JP2004283764A

JP2004283764A - 高圧オゾン洗浄方法及び装置

Info

Publication number: JP2004283764A
Application number: JP2003080741A
Authority: JP
Inventors: Shinnosuke Nomura; 信之助野村; Takehisa Kasuya; 武久糟谷
Original assignee: NOMURA DENSHI KOGYO KK; SUMOTO SEIBIKI SEISAKUSHO KK
Current assignee: NOMURA DENSHI KOGYO KK; SUMOTO SEIBIKI SEISAKUSHO KK
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】高圧水の持つエネルギでノズルから高速の噴霧流れを生じさせてその噴霧流れの圧力で対象物を洗浄する能力を保持し、かつオゾンを含有するエアーを高速噴霧流れに混合して対象物まで運びオゾンの酸化作用を対象物に及ぼし得る高圧オゾン洗浄方法及び装置を得る。
【解決手段】高圧水供給源１０Ａからの高圧水と気体供給源１０Ｂからのオゾン含有エアーを噴霧ノズル銃４_Ｇの給水管４とエアーホース５からノズル１へ送り、ノズル本体２の噴霧孔から２つの高圧水の噴霧流れと、オゾン含有エアーの噴霧流れとしてそれぞれ独立に噴射する。高圧水の噴霧流れはノズル本体の外で合流し、その合流位置で発生する負圧でオゾン含有エアーの噴霧流れを吸収した混合噴霧流れとなり、対象物まで運ばれて激しく噴射される。高圧水の噴霧流れのエネルギとオゾンの酸化力で強力な洗浄作用が働く。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高圧水とオゾンを含むオゾン含有エアーを噴霧してオゾン含有高圧噴霧流を対象物に噴射し、洗浄・殺菌する高圧オゾン洗浄方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホテルやレストラン等の業務用の厨房設備、営業用又は旅館の大浴場、あるいは鉄道の駅舎等の公衆トイレ、自動車等の洗車設備等では、それぞれの対象物を擦っても落ちない汚れやカビの除去、除菌、床洗浄、消臭、ぬめり取り等が要求され、種々の対策が施されている。このような対策の最も一般的な方法は、洗浄剤又は液を散布し、水を流しながらブラシなどで擦って落すという手法であるが、このような人手による洗浄作業は重労働であり、効率が悪く、時間と手間が掛かるため、噴射ノズルから数１０ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の高圧水を噴射して汚れを落とす方法が採用されることもある。
【０００３】
一方、殺菌、脱臭、減菌、脱色、鮮度保持などに広く利用されているオゾンを水に溶解させたオゾン水を噴霧して対象物を殺菌、洗浄する方式、あるいはオゾンを含むエアーと水を噴霧ノズルで混合させ、ノズル孔から噴霧して散布し、殺菌、洗浄する方式などが知られている。オゾン水を噴霧する方式の例として、例えば特許文献１の「オゾン水による殺菌方法及びオゾン水殺菌用スプレーノズル」が提案されている。この殺菌方法には、給液管の先端に回転ノズルを回転自在に設け、回転ノズルには軸方向、斜め方向、大口径、小口径の各種オリフィス孔が形成され、オゾン水の液圧で回転ノズルを回転させてオゾン水を散布する形式のスプレーノズルが用いられている。
【０００４】
