JP2004066050A

JP2004066050A - オゾン混合水発生方法及び装置

Info

Publication number: JP2004066050A
Application number: JP2002226121A
Authority: JP
Inventors: Shinnosuke Nomura; 野村　信之助
Original assignee: NOMURA DENSHI KOGYO KK
Current assignee: NOMURA DENSHI KOGYO KK
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】水道水にオゾン含有エアーの気泡を混合して、落ち難い汚れや完全に死滅させたい病原菌を短時間に完全に、かつ対象物、対象スペースの環境を阻害しないで洗浄し得るオゾン混合水を発生させるオゾン混合水発生方法及び装置を得る。
【解決手段】オゾン混合水発生装置は、蛇口１に接続される圧力水の供給管２と、空気中の酸素からオゾンを発生させるオゾン発生器４１、４１を有するオゾンユニット４と、発生したオゾンを含有するエアーを送る供給管３と、両供給管２、３の先端で圧力水とオゾン含有エアーを混合して噴射する混合ユニット５とを備え、供給管２と３はそれぞれの供給源の位置から混合ユニットの混合筒５４までそれぞれの流体を独立に送り、混合筒５４で駆動流体の圧力水によるエゼクタ効果でオゾン含有エアーを混合してオゾン混合水を生成し、オゾン放出管５５から噴射するよう構成したものである。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水道水のような圧力水にオゾン含有エアーを混合して放水し、トイレットの汚れ等を除去するオゾン混合水発生方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道や高速道路の駅、インターチェンジ等に設置されている公衆トイレット等での汚れを除去する手段として、一般には水道水をホースから放水又は噴射させ、棒の先にブラシなどを有する掃除具を用い、場合によっては石鹸や中性洗剤を散布して行われる。しかし、汚れが固着したり、タイル目地に汚れやカビが堆積したりすると、ブラシでこすって水で洗い流す程度では仲々完全に除去できない場合がある。
【０００３】
このような落ち難い汚れは、トイレット以外にも公衆浴場やプール、温泉、あるいは食品製造工場、食堂の調理場等汚れを常に完全に除去しておく必要がある対象施設、設備は広く種々の業種、業域に存在する。特に、調理場や食品製造工場等では扱われる食料品、飲料の製造工程で使用される、例えば油脂や砂糖等が床面にこぼれ落ちたりすると、水で軽く洗い流す程度では全く対処できないような汚れとなって付着、堆積した状態となる場合がある。
【０００４】
このような落ち難い汚れに対処する手段として、高温水蒸気を吹付ける方法、及びオゾン水を使用する方法がある。高温水蒸気吹付け方法では、供給される水道水を瞬間的に加熱蒸発させる加熱ヒータを内蔵し、高温水蒸気をノズル先端から噴射する形式の吹付け装置が用いられる。オゾン水使用方法では、オゾン発生装置で発生されたオゾンを水道水に溶解させてオゾン水を作り、これをホースノズル先端から放水散布するオゾン水洗浄機が用いられる。
【０００５】
このオゾン水洗浄機には大別すると２種類の形式のものがあり、１つは水を電気分解して酸素を発生させ、その酸素をさらに解離させてオゾンを水中で発生させて水中に溶解させる方式である。もう１つの方式は、空気中のエアー中の酸素を高電圧電極間で解離させてオゾンを発生させ、発生したオゾンを水中に溶解させてオゾン水を作る方式である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高温水蒸気の吹付装置は加熱ヒータで瞬間的に高温水蒸気を発生させる方式から、電気式加熱ヒータは大容量のものとなり、安全設備を備える必要もあり、必然的に装置が大型化し、高価なものとなり、高温水蒸気が吹出すため取扱いが難しく、安全に取扱いできるよう操作に習熟していなければならず、従って手軽に利用できないという点で汎用性に欠ける。一方、オゾン水洗浄機は、水道水をそのまま利用してオゾン発生器で発生したオゾンを水道水に溶解させて含ませ、オゾン水を散布する方式であるから、装置は小型化でき、操作も簡単であり、移動式であれば簡単に所定場所へ移動できる。
