JP2011230062A - オゾン水製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水へのオゾンガス溶解効率を高め、しかも排オゾンの少ない高濃度のオゾン水を製造することができるオゾン水製造装置を提供する。
【解決手段】オゾンガスを水中に分散させた加圧水を加圧状態で保持し、加圧水にオゾンガスを溶解させる加圧溶解部５を備え、加圧溶解部５は、高さｈ方向の上部に流入口５３Ａを、下部に流出口５４Ａを設け、内部で気液分離を行う加圧溶解室５１Ａを備え、加圧溶解室５１Ａの上部にある気層Ｇ１部分で加圧溶解室５１Ａの内圧を大きく変動させることなく調整しながら、加圧溶解室５１Ａの下部にある液層Ｗ１部分から加圧水にオゾンガスが溶解したオゾン水のみを取り出す。
【選択図】 図１

Description

本発明はオゾン水製造装置に関する。

オゾンガスが水に溶解したオゾン水を製造する装置として、たとえば特許文献１などで提案されたものがある。特許文献１は、下部に流入口を設け、上部に流出口を設けた加圧溶解槽を複数、直列に配管接続し、オゾンガスを水中に分散させた加圧水を複数の加圧溶解槽に通すことにより、オゾンガスが加圧水に溶解するのに必要な時間、加圧状態で、滞留させ、加圧水へのオゾンガスの溶解を促進させると共に、そのときの圧力を段階的に大気圧付近まで減圧し、オゾン水の出口において急激な圧力降下によりオゾンガスの気泡がオゾン水中に発生するのを防止するようにしたものである。

特開平３−１４６１２３号公報

しかし上記特許文献１のものでは、加圧溶解槽の下部に流入口を設け、上部に流出口を設け、加圧溶解槽内をオゾンガスを水中に分散させた加圧水で満たすため、加圧溶解槽内の圧力は所定の圧力以上になると開弁する液抜き弁で調整することになるが、この場合、加圧溶解槽の内圧は大きく変動するので、調整が困難になる。その結果、加圧溶解槽の内圧を安定的に維持することができず、水へのオゾンガス溶解効率は低くなり、高濃度のオゾン水を製造することができないという問題がある。また、加圧溶解槽の上部に設けた流出口より流出するオゾン水には、水に溶解しなかった未溶解のオゾンガスの気泡が混入しており、排オゾンによる環境汚染の問題もある。

本発明の目的は、水へのオゾンガス溶解効率を高め、しかも排オゾンの少ない高濃度のオゾン水を製造することができるオゾン水製造装置を提供することにある。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、オゾンガスが水に溶解したオゾン水を製造するオゾン水製造装置において、オゾンガスを水中に分散させた加圧水を加圧状態で保持し、加圧水にオゾンガスを溶解させる加圧溶解部を備え、前記加圧溶解部は、高さ方向の上部に流入口を、下部に流出口を設け、内部で気液分離を行うと共に、高さ方向の上部に内圧が所定の圧力以上になると開弁するガス抜き弁を接続し、ガス抜きにより内圧を調整する加圧溶解室を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記加圧溶解室の高さの５０％以上、８０％以下の範囲内に気液層界面が位置するように、前記加圧溶解室の内圧を調整することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、オゾンガスを水中に分散させた加圧水を順次通過させて、圧力を段階的に減圧する複数の前記加圧溶解室を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、最上流側の加圧溶解室から最下流側の加圧溶解室に向かって気液層界面の高さを段階的に高くするように、複数の前記加圧溶解室の内圧を調整することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発明において、加圧水とオゾンガスを混合する混合部を備え、前記混合部は、前記加圧溶解室の流入口と接続する混合流出口と、前記混合流出口に通じる混合流路と、オゾンガスを水中に分散させた加圧水同士、又はオゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを水中に分散させていない加圧水、又はオゾンガスを水中に分散させていない加圧水と加圧したオゾンガスを、２方向より噴射し互いに衝突させる第１及び第２噴射ノズルを備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、オゾンガスを水中に分散させた加圧水を加圧状態で保持し、加圧水にオゾンガスを溶解させる加圧溶解部を備え、前記加圧溶解部は、高さ方向の上部に流入口を、下部に流出口を設け、内部で気液分離を行うと共に、高さ方向の上部に内圧が所定の圧力以上になると開弁するガス抜き弁を接続し、ガス抜きにより内圧を調整する加圧溶解室を備えることにより、加圧溶解室の上部にある気層部分のダンパー作用で加圧溶解室の内圧を大きく変動させることなく容易に調整できるので、加圧溶解室の内圧を安定的に維持でき、加圧溶解部における水へのオゾンガス溶解効率を高めることができ、高濃度のオゾン水を製造することができる。また、加圧溶解室の下部にある液層部分から加圧水にオゾンガスが溶解したオゾン水のみを流出させることができるので、加圧水に溶解しなかった未溶解のオゾンガスの気泡混入による排オゾンを減らすことができる。よって、水へのオゾンガス溶解効率を高め、しかも排オゾンの少ない高濃度のオゾン水を製造することができるオゾン水製造装置を提供できる。

請求項２に記載の発明によれば、前記加圧溶解室の高さの５０％以上、８０％以下の範囲内に気液層界面が位置するように、前記加圧溶解室の内圧を調整することにより、気層部分の体積不足によりダンパー作用が低下し、加圧溶解室の内圧が大きく変動することによるオゾンガス溶解効率の低下、及びオゾンガスと加圧水の接触水深不足によるオゾンガス溶解効率の低下を防止し、高オゾンガス溶解効率を得ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、オゾンガスを水中に分散させた加圧水を順次通過させて、圧力を段階的に減圧する複数の前記加圧溶解室を備えることにより、急激な圧力降下によりオゾン水中にオゾンガスの気泡が発生するのを防止し、オゾン水の濃度低下を防止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、最上流側の加圧溶解室から最下流側の加圧溶解室に向かって気液層界面の高さを段階的に高くするように、複数の前記加圧溶解室の内圧を調整することにより、加圧溶解室の内圧が下流側ほど低くなることに起因し、オゾンガス溶解効率が下流側の加圧溶解室ほど低くなるのを、接触水深を下流側の加圧溶解室ほど深くすることで補うことができ、最上流側の加圧溶解室から最下流側の加圧溶解室まで略均一な加圧溶解性能を持たせることができる。

請求項５に記載の発明によれば、加圧水とオゾンガスを混合する混合部を備え、前記混合部は、前記加圧溶解室の流入口と接続する混合流出口と、前記混合流出口に通じる混合流路と、オゾンガスを水中に分散させた加圧水同士、又はオゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを水中に分散させていない加圧水、又はオゾンガスを水中に分散させていない加圧水と加圧したオゾンガスを、２方向より噴射し互いに衝突させる第１及び第２噴射ノズルを備えることにより、混合部において、加圧水とオゾンガスの両方を、混合流路内で、オゾンガスを水中に分散させた加圧水、又はオゾンガスを水中に分散させていない加圧水、又は加圧したオゾンガスとの衝突により微細に分散させて混合した後、加圧溶解部において、オゾンガスを水中に分散させた加圧水を加圧状態で保持し、加圧水にオゾンガスを溶解させるので、加圧溶解部での水へのオゾンガス溶解効率をさらに高めることができる。

