JP6210492B2 - 噴霧装置および噴霧方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の液体を任意の割合で混合噴霧することができる噴霧装置およびその噴霧方法に関する。

廃棄物や汚染土壌等が原因となる臭気を伴う工事、強い臭気が発生しやすい家庭や病室等において、その臭気源に対して消臭剤を噴霧し、消臭を行っている。例えば、特許文献１では、予め濃度を調整した希釈消臭液を作成し、これを水受け槽に貯め、水受け槽にフィルタケースを浸漬させ、希釈消臭液が付着したフィルタケースに対し、ファンにより空気を通過させることにより、消臭剤を放散させている。

このような予め濃度を調整した希釈消臭液を用いる方法は、家畜小屋や産業廃棄物処理施設等の臭気の強さや分布が一様である臭気源に対し、効率的に消臭を行うことができる。

上記の廃棄物や汚染土壌等が原因となる臭気を伴う工事では、臭気源の状況が不明であることが多く、臭気の強さが位置によって異なることが多い。このような臭気の強さや分布が不均一である臭気源に対し、上記の方法で消臭を行う場合、臭気の強さに応じて希釈割合を変えた複数の希釈消臭液を用意し、位置によって切り替えて消臭を行う必要がある。これでは、作業効率が悪いという問題があった。

そこで、非特許文献１のように、消臭剤原液と、希釈液とを独立したタンクに搭載し、タンクとノズルの中間に希釈混合機を設け、臭気の強度に応じた濃度設定を運転中に可変することができる構成が提案され、使用されている。

特開２００４−２４４５８号公報

"移動式マイクロゲル噴霧装置 アクアフォグ"、［online］、平成１９年８月７日、株式会社カルモア、[平成２５年１２月２６日検索]、インターネット<ＵＲＬ:http://www.karumoa.co.jp/images/product/pdf/mg-210-01_Aquafog.pdf>

しかしながら、非特許文献１のように、独立したタンクに各液を入れ、臭気の強度に応じて濃度設定を可変にする構成では、タンクからノズルに輸送される途中の各液を動的に混合しようとするため、混合に時間が短くて済む消臭剤原液と希釈液の組み合わせを選定する必要がある。これは、混合性が良い組み合わせでなければ、濃度ムラが生じてしまい、効率的に消臭を行うことができないからである。このような組み合わせを選定しない場合は、中間タンクを設け、この中間タンクにおいて充分に混合を行う必要がある。

前者の場合は、消臭剤原液と希釈液の組み合わせが限定されてしまい、場合によっては混合性を高める界面活性剤のような、本来消臭には不要な添加剤が必要になるという問題があった。後者の場合は、中間タンク内の液をすべて取り除いた後、適量の消臭剤原液と希釈液とを入れて混合しないと、設定した濃度にならないため、即座に設定した濃度に変更することができず、ノズル位置での濃度レスポンスを損なってしまうという問題があった。

そこで、複数の液体を混合噴霧する際、複数の液体がどのような組み合わせであっても、また、中間タンク等を設けなくても、目的の位置に到達するまでに充分に混合した状態にすることができ、即座に設定した濃度へ切り替えることも可能な装置や方法の提供が望まれている。

本発明は、上記課題に鑑み、複数の液体の各々が収容される複数の容器と、各々がリング状に形成され、各容器から各液体が供給される複数の管と、各管につき複数設けられ、各管内に供給された液体を噴霧させる複数のノズルと、リング状に形成された各管の穴部が一列に配列するように配置された複数の管の配列方向に向けて渦を巻くように空気を送風する送風機と、各管と各容器との間にそれぞれ設けられ、各容器から各管へ供給する各液体の流量を設定された各流量に調整するための弁とを含む、噴霧装置が提供される。

また、複数の液体の各々が収容される複数の容器から各液体を、各々がリング状に形成された複数の管の各々へ供給するステップと、各容器と各管との間にそれぞれ設けられた複数の弁により各液体の流量を所定の流量に調整するステップと、リング状に形成された各管の穴部が一列に配列するように配置された複数の管の配列方向に向けて、送風機により渦を巻くように空気を送風するステップと、各液体を、各管に設けられた複数のノズルから噴霧させるステップと、各液体の流量を、複数の弁により噴霧する位置に応じて設定された各流量に変更するステップとを含む、噴霧方法も提供される。

