JP4960826B2

JP4960826B2 - 殺菌水製造装置

Info

Publication number: JP4960826B2
Application number: JP2007263462A
Authority: JP
Inventors: 貫仁佐藤
Original assignee: 佐藤樹脂工業株式会社
Priority date: 2007-10-09
Filing date: 2007-10-09
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2027-10-09
Also published as: JP2009090214A

Description

本発明は、水道水や井戸水、涌き水等の原水に次亜塩素酸塩液及び酸性液を混合撹拌して次亜塩素酸を有する殺菌水を製造する装置に関する。

殺菌水は、食器や食品、調理器具、容器、手等を殺菌消毒するためにレストランや病院、ホテル、デパート、スーパーストア、飲食店等の厨房、調理処理場、飲食場、処置室、トイレ、手洗い場等において広く用いられている。

この殺菌水を生成する方法としては、原水に塩素やオゾン、紫外線、薬品等を投与する方法や食塩水の電解方法等があるが、その中で薬品を投与する方法として、原水に次亜塩素酸ナトリウム液と塩酸液を混合して原水中に次亜塩素酸を生成しこの次亜塩素酸によって殺菌するというものが知られている（特許文献１）。また、この場合において、殺菌水のｐＨ値が３〜７の範囲にあるときに、上記次亜塩素酸の殺菌力が強く作用し大きな殺菌効果を得るということも知られている。

上記特許文献１に記載のものは、次亜塩素酸ナトリウムを添加した水と、塩酸を添加した水を浸透性隔膜を介して反応させ、これをバルブ混合器で混合して生成する装置であるが、このように次亜塩素酸ナトリウム水と塩酸水を浸透性隔膜を介して反応させるために殺菌水を多量に使用する場合等には浸透性隔膜による反応が間に合わず反応に斑が生じ一定したｐＨ値の殺菌水を製造することができないことがあり、また、別途、浸透性隔膜を設ける必要があるので、その分手間がかかり作業能率が悪い上にコスト高にもなっている。更に、反応後の次亜塩素酸ナトリウム水と塩酸水をバルブ混合器で混合しているために殺菌水の使用量の変化に応じて均等な混合状態の殺菌水を得ることができないし、また次亜塩素酸ナトリウムや塩酸が管路内を流通するので、この次亜塩素酸ナトリウムや塩酸によって管路内が腐食することがある。更に、この装置には、次亜塩素酸ナトリウムと塩酸が反応した際に生じる塩素ガスを排出する装置が設けられていないので、塩素ガスによる装置が破損したり、塩素ガスが不必要に殺菌水に含まれてｐＨ値を変動させたりすることがある。

また、他の装置として、次亜塩素酸ナトリウム水と塩酸水をそれぞれチューブポンプを用いて液送すると共に、これらの次亜塩素酸ナトリウム水と塩酸水を混合容器で混合し、その混合の際に発生する塩素ガスをその混合容器の上部に設けた気泡排出配管より排出するようにしたものが考えられている（特許文献２）。

この特許文献２に記載のものは、次亜塩素酸ナトリウム水と塩酸水をそれぞれチューブポンプを用いて液送するものであるが、このチューブポンプはそのチューブ部を複数のローラで順次押圧することによって液送するものであるために、その押圧力が、殺菌水の供給量の変動に相応して生じる逆流圧に十分に対応することができず、次亜塩素酸ナトリウム水と塩酸水が一部チューブ部内を逆流して正確なｐＨ値を得ることができないことがある。また、このチューブポンプは、使用中にチューブ部とローラ間に摩擦が生じこれによってチューブ部が引き込まれる状態となり、また使用後はそのチューブ部が押圧されたままの状態に置かれているので、チューブ部が損傷することがある。更に、この装置は、混合容器が設けられその上部に設けた気泡排出配管より塩素ガスを排出するようにしているが、この気泡排出部には適当な排出弁が設けられていないので、混合容器内の液が気泡排出部より流出してしまうことがある。