本発明のオゾン水製造装置の一実施形態を示す概略図である（実施例１）。 図１の混合部の構造を示す概略図である。 本発明のオゾン水製造装置の一実施形態を示す概略図である（実施例２）。 図２の混合部の構造を示した概略図である。 本発明のオゾン水製造装置の一実施形態を示す概略図である（実施例３）。 図５の混合部の構造を示した概略図である。 本発明のオゾン水製造装置の一実施形態を示す概略図である（実施例４）。 図７の混合部の構造を示した概略図である。

以下、本発明のオゾン水製造装置の一実施形態を実施例を挙げて説明する。

図１に示す第１実施例のオゾン水製造装置は、オゾン発生部１と、オゾン注入部２と、加圧部３Ａと、混合部４Ａと、加圧溶解部５と、圧力計６Ａと、流量調整弁７Ａ，７Ｂと、配管８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅとを備える。

オゾン発生部１は、公知の無声放電式のオゾン発生器によって構成されており、オゾンガスを発生する。加圧部３Ａは、ポンプによって構成されており、吸込口を、配管８Ａによって、オゾン水を製造するための原料水の図示しない供給源と接続する一方、吐出口を、配管８Ｂ，混合部４Ａ，配管８Ｄによって、加圧溶解部５と接続する。オゾン水を製造するための原料水には、水道水を使用するが、イオン交換処理をした水であってもよい。原料水の供給源は、水道配管、又は原料水を溜めた貯水槽である。混合部４Ａの構成については、後述する。オゾン注入部２は、エゼクタによって構成されており、加圧部３Ａの吸込側にある配管８Ａの途中、又は吐出側にある配管８Ｂの途中に設置し、オゾン発生部１より排出されたオゾンガスを、配管８Ｃを通して吸引し、吸引したオゾンガスを、加圧部３Ａの吸込側にある配管８Ａの中を流れる加圧前の原料水中、又は吐出側にある配管８Ｂの中を流れる加圧後の原料水、すなわち加圧水中へ気泡として分散注入する。図１には、加圧部３Ａの吸込側にある配管８Ａの途中に設置したオゾン注入部２を示す。これにより、オゾンガスが水中に分散された加圧水を、配管８Ｂ，混合部４Ａ，配管８Ｄを通して加圧溶解部５に圧送して供給する。圧力計６Ａは、加圧部３Ａの吐出側にある配管８Ｂに接続されており、加圧部３Ａからの吐出水であって、オゾンガスを水中に分散させた加圧水の圧力を測定する。

加圧溶解部５は、複数の加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂを備えており、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂは、それぞれが、垂直円筒形の閉じた加圧溶解タンク５２Ａ，５２Ｂによって、構成されている。各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの高さｈ方向の半分より上部には、流入口５３Ａ，５３Ｂが設けられ、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの高さｈ方向の半分より下部には、流出口５４Ａ，５４Ｂが設けられる。また、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの高さｈ方向の半分より上部には、排オゾン管５５Ａ，５５Ｂが接続され、排オゾン管５５Ａ，５５Ｂの途中にガス抜き弁５６Ａ，５６Ｂが設けられ、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの高さｈ方向の半分より上部には、排オゾン管５５Ａ，５５Ｂを介してガス抜き弁５６Ａ，５６Ｂが接続される。さらに、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの高さｈ方向の半分より上部には、加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの内圧を測定する圧力計５７Ａ，５７Ｂが接続される。

流入口５３Ａ，５３Ｂは、加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの高さｈ方向の半分より上部であって、その側面のより高い位置に設けることが好ましく、さらには、図１に示すように、加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの最上部である上面（天面）に設けることが最も好ましい。逆に、流出口５４Ａ，５４Ｂは、加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの高さｈ方向の半分より下部であって、その側面のより低い位置に設けることが好ましく、さらには、図１に示すように、加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの最下部である下面（底面）に設けることが最も好ましい。ガス抜き弁５６Ａ，５６Ｂと圧力計５７Ａ，５７Ｂも、流入口５３Ａ，５３Ｂと同様に、加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの高さｈ方向の半分より上部であって、その側面のより高い位置に接続することが好ましく、さらには、図１に示すように、加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの上面に接続することが最も好ましい。圧力計５７Ａ，５７Ｂは側面に接続したものを示す。

複数の加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂは、加圧溶解部５に供給されたオゾンガスを水中に分散させた加圧水を順次通過させるもので、最上流側にある加圧溶解室５１Ａの流入口５３Ａに、一端を混合部４Ａ及び配管８Ｂを介して加圧部３Ａに接続した配管８Ｄの他端が接続され、また、最下流側にある加圧溶解室５１Ｂの流出口５４Ｂに、オゾンガスが溶解した加圧水を加圧溶解部５より装置外部に取り出す配管８Ｅが接続され、さらに、隣接する加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの間には、上流側にある加圧溶解室５１Ａの流出口５４Ａと下流側にある加圧溶解室５１Ｂの流入口５３Ｂとを接続する配管５８が設けられる。

各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの流出口５４Ａ，５４Ｂには、そこに接続された配管５８，８Ｅによって形成される流路を開閉する電動弁５９Ａ，５９Ｂが接続されており、各電動弁５９Ａ，５９Ｂの閉弁によって、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂ内に、オゾンガスを水中に分散させた加圧水を、所定の時間、加圧状態で保持し、その間にオゾンガスを加圧水に溶解させる。このとき、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの高さｈ方向の下部に、オゾンガスが溶解した加圧水を溜め、加圧溶解室５２Ａの高さｈ方向の上部に、加圧水に溶解しなかった未溶解のオゾンガスを溜め、気液分離を行う構造になっている。そして、隣接する加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの間では、上流側の加圧溶解室５１Ａの下部に溜められたオゾンガスが溶解した加圧水を、電動弁５９Ａの開弁によって、流出口５４Ａより流出させ、配管５８を通して、下流側の加圧溶解室５１Ａ内に流入口５３Ｂより流入させる。最下流側の加圧溶解室５１Ｂでは、その加圧溶解室５１Ｂの下部に溜められたオゾンガスが溶解した加圧水は、電動弁５９Ｂの開弁によって、流出口５４Ｂより流出し、配管８Ｅを通して、最終的に、オゾン水として加圧溶解部５より装置外部に取り出される。

ここで、各電動弁５９Ａ，５９Ｂは、最上流側の加圧溶解室５１Ａから最下流側の加圧溶解室５１Ｂに向かってオゾンガスを水中に分散させた加圧水の保持時間を段階的に短くするように、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂにおけるオゾンガスを水中に分散させた加圧水の保持時間を個別に設定し調整する。

