(57)【要約】【課題】オゾン含有液を安定して生成する。【解決手段】オゾン発生器とオゾン含有液生成機構２０と気体導入路と液体導入路と気液分離器とオゾン含有液導出路と気体還流路とを備える。オゾン含有液生成機構２０は、液体配管、オゾン供給配管、および、オゾン供給配管に組み付けられた逆止弁機構を含む。オゾン供給配管は、その上部に大径部２５を有し、かつ、大径部２５の下方において大径部２５と繋がって大径部２５より小さい内径を有する小径部２４を有する。逆止弁機構は、オゾン供給配管の大径部２５の上端に位置して大径部２５より小さい内径を有する環状体２８、大径部２５の内径より小さくかつ小径部２４および環状体２８の内径より大きな直径ならびに液体より小さな比重を有して大径部２５内に位置する球状体２７、および、大径部２５内に設けられて球状体２７が小径部２４を塞ぐことを防止する通流構造を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素を含む気体を用いてオゾンを発生させるオゾン発生手段と、
前記オゾン発生手段にて発生させたオゾンを液体に含有させることでオゾン含有液を生成するオゾン含有液生成機構と、
前記オゾン発生手段に酸素を含む気体を導入する気体導入路と、
前記オゾン含有液生成機構に液体を導入する液体導入路と、
前記オゾン含有液生成機構にて生成されたオゾン含有液を一時的に貯留してこれを気液分離する気液分離手段と、
前記気液分離手段にて気液分離された後のオゾン含有液を外部に導出するオゾン含有液導出路と、
前記気液分離手段にてオゾン含有液から分離されたオゾンを含む気体を前記オゾン発生手段に還流する気体還流路と
を備え、
前記オゾン含有液生成機構は、前記液体導入路から導入された前記液体が通流する液体配管、前記液体配管に接続され、前記オゾン発生手段にて発生させたオゾンを通流させて前記液体配管内にオゾンを供給するオゾン供給配管、および、前記オゾン供給配管に組み付けられた逆止弁機構を含み、
前記オゾン供給配管は、その上部に大径部を有し、かつ、前記大径部の下方において前記大径部と繋がって前記大径部より小さい内径を有する小径部を有し、
前記逆止弁機構は、前記オゾン供給配管の前記大径部の上端に位置して前記大径部より小さい内径を有する環状体、前記大径部の内径より小さくかつ前記小径部および前記環状体の内径より大きな直径ならびに前記液体より小さな比重を有して前記大径部内に位置する球状体、および、前記大径部内に設けられて前記球状体が前記小径部を塞ぐことを防止する通流構造を含む、オゾン含有液生成装置。
【請求項２】
前記通流構造が、前記大径部の内周壁において前記大径部の中心軸方向に延びて前記大径部の底部において径方向にさらに延びて前記小径部に通じる溝部であり、
前記溝部は、前記オゾン発生手段にて発生させたオゾンを前記小径部に通流させる、請求項１に記載のオゾン含有液生成装置。
【請求項３】
前記溝部が前記大径部の周方向において等間隔に少なくとも３つ設けられている、請求項２に記載のオゾン含有液生成装置。
【請求項４】
前記環状体は、その内径側の下部に、下方に行くほど内径が大きくなるテーパ形状を有する、請求項１から３のいずれかに記載のオゾン含有液生成装置。
【請求項５】
前記オゾン含有液生成機構が、ベンチュリー効果を利用してオゾンを液体に含有させる気液混合手段にて構成されている、請求項１から４のいずれかに記載のオゾン含有液生成装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のオゾン含有液生成装置を備えた、洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン含有液を生成するオゾン含有液生成装置および当該オゾン含有液生成装置を備えた洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オゾン含有液生成装置は、オゾン発生器と気液混合器とを備え、オゾン発生器で発生させたオゾンガスを気液混合器にて水などの液体に混合させることでオゾン含有液を生成するものである。生成されたオゾン含有液は、たとえば殺菌および有害物質の不活化といった洗浄用途に広く利用される。
【０００３】
