JP3774033B2 - オゾン水生成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱塩処理した水（例えば、水道水等から純水器で塩素分を除去した水、あるいは蒸留処理した水）を電気分解してオゾン水を生成する電解式のオゾン水生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置は、例えば特公平３−３６９１２号公報に示されていて、この公報に示されているオゾン水生成装置は、陽イオン交換樹脂層を直流電圧が印加される陽極及び陰極で挟んで電解槽に収容し、この電解槽内に脱塩処理された水を供給するとともに、陽極及び陰極間に直流電圧を印加して、電解槽内にて電解処理により生成されたオゾン水を電解槽外に導出するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した公報に示されているオゾン水生成装置においては、陽イオン交換樹脂層として高価な膜状の陽イオン交換樹脂で構成した陽イオン交換樹脂層を採用しているため、コストが割高になってしまうという問題があり、また、陽イオン交換樹脂層と各電極との接触面にて発生するオゾンや水素が、各接触面から各電極と陽イオン交換樹脂層との間の複雑に入り組んだ隙間に浸入し、この隙間よりも大きな気泡となって各電極と陽イオン交換樹脂層との隙間に残留し、最終的には気泡の電気的絶縁効果によって電解効率（オゾンの生成効率）が著しく低下するおそれがある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、本発明に係るオゾン水生成装置は、槽本体内に配設した陽極及び陰極間に陽イオン交換樹脂層を収容してなる電解槽を備え、前記電解槽内に脱塩処理された水を供給するとともに、前記陽極及び陰極間に直流電圧を印加して、前記電解槽内にて電解処理して生成されたオゾン水を前記電解槽外に導出するようにしたオゾン水生成装置である。しかして、本発明に係るオゾン水生成装置においては、前記電解槽は、前記陽極及び陰極にて中央室及び左右の側室に区画されている槽本体と、同槽本体の前記中央室に収容されている粒状の陽イオン交換樹脂からなる陽イオン交換樹脂層を備え、前記陽極及び陰極は通水性の電極であって、前記中央室の上流側には給水管が接続され、かつ、前記各側室の下流側には導出管が接続されていて、前記槽本体内に、前記中央室から前記陽極及び陰極を透過して前記各側室に至る水流が形成されることに特徴がある。
【０００５】
【発明の作用効果】
本発明によるオゾン水生成装置においては、陽イオン交換樹脂層として製造コストの低い粒状の陽イオン交換樹脂で構成した陽イオン交換樹脂層を採用したため、従来の、製造コストの高い膜状の陽イオン交換樹脂で構成した陽イオン交換樹脂層を採用した場合に比して安価に実施することができる。また、陽イオン交換樹脂層と各電極との接触面にて発生するオゾンや水素は、粒間を通り抜け、最終的には電解槽外へ導出されて、陽イオン交換樹脂層内に残留することがなく、陽イオン交換樹脂層として膜状の陽イオン交換樹脂で構成した陽イオン交換樹脂層を採用した場合に生じる上記した問題（オゾンや水素が、各接触面から各電極と陽イオン交換樹脂層との間の複雑に入り組んだ隙間に浸入し、この隙間よりも大きな気泡となって各電極と陽イオン交換樹脂層との隙間に残留し、最終的には気泡がたまり、電解に必要な通電が困難となってオゾンの生成効率が低下するといった問題）を解消して、オゾンの生成効率を向上させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明によるオゾン水生成装置の一実施形態を示していて、このオゾン水生成装置は、内部に供給される水を電解する電解槽１０と、この電解槽１０へ直流電圧を印加する電源装置２０と、制御装置３０等によって構成されている。
【０００７】
電解槽１０は、両側部上方に導出口１１ｂ，１１ｃを有するとともに前面下方に給水口１１ａを有する槽本体１１と、この槽本体１１内を導出口１１ｂが開口する室Ｒ１と給水口１１ａが開口する室Ｒ２と導出口１１ｃが開口する室Ｒ３とに区画する陽極１２及び陰極１３と一対の隔膜１４，１５を備えていて、給水口１１ａには給水管Ｐ１が接続され、導出口１１ｂ，１１ｃには導出管Ｐ２，Ｐ３がそれぞれ接続されるようになっている。陽極１２及び陰極１３は、ポーラスな電極であり、その対向面には、両電極１２，１３間の導電性を良好にするために、導電性の高いナトリウムイオン選択透過膜にて形成された一対の隔膜１４，１５がそれぞれ設けられていて、両隔膜１４，１５間に形成された室Ｒ２内部には製造コストの低い粒状（粒径は任意であり、約１ｍｍ程度でもよく、ペレット状も含む）の陽イオン交換樹脂を満たして陽イオン交換樹脂層１６が形成されている。なお、両隔膜１４，１５は陽イオン交換樹脂層１６を保持するだけの目の粗い安価な膜でも実施可能であり、また、陽極１２及び陰極１３に陽イオン交換樹脂層１６を保持する機能を持たせれば、両隔膜１４，１５を省略して実施することも可能である。