オゾン含有エアーを水と混合して噴霧する方式の例として、本発明者が提案した「オゾンスプレ装置」が特許文献２により公知である。このオゾンスプレ装置は、オゾンを含む空気を流通させる導通路と液体供給源からの液体を流通させる導通路とをそれぞれ独立に平行して設け、各導通路の流出端を噴出口位置で同心状に設け、同心状の流出端は噴出口に対し気体のエネルギにより液体を吸引するエゼクタ手段を形成するようにした噴霧ノズルと、液体を貯留する容器とを備えている。
【０００５】
上述したオゾンスプレ装置の噴霧ノズルは、実際の例では、中心位置を通る気体の導通路に対し、液を吸い上げて気体の導通路と平行に流通させる導通路を交差しないように中心位置から外して設け、液の導通路は大気へ連通するための導通路部分をノズル本体を上下に貫通して設け、又ノズル本体の端は突出形状に形成され、ノズル本体に接続されるノズルキャップとの間に形成された円錐状隙間の中央端に気体の導通路端が突出端として設けられ、この突出端がキャップ中央の噴出口端より少し奥側に位置するように設けられている。
【０００６】
又、上記公報には上記オゾンスプレ装置を備えた小型可搬式のオゾン殺菌装置についても記載されている。このオゾン殺菌装置は、エアーを圧縮して送り出すエアーポンプからのエアーから無声放電によりオゾンＯ_３を発生するオゾン発生器でオゾンを含むエアーを送り出し、そのエアーをオゾンスプレ装置の噴霧ノズルへ送ってオゾンを含むエアーを水と混合し、噴霧液滴として噴霧するというものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−２５４５２２号公報
【特許文献２】
特開２０００−３１６９５６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した高圧水を用いて洗浄する方法は、落ち難い又は擦っても落ちないような汚れやカビの除去にはある程度有効であり、高圧水の水流エネルギで汚れを剥ぎ取るようにして洗浄できる。しかし、洗浄部位の完全な除菌、殺菌までの効果はなく、又ぬめりまで取り除くことはできない。高圧水による洗浄には殺菌作用はなく、又ぬめりのような汚れは分解しなければ完全に除去することができないからである。そして、このような汚れの除去に特許文献１の「スプレーノズル」を用いることはできない。オゾン水を高圧水として供給しても回転式のノズルから噴射される噴霧流れは、噴霧後急速に流体圧力を失って高圧水としてのエネルギがなくなり、又オゾン水に含まれるオゾンはノズルから噴射された直後に外周へ霧化発散し、対象部位には全く届かないからである。
【０００９】
特許文献２の「オゾンスプレ装置」の噴霧ノズルは、駆動流体が圧縮エアーであり、そのままでは高圧水洗浄そのものができない。この場合、駆動流体を高圧水とし、オゾン含有エアーをエゼクタ効果で吸引して噴霧することが考えられるが、このような態様で噴霧ノズルを用いても、やはり特許文献１の場合と同様にノズルから噴霧された直後にオゾン含有エアーは外周へ霧化発散し、対象部位まで届かない。
【００１０】
特許文献２の噴霧ノズル以外に、一般に高圧水を噴霧するノズルの噴霧口の手前で高圧水の流れに直角に気体吸入孔を設け、高圧水の流れによる負圧で外部からオゾン含有エアーをこの気体吸入孔から吸引して混合し、噴霧口から噴霧する形式のノズルを用いることも考えられる。しかし、この場合もその作用は特許文献２の場合と同様であり、オゾン等の気体を噴霧到達点まで高圧噴霧流れに乗せて運ぶことはできない。
【００１１】
