JP5204392B2 - 配管接続型の二酸化塩素水生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、温泉やプール等の配管に接続される二酸化塩素水生成装置に関するものである。

二酸化塩素は、種々な場所での消毒あるいは殺菌が行えて、しかも人体にそれ程悪影響を与えない物質として最近注目を集めているものである。二酸化塩素は、酸化力の上で塩素の２．６倍であり、残留性も高いからである。その反面、二酸化塩素は、沸点１１℃の気体で、反応性が高くて分解し易いだけでなく、圧縮されたとき不安定なものとなるため貯蔵が困難であり、通常は使用する場所に発生装置を設置して使用することがなされているものである。

この従来より使用されている二酸化塩素発生装置としては、出発原料を「次亜塩素酸」あるいは「重亜硫酸ソーダ」とするものや、出発原料を「亜塩素酸水溶液」とするものがあり、いずれも必要濃度の二酸化塩素水を設置場所において製造できるものである。

このような二酸化塩素の発生装置としては、例えば特許文献１や特許文献２等において、種々なものが既に提案されてきている。
特開２００５−１２５２２０号公報、要約、代表図 特開２００６−８９３３２号公報、要約、代表図

特許文献１に記載された「二酸化塩素を含有した水の製造方法、及び当該方法に基づく水の循環機構」は、「亜塩素酸塩に対する紫外線の励起によって、二酸化塩素を空気と共存した状態にて発生させたうえで、当該二酸化塩素を効率的に水中に溶解させる方法及び当該方法に立脚した二酸化塩素を含有した水の循環機構の構成を提供すること」を課題としてなされたもので、図５に示すように、「水中に溶解している亜塩素酸塩に対する紫外線の励起によって二酸化塩素を発生させる反応槽１に対し、空気を圧入又は吸引することによって、二酸化塩素を含有した気泡１０を発生させ、溶解槽２内に移行させた後、気泡１０に対して衝突する障害物３を備えている溶解槽２内を移動させることに基づき、効率的な水に対する溶解を実現している二酸化塩素を含有した水の製造方法、及び当該方法によって製造された二酸化塩素を含有した水を貯水槽との間にて循環させることによる二酸化塩素を含有した水の循環機構」といった構成を有するものである。

しかしながら、この特許文献１の技術では、「反応槽１」と「溶解槽２」とを使用するものであり、この「反応槽１」で二酸化塩素を含有した気泡１０を発生させるものであるから、装置全体が大型化せざるを得ないだけでなく、「二酸化塩素を含有した気泡１０」の処理を誤ると、事故に繋がる可能性がある。

一方、特許文献２に記載された「二酸化塩素水製造装置」は、「装置及びシステムが簡素化されると共に、給水ラインへの反応混合液の導入停止時でも二酸化塩素ガスによる給水ラインの腐食を防止することができ、自動運転が可能であり、安価で小型簡素化された２液式の二酸化塩素水製造装置を提供する」ことを解決課題とするものであり、図６に示すような構成のものである。

すなわち、この特許文献２に記載された技術は、「水道Ｗからの取水の緊急停止時は、電磁開閉弁１２が閉鎖されると共に、反応混合器２１に各水溶液を送っていた各可変定量ポンプ２４、２６が停止され、二酸化塩素水タンク３１の液量が下限値以下に減少したときは、利用者濾過装置２３０に二酸化塩素水を供給していた可変定量ポンプ３３が停止され、また二酸化塩素水タンク３１の液量が上限値以上に増加したとき及び／又は亜塩素酸塩水溶液タンク２２の液量及び酸水溶液タンク２３の液量の少なくとも一方が下限値以下に減少したときは、各可変定量ポンプ２４、２６が停止されると共にそれらの停止から一定時間経過後に給水が遮断される」ものであって、安全性を十分考慮しているものである。

