JP7376196B1 - 清掃用液体生成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]
水が供給される流路と、
前記流路に配設され、前記水に塩素化剤を添加する添加部と、
前記流路に配設され、かつ前記添加部の下流側に配置されるセラミック配置領域と、を含み、
前記セラミック配置領域には、少なくとも、互いに組成が異なる1または複数の第1のセラミック体と、1または複数の第2のセラミック体と、1または複数の第3のセラミック体と、が密集して隣接するもの同士で互いにその表面で接するとともに当該表面以外の、その他表面の間では隙間空間が形成されるように配置される、
清掃用液体生成装置。
[2]
前記第1のセラミック体と、前記第2のセラミック体と、前記第3のセラミック体と、のそれぞれは、多面体または球体に形成される、
[1]に記載の清掃用液体生成装置。
[3]
前記第1のセラミック体は、その組成がフェライト系であり、その成分として磁性体、鉄、マンガン、一酸化炭素チタンおよびマグネシウムを含み、
前記第2のセラミック体は、その成分として酸化アルミナ、ジルコニア、チタン酸バリウムおよび珪藻土を含み、
前記第3のセラミック体は、その組成がフェライト系であり、その成分として鉄およびマンガンを含み、
前記第1のセラミック体のセラミックの配合割合は、前記第2のセラミック体および前記第3のセラミック体よりも大きく設定され、
前記第1のセラミック体の個数または容積の総量は、前記複数の第2のセラミック体および前記複数の第3のセラミック体よりも大きく設定される、
[1]に記載の清掃用液体生成装置。
[4]
前記セラミック配置領域は、前記流路の流れ方向に沿って少なくとも4分割されて、上流側に位置する第1の領域と、下流側に位置する第4の領域と、前記第1の領域および前記第4の領域の間で上流側に位置する第2の領域と、前記第1の領域および前記第4の領域で下流側に位置する第3の領域と、を有し、
前記第1の領域において、前記第1のセラミック体のみが配置され、
前記第2の領域において、前記第2のセラミック体のみが配置され、
前記第3の領域において、前記第3のセラミック体のみが配置され、
前記第4の領域において、前記第1のセラミック体のみが配置される、
[3]に記載の清掃用液体生成装置。
[5]
前記セラミック配置領域は、前記水の流れ方向に沿って少なくとも4分割されて、上流側に位置する第1の領域と、下流側に位置する第4の領域と、前記第1の領域および前記第4の領域の間で上流側に位置する第2の領域と、前記第1の領域および前記第4の領域で下流側に位置する第3の領域と、を有し、
前記第1の領域において、前記第1のセラミック体が、その個数または容積の総数が前記第2のセラミック体および前記第3のセラミック体のそれぞれよりも大きくなるように配置され、
前記第2の領域において、前記第2のセラミック体が、その個数または容積の総数が前記第1のセラミック体および前記第3のセラミック体のそれぞれよりも大きくなるように配置され、
前記第3の領域において、前記第3のセラミック体が、その個数または容積の総数が前記第1のセラミック体および前記第2のセラミック体のそれぞれよりも大きくなるように配置され、
前記第4の領域において、前記第1のセラミック体が、その個数または容積の総数が前記第2のセラミック体および前記第3のセラミック体のそれぞれよりも大きくなるように配置される、
[3]に記載の清掃用液体生成装置。
[6]
前記塩素化剤は、トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸または次亜塩素酸ナトリウムのうち少なくとも1つが選択される剤であり、
前記水が前記流路での流通の過程で、前記塩素化剤が添加されるとともに、前記第1のセラミック体と、前記第2のセラミック体と、前記第3のセラミック体と、に触れることにより、ヒドロキシルラジカルが生成される、
[3]に記載の清掃用液体生成装置。
[7]