このような気泡の排出方法として、本願発明者は、以前に液体中に含まれている気泡を除去する気泡除去装置を発明し、この発明は特許されている（特許文献３）。この特許に係る装置は、本体内で流体を旋回させて流動させるもので、流体中の気泡を本体中央に設けた中心軸部で集合させ、その集合した気泡を本体上部に設けたシリンダーとこのシリンダーを被うキャップ状のフロートより構成される弁体を介して排出するようにしたものである。
特許第２８５２４６１号公報（２欄１０行〜３欄６行、第２図）特開平２００４−１８１２７５号公報（段落００２８、００５３、００５９，００６２）、図２〜図４）特許第３５８８７７１号公報（段落０００９〜００１５、００１７〜００１９、図１及び図３）

本発明は、従来の問題点を解決するものであって、原水に次亜塩素酸塩液及び酸性液を逆流なく正確な供給量をもって効率よく簡便に供給することができる上に確実かつ効率よく混合撹拌し斑のない所定のｐＨ値を有する殺菌水を簡易に得ることができるようにすると共に、混合撹拌時に発生する塩素ガスを確実かつ安全に効率よく排出することができる殺菌水製造装置を提供しようとするものである。

本発明は、殺菌水製造装置において原水に次亜塩素酸塩液及び酸性液を供給する手段としてチューブポンプを用い、そのチューブポンプにチューブ部の押し当て手段を設け、この手段によってチューブ部の押し当て量を調節し液の逆流を防ぐと共にチューブ部の破損を防ぐようにしたものである。

また、本発明は、次亜塩素酸塩液及び酸性液を供給するチューブポンプの駆動軸を共有のものとし、一台のチューブポンプで次亜塩素酸塩液及び酸性液を供給し経済化を図るようにしたものである。

更に、本発明は、チューブポンプのチューブ部に元の位置に戻す方向に付勢するばねを設け、これによってチューブ部がこれに接するローラとの摩擦によって引き込まれないようにすると共にその摩擦を軽減するようにしたものである。

また、本発明は、原水と次亜塩素酸塩液及び酸性液を混合撹拌する混合撹拌装置として、第一混合撹拌装置と第二混合撹拌装置を備え、その第一混合撹拌装置で原水と次亜塩素酸塩液及び酸性液を混合撹拌し、その混合水を第二混合撹拌装置で更に混合撹拌するようにし均一な殺菌濃度を有する殺菌水を得ることができるようにしたものである。更に、その混合撹拌装置に排気孔を有するシリンダーにキャップ状に上下動可能に装着されるフロートを備えた弁体を設け、塩素ガスを確実に排出するようにしたものである。

また、本発明は、原水と次亜塩素酸塩液及び酸性液の流入口を混合撹拌装置の上部から下部に向けて順次離した位置に設け、混合撹拌装置内で原水と次亜塩素酸塩液を混合撹拌し、その後に混合液に酸性液を混合して撹拌するようにしたものである。

更に、次亜塩素酸塩液及び酸性液を液送する管路を四フッ化エチレン樹脂（「テフロン」登録商標）等の耐薬品性材料で形成するようにしたものである。

本発明は、原水の使用量の変動に左右されることがなく原水に正確に適量の次亜塩素酸塩液及び酸性液を供給し所定のｐＨ値を有する殺菌水を安定して効率よく簡便かつ確実に得ることができ、また原水と次亜塩素酸塩液及び酸性液を効率よく的確に混合撹拌することができると共に、混合撹拌時に発生する塩素ガスを確実に排出することができ、しかも耐久性のある装置を経済的に得ることができるものである。

図１は、原水（水道水）に次亜塩素酸塩液と酸性液を混合し撹拌して殺菌水を生成する装置についてその概要を示すものである。

上記水道水は、管路１を通じて第一混合撹拌機２に流入口４１より流入される。その管路１にはメインバルブ３、圧力スイッチ４、電磁弁５及び流量センサ６が設けられており、そのメインバルブ３を開いた際に、圧力スイッチ４によって水圧を検出して流水の有無を感知し、その結果によって電磁弁５を開閉すると共に、管路１内を流れる水道水の量を流量センサ６で検出している。なお、これらの圧力スイッチ４、電磁弁５及び流量センサ６の作動は、シーケンサー制御部７と操作部８で制御され、管理されている。

