JP6173835B2 - オゾン水生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、家庭での日常的な使用に適した量のオゾン水を安全かつ手軽に生成することができるオゾン水生成装置に関する。

オゾン水は殺菌・洗浄能力に優れており、他の殺菌剤や酸化剤のような残留性もなく人体や環境に対し無害であることから、食材の洗浄や器具の除菌、工業製品の精密洗浄、ペットの洗浄・感染症予防、水処理など、既に様々な分野において実用化がなされており、今後は広く一般にもその普及が望まれている。

オゾン水の生成方法には大別して２つの方式がある。１つは、オゾンガスを水に溶解して生成するオゾンガス溶解法（なお、この原料となるオゾンガスを得る方法には放電法と電解法が存在する）であり、もう１つは、水を電極で電気分解することにより発生したオゾンが気化する前に瞬時に水に溶解してオゾン水を生成する直接電解法である。

オゾン水生成装置が開発され実用化され始めた当初は、オゾンガス溶解法による装置が圧倒的に主流を占めていたが、この方式によれば直接吸い込むと呼吸器系に影響を及ぼす恐れのある有害な排オゾンが空気中に放出され易く危険であるのに対し、直接電解法は排オゾンが放出されにくく安全性が高いことから、近年は直接電解法による装置が増加してきている。

例えば従来、医療用に開発されたオゾンガス溶解方式によるオゾン水製造装置が医療現場において手指洗浄、医療器具・設備等の洗浄及び脱臭等の手段として採用されている（例えば、特許文献１参照）。この先行技術は、医療分野において必要とする濃度のオゾン水を安定的に得る用途に適している。
また、電極に触媒金属を用いた直接電解方式によるオゾン水製造装置が実用化されている（例えば、特許文献２参照）。この先行技術によれば、非流動状態の水を容易にオゾン水化することが可能である。

特開平０７−１１２１２３号公報 特開２００３−０８８７３７号公報

しかしながら、上述した先行技術を一般家庭のユーザ向けに転用しようとする場合、以下の問題が顕著となる。
先ず、前者の先行技術（特許文献１）は、電気分解により得られたオゾンガスを水に溶解するオゾンガス溶解法を利用して医療用に開発された技術であり、この技術を利用したオゾン水製造装置には、医療用具の製造承認を得るための基準を満たすことが要求される。この場合、基準をクリアするための装備やそれを示す実証データの準備等にコストがかかるため、その分、装置は自ずと高価になる。また、オゾンガスを水に溶解する方式によりオゾン水を生成するため、直接電解方式と比較すると排オゾンが空気中に放出されやすく、人体や環境への影響が懸念される。

次に、後者の先行技術（特許文献２）は、直接電解法を利用しているため安全性の確保は可能であるものの、電気分解により生じたオゾンを水に溶解させるためにオゾン生成器に向かって流れる水流を発生させる手段を必要とする。具体的には、電気モーター及び電気モーターの作動により回転する撹拌羽根を備える必要があり、その分だけ装置が大型化するという問題が生じる。

また、後者の先行技術（特許文献２）が挙げる例では、貯水槽（反応容器）の容量として１〜２リットル程度のサイズを想定しているが、例えばスキンケアなど家庭での日常的な場面で手軽にオゾン水を使用する際には、これほどの容量は不要であるばかりか、逆に生成したオゾン水をほとんど持てあましてしまうことになる。したがって、必要以上に大掛かりな装置は、オゾン水の利用を広く一般に普及させる上での障害となり得る。

そこで本発明は、高価で大掛かりな装置を用いることなく、家庭での日常的な使用に適した量のオゾン水を安全かつ手軽に生成することができる技術の提供を課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。

すなわち、本発明のオゾン水生成装置は、水電解部及び対流型容器を備える。このうち水電解部は、水中に置かれた状態で一対の電極（＋，−）間に通電することにより、電極に接する（電場中に存在する）水を電気分解するものである。対流型容器は、原料水を内部に貯留するものであるが、その最深部の近傍位置に水電解部の一対をなす電極を配置した構造となっている。対流型容器内で原料水の電気分解が行われると、電気分解により生じる水素が気泡となって電極から発生するが、水素の気泡はその浮力により原料水の水面に向かって上昇するため、これにより容器の内部で水の対流が起きる。本発明は、この性質を最大限に利用するため、一対の電極を容器の最深部付近に配置して原料水の隅々まで対流を起こさせ、容器内部に貯留した原料水全体を上下方向に対流させている。