前記塩素化剤は、複数の固形からなり、少なくともその一部が前記流路の内部に臨むように配置される、
[1]に記載の清掃用液体生成装置。
前記[2]の構成によれば、添加部の添加によって生成される塩素水とセラミック体との接触面積をさらに増加させて、反応効率をより高めることができる。
前記[3]の構成によれば、より一層効率的に清掃用液体(ヒドロキシルラジカル)を生成することができる。
前記[4]の構成によれば、より一層効率的かつより洗浄能力の高い清掃用液体(ヒドロキシルラジカル)を生成することができる。
前記[5]の構成によれば、より一層効率的かつより洗浄能力の高い清掃用液体(ヒドロキシルラジカル)を生成することができる。
前記[6]の構成によれば、より一層効率的かつより洗浄能力の高い清掃用液体(ヒドロキシルラジカル)を生成することができる。
前記[7]の構成によれば、より効率的に清掃用液体(ヒドロキシルラジカル)を生成することができる。
「を含む」および「を含有する」と同義である用語「を含む」または「により特徴づけられる」は、包括的または開放型な意味で解釈されるものであり、追加の、挙げられていない要素または方法のステップを排除しない。「を含む」は、請求項の言語で使用される技術用語であり、それは名を挙げられた請求項要素は必須であるが、他の請求項要素が追加されて請求項の範囲内で構成物をさらに形成してもよいことを意味する。
本発明の清掃用液体はヒドロキシルラジカル(以下「OHラジカル」ともいう)であり、本発明では塩素などを使用することでOHラジカルを生成させる。
図1~図5に基づいて、本発明に係る清掃用液体生成装置10の第1実施形態について説明する。
図1~図5を参照しながら、清掃用液体生成装置10の構成の一例について説明する。
図1は、本実施形態の清掃用液体生成装置10の外観の一例を説明する斜視図である。
図2は、図1に示す装置の内部構造の一例を説明する模式図である。
図3は、図2に示す第1のセラミック体SB1の外観の一例を説明する写真である。
図4は、図2に示す第2のセラミック体SB2の外観の一例を説明する写真である。
図5は、図2に示す第3のセラミック体SB3の外観の一例を説明する写真である。
なお、蓋部14には取っ手15が配設される。
なお、流路20の素材としては、たとえば硬質ポリ塩化ビニル管{UnplasticizedPoly(VinylChloride)(PVC-U)Pipes}などが好適である。
なお、塩素化剤CSとしては、トリクロロイソシアヌル酸に限定されず、トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸または次亜塩素酸ナトリウムのうち少なくとも1つが選択される剤であればよい。
図6を参照しながら、前述の第1のセラミック体SB1、第2のセラミック体SB2および第3のセラミック体SB3の性状(たとえば組成または材料など)について説明する。
図6は、図3~図5のそれぞれに示すセラミック体SB1,SB2,SB3のそれぞれの性状の一例を示す表である。
なお、本実施形態では、第1のセラミック体SB1の外観は黒色であり、第2のセラミック体SB2の外観は白色であり、第3のセラミック体SB3の外観は茶色である。
この酸化第2鉄の表面に塩素などによって得られるOHラジカルが接触することにより、電子が励起され正孔が生じる。すなわち、図3に示すように価電子帯から伝導帯に電子が励起し、価電子帯に、電子の脱け殻である正孔が生成されると、電子はO2を還元するとともに、正孔は酸化反応を起こし、水中でH2Oを酸化してOHラジカルを発生させる(H2O→OH・)。伝導帯に励起された電子のエネルギーは、標準水素電極(NME)に対する電位で表すと、ほぼ0.1V vs.NMEであるので(斉藤 烈・松郷誠一「活性酸素の化学」p18)、熱力学的にO2を還元してO2ラジカルを発生させることができる(O2+e→O2)。このスーパーオキサイドイオンは、水中で過酸化水素を経てOHラジカルを生成する。したがって、これらが強い還元剤、酸化剤となる。