各ガス抜き弁５６Ａ，５６Ｂは、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの内圧が所定の圧力以上になると開弁するもので、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの上部に溜められた未溶解のオゾンガスのガス抜きによる気層Ｇ１部分の体積調整により、加圧溶解室５２Ａの高さｈの５０％（半分）以上、８０％以下の範囲内に気層Ｇ１，Ｇ２と液層Ｗ１，Ｗ２との気液層界面Ｓ１が位置するように、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの内圧を個別に設定し調整する。また、最上流側の加圧溶解室５１Ａから最下流側の加圧溶解室５１Ｂに向かって内圧が段階的に減圧された圧力になり、最上流側の加圧溶解室５１Ａから最下流側の加圧溶解室５１Ｂに向かって気層Ｇ１，Ｇ２と液層Ｗ１，Ｗ２との気液層界面Ｓ１，Ｓ２の高さが段階的に高くなるように、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの内圧を個別に設定し調整する。このとき、最上流側の加圧溶解室５１Ａの内圧は、そこに供給されるオゾンガスを水中に分散させた加圧水の圧力よりやや低く、大気圧より十分に高い圧力になるように設定し調整する。また、最下流側の加圧溶解室５２Ｂの内圧は、大気圧よりやや高い圧力、又は大気圧になるように設定し調整する。図１には、加圧溶解室５１Ａの気液層界面Ｓ１が、その下限位置（加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの高さｈの５０％）にあり、加圧溶解室５１Ｂの気液層界面Ｓ２が、その上限位置（加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの高さｈの８０％）にある状態を示す。

隣接する加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの間にある配管５８の途中で、電動弁５９Ａよりも下流側には、減圧弁６０が設けられており、減圧弁６０は、隣接する加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの間で、上流側の加圧溶解室５１Ａの流出口５４Ａより流出したオゾンガスを水中に分散させた加圧水の圧力（＝上流側の加圧溶解室５１Ａの設定内圧）を、下流側の加圧溶解室５１Ｂの設定内圧にまで減圧する。

そして、オゾンガスを水中に分散させた加圧水が、複数の加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂを１つ通過するごとに、オゾンガスが溶解した加圧水の圧力を減圧し、最終的に、最下流側の加圧溶解室５１Ｂの下部に溜められた大気圧よりやや高い圧力、又は大気圧にまで減圧したオゾンガスが溶解した加圧水を、オゾン水として加圧溶解部５より装置外部に取り出し、急激な圧力降下によりオゾン水中にオゾンガスの気泡が発生しないようにする。

排オゾン管５５Ａ，５５Ｂは、図示しない排オゾン処理部に接続されており、排オゾン処理部は、排オゾン管５５Ａ，５５Ｂ、及びガス抜き弁５６Ａ，５６Ｂを通して、加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂより供給された未溶解のオゾンガスを、活性炭や触媒などを用いて分解し無害化した後、大気中に放出する。排オゾン管５５Ａ，５５Ｂは、排オゾン管５５Ａ，５５Ｂ及びガス抜き弁５６Ａ，５６Ｂを通して、加圧溶解室５１Ａ，５２Ｂよりガス抜きされた未溶解のオゾンガスを、原料水に再注入して、再利用するように、たとえばオゾン発生部１の原料ガスの流入口に接続してもよい。

流量調整弁７Ａは、最上流側にある加圧溶解室５２Ａの流入口５３Ａに接続された配管８Ｄの途中に設けられており、オゾンガスを水中に分散させた加圧水を、加圧溶解部５に供給する際に流量を調整し、また、その流量調整と各ガス抜き弁５６Ａ，５６Ｂによるガス抜きによって、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの内圧を調整する。流量調整弁７Ｂは、最下流側にある流出口５４Ａに接続された配管８Ｅの途中で、電動弁５９Ｂよりも下流側に設けられており、オゾン水を加圧溶解部５より装置外部に取り出す際に流量を調整する。

加圧溶解部５に備える加圧溶解室数は、複数の加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂを通過する前のオゾンガスを水中に分散させた加圧水の圧力（加圧部３Ａにより加圧する圧力）を、複数の加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂを通過させることにより、大気圧よりやや高い圧力、又は大気圧にまで減圧する際、隣接する加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの間での減圧（圧力降下）により、そこでオゾンガスを水中に分散させた加圧水中にオゾンガスの気泡が発生することがないように、設定される。

次に、第１実施例のオゾン水製造装置の作用について説明する。混合部４Ａの作用については、後述する。

オゾンガス発生部１及び加圧部３Ａを始動させると、オゾンガス発生部１によってオゾンガスが生成され、止水栓が開かれた水道配管、又は原料水を溜めた貯水槽より供給される原料水が、配管８Ａを通して、加圧部３Ａに吸い込まれる。このとき、オゾン注入部２が、オゾンガス発生部１によって生成されたオゾンガスを、配管８Ｃを通して、吸引し、吸引したオゾンガスを、加圧部３Ａの吸入側にある配管８Ａの中を流れる原料水中へ、気泡として分散注入する。これにより、オゾンガスを水中に分散注入させた原料水が、加圧部３Ａに吸い込まれて加圧され、そこから吐出されるオゾンガスを水中に分散させた加圧水が、配管８Ｂ，混合部４Ａ，配管８Ｄを通して加圧溶解部５に圧送されて供給される。

そして、加圧溶解部５に供給されたオゾンガスを分散させた加圧水は、最上流側の加圧溶解室５２Ａの上部に設けられた流入口５３Ａより室内に流入し、そこで所定の時間、加圧状態で保持され、その間にオゾンガスが加圧水に溶解し、加圧溶解室５１Ａの下部にオゾンガスが溶解した加圧水が溜められ、加圧溶解室５１Ａの上部に加圧水に溶解しなかった未溶解のオゾンガスが溜められて、加圧溶解室５１Ａ内でオゾンガスが溶解した加圧水の連続相である液層Ｗ１と加圧水に溶解しなかった未溶解のオゾンガスの連続相である気層Ｇ１とに分離される。最上流側の加圧溶解室５１Ａの下部に溜められたオゾンガスが溶解した加圧水は、加圧溶解室５１Ａの下部に設けられた流出口５４Ａより流出し、最上流側の加圧溶解室５１Ａより下流側にある加圧溶解室５１Ｂに対して最上流側の加圧溶解室５１Ａと同様に流入・流出し、最上流側の加圧溶解室５１Ａより下流側にある加圧溶解室５１Ｂを順次通過して行き、遂に、最下流側の加圧溶解室５１Ｂの上部に設けられた流入口５３Ｂより室内に流入し、そこで所定の時間、加圧状態で保持され、その間にオゾンガスが加圧水に溶解し、加圧溶解室５１Ｂの下部にオゾンガスが溶解した加圧水が溜められ、加圧溶解室５１Ｂの上部に加圧水に溶解しなかった未溶解のオゾンガスが溜められて、加圧溶解室５１Ｂ内でオゾンガスが溶解した加圧水の連続相である液層Ｗ２と加圧水に溶解しなかった未溶解のオゾンガスの連続相である気層Ｇ２とに分離される。その後、最下流側の加圧溶解室５１Ｂの下部に溜められたオゾンガスが溶解した加圧水が、オゾン水として加圧溶解部５より装置外部に取り出される。

