(57)【要約】      （修正有）【課題】放電を利用したオゾン発生器と気液混合器を一体化した装置において、従来よりも構造が簡単で、日常生活において十分な殺菌消毒の効果が期待できる２ｍｇ／ｌ程度の濃度のオゾン水を短時間で生成できるようにする。それを活用した可搬型の簡便なオゾン水生成装置およびオゾン水スプレー装置を提供する。【解決手段】絶縁体４を素材とするキャップ１の付いた密閉したオゾン水生成容器６の外側の側面に電極を密着させ、その容器に半分程度の水を入れ、その水を接地し、電極と水との間に高周波高電圧を加えることにより、容器の内側の側面と水面が接するところにおいて、高周波沿面放電を発生させ、この発生したオゾンと水を磁石等の攪拌部材を利用した攪拌機で攪拌することによって、オゾンを水と接触させ飽和領域の低濃度のオゾン水を生成することを特徴とする。【選択図】図１
0003164524.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
水を貯留した生成容器の外側の側面に導体を付着させ、下部に水を接地するための導線を水漏れしないよう装着し、側面の導体の最下部の位置を超える水位まで水を入れ、導体と導線に高周波高電圧を加え、生成容器の内側の側面と水面の接するところで高周波沿面放電を発生させ、生成容器の内部の空気に含まれる酸素からオゾンを生成し、そのオゾンを攪拌機構によって水の中に混入することによってオゾン水が生成されることを特徴とするオゾン水生成方法。
【請求項２】
生成容器の内側の側面と水の水面でオゾン発生器と気液混合器の役目を果たしているので省エスペース化を図ることができ、少量のオゾン水生成に適した形状に装置を小型化することができ、生成容器の空間に余裕のスペースを作ることができるので、生成容器の上方にスプレーを装着することでオゾン水スプレー装置として利用することができることを特徴とするオゾン水生成装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、高周波沿面放電を利用したオゾン水生成方法およびオゾン水生成装置ならびにオゾン水スプレー装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オゾンは強い酸化力を要するとともに、水溶液においては数分から数十分程度で酸素に変化する性質があり、残留性がなく高い殺菌力を持つのみならず耐性菌を作らない特徴がある。その環境適応性から殺菌消毒、脱臭、脱色および洗浄剤として、産業用から家庭まで幅広い応用が期待されている。最近、インフルエンザや院内感染等の予防策の一つとして、公共の場等において速乾性の手指消毒スプレーが配置されている。また、家庭や野外活動等において簡便な殺菌消毒スプレーがあると便利である。それらに活用できるオゾン水スプレー装置の期待が高まっている。
【０００３】
従来のオゾン水生成装置は、電解式による方法以外では、空気または酸素を利用して気体状態のオゾンを生成した後、発生したオゾンを水に溶かしてオゾン水を生成する方式を採用していた。そのためオゾン発生器と気液混合器を別々に具備している。また、オゾン発生器としては放電を利用するものが広く用いられている。これを一体化した方法として、絶縁体放電放電系で水中放電を利用した方法がある［特許文献１］。また、放電によるオゾン発生器と攪拌機を一体化した例がある［特許文献２］。前者は水中放電用の電極の構造が複雑であり、オゾン水を生成する部分も簡単に加工できないが、高濃度のオゾン水を大量に生成できる。後者は蓋の付いた密閉容器に半分程度の水を入れ、残りの空間は空気の状態にして、蓋に放電を利用したオゾン発生器を装着し、水を磁石等の攪拌部材を利用した攪拌機で攪拌することによって、その発生器で発生したオゾンを水と接触させ飽和領域の低濃度のオゾン水を少量生成することができる（特許文献２の図４参照）。また、構造が簡単である。
【０００４】
一方、オゾン水を霧状にし噴霧する方法としては、オゾン水生成装置に噴霧用の部材を装着する方法がある。また、生成したオゾン水を可搬可能なスプレーボトルに入れ替えて使用する方法も考えられる。
【０００５】
可搬型の簡便なスプレーボトルにおいて、そのボトルに直接オゾン水を生成し、そのオゾン水を噴霧するオゾン水スプレー装置は電解式による試作の報告がある［非特許文献１］。しかし、放電を利用した可搬型の簡便なオゾン水スプレー装置の例はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００５−５０２４５６号公報（段落０００８〜００３９、図１〜４）