以上のような触媒的酸化機構は、酸化第2鉄に限るものではなく、図2及び図3に示すように価電子帯の上端の電位がヒドロキシラジカルの酸化還元電位より低く伝導帯の下端の電位が標準水素電極電位より高いエネルギー帯構造のものであれば、他の金属酸化物、さらには金属硫化物又はセレン化物を含む機能セラミックの粒体によっても実現可能である。
機能セラミックの粒体は、成分濃度を制御し、原子パーセントを変えることにより、イオンの反応の効率を良くすることができ、第1の粒体では、特に殺菌、脱臭作用に顕著な効果を有し、第2の粒体では、油分解、殺菌作用に顕著な効果を有し、第3の粒体では、油分解作用に顕著な効果を有することが確認された。また、第1の粒体と第2の粒体とを混合させると、第1の粒体と第2の粒体とは、成分濃度が違うためお互いに反応しあい、イオンの発生の効率がよくなり、さらに、第3の粒体を少量追加することにより、油分解がより進むことも実証されている。しかも、第3の粒体は、凝結作用が強く、分子をフロック状に形成し、油分を親水、親油性にする作用がある。そのため、汚泥の沈降速度が早くなる効果も、排水処理場で多数確認されている。つまり、有機分解する働きがよくなるので、水質の改善に寄与し、油の酸化臭を除去して脱臭効果をさらによくすることにつながっている。このことは、長年の機能セラミックの研究にわたる経験と繰り返し試験によるものであり、この経験値により、脱臭、水質改善等に応用して各粒体の比率基準が決定される。
したがって、成分濃度を制御し、さらに第1~第3の粒体の混合比率を変えることにより、処理目的に応じた効果を高めることができる。例えば養豚等の畜産業の排水や農業集落排水、一般家庭生活雑排水に対しては、アンモニアや硫化水素、チッソ、リン等が多く、脱臭の効果が特に要求される。また、食品工場の排水や食堂、レストランの排水を含む工場排水に対しては、油、チッソ、リン等が多く、油分解の効果が特に要求される。このようなそれぞれの要求に応じて第1~第3の粒体の混合比率が設定される。
本発明に係るスーパーオキサイドイオン発生法を用いた脱臭浄化及び水触媒処理装置では、次亜塩素酸ソーダ水溶液を散水ノズル14によりシャワリングして上段の機能セラミックの粒体2から順次通過接触させ、さらに下方に貯留して排水部7までの間に下段の機能セラミックの粒体2と通過接触させて、触媒作用を利用した水処理を行って触媒水を生成し、その触媒水13を底付近の排水部7からバルブ11を通して取り出し、汚水や排水、汚泥に添加して処理効果を改善したり、業務用水などの水質を改善したりする触媒水として利用する。一方、次亜塩素酸ソーダ水溶液を上記のように機能セラミックの粒体2に通過接触させて生成された触媒水により、ガス中のアンモニア、ダイオキシン、炭酸ガス(CO2)、硫化水素が除去され、脱臭、浄化を行うことができる。』(特許第3537085号の明細書の段落[0024]~段落[0029]に記載)
図7を参照しながら、本実施形態においてOHラジカルの生成工程について説明する。
図7は、図1に示す装置を用いたOHラジカルの生成工程の一例を説明するフロー図である。
以上説明したように本実施形態の清掃用液体生成装置10によれば、水が供給される流路20と、流路20に配設され、水に塩素化剤CSを添加する塩素添加部23(添加部の一例)と、流路20に配設され、かつ添加部の下流側に配置されるセラミック配置領域CAと、を含む。また、セラミック配置領域CAには、少なくとも、互いに組成が異なる1または複数の第1のセラミック体SB1と、1または複数の第2のセラミック体SB2と、1または複数の第3のセラミック体SB3と、が密集して隣接するもの同士で互いにその表面で接するとともに当該表面以外の、その他表面の間では隙間空間が形成されるように配置される。
前述した本実施形態に係る第1の変形例について説明する。
図8および図9を参照しながら、本発明に係る触媒水と第四級アンモニア塩入り除菌洗浄剤との比較試験について説明する。
図8は、本実施例に係る、第四級アンモニア塩入り除菌洗浄剤を用いて水拭きした場合の残留成分の様子を示す写真である。
