(57)【要約】【課題】容易に高濃度のオゾン水を生成することができ、触媒電極の小型化を図れるとともに用途に応じて低濃度から高濃度のオゾン水を生成することのできるオゾン水生成装置を提供する。【解決手段】触媒電極３に原料水を供給するとともに陽極３２及び陰極３３間に直流電圧を印加することによってオゾン水を生成するオゾン水生成セル１００が複数重ねて設けられ、互いに隣接するオゾン水生成セル１００のうち一方のオゾン水生成セル１００の第２基板２と、他方のオゾン水生成セル１００の第１基板１とが隣接している。一方のオゾン水生成セル１００の第２基板２に設けられた陽極用排出流路２２と、他方のオゾン水生成セル１００の第１基板１に設けられた陽極用供給流路１２と、が連通し、一方のオゾン水生成セル１００の第２基板２に設けられた陰極用排出流路２３と、他方のオゾン水生成セル１００の第１基板１に設けられた陰極用供給流路１３とが連通している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に重ね合わされる第２基板と、
前記第１基板及び第２基板を重ね合わせることによって形成された収容室に収容された触媒電極と、を有し、
前記触媒電極が、陽イオン交換膜と、前記陽イオン交換膜の一方の面に設けられた陽極と、前記陽イオン交換膜の他方の面に設けられた陰極と、を備え、
前記触媒電極に原料水を供給するとともに前記陽極及び前記陰極間に直流電圧を印加することによってオゾン水を生成するオゾン水生成セルが、複数重ねて設けられ、
前記複数のオゾン水生成セルは、互いに隣接するオゾン水生成セルのうち、一方のオゾン水生成セルの前記第２基板と、他方のオゾン水生成セルの前記第１基板とが隣接するように、順次重ね合わされており、
前記第１基板には、前記収容室に連通して、原料水を前記陽極に供給する陽極用供給流路と、前記収容室に連通して、原料水を前記陰極に供給する陰極用供給流路と、が設けられ、
前記第２基板には、前記陽極用供給流路及び前記収容室に連通して、前記陽極で生成された生成水を排出する陽極用排出流路と、前記陰極用供給流路及び前記収容室に連通して、前記陰極で生成された生成水を排出する陰極用排出流路と、が設けられており、
前記一方のオゾン水生成セルの前記第２基板に設けられた前記陽極用排出流路と、前記他方のオゾン水生成セルの前記第１基板に設けられた前記陽極用供給流路と、が連通し、
前記一方のオゾン水生成セルの前記第２基板に設けられた前記陰極用排出流路と、前記他方のオゾン水生成セルの前記第１基板に設けられた前記陰極用供給流路と、が連通していることを特徴とするオゾン水生成装置。
【請求項２】
前記第１基板と前記第２基板とは、同一の部材であり、
前記第２基板は、前記第１基板が表裏面反転され、かつ、前記第１基板の前記陽極用供給流路が前記陽極用排出流路として使用され、前記第１基板の前記陰極用供給流路が前記陰極用排出流路として使用されていること特徴とする請求項１に記載のオゾン水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オゾン水は食品の殺菌や悪臭ガスの脱臭などの用途に広範に使用されており、さらに医療や介護の分野で、数多い知見例が発表され始めている。また、半導体製造領域においても、超微細構造に対するオゾン酸化の特徴が認められ、オゾン水の使用が必須とされている。
このようなオゾン水の製法として、陽イオン交換膜の一方の面に陽極電極を圧接させ、他方の面に陰極電極を圧接してなる触媒電極の電解面に原料水を直接接触させて、水の電気分解によりオゾン水を生成させる直接電解法を利用したものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１３４６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記直接電解法で生成されるオゾン水の濃度は４ｐｐｍ程度と低濃度であり、４０ｐｐｍといった高濃度のオゾン水を生成するためには、触媒電極を大型化しなければならないという問題がある。
また、用途に応じて低濃度のオゾン水から高濃度のオゾン水を容易に生成することが望まれている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、容易に高濃度のオゾン水を生成することができ、また、触媒電極の小型化を図れるとともに、用途に応じて低濃度から高濃度のオゾン水を生成することのできるオゾン水生成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１の発明によれば、
第１基板と、
前記第１基板に重ね合わされる第２基板と、
