(57)【要約】【課題】構造を簡単としてコンパクトに構成でき、しかも、確実に効率よくオゾン水を製造することができるオゾン水製造装置を提供する。【解決手段】少なくともオゾン生成室３と混合室４とを単一の筐体５の内部に隔壁６を介して一体に隣接して形成する。貯水槽２の水を混合室４に供給するポンプ１０を設ける。オゾン生成室３には、ポンプ１０を駆動すると同時にオゾンを生成するコロナモータ１１を収容する。隔壁６にオゾン生成室３から混合室４へオゾンを導通させるオゾン導通路１６を設ける。混合室４にポンプ１０によって供給された水を散布する散水手段１５を設ける。混合室４内で散布されて落下した水を貯水槽２に導出する導出路１８を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水槽に蓄えられた水を循環させつつ循環過程において水にオゾンを混合させてオゾン水を製造するオゾン水製造装置であって、
オゾンが生成されるオゾン生成室と、オゾンと水とが混合される混合室と、オゾン生成室に収納され、放電電極を有する固定子と絶縁体を有する回転子とを備えて放電電極のコロナ放電により回転子を回転させると共にオゾンを生成するコロナモータと、該コロナモータを駆動源として貯水槽の水を混合室に供給するポンプと、混合室に収納されてポンプによって供給された水を該混合室内で散布し落下させる散水手段と、混合室内で散布されて落下した水を貯水槽に導出する導出路とを備え、
少なくとも前記オゾン生成室と前記混合室とは、単一の筐体の内部に隔壁を介して一体に隣接して形成され、該隔壁には、オゾン生成室から混合室へオゾンを導通させるオゾン導通路が形成されていることを特徴とするオゾン水製造装置。
【請求項２】
前記オゾン生成室と前記混合室と前記貯水槽とを隔壁を介して互いに隣接して単一の筐体の内部に一体に形成し、
該筐体の内部において、前記オゾン生成室と前記混合室とを前記貯水槽の上方位置に配置し、
前記混合室と前記貯水槽との境界の隔壁に、前記導出路を設けたことを特徴とする請求項１記載のオゾン水製造装置。
【請求項３】
前記コロナモータは、回転自在の軸に固定された円板状の回転子と、該回転子の側面に空隙を存して対向する板状の固定子とを備えてなり、
前記固定子は、正の放電電極と負の放電電極とが交互に所定間隔を存して配設されて正負の高電圧が印加され、
前記回転子は、固定子の各電極のコロナ放電に伴う正負の帯電により吸引力と反発力とで回転することを特徴とする請求項１又は２記載のオゾン水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中でコロナ放電によって生成したオゾンを水に吸収させてオゾン水を製造するオゾン水製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オゾンにより殺菌及び脱臭した水を得るオゾン水製造装置としては、貯水槽の水をポンプにより循環させる水循環路を設け、オゾン生成装置によって生成したオゾンを水循環路の途中で水に混合するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、ポンプやオゾン生成装置がそれぞれ独立して設けられているために、水を循環させる配管や電気配線が複雑となるだけでなく、装置が大型化する不都合がある。
【０００４】
また、このとき採用されるオゾン生成装置としては、セラミックス基板上に負のコロナ放電を発生させる放電電極を設け、該放電電極から対向する電極に向けてコロナ放電を行い、このコロナ放電時に発生するオゾンを回収するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
この種のオゾン生成装置は、放電電極の沿面からコロナ放電が行われるもの（沿面放電体）であるため、空気中の湿度が高くなった場合や、塵埃によって電極表面が汚れてしまった場合は、放電電極の沿面の絶縁性が低下して漏洩電流が流れ、良好なコロナ放電が形成されず、極端な場合にはコロナ放電が停止してしまう場合がある。このようにコロナ放電が停止した場合はオゾンが発生しないため、オゾン水の製造を行うことができないという不都合がある。