図9は、本実施例に係る、本発明に係る触媒水を用いて水拭きした場合の残留成分の様子を示す写真である。
(1) 界面活性剤が建材に残り再汚染原因になり、汚れが早くなる。
(2) 床の場合、ワックスの変色原因になる。
(3) 残留界面活性剤によるワックスの密着不良原因になる可能性がある。
(4) 作業従事者の健康被害の可能性がある。
「第四級アンモニウム化合物」または「過酸化水素水」などの薬剤が残留する場合、作業者のみならずその清掃対象物の設備を使用する使用者にも健康被害を及ぼす可能性がある。
なお、図8において粒々に観察されるのが残留成分(残留洗剤)である。
図10および図11を参照しながら、本発明に係る触媒水を使用した手洗い試験について説明する。
図10は、本実施例に係る、本発明に係る触媒水を使用して手洗いする前の手指の汚染状況の様子を示す写真である。
図11は、本実施例に係る、本発明に係る触媒水を使用して手洗いした後の手指の汚染状況の様子を示す写真である。
図12および図13を参照しながら、本発明に係る触媒水を使用したゴミ保管庫の洗浄および消臭試験について説明する。
図12は、本実施例に係る、本発明に係る触媒水を使用してゴミ保管庫を洗浄する前の様子を示す写真である。
図13は、本実施例に係る、本発明に係る触媒水を使用してゴミ保管庫を洗浄した後の様子を示す写真である。
図14および図15を参照しながら、本発明に係る触媒水を使用したガスレンジの洗浄試験について説明する。
図14は、本実施例に係る、本発明に係る触媒水を使用してガスレンジを洗浄する前の様子を示す写真である。
図15は、本実施例に係る、本発明に係る触媒水を使用してガスレンジを洗浄した後の様子を示す写真である。
図16および図17を参照しながら、本発明に係る触媒水を使用したスーパーマーケットの床の洗浄(清掃)試験について説明する。
図16は、本実施例に係る、本発明に係る触媒水を使用してスーパーマーケットの床を洗浄する前の様子を示す写真である。
図17は、本実施例に係る、本発明に係る触媒水を使用してスーパーマーケットの床を洗浄した後の様子を示す写真である。
以上で1または複数の具体的実施形態および1または複数の具体的実施例の説明を終えるが、本発明の態様はこれら実施形態または実施例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良などが可能である。
11 :筐体
12 :底壁部
13 :側壁部
14 :蓋部
15 :取っ手
20 :流路
21A :第1のエルボー部
21B :第2のエルボー部
21C :第3のエルボー部
22A :第1の直管部
22B :第2の直管部
22C :第3の直管部
23 :塩素添加部
24 :キャップ部材
25 :水供給口
26 :触媒水吐出口
CA :セラミック配置領域
CA1 :第1の領域
CA2 :第2の領域
CA3 :第3の領域
CA4 :第4の領域
CS :塩素化剤
SB1 :第1のセラミック体
SB2 :第2のセラミック体
SB3 :第3のセラミック体
SP :収納空間
SR :合成樹脂管
Claims (6)
- 水が供給される流路(20)と、
前記流路(20)に配設され、前記水に塩素化剤(CS)を添加する添加部(23)と、
前記流路(20)に配設され、かつ前記添加部(23)の下流側に配置されるセラミック配置領域(CA)と、を含み、
前記セラミック配置領域(CA)には、少なくとも、互いに組成が異なる1または複数の第1のセラミック体(SB1)と、1または複数の第2のセラミック体(SB2)と、1または複数の第3のセラミック体(SB3)と、が密集して隣接するもの同士で互いにその表面で接するとともに当該表面以外の、その他表面の間では隙間空間が形成されるように配置され、
前記第1のセラミック体(SB1)は、その組成がフェライト系であり、その成分として磁性体、鉄、マンガン、一酸化炭素チタンおよびマグネシウムを含み、
前記第2のセラミック体(SB2)は、その成分として酸化アルミナ、ジルコニア、チタン酸バリウムおよび珪藻土を含み、
