JP7045036B2 - 気体発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、亜塩素酸ナトリウム溶液等の反応液と酸性媒体等の気体発生剤との混合により、二酸化塩素等の気体を発生させる気体発生装置に関する。

二酸化塩素ガスは、強力な酸化剤であるので、その酸化作用により滅菌したり、悪臭成分を分解させたりすることが知られている。そのため、二酸化塩素ガスは、殺菌剤、消臭剤等として使用されている。そして、この二酸化塩素ガスを発生させる方法としては、下記特許文献１に記載のように、亜塩素酸ナトリウム溶液に亜塩素酸塩を含む溶液を混合させるものがある。

特開２０１３－２１６５７２号公報

しかし、二酸化塩素ガスの発生は急激に起こるため、上記特許文献１のように、亜塩素酸ナトリウム溶液に亜塩素酸塩を含む溶液を流し込み、これらの溶液を混合させる方法では、直ぐに二酸化塩素ガスの活性に持続性がなくなってしまう。つまり、上記特許文献１の技術では、微量の二酸化塩素ガスを発生させたり、二酸化塩素ガスの発生時間を調整したりすることができない。

そこで、本発明は、霧状に噴出された亜塩素酸ナトリウム溶液等の反応液と酸性媒体等の気体発生剤との混合により二酸化塩素ガス等の気体を発生させることで、微量の気体を発生させたり、気体の発生時間を調整したりすることが可能な気体発生装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、以下のような構成を備える。
（第１の発明）
第１の発明に係る気体発生装置は、亜塩素酸ナトリウム溶液が収容された第１容器と、前記第１容器に接続され、前記亜塩素酸ナトリウム溶液との混合により二酸化塩素ガスを発生する酸性媒体が収容された第２容器と、を備え、前記第１容器は、前記酸性媒体に対して前記亜塩素酸ナトリウム溶液を霧状に噴出する噴霧部を備え、前記第２容器からは、前記噴霧部により霧状に噴出された前記亜塩素酸ナトリウム溶液と前記酸性媒体との混合により発生した前記二酸化塩素ガスが放出され、前記噴霧部は、ベンチュリ効果を利用して前記酸性媒体に対して前記亜塩素酸ナトリウム溶液を霧状に噴出することを特徴とする。

本発明によれば、霧状に噴出された亜塩素酸ナトリウム溶液等の反応液と酸性媒体等の気体発生剤との混合により二酸化塩素ガス等の気体を発生させることで、微量の気体を発生させたり、気体の発生時間を調整したりすることが可能な気体発生装置を提供できる。

第１の実施形態における気体発生装置の縦断面図である。 第２の実施形態における気体発生装置の縦断面図である。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態における気体発生装置５について説明する場合は、気体発生装置５を基準とする方向を用いて説明する。すなわち、図１に示す気体発生装置５の後述する噴霧部３０が設けられている側を「上」側とし、その反対側を「下」側とする。また、図１に示す気体発生装置５の後述する導入管３６が設けられている側を「左」側とし、その反対側を「右」側とする。

（構成）
以下、第１の実施形態における気体発生装置５の構成について説明する。
第１の実施形態における気体発生装置５は、図１に示すように、反応液としての亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌが収容された第１容器１０と、第１容器１０に接続された第２容器５０と、を備えている。

（第１容器１０）
第１容器１０は、図１に示すように、外筒２０と、外筒２０の内部に収容された内筒２２と、亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌを霧状に噴出する噴霧部３０と、亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌを噴霧部３０に誘導する導管４０と、を備えている。

外筒２０は、その上側が開口した筒状部材であり、その内部に亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌが収容可能とされている。また、外筒２０には、その底板２４を上下に貫通した注入口２６が形成されている。そして、外筒２０には、この注入口２６を通じて亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌが注入される。

内筒２２は、外筒２０の上端部に配置された筒部２２Ａと、筒部２２Ａの下端から下方に向けて縮径された漏斗部２２Ｂと、漏斗部２２Ｂの下端から外筒２０の底板２４付近まで延びる管部２２Ｃと、を備えている。また、管部２２Ｃの下端部には逆止弁２２Ｄが設けられている。

外筒２０内の亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌは、この逆止弁２２Ｄの作動により、外筒２０内から内筒２２内に流動する。具体的には、外筒２０内の亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌは、逆止弁２２Ｄの作動により、外筒２０と内筒２２との液面がほぼ等しくなるまで、具体的には、外筒２０と内筒２２との液面の差によって生じる水圧が逆止弁２２Ｄの作動圧を下回るまで、外筒２０内から内筒２２内に流動する。そして、第１の実施形態では、この逆止弁２２Ｄが設けられているため、第１容器１０内では、外筒２０内から内筒２２内に向けてのみ亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌが流動することとなっている。

