JPH06144806A

JPH06144806A - オゾン水発生器

Info

Publication number: JPH06144806A
Application number: JP4339429A
Authority: JP
Inventors: Senichi Masuda; 閃一増田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-11-06
Filing date: 1992-11-06
Publication date: 1994-05-24

Abstract

(57)【要約】【目的】オゾン水の発生を小型かつ簡便に行う事が出
来るようにすることと、人体に安全な程度に濃度を下げ
たオゾン水を簡単に発生できるようにする。【構成】オゾン発生部にセラミック基板の一方の表面
に線状放電極、他方の表面または該基板の肉厚内に面状
誘導電極を設けた沿面放電型セラミックオゾナイザーを
用い、発生したオゾン化ガスをオゾン溶解部で原料水中
に細かい泡として添加しオゾンを溶解してオゾン水をつ
くる。またこのオゾン水を活性炭層を通してその溶存オ
ゾンの大部分を除いた極めて低濃度のオゾン水を作る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は病院、食品工場、美容
院、洗濯工場、スーパーマーケット、学校、家庭、ホテ
ル、レストラン等々で、消毒や脱臭、脱色のために使用
するオゾン水、ならびに悪臭・汚染物質、有害物質、細
菌・ビールス・カビ類等を含む水や水道水をオゾン処理
したうえで人体に危険の無い程度にまでオゾンを取り除
いた、飲料等浄水として使用のための浄水用オゾン水を
発生する小型・安価なオゾン水発生器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のオゾン水を発生する際は、
２つの並行平板電極あるいは同心円筒電極の間隙を空気
または酸素からなる原料ガス通路とし、この間隙をさえ
ぎる如くにガラス等の誘電体層を介在させ、両電極間に
周波数５０−２００Ｈｚ程度の低周波交流高電圧を印加
して該通路にいわゆる無声放電を起こさせ、その放電化
学作用によりオゾンを発生させる無声放電型オゾナイザ
ーが専ら用いられ、これで発生したオゾン化ガスを、細
かい気泡として原料水に混合・溶解し、オゾン水を生成
するという方式がとられてきた。

【０００３】この場合、放電によってガス、誘電体層お
よび両電極が著しく加熱するので、たとえ両電極を強冷
しても周波数を上記の程度に抑えないとオゾンが熱分解
する。これは両電極間のガス通路の熱伝導が分子伝熱の
ため極めて悪く、放電により発生した熱を十分電極を通
じて放散出来ないためであった。

【０００４】この場合、周波数が制約される理由は放電
による発熱が周波数に比例するからである。一方、同一
温度下でのオゾンの生成量は周波数に比例して増加す
る。そこで従来型のオゾナイザーを用いた従来のオゾン
水発生方式では、必然的にオゾナイザーも電源も大型・
高価となり、小型かつ安価なオゾン水発生器を作る事は
不可能であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的はオゾ
ン水発生部とその電源を大幅に小型化して安価で実用的
なオゾン水発生器の作製を可能ならしめる事である。

【０００６】他の目的は生成オゾン化ガスのオゾン濃
度、ひいては生成オゾン水の溶存オゾン濃度を常に一定
に保って、オゾン水の効能を常に一定にすることであ
る。

【０００７】また他の目的はオゾン水生成用原料水の導
入口をホースで直接水道栓に接続して、簡易にオゾン水
を生成出来る様にすることである。

【０００８】また他の目的は悪臭・汚染物質、有害物
質、細菌・ビールス・カビ類等を含む水や水道水をオゾ
ン処理してこれらを分解ないし殺菌し、更に残留溶存オ
ゾン濃度が人体に危険の無い程度に下がるまでオゾンを
取り除いた清浄かつ安全な飲料その他浄水使用のための
極低濃度オゾン水（以下浄水用オゾン水と呼ぶ）を簡易
に生成出来る用にすることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明のオゾン水発生
器ほ、原料水の導入管を脱着自在に接続することができ
る原料水入口部と、オゾン水の排出管を脱着自在に接続
することができるオゾン水出口部を備えたケーシング内
に、該入口部と該出口部の間を連通する水管を設け、該
水管に介入して、オゾン化ガスを原料水中に細かい気泡
状に分散のうえオゾンを水中に溶解させてオゾン水を生
成するためのオゾン溶解部を設け、該オゾン溶解部に逆
止弁を介してオゾン化ガス出口を連通されたオゾン発生
部とそれを駆動するためのオゾナイザー電源を設け、酸
素を含む原料ガスを該オゾン発生部、該逆止弁を介して
該オゾン溶解部へと送入するためのガス送入手段を設
け、且つ該オゾン発生部のオゾン発生要素として、セラ
ミックよりなる平板状ないし円筒状の誘電体基板の表面
上に線状の放電極を、また少なくとも該基板の肉厚の１
部を挟んで該放電極と対向する部位とその周囲領域を覆
う如くに面状の誘導電極を設けて成る沿面放電型セラミ
ックオゾナイザーを用い、且つ該オゾナイザー電源とし
て両電極間に交流高電圧、特に周波数が少なくとも５ｋ
Ｈｚ以上、電圧が少なくとも５ｋＶ（ピーク値）以上の
高周波高電圧を印加して、該放電極の周縁から基板表面
に沿って交流沿面放電を発生せしめ、これによりオゾン
を生成するための交流高圧電源を用いるものである。

【００１０】また必要に応じて該オゾナイザーを該水配
管内を流動する水によって冷却するためのオゾナイザー
冷却部を設けるものである。

【００１１】また必要に応じて該セラミックオゾナイザ
ーに、これを電気的に加熱するためのヒーター部を設け
るものである。

【００１２】またこの場合、必要に応じて該セラミック
オゾナイザーの該誘導電極を該セラミック基板の肉厚内
に埋入して設け、かつ放電極と反対側の基板裏面と該誘
導電極との間の基板肉厚内にヒーター線を埋入してヒー
ター付き沿面放電型セラミックオゾナイザーを構成し、
該ヒーター線を該ヒーター部とするものである。

