JP7158896B2 - Method for producing ozone gas and method for producing ozone-dissolved water - Google Patents
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Description
本発明は、オゾンガスを製造する方法及びオゾン溶解水を製造する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing ozone gas and a method for producing ozone-dissolved water.
オゾンは、強い酸化力を有するため、殺菌、ウイルスの不活化、脱臭、脱色、有機物の除去等に利用することができる。 Since ozone has a strong oxidizing power, it can be used for sterilization, virus inactivation, deodorization, decolorization, removal of organic substances, and the like.
オゾンを生成する方法として、オゾン源である酸素を含む原料ガスに紫外線を照射し、原料ガス中の酸素に紫外線を吸収させることによりオゾン生成反応を生じさせ、オゾンを発生させることが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
As a method for generating ozone, it is known to irradiate a raw material gas containing oxygen, which is an ozone source, with ultraviolet rays and cause the oxygen in the raw material gas to absorb the ultraviolet rays, thereby causing an ozone generation reaction and generating ozone. (See
しかしながら、特許文献1および2のような方法では、高い濃度のオゾンガスを得ることは困難である。酸素への紫外線照射によるオゾンガス生成において、高い濃度のオゾンガスを得るためには、紫外線を効率よく酸素に照射する必要がある。
However, it is difficult to obtain high-concentration ozone gas by the methods disclosed in
また、殺菌や消臭等を目的として、オゾンガスを水に溶解させたオゾン溶解水を用いることがある。しかし、特許文献1および2のような方法で生成したオゾンガスを溶解させた水では十分な殺菌や消臭等の効果を得ることができないという問題もある。十分な効果を持つオゾン溶解水とするためには、高濃度のオゾンガスを用いる必要がある。
For the purpose of sterilization, deodorization, and the like, ozone-dissolved water obtained by dissolving ozone gas in water is sometimes used. However, there is also a problem that sufficient effects such as sterilization and deodorization cannot be obtained with water in which ozone gas generated by the methods disclosed in
本発明の目的は、以上の事情に基づき、オゾンガスを高い濃度で生成することができるオゾンガスの製造方法、およびこの製造方法により得られたオゾンガスを用いたオゾン溶解水の製造方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Based on the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for producing ozone gas capable of producing ozone gas at a high concentration, and a method for producing ozone-dissolved water using the ozone gas obtained by this production method. be.
前記課題を解決することができた本発明のオゾンガスの製造方法は、ガス流路と紫外線光源を有するオゾン発生器を準備する第1工程と、酸素を含むガスを加圧した圧縮ガスをガス流路に流通させる第2工程と、紫外線光源によって圧縮ガスに紫外線を照射する第3工程と、を含み、ガス流路内における圧縮ガスの絶対圧力は、0.2MPa以上であることを特徴とするものである。 The method for producing ozone gas according to the present invention, which has been able to solve the above-mentioned problems, comprises a first step of preparing an ozone generator having a gas flow path and an ultraviolet light source; and a third step of irradiating the compressed gas with ultraviolet light from an ultraviolet light source, wherein the absolute pressure of the compressed gas in the gas flow path is 0.2 MPa or more. It is.
上記発明のオゾンガスの製造方法において、ガスは、空気であることが好ましい。 In the method for producing ozone gas according to the above invention, the gas is preferably air.
上記発明のオゾンガスの製造方法において、オゾン発生器は、透光性材料を含み、一方の端部が閉止され、他方の端部が開放されている紫外線光源保護管と、非透光性材料を含む筒管を有しており、紫外線光源は、紫外線光源保護管の内方に配置されており、紫外線光源保護管は、筒管の内方に配置されており、紫外線光源保護管と筒管との間にガス流路を有し、ガス流路において、圧縮ガス供給口は、紫外線光源保護管の一方端部側にあり、オゾンガス排出口は、紫外線光源保護管の他方端部側にあることが好ましい。 In the method for producing ozone gas according to the above invention, the ozone generator includes an ultraviolet light source protection tube containing a translucent material, one end of which is closed and the other end of which is open, and a non-translucent material. The ultraviolet light source is arranged inside the ultraviolet light source protection tube, the ultraviolet light source protection tube is arranged inside the tubular tube, and the ultraviolet light source protection tube and the tubular tube In the gas flow path, the compressed gas supply port is on one end side of the ultraviolet light source protection tube, and the ozone gas discharge port is on the other end side of the ultraviolet light source protection tube is preferred.
