特許 6890793 オゾン水の生成方法、生成噴霧器及び生成噴霧装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6890793

(24)【登録日】2021年5月28日

(45)【発行日】2021年6月18日

(54)【発明の名称】オゾン水の生成方法、生成噴霧器及び生成噴霧装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/461 20060101AFI20210607BHJP

   C25B 1/13 20060101ALI20210607BHJP

   C25B 11/02 20210101ALI20210607BHJP

   A61L 2/18 20060101ALI20210607BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/461 A

   C25B1/13

   C25B11/02

   A61L2/18 100

【請求項の数】9

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2019-240000(P2019-240000)

(22)【出願日】2019年12月28日

【審査請求日】2020年4月3日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ２０１９年１１月１日、エディオンネットショップ、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｅｄｉｏｎ．ｃｏｍ／ｄｅｔａｉｌ．ｈｔｍｌ？ｐ＿ｃｄ＝０００６２２２８７６３ ２０１９年１１月２日、ＹｏｕＴｕｂｅ、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ｋＩｙＰｉＲＦＣＨＨＭ

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】519024326

【氏名又は名称】株式会社ＨＢコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100084342

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 久巳

(74)【代理人】

【識別番号】100213883

【弁理士】

【氏名又は名称】大上 雅史

(72)【発明者】

【氏名】菊本 登

【審査官】 田中 則充

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１７７３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７９４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９８００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０９３４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１９−０５５３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０５８４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０４２３９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／４６１

Ａ６１Ｌ ２／１８

Ｃ２５Ｂ １／１３

Ｃ２５Ｂ １１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原料水を貯留するための容器と、前記容器内の原料水から生成されたオゾン水を噴霧するための手動式の噴霧機構と、を少なくとも備え、手で把持してオゾン水を噴霧するオゾン水生成噴霧器におけるオゾン水生成方法であり、
前記容器の内底面に下方に凹んだ凹盆部を設け、該凹盆部は、凹盆部底面とその周囲を囲う凹盆部斜面とで構成され、前記凹盆部斜面は、鉛直面であるか、又は、斜面であり、
前記容器内の前記凹盆部底面に電極構造体を立設し、
前記電極構造体は、前記容器の容器底板の上表面に設けられた前記凹盆部に立設され、又は、前記電極構造体は、前記容器の容器底板に設けられた容器底板開口部を下方から覆うように前記容器底板に固定された、電極構造体保持板に立設され、
前記容器の内底面に電極構造体支持枠を立設し、前記電極構造体を前記電極構造体支持枠により支持し、
前記容器の内底面より上方に注水口を設け、当該注水口に前記噴霧機構を取着し、
前記電極構造体に電圧を印加して前記原料水を電気分解することでオゾン水を生成し、
電気分解の際に前記電極構造体内の前記原料水に鉛直方向に作用する浮力によって生じる上昇水流と、前記原料水が前記凹盆部斜面を前記凹盆部底面に向かって流れ下る下降水流と、を生じさせて前記容器内の前記原料水の対流を促進し、前記電極構造体に前記原料水を供給して、電気分解によるオゾン生成反応を進行させ、生成されるオゾン水におけるオゾン濃度を高くすることを特徴とするオゾン水生成方法。

【請求項2】

前記凹盆部斜面が前記凹盆部底面と垂直である請求項１に記載のオゾン水生成方法。

【請求項3】

前記凹盆部斜面が前記容器の内側面となめらかに接続されている請求項１に記載のオゾン水生成方法。

【請求項4】

前記電極構造体は、陽極部材と、該陽極部材と電極間隙を隔てて配置された陰極部材と、を含み、該陰極部材に複数の孔を設け、前記孔を通して、前記原料水及び／又は前記オゾン水が前記電極間隙に出入する請求項１〜３のいずれかに記載のオゾン水生成方法。

【請求項5】

原料水を貯留するための容器と、
前記容器内の原料水を電気分解してオゾン水を生成するための電極構造体と、
前記オゾン水を噴霧するための手動式の噴霧機構と、
を備える、手で把持してオゾン水を噴霧するオゾン水生成噴霧器であり、
前記容器の内底面は下方に凹んだ凹盆部を有し、該凹盆部は、凹盆部底面とその周囲を囲う凹盆部斜面とで構成され、前記凹盆部斜面は、鉛直面であるか、又は、斜面であり、
前記容器内の前記凹盆部底面に前記電極構造体が立設され、
前記電極構造体は、前記容器の容器底板の上表面に設けられた前記凹盆部に立設され、又は、前記電極構造体は、前記容器の容器底板に設けられた容器底板開口部を下方から覆うように前記容器底板に固定された、電極構造体保持板に立設され、
前記容器の内底面に電極構造体支持枠が立設され、前記電極構造体は前記電極構造体支持枠により支持され、
前記容器の内底面より上方に注水口が設けられ、当該注水口に前記噴霧機構が取着されていることを特徴とするオゾン水生成噴霧器。

【請求項6】

前記凹盆部斜面が前記凹盆部底面と垂直である請求項５に記載のオゾン水生成噴霧器。

【請求項7】

前記凹盆部斜面が前記容器の内側面となめらかに接続されている請求項５に記載のオゾン水生成噴霧器。

【請求項8】

前記電極構造体は、陽極部材と、該陽極部材と電極間隙を隔てて配置された陰極部材と、を含み、該陰極部材に複数の孔が設けられ、前記孔を通して、前記原料水及び／又は前記オゾン水が前記電極間隙に出入する請求項５〜７のいずれかに記載のオゾン水生成噴霧器。

【請求項9】

請求項５〜８のいずれかに記載のオゾン水生成噴霧器と、前記オゾン水生成噴霧器を載置するための電源部と、を有するオゾン水生成噴霧装置であり、
前記電源部又は前記オゾン水生成噴霧器は、制御部、主ランプ及び副ランプを有し、
前記制御部は、オゾン水の生成処理中は前記主ランプを点灯させ、オゾン水の生成処理完了後は、前記容器内のオゾン水のオゾン濃度が有効な濃度であることを表示するために、所定の時間の間、前記副ランプを点灯させる制御を行うことを特徴とするオゾン水生成噴霧装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、原料水から電気分解によりオゾン水を生成する方法、生成噴霧器及び生成噴霧装置に関する。

【背景技術】

【0002】

オゾン（О₃）は強力な酸化力を有するが、水溶液においては数十分程度の時間で酸素（О₂）に変化するため残留毒性が少ない。そこで今日では、オゾンガスや、オゾンの水溶液であるオゾン水は、殺菌、脱臭、脱色、有害物質の酸化・分解など幅広い分野で利用され、塩素などに代わる酸化剤、特に殺菌剤として注目されている。オゾンによる殺菌は細菌、酵母、カビ、ウイルスなど広範囲に有効であり、作用機序が細菌の細胞膜を酸化破壊するものであるため耐性菌を生じにくく、脱臭効果を併せもつ、といった特長がある。他方、オゾンは臭気を有し、人体の呼吸器系に刺激を与えるので、空気中の濃度の室内環境基準（体積濃度で０．１ｐｐｍ以下）を守る必要があること、また、オゾンは鉄やニトリルゴムなどの腐食や劣化を起こすこと、といった点に注意が必要である（非特許文献１）。

【0003】

オゾン水の主な製法として、ガス溶解法と直接電解法がある。ガス溶解法は、酸素ガスを原料として放電により生成する等の方法で製造したオゾンガスを水に溶解させてオゾン水を製造する方法である。ガス溶解法は、オゾンガスが水に難溶であるため高濃度のオゾン水を得ることが難しいという難点があり、多くは１ｍｇ／Ｌ以下という低濃度で利用されている。直接電解法は、水道水等の原料水を電気分解することでオゾン水を生成する方法である。直接電解法により、高濃度のオゾン水をより経済的に得ることができる（同文献）。

【0004】

特開２００３−９３４７９号公報（特許文献１）には、図１９に示すように、家庭で手軽に利用できるよう、片手で把持することができるボトル内で原料水を電気分解してオゾン水を生成し、それを１回に０．１ｍＬ〜１ｍＬずつ噴霧できる簡易型のオゾン水生成噴霧器の基本的構成が開示されている。オゾン水生成噴霧器は吐出部１０７とボトル１０４からなり、ボトル１０４は、その平坦な内底面に立設された、原料水を電気分解してオゾン水を生成するための電極１０５、１０６を有し、ボトル１０４内に生成されたオゾン水は噴霧用チューブ１１２を通して吐出部１０７から噴霧される。特開２０１９−０３７９４６号公報、再表２００３−０００９５７号公報、及び特開２００３−２６６０７３号公報にも、同様の基本的構成が開示されている。

【0005】

このような家庭用簡易型のオゾン水生成噴霧器においては、体積が数十ｍＬ、オゾン濃度が１〜２ｍｇ／Ｌ程度のオゾン水を２〜４分程度の短時間に高効率に生成することが課題である。もちろん、電気分解における電流値又は電圧値を高めることで、オゾン濃度が４ｍｇ／Ｌ以上の高濃度のオゾン水を生成することは可能であるが、噴霧時の、及び条件によっては生成時も、刺激臭が強く、家庭内での実用に耐えない。
直接電解法でオゾン水の生成効率を高める従来技術として、（１）区画内に電極を配置、（２）電極表面の工夫、（３）イオン移動の制御、（４）対流の制御、などが知られている。

【0006】

（１）区画内に電極を配置
これは、原料水を貯留する容器内に区画を設け、区画内に電気分解用の電極を配置して電気分解を行い、区画内で生成された高濃度のオゾン水のみを噴霧する技術である。例えば、図２０に示すように、特開２００９−１５４０３０号公報（特許文献２）には、電解
水生成噴霧装置２０１において、タンク２０４に連通する電解槽２０５を設け、タンク２０４と電解槽２０５は、連通路２０７でのみ連通するように構成し、噴霧機構２０３を手でプッシュするたびに、オゾン水を噴霧用ノズルから噴霧すると同時に、タンク２０４内から連通路２０７を通して原料水が小容量の電解槽２０５内へ流入し、電解槽２０５内で電気分解されて、再び高濃度のオゾン水が電解槽２０５内に生成される技術が開示されている。
類似した技術は特開２０１１−０９２８８３号公報にも開示されている。他にも、特許第６２４９２００号公報や特開２００４−１４８１０９号公報には、噴霧用チューブの内部にオゾン水を生成する電解セルを取り付ける技術が開示されている。又、特開２００３−０６２５７３号公報や特開２００３−１８１３３８号公報には、吐出部の、噴霧用ノズルの直近にオゾン水を生成するための電解用電極を取り付ける技術が開示されている。これらの技術には、区画された部分等に貯留できるオゾン水の量が少ないため、単位時間当たりの噴霧量がある値を超えると、オゾン水の生成スピードが噴霧スピードに追い付かず、噴霧水中のオゾン濃度が低下する難点がある。

