JP5307351B2

JP5307351B2 - 弱酸性塩素水製造装置

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Publication number: JP5307351B2
Application number: JP2007114222A
Authority: JP
Inventors: 元川崎; 香織星野
Original assignee: Tacmina Corp
Current assignee: Tacmina Corp
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2027-04-24
Also published as: JP2008266096A

Description

本発明は、例えば、食品等の殺菌に用いられる弱酸性塩素水を製造する弱酸性塩素水製造装置に関する。

例えば、食品等の殺菌対象物を殺菌する殺菌剤としては、次亜塩素酸ナトリウム水溶液といった次亜塩素酸塩水溶液が一般的に使用されている。この次亜塩素酸塩水溶液は、水素イオン指数（以下「ｐＨ」という）が比較的高く（例えばｐＨ８以上）、その状態で使用される場合が多いが、ｐＨが高いと、遊離塩素として次亜塩素酸イオンの存在率が高くなり（図９参照）、この場合の殺菌力は、比較的弱い。

そのため、次亜塩素酸塩水溶液に、より強い殺菌力を発揮させるには、ｐＨを低くして、次亜塩素酸の存在率を高めることが望ましい（図９参照）が、このｐＨが低過ぎると（例えばｐＨ４以下の場合）、有毒な塩素ガスが多量に発生するため、好ましくない。

したがって、塩素ガスの発生を抑制しながらも、高い殺菌力を発揮させるには、次亜塩素酸塩水溶液のｐＨを６程度の弱酸性の状態になるように調節するのが望ましい。例えば、この次亜塩素酸塩水溶液のｐＨの調節には、塩酸水溶液が用いられる。次亜塩素酸塩水溶液に塩酸水溶液を混合してｐＨを調節するには、希釈水を供給する供給経路に次亜塩素酸塩水溶液と塩酸水溶液を混合してスタティックミキサーで混合・希釈する手法が一般的である。このようにすることで、所定のｐＨに調整された、殺菌効果の高い弱酸性塩素水が生成される。

しかしながら、希釈水の供給経路に次亜塩素酸塩水溶液と塩酸水溶液を注入して混合・希釈させた場合、局部的に濃度の高い次亜塩素酸塩水溶液と濃度の高い塩酸水溶液とが接触し、これによって、有毒な塩素ガスが発生するおそれがある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、次亜塩素酸塩水溶液と塩酸水溶液を段階的に希釈することにより、塩素ガスの発生を抑制した弱酸性塩素水を製造できる弱酸性塩素水製造装置を提供することを課題とする。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、塩酸水溶液を希釈する希釈水が供給される第１供給経路と、第１供給経路に塩酸水溶液を供給する供給装置と、次亜塩素酸塩水溶液を希釈する希釈水が供給される第２供給経路と、第２供給経路に次亜塩素酸塩水溶液を供給する供給装置と、第１供給経路と第２供給経路を合流させるとともに、第１供給経路で希釈された塩酸水溶液と第２供給経路で希釈された次亜塩素酸塩水溶液とを混合させて希釈することにより、所定の水素イオン指数の弱酸性塩素水を供給する第３供給経路とを備えた弱酸性塩素水製造装置であって、第１供給経路には、塩酸水溶液の供給装置から供給される塩酸水溶液を注入する第１注入口と、第１注入口の下流側に位置するとともに、流量抵抗を生じさせて第１注入口から注入された塩酸水溶液を希釈水と混合して希釈する第１混合希釈部とが設けられており、第２供給経路には、次亜塩素酸塩水溶液の供給装置から供給される次亜塩素酸塩水溶液を注入する第２注入口と、第２注入口の下流側に位置するとともに、流量抵抗を生じさせて第２注入口から注入された次亜塩素酸塩水溶液を希釈水と混合して希釈する第２混合希釈部とが設けられており、第３供給経路には、流量抵抗を生じさせて、第１混合希釈部で希釈された塩酸水溶液と第２混合希釈部で希釈された次亜塩素酸塩水溶液とを混合して所定の水素イオン指数の弱酸性塩素水を生成する第３混合希釈部が設けられていることを特徴とする。

かかる構成によれば、第１供給経路の第１混合希釈部で流量抵抗を生じさせて、塩酸水溶液と希釈水とを混合することで、塩酸水溶液を所定の濃度に均一に希釈できる。また、第２供給経路の第２混合希釈部に流量抵抗を生じさせて、次亜塩素酸塩水溶液と希釈水を混合することで、次亜塩素酸塩水溶液を所定の濃度に均一に希釈できる。そして、このように均一に希釈された塩酸水溶液と次亜塩素酸塩水溶液とを第３供給経路の第３混合希釈部で流量抵抗を生じさせて混合することで、塩酸水溶液と次亜塩素酸塩水溶液はさらに混合されて均一に希釈され、これによって所定のｐＨの弱酸性塩素水が生成される。このように、第１混合希釈部および第２混合希釈部で塩酸水溶液と次亜塩素酸塩水溶液を希釈し、このように希釈された塩酸水溶液と次亜塩素酸塩水溶液をさらに第３混合希釈部で混合して、段階的に希釈することで、濃度の高い次亜塩素酸塩水溶液と、濃度の高い塩酸水溶液とが接触することがなくなり、弱酸性塩素水は、塩素ガスの発生を抑制できるものになる。