通常、オゾン含有液生成装置には、生成したオゾン含有液を気液分離する気液分離器が付設される。当該気液分離器は、気液混合器において液体に溶解させることができなかったオゾンガスを含む残留ガスをオゾン含有液から分離して除去するためのものである。当該気液分離器を備えたオゾン含有液生成装置は、非循環型と呼ばれるものと、循環型と呼ばれるものとに大別される。
【０００４】
非循環型のオゾン含有液生成装置は、気液分離器においてオゾン含有液から分離された残留ガスを貯留槽などの内部において一時的に貯留し、当該残留ガスに含まれたオゾンガスを分解処理して少なくとも人体に影響がない程度にまでそのオゾン濃度が下げられた後にこれを外部に向けて排気するように構成されたものである。
【０００５】
たとえば、特開２００４−３３００８７号公報(特許文献１)には、オゾン気泡の生成とオゾンガス混合機能を一体化した気泡生成インジェクターノズルを用いたオゾン水生成装置が開示されている。
【０００６】
一方、循環型のオゾン含有液生成装置は、気液分離器とオゾン発生器とを気体還流路を介して接続することにより、気液分離器においてオゾン含有液から分離された残留ガスを回収し、これを再度オゾン発生器に原料ガスとして供給するように構成されたものである。たとえば、特開平２−２０７８９２号公報(特許文献２)には、当該循環型のオゾン含有液生成装置に分類されるオゾン水生成装置が開示されている。
【０００７】
この循環型のオゾン含有液生成装置は、上述した非循環型のオゾン含有液生成装置に比べ、オゾンガスの分解処理を行なうための機構が不要になるといったメリットが得られるばかりでなく、オゾンガスを再利用することでオゾンガスの利用効率を高めたり、生成されるオゾン含有液におけるオゾン濃度を高めたりすることができるため、オゾン含有液の生成効率が向上するといったメリットも得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３３００８７号公報
【特許文献２】特開平２−２０７８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
装置の使用後に装置を停止するとき、気液混合器からオゾン発生器内に水などの液体が浸入するウォータハンマー現象が起こることがある。ウォータハンマー現象が起こると、オゾン発生器の動作が不安定になってオゾンガスを安定して生成できなくなる。その結果、オゾン含有液を安定して生成することができなくなる。
【００１０】
特許文献１に記載のオゾン水生成装置においては、インジェクターノズルとオゾン発生器との間に逆止弁が設けられているが、具体的な逆止弁の構造は記載されていない。アンブレラタイプなどの板状の逆止弁を用いた場合、気液混合器に流入するオゾンガスの流量が低下してオゾン含有液におけるオゾン濃度が低くなる。
【００１１】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、オゾン含有液を安定して生成可能なオゾン含有液生成装置およびこれを備えた洗浄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】
【００１２】
本発明に基づくオゾン含有液生成装置は、酸素を含む気体を用いてオゾンを発生させるオゾン発生手段と、オゾン発生手段にて発生させたオゾンを液体に含有させることでオゾン含有液を生成するオゾン含有液生成機構とを備える。また、オゾン含有液生成装置は、オゾン発生手段に酸素を含む気体を導入する気体導入路と、オゾン含有液生成機構に液体を導入する液体導入路と、オゾン含有液生成機構にて生成されたオゾン含有液を一時的に貯留してこれを気液分離する気液分離手段とを備える。さらに、オゾン含有液生成装置は、気液分離手段にて気液分離された後のオゾン含有液を外部に導出するオゾン含有液導出路と、気液分離手段にてオゾン含有液から分離されたオゾンを含む気体をオゾン発生手段に還流する気体還流路とを備える。オゾン含有液生成機構は、液体導入路から導入された液体が通流する液体配管、液体配管に接続され、オゾン発生手段にて発生させたオゾンを通流させて液体配管内にオゾンを供給するオゾン供給配管、および、オゾン供給配管に組み付けられた逆止弁機構を含む。オゾン供給配管は、その上部に大径部を有し、かつ、大径部の下方において大径部と繋がって大径部より小さい内径を有する小径部を有する。逆止弁機構は、オゾン供給配管の大径部の上端に位置して大径部より小さい内径を有する環状体、大径部の内径より小さくかつ小径部および環状体の内径より大きな直径ならびに液体より小さな比重を有して大径部内に位置する球状体、および、大径部内に設けられて球状体が小径部を塞ぐことを防止する通流構造を含む。
