(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアーポンプから所定圧、流量の気体をオゾン発生器へ送り、オゾン発生器で発生したオゾンを含む気体を上記ポンプ圧で噴霧ノズルへ送り、液体供給源から液体を並行して噴霧ノズルへ供給し得るように接続し、噴霧ノズルは内部に気体と液体の導通路をそれぞれ独立に、各導通路の流出端を噴出口を臨む位置に同心状に、かつ噴出口に対し気体の流体エネルギにより液体を吸引し得るエゼクタ手段を形成するように設け、噴霧ノズルの導通路の同心状流出端を中心側にオゾンを含む気体、外周側に液体を導通させるようにし、この噴霧ノズルへ送られたオゾン含有気体を液体と共に噴出口から噴霧してオゾン殺菌するように構成して成るオゾン殺菌装置。
【請求項２】
前記噴出口を臨む位置で気体の導通路の同心状流出端の外周と液体の流出端内周をノズルの噴出方向と平行に一定長さに設けたことを特徴とする請求項１に記載のオゾン殺菌装置。
【請求項３】
前記噴霧ノズルをノズル本体とノズルキャップから形成し、導通路の同心状流出端をノズルキャップの噴出口に臨ませて設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のオゾン殺菌装置。
【請求項４】
液体を貯留する容器と、この容器に接続される連結管を介して供給される液体と外部から供給されるオゾンを含む気体とを噴霧する噴霧ノズルとを備え、噴霧ノズルは内部に気体と液体の導通路をそれぞれ独立に、各導通路の流出端を噴出口位置で同心状に、かつ噴出口に対し気体の流体エネルギにより液体を吸引し得るエゼクタ手段を形成するように設け、噴霧ノズルの導通路の同心状流出端を中心側にオゾンを含む気体、外周側に液体を導通させるようにし、この噴霧ノズルへ送られたオゾン含有気体を液体と共に噴出口から噴霧するように構成して成るオゾンスプレ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オゾンを加圧して送り水等の液体と共に噴霧、混合して殺菌し、あるいは除菌、脱臭、鮮度保持に利用するオゾン殺菌装置及びこの装置に用いられるオゾンスプレ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オゾン（Ｏ３  ）を殺菌、あるいは除菌、脱臭、鮮度保持など（以下殺菌等という）に利用する場合、空気中に直接放出して散布する（気相）か、又は水等の液体に混合してオゾン水として利用（液相）するが、オゾンは量にもよるが一定量直接吸い込むと人体に有害であるため、安全性の観点から後者のオゾン水としての利用が一般的である。オゾンを微量に水に溶け込ませたオゾン水は、浴場やプールの用水にそのまま利用するか、あるいはノズルにより噴霧しこの噴霧水を対象物に散布して殺菌等に利用するが、前者は水量が多く一般に大型設備により作られ、後者は中小型、可搬式の設備により作られる。
【０００３】
ノズル噴霧による殺菌（脱臭）装置は、貯水タンクに貯留した水にオゾンを送り込み、タンク内に設けた注入ノズル又は吹出口からオゾンを混合したオゾン水を噴霧ノズルで散布する貯水タンク方式と、水道水のような加工水にエアーポンプ等でオゾンを圧送して加圧水に溶解させ、そのオゾン水を噴霧ノズルで散布する加圧水方式のものが知られている。貯水タンク方式の殺菌装置は、給水圧が貯水タンクで大気圧に解放されるから、オゾンが水に混合し易いが、所定濃度になるまでに一定時間を要し、使用できるようになるまでにタイムラグがある。
【０００４】