本発明によれば、このような対流型容器の内部に貯留した原料水全体を上下方向にまんべんなく対流させることにより、内部で強制的に水流を起こさせたり、撹拌したりする手段を用いることなく、電気分解で生じたオゾンを速やかに効率よく水に溶解させることが可能となる。

上記のように本発明では、対流型容器内で原料水全体に上下方向への対流を発生させることによってオゾンの水中溶解を実現している。すなわち本発明では、対流の進行に伴って内部に貯留した原料水全体がまんべんなく電極に接する機会を持つことから、貯留する原料水の容積に比較して電極の表面積（電圧の印加により電場を発生させる範囲）を小さく抑えることができる。このことは、内部に設置する電極のサイズ（棒状電極の場合は長さや外径）を小型化することに寄与し、本発明のオゾン水生成装置を家庭向けとすることへの適性をより高めている。

本発明の一態様において、対流型容器は、その内法が原料水の水深よりも小さく設定されており、このため対流型容器は、必然的に縦長の形状に形成されている。このように、原料水の水深を対流型容器の内法より大きくすることによって、原料水の上下方向の距離が十分に確保される。その結果として、原料水全体により上下方向の大きな対流を起こすことが可能となる。

上記の態様によれば、原料水全体により大きな対流が生じることにより、電気分解で生じたオゾンの水への溶解をより一層効率よく実現することができる。また、内法を小さく設定することに伴い、内部に設置される電極のサイズを小型化することができるので、結果として装置全体の小型化や製造コストの低下にも寄与する。

装置としてより好ましくは、スイッチ及び通電制御手段を備えた態様である。このうちスイッチは、使用者による操作入力を受け付けるものであり、一方、通電制御手段は、一対の電極間への通電を制御するものである。すなわち、水電解部が一定濃度のオゾン水を生成するために単位時間あたりに電気分解することができる水の体積と対流型容器の体積との関係に基づく時間が予め算出されており、通電制御手段は、スイッチへの操作入力に応じて電極への通電を開始した後、予め算出された時間の経過後に通電を終了する。

上記の態様によれば、電気分解を行う上で必要となる電力量を過不足なく制御しながら一定濃度のオゾン水を得ることができる。また、本発明の日常使用において使用者は、対流型容器内に原料水を満たし、スイッチを操作するだけで適量のオゾン水を容易に得ることができる。

また対流型容器は、光照射体と視認窓が設けられている態様であってもよい。光照射体は、対流型容器の内部に貯留した原料水に向けて光を照射する。また視認窓は、対流型容器の側壁に形成されており、ここから容器内部を視認できる。

上記の態様であれば、光照射体から照射された光が電極から発生して拡散する気泡に反射し、容器内部で水が対流している様子を視認窓から確認することができる。また、オゾン水生成装置は、このように光による装飾性という付随的効果が得られることから、電気分解を実行している最中には室内オブジェとしての一面をも発揮することが可能となる。

上記のように、対流型容器が光照射体を備える態様において、さらに照明制御手段を備えることもできる。照明制御手段は、対流型容器の内部で電気分解が進行していく過程で、容器内部の状態に応じて光制御体を制御し、光照射体が照射する光の色調を変化させる。例えば、電気分解の実行中、電気分解の終了後、異常発生時等の状態に応じ、異なる色調の光を照射させることができる。

この場合、視認窓から容器内部の様子を確認する際に、照射されている光の色に基づいて、内部の現在の状態をより具体的に把握することが可能となる。

また本発明は、対流型容器の上端位置に設置される蓋体と、蓋体に内蔵される吸着材をさらに備えることができる。水電解部により原料水が電気分解されて生じたオゾンは、水素の浮力により起きる水の対流の作用で、その大半が水に溶解してオゾン水が生成される。しかしながら、水に溶解しなかった極微量のオゾンは水面から出て排オゾンとなり蓋体に向かう。オゾンは人体や環境に影響を及ぼす物質であり、極微量とはいえそのまま空気中に放出されるべきではないため、蓋体の内側に吸着材を内蔵して、気化し上昇してきた排オゾンを吸着する。

上記の態様であれば、有害な排オゾンが空気中にそのまま放出されるのを防止することができる。オゾンには自己分解する性質があり、気化した直後に吸着材に吸着しておくだけで時間の経過とともに安定・安全な酸素に分解される。よって、吸着材を備えることにより、オゾン水生成装置をより安全に使用することが可能となる。

