JP2022041545A - オゾン水製造用ノズル装置、この装置を用いたオゾン水洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、詳しくは、オゾン水製造装置に関する。
本発明は、詳しくは、オゾン水洗浄装置に関する。
オゾンガスは、塩素に比べて強い酸化力、殺菌力、脱臭・脱色作用を有していることが知られているが、近年、このオゾンガスを溶かし込んだオゾン水を、例えば、脱臭、殺菌、環境改善などの目的でスーパーマーケットのバックヤード( 食品加工作業所)や、水産加工業の現場等に散布したり、さらには、従来の塩素消毒に代えて、浄水場やプール等の水に混合して水質改善を図ったりしている。
しかしながら、上述したオゾン水製造装置は、一般に、水槽内の水をオゾンガスでバブリングしたり、エジェクターでオゾンガスを水に溶かし込んでいるため、オゾン水の製造効率や濃度を向上すべくバブリングの泡を細かくしたとしても、この泡が上昇する過程において泡同士が互いに結合して大きな泡を形成してしまうため、水とオゾンガスとの接触面積の向上が困難であるという課題がある。
また、オゾン水中に溶け込んだオゾンガスは通常20~30分程度で消滅してしまうため、常にオゾンガスによるバブリングを行っていない限り、すぐにオゾン水を利用することができないという課題がある。
この発明は、洗浄装置を持ち運びながらオゾン水を散布する使用状況を前提とした使用条件とするため、タンク内でオゾン水を生成して噴射した場合に次の問題点が生じる。
タンク内でオゾン水を生成してオゾン水を製造する場合には、噴射用ポンプや止水弁、パッキン類等に耐オゾン性能の高い部材を使用する必要があり、メンテナンスコストやイニシャルコストが大きくなり、さらに大きさや重量が嵩み、可搬移動式を製作するにおいて非常に制約があり、機動性にも不利になる。
タンク内でオゾン水を生成して、洗浄を実施する際に、タンク内で生成された余剰ガスの処理をするのにさらにスペースが必要となり、大型化してしまうという問題があった。
発明者は、かかる従来技術の欠点に鑑み鋭意研究した結果、[特許文献1]を発見し、[特許文献1]に記載された発明の欠点を解消すべく、本発明を完成させた。
[特許文献1]によると、高圧水と高圧オゾンガスを気液混合部で混合した後にミストオゾン水を噴射する主噴射口を有するノズル装置において、主噴射口の周囲に複数のミスト水を噴射する補助噴射口を配置した装置であるが、[特許文献1]に記載の発明には、下記のような欠点が存在していた。
(1)ミストオゾン水を噴射する際の噴射口の口径が制限されており、適正なミストオゾン水の散布状態とオゾン濃度を調整する調整方法・手順が非常に難しいという欠点があった。
(2)高圧水に対してオゾンガスをミスト水に溶解させるにはオゾンガスを高圧で長時間持続して噴出するので、ガスの通過部分(気液混合部、主噴射口付近)で熱を持ち、オゾンガスの温度上昇による分解時間が早まったり、温度上昇による溶解度の低下によりオゾン発生濃度が低下することになるという気液混合部で高圧混合する装置に必然的な欠点があった。
(3)(2)のオゾン発生濃度の低下防止のためには、オゾンガス及び水の供給電源装置の出力向上を行う必要が生じる。そのため、当該装置の重量や大きさが嵩むことになり、装置の低コスト化及びコンパクト化が図れないという欠点があった。
(4)高圧状態で混合したミストオゾン水が大気圧への放出後に余剰オゾンガスとミストオゾン水に気液分離し、オゾン水自体のオゾン濃度を持続させることが困難になる。
水ノズルから噴射するミスト水で余剰オゾンガスを周囲から包んでも、余剰オゾンガスをミスト水で薄めるだけであり、一度気液分離したオゾンガス自体は濃度が低くなる。 一方、余剰オゾンガスがミスト水によりミストオゾンガス水となったとしても、全体のミストオゾン水のイオン濃度が下がるという気液混合部で高圧混合する装置に必然的な欠点があった。
発明者は、狭い空間の気液混合部での混合は高圧でなければ大量のストオゾン水を製造するためには高圧は必然的であるのであるが、高圧混合を敢えて否定して水ノズルでミスト水を低圧拡散させた広い空間で拡散させたオゾンガスを低圧混合するという発想を得て、本発明を完成させた。
ここに、高圧とは、10Kg重/cm**2以上をいい、低圧とは、10Kg重/cm**2未満をいう(本願の特許請求の範囲、本願の明細書)。
本発明が解決しようとする第1課題は、
ミストオゾン水を噴射する前に、オゾンガスとミスト水とを高圧混合するという[特許文献1]に記載の発明の必須の主要な構成要件をなくして、オゾンガスノズルの口径を自由に設定するようにし、オゾン水の濃度、水量の調整については、オゾン発生装置の出力、送水ポンプの出力、オゾンガスノズルの口径、水ノズルの口径を独立変数としてオゾン水の濃度、水量を調整できるようにすることである。
○本発明が解決しようとする第2課題
本発明が解決しようとする第2課題は、
オゾンガスの温度上昇による分解時間が早まったり、温度上昇による溶解度の低下によりオゾン発生濃度が低下することになるという気液混合部で高圧混合する装置に必然的な欠点を解消することである。
○本発明が解決しようとする第3課題
本発明が解決しようとする第3課題は、
オゾン発生濃度の低下防止のために、オゾンガス及び水の供給電源装置の出力向上を行う必要が生じ、そのために当該装置の重量や大きさが嵩むことになり、装置の低コスト化及びコンパクト化が図れないという欠点を解消することである。
○本発明が解決しようとする第4課題
本発明が解決しようとする第4課題は、
高圧状態で混合したミストオゾン水が大気圧への放出後に余剰オゾンガスとミストオゾン水に気液分離し、オゾン水自体のオゾン濃度を持続させることが困難になる。
水ノズルから噴射するミスト水で余剰オゾンガスを周囲から包んでも、余剰オゾンガスをミスト水で薄めるだけであり、一度気液分離したオゾンガス自体は濃度が低くなる。 一方、余剰オゾンガスがミスト水によりミストオゾンガス水となったとしても、全体のミストオゾン水のイオン濃度が下がるという気液混合部で高圧混合する装置に必然的な欠点を解消することである。
特許請求の範囲、明細書、図面等の用語の解釈上の疑義を解消すべく、以下用語の説明を行うこととする。
<用語の説明>
●オゾンOとは、3つの酸素原子からなる酸素の同素体である。分子式はO3で、折れ線型の構造を持つ。腐食性が高く、生臭く特徴的な刺激臭を持つ有毒な気体である。地球の大気中にとても低い濃度で存在している(フリー百科事典「ウィキペディア」より抜粋)。
●オゾンガスOGとは、オゾンOを含む空気が殆どで若干の窒素酸化物からなる混合ガスである。オゾンガスは、大気を原料にしてオゾンガスOGを生成しているので、若干の窒素酸化物は含まれる為、90%以上のオゾンガスOGになる。
●水Wとは、ミスト水を生成するための原料として水をいう。
●ミスト水MWとは、気体中を浮遊する微粒子化した水をいう。
●ミストオゾン水とは、気体中を浮遊するオゾン水OWの微粒子をいう。
●オゾンガスノズルOGNとは、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させる気体ノズルをいう。オゾンガスOGの供給を受けるノズルであることから、当該ノズルをオゾンガスノズルOGNということにする。
●水ノズルWNとは、ミスト水MWを低圧で噴射させる液体ノズルをいう。水Wの供給を受けるノズルであることから、当該ノズルを水ノズルWNということにする。
●オゾン水製造用ノズル装置100とは、オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを低圧で噴射させる複数の水ノズルWNとから構成される、オゾン水を製造するためのノズル装置100をいう。
●オゾン発生装置6とは、空気Aを原料にしてオゾンガスOWを発生させる装置をいう。
空気Aは、オゾン発生装置10にエアーポンプAPで送られる原料で、空気Aを原料にすることによりオゾンガスOGが発生する。
工業的にオゾンを用いる場合、一般に水銀灯による短い波長の紫外線照射や高電圧による低温放電によって生産される。低温放電装置は二枚の電極板によって構成され、電極表面を、高い誘電率をもつホウケイ酸ガラス(パイレックス(登録商標)ガラス)や雲母のような絶縁体で覆う。交流高電圧を電極にかけると無声放電が起こり、平板間に流した酸素分子が解離し、他の酸素分子と再結合することによってオゾンが発生する。また、陰極に黒鉛電極、陽極に白金電極を用い、希硫酸を電気分解することによって陽極からオゾンが酸素との混合気体として生成される。同様に固体高分子電解質膜を、白金を用いた陰極と二酸化鉛を用いた陽極で挟み、水を電気分解することでも陽極からオゾンが酸素との混合気体として生成される(フリー百科事典「ウィキペディア」より抜粋)。
●オゾン水OWとは、オゾンOを含有してなる水をいう。オゾンOの濃度が1ppm以上のオゾン水OWが持続的に製造できる。
●水ノズルWNとは、水を噴射させることにより、ミスト水MWを生成するノズルをいう。
●オゾンガスノズルOGNとは、オゾンガスOGを噴出させることにより、拡散したオゾンガスOGを生成するノズルをいう。水ノズルWNのノズル口22からの距離L(cm)におけるオゾンガスOGの拡散径D(cm)とすれば、距離L(cm)と拡散径D(cm)との間には線形関係がある。
●ノズル(水ノズルWN、オゾンガスノズルOGNを含む広い概念)とは、ノズル(英:Nozzle)とは、気体や液体のような流体の流れる方向を定めるために使用されるパイプ状の機械部品のこと。ノズルは流れる物質の流量、流速、方向、圧力と言った流体の持つ特性をコントロールするために幅広く使用される(フリー百科事典「ウィキペディア」より抜粋)。
●ノズル口とは、ノズルから流体が噴射(噴出)する噴射(噴出)口をいう。
本発明に係るノズル口とは、水ノズルWNから水Wを噴射するノズル口22、又は、オゾンガスノズルOGNからオゾンガスOWを噴出するノズル口11をいう。
●負圧とは、オゾンガスノズルOGNのノズル口NOから噴出直後のオゾンガスOGの周囲の空気に生じる負圧(大気圧より低い圧力)をいう。
上記の負圧により、オゾンガスOGの周囲の空気が、オゾンガスOGに引き込まれることにより、オゾンガスOG中のオゾンOの濃度が低下するという弊害が生じる。フードHDによりオゾンガスノズルOGN及びミスト水MWを噴出する水ノズルWNの両者を囲って、オゾンガスOG中に空気が混入するのを防止する。
●フードHDとは、オゾン水製造装置100において、オゾンガスOGを噴出するオゾンガスノズルOGN及びミスト水MWを噴出する水ノズルWNの両者を囲ってオゾンガスOG中に空気が混入するのを防止するための囲いをいう。
●オゾンガス通路10とは、オゾンガスOGが通る路をいう。通る路には、管路、トンネル(細長い空隙)等が考えられる。
●水通路20とは、水Wが通る路をいう。通る路には、管路、トンネル(細長い空隙)等が考えられる。
●オゾン水製造装置200とは、ノズル装置100とハンドル装置HUとから構成されたオゾン水を製造するための装置をいう。
ハンドル装置HUは、延伸部EPとハンドル部HPが接合された構成からなり、ハンドル装置HUの内部において、第2のオゾンガス入口211と第2の水出口212は第2のオゾンガス通路210を介して通じており、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じている。
●ハンドル装置HUとは、延伸部EPとハンドル部HPが接合された構成からなり、ハンドル装置HUの内部において、第2のオゾンガス入口211と第2の水出口212は第2のオゾンガス通路210を介して通じており、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じている。
●原料供給装置50とは、貯水タンクWTと水ポンプWPと空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス通路60と第1の水通路70とから構成され、空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6は、空気管5で繋がっており、オゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス出口62は、第1のオゾンガス通路60を介して通じており、水ポンプWPと第1の水出口71は、第1の水通路70を介して通じている原料(オゾンガスOGと水W)を供給する装置をいう。
●原料とは、本発明においては、オゾンガスOGと水Wをいう。
●空気管5とは、空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6とを接続する空気が通る管である。
●オゾン水洗浄装置300とは、原料供給装置50とオゾン水製造装置200とから構成され、原料供給装置50の第1のオゾンガス出口62とオゾンガス入口11とは、接続具によって接続されており、原料供給装置50の第1の水入口71とオゾン水製造装置200の第2の水出口222は、接続具によって接続されているオゾン水によって洗浄する装置をいう。
●1組の水ノズルWNとは、同心円上かつ等間隔で配置された複数の水ノズルWN中で選択された最も距離が離れた2つの水ノズル同士をいう(複数存在する。)。複数は、偶数と奇数がある。
**************************************************
<記号等の説明>…図7、図8
