(57)【要約】【課題】  次亜塩素酸ナトリウム水溶液と塩酸水溶液を原料薬液とする次亜塩素酸の混合法製造装置において、殺菌成分の次亜塩素酸の生成比率を高くし、塩素ガスを発生させないようにするには、ｐＨ変動を小さくすることが肝要である。分岐された給水流路に注入される薬液は微量で、粘性が異なる。そのため、間欠パルス注入になり、ｐＨ調整が困難である。これは、薬液を給水で希釈する希釈混合器、その下流の両希釈液の撹拌混合器が、流れ方向に垂直な不均一を均一にするが、流れ方向の濃淡の時間変化を均すことができないためである。【解決手段】  そのため、微量の薬液の間欠パルス注入を、第１段階で希釈し、第２段階で内部を貫通する給水分岐管の穴から希釈した薬液を供給する時間空間混合器よって行う。供給穴のサイズによって、薬液粘性の相違と濃度濃淡の時間均しの調整ができる。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
次亜塩素酸ナトリウム水溶液と塩酸水溶液を原料薬液とする次亜塩素酸の混合法製造装置において、分岐された給水流路に間欠注入される粘性の異なる原料薬液を、第１段階で希釈し、第２段階で、粘性の大きい次亜塩素酸ナトリウムを大きい穴から、粘性の小さい塩酸水溶液を小さい穴から、それぞれの給水分岐流路に供給する時間空間混合器を有することを特徴とする殺菌水製造装置。
【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製造装置について、水道水や井水、とくに透析治療に使用されるＲＯ水（逆浸透膜で濾過された純水）の原水に次亜塩素酸ナトリウム水溶液と塩酸水溶液の薬液を添加混合して殺菌水を製造する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】  特開２００３−１６４８８３号公報
【化１】
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【化２】
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原水に次亜塩素酸ナトリウム水溶液と塩酸水溶液を添加混合することによって、反応式（化１）のように、強力な次亜塩素酸の殺菌水を生成できることが知られている。これは、生成された次亜塩素酸の分子（ＨＯＣｌ）が、最強の活性酸素であるヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）と塩素原子（・Ｃｌ）に別れて有機物と反応するためである。次亜塩素酸の分子を生成するために、次亜塩素酸ナトリウム水溶液と塩酸水溶液を添加混合する場合に注意すべきことは、反応式（化２）において、右辺の塩酸（ＨＣｌ）が過多になり、酸性に偏ると反応が左に進み、塩素ガス（Ｃｌ２）が発生することである。反応式（化１）と（化２）が関連し、塩素ガスの発生および生成する次亜塩素酸分子の量、これらと混合液のｐＨの関係を示したのが図１である。次亜塩素酸ナトリウム水溶液はアルカリ性でナトリウムイオン（Ｎａ＋）と次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）に電離しているが、ｐＨが酸性化されると次亜塩素酸イオンは次亜塩素酸分子（ＨＯＣｌ）に変わり、ｐＨが４．５以上５付近では塩素ガス発生の心配がなく、次亜塩素酸分子の割合が９０％以上に高くなる。しかし、ｐＨが４．５以下になると塩素ガスが発生して危険である。このように次亜塩素酸ナトリウム水溶液と塩酸水溶液を添加混合して次亜塩素酸を生成する場合には、薬液が直接混合しないように希釈混合し、混合液のｐＨ制御が肝要である。例えば特許文献１では従来の製造装置と、希釈混合槽をコンパクトに一体化する工夫が記述されている。【０００３】  ここで図２によって従来の装置の概略を説明する。１は原水給水管路であり、手動の開閉弁２から流量計３に給水が流れ、逆止弁４を通過して給水分岐路６、７に別れる。次亜塩素酸ナトリウム水溶液槽１２から次亜ポンプ１０に吸引された次亜塩素酸ナトリウム水溶液が次亜添加ノズル８から給水分岐路６に注入される。