(57)【要約】【課題】単純な構造により高純度な殺菌水の生成を可能とし、かつ、環境への塩素ガス放出を防止することができる殺菌水の製造方法と製造装置の提供を目的とする。【解決手段】製造方法としては、上端に排気口11を備え下端に製品口12を備えた縦筒状の本体１を用いて、前記縦筒状の本体１の上端側より縦筒状の本体１内に原水を流下しながら、当該原水の流下位置より下方において縦筒状の本体１内に対して次亜塩素酸ナトリウムと塩酸とを順に所定間隔をあけて注入しつつ、前記縦筒状の本体１の下端側より縦筒状の本体１内上方に向けてガスを供給することにより撹拌・混合を図ることとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端に排気口を備え下端に製品口を備えた縦筒を用いて、前記縦筒の上端側より縦筒内に原水を流下しながら、当該原水の流下位置より下方において縦筒内に対して次亜塩素酸ナトリウムと塩酸とを順に所定間隔をあけて注入しつつ、前記筒の下端側より縦筒内上方に向けてガスを供給することにより撹拌・混合を図ることを特徴とする殺菌水の製造方法。
【請求項２】
上端に排気口を備え下端に液出口を備えた縦筒を３本用いて、第１の縦筒の上端側より当該縦筒内に流下した原水を液出口から第２の縦筒の上端側へと導く際に次亜塩素酸ナトリウムを注入し、第２の縦筒の上端側より当該縦筒内に流下した次亜塩素酸ナトリウム水を液出口から第３の縦筒の上端側へと導く際に塩酸を注入し、第３の縦筒の上端側より当該縦筒内に流下した殺菌水を製品口となる液出口から取り出すこととしつつ、前記第３の縦筒の下端側から供給したガスを当該縦筒の排気口から第２の縦筒の下端側へと導いて当該縦筒内に供給し、次いで第２の縦筒の排気口から得られた排出ガスを第１の縦筒の下端側へと導いて当該縦筒内に供給して、最終的に第１の縦筒の排気口から排出させることを特徴とする殺菌水の製造方法。
【請求項３】
ガスが空気である請求項１又は２いずれか記載の殺菌水の製造方法。
【請求項４】
排気口からの排出ガスを循環させ、撹拌・混合用のガスとして縦筒内に再供給することを特徴とする請求項１記載の殺菌水の製造方法。
【請求項５】
第１の縦筒における排気口からの排出ガスを第３の縦筒内に再度加圧供給することを特徴とする請求項２記載の殺菌水の製造方法。
【請求項６】
上端に排気口を備え下端に製品口を備えた縦筒状の本体からなり、該本体の排気口から製品口に至る間に所定間隔をあけながら上から順に原水注入口、次亜塩素酸ナトリウム注入口、塩酸注入口、ガス供給口を設けてなる殺菌水の製造装置。
【請求項７】
上端に排気口を備え下端に液出口を備えた３本の縦筒からなり、
第１の縦筒には、上端側に原水注入口を設ける一方、液出口と第２の縦筒の上端側を連結する輸液管の途中に次亜塩素酸ナトリウムの注入口を設けるとともに、第２の縦筒の排気口と当該第１の縦筒の下端側を送気管で連結し、
第２の縦筒には、液出口と第３の縦筒の上端側を連結する輸液管の途中に塩酸の注入口を設けるとともに、第３の縦筒の排気口と当該第２の縦筒の下端側を送気管で連結し、
第３の縦筒には、下端側に加圧手段を備えたガス供給口を設ける一方、液出口を製品口としてなる殺菌水の製造装置。
【請求項８】
第１の縦筒における排気口を第３の縦筒におけるガス供給口に接続してなる請求項７記載の殺菌水の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次亜塩素酸を含有する殺菌水の製造方法と、当該方法に用いる製造装置に関するものであり、より詳しくは水道水や井戸水等の原水に対して次亜塩素酸ナトリウムと塩酸などの酸性水溶液を添加・混合して次亜塩素酸殺菌水を製造する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を主成分とする殺菌水は、チフス菌、大腸菌、ブドウ球菌、サルモネラ菌などの有害細菌に対する殺菌効果が優れているにもかかわらず人体に無害であるため、食品工場から一般家庭に至るまで広く使用されている。こうした殺菌水は、水道水等の原水に対して次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）と塩酸（ＨＣｌ）などの酸性水溶液を添加・混合することにより容易に生成されるが、混合する酸性水溶液の量的コントロールが難しく、わずかでもｐＨが酸性側に傾くと次亜塩素酸ナトリウムと酸との反応による有害な塩素ガス（Ｃｌ２）を発生するという欠点があった。
