JP3860943B2 - オゾン脱臭装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、生ごみ等の有機物から生じる異臭、悪臭を除去するオゾン脱臭装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
百貨店、スーパーマーケットなどの食料品売場で販売される野菜、魚貝類、果物などの生鮮食料品が売れ残ると鮮度が落ち、短時間で腐敗するものもあり、一般には廃棄処分されるが、このような廃棄処分された食料品のごみ類は生ごみ処理機により小さく切断して有機土壌又は有機肥料として利用される。小さく切断されたごみ類は、外部へ運び出されて販売されるが、このようなごみ類は切断処理をする間にも腐敗して異臭、悪臭が生じるため、その異臭、悪臭の処理に脱臭装置が利用される。
【０００３】
脱臭装置の一般的な例として、図５の（ａ）、（ｂ）に示す形式のものが知られている。（ａ）図の脱臭装置は、生ごみ処理機のような臭気発生源Ｘに吸引管を接続し、その臭気を吸引ブロワＢで吸引して脱臭塔Ｔへ導き、活性炭Ｖなどの吸着材を入れた吸引室Ｒを通して脱臭し大気へ排出空気を排出するように構成されている。Ｄはダンパである。
【０００４】
（ｂ）図の脱臭装置は、装置本体Ｔ’内に水滴を散布するシャワユニットＳと、ＵＶ（紫外線）ランプユニットＬと、活性炭などの吸着材を入れた吸着ユニットＵとをこれらの順に設け、上流側から下流側へ臭気を送って脱臭するように構成されている。シャワユニットＳでは水滴の散布により臭気中の大径粒子を吸着させ、ＵＶランプユニットＬでは残る臭気中の殺菌をし、吸着ユニットＵでさらに細い臭気を吸着し脱臭するというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した一般的な従来の脱臭装置では、臭気に含まれる比較的大径の粒子は除去されるとしても小さい粒子は除去し難く、ＵＶランプによる殺菌作用だけでは有機物から生じた細菌を含む臭気を十分殺菌、脱臭できず、結局脱臭効果が不十分であり、脱臭処理をしたにも拘らず依然として異臭が残るという問題がある。生ごみ類等から発生する異臭、悪臭は、発生したガス中に生ごみ類内で発生した細菌やそれらが排出するカス、硫化物（Ｈ₂ Ｓ）などの無機物、その他の有機物等が微量に含まれることに起因する。従って、大雑把な脱臭機能による脱臭作用だけでは食料品等の生ごみ類から生じる臭気を十分除去できない。
【０００６】
この発明は、上述した従来の脱臭装置の問題点をオゾン殺菌・脱臭ノズルからのオゾン気体成分を用いることにより高効率に脱臭効果を生ごみ類の臭気発生源からの臭気流に及ぼして脱臭し得るオゾン脱臭装置を得ることを課題とする。
【０００７】
【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、両端を閉じた中空円筒体を立設し、その上端寄り位置に臭気管を円筒体の接線方向に接続し、かつオゾンを含む気体の流れで液体を吸引しオゾン噴霧流れを噴霧するオゾン噴霧ノズルを設けてオゾン噴霧流れを臭気管から送り込まれる臭気流れに多数回作用するように噴霧して殺菌、脱臭する第１脱臭手段を設け、円筒体下端寄り位置に接触材又は吸着材を設けて臭気流れに残留する残留臭気を脱臭する第２脱臭手段と、脱臭後の気流を排出する排気筒とを設けて成るオゾン脱臭装置としたのである。
【０００８】
上記構成のオゾン脱臭装置ではオゾン噴霧流れを用いて臭気流れに対して強力な殺菌、脱臭作用を及ぼす。食料品などの生ごみ類を発生源とする有機臭、無機臭、細菌や細菌類が出す排泄物などの細菌臭を含む臭気流れが臭気管を介して円筒体内に送り込まれると、その流れは円筒内で旋回流となり多数回の旋回をしながら下方へ流れるが、その間に第１脱臭手段のオゾン噴射ノズルからオゾン噴射流れが何度となく噴射され、オゾン殺菌、脱臭、作用が臭気流れに作用しむらなく殺菌、脱臭が行われる。
