CN106237368B - 除菌喷雾装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够减小被雾状喷射的改质水的粒径且能够进行食品工厂或食物工厂等大空间内的空气除菌的除菌喷雾装置。除菌喷雾装置具备：贮存水的贮水槽(110)；在贮水槽内的水中引起等离子体放电而生成改质水的等离子体产生装置(120)；对加压空气进行鼓风的鼓风装置(130)；以及将从贮水槽供给的改质水与从鼓风装置供给的加压空气混合而喷出微细雾的喷雾嘴(170)，向喷雾嘴供给的改质水的液体压与加压空气的空气压大致相同。

Description

除菌喷雾装置
技术领域
本发明涉及能够去除空气中的细菌等的除菌喷雾装置。
背景技术
以往，提出有如下的空气除菌装置：在食品工厂、食物工厂等中，对自来水这样的包含氯离子的水进行电分解而生成包含次氯酸的电解水，将电解水与加压空气混合后向室内雾状喷射，由此，使电解雾与室内的空气中包含的细菌接触来进行除菌(例如参照专利文献1)。
另外，提出有如下的除菌装置：在贮存水的贮存箱内设置放电单元，通过流光放电使水中生成过氧化氢水，并利用喷雾喷嘴向室内雾状喷射(例如参照专利文献2)。
专利文献1：日本特开2011-087905号公报
专利文献2：日本特开2012-075487号公报
然而，在专利文献1所记载的空气除菌装置中，由于对自来水这样的包含氯离子的水进行电分解而使用包含次氯酸的电解水，因此，自来水中的矿物(钙或镁)与次氯酸结合为氢氧化钙或氢氧化镁而成为料浆并结晶化，因此，附着于喷嘴而难以长期使用。
另外，在专利文献2所记载的除菌装置中，使用包含过氧化氢水的改质水，因此不会发生喷嘴的堵塞，但由于利用泵对改质水进行加压并利用喷雾喷嘴向室内雾状喷射，因此，被雾状喷射的改质水的粒径大，不在空气中扩散，难以进行食品工厂等大空间内的空气除菌。
发明内容
对此，本发明的目的在于，提供一种能够减小被雾状喷射的改质水的粒径、且能够进行食品工厂或食物工厂等大空间内的空气除菌的除菌喷雾装置。
为了实现所述目的，本发明的一个方案所涉及的除菌喷雾装置具备：
贮水槽，其贮存水；
等离子体产生装置，其在所述贮水槽内的水中引起等离子体放电而生成改质水；
喷雾嘴，其从喷雾口喷出微细雾；
鼓风装置，其将对空气进行加压而得到的加压空气供给至所述喷雾嘴；以及
液体加压装置，其对在所述贮水槽内由所述等离子体产生装置生成的所述改质水进行加压，并将所述改质水供给至所述喷雾嘴，
在所述喷雾嘴中，将从所述鼓风装置供给的所述加压空气与由所述液体加压装置供给的所述改质水混合而生成所述微细雾，并从所述喷雾口喷出所述微细雾，
向所述喷雾嘴供给的所述加压空气的空气压与所述改质水的液体压大致相同。
发明效果
本发明的上述方案所涉及的除菌喷雾装置构成为，在使向所述喷雾嘴供给的所述加压空气的空气压和所述改质水的液体压大致相同的状态下，生成包含杀菌效果好的OH基的改质水，并使该改质水与加压空气混合，利用气液混合喷嘴来喷出粒径小的微细雾。根据这种结构，能够减小被雾状喷射的微细雾的粒径，能够在空气中扩散，从而能够进行食品工厂或食物工厂等大空间内的空气除菌。
附图说明
图1是示出第一实施方式所涉及的除菌喷雾装置的一例的结构图。
图2是示出第一实施方式所涉及的喷雾嘴的一例的外观图。
图3是图2所示的喷雾嘴的3-3线处的剖视图。
图4是图3所示的喷雾嘴的4-4线剖面处的端面图。
图5是在比较例中将空气孔口流路的条数设为两条的空气孔口部的剖视图。
图6是在比较例中将空气孔口流路的条数设为四条的空气孔口部的剖视图。
图7是在比较例中将空气孔口流路的条数设为八条的空气孔口部的剖视图。
图8是示出空气压PA、液体压PW、以及平均粒径的关系的图表。
图9是使空气压PA与液体压PW大致相同且使空气孔口流路的条数变化而得到的比较实验结果的图表。
图10是使空气压PA与液体压PW大致相同且使空气孔口流路的条数变化而得到的比较实验结果的图表。
图11是对使用了第一实施方式所涉及的除菌喷雾装置的情况下的室内浮游菌数的时间变化进行了测量而得到的比较实验结果的图表。
图12是示出本发明的第二实施方式所涉及的除菌喷雾装置的一例的结构图。
