JP2014173183A - オゾン水生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オゾンの発生効率を向上させることができるオゾン水生成装置を提供する。
【解決手段】 オゾン水生成装置は、板状陽極１１、導電性膜１２、板状陰極１３の順に積層してなり、導電性膜１２と板状陽極１１との界面の少なくとも一部が水と接触するように構成された電解電極デバイス１と、水の流路を形成すると共に、当該流路を流れる水に電解電極デバイス１が接するよう配置したハウジング２と、ハウジング２内に設けられ、ハウジング２のうち少なくとも電解電極デバイス１の近傍を流れる水が通過する断面積を変化させる可動部５とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、オゾン水を生成するオゾン水生成装置に関する。

オゾン水は殺菌や有機物分解に有効であり、水処理分野や食品、医学分野において広く利用されている。また、オゾン水は、残留性がないことや、副生成物を生成しないという利点を有する。このオゾン水を生成する技術としては、下記の特許文献１、２に記載されたものが知られている。

特許文献１に記載されたオゾン水製造装置は、複数の貫通孔を有する陽極、陰極、固体高分子電解質隔膜とよりなる電解セルを有する。この電解セルは、陽極、固体高分子電解質隔膜及び陰極を密着させて膜−電極接合体を構成している。オゾン水製造装置は、直角方向又は斜め方向に原料水を供給し、陽極及び陰極の他方に、陽極、固体高分子電解質隔膜及び陰極の表面に対して直角方向又は斜め方向に、電解セルにより生成したオゾン水を流出するようにしている。

特許文献２に記載された電解電極デバイスは、水中に浸したうえで電源部により陰極側電極板と陽極側基板との間に電圧を印加するだけで、水中で電解処理を実施する。上流側から管路ハウジング内に導入された水道水は、電解電極デバイスの表面に沿って下流側に流れる。ここで、陽極側基板と陰極側電極板との間に電源部により電圧印加を行うと、陽極側基板の導電性ダイアモンド膜において電気化学反応を行う。これにより、電解電極デバイスはオゾンを発生させる。

特開２０１１−２４６８００号公報 特開２０１２−１２６９５号公報

上述した特許文献１に記載された技術は、陽極及び陰極と略直交する方向に通水させる流入口及び流出口を有するように貫通させ、貫通した水からオゾン分子を発生させている。これにより、通水された水の流れの方向を変えることなく電解セル外へ排出されるため、水に溶解しやすく、高濃度のオゾン水を生成することができるとしている。

また、特許文献２に記載された技術は、管路ハウジング内のバッフルによって発生した乱流によって電解電極デバイスにて発生したオゾン分子が効率よく排出されるとしている。

しかしながら、オゾンの発生効率は電極近傍における水の流速に大きく影響される可能性があるが、特許文献１、２に記載された技術では、水の流速に応じた動作を考慮していなかった。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、オゾンの発生効率を向上させることができるオゾン水生成装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係るオゾン水生成装置は、板状陽極、導電性膜、板状陰極の順に積層してなり、前記導電性膜と前記板状陽極との界面の少なくとも一部が水と接触するように構成された電解電極デバイスと、前記水の流路を形成すると共に、当該流路を流れる水に前記電解電極デバイスが接するよう配置したハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、前記ハウジングのうち少なくとも前記電解電極デバイスの近傍を流れる水が通過する断面積を変化させる可動部とを有する。

本発明の第２の態様に係るオゾン水生成装置は、第１の態様に係るオゾン水生成装置であって、前記可動部は、前記ハウジング内における水通過方向に可動とされた略楔形状の部材であることを特徴とする。

本発明の第３の態様に係るオゾン水生成装置は、第１の態様に係るオゾン水生成装置であって、前記可動部は、前記電解電極デバイスの近傍であって、前記ハウジング内における水通過方向と直交する方向に可動とされた前記ハウジングの内壁であることを特徴とする。

本発明の第４の態様に係るオゾン水生成装置は、第１の態様に係るオゾン水生成装置であって、前記可動部が、前記ハウジング内における電解電極デバイスを前記ハウジング内における水通過方向と直交する方向に可動する構成を有していることを特徴とする。

本発明の第５の態様に係るオゾン水生成装置は、第１乃至第４の何れかの態様に係るオゾン水生成装置であって、前記ハウジング内における水の流速を検知する検知部と、前記検知部により検知された水の流速に基づいて前記電解電極デバイスにおける前記板状陽極と前記板状陰極との間に印加する電圧を制御する制御部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、電解電極デバイスの近傍を流れる水の流速を変化させるので、オゾンの発生効率を向上させることができる。

