JP2003047951A - 気液分離装置及びオゾン水生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾン水と、このオゾン水に未溶解のオゾン
ガス(G) とを分離する気液分離装置について、その気液
分離効果を高めて生成するオゾン水が未溶解オゾンガス
(G) を含まないようにする。 【解決手段】 偏心手段たる抵抗板(21)及び羽根車(25)
をオゾン水槽(10)内の所定位置にそれぞれ配設すること
により、そのオゾン水槽(10)内における未溶解オゾンガ
ス気泡(G) の旋回軸心(L2)をオゾン水槽(10)の軸心(L1)
から偏心させてオゾン水の流出口(15)から離すようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オゾンガスと原料
水とを混合してオゾン水を生成するときにオゾン水中の
未溶解オゾンガスをオゾン水から分離するための気液分
離装置及びそれを備えるオゾン水生成装置に関する技術
分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、食品加工工場におけ
る床面や搬送機器等を酸化作用により殺菌消毒や脱臭を
行う目的でオゾン水を利用することが知られており、こ
のオゾン水を生成するためのオゾン水生成装置は一般に
知られている。

【０００３】すなわち、オゾン水生成装置(1) は、例え
ば図１に概要を示すように、オゾンガスを生成するオゾ
ン発生器（オゾナイザ）(2) と、オゾンガスを原料水に
混合してオゾン水を生成するエジェクタ(3) と、このオ
ゾン水に含まれる未溶解オゾンガスをオゾン水から分離
する気液分離装置(4) と、この気液分離装置(4) でオゾ
ン水から分離された廃オゾンガスを分解して酸素に還元
する触媒装置(5) とを備え、これらの機器は配管接続さ
れており、気液分離装置(4) で未溶解オゾンガスを除去
したオゾン水が生成される一方、未溶解オゾンガスは触
媒装置(5) により酸素に分解され、生成した酸素は外気
中に放出される。

【０００４】そして、上記のような気液分離装置とし
て、例えば特開平１０−２０２２４７号公報等にも示さ
れるように、エジェクタから供給されるオゾン水をその
内部に気泡状態で混在する未溶解オゾンガスとともに断
面円形のオゾン水貯留室に内壁の接線方向へ流入口から
流入させることにより旋回流を発生させ、この旋回流の
遠心分離作用によりオゾン水中の気泡状態にある未溶解
オゾンガスを旋回軸心回りに集めて脱泡し、これを余剰
オゾンとしてオゾン水貯留室上部のオゾンガス排出口か
ら排出する一方、オゾン水をオゾン水貯留室下部外側の
流出口から流出させるようにして気液を分離することが
提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記提案のも
のでは、旋回しているオゾン水及び未溶解オゾンガス
は、流出口の近傍で該流出口に吸引されるように流れる
ため、遠心分離作用によりオゾン水とオゾンガスとを分
離させるようにしても、実際には、オゾン水とともに未
溶解のオゾンガスが流出口から流出してしまうことは避
けられない。

【０００６】これに対して、オゾン水を一旦別のタンク
に貯留し、十分に時間をかけて余剰オゾンガスを脱泡す
る方法も知られているが、この場合には装置が複雑でか
つ大型のものとなり、しかも、タンクの容量にも限度が
あるため、オゾン水を随時多量に使うことが困難とな
り、使用量が制限されるという問題がある。

【０００７】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、気液分離装置の構造
に改良を加えることにより、オゾン水と未溶解オゾンガ
スとの気液分離効果を高めて生成するオゾン水が未溶解
オゾンガスを含まないようにするとともに、小型で簡単
な構成によりオゾン水を随時多量に生成できるようにす
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、オゾン水槽内における未溶解オゾ
ンガス気泡の旋回軸心をオゾン水槽の軸心から偏心させ
てオゾン水の流出口から離すようにした。

【０００９】具体的には、請求項１の発明では、オゾン
水槽(10)に、未溶解オゾンガスが含まれたオゾン水の供
給によりオゾン水槽(10)内に軸心(L1)回りに旋回するオ
ゾン水の旋回流を生成する流入口(14)と、オゾン水槽(1
0)からオゾン水を流出させる流出口(15)と、未溶解のオ
ゾンガスをオゾン水槽(10)から排出するオゾンガス排出
口(16)とが形成された気液分離装置が対象である。そし
て、上記オゾン水槽(10)内におけるオゾン水中の未溶解
オゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L2)を、オゾン水槽(10)
の軸心(L1)に対して偏心させる偏心手段(21)を備える。

【００１０】上記の構成によると、未溶解オゾンガス気
泡(G) を含むオゾン水（換言すれば、オゾンガス及びオ
ゾン水からなる気液混合流）が流入口(14)からオゾン水
槽(10)内に供給されることにより、オゾン水槽(10)の水
平方向断面形状の重心位置たる軸心(L1)回りに旋回する
オゾン水の旋回流が生成される一方、未溶解のオゾンガ
ス気泡(G) は、偏心手段によってオゾン水槽(10)の軸心
(L1)から偏心した旋回軸心(L2)回りに旋回する。

【００１１】このとき、遠心分離作用により未溶解オゾ
ンガス(G) は旋回軸心(L2)回りに集まるため、この旋回
軸心(L2)から離れた位置に流出口(15)を設けることによ
り、オゾン水槽(10)中におけるオゾンガス気泡(G) が集
合する位置と、流出口(15)との間の距離が比較的大きく
なるので、オゾンガス気泡(G) が流出口(15)に吸引され
るのを効果的に防止することができる。すなわち、オゾ
ン水と未溶解オゾンガス(G) との気液分離効果が向上さ
れるので、生成するオゾン水に未溶解オゾンガス(G) が
含まれないようにすることができる。

