混相ミスト噴霧システム
【課題】室内の壁や物を濡らすことなく、多くの気体が混入されているミストを噴霧する混相ミスト噴霧システムを提供する。
【解決手段】混相ミスト噴霧システムは、気体のマイクロバブルを液体中に発生するマイクロバブル発生装置と、上記マイクロバブルが混入された液体を加圧する液体加圧装置と、上記加圧された液体を一流体方式でマイクロバブルが混入された微粒子ミストとして噴霧する噴霧装置と、を備える。
【解決手段】混相ミスト噴霧システムは、気体のマイクロバブルを液体中に発生するマイクロバブル発生装置と、上記マイクロバブルが混入された液体を加圧する液体加圧装置と、上記加圧された液体を一流体方式でマイクロバブルが混入された微粒子ミストとして噴霧する噴霧装置と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バブルを内包するミストを噴霧する混相ミスト噴霧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、厨房や食品工場などの内部の殺菌や脱臭のためにオゾンのバブルを混入させた水を噴霧することが行われている。そして、オゾンのバブルを混入させた水の噴霧はエジェクターを用いて行われており、ノズルからディフューザーに向かう水流の途中に発生する負圧の箇所でオゾンガスが吸引されてバブルとして混入され、ディフューザーからオゾンのバブルを混入されたミストとして噴霧される。
一方、オゾンを混合した高圧水の噴霧についても提案されており、高圧水とオゾン含有エアーをノズルへ送り、ノズルから高圧水の複数条の噴霧流れをそれぞれ独立に噴霧し、ノズル外で複数条の噴霧流れを合流している。また、その高圧水の噴霧流れの合流点に生じる負圧によりオゾン含有エアーを吸引してこれを高圧水の合流した噴霧流れに混合し、対象物に噴射して洗浄または殺菌する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２８３７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、エジェクターを用いて噴霧されたミストは、０．０７ＭＰａのような低圧で噴霧するため、ミストの粒子径が１００μｍと大きいので、蒸発するのに時間がかかってしまい室内の壁や物を濡らしてしまうという問題がある。また、放出する水量が多くなってしまうという問題がある。
また、ノズルの外でオゾン含有エアーを混合しても、ミストに多くのオゾンを含有することができないという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、室内の壁や物を濡らすことなく、多くの気体が混入されているミストを噴霧する混相ミスト噴霧システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる混相ミスト噴霧システムは、気体のマイクロバブルを液体中に発生するマイクロバブル発生装置と、上記マイクロバブルが混入された液体を加圧する加圧送水装置と、上記気体の濃度に従って上記加圧されたマイクロバブルが混入された液体を一流体方式でマイクロバブルが混入された微粒子ミストとして噴霧する噴霧装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係わる混相ミスト噴霧システムの効果は、高圧でマイクロバブルが混入された液体が加圧されるので、マイクロバブルのサイズが縮小され、マイクロバブルのサイズが縮小されるので、微粒子ミストの中にマイクロバブルが混入されており、微粒子ミストが到達するところまでマイクロバブルとしてオゾンを運ぶことができるということである。
また、高圧に加圧された液体を噴霧するとミストの粒子径は微細になり、蒸散するまでの時間が短時間で済むので、室内の壁や物を濡らすことがないということである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明に係わる混相ミスト噴霧システムは、液滴の中に気泡（以下、バブルと称し、径が５０μｍ以下のバブルをマイクロバブルと称する）が混入された液相および気相の混相からなる混相ミストを噴霧するシステムである。特に、噴霧される混相ミストは、ザウター粒径が３０μｍ以下の微粒子混相ミストであり、蒸散速度が速いので混相ミストの噴霧により周辺のものが濡れることがないシステムである。この発明に係わる液相と気相は適宜用途により選択することができるが、以下の説明では液相を水で構成し、気相をオゾンガスまたは酸素ガスで構成した場合を例に挙げて説明する。
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。図２は、この発明の実施の形態１に係わる加圧水供給装置の構成を示すブロック図である。図３は、この発明の実施の形態１に係わる制御装置の機能ブロック図である。図４は、この発明の実施の形態１に係わる噴霧ノズルの中心軸に沿った断面図である。図５は、噴霧された混相ミストの粒度分布の測定結果を示す図である。図６は、ミストの噴霧のタイミングチャートである。
【００１０】
この発明の実施の形態１に係わる混相ミスト噴霧システムは、気相がオゾンガスおよび液相が水で構成され、オゾンガスがマイクロバブルとして混入された混相ミストを噴霧するオゾン水ミスト噴霧システムである。そして、このオゾン水ミスト噴霧システムは、殺菌や脱臭するシステムとして活用される。
実施の形態１に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１は、図１に示すように、オゾンガスを所定量含有する雰囲気に管理される空間を形成する部屋２の天井３に配設された噴霧ノズル４、噴霧ノズル４に供給される加圧水が配水される加圧水配水管５、加圧水配水管５を介して加圧水を供給する加圧水供給装置６および空間のオゾンガス濃度を測定して加圧水供給装置６に送信するオゾンガスセンサ８を備える。
加圧水供給装置６は、オゾンガスを発生するオゾンガス発生装置１１、水を蓄える水槽１２、オゾンガスのマイクロバブルを水槽１２内の水中に発生するマイクロバブル発生装置１３、マイクロバブルが混入された水を加圧して送水する加圧送水装置１４、加圧水供給装置６を制御する制御装置１６を備える。
【００１１】
オゾンガス発生装置１１は、放電を利用してオゾンガスを発生する一般的な装置である。
マイクロバブル発生装置１３は、一般的な高速旋回流方式のマイクロバブル発生装置であるが、径が５０μｍ以下のマイクロバブルを発生するように制御される装置である。
【００１２】
加圧送水装置１４は、図２に示すように、高圧ポンプ４０、高圧ポンプ４０の下流側に配設された元弁４１、主配水管４２内の水を排水する流路を開閉する排水弁４３、加圧水配水管５への加圧水の供給を選択する選択弁４４から構成されている。
【００１３】
そして、元弁４１と選択弁４４とは、主配水管４２で連通され、主配水管４２の途中から分岐する排水配管４６により排水弁４３が主配水管４２に連通されている。主配水管４２、排水配管４６、加圧水配水管５はそれぞれステンレスからできている。また、高圧ポンプ４０と元弁４１とは、ゴム製のブレードホース４７により連通され、容積式の高圧ポンプ４０により発生する脈動を平滑化している。
また、加圧水中に含まれる塵埃を取り除くために、高圧ポンプ４０の出口に図示しない２０μｍ角開口のフィルタが介在されている。
なお、高圧ポンプ４０で加圧した後、一旦高圧貯蔵容器などに貯蔵してから加圧水配水管５に送水しても良い。
【００１４】
制御装置１６は、図３に示すように、オゾンガスセンサ８により計測されたオゾンガス濃度に基づいて噴霧量を算出し、送水量を制御する送水量制御手段５０、高圧ポンプ４０および各種弁を制御して算出した噴霧量を噴霧する噴霧シーケンス制御手段５１を有している。この制御装置１６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェース回路を有するコンピュータから構成されている。
【００１５】
