(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を蓄える貯水槽と、該貯水槽の水を循環水路を介して循環させる循環ポンプと、該循環ポンプを駆動させるモータとを備え、
該モータは放電電極を有する固定子と誘電体を有する回転子との間にコロナ放電を発生させて該回転子を回転させるコロナモータであり、該モータは周囲がケースにより覆われ、該ケースには外部から空気が導入される導入口と外部に空気が導出される導出口とが設けられ、該導出口と前記循環水路とを連結する通気管と、前記モータ内の空気を前記循環水路に供給するための給気手段とを有し、
該給気手段は、前記モータの作動時に前記導入口から外気を前記モータ内に導入すると共に、前記モータにおいてコロナ放電により発生したオゾンを含む空気を前記導出口及び通気管を介して前記循環水路に供給し、前記循環ポンプにより循環される水とオゾンを含む空気とを混合させることを特徴とするオゾン殺菌水製造装置。
【請求項２】
前記循環ポンプの下流側であって前記貯水槽との間の循環水路に前記循環ポンプから吐出される水を噴射する噴射ノズルが設けられ、該噴射ノズルが通気管を介して前記導出口に接続され、
前記給気手段は、該噴射ノズルにおいて噴射されて噴流となった水と前記オゾンを含む空気とを混合させることを特徴とする請求項１に記載のオゾン殺菌水製造装置。
【請求項３】
前記噴射ノズルは、水を噴射するノズル部と、該ノズル部の下流側に設けられ水の噴射によって負圧が生じる負圧室とを備え、該負圧室に前記通気管が接続され、
前記給気手段は、前記負圧室に生じる負圧により前記循環ポンプ内の空気を前記循環水路に供給することを特徴とする請求項２に記載のオゾン殺菌水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、オゾンにより殺菌された水を製造するオゾン殺菌水製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、オゾンにより殺菌及び脱臭した水を得るためには、単独のオゾン発生装置と水循環ポンプとを組み合わせ、循環水にオゾンを混合させることが行われていた。このような従来のオゾン発生装置としては、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用いられている。
【０００３】
このような従来のオゾン発生装置は、放電電極の沿面からコロナ放電が行われるものであるため、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、水の殺菌を行うことができないという不都合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、オゾン殺菌水製造装置の改良を目的とし、さらに詳しくは前記不都合を解消するために、水に対して一定の濃度のオゾンを供給することができるオゾン殺菌水製造装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のオゾン殺菌水製造装置は、水を蓄える貯水槽と、該貯水槽の水を循環水路を介して循環させる循環ポンプと、該循環ポンプを駆動させるモータとを備え、該モータは放電電極を有する固定子と誘電体を有する回転子との間にコロナ放電を発生させて該回転子を回転させるコロナモータであり、該モータは周囲がケースにより覆われ、該ケースには外部から空気が導入される導入口と外部に空気が導出される導出口とが設けられ、該導出口と前記循環水路とを連結する通気管と、前記モータ内の空気を前記循環水路に供給するための給気手段とを有し、該給気手段は、前記モータの作動時に前記導入口から外気を前記モータ内に導入すると共に、前記モータにおいてコロナ放電により発生したオゾンを含む空気を前記導出口及び通気管を介して前記循環水路に供給し、前記循環ポンプにより循環される水とオゾンを含む空気とを混合させることを特徴とする。
【０００６】
本発明のオゾン殺菌水製造装置によれば、前記貯水槽の水が前記循環ポンプにより循環されており、前記給気手段により循環される水にオゾンを含む空気が混合されて水が殺菌される。本発明においては、水の循環を行う循環ポンプのモータに前記コロナモータを用いており、水の殺菌は該コロナモータの作動により発生したオゾンにより行われる。このコロナモータにおいて発生するオゾンの量はモータの回転数に比例するものであるため、モータの回転数が高くなれば発生するオゾンの量も多くなり、前記循環ポンプにより循環される水の量も多くなる。逆にモータの回転数が低くなれば発生するオゾンの量も少なくなり、前記循環ポンプにより循環される水の量も少なくなる。
【０００７】
このように、本発明のオゾン殺菌水製造装置によれば、前記循環ポンプに用いられるコロナモータの回転数、すなわち循環される水の量に応じてオゾンが発生するので、循環される水に対して一定の濃度のオゾンを供給することができる。したがって、循環される水の量が多い場合であっても確実にオゾンによる殺菌を行うことができる。また、本発明においては、オゾンを発生させる手段としてコロナモータを用いているため、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する。また、前記モータが作動しているときは前記導入口から外気が導入されて前記導出口から導出される。したがって、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くなるため、コロナ放電が停止するおそれがない。また、仮に前記循環ポンプが故障した場合であっても、前記モータによるオゾンの発生が停止するので、前記モータのケース内のオゾン濃度が上昇してケース等を損傷させるおそれがない。
【０００８】