【００１２】請求項２の発明では、上記流出口(15)は、
偏心手段(21)により未溶解オゾンガス気泡(G) の分布が
疎に偏る位置に配設されている。このことによると、遠
心分離作用により未溶解オゾンガス(G) は旋回軸心(L2)
回りに集まって密となるため、未溶解オゾンガス(G) の
分布が密となる位置と、疎となる位置とがオゾン水槽(1
0)内で偏って形成される。そして、この未溶解オゾンガ
ス(G) の分布が疎となる位置に流出口(15)を設けること
で、上記請求項１の発明と同様に、生成するオゾン水に
未溶解オゾンガス(G) が含まれないようにすることがで
きる。

【００１３】請求項３の発明では、上記流出口(15)は、
未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L2)からの距離
が、オゾン水槽(10)の軸心(L1)からの距離よりも大きく
なる位置に配設されている。このことにより、未溶解オ
ゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L2)からの距離が、オゾン
水槽(10)の軸心(L1)と内壁面との距離よりも大きくなる
位置は、未溶解オゾンガス(G) の分布が疎となる位置と
なるため、上記請求項１及び２の発明と同様に、未溶解
オゾンガス(G) を含まないようにしたオゾン水を生成す
ることができる。

【００１４】請求項４の発明では、上記偏心手段は、オ
ゾン水の旋回流に対し未溶解オゾンガス気泡(G) が旋回
軸(L2)回りに旋回するように抵抗を与える抵抗板(21)を
備えることを特徴とする。

【００１５】上記の構成により、抵抗板(21)がオゾン水
の旋回流の抵抗となって、この抵抗板(21)近傍にオゾン
水の旋回流とは別の比較的小さい未溶解オゾンガス気泡
(G)の旋回流を発生させることができる。従って、未溶
解オゾンガス気泡(G) の旋回軸(L2)をオゾン水の旋回軸
(L1)から効果的に偏心させることができる。

【００１６】請求項５の発明では、上記抵抗板(21)は網
状体からなる。このことにより、網状体は、オゾン水の
通過を容易にする一方、未溶解オゾンガス気泡(G) を通
過させずに旋回させることができる。従って、オゾン水
旋回を著しく乱すことなく、その旋回するオゾン水とは
別の未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回流を生じさせるこ
とができる。

【００１７】請求項６の発明では、上記抵抗板(21)は、
オゾン水の旋回流を受ける壁面(21a) が未溶解オゾンガ
ス気泡(G) を案内する円弧面であることを特徴とする。
このことで、未溶解オゾンガス気泡(G) が抵抗板(21)の
円弧面により案内されるため、未溶解オゾンガス(G) の
旋回流を生じ易くすることができる。

【００１８】請求項７の発明では、上記流出口(15)は抵
抗板(21)近傍におけるオゾン水旋回流の下流側に配設さ
れている。このことにより、生成するオゾン水から効果
的に未溶解オゾンガス気泡(G) を取り除くことができ
る。

【００１９】請求項８の発明では、上記偏心手段は、未
溶解オゾンガス気泡(G) が旋回軸(L2)回りに旋回流をつ
くるための羽根車(25)を備える。また、請求項９の発明
では、請求項８の気液分離装置において、羽根車(25)
は、オゾン水槽(10)内の底壁(13)における該オゾン水槽
(10)の軸心(L1)からずれた位置に配設されている。

【００２０】上記請求項８及び９の構成によると、流入
口(14)から供給される未溶解オゾンガス気泡(G) を含む
オゾン水の旋回流は、羽根車(25)を回転させる。そし
て、この羽根車(25)の回転により、羽根車(25)の回転軸
心を旋回軸心(L2)として、未溶解オゾンガス気泡(G) が
旋回する。従って、この羽根車(25)によっても、未溶解
オゾンガス気泡(G) の旋回軸(L2)をオゾン水の旋回軸(L
1)から効果的に偏心させることができる。

【００２１】請求項１０の発明では、請求項４〜７のい
ずれか１つの気液分離装置において、偏心手段は、未溶
解オゾンガス気泡(G) が旋回軸(L2)回りに旋回流をつく
るための羽根車(25)を備え、上記羽根車(25)は、抵抗板
(21)近傍におけるオゾン水旋回流の上流側に配設されて
いる。このことにより、未溶解オゾンガス気泡(G) の旋
回軸心(L2)をさらに安定して偏心させることができる。

【００２２】請求項１１の発明では、上記流出口(15)
は、未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L2)よりも、
羽根車(25)に対してオゾン水旋回流の下流側に配設され
ている。このことにより、未溶解オゾンガス気泡(G) が
除去されたオゾン水を生成するのに好適となる。

【００２３】請求項１２の発明では、さらに、未溶解オ
ゾンガス気泡(G) の流出口(15)への接近を防止する遮蔽
板(22)を備える。こうすることにより、仮に、未溶解オ
ゾンガス気泡(G) が流出口(15)に接近しようとしても、
遮蔽板(22)により流出口(15)への侵入が遮蔽されるた
め、流出口(15)より排出されるオゾン水への未溶解オゾ
ンガス気泡(G) の混入を確実に防止することができる。

【００２４】請求項１３の発明では、上記遮蔽板(22)は
網状体からなる。このことで、流出口(15)へ向かうオゾ
ン水の流れをある程度維持しながら、未溶解オゾンガス
気泡(G) の流出口(15)への侵入を効果的に防止すること
ができる。

【００２５】請求項１４の発明では、上記遮蔽板(22)は
オゾン水の旋回流の旋回方向(A) に沿った円弧状である
ことを特徴とする。このことにより、未溶解オゾンガス
(G)の旋回流をより効果的に生じさせることができる。
さらに、オゾン水の旋回軸心(L1)回りに旋回するオゾン
水の旋回流に対する抵抗を可及的に小さくすることがで
きて好ましい。

