JP2013531556A - オゾン処理された流体を製造及び分配するシステム - Google Patents

オゾン処理された流体を製造及び分配するシステム Download PDF

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Abstract

オゾン処理流体を製造及び分配するシステムが提供される。システムは流体用タンクを含む。スキッドは、タンクから流体を収容するようにタンクに流体連通している。スキッドは、オゾンガスを発生させるオゾン発生器と、オゾン処理流体を製造するように、オゾンガスを流体に注入する注入器とを含む。分配ネットワークは、適用のためにオゾン処理流体を分配する。分配ネットワークは、タンクに、適用されていないオゾン処理流体を戻すように、タンクに流体連通している。

Description

本発明は、洗浄及び公衆衛生に用いるためのオゾン処理流体を製造及び分配するシステムに関する。
溶液中のオゾンは、従来から、洗浄及び公衆衛生用に使われている。一定のオゾン濃度を有する溶液を維持することが困難であることは証明されている。大量のオゾン溶液を製造することが困難であることも証明されている。オゾンは不安定であり、それは、オゾンに洗浄及び殺菌能力をもたらすが、溶液中で一定のオゾンレベルを維持することを困難にもする。オゾン溶液が、多すぎるオゾン又は大きな気泡のオゾンを有する場合に、過度のオゾンが作業施設に放出されて環境問題をもたらすとき及び場合によっては作業場の安全規則に違反するとき、脱ガス（off-gassing）問題が生じ得る。溶液が、少なすぎるオゾンを有する場合に、洗浄及び殺菌消毒は、望むようには効果的でない可能性がある。オゾン溶液は、工業的な洗浄用途に必要である充分な量を一定して及び均一に製造するのが困難であることが証明されている。オゾンガスは包装（package）又は蓄えることができず、現場で製造する必要がある。
オゾン処理流体を製造及び分配するシステムを本明細書に記載する。システムは洗浄及び公衆衛生用のオゾン処理流体を製造する。システムは、分配ネットワークに及び／又はタンクにオゾン処理流体を供給する。分配ネットワーク（または網、network）は、適用のためにオゾン処理流体をアプリケーター（または適用器、applicator）に供給する。更に、分配ネットワークは、適用されていないオゾン処理流体をタンクに戻す。そうして、オゾン処理流体はシステムによって再利用又はリサイクルされる。システムは、適用のために分配ネットワークに及び／又は一回分のオゾン処理流体を製造するためのタンクに、システムによって製造したオゾン処理流体を選択的及び可変的に誘導する。
システムは、適用場所におけるオゾン処理流体中のオゾン濃度を遠隔センサによって測定するように及びオゾン処理流体の濃度を製造時に調節するように、任意の適用投与量監視システムを含んでよい。システムは任意のＯＳＨＡ（労働安全衛生庁）コンプライアンスパッケージを含んでもよく、該パッケージは、周囲空気中のオゾンガスレベルを適用場所に監視しており、オゾンガスレベルが指定したレベルを超える場合に、オゾン処理流体の分配を停止する。
オゾン処理流体の使用は、有害な病原菌の排除を含む多数の利点を提供する。酸素及び純水は、オゾン処理流体の製造及びオゾン処理流体による洗浄のただの副産物である。オゾン処理流体の使用は廃水処理システムにおける水圧荷重を減少させる。オゾン処理流体は、標準的な洗浄及び殺菌方法に対する抵抗を発展させる既知の病原菌を破壊する。例えば、オゾン処理流体はサルモネラ菌、大腸菌、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌及びカンピロバクターに対して効果的であることが分かっている。洗浄及び殺菌剤としてオゾンの使用は塩素、過マンガン酸カリウム、過酸化水素などを含む他の酸化剤のような化学物質処理である（前記化学物質の欠点を伴わない）。オゾン処理流体は、低圧において冷水で適用される場合でさえ効果的である。オゾン処理流体を製造中に使用し、従って機械のダウンタイムを排除し、労働費用を削減し及び生産高を増加させることができる。