このように、加圧溶解部５では、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂにて、そこに流入したオゾンガスを分散させた加圧水やオゾンガスが溶解した加圧水を所定の時間、加圧状態で保持し、その間にオゾンガスが加圧水に溶解するが、このとき、加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂ内でオゾンガスが溶解した加圧水の連続相である液層Ｗ１，Ｗ２と加圧水に溶解しなかった未溶解のオゾンガスの連続相である気層Ｇ１，Ｇ２とに分離されており、加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの内圧は、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの上部に溜められた未溶解のオゾンガスのガス抜きによる気層Ｇ１部分の体積調整により、気層Ｇ１，Ｇ２部分のダンパー作用で各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの内圧を大きく変動させることなく容易に調整できるので、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの内圧を安定的に設定圧力に維持でき、各加圧溶解部５１Ａ，５１Ｂにおける水へのオゾンガス溶解効率を高めることができ、高濃度のオゾン水を製造することができる。また、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの下部にある液層Ｗ１，Ｗ２部分から加圧水にオゾンガスが溶解したオゾン水のみを流出させることができるので、加圧水に溶解しなかった未溶解のオゾンガスの気泡混入による排オゾンを減らすことができる。

また、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの高さの５０％以上、８０％以下の範囲内に気液層界面Ｓ１，Ｓ２が位置するように、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの内圧が調整されており、気層Ｇ１，Ｇ２部分の体積不足によりダンパー作用が低下し、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの内圧が大きく変動することによるオゾンガス溶解効率の低下、及びオゾンガスと加圧水の接触水深不足によるオゾンガス溶解効率の低下を防止し、高オゾンガス溶解効率を得ることができる。

また、最上流側の加圧溶解室５１Ａから最下流側の加圧溶解室５１Ｂに向かって内圧が段階的に減圧された圧力になり、最上流側の加圧溶解室５１Ａから最下流側の加圧溶解室５１Ｂに向かって気層Ｇ１，Ｇ２と液層Ｗ１，Ｗ２との気液層界面Ｓ１，Ｓ２の高さが段階的に高くなるように、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの内圧が調整されており、このとき、最上流側の加圧溶解室５１Ａの内圧は、そこに供給されるオゾンガスを水中に分散させた加圧水の圧力よりやや低く、大気圧より十分に高い圧力（たとえば、最上流側の加圧溶解室５１Ａに供給されるオゾンガスを水中に分散させた加圧水の圧力が１．０ＭＰａの場合、０．８ＭＰａ前後）になるように設定され調整されており、また、最下流側の加圧溶解室５２Ｂの内圧は、大気圧よりやや高い圧力（たとえば、０．２ＭＰａ前後）、又は大気圧になるように設定され調整されており、オゾン水の取り出し口において、急激な圧力降下によりオゾン水中にオゾンガスの気泡が発生するのを防止し、オゾン水の濃度低下を防止することができる。

また、最上流側の加圧溶解室５１Ａから最下流側の加圧溶解室５１Ｂに向かって気層Ｇ１，Ｇ２と液層Ｗ１，Ｗ２との気液層界面Ｓ１，Ｓ２の高さが段階的に高くなるように、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの内圧が調整されていることで、各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの内圧が下流側ほど低くなることに起因し、オゾンガス溶解効率が下流側の加圧溶解室５１Ｂほど低くなるのを、接触水深を下流側の加圧溶解室５１Ｂほど深くすることで補うことができ、最上流側の加圧溶解室５１Ａから最下流側の加圧溶解室５１Ｂまで略均一な加圧溶解性能を持たせることができる。

次に、第１実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ａの構成について説明する。

混合部４Ａは、図２に示すように、混合流出口４１Ａと、混合流路４２Ａと、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａと、供給流路４６Ａとを備える。

混合部４Ａは、混合流出口４１Ａと混合流路４２Ａを形成する混合ブロック４７Ａを有し、混合ブロック４７Ａは、直方体状の金属ブロックによって構成されており、混合流路４２Ａは、混合ブロック４７Ａの１側面とそれに隣接する２つの対向側面の３つの側面に端部を開口するようＴ字形に形成され、混合ブロック４７Ａの２つの対向側面に両端を開口する短い直線状の主通路４２Ａａ（図２の紙面上下方向に延びる通路）と、主通路４２Ａａの中間部に一端を開口し、主通路４２Ａａの両端を開口した２つの対向側面と隣接する混合ブロック４７Ａの１側面に他端を開口する、主通路４２Ａａと直角な方向（図２の紙面に垂直な方向）であって、主通路４２Ａａよりもさらに短い、分岐通路４２Ａｂとを有する。主通路４２Ａａの軸線と分岐通路４２Ａｂの軸線は、同一平面内にある。混合流出口４１Ａは、混合流路４２Ａの分岐通路４２Ａｂ側の開口端部を拡径して形成される。

第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａは、高圧流体を略直線状に噴射するもので、ノズル先端部を混合ブロック４７Ａの外部より主通路４２Ａａの両端部に挿入し、ノズルボディを主通路４２Ａａの両端開口部に図示しないネジ結合などによって固定して、混合ブロック４７Ａの主通路４２Ａａの両端部に、主通路４２Ａａの軸線と同軸で取り付けており、取り付け状態では、ノズル噴射口が、主通路４２Ａａの軸線と分岐通路４２Ａｂの軸線との交点より略等距離の位置で互いに対向し、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａによって噴射する噴射流体は、主通路４２Ａａの軸線と分岐通路４２Ａｂの軸線との交点、又はその交点付近で、対向する２方向（図２の紙面の上から下方向と下から上方向）より衝突（所謂、正面衝突）する。

供給流路４６Ａは、配管によって構成されており、主流路４６Ａａと、主流路４６Ａａの中を流れる流体を２方向に分ける分岐流路４６Ａｂとを有し、供給流路４６Ａの分岐後にある２つの流出口のうち、一方を第１噴射ノズル４３Ａに接続し、他方を第１噴射ノズル４４Ａに接続する。供給流路４６Ａは、混合部４Ａに備えて、混合部４Ａの内部で、１本の噴射流体流路を２方向に分ける必要はなく、混合部４Ａの外部に備えて、混合部４Ａの上流側で、１本の噴射流体流路を２方向に分けるようにしてもよい。

図１に戻って、以上のように構成された混合部４Ａは、供給流路４６Ａの分岐前にある流入口が、一端を加圧部３Ａの吐出口に接続した配管８Ｂの他端に接続され、混合ブロック４７Ａにある混合流出口４１Ａが、一端を加圧溶解部５に接続した配管８Ｄの他端に接続され、加圧部３Ａと加圧溶解部５の間に組み込まれる。