前記第１基板及び第２基板を重ね合わせることによって形成された収容室に収容された触媒電極と、を有し、
前記触媒電極が、陽イオン交換膜と、前記陽イオン交換膜の一方の面に設けられた陽極と、前記陽イオン交換膜の他方の面に設けられた陰極と、を備え、
前記触媒電極に原料水を供給するとともに前記陽極及び前記陰極間に直流電圧を印加することによってオゾン水を生成するオゾン水生成セルが、複数重ねて設けられ、
前記複数のオゾン水生成セルは、互いに隣接するオゾン水生成セルのうち、一方のオゾン水生成セルの前記第２基板と、他方のオゾン水生成セルの前記第１基板とが隣接するように、順次重ね合わされており、
前記第１基板には、前記収容室に連通して、原料水を前記陽極に供給する陽極用供給流路と、前記収容室に連通して、原料水を前記陰極に供給する陰極用供給流路と、が設けられ、
前記第２基板には、前記陽極用供給流路及び前記収容室に連通して、前記陽極で生成された生成水を排出する陽極用排出流路と、前記陰極用供給流路及び前記収容室に連通して、前記陰極で生成された生成水を排出する陰極用排出流路と、が設けられており、
前記一方のオゾン水生成セルの前記第２基板に設けられた前記陽極用排出流路と、前記他方のオゾン水生成セルの前記第１基板に設けられた前記陽極用供給流路と、が連通し、
前記一方のオゾン水生成セルの前記第２基板に設けられた前記陰極用排出流路と、前記他方のオゾン水生成セルの前記第１基板に設けられた前記陰極用供給流路と、が連通していることを特徴とするオゾン水生成装置が提供される。
【０００６】
請求項２の発明によれば、前記第１基板と前記第２基板とは、同一の部材であり、
前記第２基板は、前記第１基板が表裏面反転され、かつ、前記第１基板の前記陽極用供給流路が前記陽極用排出流路として使用され、前記第１基板の前記陰極用供給流路が前記陰極用排出流路として使用されていること特徴とする請求項１に記載のオゾン水生成装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、容易に高濃度のオゾン水を生成することができる。また、触媒電極の小型化を図れる。さらに、用途に応じて低濃度から高濃度のオゾン水を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】オゾン水生成装置の外観斜視図である。
【図２】オゾン水生成装置の分解斜視図である。
【図３】図２における切断線I−Iに沿って切断した際の矢視断面図である。
【図４】図２における切断線II−IIに沿って切断した際の矢視断面図である。
【図５】第１基板を示したものであり、(a)は表面側の平面図、(b)は裏面側の平面図、(c)は切断線III−IIIに沿って切断した際の矢視断面図、(d)は切断線IV−IVに沿って切断した際の矢視断面図である。
【図６】第２基板を示したものであり、(a)は表面側の平面図、(b)は裏面側の平面図、(c)は切断線V−Vに沿って切断した際の矢視断面図、(d)は切断線VI−VIに沿って切断した際の矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、オゾン水生成装置の外観斜視図、図２は、オゾン水生成装置の分解斜視図、図３は、図２における切断線I−Iに沿って切断した際の矢視断面図、図４は、図２における切断線II−IIに沿って切断した際の矢視断面図である。
図１に示すように、本発明に係るオゾン水生成装置２００は、複数のオゾン水生成セル１００を連結して構成される。
図２〜図４に示すように、オゾン水生成セル１００は、第１基板１と、第１基板１に重ね合わされる第２基板２と、これら第１基板１及び第２基板２の重ね合わせ面に形成された収容室１１，２１に収容される触媒電極３と、を備えている。
触媒電極３は、陽イオン交換膜３１と、陽イオン交換膜３１の一方の面に設けられた陽極３２と、陽イオン交換膜３１の他方の面に設けられた陰極３３と、を備えている。第１基板１側から、陰極３３、陽イオン交換膜３１、陽極３２、第２基板２の順に配置されている。
オゾン水生成セル１００は、陽極３２及び陰極３３にそれぞれ原料水を供給するとともに陽極３２及び陰極３３間に直流電圧を印加することによって、陽極３２側に微細オゾン気泡を発生させて、微細オゾン気泡を水に溶解させることにより、オゾン水を生成する。なお、陰極３３側には、水素が発生し、水素が水に溶解して水素水（陰極水）が生成される。
【００１０】
図５は第１基板を示したものであり、(a)は表面側の平面図、(b)は裏面側の平面図、(c)は切断線III−IIIに沿って切断した際の矢視断面図、(d)は切断線IV−IVに沿って切断した際の矢視断面図である。
