JP2022036815A

JP2022036815A - 消毒剤生成装置及び消毒剤生成方法

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Publication number: JP2022036815A
Application number: JP2020141206A
Authority: JP
Inventors: 由和小林; Yoshikazu Kobayashi; 秀匡小林; Hidemasa Kobayashi; 悦男石井; Etsuo Ishii
Original assignee: Miike Inc
Current assignee: Miike Inc
Priority date: 2020-08-24
Filing date: 2020-08-24
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2040-08-24
Also published as: JP7000517B1

Abstract

【課題】オゾンのウルトラファインバブルを含有する含有液を用いて、十分な消毒や殺菌の効果が得られる消毒剤を生成する消毒剤生成装置及び消毒剤生成方法を提供する。【解決手段】消毒剤生成装置１は、水を貯留する液槽２と、水の電気分解を行う電解部３と、電気分解された水に紫外線を照射してオゾンを生成する光照射部４と、オゾンと水の混合体を圧送する第１ポンプ５と、混合体のオゾンを微細化してオゾンＵＦＢ含有液を生成するオゾンＵＦＢ含有液製造部７と、オゾンＵＦＢ含有液を圧送する第２ポンプ９と、オゾンＵＦＢ含有液の霧を生成する霧生成部１２と、オゾンＵＦＢ含有液の霧に紫外線を照射するエネルギー照射装置１３を備える。エネルギー照射装置１３でオゾンＵＦＢ含有液の霧に紫外線を照射することにより、オゾンのウルトラファインバブルが崩壊してヒドロキシラジカルを生成し、ヒドロキシラジカルを含んだ霧状の消毒剤Ｖを生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、オゾンのウルトラファインバブルの含有液を用いて消毒剤を生成する消毒剤生成装置及び消毒剤生成方法に関する。

従来より、消毒や殺菌のために、オゾンの水溶液が使用されているが、オゾンを水に単に溶解してなるオゾン溶解水は、常温ではオゾンの大部分が製造後１～２数時間程度で消滅する。したがって、消毒や殺菌を有効に行うためには、オゾン溶解水の製造直後に使用する必要があり、取り扱いに手間がかかる不都合がある。そこで、オゾンを水中に長時間保持するために、直径が５０～５００ｎｍの気泡であるウルトラファインバブルのオゾンを水に含有させたオゾン水が提案されている（特許文献１参照）。

このオゾン水は、オゾンをウルトラファインバブルの形態で保持することにより、１月以上の長期に渡ってオゾンを水中に含有させることができ、これにより、安定してオゾンの効果を維持できるとしている。

特開２００５－２４６２９３号公報

しかしながら、上記従来のオゾン水は、オゾンのウルトラファインバブルは水中で安定しているため、オゾン溶解水よりもオゾンの反応性が低く、消毒や殺菌の効果が弱いという不都合がある。

そこで、本発明の課題は、オゾンのウルトラファインバブルを含有する含有液を用いて、十分な消毒や殺菌の効果が得られる消毒剤を生成する消毒剤生成装置及び消毒剤生成方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の消毒剤生成装置は、
オゾンのウルトラファインバブルが液体中に含有されたオゾンＵＦＢ（ＵｌｔｒａＦｉｎｅＢｕｂｂｌｅ）含有液を製造するオゾンＵＦＢ含有液製造部と、
上記オゾンＵＦＢ含有液の霧を生成する霧生成部と、
上記オゾンＵＦＢ含有液の霧にエネルギーを照射するエネルギー照射部と
を備えることを特徴としている。

上記構成によれば、オゾンＵＦＢ含有液製造部により、オゾンのウルトラファインバブルが液体中に含有されたオゾンＵＦＢ含有液が製造される。ここで、オゾンは、消毒剤生成装置の設置位置で製造してもよく、或いは、他の場所で製造されたものを用いてもよい。上記オゾンＵＦＢ含有液の霧が、霧生成部によって生成される。このオゾンＵＦＢ含有液の霧に、エネルギー照射部によってエネルギーが照射される。オゾンＵＦＢ含有液の霧にエネルギーが照射されることにより、オゾンＵＦＢ含有液の粒子に効果的にエネルギーが与えられる。オゾンＵＦＢ含有液の粒子にエネルギーを与えることにより、この粒子中に含有されるオゾンのウルトラファインバブルを崩壊させ、オゾンの分解を促進してヒドロキシラジカルを生成する。このようにして、オゾンＵＦＢ含有液から、ヒドロキシラジカルを含む霧を生成することにより、十分な消毒や殺菌の効果を有する消毒剤を生成することができる。

ここで、ウルトラファインバブル（ＵＦＢ；ＵｌｔｒａＦｉｎｅＢｕｂｂｌｅ）は、直径が１μｍ以下の気泡である。オゾンＵＦＢ含有液は、液体として水や有機溶剤等を用いることができるが、液体は水が特に好ましい。また、オゾンＵＦＢ含有液は、オゾンのウルトラファインバブルに加えて、ケイ素等の無機化合物や、界面活性剤等の有機化合物等、他の物質を含んでも良い。

一実施形態の消毒剤生成装置は、上記エネルギー照射部が、エネルギーとしての電磁波を照射する。

上記実施形態によれば、オゾンＵＦＢ含有液の霧に電磁波を照射することにより、オゾンＵＦＢ含有液の粒子にエネルギーを効率的に与えることができる。したがって、オゾンＵＦＢ含有液の粒子に含まれるウルトラファインバブルを効率的に崩壊させて、オゾンの分解を促進してヒドロキシラジカルを効率的に生成できる。その結果、十分な消毒や殺菌の効果を有する消毒剤が得られる。