图13是对使用了第二实施方式所涉及的除菌喷雾装置的情况下的室内浮游菌数的时间变化进行了测量而得到的比较实验结果的图表。
附图标号说明
100、300 除菌喷雾装置
110 贮水槽
120 等离子体产生装置
130 鼓风装置
140 第一气体配管
150 液体加压装置
160a 第一送液配管
160b 第二送液配管
170 喷雾嘴
180 供水管
210 喷嘴主体部
211 液体流路入口
212 液体流路
213 气体流路入口
214 气体流路
220 水孔口部件
220a 筒状部
221 开口
230 空气孔口部件
230a 筒状部
231 喷雾口
232 空气孔口流路
233 气体环状流路
240 盖部件
340 第二气体配管
360 第三送液配管
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
(除菌喷雾装置的结构)
图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的除菌喷雾装置100的一例的结构图。
本发明的第一实施方式所涉及的除菌喷雾装置100具备贮水槽110、等离子体产生装置120、液体加压装置150、喷雾嘴170、鼓风装置130、以及第一气体配管140。
贮水槽110是密闭型的容器，其通过第一送液配管160a而与液体加压装置150连接。在贮水槽110的上部设置有供水管180，自来水等水从该供水管180被供给至贮水槽110内。
等离子体产生装置120具备在贮水槽110的水中110a配置的两个电极(未图示)、以及对该电极施加电压的电源部(未图示)。通过从电源部向在贮水槽110内的水中以对置的方式配置的两个电极之间施加电压，由此在电极附近形成气泡，在该气泡中产生流光放电，从而引起水的绝缘破坏，能够生成等离子体。利用在水中产生的等离子体引起水的离解反应而生成OH基。在水中生成的OH基的氧化还原电位高，氧化力非常强，因此，能够进行水中包含的多种细菌的分解去除。另外，当在水中产生OH基时，通过OH基彼此的再结合反应，作为其副生成物生成过氧化氢。过氧化氢是具有较高的氧化力的活性氧的一种，并具有杀菌作用。另外，过氧化氢在遇到轻微的紫外线照射等时容易生成具有强氧化力的OH基。
根据这种结构，等离子体产生装置120在贮水槽110的水中生成OH基或过氧化氢，其结果是，对贮水槽110内的水进行杀菌，并且生成杀菌效果好的改质水。
液体加压装置150经由第一送液配管160a而与贮水槽110连接，并且经由第二送液配管160b而与喷雾嘴170连接。液体加压装置150例如包括：将从贮水槽110供给的改质水压力输送至喷雾嘴170的泵；驱动泵的马达；以及对从泵压力输送的改质水的流量进行控制的流量控制阀等。例如，通过控制该马达(未图示)的转速或者流量控制阀(未图示)的开度，从而控制从液体加压装置150向第二送液配管160b送出的改质水的排出压或流量。
鼓风装置130经由第一气体配管140而与喷雾嘴170连接，以从鼓风装置130向喷雾嘴170供给空气。鼓风装置130例如包括：压缩机；驱动压缩机的马达；以及对被压缩机加压后的加压空气的流量进行控制的流量控制阀等。被鼓风装置130加压后的加压空气经由第一气体配管140而供给至喷雾嘴170。例如通过控制该马达(未图示)的转速或者流量控制阀(未图示)的开度，从而控制从鼓风装置130向第一气体配管140送出的加压空气的排出压或流量。
(喷雾嘴的构造)
图2是示出本发明的第一实施方式所涉及的除菌喷雾装置100的喷雾嘴170的一例的外观图。图3是图2所示的喷雾嘴170的3-3线处的剖视图。图4是图3所示的喷雾嘴170的4-4线剖面处的端面图。
如图2及图3所示，喷雾嘴170包括喷嘴主体部210、水孔口部件220、空气孔口部件230、以及盖部件240。在喷嘴主体部210中，从喷嘴主体部210的后端侧(图3的左端侧)朝向前端喷出侧(图3的右端侧)沿着中心轴形成液体流路212。在液体流路212的位于喷嘴主体部210的后端的位置处设置有液体流路入口211。液体流路入口211与第二送液配管160b连接。另外，在喷嘴主体部210中，与液体流路212平行地形成有气体流路214，喷嘴主体部210经由设于侧面的气体流路入口213而与第一气体配管140连接。作为一例，在液体流路212的周围，气体流路214呈筒状地形成。
