JP4150533B2

JP4150533B2 - 殺菌水の製造装置

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Publication number: JP4150533B2
Application number: JP2002134785A
Authority: JP
Inventors: 裕坂田; 年純池田
Original assignee: 岡▲崎▼ 美惠子
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2022-05-10
Also published as: JP2003326277A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、食品加工、畜産、医療等において用いられる殺菌水の製造装置に関する。特に、次亜塩素酸ナトリウム水溶液や二酸化塩素水溶液によって塩素殺菌・塩素消毒を行う殺菌水の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、漂白剤やカビ取り剤として、殺菌・消毒性を有する次亜塩素酸ナトリウム水溶液が用いられている。また、二酸化塩素は水道水の殺菌・消毒への使用が検討されている。こういった殺菌力をより高めるために塩素の濃度を水道水等に比べて高くした殺菌水が、ＨＡＣＣＰに準拠した食品加工現場や、ＳＰＦ豚の飼育等を行う畜産、医療といった殺菌や消毒を必要とする現場で用いられている。
【０００３】
ここで、上述の塩素系化合物による殺菌作用は、水溶液中の塩素系化合物の状態によって大きく変化し、酸性度（ｐH）に大きく依存することが知られている。特に次亜塩素酸ナトリウムの場合には、ｐHの範囲によって、強酸性、弱酸性〜中性、アルカリ性の三者で大きくその作用が異なっている。
【０００４】
強酸性（ｐHが３．８を下回る場合）では、次亜塩素酸ナトリウム水溶液から塩素ガスが遊離する。この塩素ガスは有毒であり、殺菌水に殺菌・消毒作用はあるものの、製造された殺菌水の用途が非常に限定されてしまい、一般的な使用には望ましくない。また、アルカリ性（ｐHが７．５を超える場合）とすると、溶液中での塩素は次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ^-）の形に電離する割合が増える。この次亜塩素酸イオンは殺菌力が弱く、同じ塩素濃度の次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）の約１／８０の殺菌力しか示さない。このために、殺菌力を高めるためには塩素濃度を大きくせざるを得ない。ここで、次亜塩素酸ナトリウム水溶液は、それ自体がアルカリ性となるために、濃度を大きくして殺菌力を高めようとしても、殺菌力が高まるものの、それ以上に濃度を高める必要が生じてしまう。
【０００５】
これらに対して、弱酸性から中性（ｐH４．８〜７．５）の液性の場合には、多くの塩素は次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）の状態となるために、塩素ガスを発生させずに殺菌力が強くできて望ましい。
【０００６】
このため、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の液性を弱酸性から中性にして塩素ガスを発生させずに十分な殺菌力を備えた殺菌水の製造装置や方法を実現するための工夫が行われてきた。例えば、特開平１０−１８２３２５号公報には「次亜塩素酸ナトリウムの殺菌力増強装置」が開示されている。この開示によれば、酸と塩素系水溶液の何れかを希釈して、別々の混入器によって水流に混入させることが開示されている。この開示では、酸水溶液や塩素系水溶液はポンプによって流路に注入される構成となっている。また、水流中にポンプによって塩素系水溶液タンクから次亜塩素酸を混入させ、その後に酸をポンプによって混入させる構成が主に開示されている。さらに、混合において攪拌子などからなる混合手段を用いている。
【０００７】
しかし、これらの開示による殺菌水の製造装置や方法では、なお、以下の問題点が存在する。
（１）この公知の構成では、液性を弱酸性にするために酸を用いるが、酸や次亜塩素酸の濃度の不均質などにより、最終的に製造した殺菌水においては、塩素ガスが発生しやすい。
【０００８】
