微生物的殺菌和滅菌等。
[0049]另外，從風機過濾單元16放出的二氧化氯氣體c由於溫度比周圍溫度高，因此上升後沿著頂板和側壁在室內形成大的循環氣流，沒有遺漏地遍及到成為消除汙染對象的室內整體。
[0050]另外，二氧化氯氣體c的分子量與空氣的分子量相比極重，在重力方向上由於自重而向重力下落方向落下，不會以均一濃度擴散到室內。在本發明中，通過風機過濾單元16而在氣體產生室11的內部產生的向鉛直上方的氣流的存在對二氧化氯氣體c的產生和向氣體產生室11內的均勻擴散有好處，這是發現了所產生的混有霧的二氧化氯氣體c向上方上升時，在氣體產生室11內的溫度為25°C，70%RH的氣氛中，20 μ m的霧在平均1.3秒變成乾燥飛沫。另外，根據書籍「工7 口 m，) 口 —」，氣體產生室11內的鉛直上方氣流只要從二氧化氯氣體C的產生部需要1.3秒以上到達風機過濾單元16，則在該時間內20 μ m以下的霧完全乾燥，即使附著於風機過濾單元16的設備部或過濾器金屬框架，也不存在像霧那樣的顯著腐蝕性。測量結果是，在本發明中產生的浮遊霧的最大粒子直徑為20 μ m，若儘量減少霧成分直接附著於風機過濾單元16，而在氣流中乾燥後附著，則能夠儘量降低腐蝕這一麻煩。設氣體產生部到風機過濾單元16的距離為L，設氣體產生室11內的平均流速為U，則L/U彡1.3sec,由此，能夠成功地抑制風機過濾單元(FFU) 16的金屬腐蝕所造成的FFU損傷。
[0051]另外，在由遮蔽體包圍而成的氣體產生室11的上方設置有風機過濾單元16，通過該風機過濾單元16的運轉，使得從形成於遮蔽體10的下方的間隙17將室內的空氣吸入到氣體產生室11的空間內，在氣體產生室11內形成朝向風機過濾單元16流動的上升氣流。因此，在配置在氣體產生室11的容器13中伴隨片狀亞氯酸鈉a與酸性液體b的反應而產生的二氧化氯氣體C，在通過風機過濾單元16之後被供給到室內。在該情況下，在氣體產生室11內，在容器13內的液體中產生的二氧化氯氣體c的氣泡上升至液面而裂開時，會有微細霧飛散，但是該霧和由霧而產生的固體粒子被風機過濾單元16捕捉，從而避免了對室內的汙染。
[0052]另外，在氣體產生室11的內部，通過從輔助風機30進行送風，而對上述上升氣流施加迴轉成分，由此，能夠使二氧化氯氣體乘載該迴轉上升氣流而抬升至風機過濾單元16，並供給到室內。二氧化氯氣體的分子量為67.5，是空氣分子量28.8的2.3倍的重量。通過使這樣的重的二氧化氯氣體乘載迴轉上升氣流而抬升至風機過濾單元16,能夠使二氧化氯氣體c沒有遺漏地擴散到作為消除汙染對象室的室內。
[0053]接下來，對本發明的第二實施方式的二氧化氯氣體產生裝置2進行說明。如圖7所示，本發明的第二實施方式的二氧化氯氣體產生裝置2也同樣在由遮蔽體10包圍的氣體產生室11的內部具有在加熱器12上載置有容器13的結構。在加熱器12的下方設置有重量計14，如後所述，投入到容器13中的片狀亞氯酸鈉a的重量通過該重量計14進行測量。
[0054]在該實施方式的二氧化氯氣體產生裝置2中，在氣體產生室11的下方設置有下腔室50，在氣體產生室11的上方設置有上腔室51。上腔室51是供氣腔室，下腔室50是回氣腔室。在下腔室50和上腔室51的側面安裝有金屬箍等接頭52、53，可以經由這些接頭52、53來適當地連接配管等(未圖示)。在配管等的末端，與配管等連通地連接有應滅菌的裝置或封閉了某區劃的導管等密閉空間。下腔室50與氣體產生室11連通，經由與接頭52連接的配管等返回到下腔室50的空氣流入到氣體產生室11內。