この発明は、上記の問題に留意して、高圧水の持つエネルギでノズルから高速の噴霧流れを生じさせてその噴霧流れの圧力で対象物を洗浄する能力を保持し、かつオゾンを含有するエアーを高速噴霧流れに混合して対象物まで運びオゾンの酸化作用を対象物に及ぼし得る高圧オゾン洗浄方法及び装置を提供することを課題とする。
【００１２】
又、上記高圧オゾン洗浄装置に用いることのできる高圧オゾン噴霧ノズルを提供することをもう１つの課題とする。
【００１３】
【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、高圧水とオゾン含有エアーをノズルへ送り、ノズルから複数条の高圧噴霧流れとオゾン含有エアーの噴霧流れをそれぞれ独立に噴霧し、ノズル外で高圧噴霧流れを互いに合流させると共に、その合流点に生じる高圧噴霧流れの負圧によりオゾン含有エアーの噴霧流れを吸引してこれを合流高圧噴霧流れに混合し、この合流高圧噴霧流れを対象物に噴射して洗浄・殺菌するようにした高圧オゾン洗浄方法としたのである。
【００１４】
上記方法を実施する装置として、高圧水を発生させる高圧水供給源と、オゾンを含有するエアーを供給する気体供給源と、高圧水の噴霧流れにオゾン含有エアーの噴霧流れを吸引、混合して対象物に噴射する高圧オゾン噴霧ノズルとを備え、高圧オゾン噴霧ノズルはノズル本体の中心にオゾン含有エアーの噴霧孔と、これを挟んで又は囲むようにそれぞれ互いに平行に複数の高圧水の噴霧孔とを備え、複数の高圧水の噴霧孔をそれぞれの噴霧流れの拡がりが相互に干渉して合流可能で、かつその合流位置での負圧による吸引力でオゾン含有エアーを吸引し得る寸法に互いに離隔して形成した高圧オゾン洗浄装置とすることができる。
【００１５】
上記の高圧オゾン洗浄方法及び装置では、ノズルから高圧水の噴霧流れが複数条噴霧され、かつオゾン含有エアーの噴霧流れも噴霧される。これら噴霧流れは、それぞれ独立にノズルから噴霧され、かつ高圧水の噴霧流れはノズル外で互いに合流し、その合流位置では負圧が生じる。従って、この合流位置をオゾン含有エアーの噴霧流れが拡散する前に高圧水の噴霧流れに吸収し得る所定の距離位置に設定することによりオゾン含有エアーの噴霧流れを吸収させることができる。
【００１６】
オゾン含有エアーの噴霧流れを吸収した混合噴霧流れは、高圧の噴霧流れのエネルギで対象物に激しく噴射され、これにより対象物を洗浄するが、その際オゾン含有エアーの霧滴が含まれているためオゾンの強い酸化力が作用する。従って、対象物の隅部に固形化したカビや床面上のぬめりなど単に高圧水の噴霧流れを噴射しただけでは除去できない汚れをオゾンの酸化力で分解して完全に除去し、洗浄、殺菌まで行なうことができる。
【００１７】
【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は実施形態の高圧オゾン洗浄装置の概略構成図、図２はその外観斜視図、図３はこの洗浄装置に用いられる高圧オゾン噴霧ノズルの外観斜視図、及び主断面図である。高圧オゾン洗浄装置は、高圧水を発生させる高圧水供給源１０Ａと、オゾンを含有するエアーを供給する気体供給源１０Ｂとを内蔵する洗浄装置本体１０と高圧水の噴霧流れにオゾン含有エアーの噴霧流れを吸引し、混合して対象物に噴射する高圧オゾン噴霧ノズル１とを備えている。
【００１８】