本発明の第１実施形態として示すオゾン水生成装置の構成を示す一部断面図である。 本発明の実施形態として示すオゾン水生成装置における電解電極デバイスの構成を示す断面図である。 本発明の第２実施形態として示すオゾン水生成装置の構成を示す一部断面図である。 本発明の第３実施形態として示すオゾン水生成装置の構成を示す一部断面図である。 本発明の第３実施形態として示すオゾン水生成装置における可動壁５Ｂの端部付近の構成を示す一部断面図である。 本発明の第４実施形態として示すオゾン水生成装置の構成を示す一部断面図である。 本発明の第５実施形態として示すオゾン水生成装置の構成を示す一部断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明の第１実施形態として示すオゾン水生成装置は、例えば図１に示すように構成される。このオゾン水生成装置は、水に電気化学反応を起こして、オゾンが溶解されたオゾン水を生成するものである。

オゾン水生成装置は、電解電極デバイス１、ハウジング２、水流入配管３、水流出配管４、可動フロート５、シャフト６、シャフト固定リブ７、及び、ＤＣ電源８を含む。

ハウジング２は、水の流路ａ、ｂ、ｃ、ｄを形成すると共に、内部を流れる水に電解電極デバイス１の表面が接するよう配置している。このオゾン水生成装置において、ハウジング２の内部には、ハウジング２のうち少なくとも電解電極デバイス１を含む流路ｂの断面積を可変させる可動部としての可動フロート５が配置されている。

可動フロート５は、その内部を通じるシャフト６によって支持されている。可動フロート５は、シャフト６によって、水の流路ｂ、ｃに対して平行方向に保持されると共に、水の流路ｂ、ｃに対して自身が回転方向ｒに回転自在となっている。なお、可動フロート５は、図示しない螺旋状のリブが形成されていてもよい。これにより可動フロート５は、水の流れに対する鉛直方向には動かないようになっている。シャフト６は、可動フロートの回転軸中心に設けられた穴に対して挿入されている。シャフト６の上部は、水流出配管４に取り付けられたシャフト固定リブ７により固定されている。

このオゾン水生成装置において、水流入配管３から流路ａに沿って、ハウジング２に処理対象としての水が供給される。ハウジング２に供給された水は、ハウジング２内に収容された可動フロート５側に供給される。水は、可動フロート５によって流路ｂ、ｃに分岐する。流路ｂに流入した水は、電解電極デバイス１における導電性膜１２及び板状陰極１３によって形成された溝へと流入する。これにより、板状陽極１１と導電性膜１２との界面及び導電性膜１２と板状陰極１３との界面において電気化学反応が行われる。この可動フロート５とハウジング２の内壁を通過した水は、流路ｄに沿って水流出配管４から排出される。なお、水が流路に沿って流れるときのオゾン水生成装置の動作については後述する。

本実施形態における電解電極デバイス１は、オゾン（Ｏ３）が混入したオゾン水を生成する方法として、電気分解方法によって電解電極デバイス１がオゾン水を生成する。

電気分解方法は、水を原料とし、板状陽極１１と導電性膜１２との一対の電極に対して水中で電圧をかけてオゾン水を直接生成する。オゾン水は板状陽極１１側の電極表面で生成される。この電気化学反応は以下のようにして起こる。
（陽極側）３Ｈ２０→Ｏ３＋６Ｈ^＋＋６ｅ^-
２Ｈ２０→Ｏ２＋４Ｈ^＋＋４ｅ^-
（陰極側）２Ｈ２Ｏ＋２ｅ^-→２ＯＨ^-＋Ｈ２

このような電気化学反応を行う電解電極デバイス１は、図２に示すように、ユニット格納部２４に格納されて、ハウジング２の壁面に取り付けられる。この状態で、電解電極デバイス１は、ハウジング２の内部に、水の流路ｂに接するように収められている。

電解電極デバイス１、板状陽極１１、導電性膜１２、板状陰極１３の順に積層してなる。電解電極デバイス１は、例えば平面視において幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍ程度の矩形形状を有している。電解電極デバイス１は、後述するように、導電性膜１２と板状陽極１１との界面の少なくとも一部が水と接触するように構成されている。また、電解電極デバイス１は、板状陽極１１と導電性膜１２の界面、又は、板状陰極１３と導電性膜１２の界面いずれかの少なくとも一部が水と接触するように露出していてもよい。