また、本発明に係る弱酸性塩素水製造装置は、第１供給経路と第２供給経路とは希釈水を供給する主供給経路から分岐されており、第１供給経路における第１注入口よりも上流側位置と、第２供給経路における第２注入口よりも上流側位置との間に差圧計が設けられ、しかも、第１供給経路には、この第１供給経路の希釈水の流量を調整する第１流量調整弁が設けられ、第２供給経路には、この第２供給経路の希釈水の流量を調整する第２流量調整弁が設けられている構成を採用できる。

かかる構成によれば、主供給経路から分岐された第１供給経路と第２供給経路を流れる希釈水の流量に差がある場合、差圧計によって第１供給経路と第２供給経路との圧力差を読み取り、これに応じて、第１流量調整弁、第２流量調整弁を操作することにより、例えば、第１供給経路と第２供給装置を流れる希釈水の流量を均等にすることができるようになる。

また、本発明に係る弱酸性塩素水製造装置は、第１混合希釈部が、複数の貫通孔が形成された板部材を内部に備えるとともに、板部材の上流側で流量抵抗を生じさせて塩酸水溶液と希釈水を混合し、塩酸水溶液を希釈水とともに板部材の貫通孔を通過させることにより、この塩酸水溶液を所定の濃度に希釈できるように構成されており、第１供給経路が、第１混合希釈部の下流側に第１流量調整弁を備えている構成を採用できる。

かかる構成によれば、第１混合希釈部に板部材を設けることで、第１混合希釈部の板部材の上流側の部分に流量抵抗が生じ、この部分で塩酸水溶液と希釈水とを混合させ、そして塩酸水溶液と希釈水が板部材の貫通孔を通過して拡散することにより、塩酸水溶液を均一に希釈することができるようになる。さらに、第１混合希釈部の下流側に第１流量調整弁を設けることによって、板部材の流量抵抗を調節できるようになり、これによって、希釈水の流量、注入された塩酸水溶液の量の変化に応じて、所望の濃度に塩酸水溶液を希釈できるようになる。

また、本発明に係る弱酸性塩素水製造装置は、第２混合希釈部が、複数の貫通孔が形成された板部材を内部に備えるとともに、板部材の上流側で流量抵抗を生じさせて次亜塩素酸塩水溶液と希釈水を混合し、次亜塩素酸塩水溶液を希釈水とともに板部材の貫通孔を通過させることにより、次亜塩素酸塩水溶液を所定の濃度に希釈できるように構成されており、第２供給経路が、第２混合希釈部の下流側に第２流量調整弁を備えている構成を採用できる。

かかる構成によれば、第２混合希釈部に板部材を設けることで、第２混合希釈部の板部材の上流側の部分に流量抵抗が生じ、この部分で次亜塩素酸塩水溶液と希釈水とを混合させ、そして次亜塩素酸塩水溶液と希釈水が板部材の貫通孔を通過して拡散することにより、次亜塩素酸塩水溶液を均一に希釈することができるようになる。さらに、第２混合希釈部の下流側に第２流量調整弁を設けることによって、板部材の流量抵抗を調節できるようになり、これによって、希釈水の流量、注入された次亜塩素酸塩水溶液の量の変化に応じて、所望の濃度に次亜塩素酸塩水溶液を希釈できるようになる。

また、本発明に係る弱酸性塩素水製造装置では、第３混合希釈部には複数の貫通孔が形成された板部材が設けられ、第３混合希釈部が、板部材の上流側で流量抵抗を生じさせて塩酸水溶液と次亜塩素酸塩水溶液とを混合するとともに、次亜塩素酸塩水溶液を塩酸水溶液とともに板部材の貫通孔を通過させることにより、所定の水素イオン指数の弱酸性塩素水を生成するように構成され、第３供給経路が、第３混合希釈部の下流側に第３流量調整弁を備えているようにしてもよい。

かかる構成によれば、第３混合希釈部に板部材を設けることで、第３混合希釈部の板部材の上流側の部分に流量抵抗が生じ、希釈された次亜塩素酸塩水溶液と塩酸水溶液とをこの部分で混合させ、そして次亜塩素酸塩水溶液と塩酸水溶液が板部材の貫通孔を通過して拡散することにより、均一に混合されたムラのない弱酸性塩素水を生成できる。

また、本発明に係る弱酸性塩素水製造装置は、次亜塩素酸塩水溶液の供給装置が、希釈水の流量に応じた量の次亜塩素酸塩水溶液を第１供給経路に供給するように制御され、塩酸水溶液の供給装置が、次亜塩素酸塩水溶液の供給装置から供給される次亜塩素酸塩水溶液の量に応じた量の塩酸水溶液を第２供給経路に供給するように制御される構成を採用できる。