【０００８】
電源装置２０は、陽極１２及び陰極１３間に電解用の直流電圧を印加するためのもので、正極には陽極１２が接続され負極には陰極１３が接続されていて、両電極１２，１３間への直流電圧の印加は制御装置３０によって制御されるようになっている。
【０００９】
給水管Ｐ１は、一端が水道管（図示しない）に接続され、他端が給水口１１ａに接続されるようになっていて、同管Ｐ１には、純水器４１及び流量制御弁Ｖが介装されている。純水器４１は、給水管Ｐ１を流れる水道水を、内蔵されたイオン交換樹脂にて脱塩処理して純水化するもので、この純水器４１によって脱塩処理された純水が室Ｒ２に供給されるようになっている。流量制御弁Ｖは、室Ｒ２に供給される水の流量を制御するための電磁弁であり、純水器４１よりも下流に介装されていて、その作動は制御装置３０によって制御されるようになっている。
【００１０】
導出管Ｐ２，Ｐ３は、導出口１１ｂ，１１ｃにそれぞれ接続されるようになっていて、導出管Ｐ２からは室Ｒ１内の水が排出され、導出管Ｐ３からは室Ｒ３内の水が排出されるようになっている。また、導出管Ｐ２には、導出管Ｐ２内を流れる水のｐＨ値を検出するｐＨ計４２と、導出管Ｐ２内を流れる水の水中オゾン濃度を検出するＯＲＰ計４３が設けられていて、ｐＨ計４２とＯＲＰ計４３の検出値は制御装置３０に出力されるようになっている。
【００１１】
上記のように構成した本実施形態においては、制御装置３０の制御下にて流量制御弁Ｖが開くとともに電源装置２０から両電極１２，１３間に直流電圧が印加されると、水道管（図示しない）から給水管Ｐ１に水道水が流れ、純水器４１にて水道水が純水化されて陽イオン交換樹脂層１６に向けて純水が供給される。この純水は両電極１２，１３の対向面間を流れて電解され、水素イオンと水酸化物イオンとなる。水素イオンは陰極１３側へと導かれ、陰極１３に接触して水素となり、水酸化物イオンは陽極１２側へと導かれ、陽極１２に接触して酸素及びオゾンとなる。
【００１２】
ところで、給水管Ｐ１から供給される純水の一部は、陽極１２と陽イオン交換樹脂層１６との接触面に沿って流れる水流となり、陽極１２と陽イオン交換樹脂層１６との接触面にて発生したオゾンは、この水流によって接触面から積極的に洗い流され、導出管Ｐ２に向けて流れる水（酸性水）に溶けてこの水をオゾン水とする。なお、導出管Ｐ２内を流れる酸性のオゾン水のｐＨ値及び水中オゾン濃度は、ｐＨ計４２及びＯＲＰ計４３によって検出され、この検出値に基づいて、電源装置２０と流量制御弁Ｖがフィードバック制御されるようになっていて、両電極１２，１３間に印加される直流電圧と、室Ｒ２に供給される純水の水量が制御されるため、陽極１２側にて生成される酸性のオゾン水のｐＨ値と水中オゾン濃度が所定範囲に維持される。また、給水管Ｐ１から供給される純水の一部は、陰極１３と陽イオン交換樹脂層１６との接触面に沿って流れる水流となり、陰極１３と陽イオン交換樹脂層１６との接触面にて発生した水素は、この水流によって接触面から積極的に洗い流され、導出管Ｐ３に向けて流れる水（アルカリ性水）に溶ける。
【００１３】
したがって、各電極１２，１３と陽イオン交換樹脂層１６との接触面にて発生するオゾンや水素は、気泡となって接触面に残留することがほとんどないため、両電極１２，１３間の通電を阻害することがなく、オゾンの発生効率（すなわち、オゾン水の生成効率）を高めることができる。また、陽極１２側にて発生したオゾンは上記した水流中に積極的に溶けこみ、同水流によって積極的に導出されるため、高濃度のオゾン水を短時間に生成することができる。
【００１４】
