JP2623499B2 - オゾン水製造装置 - Google Patents
オゾン水製造装置Info
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- JP2623499B2 JP2623499B2 JP63051600A JP5160088A JP2623499B2 JP 2623499 B2 JP2623499 B2 JP 2623499B2 JP 63051600 A JP63051600 A JP 63051600A JP 5160088 A JP5160088 A JP 5160088A JP 2623499 B2 JP2623499 B2 JP 2623499B2
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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、殺菌作用や酸化作用などを有するオゾン水
の製造装置に関するものである。
の製造装置に関するものである。
〔従来技術とその問題点〕 オゾンが水に溶解したオゾン水は、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。
ところで、従来はオゾンを製造するために、無声放電を
用いる方法と紫外線を用いる方法が利用され来た。無声
放電は、酸素を含む空間内の電極間のグロー放電によっ
てオゾンを生成させるものであり、オゾンの生成効率は
高いが、使用する空気などを予め乾燥して除湿する必要
があり、また、オゾン発生量のコントロールが不可能で
あり、更にはNOXも発生する問題点がある。
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、従来はオゾンを製造するために、無声放電を
用いる方法と紫外線を用いる方法が利用され来た。無声
放電は、酸素を含む空間内の電極間のグロー放電によっ
てオゾンを生成させるものであり、オゾンの生成効率は
高いが、使用する空気などを予め乾燥して除湿する必要
があり、また、オゾン発生量のコントロールが不可能で
あり、更にはNOXも発生する問題点がある。
一方、紫外線によるオゾンの生成機構は次のように考
えられている。
えられている。
O2（空中や水中の酸素）＋ｈν→Ｏ＊ ２→2O （１） （ｈν＝波長200nm以下の光） Ｏ＋O2（空中や水中の酸素）＋Ｍ→O3＋Ｍ （２） （Ｍ＝N2,O2） ここで、低圧水銀ランプは波長が185nm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、オゾンの生成効率が極めて
低い。また、第３図は、式（１）において、ｈνがO2に
吸収されるときの吸収係数とｈνの波長の関係を示す
が、これから分かるように、波長が185nmの光の酸素に
対する吸収効率は低い。このため、185nmの光を十分に
空気中の酸素に吸収させて有効に利用するためには、低
圧水銀ランプよりの放射を受ける空気層を例えば20cm以
上の厚さにする必要があり、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。
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、オゾンの生成効率が極めて
低い。また、第３図は、式（１）において、ｈνがO2に
吸収されるときの吸収係数とｈνの波長の関係を示す
が、これから分かるように、波長が185nmの光の酸素に
対する吸収効率は低い。このため、185nmの光を十分に
空気中の酸素に吸収させて有効に利用するためには、低
圧水銀ランプよりの放射を受ける空気層を例えば20cm以
上の厚さにする必要があり、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を効率
良く製造でき、環境温度依存性が低くて、かつ除湿の必
要性やNOXの発生もないオゾン水製造装置を提供するこ
とを目的とする。
良く製造でき、環境温度依存性が低くて、かつ除湿の必
要性やNOXの発生もないオゾン水製造装置を提供するこ
とを目的とする。
本発明のオゾン水製造装置は、水が充填される容器
と、この容器内に配置された紫外線透過性チューブと、
少なくとも150nm乃至180nmの波長域に光の透過域を有す
る多結晶質セラミック製発光管にキセノンガスを主成分
とする希ガスが封入され、チューブ内に配置された紫外
線ランプと、紫外線ランプを励起発光せしめる電源装置
と、チューブに酸素ないし酸素を含む気体を送風する手
段と、チューブ内のオゾンを含む気体を該容器内の水に
溶解させる手段とを具備することを特徴とするものであ
る。
と、この容器内に配置された紫外線透過性チューブと、
少なくとも150nm乃至180nmの波長域に光の透過域を有す
る多結晶質セラミック製発光管にキセノンガスを主成分
とする希ガスが封入され、チューブ内に配置された紫外
線ランプと、紫外線ランプを励起発光せしめる電源装置
と、チューブに酸素ないし酸素を含む気体を送風する手
段と、チューブ内のオゾンを含む気体を該容器内の水に
溶解させる手段とを具備することを特徴とするものであ
る。
すなわち、本発明は、紫外線を利用してオゾンを生成
するので、無声放電のように、除湿を必要としたり、NO
Xが発生しない。そして、紫外線源として使用するラン
プは、少なくとも150nm乃至180nmの波長域に光の透過域
を有する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178n
mの光をピークとした連続スペクトルであり、オゾンの
生成に寄与する光のトータル量は極めて多い。そして、
ランプの発光管は、多結晶質セラミック製であるので、
光の透過率が極めて高く、結局のところ、投入電力に対
して必要とする波長の光を酸素もしくは酸素を含む気体
に多く放射することができ、紫外線透過性チューブ内に
おけるオゾン生成効率が極めて高くなる。また、チュー
ブ内の酸素を含む気体も容器内の水に溶解されるが、こ
れらが溶解した水に、チューブを透過した光が照射する
ので、更に、水に溶解した酸素がオゾンに転化するの
で、オゾン水の生成効率が極めて高くなる。
するので、無声放電のように、除湿を必要としたり、NO
Xが発生しない。そして、紫外線源として使用するラン
プは、少なくとも150nm乃至180nmの波長域に光の透過域
