JP3065055B2

JP3065055B2 - オゾン水発生装置

Info

Publication number: JP3065055B2
Application number: JP10358774A
Authority: JP
Inventors: 三郎田村; 耕三田村; 登戎脇; 由文福田
Original assignee: 三郎田村
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2000-07-12
Anticipated expiration: 2018-12-17
Also published as: JP2000176461A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オゾン水発生装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】オゾンは、一般に、殺菌力、すなわち、
強い酸化分解力を有することが知られている。従来、こ
のオゾンを水に溶解させて得られるオゾン水（オゾンガ
ス混合水）が、工業用や医療用等の業務分野等にて、衛
生管理のための殺菌剤として、使用されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、オゾンガス混
合水は、オゾンの残留性が皆無に等しい、即ち、殺菌効
果の持続性がないという問題があった。そこで、本発明
は、殺菌効果の持続性を有するオゾン水を生成すること
ができるオゾン水発生装置を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明にかかるオゾン水発生装置は、一端側から
導入された空気が他端側へ流れる高圧側の内筒体と、外
面側が低圧側となると共に該内筒体に遊嵌状に外嵌され
る誘導体としての外筒体と、を備え、該内外筒体間を、
該内筒体の他端側から排出される空気が導入されてオゾ
ンを生成する断面円環状の放電空間としたオゾン発生体
にて、オゾンを生成し、このオゾンを、水と混合溶存さ
せてオゾンガス混合水を生成する混合手段と、このオゾ
ンガス混合水に、銀イオンを溶出させる銀イオン溶出装
置を、備え、該銀イオン溶出装置が、銀電極と、上面に
上記銀電極を挿込む孔を有する有底円筒状容器と、から
成り、上記容器が、その下部に、配管が接続されてオゾ
ンガス混合水が注入される注入孔を有し、上部に、水道
水が注入される注入孔と、オゾン水が吐出される吐出孔
と、を有するものである。

【０００５】また、一端側から導入された空気が他端側
へ流れる高圧側の内筒体と、外面側が低圧側となると共
に該内筒体に遊嵌状に外嵌される誘導体としての外筒体
と、を備え、該内外筒体間を、該内筒体の他端側から排
出される空気が導入されてオゾンを生成する断面円環状
の放電空間としたオゾン発生体にて、オゾンを生成し、
このオゾンを、水と混合溶存させてオゾンガス混合水を
生成する混合手段と、このオゾンガス混合水に、銀イオ
ンを溶出させる銀イオン溶出手段と、オゾンガス混合水
をオゾン発生体の一部に接触して流す円筒状の通路を備
えたものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を示す図面に基
づき、本発明を詳説する。

【０００７】図１に示す正面図、図２に示す左側面図、
及び、図３に示す使用状態斜視図に於て、家庭の台所の
流しの上や、（図示省略の）レストランの調理場や病院
の部屋等に設置して、用いられるオゾン水発生装置を例
示する。

【０００８】即ち、外箱１の外面（正面壁）に、オゾン
水吐出部２が配設されている。そして、図３のように、
水道栓（蛇口）５と給水ホース６にて連通連結して、水
道水を供給する。上記外箱１内には、（後述の）オゾン
発生体３（図４〜図６参照）、及び、銀イオン溶出装置
４（図４，図５，図10参照）───銀イオン溶出手段Ｅ
───が設けられる。そして、オゾン発生体３にて生成
されるオゾンを水と混合溶存させてオゾンガス混合水Ｗ
₁ とし、このオゾンガス混合水Ｗ₁ に、銀イオン溶出装
置４にて銀イオンを溶出させる。すなわち、この銀イオ
ン溶解オゾン水（オゾン水Ｗ₂ ）が、上記オゾン水吐出
部２から吐出される。

【０００９】全体の概略構成を説明するための図４の斜
視図（配管図）、及び、要部を断面にて示した図５の断
面図（配管図）と要部拡大断面図の図６・図７に於て、
本発明に係るオゾン水発生装置をさらに具体的に説明す
る。なお、図７は、図６の要部横断面図を示し、（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）は各々図６の（イ─イ）（ロ─ロ）（ハ─
ハ）断面図を示す。

