(57)【要約】【課題】酸素水のミストと高濃度酸素を同時に噴霧することができる小型の酸素水噴霧装置を提供する。【解決手段】ミスト生成手段１８と、高濃度酸素発生手段１５とを備え、ミスト生成手段１８から生成したミストと高濃度酸素生成手段１５から発生した酸素を混合して噴霧することにより、生成したミストに高濃度酸素を混合して溶解するため、酸素水を生成する貯蔵槽が必要なく小型化が図れる。また、高濃度の酸素ガスを供給して酸素水を生成するため、酸素水のミストと高濃度酸素を同時に噴霧することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミスト生成手段と、高濃度酸素発生手段とを備え、前記ミスト生成手段で生成したミストと前記高濃度酸素生成手段で発生した酸素を混合して噴霧する酸素水噴霧装置。
【請求項２】
ミスト生成手段はスプレーノズル方式とした請求項１記載の酸素水噴霧装置。
【請求項３】
ミスト生成手段から生成するミストの粒径は１μｍ〜１００μｍとした請求項１記載の酸素水噴霧装置。
【請求項４】
ミスト生成手段は超音波霧化方式とした請求項３記載の酸素水噴霧装置。
【請求項５】
高濃度酸素生成手段は、酸素ボンベとした請求項１〜４のいずれか１項に記載の酸素水噴霧装置。
【請求項６】
高濃度酸素生成手段は、酸素富化膜と吸引ポンプとから構成した請求項１〜４のいずれか１項に記載の酸素水噴霧装置。
【請求項７】
高濃度酸素生成手段は、一対の電極で挟まれた金属酸化物の固体電解質と近傍に設けたヒータとから構成した請求項１〜４のいずれか１項に記載の酸素水噴霧装置。
【請求項８】
ミスト生成手段は、冷却手段により水温を調節可能にした請求項１〜７のいずれか１項に記載の酸素水噴霧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素を溶存させた酸素水を生成してミスト状に噴霧する酸素水噴霧装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸素水を生成する装置としては、バブリングにより生成する方式がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、特許文献１に記載された従来の酸素水生成装置の断面図を示すものである。図４に示すように、貯蔵槽２の上部に原料水供給口４が、下部には酸素水排出口６が具備されている。また、貯蔵槽２には、酸素供給源から酸素ガスを導入するための導管１２が貯蔵槽２の内低部に配置され、その先端には、多孔質素材から成るエアストーン１３が接続されている。
【０００４】
貯蔵槽２に原料水供給口４から原料水が供給され、酸素ガスが導管１２を通じて導入されると、エアストーン１３の多孔質部からは微細な酸素ガスの気泡となり原料水に放出される。酸素ガスの気泡は原料水に拡散され溶存酸素量の多い酸素水が生成する。生成した酸素水は、酸素水排出口６より使用者に供給される。
【０００５】
また、酸素水を噴霧する装置としては、酸素水を生成した後噴霧する方式がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
図５は、特許文献２に記載された従来の酸素水噴霧装置の上面図である。図６は、酸素水製造タンク９内の要部模式図である。野菜蘇生に対して酸素水噴霧装置を利用したものである。図５に示すように、水配管１１の途中に空気圧縮機１０に接続された酸素水製造タンク９が設けられ、その下流側は水配管１１が分岐して先端に多数のスプレーノズル４が設けられている。図６に示すように、酸素水製造タンク９内において、多孔質セラミックから成るＳＰＧ管１３を流れる水中に空気圧縮機１０で約２ｋｇ／ｃｍ３に加圧した圧縮空気を細孔１４を通じて送り込むと通常の２倍の濃度の酸素水を生成する。この酸素水が水配管１１を通じてスプレーノズル４から噴霧される。
【特許文献１】特開２００４−２３７２６８号公報
【特許文献２】特開平４−２００３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の酸素水生成装置の構成では、酸素水を噴霧する場合、酸素水排出口６にスプレーノズルを取り付けて噴霧する方式が考えられるが、バブリングして酸素水を生成するためには貯蔵槽が必要であり装置が大型になるという課題があった。
【０００８】
