JP6096258B1 - オゾン水製造装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 オゾン水を手足の殺菌等に用いる際にオゾンガスの不快な臭いを大幅に減少させると共に、電解槽中の水流の淀みを防ぐために稼動するポンプの電力消費を節減する。【解決手段】電解槽１と、これから流出するオゾン水中のオゾンガスの気泡を微細化するミキサーとをもって一組のオゾン水製造装置とする。電解槽１内の電極ユニット６における電極アッセンブリ９、９、９の夫々を上下方向において所定の角度に統一して傾斜させる。ミキサーは、ミキシングケース底部とミキシングケース本体とからなる。ミキシングケース本体内において渦流発生板により水流を激しい渦流とする。この渦流によってオゾンガスの気泡をせん断し、微細化する。【選択図】 図２

Description

本発明はオゾン水製造装置に関するものである。
オゾン水は殺菌効果に優れており、従来から手足の殺菌や野菜、食器類の殺菌等に用いられてきた。そして、このオゾン水を製造する手段の一つとして、水の電解による電気化学的製造装置が用いられている。
オゾン水は上記の如く優れた殺菌効果を有するものであるが、従来の電気化学的製造装置によって製造したオゾン水の場合にあっては、電解時において発生する粒径の大きなオゾンガスの気泡が多量に含まれている。そして、このオゾンガスは異臭が強いため、手足の殺菌等に用いるときにおいて気泡が破裂すると強い不快感を覚えることになる。
また、従来の電気化学的製造装置、特に有底円筒形の縦型電解槽ケース内に、板状陽極給電バーと板状陰極給電バーを平行して立設し、これらの間に、夫々が板状をなし、同一位置に所要径の貫通孔を穿設した、陽イオン交換膜を挟んで陽極電極と陰極電極を積層してなる電極アッセンブリを、上下方向に所定の間隔をおいて平行して配設した電気化学的製造装置の場合には、上下に位置する電極アッセンブリの全てが水平である。
このため上位と下位の電極アッセンブリ間において水の淀みが生じ易く、下位側の電極アッセンブリにより発生したオゾンガスの気泡が上位側の電極アッセンブリとの間に溜まってジュール熱の放散を妨げることになる。そして、これに伴い温度が４０〜５０℃以上の高温になると電極アッセンブリの周辺の樹脂部品が変形してしまうこともある。そしてまた、この事態を避けるためにポンプを常に稼動させて水の流れを良くし、ジュール熱の放散を促進しなければならず、このために相当な電力を必要とする。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、水を電気分解する電解槽と、これから流出するオゾン水中のオゾンガスの気泡を微細化するミキサーとをもって一組のオゾン水製造装置とし、もってオゾン水を手足の殺菌等に用いる際にオゾンガスの不快な臭いを大幅に減少させることができるようになすと共に、電解槽内の電極アッセンブリの全てを同一方向に傾斜させて上位と下位の電極アッセンブリ間において水やオゾンガスが淀むことなくスムーズに流れることでジュール熱を放散させるようになし、もって従来の如きオゾンガスの気泡の溜りによるジュール熱の放散の抑制を防ぐことができると共に、ジュール熱の放散を促進するためのポンプの稼動に要する電力消費も節減することができるようになしたオゾン水製造装置を提供しようとするものである。
而して、本発明の要旨とするところは、
電解槽と、これに接続したミキサーとをもって構成し、
前記電解槽は、有底円筒形の縦型電解槽ケースと電極ユニットとからなり、
前記有底円筒形の縦型電解槽ケースは、
下部側面に原水流入口を設けると共に、上部側面にオゾン水流出口を設け、更に上部開口に、中央部に後記板状陽極給電バーと板状陰極給電バーの夫々の上端部の貫挿筒を並設した上蓋を備えると共に、該上蓋の上に、中央部に後記板状陽極給電バーと板状陰極給電バーの上端部の貫挿孔を設けたキャップを被着して構成し、
前記電極ユニットは、
前記電解槽ケース内に平行して立設した板状陽極給電バーと板状陰極給電バーと、
夫々が、板状をなし、同一位置に複数の貫通孔を穿設した陽極電極と陰極電極との間に、板状をなし、該陽極電極と陰極電極の貫通孔と同一位置に貫通孔を穿設した陽イオン交換膜を挟んで重ね合わせて構成され、
