JP3297228B2 - オゾン水製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オゾンが溶解している
水、すなわちオゾン水を製造するためのオゾン水製造装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、オゾン水を得るには、以下の二つ
の方法が代表的なものとして知られている。 「オゾン曝気法」 高濃度の気相のオゾンと、水とを、曝気などの適宜手段
で気液接触させて、水中にオゾンを溶解させてオゾン水
を得る。 「水電解法」 水を電気分解する際に陽極側に発生する酸素にオゾンが
混入すること、オゾンは酸素に比べ１０倍程度水に溶け
ることに着目して、水を電気分解して発生したオゾンを
電気分解中の水に溶解させてオゾン水を得る。

【０００３】そして、上記「水電解法」としては、本発
明者が先に特開平０３−２６７３９０号（以下、この出
願を単に「先願例」という。）として、固形電解質膜１
の一面と他面とに、直流電圧を印加した陽極電極２と陰
極電極３とを重ね、陽極電極２側に供送された水を電気
分解してオゾン水を得るようになしたもの（図示はして
いないが、ここでの符号は本願の実施例のものに対応さ
せた。）を提案した。なお、この先願例は固形電解質膜
１と陽極電極２と陰極電極３とで構成した電解セルを所
定の容量を有する水槽内に没入させ、この水槽内の水が
順次陽極電極２側を流過して循環するようになしてあ
る。また、陰極電極３側にはこの陰極電極３を覆うジャ
ケットを設け、電気的に水槽内の水との短絡を遮断する
と共に、このジャケット内に電気分解によって発生して
溜る水素を水槽の外に取り出すようになしてある。

【０００４】また、本発明とは厳密には目的を相違する
が、水を電気分解して気相のオゾンを得る方法の一つと
してのオゾンの電解製造法が、特開平０１−３１２０９
２号（以下、この先願を「第二先願例」という。）等と
して提案されている。この第二先願例はその特許請求範
囲の記載によると、「水電解によってオゾンを製造する
に当たり、陽極として、片面に白金層を有するポーラス
電極を用い、前記ポーラス電極の白金面にパーフロロス
ルホン酸型のカチオン交換膜を圧接して水電解を行なう
ことを特徴とするオゾンの電解製造法。」とされてい
る。

【０００５】そして、この第二先願例には、その発明の
詳細な説明の欄に、以下の点が従来技術として公知であ
ることが示されている。 １、白金／カチオン交換膜／白金 すなわち、水電解法で気相のオゾンを得るのに、カチオ
ン交換膜の一面側に白金の陽極電極を、他面側に同じく
白金の陰極電極を重ねるものが公知であった。 ２、白金／カチオン交換膜／イリジュウム若くはその酸
化物 すなわち、水電解法で気相のオゾンを得るのに、カチオ
ン交換膜の一面側に白金の陽極電極を、他面側にイリジ
ュウム若くはその酸化物の陰極電極を重ねるものが公知
であった。 ３、白金の陽極電極を使用して水を電気分解すると、白
金は電気分解した酸素をオゾン化するオゾン生成反応を
助長するが、同時にオゾンの接触分解反応が並行して起
こるためオゾン生成量は極めて少ない。

【０００６】また、この第二先願例には、その添付図面
に、この発明法を実施する装置例が開示されているが、
残念ながら、その表示が余りにも概略的であるのと、発
明の詳細な説明にその構成部分の説明が余りなされてい
ないので具体的構造は定かでないが、一応本願に添付し
た「図１１」に示すごときものと推考される。

【０００７】すなわち、「図１１」中、１が本願での固
形電解質膜で、２が陽極電極、３が陰極電極である。そ
して、この陽極電極２はチタン材等のポーラス電極材２
０２とこのポーラス電極材２０２に積層された白金層２
０１とで構成されている。そして、この陽極電極２は上
記固形電解質膜１にその白金層２０１を圧接して配設し
てある。なお、上記陰極電極３は適宜材質で構成（陽極
電極２と同様にポーラスに構成されている。）され、上
記固形電解質膜１の他面側に圧接して、該固形電解質膜
１は上記陽極電極２と陰極電極３とで挟まれるようにな
してある。そして、固形電解質膜１の一面側には陽極側
端板と称するジャケット４で覆い、このジャケット４内
にポンプ３０等で水を順次供送し水中に気泡状になって
発生するオゾンを気体分離機３１に導き気相のオゾン３
２（正確にはオゾン混入酸素）を分離回収する。なお、
固形電解質膜１の他面側には陰極側端板と称するジャケ
ット５で覆い、このジャケット５内に水を満たし電気分
解で発生した水素３３を回収または排気するようになし
てある。

【０００８】なお、上記水電解法は、通常の電気分解と
異なり、固形電解質膜１を使用してその両面で電子の移
動が確保されるので、純粋なオゾンを得る目的で、また
は陰極電極にカルシウム等が析出堆積するのを防ぐ目的
で、純水を原料水に使用するようになしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のオ
ゾン曝気法は、高濃度のオゾン水を得るのに適してお
り、現在はオゾン水製造装置の主流となっているが、こ
の方式は高濃度の気相のオゾンを製造するオゾナイザ
（通常、放電式オゾナイザが使用され、コロナ放電界中
を酸素を流過させてオゾン化する。）が必要で、このオ
ゾナイザ自体が大型であるという課題を有し、さらに
は、オゾナイザは高周波高電圧電源が必要で電源装置も
大型となり、さらに原料気体としての純酸素をボンベで
用意する必要性を有し、装置全体が大変大型なものとな
り、取扱も煩雑であるという課題を有している。もっと
も、原料気体は空気を使用することも可能であるが、こ
の場合高濃度のオゾンを得るには、空気の除湿装置や空
気中の酸素を所定の圧力条件のもとにゼオライト等の吸
着材で吸着・脱気して酸素濃度を高める酸素濃縮装置を
付設する必要性を有するものであった。

【００１０】上記に対して水電解法は、装置が小型であ
ること、原料が水で入手し易いこと、電源も数十ボルト
・数十アンペアで良いので電源装置も小型でよいこと等
の利点を有するが、高濃度のオゾン水を得るのに向かな
いとされていた。すなわち、水電解法は消費される電力
のほとんどは水を酸素と水素とに電気分解することに使
用され、オゾン生成に使用される割合は数パーセント以
下であり、先願例で測定したところでは５リッターの水
を１０ｐｐｍのオゾン水とするのに約１時間を要するも
のであり、曝気法のような高濃度のオゾン水を連続して
得るには、後記するβ相ＰｂＯ₂法を用いて複雑な気液
分離装置と気液混合装置とを必要とする課題を有してい
た。

【００１１】２〜３ｐｐｍのオゾン水は大腸菌の殺菌、
植物の活性化等には効果的であるが、他の抗生の強い細
菌の殺菌にはあまり効果が無く、また漂白や脱臭にもあ
まり効果を期待できるものでは無く、工業的には５ｐｐ
ｍ以上、望ましくは７ｐｐｍ以上の高濃度オゾン水が多
量に供給されることが望まれているもので、従来の水電
解法ではこの要求を満たすことができないという課題を
有していた。

【００１２】なお、前記第二先願例の方法によれば、当
該明細書に記載されているごとく５０〜２００Ａ／ｄｍ
²の電流密度で０．０５〜０．５重量％のオゾンが得ら
れるとされ、この最大値０．５重量％においてこれをｐ
ｐｍ換算すると約３００ｐｐｍである。さらに当該明細
書の実施例記載の各電極で得られるオゾン濃度の最高値
は４６００ｐｐｍであり、この最高値の濃度のオゾンガ
スを２０℃の水中に溶解せしめた場合の最高濃度は約
２．５ｐｐｍのオゾン水となることが実験によって確認
された。

【００１３】もちろん、他の水電解法、例えば、公知で
あるβ相ＰｂＯ₂法、すなわち二酸化鉛を陽極にした水
電解オゾン発生法においては、オゾンガス濃度１５〜１
７％の超高濃度オゾンガスを得ることができ、これを使
用することで１０ｐｐｍ以上の高濃度オゾン水を製造す
ることは可能である。