上記発明のオゾンガスの製造方法において、紫外線光源は、第1電極と第2電極を有しており、第1電極から第2電極までの距離と等しい距離をガス流路において圧縮ガスが進む時間は、1分以上30分以下であることが好ましい。 In the method for producing ozone gas according to the above invention, the ultraviolet light source has a first electrode and a second electrode, and the time required for the compressed gas to travel in the gas flow path a distance equal to the distance from the first electrode to the second electrode is , preferably 1 minute or more and 30 minutes or less.
上記発明のオゾンガスの製造方法において、紫外線光源は、低圧水銀紫外線ランプであることが好ましい。 In the method for producing ozone gas according to the invention, the ultraviolet light source is preferably a low-pressure mercury ultraviolet lamp.
上記発明のオゾンガスの製造方法において、ガス流路内における圧縮ガスの流量は、3ml/min以上であることが好ましい。 In the method for producing ozone gas according to the invention, the flow rate of the compressed gas in the gas flow path is preferably 3 ml/min or more.
上記発明のオゾンガスの製造方法において、ガス流路内における圧縮ガスの露点は、0度以下であることが好ましい。 In the method for producing ozone gas according to the invention, the dew point of the compressed gas in the gas flow path is preferably 0 degrees or less.
上記発明のオゾンガスの製造方法において、ガス流路内における圧縮ガスの温度は、5度以上であることが好ましい。 In the method for producing ozone gas according to the invention, the temperature of the compressed gas in the gas flow path is preferably 5 degrees or higher.
上記発明のオゾンガスの製造方法により得られたオゾンガスを水に接触させ、オゾン溶解水を製造することが好ましい。 It is preferable to produce ozone-dissolved water by bringing the ozone gas obtained by the method for producing ozone gas of the invention into contact with water.
本発明によれば、酸素を含むガスを加圧することにより、オゾン発生器内の酸素密度を高くし、紫外線の照射効率を上げ、高い濃度のオゾンガスを生成することができる。 According to the present invention, by pressurizing the oxygen-containing gas, it is possible to increase the oxygen density in the ozone generator, improve the efficiency of ultraviolet irradiation, and generate high-concentration ozone gas.
酸素を含むガスに紫外線を照射することにより、酸素分子(O2)が紫外線によって光分解され、酸素原子(O)となる。この酸素原子(O)が酸素分子(O2)と結合して、オゾン(O3)が生成される。 By irradiating an oxygen-containing gas with ultraviolet rays, oxygen molecules (O 2 ) are photodecomposed by the ultraviolet rays and become oxygen atoms (O). These oxygen atoms (O) combine with oxygen molecules (O 2 ) to generate ozone (O 3 ).
図1はオゾン生成のメカニズムについての模式図を示している。図1において、矢印の左側は原料のガスの組成を示す模式図であり、矢印の右側は原料のガスに紫外線を照射した後に生成したガスの組成を示す模式図である。 FIG. 1 shows a schematic diagram of the mechanism of ozone generation. In FIG. 1, the left side of the arrow is a schematic diagram showing the composition of the raw material gas, and the right side of the arrow is a schematic diagram showing the composition of the gas generated after irradiating the raw material gas with ultraviolet rays.
図1の(a)は、原料に空気を用いた場合のオゾン生成について示している。空気は、複数の気体の混合物からなり、約80%が窒素、約20%が酸素である。そのため、図1の(a)において、原料の空気中に窒素分子を16個、酸素分子を4個図示している。原料である空気に紫外線を照射すると、空気中の酸素の一部がオゾンとなる。図1の(a)では、原料中の全ての酸素分子が紫外線照射により酸素原子となってオゾンの生成反応に用いられることとしており、2個のオゾンが生成している。 FIG. 1(a) shows ozone generation when air is used as a raw material. Air consists of a mixture of gases, about 80% nitrogen and about 20% oxygen. Therefore, FIG. 1(a) shows 16 nitrogen molecules and 4 oxygen molecules in the raw material air. When the air, which is the raw material, is irradiated with ultraviolet rays, part of the oxygen in the air becomes ozone. In FIG. 1(a), it is assumed that all oxygen molecules in the raw material are converted to oxygen atoms by ultraviolet irradiation and used for the ozone generation reaction, and two ozones are generated.
