WO2009099190A1 - Washing apparatus, washing method, and ozone water producing device used in the apparatus and method - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a cleaning apparatus and a cleaning method for cleaning various materials using water to which fine ozone bubbles are added, and an ozone water generating apparatus that can be used for this purpose.
- Patent Document 1 describes a cleaning device using ozone water.
- ozone (O 3 ) gas having a high oxidizing action, sterilizing action, deodorizing action, organic substance removing action, etc. is generated and bubbled, and ozone is melted or contains many bubbles of ozone.
- Ozone water is generated.
- this ozone water is used in the washing apparatus (washing machine), it has a higher washing ability than washing water using a normal detergent.
- ordinary clothing is not adversely affected by ozone, it is particularly effective against contamination by organic matter. Accordingly, a sufficient cleaning effect can be obtained without vigorous rotation and stirring when washing the clothes, so that damage to the clothes can be reduced.
- the ozone gas itself can be easily produced from the oxygen gas by, for example, a so-called silent discharge method in which oxygen (O 2 ) gas is ionized and recombined by discharge between electrodes.
- oxygen (O 2 ) gas is ionized and recombined by discharge between electrodes.
- ozone is toxic to the human body at high concentrations, but is unstable, and is easily decomposed into normal non-toxic oxygen molecules in air at room temperature, so that it is easy to handle. Therefore, the structure of the cleaning apparatus using this is not complicated. Ozone water is easily obtained by bubbling this ozone gas in water.
- ozone instead of a conventional detergent, it is possible to reduce environmental pollution caused by the detergent.
- Patent Document 2 describes conditions for ozone water suitable for cleaning.
- ozone water containing bubbles (nanobubbles) of ozone gas having a bubble diameter in the range of 50 to 500 nm is suitable for cleaning, and this ozone water has a particularly high bactericidal effect, and is therefore effective.
- This ozone water can be generated by adjusting the electrical conductivity of water and applying a physical stimulus such as applying ultrasonic waves.
- Patent Document 2 it was clarified that the bactericidal effect is particularly enhanced by setting the bubble diameter in the above range.
- complicated processes and operations such as adding an electrolyte to adjust the electrical conductivity of the water itself and applying ultrasonic waves are necessary.
- the sterilizing effect is enhanced, it is also clear that the presence of an additive substance in water is not suitable for cleaning for purposes other than sterilization. Therefore, this condition is intended only for sterilization, and is not suitable for, for example, general clothing cleaning or semiconductor wafer cleaning.
- the present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an invention that solves the above problems.
- the ozone water generator of the present invention is an ozone water generator that circulates water and ozone gas in a microbubble generator to form ozone gas as microbubbles in water, and the microbubble generator is circulated at one end.
- a main body pipe disposed in the water, and a gas supply pipe that communicates with the main body pipe and introduces ozone gas into the main body pipe.
- a slit that is formed at an inclination angle with respect to a line connecting one end and the other end of the main body pipe, and communicates the inside of the main body pipe with the outside water.
- a plurality of the slits are formed with substantially the same inclination angle.
- the inclination angle is in a range of 30 ° to 90 ° toward the one end side.
- the ozone water generation method of the present invention is an ozone water generation method in which water and ozone gas are circulated through a microbubble generator to form ozone gas as microbubbles in water, with a discharge port provided at one end and the other end closed.
- a main body pipe having the above-described structure is disposed in the water, and the water to be circulated is introduced into the main body pipe from the one end, and ozone gas is introduced into the main body pipe by using a negative pressure due to a water flow in the main body pipe.
- the water and ozone microbubbles to be circulated are introduced from a slit having an inclination angle with respect to a line connecting one end and the other end of the main body pipe, and communicating the inside of the main body pipe and the outside water.
- the ozone water is generated by discharging the ozone water.
- the ozone water generation method of the present invention is characterized in that microbubbles of the ozone gas are discharged into water from the plurality of slits formed with substantially the same inclination angle.
- the ozone water generating method of the present invention is characterized in that the inclination angle is in a range of 30 ° to 90 ° toward the one end side.
- the cleaning apparatus according to the present invention includes a cleaning tank having a structure in which ozone microbubble water containing ozone microbubbles having a bubble diameter of 100 ⁇ m or less is introduced, and an object to be cleaned is immersed in the ozone microbubble water.
- the average zeta potential of the ozone microbubbles is ⁇ 40 mV or less.
- the cleaning tank does not include a rotation mechanism and a stirring mechanism.
- the object to be cleaned is any one of clothing, vegetables, metal parts, and semiconductor wafers.
- the ozone microbubble water is generated by the ozone water generator.
- the cleaning method of the present invention is characterized in that ozone microbubble water containing ozone microbubbles having a bubble diameter of 100 ⁇ m or less is introduced into a cleaning tank, and an object to be cleaned is immersed in the ozone microbubble water.
- the ozone microbubbles have an average zeta potential of ⁇ 40 mV or less.
- the ozone microbubble water is generated by the ozone water generator.
- the present invention is configured as described above, a cleaning device having particularly high cleaning efficiency can be obtained in a cleaning device using ozone water.
- FIG. 1 It is a figure which shows the structure of the ozone water production
- the ozone water generating apparatus of the present invention it is possible to generate ozone microbubble water that contains particularly a lot of fine bubbles (microbubbles) of ozone as compared with ozone water that is generally known ozone-dissolved water. it can.
- the inventor has found that this ozone microbubble water is particularly effective for cleaning.
- the cleaning device of the present invention is a cleaning device using ozone microbubble water.
- this cleaning device as long as ozone microbubble water having the same property, one generated by another ozone water generator or the like may be used.
- the first embodiment of the present invention is an ozone microbubble water generator that is particularly preferably used in the above-described cleaning device, that is, an ozone water generator that generates ozone microbubble water containing a large number of fine bubbles of ozone. .
- an ozone water generator that generates ozone microbubble water containing a large number of fine bubbles of ozone.
- ozone water is simply ozone-dissolved water
- ozone microbubble water generated by this ozone water generator produces ozone water that contains a lot of fine bubbles of ozone. can do. Due to the fine bubbles, the ozone microbubble water has a particularly high cleaning effect.
- the configuration of the ozone water generator 10 is shown in FIG.
- the ozone water generator includes an ozone generator 11 and a microbubble generator 12.
- Oxygen (O 2 ) gas is supplied to the ozone generator 11 from an oxygen cylinder 13 through an oxygen supply valve 14 and an oxygen flow meter 15.
- the oxygen supply valve 14 controls the on / off of the oxygen gas
- the oxygen flow meter 15 monitors and controls the flow rate of the oxygen gas, thereby controlling the flow rate of the ozone gas.
- the microbubble generator 12 immersed in the water 30 is supplied with water by the pump 16 and simultaneously with the ozone gas generated by the ozone generator 11.
- water and ozone gas are circulated in the microbubble generator 12 in the inside, and the ozone gas is discharged into the water 30 in the form of many small bubbles (microbubbles) in the water.
- a part of the ozone gas is dissolved in water, and the other is left in the water 30 as ozone bubbles, or is released from the surface of the water 30 to the atmosphere. That is, the water 30 becomes ozone water.
- the smaller the bubble size the greater the probability that it will remain in the water 30, and the rate of release to the air will decrease. That is, ozone microbubble water containing a large amount of ozone can be generated.
- water is supplied to the microbubble generator 12 from the left side and ozone is supplied from the right side, but these are actually supplied.
- the direction is the direction shown in FIG.
- the pump 16 is installed outside the tank in which the water 30 is stored, this configuration is optional as long as the water can be circulated through the microbubble generator 12.
- any device can be used, for example, a silent discharge type device can be used.
- a silent discharge is generated between a pair of electrodes, and oxygen (O 2 ) gas therebetween is ionized and recombined to generate ozone (O 3 ) gas.
- the gas sent from the ozone generator 11 to the microbubble generator 12 does not need to be 100% ozone, and may have an ozone concentration of about 1000 ppm, for example.
- ozone water with particularly high cleaning efficiency can be generated, so that this concentration can be made 100 ppm or less.
- the concentration of ozone is determined by the flow rate of oxygen and the setting of the ozone generator 11 (for example, the potential between electrodes).
- OH radicals and O 2 ⁇ are generated by the reaction of OH ⁇ ions in water (H 2 O) with ozone. Since these chemical substances have particularly strong oxidizing power, they have a high bactericidal action, deodorizing action, and organic substance removing action.
- a slit type microbubble generating apparatus is used as the microbubble generating apparatus 12.
- the microbubble generator is the same as that described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-334869 (hereinafter referred to as Patent Document 3).
- a schematic cross-sectional view of the configuration of the microbubble generator 12 is shown in FIG.
- a discharge port 122 is provided at one end of the main body pipe 121, and the other end is closed by providing a collision wall 123.
- Water 30 flows into the main body pipe 121 from the discharge port 122.
- the main body pipe 121 is disposed in water which is ozone water, and is made of acrylic having an inner diameter of about 10 mm, for example.
- a plurality of slits 124 are formed in the lower part of FIG.
- the slit 124 communicates the inside of the main body pipe with the outside water, and extends from the direction (horizontal direction in FIG. 2) connecting the discharge port 122 and the collision wall 123 toward the discharge port 122 to the discharge port 122 side. In contrast, they are formed in parallel at an inclination angle ⁇ .
- the width of the slit is, for example, about 0.5 mm.
- a gas supply pipe 125 is provided in communication with the main body pipe 121 on the side closer to the discharge port 122 than the slits 124 (upstream side with respect to the water flow), from which ozone gas (gas) flows into the water flow.
- the main pipe 121 is introduced by the negative pressure due to the above. That is, the ozone water generator 10 operates by driving the pump 16 and circulating water through the microbubble generator 12.
- the microbubble generator 12 operates as a shear type microbubble generator. That is, when water is introduced into the main body pipe 121 from the discharge port 122 by the pump 16, gas (ozone gas) is introduced from the gas supply pipe 125 by the negative pressure due to the water flow, and bubbles in the main body pipe 121 are formed. . The bubbles are finely sheared at the entrance of the slit 124 in the main body pipe 121 to become fine bubbles (microbubbles) and are discharged into the water simultaneously with water from the tip of the slit 124. As described in Patent Document 3, the microbubble generator 12 can effectively generate a large number of bubbles having a diameter smaller than 100 ⁇ m with this simple configuration. At this time, it is preferable to provide the gas supply pipe 125 on the upper side in the vertical direction and the slit 124 on the lower side. With this configuration, microbubbles can be generated efficiently and diffused widely in the water 30.