【００１０】オゾン発生体３は、下端側から導入された
空気が上端側へ流れる高圧側の内筒体７と、外面側が低
圧側となると共に内筒体７に遊嵌状に外嵌される誘導体
としての外筒体８と、を備えている。この内外筒体７，
８間に、内筒体７の上端側から排出される空気が導入さ
れてオゾンを生成する断面円環状の放電空間（オゾン反
応通路）９を形成する。

【００１１】この場合、内筒体７は、例えばステンレス
鋼等から成り、大径上半部10と、大径上半部10の下端に
圧入された小径下半部11とを、備えている。小径下半部
11の下端には高圧側電極端子12ａが固着され、また、こ
の円筒状の小径下半部11の下端には横孔状にエア導入孔
13が形成されている。

【００１２】外筒体８は、その上端が半球殻型蓋部14に
て閉鎖され、下方開口状であり、全体はガラス体から成
る。内筒体７の上端には、貫孔付きの上スペーサ15ａが
固着され、内筒体７の中間位置には下スペーサ15ｂが固
着されている。この上下スペーサ15ａ，15ｂはゴムやプ
ラスチック等から成り、外周面には軸心方向（上下方
向）の切欠凹部16，17…を有し、上方から下方へ、放電
空間９内をエアーが流れる（通過する）のを許容し、か
つ、内筒体７と外筒体８の両軸心を良く一致させて、放
電空間９の間隙寸法Ｓを 360°全周にわたって均一かつ
高精度（寸法）に保持する。

【００１３】58はエアー導入部材であり、内筒体７の下
端に外嵌されて、エアー導入孔13に連通する接続管部18
を有し、かつ、高圧側電極端子12ａがシール材を介して
貫通する孔を有する。

【００１４】また、59はオゾン吐出部材であり、上端は
外筒体８に外嵌され、下端は内筒体７に外嵌されると共
にエアー導入部材58にネジ等で連結される。このオゾン
吐出部材59には、オゾン発生体３にて生成されたオゾン
を、混合手段Ｍであるところのエジェクタ19等の混合器
20へ吐出するオゾン吐出孔21を有する。

【００１５】このオゾン発生体３は、（図５に示す如
く、）上下２段空室22，23を有するケーシング24の下空
室23内に設けられる。12ｂは低圧（接地）側電極であ
り、ケーシング24の中間部から下空室23へ垂設され、外
筒体８の外面に接続されている。なお、外筒体８の外周
面に、放電空間９の長手方向の範囲に対応して、ステン
レス等の金属製の網状体25（又は金属メッキや巻付体）
を被覆すると、効率良くオゾンを発生することができる
利点がある。図５と図６では、この網状体25に低圧側電
極12ｂを接続している。

【００１６】このように、エアー導入孔13から入ったエ
アーは、一旦、内筒体７内を上方に流れ、外筒体８の蓋
部14にてＵターンし、下方に流れるが、この際、微小な
間隙寸法Ｓの放電空間を通過する。このエアーが、印加
された電圧で反応してオゾンを生成し、オゾン吐出孔21
から吐出して、オゾンと水との混合手段Ｍである混合器
20（エジェクタ19）のエアー供給孔26へ送られる。

【００１７】ところで、オゾン発生体３は下空室23の中
に設けられるが、この下空室23は、周壁と底壁を備えた
下ケーシング24ａと、上ケーシング24ｂの底壁部29にて
包囲されて形成される。この下ケーシング24ａの底壁
に、混合器20（エジェクタ19）からのオゾンガス混合水
Ｗ₁ が供給される注入孔30と、（後述の作用にて余分な
オゾンを分離した後の）オゾンガス混合水Ｗ₁ を排出す
るオゾンガス混合水出口31とが、設けられる。