点A、点B:共に、ミスト水MWの重複部分の端点である点A、点Bの中点である。
点M:ミスト水MWの重複部分の端点である。
2R0:選択された1組の水ノズルWNのノズル口径の中心間の距離(cm)をいう。2R0は、最も数値が大きくなるような1組の水ノズルWNを選択する。
E0:選択された1組の水ノズルWNのノズル口径の中心を結ぶ直線とオゾンガスノズルOGNのノズル口径の中心の距離(cm)をいう。ここに、複数が偶数である場合、E0=0(cm)である。
B:2つの水ノズルWNからのミスト水MWと重複幅(cm)
2RG:水ノズルWNの出口からの距離L(cm)におけるオゾンガスOGの拡散径(cm)
2RW:水ノズルWNの出口からの距離L(cm)におけるミスト水MWの拡散径(cm)
ξ:修正係数(数値)をいい、1.5≧ξ≧0.5の数値。
ξ=1であれば、RG=RW-R0…(20)式となり、1点でしか特許権の範囲が確保されないが、面の特許権の範囲を確保するために、ξ:修正係数(数値)を、1.5≧ξ≧0.5の数値に設定した。
**************************************************
<数式の説明>…図7、図8、図9
図7におけるミスト水MWの重複部分の端点AとオゾンガスOGの拡散径2RGが一致するとすれば、
図9の直角三角形AMOにおいて、ピタゴラスの定理より、重複幅B(cm)と拡散径2RG(cm)と距離E0(cm)の間に(1)式が成立する。
RG=(E0**2+(B/2)**2)**0.5…(1)式
ここに、距離E0(cm)は、2つの水ノズルWNの出口の中心を結ぶ直線とオゾンガスノズルOGNの出口の中心との距離(cm)をいう。
距離E0(cm)は、複数が偶数である場合は、E0=0(cm)であり、複数が奇数である場合は、E0>0(cm)である。
●以下については、修正係数ξ(1.5≧ξ≧0.5)を導入する。
ξ=1の場合は、B/2=Rw-R0(図7)
1.5≧ξ≧0.5の場合は、B/2=Rw-ξ×R0となる。
(1)複数が偶数である場合、
選択された1組の水ノズルWNのノズル口径の中心を結ぶ直線とオゾンガスノズルOGNのノズル口径の中心にあるから、E0=0(cm)となり、(1)式を変形して、菓子器を得る。
RG=RW-ξ×R0…(10)
(2)複数が奇数である場合、
E0>0(cm)となり、
RG**2=(RW-ξ×R0)**2+E0**2…(1)式が成立する。
しかし、E0**2は,2次の微小量なので、E0**2は≒0となり、下式を得る。
RG≒RW-ξ×R0…(11’)式
(11’)式は、(10)式と同じである。
(3)最終的な式として、複数が偶数である場合、及び奇数である場合であっても、(20)式を得る。
RG=RW-ξ×R0…(20)式
ここに、ξは、修正係数(数値)をいい、1.5≧ξ≧0.5。
ξ=1であれば、(20)式は、RG=RW-R0…となり、1点でしか特許権の範囲が確保されないが、面の特許権の範囲を確保するために、ξ:修正係数(数値)を、1.5≧ξ≧0.5の数値に設定した。
**************************************************
<設計のフローチャート>…図13を参照
設計のフローチャートは、請求項2に記載された発明のオゾンガスOGの拡散径2RGを算出するフローチャートを示す。
オゾンガスOGの拡散径2RGを算出して出力するためのフローチャートを、以下に示す。
S0:スタート
S1:初期データR0、E0の取得、ξ(0~1.5の数値)の決定
初期データR0、E0を予め取得し、ξ(0~1.5の数値)の数値をあらかじめ決定しておく。
S2:距離L(cm)の設定
距離L(cm)が小さ過ぎると、複数の水ノズルWNから噴射されたミスト水が相互に混合するミスト水混合領域が少な過ぎて(重複幅B(cm)が少なさ過ぎて)オゾンガスOGの溶解が進まない、距離L(cm)が大き過ぎても、ミスト水MWの濃度が薄くなり過ぎオゾンガスOGの溶解が進まないので、適当な距離L(cm)のを設定する。
S3:拡散径2RWのデータ取得
距離L(cm)における拡散径2RWのデータを取得する(図7)。距離L(cm)が適当であることをチェックする。
S4:オゾンガスOGの拡散径2RGの出力
(20)式に、R0、ξ、RWを代入して、RGを算出して、オゾンガスOGの拡散径2RGを出力する。
S5:終了
**************************************************
課題を解決するための手段は、本願の特許請求の範囲の各請求項に記載の発明であり、その具体的な解決手段は、以下の通りである。
○第1の発明(請求項1に記載の発明)
上記の課題を解決するための第1の発明(請求項1に記載の発明)は、
オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを低圧で噴射させる複数の水ノズルWNとから構成されるオゾン水製造用ノズル装置100において、ノズル装置の中心部にオゾンガスノズルOGNを配置し、オゾンガスノズルOGNの周囲に複数の水ノズルWNを配置してなり、オゾンガス入口11とノズルOGNのノズル口12は、オゾンガス通路10を介して通じており、水入口21と複数の水ノズルWNのそれぞれのノズル口22は、水通路20を介して通じていることを特徴とするオゾン水製造用ノズル装置100である。
○第2の発明(請求項2に記載の発明)
上記の課題を解決するための第2の発明(請求項2に記載の発明)は、
複数の水ノズルWNから噴射されたミスト水が相互に混合するミスト水混合領域を、(20)式から算出されたオゾンガスOGの拡散径2RGのオゾンガスOGが通過することで、オゾンガスOGがミスト水MWに溶解することにより、効率よくオゾン水OWを生成することができることを特徴とする請求項1に記載されたオゾン水製造用ノズル装置100である。
RG=RW-ξ×R0…(20)式
ここに、
2R0:選択された1組の水ノズルWNのノズル口径の中心間の距離(cm)をいう。2R0は、最も数値が大きくなるような1組の水ノズルWNを選択する。
2RG:オゾンガスノズルOGNのノズル口12からの距離L(cm)におけるオゾンガスOGの拡散径(cm)
2RW:水ノズルWNのノズル口22からの距離L(cm)におけるミスト水MWの拡散径(cm)
ξ:修正係数をいい、1.5≧ξ≧0.5の数値
○第3の発明(請求項3に記載の発明)
上記の課題を解決するための第3の発明(請求項3に記載の発明)は、
オゾンガスノズルOGNのノズル口12は、水ノズルWNのノズル口22よりも、先の位置に配置することを特徴とする請求項1~2の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100である。
○第4の発明(請求項4に記載の発明)
上記の課題を解決するための第4の発明(請求項4に記載の発明)は、
オゾンガスノズルOGNと複数の水ノズルWNのノズル口22の周囲を囲んで、オゾンガスノズルOGNよりオゾンガスを噴出する際の負圧により空気を巻き込むのを防止するためのフードHDを設置したことを特徴とする請求項1~3の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100である。
○第5の発明(請求項5に記載の発明)
上記の課題を解決するための第5の発明(請求項5に記載の発明)は、
オゾンガスノズルONと水ノズルWNとが一体化されたことを特徴とする請求項1~4の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100である。
○第6の発明(請求項6に記載の発明)
上記の課題を解決するための第6の発明(請求項6に記載の発明)は、
請求項1~5の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100とハンドル装置HUとから構成されたオゾン水製造装置200において、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じていることを特徴とするオゾン水製造装置200である。
○第7の発明(請求項7に記載の発明)
上記の課題を解決するための第7の発明(請求項7に記載の発明)は、
請求項1~6の何れかに記載されたオゾン水製造装置200と原料供給装置50とから構成されたオゾン水洗浄装置300において、原料供給装置50は、貯水タンクWTと水ポンプWPと空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス通路60と第1の水通路70とから構成され、空気ポンプAPとオゾンガス発生器6は、空気管5で繋がっており、オゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス出口62は、第1のオゾンガス通路60を介して通じており、水ポンプWPと第1の水出口72は、第1の水通路70を介して通じていると共に、
原料供給装置50の第1のオゾンガス出口62とオゾンガス入口11とは、接続具によって接続されており、原料供給装置50の第1の水出口72とオゾン水製造装置200の第2の水入口221は、接続具によって接続されていることを特徴とするオゾン水洗浄装置300である。
○第8の発明(請求項8に記載の発明)
上記の課題を解決するための第8の発明(請求項8に記載の発明)は、
オゾン水OWを被洗浄物に向けて噴射することを特徴とする請求項7に記載されたオゾン水洗浄装置300である。
○第9の発明(請求項9に記載の発明)
上記の課題を解決するための第9の発明(請求項9に記載の発明)は、
オゾン水製造装置100において、電源装置を内蔵して、可搬移動式で作業ができることを特徴とする請求項7~8の何れかに記載されたオゾン水洗浄装置300である。
○第10の発明(請求項10に記載の発明)
上記の課題を解決するための第10の発明(請求項10に記載の発明)は、
オゾン水製造装置100において、電源装置を内蔵して、可搬移動式で作業ができるオゾン水製造装置100を用いたことを特徴とする請求項7~9の何れかに記載されたオゾン水洗浄装置300である。
○第11の発明(請求項11に記載の発明)
上記の課題を解決するための第9の発明(請求項11に記載の発明)は、
オゾン水OWは、オゾンガスOGとミスト水MWと気液混合気体であり、オゾン水OW・ミスト水MW・オゾンガスOG・ラジカルイオンが混在するオゾン水OWであることを特徴とするオゾン水製造用ノズル装置100/オゾン水製造装置200/オゾン水洗浄装置300である。
また、上記の各発明に応じた、上記のような特徴的構成要件から構成されたオゾン水製造用ノズル装置100によれば、本願発明の課題を十分解消することができた。
○第1の発明の効果
第1の発明によれば、
オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを低圧で噴射させる複数の水ノズルWNとから構成されるオゾン水製造用ノズル装置100において、ノズル装置の中心部にオゾンガスノズルOGNを配置し、オゾンガスノズルOGNの周囲に複数の水ノズルWNを配置してなり、オゾンガス入口11とノズルOGNのノズル口12は、オゾンガス通路10を介して通じており、水入口21と複数の水ノズルWNのそれぞれのノズル口22は、水通路20を介して通じていることを特徴とするという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第2の発明の効果
第2の発明によれば、
複数の水ノズルWNから噴射されたミスト水が相互に混合するミスト水混合領域を、(20)式から算出されたオゾンガスOGの拡散径2RGのオゾンガスOGが通過することで、オゾンガスOGがミスト水MWに溶解することにより、効率よくオゾン水OWを生成することができることを特徴とする請求項1に記載されたオゾン水製造用ノズル装置100。
RG=RW-ξ×R0…(20)式
ここに、
2R0:選択された1組の水ノズルWNのノズル口径の中心間の距離(cm)をいう。2R0は、最も数値が大きくなるような1組の水ノズルWNを選択する。
2RG:オゾンガスノズルOGNのノズル口12からの距離L(cm)におけるオゾンガスOGの拡散径(cm)
2RW:水ノズルWNのノズル口22からの距離L(cm)におけるミスト水MWの拡散径(cm)
ξ:修正係数をいい、1.5≧ξ≧0.5の数値
という特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第3の発明の効果
第3の発明によれば、
オゾンガスノズルOGNのノズル口12は、水ノズルWNのノズル口22よりも、先の位置に配置することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第4の発明の効果
第4の発明によれば、
オゾンガスノズルOGNと水ノズル複数のWNのノズル口22の周囲を囲んで、オゾンガスノズルOGNよりオゾンガスを噴出する際の負圧により空気を巻き込むのを防止するためのフードHDを設置したことという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第5の発明の効果
第5の発明によれば、
オゾンガスノズルONと水ノズルWNとが一体化されたことという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第6の発明の効果
第6の発明によれば、