一実施形態の消毒剤生成装置は、上記電磁波が、紫外線である。

上記実施形態によれば、オゾンＵＦＢ含有液の霧に紫外線を照射することにより、オゾンＵＦＢ含有液の粒子にエネルギーを効率的に与えることができる。したがって、オゾンＵＦＢ含有液の粒子に含まれるウルトラファインバブルを効率的に崩壊させて、オゾンの分解を促進してヒドロキシラジカルを効率的に生成できる。その結果、十分な消毒や殺菌の効果を有する消毒剤が得られる。

一実施形態の消毒剤生成装置は、上記エネルギー照射部が、エネルギーとしての超音波を照射する。

上記実施形態によれば、オゾンＵＦＢ含有液の霧に超音波を照射することにより、オゾンＵＦＢ含有液の粒子にエネルギーを効率的に与えることができる。したがって、オゾンＵＦＢ含有液の粒子に含まれるウルトラファインバブルを効率的に崩壊させて、オゾンの分解を促進してヒドロキシラジカルを効率的に生成できる。その結果、十分な消毒や殺菌の効果を有する消毒剤が得られる。

一実施形態の消毒剤生成装置は、上記霧生成部で生成された霧を外部に排出する送風機を備え、
上記送風機で排出される霧の通路上に、上記エネルギー照射部が配置されている。

上記実施形態によれば、霧生成部で生成されたオゾンＵＦＢ含有液の霧が、送風機によって消毒剤生成装置の外部に排出される。上記送風機で排出される霧の通路上に配置されたエネルギー照射部により、オゾンＵＦＢ含有液の霧にエネルギーが照射され、ヒドロキシラジカルを含んだ霧を外部に排出することができる。

一実施形態の消毒剤生成装置は、上記送風機の羽根に、上記エネルギー照射部が配置されている。

上記実施形態によれば、送風機によって送られるオゾンＵＦＢ含有液の霧に、効果的にエネルギーを照射することができる。

一実施形態の消毒剤生成装置は、上記送風機の羽根の外径側に設けられた導流壁に、上記エネルギー照射部が配置されている。

一実施形態の消毒剤生成装置は、上記霧生成部で生成されるオゾンＵＦＢ含有液の霧が、１０～１０００μｍの直径を有する。

上記実施形態によれば、霧生成部で生成されるオゾンＵＦＢ含有液の霧が、１０～１０００μｍの直径を有するので、エネルギーの照射により効率的にウルトラファインバブルを崩壊させることができる。ここで、オゾンＵＦＢ含有液の霧の直径が１０μｍよりも小さいと、オゾンの含有量が過少となり、消毒や殺菌の効果が低下する不都合がある。一方、オゾンＵＦＢ含有液の霧の直径が１０００μｍよりも大きいと、エネルギーの照射によるヒドロキシラジカルの生成効率が低下する不都合がある。

一実施形態の消毒剤生成装置は、上記オゾンＵＦＢ含有液製造部が、
円形断面を有するケーシングと、
上記ケーシングの一端に接続され、上記ケーシングと同軸上に延在し、液体とオゾンの混合体を供給する供給管と、
上記ケーシングの他端に接続され、上記ケーシング及び供給管と同軸上に延在してオゾンＵＦＢ含有液を排出する排出管と、
上記ケーシング内に収容され、上記供給管からケーシング内に供給された上記混合体が導入されて上記ケーシングと同軸の旋回軸回りに旋回流を形成する第１旋回室と、上記供給管からケーシング内に供給された上記混合体が導入されて上記第１旋回室の旋回軸の延長線上に位置する旋回軸回りに旋回流を形成する第２旋回室と、上記第１旋回室で形成された混合体の旋回流と上記第２旋回室で形成された混合体の旋回流とが衝突する衝突室と、この衝突室で混合体の旋回流が衝突してなるオゾンＵＦＢ含有液を排出管側に導く排出通路とを含み、上記排出通路に連通するように上記排出管に連結された微細化ブロックと
を有する。

上記実施形態によれば、供給管と、ケーシングと、排出管と、上記ケーシング内に収容された微細化ブロックとが同軸上に配置されることにより、オゾンＵＦＢ含有液製造部を小型にできる。また、微細化ブロックが、第１旋回室と、第２旋回室と、衝突室と、排出通路とを含んで形成され、液体とオゾンの混合体を供給すればオゾンのウルトラファインバブルを含有するオゾンＵＦＢ含有液が得られる。したがって、少ない部品構成でオゾンＵＦＢ含有液を作製できるので、オゾンＵＦＢ含有液製造部を比較的小型にでき、また、安価に作製できる。また、微細化ブロックにおいて、第１旋回室と第２旋回室で混合体の旋回流が各々形成される工程と、衝突室で互いの旋回流が衝突される工程が、連続的に行われるので、効率的にオゾンＵＦＢ含有液を製造できる。また、供給管からケーシング内に導かれた混合体は、微細化ブロックの第１旋回室と第２旋回室に導かれて旋回流に形成された後、互いの旋回流が衝突させられてオゾンのウルトラファインバブルが作製されるので、均一な径のウルトラファインバブルを効率的に製造できる。

一実施形態の消毒剤生成装置は、上記オゾンＵＦＢ含有液製造部の微細化ブロックが、
上記第１旋回室と、この第１旋回室の一端側へケーシング内の混合体を第１旋回室の接線方向に導入する第１導入路と、上記第１旋回室の他端に形成されて旋回流を吐出する第１吐出孔とを有する第１ブロック部品と、
上記第１ブロック部品に結合され、上記第２旋回室と、この第２旋回室の一端側へケーシング内の混合体を第２旋回室の接線方向に導入する第２導入路と、上記第２旋回室の他端に形成されて上記第１ブロック部品の第１吐出孔と対向して旋回流を吐出する第２吐出孔と、上記第１ブロック部品の表面の一部との間に衝突室を形成する衝突室壁面と、この衝突室壁面に形成された流入口と上記第１ブロック部品が連結された側と反対側の端面に形成された排出口との間に延在する上記排出通路とを有する第２ブロック部品と
を含んで形成されている。