【００２６】請求項１５の発明では、さらに、オゾンガ
ス排出口(16)は、オゾン水槽(10)内におけるオゾン水中
の未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L2)近傍に設け
られ、上記オゾンガス排出口(16)にオゾン水の流出を阻
止するためのフロート弁(A)が設けられていることを特
徴とする。

【００２７】上記の構成によると、オゾンガス排出口(1
6)が、凹状になったオゾン水液面の最深部分近傍に配置
されるので、その水面と排出口(16)と距離を比較的大き
くとることができる。さらに、凹状水面における最深部
近傍から外側に比較的大きく間隔をおいた外側位置では
水面高さの変動が大きいため、この外側位置でフロート
(31)を作動させるようにすることで、水面変動に高精度
に反応するフロート弁とすることができる。尚、旋回軸
心(L2)上にオゾンガス排出口(16)を配設するようにして
もよい。こうすることで、オゾン水の凹状の水面の最深
部に対応して配置されることとなるため、より好まし
い。

【００２８】請求項１６の発明では、オゾン水生成装置
として、請求項１〜１５のいずれか１つの気液分離装置
を備えることを特徴とする。このことにより、上記本発
明の効果を奏するオゾン水生成装置を得ることができ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態に係る気
液分離装置を有するオゾン水生成装置の全体構成を示し
ている。オゾン水生成装置(1) は、オゾン発生器（オゾ
ナイザ）(2)と、エジェクタ(3) と、気液分離装置(4)
と、オゾン分解触媒装置(5) とを備え、各機器が配管接
続されて構成されている。

【００３０】オゾン発生器(2) は、酸素を含む原料ガス
からオゾンガスを生成するものである。該オゾン発生器
(2) は、例えば、原料ガスの流路中に配設した電極板に
数ｋＶの高周波高電圧を印加して沿面放電を発生させ、
その放電部の周辺で原料ガス中の酸素をオゾン化するよ
うに構成されている。

【００３１】このオゾン発生器(2) は、オゾンガス配管
(P1)を介してエジェクタ(3) に接続されている。エジェ
クタ(3) は、一端に接続された水供給管(P2)から原料水
が供給される一方、他端はオゾン水配管(P3)を介して気
液分離装置(4) に接続されている。このエジェクタ(3)
は、加圧された原料水が流れる流路を内部で絞って原料
水の流速を高めたところにオゾンガス配管(P1)が接続さ
れた構成であり、オゾンガスを負圧で吸引して原料水に
混合し、溶解させるものである。

【００３２】気液分離装置(4) は、オゾン水に溶解して
いない余剰のオゾンガスを該オゾン水から分離して、分
離後のオゾン水をオゾン水供給配管(P4)に流す一方、分
離した廃オゾンガスを廃オゾンガス配管(P5)から排出す
る。この廃オゾンガス配管(P5)は、オゾン分解触媒装置
(5) に接続されている。オゾン分解触媒装置(5) は、廃
オゾンガスを触媒下で分解して酸素に還元し、この酸素
を排ガスとして外気中に放出するように構成されてい
る。

【００３３】次に、気液分離装置(4) の具体的な構成に
ついて説明する。図２及び図３に示すように、気液分離
装置(4) は、縦型有底円筒状のオゾン水槽(10)を本体と
している。オゾン水槽(10)は、円筒状の周壁(11)と、周
壁(11)の上端部を閉塞する上壁(12)と、周壁(11)の下端
部を閉塞する底壁(13)とから一体的に構成されている。

【００３４】そして、オゾン水槽(10)の周壁(11)の上部
には、開口部(7) が貫通形成されており、この開口部
(7) に流入管(17)がその先端をオゾン水槽(10)の内部に
突出した状態で固定されている。そして、水槽(10)内部
に突出している流入管(17)の先端には、Ｌ字状に成形さ
れた吹出部(17a) が取付固定されている。換言すれば、
吹出部(17a) 端部の軸方向が、オゾン水槽(10)の周壁(1
1)の内面の接線方向に対して上方又は下方に所定角度傾
けられた状態で設置されている。そして、この開口部
(7) に設けられた流入管(17)及び吹出部(17a) により流
入口(14)が構成されている。尚、吹出部(17a) をその端
部の軸方向が、上記接線方向に対して略平行となるよう
に設けるようにしてもよい。

【００３５】このようにして、オゾン水槽(10)に、未溶
解オゾンガスが含まれたオゾン水の供給により、オゾン
水槽(10)の水平方向断面形状の重心位置たる軸心(L1)回
りに旋回するオゾン水の旋回流を生成する流入口(14)が
形成されている。

【００３６】さらに、オゾン水槽(10)の周壁(11)の下部
には、開口部(8) が貫通形成されており、この開口部
(8) に流出管(18)が固定されている。本実施形態では、
流入管(17)の鉛直下方に流出管(18)が配設されている。
そして、この開口部(8) に設けられた流出管(18)により
オゾン水槽からオゾン水を流出させる流出口(15)が構成
されている。

【００３７】また、オゾン水槽(10)の上壁(12)には、開
口部(9) が貫通形成されており、この開口部(9) に排出
管(19)が固定されている。そして、この開口部(9) に設
けられた排出管(19)によりオゾン水槽(10)内における未
溶解のオゾンガスをこのオゾン水槽(10)から排出するオ
ゾンガス排出口(16)が形成されている。

【００３８】そして、上記流入口(14)にはオゾン水配管
(P3)が、また流出口(15)にはオゾン水供給配管(P4)が、
さらにオゾンガス排出口(16)には廃オゾンガス配管(P5)
がそれぞれ接続されるようになされている。

