(57)【要約】【課題】種々の水栓に対して簡易に設置でき、かつ水栓より適正な濃度のオゾン水を吐出できるオゾン水生成装置を提供する。【解決手段】本オゾン水生成装置１は、オゾン発生器１１で発生させたオゾンによりオゾン水を生成し、オゾン水を外部に設けられた水栓２５に送出する装置であって、オゾン水の生成位置から水栓２５までのオゾン水移動距離と、あらかじめ定められた、水栓２５から吐水されるオゾン水濃度の適正値とにもとづいて、オゾン水生成時の初期オゾン水濃度を決定するようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾン発生器で発生させたオゾンによりオゾン水を生成し、該オゾン水を外部に設けられた水栓に送出するオゾン生成装置において、
前記オゾン水の生成位置から前記水栓までのオゾン水移動距離と、あらかじめ定められた、前記水栓から吐水されるオゾン水濃度の適正値とにもとづいて、オゾン水生成時の初期オゾン水濃度を決定することを特徴とするオゾン水生成装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記オゾン発生器は、電極を備えた電解槽を有し、該電解槽に流入してきた水を前記電極で電気分解してオゾンを発生させ、該オゾンを溶解、分散させたオゾン水を前記水栓に送出する構成とされ、前記電極に対する電流値により、発生するオゾン量が可変するようになっており、
前記電極に電力を供給する電力制御部と、前記オゾン水移動距離を表した離間距離情報および前記水栓から吐水されるオゾン水の濃度の適正値とされるオゾン水濃度目標値を有した記憶部とをさらに備えており、
前記電力制御部は、前記オゾン水が前記水栓に到達するまでに低下するオゾン水濃度を、すくなくとも前記離間距離情報を用いて算出し、算出したオゾン水濃度低下量と前記オゾン水濃度目標値とにもとづいて、生成時の初期オゾン水濃度に対応した前記電流値を決定す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において、
前記電力制御部は、前記水温計で計測した水温と、前記流量計で計測した単位時間当たりの流量とをさらなるパラメータとして前記電流値を算出する、オゾン水生成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記離間距離情報を設定する操作部をさらに備えている、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】
オゾン水の生成方法として、水を電極で電気分解してオゾンを生成し、そのオゾンを水に溶解、分散させる水電解法が知られている。この種の方法を用いたオゾン水生成装置として、たとえば特許文献１に記載のものが挙げられる。
【０００３】
このようなオゾン水生成装置は、一般家屋等において水栓に直結して設置され、除菌を目的としたオゾン水を水栓より吐水できるようになっている。
【０００４】
ところで、水栓よりオゾン水を吐水する場合、野菜洗浄や手洗いなどに安全性を確保して利用するために、吐水されるオゾン水の濃度が安全とされる濃度範囲内となるように維持する必要がある。
【０００５】
オゾン分子は不安定であり、水に溶解したオゾンが水栓に到達するまでに減少することを考慮すれば、オゾン水を所定の濃度で吐水させるようにするためには、オゾン水の生成部位での初期濃度を移動時間におうじて、あらかじめ高めにしておく必要がある。なお、オゾン発生器から水栓までの流出管の管径およびその流出管を流れる流速を一定とすれば、移動時間は流出管の長さによって決まる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−６４９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、オゾン水生成装置を水栓に組み込んだセット物の場合、すくなくともオゾン水生成装置から水栓までの流出管の長さは一定であるから、吐水口でのオゾン水濃度の低下の程度を試算することができる。したがって、試算した濃度低下の程度にもとづいてオゾン水生成時の初期濃度を決定することができる。
【０００８】
しかしながら、オゾン水生成装置を既存の水栓に対して設置する場合などでは、種々の制約により設置態様が異なり、流出管の長さが種々異なる可能性がある。そのため、吐水口でのオゾン水濃度の低下量も当然に種々異なる。したがって、オゾン水生成時の初期濃度を一様に決定することはできず、そのため設置態様におうじた初期濃度を算出、決定する手段を装置に組み入れる必要がある。
【０００９】
たとえばオゾン水濃度センサーを吐水口等に組み込み、計測したオゾン水濃度をフィードバックし、電極への電流値を可変して初期オゾン水濃度を決定することが考えられる。しかし、既存の水栓に対してオゾン水生成装置を設置する場合、既存の水栓にオゾン水濃度センサーを組み付けなければならず、工事が面倒なものとなる。