【０００３】
そこで、生成過程における塩素ガスの発生を抑制するため、従来より様々な殺菌水生成方法や装置が提案されている。例えば、特許文献１では、生成される殺菌水が、塩素ガスの発生が少量かあるいは全く発生しないｐＨ３ないし８に保持されるように、給水管路の原水の流量に対する次亜塩素酸ナトリウム水溶液及び／又は酸性水溶液の添加量を調整して混合するべく、原水流量検出装置と、この装置の出力信号に応じて前記添加量を調整する制御装置とを備えた殺菌水製造装置が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２では、炭酸ガスのｐＨ緩衝作用を利用した殺菌水の生成方法及び装置が提案されている。この装置では、所定圧力で炭酸ガスが充填されたタンク内に対して、それぞれ原水で希釈された次亜塩素酸水溶液と塩酸水溶液を衝突供給させながら混合し、混合と同時に炭酸ガスの溶解を行うことで殺菌水濃度やｐＨの保障が容易にできるとされている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１８８０８３号公報
【特許文献２】特開２００５−３４９３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１のように混合制御を図るものでは、さらに次亜塩素酸ナトリウム水溶液と酸性水溶液の同時添加を避けて緩やかに反応させるように工夫したものや、各水溶液を少量ずつに小分けして徐々に添加することによりｐＨの急激な変動を抑制するよう工夫したものなどがあったが、いずれも１つの混合部に対して各水溶液を添加するものであったので、塩素ガスが発生する可能性を避けられず、必要に応じて前記混合部の下流側において塩素ガスを吸収するガス吸収部を設ける必要があったし、生成水中に溶存している塩素を取り除くことはできなかったので、完成した殺菌水がわずかに塩素臭を伴うことは避けられなかった。
【０００７】
この点、前記特許文献２に係る生成方法等によれば、炭酸ガスが水溶液中から蒸散する際に塩素臭を取り除くことができるために商品性を向上することができるとされているが、炭酸ガスボンベを必要とするし、原水より次亜塩素酸水溶液と塩酸水溶液を調製する過程や両水溶液を混合するまでの過程の装置構成が複雑化する欠点があった。
【０００８】
したがって、本発明では、前記事情に鑑みて、単純な構造により高純度な殺菌水の生成を可能とし、かつ、環境への塩素ガス放出を防止することができる殺菌水の製造方法と製造装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記所期の課題解決を図るため、本発明に係る殺菌水の製造方法では、まず、上端に排気口を備え下端に製品口を備えた縦筒を用いて、前記縦筒の上端側より縦筒内に原水を流下しながら、当該原水の流下位置より下方において縦筒内に対して次亜塩素酸ナトリウムと塩酸とを順に所定間隔をあけて注入しつつ、前記縦筒の下端側より縦筒内上方に向けてガスを供給することにより撹拌・混合を図ることとした。
【００１０】
したがって、縦筒内に上方から流下される原水に対して次亜塩素酸ナトリウムを添加し、次いで塩酸を添加するので、従来知られている方法どおりに殺菌水が生成されるのであるが、このとき縦筒の最下方位置から筒内上方に向けて供給されるガスが殺菌水と向流しながら殺菌水の十分な撹拌・混合が図られることになる。その一方、塩酸添加により発生した塩素ガスは前記のように供給されたガスの上昇に伴って筒内上方へと導かれた後、原水によって洗浄されることとなる結果、排気口からは塩素を伴わないガスが排気されるのであるし、製品口近くの殺菌水に溶存している塩素ガスもまた、ガスの気泡が上昇する際に殺菌水中から取り除かれることになるわけである。
