JP4102907B2 - 液体混合装置 - Google Patents
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Description
また、本発明のもう一つの目的は、アルカリ性領域の次亜塩素酸水を製造する洗浄水製造装置としての液体混合装置を提供することにある。
さらに、本発明の別の目的は、酸性領域の次亜塩素酸水(殺菌水)を製造する機能と、アルカリ性領域の次亜塩素酸水(洗浄水)を製造する機能とを兼ね備えた液体混合装置を提供することにある。
前記混合槽は前記供給配管と比して管路径の大きな流入部を備え、
前記混合槽は、第1供給配管を介して供給される原水に次亜塩素酸塩水溶液からなる第1薬液を混合して一次水溶液を得るための一次混合槽と、前記一次混合槽から第2供給配管を介して供給される前記一次水溶液にpH調整液からなる第2薬液を混合して二次水溶液を得るための二次混合槽とを備え、
前記一次混合槽及び前記二次混合槽の少なくとも一方について、前記第1薬液または前記第2薬液を前記原水または前記一次水溶液に添加する添加位置と、前記流入部内の溶液中に磁束によってイオン分極電流を発生させ混合を促進させる磁気処理装置とが、前記流入部または前記流入部よりも上流側に配置されており、
前記二次混合槽は、前記一次水溶液に前記第2薬液として酸性水溶液を混合するための第1の二次混合槽と、前記一次水溶液に前記第2薬液としてアルカリ性水溶液を混合するための第2の二次混合槽とを備え、且つ、前記第2供給配管の前記一次水溶液を、前記第1の二次混合槽と前記第2の二次混合槽とに導く分岐手段が設けられている点にある。
したがって、本発明の第4の特徴構成による液体混合装置では、第1の二次混合槽内や第3供給配管内の水溶液が分岐部に向かって逆流すること、及び、第2の二次混合槽内や第4供給配管内の水溶液が分岐部に向かって逆流することが逆止弁によって防止される。したがって、第1コックを開放して殺菌水製造装置として使用する際に、第2の二次混合槽内の水溶液が第4供給配管内を逆流して第1の二次混合槽へと入り込む、或いは、逆に、第2コックを開放して洗浄水製造装置として使用する際に、第1の二次混合槽内の水溶液が第3供給配管内を逆流して第2の二次混合槽へと入り込む、等の現象によって最終的に二次混合槽から得られる次亜塩素酸水の成分やpH値に良くない影響を及ぼす虞が抑制される。
図1は、本発明による液体混合装置の一実施形態をなす次亜塩素酸水製造装置の構成を示す概略図である。この次亜塩素酸水製造装置100の特徴は、混合槽の溶液中に磁束によってイオン分極電流を発生させ混合を促進させる磁気処理装置が設けられている点、及び、使用形態によって酸性の次亜塩素酸水からなる殺菌水を製造する殺菌水製造装置としても、また、アルカリ性の次亜塩素酸水からなる洗浄水を製造する洗浄水製造装置としても使用可能である点にある。尚、アルカリ性(特にpH11〜13)の次亜塩素酸水がタンパク質等に対して非常に優れた洗浄効果を有する点については実験結果と共に後述するが、これは出願人が得た新しい知見である。
尚、第1供給管路P1と第2供給管路P2の配管を例えばJISの呼び径で40Aの樹脂管で構成した場合、第3供給管路P3及び第4供給管路P4以降の配管は、より細い例えば呼び径20Aの樹脂管で構成すると良い。
第1添加装置A1は第1供給管路P1における一次混合槽M1よりも上流側の添加位置Q1で注入する。同様に、第2添加装置A2は、第3供給管路P3における第1の二次混合槽M2よりも上流側で、逆止弁VCと流量検出装置F2よりも下流側の添加位置Q2で注入し、第3添加装置A3は、第4供給管路P4における第2の二次混合槽M3よりも上流側で、逆止弁VCと流量検出装置F3よりも下流側の添加位置Q3で注入する。尚、第1、第2及び第3供給管路P1,P3,P4は、下向きに略垂直に延びた最終区間P1e,P3e,P4eを経て一次及び二次混合槽M1,M2,M3に接続されており、各添加位置Q1,Q2,Q3はこれら最終区間P1e,P3e,P4eに配置されている。