- the number of slits 124 is arbitrary, but a larger number is preferred because microbubbles can be generated efficiently. However, strictly speaking, the generation efficiency of microbubbles is not determined only by this number, but also depends on other geometric conditions, for example, the cross-sectional area ratio between the inlet and outlet (slit) of water in the microbubble generator 12. .
- the ozone concentration with respect to the entire water can be increased.
- the ozone concentration can be increased by increasing the flow rate of water by the pump 16 and the operation time thereof.
- the inventor examined the cleaning effect on clothes using the ozone micro-bubble water generated by the ozone water generating apparatus 10 having the above configuration.
- the inclination angle ⁇ of the slit 124 has a great influence on the cleaning effect. I found out that The experimental results will be described below.
- the degree of contamination removal when the cloth soaked in coffee and soaked in water 30 (ozone microbubble water) in the form of FIG. 1 and left without rotation and stirring was examined.
- the oxygen flow rate is 40 ml / min
- the water temperature is 8 ° C.
- Water is general tap water having an electrical resistivity of about 0.004 to 0.015 ⁇ 10 6 ⁇ ⁇ cm, and the resistivity is not particularly adjusted.
- FIG. 3 shows the appearance of the sample before the treatment
- FIGS. 4A to 4D show the observation results of the surface of the fabric when 10, 20, 30, and 40 minutes have elapsed when ⁇ is 30 °, respectively
- FIGS. 5 (a) to 5 (d) show the observation results of the surface of the fabric when 10, 20, 30, and 40 minutes have elapsed when ⁇ is 60 °, respectively. From this result, it is clear that in both cases, the dirt is removed with the passage of time. That is, it can be confirmed that organic contamination is removed using ozone microbubble water generated using the ozone water generating apparatus 10. However, when ⁇ is 60 °, the contamination is almost removed after 20 minutes (FIG.
- the ozone concentration in the ozone microbubble water was measured according to these elapsed times.
- the ozone measured here is the sum of the microbubbles present in water and those dissolved in water. Measurement was performed by absorptiometry. The measurement results are shown in FIG.
- the ozone concentration at the start of the operation is zero, regardless of the value of ⁇ , the ozone concentration increases until 20 minutes after the operation of the microbubble generator 12, and after 20 minutes after the stop, Although the concentration decreases, it remains sufficiently.
- FIG. 7 shows the elapsed time dependence of the ozone concentration at this time under the same conditions as in FIG. In either case, the ozone concentration of the generated ozone microbubble water could be made substantially the same.
- microbubbles of ozone in ozone water was examined here from two viewpoints.
- One is the bubble diameter of the microbubble, and the other is the potential of the microbubble (zeta potential).
- the vertical axis represents the existence probability density
- the horizontal axis represents the measured bubble diameter
- ozone microbubble water containing a large number of microbubbles having a bubble diameter of 100 ⁇ m or less has a high cleaning effect as described above.
- ⁇ 60 °
- the number of microbubbles having a small bubble diameter increases. That is, many fine ozone microbubbles are generated.
- FIG. 12 shows the temperature dependence of this point.
- 12A shows the result of measuring the change in ozone concentration after the operation of the microbubble generator 12 was stopped when the water temperature was 12 ° C.
- FIG. 12B was the case when the water temperature was 21 ° C.
- the rate of decrease in concentration is lower as the water temperature is lower.
- the water used as the base of this ozone water is tap water.
- the microbubble generating device 12 can obtain fine ozone microbubbles having a large zeta potential. This effect is particularly great when ⁇ is 60 °. Therefore, in the case of the above washing, the zeta potential is preferably ⁇ 40 mV or less, and particularly preferably ⁇ 70 mV or less.
- a: PH 4 (small absolute value of zeta potential)
- the cleaning using ozone microbubble water can provide higher cleaning efficiency than the conventionally known cleaning using ozone water.
- the preferred zeta potential polarity varies depending on the object to be removed by washing.
- organic contamination such as oil often has a positive charge
- the negative zeta potential as described above is preferable.
- metal contamination or the like may have a negative charge, in such a case, it is preferable that the ozone microbubble has a positive zeta potential.
- the zeta potential of the ozone microbubble water can be appropriately adjusted by adjusting its PH.
- FIG. 15 shows the result of examining the difference in the cleaning effect between the air microbubble water and the ozone microbubble water.
- the cleaning effect is seen also in (c) using ozone microbubble water. That is, ozone microbubble water is particularly effective for cleaning, and ozone microbubble water having a particularly high cleaning effect can be generated using the microbubble generator 12.
- the ozone concentration of the ozone microbubble water is as low as about 1 mg / L and has the above high cleaning efficiency.
- the reason for the high cleaning efficiency at such a low ozone concentration is as follows from the above results.
- the microbubbles of ozone generated by the microbubble generator 12 are particularly fine, they can particularly stay in water for a long time. At this time, since the mass transfer at the interface and the bursting of the micro bubbles gradually progress, ozone is easily dissolved in water, and the chemical substance having a high cleaning effect is efficiently generated.
- microbubbles are likely to gather near the object to be cleaned due to the electrostatic force due to the zeta potential. Particularly, ozone is likely to be released into the water in this vicinity, so that a chemical substance having a high cleaning effect is effective on the object to be cleaned.
- a chemical substance having a high cleaning effect is effective on the object to be cleaned.
- ozone concentration in the ozone microbubble water for example, 0.2 mg / L or more has particularly high cleaning efficiency.
- ozone microbubble water there are two types of ozone, one dissolved in water and one existing as microbubbles.
- the ozone that directly contributes to cleaning is mainly the former, but in the case of ozone microbubble water, ozone continues to be supplied from the microbubbles to the water in the vicinity of the object to be cleaned.
- the ozone concentration that directly contributes can be increased.
- ozone microbubbles can be effectively attached to the object to be cleaned. Due to these synergistic effects, particularly high cleaning efficiencies are obtained. Strictly speaking, the cleaning capability depends on the object to be cleaned, the object to be removed by cleaning, the temperature, and the like, so the ozone concentration in the ozone microbubble water used for cleaning does not necessarily have to be 0.2 mg / L or more. .
- the ozone concentration in the gas charged into the microbubble generator 12, that is, the gas generated in the ozone generator 11, is a low value of 100 ppm or less. Also good. That is, ozone microbubble water with a high ozone concentration can be generated with a low ozone gas concentration. Therefore, since it can handle in the state where the density
- the ozone microbubble water generated by the ozone generator 10 using the microbubble generator 12 has high cleaning efficiency in the range of ⁇ of 30 to 60 °.
- a large cleaning effect can be obtained by setting ⁇ to 60 ° or more. If ⁇ is larger than 90 °, it is difficult to effectively generate microbubbles. Therefore, a particularly preferable range of ⁇ is 60 to 90 °. That is, by using the ozone water generating apparatus 10 having this configuration, ozone microbubble water having a particularly large cleaning effect can be generated, and a cleaning apparatus having high cleaning efficiency can be obtained using this.
- a characteristic of the ozone water generator 10 is a microbubble generator 12.
- the structure of the microbubble generator 12 is simple and can be manufactured at low cost. That is, ozone microbubble water having high cleaning efficiency can be easily generated.
- FIG. 16 is a photograph of appearance before and after the above-described ozone water generating apparatus 10 is operated in this water by putting contaminated water in an emulsion state in which water and oil are mixed into a transparent water tank (a: before operation, b: 30 minutes after the operation).
- a white fabric with a graphic is placed outside the transparent aquarium.
- the ozone microbubble water generated by the ozone water generation apparatus 10 is effective against various organic contaminations. Furthermore, the fact that the above-mentioned microbubbles are small and the effect of the zeta potential produces a particularly effective chemical substance with a high cleaning effect, and this also applies to other conventionally known actions. . Therefore, it is clear that this ozone water is effective for sterilization and deodorization.
- the second embodiment of the present invention is a cleaning apparatus using ozone microbubble water. From the above experiments, it became clear that the ozone microbubble water used in the above experiments has high cleaning efficiency. Therefore, in this cleaning apparatus, the above-described ozone water generating apparatus can be used, and it is apparent that high cleaning efficiency can be obtained. A schematic configuration of this cleaning apparatus is shown in FIG. In addition, if ozone microbubble water with the same property can be produced
- an ozone water generating device (ozone micro bubble water generating device) 10 that generates ozone micro bubble water
- the micro bubble generating device 12 is attached to the ozone water generating tank 41.
- a pump 16 is provided outside the lever. Water is introduced into the ozone water generation tank 41 with the water supply valve 42 open, the microbubble generator 12 is immersed in water, and the pump 16 operates to generate the ozone microbubble water.
- the ozone water supply valve 43 is opened, the ozone microbubble water is guided to the cleaning tank 44 and collected therein, and the object to be cleaned 45 is immersed in the ozone microbubble water.
- the rotation / stirring mechanism used in a normal washing apparatus is not used. Further, the cleaning tank 44 is provided with a drain 46, and ozone microbubble water is appropriately discharged. Thereafter, new ozone micro-bubble water is generated again and supplied through the ozone water supply valve 43.
- This cleaning tank 44 is used for cleaning the object to be cleaned 45 after the ozone microbubble water generated in the ozone water generation tank 41 is collected. That is, here, the ozone microbubble water once generated is used in a tank different from the ozone water generation tank 41. In this case, the ozone microbubble water is generated in the ozone water generation tank 41 and the ozone (ozone microbubble) concentration is abrupt even after the ozone microbubble water moves into the cleaning tank 44 from the result of FIG. Therefore, it can be increased to 1 mg / L or more. That is, high cleaning efficiency can be obtained.
- the object to be cleaned 45 is arbitrary, such as cloth. In particular, contamination by organic substances can be effectively removed by the effect of ozone. Further, as the object to be cleaned 45, for example, in addition to clothing (cloth), vegetables, metal parts, semiconductor wafers, etc., particularly those that are not adversely affected by ozone, this can be cleaned.
