JP2003220292A

JP2003220292A - オゾン洗浄システム

Info

Publication number: JP2003220292A
Application number: JP2002021095A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Okuyama; 経夫奥山
Original assignee: Taga Electric Co Ltd
Current assignee: Taga Electric Co Ltd
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】オゾン発生量を増加させることなくオゾンに
よる洗浄効果を高め、人体に対する安全性を高め得るオ
ゾン洗浄システムを提供する。【解決手段】洗浄水５とオゾン発生機２から供給され
るオゾンとを混合して水洗機１に吐出するオゾンミキサ
１３を具備する。したがって、オゾンミキサ１３によっ
てオゾンを洗浄水５と混合することにより、従来のバブ
ラによって形成されるオゾンの気泡よりも微小な粒子の
気泡状態でオゾンを水洗機１に供給することができる。
この場合、オゾンの粒子が微小であることと、水洗機１
内の被洗浄物４が洗浄水５に浸される前にオゾンと洗浄
水５とが同時に水洗機１内の被洗浄物４に触れることに
より、被洗浄物４の繊維間にオゾンを通過し易くするこ
とができる。これにより、オゾン発生量を増加させるこ
となくオゾンによる洗浄効果を高めることができ、これ
に伴い、人体に対する安全性を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維、より糸、織
物、羽毛又は繊維製品を含む被洗浄物を、オゾンが混合
された洗浄水により洗浄するオゾン洗浄システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】クリーニング業における一般的な洗浄方
法としては、有機溶剤を用いるドライクリーニングと、
ウェットクリーニング（水洗い）と言われる二通りの洗
浄方法がある。この水洗いの洗浄方法は、クリーニング
業界で“白物”と言われているワイシャツや浴衣、シー
ツ、タオルケット、白衣や作業着など、人の肌に触れ易
い被洗浄物の洗浄に適している。そして、体臭除去、漂
白、雑菌やカビの除去、柔軟性の回復などを有効に行う
ために、洗剤と言われる界面活性剤、仕上剤と言われる
漂白剤や柔軟剤の開発が行われている。また、近来はオ
ゾンの特性として酸化作用に注目し、オゾンの洗浄作用
を利用してクリーニングすることが行われている。以
下、その従来例を図４及び図５に基づいて説明する。

【０００３】図４はオゾン水洗浄方式と称せられるオゾ
ン洗浄システムＡの概略構造を示す説明図である。この
オゾン洗浄システムＡは、水洗機１と、オゾン発生機２
と、水槽（貯水タンク）３とを有する。水洗機１は、衣
類などの被洗浄物４を洗浄水５とともに収納する洗濯ド
ラム６と洗剤箱７とを有する。この洗濯ドラム６は、被
洗浄物４の洗浄、その後のすすぎ、さらにその後の脱水
のために回転駆動されるが、この一連のプロセスについ
ては以前から行われているプロセスと同様であるので説
明を省略する。洗剤箱７には、洗浄プロセスでは界面活
性剤などの洗剤が投入され、すすぎや脱水プロセスで
は、柔軟剤、のりなどの助剤が投入される。

【０００４】オゾン発生機２は、コロナ放電法、電気分
解法、紫外線法、放射線照射法などの方法によりオゾン
ガスを発生させ、コンプレッサ（図示せず）を駆動する
ことでオゾンガスを水槽３に圧送する公知の装置であ
る。オゾン発生機２に接続されたパイプ８の先端には水
槽３内で洗浄水５にオゾンの気泡９を発生させるバブラ
１０が接続されている。このバブラ１０は筒形の形状に
形成され外周面に多数の孔を穿孔した構造のものであ
る。水槽３と洗濯ドラム６とを接続するパイプ１１の途
中にはバルブ１２が接続されている。

【０００５】このようなオゾン洗浄システムＡでは、水
道の蛇口などの給水源から洗浄水５を水槽３に満たし、
オゾン発生機２を駆動すると、バブラ１０からオゾンの
気泡９が発生し、オゾンが洗浄水５に溶ける。オゾンが
溶けた水槽３内の洗浄水５はバルブ１２を開栓すること
により洗濯ドラム６に供給される。このため、水洗機１
における洗浄プロセスでは、オゾンが含まれた洗浄水５
（オゾン水）によって被洗浄物４を洗浄することが可能
となる。