【００１３】また必要に応じて該原料水の送入を感知し
該オゾナイザー電源と該ガス送入手段開閉を動作させる
為の制御部を設けるものである。

【００１４】また必要に応じて該原料水入口と該水配管
との間に介入して電磁弁を設け、手動または光・超音波
・圧力等のセンサーからの制御信号によって該電磁弁、
該オゾナイザー電源および該ガス送入手段を作動・停止
させる為の制御部を設けるものである。

【００１５】また必要に応じて該逆止弁として電磁弁を
用い手動または光・超音波・圧力等のセンサーからの起
動信号によって該電磁弁、該オゾナイザー電源および該
ガス送入手段を作動・停止させる為の起動制御部を設け
るものである。

【００１６】また必要に応じて該オゾン溶解部と該オゾ
ン水出口の間の水通路に介入して、オゾン水中のオゾン
を除去するための、少なくとも活性炭を装填したカート
リッジを脱着可能に内蔵したオゾン除去部を設けるもの
である。

【００１７】またこの場合、必要に応じて該オゾン溶解
部と該オゾン除去部の間の水配管に介入して３方切り換
え弁を設けると共に、その３方切り換え弁の２つの下流
側出口の一方を該オゾン除去部に接続し、該３方切り替
え弁出口の他方を枝管によって該ケーシングの該オゾン
水出口部に連通し、該３方切り換え弁の切り換えによっ
て該オゾン溶解部と該オゾン水出口の間を直接連通させ
てオゾン水を該オゾン水排出管より外部に供給したり、
あるいは該オゾン溶解部と該オゾン除去部の間を連通さ
せて人体の安全に危険がない程度にまでオゾンを除去し
た飲料その他の浄水としての使用に用いる浄水用オゾン
水として、これを該オゾン水排出管より外部に供給する
ものである。

【００１８】

【作用】該原料水入口部から該配水管を介して原料水を
該オゾン溶解部に送り込むと共に、該オゾン発生部の該
沿面放電型セラミックオゾナイザーの両電極間に該オゾ
ナイザー電源から交流高電圧を印加し、該放電極の周縁
から該セラミック基板表面に沿って交流沿面放電を発生
させ、この放電領域に酸素を含んだ原料ガスを上記ガス
送入手段により流通させてオゾンを生成し、オゾン化ガ
スを発生させる。

【００１９】このオゾン化ガスを該ガス送入手段によ
り、該逆止弁を介して水の逆流を防止しつつ該オゾン溶
解部に送り込み、ここで原料水中に細かい気泡状に分散
させて、オゾンを水中に溶解させオゾン水を生成し、こ
のオゾン水を前記オゾン水出口部を介して該オゾン水排
出管より外部に供給する。

【００２０】該水管を流動する水により該オゾナイザー
却部を介して該オゾン発生部の該沿面放電型セラミック
オゾナイザーを冷却する。

【００２１】また該沿面放電型セラミックオゾナイザー
の上記ヒーター部に常時加熱電流を流して該オゾナイザ
ーの温度が周囲温度より高く保持される用に加熱する。

【００２２】この場合、オゾナイザーとして前記沿面放
電型セラミックオゾナイザーを用いた事により、従来型
のオゾナイザーと異なり発熱する放電領域が熱伝導の良
好なセラミック誘電体基板の表面近傍の薄いガス層内に
局限され、その熱を該水配管中を流れる水により該オゾ
ナイザー冷却部とこれに接する熱伝導の良好なセラミッ
ク基板を通じて却することによって、極めて有効に取り
去る事が出来る。

【００２３】その結果、両電極間に印加する交流電圧の
周波数を、前記の如く従来型オナイザーに比べて大幅に
上げても過熱が起こらず、周波数増加の結果として小型
で多量のオゾンを発生する事ができ、オゾナイザー自体
を従来型オゾナイザーより遥に小型にする事が出来る。
また同じく周波数増加の結果として電源も大幅に小型化
する事が出来る。

【００２４】さらに該沿面放電型オゾナイザーを該オゾ
ナイザー冷却部を介して該水配管中を流動する水により
強冷することにより、これを長時間連続運転してもその
過度の発熱が完全に防止でき、過熱によるオゾン発生特
性の時間的低下も防止出来、常に一定濃度のオゾン水を
供給する事が出来る。

【００２５】また該沿面放電型セラミックオゾナイザー
を上記ヒーター部に常時加熱電流を流して該オゾナイザ
ーを周囲温度よりも高い温度に加熱しておく事により、
たとえ休止時にもそのセラミック基板の表面と内部を常
に乾燥状態に保ち、原料ガスが高湿の空気である場合で
も吸湿により電源の発振不能ないし放電阻害が起こるの
を防止でき、いかなる環境条件、ガス原料条件のもとで
も確実に電源投入と同時に沿面放電とオゾン発生の開始
を確保することが出来る。

【００２６】さらに、オゾン溶解部でオゾンを水中に溶
かして水又は飲料水中の臭気・有害不純物・微生物等を
分解・殺菌したオゾン処理水を、活性炭カートリッジを
内蔵したオゾン除去部を通して、残存オゾンを除去する
ことにより、健康でオゾン残量も人体に危険が無い程度
に微量な浄水用オゾン水を作る事が出来る。またこの場
合、３方切り替え弁の切り換えによってオゾン水または
上記浄水用オゾン水を簡便に選択して外部に供給する事
が出来る。

