JP2003305348A - オゾン水生成システム及びその制御方法 - Google Patents

オゾン水生成システム及びその制御方法

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JP2003305348A JP2002184258A JP2002184258A JP2003305348A JP 2003305348 A JP2003305348 A JP 2003305348A JP 2002184258 A JP2002184258 A JP 2002184258A JP 2002184258 A JP2002184258 A JP 2002184258A JP 2003305348 A JP2003305348 A JP 2003305348A
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ozone
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Soo-Hwan Cho
ワン チヨオ スー
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DONGWOO GI YEON CO Ltd
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DONGWOO GI YEON CO Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 屋内外で流路条件によらず汎用的に用いるこ
とができるオゾン水生成システム及びその制御方法を提
供する。 【解決手段】 オゾン発生器２０で生成されたオゾンと
水とを混合させる混合部と、混合部への水の流れを制御
するための水電磁弁７５と、オゾン発生器２０へ流入す
る外気を浄化し、除湿する流入空気調節機構４０と、オ
ゾンガスを水と混合せしめるために給水ライン５０及び
オゾンガスライン５１に接続され、水の流速によって開
放される逆止弁５２によりオゾンガスを水に溶解せしめ
るインジェクタ６０と、一次オゾン水を流入させて水と
オゾンとで二次オゾン溶存水を生成し、オゾン水を排水
管５３を通じて排水し、オゾンガスをリターンライン５
４を通じて再流入させて再溶解させる気液分離器７０
と、気液分離器７０の内部の水位に応じて水電磁弁７５
を制御して水の逆流を防止する機構とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は汚染水を環境親和的
に再生するためのオゾン水生成システムに係り、特に屋
内外で汚染水の流路条件には拘わらずに汎用的に用いる
ことができるようにし、オゾン発生条件を最適状態に維
持してシステムの性能を全体的に向上させると共に、オ
ゾン水排出過程での排水口詰まりによる水の逆流の兆候
を予め検出してシステム性能の低下を防止し、使用安定
性を向上させたオゾン水生成システム及びその制御方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、水にオゾンが混合された状態、
即ちオゾン溶存水を生成するためのオゾン水生成システ
ムは、水にオゾンを混入させ、オゾンによる浄化力及び
殺菌力等の期待可能な効果を得る目的で構成された装置
として知られている。そのようなオゾン水生成システム
のオゾン水生成方式としては加圧インジェクタ方式、散
気方式、ベンチュリインジェクタ方式等が知られてい
る。
【０００３】これらの内の、加圧インジェクタ方式の代
表的なオゾン水生成機構は、図９に示すように、外気を
吸入して強制的に目的の場所へ送り出すエアポンプ１０
と、このエアポンプ１０を通じて送り出される空気中の
酸素をオゾンに変化させるオゾン発生体１１を有するオ
ゾン発生器１２と、このオゾン発生器１２により発生さ
れて出てくるオゾンと水源１３から供給される水とを混
合する混合部１４と、水源１３から混合部１４への給水
量を制御するために、給水ライン１５の途中に設置され
た電磁弁１６等を含む。
【０００４】このような従来のオゾン水生成機構は、外
気を強制的にエアポンプ１０からオゾン発生器１２へ送
り込むと、オゾン発生器１２で空気中の酸素をオゾンに
変化させ、変化したオゾンの内の一部は再び酸素に分解
するが、大部分は混合部１４へ押し込まれて水と混合さ
れ、水源１３から供給される水をオゾン水として排出す
るように動作する。
【０００５】従って、加圧インジェクタ方式のオゾン水
生成機構は、エアポンプ１０によって加圧された状態で
水が給水ライン１５を通過する際の負圧作用によりオゾ
ンを混合部１４へ吸引することにより、気体のオゾンと
液体の水とが混合された状態のオゾン水、即ち水にオゾ
ンが溶解しているオゾン溶存水として排出する。
【０００６】オゾン水生成機構は水とオゾンとの適切な
混合比率の維持が性能に関係するため、種々の周辺装置
を必要とする。例えば、オゾンと水とを混合する混合
部、負圧を発生させるためのインジェクタ、投入される
空気の量を調節すると共に気体と液体とを分離する気液
分離器等は、水とオゾンとの混合状態を安定的且つ一定
に維持して最適のオゾン溶存水に加工するための補助機
構である。オゾン水生成機構の配置及び構造の変更によ
って改良されたオゾン水生成システムを提供した技術の
例としては次のようなものがある。
【０００７】本願出願人によって紹介された大韓民国登
録実用新案登録番号第２０８１０９号の「オゾン水生成
装置」は、電磁弁（インジェクタ）の構造を改良し、混
合部に接続されたオゾンラインに気泡分離器を設置する
ことにより、エアポンプ無しで単に水の圧力上昇作用の
みによってオゾン流入を可能にし、水とオゾンとの混合
排出過程で水に溶解し混合できなかった残留オゾンの排
出を防止すると共に、エアポンプを設置しないことで全
体的な部品減少及び小型化を実現し、オゾンの再活用、