かかる構成によれば、希釈水の流量に応じた量の次亜塩素酸塩水溶液を第１供給経路に注入し、次亜塩素酸塩水溶液の量に応じた量の塩酸水溶液を第２供給経路に注入することによって、所望のｐＨの弱酸性塩素水を生成できるようになる。

本発明によれば、次亜塩素酸塩水溶液と塩酸水溶液を第１供給経路、第２供給経路および第３供給経路で段階的に希釈することにより、塩素ガスの発生を抑制した弱酸性塩素水を製造できる。

以下、本発明に係る弱酸性塩素水製造装置の実施の形態を、図面に基づき説明する。

図１、図２に示す弱酸性塩素水製造装置１は、次亜塩素酸塩水溶液、塩酸水溶液を希釈水で希釈し、希釈された次亜塩素酸塩水溶液と塩酸水溶液を混合・希釈させて所定のｐＨの弱酸性塩素水を製造するものである。本実施形態では、次亜塩素酸塩水溶液として所定濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液が用いられる。次亜塩素酸塩水溶液のｐＨ調節剤として用いられる塩酸水溶液の原液には、所定の重量パーセント濃度のものが用いられる。この塩酸水溶液は、有機物の影響を受けない点で特に有用である。なお、本実施形態において、「弱酸性」とはｐＨ５〜７の範囲をいう（ｐＨ７は厳密に言えば、中性だが、ここでは「弱酸性」として取り扱うこととする）。

弱酸性塩素水製造装置１は、希釈水を供給する主供給経路２と、塩酸水溶液を希釈する希釈水が供給される第１供給経路３と、第１供給経路３に塩酸水溶液を供給する供給装置（以下「第１供給装置」という）４と、次亜塩素酸塩水溶液を希釈する希釈水が供給される第２供給経路５と、第２供給経路５に次亜塩素酸塩水溶液を供給する供給装置（以下「第２供給装置」という）６と、第１供給経路３と第２供給経路５を合流させるとともに、第１供給経路３で希釈された塩酸水溶液と第２供給経路５で希釈された次亜塩素酸塩水溶液とを混合させて希釈することにより、所定の水素イオン指数の弱酸性塩素水を生成する第３供給経路７と、第１供給装置４、第２供給装置６を制御する制御装置８等を備えている。

主供給経路２には、送水ポンプ２１、流量調整弁（例えばニードル弁）２２、流量計２３、圧力計２４が設けられており、希釈水は送水ポンプ２１によって主供給経路２の下流に送水され、その希釈水の流量、圧力を、流量計２３、圧力計２４で測定できるようになっている。主供給経路２の下流側には、第１供給経路３と第２供給経路５が分岐して設けられている。

第１供給経路３には、第１供給装置４から供給される塩酸水溶液を注入するための第１注入口３１と、第１供給装置４から供給された塩酸水溶液を希釈水と混合して希釈する第１混合希釈部（リアクションタンク）３２と、第１供給経路３を流れる塩酸水溶液（希釈水を含む）の流量を調整する第１流量調整弁（例えばニードル弁）３３が設けられている。

第１混合希釈部３２は、その内径が第１供給経路３の内径よりも大きくなっており、その中途部に複数の貫通孔３４ａを有する板部材（邪魔板）３４が設けられている。これにより、第１混合希釈部３２の板部材３４よりも上流側の部分には、第１混合希釈部３２内に流入した塩酸水溶液と希釈水に対する流量抵抗を生じさせて、塩酸水溶液と希釈水とを混合させる領域（以下「第１反応領域」という）３５が形成される。

また、第１混合希釈部３２は、板部材３４より下流側の部分に、板部材３４の貫通孔３４ａを通過して拡散した塩酸水溶液と希釈水をさらに均一に希釈させる領域（以下「第１安定領域」という）３６が形成されている。第１供給経路３に供給された希釈水と塩酸水溶液は、板部材３４による流量抵抗によって第１反応領域３５で所定時間混合され、板部材３４の貫通孔３４ａを通過することによって、第１安定領域３６内に拡散し、この第１安定領域３６を通過することによって均一に希釈され、所定濃度に希釈された塩酸水溶液となる。

第１流量調整弁３３は、第１混合希釈部３２の下流側に設けられており、この第１流量調整弁３３を操作することにより、第１混合希釈部３２内の圧力を調整するとともに、第１混合希釈部３２によって希釈された塩酸水溶液、または、第１混合希釈部３２に流入する前の希釈水の流量を調節できるようになっている。

第２供給経路５には、第２供給装置６から供給される次亜塩素酸塩水溶液を注入する第２注入口４１と、第２供給装置６から供給された次亜塩素酸塩水溶液と希釈水とを混合して希釈する第２混合希釈部（リアクションタンク）４２と、第２供給装置６を流れる次亜塩素酸塩水溶液（希釈水を含む）の流量を調整する第２流量調整弁（例えばニードル弁）４３が設けられている。

第２混合希釈部４２は、第１混合希釈部３２と同様に、その内径が第２供給経路５の内径よりも大きくなっており、その中途部に複数の貫通孔４４ａを有する板部材（邪魔板）４４が設けられている。これにより、第２混合希釈部４２の板部材４４よりも上流側の部分には、第２混合希釈部４２内に流入した次亜塩素酸塩水溶液と希釈水に対する流量抵抗を生じさせて、塩酸水溶液と希釈水とを混合させる領域（以下「第２反応領域」という）４５が形成される。

