(57)【要約】【課題】  水を超音波で４０μｍ以下で多量に生成のうえ複数の高電場流通路内に分散流通させ、レイリー分裂で粒径３０ｎｍ以下でその外表面の水包膜を有し、長時に消臭、抗菌、浄化性を発揮するガス状化水の製造方法の提供。【解決手段】  超音波霧化によりその粒径が４０μｍ以下の微粒化水となしたるうえ、少なくとも８０００Ｖ以上の高電場の付加された複数の高電場流通路内に分散流通せしめて、均質にレイリー分裂を図り、少なくともその粒径が３０ｎｍ以下のガス状化水を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を超音波霧化によりその粒径が４０μｍ以下で多量に且穏やかに生成のうえ、複数の高電場流路内に分散流通させて均質なレイリー分裂によりその粒径が３０ｎｍ以下で、而もその外表面に水包膜が形成され、長時に亘って消臭、抗菌及び浄化性を発揮しえるガス状化水の製造方法。
【請求項２】
高電場流路に付加される高電場電圧が８０００Ｖ以上である請求項１記載のガス状化水の製造方法。
【請求項３】
水の超音波霧化が超音波チャンバーと、該超音波チャンバー内に霧化チャンバーが設けられた霧化生成装置と、該霧化生成装置に連結され複数の高電場流路内を分散流通させる請求項１若しくは請求項２記載の、ガス状化水の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は安全性が高く安価に細菌類や黴類への抗菌性や、多様な悪臭若しくは不快臭への消臭性、及びシックハウスやシックスクール等の有害揮発性有機物を分解消去せしめる浄化性を発揮しえるガス状化水の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年においては建物構造の密閉性の高まりとともに、断熱素材の採用とにより建物区画内が年間を通して温暖化し、加えて居住用建物では該建物区画内に調理場、浴室及び便所等も配備されて、更には多量の生活用品等も収納されてなるため、区画内の通風が悪く壁面部には結露の発生と共に細菌類や黴類の発生も激しく、これによる繁殖臭気はもとより食品類や収納生活用品からの臭気並びに生活者からの体臭に加えて、在宅要介護者及びペット類の飼育等による臭気等が籠り、区画内は極めて不快な環境と化している。【０００３】  加えて建物区画内とりわけ居住用建物区画内には多量の水分や食物残滓或いは生活者からの体液や剥離皮膚片等細菌類や黴類の恰好の餌料となるため、温暖化条件とも相俟ってこれらの繁殖が著しく増長されて極めて非衛生的空間と化している。
更に今日の建物区画には合成樹脂素材からなる新建材や内装材が多量に使用され、而も、その施工に際して使用される塗料や接着剤ばかりか、日用雑貨品や家具、調度品及び衣類や寝具に至るまで合成樹脂素材が用いられ、且これら合成樹脂素材とともに有機溶剤や可塑剤、安定剤或いは有機顔料等の有機化学品も多量に使用されている。【０００４】  而して、かかる合成樹脂素材及び有機化学品からなる多くの製品も実用使用に際しての光線や温度、湿度或いは酸やアルカリ等による曝露に伴い有機化学品が揮散若しくは溶出して、揮発性有機化合物ＶＯＣとして建物区画内に滞留浮遊するため、該建物区画内で長時に生活をする生活者はもとより、学校や図書館等で長時に勉強する学生等は、該ＶＯＣの吸引による強度の心身疾病を患う所謂シックハウス症候群やスクールシック症候群を惹起せしめることから、社会的にもこれの解決が強く望まれている。【０００５】  かかる経緯における初期段階として消臭による快適性や抗菌による衛生空間の実現には次亜塩素酸ソーダーや二酸化塩素溶液若しくはオゾン水の噴散或いはオゾンの放散をなしてるものの、これらは危険性が高く且建物区画内に所要濃度に噴散放散させるには、噴散放散による希釈性を考慮すると噴散や放散部分では極めて高濃度に噴散放散させる必要上極めて危険であり、且これらはそれぞれに嫌悪な臭いを保持すること等より、殆ど実用使用に至っていない。