- the cleaning object 45 is cleaned by immersing the cleaning object 45 in ozone microbubble water in the cleaning tank 44.
- the cleaning device 40 since the ozone microbubble water has a high cleaning effect as described above, the cleaning device 40 has a high cleaning efficiency. That is, it is effective for removal of organic contamination, sterilization, deodorization and the like.
- the cleaning tank 44 is provided with a rotation mechanism and a stirring mechanism. There is no need. In this case, the power consumption of the cleaning device 40 can be reduced. Further, the cleaning tank 44 can be made of metal or plastics, but since the object to be cleaned 45 does not collide with the inner wall, its life can be extended.
- a rotation / stirring mechanism may be provided to rotate / stir the ozone microbubble water or the object to be cleaned 45. Even in this case, when this ozone microbubble water is used, this rotation / stirring is weaker than, for example, normal ozone water, or high even if this ozone microbubble water is not used. A cleaning effect is obtained.
- Ozone has a peculiar odor and is toxic, so it is not desirable that ozone remain in clothing, but ozone also vaporizes simultaneously with moisture during drying, and changes to non-toxic, odorless oxygen (O 2 ) gas. It doesn't matter.
- the ozone micro bubble water has little adverse effect on the environment. This is because, as described above, ozone naturally changes to nontoxic oxygen gas. Therefore, it is not necessary to perform a special process (detoxification process) on the wastewater discharged through the drain 46 after cleaning. This is the same as in the case of using normal ozone water.
- small dust adhering to clothing is removed by adhering to microbubbles in ozone microbubble water.
- This effect is particularly remarkable when the microbubbles have a particularly large zeta potential and a large electrostatic force is generated.
- the form of the cleaning tank 44 is arbitrary, but in order to reduce the amount of ozone with a specific odor leaking to the outside or to suppress the desorption of ozone from the ozone water, a lid is provided and sealed. Is preferred. Further, it is preferable that an exhaust mechanism is provided so that the cleaning tank 44 is exhausted immediately before the user opens the lid after ozone microbubble water is drained from the drain 46.
- the cleaning device 40 can clean various objects to be cleaned that are inexpensive and have high cleaning efficiency and are not adversely affected by ozone. In particular, it is effective for removal of organic contamination, sterilization, deodorization and the like.
- FIG. 18 shows a configuration diagram of a modified example of the above-described cleaning apparatus.
- the cleaning tank 44 and the ozone water generation tank 41 are combined, and the generation and cleaning of ozone microbubble water are performed simultaneously or continuously in one tank.
- four microbubble generators 12 are installed in the cleaning tank 44 (ozone water generation tank 41).
- the functions of the other components are the same as in FIG. In this case, since the cleaning tank 44 and the ozone water generation tank 41 are shared, the cleaning device 50 can be further downsized. Moreover, since it can wash
- microbubble generators 12 it is preferable to arrange a plurality of microbubble generators 12 so that the microbubbles are uniformly generated.
- four microbubble generators 12 are arranged on the bottom surface radially and symmetrically from the center of the cleaning tank 44 (ozone water generation tank 41). This configuration is optional depending on the shape of the microbubble generator. Moreover, it is not always necessary that the specifications of the plurality of microbubble generators are the same.
- the water temperature was 8 ° C., but in order to obtain a greater cleaning effect, the water temperature is more preferably adjusted to 4 to 16 ° C. by adjusting with a heater or the like. This temperature adjustment can be performed, for example, in the ozone water generation tank 41 or in the cleaning tank 44 in the cleaning device 40 described above.
- the ozone water generating apparatus according to the first embodiment is used for the cleaning apparatus.
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Abstract
Description
本発明は、オゾンの微細な気泡が添加された水を用いて各種の素材を洗浄する洗浄装置、洗浄方法、及びこのために用いることができるオゾン水生成装置に関する。 The present invention relates to a cleaning apparatus and a cleaning method for cleaning various materials using water to which fine ozone bubbles are added, and an ozone water generating apparatus that can be used for this purpose.
例えば、衣類を洗浄する洗濯機においては、各種の洗剤が混合された洗濯水中に衣類が浸され、洗濯水ごと回転、攪拌されることにより、衣類の汚れが洗浄される。この際、回転や攪拌を激しく、長時間行うほど洗浄の効果は大きくなる一方、衣類自身が機械的衝撃によって損傷する可能性が大きくなる。衣類以外でも、被洗浄物が破損する可能性のあるものであれば、同様である。従って、回転や攪拌を激しく行うことなしに高い洗浄効果が得られる洗浄装置が求められていた。 For example, in a washing machine for washing clothes, the clothes are immersed in washing water mixed with various detergents, and the washing dirt is washed by rotating and stirring together with the washing water. At this time, as the rotation and agitation are vigorously performed for a long time, the cleaning effect increases, while the possibility that the garment itself is damaged by mechanical impact increases. The same applies to items other than clothing as long as the item to be cleaned may be damaged. Therefore, there has been a demand for a cleaning apparatus that can provide a high cleaning effect without vigorous rotation and stirring.
このための一つの方法として、例えば、特許文献1には、オゾン水を用いた洗浄装置が記載されている。この技術においては、酸化作用、殺菌作用、脱臭作用、有機物の除去作用等の高いオゾン(O3)ガスを発生させ、これをバブリングし、オゾンが溶融された、あるいはオゾンの気泡が多く含まれるオゾン水を生成する。このオゾン水を前記の洗浄装置(洗濯機)において用いた場合、通常の洗剤を用いた洗濯水よりも高い洗浄能力をもつ。この際、通常の衣類はオゾンによって悪影響を受けないため、特に有機物による汚染に対しては有効である。従って、衣類を洗浄する際の回転や攪拌を激しく行うことなしに十分な洗浄効果が得られるため、衣類の損傷を小さくすることができる。
As one method for this purpose, for example,
この際、オゾンガス自身は、例えば、電極間の放電によって酸素(O2)ガスを電離・再結合させる、いわゆる無声放電法によって酸素ガスから容易に製造することができる。また、オゾンは高濃度では人体に対して毒性があるものの、不安定であり、常温の大気中で容易に分解して通常の無毒の酸素分子となるため、その取り扱いも容易である。従って、これを用いた洗浄装置の構成が複雑になることもない。オゾン水は、水中でこのオゾンガスをバブリングすることによって容易に得られる。また、オゾンを従来の洗剤の代わりに用いることにより、洗剤による環境に対する汚染を低減することもできる。 At this time, the ozone gas itself can be easily produced from the oxygen gas by, for example, a so-called silent discharge method in which oxygen (O 2 ) gas is ionized and recombined by discharge between electrodes. In addition, ozone is toxic to the human body at high concentrations, but is unstable, and is easily decomposed into normal non-toxic oxygen molecules in air at room temperature, so that it is easy to handle. Therefore, the structure of the cleaning apparatus using this is not complicated. Ozone water is easily obtained by bubbling this ozone gas in water. In addition, by using ozone instead of a conventional detergent, it is possible to reduce environmental pollution caused by the detergent.
従って、これにより、衣類等に対して十分な洗浄能力をもち、衣類に対する損傷を小さくし、かつ安価な洗浄装置が得られた。オゾンによって悪影響を受けないもの、例えば、金属部品や半導体ウェハ等を洗浄する場合も同様である。 Therefore, as a result, a washing apparatus having sufficient washing ability for clothes, etc., reducing damage to clothes, and inexpensive. The same applies to the case of cleaning materials that are not adversely affected by ozone, such as metal parts and semiconductor wafers.
一方、特許文献2においては、洗浄に適したオゾン水の条件が記載されている。ここでは、特に特に気泡径が50~500nmの範囲のオゾンガスの気泡(ナノバブル)を含むオゾン水が洗浄には適しており、このオゾン水は、特に高い殺菌効果をもつため、有効であることが示された。このオゾン水は、水の電気伝導度を調整し、かつ超音波を印加する等の物理的刺激を加えることによって生成することができる。
On the other hand,
しかしながら、特許文献1に記載の技術において、洗浄に対して最適なオゾン水の条件は必ずしも明確ではない。例えば、オゾンの濃度が高ければ効果が大きいことは自明であるが、特にこれ以外の条件については明確ではない。ところが、オゾンは短い時間で容易に分解して無毒の酸素ガスになるものの、それ自身には毒性があるため、できるだけオゾン濃度が低いことが好ましい。また、オゾン濃度が低いオゾン水を製造することが容易であることも明らかである。従って、低いオゾン濃度でかつ高い洗浄効率をもつオゾン水が好ましいが、この点については、特許文献1においては全く明らかにされていない。
However, in the technique described in
一方、特許文献2においては、気泡径を上記の範囲とすることによって、特に殺菌効果が高くなることは明確にされた。しかしながら、このオゾン水を製造するためには、電解質を添加して水自身の電気伝導度を調整したり、超音波を印加する等の複雑な工程、作業が必要であった。また、殺菌効果は高くなるものの、水の中の添加物質の存在により、殺菌以外を目的とする洗浄に適さないことも明らかである。従って、この条件は殺菌のみを対象としたものであり、例えば一般的な衣類の洗浄や、半導体ウェハの洗浄等には適したものではない。
On the other hand, in
すなわち、オゾン水を用いた洗浄装置において、特に高い洗浄効率をもつ洗浄装置を得ることは困難であった。 That is, it was difficult to obtain a cleaning device having particularly high cleaning efficiency in a cleaning device using ozone water.
本発明は、斯かる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an invention that solves the above problems.