【００１８】そして、下ケーシング24ａの底壁には、オ
ゾン発生体３よりも十分大きい径であって、かつ、下ケ
ーシング24ａの内径よりも十分小さい径とされた（中間
径の）中間筒体32が立設され、この中間筒体32の下方開
口部と上記注入孔30とが連通連結されて、注入孔30から
流入したオゾンガス混合水Ｗ₁ は、オゾン発生体３の外
筒体８及び網状体25を冷却させつつ上昇する。

【００１９】このように、オゾンガス混合水Ｗ₁ をオゾ
ン発生体３の一部（外筒体８外周面）に接触して流す円
筒状の通路33を、備えているので、オゾン発生体３を連
続的に使用しても、（巧妙に冷却出来て）過大な温度上
昇を防止できて、常時、安定して高効率のオゾン発生が
得られる。

【００２０】その後、この通路33の上方部位に、図５で
明らかな如く、中間筒体32が存在しない気水分離室部34
が形成されている。即ち、通路33を出たオゾンガス混合
水Ｗ ₁ は急に流速が遅くなり、かつ、中間筒体32と下ケ
ーシング24ａ内面との円筒状通路へ向って方向も変更さ
れ、このような流速変化によって、気水分離が行われ
る。

【００２１】この気水分離室部34にて、オゾンガス混合
水Ｗ₁ から余分なオゾン（ガス）を分離し、底壁部29の
孔部35から、フロート弁36を有する上空室22へ上昇させ
る。つまり、気水分離室部34の上方に、余剰ガス排出装
置37が設けられている。しかも、この余剰ガス排出装置
37は下ケーシング24ａの上に積上げられて一体に連結さ
れた上ケーシング24ｂ内に設けられている。

【００２２】38は、余剰ガス排出装置37から排出された
余剰（オゾン）ガスＧ₁ が導かれる分解剤収納室部38ａ
を有する分解剤カートリッジである。即ち、配管39に
て、余剰ガス排出装置37（上ケーシング24ｂの上部）
と、分解剤カートリッジ38とを、連通連結し、内部の分
解剤収納室部38ａに於て、余分なオゾンを分解除去して
から、矢印Ａのように大気へ放出する。

【００２３】分解剤収納室部38ａ内に収納した分解剤
（排ガス処理材）としては、活性炭が好適であり、例え
ば、ＭｏＯ₂ が75％で、ＣｕＯとＡｇ₂ Ｏが25％のもの
を用いるのが良い。

【００２４】ところで、図５に示すように、フロート弁
36は、蓋板40に一体に成型された弁座41とこの弁座41に
対して接触分離する弁体42と、この弁体42が途中に固着
され枢支点43廻りに揺動する揺動腕44と、この揺動腕44
の先端に取付けられたフロート45等から、構成され、弁
座41の小孔は継手管部46に連通し、この継手管部46に配
管39が接続される。

【００２５】このようなフロート弁36を備えた余剰ガス
排出装置37は、一時的に多量の余剰オゾンガスが発生し
たとしても、（分解剤カートリッジ38を介して）直ちに
大気へ放出することができる利点がある。

【００２６】ところで、図４と図５に於て、47は空気乾
燥ケーシングであって、オゾン発生体３に送る空気（エ
アー）の湿度を除去する空気乾燥剤Ｂを収納してある。
さらに、この空気乾燥ケーシング47には、ヒータ48が内
有される。この空気乾燥ケーシング47は、配管49にてオ
ゾン発生体３のエアー導入孔13へ接続連結されている。
この配管49の途中に、エアーポンプ50が介設されてい
る。

【００２７】つまり、オゾン発生体３と、オゾン発生体
３にて生成されたオゾンを水に混合溶存させてオゾンガ
ス混合水Ｗ₁ を形成するエジェクタ19とを、備えた殺菌
水発生装置に於て、大気中の空気（エアー）を吸込ん
で、オゾン発生体３を介して上記エジェクタ19へオゾン
ガスを供給する流路の途中に、エアーポンプ50を介設し
て構成されている。