オゾンによる人体障害問題及び周辺部品の破損問題を解
決することができた。
【０００８】また、本願出願人によって紹介された大韓
民国登録実用新案登録番号第２０３２４４号の「オゾン
水生成装置」は、流路上に電磁弁とインジェクタとを別
途に設置することにより流路長を確保しなければならな
かったという問題を、電磁弁とインジェクタとを統合す
ることにより、流路長を短縮すると共に、エアポンプを
代替することが可能になるので、適切なオゾン水が得ら
れるようになった。
【０００９】しかし、このような従来の技術は人為的に
発生させたオゾンと水とを混合させる流路の構造を改良
する技術でしかなく、異物及び湿気を含有した空気から
オゾンを発生させてオゾン発生効率を低下させるという
問題点がある。
【００１０】また従来は、システム運転中に排水管が頻
繁に詰まることがあり、その場合には水が正常な経路を
流れずに逆流して水とオゾンとの混合比率の均衡が崩れ
ると共に、オゾン水を正常に排出することができなくな
り、全体的な流路性能が低下すると共に熟練者の保守点
検を必要とするという煩わしさがあった。
【００１１】また、家庭、一般事業所等においても容易
且つ簡便に利用できる具体的なシステム設計と、オゾン
水生成機構を効率よくコントロールしつつ運転するため
の具体的な方法とが提示されていなかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、屋内外で流路条件によらず汎用的に用いることので
きるオゾン水生成システムを提供することにある。
【００１３】本発明の他の目的は、オゾン水生成機構の
重要な条件の一つであるオゾン発生条件を最適状態に維
持することにより、オゾン水生成システムの全体的な性
能を向上させたオゾン水生成システムを提供することに
ある。
【００１４】本発明の更に他の目的は、オゾン水排出過
程での排出口の詰まりによる水の逆流を予め検出するこ
とにより、システム性能の低下を防止し、実使用に際し
ての安定性を向上させたオゾン水生成システムを提供す
ることにある。
【００１５】本発明の更に他の目的は、オゾン発生器に
供給される外気の除湿を行なう除湿層をシステムの運転
に影響しないように乾燥させることが可能なオゾン水生
成システムを提供することにある。
【００１６】本発明のまた更に他の目的は、オゾン水生
成システムの運転時に比較的発生頻度が高い水の逆流現
象が発生した場合にも迅速に正常運転に戻すことが可能
なオゾン水生成システムの制御方法を提供することにあ
る。
【００１７】本発明の更に他の目的は、オゾン発生器に
供給される外気の除湿を行なう除湿層をシステムの運転
に影響しないように乾燥させることが可能なオゾン水生
成システムの制御方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るオゾン水生成システムは、外気導入経
路を介して導入された空気中の酸素からオゾンを生成す
るオゾン発生器と、給水ラインを通じて給水される水と
前記オゾン発生器からオゾンガスラインを通じて供給さ
れるオゾンとを混合する混合部と、該混合部への給水量
を制御するために前記給水ラインに介装された電磁弁
と、前記混合部と接続されており、気体と液体とを分離
するための空間及び該空間で分離された液体を排出する
ための排出口を有する気液分離器とを備えたオゾン水生
成システムにおいて、前記外気導入経路への流入空気を
浄化し、除湿する流入空気調節機構と、該流入空気調節
機構を通じて供給された空気から前記オゾン発生器が発
生したオゾンガスを水と混合せしめるために、前記給水
ラインに介装されており、前記混合部と前記オゾンガス
ラインとの間に接続された逆止弁を有し、該逆止弁を水
の流速を利用した水噴射によって開放することにより、
オゾンガスを水に溶解せしめるインジェクタと、前記気
液分離器の前記空間の水位を検出して前記給水ラインに
よる給水量を制御することにより水の逆流を防止する逆
流防止機構とを備え、前記気液分離器は、前記空間の上
端部寄りの部分と前記インジェクタの出口側とを接続す
るリターンラインを有し、前記インジェクタを通過する
ことによりオゾンガスが溶解した一次オゾン水を前記空
間へ流入させて水とオゾンとで二次オゾン水を生成する
と共に、オゾンが溶解した液体であるオゾン水を前記排
出口を通じて排出し、水に溶解していない気体のオゾン
を前記リターンラインを通じて前記インジェクタの出口
側へ再流入させて三次またはそれ以上の再溶解過程を受
けさせるようにしてあることを特徴とする。
【００１９】このような本発明のオゾン水生成システム
では、流入空気調節機構により浄化され、除湿された外
気が外気導入経路を通じて供給されたオゾン発生器が発
生したオゾンガスを、給水ラインに介装されており、混
合部とオゾンガスラインとの間に接続された逆止弁を有
するインジェクタが、逆止弁を水の流速を利用した水噴
射によって開放することにより、水と混合して溶解せし
める。一方、逆流防止機構により、気液分離器の空間の
水位を検出して給水ラインによる給水量を制御すること
により水の逆流を防止すると共に、気液分離器は、イン
ジェクタを通過することによりオゾンガスが溶解した一
次オゾン水を空間へ流入させて水とオゾンとで二次オゾ
ン水を生成すると共に、オゾンが溶解した液体であるオ
ゾン水を排出口を通じて排出し、水に溶解していない気
体のオゾンを内部の空間の上端部寄りの部分とインジェ
クタの出口側とを接続するリターンラインを通じてイン
ジェクタの出口側へ再流入させて三次またはそれ以上の
再溶解過程を受けさせるようにして、オゾンを無駄なく
利用する。
【００２０】また本発明に係るオゾン水生成システム
は、上述の発明において、前記流入空気調節機構は、空
気吸入口を有するジャケットと、該ジャケットの外側に
配されたヒータと、前記空気吸入口から吸入される外気
を濾過するフィルタと、前記ジャケットに内蔵され、前
記フィルタで濾過された空気から水分を除去する除湿層