請求項1~5の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100とハンドル装置HUとから構成されたオゾン水製造装置200において、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じていることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第7の発明の効果
第7の発明によれば、
請求項1~6の何れかに記載されたオゾン水製造装置200と原料供給装置50とから構成されたオゾン水洗浄装置300において、原料供給装置50は、貯水タンクWTと水ポンプWPと空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス通路60と第1の水通路70とから構成され、空気ポンプAPとオゾンガス発生器6は、空気管5で繋がっており、オゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス出口62は、第1のオゾンガス通路60を介して通じており、水ポンプWPと第1の水出口72は、第1の水通路70を介して通じていると共に、
原料供給装置50の第1のオゾンガス出口62とオゾンガス入口11とは、接続具によって接続されており、原料供給装置50の第1の水出口72とオゾン水製造装置200の第2の水入口221は、接続具によって接続されていることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第8の発明の効果
第8の発明によれば、
オゾン水OWを被洗浄物に向けて噴射することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第9の発明の効果
第9の発明によれば、
請求項6に記載のオゾン水製造装置100において、電源装置を内蔵して、可搬移動式で作業ができることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第10の発明の効果
第10の発明によれば、
請求項1~6に記載のオゾン水製造装置100において、電源装置RUの選択により、可搬型、定置設置型を選択できるオゾン水製造装置100を用いたという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第11の発明の効果
第11の発明によれば、
オゾン水OWは、オゾンガスOGとミスト水MWと気液混合気体であり、オゾン水OW・ミスト水MW・オゾンガスOG・ラジカルイオンが混在するオゾン水OWであることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
[図1]図1は、オゾン水洗浄装置300の全体の構成を表す正面図である。オゾン水洗浄装置300は、原料供給装置50とオゾン水製造装置200とから構成され、原料供給装置50の第1のオゾンガス出口62とオゾンガス入口11とは、接続具(図示せず)によって接続されており、原料供給装置50の第1の水入口71とオゾン水製造装置200の第2の水出口222は、接続具(図示せず)によって接続されている。
[図2]図2は、オゾン水製造用ノズル装置100の構成を表す正面図である。 オゾン水製造用ノズル装置100は、オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを噴射させる複数の水ノズルWNとから構成され、ノズル装置の中心部にオゾンガスノズルOGNを配置し、オゾンガスノズルOGNの周囲に複数の水ノズルWNを配置してなり、オゾンガス入口11とノズルOGNのノズル口12は、オゾンガス通路10を介して通じており、水入口21と複数の水ノズルWNのそれぞれのノズル口22は、水通路20を介して通じている。
[図3]図3は、ハンドル装置HUの構成を表す正面図である。ハンドル装置HUは、延伸部EPとハンドル部HPが接合された構成からなり、ハンドル装置HUの内部において、第2のオゾンガス入口211と第2の水出口212は第2のオゾンガス通路210を介して通じており、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じている。
[図4]図4は、原料供給装置50の構成を表す正面図である。原料供給装置50は、貯水タンクWTと水ポンプWPと空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス通路60と第1の水通路70とから構成され、空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6は、空気管5で繋がっており、オゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス出口62は、第1のオゾンガス通路60を介して通じており、水ポンプWPと第1の水出口71は、第1の水通路70を介して通じている原料(オゾンガスOGと水W)を供給する。第1のオゾンガス通路60と第1の水通路70は、原料供給装置50に含まれ、原料供給装置50の構成要素である。
[図5]図5は、請求項3に記載の「オゾンガスノズルOGNのノズル口12は、水ノズルWNのノズル口22よりも、先の位置に配置すること」を説明するための図である。図5の(A)図は、ノズル口12、ノズル口22を表す左側面図である。図5の(B)図は、ノズル口12よりも、長さL0(cm)だけ先の位置にあることを示す図である。ここに、「先」とあるのは、流体の噴出(噴射)する方向をいう。図5の(C)図は、長さL0=0(cm)の場合の空気の領域を表す正面図である。図5の(D)図は、長さL0>0(cm)の場合の空気の領域を表す正面図である。
図5の(C)図の場合に比較して、図5の(D)図の場合(請求項3に記載の発明)は、空気の領域が狭まっており、「オゾンガスの噴出の際に伴う負圧による空気の巻き込みが減って、空気の巻き込みによるオゾンガス中のオゾン濃度の低下が防げた。
[図6]図6は、オゾンガスノズルOGNのノズル口12から噴出直後に生じるオゾンガスOGの廻りの空気に生ずる負圧により、オゾンガスOGの周囲の空気が、オゾンガスOGに引き込まれることになり、オゾンガスOG中のオゾンOの濃度が低下するという弊害が生じることを表す図である(フードHDは図面に記載されているが、フードHDは存在しないものとして、空気の流れを矢印で示した。)。図6の(A)図は、空気の流れを表す左側面図である。図6の(B)図は、空気の流れを表す正面図である。フードHDによって、オゾンガスOGを噴出するオゾンガスノズルOGN及びミスト水MWを噴出する水ノズルWNの両者を囲うと、空気の流れが減少して、オゾンガスOG中に流入する空気が減少して、オゾンガスOG中のオゾンOの濃度提言を防止することができた。
[図7]図7は、2つの水ノズルWNの出口から噴射するミスト水MWが重なる幅、すなわち、重複幅B(cm)を表す正面図である。重複幅B(cm)は、水ノズルWNの出口からの距離L(cm)の時の数値である。
[図8]図8は、オゾンガスノズルOGNの出口から噴射するオゾンガスOGの拡散径D(cm)を表す正面図である。拡散径D(cm)は、水ノズルWNの出口からの距離L(cm)の時の数値である。
[図9]図9は、三角形において、ピタゴラスの定理より、重複幅B(cm)と拡散径2RG(cm)と距離E0(cm)の間に(1)式が成立する。
RG=(E0**2+(B/2)**2)**0.5…(1)式
ここに、距離E0(cm)は、2つの水ノズルWNの出口の中心を結ぶ直線とオゾンガスノズルOGNの出口の中心との距離(cm)をいう。距離E0(cm)は、0(cm)の場合もある。水ノズルWNが偶数の場合は、距離E0(cm)は、0(cm)である。
(1)式は、実際上は、複数が偶数である場合、奇数である場合とも、
RG=B/2=RW-ξ×R0 …(20)式
ここに、ξは、修正係数(数値)をいい、1.5≧ξ≧0.5。
[図10]図10は、(1)式から算出した拡散径2RG(cm)を用いた、オゾンガスノズルOGNと水ノズルWNとの混合状態を表す図である。ただし、重複幅B(cm)と拡散径2RG(cm)は、水ノズルWNの出口からの距離L(cm)における数値である。
[図11]図11は、ハンドル部HPに延伸部EPが取り付けられていない従来技術とハンドル部HPに延伸部EPが取り付けた本発明との比較を示す図である。図11(A)図は、ハンドル部HPに延伸部EPが取り付けられていない従来技術を表す図である。ハンドル部HPを手で持って、オゾン水を噴射するので、遠距離にオゾン水が届かないという欠点があった。図11(B)図は、ハンドル部HPに延伸部EPが取り付けた本発明を表す図である。延伸部EPを取り付けたことによりハンドル部HPより遠くの位置でオゾン水を噴霧するので、より遠くの位置にオゾン水を噴霧できる。
[図12]図12は、複数が2~6である場合に選択された1組の水ノズルWNとR0との位置関係を表す図である。図12の(A)図は、複数が2である場合に選択された1組の水ノズルWNとR0との位置関係を表す図である。図12の(B)図は、複数が3である場合に選択された1組の水ノズルWNとR0との位置関係を表す図である。図12の(C)図は、複数が4である場合に選択された1組の水ノズルWNとR0との位置関係を表す図である。図12の(D)図は、複数が5である場合に選択された1組の水ノズルWNとR0との位置関係を表す図である。図12の(E)図は、複数が6である場合に選択された1組の水ノズルWNとR0との位置関係を表す図である。
ここに、●は、水ノズル口22を表し、2ROは、選択された水ノズル口22同士の距離を表す。
[図13]図13は、オゾンガスOGの拡散径2RGを算出して出力するためのフローチャートを示すフローチャート図である。
以下、本発明に係るオゾン水製造用ノズル装置100について、図面を参照しながら説明する。
11111**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを低圧で噴射させる複数の水ノズルWNとから構成されるオゾン水製造用ノズル装置100において、ノズル装置の中心部にオゾンガスノズルOGNを配置し、オゾンガスノズルOGNの周囲に複数の水ノズルWNを配置してなり、オゾンガス入口11とノズルOGNのノズル口12は、オゾンガス通路10を介して通じており、水入口21と複数の水ノズルWNのそれぞれのノズル口22は、水通路20を介して通じていることを特徴とするオゾン水製造用ノズル装置100が開示されている。
○第1の発明の効果
第1の発明によれば、
オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを低圧で噴射させる複数の水ノズルWNとから構成されるオゾン水製造用ノズル装置100において、ノズル装置の中心部にオゾンガスノズルOGNを配置し、オゾンガスノズルOGNの周囲に複数の水ノズルWNを配置してなり、オゾンガス入口11とノズルOGNのノズル口12は、オゾンガス通路10を介して通じており、水入口21と複数の水ノズルWNのそれぞれのノズル口22は、水通路20を介して通じていることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
22222**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
複数の水ノズルWNから噴射されたミスト水が相互に混合するミスト水混合領域を、(20)式から算出されたオゾンガスOGの拡散径2RGのオゾンガスOGが通過することで、オゾンガスOGがミスト水MWに溶解することにより、効率よくオゾン水OWを生成することができることを特徴とする請求項1に記載されたオゾン水製造用ノズル装置100が開示されている。
RG=RW-ξ×R0…(20)式
ここに、
2R0:選択された1組の水ノズルWNのノズル口径の中心間の距離(cm)をいう。2R0は、最も数値が大きくなるような1組の水ノズルWNを選択する。
2RG:オゾンガスノズルOGNのノズル口12からの距離L(cm)におけるオゾンガスOGの拡散径(cm)
2RW:水ノズルWNのノズル口22からの距離L(cm)におけるミスト水MWの拡散径(cm)
ξ:修正係数をいい、1.5≧ξ≧0.5の数値
○第2の発明の効果
第2の発明によれば、
複数の水ノズルWNから噴射されたミスト水が相互に混合するミスト水混合領域を、(20)式から算出されたオゾンガスOGの拡散径2RGのオゾンガスOGが通過することで、オゾンガスOGがミスト水MWに溶解することにより、効率よくオゾン水OWを生成することができることを特徴とする請求項1に記載されたオゾン水製造用ノズル装置100。
RG=RW-ξ×R0…(20)式
ここに、
2R0:選択された1組の水ノズルWNのノズル口径の中心間の距離(cm)をいう。2R0は、最も数値が大きくなるような1組の水ノズルWNを選択する。
2RG:オゾンガスノズルOGNのノズル口12からの距離L(cm)におけるオゾンガスOGの拡散径(cm)
2RW:水ノズルWNのノズル口22からの距離L(cm)におけるミスト水MWの拡散径(cm)
ξ:修正係数をいい、1.5≧ξ≧0.5の数値
という特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
