(57)【要約】【課題】  気液混合器に気体の循環が可能な簡易かつ省スペースな構成にて、オゾン液生成器のオゾンガス発生効率を高め、高濃度なオゾン水の生成を可能にするオゾン液生成器を提供するものである。【解決手段】  オゾンガス発生器１０１にてオゾンガスを発生し、気液混合器１０２にてオゾンガス液体を混合してオゾン液を生成し、生成したオゾン液を気液分離器１０３にて気体と液体に分離し、気液混合器に気体を気液混合器１０２に循環させる気体循環経路Ａと、液体を気液混合器１０２に循環させる液体循環経路Ｂ１とを備えることで高濃度なオゾン液を生成する。【選択図】図１
2013010068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾンガスを発生するオゾンガス発生器と、
前記オゾンガスと液体を混合する気液混合器と、
液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器と、
前記気液混合器に気体を循環させる気体循環経路と、
前記気液混合器に液体を循環させる液体循環経路とを備えていることを特徴とするオゾン液生成器。
【請求項２】
前記液体循環経路は、さらに貯液槽を備えることを特徴とする請求項１に記載のオゾン液生成器。
【請求項３】
前記気体循環経路は、さらに気体流動制御手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のオゾン液生成器。
【請求項４】
前記気液分離器は、気体を循環させる気体循環口に開閉制御手段がさらに設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のオゾン液生成器。
【請求項５】
オゾンガス発生器と気液混合器と気液分離器を備えたオゾン液生成器のオゾン液生成方法であって、
前記気液分離器で分離させたオゾン液を前記気液混合器に循環させるとともに、前記気液分離器で分離させたオゾンガスを前記気液混合器に循環させてオゾン液を生成することを特徴とするオゾン液生成方法。
【請求項６】
オゾン液生成器を搭載した便器であって、
便鉢を有する便器本体と、
オゾンガスを発生するオゾンガス発生器と、
前記オゾンガスと液体を混合する気液混合器と、
液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器と、
前記気液混合器に気体を循環させる気体循環経路と、
前記気液混合器に液体を循環させる液体循環経路と
前記液体循環経路に設けられ、オゾン液を貯液することが可能な貯液槽とを備え、
汚物または汚水が接触する便鉢の表面に対して、前記貯液槽からオゾン液を流す便器洗浄配管を備えていることを特徴とする便器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン液生成器に関するものであり、特にオゾンガス循環式のオゾン液生成器及びオゾン液生成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、オゾン液生成器は、オゾンガスを発生するオゾンガス発生器が搭載され、水などの液体にオゾンガスを混合させることでオゾン液を生成している。一般的なオゾンガス発生器のメカニズムは絶縁物を挟んだ電極間に交流電圧を印加して無声放電を発生させ、電極間に大気圧以上の空気または酸素などの気体を通過させることによりオゾンガスを発生させ、気液混合器により発生させたオゾンガスと水などの液体とを混合させることで、オゾン液を生成させている。
【０００３】
また、オゾン液生成器は、浄水、洗浄、消臭などの目的に使用するため、浄水器、トイレ、医療現場などの製品に搭載され、殺菌力や消臭力が強い高濃度なオゾン水を生成する開発がなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１は、オゾンガス混合機構とガス分離タンクとオゾンガス接触機構とを備え、オゾンガス混合機構とガス分離タンクに接続されたオゾン水循環ラインにオゾン水を循環させて高濃度化を図ると共に、生成したオゾンガスを有効に利用するため、ガス分離タンクで分離された廃オゾンガスをオゾンガス接触機構に供給し、廃オゾンガスと純水とを混合させて生成したオゾン水をオゾン水循環ラインに供給している。
【０００５】
オゾンガス接触機構はフッ素樹脂で形成された膜を有し、膜によって区画された一方の室に純水を、他方の室にオゾンガスを供給させてオゾン水を生成している。その後、オゾン水をオゾン水循環ラインに供給することで、オゾンガスの有効利用を図り、安定したオゾン濃度のオゾン水を提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２０１０−６４０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のオゾン水製造装置は、オゾンガス発生器が設けられておらず、オゾン水を生成するためにオゾンガス混合機構を設け、オゾン水製造装置の外部からオゾンガス混合機構にオゾンガスを導入させることで、オゾン水を生成させている。一方、廃オゾンガスからオゾン水を生成するため、オゾンガス混合機構を設けることでオゾン水を生成している。このため、２種類のオゾンガス混合手段及び複雑な配管経路を設ける必要があり、装置の大型化を招くという問題を生じていた。
【０００８】
また、特許文献１のオゾン水製造装置は廃オゾンガスの再利用可能なオゾンガス混合機構にて比較的低濃度なオゾン水を生成する場合は、オゾン水循環ラインを循環するオゾン水の高濃度化を図ることが可能な構成であるが、オゾンガス混合機構にて高濃度なオゾン水を生成する場合は、オゾン水の高濃度化を図ることができないといった問題を生じていた。これは、廃オゾンガスのオゾン濃度は外部から供給されるオゾンガスのオゾン濃度に比べて低いため、オゾンガス接触機構にて混合されるオゾン水のオゾン濃度は、オゾンガス混合機構にてオゾンガスと純水から混合されるオゾン水のオゾン濃度に比べて低くなる。このため、オゾン水循環ラインを比較的高濃度なオゾン水が循環している場合は、オゾンガス接触機構により生成された低濃度なオゾン水を導入することで、逆に循環するオゾン水の低濃度化を招くことに起因する。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、気液混合器またはオゾンガス発生器に気体の循環が可能な簡易かつ省スペースな構成にて、オゾン液生成器のオゾンガス発生効率を高め、高濃度なオゾン水の生成を可能にするオゾン液生成器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るオゾン液生成器は、オゾンガスを発生するオゾンガス発生器と、オゾンガスと液体を混合する気液混合器と、液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器と、気液混合器に気体を循環させる気体循環経路と、気液混合器に液体を循環させる液体循環経路とを備えている。
【００１１】
また、本発明に係るオゾン液生成器は、上記の構成において、液体循環経路は、さらに貯液槽を備えていてもよい。
【００１２】
また、本発明に係るオゾン液生成器は、上記の構成において、気体循環経路は、さらに気体流動制御手段が設けられていてもよい。
【００１３】
また、本発明に係るオゾン液生成器は、上記の構成において、気液分離器は、気体を循環させる気体循環口に開閉制御手段がさらに設けられていてもよい。
【００１４】
また、本発明に係るオゾンガス発生器と気液混合器と気液分離器を備えたオゾン液生成器のオゾン液生成方法は、気液分離器で分離させたオゾン液を気液混合器に循環させるとともに、気液分離器で分離させたオゾンガスを気液混合器に循環させてオゾン液を生成する。
【００１５】
また、本発明に係るオゾン液生成器を搭載した便器は、便鉢を有する便器本体と、オゾンガスを発生するオゾンガス発生器と、オゾンガスと液体を混合する気液混合器と、液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器と、気液混合器に気体を循環させる気体循環経路と、気液混合器に液体を循環させる液体循環経路と液体循環経路に設けられ、オゾン液貯液することが可能な貯液槽とを備え、汚物または汚水が接触する便鉢の表面に対して、貯液槽からオゾン液を流す便器洗浄配管を備えている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、気液混合器またはオゾンガス発生器に気体の循環が可能な簡易かつ省スペースな構成にて、オゾン液生成器のオゾンガス発生効率を高め、高濃度なオゾン水の生成を可能にするオゾン液生成器を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るオゾン液生成器１００の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る気液混合器１０２（ａ）の概略説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る気液分離器１０３（ａ）の概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る気液分離器１０３（ｂ）の概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る気液分離器１０３（ｃ）の概略説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る気液分離器１０３（ｄ）の概略説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る貯液槽１１５（ａ）の概略説明図である。