【００２８】これによって、水道栓５からの水道圧が低
い場合、エジェクタ19に吸引力不足を生じる虞れがある
が、このエアーポンプ50を介設することによって、水道
圧が低い場合にも、確実にオゾンガスをエジェクタ19へ
供給し、オゾンガス混合水Ｗ ₁ を安定して混合生成でき
る。なお、このエアーポンプ50を省略するも良い。

【００２９】次に、図５と図８と図９に於て、エジェク
タ19は、水道水が矢印Ｃのように供給される水供給孔51
と、オゾンガスが供給されるエアー供給孔26と、水とオ
ゾンガスの混合流体（オゾンガス混合水Ｗ₁ ）を吐出す
る吐出孔52とを、備える。内部には、水供給孔51からの
水を高速で噴出して、エアー供給孔26からオゾンガスを
負圧吸引させるノズル53が設けられている。

【００３０】ところで、図４に示すように、空気乾燥ケ
ーシング47に逆流空気を送る（すなわち、図中の矢印と
は反対方向に空気を送る）エアーポンプ60を別に設け
る。そして、ヒータ48の通電状態でこのエアーポンプ60
からの逆流空気にて、空気乾燥ケーシング47の空気乾燥
剤Ｂを、乾燥再生するように構成した。空気乾燥ケーシ
ング47内の空気乾燥剤Ｂとしては、例えばシリカゲルが
用いられる。

【００３１】さらに、図４と図８で明らかなように、オ
ゾン発生体３、空気乾燥ケーシング47、エアーポンプ6
0、エジェクタ19等を外箱１に内蔵し、この外箱１内の
温度が所定の温度（例えば１℃）になった際に、（図示
省略の温度センサーにて検出して）上記ヒータ48とエア
ーポンプ60を通電作動させ、かつ、切換弁62を切換え
て、エアーポンプ60から空気乾燥ケーシング47へ逆流空
気を送って、外箱１を送って、外箱１内に温風を充満さ
せて、凍結を防止するように構成されている。このよう
にして、乾燥剤Ｂの乾燥再生と、外箱１内の内部機器と
配管の凍結防止とを、兼用して、構造の簡素化とコスト
ダウンを図っている。

【００３２】上述のように混合・生成されたオゾンガス
混合水Ｗ₁ は、直ちに注入孔30から冷却用の中間筒体32
内の通路33を上昇して、中間筒体32の上端から急に流速
・流れ方向が変化する気水分離室部34内に流入して、余
分なオゾン（ガス）は孔部35から上空室22内へ入るが、
大半のオゾンガスの溶存した水（オゾンガス混合水Ｗ
₁ ）は、中間筒体32の外側を降下して、オゾンガス混合
水出口31から吐出される。そして、オゾンガス混合水Ｗ
₁ は、配管55を通って、（銀イオン溶出手段Ｅであると
ころの）銀イオン溶出装置４の注入孔４ａから銀イオン
溶出装置４に注入される。

【００３３】図10に、銀イオン溶出装置４とその接続管
等との分解図を示す。銀イオン溶出装置４は、銀電極56
に電位を与え、銀イオンをオゾンガス混合水Ｗ₁ に溶出
させて銀イオン含有のオゾン水Ｗ₂ を発生させるように
構成されている。

【００３４】具体的には、銀イオン溶出装置４は、銀電
極56と、上面に銀電極56を挿込む孔57ａを有する有底円
筒状容器57と、から成る。この容器57は、側面下部に、
配管55が接続されてオゾンガス混合水Ｗ₁ が注入される
注入孔４ａを有する。また、この容器57は、側面上部
に、（図５中に※印から※印へ配管接続されて）水道水
が注入される注入孔４ｂと、（オゾンガス混合水Ｗ₁ に
銀イオンが溶出した）オゾン水Ｗ₂ が吐出される吐出孔
４ｃと、を有する。

【００３５】そして、図５に示すように、銀電極56に高
電位を与え、有底円筒状容器57は、接地等により低電位
として、有底円筒状容器57の注入孔４ａから注入された
オゾンガス混合水Ｗ₁ に銀イオンを溶出させる。一方
で、注入孔４ｂから水道水を注入し、オゾン水Ｗ₂ を吐
出孔４ｃから吐出する。オゾン水Ｗ₂ は、オゾン水吐出
部２から吐出される。このオゾン水Ｗ₂ は、オゾンガス
による強力な殺菌力と、銀イオンによる持続性のある抗
菌力と、を有する。