また、従来の酸素水噴霧装置では、酸素水製造タンク９で圧縮空気により酸素水を生成した後スプレーノズルから噴霧する為、酸素水のミストは噴霧することはできるが、高濃度酸素ガスは放出できないことから、酸素水のミストと高濃度酸素ガスを併用し、健康、美容等の様々な用途に利用することができないという課題があった。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、酸素水のミストと高濃度酸素を同時に噴霧することができる小型の酸素水噴霧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】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の酸素水噴霧装置は、ミスト生成手段と、高濃度酸素発生手段とを備え、前記ミスト生成手段で生成したミストと前記高濃度酸素生成手段で発生した酸素を混合して噴霧するものである。
【００１１】
これによって、噴霧したミストに高濃度酸素を混合して溶解するため、酸素水を生成する貯蔵槽が必要なく小型化が図れる。また、高濃度の酸素ガスを供給して酸素水を生成するため、酸素水のミストと高濃度酸素を同時に噴霧することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の酸素水噴霧装置は、小型で、且つ溶存濃度の高い酸素水のミストと高濃度酸素を同時に噴霧することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、ミスト生成手段と、高濃度酸素発生手段とを備え、前記ミスト生成手段で生成したミストと前記高濃度酸素生成手段で発生した酸素を混合して噴霧することにより、生成したミストに高濃度酸素を混合して溶解するため、酸素水を生成する貯蔵槽が必要なく小型化が図れる。また、高濃度の酸素ガスを供給して酸素水を生成するため、酸素水のミストと高濃度酸素を同時に噴霧することができる。
【００１４】
第２の発明は、特に、第１の発明のミスト生成手段はスプレーノズル方式としたことにより、粒径が１０〜１００μｍのミストを生成することができるので、酸素水のミストを多量に噴霧して供給することができる。
【００１５】
第３の発明は、特に、第１の発明のミスト生成手段から生成するミストの粒径は１μｍ〜１００μｍとしたことにより、酸素が溶解する水の表面積が大きくなる為、酸素をより効率的に溶解することができる。また、微細な粒径のミストである為、装置から噴霧したミストはより拡散して供給することができる。
【００１６】
第４の発明は、特に、第３の発明のミスト生成手段は超音波霧化方式としたことにより、粒径が１〜１０μｍのミストを噴霧することができるので、よりミストの表面積が大きくなる為、さらに酸素を効率的に溶解することができる。また、より微細な粒径のミストである為、肌あるいは頭皮に供給しても凝集して濡れることが抑制され使用感が良好なものとなる。
【００１７】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、高濃度酸素生成手段は、酸素ボンベとしたことにより、１００％の高濃度酸素をミストに供給することができるので、より高濃度の酸素水を噴霧することができる。
【００１８】
第６の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、高濃度酸素生成手段は、酸素富化膜と吸引ポンプとから構成したことにより、高濃度酸素を自家生成することができるので、高濃度酸素生成手段の交換作業を必要とせずメンテナンスフリーで酸素水のミストを噴霧供給することができる。
【００１９】
第７の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、高濃度酸素生成手段は、一対の電極で挟まれた金属酸化物の固体電解質と近傍に設けたヒータとから構成したことにより、１００％の高濃度酸素を自家生成することができるので、さらに高濃度の酸素水のミストをメンテナンスフリーで噴霧供給することができる。
【００２０】
第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明において、ミスト生成手段は、冷却手段により水温を調節可能にしたことにより、ミスト噴霧手段から噴霧されるミストの温度を低温に保つことができるので、周囲温度変化の影響を受けずに常に安定してミストに酸素を溶解して溶存酸素濃度の高い酸素水のミストを噴霧供給することができる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における酸素水噴霧装置のシステム図である。図１において、１５は高濃度酸素生成手段である酸素ボンベであり、酸素濃度９９％に調整されている。そして、高濃度酸素生成手段１５はガス配管１６でホース１７に開口して接続され酸素を導入できる構成になっている。この接続部は、ミスト生成手段１８であるスプレーノズルの出口近傍に設けられている。ホース１７は蛇腹状の構造であり自在にその方向を変えることができ、一方が酸素水ミストの出口で外部に開放されており、他方はミスト生成手段１８であるスプレーノズルに接続されている。ミスト生成手段１８には、上水配管に繋がっている水配管１９が接続されており、その途中に水をミスト生成手段１８に送るポンプ２０が設けられている。