【００２７】

【実施例】図１は本発明によるオゾン水発生器の１実施
例１の外観図、図２はその縦断面図で、図３、図４、図
５はそれぞれそ本実施例のオゾン発生部２に用いるヒー
ター付き板状沿面放電型セラミックオゾナイザー３の上
面図、下面図、横断面図、また図６は上記オゾン発生部
であってこのオゾナイザーを収納したオゾナイザー・ボ
ックス４の縦断面図、さらに図７は本実施例のオゾン溶
解部５に用いるインジェクター６の縦断面図である。

【００２８】図において、７は金属製のケーシングで接
地端子８を介して接地されており、その側面９の下方部
位に原料水入口部１０、上方部位にオゾン水出口部１１
が固定配設され、１０、１１の外側にそれぞれ原料水導
入管１２とオゾン水排出管１３を脱着自在に接続するた
めの接続部１４、１５を有する。

【００２９】１６は水道栓でその蛇口１７は上記原料水
導入管１２、該接続部１３を介して該原料水入口部１０
に接続されている。また上記オゾン水排出管１３は該接
続部１５を介して該オゾン水出口部１１に接続されてい
る。

【００３０】１８はケーシング２の内部に配設された金
属製水配管で、その上流端１９は該原料水入口部１０に
接続されており、また途中に水圧を感知してオゾナイザ
ー電源２０の入力をオン・オフするための圧力スイッチ
２１と上記オゾン溶解部５を介してその下流端２２は該
オゾン水出口部１１に接続されている。

【００３１】２３はアダターで２本の差し込みピン２
４、２５を介して屋内配線のコンセントに挿入され、そ
の出力側は２本の導線２６、２７、電源スイッチ２８、
パイロットランプ２９ａ，上記圧力スイッチ２１、導線
３０、３１を介してオゾナイザー電源２０の入力端子３
２、３３に直流１２Ｖの安全電圧を供給する。ただし２
９ｂはパイロットランプである。

【００３２】オゾン発生部２は本実施例では金属製のオ
ゾナイザー・ボックス４よりなり、その内部に上記のヒ
ーター付き板状沿面放電型セラミックオゾナイザー３を
収納すると共に、その１側面（本実施例では下面）３４
が該金属製水配管１８の１部の側面（本実施例では上
面）３５に溶接されてオゾナイザー冷却部３６を構成
し，この水配管１８内を流れる水により該オゾナイザー
・ボックス４の金属壁を介して熱伝導により該セラミッ
クオゾナイザー３を冷却し、その過熱によるオゾン発生
の低下を防止している。

【００３３】該オゾナイザー・ボックス４の右側面３７
の下方部位に原料ガス（本実施例では空気）の入口３８
が、またその左側面３９のやや上方の部位にオゾン化ガ
ス（本実施例ではオゾン化空気）の出口４０が設けら
れ、該オゾン化ガス出口４０はオゾンン化ガス管４１、
逆止弁４２を介して上記オゾン溶解部５のオゾン化ガス
入口４３に連通している。

【００３４】４４、４５はオゾナイザー電源２０の出力
端子で、導線４６、４７を介して該オゾナイザー．ボッ
クス４内に収納された上記ヒーター付き板状沿面放電型
セラックオゾナイザー３の板状アルミナセラミック基板
４８の上面４９に設けられた線状の放電極５０の端子５
１と、該基板４８の裏面５２に設けられた面状の誘導電
極５３の端子５４とにそれぞれ接続され、両電極の間に
高周波高電圧を供給する。

【００３５】ただし上記線状放電極５０とその周囲の基
板上面部位は高純度のアルミナセラミック（純度９９％
程度）の薄い保護層５６でコートして、該放電極５０の
放電による消耗を防いでいる。

【００３６】該線状放電極５０の周縁部５５からは、上
記保護層５６の表面５７に沿って高周波沿面放電が発生
して面状のプラズマ領域５８を形成、、そのプラズマ化
学作用によって該原料ガス入口３８より上記インジェク
ター６の吸引作用で該オゾナイザー・ボックス４内に導
入された空気中の酸素からオゾンが発生、オゾン化空気
が該オゾン化ガス出口４０から該オゾン化ガス管４１、
該逆止弁４２を介して、該インジェクター６のオゾン化
ガス入口４３に供給される。

【００３７】上記面状誘導電極５３は該板状アルミナセ
ラミック基板４８の肉厚５９内に約０．５ｍｍの厚みの
上部アルミナセラミック層６０を隔てて該線状放電極５
０と対向した領域およびその側方２−１０ｍｍに及ぶ周
囲領域全体にわたって埋入配設され、下部アルミナセラ
ミック層６１を貫通する接続導線６２を介して、該基板
４８の裏面５２上に設けられた端子５４に接続されてい
る。

【００３８】また上記基板４８内の該面状誘導電極５３
と該基板裏面５２の間の下部アルミナセラミック層６１
の肉厚部分内にヒーター線６３が埋入配設され、その下
部のアルミナセラミック層６１を貫通する接続導線６
４、６５を介して該基板裏面５２上に設けられた端子６
６、６７に接続され、導線６８、６９を介して入力導線
２６、２７に接続され、常時１２Ｖの直流電圧を印加さ
れて発熱し、該ヒーター付き板状沿面放電型セラックオ
ゾナイザー３の該アルミナセラミック基板４８の温度を
周囲の空気温度より少なくとも２０°Ｃ以上に高く保
ち、これによって該基板４８を常時乾燥状態に保って、
高湿度環境の下でも高周波沿面放電とオゾンの発生が阻
害されるのを防いでいる。

【００３９】上記ヒーター付き板状沿面放電型セラミッ
クオゾナイザー３は、その基板４８の裏面５２において
熱伝導用金属製スペーサー７０を介して該金属製オゾナ
イザー・ボックス４の上面７１に固着されており、その
線状放電極５０は下方の空気通路７２に面し、該線状放
電極５０の１つの端子５１が絶縁ブッシング７３を介し
て導線４６に接続されている。またその面状誘導電極５
３の端子５４、ヒーター線６３の端子６６、６７はそれ
ぞれ絶縁板７４を介して導線４７、６８、６９に接続さ
れている。

