JP2002143851A - オゾン水製造方法及び用水または排水のオゾン処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軟水器を使用せずに、通常の水道水等の原料
水を直接電気分解部に供給しても、安定して長時間オゾ
ン（オゾン水）を得られるオゾン水製造方法及び、用水
または排水を直接電気分解部に供給しても、継続して長
時間安定して運転できる用水または排水のオゾン処理装
置を提供する。 【解決手段】 周面に通孔（１５）を設けた筒体（１
１）に金網状の触媒陰極電極（１２）を巻き付け、その
外面にイオン交換膜（１３）を前記通孔（１５）を塞ぐ
ように巻き付け、さらにその外面には金網状の触媒陽極
電極（１４）を巻き付けてオゾン発生セル（１０）を構
成する。このオゾン発生セル（１０）の両電極（１２，
１４）との間に直流電圧を印加し、触媒陽極電極（１
４）面側に原料水（３０ａ）を、筒体（１１）内に露出
する触媒陰極電極（１２）面側に電解質の洗浄水（４０
ａ）を接触させて、上記原料水（３０ａ）をオゾン水と
なす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オゾン水製造方法
及び用水または排水のオゾン処理装置に関するもので、
さらに詳しくは、原料水を電気分解して、陽極側に発生
する酸素中にオゾンをも混有するようになした電解式オ
ゾナイザーと称するオゾナイザーを利用して原料水より
オゾン水を得る方法、及びこの種の電解式オゾナイザー
を利用して、用水または排水をオゾン処理する用水また
は排水のオゾン処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、イオン交換膜の一面側に触媒金属
よりなる電極を当接して陽極側となし、他面側には金属
よりなる電極を当接して陰極側となし、該陽極側の一面
側に沿わせて原料水を流過させると共に、陽極側と陰極
側とに直流電圧を印加して、陽極側にオゾンを発生させ
るオゾン水製造方法が提案されている。このオゾン水製
造方法は、イオン交換膜が個体電解質となって、両極電
極が数百ミクロンの近距離に対峙するので、非常に効率
的な電気分解が発生し、陽極側に発生する酸素に一部オ
ゾンが混ざることが知られている。そして、陽極側に白
金やニッケル等を使用すると、触媒機能で発生するオゾ
ン量が増加することも知られている。

【０００３】さらに、上記両電極は、金網状となしてイ
オン交換膜の両面に重ねると、該電極とイオン交換膜と
に、多くの接触部と非接触部とが形成され、この接触部
と非接触部との界面で最も激しい電気分解が発生して好
適であることも、本発明者等によってすでに提案されて
いるものである。本願では、特に説明を加えない場合は
単に電極と記載されている場合も、金網状で触媒機能を
有したものを意味するものとする。

【０００４】従来のオゾン水製造方法で製造されたオゾ
ン水は、無論、殺菌用、脱臭用、漂白用、洗浄用等、種
々の使用法が存在するが、このオゾン水を用水又は排水
に混入して殺菌・脱臭・脱色等の酸化処理を行なう提案
がなされており、商用水道用水やプール用水ではこの処
理方式が一部で採用し始められているし、電子部品の製
造工程に使用される洗浄水においては洗浄水のオゾン処
理がすでに普及されている。

【０００５】電解式のオゾン水製造方法は、十数ボルト
程度の低い電圧でオゾン水が得られるので、装置が簡易
で小型であるという利点を有し、さらには、従来の他の
オゾン水製造法として汎用されている、無声放電で気相
のオゾンを発生させて、このオゾンガスを水中に曝気す
る方式に比べ、人体に有害である気相のオゾンが漏れ出
る等の危険性が少ないので手軽に使用できるという利点
をも有している。

【０００６】しかし、上記オゾン水発生方法は、長時間
使用すると、電極とイオン交換膜との間に、水の中に含
まれるカルシウムやマグネシウム等の無機質が、析出・
堆積して電気抵抗値が高くなり、やがては電気分解が生
じなくなる（無論、オゾンの発生も無くなる。）という
問題点を有している。本発明者のある試作装置では、連
続５０時間運転で、陽極側と陰極側とに流れる直流値は
通電当初（製造当初）の１５％以下にまで低下して、オ
ゾン水の製造は事実上不可能となった。

【０００７】上記問題点を解決する従来法の最も代表的
な例は、原料水に純水を使用することで、商用水道水を
原料水とする場合は軟水器を通して、原料水を軟水化し
ている。しかし、この軟水器を使用する方式は、装置が
大型となり、さらには、軟水器の再生に大きな手間と資
材が必要であるという問題点を有している。

【０００８】また、従来の電解式オゾナイザーの自動洗
浄と称して、一定時間ごとに通電の極性を切り替える提
案もある。この自動洗浄は陰極側よりは電子が放出され
て無機質も電子と共に流出するので、陰極側には無機物
が堆積しないし、堆積した無機物は通電で溶け出すとの
考えであるが、実際には陰極側と陽極側との双方に無機
質が析出・堆積するもので、この自動洗浄はあまり効果
的ではないという問題点を有している。

【０００９】また、本発明者等はオゾン発生効率向上の
ために、イオン交換膜の陰極側に冷却水を流過する方法
を試みた。この種のオゾン水の製造法は、原料水が２０
℃以下であることが望ましく、原料水を冷却するとオゾ
ン濃度が向上することが知られている。しかし、使用さ
れるオゾン水は室温又は室温以上であることが、その酸
化力等を最も有効に利用できるもので、原料水は冷却せ
ずオゾン発生部位のみを冷却してオゾン発生効率を高め
るのが望ましいものである。しかし、このイオン交換膜
の陰極側に冷却水を流過する方式では、多少の効率向上
は認められたが、顕著な効果は確認できず。３０℃以上
の温水を原料水として使用する場合では、この種イオン
交換膜を使用したオゾン水発生方法ではオゾン水の製造
ができないとされていた。

【００１０】また、上記の問題点からして、従来の電解
式オゾナイザーを利用して、用水や排水をオゾン処理す
るには、直接、用水や排水を電解式オゾナイザーに通す
ことは、上記無機物の堆積は無論、電気分解部分に有機
物やその分解物等が堆積して、目詰まりを生じて運転不
能となるので、無謀な試みとされている。排水等に含ま
れる有機物は、細かいものであれば例え金網状の電極に
詰まっても、通電性があるので電気分解の支障となら
ず、電気分解で発生する酸素で押し出され、さらには、
電気分解で発生するオゾンで酸化分解されて詰まること
がない。しかし、大きな有機物等が電極部位に詰まる
と、これを、発生する酸素で押し出すことはできず、オ
ゾン分解するには非常に長い時間が必要となり、詰まっ
た有機物が放電界への水の円滑な供給の支障となるの
で、電気分解の進行自体を減衰させて有機部が金網状電
極に堆積することがある。

【００１１】そこで、従来は、用水や排水をオゾン水で
オゾン処理する場合は、一度純水を原料としてオゾン水
を製造して、このオゾン水を用水や排水と混合する方法
が汎用されている。したがって、この従来方式では、装
置が複雑化し、経路の途中でオゾンが減衰して効率的な
オゾン処理ができないこともあるという問題点を有して
いる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決すべく研究されたもので、軟水器を使用せずに、通
常の水道水等の原料水３０ａを直接電気分解部に供給し
て、さらには３０℃以上の温水を使用しても、安定して
長時間オゾン（オゾン水）を得られるオゾン水製造方法
及び、用水または排水を直接電気分解部に供給しても、
継続して長時間（実用的は連続５００時間以上）安定し
て運転できる用水または排水のオゾン処理装置を提供す
ることを課題としたものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明は、周面に通孔１５，１５，１５・・・を設
けた筒体１１に金網状の触媒陰極電極１２を、該通孔１
５，１５，１５・・・を取り巻くように巻き付け、この
触媒陰極電極１２の外面にイオン交換膜１３を前記通孔
１５，１５，１５・・・を塞ぐように巻き付け、さら
に、このイオン交換膜１３の外面に金網状の触媒陽極電
極１４を巻き付けてオゾン発生セル１０を構成し、この
オゾン発生セル１０の触媒陰極電極１２と触媒陽極電極
１４との間に直流電圧を印加し、上記イオン交換膜１３
の触媒陽極電極１４面側に原料水３０ａを、筒体１１内
に露出する上記イオン交換膜１３の触媒陰極電極１２面
側に上記原料水３０ａとは別系列の電解質の洗浄水４０
ａを接触させて、上記触媒陽極電極１４面側の原料水３
０ａをオゾン水となす技術的手段を講じたものである。

【００１４】本発明者は、硬水をイオン交換膜を利用し
て電気分解した際の、硬水成分の主成分であるカルシウ
ムイオンとマグネシウムイオンの動向を研究・観測し
た。そこで、ある種のイオン交換膜（米国デュポン社
製、商品名ナフィオン４５０）は、電気分解においてカ
ルシウムイオンとマグネシウムイオンは、陽極側よりイ
オン交換膜を通って陰極側に移動するものであった。そ
して、カルシウムイオンとマグネシウムイオンとが陰極
側に移動すると、同時に移動してきた水素はガス化して
連続的にイオン交換膜より分離して容易に放出される
が、カルシウムイオンとマグネシウムイオンとは滞留し
て、次第にイオン交換膜と触媒陰極電極との間及びその
周辺に堆積して、電流の通過を妨害するものである。そ
の結果、電気分解の進行に伴って電気抵抗値が増大する
ものであった。なお、カルシウムイオンとマグネシウム
イオンとがイオン交換膜の陰極面側より放出し難いた
め、カルシウムイオンとマグネシウムイオンとのイオン
交換膜内での円滑な移動が阻害され陽極側のイオン交換
膜の表面と触媒陽極電極との間及びその周辺にもカルシ
ウムイオンとマグネシウムイオンとが堆積するものであ
った。

【００１５】そこで、イオン交換膜の陰極側よりカルシ
ウムイオンとマグネシウムイオンとを効率的に放出さ
せ、これらカルシウムイオンとマグネシウムイオンとの
円滑な移動条件を整えれば、これら無機物の堆積が阻止
できると確信して、本発明がなされたもので、イオン交
換膜１３の陰極側に純水を洗浄水として循環して陰極側
の洗浄を継続してみたが、カルシウムイオンとマグネシ
ウムイオンとは純水中にはほとんど移動しなかった。し
かし、この洗浄水（必ずしも循環させる必要性は無
い。）を塩化ナトリウム水溶液等の電解質となしたとこ
ろ、カルシウムイオンとマグネシウムイオンとが該洗浄
水４０ａ中に効率的に移動する作用を呈することが確認
されたものである。

【００１６】すなわち、本発明オゾン水の製造方法は、
原料水３０ａを電気分解することで、イオン交換膜１３
の触媒陽極電極１４側ではオゾンが混じった酸素が発生
し、このオゾンが水に溶けてオゾン水が製造される作用
を呈するのは従来と同じ作用である。そして、イオン交
換膜１３の触媒陽極電極１４面側に、通常の商用水道水
等の硬水を原料水３０ａとして使用し、この原料水３０
ａを直接イオン交換膜１３の触媒陽極電極１４面側に接
触させ、オゾン発生セル１０の筒体１１内に露出するイ
オン交換膜１３の触媒陰極電極１２側面には、該原料水
３０ａとは別系列の電解質の洗浄水４０ａに接触させる
ようになしたので、硬水の原料水３０ａを電気分解して
も、原料水３０ａ中の無機物はイオン交換膜１３内を通
って電解質の洗浄水４０ａ内に円滑に溶け込んで、これ
ら無機物が該イオン交換膜１３の表面に析出・堆積され
ず、長時間安定してオゾン水が得られる作用を呈するも
のである。

【００１７】次に、請求項２の発明は、周面に通孔１
５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触媒
陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取り
巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面にイ
オン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を塞
ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の外
面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発生
セル１０を構成し、上記オゾン発生セル１０の触媒陰極
電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置２０に
連結し、上記オゾン発生セル１０の触媒陽極電極１４
に、用水または排水よりなる被処理水３０ｂを接触させ
るようになし、さらに、上記オゾン発生セル１０の筒体
１１内を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水
系４０に連通させてなる技術的手段を講じたものであ
る。

【００１８】それ故、本発明用水または排水のオゾン処
理装置は、請求項１の無機物の析出・堆積を防ぐ作用に
加えて、用水または排水よりなる被処理水３０ｂを、金
網状の触媒陽極電極１４に直接接触させるようになして
あるので、被処理水３０ｂがオゾン発生場所で、発生期
の反応性の高い励起状態のオゾンと直接接触する作用を
呈するものである。

【００１９】なお、電気分解によって発生した直後の酸
素も、励起状態にあり、空気中に普通に存在する酸素分
子に比べ顕著に大きな酸化力を呈するものである。ま
た、被処理水３０ｂを金網状の触媒陽極電極１４に直接
接触させると、被処理水３０ｂ中含まれる有機物も放電
界に接触して励起され反応性が高まる作用を呈するもの
である。