【特許文献２】特公平１０−２１６７４８号公報（段落００５４〜００６５、図４）
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】錦善則：最新の電解式オゾン水生成装置、静電気学会誌、Ｖｏｌ．３１、ｐ．８４−８９（２００７）
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
放電を利用したオゾン発生器と気液混合器を一体化した装置において、従来よりも構造が簡単で、日常生活において十分な殺菌消毒の効果が期待できる２ｍｇ／ｌ程度の濃度のオゾン水を従来よりも短時間で生成できるようにする。それを活用した可搬型の簡便なオゾン水生成装置およびオゾン水スプレー装置を開発する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案は、絶縁体を素材とするキャップの付いた密閉したオゾン水生成容器の外側の側面に電極を密着させ、その容器に半分程度の水を入れ、その水を接地し、電極と水との間に高周波高電圧を加えることにより、容器の内側の側面と水面が接するところにおいて、高周波沿面放電を発生させ、この発生したオゾンを水を磁石等の攪拌部材を利用した攪拌機で攪拌することによって、オゾンを水と接触させ飽和領域の低濃度のオゾン水を生成することを特徴としたオゾン発生器と気液混合器を一体化したオゾン水生成方法およびオゾン水生成装置である。
【考案の効果】
【００１０】
本考案のオゾン水生成方法およびオゾン水生成装置は、絶縁体の材質が同じで、高周波沿面放電している部分の長さおよび加えた高周波高電圧のピークピーク値を等しくした場合、特許文献２で示す従来の方法に比べ、オゾン水の濃度は３〜４倍に達する。また、ピークピーク値で実効値を等しくした高周波高電圧を加えた場合は誘電体の厚みを大きくしなければ絶縁破壊を起こす。さらに、絶縁破壊を起こさない厚みの材質を用いて沿面放電している部分の長さおよび高周波高電圧の実効値を等しくした場合と比較すると、本考案による方法は、２ｍｇ／ｌの濃度に達するオゾン水を得る時間は３分の１、短時間でオゾン水の濃度を飽和値に達する効果がある。
【００１１】
特許文献２で示す従来の方法はオゾン発生器をオゾン水生成容器の上部に設けていたが、本考案は側面にオゾン発生機構を設けているので、オゾン水生成容器の上部にフリースペースを作り出すことができたので、スプレー部材などを装着することができるメリットがある。
【００１２】
特許文献１のオゾン発生用の電極に比べ、構造は極めて簡単で加工も極めて容易である。
【００１３】
非特許文献１で示す電解式のオゾン水スプレーは、可搬型で簡便であるとともに２〜３ｍｇ／ｌ程度のオゾン水を生成できるので、本考案のオゾン水スプレー装置と同程度の機能や性能を示している。電解式と同程度の機能や性能を持つ放電式の初のオゾン水スプレー装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本考案によるオゾン水生成の実施形態の例を示す概念図である。
【図２】図２は運転時間をパラメータとした周波数とオゾン水濃度の関係を示す実験結果である。
【図３】図３は本考案によるオゾン水スプレー装置の実施形態の例を示す概念図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
高周波沿面放電を発生させるには、周波数は５〜２０ｋHz、電圧はピークピーク値１０〜１５ｋVの高周波高電圧電源を必要とする。オゾン水生成するための加工を施した容器およびスプレーボトルに水を半分程度入れ、高周波高電圧電源に接続することにより、その容器やボトルの内側の側面と水面が接するところに高周波沿面放電を発生させ、その放電に伴い生成容器およびスプレーボトルの内部の上方の空気に含まれる酸素からオゾンを生成する。その内部の水を磁石の攪拌部材を利用した攪拌機で攪拌することによって、高周波沿面放電により発生したオゾンを水と接触させ飽和領域の低濃度のオゾン水を生成することを特徴としたオゾン発生器と気液混合器を一体化した方法によりオゾン水生成装置およびオゾン水スプレー装置を実現する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本考案であるオゾン水生成装置の実施の形態の例である。図１に示すように上部に着脱可能なキャップ１を有し且つ内部に水２を貯留し得るポリプロピレン等の絶縁体で形成された容器の外側の側面にアルミテープなどにより導体３を付着させ、その導体３の最下部と容器の接するところをシリコンゴム等の絶縁体４で覆う密着させ、水２を接地するための導線４が容器の下部に挿入され且つ水漏れしないようシールして装着した生成容器６と、水２を攪拌する攪拌機構７と、導体３と導線４に高周波高電圧を供給するための高周波高電圧電源１０を具備している。