同様に、塩酸水溶液槽１３から塩酸ポンプ１１に吸引された塩酸水溶液が塩酸添加ノズル９から給水分岐路７に注入される。薬液の注入量は、流量計３で検出された流量に比例した量が制御部５で算出されてその制御信号が１０、１１の各薬液ポンプに送られる。１４、１５は注入された薬液の希釈混合器である。１６は希釈された次亜塩素酸ナトリウム水溶液と塩酸水溶の撹拌混合槽であり、容量を大きくして、出水路１８の急な開放に追随できるようになっている。１７はｐＨ計で生成水を常時モニターしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  図２に示すような殺菌水製造装置において、塩素ガスを発生させないようｐＨを制御する困難は、粘性の異なる微量の薬液が間欠パルス注入されることである。典型例として、薬液は、１２％濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液と１０％濃度の塩酸水溶液が使用される。１２％濃度次亜塩素酸ナトリウム水溶液はドロドロしているが、１０％塩酸水溶液は水と同様にサラサラしている。塩酸水溶液はｐＨ調整のために添加注入されるが、その量は次亜塩素酸ナトリウム水溶液の約半分である。給水流量１０Ｌ／分、５０ｐｐｍ有効塩素濃度の殺菌水の場合、１２％濃度次亜塩素酸ナトリウム水溶液の注入量は４．２ｃｃ、１０％塩酸水溶液はその半分程度である。微量の薬液注入には、吐出量１００ｃｃ／分程度のダイヤフラムポンプが使用される。そのため、間欠パルス注入の状況は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液では５秒間隔で１２回／分、塩酸水溶液では１０秒間隔で６回／分である。図２に示すような殺菌水製造装置において、原水が給水され始めると、流量計が流量を検知して、流量に応じた薬液の間欠注入が開始される。ところが、塩酸水溶液の方が粘性が小さいので、次亜塩素酸ナトリウム水溶液よりも早くパルス注入される。以後、各々５秒間隔と１０秒間隔の添加注入が続く。【０００５】  図３と図４は各々、次亜塩素酸ナトリウム水溶液と塩酸水溶液の給水分岐路への添加注入量の時間変化を示したものである。図５はこれらが希釈混合された出水側で測定した生成水のｐＨの時間変化である。初めに粘性の小さい塩酸水溶液の注入パルスが先行するためにｐＨが下がり、次に遅れた次亜塩素酸ナトリウム水溶液の注入によってｐＨが上がる。次亜塩素酸ナトリウム水溶液の給水分岐水路への注入量の変化は緩やかであるが、塩酸水溶液の場合はパルス状になる。さらに、塩酸水溶液の注入は次亜塩素酸ナトリウム水溶液の山と重ならず、しかも間隔が一つ置きであるためｐＨの変動は大きくなり、塩素ガス発生の危険がある領域にｐＨが低下する。この状況は、流量が少ないほど薬液注入間隔が広がるのでｐＨ変動が大きくなる。【０００６】  従来の製造装置である図２において給水分岐路６、７に各々希釈混合器１４、１５がある。これらの希釈混合器は、内部に流れを妨げる邪魔板があり、給水分岐路の流れ方向と垂直な流れをつくるが、パルス注入された薬液の流れ方向と垂直な断面内の不均一を均一にする空間混合を行うだけである。流れ方向の薬液の濃淡変化である時間変化を均一にはできない。これは後段の撹拌混合槽においても同様であり、流入する濃度濃淡液を流れ方向と直角に均一にすることはできても流れ方向の濃度濃淡の変化はそののまま維持されて流出する。これは特許文献１の発明の場合も同様である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本願の主要な発明は、水道水、井水あるいはＲＯ水の給水原水を分岐し、次亜塩素酸ナトリウム水溶液と塩酸水溶液を添加注入して所定のｐＨ値および有効塩素濃度の殺菌水を製造する装置において、注入薬液を空間的かつ時間的に希釈混合して、ｐＨの値とその変動を所定の範囲に収める手段に関するものである。薬液のパルス注入を緩和し、持続的に給水分岐路に供給することを目的としている。