高圧水供給源１０Ａは、給水された水を貯留する給水タンク１１と、この給水タンクから送られる水を高圧にする高圧ポンプ１２と、供給される高圧水の圧力を調整する調圧弁１３から成り、図示の装置では高圧水の圧力は３０ｋｇｆ／ｃｍ^２に設定される。１２_Ｍは駆動モータである。なお、給水タンク１１へ送られる水は、図示の例ではバーナ２２により温水を発生させる温水ボイラ２１を経て水源２０から供給されるが、温水ボイラ２１は必ずしも設けなくてもよい。水量は９ｌ／ｍｉｎである。
【００１９】
気体供給源１０Ｂは、外気取入口１４ａから吸入されるエアーをトランスＴｒで高周波電圧を送り出す高周波電源１６による高電圧の電極内でプラズマ放電によりその一部を解離させてオゾンＯ_３を発生させるオゾナイザ１５とを備えている。電源は商用電源２５から接続端子２６を経て送られる。図示の例では、エアー圧縮機１４で圧力０．２ｋｇｆ／ｃｍ^２、流量５ｌ／ｍｉｎのエアーが生成され、高周波電源１６は、高周波２０，０００Ｈｚ、１７，０００Ｖの高電圧（８６０Ｗ）を送り出す。
【００２０】
なお、洗浄装置本体１０は、可搬式とするためケーシング１０ｃの下底に移動用のキャスタ１０_Ｒが取付けられ、ハンドル１０_Ｈの手押しで移動自在である。
又、この洗浄装置本体１０から供給される高圧水は可撓性の高圧ホース４ａｈから噴霧ノズル銃４_Ｇの銃床４_Ｈに取付けた給水管４へ送られ、オゾン含有エアーはこの給水管４の先端に設けた高圧オゾン噴霧ノズル１のノズル本体２へ可撓性のエアーホース５からノズル本体２に取付けられるエアーヘッダ３を経由して送られる。４_Ｌは噴霧レバーであり、図示省略しているが、銃床４_Ｈ内に設けられた開閉弁を噴霧レバー４_Ｌにより開閉して高圧水を噴射又は停止させるようになっている。洗浄装置本体１０内の給水管は高圧用鋼管が固定設置され、噴霧ノズル銃４_Ｇの給水管４にも高圧用鋼管が用いられている。
【００２１】
高圧オゾン噴霧ノズル１は、ノズル本体２とエアーヘッダ３とから成り、ノズル本体２にはその中心にオゾン含有エアーの噴霧孔７、これを挟んで２つの高圧水噴霧孔６、６がそれぞれ互いに平行に設けられており、又ノズル本体２の背面側には連結孔４ａに給水管４が接続され、エアーヘッダ３にはエアーホース５が接続されている。エアーヘッダ３はノズル本体２に対し半径方向に螺着され、エアーヘッダ３の突出端３ａに接続金具５ａを介してエアーホース５が接続されている。
【００２２】
エアーヘッダ３の内部には連通孔３_Ｒが穿設され、その一端がエアーホース５の内径に連通している。３_ＯＲはオーリングであり、エアーホース５はテフロン（登録商標）又はシリコン製の耐オゾン可撓製ホースが用いられている。ノズル本体２に接続されている給水管４の先端は、連結孔４ａ内に挿入され、止めねじ４ｂにより固定されている。４_ＯＲはオーリングであり、このオーリング４_ＯＲで形成されるスペース４ｓに２つの高圧水噴霧孔６、６の奥側を通過させて給水管４の内径に接続される。
【００２３】
ノズル本体２に設けられている高圧水噴霧孔６、６とオゾン含有エアー噴霧孔７の配置は、上記の設定圧（３０ｋｇｆ／ｃｍ^２）で噴霧孔６、６から射出される高圧水の噴霧流れがそれぞれの噴霧流れの拡散によって、図４に示すように所定距離Ｌ（図示の例では約１５ｃｍ）の位置で互いに合流可能であり、かつ２条の高圧水の噴霧流れが合流することにより生起される負圧でオゾン含有エアーの噴霧流れを吸引し、混合し得る間隔に２つの高圧水噴霧孔６、６の互いの間隔を設定してある。
【００２４】
なお、図示の噴霧孔６、６と噴霧孔７は同一直線上に配置されているが、噴霧孔６、６は２つに限らず、例えば噴霧孔７を中心として３つ又は４つ、あるいはそれ以上の複数個設けてもよい。但し、いずれの場合も上述した噴霧流れが合流、吸引、混合される機能の条件に適合するように設けることが必要である。又、ノズル本体２の直径は２０ｍｍφ、噴霧孔６、６は直径１．５ｍｍφ、噴霧孔７は直径１．２ｍｍφ、噴霧孔６と６の中心間距離は５．５ｍｍ、給水管４の内径５ｍｍ、エアーホース５の内径４ｍｍである。