【0007】

（２）電極表面の工夫
これは、電極の形状や電極表面の物質を工夫することにより、オゾン水生成の効率を高める技術である。例えば、特許第６２５８５６６号公報には、原料水との接触面積を増やして電解効率を上げるために、陽極及び／又は陰極をメッシュ状にする発明が開示されている。また、再表０３−０００９５７号公報には、表面にタンタル酸化物又はニオブ酸化物からなる電極触媒を備えた電解用電極を用いることで、オゾンの生成効率を高める技術が開示されている。また、特開平０８−１３４６７７号公報には、陽極電極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、陽極電極の外面側には耐食性金属で製造したラス網を重ねて、原料水を供送することで、網目どうしを結ぶ狭い間隙を縫うように原料水を進行させ、その撹拌作用により、発生したオゾン気泡を水に溶解させ、オゾンが気体のまま排出されることを防ぎ、オゾン水の生成効率を高める技術が開示されている。これらの技術は有用であるが、電極構造が複雑で製造コストが高くなりがちである。

【0008】

（３）イオン移動の制御
これは、電極近傍でのイオン移動を制御することにより、オゾン水の生成効率を高める技術である。一般に、直接電解法においては、次の化学反応式に示すように、酸素（О₂）及び水素（Ｈ₂）が生成される水の電気分解反応（式１）及び（式３）が主であり、それに、微量のオゾン（Ｏ₃）が生成される反応（式２）が付随する。
［陽極反応］
（式１）２Ｈ₂Ｏ → Ｏ₂＋４Ｈ⁺＋４ｅ^-
（式２）３Ｈ₂Ｏ → Ｏ₃＋６Ｈ⁺＋６ｅ^-
［陰極反応］
（式３）２Ｈ⁺＋２ｅ^- → Ｈ₂
（式２）からわかるように、原料水の電気分解により陽極で生じた水素イオン（Ｈ⁺）が陽極近傍にとどまって高濃度で存在するとオゾンの生成反応（式２）の進行が妨げられる。
上記の特許文献２には、陽極と線状の陰極とが陽イオン交換膜で隔てられてなる電解セルが開示されている。陽極で生成した水素イオンは、陽イオン交換膜を通って陰極へと進み、（式３）が示すように陰極において電子を受け取り、水素（Ｈ₂）となる。その結果、陽極付近に水素イオンが高濃度にとどまらないため、オゾン生成を効率的に行うことができる。また、特許第４７２３６２７号公報及び上記の特許第６２５８５６６号公報にも、陽イオン交換膜で陽極と陰極を隔ててなる膜−電極構造体が開示されている。しかし、イオン交換膜は、膜−電極構造体の構造が複雑になりがちで、保守管理のコストがかかる。

【0009】

（４）対流の制御
これは、原料水の対流を制御することにより、高濃度のオゾン水を噴霧できるようにする方法である。

【0010】

実登第３２０７６０５号公報（特許文献３）には、図２１に示すように、容器３２０の下端内部に取着されたホルダ３４０に電極部材が収容固定され、該電極部材は、上から、複数の孔口を有する飾り片３３１、負極電解片３３２、絶縁ワッシャ３３３、正極電解片３３４が積み重ねられてなり、飾り片３３１とホルダ３４０が熱融合されることにより、ホルダ３４０に前記電極部材が収容固定される、スプレーの発明が開示されている。この発明においては、電解水が生成されるホルダ３４０を背が低く底面積が広い円筒状に構成することで電気分解時に容器３２０内に発生する対流を抑制し、ホルダ３４０の直上に噴霧用チューブの吸水口を設けることで、少量であれば濃度の高い電解水を噴霧することができる。しかし、容器３２０内の対流が弱いから、ホルダ３４０付近の電解水の濃度だけが高くなり、容器３２０全体の濃度はあまり上がらない難点がある。

【0011】

特開２００３−３３４５５７号公報（特許文献４）には、図２２に示すように、電極部（電解装置）４０１が水平方向に貫設された電解槽４０２と、電源装置４０４が取り外し可能となる様に構成された殺菌洗浄水生成装置の発明が開示されている。電解槽４０２に電極部４０１を貫設するために、電解槽４０２の下部には、陽極受電端子４０５−１及び陰極受電端子４０５−２を有する端子カバー部４１５が設けられている。そのため、電解槽４０２の下部の水平断面は、その上部より小さい。電気分解時には、電解槽４０２内の原料水に、電極部４０１からの上昇水流と、主に電解槽４０２の内側面に沿った下降水流が生じる。下降水流は最終的に電解槽４０２の内底面に行き着く。しかし、電解槽の内底面と電極部４０１との間には上下方向の隙間があるため、上記下降水流が直接、電極部４０１に当たるわけではないから、下降水流に含まれる濃度の低い電解水が電気分解を受けて高濃度化するまでに時間を要する。また、電極部４０１が水平方向に配向しているから、鉛直方向に配向している場合と比べると、ジュール加熱及び微気泡生成の影響を受ける原料水の体積が大きく、その分、上昇水流の速さも遅く、また、下降水流と衝突して対流の速さが減りやすい。電解槽４０２における電極部４０１の配置には大いに改善の余地がある。

【0012】

特開２０１７−０５１９１号公報（特許文献５）には、図２３に示すように、電解槽５１０と、電解槽５１０に着脱可能に装着される本体部と、電解槽５１０内に配置される電極部５２０と、電極部５２０に給電するための給電部５３０とを備える電解装置であって、給電部５３０は本体部に取り付けられ、本体部から電解槽５１０の底面側へ延伸しており、電極部５２０は給電部５３０に取着され、電極部５２０と電解槽５１０の内側面および底面との間には隙間Ｄ１，Ｄ２が設けられ、電極部５２０の外面には外郭部５２４が配置され、外郭部５２４の上面側には同心円状の溝部５２５が設けられ、下面側は解放され、電極部５２０を軸方向に沿って水が循環可能になっている電解装置の発明が開示されている。この電界装置においては、隙間Ｄ２が形成されていることにより、電解処理に伴う電解水の温度上昇によって電極部５２０を通って上方へ流れる水流を発生させ、電極部５２０に電解処理前の水を効率的に補給できる。また、隙間Ｄ１が形成されていることにより、電極部５２０よりも上方に貯水されている電解処理前の水を電極部５２０と電解槽５１０の側面との間を介して電極部５２０の下方へ循環させ、電極部５２０の下方から電極部５２０に補給することができる。これにより、電解槽５１０内の水を電極部５２０に効率よく循環させることができるので、電解処理の効率を向上させ、電解処理に要する時間を短縮することができる。しかし、この電解装置は、電極部が本体部から垂下しており、電源部が本体部に設けられているから、電解槽の蓋を構成する本体部が重くなり、取り扱いが不便になる短所がある。

【0013】

（５）その他
上記の特許第６２４９２００号公報には、噴霧用チューブの内部にオゾン水を生成する電解セルを取り付ける構成において、さらにスパイラル状の小さな構造物を噴霧用チューブの内部に設けることにより、電解セルで発生したオゾンの気泡を砕いて微細な気泡に変換してオゾンの溶存率を高め、オゾン水の生成効率を向上する技術が開示されているが、構造が複雑で保守に手間を要する。
オゾン水の生成効率を向上する技術ではないが、特表２０１２−５０１３８５号公報には、電解セルに流れる電流値が所定の範囲内にあるときには表示灯を点灯し、範囲外にあるときには表示灯を消灯する技術が開示されている。また、特表２００６−５１８６６６号公報（特許文献６）には、スプレーヘッド部に、電解水の効力を表示するためのオキシダント効力表示灯を有するスプレー装置の技術が開示されているが、オキシダント効力表示灯の点灯及び消灯のための制御の詳細については全く記載されていない。

【0014】

このように、直接電解法でオゾン水の生成効率を高める従来技術（１）〜（５）は、簡易かつ安価な家庭用の、片手で把持できるボトルを有するオゾン水生成噴霧器に利用するには、満足できる技術ではない。そして、いずれの技術も、原料水を貯留する容器の内底面の形状を工夫することにより、電気分解の際に、容器の内底面に取着された電極構造体の近傍から生じる上昇水流と、容器の内側面に沿って生じる下降水流の流れを制御して、オゾン水の生成効率を上げる、という発想を有していない。例えば、特許文献４には、容器の内底面が平坦ではない構成が開示されているが、それは容器の側面に電極部を貫設するためであり、容器内の水流を制御するためではない。また、特許文献５には、容器内の上昇水流と下降水流の流れを制御するという発想は見られるが、その流れの制御を容器の内底面の形状を工夫することにより行うという発想は存在しない。更に、噴霧されるオゾン水の除菌・消臭作用の効力を、リアルタイムで使用者にわかりやすく表示する構成が実現されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【特許文献1】特開２００３−９３４７９号公報

【特許文献2】特開２００９−１５４０３０号公報

【特許文献3】実登第３２０７６０５号公報

【特許文献4】特開２００３−３３４５５７号公報

【特許文献5】特開２０１７−０５１９１号公報

【特許文献6】特表２００６−５１８６６６号公報

【非特許文献】

【0016】

【非特許文献1】新しい展開に入ったオゾン水の利用技術、西村喜之ほか、日本食品工学会誌、Ｖｏｌ．２、Ｎｏ．３、ｐｐ．１０３−１１３、Ｓｅｐ．２００１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

本発明の目的は、簡易かつ安価な、家庭で利用できるオゾン水の生成方法、片手で保持可能な生成噴霧器、及び生成噴霧装置を提供することである。本発明の更なる目的は、原料水を貯留する容器の内底面の形状を工夫することにより、容器内の原料水及び生成されたオゾン水に生じる上昇水流と下降水流の流れを制御して、オゾン水の生成効率を上げて、上記の目的を達成することである。本発明の更なる目的は、オゾン水の除菌・消臭の効力をわかりやすく表示するオゾン水の生成噴霧装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の形態は、原料水を貯留するための容器と、前記容器内の原料水から生成されたオゾン水を噴霧するための噴
霧機構と、を少なくとも備えるオゾン水生成噴霧器におけるオゾン水生成方法であり、前記容器の内底面に下方に凹んだ凹盆部を設け、該凹盆部は、凹盆部底面とその周囲を囲う凹盆部斜面とで構成され、前記容器内の前記凹盆部底面に電極構造体を立設し、前記電極構造体に電圧を印加して前記原料水を電気分解することでオゾン水を生成し、電気分解の際に前記電極構造体内の前記原料水に鉛直方向に作用する浮力によって生じる上昇水流と、前記原料水が前記凹盆部斜面を前記凹盆部底面に向かって流れ下る下降水流と、を生じさせて前記容器内の前記原料水の対流を促進し、前記電極構造体に前記原料水を供給して、電気分解によるオゾン生成反応を進行させ、生成されるオゾン水におけるオゾン濃度を高くすることを特徴とするオゾン水生成方法である。

【0019】

本発明の第２の形態は、前記凹盆部斜面が前記凹盆部底面と垂直であるオゾン水生成方法である。

【0020】

本発明の第３の形態は、前記凹盆部斜面が前記容器の内側面となめらかに接続されているオゾン水生成方法である。

【0021】

本発明の第４の形態は、前記電極構造体は、陽極部材と、該陽極部材と電極間隙を隔てて配置された陰極部材と、を含み、該陰極部材に複数の孔を設け、前記孔を通して、前記原料水及び／又は前記オゾン水が前記電極間隙に出入するオゾン水生成方法である。

