二氧化氯气体产生装置制造方法

二氧化氯气体产生装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种二氧化氯气体产生装置，其能够避免伴随二氧化氯气体的生成而产生的雾和固体粒子造成的污染。一种二氧化氯气体产生装置（1），向容器（13）供给片状亚氯酸钠（a）和酸性液体（b），通过两者的化学反应来产生二氧化氯气体（c），所述二氧化氯气体产生装置（1）被遮蔽的气体产生室（11）内具有容器（13），容器（13）被分隔成多个容器部分（20），并且各容器部分（20）通过开口部（22）彼此连通，该开口部（22）具有片状亚氯酸钠（a）不能通过的大小。
【专利说明】二氧化氯气体产生装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及用于无尘室、医院、宾馆客房等室内的除臭、微生物的杀菌和灭菌等的二氧化氯气体产生装置。

【背景技术】
[0002]利用二氧化氯气体进行微生物的杀菌和灭菌的方法与使用了其他的氯气、次氯酸苏打、过氧化氢等的方法相比，具有这样的优点:毒性小，能够安全地实施，没有氯气那样的强烈的气味，因此不会伴有不舒服感。另外，二氧化氯气体还具有以下等优点:每单位重量的杀菌力强，对孢子、霉菌、细菌、病毒等表现出了优异的灭菌和杀菌效果，并且不会生成致癌性物质。二氧化氯气体当与微生物细胞的蛋白质接触时，将其氧化，同时与微生物所具有的钠发生反应而成为NaCl。二氧化氯气体当与蛋白质接触时,发生快速的反应。
ClO2+微生物的Na —氧化了的微生物的蛋白质+NaCl。
[0003]另一方面，二氧化氯气体不稳定，难以长期以固定浓度进行保管。因此，以往采用这样的方法:向容器内供给亚氯酸钠和酸性液体，通过两者的化学反应来产生二氧化氯气体。例如，当将亚氯酸钠溶液与苹果酸溶液混合时，通过以下的反应式产生二氧化氯气体。
4NaC102+2H00C-CH (OH) -CH2-C00H+02 — 2Na00C-CH (OH) -CH2-COONa +4C102+2H20。
[0004]本 申请人:先是在专利文献1、2中公开了使亚氯酸钠粉末与酸性液体反应来产生二氧化氯气体的方法。另外，当亚氯酸钠与酸性液体的化学反应剧烈进行时，有可能发生爆炸。因此，在专利文献I所示的技术中，通过将供给到容器内的亚氯酸钠粉末限制在1g以下，来防止局部的浓度上升。另外，在专利文献2所示的技术中，除了避免使二氧化氯气体的局部浓度超过10%以外，还从容器的外部进行加热以促进反应，使反应在预定时间内结束。
[0005]现有技术文献
专利文献1:日本特开2009-234887号公报专利文献2:日本特开2010-207539号公报。
[0006]但是，当单纯地在容器内配置亚氯酸钠并供给酸性液体时，由于液体的流动，将亚氯酸钠冲开，有时亚氯酸钠会偏向集中，可能发生过度的反应而产生爆炸的危险，或局部地产生超过预定浓度的高浓度的二氧化氯气体。另外，当在容器内的液体中产生的二氧化氯气体(ClO2)的气泡上升至液面而裂开时，会有微细雾飞散，存在这样飞散的雾浮游在室内而造成污染的问题。并且，该雾容易使存在于室内的装置内部产生污染或者金属腐蚀。另夕卜，当飞散的微细雾浮游而干燥时，成为反应生成物NaOOC-CH(OH) -CH2-COONa的固体粒子。NaOOC-CH-CH(OH) -CH2-COONa从化学反应式可知是亚氯酸钠与酸性液体反应而放出二氧化氯气体后残留的溶解性残渣，并非气态物质。NaOOC-CH-CH(OH)-CH2-COONa溶解在二氧化氯气体产生后的溶液中而残留，但是当该溶液的水分完全蒸发后，会作为白色粉末状盐类残留。并且，这样浮游在室内的雾以及固体粒子若附着在配置于无尘室等的产品或装置上，则成为质量不良的原因。
[0007]例如，在制药工厂的无尘室内的消毒/杀菌中，当然可以对作为污染源的微生物利用二氧化氯气体进行消毒/杀菌，伴随二氧化氯气体的产生而产生的雾和干燥粒子这样的伴随污染物质若不分离除去，则会附着在制药制造工序的精密设备上而成为腐蚀的原因，或者混入到产品中而成为不合格的原因。因此，必须彻底排除这些伴随污染物质。另夕卜，在无尘室以外的要求除臭、微生物的杀菌和灭菌的区域中，也同样需要避免伴随二氧化氯气体的产生而产生的雾和干燥粒子所导致的污染。


【发明内容】

[0008]本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种二氧化氯气体产生装置，能够避免伴随二氧化氯气体的生成而产生的雾和固体粒子所造成的污染。
[0009]根据本发明，提供一种二氧化氯气体产生装置，其向容器供给片状亚氯酸钠和酸性液体，通过两者的化学反应来产生二氧化氯气体，其特征在于，在被遮蔽的气体产生室内具有所述容器，所述容器被分隔成多个容器部分，并且各容器部分通过开口部彼此连通，该开口部具有片状亚氯酸钠不能通过的大小。