板状陽極１１は、例えば、チタン、カーボン、タングステン、ニオブ又はケイ素を用いて形成した導電性基板が用いられる。なお、電気的安定性、飲用安全性、コストや耐久性の面から、板状陽極１１の材料としてはチタン、ケイ素又はカーボンを用いることが好ましい。

薄板状の板状陽極１１の平坦な板面上には、導電性膜１２が形成されている。この導電性膜１２は、例えば焼成法、めっき法、フィラメント法、CVD法、プラズマＣＶＤ法などの製膜法によって、ボロンドープにより導電性を付与した導電性ダイアモンド膜によって構成される。この導電性膜１２は、通常３μｍ程度の膜厚となるように形成されている。

板状陰極１３は、導電性膜１２上に形成される。板状陰極１３としては、厚みが１ｍｍ程度の金属製（例えばチタンやＳＵＳ３０４製）の電極板を用いる。

導電性膜１２及び板状陰極１３は、電解電極デバイス１の厚み方向に凹形状となっている通水孔１４を、複数形成している。この通水孔１４は、その底部が板状陽極１１となっている。通水孔１４には、可動フロート５の側部に形成される流路ｂの水が流入するようになっている。

この電解電極デバイス１は、図１に示すように、ＤＣ電源８の陽極側を板状陽極１１に接続し、ＤＣ電源８の陰極側を導電性膜１２に接続する。詳細には、図２に示すように、板状陽極１１の端部にＯリング２１を介して陽極通電部２２を接続し、板状陰極１３の端部にＯリング２１を介して陰極通電部２３を接続している。この電解電極デバイス１を水中に浸したうえでＤＣ電源８により電圧を印加することにより、板状陽極１１と板状陰極１３の間には導電性膜１２を介して電位差が発生する。電解電極デバイス１は、この電位差により水を電気分解させ、板状陽極１１の表面にオゾン分子を発生させる。

以上のような電解電極デバイス１を備えたオゾン水生成装置において、水流入配管３から流入した水は、流路ａに沿ってハウジング２内に流入する。この水は、可動フロート５の側方の流路ｂ、ｃを介して水流出配管４の流路ｄに流れる。このとき、可動フロート５は、水の流速に応じて作用する力が与えられる。この水の流速に応じた力は、可動フロート５に作用し、可動フロート５をｒ方向に回転させると共に可動フロート５を水流出配管４側に移動させる。可動フロート５は、水の流速に応じてハウジング２内を水通過方向で移動するよう適切な重量に設計されている。

可動フロート５の側方に水が流れると、ハウジング２の内面に電解電極デバイス１が露出しているので、水と電解電極デバイス１とが接触することになる。このとき、電解電極デバイス１にＤＣ電源８で発生する電圧を印加することにより、板状陽極１１の表面にオゾン分子が発生する。発生したオゾン分子は水の流れにより水流出側へ運ばれながら水に溶解される。これにより、オゾン水生成装置は、溶存オゾン水に改質させる。

可動フロート５は、その移動によって、ハウジング２内部における電解電極デバイス１の近辺の流路断面積を変化させていることになる。例えば、ハウジング２に流入する水の流速が高いときには可動フロート５が水流出側に移動する。これにより、電解電極デバイス１の流路ｂはフロート形状によって拡大し、電解電極デバイス１の近傍における流路断面積が広くなる。これにより、電解電極デバイス１の近傍の流路ｂにおける水の流速が低下する。

一方、ハウジング２に流入する水の流速が低いときには可動フロート５はその重量により水流入側に移動する。これにより、電解電極デバイス１の近傍における流路断面積は狭くなる。これにより、電解電極デバイス１の近傍の流路ｂにおける水の流速が増加する。

ここで、オゾンの溶解効率は電解電極デバイス１の近傍における水の流速に大きく影響される。この原因は、オゾン分子同士が水に溶解する前に結合し、気泡となり水に対して溶解しにくくなると考えられるからである。例えば、供給水圧の変動が発生する場合、水の流速が変動してしまう。これに対し、本実施形態として示したように流路断面積を変化させる構成を有していないと、オゾン水の濃度が増減して一定しないことになる。