【００２０】次に、請求項３の発明は、周面に通孔１
５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触媒
陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取り
巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面にイ
オン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を塞
ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の外
面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発生
セル１０を構成し、このオゾン発生セル１０を原料水３
０ａが流過する流路３１内に、その長手方向軸を該流路
３１の中心軸に略一致させて収納し、このオゾン発生セ
ル１０の触媒陰極電極１２と触媒陽極電極１４とに直流
電圧を印加し、さらに、上記筒体１１内に露出する上記
イオン交換膜１３の触媒陰極電極１２面側に上記原料水
３０ａとは別系列の電解質の洗浄水４０ａを接触させる
ようになして、前記流路３１内を流過する原料水３０ａ
をオゾン水となす技術的手段を講じたものである。

【００２１】それ故本発明オゾン水の製造方法は、請求
項１の作用に加え、原料水３０ａがオゾン発生セル１０
の外周面に沿って、断面形状が幅の狭いリング状の流路
内を薄い層となって流過して、原料水３０ａの多くがイ
オン交換膜１３の触媒陽極電極１４と高頻度に接触しオ
ゾン水となる作用を呈するものである。

【００２２】なお、オゾン発生セル１０を流路３１内に
同芯状に収納したので、該オゾン発生セル１０部位で流
路総断面積を狭窄し、その分、原料水３０ａの流速を速
める作用を呈する。オゾン発生セル１０部位で流速が早
くなると、発生したオゾンが発生部位より即座に他の部
位に移動することになり、発生したオゾンが電気分解の
電界で再び影響を受けて分解されることを防ぐ作用を呈
するものである。

【００２３】次に、請求項４の発明は、周面に通孔１
５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触媒
陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取り
巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面にイ
オン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を塞
ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の外
面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発生
セル１０を構成し、上記オゾン発生セル１０を用水また
は排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３１内
に、その長手方向軸を該流路３１の中心軸に略一致させ
て収納し、上記オゾン発生セル１０の触媒陰極電極１２
と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置２０に連結し、
さらに、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内を、被処
理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０に連通さ
せてなる技術的手段を講じたものである。

【００２４】それ故本発明用水または排水のオゾン処理
装置は、請求項２の作用に加え、オゾン発生セル１０の
外周面に沿って用水又は排水が薄い層状になって流過し
て、その途中でオゾン処理される作用を呈するものであ
る。なお、このオゾン発生セル１０部位では前記請求項
３と同様に用水または排水の流速が早くなる作用を呈す
る。そして用水または排水の流速がオゾン発生セル１０
部位で速まると、前記した理由でオゾン発生効率が高ま
る作用を呈する。また、流路３１内にオゾン発生セル１
０を設けることで、この部位では流路が狭まり、用水ま
たは排水は薄い層になって流過することになり、用水ま
たは排水が電界に接触する頻度が向上する作用を呈する
ものである。

【００２５】さらに本発明は、排水等に固形分が混入し
ていても、上記作用で流速が早くなることで閉塞事故
（オゾン発生セル１０で流路を狭くした部位に有機物等
の固形分が溜まり閉塞する）・目詰まり事故（金網状の
触媒陽極電極１４の網目に有機物用等が詰まる）が防が
れる作用を呈するものである。

【００２６】次ぎに、請求項５の発明は、周面に通孔１
５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触媒
陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取り
巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面にイ
オン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を塞
ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の外
面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発生
セル１０を構成し、このオゾン発生セル１０を原料水３
０ａが流過する流路３１内に、その長手方向軸を該流路
３１の中心軸に略一致させて収納すると共に、この流路
３１には該流路３１内を流れる被処理水３０ｂを旋回流
となす旋回流装置５０を収納し、このオゾン発生セル１
０の触媒陰極電極１２と触媒陽極電極１４とに直流電圧
を印加し、さらに、上記筒体１１内に露出する上記イオ
ン交換膜１３の触媒陰極電極１２面側に上記原料水３０
ａとは別系列の電解質の洗浄水４０ａを接触させるよう
になして、前記流路３１内を流過する原料水３０ａをオ
ゾン水となす技術的手段を講じたものである。

【００２７】それ故、本発明オゾン水の製造方法は、前
記請求項３の作用に加え、流路３１内を流過する原料水
３０ａが旋回流装置５０によって旋回するので、オゾン
発生セル１０との接触距離が長くなり、その分、触媒陽
極電極１４と原料水３０ａとの接触頻度がさらに高まる
作用を呈するものである。また、原料水３０ａが旋回し
ながら流過するので、オゾン発生セル１０部位を通る原
料水３０ａの流速も早まり、その分オゾン水製造効率が
高まる作用を呈するもので、原料水３０ａの流速は速い
がオゾン発生セル１０との接触距離が長くなって、接触
頻度の低下は防がれる作用を呈するものである。

【００２８】次ぎに、請求項６の発明は、周面に通孔１
５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触媒
陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取り
巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面にイ
オン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を塞
ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の外
面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発生
セル１０を構成し、上記オゾン発生セル１０を用水また
は排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３１内
に、その長手方向軸を該流路３１の中心軸に略一致させ
て収納すると共に、この流路３１には該流路３１内を流
れる被処理水３０ｂを旋回流となす旋回流装置５０を収
納し、上記オゾン発生セル１０の触媒陰極電極１２と、
触媒陽極電極１４とを直流電源装置２０に連結し、さら
に、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内を、被処理水
３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０に連通させて
なる技術的手段を講じたものである。

【００２９】それ故、本発明用水または排水のオゾン処
理装置は、前記請求項４の作用に加え、用水または排水
が旋回流装置５０で旋回するので、オゾン発生セル１０
部位での流速はさらに高まる作用を呈し、同時に旋回す
ることで、放電界との接触頻度(接触距離）を高める作
用を呈する。なお、オゾン発生セル１０部位で用水また
は排水は薄い層になって旋回するので発生したオゾンと
の接触が効率化される作用を呈するのは前記もした通り
である。

【００３０】次ぎに、請求項７の発明は、周面に通孔１
５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触媒
陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取り
巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面にイ
オン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を塞
ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の外
面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発生
セル１０を構成し、上記オゾン発生セル１０を用水また
は排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３１内
に、その長手方向軸を該流路３１の中心軸に略一致させ
て収納すると共に、この流路３１には該流路３１内を流
れる被処理水３０ｂを旋回流となす旋回流装置５０を収
納し、上記オゾン発生セル１０の触媒陰極電極１２と、
触媒陽極電極１４とを直流電源装置２０に連結し、さら
に、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内を、タンク４
１と、循環路４２と、該タンク４１内の電解質の洗浄水
を循環路４２で循環するポンプ４３とで構成した洗浄水
系４０の該循環路４２の途中に介装して連通してなる技
術的手段を講じたものである。

【００３１】それ故、本発明用水または排水のオゾン処
理装置は、前記請求項６の作用に加え、電解質の洗浄水
４０ａをポンプ４３で循環するようになしたので、常に
新しい洗浄水４０ａが触媒陰極電極１２面側に接触し
て、用水または排水中の無機物が洗浄水４０ａ中により
円滑に、大量に移動でき、無機物がイオン交換膜１３
と、両電極１２，１４との間に析出・堆積することが信
頼性高く防止される作用を呈するものである。

【００３２】次に、請求項８の発明は、周面に通孔１
５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触媒
陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取り
巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面にイ
オン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を塞
ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の外
面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発生
セル１０を構成し、上記オゾン発生セル１０の外面に、
柔軟・耐オゾン性合成樹脂紐体５２ａを螺旋状に巻き付
け、上記オゾン発生セル１０を用水または排水からなる
被処理水３０ｂが流過する流路３１内に、上記柔軟・耐
オゾン性合成樹脂紐体５２ａが多少圧縮されるようにし
て圧入し、上記オゾン発生セル１０の触媒陰極電極１２
と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置２０に連結し、
さらに、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内を、タン
ク４１と、循環路４２と、該タンク４１内の電解質の洗
浄水を循環路４２で循環するポンプ４３とで構成した洗
浄水系４０の該循環路４２の途中に介装して連通してな
る技術的手段を講じたものである。

【００３３】それ故、本発明用水または排水のオゾン処
理装置は、前記請求項４の作用に加え、柔軟・耐オゾン
性合成樹脂紐体５２ａが、オゾン発生セル１０を流路３
１と同芯状に保持する作用と、オゾン発生セル１０と流
路３１との間に螺旋状の流路を形成する作用を呈するも
のである。また、この軟・耐オゾン性合成樹脂紐体５２
ａはパッキン材として寸法誤差の吸収機能を有し、組み
立てを容易化する作用を呈するものである。

【００３４】次ぎに、請求項９の発明は、周面に通孔１
５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触媒
陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取り
巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面にイ
オン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を塞
ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の外
面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発生
セル１０を構成し、上記オゾン発生セル１０を、用水ま
たは排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３１又
はタンク３２内に収納し、上記オゾン発生セル１０の触
媒陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置
２０に連結し、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内
を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０
に連通させ、さらに、上記オゾン発生セル１０の周部に
は、触媒陽極電極１４に紫外線を照射する紫外線ランプ
６０，６０，６０・・・を設けてなる技術的手段を講じ
たものである。

【００３５】それ故、本発明用水または排水のオゾン処
理装置は、請求項４の作用に加え、オゾン発生部位に紫
外線照射ランプ６０，６０，６０・・・を設けたので、
有機物が分解される効率が高まる作用を呈する。この紫
外線照射ランプ６０，６０，６０・・・は、その波長に
よって、酸素のオゾン化作用を、或いは、有機物の分解
作用を呈するとされている。しかし、この両作用は僅か
なものではあるが、紫外線照射によって電気分解で発生
した酸素をさらに励起してオゾン化する作用と、有機物
を励起してオゾンや発生期の酸素との反応性を高める作
用を呈するものである。

【００３６】なお、上記紫外線照射ランプ６０，６０，
６０・・・による紫外線照射によって、触媒陽極電極１
４に有機物が堆積してオゾン発生効率を低下させること
が防止される作用をも呈するものであった。この理由に
関しては必ずしも明らかではないが、紫外線を照射した
場合と照射しなかった場合とで触媒陽極電極１４の汚染
程度を実際に対比したところでは、紫外線照射のもとで
は触媒陽極電極１４は有機物が堆積・付着して汚染され
ることがほぼ完全に抑止されているものであった。

【００３７】次ぎに、請求項１０の発明は、周面に通孔
１５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触
媒陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取
り巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面に
イオン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を
塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の
外面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発
生セル１０を構成し、上記オゾン発生セル１０を用水ま
たは排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３１内
に、その長手方向軸を該流路３１の中心軸に略一致させ
て収納すると共に、この流路３１には該流路３１内を流
れる被処理水３０ｂを旋回流となす旋回流装置５０を収
納し、上記オゾン発生セル１０の触媒陰極電極１２と、
触媒陽極電極１４とを直流電源装置２０に連結し、上記
オゾン発生セル１０の周部には、触媒陽極電極１４に紫
外線を照射する紫外線ランプ６０，６０，６０・・・を
設け、さらに、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内
を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０
に連通させてなる技術的手段を講じたものである。

【００３８】それ故、本発明用水または排水のオゾン処
理装置は、前記請求項６の旋回流による作用と、請求項
８の紫外線照射による作用とを共に呈するものである。
なお、紫外線照射のもとで旋回流とすることで、用水ま
たは排水に紫外線をより確実に（長い時間）照射される
作用を呈する。

【００３９】次ぎに、請求項１１の発明は、周面に通孔
１５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触
媒陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取
り巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面に
イオン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を
塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の
外面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発
生セル１０を構成し、上記オゾン発生セル１０を、用水
または排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３１
又はタンク３２内に収納し、上記オゾン発生セル１０の
触媒陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装
置２０に連結し、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内
を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０
に連通させ、さらに、上記流路３１又はタンク３２内に
は、用水または排水に超音波振動を与える超音波振動素
子７０を収納してなる技術的手段を講じたものである。

【００４０】それ故、本発明用水または排水のオゾン処
理装置は、請求項４の作用に加えて、超音波振動素子７
０を設けたので、排水中の有機物を励起状態とする作用
を呈する。有機物に超音波振動を加えると、そのエネル
ギーで有機物が励起され、反応性が高まるものと想定は
できる。しかし、超音波にこのような作用があるにして
も、それは僅かななもので実用的であるとは思えない。
このような条件で、本発明があえて超音波振動素子７０
を採用したのは、用水または排水中に含まれる有機物の
塊を超音波振動で細かく分断して、用水または排水中に
溶解させる作用を利用するためである。また、該超音波
振動素子７０はイオン交換膜１３、触媒陽極電極１４等
の洗浄作用をも呈し、上記オゾン発生セル１０の表面に
無機物等の堆積物が付着するのを防ぐ作用をも呈するも
のである。

【００４１】また、上記超音波振動素子７０で超音波振
動をイオン交換膜１３に与えると、このイオン交換膜１
３と両電極１２，１４との接触状態が良好になるとい
う、電極接触状態回復作用を呈するものであった。な
お、この電極接触状態回復作用については、次の発明の
作用でその詳細を説明する。

【００４２】次ぎに、請求項１２の発明は、周面に通孔
１５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触
媒陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取
り巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面に
イオン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を
塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の
外面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発
生セル１０を構成し、上記オゾン発生セル１０を、用水
または排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３１
又はタンク３２内に収納し、上記オゾン発生セル１０の
触媒陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装
置２０に連結し、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内
を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０
に連通させ、さらに、上記オゾン発生セル１０の外側に
は、このオゾン発生セル１０と同芯の円筒形状の超音波
振動素子７０を設けてなる技術的手段を講じたものであ
る。