【図８】本発明に係るオゾン液生成器１００により生成したオゾン水の実験結果図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るオゾン液生成器２００の概略図である。
【図１０】本発明のオゾン液生成器が搭載された便器３００の概略図である。
【図１１】本発明のオゾン液生成器が搭載された便器４００の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
本発明の一実施形態について図１を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態に係るオゾン液生成器１００の概略図である。図１のオゾン液生成器１００は、オゾンガスを発生するオゾンガス発生器１０１と、オゾンガスと液体を混合する気液混合器１０２と、液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器１０３と、オゾンガス発生器１０１に気体を循環させる気体循環経路Ａと、気液混合器１０２またはオゾンガス発生器１０１に液体を循環させる液体循環経路Ｂ１と、液体を貯液可能な貯液槽１１５と液体循環経路Ｂ１に設けられた液体を圧送可能な圧送手段１１６とを備えている。
【００１９】
ここで、気体含有液とは、液体に気体が溶解せず気泡として含有した液体の状態を示し、「液体」に含まれる用語として説明する。気液混合体には、例えば、水にオゾンガスが溶解しきれず混合されたオゾン含有液が含まれる。
【００２０】
オゾン液生成器１００の気体循環経路Ａは、オゾンガス発生器１０１と気液混合器１０２と気液分離器１０３と接続され、オゾンガスを含有する気体を循環させることで、高濃度なオゾンガスを生成する。一方、液体循環経路Ｂ１は、気液混合器１０２と気液分離器１０３と貯液槽１１５に接続され、オゾン液などの液体を循環し、気液混合器１０２で生成させたオゾンガスと混合させることで、高濃度なオゾン液を生成する。生成した高濃度のオゾン液は、貯液槽１１５、気液分離器１０３または循環経路Ｂ１に貯液され、洗浄、殺菌、消臭などの用途に利用するため、オゾン液生成器外に導出する。なお、オゾン液生成器は様々な製品、例えば、浄水器、トイレ用、医療用などの製品に組み込まれて利用することが可能である。
【００２１】
オゾンガス発生器１０１は、空気または酸素などの気体を導入する配管ａと接続された導入口１０４と、金属などの電極により形成され、導入された空気や酸素を材料にオゾンガスを発生するオゾンガス発生素子と、オゾンガスを導出する導出口１０５を備えている。オゾンガス発生器１０１は導入口１０４より導入された酸素または空気に含まれる酸素からオゾンガスを生成し、導出口１０５からオゾンガスを導出する。また、オゾンガス発生器は、より高密度な酸素や空気などの気体をもとにオゾンガスを生成した場合、より高濃度なオゾンガスが生成される。これはオゾンガス発生素子に接触する酸素濃度が上昇し、オゾンガスの発生量が増加することに起因する。ここで、オゾンガス発生器１０１は、導入される空気や酸素などの気体からオゾンガスを生成する構成であれば、一般的なオゾンガス発生器を用いることが可能である。
【００２２】
気液混合器１０２は、水などの液体を導入する導入口１０６と、配管ｂに接続されオゾンガスや空気などの気体を導入する導入口１０７と、配管ｃと接続され気体と液体を混合した気液混合体を導出する導出口１０８とを備えている。導入口１０６から導入された水などの液体は、導入口１０７から導入された空気やオゾンガスなどの気体と混合され、導出口１０８からオゾン液などの気液混合体として導出される。
【００２３】
ここで、気液混合体とは、液体に気体が溶解した液体、または、液体に気体が気泡として含有された気体含有液が混合された状態を示し「液体」に含まれる用語として使用する。また、オゾン液とは、液体にオゾンガスが溶け込んだオゾン溶液、または、液体にオゾンガスが気泡として混合されるオゾン含有液が含まれる用語として利用する。また、混合される液体は、水や農耕用の溶媒として利用される栽培養液や医療用の溶媒として利用される溶液など、オゾンガスを混合させる溶液が含まれる。
【００２４】
なお、気液混合器は、より高密度な気体が導入され、液体と混合される場合、より高い気液混合率にて混合される。これは、例えば、気液混合器にて水とオゾンガスを混合される場合、水と接触するオゾンガスのオゾン濃度が上昇するため、より効率的に溶解することに起因する。
【００２５】
次に、気液混合器１０２の一実施形態の詳細について、図２を用いて説明する。図２はベンチュリー型の気液混合器の概略説明図である。ベンチュリー型の気液混合器１０２（ａ）は、液体が導入される導入口１０６と導入口１０６と連通した導入経路２１と、導入経路２１に連通し、導入経路２１に比べて小さな径を有する連通経路２２と、連通経路２２と連通し、連通経路２２に比べて大きな径を有する導出経路２３と、導出経路２３に連通された導出口１０８を備え、導出口１０８から液体が導出される。
【００２６】
また、連通経路２２は、経路の途中に開設して設けられた導入口１０７を備え、配管ｂを介してオゾンガス発生器１０１と接続されている。ここで、開設とは、配管の側面に穴などを設けることを示し、穴として配管に開設された開設口は、他の配管と連通させて接続させることが可能である。なお、穴の形状は、丸、楕円、多角形など適宜、自由に設計して構わない。
【００２７】
導入口１０６から液体を導入すると、導入経路２１を通り連通経路２２に到達した液体は、導入経路２１に比べ細い管に導入されるため、ベルヌーイの定理に知られるように、流速が増加し静圧が減少する。この結果、流動する液体の静圧は負圧になり、配管ｂを介して連通経路２２へ向かい気体が自吸される。その後、導入された気体と液体が混合され、気液混合体として導出経路２３と連通された導出口１０８から導出される。例えば、オゾンガス発生器１０１により発生させたオゾンガスを導入口１０７から導入し、水を導入口１０６導入させる場合、水とオゾンガスが混合されオゾン水が生成される。ここで、気液混合器の一実施形態として、図２のベンチュリー型の気液混合器を用いて説明をしたが、他の構成をした気液混合器を用いても構わない。
【００２８】
気液分離器１０３は、導入された気体を含有する気体含有液を気体と液体に分離して導出することが可能であり、例えば密封可能な容器などから形成される。気液分離器１０３は、配管ｃに接続され、液体を導入する導入口１０９と、オゾン液生成器１００の外部へ水やオゾン液などの液体を導出する液体導出口１１０と、配管ａに接続され、空気やオゾンガスなどの気体を循環する気体循環口１１１と、配管ｅに接続され、水やオゾン液などの液体を循環する液体循環口１１２とを備えている。
【００２９】
気液分離器１０３は、導入口１０９から気体を含有した液体が導入されると気液分離器１０３の下層に比重の重い液体が貯液され、上層に液体に含有されていた比重の軽い空気やオゾンガスなどの気体が貯蔵されることなる。このため、気液分離器１０３によって、気体が含有された液体を気体と液体に分離することが可能となる。例えば、気液分離器１０３の導入口１０９からオゾンガスが含有されるオゾン液を導入する場合、オゾン液に気泡として含まれていたオゾンガスや空気などの気体が分離され、気液分離器１０３の上層に貯蔵され、気液分離器１０３の下層にオゾンガスが溶解したオゾン溶液が貯液される。
【００３０】
また、気体循環口１１１は、液体導出口１１０や液体循環口１１２と比較して、重力方向に対して高い位置に設けられている。このため、気液分離器に貯蔵された空気やオゾンガスなどは気液分離器１０３の導出口１１１から配管ａに効率的に導出される。
【００３１】
一方、液体導出口１１０は、貯液された液体の水位が液体導出口１１０が設けられた高さを超えたときにオゾン液生成器１００の外部に導出することが可能である。なお、液体導出口１１０、または液体導出口１１０と接続された配管には第１の開閉弁Ｖ１が設けられ、液体の導出量を制御することができる。
【００３２】
また、液体循環口１１２は、気液混合器１０２に液体を循環する配管ｅに接続され、気液分離器１０３に貯液された液体を気液混合器１０２に循環することが可能である。
【００３３】
なお、図面では液体導出口１１０と液体循環口１１２の２つの導出口を設けているが、液体導出口１１０と液体循環口１１２を共有させて１つの導出口を設け、導出口に２股に分岐させた配管を接続させた構成にしても構わない。
【００３４】