【０００６】  そこで安全性の高いマイナスイオンによる消臭、抗菌への指向が高まり各社においてマイナスイオン装置なるものが開発上市されたものの、これらは高圧電気の放電によりＯＨ−イオンを生成させ、若しくは水を電気分解によってＯＨ−イオンを生成させる技術思想のものであって、該ＯＨ−イオンは反応性が高く且酸化分解力による消臭性や抗菌性も十分に期待できるものであるが、その反応性が高いためＯＨ−イオンが発生すると直近の接触する空気中の揮発性有機化合物や各種ガス類を初め空中落下菌や煤煙、塵埃或いは建物区画内の壁面や収納物に付着する各種物質と即時に結合して酸化分解力が滅失されるため、結極建物空間内に揮散、拡散或いは滞留する臭気や細菌類及び黴類等への酸化分解力の発揮即ち消臭性や抗菌性はもとより浄化性すら十分に発揮されずに、一時的提案に終っている。【０００７】  そこで近年においてはマイナスイオン即ちＯＨ−を簡便に帯電せしめた噴霧水の生成装置として、水をアトマイザーにより略その粒径で２０乃至４０μｍ程度に微粒化させて噴霧時に略５０００Ｖ以上の高電位を付加させるものが提案されているが、該手段では建物空間内に揮散し、霧散し、若しくは滞留浮遊する揮散性有機化合物や臭気成分、各種ガス成分、或いは細菌や黴等への接触表面積が僅かで、且付加された高電位も短時に滅失して、実質的消臭性や抗菌性或いは浄化性も実現できない。【０００８】  更に多量に且均一なミストを霧化させる簡易な構造の霧化デバイスとして、例えば特開２０１１−１２１０５０号には圧電材料からなる基体と、この基体に直に接触して基体の表面に液体を供給する保水材と、基体の表面に設けられた表面弾性波発生部と、保水材に接続し保水材に液体を供給する液体貯蔵部とを具備した霧化デバイスが開示されてなり、或いは特開平７−１１６５７４号には、振動板に供給された液体を振動板に設けられた穴を通して霧化させる霧化デバイスも開示されている。
【特許文献１】  特開２０１１−１２１０５０号公報
【特許文献２】  特開平７−１１６５７４号公報
【０００９】  而しながら水を微粒化し若しくは霧化させる手段としてアトマイザーにより若しくは超音波を使用したところでその粒径はせいぜい２０乃至４０μｍ程度であって分子構造上からもマイナスイオンＯＨ−が創出されず、結局のところ噴霧若しくは放散時に高マイナス電位を付加させねばならず、且高マイナス電位を付加させても噴霧放散後に急速に電位が滅失する。加えてかかる粒径では仮令電位が保持されたとしても、その表面積率が小さなため、仮令噴霧放散されても建物区画内に揮散拡散或いは滞留する臭気やガス類並びに細菌類や黴類或いは揮散性有機化合物等との接触割合も少なく効果的消臭や抗菌若しくは浄化の実現が至難である。
そして前述の開示された技術等においては、水の供給に際して吸水素材からなる吸水性即ち毛細管現象を活用して揚水のうえ超音波による霧化を図る手段であるから、霧化生成量もせいぜい１乃至３ｍｌ／ｈｒ程度であり、仮りに消臭性や抗菌性が可能としても、使用できる範囲は極めて狭小な建物空間に限定される。【００１０】  発明者等はかかる問題に鑑み鋭意研究を重ねた結果、給水超音波霧化手段により水を霧化速度の低い状態で多量に霧化即ち微粒化させたうえ、少なくとも複数の高電場付加路内を分散流通せしめて、８０００Ｖ以上の高電場の付加によりレイリー分裂を図り、以ってその粒径を３０ｎｍ以下のガス状化水となすことにより、長時に亘って消臭、抗菌及び浄化が可能となることを究明し本発明に至った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  本発明は水を超音波によりその粒径が４０μｍ以下で多量に、且その微粒化生成速度を緩かに生成のうえ、複数の高電場流通路内に分散流通させて、レイリー分裂により、粒径が３０ｎｍ以下でその外表面に水包膜を有し、長時に消臭、抗菌及び浄化性を発揮しえるガス状化水の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  上述の課題を解決するために本発明が採用した技術的手段は、マイナスイオンＯＨ−を分子構造的に生成保持させるためにはその粒径において少なくとも３０ｎｍ以下が望まれるものであるが、水からは直接かかる粒径の生成は不可能なため、超音波霧化装置より詳しくはダブルチャンバー式霧化装置が簡便安価であることから選択される。