また、陽イオン交換樹脂層として粒状の陽イオン交換樹脂で構成した陽イオン交換樹脂層１６を採用したため、従来の、膜状の陽イオン交換樹脂で構成した陽イオン交換樹脂層を採用した場合に比して安価に実施することができる。また、陽イオン交換樹脂層１６と各電極１２，１３との接触面にて発生するオゾンや水素は、陽イオン交換樹脂層１６を構成する粒状陽イオン交換樹脂の粒間を通り抜け、最終的には電解槽１０外へ導出されて、陽イオン交換樹脂層１６内に残留することがなく、陽イオン交換樹脂層として膜状の陽イオン交換樹脂で構成した陽イオン交換樹脂層を採用した場合に生じる問題（オゾンや水素が、各接触面から各電極と陽イオン交換樹脂層との間の複雑に入り組んだ隙間に浸入し、この隙間よりも大きな気泡となって各電極と陽イオン交換樹脂層との隙間に残留し、最終的には気泡がたまり、電解に必要な通電が困難となってオゾンの生成効率が低下するといった問題）を解消して、オゾンの生成効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるオゾン水生成装置の一実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…電解槽、１１…槽本体、１２…陽極、１３…陰極、１６…陽イオン交換樹脂層、２０…電源装置、Ｐ１…給水管、Ｐ２，Ｐ３…導出管。
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱塩処理した水（例えば、水道水等から純水器で塩素分を除去した水、あるいは蒸留処理した水）を電気分解してオゾン水を生成する電解式のオゾン水生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置は、例えば特公平３−３６９１２号公報に示されていて、この公報に示されているオゾン水生成装置は、陽イオン交換樹脂層を直流電圧が印加される陽極及び陰極で挟んで電解槽に収容し、この電解槽内に脱塩処理された水を供給するとともに、陽極及び陰極間に直流電圧を印加して、電解槽内にて電解処理により生成されたオゾン水を電解槽外に導出するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した公報に示されているオゾン水生成装置においては、陽イオン交換樹脂層として高価な膜状の陽イオン交換樹脂で構成した陽イオン交換樹脂層を採用しているため、コストが割高になってしまうという問題があり、また、陽イオン交換樹脂層と各電極との接触面にて発生するオゾンや水素が、各接触面から各電極と陽イオン交換樹脂層との間の複雑に入り組んだ隙間に浸入し、この隙間よりも大きな気泡となって各電極と陽イオン交換樹脂層との隙間に残留し、最終的には気泡の電気的絶縁効果によって電解効率（オゾンの生成効率）が著しく低下するおそれがある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、本発明に係るオゾン水生成装置は、槽本体内に配設した陽極及び陰極間に陽イオン交換樹脂層を収容してなる電解槽を備え、前記電解槽内に脱塩処理された水を供給するとともに、前記陽極及び陰極間に直流電圧を印加して、前記電解槽内にて電解処理して生成されたオゾン水を前記電解槽外に導出するようにしたオゾン水生成装置である。しかして、本発明に係るオゾン水生成装置においては、前記電解槽は、前記陽極及び陰極にて中央室及び左右の側室に区画されている槽本体と、同槽本体の前記中央室に収容されている粒状の陽イオン交換樹脂からなる陽イオン交換樹脂層を備え、前記陽極及び陰極は通水性の電極であって、前記中央室の上流側には給水管が接続され、かつ、前記各側室の下流側には導出管が接続されていて、前記槽本体内に、前記中央室から前記陽極及び陰極を透過して前記各側室に至る水流が形成されることに特徴がある。
【０００５】
【発明の作用効果】
本発明によるオゾン水生成装置においては、陽イオン交換樹脂層として製造コストの低い粒状の陽イオン交換樹脂で構成した陽イオン交換樹脂層を採用したため、従来の、製造コストの高い膜状の陽イオン交換樹脂で構成した陽イオン交換樹脂層を採用した場合に比して安価に実施することができる。また、陽イオン交換樹脂層と各電極との接触面にて発生するオゾンや水素は、粒間を通り抜け、最終的には電解槽外へ導出されて、陽イオン交換樹脂層内に残留することがなく、陽イオン交換樹脂層として膜状の陽イオン交換樹脂で構成した陽イオン交換樹脂層を採用した場合に生じる上記した問題（オゾンや水素が、各接触面から各電極と陽イオン交換樹脂層との間の複雑に入り組んだ隙間に浸入し、この隙間よりも大きな気泡となって各電極と陽イオン交換樹脂層との隙間に残留し、最終的には気泡がたまり、電解に必要な通電が困難となってオゾンの生成効率が低下するといった問題）を解消して、オゾンの生成効率を向上させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明によるオゾン水生成装置の一実施形態を示していて、このオゾン水生成装置は、内部に供給される水を電解する電解槽１０と、この電解槽１０へ直流電圧を印加する電源装置２０と、制御装置３０等によって構成されている。
