JPH06506791A - 所定のイオン化ガス又はイオン化生成物を生成するための装置 - Google Patents

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】 発明の名称 所定のイオン化ガス又はイオン化生成物を生成するための装置 本発明は、定められたイオン化ガス又はイオン化生成物を生成するための装置お よびそれを損失なしに輸送する装置に関する。

空気イオンの生物学的活性荷電粒子の研究により一般生物学的、生理学的、治療 学的作用のはっきりした可能性が分かった。今までは、空気イオンの生物学的作 用は、赤血球の薄膜荷電の調節により及び脳までの調節系への作用により及び内 分泌腺により実現されると仮定されていた。空気イオンを例えば気管支喘息、気 管支炎、肺炎、高血圧に対して使用することが公知である。

酸素アニオンラジカルを生成し調べることは公知である。しかしその生成方法は 、治療学的及び生理学的用途には大部分不適切である。

フランス特許出願第２２０２６２５号明細書には、ガス状イオンをコロナ放電に より発生させる方法が開示されている。しかし供給管の直径が大きいので大きい 体積流量が発生する。体積流量が大きいことに起因して、比較的僅かな酸素アニ オンラジアルしか生成されない。その上、流速が大きいので比較的高い電圧か必 要であり、比較的高い電圧は、比較的大量の有害副産物例えばオゾンを生成する 。従ってこの方法ではまず初めに窒素をイオン化し、次いでイオン化窒素により 酸素をイオン化する。

イオン化生成物が長い距離を搬送されると、しばしば高いイオン濃度損失が発生 する。

本発明の課題は、有害副生産物の生成を最小化することと、イオン化ガス又はイ オン化生成物をほぼ損失なしに搬送する、例えば酸素アニオンラジアル等の所定 のイオン化ガス又はイオン化生成物を生成するための装置を提供することにある 。

上記課題は、請求項１の特徴部分に記載の特徴により解決される。有利な実施例 はその他の請求項に記載されている。

発生する所定のイオン化ガス又はガス状生成物は、公知でない生理学的作用を有 する。この作用の理由はとりわけ、発生酸素アニオンラジアルの比較的高い濃度 に帰せられる。本発明の場合、例えばオゾン等の副産物は僅かしか発生しないか 又はまったく発生しない。

次に図を用いていくつかの有利な実施例を詳細に説明する。すべての記載され及 び／又は図示された特徴は、それ自身だけで又はそれらの任意の組合せで、請求 項の中の文言とは独立に本発明の対象を形成する。

第１図は１つの内側電極を有するイオン化ガスの生成装置の側面断面図、第２図 は２つの内側電極を有するイオン化ガスの生成装置の側面断面図、第３図は第２ 図の装置の第２の実施例の側面断面図、第４図は第１図の装置の実施例の側面断 面図、第４ａ図は第４図の装置の上面図、第５図は第１図の装置の第２の実施例 の側面断面図、第６図は１つの組合せ中空電極と２つの内側電極とを有するイオ ン化ガスの生成装置の側面断面図、第７図は本発明の別の実施例の側面断面図、 第７ａ図はガス流の流れ方向で見た第７図の装置の平面図である。

第１図は、イオン化するガス流１が管状で円筒形の中空電極３の中に流入する方 式の所定のイオン化ガス又はイオン化生成物を生成するための本発明の装置を示 す。一体的に形成されている中空電極３に、電圧源２から供給される高圧が印加 される。この高圧は貫流ガス分子を内側電極４の領域到達前にエネルギー的に励 起する。前置励起によりコロナ電圧は２．５〜４に■に低下でき、これにより例 えばオゾン等の副産物の生成は、自然界における値を大幅には越えない値に到達 する。

実際のコロナ放電は内側電極４で行われる。外側電極３及び内側電極４は同一の 負電位か印加されているか、又は内側電極３は外側電極に比して低い電位を印加 されている。内側電極４の少なくとも１つの部分領域は、外側電極３のガス流出 開口９に密に位置する。