また、気液分離器１０３の貯液許容量はオゾン液生成器の用途に応じて適宜変更が可能である。なお、気液分離器１０３は気体含有液を気体と液体に分離して導出できる構成であれば、他の構成を有した一般的な気液分離器を備えても構わない。
【００３５】
また、気液分離器１０３は気体と液体への気液分離の効率を向上させるため、気液分離器１０３に導入された液体の流動を抑制する位置に流動抑制板などの流動抑制手段を設けてもよい。例えば、液体導出口１１０を閉状態にし、液体循環口１１２を開状態にして、導入口１０９から液体を導入させる場合、気液分離器１０３に導入される気泡が含まれた液体は、導入口１０９から液体循環口１１２へ高速に流動し、液体に含まれる気泡を気液分離しきれず、液体循環口１１２から導出してしまうことがある。このため、気液分離器１０３内で液体の流動速度を抑え、気液分離の効率を向上させることが効果的である。
【００３６】
例えば、図３のように容器内に流動抑制板を備えた気液分離器１０３（ａ）を用い、気液分離の効率を向上させてもよい。図３は本発明に係る気液分離器１０３（ａ）の一実施形態を説明する概略説明図であり、図１の気液分離器１０３の底面に流動抑制手段を設けた構成をしている。図３（ａ）は気液分離器１０３ａの斜視図である。図３（ｂ）は気液分離器１０３（ａ）を横から見た概略説明図である。
【００３７】
図３の気液分離器１０３（ａ）は外壁３１に囲まれた密封可能な容器部１２０を有し、容器部１２０に液体を導入する導入口１０９と、オゾン液などの液体を導出する液体導出口１１０と、気体を導出する気体循環口１１１と、液体を導出する液体循環口１１２と、流動抑制板３２を備えている。なお、気液分離器１０３（ａ）は液体導出口１１０と液体循環口１１２の２つの導出口を設けているが、１つの導出口により共有させた構成としてもよい。また、液体導出口１１０を利用しないオゾン液生成器の構成では、液体導出口１１０を備える必要はない。
【００３８】
気体循環口１１１は、気液分離器１０３（ａ）に設けられた液体循環口１１２の位置より、重力方向に対して高い位置に設けられ、効率的に気体を導出させるため容器部１２０の天井近傍に設けられることがよい。また、液体導出口１１０及び液体循環口１１２は効率的に液体を導出させるため容器部１２０の底面近傍に設けることがよい。
【００３９】
流動抑制板３２は容器部の底面に配置され、導入口１０９から導入された液体の流動を抑制する流動抑制手段としての役割を担う。なお、図３では、長方体状の流動抑制板３２を記載しているが、導入される液体の流動を抑制することができれば、多角柱や多角錐や円弧状の壁など、他の形状の流動抑制板を形成させても構わない。
【００４０】
導入口１０９から導入された液体は、流動抑制板３２に衝突し、液体の流動速度が抑制された後に、液体導出口１１０または液体循環口１１２から導出される。このため、導入された液体は一定時間、気液分離器１０３（ａ）内を滞留することになるため、オゾン液に含まれるオゾンガスなどの気体の気液分離をより効果的に行うことが可能となる。
【００４１】
また、例えば図４のような二重管構造の容器を備えた気液分離器１０３（ｂ）を用い、気液分離の効率を向上させてもよい。図４は本発明に係る気液分離器１０３（ｂ）の一実施形態を説明する概略説明図である。図４（ａ）は気液分離器１０３（ｂ）の斜視図である。図４（ｂ）は気液分離器１０３（ｂ）を横から見た概略説明図である。
【００４２】
図４の気液分離器１０３（ｂ）は外壁４１に囲まれた液体や気体を貯蔵する容器部１２０を有し、容器部１２０に液体を導入する導入口１０９と、オゾン液などの液体を導出する液体導出口１１０と、気体を導出する気体導出口１１１と、液体を導出する液体循環口１１２を備えている。なお、気液分離器１０３（ｂ）は液体導出口１１０と液体循環口１１２の２つの導出口を設けているが、１つの導出口により共有させた構成としてもよい。また、液体導出口１１０を利用しないオゾン液生成器の構成では、液体導出口１１０を備える必要はない。
【００４３】
また、容器部１２０は、導入口１０９と連通し、内壁４２により形成された内水筒４３と外壁４１と内壁４２との間に形成され、液体を貯液可能な外水筒４４を備えた２重管構造として形成されている。気体循環口１１１は、内壁４２により形成される壁の高さより重力方向に対して高い位置に設けられ、液体導出口１１０及び液体循環口１１２は内壁４２により形成される壁の高さより重力方向に対して低い位置に設けられている。ここで、気体循環口１１１は効率的に気体を導出させるため容器部１２０の天井近傍に設け、液体導出口１１０及び液体循環口１１２は効率的に液体を導出させるため容器部１２０の底面近傍に設けることがよい。
【００４４】
導入口１０９から導入された液体は、容器部１２０の内水筒４３に貯液され、やがて貯液された液体の水位が内壁４２の壁の高さを超えて溢れると、外水筒４４に貯液されることとなる。その後、外水筒４４に貯液された液体は、液体導出口１１０または液体循環口１１２から導出される。このため、気液分離器１０３（ｂ）は容器部１２０の下層に液体が貯液され、容器部１２０の上層に気体が貯蔵されることとなる。この結果、気液分離器１０３（ｂ）は導入口１０９から液体を導入し、気体循環口１１１から気体を導出させることが可能となる。なお、気液分離器１０３（ｂ）は、導入口１１１から導入させた液体の流れを内壁４２に衝突させることでさえぎり、内水筒４３に貯液させた後に、液体導出口１１０または液体循環口１１２から導出させるため、オゾン液に含まれるオゾンガスなどの気体の気液分離をより効果的に行うことが可能となる。
【００４５】
なお、図４では液体導出口１１０または液体循環口１１２を気液分離器１０３（ｂ）の底面に設けているが、オゾン液を外水筒４４に貯液できるように、外水筒４４の底面と内壁４２の上部との間に位置する外壁４１に液体導出口１１０及び液体循環口１１２を設けても構わない。
【００４６】
なお、図４では、二重管構造により形成された気液分離器１０３（ｂ）について説明をしたが、円筒形状として構成する必要はなく、多角形等の二重構造にしてもよく、気体と液体を分離することが可能な構成であれば、他の構成を用いても構わない。
【００４７】
また、オゾン液生成器は気液分離器１０３の気体循環口１１１に開閉制御手段を設けてもよい。本発明に係るオゾン液生成器は、気体循環経路Ａに閉じ込められたオゾンガスを循環させ、オゾンガスなどの気体と液体を混合させてオゾン液などの気液混合体を生成する。その後、気液分離器で気体と液体に分離後に液体が導出されるが、液体に溶解したオゾンガスや、一部の液体に含有するオゾンガスが気液分離器１０３の液体導出口１１０または液体循環口１１２から導出される。
【００４８】
このため、長時間、オゾン液生成器を動作させた場合に気体循環経路を循環する気体の減少により、気液分離器の水位が高くなり、気体循環口１１１から液体が溢れ出す恐れがある。そこで、開閉制御手段を設けることにより、液体が気体導出口１１１から溢れ出すことを防止する。
【００４９】
例えば気液分離器１０３の気体循環口１１１に開閉制御手段１１９としてフロート弁を用いることが可能である。開閉制御手段を備えた気液分離器１０３の一実施形態について図５の概略説明図を用いて説明する。図５（ａ）は気液分離器１０３（ｃ）の上面図である。図５（ｂ）は気液分離器１０３（ｃ）を横から見た概略説明図である。図５の気液分離器１０３（ｃ）は、液体や気体を密封して貯蔵可能な容器部１２０を備え、容器部１２０に液体を導入する導入口１０９と、液体を導出する液体導出口１１０と、気体を導出する気体循環口１１１と、液体を導出する液体循環口１１２と開閉制御手段１１９ａを有している。なお、気液分離器１０３（ｃ）は液体導出口１１０と液体循環口１１２の２つの導出口を設けているが、１つの導出口により共有させた構成としてもよい。また、液体導出口１１０を利用しないオゾン液生成器の構成では、液体導出口１１０を備える必要はない。
【００５０】
容器部１２０は、例えば直径が３０〜８０ｍｍ、高さが１００〜３００ｍｍ程度の円筒形状をした密封可能な容器に導入口から３Ｌ／ｍｉｎ程度の水流量が導入するように設計されている。気体循環口１１１は、液体導出口１１０または液体循環口１１２より重力方向に対して高い位置に設けられ、気液分離器１０３の液面に応じて開閉制御が可能な開閉制御手段１１９ａが備えられている。
【００５１】
ここで、図５の開閉制御手段１１９ａは、気液分離器１０３に貯液された液体の液面に応じて開閉制御可能なフロート弁１１９ａとして形成されている。以下、図５の開閉制御手段１１９ａをフロート弁１１９ａとよぶ。フロート弁とは、液体より比重の小さい物質からなる物体や中空の物体などが液体に浮く浮力を利用し、液体に浮かべた物体を上下させることで開閉状態を切り替える弁のことである。一般的にタンクなどに貯液された液体の液面を一定範囲に保つように自動的に調整する水位調整手段としての役割を担う。
【００５２】
図５のフロート弁１１９ａは、フロート１２１ａとフロートガイド１２２ａとフロート栓１２３ａから形成される。フロート１２１ａは、気液分離器１０３に貯液される液体の比重より小さな値を有する物質からなる物体または中空の物体などにより形成され、気液分離器に貯液された液体に浮かべられ、液面の高さに応じて上下し、液面の上昇に応じて上昇し、液面の下降に応じて下降する。