【０００７】
電解槽１０は、両側部上方に導出口１１ｂ，１１ｃを有するとともに前面下方に給水口１１ａを有する槽本体１１と、この槽本体１１内を導出口１１ｂが開口する室Ｒ１と給水口１１ａが開口する室Ｒ２と導出口１１ｃが開口する室Ｒ３とに区画する陽極１２及び陰極１３と一対の隔膜１４，１５を備えていて、給水口１１ａには給水管Ｐ１が接続され、導出口１１ｂ，１１ｃには導出管Ｐ２，Ｐ３がそれぞれ接続されるようになっている。陽極１２及び陰極１３は、ポーラスな電極であり、その対向面には、両電極１２，１３間の導電性を良好にするために、導電性の高いナトリウムイオン選択透過膜にて形成された一対の隔膜１４，１５がそれぞれ設けられていて、両隔膜１４，１５間に形成された室Ｒ２内部には製造コストの低い粒状（粒径は任意であり、約１ｍｍ程度でもよく、ペレット状も含む）の陽イオン交換樹脂を満たして陽イオン交換樹脂層１６が形成されている。なお、両隔膜１４，１５は陽イオン交換樹脂層１６を保持するだけの目の粗い安価な膜でも実施可能であり、また、陽極１２及び陰極１３に陽イオン交換樹脂層１６を保持する機能を持たせれば、両隔膜１４，１５を省略して実施することも可能である。
【０００８】
電源装置２０は、陽極１２及び陰極１３間に電解用の直流電圧を印加するためのもので、正極には陽極１２が接続され負極には陰極１３が接続されていて、両電極１２，１３間への直流電圧の印加は制御装置３０によって制御されるようになっている。
【０００９】
給水管Ｐ１は、一端が水道管（図示しない）に接続され、他端が給水口１１ａに接続されるようになっていて、同管Ｐ１には、純水器４１及び流量制御弁Ｖが介装されている。純水器４１は、給水管Ｐ１を流れる水道水を、内蔵されたイオン交換樹脂にて脱塩処理して純水化するもので、この純水器４１によって脱塩処理された純水が室Ｒ２に供給されるようになっている。流量制御弁Ｖは、室Ｒ２に供給される水の流量を制御するための電磁弁であり、純水器４１よりも下流に介装されていて、その作動は制御装置３０によって制御されるようになっている。
【００１０】
導出管Ｐ２，Ｐ３は、導出口１１ｂ，１１ｃにそれぞれ接続されるようになっていて、導出管Ｐ２からは室Ｒ１内の水が排出され、導出管Ｐ３からは室Ｒ３内の水が排出されるようになっている。また、導出管Ｐ２には、導出管Ｐ２内を流れる水のｐＨ値を検出するｐＨ計４２と、導出管Ｐ２内を流れる水の水中オゾン濃度を検出するＯＲＰ計４３が設けられていて、ｐＨ計４２とＯＲＰ計４３の検出値は制御装置３０に出力されるようになっている。
【００１１】
上記のように構成した本実施形態においては、制御装置３０の制御下にて流量制御弁Ｖが開くとともに電源装置２０から両電極１２，１３間に直流電圧が印加されると、水道管（図示しない）から給水管Ｐ１に水道水が流れ、純水器４１にて水道水が純水化されて陽イオン交換樹脂層１６に向けて純水が供給される。この純水は両電極１２，１３の対向面間を流れて電解され、水素イオンと水酸化物イオンとなる。水素イオンは陰極１３側へと導かれ、陰極１３に接触して水素となり、水酸化物イオンは陽極１２側へと導かれ、陽極１２に接触して酸素及びオゾンとなる。
【００１２】
ところで、給水管Ｐ１から供給される純水の一部は、陽極１２と陽イオン交換樹脂層１６との接触面に沿って流れる水流となり、陽極１２と陽イオン交換樹脂層１６との接触面にて発生したオゾンは、この水流によって接触面から積極的に洗い流され、導出管Ｐ２に向けて流れる水（酸性水）に溶けてこの水をオゾン水とする。なお、導出管Ｐ２内を流れる酸性のオゾン水のｐＨ値及び水中オゾン濃度は、ｐＨ計４２及びＯＲＰ計４３によって検出され、この検出値に基づいて、電源装置２０と流量制御弁Ｖがフィードバック制御されるようになっていて、両電極１２，１３間に印加される直流電圧と、室Ｒ２に供給される純水の水量が制御されるため、陽極１２側にて生成される酸性のオゾン水のｐＨ値と水中オゾン濃度が所定範囲に維持される。また、給水管Ｐ１から供給される純水の一部は、陰極１３と陽イオン交換樹脂層１６との接触面に沿って流れる水流となり、陰極１３と陽イオン交換樹脂層１６との接触面にて発生した水素は、この水流によって接触面から積極的に洗い流され、導出管Ｐ３に向けて流れる水（アルカリ性水）に溶ける。
【００１３】
したがって、各電極１２，１３と陽イオン交換樹脂層１６との接触面にて発生するオゾンや水素は、気泡となって接触面に残留することがほとんどないため、両電極１２，１３間の通電を阻害することがなく、オゾンの発生効率（すなわち、オゾン水の生成効率）を高めることができる。また、陽極１２側にて発生したオゾンは上記した水流中に積極的に溶けこみ、同水流によって積極的に導出されるため、高濃度のオゾン水を短時間に生成することができる。
