JP2013141591A - 抗菌、消臭、浄化性を有するガス状化水の製造方法及びその装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は水を微粒化させ且相互を交叉衝突させて極微粒化のうえ高電場の付加により、粒径が１０乃至２０ｎｍ以下のガス状化水となし、且水包化させたＯＨ⁻イオンを生成させ、抗菌性や消臭性及び浄化性を発揮するガス状化水の製造方法及び装置を提供する。
【解決手段】 アトマイザーやインジェクターで水を微粒化噴霧させた微粒子の相互を更に交叉衝突させて極微粒子となしたうえ高電場を付加してレイリー分裂により粒径が１０乃至２０ｎｍ以下で、且その外表面が水包化されたＯＨ⁻イオンを生成させて抗菌性、消臭性及び浄化性を保持するガス状化水の製造方法及び装置。
【選択図】図４

Description

本発明は水を物理的電気的に極微粒化させることにより、強力で且長期に亘って抗菌性消臭性或いは浄化性を保持するガス状化水の製造方法及び製造装置に関する。

抗菌性や消臭性或いは浄化性即ち有害ガス等の分解除去等については、現在の産業活動や生活活動においても不可欠要件とされるに至っており、とりわけ食品関係においては素材の収穫時はもとよりその加工時に加えて調理提供に至るまで、抗菌や殺菌等の衛生管理は極めて重要である。
更に施設や店舗等の集客建物や事務所建物或いは居住用建物においては、快適な環境保持のうえから消臭性も極めて重要視されており、加えて今日の施設建物では構造上の密閉性の高まりと、且その内装材には多様な合成樹脂素材や合成樹脂塗料が使用され、而も収納される機器や備品或いは家具等にも合成樹脂素材や合成樹脂塗料が使用されており、これらからの揮散ガスや溶出成分等により化学物質過敏症患者が激増しており、かかる揮散ガスや溶出成分を分解除去即ち浄化させる浄化性も強く要請されている。

これがため食品においては素材に対しての抗菌若しくは殺菌には、次亜塩素酸ソーダ水やオゾン水若しくはオゾンガス等著しく危険性の高い化学薬剤や化学ガスが使用されており、使用濃度の管理ばかりか使用後の確実な洗浄除去も不可欠であり、更には加工食品においては長期に亘る保存を実現するため、防腐剤や鮮度保持材と称する多種に亘る化学物質を使用しており、長期摂取による健康阻害が再々に亘って論議されるに至っている。加えて留意すべきは、食品の調理提供即ちレストランや飲食店等では、その調理提供スペース全体に亘る抗菌性や殺菌性等の衛生管理が特段になされていない実情にあり、度々に亘る食中毒事故も発生している。

更に消臭においても、極めて限定された区画内では、吸臭材やマスキング剤等による消臭も可能なものの、広い区画による施設建物や店舗、事務所建物等においては有効な消臭手段も無く、従って専ら膨大な送風量のエアーコンディショナーを装備し頻繁な給排気により見掛上の消臭がなされているものの、かかる給排気が中断若しくは停止された場合には、施設建物の内壁面や収納物品の表面に付着する臭気発生源や収納品自体からの発生臭気が充満し極めて劣悪な環境となる。

加えて施設建物ばかりか住居建物等にも、合成樹脂素材を主体とする新建材はもとより塗料や壁紙或いはタイル等に加えて、これらを接着貼着する接着剤も合成樹脂素材や有機溶剤が用いられており、従ってこれら合成樹脂素材や有機溶剤等からの揮散ガスや溶出成分が多量に発生するため、これらを分解消去せぬ限りは化学物質過敏症の解消には至らない。

発明者等はかかる問題に鑑み広範囲に亘り研究を推進している中で、別異の研究課題として取組中の燃費の低減と排出温暖化ガスの削減のためのガス／水分散混合燃料の研究に関して、ガスと水の均質な分散混合を図るうえから水の噴霧粒子径たる略１０乃至１００μｍの粒径を、更に１／１０００乃至１／３０００程度にまで極微粒化させてガス粒径に成可く近い粒径にすることが分散混合性を高めるうえで要請される。この水の極微粒化には、水をアトマイザーやインジェクター等により可能な限り微粒化噴霧させて微粒子となしたうえ、この微粒子相互を更に交叉衝突させて極微粒子となし、而して高電場の付加により実質的にその粒径が１０乃至２０ｎｍ以下望ましくは１乃至１０ｎｍ以下にレイリー分裂させて、極極微粒化されたガス状化水となすものである。
そしてこのガス状化水は極極微粒化に伴って多量のＨ^＋イオンとＯＨ⁻イオンが生成されるばかりか、この多量に生成されるＨ^＋イオンがガスと水との分散混合燃料においてガスの燃焼性を一段と高める作用を発揮することとなる。