【００５３】
フロート栓１２３ａは、フロート１２１ａと接続されており、気体循環口１１１と接触し、流路を塞ぐ栓としての役割を果たすため、円錐形状、円柱状、角柱状、球状、平板、円板などの形状をしている。なお、フロート弁１１９ａは、フロート１２１ａとフロート栓１２３ａとを個別に形成して接続させてもよいし、一体に形成させても構わない。例えばフロート栓１２３ａを貯液槽に貯液される液体の比重より小さな値を有する物質からなる物体または中空の物体などにより形成し、流路を塞ぐ栓の役割とフロート１２１ａの役割を兼ねさせてもよい。
【００５４】
フロートガイド１２２ａは、棒線状や平板状やストラップ状などに形成され、一端が容器部１２０ａに接続され、もう一端がフロート１２１ａまたはフロート栓１２３ａと接続される。フロートガイド１２２ａは、気液分離器に貯液された液面の上昇に応じて、フロート１２１ａが上昇し、気体循環口１１１をフロート栓１２３ａが閉塞するように設けられている。また、液面の下降に応じて、フロート１２１ａが下降し、気体循環口１１１の閉塞を解除する。
【００５５】
このため、気液分離器１０３に貯液された液体の水位が一定の水位より低いときは、気体循環口１１１は開状態となり、気液分離器１０３に液体を貯液し一定の水位以上になったときは、気体循環口１１１はフロート弁１１９ａにより塞がれ、閉状態となる。
【００５６】
例えば、図５では、円筒形状のフロート１２１ａと円錐形状のフロート栓１２３ａを含むフロート弁１１９ａを記載し、気液分離器の貯液量が低く、気体循環口１１１が開状態のときのフロート弁１０４ａを実線で示し、気液分離器の貯液量が高く、気体循環口１１１を塞ぐ閉状態のときのフロート弁１１９ａ´を点線で示している。
【００５７】
フロート弁１１９ａは、気液分離器１０３に貯液された液面が一定量を超えると気体循環口１１１を開状態から閉状態へと切り換えるため、気体循環口１１１から一定量を超える気体または液体の流出を防止する。このため、フロート弁１１９ａは水位センサや制御回路や電磁弁などを備えなくても動作が可能であり、低コストで小規模な構成にて気液分離器１０３に貯液された液面の調整を、自力で制御することが可能である。
【００５８】
なお、気液分離器１０３の形状は、円筒や多角柱や多角錐や円錐形状などの一般的な形状に形成させてよく、また、気体と液体への気液分離の効率をあげるための装置や機構を設けてもよい。また、液体循環口１１０及び液体循環口１１２は、オゾンガスや空気などの気体が気泡として流出することを抑制するため、容器部の底面近傍に設けることが好ましい。また、導出口が設けられる方向は、中心に液体が導入されるように設けられても、円周方向に液体が導入されるように設けられても構わない。なお、気体循環口１１１は効率的に気体を導出させるため、容器部の天井近傍に設けられることが好ましい。
【００５９】
また、図５では、液面の上昇に伴いフロート１２１ａが上昇し、気液分離器内１０３の気体循環口１１１の流路を塞ぐフロート弁を記載して説明しているが、他のフロート弁を備えた構成としてもよく、これに限定されない。
【００６０】
次に他の開閉制御手段を備えた気液分離器１０３の一実施形態の詳細について図６の概略説明図を用いて説明する。図６（ａ）は気液分離器１０３（ｄ）の上面図である。図６（ｂ）は気液分離器１０３（ｄ）を横から見た概略説明図である。
【００６１】
図６の気液分離器１０３は、液体や気体を密封して貯蔵可能な容器部１２０を備え、容器部１２０に液体を導入する導入口１０９と、液体を導出する液体導出口１１０と、気体を導出する気体循環口１１１と液体を導出する液体循環口１１２と開閉制御手段１１９ｂを有している。なお、気液分離器１０３（ｄ）は、液体導出口１１０と液体循環口１１２の２つの導出口を有しているが、１つの導出口により共有させた構成としてもよい。また、液体導出口１１０を利用しないオゾン液生成器の構成では、液体導出口１１０を備える必要はない。なお、図６の気液分離器は開閉制御手段１１９ｂを除き、図５の各構成要素と同一であるため、同一部分の構成要素には同一の番号を付与し、詳細な説明を省略する。
【００６２】
図６の開閉制御手段１１９ｂは、気液分離器に貯液された液体の液面に応じて開閉制御可能なフロート弁１１９ｂとして形成されている。以下、図６の開閉制御手段１１９ｂをフロート弁１１９ｂとよぶ。
【００６３】
フロート弁１１９ｂは、フロート１２１ｂとフロートガイド１２２ｂとフロート栓１２３ｂから形成される。
【００６４】
フロート１２１ｂは、気液分離器に貯液される液体の比重より小さな値を有する物質からなる物体または中空の物体などにより形成され、気液分離器に貯液された液体に浮かべられ、液面の高さに応じて上下し、液面の上昇に応じて上昇し、液面の下降に応じて下降する。
【００６５】
フロート栓１２３ｂは、気体循環口１１１と接触し、流路を塞ぐ栓としての役割を果たすため、円錐形状、円柱状、角柱状、球状、平板、円板などの形状をしている。
【００６６】
フロートガイド１２２ｂは、棒線状や平板状などに形成され、一端が容器部１２０に接続され、もう一端がフロート１２１ｂと接続されている。また、フロートガイド１２２ｂは、容器部１２０との接続点とフロート１２１ｂとの接続点との間の接続間の一部または全面にフロート栓１２３ｂが設けられ、気液分離器に貯液された液面の上昇に応じて、フロート１２１ｂが上昇し、フロート栓１２３ｂが気体循環口１１１を閉塞するように設けられている。ここで、フロート１２１ｂは、必ずしもフロートガイド１２２ｂの端に設けられる必要はなく、フロートガイド１２２の中間部分でフロート１２１ｂと接続されていてもよい。
【００６７】
このため、気液分離器１０３に貯液された液体の水位が一定の水位より低いときは、気体循環口１１１は開状態となり、気液分離器１０３に液体を貯液し一定の水位以上になったときは、気体循環口１１１はフロート弁１１９ｂにより塞がれ、閉状態となる。
【００６８】
なお、フロート弁１０４ｂは、フロートガイド１２２ｂとフロート栓１２３ｂとを個別に形成して接続させてもよいし、一体に形成させてもよい。例えばフロートガイド１２２ｂとして、気体循環口１１１を閉塞可能なゴムのような弾力性のある素材で形成し、フロートガイド１２２ｂの役割と、流路を塞ぐフロート栓１２３ｂとしての役割を兼ねさせてもよい。
【００６９】
例えば、図６では、円筒状のフロート１２１ｂと平板状のフロートガイド１２２ｂと平板上のフロート栓１２３ｂを含むフロート弁１１９ｂを記載し、気液分離器の液面の高さが低く、気体循環口１１１が開状態のときのフロート弁１１９ｂを実線で示し、液面の高さが高く、気体循環口１１１を塞ぐ閉状態のときのフロート弁１１９ｂ´を点線で示している。
【００７０】
このため、フロート弁１１９ｂは、気液分離器１０３に貯液された液面が一定の高さを超えると気体循環口１１１を開状態から閉状態へと切り換えるため、気体循環口１１１から一定量を超える気体または液体の流出を防止する。
【００７１】
また、図６のフロート弁１１９ｂは、てこの原理を利用し、気体循環口１１１に対して、より高い押圧により閉塞させることが可能である。フロートガイド１２２ｂと容器部１２０との接続点を支点ｘ、フロートガイド１２２ｂとフロート１２１ｂとの接続点を力点ｙ、フロート栓１２３ｂと気体循環口１１１とが接触するフロート栓１２３ｂの接触部ｚを作用点とすることで、てこの原理の利用が可能となる。このため、低い浮力しか得られない小さなフロート１２１ｂを利用して導出口を閉状態にさせることができるため、フロート弁１１９ｂの省スペース化を図ることが可能となる。なお、てこの原理をより有効に利用するためには、力点ｙであるフロート１２１ｂは、支点ｘから可能な限り遠くに配置することがよく、例えばフロート１２１ｂはフロートガイド１２２ｂの端部に設けることがよい。また、作用点ｚであるフロート栓１２３ｂは、支点ｘから可能な限り近い位置に配置することがよいため、気体循環口１１１及びフロート栓１２３ｂは、支点ｘから可能な限り近い位置に設けることがよい。
【００７２】
気体循環経路Ａはホースやパイプなどからなる配管系から形成され、気液分離器１０３の気体循環口１１１とオゾンガス発生器１０１の導入口１０４との間を接続する配管ａと、オゾンガス発生器１０１の導出口１０５と気液混合器１０２の導入口１０７との間を接続する配管ｂと、気液混合器１０２の導出口１０８と気液分離器１０３の導入口１０９との間を接続する配管ｃから構成される。
【００７３】
また、気体循環経路Ａは、オゾンガス発生器１０１と気液混合器１０２と気液分離器１０３と接続され、オゾンガス発生器１０１、気液混合器１０２、気液分離器１０３に空気やオゾンガスなどの気体を導出入させることで、オゾンガス発生器１０１に気体を循環させることができる。なお、配管ｃは気体が液体に含有された気液混合体が流動することとなる。
【００７４】
