(57)【要約】【課題】強い洗浄力と除菌力を持つ機能水の生成により、人口透析問題の一つである管内エンドトキシンの低減と従来不可能であったＲＯ膜内の逆流清浄を行い、ＲＯ装置の性能を維持すると共に通常実施する人の手によるカプラや医療機器の薬品使用や洗浄手間の低減によるコストダウンの提供を目的とする。【解決手段】上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る気液混合装置は、片端を閉塞した側面に２ｍｍ〜５ｍｍの複数個の通水孔を設けた通水管で、配管接続流入口と配管接続流出口を残して通水管より大径の外ケースで、閉塞端と側面に設けた複数個の通水孔の外部を密閉に覆った二重構造で構成する事を特徴とする気液溶解混合装置【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
片端を閉塞した側面に２ｍｍ〜５ｍｍの複数個の通水孔を設けた通水管で、配管接続流入口と配管接続流出口を残して通水管より大径の外ケースで、閉塞端と側面に設けた複数個の通水孔の外部を密閉に覆った二重構造で構成する事を特徴とする気液溶解混合装置
【発明の詳細な説明】
【技術分解】
【０００１】本発明は、水素ガスまたはオゾンガスを溶解混合する気液溶解混合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】近年  環境に優しい、人体に優しい水等の機能水が様々研究されている。
オゾン溶解により強い酸化力と殺菌力を有し、塩素殺菌に比較して７倍、クレゾールに比較して約３０００倍もの除菌力があり、オゾン水中においても３０分程経過後には酸素ガスになる。（工業調査会  日本産業洗浄調査会文献抜粋）消臭効果もあり環境にやさしく水を清浄する高度水処理や酸素を多く溶存させた高酸素水、電気分解で生成する電解イオン水やアンモニアを溶存するアンモニア水、水素を溶存させる還元水素水などの機能水がある。近年  油脂成分と結合して浮上分離する高酸素水や工業界ではシリコンウェハ洗浄水としてよく用いられている制御水の高い洗浄効果、金属成分除去効果の強い水として水素水が注目されている。環境時代、水素エネルギー時代の昨今、微粉洗浄力、シリカ除去力の確認されている高溶存水素水が期待されている。また活性酸素と中和して健康を保つとされる水素水は飲用としても広がりつつある。これは水の持つ酸化還元電位（以下「ＯＲＰ」という）という電気で、ＯＲＰ値の高い水は他の物質を酸化し易い状態の水であり、ＯＲＰ値の低い水は他の物質を還元し易い状態にあるとされる。溶存酸素水は高いプラス電位を持ち、通常の上水道水のＯＲＰは＋４００〜＋８００ｍＶであり活性酸素を作り出す水と云われている。反して水素水はマイナスの低い電位を持つ水であり、体内や皮膚細胞にマイナス電位が働き、免疫力や自然治癒力が高まりアトピー性皮膚炎や様々な疾患が改善すると云われている。人間の体液は−５００〜＋２５０ｍＶとされる。
−８００ｍＶ以下では細菌の不活性化並び除菌性能が確認されている（日本産業洗浄協議会文献より）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】従来の酸化還元電位水の製法には水の電気分解による酸化還元電位水製造方法や水と気ガスを高圧下で混入する混合タンク方式や気液混合ポンプ内で混合する方法、配管ラインにオリフィスミキサーを設けて高い圧力下で気体を液中で圧縮して溶解する方法や中空糸モジュールを用いて水と気ガスを混合する方法などがある。電気分解製法では電極の陰極側水はＯＲＰがマイナス側に大きくなるがＰＨも上昇しアルカリ性となるため、酸を加えて中和して中性のマイナスＯＲＰの還元電位水を得る手間がある。また電気分解による生成に時間を要する問題がある。混合タンク方式では高圧力タンクを要し、大容量では大面積が必要になる割に溶解生成時間を要する。気液混合ポンプではサクション気体添加量を大きくすると空汲みやキャビテーションを起こす。オリフィス貫通式では２〜８ｍｍの小径オリフィスを設けてポンプにより２．５Ｍｐａもの圧力を加えた高圧タンク方式を配管ラインで行い、短時間で水溶化生成を行うが水路口径を小さくする必要から大水量生成が出来ない、また高圧による機械ストレスが高く消費電力も大きい。中空糸モジュール方式では安定したＯＲＰを得られるもののガス添加量の割に溶存酸素濃度（ＤＯ）や溶存水素濃度（ＤＨ）もＯＲＰ数値も大きく伸びない。また殆どの方法で高ＤＨ、高ＯＲＰを得るために気ガス溶解の前処理として脱気工程を設けてハングリーな水にする必要がある。