上記第一混合撹拌機２に流入した水道水に、次亜塩素酸ナトリウム液容器９より管路１０Ａを通してチューブポンプ１１（Ｐ１）により送られる次亜塩素酸ナトリウム液を第一混合撹拌機２の流入口４２より流入させ、この第一混合撹拌機２によって上記水道水と混合し撹拌する。この混合撹拌された混合水に、塩酸液容器１２より管路１０Ｂを通してチューブポンプ１１（Ｐ２）により送られる塩酸液を第一混合撹拌機２の流入口４３より流入させ、上記第一混合撹拌機２によって混合水と混合し撹拌する。この場合、水道水に上記次亜塩素酸ナトリウム液と塩酸液を同時に投入して混合撹拌したり、水道水に先に塩酸液を投入しその後塩酸液を投入する方法もあるが、この実施例のように第一混合撹拌機２の上部から下部に向かって順次ずらした位置に水道水と次亜塩素酸ナトリウム液及び塩酸液の流入口４１、４２、４３を形成し、水道水に先に次亜塩素酸ナトリウム液を混合して撹拌し、その後この混合水に塩酸液を混合して撹拌した場合、混合により一層斑がないと共に混合の効率もよく所定のｐＨ値に早めに到達することができる。

実施例では、次亜塩素酸ナトリウム液として濃度１２％の食添用のものを用い、また塩酸液として濃度８．５％の食添用のものを用いているが、その他の濃度の次亜塩素酸ナトリウム液及び塩酸液を用いることができ、いずれにしてもこれらの薬品溶液を水道水に添加し混合撹拌して殺菌水を生成する際に最終に得られる殺菌水のｐＨ値が約７程になるように次亜塩素酸ナトリウム液及び塩酸液の濃度をコントロールしている。この場合、上記次亜塩素酸ナトリウム液と塩酸液が消費されその容器９及び１２を交換する際に、その容器９及び１２の入れ違い等がないように容器の大きさを変えているが（この例では次亜塩素酸ナトリウム液容器９を塩酸液容器１２の約半分の大きさに形成されている）、その容器の大小以外に形を変えたり、容器の色を変えたり等することによって容器の取り違えを防止するようにしてもよい。また、上記チューブポンプＰ１、Ｐ２には、図示のようにカバー６８が設けられ、これによって万が一チューブが破損しても次亜塩素酸ナトリウム液と塩酸液が接触することがないようにし塩素ガスの発生を防止している。

なお、上記次亜塩素酸ナトリウム液は、これに代えて次亜塩素酸カリウム等のアルカリ金属塩を用いたり、上記塩酸液に代えてその他の無機酸液を用いたりすることができ、また、殺菌水は、使用に応じてｐＨ値を約３〜７程に設定する場合がある。上記管路１０Ａ、１０Ｂは、これらのアルカリ金属塩や無機酸液に対し十分耐え得るように四フッ化エチレン樹脂（「テフロン」登録商標）等のフッ素樹脂その他の耐薬品性の材料で形成されている。

チューブポンプ１１（Ｐ１及びＰ２）は、図２〜図４に示すように、基部１３に揺動可能に枢着１４されており後記の作動部材１５によって所定の位置に保定される押し部材１６と、減速機６５を介在させたモータＭによって回転される回転体１７を有し、その回転体に設けたローラ１８を上記押し部材１６の案内面１９に案内される管路１０Ａ、１０Ｂのチューブ部２０に押し当てて順次チューブ内の液を繰り出すことによってチューブ部内の液を送るようにした態様の液送ポンプである。この場合、実施例では、チューブポンプＰ１とチューブポンプＰ２を同一タイプのものとし、これらのチューブポンプの駆動を一つのモータＭの駆動軸２１によって行うようにして経済化を図っているが、両チューブポンプのチューブ部の径を変えたり、次亜塩素酸ナトリウム液と塩酸液の種類や送量等を変えたりするときや、次亜塩素酸ナトリウム液と塩酸液の液送に大きな差異がある場合は、それぞれのポンプを別個のモータで駆動する場合がある。この場合、チューブポンプＰ１、Ｐ２のローラ１８の径を大小に変化させることによって双方の駆動軸２１に大きな回転差をもたらせることなくチューブ部の傷みや引き込み量を軽減することができる。なお、上記駆動軸２１を一軸とする場合は、この駆動軸２１を軸受け２２によって支持するようにしている。また、上記チューブポンプＰ１、Ｐ２を交換する場合は、駆動軸２１に装着されるカラー６９に設けたピン７０を挿出入することによって行っている。

