(57)【要約】【課題】二流体ノズルの性能を十分発揮させて、粒径の小さい霧を生成するとともに、粒径の小さい霧と高濃度オゾンガスを接触させて、高濃度オゾン霧を簡便に生成し、生成したオゾン霧を有効に殺菌・脱臭対象物に接触させることで、使用オゾン量ならびに使用水量を大幅に低減すると共に、オゾンの持つ殺菌・脱臭特性を最大限引き出すことである。【解決手段】二流体ノズルで生成した霧に、該二流体ノズルの霧出口にオゾンガスを供給することでオゾンを溶解させたうえで、霧に溶解しない残存オゾンを含む空気で上記霧（オゾン霧）を噴出させて、殺菌・脱臭対象面や空間に噴霧する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二流体ノズルで生成した霧に、該二流体ノズルの霧出口部にオゾンガスを供給することでオゾンを溶解させたうえで、霧に溶解しない残存オゾンを含む空気で上記霧（オゾン霧）を噴出させて、殺菌・脱臭対象面や空間に噴霧することを特徴とするオゾン殺菌脱臭方法。
【請求項２】
該二流体ノズルから噴出するオゾン霧ならびにオゾン含有空気を、ファンで流動する空気流の中に供給することを特徴とする請求項１に記載のオゾン殺菌脱臭方法。
【請求項３】
該二流体ノズルに供給する液体を水と薬剤の２種類以上の液体に切り替え可能とすることを特徴とする請求項１〜２に記載のオゾン殺菌脱臭方法。
【請求項４】
該二流体ノズルで生成される霧を荷電することを特徴とする請求項１〜３に記載のオゾン殺菌脱臭方法。
【請求項５】
圧縮空気供給口と液体供給口を有する二流体ノズルの出口にコーンを設け、該二流体ノズルの圧縮空気供給口と液体供給口に圧縮空気と水をそれぞれ供給することでノズル出口から噴出される霧を、該コーンに供給したオゾンガスに接触させてオゾン霧に転換し、霧に溶解しない残存オゾンを含む空気と共に噴出させて、殺菌・脱臭対象面や空間に噴霧することを特徴とするオゾン殺菌脱臭装置。
【請求項６】
空気の出入り口を有するダクトにファンを設け空気をダクトの一方から吸引し他方より吐出させるとともに、前記二流体ノズルをダクト内に設けて生成するオゾン霧とオゾンを含む空気を該ダクトから放出する空気に乗せて殺菌・脱臭対象面や空間に供給することを特徴とする請求項５に記載のオゾン殺菌脱臭装置。
【請求項７】
該二流体ノズルの液体供給口の液体配管を切り替え自在とし、水と切り替えて薬剤も噴霧できることを特徴とする請求項５〜６に記載のオゾン殺菌脱臭装置。
【請求項８】
該二流体ノズルの液体供給口の液体配管にポンプを挿入し、水もしくは薬剤を加圧することで噴霧量を制御することを特徴とする請求項５〜７に記載のオゾン殺菌脱臭装置。
【請求項９】
該二流体ノズル先端に環状電極を設け、該環状電極と該二流体ノズルの液体ノズル先端との間に高電圧を印加することで二流体ノズルで生成される霧を誘導帯電させることを特徴とする請求項５〜８に記載のオゾン殺菌脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、病院やホテル、レストラン、宴会場などの業務用室内空間や住宅などの居住空間及びこれら空間内に置かれた物をオゾンを用いて殺菌・脱臭を行う方法ならびに装置に関するものである。また、ビニールハウスや野菜倉庫などで野菜や果物の病害駆除、腐敗防止のためにオゾンを用いて殺菌・脱臭を行う方法ならびに装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のオゾンを用いた殺菌・脱臭装置では、オゾンガスを空間に放出することで殺菌脱臭を行う方法が行われてきた。その場合、殺菌や脱臭には高湿度環境、特に相対湿度８０％以上で行うことが有効であるため、別途、加湿器を併用して空間の湿度を高める必要があった。この場合、空間全体のオゾン濃度と湿度は平衡的に増加と減衰を行うため、空間全体のオゾン濃度と湿度を規定の値に維持するために処理時間が長かったり、多くのオゾンと水を散布する必要があった。