前記第3のセラミック体(SB3)は、その組成がフェライト系であり、その成分として鉄およびマンガンを含み、
前記第1のセラミック体(SB1)のセラミックの配合割合は、前記第2のセラミック体(SB2)および前記第3のセラミック体(SB3)よりも大きく設定され、
前記第1のセラミック体(SB1)の個数または容積の総量は、前記複数の第2のセラミック体(SB2)および前記複数の第3のセラミック体(SB3)よりも大きく設定される、
清掃用液体生成装置(10)。 - 前記第1のセラミック体(SB1)と、前記第2のセラミック体(SB2)と、前記第3のセラミック体(SB3)と、のそれぞれは、多面体または球体に形成される、
請求項1に記載の清掃用液体生成装置(10)。 - 前記セラミック配置領域(CA)は、前記流路(20)の流れ方向に沿って少なくとも4分割されて、上流側に位置する第1の領域(CA1)と、下流側に位置する第4の領域(CA4)と、前記第1の領域(CA1)および前記第4の領域(CA4)の間で上流側に位置する第2の領域(CA2)と、前記第1の領域(CA1)および前記第4の領域(CA4)で下流側に位置する第3の領域(CA3)と、を有し、
前記第1の領域(CA1)において、前記第1のセラミック体(SB1)のみが配置され、
前記第2の領域(CA2)において、前記第2のセラミック体(SB2)のみが配置され、
前記第3の領域(CA3)において、前記第3のセラミック体(SB3)のみが配置され、
前記第4の領域(CA4)において、前記第1のセラミック体(SB1)のみが配置される、
請求項1に記載の清掃用液体生成装置(10)。 - 前記セラミック配置領域(CA)は、前記水の流れ方向に沿って少なくとも4分割されて、上流側に位置する第1の領域(CA1)と、下流側に位置する第4の領域(CA4)と、前記第1の領域(CA1)および前記第4の領域(CA4)の間で上流側に位置する第2の領域(CA2)と、前記第1の領域(CA1)および前記第4の領域(CA4)で下流側に位置する第3の領域(CA3)と、を有し、
前記第1の領域(CA1)において、前記第1のセラミック体(SB1)が、その個数または容積の総数が前記第2のセラミック体(SB2)および前記第3のセラミック体(SB3)のそれぞれよりも大きくなるように配置され、
前記第2の領域(CA2)において、前記第2のセラミック体(SB2)が、その個数または容積の総数が前記第1のセラミック体(SB1)および前記第3のセラミック体(SB3)のそれぞれよりも大きくなるように配置され、
前記第3の領域(CA3)において、前記第3のセラミック体(SB3)が、その個数または容積の総数が前記第1のセラミック体(SB1)および前記第2のセラミック体(SB2)のそれぞれよりも大きくなるように配置され、
前記第4の領域(CA4)において、前記第1のセラミック体(SB1)が、その個数または容積の総数が前記第2のセラミック体(SB2)および前記第3のセラミック体(SB3)のそれぞれよりも大きくなるように配置される、
請求項1に記載の清掃用液体生成装置(10)。 - 前記塩素化剤(CS)は、トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸または次亜塩素酸ナトリウムのうち少なくとも1つが選択される剤であり、
前記水が前記流路(20)での流通の過程で、前記塩素化剤(CS)が添加されるとともに、前記第1のセラミック体(SB1)と、前記第2のセラミック体(SB2)と、前記第3のセラミック体(SB3)と、に触れることにより、ヒドロキシルラジカルが生成される、
請求項1に記載の清掃用液体生成装置(10)。 - 前記塩素化剤(CS)は、複数の固形からなり、少なくともその一部が前記流路(20)の内部に臨むように配置される、
請求項1に記載の清掃用液体生成装置(10)。
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