【特許文献１】特開平１０−２１６７５０号公報
【特許文献２】特許第２８７３２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる不都合を解消して、本発明は、構造を簡単としてコンパクトに構成でき、しかも、確実に効率よくオゾン水を製造することができるオゾン水製造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】
【０００７】
かかる目的を達成するために、本発明は、貯水槽に蓄えられた水を循環させつつ循環過程において水にオゾンを混合させてオゾン水を製造するオゾン水製造装置であって、オゾンが生成されるオゾン生成室と、オゾンと水とが混合される混合室と、オゾン生成室に収納され、放電電極を有する固定子と絶縁体を有する回転子とを備えて放電電極のコロナ放電により回転子を回転させると共にオゾンを生成するコロナモータと、該コロナモータを駆動源として貯水槽の水を混合室に供給するポンプと、混合室に収納されてポンプによって供給された水を該混合室内で散布し落下させる散水手段と、混合室内で散布されて落下した水を貯水槽に導出する導出路とを備え、少なくとも前記オゾン生成室と前記混合室とは、単一の筐体の内部に隔壁を介して一体に隣接して形成され、該隔壁には、オゾン生成室から混合室へオゾンを導通させるオゾン導通路が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明のオゾン水製造装置によれば、前記貯水槽の水が前記ポンプにより前記混合室に供給され、混合室において水にオゾンが混合されて殺菌されたオゾン水が生成される。そして、混合室のオゾン水は、前記導出路を介して前記貯水槽に導出される。
【０００９】
本発明においては、前記オゾン生成室と前記混合室とが隔壁を介して一体に隣接し、単一の筐体の内部に形成されている。オゾン生成室には、前記ポンプの駆動源であるコロナモータが収容されている。オゾン生成室内では、該コロナモータの作動によりオゾンが発生する。オゾン生成室で生成されたオゾンは、前記隔壁に形成されたオゾン導通路を経て混合室へ向かう。混合室では、ポンプによって供給された水が散水手段から散布され、落下する過程において水が確実にオゾンに接触して水とオゾンとを効率よく混合させることができる。
【００１０】
このように、本発明のオゾン水製造装置によれば、コロナモータによってポンプを駆動すると同時にオゾンを生成することができ、混合室に水を供給するだけで水とオゾンとの混合を行うことができる。しかも、オゾン生成室と混合室とは、単一の筐体に隣接して形成され、オゾン生成室のオゾンは隔壁に形成されたオゾン導通路から混合室へ向かうようにしたので、水を循環させる配管や電気配線を極めて簡単とすることができ、装置をコンパクトに構成することができる。
【００１１】
また、本発明においては、オゾンを生成するための手段としてコロナモータを採用するので、前記回転子が回転している状態では前記固定子との間で気流が発生し、湿度が高い場合であっても回転子及び固定子には結露が発生しにくく、塵埃等も付着しにくい。このため、従来の沿面放電体のようなコロナ放電が停止するといった事態を防止することができる。
【００１２】
更に、前記オゾン生成室と前記混合室とを単一の筐体の内部に設けて、貯水槽を別体とすることができるので、例えば、既存の貯水槽にオゾン生成室と混合室とを有する筐体を後付けすることができる。
【００１３】