図１の実施例では内側電極４は一体的に形成され、ワイヤ状領域５と針状領域６ とから成る。針状領域６は、イオン化ガス分子の濃度損失を可及的最小に保持す るためにガス流出開口９に密に位置する。管状の外側電極３の内部領域に対して の内側電極４の大きさ及び形状は、内側電極４が貫流ガス分子の大部分をイオン 化できるように選択されている。これにより、所定のイオン化生成物の発生か可 能となる。濃度及び質的組成は、付加的にガス分子の貫流速度を介して制御可能 である。前記領域内での流速が遅いほど、例えば酸素アニオンラジカル等のイオ ン化生成物の濃度は高い。

外側電極３と内側電極４との間に負の電位差か存在する場合、内側電極は絶縁材 からなる支持部材７により保持される。感電からの保護のために外側電極３は、 絶縁材からなる接触防止部材８により包囲されている。

第２図及び第３図には、管状で円筒形の１つの中空電極３とそれぞれ２つの内側 電極１１．１２を備える所定のイオン化ガス又はイオン化生成物を生成するため の装置が示されている。一方の内側電極１０はそれぞれガス流入領域内に配置さ れ、他方の内側電極１１゜１２はガス流出領域内に配置されている。入口側内側 電極１０は、付加的にガス分子を予励起するために用いられる。これにより、所 定のイオン化生成物の生成は、ガスの幅広い流速領域内で実現される。その際、 副産物の形成は、自然界に発生する値を依然として越えない。第３図では外側電 極３の円錐形状に起因して入口側内側電極１０と外側電極１２とでは流速が異な る。第３図の中空電極の人口表面と出口表面との比は最大１ｏ：１の領域内にあ る。２：１及び３：１の比が有利であることが分かった。

前述の実施例では内側電極４は金属尖端又はワイヤ格子として形成されている。

ワイヤ格子の代りに、これに等価な実施形態を選択できることは自明である。

例えば、細密な網目の金属網又は多孔金属シートを内側電極として使用可能であ る。

第４図及び第４ａ図からワイヤ格子としての内側電極の別の実施例が分かる。こ の場合、ワイヤ格子は、それぞれ単一ワイヤを複数の平行な平面内に角度をずら して配置することにより形成される。使用ワイヤの数は可変である。第４図では ４本のワイヤ（１３ａ。

ｂ、ｃ、ｄ）が使用されている。第４ａ図は上面図としてワイヤ格子の形状を示 す。

この場合、ワイヤ格子を形成するワイヤの直径は、有利には０．０５〜０．３ｍ ｍの領域内にある。有利には、それぞれ１つの電極系を形成する個々のワイヤは ガス流１に垂直に配置されている。

第５図は、内側電極４の別の実施例を示す。

内側電極は台座１４と、例えば丸い又は先鋭な端部を有することができる円筒形 電極体とから成る。台座１４はガス流入側で外側電極３に接続され、ガス流を外 側電極３に流入させる開口１６を有する。電極体１５の表面には、例えば磁気的 に内側電極に固定されていることもある導電性金属片１７が設けられている。

多数の金属片１７により高圧を、イオン化生成物の濃度は不変のままさらに低め ることができる。

第６図は、外側電極３が一体的ではなく複数の電極領域に分割されているガスイ オン化装置を示す。この例では、３つの電極領域１７．　１８．　１９を有する 外側電極か使用されている。イオン化するガス１は、外側電極領域１８の中の入 口領域から流入する。この領域は電圧源Ｕ１に接続されている。このようにして 予励起されたガス分子は第１の格子状又は多孔の内側電極２１を貫流し、第２の 選択電極領域１９の中に流入する。電極領域１９には、Ｕ、とは異なる電圧Ｕ２ が印加される。外側電極３を去る前に混合気は第３の外側電極２ｏを貫流する。

