JPH01228590A - 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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- JPH01228590A JPH01228590A JP5159888A JP5159888A JPH01228590A JP H01228590 A JPH01228590 A JP H01228590A JP 5159888 A JP5159888 A JP 5159888A JP 5159888 A JP5159888 A JP 5159888A JP H01228590 A JPH01228590 A JP H01228590A
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Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は９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。
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、ノド中の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」１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。
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」１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。
うに考えられている。
ｏ３（水中のオゾン）＋ｈｖ。
→Ｏ（活性酸素）＋Ｏ，（１）
（ｈν２＝波長３００＋ｕａ以下を含む広範囲の光）Ｏ
（活性酸素）＋Ｈ２０・→２０Ｈ（２）また、酸素を溶
解した水に紫夕）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４０、（水中の酸素）＋ｈシ、
→Ｑ２→２０ （３）（ｋｚｖ、−波長２００ｒｖ＋
以下の光）Ｏ十０２（水中の酸素）＋Ｍ→Ｏ，＋Ｍ
（４）（Ｍ＝Ｎ、、０２） ここで、水銀を封入した低圧水銀ランプは波長が１８５
ｎｍおよび２５４ｎｍの光を放射するので、紫ｆ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２５４
ｎｎ＋の光が主であり、１８５ ｎｍ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１式（１）において、ｈν２がＯｌ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０２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。
（活性酸素）＋Ｈ２０・→２０Ｈ（２）また、酸素を溶
解した水に紫夕）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４０、（水中の酸素）＋ｈシ、
→Ｑ２→２０ （３）（ｋｚｖ、−波長２００ｒｖ＋
以下の光）Ｏ十０２（水中の酸素）＋Ｍ→Ｏ，＋Ｍ
（４）（Ｍ＝Ｎ、、０２） ここで、水銀を封入した低圧水銀ランプは波長が１８５
ｎｍおよび２５４ｎｍの光を放射するので、紫ｆ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２５４
ｎｎ＋の光が主であり、１８５ ｎｍ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１式（１）において、ｈν２がＯｌ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０２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２５４ｎ
ｍの光の放射量は極端に少くなり、更には１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。
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２５４ｎ
ｍの光の放射量は極端に少くなり、更には１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。
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２００
ｎｍ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。
容器と、少なくとも１５０ｎｍ乃至１８０ｎｍと２００
ｎｍ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１５０ｒ＋＋＋＋乃至１８０ｎｍと２００
ｎｍ乃至３００ｎｍの波長域に光の透過域を有する単結
晶質もしくは多結品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−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。
、少なくとも１５０ｒ＋＋＋＋乃至１８０ｎｍと２００
ｎｍ乃至３００ｎｍの波長域に光の透過域を有する単結
晶質もしくは多結品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−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。
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。
の酸素および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。
する。
第１図は、本願発明のオゾン水活性化装置Ｎ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３０
０ｎｍ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Ｃａ
Ｆ ２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１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，Ｂａ０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、５
０〜５００ Ｔｏｒｒ程度が好ましい。封入ガス圧が５
０Ｔｏｒｒより低いと、総発光斌が減少し、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。
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３０
０ｎｍ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Ｃａ
Ｆ ２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１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，Ｂａ０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、５
０〜５００ Ｔｏｒｒ程度が好ましい。封入ガス圧が５
０Ｔｏｒｒより低いと、総発光斌が減少し、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５００ Ｔｏｒｒ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。
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５０
Ｋｌ（ｚの高周波電力で３Ｗ／ｃ＋ｎ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１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’Ｃ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。
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５０
Ｋｌ（ｚの高周波電力で３Ｗ／ｃ＋ｎ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１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’Ｃ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１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バイブロ１
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、バイブロ
１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２
００ｎｍ以下の光によってオゾンに転化し、このオゾン
がバイブロ１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。
。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バイブロ１
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、バイブロ
１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２
００ｎｍ以下の光によってオゾンに転化し、このオゾン
がバイブロ１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１８０ｎｌ
ｌ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２００ｎｍ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。
紫外線源として、少なくとも１５０ｎｍ乃至１８０ｎｌ
ｌ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２００ｎｍ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。
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。
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。
Claims (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 true JPH01228590A (ja) | 1989-09-12 |
| JP2623497B2 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) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6431183B1 (en) | 1997-10-09 | 2002-08-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for treating semiconductor substrates |
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-
1988
- 1988-03-07 JP JP63051598A patent/JP2623497B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2623497B2 (ja) | 1997-06-25 |
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