上記実施形態によれば、微細化ブロックが、第１ブロック部品と第２ブロック部品が結合されて形成される。上記第１ブロック部品は、第１旋回室と、この第１旋回室の一端側へケーシング内の混合体を第１旋回室の接線方向に導入する第１導入路と、上記第１旋回室の他端に形成されて旋回流を吐出する第１吐出孔とを有する。また、上記第２ブロック部品は、第２旋回室と、この第２旋回室の一端側へケーシング内の混合体を第２旋回室の接線方向に導入する第２導入路と、上記第２旋回室の他端に形成されて上記第１ブロック部品の第１吐出孔と対向して旋回流を吐出する第２吐出孔とを有する。更に、上記第２ブロック部品が、上記第１ブロック部品の表面の一部との間に衝突室を形成する衝突室壁面と、この衝突室壁面に形成された流入口と上記第１ブロック部品が連結された側と反対側の端面に形成された排出口との間に延在する排出通路とを有する。このように形成された第１ブロック部品と第２ブロック部品により、小型の微細化ブロックを構成することができ、オゾンＵＦＢ含有液製造部を効果的に小型にできる。

本発明の消毒剤生成方法は、オゾンのウルトラファインバブルが液体中に含有されたオゾンＵＦＢ含有液を準備するオゾンＵＦＢ含有液準備工程と、
上記オゾンＵＦＢ含有液の霧を生成する霧生成工程と、
上記オゾンＵＦＢ含有液の霧にエネルギーを照射するエネルギー照射工程と
を備えることを特徴としている。

上記構成によれば、オゾンＵＦＢ含有液準備工程により、オゾンのウルトラファインバブルが液体中に含有されたオゾンＵＦＢ含有液が準備される。このオゾンＵＦＢ含有液準備工程で準備されたオゾンＵＦＢ含有液の霧が、霧生成工程で生成される。このオゾンＵＦＢ含有液の霧に、エネルギー照射工程でエネルギーが照射される。オゾンＵＦＢ含有液の霧にエネルギーを照射することにより、オゾンＵＦＢ含有液の粒子に効果的にエネルギーを与え、この粒子中に含有されるオゾンのウルトラファインバブルを崩壊させる。これにより、オゾンＵＦＢ含有液の粒子中のオゾンの分解を促進し、ヒドロキシラジカルを生成する。このようにして、オゾンＵＦＢ含有液から、ヒドロキシラジカルを含む霧を生成することにより、十分な消毒や殺菌の効果を有する消毒剤を生成することができる。

ここで、ウルトラファインバブルは、直径が１μｍ以下の気泡である。オゾンＵＦＢ含有液は、溶媒として水や有機溶剤等の液体を用いることができるが、水が特に好ましい。また、オゾンＵＦＢ含有液は、オゾンのウルトラファインバブル以外に、ケイ素等の無機化合物や、界面活性剤等の有機化合物等、他の溶質を含んでも良い。

一実施形態の消毒剤生成方法は、上記エネルギー照射工程が、エネルギーとしての電磁波を照射する。

一実施形態の消毒剤生成方法は、上記エネルギー照射工程が、エネルギーとしての超音波を照射する。

本発明の実施形態の消毒剤生成装置を示す模式図である。実施形態のオゾンＵＦＢ含有液製造部の縦断面図である。図２の矢視ＢによるオゾンＵＦＢ含有液製造部の横断面図である。図２の矢視ＣによるオゾンＵＦＢ含有液製造部の横断面図である。オゾンＵＦＢ含有液製造部の第１ブロックを示す断面図である。オゾンＵＦＢ含有液製造部の第２ブロックを示す断面図である。霧生成部を示す模式断面図である。霧生成部と送風機とエネルギー照射部を示す模式断面図である。霧生成部と送風機と他のエネルギー照射部を示す模式断面図である。本発明の実施形態の消毒剤生成方法を示すフロー図である。

以下、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明の実施形態の消毒剤生成装置は、液体としての水にオゾンのウルトラファインバブルが保持されたオゾンＵＦＢ含有液を用いて、消毒や殺菌を行う消毒剤を生成する装置である。

この消毒剤生成装置１は、オゾンＵＦＢ含有液の霧に紫外線を照射してなる消毒剤を生成する。この消毒剤が提供される対象として、人体の手や足等の部分又は全体、動物の部分又は全体、食器、食物の材料、人が接触する道具や機器、乗り物、建造物、人が集合又は往来する場所等が挙げられる。これらの対象の消毒や殺菌を行うために、本実施形態の消毒剤生成装置１が用いられる。

本実施形態の消毒剤生成装置１は、図１に示すように、水又はオゾンＵＦＢ含有液を貯留する液槽２を備える。この液槽２の下流側に、電解部３と、光照射部４と、第１ポンプ５と、オゾンＵＦＢ含有液製造部７と、第２ポンプ９と、霧生成部１２と、エネルギー照射装置１３が順に連なっている。

液槽２は、図示しない給水管から水が供給され、消毒剤生成装置１の運転の当初は水を電解部３に供給する。液槽２には、オゾンＵＦＢ含有液製造部７の下流側で分岐してオゾンＵＦＢ含有液を導く戻り管に接続されており、この戻り管に流量調節弁８が介設されている。液槽２には、流量調節弁８を通してオゾンＵＦＢ含有液が戻されて、オゾンＵＦＢ含有液の貯留も行うようになっている。

