JP2016055262A - オゾンを含む超微細気泡の発生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】オゾンを含む超微細気泡の発生装置である超微細気泡発生装置1は、一部または全部がグラファイトと非金属との複合体であって多孔質である高密度複合体で形成された気泡発生媒体2と、気泡発生媒体2内へ気体を送るポンプ4(圧送手段)と、前記気体へ紫外線を照射してオゾンを発生させる光源3と、を備え、光源3は、気泡発生媒体2の内部に配置された。
【選択図】図2
Description
また、食物の洗浄・殺菌や、排水の脱色の用途において、酸化力の高いオゾンの気泡を含有した抗菌活性のあるオゾン気泡を含有する液体を生成し、吐出する装置が公知となっている(例えば、特許文献2参照)。
従来は、オゾン発生装置は、水銀灯やハロゲン灯による短い波長の紫外線照射や、無声放電などによりオゾンを発生させている。ここで、短い波長の紫外線とは185nmの波長を含む紫外線である。例えば、紫外線照射によるオゾンの発生においては、紫外線を発生させる水銀灯やハロゲン灯などの光源が必要であり、この光源はオゾン発生時に高熱となる。オゾンの製造工程において周囲の温度が高温になると、製造効率が落ちるため、放熱作用を持つ材料を光源の周囲に配置する必要がある。このため、超微細気泡を発生させる箇所にオゾン発生装置を配置することは困難であった。
また、オゾンを発生させる箇所と、超微細気泡を発生させる箇所とを離れた場所に配置した場合には、オゾンを送るための配管が必要であり、配管には耐オゾン性を備えるための加工が必要であった。そのため、部品点数や作業工程が多くなり、コストが増大していた。
前記気泡発生媒体の内部に、オゾンを発生させるオゾン発生装置を設けたものである。
前記光源は、前記気泡発生媒体の内部に配置されたものである。
前記安定器は、前記気泡発生媒体の内部に配置されたものである。
前記電極は、前記気泡発生媒体の内部に配置されたものである。
まず、本発明の一実施形態にかかるオゾンを含む超微細気泡の発生装置である超微細気泡発生装置1の全体構成について図1及び図2を用いて説明する。
超微細気泡発生装置1は、水中において超微細気泡を発生させるための装置である。ここで超微細気泡とは、サイズ(直径)が数百nm〜数十μmの気泡を意味する。また、本実施形態に係る超微細気泡には、オゾンが含まれる。オゾンは、酸化力の高い物質であり、酸化作用の他、殺菌・脱色・脱臭・有機物の除去等の作用を奏する。また、オゾンを超微細気泡とすることにより、通常の気泡と異なり、表面積が非常に大きい特性及び自己加圧効果などの化学的な特性を有しているので、より長い時間水中内にオゾンを存在させることができる。
超微細気泡発生装置1は、魚介類の養殖、植物の栽培、食物の洗浄・殺菌、及び排水の脱色等に使用する。
超微細気泡発生装置1は、グラファイトと非金属との複合体であって多孔質である高密度複合体で形成された気泡発生媒体2と、気泡発生媒体2内へ気体を送る圧送手段であるポンプ4と、オゾンを発生させる手段であるオゾン発生装置11と、を備える。
オゾン発生装置11は、気体へ紫外線を照射してオゾンを発生させる光源3と、光源3に流れる電流を制御する安定器5と、を備える。
また、多孔質とは、直径数百nm〜数十μmの無数の孔2b(図3参照)を有する性質を意味し、多孔質である高密度複合体は、通気性を備えるが、透水性は備えない。
高密度複合体は、熱伝導効率が高い素材であり、高密度複合体を介して効率よく熱交換を行うことができる。また、高密度複合体は、オゾンに対する耐腐食性を備えている。また、高密度複合体は、導電性を備えている。
光源3は、ポンプ4によって圧送された気体へ紫外線を照射してオゾンを発生させる部材である。
光源3は、紫外線を発生させることができる部材であり、本実施形態においては、紫外線照射灯で構成されている。光源3はオゾンに対する耐性を備えている。また、光源3は、気泡発生媒体2の内部空間2aに配置されている。
光源3は、安定器5を介して電源6に接続されている。
超微細気泡発生装置1の気泡発生媒体2は、液体が入れられた槽100の中に配置される。また、超微細気泡発生装置1のポンプ3、安定器5、及び電源6は槽100の外に配置される。