以上の結果、この特許文献２の「二酸化塩素水製造装置」は、当該文献の段落０００９に記載されているように、「反応ラインにおいて、亜塩素酸塩水溶液タンク及び酸水溶液タンクには、互いに同量の混合により所要の二酸化塩素生成反応が生じるように予め濃度調整された亜塩素酸塩水溶液と酸水溶液が各々個別に貯留され、亜塩素酸塩水溶液タンク内の亜塩素酸塩水溶液と酸水溶液タンク内の酸水溶液が、各可変定量ポンプにより互いに同流量に調節されて反応混合器中で混合及び二酸化塩素生成反応に供され、従って、送液に際して亜塩素酸塩水溶液と酸水溶液を互いに同流量に調節すれば足り、各濃度に応じた配合比に調節する必要がなく、装置及びシステムが小型簡素化される」といった作用あるいは効果が得られるものとなっている。

しかしながら、この特許文献２の「二酸化塩素水製造装置」では、図６に示したように、あくまでも生成された二酸化塩素水は、「二酸化塩素水タンク３１」に一旦貯留されるものであり、この「二酸化塩素水タンク３１」の設置場所はどうしても確保しなければならないものとなっている。それだけでなく、この特許文献２の技術では、二酸化塩素ガスを発生させるに必要な水は、亜塩素酸塩水溶液と酸水溶液中の水が使用されるから、これらの亜塩素酸塩水溶液と酸水溶液のためのタンクは、どうしても大型化せざるを得ないものとなっており、結果として、この特許文献２の「二酸化塩素水製造装置」は、全体とすれば非常に大型なものとなっているのである。

換言すれば、以上の特許文献１または２の技術を適用しようとすれば、それ専用の大きな設置場所を確保しなければならないだけでなく、プールや大型浴槽に対する既存の給湯管や循環経路等の配管を利用することができないことがあり得て、別途配管を用意する必要がある。

そこで、本発明者等は、大型化することなく、しかも既存の配管をそのまま利用できる二酸化塩素水生成装置とするにはどうしたらよいか、について種々検討を重ねてきた結果、本発明を完成したのである。

すなわち、本発明の目的とするところは、既存の配管に場所を取られることなく設置することができて、設置のための大きな空間も必要としない二酸化塩素水生成装置を、簡単な構成によって提供することにある。

以上の課題を解決するために、本発明の採った手段は、後述する最良形態の説明中で使用する符号を付して説明すると、
「浴槽またはプール２００の配管２１０に対して直列的または並列的に接続されて、浴槽またはプール２００内の水に二酸化塩素水を供給するようにした二酸化塩素水生成装置１００であって、
配管２１０に、内部に反応器３０を取り付けた内筒２０を直接接続するか、あるいはこの内筒２０を、その内外に水通路２１・２２を確保しながら内部に支持した本体筒１０を介して間接的に接続するとともに、
反応器３０に接続されて、内筒２０外からの亜塩素酸水溶液及び酸水溶液をそれぞれ供給する第１給液管４１及び第２給液管４２と、当該反応器３０内で生成された二酸化塩素水を当該反応器３０内の水通路２２内に排出すべく、当該反応器３０の後流側下部に形成した二酸化塩素液吐出口３４と、当該反応器３０内で生成された二酸化塩素ガスを当該反応器３０内の水通路２２内に排出すべく、当該反応器３０の後流側上部に形成した二酸化塩素ガス吐出口３５と、内筒２０内であって、反応器３０の二酸化塩素液吐出口３４及び二酸化塩素ガス吐出口３５の後流側に位置する混合器５０とを備えて、
前記二酸化塩素液吐出口３４からの二酸化塩素水及び二酸化塩素ガス吐出口３５からの二酸化塩素ガスを、混合器５０によって内筒２０の水通路２１内を流れてきた水に完全に混合させるようにしたことを特徴とする二酸化塩素水生成装置１００」
である。

すなわち、本発明に係る二酸化塩素水生成装置１００は、図１に示すように、浴槽またはプール２００に対する水供給管または復管等の配管２１０に対して直列的または並列的に接続されて、浴槽またはプール２００内の水に二酸化塩素水を供給するものである。