電解部３は、所定の電圧が印加される陰極及び陽極が設けられた無隔膜電解槽を有し、液槽２から導かれた水の電気分解を行う。光照射部４は、電解部３で水が電気分解されて生成された酸素に、２５０ｎｍ前後の波長の紫外線を照射して、オゾンの気体を生成する。この電解部３及び光照射部４により、液槽２から導かれた水にオゾンの気体を混合してなる混合体を生成する気液混合体生成部が構成されている。ここで、電解部３及び光照射部４に替えて、他の原理により気体のオゾンを生成して気液混合体を生成する気液混合体生成部を備えてもよい。また、電解部３に替えて、酸素を保持し、液槽２からの水に酸素の気体を供給して混合する酸素容器を備えてもよい。この場合、光照射部４は、酸素容器から供給されて水と混合された酸素の気体に紫外線を照射して、オゾンの気体を生成する。また、電解部３に替えて、酸素を生成する酸素生成器を備えてもよい。また、電解部３及び光照射部４に替えて、オゾンを保持し、液槽２からの水にオゾンの気体を供給して混合するオゾン容器を備えてもよい。また、上記電解部３には、水と共に、オゾンＵＦＢ含有液製造部７から液槽２に戻されたオゾンＵＦＢ含有液が導かれてもよく、この場合、オゾンのウルトラファインバブルを含有する気液混合体が形成される。

第１ポンプ５は、電解部３及び光照射部４によって生成されたオゾンと水の気液混合体を、オゾンＵＦＢ含有液製造部７に圧送する。第１ポンプ５とオゾンＵＦＢ含有液製造部７の間には、圧力計６が設けられており、第１ポンプ５からオゾンＵＦＢ含有液製造部７に送られる流体の圧力が測定される。この圧力計６の測定値に基づいて、第１ポンプ５の吐出圧力を調節する。一般的に、第１ポンプ５の吐出圧力を増大すると、オゾンＵＦＢ含有液製造部７で生成されるウルトラファインバブルの直径が縮小すると共に、ウルトラファインバブルの濃度が増大する。

オゾンＵＦＢ含有液製造部７は、後に詳述するように、オゾンと水の混合体の旋回流を複数個形成し、これらの旋回流を衝突させることにより、オゾンのウルトラファインバブルを形成してオゾンＵＦＢ含有液を生成する。本実施形態では、主に３５～１００ｎｍの直径のウルトラファインバブルが生成される。

流量調節弁８は、オゾンＵＦＢ含有液製造部７で生成されたオゾンＵＦＢ含有液を、液槽２に戻す量を調節する。流量調節弁８により、下流側に供給するオゾンＵＦＢ含有液の量を調節して、霧生成部１２で生成する霧の量を調節する。

第２ポンプ９は、オゾンＵＦＢ含有液製造部７で生成されたオゾンＵＦＢ含有液を、霧生成部１２に向かって圧送する。第２ポンプ９の下流側には、第２ポンプの上流側にオゾンＵＦＢ含有液を戻す戻り管が接続されており、この戻り管との分岐点に圧力計１０が設けられている。戻り管には圧力調整弁１１が介設されており、圧力計１０の測定値に基づいて圧力調整弁１１の開度を調節することにより、霧生成部１２からの霧の吐出圧力を調節する。

霧生成部１２は、オゾンＵＦＢ含有液の霧を生成する噴霧ノズルで形成されている。霧生成部１２は、加圧されたオゾンＵＦＢ含有液を空気中に噴射して、オゾンＵＦＢ含有液の粒子を生成するものであり、公知の噴霧ノズルを用いることができる。霧生成部１２で生成されるオゾンＵＦＢ含有液の粒子は、１０～１０００μｍの直径を有する。霧生成部１２で生成するオゾンＵＦＢ含有液の粒子の直径は、十分な量の消毒剤を生成すると共に消毒や殺菌の効果を確保する点で、５０～５００μｍが好ましい。

エネルギー照射装置１３は、霧生成部１２で生成されたオゾンＵＦＢ含有液の霧に、紫外線を照射してエネルギーを与え、消毒剤生成装置１の外部に排出する。このエネルギー照射装置１３は、後に詳述するように、オゾンＵＦＢ含有液の霧を消毒剤生成装置１の外部に排出する送風機と、この送風機に設置されたエネルギー照射部としての紫外線ＬＥＤ（発光ダイオード）によって形成されている。

エネルギー照射装置１３により、オゾンＵＦＢ含有液の霧に紫外線を照射することにより、霧の粒子に含有されたオゾンのウルトラファインバブルを崩壊させ、オゾンの分解を促進してヒドロキシラジカルを生成する。このヒドロキシラジカルを含んだ霧状の消毒剤Ｖを排出し、対象に供給して、ヒドロキシラジカルの酸化作用により消毒や殺菌を行う。上記エネルギー照射装置１３でオゾンＵＦＢ含有液の霧に照射する紫外線は、１～４００ｎｍの波長の紫外線である。

本実施形態の消毒剤生成装置１は、オゾンＵＦＢ含有液の霧を生成する霧生成部１２と、この霧にエネルギーを照射するエネルギー照射装置１３を、消毒剤を提供する対象の近傍に設置すればよく、他の構成部分は対象から離れた位置に配置してもよい。特に、オゾンＵＦＢ含有液は、オゾンのウルトラファインバブルが安定して保持されるので、液槽２と、電解部３と、光照射部４と、第１ポンプ５と、圧力計６と、流量調節弁８及び戻り管は、対象から離れた位置に配置することができる。したがって、消毒剤を提供する位置に配置する機器を小型にできる。