【００１４】
また、陽イオン交換樹脂層として粒状の陽イオン交換樹脂で構成した陽イオン交換樹脂層１６を採用したため、従来の、膜状の陽イオン交換樹脂で構成した陽イオン交換樹脂層を採用した場合に比して安価に実施することができる。また、陽イオン交換樹脂層１６と各電極１２，１３との接触面にて発生するオゾンや水素は、陽イオン交換樹脂層１６を構成する粒状陽イオン交換樹脂の粒間を通り抜け、最終的には電解槽１０外へ導出されて、陽イオン交換樹脂層１６内に残留することがなく、陽イオン交換樹脂層として膜状の陽イオン交換樹脂で構成した陽イオン交換樹脂層を採用した場合に生じる問題（オゾンや水素が、各接触面から各電極と陽イオン交換樹脂層との間の複雑に入り組んだ隙間に浸入し、この隙間よりも大きな気泡となって各電極と陽イオン交換樹脂層との隙間に残留し、最終的には気泡がたまり、電解に必要な通電が困難となってオゾンの生成効率が低下するといった問題）を解消して、オゾンの生成効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるオゾン水生成装置の一実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…電解槽、１１…槽本体、１２…陽極、１３…陰極、１６…陽イオン交換樹脂層、２０…電源装置、Ｐ１…給水管、Ｐ２，Ｐ３…導出管。
Claims (1)
- 槽本体内に配設した陽極及び陰極間に陽イオン交換樹脂層を収容してなる電解槽を備え、前記電解槽内に脱塩処理された水を供給するとともに、前記陽極及び陰極間に直流電圧を印加して、前記電解槽内にて電解処理して生成されたオゾン水を前記電解槽外に導出するようにしたオゾン水生成装置であり、前記電解槽は、前記陽極及び陰極にて中央室及び左右の側室に区画されている槽本体と、同槽本体の前記中央室に収容されている粒状の陽イオン交換樹脂からなる陽イオン交換樹脂層を備え、前記陽極及び陰極は通水性の電極であって、前記中央室の上流側には給水管が接続され、かつ、前記各側室の下流側には導出管が接続されていて、前記槽本体内に、前記中央室から前記陽極及び陰極を透過して前記各側室に至る水流が形成されることを特徴とするオゾン水生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14069897A JP3774033B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | オゾン水生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14069897A JP3774033B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | オゾン水生成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10330977A JPH10330977A (ja) | 1998-12-15 |
| JP3774033B2 true JP3774033B2 (ja) | 2006-05-10 |
Family
ID=15274668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14069897A Expired - Fee Related JP3774033B2 (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | オゾン水生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3774033B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6344748B1 (ja) * | 2017-02-08 | 2018-06-20 | アメミヤ機器株式会社 | オゾン水生成吐出器 |
-
1997
- 1997-05-29 JP JP14069897A patent/JP3774033B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10330977A (ja) | 1998-12-15 |
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