JP6770514B2 - オゾンの安全供給システム及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、広く言えば、オゾン発生器の分野に関するものである。具体的には、個人衛生から表面サニテーションに至る幅広い用途において効果的且つ安全に利用できるオゾン及びオゾン富化（オゾンリッチ、ｏｚｏｎｅ−ｒｉｃｈ）液体のオンデマンド生成に係るものである。

オゾンが「注入された」液体は、「オゾン処理液」や「オゾン富化溶液」としても知られ、その液体内のオゾンが適切な濃度で適切に分散していることを条件として、消毒剤として表面の公衆衛生のために、皮膚の異常や傷のトポロジー治療のために、一般の健康維持のために、歯科医療用途及び医療用途の両方での感染の治癒プロセスを促進するために、有用である。しかしながら、気体のオゾン又は液体に溶け込ませたオゾンの医療及び歯科医療への適用における健康性及び安全性に関する懸念があるため、オゾンは汚染物質や副産物を含んではならなく、そのため、オゾンは純酸素から作られなければならない。

このことは、従来、例えばＨｅａｌＯｚｏｎｅ（登録商標）の商品において、周囲空気に存在する不純物を含まない医療グレードの酸素容器を利用したり、或いは、電気装置によって、それに収容された純酸素から周囲空気に存在する不純物や湿気を分離して局所的に酸素を生成することのより実現されている。これらの従来の提案は、いずれも欠点を有する。前者は、酸素容器の輸送、保管及び取り扱いを必要とし、適切な圧力、熱及びスパークの条件を厳密に制御できない場合に（例えば、通常の住宅内で）安全性の問題が生じることがあり、実際、民間航空機内では酸素容器は禁止されている。後者は、大型で騒々しいエアポンプに基づく構成要素を必要とするため、エネルギーを消費し、（再び、例えば通常の住宅内で）装置の小型化及びその設置の両方の可能性を制限し、採用される機械構成要素の製造費用及び整備費用が生じる。

また、医療グレードのオゾンの出力が必要とされていない場合（表面公衆衛生用等）においても、純酸素源が採用されないと、実質的なオゾンを妥当な速度（すなわち１時間当たりのグラム数）で生成するためには、特許文献１（ＭＩＮＮＩＸ）において「その間、酸素（Ｏ_２）は乾燥器５７に進入し、そこでオゾン（Ｏ_３）への変換の準備のために乾燥させられる。乾燥させた酸素（Ｏ_２）は、乾燥させた酸素（Ｏ_２）からオゾン（Ｏ_３）を生成するオゾン発生器５６へと流れる。」と記載されているように、又は同様に特許文献２（Ｏ’ＢＲＩＥＮ）における浄水用システムの請求項１に「…（ｃ）前記オゾン発生器を通過する前の周囲空気を冷却し、その後乾燥させる手段」と記載されているように、扱いにくい従来の電気式の空気「乾燥器」を、除湿に使用しなければならないことがある。

医療目的又は歯科医療目的で気体オゾンを直接使用すると、例えば特許文献３（ＣＵＲＯＺＯＮＥ）に開示されているように、意図しない組織及び臓器がオゾンガスに曝しされることを防止するという環境課題、及びオゾンが制御されずに一般環境に放出されることによる環境被害を生じさせる。そのため、ＣＵＲＯＺＯＮＥは「ハンド部品に取り付けられ、ガスを受容し、歯の選択された領域をガスに曝すカップが設けられる。カップは、選択された領域の周囲の歯と封止可能に係合してガスがそこを通過して漏出することを防止する弾性縁部を含んでもよい。」、「これについて、歯との間の封止係合を越えて漏出するには不十分な圧力で、ガスをカップチャンバ内外へ循環させるように、オゾン及び吸引ポンプを規制する制御部が設けられてもよい。」と教示している。しかしながら、このようなオゾン漏出の防止対策は、専門的用途のシーラント及び高整備の吸引ポンプに依存しており、これらは技術的（騒音、物理的体積、整備、使い易さ）にも、そして最終的には経済的にも、居住環境での素人による使用よりも、専門的な環境（歯科医業等）に適している。

オゾンは、液体にオゾンを注入することで、公衆衛生、医療及び歯科医療での用途に用いることができる。オゾン処理液はほとんどの場合オゾンをその内部に閉じ込めており、簡単には吸引されない（気体オゾンは呼吸器系に炎症や損傷を引き起こすことがある）。そのため、オゾン処理液の適用は、注入プロセスや注入された液体の一時的な保管の間に生成されるオゾン排気ガスを封じ込めるか分解することを条件に、「健康性及び安全性」のリスクを大きく低減し、家庭機器での使用に適している。