33333**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾンガスノズルOGNのノズル口12は、水ノズルWNのノズル口22よりも、先の位置に配置することを特徴とする請求項1~2の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100が開示されている。
○第3の発明の効果
第3の発明によれば、
オゾンガスノズルOGNのノズル口12は、水ノズルWNのノズル口22よりも、先の位置に配置することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
44444**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾンガスノズルOGNと水ノズル複数のWNのノズル口22の周囲を囲んで、オゾンガスノズルOGNよりオゾンガスを噴出する際の負圧により空気を巻き込むのを防止するためのフードHDを設置したことを特徴とする請求項1~3の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100が開示されている。
○第4の発明の効果
第4の発明によれば、
オゾンガスノズルOGNと水ノズル複数のWNのノズル口22の周囲を囲んで、オゾンガスノズルOGNよりオゾンガスを噴出する際の負圧により空気を巻き込むのを防止するためのフードHDを設置したことという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
55555**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾンガスノズルONと水ノズルWNとが一体化されたことを特徴とする請求項1~4の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100が開示されている。
○第5の発明の効果
第5の発明によれば、
オゾンガスノズルONと水ノズルWNとが一体化されたことという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
66666**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
請求項1~5の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100とハンドル装置HUとから構成されたオゾン水製造装置200において、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じていることを特徴とするオゾン水製造装置200が開示されている。
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
請求項1~5の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100とハンドル装置HUとから構成されたオゾン水製造装置200において、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じていることを特徴とするオゾン水製造装置200が開示されている。
○第6の発明の効果
第6の発明によれば、
請求項1~5の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100とハンドル装置HUとから構成されたオゾン水製造装置200において、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じていることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
77777**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
請求項1~6の何れかに記載されたオゾン水製造装置200と原料供給装置50とから構成されたオゾン水洗浄装置300において、原料供給装置50は、貯水タンクWTと水ポンプWPと空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス通路60と第1の水通路70とから構成され、空気ポンプAPとオゾンガス発生器6は、空気管5で繋がっており、オゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス出口62は、第1のオゾンガス通路60を介して通じており、水ポンプWPと第1の水出口72は、第1の水通路70を介して通じていると共に、
原料供給装置50の第1のオゾンガス出口62とオゾンガス入口11とは、接続具によって接続されており、原料供給装置50の第1の水出口72とオゾン水製造装置200の第2の水入口221は、接続具によって接続されていることを特徴とするオゾン水洗浄装置300が開示されている。
○第7の発明の効果
第7の発明によれば、
請求項1~6の何れかに記載されたオゾン水製造装置200と原料供給装置50とから構成されたオゾン水洗浄装置300において、原料供給装置50は、貯水タンクWTと水ポンプWPと空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス通路60と第1の水通路70とから構成され、空気ポンプAPとオゾンガス発生器6は、空気管5で繋がっており、オゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス出口62は、第1のオゾンガス通路60を介して通じており、水ポンプWPと第1の水出口72は、第1の水通路70を介して通じていると共に、
原料供給装置50の第1のオゾンガス出口62とオゾンガス入口11とは、接続具によって接続されており、原料供給装置50の第1の水出口72とオゾン水製造装置200の第2の水入口221は、接続具によって接続されていることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
88888**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾン水OWを被洗浄物に向けて噴射することを特徴とする請求項7に記載されたオゾン水洗浄装置300が開示されている。
○第8の発明の効果
第8の発明によれば、
オゾン水OWを被洗浄物に向けて噴射することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
99999**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾン水製造装置100において、電源装置を内蔵して、可搬移動式で作業ができることを特徴とする請求項7~8の何れかに記載されたオゾン水洗浄装置300が開示されている。
○第9の発明の効果
第9の発明によれば、
オゾン水製造装置100において、電源装置を内蔵して、可搬移動式で作業ができることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
10101**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
請求項1~6に記載のオゾン水製造装置100において、電源装置RUの選択により、可搬型、定置設置型を選択できるオゾン水製造装置100を用いたオゾン水洗浄装置300が開示されている。
○第10の発明の効果
第10の発明によれば、
オゾン水製造装置100において、電源装置を内蔵して、可搬移動式で作業ができることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
11111**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾン水OWは、オゾンガスOGとミスト水MWと気液混合気体であり、オゾン水OW・ミスト水MW・オゾンガスOG・ラジカルイオンが混在するオゾン水OWであることを特徴とするオゾン水製造用ノズル装置100/オゾン水製造装置200/オゾン水洗浄装置300が開示されている。
○第11の発明の効果
第11の発明によれば、
オゾン水OWは、オゾンガスOGとミスト水MWと気液混合気体であり、オゾン水OW・ミスト水MW・オゾンガスOG・ラジカルイオンが混在するオゾン水OWであることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
OG……オゾンガス
W……水
MW……ミスト水
MOW……ミストオゾン水
OGN……オゾンガスノズル
WN……水ノズル
100……オゾン水製造用ノズル装置
OW……オゾン水
OGNO……オゾンガスノズルOGNからオゾンガスOWが噴出する噴出口
WNO……水ノズルWNから水Wが噴射する噴射口
HD……フード
10……オゾンガス通路
11……オゾンガス入口
12……オゾンガスノズル口
20……水通路
21……水入口
22……水ノズル口
200……オゾン水製造装置
50……原料供給装置
300……オゾン水洗浄装置
HU……ハンドル装置
EP……延伸部
HP……ハンドル部
WT……貯水タンク
WP……水ポンプ
AP……空気ポンプ
5……空気管
6……オゾンガス発生装置
60……第1のオゾンガス通路
62……第1のオゾンガス出口
70……第1の水通路
72……第1の水出口
220……第2のオゾンガス通路
221……第2のオゾンガス入口
222……第2のオゾンガス出口
本発明は、詳しくは、オゾン水製造装置に関する。
本発明は、詳しくは、オゾン水洗浄装置に関する。
オゾンガスは、塩素に比べて強い酸化力、殺菌力、脱臭・脱色作用を有していることが知られているが、近年、このオゾンガスを溶かし込んだオゾン水を、例えば、脱臭、殺菌、環境改善などの目的でスーパーマーケットのバックヤード( 食品加工作業所)や、水産加工業の現場等に散布したり、さらには、従来の塩素消毒に代えて、浄水場やプール等の水に混合して水質改善を図ったりしている。
しかしながら、上述したオゾン水製造装置は、一般に、水槽内の水をオゾンガスでバブリングしたり、エジェクターでオゾンガスを水に溶かし込んでいるため、オゾン水の製造効率や濃度を向上すべくバブリングの泡を細かくしたとしても、この泡が上昇する過程において泡同士が互いに結合して大きな泡を形成してしまうため、水とオゾンガスとの接触面積の向上が困難であるという課題がある。
また、オゾン水中に溶け込んだオゾンガスは通常20~30分程度で消滅してしまうため、常にオゾンガスによるバブリングを行っていない限り、すぐにオゾン水を利用することができないという課題がある。
この発明は、洗浄装置を持ち運びながらオゾン水を散布する使用状況を前提とした使用条件とするため、タンク内でオゾン水を生成して噴射した場合に次の問題点が生じる。
タンク内でオゾン水を生成してオゾン水を製造する場合には、噴射用ポンプや止水弁、パッキン類等に耐オゾン性能の高い部材を使用する必要があり、メンテナンスコストやイニシャルコストが大きくなり、さらに大きさや重量が嵩み、可搬移動式を製作するにおいて非常に制約があり、機動性にも不利になる。
タンク内でオゾン水を生成して、洗浄を実施する際に、タンク内で生成された余剰ガスの処理をするのにさらにスペースが必要となり、大型化してしまうという問題があった。
発明者は、かかる従来技術の欠点に鑑み鋭意研究した結果、[特許文献1]を発見し、[特許文献1]に記載された発明の欠点を解消すべく、本発明を完成させた。
[特許文献1]によると、高圧水と高圧オゾンガスを気液混合部で混合した後にミストオゾン水を噴射する主噴射口を有するノズル装置において、主噴射口の周囲に複数のミスト水を噴射する補助噴射口を配置した装置であるが、[特許文献1]に記載の発明には、下記のような欠点が存在していた。
(1)ミストオゾン水を噴射する際の噴射口の口径が制限されており、適正なミストオゾン水の散布状態とオゾン濃度を調整する調整方法・手順が非常に難しいという欠点があった。
(2)高圧水に対してオゾンガスをミスト水に溶解させるにはオゾンガスを高圧で長時間持続して噴出するので、ガスの通過部分(気液混合部、主噴射口付近)で熱を持ち、オゾンガスの温度上昇による分解時間が早まったり、温度上昇による溶解度の低下によりオゾン発生濃度が低下することになるという気液混合部で高圧混合する装置に必然的な欠点があった。
(3)(2)のオゾン発生濃度の低下防止のためには、オゾンガス及び水の供給電源装置の出力向上を行う必要が生じる。そのため、当該装置の重量や大きさが嵩むことになり、装置の低コスト化及びコンパクト化が図れないという欠点があった。
(4)高圧状態で混合したミストオゾン水が大気圧への放出後に余剰オゾンガスとミストオゾン水に気液分離し、オゾン水自体のオゾン濃度を持続させることが困難になる。
水ノズルから噴射するミスト水で余剰オゾンガスを周囲から包んでも、余剰オゾンガスをミスト水で薄めるだけであり、一度気液分離したオゾンガス自体は濃度が低くなる。 一方、余剰オゾンガスがミスト水によりミストオゾンガス水となったとしても、全体のミストオゾン水のオゾン濃度が下がるという気液混合部で高圧混合する装置に必然的な欠点があった。
発明者は、狭い空間の気液混合部での混合は高圧でなければ大量のミストオゾン水を製造するためには高圧は必然的であるのであるが、高圧混合を敢えて否定して水ノズルでミスト水を低圧拡散させた広い空間で拡散させたオゾンガスを低圧混合するという発想を得て、本発明を完成させた。