例えば、水の流速が高くなってオゾン濃度が低下すれば殺菌効果が低下してしまう。逆に、水の流速が低くなってオゾン濃度が高くなればリスクが増大する。なお、別の例としては、後段にカートリッジなどを配置した場合、カートリッジの詰まり等による流量低下が発生する可能性があり、オゾン発生量が低下することとなる。

ここで、オゾンの溶解効率は電解電極デバイス１の近傍における水の流速に大きく影響される。この原因は、電極表面に発生するオゾン分子同士が水に溶解する前に結合し、気泡となる量が、電極表面の水の流速によって変動するため、水に対して溶解する効率が変化すると考えられるからである。例えば、供給水圧の変動が発生する場合、水の流速が変動してしまう。これに対し、本実施形態として示したように流路断面積を変化させる構成を有していないと、溶存オゾン水の濃度が増減して一定しないことになる。

例えば、水の流速が高くなって溶存オゾン濃度が低下すれば殺菌効果が低下してしまう。逆に、水の流速が低くなれば、オゾン分子の気泡化によって溶解効率が落ちるだけでなく、気泡化したオゾンガスによる安全性のリスクが増大する。なお、別の例としては、後段にカートリッジなどを配置した場合、カートリッジの詰まり等による流量低下が発生する可能性があり、オゾン分子の気泡化傾向が高くなることによって、オゾン溶解効率が低下することとなる。溶存オゾン水は、オゾンガスより効果が高く安全性も高いため、より多くのオゾン分子を水へ溶解させ、溶存オゾン水とすることが重要である。

これに対し、本実施形態として示したオゾン水生成装置によれば、水の流速に応じて可動フロート５を水通過方向に移動させることができ、電極近傍の流路断面積を変化させることができる。この結果、オゾン水生成装置は、電解電極デバイス１の近傍における流速を略一定に保つことができ、オゾン水の濃度の変動を抑制できる。また、オゾン水生成装置によれば、可動フロート５の重量等を最適化することによって、電解電極デバイス１の近傍における水の流速を最適化できる。これにより、オゾン水生成装置によれば、電解電極デバイス１の表面で発生したオゾン分子を効率よく水に溶解させ、オゾン水のオゾン濃度を安定させることができる。

また、この電解電極デバイス１によれば、低コストで実現できる構成を追加するのみで、電解電極デバイス１の表面で発生したオゾン分子を効率よく水に溶解させ、オゾン濃度を安定させることができる。すなわち、水の流速に応じたオゾン水のオゾン濃度の変動を抑制するため、オゾン水生成装置は、流路途中に減圧弁や定流量弁、加圧ポンプなどを配置して強制的に流量を調整する必要がない。また、オゾン水生成装置は、通水抵抗が大きくなることによる運転動力コストの増加もない。

なお、上述したオゾン水生成装置において、可動フロート５の重量を調整して水通過方向に移動させる構成のみならず、例えば、ばねのような弾力を利用した機構を用いてもよい。また、可動フロート５をシャフト６によって固定するものに限らず、可動フロート５による流路断面積が流量によって可変する機構であればよい。

つぎに、本発明を適用した第２実施形態として示すオゾン水生成装置について、図３を参照して説明する。なお、第２実施形態として示すオゾン水生成装置において、第１実施形態と同様の部分については同一符号を付することによってその詳細な説明を省略する。

第２実施形態として示すオゾン水生成装置は、第１実施形態と同様に、ハウジング２の壁面に電解電極デバイス１を配置している。このオゾン水生成装置は、可動フロート５を設ける位置、及び、当該可動フロート５の構成が、第１実施形態として示したものとは異なる。

可動フロート５は、流路ａに沿った水通過方向に対して平行に伸縮する可動部として構成されている。筐体５Ａは、固定シャフト３３によって、水通過方向に移動可能なように支持されている。筐体５Ａ内には、ばねケース３２に収容された可動用ばね３１が内蔵されている。可動用ばね３１は、筐体５Ａを水流入側に付勢している。可動用ばね３１は、筐体５Ａに加わる力によって水流出側に縮む。この可動用ばね３１は、水通過方向に沿って水が流れることによる力に応じて、水通過方向に伸縮する。

この可動フロート５の筐体５Ａは、水通過方向としての流路ａに沿って略楔形状の部材として構成されている。この筐体５Ａは、水通過方向に沿って水流入配管３から水流出側に向かうに従って断面積が大きくなっている。更なる筐体５Ａの水流出側は、一定の断面積に形成されている。