とを備えることを特徴とする。
【００２１】このような本発明のオゾン水生成システム
では、流入空気調節機構では、空気吸入口から吸入され
る外気をフィルタで濾過し、除湿層で除湿する。また、
ジャケットの外側に配されたヒータがジャケットに内蔵
されている除湿層を乾燥させる。
【００２２】更に本発明に係るオゾン水生成システム
は、前述の発明において、前記インジェクタは、一端部
が前記給水ラインに、他端部が前記気液分離器にそれぞ
れ接続されており、他の部分に比して細径に形成されて
おり、所定の圧力で開閉される前記逆止弁が接続されて
おり、前記給水ラインから給水される水の流速を加速さ
せることにより圧力変化を発生させて前記逆止弁を開放
してオゾンガスを流路内へ吸引するインジェクタホール
を備えることを特徴とする。
【００２３】このような本発明のオゾン水生成システム
では、一端部が給水ラインに、他端部が気液分離器にそ
れぞれ接続されたインジェクタに備えられたインジェク
タホールが、他の部分に比して細径に形成されており、
また所定の圧力で開閉される逆止弁が接続されているた
め、給水ラインから給水される水の流速を加速させて圧
力変化を発生させることにより逆止弁を開放してオゾン
ガスを流路内へ吸引する。
【００２４】また更に本発明に係るオゾン水生成システ
ムは、前述の発明において、前記逆流防止機構は、前記
気液分離器の内部の水位を検出する水位センサを備え、
該水位センサの検出情報に従って、前記電磁弁を制御す
ることにより前記給水ラインの給水量を調整するように
してあることを特徴とする。
【００２５】このような本発明のオゾン水生成システム
では、逆流防止機構が備える水位センサが気液分離器の
内部の水位を検出し、この水位センサの検出情報に従っ
て電磁弁を制御することにより、給水ラインの給水量を
調整する。
【００２６】更にまた本発明に係るオゾン水生成システ
ムは、前述の発明において、前記流入空気調節機構は、
空気吸入口を有するジャケットと、該ジャケットの外側
に配されたヒータと、前記空気吸入口から吸入される外
気を濾過するフィルタと、前記ジャケットに内蔵され、
前記フィルタで濾過された空気から水分を除去する除湿
層とを含む流入空気調節手段を少なくとも二組備え、前
記外気導入経路は、前記少なくとも二組の流入空気調節
手段のいずれか一組から前記オゾン発生器へ選択的に空
気を流入させる外気導入経路切換用の電磁弁を備えてい
ることを特徴とする。
【００２７】このような本発明のオゾン水生成システム
では、流入空気調節機構は、空気吸入口を有するジャケ
ットと、このジャケットの外側に配されたヒータと、空
気吸入口から吸入される外気を濾過するフィルタと、ジ
ャケットに内蔵され、フィルタで濾過された空気から水
分を除去する除湿層とを含む流入空気調節手段を少なく
とも二組備えている。そして、外気導入経路が備える外
気導入経路切換用の電磁弁の切換によって、少なくとも
二組の流入空気調節手段のいずれか一組からオゾン発生
器へ選択的に空気が流入させられ、この間に他の一組の
流入空気調節手段では除湿層が乾燥させられる。
【００２８】更に、本発明に係るオゾン水生成システム
の制御方法は、外気導入経路を介して導入された空気中
の酸素からオゾンを発生するオゾン発生器と、給水ライ
ンを通じて供給される水と前記オゾン発生器からオゾン
ガスラインを通じて供給されるオゾンとを混合するイン
ジェクタと、該インジェクタへの水の供給量を制御する
ために前記給水ラインに介装された電磁弁と、前記イン
ジェクタと接続されており、気体と液体とを分離するた
めの空間及び該空間で分離された水を排出するための排
出口を有する気液分離器とを備えたオゾン水生成システ
ムの制御方法において、前記電磁弁を開放して給水し、
前記インジェクタを介して水の流速を加速することによ
り圧力変化を発生させて前記オゾン発生器が発生したオ
ゾンを吸引して水とオゾンとを混合してオゾンが水に溶
解したオゾン水を生成するステップと、水に溶解してい
ないオゾンの外部への排出を抑制して水に再溶解させる
ために、前記気液分離器でオゾンと水とを分離するステ
ップと、前記気液分離器の前記排出口の詰まりによっ
て、給水は続けられているが排出は停止した状態を前記
気液分離器内の水位検出情報から判断するステップと、
前記気液分離器内の水位検出情報から所定水位であると
判断された場合に、前記電磁弁を遮断することにより前
記排出口から前記気液分離器内の水が排出されるまで待
機するステップと、前記気液分離器内の水が全て排出さ
れたことが水位検出情報から判断された場合に、所定の
遅延時間経過後に前記電磁弁を開放して給水を再開する
ステップとを含むことを特徴とする。
【００２９】このような本発明のオゾン水生成システム
の制御方法では、電磁弁を開放して給水し、インジェク
タを介して水の流速を加速することにより圧力変化を発
生させてオゾン発生器が発生したオゾンを吸引して水と
オゾンとを混合してオゾンが水に溶解したオゾン水を生
成し、次に、水に溶解していないオゾンの外部への排出
を抑制して水に再溶解させるために、気液分離器でオゾ
ンと水とを分離する。そして、気液分離器の排出口の詰
まりによって、給水は続けられているが排出は停止した
状態が気液分離器内の水位検出情報から判断されてお
り、気液分離器内の水位検出情報から所定水位であると
判断された場合、即ち給水は続けられているが排出は停
止した状態であると判断された場合には、電磁弁が遮断
されることにより排出口から気液分離器内の水が排出さ
れるまで待機し、その後に気液分離器内の水が全て排出
されたことが水位検出情報から判断された場合に、所定
の遅延時間経過後に電磁弁を開放して給水を再開する。
【００３０】また本発明に係るオゾン水生成システムの
制御方法は、上述の発明において、前記オゾン水生成シ
ステムは、空気吸入口を有するジャケットと、該ジャケ
ットの外側に配されたヒータと、前記空気吸入口から吸