この領域内に、出口側で支承されている第２の内側電極２２か配置されている。

領域２０は電圧Ｕ、が供給される。すべての外側電極領域１８゜１９．２０は絶 縁体２３により互いに分離されている。

絶縁材としては例えばテフロンが使用される。この変形ではガスの予励起が、例 えばＵ、〉Ｕ２〉Ｕ、又はＵ。

〉Ｕ３のより高い負電位により、さらに改善される。

電極材料としてすべての実施例で有利には金属、特に白金、金又は銅が使用され る。発生オゾンは非常に僅かであるがこれをさらに減少するために、第１コバル ト塩がコーティングされた電極又はコバルト合金製電極、すなわち針、格子、小 片及び内面を使用できる。

第１コバルト塩はオゾンを酸素に分解する。

前述の形式の装置は、有利には吸気のために用いられる。このためにガスとして 有利には酸素を使用する。

十分な量の酸素アニオンラジカルを生成するためには、中空電極の横断面表面積 が１　ｍｍ２の場合には例えば５ｍｌ／ｍｉｎより小さく有利にはｌ　〜３　ｍ 　Ｉ　／　ｍ　ｉ　ｎの酸素又は空気体積流量で十分である。

ガスをイオン化するための本発明の装置は、殺菌のためにも使用可能である。

第７図及び第７ａ図に基づいてこのような装置を説明する。

ガス流は、管状で円筒形の外側電極３の中の入口領域２４の中に流入する。入口 領域２４に対向して位置する側で外側電極３は壁２５により終端されている。

外側電極３は、５〜１２ｋＶの高圧を供給する電圧源３に接続されている。繊維 状の内側電極２６の一端は支持部材７により支持され、他端は壁２５に固定され ている。内側電極２６の材料として有利には炭素が選択される。これにより、使 用高圧の場合にもオゾンが僅かしか発生せず、金属放出量も僅かである。内側電 極２６の領域内で中空電極３の長手領域内に複数の穴２７が設けられている。流 入したガスは内側電極２６においてイオン化される。最終のイオン化生成物は穴 ２７を介して流出する。その際、電極の直径と各穴の直径との比は有利には１： １．５及び１：４である。

穴列の代りに流出スリット又はこれに等価の流出開口を設けることもできる。

本装置は、例えば食料品の殺菌及び場合に応じて包装容器の殺菌にも使用される 。

別の有利な用途は、医療機器及び歯科医療器具及び医療現場及び例えば医学で使 用される中空体のの殺菌及び無菌保持である。

従って例えば手術台も現場で殺菌できる。

本装置は、化粧品の生産における気体環境の殺菌にも使用可能である。

基本的に本装置は、微生物により利用価値が低下する有機物質の殺菌に使用可能 である。

応用技術的な潜在的危険性に起因して、殺菌のための使用には純粋酸素は窒素よ り不適切である。この場合、　（例えば冷蔵庫内の殺菌の場合に）例えば空気の 使用が経済的な解決方法である。

さらに、外側電極３のガス流出開口９又は流出穴２７の領域内に噴射装置（図示 せず）を設けることが可能である。このような装置は有利には殺菌機に用いられ る。イオン化生成物を含有するガス流に噴射装置を用いて混合された例えば過酸 化水素溶液を付加的に使用し、有利には３％より小さい濃度とすることにより殺 菌効果をさらに高めることができる。