【００１４】しかしながら、上記β相ＰｂＯ₂法は大き
な欠点を有している。すなわち、β相のＰｂＯ₂は極め
て不安定な相構造をなし、例えば停電等で通電が停止す
ると、瞬時にβからαの相変化を始める。βからαに相
変化するとオゾン発生効率が数分の１となり、さらには
通常の二酸化鉛となるともはやオゾンは発生しない。し
たがって使用停止時も、相を維持するためのバックアッ
プ電源を必要とする課題を有するものであった。

【００１５】さらに、上記β相ＰｂＯ₂法は、鉛を使用
しているので、電極から離脱した鉛化合物による汚染を
避けるため、一度オゾンガスを取り出し、水中に再溶解
させる煩雑さがあり、普及を妨げているという課題を有
するものである。

【００１６】そこで、本発明は上記課題を解決すべくな
されたもので、鉛化合物を使用せず貴金属電極を使用し
た水電解法で容易に高濃度のオゾン水が連続的に得られ
るオゾン水製造装置を提供することを目的としたもので
ある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的に沿い、先述
特許請求の範囲を要旨とする本発明の構成は前述課題を
解決するために、固形電解質膜１の一面にオゾン発生触
媒機能を有した貴金属製の線を織って構成された金網よ
りなる陽極電極２を、他面に金網よりなる陰極電極３を
夫々圧接し、前記陽極電極２に、多数のスリットを設け
た金属板を該スリットが網目となるように引き伸ばし形
成したラス網１５を重ね、上記ラス網１５の網目は大き
く、上記陽極電極２の網目は小さく、上記陽極電極２お
よび上記ラス網１５は面を横切る方向および面方向に通
水性を有しており、上記固形電解質膜１の陽極電極２側
と陰極電極３側とには、陽極電極２を覆う陽極ジャケッ
ト４と、陰極電極３を覆う陰極ジャケット５とを設け、
該陽極ジャケット４と陰極ジャケット５とには、原料水
が該陽極ジャケット４内及び陰極ジャケット５内を流過
するようになす、流入口６ａ，６ｂと流出口７ａ，７ｂ
とを夫々設け、上記陰極ジャケット５の流入口６ｂと流
出口７ｂとを連結する循環路９の途中にポンプ８と電導
率の高い電解質が溶解している原料水の水槽１０とを備
え、流出口７ｂから流入口６ｂに原料水を循環させて原
料水を繰り返し利用するようにし、上記陽極電極２と陰
極電極３との間に直流電圧を印加してなる技術的手段を
講じたものである。

【００１８】また、「請求項２」の発明は、固形電解質
膜１の一面にオゾン発生触媒機能を有した貴金属製の線
を織って構成された金網よりなる陽極電極２を、他面に
金網よりなる陰極電極３を夫々圧接し、前記陽極電極２
に、多数のスリットを設けた金属板を該スリットが網目
となるように引き伸ばし形成したラス網１５を重ね、上
記ラス網１５の網目は大きく、上記陽極電極２の網目は
小さく、上記陽極電極２および上記ラス網１５は面を横
切る方向および面方向に通水性を有しており、上記固形
電解質膜１の陽極電極２側と陰極電極３側とには、陽極
電極２を覆う陽極ジャケット４と、陰極電極３を覆う陰
極ジャケット５とを設け、該陽極ジャケット４と陰極ジ
ャケット５とには、原料水が該陽極ジャケット４内及び
陰極ジャケット５内を流過するようになす、流入口６
ａ，６ｂと流出口７ａ，７ｂとを夫々設け、上記陰極ジ
ャケット５の流入口６ｂと流出口７ｂとを連結する循環
路９の途中にポンプ８と水に溶解しているカルシュウ
ム、マグネシウム、を除去して中性塩を溶解させた原料
水の水槽１０とを備え、流出口７ｂから流入口６ｂに原
料水を循環させて原料水を繰り返し利用するようにし、
上記陽極電極２と陰極電極３との間に直流電圧を印加し
てなる技術的手段を講じたものである。

【００１９】また、「請求項３」の発明は、固形電解質
膜１の一面にオゾン発生触媒機能を有した貴金属製の線
を織って構成された金網よりなる陽極電極２を、他面に
金網よりなる陰極電極３を夫々圧接し、前記陽極電極２
に、多数のスリットを設けた金属板を該スリットが網目
となるように引き伸ばし形成したラス網１５を重ね、上
記ラス網１５の網目は大きく、上記陽極電極２の網目は
小さく、上記陽極電極２および上記ラス網１５は面を横
切る方向および面方向に通水性を有しており、上記固形
電解質膜１の陽極電極２側と陰極電極３側とには、陽極
電極２を覆う陽極ジャケット４と、陰極電極３を覆う陰
極ジャケット５とを設け、該陽極ジャケット４と陰極ジ
ャケット５とには、原料水が該陽極ジャケット４内及び
陰極ジャケット５内を流過するようになす、流入口６
ａ，６ｂと流出口７ａ，７ｂとを夫々設け、上記陽極ジ
ャケット４の流入口６ａには水道水または自然水の供送
口に連結した水供送管１２を連結し、該水供送管１２の
途中にフィルター１１が備えられ、上記陰極ジャケット
５の流入口６ｂと流出口７ｂとを連結する循環路９の途
中にポンプ８と電導率の高い電解質が溶解している原料
水の水槽１０とを備え、流出口７ｂから流入口６ｂに原
料水を循環させて原料水を繰り返し利用するようにし、
上記陽極電極２と陰極電極３との間に直流電圧を印加し
てなる技術的手段を講じたものである。

【００２０】また、「請求項４」の発明は、固形電解質
膜１の一面にオゾン発生触媒機能を有した貴金属製の線
を織って構成された金網よりなる陽極電極２を、他面に
金網よりなる陰極電極３を夫々圧接し、前記陽極電極２
に、多数のスリットを設けた金属板を該スリットが網目
となるように引き伸ばし形成したラス網１５を重ね、上
記ラス網１５の網目は大きく、上記陽極電極２の網目は
小さく、上記陽極電極２および上記ラス網１５は面を横
切る方向および面方向に通水性を有しており、上記固形
電解質膜１の陽極電極２側と陰極電極３側とには、陽極
電極２を覆う陽極ジャケット４と、陰極電極３を覆う陰
極ジャケット５とを設け、該陽極ジャケット４と陰極ジ
ャケット５とには、原料水が該陽極ジャケット４内及び
陰極ジャケット５内を流過するようになす、流入口６
ａ，６ｂと流出口７ａ，７ｂとを夫々設け、上記陽極ジ
ャケット４の流入口６ａには水道水または自然水の供送
口に連結した水供送管１２を連結し、上記水供送管１２
の途中に、溶解電解質除去用のイオン交換樹脂槽１３を
備え、流出口７ｂから流入口６ｂに原料水を循環させて
原料水を繰り返し利用するようにし、上記陽極電極２と
陰極電極３との間に直流電圧を印加してなる技術的手段
を講じたものである。

【００２１】さらに、「請求項５」の発明は、固形電解
質膜１の一面にオゾン発生触媒機能を有した貴金属製の
線を織って構成された金網よりなる陽極電極２を、他面
に金網よりなる陰極電極３を夫々圧接し、前記陽極電極
２に、多数のスリットを設けた金属板を該スリットが網
目となるように引き伸ばし形成したラス網１５を重ね、
上記ラス網１５の網目は大きく、上記陽極電極２の網目
は小さく、上記陽極電極２および上記ラス網１５は面を
横切る方向および面方向に通水性を有しており、上記固
形電解質膜１の陽極電極２側と陰極電極３側とには、陽
極電極２を覆う陽極ジャケット４と、陰極電極３を覆う
陰極ジャケット５とを設け、該陽極ジャケット４と陰極
ジャケット５とには、原料水が該陽極ジャケット４内及
び陰極ジャケット５内を流過するようになす、流入口６
ａ，６ｂと流出口７ａ，７ｂとを夫々設け、上記陽極ジ
ャケット４の流入口６ａには水道水または自然水の供送
口に連結した水供送管１２を連結し、上記水供送管１２
の途中に、フィルター１１と、該フィルター１１の下流
側に配置される溶解電解質除去用のイオン交換樹脂槽１
３と、該イオン交換樹脂１３の下流側に配置されるとと
もに、電解質を溶解させる電解質溶解装置１４とを備
え、上記陰極ジャケット５の流入口６ｂと流出口７ｂと
を連結する循環路９の途中にポンプ８と電導率の高い電
解質が溶解している原料水の水槽１０とを備え、流出口
７ｂから流入口６ｂに原料水を循環させて原料水を繰り
返し利用するようにし、上記陽極電極２と陰極電極３と
の間に直流電圧を印加してなる技術的手段を講じたもの
である。