チューブポンプ１１（Ｐ１及びＰ２）のチューブ部２０は、上記のように押し部材１６を回転体のローラ１８に押し当てこれを十分に潰すことによってその部分より液が逆流しないようにしているものであるが、チューブ部は軟質であって、ある一定の厚みを有しているために、これを押圧する際に押し当て加減によっては押圧力が弱くなり押圧部より液が洩れて一部逆流することが生じ、正確な量を確実に液送することができない場合がある。特に水道水の水圧の変化、混合撹拌機内での混合水の圧力の変化等により液圧が増大した場合にその傾向が強く、チューブ部の押圧部より液の洩れが生じ逆流することがあり、その押し当て量の加減は大変微妙なところである。なお、上記ローラ１８は、図示のものでは４個になっているが、これは仕様に応じて２個、３個等その他の複数のものとすることができる。

このようにチューブポンプ１１（Ｐ１及びＰ２）の作動中に液が逆流しないように、下記のように上記押し部材１６を作動部材１５によって揺動させチューブ部２０への押し当て量を調節して適度の押圧を形成するようにしている。
実施例では、上記チューブポンプ１１（Ｐ１及びＰ２）の押し部材１６は、これにカム面２３を介して当接する作動部材１５の移動によって揺動され、この作動部材１５の移動は、それぞれ減速機６６を介在したモータＭ１，Ｍ２によって行っている。図示のものでは、作動部材１５の支持部２４にねじ孔部材２５を固定し、このねじ孔部材のねじ孔２６にモータＭ１、Ｍ２の駆動軸２７のねじ部２８を螺合させ、モータＭ１、Ｍ２の駆動によって作動部材１５を往復動させている。なお、殺菌水の生成が終了した際には、作動部材１５の移動により押し部材１６を外方に揺動させてチューブ部２０への押圧を解除しておくことができ、これによってチューブ部２０の傷みを軽減することができる。

上記押し部材１６と作動部材１５が当接するカム面２３は、実施例では押し部材１６の角部に斜面を形成し、一方、この斜面に係合するように作動部材１５に斜面を形成しているが、その他の形態、例えば押し部材１６の角を曲面にしたり、少し丸みを設けたり、その他のカム面とすることができる。

なお、上記押し部材１６を揺動させる別の方法として、モータの駆動軸にプーリーを設け、このプーリーに押し部材１６の先端部に固定した紐を巻き取り巻き戻す方法あるいは押し部材１６の先端部の下面に上下動する部材を当てこの部材で押し部材１６を揺動させる方法など適宜の方法を用いることができる。

上記押し部材１６には、チューブ部２０を支持するための支持部材２９が設けられており、この支持部材にチューブ径より大きな孔３０を形成し、この孔にチューブ部を挿通している。また、そのチューブ部の一方端側の接続部３１と支持部材２９の間に圧縮ばね３２を設け、このばねによってそのチューブ部がチューブポンプのローラ１８によって引き込まれるのを防ぐと共にローラとの摩擦による磨耗を防いでいる。

上記チューブポンプ１１の下部には、漏液受け３３が設けられ、これに装着される漏液センサ３４によって液の漏洩を検出し、その信号をもってシーケンサー制御部７で制御している。また、上記次亜塩素酸ナトリウム液容器９及び塩酸液容器１２には、それぞれ液面センサ３５が設けられ、この液面センサによって液量を検出し、その信号を基にシーケンサー制御部７で制御している。その液量の検出結果から、上記各容器９、１２を交換したり、隣接して置いた予備の容器に切り換えたりすることができる。

次に、水道水、次亜塩素酸ナトリウム液及び塩酸液を混合撹拌する第一混合撹拌機２及び第二混合撹拌機３６について図５及び図６Ａ〜Ｃを用いて詳細に説明する。
第一混合撹拌機２は、上部に形成される円筒状の空間３７と、この空間に連続して形成される下部の逆円錐形状の空間３８と、この空間に続く小円筒状の空間３９を有する本体４０を備えている。この本体には、上部から下部の方向に向ってずらした位置に、順次水道水の流入口４１と、次亜塩素酸ナトリウム液の流入口４２と、塩酸液の流入口４３が円筒状の空間３７に対しその接線方向に開口するように形成されていると共に、混合水の流出口４４が上記小円筒状の空間３９に対しその接線方向に開口するように形成されている。これによって、上記円筒状の空間３７に流入した水道水、次亜塩素酸ナトリウム液及び塩酸液は、順次円筒状の空間３７及び逆円錐形状の空間３８内で混合撹拌され、この混合水が上記流入口４４より流出される。