本発明は、人工透析に用いられる逆浸透水配管の清浄化と細菌低減を目的とした、水流を利用して無電力で高効率に気ガス溶解水を生成するものである。オゾンガス溶解水による酸化洗浄と除菌洗浄と水素ガス溶存水による還元洗浄並び除菌洗浄を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る気液混合装置は、片端を閉塞した管側面に２ｍｍ〜５ｍｍの複数個の通水孔を設けた通水管で、配管接続流入口と配管接続流出口を残して通水管より大径の外ケースで、閉塞端と側面に設けた複数個の通水孔の外部を密閉に覆った二重構造で構成する事を特徴とする気液溶解混合装置
【発明の効果】
【０００５】図１に示された本発明の気液溶解混合装置の断面図と図２溶存水素還元水製造装置のフロー図で説明する。気液混合ポンプ１の吸込み配管部２に交番磁界の磁石３を設けて、其の磁石の下流に水素又はオゾンの気ガス注入口４を設けて気ガスを定量注入し、気液混合ポンプ１に吸込まれた水と気ガスはポンプケーシング内にて羽根車５により撹拌混合された気液混合水は本発明の気液溶解混合装置８の側面に設けた２ｍｍ〜５ｍｍの複数個の通水孔１１の面積により定まる圧力でポンプ吐出口６より送水管内７へ送られる。送水管経路に本発明の気液溶解混合装置８の流入口９に到達した気液混合水は片端を閉塞した正面閉塞壁１０により水撃作用を受けて、側面の２ｍｍ〜５ｍｍの複数個の通水孔１１から縮流による溶解を起こしながら噴流する。噴射した気液混合水は外ケース１２の内壁に衝突し水撃作用を受けて気ガス溶解が進む。次に開放された気液混合水は再び流出側の２ｍｍ〜５ｍｍの複数個の通水孔１１へ入り縮流溶解を起こしながら噴流して水同士の水撃現象による圧力上昇を生じながら流出口１３より供給管１４で送られる。
広範囲な雑菌群に対し短時間で強い除菌作用と増殖を抑える不活性作用を持つオゾンガスであるが２０℃におけるオゾンのヘンリー定数Ｈ＝４．６×１０３であり、１．８％しか溶解できない難溶物質であり、汚れの付着した材料では有機質酸化に働き著しく殺菌効果は低下する。
其れを解決する為、溶解率上昇に吸込み配管部２に設けた交番磁界の磁石３による電解作用により水のクラスターを細分化して５３％とされる純水の空隙率を開放した後に気ガスを注入する。雑菌抑制効果もある高濃度水素還元水による有機物の剥離還元洗浄とを併用する。また２ｍｍ〜５ｍｍの複数個の通水孔１１により通水断面積を定めてあるので定圧定量送水となり、一定圧下で気ガスが溶解するので、バルブによる圧力調整なく安定的な機能水を生成できる。オリフィス作用により縮流並び噴流が生じて溶解促進を図り、内壁や水同士により生じる水撃現象と渦流により撹拌溶解混合を促す特徴がある。
河川に例えると外ケース１２では体積が大きく低流速の支流となり、オリフィス作用部では枝分かれした小川であり、合流点では支流の流れに陽動を起こして渦が生じて空気を引き込むが如くに大気泡気ガスを溶解して溶存を促す。