また、配管ａは、経路の途中に開設して設けられた開設口１１７を備え、オゾン液生成器１００の内部と外部との間の、気体の流動を制御する気体流動制御手段１１８と接続させた構成にしてもよい。長時間、オゾン液生成器の動作をさせた際に、気体循環経路Ａ内の気体の一部はオゾン液またはオゾン含有液として導出されるため、循環経路Ａ内に循環する気体量が不足する場合があるが、この構成ではオゾン液生成器１００の外部から内部へ気体を導入させることで循環する適切な気体量を維持することが可能である。
【００７５】
気体流動制御手段１１８は、配管を流動する気体の流動量を制御可能な開閉弁１１３が設けられた配管ｄにより構成される。配管ｄの一方は、配管ａの経路の途中に開設して設けられた開設口１１７と連通して接続され、もう一方は大気または空気や酸素やオゾンガスが充填されたガスボンベなどと連通した外部口１１４が形成されている。このため、開閉弁１１３を用いて配管ｄを流動する気体の流動量を制御することによって、外部口１１４を通じた気体の流動を制御することが可能である。
【００７６】
なお、開閉弁１１３は、例えば逆止弁として形成される。ここで、逆止弁とは気体や液体などの流体が流動する配管などに取り付けられ、ある方向から逆方向への流体の流れを止めるための制御弁である。逆止弁が設けられた配管は流体を一方向にのみ流動させることが可能となる。このため、逆止弁が設けられた配管ｄは、外部口１１４から配管ａへの一方向にのみ気体を流動させるため、気体循環経路Ａから外部への気体の開放を防止することが可能である。
【００７７】
なお、図１で配管ｄは配管ａに連通して接続されているが、配管ｂに連通させて接続してもよい。また、気体流動制御手段１１８はオゾン液生成器の内部と外部との間の気体の流動を制御可能な手段であればよく、配管ａの開設口１１７に配管を介さず逆止弁を備えた構成としても構わない。また、逆止弁の換わりにオゾン液生成器への導入を制御可能な開閉バルブや電子的に制御が可能な電磁バルブ等により構成してもよい。
【００７８】
また、配管ｄはオゾンガスを還元する機能を有するオゾンフィルタを設けてもよい。オゾンフィルタはフィルタを通るオゾンガスを分解することが可能なため、外部口１１４からオゾンガスを導出する場合、分解した気体を放出することができる。ここで、オゾンフィルタはオゾン分解触媒を格子状に構成した紙やアルミニウム付着させたものなど一般的なオゾンフィルタを配置する。
【００７９】
なお、オゾン液生成器は、循環する気体量の不足を考慮する必要がない場合は、気体流動制御手段１１８を設けない構成により、オゾン液を生成することが可能である。
【００８０】
液体循環経路Ｂ１はホースやパイプなどからなる配管系から形成され、気液分離器１０３の液体循環口１１２と貯液槽１１５との間を接続する配管ｅと貯液槽１１５と気液混合器１０２の導入口１０６との間を接続する配管ｆと気液混合器の導出口１０８と気液分離器１０３との間を接続する配管ｃから構成される。
【００８１】
また、液体循環経路Ｂ１は、気液混合器１０２と気液分離器１０３と貯液槽１１５に接続され、気液混合器１０２、気液分離器１０３、貯液槽１１５にオゾン液などの液体を導出入させることで、気液混合器１０２に液体を循環させることができる。また、液体循環経路Ｂ１は液体や気体を圧送可能なポンプなどからなる圧送手段１１６を備えている。ここで圧送手段１１６は配管ｆに設けられているが、配置位置は配管ｆに限らない。
【００８２】
また、配管ｅは、第２の開閉弁Ｖ２が設けられ、配管を流動する液体の導出量を制御することができる。
【００８３】
次に、気体循環経路Ａに対して、図５または図６などの気体循環口１１１に開閉制御弁１１９が設けられた気液分離器１０３と逆止弁を有する気体流動制御手段１１８が接続されたオゾン液生成器の実施構成について説明する。上述の構成でオゾン液生成の動作を行った場合、自動的にオゾン液生成器内へ気体の吸引が可能となる。以下に自動的に気体を吸引する動作原理について、第１の開閉弁Ｖ１を閉状態とし、第２の開閉弁Ｖ２を開状態とし、オゾンガス発生器１０１を動作させ、液体循環経路Ａに液体を循環させた際の動作に基づき説明する。オゾン液生成器を動作させると、気体循環経路Ａは気液分離器１０３に貯液された液体と気液混合器１０２の液体との間に閉じ込められ、いわゆる密封状態となる。
【００８４】
ここで、密封状態とは物理的に密封された空間だけではなく、気体が液体により閉じ込められた空間も含まれる言葉として使用する。例えば、オゾン液生成器の気体循環経路Ａに気体を封止することができれば、常時、液体導出口１１０または液体循環口１１２から液体が導出されていても密封状態として表現する。
【００８５】
この状態で長時間、オゾン液生成器を利用した場合、気体循環経路Ａ及び気液分離器１０３の気体は液体に混合後、オゾン液生成器の外部に導出されるため、気体循環経路Ａ及び気液分離器１０３の気体量は減少する。やがて気液分離器の液体の貯液量が増加し、開閉制御弁１１９が自動的に気体循環口１１１を閉塞させる。この結果、気液分離器１０３の気体循環口１１１から導出される気体の流動が止まり、負圧になっている気体循環経路Ａに対して外部口１１４から逆止弁を通り気体が導入される。これは、気液混合器１０２の吸引力により負圧状態となっている気体循環経路Ａに送られていた気体が開閉制御手段１１９により物理的に遮断されることで、外部口１１４から気体を吸引されることとなる。
【００８６】
貯液槽１１５は、液体や気体が貯蔵できる密封可能な容器などから形成され、一方が配管ｅと接続され、もう一方が配管ｆと接続されている。また、貯液槽１１５は、配管ｅを介して導入されるオゾン液などの液体を貯液し、貯液された液体を配管ｆを介して導出する。
【００８７】
なお、貯液槽１１５は、オゾン液生成器１００の外部から液体を給水する給水口と貯液された高濃度のオゾン液や水などの液体を出水口を設けてもよい。ここで、貯液槽１１５の一実施形態として図７を用いて説明する。
【００８８】
貯液槽１１５（ａ）は、水やオゾン液などの液体を貯蔵する容器部７５と、オゾン液を配管ｅに接続され液体を導入する導入口７１と、配管ｆに接続され液体を導出する導出口７２と、オゾン液を生成するために必要な水をオゾン液生成器の外部から給水する給水口７３と、オゾン液生成器１００の外部へオゾン液や水などの液体を導出する出水口７４が設けられている。貯蔵部７５に循環するオゾン液を貯液することが可能なため、高濃度なオゾン液を貯液して使用することが可能である。また、給水口７３は開閉弁が設けられ、開閉弁を閉じて密封状態にすることで内部の気体の流出を防止することが可能である。また、出水口７４は開閉弁が設けられ、開閉弁を制御することで液体の導出量を制御することが可能である。
【００８９】
ここで、導入口７１、導出口７２、給水口７３、出水口７４に関する貯水槽１１５（ａ）への配置は特に限定されるものではないが、導入口７１及び給水口７３は、貯係争の液体の逆流を防ぐために貯液槽１１５（ａ）の上層部に設けられることが良く、導出口７２及び出水口７４は貯水槽１１５（ａ）の下層部に設けられることが良い。
【００９０】
なお、オゾン液生成器の貯液槽１１５として貯液槽１１５（ａ）を設ける場合は、オゾン液を出水口７４からオゾン液生成器の外部に導出することが可能なため、気液分離器１０３に導出口１１０を設ける必要がない。例えば、気液分離器１０３は、導入口１０９と気体循環口１１１と液体循環口１１２だけを備えた構成にしてもよい。
【００９１】
≪動作説明≫
実施例１に係るオゾン液生成器１００の動作について図１から図７を用いて説明する。ここで、開閉弁の開状態とは流体が開閉弁を流動可能な状態を示し、閉状態は流体が開閉弁により遮断され流体の流動を停止させた状態として説明する。オゾン液生成器１００は、オゾン液生成時にオゾン液生成器１００により高濃度なオゾン液を生成し、オゾン液導出時に生成した高濃度なオゾン液を導出する。
【００９２】
オゾン液生成器１００による高濃度オゾン液生成時は、第１の開閉弁Ｖ１を閉状態にし、第２の開閉弁Ｖ２を開状態にし、オゾンガス発生器１０１を動作させ、圧送手段１１６により、貯液槽１１５から液体を気液混合器１０２へ導入する。
【００９３】
気液混合器１０２の導入口１０６から導入された液体は、もう一方の導入口１０７から導入されたオゾンガスと混合され、オゾン液が生成される。ここで導入口１０７から導入されるオゾンガスはオゾンガス発生器１０１により生成されたものである。生成したオゾン液は、その後、配管ｃを介して、気液分離器１０３に導入され貯液される。ここで、オゾン液には、液体にオゾンガスが溶け込んだオゾン溶液や液体にオゾンガスが気泡として含有されるオゾン含有液が含まれているため、気液分離器１０３の下層にオゾン溶液が貯液され、上層にオゾンガスや空気などを含む気体が貯蔵される。このため、オゾンガスや空気などを含む気体とオゾン溶液を含む液体に分離することが可能となる。
【００９４】
分離されたオゾンガスや空気を含む気体は、配管ａを介して、オゾンガス発生器１０１に導入され、オゾンガスを含有する気体を原料にオゾンガスが発生される。このため、空気や酸素を原料に発生した場合に比べ、より高濃度なオゾンガスの生成が可能となる。
【００９５】