以上のように、本発明のオゾン水生成装置によれば、水の電気分解により生じたオゾンを、水の対流を意図的に発生させるための特別な装置を用いずにコンパクトな装置のみで効率よく水に溶解させることができ、家庭での日常的な使用に適した量のオゾン水を安全かつ手軽に生成することができる。

一実施形態のオゾン水生成装置の全体的な構成を表す斜視図である。 本体及び受台をそれぞれ単独で示した斜視図である。 受台を多様な角度から示した斜視図である。 本体及び受台の内部構造を概略的に示した縦断面図（図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図）である。 液体貯留部内で行われるオゾン水の生成過程を模式的に示した図である。 オゾン水生成装置の機能構成例を示すブロック図である。 中央制御部により実行されるオゾン水生成時の制御手順例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態で示すオゾン水生成装置は好ましい例示であり、本発明はこの例示に限定されるものではない。

図１は、一実施形態のオゾン水生成装置の全体的な構成を表す斜視図である。図１に示すように、オゾン水生成装置１は、縦長容器状の本体２とベース状の受台４とで構成されている。ここでは一般家庭での日常的な使用を前提としているため、オゾン水生成装置１は卓上に設置可能な大きさに形成されている。また、本体２と受台４は着脱可能に形成されており、これらが一体となることによりオゾン水生成装置１としての機能を発揮することができる。オゾン水生成装置１は、本体２の内部で水を電気分解してオゾン水を生成する。生成されたオゾン水は、主にプレ化粧水としてスキンケア等の用途に使用される。なお、オゾン水生成装置１によるオゾン水の生成については後述する。

図２は、本体２及び受台４をそれぞれ単独で示した斜視図である。
図２中（Ａ）：本体２は、全体として縦型円柱状の外形をなしており、その内部は容器状に形成されている。また本体２は、使用者が片手で把持できる程度の外径と高さを有しており、その上端には、取り外し可能な蓋１２が設けられている。蓋１２を取り外した状態で、本体２の上端には容器としての口部２ａが露出する。使用者は、オゾン水を生成する前に受台４から本体２を取り外し、本体２の蓋１２を開けてその内部に純水や軟水等の原料水を注入した後、蓋１２を閉じて再び本体２を受台４にセットする。また、オゾン水の生成後は、使用者が受台４から本体２を取り外し、本体２の蓋１２を開けて、本体２を傾けた状態で口部２ａからオゾン水を手のひら等に取って使用することができる。本体２の正面には縦長楕円形状をした透明のウィンドウ１４が形成されており、使用者がこのウィンドウ１４を覗き込むことにより、本体２の内部の状態を確認することができる。

蓋１２は、上記のように本体２の口部２ａに被さるものであるが、最小限の通気性を確保するため、蓋１２には通気孔１６（例えば３つ）が形成されている。また蓋１２の内部には吸着材１８が設けられており、この吸着材１８は活性炭を含有している。

図２中（Ｂ）：受台４は、上記のように外形がベース状をなしており、その上面に受台４を設置するための凹部４ａが形成されている。凹部４ａは略円形状の窪みをなし、その内部に本体２の底部分を受け入れ可能な深さと内径を有している。また、受台４の上面には電源ボタン２２が設けられており、本体２を受台４に設置した状態で、電源ボタン２２は本体２の正面の直下に位置する。ここでは図示されていないが、受台４には、その背面に電源ソケットが設けられている他、内部にスピーカが設けられている。背面の電源ソケットには家庭用の電源コードを接続可能である。また、凹部４ａ内にはコネクタ２６が設けられており、受台４と本体２とは、コネクタ２６を介して相互に電気的に接続されるものとなっている。電源ボタン２２が押下されると受台４は本体２に通電し、水の電気分解に必要な電力の供給や各種処理の制御等を行う。なお、各種処理については詳しく後述する。

本実施形態のオゾン水生成装置１には、排水や排気に対して種々の工夫が施されている。
先ず排気に関しては、上記のように蓋１２の内部には、例えば不織布に活性炭を織り込んだ吸着材１８が納められている。

オゾン水生成装置１は、水の電気分解により発生したオゾンを水に溶解させてオゾン水を生成するが、同様に水の電気分解により発生して水中から浮揚する水素と既に生成されたオゾン水の一部が反応することにより、オゾンが気化して極めて微量の排オゾンが生じる。