而してガス状化水に際して多量に生成される他方のＯＨ⁻イオンは、本来的に極めて強力な抗菌性を始め消臭性や化学ガス等に対しての分解消去作用所謂浄化性も具備するものであるが、化学反応性が極めて早く例えば従来からのＯＨ⁻イオンの生成手段とされるコロナ放電により生成されたＯＨ⁻は、近接する化学ガス等と瞬時に結合し続けて変質し、抗菌性や消臭性或いは浄化性が滅失される。反面極微粒子を高電場の付加によりレイリー分裂させたガス状化水のＯＨ⁻イオンは、極薄の水膜により包被された態様を呈することから、抗菌性や消臭性或いは浄化性が長時に亘って保持されるため、広大な施設や建物、或いは多量の製品等の抗菌や消臭或いは浄化が長時に効果的且経済的になしえることに想到し本発明に至った。

発明者が解決しようとする課題

本発明は水をアトマイザーやインジェクター等により微粒化させ且相互を交叉衝突させて極微粒化のうえ、高電場の付加によりその粒径が１０乃至２０ｎｍ以下のガス状化水となすことにより水包化されたＯＨ⁻イオンを生成せしめ、以って抗菌性や消臭性及び浄化性を長時に効率的経済的に発揮させることの可能な、ガス状化水の生成方法及び生成装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

上述の課題を解決するために本発明が採用した技術的手段は、アトマイザーやインジェクターにより水を微粒化噴霧させた噴霧微粒子を更に相互を交叉衝突させて極微粒化された極微粒子となしたるうえ、高電場を付加してその粒径が１０乃至２０ｎｍ以下にレイリー分裂させて、その外表面が水包化されたＯＨ⁻イオンを生成させ、以って抗菌性、消臭性及び浄化性を保持するガス状化水の製造方法に存するものであり、更にはアトマイザー若しくはインジェクターより水を微粒化噴霧させるとともに、この噴霧微粒子相互が交叉衝突しうるようアトマイザー若しくはインジェクターが略円筒形状のケーシング内に配位されてなるとともに、この相互の交叉衝突により極微粒化された極微粒子を、ケーシングと連接して絶縁素材からなり、適宜数と適宜流通形状で且その対向面には高電場を付加するためのプラス極及びマイナス極が配設されたレイリー分裂処理路を有するレイリー分裂帯が設けられた構成からなる抗菌性、消臭性、浄化性を有するガス状化水の製造方法及び製造装置。

発明の効果

本発明製造方法は上述の如き構成からなるものであって、強力で長期に亘る抗菌性や消臭性或いは浄化性を創出発揮させるためには、その粒径が１０乃至２０ｎｍ以下の極極微粒状のガス状化水となす必要がある。これがためには水をアトマイザー若しくはインジェクターを用いて微粒化噴霧させて噴霧微粒子たる粒径が略１０乃至１００μｍに微粒化がなされるものであるが、ガス状化水としての粒径１０乃至２０ｎｍ以下には未だ粒径が過大であるため、本発明ではこの微粒化噴霧させた噴霧微粒子相互を交叉衝突せしめて破砕することにより更にその粒径が略１／２乃至１／６即ち略３乃至１５μｍ程度の極微粒化された極微粒子となる。
そして高電場の付加により略１／３００乃至１／１０００程度にレイリー分裂を促進させることにより略１０乃至２０ｎｍ以下のガス状化水が極めて簡便安価に且効率的に生成しえる。

かくしてなるガス状化水を、各種施設や店舗、事務所或いは住居建物等広大な区画内全体に、比較的低濃度で通風循環させることで、極めて安全に区画内の抗菌や消臭はもとより、揮散浮遊する有害化学物質の浄化も確実になしえ、とりわけ該ガス状化水は簡便安価に而も多量に生成しえるばかりか、水包化されたＯＨ⁻イオンのため抗菌、消臭、浄化作用が長時間に亘ってなされるため、特に広大な区画内にはその全体に亘って拡散しうることから、区画内全体に斑なく効率的経済的に抗菌、消臭、浄化がなしえる。而も該ガス状化水は安全なうえ優れた抗菌性ばかりか防腐作用も保持するため、農作物や畜産の防病にも大きな効果が発揮されている。