【００４３】それ故、本発明用水または排水のオゾン処
理装置は、超音波振動素子７０を設けてなるので、前記
請求項１０の作用を呈するのは無論であるが、本発明は
オゾン発生セル１０と同芯の円筒形状の超音波振動素子
７０を設けたので、イオン交換膜１３に超音波振動を与
えて、該イオン交換膜１３と電極１３，１４との接触状
態を良好に復活する作用を主に呈する。すなわち、この
種の電解式オゾナイザーは長時間（数百時間）運転する
と、イオン交換膜１３と電極１２，１４との圧接状態に
変化（電極１２，１４の狭圧力が加わり続けることによ
る、イオン交換膜１３の局所的剛性劣化に起因すると思
われる。）が生じ接触不良が生ずる。

【００４４】そこで、オゾン発生セル１０を分解・洗浄
して再度組み立てると、上記イオン交換膜１３と電極１
２，１４との接触状態はもとの良好な状態に復元する
が、この分解保守に代えて、イオン交換膜１３に、超音
波振動素子７０による超音波振動を所定時間与えること
でこの復元作用を呈するものであった。

【００４５】次ぎに、請求項１３の発明は、周面に通孔
１５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触
媒陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取
り巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面に
イオン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を
塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の
外面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発
生セル１０を構成し、上記オゾン発生セル１０を、用水
または排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３１
又はタンク３２内に収納し、上記オゾン発生セル１０の
触媒陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装
置２０に連結し、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内
を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０
に連通させ、上記オゾン発生セル１０の周部には触媒陽
極電極１４に紫外線を照射する紫外線ランプ６０，６
０，６０・・・を設け、さらに、上記流路３１又はタン
ク３２内には、用水または排水に超音波振動を与える超
音波振動素子７０を収納してなる技術的手段を講じたも
のである。

【００４６】それ故、本発発明用水または排水のオゾン
処理装置は、前記請求項８の紫外線照射による作用と、
請求項１０の超音波振動素子７０による超音波の作用と
を共に呈するものである。

【００４７】次ぎに、請求項１４の発明は、周面に通孔
１５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触
媒陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取
り巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面に
イオン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を
塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の
外面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発
生セル１０を構成し、上記オゾン発生セル１０を、用水
または排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３１
又はタンク３２内に収納し、上記オゾン発生セル１０の
触媒陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装
置２０に連結し、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内
を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０
に連通させ、上記オゾン発生セル１０の周部には触媒陽
極電極１４に紫外線を照射する紫外線ランプ６０，６
０，６０・・・を設け、上記オゾン発生セル１０を収納
した流路３１又はタンク３２より上流部位に被処理水３
０ｂに超音波振動を与える超音波振動素子７０を収納し
てなる技術的手段を講じたものである。

【００４８】それ故、本発明用水または排水のオゾン処
理装置は、前記請求項１２の作用を呈するのは無論であ
るが、超音波振動素子７０をオゾン発生セル１０より上
流側に設けたので、超音波振動で有機物等の塊が細かく
分断されて用水または排水中にとけ込み、次ぎに紫外線
を照射する際に、該紫外線の透過距離を増やす作用を呈
するものである。

【００４９】次ぎに、請求項１５の発明は、周面に通孔
１５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触
媒陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取
り巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面に
イオン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を
塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の
外面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発
生セル１０を構成し、上記オゾン発生セル１０を、用水
または排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３１
又はタンク３２内に収納し、上記オゾン発生セル１０の
触媒陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装
置２０に連結し、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内
を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０
に連通させ、上記オゾン発生セル１０の周部には触媒陽
極電極１４に紫外線を照射する紫外線ランプ６０，６
０，６０・・・と、用水または排水に超音波振動を与え
る超音波振動素子７０とを収納し、上記オゾン発生セル
１０と超音波振動素子７０とのいずれか一方又は双方に
は両者が接離できるようになす移動機構８０を設けてな
る技術的手段を講じたものである。

【００５０】それ故、本発明用水または排水のオゾン処
理装置は、前記請求項８の紫外線の作用と、請求項１０
の超音波の作用とを共に呈するが、さらに、移動機構８
０を設けたので、必要時にオゾン発生セル１０を超音波
振動部位（超音波水集中発生部位）に移動させて、この
超音波振動素子５０で請求項１１で説明したイオン交換
膜１３と両電極１２，１４との良好接触状態の復元が可
能となる作用を呈するものである。

【００５１】次ぎに、請求項１６の発明は、周面に通孔
１５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触
媒陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取
り巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面に
イオン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を
塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の
外面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発
生セル１０を構成し、上記オゾン発生セル１０を、用水
または排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３１
又はタンク３２内に、移動機構８０によって昇降位置変
更可能に収納し、該オゾン発生セル１０の触媒陰極電極
１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置２０に連結
し、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内を、被処理水
３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０に連通させ、
さらに、上記流路３１又はタンク３２内のオゾン発生セ
ル１０の上昇位置付近には、このオゾン発生セル１０の
表面に紫外線を照射する紫外線ランプ６０，６０，６０
・・・を、下降位置には断面形状が上端欠円形状で下降
するオゾン発生セル１０をその欠部内を通過できるよう
になした、断面略Ｃ型の超音波振動素子７０を設けてな
る技術的手段を講じたものである。

【００５２】それ故、本発明用水または排水のオゾン処
理装置は、通常運転時は、オゾン発生セル１０を上昇位
置に位置させて、紫外線ランプ６０，６０，６０・・・
の紫外線照射のもとに、用水又は排水のオゾン処理を行
う。そして、必要時（イオン交換膜１３と両電極１２，
１４との接触状態が不良となった時）は該オゾン発生セ
ル１０を下降させることで、超音波振動素子５０でイオ
ン交換膜１３と両電極１２，１４との良好な接触状態の
復元が行なえる作用を呈するものである。

【００５３】次ぎに、請求項１７の発明は、周面に通孔
１５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触
媒陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取
り巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面に
イオン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を
塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の
外面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発
生セル１０を構成し、上記オゾン発生セル１０を、用水
または排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３１
内に、その長手方向軸を該流路３１の中心軸に略合致さ
せて収納し、該オゾン発生セル１０の触媒陰極電極１２
と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置２０に連結し、
上記オゾン発生セル１０の筒体１１内を、被処理水３０
ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０に連通させ、上記
オゾン発生セル１０の周部には触媒陽極電極１４に紫外
線を照射する紫外線ランプ６０，６０，６０・・・を設
け、さらに、上記紫外線ランプ６０，６０，６０・・・
より上流側部位には、超音波振動素子７０を設け、上記
オゾン発生セル１０を紫外線ランプ６０，６０，６０・
・・部位と超音波振動素子７０部位との間で移動させる
か、超音波振動素子７０を紫外線ランプ６０，６０，６
０・・・部位とその上流側部位との間で移動させる移動
機構８０を設けてなる技術的手段を講じたものである。

【００５４】それ故、本発明用水または排水のオゾン処
理装置は、用水または排水が流過する流路３１内で、前
記請求項１５の作用と同じ作用を呈するものである。

【００５５】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面にもとづいて詳
細に説明するが、先ず、「原料水３０ａ」と、「用水ま
たは排水よりなる被処理水３０ｂ」との用語を説明す
る。先ず、「用水」は水道用水やプール用水等、何らか
の目的に使用する水で、「排水」とは通常の下水・中水
を意味し、水洗トイレの排水等の特別な排水のみの場合
をもその対象として想定している。そして、処理装置で
は通常はこのような用水または排水は「原料水」と称す
るが、本出願では特にオゾンで処理される水としての意
味を強調して「用水または排水よりなる被処理水３０
ｂ」とし、オゾン水のみを得るための水を単に「原料水
３０ａ」と表することにした。

【００５６】図中、１０が本発明の主要部を構成するオ
ゾン発生セルである。このオゾン発生セル１０は、図３
に最も明らかに示すように、周面に通孔１５，１５，１
５・・・を設けた筒体１１に金網状の触媒陰極電極１２
を、該通孔１５，１５，１５・・・を取り巻くように巻
き付けてある。そして、この触媒陰極電極１２の外面に
イオン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を
塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の
外面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けて構成して
ある。

【００５７】上記筒体１１は、図示例では導電性を有し
た耐食性金属製パイプが使用され、通孔１５，１５，１
５・・・は、図示例では、後記する触媒陰極電極１２の
長さと略一致する長さの長孔となして、この通孔１５，
１５，１５・・・を該筒体１１の周面に周方向に並置さ
せてなる。しかし、この通孔１５，１５，１５・・・
は、その上に巻く（筒体１１の外面に巻く）触媒陰極電
極１２の大部分を筒体１１の内面側に露出するものであ
ればよく、多数の通孔１５，１５，１５・・・を周方向
と長手方向とに共に並べて開穿するようになしても無論
差し支えない。

【００５８】そして、上記筒体１１に、金網状の触媒陰
極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取り巻
くように巻き付けてあるが、本実施例では該筒体１１の
外周面で通孔１５，１５，１５・・・を設けた部位は、
触媒陰極電極１２の厚みに略相当する寸法分縮径して、
図３に示す縮径部１６を設け、この縮径部１６内に該触
媒陰極電極１２を巻き付けてある。なお、この触媒陰極
電極１２は、金やプラチナやニッケル等がオゾンの発生
効率が高いことが知られており、本実施例ではチタンに
プラチナを鍍金したもを使用した。なお、この種触媒陰
極電極１２を金網形状となすことは、前にも述べたよう
に、すでに知られた技術で、金網形状となすと後記する
イオン交換膜１３と接触する部位と接触しない部位とが
多数生じ、この接触部と非接触部との界面に最も強い放
電界が生じ、効率的な電気分解乃至効率的なオゾン発生
が得られるものである。また、この触媒陰極電極１２の
触媒機能は、後記する触媒陽極電極１４の触媒機能より
は重要ではなく、オゾン発生効率は多少低下するも、単
に、ステンレス等の耐食金属製の金網を使用してもよい
ものである。

【００５９】そして、上記触媒陰極電極１２の外側に巻
き付けるイオン交換膜１３は、具体的には前記した（米
国デュポン社製、商品名ナフィオン４５０）等を使用す
ればよい。そして、このイオン交換膜１３は、前記触媒
陰極電極１２の全面を覆うと共に、巻き付けた中心軸方
向（図３上下方向）は、該触媒陰極電極１２より突出す
る長さとなし、この突出部を筒体１１に、図示はしてい
ないが、締着帯等で締着して、前記通孔１５，１５，１
５・・・が塞がれるように、言い換えると、該イオン交
換膜１３で、筒体１１の内側と外側とが仕切られるよう
になしてある。

【００６０】そして、上記イオン交換膜１３の外面に巻
き付ける触媒陽極電極１４は、前記触媒陰極電極１２と
同様に、触媒機能を有した金属、例えば、金、プラチ
ナ、ニッケル等が使用でき、本実施例では触媒陰極電極
１２と同じ素材である、チタンにプラチナを鍍金したも
のを金網状にして使用した。

【００６１】本発明オゾン水の製造法は、上記オゾン発
生セル１０を使用して、純水ではない通常の商用水道の
水等を原料水３０ａとしてオゾン水を得るもので、上記
オゾン発生セル１０の触媒陰極電極１２と触媒陽極電極
１４との間に直流電圧を印加する。すなわち、直流電源
装置２０によって筒体１１の内側を陰極側に外側を陽極
側に荷電してなる。なお、図示例では筒体１１を導電性
金属で構成したので、直流電源装置２０の陰極側はこの
筒体１１に連結（直流電源装置２０の陽極側は端子棒２
１を介して触媒陽極電極１４に連結）してあるが、この
筒体１１を合成樹脂等の絶縁体で構成した場合は、触媒
陰極電極１２を直接直流電源装置２０の陰極出力側また
は接地部に連結するものとする。

【００６２】上記直流電圧は、１５ボルト程度が実用的
で、定電圧装置または定電流装置を付設し、電圧または
電流が所定になるように設定しておき、その際の電流ま
たは電圧の変化を測定して、その測定値でオゾンの発生
状況を推定判断するようになしてもよい。

【００６３】そして、上記イオン交換膜１３の触媒陽極
電極１４面側に原料水３０ａを、筒体１１内に露出する
上記イオン交換膜１３の触媒陰極電極１２面側に上記原
料水３０ａとは別系列の電解質の洗浄水４０ａを接触さ
せて、上記触媒陽極電極１４面側の原料水３０ａをオゾ
ン水となす。従来、この原料水３０ａは前記したように
軟水が使用されたが、本発明は特に原料水３０ａには軟
水に限定することなく、一般の商用水道水をそのまま使
用した。そして、この触媒陽極電極１４面側に原料水３
０ａを接触するには、原料水３０ａの流路３１内に該オ
ゾン発生セル１０を収納するか、または、原料水３０ａ
のタンク３２内に該オゾン発生セル１０を浸漬するよう
になせばよい。

【００６４】オゾン発生セル１０を流路３１内に収納す
る一例を、図３に基づいて説明すると、図３の符号３０
が流路３１の一部を構成することになる筒体部である。
この筒体部３０の一端側(図３下端側）に原料水３０ａ
の流入口３３ａ(すなわち、原料水３０ａは水で、この
流入口３３ａは水道の蛇口に直接連結してもよい。オゾ
ン水を得る目的では、後記するように、原料水３０ａを
循環する必要性はなく、ワンパスで充分なオゾン水が得
られる。)を、他端側(図３上端側）に流出口３３ｂを設
け、この流入口３３ａと流出口３３ｂとを、原料水３０
ａの流路３１の途中に介在連通させるように連結してあ
る。