【０００７】
しかし、従来のオゾン水洗浄機の方式では上記２つの方式のいずれもオゾンを水中に溶解させたオゾン水を利用するものであるからオゾンの含有量は極微量であり、従ってオゾンの消臭・殺菌力は弱く、酸化力も不十分であるため、落ち難い汚れを分解して洗浄する洗浄力には限界があり、不十分であるため、あまり広く利用されていない。特に、汚れやＯ１５７のような細菌の完全除去に注意を払うべき夏季には、水道水の水温が上昇し、水温が上がるとオゾンの溶解率は冬季よりさらに減少し、ますます機能が低下する。
【０００８】
この発明は、上記の従来のオゾン水による洗浄機能の問題に留意して、水道水にオゾン含有エアーの気泡を混合して、落ち難い汚れや完全に死滅させたい病原菌を短時間に完全に、かつ対象物、対象スペースの環境を阻害しないで洗浄し得るオゾン混合水を発生させるオゾン混合水発生方法及び装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決する手段として、所定圧に加圧された水道水のような圧力水の供給源及び空気中の酸素から高電圧空間で生成されるオゾンを含有するエアーの供給源から所定距離だけ離れた流体噴射位置までそれぞれの流体を互いに独立に送り、噴射位置で混合筒に圧力水の吸引力によりオゾン含有エアーを吸引して圧力水に混合し、圧力水にオゾン含有エアーの気泡を混合したオゾン混合水を混合筒の噴射口から噴射して対象物を洗浄するようにしたオゾン混合水発生方法としたのである。
【００１０】
そして、この方法を実施する装置として、所定圧に加圧された水道水のような圧力水を供給する圧力水供給管と、空気を高電圧電極間に送り空気中の酸素からオゾンを発生するオゾン発生器と、この発生器に接続され、発生したオゾンを含むエアーを供給するオゾン含有エアー供給管とを備え、それぞれの供給管は流体の供給源から所定距離だけ離れた流体噴射位置の手前までそれぞれの流体を互いに独立に送るよう所定長さに設定して設け、両供給管を混合筒に接続し、混合筒は圧力水の吸引力によりオゾン含有エアーを吸引して圧力水に混合し、このオゾン混合水を噴射口から噴射するように形成されて成るオゾン混合水発生装置を採用することもできる。
【００１１】
上記いずれの発明もオゾン混合水を発生させて、オゾンの強力な酸化力により対象物の汚れ、細菌を完全に除去して強力な洗浄力を及ぼそうとするものである。従来のオゾン水は、オゾンの溶解率が水の温度、圧力によって決まる一定量以下しか含有できないのに対し、オゾン混合水はオゾン含有エアーの水に対する混合率を増大させることによりオゾン水より少なくとも数拾倍以上のオゾンを含有させることが可能である。
【００１２】
オゾン混合水は、水にオゾンを気泡のまま混合させることが前提である。従って、オゾン混合水を対象物に噴射させて汚れや細菌を除去する際に、オゾンの気泡をオゾンを発生する装置の位置で水に直ちに混合した後、そこから所定距離、例えば５〜１０ｍ離れた対象位置の床、設備等に噴射しようとすると、放出する位置まで水とオゾン気泡が進む間に気泡と気泡が互いに連なって大きな気泡となり、圧力水に混合したオゾン含有エアーの気泡を混合した状態で放出することができなくなる。このような現象を避けるためにはオゾンの発生位置、圧力水の供給位置からそれぞれの流体を独立して混合筒の位置まで送り、そこで混合した後直ちに放出することが重要である。
【００１３】
又、混合筒では駆動流体の圧力水の水流でオゾン含有エアーを吸引して混合することによりオゾン含有エアーは気泡として圧力水に混合される。従って、混合筒で気泡が圧力水に混合された後はその後短い距離内で放出すればオゾン混合水として有効に作用し、オゾンの酸化力を最大限に有効に利用できることとなる。なお、オゾンの酸化、殺菌力はオゾン単独で対象物に散布、又は噴射させるより多量の水分又は水蒸気と共存して散布又は噴射させる方が作用効果が大きく、従ってオゾン混合水の状態は最も効率のよい利用形態の１つである。
【００１４】
