(57)【要約】【課題】              亜塩素酸塩（ＭＣｌＯ２：Ｍは１価の金属）に対する紫外線の励起によって、二酸化塩素を空気と共存した状態にて発生させたうえで、当該二酸化塩素を効率的に水中に溶解させる方法及び当該方法に立脚した二酸化塩素を含有した水の循環機構の構成を提供すること。【解決手段】          水中に溶解している亜塩素酸塩（ＭＣｌＯ２：Ｍは１価の金属）に対する紫外線の励起によって二酸化塩素（ＣｌＯ２）を発生させる反応槽１に対し、空気を圧入又は吸引することによって、二酸化塩素を含有した気泡１０を発生させ、溶解槽２内に移行させた後、気泡１０に対して衝突する障害物３を備えている溶解槽２内を移動させることに基づき、効率的な水に対する溶解を実現している二酸化塩素を含有した水の製造方法、  及び当該方法によって製造された二酸化塩素を含有した水を貯水槽との間にて循環させることによる二酸化塩素を含有した水の循環機構。【選択図】            図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に溶解している亜塩素酸塩（ＭＣｌＯ２：Ｍは１価の金属）に対する紫外線の励起によって二酸化塩素（ＣｌＯ２）を発生させる反応槽に対し、空気を圧入又は吸引することによって、当該反応槽において二酸化塩素を含有した気泡を発生させ、連通パイプを介して二酸化塩素を含有した空気を、内部に水を収容している溶解槽内に移行させた後、改めて二酸化塩素を含有した空気を気泡状態としたうえで気泡に対して衝突する障害物を備えている溶解槽内を移動させることに基づく二酸化塩素を含有した水の製造方法。
【請求項２】
障害物として、溶解槽の壁部において複数の棒状物体を架橋、又は突出させていることを特徴とする請求項１記載の二酸化塩素を含有した水の製造方法。
【請求項３】
棒状物体から気泡の移動方向と反対側の方向に針を突出させていることを特徴とする請求項２記載の二酸化塩素を含有した水の製造方法。
【請求項４】
障害物として、網状のフィルターを設けたことを特徴とする請求項１記載の二酸化塩素を含有した水の製造方法。
【請求項５】
気泡の移動方向とフィルターの面方向とが斜交していることを特徴とする請求項４記載の二酸化塩素を含有した水の製造方法。
【請求項６】
フィルターを溶解槽内において回転させることを特徴とする請求項４記載の二酸化塩素を含有した水の製造方法。
【請求項７】
障害物として、複数本の線が相互に交錯し合うことによって、立体状の隙間を形成している複数本の線の塊を設けたことを特徴とする請求項１記載の二酸化塩素を含有した水の製造方法。
【請求項８】
溶解槽の壁部に対し、気泡を衝突させるように噴入し、気泡が円筒状壁部の周囲を旋回しながら上昇させることを特徴とする請求項１記載の二酸化塩素を含有した水の製造方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法によって製造された二酸化塩素を含有した水を貯水槽との間にて循環させることによる二酸化塩素を含有した水の循環機構。
【請求項１０】
溶解槽内における水の供給口及び排出口が循環機構の水路を形成している循環パイプと直接接続されていることを特徴とする請求項９記載の水の循環機構。
【請求項１１】
溶解槽における水の供給口及び排出口の双方が、循環機構の水路を形成している循環パイプに対し、連通パイプを介して間接的に接続されていることを特徴とする請求項９記載の水の循環機構。
【請求項１２】
溶解槽における水の供給口及び排出口の内、排出口のみが循環機構の水路を形成している循環パイプと連通パイプを介して接続されていることを特徴とする請求項９記載の水の循環機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プール、温泉などの貯水槽において採用されている水（但し、温水を含む）の循環機構において使用される二酸化塩素を含有する水の製造方法、及び当該製造方法に基づく水の循環機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