噴霧ノズル４は、図４に示すように、略円筒状のハウジング２０を有している。そして、円筒状のハウジング２０の中心軸に沿って、加圧水配水管５から供給された加圧水を受ける上流側の径が下流側の径より大きい２段の円柱状の加圧水受け空洞２１、感圧逆止弁２２を収納し、加圧水受け空洞２１の下流側の径より大きく、一端が中心軸方向に突き出されたリブ２３により外縁部が仕切られた弁収納空洞２４、駒２５を収納し、リブ２３の下流側に位置し、加圧水受け空洞２１の上流側の径と等しい円柱状の空洞２６およびその空洞２６に連なる漏斗状の空洞２７からなる噴流生成空洞２８、漏斗状の空洞２７の先端に連なるオリフィス２９が連なって設けられている。
【００１６】
そして、弁収納空洞２４には、加圧水受け空洞２１の下流側の開口２１ａを開閉する感圧逆止弁２２が挿入されている。
感圧逆止弁２２は、加圧水受け空洞２１の下流側の開口２１ａに当接したとき、加圧水の流れを遮断する遮断球３０、一端が遮断球３０に当接し遮断球３０に所定のバネ圧が掛けられるように撓んで他端がリブ２３に固定されるバネ３１から構成されている。所定のバネ圧は、加圧水受け空洞２１における水圧が１ＭＰａに達したときに遮断球３０と加圧水受け空洞２１の開口２１ａとが離間するようにバネ３１のバネ定数が設定されている。なお、所定のバネ圧を低く設定すると、離間したとき高圧に達するまでに時間がかかり径の大きな水滴が噴霧されることになる。また、所定のバネ圧が噴霧水圧に近いと、遮断球３０が開口２１ａから充分に離間できないので、水量に制約を受けてしまう。このような理由から所定のバネ圧は、０．４〜１．５ＭＰａが好ましい。
【００１７】
さらに、噴流生成空洞２８では、加圧水を旋回噴流として噴出し、漏斗状の空洞２７の内側面に衝突させるための駒２５が円柱状の空洞２６の内側面に接しながら噴霧ノズル４の中心軸方向に摺動しながら移動する。駒２５には、側面に螺旋状の溝３２が掘られ、その溝３２と円柱状の空洞２６の内側面とにより加圧水を旋回して噴出する旋回流路が形成される。
【００１８】
加圧水配水管５から分岐して圧力変換器（株式会社共和電業製、型式ＰＶＤ−１００ｋａ、測定レンジ０〜１０ＭＰａ）１７が取り付けられて、噴霧ノズル４の加圧水受け空洞２１に掛かる水圧を計測し、それを噴霧水圧としている。通常は、この噴霧水圧と高圧ポンプ４０の出力水圧との関係を予め求めておいて、高圧ポンプ４０の出力水圧を管理することにより、噴霧水圧を管理する。なお、水圧の測定には、ブルドン管圧力計などを用いてもよい。
【００１９】
次に、噴霧ノズル４において加圧水が噴霧される手順について説明する。
加圧水受け空洞２１に加圧水が注水され、水圧が所定の値に達すると、遮断球３０を押して加圧水が弁収納空洞２４内に流れ込む。
そして、リブ２３の中央に形成された孔２３ａから加圧水が駒２５の一方の端面を押して駒２５が噴霧ノズル４の中心軸に沿って漏斗状の空洞２７の方向に移動され、駒２５の側面の溝３２を通って加圧水が旋回されながら通過し、溝３２の端部から噴流される。
この噴流が漏斗状の空洞２７の内側面に衝突して、衝突噴流になりミストとしてオリフィス２９から噴霧される。
【００２０】
次に、噴霧されたミストについて説明する。この発明におけるミストは、小さな径の水滴を意味する。そして、ミストの平均粒径は、噴霧ノズル４の中心軸上でオリフィス２９の先端から５０ｍｍ離れた箇所でレーザ回折法により測定した体面積平均粒径（ザウター平均径と称す。）を用いる。レーザ回折法において、レーザ回折粒径測定器（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、マスターサイズーＳ型、使用レーザ：ＨｅーＮｅレーザ）を用いて、５回同様に測定し、その平均値をミストの平均粒径として用いている。
実施の形態１で使用した噴霧ノズル４から噴霧水圧５ＭＰａのときザウター平均粒径が図５に示すように２０μｍであった。なお、噴霧水圧が低いとミストの平均粒径が大きくなり、また、噴霧水圧が高いとミストの平均粒径が小さくなるとともに噴霧流量が多くなるが、高すぎると配管などに大きな衝撃波が加わり、安全上好ましくない。これらの理由から噴霧水圧は、２ＭＰａ〜１０ＭＰａの間が好ましい。さらに、ザウター平均粒径が２０μｍ以下になるように噴霧水圧は５ＭＰａ〜１０ＭＰａの間が好ましい。
【００２１】
なお、ミストの平均粒径として、レーザ回折粒径測定器を用いて測定しているが、他にドプラー位相粒径測定器などを用いて測定してもよい。このとき、測定器の種類により、平均粒径が異なるので、同一条件で噴霧したミストを測定して対比することが必要である。例えば、噴霧ノズル４から噴霧水圧５ＭＰａのときに噴霧されたミストの９０％体積粒径が６０μｍ、１０％体積粒径が３μｍであった。
【００２２】
次に、加圧水を高圧ポンプ４０から供給するシーケンスについて図６を参照して説明する。
制御装置１６の噴霧シーケンス制御手段５１は、まず元弁４１を開放する。同時に排水弁４３を開放する。
次に、噴霧シーケンス制御手段５１は、高圧ポンプ４０をＯＮして、加圧水をブレードホース４７から主配水管４２に送水する。そうすると、主配水管４２内に残っている空気が排水弁４３から水と一緒に押し出されて、主配水管４２内が均一な水圧が掛かるようになる。
次に、噴霧シーケンス制御手段５１は、排水弁４３を閉じる。それにより、主配水管４２内の水圧が所望の水圧、例えば、６ＭＰａに達する。
次に、噴霧シーケンス制御手段５１は、噴霧ノズル４に連なる選択弁４４を開放して、加圧水が加圧水配水管５を経由して噴霧ノズル４に供給される。このときの加圧水受け空洞２１に注水されて加わる水圧は４秒の間にほぼ０ＭＰａから６ＭＰａに達する。このように水圧が１ＭＰａ以上になると、噴霧ノズル４の感圧逆止弁２２が開放されてミストの噴霧が開始される。
【００２３】
逆に、ミストの噴霧を終了するときには、噴霧シーケンス制御手段５１は、排水弁４３を開放して主配水管４２内の水圧を減少させる。そうすると、加圧水受け空洞２１の水圧が１ＭＰａ以下に低下するので、感圧逆止弁２２が閉まり、ミストの噴霧が終了される。
そして、排水弁４３が開放されてから約３秒経過後高圧ポンプ４０をＯＦＦし、選択弁４４を閉じる。その後、元弁４１と排水弁４３とを閉じる。
【００２４】
このように、主配水管４２内の水圧を所望の値に一旦安定したのち、加圧水配水管５に給水することにより、噴霧ノズル４に給水される加圧水の水圧が数秒の間で０ＭＰａから６ＭＰａに変化することができる。そして、感圧逆止弁２２が急激に開放され、水圧の低い状態で噴霧される時間を短くすることができるので、水圧が低い状態で噴霧されたときにみられる大きな粒径のミストが殆ど噴霧されることがない。
また、排水弁４３を開放すると主配水管４２内の水圧が急激に低下し、感圧逆止弁２２が急激に閉められ、水圧の低い状態で噴霧される時間が短くすることができるので、水圧が低い状態で噴霧されたときにみられる大きな粒径のミストが殆ど噴霧されることがない。
【００２５】
次に、噴霧されるミストに混入されるオゾンガスのマイクロバブルについて説明する。水槽１２内の水に混入されるオゾンガスのマイクロバブルは、径が５０μｍ以下であるので、加圧水配水管５内の水に混入されるオゾンガスのマイクロバブルは、水が６ＭＰａに加圧されているので径が１３μｍ以下になる。一方、噴霧されたミストの平均粒径が２０μｍであるのでミストの中にオゾンガスのマイクロバブルが内包されてミストと一緒に拡散していく。そして、ミストが蒸散するのに従ってオゾンガスが放出される。
【００２６】
また、水圧が２ＭＰａであれば、マイクロバブルの径は１８μｍ以下に縮小され、且つ図５に示すように、噴霧されるミストの平均粒径が３０μｍ位になるので、水圧が下限の２ＭＰａにしてもミストの中にオゾンガスのマイクロバブルが内包されてミストと一緒に拡散していく。
【００２７】
このようなオゾン水ミスト噴霧システムは、オゾンガスを径が５０μｍ以下のマイクロバブルにして水に混入させた後、水を２ＭＰａ以上の高圧に加圧してマイクロバブルの径を縮小したままミストにして噴霧するので、中にオゾンガスのマイクロバブルが混入したままのミストを噴霧することができる。
また、水を２ＭＰａ以上の高圧に加圧して噴霧するので、ミストの平均粒子径が３０μｍ以下となり、蒸散速度が速く、部屋内の壁や物を濡らすことがなくなる。
また、水槽１２内の水に径が５０μｍ以下のオゾンガスのマイクロバブルを混入するので、大気圧の水中でもマイクロバブルは長時間に亘って浮遊し、噴霧される水に含有されるオゾンガスの濃度を高めることができる。このため、少ない水量でオゾンガスを空間に拡散させることができる。