そして該超音波霧化装置により生成された微粒化水は、その上方に設けた複数の高電場流通路内に分散流通させることで、多量に生成された微粒化水に可能な限り均質に高電場を付加せしめて、その粒径が３０ｎｍ以下にまでレイリー分裂させるとともに、その外表面に水包膜を形成せしめて、以って長時に亘って広範囲の建物空間内においても、効果的に消臭、抗菌及び浄化のなしえるガス状化が製造しえることとなる。
【発明の効果】
【００１３】  本発明は前述の如き技術的手段を採用してなるため、以下の如き特有の効果が発揮される。
即ち水の微粒化に際してダブルチャンバー式霧化装置が用いられるため、超音波振動子上部には多量の水が供給されてなるとともに、霧化量の増減には振動子へ電気入力により且霧化による粒径は超音波の周波数の高低により自在に変化できる。
加えて所望の粒径により微粒化された微粒化水は、複数に設けられ且高電場の付加された高電場流通路内を分散流通させることにより、多量に生成される微粒化水も均質にレイリー分裂がなされ、とりわけ高い超音波周波数により極めて微粒化された微粒化水は、少なくとも３０ｎｍ以下の超極微粒化されて、極めて多量のマイナスイオンＯＨ−を保持するガス状化水が生成されるとともに、その生成量の多量化とも相俟って広大な建物区画内の消臭や抗菌性或いは浄化も安全に且容易になしえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  ダブルチャンバー式霧化装置において振動子に高い周波数の超音波を入力せしめて粒径の小さな微粒化水を生成のうえ、その上部に設けた複数の高電場流通路を分散流通させて可能な限り高電場を均質に付加させてレイリー分裂させ、その粒径を３０ｎｍ以下に、且その外表面に水包膜が形成された、ガス状化水を生成する。
【実施例１】
【００１５】  以下に本発明実施例を図とともに詳細に説明すれば、図１はガス状化水の生成工程説明図であり、図２はガス状化水生成装置の説明図であって、供給水１は通常の水道水を初め井戸水或いは清流水等が使用できるが、当然に該供給水１には汚濁物や油脂等の混濁が無く、且そのｐＨ値も略６乃至８程度の物が望まれる。
加えて該供給水１はその使用目的に合わせてガス状化水６の使用量も推定されるものであるから、少なくともかかるガス状化水６の使用量に見合う供給水１を供給水タンク１Ａ内に貯留させておく。【００１６】  そしてかかる供給水１は超音波霧化２工程における超音波チャンバー２Ａ内の底面に、所要の深さを以って、音波伝達液１Ｂとして流入保持される。
更にこの超音波チャンバー２Ａの底部裏側中央には、所要の超音波周波数を以って振動させる超音波振動子２Ｂが設けられている。この超音波振動子２Ｂは多様な素材からなる物が提案されてなるものであるが、具体的素材としてはフェライト振動子や電歪振動子としてチタン酸バリウムやチタン酸ジルコニウム等が挙げられる。【００１７】  当然にかかる超音波振動子２Ｂには、所望の電力と超音波振動数を入力させるための発振器（図示せず）が連結される。
ところで超音波による霧化は、粒子の大きさ並びに霧化量を独立して制御する利点を有し、霧化量は超音波振動子２Ｂへの入力を電気的に変えることにより、更に粒径は超音波振動子２Ｂへの入力周波数を変えることにより可能となる事にある。
ところで超音波の保持する特有作用として、その一つはキャビテーション作用と他の一つとして霧化作用が挙げられるが、キャビテーション作用は、超音波振動子２Ｂに強い振動を与えると、ある瞬間に減圧力（膨張力）、次の瞬間には圧縮力として働く。この繰り返しの中で液体に減圧力が作用すると、液体中に真空の空洞が発生し液体に溶け込んでいる気体を取込んで気泡となる。そして次の瞬間に気泡には圧縮力が働き押し潰ぶされ、気泡が消滅する際に、今まで気泡を囲んでいた液分子が衝突し、強い衝撃波が液中に発生するもので、この強い衝撃力を利用して洗浄への積極利用がなされている。【００１８】  反面超音波霧化作用は、液体中における超音波振動が強力になると音の放射圧が高まり、且周波数が高いと音圧は指向性を以って集中する。これが液を押し上げ液柱２Ｃを押し上げ、液柱２Ｃを発生させる。一方液体の表面では表面波が発生し液柱２Ｃの周辺を反射の境界として表面に干渉波に打ち勝って、液体を微粒化し空中に飛散されるもので、加湿機等に活用されている。