を有する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178n
mの光をピークとした連続スペクトルであり、オゾンの
生成に寄与する光のトータル量は極めて多い。そして、
ランプの発光管は、多結晶質セラミック製であるので、
光の透過率が極めて高く、結局のところ、投入電力に対
して必要とする波長の光を酸素もしくは酸素を含む気体
に多く放射することができ、紫外線透過性チューブ内に
おけるオゾン生成効率が極めて高くなる。また、チュー
ブ内の酸素を含む気体も容器内の水に溶解されるが、こ
れらが溶解した水に、チューブを透過した光が照射する
ので、更に、水に溶解した酸素がオゾンに転化するの
で、オゾン水の生成効率が極めて高くなる。
次に、本紫外線ランプは、波長が180nm以下の光の量
が多いが、第３図から理解できるように、酸素に対する
吸収係数が大きく、良く酸素に吸収されるので、酸素も
しくは酸素を含む気体が送風されるチューブは小さなも
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、酸素に対する
吸収係数が大きく、良く酸素に吸収されるので、酸素も
しくは酸素を含む気体が送風されるチューブは小さなも
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製造装置に使用される
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の波長域に光の透過域を有する多結晶
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。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、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、すなわちオゾン生
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。
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の波長域に光の透過域を有する多結晶
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。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、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、すなわちオゾン生
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、
封入ガスがキセノンガス100％でその圧力が300Torr、投
入電力が約50KHzの高周波電力で5W/cmの条件で発光させ
た場合のスペクトルであるが、前述の通り、ピークが波
長178nmの光であり、オゾンの生成に寄与する波長200nm
以下の光が多く放射する。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。
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、
封入ガスがキセノンガス100％でその圧力が300Torr、投
入電力が約50KHzの高周波電力で5W/cmの条件で発光させ
た場合のスペクトルであるが、前述の通り、ピークが波
長178nmの光であり、オゾンの生成に寄与する波長200nm
以下の光が多く放射する。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。
次に、第４図は、本オゾン水製造装置の実施例を示
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
が容器３に充填され、オゾン水になって排出口32から取
りだされる。この容器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。このチューブ４
内には、前記の紫外線ランプ１が配置され、電源装置２
によって発光励起される。そして、酸素ないし酸素を含
む気体を送風する手段であるブロアー５によって、チュ
ーブ４内に空気が送風される。ここで、チューブ４の大
きさは、前述の通り、紫外線ランプ１から空気に吸収さ
れやすい波長の光が放射するので、従来の低圧水銀ラン
プを使用したものよりも、ずっと小さくなっている。こ
のチューブ４内の大気中の酸素に、紫外線ランプ１の光
が放射されてオゾンが生成する。そして、酸素を含む空
気もオゾンと共にパイプ61で容器３に導かれる。容器３
の底面には、オゾンを水に溶解する手段であるところ
の、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、オゾン水が製造される。このと
き、オゾンのみでなく、酸素も水に溶解するが、チュー
ブ４を透過した波長が200nm以下の光によって溶解して
いる酸素がオゾンに転化し、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製造することができる。
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
が容器３に充填され、オゾン水になって排出口32から取
りだされる。この容器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。このチューブ４
内には、前記の紫外線ランプ１が配置され、電源装置２
によって発光励起される。そして、酸素ないし酸素を含
む気体を送風する手段であるブロアー５によって、チュ
ーブ４内に空気が送風される。ここで、チューブ４の大
きさは、前述の通り、紫外線ランプ１から空気に吸収さ
れやすい波長の光が放射するので、従来の低圧水銀ラン
プを使用したものよりも、ずっと小さくなっている。こ
のチューブ４内の大気中の酸素に、紫外線ランプ１の光
が放射されてオゾンが生成する。そして、酸素を含む空
気もオゾンと共にパイプ61で容器３に導かれる。容器３
の底面には、オゾンを水に溶解する手段であるところ
の、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、オゾン水が製造される。このと
き、オゾンのみでなく、酸素も水に溶解するが、チュー