本発明の装置および方法を提供することにより、複数の液体を混合噴霧する際、複数の液体がどのような組み合わせであっても、また、中間タンク等を設けなくても、目的の位置に到達するまでに充分に混合した状態にすることができ、即座に設定した濃度へ切り替えることも可能となる。

本実施形態の噴霧装置の概略構成を示した図。 複数の液体として消臭剤原液とその希釈液とを用い、濃度を変えた場合の散布回数と臭気の程度との関係を示した図。 図１に示す噴霧装置が備える管およびノズルを拡大して示した図。 図３に示す管が取り付けられるケーシングを示した図。 噴霧装置を使用して複数の液体の噴霧を行う処理の流れを示したフローチャート。

本発明は、複数の液体を、噴霧するノズルへ送る前には混合せず、噴霧後に混合する方式を採用するため、複数の液体の混合性に関係なく、複数の液体を様々な組み合わせで使用することができる。また、中間タンクを設ける必要もないので、即座に設定した濃度に変更することができる。このため、ノズル位置での濃度レスポンスの低下を少なくすることができる。以下、具体的な構成について説明する。

図１は、本実施形態の噴霧装置の概略構成を示した図である。複数の液体は、いかなる液体であってもよいが、ここでは、消臭のために使用される消臭剤原液と、その消臭剤原液を希釈するための希釈液の２つを使用する場合について説明する。消臭剤原液と希釈液は、使用目的に応じて適切な成分のものを採用することができる。消臭剤原液としては、次亜塩素酸を主成分とする溶液を一例として挙げることができ、その希釈液としては、水を挙げることができる。これらは一例であるので、消臭剤原液としては、消臭効果を有する液であればいかなる液であってもよく、希釈液は、その原液を希釈できればいかなる液であってもよい。

噴霧装置１０は、消臭剤原液を収容するための容器として原液タンク１１と、その希釈液を収容するための容器として希釈液タンク１２とを備える。これらタンクは、必要な容量の各液を収容することができれば、いかなる形状、構造、材質であってもよい。ただし、使用する液が腐食性を有する液である場合は、耐腐食性の材料から製造された容器が使用される。

噴霧装置１０は、リング状に形成された複数の管１３、１４も備える。この管１３、１４は、ドーナツ状に形成したもので、中央には略円形の穴部が形成されている。管１３は、原液タンク１１と導管（ライン）１５により接続され、管１４は、希釈液タンク１２とライン１６により接続されている。このため、管１３には、原液タンク１１から消臭剤原液が供給され、管１４には、希釈液タンク１２から希釈液が供給されるようになっている。

管１３、１４の大きさは、同じ大きさであってもよいし、異なる大きさであってもよい。管１３、１４の内径は、噴霧する液の流量に応じて適切なサイズとすることができる。管１３、１４の材質は、プラスチック樹脂、炭素鋼、ステンレス鋼、銅等、いかなる材質であってもよいが、上記のように腐食性を有する液を使用する場合、耐腐食性の材料から製造された管が使用される。なお、リング状に形成された管１３、１４の形状は、円形であってもよいし、楕円形であってもよい。

管１３、１４は、それらの穴部が水平方向に一列に配列するように配置される。その配置間隔は、任意の間隔とすることができる。管１３、１４には、その配列方向に管１３、１４から突出した複数のノズル１７、１８が設けられる。管１３に設けられた複数のノズル１７は、先端に小さい孔を１以上有し、管１３内に供給された消臭剤原液を霧状にして噴射（噴霧）させることができるようになっている。管１４に設けられた複数のノズル１８も、先端に小さい穴を１以上有し、管１４内に供給された希釈液を噴霧させることができるようになっている。このように一列に配列するように配置するのは、後述する送風機１９により渦を巻くように空気を送風した場合に、２つの液がこの渦を巻く空気により大気中で充分に混合されるようにするためである。

ライン１５、１６の途中には、各液の流量を調整するための弁２０、２１が設けられる。弁２０、２１は、各液の流量を調節することができれば、グローブ弁やボール弁等のいかなる形式の弁であってもよい。弁２０、２１は、手動で調整するものであってもよいが、設定された流量に自動調整することができる電磁弁を用いることもできる。この弁２０、２１を備えることにより、消臭剤原液と希釈液との混合比を変えることができる。

ここで、消臭剤原液と希釈液との混合比を変えることの意義について、図２を参照して説明する。場所によって臭気の強さが不均一である場合、そこから臭気を抑制するには、場所に応じて濃度を変更することがコスト的に有利なことが知られている。

