JP2019177305A

JP2019177305A - オゾン水生成器

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Publication number: JP2019177305A
Application number: JP2018066617A
Authority: JP
Inventors: 藤原　昭信; Akinobu Fujiwara; 昭信藤原
Original assignee: KANKYO GIKEN CO Ltd
Current assignee: KANKYO GIKEN CO Ltd
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2019-10-17
Anticipated expiration: 2038-03-30
Also published as: JP6481229B1

Abstract

【課題】電気分解中に生成するスケールを取り除く作業が容易であり、構造が簡素で使い勝手のよい電気分解によるオゾン水生成器を提供する。【解決手段】オゾン水生成器は、容器と容器の開口部に着脱自在に装着される蓋体を有し、蓋体に取り付けられた支柱の先端部に支持されたメッシュ状の板状体からなる陽極板と、容器を陰極として陽極板と容器との間に直流電圧を印加する直流電源とを備え、陽極板が陰極である容器の底面に平行に対向して近接配置されている。このオゾン水生成器において、前記支柱には長手方向に貫通孔を形成し、該貫通孔に前記直流電源の正極に電気的に接続される通電部材を導入して、該通電部材を陽極板に接合することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、水の電気分解によるオゾン水生成器に関する。

オゾン水は、殺菌・洗浄能力に優れ、残留性がなく環境負荷もほとんどないことから、手の除菌や口腔内の除菌消臭、野菜などの食材の洗浄など様々な用途に使用されている。

オゾン水を生成するには、水を電気分解する方法、オゾンガスに圧力をかけ水に溶かし込む方法などがある。
電気分解による方法は、特許文献１に記載されているように、容器内に一対の電極（陽極および陰極）を配置し、電極間に所定の時間、直流を印加して、容器内に蓄えられた水を電気分解することによって発生したオゾンを溶存させることによりオゾン水を生成するものである。

水道水などの水には、ＣａやＭｇ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｕなどの種々の金属イオンを含んでおり、電気分解の継続にともなって、陰極側の電極表面には、これらの金属イオンが酸化物や水酸化物として析出し、スケールと呼ばれる硬質の被膜を形成する。
スケールが陰極側の電極表面に形成されると、電気抵抗が上昇して、その結果、電気分解電流が減少して電気分解を妨げ、オゾンの発生を低減させる。

この対策として、（ａ）電気分解される水として純水もしくは精製水などの硬度の低い軟水を使用して電気分解して、スケールの生成を抑える。（ｂ）一定時間経過するたび毎に電極ユニットを交換する。（ｃ）電極にスケールが付着した場合には、クエン酸溶液を用いて電極板を洗浄して化学的に取り除くか、あるいはブラシを使用して物理的に取り除く、などが考えられる。

しかし、（ａ）の対策は、特許文献１に記載されているオゾン水生成器でも採用されているが、純水や硬度の低い軟水は、上水道からは得られないため、入手が容易ではなく、運搬などの手間が掛かり、購入するとなれば、コストもかさむ。また、硬度の低い軟水を使用しても、繰り返し使用している間に、陰極にスケールが蓄積することは避けられない。（ｂ）の対策は、電極ユニットの交換に手間が掛かるのみならずコストがかさみ、ユーザー本位ではない。（ｃ）の対策も以下に記載するように問題点がある。

電極同士は、通常、電解槽において０．２〜１．６ｍｍ程度の間隙を保って、接近した位置に対向して配置されて取り付けられ、また陽極側の電極は、電気分解が安定して効率よく行われるために、チタン板材を網目状に形成して白金を蒸着またはメッキしたものやさらにこれを筒状もしくは籠状に成形したものが広く使用されている。

陰極側の電極の表面に付着したスケールを除くためには、装置の電極部を分解して取り出し、電極部に合わせて、狭い空間に装入できるようなブラシなどの特別の手段でこすったりすることが必要であるが、電極を破損することなくスケールを取り除くためには細心の注意を必要とする。高価なチタン材に白金を蒸着またはメッキした電極では、ブラシ洗浄により高価な白金メッキが剥離するおそれや摩滅するおそれがあった。
物理的手段に拠らず、クエン酸などの酸により、スケールを洗い流すことも考えられるが、シリカ系や酸化が進んだ酸化物のスケールは酸によっても容易には溶解せず、十分に除去することが困難であった。

