JPH07105B2 - 酸素発生方法、酸素発生装置および酸素発生容器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、炭酸ナトリウム・過酸化水素付加物（Na₂CO₃
・3/2H₂O₂、過炭酸ソーダとも言う）を水中へ溶出さ
せ、分解酵素または分解触媒と接触させて酸素を安定し
て発生させることができ、大容量化に適した酸素発生方
法、酸素発生装置および酸素発生容器に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、酸素発生方法としては、酸素ボンベそのものを組
み込んだものや、液体酸素を使う方法と過酸化水素や炭
酸ナトリウム・過酸化水素付加物を二酸化マンガンなど
の無機触媒と混合させて分解反応により酸素を発生させ
る方法などが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、酸素ボンベを組み込んだものは、使い捨
て方式であるためコストが高くつき、また過酸化水素や
炭酸ナトリウム・過酸化水素付加物を無機触媒と混合し
て分解する構造のものは、一度反応が始まると、過酸化
水素のある間は反応が続き中断できないなどの不都合な
点がある。

また酸素を発生させる場合、安定して発生させ、かつ任
意の発生速度に調整できることが要望される。

本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、粉粒状の炭
酸ナトリウム・過酸化水素付加物を酸素発生容器内に投
入したとき、粒粉体が底部の１箇所に集まりながら沈殿
する場所に、分解酸素または分解触媒の水溶液または懸
濁液を微量連続供給することにより、酸素発生速度を安
定化させることができる酸素発生方法、酸素発生装置お
よび酸素発生容器を提供することを目的とするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

上記の目的を達成するために、本発明の酸素発生方法
は、図面に示すように、下部が略逆円錐型または略逆方
錐型の酸素発生容器１内に水７を供給した後、粉粒状の
炭酸ナトリウム・過酸化水素付加物８を投入し、酸素発
生容器１の底部から分解酵素または分解触媒の水溶液ま
たは懸濁液を連続的に供給するようにしたものである。

本発明の酸素発生方法において、酸素発生容器内に水を
供給した後、粉粒状の炭酸ナトリウム・過酸化水素付加
物を投入する代りに、水と粉粒状に炭酸ナトリウム・過
酸化水素付加物とを酸素発生容器内に同時に投入するよ
うにしてもよい。

また本発明の酸素発生装置は、下部２が略逆円錐型また
は略逆方錐型で、この下部の底部に分解酸素または分解
触媒の水溶液または懸濁液を供給するための液供給口３
を設け、上部に水および炭酸ナトリウム・過酸化水素付
加物を投入するための投入口４と、酸素取出口５を設け
た酸素発生容器１と、液供給口３に接続された分解酵素
または分解触媒の水溶液または懸濁液を供給するための
液供給装置11と、酸素取出口５に接続された洗気筒15
と、洗気筒にホース16を介して接続された酸素吸入具17
とを包含するように構成したものである。

さらに本発明の酸素発生容器は、下部２が略逆円錐型ま
たは略逆方錐型で、この下部の底部に分解酸素または分
解触媒の水溶液または懸濁液を供給するための液供給口
３を設け、上部に水および炭酸ナトリウム・過酸化水素
付加物を投入するための投入口４と、酸素取出口５を設
けて形成される。

過酸化水素を分解するための酵素としては、食品工業分
野で酵素剤として販売されているカタラーゼを用いる。
カタラーゼは結晶化が容易で、肝臓、赤血球、細菌など
から結晶状に得られ、分子量約225,000の物質である。
カタラーゼの使用方法としては、水溶液または懸濁液が
用いられる。

また分解触媒としては、（１）二酸化マンガン、（２）
鉄、銅、銀、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、
鉛、バナジウム、タングステンなどの単独または化合物
が用いられる。分解触媒の使用方法としては、水溶液ま
たは懸濁液が用いられる。

本発明において用いられる炭酸ナトリウム・過酸化水素
付加物（Na₂CO₃・3/2H₂O₂）としては、有効酸素12.0％
以上、見掛比重0.6〜0.9g/ml、溶解速度0.01g/l・sec
（20℃）以上、粒度分布100メッシュ以下10％以下のも
のが用いられる。