[0010]在该二氧化氯气体产生装置中可以是，包括将所述容器的内部分割成多个容器部分的分隔部件，所述分隔部件从所述容器卸下自如。并且可以包括对供给到所述容器的酸性液体进行加热的加热器。而且也可以包括反应停止机构，该反应停止机构向所述容器供给使片状亚氯酸钠与酸性液体的化学反应停止的反应停止剂。另外可以包括:对在所述气体产生室内产生的二氧化氯气体进行送风的风机；和进行过滤的过滤器。或者可以包括对在所述气体产生室内产生的二氧化氯气体进行过滤和送风的风机过滤单元。另外可以包括辅助风机，该辅助风机对在所述气体产生室的内部上升的二氧化氯气体的流动施加回转成分。
[0011]在本发明中，作为酸性液体例如使用苹果酸、柠檬酸或者醋酸这样的食用有机酸，由此与处理对人体有毒的盐酸和硫酸那样的酸的情况相比，能够更安全且更容易地产生二氧化氯气体。另外，由于片状亚氯酸钠是固体，因此保管和运输等容易，即使附着于人体，也不用担心损伤肌肤。另外，可以在向容器内供给酸性液体之前，将片状亚氯酸钠预先配置在容器内。
[0012]根据本发明，通过在容器内使片状亚氯酸钠与酸性液体反应，能够在现场产生二氧化氯气体(ClO2),并供给到无尘室、医院、宾馆客房等室内，用于除臭、微生物的杀菌和灭菌等。在产生二氧化氯气体的情况下，投入片状亚氯酸钠的容器被分隔成多个容器部分，通过在各容器部分中使片状亚氯酸钠与酸性液体反应，能够从容器整体产生二氧化氯气体并供给到室内。另外，由于各容器部分通过片状亚氯酸钠不能通过的大小的开口部相互连通，因此，能够向各容器部分没有遗漏地供给酸性液体，另一方面，片状亚氯酸钠不会移动到别的容器部分，而在各容器部分中以不偏向的状态进行片状亚氯酸钠与酸性液体的反应。其结果是，能够从容器整体没有遗漏地产生二氧化氯气体，反应效率也得以提高。并且，通过从容器整体产生二氧化氯气体，能够提高对除臭、杀菌和灭菌等有效的成分的单位面积的产生量，因此实现了装置的小型化。

【专利附图】

【附图说明】
[0013]图1是本发明的第一实施方式的二氧化氯气体产生装置的概要图。
[0014]图2是沿着图1中的X-X线的剖视图。
[0015]图3是沿着图1中的Y-Y线的剖视图。
[0016]图4是容器的立体图。
[0017]图5是分隔部件的侧视图。
[0018]图6是片状亚氯酸钠的立体图。
[0019]图7是本发明的第二实施方式的二氧化氯气体产生装置的概要图。
[0020]图8是容器的变形例的说明图。
[0021 ] 图9是反应停止机构的变形例的说明图。
[0022]图10是表示本发明示例中的经过时间与粒子浓度的关系的图表(纵轴O?4000count/m3)。
[0023]图11是表示本发明示例中的时间经过与粒子浓度的关系的图表(纵轴(Γ20count/m3)。
[0024]图12是表示比较例中的经过时间与粒子浓度的关系的图表(纵轴O?4000000count/m3)。
[0025]图13是表示比较例中的经过时间与粒子浓度的关系的图表(纵轴O?400000count/m3)。
[0026]图14是表示沉降速度与对象粒子的比重的关系的图表。
[0027]附图标记说明
a片状亚氯酸钠；b酸性液体；c 二氧化氯气体；d、d’反应停止剂；1、2 二氧化氯气体产生装置；10遮蔽体；11气体产生室；12加热器；13容器；14重量计；15支柱；16风机过滤单元；20容器部分；21分隔部件；22开口部；25喷嘴；26箱体；27节流阀；28驱动装置；30辅助风机；50下腔室；51上腔室；52、53接头；55过滤器；56风机；60箱体；61送液泵；62配管；63喷嘴；65、75反应停止机构；66反应停止剂容器；67流路；68阀；70控制板；76填充容器；77挡板。

【具体实施方式】
[0028]下面对本发明的实施方式进行说明。另外，在本说明书和附图中，对实质上具有相同功能结构的构成要素标注相同的标记，由此来省略反复说明。
[0029]首先如上所述，以往亚氯酸钠的粉末投入量必须为1g以下。其理由在于，在亚氯酸钠粉末与酸性溶液混合而产生气体的情况下，若混合液面上的二氧化氯气体浓度超过10vol%，则有可能产生非引火性爆炸(混合液向周围飞散而污染)，在参考文献1、2中，明确说明若为20g以上的投入量则其危险性增加。并且还考虑到安全率，而使其为1g以下。发明人中的一人后来继续进行研究，以市场销售的ISOcc容量纸杯的底面积(5cm直径的圆N 20cm2)为基准，进一步详细地调查了该底面积与爆炸的关系。其结果是，在20cm2底面积的圆筒容器中，使亚氯酸钠粉末与苹果酸溶液反应，使二氧化氯气体在不存在送风气流的静止空间中反复产生，其中所述苹果酸溶液是将亚氯酸钠粉末重量的2倍重量的苹果酸粉末溶解到亚氯酸钠粉末重量的5倍重量的蒸馏水中而得到的。在1g到20g之间增加亚氯酸钠粉末投入量的情况下，雾的飞散和向容器周围的附着所导致的污染程度变大，当超过20g时，可以看见液体本身的溢出这样的污染。虽然不至于形成反应液本身造成的周围污染(也可以说是非可燃性爆炸)，但是也可以称为其前兆现象的雾所导致的污染是从亚氯酸钠粉末重量为每20cm2的底面积超过1g的阶段开始产生的。也为了防止该雾污染，必须使每20cm2的底面积的亚氯酸钠粉末投入量在1g以下。另外，使底面积为一半的1cm2反复进行了同样的测量，结果雾所导致的污染是从亚氯酸钠粉末重量为每1cm2底面积超过5g的阶段开始产生的。即，若每单位底面积投入的亚氯酸钠粉末的粉末投入量升高，则会产生液体本身的溢出或者雾的飞散。为了防止这样的情况，每单位底面积投入的亚氯酸钠粉末重量投入量必须在0.5g/cm2以下。
