JP3086865B2 - 給水管洗浄用オゾン含有気体供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は給水管に付着しているさび、スライムなどを
除去するためのオゾン含有気体を給水管に供給する装置
に関するものであって、主に上水道または中水道用給水
管の清掃管理に利用される。

［従来の技術］ 住宅、ホテル、病院、事務所などの建築物に付設され
ている給水管は長期間経過するさびやスライムなどが発
生し、これらが吸水に混入すると飲食用に適さなくなる
ばかりか、給湯器などの配管にこれらが発生すると熱効
率の低下などの悪影響を及ぼすことは広く知られている
所である。

その対策として、すぐれた殺菌作用と酸化作用とを有
するオゾンに着目し、給水管にオゾンを注入してさびや
スライムなどを処理することが提案されている（特開昭
63−7239号公報、特開平１−163327号公報参照）。

前記各公報に提案されている技術は、中高層建築物に
おいて地下などの低所に設置された受水槽から上方へ延
び屋上などの高所に設置された高置水槽に至る揚水管
と、高置水槽から各層の枝管を分岐して下方へ延びる降
水管とを洗浄するものであって、オゾン含有気体を揚水
管の底部および降水管の頂部に注入するとともに通水
し、オゾン含有気体を水と一緒に管内を流すことにより
オゾンをさび、スライムなどに作用させるようにしたも
のである。

これらの技術によると、揚水管についてはオゾン含有
気体が通水と一緒に上昇するので所期の目的を達成する
ことが可能であるが、降水管についてはオゾン含有気体
が頂部に溜りがちとなるので通水を高速度で流下させな
ければならず大量の水を必要として不経済であるばかり
か、降水管の容量によっては大量の水を高速度で流下さ
せることができず洗浄が不可能である。更に、付着して
いるさび、スライムなどを剥離除去するため、前記特開
昭63−72395号公報に提示のものは流水の圧力を利用
し、特開平１−163327号公報に提示のものはエアハンマ
を利用しているが、前者は水を高速度で流すため給水管
や揚水ポンプの容量によっては実施不可能であり、後者
はエアハンマ発生手段を給水管に接続しなければならな
いため面倒である。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明が解決しようとする課題は、オゾンを使用して
給水管の洗浄を行なう前記従来の技術によると、揚水管
および降水管のいずれに対しても有効に実施できるオゾ
ン供給手段がない、さびやスライムなど剥離除去に特別
の手段を講じなければならない、という点である。

即ち、本発明は水を経済的に使用するとともにオゾン
による害を少なくしてさまざまな構造の吸水設備の吸水
等に発生したさびやスライムなどをオゾン含有気体のみ
で剥離することができるオゾン含有気体供給装置を提供
しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するための手段として、本発明は圧力
酸素発生手段と、前記手段から送られる圧力酸素オゾン
化するオゾン発生器と、圧力空気発生装置と、前記オゾ
ン発生器から送られる高圧のオゾン含有酸素と前記圧力
空気発生装置から送られる圧力空気とを混合するオゾン
含有気体調整装置と、前記オゾン含有気体調整装置で作
られた高圧のオゾン含有気体を給水管に供給するための
電磁駆動の開閉弁とを具えさせた。

［作用］ 圧力酸素をオゾン化して窒素酸化物のような有害成分
を含まない高圧のオゾン含有酸素を作り、これを高圧空
気により稀釈して給水管の部品や人などに害を与えない
程度のオゾン濃度とする。このオゾン含有気体を高圧状
態で給水管に供給することにより、洗浄区間の低所にそ
の個所の水圧よりも高圧で圧入することができ、且つ開
閉弁により継続的に供給することにより水撃を発生しオ
ゾン含有気体の気体が上昇する際の撹拌作用と協働して
さびなどを剥離する。更に、オゾンの酸化作用によりス
ライムを硬脆質化し水撃現象と撹拌作用とによって剥離
する。給水管の洗浄区間は閉鎖するかまたは圧力上昇を
防止する程度に開放し、水をほぼ貯留状態で洗浄するこ
ととする。

［実 施 例］ 図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明に係るオゾン含有気体発生装置の一例
を示す図であって、大気から酸素を分離する酸素発生装
置１と酸素を加圧する加圧装置７とによって圧力酸素発
生手段を構成した。酸素発生装置１は大気を圧縮機２で
圧縮し除湿・除塵機３を通過させて二基の吸着槽５、５
に切換弁４により交互に送入し窒素を吸着除去して逆止
弁６より酸素を取出す構成であり、空気を通過させない
方の吸着槽５は休止中に吸着窒素を除去し連続運転が行
なえるように待機させる。加圧装置７は酸素発生装置１
から取出した酸素を圧縮機８で圧縮し圧力安定用のバッ
ファタンク９に一旦蓄積させ圧力制御弁10、逆止弁11を
経て一定圧力で取出す構成である。