図５に示すように、第１基板１は、円板状をなしており、例えば、金属製とすることが好ましい。
第１基板１の裏面中央には、平面視円形状の凹部である収容室１１が形成されている。
また、第１基板１の表面で互いに対向する位置には、裏面に貫通する側断面視Ｌ字型の陽極用供給流路１２が２つ形成されている（図５(c)参照）。これら陽極用供給流路１２は、収容室１１に連通しないようになっている。
さらに、第１基板１の表面で互いに対向する位置には、裏面に貫通する側断面視コの字型の陰極用供給流路１３が２つ形成されている（図５(d)参照）。これら陰極用供給流路１３は、収容室１１に連通している。
２つの陽極用供給流路１２と、２つの陰極用供給流路１３とは、互いに９０°の間隔で配置されている。
さらに、第１基板１には、表裏面を貫通する複数のボルト貫通穴１４が等間隔に形成されている。
なお、第１基板１の収容室１１には、触媒電極３の陰極３３が配置されるようになっている。
【００１１】
図６は第２基板を示したものであり、(a)は表面側の平面図、(b)は裏面側の平面図、(c)は切断線V−Vに沿って切断した際の矢視断面図、(d)は切断線VI−VIに沿って切断した際の矢視断面図である。
図６に示すように、第２基板２は、第１基板１と同一の部材である。第２基板２は、第１基板１を表裏面反転させて、かつ、９０°回転させた状態で第１基板１に対して重ね合わされるようになっている。
すなわち、第２基板２の表面中央には、平面視円形状の凹部である収容室２１(第１基板１の収容室１１に相当)が形成されている。
また、第２基板２の裏面で互いに対向する位置には、表面に貫通する側断面視Ｌ字型の陰極用排出流路２３（上述の陽極用供給流路１２に相当）が２つ形成されている（図６(d)参照）。これら陰極用排出流路２３は、収容室２１に連通しないようになっている。
さらに、第２基板２の裏面で互いに対向する位置には、表面に貫通する側断面視コの字型の陽極用排出流路２２（上述の陰極用供給流路１３に相当）が２つ形成されている（図６(c)参照）。これら陽極用排出流路２２は、収容室用凹部２１に連通している。
２つの陽極用排出流路２２と、２つの陰極用排出流路２３とは、互いに９０°の間隔で配置されている。
さらに、第２基板２には、表裏面を貫通する複数のボルト貫通穴２４が等間隔に形成されている。
なお、第２基板２の収容室２１には、触媒電極３の陽極３２が配置されるようになっている。
【００１２】
第１基板１と第２基板２とは、上述のように同一の部材であり、第１基板１を表裏面反転させて、９０°回転させた状態で第２基板２として使用する。すなわち、第１基板１の陽極用供給流路１２を第２基板２の陰極用排出流路２３として使用し、第１基板１の陰極用供給流路１３を第２基板２の陽極用排出流路２２として使用する。
【００１３】
図３及び図４に示すように、第１基板１と第２基板２とを互いに重ね合わせた状態では、第１基板１及び第２基板２の各収容室１１，２１が互いに対向して配置され、収容室１１には陰極３３が収容され、収容室２１には陽極３２が収容される。
また、第１基板１と第２基板２とを互いに重ね合わせた状態では、第１基板１の１つの陽極用供給流路１２と、収容室２１と、第２基板２の１つの陽極用排出流路２２とが連通する（図２、図３参照）。さらに、第１基板１の一つの陰極用供給流路１３と、収容室１１と、第２基板２の一つの陰極用排出流路２３とが連通する（図２、図４参照）。
【００１４】
触媒電極３は、陽極３２、陽イオン交換膜３１及び陰極３３を有している。
陽極３２は、平面視円形状をなしており、第２基板２の収容室２１よりも小さく形成されている。
陽極３２は、陽イオン交換膜３１を全面的に覆い隠すように密着するものではなく、多数の通孔を設けて、陽イオン交換膜３１に接触部と非接触部とを有して重ねられることが好ましい。例えば、陽極３２は、エキスパンドメタル状またはパンチングメタル状とすることが好ましい。なお、エキスパンドメタル状とは、金属板を千鳥状に切れ目を入れながら押し広げ、その切れ目を菱形や亀甲形に成形したメッシュ状の金属であり、パンチングメタル状とは金属板に多数の通孔を形成した多孔板状のことである。図２では、エキスパンドメタル状の陽極３２を使用している。
このように陽極３２をエキスパンドメタル状またはパンチングメタル状とすることによって、供給された原料水の水流と接触して渦流を生じ、陽極３２で発生したオゾンの微泡を巻き込んで溶解を早めることができる。
また、陽極３２としては、オゾン発生触媒機能を有する金属を使用する。具体的には、安定性が良い点で白金、金またはその被覆金属を使用することが好ましく、特にチタンに白金を被覆した金属を使用すると製造コストを安価に抑えることができる。被覆処理としては、例えばメッキや熱着等により行うことができる。