【００２８】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。図８は、この発明の実施の形態２に係わる制御装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態２に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１Ｂは、図７に示すように、実施の形態１に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１に温湿度センサ１８が追加され、それにともない制御装置１６Ｂが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
【００２９】
実施の形態２に係わる温湿度センサ１８は、部屋２内の雰囲気の温度と湿度を測定して制御装置１６Ｂに送信する。
実施の形態２に係わる制御装置１６Ｂは、図８に示すように、温湿度センサ１８により計測された乾球温度および湿球温度に基づいて噴霧量を算出して、高圧ポンプ４０からの給水量を制御する給水量制御手段５０Ｂ、オゾンガスセンサ８により計測されたオゾンガス濃度と算出された噴霧量に基づいてマイクロバブル発生装置１３を制御してマイクロバブル含有濃度を調整するマイクロバブル発生制御手段５２、高圧ポンプ４０および各種弁を制御する噴霧シーケンス制御手段５１、湿り空気線図が記憶されている空気線図データベース５３を有している。この制御装置１６Ｂは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェース回路を有するコンピュータから構成されている。
【００３０】
給水量制御手段５０Ｂは、温湿度センサ１８から入力される乾球温度ＤＴ（℃）および湿球温度ＷＴ（℃）から湿り空気線図に基づき相対湿度ＲＨ（％）を算出する。
次に、給水量制御手段５０Ｂは、相対湿度ＲＨが９０％以上の場合、ミストを噴霧しても相対湿度が高すぎることになるためミストの蒸散速度が遅くなるので、ミストの噴霧を行わない。逆に、相対湿度ＲＨが９０％未満の場合、ミストを噴射することにより充分な蒸散速度が得られるのでミストの噴霧を行う。
次に、給水量制御手段５０Ｂは、相対湿度ＲＨ（％）に基づいて噴霧量を算出し、高圧ポンプ４０からの給水量を制御する。
マイクロバブル発生制御手段５２は、オゾンガスセンサ８からのオゾンガス濃度からオゾンガスの必要量を算出し、次に、給水量制御手段５０Ｂにより算出された噴霧量とオゾンガスの必要量からマイクロバブル含有濃度を算出し、マイクロバブル発生装置１３を制御してマイクロバブル発生量を調整する。
【００３１】
このような実施の形態２に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１Ｂは、実施の形態１と同様な効果が得られるとともに、部屋の湿度も制御することができる。
【００３２】
実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。図１０は、この発明の実施の形態３に係わる制御装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態３に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１Ｃは、図９に示すように、実施の形態１に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１に風向風速計１９と区画選択弁９ａ、９ｂが追加され、それにともない制御装置１６Ｃが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
【００３３】
実施の形態３に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１Ｃは、家畜飼育小屋１０など両側の壁で通気される空間に対して適用される。そして、外気の風向きにより空間内を流れる風の向きが変化するので、風向きの上流側からミストを噴霧する。
実施の形態３に係わる風向風速計１９は、家畜飼育小屋１０内の風向を測定して制御装置１６Ｃに送信する。
実施の形態３に係わる加圧水配水管５には、２つの区画選択弁９ａ、９ｂが介設されており、区画選択弁９ａ、９ｂの下流には、それぞれ噴霧ノズル４が接続されている。
実施の形態３に係わる制御装置１６Ｃは、図１０に示すように、オゾンガスセンサ８により計測されたオゾンガス濃度に基づいて噴霧量を算出し、送水量を制御する送水量制御手段５０、風向風速計１９からの風向に従って区画選択弁９ａ、９ｂを選択するとともに、高圧ポンプ４０および各種弁を制御して算出した噴霧量を噴霧する噴霧シーケンス制御手段５１Ｃを有している。この制御装置１６Ｃは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェース回路を有するコンピュータから構成されている。
【００３４】
このように空間内を流れる風の向きに従って上流側からミストを噴霧することにより効率良くオゾンを空間内に供給することができる。
【００３５】
実施の形態４．
図１１は、この発明の実施の形態４に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。図１２は、この発明の実施の形態４に係わる制御装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態４に係わる混相ミスト噴霧システムは、気相が酸素ガスおよび液相が水で構成され、酸素ガスがマイクロバブルとして混入された混相ミストを噴霧する酸素水ミスト噴霧システム７である。そして、この酸素水ミスト噴霧システム７は、疲労回復またはリラクゼーションのための高濃度の酸素雰囲気の部屋を提供するシステムとして活用される。
実施の形態４に係わる酸素水ミスト噴霧システム７は、図１１に示すように、実施の形態１に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１とオゾンガス発生装置１１の代わりに酸素ガス発生装置３５、オゾンガスセンサ８の代わりに酸素ガスセンサ３６、制御装置１６の代わりに制御装置１６Ｄが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【００３６】
酸素ガス発生装置３５は、窒素ガスを優先的に吸着する吸着剤を利用して空気中より酸素ガスを分離し供給する一般的な装置である。なお、酸素ガスを供給することができれば如何なる方法で酸素ガスを発生しても良い。
酸素ガスセンサ３６は、雰囲気の酸素ガス濃度を計測し制御装置１６Ｄに伝送する一般的なセンサである。
実施の形態４に係わる制御装置１６Ｄは、図１２に示すように、実施の形態１に係わる制御装置１６と送水量制御手段５０Ｄが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
送水量制御手段５０Ｄは、酸素ガスセンサ３６により計測された酸素濃度に基づいて噴霧量を算出し、高圧ポンプ４０からの送水量を制御する。
【００３７】
このような酸素水ミスト噴霧システム７は、酸素ガスを径が５０μｍ以下のマイクロバブルにして水に混入させた後、水を２ＭＰａ以上の高圧に加圧してマイクロバブルの径を縮小したままミストにして噴霧するので、中に酸素ガスのマイクロバブルが混入したままのミストを噴霧することができる。
また、水を２ＭＰａ以上の高圧に加圧して噴霧するので、ミストの平均粒子径が３０μｍ以下となり、蒸散速度が速く、部屋内の壁や物を濡らすことがなくなる。
また、水槽１２内の水に径が５０μｍ以下の酸素ガスのマイクロバブルを混入するので、大気圧の水中でもマイクロバブルは長時間に亘って浮遊し、噴霧される水に含有される酸素ガスの濃度を高めることができる。このため、少ない水量で酸素ガスを空間に拡散させることができる。
【００３８】
実施の形態５．