【００２３】
以上のように構成された酸素水噴霧装置について、以下その動作、作用を説明する。まず、高濃度酸素生成手段１５である酸素ボンベから酸素濃度９９％の酸素ガスがガス配管１６を通じてホース１７内へ導入される。
【００２４】
一方、ポンプ２０の運転により、上水配管に繋がっている水配管１９を通じてミスト生成手段１８のスプレーノズルから粒径１０〜１００μｍのミストがホース１７内へ噴霧される。そして、このミストと酸素ガスがホース１７内で混合してミストに酸素が溶解する。スプレーノズルから噴霧した水は表面積の大きいミストに成っているため、酸素ガスを素早く溶解する。そして、この酸素を溶存した酸素水のミストがホース１７の出口から放出される。同時に高濃度の酸素ガスも放出される。
【００２５】
高濃度酸素生成手段１５には酸素濃度９９％の酸素ボンベを用いているので、酸素水のミストはより酸素を溶存することができる。本実施の形態によって噴霧した酸素水のミストを回収して溶存酸素濃度を測定した結果、約１４ｍｇ／Ｌであり、バブリングで酸素水を生成して噴霧したミストと同等の溶存酸素濃度となっていることを確認している。
【００２６】
また、ミスト生成手段１８はスプレーノズルを用いているので、数十ｇ／ｍｉｎの多量の酸素水のミストを噴霧することができる。
【００２７】
このようにして、ホース１７から噴霧したミストは、例えば肌や頭皮に噴霧され、肌の健康維持や髪の育毛に対して作用する。また、同時に高濃度の酸素ガスも供給されるので、ストレス改善等のリラクゼーション効果も得ることができる。
【００２８】
以上のように、本実施の形態においては、ミスト生成手段１８と、高濃度酸素発生手段１５とを備え、噴霧したミストと酸素を混合して酸素を溶存させたミストを生成噴霧することにより、噴霧したミストに高濃度酸素を混合して溶解するため、バブリング法のように酸素水を生成する貯蔵槽が必要なく小型化が図れる。また、高濃度の酸素ガスを供給して酸素水を生成するため、酸素水のミストと高濃度酸素を同時に噴霧することができ、双方の作用を利用することができる。
【００２９】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における酸素水噴霧装置のシステム図である。図２において、ミスト生成手段１８は、水を貯留するタンク２１の底部に超音波振動子２２を設けた超音波霧化方式である。また、タンク２１の底部には貯留水を低温に調整する為の冷却手段９であるペルチェ素子２４とこれを通電するペルチェ用電源２５が備えられている。タンク２１の上部は開口してホース１７に接続されており、霧化したミストが導入されるようになっている。
【００３０】
高濃度酸素生成手段１５は、ケーシング２６の内部に酸素富化膜２７と吸引ポンプ２８が内蔵された機器になっている。酸素富化膜２７と吸引ポンプ２８はガス配管１６で接続されており、ガス配管１６の先端はホース１７に開口して繋がっている。また、ケーシング２６は外気を吸入できるようにスリット２６ａを設けており外部に開放されている。
【００３１】
以上のように構成された酸素水噴霧装置について、以下その動作、作用を説明する。まず、高濃度酸素手段１５の吸引ポンプ２８が運転すると、酸素富化膜２７を介して片方を真空状態に減圧される。このとき、空気を構成する分子は酸素富化膜２７の中で、溶解、拡散する。通常空気で約７８％構成する窒素より、酸素の方が膜を透過するスピードが約２．５倍速いため、酸素富化膜２７から離脱する時に生成される空気は、通過する前の空気の分子構成より酸素の方が多くなり、３０％以上の高濃度の酸素ガスがガス配管１６を通じてホース１７内へ導入される。このように、酸素富化膜２７を用いることによって、高濃度酸素を自家生成することができる。
【００３２】
一方、ミスト生成手段１８において、超音波振動子２２が通電されるとタンク２１に貯留した水の水面から水柱が立ち、水柱が引きちぎられるようにミストが霧化する。このときのミスト粒径はスプレーノズル方式よりも小さく１〜１０μｍ程度である。そして、このミストと酸素ガスがホース１７内で混合してミストに酸素が溶解する。このとき、超音波霧化によるミスト粒径はスプレーノズル方式に比べ微細であるため表面積がさらに大きくなり、より効率的に酸素ガスを溶解することができる。