【００１３】
本発明の一形態においては、通流構造は、大径部の内周壁において大径部の中心軸方向に延びて大径部の底部において径方向にさらに延びて小径部に通じる溝部である。溝部は、オゾン発生手段にて発生させたオゾンを小径部に通流させる。
【００１４】
本発明の一形態においては、溝部が大径部の周方向において等間隔に少なくとも３つ設けられている。
【００１５】
本発明の一形態においては、環状体は、その内径側の下部に、下方に行くほど内径が大きくなるテーパ形状を有する。
【００１６】
本発明の一形態においては、オゾン含有液生成機構が、ベンチュリー効果を利用してオゾンを液体に含有させる気液混合手段にて構成されている。
【００１７】
本発明に基づくオゾン含有液生成装置は、上記のいずれかのオゾン含有液生成装置を備えている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、オゾン含有液を安定して生成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１におけるオゾン含有液生成装置の構成を示す系統図である。
【図２】図１に示す気液混合器の断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢印方向から見た図である。
【図４】オゾン水を生成している際の気液混合器の状態を示す断面図である。
【図５】オゾン水の生成を停止した後、水道水の逆流が起きた状態を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態２に係るオゾン含有液生成装置の気液混合器の構成を示す断面図である。
【図７】図６の矢印ＶＩＩ−ＶＩＩ線矢印方向から見た図である。
【図８】本実験例の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施形態においては、ユニット化されることで通常の水道設備に洗浄ユニットとして付設可能とされ、これによりオゾン含有液としてのオゾン水の生成が可能とされたオゾン含有液生成装置に本発明を適用した場合を例示する。なお、同一のまたは共通する部分について図中に同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００２１】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１におけるオゾン含有液生成装置の構成を示す系統図である。図２は、図１に示す気液混合器の断面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢印方向から見た図である。まず、これら図１から図３を参照して、本実施形態におけるオゾン含有液生成装置１の概略的な構成および気液混合器２０の詳細な構成について説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態におけるオゾン含有液生成装置１は、オゾン発生手段としてのオゾン発生器１０と、オゾン含有液生成手段としての気液混合器２０と、気液分離手段としての気液分離器３０と、液体導入路Ｌ１と、オゾン含有液搬送路Ｌ２と、オゾン含有液導出路Ｌ３と、気体導入路Ｌ４と、オゾン搬送路Ｌ５と、気体還流路Ｌ６とを主として備えている。
【００２３】
液体導入路Ｌ１は、その一端に給液口２を有しており、その他端が気液混合器２０に接続されている。液体導入路Ｌ１の一端に設けられた給液口２は、外部の液体供給源である水道設備に接続され、これにより液体導入路Ｌ１は、水道設備から液体としての水道水の供給を受ける。給液口２を介して水道水の供給を受けた液体導入路Ｌ１は、供給された水道水を上記他端から気液混合器２０に導入する。
【００２４】