[0030]此外另一方面，本发明的发明人们在不增加二氧化氯气体产生容器的个数的情况下对装置实施了小型化/设置面积缩小。如果使装置小型化/设置面积缩小，则需要消除污染的空间的有效面积取得大，例如，如果设置于无尘室，能够设置更多的装置，因此，气体浓度更高，能够提高消除污染能力。另外，在进行装置的小型化/设置面积缩小时，还进行了能够防止雾造成的周围飞散污染的措施。
[0031]如图1-图3所示，本发明的第一实施方式的二氧化氯气体产生装置I具有这样的结构:在由遮蔽体10包围四周而形成的气体产生室11的内部，在加热器12的上方载置有容器13。遮蔽体10安装在配置于四角的支柱15上。
[0032]在由遮蔽体10包围的气体产生室11的上方安装有风机过滤单元16。风机过滤单元16包括HEPA过滤器和抽吸气体产生室11内的空气并使其通过HEPA过滤器的内置风机。风机过滤单元16的大小例如是外形尺寸为610WX610LX140H，具有5m3/min、22cm/s的抽吸能力。
[0033]遮蔽体10例如可以使用下摆开口透明乙烯树脂帘。在遮蔽体10的下方形成有用于将周围的空气取入到气体产生室11内部的间隙17。间隙17是形成在地面上的例如14cm高的开口部。通过风机过滤单元16的内置风机的运转，通过这些间隙17，将二氧化氯气体产生装置I周围的空气吸入到气体产生室11的内部下方。并且，在气体产生室11的内部空气向上流动，被风机过滤单元16吸入，由风机过滤单元16的HEPA过滤器过滤后的空气扩散/循环到室内后，再次被供给到二氧化氯气体产生装置I。
[0034]如图2和图3所示，在该实施方式中，在加热器12的上方设置有四个容器13。向各容器13供给后述的片状亚氯酸钠a和酸性液体b。
[0035]如图4所示，各容器13中装有用于将容器13的内部分隔成多个容器部分20的分隔部件21。在该实施方式中，各容器13的内部成为由分隔部件21分割成一个中央的容器部分20和位于其周围的四个容器部分20共计五个容器部分20的状态。
[0036]如图5所示，分隔部件21能够从容器13自由地卸下。在分隔部件21中设置有大量圆形的开口部22。各容器13的内部由分隔部件21分割成五个容器部分20，但是通过该开口部22，各容器部分20成为彼此连通的状态。
[0037]如图6所示，在该实施方式中使用了圆柱形状的片状亚氯酸钠a。在片状亚氯酸钠a小的情况下或者轻的情况下等，在片状亚氯酸钠a由于酸性液体b的流动而移动时，开口部22需要设定成使得片状亚氯酸钠a不会通过。在该实施方式中，分隔部件21的开口部22的直径Cl1与片状亚氯酸钠a的直径d2是C^d2的关系，与开口部22的直径(I1相比，将片状亚氯酸钠a的直径(12设定得比较大。因此，片状亚氯酸钠a不能通过分隔部件21的开口部22，片状亚氯酸钠a不会在各容器部分20之间移动。此外，除了与开口部22的直径(I1相比将片状亚氯酸钠a的直径d2设定得比较大之外，例如，开口部22还可以为使片状亚氯酸钠a不能通过的宽度的狭缝状等，设定成使得片状亚氯酸钠a不会通过。
[0038]如图2和图3所示，在放置于加热器12上的各容器13中，从上方插入有酸性液体b的喷嘴25。在各喷嘴25的上端连接用于贮存酸性液体b的箱体26。并且，在各喷嘴25的中途装配有节流阀27，通过打开该节流阀27，将箱体26内的酸性液体b通过喷嘴25导入到各容器13中。节流阀27安装于配置在加热器12的外侧的驱动装置28上。另外箱体26支承在驱动装置28的上方。
[0039]如图2和图3所示，在气体产生室11的内部设置有一对辅助风机30。这一对辅助风机30彼此为相同的高度，并且配置在容器13与风机过滤单元16之间的高度。另外，如图2所示，在从上方观察的状态下呈四边形的气体产生室11的内部，在成为对角线的位置配置有辅助风机30彼此。这些辅助风机30的送风方向L是彼此相反的，并且都设定成水平地沿着遮蔽体10的方向。这样，从两个辅助风机30向彼此相反的方向沿着遮蔽体10向送风方向L进行送风，由此，在该实施方式中，在如图2所示从上方观察的状态下，对气体产生室11的内部的空气施加逆时针旋转方向UC的回转成分。