加圧水方式の殺菌装置は、水道水直結式であり、水道水の加圧状態のままではオゾンを混入できないため減圧弁によりオゾン送出ポンプの圧力以下に減圧した加圧水にオゾンを圧送してオゾンを溶解させるが、加圧水はオゾンの溶解効率が悪く仲々溶け込まないため、高濃度オゾン水を得るには酸素ボンベを用いてオゾン発生装置のオゾン発生率を高め、高濃度オゾンを加圧水に圧送するようにしたものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、貯水タンク方式あるいは加圧水方式のいずれのノズル噴霧による殺菌装置であれ、一般に中、小型方式の装置では水に含有されるオゾンの濃度は０．５ｐｐｍ程度であり、オゾンは極めて水に溶け込み難い。このような極く微量のオゾンを含むオゾン水を噴霧ノズルで散布して対象物の殺菌等をする場合、ノズルから広がる噴霧水からさらにオゾンが大気中に拡散し、このため対象物に散布される噴霧水に残留し有効に殺菌等の作用に寄与するオゾン濃度はさらに減少する。
【０００６】
オゾンによる殺菌等の作用を利用し得る対象は、種々の分野に広がっており、オゾンによる殺菌等の効果は０．１ｐｐｍ又はそれ以下の０．０５ｐｐｍでも十分効果があるとされるが、上記いずれの方式のノズル噴霧による殺菌装置も、上記殺菌等の効果を確保するためオゾン発生器自体の発生効率の改良をしたものや、又オゾン発生器へ送り込む気体として酸素ボンベから高濃度の酸素を使ったり、あるいは加圧水方式では減圧弁で加圧水を減圧してオゾンの溶解率を上げたりするなどしている。
【０００７】
このため、殺菌装置全体が中・小型・可搬式とは言ってもかなり大きく、装置構成部材が多く複雑であるため、費用が高く、その割りには殺菌等の効率は一定限度を上回る程のものでもない。又、オゾン発生器自体の改良によるオゾンの発生効率も限界に近く、上記従来の２つの方式のいずれの殺菌装置も画期的な効率向上を図ることには無理がある。
【０００８】
この発明は、上述した従来のオゾン水方式の殺菌装置の問題点に留意して、オゾンを含む気体を液体に溶解させることなく液体をノズルで噴霧する際にオゾン含有気体を混合噴霧してオゾンによる殺菌等の効力を飛躍的に高めることができるオゾン殺菌装置を得ることを課題とする。
【０００９】
この発明のもう１つの課題として、上記オゾン殺菌装置に用いられオゾン含有気体と液体を混合噴霧し、オゾン殺菌等の効力を飛躍的に高めることができるオゾンスプレ装置を得ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決する手段として、エアーポンプから所定圧、流量の気体をオゾン発生器へ送り、オゾン発生器で発生したオゾンを含む気体を上記ポンプ圧で噴霧ノズルへ送り、液体供給源から液体を並行して噴霧ノズルへ供給し得るように接続し、噴霧ノズルは内部に気体と液体の導通路をそれぞれ独立に、各導通路の流出端を噴出口を臨む位置に同心状に、かつ噴出口に対し気体の流体エネルギにより液体を吸引し得るエゼクタ手段を形成するように設け、噴霧ノズルの導通路の同心状流出端を中心側にオゾンを含む気体、外周側に液体を導通させるようにし、この噴霧ノズルへ送られたオゾン含有気体を液体と共に噴出口から噴霧してオゾン殺菌するように構成して成るオゾン殺菌装置としたのである。
【００１１】
この発明のオゾン殺菌装置は、オゾン発生器で発生したオゾンが２流体噴霧方式の噴霧ノズルによりそのまま液体と一緒に噴霧されるため、強力な殺菌作用を対象物に対し及ぼす。なお、この殺菌は除菌、脱臭、鮮度保持の作用も含む（以下殺菌等という）。エアーポンプで送り込まれたエアーがオゾン発生器の電極間を通過する間に無声放電によりエアー中の酸素に作用してオゾンが発生し、このオゾンを含む気体は送り込まれたポンプ圧で噴霧ノズルへ送られる。オゾン発生器は、オゾン発生率が従来の一般的な水準のものでもよいし、改良されて高効率なオゾン発生率のものであればなおよい。