ここで、日本国内では、労働衛生上のオゾン許容濃度として空気中に０．１ｐｐｍ以下と定められており、この値以下であればほとんどすべての労働者に健康上の悪い影響が見られないとの判断がなされる。
本実施形態のオゾン水生成装置１から生じ得る排オゾンは極めて微量であり、この基準値には遠く及ばない量ではある。その上で、人体に有害となりうるオゾンが蓋１２の空気孔１６からそのまま空気中に放出されることを防止するため、上述の吸着材１８を設けて排オゾンを吸着させ、装置の更なる安全性を確保している。なお、吸着材１８に吸着させたオゾンは、時間の経過とともに自己分解して酸素に変化するため、残存性がなく安全である。

次に、排水に関する工夫について説明する。図３は、受台４を多様な角度から示した斜視図である。
図３中（Ａ）：ここでは、受台４を斜め後ろからみた場合の斜視図が示されている。凹部４ａ内において、コネクタ２６に近接する位置に排水孔３０が形成されており、この排水孔３０は、受台４の内部を貫通してその裏面に開口している。ここで適宜、図４の縦断面図を参照すると、凹部４ａの底面は排水孔３０に向かって下り傾斜していることが分かる。したがって、受台４の凹部４ａ内に水滴がこぼれ落ちた場合でも、それらは適宜、排水孔３０を通じて受台４の下側へ流れ落ちるため、コネクタ２６における電気接続上の安全性が阻害されることはない。

図３中（Ｂ）：ここでは、受台４を斜め下方からみた場合の斜視図が示されている。この図からも、排水孔３０が受台４の底面にて開口していることがわかる。
その他、受台４の背面には電源ソケット２４が設置されており、また、その底面には音孔２８ａが開口して形成されていることが分かる。電源ソケット２４には、上記のように家庭用の電源コード（例えば、ＡＣアダプターからの出力プラグ）を差し込むことができる。また音孔２８ａは、内蔵のスピーカから出力される報知音や警告音の可聴性を向上させている。

図４は、本体２及び受台４の内部構造を概略的に示した縦断面図（図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図）である。図４に示されるように、本体２はその内部に容器状に形成された液体貯留部４０を有している。本体２の内部にて、液体貯留部４０は側板４０ａ及び底板４０ｂによって水密に区画されている。図４に示される断面では、側板４０ａの正面側にウィンドウ１４が位置しているが、周方向でみたその他の位置では、側板４０ａが略円筒状（又は角筒状）に本体２の内部を区画している。また、底板４０ｂは側板４０ａの底面を水密に閉鎖している。本実施形態では、底板４０ｂが透明樹脂材料で形成されており、その下方にはＬＥＤライト３４が液体貯留部４０を照射できる向きに設置されている。

また、液体貯留部４０の内部で、その下部位置には、水の電気分解に使用される電極対３２が設置されている。電極対３２は、例えば長さ約８ｍｍ程度の棒状の金属の周囲に高分子膜を被覆し、さらにその外周に板状の金属板を巻き付けた構造をなしており、その根元部分には透明の絶縁部材で防水加工が施されている。このような電極対３２において、例えば棒状の金属は中心電極（正極）をなし、外周の金属板は接地電極（負極）をなす。したがって電極対３２への電圧の印加により、これら一対をなす電極間に電場が形成されることになる。本実施形態では、棒状の金属部分にはチタン製の部材にダイヤモンドの粉末を蒸着させたものを使用しているが、これに限定されることなく、電極対３２には白金、白金合金等、他の多様な金属を使用することが可能である。

本体２の内部にて、液体貯留部４０より下方は電装部品の収容スペースとして形成されている。具体的には、この収容スペース内には上記のＬＥＤライト３４の他に、回路基板３６や配線類（図示していない）が収容されている。回路基板３６には、電極対３２やＬＥＤライト３４への電力供給を行う電気回路が形成されており、そのため回路基板３６には各種の電子部品が実装されている（いずれも図示していない）。

一方、受台４の内部には、上述したスピーカ２８の他に回路基板３８や配線類（図示していない）が収容されている。受台４の回路基板３８には、上記の電源ボタン２２や電源ソケットに繋がる電源回路やスピーカ２８の駆動回路、制御回路等が形成されている（いずれも図示していない）。また、受台４の各種回路（回路基板３８）と本体２の電気回路（回路基板３６）との通電や信号接続は、上記のコネクタ２６を介して行われる。