本体４０の中央部には、中心軸４５が設けられており、この中心軸に混合撹拌中に発生する塩素ガスの気泡を集合させ、集合後上昇した気泡の塩素ガスを下記のように本体上部に設けた弁体４６から排出させる。

本体４０には、パッキンを介してねじ４７止めされる蓋体４８が設けられており、この蓋体に上記弁体４６を収容する弁室４９を有し、この弁室４９に通じるように排出口５０が形成されている。弁体４６は、本体４０と蓋体４８間に支持される基板５１に一体に形成されその中央部に通孔５２を有するシリンダー５３と、このシリンダーの外周面を被う筒状部５４と上面を被うプレート部５５を有する上下動可能なキャップ状のフロート５６を備えている。なお、この例では、本体４０と蓋体４８の間で支持される基板５１を設けているが、この基板５１に代えてシリンダー５３の下部に基部を設け、この基部の周囲にねじを形成し、このねじ部を弁室４９の下部に形成したねじ孔に螺合するような構造のもの、あるいはその他の構造のものとすることができる。

上記フロート５６の内周面とシリンダーの外周面間の細隙５７及びフロート５６の外周面と弁室４９の内周面間の細隙５８は、混合水の通過がし難く塩素ガスのみが通過できるような極く狭い間隙に形成されており、例えば、約０．０５〜０．３ｍｍ程度、好ましくは約０．１〜０．２ｍｍ程度に形成されている。

上記図６Ａは、混合水から発生した塩素ガスが本体４０の上部に集合する場合において、その内部圧力が未だフロート５６を押し上げる程度まで高められていない状態を示している。塩素ガスの集合後に内部圧力が十分に高められると、図６Ｂに示すように塩素ガスが上記フロート５６を押し上げる。これにより、通孔５２を通過した塩素ガスはフロートの内周面とシリンダーの外周面間の細隙５７及びフロートの外周面と弁室４９の内周面間の細隙５８を通って排出口５０から排出される。ここで、流量が増大して内部圧力が極めて大きくなり、流体が上記通孔５２を通ってフロート５６部まで到達すると、図６Ｃに示すように、その圧力によってフロート５６は、弁室４９の内面上部に接する位置まで上昇し、排出口５０を閉鎖して混合水が排出口５０より排出するのを防ぐ。

上記第一混合撹拌機２で混合撹拌された混合水は、管路５９を通って流入口６０より第二混合撹拌機３６に流入される。この第二混合撹拌機は、上記第一混合撹拌機２とほぼ同様の構造を有しており、ただ第一混合撹拌機２とは流入口が一箇所である点及び大きさが約半分になっている点で相違し、第二混合撹拌機のサイクル速度を速めて混合精度の安定化を図っているが、この第二混合撹拌機３６の大きさは、殺菌水の使用量が増大する場合など必要に応じて第一混合撹拌機２とほぼ同じ大きさにすることができる。

第二混合撹拌機３６に流入する混合水は、この混合撹拌機において更に混合撹拌され、その後、流出口６７より管路６１を通って蛇口等のユースポイントへ送られる。その際、この管路６１に設けられているｐＨセンサ６２によってｐＨ値を検知し、その信号を基にシーケンサー制御部７で制御し、上記次亜塩素酸ナトリウム液及び塩酸液の供給量を調整することによって適正なｐＨ値を得る。このように、上記水道水、次亜塩素酸ナトリウム液及び塩酸液は、上記第一混合撹拌機２及び第二混合撹拌機３６によって確実に混合撹拌され、斑のない所定のｐＨ値を有する殺菌水を得ることができる。なお、上記第二混合撹拌機３６は、殺菌水の供給量が少ない場合等には省略することがある。