また、第２混合希釈部４２は、板部材４４より下流側の部分に、板部材４４の貫通孔４４ａを通過して拡散した塩酸水溶液と希釈水をさらに均一に混合させる領域（以下「第２安定領域」という）４６が形成されている。第２供給経路５に供給された希釈水と塩酸水溶液は、板部材４４による流量抵抗によって第２反応領域４５で所定時間混合され、板部材４４の貫通孔４４ａを通過することによって、第２安定領域４６内に拡散し、この第２安定領域４６を通過することによって、均一に希釈されて所定濃度に希釈された次亜塩素酸塩水溶液となる。

第２流量調整弁４３は、第２混合希釈部４２の下流側に設けられており、この第２流量調整弁４３を操作することにより、第２混合希釈部４２の内部圧力を調節するとともに、第２混合希釈部４２によって希釈された次亜塩素酸塩水溶液、または、第２混合希釈部４２に流入する前の稀釈水の流量を調節できるようになっている。

第１供給経路３と第２供給経路５の間には、差圧計５１が設けられている。この差圧計５１は、第１供給経路３の第１注入口３１よりも上流側の位置と、第２供給経路５の第２注入口４１よりも上流側の位置との間に設けられており、この位置を流れる希釈水の圧力の差を測定するものである。

第１供給装置４は、塩酸水溶液を貯留する第１貯留タンク５５と、この第１貯留タンク５５に貯留された塩酸水溶液を第１供給経路３に送る第１注入ポンプ５６を備える。また、第２供給装置６は、次亜塩素酸塩水溶液を貯留する第２貯留タンク５８と、この第２貯留タンク５８に貯留された次亜塩素酸塩水溶液を第２供給経路５に送る第２注入ポンプ５９を備える。

第３供給経路７には、流量抵抗を生じさせて、第１混合希釈部３２で希釈された塩酸水溶液と第２混合希釈部４２で希釈された次亜塩素酸塩水溶液とを混合して希釈することにより、所定のｐＨの弱酸性塩素水を生成する第３混合希釈部６１と、第３混合希釈部６１によって生成された弱酸性塩素水の流量を調整する第３流量調整弁（例えばニードル弁）６２が設けられている。

第３混合希釈部６１は、その内径が第３供給経路７の内径よりも大きくなっており、その中途部に複数の貫通孔６３ａが形成された板部材６３が設けられている。これにより、第３混合希釈部６１の板部材６３よりも上流側の部分には、第３混合希釈部６１内に流入した次亜塩素酸塩水溶液と希釈水に対する流量抵抗を生じさせて、塩酸水溶液と希釈水とを混合させる領域（以下「第３反応領域」という）６４が形成される。

また、第３混合希釈部６１は、板部材６３より下流側の部分に、板部材６３の貫通孔６３ａを通過して拡散した塩酸水溶液と希釈水をさらに均一に希釈させる領域（以下「第３安定領域」という）６５が形成されている。所定濃度に希釈されて第３供給経路７に供給された塩酸水溶液と次亜塩素酸塩水溶液は、板部材６３による流量抵抗によって第３反応領域６４で所定時間混合され、板部材６３の貫通孔６３ａを通過することによって、第３安定領域６５内に拡散し、この第３安定領域６５を通過することによって、均一に希釈されて所定のｐＨに調整された弱酸性塩素水となる。

第３流量調整弁６２は、第３混合希釈部６１の下流側に設けられており、この第３流量調整弁６２を操作することにより、第３混合希釈部６１の圧力を調整するとともに、第３混合希釈部６１で生成された弱酸性塩素水の流量を調整できるようになっている。

なお、第１混合希釈部３２、第２混合希釈部４２、第３混合希釈部６１の内部圧力は、第１流量調整弁（圧力調整弁）３３、第２流量調整弁（圧力調整弁）４３、第３流量調整弁（圧力調整弁）６２を操作することにより、いずれも０．２Ｍｐａ以上に保たれている。

制御装置８は、第１供給装置４の第１注入ポンプ５６を制御するコントローラ（以下「第１コントローラ」という）７１と、第２供給装置６の第２注入ポンプ５９を制御するコントローラ（以下「第２コントローラ」という）７２、主供給経路２の流量計２３のデータを取り込んで、その値を第２コントローラ７２に送信する流量指示計７３と、第３供給経路７から供給される弱酸性塩素水の温度を表示する温度指示計７４、弱酸性塩素水のｐＨを表示するｐＨ指示調節計７５、弱酸性塩素水の塩素濃度を表示する塩素濃度指示計７６、記録計７７等を備えている。