入される外気を濾過するフィルタと、前記ジャケットに
内蔵され、前記フィルタで濾過された空気から水分を除
去する除湿層とを含む流入空気調節手段を少なくとも二
組と、前記外気導入経路に介装されており、前記少なく
とも二組の流入空気調節手段のいずれか一組から前記オ
ゾン発生器へ選択的に空気を流入させる外気導入経路切
換用の電磁弁とを更に備え、前記外気導入経路切換用の
電磁弁により前記少なくとも二組の流入空気調節手段の
一方から前記オゾン発生器へ選択的に空気を流入させ、
その間に前記少なくとも二組の流入空気調節手段の他方
の前記除湿層を前記ヒータで乾燥させるステップを更に
含むことを特徴とする。
【００３１】このような本発明のオゾン水生成システム
の制御方法では、少なくとも二組の流入空気調節手段の
一方からオゾン発生器へ選択的に空気が流入するように
外気導入経路切換用の電磁弁により切換が行なわれれ、
その間に少なくとも二組の流入空気調節手段の他方のヒ
ータが除湿層を乾燥させる。
【００３２】以上のようにオゾン水生成システムを構成
し、またオゾン水生成システムを制御することにより、
オゾン発生条件を最適化することができ、全体的なシス
テム性能の低下を防止してシステム安定性及び性能を向
上させることができると共に、水に溶解できなかったオ
ゾンを再循環させることによりオゾン水へのオゾン溶存
量を増加させることができる。更に、少なくとも二組の
流入空気調節手段を備える構成を採る場合は、システム
のメンテナンスが容易になり、屋内外で流路条件に関係
なく汎用的に用いることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明のオゾン水生成シス
テム及びその制御方法を実施の形態を示す図１乃至図８
を参照して詳しく説明する。
【００３４】本発明のオゾン水生成システムの主要部分
の構成を図１に示す。本発明に係るオゾン水生成システ
ムは、酸素を受け入れてそれをオゾンに変化させるオゾ
ン発生体を有するオゾン発生器２０と、このオゾン発生
器２０により発生されて出てくるオゾンと水源から供給
される水とを混合させる混合部と、水源から混合部への
給水量を制御するために給水ラインの途中に設置された
水電磁弁７５とを含むオゾン水生成システムに、更に流
入空気調節機構４０、インジェクタ６０、気液分離器７
０、及びこの気液分離器７０に設置された水の逆流防止
機構とを備える構成とした。
【００３５】流入空気調節機構４０は、オゾン発生器２
０へ外気を流入させるための外気流入管５８ａ，５８ｂ
を通じて空気電磁弁３０へ流入する空気を浄化すると共
に除湿するために備えられている。
【００３６】インジェクタ６０は、流入空気調節機構４
０を通じて浄化・乾燥した空気からオゾン発生器２０に
より生成されたオゾンガスを水と混合せしめるために、
給水ライン５０及びオゾンガスライン５１に接続されて
おり、このオゾンガスライン５１の給水ライン５０との
接続位置に配置された逆止弁５２を備え、水の流速を利
用した水噴射によって圧力変化を発生させ、これによっ
て逆止弁５２を開放することによりオゾンガスを水に溶
解せしめるために備えられている。
【００３７】気液分離器７０は、インジェクタ６０を経
由する際にオゾンガスが水に溶解した一次オゾン水を流
入させて水とオゾンとで二次オゾン溶存水を生成し、そ
の過程でオゾンが水に溶解した液相のオゾン水をそのま
ま排水管５３を通じて排水させ、水に溶解していない気
相のオゾンをリターンライン５４を通じて気液分離器７
０へ再流入させて三次またはそれ以上の再溶解過程を経
るようにするための気液分離が可能な空間を内部に有す
る。
【００３８】逆流防止機構は、気液分離器７０の内部空
間に沿って設置されており、気液分離器７０へ流入した
オゾン水の水位を検出し、その検出結果に応じて給水ラ
イン５０を流れる水量を制御して水の逆流を防止する。
【００３９】流入空気調節機構４０は図１及び図２に示
すように、空気吸入口４１を備えており、内部が空洞状
になっているジャケット４２の外側に配置されたヒータ
４３と、空気吸入口４１に設置されていて吸入空気を濾
過するフィルタ４４と、ジャケット４２に内蔵されてい
てフィルタ４４で濾過された空気から水分を除去する除
湿層４５とからなる。更に、ヒータ４３はジャケット４
２に内蔵された電極板４６が磁気温度制御機能を有する
静特性サーミスタ素子（ＰＣＴ：Positive Temperature
Coefficient）４７によって発熱する。除湿層４５とし
ては乾燥材の一種であるシリカゲルを充填してあり、オ
ゾン発生器２０へ流入する外気を浄化すると共に湿気を
除去してオゾン発生器２０のオゾン発生体（不図示）へ
流入させる。
【００４０】ヒータ４３，４３ａは図１に示すように、
オゾン発生器２０への空気の流路を形成する外気流入管
５８ａ，５８ｂと相通する空気電磁弁３０を中心として
一つ、または二つ以上を配置することができる。
【００４１】例えば、外部からの空気を浄化すると共に
乾燥させて空気電磁弁３０を経由して直接オゾン発生器
２０へ空気を流入させるヒータ４３（又は４３ａ）と、
駆動回路ボード５５の運転信号に応じて静特性サーミス
タ素子４７を作動させることにより、湿気を含有したシ
リカゲルを乾燥させる別のヒータ４３ａ（又は４３）と
を空気電磁弁３０に接続する構造とすることができる。
【００４２】ヒータ４３，４３ａは空気電磁弁３０とは
外気流入管５８ａ，５８ｂを介してそれぞれ接続されて
おり、空気がオゾン発生器２０よりも先に空気電磁弁３
０を経由するようにしてある。その空気電磁弁３０の一
つの流路は空気供給管５８ｃを介してオゾン発生器２０
と接続されている。
【００４３】インジェクタ６０は図１及び図３に示すよ
うに、一端部は給水ライン５０に接続されており、他端
部は気液分離器７０に接続されている。また、インジェ
クタ６０は、流路が細くなる部分に、一定の圧力で開閉
される逆止弁５２が接続されている。そして、インジェ