【００６５】そして、筒体１１は前記通孔１５，１５，
１５・・・以外を密閉した筒状に構成し、この筒体１１
の一端側（図３下端側）には流入口管１１ａを、他端側
(図３上端側)には流出口管１１ｂを突設し、この流入口
管１１ａと流出口管１１ｂとを前記筒体部３０の周面よ
り外方に貫出させ、この流入口管１１ａと流出口管１１
ｂと筒体部３０との接触部位を糊材等で密閉連結して、
該筒体１１を筒体部３０に固定して、該筒体１１がオゾ
ン発生セル１０の所定の位置に保たれるようになしてあ
る。

【００６６】また、オゾン発生セル１０をタンク３２内
に浸漬する一例を、図７に基づいて説明すると、このタ
ンク３２は一端に注水口３４ａを、多端にオーバーフロ
ーする水を排出する排水口３４ｂを設け、注水口３４ａ
より流入した原料水３０ａは該タンク３２内に所定時間
滞留して排水口３４ｂより排水されるようになしてあ
る。なお、このタンク３２は図示例では上方を解放して
あるが、無論、注水口３４ａと排水口３４ｂ以外を密閉
してもよく、さらには、水が連続して流れないで所定時
間ごとに間欠的に流入及び流出するように制御されたも
のであってもよい。なお、このタンク３２は主に用水ま
たは排水の被処理水３０ｂを処理するために使用するた
めのもので、オゾン水を製造するには、通常ワンパスで
充分なオゾン濃度とすることができるので、この図７実
施例、または、図１の実施例等で原料水３０ａを循環す
る方式は、有機物を多く含んだ排水等を被処理水３０ｂ
とする際に使用される。

【００６７】また、上記筒体１１内に露出する上記イオ
ン交換膜１３の触媒陰極電極１２面側に電解質の洗浄水
４０ａを接触させるには、図示例では、洗浄水４０ａ
（図１参照）のタンク４１と、循環路４２と、該タンク
４１内の電解質の洗浄水４０ａを循環路４２で循環する
ポンプ４３とで構成した洗浄水系４０の該循環路４２の
途中に、前記筒体１１を介装して連通して、この筒体１
１内を洗浄水が循環流過するようになしてある。なお、
上記洗浄水４０ａはカルシウムイオンとマグネシウムイ
オンとが連続して溶け込めるのに必要な容量が必要であ
るので、図示例では循環式を採用したが、この洗浄水４
０ａは必ずも循環させる必要性はない。また、触媒陰極
電極１２面側には電気分解で水素が発生するので、この
水素を排出する排出口は図示はしていないが確保してお
く必要性がある。

【００６８】上記電解質の洗浄水４０ａとしては、導電
率が３００μｓ・ｃｍ（マイクロシーベルト・センチメ
ートル）以上の水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム
等の水溶液等を使用している。すなわち、該洗浄水４０
ａは導電率があまりに低いとカルシウムイオンとマグネ
シウムイオンとがイオン交換膜１３より放出し難いもの
で、導電率が３００μｓ・ｃｍ（マイクロシーベルト・
センチメートル）以上の電解質水溶液を使用することが
効果的であった。

【００６９】したがって、本発明では、触媒陽極電極１
４側では原料水３０ａが電気分解され、オゾンが溶解し
た（実際には酸素も含む）オゾン水が得られるのは従来
と同じであるが、原料水３０ａ中に含まれるカルシウム
イオンとマグネシウムイオンとはイオン交換膜１３を通
過して洗浄水４０ａ中に溶け込み、長時間連続運転して
も両電極周辺部位に無機質が析出・堆積しない、長時間
連続運転可能なオゾン水の製造方法を提供できるもので
ある。

【００７０】なお、本発明では運転に伴って、洗浄水４
０ａ中のカルシウムイオンとマグネシウムイオンとの溶
解濃度が順次高まり、やがては、カルシウムイオンとマ
グネシウムイオンとがイオン交換膜１内を円滑に通過し
ない状態となるが、洗浄水１１の容量が大きいと相当時
間安定して運転ができ、実用的には何ら問題はない(実
施例としては、タンク４１に２０００ｃｃの水酸化ナト
リウムの溶液を収容して、水道水を原料水にして５００
時間連続運転しても、なお、無機質が析出・堆積する現
象は認められなかった。)が、オゾン水を大量に連続製
造する場合は、電気泳動法等で洗浄水４０ａを再生する
装置を付設するとよい。

【００７１】次ぎに、請求項２の発明は、周面に通孔１
５，１５，１５・・・を設けた筒体１１に金網状の触媒
陰極電極１２を、該通孔１５，１５，１５・・・を取り
巻くように巻き付け、この触媒陰極電極１２の外面にイ
オン交換膜１３を前記通孔１５，１５，１５・・・を塞
ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜１３の外
面に金網状の触媒陽極電極１４を巻き付けてオゾン発生
セル１０を構成し、上記オゾン発生セル１０の触媒陰極
電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置２０に
連結し、上記オゾン発生セル１０の触媒陽極電極１４
に、用水または排水よりなる被処理水３０ｂを接触させ
るようになし、さらに、上記オゾン発生セル１０の筒体
１１内を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水
系４０に連通させてなる。

【００７２】本発明が請求項１と異なるところは、オゾ
ン水を製造して用水や排水を処理するのではなく、用水
または排水を直接、前記したオゾン発生セル１０に接触
させ、用水または排水よりオゾンを発生させて該用水ま
たは排水を直接オゾン処理をする（有機物のオゾン酸化
で、殺菌、脱臭、脱色、有機物分解等の処理をおこな
う。）ようになしたものである。前記もしたように、電
気分解でカルシウムイオンやカリウムイオンが洗浄水４
０ａ中に移動して、電極１２，１４付近に堆積すること
がないので、用水や排水を直接オゾン発生セル１０に接
触しても連続運転が可能となるものである。

【００７３】用水または排水よりなる被処理水３０ｂを
直接オゾン発生セル１０に接触させるようになすと、第
一に、発生した直後の発生期の反応性の高いオゾンが該
被処理水３０ｂに接触し効率的なオゾン処理が行えるも
のである。また、第二に、オゾン発生場所に有機物等の
反応対象物があるので反応性の高いオゾンは即座に反応
して有効に利用され、依然減衰や放電界による刺激で分
解してしまうことが少ない。また、第三に、発生期の酸
素も酸化力が強いので有機物の酸化処理に利用できるも
のである。さらに、第四には、排水中に含まれる各種成
分も、該オゾン発生セル１０の放電界と接触するので、
放電界のエネルギーで励起され反応性が高まるものであ
る。したがって、本発明は上記第一から第四の特長で、
一度製造したオゾン水を処理水に混ぜる方法よりは効率
的なオゾン処理が実施できるものである。

【００７４】なお、本発明が排水の一種として想定する
トイレ排水のような、高濃度の有機物を含む排水を直接
オゾン発生セル１０に接触させると、大きな有機物等の
塊りが流路３１を塞いだり、触媒陽極電極１４の金網の
目詰まり事故を起こすこともあり得るが、これられの改
善に関しては請求項３以下の発明で解決するものとす
る。

【００７５】なお、図１において、符号３２ａは原料水
３０ａ又は被処理水３０ｂのタンクで、このタンク３２
ａ内の原料水３０ａ又は被処理水３０ｂは、下流端をオ
ゾン発生セル１０の流出口３３ｂに連結し上流端を該タ
ンク３２ａに連結し、途中にポンプ１を介装した往路３
ａと、上流端を該タンク３２ａに下流端をオゾン発生セ
ル１０の流入口３３ａに連結した復路３ｂとで構成され
る循環用の流路３１で循環されるようになしてある。ま
た、４は原料水３０ａ又は被処理水３０ｂの注水バル
ブ、５は処理済み水(オゾン水を含む）の排水バルブ、
６は清掃時等に使用するドレーンバルブである。

【００７６】なお、本発明及び請求項３以降の発明で、
被処理水３０ｂを原料水３０ａに代えれば、各発明はオ
ゾン水の製造装置としても使用できるもので、本願の用
水または排水のオゾン処理装置は、オゾン水製造装置で
あってもよいものとする。

【００７７】次に、請求項３の発明は、前記オゾン発生
セル１０を使用し、このオゾン発生セル１０を原料水３
０ａが流過する流路３１内に、その長手方向軸を該流路
３１の中心軸に略一致させて収納し、このオゾン発生セ
ル１０の触媒陰極電極１２と触媒陽極電極１４とに直流
電圧を印加し、さらに、上記筒体１１内に露出する上記
イオン交換膜１３の触媒陰極電極１２面側に上記原料水
３０ａとは別系列の電解質の洗浄水４０ａを接触させる
ようになして、前記流路３１内を流過する原料水３０ａ
をオゾン水となすものである。すなわち、本発明は原料
水３０ａの流路途中にオゾン発生セル１０を収納するの
みの構成でオゾン水を得るようになしたものである。

【００７８】原料水３０ａの流路３１内にオゾン発生セ
ル１０を同芯状に収納すると、該オゾン発生セル１０の
外周部位では、原料水３０ａは流路３１内周面とオゾン
発生セル１０の外周面との間に構成されるリング状の流
路内を通ることになる。従って、原料水３０ａは薄い層
となって、オゾン発生セル１０の外周面に沿って流れる
ことになり、その際に、電気分解され発生したオゾンが
原料水３０ａに溶け込んでオゾン水となるものである。
そして、原料水３０ａを薄く層状になすことで該原料水
３０ａが電気分解の放電界と接触する頻度が向上され、
効率的な電気分解の条件が確保される。また、流路３１
は中央部がオゾン発生セル１０で塞がれるので、上記リ
ング状の流路部位では流路は狭窄され、そこを流れる原
料水３０ａの流速は速くなることになる。この原料水３
０ａの流速の向上は、無論流路の狭窄率で決定できるの
で、その設定によってオゾン発生効率の高い流速（次の
項を参照）を得ることが可能となるものである。

【００７９】上記オゾン発生効率を効率的にするための
流速とは、原料水３０ａを放電界と確実に接触させるに
は流速を遅くすることが有利で、また、発生したオゾン
は直ちに発生場所から遠ざけ再度放電界の影響で分解さ
せないようにすることが有利であり、そのためには流速
を速くする必要性がある。すなわち、オゾン発生効率を
高めるには、この矛盾する両要求が存在することにな
り、本発明では、前者の放電界との接触頻度の向上は原
料水３０ａの流れを薄い層状となすことで解決し、流速
を速くすることで後者の要求をも共に解決したものであ
る。

【００８０】次に、請求項４の発明は、オゾン発生セル
１０は前記と同じであり、このオゾン発生セル１０を用
水または排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３
１内に、その長手方向軸を該流路３１の中心軸に略一致
させて収納してある。この、オゾン発生セル１０の収納
法およびその固定方法は従来技術で種々可能で、一例と
しては前記したように、図３に示される、流入口管１１
ａと流出口管１１ｂとを流路３１の一部となる筒体部３
０の周面より貫出させ、この流入口管１１ａと流出口管
１１ｂとが筒体部３０と接する部位を糊材等で固着・密
閉して、筒体１１を筒体部３０に固定して、該オゾン発
生セル１０を保持するようになせばよい。なお、図２，
図４乃至図７，図８，図１０乃至図１６は、筒体１１の
両端を折り曲げてその端部を流路３１又はタンク３２よ
り外方に突出させて、その突出部位を流入口管１１ａと
流出口管１１ｂとみなしている。

【００８１】そして、上記オゾン発生セル１０の触媒陰
極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置２０
に連結し、さらに、上記オゾン発生セル１０の筒体１１
内を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４
０に連通させてなるのは請求項２と同じである。

【００８２】従って、本発明は請求項２と同様に、用水
または排水からなる非処理水を直接オゾン発生セル１０
に接触させてオゾン処理が可能となるものであるが、該
オゾン発生セル１０を流路３１内に同芯状に収納してあ
るので、流路３１の内周とオゾン発生セル１０の外周と
で形成されるリング状の流路を被処理水３０ｂが薄い層
状になって流れ、被処理水３０ｂの触媒陽極電極１４の
放電界との接触頻度を高めることになる。

【００８３】また、上記オゾン発生セル１０の外周部位
で原料水３０ａの流速を早めるので、前記したように、
一度発生したオゾンが放電界の影響で分解せず、オゾン
発生効率及びオゾン処理効果が高まることになる。な
お、この被処理水３０ｂの流速を速めると、万が一、有
機物等の大きな塊状物が混入していても、該塊状物の滞
留が抑止され有機物等の付着・閉塞が防止されるもので
ある。特に、本発明では金網状の触媒陽極電極１４を使
用したので、この金網の目に有機物等が詰まり易く、こ
の流速を速めて金網の目詰まりを防止できるようになし
たことは実用上大きな効果を発揮するものである。