【０００９】
オゾン噴霧ノズルは、液体とオゾンを噴霧してオゾン噴霧流れを噴射する形式のものであるから、オゾンを水に溶解させてオゾン水としそのオゾン水を噴霧する従来のノズル方式（１流体方式）と異なり、オゾンは直接的に臭気流れに対して噴射される。このためオゾン水のオゾン含有率に比較して桁違いに大量のオゾンが臭気流れに作用してオゾンが酸素に変化する際の酸化力による強力な殺菌、脱臭効果を及ぼすのである。一方、オゾン噴霧流れには噴霧によって霧滴化された水分ガスが含まれ、これらは臭気流れの臭気粒径の大きいものに付着して落下する。そして、下方に落下すると第２脱臭手段の接触材に接触して液化され、上記第１脱臭手段で脱臭されてなお残留する臭気流れ中の有機臭、無機臭などの粒子を空気中から除去してクリーンな気体となった空気を排気筒から排出する。
【００１０】
【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は実施形態のオゾン脱臭システムの全体概略図である。この脱臭システムはオゾン脱臭装置Ａに対して臭気発生源Ｘで発生した臭気を吸引ブロワＢで吸引して送り込み、この脱臭装置Ａに設けたオゾン噴霧ノズル３からオゾンを噴霧して脱臭し、さらに脱臭装置Ａの下流側に設けた吸着手段４で吸着、脱臭し、脱臭後の気流を排気筒６から大気中へ放出するように構成されている。
【００１１】
オゾン噴霧ノズル３へは、エアーコンプレッサＣで圧送される空気への作用でオゾンを発生するオゾン発生器Ｇ₀ から高濃度のオゾンを含む空気流（以下オゾン気流という）が送られ、一方水道水を水位タンクＴ_K に貯水し、水位の変動による給水変化を抑制して水がノズル３へ同時に送られる。ノズル３は、後で説明するように、上記空気流をノズル先端から噴出する際のエゼクタ効果によりタンクＴ_K から水を吸引してオゾン気流と共に噴霧し、オゾンによる脱臭作用を臭気に付与するように設けられる。
【００１２】
オゾン脱臭装置Ａは、図２に示すように、中空円筒体の装置本体１を立設し、その上、下端を端板１_A 、１_B で閉じ、上端寄り位置には臭気管２を円筒体の接線方向に接続し、又上端の端板１_A にはオゾン噴霧ノズル３を備えている。臭気管２から送り込まれる臭気流れは円筒体の接線方向に送り込まれる（サイクロン形式）ため、円筒体内で回転しながら下方へ移動し、この回転により臭気流れに対して複数回ノズル３からオゾン気流の噴射を受けて殺菌、脱臭を及ぼす。
【００１３】
なお、図示の例では、図示の内容を簡略化するため、ノズル３は１組のみを示しているが、実際の例では例えば４組、あるいは８組というように複数個設けられており、従って複数組のノズル３によるオゾン気流の噴射で殺菌、脱臭作用が高効率に付与される。又、ノズル３は、端板１_A に臭気流れの回転に対しその上方から下方へ向けて噴射する向きに設けているが、例えば円筒体の円周上の位置で臭気流れの回転に対し放射方向となるように設けてもよく、その他円筒体の上端付近で臭気流れに対し殺菌・脱臭を効率的に付与する方向であれば上記以外の位置、方向はどのように設けてもよい。上記臭気管２とオゾン噴霧ノズル３により第１脱臭手段を構成する。
【００１４】
装置本体１の円筒体の下端寄りで端板１_B より少し上方位置には接触材（又は吸着材）４とこれを支持する接触材受け５が設けられている。接触材４は、例えばステンレス製の金属タワシ状のフィルタ、あるいはプラスチックの繊維状のフィルタが用いられる。接触材４はこれと共に又はこれに代えて活性炭のような吸着材としてもよいが、その場合は水分による目詰りを生じないよう後述する排出筒６の上端末部分にポケットを設け出入れ出来るようにそのポケット内に設置する。接触材受け５は、メッシュ状（格子状）の支持部材（金属又はプラスチック）が用いられる。７はドレンコックであり、端板１_B 上に集められた水滴を排出する。端板１_B より少し上方の位置から端板１_A を貫通して上方へ所定高さ位置まで延びる排出筒６が円筒体の中心に中心を合わせて設けられている。接触材４と接触材受け５により第２脱臭手段が構成されている。