つぎに本発明の作用について説明する。酸素発生容器１
内に水および粉粒状の炭酸ナトリウム・過酸化水素付加
物を投入すると、炭酸ナトリウム・過酸化水素付加物は
逆円錐型または逆方錐型の酸素発生容器１の底部の１箇
所に集まりながら沈殿するとともに、水中に徐々に溶解
する。この沈殿部に分解酵素または分解触媒の水溶液ま
たは懸濁液を連続的に微量供給して、安定して酸素を発
生させる。

この時の反応式はつぎの通りである。

Na₂CO₃・3/2H₂O₂→Na₂CO₃＋3/2H₂O＋3/4O₂↑（１） 以下、本発明の構成を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図は本発明の方法を実施する装置の一例を
示している。１は酸素発生容器で、下部２が逆円錐型ま
たは逆方錐型に形成されており、この下部２の底部に、
分解酵素または分解触媒の水溶液または懸濁液を供給す
るための液供給口３が設けられ、上部に水および炭酸ナ
トリウム・過酸化水素付加物を投入するための投入口４
と酸素取出口５とが設けられている。６は蓋、７は水、
８は粉粒状の炭酸ナトリウム・過酸化水素付加物であ
る。

液供給口３には液供給管10を介して、分解酵素または分
解触媒の水溶液または懸濁液を供給するための液供給装
置11が接続されている。12は分解酵素または分解触媒の
水溶液または懸濁液（以下、単に分解酵素液という）の
液貯槽である。13は分解酵素液である。

酸素取出口５には酸素取出管14を介して洗気筒15が接続
され、この洗気筒にホース16を介して酸素吸入具17が接
続される。18は洗気用水である。

液供給装置11としては、３〜30ml/10分間程度の低速速
度がとれ、かつ適宜流量調整が可能なものであれば、如
何なる方式のものでも採用可能である。たとえば、微量
定量ポンプ、第２図に示すようなばね作動式注射器方式
のもの、第３図に示すようなばね作動式ローラ方式のも
のなどを挙げることができる。

第２図に示すばね作動式注射器方式のものは、箱体20内
にピストン21を介してばね22および分解酵素液チューブ
23を収納し、ストップピン24を外すことにより、分解酵
素液をマイクロチューブ25から連続的に供給するように
したものである。

第３図に示すばね作動式ローラ方式のものは、箱体26内
に分解酵素液チューブ27と、このチューブ27の上側のロ
ーラ28およびばね30とを収納し、ストップピン31を外す
ことにより、分解酸素液をマイクロチューブ32から連続
的に供給するようにしたものである。

上記のように構成された装置において、酸素発生容器１
内に水および粉粒状の炭酸ナトリウム・過酸化水素付加
物を投入し、容器１の底部の液供給口３から分解酵素液
を液供給装置11により連続的に微量供給して、酸素を連
続的にかつ安定して発生させる。反応後半部は炭酸ナト
リウム・過酸化水素付加物の水中への溶解速度が不足し
がちとなるため、分解酵素液の供給速度を増すように供
給するのが望ましい。

発生した酸素は、酸素取出口５から洗気筒15へ導入さ
れ、洗気用水18により洗浄された後、酸素吸入具17によ
り吸入される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１ 第４図に示す酸素発生容器１（内容積2l、寸法はmmを示
す）に温度18℃の水1.60lを投入し後、粉粒状の炭酸ナ
トリウム・過酸化水素付加物240gを投入し、容器底部の
液供給口３からカタラーゼ水溶液（５万単位）4.0ccを1
0分間かけて連続的に供給した。液供給装置として、微
量定量ポンプ（チューブポンプ）を用いた。結果は第６
図に示す如くであった。第６図において、●は酵素量の
経時変化を示し、○は酸素流量の経時変化を示してい
る。なお第４図における斜線部33はプラスチック成型品
のスペーサーである。

実施例２ 実施例１において、カタラーゼ水溶液4.0ccの代りに7.0
ccを10分間かけて連続的に供給した。他の操作は実施例
１と同様であった。結果は第６図に示す如くで、■は酸
素量の経時変化を示し、□は酸素流量の経時変化を示し
ている。