本実施形態で電気分解の対象となる原料水には、純水又は硬度の低い軟水を用いることができる。ここで利用可能な軟水の硬度は、２５ｍｇ／Ｌ以下を目安としている。硬度がこの値を超える水（例えば、東京都の水道水）を用いると、水中に含まれるカルシウム（Ｃａ）塩やマグネシウム（Ｍｇ）塩が電気分解の過程で電極の表面に白い膜状に付着してしまうことから電極対３２の性能低下を招き、オゾン水生成装置１の機能を阻害する恐れがあるためである。

本体２が受台４にセットされた状態では、両者がコネクタ２６を介して電気的に接続される。この状態で電源ボタン２２が押下されると、受台４から本体２に通電され、電極対３２によって液体貯留部４０に注入された原料水の電気分解が行われることになる。

電気分解の実行中にはＬＥＤライト３４が白色に点灯する。電気分解が終了するとＬＥＤライト３４の点灯色が青色に変化して一定の時間点灯するとともに、スピーカ２８から報知音が出力される。また、液体貯留部４０に万一原料水が注入されていない場合には、電極対３２に用いられている高分子膜が水分を失って電極対３２間での電気抵抗が著しく上昇する。この場合、ＬＥＤライト３４の点灯が赤色に変化するとともにスピーカ２８から警告音が出力され、この動作が一定回数繰り返される。また、コネクタ２６における接触不良が発生した場合等の異常時にも同様の点灯と警告音の出力がなされる。こうした視覚効果及び聴覚効果を用いることにより、オゾン水生成装置１の状態を使用者に対して適宜知らせることができる。

図５は、液体貯留部４０内で行われるオゾン水の生成過程を模式的に示した図である。電極対３２に通電されると、その中心電極を覆う高分子膜を通してその微細な隙間から気泡が生じる。これらの正体は、水の電気分解により生じたオゾンと水素である。

ここで、水素の気泡ＨＹは、自身の浮力により液体貯留部４０の水面ＷＳに向かって上昇する。液体貯留部４０の容量は約３０ｍｌと少量であるため、水素の気泡ＨＹの浮力が結集すると液体貯留部４０の内部全体にまんべんなく水の対流を起こすに足りる十分な勢いが生じる。

本実施形態のオゾン水生成装置１においては、オゾンを水に溶解させる上で水素の浮力を最大限に利用するために、電極対３２を液体貯留部４０の底面近くに配置して、原料水の隅々にまで対流を起こせるように構成した。これにより、水素の気泡ＨＹの浮力から生じた水の対流による作用で、電気分解により生じたオゾンを効率良く水に溶解させることができる。

また本実施形態では、原料水全体に上下方向への対流を生じさせるため、液体貯留部４０の内法（図中Ｄ１又はＤ２）を原料水の水深（図中Ｈｍａｘ）に比較して小さく設定している。好ましくは、水深Ｈｍａｘを内法Ｄ１又はＤ２の３倍程度に設定する。これにより、電極対３２の長さ（水と接触する範囲）をなるべく短く抑えつつ、特段の水流発生源（ポンプ、モータ等）を用いることなくオゾン水の生成を確実に行うことができる。

この点、従来のオゾン水生成装置においては、強制的に水流を発生させる装置を用いて溶解を促したり圧力ポンプにより水に圧入したりする必要があったのに対し、本実施形態のオゾン水生成装置１によれば、特別な装置を用いることなく、水素の性質を最大限に利用した構成によって液体貯留部４０内でオゾン水を生成することができる。

例えば、本実施形態に対する比較として、内法（Ｄ１，Ｄ２）を水深Ｈｍａｘと同程度に設定した形態を考える。この比較形態にあっても、電極対を原料水の最深部近傍位置に設置していれば、電気分解によって生じた水素の気泡の浮力によって上下方向への対流を発生させることはできると考えられる。ただし、本実施形態に比較して内法（Ｄ１，Ｄ２）が大きく設定されている分、対流を原料水全体にまで拡張するためには、内法の拡大に応じて電極対のサイズ（例えば長さ）も拡大しなければならない。仮に、本実施形態と同程度に小サイズの電極対を用いたとすると、気泡の浮力による自然対流は原料水全体にまで拡がらないため、所望のオゾン濃度を得ようとすると、何らかの水流発生源（ポンプ、モータ等）が必要となる。このように比較形態との対比からも、本実施形態による顕著な有用性が明らかとなっている。