一方におけるオゾン処理液の適用の有効性と、他方における適用の安全性との間のバランスを確保するために、供給されたオゾン処理液内のオゾン濃度を制御しなければならない。特許文献４（ＨＥＳＫＥＴＨ）には、「液体リザーバと、リザーバと連通し、オゾン発生器の排水口に、且つ、流体がリザーバからオゾン発生器へと通過し通路を通ってリザーバへ戻るようにループするよう流体を循環させるポンプに接続可能な供給通路と、…とを備えるオゾン処理液を供給する装置」において「一定時間この閉鎖ループ内で水を循環させることによって、リザーバ１６内のオゾン濃度を次第に上昇させ、比較的高い濃度を実現することができる」と記載されている。また、ＨＥＳＫＥＴＨは更に「オゾンを確実に適切な濃度とするには何らかの制御手段が必要とされる」と記載しており、続いて「これは、ポンプ３６及びオゾン発生器を、選択した時間だけ作動させるタイマーによって簡潔に実現されてもよい」或いは「例えばリザーバ１６内に取り付けられたセンサ（不図示）により実現できるが、オゾン濃度を積極的に監視する」と提示している。同様に、ＭＩＮＮＩＸは「生成したオゾンの量は、水中で検知されたオゾンの量に応じて調節されてもよい」と教示しており、同じく、特許文献５（ＯＴＲＥ ＡＢ）のオゾン水を調製及び使用する方法及び装置における請求項１でも、「前記容器（６０）内の前記水のオゾン濃度を測定するオゾン測定手段（５１）」と教示している。

更に、ＨＥＳＫＥＴＨは、構成要素である「比較的高価なオゾン発生器」によって、移動性及び費用対効果を妨げないように、「オゾンが充填されるように流体１８（通常は水）を、オゾン発生器を介して循環させる…ユニット１０は、オゾン発生器から分離させることができ、使用場所（病棟等）に運ぶことができる。」とし、これにより、単一のオゾン発生器で複数のオゾン処理液供給ユニットの使用を可能としている。実際、ＨＥＳＫＥＴＨは、特許文献６（ＧＯＯＤＬＥＹ）に記載されている洗浄・殺菌装置と比較して、費用対効果的且つ技術的な利点としての搭載型オゾン発生器の不足を挙げている。ＨＥＳＫＥＴＨ及びＧＯＯＤＬＥＹのいずれも、オゾン濃度を上昇させるために時間をかけて液体を循環させることに依然として依存しているが、ＧＯＯＤＬＥＹは、「オゾン濃度を上昇させるために、保持タンクからベンチュリを介して水及びオゾンの混合物を再循環させる再循環システム」を教示している。同じく、ＭＩＮＮＩＸは、「その後オゾンは、オゾンを含む未殺菌の水を注入してオゾン処理（無菌）水を作るベンチュリ３４に送られる。このオゾン処理水はその後ベンチュリ３４からパイプ５２を通って保持タンク３８へと流れる。オゾン処理水は、保持タンク２８からパイプ５４を通ってポンプ２４へと引き戻され、オゾンの超注入（ｓｕｐｅｒ−ｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ）のためにベンチュリ３４に再循環させるか、或いは蛇口３２に放出される。」として、オゾン濃度の上昇又は「超注入」と称されるものを実現する手段として、再循環を教示している。

米国特許出願公開第２００５／２３６３３８号明細書 米国特許第４６１９７６３号明細書 欧州特許第１３３５６８０号明細書 英国特許第２０１２／０５１５０２号明細書 米国特許第６５８５８９８号明細書 米国特許第６２７９５８９号明細書

すなわち、「搭載」加圧純酸素を医療グレードオゾンの原料ガスとする従来の使用に伴う輸送、保管及び取り扱いに関する安全性の問題を克服する、医療グレードオゾンに曝すことによる医学的及び歯科医学的な利点をもたらすシステム及び方法を提供することが長年求められている。更に、搭載型酸素発生器又は空気分離器を医療グレード酸素の原料ガス提供器とする従来の使用に伴う非実用的な体積、騒音、整備及び費用を克服する、医療グレードオゾンに曝すことによる医学的及び歯科医学的な利点をもたらすシステム及び方法を提供することが、長年求められている。また、空気乾燥器又は空気冷却器の従来の使用に伴う非実用的な嵩張り、騒音、費用及び整備の無い、効果的な量又は濃度のオゾンに領域及び表面を曝して衛生及びサニテーション効果をもたらすシステム及び方法を提供することも長年求められている。また、従来の気体オゾン供給システムにおける非実用的な嵩張り、騒音、費用、整備、専門的な基礎構造及び専門的な操作の無い、オゾンに領域及び表面を制御的に曝して医学的、歯科医学的、衛生的及びサニテーション効果をもたらすシステム及び方法を提供することも長年求められている。また、液体内のオゾンを適切な濃度にするために、オゾンを液体に注入する手段によって液体を繰り返し循環させること、又は繰り返しオゾンを液体に注入することといった、時間がかかり、非実用的で、重整備で、費用がかかる利用を克服する、オゾン富化溶液に領域及び表面を制御的に曝して医学的、歯科医学的、衛生的及びサニテーション効果をもたらすシステム及び方法を提供することも長年求められている。更に、液体に接触して設置されたセンサの従来の使用がもたらす、信頼性、設置及び整備の困難を克服する、特定用途に適切な特定の濃度のオゾン富化溶液に領域及び表面を制御的に曝して医学的、歯科医学的、衛生的及びサニテーション効果をもたらすシステム及び方法を提供することが長年求められている。更に、素人が従来の制御パネル手段に向かって特定の濃度に手動で設定する際にしばしば起きる混乱、及び、誤ってシステムを意図しない設定に操作したり、望まない或いはむしろ有害な濃度のオゾン富化溶液を連続して供給したりするリスクを回避する、特定用途に適切な特定の濃度のオゾン富化溶液に領域及び表面を制御的に曝して医学的、歯科医学的、衛生的及びサニテーション効果をもたらすシステム及び方法を提供することが長年求められている。また、非専門的な場における非専門的な使用者に、効果的な量又は濃度のオゾンを安全に供給することが可能な装置の提供を典型的に制限している操作の複雑さ並びに重整備、費用及び安全性の問題を回避する、嵩張らず目立たない寸法の装置において、気体オゾン又はオゾン富化溶液のサニテーション、衛生的、歯科学的及び医学的利益をもたらすシステム及び方法を提供することも長年求められている。