【００１１】
ここで、次亜塩素酸ナトリウムを縦筒内に注入する位置と、塩酸を縦筒内に注入する位置を所定間隔あけることとしたのは、両注入口の間の空間を再反応領域として確保するためである。すなわち、塩酸の注入添加により発生した塩素ガスは、より下方から筒内に供給されるガスによって縦筒内の上昇を促されるところ、この際に次亜塩素酸ナトリウムと接触して再反応を生じさせて塩素ガスの減少を図ることとしたのである。
【００１２】
また、本発明に係る第二の殺菌水の製造方法では、前記縦筒を３分割し、各縦筒間を連携させながら殺菌水を製造することとした。すなわち、上端に排気口を備え下端に液出口を備えた縦筒を３本用いて、第１の縦筒の上端側より当該縦筒内に流下した原水を液出口から第２の縦筒の上端側へと導く際に次亜塩素酸ナトリウムを注入し、第２の縦筒の上端側より当該縦筒内に流下した次亜塩素酸ナトリウム水を液出口から第３の縦筒の上端側へと導く際に塩酸を注入し、第３の縦筒の上端側より当該縦筒内に流下した殺菌水を製品口となる液出口から取り出すこととしつつ、前記第３の縦筒の下端側から加圧供給したガスを当該縦筒の排気口から第２の縦筒の下端側へと導いて当該縦筒内に供給し、次いで第２の縦筒の排気口から得られた排出ガスを第１の縦筒の下端側へと導いて当該縦筒内に供給して、最終的に第１の縦筒の排気口から排出させることを特徴とする殺菌水の製造方法である。
【００１３】
第１から第３までの各縦筒内底部に溜まった原水等は、各々の液出口に配設されたポンプによって次なる縦筒の上端側へと送られて、各縦筒内を流下することになる。一方、第３の縦筒から加圧供給されたガスは、各々の排気口から次なる縦筒の下端側へと送られて、各縦筒内を上昇することになるので、気液の撹拌・混合が図られるわけである。
【００１４】
以上のような殺菌水の製造方法では、殺菌水の撹拌・混合のために縦筒内に供給されるガスとして、窒素ガスのほかに空気を用いることもできる。また、排気口から排出されるガスを循環させることとし、撹拌・混合用のガスとして、場合によっては新鮮なガスと混合しながら、縦筒内に再供給することも可能である。
【００１５】
そして、本発明に係る殺菌水製造装置は、上端に排気口を備え下端に製品口を備えた縦筒状の本体からなり、該本体の上端から下端に至る間に所定間隔をあけながら上から順に原水注入口、次亜塩素酸ナトリウム注入口、塩酸注入口、ガス供給口を設けた構成とした。
【００１６】
最下段に位置することとなるガス供給口と塩酸注入口との間は、縦筒内に供給されたガスの上昇に伴って殺菌水中の塩素臭が取り除かれる領域となり、中段に位置することとなる塩酸注入口と次亜塩素酸ナトリウム注入口との間は、塩酸が反応して発生した塩素ガスに対して次亜塩素酸ナトリウムを再接触させて反応を促すことにより塩素ガスを中和回収する領域となる。また、次亜塩素酸ナトリウム注入口と原水注入口との間は、再反応しきれずに回収されなかった塩素ガスを原水で洗浄回収する領域となる。
【００１７】
以上のような殺菌水製造装置は、縦筒状の本体を各注入口単位で分割した構造とすることもできる。すなわち、上端に排気口を備え下端に液出口を備えた３本の縦筒から構成することとし、第１の縦筒には、上端側に原水注入口を設ける一方、液出口と第２の縦筒の上端側を連結する輸液管の途中に次亜塩素酸ナトリウムの注入口を設けるとともに、第２の縦筒の排気口と当該第１の縦筒の下端側を送気管で連結し、第２の縦筒には、液出口と第３の縦筒の上端側を連結する輸液管の途中に塩酸の注入口を設けるとともに、第３の縦筒の排気口と当該第２の縦筒の下端側を送気管で連結し、第３の縦筒には、下端側に加圧手段を備えたガス供給口を設ける一方、液出口を製品口としてなるものである。仮に各縦筒を横方向に並列配置させたとしても、ポンプ等の輸液手段を用いることで第１の縦筒から注入した原水を第３の縦筒まで移送しながら殺菌水として製品口より取り出すことができるし、第３の縦筒におけるガス供給口に加圧手段を設けることで、第１の縦筒における排気口までガスを送ることができる。