図１３は、この発明の実施の形態５に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。図１４は、この発明の実施の形態５に係わる制御装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態５に係わる酸素水ミスト噴霧システム７Ｅは、図１３に示すように、実施の形態４に係わる酸素水ミスト噴霧システム７に温湿度センサ１８が追加され、それにともない制御装置１６Ｅが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
【００３９】
実施の形態５に係わる温湿度センサ１８は、部屋２内の雰囲気の温度と湿度を測定して制御装置１６Ｅに送信する。
実施の形態５に係わる制御装置１６Ｅは、図１４に示すように、温湿度センサ１８により計測された乾球温度および湿球温度に基づいて噴霧量を算出して、高圧ポンプ４０からの給水量を制御する送水量制御手段５０Ｅ、酸素ガスセンサ３６により計測された酸素ガス濃度と算出された噴霧量に基づいてマイクロバブル発生装置１３を制御してマイクロバブル含有濃度を調整するマイクロバブル発生制御手段５２Ｅ、高圧ポンプ４０および各種弁を制御する噴霧シーケンス制御手段５１、湿り空気線図が記憶されている空気線図データベース５３を有している。この制御装置１６Ｅは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェース回路を有するコンピュータから構成されている。
【００４０】
送水量制御手段５０Ｅは、実施の形態２に係わる送水量制御手段５０Ｂと同様である。
マイクロバブル発生制御手段５２Ｅは、酸素ガスセンサ３６からの酸素ガス濃度から酸素ガスの必要量を算出し、次に、送水量制御手段５０Ｅにより算出された噴霧量と酸素ガスの必要量からマイクロバブル含有濃度を算出し、マイクロバブル発生装置１３を制御してマイクロバブル発生量を調整する。
【００４１】
このような実施の形態５に係わる酸素水ミスト噴霧システム７Ｅは、実施の形態４と同様な効果が得られるとともに、部屋の湿度も制御することができる。
【００４２】
実施の形態６．
図１５は、この発明の実施の形態６に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。図１６は、この発明の実施の形態６に係わる制御装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態６に係わる酸素水ミスト噴霧システム７Ｆは、図１５に示すように、実施の形態４に係わる酸素水ミスト噴霧システム７に風向風速計１９と区画選択弁９ａ、９ｂが追加され、それにともない制御装置１６Ｆが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
【００４３】
実施の形態６に係わる酸素水ミスト噴霧システム７Ｆは、屋根だけが設置されたトレーニングフロア１５など両側の壁で通気される空間に対して適用される。そして、外気の風向きにより空間内を流れる風の向きが変化するので、風向きの上流側からミストを噴霧する。
実施の形態６に係わる風向風速計１９は、実施の形態３に係わる風向風速計１９と同様である。
実施の形態６に係わる加圧水配水管５には、２つの区画選択弁９ａ、９ｂが介設されており、区画選択弁９ａ、９ｂの下流には、それぞれ噴霧ノズル４が接続されている。
実施の形態６に係わる制御装置１６Ｆは、図１６に示すように、酸素ガスセンサ３６により計測された酸素ガス濃度に基づいて噴霧量を算出し、送水量を制御する送水量制御手段５０Ｄ、風向風速計１９からの風向に従って区画選択弁９ａ、９ｂを選択するとともに、高圧ポンプ４０および各種弁を制御して算出した噴霧量を噴霧する噴霧シーケンス制御手段５１Ｆを有している。この制御装置１６Ｆは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェース回路を有するコンピュータから構成されている。
【００４４】
このように空間内を流れる風の向きに従って上流側からミストを噴霧することにより効率良く酸素を空間内に供給することができる。
ここで、バブルを内包するミストを噴霧することを記載したが、バブルは必ずしもミストに内包されることに限らない。例えば、バブルの径が３０μｍ、ミストの径が３０μｍの場合、バブルはミストに内包されずにミストの噴霧とともに放出されるので、効率良く酸素を空間内に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係わる加圧水供給装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係わる制御装置の機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係わる噴霧ノズルの中心軸に沿った断面図である。
【図５】噴霧された混相ミストの粒度分布の測定結果を示す図である。
【図６】ミストの噴霧のタイミングチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係わる制御装置の機能ブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係わる制御装置の機能ブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態４に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態４に係わる制御装置の機能ブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態５に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態５に係わる制御装置の機能ブロック図である。
【図１５】この発明の実施の形態６に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。
【図１６】この発明の実施の形態６に係わる制御装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
１、１Ｂ、１Ｃ オゾン水ミスト噴霧システム、２ 部屋、３ 天井、４ 噴霧ノズル、５ 加圧水配水管、６ 加圧水供給装置、７、７Ｅ、７Ｆ 酸素水ミスト噴霧システム、８ オゾンガスセンサ、９ 区画選択弁、１０ 家畜飼育小屋、１１ オゾンガス発生装置、１２ 水槽、１３ マイクロバブル発生装置、１４ 加圧送水装置、１５ トレーニングフロア、１６、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅ、１６Ｆ 制御装置、１７ 圧力変換器、１８ 温湿度センサ、１９ 風向風速計、２０ ハウジング、２１ 空洞、２１ａ 開口、２２ 感圧逆止弁、２３ リブ、２３ａ 孔、２４ 弁収納空洞、２５ 駒、２６、２７ 空洞、２８ 噴流生成空洞、２９ オリフィス、３０ 遮断球、３１ バネ、３２ 溝、３５ 酸素ガス発生装置、３６ 酸素ガスセンサ、４０ 高圧ポンプ、４１ 元弁、４２ 主配水管、４３ 排水弁、４４ 選択弁、４６ 排水配管、４７ ブレードホース、５０、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅ 送水量制御手段、５１、５１Ｃ、５１Ｆ 噴霧シーケンス制御手段、５２、５２Ｅ マイクロバブル発生制御手段、５３ 空気線図データベース。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バブルを内包するミストを噴霧する混相ミスト噴霧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、厨房や食品工場などの内部の殺菌や脱臭のためにオゾンのバブルを混入させた水を噴霧することが行われている。そして、オゾンのバブルを混入させた水の噴霧はエジェクターを用いて行われており、ノズルからディフューザーに向かう水流の途中に発生する負圧の箇所でオゾンガスが吸引されてバブルとして混入され、ディフューザーからオゾンのバブルを混入されたミストとして噴霧される。