また、本発明においては、前記オゾン生成室と前記混合室と前記貯水槽とを隔壁を介して互いに隣接して単一の筐体の内部に一体に形成することができる。この場合には、該筐体の内部において、前記オゾン生成室と前記混合室とを前記貯水槽の上方位置に配置し、前記混合室と前記貯水槽との境界の隔壁に、前記導出路を設けることが好ましい。これによれば、水を循環させる配管を一層簡略化することができ、装置をコンパクトに構成することができる。更に、貯水槽の上部がオゾン生成室及び混合室により閉塞されるので、外部から貯水槽内部への塵埃等の侵入を確実に防止することができる。
【００１４】
また、本発明において採用される前記コロナモータは、回転自在の軸に固定された円板状の回転子と、該回転子の側面に空隙を存して対向する板状の固定子とを備えてなり、前記固定子は、正の放電電極と負の放電電極とが交互に所定間隔を存して配設されて正負の高電圧が印加され、前記回転子は、固定子の各電極のコロナ放電に伴う正負の帯電により吸引力と反発力とで回転するものであることが好ましい。このような構成によるコロナモータはディスク型コロナモータと呼ばれるものである。ディスク型コロナモータによれば、板状の固定子と円板状の回転子とが対峙する構成であるので、極めて小型としてしかも十分なオゾンを発生させることができる。これにより、本発明においてディスク型コロナモータを採用することで、オゾン水の製造を高効率に維持して装置を一層コンパクトに構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は第１の実施形態のオゾン水製造装置を模式的に示す説明的断面図、図２はディスク型コロナモータの構成を示す断面説明図、図３はディスク型コロナモータの回転子の構成を示す説明的分解斜視図、図４はディスク型コロナモータの固定子を示す説明図、図５は第２の実施形態のオゾン水製造装置を模式的に示す説明的断面図、図６は円筒型コロナモータの構成を示す断面説明図、図７は円筒型コロナモータの構造を模式的に示す説明的斜視図である。
【００１６】
本発明における第１の実施形態のオゾン水製造装置１は、図１に示すように、水を蓄える貯水槽２と、オゾンを生成するオゾン生成室３と、水とオゾンを混合する混合室４とを備え、これらが単一の筐体５内部に一体に配設されている。筐体５内部において、オゾン生成室３と混合室４とは第１の隔壁６を介して互いに横方向に隣接して設けられている。貯水槽２はオゾン生成室３及び混合室４の下方に隣接して設けられており、オゾン生成室３と貯水槽２との境界にはオゾン生成室３の底板とされる第２の隔壁７が設けられていると共に、混合室４と貯水槽２との境界には混合室４の底板とされる第３の隔壁８が設けられている。
【００１７】
オゾン生成室３の底板である第２の隔壁７には、下方に延びて下端部が貯水槽２内の水中に没する筒状の支持部材９が連設されている。該支持部材９の下端にはポンプ１０が取り付けられている。そして、オゾン生成室３には、コロナモータ１１が収容されている。前記ポンプ１０は、コロナモータ１１から延出する回転軸１２に連結され、該コロナモータ１１の駆動により作動する。
【００１８】
コロナモータ１１は、詳しくは後述するが、コロナ放電により形成される吸引と反発を引き起こす電界を利用して回転軸１２の駆動力を得るものであり、同時にコロナ放電によりオゾン生成室３内にオゾンを発生させることができるものである。コロナモータ１１は、図１においては詳細に示さないが、後述するコロナモータ１１の構成部品がオゾン生成室３内で露出開放されており、コロナモータ１１のコロナ放電により発生したオゾンがコロナモータ１１の内部に留まることなく円滑に拡散されるようになっている。
【００１９】
前記ポンプ１０は、コロナモータ１１の駆動により吸引口１０ａから吸引した貯水槽２内の水を吐出口１０ｂに接続された配管１３を介して前記混合室４に送出する。混合室４の内部上方位置には、複数の散水口１４を備える散水器１５（散水手段）が設けられている。該散水器１５は、配管１３によって前記ポンプ１０に接続され、該ポンプ１０によって送られた水を複数の散水口１４を介して混合室４内に散布する。
【００２０】