【００４０】オゾン溶解部５に用いられるインジェクタ
ー６は、すでに述べたガス送入手段を兼ねており、下流
に向けて断面が狭小になる絞り管部７５と、その下流側
に同軸に設けられた下流に向けて断面が拡大する広がり
管部７６よりなる。

【００４１】該絞り管部７５の上流端の水入口７７は該
水配管１８に接続され、その下流端はジェットノズル７
８を構成して、該広がり管部７６の上流側開口部７９に
環状の間隙８０を隔てて挿入されている。該環状間隙８
０を取り巻いてガス注入室８１があり、その上部にオゾ
ン化ガス入口５９があって該逆止弁４２、オゾン化ガス
管４１を介して上記オゾナイザー・ボックス４のオゾン
化ガス出口４０に連通している。また該広がり管部７６
の下流端の水出口８２は該水配管１８の１部を介して該
オゾン水出口部１１に接続されている。

【００４２】いま水道栓１６の開閉把手８３を開くと、
原料水は蛇口１７，原料水導入管１２、原料水入口部１
０を介してケーシング７内の水配管１８に至る。同時に
その水圧を感知して上記圧力スイッチ２１が直ちにオン
し、アダプター２３から供給される１２Ｖの直流電圧を
端子３２、３３を介して該オゾナイザー電源２０に供
給、その出力端子４４、４５より高周波高電圧が該オゾ
ナイザー・ボックス４の内部に収納された該ヒーター付
き板状沿面放電型セラミックオゾナイザー３の端子５
１、５４間に印加されオゾンを発生する。

【００４３】上記原料水は該水配管１８中を流れて該イ
ンジェクター６の該絞り管部７５に入り、そのジェット
ノズル７８から該広がり管部７６の内部に向かって噴射
される。この際、該環状間隙部８０に大きな負圧を生
じ、該ガス注入室８１、オゾン化ガス入口５９、該逆止
弁４２、オゾン化ガス管４１、上記オゾナイザー・ボッ
クス４のオゾン化ガス出口４０、空気通路７２、原料ガ
ス入口３８を介して外部の空気を吸引する。すなわち該
インジェクター６はこの様にしてガス送入手段の役目を
兼ねている。

【００４４】吸引された空気は該オゾナイザー・ボック
ス４内の上記空気通路７２を通過する過程で、その酸素
の１部がオゾンに転換されてオゾン化空気となり、これ
が上記経路を介して該環状間隙部８０から該広がり管部
７６内に吸引されて微細な泡状となり、このオゾン化空
気の泡から水中にオゾンが急速に溶解してオゾン水とな
る。

【００４５】このオゾン水が該オゾン水出口部１１、オ
ゾン水排出管１３を介してその先端８４から所要の場所
に供給される。

【００４６】次に該水道栓１６の開閉把手８３を閉じる
と、直ちに原料水の供給が止まって圧力スイッチ２１が
オフし、オゾナイザー電源２０が停止してオゾナイザー
・ボックス４内の該ヒーター付き板状沿面放電型セラミ
ックオゾナイザー３における高周波沿面放電とオゾン発
生が停止する。しかし、その後も常時ヒーター電流の供
給は継続しており、そのセラミック基板４８の加熱と乾
燥動作は引きつずき行われる。

【００４７】この場合、該オゾン水排出管１３が長すぎ
たり、その先端８４にノズル等の高流体抵抗部が装着さ
れて、その流体抵抗が過大となる時は、水流の停止に伴
って該広がり管部７６の内水圧が突然上がり、その内部
の水がたとえ該逆止弁４２をつけていても時として逆流
し、該環状間隙部８０、ガス注入室８１、そのオゾン化
ガス入口５９、逆止弁４２、オゾン化ガス管４１、オゾ
ン化ガス出口４０を介して該オゾナイザー・ボックス４
内に流入することがある。しかし該セラミックオゾナイ
ザー３は該オゾナイザー・ボックス４の上面７１に配設
されているので濡れることは無い。またこの逆流水は該
原料ガス入口３８から外部に排出され該オゾナイザー・
ボックス４の中にたまることは無い。またこの逆流は該
逆止弁４２と、該オゾン化ガス管４１の少なくとも一部
とを、該インジェクター６よりも高い位置に配設するこ
とによって可なり減少できる。また該逆止弁４２として
電磁弁を用い、これを上記圧力スイッチ２１によって開
閉すれば逆流を完全に防止する事が可能となる。

【００４８】また本実施例では該オゾナイザー・ボック
ス４の位置を該原料水入口部１０、該オゾン溶解部５、
該オゾン水出口部１１および該水配管１８のいずれより
も高い位置に置いたので、原料水の供給停止後、逆止弁
３０を介して徐々に水が該オゾナイザー・ボックス４中
に侵入することも避けらる。なお８５はアース線で導線
８６、８７を介して該オゾナイザー電源２０の接地側出
力端子４５、および該金属製水配管１８をそれぞれ接地
端子８に接続する。

【００４９】図８は本発明によるオゾン水発生器のいま
１つの実施例８８の断面図を示す。図における２から８
７までの番号の要素の名称と機能は、図１および図２に
おける同一番号の要素の名称、機能と同じであり説明を
省略する。

【００５０】本実施例８８では、原料水導入管１２は外
部の加圧水配管、ないし該開閉把手８３を常時開放した
水道栓１６に接続されており、オゾン水発生器の起動に
は圧力スイッチ２１の代わりに、手動スイッチ・足踏み
スイッチ・光センサー・圧力センサー・超音波センサー
等、図に示されていない外部起動要素が用いられる。