前記板状陽極給電バーと板状陰極給電バーの間に、上下に位置させて、水流が流通するに足りる間隔をおいて平行に配設されると共に、前記縦型電解槽ケースの軸線に対して同一の角度に傾斜させてなる複数の電極アッセンブリと、
前記板状陽極給電バー及び板状陰極給電バーと、前記陽極電極と陰極電極の夫々とを通電せしめると共に、前記電極アッセンブリを支持する電極サポート片とをもって構成し、
また、前記ミキサーは、
下部側面における中心線を外れた位置にオゾン水流入口を設けると共に、該オゾン水流入口を前記電解槽におけるオゾン水流出口にパイプを介して接続され、頂部に円筒形の接続キャップを備えた有底円筒形のミキシングケース底部と、前記ミキシングケース底部の接続キャップに下部を連結する、円錐状の頂部にオゾン水流出口を設けた縦長の円筒形ミキシングケース本体と、
前記ミキシングケース本体内に上下に積層させて収納する、水流の方向を規制するための通水孔を穿設するに足りる厚みを有する円板からなり、中心より外周寄りの部分の円周方向に沿った複数個所に、板厚方向に対して斜めで且つ円周方向に沿い、更に流出側を窄めた通水孔を貫設した複数の渦流発生板と、
前記渦流発生板間に、円板からなり、複数個所に板厚方向に沿った通水孔を貫設した仕切板を挟んで、該仕切板の上下に配設した二つの円筒形混合カラーとをもって構成することを特徴とするオゾン水製造装置。
にある。
本発明は上記の如き構成であり、水を電気分解する電解槽と、これから流出するオゾン水中のオゾンガスの気泡を微細化するミキサーとをもって一組のオゾン水製造装置としたから、オゾン水を手足の殺菌等に用いる際にオゾンガスの不快な臭いを大幅に減少させることができるものである。また、電解槽内の電極アッセンブリの全てを同一の角度に傾斜させたから、上位と下位の電極アッセンブリ間において水やオゾンガスが淀むことなくスムーズに流れることでジュール熱を放散させるようになるものである。したがって、従来の如きオゾンガスの気泡の溜りによるジュール熱の放散の抑制を防ぐことができると共に、ジュール熱の放散を促進するためのポンプの稼動に要する電力消費も節減することができるものである。
本発明の実施形態に係るオゾン水製造装置における電解槽の前面側から看た斜視図である。 同縦断右側面図である。 同電極ユニットの背面図である。 同電極ユニットの右側面図である。 同電極アッセンブリと電極サポート片の正面図である。 同電極アッセンブリと電極サポート片の右側面図である。 同電極アッセンブリと電極サポート片の平面図である。 同電極ユニットの前面側から看た分解斜視図である。 同電極アッセンブリと電極サポート片の前面側から看た分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るオゾン水製造装置におけるミキサーの正面図である。 同左側面図である。 同平面図である。 同前面側から看た分解斜視図である。 同渦流発生板の底面図である。 同渦流発生板の平面図である。
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
図中、１は水を電気分解する電解槽であり、後記ミキサーとをもって一組のオゾン水製造装置とするものである。また、該電解槽１は、後記電解槽ケースと電極ユニットとからなるものである。
２は有底円筒形の縦型電解槽ケースであり、下部側面に原水流入口３を設けると共に、上部側面にオゾン水流出口４を設け、更に上部開口２Ａに、中央部に後記板状陽極給電バーと板状陰極給電バーの上端部の貫挿孔５ａを設けたキャップ５を被着してなるものである。尚、上部開口２Ａには後記上蓋を備えており、該キャップ５はその上に被着している。
６は前記電解槽ケース２内に設けた電極ユニットであり、後記板状陽極給電バーと板状陰極給電バー並びに電極アッセンブリと電極サポート片とからなるものである。
７、８は前記電解槽ケース２内に平行して立設した板状陽極給電バーと板状陰極給電バーである。９、９、９は、夫々が、板状をなし、同一位置に複数の貫通孔１０ａ、１１ａを穿設した陽極電極１０と陰極電極１１との間に、板状をなし、該陽極電極１０と陰極電極１１の貫通孔１０ａ、１１ａと同一位置に貫通孔１２ａを穿設した陽イオン交換膜１２を挟んで重ね合わせて構成され、前記板状陽極給電バー７と板状陰極給電バー８の間に、上下に位置させて、水流が流通するに足りる間隔をおいて平行に配設されると共に、前記縦型電解槽ケース２の軸線に対して同一の角度に傾斜させてなる複数の電極アッセンブリである。