【００２２】さらに、「請求項６」の発明は、固形電解
質膜１の一面にオゾン発生触媒機能を有した貴金属製の
線を織って構成された金網よりなる陽極電極２を、他面
に金網よりなる陰極電極３を夫々圧接し、前記陽極電極
２に、多数のスリットを設けた金属板を該スリットが網
目となるように引き伸ばし形成したラス網１５を重ね、
上記ラス網１５の網目は大きく、上記陽極電極２の網目
は小さく、上記陽極電極２および上記ラス網１５は面を
横切る方向および面方向に通水性を有しており、上記固
形電解質膜１の陽極電極２側と陰極電極３側とには、陽
極電極２を覆う陽極ジャケット４と、陰極電極３を覆う
陰極ジャケット５とを設け、該陽極ジャケット４と陰極
ジャケット５とには、原料水が該陽極ジャケット４内及
び陰極ジャケット５内を流過するようになす、流入口６
ａ，６ｂと流出口７ａ，７ｂとを夫々設け、上記陽極ジ
ャケット４の流入口６ａには水道水または自然水の供送
口に連結した水供送管１２を連結し、上記水供送管１２
の途中に、フィルター１１と、該フィルター１１の下流
側に配置される溶解電解質除去用のイオン交換樹脂槽１
３と、該イオン交換樹脂１３の下流側に配置されるとと
もに、電解質を溶解させる電解質溶解装置１４とを備
え、上記陰極ジャケット５の流入口６ｂと流出口７ｂと
を連結する循環路９の途中にポンプ８と水に溶解してい
るカルシュウム、マグネシウム、を除去して中性塩を溶
解させた原料水の水槽１０とを備え、流出口７ｂから流
入口６ｂに原料水を循環させて原料水を繰り返し利用す
るようにし、上記陽極電極２と陰極電極３との間に直流
電圧を印加してなる技術的手段を講じたものである。

【００２３】

【００２４】さらに、「請求項７」の発明は、「請求項
１」乃至「請求項６」記載の中性塩もしくは電解質が、
塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウムのいず
れかであることを特徴とした技術的手段を講じたもので
ある。

【００２５】

【作用】「オゾン水生成作用」 それ故、本発明オゾン水製造装置は、両電極２，３間に
直流電圧を印加し、水流入口６ａより陽極ジャケット４
内に水を供送する。すると、水は電気分解され陽極電極
２側で酸素とオゾンとが発生し、陰極電極３側で水素が
発生し、発生したオゾンは水に溶け、オゾン水となって
流出口７ａより流出するよう作用するのは従来と同じで
ある。なお、水の電気分解によって陰極電極３側に発生
する水素は気泡となって陰極ジャケット５の流出口７ｂ
より水と共に流出する。

【００２６】そして、本発明は、陽極電極２にオゾン発
生触媒機能を有した貴金属製金網を使用したので、金網
構成部材が固形電解質膜１と完全に密着する部分より徐
々に離れる微少な間隙を得られ、より多量の水を強電界
中を流過させることができる作用を呈する。

【００２７】すなわち、陽極電極２ではこの陽極電極２
が固形電解質膜１に接触している部分と離れている部分
との界面近くでオゾンが混ざった酸素が発生する。「図
７」が、本発明の酸素及びオゾン発生の状況を模式的に
示したもので、断面円形の陽極電極２（正確には陽極電
極２の構成部材）が固形電解質膜１に接触しており、両
者が完全に密着している密着部Ｌ１部分は途中に水が介
在しないので電気分解は発生しない。しかし、陽極電極
２は金網で構成されているのでその構成金属線は断面円
形をしているので、密着部Ｌ１より離れるにしたがって
陽極電極２と固形電解質膜１との距離が順次大きくな
る。そして、密着部Ｌ１の最も近い部位で最も激しい電
気分解が発生し、密着部Ｌ１より遠ざかるにしたがって
電気分解量は少なくなり、電気分解の量は同図右側に水
平方向の直線で示したようになる。そして、「図５」に
符号Ｌ２で示した部位が電解発生場所で、この電解発生
場所Ｌ２は、陽極電極２の直径及び電界強度にもよるが
片側に夫々５０〜２００ミクロンのわずかな距離である
ことが観測された。

【００２８】したがって、「図７」の電解発生場所Ｌ
２，Ｌ２がオゾン発生に有効な放電密度とすると、これ
を従来の「図９」に示したように陽極電極２の端部は固
形電解質膜１に対して垂直壁状となっているので、「図
７」の陽極電極２の上下両端より水平線を伸ばしこの水
平線と陽極電極２の一部と固形電解質膜１の一面の一部
とで囲まれた部分が電解発生場所Ｌ２として余分に利用
できるようになる作用を呈するものである。

【００２９】また、本発明では陽極電極２を固形電解質
膜１に圧接してあるので、固形電解質膜１はその押圧力
で局所的に凹むが、固形電解質膜１に剛性があるのでこ
の窪みは陽極電極２の外面に必ずしも接触することなく
「図８」に示すようにこの窪みの半径が陽極電極２の半
径より大きくなり、「図８」に符号Ｌ３で示したように
放電界容量増量部を形成する作用を呈する。

【００３０】なお、上記したより多量の水を強電界中を
流過させる作用は、水の電気導電度がある程度保証され
ていることを前提としたもので、純水のような電気導電
度の低いものを使用した場合はこの作用は顕著に現れな
いものである。しかし、本発明では電解質が溶解してい
る原料水を使用しているので、水の介在によって電子の
移動が妨げられることが少なく、広い領域に強電界を発
生するように作用するものである。

【００３１】また、本発明では、陰極電極３も金網を使
用したので、上記と同様の作用を呈するものである。

【００３２】また、本発明は、上記陰極ジャケット５の
流入口６ｂと流出口７ｂとを連結する循環路９の途中に
ポンプ８と電導率の高い電解質が溶解している原料水の
水槽とを備え、流出口７ｂから流入口６ｂに原料水を循
環させて原料水を繰り返し利用できるので、陰極電極３
側の原料水を繰り返し利用できる作用を呈し、そればか
りか、水道水や天然水を原料水として電気分解を行なう
と、溶解しているカルシュウム、マグネシウム等が析出
して陰極電極３側に付着堆積して導電性を低下せるが、
原料水を繰り返し利用するとこのカルシュウム等析出の
進行をとどめる作用を呈する。

【００３３】さらに「請求項２」の発明は、陰極ジャケ
ット５の流入口６ｂと流出口７ｂとを連結する循環路９
の途中にポンプ８と水に溶解しているカルシュウム、マ
グネシウムを除去して中性塩を溶解させた原料水の水槽
１０とを備え、流出口７ｂから流入口６ｂに原料水を循
環させて原料水を繰り返し利用するようにしているの
で、陰極電極３へのカルシュウム等の析出・堆積を防ぐ
ことができる作用を呈するものである。

【００３４】さらに「請求項３」の発明は、上記陽極ジ
ャケット４の流入口６ａには、水道水または自然水の共
送口に連結した水供送管１２を連結し、該水供送管１２
の途中にフィルター１１が備えられ、上記陰極ジャケッ
ト５の流入口６ｂと流出口７ｂとを連結する循環路９の
途中にポンプ８と電導率の高い電解質が溶解している原
料水の水槽１０とを備え、流出口７ｂから流入口６ｂに
原料水を循環させて原料水を繰り返し利用するようにし
ているので、水道水または河川湖沼の自然水をより手軽
にオゾン水が得られる作用を呈する。