【００５１】この外部起動要素の作動によってその起動
信号が端子８９、９０から導線９１、９２および絶縁ブ
ッシング９３を介して起動制御部９４に供給される。こ
の起動制御部９４は２対のスイッチを有し、その１対を
この場合直ちにオンして直流１２Ｖの導線２６、２７を
導線９５、９６に接続し、オゾナイザー電源２０を起動
して該オゾン発生部２でオゾンの発生をスタートさせる
と共に、同時に上記導線２６、２７を導線９７、９８を
介してガス送入手段９９（例えばコンプレッサー・振動
ポンプ、これらに空気乾燥機ないし酸素発生機を付加し
たもの、あるい空気ボンベ・酸素ボンベ等の加圧された
ガス源等を含む）にも接続し、これを起動して原料ガス
を該オゾン発生部２に送入、生成されたオゾン化ガスを
オゾン化ガス入口４３よりオゾン溶解部５に送入する。

【００５２】上記動作の完了後僅かの時間遅れをもって
該起動制御部９４の別の１対のスイッチがオンし、該直
流１２Ｖの導線２６、２７が導線１００、１０１に接続
され、電磁弁１０２が開いて原料水が上記原料水導入管
１２より該水配管１８を介して該オゾン溶解部５の原料
水入口７７に供給される。この様な時間遅れを持たせた
事により、上記ガス送入手段９９が動作し該オゾン溶解
部５のオゾン化ガス入口４３から十分なガス圧力をもっ
てオゾン化ガスが該オゾン溶解部５に圧入された後で原
料水の圧力がここに加わる事となり、逆止弁４２を介し
ての水の逆流が完全に防止される。なお、同じ目的で停
止にあったては先ず該電磁弁１０２を閉じ、ついで該オ
ゾナイザー電源２０と該ガス送入手段を停止して該オゾ
ン化ガスの該オゾン溶解部５に圧入を停止する。

【００５３】また、本実施例８８の発明のオゾン発生部
２には、上記ヒーター付き板状沿面放電型ラミックオゾ
ナイザー３の代わりに、図９、図１０に縦断面および横
断面を示す構造の内部放電式円筒状沿面放電型セラミッ
クオゾナイザー１０３が用いられている。同図において
１０４は円筒状のアルミナセラミック基板で、その内面
１０５の上に多数の線状放電極群１０６が互いに並行か
つ等間隔に、軸方向に配設され、その両端において環状
の接続導体１０７、１０８に接続され、且つ接続導体１
０９が基板貫通導線１１０を介して該円筒状基板１０４
の外面１１１上に設けられた放電極端子１１２に接続さ
れ、導線４６を介して該オゾナイザー電源２０の出力端
子４４に接続されている。また、該円筒状アルミナセラ
ミック基板１０４の内面１０５の表面のうち少なくとも
該線状放電極群１０６および該環状接続導体１０７、１
０８を含む領域は９９％の高純度アルミナ保護層５６に
被覆されて、該放電極群１０６の放電による消耗を防止
している。

【００５４】該円筒状アルミナセラミック基板１０４の
肉厚内の、該線状放電極群１０６および該環状接続導体
１０７、１０８に対向する部分とその周囲領域部位を含
む領域にわたって、円筒面状の誘導電極１１３が埋入配
設され、基板貫通導線１１４を介して該円筒状セラミッ
ク基板１０４の外面１１１上に設けられた誘導極端子１
１５に接続され、導線４７を介して該オゾナイザー電源
２０の出力端子４５に接続されている。

【００５５】これによって該線状放電極群１０６と該円
筒状誘導電極の間に高周波高電圧が印加され、該線状放
電極群１０６のそれぞれの電極周縁部５５から該高純度
アルミナ保護層５６の表面に沿って高周波沿面放電を生
じ、オゾンを発生、該円筒伏セラミックオゾナイザー１
０６の内部を、その原料ガス入口３８からオゾン化ガス
出口４０に向かって流通する酸素を含んだ原料ガスをオ
ゾン化する。

【００５６】１１６は該円筒状セラミック基板１０３の
外面１１１の大部分を取り囲んで、且つこの外面１１１
と密に接触する様に配設された冷却用の金属板体で、下
方において折れ曲がって２つの板体部分１１７と１１８
に別れ、その一方１１７はその下部端１１９において該
金属製水配管１８の上面３５に溶接され、他方１１８は
ネジ孔１２０を介してビスとナットで１１７に締めつけ
られている。これによって、該放電極群１０６の放電領
域は該円筒状セラミック基板１０４、該金属板体１１
６、１１７、１１８および該金属製水配管１８の上面３
５を介して、該水配管１８内を流れる水により冷却され
る。

【００５７】オゾン化ガスが該オゾン化ガス出口４０か
ら該オゾン溶解部５に供給されてオゾン水が生成され、
これがオゾン水排出管１３を介して外部に供給される事
は図２の実施例１の場合と同様である。

【００５８】本発明によるオゾン水水発生器に用いるオ
ゾン発生部５には、すでに述べたヒーター付き板状沿面
放電型セラミックオゾナイザー３、内部放電式円筒状沿
面放電型セラミックオゾナイザーの他、さらに図１１に
示す様な外部放電式沿面放電型セラミックオゾナイザー
１２１を用いる事もできる。図において１２２は円筒状
セラミック基板で本実施例ではガラスからなる。その内
面１２３上に金属薄膜よりなる円筒状誘導電極１２４が
配設され、該基板を気密に貫通する導線１２５、誘導電
極用端子１２６、導線４７を介してオゾナイザー電源２
０の接地された出力端子４５に接続されている。また該
基板１２２の外表面１２７上にはこの基板１２２に密に
巻きつく如くに螺旋状の線状放電極１２８が配設されて
いる。