（２）次亜塩素酸ナトリウム水溶液を混入させる酸性水を適切な酸性度に制御するために、精密な制御系が必要であったり、酸性水の段階でリザーバに蓄える必要がある。また、混入器が複数必要であるなど、装置が大掛かりになり、設置場所が限定され、高価なものとなっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこれら課題を解決するためになされたものであり、塩素ガスの発生を抑制しつつ、塩素系水溶液の殺菌力を十分に発揮させるとともに、簡易な構造の殺菌水の製造装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、水、酸水溶液、塩素系水溶液の３液を十分に制御された濃度で適切に混入・混合することによって、所望の殺菌水を製造する殺菌水製造装置を提供する。水は酸水溶液や塩素水溶液に比べて大量に用いられる。本発明のある態様の殺菌水製造装置においては、混入器において、酸水溶液と塩素系水溶液の両者を水で希釈してから互いに混合するようにすることができる。
したがって、本発明では、塩酸もしくは酢酸またはこれらの混合物の酸水溶液と、次亜塩素酸ナトリウムもしくは二酸化塩素またはこれらの混合物の塩素系水溶液とを水に混合させて製造する殺菌水の製造装置であって、水流の一部に前記酸水溶液を混入させて希釈酸水溶液を作る第1の流路と前記水流の残りに前記塩素系水溶液を混入させて希釈塩素系水溶液を作る第２の流路とを備える混入器と、前記第１の流路および前記第２の流路の下流に配置され、前記第１の流路からの前記希釈酸水溶液と前記第２の流路からの前記希釈塩素系水溶液とを混合させる混合器とを含む殺菌水製造装置が提供される。
このように構成することにより、複数の混入器を用いずに酸水溶液と塩素系水溶液を希釈しながら混入・混合できて、簡易な構成の殺菌水製造装置が作製できる。
【００１１】
この構成においては、前記混入器は、前記第１の流路と前記第２の流路において水流に生じる負圧により、前記酸水溶液および前記塩素系水溶液を吸込み混入させる混入器であって、ポンプによる混入を行わないようにする。
酸水溶液や塩素系水溶液の混入ラインにおいて、ラインポンプが不要となって、簡易に殺菌水製造装置が作製できる。
【００１２】
さらに、上述の殺菌水製造装置において、前記第１の流路と前記第２の流路が分離壁によって分離されているものとすることができる。
分離壁は、酸水溶液と塩素系水溶液が十分に希釈されずに互いに接触することを防止する作用を有している。分離壁の構造や配置、材質、作成方法は任意であるが、第1の流路と第２の流路を流れる液体が混ざらないように配置される。分離壁には、例えば、板部材などが使用できる。この場合には、混合器の胴部には機械加工で機械精度を確保しやすいような軸対称形状の加工を行っておいてから分離壁を配置することができるため、小型であっても精度の高い混合器が作製可能であり、安定した濃度の殺菌水が得られる殺菌水製造装置が提供される。
【００１３】
本発明の別の態様の殺菌水製造装置においても、同様に、混入器において水、酸水溶液、塩素系水溶液の３液が混入・混合される。ここでは、酸水溶液を水で希釈したところに、塩素系水溶液が混入されるようにすることができる。このとき、酸水溶液と塩素系水溶液は、少なくとも酸水溶液が希釈されてから混合される。
【００１４】
このように、本発明においては、塩酸もしくは酢酸またはこれらの混合物の酸水溶液と、次亜塩素酸ナトリウムもしくは二酸化塩素またはこれらの混合物の塩素系水溶液とを水に混合させて製造する殺菌水の製造装置であって、水流に前記酸水溶液を混入させて希釈酸水溶液を作る流路を備えてなり、該希釈酸水溶液に前記塩素系水溶液を混入させる混入器と、該混入器の下流に配置されて前記水流を混合させる混合器とを含む殺菌水製造装置が提供される。
【００１５】
この構成によって、単一の混入器で希釈した酸水溶液が作られてから塩素系水溶液が混入されることとなる。この構成で、混入器が１つであっても、十分な殺菌力の殺菌水、例えば、弱酸性から中性の液性を示し、次亜塩素酸濃度が２００ppm程度である殺菌水が得られ、しかも、塩素ガスの発生は殆どない。
【００１６】
この構成においては、さらに、前記混入器は、前記酸水溶液および前記塩素系水溶液を水流に生じる負圧によって吸込み混入させる混入器であって、ポンプによる混入を行わないようにする。
混入のためにポンプを混入ラインに備える必要が無いために、簡易な構造の殺菌水製造装置が作製できる。
【００１７】
本発明の上記いずれかの態様において、前記混入器は、水流の送水圧によって水流の流路の開閉動作をする可動部を備え、該開閉動作によって、前記酸水溶液および前記塩素系水溶液を混入させる逆止弁の開閉を動作させるものとする。
このように構成すると、送水される水流が所定の圧力以下の場合において水流が停止し、酸水溶液や塩素系水溶液が流路に流出しないようにできる。これにより、水流が殆ど流れていない場合において、酸水溶液や塩素系水溶液が流出してしまうことが防げる。したがって、意図しない高い濃度での酸水溶液と塩素系水溶液の混合などが防止できる。