【００１０】
本発明は、このような事情を考慮して提案されたもので、その目的は、種々の水栓に対して簡易に設置でき、かつ水栓より適正な濃度のオゾン水を吐出できるオゾン水生成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のオゾン水生成装置は、オゾン発生器で発生させたオゾンによりオゾン水を生成し、オゾン水を外部に設けられた水栓に送出するオゾン生成装置において、オゾン水の生成位置から水栓までのオゾン水移動距離と、あらかじめ定められた、水栓から吐水されるオゾン水濃度の適正値とにもとづいて、オゾン水生成時の初期オゾン水濃度を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のオゾン水生成装置によれば、上述の構成となっているため、安全性を確保でき、かつ、さまざまな態様で設置された種々の水栓に対してオゾン水生成装置を設置する場合でも、簡易に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るオゾン水生成装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】オゾン水濃度の変動機構を示すイメージ図である。
【図３】オゾン水生成の基本動作を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、初期オゾン水濃度および電極に流す電流値を決定するための各種グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の一実施形態に係るオゾン水生成装置について、添付図面をもとに説明する。
まず、オゾン水生成装置１の基本概略構成について記載する。
【００１５】
本オゾン水生成装置１は、オゾン発生器１１で発生させたオゾンによりオゾン水を生成し、そのオゾン水を外部に設けられた水栓２５に送出する装置である。そして、この装置は、オゾン水の生成位置から水栓２５までのオゾン水移動距離と、あらかじめ定められた、水栓２５から吐水されるオゾン水濃度の適正値とにもとづいて、オゾン水生成時の初期オゾン水濃度を決定するようになっている。
【００１６】
オゾンガスの製造手段としては、本実施形態で採用した電気分解法の他に、放電法、紫外線ランプ法などがあり、それらのいずれの手段を用いてもよい。またオゾン水生成手段としては、気泡溶解法、隔膜溶解法、充填層溶解法のいずれを用いてもよい。
【００１７】
本オゾン水生成装置１は、電解槽１０に流入してきた水を電極１１ａで電気分解してオゾン（ガス）を発生させるオゾン発生器１１と、電極１１ａに電力を供給する電力制御部１３とを備えている。そして、電解槽１０で発生したオゾンを溶解、分散させたオゾン水を、下流に設けられた外部の水栓２５に送出するようになっている。
【００１８】
このオゾン水生成装置１は、オゾン発生器１１（オゾン水の生成位置）から水栓２５までのオゾン水移動距離を表した離間距離情報および水栓２５から吐水されるオゾン水の濃度の適正値とされるオゾン水濃度目標値を有した記憶部１６をさらに備えている。
【００１９】
オゾン発生器１１は、電極１１ａに対する電流値により、発生するオゾン量が可変するようになっている。電力制御部１３は、オゾン水が水栓２５に到達するまでに低下するオゾン水濃度を、すくなくとも離間距離情報を用いて算出する。そして電力制御部１３は、算出したオゾン水濃度低下量とオゾン水濃度目標値とにもとづいて、生成時の初期オゾン水濃度に対応した電流値を決定する（以上、図１参照）。
【００２０】
ようするに、本オゾン水生成装置１は、離間距離情報により算出したオゾン水濃度の低下量と、オゾン水濃度目標値とにもとづいて適正な初期オゾン水濃度を決定するようになっている。なお、オゾン水濃度目標値とは、人体等に対する危険性がなく、かつ、除菌水として効果がある、適正なオゾン水の濃度であり、その値には図２に示すように値域幅があり、記憶部１６にはたとえば上下限値として保存されていればよい。
【００２１】
オゾン水生成装置１は、離間距離情報と、水栓２５から吐水されるオゾン水の適正なオゾン水濃度目標値とを有していれば、簡易に初期オゾン水濃度（に対応した電流値）を決定することができるものである。オゾン発生器１１から水栓２５までの距離は設置現場に応じて異なるものであるため、後述するように、オゾン水生成装置１を現場で設置する際などに簡易に設定できるようにすることが望ましい。
【００２２】
また、オゾン水生成装置１は、以下に詳述するように、オゾン水濃度に寄与する、装置に流入してきた水の水温や、単位時間当たりの流量を加味することで、さらに適正な初期オゾン水濃度を算出することができるようになっている。
【００２３】
ついで、オゾン水生成装置１の詳細な構成および動作について記載する。
