JP2623497B2 - オゾン水活性化装置 - Google Patents
オゾン水活性化装置Info
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- JP2623497B2 JP2623497B2 JP63051598A JP5159888A JP2623497B2 JP 2623497 B2 JP2623497 B2 JP 2623497B2 JP 63051598 A JP63051598 A JP 63051598A JP 5159888 A JP5159888 A JP 5159888A JP 2623497 B2 JP2623497 B2 JP 2623497B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強力な殺菌作用や酸化作用などを有する活
性化したオゾン水の製造装置に関するものである。
性化したオゾン水の製造装置に関するものである。
活性化したオゾン水は、水中のOH基が強力な殺菌作用
や酸化作用などを有するので、近年、例えば食品の鮮度
を維持したり保存期間を延長するためや、食品などの洗
浄および漂白、冷蔵庫内などの脱臭、更には上下水道水
の脱色や滅菌処理などに幅広く利用されるようになっ
た。
や酸化作用などを有するので、近年、例えば食品の鮮度
を維持したり保存期間を延長するためや、食品などの洗
浄および漂白、冷蔵庫内などの脱臭、更には上下水道水
の脱色や滅菌処理などに幅広く利用されるようになっ
た。
ところで、紫外線によるオゾン水の活性化機構は次の
ように考えられている。
ように考えられている。
O3（水中のオゾン）＋ｈν２→Ｏ（活性酸素）＋O
2 （１） （ｈν２＝波長300nm以下を含む広範囲の光） Ｏ（活性酸素）＋H2O→2OH （２） また、酸素を溶解した水に紫外線を照射すると次式に
よってオゾンが生成し、更にこのオゾンが式（１）およ
び式（２）に従って分解して活性化する。
2 （１） （ｈν２＝波長300nm以下を含む広範囲の光） Ｏ（活性酸素）＋H2O→2OH （２） また、酸素を溶解した水に紫外線を照射すると次式に
よってオゾンが生成し、更にこのオゾンが式（１）およ
び式（２）に従って分解して活性化する。
O2（水中の酸素）＋ｈν１→Ｏ＊ ２→2O （３） （ｈν１＝波長200nm以下の光） Ｏ＋O2（水中の酸素）＋Ｍ→O3＋Ｍ （４） （Ｍ＝N2,O2） ここで、水銀を封入した低圧水銀ランプは波長が185n
mおよび254nmの光を放射するので、紫外線源として低圧
水銀ランプが用いられてきた。しかしながら、低圧水銀
ランプから放射する紫外線は、波長が254nmの光が主で
あり、185nmの光は従であって、線スペクトルであるの
で、その放射量は僅かであり、投入電力に対する発光効
率は２〜３％程度しかなく、著しく低い。すなわち、活
性酸素を得るために不可欠なオゾンの生成効率およびオ
ゾンの分解効率が極めて低く、従って活性酸素の生成効
率が極めて低い。また、第３図は、実線曲線が、式
（１）において、ｈν２がO3に吸収されるときの吸収係
数とｈν２の波長の関係を、点線曲線が、式（３）にお
いて、ｈν１がO2に吸収されるときの吸収係数とｈν１
の波長の関係を示すが、これから分かるように、波長が
185nmおよび254nmの光の酸素およびオゾンに対する吸収
効率は低い。このため、185nmおよび254nmの光を十分に
オゾン水中の酸素およびオゾンに吸収させて有効に利用
するためには、低圧放電ランプよりの放射を受けるオゾ
ン水の層を大きくする必要があり、装置が大型化する不
具合がある。更には、低圧水銀ランプは、封入された水
銀蒸気圧の環境温度依存性が強く、10〜60℃近辺の温度
では効率よく発光するが、これ以下の温度では185nmお
よび254nmの光の放射量は極端に少くなり、更には、点
灯してから定常状態になるまでに数十分のオーダーの時
間を要する問題点もある。
mおよび254nmの光を放射するので、紫外線源として低圧
水銀ランプが用いられてきた。しかしながら、低圧水銀
ランプから放射する紫外線は、波長が254nmの光が主で
あり、185nmの光は従であって、線スペクトルであるの
で、その放射量は僅かであり、投入電力に対する発光効
率は２〜３％程度しかなく、著しく低い。すなわち、活
性酸素を得るために不可欠なオゾンの生成効率およびオ
ゾンの分解効率が極めて低く、従って活性酸素の生成効
率が極めて低い。また、第３図は、実線曲線が、式
（１）において、ｈν２がO3に吸収されるときの吸収係
数とｈν２の波長の関係を、点線曲線が、式（３）にお
いて、ｈν１がO2に吸収されるときの吸収係数とｈν１
の波長の関係を示すが、これから分かるように、波長が
185nmおよび254nmの光の酸素およびオゾンに対する吸収
効率は低い。このため、185nmおよび254nmの光を十分に