【０００３】
殺菌脱臭効果の大きいオゾン水を用いた洗浄やオゾン水の散布は、魚市場など水濡れがあっても良い場所では有効な手段であるが、多くの空間では水濡れを発生させることができない。
【０００４】
これらの問題を解決するために、オゾン水を噴霧する方法（特許文献１参照）や二流体ノズルを用いて水を加圧オゾンガスで噴霧する方法（特許文献２参照）など、オゾン霧を用いることで殺菌脱臭効果を高める方法もあるが、オゾン水を超音波振動子で霧化する場合、オゾン水からオゾンガスが離脱してしまいオゾンの効果が低減してしまったり、二流体ノズルを駆動するための加圧オゾンガスの圧力がオゾナイザの吐出圧では不十分で、霧の粒径を小さくできない、規定の噴霧量が得られないなど二流体ノズルとしての霧化性能が劣化してしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−３２７７４９号公報
【特許文献２】特開２０００−３１６９５６号公報
【０００６】
二流体ノズルを用いる方法は、加圧オゾンガスと圧縮空気を混合することで二流体ノズルを駆動する圧力を高める改良も提案（特許文献３参照）されているが、折角オゾナイザで生成したオゾンを空気で希釈することになりオゾン霧のオゾン濃度が高くできないばかりか、混合器が必要となり装置が複雑高価となってしまう。
【０００７】
【特許文献３】特開平１０−２２６５０３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
二流体ノズルの性能を十分発揮させて、粒径の小さい霧を生成するとともに、粒径の小さい霧と高濃度オゾンガスを接触させて、高濃度オゾン霧を簡便に生成することである。
【０００９】
他の目的は、空間全体を平衡的にオゾン濃度・湿度を上げることなく、生成したオゾン霧を有効に殺菌・脱臭対象物に接触させることで、使用オゾン量ならびに使用水量を大幅に低減すると共に、オゾンの持つ殺菌・脱臭特性をより効果的に引き出し、その結果として、装置の小型化ならびに低コストを実現するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は二流体ノズルで生成した霧に、該二流体ノズルの霧出口にオゾンガスを供給することでオゾンを溶解させたうえで、霧に溶解しない残存オゾンを含む空気で上記霧（オゾン霧）を噴出させて、殺菌・脱臭対象面や空間に噴霧することを特徴とする。
【００１１】
さらに、該二流体ノズルから噴出するオゾン霧ならびにオゾン含有空気を、ファンで流動する空気流の中に供給したり、生成された霧を荷電することで、殺菌・脱臭対象面や空間に効果的にオゾン霧を供給することを特徴とする。
【００１２】
また、薬剤、例えばホルマリンやアルコールとオゾン霧を併用することで、より高い殺菌効果を得ると共に、ホルマリンを用いた場合の残留ホルマリンの脱臭も行うことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるオゾン殺菌脱臭方法を模式的に表したものである。二流体ノズル１２にエア源３から圧縮空気をエア通路１３に供給すると、流体通路１４から水タンク１７から液体供給管１０を介して水が吸引され二流体ノズルから水の微細粒子が霧状に噴出するわけであるが、この時、二流体ノズル出口部８にオゾナイザ１６からオゾン供給管１５を介して高濃度オゾンを供給すると、上記水の微細粒子はオゾンを吸収してオゾンが溶け込んだ霧（オゾン霧）になる。
【００１４】