在盖部件240的筒状部的内周面以及喷嘴主体部210的前端部的外周面形成有用于使喷嘴主体部210与盖部件240螺合的螺合部(未图示)。水孔口部件220与喷嘴主体部210的前端连接，空气孔口部件230配设为覆盖水孔口部件220。在该状态下，将盖部件240以拧入的方式嵌入到喷嘴主体部210的前端部，从而将喷嘴主体部210、水孔口部件220、空气孔口部件230、以及盖部件240一体地固定。在水孔口部件220的中心设置有与液体流路212连通而喷出改质水的圆形的开口221。被液体加压装置150加压后的改质水从液体流路入口211向液体流路212流入，并从与喷嘴主体部210连接的水孔口部件220的开口221喷出。
如图4所示，在空气孔口部件230上设置有沿轴心方向贯通的喷雾口231。在空气孔口部件230的与水孔口部件220抵接的面230b上，从空气孔口部件230的中心呈放射线状且等间隔地形成有凹槽。通过将水孔口部件220与空气孔口部件230抵接并固定而使凹槽密闭，从而形成空气孔口流路232。由于在水孔口部件220的筒状部220a和空气孔口部件230的筒状部230a之间形成的气体环状流路233与空气孔口流路232连通，因此，从气体流路入口213流入的加压空气经由气体流路214及气体环状流路233，能够以相等的空气压流入到所有的空气孔口流路232中。在此，在第一实施方式中，空气孔口流路232的条数为六条，但为六条以上即可。对其理由在后叙述。另外，形成于空气孔口部件230的凹槽的横截面形状可以为多边形形状，也可以为半圆形状。
通过这样构成，从空气孔口部件230的所有的空气孔口流路232喷出的空气彼此在空气孔口部件230的中心轴上发生碰撞。由于空气孔口流路232形成在水孔口部件220的喷出侧的平面上，因此，空气彼此在与该平面大致平行的平面上发生碰撞。另一方面，改质水从水孔口部件220的开口221沿着与水孔口部件220的喷出侧的平面大致垂直的方向喷出。因此，使改质水从大致垂直的方向碰撞到从空气孔口流路232喷出的加压空气彼此发生碰撞的碰撞部。这样，改质水在该碰撞部处与加压空气混合而成为细微的雾。这样生成的细微的雾通过空气孔口部件230的喷雾口231喷出。
需要说明的是，喷雾口231也可以为朝向喷出方向扩开的锥形构造。由此，能够从喷雾口231以广角的形式喷出细微的雾，能够减少雾彼此发生碰撞的概率，能够抑制雾彼此的再结合，因此能够防止雾的平均粒径的增大。
(实施例)
接着，进行了确认本发明的第一实施方式所涉及的除菌喷雾装置100的效果的比较实验，因此，对该比较实验结果进行说明。
首先，针对第一实施方式所涉及的喷雾嘴170的索特平均粒径和粒径偏差进行了评价。将喷雾嘴170的空气孔口部件230的空气孔口流路232的横截面设为矩形，且宽度设为0.7mm，深度设为0.25mm。另外，将空气孔口部件230的喷雾口231的直径设为1.0mm。另外，将水孔口部件220的开口221的直径设为0.7mm。利用鼓风装置130的压缩机或者液体加压装置150的泵分别调整加压空气的空气压PA和液体压PW，并利用各个流量控制阀分别控制空气流量和水流量，以使得喷雾量成为10～100ml/min的范围。如图4～图7所示，在比较例中，空气孔口流路232的条数N分别为两根、四根、八根。比较例的空气孔口流路232的横截面形状、空气孔口部件230的喷雾口231的直径、以及水孔口部件220的开口221的直径与实施例相同。另外，比较例的喷雾量与实施例大致相同。
图8是示出空气压PA、液体压PW、以及平均粒径之间的关系的图。在此，平均粒径使用了在喷雾嘴170的中心轴上距空气孔口部件230的喷出侧表面30cm的位置处利用激光衍射法进行测量而得到的索特平均粒径。如图8所示，在空气孔口流路232的条数N为两条、四条、六条而空气压PA与液体压PW大致相同的情况下，得到平均粒径成为最小这样的结果。在此，大致相同是指，当空气压PA为X帕时液体压PW为0.8～1.2X帕的情况，更优选的是，液体压PW在0.9～1.1X帕的范围内。另外，在液体压PW低于气体压PA的区域内，液体无法排出，无法喷出雾。