【００２５】
以上のように構成した実施形態の高圧オゾン洗浄装置では、次のようにオゾン含有エアーが高圧水に混合されて噴射され、洗浄作業が行なわれる。洗浄装置を作動させるため、給水ライン、エアーラインのストップ弁を開き、図示しない電源スイッチを投入して高周波電源１６を起動させるとその旨の表示がなされ、異常がなければ準備が終わる。なお、高圧水に温水を使用するときは予め温水ボイラ２１のバーナ２２で温水を温水ボイラ２１から給水タンク１１へ送って貯水しておくものとする。噴霧ノズル銃４_Ｇをケーシング１０ｃの保持部材から持上げ、その高圧オゾン噴霧ノズル１を対象物へ向けて噴霧レバー４_Ｌを引くと高圧オゾン噴霧流れが噴射される。
【００２６】
噴霧レバー４_Ｌを引くと銃床内の開閉弁が開かれ、その作動スイッチの信号により高圧ポンプ１２のモータ１２_Ｍ及びエアー圧縮機１４のモータ（図示せず）が起動され、給水ラインから高圧水が送られ、エアーラインからオゾン含有エアーが送られると、高圧オゾン噴霧ノズル１からそれぞれの噴霧流れが噴霧され、これを短時間（数秒）保持すると高圧オゾン噴霧ノズル１の噴霧状態は安定した定常状態となり、洗浄可能の状態となる。高圧オゾン噴霧ノズル１から噴射される高圧水及びオゾン含有エアーの噴霧流れは、それぞれの噴霧孔６、６、７が互いに独立に設けられているため、噴霧孔から噴霧される前にノズル１内で混合されることはない。
【００２７】
又、各噴霧孔６、６、７は互いに平行に設けられているから、それぞれの噴霧流れも噴霧孔６、６、７から直進する方向に噴射される。しかし、２つの高圧水の噴霧流れＪ_１、Ｊ_２は、その圧力に応じた放射角を以て拡がりながら進み（図中のｊ_１、ｊ_２は拡散噴霧流れを示す）、かつ２つの噴霧孔６と６の間隔が小さいため、所定距離Ｌ進むと互いに合流して１つの噴霧流れＪｗとなる。しかも、所定距離Ｌの合流点（位置）では、２つの噴霧流れの合流により負圧域が生じ、このため噴霧孔７からのオゾン含有エアーの噴霧流れＪａｉｒを吸引して混合し、この混合された噴霧流れが対象物に噴射されることとなる。
【００２８】
従って、上記のように混合されて１つとなった噴霧流れＪｗにはオゾン含有エアーの霧滴が含まれて対象物に噴射されるため、高圧水のエネルギで高速流れとして噴霧された激しい噴霧流れにより対象物を強く洗浄すると共に、オゾンの強力な酸化作用が働く。このオゾンの酸化作用は、単に高圧水の噴霧流れのみで噴射しただけでは洗浄できないような汚れを溶解、又は分解して高圧水の噴霧流れの圧力の作用と協働して除去することができることとなる。
【００２９】
上記オゾンの酸化作用は、従来の高圧水の噴霧ノズルによる噴霧流れでは除去できない次のような場合に有効である。例えば図５に示すような自動車の洗車装置として実施形態の洗浄装置を使用する場合では、自動車ボディの表面に付着した泥を高圧水の噴霧流れで除去出来るとしても、隅部に長期間放置されたカビが固形化して付着している場合、これをオゾンの酸化作用で溶解、分解することにより短時間に効率よく除去できる。又、図示以外の例として、業務用厨房の床面、公衆浴場の床面等に付着するぬめりと呼ばれる分解し難い汚れ等、酸化作用により分解しなければ除去できないような汚れを完全に除去することができる。
【００３０】