また、流量検出装置F1によって検出される原水の流量値に基づいて、流量検出装置F1を所定量の原水が通過する毎に添加装置A1から1パルスの第1薬液を吐出させ、同様に、流量検出装置F2や流量検出装置F3によって検出される一次水溶液の流量値に基づいて、添加装置A2,A3から1パルスの第2薬液を吐出させる制御装置(不図示、指令手段の一例)が設けられている。
また、磁気処理装置B1,B2,B3は、長期間の使用に応じて表面に沈着する固形成分などを取り除き易いように、一次混合槽M1及び第1と第2の二次混合槽M2,M3の各流入部E1,E2,E3の構成部材の内部に組込成形によって閉じ込める、或いは、リング状などの単純な形状の樹脂製保護容器内などに閉じ込めることが好ましい。
一次混合槽M1及び各二次混合槽M2,M3の容積は、使用者が求める最も次亜塩素酸濃度の希薄な殺菌水または洗浄水を製造する際に、第1コックK1からの殺菌水の採取、或いは、第2コックK2からの洗浄水の採取に応じて混合槽M1,M2,M3内の溶液が新しいものと入れ替わってしまう前に、各添加装置A1,A2,A3を構成する定量ポンプから少なくとも1パルスの薬液が吐出されるように設定されている。その結果、各添加装置A1,A2,A3から1パルスの薬液も受け取らないまま原水乃至は一次水溶液が一次混合槽M1または二次混合槽M2,M3を素通りするといった事態が生じないので、常に次亜塩素酸ナトリウム水溶液と酸性水溶液とが、または、次亜塩素酸ナトリウム水溶液とアルカリ性水溶液とが設定された比率で添加混合され、成分が均一で一定濃度の殺菌水や洗浄水が製造可能となる。
同様に、第1及び第3添加装置A1,A3から吐出する第1薬液(次亜塩素酸ナトリウム水溶液)、及び、他方の第2薬液(水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性水溶液)の吐出量比を適宜調整することで、第2取出し管路P4cに設けられた第2コックK2から、特に洗浄効果の高い弱アルカリ性(pH11〜13)で、且つ、有効塩素濃度が200ppm付近で取り扱い易い洗浄水を得ることができる。
〔実験例〕
基材:ステンレス鋼(SUS316L)の微粒子(比表面積:0.4m2/g)
タンパク質汚れ:牛血清アルブミン(BSA)
次亜塩素酸水:次亜塩素酸ナトリウム溶液(試薬)を原料とし、イオン交換水を用いて有効塩素濃度100ppm、200ppmの溶液を調製後、硝酸または水酸化ナトリウムにてpH5〜13.5に調整したもの。
比較溶液1:硝酸の水溶液(pH2〜6に調整したもの)
比較溶液2:水酸化ナトリウム水溶液(pH8〜13.5に調整したもの)
50ml容のガラス製バイアル瓶中に20mlのBSA溶液(3g/l、pH5.2、10-3MKNO3)と4gのステンレス鋼微粒子を入れ、2時間振とう保温(40℃、140rpm)することにより吸着させ、得られたBSA吸着ステンレス鋼微粒子を別のバイアル瓶に取り出し、10mlのKNO3(10-3M)で3回洗浄後、40℃にて16時間乾燥させて、洗浄実験用の試料とした。
上記試料(BSA吸着ステンレス鋼微粒子)を25ml容のガラス製バイアル瓶中に入れ、次亜塩素酸水または比較溶液(1、2)を5ml添加後、2時間振とう保温(40℃、140rpm)することにより洗浄した。
洗浄後、溶液とステンレス鋼微粒子を別々に回収し、各溶液中に離脱されたBSA量とステンレス鋼微粒子に残留しているBSA量とを定量分析した。BSAの定量は、Lowry−Folin法(比色法)または全有機炭素(TOC)分析装置を用いて行った。
除去率は、初期吸着量に対する離脱量の割合と定義し、下記の数式によって求めた。
各水溶液のpH値を横軸にとり、各pH値に対応したBSAの除去率を縦軸にとった図2のグラフから次のような知見が得られた。