【００３６】以上述べた殺菌水発生装置の使用方法・作
用等について追加説明をすると、図３と図４のように給
水ホース６にて水道栓５に接続し、排水ホース63を流し
等に開口して設け、電源コード64をコンセント65に接続
し、外箱１の正面の操作パネル部66のスイッチをＯＮ状
態とする。

【００３７】スイッチがＯＮ状態になると、図示省略の
電気制御回路が作動して、供給電磁弁が開き、混合器20
に通水される。通水されると（図４と図５に示した）流
量センサー67がこの通水を検出して、オゾン発生体３に
通電され、かつ、図５に示すように、空気乾燥ケーシン
グ47を通って乾燥した空気───除湿エアー───がエ
アーポンプ50にて、オゾン発生体３の内筒体７の下端か
ら入って上昇し、蓋部14にてＵターンしてから微小間隙
寸法Ｓの放電空間９を下降して流れるが、このとき印加
された電圧にてオゾンを生成して、図５に示すように逆
止弁68を介してエジェクタ19のエアー供給孔26に流入す
る。

【００３８】原理的には、エジェクタ19は水道栓５から
矢印Ｃのように供給されてノズル53から噴出した際の通
水負圧力によって、オゾンガスはエアー供給孔26から吸
引されるが、本発明の図示の実施の形態ではエアーポン
プ50を用いたことによって、エアー供給孔26から加圧供
給され、水道水圧の低下等の原因で上記通水負圧力が弱
いときでも、確実にオゾンガスがエジェクタ19内へ供給
される。

【００３９】次に、図11及び図12に、各条件にて処理さ
れた水に含有される生菌数増加の変化の様子を示す。各
々の水とは、すなわち、無処理水、水道水、オゾンガス
混合水Ｗ₁ 、本発明に係る（図５の）オゾン水発生装置
によって得られた銀イオン含有オゾン水Ｗ₂ 、及び、銀
イオン含有水である。

【００４０】図11は、豆腐殺菌後の生菌数増加曲線を示
す。図11より、オゾン水Ｗ₂ による殺菌を施したもの
は、生菌数増加率が、長時間にわたり極めて小さいこと
が分かる。また、図12は、キャベツ殺菌後の生菌数増加
曲線を示す。図12に於ても、銀イオン含有オゾン水Ｗ₂
による殺菌を施したものは、生菌数増加率が、長時間に
わたり極めて小さい。

【００４１】上記のような効果は、次のような理由によ
るものと説明できる。すなわち、オゾンは非常に強力な
殺菌作用を有し、このオゾンによって殺菌されることに
より生菌数が少なくなるが、通常、オゾンのみにより殺
菌された水を放置すると、その殺菌効果は持続性に欠け
るため、すぐに生菌数の増加が見られる。しかし、銀イ
オンは、抗菌性、すなわち、微弱な殺菌効果ではあるが
継続的に物を清潔に保つ作用を成す性質を有する。つま
り、銀イオン含有オゾン水Ｗ₂ では、まず、オゾンによ
る殺菌が行われ、その後、銀イオンの抗菌作用にて生菌
数の増加が押さえられる。

【００４２】この図11と図12から明らかなように、本発
明に係るオゾン水発生装置によって得られるオゾン水
は、長期間にわたって殺菌効果・抗菌作用を維持でき
る。なお、銀（イオン）は、持続性に優れるのみなら
ず、抗菌効果が高く、かつ、安全性も高い、等の長所を
有する。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、上述の如く構成されるので、
以下に記載する効果を奏する。

【００４４】（請求項１，２によれば）銀イオンをオゾ
ンガス混合水Ｗ₁に溶出させたオゾン水Ｗ₂を発生させ
ることができる。このオゾン水Ｗ₂によって、食物等を
洗えば、食物を殺菌・抗菌することができる。すなわ
ち、長期にわたって殺菌効果の持続が望まれる弁当の食
材や食器などの殺菌・抗菌も行うことができる。