更に本発明製造装置では、適宜数のアトマイザー若しくはインジェクターより水を所望の粒径にまで一旦加圧のうえ微粒化噴霧させて噴霧微粒子としたうえ、この噴霧微粒子相互を更に一連的に交叉衝突させて破砕させることにより極めて微粒状の極微粒子となるから、この極微粒子に高電場を付加させるのみでレイリー分裂による極極微粒化されたガス状化水が簡便安価に且効率的に生成しえる。

適宜数のアトマイザーより所望の噴霧角度と噴霧圧力をもって、その粒径が略１０乃至１００μｍの微粒化噴霧により微粒子となし、且この微粒子相互が更に交叉衝突して破砕し、その粒径が略１乃至２０μｍ程度に極微粒子化されるようアトマイザーを配位し、而してこの極微粒子をその付加電圧が７０００乃至１５０００Ｖの高電場流路内を流通せしめて、レイリー分裂をなさしめ、以ってその粒径が１０乃至２０ｎｍ以下のガス状化水を生成する。

以下に本発明実施例を図とともに詳細に説明すれば、図１は本発明ガス状化水生成方法の工程図であって、水１は汚濁物や多量の油脂分或いは強酸若しくは強アルカリでない一般的水道水や井戸水、清流水等が使用できる。
そして本発明の目的でもあるガス状化水６を形成するには、水１を可能な限り物理的に微粒化させる必要があるが、水１の微粒化手段としては、従来より自然蒸散を始め加熱蒸散に加えて超音波霧化やアトマイザー若しくはインジェクターによる噴霧も挙げられている。

ところで自然蒸散や加熱蒸散或いは超音波霧化においては、その粒径が略３０乃至２００μｍ程度と比較的粒径が大きく、他方アトマイザー若しくはインジェクターではその噴霧ノズル径を始め噴霧形状や噴霧角度及び噴霧圧力所謂打力如何によっても多様な粒径の形成がなされるが、自然蒸散や加熱蒸散若しくは超音波噴霧ではせいぜい３０乃至２００μｍの大きさで、且アトマイザーやインジェクター噴霧でも略１０乃至１００μｍの微粒化がなされる程度である。
而して本発明の目的とする強力で長時に亘って抗菌性や消臭性或いは浄化性を保持するガス状化水６の形成には、少なくともその粒径が１０乃至２０ｎｍ以下望ましくは１乃至１０ｎｍ以下が要請される。

従って蒸散や超音波霧化或いはアトマイザー若しくはインジェクターによる微粒化された微粒子では粒径が大き過ぎてＯＨ⁻の創出がなされない。そこで先行する技術として水の微粒化噴霧時に強力なマイナス電位を付加させて、噴霧される水の微粒子外面をマイナス帯電させる手段が散見されるものの、かかる手段では水の噴霧微粒子がマイナス帯電しているのみで、抗菌や消臭或いは浄化性に寄与するＯＨ⁻イオンの生成には至らず、且水の微粒子外面への単なる帯電では、前述の如く接触気体中の化学物質と即時に反応して変質し、本願の目的など達成しえない。これがために本発明ではＯＨ⁻イオンを生成しえる粒径にまで微粒化並びに極微粒化と、レイリー分裂５による極極微粒化の技術が用いられる。

ところで本発明においては施設や店舖、事務所或いは住居等広大な区画内における抗菌や消臭或いは浄化を図るガス状化水６を該施設等の区画内に連続的且多量に供給通風しえること、及びレイリー分裂５のなしえる粒径にまで可能な限り微粒化させることが肝要となる。
そこで図２に示す如く本発明ではアトマイザー若しくはインジェクター２Ａを用いて供給口２Ｂより加圧供給のうえ微粒化噴霧２させて、望ましくは微粒化噴霧により噴霧される微粒子２Ｄの粒径が１０乃至１００μｍ、望ましくは１０乃至３０μｍ程度に噴霧させることである。当然に適宜数のアトマイザー若しくはインジェクター２Ａからの微粒化噴霧２は、無為の拡散を防止するためケーシング２０内に配設されている。
かかる場合においてアトマイザー若しくはインジェクター２Ａから噴霧される微粒子２Ｄの粒径は、アトマイザー若しくはインジェクター２Ａのノズル２Ｃ径や噴霧される微粒子２Ｄの噴霧形状と噴霧角度及び噴霧圧力所謂打力等により適宜に調整されるが、噴霧形状としては充円錐形噴霧で、且引続いてこの噴霧される微粒子２Ｄ相互を図３において示す如く、交叉衝突３させて微粒子２Ｄ相互を破砕させ、より粒径の細い極微粒子３Ｂとなすうえで、噴霧角度としては略２０乃至５０°で、而も噴霧圧力としては０、５Ｋｐａ乃至５０Ｋｐａ程度が望まれる。