【００８４】次に、請求項５の発明は、オゾン発生セル
１０は前記と同じものが使用され、このオゾン発生セル
１０を原料水３０ａが流過する流路３１内に同芯状に収
納するのも請求項３と同じであるが、本発明では該流路
３１には該流路３１内を流れる被処理水３０ｂを旋回流
となす旋回流装置５０を収納してある。なお、この旋回
流装置５０の具体的構成は後記する。

【００８５】そして、上記オゾン発生セル１０の触媒陰
極電極１２と触媒陽極電極１４とに直流電圧を印加し、
さらに、上記筒体１１内に露出する上記イオン交換膜１
３の触媒陰極電極１２面側に上記原料水３０ａとは別系
列の電解質の洗浄水４０ａを接触させるようになして、
前記流路３１内を流過する原料水３０ａをオゾン水とな
すのは請求項３と同じである。

【００８６】従って、本発明では、原料水３０ａはオゾ
ン発生セル１０の外面に沿って旋回して流れることにな
り、直進状に流れる場合に比較して、原料水３０ａがオ
ゾン発生セル１０と接触する距離が長くなり、その分よ
り多く放電界の影響を受けて効率的にオゾン水を製造で
きるものである。

【００８７】また、原料水３０ａを旋回流とすること
で、オゾン発生セル１０の外面側では、該原料水３０ａ
がそれだけ速く流れることになり、一度発生したオゾン
の分解が防止されて効率的にオゾン水を製造できるもの
である。

【００８８】次ぎに、請求項６の発明は、オゾン発生セ
ル１０は、前記と同じであり、このオゾン発生セル１０
を用水または排水からなる被処理水３０ｂが流過する流
路３１内に、その長手方向軸を該流路３１の中心軸に略
一致させて収納してあるのも前記請求項４と同じであ
る。そして、本発明では該流路３１には該流路３１内を
流れる被処理水３０ｂを旋回流となす旋回流装置５０を
収納してある。

【００８９】上記旋回流装置５０は、図４が流路３１の
内周面に螺旋状の翼板５１を設けたもので、図５例はオ
ゾン発生セル１０の外周に絶縁性の帯体５２を螺旋状に
巻いたものであり、さらに、図６例はオゾン発生セル１
０の上流側にひねり翼体５３を収納したもので、これら
はいずれも従来スタテックミキサーなどと称して、主と
して流体の搬送途中での撹拌装置として使用されていた
ものを使用すればよい。なお、これらスタテックミキサ
ーに代えて、動力源で旋回流を発生させるもの、例えば
被処理水３０ｂを流路３１の接線方向に向けて被処理水
３０ｂ等を圧送するもの等を使用してもよいが、このよ
うな動力を使用するものは装置が大型化するので、大容
量処理の場合にのみ採用するのがよい。

【００９０】そして、本発明は上記オゾン発生セル１０
の触媒陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源
装置２０に連結し、さらに、上記オゾン発生セル１０の
筒体１１内を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗
浄水系４０に連通させてなるのは請求項４と同じであ
る。

【００９１】したがって、本発明によると被処理水３０
ｂはオゾン発生セル１０の外周面に沿って旋回しながら
流れることになり、前記したように、放電界との接触時
間が増えその分効果的なオゾン処理が行なえることにな
る。なお、本発明のさらに特徴的なことは、被処理水３
０ｂが旋回流となると、オゾン発生セル１０の外面での
流速が早まることになり、前記したように有機物の大き
な塊まり等が滞留したり付着し閉塞する事故、及び金網
状の触媒陽極電極１４の目詰まりを防止するものであ
る。

【００９２】次ぎに、請求項７の発明は、オゾン発生セ
ル１０は前記と同じものが使用され、上記オゾン発生セ
ル１０を用水または排水からなる被処理水３０ｂが流過
する流路３１内に、その長手方向軸を該流路３１の中心
軸に略一致させて収納すると共に、この流路３１には該
流路３１内を流れる被処理水３０ｂを旋回流となす旋回
流装置５０を収納し、上記オゾン発生セル１０の触媒陰
極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置２０
に連結してなるのは前記請求項６と同じである。

【００９３】そして本発明は、さらに、上記オゾン発生
セル１０の筒体１１内を、タンク４１と、循環路４２
と、該タンク４１内の電解質の洗浄水を循環路４２で循
環するポンプ４３とで構成した洗浄水系４０の該循環路
４２の途中に介装して連通してある。すなわち、本発明
は、前記請求項６の構成に加えて、洗浄水４０ａを循環
することで、常にイオン交換膜１３の陰極側面に新しい
洗浄水４０ａが接して、該洗浄水４０ａに溶け込んだカ
ルシウムイオンとマグネシウムイオンとが順次その場所
から遠ざかって、次のイオン交換膜１３よりのこれらイ
オンの放出を妨げないようになしたものである。

【００９４】次に、請求項８の発明は、前記と同じオゾ
ン発生セル１０を使用して、このオゾン発生セル１０の
外面にさらに柔軟・耐オゾン性合成樹脂紐体５２ａを螺
旋状に巻き付けて（図３に破線で示す）ある。そして、
上記オゾン発生セル１０を用水または排水からなる被処
理水３０ｂが流過する流路３１内に、上記柔軟・耐オゾ
ン性合成樹脂紐体５２ａが多少圧縮されるようにして圧
入してある。すなわち、この柔軟・耐オゾン性合成樹脂
紐体５２ａはスペーサーとして該オゾン発生セル１０を
流路３１の中央に保持することになる。

【００９５】また、この柔軟・耐オゾン性合成樹脂紐体
５２ａは、オゾン発生セル１０と流路３１との間に螺旋
状の流路を形成することになり、この流路によって用水
または排水よりなる被処理水３０ｂは、その全量が確実
に旋回流となって流れ、上記請求項７と同じ機能を果た
すものであるとともに、この柔軟・耐オゾン性合成樹脂
紐体５２ａが、前記の旋回流装置５０として利用できる
ので、装置が簡易化でき、組みたても簡易となるもので
ある。また、この柔軟・耐オゾン性合成樹脂紐体５２ａ
は触媒陽極電極１４を締着する機能を有し、該触媒陽極
電極１４がイオン交換膜１３より浮き上がるのを防止す
る効果をも有するものである。

【００９６】次ぎに、請求項９の発明は、前記と同じオ
ゾン発生セル１０を使用し、このオゾン発生セル１０
を、用水または排水からなる被処理水３０ｂが流過する
流路３１又はタンク３２内に収納し、上記オゾン発生セ
ル１０の触媒陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直
流電源装置２０に連結し、上記オゾン発生セル１０の筒
体１１内を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄
水系４０に連通させてなるのは、請求項２の構成と同じ
である。

【００９７】そして、本発明は、上記オゾン発生セル１
０の周部には、触媒陽極電極１４に紫外線を照射する紫
外線ランプ６０，６０，６０・・・を設けてなる。この
紫外線ランプ６０，６０，６０・・・は、有機物を効率
的に分解する波長のもの、オゾンを効率的に発生するも
の（正確には酸素を効率的にオゾン化するもの）のいず
れかを使用するか、又はその双方を混合して使用すれば
よい。なお、前記したように紫外線を触媒陽極電極１４
に照射すると、有機物が触媒陽極電極１４に付着しない
現象が認められるので、この紫外線ランプ６０，６０，
６０・・・は、図８及び図９に示すように、オゾン発生
セル１０の外周全面を照射するように、複数本（図８お
よび図９は容量の大きい場合で８本の紫外線ランプ６０
を設けてなるが、小容量の場合は図１５及び図１６に示
すように３本程度の紫外線ランプ６０を使用すればよ
い。）を該オゾン発生セル１０の周りに設けることが望
ましい。

【００９８】紫外線を照射する本来の目的は、オゾンの
発生と有機物の分解とを補助するもので、電気分解で発
生した酸素をオゾン化したり、有機物を分解する機能も
確かに認められる。しかし、これらの機能は各個を個別
に測定すると僅かな効果しかないものであるが、電気分
解が行なわれている雰囲気中では相乗的効果が生じ、オ
ゾン処理の効率が飛躍的に向上するものである。すなわ
ち、オゾン化のためには、電気分解で発生した直後の酸
素に紫外線を照射するので反応性が高くオゾン化がされ
易くなる。そして、有機物を紫外線照射のみで分解する
には非常に長い時間を必要とするが、本発明では有機物
を分解するまでもなく、反応しやすい状態に励起し、オ
ゾン処理が効率的に行なえるようになすことで、あたか
も、紫外線が有機物をより効率的に分解したと同等の機
能を呈したものであると推考される。

【００９９】なお、上記紫外線ランプ６０，６０，６０
・・・を、流路３１内に収納すると、この紫外線ランプ
６０には寿命があるので、保守・点検の必要性が生ずる
のは無論である。そこで、流路３１の一部を図９に示す
ように上部筒部３１ａと下部筒部３１ｂとで分割可能と
なし、この上部筒部３１ａと下部筒部３１との一辺側双
方を軸３５ａでヒンジ連結し、他辺側双方を締着螺子３
５ｂで着脱可能に締着しておくと、該紫外線ランプ６
０，６０，６０・・・の保守、点検に便利である。

【０１００】次ぎに、請求項１０の発明は、オゾン発生
セル１０は前記と同じものが使用され、上記オゾン発生
セル１０を用水または排水からなる被処理水３０ｂが流
過する流路３１内に、その長手方向軸を該流路３１の中
心軸に略一致させて収納すると共に、この流路３１には
該流路３１内を流れる被処理水３０ｂを旋回流となす旋
回流装置５０を収納し、上記オゾン発生セル１０の触媒
陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置２
０に連結し、さらに、上記オゾン発生セル１０の筒体１
１内を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系
４０に連通させてなるのは請求項６の構成と同じであ
る。

【０１０１】そして、本発明は、上記オゾン発生セル１
０の周部には、触媒陽極電極１４に紫外線を照射する紫
外線ランプ６０，６０，６０・・・を設けてなるのは前
記請求項８の構成と同じである。すなわち、本発明は、
請求項６の発明と請求項８の発明とを組み合わせたもの
で、特に、被処理水３０ｂを旋回流となすことで、該被
処理水３０ｂがオゾン発生セル１０の放電界のみなら
ず,紫外線照射部ともより長時間接触し、より効果的な
オゾン処理が行なえるものである。

【０１０２】次ぎに、請求項１１の発明は、前記オゾン
発生セル１０を使用し、このオゾン発生セル１０を、用
水または排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３
１又はタンク３２内に収納し、オゾン発生セル１０の触
媒陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置
２０に連結し、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内
を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０
に連通させてなるのは請求項２と同じである。そして本
発明は、さらに、上記流路３１又はタンク３２内には、
用水または排水に超音波振動を与える超音波振動素子７
０を収納してなる。

【０１０３】上記超音波振動素子７０を採用した理由
は、超音波振動で排水中の固形分を細かくして（微細化
して）排水中に溶け込ますことを主たる目的とするもの
である。トイレ排水等で有機物の塊が混入していると、
この固形物を完全にオゾン処理するには非常に高濃度な
オゾン水に長時間接触させる必要がある。そこで、固形
分はできるだけ細かくして処理するのが効率的で均一か
つ確実な処理が可能となる。無論、通常の回転翼の攪拌
式粉砕機等を使用してもよいが、本発明では、さらに細
かくする目的で超音波振動素子７０を採用したものであ
る。

【０１０４】トイレ排水のような大きな塊の有機物が混
入していると、これをオゾンで酸化処理するには長時間
反応させなくてはならない。また、有機物の大きな塊
が、金網状の触媒陽極電極１４に詰まると、分解に長時
間が要するので、その間に有機物が電気分解用の水の円
滑な供送の支障となって、オゾンの生成が減衰してしま
う。従って、有機物の詰まりでオゾン発生が減衰し、オ
ゾン分解する前にさらに新たな有機物の塊が詰まり、詰
まり現象が加速してしまうことがあり得る。したがっ
て、このような詰まり現象が生じない程度に有機物を粉
砕して排水中に溶け込ますことが望まれるので、本発明
では超音波振動素子７０を採用したもので、無論、その
前段に前記攪拌式粉砕機等の機械式の粉砕機を設けても
よいものである。そして、試作機で該超音波振動素子７
０の機能を確認したところ、満足できるそれなりの機能
が確認できたが、さらには、該超音波振動素子７０を使
用するとオゾン発生セル１０の耐久性が顕著に向上する
ことが判明した。

【０１０５】このオゾン発生セル１０の耐久性の向上
は、超音波振動には洗浄作用があることから、当初より
ある程度は予想はできたものである。しかし、本発明で
は触媒陽極電極１４側の表面は目視観察ではそれほど汚
染されていないことと、耐久性が数割向上するのではな
く、数倍となる顕著なものであることから、この超音波
の洗浄機能でない原因で耐久性が向上していることは明
らかである。そして、前記もしたが、この種のイオン交
換膜１３を使用した電界式のオゾナイザーでは、オゾン
発生機能が低下すると、分解・洗浄して組み立てると、
イオン交換膜１３と電極１２，１４との接触状態が改善
され、オゾン発生機能が復元されることが知られてお
り、この超音波振動素子７０も同様な機能を果たすので
はないかと推考して、連続運転でオゾン発生能力が極度
に低下したものに、超音波振動素子７０の超音波振動を
１５分間ほど照射したところ、オゾン発生機能が復元す
ることが確認できた。