【００１５】
陽イオン交換膜３１は、平面視円形状をなしており、第１基板１及び第２基板２と平面視の大きさが同じとなっている。
陽イオン交換膜３１には、第１基板１の陽極用供給流路１２と第２基板２の陽極用排出流路２２に連通する流路用貫通穴３１１と、第１基板１の陰極用供給流路１３と第２基板２の陰極用排出流路２３に連通する流路用貫通穴３１２と、が形成されている。
さらに、陽イオン交換膜３１の外周には、複数のボルト貫通穴３１３が等間隔に形成されている。
陽イオン交換膜３１としては、従来公知のものを使用することができ、発生するオゾンに耐久性の強いフッ素系陽イオン交換膜を使用することができる。また、厚さは、１００〜３００μｍ程度が好ましい。
【００１６】
陰極３３は、平面視円形状をなしており、第１基板１の収容室１１よりも小さく形成されている。
陰極３３としては、オゾン発生触媒機能を有する金属を使用する。具体的には、上述の陽極３２と同様に、安定性が良い点で、白金、金又はその被覆金属を使用することが好ましく、特にチタンに白金を被覆した金属を使用すると製造コストを安価に抑えることができる。また、陰極３３も陽極３２と同様に、エキスパンドメタル状またはパンチングメタル状とすることが好ましい。特に、陰極３３は陽極３２よりも目の粗さが細かくなるように形成することが好ましい。
【００１７】
なお、陽極３２の外側（第２基板２側）及び陰極３３の外側（第１基板１側）には、陽極３２及び陰極３３と同じ大きさのチタン製のエキスパンドメタル３４，３５がそれぞれ設けられている。
また、陽極３２と陰極３３との間には、電源装置（図示しない）の出力端が電気的に連結され、直流電圧が印加されるように構成されている。すなわち、陽極３２及び陰極３３は、各電極３２，３３に導線を介して電源装置に連結されている。印加する直流電圧は、例えば６〜２４ボルトの範囲内が好ましい。
【００１８】
このように、陽イオン交換膜３１の一方の面に陽極３２及びエキスパンドメタル３４、他方の面に陰極３３及びエキスパンドメタル３５が接触するように配置されて触媒電極３が構成されている。
【００１９】
陽イオン交換膜３１と第２基板２との間には、第１パッキン材５が配置されている。
第１パッキン材５は、リング状をなしている。リング状の内側に、陽極３２及びエキスパンドメタル３４が配置されるようになっている。
第１パッキン材５は、例えば、シリコン製とすることが好ましい。
また、第１パッキン材５には、陽イオン交換膜３１の２つの流路用貫通穴３１１，３１２に対応する位置にそれぞれ流路用貫通穴５１，５２が形成されている。
さらに、第１パッキン材５の外周には、複数のボルト貫通穴５３が等間隔に形成されている。
【００２０】
以上のように、第１基板１、触媒電極３（エキスパンドメタル３５、陰極３３、陽イオン交換膜３１、陽極３２、エキスパンドメタル３４）、第１パッキン材５及び第２基板２がこの順に重ね合わされてオゾン水生成セル１００が構成されている。
【００２１】
次に、上記オゾン水生成セル１００が複数重ね合わされてなるオゾン水生成装置２００について説明する。
図２〜図４に示すように、互いに隣接するオゾン水生成セル１００のうち、一方のオゾン水生成セル１００の第２基板２と、他方のオゾン水生成セル１００の第１基板１とが、第２パッキン材６を介して重ね合わされている。
【００２２】
第２パッキン材６は、平面視円形状をなし、第１基板１及び第２基板２の平面視の大きさと同じとなっている。
第２パッキン材６は、例えば、シリコン製とすることが好ましい。
第２パッキン材６には、第２基板２の陽極用排出流路２２、第１基板１の陽極用供給流路１２、第２基板２の陰極用排出流路２３及び第１基板１の陰極用供給流路１３に、それぞれ連通する連通用貫通穴６１が４つ形成されている。
【００２３】
また、最も外側（図２〜図４中、表面側）のオゾン水生成セル１００の第１基板１の外側（表面側）には、第３パッキン材７を介して、第１狭持板８が重ね合わされている。
一方、最も外側（図２〜図４中、裏面側）のオゾン水生成セル１００の第２基板２の外側（裏面側）には、第３パッキン材７を介して、第２狭持板９が重ね合わされている。
【００２４】
第１狭持板８は、円板状をなしており、第１基板１及び第２基板２の平面視の大きさと同じとなっている。
第１狭持板８は、例えば、プラスチック製とすることが好ましい。
第１狭持板８には、第１基板１の陽極用供給流路１２及び陰極用供給流路１３に対応する位置に流路用貫通穴８１，８２がそれぞれ形成されている。
流路用貫通穴８１，８２には、外部から陽極３２に原料水を供給するための陽極用供給管８４及び外部から陰極３３に原料水を供給するための陰極用供給管８５が嵌め込まれるようになっている（図１参照）。