【実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は実施形態のオゾン混合水発生装置の外観斜視図を示す。この装置は、公衆トイレット、公衆浴場、プール、温泉などの床面、壁面、各種設備に固着した落ち難い汚れをオゾン混合水により洗浄するのに用いられるものであり、図示していないが、電気接続コードにより施設電源から電源が供給され、かつ水道蛇口から圧力水としての水道水が供給管２へ送られる。収納ケース１０内には後で説明するオゾン発生ユニット４が収納されており、オゾンを含有するエアーと圧力水が供給管２ａにより混合筒５まで送られる。その詳細構造は後で説明する。
【００１５】
図２に示すように、収納ケース１０内にオゾン発生ユニット４が収納されており、このユニット４の高周波高圧電源としてのトランス４２、４２及びエアーポンプ４３への元電源が前述した電気接続コードにより供給され、その元電源の投入、切断をするスイッチ１１が収納ケース１０の上面に設けられ、元電源の投入、切断を表示ランプ１２で表示するようになっている。図示のように、オゾン発生ユニット４は収納ケース１０内に２組設けられており、このユニット４の台数は１台でもよいし２組以上の複数組でもよく、供給されるオゾン量が対象物の汚れの特性に対応して十分であればよい。収納ケース１０はキャスタホイールで移動自在とされている。
【００１６】
オゾン発生ユニット４、４は、エアーポンプ４３からのエアーが上方からオゾン発生器４１、４１の中空筒内の空隙４１ｃを通り、接続管４４から集合ヘッダ４５で合流させ、Ｔ字管４６内に挿通されているオゾン含有エアーの供給管へ送りだされるように、オゾン発生器４１、４１をその長さ方向が上下方向に設置されている。但し、オゾン発生器４１、４１は水平方向に配設してもよい。なお、収納ケース１０の上部には、門形のハンガ１３が設けられ、後述する供給管２ａを不使用時には引掛けて保持できるようになっている。
【００１７】
図３はオゾン混合水発生装置の全体概略系統図を示す。１は水道水の供給蛇口であり、所定圧（３〜５ｋｇｆ／ｃｍ^２）に加圧された圧力水の供給源である。この蛇口１には圧力水を供給する圧力水供給管２が接続され、圧力水供給管２はオゾン発生ユニット４を通り混合ユニット５まで延びている。この圧力水供給管２は、オゾン発生ユニット４内を通過する中央付近より後方ではオゾン含有エアーの供給管３が挿入され、外見上は２重管状とされている。従ってユニット４から混合筒５まで延びる圧力水供給管は２ａの符号を付して区別している。
【００１８】
圧力水供給管２、２ａはビニル製の可撓性チューブが用いられ、ユニット４、及び混合ユニット５を移動自在としており、ユニット４内の短い長さ部分は硬質プラスチック管が用いられている。又、オゾン含有エアーの供給管３は酸化力の強いオゾンを送るため、耐オゾン製の強いテフロン（登録商標）製の可撓性チューブが使用されている。耐オゾン性だけであればシリコン樹脂製でもよいが、水圧に対する耐圧強度が不十分のため、耐圧強度（１０ｋｇｆ／ｃｍ^２）を兼ね備えたテフロン（登録商標）製チューブが最適である。供給管２、２ａは図示の例では、外径２０ｍｍφ、内径１８ｍｍφ、供給管３は外径６ｍｍφ、内径４ｍｍφである。
【００１９】
オゾン発生ユニット４は、２台のオゾン発生器４１、４１が配置され、２台の高電圧電源のトランス４２、４２からそれぞれの高電圧電極へ高周波高電圧の電源が送られる。図示の例では、高周波高電圧は、２０，０００Ｈｚ、１７，０００Ｖである（電力１４Ｗ）。オゾン発生器４１、４１にはエアーポンプ４３から空気が送られ、図２に示すように、発生器内で接地電極４１ｂとガラス誘電層４１ｄに接して設けられる高電圧電極４１ｅとの間に印加される高電圧空間の空隙４１ｃを通り高電圧による無声放電作用で空気中の酸素Ｏ_２の一部が解離されてオゾンＯ_３が発生し、このオゾンを含有するエアーが供給管３へと送られる。４１ａは保護ガラス、４７はフロースイッチである。フロースイッチは流体が流れるとその流れで動く素子でスイッチをオン、オフし、これによりオゾン発生ユニットのトランス４２を作動状態とするスイッチである。なお制御基板が設けられているが図示省略している。
【００２０】
混合ユニット５は、図４に示すように、圧力水の供給管２ａとオゾン含有エアーの供給管３とを分離するための端末ヘッダ５１と、圧力水の流通を操作するための停止弁５２と、圧力水を駆動流体として連結管５３を介して供給されるオゾン含有エアーをエゼクタ効果により吸引して圧力水に混合する混合筒５４と、オゾン混合水を放出するための放出管５５とを備えている。端末ヘッダ５１は、供給管２ａの端末の径を拡大し、端末を閉じるプラグ５１ｃに圧力水の流通する導通孔５１ａとオゾン含有エアーの流通する導通孔５１ｂとを設けている。