【0022】

本発明の第５の形態は、原料水を貯留するための容器と、前記容器内の原料水を電気分解してオゾン水を生成するための電極構造体と、前記オゾン水を噴霧するための噴霧機構と、を備えるオゾン水生成噴霧器であり、前記容器の内底面は下方に凹んだ凹盆部を有し、該凹盆部は、凹盆部底面とその周囲を囲う凹盆部斜面とで構成され、前記容器内の前記凹盆部底面に前記電極構造体が立設されていることを特徴とするオゾン水生成噴霧器である。

【0023】

本発明の第６の形態は、前記凹盆部斜面が前記凹盆部底面と垂直であるオゾン水生成噴霧器である。

【0024】

本発明の第７の形態は、前記凹盆部斜面が前記容器の内側面となめらかに接続されているオゾン水生成噴霧器である。

【0025】

本発明の第８の形態は、前記電極構造体は、陽極部材と、該陽極部材と電極間隙を隔てて配置された陰極部材と、を含み、該陰極部材に複数の孔が設けられ、前記孔を通して、前記原料水及び／又は前記オゾン水が前記電極間隙に出入するオゾン水生成噴霧器である。

【0026】

本発明の第９の形態は、前記オゾン水生成噴霧器と、前記オゾン水生成噴霧器を載置するための電源部と、を有するオゾン水生成噴霧装置であり、前記電源部又は前記オゾン水生成噴霧器は、制御部、主ランプ及び副ランプを有し、前記制御部は、オゾン水の生成処理中は前記主ランプを点灯させ、オゾン水の生成処理完了後は、前記容器内のオゾン水のオゾン濃度が有効な濃度であることを表示するために、所定の時間の間、前記副ランプを点灯させる制御を行うことを特徴とするオゾン水生成噴霧装置である。

【発明の効果】

【0027】

本発明の第１の形態によれば、原料水を貯留するための容器と、前記容器内の原料水から生成されたオゾン水を噴霧するための噴霧機構と、を少なくとも備えるオゾン水生成噴霧器におけるオゾン水生成方法であり、前記容器の内底面に下方に凹んだ凹盆部を設け、該凹盆部は、凹盆部底面とその周囲を囲う凹盆部斜面とで構成され、前記容器内の前記凹
盆部底面に電極構造体を立設し、前記電極構造体に電圧を印加して前記原料水を電気分解することでオゾン水を生成し、電気分解の際に前記電極構造体内の前記原料水に鉛直方向に作用する浮力によって生じる上昇水流と、前記原料水が前記凹盆部斜面を前記凹盆部底面に向かって流れ下る下降水流と、を生じさせて前記容器内の前記原料水の対流を促進し、前記電極構造体に前記原料水を供給して、電気分解によるオゾン生成反応を進行させ、生成されるオゾン水におけるオゾン濃度を高くすることを特徴とするオゾン水生成方法を提供できる。

【0028】

容器の内底面に下方に凹んだ凹盆部が設けられていない場合には、前記上昇水流があるのみで原料水が凹盆部斜面を凹盆部底面に向かって流れ下る下降水流が存在しないから、容器内の原料水の対流が弱く、容器内を局所的に原料水が循環し、生成したオゾン水が容器の下部に滞留し、電極構造体に供給されるオゾン濃度の低い原料水が少なくなる。そのため、電極構造体内の原料水のオゾン濃度が高くなり、（式２）で示されるオゾンの生成反応があまり進行しない。それに対して、容器の内底面に下方に凹んだ凹盆部が設けられている場合には、前記上昇水流に加えて、原料水が凹盆部斜面を凹盆部底面に向かって流れ下る下降水流が存在し、容器内の原料水の対流が強くなり、容器内の原料水が大規模に循環し、電極構造体にはオゾン濃度の低い原料水が豊富に供給される。そのため、電極構造体内の原料水のオゾン濃度が低くなり、（式２）で示されるオゾンの生成反応が進行して効率的にオゾンが生成され、生成されたオゾン濃度の高いオゾン水が前記上位水流及び前記下降水流によって容器全体に行き渡る。なお、前記上昇水流が生じる原因は浮力であるが、該浮力は、電解に伴うジュール加熱により電極構造体内の原料水の温度が上がって熱膨張すること、及び電解に伴って発生した酸素、水素、オゾン等の気体の微細な気泡が該原料水に混入するために該原料水の実質的な密度が下がること、により生じる。

【0029】

本形態において、電極構造体は、凹盆部底面に立設される。「立設」とは、電極構造体を構成する電極の表面の方向が、凹盆部底面に交差する方向（好ましくは垂直な方向）を成すように、凹盆部底面をその表面として有している部材に、電極構造体を取着する、という意味である。電極構造体が立設されているから、原料水は電極構造体内を下方から上方へと進む間に継続的に浮力を受け、強い上昇水流が生じる。

【0030】

なお、本発明における原料水としては、家庭で容易に利用できるという観点から主に、水道水や市販のミネラルウォータ等を想定しているが、それに限られるものではなく、電気分解及びオゾン生成反応の速度を調節する観点から、塩素等の気体や塩化ナトリウム等の塩類などの溶質を水に溶存させた水溶液であってもよく、又、蒸留水や脱イオン水、精製水等であってもよい。

【0031】

本発明の第２の形態によれば、前記凹盆部斜面が前記凹盆部底面と垂直であるオゾン水生成方法を提供できる。本形態の凹盆部は、切削加工、射出成形等の加工法で作製することが容易である。

【0032】

本発明の第３の形態によれば、前記凹盆部斜面が前記容器の内側面となめらかに接続されているオゾン水生成方法を提供できる。本形態では、凹盆部斜面が容器の内側面となめらかに接続されているから、容器の内側面に沿って下降してきた原料水を、凹盆部底面及び凹盆部底面に立設された電極構造体へと、スムーズに導くことができ、オゾン濃度の高いオゾン水を効率的に生成することができる。

【0033】

本発明の第４の形態によれば、前記電極構造体は、陽極部材と、該陽極部材と電極間隙を隔てて配置された陰極部材と、を含み、該陰極部材に複数の孔を設け、前記孔を通して、前記原料水及び／又は前記オゾン水が前記電極間隙に出入するオゾン水生成方法を提供できる。陰極部材に複数の孔を設けることにより、外部から原料水を電極間隙に効率的に
導くことができ、又、生成したオゾン水を電極間隙から外部へと効率的に送り出すことができるので、オゾン水を効率的に生成することができる。更に、陰極部材に複数の孔を設けることにより、陰極部材の表面に曲率が大きく局所的に電場の強い領域を作り出して、（式２）で示されるオゾンの生成反応を加速することができる。加えて、陰極部材に複数の孔を設けることにより、陰極部材の表面の単位面積当たりの電流密度を高めて、（式２）で示されるオゾンの生成反応を加速し、オゾン水を効率的に生成することができる。なお、本発明においては、電極構造体の陰極部材に孔を設けない形態も可能である。孔を設けない形態では、陰極部材の表面積を大きくして電気分解の有効面積を稼ぎ、生成するオゾン水の濃度を高める。陰極部材に孔がある形態と孔がない形態のいずれがオゾン水を効率的に生成できるかは、陰極部材の形状や、孔の大きさ、数、配置等の諸条件に依存する。

【0034】

本発明の第５の形態によれば、原料水を貯留するための容器と、前記容器内の原料水を電気分解してオゾン水を生成するための電極構造体と、前記オゾン水を噴霧するための噴霧機構と、を備えるオゾン水生成噴霧器であり、前記容器の内底面は下方に凹んだ凹盆部を有し、該凹盆部は、凹盆部底面とその周囲を囲う凹盆部斜面とで構成され、前記容器内の前記凹盆部底面に前記電極構造体が立設されていることを特徴とするオゾン水生成噴霧器を提供できる。

【0035】

本形態のオゾン水生成噴霧器は、電気分解の際に電極構造体内の原料水に鉛直方向に作用する浮力によって生じる上昇水流と、原料水が凹盆部斜面を凹盆部底面に向かって流れ下る下降水流と、を生じさせて容器内の前記原料水の対流を促進し、電極構造体に原料水を供給して、電気分解によるオゾン生成反応を進行させ、生成されるオゾン水におけるオゾン濃度を高くすることができる。

【0036】

本発明の第６の形態によれば、前記凹盆部斜面が前記凹盆部底面と垂直であるオゾン水生成噴霧器を提供できる。

【0037】

本発明の第７の形態によれば、前記凹盆部斜面が前記容器の内側面となめらかに接続されているオゾン水生成噴霧器を提供できる。

【0038】

本発明の第８の形態によれば、前記電極構造体は、陽極部材と、該陽極部材と電極間隙を隔てて配置された陰極部材と、を含み、該陰極部材に複数の孔が設けられ、前記孔を通して、前記原料水及び／又は前記オゾン水が前記電極間隙に出入するオゾン水生成噴霧器を提供できる。

【0039】

本発明の第９の形態によれば、前記オゾン水生成噴霧器と、前記オゾン水生成噴霧器を載置するための電源部と、を有するオゾン水生成噴霧装置であり、前記電源部又は前記オゾン水生成噴霧器は、制御部、主ランプ及び副ランプを有し、前記制御部は、オゾン水の生成処理中は前記主ランプを点灯させ、オゾン水の生成処理完了後は、前記容器内のオゾン水のオゾン濃度が有効な濃度であることを表示するために、所定の時間の間、前記副ランプを点灯させる制御を行うことを特徴とするオゾン水生成噴霧装置を提供できる。

【0040】

所定時間の電気分解による生成直後のオゾン水のオゾン濃度が高くても、オゾンの自己分解反応により、放置しておくと容器内のオゾン水のオゾン濃度は徐々に減少する。本形態のオゾン水生成噴霧装置は、現在の容器内のオゾン水が、スプレーして除菌・消臭を行うために十分なオゾン濃度を有しているのか否かを、使用者にとって分かりやすいようにランプで表示する。すなわち、前記制御部は、オゾン水の生成処理完了後は、容器内のオゾン水のオゾン濃度が有効な濃度であることを表示するために、所定の時間の間、副ランプを点灯させる制御を行う。この所定の時間（副ランプを点灯させる時間）は、生成反応
に供した容器内の原料水の水量に応じて、予め決めた複数の時間から制御部が選択することが好ましい。オゾンの自己分解反応の速度は温度に依存するから、より好ましくは、この所定の時間は、生成反応に供した容器内の原料水の水量と、温度センサーにより計測される、気温又は容器内のオゾン水の水温に応じて、予め決めた複数の時間から制御部が選択することが望ましい。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】本発明の一実施形態に係るオゾン水生成噴霧装置を示す斜視図であり、オゾン水生成噴霧器を電源部に載置した状態を示す。

