(57)【要約】【課題】余剰オゾンガスを効率的に回収することができ、オゾン水の吐水に伴う周囲の環境への余剰オゾンガスの放出を抑制することができるオゾン水生成装置を提供すること。【解決手段】水の電気分解によって生成したオゾンガスを水に溶解させてオゾン水を生成するオゾン水生成装置１であって、オゾン発生器２１を備えた電解槽２と、電解槽２の下方に配設され、電解槽２に水を供給する供給部３と、電解槽２の上方に配設され、余剰オゾンガスを回収するオゾン回収部５と、電解槽２と連通するオゾン水の吐水部４と、を有し、供給部３から電解槽２に供給された水がオゾン発生器２１によって電気分解されてオゾンガスが生成され、このオゾンガスが溶解したオゾン水が電解槽２を上昇して吐水部４から吐水されるとともに、電解槽２を浮上する未溶解の余剰オゾンガスがオゾン回収部５から回収されるオゾン水生成装置１とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水の電気分解によって生成したオゾンガスを水に溶解させてオゾン水を生成するオゾン水生成装置であって、
オゾン発生器を備えた電解槽と、
前記電解槽の下方に配設され、前記電解槽に水を供給する供給部と、
前記電解槽の上方に配設され、余剰オゾンガスを回収するオゾン回収部と、
前記電解槽と連通するオゾン水の吐水部と、
を有し、
前記供給部から前記電解槽に供給された水が前記オゾン発生器によって電気分解されてオゾンガスが生成され、このオゾンガスが溶解したオゾン水が前記電解槽を上昇して前記吐水部から吐水されるとともに、前記電解槽を浮上する未溶解の余剰オゾンガスが前記オゾン回収部から回収されることを特徴とするオゾン水生成装置。
【請求項２】
前記オゾン回収部と連通するオゾン処理部を備え、前記オゾン回収部で回収された余剰オゾンガスが前記オゾン処理部で処理されることを特徴とする請求項１に記載のオゾン水生成装置。
【請求項３】
前記電解槽の上方付近には、前記電解槽を浮上する余剰オゾンガスを前記オゾン回収部へ誘導する誘導板が配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載のオゾン水生成装置。
【請求項４】
上端に連通部が形成された第１仕切板を介して前記電解槽と隣接する分離槽を備えるとともに、前記吐水部は前記分離槽を介して前記電解槽と連通しており、前記電解槽を上昇するオゾン水が前記第１仕切板の連通部を通じて前記分離槽を下方へ流れて、前記吐水部から吐水されることを特徴とする請求項１または２に記載のオゾン水生成装置。
【請求項５】
前記電解槽の前記オゾン発生器を振動させる振動手段を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のオゾン水生成装置。
【請求項６】
前記オゾン処理部は、オゾン吸着剤、オゾン分解触媒、熱分解装置、薬剤処理装置、オゾン分解触媒のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載のオゾン水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オゾン水は、殺菌、漂白、有機物の分解などの分野で広く利用されている。また、オゾンの発生手段としては、例えば、放電方式や電解方式などが知られているが、電解方式は、純水（水）があればよいこと、比較的高濃度のオゾンガスが得やすいことなどの特徴によって、洗浄用などのオゾン水の生成装置などに利用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、電解方式のオゾン水生成装置において、ガス溶解装置から排出された余剰オゾンガス中のオゾンを分解するオゾン分解装置を配設することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2004−285374号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１においては、余剰オゾンガスを効率的に回収するためのガス溶解装置およびオゾン分解装置の構成について具体的な検討はなされていない。特許文献１のオゾン水生成装置の場合には、余剰オゾンガスの回収が十分でなく、オゾン水の吐水とともに余剰オゾンガスが大気に放出されることで周囲の環境のオゾン濃度の上昇を招き、場合によっては人体に悪影響を与える恐れもあると考えられる。
【０００６】