次に、第１実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ａの作用について説明する。

上記のように、オゾンガス発生部１及び加圧部３Ａを始動させて、オゾン水を製造するとき、図１に示すように、加圧部３Ａよりオゾンガスを水中に分散させた加圧水が、混合部４Ａに、圧送されて供給される。そして、図２に示すように、混合部４Ａでは、加圧部３Ａより供給されたオゾンガスを水中に分散させた加圧水が、供給流路４６Ａによって、２方向に分けられて、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａの両方に、供給され、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａによって、混合流路４２Ａの主通路４２Ａａ内で、対向する２方向より略直線状に、噴射され、混合流路４６Ａ内の主通路４２Ａａの軸線と分岐通路４２Ａｂの軸線との交点、又はその交点付近で、衝突する。それにより、加圧水とオゾンガスの両方を、微細に分散させて混合し、オゾンガスを加圧水に溶解させて、オゾン水を生成するので、効率よくオゾンガスを加圧水に溶解させて、高濃度のオゾン水を製造することができる。

図１に戻って、混合流路内４２Ａで混合した加圧水とオゾンガスは、オゾンガスを水中に分散させた加圧水として、混合流出口４１Ａより流出し、配管８Ｄ及び流量調整弁７Ａを通して、加圧溶解部５へ供給される。

また、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａは、同軸上に配置し、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａより噴射する噴射流体（オゾンガスを水中に分散させた加圧水）を対向する２方向より衝突させており、加圧水とオゾンガスの高い分散効果を得ることができる。

また、混合流路４６Ａ内で微細に分散させた加圧水とオゾンガスを混合した後、加圧溶解部５において、オゾンガスを水中に分散させた加圧水を加圧状態で保持し、加圧水にオゾンガスを溶解させており、加圧溶解部５での水へのオゾン溶解効率をさらに高めることができる。また、加圧溶解部５の各加圧溶解室５１Ａ，５１Ｂの高さ（加圧水とオゾンガスの接触水深）を低くし、オゾン水製造装置を小型化することができる。

図３に示す第２実施例のオゾン水製造装置は、混合部とそこで衝突させる流体の種類が図１に示す第１実施例のオゾン水製造装置と異なり、その他の構造部分は図１に示す第１実施例のオゾン水製造装置と同一であり、第１実施例のオゾン水製造装置と同一構造部分には同一符号を付してある。

図１に示す第１実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ａは、オゾンガスを水中に分散させた加圧水同士を衝突混合させるものであるのに対し、図３に示す第２実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｂは、オゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを分散させていない加圧水を衝突混合させるものである。

図４に示す第２実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｂの具体的構造についても、供給流路を備えていない点のみが図２に示す第１実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ａの具体的構造と異なり、その他の構造部分は図２に示す第１実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ａの具体的構造と同一であり、図２に示す第１実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ａの具体的構造と同一構造部分には同一符号を付してある。

図３に示す第２実施例のオゾン水製造装置は、加圧部３Ｂと、圧力計と、配管８Ｆ，８Ｇを、追加で備える。

加圧部３Ａは、ポンプによって構成されており、吸込口を、配管８Ｆによって、原料水の供給源と接続する一方、吐出口を、配管８Ｇによって、図４に示すように、混合部４Ｂの第２噴射ノズル４４Ａに接続する。混合部４Ｂの第１噴射ノズル４３Ａには、加圧部３Ａの吐出口が、配管８Ｂによって接続される。図３に戻って、圧力計６Ｂは、加圧部３Ｂの吐出側にある配管８Ｇに接続されており、加圧部３Ｂからの吐出水であって、オゾンガスを水中に分散させていない加圧水の圧力を測定する。

そして、図３に示す第２実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｂでは、オゾンガス発生部１及び加圧部３Ａ，３Ｂを始動させると、止水栓が開かれた水道配管、又は原料水を溜めた貯水槽より供給される原料水が、配管８Ｆを通して、加圧部３Ｂに吸い込まれて、加圧され、そこから吐出されるオゾンガスを水中に分散させていない加圧水が、配管８Ｇを通して、混合部４Ｂに圧送されて供給される。加圧部３Ａより混合部４Ｂに供給されたオゾンガスを水中に分散させた加圧水は、第１噴射ノズル４３Ａに、供給され、加圧部３Ｂより供給されたオゾンガスを水中に分散させていない加圧水は、第２噴射ノズル４４Ａに、供給され、オゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを分散させていない加圧水が、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａによって、混合流路４２Ａの主通路４２Ａａ内で、対向する２方向より略直線状に、噴射され、混合流路４６Ａ内の主通路４２Ａａの軸線と分岐通路４２Ａｂの軸線との交点、又はその交点付近で、衝突する。それにより、図３に示す第２実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｂについても、図１に示す第１実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ａと同じ作用効果が得られるものである。

図５に示す第３実施例のオゾン水製造装置は、混合部とそこで衝突させる流体の種類と衝突形態が図１に示す第１実施例のオゾン水製造装置、及び図３に示す第２実施例のオゾン水製造装置と異なり、その他の構造部分は図１に示す第１実施例のオゾン水製造装置、及び図３に示す第２実施例のオゾン水製造装置と同一であり、図１に示す第１実施例のオゾン水製造装置、及び図３に示す第２実施例のオゾン水製造装置と同一構造部分には同一符号を付してある。

図１に示す第１実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ａは、オゾンガスを水中に分散させた加圧水同士を衝突混合させ、図３に示す第２実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｂは、オゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを水中に分散させていない加圧水を衝突混合させるものであるのに対し、図５に示す第３実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｃは、オゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを水中に分散させていない加圧水を相互に衝突混合させるものである。

図６に示す第３実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｃの具体的構造についても、図２に示す第１実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ａの具体的構造、図４に示す第２実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｂの具体的構造と同一部分には同一符号を付してある。

図５に示す第３実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｃは、図６に示すように、混合流出口４１Ａと、混合流路４２Ｃと、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａと、第３噴射ノズル４５Ａと、供給流路４６Ａとを備える。

混合部４Ｃは、混合流出口４１Ａと混合流路４２Ｃを形成する混合ブロック４７Ｃを有し、混合ブロック４７Ｃは、直方体状の金属ブロックによって構成されており、混合流路４２Ｃは、混合ブロック４７Ｃの１側面とそれに隣接する２つの対向側面とこれら３つの側面のいずれとも隣接する１側面の４つの側面に端部を開口するように変形十字形に形成されており、混合ブロック４７Ｃの２つの対向側面に両端を開口する直線状の主通路４２Ａａ（図６の紙面上下方向に延びる通路）と、主通路４２Ａａの中間部に一端を開口し、主通路４２Ａａの両端を開口した２つの対向側面と隣接する混合ブロック４７Ｃの１側面に他端を開口する、主通路４２Ａａと直角な方向（図６の紙面に垂直な方向）の第１分岐通路４２Ａｂと、主通路４２Ａａの中間部に一端を開口し、主通路４２Ａａの両端と第１分岐通路４２Ａｂの他端を開口した３つの側面のいずれとも隣接する混合ブロック４７Ｃの１側面に他端を開口する、主通路４２Ａａと第１分岐通路４２Ａｂのいずれとも直角な方向（図６の紙面左右方向）の第２分岐通路４２Ｃｃとを有する。主通路４２Ａａの軸線と第１分岐通路４２Ａｂの軸線は同一平面内にあり、その平面と垂直な平面内に第２分岐通路４２Ｃｃの軸線がある。混合流出口４１Ａは、混合流路４２Ｃの第１分岐通路４２Ａｂ側の開口端部を拡径して形成される。