【０００６】図５はバブリング洗浄方式と称せられるオ
ゾン洗浄システムＢの概略構造を示す説明図である。こ
のオゾン洗浄システムＢは、水洗機１とオゾン発生機２
とを有する。水洗機１とオゾン発生機２とは図４に示す
ものと基本的に同じである。このオゾン洗浄システムＢ
では、水道水などの洗浄水５を一定量だけ水洗機１の洗
濯ドラム６に満たしたときに、オゾン発生機２を駆動し
バブラ１０からオゾンの気泡９を発生させる。この例
は、洗浄水５にオゾンが溶け込まないうちに気泡９内の
オゾンを被洗浄物４に付着させて洗浄作用を促進しよう
とする方式である。そのために、図４で用いた水槽３は
用いずに、洗濯ドラム６内でオゾンの気泡９を発生させ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示すオゾン水洗浄方式では、オゾン発生機２から供給さ
れるオゾンガスの圧力やバブラ１０に形成された孔の径
にもよるが、オゾンの気泡９はバブラ１０から吐出した
直後の状態で既に略１ｃｍと大きい。このため洗浄水５
の液面に浮上して酸素に触れて分解してしまう率が高
い。このように、洗浄水５に対してオゾンが溶け込みに
くいため、洗浄水５に対するオゾンの吸収率は２〜４パ
ーセントと低いことが知られている。このパーセンテー
ジもオゾン発生機２を時間にして５分間以上に及ぶ長い
時間駆動した場合の値である。オゾン発生機２は一般に
安価なコロナ放電法、電気分解法などの方式の装置が用
いられているが、何れも高電圧を印加する方式であるた
めに、駆動時間が長いと放電管と言われるオゾン発生部
分の寿命が短くなる問題がある。

【０００８】また、オゾン発生機２の駆動時間に比例し
てオゾンの発生量が増加する。作業環境におけるオゾン
の含有量は日本国内の環境基準では０．１ｐｐｍ以下に
規定されているが、この基準を超えた場合には人体に対
して有害である。水槽３における洗浄水５に対するオゾ
ンの溶け込みを促進させるためには、水槽３を密閉構造
にするなど装置コストが高くなり、大型化する問題も生
ずる。

【０００９】図５に示すバブリング洗浄方式のオゾン洗
浄システムＢは、洗浄水５に気泡９として混合したオゾ
ンを被洗浄物４に直接浸透させる方式である。しかし、
オゾンの気泡９の大きさは図４の場合と同様に大きく、
また、被洗浄物４の繊維間は洗浄水５の膜で遮断される
ため、繊維間にオゾンが浸透しにくい。これにより、洗
濯ドラム６内にオゾンが充満する。一方、洗剤箱７は一
般的に開放型又は簡易構造の扉によって覆われる構造の
ものが使用されているために密閉性が悪い。これによ
り、洗濯ドラム６内のオゾンが洗剤箱７を通して大気中
に放出され易く、オゾン臭を放つとともに危険である。

【００１０】さらに、バブラ１０によって発生するオゾ
ンの気泡９の粒子は前述のようにセンチメートルオーダ
とかなり粗いため、その気泡９中のオゾンが被洗浄物４
に触れると、オゾンの酸化力により被洗浄物４に漂白ム
ラが生じ、或いは大粒のオゾンの気泡９が界面活性剤を
抱き込むことによって、被洗浄物４に洗剤や助剤が付着
したまま残る現象が発生する。これはクリーニング業界
において“ヤケ”と称されている現象である。

【００１１】本発明の目的は、オゾン発生量を増加させ
ることなくオゾンによる洗浄効果を高め得るオゾン洗浄
システムを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
洗浄水に水流を生じさせて被洗浄物を洗浄する水洗機
と、オゾン発生機と、給水源から給水される洗浄水と前
記オゾン発生機から供給されるオゾンの気泡とを混合し
て前記水洗機に吐出するオゾンミキサと、を具備する。

【００１３】したがって、オゾンはオゾンミキサにより
洗浄水と混合されるために、従来のバブラによって形成
されるオゾンの気泡よりも微小な粒子の気泡状態で水洗
機に供給することが可能となる。オゾンの粒子が微小で
あることと、水洗機内の被洗浄物が洗浄水に浸される前
にオゾンと洗浄水とが同時に水洗機内の被洗浄物に触れ
ることにより、被洗浄物の繊維間にオゾンを通過し易く
することが可能なる。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記給水源から前記オゾンミキサへの給水
状態を検知する給水状態検知手段と、この給水状態検知
手段が給水状態を検知する期間のみ前記オゾン発生機を
駆動するオゾン発生機駆動手段と、を具備する。