制御装置８は、予め設定された所定のｐＨの弱酸性塩素水を製造すべく、第１供給装置４と第２供給装置６を制御する。すなわち、制御装置８は、流量比例制御によって第１供給経路３に供給すべき塩酸水溶液、および第２供給経路５に供給すべき次亜塩素酸塩水溶液の量を決定する。具体的には、制御装置８は、流量計２３で測定された希釈水の流量データを流量指示計７３で読み取り、第２コントローラ７２は、流量指示計７３から送られた流量データを基に、この流量データに比例した、第１供給経路３に供給されるべき次亜塩素酸塩水溶液の量を決定する。そして、第２コントローラ７２から第２供給装置６の第２注入ポンプ５９を作動させて決定された量の次亜塩素酸塩水溶液を第２供給経路５に送る。

そして、第１コントローラ７１は、第２コントローラ７２で決定された次亜塩素酸塩水溶液の量に応じて第１供給経路３に供給されるべき塩酸水溶液の量を決定する。なお、この塩酸水溶液の量は、次亜塩素酸塩水溶液の量に比例するものである。さらに、第１コントローラ７１は、第１供給装置４の第１注入ポンプ５６を作動させて決定された量の塩酸水溶液を第２供給経路５に送る。以上により、第２供給装置６は、流量計２３で測定された希釈水の流量に応じた量の次亜塩素酸塩水溶液を供給するように制御され、第１供給装置４は、第２供給装置６から供給される次亜塩素酸塩水溶液の量に応じた量の塩酸水溶液を供給するように制御される。

第３供給経路７の第３混合希釈部６１の下流側には、温度センサ８０、ｐＨセンサ８１、塩素濃度センサ８２が設けられており、制御装置８の温度指示計７４は、温度センサ８０によって測定された温度データを指示し、ｐＨ指示調節計７５は、ｐＨセンサ８１によって測定された弱酸性塩素水のｐＨ値を指示し、塩素濃度指示計７６は、塩素濃度センサ８２によって測定された弱酸性塩素水の塩素濃度を指示するようになっている。記録計７７は、温度指示計７４、ｐＨ指示調節計７５、塩素濃度指示計７６で指示された値を記録するようになっている。

以下、弱酸性塩素水製造装置１を使用して弱酸性塩素水を製造する方法を説明する。

弱酸性塩素水製造装置１は、送水ポンプ２１を作動させることにより、希釈水を主供給経路２から第１供給経路３、第２供給経路５へと送水する。主供給経路２を流れる希釈水は第１供給経路３と第２供給経路５とに分流（分岐）され、それぞれの供給経路を流れる。

第２供給装置６は、制御装置８に制御されて、必要な次亜塩素酸塩水溶液を、第２注入口４１を介して第２供給経路５に供給する。第１供給装置４は、制御装置８に制御されて、第２供給装置６から供給される次亜塩素酸塩水溶液の量に応じた塩酸水溶液を、第１注入口３１を介して第１供給経路３に供給する。

第１供給経路３に供給された塩酸水溶液は希釈水とともに第１混合希釈部３２に流入する。そして、第１混合希釈部３２で塩酸水溶液と希釈水とが混合され、均一に希釈化された所定濃度の塩酸水溶液が生成される。第２供給経路５に供給された次亜塩素酸塩水溶液は、希釈水とともに第２混合希釈部４２に流入する。そして第２混合希釈部４２で次亜塩素酸塩水溶液と希釈水が混合され、均一に希釈化された所定濃度の次亜塩素酸塩水溶液が生成される。

第１供給経路３で希釈された塩酸水溶液と、第２供給経路５で希釈された次亜塩素酸塩水溶液は、第３供給経路７で合流するとともに第３混合希釈部６１に流入する。次亜塩素酸塩水溶液と塩酸水溶液は、第３混合希釈部６１で均一に混合して希釈化され、所定のｐＨの弱酸性塩素水となる。この弱酸性塩素水は、第３供給経路７から、例えば食品等の洗浄槽等の供給対象に供給される。

上記構成の弱酸性塩素水製造装置１によれば、第１供給経路３の第１混合希釈部３２によって塩酸水溶液と希釈水を混合して均一に希釈するとともに、第２供給経路５の第２混合希釈部４２によって次亜塩素酸塩水溶液と希釈水を混合して均一に希釈して、希釈された塩酸水溶液と次亜塩素酸塩水溶液を第３供給経路７の第３混合希釈部６１で混合して希釈することによって、塩酸水溶液と次亜塩素酸塩水溶液は段階的に希釈され、均一でムラのない弱酸性塩素水として生成される。これにより、弱酸性塩素水は、局部的に濃度の高い次亜塩素酸塩水溶液と濃度の高い塩酸水溶液とが接触することがなく、したがって、塩素ガスの発生を抑制できるものになる。

また、第１注入口３１、第２注入口４１よりも上流側で第１供給経路３と第２供給経路５の間に差圧計５１を設けることによって、第１供給経路３と第２供給経路５の圧力差が生じた場合に、第１供給経路３の第１流量調整弁３３又は第２供給経路５の第２流量調整弁４３を操作することによって、圧力差をなくすことで、第１供給経路３と第２供給経路５を流れる希釈水の流量を均等にできる。

