(57)【要約】【課題】過酸化水素の酸化力以上に強い酸化力を有する酸化水を連続して供給する酸化水生成装置を実現する。【解決手段】圧電素子４にて発生する超音波により過酸化水素を生成し、ハニカム５により過酸化水素の一部を酸素に変換し、その酸素から紫外線ランプ６にてオゾンを生成し、出口部３から過酸化水素とオゾンを含有する酸化水を排出する。【選択図】図１
2005125180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水の入口部と出口部を備え、該入口部から該出口部へ向けて順に、過酸化水素発生装置と、過酸化水素から水と酸素を生成する装置と、酸素にエネルギーを付与して酸素からオゾンを生成する装置とを備える酸化水生成装置。
【請求項２】
酸素にエネルギーを付与して酸素からオゾンを生成する装置を、過酸化水素から水と酸素を生成する装置よりも上部に設けてなる請求項１記載の酸化水生成装置。
【請求項３】
過酸化水素発生装置は、被処理水に超音波を印加する構成とする請求項１記載の酸化水生成装置。
【請求項４】
過酸化水素から水と酸素を生成する装置を、酸化マンガンを担持したメッシュ乃至はハニカム状の水透過が可能な材料とする請求項１記載の酸化水生成装置。
【請求項５】
酸素にエネルギーを付与して酸素からオゾンを生成する装置を、酸素を含有した被処理水に波長が１８５ｎｍ以下の紫外線を照射する構成とする請求項１記載の酸化水生成装置。
【請求項６】
酸素にエネルギーを付与して酸素からオゾンを生成する装置を、被処理水の流水経路内に設けた酸素貯留タンク中に設置した対向する２個の電極間に高電圧を印加して、該電極間に放電を発生する装置とする請求項１記載の酸化水生成装置。
【請求項７】
放電を発生する装置の対向する電極の負電極の先端を尖鋭状とする請求項６記載の酸化水生成装置。
【請求項８】
被処理水の入口部と出口部を備え、該入口部から該出口部へ向けて順に、過酸化水素発生装置と、過酸化水素から水と酸素を生成する装置と、酸素にエネルギーを付与して酸素からオゾンを生成する装置と、被処理水のｐＨをアルカリ性にする装置とを備える酸化水生成装置。
【請求項９】
被処理水のｐＨをアルカリ性にする装置は、被処理水中で陽極と陰極とを隔膜を挟んで対向する構成を採る電気分解装置であり、該陽極と該隔膜間から生成される酸性水は捨て水とし、該陰極と該隔膜間から生成されるアルカリ性水のみを被処理水の出口部から流出する構成とする請求項８記載の酸化水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主に超音波、紫外線、放電などの物理的エネルギーを利用して酸化作用のある活性種を含む水（酸化水）を生成する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の酸化水生成装置は、超音波を効率的に被処理水に照射して（例えば、特許文献１参照）、酸化物質としては過酸化水素の生成のみを行っている（例えば、非特許文献１参照）。図４は、従来の酸化水生成装置である、超音波を利用した過酸化水素生成装置の構成図である。図４に示す様に、２０は被処理水を貯蔵する円筒状容器、２１、２２は圧電セラミックスよりなる超音波発振子、２３、２４は被処理水の反応を目視観察するための石英ガラスである。
【特許文献１】特開２０００−８４４０４号公報
【非特許文献１】香田、野村著“ソノケミストリー”電子情報通信学会誌  １９９９年  第８２巻  第６号  ｐ．５８７〜５９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、酸化物質として過酸化水素のみを生成するために、酸化水が持つ酸化力が弱いと言う課題を有していた。また、過酸化水素水のｐＨがほぼ中性であるために、アルカリ性で活性になる過酸化水素水は充分にその酸化力を発現できないと言う課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、酸化物質として過酸化水素のみならずオゾンをも含有し、なおかつ過酸化水素の活性が高まるように酸化水のｐＨをアルカリ性とした酸化水を生成する装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の酸化水生成装置は、被処理水の入口部と出口部を備え、該入口部から該出口部へ向けて順に、過酸化水素発生装置と、過酸化水素から水と酸素を生成する装置と、酸素にエネルギーを付与して酸素からオゾンを生成する装置とを備えるものである。
【０００６】