この筐体５Ａの水流出側には、スペーサ５１が配置されている。このスペーサ５１は、可動用ばね３１が収縮した状態で、筐体５Ａの表面と連続するような表面形状となっている。このスペーサ５１は、可動用ばね３１が伸縮して、可動用ばね３１が筐体５Ａから露出して水の流れを乱さず、滑らかな流路の一部となるようにしている。

筐体５Ａは、水流入配管３から水流出側に向かうに従ってハウジング２の流路断面積を狭める形状となっている。筐体５Ａは、可動用ばね３１が伸びた状態において、図中の点線で示すような５Ａ’に位置する。筐体５Ａは、可動用ばね３１が縮んだ状態において、図中の実線で示したように位置する。

このように、可動用ばね３１の状態に拘わらず、筐体５Ａの楔形部の少なくとも一部は、電解電極デバイス１の水流入側から水流出側に亘り、電解電極デバイス１と対向するよう配置されている。すなわち、電解電極デバイス１の長さ方向において可動フロート５がオーバーラップする配置となっている。

このオゾン水生成装置は、水流入配管３から流入した水が、当該水の流量に応じた水通過方向の力を可動フロート５に与える。この力は、筐体５Ａを介して可動用ばね３１に伝達し、可動用ばね３１を収縮させて、筐体５Ａを水通過方向に押し込む。筐体５Ａは、可動用ばね３１の反力と水通過方向における水の力とが拮抗する押し込み量までスライドする。

電解電極デバイス１の近傍における流路断面積は、筐体５Ａの押し込み量によって変化する。水の流量が多い状態では、筐体５Ａの押し込み量が多く、流路断面積が広くなる。一方、水の流量が少ない状態では、筐体５Ａの押し込み量が少なく、流路断面積が狭くなる。

この筐体５Ａの動作により、オゾン水生成装置は、電解電極デバイス１の近傍の流路ｃにおける流速を略一定にでき、電解電極デバイス１の表面における水の流速を略一定にすることができる。これにより、オゾン水生成装置によれば、電解電極デバイス１の表面で発生したオゾン分子を効率よく水に溶解させ、オゾン水のオゾン濃度を安定させることができる。

また、第２実施形態として示したオゾン水生成装置によれば、第１実施形態と比較して、電解電極デバイス１の表面に水の流れを集中させることができ、オゾンの溶解をより効率よく行うことが可能である。すなわち、第１実施形態では、流路ａを流路ｂ、ｃに分岐していたのに対し、第２実施形態として示したオゾン水生成装置によれば、単一の流路ｃを形成することができる。

つぎに、第３実施形態として示すオゾン水生成装置について、図４及び図５を参照して説明する。

第３実施形態として示すオゾン水生成装置は、図４に示すように、可動部を、電解電極デバイス１の近傍に配置したハウジング２の可動壁５Ｂとしている。この可動部としての可動壁５Ｂは、ハウジング２内における水通過方向と直交する方向に可動とされている。この可動壁５Ｂは、当該可動壁５Ｂを格納する可動壁格納部４１ａ、４１ｂに格納される。また、可動壁５Ｂは、固定シャフト４２によって水通過方向と直交する方向にスライド可能に支持されている。なお、可動壁５Ｂは、水通過方向に対して平行方向及び傾斜方向には動かないようになっている。更に、可動壁５Ｂは、水流入側及び水流出側にテーパ部４５が設けられている。

可動壁格納部４１ｂの下端には、図５に示すように、ストッパー部４１ｄが形成されている。なお、図５では、水流出側のみを示している。このストッパー部４１ｄは、可動壁５Ｂが水通過方向と直交する方向に下降すると可動壁５Ｂの水流入側及び水流出側における端部と当接して、当該位置に可動壁５Ｂを固定する。これにより、可動壁５Ｂが脱落しないようにする。

可動壁格納部４１ａの水流入側及び水流出側の端部は、パッキン４３を介して可動壁格納部４１ｂの上端４１ｃと可動壁格納部４１ａとを配置している。可動壁格納部４１ａ、パッキン４３、上端４１ｃはネジ部４４によって固定されている。可動壁格納部４１ａがパッキン４３により可動壁格納部４１ｂと結合される構成により、漏水を抑制することができる。