(i):酸性領域の硝酸水溶液(pH2〜6)はBSA除去作用(洗浄効果)を示さない。
(ii):水酸化ナトリウム水溶液は、強アルカリ性領域(pH11〜13.5)で明確な除去作用を示し、pHの増加と共に著しく除去率が向上するが、弱アルカリ性領域(pH8〜10)では除去作用を示さない。
図3は、本発明による液体混合装置の別の実施形態をなす次亜塩素酸水製造装置を示す。この次亜塩素酸水製造装置200は、第2薬液として希塩酸(他に硫酸、硝酸、有機酸なども使用可能)を用い、専ら弱酸性の次亜塩素酸水を製造する殺菌水製造装置として使用されることを想定したものである。
次亜塩素酸水製造装置200は、第1薬液としての次亜塩素酸ナトリウム水溶液を原水と混合するための一次混合槽M11、及び、第2薬液としての希塩酸(酸性水溶液の一例であり、他に硝酸、硫酸、有機酸なども使用可能)を一次混合槽M11で得られた一次水溶液と混合するための二次混合槽M12とを有する。
取出し管路P13の一部から分岐した分岐管路P13dの内部には、得られた殺菌水のpH値を測定するpH測定器Jの電極が装着されている。
尚、第1及び第2供給管路P11,P12は、下向きに略垂直に延びた最終区間P11e,P12eを経て一次及び二次混合槽M11,M12に接続されており、各添加位置Q11,Q12はこれら最終区間P11e,P12eに配置されている。第1及び第2添加装置A11,A12はいずれもソレノイド駆動式の定量ポンプで構成されており、それぞれ第1薬液タンクT11に貯留された第1薬液、及び、第2薬液タンクT12に貯留された第2薬液を、例えば定量ポンプに設けられた入力パネルから手動等で入力された一定の単位吐出量と指示された吐出間隔でパルス式に吐出する。
また、流量検出装置Fによって検出される原水の流量値に基づいて、流量検出装置Fを所定量の原水が通過する毎に添加装置A11から1パルスの第1薬液を吐出させ、同時に、添加装置A12から1パルスの第2薬液を吐出させる制御装置(不図示、指令手段の一例)が設けられている。
また、バッファ槽M13は二次混合槽M12と平行に配置されており、二次混合槽M12で得られた殺菌水は上向きにバッファ槽M13に進入する。一次混合槽M11の下方、及び、二次混合槽M12とバッファ槽M13の下方には、各混合槽M11,M12及びバッファ槽M13内の洗浄時に槽内の液体を抜き去るためのドレン配管Dが設けられている。
一次及び二次混合槽M1,M2の容積は、使用者が求める最も希薄な殺菌水を製造する際に、二次混合槽M2で得られた殺菌水のコックKからの採取に応じて混合槽M1,M2内の溶液が新しいものと入れ替わってしまう前に、第1及び第2添加装置A1,A2を構成する定量ポンプから少なくとも1パルスの薬液が吐出されるように設定されている。その結果、第1及び第2添加装置A1,A2から1パルスの薬液も受け取らないまま原水乃至は水溶液が一次混合槽M1または二次混合槽M2を通過するといった事態が生じないので、常に次亜塩素酸ナトリウム水溶液と酸性水溶液とが設定された比率で添加混合され、成分が均一で一定濃度の殺菌水が製造可能となる。
上記の別実施形態とは逆に、第1薬液タンクT11内の第1薬液として酸性水溶液を用い、第2薬液タンクT12内の第2薬液として次亜塩素酸ナトリウム水溶液を用いても良い。
尚、次亜塩素酸水製造装置200は、第2薬液として酸の代わりにアルカリを用いることによって、弱アルカリ性の次亜塩素酸水を製造する洗浄水製造装置として使用することも可能であることは勿論である。
磁気処理装置の設置個所は、一次及び二次混合槽M1,M2,M3,M11,M12内の流入部E1,E2,E3,E11,E12付近に限らず、各供給管路P1,P3,P4,P11,P12内でも良い。但し、原水及び一次水溶液中に、磁束によるイオン分極電流を発生させることで混合促進効果が発揮されている間に一次及び二次混合槽M1,M2,M11,M12内に進入するように、第1薬液の添加位置Q1,Q11から流入部E1,E11の間の領域、及び、第2薬液の添加位置Q2,Q3,Q13から流入部E2,E3,E12の間の領域に設置するのが好適である。また、磁気処理装置はこれらの領域内の複数箇所に設置しても良い。