１３、１４は前記板状陽極給電バー７及び板状陰極給電バー８と、前記陽極電極１０と陰極電極１１の夫々とを通電せしめると共に、前記電極アッセンブリ９を支持する電極サポート片である。また、１５は前記陰極電極１１と陽イオン交換膜１２との間に挟んだ状態で位置せしめた焼結板である。１６、１７は前記電極アッセンブリ９の前記電極サポート片１３、１４の夫々への連結具である。１８、１９は前記電極サポート片１３、１４の夫々の前記板状陽極給電バー７と板状陰極給電バー８の夫々への連結具である。
２０、２１は前記板状陽極給電バー７と板状陰極給電バー８を前記電解槽ケース２内において垂直に保持する支持フレームである。尚、一方の支持フレーム２１は図示を省略している。２２は中央部に前記板状陽極給電バー７と板状陰極給電バー８の夫々の上端部の貫挿筒２２ａ、２２ａを並設した電解槽ケース２の上蓋である。尚、該上蓋２２は、本実施形態においては下部に円筒状の支持部２２Ａを一体的に連成すると共に、該支持部２２Ａの側面に前記オゾン水流出口４への連通孔２２Ａ′を設けている。
而して、本実施形態においては、前記電極ユニット６における電極アッセンブリ９、９、９の夫々を前記縦型電解槽ケース２の軸線に対して同一の角度に傾斜させている。
２３は前記電解槽１から流出するオゾン水中のオゾンガスの気泡を微細化するミキサーであり、前記電解槽１とをもって一組のオゾン水製造装置とするものである。また、該ミキサー２３は、後記ミキシングケース底部と、ミキシングケース本体と、渦流発生板と、仕切板と、混合カラーとからなるものである。
２４は有底円筒形のミキシングケース底部である。また、該ミキシングケース底部２４は、下部側面における中心線を外れた位置にオゾン水流入口２５を設けると共に、該オゾン水流入口２５を前記電解槽１におけるオゾン水流出口４にパイプ（図示せず。）を介して接続され、頂部に円筒形の接続キャップ２６を備えてなるものである。
２７は前記ミキシングケース底部２４の接続キャップ２６に下部のフランジ部２７ａを嵌合して連結する、縦長の円筒形ミキシングケース本体である。また、該ミキシングケース本体２７は、その円錐状の頂部２７Ａにオゾン水流出口２８を設けている。２９は中央部の孔２９ａに前記ミキシングケース本体２７を貫挿した状態において前記ミキシングケース底部２４の接続キャップ２６に被着する固定キャップである。
３０、３１は前記ミキシングケース本体２７内に上下に積層させて収納する渦流発生板である。また、該渦流発生板３０、３１の夫々は、水流の方向を規制するための後記通水孔を穿設するに足りる厚みを有する円板からなり、中心より外周寄りの部分の円周方向に沿った複数個所（本実施形態においては２箇所）に、板厚方向に対して斜めで且つ円周方向に沿い、更に流出側を窄めた通水孔３０ａ、３１ａを貫設してなるものである。
３２、３３は、円筒形混合カラーである。また、該混合カラー３２、３３は、前記渦流発生板３０、３１間に、円板からなり、複数箇所に板厚方向に沿った通水孔３４ａを貫設した仕切板３４を挟んで、該仕切板３４の上下に配設した二つの円筒形混合カラーである。また、３５は前記ミキシングケース底部２４の接続キャップ２６と前記ミキシングケース本体２７のフランジ部２７ａとの間に介在させたОリングである。
次に、上記実施形態の作用について説明する。
先ず、電解槽１における水の電気分解について説明すると、キャップ５の貫挿孔５ａから突出する板状陽極給電バー７と板状陰極給電バー８の夫々を導線Ｌを介して電源（図示せず。）に接続して給電する。これにより電解槽１中に原水流入口３から流入した原水は、各電極アッセンブリ９、９、９により電気分解される。そして、その際に発生するオゾンガスの気泡を含んだ水は、全ての電極アッセンブリ９、９、９が電解槽ケース２の軸線に対して同一の角度に傾斜していることから、各電極アッセンブリ９、９、９間を淀むことなくスムーズに通過する。したがって、各電極アッセンブリ９、９、９の間にオゾンガスの気泡が溜まることがない。そして、その後オゾン水流出口４から流出し、パイプ（図示せず。）を介してミキサー２３に送出される。