图9及图10是使空气压PA与液体压PW大致相同且使空气孔口流路232的条数N变化而得到的比较实验结果。
如图9所示，在空气压PA为0.3MPa以上且空气孔口流路232的条数为六条以上的情况下，确认出平均粒径成为10μm以下。在粒径超过10μm的雾附着于人体的情况下，皮肤的表面潮湿，存在感到不适感这样的问题，因此，优选空气孔口流路232的条数为六根以上。对条数的上限没有特别规定，但当条数增多时，空气孔口流路232的宽度变窄，空气的流量减少，因此优选条数为十条以下。另外，根据微粒子的观点，空气压PA优选为0.3MPa以上。
另外，如图10所示，表示粒径偏差的标准偏差在空气孔口流路232的条数为四条以下的情况下增大，难以进行粒径的管理。
接着，对本发明的第一实施方式所涉及的除菌喷雾装置100的作用效果进行说明。图11是对使用了第一实施方式所涉及的除菌喷雾装置的情况下的、室内浮游菌数的时间变化进行了测量而得到的比较实验结果。将空气孔口流路232的条数控制为六条，空气压及液体压控制为0.4MPa，喷雾量控制为50ml/min。在该图11中，“无处理”是不使除菌喷雾装置100运转时的浮游菌数。另外，“自来水”是指不使除菌喷雾装置100中的等离子体产生装置120运转而对自来水进行了雾状喷射时的浮游菌数。如图11所示，在无处理以及自来水的情况下，浮游菌数不随着经过时间而减少。
与此相对，在使等离子体产生装置120运转的情况下，观察到浮游菌数的减少，可知杀菌功能非常高。
因此，根据第一实施方式，从包含杀菌效果好的OH基的改质水生成微细雾(改质水雾)，并将该微细雾喷出，并且使向喷雾嘴170供给的加压空气的空气压PA与改质水的液体压PW大致相同，由此，能够使微细雾的平均粒径成为最小。此外，能够减小被雾状喷射的改质水的粒径，使其在空气中扩散，能够进行食品工厂或食物工厂等大空间内的空气除菌。另外，由于是使用了改质水的微细雾，因此，不会产生喷嘴的堵塞，能够长期地进行使用。
另外，根据第一实施方式，通过将空气压PA设为0.3MPa以上且空气孔口流路232的条数设为六根以上，由此，被雾状喷射的改质水的微细雾的平均粒径成为10μm以下，并且，从空气孔口流路232喷出的气流和液流垂直地发生碰撞，根据这种结构，能够无偏差地喷出粒径小的雾，即便在被喷出的雾附着于人体的情况下也不潮湿，不会感到不适感。
(第二实施方式)
在第一实施方式中，贮水槽110与喷雾嘴170经由液体加压装置150并通过第二送液配管160b而连接。在第二实施方式中，对如下结构进行说明：未配置液体加压装置150，直接利用第三送液配管360将贮水槽110与喷雾嘴170连接，并且，利用第二气体配管340将鼓风装置130与贮水槽110连接。
图12是示出本发明的第二实施方式所涉及的除菌喷雾装置300的一例的结构图。
本发明的第二实施方式所涉及的除菌喷雾装置300具备贮水槽110、等离子体产生装置120、喷雾嘴170、鼓风装置130、第一气体配管140、以及第二气体配管340。
喷雾嘴170通过第三送液配管360而与贮水槽110内的水连接。鼓风装置130与喷雾嘴170由第一气体配管140连接。第二气体配管340从第一气体配管140分支并与贮水槽110连接。
等离子体产生装置120、喷雾嘴170以及鼓风装置130的结构与第一实施方式相同，故省略其详细说明。
如图12所示，第一气体配管140在鼓风装置130与喷雾嘴170之间被分支，该分支出的第二气体配管340与贮水槽110的上部连通连接。被鼓风装置130加压后的加压空气经由第二气体配管340而供给至贮水槽110的上部。由于贮水槽110为密闭构造，因此，贮水槽110内的改质水被流入到贮水槽110内的加压空气压出，并经由第三送液配管360而供给至喷雾嘴170。
通过这样构成，能够省略液体加压装置150，因此，能够减少设备成本。换言之，液体加压装置构成为包括鼓风装置130、以及从将鼓风装置130与喷雾嘴170连接起来的第一气体配管140分支并与贮水槽110连通的第二气体配管340，利用从鼓风装置130经由第二气体配管340而供给至贮水槽110的加压空气，对贮水槽110内的改质水进行加压而使其供给至喷雾嘴170。因此，无需另行具备作为液体加压装置的固有构件。