例えば、重油が漏洩した土壌に、ある消臭剤を噴霧したとする。図２の散布回数２回に示すように、同一噴霧量であれば、２０倍に希釈した濃い消臭剤の方が、１００倍に希釈した濃度が低い消臭剤より高度に消臭することができる。すなわち、臭気の程度をレベル３より低いレベル２まで下げることができる。

しかしながら、レベル２まで下げることを要求しないのであれば、図２の散布回数１回に示すように、濃い消臭剤でも、濃度が低い消臭剤でも同じレベル３という結果が得られている。これは、人の臭気の感覚が非線形であることに起因するものである。すると、レベル３で良いのであれば、その場所全体に濃い消臭剤を噴霧して消臭するのは無駄であり、人の感覚を頼りに濃度を変更することが非常に有用であると言える。

このため、本発明では、人の感覚で臭気源の臭気レベルを判断し、その臭気レベルに応じて、上記の混合比を変えることができる。混合比は、設定する消臭剤原液と希釈液の各流量を変えることにより変更することができる。

再び図１を参照して、噴霧装置１０は、管１３、１４とともに一列に並ぶように配置される送風機１９を備える。この送風機１９は、一列に配列する管１３、１４に向けて渦を巻くように空気を送風する。渦を巻くように空気を送風する送風機１９としては、複数の羽根を有し、空気を軸方向から流入させ、軸方向へ流出させる軸流送風機や斜流送風機を挙げることができる。送風機１９の送風方向には、２つの管１３、１４しかないので、圧縮比は小さくて済むことから、ブロワではなく、ファンを使用することができる。

送風機１９は、軸方向と同じ方向である配列方向に対して傾斜するように複数の羽根が軸の周囲に一定間隔で取り付けられ、一定の回転数で軸をモータにより回転させることにより、渦を巻くように空気を送風する。これにより、配列方向に並ぶ２つの管１３、１４の複数のノズル１７、１８から噴霧された液が、渦を巻くように送風される空気の撹拌効果により、大気中で適切かつ充分に混合して目的の位置である臭気源に到達し、効率的に消臭を行うことが可能となる。

管１３、１４を設けず、１つまたは複数のノズルを適当に配置しただけの構成とすることも可能であるが、１つでは、消臭に時間がかかり、一度に狭い範囲しか消臭することができない。複数のノズルを適当に配置する場合は、各ノズルへ繋がるラインが必要で、そのラインが複雑となり、また、各ラインが送風を遮断して空気の流れが乱れるので、適切に渦を巻くように一方向に送風することができなくなる。これでは、上記の撹拌効果は得られない。このため、本発明では、渦を巻きながら送風される空気に出来るだけ乱れが生じないように、リング状に形成された管１３、１４を用い、その管１３、１４に複数のノズル１７、１８を設けている。

また、遠心ファンのように、単に空気を一定方向に送風する送風機を用いることも可能であるが、この遠心ファンでは、渦を巻くように送風することができないので、目的の臭気源に到達するまでに充分に混合されない。これでは、臭気源に噴霧しても、消臭剤の濃度にムラが生じ、効率的に消臭を行うことはできない。このため、本発明では、軸流ファン等の渦を巻くように送風する送風機１９を使用している。

図１に示す実施形態では、原液タンク１１と希釈液タンク１２とが高い位置にあり、各タンクから各液が直接、弁２０、２１を介して各管１３、１４へ供給されているが、各ライン１５、１６にポンプを設け、各液を圧送することもできる。なお、ポンプにより各液を圧送することで、適切にノズルから各液を噴霧することができる。ポンプとしては、液体を圧送することができれば、遠心ポンプや軸流ポンプ等、いかなるポンプであってもよい。

図３は、管１３およびその管１３に設けられる複数のノズル等を拡大して示した図である。図３（ａ）は、配列方向から見た平面図であり、図３（ｂ）は、その側面図である。管１３は、上記のようにリング状に形成されたもので、管１３と上記のライン１５とを接続するための突出した接続口２２を備える。管１４およびその管１４に設けられる複数のノズル１８、接続口２３は、管１３および複数のノズル１７、接続口２２と同様であるため、その説明を省略する。

接続口２２は、管１３から突出した中空円筒状のものとされ、ライン１５にゴムホースを用いる場合、ゴムホースを差し込むことにより接続することができ、その他の場合は、ソケット等の接続治具を使用してライン１５と接続することができる。接続口２２は、適切にライン１５と接続することができれば、いかなる形状や構造であってもよい。また、接続口２２は、ライン１５と溶着や溶接により接続することも可能である。

