【手続補正書】
【提出日】平成25年1月7日(2013.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】ガス製造分離方法およびその装置ならびに水殺菌ユニット
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の第１の形態によると、製品ガスを製造して分離する方法が提供され、これは、
原形質溶解性の反応ガスを供給するステップと、
前記反応ガスを前記電極の間隙に導くステップと、
前記電極間に電圧を印加して中間イオンを具えたプラズマへと前記反応ガスを解離させるステップと、
前記中間イオンの再結合から生ずる製品ガスを液体中にある出口へと導くステップと、
前記出口からの少なくとも製品ガスの流れを振動させ、これによって前記製品ガスの微小気泡を前記液体に形成させるステップと
を具え、前記中間イオンの前記製品ガスへの平衡転化率が９５％、好ましくは９９％に達するまでの反応時間Ｔは、前記イオンの大部分を一方の電極から他方まで移動させるための両極性拡散時間Ｄtよりも短く、これは
Ｄt＝ｄ2/Ｄa
の関係により推定され、ここでｄは前記電極間または前記電極の領域にある導管間の隙間間隔の何れかより小さい方であり、Ｄaは前記プラズマの両極性拡散率であり、
前記製品ガスは前記液体に可溶性であって、大部分の前記製品ガスは、前記気泡が前記液体の表面に達する前に前記液体に溶解する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
好ましくは、反応ガスが酸素または蒸気であって、製品ガスがオゾンまたは水素である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
好ましくは、液体が水である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
好ましくは、酸素が空気を含む。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
好ましくは、オゾンがオゾンおよびまだ変化していない酸素の混合気および酸素の供給源に含まれる他の任意の包含物を含む。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の第２の形態によると、製品ガスを製造して分離するための装置が提供され、これは、
原形質溶解性の反応ガスの供給源と、
それらの間に１mmよりも狭い隙間を持つ電極と、
前記反応ガスを前記供給源から前記電極の間の前記隙間を介して導くための第１の導管と、
前記電極間に電圧を印加して前記反応ガスを中間イオンへと解離させるための電源と、
中間イオンの再結合から生ずる製品ガスを出口に供給するための第２の導管と、
前記第１および第２の導管の一方にあって、前記出口からの少なくとも製品ガスの流れを振動させる流体発振器と、
前記出口が開き、これによって前記製品ガスの微小気泡が前記液体に形成される液体の供給源と
を具えている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
好ましくは、前記流体発振器が前記電極間の流路の後方の前記ガス流に配される分流器であり、この分流器は、前記ガスが一定流量で供給されると共にジェットから前記供給を受ける２つの分岐通路を有し、これにより前記ジェットは前記流路またはそれぞれの流路へと開口する制御ポートの何れかを通って出ることができ、１つの流れが前記ポートを出た場合、前記ジェットは他方の流路へとそらされる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
あるいは、前記流体発振器が分流器であり、この分流器は、前記ガスが一定流量で供給されると共にジェットから前記供給を受ける２つの分岐通路を有し、これにより前記ジェットは前記流路またはそれぞれの流路へと開口する制御ポートの何れかを通って出ることができ、１つの流れが前記ポートを出た場合、前記ジェットが他方の流路へとそらされ、それぞれの分岐通路は、これらと関連した前記一対の電極を有し、それぞれの通路中の脈動流をプラズマへとそれぞれ変化させる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
この場合、１つ以上の前記分岐通路は、前記分岐通路が開口する中央開口を有した第１の円形の導体電極と、溝付きのリムと、前記第１の導体から空間をあけて前記開口を取り囲み、前記リムにより結合されてこれらと共にチャンバーを画成する第２の円形の導体電極とで末端をなしており、前記リムの前記溝は、前記チャンバーを通過するガスが前記チャンバーを出る通路を画成し、プラズマが前記通路に形成される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
好ましくは、前記リムは、前記第１の導体を配した第１の円形の絶縁カバーの端縁に画成され、第２の円形の絶縁カバーが前記第２の導体を配して設けられ、前記第２の円形の絶縁カバーの端縁は前記リムに対して当接し、前記溝の周囲を塞いで前記通路を画成する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