オゾン処理流体は、用いるのが安全及び容易である。有害な危険化学物とは異なり、システムは、従業員にとって安全であり、及び従来の殺菌プロセスに必要な広範囲の従業員保護を必要としない。システムは、化学物質なしにオゾン処理流体を要望に応じて及びその場で提供する。システムは、輸送の高価及び危険性と、壊滅的殺菌供給物を蓄えることとを排除する。
システムは、より効果的な殺菌プロセスのためのより安定及び長持ちする形態にオゾンガスを変化させる。システムは、オゾン処理流体を処理して泡寸法を減少させる。
システムはエネルギーコストを減少させる。従来の殺菌システムに必要な高温水を使用する代わりに、システムは冷水を使用し、従ってエネルギーコストを減少する。システムは、廃水処理システムにおける残留水に付随して減少したコストを更にもたらす。
システムは、モジュール式であり、及び施設又は製造プロセスの全体のどこにでも据え付けてよい。機械の完全な停止を必要とする従来の殺菌処理とは異なり、システムは、オゾン処理流体を製造プロセスの間に及び直接飼料に適用できる。オゾン処理流体は全ての硬い装置表面上に適用できる。システムは、機械を停止せずに連続的な殺菌を可能にするように据え付けることができる。システムは、食品加工、及び食品加工及び他の施設における製造の間に、硬い表面上の生体膜を破壊する化学物質フリーシステムである。システムは、施設において連続的な又は長時間の製造を可能にする。加工施設を据え付ける場合、硬い表面を１日２４時間、１週間７日に亘って維持でき、微生物減少及び審美性改善の両方を達成する。
オゾン処理流体は、生きた動物又は動物部分を収容及び処理する領域に対して直接飼料（ＦＤＡは飼料接触に対して認可している）に適用でき、及び工場全体に亘る又は特定領域における空気除染及び臭気制御に使用できる。オゾン処理流体は、味又は品質を犠牲にせずに製品の長期品質保持に役立つように食品冷却機に、及び生きた動物を輸送するのに使う輸送機に用いてよい。オゾン処理流体は全ての地下水、床、壁、休憩室、トイレ又は公共領域に用いてよい。オゾン処理流体は、処理装置、床、台などに用いてよい。オゾン処理流体は、硬い表面に高圧で適用してよく、並びに硬い表面を殺菌する及び硬い表面から土及びバルク材料を除去するのに効果的である。
システムは１分当たり約５０ガロンまでオゾン処理流体を提供する。システムはモジュール式である。そのため、システムは、分解することができ、プラント又は施設のまわりの異なる場所に移動させることができる。システムは、オゾン処理流体を分配ネットワークに供給する。システムは、オゾン処理流体を製造するスキッドを含む。
分配ネットワークは、オゾン処理流体を収容するようにスキッドと流体連通（fluid communication）している。分配ネットワークが、オゾン処理流体を他のアプリケーターに更に分配する任意の様々なアプリケーター及び／又は補助ラインに、オゾン処理流体を分配するように施設の周りに用意されている。例えば、アプリケーターは、噴霧器、管（wand）、栓（faucet）、ホース、及び流体を噴霧又は放出するのに一般に用いられる他のデバイスを含んでよい。
タンクが、例えば水のような流体の容器を保持する。例えば、都市水供給のような水供給と流体連通している水供給ラインによって、タンクに清水を供給する。タンク充填ラインは、タンクを有するスキッドに流体的に接続する。タンク充填ラインが、タンクからスキッド（または運材、skid）に流体を供給し、スキッドが流体をオゾン処理する。次いで、オゾン処理流体を分配ネットワークに流出する（または放出する、出す、output）。分配ネットワーク戻りラインが、オゾン処理流体を分配ネットワークからタンクに再び方向付ける。そのようにして、使われていないオゾン処理流体が分配ネットワークからタンクに戻すことができる。