また、本発明のオゾン殺菌水製造装置においては、前記循環ポンプの下流側であって前記貯水槽との間の循環水路に前記循環ポンプから吐出される水を噴射する噴射ノズルを設け、該噴射ノズルを通気管を介して前記導出口に接続し、前記給気手段により、該噴射ノズルにおいて噴射されて噴流となった水と前記オゾンを含む空気とを混合させることが好ましい。このように、噴射された水に前記オゾンを含む空気を混合させると、オゾンが水に触れる面積が大きくなるので、循環される水のオゾンによる殺菌を効率良く行うことができる。
【０００９】
また、本発明のオゾン殺菌水製造装置においては、前記噴射ノズルは、水を噴射するノズル部と、該ノズル部の下流側に設けられ水の噴射によって負圧が生じる負圧室とを備え、該負圧室に前記通気管を接続し、前記給気手段が、前記負圧室に生じる負圧により前記循環ポンプ内の空気を前記循環水路に供給するものであることが好ましい。前記噴射ノズルのノズル部から水を噴射させると、前記負圧室内に負圧が生じる。この負圧室内においては、噴射される水の量が多くなれば負圧が強くなり、噴射される水の量が少なければ負圧も少なくなる。したがって、前記循環水路内にオゾンを含む空気を供給する際に当該負圧室の負圧を利用することにより、循環される水の量に応じたオゾンを供給することができる。また、送風ファン等の手段を必要としないため、装置の構成を簡易なものとすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のオゾン殺菌水製造装置の実施形態の一例について、図１乃至図６を参照して説明する。図１は本発明のオゾン殺菌水製造装置の実施形態の一例を示す説明図、図２はディスク型コロナモータの内部構造を示す説明的断面図、図３はディスク型コロナモータの構成を示す分解図、図４はディスク型コロナモータの部品である固定基板の構成を示す説明図、図５は噴射ポンプの内部構造を示す説明図、図６は円筒型コロナモータの内部構造を示す説明的断面図、図７は円筒型コロナモータの構成を示す説明図である。
【００１１】
まず、ディスク型コロナモータを用いたオゾン殺菌水製造装置１について、図１乃至図５を参照して説明する。本実施形態のオゾン殺菌水製造装置は、図１に示すように、貯水槽２と、この貯水槽２の水を循環させる循環ポンプ３と、循環ポンプ３を駆動するモータ４と、循環ポンプ３に接続された噴射ノズル５とを備えている。この貯水槽２と循環ポンプ３と噴射ノズル５とは循環水路６により接続されており、噴射ノズル５とモータ４とは通気管７により接続されている。また、本実施形態においては、循環ポンプ３を駆動するモータ４には図２乃至図４に示すように、ディスク型コロナモータ４ａを用いている。
【００１２】
本実施形態におけるモータ４は、図２に示すように、ケース８と、このケース８内に配設される固定基板（固定子）９と回転子１０とを備えており、回転子１０は固定部材１１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１３によりケース８に回転自在に軸支されている。また、ケース８には外気が導入される導入口１４と、ケース８内の空気が導出される導出口１５が設けられ、この導出口１５は通気管７を介して噴射ノズル５に接続されている。
【００１３】
モータ４の回転子１０は、図３に示すように、一方の表面に導電層１６を有する円板１７と、この円板１７の両方の表面を被覆する絶縁フィルム１８とを備えている。円板１７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、中央部に表裏を連通する連通孔１９が設けられている。導電層１６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１７の一方の表面の大部分の面積を占めている。この導電層１６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１０の中心部には連通孔１９が設けられており、この連通孔１９に固定部材１１及び回転軸１２が取り付けられている。
【００１４】
モータ４の固定基板９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２０と、負の直流電圧が印加される負の放電電極２１とを有している。正の放電電極２０及び負の放電電極２１は、それぞれ端子部２０ａ，２１ａを介して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。また、図４において各電極の一側沿部にはスリット２２が設けられており、このスリット２２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。
【００１５】
噴射ノズル５は、図５に示すように、ノズル部２３と負圧室２４とを備えており、負圧室２４に通気管７が接続されている。この噴射ノズル５においては、ノズル部２３から水が噴射されると負圧室２４内が負圧となり、通気管７を介してモータ４のケース８内のオゾンを含む空気を負圧室２４内に吸引するようになっている。本実施形態においては、循環水路６内にオゾンを含む空気を供給する供給手段は、上記噴射ノズル５と通気管７とにより構成される。
【００１６】
次に、本実施形態のオゾン殺菌水製造装置１の作動について説明する。まず、モータ４に通電されて固定基板９の正の放電電極２０に正の直流電圧が印加され、負の放電電極２１に負の直流電圧が印加されると、各放電電極２０，２１と回転子１０との間でコロナ放電が行われる。これにより、回転子１０の表面の絶縁フィルム１８が対向する各放電電極２０，２１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１０が回転する。この回転子１０の回転が回転軸１２を介して循環ポンプ３に伝達され、循環ポンプ３が駆動される。
【００１７】