オゾンガスは二流体ノズル出口部８では噴霧粒子が細かく表面積が大きい、噴霧粒子が高速でオゾンガスに衝突する、などの理由から非常に良く吸収される。すなわち、オゾン分子入射量は水の微細粒子の表面積（半径の２乗）に比例するが、溶解度は体積（半径の３乗）に反比例するので、粒子径が小さいほどオゾン溶解度は大きくなるからである。また、本発明ではオゾンガスは二流体ノズル出口部８に供給するため、オゾンガスが二流体ノズルに駆動する空気と十分混合する前に水の微細粒子が衝突することになる。そのため、オゾナイザ１２での生成濃度に近い高濃度オゾンガス（高いオゾン分子密度）に噴霧粒子が高速で衝突すると考えられる。。
【００１５】
以上のことよりオゾン霧を生成する場合、噴霧粒子径を小さく保つことが重要となる。そこで、二流体ノズルは最適の駆動条件で駆動する、すなわち、二流体ノズルへ供給する圧縮空気はそのノズルに適した空気圧と空気量を供給して、二流体ノズル規定の噴霧粒径、噴霧量を確保することが重要となる。圧縮空気の代わりに、オゾナイザによってガス圧が制限されるオゾンガスを二流体ノズル駆動エアとして用いた場合に比べて噴霧粒子径が細かくできるため、オゾン溶解度が大きくなる。
【００１６】
これらの結果から、二流体ノズルをオゾンガスで駆動しなくても、二流体ノズル出口部８にオゾンガスを供給することで、十分高濃度のオゾン水の微細粒子からなるオゾン霧が簡単な方法で得られることになる。
【００１７】
なお、図１では水は二流体ノズルの吸引力による自給を示したが、図示されていない小型ポンプにより水を供給することで、噴霧量を増やしても良い。
【００１８】
本発明では、二流体ノズルから噴出されるオゾン霧を残余のオゾンガスと混合した二流体ノズル駆動空気で殺菌・脱臭対象面や空間に噴霧する場合もあるが、より広範囲に、また、より効果的にオゾン霧を散布するために、本二流体ノズルから噴出するオゾン霧ならびにオゾン含有空気を、ファンで流動する空気流の中に供給したり、生成された霧を荷電することで、殺菌・脱臭対象面や空間に効果的にオゾン霧を供給すると良い。
【００１９】
図１に示すように、本二流体ノズル１２を流動する空気流１に置くと、この空気流１に乗ってオゾン霧の粒子９が搬送される。特に、殺菌・脱臭対象面や空間が広い場合有効な手段となる。
【００２０】
さらに、図示はしていないが、長いダクト中に生成したファンで流動する空気流中の空気取り入口近傍に本二流体ノズルを置くと、ダクトの出口からオゾン霧を放出することができる。その結果、オゾン霧を拡散することなく遠方まで搬送することができる。また、ダクトの途中に放出口を複数設けることでより効果的に広い空間に散布できる。例えば、いちご栽培のビニールハウスなどに散布する場合、非常に有効となる。
【００２１】
さらに、霧を荷電してオゾン霧を静電散布すれば、静電塗装、農薬の静電散布などの場合と同様に、オゾン霧が殺菌・脱臭対称面全体に満遍なく行き渡り、より少量で効果を発揮することができる。
【００２２】
ホルマリンなどの薬剤の散布に二流体ノズルを用いているが、ホルマリンはその臭いが残留するため、散布直後に入室して使用することができない場合があった。薬剤と本発明によるオゾン霧を併用、すなわち、薬剤散布の後にオゾン霧で薬剤の分解脱臭を行うと同時に、オゾンの殺菌効果も利用するという相乗効果が得られる。また、通常はオゾン霧による殺菌を行い、ホルマリンなどの薬剤による殺菌は適宜行うことで、病院、動物病院、食品工場、厨房、バスや列車などの殺菌・衛生管理を効果的に行うことできる。
【００２３】
図１では、水タンク１７に追加して薬剤タンク１８を設け、切替バルブ１１で二流体ノズルに供給する液体を水と薬剤を切り替え自在とする。この時、薬剤を選択して噴霧する場合には、オゾナイザ１６を停止してオゾンガスの供給を行わないようにしておく。水を選択した場合に、オゾナイザ１６が運転し、オゾン霧を生成散布するが、薬剤を選択した場合にはオゾナイザ１６は停止すれば良い。
【００２４】
本発明によるオゾン殺菌装置の実施例として図２に示すように、二流体ノズル２９の霧出口部をコーン状とした出口コーン３３を設けると共に、この出口コーン３３にオゾンガス供給口３４を設け、出口コーン３３にオゾナイザ４２で生成したオゾンガスをオゾンガス供給管４１を介して供給する。