ここに、高圧とは、10Kg重/cm**2以上をいい、低圧とは、10Kg重/cm**2未満をいう(本願の特許請求の範囲、本願の明細書)。
本発明が解決しようとする第1課題は、
ミストオゾン水を噴射する前に、オゾンガスとミスト水とを高圧混合するという[特許文献1]に記載の発明の必須の主要な構成要件をなくして、オゾンガスノズルの口径を自由に設定するようにし、オゾン水の濃度、水量の調整については、オゾン発生装置の出力、送水ポンプの出力、オゾンガスノズルの口径、水ノズルの口径を独立変数としてオゾン水の濃度、水量を調整できるようにすることである。
○本発明が解決しようとする第2課題
本発明が解決しようとする第2課題は、
オゾンガスの温度上昇による分解時間が早まったり、温度上昇による溶解度の低下によりオゾン発生濃度が低下することになるという気液混合部で高圧混合する装置に必然的な欠点を解消することである。
○本発明が解決しようとする第3課題
本発明が解決しようとする第3課題は、
オゾン発生濃度の低下防止のために、オゾンガス及び水の供給電源装置の出力向上を行う必要が生じ、そのために当該装置の重量や大きさが嵩むことになり、装置の低コスト化及びコンパクト化が図れないという欠点を解消することである。
○本発明が解決しようとする第4課題
本発明が解決しようとする第4課題は、
高圧状態で混合したミストオゾン水が大気圧への放出後に余剰オゾンガスとミストオゾン水に気液分離し、オゾン水自体のオゾン濃度を持続させることが困難になる。
水ノズルから噴射するミスト水で余剰オゾンガスを周囲から包んでも、余剰オゾンガスをミスト水で薄めるだけであり、一度気液分離したオゾンガス自体は濃度が低くなる。 一方、余剰オゾンガスがミスト水によりミストオゾンガス水となったとしても、全体のミストオゾン水のオゾン濃度が下がるという気液混合部で高圧混合する装置に必然的な欠点を解消することである。
特許請求の範囲、明細書、図面等の用語の解釈上の疑義を解消すべく、以下用語の説明を行うこととする。
<用語の説明>
●オゾンOとは、3つの酸素原子からなる酸素の同素体である。分子式はO3で、折れ線型の構造を持つ。腐食性が高く、生臭く特徴的な刺激臭を持つ有毒な気体である。地球の大気中にとても低い濃度で存在している(フリー百科事典「ウィキペディア」より抜粋)。
●オゾンガスOGとは、オゾンOを含む空気が殆どで若干の窒素酸化物からなる混合ガスである。オゾンガスは、大気を原料にしてオゾンガスOGを生成しているので、若干の窒素酸化物は含まれる為、90%以上のオゾンガスOGになる。
●水Wとは、ミスト水を生成するための原料として水をいう。
●ミスト水MWとは、気体中を浮遊する微粒子化した水をいう。
●ミストオゾン水とは、気体中を浮遊するオゾン水OWの微粒子をいう。
●オゾンガスノズルOGNとは、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させる気体ノズルをいう。オゾンガスOGの供給を受けるノズルであることから、当該ノズルをオゾンガスノズルOGNということにする。
●水ノズルWNとは、ミスト水MWを低圧で噴射させる液体ノズルをいう。水Wの供給を受けるノズルであることから、当該ノズルを水ノズルWNということにする。
●オゾン水製造用ノズル装置100とは、オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを低圧で噴射させる複数の水ノズルWNとから構成される、オゾン水を製造するためのノズル装置100をいう。
●オゾン発生装置6とは、空気Aを原料にしてオゾンガスOWを発生させる装置をいう。
空気Aは、オゾン発生装置10にエアーポンプAPで送られる原料で、空気Aを原料にすることによりオゾンガスOGが発生する。
工業的にオゾンを用いる場合、一般に水銀灯による短い波長の紫外線照射や高電圧による低温放電によって生産される。低温放電装置は二枚の電極板によって構成され、電極表面を、高い誘電率をもつホウケイ酸ガラス(パイレックス(登録商標)ガラス)や雲母のような絶縁体で覆う。交流高電圧を電極にかけると無声放電が起こり、平板間に流した酸素分子が解離し、他の酸素分子と再結合することによってオゾンが発生する。また、陰極に黒鉛電極、陽極に白金電極を用い、希硫酸を電気分解することによって陽極からオゾンが酸素との混合気体として生成される。同様に固体高分子電解質膜を、白金を用いた陰極と二酸化鉛を用いた陽極で挟み、水を電気分解することでも陽極からオゾンが酸素との混合気体として生成される(フリー百科事典「ウィキペディア」より抜粋)。
●オゾン水OWとは、オゾンOを含有してなる水をいう。オゾンOの濃度が1ppm以上のオゾン水OWが持続的に製造できる。
●水ノズルWNとは、水を噴射させることにより、ミスト水MWを生成するノズルをいう。
●オゾンガスノズルOGNとは、オゾンガスOGを噴出させることにより、拡散したオゾンガスOGを生成するノズルをいう。水ノズルWNのノズル口22からの距離L(cm)におけるオゾンガスOGの拡散径D(cm)とすれば、距離L(cm)と拡散径D(cm)との間には線形関係がある。
●ノズル(水ノズルWN、オゾンガスノズルOGNを含む広い概念)とは、ノズル(英:Nozzle)とは、気体や液体のような流体の流れる方向を定めるために使用されるパイプ状の機械部品のこと。ノズルは流れる物質の流量、流速、方向、圧力と言った流体の持つ特性をコントロールするために幅広く使用される(フリー百科事典「ウィキペディア」より抜粋)。
●ノズル口とは、ノズルから流体が噴射(噴出)する噴射(噴出)口をいう。
本発明に係るノズル口とは、水ノズルWNから水Wを噴射するノズル口22、又は、オゾンガスノズルOGNからオゾンガスOWを噴出するノズル口11をいう。
●負圧とは、オゾンガスノズルOGNのノズル口NOから噴出直後のオゾンガスOGの周囲の空気に生じる負圧(大気圧より低い圧力)をいう。
上記の負圧により、オゾンガスOGの周囲の空気が、オゾンガスOGに引き込まれることにより、オゾンガスOG中のオゾンOの濃度が低下するという弊害が生じる。フードHDによりオゾンガスノズルOGN及びミスト水MWを噴出する水ノズルWNの両者を囲って、オゾンガスOG中に空気が混入するのを防止する。
●フードHDとは、オゾン水製造装置100において、オゾンガスOGを噴出するオゾンガスノズルOGN及びミスト水MWを噴出する水ノズルWNの両者を囲ってオゾンガスOG中に空気が混入するのを防止するための囲いをいう。
●オゾンガス通路10とは、オゾンガスOGが通る路をいう。通る路には、管路、トンネル(細長い空隙)等が考えられる。
●水通路20とは、水Wが通る路をいう。通る路には、管路、トンネル(細長い空隙)等が考えられる。
●オゾン水製造装置200とは、ノズル装置100とハンドル装置HUとから構成されたオゾン水を製造するための装置をいう。
ハンドル装置HUは、延伸部EPとハンドル部HPが接合された構成からなり、ハンドル装置HUの内部において、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じている。
●ハンドル装置HUとは、延伸部EPとハンドル部HPが接合された構成からなり、ハンドル装置HUの内部において、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じている。
●原料供給装置50とは、貯水タンクWTと水ポンプWPと空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス通路60と第1の水通路70とから構成され、空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6は、空気管5で繋がっており、オゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス出口62は、第1のオゾンガス通路60を介して通じており、水ポンプWPと第1の水出口71は、第1の水通路70を介して通じている原料(オゾンガスOGと水W)を供給する装置をいう。
●原料とは、本発明においては、オゾンガスOGと水Wをいう。
●空気管5とは、空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6とを接続する空気が通る管である。
●オゾン水洗浄装置300とは、原料供給装置50とオゾン水製造装置200とから構成され、原料供給装置50の第1のオゾンガス出口62とオゾンガス入口11とは、接続具によって接続されており、原料供給装置50の第1の水入口71とオゾン水製造装置200の第2の水出口222は、接続具によって接続されているオゾン水によって洗浄する装置をいう。
●1組の水ノズルWNとは、同心円上かつ等間隔で配置された複数の水ノズルWN中で選択された最も距離が離れた2つの水ノズル同士をいう(複数存在する。)。複数は、偶数と奇数がある。
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<記号等の説明>…図7、図8
点A、点B:共に、ミスト水MWの重複部分の端点である点A、点Bの中点である。
点M:ミスト水MWの重複部分の端点である。
2R0:選択された1組の水ノズルWNのノズル口径の中心間の距離(cm)をいう。2R0は、最も数値が大きくなるような1組の水ノズルWNを選択する。
E0:選択された1組の水ノズルWNのノズル口径の中心を結ぶ直線とオゾンガスノズルOGNのノズル口径の中心の距離(cm)をいう。ここに、複数が偶数である場合、E0=0(cm)である。
B:2つの水ノズルWNからのミスト水MWと重複幅(cm)
2RG:水ノズルWNの出口からの距離L(cm)におけるオゾンガスOGの拡散径(cm)
2RW:水ノズルWNの出口からの距離L(cm)におけるミスト水MWの拡散径(cm)
ξ:修正係数(数値)をいい、1.5≧ξ≧0.5の数値。
ξ=1であれば、RG=RW-R0…(20)式となり、1点でしか特許権の範囲が確保されないが、面の特許権の範囲を確保するために、ξ:修正係数(数値)を、1.5≧ξ≧0.5の数値に設定した。
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<数式の説明>…図7、図8、図9
図7におけるミスト水MWの重複部分の端点AとオゾンガスOGの拡散径2RGが一致するとすれば、
図9の直角三角形AMOにおいて、ピタゴラスの定理より、重複幅B(cm)と拡散径2RG(cm)と距離E0(cm)の間に(1)式が成立する。
RG=(E0**2+(B/2)**2)**0.5…(1)式
ここに、距離E0(cm)は、2つの水ノズルWNの出口の中心を結ぶ直線とオゾンガスノズルOGNの出口の中心との距離(cm)をいう。
距離E0(cm)は、複数が偶数である場合は、E0=0(cm)であり、複数が奇数である場合は、E0>0(cm)である。
●以下については、修正係数ξ(1.5≧ξ≧0.5)を導入する。
ξ=1の場合は、B/2=Rw-R0(図7)
1.5≧ξ≧0.5の場合は、B/2=Rw-ξ×R0となる。
(1)複数が偶数である場合、
選択された1組の水ノズルWNのノズル口径の中心を結ぶ直線とオゾンガスノズルOGNのノズル口径の中心にあるから、E0=0(cm)となり、(1)式を変形して、菓子器を得る。
RG=RW-ξ×R0…(10)
(2)複数が奇数である場合、
E0>0(cm)となり、
RG**2=(RW-ξ×R0)**2+E0**2…(1)式が成立する。
しかし、E0**2は,2次の微小量なので、E0**2は≒0となり、下式を得る。
RG≒RW-ξ×R0…(11’)式
(11’)式は、(10)式と同じである。
(3)最終的な式として、複数が偶数である場合、及び奇数である場合であっても、(20)式を得る。
RG=RW-ξ×R0…(20)式
ここに、ξは、修正係数(数値)をいい、1.5≧ξ≧0.5。
ξ=1であれば、(20)式は、RG=RW-R0…となり、1点でしか特許権の範囲が確保されないが、面の特許権の範囲を確保するために、ξ:修正係数(数値)を、1.5≧ξ≧0.5の数値に設定した。
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<設計のフローチャート>…図13を参照
設計のフローチャートは、請求項2に記載された発明のオゾンガスOGの拡散径2RGを算出するフローチャートを示す。
オゾンガスOGの拡散径2RGを算出して出力するためのフローチャートを、以下に示す。
S0:スタート
S1:初期データR0、E0の取得、ξ(0~1.5の数値)の決定
初期データR0、E0を予め取得し、ξ(0~1.5の数値)の数値をあらかじめ決定しておく。
S2:距離L(cm)の設定
距離L(cm)が小さ過ぎると、複数の水ノズルWNから噴射されたミスト水が相互に混合するミスト水混合領域が少な過ぎて(重複幅B(cm)が少なさ過ぎて)オゾンガスOGの溶解が進まない、距離L(cm)が大き過ぎても、ミスト水MWの濃度が薄くなり過ぎオゾンガスOGの溶解が進まないので、適当な距離L(cm)のを設定する。
S3:拡散径2RWのデータ取得
距離L(cm)における拡散径2RWのデータを取得する(図7)。距離L(cm)が適当であることをチェックする。
S4:オゾンガスOGの拡散径2RGの出力
(20)式に、R0、ξ、RWを代入して、RGを算出して、オゾンガスOGの拡散径2RGを出力する。
S5:終了