【００３５】また、「請求項５」の発明は、上記陽極ジ
ャケット４の流入口６ａには、水道水または自然水の供
送口に連結した水供送管１２を連結し、上記水供送管１
２の途中に、フィルター１１と、該フィルター１１の下
流側に配置される溶解電解質除去用のイオン交換樹脂槽
１３と、該イオン交換樹脂１３の下流側に配置されると
ともに、電解質を溶解させる電解質溶解装置１４とが備
えられ、上記陰極ジャケット５の流入口６ｂと流出口７
ｂとを連結する循環路９の途中にポンプ８と電導率の高
い電解質が溶解している原料水の水槽１０とを備え、流
出口７ｂから流入口６ｂに原料水を循環させて原料水を
繰り返し利用するようにしているので、水道水または河
川湖沼の自然水をより手軽にオゾン水が得られ、電解質
を一度除去して、所望の電解質を所望量溶存でき、安定
運転が可能となる作用を呈するものである。

【００３６】さらに、「請求項６」の発明は、上記陽極
ジャケット４の流入口６ａには、水道水または自然水の
供送口に連結した水供送管１２を連結し、上記水供送管
１２の途中に、フィルター１１と、該フィルター１１の
下流側に配置される溶解電解質除去用のイオン交換樹脂
槽１３と、該イオン交換樹脂１３の下流側に配置される
とともに、電解質を溶解させる電解質溶解装置１４とを
備え、上記陰極ジャケット５の流入口６ｂと流出口７ｂ
とを連結する循環路９の途中にポンプ８と水に溶解して
いるカルシュウム、マグネシウムを除去して中性塩を溶
解させた原料水の水槽１０とを備え、流出口７ｂから流
入口６ｂに原料水を循環させて原料水を繰り返し利用す
るようにしているので、前記のように安定運転が可能と
なるとともに、陰極電極３へのカルシュウム等の析出・
堆積を防ぐことができる作用を呈するものである。

【００３７】さらに、「請求項７」の発明は、中性塩及
び電解質に塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリ
ウムのいずかを使用したので、例えば塩化ナトリウム
（ＮａＣｌ）を使用すると、塩素は陽極電極側に、ナト
リウムは陰極電極側に移動し、陽極側では塩酸（ＨＣ
ｌ）が発生し、酸性のオゾン減衰率が低いオゾン水を得
られる作用を呈するものである

【００３８】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面にしたがっ
て説明する。図中、１が固形電解質膜で、この固形電解
質膜１の一面と他面とに、直流電圧を印加した陽極電極
２と陰極電極３とを重ね、陽極電極２側に供送された水
を電気分解してオゾン水を得るようになしてあるのは従
来と同じである。

【００３９】すなわち、固形電解質膜１の一面には陽極
電極２が重ねられ、他面には陰極電極３が重ねられ、こ
の陽極電極２と陰極電極３との間には、図では省略した
電源装置の出力端が電気的に連結され直流電圧が印加さ
れるようになしてあるのも従来と同じである。

【００４０】上記陽極電極２と陰極電極３とは、固形電
解質膜１を全面的に覆い隠すように重ねられるものでは
無く、多数の通孔を設けて、陽極電極２と陰極電極３と
は固形電解質膜１に接触部と非接触部とを有して重な
り、陽極ジャケット４と陰極ジャケット５とに供送され
た水は陽極電極２と陰極電極３とに接触し、さらに、こ
の通孔部によって水は直接固形電解質膜１にも接触する
ことができるようになしてあるのも従来と同じである。

【００４１】また、上記固形電解質膜１も従来公知なも
のが使用でき、発生するオゾンに耐久性の強いフッ素系
陽イオン交換膜（本実施例では厚み３００ミクロン・１
０ｃｍ×１７ｃｍ）のものを使用した。）が使用でき
る。そして、陽極電極２としては二酸化鉛、白金、金等
の従来公知なものが使用でき、陰極電極３には白金、
金、銀、イリジュウム等従来公知なものが使用できる。

【００４２】そして、本発明の実施例は上記陽極電極２
にオゾン発生触媒機能を有した貴金属製の金網を使用し
ている。

【００４３】まず、陽極電極２の材質として本実施例で
は白金を使用したが、白金をこの種の電極に使用するこ
とは従来公知であり、また、この陽極電極２に金網を使
用することも先願例で提案した。しかし、先願例では金
網をその網目が多数の通孔として利用できることにのみ
着目したが、本発明では、金網構成部材の線の断面円形
形状と、金網は面方向にも通水性を有することに着目し
たものである。なお、本実施例では該陽極電極２に白金
の太さ０．４ｍｍの径の線を８０メッシュに織ったもの
を使用した。

【００４４】金網はその構成部材の線が断面円形である
ので、固形電解質膜１に重ねると「図７」に示したよう
に接触部より順次固形電解質膜１との距離が離れる部分
を形成でき、また金網は両面に多数の凸凹を有するので
同様に接触部より順次固形電解質膜１との距離が離れる
部分を多数形成でき、この陽極電極２と固形電解質膜１
との間に狭い間隙を形成する。そして、この陽極電極２
と固形電解質膜１との狭い間隙は多数存在するので、大
きな容量の水をこの間隙部位に位置させることができ、
この部位は電気分解に必要な強力な電界発生場所（前記
した電解発生場所Ｌ２）に一致する。

【００４５】そして、陽極電極２を固形電解質膜１に圧
接してあるので、固形電解質膜１はその押圧力で局所的
に凹むが、固形電解質膜１に剛性があるのでこの窪みは
陽極電極２の外面に必ずしも接触することなく「図８」
に示すようにこの窪みの半径が陽極電極２の半径より大
きくなり、「図８」に示したように、陽極電極２の半径
と窪みの半径との差で放電界容量増量部Ｌ３を形成する
ことができるようになしてある。なお「図８」のＬ４が
電気分解に必要な強力な電界を発生する固形電解質膜１
より陽極電極２との距離を示すものである。

【００４６】また、金網は多数の網目を有するので面を
横切る方向に通水性を有するのは無論であるが、金網は
前記したように両面に多数の凸凹を有するので、これを
仮令ば、二枚の板で挟んでその板の間を水を通すことも
可能で、言い換えると金網の面方向にも通水性を有し、
上記した陽極電極２と固形電解質膜１との狭い多数の間
隙にも、常に新たな水を供送できるようになるものであ
る。

【００４７】そして、上記固形電解質膜１の陽極電極２
側と陰極電極３側とには、陽極電極２を覆う陽極ジャケ
ット４と、陰極電極３を覆う陰極ジャケット５とを設
け、該陽極ジャケット４と陰極ジャケット５とには、電
解質が溶解している原料水が該陽極ジャケット４内及び
陰極ジャケット５内を流過するようになす、流入口６
ａ，６ｂと流出口７ａ，７ｂとを夫々設けてある。

【００４８】なお、上記陽極ジャケット４は耐オゾン水
性材質を有する防水材、例えばテフロンまたはガラス等
で構成（金属内面にこれら耐オゾン水材をコーティング
したものを使用してもよい。なお、アクリル材が耐オゾ
ン性を有するとされているが、オゾン水にはさほどの耐
久性は無いものであった。）され、中央に固形電解質膜
１と陽極電極２と陰極電極３とを挟持する二つ割り箱状
に構成している。なお、図では省略したが陽極ジャケッ
ト４と陰極ジャケット５とは相互に締着螺子（「図５」
「図６」に示す符号３５は締着螺子挿通孔である。）や
従来公知なバインダー機構等で連結固定されるようにな
してある。

【００４９】したがって、流入口６ａ，６ｂより流入し
た水は陽極ジャケット４と陰極ジャケット５内に流入
し、陽極ジャケット４または陰極ジャケット５内を流過
して夫々流出口７ａ，７ｂより流出することになるが、
従来のような金網よりなる陽極電極２の外側を、水が金
網の面と平行方向に流過できるようになすと、金網は面
方向に通水性を有していてもその部分では圧力損出が大
変大きいので、金網内で面方向に水が流れることはほと
んどない。

