(57)【要約】  【課題】高濃度に塩酸等と次亜塩素酸ナトリウムを混合製造することが出来る高濃度殺菌用混合液製造装置を提供すること  【解決手段】次亜塩素酸ナトリウムを含む被混合溶液を収納する主容体本体１０と、主容体本体１０に接続し、被混合溶液と塩酸を混合する円筒状の混合容体２０と、混合容体２０の接線方向から被混合溶液を主容体本体に注入する被混合溶液導入口を設けると共に、主容体本体の被混合溶液を注入ポンプ１５介し混合容体内へ注入する注入流により、混合容体２０内に流動を発生させる流動手段と、塩酸を収納する塩酸原料収納容体３０と、塩酸原料収納容体３０内の塩酸を前記混合容体２０内であって、流動手段の下流方向に開口した塩酸注入口３３を介し、被混合溶液内Ａに供給するに際し、該被混合溶液Ａの流動量に比べ少ない流速で供給する塩酸供給ポンプ３２よりなる塩酸注入手段とよりなることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
次亜塩素酸を含有する被混合溶液に塩酸を含む溶液を混合し、高濃度殺菌用混合液製造装置において、
塩酸と被混合溶液を混合する混合容体と、
混合容体内の被混合溶液を流動させる流動手段と、
混合容体内の流動する被混合溶液内に、被混合溶液の流動量に比べ少ない流速で、連続的又は間欠的に少量の塩酸を被混合溶液内の下流側に注入混合する塩酸注入手段とよりなることを特徴とする高濃度殺菌用混合液製造装置。
【請求項２】
次亜塩素酸を含有する被混合溶液に塩酸を含む溶液を混合し、高濃度殺菌用混合液製造装置において、
次亜塩素酸ナトリウムを含む被混合溶液を収納する主容体本体と、
主容体本体に接続し、被混合溶液と塩酸を混合する円筒状の混合容体と、
混合容体の接線方向から被混合溶液を主容体本体に注入する被混合溶液導入口を設けると共に、主容体本体の被混合溶液を注入ポンプを介し混合容体内へ注入する注入流により、混合容体内に流動を発生させる流動手段と、
塩酸を収納する塩酸原料収納容体と、
塩酸原料収納容体内の塩酸を前記混合容体内であって、流動手段の下流方向に開口した塩酸注入口を介し、被混合溶液内に供給するに際し、該被混合溶液の流動量に比べ少ない流速供給する塩酸供給ポンプよりなる塩酸注入手段とよりなることを特徴とする高濃度殺菌用混合液製造装置。
【請求項３】
塩酸注入手段として、塩酸を混合容体内に注入する塩酸注入口の先端開口部を小面積とすることを特徴とする請求項１又は２記載の高濃度殺菌用混合液製造装置。
【請求項４】
塩酸注入手段として、塩酸注入口の先端形状を幅広の楔形状とすることを特徴とする請求項３記載の高濃度殺菌用混合液製造装置。
【請求項５】
塩酸注入手段として、請求項４又は５記載の塩酸注入口を複数設けることを特徴とする高濃度殺菌用混合液製造装置。
【請求項６】
流動手段の容体本体から、混合容体に被混合溶液を注入する経路にｐＨ計を設けると共に、測定したｐＨ計の数値に応じて、塩酸注入手段で前記混合容体内に供給する塩酸量を減じる塩酸注入手段とすることを特徴とする請求項２記載の高濃度殺菌用混合液製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高濃度殺菌用混合液製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、上下水道やプールの殺菌、食品の殺菌や、食品加工業の従業員の手指消毒の用途に、次亜塩素酸を含む殺菌水が広く用いられている。この殺菌水は、一般的には水道水などの原料水に、次亜塩素酸ナトリウムと塩酸等の水溶液とを混合し生成することが一般的であった。
このような希釈・混合作業は、作業者の手作業で行われるのが通例であるが、次亜塩素酸ナトリウムおよび塩酸の混合比または希釈率の正確性、及び、高濃度の次亜塩素酸ナトリウムと塩酸とを直接接触させると有毒な塩素ガスが多量に発生するため、周囲の人間に危害を与えるおそれもあること等の理由から特許文献１に記載の技術が提案されている。
この特許文献１に記載の技術では、殺菌水製造装置の流水管の途中に、塩酸等の酸タンクと次亜塩素酸ナトリウムのアルカリタンクからの各液を不織物等の浸透性隔膜で仕切られたサブチャンバで、それぞれ原水と混合され、次いで浸透性隔膜の周囲、及び浸透性隔膜の先の合流分で完全に混合されるものである。そして合流分の下流側に有するｐＨ計５および流量計４で、ｐＨ計の検出値を用いて制御しながら製造しようとする技術である。