また、第１混合希釈部３２の中途部に板部材（邪魔板）３４を設けることによって、この板部材３４の上流側の第１反応領域３５に流量抵抗（圧力抵抗）を生じさせ、第１反応領域３５に流入した塩酸水溶液と希釈水とを一定時間混合させ、さらに、これらを板部材３４の貫通孔３４ａを通過させて第１安定領域３６に拡散させることによって、塩酸水溶液は、ムラなく均一に希釈されることになる。

同様に、第２混合希釈部４２の中途部に板部材（邪魔板）４４を設けることによって、この板部材４４の上流側の第２反応領域４５に流量抵抗（圧力抵抗）を生じさせ、第２反応領域４５に流入した次亜塩素酸塩水溶液と希釈水とを一定時間混合させ、さらに、これらを板部材４４の貫通孔４４ａを通過させて第２安定領域４６に拡散させることによって、次亜塩素酸塩水溶液は、ムラなく均一に希釈されることになる。

同様に、第３混合希釈部６１の中途部に板部材（邪魔板）６３を設けることによって、この板部材６３の上流側の第３反応領域６４に流量抵抗を生じさせ、第３反応領域６４に流入した塩酸水溶液と次亜塩素酸塩水溶液とを一定時間混合させ、さらに、これらを板部材６３の貫通孔６３ａを通過させて第３安定領域６５に拡散させることによって、塩酸水溶液と次亜塩素酸塩水溶液はムラなく均一に混合・希釈され、塩素ガスの発生しにくい弱酸性塩素水が生成される。

また、主供給経路２に流量計２３を設け、制御装置８によって、流量計２３で測定された希釈水の量に応じた（比例した）量の次亜塩素酸塩水溶液を供給するように第２供給装置６を制御するとともに、第２供給装置６から供給される次亜塩素酸塩水溶液の量に応じた（比例した）量の塩酸水溶液を供給するように第１供給装置４を制御することにより、所定の濃度でかつ所定のｐＨの弱酸性塩素水を確実に生成できる。

弱酸性塩素水製造装置１を用いて製造したｐＨ６および７の弱酸性塩素水（以下「実施例」という）と、上記背景技術欄で述べた方法にて生成したｐＨ６および７の塩素水（以下「比較例」という）の発生塩素ガス濃度の比較試験を行った。この試験は、実施例、比較例について、それぞれ１００ｃｃの弱酸性塩素水をビーカーに入れて気密性を有する密封容器（袋）内に封入し、１分間放置した後に密封容器内の塩素濃度を塩素検知管によって測定した。

試験結果を図３に示す。図３は、実施例と比較例との塩素ガスの発生濃度を比較したものである。なお、弱酸性塩素水の生成には、塩素濃度１５０ｐｐｍの水道水を希釈水として使用した。図３に示すように、ｐＨ６および７の場合において、実施例の方が比較例よりも発生する塩素の濃度が低く、したがって、弱酸性塩素水製造装置１で製造された弱酸性塩素水は、塩素ガスの発生を抑制できるものであることが判る。なお、図３には、塩酸水溶液を使用せずに生成したｐＨ９の塩素水についても参考例として表示している。

弱酸性塩素水製造装置１の第３混合希釈部６１の内部圧力を変化させて弱酸性塩素水を製造し、それぞれの圧力における弱酸性塩素水の塩素発生濃度を測定した。測定結果を図４に示す。図４は、ｐＨ６、７の弱酸性塩素水を製造した場合の第３混合希釈部６１の内圧と発生塩素ガスの濃度の関係を示している。なお、弱酸性塩素水製造には、１５０ｐｐｍの水道水を希釈水として使用した。図４に示すように、ｐＨ６、７いずれの場合においても、第３混合希釈部６１の内部圧力が０．２ＭＰａ以上の場合に、発生する塩素ガス濃度を低く抑制できることが判る。

弱酸性塩素水製造装置１を用いて製造した弱酸性塩素水（実施例）と、上記背景技術欄で述べた方法にて生成した弱酸性塩素水（比較例）とをバブリング試験を行って比較した。本試験では、希釈水として塩素濃度１５０ｐｐｍの水道水を使用した。バブリング試験は、実施例を、比較例を別個のビーカーに入れるとともに密封容器内に封入し、ビーカーの弱酸性塩素水に空気を一定時間注入したときに、実施例、比較例から発生する塩素の濃度を測定した。試験結果を図５に示す。図５は、弱酸性塩素水のｐＨが６．０、６．５、７．０の場合において、実施例、比較例から発生する塩素ガスの濃度（ｐｐｍ）を比較したものである。なお、図５には、塩酸水溶液を使用せずに生成したｐＨ９の塩素水についても参考例として表示している。

図５に示すように、ｐＨ６〜７の範囲において、実施例は、比較例よりも塩素ガス濃度が低くなっており、これにより、弱酸性塩素水製造装置１によって製造された弱酸性塩素水は、塩素ガスの発生を抑制できることが判る。