【図2】オゾン水生成噴霧器を電源部から取り外した状態を示す斜視図である。

【図3】オゾン水生成噴霧器の各部の構成を示す説明図である。

【図4】オゾン水生成噴霧器の電極構造体が、容器の内底面に立設されている様子を示す斜視図である。

【図5】容器の内底面に設けられた凹盆部の作用と効果を説明するための断面説明図である。

【図6】容器の内底面に設けられる凹盆部の、複数の実施形態を示す断面説明図である。

【図7】容器の内底面に設けられる凹盆部の、複数の実施形態を示す平面説明図である。

【図8】本発明の一実施形態において、容器内に生成したオゾン水のオゾン濃度が、時間経過とともに減少していく様子を示すグラフ図である。

【図9】本発明の一実施形態に係るオゾン水生成噴霧装置の制御部が実行する主制御フローを示すフロー図である。

【図10】制御部が実行するオゾン水の生成処理のフローを示すフロー図である。

【図11】制御部が実行するオゾン水の生成後処理のフローを示すフロー図である。

【図12】本発明の一実施形態に係る電極構造体の分解斜視図（１２Ａ）及び斜視図（１２Ｂ）である。

【図13】図１２に示した電極構造体の上面図（１３Ａ）及び側面図（１３Ｂ）である。

【図14】本発明の別の一実施形態に係る電極構造体の分解斜視図（１４Ａ）、斜視図（１４Ｂ）、及び、その一変形形態の斜視図（１４Ｃ）である。

【図15】本発明の更に別の一実施形態に係る電極構造体の分解斜視図（１５Ａ）及び斜視図（１５Ｂ）である。

【図16】本発明の更に別の一実施形態に係る電極構造体の斜視図である。

【図17】本発明の更に別の一実施形態に係る電極構造体の斜視図である。

【図18】本発明において、陽極部材に紐状絶縁スペーサを巻回する様々な仕方を例示する説明図である。

【図19】従来の電解水生成噴霧器の断面図である。

【図20】従来の電解水生成噴霧装置の断面図である。

【図21】従来の電解水を生成噴霧するためのスプレーの断面図である。

【図22】従来の殺菌洗浄水生成装置の断面図である。

【図23】従来の電解装置の部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

次に、本発明に係るオゾン水の生成方法、生成噴霧器及び生成噴霧装置の実施形態を図面に従って詳細に説明する。

【0043】

＜オゾン水生成噴霧装置の全体構成＞ 図１は、本発明の一実施形態に係るオゾン水生成噴霧装置７を示す斜視図であり、オゾン水生成噴霧装置７は、オゾン水生成噴霧器１と、オゾン水生成噴霧器１を載置するための電源部６から構成される。オゾン水生成噴霧器１は、原料水４３を貯留するための容器４と、容器４の内底面４６に立設され、容器４内の原料水４３を電気分解してオゾン水４２を生成するための電極構造体２と、オゾン水４２を噴霧するための噴霧機構５と、を備える。図２は、オゾン水生成噴霧器１を電源部６か
ら取り外した状態を示す斜視図である。オゾン水生成噴霧器１の下部の形状はスカート状になっており、電源部６の電源部凸部６６に載置される。

【0044】

＜電源部＞ 電源部６は、家庭用のコンセントに接続し、交流電圧を直流電圧に変換するためのＡＣ−ＤＣアダプタ６１と、オゾン水生成噴霧器1に直流電圧及び直流電流を供給するための電源コード６１ａと、３つの操作ボタン６４と、３つの表示ランプ６５と、を備える。操作ボタン６４は、電源ボタン６４ａと、長時間生成用の第１生成ボタン６４ｂと、短時間生成用の第２生成ボタン６４ｃと、を含む。表示ランプ６５は、電源ランプ６５ａと、第１生成ランプ６５ｂと、第２生成ランプ６５ｃを含み、それぞれのランプに対応するボタンが押圧されたときに、所定の時間だけ点灯する。電気分解のための通電は、オゾン水生成噴霧器１を電源部６に載置した状態でのみ実行される。安全に配慮し、室内の空気中のオゾン濃度が室内環境基準である０．１ｐｐｍ（０．１ｍｇ／Ｌ）を超えないことを保証するため、第１生成ボタンを押圧すると所定の時間、例えば４分間だけ電気分解が行われ、又、第２生成ボタンを押圧すると所定の時間、例えば２分間だけ電気分解が行われて、光又は音で電気分解の終了を使用者に告知すると同時に、電気分解のための通電を完了する。なお、図１の実施形態においては、ＡＣ−ＤＣアダプタ６１は電源部６の筐体とは別に設けられているが、本実施形態の変形形態においては、ＡＣ−ＤＣアダプタ６１を電源部６の筐体内に内蔵してもよい。

【0045】

＜オゾン水生成噴霧器の容器と回路室＞ 容器４の下側には、介装リング９４を介して回路室９が取着されている。図３も参照して、回路室９には、電源部６の電極部６２を接続するための、接続端子部９１が設けられている。接続端子部９１からプリント基板９２を介して、直流電圧及び直流電流が電極構造体２に供給される。

【0046】

＜噴霧機構＞ 図１において、噴霧機構５は、容器４に取り外し可能な態様で取着されるヘッド部５１と、容器４内のオゾン水４２をヘッド部５１に輸送するためのチューブ５２と備え、ヘッド部５１は、レバ―５４と、ノズル５３とを備える。使用者がレバ―５４を手で握って回動させるとポンプ作用により、０．１〜１．０ｍＬ程度の少量のオゾン水４２がチューブ５２を通って、容器４内からヘッド部５１へと輸送され、輸送されたオゾン水４２はノズル５３を通過して噴霧流となって外へと噴射される。噴霧後に使用者がレバ―５４から手を放すと、ヘッド部５１に設けられたバネ（図示せず）の作用により、先ほど回動したレバ―５４はもとの位置に戻る。なお、容器４の外側表面に、レバ―収容溝部と、レバ―収容溝部に沿って移動可能なスライド部材と、を設けて、非使用時にレバ―５４をレバ―収容溝部に収容して、スライド部材を移動させてレバ―５４の先端部を覆止して固定することで、レバ―５４を容器４の外側表面に密着させてコンパクトに収容する構成としてもよい。容器４には、取り外し可能な態様でヘッド部カバー５１ａが装着されている。ヘッド部カバー５１ａには、レバ―５４の回動動作を邪魔しないよう切欠部が設けられており、ヘッド部カバー５１ａを容器４に装着した状態でもオゾン水４２を噴霧することが可能である。なお、図１に示す実施形態では噴霧機構５は手動式であるが、本実施形態の変形形態においては、噴霧機構５として電動式のポンプを用いた噴霧機構を用いてもよい。

【0047】

＜電極構造体支持枠＞ 図１において、電極構造体２は、電極構造体支持枠２８に嵌め込み等により支持されているから、保守時にブラシを用いて洗浄等を行う際に、倒壊や割れ等の損傷を受ける心配が少ない。なお、電極構造体支持枠２８は、容器４の底板４９に固定されているか、又は、底板４９と一体に形成されている。

【0048】

＜噴霧機構の使用＞ 図（３Ｂ）は、本発明の一実施形態における、噴霧機構５の構造と、容器４に原料水４３を入れる際などに噴霧機構５を取り外す方法を説明したものである。ヘッド部カバー５１ａをあらかじめ取り外し、スプレーキャップ５ｘを回転矢印５ｚの
示す方向に回転させると、ネジ式の結合がはずれて、矢印５ｙが示すように噴霧機構５を容器４から取り外すことができ、原料水４３を容器４の注水口４ｘから容器４に入れることができる。原料水の注入後は、噴霧機構５を容器４の注水口４ｘに嵌め、スプレーキャップ５ｘを回転矢印５ｚとは逆方向に回転させて、噴霧機構５を容器４に固定する。噴霧機構５は、スプレーキャップ５ｘとレバ―５４の間にレバ―ロック５４ａを有する。レバ―ロック５４ａは、通常位置と９０度回転した位置の２つの角度位置をとることができる。レバ―ロック５４ａが通常位置にあるときには、レバー５４を手で把持して回動させるとオゾン水４３を噴霧できるが、レバ―ロック５４ａが９０度回転した位置にあるときには、レバー５４は固定されており、手で把持して回動させることができず、オゾン水４３を噴霧できない。

【0049】

＜水位線＞ 図（３Ｃ）は、本発明の一実施形態において、容器４に設けられた水位線４３について説明するための斜視図である。容器４には、第１水位線４３ｂと第２水位線４３ｃの複数の水位線が設けられている。使用者は、いずれかの水位線が示す位置まで容器４に原料水４２を入れ、容器４にスプレーキャップ５ｘを取り付け、容器４を電源部６に載置し、操作ボタン６４を押圧してオゾン水の生成を行う。例えば、第１水位線４３ｂまで原料水４２を入れたときには、長時間生成用の第１生成ボタン６４ｂを押圧し、第２水位線４３ｃまで原料水４２を入れたときには、短時間生成用の第２生成ボタン６４ｃを押圧する。長時間生成を標準とするが、急ぐ場合には短時間生成を行うことができる。このように、複数の水位線を設けることで、短時間生成の場合には電解の対象となる原料水４２の水量を長時間生成の場合より減らして、生成されるオゾン水のオゾン濃度を高く保つことができる。

【0050】

＜凹盆部＞ 図４は、本発明の一実施形態において、オゾン水生成噴霧器１の電極構造体２が、容器４の内底面４６に立設されている様子を示す斜視図である。容器４の内底面４６は下方に凹んだ凹盆部４８を有し、凹盆部４８は、凹盆部底面４８ａとその周囲を囲う凹盆部斜面４８ｂとで構成され、容器４内の凹盆部底面４８ａに電極構造体２が立設されている。また、電極構造体支持枠２８が容器４の内底面４６に立設されている。オゾン水生成噴霧器１は、電極構造体２に電圧を印加して原料水４３を電気分解することでオゾン水４２を生成し、電気分解の際に電極構造体２内の原料水４３に鉛直方向に作用する浮力によって生じる上昇水流８１と、原料水４３が凹盆部斜面４８ｂを凹盆部底面４８ａに向かって流れ下る下降水流８２と、を生じさせて容器４内の原料水４３の対流を促進し、電極構造体２に原料水４３を供給して、電気分解によるオゾン生成反応を進行させ、生成されるオゾン水４２におけるオゾン濃度を高くすることができる。電極構造体２は、「コの字」型の電極構造体支持枠２８に嵌め込み等により支持されているから、保守時にブラシを用いて洗浄等を行う際に、倒壊や割れ等の損傷を受ける心配が少ない。電極構造体支持枠２８の支持枠上部部材２８ｂには、前記上昇水流を妨げないように、支持枠開口部２８ａが設けられている。

【0051】

＜電極構造体＞ 本実施形態においては、電極構造体２は、板状の陽極部材２１と、間に紐状絶縁スペーサ３０を挟むことにより陽極部材２１と電極間隙を隔てて配置された、水平断面が「コの字」形の陰極部材２２と、を含む。陰極部材２２には複数の孔２７を設けられ、孔２７を通して原料水４３及び／又はオゾン水４２が前記電極間隙に出入することができる。なお、本発明においては、電極構造体２の陰極部材２１に孔が設けられていない実施形態も可能である。