スケールの蓄積の問題を別にしても、従来の電気分解によるオゾン水生成器は、陽極と陰極を容器内に取り付けているために、容器の内表面や電極および電極支持部材を洗浄して、衛生的に良好な状態に保つメンテナンスは、容器内に電極部を取り付けた状態では十分には行うことができないため、電極部を取り外して行わねばならず、手間の掛かるものであった。

特開２０１５−４２３９７号公報

このように、従来のオゾン水生成器では、上水道などの水を電気分解して、オゾン水を発生させた場合、陰極部にスケールの蓄積は避けられず、陰極部のスケールを取り除くことが容易ではなく、この作業により、電極部を破損するおそれもあった。また、容器内表面や電極および電極支持部材を衛生的に保つ洗浄のメンテナンスに手間が掛かるものであった。
本発明は上記の問題を解決する、構造が簡素で使い勝手のよい電気分解によるオゾン水生成器を提供するものである。

上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
［１］容器と容器の開口部に着脱自在に装着される蓋体を有し、容器に蓄えられた水を電気分解してオゾン水を生成するオゾン水生成器であって、蓋体に取り付けられた支柱の先端部に支持されたメッシュ状の板状体からなる陽極板と、容器を陰極として陽極板と容器との間に直流電圧を印加する直流電源とを備え、陽極板を陰極である容器の底面に平行に対向して近接配置したことを特徴とするオゾン水生成器。
［２］前記蓋体に取り付けられた支柱には長手方向に貫通孔が形成され、該貫通孔に前記直流電源の正極に電気的に接続される通電部材が導入され、かつ該支柱の先端部に支持されている陽極板と該通電部材の端部とが接合されていることを特徴とする［１］に記載のオゾン水生成器。
［３］前記陰極である容器の底面と該底面に平行に対向して近接配置される前記陽極板の下面との間隙が２〜１０ｍｍの範囲内になるように、陽極板が前記蓋体に取り付けられた支柱の先端部に支持されていることを特徴とする［１］又は［２］に記載のオゾン水生成器。
［４］前記メッシュ状の板状体からなる陽極板がメッシュ状の絶縁性被膜で被覆されていることを特徴とする［１］乃至［３］のいずれかに記載のオゾン水生成器。
［５］前記メッシュ状の板状体からなる陽極板がメッシュ状のチタン板に酸化イリジウムを焼き付けたものであることを特徴とする［１］乃至［４］のいずれかに記載のオゾン水生成器。
［６］前記容器の外周面が絶縁性の被膜で被覆されていることを特徴とする［１］乃至［５］のいずれかに記載のオゾン水生成器。
［７］前記容器は、開口部が底面よりも面積が広い円錐台状であることを特徴とする［１］乃至［６］のいずれかに記載のオゾン水生成器。

本発明のオゾン水生成器は、水を蓄える容器を陰極として、蓋体に取り付けた陽極板と容器との間に直流電圧を印加する構成であるから、スケールは陰極としての容器の内表面に付着する。このため、電気分解後に付着したスケールを取り除くための作業は、蓋体を容器の開口部から取り外した後に、日常行っている食器を洗う要領で、例えば、スポンジたわしなどで擦り洗いすることを容器の内表面に対して行えばよく、容易に実施できるものであるので、従来のように電極部のスケールを取り除くために、電極部を分解することもなく、格別の手段を必要とするものでもない。また、スケールを取り除く作業によって電極部を傷つけたりすることもない。したがって、この作業の後に次回使用するときは、陰極としての容器にスケールが付着していない状態で使用することができるため、電気分解の効率が落ちることがない。このことから、オゾン水生成器の耐用年数を長くすることができ、また、電気分解の対象となる水として、純水のみならず、比較的硬度の高いものでも使用することが可能となる。
さらに、容器を陰極として、蓋体に陽極板を取り付けた簡素な構造であるから、蓋体を容器の開口部から外すと同時に陽極板も容器から除かれるため、容器の蓄えられたオゾン水を直ちに使用することができ、また容器と陽極板を個別に洗浄できるため、オゾン水生成器を手軽に衛生的にメンテナンスすることも容易である。