オゾン処理流体供給ラインは、タンクとスキッドとに流体連通している。供給ラインが、スキッドで製造されたオゾン処理流体をタンクに方向付ける。これは、タンクを一度分のオゾン処理流体で充填するのを可能にする。このような一度分は、スキッドによって製造されるオゾン処理流体と併せて用いるために製造されてよい。所定の実施形態では、タンクは、更に、任意の適用ポンプと流体連結してよい。適用ポンプは、タンク内で一度分として製造されるオゾン処理流体を分配するように用いられてよい。
１つの態様では、オゾン処理流体を製造及び分配するシステムが提供される。システムは流体用タンクを含む。スキッドは、タンクから流体を収容するようにタンクに流体連通している。スキッドは、オゾンガスを発生させるオゾン発生器と、オゾン処理流体を製造するように、オゾンガスを流体に注入する注入器とを含む。スキッド流出ライン（またはスキッド生産ライン、skid output line）は、オゾン処理流体を分配ネットワークに供給するように、スキッドと分配ネットワークとに流体連通している。スキッド流出ラインは、また、オゾン処理流体をタンクに供給するように、スキッドとタンクとに流体連通している。分配ネットワークは、適用のためにオゾン処理流体を分配する。分配ネットワークは、タンクに、適用されていないオゾン処理流体を戻すように、タンクに流体連通している。
別の態様では、オゾン処理流体を製造及び分配するためのシステムが提供される。システムは流体を蓄えるタンクを含む。システムは、オゾン処理流体を製造するスキッドを含む。スキッド供給ラインは、流体をスキッドに供給するように、タンクをスキッドと流体的に接続している。スキッドは、オゾンガスを発生するオゾン発生器と、流体からオゾン処理流体を製造するようにオゾンガスを流体に注入する注入器とを含む。スキッド流出ラインは、スキッドからオゾン処理流体を流出する。１以上の流体ラインは、スキッドからオゾン処理流体を収容するスキッド流出ラインに接続している。１以上の流体ラインは、１以上の流体ラインを開放又は閉鎖するように第１弁を含む。１以上の流体ラインは、適用のためのオゾン処理流体を１以上のアプリケーターに供給する。タンク充填ラインは、オゾン処理流体をタンクに供給するようにタンクとスキッド流出ラインとに流体的に接続している。タンク充填ラインは、タンク充填ラインを開放又は閉鎖するように第２弁を含む。
別の態様では、オゾン処理流体を製造及び分配するためのシステムが提供される。システムは、流体のためのリザーバーを含む。スキッドは、リザーバーから流体を収容するようにリザーバーと流体連通している。入口ポンプは、流体をスキッドに供給する。スキッドは、酸素ガスを製造するように酸素濃縮器を含み、及び酸素濃縮器は、酸素ガスからオゾンガスを発生する酸素発生器を供給連通している。注入器ポンプは、入口ポンプから流体を注入器に供給する。注入器は、オゾン処理流体を製造するオゾン発生器からオゾンガスを流体に注入する。脱ガスシステムは、オゾン処理流体から余分なオゾンガスを除去する。オゾン破壊ユニットは余分なオゾンガスを破壊する。反応容器は、オゾン処理流体を処理する。スキッド流出ラインは、分配ネットワーク又はリザーバーにオゾン処理流体を選択的に供給するための弁を含む。分配ネットワークは、オゾン処理流体を噴霧又は適用する１以上のアプリケーターにオゾン処理流体を分配する。
別の態様では、オゾン処理流体を製造及び分配する方法が提供される。方法は、流体のためのリザーバーと、リザーバーから流体を収容するようにリザーバーと流体連通しているスキッドとを準備することを含む。スキッドは、オゾンガスを発生するオゾン発生器と、オゾン処理流体を製造するようにオゾンガスを流体に注入する注入器とを含む。分配ネットワークは、適用のためのオゾン処理流体を分配する。分配ネットワークは、オゾン処理流体をリザーバーに戻すようにリザーバーと流体連通している。方法は、流体をリザーバーに提供することと、リザーバーからスキッドに流体をポンプ輸送することを含む。方法は、オゾン処理流体を製造するスキッドにおいて流体をオゾン処理することと、分配ネットワークによってオゾン処理流体を分配することとを更に含む。方法は、オゾン処理流体の第１部分を適用することと、オゾン処理流体の第２部分を容器に戻すこととを更に含む。