一方、オゾンを混合した高圧水の噴霧についても提案されており、高圧水とオゾン含有エアーをノズルへ送り、ノズルから高圧水の複数条の噴霧流れをそれぞれ独立に噴霧し、ノズル外で複数条の噴霧流れを合流している。また、その高圧水の噴霧流れの合流点に生じる負圧によりオゾン含有エアーを吸引してこれを高圧水の合流した噴霧流れに混合し、対象物に噴射して洗浄または殺菌する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２８３７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、エジェクターを用いて噴霧されたミストは、０．０７ＭＰａのような低圧で噴霧するため、ミストの粒子径が１００μｍと大きいので、蒸発するのに時間がかかってしまい室内の壁や物を濡らしてしまうという問題がある。また、放出する水量が多くなってしまうという問題がある。
また、ノズルの外でオゾン含有エアーを混合しても、ミストに多くのオゾンを含有することができないという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、室内の壁や物を濡らすことなく、多くの気体が混入されているミストを噴霧する混相ミスト噴霧システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる混相ミスト噴霧システムは、気体のマイクロバブルを液体中に発生するマイクロバブル発生装置と、上記マイクロバブルが混入された液体を加圧する加圧送水装置と、上記気体の濃度に従って上記加圧されたマイクロバブルが混入された液体を一流体方式でマイクロバブルが混入された微粒子ミストとして噴霧する噴霧装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係わる混相ミスト噴霧システムの効果は、高圧でマイクロバブルが混入された液体が加圧されるので、マイクロバブルのサイズが縮小され、マイクロバブルのサイズが縮小されるので、微粒子ミストの中にマイクロバブルが混入されており、微粒子ミストが到達するところまでマイクロバブルとしてオゾンを運ぶことができるということである。
また、高圧に加圧された液体を噴霧するとミストの粒子径は微細になり、蒸散するまでの時間が短時間で済むので、室内の壁や物を濡らすことがないということである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明に係わる混相ミスト噴霧システムは、液滴の中に気泡（以下、バブルと称し、径が５０μｍ以下のバブルをマイクロバブルと称する）が混入された液相および気相の混相からなる混相ミストを噴霧するシステムである。特に、噴霧される混相ミストは、ザウター粒径が３０μｍ以下の微粒子混相ミストであり、蒸散速度が速いので混相ミストの噴霧により周辺のものが濡れることがないシステムである。この発明に係わる液相と気相は適宜用途により選択することができるが、以下の説明では液相を水で構成し、気相をオゾンガスまたは酸素ガスで構成した場合を例に挙げて説明する。
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。図２は、この発明の実施の形態１に係わる加圧水供給装置の構成を示すブロック図である。図３は、この発明の実施の形態１に係わる制御装置の機能ブロック図である。図４は、この発明の実施の形態１に係わる噴霧ノズルの中心軸に沿った断面図である。図５は、噴霧された混相ミストの粒度分布の測定結果を示す図である。図６は、ミストの噴霧のタイミングチャートである。
【００１０】
この発明の実施の形態１に係わる混相ミスト噴霧システムは、気相がオゾンガスおよび液相が水で構成され、オゾンガスがマイクロバブルとして混入された混相ミストを噴霧するオゾン水ミスト噴霧システムである。そして、このオゾン水ミスト噴霧システムは、殺菌や脱臭するシステムとして活用される。
実施の形態１に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１は、図１に示すように、オゾンガスを所定量含有する雰囲気に管理される空間を形成する部屋２の天井３に配設された噴霧ノズル４、噴霧ノズル４に供給される加圧水が配水される加圧水配水管５、加圧水配水管５を介して加圧水を供給する加圧水供給装置６および空間のオゾンガス濃度を測定して加圧水供給装置６に送信するオゾンガスセンサ８を備える。
加圧水供給装置６は、オゾンガスを発生するオゾンガス発生装置１１、水を蓄える水槽１２、オゾンガスのマイクロバブルを水槽１２内の水中に発生するマイクロバブル発生装置１３、マイクロバブルが混入された水を加圧して送水する加圧送水装置１４、加圧水供給装置６を制御する制御装置１６を備える。
【００１１】
オゾンガス発生装置１１は、放電を利用してオゾンガスを発生する一般的な装置である。
マイクロバブル発生装置１３は、一般的な高速旋回流方式のマイクロバブル発生装置であるが、径が５０μｍ以下のマイクロバブルを発生するように制御される装置である。
【００１２】
加圧送水装置１４は、図２に示すように、高圧ポンプ４０、高圧ポンプ４０の下流側に配設された元弁４１、主配水管４２内の水を排水する流路を開閉する排水弁４３、加圧水配水管５への加圧水の供給を選択する選択弁４４から構成されている。
【００１３】
そして、元弁４１と選択弁４４とは、主配水管４２で連通され、主配水管４２の途中から分岐する排水配管４６により排水弁４３が主配水管４２に連通されている。主配水管４２、排水配管４６、加圧水配水管５はそれぞれステンレスからできている。また、高圧ポンプ４０と元弁４１とは、ゴム製のブレードホース４７により連通され、容積式の高圧ポンプ４０により発生する脈動を平滑化している。
また、加圧水中に含まれる塵埃を取り除くために、高圧ポンプ４０の出口に図示しない２０μｍ角開口のフィルタが介在されている。
なお、高圧ポンプ４０で加圧した後、一旦高圧貯蔵容器などに貯蔵してから加圧水配水管５に送水しても良い。
【００１４】
制御装置１６は、図３に示すように、オゾンガスセンサ８により計測されたオゾンガス濃度に基づいて噴霧量を算出し、送水量を制御する送水量制御手段５０、高圧ポンプ４０および各種弁を制御して算出した噴霧量を噴霧する噴霧シーケンス制御手段５１を有している。この制御装置１６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェース回路を有するコンピュータから構成されている。
【００１５】
噴霧ノズル４は、図４に示すように、略円筒状のハウジング２０を有している。そして、円筒状のハウジング２０の中心軸に沿って、加圧水配水管５から供給された加圧水を受ける上流側の径が下流側の径より大きい２段の円柱状の加圧水受け空洞２１、感圧逆止弁２２を収納し、加圧水受け空洞２１の下流側の径より大きく、一端が中心軸方向に突き出されたリブ２３により外縁部が仕切られた弁収納空洞２４、駒２５を収納し、リブ２３の下流側に位置し、加圧水受け空洞２１の上流側の径と等しい円柱状の空洞２６およびその空洞２６に連なる漏斗状の空洞２７からなる噴流生成空洞２８、漏斗状の空洞２７の先端に連なるオリフィス２９が連なって設けられている。
【００１６】
そして、弁収納空洞２４には、加圧水受け空洞２１の下流側の開口２１ａを開閉する感圧逆止弁２２が挿入されている。
感圧逆止弁２２は、加圧水受け空洞２１の下流側の開口２１ａに当接したとき、加圧水の流れを遮断する遮断球３０、一端が遮断球３０に当接し遮断球３０に所定のバネ圧が掛けられるように撓んで他端がリブ２３に固定されるバネ３１から構成されている。所定のバネ圧は、加圧水受け空洞２１における水圧が１ＭＰａに達したときに遮断球３０と加圧水受け空洞２１の開口２１ａとが離間するようにバネ３１のバネ定数が設定されている。なお、所定のバネ圧を低く設定すると、離間したとき高圧に達するまでに時間がかかり径の大きな水滴が噴霧されることになる。また、所定のバネ圧が噴霧水圧に近いと、遮断球３０が開口２１ａから充分に離間できないので、水量に制約を受けてしまう。このような理由から所定のバネ圧は、０．４〜１．５ＭＰａが好ましい。
【００１７】
さらに、噴流生成空洞２８では、加圧水を旋回噴流として噴出し、漏斗状の空洞２７の内側面に衝突させるための駒２５が円柱状の空洞２６の内側面に接しながら噴霧ノズル４の中心軸方向に摺動しながら移動する。駒２５には、側面に螺旋状の溝３２が掘られ、その溝３２と円柱状の空洞２６の内側面とにより加圧水を旋回して噴出する旋回流路が形成される。