図２は、本実施形態のオゾンＵＦＢ含有液製造部７を示す模式縦断面図であり、図３は、図２の矢視Ｂにおける断面図であり、図４は、図２の矢視Ｃにおける断面図である。

オゾンＵＦＢ含有液製造部７は、概ね円筒形状のケーシング２４と、このケーシング２４の一端に接続されてケーシング２４の内部に連通する供給管２５と、上記ケーシング２４の他端に接続された排出管２６と、上記ケーシング２４内に収容されて排出管２６の端部に接続された微細化ブロック２８を有する。

微細化ブロック２８は円筒形状を有し、内部に、水と空気の混合体が導かれる第１旋回室３１と第２旋回室３３が形成されている。微細化ブロック２８は、第１旋回室３１が内部に形成された第１ブロック部品２８１と、第２旋回室３３が内部に形成された第２ブロック部品２８２とで構成されている。

図５は、第１ブロック部品２８１を示す断面図である。第１ブロック部品２８１は、微細化ブロック２８の一端面を構成する円盤部分２８１ａと、この円盤部分２８１ａの中央部から微細化ブロック２８の内側に向かって突出した突出部分２８１ｂとを有する。突出部分２８１ｂは、円盤部分２８１ａに近い部分が円筒形状に形成されている一方、円盤部分から遠い先端部分は円錐台形状に形成されている。この第１ブロック部品２８１の内側に、第１旋回室３１が形成されている。

第１旋回室３１は、一端側部分の壁面３１ａが円筒形状を有する一方、他端側部分の壁面３１ｂが回転楕円形状を有する。第１旋回室３１の一端側部分の壁面３１ａが第１ブロック部品２８１の円盤部分の内側に概ね形成され、回転楕円形状の他端側部分の壁面３１ｂが第１ブロック部品２８１の突出部分の内側に概ね形成されている。第１ブロック部品２８１には、ケーシング２４と微細化ブロック２８との間の混合体を第１旋回室３１に導入する第１導入路３５が形成されている。第１導入路３５は、図３に示すように、第１旋回室３１の接線方向に形成されている。第１導入路３５で導かれた混合体を吐出する吐出開口３５ａが第１旋回室３１の壁面に形成されている。また、ケーシング２４と微細化ブロック２８との間の混合体を第１導入路３５へ流入させる流入開口３５ｂが、第１ブロック部品２８１の円盤部分２８１ａの側面に形成されている。第１導入路３５は、図５に示すように、第１旋回室３１の一端から他端に向けて、第１旋回室３１の中心軸の直角面に対して角度θを成すように形成されている。第１導入路３５の第１旋回室３１の中心軸直角面に対する角度θは、１°以上２０°以下に形成することができる。この角度θは、好ましくは５°以上１５°以下であり、更に好ましくは８°以上１２°である。第１ブロック部品２８１の突出部分２８１ｂの先端部には第１吐出孔３２が形成されており、この第１吐出孔３２から、第１旋回室３１で形成された混合体の旋回流が吐出されるように形成されている。

図６は、第２ブロック部品２８２を示す断面図である。第２ブロック部品２８２は、一端側に厚い底が形成されて他端が開口した有底の円筒形状を有する。この第２ブロック部品２８２の開口から上記第１ブロック部品２８１の突出部分２８１ｂが挿入されて、他端面２８２ａに第１ブロック部品２８１の円盤部分２８１ａが連結されるようになっている。この第２ブロック部品２８２の内側面と、第１ブロック部品２８１の突出部分２８１ｂの外側面との間に、第１旋回室３１からの旋回流と第２旋回室３３からの旋回流が衝突する衝突室３８が形成されている。第２ブロック部品２８２の内側は、第２旋回室３３が形成されている。

第２旋回室３３は、一端側部分の壁面３３ａが円筒形状を有する一方、他端側部分の壁面３３ｂが回転楕円形状を有する。第２ブロック部品２８２には、ケーシング２４と微細化ブロック２８との間の混合体を第２旋回室３３に導入する第２導入路３６が形成されている。第２導入路３６は、図４に示すように、第２旋回室３３の接線方向に形成されている。第２導入路３６で導かれた混合体を吐出する吐出開口３６ａが第２旋回室３３の壁面に形成されている。また、ケーシング２４と微細化ブロック２８との間の混合体を第２導入路３６へ流入させる流入開口３６ｂが、第２ブロック部品２８２の一端側の側面に形成されている。第２導入路３６は、図６に示すように、第２旋回室３３の一端から他端に向けて、第２旋回室３３の中心軸の直角面に対して角度θを成すように形成されている。第２導入路３６の第２旋回室３３の中心軸直角面に対する角度θは、１°以上２０°以下に形成することができる。この角度θは、好ましくは５°以上１５°以下であり、更に好ましくは８°以上１２°である。第２ブロック部品２８２の他端には第２吐出孔３４が形成されており、この第２吐出孔３４から、第２旋回室３３で形成された混合体の旋回流が吐出されるように形成されている。第２旋回室３３で形成される旋回流は、第１旋回室３１で形成される旋回流と、反対回りに旋回するように形成されている。

第２ブロック部品２８２の底部の外径側には、第２ブロック部品２８２の中心軸と平行に延在する複数の排出通路３９，３９，・・・が形成されている。これらの排出通路３９，３９，・・・は、第２旋回室３３の外周側に、第２旋回室３３を取り囲むように配置されている。第２ブロック部品２８２の底面の外径側に、衝突室３８の流体を排出通路３９，３９，・・・に流入させる複数の流入開口３９ａ，３９ａ，・・・が形成されている。第２ブロック部品２８２の一端面に、排出通路３９，３９，・・・で導かれた流体を吐出する複数の吐出開口３９ｂ，３９ｂ，・・・が形成されている。第２ブロック部品２８２の一端は、排出管２６に連結されており、上記排出通路３９，３９，・・・の吐出開口３９ｂ，３９ｂ，・・・から吐出された流体が、排出管２６に流れるようになっている。