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３０５８６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高濃度の次亜塩素酸ナトリウムと塩酸とを直接接触させると有毒な塩素ガスが多量に発生する点について簡単に説明する。
図５は、溶液中の遊離有効塩素の存在比率を示す図（「浄水の技術」  丹保憲仁、小笠原鉱一  共署  技報堂出版  第102頁）である。
この図に於いてため、例えばｐＨ２の強酸性領域では曲線上の点（約７３％）部分を示し２７％の塩素ガスとして存在することになる。そして、ｐＨ５でほとんど塩素ガスの発生はなくなり、ｐＨ６以上で次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ−）の領域が増える。
前述の特許文献１の技術では、塩酸等と次亜塩素酸ナトリウムをある程度原料水で希釈しながら混合しているようであり、前記図５に示すガスの発生しない領域で混合を行っていることが推測される。
従って、特許文献１の技術では、高濃度に塩酸等と次亜塩素酸ナトリウムを混合した液体を製造することは出来ない。
また、図５に示すようにｐＨ５〜７の領域においてはＨＯＣｌの割合が多く、非常に殺菌効果が極めて高く、中性からやや酸性の領域で、高濃度に塩酸等と次亜塩素酸ナトリウムを混合するとことが出来れば殺菌性の高い殺菌用混合液となることになる。
他方、水溶液中の塩素は、水中にアンモニア、或いは硫化水素、２価の鉄イオン（Ｆｅ２＋）、マンガン（Ｍｎ２＋）、亜硝酸が存在しているとこれらとも速やかに反応して塩素は消費されてしまい、塩酸等と次亜塩素酸ナトリウムを混合するに際し、高濃度で混合することは非常に有益な殺菌用混合液となる。
そこで、本発明では、高濃度に塩酸等と次亜塩素酸ナトリウムを混合した殺菌用混合液を製造することが出来る高濃度殺菌用混合液製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る高濃度殺菌用混合液製造装置は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を備えている。
即ち、本発明に係る請求項１記載の高濃度殺菌用混合液製造装置は、次亜塩素酸を含有する被混合溶液に塩酸を含む溶液を混合し、高濃度殺菌用混合液製造装置において、塩酸と被混合溶液を混合する混合容体と、混合容体内の被混合溶液を流動させる流動手段と、混合容体内の流動する被混合溶液内に、被混合溶液の流動量に比べ少ない流速で、連続的又は間欠的に少量の塩酸を被混合溶液内の下流側に注入混合する塩酸注入手段とよりなることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２記載の発明は、次亜塩素酸を含有する被混合溶液に塩酸を含む溶液を混合し、高濃度殺菌用混合液製造装置において、次亜塩素酸ナトリウムを含む被混合溶液を収納する主容体本体と、主容体本体に接続し、被混合溶液と塩酸を混合する円筒状の混合容体と、混合容体の接線方向から被混合溶液を主容体本体に注入する被混合溶液導入口を設けると共に、主容体本体の被混合溶液を注入ポンプを介し混合容体内へ注入する注入流により、混合容体内に流動を発生させる流動手段と、塩酸を収納する塩酸原料収納容体と、塩酸原料収納容体内の塩酸を前記混合容体内であって、流動手段の下流方向に開口した塩酸注入口を介し、被混合溶液内に供給するに際し、該被混合溶液の流動量に比べ少ない流速で供給する塩酸供給ポンプよりなる塩酸注入手段とよりなることを特徴とする。
【０００７】