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、余剰オゾンガスを効率的に回収することができ、オゾン水の吐水に伴う周囲の環境への余剰オゾンガスの放出を抑制することができるオゾン水生成装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明のオゾン水生成装置は、水の電気分解によって生成したオゾンガスを水に溶解させてオゾン水を生成するオゾン水生成装置であって、オゾン発生器を備えた電解槽と、前記電解槽の下方に配設され、前記電解槽に水を供給する供給部と、前記電解槽の上方に配設され、余剰オゾンガスを回収するオゾン回収部と、前記電解槽と連通するオゾン水の吐水部と、を有し、前記供給部から前記電解槽に供給された水が前記オゾン発生器によって電気分解されてオゾンガスが生成され、このオゾンガスが溶解したオゾン水が前記電解槽を上昇して前記吐水部から吐水されるとともに、前記電解槽を浮上する未溶解の余剰オゾンガスが前記オゾン回収部から回収されることを特徴としている。
【０００８】
このオゾン水生成装置では、前記オゾン回収部と連通するオゾン処理部を備え、前記オゾン回収部で回収された余剰オゾンガスが前記オゾン処理部で処理されることが好ましい。
【０００９】
このオゾン水生成装置では、前記電解槽の上方付近には、前記電解槽を浮上する余剰オゾンガスを前記オゾン回収部へ誘導する誘導板が配設されていることがより好ましい。
【００１０】
このオゾン水生成装置では、上端に連通部が形成された第１仕切板を介して前記電解槽と隣接する分離槽を備えるとともに、前記吐水部は前記分離槽を介して前記電解槽と連通しており、前記電解槽を上昇するオゾン水が前記第１仕切板の連通部を通じて前記分離槽を下方へ流れて、前記吐水部から吐水されることがより好ましい。
【００１１】
このオゾン水生成装置では、前記電解槽の前記オゾン発生器を振動させる振動手段を備えることがさらに好ましい。
【００１２】
このオゾン水生成装置では、前記オゾン処理部は、オゾン吸着剤、オゾン分解触媒、熱分解装置、薬剤処理装置、オゾン分解触媒のうちの少なくともいずれかを含むことが一層好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のオゾン水生成装置によれば、余剰オゾンガスを効率的に回収することができ、オゾン水の吐水に伴う周囲の環境への余剰オゾンガスの放出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のオゾン水生成装置の第１実施形態を例示した概要断面図である。
【図２】本発明のオゾン水生成装置の第２実施形態を例示した概要断面図である。
【図３】本発明のオゾン水生成装置の第３実施形態を例示した概要断面図である。
【図４】本発明のオゾン水生成装置の第４実施形態を例示した概要断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明のオゾン水生成装置の第１実施形態を例示した概要断面図である。
【００１６】
オゾン水生成装置１は、水（純水や水道水など）を電気分解して生成したオゾンガスを水に溶解させてオゾン水を生成するものであって、電解槽２と、供給部３と、吐水部４と、オゾン回収部５と、誘導板６とを有している。
【００１７】
電解槽２には、オゾン発生器２１が配設されている。オゾン発生器２１の具体的な構成は特に限定されず、電極を介して水を電気分解してオゾンガスを生成する電解方式のものを適宜採用することができる。より具体的には、例えば図１に例示したように、オゾン発生器２１は、電源（図示していない）と接続した陽極２１aと陰極２１bとの間を高分子隔膜２１cで仕切る構造を有するものを例示することができる。このような高分子隔膜２１cとしては、例えば、耐オゾン性を有するポリテトラフルオロエチレンなどを基体としたイオン交換膜を例示することができる。また、電極（陽極２１a、陰極２１b）の材料などについても特に限定されず、白金電極やダイヤモンド電極などを使用することができるが、なかでもダイヤモンド電極は、電気分解で発生する水素と酸素の発生を抑制することができ、オゾンを効率よく生成できるため特に好ましい。
【００１８】
なお、オゾン発生器２１から発生するオゾンガスは、少量の水素や酸素を含む混合ガスの形態であってもよい。
【００１９】