そのために、薬液の給水分岐路への添加注入を、微量の注入された薬液を第１段階で希釈し、第２段階で、希釈した薬液を容器内部を貫通する給水分岐管の小穴から給水分岐流に持続的に供給することによって、給水分岐路に空間的にも時間的にも濃度変動の少ない希釈された薬液が定常的に供給されるような時間空間混合器によって行う。時間空間混合器の内部を貫通する給水分岐管の小穴は、粘性の大きい次亜塩素酸ナトリウム場合は大きく、粘性が小さい塩酸水溶液の場合は粘性が小さくて通り易いので小さい。給水分岐流の圧力は０．１ＭＰａ程度の低圧に対して、薬液添加ノズル注入圧力は１．０ＭＰａ程度に高い。そのため１パルスの注入量は０．３ｃｃ程度であるが、その１０倍程度の希釈された薬液が小穴から瞬間に給水分岐流に供給される。次のパルス注入迄の間は、残圧力と濃度勾配による拡散現象で本器内から薬液成分が給水分岐流に供給されることになり、連続した供給過程が進行する。
【発明の効果】
【０００８】  図６、図７は、各々、時間空間混合器を通じて次亜塩素酸ナトリウム水溶液と塩酸水溶液を給水分岐路へ添加注入した注入量の時間変化を示したものである。図８はこれらが希釈混合された生成水の出水側で測定したｐＨの時間変化である。給水分岐路への薬液の注入が継続的に均されるので生成水のｐＨ変化が小さくなる。そのため、塩素ガス発生の無いｐＨ領域に制御ができ、次亜塩素酸分子の割合を高くすることができる。
【実施例】
【０００９】  以下本発明を図９及び図１０実施形態によって説明する。図９は本発明の時間空間混合器を組み込んだ殺菌水製造装置の混合反応部の主要部分である。上方からの給水によって逆止弁は不要である。管路の基本径は２０Ａ（直径２０ｍｍ）である。各々の導電率計によって各々の薬液の注入量を知ることができる。時間空間混合器によって、各給水分岐路の希釈混合器は不要となり、両希釈液が混合される撹拌混合器は５００ｃｃ程度の小さなもので良く、コンパクトな製造装置を実現できた。図１０は時間空間混合器の構造を示す。円筒の蓋面から注入された薬液が邪魔板によって分散希釈され、円筒側面を貫通する給水分岐管の穴から給水分岐流に供給される。薬液注入口に対向する供給穴の大きさは、２０Ａ（直径２０ｍｍ）の給水分岐管に対して、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の場合は１０ｍｍ径、塩酸水溶液の場合は４ｍｍ径である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ｐＨと有効塩素の組成（存在）比率を示す。
【図２】従来の殺菌水製造装置の構成を示すブロック図である。
【図３】従来装置の次亜塩素酸ナトリウム水溶液の添加注入量の時間変化を示したものである。
【図４】従来装置の塩酸水溶液の注入量の時間変化を示したものである。
【図５】従来装置の生成水のｐＨの時間変化を示したものである。
【図６】時間空間混合器からの次亜塩素酸ナトリウム水溶液の注入量の時間変化を示したものである。
【図７】時間空間混合器からの塩酸水溶液の注入量の時間変化を示したものである。
【図８】時間空間混合器を組込んだ装置からの生成水のｐＨの時間変化を示したものである。
【図９】実施例の殺菌水製造装置の混合反応の主要部分である。
【図１０】実施例の時間空間混合器を示す。
【符号の説明】
【００１２】１……原水給水路、２……原水開閉弁、３……流量計、４……逆止弁、５……制御回路、６……給水分岐路１、７……給水分岐路２、８…次亜添加注入ノズル、９…塩酸添加注入ノズル、１０……次亜ポンプ、１１……塩酸ポンプ、１２……次亜槽、１３……塩酸槽、１４……希釈混合器１、１５……希釈混合器２、１６……撹拌混合槽、１７……ｐＨ計、１８……出水路、２１…次亜時間空間混合器、２２…塩酸時間空間混合器、２３……導電率計１、２４……導電率計２、２５……出水弁、３０……注入口、３１……円筒注入口蓋、３２……邪魔板台、３３……邪魔板円盤、３４……円筒側面、３５……円筒底蓋、３６……貫通給水分岐管、３７……供給穴
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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