別の態様では、オゾン処理流体ディスペンス装置とともに用いるための周囲空気のオゾンガスレベルを測定するシステムが提供される。システムは、試料空気を収容する収集開口を含むホースを含む。オゾンセンサは、試料空気のオゾンレベルを測定する。ポンプは、収集開口からオゾンセンサまで試料空気を移すようにホースと流体連通しており、オゾンセンサは、試料空気のオゾンレベルを測定する。
別の態様では、オゾン処理流体製造及びディスペンス装置によって適用されるオゾン処理流体のオゾンレベルを監視するシステムは、提供される。システムは、オゾン処理流体を製造及びディスペンスする装置によって製造されるオゾン処理流体の溶解オゾンレベルを測定するように置かれる局所センサを含む。遠隔センサは、適用場所においてオゾン処理流体の溶解オゾンレベルを測定するようにオゾン処理流体の適用場所に置かれている。局所センサは、局所モニタと電気的に通じている。遠隔センサは、遠隔モニタと電気的に通じている。
図１は、オゾン処理流体を製造及び分配するためのシステムの概略図である。 図２は、オゾン処理流体を製造及び分配するためのシステムの更なる概略図である。 図３は、オゾン処理流体を製造するためのスキッドの後面図である。 図４は、オゾン処理流体を製造するためのスキッドの前面図である。 図５は、反応容器の断面図である。 図６は、適用投与量監視システムの図である。 図７は、OSHAコンプライアンスパッケージの図である。 図８は、任意の適用ポンプによりオゾン処理流体を製造及び分配するためのシステムの図である。
オゾン処理流体の製造及び分配システム１０を、図を参照して記載する。
システム１０は、オゾン処理流体、例えば、水オゾン溶液などを工業施設内の中央場所で製造して、分配ネットワーク４０によってオゾン処理流体を工業施設全体の異なる適用場所まで分配する。
システム１０は、病原菌を攻撃及び破壊する並びに様々な適用、とりわけ、食品加工に関する産業的加工施設における硬い表面のために無すすぎ殺菌剤として機能するオゾン処理流体を製造する。
システム１０は、スキッド２０、タンク３０及び分配ネットワーク４０を含む。
タンク３０は、例えば水のような流体をスキッド２０に供給する。
スキッド２０は、タンク３０から収容した流体からオゾン処理流体を製造する。
分配ネットワーク４０は、適用のためにオゾン処理流体を分配する。
タンク３０は、スキッド２０のための供給水又は供給流体を保持する。
ポンプは、施設全体にオゾン処理流体を方向付ける。
タンク３０は、スキッド２０に供給するように水及び流体を保持し、該タンクで水又は流体をオゾン処理する。タンク水供給ライン３００は、都市水供給からタンク３０を充填するように、タンク３０と流体連通している。タンク３０は、約２００ガロン〜約１０００ガロンの流体を保持してよい。図に示される実施形態は、４００ガロンのタンク３０を用いる。システム１０の他のバージョン又は実施形態は、より大きい又はより小さいタンク３０を含んでよい。
タンク３０は、いくらかの利点を提供する。タンク３０は、スキッド２０を供給する流体リザーバーを備え、該スキッド２０は、要求量又は季節変化などの変動によって影響を受けない。そして、タンク３０は、オゾン処理のための一貫した流体供給を有するスキッド２０を備える。また、タンク３０は、操作者が、即座の適用のために準備される一度分のオゾン処理流体を望む場合に、スキッド２０によって製造されるオゾン処理流体を蓄え及び収容するように用いてよい。操作者は、オゾン処理流体を分配ネットワーク４０に供給する代わりに、タンク３０をオゾン処理流体で充填するように、システム１０をプログラミングする又は管理してよい。従って、タンク３０が、スキッド２０によって製造されるオゾン処理流体で充填してよい又は殆ど充填してよい。タンク３０は、分配ネットワーク４０から余分なオゾン処理流体を収容するレセプタクルを更に備える。分配ネットワーク４０によって適用されていないオゾン処理流体は、タンク３０に戻されてよい。