また、これら流路用貫通穴８１，８２の周囲に複数のボルト貫通穴８３が等間隔に形成されている。
なお、陽極用供給管８４及び陰極用供給管８５は、図示しないが、例えば、原料水が貯留されたタンクに接続されたり、水道管に接続されている。
また、陽極用供給管８４に供給する原料水としては、水道水、精製水などが挙げられる。陰極用供給管８５に供給する原料水としては、水道水、精製水などが挙げられる。
【００２５】
第２狭持板９は、円板状をなしており、第１基板１及び第２基板２の平面視の大きさと同じとなっている。
第２狭持板９は、例えば、プラスチック製とすることが好ましい。
第２狭持板９には、第２基板２の陽極用排出流路２２及び陰極用排出流路２３に対応する位置に流路用貫通穴９１，９２がそれぞれ形成されている。
これら流路用貫通穴９１，９２には、生成されたオゾン水を外部に排出するための陽極用排出管９４及び生成された陰極水を外部に排出するための陰極用排出管９５が嵌め込まれるようになっている（図１参照）。
また、これら流路用貫通穴９１，９２の周囲に複数のボルト貫通穴９３が等間隔に形成されている。
なお、陽極用排出管９４は、図示しないが、生成されたオゾン水を貯留するためのタンクや、オゾン水を吐出させるノズル等に接続されている。陰極用排出管９５は、生成された陰極水を貯留するためのタンク等に接続されている。
【００２６】
第３パッキン材７は、平面視円形状をなし、第１基板１及び第２基板２の平面視の大きさと同じとなっている。
第３パッキン材７には、第１狭持板８や第２狭持板９と同様に、第１基板１の陽極用供給流路１２（第２基板２の陽極用排出流路２２）及び第１基板１の陰極用供給流路１３（第２基板２の陰極用排出流路２３）に対応する位置に流路用貫通穴７１，７２がそれぞれ形成されている。
また、これら流路用貫通穴７１，７２の周囲に複数のボルト貫通穴７３が等間隔に形成されている。
第３パッキン材７は、例えば、シリコン製とすることが好ましい。
【００２７】
以上、図４及び図５に示すように、オゾン水生成装置２００は、第１狭持板８、第３パッキン材７、１段目のオゾン水生成セル１００、第２パッキン材６、２段目のオゾン水生成セル１００、第２パッキン材６、３段目のオゾン水生成セル１００、第２パッキン材６、４段目のオゾン水生成セル１００、第３パッキン材７及び第２狭持板９がこの順に重ね合わされることによって構成される。
そして、各部材のボルト用貫通穴にボルトＭ（図１参照）が挿入されて締結されることによって、オゾン水生成装置２００が組み立てられる。
【００２８】
組み立てられたオゾン水生成装置２００では、図２及び図３の点線で示した矢印のように、陽極用供給管８４、１段目のオゾン水生成セル１００の陽極用供給流路１２及び陽極用排出流路２２、２段目のオゾン水セル１００の陽極用供給流路１２及び陽極用排出流路２２、３段目のオゾン水セル１００の陽極用供給流路１２及び陽極用排出流路２２、４段目のオゾン水セル１００の陽極用供給流路１２及び陽極用排出流路２２、陽極用排出管９４（流路用貫通穴９１）が互いに連通している。
また、図２及び図４の一点鎖線で示した矢印のように、陰極用供給管８５、１段目のオゾン水生成セル１００の陰極用供給流路１３及び陰極用排出流路２３、２段目のオゾン水セル１００の陰極用供給流路１３及び陰極用排出流路２３、３段目のオゾン水セル１００の陰極用供給流路１３及び陰極用排出流路２３、４段目のオゾン水セルの陰極用供給流路１３及び排出流路２３、陰極用排出管９５（流路用貫通穴９２）が互いに連通している。
【００２９】
なお、陽極用排出管９４には、図示しないが、濃度検出センサが設けられている。濃度検出センサは、検出電極（図示しない）と電位測定の基準となる比較電極（図示しない）、これら検出電極及び比較電極の一方の端部に結線して電位を測定する電位差計（図示しない）等から構成されている。検出電極及び比較電極は、陽極用排出管９４を流れるオゾン水に接触するようになっている。そして、検出電極及び比較電極がオゾン水に接触することで、検出電極のオゾン濃度変化による検出電極と比較電極との電位差を検出して濃度を測定する。
検出電極としては、例えば白金や金等からなる電極を使用し、比較電極としては銀や塩化銀を使用することが好ましい。
このようにして検出されたオゾン濃度に基づいて、オゾン水生成装置２００内の制御部（図示しない）が予め設定されたオゾン濃度と一致するように、電源装置に陽極３２及び陰極３３間に印加する電力量を制御している。
【００３０】
次に、上述のオゾン水生成装置２００の動作について説明する。