[0040]该二氧化氯气体产生装置I例如设置在无尘室等室内。并且，在二氧化氯气体产生装置I的容器13中投入片状亚氯酸钠a。在该情况下，在容器13的内部由分隔部件21分隔成的多个容器部分20的各个容器部分20中投入片状亚氯酸钠a。另外，向一个容器部分20投入的片状亚氯酸钠a的量是相对于所投入的容器部分20的底面积为0.5g/cm2以下的量即可。另外，打开节流阀27，将箱体26内的酸性液体b通过喷嘴25导入到容器13中。此时，作为一个容器部分20，在本实施方式中，向中央的容器部分20投入酸性液体b。容器13内的各容器部分20通过设置于分隔部件21的开口部22而彼此连通，因此，这样导入到容器13的一个容器部分20中的酸性液体b没有遗漏地供给到所有的各容器部分20。另外，开口部22不一定需要设置于所有的分隔部件，只要连通成在向一个容器部分20投入了酸性液体b时，酸性液体b会遍及所有的容器部分20即可，但是在多数分隔部件21中设置开口部22能够使酸性液体b更迅速地遍及整体。另外，导入酸性液体b的容器部分20不限于中央的容器部分20，可以是任何容器部分20。这样，在容器13内的各容器部分20中，片状亚氯酸钠a与酸性液体b发生化学反应，产生二氧化氯气体(ClO2) C。其反应式如下所示。
4NaC102+2H00C-CH (OH) -CH2-C00H+02 — 2Na00C-CH (OH) -CH2-COONa +4C102+2H20。
[0041]另外，供给到容器13的酸性液体b被加热器12加热，由此促进了片状亚氯酸钠a与酸性液体b的化学反应。在该情况下，在容器13的各容器部分20中片状亚氯酸钠a与酸性液体b发生反应，因此能够从容器13整体产生二氧化氯气体C。根据专利文献1，气体浓度从反应开始到达到峰值为止的时间长度在30°C时需要20分钟以上，而在60°C时缩短为一半的10分钟，浓度的峰值在60°C时增加到30°C的1.2倍。
[0042]酸性液体b没有遗漏地供给到容器13的各容器部分20，另一方面，片状亚氯酸钠a不会通过分隔部件21的开口部22而移动，因此，在各容器部分20中没有偏向的状态下进行片状亚氯酸钠a与酸性液体b的反应。另外，各容器部分20中的亚氯酸钠的反应量与针对各容器部分20的每个设想的当初的设定量一致，不会引起雾造成的周围飞散污染和液体溢出。在容器13内，片状亚氯酸钠a不会偏向而局部集中，不用担心在局部进行过度的反应。其结果是，能够从容器13的整体没有遗漏地产生二氧化氯气体C，反应效率也会提高。此外，如本发明这样，通过在内部配置具有使片状亚氯酸钠a不会通过的开口部22的分隔部件21，能够维持颗粒投入的指标(例如，针对各容器部分20各为一个)。另外，酸性液体b通过分隔部件21的开口部22而迅速地扩散到容器13内整体(更快速地促进片的溶解)，能够从容器13内整体均匀地产生预定浓度的二氧化氯气体C。
[0043]另外，作为供给到容器13的酸性液体b，例如使用苹果酸、柠檬酸或者醋酸那样的食用有机酸，由此，与处理对人体有毒的盐酸和硫酸那样的酸的情况相比，能够更安全且更容易地产生二氧化氯气体。另外，可以使用同样食用的酸性水溶液，例如酒石酸、富马酸、琥珀酸、葡糖酸、乳酸、醋酸、肥酸、植酸、抗坏血酸或者它们的混合物等。另外，也可以使用盐酸或硫酸这样的酸，但是若使用盐酸则担心产生氯气，而若使用硫酸则担心产生硫化氢气体。无论如何，通过使用PH值在3以下的酸性液体，能够可靠且迅速地生成二氧化氯气体
Co
[0044]此外，片状亚氯酸钠a通过在亚氯酸钠粉末中混合粘合剂来加工成片状片剂或药片片剂，从而能够形成为任意的大小和形状。作为粘合剂，使用作为水溶性高分子化合物的羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙二醇等。片状亚氯酸钠a由于是固体，因而保管和运输等很容易，即使附着于人体，也不用担心损伤肌肤。另外，可以在向容器13内供给酸性液体b之前，将片状亚氯酸钠a预先配置在容器13内。片状亚氯酸钠a在30°C以下的液温时比粉末难溶解，但是如果液温为40°C，则片状亚氯酸钠a与使用粉末的情况相比，可获得60%的气体产生峰值浓度，在50°C时可获得80%的气体产生峰值浓度，在60°C时可获得90%的气体产生峰值浓度。另外，在作业人员处理亚氯酸钠粉末的情况下，若吸入浮游尘埃，则担心如果附着于呼吸器官粘膜表面则会引起炎症，损害健康。但是，片状亚氯酸钠a在没有这样的担心这点上是有利的。
[0045]另外，分隔部件21能够从容器13自由地卸下。因此，难以清洗的角部少，容器13或分隔部件21能够在卸下的状态下容易地进行清洗。另外对于维护也是方便的。
[0046]并且，通过设置在气体产生室11的上方的风机过滤单元16的运转，使得室内的空气从形成于遮蔽体10的下方的间隙17，以例如24cm/s的流速被吸入到气体产生室11的内部，在气体产生室11的内部形成朝向风机过滤单元16流动的上升气流。这样，在容器13中产生的二氧化氯气体c在通过了风机过滤单元16之后被供给到室内。在该情况下，在气体产生室11的内部，在容器13内的液体中产生的二氧化氯气体c的气泡上升至液面而裂开时，会有微细雾飞散，但是该雾和由雾而产生的固体粒子被内置于风机过滤单元16的HEPA过滤器捕捉，不会被带入到室内。由此避免了室内的污染。