従来、高濃度のオゾンガスを生成するためには、原料に高濃度の酸素ガスを用いることが一般的であった。図1の(b)は、原料に高濃度の酸素ガスを用いた場合のオゾン生成について示している。図1の(b)において、原料は空気よりも酸素分子が高濃度に存在しており、原料中に窒素分子を2個、酸素分子を18個図示している(酸素濃度90%)。原料中の酸素分子の数が多いため、図1の(a)と同様に、原料中の全ての酸素分子が紫外線照射によって酸素原子となり、オゾンの生成反応に用いられることとすると、12個のオゾンが生成している。即ち、図1の(a)に示した、空気に紫外線を照射した際に生成するオゾンガスよりも、図1の(b)に示した、高濃度の酸素ガスに紫外線を照射した際に生成するオゾンガスの方がオゾンの濃度が高くなると言える。 Conventionally, in order to generate high-concentration ozone gas, it was common to use high-concentration oxygen gas as a raw material. FIG. 1(b) shows the generation of ozone when high-concentration oxygen gas is used as the raw material. In FIG. 1(b), the raw material contains oxygen molecules at a higher concentration than air, and two nitrogen molecules and 18 oxygen molecules are shown in the raw material (oxygen concentration 90%). Since the number of oxygen molecules in the raw material is large, as in FIG. Ozone is produced. That is, the ozone gas is generated when the high-concentration oxygen gas shown in FIG. It can be said that ozone gas has a higher concentration of ozone.
図1の(c)は、原料に空気を加圧した圧縮ガスを用いた場合のオゾン生成について示している。図1の(c)では、空気を圧縮し、原料中に窒素分子が32個、酸素分子が8個と、図1の(a)の2倍の分子が存在しているものとする。圧縮ガスに紫外線を照射し、生成したオゾンガスを常圧に戻したものを図1の(c)の矢印の右側に示す。図1の(c)にて生成したオゾンガスの組成は、図1の(a)にて生成したオゾンガスの組成と同じである。そのため、圧縮ガスを原料に用いたとしても、生成するオゾンガスのオゾン濃度は加圧前のガスを原料に用いた場合と同じであると考えられていた。 FIG. 1(c) shows the generation of ozone when a compressed gas obtained by pressurizing air is used as a raw material. In FIG. 1(c), it is assumed that air is compressed and that the raw material contains 32 nitrogen molecules and 8 oxygen molecules, which is twice as many molecules as in FIG. 1(a). The right side of the arrow in FIG. 1(c) shows the ozone gas produced by irradiating the compressed gas with ultraviolet rays and returning the pressure to normal pressure. The composition of the ozone gas generated in FIG. 1(c) is the same as the composition of the ozone gas generated in FIG. 1(a). Therefore, even if compressed gas is used as the raw material, the ozone concentration of the generated ozone gas is thought to be the same as when the gas before pressurization is used as the raw material.
本発明者らは、前述の課題を解決するために様々な検討を重ねた結果、酸素ガスを含むガスを0.2MPa以上の絶対圧力にて加圧した圧縮ガスを原料として用いることにより、加圧前のガスを用いて製造したオゾンガスよりもオゾンの濃度の高いオゾンガスが得られることを見出し、本発明を完成した。 The present inventors have made various studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, by using a compressed gas obtained by pressurizing a gas containing oxygen gas at an absolute pressure of 0.2 MPa or more as a raw material, The inventors have found that ozone gas having a higher ozone concentration than ozone gas produced using unpressurized gas can be obtained, and have completed the present invention.
以下、本発明に関して、図面を参照しつつ具体的に説明するが、本発明はもとより図示例に限定される訳ではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the illustrated examples, and can be implemented with appropriate modifications within the scope that can conform to the gist of the above and later descriptions. All of them are included in the technical scope of the present invention.
本発明に係るオゾンガスの製造方法は、ガス流路と紫外線光源を有するオゾン発生器を準備する第1工程と、酸素を含むガスを加圧した圧縮ガスをガス流路に流通させる第2工程と、紫外線光源によって圧縮ガスに紫外線を照射する第3工程と、を含み、ガス流路内における圧縮ガスの絶対圧力は、0.2MPa以上であることを特徴とするものである。 A method for producing ozone gas according to the present invention includes a first step of preparing an ozone generator having a gas flow path and an ultraviolet light source, and a second step of circulating a compressed gas obtained by pressurizing an oxygen-containing gas through the gas flow path. and a third step of irradiating the compressed gas with ultraviolet light from an ultraviolet light source, wherein the absolute pressure of the compressed gas in the gas flow path is 0.2 MPa or more.