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明のオゾン水生成装置は、マイクロバブル発生装置に水及びオゾンガスを循環させて水中でオゾンガスをマイクロバブルとして形成させるオゾン水生成装置であって、前記マイクロバブル発生装置は、一端が前記循環される水が導入される吐出口であり、他端が閉じられた構造を具備し、水中に配置される本体パイプと、該本体パイプに連通され、オゾンガスを前記本体パイプ内部に導入する気体供給管と、前記本体パイプにおける一端と他端とを結ぶ線に対して傾斜角をもって形成され、前記本体パイプの内部と外部の水中とを連通するスリットを具備することを特徴とする。
本発明のオゾン水生成装置において、略同一の前記傾斜角をもって複数の前記スリットが形成されたことを特徴とする。
本発明のオゾン水生成装置において、前記傾斜角は、前記一端側に向かって30°~90°の範囲であることを特徴とする。
本発明のオゾン水生成方法は、マイクロバブル発生装置に水及びオゾンガスを循環させて水中でオゾンガスをマイクロバブルとして形成させるオゾン水生成方法であって、一端に吐出口が設けられ、他端が閉じられた構造を具備する本体パイプを水中に配置して前記一端から前記本体パイプ中に前記循環させる水を導入し、前記本体パイプ中における水流による負圧を利用してオゾンガスを前記本体パイプ中に導入し、前記本体パイプにおける一端と他端とを結ぶ線に対して傾斜角をもち、前記本体パイプの内部と外部の水中とを連通するスリットから、前記循環させる水及びオゾンガスのマイクロバブルを水中に放出させることにより、前記オゾン水を生成することを特徴とする。
本発明のオゾン水生成方法は、略同一の前記傾斜角をもって形成された複数の前記スリットから前記オゾンガスのマイクロバブルを水中に放出させることを特徴とする。
本発明のオゾン水生成方法は、前記傾斜角を、前記一端側に向かって30°~90°の範囲とすることを特徴とする。
本発明の洗浄装置は、気泡径が100μm以下のオゾンマイクロバブルが含まれるオゾンマイクロバブル水が導入され、該オゾンマイクロバブル水中に被洗浄物が浸漬される構造の洗浄槽を具備することを特徴とする。
本発明の洗浄装置において、前記オゾンマイクロバブルの平均ゼータ電位は-40mV以下であることを特徴とする。
本発明の洗浄装置において、前記洗浄槽は、回転機構及び攪拌機構を具備しないことを特徴とする。
本発明の洗浄装置において、前記被洗浄物は、衣類、野菜類、金属部品類、半導体ウェハ類のうちのいずれか1種であることを特徴とする。
本発明の洗浄装置において、前記オゾンマイクロバブル水は前記オゾン水生成装置によって生成されることを特徴とする。
本発明の洗浄方法は、気泡径が100μm以下のオゾンマイクロバブルが含まれるオゾンマイクロバブル水を洗浄槽に導入し、前記オゾンマイクロバブル水中に被洗浄物を浸漬することを特徴とする。
本発明の洗浄方法において、前記オゾンマイクロバブルの平均ゼータ電位は-40mV以下であることを特徴とする。
本発明の洗浄方法において、前記オゾンマイクロバブル水を前記オゾン水生成装置によって生成することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations.
The ozone water generator of the present invention is an ozone water generator that circulates water and ozone gas in a microbubble generator to form ozone gas as microbubbles in water, and the microbubble generator is circulated at one end. A main body pipe disposed in the water, and a gas supply pipe that communicates with the main body pipe and introduces ozone gas into the main body pipe. And a slit that is formed at an inclination angle with respect to a line connecting one end and the other end of the main body pipe, and communicates the inside of the main body pipe with the outside water.
In the ozone water generating apparatus of the present invention, a plurality of the slits are formed with substantially the same inclination angle.
In the ozone water generating apparatus of the present invention, the inclination angle is in a range of 30 ° to 90 ° toward the one end side.
The ozone water generation method of the present invention is an ozone water generation method in which water and ozone gas are circulated through a microbubble generator to form ozone gas as microbubbles in water, with a discharge port provided at one end and the other end closed. A main body pipe having the above-described structure is disposed in the water, and the water to be circulated is introduced into the main body pipe from the one end, and ozone gas is introduced into the main body pipe by using a negative pressure due to a water flow in the main body pipe. The water and ozone microbubbles to be circulated are introduced from a slit having an inclination angle with respect to a line connecting one end and the other end of the main body pipe, and communicating the inside of the main body pipe and the outside water. The ozone water is generated by discharging the ozone water.
The ozone water generation method of the present invention is characterized in that microbubbles of the ozone gas are discharged into water from the plurality of slits formed with substantially the same inclination angle.
The ozone water generating method of the present invention is characterized in that the inclination angle is in a range of 30 ° to 90 ° toward the one end side.
The cleaning apparatus according to the present invention includes a cleaning tank having a structure in which ozone microbubble water containing ozone microbubbles having a bubble diameter of 100 μm or less is introduced, and an object to be cleaned is immersed in the ozone microbubble water. And
In the cleaning apparatus of the present invention, the average zeta potential of the ozone microbubbles is −40 mV or less.
In the cleaning apparatus of the present invention, the cleaning tank does not include a rotation mechanism and a stirring mechanism.
In the cleaning apparatus of the present invention, the object to be cleaned is any one of clothing, vegetables, metal parts, and semiconductor wafers.
In the cleaning apparatus of the present invention, the ozone microbubble water is generated by the ozone water generator.
The cleaning method of the present invention is characterized in that ozone microbubble water containing ozone microbubbles having a bubble diameter of 100 μm or less is introduced into a cleaning tank, and an object to be cleaned is immersed in the ozone microbubble water.
In the cleaning method of the present invention, the ozone microbubbles have an average zeta potential of −40 mV or less.
In the cleaning method of the present invention, the ozone microbubble water is generated by the ozone water generator.
本発明は以上のように構成されているので、オゾン水を用いた洗浄装置において、特に高い洗浄効率をもつ洗浄装置を得ることができる。 Since the present invention is configured as described above, a cleaning device having particularly high cleaning efficiency can be obtained in a cleaning device using ozone water.
本発明のオゾン水生成装置によれば、一般に知られるオゾンが溶解した水であるオゾン水と比べて、オゾンの微細な気泡(マイクロバブル)が特に多く含まれるオゾンマイクロバブル水を生成することができる。発明者は、このオゾンマイクロバブル水は洗浄用として特に有効であることを知見した。本発明の洗浄装置は、オゾンマイクロバブル水を利用した洗浄装置である。ただし、この洗浄装置においては、同様の性質のオゾンマイクロバブル水であれば、他のオゾン水生成装置等で生成されたものを用いてもよい。 According to the ozone water generating apparatus of the present invention, it is possible to generate ozone microbubble water that contains particularly a lot of fine bubbles (microbubbles) of ozone as compared with ozone water that is generally known ozone-dissolved water. it can. The inventor has found that this ozone microbubble water is particularly effective for cleaning. The cleaning device of the present invention is a cleaning device using ozone microbubble water. However, in this cleaning device, as long as ozone microbubble water having the same property, one generated by another ozone water generator or the like may be used.
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態は、上記の洗浄装置に特に好ましく用いられるオゾンマイクロバブル水生成装置、すなわち、オゾンの微細な気泡を多数含むオゾンマイクロバブル水を生成するオゾン水生成装置である。一般に知られるオゾン水は、単にオゾンが溶解した水であるのに対して、このオゾン水生成装置によって生成されるオゾンマイクロバブル水においては、特にオゾンの微細な気泡が多く含まれるオゾン水を生成することができる。この微細な気泡によってこのオゾンマイクロバブル水は特に高い洗浄効果を有する。
(First embodiment)
The first embodiment of the present invention is an ozone microbubble water generator that is particularly preferably used in the above-described cleaning device, that is, an ozone water generator that generates ozone microbubble water containing a large number of fine bubbles of ozone. . Generally known ozone water is simply ozone-dissolved water, while ozone microbubble water generated by this ozone water generator produces ozone water that contains a lot of fine bubbles of ozone. can do. Due to the fine bubbles, the ozone microbubble water has a particularly high cleaning effect.
このオゾン水生成装置10の構成を図1に示す。このオゾン水生成装置は、オゾン発生装置11と、マイクロバブル発生装置12とを具備する。オゾン発生装置11には、酸素ボンベ13から、酸素供給バルブ14、酸素流量計15を介して酸素(O2)ガスが供給される。酸素供給バルブ14で酸素ガスのオンオフが制御され、酸素流量計15でその流量がモニターされて制御されることによって、オゾンガスの流量が制御される。水30中に浸漬されたマイクロバブル発生装置12にはポンプ16によって水が供給されると同時に、オゾン発生装置11によって生成されたオゾンガスが供給される。これにより、その内部で水及びオゾンガスがマイクロバブル発生装置12内で循環され、水中でオゾンガスは小さな多数の気泡(マイクロバブル)となって水30中に排出される。この際、オゾンガスの一部は水中に溶解し、他はオゾンの気泡となったまま水30中に残存するか、水30の表面から大気中に開放される。すなわち、水30はオゾン水となる。この際、気泡の大きさが小さいほど、水30中に残存する確率が大きくなり、大気中に開放される割合が減少する。すなわち、オゾンを多く含むオゾンマイクロバブル水を生成することができる。なお、図1では単純化して記載したために、このマイクロバブル発生装置12には左側から水が供給され、右側からオゾンが供給される構成として記載されているが、実際にはこれらが供給される方向は図2において示される方向である。また、水30が溜められた槽の外部にポンプ16を設置した構成としているが、マイクロバブル発生装置12に水を循環させることのできる構成であればこの構成は任意である。
The configuration of the
オゾン発生装置11としては、任意のものを用いることができ、例えば無声放電式のものを用いることができる。この構成においては、一対の電極間に無声放電を発生させ、その間の酸素(O2)ガスを電離・再結合させ、オゾン(O3)ガスを生成する。オゾン発生装置11からマイクロバブル発生装置12側に送られるガスは100%のオゾンである必要はなく、例えば1000ppm程度のオゾン濃度でもよい。ただし、後述するように、本発明のオゾン水生成装置によれば、特に高い洗浄効率のオゾン水を生成することができるため、この濃度を100ppm以下とすることもできる。この場合、オゾンの濃度は、酸素の流量と、このオゾン発生装置11の設定(例えば電極間電位等)によって決定される。
As the
オゾン水においては、水(H2O)中のOH-イオンとオゾンとの反応によってOHラジカルや、O2 -(スーパーオキシドイオン)が生成される。これらの化学物質は、特に強い酸化力があるため、高い殺菌作用、脱臭作用、有機物の除去作用をもつ。 In ozone water, OH radicals and O 2 − (superoxide ions) are generated by the reaction of OH − ions in water (H 2 O) with ozone. Since these chemical substances have particularly strong oxidizing power, they have a high bactericidal action, deodorizing action, and organic substance removing action.