【０１０６】したがって、この超音波振動素子７０は、
無論、常時運転し続けてもよいが、オゾン生成能力が低
下した際に、所定時間オゾン発生セル１０に超音波振動
を与えるように運転しても充分効果的であった。そし
て、この耐久性向上の目的で該超音波振動素子７０を使
用する場合は、オゾン発生セル１０の全面に超音波振動
を与えるようになすことが望ましいものである。

【０１０７】次ぎに、請求項１２の発明は、前記オゾン
発生セル１０を使用し、このオゾン発生セル１０を、用
水または排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３
１又はタンク３２内に収納し、オゾン発生セル１０の触
媒陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置
２０に連結し、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内
を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０
に連通させてなるのは請求項２と同じである。そして本
発明は、さらに、上記オゾン発生セル１０の外側には、
このオゾン発生セル１０と同芯の円筒形状の超音波振動
素子７０を設けてなるものである。すなわち、本発明
は、請求項１０の超音波振動素子７０を、オゾン発生セ
ル１０と同芯の円筒形状の超音波振動素子７０に限定し
たものである。

【０１０８】一般に超音波振動素子７０は平板状に構成
されてなるので、オゾン発生セル１０の全面に超音波振
動を当てるには、複数枚の超音波振動素子７０，７０，
７０・・・をオゾン発生セル１０の周囲に配することに
なるが、本発明では一個の超音波振動素子７０で該オゾ
ン発生セル１０の全周全面に超音波振動を均一に与えよ
うとするものである。上記円筒形状の超音波振動素子７
０としては、例えばチタン酸バリウム製の円筒体で構成
され、その外周面と内周面とを超音波用電源２２に連結
してなる。

【０１０９】上記円筒形状の超音波振動素子７０は水中
にあって、その円周の中心方向に向けて超音波を発する
ように構成されてなるもので、該超音波振動素子７０の
中心軸に同芯状にオゾン発生セル１０を位置させると、
超音波振動は中心に集まろうとするので、該オゾン発生
セル１０の全周・全面に均一かつ効率的に加わるもので
ある。

【０１１０】次ぎに、請求項１３の発明は、前記オゾン
発生セル１０を使用し、このオゾン発生セル１０を、用
水または排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３
１又はタンク３２内に収納し、オゾン発生セル１０の触
媒陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置
２０に連結し、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内
を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０
に連通させてなるのは請求項２と同じである。そして本
発明は、上記オゾン発生セル１０の周部には触媒陽極電
極１４に紫外線を照射する紫外線ランプ６０，６０，６
０・・・を設け、さらに、上記流路３１又はタンク３２
内には、用水または排水に超音波振動を与える超音波振
動素子７０を収納してなるものである。

【０１１１】すなわち、本発明は前記請求項１１の構成
に、請求項８の紫外線ランプ６０，６０，６０・・・を
付加したものである。したがって、本発明では超音波と
紫外線とでオゾン酸化が助長され促進酸化が行なえるも
のである。本発明では、最短の酸化反応時間は被処理水
３０ｂがオゾン発生セル１０の外面部位を流過するだけ
の非常に短い時間でしかない。従って、このように短い
時間に確実にオゾンによる酸化処理がなされるようにす
るには、オゾンが反応性が高いとしても、オゾンの酸化
力のみに頼っていては無理である。そこで、このオゾン
酸化力を助長するため、紫外線を照射したとこと期待通
りの酸化促進が得られた。

【０１１２】そこで、酸化促進に有益である超音波をさ
らに加えることで、さらなる相乗的効果を期待したもの
であるが、残念ながら、そのような明らかな数値的実績
は確認できなかった。しかし、この超音波を併用する
と、その振動で大きな有機物が粉砕され排水中に溶け込
むので、特に、トイレ排水のような有機物が大量に含ま
れる排水処理には結果的には大きな効果を有するもので
あった。

【０１１３】次ぎに、請求項１４の発明は、前記オゾン
発生セル１０を使用し、このオゾン発生セル１０を、用
水または排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３
１又はタンク３２内に収納し、オゾン発生セル１０の触
媒陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置
２０に連結し、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内
を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０
に連通させて、上記オゾン発生セル１０の周部には触媒
陽極電極１４に紫外線を照射する紫外線ランプ６０，６
０，６０・・・を設けてなるのは前記請求項１２と同じ
である。

【０１１４】そして、本発明は、超音波振動素子７０も
併用するのも前記請求項１２と同じであるが、本発明で
は、この超音波振動素子７０は、上記オゾン発生セル１
０を収納した流路３１又はタンク３２より上流部位に設
けてなる。したがって、本発明では上記請求項１２と同
様に、超音波と紫外線とでオゾン酸化が助長され促進酸
化が行なえるものである。なお、図８の流路３１の内を
被処理水３０ｂが左から右に向かって流れるものとした
ら、超音波振動素子７０は上流側、すなわち同図の左側
に設ければよい。また、図１０に示すように処理タンク
３１ａの前段に超音波処理タンク３１ｂを設けて、この
超音波処理タンク３１ｂ内に超音波振動素子７０を収納
してもよいものである。

【０１１５】したがって本発明は、上流側で超音波処理
が行なわれ、排水中に含まれる有機物等の塊が細かくさ
れて排水中に溶けるので、実際には後段において紫外線
ランプ６０，６０，６０・・・の照射距離が長くなり、
均一照射が可能（オゾン発生セル１０への紫外線照射を
含む）となり、紫外線照射による効果がより得られるも
のである。

【０１１６】次ぎに、請求項１５の発明は、前記オゾン
発生セル１０を使用し、このオゾン発生セル１０を、用
水または排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３
１又はタンク３２内に収納し、オゾン発生セル１０の触
媒陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置
２０に連結し、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内
を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０
に連通させて、上記オゾン発生セル１０の周部には触媒
陽極電極１４に紫外線を照射する紫外線ランプ６０，６
０，６０・・・と、用水または排水に超音波振動を与え
る超音波振動素子７０とを設けてなるのは前記請求項１
２と同じである。

【０１１７】そして本発明は、上記オゾン発生セル１０
と超音波振動素子７０とのいずれか一方又は双方には両
者が接離できるようになす移動機構８０を設けてなるも
のである。この移動機構８０の具体的構造は、各種リン
ク機構とこのリンクを駆動するシリンダ等の従来技術で
種々実現可能であるので図示していない（図では矢印の
みで示してある。）が、図１５，図１６はオゾン発生セ
ル１０を昇降する例である。この実施例では、通常はオ
ゾン発生セル１０は上昇位置で、紫外線ランプ６０、６
０，６０・・・で紫外線を照射されながら運転され、超
音波振動素子７０は運転していても停止していてもよ
い。

【０１１８】そしてオゾン発生効率が低下したら、該オ
ゾン発生セル１０を下降させ、超音波振動素子７０に通
電して超音波を照射する運転を所定時間行なうようにな
してある。なお、この実施例における移動機構８０は昇
降法であるが、無論左右方向の移動でもよく、オゾン発
生セル１０と超音波振動素子７０とのいずれか一方又は
双方を流路３１の流れ方向又はその逆方向に移動するよ
うになしてもよいものである。

【０１１９】したがって、本発明によれば、オゾン発生
セル１０と紫外線ランプ６０，６０，６０・・・とによ
る通常運転と、通常運転を一時注して、超音波振動素子
７０による機能回復運転とが、上記移動機構８０によっ
て変換可能となるものである。

【０１２０】次ぎに、請求項１６の発明は、前記オゾン
発生セル１０を使用し、このオゾン発生セル１０を、用
水または排水からなる被処理水３０ｂが流過する流路３
１又はタンク３２内に収納し、オゾン発生セル１０の触
媒陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直流電源装置
２０に連結し、上記オゾン発生セル１０の筒体１１内
を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄水系４０
に連通させて、上記オゾン発生セル１０の周部には触媒
陽極電極１４に紫外線を照射する紫外線ランプ６０，６
０，６０・・・と、用水または排水に超音波振動を与え
る超音波振動素子７０とを設けてなるのは前記請求項１
２と同じである。

【０１２１】そして、上記流路３１又はタンク３２内の
オゾン発生セル１０の上昇位置付近には、このオゾン発
生セル１０の表面に紫外線を照射する紫外線ランプ６
０，６０，６０・・・を、下降位置には断面形状が上端
欠円形状で下降するオゾン発生セル１０をその欠部内を
通過できるようになした、断面略Ｃ型の超音波振動素子
７０を設けてなる。すなわち、超音波振動素子７０を上
部が開口する断面Ｃ型に形成し、この超音波振動素子７
０内にオゾン発生セル１０を入れ込むことができるよう
になしたものである。

【０１２２】したがって、本発明によれば、オゾン発生
セル１０を昇降する方式を採用したが、超音波振動素子
７０を断面Ｃ型となしたので、オゾン発生セル１０を下
降させることで、この超音波振動素子７０内に同芯状に
収納でき、オゾン発生セル１０の周部から全面に略均一
な超音波が照射され、短時間でイオン交換膜１３と電極
１２，１４との良好な接触状態を復活させることができ
るものである。

【０１２３】次ぎに、請求項１７の発明は、オゾン発生
セル１０は前記したものと同じである。そして、上記オ
ゾン発生セル１０を、用水または排水からなる被処理水
３０ｂが流過する流路３１内に、その長手方向軸を該流
路３１の中心軸に略合致させて収納し、該オゾン発生セ
ル１０の触媒陰極電極１２と、触媒陽極電極１４とを直
流電源装置２０に連結し、上記オゾン発生セル１０の筒
体１１内を、被処理水３０ｂとは別系列の電解質の洗浄
水系４０に連通させ、上記オゾン発生セル１０の周部に
は触媒陽極電極１４に紫外線を照射する紫外線ランプ６
０，６０，６０・・・を設け、さらに、上記紫外線ラン
プ６０，６０，６０・・・より上流側部位には、超音波
振動素子７０を設けてなるのは、請求項１３の構成と同
じである。

【０１２４】そして、本発明は、上記オゾン発生セル１
０を、紫外線ランプ６０，６０，６０・・・部位と超音
波振動素子７０部位との間で移動させるか、超音波振動
素子７０を、紫外線ランプ６０，６０，６０・・・部位
とその上流側部位との間で移動させる移動機構８０を設
けてなる。

【０１２５】すなわち、本発明は請求項１３の移動機構
を流路３１の流れ方向またはその逆方向に移動するもの
を使用し、さらに、請求項１３と同じく、前段で超音波
処理され、かつ、紫外線が効率的に照射できる用水また
は排水のオゾン処理装置を提供できるものである。

【０１２６】「具体的実施例の１」 次に、具体的実施
例を説明する。イオン交換膜１３に前記商品名ナフィオ
ン４５０の１５センチ平方のものを使用し、図３実施例
のものを使用（柔軟・耐オゾン性合成樹脂紐体５２ａも
使用）し、触媒陽極電極１４に白金（Ｐｔ）の５５メッ
シュの金網、触媒陰極電極１２に同じく白金（Ｐｔ）の
５５メッシュの金網を使用した。そして、原料水３０ａ
として水道水（電導率２００μｓ・ｃｍ（マイクロシー
ベルト・センチメートル））を軟水器を使用せず直接使
用した。また、洗浄水４０ａは塩化ナトリウムの水溶液
（電導率１３００μｓ・ｃｍ（マイクロシーベルト・セ
ンチメートル））を約４リットルをタンク４１内に用意
した。

【０１２７】そして、原料水３０ａとしての水道水を毎
分５リットル供送し、洗浄水４０ａは毎分１リットルで
循環させ、電極１２，１３には直流１５アンペアを印加
したところ、電圧は１２．０ボルトを示した。この状体
で約４．５ＰＰＭの濃度のオゾン水を得ることができ
た。約２時間の連続運転中にオゾン濃度はプラスマイナ
ス０．２ＰＰＭと極めて安定し、電圧も１２．５ボルト
と僅かに上昇したが、連続安定運転できることが確認さ
れた。

【０１２８】本発明との対比のために、上記具体的実施
例の１で、筒体１１の下流側の流入口管１１ａを密閉
（流出口管１１ｂは水素が発生するのでタンク４１には
連結することなく解放している。）して陰極側の洗浄を
中止したところ、同条件での運転で約２０分で電圧が５
０％程度上昇し、事実上運転できなくなったので、分解
確認したところ、陽極側と陰極側との双方に白色の付着
物が堆積し、分析の結果この付着物は水道水中に含まれ
るカルシウムと微量のマグネシウムであった。なお、前
記本発明の具体的実施例で運転を行ったものも分解確認
を行ったが、両電極１２，１４およびイオン交換膜１３
の表面には全く清浄であり、陰極側のイオン交換膜１３
の表面には若干の白金黒が付着していたが、電気の流れ
を阻害するカルシウムやマグネシウムの付着は全く認め
られなかった。

【０１２９】「具体的実施例の２」 上記具体例で運転
したのは夏季であり、屋上高架水槽より供給された水道
水の水温は２８℃と、従来に比べて５〜８℃高かった
が、約４．５ＰＰＭという高濃度を示していた。そこ
で、従来法の陰極側の水を循環させない方法で同じ２８
℃の水道水を通してオゾン水を発生させたところ、同じ
電流条件で２．２ＰＰＭのオゾン水を得たので、明らか
に本発明方法は、温度の高い原料水を使用しても、高濃
度のオゾン水を得ることができることが判明した。