家庭的環境において、オゾン及びオゾン富化溶液を安全に生成する装置のための方法、システム及び他の手段が提供される。

本発明の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムにおいて、所定量の酸素を化学的に生成するように構成された少なくとも１つの使い捨てカプセルであって、酸素の生成を開始するように操作されるようになっている使い捨てカプセルと、この所定量の酸素からオゾンを生成するオゾン発生器であって、カプセルに流体連通されているオゾン発生器とを備える家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、必要な量のオゾンを生成するために使用者が適切な使い捨てカプセルを選択できるように、様々な所定量の酸素を含む複数の使い捨てカプセルが利用可能になっている家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、オゾン発生器への酸素の流れが維持されている限りオゾン発生器が作動するようになっている家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、酸素の化学的な生成を開始させるユーザインタフェースを更に備える家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、使い捨てカプセルとオゾン発生器との間に位置付けられたセンサを更に備え、センサは、酸素の流れを感知するように構成され、それにより前記オゾン発生器への電力を制御するようになっている家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、酸素が使い捨てカプセルからオゾン発生器へと流れるようにカプセルを操作するように構成された収容部にカプセルが収容されるようになっている家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、前述のオゾン発生器は、コロナ放電電極、低温プラズマ、紫外光、真空紫外光、又はこれらの組み合わせを備えるオゾン発生器の群から選択される家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、オゾン発生器からのオゾンを溶解および拡散させてオゾン富化液体を作製するための液体を入れる容器を更に備える家庭用システムを提供することである。

本発明の他のる目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、が所定の体積を有して、オゾン富化溶液のオゾン濃度を制御するようになっている家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、オゾン富化溶液は液体噴射部から分注されるようになっている家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、容器からの過剰気体オゾンはフィルタ内で分解され、その結果生じた酸素がフィルタから環境に排出されるようになっている家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、少なくとも１つのレベルセンサが容器に設けられ、液体を所望の範囲に維持するようになっている家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、オゾン発生器は、不稔性電極を有して構成されたコロナ放電オゾン発生器であって、オゾンは医療グレードである家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、少なくとも１つの使い捨てカプセルは再利用可能である家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、使い捨てカプセルが、それぞれに化学成分が備えられた少なくとも２つの区画と、少なくとも２つの区画分離する少なくとも１つの不浸透性バリアであって、その破裂によって化学成分同士が反応して酸素を生成できるようになっている不浸透性バリアと、不浸透性バリアを破裂させる槍部と、生成された酸素を使い捨てカプセルから放出するための少なくとも１つの開口部とを備える、家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、使い捨てカプセルとオゾン発生器との間にフィルタを更に備える家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、フィルタが、選択膜、ガス洗浄器又はこれらの組み合わせを含むフィルタの群から選択される家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、フィルタの飽和を表示する監視表示部を更に備え、監視表示が、フィルタを直接見るための透明な窓、センサに流体連通された音響又は可視表示部、又はこれらの組み合わせを備える表示部の群から選択される家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾンを安全に生成および供給するための家庭用システムであって、家庭用システムは、サニテーション、衛生、歯科医療、医療又はこれらの組み合わせを含む用途の群から選択された用途のためのものである家庭用システムを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾン発生器で使用される所定量の酸素を化学的に生成するための使い捨てカプセルにおいて、それぞれに化学成分が備えられた少なくとも２つの区画と、少なくとも２つの区画を分離する少なくとも１つの不浸透性バリアであって、その破裂によって化学成分が反応して酸素を生成できるようになっている不浸透性バリアと、酸素の収集を可能にする封止された開口部と、不浸透性バリアを破裂させる槍部とを備える使い捨てカプセルを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾン発生器で使用される所定量の酸素を化学的に生成するための使い捨てカプセルであって、槍部はカプセルの一端部と流体的に接続され、この一端部は、槍部を通って不浸透性バリアへと向かう、カプセルの外部操作を行うことができるように構成された使い捨てカプセルを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾン発生器で使用される所定量の酸素を化学的に生成するための使い捨てカプセルであって、封止された開口部にガス選択を更に備える使い捨てカプセルを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾン発生器で使用される所定量の酸素を化学的に生成するための使い捨てカプセルであって、酸素のその所定量を示すために印が付けられた使い捨てカプセルを提供することである。

本発明の他の目的は、オゾン発生器で使用される所定量の酸素を化学的に生成するための使い捨てカプセルであって、安全手段として圧力開放弁が設けられた使い捨てカプセルを提供することである。

本発明の他の目的は、特定の量のオゾンを現場で安全に生成および供給する方法において、酸素によるオゾン発生器を提供する段階と、所定量の酸素を化学的に生成するように構成された使い捨てカプセルを装填する段階と、所定量の酸素の生成を開始する段階と、オゾンを生成して供給できるように、カプセルからの所定量の酸素を、酸素を生成しオゾン発生器に流す段階とを含む方法を提供することである。