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課題を解決するための手段は、本願の特許請求の範囲の各請求項に記載の発明であり、その具体的な解決手段は、以下の通りである。
○第1の発明(請求項1に記載の発明)
上記の課題を解決するための第1の発明(請求項1に記載の発明)は、
オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを低圧で噴射させる複数の水ノズルWNとから構成されるオゾン水製造用ノズル装置100において、ノズル装置の中心部にオゾンガスノズルOGNを配置し、オゾンガスノズルOGNの周囲に複数の水ノズルWNを配置してなり、オゾンガス入口11とオゾンガスノズルOGNのノズル口12は、オゾンガス通路10を介して通じており、水入口21と複数の水ノズルWNのそれぞれのノズル口22は、水通路20を介して通じているオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾンガスノズルOGNと水ノズル複数のWNのノズル口22の周囲を囲んで、オゾンガスノズルOGNよりオゾンガスを噴出する際の負圧により空気を巻き込むのを防止するためのフードHDを設置したことを特徴とするオゾン水製造用ノズル装置100である。
○第2の発明(請求項2に記載の発明)
上記の課題を解決するための第2の発明(請求項2に記載の発明)は、
オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを低圧で噴射させる複数の水ノズルWNとから構成されるオゾン水製造用ノズル装置100において、ノズル装置の中心部にオゾンガスノズルOGNを配置し、オゾンガスノズルOGNの周囲に複数の水ノズルWNを配置してなり、オゾンガス入口11とオゾンガスノズルOGNのノズル口12は、オゾンガス通路10を介して通じており、水入口21と複数の水ノズルWNのそれぞれのノズル口22は、水通路20を介して通じているオゾン水製造用ノズル装置100において、
複数の水ノズルWNから噴射されたミスト水が相互に混合するミスト水混合領域を、(20)式から算出されたオゾンガスOGの拡散径2RGのオゾンガスOGが通過することで、オゾンガスOGがミスト水MWに溶解することにより、効率よくオゾン水OWを生成することができることを特徴とする請求項1に記載されたオゾン水製造用ノズル装置100である。
RG=RW-ξ×R0…(20)式
ここに、
2R0:選択された1組の水ノズルWNのノズル口径の中心間の距離(cm)をいう。2R0は、最も数値が大きくなるような1組の水ノズルWNを選択する。
2RG:オゾンガスノズルOGNのノズル口12からの距離L(cm)におけるオゾンガスOGの拡散径(cm)
2RW:水ノズルWNのノズル口22からの距離L(cm)におけるミスト水MWの拡散径(cm)
ξ:修正係数をいい、1.5≧ξ≧0.5の数値
○第3の発明(請求項3に記載の発明)
上記の課題を解決するための第3の発明(請求項3に記載の発明)は、
オゾンガスノズルOGNのノズル口12は、水ノズルWNのノズル口22よりも、先の位置に配置することを特徴とする請求項1~2の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100である。
○第4の発明(請求項4に記載の発明)
上記の課題を解決するための第4の発明(請求項4に記載の発明)は、
オゾン水OWを製造するためのオゾン水製造用ノズル装置100において、オゾン水OWは、オゾンガスOGとミスト水MWと気液混合気体であり、オゾン水OW・ミスト水MW・オゾンガスOG・ラジカルイオンが混在するオゾン水OWであることを特徴とする請求項1~3の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100である。
○第5の発明(請求項5に記載の発明)
上記の課題を解決するための第5の発明(請求項5に記載の発明)は、
オゾンガスノズルONと水ノズルWNとが一体化されたことを特徴とする請求項1~4の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100である。
○第6の発明(請求項6に記載の発明)
上記の課題を解決するための第6の発明(請求項6に記載の発明)は、
請求項1~5の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100とハンドル装置HUとから構成されたオゾン水製造装置200において、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じていることを特徴とするオゾン水製造装置200である。
○第7の発明(請求項7に記載の発明)
上記の課題を解決するための第7の発明(請求項7に記載の発明)は、
請求項6に記載されたオゾン水製造装置200と原料供給装置50とから構成されたオゾン水洗浄装置300において、原料供給装置50は、貯水タンクWTと水ポンプWPと空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス通路60と第1の水通路70とから構成され、空気ポンプAPとオゾンガス発生器6は、空気管5で繋がっており、オゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス出口62は、第1のオゾンガス通路60を介して通じており、水ポンプWPと第1の水出口72は、第1の水通路70を介して通じていると共に、
原料供給装置50の第1のオゾンガス出口62とオゾンガス入口11とは、接続具によって接続されており、原料供給装置50の第1の水出口72とオゾン水製造装置200の第2の水入口221は、接続具によって接続されていることを特徴とするオゾン水洗浄装置300である。
○第8の発明(請求項8に記載の発明)
上記の課題を解決するための第8の発明(請求項8に記載の発明)は、
オゾン水OWを被洗浄物に向けて噴射することを特徴とする請求項7に記載されたオゾン水洗浄装置300である。
○第9の発明(請求項9に記載の発明)
上記の課題を解決するための第9の発明(請求項9に記載の発明)は、
オゾン水製造装置100において、電源装置を内蔵して、可搬移動式で作業ができることを特徴とする請求項7~8の何れかに記載されたオゾン水洗浄装置300である。
○第10の発明(請求項10に記載の発明)
上記の課題を解決するための第10の発明(請求項10に記載の発明)は、
オゾン水製造装置100において、電源装置を内蔵して、可搬移動式で作業ができるオゾン水製造装置100を用いたことを特徴とする請求項7~9の何れかに記載されたオゾン水洗浄装置300である。
○第11の発明(請求項11に記載の発明)
上記の課題を解決するための第9の発明(請求項11に記載の発明)は、
オゾン水OWは、オゾンガスOGとミスト水MWと気液混合気体であり、オゾン水OW・ミスト水MW・オゾンガスOG・ラジカルイオンが混在するオゾン水OWであることを特徴とする請求項8に記載されたオゾン水洗浄装置300である。
また、上記の各発明に応じた、上記のような特徴的構成要件から構成されたオゾン水製造用ノズル装置100によれば、本願発明の課題を十分解消することができた。
○第1の発明の効果
第1の発明によれば、
オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを低圧で噴射させる複数の水ノズルWNとから構成されるオゾン水製造用ノズル装置100において、ノズル装置の中心部にオゾンガスノズルOGNを配置し、オゾンガスノズルOGNの周囲に複数の水ノズルWNを配置してなり、オゾンガス入口11とオゾンガスノズルOGNのノズル口12は、オゾンガス通路10を介して通じており、水入口21と複数の水ノズルWNのそれぞれのノズル口22は、水通路20を介して通じているオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾンガスノズルOGNと水ノズル複数のWNのノズル口22の周囲を囲んで、オゾンガスノズルOGNよりオゾンガスを噴出する際の負圧により空気を巻き込むのを防止するためのフードHDを設置したことを特徴とするという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第2の発明の効果
第2の発明によれば、
オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを低圧で噴射させる複数の水ノズルWNとから構成されるオゾン水製造用ノズル装置100において、ノズル装置の中心部にオゾンガスノズルOGNを配置し、オゾンガスノズルOGNの周囲に複数の水ノズルWNを配置してなり、オゾンガス入口11とオゾンガスノズルOGNのノズル口12は、オゾンガス通路10を介して通じており、水入口21と複数の水ノズルWNのそれぞれのノズル口22は、水通路20を介して通じているオゾン水製造用ノズル装置100において、
複数の水ノズルWNから噴射されたミスト水が相互に混合するミスト水混合領域を、(20)式から算出されたオゾンガスOGの拡散径2RGのオゾンガスOGが通過することで、オゾンガスOGがミスト水MWに溶解することにより、効率よくオゾン水OWを生成することができることを特徴とする請求項1に記載されたオゾン水製造用ノズル装置100。
RG=RW-ξ×R0…(20)式
ここに、
2R0:選択された1組の水ノズルWNのノズル口径の中心間の距離(cm)をいう。2R0は、最も数値が大きくなるような1組の水ノズルWNを選択する。
2RG:オゾンガスノズルOGNのノズル口12からの距離L(cm)におけるオゾンガスOGの拡散径(cm)
2RW:水ノズルWNのノズル口22からの距離L(cm)におけるミスト水MWの拡散径(cm)
ξ:修正係数をいい、1.5≧ξ≧0.5の数値
という特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第3の発明の効果
第3の発明によれば、
オゾンガスノズルOGNのノズル口12は、水ノズルWNのノズル口22よりも、先の位置に配置することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第4の発明の効果
第4の発明によれば、
オゾン水OWを製造するためのオゾン水製造用ノズル装置100において、オゾン水OWは、オゾンガスOGとミスト水MWと気液混合気体であり、オゾン水OW・ミスト水MW・オゾンガスOG・ラジカルイオンが混在するオゾン水OWであることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第5の発明の効果
第5の発明によれば、
オゾンガスノズルONと水ノズルWNとが一体化されたことという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第6の発明の効果
第6の発明によれば、
請求項1~5の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100とハンドル装置HUとから構成されたオゾン水製造装置200において、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じていることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第7の発明の効果
第7の発明によれば、
請求項6に記載されたオゾン水製造装置200と原料供給装置50とから構成されたオゾン水洗浄装置300において、原料供給装置50は、貯水タンクWTと水ポンプWPと空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス通路60と第1の水通路70とから構成され、空気ポンプAPとオゾンガス発生器6は、空気管5で繋がっており、オゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス出口62は、第1のオゾンガス通路60を介して通じており、水ポンプWPと第1の水出口72は、第1の水通路70を介して通じていると共に、
原料供給装置50の第1のオゾンガス出口62とオゾンガス入口11とは、接続具によって接続されており、原料供給装置50の第1の水出口72とオゾン水製造装置200の第2の水入口221は、接続具によって接続されていることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第8の発明の効果
第8の発明によれば、
オゾン水OWを被洗浄物に向けて噴射することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第9の発明の効果
第9の発明によれば、
請求項6に記載のオゾン水製造装置100において、電源装置を内蔵して、可搬移動式で作業ができることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第10の発明の効果
第10の発明によれば、
請求項1~6に記載のオゾン水製造装置100において、電源装置RUの選択により、可搬型、定置設置型を選択できるオゾン水製造装置100を用いたという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第11の発明の効果
第11の発明によれば、