【００１２】
噴霧ノズルでは上記ポンプ圧で送り込まれるオゾンを含む気体と別途供給される水のような液体がそれぞれ独立の導通路を通り流出端へ移動して噴出口から噴霧される。上記気体と液体を噴出させる駆動方法として、気体を噴霧ノズルから噴出させる際にその流体エネルギで液体をエゼクタ効果により吸引して気体と液体を共に噴霧流れとしている。
【００１３】
この発明の噴霧ノズルは、その噴出口から上記の方法で気体と液体を噴霧するが、各導通路の流出端は噴出口を臨む位置に同心状に設けられており、この流出端を出たところで気体と液体は互いに噴霧化され噴出口から噴出される。このように噴霧化されるオゾン含有気体は、オゾン発生器で発生したものがそのまま圧送により送り込まれるから、オゾン水のように水にオゾンを溶解する工程を経ることなく、送り込まれたオゾン含有気体が全量噴霧ノズルから噴出される。このため噴射された気体と液体の噴霧流れはオゾンの含有濃度が高く、対象物に散布された際に残留オゾン濃度が高くなり、オゾンによる殺菌等の効力が飛躍的に増大する。
【００１４】
噴霧ノズルとして、特に導通路の同心状流出端を中心側にオゾンを含む気体、外周側に液体を導通させるように形成したから、中心側のオゾン含有気体がそのまま噴出されると同時に、その外周側を液体の噴霧流れで同心円状に囲まれて噴射される。このため、中心側のオゾン含有気体が液体の噴霧流れの外へ殆ど拡散されずに対象物に散布される。
【００１５】
第２の課題を解決する第２の発明のオゾンスプレ装置は、液体を貯留する容器と、この容器に接続される連結管を介して供給される液体と外部から供給されるオゾンを含む気体とを噴霧する噴霧ノズルとを備え、噴霧ノズルは内部に気体と液体の導通路をそれぞれ独立に、各導通路の流出端を噴出口位置で同心状に、かつ噴出口に対し気体の流体エネルギにより液体を吸引し得るエゼクタ手段を形成するように設け、噴霧ノズルの導通路の同心状流出端を中心側にオゾンを含む気体、外周側に液体を導通させるようにし、この噴霧ノズルへ送られたオゾン含有気体を液体と共に噴出口から噴霧するように構成して成るものとしている。
【００１６】
このスプレ装置は、小型・可搬式とするため、液体の貯留容器を連結管で噴霧ノズルに接続しており、噴霧ノズルは導通路に同心状流出端を設け、この流出端でエゼクタ手段を形成したものとし、オゾン含有気体の流体エネルギで液体を吸引して噴霧流れとする。
【００１７】
【実施の形態】
以下、この発明の実施形態について説明する。図１はこの実施形態のオゾン殺菌装置の全体概略構成図である。図示のものは小型可搬式のものであり、この小型可搬式のオゾン殺菌装置は、大気中のエアーを吸引して所定圧、流量のエアーとして送り出すエアーポンプ１と、送り込まれたエアーを作動流体として無声放電の原理によりエアー中の酸素（Ｏ２  ）に作用してオゾン（Ｏ３  ）を発生するオゾン発生器２と、発生したオゾンを含む気体を上記ポンプによる圧力で送り込んで気体と液体の２流体を噴霧して散布する噴霧ノズル３を備えている。
【００１８】
オゾン発生器２は、従来より一般に普及している形式のものでもよく、オゾンを出来るだけ高効率に発生し得るものであればよい。図１に示すように、オゾン発生器２には高電圧の電極に高電圧の電源を供給する高電圧電源装置４が接続され、商用電源５から交流電源が送られている。電源周波数は商用電源５の周波数のままでもよいが、高電圧電源装置４にインバータを組込んで、例えば数ＫＨｚ程度の高周波高電圧に変換して供給するものとしてもよい。
【００１９】