また、オゾン発生器２１には振動手段（図示していない）を備えることが好ましい。振動手段は、オゾン発生器２１を振動させることができるものであれば特に限定されない。振動手段によってオゾン発生器２１を振動させることによって、電極（陽極２１a、陰極２１b）表面に付着した余剰オゾンガスの気泡を電解槽２の上方に確実に浮上させることができるため、後述する余剰オゾンガスの回収効率を高めることができる。
【００２０】
供給部３は、電解槽２の下方に配設されており、電解槽２に水を供給する。また、吐水部４が電解槽２の上方に配設されている。
【００２１】
具体的には、例えば、水供給源（図示していない）から流路を介して圧送された水を供給部３を通じて電解槽２内に流入させることで、電解槽２に連続的に水を供給することができる。供給部３が電解槽２の下方に配設されていることで、電解槽２に供給された水の電気分解によってオゾンガスが生成されて溶解し、オゾン水を生成しながら下方から上方へ上昇する。そして、吐水部４が電解槽２の上方に配設されていることで、電解槽２を上昇するオゾン水は吐水部４から外部に吐水される。
【００２２】
オゾン回収部５は、電解槽２の上方付近から分岐して形成されている。オゾン回収部５には、例えば、閉弁などを適宜設けることもできる。
【００２３】
誘導板６は、電解槽２の上方付近において、オゾン回収部５に向かって上方に傾斜しており、吐水部４を下方から覆っている。誘導板６は、例えば、金属製や樹脂製のメッシュ材やパンチングプレートなどの微小な開口部を有する材料によって形成することができる。誘導板６では、電解槽２で生成されたオゾン水が吐水部４側へ通過する一方で、未溶解の余剰オゾンガスの気泡は誘導板６に捕捉され、傾斜に沿ってオゾン回収部５へと誘導されるため、余剰オゾンガスを効率的に回収することができる。そして、回収した余剰オゾンガスは、オゾン回収部５内で水に溶解したり、自己分解したりすることによって、減少する。
【００２４】
したがって、オゾン水と余剰オゾンガスとが分離され、吐水部４から吐水されるオゾン水中の余剰オゾンガスが減少するため、周囲の環境への余剰オゾンガスの放出を抑制することができる。
【００２５】
図２は、本発明のオゾン水生成装置の第２実施形態を例示した概要断面図である。第２実施形態について、第１実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、以下では説明を一部省略する。
【００２６】
このオゾン水生成装置１は、オゾン回収部５と連通するオゾン処理部７を備えている。
【００２７】
オゾン処理部７の構成は具体的に限定されず、オゾン回収部５で回収された余剰オゾンガスに対して吸着、分解などの処理が可能であればよい。具体的には、オゾン処理部７は、例えば、オゾン吸着剤（活性炭など）、オゾン分解触媒、熱分解装置（電熱ヒーターなど）、化学的にオゾンを分解する薬剤処理装置、オゾン分解触媒のうちの少なくともいずれかを含むことが好ましい。このようなオゾン処理部７を備えることで、余剰オゾンガスを確実に吸着、分解などすることができるため、処理後のガスを大気に放出することなども可能となる。
【００２８】
図３は、本発明のオゾン水生成装置の第３実施形態を例示した概要断面図である。第３実施形態について、第１実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、以下では説明を一部省略する。
【００２９】
このオゾン水生成装置１は、電解槽２に隣接する分離槽８を備えている。分離槽８は、電解槽２を区画する第１仕切板８１と、この第１仕切板８１と対向する第２仕切板８２とによって区画されている。
【００３０】
また、第１仕切板８１は、上端が開放されて連通部８１aが形成されており、この連通部８１aを通じて電解槽２と分離槽８とが連通している。さらに、第２仕切板８２は下端が開放されて連通部８２aが形成されており、この連通部８２aを通じて分離槽８と、吐水部４へと続く吐水流路９とが連通している。すなわち、吐水部４は、分離槽８を介して電解槽２と連通している。
【００３１】
さらに、この第２仕切板８２は、上方に向かって分離槽８が幅広となるように、第１仕切板８１側から吐水流路９側へと傾斜しており、気液界面の面積が大きくなるように形成されている。
【００３２】
そして、このオゾン水生成装置１は、電解槽２の上方から分離槽８の上方に亘ってオゾン回収部５が配設されている。
【００３３】
このオゾン水生成装置１は、電解槽２で生成されて上昇したオゾン水が第１仕切板８１の連通部８１aを通じて分離槽８を下方へと流れる（図３中の矢印Ａ１）。この際、未溶解の余剰オゾンガスは、オゾン水の流れに追従して上方に浮上して液面付近にまで持ち上げられ、液面において破裂してオゾン回収部５で効率的に回収される。さらに、分離槽８は、第２仕切板８２が傾斜していることで気液界面の面積が大きいため、オゾン水からの余剰オゾンガスの分離がさらに促進される。