[0055]另一方面，氣體產生室11與上腔室51經由安裝在氣體產生室11的頂板的過濾器(HEPA過濾器)55而連通。在上腔室51的內部設置有風機56，通過該風機56的運轉，使空氣從下腔室50內部流入到氣體產生室11，然後空氣從氣體產生室11經由過濾器55流入到上腔室51。另外，上腔室51內的空氣通過風機56的運轉而被導入到與接頭53連接的配管坐寸ο
[0056]在氣體產生室11內設置有用於貯存酸性液體b的箱體60和酸性液體b的送液泵61。在該實施方式中，箱體60配置在與容器13相同程度的高度。並且，通過送液泵61的運轉，將箱體60內的酸性液體b通過配管62和噴嘴63導入到容器13。
[0057]另外，該實施方式的二氧化氯氣體產生裝置2具有使容器13中的化學反應停止的反應停止機構65。S卩，在氣體產生室11內，在容器13的上方配置有貯存使片狀亞氯酸鈉a與酸性液體b的化學反應停止的反應停止劑d的反應停止劑容器66。並且設置有從該反應停止劑容器66向容器13內導入反應停止劑d的流路67。並且在流路67的中途裝配有閥68。
[0058]在該反應停止機構65中使用的反應停止劑d使用例如硫代硫酸鈉等硫代硫酸鹽的水溶液，例如亞硫酸鈉等亞硫酸鹽的水溶液。反應停止劑容器66配置在容器13的上方，因此，當打開閥68時，反應停止劑容器66內的反應停止劑d由於自重而在流路67內流動，並導入到容器13內。
[0059]並且，在二氧化氯氣體產生裝置2的側面設置有負責裝置的運轉的控制板70。風機56和送液泵61的運轉以及閥68的開閉由該控制板70控制。
[0060]另外，在該實施方式的二氧化氯氣體產生裝置2中，也與先前圖4所說明的情況一樣，容器13的內部成為由分隔部件21分割成多個容器部分20的狀態。另外，在各容器13的內部，各容器部分20成為通過設置於分隔部件21的開口部22而彼此連通的狀態。分隔部件21的開口部22的直徑Cl1與投入到容器13的片狀亞氯酸鈉a的直徑d2是C^d2的關係，與開口部22的直徑Cl1相比，將片狀亞氯酸鈉a的直徑d2設定得較大。
[0061]該實施方式的二氧化氯氣體產生裝置2經由配管等(未圖示)與例如應滅菌的裝置、封閉了某區劃的導管等密閉空間這樣的需要微生物的殺菌和滅菌等的區域連接。在該情況下，通過將配管等連接到接頭52、53，使得在期望區域與二氧化氯氣體產生裝置2之間形成空氣的循環路徑。
[0062]並且，在二氧化氯氣體產生裝置2中，向容器13投入片狀亞氯酸鈉a。與先前說明過的第一實施方式一樣，在該實施方式中，也是向在容器13的內部由分隔部件21分隔成的多個各容器部分20的每個分別投入預定量的片狀亞氯酸鈉a。另外，通過送液泵61的運轉，通過配管62和噴嘴63供給箱體60內的酸性液體b。噴嘴63僅向容器13內的一個容器部分20供給液體，但是與第一實施方式一樣，酸性液體b通過分隔部件21的開口部22而被供給到各容器部分20。這樣，導入到容器13的酸性液體b沒有遺漏地供給到所有的各容器部分20，在各容器部分20中，片狀亞氯酸鈉a與酸性液體b發生化學反應，從而能夠在安全的狀態下，從容器13內整體均勻地產生預定濃度的二氧化氯氣體C。
[0063]另外，導入到容器13中的酸性液體b通過重量計14進行測量，通過控制板7將酸性液體b的供給量控制為適量。其結果是，將各容器部分20中的片狀亞氯酸鈉a與酸性液體b的化學反應保持為適當。另外，供給到容器13的酸性液體b由加熱器12加熱，由此促進了片狀亞氯酸鈉a與酸性液體b的化學反應。