本発明のオゾン水生成器の構造を模式的に示す。本発明のオゾン水生成器の先端部に陽極板を支持した支柱が取り付けられた蓋体および容器の斜視図を示す。本発明のオゾン水生成器の通電部材の端部に接合された陽極板と陽極板を被覆する絶縁性被膜を示す。（ａ）は通電部材の下端部につば状部が形成されていないものを示す。（ｂ）は通電部材の下端部につば状部が形成されているものを示す。本発明のオゾン水生成器の異なる一実施形態を模式的に示す。本発明のオゾン水生成器の異なる一実施形態を模式的に示す。メッシュ状金属板を示す。

本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明のオゾン水生成器の断面構造を模式的に示したものである。ここで、１はオゾン水生成器、２は容器、３は容器２内に配置される陽極板、４は陽極板３と容器２との間に直流電圧を印加する直流電源である。容器２は、電気分解の対象となる水が蓄えられるものであり、電気分解での陰極を兼ねるものである。
５は蓋体であり、容器２の開口部に着脱自在に装着されるものである。６は棒状の通電部材、７は長手方向に貫通孔が形成された支柱である。通電部材６および支柱７は蓋体５に取り付けられている。電気分解時には、後述するように、陽極板３と容器２（陰極）の間には直流電源４から直流電圧が印加される。８は絶縁性被膜である。なお、図１中の『○』『◎』『●』については後述する。

容器２は、上方が開口した有底の筒状のものであり、電気分解される水道水などの水が蓄えられるものであるとともに、電気分解する際に陰極として機能し、陽極板３との間に直流電圧が印加されるものである。
容器２の外周面は、陰極としての容器２の外周面から電気分解の電流が外部に漏れないように絶縁性の被膜８で被覆することが望ましい。
図１から分かるように、陰極としての容器２と直流電源４の負極（−極）とを電気的に接続し、かつ陽極板３と通電部材６を介して直流電源４の正極（＋極）とを電気的に接続することにより、陽極板３と陰極としての容器２との間に直流電圧を印加することができる。
容器２と直流電源４の負極との電気的接続は、直流電源４の負極に配線で接続された通電用端子（図１では図面番号なし）を容器２に当接させることにより行うことができる。

陽極板３はメッシュ（網目）状の板状体であり（図６参照）、図１および図２から分かるように、支柱７の一方の先端部（図１では下端部側）で支持されている。陽極板３の形状は、円形でも多角形でもよいが、容器２の底面の形状に合わせると陽極板３の面積を最大にすることができる。
陽極板３をメッシュ状にすると、網目の間隙に水やガスが通過でき、電極の表面積も増えるから、電気分解によるオゾンの発生が効率よく行える。

陽極板３の中央部には支柱７の貫通孔に導入されている通電部材６の一方の端部（図１では下端部）が接合されている。そして、通電部材６の他方の端部は、陽極板３の上面から蓋体５の下面まで支柱７の貫通孔に包囲された状態で蓋体５内に達し、蓋体５に取りつけられている。そして、通電部材６の他方の端部（図１では上端部）は、蓋体５内で電源４の正極（＋極）からの端子と電気的に導通するように配線が施されている。

陽極板３の中央部と通電部材６の端部との接合は、図３（ａ）に示すように、通電部材６の端部に陽極板３の中央部を接触させて、例えばスポット溶接などの溶接により接続することができる。また、接合しやすいように、通電部材６の端部を、図３（ｂ）に示すように、つば状部（フランジ）を形成して接触個所を増やしてもよい（この場合、接触個所の複数個所でスポット溶接をすることができる）。あるいは、該端部を含む部位をＬ字状に折り曲げてその曲げ部に陽極板３の中央部を接合することもできる。

支柱７は、上述したように、一方の先端部で陽極板３を支持しているが、他方の先端部で蓋体５に固定して取り付けられている。支柱７の先端部を蓋体５に固定するには、例えば、該先端部につば状部（フランジ）を設けて、該つば状部の部位で蓋体にネジ止めすることなどにより行うことができる。