【００１７】
攪拌機構７は生成容器６の内底部に摺動に配置された永久磁石よりなる攪拌部材８と、生成容器６の底部直下に容器周方向に沿って回転し得るように内装され且つ攪拌部材８が磁気吸着可能な金属板または強力な永久磁石よりなる移動部材９とによって構成されている。
【００１８】
オゾン水を生成する際には、生成容器６の内部に水２を導体３の最下部を少し超える位置（図１参照）まで貯留し、キャップ１を生成容器６に気密に装着する。
【００１９】
生成容器６の導体３および導線４に高周波高電圧電源に接続するとともに導線を接地し、高周波高電圧を加えると生成容器６の内側の側面と水２の水面が接するところで高周波沿面放電が発生する。
【００２０】
この高周波沿面放電により生成容器６の内部の空気に含まれている酸素からオゾンを生成し、そのオゾンが攪拌機構７によって水の中に混入することによってオゾン水が生成される。
【００２１】
また、この放電に伴って生成されるオゾンの総量は、生成容器６の空気に含まれている酸素によって限定され、水２をオゾン水化した後に生成容器６からキャップ１を取り外した際に外部に放出されるオゾンはごく微量であるのでオゾン除去装置は具備していない。
【００２２】
図１のオゾン水生成装置についての実験結果を図２に示す。生成容器６（５００ｍｌ）に１０℃の水を入れ（２５０ｍｌ）、気温１２℃、ピークピーク電圧は１０ｋＶ、周波数は５ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、１５ｋＨｚ、２０ｋＨｚの高周波高電圧を加え、それぞれ運転時間３分、４分、５分、６分について、溶存オゾン比色計(Ｏ３−２Ｚ)を用いてオゾン水の濃度を測定した。運転時間３分では、１５ｋＨｚにおいて濃度１．６９ｍｇ／ｌ、４分では同じく１５ｋＨｚにおいて２．１１ｍｇ／ｌ、５分では１０ｋＨｚにおいて２．１１ｍｇ／ｌおよび６分では同じく１０ｋＨｚにおいて１．９９ｍｇ／ｌのピーク値をそれぞれ示している。また、３分の５ｋＨｚを除きいずれも１ｍｇ／ｌ以上、３点ほど２ｍｇ／ｌ近傍の値を示している。
【００２３】
さらに、生成容器６の内側の側面と水２の水面が接するところで高周波沿面放電を発生することと、それ以外の特許文献２に示されているような生成容器内の上部など放電に支障がないところでオゾンを生成することによるオゾン水の濃度の違いについて実験を行った。
【００２４】
本考案のオゾン水生成方法およびオゾン水生成装置は、絶縁体の材質、高周波沿面放電している部分の長さおよび加えた高周波高電圧のピークピーク値を等しくした場合、特許文献２で示す従来の方法に比べ、オゾン水の濃度は３〜４倍に達する。また、ピークピーク値ではなく実効値を等しくした高周波高電圧を加えた場合は誘電体の厚みを大きくしなければ絶縁破壊を起こす。さらに、絶縁破壊を起こさない厚みの材質を用いて高周波沿面放電している部分の長さおよび高周波高電圧の実効値を等しくした場合と比較すると、本考案による方法は、２ｍｇ／ｌの濃度に達するオゾン水を得る時間は３分の１、短時間でオゾン水の濃度を飽和値に達する効果がある。
【００２５】
上述したように図１に示すオゾン水生成装置では、生成容器６の内側の側面と水２の水面が接するところで高周波沿面放電を発生することによって、従来よりもオゾン水を効率よく生成でき、その結果オゾン水濃度が飽和状態に達するまでの時間を大幅に短縮できる。
【００２６】
さらに、生成容器６の内側の側面と水２の水面でオゾン発生器と気液混合器の役目を果たしているので省エスペース化を図ることができ、少量のオゾン水生成に適した形状に装置を小型化することができる。
【００２７】
また、生成容器５の空間に余裕のスペースを作ることができるので、キャップ１の代わるにスプレーを装着することでオゾン水スプレー装置として利用することができる。
【実施例２】
【００２８】
図３に実施例２として、高周波沿面放電を用いたオゾン水スプレー装置の実施例を示す。
図１のキャップ１の代わりにスプレー２１を装着している点が異なるだけで、その他はすべて同じであり、図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００２９】