また気体循環経路Ａ内の気体は、気液分離器１０３に貯液された液体と気液混合器１０２の液体により閉じ込められたいわゆる密封状態になっているため、水圧の影響を受け、圧縮された加圧状態となる。このため、オゾンガス発生器１０１または気液混合器１０２に高密度な気体を導入することが可能となるため、オゾンガス発生器１０１により高密度な気体に基づく、より高濃度なオゾンガスが発生され、気液混合器１０２により高密度なオゾンガスに基づく、効率的な気液混合効果が得られ、飛躍的に高い濃度のオゾン液を生成することが可能となる。
【００９６】
ここで、密封状態とは物理的に密封された空間だけではなく、気体が液体により閉じ込められた空間も含まれる言葉として使用する。例えば、オゾン液生成器の気体循環経路Ａに気体を封止することができれば、常時、液体導出口１１０または液体循環口１１２から液体が導出されていても密封状態として表現する。
【００９７】
その後、生成されたオゾンガスは、再び気液混合器１０２に導入され、次の気体循環経路Ａにて再び循環することになる。（気液混合器１０２→配管ｃ→気液分離器１０３→配管ａ→オゾンガス発生器１０１→配管ａ→気液混合器１０２→配管ｃ→気液分離器１０３→・・・）この結果、オゾンガス発生器１０１は、水に溶けきれず、気液分離されたオゾンガスを含有する気体をもとに、循環させてオゾン液を生成するため、より高濃度なオゾン液が生成されることとなる。
【００９８】
一方、気液分離器１０３により気液分離されたオゾン液は配管ｅを介して貯液槽１１５に導入され、貯液される。その後、貯液されたオゾン液は再び気液混合器１０２に導入され、次の液体循環経路Ｂ１にて再び循環することになる。（気液混合器１０２→配管ｃ→気液分離器１０３→配管ｅ→貯液槽１１５→配管ｆ→気液混合器１０２→配管ｃ→気液分離器１０３→・・・）この結果、貯液槽１１５に貯液されたオゾン液または液体循環経路Ｂ１を循環するオゾン液は、気液混合器１０２に循環されることになるため混合効率が向上され、より高濃度なオゾン液が生成されることとなる。
【００９９】
次にオゾン液生成器１００によるオゾン液導出時について説明する。オゾン液生成器１００によるオゾン液導出時は、第１の開閉弁Ｖ１を開状態にし、第２の開閉弁Ｖ２を閉状態にする。なお、オゾンガス発生器１０１は動作をさせても停止をさせなくても構わない。
【０１００】
開閉弁を切り替えると、貯液槽１１５に貯液された高濃度なオゾン液が気液混合器１０２を通り、気液分離器１０３に導入され、気液分離器１０３の液体導出口１１０からオゾン液が導出される。なお、貯液槽１１５に図７の貯液槽１１５（ａ）を設けた場合、オゾン液導出時に貯液槽１１５（ａ）の出水口７４を開状態にさせてオゾン液を導出させてもよい。このとき、貯液槽１１５（ａ）の出水口７４は気液分離器１０２の液体導出口１１０と同じ役割を担うため、気液分離器１０２に液体導出口を設けないオゾン液生成器の構成としても構わない。例えば、気液分離器１０３は、導入口１０９と気体循環口１１１と液体循環口１１２とを備えた構成にしてもよい。
【０１０１】
また、オゾン液生成時とオゾン液導出時との切り替えは、開閉弁を手動において切りかえてもよく、また、制御手段を設け、あらかじめプログラムされたタイミングやタイマーやオゾン液の濃度を検出するセンサなどを用いて制御してもよい。
【０１０２】
≪実験結果≫
次に、オゾン液生成器１００を使用してオゾン液を生成した実験例について図８を用いて説明する。実験例１は、１００ｍｇ／ｈのオゾンガスを発生する能力を有するオゾンガス発生器１０１と、１０Ｌの水を貯液した貯液槽１１５と、圧送手段として水圧７６ＫＰａ、流量２．３Ｌ／ｍｉｎの液体の圧送が可能なポンプを利用したオゾン液生成器１００の構成にてオゾン濃度を測定した。ここで、オゾン液生成器１００の内部、いわゆる、気体循環経路Ａとオゾンガス発生器１０１と器系混合器１０２と気液分離器１０３に含まれる空気容量は１４．５Ｌであった。なお、実験環境は室温２２．５℃、湿度８９％、水温２２．９℃の環境のもとオゾン濃度を測定した。
【０１０３】
実験例２は、１００ｍｇ／ｈのオゾンガスを発生する能力を有するオゾンガス発生器１０１を２つ直列に接続させ、１０Ｌの水を貯液した貯液槽１１５と、圧送手段として水圧７４ＫＰａ、流量２．３Ｌ／ｍｉｎの液体の圧送が可能なポンプを利用したオゾン液生成器１００の構成にて、オゾン濃度を測定した。ここで、オゾン液生成器１００の内部、いわゆる、気体循環経路Ａとオゾンガス発生器１０１と器系混合器１０２と気液分離器１０３に含まれる空気容量は１４．５Ｌであった。なお、実験環境は室温２１．３℃、湿度８５％、水温２１．３℃の環境のもとオゾン濃度を測定した。
【０１０４】
図８は実験例１及び実験例２に係るオゾン液生成器１００により生成したオゾン水の実験結果の図である。生成したオゾン水のオゾン濃度を測定した実験結果の図である。図８の縦軸はオゾン水のオゾン濃度（ｍｇ／ｈ）を示し、横軸は経過時間（ｓｅｃ）を示している。
【０１０５】
実験の結果、実験例１及び実験例２ともに、経過時間とともにオゾン水のオゾン濃度は上昇し、オゾン液生成器１００が有するオゾン濃度能力に飽和していく状況が把握できる。また、オゾンガス発生器を２個にしてオゾン発生能力を倍増させた実験例２は、実験例２に比べ１．６倍のオゾン濃度を有するオゾン水の生成を実現している。このため、本発明に係るオゾン水生成器１００は、オゾンガス発生器のオゾンガスの発生能力を高めた際にも、オゾンガス発生器の発生能力に応じて高濃度なオゾン液を生成することが可能となる。
【実施例２】
【０１０６】
次に他の本発明の一実施形態について図９を用いて説明する。なお、実施例１のオゾン液生成器と同一部分の各構成要素には同一の番号を付与し、詳細な説明を省略する。
【０１０７】
図９は本発明の一実施形態に係るオゾン液生成器２００の概略図である。図９のオゾン液生成器２００は、オゾンガスを発生するオゾンガス発生器１０１と、オゾンガスと液体を混合する気液混合器１０２と、液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器１０３と、気液混合器１０２またはオゾンガス発生器１０１に気体を循環させる気体循環経路Ａと、気液混合器１０２に液体を循環させる液体循環経路Ｂ２と液体循環経路Ｂ２に設けられた液体を圧送可能な圧送手段１１６を備えている。
【０１０８】
オゾン液生成器２００の気体循環経路Ａは、オゾンガス発生器１０１と気液混合器１０２と気液分離器１０３と接続され、オゾンガスを含有する気体を循環させることで、高濃度なオゾンガスを生成する。一方、液体循環経路Ｂ２は、気液混合器１０２と気液分離器１０３に接続され、オゾン液などの液体を循環し、気液混合器１０２で生成させたオゾンガスと混合させることで、高濃度なオゾン液を生成する。生成した高濃度のオゾン液は、気液分離器１０３または循環経路Ｂ２に貯液され、洗浄、殺菌、消臭などの用途に利用するため、オゾン液生成器２００外に導出させる。なお、オゾン液生成器は様々な製品、例えば、浄水器、トイレ用、医療用などの製品に組み込まれて利用することが可能である。
【０１０９】
気液分離器は１０３は、導入された気体を含有する気体含有液を気体と液体に分離して導出することが可能であり、例えば密封可能な容器などから形成される。気液分離器１０３は、配管ｃに接続され、液体を導入する導入口１０９と、オゾン液生成器２００の外部へ水やオゾン液などの液体を導出する液体導出口１１０と、配管ａに接続され、空気やオゾンガスなどの気体を循環する気体循環口１１１と、配管ｅに接続され、水やオゾン液などの液体を循環する液体循環口１１２とを備えている。なお、気液分離器１０３に生成したオゾン液を貯液させる場合は、オゾン液の使用量にあわせて気液分離器１０３の大きさを適宜変更させ貯液許容量を変更する必要がある。
【０１１０】
図９の液体循環経路Ｂ２はホースやパイプなどからなる配管系から形成され、気液分離器１０３の液体循環口１１２と気液混合器１０２の導入口１０６との間を接続する配管ｅ及び配管ｆと、気液混合器１０２の導出口１０８と気液分離器１０３の導入口１０９との間を接続する配管ｃから構成される。
【０１１１】
また、液体循環経路Ｂ２は、気液混合器１０２と気液分離器１０３に接続され、気液混合器１０２、気液分離器１０３にオゾン液などの液体を導出入させることで、気液混合器１０２に液体を循環させることができる。なお、図９では配管ｅと配管ｆは連通して接続された構成を示しているが、単一の配管にて構成させても構わない。また、循環経路Ｂ２は液体や気体を圧送可能なポンプなどからなる圧送手段１１６を備え、循環経路Ｂ２に液体を循環させることが可能である。また、圧送手段１１６は配管ｆに設けられているが、配置位置は配管ｆに限らず、配管ｅなどに配置しても構わない。また、液体循環経路Ｂ２は、オゾン液生成器２００の外部へ液体の導出入が可能な外部口１２４を有する配管ｇと接続されている。配管ｇは第３の開閉弁Ｖ３が設けれ、配管ｇを流動する液体の流動量を制御することが可能である。
【０１１２】
このため、外部口１２４を通じてオゾン液生成器２００の外部からオゾン液の生成に必要な水などの液体を給水することが可能であり、給水口としての役割を担う。また、外部口１２４はオゾン液生成器の外部へ外部口１２４を通じてオゾン液を導出させることも可能である。このため、外部口１２４をオゾン液の導出口として使用する場合、オゾン液生成器２００の外部にオゾン液を導出することが可能なため、気液分離器１０３に導出口１１０を設けなくてもよい。例えば、気液分離器１０３は、導入口１０９と気体循環口１１１と液体循環口１１２だけを備えた構成にしてもよい。