第３噴射ノズル４５Ａは、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４３Ｂと同じ構造を有するものである。

第１及び第３噴射ノズル４３Ａ，４５Ａは、ノズル先端部を混合ブロック４７Ｃの外部より主通路４２Ａａの両端部に挿入し、ノズルボディを主通路４２Ａａの両端開口部に図示しないネジ結合によって固定して、混合ブロック４７Ｃの主通路４２Ａａの両端部に、主通路４２Ａａの軸線と同軸で取り付けており、取り付け状態では、ノズル噴射口が、主通路４２Ａａの軸線と第１分岐通路４２Ａｂの軸線と第２分岐通路４２Ｃｃの軸線との交点より略等距離の位置で互いに対向し、第１及び第３噴射ノズル４３Ａ，４５Ａによって噴射する噴射流体は、主通路４２Ａａの軸線と第１分岐通路４２Ａｂの軸線と第２分岐通路４２Ｃｃの軸線との交点、又は交点付近で、対向する２方向（図６の紙面の下から上方向と上から下方向）より衝突（所謂、正面衝突）する。

第２噴射ノズル４４Ａは、ノズル先端部を混合ブロック４７Ｃの外部より第２分岐通路４２Ｃｃに挿入し、ノズルボディを第２分岐通路４２Ｃｃの他端開口部に図示しないネジ結合によって固定して、混合ブロック４７Ｃの第２分岐通路４２Ｃｃ側の開口端部に、第２分岐通路４２Ｃｃの軸線と同軸で取り付けており、取り付け状態では、ノズル噴射口が、主通路４２Ａａの軸線と第１分岐通路４２Ａｂの軸線と第２分岐通路４２Ｃｃの軸線との交点より、その交点と第１及び第３噴射ノズル４３Ａ，４５Ａのノズル噴射口との距離よりも短い距離に位置し、その交点と対向し、第２噴射ノズル４４Ａによって噴射する噴射流体は、主通路４２Ａａの軸線と第１分岐通路４２Ａｂの軸線と第２分岐通路４２Ｃｃの軸線との交点、又はその交点付近で、第１噴射ノズル４３Ａによって噴射する噴射流体、及び第３噴射ノズル４５Ａによって噴射する噴射流体と直角な２方向（図６の紙面の下から上方向と左から右方向、及び上から下方向と左から右方向）より衝突（所謂、側面衝突）する。

第３噴射ノズル４５Ａは、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａよって噴射する噴射流体の衝突点（主通路４２Ａａの軸線と第１分岐通路４２Ａｂの軸線と第２分岐通路４２Ｃｃの軸線との交点、又はその交点付近）に向けて流体を、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａの流体噴射方向とは異なる１方向より噴射し、第３噴射ノズル４５Ａによって噴射する噴射流体は、主通路４２Ａａの軸線と第１分岐通路４２Ａｂの軸線と第２分岐通路４２Ｃｃの軸線との交点、又はその交点付近で、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａよって噴射する噴射流体と相互に衝突する。

第１，第２，第３噴射ノズルより噴射する噴射流体は、主通路４２Ａａの軸線と第１分岐通路４２Ａｂの軸線と第２分岐通路４２Ｃｃの軸線との交点、又はその交点付近で、相互に衝突する。

供給流路４６Ａは、分岐後にある２つの流出口のうち、一方を第１噴射ノズル４３Ａに接続し、他方を第３噴射ノズル４５Ａに接続する。

図５に戻って、以上のように構成された第３実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｃは、供給流路４６Ａの分岐前にある流入口が、一端を加圧部３Ａの吐出口に接続した配管８Ｂの他端に接続され、第２噴射ノズル４４Ａが、一端を加圧部３Ｂの吐出口に接続した配管８Ｇの他端に接続され、混合ブロック４７Ｃにある混合流出口４１Ａが、一端を加圧溶解部５に接続した配管８Ｄの他端に接続され、加圧部３Ａ，３Ｂと加圧溶解部５の間に組み込まれる。

そして、図５に示す第３実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｃでは、加圧部３Ａより供給されたオゾンガスを水中に分散させた加圧水は、第１及び第３噴射ノズル４３Ａ，４５Ａに、供給され、加圧部３Ｂより供給されたオゾンガスを水中に分散させていない加圧水は、第２噴射ノズル４４Ａに、供給され、オゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを分散させていない加圧水が、第１，第２，第３噴射ノズル４３Ａ，４４Ａ，４５Ａによって、混合流路４２Ｃ内で、３方向より略直線状に、噴射され、混合流路４６Ａ内の主通路４２Ａａの軸線と第１分岐通路４２Ａｂの軸線と第２分岐通路４２Ｃｃの軸線との交点、又はその交点付近で、相互に衝突する。それにより、図５に示す第３実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｃについても、図１に示す第１実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ａ、及び図３に示す第２実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｂと同じ作用効果が得られるものである。

また、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａは、互いの軸線が直交するように配置し、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａより噴射する噴射流体（オゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを水中に分散させていない加圧水）を直角の２方向より衝突させており、加圧水とオゾンガスの高い分散効果を得ることができる。

また、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａより噴射する噴射流体（オゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを水中に分散させていない加圧水）同士の衝突点（混合流路４６Ａ内の主通路４２Ａａの軸線と第１分岐通路４２Ａｂの軸線と第２分岐通路４２Ｃｃの軸線との交点、又はその交点付近）に向けてオゾンガスを水中に分散させていない加圧水を他の方向の１方向より噴射する第３噴射ノズル４５Ａを備えており、加圧水とオゾンガスの高い分散効果を得ることができる。

図７に示す第４実施例のオゾン水製造装置は、混合部で衝突させる流体の種類が図５に示す第３実施例のオゾン水製造装置と異なり、その他の構造部分は図１に示す第１実施例のオゾン水製造装置、及び図３に示す第２実施例のオゾン水製造装置、及び図５に示す第３実施例のオゾン水製造装置と同一であり、図１に示す第１実施例のオゾン水製造装置、及び図３に示す第２実施例のオゾン水製造装置、及び図５に示す第３実施例のオゾン水製造装置と同一構造部分には同一符号を付してある。

