JPH01228592A - オゾン水製造装置 - Google Patents

オゾン水製造装置

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JPH01228592A
JPH01228592A JP5160088A JP5160088A JPH01228592A JP H01228592 A JPH01228592 A JP H01228592A JP 5160088 A JP5160088 A JP 5160088A JP 5160088 A JP5160088 A JP 5160088A JP H01228592 A JPH01228592 A JP H01228592A
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Tatsumi Hiramoto
立躬 平本
Kuniharu Oono
大埜 邦治
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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。

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。
〔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1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N○ス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。
0、(空中や水中の酸素)+hν→♂2→20 (1)
(hv=波長200nm以下の光) 0+0バ空中や水中の酸素)+M→○、+M  (2)
(M=N2,02) ここで、低圧水銀ランプは波長が185 nm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、1850m
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)におい工、hνが08に吸収
されるときの吸収係数どり、 v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、185r+mの光
を十分に空気中の酸素に吸収さゼで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20C++1以−ト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°C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の光の放射量は彬端番J少くなり
、更し−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。
〔発明の目的〕
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。
〔発明の構成とその作用〕
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1500m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7a解させる手段とを具備する。:とを特徴どす
゛るものである。
すなわら、本烙明は、紫外線を利用し1てオゾンを生成
するので、無声枚重のように、除湿を必要としたり、N
OXが発生しない。そして、紫外線源どして使用するラ
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−例を第2図に示すよう
に、波長178nmの光をピ・−り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I、で必要とする波長の光を酸素す
しくけ酸素を含む気体に多く放射することができ、紫外
a透過性チューブ内におけるオゾン生成効率が権めて高
くなる。また、チューブ内の酸Mを^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7、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1本紫外線ランプは、波長が180nm以−ドの光
の承が多いが、第:3図から理解できるよう番、”二、
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2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1
0℃以下の低温2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。
〔実施例〕
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・ 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150n11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ちるが、本実施例では、
内径が6InI11″′c′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8c
m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1
1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、
50〜500 Torr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
以ド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。
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300 T
orr 、投入電力が約50KIIzの高周波電力で5
W/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1.78nn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5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、】、0℃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Mq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D31が、上側
には排出[」32が設けられており、吸入1」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1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11の大きさは、前述の通り、紫外線ランプ]がら
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7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4″る。そして
、酸素を含む空気もオゾンと共にバイブロ1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?−・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、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、オゾン水
が製造される9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eオゾン水を極めて効率良く製造することができ
る。
〔発明の効果〕
以、ヒ説明したように、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]、50nm乃至180n
m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200nm以下の光の放射量が多く、かつ酸
素に月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・−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コ
ーブシ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ずろことができる。
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
性も優才1ているが、(には、除湿の必要性がなく、N
Oxも発生し、ない。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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、
    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。
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