噴霧部３０は、外筒２０及び内筒２２に対して着脱可能に装着される蓋部３２と、蓋部３２の上面に設置されたベンチュリ部３４と、ベンチュリ部３４から左方に延びる管であって、空気が送り込まれる導入管３６と、ベンチュリ部３４から下方に延びる管であって、霧状の亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌを第２容器５０内に放出する放出管３８と、を備えている。また、ベンチュリ部３４は、その内部に図示しないベンチュリ機構を備えている。そのため、噴霧部３０は、ベンチュリ部３４を備えることにより、ベンチュリ効果を利用して、放出管３８を通じて第２容器５０内に対して亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌを霧状に噴出することができる。

導管４０は、内筒２２内の亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌをベンチュリ部３４の図示しないベンチュリ機構に誘導するためのものである。この導管４０は、その一端がベンチュリ部３４の図示しないベンチュリ機構に接続されており、その他端は内筒２２内の下端付近まで延びている。

（第２容器５０）
第２容器５０は、その上端が開口し、その下端が閉塞した筒状部材であって、亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌとの混合により二酸化塩素ガスＧを発生する気体発生剤としての酸性媒体が収容されている。第１の実施形態では、この酸性媒体を酸溶液Ｒとしている。また、第１の実施形態では、この酸溶液Ｒを精製水に塩化水素を溶かした「塩酸水」としている。

ここで、第２容器５０に収容された酸溶液Ｒ（塩酸水）の液中には、第１容器１０の放出管３８が延びている。そのため、放出管３８から放出される霧状の亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌは、酸溶液Ｒ（塩酸水）の液中に放出される。そして、第２容器５０の上端は、上述のように開口しているため、霧状に噴出された亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌと酸溶液Ｒ（塩酸水）との混合により発生した二酸化塩素ガスＧが第２容器５０から放出されることとなっている。

（二酸化塩素ガスＧが発生する流れ）
以下、第１の実施形態において二酸化塩素ガスＧが発生するまでの流れを説明する。なお、以下の説明では、既に第１容器１０の外筒２０及び内筒２２に亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌが収容され、第２容器５０に酸溶液Ｒ（塩酸水）が収容されているものとする。

二酸化塩素ガスＧを発生させるためには、まず、導入管３６から噴霧部３０に空気を送り込んでベンチュリ部３４に負圧を発生させることにより、内筒２２内の亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌを導管４０から吸い上げる。

導管４０から吸い上げられた亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌは、ベンチュリ部３４の図示しないベンチュリ機構で霧状の粒子となり、放出管３８から酸溶液Ｒ（塩酸水）の液中に放出され、酸溶液Ｒ（塩酸水）と混合する。酸溶液Ｒ（塩酸水）に霧状の亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌが混合すると、以下の化学式１で示すように、二酸化塩素ガスＧを発生する。

そして、発生した二酸化塩素ガスＧは、第２容器５０の上端を通じて第２容器５０内から外部に放出される。

なお、放出管３８から噴霧されなかった亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌの噴霧粒子は噴霧部３０の内部で回収されて内筒２２内に戻るようになっている。

ここで、上記のように、内筒２２内の亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌが導管４０から吸い上げられた場合には、以下のようにして、外筒２０内から内筒２２内へ亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌが流動する。

内筒２２内の亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌが導管４０から吸い上げられた場合には、内筒２２の液面が低下し、外筒２０の液面との間に差が生ずる。そして、外筒２０と内筒２２との液面の差によって生じる水圧が逆止弁２２Ｄの作動圧を超えると逆止弁２２Ｄが開き、外筒２０と内筒２２との液面がほぼ等しくなるまで外筒２０内の亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌが内筒２２内に流動する。

（第２の実施形態）
以下、図２を用いて第２の実施形態における気体発生装置５について、第１の実施形態との重複部分は省略して説明する。

（放出管３８）
図２に示すように、第２の実施形態における放出管３８は、第１の実施形態と異なり、ベンチュリ部３４から上方に延びる管とされている。そして、この放出管３８は、第２容器５０に接続されている。

（第２容器５０）
第２容器５０は、図２を正面視した場合に略矩形状を呈する箱部５２と、箱部５２の底面に形成された孔であって、放出管３８と連通する連通孔５４と、箱部５２の上面から上方に延び、その上端が開口した延出部５６と、を備えている。

箱部５２の内部には、酸性媒体としての固形酸媒体Ｒが収容されている。第２の実施形態では、この固形酸媒体Ｒは水溶性の有機酸と保水剤とを混合することにより形成されている。そして、第２の実施形態では、水溶性の有機酸として「コハク酸」を用い、保水剤として「パーライト」を用いている。