一方、オゾン生成室３と混合室４との境界に設けられた前記第１の隔壁６は、混合室４に散布されてその底部（第３の隔壁８上）に溜まる水がオゾン生成室３に浸入するのを防止すると共に、上方位置に形成されたオゾン導通孔１６（オゾン導通路）を介してオゾン生成室３のオゾンを混合室４内に侵入拡散させる。混合室４において散水器１５から散布された水は、オゾン導通孔１６を介して混合室４内に拡散されたオゾンに接触し、オゾンを含有するオゾン水となって混合室４の底部に落下する。
【００２１】
なお、混合室４の内部における散水器１５の下方位置にはトレー状の水受け部材１７が設けられている。該水受け部材１７は、散水器１５から散布された水を一時的に受けることによって、混合室４の内部空間における水の停留時間を延長し、水とオゾンとを十分に接触させる。そして、水受け部材１７から落下する水にもオゾンが接して一層効率よくオゾン水が製造される。混合室４の底部（第３の隔壁８上）に溜まったオゾン水は、第３の隔壁８に形成された導出路１８を介して貯水槽２内に落下する。そしてこのようにして貯水槽２と混合室４との間で循環される水はオゾン濃度の高いオゾン水となって貯水槽２に溜められる。
【００２２】
更に、前記ポンプ１０と散水器１５とを接続する配管１３には、分岐部１９を介して外部管２０が接続されている。分岐部１９と散水器１５との間には第１の弁２１が設けられ、外部管２０には第２の弁２２が設けられている。第１の弁２１を開弁し、第２の弁２２を閉弁してポンプ１０を作動させることで、貯水槽２と混合室４との間で水を循環させてオゾン水を製造する。その後、貯水槽２のオゾン水を貯水槽２内から外部へ汲出す場合には、第１の弁２１を閉弁し、第２の弁２２を開弁してポンプ１０を作動させることで、外部管２０を介してオゾン水を外部へ送り出すことができる。なお、貯水槽２には水補給管２３が接続されており、貯水槽２内の水が減少した場合には水補給管２３を介して水を補給する。
【００２３】
このように、本実施形態のオゾン水製造装置１は、コロナモータ１１をポンプ１０の駆動源としてだけでなくオゾンを生成する手段として用いたので、装置構成が極めて簡単となり複雑な電気配線等も不要とすることができる。また、貯水槽２、オゾン生成室３、及び混合室４を単一の筐体５内部に一体に設けたので、複雑な配管を不要としてコンパクトであるだけでなく、外部から貯水槽２への塵埃等の侵入も防止できるので、貯水槽２内のオゾン水の不用意な汚染を確実に防止することができる。
【００２４】
次に、本実施形態において採用するコロナモータ１１について説明する。該コロナモータ１１は、ディスク型コロナモータと呼ばれるものであり、図２に示すように、矩形板状の固定電極板２４（固定子）と円形板状の回転子２５とを備える。詳しくは、空隙を存して対向する一対の端板２６と、両端板２６を連結する複数の連結部材２７とによって外殻が形成され、固定電極板２４は一方の端板２６に支持部材２８により支持固定されている。回転子２５は固定部材２９により回転軸１２に固定されている。また、回転軸１２は軸受け３０により両端板２６に回転自在に軸支されている。
【００２５】
回転子２５は、図３に示すように、一方の表面に導電層３１を有する円板３２と、該円板３２の両方の表面を被覆する絶縁フィルム３３とを備えている。円板３２は、板状の絶縁体を円形に加工することにより形成されており、中央部に表裏方向に貫通する貫通孔３４が設けられている。導電層３１は、金属板や金属箔、あるいは導電性塗料により円形に形成されており、円板３２の一方の表面の大部分の面積を占めている。該導電層３１は、コロナ放電時の電荷を集中させる働きを有している。また、回転子２５の中心部の貫通孔３４には、前記固定部材２９及び回転軸１２が挿着されている。
【００２６】
固定電極板２４は、ガラス布基材エポキシ樹脂、いわゆるガラスエポキシ樹脂のプリント基板を用いており、図４に示すようにパターンとして正の直流電圧が印加される正の放電電極３５と、負の直流電圧が印加される負の放電電極３６とを有している。正の放電電極３５及び負の放電電極３６は、それぞれ端子部３７，３８を介して正負の直流電圧を印加する高電圧電源装置（図示せず）に接続されている。また、図４に示すように、各電極の一側沿部にはスリット３９が設けられており、該スリット３９によって各電極にエッジ部分を形成し、コロナ放電を効果的に発生させるようにしている。