次に、オゾン発生器12は例えば無声放電式の放電部13
と電圧調整器14とからなる構成であり、加圧装置７から
取出した圧力酸素を放電部13の電極間隙を通過させオゾ
ンを発生させて取出す。

更に、出力空気発生装置15は大気を圧縮機16で圧縮し
冷却器17、水分排出用のドレン18、逆止弁19を経てバッ
ファタンク20に一旦蓄積させ圧力制御弁21を経て一定圧
力で取出す構成である。

前記二つの圧力制御弁10、21は酸素および空気を等圧
でそれぞれ取出すものであり、加圧されたオゾン含有酸
素と圧力空気とはオゾン含有気体調整装置22に送られ
る。この装置22はオゾン含有酸素と圧力空気とをそれぞ
れ逆止弁23、24を経て加圧タンク25に装入し、更に高圧
力に調整して貯蔵するとともに、加圧タンク25でオゾン
含有酸素と空気とが混合して作られた高圧のオゾン含有
気体を減圧弁26で所定圧力に減圧して取出す構成であ
る。

加圧タンク25は装入されてくるオゾン含有酸素と圧力
空気とを図示しない圧縮機によって４〜10kg/cm²の間の
任意の設定圧力に更に加圧して貯蔵するものであり、そ
の貯蔵量は標準的な長さの給水管の所要洗浄区間、例え
ば揚水管または降水管とその枝管を洗浄することができ
る程度に設定する。オゾン含有気体調整装置22から取出
されるオゾン含有気体のオゾン濃度は、オゾン発生器12
で作られた30,000〜50,000ppm程度の高濃度のオゾン含
有酸素が圧力空気で500〜1,000ppm程度の吸水管の部品
に著しく有害でない濃度に稀釈されるが、これはそれぞ
れの圧力タンク25への流量を制御することによって容易
に調整され、流量制御は例えば圧縮機８、18の運転時間
制御によって行なわれる。

オゾン含有気体調整装置22から取出されるオゾン含有
気体は複数に分岐した給気管27からホース29を通って接
手30により接続された給水管に供給され、その供給量と
供給時間は各ホース29の先端部に設けた電磁駆動の開閉
弁28のデューティサイクルによって制御される。

尚、本実施例では給気管27およびホース29を複数と
し、吸水管の予め設定した複数の洗浄区間のそれぞれに
接続して順次或いは同時に二以上の洗浄区間にオゾン含
有気体を供給できるようにしたが、これらは単一であっ
てもよい。また、ホース29を用いると本実施例装置を車
両に搭載し適当地点に駐車してホース29を延長すること
によって給水管に接続することができるが、給水管に恒
久的に接続しておく場合ホース29が不要であることは言
うまでもない。

尚また、洗浄にあたってオゾン含有気体は洗浄区間の
低所に供給し、水が充満している吸水管内を上昇させる
ため供給個所における水圧よりも高圧力で圧入すること
が必要であり、一般的には３〜7kg/cm²程度である。開
閉弁28は１〜５秒間に一回の割合で開閉させるものであ
り、予め設定した一定パルス周期に対する開弁時間即ち
圧入時間の割合を変えるか、または予め設定した一定開
弁時間を含むパルス周期を変えることによってデューテ
ィサイクルを変化させることにより一回当りのオゾン含
有気体の供給量と供給の時間間隔とを給水管の汚損状態
や洗浄区間の長さなどに応じて最適にすることができ
る。

このように、本実施例の装置は洗浄区間の低所に当該
部分の水圧よりも高圧力としたオゾン含有気体を供給す
るものであり、開閉弁28を用いて断続的に供給すること
により一回の供給毎に吸水管内の水に圧力変化、即ち水
撃が発生する。そして、この水撃現象およびオゾン含有
気体の気泡が給水管内を上昇する際の撹拌作用によっ
て、弱い付着力で給水管に付着している鱗片状、こぶ状
のさびなどが剥離される。また、オゾンの酸化作用によ
り粘質のスライムが酸化物に変化し硬脆質となって前記
の水撃現象、撹拌作用により剥離される。更に、剥離し
なかったさび、スライムなどおよび給水管表面は継続し
て酸化作用を受け強固にして安定した酸化層を形成して
水に混入しやすい異物の発生を抑制するとともに、オゾ
ンの殺菌作用によってスライムの発生原因となる微生物
や給水管内の細菌類を死滅させる。

第２図は本発明の異なる実施例を示すものであって、
殊にオゾン含有気体調整装置が異なっているが、酸素発
生装置１、加圧装置７、オゾン発生器12、圧力空気発生
装置15は第１図の実施例と同じである。

本実施例におけるオゾン含有気体調整装置32は、オゾ
ン発生器12から取出されたオゾン含有酸素を加圧タンク
33に装入し更に高圧力に調整して一時的に貯蔵し、これ
を給気管27へ送る途中で圧力空気発生装置15から取出さ
れオゾン含有酸素と等圧またはこれよりも僅かに低い圧
力に圧力調整弁34で調整した圧力空気を逆止弁35を経て
合流混合し、更にこれによって作られた高圧のオゾン含
有気体を減圧弁36で所定圧力に減圧して取出す構成であ
る。圧力調整弁34は圧力計37が検知したオゾン含有酸素
の圧力に応じて圧力空気の圧力を制御するように動作す
る。