[0064]並且，通過設置於上腔室51的風機56的運轉，使得空氣在期望區域與二氧化氯氣體產生裝置2之間循環。並且，在二氧化氯氣體產生裝置2中，空氣從下腔室50內部流入到氣體產生室11，在容器13中產生的二氧化氯氣體c在通過過濾器55後被導入到上腔室51，並進一步經由配管等(未圖示)向期望區域進行供氣。這樣，在容器13中產生的二氧化氯氣體c在通過過濾器55之後被供給到期望區域。這樣，能夠將二氧化氯氣體c供給到期望區域，從而用於除臭、微生物的殺菌和滅菌等。在該情況下，在氣體產生室11的內部，在容器13內的液體中產生的二氧化氯氣體c的氣泡上升至液面而裂開時，有微細霧飛散，但是該霧和由霧產生的固體粒子被過濾器55捕捉，而不會帶入到期望區域。由此避免了期望區域的汙染。
[0065]除此之外，在本實施方式的二氧化氯氣體產生裝置2中，例如在緊急時，還能夠通過反應停止機構65的工作而使容器13中的化學反應停止。即，在產生二氧化氯氣體c的中途，在由於偶然的發生地震或雷擊而產生了瞬間停電的情況下，需要立即使二氧化氯氣體c的產生停止。在相關緊急情形發生時，通過來自控制板70的指令打開閥68，反應停止劑容器66內的反應停止劑d由於自重而在流路67內流動，並且被直接導入到容器13內。通過該反應停止劑d的導入，使得在容器13內進行例如下述的反應。
[0066]1.利用硫代硫酸鈉使氣體產生反應停止的情況
在該情況下，利用硫代硫酸鈉對二氧化氯進行分解。反應式如下述式子(I)所示。
4C10 2 + 2Na2S203 + 4H20 — 4 NaCl + 4H2S04 + O 2式子(I)。
[0067]通過該式子(I)的反應，生成食鹽、硫酸和氧氣。通過該反應，立即停止了二氧化氯氣體C的放出。
[0068]並且，在通過該式子(I)的反應而停止了二氧化氯氣體c的放出後，接著利用小蘇打(碳酸氫鈉)中和硫酸。這樣進行中和的理由在於，避免將強酸性廢液排出到公共的下水道中。該中和的反應式如下述的式子(2)所示。
H2S04+2NaHC03 — Na2S04+2H20+2C02 式子(2 )。
[0069]通過該式子(2)的反應，生成硫酸鈉(硫酸芒硝)、水和二氧化碳氣體。作為強酸的硫酸被中和而無害化。這些式子(I)、(2)的反應的結果是，殘留在容器13內的只有食鹽、硫酸鈉和水。
[0070]2.利用亞硫酸鈉使氣體產生反應停止的情況
在該情況下，利用亞硫酸鈉來分解二氧化氯。反應式如下述的式子(3)所示。
2C10 2 + Na2SO3 + H2O — 2NaCl + H2SO4 + 20 2式子(3 )。
[0071]通過該式子(3)的反應，生成食鹽和硫酸以及氧氣。通過該反應，立即停止二氧化氯氣體c的放出。
[0072]並且，在通過該式子(3)的反應而停止了二氧化氯氣體c的放出後，接著利用小蘇打(碳酸氫鈉)中和硫酸。反應式如下述的式子(4)所示。另外，式子(4)與先前所示的式子(2)是相同的。
H2S04+2NaHC03 — Na2S04+2H20+2C02 式子(4 )。
[0073]通過該式子(4)的反應，生成硫酸鈉(硫酸芒硝)、水和二氧化碳氣體。作為強酸的硫酸被中和而無害化。這些式子(3)、(4)的反應的結果是，殘留在容器13內的只有食鹽、硫酸鈉和水。
[0074]另外，例如在停電時希望即刻停止二氧化氯氣體c的產生的情況下，能夠通過不間斷蓄電池進行供電來打開閥68，將硫代硫酸鈉水溶液或者亞硫酸鈉的水溶液(反應停止劑d)投入到容器13中，從而使二氧化氯氣體c的產生立即停止。