温泉、プールなどの貯水槽においては、水（但し温水を含む。）を順次循環させながら使用しており、かつ当該循環工程においては、通常塩素（Ｃｌ２）による殺菌が通常採用されている。
【０００３】
但し、塩素の場合には、循環するパイプの壁部にバクテリアなどが蓄積することによって形成される生物膜（バイオフィルム）に対し、十分な浄化作用を発揮することができない。
【０００４】
上記のような生物膜を浄化し、かつ生物膜内のバクテリアを殺菌する作用を有する化学物質として二酸化塩素（ＣｌＯ２）が着目されるに至っている。
【０００５】
二酸化塩素の場合には、塩素に比し、人体に対する悪影響が少ない点においても注目されており、今後貯水槽に対する循環機構における浄化用の素材として広く採用される可能性を有している。
【０００６】
二酸化塩素の製造方法としては、亜塩素酸塩（ＭＣｌＯ２：Ｍは１価の金属）に対し、塩素又は塩酸との以下のような化学反応（１）、（２）によって生成する方法が存在する。
２ＭＣｌＯ２＋Ｃｌ２→２ＣｌＯ２＋２ＭＣｌ                …（１）
５ＭＣｌＯ２＋４ＨＣｌ→４ＣｌＯ２＋５ＭＣｌ＋２Ｈ２Ｏ    …（２）
前記（１）、（２）による化学反応とは別に、亜塩素酸塩に対し、所定の波長の紫外線を照射することによって、亜塩素酸塩を励起し、以下の反応式（３）によって、二酸化塩素を得る方法が提唱されている（尚、（３）式においてｈはプランク定数であり、νは紫外線の波長を表す。）。
ＭＣｌＯ２＋ｈν→Ｍ＋＋ＣｌＯ２        …（３）
Ｍ＋＋Ｈ２Ｏ→ＭＯＨ＋Ｈ＋ 
前記（１）、（２）、（３）の反応式においては、通常、１価の金属（Ｍ）がナトリウム（Ｎａ）である亜塩素ソーダ（ＮａＣｌＯ２）を使用しているが、亜塩素ソーダを使用した場合の前記（３）の反応式は、特に紫外線の波長領域が２３０〜２６０ｎｍの場合に効率的な反応を得ることができる。
【０００７】
尚、一価の金属（Ｍ）が、カリウム（Ｋ）である亜塩素カリウム（ＫＣｌＯ２）である場合においても良好な紫外線の波長領域は、概ね同様の状況にある。
【０００８】
前記（３）の紫外線の励起による方法は、前記（１）、（２）による化学反応による方法に比し、余分な原材料を必要とせず、経済効率が極めて良好である点に特徴を有している。
【０００９】
前記（３）の紫外線の励起による方法として、反応槽内において、紫外線の照射によって二酸化塩素を生成すると共に、反応槽に外部から空気を圧入するか、吸引することによって、二酸化塩素を含む空気を反応槽から放出する方法が提唱されている（例えば、米国特許第６１７１５５８号明細書）。
【００１０】
前記方法においては、反応槽内において、必然的に二酸化塩素を含有する空気による気泡が発生するが、前記方法は、二酸化塩素と同時に生成される水酸化金属（亜塩素ソーダの場合には、水酸化ナトリウム：ＮａＯＨ）を自ずと分離することができるという長所を有している。
【００１１】
二酸化塩素を循環する水の浄化に使用する場合には、前記方法によって、空気と共に反応槽の外側に放出された二酸化塩素を改めて水中に溶解することを必要とするが、水中において空気と共に気泡を形成している二酸化塩素が全て水に溶解する訳ではない。
【００１２】
即ち、循環水に溶解せずに気泡を形成している空気と共に、外部に放散する二酸化塩素も少なからず発生している。
【００１３】
しかるに、従来技術においては、気泡内の二酸化塩素を効率的に水中に溶解させることについて、格別の構成は提案されていなかった。
【００１４】
【特許文献１】米国特許第６１７１５５８号明細書。
【００１５】
【特許文献２】米国特許第６１９７２１５号明細書。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、前記（３）の紫外線の励起による反応を前提とし、かつ二酸化塩素を反応槽内において空気と共存させたうえで、反応槽から外部に放出する方法に立脚したうえで、改めて空気と共存している二酸化塩素を効率的に水中に溶解させることに基づく二酸化塩素を含む水の製造方法、及び当該方法に基づく水の循環機構の構成を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するため、本発明は、