【００５０】そこで、図示実施例ではこの陽極電極２の
外面側には耐食性金属（ここでの耐食性は耐オゾン
（水）性を意味する。）で製造したラス網１５を重ねて
収納している。このラス網１５は、多数のスリットを千
鳥状に設けた金属板を該スリットが網目となるように引
き伸ばし形成したもので、「図４」のａ部位が最も高い
高段部で、この高段部ａの上部に一段低い（或は、先端
側が順次低くなるように傾斜する）低段部ｂがあって、
この低段部ｂより斜め上方両側に伸びる網線部ｃ，ｃは
先端側が順次高くなるように傾斜して上段の高段部ａ，
ａに達するようになっている。

【００５１】なお、上記ラス網１５は、使用する金属板
は厚みが一定であるので裏面側も同様な相似形状とな
る。したがって、このラス網１５は一枚の板で構成した
網となって外形は線を編んで構成した金網と同様とな
り、面を横切る方向の通水性は無論のこと、面方向の通
水性をも有することになる。すなわち、具体的には「図
１」乃至「図３」の上方から下方への水の移動（流過）
も可能となるものである。

【００５２】なお、本実施例では上記ラス網１５は厚み
１ｍｍのチタン板材を使用し、開口率約５０％・網目の
大きさ約２平方センチメートル・ラス網に加工後の最大
厚みが１．８ｍｍとなるものを使用した。また、このラ
ス網１５は前記作用の項の説明では触れなかったが、集
電電極としての作用と、曲がり易い陽極電極２を抑えて
固形電解質膜１に均一に圧接するための押さえ板として
の作用をも呈するものである。

【００５３】そして、本実施例では上記陽極電極２とラ
ス網１５とは、陽極ジャケット４と陰極ジャケット５内
に密入してなる。ここでの「密入」とは陽極ジャケット
４内に陽極電極２とラス網１５とが余裕無く、きっちり
と入ることで、大きな余裕部をジャケット１０内に設け
ると水は流れ易いこの余裕部（圧力損失の最も少ない部
分）のみを通って流過てしまうので、余裕部をなくし流
入口６ａにより陽極ジャケット４内に流入した水は、そ
の全量が陽極電極２とラス網１５との中を通って流出口
７ａより流出するようになしてある。

【００５４】もっとも、密入するとしても、水の全量が
陽極電極２とラス網１５との中を流過すればよいもの
で、密に入れてあるのは水の流路断面方向で重要であ
り、「図５」例では流入口６ａの下流側に順次流路幅を
陽極電極２とラス網１５との幅まで広げた案内路５ａを
設け、この案内路５ａ内は空部で陽極電極２とラス網１
５とは収納していないようになしてもよい。このよう
な、案内路５ａは流体を陽極ジャケット４内を均一に流
過させるための常套手段で、細い水供送管より直接径断
面が大きい陽極ジャケット４に水を供送すると流入口６
ａの近くで左右に遠い場所は水が流れずらくなり、陽極
電極２の機能を全ての面部位で有効に使用できないの
で、陽極ジャケット４内はどこの場所でも水が均一の量
に流れるようになすことが望ましいのは無論である。な
お、流出口７ａの上流側には陽極ジャケット４の内側よ
り順次流路幅を狭める流出案内路５ｂを設けてあり、こ
の流出案内路５ｂ内も空部となしてある。

【００５５】さらに、「図６」例は陽極ジャケット４内
の水の流れ方向中央部に、陽極電極２とラス網１５との
双方またはいずれか一方が省略されたもので、中央に空
部５ｃを設けてある。但し、この部位も固形電解室膜１
は連続して収納されている。そして、この空部５ｃは陽
極電極２の有効面積を低減するものであるが、該空部５
ｃは陽極電極２とラス網１５とが存在しない分、流路径
が大きくなり、そのために流速が遅くなり撹拌効果が期
待できると共に、オゾンが水に溶解するための時間を確
保する機能が期待できるものである。

【００５６】上記のごとき案内路５ａ，５ｂまたは空部
５ｃを設けても、あるいは図示していないが陽極電極２
とラス網１５との水の流れ上流側または下流側に上記空
部５ｃに相当する空部を設けても、これらが流入口６ａ
と流出口７ａとを連通するものでなければ、結果として
水はその全量が陽極電極２とラス網１５との中を流過す
るので、このようなものも本願では密入と称するものと
する。また、図示はしていないが、このラス網１５は複
数枚を重ねてジャケット１０内に密入してもよいもので
ある。

【００５７】そして、一端に流入口６ａを他端に流出口
７ａを有して、陽極ジャケット４内を流過する水の全量
が陽極電極２とラス網１５との中を通ると、水は陽極電
極２とラス網１５とのわずかな間隙部を求めて流れの方
向を複雑に変えて流れることになる。すなわち、陽極ジ
ャケット４内に圧送された水は、わずかな間隙流路を求
めて、方向を変えながら複雑な迷路状の流路を通ること
になる。なお、特にラス網１５の網目部は、水が通過で
きる該ラス網１５の他の小さな間隙流路に比べて流路径
が大きいと共に、空部容積も大きく、さらには網線部
ｃ，ｃは捻られているので、網目内に流入した水は渦を
巻く流れ、すなわち渦流となる。そして、この渦流は陽
極電極２に近接して起こり、さらには陽極電極２は金網
を使用しているので、固形電解質膜１の表面の水をまき
込むことができ、この渦流は固形電解質膜１の表面に達
して固形電解質膜１の表面に沿う流れを惹起し、陽極電
極２と固形電解質膜１の表面とのわずかな間隙部位にも
水が淀むことなく流れることになる。

【００５８】すなわち、陽極ジャケット４内に陽極電極
２とラス網１５とを二枚重ねにして密入したのは、陽極
電極２はできるだけ網目を小さくして固形電解質膜１と
該陽極電極２との接触部と非接触部との界面部を多く確
保するためであるが、陽極ジャケット４内がこの密な網
目の陽極電極２のみであると、どうしても圧力損出が大
きくなり固形電解質膜１と陽極電極２との狭い間隙部に
ある水は流れづらくなり、この狭い間隙部に水が淀んで
しまう。

【００５９】しかし、この陽極電極２の外側に圧力損出
が小さい水の流れ易い流路部を設けると、益々金網内部
を水が流下しずらくなる。そこで上記の淀みを排除する
のがラス網１５の主たる目的で、ラス網１５は網目が比
較的大きく、網線部ｃ，ｃは捻られている等の理由でこ
のラス網１５内をその面方向に流過する水は各網目部で
「図１０」に示すような渦流Ｙ２を形成し、上記固形電
解質膜１と陽極電極２との狭い間隙部の水をもまき込ん
で淀みを解消するものである。

【００６０】水が複雑な迷路を通ることは撹拌力による
気液接触頻度を確保するもので、また渦流は固形電解質
膜１の表面、特に、陽極電極２とのごく狭い間隙に発生
した気泡（電気的に不良導体）をいち早く水中に取り込
み、陽極電極２と固形電解質膜１との間（正確には陽極
電極２と陰極電極３との間）に電流が多く流れる状態を
確保することになる。

【００６１】なお、本発明に使用される原料水は水道
水、天然水を使用すればよく、これらには、Ｃａ²⁺，Ｍ
ｇ²⁺等の電解質が溶解しているものである。

【００６２】そして、上記陽極電極２と陰極電極３との
間に直流電圧を印加してなる。すなわち、図では省略し
たが、直流電圧電源を用意してその出力端を陽極電極２
と陰極電極３とに連結すればよい。

【００６３】なお、「図１」中、１１はフィルターを、
１６は流量調整弁を示すものである。

【００６４】そして本発明は、上記構成に加え、上記陰
極ジャケット５の流入口６ｂと流出口７ｂとを連結する
循環路９の途中にポンプ８と電導率の高い電解質が溶解
している原料水の水槽１０とを備え、流出口７ｂから流
入口６ｂに原料水を循環させて原料水を繰り返し利用す
るようにしていることを特徴としている。