オゾン水OWは、オゾンガスOGとミスト水MWと気液混合気体であり、オゾン水OW・ミスト水MW・オゾンガスOG・ラジカルイオンが混在するオゾン水OWであることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
[図1]図1は、オゾン水洗浄装置300の全体の構成を表す正面図である。オゾン水洗浄装置300は、原料供給装置50とオゾン水製造装置200とから構成され、原料供給装置50の第1のオゾンガス出口62とオゾンガス入口11とは、接続具(図示せず)によって接続されており、原料供給装置50の第1の水入口71とオゾン水製造装置200の第2の水出口222は、接続具(図示せず)によって接続されている。
[図2]図2は、オゾン水製造用ノズル装置100の構成を表す正面図である。 オゾン水製造用ノズル装置100は、オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを噴射させる複数の水ノズルWNとから構成され、ノズル装置の中心部にオゾンガスノズルOGNを配置し、オゾンガスノズルOGNの周囲に複数の水ノズルWNを配置してなり、オゾンガス入口11とオゾンガスノズルOGNのノズル口12は、オゾンガス通路10を介して通じており、水入口21と複数の水ノズルWNのそれぞれのノズル口22は、水通路20を介して通じている。
[図3]図3は、ハンドル装置HUの構成を表す正面図である。ハンドル装置HUは、延伸部EPとハンドル部HPが接合された構成からなり、ハンドル装置HUの内部において、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じている。
[図4]図4は、原料供給装置50の構成を表す正面図である。原料供給装置50は、貯水タンクWTと水ポンプWPと空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス通路60と第1の水通路70とから構成され、空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6は、空気管5で繋がっており、オゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス出口62は、第1のオゾンガス通路60を介して通じており、水ポンプWPと第1の水出口71は、第1の水通路70を介して通じている原料(オゾンガスOGと水W)を供給する。第1のオゾンガス通路60と第1の水通路70は、原料供給装置50に含まれ、原料供給装置50の構成要素である。
[図5]図5は、請求項3に記載の「オゾンガスノズルOGNのノズル口12は、水ノズルWNのノズル口22よりも、先の位置に配置すること」を説明するための図である。図5の(A)図は、ノズル口12、ノズル口22を表す左側面図である。図5の(B)図は、ノズル口12よりも、長さL0(cm)だけ先の位置にあることを示す図である。ここに、「先」とあるのは、流体の噴出(噴射)する方向をいう。図5の(C)図は、長さL0=0(cm)の場合の空気の領域を表す正面図である。図5の(D)図は、長さL0>0(cm)の場合の空気の領域を表す正面図である。
図5の(C)図の場合に比較して、図5の(D)図の場合(請求項3に記載の発明)は、空気の領域が狭まっており、「オゾンガスの噴出の際に伴う負圧による空気の巻き込みが減って、空気の巻き込みによるオゾンガス中のオゾン濃度の低下が防げた。
[図6]図6は、オゾンガスノズルOGNのノズル口12から噴出直後に生じるオゾンガスOGの廻りの空気に生ずる負圧により、オゾンガスOGの周囲の空気が、オゾンガスOGに引き込まれることになり、オゾンガスOG中のオゾンOの濃度が低下するという弊害が生じることを表す図である(フードHDは図面に記載されているが、フードHDは存在しないものとして、空気の流れを矢印で示した。)。図6の(A)図は、空気の流れを表す左側面図である。図6の(B)図は、空気の流れを表す正面図である。フードHDによって、オゾンガスOGを噴出するオゾンガスノズルOGN及びミスト水MWを噴出する水ノズルWNの両者を囲うと、空気の流れが減少して、オゾンガスOG中に流入する空気が減少して、オゾンガスOG中のオゾンOの濃度低減を防止することができた。
[図7]図7は、2つの水ノズルWNの出口から噴射するミスト水MWが重なる幅、すなわち、重複幅B(cm)を表す正面図である。重複幅B(cm)は、水ノズルWNの出口からの距離L(cm)の時の数値である。
[図8]図8は、オゾンガスノズルOGNの出口から噴射するオゾンガスOGの拡散径D(cm)を表す正面図である。拡散径D(cm)は、水ノズルWNの出口からの距離L(cm)の時の数値である。
[図9]図9は、三角形において、ピタゴラスの定理より、重複幅B(cm)と拡散径2RG(cm)と距離E0(cm)の間に(1)式が成立する。
RG=(E0**2+(B/2)**2)**0.5…(1)式
ここに、距離E0(cm)は、2つの水ノズルWNの出口の中心を結ぶ直線とオゾンガスノズルOGNの出口の中心との距離(cm)をいう。距離E0(cm)は、0(cm)の場合もある。水ノズルWNが偶数の場合は、距離E0(cm)は、0(cm)である。
(1)式は、実際上は、複数が偶数である場合、奇数である場合とも、
RG=B/2=RW-ξ×R0 …(20)式
ここに、ξは、修正係数(数値)をいい、1.5≧ξ≧0.5。
[図10]図10は、(1)式から算出した拡散径2RG(cm)を用いた、オゾンガスノズルOGNと水ノズルWNとの混合状態を表す図である。ただし、重複幅B(cm)と拡散径2RG(cm)は、水ノズルWNの出口からの距離L(cm)における数値である。
[図11]図11は、ハンドル部HPに延伸部EPが取り付けられていない従来技術とハンドル部HPに延伸部EPが取り付けた本発明との比較を示す図である。図11(A)図は、ハンドル部HPに延伸部EPが取り付けられていない従来技術を表す図である。ハンドル部HPを手で持って、オゾン水を噴射するので、遠距離にオゾン水が届かないという欠点があった。図11(B)図は、ハンドル部HPに延伸部EPが取り付けた本発明を表す図である。延伸部EPを取り付けたことによりハンドル部HPより遠くの位置でオゾン水を噴霧するので、より遠くの位置にオゾン水を噴霧できる。
[図12]図12は、複数が2~6である場合に選択された1組の水ノズルWNとR0との位置関係を表す図である。図12の(A)図は、複数が2である場合に選択された1組の水ノズルWNとR0との位置関係を表す図である。図12の(B)図は、複数が3である場合に選択された1組の水ノズルWNとR0との位置関係を表す図である。図12の(C)図は、複数が4である場合に選択された1組の水ノズルWNとR0との位置関係を表す図である。図12の(D)図は、複数が5である場合に選択された1組の水ノズルWNとR0との位置関係を表す図である。図12の(E)図は、複数が6である場合に選択された1組の水ノズルWNとR0との位置関係を表す図である。
ここに、●は、水ノズル口22を表し、2ROは、選択された水ノズル口22同士の距離を表す。
[図13]図13は、オゾンガスOGの拡散径2RGを算出して出力するためのフローチャートを示すフローチャート図である。
以下、本発明に係るオゾン水製造用ノズル装置100について、図面を参照しながら説明する。
11111**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを低圧で噴射させる複数の水ノズルWNとから構成されるオゾン水製造用ノズル装置100において、ノズル装置の中心部にオゾンガスノズルOGNを配置し、オゾンガスノズルOGNの周囲に複数の水ノズルWNを配置してなり、オゾンガス入口11とオゾンガスノズルOGNのノズル口12は、オゾンガス通路10を介して通じており、水入口21と複数の水ノズルWNのそれぞれのノズル口22は、水通路20を介して通じているオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾンガスノズルOGNと水ノズル複数のWNのノズル口22の周囲を囲んで、オゾンガスノズルOGNよりオゾンガスを噴出する際の負圧により空気を巻き込むのを防止するためのフードHDを設置したことを特徴とするオゾン水製造用ノズル装置100が開示されている。
○第1の発明の効果
第1の発明によれば、
オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを低圧で噴射させる複数の水ノズルWNとから構成されるオゾン水製造用ノズル装置100において、ノズル装置の中心部にオゾンガスノズルOGNを配置し、オゾンガスノズルOGNの周囲に複数の水ノズルWNを配置してなり、オゾンガス入口11とオゾンガスノズルOGNのノズル口12は、オゾンガス通路10を介して通じており、水入口21と複数の水ノズルWNのそれぞれのノズル口22は、水通路20を介して通じているオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾンガスノズルOGNと水ノズル複数のWNのノズル口22の周囲を囲んで、オゾンガスノズルOGNよりオゾンガスを噴出する際の負圧により空気を巻き込むのを防止するためのフードHDを設置したことという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
22222**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを低圧で噴射させる複数の水ノズルWNとから構成されるオゾン水製造用ノズル装置100において、ノズル装置の中心部にオゾンガスノズルOGNを配置し、オゾンガスノズルOGNの周囲に複数の水ノズルWNを配置してなり、オゾンガス入口11とオゾンガスノズルOGNのノズル口12は、オゾンガス通路10を介して通じており、水入口21と複数の水ノズルWNのそれぞれのノズル口22は、水通路20を介して通じているオゾン水製造用ノズル装置100において、
複数の水ノズルWNから噴射されたミスト水が相互に混合するミスト水混合領域を、(20)式から算出されたオゾンガスOGの拡散径2RGのオゾンガスOGが通過することで、オゾンガスOGがミスト水MWに溶解することにより、効率よくオゾン水OWを生成することができることを特徴とする請求項1に記載されたオゾン水製造用ノズル装置100が開示されている。
RG=RW-ξ×R0…(20)式
ここに、
2R0:選択された1組の水ノズルWNのノズル口径の中心間の距離(cm)をいう。2R0は、最も数値が大きくなるような1組の水ノズルWNを選択する。
2RG:オゾンガスノズルOGNのノズル口12からの距離L(cm)におけるオゾンガスOGの拡散径(cm)
2RW:水ノズルWNのノズル口22からの距離L(cm)におけるミスト水MWの拡散径(cm)
ξ:修正係数をいい、1.5≧ξ≧0.5の数値
○第2の発明の効果
第2の発明によれば、
オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを低圧で噴射させる複数の水ノズルWNとから構成されるオゾン水製造用ノズル装置100において、ノズル装置の中心部にオゾンガスノズルOGNを配置し、オゾンガスノズルOGNの周囲に複数の水ノズルWNを配置してなり、オゾンガス入口11とオゾンガスノズルOGNのノズル口12は、オゾンガス通路10を介して通じており、水入口21と複数の水ノズルWNのそれぞれのノズル口22は、水通路20を介して通じているオゾン水製造用ノズル装置100において、
複数の水ノズルWNから噴射されたミスト水が相互に混合するミスト水混合領域を、(20)式から算出されたオゾンガスOGの拡散径2RGのオゾンガスOGが通過することで、オゾンガスOGがミスト水MWに溶解することにより、効率よくオゾン水OWを生成することができることを特徴とする請求項1に記載されたオゾン水製造用ノズル装置100。
RG=RW-ξ×R0…(20)式
ここに、
2R0:選択された1組の水ノズルWNのノズル口径の中心間の距離(cm)をいう。2R0は、最も数値が大きくなるような1組の水ノズルWNを選択する。
2RG:オゾンガスノズルOGNのノズル口12からの距離L(cm)におけるオゾンガスOGの拡散径(cm)
2RW:水ノズルWNのノズル口22からの距離L(cm)におけるミスト水MWの拡散径(cm)
ξ:修正係数をいい、1.5≧ξ≧0.5の数値
という特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
33333**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾンガスノズルOGNのノズル口12は、水ノズルWNのノズル口22よりも、先の位置に配置することを特徴とする請求項1~2の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100が開示されている。
○第3の発明の効果
第3の発明によれば、
オゾンガスノズルOGNのノズル口12は、水ノズルWNのノズル口22よりも、先の位置に配置することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