これによって、酸化物質として過酸化水素のみならずオゾンをも含んだ酸化水を生成することができる。また本発明の酸化水生成装置は、被処理水のｐＨを過酸化水素の活性が高まるアルカリ性にする装置を備えることにより、過酸化水素の酸化力を更に高めることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、酸化物質として過酸化水素のみならずオゾンをも含んだ酸化水を生成することができる。また本発明の酸化水生成装置は、被処理水のｐＨを過酸化水素の活性が高まるアルカリ性にする装置を備えることにより、過酸化水素の酸化力を更に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、被処理水の入口部と出口部を備え、該入口部から該出口部へ向けて順に、過酸化水素発生装置と、過酸化水素から水と酸素を生成する装置と、酸素にエネルギーを付与して酸素からオゾンを生成する装置とを備える酸化水生成装置とすることにより、酸化物質として過酸化水素のみならずオゾンをも含んだ酸化水を生成することができる。また、オゾン生成のために必要な酸素ガスは過酸化水素から生成するために、例えば外部から酸素ガス、空気などを供給すると言うような煩雑な装置は不要となる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明の酸素にエネルギーを付与して酸素からオゾンを生成する装置を、過酸化水素から水と酸素を生成する装置よりも上部に設けてなるために、過酸化水素から生成された酸素が効率的にオゾンを生成する装置に流入することになる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１の発明の過酸化水素発生装置を被処理水に超音波を印加する構成とするために、薬剤などの投入などメンテをすることなく電力の供給のみで連続的に運転させることができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１の発明の過酸化水素から水と酸素を生成する装置を、酸化マンガンを担持したメッシュ乃至はハニカム状の水透過が可能な材料とすることにより、酸化マンガンの触媒反応によって過酸化水素から酸素を生成するので、薬剤などの投入などメンテをすることなく連続的に運転させることができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１の発明の酸素にエネルギーを付与して酸素からオゾンを生成する装置を、酸素を含有した被処理水に波長が１８５ｎｍ以下の紫外線を照射する構成とすることにより、化学反応を用いることなく電力の供給のみで連続的に装置を運転させることができる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第１の発明の酸素にエネルギーを付与して酸素からオゾンを生成する装置を、被処理水の流水経路内に設けた酸素貯留タンク中に設置した対向する２個の電極間に高電圧を印加して、該電極間に放電を発生する装置とすることにより、微小な電力供給で発生する放電現象を利用してオゾンが生成されるために、装置の消費電力が比較的少なくすることができる。
【００１４】
第７の発明は、特に、第６の発明の放電装置において、放電を発生する装置の対向する電極の負電極の先端を尖鋭状とすることにより、正放電に比してオゾン生成効率が高い負放電を低電力にて生じることができるので、生成される酸化水中に含まれるオゾン濃度を高くすることができる。
【００１５】
第８の発明の酸化水生成装置は、被処理水の入口部と出口部を備え、該入口部から該出口部へ向けて順に、過酸化水素発生装置と、過酸化水素から水と酸素を生成する装置と、酸素にエネルギーを付与して酸素からオゾンを生成する装置と、被処理水のｐＨをアルカリ性にする装置とを備えることにより、酸化水のｐＨが、過酸化水素が活性を高めるアルカリ性となるために、酸化水の酸化力をより高めることができる。
【００１６】
第９の発明は、特に、第８の発明の被処理水のｐＨをアルカリ性にする装置を、被処理水中で陽極と陰極とを隔膜を挟んで対向する構成を採る電気分解装置とし、該陽極と該隔膜間から生成される酸性水は捨て水とし、該陰極と該隔膜間から生成されるアルカリ性水のみを被処理水の出口部から流出する構成とすることにより、薬剤の投入などの煩雑なメンテを必要とせずに電気分解装置への電力供給のみで連続的に装置を運転することができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における酸化水生成装置の構成図を示すものである。図１において、１は円筒容器、２、３はそれぞれ被処理水の円筒容器１への入口部、出口部、４は超音波発振素子である圧電素子、５は酸化マンガンを担持したハニカム、６はピーク波長１８５ｎｍの流水型紫外線ランプを示す。円筒容器１は透明ポリカーボネート樹脂にて作成したが、被処理水が漏れ出でこない構成であれば形状、材料は限定されるものではない。圧電素子４は市販の円筒状超音波発振素子（本田電子（株）製）を円筒容器１の内側に貼り付けて、図示しない共振回路にて超音波を発振させた。酸化マンガンを担持したハニカム５は、市販の冷蔵庫に用いられている脱臭用のハニカムを利用した。紫外線ランプ６には、ピーク波長が１８５ｎｍで出力５Ｗの市販の流水型オゾンランプを使用し、図示しない点灯回路によって点灯した。入口部２より水道水を０．２ｌ／ｍｉｎで通水し、圧電素子４から出力が３Ｗとなるよう図示しない共振回路にて超音波（周波数５００ｋＨｚ）を発生させ、また同時に紫外線ランプ６も点灯させた。出口部３からは過酸化水素濃度３ｐｐｍ、溶存オゾン濃度２ｐｐｍの酸化水を得ることができた。
