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技術 オゾン水供給設備

出願人 有限会社テエイク・ワン総合事務所
発明者 赤堀幸男小金澤明央
出願日 1998年6月19日 (22年5ヶ月経過) 出願番号 1998-172883
公開日 2000年1月11日 (20年10ヶ月経過) 公開番号 2000-005285
状態 特許登録済
技術分野 消毒殺菌装置
主要キーワード 真空二重管 許容水準 配管入口 吐出濃度 通過流体 ユーザー調整 配管出口 生成場所
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年1月11日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

断続的使用の条件下でも高精度の濃度でオゾン水生成場所から遠隔使用場所へ供給可能なオゾン水供給設備を提供する。

解決手段

オゾン水使用場所の遠隔に配置されたオゾン水生成装置(1)から外部に延在するとともに前記使用場所の近所を経由して前記オゾン水生成装置(1)まで戻る循環配管(14)に、前記オゾン水生成装置からオゾン水を導出して循環させ、前記循環配管(14)から前記近所で短い分岐管(13)によりオゾン水を断続的に導出して前記使用場所に所定濃度のオゾン水を配給する。好適には、前記短い分岐管(13)により断続的に導出したオゾン水を前記使用場所に配給する前に吐出側オゾン水調製部(7,9)で希釈調製し前記所定濃度にする。

概要

背景

オゾン水生成装置としては、例えば特開平2−7967に示されているように、オゾンガスタンク内の水を循環攪拌しながら溶解させる装置が知られている。この装置に取り付けられている蛇口からオゾン水を取り出して、手指洗浄などの用途に利用する。

また、オゾン水生成装置からのオゾン水を遠くの利用場所に供給する方法として、例えば米国特許第5040487号に記載されているサイドストリーム方式がある。この米国特許公報には、オゾン水生成設備から長い輸送管を用いてにオゾン水を供給し、その湖の殺菌・消毒をする方法が記載されている。

概要

断続的使用の条件下でも高精度の濃度でオゾン水を生成場所から遠隔使用場所へ供給可能なオゾン水供給設備を提供する。

オゾン水使用場所の遠隔に配置されたオゾン水生成装置(1)から外部に延在するとともに前記使用場所の近所を経由して前記オゾン水生成装置(1)まで戻る循環配管(14)に、前記オゾン水生成装置からオゾン水を導出して循環させ、前記循環配管(14)から前記近所で短い分岐管(13)によりオゾン水を断続的に導出して前記使用場所に所定濃度のオゾン水を配給する。好適には、前記短い分岐管(13)により断続的に導出したオゾン水を前記使用場所に配給する前に吐出側オゾン水調製部(7,9)で希釈調製し前記所定濃度にする。

目的

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、オゾン水生成場所から遠くの使用場所であっても、高い信頼性において、所定濃度のオゾン水を断続使用を含めた任意のタイミングで無駄なく使用可能とするようなオゾン水の供給設備を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
4件

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請求項1

オゾンガスを水に溶解させつつ蓄えるオゾン水生成装置と、このオゾン水生成装置とこれから離れた利用場所との間に配管された循環配管と、前記オゾン水生成装置内のオゾン水を前記循環配管に圧送して循環させる循環ポンプと、前記循環配管からオゾン水を取り出して利用するための分岐吐出路とを有し、循環ポンプは、オゾン水中オゾン半減期をTとし、前記オゾン水生成装置の出口オゾン水濃度をC0 とし、前記近所における所望下限オゾン水濃度をC1とし、前記近所における所望上限オゾン水濃度をC2 とし、前記生成装置の出口から前記近所までの距離をLとし、前記循環配管の前記生成装置の出口から前記近所までの平均有効断面積をSとし、前記循環配管の前記生成装置の出口から前記近所までの平均流速(単位時間当たりの通過流体体積)をVとしたときK={L/(V/S)}/Tで定義されるKが、C1 ≦C0 /(2のK乗)≦C2 、という条件を満たすように動作し、前記オゾン水生成装置は、前記循環配管を一巡する間に失われるオゾン量を補うようにオゾンガスを溶解させることを特徴とするオゾン水供給設備

請求項2

前記分岐吐出路が複数であることを特徴とする請求項1に記載のオゾン水供給設備。

請求項3

前記分岐吐出路においてオゾン水を希釈用水希釈可能な混合希釈部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のオゾン水供給設備。

請求項4

前記希釈用水を前記希釈部に導入する流量と、前記分岐吐出路からのオゾン水を前記希釈部に導入する流量との比を制御することにより、所定の濃度のオゾン水を供給することを特徴とする請求項3のオゾン水供給設備。