弱酸性塩素水製造装置１を用いてｐＨの異なる弱酸性塩素水を製造し、それぞれのｐＨの弱酸性塩素水の大腸菌（ＪＭ１０９）に対する殺菌効果を確認する試験を行った。試験結果を図６に示す。図６は、弱酸性塩素水製造装置１によって、ｐＨの値が６、６．５、７の弱酸性塩素水を製造し、約１×１０⁷ｃｆｕ／ｍｌの大腸菌の培養液に注入したときの菌数を示したものである。なお、図６には、塩酸水溶液を使用せずに生成したｐＨ９の塩素水についても参考例として表示している。図６では、大腸菌の菌数が少なくなればなる程、弱酸性塩素水の殺菌効果が高いことを意味する。

図６に示すように、ｐＨ６〜７の範囲で弱酸性塩素水はその殺菌作用により、大腸菌の数を減少できることが判る。さらに、ｐＨ６〜７の範囲の弱酸性塩素水がさらに殺菌効果が高く、ｐＨ６の弱酸性塩素水が、殺菌効果が最も高いことが判る。

弱酸性塩素水製造装置１を用いてｐＨの異なる弱酸性塩素水を製造し、それぞれのｐＨの弱酸性塩素水の表皮ブドウ球菌に対する殺菌効果を確認する試験を行った。試験結果を図７に示す。図７は、ｐＨ値が６、６．５、７の弱酸性塩素水を製造し、約１×１０⁶ｃｆｕ／ｍｌの表皮ブドウ球菌の培養液に注入したときの菌数を示したものである。なお、図７には、塩酸水溶液を使用せずに生成したｐＨ９の塩素水についても参考例として表示している。図７では、表皮ブドウ球菌の菌数が少なくなればなる程、弱酸性塩素水の殺菌効果が高いことを意味する。図７に示すように、ｐＨ値が６〜７の範囲の弱酸性塩素水が表皮ブドウ球菌に対する殺菌効果が高いことが判る。

弱酸性塩素水製造装置１を用いてｐＨの異なる弱酸性塩素水を製造し、それぞれのｐＨの弱酸性塩素水のセレウス菌（芽胞菌）に対する殺菌効果を確認する試験を行った。試験結果を図８に示す。図８は、弱酸性塩素水製造装置１によってｐＨ値が６．０、６．５、７．０の弱酸性塩素水を製造し、約１×１０^6.1ｃｆｕ／ｍｌのセレウス菌の培養液に注入し、１分経過時（１分処理）、３分経過時（３分処理）、５分経過時（５分処理）の菌数を示したものである。なお、図８には、塩酸水溶液を使用せずに生成したｐＨ８．１、９の塩素水についても参考例として表示している。図８では、セレウス菌の菌数が少なくなればなる程、弱酸性塩素水の殺菌効果が高いことを意味する。

図８に示すように、弱酸性塩素水は、ｐＨ６．０〜７．０の範囲で、１分以上の処理時間をかけた場合に、セレウス菌を殺菌できることが判る。また、ｐＨ６．０〜６．５の範囲で殺菌効果がより高く、ｐＨ６．０の場合が最も殺菌効果が高いことが判る。

なお、本発明は上記の実施形態に限らず、種々の変更・変形が可能である。

例えば、上記の実施形態では、主供給経路２から第１供給経路３と第２供給経路５が分岐している弱酸性塩素水製造装置１を例示したが、第１供給経路３と第２供給経路５を独立した構成にしてもよい。この場合、第１供給経路３と、第２供給経路５のそれぞれに、送水ポンプ２１、流量計２３を設け、制御装置８によって、第１供給装置４と、第２供給装置６を別個に制御（流量比例制御）するようにしたり、第２供給経路５の希釈水の流量に応じて次亜塩素酸塩水溶液の流量を供給するように第２供給装置を制御し、第２供給装置から供給される次亜塩素酸塩水溶液の量に応じた量の塩酸水溶液を供給するように、第１供給装置を制御するようにしてもよい。

上記の実施形態では、第１混合希釈部３２の下流側に第１流量調整弁３３が設けられ、第２混合希釈部４２の下流側に第２流量調整弁４３が設けられた弱酸性塩素水製造装置１を例示したが、これに限らず、第１混合希釈部３２の上流側に第１流量調整弁３３を設け、第２混合希釈部４２の上流側に第２流量調整弁４３を設けて、希釈水の流量を調節するようにしてもよい。

上記の実施形態では、第１供給経路３と第２供給経路５の間に差圧計５１が設けられた弱酸性塩素水製造装置１を例示したが、この差圧計５１に代えて、第１供給経路３の第１注入口３１よりも上流側に流量計２３を設け、第２供給経路５の第２注入口４１よりも上流側に流量計２３を設けるようにして、それぞれの流量計２３で測定した流量値に基づいて、第１供給経路３、第２供給経路５の希釈水の流量を調節するようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る弱酸性塩素水製造装置のフロー図である。弱酸性塩素水製造装置の要部の拡大図である。弱酸性塩素水製造装置によって製造した弱酸性塩素水から発生した塩素ガスの濃度を示すグラフである。弱酸性塩素水製造装置の第３混合希釈部の内圧を変化させて弱酸性塩素水を製造したときに、各弱酸性塩素水から発生した塩素ガスの濃度を示すグラフである。バブリング試験の試験結果を示すグラフである。弱酸性塩素水製造装置によって製造された弱酸性塩素水の大腸菌に対する殺菌作用を示すグラフである。弱酸性塩素水製造装置によって製造された弱酸性塩素水の表皮ブドウ球菌に対する殺菌作用を示すグラフである。弱酸性塩素水製造装置によって製造された弱酸性塩素水の芽胞菌に対する殺菌作用を示すグラフである。水素イオン指数に対する弱酸性塩素水の遊離塩素の存在率（存在比）を示すグラフである。

