JP6454003B2 - 気体混合液体を用いた洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は気体混合液体を用いた洗浄装置に関するものであり、より詳細には液体が流れる各種産業用導管内に発生したスケールなどのスライム及び各種導管に沈着された細菌などを効果的に除去することができる気体混合液体を用いた洗浄装置に関するものである。

船舶のパイプライン、汚廃水スラッジ処理施設の配管、建設プラント設備の内部配管、ビールなどの食飲料装備に設けられた飲料供給管などの産業機器で広く使用される液体供給管は、内部の液体の特性と設置場所の環境的要因により内部壁面にスケール等の異物や細菌などが沈着されるようになる。

具体的には、食飲料などの様々な液体が長時間に渡って導管に沿って流れると、導管の内面に腐食が発生するようになる。腐食とは金属が周囲の液体や気体と接触して化学的または電気化学的に反応して生じるものである。また、腐食に関する他の定義として次のように表現することができる。

イ）用水を運搬する導管に外部の物理的影響によって変化が生じること；

ロ）ある物質に化学的に安定していない物質が接近して電気的な変化を起こし、その部位に化学的変化を起こすこと；

ハ）全ての物質はそれぞれ固有の電位を有しているが、このような電位（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が他の電位を有する物質の接近時に磁気反応を起こして、異物を生成すること；及び

ｄ）ある物質に酸素が作用して変化すること（酸化作用）。

一方、包括的に表現すれば、腐食とは環境によって材料が劣化する現象と定義することができる。

また、導管の内面には所謂水垢と呼ばれるスライムが沈着されるようになる。このように導管の内面に沈着されるスライムは飲用液体の味わいを変質させるだけでなく、細菌などの増殖先になって当該液体を汚染させる原因になる。

具体的には、一般的な水道管などでは導管の内部に腐食により沈着されたスケールの形態でスライムが発生し、食飲料の引き出しのための導管などでは他の類のスライムの形態でスケールが沈着される。

一方、特許文献１に開始されたように、従来は導管の内部にスライム除去用の薬剤を注入したり、高圧の洗浄水を注入してスケールなどのスライムを除去しようとする試みがあった。

しかし、従来技術によるスライム除去方法はスライムの除去効率が低いのみならず、スライム除去用の薬剤を使用する場合には、薬剤の化学成分により人体に有害な結果をもたらす、環境汚染を引き起こす恐れがあるなどの問題点があった。

韓国特許登録第１０−０５８８０４７号公報

従って、本発明の目的は液体が流れる各種産業用導管内に発生したスケールなどのスライム及び各種導管に沈着された細菌などを効果的に除去することができる気体混合液体を用いた洗浄装置を提供することにある。

前述した目的を達成するための本発明に係る気体混合液体を用いた洗浄装置は、外部から供給される液体が流入する第１流入口；前記第１流入口から流入する前記液体と混合される気体が流入する第２流入口；前記第１流入口から流入した液体と前記第２流入口から流入した気体が混合される混合室；及び前記混合室で気体と混合された前記液体が排出される排出口を含むことを特徴とする。

好ましくは、前記液体は水であり、前記気体は二酸化炭素ガスまたは窒素ガスであることを特徴とする。

また、前記排出口を通じて排出される液体は脈動現象を伴って排出されることを特徴とする。

一方、本発明に係る気体混合液体を用いた洗浄装置は外部から供給される液体が流入する第１流入口；前記第１流入口から流入する前記液体と混合される気体が流入する第２流入口；前記第１流入口から流入した液体と前記第２流入口から流入した気体が混合される混合室；及び前記混合室で気体と混合された前記液体が排出される排出口を含み、前記気体は前記液体内で微細気泡を形成することを特徴とする。

好ましくは、前記液体は水であり、前記気体は二酸化炭素ガスまたは窒素ガスであることを特徴とする。

また、前記排出口を通じて排出される液体は脈動現象を伴って排出されることを特徴とする。

さらに、前記第２流入口と前記混合室との間に設けられる焼結体をさらに含むことを特徴とする。

本発明によれば、液体が流れる各種産業用導管内に発生したスケールなどのスライム及び各種導管に沈着された細菌などを効果的に除去することができる。

本発明の一実施形態に係る気体混合液体を用いた洗浄装置の構造を示す図である。 図１に示した一実施形態に係る気体混合液体を用いた洗浄装置の構造を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る気体混合液体を用いた洗浄装置の設置構造を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態をより詳細に説明する。図面において、明細書全体を通して同一または類似する構成要素については同一の参照符号を付し、その重複説明や本発明の要旨を不明にする公知の機能及び構成についての詳細な説明は適宜省略する。