[0047]另外，为了防止在气体产生室11的内部产生的二氧化氯气体c和雾从间隙17泄漏，需要将周边的空气从间隙17以15cm/s以上的流速抽吸到气体产生室11内。存在于间隙17的地面附近的气流的方向克服随机的热对流(最大风速约为15cm/s)的风速，由此能够防止污染雾从间隙17泄漏到外部。关于这种使向气体产生室11内的抽吸速度在15cm/s以上的知识，例如根据日本建筑学会环境系论文集第586号25-32，2004年12月J.Environ.Eng.，AIJ, N0.586, 25-32，Dec, 2004被实验者实验与数值解析可知。另外，根据伴随咳嗽气流的唾液在静稳室内的传播特性的研究Investigat1n of Coughed Spit’sTransmiss1n Characteristics in a Calm Environment by Subject Experiment andNumerical Analysis 朱蔑伟 *，加藤信介 **，梁被训 *Shengwei ZHU, Shinsuke KATO,Jeong — Hoon YANG指出，即使在不存在气流的无风状态下，也存在0.2m/s以下的风向不确定的热对流。发明人用热线风速计测量得到的结果可知，该热对流的风速在15cm/s左右。
[0048]另外，通过风机过滤单元16的运转，使得在气体产生室11的内部形成上升气流，另一方面，从配置在气体产生室11内的成为对角线上的位置的一对辅助风机30，向彼此相反的方向沿着遮蔽体10向送风方向L进行送风。由此，在该实施方式中，在如图2所示从上方观察的状态下，对气体产生室11的内部的空气施加逆时针旋转方向UC的回转成分。其结果是，在气体产生室11的内部产生一边向逆时针旋转方向UC回转一边朝向风机过滤单元16上升的回转上升气流。此时，由于四周设置有间隙17，因此室内空气被均一地吸入到气体产生室11内，在整个气体产生室11内成为均一的气流。其结果是，能够使在容器13中产生的二氧化氯气体c乘载该回转上升气流,而抬升至风机过滤单元16,并供给到室内。二氧化氯气体c的分子量为67.5，是空气分子量28.8的2.3倍的重量。通过使这样的重的二氧化氯气体c乘载回转上升气流而抬升至风机过滤单元16,能够使二氧化氯气体c没有遗漏地扩散到作为消除污染对象室的室内。回转流与龙卷风一样为通过科里奥利力而成为逆时针方向时强大的上升气流，因此，在北半球，优选的是，如图2所示，通过两个辅助风机30的组合，配置成在从上方观察的状态下形成成为逆时针旋转方向UC的回转气流。相反地，在南半球，优选通过辅助风机30形成成为顺时针旋转方向的回转气流。这样，能够将二氧化氯气体c放出到整个无尘室等室内，而用于除臭、微生物的杀菌和灭菌等。
[0049]另外，从风机过滤单元16放出的二氧化氯气体c由于温度比周围温度高，因此上升后沿着顶板和侧壁在室内形成大的循环气流，没有遗漏地遍及到成为消除污染对象的室内整体。
[0050]另外，二氧化氯气体c的分子量与空气的分子量相比极重，在重力方向上由于自重而向重力下落方向落下，不会以均一浓度扩散到室内。在本发明中，通过风机过滤单元16而在气体产生室11的内部产生的向铅直上方的气流的存在对二氧化氯气体c的产生和向气体产生室11内的均匀扩散有好处，这是发现了所产生的混有雾的二氧化氯气体c向上方上升时，在气体产生室11内的温度为25°C，70%RH的气氛中，20 μ m的雾在平均1.3秒变成干燥飞沫。另外，根据书籍“工7 口 m，) 口 —”，气体产生室11内的铅直上方气流只要从二氧化氯气体C的产生部需要1.3秒以上到达风机过滤单元16，则在该时间内20 μ m以下的雾完全干燥，即使附着于风机过滤单元16的设备部或过滤器金属框架，也不存在像雾那样的显著腐蚀性。测量结果是，在本发明中产生的浮游雾的最大粒子直径为20 μ m，若尽量减少雾成分直接附着于风机过滤单元16，而在气流中干燥后附着，则能够尽量降低腐蚀这一麻烦。设气体产生部到风机过滤单元16的距离为L，设气体产生室11内的平均流速为U，则L/U彡1.3sec,由此，能够成功地抑制风机过滤单元(FFU) 16的金属腐蚀所造成的FFU损伤。
[0051]另外，在由遮蔽体包围而成的气体产生室11的上方设置有风机过滤单元16，通过该风机过滤单元16的运转，使得从形成于遮蔽体10的下方的间隙17将室内的空气吸入到气体产生室11的空间内，在气体产生室11内形成朝向风机过滤单元16流动的上升气流。因此，在配置在气体产生室11的容器13中伴随片状亚氯酸钠a与酸性液体b的反应而产生的二氧化氯气体C，在通过风机过滤单元16之后被供给到室内。在该情况下，在气体产生室11内，在容器13内的液体中产生的二氧化氯气体c的气泡上升至液面而裂开时，会有微细雾飞散，但是该雾和由雾而产生的固体粒子被风机过滤单元16捕捉，从而避免了对室内的污染。
[0052]另外，在气体产生室11的内部，通过从辅助风机30进行送风，而对上述上升气流施加回转成分，由此，能够使二氧化氯气体乘载该回转上升气流而抬升至风机过滤单元16，并供给到室内。二氧化氯气体的分子量为67.5，是空气分子量28.8的2.3倍的重量。通过使这样的重的二氧化氯气体乘载回转上升气流而抬升至风机过滤单元16,能够使二氧化氯气体c没有遗漏地扩散到作为消除污染对象室的室内。
