JPH07204670A

JPH07204670A - 水の瞬間殺菌方法及びその装置

Info

Publication number: JPH07204670A
Application number: JP754894A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Kodesen; 正義小出仙; Tetsuo Wada; 哲郎和田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-01-27
Filing date: 1994-01-27
Publication date: 1995-08-08

Abstract

(57)【要約】【目的】菌の死骸の付着を防止し、散気管を使用せず、
また、高濃度オゾンを使用することなくオゾンを効率よ
く水中に入れ込んで瞬時に殺菌することができると共
に、小型化して上水道の末端にも容易に設置できる、水
の瞬間殺菌方法及びその装置を提供せしめる。【構成】オゾン発生装置７にて所定量のオゾンを生成し
た後、斯かるオゾンを供給管８を介してパイプ内を流動
する水の中に吸引せしめる。この吸引手段としては、ケ
ーシング１内に流入する水の圧力で空気を自動的に吸引
せしめるエジェクター５を用いるのが好ましい。次い
で、オゾンと水とを流入口１ａを通過せしめてケーシン
グ１内で強制的に渦流攪拌することにより、オゾンを微
細気泡にし、斯かる微細気泡を水流と共に流動させなが
ら、紫外線照射管３により波長２５０ｎｍ〜３２０ｎｍ
の紫外線を照射せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医療用の手洗水、院内
感染防止用の水洗用水、トイレ用の手洗水、食品加工用
の水洗用水等、水道水、井戸水を含む上水道の末端にお
ける水の瞬間殺菌方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水の殺菌には、殺菌灯を単独で用
いる方法（紫外線照射法）と、オゾンと接触させる方法
と、そしてこれら紫外線とオゾンとを併用する方法とに
大別される。また、斯かる紫外線とオゾンとを併用させ
た浄水装置としては、例えば、実開昭６３−１４１６９
６号公報に開示されているものが知られている。この従
来装置は、紫外線を発生する低圧水銀灯を利用した水処
理装置において、殺菌灯室内の低圧水銀灯用石英硝子製
のランプ保護管を固定し密封している両端の金具に、そ
れぞれ通気口を設け、一方は大気の吸引口として開放
し、他方はエジェクターの空気吸引口と接続して低圧水
銀灯の光でランプ保護管との空間に発生しているオゾン
化空気を、任意の位置で水に混入させたことを特徴とす
るものである（実開昭６３−１４１６９６号公報参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例のうち、紫外線照射法は、紫外線照射管、実際
にはその保護管の周囲の回りに水を通して殺菌する、所
謂、通水式殺菌法であるため、保護管の表面に次第に菌
の死骸（パイロジエン）が付着して紫外線の透過度が薄
れ、殺菌効果が低下してしまうといった欠点を有するも
のであった。

【０００４】また、被処理水にオゾンを接触させて殺菌
する方法において充分な殺菌効果を期待するためには高
濃度なオゾンを利用しなければならず、水に残留するオ
ゾンと放出されるオゾンとの調整が困難であり、また、
オゾンの人体に及ぼす影響が大きいことも相俟って、安
易に上水道の末端で使用できないものであった。

【０００５】更に、オゾンと紫外線とを併用する場合
は、殆どが、オゾンの水中への吹き込み方法がタンクの
底部、すなわち、水中の下部に設置した散気管による暴
気方法であり、気泡の上昇が必然的に起こるため、タン
ク内にエアーベントを設けるか或いは開放型にしなけれ
ならず、しかも、タンク内に散気管を収容するため、ど
うしても大型になってしまうといった問題があり、小型
化して上水の末端に接続することが不可能であった。