【００３９】ところで、図２に示すように、気液分離装
置(4) は、オゾン水槽(10)からのオゾン水の流失を阻止
する目的で、オゾンガス排出口(16)を開閉するフロート
式開閉機構としてのフロート弁(30)を備えている。この
フロート弁(30)は、基端部がオゾン水槽(10)の天井面
（上壁(12)の下面）に設けられた連結部(32a) に揺動自
在に連結支持され、中間部にオゾンガス排出口(16)を閉
塞する弁体(33)が配設された板状の開閉弁(32)と、この
開閉弁(32)の先端部の下面に一体に取付固定され、水よ
りも比重の小さな発泡材等の材料からなり、オゾン水槽
(10)内でのオゾン水の水位の変動に伴って上下するよう
になされたフロート(31)とから構成されている。また、
弁体(33)にはゴムや樹脂などの材料が用いられ、オゾン
ガス排出口(16)に密着することにより該オゾンガス排出
口(16)を確実に封止するようになされている。

【００４０】すなわち、フロート弁(30)は、オゾン水の
水位が下がってフロート(31)が基準位置よりも低いとき
に開閉弁(32)がオゾンガス排出口(16)を開放する一方、
オゾン水の水位が上がってフロート(31)が基準位置に達
すると開閉弁(32)がオゾンガス排出口(16)を閉塞するよ
うになされている。尚、図２は、オゾンガス排出口(16)
を開放した状態を示している。

【００４１】そして本発明の特徴として、図２及び図３
に示すように、気液分離装置(4) は、オゾン水槽(10)内
におけるオゾン水中の未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回
軸心(L2)を、オゾン水槽(10)の軸心(L1)に対して偏心さ
せる偏心手段を備えている。すなわち、未溶解オゾンガ
ス気泡(G) の旋回軸心(L2)は、オゾン水槽(10)の軸心(L
1)に対して所定の間隔をおいて平行となるようになされ
ている。

【００４２】具体的には、偏心手段は、オゾン水の旋回
流に対し未溶解オゾンガス気泡(G)が旋回軸(L2)回りに
旋回するように抵抗を与える抵抗板(21)からなる。そし
て、この抵抗板(21)は、オゾン水の旋回流を受ける壁面
(21a) が未溶解オゾンガス気泡(G) を案内する円弧面を
有していて網状体から構成されている。

【００４３】すなわち、抵抗板(21)はオゾン水槽(10)内
壁面における流出口(15)に対向する側に配設されてい
る。そして、抵抗板(21)はその上端部がオゾン水槽(10)
の上壁(12)内面に取付固定される一方、側端部がオゾン
水槽(10)内周壁に当接した状態で、下端部が下方の底壁
(13)近傍まで延びるようにして設けられている。さら
に、この抵抗板(21)はオゾン水の旋回流を受ける壁面(2
1a) が凹状に湾曲するような円弧状断面を有している。

【００４４】このようにして、流入口(14)からオゾン水
槽(10)内部へ供給されたオゾン水は、オゾン水槽(10)の
軸心(L1)回りに該オゾン水槽(10)の内周面に沿って、図
３における(A) 方向に旋回する一方、オゾン水に含まれ
る未溶解オゾンガス気泡(G)は、オゾン水槽(10)の軸心
(L1)に対して偏心した旋回軸(L2)回りに抵抗板(21)の壁
面(21a) に沿って、同図における(B) 方向に旋回するよ
うになされている。

【００４５】さらに、偏心手段として、未溶解オゾンガ
ス気泡(G) が旋回軸(L2)回りに旋回流をつくるための羽
根車(25)が、オゾン水槽(10)内の底壁(13)における該オ
ゾン水槽(10)の軸心(L1)からずれた位置であって、抵抗
板(21)近傍におけるオゾン水旋回流の上流側の位置に配
設されている。

【００４６】具体的には、オゾン水槽(10)内の底壁(13)
に上壁(12)へ向かうように上方へ延びる回転軸(24)が取
付固定されており、羽根車(25)が回転軸(24)回りに回転
自在に支持されている。このとき、回転軸(24)は、未溶
解オゾンガス気泡(G) が旋回軸(L2)上に位置付けられて
いる。

【００４７】ところで、流出口(15)は、偏心手段(21)に
より未溶解オゾンガス気泡(G) の分布が疎に偏る位置に
配設されている。換言すれば、流出口(15)は、未溶解オ
ゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L2)からの距離が、オゾン
水槽(10)の軸心(L1)からの距離よりも大きくなる位置に
配設されている。すなわち、流出口(15)の配設位置から
未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L2)へ下ろした垂
線の長さは、上記流出口(15)の配設位置からオゾン水槽
(10)の軸心(L1)へ下ろした垂線の長さよりも長くなるよ
うになされている。尚、このとき、流出口(15)の配設位
置と、流出口(15)の配設位置から未溶解オゾンガス気泡
(G) の旋回軸心(L2)へ下ろした垂線及び該旋回軸心(L2)
の交点と、流出口(15)の配設位置からオゾン水槽(10)の
軸心(L1)へ下ろした垂線及び軸心(L1)の交点とは、それ
ぞれ各軸心(L1,L2) に垂直な同一の平面上に位置してい
る。

【００４８】このようにして、羽根車(25)は、流入口(1
4)から供給される未溶解オゾンガス気泡(G) を含むオゾ
ン水の旋回流によって回転され、この羽根車(25)の回転
により、未溶解オゾンガス気泡(G) が旋回軸心(L2)回り
に旋回するようになされている。すなわち、偏心手段と
しての抵抗板(21)及び羽根車(25)により未溶解オゾンガ
ス気泡(G) が軸心(L2)回りに旋回するように構成されて
いる。