【０１３０】さらに、この高温水によるオゾン水発生の
能力を知るべく、原料水となる水道水を温水ヒーターを
通し、３８℃まで加熱し、上記具体例の装置に供給した
ところ約３．８ＰＰＭのオゾン水を発生し、２８℃の水
道水の場合と比較して、約０．７ＰＰＭ低いが依然とし
て高濃度のオゾン水の発生が測定された。比較として従
来法による３８℃の原料水の場合、得られるオゾン水濃
度は０．３ＰＰＭに落ち込み、知られているような、高
温原料水によってはオゾン水発生は極めて困難であると
いう推測の通りであった。

【０１３１】上記のように３５〜３８℃という高温域に
おけるオゾン水の利用範囲は極めて広く、オゾン水の殺
菌効果が増大し、特に、有機物の分解機能の増強、付着
物の剥離洗浄効果を含め最近特に問題化している汚染配
管などの洗浄殺菌、手の消毒をはじめ、半導体製造工程
における微細な付着物の分解・洗浄などに広く利用する
ことができるものである。

【０１３２】「具体的実施例の３」 次に、オゾン発生
セル１０は、前記具体的実施例の１と同じものを使用
し、図１に示す、排水を循環処理する例で、排水に水洗
トイレの排水を、約２ｍｍ開口のスクリーンを通して供
給した。この排水２０００ｃｃを、前記具体的実施例の
１と同様の運転条件で、毎分１０００ｃｃのポンプで循
環したところ、淡黄色で悪臭を放っていた排水が約２０
分間、つまり約１０回循環することにより徐々に脱色さ
れ、メチルメルカプタン臭が消滅し、さらに計３０分間
循環せしめたところ、排水は透明化し、悪臭はメチルメ
ルカプタン検知管によりゼロを示した。また、この状態
での排水中の微生物を検査したところ、大腸菌の場合、
原排水が１０の７乗に対して、検知されないゼロを示し
明らかに強力なオゾンによる殺菌及び有機物の分解効果
が認められた。

【０１３３】「具体的実施例の４」 前記排水処理を継
続すると、触媒陽極電極１４の表面に徐々に難分解性と
思われる有機物の微粒子が付着、堆積し始めた。そこ
で、さらに有機物の分解を促進させるため、紫外線の併
用を行なった。すなわち、オゾン発生セル１０は前記と
同じものを使用し、図８及び図９による紫外線ランプ６
０に２５３．７ＮＭ波長の約１０ワットのものを３本使
用した。具体的実施例の３と同じ排水を使用して循環運
転したところ、前回オゾン発生用電極のみで運転した際
は３０分で、脱色・脱臭・殺菌が確認されたと、ほぼ同
等の効果が１０分で完了し、紫外線、特に２５３．７Ｎ
Ｍ波長の紫外線と触媒陽極電極１４との相乗効果を確認
することができた。

【０１３４】「具体的実施例の５」 前記、具体的実施
例の４の実験においては、触媒陽極電極１４に堆積した
難分解性と思われる有機物の付着は、かなり低減した
が、なお数時間に渡る連続運転を行なうと、触媒陽極電
極１４の表面に柔らかいゲル状の付着物が付着して、有
機物の分解効率が徐々に低下し始めた。そこで、図１１
及び図１２による具体例で、約４２ＫＨｚの直径５０ｍ
ｍの円筒型超音波振動素子７０を使用して前期と同様の
実験を行なった。超音波振動素子７０は触媒陽極電極１
４の表面全体に均一に超音波が当たるように配置して運
転した。

【０１３５】運転当初１〜２分は排水の黄濁度が排水よ
り濃くなり、これは未溶解の微粒子が超音波のキャビテ
ーションにより強制溶解した結果と考えられる。そし
て、運転の結果、脱色・脱臭効果は紫外線ランプ６０，
６０，６０・・・併用の場合と約同じの１０分で完了し
たが、その場合の殺菌効果は若干落ち、大腸菌は完全に
殺菌できたが、バチルス菌は若干残存していた。しか
し、電極面へのゲル状物の付着は、約１０時間の連続運
転でも認められず、この方式が、排泄物などの激しい汚
染排水の実用的な、分解・殺菌・浄化の適応するものと
認められた。

【０１３６】「具体的実施例の６」 次ぎに、図１５及
び図１６の具体例で、オゾン発生セル１０が上昇位置で
通常運転、下降位置で洗浄運転として、水洗トイレ排水
の処理を２０００ｃｃを３０分循環処理して排水し、新
たに２０００ｃｃのトイレ排水を供給して処理を再開す
る工程を２０回繰り返したところ、初期条件では電流１
５アンペアー電圧１３．５ボルトであったのが、電流は
１２アンペアーに下がり、電圧は電源の上限の２１ボル
トとなり、最後に処理した排水は脱色度が低下して黄濁
ぎみであった。また、当初処理した排水中には０．８Ｐ
ＰＭのオゾンがが残存していたが、２０回目にはオゾン
は残存していなかった。

【０１３７】そこで、オゾン発生セル１０を下降して超
音波振動素子７０内に位置させて、超音波の照射を行な
ったところ、約３０〜４５秒で電圧が２１ボルトから１
６ボルトに下がり、電流も１５アンペアーに戻った。そ
こで、１分間超音波を照射した後(電圧は１３．９ボル
トであった。)、再度オゾン発生セル１０を上昇させ通
常運転の戻したところ、当初と全く同じ機能を発揮する
ものであった。比較として、同様に汚染したオゾン発生
セル１０を分解して、汚染状態を点検したところ、触媒
陽極電極１４の表面と、この触媒陽極電極１４の網目部
のイオン交換膜１３の表面に、ゼラチン状の汚染物質が
約０．５ｍｍ付着しており、この付着物が電気抵抗値を
増大させていることが判明した。そこで、分解したこの
イオン交換膜１３と触媒陽極電極１４とを塩酸で洗浄
し、純水ですすぎ洗いを行ない、組み立てて運転したと
ころ、電圧は１４．５ボルトで電流は１５アンペアー流
れたがイオン交換膜１３の表面が酸化されて変性してい
るのか、オゾン濃度は約４．０ＰＰＭで多少性能が低下
していたが、連続１時間運転すると電圧も１３．８ボル
トに戻りった。以上のことからも明らかなように、従来
汎用された分解酸洗浄に比べ、本発明によれば非常に簡
易に洗浄が行なえるものである。

【０１３８】なお、上記従来の分解酸洗浄は回数を重ね
るごとに初期えの復帰が徐々にできなくなり、５〜６回
の酸洗浄でオゾンの発生効率が１５％程度低下したが、
本発明法では５０回以上同汚染度で超音波洗浄をして
も、４〜５％のオゾン発生効率の変動が生じたことがあ
っても、なお、オゾン生成能力が順次低下する傾向を確
認することはできなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する装置例の一部断面正面図であ
る。

【図２】別の実施例要部縦断面図である。

【図３】さらに別の実施例での要部断面図である。

【図４】さらに別の実施例での要部断面図である。

【図５】さらに別の実施例での要部断面図である。

【図６】さらに別の実施例での要部断面図である。

【図７】さらに別の実施例での要部断面図である。

【図８】さらに別の実施例での要部断面図である。

【図９】図８の左右中央部位の縦断面図である。

【図１０】さらに別の実施例での要部断面図である。

【図１１】さらに別の実施例での要部断面図である。

【図１２】図１１の左右中央部位の縦断面図である。

【図１３】さらに別の実施例での要部断面図である。

【図１４】図１３左右中央部位の縦断面図である。

【図１５】さらに別の実施例での要部断面図である。

【図１６】図１５左右中央部位の縦断面図である。

【符号の説明】

１０ オゾン発生セル １１ 筒体 １２ 触媒陰極電極 １３ イオン交換膜 １４ 触媒陽極電極 １５ 通孔 ２０ 直流電源装置 ３１ 流路 ３２ タンク ４０ 洗浄水系 ４０ａ 洗浄水 ４１ タンク ４２ 循環路 ４３ ポンプ ５０ 旋回流発生装置 ５２ａ 柔軟・耐オゾン性合成樹脂紐体 ６０ 紫外線ランプ ７０ 超音波振動素子 ８０ 移動機構

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/36 Ｃ０２Ｆ 1/36 ４Ｋ０１１ 1/78 1/78 ４Ｋ０２１ Ｃ２５Ｂ 1/13 Ｃ２５Ｂ 11/02 ３０２ 9/00 15/08 ３０２ 11/02 ３０２ 1/00 Ｆ 15/08 ３０２ 9/00 Ａ Ｆターム(参考） 4D037 AA01 AA09 AA11 AB01 BA18 BA26 CA12 4D050 AA01 AA10 AA12 AB11 BB02 BD04 BD06 CA20 4D061 DA01 DB09 EA02 EB01 EB04 EB13 ED13 FA07 FA20 4G035 AA01 AC26 AE17 4G042 CA01 CE01 4K011 AA10 CA05 DA01 4K021 AA01 AA09 AB15 BA02 BC01 CA08 CA15 DB05 DB13 DB31 DB53 DB56 DC07