【００１９】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における酸化水生成装置の構成図を示すものである。図２において、円筒容器１、被処理水の円筒容器１への入口部２、出口部３、超音波発振素子である圧電素子４、酸化マンガンを担持したハニカム５は第１の実施の形態と同一である。７はタングステン製の針状負電極、８はタングステン製の平板状正電極で、電極間距離を２ｍｍにして対向するよう設置した。また、図示しない定電圧回路にて約２ｋＶの高電圧を必要時に印加し、負放電を発生させた。
【００２０】
入口部２より水道水を通水させ、円筒状容器１のハニカム５の全体が浸水すると同時に通水を止めた。従ってその状態ではハニカム５より上方部分は空気で満たされている。次に、圧電素子４から出力が３Ｗとなるよう図示しない共振回路にて超音波（周波数５００ｋＨｚ）を約２分間発生させた。その後、図示しない定電圧回路にて負電極７と正電極８の間に約２ｋＶの電圧を印加し、放電を発生させた。その後、入口部２より再び０．１ｌ／ｍｉｎで水道水を通水し、出口部３より酸化水を得た。出口部３から排出された酸化水は、過酸化水素濃度が２ｐｐｍ、溶存オゾン濃度が１ｐｐｍであった。
【００２１】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態における酸化水生成装置の構成図を示すものである。図３において、円筒容器１、被処理水の円筒容器１への入口部２、超音波発振素子である圧電素子４、酸化マンガンを担持したハニカム５、ピーク波長１８５ｎｍの流水型紫外線ランプ６は第１の実施の形態と同一である。９は電気分解用の隔膜、１０、１１はそれぞれ電気分解の陽極、陰極で、白金めっきしたチタン板を使用した。また、陽極１０、陰極１１をそれぞれ隔膜９と５ｍｍを隔てて平行に設置し、図示しない定電圧回路にて陽極１０と陰極１１の間に直流８Ｖの電圧を印加した。１２は隔膜９と陰極１１の間から排出されるアルカリ性酸化水の出口部で、１３は隔膜９と陽極１０の間から排出される酸性の捨て水出口である。
【００２２】
入口部２から水道水を０．１ｌ／ｍｉｎで通水すると同時に、圧電素子４から出力が３Ｗとなるよう図示しない共振回路にて超音波（周波数５００ｋＨｚ）を発生させた。また同時に、紫外線ランプ６を点灯させ、陽極１０と陰極１１の間に直流電圧８Ｖを印加し、被処理水の電気分解を行った。アルカリ性酸化水出口部１２、酸性捨て水出口１３からはそれぞれ約５０ｃｃ／ｍｉｎの被処理水が排出された。アルカリ性酸化水は、ｐＨが約１０．５であり、過酸化水素濃度は２．５ｐｐｍ、溶存オゾン濃度は１．５ｐｐｍであった。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
以上のように、本発明にかかる酸化水生成装置は、水のｐＨを過酸化水素の活性が高まるアルカリ性とし、かつ強い酸化力を有するオゾンも含むので、強力な酸化力を有する酸化水の供給が可能であり、酸化水による酸化洗浄を利用する各種洗浄機械にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１における酸化水生成装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２における酸化水生成装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態３における酸化水生成装置の構成図
【図４】従来の過酸化水素水生成装置の構成図
【符号の説明】
【００２５】
１  円筒状容器
２  入口部
３  出口部
４  圧電素子
５  ハニカム
６  紫外線ランプ
７  放電用陰極
８  放電用陽極
９  隔膜
１０  電気分解用陽極
１１  電気分解用陰極
１２  捨て水出口
１３  酸化水出口
【図１】
2005125180.tif 000003
【図２】
2005125180.tif 000004
【図３】
2005125180.tif 000005
【図４】
2005125180.tif 000006