(57)【要約】  【課題】  オゾンを水に良好に溶解させてオゾン水を生成することのできるオゾン水生成方法および装置並びに前記オゾン水を用いて飲料水として優れたミネラル水を生成することのできるミネラル水生成装置を提供すること。  【解決手段】  オゾンおよび水を混合し、オゾンを水に溶解させてオゾン水を生成するオゾン水生成方法であって、オゾンと水とを混合してなるオゾン含有水を旋回状態にし、表面に凹凸を有する球状体１３に向けて流す。  【選択図】  図１
2005305309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾンおよび水を混合し、オゾンを水に溶解させてオゾン水を生成するオゾン水生成方法であって、オゾンと水とを混合してなるオゾン含有水を旋回状態にし、表面に凹凸を有する球状体に向けて流すことを特徴とするオゾン水生成方法。
【請求項２】
酸素発生器と、この酸素発生器からの酸素を用いてオゾンを発生させるオゾナイザーとが設けられ、前記オゾナイザーからのオゾンと水とを混合してなるオゾン含有水を旋回状態にし、表面に凹凸を有する球状体に向けて流すことにより、オゾンが水に溶解してなるオゾン水を生成するように構成されていることを特徴とするオゾン水生成装置。
【請求項３】
請求項２に記載のオゾン水生成装置を備え、生成した前記オゾン水を取り出すオゾン水供給ラインと、前記オゾン水からオゾンを除去するとともにミネラルを添加してミネラル水を生成するミネラル水生成ラインとを設けてあることを特徴とするミネラル水生成装置。
【請求項４】
前記ミネラル水生成ラインにおいてオゾン水が活性炭、珊瑚およびセラミックスをこの順に通過するように構成されている請求項３に記載のミネラル水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、洗浄・殺菌に広く用いられるオゾン水の生成方法および装置と、前記オゾン水に加えてミネラル水を生成することができるミネラル水生成装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のオゾン水生成装置として、図７に示すように、オゾンと水Ｗとをポンプ５０内で混合してオゾン水Ａを生成するように構成されたものがある。詳しくは、図７において、４８はポンプ５０にオゾンを供給するオゾン供給部であり、上流側から順に、酸素ボンベ５１と、流量計５２と、前記酸素ボンベ５１からの酸素をオゾンへと変換するためのオゾナイザー５３と、電磁弁５４とを備えている。また、４９はポンプ５０に水Ｗを供給する給水部であり、上流側から順に、給水源（図示していない）と、減圧弁５５とを備えている。さらに、前記ポンプ５０の下流側には圧力計５６が設けられており、オゾナイザー５３の近傍にはオゾナイザー５３を冷却するためのファン５７が設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来のオゾン水生成装置では、ポンプ５０内におけるオゾンと水Ｗとの混合によってオゾン水が生成されていたが、ポンプ５０により流れるオゾンおよび水の流速が大きすぎ、水に対するオゾンの溶解が不充分であった。そのため、前記水に溶けず生ガスの状態で無駄に流れてしまうオゾンが多くなり、不経済であるだけでなく、有害なオゾンガスが連続的かつ大量に発生することは許容されないという場合もある。また、生成されたオゾン水におけるオゾンの溶存率が低く、前記オゾン水の洗浄力・殺菌力の向上が図れないので、この点からも改良が望まれていた。
【０００４】
この発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、オゾンの溶存率が極めて高い良好なオゾン水を生成することのできるオゾン水生成方法および装置並びに前記オゾン水を用いて飲料水として優れたミネラル水を生成することのできるミネラル水生成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、この発明のオゾン水生成方法は、オゾンおよび水を混合し、オゾンを水に溶解させてオゾン水を生成するオゾン水生成方法であって、オゾンと水とを混合してなるオゾン含有水を旋回状態にし、表面に凹凸を有する球状体に向けて流すことを特徴としている（請求項１）。