図３はアトマイザー若しくはインジェクターから噴霧される微粒子２Ｄの交叉衝突の説明図であって、所要数のアトマイザー若しくはインジェクター２Ａを適宜傾斜角を以って配位させ、それぞれのノズル２Ｃ、２Ｃから所要の噴霧角度で噴霧させた微粒子２Ｄ、２Ｄは、その下方にて相互が交叉衝突域３Ａを形成するとともに破砕がなされ、噴霧された微粒子２Ｄ、２Ｄは更に図３のＢの如くその粒径において略１／６乃至１／１０以上に極微粒子３Ｂが形成され、以後のレイリー分裂５が有効になされることとなる。
而しながらかかる微粒子径のまま高電場例えばその高圧が１２０００Ｖに保持された高電場区画で高電場を付加させても、せいぜいＯＨ⁻の生成密度としては略２００乃至３８０個程度であって、この状態では満足しえる抗菌性や消臭性或いは浄化性が期待できない。

図４はレイリー分裂帯２１の説明図であって該レイリー分裂帯２１は微粒化噴霧２、交叉衝突３による極微粒化４の形成に引続いて連接されるものであるから、図４に示す如く略中空円筒形の微粒化ケーシング２０の一側面に、アトマイザー若しくはインジェクター２Ａを所要の傾斜を以って配設された配設基板２０Ａが閉塞するよう設けられている。当然に微粒化ケーシング２０に配設されたアトマイザー若しくはインジェクター２Ａの供給口２Ｅには、所要の圧力と量で水を供給する供給管２Ｅが連結されている。
加えて該微粒化ケーシング２０内では、それぞれのノズル２Ｃから噴霧された微粒子２Ｄ相互が交叉衝突３して破砕され、以って極微粒子３Ｂが連続的に形成される。

かくして連続的に形成された極微粒子３Ｂは、該微粒化ケーシング２０に連接し且絶縁素材からなりその内部に適宜数と適宜の流通形状で、且その対向面には高電場を付加するためのプラス極２１Ｂ及びマイナス極２１Ｃが配設されたレイリー分裂処理路２１Ａを有するレイリー分裂帯２１が設けられたガス状化水６の製造装置の構成にある。

図５はレイリー分裂帯２１に設けられたレイリー分裂処理路２１Ａの断面説明図であって、同図５のＡにはレイリー分裂処理路２１Ａが正方形状に且複数に描かれてなるものであるが、該レイリー分裂処理路２１Ａの形状は特段の制約は無く、ケーシング２０内のアトマイザー若しくはインジェクター２Ａにより適宜の粒径に微粒化され、且更にこの微粒化された極微粒子２Ｄ相互を交叉衝突３させ破砕させて極微粒化された極微粒子３Ｂを流通せしめて高電場の付加によりレイリー分裂５をなさしめる。
そしてかかるレイリー分裂処理路２１Ａによるレイリー分裂５の処理は、流通する極微粒子３Ｂに少なくとも７０００Ｖ乃至１５０００Ｖの高電場を付加させることにより、高電場力により極微粒子３Ｂを数百乃至数千に再分裂させ、以ってその粒径がＯＨ⁻イオンを創出しえる程度にまで分裂させることにある。
これがためには該レイリー分裂処理路２１Ａの対向面に、プラス電極２１Ｂとマイナス電極２１Ｃを配位させ、このプラス電極２１Ｂとマイナス電極２１Ｃとの間に少なくとも７０００Ｖから１５０００Ｖ程度の直流電圧を付加させるもので、当然にレイリー分裂流通路２１Ａの対向電極間距離が近い場合や、流通する微粒子が極微粒子の如く粒径の小さな場合には低い付加電圧でも有効にレイリー分裂が可能となる。

