JP2014033955A - 二酸化塩素ガス滅菌装置／純粋二酸化塩素溶液生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 殺菌・消臭効果に優れた二酸化塩素を発生させる装置であって、発生装置に対する金属腐食性の問題がなく、かつ、市販の汎用ブロアや吸い上げポンプなどを流用できる低コストで高効率に二酸化塩素ガスによる空間滅菌を可能にする装置、ならびに未反応物や反応原料を含まない高純度の二酸化塩素溶液の生成を可能にする装置の開発
【解決手段】 ベンチュリ効果を得ることのできるアスピレーターあるいはエジェクターをブロアおよびポンプの排気および排水口に接続し、アスピレーターの吸い上げ管に接続された吸気口をもうけた二酸化塩素充填槽を減圧することで、二酸化塩素充填槽内をエアレーションし、高効率に二酸化塩素ガスを排気させること方法による二酸化塩素ガス滅菌装置ならびに排気した二酸化塩素ガスを微小泡状態で水に吹き込むことによって得る高純度の二酸化塩素溶液の発生装置

Description

本発明は、ウイルス不活化・藻の発生抑制・カビ類の発生抑制・異臭味の除去・鉄マンガンの除去・トリハロメタン類の発生抑制といった水質の浄化を目的とし、冷却塔循環水の衛生管理・カット野菜・肉・魚など従来次亜塩素酸によって消毒を行っていた箇所における食品の消毒・循環式温浴施設の衛生管理・浄化槽の消毒槽の衛生管理・産業廃水の浄化に使用することも、空間内の殺菌・ウイルスの不活化・花粉症原因タンパク質の変性・悪臭物質の消臭といった目的であらゆる施設を迅速かつ確実に処理することが可能となり、しかも低コストで市販されている汎用品を流用することができる二酸化塩素ガス滅菌装置ならびに純粋二酸化塩素溶液生成装置に関する。

二酸化塩素は細菌・ウイルス・悪臭物質・花粉症アレルゲンタンパク質・鉄マンガン除去などの用途に優れた効果を発揮することは周知であり、水道水の消毒、産業廃水の浄化、空調冷却塔内の菌対策、循環式温浴施設の菌対策、空間の消毒など多くの産業的用途で二酸化塩素を利用した製品が実用化されている。

しかし、その優れた特性を持ちながら金属腐食性や発生に要する亜塩素酸と酸の取り扱いの問題から二酸化塩素溶液の発生装置やガスの発生装置は兼用することが難しく、材質も選ぶため工業的には安価な次亜塩素酸ナトリウム溶液の薬液点滴装置や空間の滅菌ではホルマリンなどの極めて有害な発がん性物質がいまだに使われており、空間の二酸化塩素による滅菌と二酸化塩素溶液を作成する装置を兼用できるような製品はなく、二酸化塩素による金属腐食性の問題などから単なる二酸化塩素溶液の生成装置であっても高コストであった。

先行技術文献によれば、二酸化塩素による空間の滅菌装置は亜塩素酸ナトリウム溶液槽と酸溶液の槽を用意しそれぞれを定量計量し反応させるか、反応槽で水と希釈しながら反応させることにより二酸化塩素を発生させ、煙霧させることによって空間を殺菌する装置

あるいはいわゆる安定化二酸化塩素に紫外線を照射することによって二酸化塩素を発生させる特許公開２００４−０５７３５２の装置などが存在する。

特許公開２００６−２６３１７３のようにヒーターによる加熱をもって二酸化塩素を放出させる装置などが提案されている。

しかし、これらいずれの方法も装置自体に対する二酸化塩素による劣化および金属に対する腐食性の問題に対して解決策を提供しておらずそのため、構造上耐食性に優れたステンレスやフッ素樹脂など高コストな材料を使用せずには十全な機能を発揮させることができず高コストなため市場において受け入れられるだけの製品は存在しなかった。

また、これら装置は基本的に運搬などを考慮されておらず、可搬性に乏しかった。

加えて、二酸化塩素を溶液として使用する方法とガスとして使用する方法の両方に簡便に使用することを可能にした先行技術も存在せず、ガスとしても有効であり、水溶液にすることも可能な優れた効果を有する二酸化塩素であるにも関わらず、その特性を生かすことのできる構成を有した技術が存在したなかった。

特許出願公開２０１０−２０７５３９ 特許出願公開２０１０−１８８０９５ 特許出願公開２００９−２３４８８７ 特許出願公開２００４−２３６８４５ 特許出願公開２００６−２６３１７３ 特許出願公開２０００−１５４００３ 特許出願公開２００４−０５７３５２