[0075]以上，作為本發明的優選實施方式的示例而說明了第一實施方式和第二實施方式，但是本發明並不限於這裡所示的方式。例如，放置在加熱器12的上方的容器13不限於圖4所示的四邊形，可以使用圖8所示的圓柱形狀的容器13。放置在加熱器12的上方的容器13的個數可以是一個或者任意多個。另外，在如圖1等所說明的那樣將間隙17設置在遮蔽體10的下方的情況下，為了防止在氣體產生室11的內部產生的二氧化氯氣體c中所混入的霧或其乾燥飛沫從間隙17洩漏，需要將周邊的空氣從間隙17以15cm/s以上的速度抽吸到氣體產生室11內。另外，風機過濾單元16的配置不限於二氧化氯氣體產生裝置I的上部，只要處於氣體產生室11的上部即可，例如可以設置於二氧化氯氣體產生裝置I的側部而橫向地吹出氣體。在該情況下同樣，所產生的二氧化氯氣體c由於溫度比周圍溫度高而上升，從而沿著頂板和側壁在室內循環。
[0076]另外，圖9所示的反應停止機構75是將由例如硫代硫酸鈉等硫代硫酸鹽和例如亞硫酸鈉等亞硫酸鹽構成的粉末或者使它們凝固而成的藥片狀的反應停止劑d』貯存在填充容器76中的事例。在緊急時等希望停止二氧化氯氣體c的產生的情況下，能夠打開填充容器76的底面的擋板77，將硫代硫酸鈉或亞硫酸鈉的粉末或者藥片狀的反應停止劑d』投入到容器13中，從而使二氧化氯氣體c的產生立即停止。
[0077]另外，可以利用不間斷蓄電池進行供電使閥68和擋板77能夠運轉，以使得停電時反應停止機構65、75能夠動作。或者也可以手動地打開閥68和擋板77，來使二氧化氯氣體c的產生停止。
[0078]【實施例】
在25m3的等級為10的無塵室3.3mffX3.7mLX2.02mH (N 25m3)的中央放置二氧化氯氣體產生裝置，停止清潔空氣循環送風，使無塵室內為無風狀態。在該狀態下，使亞氯酸鈉粉末與酸性溶液反應而產生二氧化氯氣體。在本發明示例中，在如圖1等說明的那樣由遮蔽體包圍而成的空間的內部產生二氧化氯氣體，通過風機過濾單元放出到25m3的無塵室內(帶有FFU隔間(booth)。)。另一方面，在比較例中，在遮蔽體和風機過濾單元都不存在的狀態下產生二氧化氯氣體，並直接放出到室內(沒有FFU隔間。)。本發明示例中的經過時間與粒子濃度的關係如圖10 (縱軸O?4000count/m3)和圖11 (縱軸O?20count/m3)所示。比較例中的經過時間與粒子濃度的關係如圖12 (縱軸O?4000000count/m3)和圖13 (縱軸 O ?400000count/m3)所不。
[0079]在經過30分鐘後，比較例(無隔間)中，0.3μπι以上的大小的粒子個數在Im3的空氣中存在3500000個，而在本發明示例(有隔間)中，只有10個左右。能夠確認本發明的效果O
[0080]另外，伴隨二氧化氯氣體產生而飛散的霧的最大的大小為100 μ m (大約0.1mm的直徑)，其沉降速度根據書籍「二 7 口 m，) 口夕一「卷末數據的圖6可知，在比重為I的水滴的情況下，以25cm/s的速度發生重力沉降。若風機過濾單元的上吸速度(氣流方向向上的吸入速度)為22cm/s，則這樣大小的霧也可能會在氣體產生室內下降而下落並附著於地面或者二氧化氯氣體產生裝置的表面，或者從透明乙烯樹脂簾下擺開口部(間隙)跑出到外部。為了防止這樣的汙染霧洩漏到外部(無塵室區域等室內)，需要存在於乙烯樹脂簾地面附近的氣流方向克服隨機的熱對流(最大風速為15cm/s )的風速,不斷地從周圍向空間內吸入氣流，以堅決避免空間內空氣洩漏到外部的風速從透明乙烯樹脂簾下擺開口部(間隙)以15cm/s以上的速度進行抽吸。