44444**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾン水OWを製造するためのオゾン水製造用ノズル装置100において、オゾン水OWは、オゾンガスOGとミスト水MWと気液混合気体であり、オゾン水OW・ミスト水MW・オゾンガスOG・ラジカルイオンが混在するオゾン水OWであることを特徴とする請求項1~3の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100が開示されている。
○第4の発明の効果
第4の発明によれば、
オゾン水OWを製造するためのオゾン水製造用ノズル装置100において、オゾン水OWは、オゾンガスOGとミスト水MWと気液混合気体であり、オゾン水OW・ミスト水MW・オゾンガスOG・ラジカルイオンが混在するオゾン水OWであることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
55555**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾンガスノズルONと水ノズルWNとが一体化されたことを特徴とする請求項1~4の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100が開示されている。
○第5の発明の効果
第5の発明によれば、
オゾンガスノズルONと水ノズルWNとが一体化されたことという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
66666**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
請求項1~5の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100とハンドル装置HUとから構成されたオゾン水製造装置200において、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じていることを特徴とするオゾン水製造装置200が開示されている。
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
請求項1~5の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100とハンドル装置HUとから構成されたオゾン水製造装置200において、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じていることを特徴とするオゾン水製造装置200が開示されている。
○第6の発明の効果
第6の発明によれば、
請求項1~5の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100とハンドル装置HUとから構成されたオゾン水製造装置200において、第2の水入口221と第2の水出口222は、第2の水通路220を介して通じていることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
77777**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
請求項1~6の何れかに記載されたオゾン水製造装置200と原料供給装置50とから構成されたオゾン水洗浄装置300において、原料供給装置50は、貯水タンクWTと水ポンプWPと空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス通路60と第1の水通路70とから構成され、空気ポンプAPとオゾンガス発生器6は、空気管5で繋がっており、オゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス出口62は、第1のオゾンガス通路60を介して通じており、水ポンプWPと第1の水出口72は、第1の水通路70を介して通じていると共に、
原料供給装置50の第1のオゾンガス出口62とオゾンガス入口11とは、接続具によって接続されており、原料供給装置50の第1の水出口72とオゾン水製造装置200の第2の水入口221は、接続具によって接続されていることを特徴とするオゾン水洗浄装置300が開示されている。
○第7の発明の効果
第7の発明によれば、
請求項6に記載されたオゾン水製造装置200と原料供給装置50とから構成されたオゾン水洗浄装置300において、原料供給装置50は、貯水タンクWTと水ポンプWPと空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス通路60と第1の水通路70とから構成され、空気ポンプAPとオゾンガス発生器6は、空気管5で繋がっており、オゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス出口62は、第1のオゾンガス通路60を介して通じており、水ポンプWPと第1の水出口72は、第1の水通路70を介して通じていると共に、
原料供給装置50の第1のオゾンガス出口62とオゾンガス入口11とは、接続具によって接続されており、原料供給装置50の第1の水出口72とオゾン水製造装置200の第2の水入口221は、接続具によって接続されていることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
88888**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾン水OWを被洗浄物に向けて噴射することを特徴とする請求項7に記載されたオゾン水洗浄装置300が開示されている。
○第8の発明の効果
第8の発明によれば、
オゾン水OWを被洗浄物に向けて噴射することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
99999**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾン水製造装置100において、電源装置を内蔵して、可搬移動式で作業ができることを特徴とする請求項7~8の何れかに記載されたオゾン水洗浄装置300が開示されている。
○第9の発明の効果
第9の発明によれば、
オゾン水製造装置100において、電源装置を内蔵して、可搬移動式で作業ができることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
10101**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
請求項1~6に記載のオゾン水製造装置100において、電源装置RUの選択により、可搬型、定置設置型を選択できるオゾン水製造装置100を用いたオゾン水洗浄装置300が開示されている。
○第10の発明の効果
第10の発明によれば、
オゾン水製造装置100において、電源装置を内蔵して、可搬移動式で作業ができることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
11111**************************************************
上記のオゾン水製造用ノズル装置100において、
オゾン水OWは、オゾンガスOGとミスト水MWと気液混合気体であり、オゾン水OW・ミスト水MW・オゾンガスOG・ラジカルイオンが混在するオゾン水OWであることを特徴とする請求項8に記載されたオゾン水洗浄装置300が開示されている。
○第11の発明の効果
第11の発明によれば、
オゾン水OWは、オゾンガスOGとミスト水MWと気液混合気体であり、オゾン水OW・ミスト水MW・オゾンガスOG・ラジカルイオンが混在するオゾン水OWであることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題~第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
OG……オゾンガス
W……水
MW……ミスト水
MOW……ミストオゾン水
OGN……オゾンガスノズル
WN……水ノズル
100……オゾン水製造用ノズル装置
OW……オゾン水
OGNO……オゾンガスノズルOGNからオゾンガスOWが噴出する噴出口
WNO……水ノズルWNから水Wが噴射する噴射口
HD……フード
10……オゾンガス通路
11……オゾンガス入口
12……オゾンガスノズル口
20……水通路
21……水入口
22……水ノズル口
200……オゾン水製造装置
50……原料供給装置
300……オゾン水洗浄装置
HU……ハンドル装置
EP……延伸部
HP……ハンドル部
WT……貯水タンク
WP……水ポンプ
AP……空気ポンプ
5……空気管
6……オゾンガス発生装置
60……第1のオゾンガス通路
62……第1のオゾンガス出口
70……第1の水通路
72……第1の水出口
220……第2の水通路
221……第2の水入口
222……第2の水出口
Claims (11)
- オゾンガス通路10と、水通路20と、オゾンガスOGの供給を受けてオゾンガスOGを低圧で噴射させるオゾンガスノズルOGNと、水Wの供給を受けてミスト水MWを低圧で噴射させる複数の水ノズルWNとから構成されるオゾン水製造用ノズル装置100において、ノズル装置の中心部にオゾンガスノズルOGNを配置し、オゾンガスノズルOGNの周囲に複数の水ノズルWNを配置してなり、オゾンガス入口11とノズルOGNのノズル口12は、オゾンガス通路10を介して通じており、水入口21と複数の水ノズルWNのそれぞれのノズル口22は、水通路20を介して通じていることを特徴とするオゾン水製造用ノズル装置100。
- 複数の水ノズルWNから噴射されたミスト水が相互に混合するミスト水混合領域を、(20)式から算出されたオゾンガスOGの拡散径2RGのオゾンガスOGが通過することで、オゾンガスOGがミスト水MWに溶解することにより、効率よくオゾン水OWを生成することができることを特徴とする請求項1に記載されたオゾン水製造用ノズル装置100。
RG=RW-ξ×R0…(20)式
ここに、
2R0:選択された1組の水ノズルWNのノズル口径の中心間の距離(cm)をいう。2R0は、最も数値が大きくなるような1組の水ノズルWNを選択する。
2RG:オゾンガスノズルOGNのノズル口12からの距離L(cm)におけるオゾンガスOGの拡散径(cm)
2RW:水ノズルWNのノズル口22からの距離L(cm)におけるミスト水MWの拡散径(cm)
ξ:修正係数をいい、1.5≧ξ≧0.5の数値 - オゾンガスノズルOGNのノズル口12は、水ノズルWNのノズル口22よりも、先の位置に配置することを特徴とする請求項1~2の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100。
- オゾンガスノズルOGNと水ノズル複数のWNのノズル口22の周囲を囲んで、オゾンガスノズルOGNよりオゾンガスを噴出する際の負圧により空気を巻き込むのを防止するためのフードHDを設置したことを特徴とする請求項1~3の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100。
- オゾンガスノズルONと水ノズルWNとが一体化されたことを特徴とする請求項1~4の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100。
- 請求項1~5の何れかに記載されたオゾン水製造用ノズル装置100とハンドル装置HUとから構成されたオゾン水製造装置200において、第2のオゾン入口211と第2のオゾンガス出口212は、第2の水通路210を介して通じていることを特徴とするオゾン水製造装置200。
- 請求項1~6の何れかに記載されたオゾン水製造装置200と原料供給装置50とから構成されたオゾン水洗浄装置300において、原料供給装置50は、貯水タンクWTと水ポンプWPと空気ポンプAPとオゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス通路60と第1の水通路70とから構成され、空気ポンプAPとオゾンガス発生器6は、空気管5で繋がっており、オゾンガス発生装置6と第1のオゾンガス出口62は、第1のオゾンガス通路60を介して通じており、水ポンプWPと第1の水出口72は、第1の水通路70を介して通じていると共に、
原料供給装置50の第1のオゾンガス出口62とオゾンガス入口11とは、接続具によって接続されており、原料供給装置50の第1の水出口72とオゾン水製造装置200の第2の水入口221は、接続具によって接続されていることを特徴とするオゾン水洗浄装置300。 - オゾン水OWを被洗浄物に向けて噴射することを特徴とする請求項7に記載されたオゾン水洗浄装置300。
- オゾン水製造装置100において、電源装置を内蔵して、可搬移動式で作業ができることを特徴とする請求項7~8の何れかに記載されたオゾン水洗浄装置300。
- オゾン水製造装置100において、電源装置RUの選択により、可搬型、定置設置型を選択できるオゾン水製造装置100を用いたことを特徴とする請求項7~9の何れかに記載されたオゾン水洗浄装置300。
- オゾン水OWは、オゾンガスOGとミスト水MWと気液混合気体であり、オゾン水OW・ミスト水MW・オゾンガスOG・ラジカルイオンが混在するオゾン水OWであることを特徴とするオゾン水製造用ノズル装置100/オゾン水製造装置200/オゾン水洗浄装置300
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