【０１１３】
≪動作説明≫
実施例２に係るオゾン液生成器２００の動作について図２から図７及び図９を用いて説明する。ここで、開閉弁の開状態とは流体が開閉弁を流動可能な状態を示し、閉状態は流体が開閉弁により遮断され流体の流動を停止させた状態として説明する。
【０１１４】
オゾン液生成器２００は、オゾン液生成器２００への給水時に気液分離器１０３または液体循環経路Ｂ２に水などの液体を給水し、オゾン液生成時にオゾン液生成器２００により高濃度なオゾン液を生成し、オゾン液導出時に生成した高濃度なオゾン液を導出する。
【０１１５】
オゾン液生成器２００への給水時は、第１の開閉弁Ｖ１を閉状態にし、第２の開閉弁Ｖ２を開状態にし、第３の開閉弁Ｖ３を開状態にして外部口１２４からオゾン液生成器２００に水などの液体を導入させ、圧送手段１１６により、液体を気液分離器１０３に導入する。
【０１１６】
導入された水などの液体は、気液分離器１０３に貯液されるとともに、液体循環経路Ｂ２に液体が循環する状態となる。液体の給水は、適切な液体量が気液分離器１０３または液体循環経路Ｂ２に貯液されるまで継続される。ここで、気液分離器１０３に貯液される液体の量は、少なくとも気液分離器１０３の液体循環口１１２を液体で塞ぐ必要があるため、少なくとも液体循環口１１２が設けられた高さを超える水位が必要となる。
【０１１７】
なお、第２の開閉弁Ｖ２を開状態にして説明をしたが、閉状態にして気液分離器１０３に液体を貯液させても構わない。また、オゾンガス発生器１０１は動作をさせても停止させても構わない。
【０１１８】
次にオゾン液生成器２００による高濃度オゾン液生成時の動作について説明する。オゾン液生成器２００による高濃度オゾン液生成時は、第１の開閉弁Ｖ１を閉状態にし、第２の開閉弁Ｖ２を開状態にし、第３の開閉弁Ｖ３を閉状態にし、オゾンガス発生器１０１を動作させ、圧送手段１１６により、気液分離器１０３または液体循環経路Ｂ２の液体を循環させる。
【０１１９】
液体循環経路Ｂ２を循環し、気液混合器１０２の導入口１０６から導入された液体は、もう一方の導入口１０７から導入されたオゾンガスと混合され、オゾン液が生成される。ここで導入口１０７から導入されるオゾンガスはオゾンガス発生器１０１により生成されたものである。生成したオゾン液は、その後、配管ｃを介して、気液分離器１０３に導入され貯液される。ここで、オゾン液には、液体にオゾンガスが溶け込んだオゾン溶液や液体にオゾンガスが気泡として含有されるオゾン含有液が含まれているため、気液分離器１０３の下層にオゾン溶液が貯液され、上層にオゾンガスや空気などを含む気体が貯蔵される。このため、オゾンガスや空気などを含む気体とオゾン溶液を含む液体に分離することが可能となる。
【０１２０】
分離されたオゾンガスや空気を含む気体は、配管ａを介して、オゾンガス発生器１０１に導入され、オゾンガスを含有する気体を原料にオゾンガスが発生される。このため、空気や酸素を原料に発生した場合に比べ、より高濃度なオゾンガスの生成が可能となる。
【０１２１】
また気体循環経路Ａ内の気体は、気液分離器１０３に貯液された液体と気液混合器１０２の液体により閉じ込められたいわゆる密封状態になっているため、水圧の影響を受け、圧縮された加圧状態となる。このため、オゾンガス発生器１０１または気液混合器１０２に高密度な気体を導入することが可能となるため、オゾンガス発生器１０１により高密度な気体に基づく、より高濃度なオゾンガスが発生され、気液混合器１０２により高密度なオゾンガスに基づく、効率的な気液混合効果が得られ、飛躍的に高い濃度のオゾン液を生成することが可能となる。
【０１２２】
ここで、密封状態とは物理的に密封された空間だけではなく、気体が液体により閉じ込められた空間も含まれる言葉として使用する。例えば、オゾン液生成器の気体循環経路Ａに気体を封止することができれば、常時、液体導出口１１０または液体循環口１１２から液体が導出されていても密封状態として表現する。
【０１２３】
その後、生成されたオゾンガスは、再び気液混合器１０２に導入され、次の気体循環経路Ａにて再び循環することになる。（気液混合器１０２→配管ｃ→気液分離器１０３→配管ａ→オゾンガス発生器１０１→配管ａ→気液混合器１０２→配管ｃ→気液分離器１０３→・・・）この結果、オゾンガス発生器１０１は、水に溶けきれず、気液分離されたオゾンガスを含有する気体をもとに、循環させてオゾン液を生成するため、より高濃度なオゾン液が生成されることとなる。
【０１２４】
一方、気液分離器１０３により気液分離されたオゾン液は配管ｅを介して再び気液混合器１０２に導入され、次の液体循環経路Ｂ２にて再び循環することになる。（気液分離器１０３→配管ｅ→配管ｆ→気液混合器１０２→配管ｃ→気液分離器１０３→気液混合器１０２→配管ｃ→・・・）この結果、気液分離器１０３または液体循環経路Ｂ２を循環するオゾン液は、気液混合器１０２に循環されることになるため混合効率が向上され、より高濃度なオゾン液が生成されることとなる。
【０１２５】
次にオゾン液生成器２００によるオゾン液導出時について、気液分離器１０３からオゾン液を導出させる場合と液体循環経路Ｂ２と接続された外部口１２４から導出させる場合について説明する。
【０１２６】
気液分離器１０３の液体導出口１１０からオゾン液を導出するオゾン液導出時は、第１の開閉弁Ｖ１を開状態にし、第２の開閉弁Ｖ２を閉状態にし、第３の開閉弁Ｖ３を閉状態にする。なお、オゾンガス発生器１０１は動作をさせても停止をさせなくても構わない。開閉弁を切り替えると、気液分離器１０３に貯液された高濃度なオゾン液が液体導出口１１０から導出される。
【０１２７】
次に外部口１２４からオゾン液を導出する場合について説明する。外部口１２４からのオゾン液導出時は、第１の開閉弁Ｖ１を閉状態にし、第２の開閉弁Ｖ２を開状態にし、第３の開閉弁Ｖ３を開状態にする。なお、オゾンガス発生器１０１は動作をさせても停止をさせなくても構わない。開閉弁を切り替えると、気液分離器１０３に貯液された高濃度なオゾン液が配管ｅを介して外部口１２４から導出される。なお、オゾン液の導出を外部口１２４からのみ導出させる場合は、気液分離器１０３に液体導出口１１０を設ける必要がないため、気液分離器１０３に液体導出口１０３を設けず動作させても構わない。例えば、気液分離器１０３は、導入口１０９と気体循環口１１１と液体循環口１１２だけを備えた構成にしてもよい。
【０１２８】
また、オゾン液生成時とオゾン液導出時との切り替えは、開閉弁を手動において切りかえてもよく、また、制御手段を設け、あらかじめプログラムされたタイミングやタイマーやオゾン液の濃度を検出するセンサなどを用いて制御してもよい。
【実施例３】
【０１２９】
次に本発明に係るオゾン液生成器によりを搭載した便器について説明する。なお、実施例１または実施例２のオゾン液生成器と同一部分の各構成要素には同一の番号を付与し、詳細な説明を省略する。
【０１３０】
図１０は本発明に係るオゾン液生成器１００を搭載した便器３００の概略図である。便器３００は便器本体９１と便器洗浄配管と貯液槽１１５を備えたオゾン液生成器１００が搭載された構成をしている。
【０１３１】
貯液槽１１５を備えたオゾン液生成器１００は、オゾンガスを発生するオゾンガス発生器１０１と、オゾンガスと液体を混合する気液混合器１０２と、液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器１０３と、オゾンガス発生器１０１に気体を循環させる気体循環経路Ａと、気液混合器１０２に液体を循環させる液体循環経路Ｂ１と、液体を貯液可能な貯液槽１１５と液体循環経路Ｂ１に設けられたポンプなどで形成された圧送手段１１６とを備えている。ここで、貯液槽１１５は便器本体９１を洗浄するためのオゾン液を貯液する便器用の洗浄タンクとしての役割を担う。
【０１３２】
また、便器洗浄配管は、貯液槽１１５と便器本体９１に接続され、便器洗浄時に汚物に接触された便器本体９１の便鉢の表面部分に貯液槽１１５に貯液されたオゾン液を流すことが可能である。オゾン液は洗浄、特有の殺菌、脱臭、防汚、有機化合物の分解等の効果が得られるため、便器を衛生的に清潔な状態に保つことが可能となる。
【０１３３】
なお、オゾン液生成器は、図１０では便器本体９１の外部に設けられているが、便器本体９１の内部に搭載されてもよい。また、便器洗浄配管は、例えば、汚物を搬出する排水通路の途中に設けられる構成であってもよく、便器内の洗浄水が流れる流路の途中に設けられる構成であればよい。汚物を搬出する排水通路の中へ設けることにより、部分における汚物の付着成長を抑制することが可能であり、配管目詰まりを防止できるものである。
【０１３４】
また、便器本体は図１０では大便器用の便器にオゾン液生成器を搭載した実施構成に基づき説明したが、他の一般的な便器に使用することも可能である。例えば図１１の複数の小便器にオゾン液生成器１００を搭載し、小便器の洗浄にオゾン液を使用することも可能である。
【０１３５】