オゾン水中の酸素およびオゾンに吸収させて有効に利用
するためには、低圧放電ランプよりの放射を受けるオゾ
ン水の層を大きくする必要があり、装置が大型化する不
具合がある。更には、低圧水銀ランプは、封入された水
銀蒸気圧の環境温度依存性が強く、10〜60℃近辺の温度
では効率よく発光するが、これ以下の温度では185nmお
よび254nmの光の放射量は極端に少くなり、更には、点
灯してから定常状態になるまでに数十分のオーダーの時
間を要する問題点もある。
そこで本発明は、コンパクトな構造で、オゾン水の活
性化効率が高く、環境温度依存性もほとんどないオゾン
水活性化装置を提供することを目的とするものである。
性化効率が高く、環境温度依存性もほとんどないオゾン
水活性化装置を提供することを目的とするものである。
本発明のオゾン水活性化装置は、オゾン水が充填され
る容器と、少なくとも150nm乃至180nmと200nm乃至300nm
の波長域に光の透過域を有する単結晶質もしくは多結晶
質セラミック製発光管にキセノンガスを主成分とする希
ガスとハロゲンガスが封入され、前記オゾン水に向けて
発光される紫外線ランプと、該紫外線ランプを励起発光
せしめる電源装置とを具備することを特徴とする。
る容器と、少なくとも150nm乃至180nmと200nm乃至300nm
の波長域に光の透過域を有する単結晶質もしくは多結晶
質セラミック製発光管にキセノンガスを主成分とする希
ガスとハロゲンガスが封入され、前記オゾン水に向けて
発光される紫外線ランプと、該紫外線ランプを励起発光
せしめる電源装置とを具備することを特徴とする。
すなわち、本発明は、紫外線源として使用するランプ
が、少なくとも150nm乃至180nmと200nm乃至300nmの波長
域に光の透過域を有する単結晶質もしくは多結晶質セラ
ミック製発光管にキセノンガスを主成分とする希ガスと
ハロゲンガスが封入されたものであるので、その発光波
長は、その一例を第２図に示すように、波長207nmおよ
び185〜188nmの光をピークとした連続スペクトルであ
り、水中のオゾンの分解による活性化および水中におけ
るオゾンの生成に寄与する光のトータル量は極めて多
い。
が、少なくとも150nm乃至180nmと200nm乃至300nmの波長
域に光の透過域を有する単結晶質もしくは多結晶質セラ
ミック製発光管にキセノンガスを主成分とする希ガスと
ハロゲンガスが封入されたものであるので、その発光波
長は、その一例を第２図に示すように、波長207nmおよ
び185〜188nmの光をピークとした連続スペクトルであ
り、水中のオゾンの分解による活性化および水中におけ
るオゾンの生成に寄与する光のトータル量は極めて多
い。
次に、本紫外線ランプは、波長が207nm以下の光の量
が多いが、第３図から理解できるように、酸素およびオ
ゾンに対する吸収係数が大きく、良く水中の酸素および
にオゾンに吸収されるので、水が充填される容器は小さ
なものでよく、コンパクトな構造にすることができる。
そして、低圧水銀ランプと異なり、本紫外線ランプは、
環境温度依存性がほとんどなく、環境温度が10℃以下の
低温であっても効率良く紫外線を放射し、かつ始動時の
立ち上りも速い利点を有する。
が多いが、第３図から理解できるように、酸素およびオ
ゾンに対する吸収係数が大きく、良く水中の酸素および
にオゾンに吸収されるので、水が充填される容器は小さ
なものでよく、コンパクトな構造にすることができる。
そして、低圧水銀ランプと異なり、本紫外線ランプは、
環境温度依存性がほとんどなく、環境温度が10℃以下の
低温であっても効率良く紫外線を放射し、かつ始動時の
立ち上りも速い利点を有する。
以下に図面に示す実施例に基いて本発明を具体的に説
明する。
明する。
第１図は、本願発明のオゾン水活性化装置に使用され
る紫外線ランプ１の断面図を示す。発光管11は、少なく
とも150nm乃至180nmと200nm乃至300nmの波長域に光の透
過域を有する単結晶質もしくは多結晶質セラミック製で
あるが、本実施例では、内径が6mmであり、真空紫外域
を良く透過する多結晶アルミナ管からなる。なお、単結
晶質セラミックとしてはCaF2やサファイアなどを使用す
ることが出来る。この発光管11の両端には、例えばニオ
ブからなるキャップ12が嵌着して封止している。キャッ
プ12には電極13が取付けられており、その間隔（放電
長）は8cmである。電極13はステンレス筒14とその内部
に配置されたタングステンコイル15からなり、コイル15
には、エミッターとして、SrO,BaOおよびCaOの三元アル
カリ土類酸化物が塗布されている。発光管11内には、希
ガスとしてキセノンガスまたはキセノンガスに数％の他
の希ガスが混入したガスを用い、更にハロゲンガスが混
入したガスが封入される。封入ガス圧は、50〜500Torr
程度が好ましい。封入ガス圧が50Torrより低いと、総発