図１に示す第１実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ａは、オゾンガスを水中に分散させた加圧水同士を衝突混合させ、図３に示す第２実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｂは、オゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを水中に分散させていない加圧水を衝突混合させ、図５に示す第３実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｃはオゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを水中に分散させていない加圧水を相互に衝突混合させるものであるのに対し、図７に示す第３実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｄは、オゾンガスを水中に分散させていない加圧水とオゾンガスを水中に分散させていない加圧水と加圧したオゾンガスを衝突混合させるものである。

図８に示す第４実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｄの具体的構造についても、図２に示す第１実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ａの具体的構造、図４に示す第２実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｂの具体的構造、図６に示す第３実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｃの具体的構造と同一部分には同一符号を付してある。

図７に示す第４実施例のオゾン水製造装置は、オゾン注入部２と、原料水、又はオゾンガスが分散された原料水の加圧部３Ａ及びその吐出水の圧力計６Ａに代えて、オゾンガスを加圧して圧送するポンプによって構成される加圧部３Ｄと、その吐出ガスの圧力計６Ｄを備える。

加圧部３Ｄは、吸込口を、配管８Ｈによって、オゾン発生部１と接続する。圧力計６Ｄは、加圧部３Ｄの吐出側にある配管８Ｊに接続される。

図８に示す第４実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｄは、図６に示す第３実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｃと同じ構造を有するものである。

図７に戻って、第４実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｄは、供給流路４６Ａの分岐前にある流入口が、一端を加圧部３Ｂの吐出口に接続した配管８Ｇの他端に接続され、第２噴射ノズル４４Ａが、一端を加圧部３Ｄの吐出口に接続した配管８Ｊの他端に接続され、混合ブロック４７Ｃにある混合流出口４１Ａが、一端を加圧溶解部５に接続した配管８Ｄの他端に接続され、加圧部３Ｂ，３Ｄと加圧溶解部５の間に組み込まれる。

そして、図７に示す第４実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｄでは、オゾンガス発生部１及び加圧部３Ｂと共に加圧部３Ｄを始動させると、オゾンガス発生部１によって生成されたオゾンガスが、配管８Ｈを通して、加圧部３Ｄに吸い込まれて、加圧され、そこから吐出される加圧したオゾンガスが、配管８Ｊを通して、混合部４Ｄに圧送されて供給される。加圧部３Ｂより供給されたオゾンガスを水中に分散させていない加圧水は、第１及び第３噴射ノズル４３Ａ，４５Ａに、供給され、加圧部３Ｄより供給された加圧したオゾンガスは、第２噴射ノズル４４Ａに、供給され、オゾンガスを水中に分散させていない加圧水とオゾンガスを水中に分散させていない加圧水と加圧したオゾンガスが、第１，第２，第３噴射ノズル４３Ａ，４４Ａ，４５Ａによって、混合流路４２Ｃ内で、３方向より略直線状に、噴射され、混合流路４６Ａ内の主通路４２Ａａの軸線と第１分岐通路４２Ａｂの軸線と第２分岐通路４２Ｃｃの軸線との交点、又はその交点付近で、相互に衝突する。それにより、図７に示す第４実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｄについても、図１に示す第１実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ａ、及び図３に示す第２実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｂ、及び図５に示す第３実施例のオゾン水製造装置の混合部４Ｃと同じ作用効果が得られるものである。

また、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａは、互いの軸線が直交するように配置し、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａより噴射する噴射流体（オゾンガスを水中に分散させていない加圧水と加圧したオゾンガス）を直角の２方向より衝突させており、加圧水とオゾンガスの高い分散効果を得ることができる。

また、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａより噴射する噴射流体（オゾンガスを水中に分散させていない加圧水と加圧したオゾンガス）同士の衝突点（混合流路４６Ａ内の主通路４２Ａａの軸線と第１分岐通路４２Ａｂの軸線と第２分岐通路４２Ｃｃの軸線との交点、又はその交点付近）に向けてオゾンガスを水中に分散させていない加圧水を他の方向の１方向より噴射する第３噴射ノズル４５Ａを備えており、加圧水とオゾンガスの高い分散効果を得ることができる。

上記のような本発明のオゾン水製造装置の一実施形態によれば、オゾンガスを水中に分散させた加圧水を加圧状態で保持し、加圧水にオゾンガスを溶解させる加圧溶解部５を備え、加圧溶解部５は、高さｈ方向の上部に流入口５３Ａ又は５３Ｂを、下部に流出口５４Ａ又は５４Ｂを設け、内部で気液分離を行うと共に、高さｈ方向の上部に内圧が所定の圧力以上になると開弁するガス抜き弁５６Ａ又は５６Ｂを接続し、ガス抜きにより内圧を調整する加圧溶解室５１Ａ又は５４Ｂを備えることにより、加圧溶解室５１Ａ又は５４Ｂの上部にある気層Ｇ１又はＧ２部分のダンパー作用で加圧溶解室５１Ａ又は５４Ｂの内圧を大きく変動させることなく容易に調整できるので、加圧溶解室５１Ａ又は５４Ｂの内圧を安定的に維持でき、加圧溶解部５における水へのオゾンガス溶解効率を高めることができ、高濃度のオゾン水を製造することができる。また、加圧溶解室５１Ａ又は５４Ｂの下部にある液層Ｗ１又はＷ２部分から加圧水にオゾンガスが溶解したオゾン水のみを流出させることができるので、加圧水に溶解しなかった未溶解のオゾンガスの気泡混入による排オゾンを減らすことができる。よって、水へのオゾンガス溶解効率を高め、しかも排オゾンの少ない高濃度のオゾン水を製造することができるオゾン水製造装置を提供できる。

また、加圧溶解室５１Ａ又は５４Ｂの高さの５０％以上、８０％以下の範囲内に気液層界面Ｓ１又はＳ２が位置するように、加圧溶解室５１Ａ又は５４Ｂの内圧を調整することにより、気層Ｇ１又はＧ２部分の体積不足によりダンパー作用が低下し、加圧溶解室５１Ａ又は５４Ｂの内圧が大きく変動することによるオゾンガス溶解効率の低下、及びオゾンガスと加圧水の接触水深不足によるオゾンガス溶解効率の低下を防止し、高オゾンガス溶解効率を得ることができる。

また、オゾンガスを水中に分散させた加圧水を順次通過させて、圧力を段階的に減圧する複数の加圧溶解室５１Ａ，５４Ｂを備えることにより、急激な圧力降下によりオゾン水中にオゾンガスの気泡が発生するのを防止し、オゾン水の濃度低下を防止することができる。

また、最上流側の加圧溶解室５１Ａから最下流側の加圧溶解室５１Ｂに向かって気液層界面Ｓ１，Ｓ２の高さを段階的に高くするように、複数の加圧溶解室５１Ａ，５４Ｂの内圧を調整することにより、加圧溶解室５１Ａ，５４Ｂの内圧が下流側ほど低くなることに起因し、オゾンガス溶解効率が下流側の加圧溶解室５１Ａ，５４Ｂほど低くなるのを、接触水深を下流側の加圧溶解室５１Ａ，５４Ｂほど深くすることで補うことができ、最上流側の加圧溶解室５１Ａから最下流側の加圧溶解室５１Ｂまで略均一な加圧溶解性能を持たせることができる。