【００１５】したがって、請求項１記載の発明と同様
に、被洗浄物にオゾンを通過し易くすることが可能とな
るため、オゾン発生機の駆動時間を短縮することが可能
となる。この場合に、オゾン発生機の駆動時間をオゾン
発生機駆動手段によって自動的に制御することが可能と
なる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１及び
図２に基づいて説明する。図１はオゾン洗浄システムの
概略構造を示す説明図、図２はオゾンミキサの内部構造
を示す縦断側面図である。本実施の形態におけるオゾン
洗浄システムＣは、洗浄水にオゾンを微粒子気泡状態で
混合し、その微粒子気泡状態のオゾンを被洗浄物に接触
させるミキシング方式であることが大きな特徴である。
すなわち、オゾン洗浄システムＣは、水洗機１とオゾン
発生機２とオゾンミキサ１３とを主要な構成として具備
する。水洗機１及びオゾン発生機２は図４及び図５にお
いて説明した構成と同様であるので、同一部分は同一符
号を用い説明も省略する。本実施の形態では、洗濯ドラ
ム６に接続された脱臭器１４を具備している。

【００１７】オゾンミキサ１３の一端は給水源としての
水道の蛇口（図示せず）などに給水管１５を介して接続
され、この給水管１５には、手動操作によって給水流量
を調整する流量調整バルブ１６、流路を開閉する開閉バ
ルブ１７、給水により作動する流量センサ１８が給水方
向に向けて順次配列されている。開閉バルブ１７は命令
信号の入力によって開閉される電磁弁であることが望ま
しい。流量センサ１８は、例えば給水される洗浄水５の
水流によって回転する羽根車を用い、この羽根車の回転
運動をロータリーエンコーダなどによってパルスに変換
し、そのパルスが出力されている期間を給水状態として
認識する。この機能は、給水状態検知手段を実現する。
この場合、ロータリーエンコーダから出力されるパルス
をカウントし、そのカウント値が定められた基準値に達
したときに、それまで開放状態にある開閉バルブ１７を
自動的に閉止状態に切り替えるようにしてもよい。な
お、流量センサ１８は上記の構成に限られるものではな
く、単位時間における流体の流量に対応する電気信号を
出力するものであればよい。本実施の形態においては、
上記のように給水状態を検知する期間のみオゾン発生機
２を駆動するオゾン発生機駆動手段（図示せず）を具備
する。そして、このように給水状態の検知、開閉バルブ
１７の開閉、オゾン発生機２の駆動などの制御を自動的
に行うために、各部の動作を電気信号として捉え、開閉
バルブ１７の開閉、オゾン発生機２の駆動停止動作をプ
ログラムに従って制御するマイクロコンピュータ構成の
制御部を具備するものである。

【００１８】さらに、洗剤箱７の近傍には大気中へのオ
ゾンの漏れを検出するオゾンアラームセンサ１９が設け
られている。また、オゾン発生機２には大気中へのオゾ
ンの漏れを検出するオゾンアラームセンサ２０と、その
オゾン漏れの際に点灯する警告灯２１とが設けられてい
る。そして、オゾン発生機２からオゾンミキサ１３にオ
ゾンを供給するオゾン供給管２２には逆止弁２３が設け
られている。逆止弁２３は、オゾンミキサ１３に向かう
一方向にのみオゾンの流通を許容するとともに、そのオ
ゾン流通時の圧力が調整可能である。オゾンミキサ１３
は水洗機１に対して極力近接して配置され、その吐出側
は接続管２４によって水洗機１の洗濯ドラム６に接続さ
れている。

【００１９】次に、オゾンミキサ１３の構造について説
明する。図２に示すように、筒状のミキサボディ２５の
一端には前述の給水管１５が螺合される給水口２６が形
成され、他端には前述の接続管２４が螺合される筒状の
接続部２７が形成され、外周の一部には前述のオゾン供
給管２２が螺合される接続部２８が形成されている。ま
た、ミキサボディ２５の内部には筒状のエアーミキサ２
９がＯリング３０によりシールされた状態で嵌合されて
いる。このエアーミキサ２９の外周面には接続部２８に
連通する環状凹部３１が形成され、内部には給水口２６
に連通する給水流路３２が形成されている。環状凹部３
１と給水流路３２とは環状に配列された複数の通路３３
により連通されている。さらに、接続部２７の中心には
給水流路３２に接続された吐出流路３４が形成されてい
る。この吐出流路３４の流路断面積は、オゾン発生機２
から供給されるオゾンの通りをよくするために大きい方
が望ましく、給水流路３２の流路断面積より大きくても
かまわない。