【００４９】さらに、気液分離装置(4) は、未溶解オゾ
ンガス気泡(G) の流出口(15)への接近を防止する遮蔽板
(22)を備えている。具体的には、遮蔽板(22)はオゾン水
の旋回流の旋回方向(A) に沿った円弧状を有しており、
網状体から構成されている。

【００５０】すなわち、遮蔽板(22)は、オゾン水槽(10)
内の底壁(13)上における流出口(15)の近傍位置に固着し
て設けられており、未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸
心(L2)に向かう側に凹状に湾曲するような円弧状断面を
有している。このようにして、抵抗板(21)の下方等から
流出口(15)へ接近しようとする未溶解オゾンガス気泡
(G) を遮蔽するようになされている。

【００５１】さらにまた、図２にも示すように、オゾン
ガス排出口(16)は、オゾン水槽(10)内におけるオゾン水
中の未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L2)上に位置
付けられて設けられており、このオゾンガス排出口(16)
に上記フロート弁(30)が配設されている。尚、オゾンガ
ス排出口(16)を未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L
2)の近傍に設けるようにしてもよい。

【００５２】すなわち、開閉弁(32)の連結部(32a) は、
オゾン水槽(10)の上壁(12)内面の周縁部であって旋回軸
心(L2)の近傍に配設される一方、フロート(31)は流入口
(14)の近傍に位置付けられている。

【００５３】次に、このオゾン水生成装置(1) の運転時
の動作について具体的に説明する。

【００５４】まず、オゾン発生器(2) では、原料ガスの
流路中に設けられている電極板での放電により、酸素を
含む原料ガスからオゾンガスが生成される。一方、エジ
ェクタ(3) には原料水が加圧供給され、この原料水がエ
ジェクタ(3) の絞りを通過する際にオゾン発生器(2) か
らオゾンガスを吸引する。オゾンガスは、オゾンガス配
管(P1)を介してエジェクタ(3) に吸引される。

【００５５】エジェクタ(3) 内では、オゾンガスが微細
な泡沫状になって原料水に混合され、かつ溶解してオゾ
ン水が生成される。エジェクタ(3) で生成されたオゾン
水は、その中に含まれている未溶解オゾンガスとともに
オゾン水配管(P3)から気液分離装置(4) に供給される。
気液分離装置(4) は、オゾン水に溶解していない余剰の
オゾンガスを除去し、未溶解オゾンガスを実質的に含ま
ないオゾン水をオゾン水供給配管(P4)から取り出して殺
菌などの用途に供する一方、除去された廃オゾンガス
を、廃オゾンガス配管(P5)からオゾン分解触媒装置(5)
へ供給する。オゾン分解触媒装置(5) は、触媒によりオ
ゾンガスを酸素に還元し、この酸素を排ガスとして外気
中に放出する。

【００５６】次に、気液分離装置(4) における作用につ
いて詳細に説明する。

【００５７】本実施形態の気液分離装置(4) は、オゾン
水に溶解していない余剰オゾンガスの一部分をオゾン水
から分離する気液分離機能を備える一方、混合流の旋回
による遠心分離作用及び攪拌作用によって、残りの余剰
オゾンガスをオゾン水に溶解させる気液混合機能をも備
えている。

【００５８】具体的に、この実施形態の気液分離装置
(4) においては、未溶解オゾンガスを含むオゾン水（つ
まり、未溶解オゾンガス気泡(G) 及びオゾン水からなる
気液混合流）が、流入口(14)を介してオゾン水槽内(10)
に供給される。このとき、オゾン水は流入管(17)先端の
吹出部(17a) からオゾン水槽(10)内周面に沿って流入さ
れるので、オゾン水槽(10)の軸心(L1)回りに攪拌された
状態で旋回する。さらに、網状体からなる抵抗板(21)が
オゾン水槽(10)内に配設されているため、この抵抗板(2
1)により未溶解オゾンガス気泡(G) 及びオゾン水の一部
が捕捉される一方、オゾン水の大部分がこの抵抗板(21)
を通過する。こうして、全体として混合流が軸心(L1)回
りに旋回する一方、未溶解オゾンガス(G) が軸心(L1)か
ら偏心した軸心(L2)回りに旋回する。

【００５９】さらに、羽根車(25)がオゾン水槽(10)内に
配設されており、流入口(14)から供給される混合流によ
って羽根車(25)が軸心(L2)回り回転するため、この回転
により未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L2)回りの
旋回が促進される。

【００６０】このようにして、混合流が攪拌されること
により、未溶解オゾンガス(G) のオゾン水へのさらなる
溶解が促進され、さらに旋回による遠心分離作用により
旋回軸心(L2)の周りに未溶解オゾンガス気泡(G) が集ま
る一方、オゾン水が旋回軸心(L2)から離れた流出口(15)
から排出される。

【００６１】すなわち、未溶解オゾンガス気泡(G) は軸
心(L2)の周りに集まって水面に上昇して脱泡し、余剰オ
ゾンガスとしてオゾン水槽(10)の上部空間に貯留され
る。そして、この余剰オゾンガスは、水槽(10)内の混合
流の水位が基準位置よりも低いときにはフロート弁が開
状態とされて、オゾンガス排出口(16)を介して排出され
る。一方、混合流の水位が基準位置よりも高いときには
フロート弁が閉状態とされて、混合流がオゾンガス排出
口から溢れ出るのを未然に防止する。