管１３には、図３（ｂ）の配列方向に向いた面（送風機１９側ではない側の面）に、図３（ａ）に示すように一定間隔で複数のノズル１７が管１３から突出するように設けられる。図３（ａ）では、等間隔に、８つのノズル１７が設けられている。ノズル１７は、管１３との接続部分が折り曲げ可能とされていて、配列方向に対して傾斜させることができるようになっている。配列方向に対して傾斜させる角度θを変えることにより、噴霧方向を変えることができる。なお、その他の方法や部材を使用して角度θを変えることができるようにされていてもよい。これにより、希望の径の渦となるように調整することができる。

ノズル１７から噴霧された液は、臭気源に到達する間、渦を巻くように大気中を移動するため、各液を大気中で充分に混合することができる。噴霧された液は、ノズル１７から離れるにつれて大きい渦を描くように移動する。このため、管１３、１４を同じ大きさに形成し、ノズル１７、１８の角度θを管１３、１４で同じ角度にした場合、混合しない部分が出て来てしまい、その部分の液が無駄になる。そこで、角度θを変え、混合しない部分が出ないように調整することができる。

複数のノズル１７、１８が設けられた管１３、１４は、図４に示すような中空で筒状のケーシング３０内に図示しない支持部材を使用して配設することができる。支持部材としては、渦を巻くように送風される空気の通り道を出来るだけ塞がないように、例えば、ケーシング３０の内壁に固定され、その内壁から径の中心に向けて延びる、先端がＵ字形とされた管１３、１４を挟み込むことができる挟持部を備えた少なくとも３つの棒状部材を用いることができる。管１３、１４は、各挟持部に押し込んで挟み込むように連結することで、図４に示すような、ケーシング３０の径の中央部に配設することができる。ここに例示した支持部材や管１３、１４の配設方法は一例であり、これには限定されない。

ケーシング３０は、２つの円筒部材３０ａ、３０ｂとから構成され、それらを螺合することにより接続できるようになっている。管１３は、円筒部材３０ａ内に、管１４は、円筒部材３０ｂ内にそれぞれ任意の位置に配設され、例えば、円筒部材３０ｂを固定し、円筒部材３０ａを矢線に示す方向に回転させて螺合することができる。この円筒部材３０ａを回転させる回数を調整することで、管１３と管１４との間隔を調整することができる。なお、管１４が配設された円筒部材３０ｂは、フランジ接続等の手段を用いて、送風機１９と接続することができる。

ケーシング３０の円筒部材３０ａ、３０ｂは、その長さ方向に同じ径とされていてもよいし、円筒部材３０ｂから円筒部材３０ａに向けて径が拡大したものであってもよい。また、ここでは螺合して間隔を調整する構成を例示したが、間隔を調整できれば、スライド構造等、いかなる構造や構成を採用してもよい。

上記の弁２０、２１で流量を調整し、ノズル１７、１８の角度を調整したとしても、上記の混合しない部分を完全になくすことはできない。この部分をさらに少なくするべく、管１３、１４の間隔を調整することができる。なお、混合状態の調整は、弁２０、２１による調整のみであってもよいし、ノズル１７、１８の角度の調整のみであってもよいし、この間隔の調整のみであってもよい。また、混合状態の調整は、これら２つ以上を調整して行うことも可能である。

図５を参照して、噴霧装置１０を使用して複数の液体の噴霧を行う処理の流れを説明する。ステップ５００からこの処理を開始する。まず、ステップ５０５において、使用する場合にはポンプを起動し、原液タンク１１から消臭剤原液を、希釈液タンク１２から希釈液をそれぞれ、各管１３、１４へ供給する。ステップ５１０では、弁２０、２１により、所定の流量になるように各液の流量を調整する。所定の流量は、その位置で消臭を行う場合に設定された消臭剤原液と希釈液の流量である。なお、これら流量は、消臭剤原液と希釈液の混合比から決定することができる。

ステップ５１５では、一列に配列する管１３、１４の配列方向に向けて送風機１９により渦を巻くように空気を送風する。そして、ステップ５２０では、弁２０、２１により流量が調整された消臭剤原液と希釈液とを、管１３、１４に設けられた複数のノズル１７、１８から噴霧させる。噴霧された消臭剤原液と希釈液とは大気中で充分に混合しながら目的の消臭源へ向けて移動する。希釈液により適当に希釈された消臭剤は、臭気源にある悪臭の元となる成分と化学反応することにより、あるいはその成分を包み込むことにより消臭する。消臭方法は、化学反応や包み込み以外の方法であってもよい。