クタ６０の流路が細くなる部分は、供給される水の噴射
を誘導し、その流速で逆止弁５２を介してオゾンガスを
内部へ流入させるインジェクタホール６１として形成さ
れている。
【００４４】気液分離器７０は図１及び図４に示すよう
に、インジェクタ６０から吐出される水の流動に自然に
回転状態が付与されるようにその形状が選択されてい
る。そのような形状としては、円筒型、四角形、三角形
等の筒体も可能である。特に、円筒型の場合は、水の流
れが安定的であるので好ましい。また、気体と液体とを
重力で分離させることができるように、気液分離器７０
は直立型の構造、より具体的には内部空間が鉛直方向に
長い形状を選択することが好ましい。
【００４５】そして、気液分離器７０の上端部に開いて
いる上部孔には分離可能なキャップ７６が取り付けられ
ていて閉塞されているが、オゾンの再溶解循環のため
に、リターンライン５４が気液分離器７０の入口７１
側、換言すればインジェクタ６０の出口側に接続されて
いる。また、気液分離器７０の下端部には排水管５３に
接続される通路７２が形成されている。
【００４６】逆流防止機構は図１及び図４に示すよう
に、気液分離器７０の上部に取り付けられている分離可
能なキャップ７６に開いている上部孔に嵌め込まれたガ
イド７３と、このガイド７３に沿って気液分離器７０の
内部で垂直方向に下方へ延びており、気液分離器７０内
部の所定水位を満水位と仮定して検出するロッドセンサ
７４と、ロッドセンサ７４の検出情報に応じて給水ライ
ン５０による給水量を制御するために給水ライン５０の
供給側に設置された水電磁弁７５とを含み、ロッドセン
サ７４の検出結果によって水電磁弁７５を制御可能に結
合した構造としてある。
【００４７】以上のような、流入空気調節機構４０、イ
ンジェクタ６０、気液分離器７０及びこの気液分離器７
０に配置された逆流防止機構を備える本発明のオゾン水
生成システムは、利用目的に応じて構成部品を適切に配
置することにより、家庭用、営業所用、産業用等に共用
できる。
【００４８】次に、上述のような構成による本発明のオ
ゾン水生成システムの特徴及び動作について、オゾン水
生成過程と操作及び運転モードとに基づいて説明する。
【００４９】本発明の特徴を大別すると、駆動回路ボー
ド５５に連動可能な一つ以上のヒータ４３，４３ａと、
水噴射で流速によってオゾン発生器２０からオゾンを流
入させるために、逆止弁５２の複合構造を適用したイン
ジェクタ６０の部分と、気液分離器７０へ流入した水が
回転しつつ、その内部空間の上端部からは溶解できなか
ったオゾンガスが排出されてリターンライン５４を通じ
て再び給水ラインのインジェクタ６０の出口側へ流入し
て溶解し、下端部からはオゾン溶存水がそのまま排出さ
れるオゾンガスの再循環の部分と、気液分離器７０内に
水が流入すると共に水とオゾンとを分離し、その分離過
程または待機過程で水の水量が気液分離器７０内の限界
水位を超過した場合に気液分離器７０内へ流入する水量
を水電磁弁７５で遮断するオゾン水の逆流防止部分と、
気液分離器７０内でオーバフローした水の排出時間を考
慮して水電磁弁７５の開放時期を人為的に遅延させる水
電磁弁７５の制御部分と、オゾン発生器２０へ流入する
外気に含まれる汚染物質がフィルタ４４で除去され、湿
気が除湿層４５の乾燥したシリカゲルで除去され、清浄
で乾燥した空気が連続的にオゾン発生器２０へ流入する
ようにした、ヒータ４３，４３ａを含む流入空気調節機
構４０の部分とに分けられる。
【００５０】ここで、流入空気調節機構４０のヒータ４
３，４３ａの配置構成によってオゾン発生器２０へ流入
する空気の除湿作用を異ならせることができる。システ
ムを連続運転する場合は、流入空気調節機構４０に少な
くとも二つのヒータ４３，４３ａを配置し、例えば、一
方のヒータ４３（又は、他方のヒータ４３ａ）を用いて
空気を濾過・乾燥・流入させ、一方のヒータ４３（又
は、他方のヒータ４３ａ）の除湿層４５の水分が飽和状
態に至った場合には静特性サーミスタ素子４７で除湿層
４５を乾燥させる。そして、この間は他方のヒータ４３
ａ（又は、一方のヒータ４３）を用いて空気を濾過・乾
燥・流入させる。この場合、即ち流入空気調節機構４０
が二つのヒータ４３，４３ａを備える場合には空気電磁
弁３０は三方弁（３−ＷＡＹ）の流路形式を採用する。
しかし、必ずしも二つ以上のヒータを配置する必用はな
い。即ち、システムの連続運転時間が約５時間以内であ
り、長い休止時間があれば、除湿層４５の自然乾燥も可
能であるため、一つのヒータでも除湿効果を得ることは
十分に可能である。
【００５１】本発明のオゾン水生成システムの動作を、
流入空気調節機構４０に二つのヒータ４３，４３ａが備
えられている構成に適用した場合を例にして説明すると
以下のようになる。まず、図５及び図６に示すように、
駆動回路ボード５５に装着されているスイッチ（不図
示）をオンすると電源が投入され、水電磁弁７５が開放
されて水が給水ライン５０へ流入する。
【００５２】同時に、オゾン発生器２０では駆動回路ボ
ード５５の電源が投入されたことを感知し、オゾン発生
器２０内のオゾン発生体１１に電源を印加してオゾンを
間欠的または連続的に定められた条件に従って発生させ
る。なお、オゾンの発生時間及び周期等は駆動回路ボー
ド５５の操作により任意に制御可能である。
【００５３】以上により、連続的に水が水電磁弁７５を
通過してインジェクタ６０へ流入し、水の流速でインジ
ェクタ６０内の細径のインジェクタホール６１から水が
噴射されると共に、オゾン発生器２０で発生したオゾン
がオゾンガスライン５１を通じて逆止弁５２からインジ
ェクタ６０内の細径のインジェクタホール６１へ吸引さ
れ、オゾンガスが水に溶解しつつ気液分離器７０内へ流
入する。
【００５４】インジェクタ６０と気液分離器７０との間
での水の流動は以下のようになる。インジェクタ６０を
通過することによりオゾンガスが水に溶解した一次オゾ
ン水は気液分離器７０へ流入し、その後に水とオゾンと