【００２１】
導通孔５１ａには停止弁５２がニップルを介して接続され、導通孔５１ｂには連結管５３がニップルを介して接続される。停止弁５２は、ボールバルブが使用され、ハンドルにより開閉される。このハンドルを操作して停止弁５２を開くと水が流れ始め、この水の流れで前述のフロースイッチ４４がオンとなり、オゾン発生ユニット４のトランスのスイッチがオンとなりオゾンが自動的に供給できるように操作される。
【００２２】
混合筒５４は、円柱部材内に圧力水の流入孔５４ａと流出孔５４ｂとを直線上に設け、両孔の境界に両孔を連通させる短い連通管５４ｃを貫設し、この連通管５４ｃに一部が重なるように放出管５５の基端を流出孔５４ｂ内に挿入して取付け、かつ流出孔５４ｂの基部にオゾン含有エアーを送り込む導通孔５４ｄを混合筒の半径方向に穿設して形成されている。連通管５４ｃ内を流通する圧力水は放出管５５内へ流れる際に、連通管５４ｃと放出管５５との隙間ｄからオゾン含有エアーをエゼクタ効果により吸引して細かい気泡として圧力水内に混合して放出管５５から放出する。
【００２３】
連結管５３は、その先端がエルボウを介して導通孔５４ｄに接続され、圧力水とは独立に送られて来るオゾン含有エアーを混合筒５４内で混合するため圧力水を送る停止弁５２の経路とは平行に設けられている。又、連通管５４ｃは放出管５５の基端内に上記エゼクタ効果による吸引力が最大となる長さにその挿入長さが設定されている。
【００２４】
なお、図示した装置の供給管２、２ａ、３や混合ユニット５の管径、長さ等は次のように設定されている。

【００２５】
上記のように構成した実施形態のオゾン混合水発生装置では、次のようにしてオゾン混合水が生成される。この装置により生成されるオゾン混合水は、公衆トイレット、調理場、浴場などの施設内の床面や壁に付着した汚泥物、固形物、かび、埃、油を含む落ち難い汚れを分解して除去するのに用いられる。従来一般に用いられているオゾン水が、オゾンを水の中に予め溶解して溶け込ませたものであるのに対し、オゾン混合水は水を放出する直前にオゾンの気泡を水に混合したものである。従って、オゾン水はオゾンの含有率が水の温度によって決まる一定の溶解度以上にはオゾンを溶解させることができないためオゾンの含有率は極くわずかであるのに対し、オゾン混合水はオゾンの大部分が気泡として含まれるから混合されるオゾン量はオゾン水より桁違いに多い。
【００２６】
装置を使用する前にオゾン発生ユニット４の収納ケースに設けられている元電源のスイッチ１１を投入する。そして前述したように停止弁５２のハンドルを操作して水を流すとオゾン発生器４１、４１が作動状態となる。エアーポンプ４３からエアーを送り、トランス４２、４２により高周波高電圧を作用させるとオゾン発生器４１、４１内でオゾンが生成され、オゾン含有エアーが供給管２ａへ送られ、混合筒５の放出管５５から放出される。初期状態では混合筒５から水が放出され始めた直後であるため、混合筒５内でのエゼクタ効果による吸引作用は未だ低く、従ってオゾン含有エアーはエアーポンプ４３から送り出される低い圧力のエアーとして送られて来る。
【００２７】
なお、オゾン発生器４１、４１では通過するエアーの圧力は、例えば０．０３Ｍｐａ〔０．３ｋｇｆ／ｃｍ^２〕位の低い圧力に設定され、オゾンの発生効率が最も大きい状態で作動する。上記以上の圧力ではオゾン効率が低下し、得られるオゾン量が減少するからである。一方、圧力水の供給管２は圧力水の供給源である水道水（圧力３〜５ｋｇｆ／ｃｍ^２）の蛇口１に接続され、この蛇口１を開放して圧力水を混合筒５まで送る。但し、混合筒５の停止弁５２は使用前は閉じておき、水をいつでも放出できる状態としておく。上記２つの準備作業はどちらが先であってもよく、両方の準備が終わると装置を使用できることとなる。
【００２８】
上述した混合ユニット５の停止弁５２のハンドル操作の後しばらくすると、混合筒５内のエゼクタ効果によりオゾン混合水の放出が始まる。停止弁５２を通過した圧力水が連通管５４ｃから放出管５５へ流れると、この連通部に連通する導通孔５４ｄからオゾン含有エアーが吸引され、このオゾン含有エアーは圧力水と激しく衝突して小さな細い気泡となって圧力水に混合され、放出管５５から放出される。上記細い気泡は目視で最大径約１ｍｍ程度とそれ以下の種々のサイズのものが含まれる。但し、オゾンの極く一部は圧力水に溶け込んでいるものもある（０．０２〜０．０５ｍｇ／ｌ）。