気体導入路Ｌ４は、その一端に吸気口４を有しており、その他端がオゾン発生器１０に接続されている。気体導入路Ｌ４の一端に設けられた吸気口４からは、オゾンガスを発生させるための原料ガスとなる酸素を含む気体である空気が吸気され、これにより気体導入路Ｌ４は、外部から空気の供給を受ける。吸気口４を介して空気の供給を受けた気体導入路Ｌ４は、供給された空気を上記他端からオゾン発生器１０に導入する。
【００２５】
オゾン搬送路Ｌ５は、その一端がオゾン発生器１０に接続されており、その他端が気液混合器２０に接続されている。オゾン搬送路Ｌ５の上記一端からは、オゾン発生器１０において発生させられたオゾンガスを含む気体が導入され、これによりオゾン搬送路Ｌ５は、オゾン発生器１０から当該気体の供給を受ける。上記一端を介してオゾンガスを含む気体の供給を受けたオゾン搬送路Ｌ５は、供給された当該気体を上記他端から気液混合器２０に導入する。
【００２６】
オゾン含有液搬送路Ｌ２は、その一端が気液混合器２０に接続されており、その他端が気液分離器３０に接続されている。オゾン含有液搬送路Ｌ２の上記一端からは、気液混合器２０にて生成されたオゾン含有液としてのオゾン水が導入され、これによりオゾン含有液搬送路Ｌ２は、気液混合器２０からオゾン水の供給を受ける。上記一端を介してオゾン水の供給を受けたオゾン含有液搬送路Ｌ２は、供給されたオゾン水を上記他端から気液分離器３０に導入する。
【００２７】
オゾン含有液導出路Ｌ３は、その一端が気液分離器３０に接続されており、その他端に吐出口３を有している。オゾン含有液導出路Ｌ３の上記一端からは、気液分離器３０において気液分離が行われた後のオゾン水が導入され、これによりオゾン含有液導出路Ｌ３は、気液分離器３０から当該気液分離後のオゾン水の供給を受ける。上記一端を介して気液分離後のオゾン水の供給を受けたオゾン含有液導出路Ｌ３は、供給された気液分離後のオゾン水を上記他端に設けられた吐出口３から外部に向けて吐出する。
【００２８】
気体還流路Ｌ６は、その一端が気液分離器３０に接続されており、その他端が気体導入路Ｌ４に接続されている。気体還流路Ｌ６の上記一端からは、気液分離器３０において気液分離が行われることでオゾン水から分離されたオゾンガスを含む気体である残留ガスが導入され、これにより気体還流路Ｌ６は、気液分離器３０から残留ガスの供給を受ける。上記一端を介して残留ガスの供給を受けた気体還流路Ｌ６は、供給された残留ガスを上記他端から気体導入路Ｌ４を介してオゾン発生器１０に原料ガスとして還流する。
【００２９】
なお、図１中においては、気液分離器３０において気液分離が行なわれているオゾン水および吐出口３から吐出された気液分離後のオゾン水を区別することなく、これらをともに符号１００を用いて示している。
【００３０】
オゾン発生器１０は、気体導入路Ｌ４を介して導入された原料ガスからオゾンガスを発生させるものである。オゾン発生器１０としては、光化学反応法、放射線照射法または放電法のいずれかを利用してオゾンガスを発生させるものが使用できるが、特に好適には、放電法を利用するものが選択されて使用される。放電法には、主として無声放電方式によるものとコロナ放電方式によるものとが存在するが、いずれの使用も可能である。
【００３１】
本実施形態においては、オゾン発生器１０として、無声放電方式のものを採用している。無声放電方式のオゾン発生器１０は、絶縁物を挟んだ一対のオゾン発生電極間に交流電圧を印加して無声放電を発生させ、オゾン発生電極間に大気圧以上の酸素を含む気体を通過させることにより、オゾンを発生させるものである。
【００３２】
気液混合器２０は、液体導入路Ｌ１を介して導入された液体としての水道水と、オゾン搬送路Ｌ５を介して導入されたオゾンガスを含む気体とから、オゾン含有液としてのオゾン水１００を生成するものである。ここで、本実施形態においては、気液混合器２０として、ベンチュリー効果を利用することにより、オゾンガスを含む気体を水道水に含有させることができるベンチュリー型の気液混合手段を採用している。
【００３３】
図２に示すように、気液混合器２０は、液体が導入される大径流路部２１と、当該大径流路部２１の下流側に位置し、大径流路部２１を通流した液体が導入される小径流路部２２と、小径流路部２２の下流側に位置し、小径流路部２２を通流した液体が導入される円錐台形状の流路を含む円錐状流路部２３とからなる液体配管を有している。
【００３４】