請求項5

前記希釈水を前記希釈部に導入する時間の合計と、前記分岐吐出路からのオゾン水を前記希釈部に導入する時間の合計との比を制御することにより、所定の濃度のオゾン水を供給することを特徴とする請求項3又は請求項4のいずれかに記載のオゾン水供給設備。

技術分野

0001

この発明は、医療公衆衛生化学工業、食品工業などの現場人体機器物品オゾン水洗浄して殺菌・消毒するような用途を想定したオゾン水供給設備に関し、特に、オゾン水生成装置から離れた利用場所まで配管によりオゾン水を供給する設備に関する。

背景技術

0002

オゾン水の生成装置としては、例えば特開平2−7967に示されているように、オゾンガスタンク内の水を循環攪拌しながら溶解させる装置が知られている。この装置に取り付けられている蛇口からオゾン水を取り出して、手指の洗浄などの用途に利用する。

0003

また、オゾン水生成装置からのオゾン水を遠くの利用場所に供給する方法として、例えば米国特許第5040487号に記載されているサイドストリーム方式がある。この米国特許公報には、オゾン水生成設備から長い輸送管を用いてにオゾン水を供給し、その湖の殺菌・消毒をする方法が記載されている。

発明が解決しようとする課題

0004

オゾン水生成装置から長い配管を設備し、遠くの利用場所でオゾン水の吐出断続的に行う場合、所定濃度のオゾン水使用という観点から見て大きな問題を生じる。これは水中のオゾンが他の多くの殺菌剤等と比較して濃度の半減期が非常に短いために起こる。

0005

より具体的に説明すると、オゾン水生成装置から遠くのオゾン水利用場所まで配管を経由して到達するまでに生じる濃度減衰は、オゾン水中オゾン半減期をTとし、オゾン水生成装置からのオゾン水濃度をCo とし、オゾン水利用場所でのオゾン水濃度をCxとすると、オゾン水生成装置からオゾン水使用場所までの流路長をLx とし、前記配管の平均有効断面積をSx とし、平均流速(単位時間当たりの通過流体体積)をVx としたときKx ={Lx /(Vx /Sx )}/Tで定義されるKx により、減衰後の濃度Cx ={(1/2)のKx 乗}Co と定義される。通常の環境(中性の水中)ではTは十数分程度(株式会社リアライズ社刊行の「1993−1994年オゾン年鑑」による)と言われており、仮にTが20分という良好な環境で使用したとして、Lx を10メートル、Vx を500cc/分、実効内径mm換算のSx (約0.5平方センチメートル)とした場合、連続吐出であるならばKx =1/20程度となるからCx /Co は0.966程度となり通常の許容水準では濃度減衰は無視できる。しかし、一般的に多くのケースとして考えられるようにオゾン水を断続的に吐出する場合、仮に1時間おきに100ccずつ吐出するとして、オゾン水が配管入口から配管出口まで到達するために5時間かかるからCx /Co は1/32768程度となり、これではオゾン水中のオゾンは殆ど失われてしまうことがわかる。

0006

そして、教育が徹底されていないユーザーは、断続吐出に由来する上述の濃度低下の結果として殺菌能力等が全く失われていてもそれに気付かずに名目的なだけのオゾン水を使用し、殺菌等が完了したと思いこんでしまう虞がある。これは衛生管理用上非常に危険である。

0007

また、そのような問題を認識したユーザーであっても、オゾン水の各使用開始前に最初に出てくるオゾン水を捨てる作業が発生するのは全く不便であり、そのための時間及びオゾン水が無駄になる。上述の装置構成の例で言えば、所定濃度のオゾン水を断続的に使用するためには、各使用時にまず、10メートルの流路滞留していた約500ccのオゾン水を捨て、その後に出てくるオゾン水を採ることが考えられるが、操作の手間がかかる上、100cc使用のために500cc捨てるとすると捨てられるオゾン水の割合が極めて大きく無駄である。

0008

更に、所定濃度のオゾン水が出てくるまでオゾン水を捨て続けるとすると、特にその後半で出てくるオゾン水濃度は、所望濃度には足りないとはいえども人体や周囲環境に対する影響が無視できない程度のオゾンを含有しているから、それを無害化するための設備が必要となり、余計なスペース費用が必要となる。

0009

上記米国特許第5040487号のケースでは、湖に垂れ流しとい使用態様であったと推察され、故に連続吐出の割合が極めて大きく濃度低下は大きな問題を生まなかったのであろうが、断続使用に向かないことはこれまでの説明から明らかであろう。

0010

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、オゾン水生成場所から遠くの使用場所であっても、高い信頼性において、所定濃度のオゾン水を断続使用を含めた任意のタイミングで無駄なく使用可能とするようなオゾン水の供給設備を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