上記構成のオゾンＵＦＢ含有液製造部７は、第１ポンプ５によりオゾンと水の混合体が圧送され、供給管２５からケーシング２４内に混合体が流入する。ケーシング２４内に流入した混合体は、微細化ブロック２８の外側面の流入開口３５ｂ，３６ｂから第１及び第２導入路３５，３６に導かれる。第１導入路３５に導かれた混合体は、吐出開口３５ａから第１旋回室３１内に吐出され、第１旋回室３１内に旋回流を形成する。第１導入路３５が、第１旋回室３１の接線方向に延在すると共に、第１旋回室３１の側が第１旋回室３１の他端に向かって傾斜角度θを成すことにより、第１旋回室３１内に、安定した旋回流が形成される。また、第２導入路３６に導かれた混合体は、吐出開口３６ａから第２旋回室３３内に吐出され、第２旋回室３３内に旋回流を形成する。第２導入路３６が、第２旋回室３３の接線方向に延在すると共に、第２旋回室３３の側が第２旋回室３３の他端に向かって傾斜角度θを成すことにより、第２旋回室３３内に、安定した旋回流が形成される。

上記第１旋回室３１内の混合体の旋回流は、第１吐出孔３２から衝突室３８へ吐出され、上記第２旋回室３３内の旋回流は、第２吐出孔３４から衝突室３８へ吐出される。これらの第１吐出孔３２と第２吐出孔３４から吐出された旋回流は、互いに反対方向に旋回しており、これにより大きな衝撃力を伴って衝突室３８内で衝突する。その結果、互いの混合体の気体が効果的に微細化され、ウルトラナノバブルが生成される。こうして生成されたオゾンのウルトラナノバブルを含有する水は、衝突室３８から流入開口３９ａ，３９ａ，・・・を経て排出通路３９，３９，・・・に導かれ、吐出開口３９ｂ，３９ｂ，・・・から排出管２６に排出される。この排出管２６は、オゾンＵＦＢ含有液製造部７の下流側である。

こうしてオゾンＵＦＢ含有液製造部７で生成されたオゾンのウルトラファインバブルを含有する水であるオゾンＵＦＢ含有液は、第２ポンプ９の吸入側に導かれる。なお、オゾンＵＦＢ含有液製造部７で製造されるオゾンのバブルは、ウルトラファインバブルのみに限られず、運転条件に応じてマイクロバブルも含まれる。

図７は、霧生成部１２の一例としての噴霧ノズルを示す模式断面図である。この霧生成部１２は、先端部分が拡径された大略円筒形状のノズル本体４１と、このノズル本体４１の内側に、先端に板状の壁状部分を残して形成された円筒形状の供給通路４２を有する。ノズル本体４１の先端の壁状部分には、供給通路４２を通って導かれたオゾンＵＦＢ含有液を吹き出す小径の噴出孔４３が設けられている。ノズル本体４１の先端面には、周縁部からノズル本体４１の軸と平行に延びて先端部分がノズル本体４１の中央に向かって屈曲した円錐体支持アーム４５が取り付けられている。この円錐体支持アーム４５の先端には、先端が円錐形状に形成された円錐体４４が固定されている。この円錐体４４は、噴出孔４３と同軸に配置され、先端が噴出孔４３から所定の距離をおいて対向している。上記噴出孔４３から吹き出したオゾンＵＦＢ含有液が円錐体４４に衝突して放射状に拡散されることにより、オゾンＵＦＢ含有液の霧が生成されるようになっている。なお、霧生成部１２は、円錐体４４を有さず、噴出孔４３からオゾンＵＦＢ含有液を吹き出してオゾンＵＦＢ含有液の霧を生成してもよい。

図８は、霧生成部１２とエネルギー照射装置１３の一例を示す図であり、エネルギー照射装置１３は模式断面図を示している。エネルギー照射装置１３は、送風機に、エネルギー照射部としての紫外線ＬＥＤ５５が取り付けられて形成されている。送風機は、軸方向の両端部が開口して空気の流れが内側に形成される円筒状の導流壁５１と、この導流壁５１の下流側の開口を横断するように配置されたフレーム５２と、このフレーム５２の中央に固定されたモータ５３と、上記導流壁５１の内側に放射状に配置されて上記モータ５３で導流壁５１の中心軸と同軸の回転軸周りに回転駆動される複数の羽根５４，５４，５４，・・・を有する。上記フレーム５２に、複数の紫外線ＬＥＤ５５，５５，５５，・・・が設置されている。このエネルギー照射装置１３は、霧生成部１２の下流側に、導流壁５１の上流側の開口を対向させて配置されている。

上記エネルギー照射装置１３が起動すると、モータ５３に駆動電力が供給されて送風機の羽根５４，５４，５４，・・・が回転駆動されると共に、複数の紫外線ＬＥＤ５５，５５，５５，・・・に作動電力が供給されて紫外線を発光する。羽根５４，５４，５４，・・・で形成された風により、矢印Ａで示すように、上記霧生成部１２で生成されたオゾンＵＦＢ含有液の霧が、導流壁５１内に導かれる。オゾンＵＦＢ含有液の霧は、上記導流壁５１内を通過するときに、紫外線ＬＥＤ５５，５５，５５，・・・からの紫外線が照射される。１～４００ｎｍの波長の紫外線が照射されたオゾンＵＦＢ含有液の霧は、オゾンＵＦＢ含有液の粒子に含まれるオゾンのウルトラファインバブルが崩壊し、オゾンが分解してヒドロキシラジカルが生成される。このヒドロキシラジカルを含んだ霧が、矢印Ｂで示すようにエネルギー照射装置１３から排出され、消毒剤として対象に供給される。消毒剤が供給された対象は、ヒドロキシラジカルによる酸化反応で、消毒や殺菌が行われる。