また、気液混合器２０は、オゾンガスが通流するオゾン供給配管を有しており、当該オゾン供給配管は、上述した小径流路部２２に連通している。オゾン供給配管は、その上部に大径部２５を有し、かつ、大径部２５の下方において大径部２５と繋がって大径部２５より小さい内径を有する小径部２４を有する。
【００３５】
本実施形態においては、大径部２５の内周壁において大径部２５の中心軸方向に延びて大径部２５の底部において径方向にさらに延びて小径部２４に通じる４つの溝部２６が設けられている。４つの溝部２６は、大径部２５の周方向において等間隔に設けられている。なお、溝部２６の数は４つに限られず、１つ以上であればよい。
【００３６】
ただし、大径部２５の周方向において等間隔に少なくとも３つの溝部２６を設けることにより、大径部２５を通流するオゾンガスが球状体２７の周りを略均等に分かれて流れるため、大径部２５の径方向における球状体２７の位置の偏りを抑制して、大径部２５内における球状体２７の上下方向の動作を安定させることができる。なお、溝部２６において大径部２５の中心軸方向に延びる部分は、球状体２７が大径部２５内を上下方向に移動する際のガイドとしても機能する。
【００３７】
大径流路部２１には、上述した液体導入路Ｌ１の上記他端が接続され、オゾン供給配管には、上述したオゾン搬送路Ｌ５の上記他端が接続されている。また、円錐状流路部２３には、上述したオゾン含有液搬送路Ｌ２の上記一端が接続されている。
【００３８】
液体導入路Ｌ１から大径流路部２１に液体としての水道水が導入されると、大径流路部２１を通流した水道水は、当該大径流路部２１よりも内径の小さい小径流路部２２に導入される。そのため、ベルヌーイの定理によって知られるように、小径流路部２２においては、水道水の流速が増加し、静圧が減少することになる。
【００３９】
その結果、小径流路部２２を通流する水道水の静圧は負圧となり、オゾン供給配管を介してオゾン搬送路Ｌ５からオゾンガスを含む気体が小径流路部２２内に向けて吸引される。そのため、小径流路部２２において、吸引されたオゾンガスを含む気体が水道水に対して混入されることになり、混入されたオゾンガスが水道水に溶解することになる。これにより、小径流路部２２において、オゾン水１００が生成される。
【００４０】
なお、気液混合器２０においては、混入されたオゾンガスが完全に水道水に溶解させられることが好ましいが、キャビテーション現象が生じることなどにより、液中においてオゾンガスを含む気体が一部気泡状態で存在することになる。
【００４１】
生成されたオゾン水１００は、円錐状流路部２３に導入され、その後、当該円錐状流路部２３から排出されてオゾン含有液搬送路Ｌ２に導入される。
【００４２】
このように、ベンチュリー型の気液混合手段である気液混合器２０を利用することにより、気液混合器２０の作用によってオゾンガスを含む気体が自吸されて水道水に混入されることになるため、当該気体を水道水に混入させるための動力が不要となり、ランニングコストを低減することができるばかりでなく、構成の簡素化に伴って製造コストを削減することも可能になる。
【００４３】
また、気液混合器２０は、オゾン供給配管に組み付けられた逆止弁機構２９を含む。逆止弁機構２９は、オゾン供給配管の大径部２５の上端に位置して大径部２５より小さい内径の開口２８ａを有する環状体２８、大径部２５の内径より小さくかつ小径部２４および環状体２８の内径より大きな直径ならびに水道水より小さな比重を有して大径部２５内に位置する球状体２７、および、大径部２５内に設けられて球状体２７が小径部２４を塞ぐことを防止する通流構造である上述した溝部２６を含む。
【００４４】
本実施形態においては、環状体２８は、その内径側の下部に、下方に行くほど内径が大きくなるテーパ形状を有するテーパ部２８ｂを有する。テーパ部２８ｂにおいては、一端が環状体２８の開口２８ａと連続して、他端が大径部２５の内壁と接している。開口２８ａの中心は、大径部２５の中心軸上に位置している。
【００４５】
球状体２７は、環状体２８により大径部２５内に封じ込められている。また、球状体２７は、大径部２５内を上下方向に移動可能である。球状体２７と大径部２５との間には、隙間が存在し、その隙間は溝部２６において大きくなっている。
【００４６】