【００１８】
加圧水配水管５から分岐して圧力変換器（株式会社共和電業製、型式ＰＶＤ−１００ｋａ、測定レンジ０〜１０ＭＰａ）１７が取り付けられて、噴霧ノズル４の加圧水受け空洞２１に掛かる水圧を計測し、それを噴霧水圧としている。通常は、この噴霧水圧と高圧ポンプ４０の出力水圧との関係を予め求めておいて、高圧ポンプ４０の出力水圧を管理することにより、噴霧水圧を管理する。なお、水圧の測定には、ブルドン管圧力計などを用いてもよい。
【００１９】
次に、噴霧ノズル４において加圧水が噴霧される手順について説明する。
加圧水受け空洞２１に加圧水が注水され、水圧が所定の値に達すると、遮断球３０を押して加圧水が弁収納空洞２４内に流れ込む。
そして、リブ２３の中央に形成された孔２３ａから加圧水が駒２５の一方の端面を押して駒２５が噴霧ノズル４の中心軸に沿って漏斗状の空洞２７の方向に移動され、駒２５の側面の溝３２を通って加圧水が旋回されながら通過し、溝３２の端部から噴流される。
この噴流が漏斗状の空洞２７の内側面に衝突して、衝突噴流になりミストとしてオリフィス２９から噴霧される。
【００２０】
次に、噴霧されたミストについて説明する。この発明におけるミストは、小さな径の水滴を意味する。そして、ミストの平均粒径は、噴霧ノズル４の中心軸上でオリフィス２９の先端から５０ｍｍ離れた箇所でレーザ回折法により測定した体面積平均粒径（ザウター平均径と称す。）を用いる。レーザ回折法において、レーザ回折粒径測定器（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、マスターサイズーＳ型、使用レーザ：ＨｅーＮｅレーザ）を用いて、５回同様に測定し、その平均値をミストの平均粒径として用いている。
実施の形態１で使用した噴霧ノズル４から噴霧水圧５ＭＰａのときザウター平均粒径が図５に示すように２０μｍであった。なお、噴霧水圧が低いとミストの平均粒径が大きくなり、また、噴霧水圧が高いとミストの平均粒径が小さくなるとともに噴霧流量が多くなるが、高すぎると配管などに大きな衝撃波が加わり、安全上好ましくない。これらの理由から噴霧水圧は、２ＭＰａ〜１０ＭＰａの間が好ましい。さらに、ザウター平均粒径が２０μｍ以下になるように噴霧水圧は５ＭＰａ〜１０ＭＰａの間が好ましい。
【００２１】
なお、ミストの平均粒径として、レーザ回折粒径測定器を用いて測定しているが、他にドプラー位相粒径測定器などを用いて測定してもよい。このとき、測定器の種類により、平均粒径が異なるので、同一条件で噴霧したミストを測定して対比することが必要である。例えば、噴霧ノズル４から噴霧水圧５ＭＰａのときに噴霧されたミストの９０％体積粒径が６０μｍ、１０％体積粒径が３μｍであった。
【００２２】
次に、加圧水を高圧ポンプ４０から供給するシーケンスについて図６を参照して説明する。
制御装置１６の噴霧シーケンス制御手段５１は、まず元弁４１を開放する。同時に排水弁４３を開放する。
次に、噴霧シーケンス制御手段５１は、高圧ポンプ４０をＯＮして、加圧水をブレードホース４７から主配水管４２に送水する。そうすると、主配水管４２内に残っている空気が排水弁４３から水と一緒に押し出されて、主配水管４２内が均一な水圧が掛かるようになる。
次に、噴霧シーケンス制御手段５１は、排水弁４３を閉じる。それにより、主配水管４２内の水圧が所望の水圧、例えば、６ＭＰａに達する。
次に、噴霧シーケンス制御手段５１は、噴霧ノズル４に連なる選択弁４４を開放して、加圧水が加圧水配水管５を経由して噴霧ノズル４に供給される。このときの加圧水受け空洞２１に注水されて加わる水圧は４秒の間にほぼ０ＭＰａから６ＭＰａに達する。このように水圧が１ＭＰａ以上になると、噴霧ノズル４の感圧逆止弁２２が開放されてミストの噴霧が開始される。
【００２３】
逆に、ミストの噴霧を終了するときには、噴霧シーケンス制御手段５１は、排水弁４３を開放して主配水管４２内の水圧を減少させる。そうすると、加圧水受け空洞２１の水圧が１ＭＰａ以下に低下するので、感圧逆止弁２２が閉まり、ミストの噴霧が終了される。
そして、排水弁４３が開放されてから約３秒経過後高圧ポンプ４０をＯＦＦし、選択弁４４を閉じる。その後、元弁４１と排水弁４３とを閉じる。
【００２４】
このように、主配水管４２内の水圧を所望の値に一旦安定したのち、加圧水配水管５に給水することにより、噴霧ノズル４に給水される加圧水の水圧が数秒の間で０ＭＰａから６ＭＰａに変化することができる。そして、感圧逆止弁２２が急激に開放され、水圧の低い状態で噴霧される時間を短くすることができるので、水圧が低い状態で噴霧されたときにみられる大きな粒径のミストが殆ど噴霧されることがない。
また、排水弁４３を開放すると主配水管４２内の水圧が急激に低下し、感圧逆止弁２２が急激に閉められ、水圧の低い状態で噴霧される時間が短くすることができるので、水圧が低い状態で噴霧されたときにみられる大きな粒径のミストが殆ど噴霧されることがない。
【００２５】
次に、噴霧されるミストに混入されるオゾンガスのマイクロバブルについて説明する。水槽１２内の水に混入されるオゾンガスのマイクロバブルは、径が５０μｍ以下であるので、加圧水配水管５内の水に混入されるオゾンガスのマイクロバブルは、水が６ＭＰａに加圧されているので径が１３μｍ以下になる。一方、噴霧されたミストの平均粒径が２０μｍであるのでミストの中にオゾンガスのマイクロバブルが内包されてミストと一緒に拡散していく。そして、ミストが蒸散するのに従ってオゾンガスが放出される。
【００２６】
また、水圧が２ＭＰａであれば、マイクロバブルの径は１８μｍ以下に縮小され、且つ図５に示すように、噴霧されるミストの平均粒径が３０μｍ位になるので、水圧が下限の２ＭＰａにしてもミストの中にオゾンガスのマイクロバブルが内包されてミストと一緒に拡散していく。
【００２７】
このようなオゾン水ミスト噴霧システムは、オゾンガスを径が５０μｍ以下のマイクロバブルにして水に混入させた後、水を２ＭＰａ以上の高圧に加圧してマイクロバブルの径を縮小したままミストにして噴霧するので、中にオゾンガスのマイクロバブルが混入したままのミストを噴霧することができる。
また、水を２ＭＰａ以上の高圧に加圧して噴霧するので、ミストの平均粒子径が３０μｍ以下となり、蒸散速度が速く、部屋内の壁や物を濡らすことがなくなる。
また、水槽１２内の水に径が５０μｍ以下のオゾンガスのマイクロバブルを混入するので、大気圧の水中でもマイクロバブルは長時間に亘って浮遊し、噴霧される水に含有されるオゾンガスの濃度を高めることができる。このため、少ない水量でオゾンガスを空間に拡散させることができる。
【００２８】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。図８は、この発明の実施の形態２に係わる制御装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態２に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１Ｂは、図７に示すように、実施の形態１に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１に温湿度センサ１８が追加され、それにともない制御装置１６Ｂが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
【００２９】
実施の形態２に係わる温湿度センサ１８は、部屋２内の雰囲気の温度と湿度を測定して制御装置１６Ｂに送信する。
実施の形態２に係わる制御装置１６Ｂは、図８に示すように、温湿度センサ１８により計測された乾球温度および湿球温度に基づいて噴霧量を算出して、高圧ポンプ４０からの給水量を制御する給水量制御手段５０Ｂ、オゾンガスセンサ８により計測されたオゾンガス濃度と算出された噴霧量に基づいてマイクロバブル発生装置１３を制御してマイクロバブル含有濃度を調整するマイクロバブル発生制御手段５２、高圧ポンプ４０および各種弁を制御する噴霧シーケンス制御手段５１、湿り空気線図が記憶されている空気線図データベース５３を有している。この制御装置１６Ｂは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェース回路を有するコンピュータから構成されている。