なお、塩酸注入手段として、塩酸を混合容体内に注入する塩酸注入口の先端開口部を小面積とすることが好ましい。そして、塩酸注入口の先端形状を幅広の楔形状にしたり、或いはこの塩酸注入口を複数設ける構成とすることもできる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る高濃度殺菌用混合液製造装置は、混合容体内の流動する次亜塩素酸ナトリウムを含む被混合溶液内に、被混合溶液の流動量に比べ少ない流速で、かつ少量の塩酸を被混合溶液内に注入混合することにより、注入した塩酸が短時間で流動する被混合溶液内に混合するため、ｐＨ５以上で混合を行うことが出来るため、ガスが発生する強酸領域を回避できるため、塩素ガスの発生を防止できる。そして、上記混合を繰り返すことで、高濃度の塩酸を含有するｐＨ５〜７程度で、高濃度殺菌用混合液を大量に製造することが出来る。
また、被混合溶液のｐＨ値を測定しながら混合作業を行うことが出来るため、作業中に塩素ガスの発生を防止できるほか、希望するｐＨ値の高濃度殺菌用混合液を大量に製造することが出来る。
なお、このようにして製造した、高濃度の塩酸を含む高濃度殺菌用混合液は、使用に際し次亜塩素酸ナトリウムと塩酸を混合しｐＨを中性付近にしてあるので、排水時、ｐＨ調整などを必要としない。特に食品製造工場などでは大量に使用する必要がある場合になどに大きなメリットがある。プール、温泉、池などに添加しても中性であるため、皮膚の刺激が小さく安全で皮膚がカサカサになるなどの問題点が無い、等の優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る高濃度殺菌用混合液製造装置の塩酸と、次亜塩素酸の混合を行う部分を分離した実施形態について説明する。
図１は本発明の実施形態に係る高濃度殺菌用混合液製造装置を示す模式図、図２は本発明に係る混合容器内を示す模式図、図３は図２のα部拡大図である。
本発明に係る高濃度殺菌用混合液製造装置は、被混合溶液を収納する主容体本体と、被混合溶液と塩酸を混合する円筒状の混合容体と、混合容体内に流動を発生させる流動手段と、混合する塩酸原料収納容体と、被混合溶液内に塩酸を注入する塩酸注入手段とよりなる。
【００１０】
＜主容体本体＞
主要体本体１０は、高濃度殺菌用混合液製造装置の原料となる次亜塩素酸ナトリウムを含む被混合溶液Ａ、及び最終製品である高濃度の塩酸及び次亜塩素酸ナトリウムを含有した高濃度殺菌用混合液を収納するものであり、耐薬品性のある材質で製造する。
そして、処理開始時には、被混合溶液Ａは、例えば次亜塩素酸ナトリウムを１２％含有する水溶液を収納する。
主容体本体１０に収納されている被混合溶液Ａは、当初ｐＨ９程度であるが、塩酸の添加混合を行いほぼ中性となり、混合を終えた高濃度殺菌用混合液状態で、主容体本体１０から取り出され最終製品となる。
主容体本体１０からは、後述する混合容体２０に被混合溶液Ａを供給する被混合溶液供給配管１１と、混合容体２０から混合を終えた被混合溶液Ａを主容体本体１０に戻す被混合溶液回収配管１２が設けられている。
また、主容体本体１０内には、混合容体２０で塩酸濃度の高い被混合溶液Ａと、主容体本体１０内に元の被混合溶液Ａとを均一な状態とするために、被混合溶液Ａと主容体本体１０内に残っている被混合溶液Ａを均質に混合するための主容体本体１０内を攪拌する均質化装置１３が設けられている。
【００１１】
＜混合容体＞
混合容体２０は、被混合溶液Ａと塩酸を混合するのに用いる容器で、円筒状の胴部に上部に前記した被混合溶液供給配管１１の先端に接続している被混合溶液導入口２１が設けられている。そしてこの被混合溶液導入口２１は、図２に示すように混合容体２０の接線方向から被混合溶液を主容体本体に導入するように開口している。
また、混合容体２０の下部には、図示はしないが前記した被混合溶液導入口２１と同様に排出口２２を開口し、接線方向に被混合溶液回収配管１２に接続している。そして、ｐＨ計１４を介し、主容体本体１０に混合を終えた被混合溶液Ａを主容体本体１０に戻す構成となっている。
さらに、図中２３は、混合容体２０内で発生した塩素ガスを検知するガス感知器である。
図中、被混合溶液導入口２１は、図２では、１カ所も受けているが、複数も受ける構成であっても良いし、後述する塩酸を混合する部位を特に流速を高める為、塩酸注入口３３の前後に連続して設ける構成としてもよいことは言うまでもない。
【００１２】
＜流動手段＞
被混合溶液Ａを混合容体２０内で流動させる手段であり、本実施の形態では、主容体本体１０内の被混合溶液Ａを混合容体２０に被混合溶液注入ポンプ１５を介し混合容体２０内へ注入する注入流により、混合容体２０内の被混合溶液Ａに回転した流動を発生させている。