図１に示すように、気液分離器３０は、オゾン水１００を一時的に貯留してこれを気液分離するものであり、オゾン水１００および残留ガスを貯留できる容器を含んでいる。当該気液分離器３０においては、気液混合器２０において水道水に溶解されなかったオゾンガスを含む残留ガスがオゾン水１００から分離される。
【００４７】
気液分離器３０においては、残留ガスがその比重差に基づいて液面に浮上し、オゾン水１００から分離されて気液分離器３０の上方に貯留されることになる。そのため、気液分離器３０の下方には、残留ガスを含まないオゾン水１００のみが貯留されることになり、気液分離器３０からは、オゾン含有液導出路Ｌ３を介して吐出口３に向けて残留ガスを含まないオゾン水１００のみが排出されることになる。
【００４８】
また、気液分離器３０の上方には、上述した気体還流路Ｌ６の一端が接続されている。気体還流路Ｌ６に接続された気液分離器３０の容器に設けられた排気口６は、オゾン含有液導出路Ｌ３に接続された気液分離器３０の排液口よりも鉛直方向において上方（すなわち高所）に配置されている。これにより、気液分離器３０に貯留されたオゾンガスを含む残留ガスは、気体還流路Ｌ６に対して排気口６を介して排出されることになる。
【００４９】
なお、気液分離器３０においては、気液混合器２０において水道水に溶解されなかったオゾンガスを含む残留ガスが完全にオゾン水１００から分離されることが好ましいが、微細気泡としてオゾン水１００中に含有されたオゾンガスを含む気体については、必ずしもこれがすべてオゾン水１００から分離される必要はなく、十分に微細化されずに比較的大きな気泡としてオゾン水１００中に含有されたオゾンガスを含む残留ガスについてのみこれがオゾン水１００から分離されるようにしてもよい。
【００５０】
気液分離機３０内には、気液分離器３０に貯留されているオゾン水１００の水位に対応して排気口６の開閉度合いを制御する開閉器が設けられている。開閉器は、オゾン水１００上に浮かべられた浮子３１と、気液分離器３０の容器の上部内壁と浮子３１とに両端を接続された棒状部材３２と、棒状部材３２の中間位置の上部に取り付けられて排気口６の開閉を行なう開閉弁３３とを含む。
【００５１】
開閉器においては、気液分離器３０に貯留されているオゾン水１００の水位が減少して浮子３１が下降すると、棒状部材３２が傾いて開閉弁３３が排気口６から離れることにより排気口６を開放する。気液分離器３０に貯留されているオゾン水１００の水位が増加して浮子３１が上昇すると、棒状部材３２が略水平に位置して開閉弁３３が排気口６に近づいて接触することにより排気口６を閉塞する。このように、開閉器は、気液分離器３０に貯留されているオゾン水１００の水位に対応して排気口６の開閉度合いを制御する。
【００５２】
気体導入路Ｌ４には、逆止弁５が設けられている。逆止弁５は、流体の流動方向を一方向に制限する流通制限手段である。逆止弁５は、気体導入路Ｌ４の吸気口４側の圧力とオゾン発生器１０側の圧力との圧力差が所定の圧力差以上高くなっている間は開弁し、それ以外のときは閉弁する。
【００５３】
逆止弁５を設けることにより、気体導入路Ｌ４は、吸気口４側からオゾン発生器１０側に向かう方向にのみ原料ガスとしての空気を流通させることになる。したがって、万が一にも気体導入路Ｌ４のオゾン発生器１０側の圧力が吸気口４側の圧力よりも上昇した場合であっても、オゾンガスが逆流して吸気口４から外部に排出されてしまうことが防止でき、安全性の向上を図ることができる。
【００５４】
なお、上述した逆止弁５に代えて、原料ガスとしての空気の流量が制御可能な流量制御弁を流通制限手段として気体導入路Ｌ４に設けることとしてもよい。流量制御弁は、たとえば上記気体導入路Ｌ４を閉塞可能な弁体を含み、当該弁体の開弁量を調整することで吸気口４側からオゾン発生器１０側に向けての原料ガスとしての空気の流量を調整可能にするものであり、より具体的には、動力を要しない機械式のもの、または動力を用いる電子式の電磁バルブなどが流通制限手段として使用できる。
【００５５】
次に、図１を参照して、本実施形態におけるオゾン含有液生成装置１においてオゾン含有液としてのオゾン水１００を生成する動作について説明する。
【００５６】