図2は、本発明のオゾン発生器において、紫外線光源の長さ方向に沿った断面図を表す。図2に示すように、第1工程において、ガス流路10と紫外線光源11を有するオゾン発生器1を準備する。
FIG. 2 represents a cross-sectional view along the length of the UV light source in the ozone generator of the present invention. As shown in FIG. 2, in a first step, an
紫外線光源11としては、熱陰極ランプ、低圧水銀紫外線ランプ、エキシマランプ等が挙げられる。紫外線光源11は、中でも、低圧水銀紫外線ランプであることが好ましい。紫外線光源11の種類が低圧水銀紫外線ランプであることにより、取り扱いが容易であり、低コストでオゾンガスを製造することができる。
Examples of the
ガス流路10は、紫外線光源11の外周に配置されていることが好ましい。ガス流路10がこのように配置されていることにより、ガス流路10内を通過するガスに紫外線を効率的に照射することができる。
The
第2工程において、酸素を含むガスを加圧した圧縮ガスをガス流路10に流通させる。図2では、ガス流路10におけるガスの流れを白抜き矢印にて表している。酸素を含むガスを加圧する方法としては、スクリューローターを回転させて圧縮する方法、ピストンの往復運動によって圧縮する方法、プロペラによって生じた遠心力で圧縮する方法等が挙げられる。
In the second step, a compressed gas obtained by pressurizing a gas containing oxygen is passed through the
第3工程において、紫外線光源によって圧縮ガスに紫外線を照射する。前述の通り、酸素を含むガスに紫外線を照射することによって酸素分子(O2)が分解、結合してオゾン(O3)が生成される。 In a third step, the compressed gas is irradiated with ultraviolet light by an ultraviolet light source. As described above, when a gas containing oxygen is irradiated with ultraviolet rays, oxygen molecules (O 2 ) are decomposed and combined to generate ozone (O 3 ).
ガス流路10内における圧縮ガスの絶対圧力は、0.2MPa以上である。圧縮ガスの絶対圧力を0.2MPa以上とすることにより、大気圧のガスを用いた場合よりもオゾンの濃度の高いオゾンガスを生成することができる。
The absolute pressure of the compressed gas inside the
ガス流路10内における圧縮ガスの絶対圧力は、0.2MPa以上であればよいが、0.3MPa以上であることが好ましく、0.4MPa以上であることがより好ましく、0.5MPa以上であることがさらに好ましく、0.6MPa以上であることが特に好ましい。圧縮ガスの絶対圧力の下限値をこのように設定することにより、生成するオゾンガスのオゾン濃度をさらに高めることができる。圧縮ガスの絶対圧力の上限値は特に限定されないが、例えば、10MPa以下、8MPa以下、5MPa以下とすることができる。
The absolute pressure of the compressed gas in the
ガスは、空気であることが好ましい。つまり、オゾンガス製造において、原料として用いる、酸素を含むガスは空気であり、圧縮空気を用いてオゾンガスを製造することが好ましい。酸素を含むガスが空気であることにより、オゾンガスの原料となるガスの取り扱いが容易となり、また、オゾンガス製造にかかるコストを下げることができる。 Preferably, the gas is air. That is, in ozone gas production, the oxygen-containing gas used as a raw material is air, and it is preferable to produce ozone gas using compressed air. By using air as the oxygen-containing gas, the raw material gas for ozone gas can be easily handled, and the cost for producing ozone gas can be reduced.