【００６２】そして、遮蔽板(22)により未溶解オゾンガ
ス気泡(G) を遮蔽した状態で、流出口(15)近傍のオゾン
水は、その流出口(15)を介して排出される。

【００６３】そのとき、未溶解オゾンガスを含むオゾン
水（すなわち、オゾンガス及びオゾン水からなる気液混
合流）がオゾン水槽(10)の軸心(L1)回りに旋回する一
方、未溶解のオゾンガス気泡(G) は、抵抗板(21)及び羽
根車(25)によってオゾン水槽(10)の軸心(L1)から偏心し
た軸心(L2)回りに旋回して、遠心分離作用により未溶解
オゾンガス(G) は旋回軸心(L2)回りに集まるため、この
旋回軸心(L2)から離れた位置に流出口(15)を設けること
により、オゾン水中における未溶解オゾンガス気泡(G)
が集合する位置と、流出口(15)との間の距離を比較的大
きくすることができる。従って、オゾンガス気泡(G) が
流出口(15)に吸引されるのを効果的に防止することがで
きる。すなわち、オゾン水と未溶解オゾンガス(G) との
気液分離効果が向上されて、生成するオゾン水に未溶解
オゾンガス(G) が含まれないようにすることができる。

【００６４】また、遠心分離作用により未溶解オゾンガ
ス(G) は旋回軸心(L2)回りに集まって密となるため、未
溶解オゾンガス(G) の分布が密となる位置と、疎となる
位置とがオゾン水槽(10)内で偏って形成される。したが
って、この未溶解オゾンガス(G) の分布が疎となる位置
に流出口(15)を設けることにより、生成するオゾン水へ
の未溶解オゾンガス(G) の混入を効果的に防止すること
ができる。

【００６５】さらにまた、流出口(15)は、未溶解オゾン
ガス気泡(G) の旋回軸心(L2)からの距離が、オゾン水槽
(10)の軸心(L1)と内壁面との距離よりも大きくなる位置
に配設されており、その位置では未溶解オゾンガス(G)
の分布が疎となる位置となるため、上記と同様に未溶解
オゾンガス(G) を含まないようにしたオゾン水を生成す
ることができる。

【００６６】そして、抵抗板(21)がオゾン水の旋回流の
抵抗となって、この抵抗板(21)近傍にオゾン水の旋回流
とは別の比較的小さい未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回
流を発生させることができる。従って、未溶解オゾンガ
ス気泡(G) の旋回軸(L2)をオゾン水の旋回軸(L1)から効
果的に偏心させることができる。

【００６７】さらに、抵抗板(21)が網状体からなるた
め、オゾン水を容易に通過させる一方、未溶解オゾンガ
ス気泡(G) を通過させずに旋回させることができる。従
って、オゾン水の旋回を著しく乱すことなく、その旋回
するオゾン水とは別の未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回
流を生じさせることができる。そして、未溶解オゾンガ
ス気泡(G) が抵抗板(21)の円弧面により案内されるた
め、未溶解オゾンガス(G)の旋回流を生じ易くすること
ができる。

【００６８】一方、偏心手段としての羽根車(25)が、オ
ゾン水槽(10)内の底壁(13)における該オゾン水槽(10)の
軸心(L1)からずれた位置に配設されているため、流入口
(14)から供給される未溶解オゾンガス気泡(G) を含むオ
ゾン水の旋回流は、羽根車(25)を回転させ、羽根車(25)
の回転軸心を旋回軸心(L2)として、未溶解オゾンガス気
泡(G) が旋回させることができる。すなわち、この羽根
車(25)によっても、未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸
(L2)をオゾン水の旋回軸(L1)から効果的に偏心させるこ
とができる。

【００６９】そして、羽根車(25)は、抵抗板(21)近傍に
おけるオゾン水旋回流の上流側に配設されているため、
未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L2)をさらに安定
して偏心させることができる。

【００７０】さらにまた、遮蔽板(22)を備えるようにし
たので、仮に、未溶解オゾンガス気泡(G) が流出口(15)
に接近しようとしても、遮蔽板(22)により流出口への侵
入が遮蔽されるため、流出口(15)より排出されるオゾン
水への未溶解オゾンガス気泡(G) の混入を確実に防止す
ることができる。

【００７１】そして、遮蔽板(22)が網状体から構成され
ているので、流出口(15)へ向かうオゾン水の流れをある
程度維持しながら、未溶解オゾンガス気泡(G) の流出口
(15)への侵入を効果的に防止することができる。また、
遮蔽板(22)は混合流の旋回方向に沿った円弧状であるた
め、未溶解オゾンガス(G) の旋回流をより効果的に生じ
させることができる。さらに、オゾン水の旋回軸心(L1)
回りに旋回するオゾン水の旋回流に対する抵抗を可及的
に小さくすることができて好ましい。

【００７２】また、フロート弁(30)は、オゾンガス排出
口(16)が凹状になったオゾン水液面の最深部分近傍に配
置されるので、その水面と排出口(16)と距離を比較的大
きくとることができる。さらに、凹状水面における最深
部近傍から外側に比較的大きく間隔をおいた外側位置で
は水面高さの変動が大きいため、この外側位置でフロー
ト(31)を作動させるようにすることで、水面変動に高精
度に反応するフロート弁(30)とすることができる。

【００７３】尚、本実施形態では、偏心手段として抵抗
板(21)及び羽根車(25)の双方を適用したが、抵抗板(21)
又は羽根車(25)のいずれか一方のみを備えるようにして
もよい。このようにしても、効果的に未溶解オゾンガス
気泡(G) をオゾン水槽(10)の軸心(L1)から効果的に偏心
させることができる。しかしながら、本実施形態のよう
に、抵抗板(21)及び羽根車(25)の双方を備えることによ
り、未溶解オゾンガス気泡(G) を、より安定して偏心さ
せることができるので好ましい。また、その他の構成に
よって未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸(L2)を偏心さ
せるようにしてもよい。