で二次オゾン溶存水が生成されると共に、この過程にお
いてオゾンが水に溶解した液相のオゾン水はそのまま気
液分離器７０の下部側の排水管５３を通じて排水され、
水に溶解できなかった気相のオゾンは気液分離器７０の
上部側へ流動してリターンライン５４を通じてインジェ
クタ６０の出口と気液分離器７０の入口との間に再流入
し、三次またはそれ以上の再溶解過程を受ける。
【００５５】ヒータ４３では図５に示すように、外部の
汚染空気がフィルタ４４を通過しつつ浄化され、また乾
燥した除湿層４５で空気中の湿気が除湿され、清浄で乾
燥した空気が外気流入管５８ａ経由で空気電磁弁３０を
通じてオゾン発生器２０へ供給される。ここで、空気電
磁弁３０の（３）の部分から（１）の部分への流路を経
由するヒータ４３の連続作動時間は大略５時間程度であ
る。
【００５６】図６に示すように、他方のヒータ４３ａを
使用する場合は、一方のヒータ４３は駆動回路ボード５
５の作動信号に応じて静特性サーミスタ素子４７を作動
させることにより湿気を含有した除湿層４５のシリカゲ
ルを約１時間で十分に乾燥させることができる。このよ
うにして二つのヒータ４３，４３ａを使用する場合、一
方のヒータ４３（又は、他方のヒータ４３ａ）でオゾン
発生器２０へ供給する空気の浄化・乾燥を行ない、他方
のヒータ４３ａ（又は、一方のヒータ４３）は除湿層４
５のシリカゲルを乾燥させる待機状態としてヒータ４３
と４３ａとを交互に使用することにより、清浄で乾燥し
た空気を常時オゾン発生器２０へ送ることができる。即
ち、一方のヒータ４３の連続作動可能時間（大略５時
間）が経過すると、図６に示すように他方のヒータ４３
ａを用いて空気を浄化・乾燥して空気電磁弁３０の
（２）の部分から（１）の部分への流路に沿ってオゾン
発生器２０へ供給する。参考として、オゾン発生体を用
いてオゾンを生成する場合、空気の湿度は低ければ低い
ほど、また不純物含有量においては含有量が少なければ
少ないほど、単位時間当たりのオゾン生成量を多くする
ことができ、高品質のオゾンを生成することができると
いうことが判っている。
【００５７】図７は二つのヒータ４３，４３ａを使用す
る空気流入条件下で、空気電磁弁３０の開放時間とヒー
タ４３，４３ａの駆動時間とを比較して示した表であ
る。
【００５８】一方、インジェクタ６０でオゾンと水とが
混合され、オゾンが水に溶解して一次オゾン水が生成さ
れ、この生成された一次オゾン水が気液分離器７０へ流
入して気液分離器７０内でオゾンが水に溶解し、排水管
５３を通じて二次オゾン水として排出されるが、このオ
ゾン水が所望のオゾン水である。
【００５９】水に溶解できなかったオゾンは気液分離器
７０内で上部側へ流動してリターンライン５４を通じて
インジェクタ６０の出口と気液分離器７０の入口との間
に再流入し、結果的に気液分離器７０内で三次またはそ
れ以上の再溶解過程を受けることにより、最終的にオゾ
ンは無駄にされることなく全てが水に溶解して排水管５
３を通じてオゾン水として排出される。
【００６０】ところで、本発明に係るオゾン水生成シス
テムの運転中に排水管５３が詰まって全く排水が出来な
くなるか、または排水効率が低下すると、まず水が気液
分離器７０内に満たされることになる。この場合、限界
水位として定められている所定の水位を超えると、気液
分離器７０内の内蔵型のロッドセンサ７４がそれを検出
し、水電磁弁７５を閉鎖してそれ以上の給水が行なわれ
ないようにして水の逆流を自動的に防止する。これと共
に限界水位が検出されたことを示す情報により、オゾン
発生器２０及び流入空気調節機構４０のヒータ４３，４
３ａ、及び各種の電装部品等の駆動を中止させることが
できるので、水の逆流によるオゾン水生成機構の破損を
事前に防止することができる。
【００６１】気液分離器７０の水位を検出して水の逆流
を防止する機構としては、図４に示すような水との直接
の接触を限界水位と認識するロッドセンサ７４を使用す
る方式の他に、気液分離器７０の筒体の水圧を検出して
水の逆流を感知する方式、水面の高さを認識する近接セ
ンサ及びリミットセンサ方式、更には浮力を用いてフロ
ートの浮上位置でマイクロスイッチを作動させて検出す
る方式等の多様な方式を選択的に適用することができ
る。
【００６２】本発明に係るオゾン水生成システムは以下
のような方法で制御することができる。
【００６３】駆動回路ボード５５の操作により給水ライ
ン５０を開閉する水電磁弁７５を開放して水をシステム
内部へ供給し、インジェクタを６０を介して水の流速を
加速することでオゾンを吸引して水とオゾンとを混合し
てオゾンが水に溶解したオゾン水を生成するステップ
と、水に溶解していないオゾンの排出を抑制して再溶解
させるために、気液分離器７０でオゾンと水とを分離す
るステップと、気液分離器７０の気液分離過程における
排出口側の詰まりによって、給水は継続しているが水の
排出は停止した状態を気液分離器７０の異常水位として
検出するステップと、気液分離器７０の水位検出情報か
ら所定の水位である満水位になっていることが判明した
場合に水電磁弁７５を遮断して気液分離器７０の排水管
５３を開放して排水することにより気液分離器７０内の
水が排出されるまで待機するステップと、気液分離器７
０内の水が全て排出されて検出センサが水の排出状態を
確認した後に任意の遅延時間をおいて水電磁弁７５へ電
源を供給して給水を再開するステップとで制御すること
ができる。
【００６４】図８は図４に示す気液分離器７０の基本構
成によって水の再給水時期を遅延させる制御方法（遅延
回路）の一例を示すフローチャートである。水の再給水
の遅延時間は、気液分離器７０内を十分に排水するため
に必用な時間よりも長く設定する。即ち、給水遅延は、
給水停止後、気液分離器７０内の水が十分に排出された
後に再び給水を行なうためのものであり、水位センサと
してロッドセンサを適用した条件の下で以下のように行
なうことができる。