ここで、このオゾン水生成装置10においては、マイクロバブル発生装置12として、スリット式のマイクロバブル発生装置が用いられる。このマイクロバブル発生装置は、特開2005-334869号(以下、特許文献3)に記載されたものと同様である。このマイクロバブル発生装置12の構成の概略断面図を図2に示す。このマイクロバブル発生装置12においては、本体パイプ121の一端に吐出口122が設けられ、他端は衝突壁123が設けられることによって閉じられた構造となっている。吐出口122からは水30が本体パイプ121内に流入する。この本体パイプ121はオゾン水となる水中に配置され、例えばその内径が10mm程度のアクリルで構成される。また、図2中の下方には複数のスリット124が形成されている。スリット124は、本体パイプの内部と外部の水中とを連通し、吐出口122のある側に向かって吐出口122と衝突壁123とを結ぶ方向(図2における水平方向)から吐出口122側に対して傾斜角θをなして平行に形成される。スリットの幅は例えば0.5mm程度である。また、これらのスリット124よりも吐出口122に近い側(水の流れに対して上流側)に、本体パイプ121に連通して気体供給管125が設けられおり、ここからオゾンガス(気体)が水流による負圧によってこの本体パイプ121内に導入される。すなわち、このオゾン水生成装置10は、ポンプ16が駆動されて、水がマイクロバブル発生装置12中を循環することによって動作する。
Here, in the ozone
特許文献3に記載されたように、このマイクロバブル発生装置12は、せん断式のマイクロバブル発生装置として動作する。すなわち、水は吐出口122からこの本体パイプ121内にポンプ16によって導入されると、水流による負圧によって気体供給管125から気体(オゾンガス)が導入され、本体パイプ121中では水中の気泡となる。この気泡が本体パイプ121内のスリット124の入り口で細かくせん断されて、微細な気泡(マイクロバブル)となって、スリット124の先端から水と同時に水中に排出される。特許文献3に記載されたように、このマイクロバブル発生装置12においては、この簡単な構成で、特にその径が100μmよりも小さな気泡を有効に多数生成することができる。この際、気体供給管125を鉛直方向における上側、スリット124を下側に設けることが好ましい。この構成により、マイクロバブルを効率的に発生させることができ、かつこれを水30中に広く拡散させることができる。
As described in
なお、スリット124の数は任意であるが、この数が多い方が、効率的にマイクロバブルを発生させることができるため、好ましい。ただし、厳密にはマイクロバブルの発生効率はこの数のみによっては決まらず、他の幾何学的条件、例えばこのマイクロバブル発生装置12における水の入口と出口(スリット)の断面積比等にもよる。
The number of
従って、このマイクロバブル発生装置12を水30中に配置し、ポンプ16を動作させて水を循環させれば、水30はオゾンマイクロバブル水となる。すなわち、水30中には多数のオゾンガスからなるマイクロバブルが存在し、また、オゾンの一部は水中に溶解する。従って、この水全体に対するオゾン濃度を高くすることができる。ポンプ16による水の流量やその運転時間を長くすることにより、オゾン濃度を高くすることができる。
Therefore, if the
発明者は、上記の構成のオゾン水生成装置10によって生成したオゾンマイクロバブル水を用いて、衣類に対する洗浄効果を調べたところ、特にスリット124の傾斜角θがこの洗浄効果に対して大きな影響を与えることを知見した。以下ではこの実験結果について説明する。
The inventor examined the cleaning effect on clothes using the ozone micro-bubble water generated by the ozone
ここでは、コーヒーに浸して汚染させた布地を、図1の形態における水30(オゾンマイクロバブル水)に浸し、回転・攪拌を行うこと無しで放置した場合の汚染の除去の度合いを調べた。この場合の酸素流量は40ml/minであり、水温は8℃である。水は電気抵抗率が0.004~0.015×106Ω・cm程度である一般の水道水であり、特にその抵抗率は調整していない。スリット124の傾斜角θについては、30°と60°の2種類を用いた。また、観察はポンプ16を動作させてから40分まで行ったが、ポンプ16は0~20分の間だけ動作させ、20~40分の間は停止させた。
Here, the degree of contamination removal when the cloth soaked in coffee and soaked in water 30 (ozone microbubble water) in the form of FIG. 1 and left without rotation and stirring was examined. In this case, the oxygen flow rate is 40 ml / min, and the water temperature is 8 ° C. Water is general tap water having an electrical resistivity of about 0.004 to 0.015 × 10 6 Ω · cm, and the resistivity is not particularly adjusted. For the inclination angle θ of the
図3は、処理前の試料の外観であり、図4(a)~(d)は、θが30°の場合のそれぞれ10、20、30、40分経過時の布地の表面の観察結果であり、図5(a)~(d)は、θが60°の場合のそれぞれ10、20、30、40分経過時の布地の表面の観察結果である。この結果より、どちらの場合においても、時間の経過と共に汚れが除去されていることが明らかである。すなわち、このオゾン水生成装置10を用いて生成されたオゾンマイクロバブル水を用いて有機汚染が除去されることが確認できる。ただし、θが60°の場合は20分後(図5(b))で汚染はほぼ除去されているのに対し、30°の場合には30分後(図4(c))でも十分に除去されていない。従って、θが60°の場合には30°の場合よりもその効果が大きく、洗浄能力が高いことが確認できる。
FIG. 3 shows the appearance of the sample before the treatment, and FIGS. 4A to 4D show the observation results of the surface of the fabric when 10, 20, 30, and 40 minutes have elapsed when θ is 30 °, respectively. FIGS. 5 (a) to 5 (d) show the observation results of the surface of the fabric when 10, 20, 30, and 40 minutes have elapsed when θ is 60 °, respectively. From this result, it is clear that in both cases, the dirt is removed with the passage of time. That is, it can be confirmed that organic contamination is removed using ozone microbubble water generated using the ozone
洗浄効果にはオゾンマイクロバブル水中のオゾンの濃度が大きく影響することは明らかであるため、これらの経過時間に応じたオゾンマイクロバブル水中のオゾン濃度を測定した。ここで測定されるオゾンは、マイクロバブルとして水中に存在するものと、水中に溶解しているものの総和である。測定は吸光光度法により行った。この測定結果を図6に示す。動作開始時のオゾン濃度は零であり、θの値に関わらず、マイクロバブル発生装置12の動作中である20分後まではオゾン濃度は増加し、これを停止した20分後以降は、その濃度は減少するものの、充分に残存している。ただし、オゾンの濃度の絶対値はどの時点でもθ=60°の方が高い。
Since it is clear that the ozone concentration in the ozone microbubble water greatly affects the cleaning effect, the ozone concentration in the ozone microbubble water was measured according to these elapsed times. The ozone measured here is the sum of the microbubbles present in water and those dissolved in water. Measurement was performed by absorptiometry. The measurement results are shown in FIG. The ozone concentration at the start of the operation is zero, regardless of the value of θ, the ozone concentration increases until 20 minutes after the operation of the
図6の結果を元にして、オゾン濃度をθ=30°の場合と60°の場合とで同一とした場合の、洗浄効果の違いを同様にして調べた。すなわち、ここではθ=30°の場合の酸素流量を40ml/minとし、θ=60°の場合の酸素流量を24ml/minとした。この際のオゾン濃度の経過時間依存性を図6と同様の条件で図7に示す。どちらの場合においても、生成されたオゾンマイクロバブル水のオゾン濃度をほぼ同一とすることができた。 Based on the results shown in FIG. 6, the difference in the cleaning effect when the ozone concentration was the same between θ = 30 ° and 60 ° was examined in the same manner. That is, the oxygen flow rate when θ = 30 ° is 40 ml / min, and the oxygen flow rate when θ = 60 ° is 24 ml / min. FIG. 7 shows the elapsed time dependence of the ozone concentration at this time under the same conditions as in FIG. In either case, the ozone concentration of the generated ozone microbubble water could be made substantially the same.
この場合のθ=30°の場合の図4と同様の結果が図8(a)~(d)であり、θ=60°の場合の図5と同様の結果が図9(a)~(d)である。この結果においても、図4、5の場合と同様に、θ=60°の方が良好な結果が得られた。すなわち、θが60°の場合には、20分後(図9(b))には汚染がほぼ除去されているのに対し、30°の場合には、30分後(図8(c))でも除去されていない。従って、θ=60°の方が高い洗浄効果が得られるのは、単に高いオゾン濃度が得られるためではなく、他の要因にもよるものである。 In this case, the same results as FIG. 4 when θ = 30 ° are shown in FIGS. 8A to 8D, and the same results as FIG. 5 when θ = 60 ° are shown in FIGS. d). Also in this result, as in the case of FIGS. 4 and 5, a better result was obtained when θ = 60 °. That is, when θ is 60 °, the contamination is almost removed after 20 minutes (FIG. 9B), whereas when it is 30 °, 30 minutes later (FIG. 8C). ) But not removed. Therefore, the higher cleaning effect is obtained when θ = 60 ° not only because a high ozone concentration is obtained but also due to other factors.
また、同様に、これらのオゾンマイクロバブル水中に、食品用ソースで汚染された布地を浸漬した際の、初期(a)、10分後(b)、20分後(c)、30分後(d)、40分後(e)における外観写真を、θ=30°の場合、60°の場合について図10中の(1)、(2)にそれぞれ示す。 Similarly, the initial (a), 10 minutes (b), 20 minutes (c), and 30 minutes (when the cloth contaminated with the food source is immersed in these ozone microbubble waters ( d) After 40 minutes, (e) appearance photographs are shown in (1) and (2) of FIG. 10 for θ = 30 ° and 60 °, respectively.
この結果より、θ=30°の場合(1)には40分後にも若干の汚れが残っているが、θ=60°の場合(2)には40分後で汚れは確認できない状態となっている。すなわち、θ=60°の場合の方が30°の場合よりも高い洗浄効率をもつことがやはり確認できた。 From this result, when θ = 30 ° (1), some dirt remains after 40 minutes, but when θ = 60 ° (2), dirt cannot be confirmed after 40 minutes. ing. That is, it was confirmed that the cleaning efficiency was higher when θ = 60 ° than when 30 °.