外部の液体供給源である水道設備から給液口２を介して液体導入路Ｌ１に導入された水道水は、気液混合器２０に導入され、当該気液混合器２０内を通流する。これに伴い、上述した気液混合器２０の自吸作用により、吸気口４および気体導入路Ｌ４を介して原料ガスとしての空気が、また気体還流路Ｌ６を介して気液分離器３０に貯留された残留ガスが原料ガスとして、それぞれオゾン発生器１０に導入される。これにより、オゾン発生器１０においては、オゾンガスを含む気体が発生させられ、発生させられたオゾンガスを含む気体がオゾン搬送路Ｌ５を介して気液混合器２０に供給される。
【００５７】
供給されたオゾンガスを含む気体は、気液混合器２０において水道水に混入され、これにより気液混合器２０においてオゾン水１００が生成される。生成されたオゾン水１００は、オゾン含有液搬送路Ｌ２を介して気液分離器３０に導入され、当該気液分離器３０においてその気液分離が行なわれてオゾン水１００に含まれる残留ガスが分離された後にオゾン含有液導出路Ｌ３に導入されて吐出口３を介して外部に向けて吐出される。なお、気液分離器３０にてオゾン水１００から分離された残留ガスは、気体還流路Ｌ６を介して回収され、気体導入路Ｌ４を介して再びオゾン発生器１０へと送られる。
【００５８】
図４は、オゾン水を生成している際の気液混合器の状態を示す断面図である。図５は、オゾン水の生成を停止した後、水道水の逆流が起きた状態を示す断面図である。
【００５９】
図４に示すように、オゾン水１００の生成中には、気液混合器２０の球状体２７は、オゾンガスの流れによって大径部２５の底部に接している。本実施形態においては、大径部２５の底部において径方向に延びて小径部２４に通じる４つの溝部２６が設けられているため、球状体２７によって小径部２４が塞がれることがなく、オゾンガスの流路が維持される。そのため、オゾンガスは、溝部２６を通過して小径部２４に安定して流入する。その結果、気液混合器２０に流入するオゾンガスの流量が低下することを抑制して、オゾン水１００におけるオゾン濃度を安定して維持できる。
【００６０】
図５に示すように、水道水の逆流が起きて小径部２４および大径部２５内に水道水２００が浸入した際は、水道水２００より比重の小さい球状体２７は浮上して環状体２８のテーパ部２８ｂに接して開口２８ａを塞ぐ。その結果、大径部２５内に浸入した水道水２００は、オゾン搬送路Ｌ５内に浸入することを抑制される。環状体２８にテーパ部２８ｂを設けることにより、浮上した球状体２７を開口２８ａの直下に位置決めできるため、球状体２７によって安定して開口２８ａを塞ぐことができる。
【００６１】
よって、気液混合器２０の逆止弁機構２９により、オゾン発生器１０に水が浸入するウォータハンマー現象の発生を抑制して、オゾン含有液生成装置１の使用期間中においてオゾン発生器１０の動作を安定させて、オゾン含有液生成装置１にてオゾン含有液を安定して生成させることができる。
【００６２】
以下、本発明の実施形態２に係るオゾン含有液生成装置について図を参照して説明する。なお、本実施形態に係るオゾン含有液生成装置は、気液混合器２０ａにおける逆止弁機構の通流構造のみ実施形態１に係るオゾン含有液生成装置１と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
【００６３】
(実施形態２)
図６は、本発明の実施形態２に係るオゾン含有液生成装置の気液混合器の構成を示す断面図である。図７は、図６の矢印ＶＩＩ−ＶＩＩ線矢印方向から見た図である。
【００６４】
図６、７に示すように、本発明の実施形態２に係るオゾン含有液生成装置の気液混合器２０ａにおいては、逆止弁機構２９ａは、環状体２８、球状体２７、溝部２６ａ、および、大径部２５内に設けられて球状体２７が小径部２４を塞ぐことを防止する通流構造である環状体４０を含む。
【００６５】
本実施形態においては、大径部２５の内周壁において大径部２５の中心軸方向に延びて大径部２５の底部を介して小径部２４に通じる４つの溝部２６ａが設けられている。４つの溝部２６ａは、大径部２５の周方向において等間隔に設けられている。なお、溝部２６ａの数は４つに限られず、１つ以上であればよい。
【００６６】
環状体４０は、大径部２５内において球状体２７の下方にて環状体４０の中心軸が大径部２５の中心軸と一致して位置するように、大径部２５の内壁に取り付けられている。また、環状体４０は、球状体２７の直径より小さい内径を有している。
【００６７】