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周面に通孔（１５，１５，１５・・・）
   を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１２）
   を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻くよう
   に巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイオン
   交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・・）
   を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜（１
   ３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き付け
   てオゾン発生セル（１０）を構成し、このオゾン発生セ
   ル（１０）の触媒陰極電極（１２）と触媒陽極電極（１
   ４）との間に直流電圧を印加し、 上記イオン交換膜（１３）の触媒陽極電極（１４）面側
   に原料水（３０ａ）を、筒体（１１）内に露出する上記
   イオン交換膜（１３）の触媒陰極電極（１２）面側に上
   記原料水（３０ａ）とは別系列の電解質の洗浄水（４０
   ａ）を接触させて、上記触媒陽極電極（１４）面側の原
   料水（３０ａ）をオゾン水となすオゾン水製造方法。
2. 【請求項２】 周面に通孔（１５，１５，１５・・・）
   を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１２）
   を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻くよう
   に巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイオン
   交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・・）
   を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜（１
   ３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き付け
   てオゾン発生セル（１０）を構成し、 上記オゾン発生セル（１０）の触媒陰極電極（１２）
   と、触媒陽極電極（１４）とを直流電源装置（２０）に
   連結し、 上記オゾン発生セル（１０）の触媒陽極電極（１４）
   に、用水または排水よりなる被処理水（３０ｂ）を接触
   させるようになし、 さらに、上記オゾン発生セル（１０）の筒体（１１）内
   を、被処理水（３０ｂ）とは別系列の電解質の洗浄水系
   （４０）に連通させてなる用水または排水のオゾン処理
   装置。
3. 【請求項３】 周面に通孔（１５，１５，１５・・・）
   を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１２）
   を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻くよう
   に巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイオン
   交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・・）
   を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜（１
   ３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き付け
   てオゾン発生セル（１０）を構成し、このオゾン発生セ
   ル（１０）を原料水（３０ａ）が流過する流路（３１）
   内に、その長手方向軸を該流路（３１）の中心軸に略一
   致させて収納し、このオゾン発生セル（１０）の触媒陰
   極電極（１２）と触媒陽極電極（１４）とに直流電圧を
   印加し、さらに、上記筒体（１１）内に露出する上記イ
   オン交換膜（１３）の触媒陰極電極（１２）面側に上記
   原料水（３０ａ）とは別系列の電解質の洗浄水（４０
   ａ）を接触させるようになして、前記流路（３１）内を
   流過する原料水（３０ａ）をオゾン水となすオゾン水の
   製造方法。
4. 【請求項４】 周面に通孔（１５，１５，１５・・・）
   を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１２）
   を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻くよう
   に巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイオン
   交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・・）
   を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜（１
   ３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き付け
   てオゾン発生セル（１０）を構成し、 上記オゾン発生セル（１０）を用水または排水からなる
   被処理水（３０ｂ）が流過する流路（３１）内に、その
   長手方向軸を該流路（３１）の中心軸に略一致させて収
   納し、 上記オゾン発生セル（１０）の触媒陰極電極（１２）
   と、触媒陽極電極（１４）とを直流電源装置（２０）に
   連結し、 さらに、上記オゾン発生セル（１０）の筒体（１１）内
   を、被処理水（３０ｂ）とは別系列の電解質の洗浄水系
   （４０）に連通させてなる用水または排水のオゾン処理
   装置。
5. 【請求項５】 周面に通孔（１５，１５，１５・・・）
   を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１２）
   を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻くよう
   に巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイオン
   交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・・）
   を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜（１
   ３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き付け
   てオゾン発生セル（１０）を構成し、このオゾン発生セ
   ル（１０）を原料水（３０ａ）が流過する流路（３１）
   内に、その長手方向軸を該流路（３１）の中心軸に略一
   致させて収納すると共に、この流路（３１）には該流路
   （３１）内を流れる被処理水（３０ｂ）を旋回流となす
   旋回流装置（５０）を収納し、このオゾン発生セル（１
   ０）の触媒陰極電極（１２）と触媒陽極電極（１４）と
   に直流電圧を印加し、さらに、上記筒体（１１）内に露
   出する上記イオン交換膜（１３）の触媒陰極電極（１
   ２）面側に上記原料水（３０ａ）とは別系列の電解質の
   洗浄水（４０ａ）を接触させるようになして、前記流路
   （３１）内を流過する原料水（３０ａ）をオゾン水とな
   すオゾン水の製造方法。
6. 【請求項６】 周面に通孔（１５，１５，１５・・・）
   を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１２）
   を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻くよう
   に巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイオン
   交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・・）
   を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜（１
   ３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き付け
   てオゾン発生セル（１０）を構成し、 上記オゾン発生セル（１０）を用水または排水からなる
   被処理水（３０ｂ）が流過する流路（３１）内に、その
   長手方向軸を該流路（３１）の中心軸に略一致させて収
   納すると共に、この流路（３１）には該流路（３１）内
   を流れる被処理水（３０ｂ）を旋回流となす旋回流装置
   （５０）を収納し、 上記オゾン発生セル（１０）の触媒陰極電極（１２）
   と、触媒陽極電極（１４）とを直流電源装置（２０）に
   連結し、 さらに、上記オゾン発生セル（１０）の筒体（１１）内
   を、被処理水（３０ｂ）とは別系列の電解質の洗浄水系
   （４０）に連通させてなる用水または排水のオゾン処理
   装置。
7. 【請求項７】 周面に通孔（１５，１５，１５・・・）
   を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１２）
   を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻くよう
   に巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイオン
   交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・・）
   を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜（１
   ３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き付け
   てオゾン発生セル（１０）を構成し、 上記オゾン発生セル（１０）を用水または排水からなる
   被処理水（３０ｂ）が流過する流路（３１）内に、その
   長手方向軸を該流路（３１）の中心軸に略一致させて収
   納すると共に、この流路（３１）には該流路（３１）内
   を流れる被処理水（３０ｂ）を旋回流となす旋回流装置
   （５０）を収納し、 上記オゾン発生セル（１０）の触媒陰極電極（１２）
   と、触媒陽極電極（１４）とを直流電源装置（２０）に
   連結し、 さらに、上記オゾン発生セル（１０）の筒体（１１）内
   を、タンク（４１）と、循環路（４２）と、該タンク
   （４１）内の電解質の洗浄水を循環路（４２）で循環す
   るポンプ（４３）とで構成した洗浄水系（４０）の該循
   環路（４２）の途中に介装して連通してなる用水または
   排水のオゾン処理装置。
8. 【請求項８】 周面に通孔（１５，１５，１５・・・）
   を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１２）
   を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻くよう
   に巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイオン
   交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・・）
   を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜（１
   ３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き付け
   てオゾン発生セル（１０）を構成し、 上記オゾン発生セル（１０）の外面に、柔軟・耐オゾン
   性合成樹脂紐体（５２ａ）を螺旋状に巻き付け、 上記オゾン発生セル（１０）を用水または排水からなる
   被処理水（３０ｂ）が流過する流路（３１）内に、上記
   柔軟・耐オゾン性合成樹脂紐体（５２ａ）が多少圧縮さ
   れるようにして圧入し、 上記オゾン発生セル（１０）の触媒陰極電極（１２）
   と、触媒陽極電極（１４）とを直流電源装置（２０）に
   連結し、 さらに、上記オゾン発生セル（１０）の筒体（１１）内
   を、タンク（４１）と、循環路（４２）と、該タンク
   （４１）内の電解質の洗浄水を循環路（４２）で循環す
   るポンプ（４３）とで構成した洗浄水系（４０）の該循
   環路（４２）の途中に介装して連通してなる用水または
   排水のオゾン処理装置。
9. 【請求項９】 周面に通孔（１５，１５，１５・・・）
   を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１２）
   を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻くよう
   に巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイオン
   交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・・）
   を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜（１
   ３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き付け
   てオゾン発生セル（１０）を構成し、 上記オゾン発生セル（１０）を、用水または排水からな
   る被処理水（３０ｂ）が流過する流路（３１）又はタン
   ク（３２）内に収納し、 上記オゾン発生セル（１０）の触媒陰極電極（１２）
   と、触媒陽極電極（１４）とを直流電源装置（２０）に
   連結し、 上記オゾン発生セル（１０）の筒体（１１）内を、被処
   理水（３０ｂ）とは別系列の電解質の洗浄水系（４０）
   に連通させ、 さらに、上記オゾン発生セル（１０）の周部には、触媒
   陽極電極（１４）に紫外線を照射する紫外線ランプ（６
   ０，６０，６０・・・）を設けてなる用水または排水の
   オゾン処理装置。
10. 【請求項１０】 周面に通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１
    ２）を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻く
    ように巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイ
    オン交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜
    （１３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き
    付けてオゾン発生セル（１０）を構成し、 上記オゾン発生セル（１０）を用水または排水からなる
    被処理水（３０ｂ）が流過する流路（３１）内に、その
    長手方向軸を該流路（３１）の中心軸に略一致させて収
    納すると共に、この流路（３１）には該流路（３１）内
    を流れる被処理水（３０ｂ）を旋回流となす旋回流装置
    （５０）を収納し、 上記オゾン発生セル（１０）の触媒陰極電極（１２）
    と、触媒陽極電極（１４）とを直流電源装置（２０）に
    連結し、 上記オゾン発生セル（１０）の周部には、触媒陽極電極
    （１４）に紫外線を照射する紫外線ランプ（６０，６
    ０，６０・・・）を設け、 さらに、上記オゾン発生セル（１０）の筒体（１１）内
    を、被処理水（３０ｂ）とは別系列の電解質の洗浄水系
    （４０）に連通させてなる用水または排水のオゾン処理
    装置。
11. 【請求項１１】 周面に通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１
    ２）を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻く
    ように巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイ
    オン交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜
    （１３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き
    付けてオゾン発生セル（１０）を構成し、 上記オゾン発生セル（１０）を、用水または排水からな
    る被処理水（３０ｂ）が流過する流路（３１）又はタン
    ク（３２）内に収納し、 上記オゾン発生セル（１０）の触媒陰極電極（１２）
    と、触媒陽極電極（１４）とを直流電源装置（２０）に
    連結し、 上記オゾン発生セル（１０）の筒体（１１）内を、被処
    理水（３０ｂ）とは別系列の電解質の洗浄水系（４０）
    に連通させ、 さらに、上記流路（３１）又はタンク（３２）内には、
    用水または排水に超音波振動を与える超音波振動素子
    （７０）を収納してなる用水または排水のオゾン処理装
    置。
12. 【請求項１２】 周面に通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１
    ２）を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻く
    ように巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイ
    オン交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜
    （１３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き
    付けてオゾン発生セル（１０）を構成し、 上記オゾン発生セル（１０）を、用水または排水からな
    る被処理水（３０ｂ）が流過する流路（３１）又はタン
    ク（３２）内に収納し、 上記オゾン発生セル（１０）の触媒陰極電極（１２）
    と、触媒陽極電極（１４）とを直流電源装置（２０）に
    連結し、 上記オゾン発生セル（１０）の筒体（１１）内を、被処
    理水（３０ｂ）とは別系列の電解質の洗浄水系（４０）
    に連通させ、 さらに、上記オゾン発生セル（１０）の外側には、この
    オゾン発生セル（１０）と同芯の円筒形状の超音波振動
    素子（７０）を設けてなる用水または排水のオゾン処理
    装置。
13. 【請求項１３】 周面に通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１
    ２）を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻く
    ように巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイ
    オン交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜
    （１３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き
    付けてオゾン発生セル（１０）を構成し、 上記オゾン発生セル（１０）を、用水または排水からな
    る被処理水（３０ｂ）が流過する流路（３１）又はタン
    ク（３２）内に収納し、 上記オゾン発生セル（１０）の触媒陰極電極（１２）
    と、触媒陽極電極（１４）とを直流電源装置（２０）に
    連結し、 上記オゾン発生セル（１０）の筒体（１１）内を、被処
    理水（３０ｂ）とは別系列の電解質の洗浄水系（４０）
    に連通させ、 上記オゾン発生セル（１０）の周部には触媒陽極電極
    （１４）に紫外線を照射する紫外線ランプ（６０，６
    ０，６０・・・）を設け、さらに、上記流路（３１）又
    はタンク（３２）内には、用水または排水に超音波振動
    を与える超音波振動素子（７０）を収納してなる用水ま
    たは排水のオゾン処理装置。
14. 【請求項１４】 周面に通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１
    ２）を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻く
    ように巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイ
    オン交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜
    （１３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き
    付けてオゾン発生セル（１０）を構成し、 上記オゾン発生セル（１０）を、用水または排水からな
    る被処理水（３０ｂ）が流過する流路（３１）又はタン
    ク（３２）内に収納し、 上記オゾン発生セル１０の触媒陰極電極（１２）と、触
    媒陽極電極（１４）とを直流電源装置（２０）に連結
    し、 上記オゾン発生セル（１０）の筒体（１１）内を、被処
    理水（３０ｂ）とは別系列の電解質の洗浄水系（４０）
    に連通させ、 上記オゾン発生セル（１０）の周部には触媒陽極電極
    （１４）に紫外線を照射する紫外線ランプ（６０，６
    ０，６０・・・）を設け、上記オゾン発生セル（１０）
    を収納した流路（３１）又はタンク（３２）より上流部
    位に被処理水（３０ｂ）に超音波振動を与える超音波振
    動素子（７０）を収納してなる用水またはオゾン排水の
    処理装置。
15. 【請求項１５】 周面に通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１
    ２）を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻く
    ように巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイ
    オン交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜
    （１３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き
    付けてオゾン発生セル（１０）を構成し、 上記オゾン発生セル（１０）を、用水または排水からな
    る被処理水（３０ｂ）が流過する流路（３１）又はタン
    ク（３２）内に収納し、 上記オゾン発生セル（１０）の触媒陰極電極（１２）
    と、触媒陽極電極（１４）とを直流電源装置（２０）に
    連結し、 上記オゾン発生セル（１０）の筒体（１１）内を、被処
    理水（３０ｂ）とは別系列の電解質の洗浄水系（４０）
    に連通させ、 上記オゾン発生セル（１０）の周部には触媒陽極電極
    （１４）に紫外線を照射する紫外線ランプ（６０，６
    ０，６０・・・）と、用水または排水に超音波振動を与
    える超音波振動素子（７０）とを収納し、 上記オゾン発生セル（１０）と超音波振動素子（７０）
    とのいずれか一方又は双方には両者が接離できるように
    なす移動機構（８０）を設けてなる用水または排水のオ
    ゾン処理装置。
16. 【請求項１６】 周面に通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１
    ２）を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻く
    ように巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイ
    オン交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜
    （１３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き
    付けてオゾン発生セル（１０）を構成し、 上記オゾン発生セル（１０）を、用水または排水からな
    る被処理水（３０ｂ）が流過する流路（３１）又はタン
    ク（３２）内に、移動機構（８０）によって昇降位置変
    更可能に収納し、 該オゾン発生セル（１０）の触媒陰極電極（１２）と、
    触媒陽極電極（１４）とを直流電源装置（２０）に連結
    し、 上記オゾン発生セル（１０）の筒体（１１）内を、被処
    理水（３０ｂ）とは別系列の電解質の洗浄水系（４０）
    に連通させ、 さらに、上記流路（３１）又はタンク（３２）内のオゾ
    ン発生セル（１０）の上昇位置付近には、このオゾン発
    生セル（１０）の表面に紫外線を照射する紫外線ランプ
    （６０，６０，６０・・・）を、下降位置には断面形状
    が上端欠円形状で下降するオゾン発生セル（１０）をそ
    の欠部内を通過できるようになした、断面略Ｃ型の超音
    波振動素子（７０）を設けてなる用水または排水のオゾ
    ン処理装置。
17. 【請求項１７】 周面に通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を設けた筒体（１１）に金網状の触媒陰極電極（１
    ２）を、該通孔（１５，１５，１５・・・）を取り巻く
    ように巻き付け、この触媒陰極電極（１２）の外面にイ
    オン交換膜（１３）を前記通孔（１５，１５，１５・・
    ・）を塞ぐように巻き付け、さらに、このイオン交換膜
    （１３）の外面に金網状の触媒陽極電極（１４）を巻き
    付けてオゾン発生セル（１０）を構成し、 上記オゾン発生セル（１０）を、用水または排水からな
    る被処理水（３０ｂ）が流過する流路（３１）内に、そ
    の長手方向軸を該流路（３１）の中心軸に略合致させて
    収納し、 該オゾン発生セル（１０）の触媒陰極電極（１２）と、
    触媒陽極電極（１４）とを直流電源装置（２０）に連結
    し、 上記オゾン発生セル（１０）の筒体（１１）内を、被処
    理水（３０ｂ）とは別系列の電解質の洗浄水系（４０）
    に連通させ、 上記オゾン発生セル（１０）の周部には触媒陽極電極
    （１４）に紫外線を照射する紫外線ランプ（６０，６
    ０，６０・・・）を設け、 さらに、上記紫外線ランプ（６０，６０，６０・・・）
    より上流側部位には、超音波振動素子（７０）を設け、 上記オゾン発生セル（１０）を紫外線ランプ（６０，６
    ０，６０・・・）部位と超音波振動素子（７０）部位と
    の間で移動させるか、超音波振動素子（７０）を紫外線
    ランプ（６０，６０，６０・・・）部位とその上流側部
    位との間で移動させる移動機構（８０）を設けてなる用
    水または排水のオゾン処理装置。