【００２０】このような構成において、流量調整バルブ
１６は単位時間当りの給水量が所望の値となるように予
め調整される。洗剤箱７に界面活性剤などの洗剤を投入
し、洗濯ドラム６に被洗浄物４を入れ、スイッチング操
作により洗濯を開始する。洗濯は従来の技術の項で説明
したように、洗浄プロセス、すすぎプロセス、脱水プロ
セスの順に行われるが、ここでは洗浄プロセスについて
のみ説明する。洗浄に際しては、開閉バルブ１７を開放
状態に維持し、水道水などの洗浄水５をオゾンミキサ１
３に給水し、オゾン発生機２を駆動する。オゾン発生機
２で発生するオゾンはコンプレッサの圧力によりオゾン
ミキサ１３に供給されるが、給水流路３２から吐出流路
３４に洗浄水５が流れるときに、その流速に応じた負圧
が環状凹部３１及び通路３３に発生するので、オゾンミ
キサ１３へのオゾンガスの吸引作用が促進される。水道
の蛇口などから給水された洗浄水５とオゾンとはオゾン
ミキサ１３内で混合される。この場合、オゾンは通路３
３を通過するときに超微粒子気泡状態で取り込まれる。
ちなみに、そのときのオゾン粒子の大きさは、従来のバ
ブラ１０（図４及び図５参照）によって形成された場合
のセンチメートルオーダの粒子に比べると、マイクロメ
ータオーダと小さい超微粒子気泡状態である。したがっ
て、洗浄水５とオゾンとの混合水は肉眼では気泡として
視覚することができない乳白色の混合流体である。この
混合流体は洗濯ドラム６内において乾いた状態の被洗浄
物４に吹き当てられる。したがって、マイクロメータオ
ーダのオゾンは洗浄水５の膜によって繊維間が遮蔽され
ていない状態で被洗浄物４に吹き当てられる割合が多く
なるため、被洗浄物４に対するオゾンの浸透性が極めて
高くなる。したがって、一方では水に対する溶解性の低
い特性をもつオゾンではあるが、オゾンミキサ１３によ
り洗浄水５に混合されたオゾンは超微粒子気泡状態でオ
ゾンミキサ１３から水洗機１に供給されるので、オゾン
発生機２を長時間駆動することなく必要量のオゾンの超
微粒子を被洗浄物４に接触させることができ、強い酸化
力を有するために洗浄、消毒等の優れたオゾンの性能を
利用して洗浄効果を高めることができる。

【００２１】実際の洗浄実験は、２分間の洗浄水５の給
水を行い、この２分間の給水状態の期間だけオゾン発生
機２を駆動してオゾンを洗浄水５にミキシングして洗濯
ドラム６に供給し、１０分間洗濯をした後に、洗濯ドラ
ム６内のオゾン濃度を測定した結果は０．１ｐｐｍ以下
であることが判明した。また、このようにオゾンをミキ
シングして洗浄する場合の洗剤の量を、オゾンを供給し
ないで洗浄する場合の半分にして洗浄を行い、さらにす
すぎプロセスを１回少なくした結果、オゾンを使用しな
い場合と同等かそれ以上の仕上がり効果を得ることがで
きた。このことから、僅か２分程度のオゾン供給でも、
十分にオゾンの特性を生かすことができたことが確認さ
れた。また、オゾン発生機２の駆動時間を短縮できるの
で、人体に対する安全性を高めることが確認された。さ
らに、図４及び図５に示す従来例と比べて、オゾン発生
機２の寿命を数倍から数１０倍に延ばすことが確認され
た。さらに、本実施の形態によれば、洗剤箱７からのオ
ゾン漏れをオゾンアラームセンサ１９により認識するこ
とができ、洗濯ドラム６の気体も脱臭器１４により脱臭
して排気することができる。さらに、オゾン発生機２か
ら大気中へのオゾンの漏れをオゾンアラームセンサ２０
及び警告灯２１により警報することができる。

【００２２】なお、水洗機１によっては、トータルの洗
浄時間を短縮するために、例えば数１０秒程度の短い時
間で満水になるように設計された水洗機１もある。この
場合には給水時間に合わせてオゾン供給時間が極端に短
縮されるが、上記のように給水時間の短縮に合わせてオ
ゾン発生機２の駆動時間を短縮するとオゾンの有効利用
が図られなくなってしまう。しかし、本実施の形態によ
れば、流量調整バルブ１６の開口径を絞って単位時間当
りの給水流量を少なくすることで給水時間と、これに同
期するオゾン発生機２の駆動時間とを所望の時間に調整
することでオゾンの有効利用を図ることができる。例え
ば、流量調整バルブ１６の操作により給水時間を３０秒
から２分に延長した場合でも、２分間のオゾンの供給時
間が得られるので、２０分かけていた洗浄時間を半分の
１０分に短縮してもオゾンの有効利用によって洗浄効果
が向上することが確認できたので、トータルの洗浄時間
の短縮に寄与することができる。