【００１５】
オゾン噴霧ノズル３は、図３Ａ又は図３Ｂに示すものが用いられる。いずれのノズル３、３’も２流体方式のノズルである。図３Ａのノズル３は、オゾン気流を送り込む配管３ｏと、水を供給する供給管３ｐがそれぞれ接続されている。
【００１６】
上記噴霧ノズル３を用いてオゾン脱臭装置Ａにおいて脱臭処理が次のように行われる。臭気発生源Ｘで発生する臭気が臭気管２を介して装置本体１に送り込まれると、臭気流れは図２に示すように円筒体の上端寄り位置から旋回流となって旋回しながら下方へと流れ、その間に第１脱臭手段の噴霧ノズル３からのオゾン噴霧流れが噴霧され、臭気流れに何度も（複数回）作用して殺菌、脱臭が行われる。臭気発生源Ｘではこの例では主として食料品の廃棄物である野菜、果物、魚貝類などの有機物の生ごみ類からの異臭、腐敗臭などが発生し、これらの臭気流れが送られて来る。
【００１７】
上記臭気流れには生ごみ類から発生する硫化物などの無機物臭、芳香族系あるいはエステル系の有機物臭、細菌や細菌の排泄物などが出す異臭など種々の臭気が水分ガスと一緒に混合している。これらの臭気は空気中に微量に放出されても異臭、悪臭として作用する。このような臭気に対しオゾン噴霧ノズル３からオゾンを噴霧すると、オゾンＯ₃ が酸素Ｏ₂ に変化する際の酸化力によって細菌などを殺し、有機臭、無機臭などを酸化させて分解し臭気を消滅させ、これにより殺菌、脱臭作用を及ぼす。なお、オゾン噴霧ノズル３のノズル機構、作用の詳細については後で説明する。
【００１８】
上記第１脱臭手段による殺菌、脱臭作用は細菌の異臭、有機臭、無機臭のいずれに対しても有効であるが、上述したように臭気流れに含まれる臭気のうち細菌以外に含まれる有機臭、無機臭、水分ガス成分で第１脱臭手段では充分に脱臭されていない臭気を第２脱臭手段の接触材４（又は吸着材）で高効率に除去する。上述水分ガスと共に含まれる有機臭、無機臭は接触材４の金属又は繊維に触れると水分ガスが液化されて水となることにより脱臭され、その水は接触材受け５の多数の孔を通って滴下し、底部の端板１_B 上に溜められ、貯水量が多くなるとドレンコック７を操作して排出される。これにより極めて効率よく臭気流れは殺菌、脱臭されるのである。
【００１９】
上述した第１脱臭手段に用いられている噴霧ノズル３の機構、作用は次の通りである。上記噴霧ノズル３は、ノズル本体３ａとノズルキャップ３ｂとから成り、ノズルキャップ３ｂはノズル本体３ａの片端に形成したねじ部３１に螺着自在に接合される。ノズル本体３ａの中心にはオゾンを含む気体を通す導通路３２が設けられ、これと交叉しないように中心から少しずれた位置で、図示の状態では上下方向に縦導通路３３が設けられ、導通路３２より上方まで延びている。
【００２０】
そして、導通路３３は３２より少し上の位置で横導通路３３ｈに接続されており、この導通路３３ｈの端はノズル本体３ａの片端とノズルキャップ３ｂの内周との間に断面視で一定の傾斜角のテーパを以って形成される円錐溝３５に接続されている。又、導通路３２の突出端３２ａは、図示のように、ノズル本体３ａの端より突出状に流体の流出端として形成され、その突出端部がノズルキャップ３ｂに設けられた噴出口３６と同心状に挿入され、突出端３２ａの先端は噴出口３６より少し奥側に位置している。そして、噴出口３６と同心状の突出端部３２ａの外周と噴出口３６の内周との間には水を噴出させるための隙間３５ａが全周に噴出方向と平行に所定長さだけ設けられている。