【０００６】また、前述した実開昭６３−１４１６９６
号公報に開示されているオゾンと紫外線とを併用する浄
水装置にあっては、殺菌灯室の下部からエジャクターを
介して被処理水を流入させ、上方から流出させるもので
あり、一方、空気は、前記エジェクターの作用により通
気口から低圧水銀灯の周囲を通過することによりオゾン
化され、前記エジェクターを介して殺菌灯室に吹き込ま
れるようになされており、吹き込まれたオゾン化空気
が、殺菌灯室内を急速に上昇してしまうために被処理水
とオゾン化空気との接触が充分とはいえず、また、既述
の紫外線単独照射法と同様に、被処理水が殺菌灯室内を
下部から上部に流れる方式であるために、水銀灯保護管
の外面が次第に汚れてしまうので保守が面倒であるとい
った問題を有するものであり、オゾンを効率よく水中に
入れ込むこともできないものであった。

【０００７】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、菌の死骸の付着を防止し、散気管を使
用せず、また、高濃度オゾンを使用することなくオゾン
を効率よく水中に入れ込んで瞬時に殺菌することができ
ると共に、小型化して上水道の末端にも容易に設置でき
る、水の瞬間殺菌方法及びその装置を提供することを目
的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の如き従来の問題点
を解決し、所期の目的を達成するため本発明の要旨とす
る構成は、オゾン発生装置にて生成したオゾンをパイプ
内を流動する水の中に吸引せしめた後、オゾンと水とを
渦流攪拌してオゾンを微細気泡にし、この微細気泡を水
流と共に流動させながら波長２５０ｎｍ〜３２０ｎｍの
紫外線を照射することを特徴とする水の瞬間殺菌方法に
存する。

【０００９】一方、この方法を実施するための本発明に
よる水の瞬間殺菌装置は、上部に流入口を有し下部に流
出口を有する筒状のケーシングと、該ケーシングの上端
に突設された中空頭部と、該中空頭部内に配設されたス
タビライザーを介して電源に接続され、かつ、前記ケー
シングの上部に水密状態で同ケーシング内に挿着された
紫外線照射管と、前記中空頭部内に配設されたオゾン発
生装置と、一端が前記ケーシングの流入口に連通し他端
が給水管接続口に連通しているエジェクターと、前記オ
ゾン発生装置と前記エジェクターとを接続させるオゾン
供給管とを備え、前記給水管接続口から流入する水を前
記エジェクターにより噴流化すると共に、この噴流を利
用して前記オゾン発生装置で生成したオゾンを前記エジ
ェクター内に吸引して前記ケーシングの流入口へ給送
し、かつ、前記ケーシング内を流下する微細オゾン気泡
含有水に渦流攪拌を惹起させながら前記紫外線照射管に
より紫外線を照射して処理することを特徴としている。

【００１０】また、前記ケーシングの流出口の口径を同
ケーシングの直径よりも小さく形成して、渦流状態でケ
ーシング内を流下する水流のケーシング内滞留時間を長
くするのが良い。

【００１１】更に、前記給水管接続口とエジェクターと
の間に電磁弁を設け、中空頭部に設けられたスイッチの
オン操作により同電磁弁が開放状態となって前記給水管
接続口から被処理水が流入すると共に、オゾン発生装置
が作動し、紫外線照射管が点灯するように設定するのが
好ましい。

【００１２】

【作用】このように構成される本発明の水の瞬間殺菌方
法は、オゾン発生装置にて生成したオゾンをパイプ内を
流動する水の中に吸引せしめ、また、オゾンと水とを渦
流攪拌することによって、オゾンを微細化させてその浮
力を低下させ、更に、このオゾン含有水に波長２５０ｎ
ｍ〜３２０ｎｍの紫外線を照射してオゾンを分解させ、
これにより生成する発生期の酸素（Ｏ）が、水に反応し
てヒドロキシラジカル（ＯＨ）となり、水中の殺菌を強
力に行うこととなる。

【００１３】換言すれば、エジェクターによって吸引さ
れたオゾン（Ｏ₃）は、ケーシングに導かれ、水流圧に
より渦流を起こし微細化されることとなる。しかも、斯
かるオゾンは水中に溶け込み、また、微細気泡となって
存在することから、波長２５０ｎｍ〜３２０ｎｍ（好ま
しくは２５４ｎｍ）の紫外線に照射されると、オゾン
（Ｏ₃）の一部が分解して効率よく発生期の酸素（Ｏ）
が生成される。Ｏ₃＋ｈｖ（２５０〜３２０ｎｍ）→Ｏ₂＋ＯＯ₃ ：オゾンｈｖ：紫外線Ｏ₂ ：酸素分子Ｏ：発生期の酸素