【００５９】該放電極１２８の外側に一定の小間隙１２
９を隔ててガラス製の円筒状ジャケット１３０が該円筒
状ガラス基板１２２と同軸に配設され、その両端１３
１、１３２において該基板の外表面１２７に気密に融着
されている。該ジャケット１３０の右端上部には原料ガ
ス入口３８が、また左方上部にはオゾン化ガス出口４０
が設けられており、該原料ガス入口３８は外気に開放な
いし図には示されていない原料ガス供給源に接続され、
また該オゾン化ガス出口４０はオゾン化ガス管４０、逆
止弁４２を介してオゾン溶解部５のオゾン化ガス入口４
３に接続されている。

【００６０】また該線状放電極１２８は該ガラスジャケ
ット１３０を気密に貫通する貫通導線１３３、放電極用
端子１３４、導線４６を介してオゾナイザー電源２０の
出力端子４４に接続されている。これによって該線状放
電極１２８と面状誘導電極１２４の間に該オゾナイザー
電源２０から高周波高電圧が印加され、該線状放電極１
２８の両周縁５５から該円筒状ガラスセラミック基板１
２２の表面１２７に沿って高周波沿面放電を発生、上記
小間隙１２９を流通する原料ガスからオゾンを生成、そ
のオゾン化ガスを上記オゾン化ガス出口４０から該オゾ
ン溶解部５のオゾン化ガス入口４３に供給する。

【００６１】該円筒状セラミックオゾナイザー１２１の
水入口１３５は該配水管１８に接続され、またその水出
口１３６は上記オゾン溶解部５の水入口７７に接続さ
れ、該円筒状ガラスセラミック基板１２２の内部１３７
に水が流動して該放電極８３の周縁の放電領域を冷却す
る。それ以外のオゾン水発生までの動作については自明
であるので、説明を省略する。

【００６２】なお本発明のオゾン溶解部５には図７に示
したインジェクター６に限らず適当なあらゆる種類・形
式のものを用いる事が出来る。図１２はその１例、バブ
ラー式オゾン溶解器１３８の縦断面図を示す。図におい
て１３９は多孔質のセラミック円筒で、その周囲を同軸
に取り巻く円筒状ケーシング１４０内に気密かつ水密に
配設されている。該円筒状ケーシング１４０の右端と左
端には該多孔質セラミック円筒１３９と水密に連接する
原料水入口７７とオゾン水出口８２がが設けられ、該原
料水入口７７は該水配管１８に接続され、また該オゾン
水出口８２は本オゾン水発生器のケーシング７に設けら
れた上記オゾン水出口部６に連結され、該多孔質セラミ
ック円筒１３９の内部１４１には原料水が右から左へ流
れている。

【００６３】また該円筒状ケーシング１４０の上方部位
にはオゾン化ガス入口４３が設けられておりており、こ
れが逆止弁４２、オゾン化ガス管４１を介して該オゾン
発生部２のオゾン化ガス出口４０に接続され、図には示
されていないガス送入手段によってオゾン化ガスが、該
オゾン化ガス入口４３から該ケーシング１４０内に圧送
され、該多孔質セラミック円筒１３９を貫通してその内
部１４１を流れる原料水の中に微細な泡の形態で吹き込
まれ、オゾンが急速に水に溶解してオゾン水となり、オ
ゾン水排出管１３の先端８４より所要の場所に供給され
る。

【００６４】図１３は本発明のいま１つの実施例１４２
の縦断面を示す図で、図における２から８７までの番号
の要素の名称と機能は図２における同一番号の要素の名
称および機能とおなじであるので、その説明を省略す
る。

【００６５】１４３は３方切り替え弁で、その上流側に
は１つの水入口、下流側には２つの水出口を有し、該上
流側水入口はオゾン溶解部５（本例ではインジェクター
６）のオゾン水出口８２に接続され、その下流側水出口
の一方は内部に少なくとも活性炭を内蔵したオゾン除去
部１４４のオゾン水入口１４５に連通した水管１４６と
接続され、該下流側水出口の他方はオゾン水出口部１１
に連通した枝管１４７に接続されており、該３方切り替
え弁１４３の切り換えつまみ１４８を回転する事によ
り、該インジェクター６の出口８２から供給されるオゾ
ン水を、適宜上記オゾン除去部１４４のオゾン水入口１
４５、あるいは上記枝管１４７のいずれか１方に選択的
に供給する。

【００６６】上記オゾン除去部１４４は上部に脱着可能
な気密の蓋体１４９、下部に上記枝管１４７に連通する
浄水用オゾン水の出口１５０を有する円筒状ケーシング
１５１と、その内部に嵌合して該ケーシング１５１の上
部１５２から脱着自在に挿入されたカートリッジ１５３
よりなる。このカートリッジ１５３は多孔板の底面１５
４を有する円筒状のカートリッジ・ケーシング１５５の
内部に、上方から抑え用のステンレス製金網１５６、フ
ィルター層１５７、粒状、繊維伏、ないしハニカム状の
活性炭層１５８、および適当なミネラル分（カルシュウ
ム、マグネシュウム、カリウム等々）を含んだ粒状、繊
維状、ないしハニカム状のミネラル層１５９が充填され
ている。

【００６７】そこで、いま上記切り換えつまみ１４８を
回して該インジェクター６のオゾン水出口８２を該オゾ
ン除去部１４４のオゾン水入口１４５に連通する時は、
該インジェクター６からのオゾン水が該オゾン除去部１
４４の上部空間１６０に導入され、該カートリッジ１５
３内を下方に通過し、該フィルター層１５７で先ず水中
の固形物が除去され、次いで該活性炭層１５８で溶存オ
ゾンが除去され、最後に該ミネラル層１５９で適当なミ
ネラル分を付与されて浄水用オゾン水となり、該浄水用
オゾン水出口１５０、該枝管１４７の１部、該オゾン水
出口部１１、該オゾン水排出管１３を介して、その先端
８４から所要場所に供給される。