【００１８】
また、前記殺菌水製造装置においては、第１の縦筒における排気口を第３の縦筒におけるガス供給口に接続することで、第１の縦筒の排気口から排出されるガスを循環させることとし、撹拌・混合用のガスとして、場合によっては新鮮なガスと混合しながら、第３の縦筒より再供給することも可能である。
【００１９】
なお、縦筒内における前記各領域においては、気液の接触混合を良好にするべく、テラレットやディクソンリングなどの汎用構造物を介在させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る殺菌水の製造方法によれば、縦筒内を流下しながら又は各縦筒間を移送されながら原水から生成される殺菌水が、その流れ方向とは逆方向に縦筒内を上昇し又は各縦筒間を移送されるガスによって十分に撹拌・混合されるので、ｐＨが安定し、塩素臭が取り除かれた高品質な殺菌水が得られる。また、塩酸添加により発生する塩素ガスはガスとともに次亜塩素酸ナトリウムと接触することにより減少し、さらに原水によって洗浄される結果、最終的に排気口から排出されるガスには塩素ガスがほとんど含まれないので、環境中への塩素ガス放出を抑制することができる。
【００２１】
また、撹拌・混合に用いるために縦筒内に供給されるガスとしては空気を用いることもできるので、装置の簡素化や生成コストの低減を図ることができるし、さらに排気口から排出されるガスを循環させて縦筒内供給用として再利用すれば、装置外への塩素ガス放出を完全に防止することができる。
【００２２】
そして、本発明に係る殺菌水の製造装置は、縦筒を本体とし、該本体に対して原水等を注入しながら最下方から筒内にガスを供給する構造としたので、特別な付帯設備を不要としつつ、気液接触を効果的に行いながら殺菌水の十分な混合と塩素ガスの除去を図ることが可能となった。また、縦筒状の本体を各注入口単位で３分割した構造とすることで、装置全体の高さを抑制しつつ、設置場所等の条件に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面にしたがって本発明に係る殺菌水の製造方法と装置について詳細に説明する。図１は、本発明に係る殺菌水製造装置の一例を示した概念図である。本例の装置は、上端に排気口11を備え下端に製品口12を備えた縦筒を本体１とし、該本体１の上端から下端に至る間に所定間隔をあけながら上から順に原水注入口21、次亜塩素酸ナトリウム注入口22、塩酸注入口23、ガス供給口31を設けたものであり、さらに排気口11からガス供給口31へと至る再供給管32が連結された構成である。
【００２４】
図２は、図１における原水注入口付近の内部構造を示した部分拡大図である。図示されるように、縦筒状の本体１に対して横方向から接続された原水注入口21は、本体１内部に挿入された先端部分において下方に開となった複数のノズル211が延設されている。そして、これらノズル211の下方向には複数の小透孔131が穿設された隔壁板13が本体１を上下に分割するように配設されており、該隔壁板13の中央には一旦垂下された後に上方向へと１８０°屈曲された屈曲導管14が貫通配設されている。この屈曲導管14の上端には、前記ノズル211から散水流下される原水が屈曲導管14内に直接流入しないようにカバー141が設けられており、当該カバー141より下方において横向きの流入口142が開口されている。以上のような構成により原水注入口21の下方に設けられた隔壁板13と屈曲導管14は、図１においてＡ１の記号により示された気液接触領域に位置するものであるが、次亜塩素酸ナトリウム注入口22の下方にあってＡ２の記号により示された気液接触領域と、塩酸注入口23の下方にあってＡ３の記号により示された気液接触領域においても夫々同様に配設される。
【００２５】