この目的を達成するため、本発明においては、オゾンガスを水に溶解させつつ蓄えるオゾン水生成装置と、このオゾン水生成装置とこれから離れた利用場所との間に配管された循環配管と、前記オゾン水生成装置内のオゾン水を前記循環配管に圧送して循環させる循環ポンプと、前記循環配管からオゾン水を取り出して利用するための分岐吐出路とを有し、循環ポンプは、オゾン水中のオゾン半減期をTとし、前記オゾン水生成装置の出口のオゾン水濃度をC0 とし、前記近所における所望下限オゾン水濃度をC1 とし、前記近所における所望上限オゾン水濃度をC2 とし、前記生成装置の出口から前記近所までの距離をLとし、前記循環配管の前記生成装置の出口から前記近所までの平均有効断面積をSとし、前記循環配管の前記生成装置の出口から前記近所までの平均流速(単位時間当たりの通過流体体積)をVとしたときK={L/(V/S)}/Tで定義されるKが、C1 ≦C0 /(2のK乗)≦C2 、という条件を満たすように動作し、前記オゾン水生成装置は、前記循環配管を一巡する間に失われるオゾン量を補うようにオゾンガスを溶解させることを特徴とするオゾン水供給設備を提案する。

0012

好ましくは、前記分岐吐出路を複数設ける。

0013

いずれにせよ更に好ましくは、前記分岐吐出路においてオゾン水を希釈用水希釈可能な混合希釈部を有する。更にここで好ましくは、前記希釈用水を前記希釈部に導入する流量と、前記分岐吐出路からのオゾン水を前記希釈部に導入する流量との比を制御することにより、所定の濃度のオゾン水を供給する。

0014

更に好ましくは、前記希釈水を前記希釈部に導入する時間の合計と、前記分岐吐出路からのオゾン水を前記希釈部に導入する時間の合計との比を制御することにより、所定の濃度のオゾン水を供給する。

発明を実施するための最良の形態

0015

この発明の一実施例によるオゾン水供給設備10の模式的構成を図1に示す。この設備は、オゾン水生成装置1から出て遠隔のオゾン水を使用したい場所の近所にまで延在してオゾン水を輸送するための循環配管14と、この循環配管から短く分岐するとともに吐出側オゾン水制御手段3を有する分岐吐出管13と、オゾン水を水で希釈する希釈手段9と、前記希釈手段9に水を供給制御するための希釈水制御手段7とを有する。オゾン水生成装置1はオゾンガスを水に溶解させてオゾン水を生成することのできるオゾンガス溶解部(図示せず)を有しており、前記循環配管14は、このオゾンガス溶解部から前記近所までの往路4と復路5とから主に構成されているとともに、内部を流通されるオゾン水の流量を制御する流量制御手段2を有している。

0016

循環配管14は好適には少なくとも一部を断熱構造としておく。例えば、断熱材で覆うか、断熱性構造材を用いるようにして形成するか、又はコストが許す場合は真空二重管状にするなどが考えられる。こうして周囲温度変動の影響を排除することで、設定濃度に対する吐出オゾン水濃度の誤差を小さくすることができる。

0017

流量制御手段2は例えば一定動力運転可能なポンプ流量調整弁との組み合わせを有しているが、他の一般に公知な流量制御手段も、オゾン水の腐食性等に耐えられる構成であれば原則的には採択可能である。尚、好適にはこのポンプ又は流量制御弁の少なくともいずれかをユーザー調整可能とし、ないしは再帰的に制御可能とすることで、本装置10で供給されるオゾン水濃度の精度を更に向上させることができるし、また使用設定周囲条件に対し柔軟に対応させることも可能となる。もっとも、流量制御手段2は今から述べる範囲内で一定の流量制御をするように構成しておくだけでも本発明の基本的な効果は達成できることが理解されるべきである。即ち、オゾン水中のオゾン半減期をTとし、前記オゾン水生成装置の出口のオゾン水濃度をC0 とし、前記近所における所望下限オゾン水濃度をC1 とし、前記近所における所望上限オゾン水濃度をC2 とし、前記生成装置の出口から前記近所までの距離をLとし、前記循環配管の前記生成装置の出口から前記近所までの平均有効断面積をSとし、前記循環配管の前記生成装置の出口から前記近所までの平均流速(単位時間当たりの通過流体体積)をVとしたときK={L/(V/S)}/Tで定義されるKが、C1 ≦C0 /(2のK乗)≦C2 、という条件を満たすように流量調整手段2を適合させておくことが肝要である。

0018

また、複数の濃度のオゾン水が任意のタイミングで必要な場合には、各々閉止弁流量調節手段とを備えた複数の吐出側オゾン水制御手段3を並列即ち別流路として選択可能に配置し、各々に対応する濃度設定をしておいてから、これら複数の制御手段3の閉止弁のうち一つあるいは複数を選択して開閉することでオゾン水の吐出濃度リアルタイムに選択することができる。あるいは逆に希釈水供給側をそのような並列選択的構成にしておいてもよい。