上記実施形態において、エネルギー照射装置１３は、送風機のフレーム５２に、エネルギー照射部としての紫外線ＬＥＤ５５が配置されたが、送風機の導流壁５１の内側面に紫外線ＬＥＤ５５が配置されてもよい。要は、オゾンＵＦＢ含有液の霧の通路に臨む位置に、エネルギー照射部としての紫外線ＬＥＤ５５が配置されていればよい。

図９は、霧生成部１２と、送風機と、変形例のエネルギー照射部を示す模式断面図である。変形例のエネルギー照射部１５は、オゾンＵＦＢ含有液の霧に超音波のエネルギーを照射するものである。このエネルギー照射部１５は、軸方向の両端部が開口してオゾンＵＦＢ含有液の霧が内側に導かれる円筒状の導流壁６１と、この導流壁６１の下流側の開口を横断するように配置されたフレーム６２と、このフレーム６２の中央に固定された超音波発振機６３と、上記導流壁６１の内側に放射状に配置されて上記超音波発振機６３で生成された超音波が伝達される複数の振動板６４，６４，６４，・・・を有する。上記超音波発振機６３で生成される超音波の周波数は、１０ｋＨｚ～１０ＧＨｚである。このエネルギー照射部１５は、霧生成部１２の下流側に配置された送風機１４の下流側に、導流壁６１の上流側の開口を対向させて配置されている。送風機１４は、図８のエネルギー照射装置１３から紫外線ＬＥＤ５５を取り外した構造を有する。すなわち、導流壁５１と、この導流壁５１の下流側の開口に配置されたフレーム５２と、このフレーム５２の中央に固定されたモータ５３と、上記導流壁５１の内側に放射状に配置されて上記モータ５３で導流壁５１の中心軸と同軸の回転軸周りに回転駆動される複数の羽根５４，５４，５４，・・・を有する。

上記エネルギー照射部１５は、送風機１４と共に作動する。エネルギー照射部１５が起動されると、超音波発振機６３に駆動電力が供給されて超音波を発振し、複数の振動板６４，６４，６４，・・・が超音波振動をする。送風機１４で形成された風により、矢印Ａで示すように、上記霧生成部１２で生成されたオゾンＵＦＢ含有液の霧が、送風機１４に吸引される。送風機１４に吸引されたオゾンＵＦＢ含有液の霧は、矢印Ｂ’で示すように、送風機１４から排出されてエネルギー照射部１５の導流壁６１内に導かれる。オゾンＵＦＢ含有液の霧は、上記導流壁６１内を通過するときに、振動板６４，６４，６４，・・・から超音波が照射される。１０ｋＨｚ～１０ＧＨｚの超音波が照射されたオゾンＵＦＢ含有液の霧は、オゾンＵＦＢ含有液の粒子に含まれるオゾンのウルトラファインバブルが崩壊し、オゾンが分解してヒドロキシラジカルが生成される。このヒドロキシラジカルを含んだ霧が、矢印Ｃで示すようにエネルギー照射部１５から排出され、消毒剤として対象に供給される。消毒剤が供給された対象は、ヒドロキシラジカルによる酸化反応で、消毒や殺菌が行われる。

図１０は、実施形態の消毒剤生成方法を示すフロー図である。実施形態の消毒剤生成方法は、上記消毒剤生成装置１で実行することができ、他の消毒剤生成装置で実行することも可能である。

図１０に示すように、本実施形態の消毒剤生成方法は、まず、オゾンのウルトラファインバブルを含有するオゾンＵＦＢ含有液を準備する（ステップＳ１）。実施形態の消毒剤生成装置１では、電解部３及び光照射部４で生成したオゾンと水の混合体を、第１ポンプ５でオゾンＵＦＢ含有液製造部７に圧送してオゾンＵＦＢ含有液を作成する。ここで、オゾンは安定して保持されるので、離れた位置で作成したオゾンＵＦＢ含有液を搬送して準備してもよい。また、消毒剤を作成するよりも前の時点で作成し、保存しておいたオゾンＵＦＢ含有液を準備してもよい。

続いて、ステップＳ１で準備したオゾンＵＦＢ含有液の霧を作成する。オゾンＵＦＢ含有液の霧に含まれるオゾンは、ウルトラファインバブルとして保持されるので、オゾンの反応性が低いため、この霧にエネルギーを照射する（ステップＳ２）。オゾンＵＦＢ含有液の霧には、紫外線又は超音波によりエネルギーを照射することができる。オゾンＵＦＢ含有液の霧に紫外線を照射する場合、１～４００ｎｍの波長の紫外線を照射するのが好ましい。また、オゾンＵＦＢ含有液の霧に超音波を照射する場合、１０ｋＨｚ～１０ＧＨｚの超音波を照射するのが好ましい。上記ステップＳ２でエネルギーが照射されたオゾンＵＦＢ含有液の霧を、消毒剤として対象に提供する（ステップＳ４）。

本実施形態によれば、オゾンのウルトラファインバブルは、安定してオゾンＵＦＢ含有液に保持されるので、ステップＳ１を実行する位置と、ステップＳ２乃至Ｓ４を実行する位置を離すことができる。また、ステップＳ１を実行する時間と、ステップＳ２乃至Ｓ４を実行する時間との間に、最大で１ヵ月程度の時間を置くことができる。したがって、消毒剤の提供場所に設置する機器を小型にでき、また、必要な時に消毒剤を必要な量だけ提供することができる。