この二酸化塩素水生成装置１００の具体的構成は、図２及び図３に示すようなものであるが、使用する場合には、図１に示すように種々な方法が採られる。この二酸化塩素水生成装置１００は、既存の浴槽またはプール２００のための配管２１０に対して接続することを想定しており、例えば（湯）水供給源２２０からの配管２１０中に直列的（図１中の実線）に接続するか、あるいは、配管２１０に対して並列的（図１中の仮想線）に接続するものである。この場合、配管２１０に対して直列的に接続する方が並列配管をしなくて済むことから有利であるが、浴槽またはプール２００への給水と、二酸化塩素水の投入とを別にして行う場合には、並列的に接続するのが有利となる。

また、この二酸化塩素水生成装置１００は、浴槽またはプール２００内の水を濾過装置２３０にて濾過しながら再び使用する場合には、この循環経路を構成している配管２１０に対して、濾過装置２３０の上流側になる位置に、直列的または並列的に接続するとよい。勿論、この接続は、濾過装置２３０の後流側であってもよいものである。

さらに、本発明に係る二酸化塩素水生成装置１００の、既存の配管２１０に対する接続は、内部に反応器３０を取り付けた内筒２０を直接行うか、あるいはこの内筒２０を、その内外に水通路２１・２２を確保しながら内部に支持した本体筒１０を介して間接的に行われるものである。

以上の何れにしても、本発明に係る二酸化塩素水生成装置１００は、既存の配管２１０は勿論、新設の配管２１０に対しても、その本体筒１０を利用して間接的に、あるいは内筒２０を直接接続すれば、当該二酸化塩素水生成装置１００の浴槽またはプール２００に対する新設工事を非常に簡単に行えるのである。勿論、当該二酸化塩素水生成装置１００内の反応器３０に対して第１材料液タンク４０ａ及び第２材料液タンク４０ｂからの材料液を注入すれば、次に示すように、浴槽またはプール２００で使用される水に対してこれを消毒あるいは殺菌する二酸化塩素水を、常時あるいは定期的に注入することができるのである。

以下の説明においては、本発明の後述する最良形態に合わせて、内筒２０を本体筒１０内に支持した例を中心にして説明するが、本発明の趣旨は、本体筒１０を必須要件とするものではない。

そして、この二酸化塩素水生成装置１００によって生成された二酸化塩素水は、当該二酸化塩素水生成装置１００内では勿論、配管２１０内においても、浴槽またはプール２００で使用される（湯）水との混合が行えるのであるから、例えば特許文献１に示された「二酸化塩素水タンク３２」のような言わば余分な物は、全く必要がなく、装置全体としてみれば、非常にコンパクト化されたものとなっているのである。

さて、この二酸化塩素水生成装置１００において二酸化塩素水が生成される状況を見てみると、図２に示すように、配管２１０に接続された当該二酸化塩素水生成装置１００の内部では、内筒２０が各支持台２３によって本体筒１０に支持されており、この内筒２０の内外には、水通路２１及び水通路２２が形成されていて、これらの水通路２１及び水通路２２内には水が流れている。また、この内筒２０の後流側部分は前方部分に比して小径にしてあるため、この内筒２０から配管２１０内に流れ出す二酸化塩素水を含む水の流速は、その外側になる水通路２２の流速より早くなるようになっている。つまり、当該二酸化塩素水生成装置１００を設置した配管２１０内においては、二酸化塩素水を含む水は、そうでない水に対して強制的に混合されるようになっているのである。

また、この二酸化塩素水生成装置１００内の特に水通路２１内の流れは、流水検知センサー１１によって常に監視されていて、この水通路２１内に水流がない場合には、この流水検知センサー１１からの信号を受けて、各第１材料液タンク４０ａ及び第２材料液タンク４０ｂからの薬液供給が停止されるようになっている。なお、このような流水検知センサー１１に代えて、二酸化塩素水の濃度検知を行うセンサーを設け、この濃度センサーが二酸化塩素水の規定範囲内の濃度を検知しなかったとき、各第１材料液タンク４０ａ及び第２材料液タンク４０ｂからの薬液供給を停止するようにしてもよい。