【００２５】
二流体ノズル２９には空気圧縮機２２で生成した圧縮空気を供給するための圧縮空気供給口２８と水タンク３８に接続された液体供給口３５を設け、空気圧縮機２２を運転すると自動的に水タンク３８より水が二流体ノズル２９に吸引され、液体ノズル先端部３１より霧化されて出口コーン３３に霧が吐出される。
【００２６】
出口コーン３３にはオゾンガスが供給されており、霧はオゾン分子と衝突してオゾンを溶解してオゾン霧に変換される。この時、出口コーン３３に供給されたオゾンが全て霧に溶解する訳ではなく、残余のオゾンは二流体ノズル２９の駆動圧縮空気とともに出口コーン３３より放出され、殺菌・脱臭対象面に吹き付けると、オゾン霧とオゾンガスの相乗効果で殺菌・脱臭が行われる。
【００２７】
表１は実験データを示すが、二流体ノズルへ水を供給して噴霧した場合、オゾンガス濃度は８．２ｐｐｍ低下した。この時、噴霧量は２０ｃｃ／ｍｉｎであるため、このオゾン減少量が全て霧に溶け込んだと考えると霧のオゾン濃度は４０．６ｍｇ／ｌと非常に高いオゾン溶解濃度の霧が得られることになる。この値は、ヘンリー法則（ガスの溶媒への平衡状態の溶解度）から計算できる値（０．０４ｍｇ／ｌ）に比較して四桁も大きな高い値となる。霧を捕集して水に戻した後に直接オゾン水濃度を測定することは、捕集時間がかかりオゾン水濃度が低下する、捕集時にオゾンが分解されるなどのため、通常の方法では不可能である。しかしながら、非常に小さい水の微細粒子が高速にオゾンガスに衝突する場合、単にオゾンガスと水の気液界面の平衡状態における溶解度に比較して非常に大きな溶解度が得られることは明白である。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
さらに、本二流体ノズル２９をファン２７を設置したダクト２１の出口近傍に置くとオゾン霧とオゾンガスはファンによって生ずる空気流に乗ってより遠方へ運ばれるため、殺菌・脱臭対象面や空間が広い場合、特に、有効となる。
【００３０】
また、図示はしていないが、このダクトにフレキシブルな延長ダクトを設け、本装置から離れた場所にオゾン霧とオゾン含有空気を搬送し放出することができる。また、延長ダクトを分岐したり、途中に放出口を取り付けたりすると、広範囲に渡りオゾン霧とオゾン含有空気を放出できるため、広い空間を殺菌・脱臭する場合に有効となる。例えば、いちご栽培のビニールハウスなどに散布する場合などに有効である。
【００３１】
水タンク３８に追加して、例えば、ホルマリンやアルコールの薬剤タンク４０を設置し液体配管３９を三方弁３７でこれらの水タンク３８と薬剤タンク４０に接続し、三方弁３７を切り替えることで二流体ノズル２９より水の噴霧と薬剤の噴霧を切り替えることで、オゾン霧に付加して薬剤の散布も行うことができる。
【００３２】
従来からホルマリンを用いた殺菌消毒は病院、食品工場など広く用いられているが、ホルマリン消毒後、長時間に渡りホルマリン臭が残留することがホルマリン消毒の大きな問題であった。ホルマリン消毒後、例えば３方弁３７を自動的に切替、本装置によるオゾン霧とオゾン含有空気によるホルマリン脱臭を行うことで、ホルマリン臭の残留を大幅に短くすることができると同時に、一層の殺菌消毒効果が得られる。
【００３３】
また、ホルマリン散布の量や回数を減らしても本装置によるオゾン霧とオゾン含有空気による殺菌を行うことで対象空間の清浄レベルを維持若しくは向上させながら、薬剤費を大幅に低減することが可能である。オゾンを発生させるための電気代は薬剤費に比較してはるかに安価なため、ランニングコストは結局大幅に低減できる。
【００３４】