図５のＢには円筒状に形成されたレイリー分裂処理路２１Ａの態様が示されてなるもので、かかる円筒状に形成されたレイリー分裂処理路２１Ａにおいては、絶縁素材からなる外保護層２２の内面に外円形極２２Ａが形成され、この外円形極２２Ａと所要の流通間隙を有するレイリー分裂処理通路２１Ａが介在されたうえ、その内面には内円形極２２Ｂが設けられてなるとともに、この外円形極２２Ａにはマイナス電圧を更に内円形極２２Ｂにはプラス電圧を付加せしめて、電場を形成する。
当然に電場の形成に際して絶縁破壊電圧は通常１０００Ｖあたり１ｍｍとされており、レイリー分裂流通路２１Ａを形成するプラス電極２１Ｂとマイナス電極２１Ｃとの間隔は、かかる絶縁破壊電圧を超える間隔で形成される。そしてレイリー分裂流通路２１Ａに付加される電場形成のための電圧は、通常７０００乃至１５０００Ｖ程度が取扱性のうえでも好都合であるが、より膨大量の極微粒子３Ｂのレイリー分裂や、或いは比較的粒径の大きな微粒子２Ｄよりガス状化水６を形成させる場合には、より高電圧の付加が望まれるが、安全性には十分な配慮が要請される。

以下に本発明によるガス状化水の抗菌性試験結果を述べれば、抗菌性試験に使用した試料は、水を微粒化、極微粒化及びレイリー分裂させて、ＯＨ⁻イオンが１ｃｃ当り３９０個のガス状化水を試料１、同様に微粒化、極微粒化及びレイリー分裂させてＯＨ⁻イオンが１ｃｃ当り１１７０個のガス状化水を試料２とし、対照として一般的空気を用いた。
抗菌性試験は、大腸菌群を寒天培地に移植のうえ、該寒天培地を温度２５°Ｃのインキュベーター内で試料１、試料２及び対照に晒しつつ、経過時間とともに大腸菌群の変化を測定し抗菌性を判断したもので、結果は表１の通りである。

施設や店舗、事務所或いは住居等の送風装置内に供給するのみで広大な施設や店舗、事務所、住居等広大な区画内でも十分に拡散し、確実な抗菌性や消臭性或いは浄化性が発揮される。

本発明製造方法の工程図である。 アトマイザー若しくはインジェクターの説明図である。 噴霧微粒子の交叉衝突説明図である。 レイリー分裂帯の説明図である。 レイリー分裂処理路の断面説明図である。

１ 水
２ 微粒化噴霧
２Ａ アトマイザー若しくはインジェクター
２Ｂ 供給口
２Ｃ アトマイザー若しくはインジェクターのノズル
２Ｄ 微粒子
３ 交叉衝突
３Ａ 交叉衝突域
３Ｂ 極微粒子
４ 極微粒化
５ レイリー分裂
６ ガス状化水
２０ ケーシング
２０Ａ 配設基板
２１ レイリー分裂帯
２１Ａ レイリー分裂処理路
２１Ｂ プラス電極
２１Ｃ マイナス電極
２２ 外保護層
２２Ａ 外円形極
２２Ｂ 内円形極

Claims (4)

1. アトマイザー若しくはインジェクターで水を加圧微粒化噴霧させ、この微粒化噴霧された微粒子相互を交叉衝突させ破砕して極微粒化により極微粒子となしたるうえ、高電場を付加してその粒径が１０乃至２０ｎｍ以下で且その外表面が水包化されたＯＨ⁻イオンを多量に含むガス状化水となす抗菌性、消臭性及び浄化性を保持するガス状化水の製造方法。
2. アトマイザー若しくはインジェクターで水を加圧微粒化噴霧させ、この微粒化噴霧された微粒子相互を交叉衝突させて破砕し極微粒化させるため、アトマイザー若しくはインジェクターからの噴霧角度が２０乃至５０°で且噴霧圧力が０．５乃至５０Ｋｐａである、請求項１記載の抗菌性、消臭性及び浄化性を保持するガス状化水の製造方法。
3. 円筒形状のケーシングの上面には、適宜数で且それぞれのアトマイザー若しくはインジェクターから噴霧される水の噴霧微粒子が交叉衝突しえるよう所要の傾斜角を以って配位された配設基板が設けられ、且このケーシングと一体的に連接して絶縁素材からなり、その内部に適宜数と適宜の流通形状で、且その対向面には高電場を付加するためのプラス極及びマイナス極が配設されたレイリー分裂処理路を有するレイリー分裂帯が設けられた構成からなる抗菌性、消臭性及び浄化性を有するガス状化水の製造装置。
4. レイリー分裂処理路のプラス極及びマイナス極に付加する直流電圧が７０００乃至１５０００Ｖである請求項３記載の抗菌性、消臭性及び浄化性を有するガス状化水の製造方法。

Images