図１１の小便器４００は、便器本体９１と便器洗浄配管９２と貯液槽１１５を備えたオゾン液生成器１００とを備えた構成をしている。
【０１３６】
貯液槽１１５を備えたオゾン液生成器１００は、オゾンガスを発生するオゾンガス発生器１０１と、オゾンガスと液体を混合する気液混合器１０２と、液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器１０３と、オゾンガス発生器１０１に気体を循環させる気体循環経路Ａと、気液混合器１０２に液体を循環させる液体循環経路Ｂ１と、液体を貯液可能な貯液槽１１５と液体循環経路Ｂ１に設けられたポンプなどで形成された圧送手段１１６とを備えている。ここで、貯液槽１１５は便器本体９１を洗浄するためのオゾン液を貯液する便器用の洗浄タンクとしての役割を担う。
【０１３７】
また、便器洗浄配管９２は、貯液槽１１５と便器本体９１に接続され、便器洗浄時に汚水に接触された便器本体９１の便鉢の表面部分に貯液槽１１５に貯液されたオゾン液を流すことが可能である。オゾン液は洗浄、特有の殺菌、脱臭、防汚、有機化合物の分解等の効果が得られるため、便器を衛生的に清潔な状態に保つことが可能となる。また、便器洗浄配管９２は複数に分岐され複数の便器本体９１と接続されるように構成されているため、複数の貯液槽１１５を設けなくてもよい構成となっている。このため、効率的にオゾン液を利用することが可能である。
【０１３８】
本発明は上述した各実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１３９】
１００、２００                        オゾン液生成器
３００、４００                        便器
１０１                                オゾンガス発生器
１０２、１０２（ａ）                  気液混合器
１０３                                気液分離器
１０４                                オゾンガス発生器の導入口
１０５                                オゾンガス発生器の導出口
１０６                                気液混合器の導入口
１０７                                気液混合器の導入口
１０８                                気液混合器の導出口
１０９                                気液分離器の導入口
１１０                                気液分離器の液体導出口
１１１                                気液分離器の気体循環口
１１２                                気液分離器の液体循環口
１１３                                開閉弁
１１４                                外部口
１１５、１１５（ａ）                  貯液槽
１１６                                ポンプ（圧送手段）
１１７                                開設口
１１８                                気体流動制御手段
１１９ａ、１１９ｂ                    フロート弁（開閉制御手段）
１２０                                容器部
１２１ａ、１２１ｂ                    フロート
１２２ａ、１２２ｂ                    フロートガイド
１２３ａ、１２３ｂ                    フロート栓
１２４                                外部口
７１                                  貯液槽の導入口
７２                                  貯液槽の導出口
７３                                  貯液槽の給水口
７４                                  貯液槽の出水口
７５                                  容器部
９１                                  便器本体
９２                                  便器洗浄配管
Ａ                                    気体循環経路
Ｂ１、Ｂ２                              液体循環経路
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ            配管
Ｖ１                                  第１の開閉弁
Ｖ２                                  第２の開閉弁
Ｖ３                                  第３の開閉弁
【図１】
2013010068.tif 000003
【図２】
2013010068.tif 000004
【図３】
2013010068.tif 000005
【図４】
2013010068.tif 000006
【図５】
2013010068.tif 000007
【図６】
2013010068.tif 000008
【図７】
2013010068.tif 000009
【図８】
2013010068.tif 000010
【図９】
2013010068.tif 000011
【図１０】
2013010068.tif 000012
【図１１】
2013010068.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月13日(2012.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係るオゾン液生成器は、オゾンガスを発生するオゾンガス発生器と、オゾンガスと液体を混合する気液混合器と、液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器と、気液分離器にて分離した気体を気液混合器に循環させる気体循環経路と、気液分離器にて分離した液体を気液混合器に循環させる液体循環経路とを備えている。液体循環経路は、貯液槽を有しており、気体循環経路は、気体流動制御手段を有している。気液分離器は、気体を循環させる気体循環口に開閉制御手段を有している。気体循環経路は、気液分離器にて分離した気体をオゾンガス発生器を経由させて気液混合器に循環させる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明に係るオゾン液生成方法は、上述した本発明に係るオゾン液生成器においてオゾン液を生成する方法であって、気液分離器にて分離させた液体を気液混合器に循環させるとともに、気液分離器にて分離させた気体をオゾンガス発生器を経由させて気液混合器に循環させてオゾン液を生成する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明に係る便器は、上述した本発明に係るオゾン液生成器を搭載したものであって、便鉢を有する便器本体と、汚物または汚水が接触する便鉢の表面に対して、オゾン液生成器からオゾン液を流す便器洗浄配管とを備えている。
【手続補正７】
【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】
オゾンガスを発生するオゾンガス発生器と、
前記オゾンガスと液体を混合する気液混合器と、
液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器と、
前記気液分離器にて分離した気体を前記気液混合器に循環させる気体循環経路と、
前記気液分離器にて分離した液体を前記気液混合器に循環させる液体循環経路とを備え、
前記液体循環経路は、貯液槽を有し、
前記気体循環経路は、気体流動制御手段を有し、
前記気液分離器は、気体を循環させる気体循環口に開閉制御手段を有し、
前記気体循環経路は、前記気液分離器にて分離した気体を前記オゾンガス発生器を経由させて前記気液混合器に循環させる、オゾン液生成器。
【請求項２】
請求項１に記載のオゾン液生成器を搭載した便器であって、
便鉢を有する便器本体と、
汚物または汚水が接触する前記便鉢の表面に対して、前記オゾン液生成器からオゾン液を流す便器洗浄配管とを備えた、便器。
【請求項３】
請求項１に記載のオゾン液生成器のオゾン液生成方法であって、
前記気液分離器にて分離させた液体を前記気液混合器に循環させるとともに、前記気液分離器にて分離させた気体を前記オゾンガス発生器を経由させて前記気液混合器に循環させてオゾン液を生成する、オゾン液生成方法。