実施例３ 第５図に示す酸素発生容器１（内容積5l、寸法はmmを示
す）に温度15℃の水2.0lを投入した後、粉粒状の炭酸ナ
トリウム・過酸化水素付加物260gを投入し、容器底部の
液供給口３からカタラーゼ水溶液（５万単位）4.5ccを1
0分間かけて連続的に供給した。液供給装置として、微
量定量ポンプ（チューブポンプ）を用いた。結果は第７
図に示す如くであった。第７図において、●は酵素量の
経時変化を示し、○は酸素流量の経時変化を示してい
る。

実施例４ 炭酸ナトリウム・過酸化水素付加物280gを投入し、カタ
ラーゼ水溶液4.8ccを10分間かけて連続的に供給した。
他の操作は実施例３と同様であった。結果は第７図に示
す如くで、■は酵素量の経時変化を示し、□は酸素流量
の経時変化を示している。

実施例５ 炭酸ナトリウム・過酸化水素付加物300gを投入し、カタ
ラーゼ水溶液5.2ccを10分間かけて連続的に供給した。
他の操作は実施例３と同様であった。結果は第７図に示
す如くで、▲は酵素量の経時変化を示し、△は酸素流量
の経時変化を示している。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されているので、つぎのよう
な効果を有している。

（１）酸素発生を任意の発生速度に調整することができ
る。

（２）一定の発生速度で、一定時間安定して酸素を発生
させることができる。

（３）大容量化が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の酸素発生方法を実施する装置の一例を
示す説明図、第２図および第３図は分解酵素または分解
触媒の水溶液または懸濁液の供給装置の一例を示す断面
説明図、第４図は実施例１、２で用いた酸素発生容器の
説明図（寸法の単位はmmである）、第５図は実施例３〜
５で用いた酸素発生容器の説明図（寸法の単位はmmであ
る）、第６図は実施例１、２における酸素発生流量変化
および酵素量変化を示すグラフ、第７図は実施例３〜５
における酸素発生流量変化および酵素量変化を示すグラ
フである。 １……酸素発生容器、２……下部、３……液供給口、４
……投入口、５……酸素取出口、６……蓋、７……水、
８……炭酸ナトリウム・過酸化水素付加物、10……液供
給管、11……液供給装置、12……液貯槽、13……分解酵
素液、14……酸素取出管、15……洗気筒、16……ホー
ス、17……酸素吸入具、18……洗気用水、20、26……箱
体、21……ピストン、22、30……ばね、23、27……分解
酵素液チューブ、24、31……ストップピン、25、32……
マイクロチューブ、28……ローラ、33……斜線部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下部が略逆円錐型または略逆方錐型の酸素
   発生容器内に水を供給した後、粒粉状の炭酸ナトリウム
   ・過酸化水素付加物を投入し、酸素発生容器の底部から
   分解酵素または分解触媒の水溶液または懸濁液を連続的
   に供給することを特徴とする酸素発生方法。
2. 【請求項２】酸素発生容器内に水を供給した後、粉粒状
   の炭酸ナトリウム・過酸化水素付加物を投入する代り
   に、水と粉粒状の炭酸ナトリウム・過酸化水素付加物と
   を酸素発生容器内に同時に投入する請求項１記載の酸素
   発生方法。
3. 【請求項３】下部が略逆円錐型または略逆方錐型で、こ
   の下部の底部に分解酵素または分解触媒の水溶液または
   懸濁液を供給するための液供給口を設け、上部に水およ
   び炭酸ナトリウム・過酸化水素付加物を投入するための
   投入口と、酸素取出口を設けた酸素発生容器と、液供給
   口に接続された分解酵素または分解触媒の水溶液または
   懸濁液を供給するための液供給装置と、酸素取出口に接
   続された洗気筒と、洗気筒にホースを介して接続された
   酸素吸入具とを包含することを特徴とする酸素発生装
   置。
4. 【請求項４】下部が略逆円錐型または略逆方錐型で、こ
   の下部の底部に分解酵素または分解触媒の水溶液または
   懸濁液を供給するための液供給口を設け、上部に水およ
   び炭酸ナトリウム・過酸化水素付加物を投入するための
   投入口と、酸素取出口を設けたことを特徴とする酸素発
   生容器。