【００６８】また上記切り換えつまみ１４８を回して該
インジェクター６のオゾン水出口８２を該枝管１４７に
連通する時は、該インジェクター６からのオゾン水が該
オゾン除去部１４４をバイパスして直接、該オゾン水出
口部１１、該オゾン水排出管１３を介して、その先端８
４から所要場所に供給される。

【００６９】上記カートリッジ１５３内の活性炭層１５
８のオゾン除去能力が低下した時は、該蓋体１４９を外
して該カートリッジを引き抜き、新しい活性炭層を充填
したカートリッジと交換する。

【００７０】図１４は本発明のいま１つの実施例１６１
の縦断面を示す図で、図における２から１６０までの番
号の要素の名称と機能は図２、図８、図１１、図１２お
よび図１３における同一番号の要素の名称および機能と
おなじであるので、その説明を省略する。

【００７１】本実施例では圧力スイッチ２１のすぐ下流
に該オゾン溶解部５として、図１２に示されたバブラー
式オゾン溶解部１３８が該水配管１８を介して接続さ
れ、その下流に該水配管１８を介して図１１に示された
外部放電式円筒状沿面放電型セラミックオゾナイザー１
２１が該オゾン発生部２として接続され、さらにその下
流に水管１４６を介してオゾン除去部１４４が接続さ
れ、オゾンを除去された浄水用オゾン水が該オゾン水出
口部１１、オゾン水排出管１３を介してその先端８４か
ら所要の場所に供給される。

【００７２】ただし、このオゾン除去部１４４のケーシ
ング１５１は、そのカートリッジ１５３のケーシング１
５５の外径よりも大きな内径を有しており、その間の間
隙１６２が水通路となって、オゾンを除去したあと該カ
ートリッジ・ケーシング１５５の底面多孔板１５４から
排出される浄水用オゾン水がここを通過して、その出口
１５０に至る。また該カートリッジ１５３の上部はフラ
ンジ１６３を有し、これがスプリング１６４の作用で該
オゾン除去部ケーシング１５１の内部フランジ１６５に
パッキン１６６を介して圧着されて水密性を保持してい
る。

【００７３】また、逆止弁４２には電磁弁１６７が用い
られ、導線１６８、１６９および９７、９８を介して端
子３２、３３に接続され、該原料水がその入口部１０よ
り該配水管１８内に水圧をもって導入され、該圧力スイ
ッチ２１がオンして該原料ガス送入手段９９が動作を開
始した時のみ、該電磁弁１６７がオンして該オゾン発生
部２からのオゾン化ガスの該オゾン溶解部５への送入を
許し、該原料水の導入が停止し、該圧力スイッチ２１が
オフして該原料ガス送入手段が動作を停止した時は、直
ちに該電磁弁１６７もオフして該オゾン溶解部５から該
オゾン発生部２へ水が逆流するのを完全に防止する。こ
の様な電磁弁１６７の使用は、例えば本オゾン水発生器
が流しのシンクの下に取り付けられ、上記オゾン排出管
１３が上方に立ち上がって流しの部分に突出したり、あ
るいは該オゾン水排出管１３の先端に絞りノズルやシャ
ワー・ヘッド等を取り付けた様な場合に特に適してい
る。

【００７４】

【発明の効果】この発明は上述の通りであるので、沿面
放電型セラミックオゾナイザーと高周波高電圧の使用に
よってオゾン発生部およびオゾナイザー電源が極めて小
型となり、これらを小型のケーシングの中に収納出来て
小型、高性能で安価なオゾン水発生器を構成する事が出
来る。

【００７５】また該オゾン発生部を該ケーシング内の金
属製配水管水管に直接十分に接触させ、該水管内を流れ
る水によって冷却することにより、該沿面放電型セラミ
ックオゾナイザーの放電領域を効率よく冷却し、これに
よって放電による過熱で起こるオゾン発生量の時間的低
下を防止し、常に生成オゾン水中の溶存オゾン濃度を所
定の値に保つことができる。

【００７６】またヒーター付き沿面放電型セラミックオ
ゾナイザーを用いて、そのセラミック基板を常時過熱乾
燥させる事により、原料ガスが高湿の空気であっても、
常にオゾナイザー電源をオンした時にも放電の発生困難
が起こらず、常に直ちにオゾン水の発生をスタート出来
る。

【００７７】また、必要に応じてオゾンにより水中に含
まれた有害物質、悪臭、微生物を分解・殺菌したのちオ
ゾンを取り除き、人体に安全な程度にまで溶存オゾン濃
度を下げた浄水用オゾン水を供給する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の１実施例の外観図である。