【0052】

＜凹盆部の効果＞ 図５は、容器４の内底面４６に設けられた凹盆部４８の作用と効果を説明するための断面説明図である。図（５Ａ）は本発明の一実施形態を示し、図（５Ｂ）は従来技術を示す。本発明においては、図（５Ａ）に示すように、容器４の容器底板４９の上表面である内底面４６には、凹盆部４８が設けられ、凹盆部４８は、凹盆部底面４８
ａとその周囲を囲う凹盆部斜面４８ｂとで構成され、容器４内の凹盆部底面４８ａに電極構造体２が立設されている。電極構造体２に電圧を印加して原料水４３を電気分解することでオゾン水４２が生成される。電気分解の際に、電極構造体２内の原料水４３に鉛直方向に作用する浮力によって生じる上昇水流８１と、原料水４３が凹盆部斜面４８ｂを凹盆部底面４８ａに向かって流れ下る凹盆部下降水流８２ａと、原料水４３が容器４の内側面４７に沿って下降する下降水流８２と、が生じて容器４内の原料水４３の対流を促進し、電極構造体２にオゾン濃度の低い原料水４３を供給して、電気分解によるオゾン生成反応を進行させ、生成されるオゾン水４２におけるオゾン濃度を高くすることができる。なお、図（５Ａ）に示す実施形態では凹盆部斜面４８ｂは鉛直であるが、凹盆部斜面が斜面である実施形態も可能であり、同様な作用と効果を奏する。

【0053】

一方、従来技術においては、図（５Ｂ）に示すように、容器４の内底面４９には凹盆部４８が設けられず、平坦な内底面４６に電極構造体２が立設されている。そのため、電気分解の際に、電極構造体２内の原料水４３に鉛直方向に作用する浮力によって生じる上昇水流８１は存在するものの、凹盆部下降水流８２ａは存在せず、その分、原料水４３が容器４の内側面４７に沿って下降する下降水流８２が弱くなり、電極構造体２へ向かう底部水流８２ｂも弱い。したがって容器４内の原料水４３の対流が弱くなり、生成したオゾン水４２が電極構造体２の存在する容器４の底部に滞留し、電極構造体２にオゾン濃度の低い原料水４３が十分に供給されず、電気分解によるオゾン生成反応があまり進行せず、生成されるオゾン水４２におけるオゾン濃度を十分に高くすることができない。

【0054】

＜凹盆部の種々の形態＞ 図６は、本発明における、容器４の底板４９、内底面４６、及び凹盆部４８の様々な実施形態を示す断面説明図である。図（６Ａ）は、図（５Ａ）に示した実施形態に似ているが、凹盆部斜面４８ｂが鉛直面ではなく、斜面である実施形態を示している。図（６Ｂ）は、凹盆部４８が２段から構成された実施形態を示す。本実施形態における凹盆部４８は、電極構造体２が立設されている略平坦面である凹盆部底面４８ａと、その周囲を囲う斜面である凹盆部斜面４８ｂと、更にその周囲を囲う略平坦面である第２の凹盆部底面４８ａ２と、更にその周囲を囲う斜面である第２の凹盆部斜面４８ｂ２と、で構成される。凹盆部斜面４８ｂ及び／又は第２の凹盆部斜面４８ｂ２は、鉛直面であってもよい。また、凹盆部４８が３段以上から構成された実施形態も可能である。図（６Ｃ）は、凹盆部斜面４８ｂが容器３の内側面４７となめらかに接続されている実施形態を示す。図（６Ｃ）においては凹盆部斜面４８ｂは凹盆部底面４８ａとなめらかに接続されていない。しかし、凹盆部斜面４８ｂが凹盆部底面４８ａとなめらかに接続された実施形態も可能である。図６に示したいずれの実施形態も、図（５Ａ）に示した実施形態と同様な作用を有し、同様な効果を奏する。

【0055】

図７は、本発明における、容器４の内底面４６、凹盆部４８、及び電極構造体２の様々な実施形態を示す平面説明図である。図（７Ａ）に示す実施形態においては、容器４の内底面４６に略四角形状の凹盆部４８が設けられ、凹盆部４８は、平面視四角形状の電極構造体２が立設された略四角形状の凹盆部底面４８ａと、その周囲を囲う斜面である平面視略四角環状の凹盆部斜面４８ｂと、からなる。
図（７Ｂ）に示す実施形態においては、容器４の内底面４６にだ円形状の凹盆部４８が設けられ、凹盆部４８は、平面視四角形状の電極構造体２が立設されただ円形状の凹盆部底面４８ａと、その周囲を囲う斜面である平面視だ円環状の凹盆部斜面４８ｂと、からなる。
図（７Ｃ）に示す実施形態においては、容器４の内底面４６に六角の多角形状の凹盆部４８が設けられ、凹盆部４８は、平面視四角形状の電極構造体２が立設された多角形状の凹盆部底面４８ａと、その周囲を囲う斜面である平面視多角環状の凹盆部斜面４８ｂと、からなる。

【0056】

図（７Ｄ）に示す本発明に係る２段の実施形態においては、容器４の内底面４６に凹盆部４８が設けられ、凹盆部４８は、平面視円形状の電極構造体２が立設された円形状の略平坦面である凹盆部底面４８ａと、その周囲を囲う斜面である平面視円環状の凹盆部斜面４８ｂと、更にその周囲を囲う略平坦面である平面視円環状の第２の凹盆部底面４８ａ２と、更にその周囲を囲う斜面である平面視円環状の第２の凹盆部斜面４８ｂ２と、からなる。
図（７Ｅ）に示す本発明に係る２段の実施形態においては、容器４の内底面４６に凹盆部４８が設けられ、凹盆部４８は、平面視四角形状の電極構造体２が立設された略四角形状の略平坦面である凹盆部底面４８ａと、その周囲を囲う斜面である平面視略四角環状の凹盆部斜面４８ｂと、更にその周囲を囲う略平坦面である平面視環状の第２の凹盆部底面４８ａ２と、更にその周囲を囲う斜面である平面視円環状の第２の凹盆部斜面４８ｂ２と、からなる。
図（７Ｆ）は、容器４の内底面４６の形状を等高線で示している。図（７Ｆ）に示す本発明の実施形態においては、容器４の内底面４６は凹盆部４８に一致し、凹盆部斜面４８ｂは容器４の内側面４７となめらかに接続されている。凹盆部４８は、平面視円形状の電極構造体２が立設された円形状の略平坦面である凹盆部底面４８ａと、その周囲を囲う斜面である平面視円環状の凹盆部斜面４８ｂと、からなる。本実施形態の変形形態においては、凹盆部斜面４６に、凹盆部底面４８ａから放射状に延びる溝４６ｇが設けられている。溝４６ｇを設けることで、原料水４３が凹盆部斜面４８ｂを凹盆部底面４８ａに向かって流れ下る水流である凹盆部下降水流８２ａを溝４６ｇに沿って導き、凹盆部下降水流８２ａを強め、容器４内の原料水４３の対流を促進し、電極構造体２にオゾン濃度の低い原料水４３を供給して、電気分解によるオゾン生成反応を進行させ、生成されるオゾン水４２におけるオゾン濃度を高くすることができる。
図７に示した種々の実施形態における諸構成は組み合わせて用いることができる。いずれの実施形態も、図（５Ａ）に示した実施形態と同様な作用を有し、同様な効果を奏する。また、図７では容器４の断面形状は円形であるが、だ円形、四角、六角等の多角形又は略多角形、星型などの様々な断面形状も可能であり、図（５Ａ）に示した実施形態と同様な作用を有し、同様な効果を奏する。

【0057】

＜オゾン水生成噴霧器の下部構造＞ 図（３Ａ）は、本発明の一実施形態であるオゾン水生成噴霧器１の下部の構造、及び電源部６の構造を示す断面説明図である。電源部６は、電源コード６１ａ、制御部６３、操作ボタン６４、表示ランプ６５、電極部６２を有する。電源部６の電源部凸部６６の上面には、半径が異なる同心円状の３つの環状の電極であるプラス電極６２ａ、マイナス電極６２ｂ及び制御電極６３ｃからなる電極部６２が設けられている。操作ボタン６４からの操作入力に応じて、制御部６３は、電極部６２の各電極の電位と、各電極を通して流れる電流を制御する。

【0058】

容器４の容器側壁４ａは、介装リング９４を介して、回路室９の回路室側壁９５に嵌合により装着されている。容器底板４９に設けられた容器底板凸部４９ｂ、環状のプリント基板９２、回路室９の回路室底板９６に設けられた回路室底板凸部９６ａにはそれぞれ対応する位置に、ネジ穴４９ｚ、ネジ穴９２ｚ、ネジ穴９６ｚが設けられており、これらのネジ穴に共通に挿入されるネジにより、容器底板凸部４９ｂとプリント基板９２と回路室底板凸部９６ａは螺着されている。

【0059】

容器４の容器底板４９には容器底板開口部４９ａが設けられており、容器底板開口部４９ａを下方から覆うように、電極構造体保持板２９が（図示していないネジにより）容器底板４９に螺着により、若しくは接着等の他の方法により固定されている。電極構造体保持板２９には電極構造体２が立設されている。電極構造体２は容器底板開口部４９ａから容器４の内部へ、すなわち上方へと延伸しており、その背丈は容器４の容器底板４９の上面より高い。

【0060】

容器底板開口部４９ａの形状は平面図において略四角形である。容器底板４９の上面は、容器底板開口部４９ａの縁部において斜面となっている。そのため、容器４の内底面４６は、該斜面である凹盆部斜面４８ｂと、凹盆部斜面４８ｂに囲われる凹盆部底面４８ａとからなる、下に凹んだ凹盆部４８を有し、電極構造体２は凹盆部底面４８ａに立設されている。図（３Ａ）に示す実施形態においては、凹盆部底面４８ａは、電極構造体保持板２９の上面の一部により構成される。この実施形態の変形形態として、例えば図（５Ａ）に示すように、電極構造体保持板と容器底板を一体に形成する場合には、容器底板の上面に直接、凹盆部４８が設けられる。

【0061】

＜電極構造体の固定＞ 電極構造体保持板２９若しくは容器底板４９に電極構造体２を固定するには、電極構造体保持板２９若しくは容器底板４９にスリットを設け、該スリットに電極構造体２を構成する陽極部材２１に延設された陽極接続突起２５と（図３を参照）、陰極部材２２に延設された陰極接続突起２６と、を挿入して導線を接続し、該スリットに耐腐食性の樹脂を流し込んで硬化させることにより、容器４内と回路室９との間の水密を保つように、電極構造体２を電極構造体保持板２９若しくは容器底板４９に固定することができる。

【0062】

容器側壁４ａ、容器底板４９、電極構造体保持板２９、及び電極構造体支持枠２８を構成する素材は特に限定されないが、例えばアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂を好適に使用することができる。ヘッド部カバー５１ａ、レバー５４、電源部６、回路室側壁９５、回路室底板９６を構成する素材は特に限定されないが、例えばＡＢＳ樹脂やポリカーボネート樹脂を好適に使用することができる。