【００２３】次に、図３を参照してオゾンミキサの変形
例について説明する。図３に示すオゾンミキサ３５は筒
状のミキサボディ３６を有し、このミキサボディ３６の
一端には給水管１５（図１参照）が螺合される給水口２
６が形成され、他端には接続管２４が螺合される筒状の
接続部２７が形成され、外周の一部にはオゾン供給管２
２（図１参照）が螺合される接続部２８が形成されてい
る。また、ミキサボディ３６には給水口２６と接続管２
４とを連通する給水流路３７が形成されている。この給
水流路３７は給水口２６及び接続管２４の中心線に対し
て偏心された位置に形成されている。

【００２４】図１において、オゾンミキサ１３に代えて
図３に示すオゾンミキサ３５を接続した場合、給水流路
３７から接続管２４に吐出した洗浄水は螺旋状の旋回流
となって給水される。このとき、接続部２８には負圧が
発生するため、オゾン発生機２で発生するオゾンガスが
接続部２８に取り込まれ洗浄水内に超微粒子気泡状態で
ミキシングされる。

【００２５】図２に示すオゾンミキサ１３、図３に示す
オゾンミキサ３５の何れを用いた場合でも、水洗機１ま
での流通経路がある一定以上に長い場合には、流れる時
間とともにオゾンが洗浄水に溶け込むため、図４に示す
水槽３内のオゾン水と同様のオゾン水の状態に近くな
る。この結果、洗濯ドラム６内の被洗浄物４にオゾンを
超微粒子気泡状態で吹き当てることによる効果は期待で
きなくなり、図４に示すオゾン水洗浄方式のオゾン洗浄
システムＡの課題が解決されなくなる。よって、オゾン
ミキサ１３，３５と水洗機１とを接続する接続管２４は
できるだけ短いことが必要である。

【００２６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、給水源か
ら給水される洗浄水とオゾン発生機から供給されるオゾ
ンの気泡とを混合して水洗機に吐出するオゾンミキサを
具備するので、オゾンをオゾンミキサにより洗浄水と混
合することにより、従来のバブラによって形成されるオ
ゾンの気泡よりも微小な粒子の気泡状態でオゾンを水洗
機に供給することができる。この場合、オゾンの粒子が
微小であることと、水洗機内の被洗浄物が洗浄水に浸さ
れる前にオゾンと洗浄水とが同時に水洗機内の被洗浄物
に触れることにより、被洗浄物の繊維間にオゾンを通過
し易くすることができる。したがって、オゾン発生量を
増加させることなくオゾンによる洗浄効果を高めること
ができ、これに伴い、人体に対する安全性を高めること
ができる。

【００２７】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、給水源からオゾンミキサへの給水状
態を検知する給水状態検知手段と、この給水状態検知手
段が給水状態を検知する期間のみオゾン発生機を駆動す
るオゾン発生機駆動手段と、を具備するので、請求項１
記載の発明と同様に、被洗浄物にオゾンを通過し易くす
ることが可能となるため、オゾン発生機の駆動時間を短
縮することができる。この場合に、オゾン発生機の駆動
時間をオゾン発生機駆動手段によって自動的に制御する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるオゾン洗浄シス
テムの概略構造を示す説明図である。

【図２】オゾンミキサの内部構造を示す縦断側面図であ
る。

【図３】オゾンミキサの変形例を示す縦断側面図であ
る。

【図４】従来のオゾン洗浄システムの概略構造を示す説
明図である。

【図５】従来のオゾン洗浄システムの概略構造を示す説
明図である。

【符号の説明】

１水洗機２オゾン発生機４被洗浄物５洗浄水１３オゾンミキサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｄ０６Ｆ 39/08 ３０１Ｄ０６Ｆ 39/08 ３０１ＺＤ０６Ｌ 3/04 Ｄ０６Ｌ 3/04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】洗浄水に水流を生じさせて被洗浄物を洗
浄する水洗機と、オゾン発生機と、給水源から給水される洗浄水と前記オゾン発生機から供
給されるオゾンの気泡とを混合して前記水洗機に吐出す
るオゾンミキサと、を具備するオゾン洗浄システム。
【請求項２】前記給水源から前記オゾンミキサへの給
水状態を検知する給水状態検知手段と、この給水状態検
知手段が給水状態を検知する期間のみ前記オゾン発生機
を駆動するオゾン発生機駆動手段と、を具備する請求項
１記載のオゾン洗浄システム。