なお、本実施形態のオゾン水生成装置１によれば、例えば３０秒程度で重量濃度１ｐｐｍのオゾン水を３０ｍｌ生成可能である。オゾンは自己分解する性質を持つため、オゾン水生成後の時間経過とともに徐々に濃度が低下するが、生成したオゾン水の濃度が半減するまでには約６０分を要する。よって、生成したオゾン水を保存して使用することはできないとしても、生成後にやむを得ず数分間が経過した場合であっても、オゾン水としての性能をさほど損ねることなく使用することが可能である。

図６は、オゾン水生成装置１における機能的な構成例を示すブロック図である。
オゾン水生成装置１を構成する本体２及び受台４のうち、受台４は、操作入力部１１０、電力供給部１２０、中央制御部１３０及びスピーカ駆動部１４０を備えている。また本体２は、水電解部２１０及びＬＥＤ駆動部２２０を備えている。以下、これらの機能について説明する。

受台２の操作入力部１１０は、使用者からの操作を受け付ける。具体的には、使用者により電源ボタン２２が押下されたことを検知し、電源供給部１２０に向けて操作信号を出力する。
また受台２の電源供給部１２０は、操作入力部１１０から出力された操作信号を受信して本体２に通電するとともに、中央制御部１３０に向けて通電信号を出力し、本体２への通電が開始されたことを知らせる。

受台２の中央制御部１３０は、電源供給部１２０からの通電信号によって電源ボタン２２が押下されたこと及び本体２への通電が開始されたことを検知し、オゾン水の生成に必要な各種処理を実行する。具体的には、受台４のスピーカ駆動部１４０、本体２の水電解部２１０及びＬＥＤ駆動部２２０の各動作を制御する。なお、中央制御部１３０による処理の具体的な手順についてはさらに後述する。
スピーカ駆動部１４０は、中央制御部１３０から発信された音響出力信号に基づいて、スピーカ２８への音響出力を行う。スピーカ駆動部１４０の動作により、報知音や警告音がスピーカ２８から発せられる。

本体２のＬＥＤ駆動部２２０は、中央制御部１３０から発信された光出力信号に基づいて、ＬＥＤライト３４による光出力を行う。ＬＥＤ駆動部２２０の動作により、オゾン水の生成中は白色、オゾン水の生成後は青色、異常時（電極対３２間の電気抵抗が上昇したときや接触不良の場合等）は赤色という具合に、異なる色調の光がＬＥＤライト３４から液体貯留部４０内に貯留する液体に向けて発せられる。
本体２の水電解部２１０は、電極対３２を用いて液体貯留部４０に注入された水の電気分解を行う。また水電解部２１０は、電極対３２間の電気抵抗が一定の値を超えた場合に、異常信号を中央制御部１３０に向けて出力する。

次に、受台４の中央制御部１３０におけるオゾン水生成時の制御処理の概要について説明する。図７は、中央制御部により行われるオゾン水生成時の制御処理の手順例を示すフローチャートである。以下、図７のフローチャートの手順に沿って処理の内容を説明する。

ステップＳ１３２：中央制御部１３０は、電源供給部１２０からの通電信号によって操作ボタン２２が押下されたこと及び本体２への通電が開始されたことを検知する。

ステップＳ１３４：中央制御部１３０は、ＬＥＤ駆動部２２０に光出力信号を送り、ＬＥＤライト３４を白色に点灯させる。

ステップＳ１３６：中央制御部１３０は、水電解部２１０を制御して液体貯留部４０に注入されている水の電気分解を開始する。

ステップＳ１３８：中央制御部１３０は、水電解部２１０から異常信号が出力されたか、すなわち、電極対３２間の電気抵抗が一定の値よりも上昇したか等を確認する。特に電気抵抗が上昇していない場合（Ｎｏ）、中央制御部１３０はステップＳ１４０に進む（正常時）。一方、一定値よりも電気抵抗が上昇している場合（Ｙｅｓ）、中央制御部１３０はステップＳ１５０に進む（異常時）。

〔正常時〕
ステップＳ１４０：中央制御部１３０は、電気分解の開始から１５秒が経過したかを確認する。未だ１５秒が経過していない場合（Ｎｏ）、中央制御部１３０はステップＳ１３８に戻り、再び電極対３２間の電気抵抗上昇の有無を確認する。一方、１５秒が経過した場合（Ｙｅｓ）、中央制御部１３０はステップＳ１４１に進む。