【図２】図１の実施例の縦断面図である。

【図３】この発明に用いるヒーター付き板状沿面放電型
セラミックオゾナイザーの上面図である。

【図４】図３のオゾナイザーの下面図である。

【図５】図３のオゾナイザーの横断面図である。

【図６】図３、図４、図５のオゾナイザーを収納するオ
ゾナイザー・ボックスの縦断面図である。

【図７】この発明のオゾン溶解部に用いるインジェクタ
ーの縦断面図である。

【図８】この発明の図１、図２と異なる実施例の縦断面
図である。

【図９】この発明に用いる内部放電式沿面放電型セラミ
ックオゾナイザーの縦断面図である。

【図１０】図９のオゾナイザーの横断面図である。

【図１１】この発明に用いる外部放電式沿面放電型セラ
ミックオゾナイザーの縦断面図である。

【図１２】この発明のオゾン溶解部に用いるバブラー型
オゾン溶解器の縦断面図である。

【図１３】この発明の図１、図２および図８と異なる実
施例の縦断面図である。

【図１４】この発明の図１、図２、図８および図１３と
異なる実施例の縦断面図である。

【符号の説明】

２オゾン発生部３ヒーター付き板状沿面放電型セラミックオゾナ
イザー５オゾン溶解部６インジェクター７金属製ケーシング１０原料水入口部１１オゾン水出口部１２原料水導入管１３オゾン水排出管１８金属製水配管２０オゾナイザー電源２１圧力スイッチ３６オゾナイザー冷却部４２逆止弁８９起動信号端子９０起動信号端子９４起動制御部９９ガス送入手段１０２電磁弁１０３内部放電式円筒状沿面放電型セラミックオゾナ
イザー１１６冷却用金属板体１２１外部放電式円筒状沿面放電型セラミックオゾナ
イザー１３８バブラー式オゾン溶解器１４３３方切り換え弁１４４オゾン除去部１５３カートリッジ１５７フィルター層１５８活性炭層１５９ミネラル層１６７電磁弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原料水の導入管を脱着自在に接続する
ことができる原料水入口部と、オゾン水の排出管を脱着
自在に接続することができるオゾン水出口部を備えたケ
ーシング内に、該原料水入口部と該オゾン水出口部の間
を連通する水配管を設け、該水配管に介入して、オゾン
化ガスを原料水中に細かい気泡状に分散のうえオゾンを
水中に溶解させてオゾン水を生成するためのオゾン溶解
部を設け、該オゾン溶解部に逆止弁を介してオゾン化ガ
ス出口を連通したオゾン発生部とそれを駆動するための
オゾナイザー電源を設け、酸素を含む原料ガスを該オゾ
ン発生部、該逆止弁を介して該オゾン溶解部へと送入す
るためのガス送入手段を設け、且つ該オゾン発生部のオ
ゾン発生要素としてセラミックよりなる誘電体基板の表
面上に線状の放電極を、また該基板の肉厚の少なくとも
１部を挟んで該放電極と対向する部位およびその周囲領
域を覆う如くに面状の誘導電極を設けて成る沿面放電型
セラミックオゾナイザーを用い、且つ該オゾナイザー電
源として両電極間に交流高電圧を印加して、該放電極の
周縁から基板表面に沿って交流沿面放電を発生せしめ、
これによりオゾンを生成するための交流高圧電源を用い
る事を特徴とするオゾン水発生器。
【請求項２】該水配管が金属製水配管であり、該オゾ
ン発生部の該沿面放電型セラミックオゾナイザーと該金
属製水配管の間を金属製熱伝導体で熱的に短絡するオゾ
ナイザー冷却部を設け、これによって該オゾナイザーを
該金属製水配管内を流動する水によって冷却する事を特
徴とする請求項１に記載のオゾン水発生器。
【請求項３】該沿面放電型セラミックオゾナイザーの
該セラミック誘電体基板に、これを電気的に加熱するた
めのヒーター部を設ける事を特徴とする請求項１〜２の
いずれかに記載のオゾン水発生器。
【請求項４】該沿面放電型セラミックオゾナイザーの
該面状誘導電極を該セラミック基板の肉厚内に埋入して
設け、かつ該基板の該線状放電極と反対側の表面と該面
状誘導電極との間の基板肉厚内にヒーター線を埋入配設
し、このヒーター線を該ヒーター部として用いる事を特
徴とする請求項３に記載のオゾン水水発生器。
【請求項５】該ケーシング内に該原料水の送入・停止
を感知して該オゾナイザー電源と該ガス送入手段の作動
をオン・オフする為の制御部を設ける事を特徴とする請
求項１〜４のいずれかに記載のオゾン水発生器。
【請求項６】該制御部が該水配管に接続された圧力ス
イッチである事を特徴とする請求項５に記載のオゾン水
発生器。
【請求項７】該原料水入口部と該オゾン溶解部の間の
該水配管に介入して原料水断続用の電磁弁を設け、手動
スイッチ、光センサー、超音波センサー、水圧センサー
のいずれか１つのセンサーからの起動信号によって該電
磁弁、該オゾナイザー電源および該ガス送入手段を作動
・停止する為の起動制御部を設ける事を特徴とする請求
項１〜５のいずれかに記載のオゾン水発生器。
【請求項８】該逆止弁として電磁弁を用い、手動スイ
ッチ、光センサー、超音波センサー、水圧センサーのい
ずれか１つのセンサーからの起動信号によって該電磁
弁、該オゾナイザー電源および該ガス送入手段を作動・
停止する為の起動制御部を設ける事を特徴とする請求項
１〜７のいずれかに記載のオゾン水発生器。
【請求項９】該オゾン溶解部と該オゾン水出口部の間
の該水配管に介入して、内部に少なくとも活性炭を装填
したカートリッジを脱着可能に内蔵した、オゾン水中の
オゾンを除去するためのオゾン除去部を設ける事を特徴
とする請求項１〜８のいずれかに記載のオゾン水発生
器。
【請求項１０】該オゾン溶解部と該オゾン除去部の間
の水配管に介入して３方切り換え弁を設け、その上流側
入口を該オゾン溶解部のオゾン水出口に接続し、該切り
替え弁の下流側の２つの出口のうちの一方を該オゾン除
去部のオゾン水入口に接続し、他方の出口と該ケーシン
グの該オゾン水出口部を連通する枝管を設け、上記３方
切り換え弁の切り換えによって、該オゾン溶解部のオゾ
ン水出口と該ケーシングの該オゾン水出口部の間を該枝
管を介して連通させる時は該オゾン溶解部からのオゾン
水を直接該オゾン水排出管より外部に供給し、また該オ
ゾン溶解部のオゾン水出口と該オゾン除去部のオゾン水
入口を連通させてる時は人体の安全に危険がない程度に
までオゾンを除去した浄水用オゾン水を該オゾン水排出
管より外部に供給する様にした事を特徴とする請求項９
に記載のオゾン水水発生器。