【０００６】
また、上記目的を達成するために、この発明のオゾン水生成装置は、酸素発生器と、この酸素発生器からの酸素を用いてオゾンを発生させるオゾナイザーとが設けられ、前記オゾナイザーからのオゾンと水とを混合してなるオゾン含有水を旋回状態にし、表面に凹凸を有する球状体に向けて流すことにより、オゾンが水に溶解してなるオゾン水を生成するように構成されている（請求項２）。
【０００７】
さらに、上記目的を達成するために、この発明のミネラル水生成装置は、請求項２に記載のオゾン水生成装置を備え、生成した前記オゾン水を取り出すオゾン水供給ラインと、前記オゾン水からオゾンを除去するとともにミネラルを添加してミネラル水を生成するミネラル水生成ラインとを設けてあることを特徴としている（請求項３）。
【０００８】
また、前記ミネラル水生成ラインにおいてオゾン水が活性炭、珊瑚およびセラミックスをこの順に通過するように構成されていてもよい（請求項４）。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１および２に係る発明では、オゾンが水にほぼ１００％溶存した状態のオゾン水を生成することのできるオゾン水生成方法および装置が得られる。
【００１０】
また、請求項３に係る発明では、ミネラル水生成ラインにおいてオゾンにより殺菌・消毒された水にミネラルを添加することによって、良質なミネラル水を生成することのできるミネラル水生成装置が得られる。すなわち、通常の一般水道からの水道水には塩素等の薬剤が含まれており、この水をそのまま用いてミネラル水を生成すると、塩素等の除去が不十分となるおそれがある。しかし、オゾン水生成装置によって前記水道水にオゾンを溶解させることにより、オゾンの働きにより水道水中の塩素等の薬剤を除去して無菌水を生成することができる。そして、請求項３に係る発明では、オゾン水生成装置によって生成した前記無菌水を用いることができるので、非常に良質なミネラル水を生成することのできるミネラル水生成装置が得られる。
【００１１】
さらに、請求項４に係る発明では、オゾンや不純物などの有害な物質が確実に除去され、かつ、適量のミネラルを含む口当たりのまろやかなミネラル水を生成することのできるミネラル水生成装置が得られる。また、ミネラル水はセラミックスを通ってまろやかになるが、セラミックスに通すミネラル水をオゾンにより殺菌された無菌水としてあるので、これにより、セラミックスはより良好に働き、非常にまろやかなミネラル水が得られることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１〜図６は、この発明の一実施例を示す。図１は、この発明の一実施例に係るオゾン水生成装置を備えたミネラル水生成装置の構成を概略的に示す説明図である。この図において、１は酸素発生器であり、この酸素発生器１により発生した酸素は、流量計（例えばマスフローメータ）２、流量調整弁（例えば電磁弁）３をこの順に経てオゾナイザー（オゾン発生器）４へと送られる。詳しくは、前記酸素発生器１から供給される酸素の流量は流量計２によって検出され、この検出値に基づいて流量調整弁３の開度が調整され、所定流量の酸素がオゾナイザー４に向けて流れるように構成されている。
【００１３】
前記オゾナイザー４は、酸素発生器１から供給された酸素中に放電することによりオゾンを発生させる。５は、放電時に高電圧の電流が流れるために熱をもつオゾナイザー４を冷却するためのファンである。
【００１４】
そして、オゾナイザー４により発生したオゾンは、流量調整弁（例えば電磁弁）６、逆止弁（チャッキ弁）７をこの順に経た後、図示していない給水源からの水（例えば水道水）と混合されてオゾン含有水となり、このオゾン含有水はトルネードミキシング装置よりなるオゾン水生成部８（詳細は後述する）内へと供給される。
【００１５】