【００６５】駆動回路ボードのスイッチがオンされて駆
動電源が印加されると（Ｓ１００）、水電磁弁７５が遮
断されている状態で（Ｓ２００でＮＯ→Ｓ３００）、気
液分離器７０内の水が外部の操作（自動操作）または人
為的操作によって排出され（Ｓ４００）、ロッドセンサ
７４が水と分離された時点（Ｓ２００でＹＥＳ）から０
〜５秒経過後（Ｓ５００でＹＥＳ）、水電磁弁７５へ電
源が供給され（Ｓ６００）、更に給水が行なわれる給水
遅延方法、または最初の作動時には気液分離器７０内の
水がロッドセンサ７４と接触していて水電磁弁７５が遮
断されているので、遅延回路を用いて一定時間（０〜５
秒）水を自然排出した後、水電磁弁７５を開放する給水
遅延方法等を選択的に適用することができる。このよう
な制御方法は適用された検出センサの機能及び気液分離
器７０の条件等によって異ならせることができる。
【００６６】
【発明の効果】以上に詳述したように、本発明のオゾン
水生成システム及びその制御方法によれば、水道の水、
地下水、工業用水、農業用水及び環境浄化処理水、保険
衛生処理水等のような多様な水の利用及び使用目的に応
じて屋内外に簡単に設置することができると共に、多量
の水で連続的にオゾン水を生成することができるので、
水の汚染を環境親和的に還元させるために非常に有効で
あるという効果がある。
【００６７】また、本発明のオゾン水生成システム及び
その制御方法によれば、従来のオゾン水生成機構では得
られなかったシステム安定性が保障されると共に、機能
面ではオゾン発生条件を最適状態に維持することが可能
になり、システム性能を全体的に向上させ、無人運転を
も可能にすることができるという効果がある。
【００６８】また、本発明のオゾン水生成システム及び
その制御方法によれば、システム運転においては、発生
頻度が高い水の排水詰まりを事前に防止することが可能
になるので、システム安定性と性能を向上させ、また長
寿命で高信頼性を有するオゾン生成システムを構成でき
るという効果がある。
【００６９】また、本発明のオゾン水生成システム及び
その制御方法によれば、少なくとも二組の流入空気調節
手段の一方からオゾン発生器へ選択的に空気が流入する
ように外気導入経路切換用の電磁弁により切換を行なう
ことにより、その間に少なくとも二組の流入空気調節手
段の他方のヒータが除湿層を乾燥させることが可能にな
るので、システムのメンテナンスが容易になり、屋内外
で流路条件に関係なく汎用的に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のオゾン水生成システムの主要部分の構
成を示す模式図である。
【図２】本発明のオゾン水生成システムの流入空気調節
機構の構成を示す正断面図（ａ）及び側断面図（ｂ）で
ある。
【図３】本発明のオゾン水生成システムに係るインジェ
クタの構成を示す断面図である。
【図４】本発明のオゾン水生成システムの気液分離器の
内部及び水の逆流防止機構を説明するための断面図であ
る。
【図５】本発明のオゾン水生成システムのシステム運転
条件を説明するための一方のヒーティングブロックの空
気流動状態を説明するための流路参考図である。
【図６】本発明のオゾン水生成システムのシステム運転
条件を説明するための他方のヒーティングブロックの空
気流動状態を説明するための流路参考図である。
【図７】本発明のオゾン水生成システムの二つのヒータ
を使用する場合の、空気電磁弁の開放時間と両ヒータの
駆動時間とを比較して表示した表である。
【図８】本発明のオゾン水生成システムの気液分離器の
構成によって水の再給水時期を遅延させる制御方法の手
順の一例を示すフローチャートである。
【図９】従来のオゾン水生成機構の概略構成を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
２０ オゾン発生器 ３０ 空気電磁弁 ４０ 流入空気調節機構 ４１ 空気吸入口 ４２ ジャケット ４３，４３ａ ヒータ ４４ フィルタ ４５ 除湿層 ４６ 電極板 ４７ 静特性サーミスタ素子 ５０ 給水ライン ５１ オゾンガスライン ５２ 逆止弁 ５３ 排水管 ５４ リターンライン ５５ 駆動回路ボード ５８ａ，５８ｂ 外気流入管 ５８ｃ 空気供給管 ６０ インジェクタ ６１ インジェクタホール ７０ 気液分離器 ７３ ガイド ７４ ロッドセンサ ７５ 水電磁弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/20 Ｃ０２Ｆ 1/20 Ａ ４Ｇ０４２ 1/78 1/78 Ｆターム(参考） 4D011 AA04 AC01 AC03 AD03 AD06 4D037 AA01 AB11 BA23 BB01 CA12 4D050 AA01 BB02 BD03 BD04 BD06 BD08 CA03 4D052 AA00 CC04 CC06 CC12 DA06 GA01 GB08 HA01 4G035 AA02 AC23 4G042 CE01 CE04

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外気導入経路を介して導入された空気中
    の酸素からオゾンを生成するオゾン発生器と、給水ライ
    ンを通じて給水される水と前記オゾン発生器からオゾン
    ガスラインを通じて供給されるオゾンとを混合する混合
    部と、該混合部への給水量を制御するために前記給水ラ
    インに介装された電磁弁と、前記混合部と接続されてお
    り、気体と液体とを分離するための空間及び該空間で分
    離された液体を排出するための排出口を有する気液分離
    器とを備えたオゾン水生成システムにおいて、 前記外気導入経路への流入空気を浄化し、除湿する流入
    空気調節機構と、 該流入空気調節機構を通じて供給された空気から前記オ
    ゾン発生器が発生したオゾンガスを水と混合せしめるた
    めに、前記給水ラインに介装されており、前記混合部と