【００１８】
この可動部が、バネを用いて一定の圧力をしきい値として開閉動作するようにされると、本発明の殺菌水製造装置において酸水溶液や塩素系水溶液の混合が、送水圧で制御できる。
また、本発明の上述した態様において、塩素系水溶液の経路にある逆止弁がこの可動部を備えるように構成されていても良い。これにより、部品点数が少なくても、良好に動作する殺菌水製造装置が提供される。
【００１９】
上述の本発明の何れの態様においても、前記混合器が水流を実質的な乱流にして混合する静止型混合器とすることができる。
水流を実質的な乱流にするとは、流れが実質的な層流や定常的な渦のみからなるものではなく、乱流となる部分があることや、時間的に変動する渦（例えばカルマン渦列）を生成することにより乱流と見なせるような水流とすることを意味する。なお、水流には、水のみでなく、酸水溶液や塩素系水溶液を希釈した液体の流れを含む。
【００２０】
上述の本発明の態様において、前記混合器は、管内の水流において混合を行う混合器であって、それぞれ方向の異なる複数の混合羽根が該管の長手方向に沿って該管内に配置されており、該混合羽根のそれぞれによって管内の水流に実質的な乱流を発生させて水流を混合させる静止型混合器とすることができる。
この場合、方向の異なる複数の混合羽根は、それぞれの羽根の下流側で、水流に対してカルマン渦列のような時間に伴って生成と消滅を繰り返すような渦や乱流（実質的な乱流）を発生させることができるように作製される。この混合羽根のために、流れには大きな抵抗が生じることなく効率よく混合ができる。混合羽根は実質的な乱流を発生させるものであれば良く、実質的な乱流を発生させる構造であれば、特に混合羽根の形状が限定されるものではない。混合羽根のそれぞれは異なる方向を向いているように配置される。これにより、混合器を流れる水流の何れの部分も実質的な乱流により混合され、複数の混合羽根がそこを通過した水流は十分に混合される。これにより、製造される殺菌水においては、酸や塩素の濃度の揺らぎが発生しにくくなる。こうして、本発明の殺菌水製造装置は、塩素ガスの発生を抑制できる均質な殺菌水が製造可能となる。
【００２１】
また、この混合羽根は、一定の厚みを持たせておくことができる。厚みが一定以上あることにより、適度なカルマン渦といった実質的な乱流が水流のみによって誘起されて良好に混合できる。
【００２２】
加えて、前記複数の混合羽根は、平面状の板部材に設けた幅の狭い連結部で該板部材を捻ることによって作製されたものであるとすることができる。
このような混合羽根の例としては板部材（例えば、管の内径とほぼ同じ幅を持ち、混合器を構成する管の長さとほぼ同じ長さを持つような板部材）を用いて周期的に幅が狭くなるような部材を作り、その幅が広い部分を個々の混合羽根とし、幅が狭い部分を連結部とすることができる（図５Ａ参照）。この連結部を一定角度ずつ捻ると、個々の混合羽根が管内で方向が異なるような複数の混合羽根が容易に作製できる（図５Ｂ参照）。これは、管の内径にほぼ合った外形を持つので、特段の支持部材がなくても管の中に入れてその端部を固定等するだけで良好な混合性を備える混合羽根が容易に作製できる。
このような複数の混合羽根は、必ずしも図５Ｂに記載のようなものに限定されるものではない。また、捻る角度は特に規則的である必要もない。また、本発明の混合羽根が他の作製方法、例えば、樹脂成形品、立体的な機械加工品等であっても本発明の殺菌水製造装置は良好に動作することは言うまでもない。
【００２３】
本発明においては、水流を作り出す手段は特には問わない。任意の送水ポンプや吸引ポンプが使用できる。また、水道水など、予め加圧されて供給される水源を用いても良い。
しかし、さらに好ましくは、上記いずれかの本発明の態様において、水流が前記混入器の上流にあるポンプで作られているものとすることができる。このような構成にすると、ポンプの吐出圧で水流が制御できるために、水流が安定しやすいという利点がある。また、ポンプに酸水溶液や塩素系水溶液といった薬液が触れないために、ポンプに防錆処理などを行う必要がない。本発明においては、ポンプの形式は任意のもの、例えば渦流ポンプなどが使用できる。
【００２４】
上記いずれかの本発明の態様において、前記塩素系水溶液が次亜塩素酸ナトリウムとし、前記殺菌水のｐHが４．８以上７．５以下となるようにすることができる。
次亜塩素酸の場合に酸性度（ｐH）を上記の範囲に設定すれば、良好な殺菌水が実現できる。また、本発明の何れの殺菌水製造装置においても、上記殺菌水が安定して製造可能となる。
【００２５】