本発明の他の目的は、特定の量のオゾンを現場で安全に生成および供給する方法であって、使い捨てカプセルは、それぞれに化学成分が備えられた少なくとも２つの区画と、少なくとも２つの区画を分離する少なくとも１つの不浸透性バリアであって、その破裂によって化学成分が反応して酸素を生成できるようになっている不浸透性バリアと、酸素の収集を可能にする封止された開口部と、不浸透性バリアを破裂させる槍部とを備え、酸素が流れるように開口部を操作する段階を更に含む方法を提供することである。

本発明の他の目的は、特定の量のオゾンを現場で安全に生成および供給する方法であって、オゾン富化溶液を作製するために、拡散器を通ってオゾンを液体へ流す段階を更に含む方法を提供することである。

本発明の他の目的は、特定の量のオゾンを現場で安全に生成および供給する方法であって、液体噴射部を介してオゾン富化溶液を分注する段階を更に含む方法を提供することである。

本発明の他の目的は、特定の量のオゾンを現場で安全に生成および供給する方法であって、溶液に溶解していない又は注入されていないオゾンを分解する段階を更に含む方法を提供することである。

本発明の他の目的は、特定の量のオゾンを現場で安全に生成および供給する方法であって、流量センサによって酸素の流れを監視する段階を含む方法を提供することである。

以下、本発明及びその実施をより理解できるよう、添付の図面を参照し、非限定の例示のみによって複数の具体例を説明する。

オゾンを安全に生成し供給する家庭用システムの好適な具体例の概略作動図。 使い捨てカプセルの好適な具体例の側面図。 図２ａに示す使い捨てカプセルの好適な具体例の断面図。 カプセル収容機構の好適な具体例の側面図。 図３ａに示すカプセル収容機構の好適な具体例の断面図。 オゾン注入システムの好適な具体例の断面図。 オゾン注入システムの他の好適な具体例の上面図。 オゾン注入システムの他の好適な具体例の断面図。 ガス洗浄器であるフィルタの好適な具体例の上面図。 図６ａに示すフィルタの側面図。 図６ａに示すフィルタの断面図。 特定の量のオゾンを現場で安全に生成し供給する方法の好適な具体例のフローチャートを示す。 オゾンを安全に生成し供給する家庭用システムの他の好適な具体例の概略作動図。

以下、いずれの当業者にも本発明が利用できるように、発明者によって検討された本発明を実行するための最良の形態を、本発明の全ての章に沿って説明する。しかしながら、本発明の包括的な原理は、オゾンを安全に生成し供給する家庭用システムの提供と具体的に規定されているため、当業者にとっては様々な変形例が明らかであろう。

本発明の装置及び方法は、以下の多数の技術的利点を有する。
物理的寸法の低減を可能とする。
危険の無い保管、輸送及び設置を可能とする。
素人によるリスクの無い操作を可能とする。
騒音公害を軽減する。
エネルギー消費を低減する。
構成要素を削減することにより製造費用及び整備費用を削減する。
使い易さを提供する。
オゾン処理液内のオゾンを用途に適した量又は濃度にすることを容易に実現する。

本発明の更なる特徴及び利点は、以下の図面及び説明から明らかとなろう。

以下、「オゾン発生器」という用語は、コロナ放電、低温プラズマ、紫外光、真空紫外光又はこれらの組み合わせを含む群から選択される技術を利用する任意のオゾン生成手段を指す。

以下、「コロナ放電オゾン発生器」という用語は、酸素をオゾンに変換するために放電を利用する技術を指す。

以下、「電極」という用語は、放電を生じさせる手段を指す。

以下、「不稔性電極」という用語は、酸素及びオゾンに耐性をもつ材料（ガラス等）に包まれており、オゾンに曝されることやコロナの影響を受けやすいために腐食することがなく、放電に酸素が曝されると起きる反応によってオゾン以外の副産物を生じない電極を指す。

以下、「家庭用」という用語は、非専門的な使用者による家庭内での安全な保管、設置及び使用に適した、適度な寸法の電気機器を指す。「家庭用」は、非専門的な使用者による家庭での操作に適しているが、この用語は、当業者による屋外又は専門的な場への機器の適用の再構築を制限するものと解釈されるべきではない。

以下、「安全な」又は「安全性」という用語は、設置、取り扱い、環境条件、保管、使用、能動的被害の防止、受動的被害の防止又はこれらの組み合わせを含むリストから選択され、装置の完全性、その動作、その整備、それが作る生産物、及び最終的には上記のいずれかがその使用者又は操作者に提示しうるリスクに関する、健康性及び安全性の問題の様々な態様を区別なく指す。

以下、「オゾン処理液」、「オゾン注入液体」及び「オゾン富化溶液」という用語は、液体に気体オゾンを拡散させることでオゾンが注入された、通常は水である液体を区別なく指す。出来上がった液体は、溶存オゾンおよびオゾン気泡を含む。

以下、「医療グレード」という用語は、開放創への適用、トポロジー的適用、注射、吸入、経口摂取、表面サニテーション又はこれらの組み合わせからなる群から選択される適用形態に薬品が承認されていることを規定する、地政学に付随する一連の医療基準又は歯科医療基準の、少なくとも１つを指す。

以下、「医療グレードオゾン」という用語は、オゾン生成プロセスの間に生成される、汚染物質や副産物を含まない気体オゾンを指す。

以下、「過剰オゾン」という用語は、液体にオゾンを注入するプロセスやオゾン富化溶液の一時的な保管における副産物を指す。従って、「過剰オゾン」は、環境に漏出するのを防止するために、必ず封じ込めたり分解したりしなければならない。