[0053]接下来，对本发明的第二实施方式的二氧化氯气体产生装置2进行说明。如图7所示，本发明的第二实施方式的二氧化氯气体产生装置2也同样在由遮蔽体10包围的气体产生室11的内部具有在加热器12上载置有容器13的结构。在加热器12的下方设置有重量计14，如后所述，投入到容器13中的片状亚氯酸钠a的重量通过该重量计14进行测量。
[0054]在该实施方式的二氧化氯气体产生装置2中，在气体产生室11的下方设置有下腔室50，在气体产生室11的上方设置有上腔室51。上腔室51是供气腔室，下腔室50是回气腔室。在下腔室50和上腔室51的侧面安装有金属箍等接头52、53，可以经由这些接头52、53来适当地连接配管等(未图示)。在配管等的末端，与配管等连通地连接有应灭菌的装置或封闭了某区划的导管等密闭空间。下腔室50与气体产生室11连通，经由与接头52连接的配管等返回到下腔室50的空气流入到气体产生室11内。
[0055]另一方面，气体产生室11与上腔室51经由安装在气体产生室11的顶板的过滤器(HEPA过滤器)55而连通。在上腔室51的内部设置有风机56，通过该风机56的运转，使空气从下腔室50内部流入到气体产生室11，然后空气从气体产生室11经由过滤器55流入到上腔室51。另外，上腔室51内的空气通过风机56的运转而被导入到与接头53连接的配管坐寸ο
[0056]在气体产生室11内设置有用于贮存酸性液体b的箱体60和酸性液体b的送液泵61。在该实施方式中，箱体60配置在与容器13相同程度的高度。并且，通过送液泵61的运转，将箱体60内的酸性液体b通过配管62和喷嘴63导入到容器13。
[0057]另外，该实施方式的二氧化氯气体产生装置2具有使容器13中的化学反应停止的反应停止机构65。S卩，在气体产生室11内，在容器13的上方配置有贮存使片状亚氯酸钠a与酸性液体b的化学反应停止的反应停止剂d的反应停止剂容器66。并且设置有从该反应停止剂容器66向容器13内导入反应停止剂d的流路67。并且在流路67的中途装配有阀68。
[0058]在该反应停止机构65中使用的反应停止剂d使用例如硫代硫酸钠等硫代硫酸盐的水溶液，例如亚硫酸钠等亚硫酸盐的水溶液。反应停止剂容器66配置在容器13的上方，因此，当打开阀68时，反应停止剂容器66内的反应停止剂d由于自重而在流路67内流动，并导入到容器13内。
[0059]并且，在二氧化氯气体产生装置2的侧面设置有负责装置的运转的控制板70。风机56和送液泵61的运转以及阀68的开闭由该控制板70控制。
[0060]另外，在该实施方式的二氧化氯气体产生装置2中，也与先前图4所说明的情况一样，容器13的内部成为由分隔部件21分割成多个容器部分20的状态。另外，在各容器13的内部，各容器部分20成为通过设置于分隔部件21的开口部22而彼此连通的状态。分隔部件21的开口部22的直径Cl1与投入到容器13的片状亚氯酸钠a的直径d2是C^d2的关系，与开口部22的直径Cl1相比，将片状亚氯酸钠a的直径d2设定得较大。
[0061]该实施方式的二氧化氯气体产生装置2经由配管等(未图示)与例如应灭菌的装置、封闭了某区划的导管等密闭空间这样的需要微生物的杀菌和灭菌等的区域连接。在该情况下，通过将配管等连接到接头52、53，使得在期望区域与二氧化氯气体产生装置2之间形成空气的循环路径。
[0062]并且，在二氧化氯气体产生装置2中，向容器13投入片状亚氯酸钠a。与先前说明过的第一实施方式一样，在该实施方式中，也是向在容器13的内部由分隔部件21分隔成的多个各容器部分20的每个分别投入预定量的片状亚氯酸钠a。另外，通过送液泵61的运转，通过配管62和喷嘴63供给箱体60内的酸性液体b。喷嘴63仅向容器13内的一个容器部分20供给液体，但是与第一实施方式一样，酸性液体b通过分隔部件21的开口部22而被供给到各容器部分20。这样，导入到容器13的酸性液体b没有遗漏地供给到所有的各容器部分20，在各容器部分20中，片状亚氯酸钠a与酸性液体b发生化学反应，从而能够在安全的状态下，从容器13内整体均匀地产生预定浓度的二氧化氯气体C。
[0063]另外，导入到容器13中的酸性液体b通过重量计14进行测量，通过控制板7将酸性液体b的供给量控制为适量。其结果是，将各容器部分20中的片状亚氯酸钠a与酸性液体b的化学反应保持为适当。另外，供给到容器13的酸性液体b由加热器12加热，由此促进了片状亚氯酸钠a与酸性液体b的化学反应。