【００３４】
したがって、オゾン水と余剰オゾンガスとが分離され、オゾン水は分離槽８から第２仕切板８２の連通部８２aを通じて吐水流路９へと流れて吐水部４から吐水される（図３中の矢印Ａ２）。吐水部４から吐水されるオゾン水中の余剰オゾンガスが減少するため、周囲の環境への余剰オゾンガスの放出を抑制することができる。
【００３５】
図４は、本発明のオゾン水生成装置の第３実施形態を例示した概要断面図である。第４実施形態について、第１実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、以下では説明を一部省略する。
【００３６】
このオゾン水生成装置１は、電解槽２に隣接する分離槽８を備えている。分離槽８は、電解槽２と吐水部４へと続く吐水流路９との間において形成されている。すなわち、吐水部４は、分離槽８を介して電解槽２と連通している。
【００３７】
具体的には、分離槽８は、電解槽２を区画する第１仕切板８１と、吐水部４へと続く吐水流路９を区画する第２仕切板８２と、この第１仕切板８１と第２仕切板８２の間に配設された第３仕切板８３および第４仕切板８４によって形成されている。
【００３８】
第１仕切板８１は、上端が開放されて連通部８１aが形成されており、この連通部８１aを通じて電解槽２と分離槽８とが連通している。さらに、第１仕切板８１と隣接する第３仕切板８３は下端が開放されて連通部８３aが形成されており、この第３仕切板８３と隣接する第４仕切板８４は上端が開放されて連通部８４aが形成されており、この第４仕切板８４と隣接する第２仕切板８２は上端が開放されて連通部８２aが形成されている。第２仕切板８２の連通部８２aを通じて分離槽８と、吐水部４へと続く吐水流路９とが連通している。
【００３９】
また、このオゾン水生成装置１は、電解槽２の上方から分離槽８の上方に亘ってオゾン回収部５が配設されている。
【００４０】
このオゾン水生成装置１は、電解槽２で生成されて上昇するオゾン水が第１仕切板８１の連通部８１aを通じて、第１仕切板８１と第３仕切板８３の間の流路を下方へと流れる（図４中の矢印Ａ１）。この際、未溶解の余剰オゾンガスは、オゾン水の流れに追従して上方に浮上して液面付近にまで持ち上げられ、液面において破裂してオゾン回収部５で効率的に回収される。さらに、オゾン水は、第１仕切板８１と第３仕切板８３の間の流路から、第３仕切板８３の連通部８３aを通じて、第３仕切板８３と第４仕切板８４の間の流路を上方に流れ（図４中の矢印Ａ２）、第４仕切板８４の連通部８４aを通じて、第４仕切板８４と第２仕切板８２の間の流路を下方へ流れる（図４中の矢印Ａ３）。この際、再び、未溶解の余剰オゾンガスは、オゾン水の流れに追従して上方に浮上して液面付近にまで持ち上げられ、液面において破裂してオゾン回収部５で効率的に回収される。その後、オゾン水は第２仕切板８２の連通部８２aを通じて吐水流路９を流れて（図４中の矢印Ａ４）、吐水部４から吐水される。
【００４１】
このオゾン水生成装置１は、オゾン水からの余剰オゾンガスの分離が２段階で促進されるため、確実に余剰オゾンガスを回収することができる。したがって、吐水部４から吐水されるオゾン水中の余剰オゾンガスが減少するため、周囲の環境への余剰オゾンガスの放出を抑制することができる。
【００４２】
本発明のオゾン水生成装置は、以上の実施形態に限定されることはない。例えば、吐水部の配設位置は、オゾン水生成装置の上方（図１〜図４に例示した位置）に限らず、オゾン水の流れなどを考慮して適宜な位置に配設することができる。また、例えば、第３、第４実施形態で例示したオゾン水生成装置についてもオゾン処理部を設けることが可能である。さらに、本発明のオゾン水生成装置は、例えばオゾン濃度計などの各種の部材を備えることもできる。
【符号の説明】
【００４３】
１    オゾン水生成装置
２    電解槽
２１  オゾン発生器
３    供給部
４    吐水部
５    オゾン回収部
６    誘導板
７    オゾン処理部
８    分離槽
８１  第１仕切板
【図１】
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【図２】
2014074216.tif 000004
【図３】
2014074216.tif 000005
【図４】
2014074216.tif 000006