さて、以上のように構成してある二酸化塩素水生成装置１００中の反応器３０に対して、第１材料液タンク４０ａ及び第２材料液タンク４０ｂ内の各薬液が、第１給液管４１及び第２給液管４２を通して供給されると、これらの薬液は、支持軸３１によって回転自在に支持されている案内筒３２上の各反応筒３３内を通過しながら反応を始める。第１材料液タンク４０ａ内には、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウム、あるいは亜塩素酸カルシウムが所定濃度（約９％）の溶液として入れてあり、一方、第２材料液タンク４０ｂ内には、塩酸水溶液（以下で述べる最良形態では２５％水溶液）、硫酸水溶液、あるいはクエン酸素溶液が貯留してある。

これらの薬液は、特許文献１や２等で示されているような、よく知られた反応経路をたどって二酸化塩素ガスを発生させるが、この二酸化塩素ガスは、薬液中の水に溶け込んで二酸化塩素水となるものと、ガスのままの状態を維持するものとの二種類がある。

二酸化塩素水は、当該反応器３０の中程以降に形成してある二酸化塩素ガス分離室３６内で下方部分に集められ、当該反応器３０の後流側下部に形成してある二酸化塩素液吐出口３４から、当該反応器３０内の水通路２２内に排出される。そして、この二酸化塩素水は、さらに後流側の混合器５０に向けて送られる。

一方、二酸化塩素ガスは、当該反応器３０の中程以降に形成してある二酸化塩素ガス分離室３６内で上方部分に集められ、当該反応器３０の後流側上部に形成してある二酸化塩素ガス吐出口３５から、当該反応器３０内の水通路２２内に排出される。水通路２２内に排出された二酸化塩素ガスは、この水通路２２内を流れている上記二酸化塩素水とともに、後流側の上記混合器５０に向けて送られる。

混合器５０では、二酸化塩素水と二酸化塩素ガスとが混合されて、二酸化塩素ガスが完全に水中に溶け込んでガス分のない二酸化塩素水となって、当該反応器３０の後端から本体筒１０内の水通路２２中に排出される。以上の結果、ガス分の全くない二酸化塩素水が、浴槽またはプール２００に供給されるべき水中に完全に混合されて、当該浴槽またはプール２００のための水の殺菌がなされるのである。

従って、本発明に係る二酸化塩素水生成装置１００は、浴槽またはプール２００のための水の殺菌や消毒が行えるだけでなく、既存の配管に場所を取られることなく設置することができて、設置のための大きな空間も必要としないものとなっているのである。

以上、詳述した通り、本発明は、
「浴槽またはプール２００の配管２１０に対して直列的または並列的に接続されて、浴槽またはプール２００内の水に二酸化塩素水を供給するようにした二酸化塩素水生成装置１００であって、
配管２１０に、内部に反応器３０を取り付けた内筒２０を直接接続するか、あるいはこの内筒２０を、その内外に水通路２１・２２を確保しながら内部に支持した本体筒１０を介して間接的に接続するとともに、
反応器３０に接続されて、内筒２０外からの亜塩素酸水溶液及び酸水溶液をそれぞれ供給する第１給液管４１及び第２給液管４２と、当該反応器３０内で生成された二酸化塩素水を当該反応器３０内の水通路２２内に排出すべく、当該反応器３０の後流側下部に形成した二酸化塩素液吐出口３４と、当該反応器３０内で生成された二酸化塩素ガスを当該反応器３０内の水通路２２内に排出すべく、当該反応器３０の後流側上部に形成した二酸化塩素ガス吐出口３５と、内筒２０内であって、反応器３０の二酸化塩素液吐出口３４及び二酸化塩素ガス吐出口３５の後流側に位置する混合器５０とを備えて、
前記二酸化塩素液吐出口３４からの二酸化塩素水及び二酸化塩素ガス吐出口３５からの二酸化塩素ガスを、混合器５０によって内筒２０の水通路２１内を流れてきた水に完全に混合させるようにしたこと」
にその特徴があり、これにより、ガス分の全くない二酸化塩素水を生成することができ、このガス分の全くない二酸化塩素水によって、浴槽またはプール２００のための水の殺菌や消毒が行えるだけでなく、既存の配管に場所を取られることなく設置することができて、設置のための大きな空間も必要としない二酸化塩素水生成装置１００を、簡単な構成によって提供することができるのである。