図１は本発明の一実施形態に係る気体混合液体を用いた洗浄装置１００の構造を示す図であり、図２は図１に示した一実施形態に係る気体混合液体を用いた洗浄装置１００の構造を示す断面図である。

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態に係る気体混合液体を用いた洗浄装置１００は、第１流入口１１０、第２流入口１２０、混合室１３０、及び排出口１４０を含む。

第１流入口１１０には第１流入口１１０に締結される外部供給管から供給される水などの液体が流入する。このように、第１流入口１１０を通じて洗浄装置１００の内部に流入した液体は第２流入口１２０から流入した二酸化炭素ガスまたは窒素ガスなどの気体と混合室１３０で混合される。

一方、混合室１３０で気体と混合された液体は排出口１４０を通じて排出口１４０に連結された排出管（図示せず）に供給されるようになる。このように排出口１４０を通じて外部に排出される気体混合液体である洗浄水は、排出管に連結された各種様々な産業用管の内部を洗浄及び洗滌することになる。

このように、本発明に係る洗浄装置１００を通じて排出される洗浄水を用いて洗浄及び洗滌可能な産業用管としては、船舶のパイプライン、汚廃水スラッジ処理施設の配管、建設プラント設備の内部配管、ビールなどの食飲料装備に設けられた飲料供給管などを挙げることができる。このような様々な産業用管の内部に沈着されたスケールなどの異物や細菌などは本発明に係る洗浄装置１００を通じて洗浄可能になる。

一方、本発明に係る洗浄装置１００の排出口１４０を通じて洗浄対象管の内部に供給される洗浄水は脈動現象（Ｓｕｒｇｉｎｇ）を伴い、洗浄対象管の内部に排出される。

本発明における脈動現象とは、配管内での自由水面がない液体の流れにおいて、液体の圧力と吐出量が周期的に変動する現象であり、これは配管での周期的な振動を発生させる。

このような脈動現象の発生原因は多数あるが、配管の吐出管路が長く、配管の内部にエアポケットなどの空気が停滞する部分が存在する場合に発生することが知られている。

一方、このような脈動現象は管内流体の円滑な流れを阻害する要因であって、一般的には配管内の空気を除去したり、管の断面積、流速、流量を調節するなどの脈動現象を防止するための方法などが研究されている。しかし、本発明では脈動現象によって発生する管内振動と管内壁に与えられる衝撃量を通じて管内部を洗浄及び洗滌する方法を提案している。

即ち、本発明者は図１及び図２に示すような形状と規格を有する混合室１３０に第１流入口１１０を通じて水などの液体が供給される状態で、液体の移動経路と垂直方向に第２流入口１２０を通じて二酸化炭素ガスなどの気体を強制的に注入する場合に、洗浄装置１００の排出口１４０を通じて排出される洗浄水は脈動現象（Ｓｕｒｇｉｎｇ）を伴い、洗浄対象管の内部に排出されることを実験を通じて確認した。

一方、本発明を実施するに当たっては、排出口１４０を通じて排出される洗浄水による洗浄及び殺菌の効果を増大させるために第２流入口１２０を通じて混合室１３０に供給された後、液体と混合される気体としては、極微細サイズでバブル化された二酸化炭素ガスなどの気体が好ましい。

即ち、二酸化炭素ガスなどの気体が液体内で微細気泡を形成している場合、洗浄水による洗浄及び殺菌の効果はさらに増大することができる。そのため、本発明では図１及び図２に示すように、第２流入口１２０と混合室１３０との間に焼結体１５０を設けるが好ましい。

具体的には、第２流入口１２０を通じて供給される二酸化炭素ガスなどの気体は焼結体１５０を通過しながら、マイクロサイズの微細粒子に分離され、微細粒子で分離された気体は第１流入口１１０を通じて流入した液体と混合室１３０内で混合される。それによって、排出口１４０を通じて排出される洗浄水は二酸化炭素ガスなどによるマイクロバブルを含有するようになる。

一方、本発明の進行過程で行った実験によれば、洗浄水が脈動現象を伴って排出される場合に、洗浄水が脈動現象を伴わない場合に比べて、洗浄水に含まれている大部分のマイクロバブルは消滅されず、比較的長い流路を通じてもマイクロバブルによる洗浄と殺菌力を維持することが確認された。