【００２１】
上記オゾン噴霧ノズル３は、オゾンを含む気体の流体エネルギを駆動源として水等の液体を吸引して噴霧し、対象物に散布することにより殺菌脱臭作用を及ぼす（以下脱臭等という）。エアーポンプＣからは大気中のエアーがオゾン発生器Ｇ₀ へ所定の圧力、流量で送られ、オゾン発生器Ｇ₀ では２つの電極間で高電圧による無声放電でエアーに含まれる酸素Ｏ₂ に電子が衝突してオゾンが発生し、このオゾンを含む気体がポンプにより送られる圧力で噴霧ノズル３へ送られる。
【００２２】
噴霧ノズル３では流体の流出端である導通路３２の突出端３２ａから流出する気体の流体エネルギを駆動源としてこの流出気体により噴出口３６に連通する液体の導通路３３ｈを吸引する。この場合、同心状の導通路の突出端３２ａから噴出されるオゾンを含む気体も霧状に噴霧されるが、中心側のオゾンを含む気体は突出端３２ａから出た瞬間にいくらか拡がろうとするが大部分は細い霧状の流れとなって中心側を流れ、その外側には吸引された液体が霧状に同心円状に囲んで流れ、流体の霧状流れに中心側のオゾンを含む気体の拡散したものが少しずつ混合しながら流れて対象物へ散布される。
【００２３】
ところでオゾン（Ｏ₃ ）は不安定な気体であり、大気中では安定した酸素に短時間で変化し、その酸化力を利用して脱臭等、あるいは防腐、防虫などの効果が得られるため、生鮮食料品や調理機の脱臭等種々の分野で利用されているが、一方ではよく知られているように高濃度のオゾンは極めて強い毒性を有し人体に有害であるため、作業場などの環境では一定の濃度以下に抑制するよう定められるなどその取扱いには安全性の観点から慎重な配慮が必要とされる。
【００２４】
このような事情からオゾンを脱臭等に利用する場合、従来はオゾンを水に溶け込ませたオゾン水をそのまま使用するか、又はノズルで噴霧して散布する１流体噴霧方式のノズルが用いられていたが、この従来の方式では水に溶け込ませ得るオゾンの割合が一定値以下（例えば０．５ｐｐｍ以下）の極く微量であるため、ノズルで噴霧すると大気と接触して大部分消滅し、対象物に散布された際の残留オゾンの割合が極く微量となり、殺菌等の効果が若干あるとしても脱臭等の効力が弱く、一定の効果を得るには散布時間を長くする必要がある。
【００２５】
これに対し、上記オゾン噴霧ノズル３ではオゾンはオゾン発生器で発生した含有分が水に溶け込ませることなく直接ノズルからそのまま大量に噴霧され、かつその気体の流体エネルギで水を吸引して同時に噴霧されるからオゾンの噴霧量が圧倒的に従来の方式より多くなる。又、この実施形態の噴霧ノズルでは同心状の噴出口の中心側にオゾンを含む気体が配置され、その外側に水の噴霧流れが配置されているため水の噴霧流れがオゾンを含む気体の流れの外側を囲むこととなる。従って、オゾンを含む気体が対象物に散布されるまでに若干拡散するとしても、その外側を囲む水の噴霧流れによってその外側へまで拡散する割合が極くわずかとなる。
【００２６】
図３Ｂは前記図３Ａの噴霧ノズルの変形例の主要断面図である。この例では流体の流出端である噴出口における突出端の配置についてオゾンを含む気体と水の関係が反対になっている点が図３Ａの例と異なっている。同一機能部材には同じ符号が付してある。この例では、水の縦導通路３３と水平な導通路３３ｈがノズル本体３ａの中心に配置され、オゾンを含む気体の導通路３２は中心から外れ縦導通路３３と交叉しない位置に配置されている。突出端３３ａは噴出口３６より少し奥側に位置していることは第１の例と同じである。上記円錐溝３５の１箇所に気体の導通路３２の端が連通している。
【００２７】