（１）水中に溶解している亜塩素酸塩（ＭＣｌＯ２：Ｍは１価の金属）に対する紫外線の励起によって二酸化塩素（ＣｌＯ２）を発生させる反応槽に対し、空気を圧入又は吸引することによって、当該反応槽において二酸化塩素を含有した気泡を発生させ、連通パイプを介して二酸化塩素を含有した空気を、内部に水を収容している溶解槽内に移行させた後、改めて二酸化塩素を含有した空気を気泡状態としたうえで気泡に対して衝突する障害物を備えている溶解槽内を移動させることに基づく二酸化塩素を含有した水の製造方法、
（２）前記（１）の方法によって製造された二酸化塩素を含有した水を貯水槽との間にて循環させることによる二酸化塩素を含有した水の循環機構、
からなる。
【発明の効果】
【００１８】
前記（１）の構成からも明らかなように、本発明は、溶解槽において、二酸化塩素を含有している気泡が移動する過程において、障害物との衝突によって破壊され、順次微細化する過程において、気泡内の二酸化塩素が水に混入し、かつ二酸化塩素が水中に溶解する頻度を増加させ、ひいては前記（２）の水の循環機構において、水に対する浄化効率を上昇させることができる点に特徴を有している。
【００１９】
このような水中における溶解の頻度の増大によって、溶解槽から外部に気泡が放出される際、二酸化塩素が混入する割合は減少し、環境衛生にも十分資することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の基本構成は、図４に示すように、反応槽１、及び溶解槽２を設けており、当該反応槽１に対し、空気の圧入又は吸引によって、当該反応槽１において紫外線の励起によって生成された二酸化塩素を空気に含有させたうえで溶解槽２内に移行させ、溶解槽２内において移動する気泡１０と衝突し、かつ気泡１０を粉砕する障害物３を設けている（図４において、反応槽１に対し、空気の圧入装置と吸引装置の双方を図示しているが、これらは、何れか一方を採用すれば良く、双方を採用する必要性は、必ずしも存在しない。）。尚、反応槽１内において、二酸化塩素の生成に伴い、水酸化金属も生成されることから、亜塩素酸塩の貯溜容器には、順次連通パイプ４を介して、水酸化金属が還元し、次第に水酸化金属を含有した亜塩素酸塩が循環することになる。）。
【００２１】
溶解槽２内においては、大抵の場合、気泡１０は、図４に示すように、上昇するような移動形態を採用するが、気泡１０を上方から下方に圧入する移動形態も採用可能である（但し、上昇する移動形態の方が作業効率が良好である。）。
【００２２】
溶解槽２内において設けられている障害物３は、気泡１０と衝突し、気泡１０を粉砕する構造であれば良く、当該構造は、特定の形状に限定される訳ではない。
【００２３】
但し、溶解槽２の壁部において、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、棒状物体３１を架橋させるか、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、突出させる実施形態、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、溶解槽２の壁部内に網状フィルター３２を設ける実施形態、更には図７に示すように、複数本の線を交互に交錯させることによって、立体状の隙間を形成するような複数本の線の塊を設けることによる実施形態が障害物３の典型例に該当する。
【００２４】
図５に示す棒状物体３１を架橋又は突出させる実施形態は、溶解槽２内において、上下方向に複数段にわたって設置することによって、気泡１０と多数回衝突しながら粉砕させる点において特徴を有しており、図６に示す網状フィルター３２を設ける実施形態は、フィルターを通過する際、一挙に気泡１０と衝突することによって、気泡１０を粉砕し得る点に特徴を有しており、図７に示す立体状の隙間を形成する実施形態は、前二者の実施形態の双方の特徴を兼有している。
【００２５】
図５に示すような溶解槽２の側壁において棒状物体３１を架橋又は突出させる実施形態における棒の太さ、側壁の単位面積当りの数、図６に示すような網状フィルター３２における移動する際の速度、及び網目を構成する線の太さ、及び図７に示すような立体状の隙間を形成する構成における複数本の線の太さ、隙間の程度などは、移動する気泡１０の大きさ、量、及び速度に応じて適宜設定すると良い。