液体配管３９に液ポンプ３６を付加すると、二流体ノズル２９から噴霧するオゾン霧や薬剤の量を調整することができる。すなわち、液ポンプを用いない場合は、二流体ノズル２９の構造と作動エアの圧力で噴霧量は決まるが、液ポンプ３６を用いて液流量を調整することで、噴霧量を増減することが可能である。特に、殺菌・脱臭対象面や空間が広い場合、噴霧量を増やすことが求められる場合に有効である。
【００３５】
直流高圧電源２６からの高電圧をノズルスロート部に設けた環状電極３２に供給し液ノズル先端部３１の間に高電圧を印加すると、液ノズル先端部から液体が引きちぎられて微粒子になる時に、誘導帯電し電荷を帯びたオゾン霧や薬剤霧を生成することができ、いわゆる、静電噴霧を行うことができる。静電噴霧では、殺菌・対象面へのオゾン霧や薬剤霧の付着効率を大きくできる。
【００３６】
さらに、負極性高電圧を環状電極３２に印加すると帯電霧はマイナスに帯電し霧が蒸発して最後にはマイナスイオンが殺菌・脱臭対象空間に大量に供給でき、マイナスイオン効果も付加することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は上述の通りであり、二流体ノズルで生成した霧に、該二流体ノズルの霧出口部にオゾンガスを供給することでオゾンを溶解させるという簡便な方法でオゾン霧を生成することができる。このように生成したオゾン霧を霧に溶解しない残存オゾンを含む空気とともに噴出させて、殺菌・脱臭対象面や空間に噴霧することで少量のオゾンと水で殺菌脱臭を行うことができる。
【００３８】
さらに、本発明による二流体ノズルをファンで生成された空気流中に置くことで、オゾン霧とオゾン含有空気を広い空間に供給することができる。
【００３９】
また、本発明による二流体ノズルに供給する液体を水と薬剤の２種類以上の液体に切り替え可能にすることで、薬剤の殺菌消毒効果とオゾン（オゾン霧とオゾン含有空気）の効果の相乗作用を得ると共に、薬剤の残留臭の除去、薬剤散布量の低減が達成できる。
【００４０】
二流体ノズルで生成される霧を荷電することで、オゾン霧と薬剤霧を静電散布することで、散布効率（殺菌・脱臭面への付着効率）を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のオゾン殺菌脱臭方法の実施の形態の原理を示す模式図である。
【図２】この発明のオゾン殺菌脱臭装置の実施の形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１      空気流
２      エア接続管
３      エア源
４      接地
５      直流高電圧電源
６      高圧電極
７      帯電粒子
８      二流体ノズル出口
９      オゾン霧粒子
１０      液体接続管
１１      切替バルブ
１２      二流体ノズル
１３      エア通路
１４      液体通路
１５      オゾン供給管
１６      オゾナイザ
１７      水タンク
１８      薬剤タンク
２１      ダクト
２２      空気圧縮機
２３      圧縮空気配管
２４      アース配線
２５      高電圧配線
２６      直流高電圧電源
２７      ファン
２８      圧縮空気供給口
２９      二流体ノズル
３０      アース電極
３１      液体ノズル先端部
３２      環状電極
３３      出口コーン
３４      オゾンガス供給口
３５      液体供給口
３６      液ポンプ
３７      三方弁
３８      水タンク
３９      液体配管
４０      薬剤タンク
４１      オゾン配管
４２      オゾナイザ
【図１】
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【図２】
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