これら図１及び図２に示された例の殺菌水製造装置により殺菌水を製造するには、先ずガス供給口31から縦筒状の本体１内に対して空気などのガスを加圧供給し、本体１内にガスが充満し本体１内が加圧状態となってから、原水注入口21より本体１内に原水を注入・流下させる。本体１内が加圧状態にあると、排気口11を開放することによって本体１内に充満しているガスは隔壁板13における小透孔131を通過して上昇しようとするため、本体１内に注入された原水はガスにより小透孔131を閉塞された隔壁板13によって流下を妨げられ、隔壁板13上において一時的に貯留されることになる。
【００２６】
隔壁板13上に貯留されていく原水は、その水面が屈曲導管14における流入口142の下縁高さを超えると、流入口142から屈曲導管14内へと流れ落ちて屈曲部分143に貯留されるが、原水注入口21より次々と流下される原水が順次屈曲部分143へと流れ落ちてくる結果、ついには流出口144より溢れ出て、さらに下方へと流下することになる。流下した原水は、次亜塩素酸ナトリウム注入口22の下方に配設された次なる隔壁板13によって妨げられ再度貯留されることとなり、この貯留された原水に対して次亜塩素酸ナトリウムが添加される。
【００２７】
次亜塩素酸ナトリウムが添加された原水もまた、隔壁板13上の貯留量が増えて液面高さが屈曲導管14における流入口142の下縁高さを超えると、流入口142から屈曲導管14内へと流れ落ちて屈曲部分143に貯留され、ついには流出口144より溢れ出て、さらに下方へと流下し、塩酸供給口23の下方に配設された最後の隔壁板13によって妨げられることにより今一度貯留される。塩酸供給口23から添加された塩酸に反応して生成される次亜塩素酸を主成分とした殺菌水は、屈曲導管14における流入口142から屈曲部分143を経て流出口144より溢れ出て本体１の底部に貯留され、最終的に製品口12から取り出されることになる。
【００２８】
一方、本体１の下端側に接続されたガス供給口31から本体１内に対して加圧供給されたガスとしての空気等は、前述した原水の流れと逆行するように本体１内を上昇することになる。したがって、まずは本体１の底部に貯留された殺菌水を攪拌した空気等は、塩酸供給口23の下方に配設された最後の隔壁板13の小透孔131を通過し、隔壁板13上に貯留された塩酸が添加されたばかりの殺菌水を攪拌・混合するように本体１内を上昇する。このとき、殺菌水生成過程において発生し、殺菌水中にも溶存している塩素ガスは、当該Ａ３領域において空気等の攪拌混合作用とその上昇に伴って殺菌水から離脱し、空気等とともに本体１内を上昇することになる。
【００２９】
こうして塩素ガスを伴った空気等は、中段に位置するＡ２の気液接触領域において、次亜塩素酸ナトリウム注入口22の下方に配設された隔壁板13における小透孔131を通過し、当該隔壁板13上に貯留された次亜塩素酸ナトリウムが添加された原水を攪拌・混合するように本体１内を上昇するので、液中を通過していく塩素ガスに対して次亜塩素酸ナトリウムが再接触して反応が促されることにより塩素ガスの回収が図られることになる。
【００３０】
こうした再反応によっても回収しきれなかった塩素ガスは、さらに本体１内を上昇する空気等に伴って、上段に位置するＡ１の気液接触領域において、原水注入口21の下方に配設された隔壁板13における小透孔を通過し、当該隔壁板13上に貯留された原水を攪拌・混合するように本体１内を上昇するので、液中を通過していく塩素ガスが洗浄されてほぼ塩素ガスを含有しない空気等のみが排気口11から本体１外へと排出されることになる。排出された空気等は再供給管32によりガス供給口31へと導かれ、再び本体１内へと加圧供給される。
【００３１】
図３は、縦筒状の本体を各注入口単位で分割した構造とした殺菌水製造装置の一例を示した概念図である。図示されるように、本例の殺菌水製造装置では、上端に排気口11を備え下端に第１液出口15を備えた第１の縦筒1aと、上端に第２排気口36を備え下端に第２液出口17を備えた第２の縦筒1bと、上端に第３排気口34を備え下端に製品口12を備えた第３の縦筒1cの計３本の縦筒を、輸液管41,42と送気管51,52によって連結使用している。
【００３２】