続いて、オゾン水生成部８内においてオゾン含有水中のオゾンが水に溶解することによりオゾン水が生成され、このようにして生成されたオゾン水はオゾン水生成部８の下流側にある三方切換弁（例えば三方ボールバルブ）９へと送られる。そして、前記三方切換弁９には、オゾン水生成部８にて生成したオゾン水を外部に取り出すためのオゾン水供給ラインＡと、前記オゾン水生成部８にて生成したオゾン水を活性炭珊瑚フィルタ１０（詳細は後述する）とセラミックススクラバ１１（詳細は後述する）とにこの順に通過させ、前記オゾン水からオゾンを除去するとともにミネラルを適量添加してミネラル水を生成するミネラル水生成ラインＢとが接続されている。すなわち、三方切換弁９の切換操作に伴い、オゾン水生成部８にて生成されたオゾン水がオゾン水供給ラインＡに送られる状態とミネラル水生成ラインＢに送られる状態とに切り換わる。また、ミネラル水生成ラインＢの下流側からはミネラル水生成ラインＢにて生成されたミネラル水が取り出される。
【００１６】
図２および図３は、オゾン水生成部８の構成を概略的に示す説明図および部分透視斜視図、図４（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、オゾン水生成部８のケース１２の構成を概略的に示す部分透視平面図、縦断面図および底面図、図５は、ケース１２の構成を概略的に示す分解説明図である。
次に、オゾン水生成部８について説明する。
前記オゾン水生成部８は、図２および図３に示すように、上流側から流れてきた前記オゾン含有水が内部を通過するケース１２と、このケース１２内に収容される球状体１３とからなる。
【００１７】
そして、ケース１２は、図５に示すように、第１部材１４と第２部材１５とに分離可能であり、両者１４、１５を適宜の手段により連結すると図４（Ｂ）に示す状態となる。
【００１８】
詳しくは、第１部材１４は、図５に示すように、ほぼ筒状（この実施例では円筒状）の側壁部１６と、この側壁部１６の一端（下端）を閉塞する閉塞部１７と、この閉塞部１７とほぼ平行に設けられ側壁部１６内をその一端（下端）側と他端（上端）側とに隔離する隔壁部１８と、この隔壁部１８のほぼ中央に設けられた貫通孔１９と、隔壁部１８における貫通孔１９の周縁部から側壁部１６の他端側（上端側）に向けて連設されたほぼ筒状（この実施例では円筒状）のガイド部２０とを備えている。
【００１９】
また、図４（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、側壁部１６の一端部（下端部）付近、詳しくは、側壁部１６における閉塞部１７と隔壁部１８との間の位置に、上流側からのオゾン含有水をケース１２内に導入するための導入部２１が連設されている。
【００２０】
第２部材１５は、図５に示すように、第１部材１４の側壁部１６とガイド部２０との間に挿入されるほぼ筒状（この実施例では円筒状）の中筒部２２と、この中筒部２２の一端（上端）を閉塞し外径が中筒部２２の外径よりも大きいほぼ円形状の閉塞部２３と、この閉塞部２３の周縁に連設され、下端の横断面形状が第１部材１４の側壁部１６の上端の横断面形状と同一であるほぼ筒状（この実施例では円筒状）の側壁部２４とを備えている。
【００２１】
また、図４（Ａ）、（Ｂ）および図５に示すように、側壁部２４に、この側壁部２４と中筒部２２との間に流入してきたオゾン水をケース１２の下流側へと導出するための導出部２５が連設されている。
【００２２】
そして、第１部材１４と第２部材１５とを連結してなるケース１２は、図４（Ｂ）に示すように、第２部材１５の中筒部２２の下端と第１部材１４の隔壁部１８の上面との間に隙間が形成されるように構成されており、また、第２部材１５の中筒部２２の内部における第１部材１４のガイド部２０より上方の位置に、中筒部２２内をその一端（上端）側と他端（下端）側とに隔離する隔離壁２６が設けられている。
【００２３】
球状体１３は、例えば、強化特殊プラスチックからなり、第１部材１４のガイド部２０の外径より大きく第２部材１５の中筒部２２の内径よりも小さい直径を有するとともに、表面に凹凸を有している。そして、この球状体１３は、図２および図３に示すように、ケース１２の第２部材１５の中筒部２２内における第１部材１４のガイド部２０の上端と第２部材１５の隔離壁２６との間の空間に収容される。