【００６５】上記循環路９を使用した理由は、水を有効
利用するためであることもその目的の一つであるが、電
解質が溶解している水を電気分解すると、Ｃａ²⁺ 、Ｓ
ｉ²⁺、Ｍｇ²⁺などが陰極電極３に析出堆積して導電性を
低下させるので、これらの堆積の進行を防ぐためで、水
を循環使用することで所定量以上の電解質が陰極電極３
に堆積することがなく導電性を所定に保って活発な電気
分解を維持できるものである。

【００６６】なお、「図２」及び「図３」中、１７は水
素を燃焼あるいは吸着する処理層を示すものである。

【００６７】また、「請求項２」の発明は、陰極ジャケ
ット５の流入口６ｂと流出口７ｂとを連結する循環路９
の途中にポンプ８と水に溶解しているカルシュウム、マ
グネシウムを除去して中性塩を溶解させた原料水の水槽
１０とを備え、流出口７ｂから流入口６ｂに原料水を循
環させて原料水を繰り返し利用するようにしている。

【００６８】すなわち、「請求項１」の水槽１０に予め
カルシウム（Ｃａ），マグネシウム（Ｍｇ），珪素（Ｓ
ｉ）を除去して中性塩を溶解させた原料水を投入し、陰
極電極３にカルシウム（Ｃａ）等が堆積しないようにな
したのが本項発明の特徴である。なお、カルシウムなど
の電解質を除去するには、塩素（Ｃｌ2）は活性炭槽を
通すことで容易に除去でき、その他の電解質は活性炭で
は除去できないのでイオン交換樹脂槽を通すことで除去
すればよい。そして、これら電解質が除去された水に所
望の中性塩を所望量を溶解させ原料水となすと、例え
ば、原料水に塩化ナトリウムを溶解させたものを使用し
た場合、Ｎａ+は水のＯＨ-と結合して水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）となり、ナトリウムが陰極電極３に析出堆
積することはない。なお、中性塩は水に溶かすと代表的
な電解質となるが、ここで中性塩と電解質とを区別した
のは、電解質はより広い意味で使用しているためであ
る。

【００６９】また、「請求項３」の発明は、上記構成に
加え、陽極ジャケット４の流入口６ａは水道水または自
然水の供送口に連結した水供送管１２を連結し、該水供
送管１２の途中にフィルター１１が備えられ、上記陰極
ジャケット５の流入口６ｂと流出口７ｂとを連結する循
環路９の途中にポンプ８と電導率の高い電解質が溶解し
ている原料水の水槽１０とを備え、流出口７ｂから流入
口６ｂに原料水を循環させて原料水を繰り返し利用する
ことを特徴としている。

【００７０】容易に得られる水としては、先ず水道水で
あり、次ぎに河川湖沼水や湧水等である。これらには、
通常種々の物質が予め溶解しており、ある程度の導電性
を有しているのでこれを使用すればよいのは前記した通
りである。但し、天然水には固形物が混入することもあ
るのでフィルター１１で濾過して使用すればよい。ま
た、水道水では固形物が混入するおそれはまずないが、
代わりに我が国では塩素が比較的多く混入しているの
で、この塩素を除去したい場合はフィルター１１に活性
炭をあるいは活性炭を収納したものを使用して塩素を除
去して使用してもよい。

【００７１】また、「請求項５」の発明は、上記水供送
管１２の途中に、フィルター１１と、該フィルター１１
の下流側に配置される溶解電解質除去用のイオン交換樹
脂槽１３と、該イオン交換樹脂１３の下流側に配置され
るとともに、電解質を溶解させる電解質溶解装置１４と
を備え、上記陰極ジャケット５の流入口６ｂと流出口７
ｂとを連結する循環路９の途中にポンプ８と電導率の高
い電解質が溶解している原料水の水槽１０とを備え、流
出口７ｂから流入口６ｂに原料水を循環させて原料水を
繰り返し利用するようにしている。

【００７２】上記イオン交換樹脂槽１３は従来公知なも
のを使用すればよく、また電解質溶解装置１４は電解質
収納容器１４ａと流出量調整弁１４ｂと混合装置１４ｃ
などで構成し、流出量調整弁１４ｂは導電性検出器１４
ｄなどで制御すればよい。

【００７３】上記のごとくして、陽極ジャケット４に所
望の電解質を所望量溶解させると、導電性が保たれ活発
な電気分解が確保され、この導電性を所定に保つことで
安定した運転が可能となるものである。なお、陽極ジャ
ケット４側ではＣａ²⁺等は陽極電極に電気的に吸着され
ないので電気分解で析出しても堆積はしないのでこれら
を含む電解質が利用できるものである。

【００７４】なお、水道水または天然水中に溶解する不
純物を一度除去し、電解質溶解装置１４で所望の電解質
を所望量溶解させることで、安定した運転が可能とな
り、常に均一な品質のオゾン水を得られるものである。

【００７５】そして、「請求項６」の発明は、陽極ジャ
ケット４の流入口６ａには、水道水または自然水の供送
口に連結した水供送管１２を連結し、上記水供送管１２
の途中に、フィルター１１と、該フィルター１１の下流
側に配置される溶解電解質除去用のイオン交換樹脂槽１
３と、該イオン交換樹脂１３の下流側に配置されるとと
もに、電解質を溶解させる電解質溶解装置１４とを備
え、上記陰極ジャケット５の流入口６ｂと流出口７ｂと
を連結する循環路９の途中にポンプ８と水に溶解してい
るカルシュウム、マグネシウムを除去して中性塩を溶解
させた原料水の水槽１０とを備え、流出口７ｂから流入
口６ｂに原料水を循環させて原料水を繰り返し利用する
ようにしている。

【００７６】導電性を確保するには、固形電解質膜１の
一面側のみでは不十分で該固形電解質膜１を通過する電
子の流れを入口側と出口側とで共に円滑に行わなくては
ならない。そこで、本項の発明では陽極ジャケット４と
陰極ジャケット５との双方に電解質を溶解した原料水を
供送するものであるが、共に電解質を所望のものを所望
量溶解させ、安定運転を確保すると共に陰極電極３への
電解質析出堆積を防いでいるものである。

【００７７】さらに、「請求項７」の発明は、「請求項
１」乃至「請求項６」記載の中性塩及び電解質に、塩化
ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウムのいずれか
を使用したことを特徴としたものである。

【００７８】塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナト
リウムを陰極ジャケットに使用すると前記したように、
陰極電極に析出堆積物が発生せずに導電性の低下を防止
できるが、陽極ジャケット４側にこれらを使用すると、
塩化ナトリウムを使用した場合は、塩素は陽極電極２側
にとどまり（陰極ジャケット５側からは移動してこな
い）、ナトリウムは陰極電極側３に移動し、陽極電極２
側では塩素と水の水素イオンとが結合して塩酸（ＨＣ
ｌ）が発生し、酸性のオゾン水を得られる。塩化カリウ
ムの場合同様で、硫酸ナトリウムの場合は硫酸（Ｈ₂Ｓ
Ｏ₄）が発生する。この塩酸または硫酸を微量溶解した
オゾン水は、塩酸及び硫酸にも殺菌力、漂白力が期待で
きるが、それは溶解率からして微少なもので、本発明で
は酸性のオゾン水が自然放置状態で減衰するのに長時間
かかることに注目したもので、中性のオゾン水に比べ、
ｐＨ４のオゾン水では半減期が約６倍となることが実験
の結果認められた。

【００７９】

【発明の効果】本発明は上記のごときであるので、鉛化
合物を使用せず、きわめて簡易で小型な構成の装置で高
濃度のオゾン水を連続的に製造できるオゾン水製造装置
を提供できるものである。

【００８０】また、本発明は、陰極ジャケット５の流入
口６ｂと流出口７ｂとを連結する循環路９の途中にポン
プ８と電導率の高い電解質が溶解している原料水の水槽
１０とを備え、流出口７ｂから流入口６ｂに原料水を循
環させて原料水を繰り返し利用するようにしているの
で、陰極電極３にカルシウム等が付着堆積せず、長時間
安定的に運転できるオゾン水製造装置を提供できるもの
である。