以下、「オゾンフィルタ」という用語は、オゾン排気ガスを無害な酸素に分解する手段を指す。

以下、「コンピュータプロセッサ」という用語は、センサからデータを受信したり、装置若しくはシステム又はそのパーツの電動操作を電気的制御したりすることが可能なコンピュータ処理手段を指す。

以下、「ユーザインタフェース」という用語は、装置、システム又はそのパーツを監視・制御する手段を指す。

以下、「可視表示」という用語は、透明な窓、光、電球、信号、書面のメッセージ又はこれらの組み合わせからなる群から選択される可視手段による使用者への表示を指す。

以下、「液面センサ」という用語は、容器内の液体の体積を判断する手段を指す。

以下、「ガス洗浄器」という用語は、液体と接触させるか液体に染み込ませてガスをろ過する手段を指す。

以下、「実質的に適度な物理的寸法」という用語は、一般的なミキサーやフードプロセッサといった卓上の小型家電の通常の大きさに相当する、装置の重量及び体積を指す。

以下、「家庭」又は「家庭的環境」という用語は、病院、クリニック、専用のサニテーション施設等といった専門的な場において実現しうる制御された環境とは反対の、湿度、温度、圧力、埃、スパーク、オープンな火等といった、制御不可能で変化しうる環境条件を指す。

以下に、本発明の、オゾンを安全に生成し供給する家庭用システムの好適な具体例（１００）の概略操作図を示す図１を参照する。ここでは、所定量の酸素を化学反応に基づいて生成する少なくとも２つの分離した成分（不図示）を封入した使い捨てカプセル（３００）が、収容機構（８００）の開口部（８７）を通して設置され、これにより、酸素供給チューブ（２４ａ）に封止可能に接続される。ユーザインタフェース（１６）及びコンピュータプロセッサ（１４）の仲介による使用者からの指示があると、化学成分の分離が機械的に中断され（不図示）、この反応によって発生した酸素が酸素流量センサ（２２）を通り、続いてガス洗浄酸素フィルタ（５００）を通って、ろ過済酸素供給チューブ（２４ｂ）によってオゾン発生器（１０）に流れて供給される。ここでは、コンピュータプロセッサが仲介する流量センサからのデータが、オゾン発生器に電圧を印加する引き金となり、検出された酸素の流れを継続させる。これにより、電圧の印加が継続している間、オゾン発生器を流れる酸素の量と釣り合う、所定量のオゾンが生成される。オゾンは、オゾン供給チューブ（２４ｃ）によってオゾン注入システム（６００ｂ）へと更に流れ、オゾンガス注入器（６８）によって、容器（６０ａ）に収容された液体にオゾンを注入する。オゾン富化供給噴射部（２０）に埋め込まれた従来のボタンインタフェース（２１）及びコンピュータプロセッサの仲介による更なる指示が、液体ポンプ（１２）の動作の引き金となり、容器内に収容されたオゾン富化液体を、オゾン富化液体供給チューブ（２４ｅ）を通して、供給噴射部まで送り込む。更に、液体への注入の副産物である過剰オゾン（２６）が、過剰オゾン排出管（２４ｄ）に流し込まれ、オゾン分解フィルタ（１８）を通り、これにより、過剰オゾンは、環境に安全に放出される酸素の流れ（２８）に分解される。

以下に、本発明の使い捨てカプセル（３００）の好適な具体例の側面図及び断面図をそれぞれ示す図２ａ及び図２ｂを参照する。ここでは、好適にはＭｎＯ_２の水溶液である第１化学反応成分が、第１区画（３６ａ）内に収容され、第２区画（３６ｂ）内に収容された好適にはＣａＣＯ_２Ｈ_２Ｏである第２化学成分から、不浸透性バリア（３８）によって隔離される。そして、第２化学成分を内方へ突出して不浸透性バリアの対応する端部と接して終端する一体型の槍部（４２）を備え、波形状になっている一端部（４０）を有する、基本的に円筒状のカプセル筐体（３０）に、２つの区画が封入される。カプセルの一端部とは反対側の端部は外方突出開口部（３０）を有して構成され、その一端は、保管中にカプセルに湿気が侵入することを防止するように構成されたシール（３４）によって封止され、他端は、開口部（４６ａ）によって第２区画と流体連通するガス選択膜（３２）と流体連通している。この膜は酸素選択膜であってもよい。バリアが破壊されると、２つの成分が混合し、反応して、カプセルの開口部を通過する気体酸素が発生する。カプセルには、更に、開口部（４６ａ）及び（３０）によって設けられた意図的な酸素流路において障害が生じた場合に、カプセル内に蓄積した圧力を放出するように構成された、好適にはカプセル筐体の弱い部分である圧力放出安全弁（４４）が設けられている。