0019

もっと多数の濃度が必要な場合は、前記複数の吐出側オゾン水制御手段3をそのように多数設けることが困難になることが考えられる。その場合、少なくとも1つの制御手段3を、流量調節手段の設定流量を一定にしたまま前記閉止弁をすばやく断続的に開閉させるよう制御することで、総流量と混合比とを制御することができる。このときの開閉タイミングは、電子制御装置に記憶された複数パターンのデータをソフトウェア的に保持及び選択可能とすることで、多数のハードウェアを省略しても多数濃度の迅速な切り替えが可能となる。

0020

図2図1の実施例において更に分岐管13を複数にした例であり、オゾン水の生成を一括して行いつつ、複数の使用箇所にオゾン水を分配することが可能となっている。

0021

図3はオゾン水の循環輸送を1つの循環配管14で一括して行いつつ2個のオゾン水生成装置を接続したものであり、1台目のオゾン水生成装置の設置スペースが充分とれなかった場合や、例えば最初の設置後に使用箇所が増えたりして1台目のオゾン水生成装置の能力だけでは間に合わなくなった場合に、2台目のオゾン水生成装置を循環配管14に接続することで問題が解決できることを示している。

発明の効果

0022

本発明によれば、オゾン水生成装置から離れた利用場所において、連続使用なのか長い時間を隔てた断続使用なのかその差をあまり意識することなく吐出使用可能なオゾン水供給設備が提供されるとともに、その供給オゾン水濃度の精度自体が大きく向上する。

0023

また、オゾン水生成から使用までの設備の設置スペースや配管経路レイアウトの自由度が事実上大きく向上する。ここは、従来技術であれば輸送経路を短縮することが大事(即ち直線状にレイアウトする要求が強)であったと想像するだけでも、本発明の利点は明らかであろう。

0024

更に、本発明によれば、輸送管に断熱材を使用した場合は、周囲温度変動の影響が排除されることにより、水中オゾン濃度の半減期が長い状態に安定するのでオゾンの無駄が極めて少ない。実は断熱材を使用しない場合でも、オゾン水生成装置から出たオゾン水が使用されるまでの時間が従来技術と比較して充分短い構成であるから、水中オゾンが無駄に失われることがなく、オゾン水を高濃度の状態で輸送してもロスが少ないと言える。後者が意味することは、単位時間当たり輸送可能なオゾン水の体積を小とした場合でも高濃度のオゾン水を輸送して使用場所で使用濃度へと希釈することにより、使用場所には充分な濃度及び量のオゾン水を供給することができるということである。従って、本発明はその基本原理のため輸送管が一方通行でなく循環式になることで長くなるにもかかわらず、管が長くなる程度以上に流路の断面積を小さくすることができ、よって輸送管の材料(耐オゾン腐食性材料や断熱材等)が節約されるし、狭いスペースに沿って輸送管を通すことも可能になる。普通一般の流路において一方通行の管路を循環式にすることは、より多くの材料やより大きなスペースを必要と考えさせるところであるから、本発明のこの効果は全く予想外のことであった。しかし実用上の価値は極めて大である。

0025

また更に、本発明によれば、複数箇所でオゾン水が必要な場合も、一括してオゾン水を生成し、これを分配することが可能であるうえ、そのような複数箇所が互いに相当離間してもいても、またオゾン水生成装置から相当離間していても、水中オゾン濃度のばらつきが充分小さい状態でオゾン水を供給できる。これは、従来複数箇所でオゾン水が必要な場合、オゾン水生成装置を複数設置すると、1台当たりの簡略化の限界を考えれば、小型のオゾン水生成装置と言えども各病室等に配置するにはかなりのコストがかかる上、そうした複数のオゾン水生成装置を全て安全にメンテナンスするのはかなりの手間がかかっていたのと比較して、非常に有利であることが理解されるべきである。

0026

以上の多面的な効果を簡単に言えば、オゾン水の遠距離供給に当たって、高精度の濃度のオゾン水が自由な吐出タイミングで供給され、配管レイアウトの自由度も増し、また設置スペース及び配管材料が節約され、更に複数使用箇所にオゾン水を供給するにも有利なオゾン水供給設備の原理が提供される。

図面の簡単な説明

0027

図1本発明の一実施例におけるオゾン水供給設備の概略構成を示す図である。
図2図1の実施例の変形例を示す図である。
図3図2の実施例の変形例を示す図である。

--

0028

1オゾン水生成装置
10オゾン水供給設備
13分岐管
14 循環配管

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