又、一般に従来形のオゾン発生器２はオゾン発生動作時には発熱を伴うのが普通であり、このため２つの電極の外周には冷却フィンが設けられ、電極外周に冷却装置６からの冷却用エアーが流れるように冷却装置６が接続される。オゾン発生器２の改良により高発熱を伴わないものであれば冷却装置６を省略することもできる。噴霧ノズル３の詳細について図２にその主要断面図を示す。噴霧ノズル３はオゾンを含む気体を送り込む配管２ｐと、容器７に貯留されている水を供給する供給管３ｐがそれぞれ接続されている。７ａは容器７を大気に解放するエアーパイプである。
【００２０】
図示の噴霧ノズル３は、ノズル本体３ａとノズルキャップ３ｂとから成り、ノズルキャップ３ｂはノズル本体３ａの片端に形成したねじ部３１に螺着自在に接合される。ノズル本体３ａの中心にはオゾンを含む気体を通す導通路３２が設けられ、これと交叉しないように中心から少しずれた位置で、図示の状態では上下方向に縦導通路３３が貫設され、開口３４で開放されている。
【００２１】
導通路３３は３２より少し上の位置で横導通路３３ｈに接続されており、この導通路３３ｈの端はノズル本体３ａの片端とノズルキャップ３ｂの内周との間に断面視で一定の傾斜角のテーパを以って形成される円錐溝３５に接続されている。又、導通路３２の突出端３２ａは、図示のように、ノズル本体３ａの端より突出状に流体の流出端として形成され、その突出端部がノズルキャップ３ｂに設けられた噴出口３６と同心状に挿入され、突出端３２ａの先端は噴出口３６より少し奥側に位置している。そして、噴出口３６と同心状の突出端部３２ａの外周と噴出口３６の内周との間には水を噴出させるための隙間３５ａが全周に噴出方向と平行に所定長さだけ設けられている。
【００２２】
なお、噴霧ノズルはノズル本体３ａとノズルキャップ３ｂの２部材を着脱自在とし、導通路３２、３３、３３ｈは直線状としているため、ノズル本体３ａに設けられている導通路３２、３３、３３ｈは機械加工が容易で、各導通路の流体抵抗が小さく、各導通路が交叉する部分がないため、特別な加工をすることなく製作できる。これらの内部構造の特徴は後で説明する図３、図５の噴霧ノズルについても同様である。
【００２３】
又、容器７は実際の装置では取替えの便のため２組設けられており、供給管３ｐは容器キャップ７ｂに取付けられている。容器キャップ７ｂはねじ部７ｃにより容器７に対し着脱自在とされ、従って取替えの際は容器キャップ７ｂを取外して水を貯留した別の容器７にねじ係合させる。
【００２４】
上記の構成としたオゾン殺菌装置は、オゾンを含む気体の流体エネルギを駆動源として水等の液体を噴霧ノズルで吸引して噴霧し、対象物に散布することにより殺菌作用を及ぼす。なお、この殺菌に除菌、脱臭、鮮度保持も含む（以下殺菌等という）。エアーポンプ１からは大気中のエアーがオゾン発生器２へ所定の圧力、流量で送られ、オゾン発生器２では２つの電極間で高電圧による無声放電でエアーに含まれる酸素Ｏ２  に電子が衝突してオゾンが発生し、このオゾンを含む気体がポンプにより送られる圧力で噴霧ノズル３へ送られる。
【００２５】
噴霧ノズル３では流体の流出端である導通路３２の突出端３２ａから流出する気体の流体エネルギを駆動源としてこの流出気体により噴出口３６に連通する液体の導通路３３ｈを吸引する。このとき縦導通路３３の上端の開口３４が開放されていれば導通路３３ｈの吸引圧は大気を吸引するだけで液体を吸引することはできない。しかし、開口３４を上記気体の動作時に人の指で塞ぐと大気への連通がカットされるため、導通路３３ｈの吸引圧が縦導通路３３へ及び液体を容器７から吸引して噴出口３６から噴霧する。
【００２６】
この場合、同心状の導通路の突出端３２ａから噴出されるオゾンを含む気体も霧状に噴霧されるが、中心側のオゾンを含む気体は突出端３２ａから出た瞬間にいくらか拡がろうとするが大部分は細い霧状の流れとなって中心側を流れ、その外側には吸引された液体が霧状に同心円状に囲んで流れ、流体の霧状流れに中心側のオゾンを含む気体の拡散したものが少しずつ混合しながら流れて対象物へ散布される。