【００１４】更に、発生期の酸素は水中において水と反
応してヒドロキシラジカル（ＯＨ）となって水中の菌の
殺菌作用を強力に行うこととなる。Ｏ＋Ｈ₂Ｏ→２ＯＨＯＨ：ヒドロキシラジカル

【００１５】

【実施例】まず、本発明の水の瞬間殺菌方法の第１工程
について説明する。オゾン発生装置（オゾナイザー）に
て所定量のオゾンを生成した後、斯かるオゾンを供給管
等を介してパイプ内を流動する水の中に吸引せしめる。
この吸引手段としては、ケーシング内に流入する水の圧
力で空気を自動的に吸引せしめるエジェクターを用いる
のが好ましい。

【００１６】次に、第２工程について説明する。オゾン
と水とを渦流攪拌することによりオゾンを微細気泡にす
る。すなわち、水との渦流攪拌によりオゾンは浮力を低
下し、水中に溶け込み、また、微細気泡として存在する
のである。しかも、微細気泡化されたオゾンは斯かる渦
流攪拌により効率よく水中に入れ込まれるのである。因
に、この渦流攪拌の手段としては、ケーシングの流入口
の取付位置をセンター位置から外した、所謂、接線方向
にすることにより、ケーシング内に渦流を惹起させるの
が良い。

【００１７】次に、第３工程について説明する。前工程
で得た微細気泡を水流と共に流動させながら、波長２５
０ｎｍ〜３２０ｎｍの紫外線を照射する。この照射範囲
の下限値はスーパーオキシド（Ｏ₂ ^-）の極大吸収波長が
２５４ｎｍであり、また、上限値はヒドロキシラジカル
（ＯＨ）の極大吸収波長が３１０ｎｍであることに起因
するものであって、これらを許容する範囲に設定されて
いる。また、斯かる紫外線照射手段としては、例えば、
低圧水銀灯や紫外線ランプなどが挙げられる。

【００１８】一方、本発明方法を実施するために使用さ
れる水の瞬間殺菌装置は、図１に示すように、筒状のケ
ーシング１と、該ケーシング１の上端開口を閉塞すべく
同ケーシング１の上端に突設された中空頭部２とを備え
ている。

【００１９】前記ケーシング１は、上部側面の径方向に
開口された流入口１ａと、底部の中心軸方向に開口され
たに流出口１ｂとを一体的に有すると共に、中に紫外線
照射管３が挿着されている。

【００２０】この紫外線照射管３は、電源：ＡＣ１００
Ｖ、ランプ電力：４Ｗ、紫外線波長：２５４ｎｍの紫外
線ランプからなり、上端側が前記ケーシング１の上端開
口を水密に閉塞した前記中空頭部２の防水隔壁２ａに着
脱自在に挿着されると共に、前記中空頭部２内に配設さ
れたスタビライザー４と電気的に接続されている。

【００２１】他方、前記ケーシング１の流入口１ａには
エジェクター５が連設されている。このエジェクター５
は、ケーシング１内に流入する水の圧力（流力）を利用
して空気を吸引するものであり、一端が前記ケーシング
１の流入口１ａに連通され他端が給水管接続口６に連通
されている。また、このエジェクター５の通水能力とし
ては、例えば、２リットル／ｍｉｎのものが挙げられる
が、これに限定されることなく、必要に応じ自由に設定
できることは云うまでもない。

【００２２】また、このエジェクター５の頂面には、前
記中空頭部２内に配設されたオゾン発生装置７で生成さ
れたオゾンを供給するためのオゾン供給管８が、逆止弁
９を介して接続されており、前記給水管接続口６から供
給される被処理水と、前記オゾン供給管８から供給され
るオゾンとが前記エジェクター５内にて合流され前記流
入口１ａへ噴流状態で給送されるものである。