蓋体５は、電気分解の電流が蓋体５を介して容器２や該蓋体５に接触する外部の物品に漏れないように、合成樹脂材のような絶縁性の材料で構成することが望ましく、少なくとも通電部材６を支持する部位を、合成樹脂材のような絶縁性の材料で構成する必要がある。
同様に、支柱７も、陽極板３や通電部材６に流れる電気分解の電流が蓋体５を介して蓋体５に接触する外部の物品に漏れないように、合成樹脂材のような絶縁性の材料で構成する必要がある。

電気分解時には、蓋体５が容器２の開口部に装着されて、支柱７は上端部を除いて大部分が容器２に蓄えられた水に浸漬され、同時に陽極板３も水に浸漬された状態で容器２の底面に近接配置される。このとき、陽極板３は陰極としての容器２の底面と平行に対向させて配置する。このとき、陽極板３が容器に接触しないようにしなければならない。

電気分解の印加電圧をできるだけ小さくするために、オゾン水生成器の陽極と陰極の電極同士の距離は小さいほどよい。このことから、通常、オゾン水生成器の陽極と陰極の電極同士の間隙は、０．２〜１．６ｍｍ程度の間隙になるようにしていた。

しかし、陰極としての容器２の底面に平行に陽極板３を近接配置した場合、容器２の底面と陽極板３の下面との距離がある一定以下の距離になると、電気分解によって生成された酸素やオゾンの気泡が陽極板３と容器２の間隙の中から抜け難くなって滞留し、陽極板３と容器２の間隙の中の水を追い出すために電気分解電流を減少させ、電気分解が減弱してオゾンの発生が減少してしまうので、気泡が抜け易く、かつ、適度な電気分解電流が流れる適度な間隔にするのが好ましい。このような理由から、陽極板３の下面と容器２の底面との間の距離は、２〜１０ｍｍ程度の間隙になるようにするのが望ましい。

容器２の開口部に蓋体５を装着して電気分解を行っているときに、振動などで陽極板３が容器２の底面やその近傍の側面に接触して陽極板３と容器２とが電気的に導通しないように、図３に示すように、陽極板３をメッシュ（網目）状の絶縁性の被膜１３で包囲するように覆ってもよい。このとき、被膜１３が陽極板３の網目を塞がないようにする。被膜１３の網目は陽極板３の網目よりも細かくても大きくてもよい。

陽極板３の外面をメッシュ（網目）状の絶縁性の被膜１３で覆うには、支柱７内を導かれた通電部材６と陽極板３を接合した後に、陽極板３をメッシュ（網目）状の絶縁性の被膜１３で包囲し、次いで陽極板３の縁部近傍の該被膜１３を熱シールして行うことができる。

また、電気分解時には、蓋体５と容器２内の水面との間の空間に、水に溶解できなかった水素ガスや少量の酸素ガス、オゾンガスが蓄積し、圧力が高まるので、蓋体５には大気に通じる孔を設けたり、蓋体５の枠部を除く部位をメッシュ状にしたりして、ガスを大気に逃がすことが望ましい。
なお、大気に逃れるガスのオゾン濃度は、０．１ｐｐｍをこえると人体に有害であるとされているが、本実施形態の生成器では、極めて低濃度であり、この値を超えることはない。

陽極板３と容器２との間に直流電圧を印加する直流電源４として、コンセントから供給される交流電源の交流を直流に変換するＡＣアダプターを直流電源４とすることができる。あるいは、リチウム電池などの電池を直流電源として使用することができる。水道水を電気分解してオゾンを発生させるには、酸素を発生させる時よりも高いエネルギーを必要とするために、高い直流電圧が必要となるから１０〜３０Ｖの直流電圧を印加することが好ましい。

水の電気分解が始まると、陽極板３の表面から酸素とオゾンの気泡が発生し、陰極を兼ねる容器２の底面及び側面の内表面からは水素の気泡が発生する。図１では、陽極板表面から発生したオゾンの気泡を◎で、酸素の気泡を白丸（○）で、容器２の内表面から発生する水素の気泡を黒丸（●）で、それぞれ模式的に示している。