[0064]并且，通过设置于上腔室51的风机56的运转，使得空气在期望区域与二氧化氯气体产生装置2之间循环。并且，在二氧化氯气体产生装置2中，空气从下腔室50内部流入到气体产生室11，在容器13中产生的二氧化氯气体c在通过过滤器55后被导入到上腔室51，并进一步经由配管等(未图示)向期望区域进行供气。这样，在容器13中产生的二氧化氯气体c在通过过滤器55之后被供给到期望区域。这样，能够将二氧化氯气体c供给到期望区域，从而用于除臭、微生物的杀菌和灭菌等。在该情况下，在气体产生室11的内部，在容器13内的液体中产生的二氧化氯气体c的气泡上升至液面而裂开时，有微细雾飞散，但是该雾和由雾产生的固体粒子被过滤器55捕捉，而不会带入到期望区域。由此避免了期望区域的污染。
[0065]除此之外，在本实施方式的二氧化氯气体产生装置2中，例如在紧急时，还能够通过反应停止机构65的工作而使容器13中的化学反应停止。即，在产生二氧化氯气体c的中途，在由于偶然的发生地震或雷击而产生了瞬间停电的情况下，需要立即使二氧化氯气体c的产生停止。在相关紧急情形发生时，通过来自控制板70的指令打开阀68，反应停止剂容器66内的反应停止剂d由于自重而在流路67内流动，并且被直接导入到容器13内。通过该反应停止剂d的导入，使得在容器13内进行例如下述的反应。
[0066]1.利用硫代硫酸钠使气体产生反应停止的情况
在该情况下，利用硫代硫酸钠对二氧化氯进行分解。反应式如下述式子(I)所示。
4C10 2 + 2Na2S203 + 4H20 — 4 NaCl + 4H2S04 + O 2式子(I)。
[0067]通过该式子(I)的反应，生成食盐、硫酸和氧气。通过该反应，立即停止了二氧化氯气体C的放出。
[0068]并且，在通过该式子(I)的反应而停止了二氧化氯气体c的放出后，接着利用小苏打(碳酸氢钠)中和硫酸。这样进行中和的理由在于，避免将强酸性废液排出到公共的下水道中。该中和的反应式如下述的式子(2)所示。
H2S04+2NaHC03 — Na2S04+2H20+2C02 式子(2 )。
[0069]通过该式子(2)的反应，生成硫酸钠(硫酸芒硝)、水和二氧化碳气体。作为强酸的硫酸被中和而无害化。这些式子(I)、(2)的反应的结果是，残留在容器13内的只有食盐、硫酸钠和水。
[0070]2.利用亚硫酸钠使气体产生反应停止的情况
在该情况下，利用亚硫酸钠来分解二氧化氯。反应式如下述的式子(3)所示。
2C10 2 + Na2SO3 + H2O — 2NaCl + H2SO4 + 20 2式子(3 )。
[0071]通过该式子(3)的反应，生成食盐和硫酸以及氧气。通过该反应，立即停止二氧化氯气体c的放出。
[0072]并且，在通过该式子(3)的反应而停止了二氧化氯气体c的放出后，接着利用小苏打(碳酸氢钠)中和硫酸。反应式如下述的式子(4)所示。另外，式子(4)与先前所示的式子(2)是相同的。
H2S04+2NaHC03 — Na2S04+2H20+2C02 式子(4 )。
[0073]通过该式子(4)的反应，生成硫酸钠(硫酸芒硝)、水和二氧化碳气体。作为强酸的硫酸被中和而无害化。这些式子(3)、(4)的反应的结果是，残留在容器13内的只有食盐、硫酸钠和水。
[0074]另外，例如在停电时希望即刻停止二氧化氯气体c的产生的情况下，能够通过不间断蓄电池进行供电来打开阀68，将硫代硫酸钠水溶液或者亚硫酸钠的水溶液(反应停止剂d)投入到容器13中，从而使二氧化氯气体c的产生立即停止。
[0075]以上，作为本发明的优选实施方式的示例而说明了第一实施方式和第二实施方式，但是本发明并不限于这里所示的方式。例如，放置在加热器12的上方的容器13不限于图4所示的四边形，可以使用图8所示的圆柱形状的容器13。放置在加热器12的上方的容器13的个数可以是一个或者任意多个。另外，在如图1等所说明的那样将间隙17设置在遮蔽体10的下方的情况下，为了防止在气体产生室11的内部产生的二氧化氯气体c中所混入的雾或其干燥飞沫从间隙17泄漏，需要将周边的空气从间隙17以15cm/s以上的速度抽吸到气体产生室11内。另外，风机过滤单元16的配置不限于二氧化氯气体产生装置I的上部，只要处于气体产生室11的上部即可，例如可以设置于二氧化氯气体产生装置I的侧部而横向地吹出气体。在该情况下同样，所产生的二氧化氯气体c由于温度比周围温度高而上升，从而沿着顶板和侧壁在室内循环。
[0076]另外，图9所示的反应停止机构75是将由例如硫代硫酸钠等硫代硫酸盐和例如亚硫酸钠等亚硫酸盐构成的粉末或者使它们凝固而成的药片状的反应停止剂d’贮存在填充容器76中的事例。在紧急时等希望停止二氧化氯气体c的产生的情况下，能够打开填充容器76的底面的挡板77，将硫代硫酸钠或亚硫酸钠的粉末或者药片状的反应停止剂d’投入到容器13中，从而使二氧化氯气体c的产生立即停止。
[0077]另外，可以利用不间断蓄电池进行供电使阀68和挡板77能够运转，以使得停电时反应停止机构65、75能够动作。或者也可以手动地打开阀68和挡板77，来使二氧化氯气体c的产生停止。
[0078]【实施例】