一方、本発明を実施するに当たっては焼結体１５０の以外にも、混合室１３０内で気体と混合された液体にマイクロバブルを内在させる様々なマイクロバブル化装置または手段を使用することができる。

図３は本発明の他の実施形態に係る気体混合液体を用いた洗浄装置１００の設置構造を示す断面図である。

図３に示す本発明の他の実施形態に係る気体混合液体を用いた洗浄装置１００の基本的な構造と機能は、図１及び図２を通じて説明した本発明の一実施形態に係る気体混合液体を用いた洗浄装置１００と同一である一方、図３に示すように、本発明の他の実施形態に係る気体混合液体を用いた洗浄装置１００において、気体が流入する第２流入口１２０の内部には逆流防止弁１２５がされに設けられている。

一方、第２流入口１２０を通じた気体の流入がない場合には逆流防止弁１２５を弾性支持するもので、第２流入口１２０の内部に設けられたバネなどの弾性部材１２７によって逆流防止弁１２５が第２流入口１２０を遮断する。それによって、混合室１３０の内部の液体が第２流入口１２０を通じて逆流することを防止するようになる。

一方、図３に示すように、本発明の他の実施形態に係る気体混合液体を用いた洗浄装置１００には三方弁２００が設けられており、ユーザーは三方弁２００を調節することによって、洗浄装置１００の下部に結合されたビールなどの飲料流入口３１０の開閉を調節すると共に、第１流入口１１０の開閉を調節することができる。

言い換えれば、ユーザーは三方弁２００を調節することによって、洗浄装置１００の下部に結合されたビールなどの飲料流入口３１０を開放する。それによって、飲料流入口３１０から供給されるビールなどの飲料が混合室１３０を通過して排出口１４０を通じて外部に供給されるよう制御することができるだけでなく、ユーザーは三方弁２００を調節することによって、洗浄装置１００の下部に結合されたビールなどの飲料流入口３１０を閉鎖すると共に、第１流入口１１０を開放する。それによって、飲料流入口３１０からのビールなどの飲料の供給を遮断し、第１流入口１１０を通じて水などの洗浄用液体が混合室１３０の内部に供給されて、本発明に係る洗浄装置１００による洗浄作業が行われるように制御することができる。

本発明で使用した用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いたものに過ぎず、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書で使用する場合に、数詞のない表現は、文脈がそうでないことを明示していない限り、複数の形態も同様に含むことを意図している。本出願で、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないものと理解されなければならない。

以上では本発明の好ましい実施形態及び応用例について図示及び説明したが、本発明は前述した特定の実施形態及び応用例に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により多様な変形実施が可能であることは勿論であり、このような変形実施は本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはならない。

本発明は産業用導管に関連した産業分野での産業上の利用可能性が認められる。

Claims (3)

1. 外部から供給される液体が流入する第１流入口１１０と、
   前記第１流入口１１０から流入する前記液体と混合される気体が流入する第２流入口１２０と、
   前記第２流入口１２０の内部に設けられ、前記第２流入口１２０を通じた気体の流入がない場合には弾性部材１２７によって弾性支持されることで前記第２流入口１２０を遮断する逆流防止弁１２５と、
   前記第１流入口１１０から流入した液体と前記第２流入口１２０から流入した気体が混合され、液体内で微細気泡が形成される混合室１３０と、
   前記混合室１３０で気体と混合された前記液体が排出される排出口１４０と、
   前記第１流入口１１０の外側に設けられる三方弁２００と、
   を含む洗浄装置１００であって、
   前記三方弁２００によって、前記洗浄装置１００に結合された飲料流入口３１０から供給される飲料を前記混合室１３０の内部に供給する作業と、
   前記飲料流入口３１０を閉鎖すると共に前記第１流入口１１０を開放することによって、前記飲料流入口３１０からの飲料の供給を遮断し、前記第１流入口１１０を通じて洗浄用液体を前記混合室１３０の内部に供給する作業と、
   が選択的に調整される、気体混合液体を用いた洗浄装置。
2. 前記液体は水であり、前記気体は二酸化炭素ガスまたは窒素ガスであることを特徴とする請求項１に記載の気体混合液体を用いた洗浄装置。
3. 前記排出口１４０を通じて排出される液体は脈動現象を伴って排出されることを特徴とする請求項１に記載の気体混合液体を用いた洗浄装置。