なお、オゾンと水素は以下の反応１）、２）で発生する。
（陽極）３Ｈ_２Ｏ→Ｏ_３＋６Ｈ＋６ｅ⁻・・・１）
（陰極）６Ｈ^＋＋６ｅ⁻→３Ｈ_２・・・２）
オゾンの発生する過程では初めに酸素（Ｏ_２）が発生するが、これは酸素生成（２Ｈ_２Ｏ→Ｏ_２＋４Ｈ^＋＋４ｅ⁻）の電解電圧がオゾン生成の電解電圧よりも低いためである。

電気分解が継続すると、容器２（陰極）の内面では水素ガスの気泡の発生と離脱が進行するとともに、陽極板３の表面からオゾンと酸素の気泡の発生と離脱が進行する。オゾンの一部は水に溶解し、オゾン水が生成される。水素ガスも同様に一部は水に溶解する。残りの水に溶解しなかったガスは浮上する。
水素ガスの気泡は、陽極と陰極とを接近して容器内に配置した従来技術のオゾン水生成器と異なり、容器内面の広い範囲で発生するから、離脱しやすくオゾン発生の効率が向上する。また、容器の形状を開口部が底面よりも面積が大きい円錐台状の形状にすると、容器の内面から水素ガスがさらに離脱しやすい。

電気分解の進行に伴って、水に含まれるＣａやＭｇ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｕなどがスケールとなって、陰極としての容器の内面、とりわけ容器の底面および底面近傍の部位に蓄積する。スケールは、電解終了後に、容器に研磨剤付きのスポンジたわしなどを挿入して擦ることにより容易に洗い除くことができる。

容器２は、金属材料で製作することができ、不銹性の金属材料、例えばアルミニウム合金材やステンレス鋼材、とりわけＮｉを６〜１３％およびＣｒを１６〜２０％含有するオーステナイト系ステンレス鋼材が好ましい。

陽極側の電極は水中にイオン化して溶解したり、酸化したりする。不溶性電極であるチタン板は、表面が酸化してＴｉＯ_２になり不溶化するが、ＴｉＯ_２は耐蝕性ではあるが不導体化するので、陽極側の電極には、チタン板に白金メッキや白金コートを行って酸化を防止するとともに導電性を維持させたものが使用できる。
通電部材６も、表面が酸化して不溶化し、電気分解中に溶出しないチタン材を使用することが望ましい。

上記の陽極板よりもさらにオゾンをより効率よく発生させるには、酸化物でありながら導電性を示す酸化イリジウムを焼付コートしたチタンを陽極とすることがオゾン生成用の不溶性電極として適している。このようなことから、メッシュ状のチタン板に酸化イリジウムを焼き付けたものを陽極板３として使用することが望ましい。
なお、メッシュ状の金属板は、エキスパンドメタルやパンチングメタルなどのメッシュ状の金属材料（図６参照）から製作することができる。

図４に、容器２と直流電源４の負極との電気的接続を台座部９から突出する通電用端子１０を介して行う実施形態を模式的に示した。台座部９には板バネ１１が収納されており、この板バネ１１に通電用端子１０が設けられ、板バネ１１の付勢により、台座部９に置かれた容器２の底面に当接することができる。
ここでは、この板バネ１１は、屈曲した金属片からなり、その上辺部に通電用端子１０が固定されており、その下辺部が台座部９の取付座に固定されている。なお、通電用端子１０が容器２の底面を当接する機構は、図４に示すものに限るものではない。

容器２の外周面は、陰極としての容器２の外周面から電気分解の電流が外部に漏れないように絶縁性被膜８を施すことが望ましいが、図４に示すものでは、陰極としての容器２への通電が可能となるように、容器２の外周部のうち、底部外周面の通電用端子１０が接触する部位およびその近傍には絶縁性被膜８を施していない。
したがって、容器２がステンレス材製であれば、この通電用端子１０が接触する部位お
よびその近傍には容器２のステンレス材が露出し、通電用端子１０が容器２の底面のステンレス材に直接当接する。そして、通電用端子１０が接触する部位およびその近傍以外の容器２の外周面は絶縁性被膜８が施されており、陰極としての容器２の外周面から電気分解の電流が外部に漏れないようになっている。なお容器２に把っ手を設ける場合は把っ手の外周面にも絶縁性被膜を形成する。