在25m3的等级为10的无尘室3.3mffX3.7mLX2.02mH (N 25m3)的中央放置二氧化氯气体产生装置，停止清洁空气循环送风，使无尘室内为无风状态。在该状态下，使亚氯酸钠粉末与酸性溶液反应而产生二氧化氯气体。在本发明示例中，在如图1等说明的那样由遮蔽体包围而成的空间的内部产生二氧化氯气体，通过风机过滤单元放出到25m3的无尘室内(带有FFU隔间(booth)。)。另一方面，在比较例中，在遮蔽体和风机过滤单元都不存在的状态下产生二氧化氯气体，并直接放出到室内(没有FFU隔间。)。本发明示例中的经过时间与粒子浓度的关系如图10 (纵轴O?4000count/m3)和图11 (纵轴O?20count/m3)所示。比较例中的经过时间与粒子浓度的关系如图12 (纵轴O?4000000count/m3)和图13 (纵轴 O ?400000count/m3)所不。
[0079]在经过30分钟后，比较例(无隔间)中，0.3μπι以上的大小的粒子个数在Im3的空气中存在3500000个，而在本发明示例(有隔间)中，只有10个左右。能够确认本发明的效果O
[0080]另外，伴随二氧化氯气体产生而飞散的雾的最大的大小为100 μ m (大约0.1mm的直径)，其沉降速度根据书籍“二 7 口 m，) 口夕一“卷末数据的图6可知，在比重为I的水滴的情况下，以25cm/s的速度发生重力沉降。若风机过滤单元的上吸速度(气流方向向上的吸入速度)为22cm/s，则这样大小的雾也可能会在气体产生室内下降而下落并附着于地面或者二氧化氯气体产生装置的表面，或者从透明乙烯树脂帘下摆开口部(间隙)跑出到外部。为了防止这样的污染雾泄漏到外部(无尘室区域等室内)，需要存在于乙烯树脂帘地面附近的气流方向克服随机的热对流(最大风速为15cm/s )的风速,不断地从周围向空间内吸入气流，以坚决避免空间内空气泄漏到外部的风速从透明乙烯树脂帘下摆开口部(间隙)以15cm/s以上的速度进行抽吸。
[0081]另外，如图14所示，沉降速度与对象粒子的比重成比例。例如，在粒子直径为100 μ m时，若比重为1，则沉降速度为25cm/s，若比重为0.7，则沉降速度为17.5cm/s[25cm/s X 0.7]。
[0082]在风机过滤单元中，在抽吸伴随二氧化氯气体产生而飞散的雾的情况下，风机单元(通常由送风机、电气布线和控制电路构成)和过滤单元的相对于气流方向的配置顺序是非常重要的。在过滤单元配置在上游侧(图1等中为容器13侧)而风机单元配置在下游侧(图1等中为顶板侧)的情况下，HEPA过滤器首先除去雾成分，只有不含有雾的二氧化氯气体流入到风机单元，因此，只要不是相对湿度超过90%RH的高湿度空气，即使风机单元在二氧化氯气体浓度为200ppm的情况下连续运转100小时，也没有看到能够目视的腐蚀。另一方面，在过滤单元配置在下游侧(图1等中为顶板侧)而风机单元配置在上游侧(图1等中为容器13侧)的情况下，雾成分没有被除去就流入风机单元，而附着于作为风机单元钢制部件的送风机、电气布线和控制电路等，然后通过过滤单元的HEPA过滤器除去雾和粒子成分。因此，附着有雾的风机单元的腐蚀劣化显著。与气体成分接触相比，雾成分附着会给风机单元带来严重腐蚀。由此，在风机过滤单元中，优选过滤单元配置在上游侧(图1等中为地面侧)而风机单元配置在下游侧(图1等中为顶板侧)。
[0083]工业实用性
本发明对无尘室、医院、宾馆客房等室内等的期望区域的除臭、微生物的杀菌和灭菌等是有用的。
【权利要求】
1.一种二氧化氯气体产生装置，向容器供给片状亚氯酸钠和酸性液体，通过两者的化学反应来产生二氧化氯气体，其特征在于， 在被遮蔽的气体产生室内具有所述容器， 所述容器被分隔成多个容器部分，并且各容器部分通过开口部彼此连通，该开口部具有片状亚氯酸钠不能通过的大小。
2.根据权利要求1所述的二氧化氯气体产生装置，其特征在于， 所述二氧化氯气体产生装置包括将所述容器的内部分割成多个容器部分的分隔部件，所述分隔部件从所述容器卸下自如。
3.根据权利要求1所述的二氧化氯气体产生装置，其特征在于， 所述二氧化氯气体产生装置包括对供给到所述容器的酸性液体进行加热的加热器。
4.根据权利要求1所述的二氧化氯气体产生装置，其特征在于， 所述二氧化氯气体产生装置包括反应停止机构，该反应停止机构向所述容器供给使片状亚氯酸钠与酸性液体的化学反应停止的反应停止剂。
5.根据权利要求1所述的二氧化氯气体产生装置，其特征在于， 所述二氧化氯气体产生装置包括:对在所述气体产生室内产生的二氧化氯气体进行送风的风机；和进行过滤的过滤器。
6.根据权利要求1所述的二氧化氯气体产生装置，其特征在于， 所述二氧化氯气体产生装置包括风机过滤单元，该风机过滤单元对在所述气体产生室内产生的二氧化氯气体进行过滤和送风。
7.根据权利要求1所述的二氧化氯气体产生装置，其特征在于， 所述二氧化氯气体产生装置包括辅助风机，该辅助风机对在所述气体产生室的内部上升的二氧化氯气体的流动施加回转成分。
【文档编号】C01B11/02GK104512866SQ201310455356
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】阪田总一郎, 樋口裕幸, 井上正宪, 楠田昌弘, 小野元嗣 申请人:高砂热学工业株式会社