【００３０】
給水量制御手段５０Ｂは、温湿度センサ１８から入力される乾球温度ＤＴ（℃）および湿球温度ＷＴ（℃）から湿り空気線図に基づき相対湿度ＲＨ（％）を算出する。
次に、給水量制御手段５０Ｂは、相対湿度ＲＨが９０％以上の場合、ミストを噴霧しても相対湿度が高すぎることになるためミストの蒸散速度が遅くなるので、ミストの噴霧を行わない。逆に、相対湿度ＲＨが９０％未満の場合、ミストを噴射することにより充分な蒸散速度が得られるのでミストの噴霧を行う。
次に、給水量制御手段５０Ｂは、相対湿度ＲＨ（％）に基づいて噴霧量を算出し、高圧ポンプ４０からの給水量を制御する。
マイクロバブル発生制御手段５２は、オゾンガスセンサ８からのオゾンガス濃度からオゾンガスの必要量を算出し、次に、給水量制御手段５０Ｂにより算出された噴霧量とオゾンガスの必要量からマイクロバブル含有濃度を算出し、マイクロバブル発生装置１３を制御してマイクロバブル発生量を調整する。
【００３１】
このような実施の形態２に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１Ｂは、実施の形態１と同様な効果が得られるとともに、部屋の湿度も制御することができる。
【００３２】
実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。図１０は、この発明の実施の形態３に係わる制御装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態３に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１Ｃは、図９に示すように、実施の形態１に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１に風向風速計１９と区画選択弁９ａ、９ｂが追加され、それにともない制御装置１６Ｃが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
【００３３】
実施の形態３に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１Ｃは、家畜飼育小屋１０など両側の壁で通気される空間に対して適用される。そして、外気の風向きにより空間内を流れる風の向きが変化するので、風向きの上流側からミストを噴霧する。
実施の形態３に係わる風向風速計１９は、家畜飼育小屋１０内の風向を測定して制御装置１６Ｃに送信する。
実施の形態３に係わる加圧水配水管５には、２つの区画選択弁９ａ、９ｂが介設されており、区画選択弁９ａ、９ｂの下流には、それぞれ噴霧ノズル４が接続されている。
実施の形態３に係わる制御装置１６Ｃは、図１０に示すように、オゾンガスセンサ８により計測されたオゾンガス濃度に基づいて噴霧量を算出し、送水量を制御する送水量制御手段５０、風向風速計１９からの風向に従って区画選択弁９ａ、９ｂを選択するとともに、高圧ポンプ４０および各種弁を制御して算出した噴霧量を噴霧する噴霧シーケンス制御手段５１Ｃを有している。この制御装置１６Ｃは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェース回路を有するコンピュータから構成されている。
【００３４】
このように空間内を流れる風の向きに従って上流側からミストを噴霧することにより効率良くオゾンを空間内に供給することができる。
【００３５】
実施の形態４．
図１１は、この発明の実施の形態４に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。図１２は、この発明の実施の形態４に係わる制御装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態４に係わる混相ミスト噴霧システムは、気相が酸素ガスおよび液相が水で構成され、酸素ガスがマイクロバブルとして混入された混相ミストを噴霧する酸素水ミスト噴霧システム７である。そして、この酸素水ミスト噴霧システム７は、疲労回復またはリラクゼーションのための高濃度の酸素雰囲気の部屋を提供するシステムとして活用される。
実施の形態４に係わる酸素水ミスト噴霧システム７は、図１１に示すように、実施の形態１に係わるオゾン水ミスト噴霧システム１とオゾンガス発生装置１１の代わりに酸素ガス発生装置３５、オゾンガスセンサ８の代わりに酸素ガスセンサ３６、制御装置１６の代わりに制御装置１６Ｄが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
【００３６】
酸素ガス発生装置３５は、窒素ガスを優先的に吸着する吸着剤を利用して空気中より酸素ガスを分離し供給する一般的な装置である。なお、酸素ガスを供給することができれば如何なる方法で酸素ガスを発生しても良い。
酸素ガスセンサ３６は、雰囲気の酸素ガス濃度を計測し制御装置１６Ｄに伝送する一般的なセンサである。
実施の形態４に係わる制御装置１６Ｄは、図１２に示すように、実施の形態１に係わる制御装置１６と送水量制御手段５０Ｄが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
送水量制御手段５０Ｄは、酸素ガスセンサ３６により計測された酸素濃度に基づいて噴霧量を算出し、高圧ポンプ４０からの送水量を制御する。
【００３７】
このような酸素水ミスト噴霧システム７は、酸素ガスを径が５０μｍ以下のマイクロバブルにして水に混入させた後、水を２ＭＰａ以上の高圧に加圧してマイクロバブルの径を縮小したままミストにして噴霧するので、中に酸素ガスのマイクロバブルが混入したままのミストを噴霧することができる。
また、水を２ＭＰａ以上の高圧に加圧して噴霧するので、ミストの平均粒子径が３０μｍ以下となり、蒸散速度が速く、部屋内の壁や物を濡らすことがなくなる。
また、水槽１２内の水に径が５０μｍ以下の酸素ガスのマイクロバブルを混入するので、大気圧の水中でもマイクロバブルは長時間に亘って浮遊し、噴霧される水に含有される酸素ガスの濃度を高めることができる。このため、少ない水量で酸素ガスを空間に拡散させることができる。
【００３８】
実施の形態５．
図１３は、この発明の実施の形態５に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。図１４は、この発明の実施の形態５に係わる制御装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態５に係わる酸素水ミスト噴霧システム７Ｅは、図１３に示すように、実施の形態４に係わる酸素水ミスト噴霧システム７に温湿度センサ１８が追加され、それにともない制御装置１６Ｅが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
【００３９】
実施の形態５に係わる温湿度センサ１８は、部屋２内の雰囲気の温度と湿度を測定して制御装置１６Ｅに送信する。
実施の形態５に係わる制御装置１６Ｅは、図１４に示すように、温湿度センサ１８により計測された乾球温度および湿球温度に基づいて噴霧量を算出して、高圧ポンプ４０からの給水量を制御する送水量制御手段５０Ｅ、酸素ガスセンサ３６により計測された酸素ガス濃度と算出された噴霧量に基づいてマイクロバブル発生装置１３を制御してマイクロバブル含有濃度を調整するマイクロバブル発生制御手段５２Ｅ、高圧ポンプ４０および各種弁を制御する噴霧シーケンス制御手段５１、湿り空気線図が記憶されている空気線図データベース５３を有している。この制御装置１６Ｅは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェース回路を有するコンピュータから構成されている。
【００４０】
送水量制御手段５０Ｅは、実施の形態２に係わる送水量制御手段５０Ｂと同様である。
マイクロバブル発生制御手段５２Ｅは、酸素ガスセンサ３６からの酸素ガス濃度から酸素ガスの必要量を算出し、次に、送水量制御手段５０Ｅにより算出された噴霧量と酸素ガスの必要量からマイクロバブル含有濃度を算出し、マイクロバブル発生装置１３を制御してマイクロバブル発生量を調整する。