【００２６】
但し、一般的には、図５に示す実施形態において、前記棒状物体３１の数が多く、かつその太さが小さいほど、気泡１０と衝突した場合の粉砕効率は良好であり、図６に示す実施形態において、網状フィルター３２の網目の径が小さく、かつ細い線を採用した場合の方が気泡１０を粉砕する効率が良好であり、図７に示す実施形態において、細い線を採用し、かつ立体状の隙間が小さいほど、良好な粉砕効率を呈するという傾向にある。
【００２７】
図５に示すような棒状物体３１を架橋又は突出させる実施形態においては、特段の事情がない限り、架橋構成の方が溶解槽２のスペースを有効に活用し得る点において優れている。
【００２８】
図６に示すような、網状フィルター３２を採用する実施形態においては、気泡１０の平均径よりも小さな径による網目を採用した場合には、気泡１０に対する粉砕効率を増加させることができると共に、網状フィルター３２を１段だけでなく、２段以上の複数段設けた場合には、気泡１０との衝突によって粉砕する頻度を増加させることができる。
【００２９】
更には、図６に示す実施形態において、網状フィルター３２を回転させた場合には、通過する気泡１０を回転方向に切断しており、気泡１０との衝突及び破壊の頻度を増加させ、ひいては二酸化塩素の水中への溶解の程度を増加させることができる。
【００３０】
図７に示す実施形態において、各隙間間の最大距離が、気泡１０の平均径よりも小さい場合には、気泡１０に対する粉砕効率を増加させることができる。
【００３１】
反応槽１に対し、空気を圧入又は吸引していることから、溶解槽２に対し、二酸化塩素を混入した空気は、加速された状態にて噴入しているが、当該加速状態を圧入ポンプ（図示せず）などを使用することによって、障害物３に対し、更に加速した状態にて衝突し、気泡１０の粉砕の程度を高めるならば、気泡１０の水に対する溶解効率を更に移動させることができる。
【００３２】
図８に示すように、気泡１０を溶解槽２の壁部に衝突させるように噴入させた場合には、気泡１０は壁部の周囲を旋回しながら順次移動するので、気泡１０が溶解槽２内を移動する距離が長くなり、障害物３と衝突し、気泡１０が破壊される頻度が増加し、ひいては二酸化塩素が水に溶解する確率を更に増加させることができる。
【００３３】
前記（２）の構成においては、大抵の場合、図４に示すように、溶解槽２は循環パイプ５と直接接続しており、循環機構の水路を形成している。
【００３４】
このような実施態様においては、水（但し、温水を含む）中に溶解した二酸化塩素をストレートに使用することができ、効率的な作用を発揮することができる。
【００３５】
以下、実施例に従って説明する。
【実施例１】
【００３６】
実施例１は、前記（１）の構成において、障害物３として、溶解槽２の側壁において、棒状物体３１を架橋又は突出させる実施形態において、図１に示すように、棒状物体３１から気泡１０の移動方向と反対側の方向に針３１０を突出させていることを特徴としている。
【００３７】
このように、気泡１０の両方向の反対方向（大抵の場合、下方向）に突出した針３１０を採用することによって、移動している気泡１０が針３１０と衝突した場合には、当該針３１０が気泡１０内部に突入し、気泡１０は必然的に破壊され、二酸化塩素が水に溶解する頻度を増加させることができる。
【実施例２】
【００３８】
実施例２は、前記（１）の構成において、障害物３として、網状フィルター３２を採用する場合において、図２に示すように、気泡１０の移動方向とフィルターの面方向とが斜交していることを特徴としている。
【００３９】
このような構成においては、気泡１０の移動方向と直交する方向にフィルターを設ける場合に比し、フィルターの面積を増大させ、気泡１０を破壊する頻度を増加することができる。
【００４０】
しかのみならず、図２に示すように、網目を構成している特定の線３２ａと衝突した気泡１０が当該特定の線３２ａによって破壊されずに、当該特定の線３２ａに沿って斜方向に移動しても、当該特定の線３２ａと交差している他の線３２ｂと衝突することによって、破壊されるというメカニズムによって、気泡１０との衝突及び破壊の頻度を向上させ、ひいては、二酸化塩素が水に溶解する頻度を増加させることができる。