図５に、容器２と直流電源４の負極（−極）との電気的接続を蓋体５に取り付けた板バネ１２を介して行う実施形態を模式的に示した。
この実施形態では、板バネ１２の一方の端部（上端部）が蓋体５の周縁部近傍の部位に取り付けられているとともに、直流電源４の負極と電気的に接続されている。そして、板バネ１２の他方の端部（下端部）は、蓋体５が容器２の開口部に装着されると、容器２の上縁部の内表面に付勢して当接するようになっている。

図４や図５に示す実施形態のオゾン水生成器１では、上述した交流電源を直流電圧に変換できるＡＣアダプターやリチウムウム電池などの電池を直流電源４として使用できるが、図４に示すものでは、直流電源４としてＡＣアダプターを使用するのが好適であり、図５に示すものでは、直流電源４として電池を使用するのが好適である。

図４に示す実施形態において、直流電源４としてＡＣアダプターを使用する場合、交流電源に接続されているＡＣアダプターの差し込みプラグ（図示省略）を蓋体５や台座部に設けられたプラグ受け（図示省略）に差し込むことにより、通電部材６と直流電源４の正極（＋極）との電気的接続および陰極としての容器２と直流電源の負極（−極）の電気的接続を行うことができる。

図５に示す実施形態において、直流電源４として蓋体５に収納した電池を使用する場合、電池の正極（＋極）と通電部材６とが電気的に接続するように配線しておけばよい。この状態で、蓋体５を容器２の開口部に装着すると、電池の負極（−極）と電気的に接続されている板バネ１２の下端が容器２の上縁部内面に当接して、陰極としての容器２と直流電源の負極（−極）の電気的に接続されるから、通電部材６と直流電源４の正極（＋極）との電気的接続および陰極としての容器２と直流電源の負極（−極）の電気的接続を行うことができる。

直流電源としてＡＣアダプターや電池を使用した場合、蓋体に取り付けた電源スイッチのボタン（図示省略）のプッシュ作動により、電気的接続を行うことができる。すなわち、電源ボタンのプッシュ作動により、直流電源４の正極と通電部材６とが導通し、同時に容器２の開口部上縁の内側に当接する板バネ１２と直流電源４の負極とが導通して、陽極板３と容器２との間に電解電圧が供給でき、電源ボタンのプッシュ作動解除により、電源電圧が遮断できるように配線しておけばよい。
また、電源スイッチのボタンのプッシュ動作により、継電器（リレー）によって直流電源４の正極と通電部材６とが導通し、同時にタイマーをスタートさせて時間計測を行い所定の設定時間に到達したときに、継電器（リレー）によって直流電源４の正極と通電部材６との導通を自動的に遮断することができるようにしてもよい。

以上の実施形態からも分かるように、本発明のオゾン水生成器１では、容器２を陰極とし、蓋体５に支柱７を介して取りつけられた陽極板３との間に直流電圧を印加しており、部品点数が少ない簡素な構造である。そして、支柱７を介して蓋体に取り付けられているから、容器２の開口部から蓋体５を取り外すと、同時に陽極板３も容器２の外に移すことになるから、容器２内のオゾン水を直ちに容器２をそのまま利用して、口腔洗浄や手の除菌などの様々な用途に利用できる使い勝手のよいものである。

すでに記載したように、電気分解によるオゾン水生成器では陰極側の電極にスケールが付着することが避けられないから、陰極として使用している容器２の内面にはスケールが付着する。
しかし、従来のオゾン水生成器の電極に付着したスケールと異なり、容器２の内面に付着したスケールは、格別の手段を必要とせず日常行っている食器を洗う要領で研磨剤入りの洗剤とスポンジたわしなどで洗浄することにより簡単に取り除くことができる。容器２の口は比較的広いから、このスケールを取り除く作業は容易に行うことができる。また、スケールを除く作業では、同時に容器内面の水垢なども除くことができる。
そして、陽極板３や支柱７にはスケールが付着することはないが、いずれも容器から取り外して洗浄できるから、本発明のオゾン水生成器では、衛生的に良好に保つメンテナンスがさほどの手間を必要としないで容易に行うことができる。