また、塩酸もしくは酢酸またはこれらの混合物の酸水溶液と、次亜塩素酸ナトリウムもしくは二酸化塩素またはこれらの混合物の塩素系水溶液とを水に混合させて製造する殺菌水の製造方法であって、水流を第１の流路と第２の流路に分離する分流ステップと、該分流ステップに次いで、前記酸水溶液を第1の流路に混入させて希釈酸水溶液を作る酸希釈ステップと、前記塩素系水溶液を第２の流路に混入させて希釈塩素系水溶液を作る塩素系水溶液希釈ステップと、該酸希釈ステップと該塩素系水溶液希釈ステップの後において、前記希釈酸水溶液と前記希釈塩素系水溶液とを混合するステップとを備える殺菌水の製造方法も有効である。
【００２６】
また、塩酸もしくは酢酸またはこれらの混合物の酸水溶液と、次亜塩素酸ナトリウムもしくは二酸化塩素またはこれらの混合物の塩素系水溶液とを水に混合させて製造する殺菌水の製造方法であって、水流に前記酸水溶液を混入させて希釈酸水溶液を作る酸希釈ステップと、該酸希釈ステップに次いで、前記塩素系水溶液を混入させる塩素系水溶液混入ステップと、該塩素系水溶液混入ステップの後において該水流を混合するステップとを備える殺菌水の製造方法も有効である。これらの製造方法において、塩素系水溶液の濃度は１０ppmから４００ppmとすることができる。さらに好ましくは１００ppmから３００ppmとすることができる。この範囲の濃度にある殺菌水を上記製造方法で製造すると、殺菌力が高く、装置構成も簡単なために実用性が高い。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［実施の形態１］
本発明の実施の形態に関して説明する。図１に本発明のある実施の形態である殺菌水製造装置１００の概略の系統図を示す。
【００２８】
殺菌水製造装置１００においては、原水１が適当なポンプ１１によって吸引および加圧送水されて、そこに酸タンク２から酸水溶液２１が混入されて酸性水とされ、さらに、塩素系水溶液タンク３から塩素系水溶液３１が混入されて殺菌水が製造される。酸水溶液２１は流量調整部２２によって混入量が制御され、逆止弁２３によって、水流が停止しているときに流路６と酸タンク２が遮断されるように構成されている。
【００２９】
原水１は、特段限定されないが、用途に応じて、純水、水道水、河川水、地下水等が適当である。酸水溶液２１は、適当な濃度（例えば８．５％）の塩酸（塩化水素水溶液）や、酢酸などである。また、塩素系水溶液３１は適当な濃度（例えば１２％）の次亜塩素酸ナトリウム水溶液や、二酸化塩素などである。
【００３０】
原水１は第１の流路６および第２の流路７に分かれて、それぞれに酸水溶液２１、塩素系水溶液３１が混入される。酸水溶液２１は混入部４１において原水に混入して希釈されて希釈酸水溶液が作られ、また、塩素系水溶液３１は混入部４２において混入されて希釈塩素系水溶液が作られる。希釈酸水溶液および希釈塩素系水溶液は、さらにその下流にある混合器５で混合されて、水と酸水溶液と塩素系水溶液とを含んでなる殺菌水８１が製造される。この殺菌水８１はタンク８に蓄えられてもよい。あるいは、殺菌水として直接使用されても良い。タンク８に蓄える場合には、液面センサ９によってタンク内の殺菌水の量を検知し、制御手段１０によってポンプ１１を制御して、殺菌水を一定量確保するようにすることができる。
本実施の形態においては、上記の混入部４１と混入部４２が混入器４の中に共に備えられている。混入器４には、原水１に酸水溶液を混入させる第1の流路７と第２の流路６が共に含まれている。
【００３１】
（実施例の全体的説明）
次に、このような系統図で表わされる殺菌水製造装置に用いられる本実施の形態を実現する混入器４および混合器５の実施例について、図２および図３を用いて説明する。図２は、本実施例の混入器４０および混合器５０の一部を切断して示した概略斜視図である。本実施例では混入器４０と混合器５０は共に円筒形状の外観を有し、互いに接続部５９によって接続されている。また、図３は、この混入器４０と混合器５０の一部の断面を示す断面図である。
【００３２】
（混入器の説明）
本実施例の混入器４０には、水の導入口となる原水フランジ部４６と、薬液導入アセンブリ４４Ａおよび４４Ｂが取り付けられている。薬液導入アセンブリ４４Ａおよび４４Ｂには、それぞれ、酸水溶液と塩素系水溶液とを受け入れる薬液導入口４５Ａ，４５Ｂが設けられている。混入器４０の胴部４４０の内部には、可動弁（可動部）４８が備えられており、可動弁（可動部）４８がコイルスプリング４８２によって、可動弁４８の先端部４８３の向きに付勢されている。
【００３３】
原水１が加圧して送水されている際には、可動弁（可動部）４８は、原水の圧力を面４８１で受けると、コイルスプリング４８２を圧縮させて第1の流路６および第２の流路７に原水１が流れ得るように移動する（図２仮想線、開位置）。コイルスプリング４８２は、エンドキャップ４８４によって胴部４４０に固定されている。このエンドキャップ４８４には、リーク穴４８５が空けられていて可動弁４８の背圧を大気圧に逃がしている。