上記実施形態において、エネルギー照射装置１３により、オゾンＵＦＢ含有液の霧に、１～４００ｎｍの波長の紫外線を照射してエネルギーを与えたが、他の波長の電磁波を照射してもよい。例えば、他の波長の電磁波として、１ｍｍ～１０ｋｍの波長の電波を採用することができる。

本発明は、以上説明した実施の形態又は実施例に限定されるものではなく、多くの変形が、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１消毒剤生成装置
２液槽
３電解部
４光照射部
５第１ポンプ
６圧力計
７オゾンＵＦＢ含有液製造部
８流量調節弁
９第２ポンプ
１０圧力計
１１圧力調整弁
１２霧生成部
１３エネルギー照射装置
１４送風機
１５エネルギー照射部
２４ケーシング
２５供給管
２６排出管
２８微細化ブロック
３１第１旋回室
３２第１吐出孔
３３第２旋回室
３４第２吐出孔
３５第１導入路
３６第２導入路
３８衝突室
３９排出通路
１１４制御装置のテーブル
１０５温度計
２８１第１ブロック部品
２８２第２ブロック部品
Ｖ消毒剤

Claims

オゾンのウルトラファインバブルが液体中に含有されたオゾンＵＦＢ含有液を製造するオゾンＵＦＢ含有液製造部と、
上記オゾンＵＦＢ含有液の霧を生成する霧生成部と、
上記オゾンＵＦＢ含有液の霧にエネルギーを照射するエネルギー照射部と
を備えることを特徴とする消毒剤生成装置。
請求項１に記載の消毒剤生成装置において、
上記エネルギー照射部が、エネルギーとしての電磁波を照射することを特徴とする消毒剤生成装置。
請求項２に記載の消毒剤生成装置において、
上記電磁波が、紫外線であることを特徴とする消毒剤生成装置。
請求項１に記載の消毒剤生成装置において、
上記エネルギー照射部が、エネルギーとしての超音波を照射することを特徴とする消毒剤生成装置。
請求項１に記載の消毒剤生成装置において、
上記霧生成部で生成された霧を外部に排出する送風機を備え、
上記送風機で排出される霧の通路上に、上記エネルギー照射部が配置されていることを特徴とする消毒剤生成装置。
請求項５に記載の消毒剤生成装置において、
上記送風機の羽根に、上記エネルギー照射部が配置されていることを特徴とする消毒剤生成装置。
請求項５に記載の消毒剤生成装置において、
上記送風機の羽根の外径側に設けられた導流壁に、上記エネルギー照射部が配置されていることを特徴とする消毒剤生成装置。
請求項１に記載の消毒剤生成装置において、
上記霧生成部で生成されるオゾンＵＦＢ含有液の霧が、１０～１０００μｍの直径を有することを特徴とする消毒剤生成装置。
請求項１に記載の消毒剤生成装置において、
上記オゾンＵＦＢ含有液製造部が、
円形断面を有するケーシングと、
上記ケーシングの一端に接続され、上記ケーシングと同軸上に延在し、液体とオゾンの混合体を供給する供給管と、
上記ケーシングの他端に接続され、上記ケーシング及び供給管と同軸上に延在してオゾンＵＦＢ含有液を排出する排出管と、
上記ケーシング内に収容され、上記供給管からケーシング内に供給された上記混合体が導入されて上記ケーシングと同軸の旋回軸回りに旋回流を形成する第１旋回室と、上記供給管からケーシング内に供給された上記混合体が導入されて上記第１旋回室の旋回軸の延長線上に位置する旋回軸回りに旋回流を形成する第２旋回室と、上記第１旋回室で形成された混合体の旋回流と上記第２旋回室で形成された混合体の旋回流とが衝突する衝突室と、この衝突室で混合体の旋回流が衝突してなるオゾンＵＦＢ含有液を排出管側に導く排出通路とを含み、上記排出通路に連通するように上記排出管に連結された微細化ブロックと
を有することを特徴とする消毒剤生成装置。
請求項９に記載の消毒剤生成装置において、
上記オゾンＵＦＢ含有液製造部の微細化ブロックが、
上記第１旋回室と、この第１旋回室の一端側へケーシング内の混合体を第１旋回室の接線方向に導入する第１導入路と、上記第１旋回室の他端に形成されて旋回流を吐出する第１吐出孔とを有する第１ブロック部品と、
上記第１ブロック部品に結合され、上記第２旋回室と、この第２旋回室の一端側へケーシング内の混合体を第２旋回室の接線方向に導入する第２導入路と、上記第２旋回室の他端に形成されて上記第１ブロック部品の第１吐出孔と対向して旋回流を吐出する第２吐出孔と、上記第１ブロック部品の表面の一部との間に衝突室を形成する衝突室壁面と、この衝突室壁面に形成された流入口と上記第１ブロック部品が連結された側と反対側の端面に形成された排出口との間に延在する上記排出通路とを有する第２ブロック部品と
を含んで形成されていることを特徴とする消毒剤生成装置。
オゾンのウルトラファインバブルが液体中に含有されたオゾンＵＦＢ含有液を準備するオゾンＵＦＢ含有液準備工程と、
上記オゾンＵＦＢ含有液の霧を生成する霧生成工程と、
上記オゾンＵＦＢ含有液の霧にエネルギーを照射するエネルギー照射工程と
を備えることを特徴とする消毒剤生成方法。
請求項１１に記載の消毒剤生成方法において、
上記エネルギー照射工程が、エネルギーとしての電磁波を照射することを特徴とする消毒剤生成方法。
請求項１に記載の消毒剤生成方法において、
上記エネルギー照射工程は、エネルギーとしての超音波を照射することを特徴とする消毒剤生成方法。