    前記オゾンガスラインとの間に接続された逆止弁を有
    し、該逆止弁を水の流速を利用した水噴射によって開放
    することにより、オゾンガスを水に溶解せしめるインジ
    ェクタと、 前記気液分離器の前記空間の水位を検出して前記給水ラ
    インによる給水量を制御することにより水の逆流を防止
    する逆流防止機構とを備え、 前記気液分離器は、前記空間の上端部寄りの部分と前記
    インジェクタの出口側とを接続するリターンラインを有
    し、前記インジェクタを通過することによりオゾンガス
    が溶解した一次オゾン水を前記空間へ流入させて水とオ
    ゾンとで二次オゾン水を生成すると共に、オゾンが溶解
    した液体であるオゾン水を前記排出口を通じて排出し、
    水に溶解していない気体のオゾンを前記リターンライン
    を通じて前記インジェクタの出口側へ再流入させて三次
    またはそれ以上の再溶解過程を受けさせるようにしてあ
    ることを特徴とするオゾン水生成システム。
  2. 【請求項２】 前記流入空気調節機構は、 空気吸入口を有するジャケットと、 該ジャケットの外側に配されたヒータと、 前記空気吸入口から吸入される外気を濾過するフィルタ
    と、 前記ジャケットに内蔵され、前記フィルタで濾過された
    空気から水分を除去する除湿層とを備えることを特徴と
    する請求項１記載のオゾン水生成システム。
  3. 【請求項３】 前記インジェクタは、 一端部が前記給水ラインに、他端部が前記気液分離器に
    それぞれ接続されており、 他の部分に比して細径に形成されており、所定の圧力で
    開閉される前記逆止弁が接続されており、前記給水ライ
    ンから給水される水の流速を加速させることにより圧力
    変化を発生させて前記逆止弁を開放してオゾンガスを流
    路内へ吸引するインジェクタホールを備えることを特徴
    とする請求項１記載のオゾン水生成システム。
  4. 【請求項４】 前記逆流防止機構は、 前記気液分離器の内部の水位を検出する水位センサを備
    え、 該水位センサの検出情報に従って、前記電磁弁を制御す
    ることにより前記給水ラインの給水量を調整するように
    してあることを特徴とする請求項１記載のオゾン水生成
    システム。
  5. 【請求項５】 前記流入空気調節機構は、空気吸入口を
    有するジャケットと、該ジャケットの外側に配されたヒ
    ータと、前記空気吸入口から吸入される外気を濾過する
    フィルタと、前記ジャケットに内蔵され、前記フィルタ
    で濾過された空気から水分を除去する除湿層とを含む流
    入空気調節手段を少なくとも二組備え、 前記外気導入経路は、前記少なくとも二組の流入空気調
    節手段のいずれか一組から前記オゾン発生器へ選択的に
    空気を流入させる外気導入経路切換用の電磁弁を備えて
    いることを特徴とする請求項１記載のオゾン水生成シス
    テム。
  6. 【請求項６】 外気導入経路を介して導入された空気中
    の酸素からオゾンを発生するオゾン発生器と、給水ライ
    ンを通じて供給される水と前記オゾン発生器からオゾン
    ガスラインを通じて供給されるオゾンとを混合するイン
    ジェクタと、該インジェクタへの水の供給量を制御する
    ために前記給水ラインに介装された電磁弁と、前記イン
    ジェクタと接続されており、気体と液体とを分離するた
    めの空間及び該空間で分離された水を排出するための排
    出口を有する気液分離器とを備えたオゾン水生成システ
    ムの制御方法において、 前記電磁弁を開放して給水し、前記インジェクタを介し
    て水の流速を加速することにより圧力変化を発生させて
    前記オゾン発生器が発生したオゾンを吸引して水とオゾ
    ンとを混合してオゾンが水に溶解したオゾン水を生成す
    るステップと、 水に溶解していないオゾンの外部への排出を抑制して水
    に再溶解させるために、前記気液分離器でオゾンと水と
    を分離するステップと、 前記気液分離器の前記排出口の詰まりによって、給水は
    続けられているが排出は停止した状態を前記気液分離器
    内の水位検出情報から判断するステップと、 前記気液分離器内の水位検出情報から所定水位であると
    判断された場合に、前記電磁弁を遮断することにより前
    記排出口から前記気液分離器内の水が排出されるまで待
    機するステップと、 前記気液分離器内の水が全て排出されたことが水位検出
    情報から判断された場合に、所定の遅延時間経過後に前
    記電磁弁を開放して給水を再開するステップとを含むこ
    とを特徴とするオゾン水生成システムの制御方法。
  7. 【請求項７】 前記オゾン水生成システムは、 空気吸入口を有するジャケットと、該ジャケットの外側
    に配されたヒータと、前記空気吸入口から吸入される外
    気を濾過するフィルタと、前記ジャケットに内蔵され、
    前記フィルタで濾過された空気から水分を除去する除湿
    層とを含む流入空気調節手段を少なくとも二組と、 前記外気導入経路に介装されており、前記少なくとも二
    組の流入空気調節手段のいずれか一組から前記オゾン発
    生器へ選択的に空気を流入させる外気導入経路切換用の
    電磁弁とを更に備え、 前記外気導入経路切換用の電磁弁により前記少なくとも
    二組の流入空気調節手段の一方から前記オゾン発生器へ
    選択的に空気を流入させ、その間に前記少なくとも二組
    の流入空気調節手段の他方の前記除湿層を前記ヒータで
    乾燥させるステップを更に含むことを特徴とする請求項
    ６に記載のオゾン水生成システムの制御方法。
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