【００３４】
このようにして確保された第１、第２の流路６、７の付近では、水流が絞られているので、水流の流速が早くなり、ベルヌーイの原理に従って、酸水溶液や塩素系水溶液が薬液導入アセンブリ４４Ａの逆止弁４４２Ａ、４４２Ｂから導入される。可動弁４８が開位置にあるとき、これらの逆止弁４４２Ａ、４４２Ｂは共に開状態にある。この混入される位置は、先の図１における混入部４１、４２に相当するため、図２においても同様の符合で混入部４１と混入部４２として示す。
【００３５】
このとき、原水フランジ部４６からの原水１は、混入器４０の内部では、分離壁４７の片側として規定される第１の流路６と分離壁４７の他方の片側として規定される第２の流路７とに分かれて流れる。図２、３において、第１の流路６と第２の流路７は、それぞれ分離へ器４７の上側、下側として示されている。分離壁４７は、第１の流路６と第２の流路７を分離するように構成されている。各流路の水流には二つの薬液導入アセンブリ４４Ａ，４４Ｂからそれぞれ酸水溶液と塩素系水溶液が混入される。第1の流路と第２の流路を流れる酸水溶液と塩素系水溶液は混入器内では互いに混ざることはない。このように、本実施例の混入器４０の内部には、第１の流路と第２の流路が備えられていて、それぞれを流れる水流において、分離された状態で酸水溶液と塩素系水溶液が吸込み混入されて希釈される。混入は、水流の流速に応じて発生する負圧によっておこなわれるので、酸水溶液や塩素系溶液を混入させるためだけのポンプなどは特には必要ない。
【００３６】
また、本実施例においては、原水１の送水圧が所定の値よりも低い場合には、可動弁４８の先端部４８３が第１の流路６と第２の流路７とを遮断するように配置される（図３の実線の位置、閉位置）。このときは、さらに、薬液導入アセンブリ４４Ａ，４４Ｂの逆止弁４４２Ａ，４４２Ｂが可動弁４８の先端部４８３によって押し込まれるために、それぞれ第１の流路６と第２の流路７からも酸水溶液や塩素系水溶液が遮断される。これにより、原水１の送水圧が一定以上でない場合には、原水の送水が遮断されるだけでなく、酸水溶液や塩素系水溶液の混入も停止される。
第１の流路６と第２の流路７において混合部４１と混合部４２とで希釈された希釈酸水溶液と希釈塩素系水溶液は、８度の開口テーパ角を有するスカート部４９を通過して流速が低下してから、下流に接続された混合器５０に流出してゆく。
【００３７】
（薬液導入アセンブリの説明）
この混入器４０に組み合わせられている薬液混入アセンブリ４４Ａ，４４Ｂ（以下まとめて４４と示す）は、円筒形の胴部４４０、薬液導入口４５、逆止弁４４２、流量調整ネジ４４４、流量調整ネジ用Ｏリング４４６からなる（図４）。円筒形の胴部４４０には薬液導入口４５が捻じ込まれて取り付けられている。薬液導入口４５の内部には流路がある。この流路からの薬液は、胴部４４０の内部に設けられた流量調整ネジ収容部に導入されて、胴部４４０の中心軸に沿った薬液流路４４７へと流出してゆく。流量調整ネジ４４４は、ネジの回転によって薬液流路４４７における薬液の流量を、流量調整ネジ４４４の先端部４４５で調整できるように、胴部４４０にネジ込み可能にされていて、適当なＯリング４４６でシールされている。薬液流路４４７を流れた酸水溶液や塩素系水溶液といった薬液は、逆止弁４４２へと流れ、その内部の薬液流路４４９から流出してゆく。逆止弁４４２は、可動部４８の先端部４８３（図３）が逆止弁４４２の先端部４４８を押し込むと、逆止弁４４２と胴部４４０の間に作られる開閉部４４６が遮断されるために、薬液の流路が遮断される。
【００３８】
（混合器の説明）
また、本実施例における混合器５０は、酸水溶液と塩素系水溶液の上記のようにして希釈された溶液を共に受け入れる（図２、図３）。混合器５０では、パイプ部５１が混入器４０の流出口に接続部５９によって液体の漏れがないように接続される。パイプ部５１の内部には、混合羽根５３を多数備える混合羽根体５２が配置される。混合羽根体５２はパイプ部５１に対して位置が固定されている。後述する構造上の特徴によって、個々の混合羽根５３がそこを流れる水流に乱流を起こさせて、溶質等の濃度の不均一を均質で一様となるように強く混合させる。
【００３９】
（混合器の羽根の構造）
混合器の実施例である混合器５０においては、混合羽根体２０は、板部材から作製される。この板部材は、混合器５０のパイプ部５１の長手方向に沿って伸びていてパイプ部５１の内径に収まる幅を有し、一定の長手方向の周期でくびれを有する形状（図５Ａ参照）にまず加工される。この加工は、任意の加工手段（例えばプレス打ち抜き）を用いることができる。本実施例での板材は、板厚２ｍｍの１枚のステンレス板を用いている。次に、長手方向を軸とするようにこの形状の板材をくびれのところで捻ることによって、図３に示されたような連結部５４で連結されている複数の混合羽根５３を有する混合羽根体５２が作製される。