【００２４】
本オゾン水生成装置１は、オゾン発生器１１を内部に備えた電解槽１０、電力制御部１３および記憶部１６の他に、図１に示す各部を備えている。すなわち、オゾン水生成装置１は、電解槽１０に流入される水の水温を計測する水温計１４、および、その水の単位時間当たりの流量を計測する流量計１５を備えている。そして、それらの計測値を電力制御部１３が入力して、電流値を決定するための情報として用いることができるようになっている。
【００２５】
また、オゾン水生成装置１は、装置の設置態様によって種々異なるオゾン発生器１１、水栓２５間の離間距離情報、および除菌するのに適正なオゾン水濃度目標値を、現場などで記憶部１６に対して簡易に設定、変更できる操作部１７を備えている。操作部１７では、その他、電源のオン／オフやオゾン水濃度の調整などの操作ができる。このような操作は、リモコン１８によってもできるようになっている。
【００２６】
電解槽１０は、オゾン発生器１１と溶解部１２を備えている。オゾン発生器１１は、電極１１ａにより水を電気分解し、オゾンガスを生成する電解方式のものである。電極１１ａは陽極と陰極を有しており、それぞれの電極は、電気分解によって発生する水素と酸素の発生を抑制でき、オゾン水を効率よく生成できるダイヤモンド電極が採用されている。もちろん、ダイヤモンド電極には限られず、金、白金などの他の部材で形成したものでもよい。
【００２７】
また、電解槽１０には流入管２１と流出管２２が接続されている。流入管２１と流出管２２は電解槽１０と連通状態にある。
【００２８】
流入管２１は、本装置の上流がわに設置された湯側止水栓（不図示）および水側止水栓（不図示）のそれぞれより、弁ブロック（不図示）を介して流れてくる水を電解槽１０に供給する管である。流出管２２は、本装置の下流がわに設置された水栓に、本装置で生成したオゾン水を送出する管である。
【００２９】
流入管２１を通じて電解槽１０内に水が供給される。電解槽１０内に供給された水は、オゾン発生器１１によって電気分解され、オゾンガス（以下、たんにオゾンという）が発生する。発生したオゾンは、電解槽１０に備えた溶解部１２において水に溶解、分散されオゾン水が生成される。生成されたオゾン水は流出管２２を通じて水栓２５に到達する。
【００３０】
この流出管２２の長さが、オゾン発生器１１、水栓２５間の距離に概ね相当する。よって、流出管２２の長さを、離間距離情報として記憶部１６に保存しておけばよい。
【００３１】
電力制御部１３は、電解槽１０の電極１１ａに交流電源より電力を供給する制御部である。より具体的には、電力制御部１３は、電極１１ａに流す電流の電流値を変化させることができるようになっている。
【００３２】
このように、本オゾン水生成装置１は、電極１１ａに流す電流の電流値を変動させることで、オゾン発生器１１で発生させるオゾンの量を可変する構成となっている。
【００３３】
本オゾン水生成装置１は、上述したように離間距離情報とオゾン水濃度目標値を用い、さらに水温および単位時間当たりの流量を加味して、オゾンをオゾン発生器１１で発生させ、溶解、分散させた直後の初期オゾン水濃度を決定できるようになっている。
【００３４】
ようするに、本オゾン水生成装置１は図２のグラフに示すように、水栓２５の吐水口から流れるオゾン水の濃度がオゾン水濃度目標値の値域内の値にとなるように、電力制御部１３が電極１１ａに対する電流の電流値を決定するようになっている（図２参照）。
【００３５】
図２に示すように、オゾン水濃度は、電解槽１０での生成から水栓２５から吐水されるまでの間に低下する。この低下はおもに、オゾン水内のオゾンが化学変化により減少することによる。離間距離情報（たとえば流出管２２の長さ）とオゾン低下量との相関は、実験結果や周知の科学技術などから式またはグラフで関係を求めておき、後述するように、電力制御部１３が電流値の決定の際にそれを利用するようになっている。
【００３６】
そしてさらに、オゾン水濃度は水温や単位時間当たりの流量によっても変動する。水温および単位時間当たりの流量はおもに、電解槽１０内での電気分解時におけるオゾンガスの発生量つまり初期オゾン水濃度に寄与する。水温については、２０℃〜４０℃では温度が高いほどオゾンの発生量が少なくなり初期オゾン水濃度は低くなる。また、単位時間当たりの流量については、多いほど水量が増えるので初期オゾン水濃度は低くなる。さらに、単位時間当たりの流量は水栓２５までの移動時間にも関係するので、オゾン水濃度の低下量にも寄与する。
【００３７】
このような種々の因子とオゾン水濃度との相関は、実験結果や周知の科学技術などから式またはグラフで関係をあらかじめ求めておき、後述するように、それらにもとづいて電力制御部１３が電流値の決定の際に利用するようになっている。
【００３８】