ブ４を透過した波長が200nm以下の光によって溶解して
いる酸素がオゾンに転化し、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製造することができる。
以上説明したように、本発明のオゾン水製造装置は、
紫外線源として、少なくとも150nm乃至180nmの波長域に
光の透過域を有する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以下の光の放射量が多く、かつ酸素に対する吸収性が
良い波長の光が多い。このため、紫外線ランプを内蔵す
るチューブを小型化してもこれらの光を十分に活用で
き、かつ水に溶解した酸素にもチューブを透過した光が
照射されるので、少ない投入電力で効率良くオゾン水を
製造することができる。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が、更には、除
湿の必要性がなく、NOXも発生しない。
紫外線源として、少なくとも150nm乃至180nmの波長域に
光の透過域を有する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以下の光の放射量が多く、かつ酸素に対する吸収性が
良い波長の光が多い。このため、紫外線ランプを内蔵す
るチューブを小型化してもこれらの光を十分に活用で
き、かつ水に溶解した酸素にもチューブを透過した光が
照射されるので、少ない投入電力で効率良くオゾン水を
製造することができる。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が、更には、除
湿の必要性がなく、NOXも発生しない。
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……ブロアー、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……ブロアー、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61−294752（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】水が充填される容器と、該容器内に配置さ
れた紫外線透過性チューブと、少なくとも150nm乃至180
nmの波長域に光の透過域を有する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が封入さ
れ、該チューブ内に配置された紫外線ランプと、該紫外
線ランプを励起発光せしめる電源装置と、該チューブに
酸素ないし酸素を含む気体を送風する手段と、該チュー
ブ内のオゾンを含む気体を該容器内の水に溶解させる手
段とを具備するオゾン水製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63051600A JP2623499B2 (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | オゾン水製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63051600A JP2623499B2 (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | オゾン水製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01228592A JPH01228592A (ja) | 1989-09-12 |
| JP2623499B2 true JP2623499B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=12891396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63051600A Expired - Lifetime JP2623499B2 (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | オゾン水製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2623499B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006000697A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | オゾン水の発生装置及びオゾン水とオゾンガスの生成装置 |
| JP4710270B2 (ja) * | 2004-07-22 | 2011-06-29 | パナソニック株式会社 | オゾン水の生成装置及びオゾンミストの発生装置及びオゾンガスの生成装置 |
| JP5280796B2 (ja) * | 2008-10-23 | 2013-09-04 | 株式会社Ｉｈｉ | オゾン氷製造方法及びオゾン氷製造装置 |
| JP2012020238A (ja) * | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Adson Corp | オゾンミスト発生装置 |
| JP6452244B2 (ja) * | 2015-04-01 | 2019-01-16 | 学校法人上智学院 | マイクロ波励起無電極ランプ及びそれを用いた水溶液処理システム |
| CN108325402A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-07-27 | 南京林业大学 | 一种利用紫外线制备纳米气泡臭氧水的装置 |
| JP7399007B2 (ja) * | 2020-03-26 | 2023-12-15 | 株式会社オーク製作所 | オゾン生成装置および放電ランプ装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 JP63051600A patent/JP2623499B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01228592A (ja) | 1989-09-12 |
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