このようなオゾン水生成装置において、水流入配管３から供給された水は、ハウジング２内を通過して水流出配管４に流出する。この水通過方向に流れる水は、電解電極デバイス１の表面を通過する。このとき、電解電極デバイス１は、上述した電気化学反応によって生成されたオゾンを水に溶解させる。また、水通過方向における水の流速に応じて、可動壁５Ｂには、当該可動壁５Ｂを押し上げる力が加わる。

可動壁５Ｂのテーパ部４５は、水通過方向における流速に応じて移動するよう適切な角度、重量に成形されている。これにより、水通過方向に流れる流速が高いときには、可動壁５Ｂのハウジング２内部への飛び出し量が小さくなる。これにより、電解電極デバイス１に対向した流路断面積断は大きくなる。一方、水通過方向に流れる流速が低いときには、可動壁５Ｂのハウジング２内部への飛び出し量が大きくなる。これにより、電解電極デバイス１に対向した流路断面積は小さくなる。この可動壁５Ｂの動作により、オゾン水生成装置は、電解電極デバイス１の近傍における流路ｃの流速を略一定にでき、電解電極デバイス１の表面における流速を略一定にすることができる。これにより、オゾン水生成装置によれば、電解電極デバイス１の表面で発生したオゾン分子を効率よく水に溶解させ、オゾン水のオゾン濃度を安定させることができる。また、このオゾン水生成装置によれば、水の流速の増減によって流路断面積の全体が変動し、低流速においてもオゾン溶解に充分な流速を確保することができる。

更に、第３実施形態として示すオゾン水生成装置は、水の流れを、電解電極デバイス１に対して略平行な層流状態に保つ効果がある。これにより、第１実施形態の効果に加えて、より電解電極デバイス１の表面近傍に水の流れを集中させることができ、オゾンの溶解効率をより高くできる。これにより、電解電極デバイス１に与える消費電力を低減する等の効果がある。

更に、図４に示したように、必ずしも電解電極デバイス１に略対向するよう可動壁５Ｂを設置する必要はない。また、可動壁５Ｂ自体の重量によって飛び出し量を調整せずとも、水流によって適切に流路断面積が拡大又は縮小し、電解電極デバイス１の表面の流速を調整可能な形状であればよい。例えば、ばねやダンパーなどを利用した可動壁５Ｂや出入り構造や、軟質素材を用いて流路ｃ自体を拡大又は収縮させる構造でもよい。

また、電気機械的な制御を用いて流路断面積を調整してもよい。しかし、第３実施形態のようにオゾン水生成装置を構成することにより、複雑な機構や制御を用いることなく、低コストでオゾンの発生効率を高める効果を発現することができる。

つぎに、第４実施形態として示すオゾン水生成装置について説明する。

第４実施形態として示すオゾン水生成装置は、図６に示すように、電解電極デバイス１と一体になった可動壁５Ｂを可動部とする。この可動壁５Ｂは、第３実施形態と同様に、水通過方向から供給された水の流速により上下方向に移動する。なお、第４実施形態として示すオゾン水生成装置は、可動壁５Ｂ及び電解電極デバイス１の重量やテーパ部４５の角度を適切に設定することにより、水の流速に応じて可動壁５Ｂを上下させる。これにより、可動壁５Ｂは、電解電極デバイス１の設置面とハウジング２の内壁との間の流路断面積を変動させる。また、電解電極デバイス１は、流路ｃに流れる水から上述の電気化学反応によってオゾンを生成して、当該オゾンが溶解したオゾン水を生成する。

第４実施形態として示したオゾン水生成装置によれば、水の流速の増減によって流路断面積を変動させることができ、低流量においてもオゾン溶解に充分な流速を確保することができる。また、このオゾン水生成装置によれば、電解電極デバイス１やハウジング２にメンテナンスの必要が生じた場合に、可動壁５Ｂと電解電極デバイス１とを一体で取り外すことができる。これにより、オゾン水生成装置によれば、電解電極デバイス１のメンテナンスが容易になり、作業時間を短縮することができる。

つぎに、第５実施形態として示すオゾン水生成装置について説明する。

第５実施形態として示すオゾン水生成装置は、流路断面積を変化させる機構を利用して実際の水の流速を調整するものである。このオゾン水生成装置は、図７に示すように、制御装置（制御部）６０、マグネット６１、回転検知部６２を有する。

このオゾン水生成装置において、マグネット６１は、可動フロート５の内部に設けられている。マグネット６１は、可動フロート５が水の力を受けてｒ方向に回転することによって、ｒ方向に回転する。回転検知部６２は、可動フロート５が上下動作幅に亘って移動しても、マグネット６１の回転動作を検知できる位置又は数量で構成されている。