図2に示すように、オゾン発生器1は、透光性材料を含み、一方の端部が閉止され、他方の端部が開放されている紫外線光源保護管12と、非透光性材料を含む筒管13を有していることが好ましい。オゾン発生器1がこのように構成されていることにより、ガス流路10内の圧縮ガスに紫外線を効率よく照射することができ、オゾンガスの製造効率を高めることができる。
As shown in FIG. 2, the
紫外線光源11は、紫外線光源保護管12の内方に配置されており、紫外線光源保護管12は、筒管13の内方に配置されており、紫外線光源保護管12と筒管13との間にガス流路10を有していることが好ましい。オゾン発生器1がこのように構成されていることにより、ガス流路10と紫外線光源11とが離れた状態にすることができ、紫外線光源11を長時間作動させた際に紫外線光源11の温度が上がり、その熱によって生成したオゾンが分解されることを防止することができる。
The ultraviolet
紫外線光源保護管12を構成する材料に含まれている透光性材料としては、例えば、合成石英、天然石英等が挙げられる。透光性材料は、中でも、合成石英であることが好ましい。紫外線光源保護管12が合成石英を含んでいることにより、紫外線光源11から照射された紫外線が紫外線光源保護管12に吸収されにくく、照射した紫外線を効率よくオゾンガスの製造に使用することができる。
Examples of translucent materials included in the material forming the ultraviolet light source
筒管13を構成する材料に含まれている非透光性材料としては、例えば、ステンレス等の金属、セラミックスが挙げられる。非透光性材料は、中でも、金属であることが好ましい。筒管13が金属を含んでいることにより、筒管13の強度を高めることができ、圧縮ガスの絶対圧力をより高めることができる。
Examples of the non-translucent material included in the material forming the
ガス流路10において、圧縮ガス供給口14は、紫外線光源保護管12の一方端部側にあり、オゾンガス排出口15は、紫外線光源保護管12の他方端部側にあることが好ましい。即ち、紫外線光源保護管12の端部が閉止されている側に圧縮ガス供給口14があり、紫外線光源保護管12の端部が開放されている側にオゾンガス排出口15があることが好ましい。ガス流路10がこのように構成されていることにより、生成するオゾンガスのオゾン濃度をより高めやすくなる。
In the
図2に示すように、紫外線光源11を境界として、筒管13の一方側に圧縮ガス供給口14が配置されており、筒管13の他方側にオゾンガス排出口15が配置されていることが好ましい。図2では、紫外線光源11を境界として、筒管13の一方側である紙面左側に圧縮ガス供給口14が設けられており、筒管13の他方側である紙面右側にオゾンガス排出口15が設けられている。圧縮ガス供給口14とオゾンガス排出口15がこのような位置に設けられていることにより、ガス流路10において、圧縮ガス供給口14とオゾンガス排出口15との距離を離すことができ、オゾンガスのオゾン濃度を高めることができる。
As shown in FIG. 2, the compressed
紫外線光源11は、第1電極11aと第2電極11bを有していることが好ましい。例えば、紫外線光源11が低圧水銀紫外線ランプである場合、紫外線光源11は第1電極11aと第2電極11bとの間で放電を行うことにより、紫外線を発生させることができる。つまり、第1電極11aから第2電極11bまでの距離L1が紫外線光源11の有効発光長であるといえる。
The ultraviolet
紫外線光源11の形状は、直線形状であってもよく、U字型のような屈曲形状であってもよい。なお、紫外線光源11の形状が屈曲形状である場合、紫外線光源11の有効発光長は、第1電極11aまたは第2電極11bと、紫外線光源11の屈曲部との距離となる。
The shape of the ultraviolet
第1電極11aから第2電極11bまでの距離L1と等しい距離をガス流路10において圧縮ガスが進む時間は、1分以上であることが好ましく、1.5分以上であることがより好ましく、2分以上であることがさらに好ましい。第1電極11aから第2電極11bまでの距離L1と等しい距離をガス流路10において圧縮ガスが進む時間の下限値をこのように設定することにより、紫外線光源11から照射された紫外線がガス流路10内の圧縮ガスに十分当たり、オゾンの濃度を高めることができる。また、第1電極11aから第2電極11bまでの距離L1と等しい距離をガス流路10において圧縮ガスが進む時間は、30分以下であることが好ましく、25分以下であることがより好ましく、20分以下であることがさらに好ましい。酸素に紫外線を照射することによってオゾンが生成されるが、オゾンに紫外線を照射することによってオゾンが分解されて酸素に戻ってしまうことがある。第1電極11aから第2電極11bまでの距離L1と等しい距離をガス流路10において圧縮ガスが進む時間の上限値をこのように設定することにより、生成したオゾンが分解されて、オゾンガスのオゾン濃度が低下してしまうことを防ぐことができる。
The time the compressed gas travels in the