ステップＳ１４１：次に中央制御部１３０は、ＬＥＤ駆動部２２０に光出力信号を送り、ＬＥＤライト３４を紫色に点灯させる。

ステップＳ１４２：中央制御部１３０は、電気分解の開始から３０秒が経過したかを確認する。未だ３０秒が経過していない場合は（Ｎｏ）、中央制御部１３０はステップＳ１４２に戻り、再び同じ処理を実行する。３０秒が経過した場合は（Ｙｅｓ）、中央制御部１３０はステップＳ１４３に進む。

ステップＳ１４３：この場合、中央制御部１３０は、水電解部２１０を制御して水の電気分解を終了する。

ステップＳ１４４：次に中央制御部１３０は、ＬＥＤ駆動部２２０に光出力信号を送り、ＬＥＤライト３４をインディゴ色（藍色）に点灯させる。

ステップＳ１４６：また中央制御部１３０は、スピーカ駆動部１４０に音響出力信号を送り、スピーカ２８から報知音を出力させる。

ステップＳ１４８：そして、中央制御部１３０は、報知音の出力開始から１５秒が経過したかを確認する。未だ１５秒が経過していない場合（Ｎｏ）、中央制御部１３０はステップＳ１４８に戻り、再度同じ処理を実行する。この後、１５秒が経過すると（Ｙｅｓ）、中央制御部１３０はステップＳ１５６に進む。

ここで、ステップＳ１４２で経過を確認する時間を３０秒としているのは、以下の理由による。すなわち本実施形態では、液体貯留部４０の内部に貯留されている原料水の体積をＶｓ（ｌ）とし、電極対３２への通電によって単位時間あたりに電気分解することができる水の体積をＶｗ（ｌ／ｓｅｃ）としたとき、これらＶｓとＶｗとの関係に基づいて、全ての原料水が所定濃度（例えば１〜１．５ｐｐｍ程度）のオゾン水に変換されるのに十分な時間（＝Ｖｓ／Ｖｗ）として、予め３０秒が設定されている。したがって、具体的な実施の態様によってＶｓやＶｗが異なる場合であっても、これらの関係から経過時間を適宜設定すればよく、常に３０秒とする必要はない。また、所定濃度については、生成したオゾン水の用途（ここではプレ化粧水）に応じて予め適切な値を定めておけばよい。

また、電気分解の開始から終了後にかけて、すなわちステップＳ１３４からステップＳ１４４にわたり、１５秒毎にＬＥＤライトの点灯色を変化させているが、これも常に１５秒とする必要はない。例えば、時間をさらに細分化してＬＥＤライトの点灯色を細やかに変化させたり、あるいは電気分解中は点灯色を変化させずに電気分解の終了時にのみ変化させたりするような形態も採り得る。

ここまでは正常時に行われる手順例であるが、上記のように電気抵抗の上昇等により異常時となった場合（ステップＳ１３８：Ｙｅｓ）、以下の手順例が実行される。

〔異常時〕
ステップＳ１５０：先ず中央制御部１３０は、ＬＥＤ駆動部２２０に光出力信号を送り、ＬＥＤライト３４を赤色に点灯させる。

ステップＳ１５２：次に中央制御部１３０は、スピーカ駆動部１４０に音響出力信号を送り、スピーカ２８から警告音を出力させる。

ステップＳ１５４：また中央制御部１３０は、警告音の出力を一定回数繰り返し行ったかを確認する。未だ一定回数の出力を終えていない場合は（Ｎｏ）、ステップＳ１５４に戻り、再び再度同じ処理を実行する。この後、一定回数の出力を終えると（Ｙｅｓ）、中央制御部１３０はステップＳ１５６に進む。なお、警告音の出力を一定回数繰り返す代わりに、単発的な警告音を一定時間（例えば１５秒）にわたり出力することとしてもよい。