水素水瞬間生成のできるオリフィス方式と比較する。本発明は通水管の小径寸法で定流量を定めてあるのでバルブ開度に関係なくポンプ性能表内の運転が出来、水流の分流により淀み点が生じ、巻き込み渦流が生じることにより水素気泡が溶解され微細気泡になるのでキャビテーション変動が少なくポンプストレス無く水量を確保できる。ポンプ吐出し管の一部を透明塩ビ管としてガス状態を確認できるようにした。微細気泡は水中に分散し、大気泡は少なく、配管内を白濁して流れる。水素ガスでは瞬時にＯＲＰ還元電位値は高いマイナス値を示すと共にＤＨ溶存水素量も高い値を得られる。電力量３８０Ｗのポンプを用いた実験では、ＲＯ水を原水として、水素ガス添加量４００ｃｃ毎分下で生成水量２２．５Ｌ／ｍｉｎ、ＤＨ１．５３ｍｇ／Ｌ、ＯＲＰは−５３０ｍｖを得られ、運転電流は６０Ｈｚで２．３Ａ、騒音は５７．８ｄＢであった。オリフィス方式での性能は水素ガス添加量５００ｃｃ毎分下で生成水量２０Ｌ／ｍｉｎを得るのに気液混合に３．７ｋｗ、押込みに２．２ｋｗのポンプを要し２．５Ｍｐａの圧力を作りだして、ＤＨは１．５５ｍｇ／Ｌ、ＯＲＰは−５５０ｍｖ、運転電流は３６Ａ、騒音は８０ｄＢであった。  オリフィス方式では２〜４ｍｍの単一オリィフィス孔を通過させて高圧下溶存を行う為に、２０Ｌ／ｍｉｎが限界であると同時に大きな水切り音が常時発生し、ポンプと配管部材に大きな負担がかかる。
本発明の気液混合装置では電力を用いずに、従来設計の要綱水量のポンプの選択が出来、ポンプへの負担が少なく、静穏な環境で大量の高濃度水素水が生成できる。
水素水の場合では健康に影響を及ぼすとされる溶存活性酸素も抑制される。実験では生花の長寿化、加工材の清浄に効果が見られる。溶存水素還元水製造装置で製造された還元水は、無味無毒の溶存水素濃度が高いため気中酸素の溶解遅延に働き酸化しにくい中性の安全な水に生成され、医療機器や精密機器の洗浄、ＲＯ膜の洗浄と管内清浄化に用いることができる。オゾン添加も同様にＯＲＰ還元電位値は高いプラス値を示すと共にＤＯ溶存酸素量も高い値を得られ、油脂成分の剥離性能が上がる。洗濯実験では取れにくい油汚れが洗剤を用いない状況下でかなり落ちる事が確認された。また還元電位水素水においても水中に生息する陰性グラム細菌の繁殖抑制と生存低減傾向があり、細菌抑制とエンドトキシン（毒素）低減の有用性がある。環境破壊の一つである界面活性剤や薬品使用量の低減ができる。
またＲＯ膜内逆洗による菌巣や不純物除去によりＲＯ装置の新品時性能を維持する。
【実施例】本発明の実施の形態を図２の溶存水素還元水製造装置のフロー図を以って説明する。
本発明の気液混合装置８はＲＯ水タンク１５と供給ポンプ１６とを結ぶ配管経路に設ける。
ＲＯ水タンク１５の流出配管１７を気液混合ポンプ１の吸込み口に接続し、気液混合ポンプ１の吐出口６と供給ポンプ１６の吸込口との間に設けて用いる。ＲＯ水は、水素ガス供給装置１８やオゾン発生器１９からガス配管２０を経て気ガス注入口４から定圧で注入される気ガスを圧縮溶解して気ガス溶解水となり、ＲＯ装置の供給ポンプ１６の２次側配管からセントラルマシン２２間の清浄を保つ。
ＲＯ膜２１の逆洗時は通常の運転送水ラインの弁２８を閉路とし、逆洗弁２３放出弁２４を開路として、ＲＯ水タンク１５の水をＲＯポンプ２５により汲み上げてＲＯ膜２１内を逆流洗浄する。
また気液混合装置８の万一の閉塞時予防にＲＯ水タンク１５の流出配管１７を気液混合装置８の流入口９の間に圧力リリース弁２６を設けてバイパス管２７を設ける。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】  本発明の気液溶解混合装置の断面図
【図２】  溶存水素還元水製造装置のフロー図
【符号の説明】
【０００７】  １  気液混合ポンプ
２  吸込み配管部
３  磁石
４  気ガス注入口
５  羽根車
６  ポンプ吐出口
７  送水管内
８  気液溶解混合装置
９  流入口
１０  閉塞壁
１１  通水孔
１２  外ケース
１３  流出口
１４  供給管
１５  ＲＯ水タンク
１６  供給ポンプ
１７  流出配管
１８  水素ガス供給装置
１９  オゾン発生器
２０  ガス配管
２１  ＲＯ膜
２２  セントラルマシン
２３  逆洗弁
２４  放出弁
２５  ＲＯポンプ
２６  圧力リリース弁
２７  バイパス管
２８  弁
【図１】
2007260658.tif 000003
【図２】
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