なお、紫外線光源11の形状が屈曲形状である場合、圧縮ガスが紫外線光源11の屈曲部から第1電極11aまたは第2電極11bに到達するまでの時間、または、圧縮ガスが第1電極11aまたは第2電極11bから紫外線光源11の屈曲部に到達するまでの時間が1分以上であることが好ましく、1.5分以上であることがより好ましく、2分以上であることがさらに好ましく、また、30分以下であることが好ましく、25分以下であることがより好ましく、20分以下であることがさらに好ましい。
In addition, when the shape of the ultraviolet
紫外線光源11が照射する光は、100nm以上230nm以下にピーク波長が存在することが好ましい。紫外線光源11が照射する紫外線のうち、185nmの波長の紫外線がオゾンの生成に寄与し、254nmの波長の紫外線がオゾンの分解に作用するとされている。そのため、紫外線光源11が照射する光は、100nm以上230nm以下にピーク波長が存在することが好ましく、120nm以上210nm以下にピーク波長が存在することがより好ましく、150nm以上200nm以下にピーク波長が存在することがさらに好ましい。紫外線光源11が照射する光がこのようになっていることにより、圧縮ガス中の酸素と、紫外線光源11が照射する紫外線とが反応しやすく、効率的にオゾンガスの製造を行うことができる。
It is preferable that the light emitted from the
ガス流路10内における圧縮ガスの流量は、3ml/min以上であることが好ましく、10ml/min以上であることがより好ましく、50ml/min以上であることがさらに好ましい。ガス流路10内における圧縮ガスの流量の下限値をこのように設定することにより、オゾンガスを効率よく製造することができる。また、ガス流路10内における圧縮ガスの流量は、3000ml/min以下であることが好ましく、2800ml/min以下であることがより好ましく、2500ml/min以下であることがさらに好ましい。ガス流路10内における圧縮ガスの流量の上限値をこのように設定することにより、ガス流路10内の圧縮ガスに紫外線を十分に照射することができ、オゾンの濃度を高めることができる。
The flow rate of the compressed gas in
ガス流路10内における圧縮ガスの露点は、0度以下であることが好ましく、-5度以下であることがより好ましく、-10度以下であることがさらに好ましい。ガス流路10内における圧縮ガスの露点の上限値をこのように設定することにより、生成したオゾンが酸素分子に分解されにくく、オゾンの濃度を高い状態に保ちやすくなる。ガス流路10内における圧縮ガスの露点の下限値は特に限定されないが、例えば、-70度以上、-60度以上、-50度以上とすることができる。
The dew point of the compressed gas in the
ガス流路10内における圧縮ガスの温度は、5度以上であることが好ましく、7度以上であることがより好ましく、9度以上であることがさらに好ましい。ガス流路10内における圧縮ガスの温度の下限値をこのように設定することにより、酸素分子と紫外線との反応性を高め、オゾンを生成しやすくすることができる。また、ガス流路10内における圧縮ガスの温度は、60度以下であることが好ましく、50度以下であることがより好ましく、40度以下であることがさらに好ましい。ガス流路10内における圧縮ガスの温度の上限値をこのように設定することにより、生成されたオゾンが酸素分子に戻りにくくすることができ、オゾンの濃度を高めやすくなる。
The temperature of the compressed gas in the
また、本発明によって生成したオゾンガスを水に接触させ、オゾン溶解水を製造することも好ましい。本発明によって生成したオゾンガスを用いたオゾン溶解水は、オゾンの濃度が高いため、殺菌や消臭等の高い効果を有している。 It is also preferable to produce ozone-dissolved water by bringing the ozone gas generated by the present invention into contact with water. Ozone-dissolved water using ozone gas produced by the present invention has high ozone concentration, so it has high effects such as sterilization and deodorization.
以下、実施例によって本発明の作用効果をより具体的に示す。下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に沿って変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。 Hereinafter, the effects of the present invention will be shown more specifically by way of examples. The following examples are not intended to limit the scope of the present invention, and any modifications along the spirit of the above and the following are included in the technical scope of the present invention.