この原因を調べるために、ここでは2つの観点からオゾン水中におけるオゾンのマイクロバブルの状態を調べた。その一つはマイクロバブルの気泡径であり、もう一方はマイクロバブルの電位(ゼータ電位)である。 In order to investigate this cause, the state of microbubbles of ozone in ozone water was examined here from two viewpoints. One is the bubble diameter of the microbubble, and the other is the potential of the microbubble (zeta potential).
まず、θ=30°の場合と60°の場合で、マイクロバブルの気泡径の分布を測定した結果が図11である。ここで、縦軸は存在確率密度、横軸は測定された気泡の直径であり、測定は光透過率法及びマイクロスコープ法により行った。どちらの場合も、気泡径が100μm以下のマイクロバブルが有効に生成されているが、30°の場合にはその分布が比較的平坦となっているのに対し、θ=60°の場合は、30°の場合と比べて、特に気泡径が60μm以下のものの割合が高くなっていることが確認できる。ただし、どちらの場合でも、水中に存在する気泡のうち、その気泡径が100μm以下のものの存在確率が80%以上となっていることが図11の結果から明らかである。すなわち、100μm以下の気泡径をもつマイクロバブルが多数含まれるオゾンマイクロバブル水は上記の通りに高い洗浄効果をもつ。特に、θ=60°の場合には、小さな気泡径を持つマイクロバブルの数が多くなる。すなわち、微細なオゾンのマイクロバブルが多く生成される。 First, FIG. 11 shows the results of measuring the bubble diameter distribution of microbubbles when θ = 30 ° and 60 °. Here, the vertical axis represents the existence probability density, and the horizontal axis represents the measured bubble diameter, and the measurement was performed by the light transmittance method and the microscope method. In both cases, microbubbles having a bubble diameter of 100 μm or less are effectively generated, but when 30 °, the distribution is relatively flat, whereas when θ = 60 °, Compared to the case of 30 °, it can be confirmed that the ratio of those having a bubble diameter of 60 μm or less is particularly high. However, in either case, it is clear from the results in FIG. 11 that the existence probability of bubbles in the water whose bubble diameter is 100 μm or less is 80% or more. That is, ozone microbubble water containing a large number of microbubbles having a bubble diameter of 100 μm or less has a high cleaning effect as described above. In particular, when θ = 60 °, the number of microbubbles having a small bubble diameter increases. That is, many fine ozone microbubbles are generated.
また、図6に示した通り、このオゾンマイクロバブル水におけるオゾン濃度は、マイクロバブル発生装置12の動作を停止した後でも急激に減少しない。この点についての温度依存性を調べたのが図12である。図12(a)は水温が12℃の場合、図12(b)は水温が21℃の場合におけるマイクロバブル発生装置12の動作停止後のオゾン濃度変化を測定した結果である。この濃度の減少率は、水温が低いほど低く、特に12℃の場合にはθ=30°、60°の場合共に30分後のオゾン濃度を40%以上とすることができる。また、どちらの温度においても、θ=60°の場合の方がオゾン濃度減少率は低く、これは前記の気泡径の分布を反映している。すなわち、オゾンをマイクロバブルとして水中に存在させることによってオゾン濃度減少率を低くすることができる。この性質は、このオゾンマイクロバブル水を洗浄に用いる場合に好適である。
Further, as shown in FIG. 6, the ozone concentration in the ozone microbubble water does not rapidly decrease even after the operation of the
一方、θ=30°の場合と60°の場合で、マイクロバブルのゼータ電位を測定した結果が図13である。ここで、このオゾン水のベースとなった水は水道水である。横軸は気泡径の範囲であり、各気泡径の範囲でのゼータ電位が測定された。測定は電気泳動法により行った。この結果から、どちらの場合も-40mV以下の負側に大きなゼータ電位をもつことが明らかである。また、θ=60°の場合の方が、気泡径に関わらず、負側に大きなゼータ電位を有することが明らかである。一般に、せん断式のマイクロバブル発生装置においては、気泡(マイクロバブル)に大きなゼータ電位が付与されることが知られているが、特にθ=60°とする場合には、大きなゼータ電位が得られる。 On the other hand, FIG. 13 shows the results of measuring the zeta potential of the microbubbles when θ = 30 ° and 60 °. Here, the water used as the base of this ozone water is tap water. The horizontal axis is the range of the bubble diameter, and the zeta potential in the range of each bubble diameter was measured. The measurement was performed by electrophoresis. From this result, it is clear that in both cases, a large zeta potential is present on the negative side of −40 mV or less. Further, it is clear that the case where θ = 60 ° has a larger zeta potential on the negative side regardless of the bubble diameter. In general, in a shear type microbubble generator, it is known that a large zeta potential is applied to bubbles (microbubbles), but a large zeta potential is obtained particularly when θ = 60 °. .
すなわち、このマイクロバブル生成装置12によって、微細でかつ大きなゼータ電位をもつオゾンのマイクロバブルが得られる。この効果は特にθが60°の場合の方が大きい。従って、上記の洗浄の場合には、ゼータ電位は-40mV以下が好ましく、-70mV以下が特に好ましい。
That is, the
図14は、オゾンマイクロバブル水におけるPHを調整することによってゼータ電位を調整した場合(a:PH=4(ゼータ電位の絶対値小)、b:PH=10(ゼータ電位の絶対値大))の場合の繊維の状態をハイスピードカメラによって撮影した拡大写真である。各写真中では、上下に繊維が延びており、その周囲にオゾンマイクロバブルが白点となって写っている。この写真から、オゾンマイクロバブルが繊維に付着し、繊維付近でのオゾン濃度が特に高くなることが明らかであり、これによって洗浄が進むと考えられる。あるいは、繊維付近においては、水中のオゾンが消費あるいは化学反応によって酸素に変化しても、オゾンマイクロバブルからすぐに供給されるために、常に高いオゾン濃度を保つことができる。従って、オゾンマイクロバブル水を用いた洗浄では、従来より知られるオゾン水を用いた洗浄よりも高い洗浄効率が得られる。 FIG. 14 shows the case where the zeta potential is adjusted by adjusting PH in ozone microbubble water (a: PH = 4 (small absolute value of zeta potential), b: PH = 10 (large absolute value of zeta potential)). It is the enlarged photograph which image | photographed the state of the fiber in case of (5) with the high speed camera. In each photograph, the fibers extend vertically, and ozone microbubbles appear as white spots around it. From this photograph, it is clear that ozone microbubbles adhere to the fibers, and the ozone concentration in the vicinity of the fibers becomes particularly high, and it is considered that the cleaning proceeds. Alternatively, in the vicinity of the fiber, even if ozone in water changes to oxygen due to consumption or chemical reaction, since it is immediately supplied from the ozone microbubble, a high ozone concentration can always be maintained. Therefore, the cleaning using ozone microbubble water can provide higher cleaning efficiency than the conventionally known cleaning using ozone water.
従って、特にθ=60°の場合のマイクロバブルの付着率が特に高いことがわかる。従って、この点からも、θ=60°の場合には、特に高い洗浄効率を得ることができる。 Therefore, it can be seen that the adhesion rate of microbubbles is particularly high especially when θ = 60 °. Therefore, also from this point, when θ = 60 °, particularly high cleaning efficiency can be obtained.
ただし、洗浄によって除去する対象によって、好ましいゼータ電位の極性は異なる。例えば、一般に、油等の有機汚染はプラスの電荷を帯びている場合が多いため、上記の通りのマイナスのゼータ電位が好ましい。これに対して、金属汚染等はマイナスの電荷を帯びている場合があるため、こうした場合にはオゾンマイクロバブルがプラスのゼータ電位をもつことが好ましい。こうした場合、オゾンマイクロバブル水のゼータ電位は、そのPHを調整することによって適宜調整することも可能である。 However, the preferred zeta potential polarity varies depending on the object to be removed by washing. For example, in general, organic contamination such as oil often has a positive charge, so the negative zeta potential as described above is preferable. On the other hand, since metal contamination or the like may have a negative charge, in such a case, it is preferable that the ozone microbubble has a positive zeta potential. In such a case, the zeta potential of the ozone microbubble water can be appropriately adjusted by adjusting its PH.
なお、オゾンではなく、通常の空気を用いても同様のマイクロバブルをマイクロバブル発生装置12で生成することができる。この場合に、空気のマイクロバブル水とオゾンマイクロバブル水による洗浄の効果の違いを調べた結果が図15である。ここでは、カレーを染み込ませた布地の洗浄を行った場合について、洗浄前の試料の外観(a)、θ=60°として生成したオゾン水に30分浸漬した後の外観(b)、オゾンガスの代わりに空気を同条件でバブリングした水中に同条件で浸漬した後の外観(c)が示されている。(c)においても洗浄の効果は見られるが、オゾンマイクロバブル水を用いた(b)で明らかに高い洗浄効率が得られている。すなわち、オゾンマイクロバブル水は特に洗浄に有効であり、特に洗浄効果の高いオゾンマイクロバブル水をこのマイクロバブル発生装置12を用いて生成することができる。
It should be noted that similar microbubbles can be generated by the
また、図7の結果より、このオゾンマイクロバブル水のオゾン濃度は1mg/L程度の低い濃度で、上記の高い洗浄効率をもつ。こうした低いオゾン濃度で高い洗浄効率をもつ理由としては、上記の結果より、以下の通りである。まず、前記の通り、このマイクロバブル発生装置12によって発生したオゾンのマイクロバブルは特に微細であるため、特に水中に長時間留まることができる。この際に、界面の物質移動やマイクロバブルが破裂することが徐々に進行するため、オゾンが水に溶解しやすく、洗浄効果の高い前記の化学物質が効率的に生成される。また、前記の通り、ゼータ電位による静電力によってマイクロバブルは被洗浄物の近辺に集まりやすく、特にこの付近でオゾンを水中に放出しやすいため、洗浄効果の高い化学物質が被洗浄物に有効に作用する。
Further, from the result of FIG. 7, the ozone concentration of the ozone microbubble water is as low as about 1 mg / L and has the above high cleaning efficiency. The reason for the high cleaning efficiency at such a low ozone concentration is as follows from the above results. First, as described above, since the microbubbles of ozone generated by the
こうした高い洗浄効率をもつオゾンマイクロバブル水におけるマイクロバブルにおいては、図11の結果より、気泡径が100μm以下であるものが大半である。また、図6、7等の結果より、このオゾンマイクロバブル水中のオゾン濃度としては、例えば0.2mg/L以上のものが特に高い洗浄効率をもつ。このオゾンマイクロバブル水においては、オゾンは、水中に溶解しているものと、マイクロバブルとして存在しているものの2種類がある。洗浄に直接寄与するオゾンは主に前者であるが、特にオゾンマイクロバブル水においては、被洗浄物の近傍においてマイクロバブルから水中にオゾンが供給され続けるため、結局、水中に溶解しており洗浄に直接寄与するオゾン濃度を高めることができる。更に、前記のゼータ電位の効果により、オゾンマイクロバブルを有効に被洗浄物に付着させることができる。これらの相乗効果によって、特に高い洗浄効率が得られる。なお、厳密には洗浄能力は被洗浄物、洗浄によって除去される対象、温度等に依存するため、洗浄に用いられるオゾンマイクロバブル水におけるオゾン濃度は必ずしも0.2mg/L以上である必要はない。 Most of the microbubbles in ozone microbubble water having such a high cleaning efficiency have a bubble diameter of 100 μm or less from the results shown in FIG. From the results of FIGS. 6 and 7, etc., as the ozone concentration in the ozone microbubble water, for example, 0.2 mg / L or more has particularly high cleaning efficiency. In this ozone microbubble water, there are two types of ozone, one dissolved in water and one existing as microbubbles. The ozone that directly contributes to cleaning is mainly the former, but in the case of ozone microbubble water, ozone continues to be supplied from the microbubbles to the water in the vicinity of the object to be cleaned. The ozone concentration that directly contributes can be increased. Furthermore, due to the effect of the zeta potential, ozone microbubbles can be effectively attached to the object to be cleaned. Due to these synergistic effects, particularly high cleaning efficiencies are obtained. Strictly speaking, the cleaning capability depends on the object to be cleaned, the object to be removed by cleaning, the temperature, and the like, so the ozone concentration in the ozone microbubble water used for cleaning does not necessarily have to be 0.2 mg / L or more. .