【0063】

＜回路室と接続端子＞ 回路室９の回路室底板９６には、載置時の電源部６の電極部６２に対応する位置に、接続端子部９１が設けられている。接続端子部９１は、プラス端子９１ａ、マイナス端子９１ｂ、制御端子９１ｃの３本の針状端子からなり、いずれの針状端子にもスプリング機構（図示せず）が設けられていて、載置時にはそれぞれの針状端子が、電極部６２の対応する環状電極であるプラス電極６２ａ、マイナス電極６２ｂ、又は制御電極６２ｃと、スプリングの復元力により確実な電気的接触を行う。接続端子部９１からプリント基板９２を介して、直流電圧及び直流電流が電極構造体２の陽極接続突起２５及び陰極接続突起２６に供給される。

【0064】

＜生成後のオゾン濃度の変化＞ 図８は、後述する本発明の実施例において、電気分解によりオゾン水を生成した後のオゾン水のオゾン濃度の時間変化を示すグラフ図である。曲線Ｃ１は１１５ｍＬの原料水を４分間だけ電気分解してオゾン水を生成した場合（実施例１）のオゾン濃度を示し、曲線Ｃ２は８０ｍＬの原料水を２分間だけ電気分解してオゾン水を生成した場合（実施例２）のオゾン濃度を示す。横軸には電気分解終了からの経過時間をとっている。電気分解の終了直後はオゾン水のオゾン濃度が均一でなく、測定濃度が安定しないため、経過時間が４分以降のデータを示している。いずれの場合にもオゾン濃度は経過時間と共に減少する。ケース１の場合には２０分後のオゾン濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以上であり、ケース２の場合は１０分後のオゾン濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以上であった。ケース１は、図（３Ｃ）において第１水位線４３ｂまで原料水４３を容器４に入れた場合に対応し、ケース２は、第２水位線４３ｃまで入れた場合に対応する。

【0065】

＜オゾン水生成中の状態表示＞ 本発明の一実施形態では、電気分解によるオゾン水の生成中に、主ランプ９２ｂと、電気分解に供する原料水の体積に応じて緑色ＬＥＤ灯からなる第１生成ランプ６５ｂ又は第２生成ランプ６５ｃのいずれかを点灯させて現在のオゾン水生成噴霧装置の状態を使用者に表示する。主ランプ９２ｂは、回路室９のプリント基板９２の上面に設けられた青色ＬＥＤ灯であり、半透明な容器底板９を透して容器４内の原
料水を照らす（図３Ａ参照）。オゾン水の生成が完了すれば、主ランプ９２ｂと、第１生成ランプ６５ｂまたは第２生成ランプ６５ｃは消灯される。

【0066】

＜オゾン水の効力の表示＞ 本発明の一実施形態では、電気分解によるオゾン水の生成が完了すると、青色ＬＥＤ灯である主ランプ９２ｂが消灯して、替わりに緑色ＬＥＤ灯である副ランプ９２ｃが点灯する。副ランプ９２ｃは、回路室９のプリント基板９２の上面に設けられた緑色ＬＥＤ灯であり、半透明な容器底板９を透して容器４内の原料水を照らす（図３Ａ参照）。副ランプ９２ｃは、オゾン水の生成完了後、電気分解に供された原料水の体積に応じて所定の時間だけ点灯したのち、消灯される。原料水４３を容器４の第１水位線４３ｂまで入れて、第１生成ボタン６４ｂを押圧することによりオゾン水を生成した場合には、副ランプ９２ｃは第１有効時間（例えば２０分間）だけ点灯し、原料水４３を容器４の第２水位線４３ｃまで入れて、第２生成ボタン６４ｃを押圧することによりオゾン水を生成した場合には、副ランプ９２ｃは第２有効時間（例えば１０分間）だけ点灯する。第１有効時間及び第２有効時間は、噴霧されるオゾン水の除菌・消臭効果を考慮して決める。副ランプ９２ｃが点灯している間に、オゾン水生成噴霧器１を手で把持し、電源部６から持ち上げて、レバー５４を指で回動させることによりオゾン水を噴霧すれば、噴霧時の容器４内のオゾン水のオゾン濃度は０．５ｍＬを下回ることはなく、一定の除菌・消臭効果が期待できる。

【0067】

＜制御部の構成＞ 電源部６は制御部６３を有する。制御部６３は、操作ボタン６４からの操作入力に応じて、電極部６２の各電極の電位と、各電極を通して流れる電流を制御するとともに、表示ランプ６５の各ランプの点灯と消灯を制御し、更に、制御電極６２ｃを通して容器４の回路室９のプリント基板９２に設けられた副制御部９２ａに制御信号を送る。副制御部９２ａは、制御部６３からの制御信号を受けて、電極構造体２の陽極接続突起２５及び陰極接続突起２６の電位と、各接続突起を通して流れる電流を制御するとともに、主ランプ９２ｂ及び副ランプ９３ｃの点灯と消灯を制御する。制御部６３は、ＣＰＵとタイマと揮発性のメモリ及び記憶手段を有し、副制御部９２ａも、ＣＰＵと揮発性のメモリ及び記憶手段を有する。

【0068】

図９は、本発明の一実施形態のオゾン水生成噴霧装置７において、制御部６３が行う制御の主制御フローを示すフロー図である。オゾン水生成噴霧装置７の電源コードがコンセントに差し込まれると、ステップＳ１で主制御フローがスタートする。次いで、ステップＳ２では、電源に接続されているかどうかがチェックされ、接続されていればステップＳ３に進み、接続されていなければステップＳ２に戻る。ステップＳ３では、電源ランプを所定時間（例えば３秒間）だけ点灯し、電源に接続されたことを使用者に表示する。次いでステップＳ４では、オゾン水生成噴霧器１が電源部６に着座しているかどうかがチェックされ、着座していればステップＳ５に進み、着座していなければステップＳ４に戻る。次いでステップＳ５では、状態を記憶する変数「ｓｔａｔｅ」に初期値０が代入される。次いでステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８では、第１生成ボタン６４ｂ、第２生成ボタン６４ｃ、電源ボタン６４ａのいずれかが押圧されたか否かがチェックされ、第１生成ボタン６４ｂが押圧されたならばステップＳ９に進み、第２生成ボタン６４ｃが押圧されたならばステップＳ１０に進み、電源ボタン６４ａが押圧されたならばステップＳ１１に進み、いずれのボタンも押圧されなかったならばステップＳ４に戻る。ステップＳ９では、変数「ｓｔａｔｅ」に値１を代入し、第１生成ランプ６５ｂを点灯状態にし、変数「ｔ_E」に第１生成処理時間（例えば２４０秒）を代入して、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１０では、変数「ｓｔａｔｅ」に値２を代入し、第２生成ランプ６５ｃを点灯状態にし、変数「ｔ_E」に第２生成処理時間（例えば１２０秒）を代入して、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１１では、電源ランプ６５ａを所定時間（例えば３秒間）だけ点灯し、終了処理を行うステップＳ１４に進む。

【0069】

ステップＳ１２では、後述するオゾン水の生成処理を行う。次いでステップＳ１３では、後述するオゾン水の生成後処理を行い、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、後述する終了処理を行い、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、主制御フローが終了する。

【0070】

図１０を参照して、ステップＳ１２の生成処理のフローについて説明する。生成処理では、所定の時間だけ原料水を電気分解して、オゾン水を生成する。その際、使用者に現在の状態をわかりやすく表示することが望ましい。ステップＳ１２ｓでは、生成処理がスタートする。次いでステップＳ２０では、タイマの時刻ｔを初期値ゼロに設定し（ｔ←０）、タイマをスタートする。次いでステップＳ２１では、異常の有無をチェックする。異常とは、電極部２の電流値の異常、温度センサが検知する温度の異常、オゾン水生成噴霧器１が電源部６に載置されていないことの検知等を意味する。異常があれば、後述するステップＳ２５のエラー終了処理へと進み、更にステップＳ１５へと進んで主制御フローを終了する。ここで、エラー終了処理は、表示ランプ６５を所定時間だけ点滅状態にしたのち、すべてのランプを消灯し、接続端子部９１のすべての端子をアースする処理である。異常がなければ、ステップＳ２２へと進む。ステップＳ２２では、電源ボタンが押圧されたか否かが判定され、ＹＥＳであればステップＳ２６へ進み、ＮＯであればステップＳ２３へと進む。ステップＳ２６では電源ランプ６５ａを所定の時間（例えば３秒間）だけ点灯して、ステップＳ２７の終了処理へと進み、更にステップＳ１５へと進んで主制御フローを終了する。ここで、終了処理は、すべてのランプを消灯し、接続端子部９１のすべての端子をアースする処理である。ステップＳ２３では、電極構造体２を通電状態にするとともに、主ランプ９２ｂを点灯状態とし、ステップＳ２４へと進む。なお、電極構造体２を通電状態にするためには、制御部６３は制御電極６２ｃを介して副制御部９２ａに制御信号を送り、副制御部９２ｃは該制御信号に基づいて、電極構造体２を通電状態にする。また、主ランプ９２ｂを点灯状態にするためには、制御部６３は制御電極６２ｃを介して副制御部９２ａに制御信号を送り、副制御部９２ａは該制御信号に基づいて、主ランプ９２ｂを点灯状態にする。副ランプ９２ｃも同様である。ステップＳ２４では、タイマの時刻ｔが変数「ｔ_E」より大きいか否かが判定される。ＹＥＳであれば、ステップＳ１２ｅに進んで生成処理が終了し、主制御フローに復帰する。ＮＯであれば、ステップＳ２１に戻る。

【0071】

図１１を参照して、ステップＳ１３の生成後処理のフローについて説明する。生成後処理では、電気分解後に、生成されたオゾン水の現在のオゾン濃度が除菌・消臭に有効な濃度であるのか否かを、使用者にわかりやすく表示することが望ましい。ステップＳ１３ｓでは、生成後処理がスタートする。次いでステップＳ３０では、上記と同様に制御部６３と副制御部９２ａの連携により、電極構造体２を非通電状態にし、主ランプ９２ｂを消灯状態とする。次いでステップＳ３１，Ｓ３２では、変数「ｓｔａｔｅ」の値が、１、２、１でも２でもない、のいずれであるかチェックされ、もしｓｔａｔｅ＝１ならばステップＳ３３に進み、もしｓｔａｔｅ＝２ならばステップＳ３４に進み、もし１でも２でもなければ、これは異常であるから、ステップＳ２５に進んで、前記エラー終了処理を行い、更にステップＳ１５へ進んで、主制御フローを終了する。ステップＳ３３では、第１生成ランプ６５ｂを消灯状態にし、変数「ｔ_G」に第１有効時間（例えば２０分）を代入してステップＳ３５へと進む。ステップＳ３４では、第２生成ランプ６５ｃを消灯状態にし、変数「ｔ_G」に第２有効時間（例えば１０分）を代入してステップＳ３５へと進む。ステップＳ３５では、タイマの時刻ｔに初期値０を代入し（ｔ←０）、タイマをスタートし、副ランプ９２ｃを点灯状態にし、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、電源ボタン６４ａが押圧されたか否かが判定される。ＹＥＳであれば、ステップＳ３９に進み、電源ランプを所定時間（例えば３秒間）だけ点灯した後に、ステップＳ１３ｅへと進み、生成後処理を終了して主制御フローへと復帰する。ＮＯであればステップＳ３７へと進む。ステップＳ３７では、タイマの時刻ｔが変数「ｔ_G」より大きいか否かが判定され、ＹＥＳ
であればステップＳ３８へと進み、ＮＯであればステップＳ３６へと戻る。ステップＳ３８では、副ランプ９２ｃを消灯状態とした後に、ステップＳ１３ｅへと進む。ステップＳ１３ｅでは、生成後処理を終了して主制御フローへと復帰する。