本発明によって解決しようとする課題は、以下に述べる３つの課題をすべて満たす二酸化塩素発生装置を開発することにある。

第一の課題は、低コストかつ利便性に優れた装置の開発である。二酸化塩素がその優れた特性にも関わらず水処理分野において次亜塩素酸ナトリウムが利用され、空間の殺菌においていまだに発がん性の高い酸化エチレンやホルマリンが利用される背景には二酸化塩素発生装置のコストの高さや使い勝手の悪さが起因している。

第二の課題は、堅牢性の高い装置の開発である。二酸化塩素を装置として使用する場合には、必然的に金属腐食性の問題が生じる。装置を構成する多くの部品には樹脂や金属が用いられており、それらすべてに二酸化塩素が暴露した場合当然に腐食や樹脂の劣化が生じ、製品の寿命の低下や品質の低下を招くため、この堅牢性を確保し、構造的に腐食や劣化の可能性を限りなく排除した製品の開発が求められている。

第三の課題は、二酸化塩素を溶液として使用する方法とガスとして使用する両方の方法に対して対応可能な装置の開発である。二酸化塩素は従来から用いられている次亜塩素酸やオゾン、エタノールなどと異なり、水溶液としてもガスとしても優れた特性を有しており、当然に両方の用途に対応可能で可搬性に優れた製品の開発はあらゆる産業分野において革新的な効用をもたらすことが容易に予想される。

また一般的に二酸化塩素溶液を生成する際に使用する亜塩素酸塩と酸の反応時には、未反応物や反応副生成物なども生じるため、純度の高い二酸化塩素溶液とはいえず、未反応の酸などが混和した状態であるため、純粋な二酸化塩素溶液と異なり金属腐食性の問題もあった。

発明を解決するための手段

本発明は上記課題の解決ために鋭意研究を重ねた結果、市販の汎用品に取り付けることで二酸化塩素ガスを発生させる装置を構成できることを発見した。

第一にベンチュリ効果を得られるアスピレーターあるいはエジェクターをブロワや吸い上げポンプなどの排出口に取り付ける。

第二にアスピレーターの吸い上げ管には塩ビ性などの市販の容器を取り付け、二酸化塩素充填槽とする。この二酸化塩素充填槽には吸気口を設ける。

第三に二酸化塩素充填槽内を高濃度の二酸化塩素溶液で適量満たす。

本発明は以上の構成をもって実現しうる。ブロワまたはポンプを稼働することでアスピレーターから接続された二酸化塩素充填槽は減圧され、減圧されることによって吸気口から流入する空気が二酸化塩素充填槽をエアレーションし、空気と混和した二酸化塩素ガスがアスピレーターを通じて噴出する。この時生じる二酸化塩素および空気の混合気体は、当然に二酸化塩素の未反応物や副生成物などを含んでおらず、この純度の高い二酸化塩素と空気の混合気体を水に吹き込むことによって、容易に高純度の二酸化塩素溶液を生成することも可能となる。

該発明の構成であれば、第一の課題が解決されていることは明らかである。ブロワやポンプなどの機械部品はすべて市販されている汎用品を流用することができる。その性能は利用者が利用目的に応じて任意に選択可能であり、充電式で可搬性の高いものを選ぶことも、連続的に運転可能な製品を選択することもすべて可能であり、このことは製品の低コスト化と利便性において優れていることを意味している。
【】
さらに第二の課題もまた解決されている。該発明による構成であれば、駆動する機械部品などには一切二酸化塩素が暴露しない。ブロワもポンプも高濃度の二酸化塩素に直接暴露することがないため、二酸化塩素による機械部品の劣化や故障のリスクは軽減される。加えて唯一二酸化塩素に接触するアスピレーターに関しては駆動部分が存在しないため、やはり故障のリスクはほとんど存在しない。二酸化塩素の充填槽は単なる容器であり、容易に交換可能なため、二酸化塩素に対して一定の耐薬品性を有する市販の塩化ビニル樹脂やＡＢＳ樹脂などを使用したものであれば、問題なく使用できるため優れた堅牢性を有する。
【】
第三の課題もまた二酸化塩素が容易に水中に溶存する特性によって、解決されている。アスピレーターを通じて気体を水に吹き込むことによりマイクロバブルが発生することはよく知られた現象であるが、例えば水へほとんど溶解しないオゾンなどではマイクロオーダーの微小泡では十分な溶存性をあげることができず、ナノオーダーやピコオーダーの極微小泡が求められるため、高価な設備や複雑な装置が必要であるが、該発明の構成であればマイクロオーダー以上の微小泡であっても容易に二酸化塩素溶液にすることができるため、コストと利便性の点で優れている。
【】
しかも、該発明による二酸化塩素溶液を生成では当然に分解副生成物や未反応物などが存在しない極めて高純度の二酸化塩素溶液を作成することができる。