以下に、本発明のカプセル収容機構の好適な具体例（８００）の側面図及び断面図をそれぞれ示す図３ａ及び図３ｂを参照する。カプセル（３００）は、カプセルを酸素供給チューブ２４ａと流体的に接続することが可能な接続部を一端に備える収容部筐体（８６）の内部へ、開口部（８７）を通って装填される。接続部には、シール（３４）に対面しているニードル（８０）等の破裂手段が設けられている。カプセルの反対側の端には、波形状の端部（４０）及び槍部（４２）が設けられ、その下方には、ばね（９０）に対して機械的に移動可能なプラットフォーム（８８）が設けられている。好適には、ばね９０の内部に固定ピン（９１）が設けられ、カプセルがプラットフォームに向かって移動するとピンが下方に押し進められ、波形状の端部（４０）によってピンが槍部（４２）を押すことで不浸透性バリア（３８）が破裂し、化学物質の混合を可能にする。接続部（８４）が下方に移動すると、開口部（３０）とチューブ（２４ａ）とがＯリング（８２）によって封止的に接続し、ニードル８０はシール（３４）を破裂させる。上述したように、槍部が不浸透性バリアを破裂させ、酸素を発生させる反応が起きている間、カプセルはプラットフォームに向かって移動する。その後、酸素は破裂したシールを通って、開口部（３０）から酸素供給チューブへと漏出することが可能となる。酸素は、ガス選択膜を通過する。

以下に、本発明のオゾン注入システムの好適な具体例（６００ｂ）の断面図を示す図４を参照する。ここでは、ファンネル開口部（７２）に液体（７０）が注入されることで液体が満ちており、ファンネル開口部は、オゾン排出管６４の開口が常に確保されるように排出管よりも低く位置付けられている。容器は、更に、拡散器（６８）と流体連通して液体にオゾンを注入するオゾン流入開口部（６６ｃ）と、オゾン富化液体流出開口部（６６ｄ）とを有して構成される。容器は更に、好適には容器（６０ａ）の外側に取り付けられる最低液面センサ（６２ｂ）と過剰液面センサ（６２ａ）とを有して構成され、容器は、更に過剰オゾン排出管（６４）を有して構成される。

以下に、本発明の、容器蓋（６０ｂ）で密閉された容器（６０ａ）を備える、オゾン注入システムの他の好適な具体例（６００ａ）の上面図及び断面図をそれぞれ示す図５ａ及び図５ｂを参照する。ここでは、容器は更に、液体にオゾンを注入する注入器（６８）と流体連通するオゾン流入開口部（６６ｃ）と、オゾン富化液体流出開口部（６６ｄ）とを有して構成される。容器は、更に、好適には容器の外側に取り付けられる最低液面センサ（６２ｂ）と過剰液面センサ（６２ａ）とを有して構成され、容器は、更に過剰オゾン排出管（６４）を有して構成される。

以下に、本発明の酸素フィルタの好適な具体例（５００）の上面図、側面図及び断面図をそれぞれ示す図６ａ、図６ｂ及び図６ｃを参照する。ここでは、フィルタはガス洗浄器であって、液体（５４）を収容する液体容器（５０ａ）と、整合Ｏリング（５２）と、密閉可能な蓋（５０ｂ）とを備え、蓋は、液体の最高レベルを越えて延出するように容器内の内方に突出する流入チューブ（５６）と、ガスギャップ（５３）内に延出するように容器内の内方に突出する流出チューブ（５８）とを有して構成され、流入チューブを通って進入する酸素が、液体内で洗浄され、気泡となってガスギャップ内へと向かい、流出チューブから流出されるようにする。

以下に、本発明の特定の量のオゾンを現場で安全に生成および供給する方法の好適な具体例のフローチャートを示す図７を参照する。フローチャートは、特定用途の使い捨てカプセルを選択してオゾン発生器の収容機構にカプセルを装填すること（２４）と、その後、使用者が容器に残存する液体を除去すること（２６）と、容器内の液体が最低レベルを示すまで容器内の最低液面を監視すること（２８）とを含む。このステップは、液体が新鮮になりオゾンが欠乏するのを確実にするために重要である。監視が否定的である限り、液体の除去が繰り返される。レベルが最低レベルに到達すると、使用者は新たな液体を容器に充填し（３０）、その後、酸素フィルタの飽和を監視する（３２）。そして、酸素フィルタが飽和されると、使用者はフィルタを交換する（３４）。フィルタが良い状態にあるとき或いは交換された後は、過剰液面が監視される（３６）。そして、レベルが上限に到達していない場合、使用者は警告を受ける（３８）。全ての安全確認が肯定的であると、使用者はオゾン生成を開始する（４０）。酸素が流れているかどうかを見るために、酸素の適切な流量が監視される（４２）。システム内に酸素が無くなると、カプセルを交換する必要がある（４４）。全ての監視が肯定的であると、オゾンが生成され収集される（４６）。