さらに、加圧水とオゾンガスを混合する混合部４Ａ又は４Ｂ又は４Ｃ又は４Ｄを備え、混合部４Ａ又は４Ｂ又は４Ｃ又は４Ｄは、加圧溶解室５１Ａ又は／及び５４Ｂの流入口５３Ａ又は／及び５３Ｂと接続する混合流出口４１Ａと、混合流出口４１Ａに通じる混合流路４２Ａ又は４２Ｃと、オゾンガスを水中に分散させた加圧水同士、又はオゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを水中に分散させていない加圧水、又はオゾンガスを水中に分散させていない加圧水と加圧したオゾンガスを、２方向より噴射し互いに衝突させる第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａを備えることにより、加圧水とオゾンガスの両方を、混合流路４２Ａ又は４２Ｃ内で、オゾンガスを水中に分散させた加圧水、又はオゾンガスを水中に分散させていない加圧水、又は加圧したオゾンガスとの衝突により微細に分散させて混合し、オゾンガスを加圧水に溶解させて、オゾン水を生成するので、効率よくオゾンガスを加圧水に溶解させて、高濃度のオゾン水を製造することができる。よって、水へのオゾン溶解効率を高め、高濃度のオゾン水を製造することができるオゾン水製造装置を提供できる。

第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａは、同軸上に配置し、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａより噴射する流体を対向する２方向より衝突させることにより、又は第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａは、互いの軸線が直交するように配置し、第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａより噴射する流体を直角の２方向より衝突させることにより、又は第１及び第２噴射ノズル４３Ａ，４４Ａより噴射する流体同士の衝突点に向けてオゾンガスを水中に分散させていない加圧水を他の１方向より噴射する第３噴射ノズル４５Ａを備えることにより、加圧水とオゾンガスの高い分散効果を得ることができる。

そして、加圧溶解部５と混合部４Ａ又は４Ｂ又は４Ｃ又は４Ｄとを備えることにより、混合部４Ａ又は４Ｂ又は４Ｃ又は４Ｄにおいて、加圧水とオゾンガスの両方を、混合流路４２Ａ又は４２Ｃ内で、オゾンガスを水中に分散させた加圧水、又はオゾンガスを水中に分散させていない加圧水、又は加圧したオゾンガスとの衝突により微細に分散させて混合した後、加圧溶解部５の加圧溶解室５１Ａ又は／及び５４Ｂにおいて、オゾンガスを水中に分散させた加圧水を加圧状態で保持し、加圧水にオゾンガスを溶解させるので、加圧溶解部５での水へのオゾンガス溶解効率をさらに高めることができる。

なお、混合部については、オゾンガスと水の混合流体を混合流出口より取り出すことができるものであれば、水、オゾンガスを水中に分散させた水、オゾンガスのいずれかを任意に衝突させるものでよく、上記実施例１〜４に示した衝突形態の他、例えば、オゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを水中に分散させていない加圧水と加圧したオゾンガスを相互に衝突混合させたり、オゾンガスを水中に分散させていない加圧水とオゾンガスを水中に分散させていない加圧水とオゾンガスを水中に分散させた加圧水を相互に衝突混合させてもよい。また、混合部にオゾンガスが水中に溶解した高圧のオゾン水を供給し、それと、例えば、オゾンガスを水中に分散させていない水、オゾンガスを水中に分散させた水た加圧したオゾンガスを相互に衝突混合させて、混合部にてオゾン水を段階的に濃くするようにしてもよい。さらに、混合部を多段に設けて、オゾン水を段階的に濃くするようにしてもよい。また、衝突以外の混合方式、例えば、散気板方式、スタティックミキサー方式、機械撹拌方式の混合部を備えてもよい。

以上、本実施形態では本発明の一実施形態を実施例を挙げて説明したが、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施することができる。たとえば、オゾン発生部１と、オゾン注入部２と、原料水、又はオゾンガスが分散された原料水の加圧部３Ａやオゾンガスの加圧部３Ｄに代えて、オゾンガスを封入したボンベからオゾンガスを供給するようにしてもよい。また、複数の加圧溶解室を備える場合、本実施形態では、個々の加圧溶解室を別々の加圧溶解タンクで構成したが、１つの加圧溶解タンク内を複数に仕切って複数の加圧溶解室を備えてもよい。

５ 加圧溶解部
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ 混合部
４１Ａ 混合流出口
４２Ａ，４２Ｃ 混合流路
４３Ａ 第１噴射ノズル
４４Ａ 第２噴射ノズル
５１Ａ，５４Ｂ 加圧溶解室
５３Ａ，５３Ｂ 流入口
５４Ａ，５４Ｂ 流出口
５６Ａ，５６Ｂ ガス抜き弁
ｈ 高さ
Ｇ１，Ｇ２ 気層
Ｗ１，Ｗ２ 液層
Ｓ１，Ｓ２ 気液層界面

Claims (5)

1. オゾンガスが水に溶解したオゾン水を製造するオゾン水製造装置において、オゾンガスを水中に分散させた加圧水を加圧状態で保持し、加圧水にオゾンガスを溶解させる加圧溶解部を備え、前記加圧溶解部は、高さ方向の上部に流入口を、下部に流出口を設け、内部で気液分離を行うと共に、高さ方向の上部に内圧が所定の圧力以上になると開弁するガス抜き弁を接続し、ガス抜きにより内圧を調整する加圧溶解室を備えることを特徴とするオゾン水製造装置。
2. 請求項１に記載の発明において、
   前記加圧溶解室の高さの５０％以上、８０％以下の範囲内に気液層界面が位置するように、前記加圧溶解室の内圧を調整することを特徴とするオゾン水製造装置。
3. 請求項１又は２に記載の発明において、
   オゾンガスを水中に分散させた加圧水を順次通過させて、圧力を段階的に減圧する複数の前記加圧溶解室を備えることを特徴とするオゾン水製造装置。
4. 請求項３に記載の発明において、
   最上流側の加圧溶解室から最下流側の加圧溶解室に向かって気液層界面の高さを段階的に高くするように、複数の前記加圧溶解室の内圧を調整することを特徴とするオゾン水製造装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発明において、
   加圧水とオゾンガスを混合する混合部を備え、前記混合部は、前記加圧溶解室の流入口と接続する混合流出口と、前記混合流出口に通じる混合流路と、オゾンガスを水中に分散させた加圧水同士、又はオゾンガスを水中に分散させた加圧水とオゾンガスを水中に分散させていない加圧水、又はオゾンガスを水中に分散させていない加圧水と加圧したオゾンガスを、２方向より噴射し互いに衝突させる第１及び第２噴射ノズルを備えることを特徴とするオゾン水製造装置。

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