環状体４０が大径部２５内に取り付けられることにより、球状体２７によって小径部２４が塞がれることがなく、オゾンガスの流路が維持される。すなわち、オゾンガスは、溝部２６ａおよび大径部２５の底部を通過して小径部２４に流入可能である。
【００６８】
そのため、オゾンガスは、溝部２６を通過して小径部２４に安定して流入する。その結果、気液混合器２０ａに流入するオゾンガスの流量が低下することを抑制して、オゾン水１００におけるオゾン濃度を安定して維持できる。
【００６９】
本実施形態に係る気液混合器２０ａの逆止弁機構２９ａによっても、オゾン発生器１０に水が浸入するウォータハンマー現象の発生を抑制して、オゾン含有液生成装置１の使用期間中においてオゾン発生器１０の動作を安定させて、オゾン含有液生成装置１にてオゾン含有液を安定して生成させることができる。
【００７０】
以下、本発明の実施形態１に係る気液混合器を有する実施例のオゾン含有液生成装置により生成したオゾン水濃度と、逆止弁機構を含まない気液混合器を有する比較例のオゾン含有液生成装置により生成したオゾン水濃度とを比較した実験例について説明する。
【００７１】
(実験例)
図８は、本実験例の結果を示すグラフである。図８においては、縦軸にオゾン水濃度、横軸に経過時間を示している。
【００７２】
図８に示すように、実施例と比較例とのオゾン含有液生成装置の稼働と停止とを繰り返しながらオゾン水の生成を継続したところ、実験開始後４時間経過までは両方のオゾン水濃度は０．４ｍｇ／Ｌで同等であった。しかし、比較例のオゾン含有液生成装置においては、４時間経過後からオゾン水濃度が急低下して略０となった。一方。実施例のオゾン含有液生成装置においては、４時間経過後もオゾン水濃度がほとんど変化しなかった。
【００７３】
この実験結果から、本発明の実施形態１に係る気液混合器を有するオゾン含有液生成装置においては、オゾン含有液生成装置の使用期間中において一定のオゾン濃度のオゾン含有液を安定して生成させることができることが確認された。
【００７４】
上述した本発明の実施形態１および２においては、ユニット化されることで通常の水道設備に洗浄ユニットとして付設可能とされたオゾン含有液生成装置１に本発明を適用した場合を例示したが、通常の水道設備と予め一体化されるように構成された洗浄装置に本発明を適用してもよい。さらには、通常の水道設備以外の他の給液設備に洗浄ユニットして付設可能とされたオゾン含有液生成装置に本発明を適用してもよいし、通常の水道設備以外の他の給液設備に一体化されるように構成された洗浄装置に本発明を適用することとしてもよい。
【００７５】
ここで、上述した洗浄装置としては、キッチン、浴室、トイレ、洗面所などに設けられる水回り設備や、住戸や工場などに付設される配管あるいは工場などに設置された機械設備の洗浄に使用される洗浄装置、工場などに設置された生産設備としての部品の洗浄装置や食料品を含む各種商品や製品の洗浄装置、医療施設などにおいて使用される各種の洗浄装置、手洗い器や洗顔器をはじめとする各種美容健康器具、建物の床面や壁面などを対称とする殺菌や消臭、漂白などを目的とした各種の清掃装置などが挙げられる。
【００７６】
このように、本発明は、その趣旨に照らして逸脱しない範囲で各種の洗浄ユニットや洗浄装置に適用が可能である。
【００７７】
以上において開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００７８】
１  オゾン含有液生成装置、２  給液口、３  吐出口、４  吸気口、５  逆止弁、６  排気口、１０  オゾン発生器、２０，２０ａ  気液混合器、２１  大径流路部、２２  小径流路部、２３  円錐状流路部、２４  小径部、２５  大径部、２６  溝部、２７  球状体、２８，４０  環状体、２８ａ  開口、２８ｂ  テーパ部、２９，２９ａ  逆止弁機構、３０  気液分離器、３１  浮子、３２  棒状部材、３３  開閉弁、１００  オゾン水、２００  水道水、Ｌ１  液体導入路、Ｌ２  オゾン含有液搬送路、Ｌ３  オゾン含有液導出路、Ｌ４  気体導入路、Ｌ５  オゾン搬送路、Ｌ６  気体還流路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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