次に、本発明を、図面に示した最良の形態である二酸化塩素水生成装置１００について説明すると、図１には、この二酸化塩素水生成装置１００の浴槽またはプール２００に対する接続方法の各種が示してある。すなわち、この二酸化塩素水生成装置１００は、既存の浴槽またはプール２００のための配管２１０に対して接続することを想定したものであり、（湯）水供給源２２０からの配管２１０中に直列的（図１中の実線）に接続するか、あるいは、配管２１０に対して並列的（図１中の仮想線）に接続するものである。この場合、配管２１０に対して直列的に接続する方が並列配管をしなくて済むことから有利であるが、浴槽またはプール２００への給水と、二酸化塩素水の投入とを別にして行う場合には、並列的に接続するのが有利となる。

また、この二酸化塩素水生成装置１００は、浴槽またはプール２００がその水を濾過装置２３０にて濾過しながら再び使用するものである場合には、この循環経路を構成している配管２１０に対して、濾過装置２３０の上流側になる位置に、直列的または並列的に接続するとよい。勿論、この接続は、濾過装置２３０の後流側であってもよいものである。

さらに、この最良形態に係る二酸化塩素水生成装置１００は、配管２１０に、内筒２０を、その内外に水通路２１・２２を確保しながら内部に支持した本体筒１０を介して間接的に接続するようにしたものであるが、本発明の趣旨は、本体筒１０を必須要件とするものではなく、配管２１０に、内部に反応器３０を取り付けた内筒２０を、例えば図３に示したように、直接接続する場合も含むものである。

そして、この二酸化塩素水生成装置１００は、図２及び図３に示したように、配管２１０に接続される本体筒１０と、この本体筒１０内に、内外に水通路２１・２２を確保しながら支持される内筒２０と、この内筒２０内に組み付けた反応器３０と、この反応器３０に接続されて、本体筒１０外からの亜塩素酸水溶液及び酸水溶液をそれぞれ供給する第１給液管４１及び第２給液管４２と、内筒２０内であって、反応器３０の後流側に位置する混合器５０とを備えたものである。

本体筒１０は、上述してきた各配管２１０にその端部で液密的に接側されるものであり、また、種々な支持台２３によって内部に内筒２０を保持するものでもある。この本体筒１０には、後述する反応器３０の外部に水流があるか否かを検知する流水検知センサー１１が設けてあり、また、第１材料液タンク４０ａ及び第２材料液タンク４０ｂ内の各薬液を反応器３０内に供給する第１給液管４１及び第２給液管４２が接続してある。

内筒２０は、その内外に水通路２１及び水通路２２を形成しながら、各支持台２３によって本体筒１０内に支持されるものであり、本最良形態の場合、この内筒２０の後流側部分を前方部分に比して小径にしてあり、この内筒２０の水通路２１から配管２１０内に流れ出す二酸化塩素水を含む水の流速が、その外側になる水通路２２の流速より早くなるようにしてある。つまり、当該二酸化塩素水生成装置１００を設置して配管２１０内においては、二酸化塩素水を含む水は、そうでない水に対して強制的に混合できるようにしてある。そして、この内筒２０内には、本体筒１０側に設けてあった流水検知センサー１１の取水口が開口している。

反応器３０は、各支持台２３を介して内筒２０内に支持したものであり、その周囲に水通路２１を形成している。また、この反応器３０内には、中心に支持軸３１が配置してあって、この支持軸３１の上流側部分には案内筒３２が取り付けてある。この案内筒３２の表面には複数の反応筒３３が刻設してあり、これらの各反応筒３３に対しては、図３及び図４に示したように、第１給液管４１及び第２給液管４２の内端が開口している。

また、この反応器３０の案内筒３２の後流側には、図３にも示したように、二酸化塩素ガス分離室３６が形成してあり、この二酸化塩素ガス分離室３６の上部には二酸化塩素ガス吐出口３５が、また二酸化塩素ガス分離室３６の下部には二酸化塩素液吐出口３４がそれぞれ形成してある。これらの二酸化塩素液吐出口３４及び二酸化塩素ガス吐出口３５は、言わば濃い状態の二酸化塩素水と、水に直ちに溶け込む二酸化塩素ガスとを、当該反応器３０の外側にある水通路２１内を流れる水中に供給するものである。