(実験例1)
実験例1において、ガス流路10内の圧縮ガスの絶対圧力毎における紫外線反応時間とオゾンガスのオゾン濃度との関係を確認した。なお、紫外線反応時間とは、ガス流路10内の圧縮ガスが紫外線光源11の有効発光長を移動する時間、つまり、第1電極11aから第2電極11bまでの距離L1と等しい距離をガス流路10において圧縮ガスが進む時間を表す。紫外線光源11には、低圧水銀紫外線ランプ(サンエナジー株式会社製、SEC403D11、40W)を用いた。紫外線光源保護管12には、外径29mmの合成石英管を使用した。筒管13には、内径59.5mm、外径63.5mmのステンレス管を使用した。
(Experimental example 1)
In Experimental Example 1, the relationship between the ultraviolet ray reaction time and the ozone concentration of the ozone gas was confirmed for each absolute pressure of the compressed gas in the
ガス流路10内の圧縮ガスの絶対圧力を種々の条件に調節して紫外線光源11から紫外線を照射し、得られたオゾンガスのオゾン濃度を計測した。オゾン濃度の計測は、オゾン検知管を用いて測定した。具体的には、オゾン発生器1のオゾンガス排出口15に袋または容器等を接続して製造したオゾンガスを採取し、この袋または容器等にオゾン検知管の一方端を差し込み、オゾン検知管の他方端に吸引器を接続して、オゾン検知管内にオゾンガスを通過させることによりオゾン濃度を計測すればよい。
The absolute pressure of the compressed gas in the
実験例1の結果を表1および図3に示す。なお、ガス流量は0℃、大気圧における測定値である。実験例1の結果より、ガス流路10内の圧縮ガスの絶対圧力が0.2MPa以上である場合には、0.2MPa未満の絶対圧力のガスを用いた場合よりも高いオゾン濃度のオゾンガスを得ることができている。
The results of Experimental Example 1 are shown in Table 1 and FIG. The gas flow rate is a measured value at 0° C. and atmospheric pressure. From the results of Experimental Example 1, when the absolute pressure of the compressed gas in the
(実験例2)
実験例2において、紫外線光源保護管12を構成する材料が合成石英である場合と天然石英である場合との、製造されるオゾンガスのオゾン濃度の違いについて確認した。実験例2-1では合成石英の紫外線光源保護管12を用い、実験例2-2では天然石英の紫外線光源保護管12を用いた。
(Experimental example 2)
In Experimental Example 2, the difference in the ozone concentration of the ozone gas produced when the material forming the ultraviolet light
実験例1と同様の操作を行い、実験例2-1と実験例2-2とで、紫外線の照射時間を変えた場合の得られたオゾンガスのオゾン濃度と、圧縮ガスの流量を変えた場合の得られたオゾンガスのオゾン濃度を測定した。ガス流路10内の圧縮ガスの絶対圧力は0.5MPaとした。
The same operation as in Experimental Example 1 was performed, and the ozone concentration of the ozone gas obtained when the ultraviolet irradiation time was changed between Experimental Examples 2-1 and 2-2, and the flow rate of the compressed gas was changed. The ozone concentration of the obtained ozone gas was measured. The absolute pressure of the compressed gas inside the
実験例2-1の結果を表2に示し、実験例2-2の結果を表3に示す。また、実験例2の結果を図4に示す。なお、ガス流量は大気圧にて、各ガス温度における測定値である。実験例2の結果より、天然石英の紫外線光源保護管12を用いた場合よりも、合成石英の紫外線光源保護管12を用いた場合の方が、オゾンガスのオゾン濃度が高くなった。これは、合成石英の185nmの紫外線の透過率が90%であるのに対し、天然石英は微量の重金属を含有しているために185nmの紫外線の透過率が65%と低く、天然石英の紫外線光源保護管12が紫外線を吸収してしまい、オゾン生成に紫外線が十分に用いられなかったことが原因であると考えられる。
Table 2 shows the results of Experimental Example 2-1, and Table 3 shows the results of Experimental Example 2-2. Moreover, the result of Experimental example 2 is shown in FIG. The gas flow rate is measured at each gas temperature at atmospheric pressure. From the results of Experimental Example 2, the ozone concentration of the ozone gas was higher when the ultraviolet light
(実験例3)
実験例3において、ガス流路10内の圧縮ガスの露点と、オゾンガスのオゾン濃度との関係を確認した。
(Experimental example 3)
In Experimental Example 3, the relationship between the dew point of the compressed gas in the
実験例1と同様の操作を行い、ガス流路10内の圧縮ガスの露点を種々の条件に調節し、得られたオゾンガスのオゾン濃度を計測した。紫外線照射時間は10.2min、ガス流路10内の圧縮ガスの絶対圧力は0.5MPaとした。
The same operation as in Experimental Example 1 was performed, the dew point of the compressed gas in the
実験例3の結果を表4および図5に示す。実験例3の結果より、ガス流路10内の圧縮ガスの露点が低いほど生成されるオゾンガスのオゾン濃度が高くなる。これは、圧縮ガス中の水分量が多いと、圧縮ガスに含まれる水が生成されたオゾンと反応し、オゾンが酸素分子に戻ってしまうことが原因であると考えられる。
The results of Experimental Example 3 are shown in Table 4 and FIG. From the results of Experimental Example 3, the lower the dew point of the compressed gas in the
以上のように、本発明のオゾンガスの製造方法は、ガス流路と紫外線光源を有するオゾン発生器を準備する第1工程と、酸素を含むガスを加圧した圧縮ガスをガス流路に流通させる第2工程と、紫外線光源によって圧縮ガスに紫外線を照射する第3工程と、を含み、ガス流路内における圧縮ガスの絶対圧力は、0.2MPa以上であることを特徴とする。このような製造方法であることにより、オゾン発生器内の酸素密度を高くし、紫外線の照射効率を上げ、高い濃度のオゾンガスを生成することができる。 As described above, the method for producing ozone gas according to the present invention includes the first step of preparing an ozone generator having a gas flow path and an ultraviolet light source, and circulating a compressed gas obtained by pressurizing an oxygen-containing gas through the gas flow path. The method includes a second step and a third step of irradiating the compressed gas with ultraviolet light from an ultraviolet light source, wherein the absolute pressure of the compressed gas in the gas flow path is 0.2 MPa or more. By using such a manufacturing method, it is possible to increase the oxygen density in the ozone generator, increase the efficiency of ultraviolet irradiation, and generate ozone gas with a high concentration.