光量が減少し、しかも前記発光管11の透過率の低い波長
域の発光が増え、投入電力に対するオゾンを生成できる
波長である200nm以下の波長の光の放射量の比やオゾン
を分解する波長域である200〜300nmの波長の光の比、す
なわち活性酸素生成効率が低下する。一方、封入ガス圧
が500Torrより高いと、放電開始電圧や放電維持電圧が
高くなるので、電源装置が大きくなって、コストも高く
なり、経済性が劣る。
る紫外線ランプ１の断面図を示す。発光管11は、少なく
とも150nm乃至180nmと200nm乃至300nmの波長域に光の透
過域を有する単結晶質もしくは多結晶質セラミック製で
あるが、本実施例では、内径が6mmであり、真空紫外域
を良く透過する多結晶アルミナ管からなる。なお、単結
晶質セラミックとしてはCaF2やサファイアなどを使用す
ることが出来る。この発光管11の両端には、例えばニオ
ブからなるキャップ12が嵌着して封止している。キャッ
プ12には電極13が取付けられており、その間隔（放電
長）は8cmである。電極13はステンレス筒14とその内部
に配置されたタングステンコイル15からなり、コイル15
には、エミッターとして、SrO,BaOおよびCaOの三元アル
カリ土類酸化物が塗布されている。発光管11内には、希
ガスとしてキセノンガスまたはキセノンガスに数％の他
の希ガスが混入したガスを用い、更にハロゲンガスが混
入したガスが封入される。封入ガス圧は、50〜500Torr
程度が好ましい。封入ガス圧が50Torrより低いと、総発
光量が減少し、しかも前記発光管11の透過率の低い波長
域の発光が増え、投入電力に対するオゾンを生成できる
波長である200nm以下の波長の光の放射量の比やオゾン
を分解する波長域である200〜300nmの波長の光の比、す
なわち活性酸素生成効率が低下する。一方、封入ガス圧
が500Torrより高いと、放電開始電圧や放電維持電圧が
高くなるので、電源装置が大きくなって、コストも高く
なり、経済性が劣る。
かかる紫外線ランプ１をマイクロ波、ラジオ波や、商
用交流或いは直流などの電力で励起発光させると、第２
図に示すような連続スペクトルが得られる。第２図は、
キセノンガスが200Torr、ハロゲンガスとして沃素ガス
が2Torrの圧力で封入され、投入電力が約50KHzの高周波
電力で3W/cmの条件で発光させた場合のスペクトルであ
るが、オゾンの生成に寄与する波長200nm以下の光、お
よびオゾンを効率良く分解する波長域である200〜300nm
の光が多く放射する。すなわち、前記の式（１）や式
（３）が良く進行し、活性酸素を効率よく生成すること
ができる。そして、低圧水銀ランプと異なり、本紫外線
ランプ１は、キセノンガスを主成分とするガスを使用す
るので、環境温度依存性がほとんどなく、10℃以下の低
温であっても効率良く発光し、低温時の始動性も優れて
いる。なお、沃素ガス以外の塩素、臭素などの他のハロ
ゲンガスを単独あるいは混合して用いても同等の放射波
長スペクトルが得られるので、効率良く活性酸素を生成
することができる。
用交流或いは直流などの電力で励起発光させると、第２
図に示すような連続スペクトルが得られる。第２図は、
キセノンガスが200Torr、ハロゲンガスとして沃素ガス
が2Torrの圧力で封入され、投入電力が約50KHzの高周波
電力で3W/cmの条件で発光させた場合のスペクトルであ
るが、オゾンの生成に寄与する波長200nm以下の光、お
よびオゾンを効率良く分解する波長域である200〜300nm
の光が多く放射する。すなわち、前記の式（１）や式
（３）が良く進行し、活性酸素を効率よく生成すること
ができる。そして、低圧水銀ランプと異なり、本紫外線
ランプ１は、キセノンガスを主成分とするガスを使用す
るので、環境温度依存性がほとんどなく、10℃以下の低
温であっても効率良く発光し、低温時の始動性も優れて
いる。なお、沃素ガス以外の塩素、臭素などの他のハロ
ゲンガスを単独あるいは混合して用いても同等の放射波
長スペクトルが得られるので、効率良く活性酸素を生成
することができる。
次に、第４図は、本オゾン水活性化装置の実施例を示
す。円筒状の容器３の周面の下側には吸入口31が、上側
には排出口32が設けられており、吸入口31から入った水
がオゾン水に転化して容器３に充填され、活性化されて
排出口32から取り出される。容器３内の水をオゾン水に
転化させるために、容器３にオゾン発生機５が連結され
ている。オゾン発生機５は、例えばブロアー51と一対の
電極52が内蔵された無声放電型オゾン発生機であり、こ
こで生成したオゾンを含む空気がパイプ61で容器３に導
かれる。容器３の底面には、微小な噴出孔が多数形成さ
れたノズル６が配置されており、パイプ61で導かれたオ
ゾンはこのノズル６から水中に噴出して溶解し、水をオ
ゾン水に転化する。容器３内の中央部にはチューブ４が
配置されているが、このチューブ４は、例えば無水合成