システムは、任意で、水を通過させることなくオゾンを生成してもよいことを述べておくべきであろう。このシステムは以降本明細書で説明され、その方法は調整される。

以下に、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムの更に他の好適な具体例の概略操作図を示す図８を参照する。ここでは、所定量の酸素を化学反応に基づいて生成する、少なくとも２つの分離した成分（不図示）を封入した使い捨てカプセル（３００）が、収容機構（８００）の開口部（８７）を通して設置され、酸素供給チューブ（２４ａ）に封止可能に接続する。カプセルに封入された化学成分の間に封止可能に接続された区切りは機械的に破裂し（不図示）、この反応によって発生した酸素は、酸素流量センサ（２２）を通り、続いてガス洗浄酸素フィルタ（５００）を通って、ろ過済酸素供給チューブ（２４ｂ）によってオゾン発生器（１０）へと流れて供給される。オゾン発生器は、オゾン発生器に電圧が印加されている間オゾンを生成し、オゾン供給チューブ（２４ｃ）によってオゾンを供給する。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、所定量の酸素を化学的に生成するように構成されたカプセルを少なくとも１つ適切に選択することで、特定用途の量のオゾンが供給され、システムは、カプセルの動作及びその内部のバリアの破裂を開始させるユーザインタフェースと、カプセルと流体的に接続し、所定量の酸素からオゾンを生成するオゾン発生器と、少なくとも、ユーザインタフェースから受信したデータを用いてオゾン発生器によるオゾンの生成を制御することが可能なコンピュータプロセッサとを備える。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、オゾン発生器への電力停止を規制するように構成された流量センサを更に備える。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、オゾン富化液体を調製するために、オゾン発生器からのオゾンが液体注入器によって溶解し拡散した液体を受け取るオゾン注入システムを更に備える。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、オゾン富化液体を排出する液体噴射部を更に備える。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、過剰オゾンを分解し、無害な酸素を環境へ放出するフィルタを更に備える。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、液体の所望のレベル範囲を維持するために、少なくとも１つの容器に設けられた少なくとも１つのレベルセンサを更に備える。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムでは、少なくとも１つのレベルセンサは、容器の外側に取り付けられる。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、オゾン注入システムを更に備え、充填される液体が、水、油、溶液又はこれらの組み合わせを含む群から選択される。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、純粋且つ乾燥した酸素が確実にオゾン発生器に供給されるように、使い捨てカプセルとオゾン発生器との間にフィルタを更に備える。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、容器に、容器への注入を管理するファンネルが設けられたオゾン注入システムを更に備える。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムでは、オゾン発生器は、コロナ放電電極、低温プラズマ、紫外光、真空紫外光又はこれらの組み合わせを含む群から選択される。

オゾンを安全に生成し供給する家庭用システムの好適な具体例において、システムは、実質的に適度な物理的寸法をもつ。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、供給されるオゾンが医療グレードオゾンとなるように、不稔性電極オゾン発生器を有して構成される。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、容器が、ガラス、プラスチック又はこれらの組み合わせからなる群から選択される耐オゾン材料で構成されるオゾン注入システムを更に備える。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、ガス洗浄酸素フィルタが視認可能で、フィルタの飽和を監視できる透明な窓を更に備える。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、フィルタの飽和の可視表示を更に有して構成される。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、システム又は使用者に対する潜在的な被害の状況を監視し、それを防止するために動作する、少なくとも１つの能動的被害防止センサを更に備える。例えば、装置内の液体の適切なレベルを感知するセンサを利用し、液体が適切なレベルであることをセンサが確認するまで、使用者がシステムを操作するのを電子的に防止する。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、非専門的な環境における健康性及び安全性の規制に従うことに加え、防護的設計を有して構成され、更に、素人の使用者の装置の誤使用による望まない或いはむしろ有害な影響を防止する設計も採用する。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、システム又は使用者に対する被害を本質的に封じ込めること又は防止することを特徴とした受動的被害防止設計を有して構成される。例えば、材料の選択、構造の物理的強度、過剰圧力緩和弁、過剰オゾン封じ込め、過剰オゾン分解及び「圧力差分」による過剰分の方向制御がある。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、洗濯機、生鮮殺菌剤、歯ブラシ、食洗器、容器殺菌剤、燻製消毒器、消臭剤、掃除機、吸入器、蒸し器又はこれらの組み合わせを含むリストから選択される電気機器にオゾン又はオゾン富化液体を供給するモジュールとして構成される。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、屋外で使用されるように構成される。

好適な具体例において、本発明のオゾンを安全に生成し供給する家庭用システムは、医療グレード基準を満たす専門的医療で使用されるように構成される。

好適な具体例において、本発明の特定の量のオゾンを現場で安全に生成し供給する方法は、残存するオゾン富化液体から容器を除去することを更に含み、液体内のオゾン濃度を確実に正確にできる。

好適な具体例において、本発明の特定の量のオゾンを現場で安全に生成し供給する方法は、少なくとも１つの液面範囲センサから警告を受けるまで液体を除去することを更に含む。

好適な具体例において、本発明の特定の量のオゾンを現場で安全に生成し供給する方法は、酸素流量センサによって不良カプセルを監視することと、不良カプセルを交換することとを更に含む。

好適な具体例において、本発明の特定の量のオゾンを現場で安全に生成し供給する方法は、所定の体積の液体で容器を満たすことを更に含み、液体内のオゾンの特定用途の濃度は、生成した特定用途の量のオゾンと所定の体積の液体との比によって確保される。

本発明の使い捨てカプセルの好適な具体例において、化学反応に基づいて酸素を生成する、少なくとも２つの成分を封入したカプセルから、ある量の酸素が放出され、成分は、所定量を実現するように正確に計量される。

本発明の使い捨てカプセルの好適な具体例において、カプセルには、保管中にカプセルに湿気が侵入するのを防止するように構成された開口部シールが設けられる。

本発明の使い捨てカプセルの好適な具体例において、カプセルは、生成するオゾンの特定用途の量に応じて色分けされるか或いは可視的に印が付けられる。

本発明の使い捨てカプセルの好適な具体例において、カプセルには、カプセル筐体の弱い部分として構成された安全圧力弁が設けられ、カプセルの開口部の閉塞によってカプセル内に圧力が蓄積した場合、その弱い部分が破裂する。