【００２７】
そして、通電により固定電極板２４の正の放電電極３５に正の直流電圧が印加され、負の放電電極３６に負の直流電圧が印加されると、各放電電極３５，３６のスリット３９部分でコロナ放電が行われる。これにより、回転子２５の表面の絶縁フィルム３３が対向する各放電電極３５，３６と同じ極性に帯電されるため、対向する放電電極との間の反発力と隣接する異なる極性の放電電極との間の吸引力によって回転子２５が回転する。回転子２５の回転は回転軸１２を介してポンプ１０に伝達され、同時に各放電電極３５，３６のスリット３９で生じるコロナ放電によりオゾンが発生する。
【００２８】
このように構成されたディスク型コロナモータ１１は、その構成部品の殆どが板状であるため比較的小型であり、それに伴ってオゾン生成室３を小型化してオゾン水製造装置１全体をコンパクトに形成することが可能となる。また、該コロナモータ１１は、一対の端板２６及び連結部材２７で外殻が構成されるので、固定電極板２４におけるコロナ放電に伴い発生したオゾンを滞りなくオゾン生成室３内部に拡散させることができる。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施形態のオゾン水製造装置４０について説明する。図５に示すように、オゾン水製造装置４０は、オゾンを生成するオゾン生成室３と、水とオゾンを混合する混合室４とが単一の筐体４１内部に一体に配設され、該筐体４１を既存の貯水槽４２の上部に載置することによって構成される。筐体４１内部において、オゾン生成室３と混合室４とは隔壁４３を介して互いに横方向に隣接して筐体４１の底板４４上に形成されている。
【００３０】
オゾン生成室３には、コロナモータ１１が収容されている。該コロナモータ１１は前述した構成のディスク型コロナモータである。オゾン生成室３の底板４４には下方に延びて下端部が貯水槽４２内の水中に没する筒状の支持部材４５が連設されている。該支持部材４５の下端にはポンプ１０が取り付けられている。該ポンプ１０は、コロナモータ１１から延出する回転軸１２に連結され、コロナモータ１１の駆動により作動する。
【００３１】
ポンプ１０は、コロナモータ１１の駆動により吸引口１０ａから吸引した貯水槽４２内の水を吐出口１０ｂに接続された配管４６を介して前記混合室４に送出する。混合室４の内部上方位置には、複数の散水口４７を備える散水器４８（散水手段）が設けられている。該散水器４８は、配管４６によって前記ポンプ１０に接続され、該ポンプ１０によって送られた水を複数の散水口４７を介して混合室４内に散布する。
【００３２】
一方、オゾン生成室３と混合室４との境界に設けられた前記隔壁４３は、混合室４に散布されてその底板４４上に溜まる水がオゾン生成室３に浸入するのを防止すると共に、上方位置に形成されたオゾン導通孔４９（オゾン導通路）を介してオゾン生成室３のオゾンを混合室４内に侵入拡散させる。混合室４において散水器４８から散布された水は、オゾン導通孔４９を介して混合室４内に拡散されたオゾンに接触し、オゾンを含有するオゾン水となって混合室４の底板４４上に落下する。
【００３３】
なお、混合室４の内部における散水器４８の下方位置には、第１の実施形態と同様のトレー状の水受け部材１７が設けられている。混合室４の底板４４上に溜まったオゾン水は、該底板４４に形成された導出路５０を介して貯水槽４２内に落下する。そしてこのようにして貯水槽４２と混合室４との間で循環される水はオゾン濃度の高いオゾン水となって貯水槽４２に溜められる。
【００３４】