【００２４】
上記の構成からなるオゾン水生成部８では、図２および図３に示すように、上流側からの前記オゾン含有水が、まず、導入部２１を経て、第１部材１４の側壁部１６と閉塞部１７と隔離壁１８とで囲まれた上流空間２７内に流入する。このとき、前記導入部２１からのオゾン含有水は側壁部１６の内周面に沿うように上流空間２７内に導入され、これにより、オゾン含有水が上流空間２７内で旋回（渦）状態となるように構成されている。
【００２５】
上述のように導入部２１から上流空間２７内に導入され旋回状態となったオゾン含有水は、その後、ガイド部２０内に流入する。このとき、ガイド部２０の内径は上流空間２７を構成する側壁部１６の内径よりも小さいので、ガイド部２０内に流入したオゾン含有水の旋回速度は上昇する。また、オゾン含有水は、上流空間２７およびガイド部２０内を通過する間、旋回状態となっているので、加わる遠心力によって加圧されたオゾン含有水中のオゾンが水にいくらか溶解することになる。
【００２６】
続いて、ガイド部２０内を通過し、ガイド部２０の上端から流出したオゾン含有水は、球状体１３に向けて流れ、やがて球状体１３に衝突する。このとき、オゾン含有水の水圧が瞬間的に高まり、これによってオゾン含有水中のオゾンが水に溶解する。同時に、球状体１３の周囲に気泡が発生し、発生した気泡によって前記溶解がより促進される。すなわち、球状体１３との衝突時にオゾンのほとんどが水に溶解し、オゾン水が形成される。
【００２７】
従って、中筒部２２は、球状体１３を中筒部２２内におけるガイド部２０の上方の位置に確実に保持し、かつ、ガイド部２０内を通ったオゾン含有水を球状体１３と確実に衝突させるように構成されている必要がある。
【００２８】
上述のように球状体１３に衝突して形成された前記オゾン水は、ガイド部２０と中筒部２２との間に形成された環状の流路を通って中筒部２２の他端（下端）側へと向けて流れ、中筒部２２の下端と隔離壁１８の上面との間に形成された隙間を通過する。さらにその後、オゾン水は中筒部２２と側壁部２４との間に形成された環状の流路を通って閉塞部２３側（上側）に向けて流れ、側壁部２４に設けられた導出部２５からオゾン水生成部８の下流側へと導出される。上記のようにオゾン含有水およびオゾン水をジグザクに流す構成により、オゾン水生成部８内を通過する際のオゾン含有水およびオゾン水の移動時間および移動距離をかせぐことができ、水に対するオゾンの溶解がより促進されることになる。
【００２９】
次に、活性炭珊瑚フィルタ１０について説明する。
前記活性炭珊瑚フィルタ１０は、図６に示すように、ほぼ筒状（この実施例では円筒状）の側壁部２８およびこの側壁部２８の一端（下端）を閉塞する閉塞部２９とを有するフィルタ３０と、このフィルタ３０内に収容される活性炭ブロック３１と、前記フィルタ３０の下流側に配置される珊瑚層３２とをケース３３内に備えている。
【００３０】
そして、活性炭珊瑚フィルタ１０内に流れてきたオゾン水は、まず活性炭ブロック３１内を通過する。このとき、オゾン水中のオゾンが活性炭ブロック３１に吸着される。
【００３１】
続いて、オゾンが活性炭ブロック３１に吸着されて除去された状態の水（以下、オゾン除去水）が、活性炭ブロック３１の側方に導出され、フィルタ３０内を通過する。これにより、オゾン除去水中の不純物が取り除かれる。
【００３２】
その後、オゾン除去水は珊瑚層３２内を通過し、これにより、オゾン除去水にカルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム等のミネラルが添加され、高濃度ミネラル水が生成される。このように生成された高濃度ミネラル水は、活性炭珊瑚フィルタ１０の下流側へと送られる。
【００３３】
次に、セラミックススクラバ１１について説明する。
前記セラミックススクラバ１１は、筒状のケース３４内に粒状のセラミックボール３５を多数充填してなる。そして、前記活性炭珊瑚フィルタ１０において生成されたミネラル水をこのセラミックススクラバ１１内の一端側から他端側へと通過させると、セラミックスの働きによってミネラル水がまろやかになるとともに、ミネラル水から塩素等の不純物が除去される。