可動フロート５には、図示しない螺旋状のリブによって、水の流れに応じ回転する。可動フロート５が回転する度に、マグネット６１による起電力により回転検知部６２にパルス信号が発生する。このパルス信号は、回転検知部６２から制御装置６０に供給される。制御装置６０は、回転検知部６２から供給されたパルス信号に基づいて水の流速を判断する。制御装置６０は、判断した水の流速に基づいて、電解電極デバイス１における板状陽極１１と板状陰極１３との間に印加する電圧を制御する。なお、制御装置６０は、内蔵プログラムを搭載している。制御装置６０は、プログラムを実行することにより、パルス信号に基づいて水の流速を判断し、電解電極デバイス１に印加する電圧を制御する。

このようなオゾン水生成装置は、水の流速が高い場合は、電解電極デバイス１の表面における水の流速が相対的に速くなるため、オゾン溶解効率が高くなる。しかし、水の流速が高すぎる場合には電解電極デバイス１に印加する電力が不足してオゾン濃度が低くなる可能性がある。これを補完するため、制御装置６０は、水の流速が所定の閾値を超えた場合には、電解電極デバイス１に印加する電流量を増加させる。これにより、電解電極デバイス１は、水のオゾン濃度が低下することを抑制する。なお、水の流速が閾値を更に超える場合には、システム故障などが考えられるため、警報信号を出したり、システム自体の動作を停止させてもよい。

一方、水の流速が少ない場合には可動フロート５が図中下方向に移動することによって流速の低下を抑制する。これにより、水の流速を略一定に保持してオゾンの溶解効率を確保することができる。しかし、更に水の流速が低下した場合には電解電極デバイス１が電流により加熱し、オゾン濃度が低下するのみならず、発熱による不都合がある。そこで、オゾン水生成装置は、水の流速が低下した場合には、可動フロート５の移動によって水の流速の低下を抑制すると共に、当該水の流速を検知して、適切な電流を電解電極デバイス１に供給できる。また、適切な範囲の流量を下回ったことを検地した場合は、システム故障などが考えられるため、警報信号を出したり、システム自体の動作を停止させてもよい。

なお、第５実施形態として示したオゾン水生成装置は、可動フロート５の回転を検出したが、水の流速を検知できればよく、可動部の移動量を磁石や光学的、電気抵抗等で検知してもよい。例えば、第３実施形態、第４実施形態のオゾン水生成装置に適用する場合には、可動部としての筐体５Ａや可動壁５Ｂの移動距離をマグネットや電気抵抗により計測して水の流量を検知してもよい。また、テーパ部４５等にかかる圧力を検知してもよい。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１ 電解電極デバイス
２ ハウジング
５ 可動フロート
５Ａ 筐体
５Ｂ 可動壁
８ ＤＣ電源
１１ 板状陽極
１２ 導電性膜
１３ 板状陰極
１４ 通水孔
６０ 制御装置
６１ マグネット
６２ 回転検知部

Claims (5)

1. 板状陽極、導電性膜、板状陰極の順に積層してなり、前記導電性膜と前記板状陽極との界面の少なくとも一部が水と接触するように構成された電解電極デバイスと、
   前記水の流路を形成すると共に、当該流路を流れる水に前記電解電極デバイスが接するよう配置したハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられ、前記ハウジングのうち少なくとも前記電解電極デバイスの近傍を流れる水が通過する断面積を変化させる可動部と
   を有することを特徴とするオゾン水生成装置。
2. 前記可動部は、前記ハウジング内における水通過方向に可動とされた略楔形状の部材であることを特徴とする請求項１に記載のオゾン水生成装置。
3. 前記可動部は、前記電解電極デバイスの近傍であって、前記ハウジング内における水通過方向と直交する方向に可動とされた前記ハウジングの内壁であることを特徴とする請求項１に記載のオゾン水生成装置。
4. 前記可動部が、前記ハウジング内における電解電極デバイスを前記ハウジング内における水通過方向と直交する方向に可動する構成を有していることを特徴とする請求項１に記載のオゾン水生成装置。
5. 前記ハウジング内における水の流速を検知する検知部と、
   前記検知部により検知された水の流速に基づいて前記電解電極デバイスにおける前記板状陽極と前記板状陰極との間に印加する電圧を制御する制御部と
   を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のオゾン水生成装置。

Images