ステップＳ１５６：中央制御部１３０は、スピーカ駆動部１４０を制御してスピーカ２８からの音響出力を終了させる。

ステップＳ１５８：中央制御部１３０は、ＬＥＤ駆動部２２０を制御してＬＥＤライト３４の点灯を終了させて、中央制御部１３０による処理を終了する。

以上の各種処理を実行することにより、正常時は電源ボタン２２の押下を契機として、１回分の使用に適した量のオゾン水を生成することができる。この間、使用者はウィンドウ１４を通じて内部の様子を観察しつつ、水中で気泡が上昇していく様子とともにＬＥＤライト３４による照明の色調の変化に接することで、オゾン水が生成されていく過程を実感することができる。また、上記のようにスピーカ２８から報知音が出力されることで、原料水がオゾン水に変化したことを容易に認知することができる。

以上のように、本実施形態のオゾン水生成装置１によれば、水の対流を意図的に発生させるための装置を用いることなく、コンパクトな構成だけで水の電気分解により生じたオゾンを効率よく水に溶解させることができる。これにより、家庭での日常的な使用に適した量のオゾン水を安全かつ手軽に生成することができる。

本実施形態のオゾン水生成装置１は、主にプレ化粧水としてスキンケア等の用途に使用されるオゾン水の生成に用いるものであるが、生成されたオゾン水の用途は当然これには留まらず、洗浄や除菌など、家庭での日常的な場面において他の様々な用途に用いることが可能である。

なお、本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することが可能である。
例えば、上述の実施形態のオゾン水生成装置１は、着脱可能に形成された本体２と受台４とで構成されており、これらが一体と組み合わさることによりオゾン水生成装置１としての機能を発揮する。しかし必ずしも着脱可能に形成される必然性はなく、１つの筐体内に本体２と受台４の機能が一体として組み込まれていてもよい。
また、電源供給は受台４の背面に設けられた電源ソケット２４に家庭用の電源コードを接続することで実現しているが、乾電池や充電池等を用いた電池式としてもよい。電池式とすることで、電源コードが利用できない外出先においてオゾン水生成装置を利用することが可能となる。

１ オゾン水生成装置
２ 本体（対流型容器）
４ 受台
１２ 蓋（蓋体）
１４ ウィンドウ（視認窓）
１６ 通気孔
１８ 吸着材
２２ 電源ボタン
２４ 電源ソケット
２６ コネクタ
２８ スピーカ
３０ 排水孔
３２ 電極対（水電解部）
３４ ＬＥＤライト（光照射体）
３６，３８ 回路基板
４０ 液体貯留部
１３０ 中央制御部（通電制御手段、照明制御手段）
２１０ 水電解部
２２０ ＬＥＤ駆動部（照明制御手段）

Claims (5)

1. 水中に置かれた状態で一対の電極間に通電することにより、前記電極に接する水を電気分解する水電解部と、
   原料水を内部に貯留し、その最深部の近傍位置に前記電極を配置した状態で前記水電解部に原料水を電気分解させることにより、原料水中に発生した気泡状の水素の浮力を利用して内部に貯留した原料水全体を上下方向に対流させる対流型容器と、
   前記対流型容器の上端位置に設置されてその内部に通じる開口を開閉する蓋体と、
   前記蓋体に内蔵され、前記水電解部による電気分解を通じて前記対流型容器の内部から放出される気化物質を吸着する吸着剤と
   を備えたオゾン水生成装置。
2. 請求項１に記載のオゾン水生成装置において、
   前記対流型容器は、
   内部に貯留される原料水の水深に比較して内部の水平方向の寸法が小さく設定されることにより、内部に貯留した原料水全体を上下方向に対流させながら前記電極に順次接触させて原料水全体をオゾン水に変換することを特徴とするオゾン水生成装置。
3. 請求項１又は２に記載のオゾン水生成装置において、
   使用者による操作入力を受け付けるスイッチと、
   前記スイッチへの操作入力に応じて一対の前記電極間への通電を開始した後、前記対流型容器の内部に貯留される原料水の体積と前記水電解部が単位時間あたりに所定濃度のオゾン水を生成するために電気分解することができる水の体積との関係に基づいて予め設定された時間の経過後に通電を終了させる通電制御手段と
   をさらに備えたオゾン水生成装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のオゾン水生成装置において、
   前記対流型容器は、
   内部に貯留した原料水に向けて光を照射する光照射体と、
   側壁に形成されて内部を視認可能とする光透過性の視認窓と
   を有することを特徴とするオゾン水生成装置。
5. 請求項４に記載のオゾン水生成装置において、
   前記対流型容器の内部で原料水からオゾン水への変換が進行していく過程で、前記光照射体が照射する光の色調を変化させる照明制御手段をさらに備えたことを特徴とするオゾン水生成装置。

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