【００８１】また「請求項３」の発明は、陽極ジャケッ
ト４の流入口６ａには、水道水または自然水の供送口に
連結した水供送管１２を連結し、該水供送管１２の途中
にフィルター１１が備えられ、上記陰極ジャケット５の
流入口６ｂと流出口７ｂとを連結する循環路９の途中に
ポンプ８と電導率の高い電解質が溶解している原料水の
水槽１０とを備え、流出口７ｂから流入口６ｂに原料水
を循環させて原料水を繰り返し利用するようにしている
ので、常に陽極電極側の原料水の性状を一定に保ち、安
定した濃度のオゾンが得られるオゾン水製造装置を提供
できるものである。

【００８２】また、「請求項３」の発明は、陽極ジャケ
ット４の流入口６ａには、水道水または自然水の共送口
に連結した水供送管１２を連結し、該水供送管１２の途
中にフィルター１１が備えられ、上記陰極ジャケット５
の流入口６ｂと流出口７ｂとを連結する循環路９の途中
にポンプ８と電導率の高い電解質が溶解している原料水
の水槽１０とを備え、流出口７ｂから流入口６ｂに原料
水を循環させて原料水を繰り返し利用するようにしてい
るので、水道水または河川湖沼の自然水をより手軽にオ
ゾン水が得られるオゾン水製造装置を提供できるもので
ある。

【００８３】また、「請求項５」の発明は、陽極ジャケ
ット４の流入口６ａには、水道水または自然水の供送口
に連結した水供送管１２を連結し、上記水供送管１２の
途中に、フィルター１１と、該フィルター１１の下流側
に配置される溶解電解質除去用のイオン交換樹脂槽１３
と、該イオン交換樹脂１３の下流側に配置されるととも
に、電解質を溶解させる電解質溶解装置１４とが備えら
れ、上記陰極ジャケット５の流入口６ｂと流出口７ｂと
を連結する循環路９の途中にポンプ８と電導率の高い電
解質が溶解している原料水の水槽１０とを備え、流出口
７ｂから流入口６ｂに原料水を循環させて原料水を繰り
返し利用するようにしているので、水道水または河川湖
沼の自然水をより手軽にオゾン水が得られ、電解質を一
度除去して、所望の電解質を所望量溶存でき、安定運転
が可能なオゾン水製造装置を提供できるものである。

【００８４】また、「請求項６」の発明は、陽極ジャケ
ット４の流入口６ａには、水道水または自然水の供送口
に連結した水供送管１２を連結し、上記水供送管１２の
途中に、フィルター１１と、該フィルター１１の下流側
に配置される溶解電解質除去用のイオン交換樹脂槽１３
と、該イオン交換樹脂１３の下流側に配置されるととも
に、電解質を溶解させる電解質溶解装置１４とを備え、
上記陰極ジャケット５の流入口６ｂと流出口７ｂとを連
結する循環路９の途中にポンプ８と水に溶解しているカ
ルシュウム、マグネシウムを除去して中性塩を溶解させ
た原料水の水槽１０とを備え、流出口７ｂから流入口６
ｂに原料水を循環させて原料水を繰り返し利用するよう
にしているので、前記のように安定運転が可能となると
ともに、陰極電極３へのカルシュウム等の析出・堆積を
防ぐことができるオゾン水製造装置を提供できるもので
ある。

【００８５】さらにまた、「請求項７」の発明は、中性
塩及び電解質に塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナ
トリウムのいずかを使用したので、酸性のオゾン減衰率
が低いオゾン水を得られるオゾン水製造装置を提供でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明オゾン水製造装置の一実施例を示す要部
縦断面図である。

【図２】本発明オゾン水製造装置の別の実施例を示す要
部縦断面図である。

【図３】本発明オゾン水製造装置のさらに別の実施例を
示す要部縦断面図である。

【図４】本発明に使用されるラス網の部分平面図であ
る。

【図５】一方のジャケットを外した状態での背面図であ
る。

【図６】一方のジャケットを外した状態での別の実施例
背面図である。

【図７】本発明の電気分解発生工程を模式的に示す作用
説明断面図である。

【図８】本発明の電気分解発生工程を模式的に示すさら
に別の実施態様での作用説明断面図である。

【図９】従来の電気分解発生工程を模式的に示す作用説
明断面図である。

【図１０】本発明の水の流れを説明する要部拡大断面図
である。

【図１１】従来の気相のオゾンを電解式で発生させる装
置の一実施例断面図である。

【符号の説明】

１ 固形電解質膜 ２ 陽極電極 ３ 陰極電極 ４ 陽極ジャケット ５ 陰極ジャケット ６ａ 流入 １５ ラス網 １０ ジャケット １１ 水流入口 １２ オゾン水流出口 ２０ ジャケット ２１ 水流入口 ２２ 水流出口

フロントページの続き (72)発明者 栗原 和夫 神奈川県大和市下鶴間2570−４ 西松建 設株式会社技術研究所内 (72)発明者 高木 康之 兵庫県高砂市新井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所 高砂製作所内 (56)参考文献 特開 平３−267389（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−119903（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−311585（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−30783（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−141593（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−140782（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C25B 1/00 - 15/08 C01B 13/10