【００７４】そして、抵抗板(21)は特に網状体でなくと
もよく、円弧面を有しないようにしてもよい。従って、
例えば複数の平板状の抵抗板を所定の間隔をあけた状態
で、オゾン水槽(10)内に配設するようにしてもよい。

【００７５】また、円弧状の網状体からなる遮蔽板(22)
を備えるようにしたが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。すなわち、平板等のその他の構成からなる遮
蔽板を流出口(15)近傍に配設するようにしてもよく、ま
たこのような遮蔽板を特に設けないようにしてもよい。

【００７６】さらに、オゾンガス排出口(16)を混合流の
水面の最深部に対応するように配設して、このオゾンガ
ス排出口(16)にフロート弁(30)を設けるようにしたが、
特に、その他の位置にオゾンガス排出口を配設するよう
にしてもよい。

【００７７】また、本実施形態では、オゾン水槽(10)を
円筒形状としたが、その他の例えば正多角形等の断面形
状を有するものとしてもよい。

【００７８】そして、流出口(15)を抵抗板(21)近傍にお
けるオゾン水旋回流の下流側に配設するようにしてもよ
く、また未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L2)より
も、羽根車(25)に対してオゾン水旋回流の下流側に配設
するようにしてもよい。このようにすることで、生成す
るオゾン水から効果的に未溶解オゾンガス気泡(G) を取
り除くことができる。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、オゾン水槽(10)に、未溶解オゾンガスが含まれ
たオゾン水の供給によりオゾン水槽(10)内に軸心(L1)回
りに旋回するオゾン水の旋回流を生成する流入口(14)
と、オゾン水槽(10)からオゾン水を流出させる流出口(1
5)と、未溶解のオゾンガスをオゾン水槽(10)から排出す
るオゾンガス排出口(16)とが形成された気液分離装置に
対して、オゾン水槽(10)内における未溶解オゾンガス気
泡(G) の旋回軸心(L2)を、オゾン水槽(10)の軸心(L1)に
対して偏心させる偏心手段(21)を備えることにより、オ
ゾンガス気泡(G) が流出口(15)に吸引されるのを効果的
に防止して、生成するオゾン水に未溶解オゾンガス(G)
が含まれないようにすることができる。

【００８０】請求項２の発明によると、流出口(15)は、
偏心手段(21)により未溶解オゾンガス気泡(G) の分布が
疎に偏る位置に配設されていることにより、生成するオ
ゾン水が未溶解オゾンガス(G) を含まないようにするこ
とができる。

【００８１】請求項３の発明によると、流出口(15)を、
未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L2)からの距離
が、オゾン水槽(10)の軸心(L1)からの距離よりも大きく
なる位置に配設することにより、未溶解オゾンガス(G)
を含まないようにしたオゾン水を生成することができ
る。

【００８２】請求項４の発明によると、上記偏心手段
が、オゾン水の旋回流に対し未溶解オゾンガス気泡(G)
が旋回軸(L2)回りに旋回するように抵抗を与える抵抗板
(21)を備えることにより、未溶解オゾンガス気泡(G) の
旋回流を発生させることができ、未溶解オゾンガス気泡
(G) の旋回軸(L2)をオゾン水の旋回軸(L1)から効果的に
偏心させることができる。

【００８３】請求項５の発明によると、上記抵抗板(21)
が網状体からなることにより、オゾン水の旋回を著しく
乱すことなく、そのオゾン水の旋回流とは別の未溶解オ
ゾンガス気泡(G) の旋回流を生じさせることができる。

【００８４】請求項６の発明によると、上記抵抗板(21)
を、オゾン水の旋回流を受ける壁面(21a) が未溶解オゾ
ンガス気泡(G) を案内する円弧面とすることで、未溶解
オゾンガス(G) の旋回流を生じ易くすることができる。

【００８５】請求項７の発明によると、流出口(15)を抵
抗板(21)近傍におけるオゾン水旋回流の下流側に配設す
ることにより、生成するオゾン水から効果的に未溶解オ
ゾンガス気泡(G) を取り除くことができる。

【００８６】請求項８の発明によると、偏心手段は、未
溶解オゾンガス気泡(G) が旋回軸(L2)回りに旋回流をつ
くるための羽根車(25)を備え、また請求項９の発明によ
ると、その羽根車(25)を、オゾン水槽(10)内の底壁(13)
におけるオゾン水槽(10)の軸心(L1)からずれた位置に配
設することにより、この羽根車(25)によっても、未溶解
オゾンガス気泡(G) の旋回軸(L2)をオゾン水の旋回軸(L
1)から効果的に偏心させることができる。

【００８７】請求項１０の発明によると、羽根車(25)
を、抵抗板(21)近傍におけるオゾン水旋回流の上流側に
配設することにより、未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回
軸心(L2)をさらに安定して偏心させることができる。

【００８８】請求項１１の発明によると、流出口(15)
を、未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L2)よりも、
羽根車(25)に対してオゾン水旋回流の下流側に配設する
ことにより、未溶解オゾンガス気泡(G) が除去されたオ
ゾン水を生成するのに好適となる。

【００８９】請求項１２の発明によると、さらに、未溶
解オゾンガス気泡(G) の流出口(15)への接近を防止する
遮蔽板(22)を備えることにより、流出口(15)より流出さ
れるオゾン水への未溶解オゾンガス気泡(G) の混入を確
実に防止することができる。

【００９０】請求項１３の発明によると、上記遮蔽板(2
2)が網状体からなることで、流出口(15)へ向かうオゾン
水の流れをある程度維持しながら、未溶解オゾンガス気
泡(G) の流出口(15)への侵入を効果的に防止することが
できる。