【００４１】
このような実施の形態５に係わる酸素水ミスト噴霧システム７Ｅは、実施の形態４と同様な効果が得られるとともに、部屋の湿度も制御することができる。
【００４２】
実施の形態６．
図１５は、この発明の実施の形態６に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。図１６は、この発明の実施の形態６に係わる制御装置の機能ブロック図である。
この発明の実施の形態６に係わる酸素水ミスト噴霧システム７Ｆは、図１５に示すように、実施の形態４に係わる酸素水ミスト噴霧システム７に風向風速計１９と区画選択弁９ａ、９ｂが追加され、それにともない制御装置１６Ｆが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
【００４３】
実施の形態６に係わる酸素水ミスト噴霧システム７Ｆは、屋根だけが設置されたトレーニングフロア１５など両側の壁で通気される空間に対して適用される。そして、外気の風向きにより空間内を流れる風の向きが変化するので、風向きの上流側からミストを噴霧する。
実施の形態６に係わる風向風速計１９は、実施の形態３に係わる風向風速計１９と同様である。
実施の形態６に係わる加圧水配水管５には、２つの区画選択弁９ａ、９ｂが介設されており、区画選択弁９ａ、９ｂの下流には、それぞれ噴霧ノズル４が接続されている。
実施の形態６に係わる制御装置１６Ｆは、図１６に示すように、酸素ガスセンサ３６により計測された酸素ガス濃度に基づいて噴霧量を算出し、送水量を制御する送水量制御手段５０Ｄ、風向風速計１９からの風向に従って区画選択弁９ａ、９ｂを選択するとともに、高圧ポンプ４０および各種弁を制御して算出した噴霧量を噴霧する噴霧シーケンス制御手段５１Ｆを有している。この制御装置１６Ｆは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェース回路を有するコンピュータから構成されている。
【００４４】
このように空間内を流れる風の向きに従って上流側からミストを噴霧することにより効率良く酸素を空間内に供給することができる。
ここで、バブルを内包するミストを噴霧することを記載したが、バブルは必ずしもミストに内包されることに限らない。例えば、バブルの径が３０μｍ、ミストの径が３０μｍの場合、バブルはミストに内包されずにミストの噴霧とともに放出されるので、効率良く酸素を空間内に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係わる加圧水供給装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係わる制御装置の機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係わる噴霧ノズルの中心軸に沿った断面図である。
【図５】噴霧された混相ミストの粒度分布の測定結果を示す図である。
【図６】ミストの噴霧のタイミングチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係わる制御装置の機能ブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係わる制御装置の機能ブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態４に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態４に係わる制御装置の機能ブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態５に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態５に係わる制御装置の機能ブロック図である。
【図１５】この発明の実施の形態６に係わる混相ミスト噴霧システムの構成図である。
【図１６】この発明の実施の形態６に係わる制御装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
１、１Ｂ、１Ｃ オゾン水ミスト噴霧システム、２ 部屋、３ 天井、４ 噴霧ノズル、５ 加圧水配水管、６ 加圧水供給装置、７、７Ｅ、７Ｆ 酸素水ミスト噴霧システム、８ オゾンガスセンサ、９ 区画選択弁、１０ 家畜飼育小屋、１１ オゾンガス発生装置、１２ 水槽、１３ マイクロバブル発生装置、１４ 加圧送水装置、１５ トレーニングフロア、１６、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅ、１６Ｆ 制御装置、１７ 圧力変換器、１８ 温湿度センサ、１９ 風向風速計、２０ ハウジング、２１ 空洞、２１ａ 開口、２２ 感圧逆止弁、２３ リブ、２３ａ 孔、２４ 弁収納空洞、２５ 駒、２６、２７ 空洞、２８ 噴流生成空洞、２９ オリフィス、３０ 遮断球、３１ バネ、３２ 溝、３５ 酸素ガス発生装置、３６ 酸素ガスセンサ、４０ 高圧ポンプ、４１ 元弁、４２ 主配水管、４３ 排水弁、４４ 選択弁、４６ 排水配管、４７ ブレードホース、５０、５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｅ 送水量制御手段、５１、５１Ｃ、５１Ｆ 噴霧シーケンス制御手段、５２、５２Ｅ マイクロバブル発生制御手段、５３ 空気線図データベース。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体のマイクロバブルを液体中に発生するマイクロバブル発生装置と、
上記マイクロバブルが混入された液体を加圧する加圧送水装置と、
上記気体の濃度に従って上記加圧されたマイクロバブルが混入された液体を一流体方式でマイクロバブルが混入された微粒子ミストとして噴霧する噴霧装置と、
を備えることを特徴とする混相ミスト噴霧システム。
【請求項２】
上記気体のマイクロバブルはオゾンガスのバブルであり、上記液体は水であり、
上記微粒子ミストを噴霧することにより殺菌または脱臭することを特徴とする請求項１に記載の混相ミスト噴霧システム。
【請求項３】
上記気体のマイクロバブルは酸素ガスのバブルであり、上記液体は水であり、
上記微粒子ミストを噴霧することにより疲労回復またはリラクゼーションの機能を有する雰囲気を形成することを特徴とする請求項１に記載の混相ミスト噴霧システム。
【請求項１】
気体のマイクロバブルを液体中に発生するマイクロバブル発生装置と、
上記マイクロバブルが混入された液体を加圧する加圧送水装置と、
上記気体の濃度に従って上記加圧されたマイクロバブルが混入された液体を一流体方式でマイクロバブルが混入された微粒子ミストとして噴霧する噴霧装置と、
を備えることを特徴とする混相ミスト噴霧システム。
【請求項２】
上記気体のマイクロバブルはオゾンガスのバブルであり、上記液体は水であり、
上記微粒子ミストを噴霧することにより殺菌または脱臭することを特徴とする請求項１に記載の混相ミスト噴霧システム。
【請求項３】
上記気体のマイクロバブルは酸素ガスのバブルであり、上記液体は水であり、
上記微粒子ミストを噴霧することにより疲労回復またはリラクゼーションの機能を有する雰囲気を形成することを特徴とする請求項１に記載の混相ミスト噴霧システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−１６８２６５（Ｐ２００８−１６８２６５Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５９９１（Ｐ２００７−５９９１）
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（０００２３３８２６）能美防災株式会社 (918)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１５日（２００７．１．１５）
【出願人】（０００２３３８２６）能美防災株式会社 (918)
【Ｆターム（参考）】
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