上記装置は、殺菌水の使用量が大きく変化する場合でも、流量センサ６やｐＨセンサ６２によるｐＨ値の測定、上記次亜塩素酸ナトリウム液及び塩酸液の適切量の迅速な供給等によってその変化に十分対応することができる。

また、上記第一混合撹拌機２及び第二混合撹拌機３６による混合撹拌によって発生する塩素ガスは、管路６３を通って外部へ排出されるが、この管路６３を例えば押圧変形可能な合成樹脂性のチューブで形成した場合、その管路６３にピンチバルブ６４を設けておくと、殺菌水の生成の終了の際、上記チューブポンプ１１の押し部材１６によるチューブ部の押圧を開放したときに、ピンチバルブ６４によって管路６３のチューブ部を絞りその流通を止めることによって混合水や次亜塩素酸ナトリウム液及び塩酸液の逆流を防止することができる。

本発明装置の概略図である。一部省略したチューブポンプとそのチューブ部の押し当て手段を示す拡大平面図である。チューブポンプとそのチューブ部の押し当て手段を示す正面図である。押し当て手段の押し部材を示す拡大概略図である。第一混合撹拌機の拡大断面図である。混合撹拌機の弁体部の拡大説明図である。

符号の説明

２第一混合撹拌機６流量センサ７シーケンサー制御部９次亜塩素酸ナトリウム液容器１１チューブポンプ１２塩酸液容器１５作動部材１６押し部材１８ローラ３６第二混合撹拌機４６弁体５３シリンダー５６フロート６２ｐＨセンサ

Claims

気泡の排出口を有する混合撹拌機に原水を供給しその原水に管路を介してチューブポンプをもって次亜塩素酸塩液容器から所定の濃度を有する次亜塩素酸塩液を供給すると共にその液に酸性液容器から所定の濃度を有する酸性液を供給し、これらの各液を供給する際に上記混合撹拌機にて混合撹拌して所定のｐＨ値を有する殺菌水を生成する装置であって、上記チューブポンプはそのチューブ部への押し当て量を調節する押し当て手段を有し、この押し当て手段は、斜状のカム面を有し揺動可能に支持されチューブポンプのチューブ部を押圧する押し部材と、この押し部材の斜状のカム面に当接される斜状のカム面を有し往復動する作動部材を備え、この作動部材の往復動によって作動部材の斜状のカム面を押し部材の斜状のカム面に当接させることにより上記押し部材を揺動させてその押し当て量を調節するようにしたことを特徴とする殺菌水製造装置。
次亜塩素酸塩液供給側のチューブポンプと酸性液供給側のチューブポンプの駆動軸を共用させ一軸とした請求項１に記載の殺菌水製造装置。
チューブポンプに、駆動時のチューブ部の引き込み作用に対応するよう元の位置に戻る方向に付勢し得るばねを設けた請求項１または２に記載の殺菌水製造装置。
混合撹拌機は、これに原水と次亜塩素酸塩液と酸性液を供給しこれらを混合撹拌する第一混合撹拌機と、この第一混合撹拌機によって混合撹拌された混合水を更に混合撹拌する第二混合撹拌機を有する請求項１〜３のいずれかに記載の殺菌水製造装置。
混合撹拌機は、これに原水と次亜塩素酸塩液と酸性液の各流入口を上部から下部に向かって順次ずらした位置に設けた請求項１〜４のいずれかに記載の殺菌水製造装置。
混合撹拌機は、上部に円筒状の空間を有し下部にこの空間に連続する逆円錐形状の空間を有する本体を備え、この本体に流入する液体が旋回して流動し混合撹拌するよう流入口を円筒状の空間の接線方向に設けると共に本体下部に流出口を設け、本体内の中央部に気泡を集合させる中心軸を有すると共に本体の上部に気泡の排出口を有し、本体の上部に通孔を有する基板で仕切った弁室を形成し、その基板上にその通孔に連通する通孔を有するシリンダーを設け、このシリンダーにその外周面及び上面を被い得るキャップ状のフロートを上下動可能に装着した請求項１〜５のいずれかに記載の殺菌水製造装置。
次亜塩素酸塩液と酸性液をそれぞれ混合撹拌機へ送る管路を四フッ化エチレン樹脂の耐薬品性の材料で形成した請求項１〜６のいずれかに記載の殺菌水製造装置。