電解槽１から送出されたオゾンガスの気泡を含んだ水は、ミキシングケース底部２４のオゾン水流入口２５から流入するが、このとき該オゾン水流入口２５はミキシングケース底部２４の下部側面における中心線を外れた位置に設けていることから、該ミキシングケース底部２４の内壁に沿った円周方向の流れとなって上昇する。そして、下位に位置する渦流発生板３０の通水孔３０ａ、３０ａを経てこれの上部に位置する円筒形混合カラー３２内に流入する。このとき、該渦流発生板３０の通水孔３０ａ、３０ａは、板厚方向に対して斜めで且つ円周方向に沿っていることから、円筒形混合カラー３２内において水流が渦流となる。そして、渦流発生板３０の通水孔３０ａ、３０ａは、その傾きがミキシングケース底部２４の内壁に沿った円周方向の水流に沿っていることと、流出側を窄めていることにより、該通水孔３０ａ、３０ａから流出する際の流速が高められる。これにより、円筒形混合カラー３２内の水は激しい渦流となり、水中に含まれるオゾンガスの気泡はこの渦流によってせん断され、微細化されるものである。そして、更に上位に位置する渦流発生板３１により再度同様にオゾンガスの気泡のせん断が行われ、その後ミキシングケース本体２７のオゾン水流出口２８から流出するものである。
１ 電解槽
２ 電解槽ケース
２Ａ 電解槽ケースの上部開口
３ 原水流入口
４ オゾン水流出口
５ キャップ
６ 電極ユニット
７ 板状陽極給電バー
８ 板状陰極給電バー
９、９ 電極アッセンブリ
１０ 陽極電極
１１ 陰極電極
１２ 陽イオン交換膜
１３、１４ 電極サポート片
２０、２１ 支持フレーム
２２ 上蓋
２３ ミキサー
２４ ミキシングケース底部
２５ オゾン水流入口
２６ 接続キャップ
２７ ミキシングケース本体
２８ オゾン水流出口
２９ 固定キャップ
３０、３１ 渦流発生板
３０ａ、３１ａ 通水孔
３２、３３ 混合カラー
３４ 仕切板

Claims (1)

  1. 電解槽と、これに接続したミキサーとをもって構成し、
    前記電解槽は、有底円筒形の縦型電解槽ケースと電極ユニットとからなり、
    前記有底円筒形の縦型電解槽ケースは、
    下部側面に原水流入口を設けると共に、上部側面にオゾン水流出口を設け、更に上部開口に、中央部に後記板状陽極給電バーと板状陰極給電バーの夫々の上端部の貫挿筒を並設した上蓋を備えると共に、該上蓋の上に、中央部に後記板状陽極給電バーと板状陰極給電バーの上端部の貫挿孔を設けたキャップを被着して構成し、
    前記電極ユニットは、
    前記電解槽ケース内に平行して立設した板状陽極給電バーと板状陰極給電バーと、
    夫々が、板状をなし、同一位置に複数の貫通孔を穿設した陽極電極と陰極電極との間に、板状をなし、該陽極電極と陰極電極の貫通孔と同一位置に貫通孔を穿設した陽イオン交換膜を挟んで重ね合わせて構成され、
    前記板状陽極給電バーと板状陰極給電バーの間に、上下に位置させて、水流が流通するに足りる間隔をおいて平行に配設されると共に、前記縦型電解槽ケースの軸線に対して同一の角度に傾斜させてなる複数の電極アッセンブリと、
    前記板状陽極給電バー及び板状陰極給電バーと、前記陽極電極と陰極電極の夫々とを通電せしめると共に、前記電極アッセンブリを支持する電極サポート片とをもって構成し、
    また、前記ミキサーは、
    下部側面における中心線を外れた位置にオゾン水流入口を設けると共に、該オゾン水流入口を前記電解槽におけるオゾン水流出口にパイプを介して接続され、頂部に円筒形の接続キャップを備えた有底円筒形のミキシングケース底部と、前記ミキシングケース底部の接続キャップに下部を連結する、円錐状の頂部にオゾン水流出口を設けた縦長の円筒形ミキシングケース本体と、
    前記ミキシングケース本体内に上下に積層させて収納する、水流の方向を規制するための通水孔を穿設するに足りる厚みを有する円板からなり、中心より外周寄りの部分の円周方向に沿った複数個所に、板厚方向に対して斜めで且つ円周方向に沿い、更に流出側を窄めた通水孔を貫設した複数の渦流発生板と、
    前記渦流発生板間に、円板からなり、複数個所に板厚方向に沿った通水孔を貫設した仕切板を挟んで、該仕切板の上下に配設した二つの円筒形混合カラーとをもって構成することを特徴とするオゾン水製造装置。
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