【００４０】
このような混合羽根体５２の各混合羽根５３は、混合器内部５６を流れる水流に対して混合羽根５３の主面５３１が流れに沿うように配置され、混合羽根５３自体が流れに斜めに向けられてはいない。しかし、混合羽根５３が水流中に配置されると、水流の下流にカルマン渦列が生成される（図５Ｃ）。このカルマン渦列は時間と共に次々と生成されて水流と共に下流に流れてゆくために、個々の渦自体が決まった位置に固定されるものではないが、渦列は混合羽根５２の下流で次々と生成され続ける。このカルマン渦列は、そこを流れる水流の流速が増すと生成される時間的な周期が短くなるという性質を有する。そしてさらに水流の流速が増すと、カルマン渦列はほぼ完全な乱流へと変化してゆく。本実施例では、可動弁４８が開位置になる送水圧の場合には、少なくともカルマン渦列が生成されるように可動弁４８の動作圧を設定している。
【００４１】
カルマン渦列を生成する個々の混合羽根５３の方向は異なる方向を向いている（図５Ｂ）。したがって、混合器５０におけるパイプ５１の内部の水流は、パイプ５１内部の任意の断面の位置を流れるものであっても十分に混合される。これは、より流速が高くて乱流となる場合であっても同様である。
【００４２】
なお、本実施例では混合器について特定の材質、作製方法、形状の構成を開示しているが、その材質、作製方法、形状には変形が可能である。つまり、材質の変形として、例えば、プラスティックで同様の形状の混合羽根体を作ることもできる。また、作製方法の変形として、例えば、機械加工で同様の形状の混合羽根体を作ることもできる。また、形状の変形として、一定の方向の差を有するように捻られている上記実施例の複数の混合羽根の替わりに、ランダムな方向の差となるような形状とすることができる。また、個々の羽根の形状も上記の実施例とは異なり、板状ではなく、例えば円断面であったり、三角形であってもよい。いずれにしても、混合羽根の方向が異なっていて、混合羽根のそれぞれで水流に実質的な乱流を発生させるものであれば本発明の手段とすることができる。
【００４３】
以上のような実施例の混入器と混合器によって、３液の混入が可能な混入器を用いて、殺菌水を安定して製造でき、簡便な構成を有する殺菌水製造装置が作製できた。
【００４４】
［実施の形態２（本発明の参考となる形態）］
本発明の参考となる別の実施の形態に関して説明する。図６に本発明の参考となる他の実施の形態である殺菌水製造装置１０１の概略の系統図を示す。
殺菌水製造装置１０１においては、殺菌水製造装置１００と同様に、原水１が適当なポンプ１１によって加圧送水されて、そこに酸タンク２から酸水溶液２１が混入されて希釈酸水溶液とされ、さらに、塩素系水溶液タンク３から塩素系水溶液３１が混入されて殺菌水が製造される。
【００４５】
原水１は、先の実施の形態とは異なり、複数の流路ではなく、一系統の流路を流れる。流路を流れてくる原水１には、酸水溶液２１、塩素系水溶液３１がこの順に混入される。酸水溶液２１は混入部４１０において原水に混入して希釈されて希釈酸水溶液が作られ、そこに塩素系水溶液３１が混入部４２０において混入される。この殺菌水は、さらにその下流にある混合器５で混合されて、水と酸水溶液と塩素系水溶液とを含んでなる殺菌水８１が製造される。殺菌水８１がタンク８や液面センサ９、制御手段１０とともに用いられる点や、ポンプ１１がこの制御手段１０で制御される点などは先の実施の形態と同様である。
本実施の形態において、上述の混入部４１０と混入部４２０は混入器４００の中に共に備えられている。
【００４６】
（実施例の全体の説明）
次に本実施の形態を実現する混入器４０１の実施例について、図７を用いて説明する。図７は、本実施例の混入器４０１と混合器５０の一部の断面を示す断面図である。なお、酸水溶液が混入する混入部４１０は薬液導入アセンブリ４４の出口にあたり、塩素系水溶液が混入する混入部４２０は可動弁４０３の先端部４０８の出口に相当する。
【００４７】
（混入器の説明）
本実施例の混入器４０１には、水の導入口となる原水フランジ部４６と、薬液導入アセンブリ４４および４０４が取り付けられている。薬液導入アセンブリ４４は、先の実施例で説明した４４Ａと同様である。薬液導入アセンブリ４０４は逆止弁を備えておらず、混入器４０１の胴部４０２に取り付けられて、胴部４０２の内部に備えられた可動弁（可動部）４０３に薬液を導入する。
【００４８】