本発明のオゾン水生成器は、水を蓄える容器を陰極として使用することにより、容器の内面に付着するスケールを容易に取り除くことができ、メンテナンス作業が格段に軽減される。このため電気分解するたび毎に洗浄する等、従来よりも頻繁に洗浄することが可能となり、衛生的な使用ができる。また従来のオゾン水生成器でスケールを取り除く作業において発生しがちな陰極の劣化がないから、長期の使用にも耐えるものである。

また、本発明のオゾン水生成器では、陽極板を容器の底面に平行に近接して配置するから、陽極板の面積を容器の底面に応じて大きくすることができる。容器の内容積を大きくするとともに、陽極板の面積も大きくできることになり、比較的大量のオゾン水を効率よく生成することも可能である。

図４に示されるように、陰極として、円錐台型の底面が平らなステンレス製容器（開口部の内径７０ｍｍ、底部の内径５５ｍｍ、高さ１５０ｍｍ）を使用し、陽極板として直径４０ｍｍの酸化イリジウムを焼き付けたメッシュ状のチタン板（厚さ約０．２ｍｍ）を使用した。蓋体を容器の開口部に装着したとき、蓋体の支柱の先端に支持された陽極板の下面と容器の底面との間隙が７ｍｍ程度になるように配置し、容器に２５０ｍＬの水道水を注いで、印加電圧を２４．０Ｖとして５分間の電気分解を行った。オゾン濃度の測定は、電解中の水道水を少量採取して分析する水質分析器具（デジタルパックテスト：登録商標）で行った。
電解時間Ｔ（分）経過後の水道水のオゾン濃度（ｍｇ／Ｌ＝ｐｐｍ）を表１に示した。電気分解前の水道水の温度は２７．０℃であった。

表１から分かるように、電解開始後３分程度で溶存オゾン濃度が０．３０ｐｐｍのオゾン水が生成されている。電解開始後５分では、溶存オゾン濃度が０．９０ｐｐｍのオゾン水が生成されている。また、電解終了後３０分を経過して残存オゾン濃度を測定したところ、溶存オゾン濃度は１．０５ｐｐｍであり、若干高くなっていたことから、電解終了後３０分程度は残存オゾン濃度が減衰しないものと考えられる。

本発明のオゾン水生成器によれば、５分間程度の電気分解で、オゾン濃度がほぼ１ｐｐｍのオゾン水を得ることができ、手の除菌や口腔内の除菌消臭、野菜の洗浄など様々な用途に使用することができ、産業の利用可能性が大である。

１：オゾン水生成器
２：容器
３：陽極板
４：直流電源
５：蓋体
６：通電部材
７：支柱
８：絶縁性被膜
９：台座部
１０：通電用端子
１１：板バネ
１２：板バネ
１３：メッシュ状の絶縁性被膜

Claims

容器と容器の開口部に着脱自在に装着される蓋体を有し、容器に蓄えられた水を電気分解してオゾン水を生成するオゾン水生成器であって、蓋体に取り付けられた支柱の先端部に支持されたメッシュ状の板状体からなる陽極板と、容器を陰極として陽極板と容器との間に直流電圧を印加する直流電源とを備え、陽極板を陰極である容器の底面に平行に対向して近接配置したことを特徴とするオゾン水生成器。
前記蓋体に取り付けられた支柱には長手方向に貫通孔が形成され、該貫通孔に前記直流電源の正極に電気的に接続される通電部材が導入され、かつ該支柱の先端部に支持されている陽極板と該通電部材の端部とが接合され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器。
前記陰極である容器の底面と該底面に平行に対向して近接配置される前記陽極板の下面との間隙が２〜１０ｍｍの範囲内になるように、陽極板が前記蓋体に取り付けられた支柱の先端部に支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のオゾン水生成器。
前記メッシュ状の板状体からなる陽極板がメッシュ状の絶縁性被膜で被覆されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のオゾン水生成器。
前記メッシュ状の板状体からなる陽極板がメッシュ状のチタン板に酸化イリジウムを焼き付けたものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のオゾン水生成器。
前記容器の外周面が絶縁性の被膜で被覆されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のオゾン水生成器。
前記容器は、開口部が底面よりも面積が広い円錐台状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のオゾン水生成器。