循環ポンプ３が駆動されると、循環水路６内の水が循環ポンプ３により循環される。循環ポンプ３から吐出された水は、循環水路６を介して噴射ノズル５に供給される。噴射ノズル５においては、図５に示すように、ノズル部２３から水が噴射されて表面積が大きくなる。このとき、負圧室２４内には負圧が発生するため、モータ４のケース８内の空気が通気管７を介して噴射ノズル５内に導入される。モータ４のケース８内においては、負の放電電極２１と回転子１０との間で行われているコロナ放電によりオゾンが発生しているため、噴射ノズル５の負圧室２４内に導入される空気はこのオゾンを含んだものとなる。また、モータ４のケース８内には導入口１４から外気が導入される。
【００１８】
噴射ノズル５の負圧室２４内においては、循環水路６を介して循環される貯水槽２内の水が噴流の状態でオゾンを含んだ空気に触れるため、オゾンによる水の殺菌・消臭が効率良く行われる。そして、オゾンにより殺菌された水は、循環水路６を介して貯水槽２に還流される。これにより、貯水槽２内の水がオゾンによって殺菌・消臭される。
【００１９】
次に、円筒型コロナモータ４ｂを用いたオゾン殺菌水製造装置３１について、図６及び図７を参照して説明する。本実施形態のオゾン殺菌水製造装置３１は、図６及び図７に示すように、モータ４に円筒型コロナモータ４ｂを用いている。なお、その他の構成は上記実施形態と同様であるので、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２０】
本実施形態におけるモータ４は、ケース８と、ケース８内で回転する円筒形の回転筒（回転子）３２と、回転筒３２の周囲に複数配設される固定電極（固定子）３３とを備えている。
【００２１】
モータ４の回転筒３２は、図６に示すように、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３４と、金属板や金属箔、あるいは導電性塗料により形成され円筒体３４の内周面に取り付けられる導電層３４ａとを備えている。また、回転筒３２の中心部には回転軸１２が設けられており、回転軸１２は軸受け１３によりケース８に回転自在に軸支されている。
【００２２】
固定電極３３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３２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３３は、正の放電電極３５と負の放電電極３６とが回転筒３２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３５及び負の放電電極３６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。
【００２３】
次に、本実施形態のオゾン殺菌水製造装置３１の作動について説明する。まず、モータ４に通電されて固定電極３３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と回転筒３２との間でコロナ放電が行われる。これにより、回転筒３２の円筒体３４の外周面が局地的に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筒３２が回転する。この回転筒３２の回転が回転軸１２を介して循環ポンプ３に伝達され、循環ポンプ３が駆動される。
【００２４】
このように、モータ４が作動して回転筒３２が回転すると、ケース８内にはコロナ放電によるオゾンが発生し、上記実施形態と同様に噴射ノズル５の負圧室２４に発生する負圧により噴射ノズル５内にケース８内のオゾンを含む空気が供給され、循環水路６内を循環する貯水槽２内の水が殺菌・消臭される。
【００２５】
また、上記各実施形態のオゾン殺菌水製造装置１，３１においては、循環ポンプ３を駆動するモータ４としてコロナモータを用いており、このコロナモータから発生されるオゾンによって貯水槽２内の水の殺菌・消臭を行っている。このコロナモータでのオゾンの発生量は、放電電極に印加される直流電圧に比例する。また、循環ポンプ３により循環される水の量も放電電極に印加される直流電圧に比例する。したがって、印加される直流電圧が高くなると、循環される水の量が増加するとともに発生するオゾンの量も増加する。逆に、印加される直流電圧が低くなると、循環される水の量が減少するとともにオゾンの量も減少する。
【００２６】
このように、上記実施形態のオゾン殺菌水製造装置１においては、循環される水に対してほぼ一定の濃度のオゾンを供給することができるため、循環される水の量が多い場合であっても確実にオゾンによる殺菌を行うことができる。逆に、循環される水の量が少ない場合はオゾンの発生量が少なくなるので、オゾンの発生が過多となり、当該オゾンに触れる部材が劣化する等の不都合を生じるおそれがない。
【００２７】
尚、上記各実施形態においては、給気手段として、噴射ノズル５の負圧室２４内に発生する負圧によりケース８内の空気を噴射ノズル５内に導入しているが、これに限らず、給気手段としてモータ４の回転子１０又は回転筒３２にフィンを設けて当該回転子１０又は回転筒３２の回転によって風を生じさせてモータ４のケース８内のオゾンを含む空気を噴射ノズル５に供給してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のオゾン殺菌水製造装置の実施形態の一例を示す説明図。
【図２】ディスク型コロナモータの内部構造を示す説明的断面図。
【図３】ディスク型コロナモータの構成を示す分解図。
【図４】ディスク型コロナモータの部品である固定基板の構成を示す説明図。
【図５】噴射ポンプの内部構造を示す説明図。
【図６】円筒型コロナモータの内部構造を示す説明的断面図。
【図７】円筒型コロナモータの構成を示す説明図。
【符号の説明】
１…オゾン殺菌水製造装置、２…貯水槽、３…循環ポンプ、４…コロナモータ、４ａ…ディスク型コロナモータ、４ｂ…円筒型コロナモータ、５…噴射ノズル（給気手段）、６…循環水路、７…通気管（給気手段）、８…ケース、１４…導入口、１５…導出口。
【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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