【００２７】
ところでオゾン（Ｏ３  ）は不安定な気体であり、大気中では安定した酸素に短時間で変化し、その酸化力を利用して殺菌等、あるいは防腐、防虫などの効果が得られるため、生鮮食料品や調理機の殺菌等種々の分野で利用されているが、一方ではよく知られているように高濃度のオゾンは極めて強い毒性を有し人体に有害であるため、作業場などの環境では一定の濃度以下に抑制するよう定められるなどその取扱いには安全性の観点から慎重な配慮が必要とされる。
【００２８】
このような事情からオゾンを殺菌に利用する場合、従来はオゾンを水に溶け込ませたオゾン水をそのまま使用するか、又はノズルで噴霧して散布する１流体噴霧方式のノズルが用いられていたが、この従来の方式では水に溶け込ませ得るオゾンの割合が一定値以下（例えば０．５ｐｐｍ以下）の極く微量であるため、ノズルで噴霧すると大気と接触して大部分消滅し、対象物に散布された際の残留オゾンの割合が極く微量となり、殺菌等の効果が若干あるとしても殺菌等の効力が弱く、一定の効果を得るには散布時間を長くする必要がある。
【００２９】
これに対し、上記実施形態のオゾン殺菌装置ではオゾンはオゾン発生器で発生した含有分が水に溶け込ませることなく直接ノズルからそのまま大量に噴霧され、かつその気体の流体エネルギで水を吸引して同時に噴霧されるからオゾンの噴霧量が圧倒的に従来の方式より多くなる。又、この実施形態の噴霧ノズルでは同心状の噴出口の中心側にオゾンを含む気体が配置され、その外側に水の噴霧流れが配置されているため水の噴霧流れがオゾンを含む気体の流れの外側を囲むこととなる。
【００３０】
従って、オゾンを含む気体が対象物に散布されるまでに若干拡散するとしても、その外側を囲む水の噴霧流れによってその外側へまで拡散する割合が極くわずかとなり、このためノズルを操作する作業者に直接触れるように拡散することは殆んどなく、安全性が極めて高く、かつ残留オゾン率が高いため殺菌等の力も強力なものとなる。又、厨房等のゴミ箱等の悪臭除去の場合、オゾンのみの噴射でも噴射圧力でオゾンがまとまっているため周囲へのオゾン拡散が非常に少ない。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、第１の発明のオゾン殺菌装置はオゾン発生器からのオゾン含有気体と液体供給源からの液体の２流体を噴霧ノズルへ送り、噴霧ノズル内の独立の導通路を通り噴出口の位置で同心状に、かつオゾンを含む気体を中心側に、流体を外周側に導通して噴霧するようにしたから、オゾンを含む気体の流れの外側を水の噴霧流れで囲んで対象物に散布し、作業者にオゾンが直接触れることが殆どなく、このため安全性が高く残留オゾン率が高いため強力な殺菌力が得られる。
【００４１】
第２の発明のオゾンスプレ装置は第１の発明のオゾン殺菌装置に用いられ、特に導通路の同心状流出端でエゼクタ手段を形成することによりオゾン含有気体の流体エネルギで容器から液体を吸引して噴霧流れとし、スプレ装置を小型可搬式のものとすることができ、かつ強力なオゾン殺菌等の効果を発揮するという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のオゾン殺菌装置の全体概略構成図
【図２】噴射ノズルの主要断面図
【符号の説明】
１  エアーポンプ
２  オゾン発生器
３、３’、３”  噴霧ノズル
４  高電圧電源装置
７  容器
３２  導通路
３３  縦導通路
３４  開口
３５  円錐溝
３６  噴出口
【図１】
0003600475.tif 000002
【図２】
0003600475.tif 000003