本発明の使い捨てカプセルの好適な具体例において、カプセルには、カプセルの一端部に流体的に接続する槍部が設けられ、その一端部は、槍部を通って不浸透性バリアへと向かう、カプセルの外部操作を行うことができるように構成される。

Claims (23)

1. オゾンを生成するための装置において、
   少なくとも１つの使い捨てのカプセルを収容するように構成されたカプセル収容機構であって、前記カプセルは、所定量の酸素を化学的に生成するように構成され、酸素の生成を開始するように操作されるようになっており、前記カプセル収容機構はオゾン発生器に流体接続されて、生成された酸素を前記オゾン発生器に送るようになっている、カプセル収容機構と、
   前記所定量の酸素を受け入れてオゾンを生成するように構成された前記オゾン発生器と
   を備え、
   前記カプセル収容機構は、前記カプセルから前記オゾン発生器へ酸素が流れるように前記カプセルを操作するように構成されている、装置。
2. 前記オゾン発生器は、オゾン注入システムに流体接続されて、生成されたオゾンを前記オゾン注入システムに送るようになっている、請求項１に記載された装置。
3. 前記オゾン注入システムは、水溶液を収容する容器を備え、生成されたオゾンを受け入れて前記水溶液に前記オゾンを注入してオゾン富化溶液を生成するようになっている、請求項２に記載された装置。
4. 前記オゾン富化溶液の噴射を送るために、前記オゾン注入システムに流体接続された輸送装置を備える、請求項３に記載された装置。
5. 少なくとも酸素が生成される間は前記オゾン発生器が作動するようになっている請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された装置。
6. 前記カプセル収容機構を作動させて酸素の生成を開始させるユーザインタフェースを更に備える請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された装置。
7. 酸素の流れを感知するように構成され、それにより前記オゾン発生器への電力を制御するようになっているセンサを更に備える請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された装置。
8. 前記オゾン発生器が、コロナ放電電極、低温プラズマ、紫外光、真空紫外光、又はこれらの組み合わせを備えるオゾン発生器の群から選択される請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された装置。
9. 前記容器内の前記水溶液の体積が、前記オゾン富化溶液のオゾン濃度を制御するために調整されるようになっている請求項３または請求項４に記載された装置。
10. 過剰な気体オゾンを酸素に分解して、該酸素を環境に排出するためのフィルタを備える請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された装置。
11. 前記オゾン発生器が、不稔性電極を備えるコロナ放電オゾン発生器である請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載された装置。
12. 前記カプセル収容機構から前記オゾン発生器に送られるガスをろ過するためのフィルタを更に備える請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載された装置。
13. オゾン富化溶液を送るためのシステムにおいて、オゾン富化溶液を送るための装置を備え、
    該オゾン富化溶液を送るための装置は、
    少なくとも１つの使い捨てのカプセルを収容するように構成されたカプセル収容機構であって、前記カプセルは、所定量の酸素を化学的に生成するように構成され、酸素の生成を開始するように操作されるようになっており、前記カプセル収容機構はオゾン発生器に流体接続されて、生成された酸素を前記オゾン発生器に送るようになっている、カプセル収容機構と、
    前記所定量の酸素を受け入れてオゾンを生成するように構成されたオゾン発生器と
    を備える前記装置と、
    所定量の酸素を化学的に生成するように構成され、前記カプセル収容機構内に収容されるように構成された１つ又は複数の使い捨てのカプセルとを備え、
    前記カプセル収容機構は、前記カプセルから前記オゾン発生器へ酸素が流れるようにカプセルを操作するように構成されている、システム。
14. 前記オゾン発生器は、オゾン注入システムに流体接続されて、生成されたオゾンを前記オゾン注入システムに送るようになっている、請求項１３に記載されたシステム。
15. 前記オゾン注入システムは、水溶液を収容する容器を備え、生成されたオゾンを受け入れ、前記水溶液に前記オゾンを注入してオゾン富化溶液を生成するようになっている、請求項１４に記載されたシステム。
16. 前記オゾン富化溶液の噴射を送るために、前記オゾン注入システムに流体接続された輸送装置を備える、請求項１５に記載されたシステム。
17. 前記使い捨てのカプセルは、少なくとも２つの区画を有し、各区画には化学成分を備え、少なくとも１つの不浸透性バリアが前記少なくとも２つの区画を分離し、前記不浸透性バリアの破裂によって化学成分同士が反応して酸素を生成できるようになっている、請求項１３または請求項１４に記載されたシステム。
18. 前記化学成分のうちの１つが水溶液である、請求項１７に記載されたシステム。
19. オゾンを現場で生成する方法において、
    請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載された装置を提供する段階と、
    所定量の酸素を化学的に生成するように構成された使い捨てのカプセルを装填する段階と、
    所定量の酸素の生成を開始する段階と、
    前記カプセルからの所定量の酸素を、酸素からオゾンを生成するオゾン発生器へ流し、それによりオゾンを生成して供給可能にする段階と
    を含む方法。
20. 前記オゾンを水と接触させて、前記水に前記オゾンを注入してオゾン富化溶液を得る段階を更に含む、請求項１９に記載された方法。
21. 前記オゾン富化溶液を噴射させる段階を含む、請求項２０に記載された方法。
22. 過剰オゾンを分解する段階を更に含む、請求項１９から請求項２１までのいずれか１項に記載された方法。
23. 前記オゾン発生器の作動を制御するために酸素の流れを監視する段階を含む請求項１９から請求項２２までのいずれか１項に記載された方法。