陽極用供給管８４及び陰極用供給管８５から原料水を供給すると同時に、電源装置を駆動させることによって、各オゾン水生成セル１００の陽極３２及び陰極３３の間に所定の電圧を印加する。この通電により水が電気分解されて、陽極側にはオゾン気泡及び酸素気泡が発生し、陰極側には水素気泡が発生する。
【００３１】
詳細に説明すると、陽極用供給管８４から原料水を供給すると、図２及び図３の点線で示した矢印のように、原料水は、１段目のオゾン水生成セル１００の陽極用供給路１２から陽極３２を介して陽極用排出流路２２を流れる。１段目のオゾン水生成セル１００で生成されたオゾン水は、その後、２段目のオゾン水生成セル１００の陽極用供給流路１２から陽極３２を介して陽極用排出流路２２を流れる。その結果、高濃度のオゾン水が生成される。２段目のオゾン水生成セル１００で生成されたオゾン水は、さらに３段目のオゾン水生成セル１００及び４段目のオゾン水生成セル１００においても同様の順番で流れ、最終的に生成されたオゾン水はより高濃度となり、陽極用排出管９４から排出される。
【００３２】
一方、陰極用供給管８５から原料水を供給すると、図２及び図４の一点鎖線で示した矢印のように、原料水は、１段目のオゾン水生成セル１００の陰極用供給路１３から陰極３３を介して陰極用排出流路２３を流れる。１段目のオゾン水生成セル１００で生成された陰極水（水素水）は、その後、２段目のオゾン水生成セル１００の陰極用供給流路１３から陰極３３を介して陰極用排出流路２３を流れ、生成された陰極水は、さらに３段目のオゾン水生成セル１００及び４段目のオゾン水生成セル１００においても同様の順番で流れ、最終的に生成された陰極水は、陰極用排出管９５から排出される。このように１段目のオゾン水生成セル１００で生成された陰極水を、２段目〜４段目のオゾン水生成セル１００においても再利用することができ、コスト削減を図ることができる。
【００３３】
なお、通電中に、同時に濃度検出センサによって、陽極用排出管９４内のオゾン水濃度が測定され、制御部は予め設定されたオゾン濃度となるように電源装置の出力調整を行うことによって、各オゾン水生成セル１００の陽極３２及び陰極３３間の電力量が制御される。以上のようにして、設定濃度のオゾン水が生成される。
【００３４】
以上、本実施形態によれば、複数のオゾン水生成セル１００が、互いに隣接するオゾン水生成セル１００のうち、一方のオゾン水生成セル１００の第２基板２と、他方のオゾン水生成セル１００の第１基板１とが隣接するように、順次重ね合わされている。そして、一方のオゾン水生成セル１００の第２基板２に設けられた陽極用排出流路２２と、他方のオゾン水生成セル１００の第１基板１に設けられた陽極用供給流路１２と、が連通し、一方のオゾン水生成セル１００の第２基板２に設けられた陰極用排出流路２３と、他方のオゾン水生成セル１００の第１基板１に設けられた陰極用供給流路１３と、が連通している。
このように複数のオゾン水生成セル１００の供給流路及び排出流路が互いに連通して１本となっているので、最も上流側のオゾン水生成セル１００に供給された原料水は、各オゾン水生成セル１００を流れる毎に高濃度のオゾン水となり、容易に高濃度のオゾン水を生成することができる。また、従来のように大型の触媒電極を使用する必要もなく、小型の触媒電極で対応することができる。
また、複数のオゾン水生成セル１００のうち、いずれかのオゾン水生成セル１００が故障した場合であっても、他のオゾン水生成セル１００によってオゾン水を生成することができる。また、故障したオゾン水生成セル１００のみ、交換することで、簡単に修理することができる。
また、オゾン水生成セル１００の数を適宜変更することによって、用途に応じて低濃度のオゾン水から高濃度のオゾン水を容易に生成することができる。
【００３５】
また、第１基板１と第２基板２とは同一の部材であり、第２基板２は、第１基板１の表裏面を反転させて、さらに９０°回転させることによって兼用することができるので、コスト削減を図ることができる。
【００３６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、オゾン水生成セル１００を４つ重ね合わせるとしたが、複数重ね合わせれば良く、２つであっても３つであっても５つ以上であっても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１  第１基板
１１  収容室
１２  陽極用供給流路
１３  陰極用供給流路
２  第２基板
２１  収容室
２２  陽極用排出流路
２３  陰極用排出流路
３  触媒電極
３１  陽イオン交換膜
３２  陽極
３３  陰極
１００  オゾン水生成セル
２００  オゾン水生成装置