石英ガラスからなり、紫外線を透過する。チューブ４内
には、前記の紫外線ランプ１が配置され、電源装置２に
よって発光され、容器３内のオゾン水に、紫外線ランプ
１の光がチューブ４を透過して照射すると、200〜300nm
の光によってオゾンが分解して活性酸素が生成し、オゾ
ン水がより活性化する。更には、オゾン水中の酸素も、
チューブ４を透過した波長が200nm以下の光によってオ
ゾンに転化し、このオゾンがパイプ61で導かれたオゾン
に加算されるので、少ない投入電力でオゾン水を極めて
効率良く活性化することができる。なお、紫外線ランプ
１は、チューブ４を設けずに、必要個所に防水加工を施
し、直接オゾン水に投入しても良いし、水面上より照射
してもよい。
す。円筒状の容器３の周面の下側には吸入口31が、上側
には排出口32が設けられており、吸入口31から入った水
がオゾン水に転化して容器３に充填され、活性化されて
排出口32から取り出される。容器３内の水をオゾン水に
転化させるために、容器３にオゾン発生機５が連結され
ている。オゾン発生機５は、例えばブロアー51と一対の
電極52が内蔵された無声放電型オゾン発生機であり、こ
こで生成したオゾンを含む空気がパイプ61で容器３に導
かれる。容器３の底面には、微小な噴出孔が多数形成さ
れたノズル６が配置されており、パイプ61で導かれたオ
ゾンはこのノズル６から水中に噴出して溶解し、水をオ
ゾン水に転化する。容器３内の中央部にはチューブ４が
配置されているが、このチューブ４は、例えば無水合成
石英ガラスからなり、紫外線を透過する。チューブ４内
には、前記の紫外線ランプ１が配置され、電源装置２に
よって発光され、容器３内のオゾン水に、紫外線ランプ
１の光がチューブ４を透過して照射すると、200〜300nm
の光によってオゾンが分解して活性酸素が生成し、オゾ
ン水がより活性化する。更には、オゾン水中の酸素も、
チューブ４を透過した波長が200nm以下の光によってオ
ゾンに転化し、このオゾンがパイプ61で導かれたオゾン
に加算されるので、少ない投入電力でオゾン水を極めて
効率良く活性化することができる。なお、紫外線ランプ
１は、チューブ４を設けずに、必要個所に防水加工を施
し、直接オゾン水に投入しても良いし、水面上より照射
してもよい。
以上説明したように、本発明のオゾン水活性化装置
は、紫外線源として、少なくとも150nm乃至180nmと200n
m乃至300nmの波長域に光の透過域を有する単結晶質もし
くは多結晶質セラミック製発光管にキセノンガスを主成
分とする希ガスとハロゲンガスが封入された紫外線ラン
プを使用するので、オゾンの生成に寄与する波長が200n
m以下およびオゾンの分解に寄与する波長が200〜300nm
の光の放射量が多く、かつ水中の酸素およびオゾンに対
する吸収性が良い波長の光が多い。このため、オゾン水
が充填される容器を小型化してもこれらの光を十分に活
用でき、かつ少ない投入電力で効率良くオゾン水を活性
化することができる。そして、この紫外線ランプは、環
境温度依存性がほとんどなく、低温であっても効率良く
発光し、低温時の始動性も優れている。
は、紫外線源として、少なくとも150nm乃至180nmと200n
m乃至300nmの波長域に光の透過域を有する単結晶質もし
くは多結晶質セラミック製発光管にキセノンガスを主成
分とする希ガスとハロゲンガスが封入された紫外線ラン
プを使用するので、オゾンの生成に寄与する波長が200n
m以下およびオゾンの分解に寄与する波長が200〜300nm
の光の放射量が多く、かつ水中の酸素およびオゾンに対
する吸収性が良い波長の光が多い。このため、オゾン水
が充填される容器を小型化してもこれらの光を十分に活
用でき、かつ少ない投入電力で効率良くオゾン水を活性
化することができる。そして、この紫外線ランプは、環
境温度依存性がほとんどなく、低温であっても効率良く
発光し、低温時の始動性も優れている。
第１図は紫外線ランプの断面図、第２図は発光スペクト
ルの説明図、第３図は吸収係数説明図、第４図は本発明
実施例の説明図である。 １……紫外線ランプ、11……発光管 13……電極、２……電源装置 ３……容器、４……チューブ ５……オゾン発生機、６……ノズル
ルの説明図、第３図は吸収係数説明図、第４図は本発明
実施例の説明図である。 １……紫外線ランプ、11……発光管 13……電極、２……電源装置 ３……容器、４……チューブ ５……オゾン発生機、６……ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−263691（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−104903（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−62660（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−294752（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】オゾン水が充填される容器と、少なくとも