また、逆に、このオゾンマイクロバブル水を生成するに際しては、マイクロバブル発生装置12に投入されるガス、すなわち、オゾン発生装置11で生成されるガスにおけるオゾン濃度が100ppm以下の低い値であってもよい。すなわち、低いオゾンガス濃度で高いオゾン濃度のオゾンマイクロバブル水を生成することができる。従って、有害であるオゾンガスの濃度が低い状態で扱うことができるため、このオゾン水生成装置10を安全に使用することができる。なお、水中に溶解したオゾンガスは大気中よりも速く分解され、H2Oとなるため、溶解したオゾン濃度が高くとも、人体等に対する悪影響は極めて小さい。
Conversely, when generating the ozone microbubble water, the ozone concentration in the gas charged into the
以上の結果より、このマイクロバブル発生装置12を用いたオゾン生成装置10によって生成されたオゾンマイクロバブル水はθが30~60°の範囲で高い洗浄効率をもつことが確認された。また、特にθを60°以上とすることによっても、同様に大きな洗浄効果を得ることができる。なお、θが90°よりも大きくなると、マイクロバブルを有効に発生させることが困難となるため、特に好ましいθの範囲は60~90°である。すなわち、この構成のオゾン水生成装置10を用いて、特に洗浄効果の大きなオゾンマイクロバブル水を生成することができ、これを用いて高い洗浄効率をもつ洗浄装置を得ることができる。
From the above results, it was confirmed that the ozone microbubble water generated by the
この際、このオゾン水生成装置10において特徴的なのは、マイクロバブル発生装置12である。このマイクロバブル発生装置12の構造は図2に示すように、単純であり、安価にこれを製造することができる。すなわち、高い洗浄効率をもつオゾンマイクロバブル水を容易に生成することができる。
At this time, a characteristic of the
また、このオゾンマイクロバブル水は、コーヒーによる有機汚染等に対して高い洗浄効果をもつことが上記の実験において示された。更に、このオゾンマイクロバブル水はこれ以外の汚染に対しても有効である。図16は、水と油が混合されたエマルション状態となった汚染水を透明な水槽中に入れ、この水中において上記のオゾン水生成装置10を動作させた前後の外観写真(a:動作前、b:動作後30分後)である。ここで、その透明度を判定するため、透明な水槽の奥側の外部には図形が表示された白い布地が置かれている。この結果、30分後には油汚染は分解除去され(油がオゾンにより分解され、再付着しない状態となり)、水の透明度が向上していることが確認できる。このように、必ずしもこのオゾンマイクロバブル水中に被洗浄試料を浸漬して洗浄を行うだけでなく、水自身の浄化もこのオゾン水生成装置10(マイクロバブル発生装置12)を用いて行うことができる。従って、図16の場合と同様にこのオゾン水生成装置10を例えばプールに設置すれば、プールの水、あるいはプール自身の消毒等にも有用である。
Moreover, it was shown in the above experiment that this ozone microbubble water has a high cleaning effect against organic contamination by coffee and the like. Furthermore, the ozone microbubble water is effective against other contamination. FIG. 16 is a photograph of appearance before and after the above-described ozone
従って、このオゾン水生成装置10によって生成されたオゾンマイクロバブル水は、各種の有機汚染に対して有効であることが確認できる。更に、上記のマイクロバブルの大きさが小さいことと、ゼータ電位による効果により、洗浄効果の高い化学物質が特に有効に生成され、作用することは、従来より知られる他の作用についても同様である。従って、このオゾン水が殺菌作用や脱臭作用に対しても有効であることは明らかである。
Therefore, it can be confirmed that the ozone microbubble water generated by the ozone
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態は、オゾンマイクロバブル水が用いられる洗浄装置である。上記の実験から、上記の実験で用いられたオゾンマイクロバブル水は高い洗浄効率をもつことが明らかになった。従って、この洗浄装置においては、上記のオゾン水生成装置を用いることができ、これによって高い洗浄効率が得られることは明らかである。この洗浄装置の概略構成を図17に示す。なお、同様の性質をもつオゾンマイクロバブル水を生成できれば、他のオゾン水生成装置を用いることもできることは明らかである。
(Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention is a cleaning apparatus using ozone microbubble water. From the above experiments, it became clear that the ozone microbubble water used in the above experiments has high cleaning efficiency. Therefore, in this cleaning apparatus, the above-described ozone water generating apparatus can be used, and it is apparent that high cleaning efficiency can be obtained. A schematic configuration of this cleaning apparatus is shown in FIG. In addition, if ozone microbubble water with the same property can be produced | generated, it is clear that another ozone water production | generation apparatus can also be used.
この洗浄装置40においては、オゾンマイクロバブル水を生成するオゾン水生成装置(オゾンマイクロバブル水生成装置)10が用いられ、オゾン水生成槽41中にマイクロバブル発生装置12が、及びこれに付随してその外部にポンプ16が設けられる。給水バルブ42を開の状態にしてオゾン水生成槽41中に水が導入され、マイクロバブル発生装置12が水中に浸漬され、ポンプ16が動作することによって前記のオゾンマイクロバブル水が生成される。このオゾンマイクロバブル水はオゾン水供給バルブ43を開にした場合に洗浄槽44に導かれ、その中に溜まり、このオゾンマイクロバブル水の中に被洗浄物45が浸漬される。この洗浄槽44においては、通常の洗浄装置(洗濯機)において用いられている回転・攪拌機構が用いられていない。また、洗浄槽44にはドレイン46が設けられ、オゾンマイクロバブル水は適宜排出される。その後、再び新たなオゾンマイクロバブル水が生成され、これがオゾン水供給バルブ43を介して供給される。
In this
この洗浄槽44には、オゾン水生成槽41で生成されたオゾンマイクロバブル水が溜められた後で、被洗浄物45を洗浄するために用いられる。すなわち、ここでは一旦生成されたオゾンマイクロバブル水がこのオゾン水生成槽41とは別の槽で用いられる。この場合、図6の結果より、オゾン水生成槽41でオゾンマイクロバブル水が生成され、洗浄槽44中にこのオゾンマイクロバブル水が移動した後においても、そのオゾン(オゾンマイクロバブル)濃度は急激に減少しないため、これを1mg/L以上と高くすることができる。すなわち、高い洗浄効率を得ることができる。
This
被洗浄物45は、布地等、任意である。特に、有機物による汚染を前記のオゾンの効果によって効果的に除去することができる。また、被洗浄物45としては、例えば、衣類(布地)の他、野菜、金属部品、半導体ウェハ等、特にオゾンによって悪影響を受けるものでなければ、これを洗浄することができる。 The object to be cleaned 45 is arbitrary, such as cloth. In particular, contamination by organic substances can be effectively removed by the effect of ozone. Further, as the object to be cleaned 45, for example, in addition to clothing (cloth), vegetables, metal parts, semiconductor wafers, etc., particularly those that are not adversely affected by ozone, this can be cleaned.
ここでは、洗浄槽44中においてオゾンマイクロバブル水に被洗浄物45が浸漬されることにより、被洗浄物45が洗浄される。特にこのオゾンマイクロバブル水は、前記の通り高い洗浄効果を有するために、この洗浄装置40は高い洗浄効率を有する。すなわち、有機汚染の除去、殺菌、脱臭等に対して有効である。
Here, the cleaning
また、このオゾンマイクロバブル水を用いた場合には、オゾンマイクロバブル水や被洗浄物45を回転・攪拌しなくとも大きな洗浄効果が得られるため、洗浄槽44には回転機構及び攪拌機構を設ける必要がない。この場合には、この洗浄装置40の消費電力を小さくすることができる。また、洗浄槽44は金属やプラスチック類で構成することができるが、この内壁に被洗浄物45が衝突することがないため、その寿命も長くすることができる。
In addition, when this ozone microbubble water is used, a great cleaning effect can be obtained without rotating and stirring the ozone microbubble water and the object to be cleaned 45. Therefore, the
ただし、より高い洗浄効果を得るためには、回転・攪拌機構を設け、オゾンマイクロバブル水や被洗浄物45を回転・攪拌してもよい。この場合でも、このオゾンマイクロバブル水を用いた場合には、この回転・攪拌を、このオゾンマイクロバブル水を用いない場合、例えば通常のオゾン水と比べて弱く、あるいは短時間で行っても高い洗浄効果が得られる。 However, in order to obtain a higher cleaning effect, a rotation / stirring mechanism may be provided to rotate / stir the ozone microbubble water or the object to be cleaned 45. Even in this case, when this ozone microbubble water is used, this rotation / stirring is weaker than, for example, normal ozone water, or high even if this ozone microbubble water is not used. A cleaning effect is obtained.