本オゾン水生成装置１は、水栓２５から吐水されるオゾン水の濃度を適正なものにするために、オゾン水生成の際の初期オゾン水濃度を種々の値に設定できるようになっている。上述したように、水栓から吐水されるオゾン水のオゾン水濃度には、オゾン発生器１１、水栓２５間の距離（離間距離情報）、水温、単位時間当たりの流量が関係する。そのため、本オゾン水生成装置１において、電力制御部１３は、それらの情報をパラメータとして入力し、それらの情報をもとに所定のアルゴリズムにより初期オゾン水濃度つまり電極１１ａに流す電流値を決定するようになっている。
【００３９】
ついで、電極１１ａに流す電流値の決定についての電力制御部１３の基本動作について、図３のフローチャートおよび図４（ａ）〜（ｄ）のグラフを参照しながら説明する。
【００４０】
図４は初期オゾン水濃度を決定するための各種グラフである。図４（ａ）は水温と発生するオゾン水の濃度との関係、（ｂ）は単位時間当たりの流量と発生するオゾン水の濃度との関係をそれぞれグラフに表したものである。また、図４（ｃ）は、生成されたオゾン水の濃度がオゾン発生器１１、水栓２５間の距離によりどのように低下するかを表したグラフである。図４（ｄ）は電極１１ａに流す電流値と初期オゾン水との関係を表したグラフである。なお、これらのグラフによる相関関係は一例である。
【００４１】
具体的には、電力制御部１３は、図３のフローチャートにしたがって電極１１ａに流す電流値を決定する。この動作は、水栓２５からの吐水中に、周期的に実行されればよい。また、停止している間は、データが変更されたタイミングなどで動作を実行すればよい。
【００４２】
電力制御部１３は、まず水温計１４で計測した水温と、流量計１５で計測した単位時間当たりの流量を入力する（ステップ１０１、１０２）。
【００４３】
ついで、電力制御部１３は、離間距離情報と単位時間当たりの流量とにもとづいて、関係式やグラフを用いてオゾン水濃度の低下量を算出する（ステップ１０３、図４（ｃ））。単位時間当たりの流量（流速）は移動時間に寄与するため、オゾン発生器１１、水栓２５間の距離（離間距離情報）に単位時間当たりの流量を加味したうえで、オゾン水濃度の低下量を決定すればよい。
【００４４】
つぎに、電力制御部１３は、算出したオゾン水濃度の低下量と、オゾン水濃度目標値とをもとに初期オゾン水濃度を算出する（ステップ１０４）。なお、オゾン水濃度目標値としては上下限値の中間値を採用すればよい。
【００４５】
そして、電力制御部１３は、水温および単位時間当たりの流量を加味して算出した初期オゾン水濃度を補正し、補正された初期オゾン水濃度にもとづいて、電極１１ａに流す電流の電流値を決定する（ステップ１０５、図４（ａ）（ｂ）（ｄ））。
【００４６】
以上のように、電力制御部１３は、離間距離情報と、水温と、単位時間当たりの流量とをパラメータとして、オゾン水濃度目標値にもとづいて、初期オゾン水濃度つまり電極１１ａに流す電流値を決定するようになっている。
【００４７】
このように、本オゾン水生成装置１によれば、水栓の種類に関係なく、さまざまな態様で設置された種々の水栓２５に対して、オゾン水濃度センサーを取り付けることなく、適正なオゾン水濃度のオゾン水を水栓２５より吐水させることができる。
【００４８】
また、本オゾン水生成装置１は電流値の算出のために、水温と単位時間当たりの流量とをさらなるパラメータとして用いているため、より適正なオゾン水濃度のオゾン水が水栓より吐水される。
【００４９】
なお、単位時間当たりの流量を考慮に入れず一定の流量として、離間距離情報だけでオゾン水濃度の低下量を算出してもよい。その場合、離間距離が確定したときに（操作部１７で設定される場合は設定されたときに）、オゾン水濃度の低下量も確定するので、そのときの算出値を保存しておき、その情報の取り出しを、図３のステップ１０３に代えて実行するようにしてもよい。
【００５０】
また、オゾン発生器１１、水栓２５間における水温の変化を加味してオゾン水の低下量を算出してもよい。
【００５１】
本オゾン水生成装置は、上記のような構成となっているため、水栓２５から吐水されるオゾン水の野菜洗浄や手洗いなどへの使用に際して安全性を確保することができる。また、さまざまな態様で設置された種々の水栓２５に対してオゾン水生成装置１を設置する場合でも、上記のようなパラメータを適宜設定すればよいので、簡易な設置を実現することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１          オゾン水生成装置
１０        電解槽
１１        オゾン発生器
１１ａ      電極
１３        電力制御部
１４        水温計
１５        流量計
１６        記憶部
２５        水栓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2016222967.tif 000006