【００２３】尚、前記オゾン発生装置７としては、例え
ば、電源：ＡＣ１００Ｖ、オゾン発生量：３０ｍｇ／ｈ
ｒ、オゾン濃度：３０ｐｐｍのオゾナイザーを例示する
ことがてきる。

【００２４】更に、前記ケーシングの流入口１ａは、図
２に示すように、同ケーシング１に対して接線方向に開
口しており、この流入口１ａから流入してくる水流によ
り、自然にケーシング１内に渦流を惹起せしめるのであ
る。

【００２５】このように構成される瞬間殺菌装置Ａは、
前記給水管接続口６を、例えば、水道管（図示せず）に
連結するだけで、電磁弁１０の開閉によって水道水（被
処理水）はエジェクター５を通ってケーシング１内に導
かれるのである。

【００２６】すなわち、本瞬間殺菌装置Ａは、前記スイ
ッチ１１のオン操作によって電源が入り、中空頭部２に
内蔵されたオゾン発生装置７が作動し、オゾンを生成す
ると同時に電磁弁１０が開き、被処理水がエジェクター
５を通ってケーシング１の中に流れ込む。

【００２７】また、生成されたオゾンは、前記逆止弁９
を経てエジェクター５により水中に吸引されてケーシン
グ１の中に引き込まれ、渦流となって微細オゾン気泡１
２となる。尚、オゾンが溶け込み、また、微細オゾン気
泡を含有している水流は、渦流状態となってケーシング
１内を流下するのである。

【００２８】更に、紫外線照射管３は、前記スイッチ１
１のオン操作により点灯し、ケーシング１内を渦流状態
で流下しつつあるオゾン含有水に波長２５４ｎｍの紫外
線を照射してオゾンの一部を分解し、被処理水を殺菌す
る。そして、このようにして処理された水は、適度なオ
ゾン水となってケーシング１の流出口１ｂから排出され
るのである。

【００２９】尚、既述の設定条件になされた本発明によ
る装置を、古い高架受水槽に接続された水道蛇口に配設
して試験を実施した結果は下述の通りであった。すなわち、オゾン発生装置により発生した濃度３０ｐｐ
ｍのオゾンが波長２５４ｎｍの紫外線を照射することに
より分解されて流出口１ｂから流出する水のオゾン濃度
は０．５ｐｐｍとなり、これは危険とされるオゾン濃度
（水中１ｐｐｍ、空気中０．１ｐｐｍ）よりも充分低
く、安全であることを意味しており、また、無処理水中
に存在する生菌が瞬時にして完全に死滅することが判明
した。

【００３０】尚、本発明は本実施例に限定されることな
く、本発明の目的の範囲内で自由に設計変更し得るもの
であり、本発明はそれらの全てを包摂するものである。
例えば、本実施例にあっては、流入口１ａの取付位置を
接線方向にすることより（図２参照）ケーシング１内に
渦流攪拌を生じさせているが、これに限定されることな
く、同ケーシング１に螺旋状の攪拌転子（図示せず）を
内設させるなどの水流誘導手段を用いても良いものであ
る。また、本実施例では前記スイッチ１１のオンオフ操
作を手動にしているが、これに限らず、人が近づけば自
動的にスイッチ１１がオン操作されるように、赤外線セ
ンサーにて代替することもできる。

【００３１】

【発明の効果】本発明方法は、従来の如き、散気管を使
用せず、また、高濃度オゾンを使用することなく、オゾ
ンを微細オゾン気泡として効率よく水中に入れ込むこと
ができると共に、紫外線が照射されることにより、瞬時
にして殺菌することができるため、より殺菌効率の向上
が図れるといった優れた効果を奏するものである。