第１図の実施例では所要洗浄区間を洗浄する量のオゾ
ン含有気体を予め作っておき洗浄作業中は酸素発生装置
１などを原則として休止させるようにしたが、第２図の
実施例では作業作業中に酸素発生装置１、加圧装置７、
オゾン発生装置12を断続的に運転し圧力空気発生装置15
を連続運転する。

尚、オゾン発生器12に導入する圧力酸素は大気から窒
素を分離して得る代りに、ボンベに充填して販売されて
いる圧力酸素を用いてもよいことは勿論であって、この
場合圧力酸素発生手段は酸素ボンベである。また、開閉
弁28は連続開放してオゾン含有気体を連続的に供給させ
ることもある。

次に、本発明のオゾン含有気体供給装置を用いて高置
水槽をもつ中高層の建築物に付設された給水管を洗浄す
る場合の一例を第３図に基いて説明する。

地中の配水管から分岐し止水栓、量水器を有する分水
管52によって地下の受水槽41に入った水を各層に分配す
る吸水管Ｐは、受水槽41から吸水ポンプ42、逆止弁43、
閉止弁44を順に有し屋上の高置水槽46に至る揚水管45
と、高置水槽46から吸水主弁47を経て下方へ延びる降水
管48およびそれより各層毎に分岐し吸水分岐弁49を経て
端末の給水栓50に至る枝管51とによって構成されてい
る。

最初に降水管48の洗浄について説明すると、最下層の
枝管51の給水分岐弁49の下流側に接近させて本発明の装
置を符号A₁で示すように接続し、この枝管51の給水分岐
弁49および給水栓50をそれぞれ全開および全閉とすると
ともに他の枝管51の給水分岐弁49または給水栓50を全閉
としてそれらの端末を閉鎖状態とする。更に上端部の給
水主弁47を全閉または少し開いた状態で本発明装置A₁よ
りオゾン含有気体を断続的に圧入し、所定時間を経過し
たとき給水主弁47および全ての給水分岐弁49、給水栓50
を一斉に或いは各層毎に順次開放して通水し、これとほ
ぼ同時にまた更に一定時間経過後にオゾン含有気体の圧
入を停止する。

第二に枝管51の洗浄について説明すると、各層の枝管
51の給水分岐弁50の下流側に接近させて本発明装置を符
号A₁、A₂、A₃、A₄で示すようにそれぞれ接続し、給水分
岐弁49および給水栓50を閉じるかまたはこれらを少し開
いて少量ずつ通水させた状態でオゾン含有気体の断続的
に圧入し、以後は前記と同様の手順で洗浄を行なう。

第三に揚水管45の洗浄について説明すると、閉止弁44
の下流側に接近させて本発明装置を符号A₅で示すように
接続し、給水ポンプ42の運転を停止した状態でオゾン含
有気体を断続的に圧入し、所定時間経過後に給水ポンプ
42を運転し通水する。その他は前記と同じ手段で行なわ
れる。

剥離したさび、スライムなどは通水することによって
水と一緒に端末から排出されるのである。

［発明の効果］ 本発明によると圧力酸素を用いて窒素酸化物のような
有害成分を含まない高濃度のオゾン含有酸素を効率よく
作ることができるとともに、これを高圧空気と混合して
給水管の部品や人などに害を与えることの少ないオゾン
含有気体を作ることができる。そして、このオゾン含有
気体を高圧状態で給水管に供給するので、洗浄区間の低
所にその個所の水圧よりも高圧で圧入し供給することが
できる。従って、給水管の洗浄区間の水をほぼ貯留状態
として開閉弁により低所に断続的に供給することによ
り、水撃現象と撹拌作用とオゾンを酸化作用とによって
さまざまな構造の給水管に発生したさびやスライムなど
を確実に剥離することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の配置図、第２図は本発明の異
なる実施例の配置部分図、第３図は本発明装置を用いた
洗浄作業例の説明図である。 １……酸素発生装置、７……加圧装置、12……オゾン発
生器、15……圧力空気発生装置、22、32……オゾン含有
気体調整装置、28……開閉弁、

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧力酸素発生手段と、前記手段から送られ
   る圧力酸素をオゾン化するオゾン発生器と、圧力空気発
   生装置と、前記オゾン発生器から送られる高圧のオゾン
   含有酸素と前記圧力空気発生装置から送られる圧力空気
   とを混合するオゾン含有気体調整装置と、前記オゾン含
   有気体調整装置で作られた高圧のオゾン含有気体を給水
   管に供給するための電磁駆動の開閉弁とを具えたことを
   特徴とする給水管洗浄用オゾン含有気体供給装置。