発明の効果

本発明による二酸化塩素滅菌装置ならびに高純度二酸化塩素溶液生成装置は、従来、空間の滅菌にホルマリンや酸化エチレンを用いていたすべての用途に利用可能であり、かつ、そこまでの滅菌水準を求められていないような場所でも手軽に空間の殺菌や消臭が可能になる。

加えて高純度の二酸化塩素溶液を生成することができるため、従来ノロウイルスにはほとんど有効でないが蒸発残留物がないなどの点で飲食店や食品工場などあらゆる場所で利用されているエタノールに完全に代替させることも可能である。

以下に本発明の詳細な内容について説明する。

本発明においてブロワおよび吸い上げポンプとは、アスピレーターに接続し気体または液体をアスピレーター内に流入させることが可能であれば、市販のいかなるものを利用することも可能である。

ベンチュリ効果を得るアスピレーターまたはエジェクターもまた市販の製品であればいかなるものも利用できる。材質においては一般的にはステンレス製、ガラス製、フッ素樹脂製のものが市販されており、これらを任意に選択できるが、二酸化塩素に暴露することを考慮してフッ素樹脂製のものがもっとも適している。

高濃度の二酸化塩素を充填する槽は、アスピレーターと接続するふた部分に吸気口を設け二酸化塩素に対して耐薬品性を有する汎用樹脂で成型した任意の容器から選択できる。具体的には塩化ビニル樹脂やＡＢＳ樹脂、ＰＰ樹脂、フッ素樹脂などから任意に選択することができる。

二酸化塩素充填槽の容量は１００ｍｌ〜１０Ｌまで任意に選択可能であるが、利便性を考慮すると５００ｍｌ〜３Ｌまでが望ましいと思われるが、これに制限されるものではない。

二酸化塩素充填槽内に充填する二酸化塩素は個体状、ゲル状、液体状を問わず任意に選択することが可能であり、その生成方法も公知のあらゆる手段を用いることができる。

もっとも典型的な使用方法は二酸化塩素充填槽に亜塩素酸溶液と希塩酸溶液を混合して二酸化塩素溶液を作成する方法をあげることができる。該二酸化塩素溶液充填槽内の二酸化塩素濃度は任意に選択することができるが、 あまりに低濃度では十分な二酸化塩素ガスと空気の混合気体を作ることができず、高濃度では二酸化塩素溶液の生成時に高濃度の二酸化塩素に暴露する危険性が増大するため、作業性を考慮して１０００ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍ程度が望ましい。

以下に実施例をあげて、二酸化塩素ガス滅菌装置／純粋二酸化塩素生成装置の性能を検証する。
【】
実施例はマキタ製ブロワＵＢ１４２ＤＲＦに金属アスピレーターを接続し、アスピレーターの吸い込み管に１０００ｍｌのＨＤＰＥ製容器を二酸化塩素充填槽として接続し、内部に３０００ｐｐｍの二酸化塩素溶液を５００ｍｌを入れた。マキタ製ブロワは最大風量２．６ｍ^３／ｍｉｎ使用。

実施例１から３は広さの違う空間で上記表のように運転時間を変えて装置を稼働させ、二酸化塩素濃度と一般生菌数を拭き取り検査によって測定した。

装置を稼働していない状態では１０００ＣＦＵ以上であったのに対して、実施例１〜３ではいずれも短時間で１０ｐｐｍ以上の濃度に達し、かつ、一般生菌数も検出できない水準であった。

本発明によって二酸化塩素ガス発生装置／純粋二酸化塩素溶液生成装置は、空間の殺菌消臭ならびに水溶液の消毒に必要な二酸化塩素を簡便かつ低コストで実現した。これによって畜舎や大規模工場などの広大な空間におけるホルマリン代替の殺菌から、低濃度管理により空間衛生管理、冷却等や温浴施設などにおける循環水の衛生管理など極めて汎用的な用途で高水準の衛生管理を達成することができる。

Claims (1)

1. ブロワまたは吸い上げポンプの排気および排水口に接続されたベンチュリ効果を得ることのできるアスピレーターと該アスピレーターの吸い込み口に接続され、空気取り入れ口を有する二酸化塩素が充填された槽によって構成されることを特徴とし、使用時にはアスピレーターによって二酸化塩素充填槽が減圧されることで、空気取り入れ口より二酸化塩素充填槽がエアレーションされることにより高効率に二酸化塩素ガスを噴出せしめ、空間を滅菌することが可能となる二酸化塩素ガス噴出滅菌装置および噴出する二酸化塩素ガスを任意の水に吹き込むことにより微小泡を形成し、高効率に純粋な二酸化塩素溶液を生成する純粋二酸化塩素溶液生成装置。