尚、上記の各実施形態では、磁気処理装置が各薬液の添加位置よりも下流側に配置されているが、磁気処理装置が各薬液の添加位置よりも上流側、或いは、添加位置と同じ個所に位置しても良い。また、各薬液の添加位置としては、上記の実施形態に記された位置から流入部E1,E2付近の間の範囲内の任意の位置であれば良い。
200 次亜塩素酸水製造装置(液体混合装置、殺菌水製造装置)
T1,T11 第1薬液タンク
T2,T3,T12 第2薬液タンク
M1,M11 一次混合槽
M2,M3,M12 二次混合槽
M2b,M3b,M13 バッファ槽
A1,A11 第1添加装置
A2,A12 第2添加装置
A3 第2添加装置
Q1,Q2,Q3,Q11,Q12 添加位置
E1,E2,E3,E11,E12 流入部
B1,B2,B3 磁気処理装置
P1,P11 第1供給管路
P2,P12 第2供給管路
P3 第3供給管路
P4 第4供給管路
P3c,P4c、P13 取出し管路
R レギュレータ
VC 逆止弁
J pH測定器
Claims (4)
- 供給配管を介して供給される原水または水溶液に薬液を混合して混合液体を作製するための混合槽を備えた液体混合装置であって、
前記混合槽は前記供給配管と比して管路径の大きな流入部を備え、
前記混合槽は、第1供給配管を介して供給される原水に次亜塩素酸塩水溶液からなる第1薬液を混合して一次水溶液を得るための一次混合槽と、前記一次混合槽から第2供給配管を介して供給される前記一次水溶液にpH調整液からなる第2薬液を混合して二次水溶液を得るための二次混合槽とを備え、
前記一次混合槽及び前記二次混合槽の少なくとも一方について、前記第1薬液または前記第2薬液を前記原水または前記一次水溶液に添加する添加位置と、前記流入部内の溶液中に磁束によってイオン分極電流を発生させ混合を促進させる磁気処理装置とが、前記流入部または前記流入部よりも上流側に配置されており、
前記二次混合槽は、前記一次水溶液に前記第2薬液として酸性水溶液を混合するための第1の二次混合槽と、前記一次水溶液に前記第2薬液としてアルカリ性水溶液を混合するための第2の二次混合槽とを備え、且つ、前記第2供給配管の前記一次水溶液を、前記第1の二次混合槽と前記第2の二次混合槽とに導く分岐手段が設けられている液体混合装置。 - 原水または水溶液に前記薬液を添加する添加装置が、薬液をパルス式に吐出する定量ポンプで構成されており、且つ、前記供給配管を介して供給される原水または水溶液の流量を検出する検出装置、及び、前記検出装置によって検出された原水または水溶液の流量に応じて前記各定量ポンプからの吐出時期を指令する指令手段が設けられており、前記混合槽の容積は、最も希薄な混合液体を製造する際に、前記混合槽内の溶液が入れ替わる前に前記定量ポンプから少なくとも1パルスの吐出薬液を受け入れるように設定されている請求項1に記載の液体混合装置。
- 前記分岐手段は、前記第2供給配管を、前記一次水溶液を前記第1の二次混合槽に導く第3供給配管と、前記一次水溶液を前記第2の二次混合槽に導く第4供給配管とに接続する分岐継手からなり、
前記第1供給配管内における原水の流量、および、前記第3供給配管または第4供給配管内における一次水溶液の流量を制御する切換機構として、前記第1の二次混合槽の下流側に配置された第1コックと、前記第2の二次混合槽の下流側に配置された第2コックとが設けられている請求項1または2に記載の液体混合装置。 - 前記第3供給配管と前記第4供給配管には各々逆止弁が介装されている請求項3に記載の液体混合装置。
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