【００４１】
尚、図７に示すような立体状の隙間を形成する実施形態においても、複数の線が交錯することによって形成される層による全体の方向を気泡１０の移動方向と斜交させることによって、気泡１０を破壊する頻度を増加させることが可能となる。
【実施例３】
【００４２】
実施例３は、前記（２）の構成において、図３に示すように、溶解槽２が循環機構の水路を形成せずに、循環機構に対し、二酸化塩素を含有した水を供給していることを特徴としている。
【００４３】
図３（ａ）は、溶解槽２における水の供給口及び排出口の双方が、循環機構の循環パイプ５に対し、連通パイプ４を介して間接的に接続されていることを特徴とすることによって、循環パイプ５から分流した形態にて水に溶解した二酸化塩素を循環させており、溶解槽２を小さな容量とする設計の場合に適合している。
【００４４】
図３（ｂ）は、溶解槽２における水の供給口及び排出口の内、排出口のみが循環機構の循環パイプ５と連通パイプ４を介して接続されていることを特徴とすることによって、二酸化塩素を含有する新たな水を循環機構に供給しており、部分的に新しい水を取り入れる構成に適合している（尚、図３（ｂ）に示す実施形態においては、循環機構側において溶解槽２に供給される水量に相当する循環水を排出することになる。）。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
前記（１）の方法による二酸化塩素を含有した水の製造方法に立脚している前記（２）の循環機構に基づき、本発明は、プール、温泉などの貯水槽（但し、温水を含む）の浄化において、効率的に二酸化塩素を水中に含有させ、循環機構内における生物膜の除去を伴う浄化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施例１の構成を示す側面図である。
【図２】実施例２の構成を示す側断面図である。
【図３】実施例３の構成を示す断面図であり、（ａ）は、溶解槽における水の供給口及び排出口の双方が循環パイプと連通している構成を示しており、（ｂ）は、溶解槽における水の排出口が循環パイプと連通し、入口側が連通していない構成を示している（細線の矢印は、気体又は空気の移動を示しており、広線による矢印は、水の移動を示している。）。
【図４】本発明の基本構成を示すブロック図である（細線の矢印は、気体又は空気の移動を示しており、広線による矢印は、水、及び亜塩素酸塩（但し、水酸化金属を包含し得る。）の移動を示している。）。
【図５】障害物として、溶解槽の側壁において棒状物体を架橋、又は突出させた実施形態を示しており、（ａ）は架橋させた場合の上下方向断面図を示し、（ｂ）は架橋させた場合の水平方向断面図を示し、（ｃ）は突出した場合の上下方向断面図を示し、（ｄ）は突出した場合の水平方向断面図を示す。
【図６】障害物として、網状フィルターを設けた実施形態を示しており、（ａ）は上下方向断面図を示し、（ｂ）は水平方向断面図を示す。
【図７】障害物として、複数本の線を交錯させることによって、立体状の隙間を形成させている複数本の線の塊を設けたことによる実施形態の上下方向断面図を示す。
【図８】気泡を溶解槽の壁部に衝突させるように噴入させる実施形態を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    反応槽
１２    紫外線ランプ
１３    空気圧入装置
１４    空気吸引装置
１５    亜塩酸塩の貯溜容器
２    溶解槽
３    障害物
３１    棒状物体
３１０    針
３２    網状フィルター
３２ａ  特定の線
３２ｂ  他の線
３３    交錯する複数の線
４    連通パイプ
５    循環パイプ
１０    気泡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005125220.tif 000009
【図８】
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