符号の説明

１…弱酸性塩素水製造装置、２…主供給経路、３…第１供給経路、４…第１供給装置、５…第２供給経路、６…第２供給装置、７…第３供給経路、８…制御装置、３１…第１注入口、３２…第１混合希釈部、３３…第１流量調整弁、３４…板部材、３４ａ…貫通孔、４１…第２注入口、４２…第２混合希釈部、４３…第２流量調整弁、４４…板部材、５１…差圧計、６１…第３混合希釈部、６３…板部材

Claims

塩酸水溶液を希釈する希釈水が供給される第１供給経路と、第１供給経路に塩酸水溶液を供給する供給装置と、次亜塩素酸塩水溶液を希釈する希釈水が供給される第２供給経路と、第２供給経路に次亜塩素酸塩水溶液を供給する供給装置と、第１供給経路と第２供給経路を合流させるとともに、第１供給経路で希釈された塩酸水溶液と第２供給経路で希釈された次亜塩素酸塩水溶液とを混合させて希釈することにより、所定の水素イオン指数の弱酸性塩素水を供給する第３供給経路とを備えた弱酸性塩素水製造装置であって、
第１供給経路には、塩酸水溶液の供給装置から供給される塩酸水溶液を注入する第１注入口と、第１注入口の下流側に位置するとともに、流量抵抗を生じさせて第１注入口から注入された塩酸水溶液を希釈水と混合して希釈する第１混合希釈部とが設けられており、
第２供給経路には、次亜塩素酸塩水溶液の供給装置から供給される次亜塩素酸塩水溶液を注入する第２注入口と、第２注入口の下流側に位置するとともに、流量抵抗を生じさせて第２注入口から注入された次亜塩素酸塩水溶液を希釈水と混合して希釈する第２混合希釈部とが設けられており、
第３供給経路には、流量抵抗を生じさせて、第１混合希釈部で希釈された塩酸水溶液と第２混合希釈部で希釈された次亜塩素酸塩水溶液とを混合して所定の水素イオン指数の弱酸性塩素水を生成する第３混合希釈部が設けられており、
第１供給経路と第２供給経路とは希釈水を供給する主供給経路から分岐されており、第１供給経路における第１注入口よりも上流側位置と、第２供給経路における第２注入口よりも上流側位置との間に差圧計が設けられ、しかも、第１供給経路には、この第１供給経路の希釈水の流量を調整する第１流量調整弁が設けられ、第２供給経路には、この第２供給経路の希釈水の流量を調整する第２流量調整弁が設けられていることを特徴とする弱酸性塩素水製造装置。
第１混合希釈部は、複数の貫通孔が形成された板部材を内部に備えるとともに、板部材の上流側で流量抵抗を生じさせて塩酸水溶液と希釈水を混合し、塩酸水溶液を希釈水とともに板部材の貫通孔を通過させることにより、この塩酸水溶液を所定の濃度に希釈できるように構成されており、
第１供給経路は、第１混合希釈部の下流側に第１流量調整弁を備えている請求項１に記載の弱酸性塩素水製造装置。
第２混合希釈部は、複数の貫通孔が形成された板部材を内部に備えるとともに、板部材の上流側で流量抵抗を生じさせて次亜塩素酸塩水溶液と希釈水を混合し、次亜塩素酸塩水溶液を希釈水とともに板部材の貫通孔を通過させることにより、次亜塩素酸塩水溶液を所定の濃度に希釈できるように構成されており、
第２供給経路は、第２混合希釈部の下流側に第２流量調整弁を備えている請求項１又は２に記載の弱酸性塩素水製造装置。
第３混合希釈部には複数の貫通孔が形成された板部材が設けられ、第３混合希釈部は、板部材の上流側で流量抵抗を生じさせて塩酸水溶液と次亜塩素酸塩水溶液とを混合するとともに、次亜塩素酸塩水溶液を塩酸水溶液とともに板部材の貫通孔を通過させることにより、所定の水素イオン指数の弱酸性塩素水を生成するように構成されており、
第３供給経路は、第３混合希釈部の下流側に第３流量調整弁を備えている請求項１から３のいずれか１項に記載の弱酸性塩素水製造装置。
次亜塩素酸塩水溶液の供給装置は、希釈水の流量に応じた量の次亜塩素酸塩水溶液を第１供給経路に供給するように制御され、塩酸水溶液の供給装置は、次亜塩素酸塩水溶液の供給装置から供給される次亜塩素酸塩水溶液の量に応じた量の塩酸水溶液を第２供給経路に供給するように制御される請求項１から４のいずれか１項に記載の弱酸性塩素水製造装置。