第２の実施形態のオゾン水製造装置４０は、貯水槽４２が別体であることにより、既存の貯水槽４２の上部に筐体４１を載置するだけで、貯水槽４２の水をオゾン水とすることができる。そして、貯水槽４２の形状に左右されることなくオゾン水を製造することができる。更に、貯水槽４２が別体であることにより、貯水槽４２への水の補給時や、貯水槽４２のオゾン水を使用する際には、貯水槽４２の上部から筐体４１を取り外せばよく、複雑な配管を不要としてオゾン水製造装置４０を極めてコンパクトに形成することができる。
【００３５】
なお、前述した各実施形態のオゾン水製造装置１，４０においては、最も好ましい例としてディスク型コロナモータ１１を採用したものを挙げたが、他のコロナモータを採用することも可能である。他のコロナモータとしては、例えば、図６に示すコロナモータ５１が挙げられる。該コロナモータ５１は、円筒型コロナモータと呼ばれるものであり、図６に示すように、円筒形の回転筒５２（回転子）と、回転筒５２の周囲に複数配設される固定電極５３（固定子）とを備えている。
【００３６】
回転筒５２は、例えばエチレン樹脂等の絶縁体で形成された中空の円筒体５４と、円筒体５４の内周面に取り付けられる導電層５５とを備えている。導電層５５は、金属板や金属箔、あるいは導電性塗料により形成されている。また、回転筒５２の中心部には回転軸５６が設けられており、回転軸５６は軸受け５７により一対の端板５８に回転自在に軸支されている。
【００３７】
固定電極５３は、図７に示すようにナイフエッジ状に形成されており、回転筒５２の外周面に対してエッジの方向を傾けて配設されている。また、この固定電極５３は、正の放電電極５９と負の放電電極６０とが回転筒５２の外周面を囲むように交互に配設されている。また、正の放電電極５９及び負の放電電極６０は、それぞれ正負の直流電圧を印加する電源装置（図示せず）に接続されている。
【００３８】
そして、通電により固定電極５３の正の放電電極５９に正の直流電圧が印加され、負の放電電極６０に負の直流電圧が印加されると、各放電電極５９，６０から回転筒５２の円筒体５４表面に向かってコロナ放電が発生する。これにより、回転筒５２の円筒体５４の外周面が局地的に対向する各放電電極５９，６０と同じ極性に帯電されるため、対向する放電電極との間の反発力と隣接する異なる極性の放電電極との間の吸引力によって回転筒５２が回転する。この回転筒５２の回転を回転軸５６を介してポンプ１０に伝達すればポンプ１０を作動させることができ、同時にコロナ放電によるオゾンをオゾン生成室３内において発生させることができる。
【００３９】
これによって、前述した各実施形態のオゾン水製造装置１，４０においてディスク型コロナモータ１１に替えて円筒型コロナモータ５１を採用した場合でも、円筒型コロナモータ５１をポンプ１０の駆動源として用いると同時にオゾンを生成する手段として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施形態のオゾン水製造装置を模式的に示す説明的断面図。
【図２】ディスク型コロナモータの構成を示す断面説明図。
【図３】ディスク型コロナモータの回転子の構成を示す説明的分解斜視図。
【図４】ディスク型コロナモータの固定子を示す説明図。
【図５】本発明の第２の実施形態のオゾン水製造装置を模式的に示す説明的断面図。
【図６】円筒型コロナモータの構成を示す断面説明図。
【図７】円筒型コロナモータの構造を模式的に示す説明的斜視図。
【符号の説明】
【００４１】
１，４０…オゾン水製造装置、２，４２…貯水槽、３…オゾン生成室、４…混合室、５，４１…筐体、６，７，８，４３…隔壁、１０…ポンプ、１１，５１…コロナモータ、１５，４８…散水器（散水手段）、１６，４９…オゾン導通孔（オゾン導通路）、１８，５０…導出路、２４…板状の固定子、２５…円板状の回転子、３５…正の放電電極、３６…負の放電電極。
【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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