洗剤を用いた洗浄の場合には、洗剤が被洗浄物上に残留することを防ぐために、洗浄後に通常の水によるリンスを行うことが必須である。しかしながら、この洗浄装置40において洗剤の代わりに用いられるオゾンは自然に酸素(O2)ガスに変わって空気中に脱離するために、リンスを行う必要はない。ただし、汚染の除去をより強力に行うために、オゾンマイクロバブル水による洗浄後にこのオゾンマイクロバブル水をドレイン46から排水し、その後で通常の水を洗浄槽44中に導入できる構成として、オゾンマイクロバブル水による洗浄後にリンスを行わせることもできる。
In the case of cleaning using a detergent, it is essential to perform normal water rinsing after cleaning in order to prevent the detergent from remaining on the object to be cleaned. However, the ozone used in place of the detergent in the
図17の構成においては、被洗浄物45が多数あるために複数回の洗浄を連続して行うことが必要な場合に、洗浄槽44で洗浄を行うと同時に、オゾン水生成槽41で別途オゾンマイクロバブル水を新たに生成することが可能となる。従って、こうした場合に特に効率的に洗浄を行うことができる。
In the configuration of FIG. 17, since there are a large number of objects to be cleaned 45, when it is necessary to perform cleaning several times continuously, cleaning is performed in the
ただし、1回の洗浄毎にこのオゾンマイクロバブル水を交換する必要はない。このオゾンマイクロバブル水におけるオゾンのマイクロバブルや溶融したオゾンがこの洗浄効果に寄与するため、これらがこのオゾンマイクロバブル水中に十分残存している限り、高い洗浄効果が得られる。従って、この場合には洗浄に用いる水の量を節約することができる。 However, it is not necessary to exchange this ozone microbubble water for each washing. Since ozone microbubbles and molten ozone in the ozone microbubble water contribute to the cleaning effect, a high cleaning effect can be obtained as long as they remain sufficiently in the ozone microbubble water. Therefore, in this case, the amount of water used for cleaning can be saved.
また、例えば衣類を被洗浄物45として用いる場合、洗浄後にはこれを乾燥させる必要がある。オゾンは特有の臭気があり、毒性もあるため、オゾンが衣類に残ることは好ましくないが、乾燥の際にオゾンも水分と同時に気化し、かつ無毒、無臭の酸素(O2)ガスに変わるため、問題にはならない。 For example, when clothing is used as the object to be cleaned 45, it is necessary to dry it after cleaning. Ozone has a peculiar odor and is toxic, so it is not desirable that ozone remain in clothing, but ozone also vaporizes simultaneously with moisture during drying, and changes to non-toxic, odorless oxygen (O 2 ) gas. It doesn't matter.
また、前記のオゾンマイクロバブル水は、洗剤を用いた洗濯水と異なり、その環境に対する悪影響が小さい。これは、前記の通り、オゾンは自然に無毒の酸素ガスに変わるためである。従って、洗浄後にドレイン46を介して排出される廃水に対して特別な処理(無毒化処理)を施す必要はない。この点は通常のオゾン水を用いた場合と同様である。
Also, unlike the washing water using the detergent, the ozone micro bubble water has little adverse effect on the environment. This is because, as described above, ozone naturally changes to nontoxic oxygen gas. Therefore, it is not necessary to perform a special process (detoxification process) on the wastewater discharged through the
また、例えば、衣類に付着した小さな塵は、オゾンマイクロバブル水中のマイクロバブルに付着することにより除去される。この効果は、特にこのマイクロバブルが特に大きなゼータ電位を有し、大きな静電力が発生することにより、顕著となる。 Also, for example, small dust adhering to clothing is removed by adhering to microbubbles in ozone microbubble water. This effect is particularly remarkable when the microbubbles have a particularly large zeta potential and a large electrostatic force is generated.
洗浄槽44の形態は任意であるが、特有の臭気があるオゾンが外部に漏れる量を低減するため、あるいはオゾン水からのオゾンの脱離を抑制するためには、蓋を設け、密封することが好ましい。また、排気機構を設け、オゾンマイクロバブル水がドレイン46から排水された後に利用者がこの蓋を開ける直前には、洗浄槽44の排気が行われる構成とすることが好ましい。
The form of the
以上の構成により、この洗浄装置40は、安価で高い洗浄効率をもち、オゾンによって悪影響を受けない各種の被洗浄物を洗浄することができる。特に、有機汚染の除去、殺菌、脱臭等に対して有効である。
With the above configuration, the
また、上記の洗浄装置の変形例の構成図を図18に示す。この洗浄装置50においては、洗浄槽44とオゾン水生成槽41を兼用とし、一つの槽で、オゾンマイクロバブル水の生成と洗浄とを同時に、あるいは連続して行う。また、この洗浄槽44(オゾン水生成槽41)中にマイクロバブル発生装置12を4台設置している。他の構成要素の機能については図17と同様である。この場合、洗浄槽44とオゾン水生成槽41とを兼用としているために、この洗浄装置50をより小型化することができる。また、生成されたオゾンマイクロバブル水におけるオゾンマイクロバブルの濃度が高い状態で洗浄を行うことができるため、特に洗浄効率を高くすることができる。
FIG. 18 shows a configuration diagram of a modified example of the above-described cleaning apparatus. In this
なお、この場合には、マイクロバブルが均一に発生するように複数のマイクロバブル発生装置12を配列することが好ましい。図18の例においては、洗浄槽44(オゾン水生成槽41)の中心から放射状かつ対称に4台のマイクロバブル発生装置12を底面に配置している。この構成は、マイクロバブル発生装置の形状等に応じて任意である。また、必ずしも複数のマイクロバブル発生装置の仕様を全て同一とする必要もない。
In this case, it is preferable to arrange a plurality of
なお、前記の実験においては、水温は8℃であったが、より大きな洗浄効果を得るためには、水温をヒーター等によって調整し、4~16℃の範囲とすることが更に好ましい。この温度調整は、例えば、上記の洗浄装置40においては、オゾン水生成槽41において行うことも、洗浄槽44において行うこともできる。
In the above experiment, the water temperature was 8 ° C., but in order to obtain a greater cleaning effect, the water temperature is more preferably adjusted to 4 to 16 ° C. by adjusting with a heater or the like. This temperature adjustment can be performed, for example, in the ozone
なお、前記の例では、第1の実施の形態となるオゾン水生成装置を洗浄装置に用いた例につき記載したが、特に高いオゾン濃度を必要とするオゾン水が用いられる場合においてもこれを同様に用いることができることは明らかである。すなわち、上記のオゾン水生成装置の用途は洗浄装置に限定されないことは明らかである。 In the above example, the example in which the ozone water generating apparatus according to the first embodiment is used for the cleaning apparatus has been described. However, the same applies to the case where ozone water requiring a particularly high ozone concentration is used. It is clear that it can be used for That is, it is clear that the use of the ozone water generating device is not limited to the cleaning device.
10 オゾン水生成装置
11 オゾン発生装置
12 マイクロバブル発生装置
13 酸素ボンベ
14 酸素供給バルブ
15 酸素流量計
16 ポンプ
30 水(オゾンマイクロバブル水)
40 洗浄装置
41 オゾン水生成槽
42 給水バルブ
43 オゾン水供給バルブ
44 洗浄槽
45 被洗浄物
46 ドレイン
121 本体パイプ
122 吐出口
123 衝突壁
124 スリット
125 気体供給管
DESCRIPTION OF
40
Claims (14)
前記マイクロバブル発生装置は、
一端が前記循環される水が導入される吐出口であり、他端が閉じられた構造を具備し、水中に配置される本体パイプと、
該本体パイプに連通され、オゾンガスを前記本体パイプ内部に導入する気体供給管と、
前記本体パイプにおける一端と他端とを結ぶ線に対して傾斜角をもって形成され、前記本体パイプの内部と外部の水中とを連通するスリットを具備することを特徴とするオゾン水生成装置。 An ozone water generator that circulates water and ozone gas in a microbubble generator to form ozone gas as microbubbles in water,
The microbubble generator is
One end is a discharge port through which the circulated water is introduced, the other end is closed, and a main body pipe disposed in water,
A gas supply pipe communicating with the main body pipe and introducing ozone gas into the main body pipe;
An ozone water generating apparatus, comprising a slit formed at an inclination angle with respect to a line connecting one end and the other end of the main body pipe and communicating the inside of the main body pipe with the outside water.
一端に吐出口が設けられ、他端が閉じられた構造を具備する本体パイプを水中に配置して前記一端から前記本体パイプ中に前記循環させる水を導入し、
前記本体パイプ中における水流による負圧を利用してオゾンガスを前記本体パイプ中に導入し、
前記本体パイプにおける一端と他端とを結ぶ線に対して傾斜角をもち、前記本体パイプの内部と外部の水中とを連通するスリットから、前記循環させる水及びオゾンガスのマイクロバブルを水中に放出させることにより、
前記オゾン水を生成することを特徴とするオゾン水生成方法。 A method for generating ozone water in which water and ozone gas are circulated through a microbubble generator to form ozone gas as microbubbles in water,
A main body pipe having a structure in which a discharge port is provided at one end and the other end is closed is placed in water, and the water to be circulated into the main body pipe is introduced from the one end,
Introducing ozone gas into the main body pipe using negative pressure due to water flow in the main body pipe,
The circulating water and ozone gas microbubbles are discharged into water from a slit having an inclination angle with respect to a line connecting one end and the other end of the body pipe and communicating the inside of the body pipe with the outside water. By
A method for producing ozone water, comprising producing the ozone water.
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| JP2011149793A (en) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Ihi Corp | Zeta-potential measuring apparatus |
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2008
- 2008-02-08 JP JP2008029364A patent/JP2011088024A/en active Pending
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2009
- 2009-02-06 WO PCT/JP2009/052073 patent/WO2009099190A1/en not_active Ceased
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