なお、実施形態の装置では高圧水として用いられる水は予め温水ボイラ２１で温水として給水タンク１１へ送られており、このためこの温水を用いた高圧温水は、湯温を高く保持することにより対象物のぬめり等に対する溶解力を大きくし、洗浄力を高めることができてより一層効果的である。これは水のクラスタを小さくし、表面張力を小さくすることで洗浄力を高めるからである。又、対象物への噴射後は、オゾンＯ_３は数秒で安定な酸素Ｏ_２へ戻り、従って周囲の環境に影響を及ぼすことなく高圧洗浄ができることとなる。
【００３１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、この発明の高圧オゾン洗浄方法及び装置では複数条の高圧水の噴霧流れとオゾン含有エアーの噴霧流れをノズルからそれぞれ独立に噴射し、複数条の高圧水の噴霧流れをノズル外で互いに合流するようにし、その合流位置で生じる負圧でオゾン含有エアーの噴霧流れを混合してオゾンを対象物まで運ぶようにしたから、高圧水の噴霧流れのエネルギで対象物を洗浄するだけでなく、オゾンの強い酸化力で分解又は溶解しなければ落ちないような落ち難い汚れも短時間に効率よく洗浄することができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の高圧オゾン洗浄装置の概略構成図
【図２】同上洗浄装置の外観斜視図
【図３】高圧オゾン噴霧ノズルの（ａ）外観斜視図、（ｂ）主断面図
【図４】作用の説明図
【図５】洗浄対象への使用例の説明図
【符号の説明】
１高圧オゾン噴霧ノズル
２ノズル本体
３エアーヘッダ
４給水管
４_Ｇ噴霧ノズル銃
５エアーホース
６高圧水噴霧孔
７オゾン含有エアー噴霧孔
１０洗浄装置本体
１０Ａ高圧水供給源
１０Ｂ気体供給源
１１給水タンク
１２高圧ポンプ
１３調圧弁
１４エアー圧縮機
１５オゾナイザ
１６高周波電源

Claims

高圧水とオゾン含有エアーをノズルへ送り、ノズルから複数条の高圧噴霧流れとオゾン含有エアーの噴霧流れをそれぞれ独立に噴霧し、ノズル外で高圧噴霧流れを互いに合流させると共に、その合流点に生じる高圧噴霧流れの負圧によりオゾン含有エアーの噴霧流れを吸引してこれを合流高圧噴霧流れに混合し、この合流高圧噴霧流れを対象物に噴射して洗浄・殺菌するようにした高圧オゾン洗浄方法。
高圧水を発生させる高圧水供給源と、オゾンを含有するエアーを供給する気体供給源と、高圧水の噴霧流れにオゾン含有エアーの噴霧流れを吸引、混合して対象物に噴射する高圧オゾン噴霧ノズルとを備え、高圧オゾン噴霧ノズルはノズル本体の中心にオゾン含有エアーの噴霧孔と、これを挟んで又は囲むようにそれぞれ互いに平行に複数の高圧水の噴霧孔とを備え、複数の高圧水の噴霧孔をそれぞれの噴霧流れの拡がりが相互に干渉して合流可能で、かつその合流位置での負圧による吸引力でオゾン含有エアーを吸引し得る寸法に互いに離隔して形成した高圧オゾン洗浄装置。
ノズル本体の中心にオゾン含有エアーの噴霧孔と、これを挟んで又は囲むように複数の高圧水の噴霧孔をそれぞれ互いに平行に設け、複数の高圧水噴霧孔をそれぞれの噴霧流れの拡がりが相互に干渉して合流可能で、かつその合流位置での負圧による吸引力でオゾン含有エアーを吸引し得る寸法に互いに離隔して設けた高圧オゾン噴霧ノズル。
前記ノズル本体に接続される給水管から高圧水をノズル本体内で複数の高圧水の噴霧孔に分配して噴霧するように形成したことを特徴とする請求項３に記載の高圧オゾン噴霧ノズル。
前記複数の高圧水の噴霧孔を２つとしたことを特徴とする請求項３又は４に記載の高圧オゾン噴霧ノズル。