【００４５】（請求項２によれば）オゾン発生体３を連
続的に使用しても、過大な温度上昇を防止できて、常
時、安定して高効率のオゾン発生が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す正面図である。

【図２】その左側面図である。

【図３】使用状態の一例を示す斜視図である。

【図４】概略配管説明を兼ねた構成説明図である。

【図５】要部断面説明を兼ねた構成説明図である。

【図６】オゾン発生体の一例を示す断面図である。

【図７】図６の要部横断面図を示す。

【図８】エジェクタの一例を示す半截正面図である。

【図９】エジェクタの一例を示す一部断面側面図であ
る。

【図10】銀イオン溶出手段を示す分解図である。

【図11】豆腐殺菌後の生菌数増加曲線を示すグラフであ
る。

【図12】キャベツ殺菌後の生菌数増加曲線を示すグラフ
である。

【符号の説明】

３オゾン発生体４銀イオン溶出装置７内筒体８外筒体９放電空間 56 銀電極Ｅ銀イオン溶出手段Ｍ混合手段Ｗ₁ オゾンガス混合水Ｗ₂ オゾン水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ０２Ｆ 1/50 ５６０Ｃ０２Ｆ 1/50 ５６０ＺＢ０１Ｆ 1/00 Ｂ０１Ｆ 1/00 ＡＣ０１Ｂ 13/11 Ｃ０１Ｂ 13/11 ＺＣ０２Ｆ 1/46 Ｃ０２Ｆ 1/46 Ｚ 1/78 1/78 (72)発明者福田由文大阪府門真市大字上馬伏424番地の１株式会社田村金属製作所内 (56)参考文献特開平２−198693（ＪＰ，Ａ) 特開平10−7406（ＪＰ，Ａ) 特開平10−202247（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/50 B01F 1/00 - 5/26 C01B 13/00 - 13/36 C02F 1/78

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一端側から導入された空気が他端側へ流
れる高圧側の内筒体７と、外面側が低圧側となると共に
該内筒体７に遊嵌状に外嵌される誘導体としての外筒体
８と、を備え、該内外筒体７，８間を、該内筒体７の他
端側から排出される空気が導入されてオゾンを生成する
断面円環状の放電空間９としたオゾン発生体３にて、オ
ゾンを生成し、このオゾンを、水と混合溶存させてオゾ
ンガス混合水Ｗ₁を生成する混合手段Ｍと、このオゾン
ガス混合水Ｗ ₁ に、銀イオンを溶出させる銀イオン溶出
装置４を、備え、該銀イオン溶出装置４が、銀電極56と、上面に上記銀電
極56を挿込む孔57ａを有する有底円筒状容器57と、から
成り、上記容器57が、その下部に、配管55が接続されてオゾン
ガス混合水Ｗ ₁ が注入される注入孔４ａを有し、上部
に、水道水が注入される注入孔４ｂと、オゾン水Ｗ ₂ が
吐出される吐出孔４ｃと、を有することを特徴とするオ
ゾン水発生装置。
【請求項２】一端側から導入された空気が他端側へ流
れる高圧側の内筒体７と、外面側が低圧側となると共に
該内筒体７に遊嵌状に外嵌される誘導体としての外筒体
８と、を備え、該内外筒体７，８間を、該内筒体７の他
端側から排出される空気が導入されてオゾンを生成する
断面円環状の放電空間９としたオゾン発生体３にて、オ
ゾンを生成し、このオゾンを、水と混合溶存させてオゾ
ンガス混合水Ｗ₁を生成する混合手段Ｍと、このオゾン
ガス混合水Ｗ₁に、銀イオンを溶出させる銀イオン溶出
手段Ｅと、オゾンガス混合水Ｗ ₁ をオゾン発生体３の一
部に接触して流す円筒状の通路33を備えたことを特徴と
するオゾン水発生装置。