参照番号リスト １　ガス流 ２　電圧源 ３　外側電極 ４　内側電極 ５　内側電極のワイヤ状領域 ６　内側電極の針状領域 ７　支持部材 ８　絶縁材製接触防止部材 ９　ガス流出開口 １０　人口電極 １１　出口電極（格子状） １２　出口電極（針状） １３ａ、ｂ、ｃ、ｄ　ワイヤ状内側電極１４　台座 １５　電極体 １６　開口 １７　金属小片 １８　外側電極領域 １９　外側電極領域 ２０　外側電極領域 ２１．２２　内側電極 ２３　絶縁体 ２４　電極入口領域 ２５壁 ２６　内側電極 ２７穴 １゜ Ｆｉｇ、６ 逓 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成５年１０月１２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．次のことを特徴とする所定のイオン化ガス又はイオン化生成物を生成するた めの装置。 ａ）ガス供給管に接続可能な管状中空電極が外側電極（３）として形成されてい る。 ｂ）少なくとも１つの内側電極（６，１０，１３ａ〜ｄ，２１）が設けられ、前 記内側電極（６，１０，１３ａ〜ｄ，２１）はそれの配置領域内で前記外側電極 （３）の中空室全体に作用する。 ｃ）前記内側電極（６，１０，１３ａ〜ｄ，２１）及び前記外側電極（３）にお ける電位差が２０００〜３０００Ｖであり、前記内側電極（６，１０，１３ａ〜 ｄ，２１）と前記外側電極（３）との間の電位差は最大１０００Ｖまで可能であ メートルｄ）ガスの流速が１００ｍｌ／ｍｉｎ／ｍｍ２より小さい。 ２．次のことを特徴とするイオン化ガス又は混合気を生成するための装置。 ａ）ガス供給管に接続可能な管状の外側電極が外側電極（３）として形成されて いる。 ｂ）２つの内側電極（１０，１１，１２）がガスの流れ方向で前後して配置され 、前記内側電極（１０，１１，１２）は、前記内側電極（１０，１１，１２）は それらの配置領域内で前記外側電極（３）の中空室全体に作用する。 ｃ）前記内側電極（１０，１１，１２）及び前記外側電極（３）における電位差 が２０００〜３０００Ｖであり、前記内側電極（１０，１１，１２）と前記外側 電極（３）との電位差は最大１０００Ｖまで可能である。 ｄ）前記内側電極（１０，１１，１２）の領域内のガスの流速が最大１００ｍｌ ／ｍｉｎ／ｍｍ２である。 ３．次のことを特徴とするイオン化ガス又は混合気を生成するための装置。 ａ）ガス供給管に接続可能な管状の中空電極が外側電極（３）として形成され、 前記外側電極（３）の側面に開口（２７）を有し、前記外側電極（３）の１つの 端面が終端されている。 ｂ）ガスが開口（２７）からの流出前に内側電極を通過して流れるように、繊維 状の内側電極（２６）が前記開口（２７）の領域内に前記外側電極（３）の長手 方向で配置されている。 ４．管状の外側電極（３）が一体的に形成されていることを特徴とする請求項１ から請求項３のうちのいずれか１つの請求項に記載の装置。 ５．管状の外側電極（３）が、複数の部分領域（１８，１９，２０）から組立ら れていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１つの請求項 に記載の装置。 ６．部分領域（１８，１９，２０）のそれぞれにそれぞれの電圧（Ｕ１，Ｕ２， Ｕ３）が印加されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。 ７．内側電極が金属尖端（６，１２）として形成されていることを特徴とする請 求項１から請求項６のうちのいずれか１つの請求項に記載の装置。 ８．内側電極がワイヤ格子（１０，１１，１３ａ〜ｄ，２１，２２）として形成 されていることを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１つの請求 項に記載の装置。 ９．内側電極（１５）の表面に導電性金属小片（１７）が固定されていることを 特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１つの請求項に記載の装置。 １０．管状の外側電極（３）及び内側電極（４，１０，１１，１２，１３ａ〜ｄ ，１５，２１，２２）が、第１コバルト塩がコーティングされている材料又はコ バルト合金材料から成ることを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれ か１つの請求項に記載の装置。 １１．外側電極（３）の出口領域内に位置するイオン化生成物の作用領域内に、 イオン化ガスに液体を混合することを可能にする噴射装置が設けられていること を特徴とする請求項１から請求項１０のうちのいずれか１つの請求項に記載の装 置。