1:オゾン発生器
10:ガス流路
11:紫外線光源
11a:第1電極
11b:第2電極
12:紫外線光源保護管
13:筒管
14:圧縮ガス供給口
15:オゾンガス排出口
L1:第1電極から第2電極までの距離
1: Ozone generator 10: Gas flow path 11: Ultraviolet
Claims (8)
酸素を含むガスを加圧した圧縮ガスを前記ガス流路に流通させる第2工程と、
前記紫外線光源によって前記圧縮ガスに紫外線を照射する第3工程と、を含み、
前記ガス流路内における前記圧縮ガスの絶対圧力は、0.2MPa以上であることを特徴とするオゾンガスの製造方法であって、
前記オゾン発生器は、透光性材料を含み、一方の端部が閉止され、他方の端部が開放されている紫外線光源保護管と、非透光性材料を含む筒管を有しており、
前記紫外線光源は、前記紫外線光源保護管の内方に配置されており、
前記紫外線光源保護管は、前記筒管の内方に配置されており、
前記紫外線光源保護管と前記筒管との間に前記ガス流路を有しており、
前記紫外線光源は、低圧水銀紫外線ランプであるオゾンガスの製造方法。 a first step of providing an ozone generator having a gas flow path and an ultraviolet light source;
a second step of circulating a compressed gas obtained by pressurizing a gas containing oxygen through the gas flow path;
a third step of irradiating the compressed gas with ultraviolet light by the ultraviolet light source;
The method for producing ozone gas, wherein the absolute pressure of the compressed gas in the gas flow path is 0.2 MPa or more,
The ozone generator includes a UV light source protection tube containing a translucent material, one end of which is closed and the other end of which is open, and a cylindrical tube containing a non-translucent material. ,
The ultraviolet light source is arranged inside the ultraviolet light source protection tube,
The ultraviolet light source protection tube is arranged inside the cylindrical tube,
The gas flow path is provided between the ultraviolet light source protection tube and the tubular tube ,
The method for producing ozone gas , wherein the ultraviolet light source is a low-pressure mercury ultraviolet lamp .
前記第1電極から前記第2電極までの距離と等しい距離を前記ガス流路において前記圧縮ガスが進む時間は、1分以上30分以下である請求項1~3のいずれか一項に記載のオゾンガスの製造方法。 The ultraviolet light source has a first electrode and a second electrode,
4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the time for which the compressed gas travels in the gas passage for a distance equal to the distance from the first electrode to the second electrode is 1 minute or more and 30 minutes or less. A method for producing ozone gas.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007074669A1 (en) | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Toyo Valve Co., Ltd. | Fluid depurator and fluid depuration method |
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Family Cites Families (2)
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---|---|---|---|---|
JPH04247294A (en) * | 1991-02-01 | 1992-09-03 | Toshiba Corp | Water treating apparatus by ultraviolet oxidation |
JPH05301819A (en) * | 1992-04-22 | 1993-11-16 | Nippon Nature Roman:Kk | Antiphlogistic agent for atopic dermatitis, apparatus for producing the same antiphlogistic agent and its production |
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---|---|---|---|---|
WO2007074669A1 (en) | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Toyo Valve Co., Ltd. | Fluid depurator and fluid depuration method |
JP2016037416A (en) | 2014-08-07 | 2016-03-22 | ウシオ電機株式会社 | Ultraviolet irradiation type ozone generator |
JP2016117043A (en) | 2014-12-22 | 2016-06-30 | 聡 安斎 | Manufacturing apparatus of liquid containing ozone |
JP2017043513A (en) | 2015-08-26 | 2017-03-02 | ウシオ電機株式会社 | Ozone generator |
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