【図１】
2013166988.tif 000003
【図２】
2013166988.tif 000004
【図３】
2013166988.tif 000005
【図４】
2013166988.tif 000006
【図５】
2013166988.tif 000007
【図６】
2013166988.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月22日(2012.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１の発明によれば、
第１基板と、
前記第１基板に重ね合わされる第２基板と、
前記第１基板及び第２基板を重ね合わせることによって形成された収容室に収容された触媒電極と、を有し、
前記触媒電極が、陽イオン交換膜と、前記陽イオン交換膜の一方の面に設けられた陽極と、前記陽イオン交換膜の他方の面に設けられた陰極と、を備え、
前記触媒電極に原料水を供給するとともに前記陽極及び前記陰極間に直流電圧を印加することによってオゾン水を生成するオゾン水生成セルが、複数重ねて設けられ、
前記複数のオゾン水生成セルは、互いに隣接するオゾン水生成セルのうち、一方のオゾン水生成セルの前記第２基板と、他方のオゾン水生成セルの前記第１基板とが隣接するように、順次重ね合わされており、
前記第１基板には、前記収容室に連通して、原料水を前記陽極に供給する陽極用供給流路と、前記収容室に連通して、原料水を前記陰極に供給する陰極用供給流路と、が設けられ、
前記第２基板には、前記陽極用供給流路及び前記収容室に連通して、前記陽極で生成された生成水を排出する陽極用排出流路と、前記陰極用供給流路及び前記収容室に連通して、前記陰極で生成された生成水を排出する陰極用排出流路と、が設けられており、
前記一方のオゾン水生成セルの前記第２基板に設けられた前記陽極用排出流路と、前記他方のオゾン水生成セルの前記第１基板に設けられた前記陽極用供給流路と、が連通し、
前記一方のオゾン水生成セルの前記第２基板に設けられた前記陰極用排出流路と、前記他方のオゾン水生成セルの前記第１基板に設けられた前記陰極用供給流路と、が連通しており、
前記複数のオゾン水生成セルのうち、最上流側のオゾン水生成セルの陽極用供給流路から、最下流側のオゾン水生成セルの陽極用排出流路までが直列に連通するとともに、最上流側のオゾン水生成セルの陰極用供給流路から、最下流側のオゾン水生成セルの陰極用排出流路までが直列に連通していることを特徴とするオゾン水生成装置が提供される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に重ね合わされる第２基板と、
前記第１基板及び第２基板を重ね合わせることによって形成された収容室に収容された触媒電極と、を有し、
前記触媒電極が、陽イオン交換膜と、前記陽イオン交換膜の一方の面に設けられた陽極と、前記陽イオン交換膜の他方の面に設けられた陰極と、を備え、
前記触媒電極に原料水を供給するとともに前記陽極及び前記陰極間に直流電圧を印加することによってオゾン水を生成するオゾン水生成セルが、複数重ねて設けられ、
前記複数のオゾン水生成セルは、互いに隣接するオゾン水生成セルのうち、一方のオゾン水生成セルの前記第２基板と、他方のオゾン水生成セルの前記第１基板とが隣接するように、順次重ね合わされており、
前記第１基板には、前記収容室に連通して、原料水を前記陽極に供給する陽極用供給流路と、前記収容室に連通して、原料水を前記陰極に供給する陰極用供給流路と、が設けられ、
前記第２基板には、前記陽極用供給流路及び前記収容室に連通して、前記陽極で生成された生成水を排出する陽極用排出流路と、前記陰極用供給流路及び前記収容室に連通して、前記陰極で生成された生成水を排出する陰極用排出流路と、が設けられており、
前記一方のオゾン水生成セルの前記第２基板に設けられた前記陽極用排出流路と、前記他方のオゾン水生成セルの前記第１基板に設けられた前記陽極用供給流路と、が連通し、
前記一方のオゾン水生成セルの前記第２基板に設けられた前記陰極用排出流路と、前記他方のオゾン水生成セルの前記第１基板に設けられた前記陰極用供給流路と、が連通しており、
前記複数のオゾン水生成セルのうち、最上流側のオゾン水生成セルの陽極用供給流路から、最下流側のオゾン水生成セルの陽極用排出流路までが直列に連通するとともに、最上流側のオゾン水生成セルの陰極用供給流路から、最下流側のオゾン水生成セルの陰極用排出流路までが直列に連通していることを特徴とするオゾン水生成装置。
【請求項２】
前記第１基板と前記第２基板とは、同一の部材であり、