原水１が送水されている際には、可動弁（可動部）４０３は、原水の圧力を面４０５で受けると、先の実施例と同様に、コイルスプリング４０６を圧縮させる。このとき、可動弁４０３の肩部４０７は薬液導入アセンブリ４４の逆止弁４４２の先端部から酸水溶液が混入されるよう、流路を遮断しない位置に配置される。また、可動弁４０３の先端部４０８も、可動弁４０３の内部にある薬液流路４１４からの塩素系水溶液が混入されるよう、可動弁ストッパー４０９からはなれた位置に配置される（図７仮想線、開位置）。
【００４９】
可動弁４０３は中心部分に薬液流路４１４を備えていて、薬液導入アセンブリ４０４から導入される薬液は薬液流路４１４を流れて、可動弁４０３の先端から流出する。薬液導入アセンブリ４４の逆止弁４４２の先端部付近や薬液流路４１４の出口付近では、水流によって酸水溶液や塩素系水溶液が吸引されて水流に混入される。この混入される位置は、それぞれ先の図１における混入部４１０、４２０に相当するため、図７においても同様の符合で混入部４１０と混入部４２０として示す。
【００５０】
本実施例の混入器４０１の内部では水流の流路は一系統である。ここでは、まず酸水溶液が水に混入されて希釈され、その下流で塩素系水溶液が混入される。これらは、水流に生じる負圧によって吸込み混入されて希釈される。先の実施形態と同様に、負圧によって酸水溶液や塩素系水溶液を水流に混入することができるので、混入させるためだけのポンプなどは特には必要ない。
【００５１】
また、本実施例においても、原水１の送水圧が所定の値よりも低い場合には、可動弁（可動部）４０３がコイルスプリング４０６によって付勢され、可動弁４０３の先端部４０８は塩素系水溶液の流路を遮断し、可動弁４０３の肩部４０７は逆止弁４４２と協働して酸水溶液の流路を遮断するように配置される（図７の実線の位置、閉位置）。薬液導入アセンブリ４４およびそこに備えられた逆止弁４４２の作用は先の実施例と同様である。可動弁４０３の先端部４０８における薬液流路４１４の出口には、可動弁ストッパー４０９の先端が嵌合し、薬液流路４１４から塩素系水溶液が流出することはない。このように、原水１の送水圧が一定以上でない場合には、原水の送水が遮断されるだけでなく、酸水溶液や塩素系水溶液の供給も停止される。
【００５２】
本実施例で使用される薬液導入アセンブリ４４や混合器５０の目的、構成、作用は、先の実施例のものと同様である。
【００５３】
以上のような実施例の混入器と混合器を用いることによって、３液の混入が可能な混入器を用いて、簡便な構成を有するような図６に示す系統を有する殺菌水製造装置が作製できた。これにより、安定して簡易に殺菌水を製造できた。
【００５４】
［実施の形態３］
次に、本発明の殺菌水製造装置によって、塩素系水溶液の濃度を変更した場合について説明する。
【００５５】
本実施の形態では、塩素系水溶液の希釈倍率を変更することにより濃度を変更して、殺菌水の性質について検討を行った。なお、本発明において希釈する前の塩素系水溶液としては、濃度１２％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を用い、図１に記載の系統を有する殺菌水製造装置であって、図２、図３に示す実施例の混入器および混合器を備えている装置を用いた。
表１に希釈率ごとに最終的な塩素系水溶液の濃度と、各濃度における殺菌水の殺菌力を評価した。
【００５６】
【表１】

殺菌力は、食品分野で使用するための殺菌力の指標を表示しており、「普通」という指標では、酸水溶液によって液性を調整しない場合の１０００ppmの塩素濃度の場合に相当する殺菌力を示している。「十分」はこれよりも高い殺菌力を示しており、食品分野に適用するのに十分な程度であった。また、「強い」は、食品分野では通常必要がない程度の強い殺菌力を示している。
【００５７】
このようにして製造された殺菌水は、次亜塩素酸ナトリウム濃度が１２００ppmのものは、実際の使用に際しては、強い塩素臭を放つものであって、長時間の作業に用いる用途には適さなかった。これは、本発明の殺菌水製造装置では、酸濃度や塩素系水溶液濃度に若干の不均一性を含んだままの水流を混合器で互いに混合するためである。これにより、殺菌水の製造条件が若干変動することがあり、特に可動弁４８の開閉時などに塩素臭が感じられた。
【００５８】
これに対し、次亜塩素酸ナトリウム濃度が１００ppm、３００ppm、４００ppmのものは塩素臭がすることは無く、長時間の作業に用いる用途でも使用可能であった。また、次亜塩素酸ナトリウム濃度が１０ppm、のものは、酸水溶液による液性の調整がされていない従来の場合の１０００ppmの濃度の場合とおおよそ同程度の殺菌力を示していたが、これも塩素臭は弱く、長時間浸漬して殺菌する用途などでは有用であった。
【００５９】
【発明の効果】