好ましくは、それぞれの制御ポートは、前記制御ポートが開口する前記流路からフィードバックループを与えられ、これによってそれぞれの流路に対する流れを振動させる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
好ましくは、駆動回路がプラズマを生成する電極間に電界を作り出し、この駆動回路は、
１と５０ボルトとの間の選択可能な直流の電圧ｖを与えるための第１段と、
周波数ｆにて報時信号を与えるための第２段と、
前記選択可能な電圧ｖを前記周波数ｆにて切り替わるスイッチを介して供給し、前記電極間に前記電圧ｖおよび周波数ｆの交流電圧をもたらす変圧器を具えた第３段と
を具え、前記電圧ｖは、発振周波数ｆが１０/Ｔと１/１０Ｔとの間にある交流電圧であ
る。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
あるいは、駆動回路がプラズマを生成する電極間に電界を作り出し、この駆動回路は、
１と５０ボルトとの間の選択可能な直流の電圧ｖを与えるための第１段と、
周波数ｆにて報時信号を与えるための第２段と、
前記選択可能な電圧ｖを前記周波数ｆにて切り替わるスイッチを介して供給し、前記電極間に前記電圧ｖおよび周波数ｆの交流電圧をもたらす変圧器を具えた第３段と、
前記第１段と、前記第２段と、前記第３段と、前記電極との間にインピーダンス整合ネットワークを具えた第４段と
を具えることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
前記インピーダンス整合回路が前記電極間の容量性/誘導性/抵抗性ブリッジであり、前記第１段はＡＣ主駆動であって、電圧降下変圧器と、出力が前記選択可能な電圧ｖである電圧調整器を与える整流ブリッジとを具える。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
例えば、その内容を参照することによってここに組み入れられるＷＯ-Ａ-２００８/０５３１７４に開示された構成は、ここに記述されたオゾンおよび装置と関連して用いられることができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明の第３の形態によると、本発明の第２の形態による装置を用いた水殺菌ユニットが提供される。この水殺菌ユニットは、前記反応ガスが酸素を含むと共に前記製品ガスがオゾンを含み、前記出口は、滅菌される前記水を通る気泡が微小気泡を形成するように配置される。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
好ましくは、この水殺菌ユニットは、前記チャンバー内のガス圧が前記チャンバーへの水の浸入を常に充分に阻止するようになっており、オゾンの微小気泡が前記通路からの脈動流から発せられるように、水中のある深さに配された複数の前記円形の導体電極を具える。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品ガスを製造して分離する方法であって、
原形質溶解性の反応ガスを供給するステップと、
前記反応ガスを電極の間隙に導くステップと、
前記電極間に電圧を印加して中間イオンを具えたプラズマへと前記反応ガスを解離させるステップと、
前記中間イオンの再結合から生ずる製品ガスを液体中にある出口へと導くステップと、
前記出口からの少なくとも製品ガスの流れを振動させ、これによって前記製品ガスの微小気泡を前記液体に形成させるステップと
を具え、前記中間イオンの前記製品ガスへの平衡転化率が９５％、好ましくは９９％に達するまでの反応時間Ｔは、前記イオンの大部分を一方の電極から他方まで移動させるための両極性拡散時間Ｄtよりも短く、これは
Ｄt＝ｄ2/Ｄa
の関係により推定され、ここでｄは前記電極間または前記電極の領域にある導管間の隙間間隔の何れかより小さい方であり、Ｄaは前記プラズマの両極性拡散率であり、
前記製品ガスは前記液体に可溶性であって、大部分の前記製品ガスは、前記気泡が前記液体の表面に達する前に前記液体に溶解するようになっていることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記反応ガスが酸素または蒸気であって、前記製品ガスがオゾンまたは水素であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記液体が水であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記酸素が空気を含むことを特徴とする請求項２か、または請求項２に従属する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記オゾンがオゾンおよびまだ変化していない酸素の混合気および酸素の供給源に含まれる他の任意の包含物を含むことを特徴とする請求項２か、または請求項２に従属する請求項３または請求項４に記載の方法。
【請求項６】