[0081]另外，如圖14所示，沉降速度與對象粒子的比重成比例。例如，在粒子直徑為100 μ m時，若比重為1，則沉降速度為25cm/s，若比重為0.7，則沉降速度為17.5cm/s[25cm/s X 0.7]。
[0082]在風機過濾單元中，在抽吸伴隨二氧化氯氣體產生而飛散的霧的情況下，風機單元(通常由送風機、電氣布線和控制電路構成)和過濾單元的相對於氣流方向的配置順序是非常重要的。在過濾單元配置在上遊側(圖1等中為容器13側)而風機單元配置在下遊側(圖1等中為頂板側)的情況下，HEPA過濾器首先除去霧成分，只有不含有霧的二氧化氯氣體流入到風機單元，因此，只要不是相對溼度超過90%RH的高溼度空氣，即使風機單元在二氧化氯氣體濃度為200ppm的情況下連續運轉100小時，也沒有看到能夠目視的腐蝕。另一方面，在過濾單元配置在下遊側(圖1等中為頂板側)而風機單元配置在上遊側(圖1等中為容器13側)的情況下，霧成分沒有被除去就流入風機單元，而附著於作為風機單元鋼製部件的送風機、電氣布線和控制電路等，然後通過過濾單元的HEPA過濾器除去霧和粒子成分。因此，附著有霧的風機單元的腐蝕劣化顯著。與氣體成分接觸相比，霧成分附著會給風機單元帶來嚴重腐蝕。由此，在風機過濾單元中，優選過濾單元配置在上遊側(圖1等中為地面側)而風機單元配置在下遊側(圖1等中為頂板側)。
[0083]工業實用性
本發明對無塵室、醫院、賓館客房等室內等的期望區域的除臭、微生物的殺菌和滅菌等是有用的。
【權利要求】
1.一種二氧化氯氣體產生裝置，向容器供給片狀亞氯酸鈉和酸性液體，通過兩者的化學反應來產生二氧化氯氣體，其特徵在於， 在被遮蔽的氣體產生室內具有所述容器， 所述容器被分隔成多個容器部分，並且各容器部分通過開口部彼此連通，該開口部具有片狀亞氯酸鈉不能通過的大小。
2.根據權利要求1所述的二氧化氯氣體產生裝置，其特徵在於， 所述二氧化氯氣體產生裝置包括將所述容器的內部分割成多個容器部分的分隔部件，所述分隔部件從所述容器卸下自如。
3.根據權利要求1所述的二氧化氯氣體產生裝置，其特徵在於， 所述二氧化氯氣體產生裝置包括對供給到所述容器的酸性液體進行加熱的加熱器。
4.根據權利要求1所述的二氧化氯氣體產生裝置，其特徵在於， 所述二氧化氯氣體產生裝置包括反應停止機構，該反應停止機構向所述容器供給使片狀亞氯酸鈉與酸性液體的化學反應停止的反應停止劑。
5.根據權利要求1所述的二氧化氯氣體產生裝置，其特徵在於， 所述二氧化氯氣體產生裝置包括:對在所述氣體產生室內產生的二氧化氯氣體進行送風的風機；和進行過濾的過濾器。
6.根據權利要求1所述的二氧化氯氣體產生裝置，其特徵在於， 所述二氧化氯氣體產生裝置包括風機過濾單元，該風機過濾單元對在所述氣體產生室內產生的二氧化氯氣體進行過濾和送風。
7.根據權利要求1所述的二氧化氯氣體產生裝置，其特徵在於， 所述二氧化氯氣體產生裝置包括輔助風機，該輔助風機對在所述氣體產生室的內部上升的二氧化氯氣體的流動施加迴轉成分。
【文檔編號】C01B11/02GK104512866SQ201310455356
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】阪田總一郎, 樋口裕幸, 井上正憲, 楠田昌弘, 小野元嗣 申請人:高砂熱學工業株式會社