一方、第１給液管４１の本体筒１０の外側には、図１にも示したように、各薬液を貯留した第１材料液タンク４０ａ及び第２材料液タンク４０ｂが配置してあるが、これらの第１材料液タンク４０ａ及び第２材料液タンク４０ｂ内に薬液は、図２に示したように、上述した各第１給液管４１及び第２給液管４２を介して反応器３０に供給されるものである。第１材料液タンク４０ａ内には、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウム、あるいは亜塩素酸カルシウムが所定濃度（約９％）の溶液として入れてあり、一方、第２材料液タンク４０ｂ内には、塩酸水溶液（２５％水溶液）、硫酸水溶液、あるいはクエン酸素溶液が貯留してある。

また、これらの第１材料液タンク４０ａ及び第２材料液タンク４０ｂ内に薬液を反応器３０に供給するための各第１給液管４１及び第２給液管４２には、図２に示したように、薬液定量注入センサー４３が取り付けてある。これら各薬液定量注入センサー４３は、第１給液管４１または第２給液管４２のいずれか一方において、薬液の流れが生じていないとき、当該二酸化塩素水生成装置１００全体の作動を停止するものであり、未反応の薬液が浴槽またはプール２００内に流れないようにしてある。

以上のようにして生成された二酸化塩素水は、上記反応器３０の後流側であって内筒２０の後部に設けた混合器５０によって水通路２１内を流れてきた水と、さらに混合される。この混合器５０の、本最良形態で採用しているものは、所謂スタティックミキサーである。

本発明に係る二酸化塩素水生成装置の設置状態を示す配管図である。 同二酸化塩素水生成装置の拡大縦断面図である。 同二酸化塩素水生成装置で使用している反応器を中心にしてみた部分拡大図である。 同二酸化塩素水生成装置の拡大側面図である。 従来の技術を示す縦断面図である。 従来のさらに他の技術を示す配管図である。

１００ 二酸化塩素水生成装置
１０ 本体筒
１１ 流水検知センサー
２０ 内筒
２１ 水通路
２２ 水通路
２３ 支持台
３０ 反応器
３１ 支持軸
３２ 案内筒
３３ 反応筒
３４ 二酸化塩素液吐出口
３５ 二酸化塩素ガス吐出口
３６ 二酸化塩素ガス分離室
４０ａ 第１材料液タンク
４０ｂ 第２材料液タンク
４１ 第１給液管
４２ 第２給液管
４３ 薬液定量注入センサー
５０ 混合器
２００ 浴槽またはプール
２１０ 配管
２２０ （湯）水供給源
２３０ 濾過装置

Claims (1)

1. 浴槽またはプールの配管に対して直列的または並列的に接続されて、浴槽またはプール内の水に二酸化塩素水を供給するようにした二酸化塩素水生成装置であって、
   前記配管に、内部に反応器を取り付けた内筒を直接接続するか、あるいはこの内筒を、その内外に水通路を確保しながら内部に支持した本体筒を介して間接的に接続するとともに、
   前記反応器に接続されて、前記内筒外からの亜塩素酸水溶液及び酸水溶液をそれぞれ供給する第１給液管及び第２給液管と、当該反応器内で生成された二酸化塩素水を当該反応器内の水通路内に排出すべく、当該反応器の後流側下部に形成した二酸化塩素液吐出口と、当該反応器内で生成された二酸化塩素ガスを当該反応器内の水通路内に排出すべく、当該反応器の後流側上部に形成した二酸化塩素ガス吐出口と、前記内筒内であって、前記反応器の前記二酸化塩素液吐出口及び二酸化塩素ガス吐出口の後流側に位置する混合器とを備えて、
   前記二酸化塩素液吐出口からの二酸化塩素水及び二酸化塩素ガス吐出口からの二酸化塩素ガスを、混合器によって前記内筒の水通路内を流れてきた水に完全に混合させるようにしたことを特徴とする二酸化塩素水生成装置。

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