このように構成することにより、オゾンを発生させる箇所である光源3を配置した内部空間2aと超微細気泡を発生させる箇所である気泡発生媒体2の孔とを一か所にまとめることができる。
このように構成することにより、オゾンを発生させる箇所であるオゾン発生装置11を超微細気泡を発生させる箇所である気泡発生媒体2の内部に配置することで、一か所にまとめることができ、配管等を設ける必要が無くなり、部品点数の増大や作業工程の増大を抑え、コストを抑制することができる。
このように構成することにより、光源3の熱を効率的に放出できる。また、光源3は、紫外線を照射してオゾンを作るので空気など窒素を含む気体を用いてもNOxの発生を抑えることができる。
また、気泡発生媒体2を形成する高密度複合体は、オゾンに対する耐腐食性を備えているのでオゾンに対する耐腐食性を有する部材の使用機会を抑えることができる。
また、気泡発生媒体12は、図4に示すように、一部をグラファイトと非金属との複合体であって多孔質である高密度複合体で形成することも可能である。
本実施形態においては、気泡発生媒体12は直方体で形成されており、上下二面を高密度複合体13で構成し、側面をオゾンに対する耐腐食性を備えるセラミックス14で形成している。
また、他の実施形態に係る超微細気泡発生装置は、図5に示すように、安定器15が、気泡発生媒体2の内部空間2aに配置されるものである。
安定器15は、その周囲にオゾンに対する耐腐食性のあるコーティング材15aを設けている。
このように構成することにより、安定器15を配置するスペースを省くことができ、装置の小型化を図ることができる。
また、他の実施形態に係る超微細気泡発生装置1は、図6に示すように、気泡発生媒体25を筒状に構成し、気泡発生媒体25の長手方向を液体の流れる配管101の流れる方向と平行に配置するものである。
すなわち、配管101の内側に筒状の気泡発生媒体25を設けることにより、二重管構造とするものである。
このように構成することにより筒の外側面から放出される超微細気泡は、配管101を流れる液体によって液体中へ移動しやすくなる。
また、他の実施形態に係る超微細気泡発生装置1は、図7に示すように、オゾン発生装置11を備え、オゾン発生装置11は、無声放電を行う電極51・51を備えるものである。
無声放電とは、一定の間隔をおいた平板の片方、もしくは両方の電極51・51を絶縁体で覆い、交流電圧をかけた場合におこる放電のことである。
電極51・51は、平板上の部材であり、ステンレス等の金属によって構成されており、互いに平行で等間隔に配設されている。電極51・51は、気泡発生媒体2の内部空間2aに配置されており、外部に配置された電源6に接続されている。
電極51・51間で無声放電を行うことにより発生したプラズマ中の自由電子は、酸素分子と衝突して酸素を原子へ解離し、又は励起酸素分子を発生させる。酸素分子及び発生した励起酸素分子は、他の酸素分子と反応してオゾンを発生させるものである。
2 微細気泡発生媒体
3 光源
4 ポンプ(圧送手段)
5 安定器
6 電源
11 オゾン発生装置
Claims (4)
- 一部または全部がグラファイトと非金属との複合体であって多孔質である高密度複合体で形成された気泡発生媒体と、前記気泡発生媒体内へ気体を送る圧送手段と、を備え、
前記気泡発生媒体の内部に、オゾンを発生させるオゾン発生装置を設けた、
ことを特徴とするオゾンを含む超微細気泡の発生装置。 - 前記オゾン発生装置は、前記気体へ紫外線を照射してオゾンを発生させる光源を備え、
前記光源は、前記気泡発生媒体の内部に配置された、
請求項1に記載のオゾンを含む超微細気泡の発生装置。 - 前記光源に流れる電流を制御する安定器を備え、
前記安定器は、前記気泡発生媒体の内部に配置された、
請求項1または2に記載のオゾンを含む超微細気泡の発生装置。 - 前記オゾン発生装置は、無声放電を行いオゾンを発生させる電極を備え、
前記電極は、前記気泡発生媒体の内部に配置された、
請求項1に記載のオゾンを含む超微細気泡の発生装置。
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