製品ガスを製造して分離するための装置であって、
原形質溶解性の反応ガスの供給源と、
それらの間に１mmよりも狭い隙間を持つ電極と、
前記反応ガスを前記供給源から前記電極の間の前記隙間を介して導くための第１の導管と、
前記電極間に電圧を印加して前記反応ガスを中間イオンへと解離させるための電源と、
中間イオンの再結合から生ずる製品ガスを出口に供給するための第２の導管と、
前記第１および第２の導管の一方にあって、前記出口からの少なくとも製品ガスの流れを振動させる流体発振器と、
前記出口が開き、これによって前記製品ガスの微小気泡が前記液体に形成される液体の供給源と
を具えたことを特徴とする装置。
【請求項７】
前記流体発振器が前記電極間の流路の後方の前記ガス流に配される分流器であり、この分流器は、前記ガスが一定流量で供給されると共にジェットから前記供給を受ける２つの分岐通路を有し、これにより前記ジェットは前記流路またはそれぞれの流路へと開口する制御ポートの何れかを通って出ることができ、１つの流れが前記ポートを出た場合、前記ジェットは他方の流路へとそらされることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記流体発振器が分流器であり、この分流器は、前記ガスが一定流量で供給されると共にジェットから前記供給を受ける２つの分岐通路を有し、これにより前記ジェットは前記流路またはそれぞれの流路へと開口する制御ポートの何れかを通って出ることができ、１つの流れが前記ポートを出た場合、前記ジェットが他方の流路へとそらされ、それぞれの分岐通路は、これらと関連した前記一対の電極を有し、それぞれの通路中の脈動流をプラズマへとそれぞれ変化させることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
１つ以上の前記分岐通路は、前記分岐通路が開口する中央開口を有した第１の円形の導体電極と、溝付きのリムと、前記第１の導体から空間をあけて前記開口を取り囲み、前記リムにより結合されてこれらと共にチャンバーを画成する第２の円形の導体電極とで末端をなしており、前記リムの前記溝は、前記チャンバーを通過するガスが前記チャンバーを出る通路を画成し、プラズマが前記通路に形成されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記リムは、前記第１の導体を配した第１の円形の絶縁カバーの端縁に画成され、第２の円形の絶縁カバーが前記第２の導体を配して設けられ、前記第２の円形の絶縁カバーの端縁は前記リムに対して当接し、前記溝の周囲を塞いで前記通路を画成することを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
それぞれの制御ポートは、前記制御ポートが開口する前記流路からフィードバックループを与えられ、これによってそれぞれの流路に対する流れを振動させることを特徴とする請求項７から請求項１０の何れかに記載の装置。
【請求項１２】
駆動回路がプラズマを生成する電極間に電界を作り出し、この駆動回路は、
１と５０ボルトとの間の選択可能な直流の電圧ｖを与えるための第１段と、
周波数ｆにて報時信号を与えるための第２段と、
前記選択可能な電圧ｖを前記周波数ｆにて切り替わるスイッチを介して供給し、前記電極間に前記電圧ｖおよび周波数ｆの交流電圧をもたらす変圧器を具えた第３段と
を具え、前記電圧ｖは、発振周波数ｆが１０/Ｔと１/１０Ｔとの間にある交流電圧であ
ることを特徴とする請求項６から請求項１１の何れかに記載の装置。
【請求項１３】
駆動回路がプラズマを生成する電極間に電界を作り出し、この駆動回路は、
１と５０ボルトとの間の選択可能な直流の電圧ｖを与えるための第１段と、
周波数ｆにて報時信号を与えるための第２段と、
前記選択可能な電圧ｖを前記周波数ｆにて切り替わるスイッチを介して供給し、前記電極間に前記電圧ｖおよび周波数ｆの交流電圧をもたらす変圧器を具えた第３段と、
前記第１段と、前記第２段と、前記第３段と、前記電極との間にインピーダンス整合ネットワークを具えた第４段と
を具えていることを特徴とする請求項６から請求項１２の何れかに記載の装置。
【請求項１４】
前記インピーダンス整合回路が前記電極間の容量性/誘導性/抵抗性ブリッジであり、前記第１段はＡＣ主駆動であって、電圧降下変圧器と、出力が前記選択可能な電圧ｖである電圧調整器を与える整流ブリッジとを具えたことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
請求項６から請求項１４の何れかに記載の装置を用いた水殺菌ユニットであって、前記反応ガスが酸素を含むと共に前記製品ガスがオゾンを含み、前記出口は、滅菌される前記水を通る気泡が微小気泡を形成するように配置されることを特徴とする水殺菌ユニット。
【請求項１６】
この水殺菌ユニットは、前記チャンバー内のガス圧が前記チャンバーへの水の浸入を常に充分に阻止するようになっており、オゾンの微小気泡が前記通路からの脈動流から発せられるように、水中のある深さに配された複数の前記円形の導体電極を具えたことを特徴とする請求項９に従属する請求項１５に記載の水殺菌ユニット。