【００３４】
上記の構成からなるミネラル水生成装置によって得られたミネラル水は、水質試験を行ったところ、ナトリウムを２２．２［ｍｇ／Ｌ］、カルシウムを１４．２［ｍｇ／Ｌ］、マグネシウムを３．０８［ｍｇ／Ｌ］、カリウムを１．２６［ｍｇ／Ｌ］含有していることがわかった。一方、水の硬度の値は、下記（１）式によって得られる。
Ｃａ値［ｍｇ／Ｌ］×2.497 ＋Ｍｇ値［ｍｇ／Ｌ］×4.118 ＝硬度の値（純硬度）
…（１）
そして、この（１）式に、上記水質試験によって得られたカルシウムの値（１４．２［ｍｇ／Ｌ］）とマグネシウムの値（３．０８［ｍｇ／Ｌ］）を代入することによって求められる上記ミネラル水の硬度は約４８．４［ｍｇ／Ｌ］であり、硬度が６０［ｍｇ／Ｌ］以下の軟水となっているので、この点でも得られるミネラル水が飲料水に適したものであるといえる。
【００３５】
また、上記の構成からなるミネラル水生成装置は、オゾンを生成するための酸素を、従来のように酸素ボンベから供給するのではなく、酸素発生器１を用いて発生させるように構成されているので、製造コストの低減化、コンパクト化および省スペース化を図ることができ、また、取り替え等のメンテナンスにかかる費用や労力についても削減することができる。
【００３６】
なお、この発明は上記の実施の形態に限られず、種々に変形して実施することができる。すなわち、上記実施の形態では、オゾン水生成部８に供給するオゾンを、放電によって酸素から形成してあるが、このような構成に限られず、例えば、紫外線照射によってオゾンを形成するように構成してあってもよい。
【００３７】
また、上記ミネラル水生成ラインＢを公知のオゾン水生成装置の後段に設けてもよい。
【００３８】
さらに、オゾン水生成部８に供給される水（前記給水源からの水）は水道水に限られず真水などであってもよい。
【００３９】
また、例えば、上記実施の形態において、オゾナイザー４の駆動を停止させておけば、酸素と水との混合体がオゾン水生成部８に供給され、この場合、オゾン水生成部８内において高濃度の酸素が溶存した酸素水を生成することができる。また、流量調整弁３、６を閉状態にし、酸素発生器１およびオゾナイザー４の駆動を停止させておけば、オゾン水生成部８内を給水源からの水のみが通過することになる。そして、上記酸素水をオゾン水供給ラインＡから取り出してもよく、オゾン水生成部８内を経た上記酸素水や給水源からの水をミネラル水生成ラインＢに供給してミネラル水を生成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の一実施例に係るオゾン水生成装置を備えたミネラル水生成装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】上記実施例におけるオゾン水生成部の構成を概略的に示す説明図である。
【図３】上記実施例におけるオゾン水生成部の構成を概略的に示す部分透視斜視図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、オゾン水生成部のケースの構成を概略的に示す部分透視平面図、縦断面図および底面図である。
【図５】前記ケースの構成を概略的に示す分解説明図である。
【図６】上記実施例における活性炭珊瑚フィルタおよびセラミックススクラバの構成を概略的に示す説明図である。
【図７】従来のオゾン水生成装置の構成を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  酸素発生器
４  オゾナイザー
１３  球状体
Ａ  オゾン水供給ライン
Ｂ  ミネラル水生成ライン
【図１】
2005305309.tif 000003
【図２】
2005305309.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005305309.tif 000007
【図６】
2005305309.tif 000008
【図７】
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