さらに、スプレー２１から噴霧したオゾン水の濃度についての測定は、図２に示した４分でオゾン水の濃度が２．１１ｍｇ／ｌを示した１５ｋＨｚと、５分で２．１０ｍｇ／ｌを示した１０ｋＨｚについて、生成容器内６にオゾン水を生成し、スプレー２１から噴霧し、それを測定容器に貯めてオゾン水濃度を測定した。その結果、１５ｋＨｚで４分間では１．０７ｍｇ／ｌ、１０ｋＨｚで５分間では１．０５ｍｇ／ｌであった。噴霧前後のオゾン水の濃度はおよそ半減している。噴霧後１ｍｇ／ｌのオゾン水の濃度があれば日常生活において十分な殺菌消毒の効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本考案であるオゾン水生成の方法および装置は、少量の生成について示したが、大きな装置にすることで２ｍｇ／ｌ程度の低濃度のオゾン水を大量に生成することができる。また、海水を活用すると５ｍｇ／ｌ程度の濃度のオゾン水を生成することができる。さらに添加剤を入れることで同様な結果が期待できる。この濃度であれば水産・食品・流通分野での殺菌消毒、脱臭、脱色および洗浄剤としての活用が期待される。
【００３１】
最近、インフルエンザや院内感染等の予防策の一つとして、公共の場等において速乾性の手指消毒スプレーが配置されている。また、家庭や野外活動等において簡便な殺菌消毒スプレーがあると便利である。それに代わる手指消毒スプレーとして原料を水道水や井戸水とする極めて利便性の高い用途が期待できる。
【符号の説明】
【００３２】
１    キャップ
２    水
３    導体
４    絶縁体
５    導線
６    生成容器
７    攪拌機構
８    攪拌部材
９    移動部材
２１  スプレー
【図１】
0003164524.tif 000003
【図２】
0003164524.tif 000004
【図３】
0003164524.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月14日(2010.6.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
水を貯留した生成容器６の外側の側面に導体３を付着させ、その導体３の最下部と生成容器６の接するところを絶縁体４で覆い密着させ、生成容器６の下部に水を接地するための導線を水漏れしないよう装着し、導体３の最下部の位置を超える水位まで水を入れ、導体３と導線５に高周波高電圧電源１０により高周波高電圧を加え、生成容器６の内側の側面と水面の接するところで高周波沿面放電を発生させ、生成容器６の内部の空気に含まれる酸素からオゾンを生成し、そのオゾンを攪拌機構７によって水の中に混入させることによってオゾン水を生成することを特徴とするオゾン水生成装置。
【請求項２】
生成容器６の上方にスプレー２１を装着することでオゾン水スプレー装置として利用できることを特徴とする請求項１記載のオゾン水生成装置。
【請求項３】
高周波高電圧電源１０の供給電源として家庭用の交流１００Vを利用できることを特徴とする請求項１および請求項２のオゾン水生成装置。
【請求項４】
高周波高電圧電源１０の供給電源として充電式電池を利用できることを特徴とする請求項１および請求項２のオゾン水生成装置。
【請求項５】
高周波高電圧電源１０の供給電源として家庭用の交流１００Vおよび充電式電池のどちらでも利用できることを特徴とする請求項１および請求項２のオゾン水生成装置。    
【請求項６】
高周波高電圧電源１０の供給電源として自動車のシガーソケットを利用できることを特徴とする請求項１および請求項２のオゾン水生成装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
図１は、本考案であるオゾン水生成装置の実施の形態の例である。図１に示すように上部に着脱可能なキャップ１を有し且つ内部に水２を貯留し得るポリプロピレン等の絶縁体で形成された容器の外側の側面にアルミテープなどにより導体３を付着させ、その導体３の最下部と生成容器６の接するところをシリコンゴム等の絶縁体４で覆い密着させ、水２を接地するための導線４が容器の下部に挿入され且つ水漏れしないようシールして装着した生成容器６と、水２を攪拌する攪拌機構７と、導体３と導線４に高周波高電圧を供給するための高周波高電圧電源１０を具備している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
１    キャップ
２    水
３    導体
４    絶縁体
５    導線
６    生成容器
７    攪拌機構
８    攪拌部材
９    移動部材
１０  高周波高電圧電源
２１  スプレー
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
0003164524.tif 000006