另外，使用贮水槽110内的等离子体产生装置120而生成的改质水不经由液体加压装置而直接被供给至喷雾嘴170，因此，不容易受到液体加压装置所引起的搅拌以及从送液泵产生的热的影响，能够减少改质水所包含的过氧化氢的分解速度。
为了监视贮水槽110的加压状态是否合适，并且防止来自贮水槽110的倒流，也可以在第二气体配管340上配置未图示的流量计、阀、或者压力计等。
优选第二气体配管340的内径大于第一气体配管140的内径。通过这样构成，能够在贮水槽110内迅速且可靠地进行加压。
(实施例)
接着，进行了确认本发明的第二实施方式所涉及的除菌喷雾装置300的效果的比较实验，因此，对该比较实验结果进行说明。图13是对使用了第二实施方式所涉及的除菌喷雾装置300的情况下的室内浮游菌数的时间变化进行了测量而得到的比较实验结果。将空气孔口流路232的条数控制为六条，空气压控制为0.4MPa，喷雾量控制为50ml/min。从图13清楚可知，与使用液体加压装置的情况相比，在未使用液体加压装置的情况下，浮游菌数随着时间而较大地减少。
根据第二实施方式，除了第一实施方式的效果之外，由于构成为使用加压空气从贮水槽110内压出改质水，因此，能够省略液体加压装置150，能够减少设备成本。另外，使用贮水槽110内的等离子体产生装置120而生成的改质水不经由液体加压装置而直接被供给至喷雾嘴170，因此，不容易受到液体加压装置所引起的搅拌以及从送液泵产生的热的影响，能够减少改质水所包含的过氧化氢的分解速度。
需要说明的是，通过适当组合上述各种实施方式或变形例中的任意的实施方式或变形例，能够实现各自所具有的效果。另外，能够进行实施方式彼此的组合或者实施例彼此的组合或者实施方式与实施例的组合，并且也能够进行不同的实施方式或实施例中的特征彼此的组合。
工业上的可利用性
本发明所涉及的除菌喷雾装置减小了被雾状喷射的改质水的粒径，能够进行食品工厂或食物工厂等大空间内的空气除菌，能够在用于进行室内及室外的除菌的除菌喷雾装置中广泛地利用。

Claims (4)

1.一种除菌喷雾装置，其特征在于，具备：
贮水槽，其贮存水；
等离子体产生装置，其在所述贮水槽内的水中引起等离子体放电而生成改质水；
喷雾嘴，其从喷雾口喷出微细雾；
鼓风装置，其将对空气进行加压而得到的加压空气供给至所述喷雾嘴；以及
液体加压装置，其对在所述贮水槽内由所述等离子体产生装置生成的所述改质水进行加压，并将所述改质水供给至所述喷雾嘴，
在所述喷雾嘴中，将从所述鼓风装置供给的所述加压空气与由所述液体加压装置供给的所述改质水混合而生成所述微细雾，并从所述喷雾口喷出所述微细雾，
向所述喷雾嘴供给的所述加压空气的空气压与所述改质水的液体压大致相同，
大致相同是指，当所述空气压为XPa时，所述液体压为0.8XPa～1.2XPa，
所述喷雾嘴具备：喷出所述改质水的水孔口部件的开口；以及喷出所述加压空气的至少六处的空气孔口流路，
所述加压空气的空气压为0.3MPa以上，
所述空气孔口流路以从所述水孔口部件的所述开口喷出的所述改质水的液流为中心呈放射线状且等间隔地设置，从所述空气孔口流路喷出的所述加压空气与所述液流垂直地发生碰撞而生成所述微细雾。
2.根据权利要求1所述的除菌喷雾装置，其中，
所述喷雾口以朝向喷出侧扩宽的方式扩开。
3.根据权利要求1或2所述的除菌喷雾装置，其中，
所述液体加压装置是在所述贮水槽与所述喷雾嘴之间的送液配管的途中配置的送液泵。
4.根据权利要求1或2所述的除菌喷雾装置，其中，
所述液体加压装置包括所述鼓风装置、以及从第一气体配管分支并与所述贮水槽连通的第二气体配管，所述第一气体配管将所述鼓风装置与所述喷雾嘴连接，
利用从所述鼓风装置经由所述第二气体配管而供给至所述贮水槽的所述加压空气，对所述贮水槽内的所述改质水进行加压而将所述改质水供给至所述喷雾嘴。
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