そして、延出部５６の上端は、上述のように開口しているため、霧状に噴出された亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌが固形酸媒体Ｒに接触することにより発生した二酸化塩素ガスＧが第２容器５０から放出されることとなっている。

（二酸化塩素ガスＧが発生する流れ）
以下、第２の実施形態において二酸化塩素ガスＧが発生するまでの流れを第１の実施形態との重複部分は省略して説明する。なお、以下の説明では、既に第１容器１０の外筒２０及び内筒２２に亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌが収容され、第２容器５０に固形酸媒体Ｒが収容されているものとする。

導管４０から吸い上げられた亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌは、ベンチュリ部３４の図示しないベンチュリ機構で霧状の粒子となり、放出管３８から連通孔５４を通じて箱部５２内に放出される。箱部５２内に放出された霧状の亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌは、箱部５２内に収容された固形酸媒体Ｒに接触する。固形酸媒体Ｒに霧状の亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌが接触すると、二酸化塩素ガスＧを発生する。

そして、発生した二酸化塩素ガスＧは、延出部５６の上端を通じて第２容器５０内から外部に放出される。

（上記実施形態の効果）
上記実施形態では、ベンチュリ部３４の図示しないベンチュリ機構で霧状化された亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌが酸溶液Ｒ（塩酸水）と混合、又は固形酸媒体Ｒに接触することにより、二酸化塩素ガスＧを発生させている。

ここで、二酸化塩素ガスＧは、強力な酸化剤であるので、その酸化作用により滅菌したり、悪臭成分を分解させたりすることが知られている。そのため、二酸化塩素ガスＧは、殺菌剤、消臭剤等として使用されている。

しかし、二酸化塩素ガスＧの発生は急激に起こるため、直ぐに二酸化塩素ガスＧの活性に持続性がなくなってしまう。そのため、二酸化塩素ガスＧを発生させる場合には、微量の二酸化塩素ガスＧの発生ができない点や、二酸化塩素ガスＧの発生時間を調整したりできない点が問題とされていた。

これに対し、上記実施形態では、霧状化された微量の亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌを酸溶液Ｒ（塩酸水）又は固形酸媒体Ｒと反応させて二酸化塩素ガスＧを発生させているため、微量の二酸化塩素ガスＧを発生させることができる。つまり、上記実施形態の構成によれば、霧状化された微量の亜塩素酸ナトリウム溶液Ｌを酸溶液Ｒ（塩酸水）又は固形酸媒体Ｒと反応させることで、二酸化塩素ガスＧが急激に発生することを抑制できる。そして、上記実施形態の構成によれば、微量の二酸化塩素ガスＧを発生させることができるため、二酸化塩素ガスＧの発生時間を調整することができる。

（その他）
二酸化塩素ガスＧを発生させるために用いる酸性媒体は、上記実施形態で説明したものに限らず、たとえば、リン酸、硫酸、硝酸、酢酸、ギ酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、シュウ酸、乳酸、フマル酸等を適宜用いてもよい。

固形酸媒体Ｒを形成するために用いる保水剤は、上記実施形態で説明したものに限らず、たとえば、珪藻土、蛭石、天然軽石等を適宜用いてもよい。

５ 気体発生装置 １０ 第１容器
２０ 外筒 ２２ 内筒
２２Ａ 筒部 ２２Ｂ 漏斗部
２２Ｃ 管部 ２２Ｄ 逆止弁
２４ 底板 ２６ 注入口
３０ 噴霧部 ３２ 蓋部
３４ ベンチュリ部 ３６ 導入管
３８ 放出管 ４０ 導管
５０ 第２容器 ５２ 箱部
５４ 連通孔 ５６ 延出部

Claims (1)

1. 亜塩素酸ナトリウム溶液が収容された第１容器と、
   前記第１容器に接続され、前記亜塩素酸ナトリウム溶液との混合により二酸化塩素ガスを発生する酸性媒体が収容された第２容器と、を備え、
   前記第１容器は、前記酸性媒体に対して前記亜塩素酸ナトリウム溶液を霧状に噴出する噴霧部を備え、
   前記第２容器からは、前記噴霧部により霧状に噴出された前記亜塩素酸ナトリウム溶液と前記酸性媒体との混合により発生した前記二酸化塩素ガスが放出され、
   前記噴霧部は、ベンチュリ効果を利用して前記酸性媒体に対して前記亜塩素酸ナトリウム溶液を霧状に噴出することを特徴とする、
   気体発生装置。

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