そして上述の如くキャビテーションにせよ霧化にせよ超音波振動子２Ｂへの入力超音波周波数及び超音波電力が大きく関与する。【００１９】  そこでキャビテーション発生に必要な最低音波強度と周波数を見ると図３の如く、脱気水と飽和水とで多少の差異は窺れるが、周波数においては１０６Ｈｚ以上で略同様な挙動を示すことが理解される。そして数多に亘る霧化試験の結果からは入力超音波周波数としては１５ＭＨｚ乃至２５ＭＨｚ程度が望ましく、更に入力超音波電力は霧化能力によって異り、霧化能力が１．５乃至２．０ｌ／ｈでは略１４０Ｗ程度であり、０．４乃至０．６ｌ／ｈでは略３０Ｗ程度となる。
とりわけ本発明ではガス状化水６即ち粒径で３０ｎｍ以下に極微粒化させるうえから、霧化による微粒化水２Ｄの粒径を４０μｍ以下に生成するうえからは略１９乃至２５ＭＨｚが望まれる。【００２０】  そして超音波はチャンバー２Ａ内には、その底面より所要の液深を以って流入保持された音波伝達液１Ｂの上方には霧化生成のための霧化チャンバー２０Ａが配位されてなるとともに、該霧化チャンバー２０Ａの上部には霧化された微粒化水２Ｄを排出する排出口２０Ｂが設けられ、且該霧化された微粒化水２Ｄを積極的に移送排出させるための通風移送管２０Ｃがその上部よりその内部霧化発生部位近傍にまで配位されてなるとともに、該通風移送管２０Ｃには移送空気３Ａが適宜量で供給され、霧化された微粒化水２Ｄを移送排出させるものである。【００２１】  かくしてなる霧化チャンバー２０Ａの排出口２０Ｂより排出される微粒化水２Ｄは、該排出口２０Ｂに連接して複数で形成される高電場流通路４Ａ内を流通させ、且少なくとも８０００Ｖ以上の高電場を付加せしめて、流通する微粒化水２Ｄに強度の電場力を付加せしめて極微粒状に分裂即ちレイリー分裂５をなさしめ、その粒径を３０ｎｍ以下、より望ましくは５乃至１０ｎｍ程度にまで極微粒化させて、以ってガス状化水６を生成させるものである。
かかる場合においてレイリー分裂５をなさしめる高電場付加体４０に複数個の高電場流通路４Ａを形成して微粒化水２Ｄを分散流通させる理由は、流通間隙４Ｂの略中央に高電圧電極４Ｃを配位して流通する膨大数の微粒化水２Ｄの粒子に均等に高電場付加をなさしめ、以って均等なレイリー分裂５を図ることにある。【００２２】  図４には高電場付加体４０が示されてなるもので、同図Ａは該高電場付加体４０の断面説明図であって、移送される微粒化水２Ｄが多数の流通間隙４Ｂに分散させ流通させるとともに、該流通間隙４Ｂの中央に高電圧電極４Ｃを配し流通する微粒化水２Ｄに均質に高電場付加をなして均質なレイリー分裂５をなし、ガス状化水６を生成させる。
同図Ｂには高電場付加体４の平面説明図であって、全面に円形状の流通間隙４Ｂが形成され且その中央には高電圧電極４Ｃが設けられている。更に同図Ｃには高電場付加体４０に略正方形状の流通間隙４Ｂ及びその中央には高電圧電極４Ｃが配された状態が示されている。
【産業上の利用可能性】
【００２３】  本発明はマイナスイオンＯＨ−を保持するガス状化水を多量に生成しうるため、比較的広範囲な建物空間においても安全に消臭、抗菌及び浄化がなしえる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】  ガス状化水の生成工程説明図である。
【図２】  ガス状化水生成装置の説明図である。
【図３】  キャビテーション発生に必要な最低音波強度図である。
【図４】  高電場付加体の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】１      供給水
１Ａ    供給水タンク
１Ｂ    音波伝達液
２      霧化工程
２Ａ    超音波チャンバー
２Ｂ    超音波振動子
２Ｃ    液柱
２Ｄ    微粒化水
２０Ａ  霧化チャンバー
２０Ｂ  排出口
２０Ｃ  通風移送管
３      通風移送
３Ａ    移送空気
４      高電場付加
４Ａ    高電場流通路
４Ｂ    流通間隙
４Ｃ    高電圧電極
４０    高電場付加体
５      レイリー分裂
６      ガス状化水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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