ステップ５２５では、人の感覚によりその位置の消臭が終了したかどうかを判断する。消臭できた場合、ステップ５３０で、一度、消臭剤原液と希釈液の供給を停止する。例えば、弁２０、２１を閉にすることにより停止することができる。ステップ５３５では、消臭すべき他の位置があるか判断し、ある場合、ステップ５４０へ進む。ステップ５２５で消臭できていない場合、消臭できるまで各液の噴霧が継続される。

ステップ５４０では、一度停止した消臭剤原液と希釈液の各管１３、１４への供給を開始し、ステップ５４５では、他の位置の臭気レベルに応じて各液の流量を設定し、その設定した各流量になるように弁２０、２１で各液の流量を変更する。そして、ステップ５１５へ戻り、複数のノズル１７、１８から各液を噴霧させ、当該他の位置の消臭を行う。

このようにして、消臭すべき他の位置がなくなった場合、ステップ５５０へ進み、各液の供給および送風を停止し、ステップ５５５でこの処理を終了する。消臭の判断は、人の感覚でも良いが、臭気計等の臭気測定装置を使用し、所定のレベル以下かどうかにより行うこともできる。

以上のことから、本発明の装置および方法は、消臭剤の噴霧に使用する場合、不法投棄や土壌汚染現場等の臭気の強さが位置によって変わる不均一な状況において、噴霧を継続しながら状況変化に即応した適正な消臭剤濃度へ設定変更することが可能となる。消臭剤以外に適用する場合にも、混合性に劣る複数の液体の組み合わせでも混合噴霧が可能で、中間タンク等を用いることなく、即座に設定した濃度に変更し、その濃度に切り替えることができる。

これまで本発明の噴霧装置および噴霧方法について図面に示した実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態や、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１０…噴霧装置、１１…原液タンク、１２…希釈液タンク、１３、１４…管、１５、１６…ライン、１７、１８…ノズル、１９…送風機、２０、２１…弁、２２、２３…接続口、３０…ケーシング、３０ａ、３０ｂ…円筒部材

Claims (6)

1. 複数の液体の各々が収容される複数の容器と、
   各々がリング状に形成され、各前記容器から各前記液体が供給される複数の管と、
   各前記管につき複数設けられ、各前記管内に供給された前記液体を噴霧させる複数のノズルと、
   リング状に形成された各前記管の穴部が一列に配列するように配置された複数の前記管の配列方向に向けて渦を巻くように空気を送風する送風機と、
   各前記管と各前記容器との間にそれぞれ設けられ、各前記容器から各前記管へ供給する各前記液体の流量を設定された各流量に調整するための複数の弁とを含む、噴霧装置。
2. 前記複数のノズルは、前記配列方向に対する角度が調整可能とされている、請求項１に記載の噴霧装置。
3. 前記複数の管は移動可能とされ、前記複数の管の前記配列方向への間隔が調整可能とされている、請求項１または２に記載の噴霧装置。
4. 前記複数の液体は、消臭剤原液と、該消臭剤原液を希釈するための希釈液とを含み、臭気源の臭気レベルに応じて設定された前記消臭剤原液と前記希釈液の流量に変更する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の噴霧装置。
5. 複数の液体の各々が収容される複数の容器から各液体を、各々がリング状に形成された複数の管の各々へ供給するステップと、
   各前記容器と各前記管との間にそれぞれ設けられた複数の弁により各前記液体の流量を所定の流量に調整するステップと、
   リング状に形成された各前記管の穴部が一列に配列するように配置された複数の前記管の配列方向に向けて、送風機により渦を巻くように空気を送風するステップと、
   各前記液体を、各前記管に設けられた複数のノズルから噴霧させるステップと、
   各前記液体の流量を、前記複数の弁により噴霧する位置に応じて設定された各流量に変更するステップとを含む、噴霧方法。
6. 前記複数の液体は、消臭剤原液と、該消臭剤原液を希釈するための希釈液とを含み、前記変更するステップは、臭気源の臭気レベルに応じて設定された前記消臭剤原液と前記希釈液の流量に変更する、請求項５に記載の噴霧方法。