なお、１６は被混合溶液供給配管１１に設け、混合容体２０に供給する被混合溶液ＡのｐＨ状態を測定するｐＨ計、１７は被混合溶液供給配管１１内の被混合溶液Ａの流量を測定する流量計、１８は被混合溶液供給配管１１内の被混合溶液Ａの供給を停止する遮断弁である。
なお、上述実施例では、主容体本体１０内の被混合溶液Ａを混合容体２０内へ注入する被混合溶液注入ポンプ１５を利用して、被混合溶液Ａの流動を行っているが、流動を行わせる流動ポンプ、或いは流動ファンを混合容体２０内に設ける構成としても良い。
また、上記した被混合溶液注入ポンプ１５は、流体を流動させる接液部分がセラミック等によし製造されている耐薬品性の高いもので、例えば薬液ポンプを用いるほか、被混合溶液供給配管１１，被混合溶液回収配管１２、後述するも添加塩酸供給用配管３１，添加塩酸注入ポンプ３２も同様に耐薬品性の高いものを用いる。
【００１３】
＜塩酸原料収納容体＞
塩酸原料収納容体３０は、被混合溶液Ａに添加混合する高濃度の添加塩酸Ｂを収納するものであり、例えば塩酸を８％含有する水溶液を用いる。
この塩酸原料収納容体３０からは前述した混合容体２０には添加塩酸供給用配管３１とが設けられ、添加塩酸注入ポンプ３２により、混合容体２０内の塩酸注入口３３より添加塩酸Ｂを被混合溶液Ａ内に混入可能としている。
ここで、塩酸注入口３３は、前記した流動手段により流動する被混合溶液Ａの下流方向に向かって開口するように設けている。
図中、３４は添加塩酸供給用配管３１内の添加塩酸Ｂの流量を測定する流量計、３５は添加塩酸供給用配管３１内の添加塩酸Ｂの供給を停止する遮断弁である。
なお、塩酸注入口３３から注入する添加塩酸Ｂは、被混合溶液Ａの流動より遅い速度で、連続的又は間欠的に混入させる。そして好ましくは、被混合溶液Ａに比べ少量ずつ、混入させることが好ましいことより、図２．３に示す如く、先端開口部を小面積とし、混入させる塩酸の濃度の高い部分の発生を防止することが好ましい。
また、図５（ａ）に示すように塩酸注入口の先端形状を幅広の楔形状にすることで、被混合溶液Ａの流れに渦の発生を防止し、混入させる塩酸の濃度を部分的に高くなることを防止することが出来る。更に図５（ｂ）に示すように、塩酸注入口を複数設ける構成とすることで、混入作業をより短時間とすることが出来る。
【００１４】
なお、図中４は制御部であり、前記したｐＨ計１４，１６、流量計１７，３４に基づいて被混合溶液注入ポンプ１５、添加塩酸注入ポンプ３２、混合装置１３、等を制御するものである。
【００１５】
本発明は上述のように構成する。そして、被混合溶液注入ポンプ１５を稼働させて、混合容体２０内へ被混合溶液Ａを注入すると共に、被混合溶液注入ポンプ１５の注入流を利用して、混合容体２０内の被混合溶液Ａを図１に示すように、回転流を生じさせて、混合容体２０の下部に有する被混合溶液導入口２１から被混合溶液回収配管１２を介し主容体本体１０に被混合溶液Ａを循環させる。
次に混合容体２０内の被混合溶液Ａの流動が安定したら、添加塩酸注入ポンプ３２を稼働させて、添加塩酸供給用配管３１を介し、塩酸注入口３３から混合容体２０の被混合溶液Ａ液内に添加塩酸Ｂを注入する。
被混合溶液注入ポンプ１５によって生じる注入流は例えば２０ｃｍ／秒程度としているのに対し、塩酸注入口３３から混合容体２０の被混合溶液Ａ液内に注入する添加塩酸Ｂの添加する流量は１８ｃｍ／秒程度とする。また添加注入する量は、例えば２０ＣＣ／秒程度と少量としている。
このように少量で、かつ被混合溶液Ａに比べ、ゆっくり速度で塩酸を添加することで、塩酸注入口３３で、被混合溶液Ａ内に添加塩酸Ｂを注入した場合、塩酸注入口３３付近に塩酸が留まることが無い。従って、被混合溶液Ａの流動速度が高く、塩酸は即座に被混合溶液Ａ内に混合されることになり、塩酸濃度が高い部分を生じさせることがないため、部分的にｐＨ値が強酸性領域となる部分を防止することが出来るため、次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする被混合溶液Ａに塩酸を混合しても、塩素ガスの発生を防止することが出来る。
【００１６】