150nm乃至180nmと200nm乃至300nmの波長域に光の透過域
を有する単結晶質もしくは多結晶質セラミック製発光管
にキセノンガスを主成分とする希ガスとハロゲンガスが
封入され、前記オゾン水に向けて発光される紫外線ラン
プと、該紫外線ランプを励起発光せしめる電源装置とを
具備するオゾン水活性化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63051598A JP2623497B2 (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | オゾン水活性化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63051598A JP2623497B2 (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | オゾン水活性化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01228590A JPH01228590A (ja) | 1989-09-12 |
| JP2623497B2 true JP2623497B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=12891342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63051598A Expired - Lifetime JP2623497B2 (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | オゾン水活性化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2623497B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11121417A (ja) | 1997-10-09 | 1999-04-30 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体基板の処理システムおよび処理方法 |
| US20100122713A1 (en) * | 2007-05-10 | 2010-05-20 | Tadaharu Tanaka | Washing method and apparatus for use therein |
| DE102009058962B4 (de) | 2009-11-03 | 2012-12-27 | Suss Microtec Photomask Equipment Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Substraten |
| KR101240549B1 (ko) * | 2012-07-11 | 2013-03-11 | 서동관 | 석탄용 연소 성능 향상제 |
| WO2022158540A1 (ja) * | 2021-01-22 | 2022-07-28 | 学校法人工学院大学 | 気液混合装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5162660A (ja) * | 1974-11-15 | 1976-05-31 | Japan Broadcasting Corp | |
| JPS55104903A (en) * | 1979-02-02 | 1980-08-11 | Toshiba Corp | Production of ozone |
| JPS61263691A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-21 | Iwasaki Electric Co Ltd | 水処理装置 |
| JPS61294752A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-25 | Hamamatsu Photonics Kk | 紫外光源用放電管 |
-
1988
- 1988-03-07 JP JP63051598A patent/JP2623497B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01228590A (ja) | 1989-09-12 |
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