【0072】

＜電極構造体の構成＞ 次に、本発明の実施形態に係る電極構造体の種々の構成を説明する。図１２は、本発明の一実施形態に係る電極構造体の分解斜視図（１２Ａ）及び斜視図（１２Ｂ）であり、図１３は、図１２に示した電極構造体の上面図（１３Ａ）及び側面図（１３Ｂ）である。本実施形態において、電極構造体２は、矩形板状の陽極部材２１と、陽極部材２１に電極間隙２３を隔てて対面する断面形状がＵ字型若しくはコの字型の陰極部材２２と、陽極部材２１と陰極部材２２とで挟持された紐状絶縁スペーサ３０と、電極間隙２３のうち、紐状絶縁スペーサ３０以外の空間部分である間隙流路２４と、で構成される。本実施形態に於いては、紐状絶縁スペーサ３０は、陽極部材２１を巻回するＯリング３０ａである。Оリング３０ａは、そのいずれの部分も、容器４を載置して電気分解を行う際に、鉛直方向（鉛直方向を示す矢印４５が指し示す鉛直上方の向きを参照）と交差する方向に配向されている。特に、紐状絶縁スペーサ３０の配向方向３１（Ｏリング３０ａの最大傾斜直径の方向）と鉛直方向を示す矢印４５とがなす角θは、０°ではなく、鋭角を成している。

【0073】

図１２において、陽極部材２１を巻回するＯリング３０ａの個数は２個に限られず、１個でもよく、３個以上でもよい。また、陽極部材２１を巻回する紐状絶縁スペーサ３０は、Ｏリング３０ａでなくてもよく、螺旋状に陽極部材２１を巻回する紐３０ｂでもよい。また、紐状絶縁スペーサ３０は、必ずしも陽極部材２１の全周を隙間なく巻回する必要はなく、本実施形態の変形形態においては、電極間隙２３内の原料水４３の移動性を確保する観点から、分離した複数の円弧から構成されていてもよい。また、紐状絶縁スペーサ３０は、必ずしも陽極部材２１の全周に渡って同じ太さである必要はなく、本実施形態の別の変形形態においては、電極間隙２３内の陰極部材２２の近傍の原料水４３の移動性を確保する観点から、場所によって太さが異なる紐状絶縁材料から構成されていてもよい。
本発明の紐状絶縁スペーサ３０の材質としては、特に限定されるものではないが、フッ素樹脂、軟質フッ素樹脂、バイトンゴム、シリコンゴム、塩ビゴム、エチレンプロピレンゴム等が利用可能であり、耐食性の観点から、フッ素樹脂や軟質フッ素樹脂等が好ましい。

【0074】

図１２において、陰極部材２２には、複数の孔２７が設けられている。陰極部材２２に複数の孔を設けることにより、電極間隙２３と容器４内の原料水４３の流通を確保し、オゾンの生成反応を加速し、オゾン水４２を効率的に生成することができる。図１２において、陰極部材２２は、断面形状がＵ字型若しくはコの字型であり、その側面に開口部が１つある。なお、本発明では、図１２において陰極部材２２に孔を設けない構成も可能である。この点は、図１〜７および図１３〜１７に示す実施形態についても同様である。

【0075】

図１３において、Ｏリング３０ａで構成される紐状絶縁スペーサ３０は弾性素材からなることが好ましい。その場合、電極構造体２は、紐状絶縁スペーサ３０により巻回された陽極部材２１と、陰極部材２２との挿嵌により構成される。本形態によれば、接着剤をもちいることなく、単なる挿嵌により電極構造体２を構成でき、その構成が紐状絶縁スペーサ３０の弾性により維持されるので、構造がシンプルで製造が容易な電極構造体２を有するオゾン水生成噴霧器１を提供できる。

【0076】

本発明において、陽極部材２１を構成する素材は、導電性を有する限り特に限定されるものではないが、耐食性及びオゾン生成反応の触媒作用の観点から少なくともその表面は白金、イリジウム等の貴金属及びそれらの酸化物、又は、ニオブ酸化物、又は、タンタル酸化物、又は、カーボンを含むことが好ましい。陽極部材２１には、陽極接続突起２５が
延設されている。

【0077】

本発明において、陰極部材２２を構成する素材は、導電性を有する限り特に限定されるものではないが、発生する水素に対して脆化しないという観点から、白金族元素、ニッケル、ステンレス、チタン、ジルコニウム、金、銀、カーボン等が好ましい。陰極部材２２には、陰極接続突起２６が延設されている。

【0078】

図１４は、本発明の別の一実施形態における電極構造体２の分解斜視図（１４Ａ）、斜視図（１４Ｂ）、及び、その一変形形態の斜視図（１４Ｃ）である。本実施形態の構成は、図１２に示す実施形態と多くの点で共通であるから、相違点を中心に説明する。図（１４Ａ）及び図（１４Ｂ）に示す実施形態においては、陽極部材２１は円柱形状であり、陰極部材２２は円筒形状である。Ｏリング３０ａで構成される紐状絶縁スペーサ３０が陽極部材２１の円柱の側面を巻回している。紐状絶縁スペーサ３０は、陽極部材２１と陰極部材２２の間に挟持されており、その配向方向は鉛直方向と交差する方向である。図（１４Ｃ）は、本実施形態の変形形態を示す。本変形形態においては、陽極部材２１を構成する貴金属等の使用量を節減する観点から、陽極部材２１は円筒形状をなしている。なお、陽極部材２１を巻回するＯリング３０ａの個数は２個に限られず、１個でもよく、３個以上でもよい。また、陽極部材２１を巻回する紐状絶縁スペーサ３０は、Ｏリング３０ａでなくてもよく、螺旋状に陽極部材２１を巻回する紐３０ｂでもよい。また、紐状絶縁スペーサ３０は、必ずしも陽極部材２１の全周を隙間なく巻回する必要はなく、本実施形態の変形形態においては、電極間隙２３内の原料水４３の移動性を確保する観点から、分離した複数の円弧から構成されていてもよい。また、紐状絶縁スペーサ３０は、必ずしも陽極部材２１の全周に渡って同じ太さである必要はなく、本実施形態の別の変形形態においては、電極間隙２３内の陰極部材２２の近傍の原料水４３の移動性を確保する観点から、場所によって太さが異なる紐状絶縁材料から構成されていてもよい。

【0079】

図１５は、本発明の更に別の一実施形態に係る電極構造体２の分解斜視図（１５Ａ）及び斜視図（１５Ｂ）である。本実施形態の構成は、既述の実施形態と多くの点で共通であるから、相違点を中心に説明する。本実施形態は、図１２に示した実施形態と陰極部材２２の構造のみが異なる。本実施形態において、陰極部材２２は２枚の分離した板からなり、これら２枚の板が、紐状絶縁スペーサ３０により巻回された陽極部材２１を挟持することにより電極構造体２が構成される。電極構造体２を構成する各部材は、接着、融着、締着等により互いに固定される。図１５において、陰極部材２２は２枚の分離した板からなり、その側面に開口部が２つあるから、電極間隙２３に外部から出入りする原料水４３の移動の自由度が大きい。そのため、電極構造体２の外部から原料水４３を電極間隙２３内に効率的に導くことができ、又、生成したオゾン水４２を電極間隙２３内から電極構造体２の外部へと効率的に送り出すことができるので、オゾン水を効率的に生成することができる。

【0080】

図１６は、本発明の更に別の一実施形態に係る電極構造体２の斜視図である。本実施形態の構成は、既述の実施形態と多くの点で共通であるから、相違点を中心に説明する。本実施形態は、図１２に示す実施形態の変形形態である。図１６において、電極構造体２は、ｎを２以上の整数として、紐状絶縁スペーサ３０により巻回されたｎ枚の板状の陽極部材２１が、ｎ個の凹部をもつ板状の陰極部材２２の凹部にそれぞれ挿嵌されて構成されている。ｎが２の場合には、陰極部材の断面形状は「ｍの字型」である。本実施形態においては、オゾン生成反応の起きる陽極部材２１の表面積が大きくなるので、オゾン水を効率的に生成することができる。

【0081】

図１７は、本発明の更に別の一実施形態に係る電極構造体２の斜視図である。本実施形態の構成は、既述の実施形態と多くの点で共通であるから、相違点を中心に説明する。本
実施形態は、図１５に示す実施形態の変形形態である。図１７において、電極構造体２は、ｎを２以上の整数として、紐状絶縁スペーサ３０により巻回されたｎ枚の板状の陽極部材２１が、（ｎ＋１）枚の板状の陰極部材２２の間に挿嵌され、接着、融着、締着等により各部材が互いに固定されて構成されている。本実施形態においては、オゾン生成反応の起きる陽極部材２１の表面積が大きくなるので、オゾン水を効率的に生成することができる。

【0082】

図１８は、本発明の実施形態において、板状の陽極部材２１に紐状絶縁スペーサ３０を巻回する種々の仕方を示す説明図である。
図（１８Ａ）に示す陽極部材２１は、陽極接続突起２５を除く部分が長方形形状で、２輪のＯリング３０ａからなる紐状絶縁スペーサ３０が巻回され、鉛直方向を示す矢印４５と紐状絶縁スペーサ３０の配向方向３１とのなす角度θは、θ＝６０°である。
図（１８Ｃ）に示す陽極部材２１は、図（１８Ａ）と同じ陽極部材に、２輪のＯリング３０ａからなる紐状絶縁スペーサ３０が巻回されて水平方向に配向され、前記角度θがθ＝９０°である。
図（１８Ｄ）に示す陽極部材２１は、図（１８Ａ）と同じ陽極部材に、２輪のＯリング３０ａからなる紐状絶縁スペーサ３０が巻回されて鉛直方向に配向され、前記角度θがθ＝０°である。
図（１８Ｂ）に示す陽極部材２１は、図（１８Ａ）と同じ陽極部材に、紐からなる紐状絶縁スペーサ３０が螺旋状に巻回されて、鉛直方向と６０°の角度をなす方向に配向され、前記角度θがθ＝６０°である。

【実施例】

【0083】

図５に示すように、本発明においては、容器４の内底面４６に凹盆部４８を設け、凹盆部底面４８ａに電極構造体２を立設することにより、容器４内の原料水の対流を促し、凹盆部４８を設けない従来技術の場合と比べて、生成するオゾン水の濃度を高くすることができる。他の条件を一定に保ちつつ、内底面４６に凹盆部４８がある場合とない場合とで、生成するオゾン水の濃度を比較する実験を行った。