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固形電解質膜（１）の一面にオゾン発生触
   媒機能を有した貴金属製の線を織って構成された金網よ
   りなる陽極電極（２）を、他面に金網よりなる陰極電極
   （３）を夫々圧接し、前記陽極電極（２）に、多数のス
   リットを設けた金属板を該スリットが網目となるように
   引き伸ばし形成したラス網（１５）を重ね、上記ラス網（１５）の網目は大きく、上記陽極電極
   （２）の網目は小さく、 上記陽極電極（２）および上記ラス網（１５）は面を横
   切る方向および面方向に通水性を有しており、 上記固形電解質膜（１）の陽極電極（２）側と陰極電極
   （３）側とには、陽極電極（２）を覆う陽極ジャケット
   （４）と、陰極電極（３）を覆う陰極ジャケット（５）
   とを設け、該陽極ジャケット（４）と陰極ジャケット
   （５）とには、原料水が該陽極ジャケット（４）内及び
   陰極ジャケット（５）内を流過するようになす、流入口
   （６ａ，６ｂ）と流出口（７ａ，７ｂ）とを夫々設け、 上記陰極ジャケット（５）の流入口（６ｂ）と流出口
   （７ｂ）とを連結する循環路（９）の途中にポンプ
   （８）と電導率の高い電解質が溶解している原料水の水
   槽（１０）とを備え、流出口（７ｂ）から流入口（６
   ｂ）に原料水を循環させて原料水を繰り返し利用するよ
   うにし、 上記陽極電極（２）と陰極電極（３）との間に直流電圧
   を印加してなるオゾン水製造装置。
2. 【請求項２】固形電解質膜（１）の一面にオゾン発生触
   媒機能を有した貴金属製の線を織って構成された金網よ
   りなる陽極電極（２）を、他面に金網よりなる陰極電極
   （３）を夫々圧接し、前記陽極電極（２）に、多数のス
   リットを設けた金属板を該スリットが網目となるように
   引き伸ばし形成したラス網（１５）を重ね、上記ラス網（１５）の網目は大きく、上記陽極電極
   （２）の網目は小さく、 上記陽極電極（２）および上記ラス網（１５）は面を横
   切る方向および面方向に通水性を有しており、 上記固形電解質膜（１）の陽極電極（２）側と陰極電極
   （３）側とには、陽極電極（２）を覆う陽極ジャケット
   （４）と、陰極電極（３）を覆う陰極ジャケット（５）
   とを設け、該陽極ジャケット（４）と陰極ジャケット
   （５）とには、原料水が該陽極ジャケット（４）内及び
   陰極ジャケット（５）内を流過するようになす、流入口
   （６ａ，６ｂ）と流出口（７ａ，７ｂ）とを夫々設け、 上記陰極ジャケット（５）の流入口（６ｂ）と流出口
   （７ｂ）とを連結する循環路（９）の途中にポンプ
   （８）と水に溶解しているカルシュウム、マグネシウム
   を除去して中性塩を溶解させた原料水の水槽（１０）と
   を備え、流出口（７ｂ）から流入口（６ｂ）に原料水を
   循環させて原料水を繰り返し利用するようにし、 上記陽極電極（２）と陰極電極（３）との間に直流電圧
   を印加してなるオゾン水製造装置。
3. 【請求項３】固形電解質膜（１）の一面にオゾン発生触
   媒機能を有した貴金属製の線を織って構成された金網よ
   りなる陽極電極（２）を、他面に金網よりなる陰極電極
   （３）を夫々圧接し、前記陽極電極（２）に、多数のス
   リットを設けた金属板を該スリットが網目となるように
   引き伸ばし形成したラス網（１５）を重ね、上記ラス網（１５）の網目は大きく、上記陽極電極
   （２）の網目は小さく、 上記陽極電極（２）および上記ラス網（１５）は面を横
   切る方向および面方向に通水性を有しており、 上記固形電解質膜（１）の陽極電極（２）側と陰極電極
   （３）側とには、陽極電極（２）を覆う陽極ジャケット
   （４）と、陰極電極（３）を覆う陰極ジャケット（５）
   とを設け、該陽極ジャケット（４）と陰極ジャケット
   （５）とには、原料水が該陽極ジャケット（４）内及び
   陰極ジャケット（５）内を流過するようになす、流入口
   （６ａ，６ｂ）と流出口（７ａ，７ｂ）とを夫々設け、 上記陽極ジャケット（４）の流入口（６ａ）には水道水
   または自然水の供送口に連結した水供送管（１２）を連
   結し、該水供送管（１２）の途中にフィルター（１１）
   が備えられ、 上記陰極ジャケット（５）の流入口（６ｂ）と流出口
   （７ｂ）とを連結する循環路（９）の途中にポンプ
   （８）と電導率の高い電解質が溶解している原料水の水
   槽（１０）とを備え、流出口（７ｂ）から流入口（６
   ｂ）に原料水を循環させて原料水を繰り返し利用するよ
   うにし、 上記陽極電極（２）と陰極電極（３）との間に直流電圧
   を印加してなるオゾン水製造装置。
4. 【請求項４】固形電解質膜（１）の一面にオゾン発生触
   媒機能を有した貴金属製の線を織って構成された金網よ
   りなる陽極電極（２）を、他面に金網よりなる陰極電極
   （３）を夫々圧接し、前記陽極電極（２）に、多数のス
   リットを設けた金属板を該スリットが網目となるように
   引き伸ばし形成したラス網（１５）を重ね、上記ラス網（１５）の網目は大きく、上記陽極電極
   （２）の網目は小さく、 上記陽極電極（２）および上記ラス網（１５）は面を横
   切る方向および面方向に通水性を有しており、 上記固形電解質膜（１）の陽極電極（２）側と陰極電極
   （３）側とには、陽極電極（２）を覆う陽極ジャケット
   （４）と、陰極電極（３）を覆う陰極ジャケット（５）
   とを設け、該陽極ジャケット（４）と陰極ジャケット
   （５）とには、原料水が該陽極ジャケット（４）内及び
   陰極ジャケット（５）内を流過するようになす、流入口
   （６ａ，６ｂ）と流出口（７ａ，７ｂ）とを夫々設け、 上記陽極ジャケット（４）の流入口（６ａ）には水道水
   または自然水の供送口に連結した水供送管（１２）を連
   結し、上記水供送管（１２）の途中に、溶解電解質除去
   用のイオン交換樹脂槽（１３）を備え、流出口（７ｂ）
   から流入口（６ｂ）に原料水を循環させて原料水を繰り
   返し利用するようにし、 上記陽極電極（２）と陰極電極（３）との間に直流電圧
   を印加してなるオゾン水製造装置。
5. 【請求項５】固形電解質膜（１）の一面にオゾン発生触
   媒機能を有した貴金属製の線を織って構成された金網よ
   りなる陽極電極（２）を、他面に金網よりなる陰極電極
   （３）を夫々圧接し、前記陽極電極（２）に、多数のス
   リットを設けた金属板を該スリットが網目となるように
   引き伸ばし形成したラス網（１５）を重ね、上記ラス網（１５）の網目は大きく、上記陽極電極
   （２）の網目は小さく、 上記陽極電極（２）および上記ラス網（１５）は面を横
   切る方向および面方向に通水性を有しており、 上記固形電解質膜（１）の陽極電極（２）側と陰極電極
   （３）側とには、陽極電極（２）を覆う陽極ジャケット
   （４）と、陰極電極（３）を覆う陰極ジャケット（５）
   とを設け、該陽極ジャケット（４）と陰極ジャケット
   （５）とには、原料水が該陽極ジャケット（４）内及び
   陰極ジャケット（５）内を流過するようになす、流入口
   （６ａ，６ｂ）と流出口（７ａ，７ｂ）とを夫々設け、 上記陽極ジャケット（４）の流入口（６ａ）には水道水
   または自然水の供送口に連結した水供送管（１２）を連
   結し、上記水供送管（１２）の途中に、フィルター（１
   １）と、該フィルター（１１）の下流側に配置される溶
   解電解質除去用のイオン交換樹脂槽（１３）と、該イオ
   ン交換樹脂（１３）の下流側に配置されるとともに、電
   解質を溶解させる電解質溶解装置（１４）とを備え、 上記陰極ジャケット（５）の流入口（６ｂ）と流出口
   （７ｂ）とを連結する循環路（９）の途中にポンプ
   （８）と電導率の高い電解質が溶解している原料水の水
   槽（１０）とを備え、流出口（７ｂ）から流入口（６
   ｂ）に原料水を循環させて原料水を繰り返し利用するよ
   うにし、 上記陽極電極（２）と陰極電極（３）との間に直流電圧
   を印加してなるオゾン水製造装置。
6. 【請求項６】固形電解質膜（１）の一面にオゾン発生触
   媒機能を有した貴金属製の線を織って構成された金網よ
   りなる陽極電極（２）を、他面に金網よりなる陰極電極
   （３）を夫々圧接し、前記陽極電極（２）に、多数のス
   リットを設けた金属板を該スリットが網目となるように
   引き伸ばし形成したラス網（１５）を重ね、上記ラス網（１５）の網目は大きく、上記陽極電極
   （２）の網目は小さく、 上記陽極電極（２）および上記ラス網（１５）は面を横
   切る方向および面方向に通水性を有しており、 上記固形電解質膜（１）の陽極電極（２）側と陰極電極
   （３）側とには、陽極電極（２）を覆う陽極ジャケット
   （４）と、陰極電極（３）を覆う陰極ジャケット（５）
   とを設け、該陽極ジャケット（４）と陰極ジャケット
   （５）とには、原料水が該陽極ジャケット（４）内及び
   陰極ジャケット（５）内を流過するようになす、流入口
   （６ａ，６ｂ）と流出口（７ａ，７ｂ）とを夫々設け、 上記陽極ジャケット（４）の流入口（６ａ）には水道水
   または自然水の供送口に連結した水供送管（１２）を連
   結し、上記水供送管（１２）の途中に、フィルター（１
   １）と、該フィルター（１１）の下流側に配置される溶
   解電解質除去用のイオン交換樹脂槽（１３）と、該イオ
   ン交換樹脂（１３）の下流側に配置されるとともに、電
   解質を溶解させる電解質溶解装置（１４）とを備え、 上記陰極ジャケット（５）の流入口（６ｂ）と流出口
   （７ｂ）とを連結する循環路（９）の途中にポンプ
   （８）と水に溶解しているカルシュウム、マグネシウム
   を除去して中性塩を溶解させた原料水の水槽（１０）と
   を備え、流出口（７ｂ）から流入口（６ｂ）に原料水を
   循環させて原料水を繰り返し利用するようにし、 上記陽極電極（２）と陰極電極（３）との間に直流電圧
   を印加してなるオゾン水製造装置。
7. 【請求項７】上記中性塩もしくは電解質が、塩化ナトリ
   ウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウムのいずれかである
   ことを特徴とした請求項１乃至請求項６記載のオゾン水
   製造装置。