【００３３】
また、タンク２１の底部には冷却手段２３としてペルチェ素子２４が設けられているので、ペルチェ用電源２５による通電によってタンク２１に接するペルチェ素子２４の表面は、５〜１０℃の低温に冷却される。このため、ミスト生成手段１８のタンク２１内の貯留水は、周囲温度の影響を受けることなく５〜１０℃に冷却され霧化したミストもこの温度帯になっている。酸素は低温ほど水への溶解量が高いことから、さらに噴霧される酸素水のミストの溶存酸素濃度を高くすることができる。
【００３４】
以上のように、本実施の形態においては、ミスト生成手段１８を超音波霧化方式とし、ミスト生成手段１８は冷却手段２３によって低温に調節されることによって、より微細なミストで表面積が大きくなると共に酸素の溶解量が高くなることから、より効率的に酸素を溶存させることができる。また、高濃度酸素発生手段１５は、酸素富化膜２７を用いることによって高濃度酸素を自家生成するため、高濃度酸素発生手段１５の交換を必要とせずメンテナンスフリーで酸素水のミストを噴霧供給することができる。
【００３５】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態における酸素水噴霧装置のシステム図である。図３において、高濃度酸素発生手段１５として、容器２９に内蔵された固体電解質３０は、金属酸化物の焼結体を平板状に成型したものであり、これを挟み込むように表面に電極膜３１が酸素イオン伝導性を発現するように結合されている。電極膜３１には導線を介して電解質用電源３２が接続されている。そして、固体電解質３０は空間区画部材３３で容器２９の内壁に保持されており、容器内を正極側と負極側に仕切っている。固体電解質３０の下部近傍には、これを加熱するためのヒータ３４が導線を介してヒータ用電源３５と接続して設けられている。容器２９の下部には外部に開口したスリット３６が設けられており、外気を導入できる構成になっている。
【００３６】
高濃度酸素発生手段１５の容器２９の上部は開口しており、ガス配管１６に接続されている。そして、吸引ポンプ１４を経由してガス配管１６はホース１７に開口して接続されている。
【００３７】
以上のように構成された酸素水噴霧装置について、以下その動作、作用を説明する。まず、ヒータ用電源３５によってヒータ３４に通電すると、固体電解質３０は動作温度６００℃まで加熱される。そして、イオン伝導可能な温度に達した時点で、電解質用電源３２より電極膜３１を介して固体電解質３０に電圧を印加すると、電極膜３１の内下側の負電極側の表面近傍の酸素が電気化学反応によって負電極側から固体電解質３０の内部を酸素イオンとして、上側の正電極側へと移動し表面から酸素のみが放出される。そして、この１００％濃度の酸素ガスがガス配管１６に流入し、吸引ポンプ１４を通じてホース１７内へ導入される。このように、固体電解質３０を用いることによって、１００％濃度の酸素ガスを自家生成することができる。
【００３８】
そして、この１００％濃度の酸素ガスがミスト生成手段１８で霧化したミストとホース１７内で混合して溶解するため、さらに溶存酸素濃度の高い酸素水のミストを噴霧供給することができる。
【００３９】
以上のように、本実施の形態においては、高濃度酸素発生手段１５は、固体電解質３０を用いることによって、１００％濃度の酸素ガスを自家生成するため、メンテナンスフリーでより溶存酸素濃度の高い酸素水のミストを噴霧供給することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明にかかる酸素水噴霧装置は、小型で、且つ溶存濃度の高い酸素水のミストと高濃度酸素を同時に噴霧することが可能となるので、野菜の保鮮、栽培等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１における酸素水噴霧装置のシステム図
【図２】本発明の実施の形態２における酸素水噴霧装置のシステム図
【図３】本発明の実施の形態３における酸素水噴霧装置のシステム図
【図４】従来の酸素水生成装置の断面図
【図５】従来の他の例の酸素水噴霧装置の上面図
【図６】同酸素水噴霧装置の酸素水製造タンク内の要部模式図
【符号の説明】
【００４２】
１５  高濃度酸素生成手段
１８  ミスト生成手段
２３  冷却手段
２７  酸素富化膜
２８  吸引ポンプ
３０  固体電解質
３４  ヒータ
【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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