添加塩酸Ｂを添加混合を終えた被混合溶液Ａは、混合容体２０の下部の排出口２２より、被混合溶液回収配管１２を介し主容体本体１０に戻される。この時被混合溶液回収配管１２内のｐＨ値を測定し制御部４０にデータを送る。
主容体本体１０では、混合容体２０から添加塩酸Ｂを混入した被混合溶液Ａをもとの被混合溶液Ａを均質化するために主容体本体１０内を攪拌する均質化装置１３によって均質化が行われる。
なお均質化装置は、複数の羽根を回転して行うもの、主容体本体１０内の被混合溶液Ａを巡回ポンプ等を利用して均質化を行うものとする。
このように混合容体２０を経由して、添加塩酸Ｂを順次添加することで、主容体本体１０内の被混合溶液Ａの塩酸濃度を高めることが出来る。
そして、添加塩酸Ｂの添加量は、ｐＨ値に応じて添加混合を行う。これｐＨ値が中性に近づいた値となったときに、添加塩酸量が多い場合には、注入した塩酸の近傍で酸性値が高くなり塩素ガスが発生する恐れがあるからである。従って、混合容体２０に供給する被混合溶液ＡのｐＨ状態を測定するｐＨ計１６で測定し、添加塩酸注入ポンプを制御して添加塩酸Ｂの混合容体２０への供給量を減らす制御を行う。
このように上記処理を繰り返し行うことで、次亜塩素酸ナトリウムと塩酸の濃度の高い高濃度殺菌用混合液を製造することが出来る。
【００１７】
上記処理中に、混合容体２０内に、流動ムラが生じ、部分的に塩酸濃度が高くなり、塩素ガスが発生した場合には、ガス感知器２３により検知し、遮断弁３５を閉じ、添加塩酸Ｂの供給を停止する。
ここで、ごく微量の発生の場合には、遮断弁３５を閉じた状態で、添加塩酸Ｂの供給停止状態で、被混合溶液注入ポンプ１５からの被混合溶液Ａの供給量を高める等し、混合容体２０内の流動性を高め等して、混合容体２０内の被混合溶液Ａを、完全に主容体本体１０内の被混合溶液Ａとの交換を行う。この後、遮断弁３５を開き、添加混合作業を再開する。
なお、上述の実施の形態では、塩酸と、次亜塩素酸の混合を行う部分を分離した実施形態について説明しているが、混合容体２０を別に設ける構成を示しているが、主容体本体１０内に混合を行う部位を設ける構成としても良いことは言うまでもない。
【００１８】
［実施例］
次に、上述の図１に示す装置で、混合容体２０の直径２０ｃｍ、塩酸注入口３３の開口面積１ｃｍ２とした高濃度殺菌用混合液製造装置で、ｐＨ値９の被混合溶液Ａを混合容体２０に注入し、被混合溶液Ａの流速２０ｃｍ／秒の流動させ、添加塩酸Ｂを流速１８ｃｍ／秒で１ｃｃ／秒で添加混合を行ったがガスの発生はなかった。
添加混合を続け、添加を継続してｐＨ値８の被混合溶液Ａを混合容体２０に注入し、被混合溶液Ａの流速２０ｃｍ／秒の流動させ、添加塩酸Ｂを流速１８ｃｍ／秒で０．８ｃｃ／秒で添加混合を行ったが同様にガスの発生はなかった。処理を繰り返し最終的に、塩酸を高濃度に含む次亜塩素酸ナトリウム８％のｐＨ値７の高濃度殺菌用混合液を製造することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る高濃度殺菌用混合液製造装置を示す模式図である。
【図２】本発明に係る混合容器内を示す模式図である。
【図３】図２のα部拡大図である。
【図４】本発明に用いる塩酸注入口の一実施例を示す斜視図である。
【図５】溶液中の遊離有効塩素の存在比率を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０    主容体本体
１１    被混合溶液供給配管
１２    被混合溶液回収配管
１３    均質化装置
１４    ｐＨ計
１５    被混合溶液注入ポンプ
１６    ｐＨ計
１７    流量計
１８    遮断弁
２０    混合容体
２１    被混合溶液導入口
２２    排出口
２３    ガス感知器
３０    塩酸原料収納容体
３１    添加塩酸供給用配管
３２    添加塩酸注入ポンプ
３３    塩酸注入口
４０    制御部
Ａ      被混合溶液
Ｂ      添加塩酸
【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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