【００９１】請求項１４の発明によると、上記遮蔽板(2
2)をオゾン水の旋回流の旋回方向(A) に沿った円弧状と
することにより、未溶解オゾンガス(G) の旋回流をより
効果的に生じさせることができる。さらに、オゾン水の
旋回流に対する抵抗を可及的に小さくすることができて
好ましい。

【００９２】請求項１５の発明によると、さらに、オゾ
ンガス排出口(16)を、未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回
軸心(L2)近傍に設け、このオゾンガス排出口(16)にオゾ
ン水の流出を阻止するためのフロート弁(A) を設けるこ
とにより、水面と排出口(16)と距離を大きくとることが
できる。さらに、水面変動に高精度に反応するフロート
弁とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るオゾン水生成装置の概
略構成図である。

【図２】本発明の実施形態に係る気液分離装置を破断し
て示す正面図である。

【図３】図２におけるIII−III線断面を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

(A) 混合流の旋回方向 (L1) オゾン水槽の軸心 (L2) 未溶解オゾンガス気泡の旋回軸心 (G) 未溶解オゾンガス気泡 (1) オゾン水生成装置 (4) 気液分離装置 (10) オゾン水槽 (14) 流入口 (15) 流出口 (16) オゾンガス排出口 (21) 抵抗板（偏心手段） (21a) 上流側の壁面 (22) 遮蔽板 (25) 羽根車（偏心手段） (30) フロート弁

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オゾン水槽(10)に、未溶解オゾンガスが
   含まれたオゾン水の供給によりオゾン水槽(10)内に軸心
   (L1)回りに旋回するオゾン水の旋回流を生成する流入口
   (14)と、オゾン水槽(10)からオゾン水を流出させる流出
   口(15)と、未溶解のオゾンガスをオゾン水槽(10)から排
   出するオゾンガス排出口(16)とが形成された気液分離装
   置であって、 上記オゾン水槽(10)内におけるオゾン水中の未溶解オゾ
   ンガス気泡(G) の旋回軸心(L2)を、オゾン水槽(10)の軸
   心(L1)に対して偏心させる偏心手段(21)を備えることを
   特徴とする気液分離装置。
2. 【請求項２】 請求項１の気液分離装置において、 流出口(15)は、偏心手段(21)により未溶解オゾンガス気
   泡(G) の分布が疎に偏る位置に配設されていることを特
   徴とする気液分離装置。
3. 【請求項３】 請求項１の気液分離装置において、 流出口(15)は、未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L
   2)からの距離が、オゾン水槽(10)の軸心(L1)からの距離
   よりも大きくなる位置に配設されていることを特徴とす
   る気液分離装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１つの気液分離
   装置において、 偏心手段は、オゾン水の旋回流に対し未溶解オゾンガス
   気泡(G) が旋回軸(L2)回りに旋回するように抵抗を与え
   る抵抗板(21)を備えることを特徴とする気液分離装置。
5. 【請求項５】 請求項４の気液分離装置において、 抵抗板(21)は網状体からなることを特徴とする気液分離
   装置。
6. 【請求項６】 請求項５又は６の気液分離装置におい
   て、 抵抗板(21)は、オゾン水の旋回流を受ける壁面(21a) が
   未溶解オゾンガス気泡(G) を案内する円弧面を有するこ
   とを特徴とする気液分離装置。
7. 【請求項７】 請求項４〜６のいずれか１つの気液分離
   装置において、 流出口(15)は抵抗板(21)近傍におけるオゾン水旋回流の
   下流側に配設されていることを特徴とする気液分離装
   置。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１つの気液分離
   装置において、 偏心手段は、未溶解オゾンガス気泡(G) が旋回軸(L2)回
   りに旋回流をつくるための羽根車(25)を備えることを特
   徴とする気液分離装置。
9. 【請求項９】 請求項８の気液分離装置において、 羽根車(25)は、オゾン水槽(10)内の底壁(13)における該
   オゾン水槽(10)の軸心(L1)からずれた位置に配設されて
   いることを特徴とする気液分離装置。
10. 【請求項１０】 請求項４〜７のいずれか１つの気液分
    離装置において、 偏心手段は、未溶解オゾンガス気泡(G) が旋回軸(L2)回
    りに旋回流をつくるための羽根車(25)を備え、 上記羽根車(25)は、抵抗板(21)近傍におけるオゾン水旋
    回流の上流側に配設されていることを特徴とする気液分
    離装置。
11. 【請求項１１】 請求項８〜１０のいずれか１つの気液
    分離装置において、 流出口(15)は、未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L
    2)よりも、羽根車に対してオゾン水旋回流の下流側に配
    設されていることを特徴とする気液分離装置。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか１つの気液
    分離装置において、 未溶解オゾンガス気泡(G) の流出口(15)への接近を防止
    する遮蔽板(22)を備えることを特徴とする気液分離装
    置。
13. 【請求項１３】 請求項１２の気液分離装置において、 遮蔽板(22)は網状体からなることを特徴とする気液分離
    装置。
14. 【請求項１４】 請求項１２又は１３の気液分離装置に
    おいて、 遮蔽板(22)はオゾン水の旋回流の旋回方向(A) に沿った
    円弧状であることを特徴とする気液分離装置。
15. 【請求項１５】 請求項１〜１４のいずれか１つの気液
    分離装置において、 オゾンガス排出口(16)は、オゾン水槽(10)内におけるオ
    ゾン水中の未溶解オゾンガス気泡(G) の旋回軸心(L2)近
    傍に設けられ、 上記オゾンガス排出口(16)にオゾン水の流出を阻止する
    ためのフロート弁(30)が設けられていることを特徴とす
    る気液分離装置。
16. 【請求項１６】 請求項１〜１５のいずれか１つの気液
    分離装置を備えることを特徴とするオゾン水生成装置。