【００２９】
このようにして生成されたオゾン混合水は、オゾン水と比較すると桁違いに多量のオゾンを含有するため、オゾンの強力な分解力（酸化還元力）により対象施設内の汚泥、固形物、油汚れなどを分解しながら、圧力水の水圧でより完全に除去することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態では供給管２ａ、３は同心状の可撓性チューブを用いるとしたが、必ずしも同心状でなくても圧力水とオゾン含有エアーとをそれぞれ独立に送ることができればよく、例えばそれぞれの供給管２ａと３を互いに別々に並列状に接続し、途中何箇所かをバンドで結束するようにしてもよいし、又、２つの供給管２ａ、３を並列に一体に形成したものとしてもよい。従って、上記２つの並列状のものでは可撓性チューブ３はシリコン樹脂製であってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、この発明のオゾン混合水発生方法及び装置は、圧力水とオゾン含有エアーとをそれぞれの供給源から独立に送る供給管で所定距離まで送り、そこで混合筒で駆動流体の圧力水の水流によりオゾン含有エアーを吸引してオゾン含有エアーの気泡として圧力水に混合することによりオゾン混合水を生成し、これを放出して対象物へ散布又は噴射することにより落ち難い汚れ、細菌を除去、消滅させるようにしたから、従来のオゾン水では除去できないような落ち難い汚れや細菌を短時間に強力なオゾンの酸化力で完全に除去してきれいに洗浄できるという極めて顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のオゾン混合水発生装置の外観斜視図
【図２】同上のオゾン発生ユニットの内部概略構成図
【図３】同上の発生装置の全体概略系統図
【図４】混合ユニットの詳細断面図
【符号の説明】
１　蛇口
２、２ａ　圧力水の供給管
３　オゾン含有エアーの供給管
４　オゾン発生ユニット
４１　オゾン発生器
４２　トランス
４３　エアーポンプ
５　混合ユニット
５１　端末ヘッダ
５２　停止弁
５３　連結管
５４　混合筒
５５　放出管

Claims

所定圧に加圧された水道水のような圧力水の供給源及び空気中の酸素から高電圧空間で生成されるオゾンを含有するエアーの供給源から所定距離だけ離れた流体噴射位置までそれぞれの流体を互いに独立に送り、噴射位置で混合筒に圧力水の吸引力によりオゾン含有エアーを吸引して圧力水に混合し、圧力水にオゾン含有エアーの気泡を混合したオゾン混合水を混合筒の噴射口から噴射して対象物を洗浄するようにしたオゾン混合水発生方法。
前記オゾン混合水の噴射を、混合筒の手前で圧力水の送り、又は停止を操作することにより操作自在としたことを特徴とする請求項１に記載のオゾン混合水発生方法。
所定圧に加圧された水道水のような圧力水を供給する圧力水供給管と、空気を高電圧電極間に送り空気中の酸素からオゾンを発生するオゾン発生器と、この発生器に接続され、発生したオゾンを含むエアーを供給するオゾン含有エアー供給管とを備え、それぞれの供給管は流体の供給源から所定距離だけ離れた流体噴射位置の手前までそれぞれの流体を互いに独立に送るよう所定長さに設定して設け、両供給管を混合筒に接続し、混合筒は圧力水の吸引力によりオゾン含有エアーを吸引して圧力水に混合し、このオゾン混合水を噴射口から噴射するように形成されて成るオゾン混合水発生装置。
前記圧力水供給管内にオゾン含有エアー供給管を挿通して２重管としたことを特徴とする請求項３に記載のオゾン混合水発生装置。
前記オゾン発生器を複数組設けたことを特徴とする請求項３又は４に記載のオゾン混合水発生装置。
前記圧力水供給管とオゾン含有エアー供給管をそれぞれ可撓性チューブとしたことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のオゾン混合水発生装置。
前記圧力水供給管に混合筒の手前で停止弁を設け、圧力水の送り、停止をこの停止弁により操作してオゾン混合水の噴射を操作自在としたことを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載のオゾン混合水発生装置。