前記第２基板は、前記第１基板が表裏面反転され、かつ、前記第１基板の前記陽極用供給流路が前記陽極用排出流路として使用され、前記第１基板の前記陰極用供給流路が前記陰極用排出流路として使用されていること特徴とする請求項１に記載のオゾン水生成装置。
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月25日(2012.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１の発明によれば、
第１基板と、
前記第１基板に重ね合わされる第２基板と、
前記第１基板及び第２基板を重ね合わせることによって形成された収容室に収容された触媒電極と、を有し、
前記触媒電極が、陽イオン交換膜と、前記陽イオン交換膜の一方の面に設けられた陽極と、前記陽イオン交換膜の他方の面に設けられた陰極と、を備え、
前記触媒電極に原料水を供給するとともに前記陽極及び前記陰極間に直流電圧を印加することによってオゾン水を生成するオゾン水生成セルが、複数重ねて設けられ、
前記複数のオゾン水生成セルは、互いに隣接するオゾン水生成セルのうち、一方のオゾン水生成セルの前記第２基板と、他方のオゾン水生成セルの前記第１基板とが隣接するように、順次重ね合わされており、
前記第１基板には、前記収容室に連通して、原料水を前記陽極に供給する陽極用供給流路と、前記収容室に連通して、原料水を前記陰極に供給する陰極用供給流路と、が設けられ、
前記第２基板には、前記陽極用供給流路及び前記収容室に連通して、前記陽極で生成された生成水を排出する陽極用排出流路と、前記陰極用供給流路及び前記収容室に連通して、前記陰極で生成された生成水を排出する陰極用排出流路と、が設けられており、
前記一方のオゾン水生成セルの前記第２基板に設けられた前記陽極用排出流路と、前記他方のオゾン水生成セルの前記第１基板に設けられた前記陽極用供給流路と、が連通し、
前記一方のオゾン水生成セルの前記第２基板に設けられた前記陰極用排出流路と、前記他方のオゾン水生成セルの前記第１基板に設けられた前記陰極用供給流路と、が連通し、
前記第１基板と前記第２基板とは、同一の部材であり、
前記第２基板は、前記第１基板が表裏面反転され、かつ、前記第１基板の前記陽極用供給流路が前記陽極用排出流路として使用され、前記第１基板の前記陰極用供給流路が前記陰極用排出流路として使用されていることを特徴とするオゾン水生成装置が提供される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に重ね合わされる第２基板と、
前記第１基板及び第２基板を重ね合わせることによって形成された収容室に収容された触媒電極と、を有し、
前記触媒電極が、陽イオン交換膜と、前記陽イオン交換膜の一方の面に設けられた陽極と、前記陽イオン交換膜の他方の面に設けられた陰極と、を備え、
前記触媒電極に原料水を供給するとともに前記陽極及び前記陰極間に直流電圧を印加することによってオゾン水を生成するオゾン水生成セルが、複数重ねて設けられ、
前記複数のオゾン水生成セルは、互いに隣接するオゾン水生成セルのうち、一方のオゾン水生成セルの前記第２基板と、他方のオゾン水生成セルの前記第１基板とが隣接するように、順次重ね合わされており、
前記第１基板には、前記収容室に連通して、原料水を前記陽極に供給する陽極用供給流路と、前記収容室に連通して、原料水を前記陰極に供給する陰極用供給流路と、が設けられ、
前記第２基板には、前記陽極用供給流路及び前記収容室に連通して、前記陽極で生成された生成水を排出する陽極用排出流路と、前記陰極用供給流路及び前記収容室に連通して、前記陰極で生成された生成水を排出する陰極用排出流路と、が設けられており、
前記一方のオゾン水生成セルの前記第２基板に設けられた前記陽極用排出流路と、前記他方のオゾン水生成セルの前記第１基板に設けられた前記陽極用供給流路と、が連通し、
前記一方のオゾン水生成セルの前記第２基板に設けられた前記陰極用排出流路と、前記他方のオゾン水生成セルの前記第１基板に設けられた前記陰極用供給流路と、が連通しており、
前記複数のオゾン水生成セルのうち、最上流側のオゾン水生成セルの陽極用供給流路から、最下流側のオゾン水生成セルの陽極用排出流路までが直列に連通するとともに、最上流側のオゾン水生成セルの陰極用供給流路から、最下流側のオゾン水生成セルの陰極用排出流路までが直列に連通し、
前記第１基板と前記第２基板とは、同一の部材であり、
前記第２基板は、前記第１基板が表裏面反転され、かつ、前記第１基板の前記陽極用供給流路が前記陽極用排出流路として使用され、前記第１基板の前記陰極用供給流路が前記陰極用排出流路として使用されていること特徴とするオゾン水生成装置。