上記構成の変形例の噴霧ノズルでは、円錐溝３５にオゾンを含む気体の導通路３２が接続するように配置されているから、このオゾンを含む気体を噴出口３６から噴出するとその流体エネルギによってノズルの中心に配置されている水の導通路３３ｈを吸引し、これにより供給管３ｐから水が吸引されて流体の流出端である突出端３３ａよりオゾンを含む気体と一緒に噴霧される。
【００２８】
この場合、円錐溝３５は断面がテーパ状であるためオゾンを含む気体は噴出口３６へ向かって進み、噴出口３６から流出する際に突出端３３ａから導通路３３ｈを吸引するが、吸引されて流出する水は突出端３３ａから出た瞬間に気体と混合する。このため、噴出口３６から噴出される噴霧流れはオゾンを含む気体と水の混合状態の噴霧流れとなる。
【００２９】
しかし、混合噴霧流れであるとしても、この方式の噴霧ノズル３’ではオゾン発生器２で発生したオゾンの全量がノズルの噴出口３６から噴出されるから、一旦水に溶解させてそのオゾン水を噴霧する従来の方式に比べると桁違いに多量のオゾンが混合噴霧流れに含まれる。従って、対象物に散布された際に脱臭等の作用に寄与するオゾン残留濃度がオゾン水方式より当然高く、脱臭等の作用が極めて高くなる。
【００３０】
なお、図１に示す水の供給管３ｐへ水を送る経路には通常の水位タンクＴ_K でフロート及び弁により自動供給される水道水の水圧を大気圧に開放し、その水を圧力が働かない状態で噴霧ノズル３の吸引圧で吸引され水位の減った分だけ供給されるようになっている。
【００３１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、この発明の脱臭装置は臭気管から中空円筒体内に接続方向に送り込まれる臭気流れにオゾン噴霧ノズルからオゾン噴霧流れを噴霧する第１脱臭手段と、臭気流れに残留する残留臭気を接触材により脱臭する第２脱臭手段とにより脱臭し、脱臭後の気流を排気筒から排出するようにしたから、オゾン噴霧流れによりオゾンを直接的に臭気流れに噴霧することにより殺菌、脱臭し、残留臭気をその水分ガスを含んで接触材に接触、液化することにより脱臭し、高効率に高い脱臭効果を及ぼす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】オゾン脱臭システムの全体概略図
【図２】オゾン脱臭装置の主要断面図
【図３Ａ】オゾン噴霧ノズルの主要断面図
【図３Ｂ】同上の変形例の主要断面図
【図４】図２の矢視III ａ〜III ａ、III ｂ〜III ｂから見た断面図
【図５】従来例のオゾン脱臭システムの概略図
【符号の説明】
１ 装置本体
２ 臭気管
３ オゾン噴霧ノズル
４ 接触材
５ 接触材受け
６ 排気管

Claims (2)

1. 両端を閉じた中空円筒体を立設し、その上端寄り位置に臭気管を円筒体の接線方向に接続し、かつオゾンを含む気体の流れで液体を吸引しオゾン噴霧流れを噴霧するオゾン噴霧ノズルを有し、臭気管から送り込まれる臭気流れに対して上記オゾン噴霧ノズルからオゾン噴霧流れを多数回作用するように噴霧して殺菌、脱臭する第１脱臭手段を設け、円筒体下端寄り位置に接触材又は吸着材を設けて臭気流れに残留する残留臭気を脱臭する第２脱臭手段と、脱臭後の気流を排出する排気筒とを設けて成るオゾン脱臭装置。
2. 前記オゾン噴霧ノズルがノズル本体と、この本体内に外部から供給される液体とオゾンを含む気体とを噴霧するノズルとを備え、ノズル本体は内部に気体と液体の導通路をそれぞれ独立に、かつ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流体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構成して成ることを特徴とする請求項１に記載のオゾン脱臭装置。

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