以上の開示により、本発明においては、次亜塩素酸ナトリウムもしくは二酸化塩素またはこれらの組み合わせからなる塩素系化合物と、塩酸などからなる酸水溶液とを、水に混合させて製造する殺菌水の製造装置において、塩素ガスを発生させたり溶存させること無く塩素系化合物の水溶液を弱酸性から中性にすることができる。本発明の混入器は、酸水溶液と塩素系化合物を共に混入させるために、小型で簡易な構造によって酸水溶液と塩素系化合物を混入させることができ、しかも、安定した混入が実現する。
【００６０】
また、本発明の製造装置に用いる、渦や乱流を用いる混合器によって、殺菌水の濃度が均一となる。これにより、殺菌水中の塩素濃度が一定になり、安定した殺菌力が発揮される。本発明の酸水溶液や塩素系化合物の混入にポンプを用いずに水流に生じる負圧により吸込み混入させる構成によれば、混入の際に脈動が無く、水流中の酸や塩素の濃度が時間的に変動することが無い。加えて、本発明の殺菌水のｐHを４．８以上７．５以下とする構成によれば、殺菌力が高まり、より少ない塩素系水溶液の濃度で高い殺菌力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のある実施の形態に係る殺菌水製造装置の構成を示す系統図である。
【図２】本発明の実施例に係る混入器と混合器の概略構造を示す斜視透視図である。
【図３】本発明の実施例に係る混入器と混合器の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例に係る薬液導入アセンブリの構造を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例に係る混合器の混合羽根の構成と作用を示す概略図である。
【図６】本発明の別の実施の形態に係る殺菌水製造装置の構成を示す系統図である。
【図７】本発明の実施例に係る混入器と混合器の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１００、１０１殺菌水製造装置
１原水
２酸タンク
２１酸水溶液
３塩素系水溶液タンク
３１塩素系水溶液
４、４０、４０１混入器
４１、４２混入部
４５薬液導入口
４７分離壁
４８可動弁（可動部）
５、５０混合器
５２混合羽根体
５３混合羽根
５４連結部
５５カルマン渦列
６第１の流路
７第２の流路
８タンク
８１殺菌水
１０制御装置

Claims

塩酸もしくは酢酸またはこれらの混合物の酸水溶液と、次亜塩素酸ナトリウムもしくは二酸化塩素またはこれらの混合物の塩素系水溶液とを水に混合させて製造する殺菌水の製造装置であって、水流の一部に前記酸水溶液を混入させて希釈酸水溶液を作る第1の流路と前記水流の残りに前記塩素系水溶液を混入させて希釈塩素系水溶液を作る第２の流路とを備える混入器と、前記第１の流路および前記第２の流路の下流に配置され、前記第１の流路からの前記希釈酸水溶液と前記第２の流路からの前記希釈塩素系水溶液とを混合させる混合器と、前記酸水溶液のための薬液導入アセンブリに設けられた逆止弁および前記塩素系水溶液のための薬液導入アセンブリに設けられた逆止弁とを含み、
前記混入器は、前記第１の流路と前記第２の流路において水流に生じる負圧により、前記酸水溶液および前記塩素系水溶液を吸込み混入させる混入器であって、前記酸水溶液と、前記塩素系水溶液とを水に混合するために、これらの水溶液のいずれについてもポンプによる混入を行わず、かつ、前記混入器は、水流の送水圧によって水流の流路の開閉動作をする可動部を備え、
水流の送水圧が一定以上でない場合、前記可動部の先端部によって前記逆止弁を押し込み、前記第１の流路と前記第２の流路から、前記酸水溶液および前記塩素系水溶液を遮断するようにしたことを特徴とする殺菌水製造装置。
前記第１の流路と前記第２の流路が分離壁によって分離されていることを特徴とする請求項１に記載の殺菌水製造装置。
前記混合器が水流を実質的な乱流にして混合する静止型混合器である請求項１又は２のいずれかに記載の殺菌水製造装置。
前記混合器は、管内の水流において混合を行う混合器であって、それぞれ方向の異なる複数の混合羽根が該管の長手方向に沿って該管内に配置されており、該混合羽根のそれぞれによって管内の水流に実質的な乱流を発生させて水流を混合させる静止型混合器である請求項３に記載の殺菌水製造装置。
前記複数の混合羽根は、平面状の板部材に設けた幅の狭い連結部で該板部材を捻ることによって作製されたものである請求項４に記載の殺菌水製造装置。
請求項１〜５のいずれかに記載の殺菌水製造装置において、水流が前記混入器の上流にあるポンプで作られている殺菌水製造装置。
前記塩素系水溶液が次亜塩素酸ナトリウムである請求項１〜６のいずれかに記載の殺菌水製造装置において、前記殺菌水のｐＨが４．８以上７．５以下となるようにした殺菌水製造装置。