【００３２】殊に、この方法を実施するための本発明に
よる水の瞬間殺菌装置は、従来装置と異なり、紫外線照
射管を配設したケーシング内部を被処理水が上部から下
部に流下するようになされ、この場合に被処理水とオゾ
ンとの接触を良好ならしめ、かつ、ケーシング内での滞
留時間を延長させ、紫外線によるオゾンの分解を促進す
るために、エジェクターにより噴流状態で流入したオゾ
ン含有水が渦流及至螺旋流となってケーシング内を流下
することから、紫外線照射管の外套表面は斯かる流下水
により常に洗われる状態となり、被処理水に含まれてい
る有機物等が付着することがないので、紫外線照射管は
有効に機能することになり、保守も容易となるといった
効果を奏するものである。

【００３３】しかも、前記ケーシング内に渦流攪拌を惹
起させながら水流に紫外線を照射することによって、オ
ゾンの水中への入れ込みが効率よく行われて水を瞬時に
して殺菌することができると共に、従来の如き、散気管
を使用せず、また、高濃度オゾンを使用することがない
ため、小型化して上水道の末端でも容易に設置できる有
用な水の瞬間殺菌装置を提供できることとなった。

【００３４】このように本発明の水の瞬間殺菌方法及び
その装置は、上水道の末端にも容易に使用できるため、
医療用手洗いによる院内感染防止、手術時の手洗い水、
トイレの手洗い水、食品加工用の洗い水、一般家庭及び
業務用食器洗い等々、被処理水、井戸水を含む上水道の
殺菌による衛生と健康保全に寄与できるのである。ま
た、構成が単純であるため大量生産に適し、価格も低廉
なものとして需要者に供給できる等、本発明を実施する
ことはその実益的価値が甚だ大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水の瞬間殺菌装置を示す縦断面図
である。

【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。

【符号の説明】

１ケーシング１ａ流入口１ｂ流出口２中空頭部２ａ防水隔壁３紫外線照射管４スタビライザー５エジェクター６給水管接続口７オゾン発生装置８オゾン供給管９逆止弁１０電磁弁１１スイッチ１２微細オゾン気泡

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 1/50 ５４０Ａ５５０Ｂ５６０Ｃ 1/72 １０１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オゾン発生装置にて生成したオゾンをパイ
プ内を流動する水の中に吸引せしめた後、オゾンと水と
を渦流攪拌してオゾンを微細気泡にし、この微細気泡を
水流と共に流動させながら波長２５０ｎｍ〜３２０ｎｍ
の紫外線を照射することを特徴とする水の瞬間殺菌方
法。
【請求項２】上部に流入口を有し下部に流出口を有する
筒状のケーシングと、該ケーシングの上端に突設された
中空頭部と、該中空頭部内に配設されたスタビライザー
を介して電源に接続され、かつ、前記ケーシングの上部
に水密状態で同ケーシング内に挿着された紫外線照射管
と、前記中空頭部内に配設されたオゾン発生装置と、一
端が前記ケーシングの流入口に連通し他端が給水管接続
口に連通しているエジェクターと、前記オゾン発生装置
と前記エジェクターとを接続させるオゾン供給管とを備
え、前記給水管接続口から流入する水を前記エジェクタ
ーにより噴流化すると共に、この噴流を利用して前記オ
ゾン発生装置で生成したオゾンを前記エジェクター内に
吸引して前記ケーシングの流入口へ給送し、かつ、前記
ケーシング内を流下する微細オゾン気泡含有水に渦流攪
拌を惹起させながら前記紫外線照射管により紫外線を照
射して処理することを特徴とする水の瞬間殺菌装置。
【請求項３】前記ケーシングの流出口の口径が同ケーシ
ングの直径よりも小さく形成され、渦流状態でケーシン
グ内を流下する水流のケーシング内滞留時間が長くなる
ようになされていることを特徴とする請求項２に記載の
水の瞬間殺菌装置。
【請求項４】前記給水管接続口とエジェクターとの間に
電磁弁が設けられており、中空頭部に設けられたスイッ
チのオン操作により同電磁弁が開放状態となって前記給
水管接続口から被処理水が流入すると共に、オゾン発生
装置が作動し、かつ、紫外線照射管が点灯することを特
徴とする請求項２に記載の水の瞬間殺菌装置。