第１の縦筒1aは、上端側に原水注入口21を設ける一方、第１液出口15から第２の縦筒1bの上端側にある第２注入口16に至る輸液管41の途中に次亜塩素酸ナトリウムの注入口22とポンプP1を介在させ、さらに第２の縦筒1bにおける第２排気口36に接続した送気管51を下端側の第１ガス供給口37から当該縦筒内へと引き込んだ構成としている。
【００３３】
また、第２の縦筒1bは、第２液出口17から第３の縦筒1cの上端側にある第３注入口18に至る輸液管42の途中に塩酸の注入口23とポンプP2を介在させ、さらに第３の縦筒1cにおける第３排気口34に接続した送気管52を下端側の第２ガス供給口35から当該縦筒内へと引き込んだ構成としている。
【００３４】
そして、第３の縦筒1cは、その下端側のガス供給口31に対して加圧手段としてのコンプレッサーＣを備えた送気管53を連結するとともに、下端の液出口となる製品口12に対してポンプP3を介在させた輸液管43を接続している。なお、先の第１の縦筒1aにおける排気口11は、図示されたように大気中へと開放することなく、送気管53に連結してもよい。
【００３５】
以上のような構成からなる殺菌水製造装置においては、第１の縦筒1aから注入された原水に対して次亜塩素酸ナトリウムが添加されて第２の縦筒1bへと送られ、さらに塩酸が添加されて第３の縦筒1cへと送られて、最終的に製品口12から殺菌水が得られる過程において、コンプレッサーＣによって第３の縦筒1ｃにおけるガス供給口31から加圧供給された空気等が、自らの圧力によって第２の縦筒1bから第１の縦筒1aへと至り、排気口11から装置外へと排気されるまでに気液の攪拌・混合が行われることとなる。
【００３６】
そして、各縦筒内におけるＡ１，Ａ２，Ａ３の各気液接触領域には、先の図２に示されるような隔壁板13と屈曲導管14を設けてもよいし、単にテラレット等の汎用構造物を介在させることにとどめ、上方からの液散水と下方からのガス噴射の気液向流によって攪拌・混合を図ることにしてもよい。いずれの場合であっても、Ａ３の領域は、第３の縦筒1c内に供給されたガスの上昇に伴って殺菌水中の塩素臭が取り除かれる領域となり、Ａ２の領域は、塩酸が反応して発生した塩素ガスに対して次亜塩素酸ナトリウムを再接触させて反応を促すことにより塩素ガスを中和回収する領域となり、Ａ１の領域は、再反応しきれずに回収されなかった塩素ガスを原水で洗浄回収する領域となるわけである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る殺菌水製造装置の一例を示した概念図である。
【図２】図１における原水注入口付近の内部構造を示した部分拡大図である。
【図３】縦筒状の本体を各注入口単位で分割した構造とした本発明に係る殺菌水製造装置の一例を示した概念図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    本体
１ａ  第１の縦筒
１ｂ  第２の縦筒
１ｃ  第３の縦筒
１１    排気口
１２    製品口
１３    隔壁板
１４    屈曲導管
１５    第１液出口
１６    第２注入口
１７    第２液出口
１８    第３注入口
２１    原水注入口
２２    次亜塩素酸ナトリウム注入口
２３    塩酸注入口
３１    ガス供給口
３２    再供給管
３４    第３排気口
３５    第２ガス供給口
３６    第２排気口
３７    第１ガス供給口
４１、４２、４３    輸液管
５１、５２、５３    送気管
１３１    小透孔
１４１    カバー
１４２    流入口
１４３    屈曲部分
１４４    流出口
２１１    ノズル
Ａ１、Ａ２、Ａ３    気液接触領域
Ｃ    コンプレッサー
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３    ポンプ
【図１】
2008012392.tif 000003
【図２】
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【図３】
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