【0084】

＜実施例：凹盆部を設けた場合＞
図（１８Ｃ）に示すように、陽極部材２１の陽極接続突起２５を除く部分が長方形形状で、長方形の２辺の長さが１４ｍｍと２２ｍｍであり、厚みが１．０ｍｍの白金製の陽極部材２１に、太さ２．０ｍｍの２輪のＯリング３０ａからなる紐状絶縁スペーサ３０を巻回して、鉛直方向と９０°の角度をなす方向に配向させた。この、紐状絶縁スペーサ３０を巻回した陽極部材２１を、図１２に示す断面形状がＵ字型をなす陰極部材２２に挿嵌して電極構造体２を構成した。厚み０．６ｍｍのチタン製の陰極部材２２は、陰極接続突起２６を除いて、正面視において長方形形状であり、長方形の２辺の長さは１５ｍｍと２３ｍｍである。また、陰極部材２２の側面視における幅は５ｍｍである。陰極部材２２は多数の孔２７を有する。この電極構成体２を、図１に示す透明な容器４の容器底板４９の平坦な上底面４６に設けた凹盆部４８の凹盆部底面４８ａの中央に立設した。容器４は、内直径５０ｍｍ、高さ８０ｍｍの円筒形状であり、満杯時の容積は１．６×１０²ｍＬである。凹盆部４８は平面視において長方形状であり、長方形状の凹盆部底面４８ａとその周囲を囲う鉛直な凹盆部斜面４８ｂからなり、長方形の２辺の長さは１９ｍｍと９ｍｍである。また、鉛直な凹盆部斜面４８ｂの高さは５ｍｍである。容器４内に１１５ｍＬ（実施例１：第１水位線４３ｂに対応）又は８０ｍＬ（実施例２：第２水位線４３ｃに対応）の原料水４３を投入して電極構造体２を水面下に浸漬させたのち、水温を調整して、水温が２０℃になった状況が確認できたら、陽極部材２１と陰極部材２２の間に１２Ｖの定電圧を２４０秒（実施例１）又は１２０秒（実施例２）の間、印加して電気分解を行った。その間、電流値は約１．０Ａであった。水温を２０℃に保ちつつ、電気分解の終了から５分経過後ただちに、容器４内の原料水４３（及びオゾン水４２）を洗浄されたビーカーに移
し、パックテスト（協立理化学研究所製、オゾンＷＡＫ−Ｏ３）を用いてオゾン濃度を測定した。実験を５回繰り返して、５回分の測定の平均値をオゾン濃度の測定値とした。オゾン濃度の測定値は１．８ｍｇ／Ｌ（実施例１）及び１．１ｍｇ／Ｌ（実施例２）であった。なお、原料水４３としては、硬度及びＴＤＳ値が全国水道水の平均値に近く、かつ、ほぼ一定であることが確認できた市販のミネラルウォーター（ボルヴィック、キリン株式会社）を用いた。

【0085】

＜比較例：凹盆部を設けない場合＞
実施例と同様に電極構造体２を構成し、図１に示す透明な容器４の容器底板４９の平坦な上底面４６の中央に立設した。上底面４６に凹盆部は設けなかった。他の条件は実施例１及び２と全く同じに揃えて、電気分解によるオゾン水の生成とオゾン濃度の測定を行った。容器４内に１１５ｍＬ（比較例１：第１水位線４３ｂに対応）又は８０ｍＬ（比較例２：第２水位線４３ｃに対応）の原料水４３を投入して、同様に２４０秒（比較例１）又は１２０秒（比較例２）の間、電気分解を行い、電気分解終了の５分後にオゾン濃度を測定した。電気分解中は１２Ｖの定電圧を加え、電流値は約１．０Ａであった。５回分の測定の平均値をオゾン濃度の測定値とした。オゾン濃度の測定値は０．６ｍｇ／Ｌ（比較例１）及び０．４ｍｇ／Ｌ（比較例２）であった。

【0086】

実施例１、２において測定されたオゾン濃度は、比較例１、２のそれぞれ約３倍であった。電気分解中に、容器４内の原料水４３に生じる対流を目視によって確認すると、比較例１で生じる対流は実施例１に比べて明らかに弱く、かつ電極構造体２の付近に局在して小規模であった。同様に、比較例２で生じる対流も実施例２に比べて明らかに弱く、かつ電極構造体２の付近に局在して小規模であった。容器４の内底面４６に凹盆部４８を設け、凹盆部底面４８ａに電極構造体２を立設することで、容器４内の原料水の対流が促進され、電気分解により効率的にオゾンが生成され、生成されるオゾン水のオゾン濃度を約３倍に高めることが可能であることがわかった。

【0087】

＜安全性の検証＞ 実施例１において生成した温度２０℃のオゾン水を、室温２５℃の１ｍ³の空間内で噴霧機構５を手で把持してレバー５４を回動させることにより１０回噴霧した後の空間オゾン濃度を計測した。５回実験してその平均値を求め、下表に示す結果を得た。噴霧１回当たりのオゾン水の吐出量は約０．４ｍＬである。
オゾン水の生成完了からの時間 空間オゾン濃度（ｐｐｍ）
（噴霧前） ０．００２５０
０分後（生成完了直後） ０．００６２５
１分後 ０．００８７５
１５分後 ０．００５００
３０分後 ０．００２５０
高濃度のオゾンは人体に有害であるが、本発明のオゾン水生成噴霧器においては、ミスト状にして噴霧することでオゾン濃度は低くなり、空間オゾン濃度は０．０１ｐｐｍ以下の安全値となることがわかった。

【0088】

＜除菌効果の検証＞
実施例１において生成した温度２０℃のオゾン水を、生成完了から１分後にプレパラート上の対象菌に滴下し、１５秒後の生菌数を光学顕微鏡で調べた。その結果、対象菌の９９％が除菌されていることが確認できた。対象菌は、サンプル家庭の台所やトイレから採取した。

【0089】

＜消臭効果の検証＞
実施例１において生成した温度２０℃のオゾン水を、生成完了から５分後に、室温２０℃のもとで気体状の悪臭物質と空気を封入した体積１０Ｌの袋に、噴霧機構５を手で把持
してレバー５４を回動させることにより１０回噴霧し、噴霧前及び１０分後の濃度をガスクロマトグラフで計測して消臭率を計算した。５回実験してその平均値を求め、下表に示す結果を得た。なお、イソ吉草酸は体臭の原因物質の１つである。
悪臭物質 １０分後の消臭率
イソ吉草酸 ８４．６％
酢酸 ８０．０％
アンモニア ４５．０％
イソ吉草酸、酢酸、及びアンモニアは、トイレや靴箱の臭い、ペット臭、体臭、タバコや車の臭い、衣服、家具、ソファやカーテンなどの悪臭の原因物質である。
本発明のオゾン水生成噴霧器により生成されたオゾン水（電解水）を噴霧することで、これらの悪臭に対して、消臭効果が発揮されることがわかった。

【0090】

本発明は、上記の実施形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々の組合せ、変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含するものであることは云うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0091】

本発明は、容器の内底面に凹盆部を設け、凹盆部底面に電極構造体を立設することで容器内の原料水に生じる対流を制御し、該対流を促進してオゾンの生成反応を促し、家庭で利用できる安価かつ簡易で高効率なオゾン水の生成方法、生成噴霧器、及び生成噴霧装置を提供するものである。容器の内底面の形状を工夫することで容器内の原料水に生じる対流を制御し、オゾンの生成効率を向上させるという技術的思想は従来技術には見られない新規なものである。本発明に係るオゾン水の生成方法、生成噴霧器及び生成噴霧装置は、家庭において個人が手軽に利用可能であり、電器製品の製造及び販売に係る業界において広く利用できるものである。

【符号の説明】

【0092】

１ オゾン水生成噴霧器 ２ 電極構造体
４ 容器 ５ 噴霧機構
６ 電源部 ７ オゾン水生成噴霧装置
９ 回路室 ２１ 陽極部材
２２ 陰極部材 ２３ 電極間隙
２４ 間隙流路 ２５ 陽極接続突起
２６ 陰極接続突起 ２７ 孔
２８ 電極構造体支持枠 ２８ａ 支持枠開口部
２８ｂ 支持枠上部部材
２９ 電極構造体保持板 ３０ 紐状絶縁スペーサ
３０ａ Оリング ３０ｂ 紐
３１ （紐状絶縁スペーサの）配向方向を示す矢印
４ａ 容器側壁 ４ｘ 注水口
４２ オゾン水 ４２ａ 水面
４３ 原料水 ４３ｂ 第１水位線
４３ｃ 第２水位線 ４５ 鉛直方向を示す矢印
４６ 内底面 ４６ｇ 溝
４７ 内側面 ４８ 凹盆部
４８ａ 凹盆部底面 ４８ａ２ 第２の凹盆部底面
４８ｂ 凹盆部斜面 ４９ｂ２ 第２の凹盆部斜面
４９ 容器底板 ４９ａ 容器底板開口部
４９ｂ 容器底板凸部 ４９ｚ ネジ穴
５ｘ スプレーキャップ ５ｙ 矢印
５ｚ 回転矢印 ５１ ヘッド部
５１ａ ヘッド部カバー ５２ チューブ
５３ ノズル ５４ レバー
５４ａ レバ―ロック ６１ ＡＣ−ＤＣアダプタ
６１ａ 電源コード
６２ 電極部 ６２ａ プラス電極
６２ｂ マイナス電極 ６２ｃ 制御電極
６３ 制御部
６４ 操作ボタン ６４ａ 電源ボタン
６４ｂ 第１生成ボタン ６４ｃ 第２生成ボタン
６５ 表示ランプ ６５ａ 電源ランプ
６５ｂ 第１生成ランプ ６５ｃ 第２生成ランプ
６６ 電源部凸部
８１ 上昇水流 ８２ 下降水流
８２ａ 凹盆部下降水流 ８２ｂ 底部水流
９１ 接続端子部 ９１ａ プラス端子
９１ｂ マイナス端子 ９１ｃ 制御端子
９２ プリント基板 ９２ａ 副制御部
９２ｂ 主ランプ ９２ｃ 副ランプ
９２ｚ ネジ穴 ９４ 介装リング
９５ 回路室側壁 ９６ 回路室底板
９６ａ 回路室底板凸部 ９６ｚ ネジ穴
Ｃ１，Ｃ２ 曲線

【要約】

【課題】容器の内底面の形状を工夫して、原料水に生じる対流を制御することで、家庭で利用できる簡易なオゾン水の生成方法、生成噴霧器、及び生成噴霧装置を提供する。
【解決手段】原料水４３を貯留するための容器４と、容器４内の原料水４３を電気分解してオゾン水４２を生成するための電極構造体２と、オゾン水４２を噴霧するための噴霧機構５と、を備え、容器４の内底面４６は下方に凹んだ凹盆部４８を有し、凹盆部４８は、凹盆部底面４８ａとその周囲を囲う凹盆部斜面４８ｂとで構成され、容器４内の凹盆部底面４８ａに電極構造体２が立設されているオゾン水生成噴霧器１であり、原料水４３が凹盆部斜面４８ｂを凹盆部底面４８ａに向かって流れ下る下降水流を生じさせて容器４内の原料水４３の対流を促進し、電極構造体２に原料水４３を供給して、電気分解によるオゾン生成反応を進行させ、生成されるオゾン水４２のオゾン濃度を高くする。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】