システム１０は、図３〜４を参照して記載され、スキッド２０の前（図３）及び後ろ（図４）を示す。スキッド供給ライン１１０は、タンク３０と、スキッド２０の入口ポンプ１２０と流体連通しており、該ラインは、タンク３０からスキッド２０まで流体を移動させる。従って、スキッド供給ライン１１０は、オゾン処理のための流体をスキッド２０に供給する。
入口ポンプ１２０は、注入器ポンプライン１３０によって注入器ポンプ１５０と流体連通している。注入器ポンプライン１３０は、入口ポンプ１２０からの流体を注入器ポンプ１５０に供給する。スキッド戻りライン１４０（またはスキッド・リターンライン、skid return line）もまた注入器ポンプライン１３０と流体連通している。分配ネットワーク４０によって噴霧若しくは適用されていないオゾン処理流体又は分配ネットワーク４０に入っていないオゾン処理流体は、スキッド戻りライン１４０によって注入器ポンプライン１３０に戻される及びシステム１０内で再利用される。そのため、システム１０は、オゾン処理流体の分配のためのループを形成している。
注入器ポンプ１５０は、注入器ライン１６０によって流体を注入器１７０に方向付けるように流体に圧力を提供する。注入器ポンプ１５０と入口ポンプ１２０とに適したポンプは、１と１／２HPポンプである。
注入器１７０は、オゾン発生器４２０によって製造されるオゾンガスを収容する。注入器１７０は、注入器ライン１６０からの流体にオゾンガスを注入する。注入器１７０は、オゾン処理流体を水と混合するmazzei注入器又は他のタイプのventuriを含んでよい。任意の様々な注入器を用いることができる。注入器１７０は、オゾン発生器４２０からオゾンガスを取り出すように真空を形成し、従って、注入器ライン１６０から流体にオゾンを溶解させる。注入器圧力ゲージ１７２は、注入器１７０の吸引レベルを測定できる。注入器制御弁１７４は、注入器１７０の周りのバイパス１７６を開放又は閉鎖することによって注入器１７０における吸引圧力を増加又は減少するように用いられる。
注入器１７０は、反応容器ライン１８０に入るオゾン処理流体を流出し、該ラインは、流体を反応容器１９０に方向付ける。反応容器１９０は、オゾン処理流体を更に処理する。反応容器１９０は、反応容器タンク１９７内に含まれてよく、又は格納されてよい。
反応容器１９０は、オゾン処理流体を更に処理して、オゾン処理流体内のオゾンガスの気泡寸法を減少させる。反応容器１９０は、オゾン処理流体内の多くのオゾンガス気泡を更に減少させて、オゾン処理流体内のオゾン濃度を増加させる。オゾンの気泡をつぶして更に小さなオゾンの気泡にすることは、水のオゾン溶液内のオゾンの酸化還元電位を増加させる。オゾン処理流体のより大きな酸化還元電位は、オゾンが殺菌剤としてだけでなくディグリーザー（degreaser）として機能することを可能にし、従って、従来の混合溶液よりも大きな酸化力を有する。オゾンガスの気泡寸法を減少させることは、また、オゾン処理流体内のオゾンガスの均一な濃度を維持するのを支援する。
適切な反応容器１９０が図５に示される。反応容器１９０は、米国特許公報第２００９／０００８８０６号に更に記載されており、従って、その全体が本明細書に参照によって組み込まれる。オゾン処理流体を処理する他のタイプの容器及びプロセッサは、システム１０とともに用いてよい。反応容器１９０は、円錐形状表面３８５上に、複数の縁３８０を有する円錐形状表面３８５を含む。円錐形状表面３８５は、反応容器ライン１８０から反応容器１９０に入るオゾン処理流体に、回転動作又は渦をもたらし、及びオゾン処理流体が円錐形状表面３８５の周りで回転する。
反応容器１９０からの流体が、オゾン脱ガスライン１９６によって反応容器１９０から出て、及びオゾン処理流体から余分なオゾンガスを除去するガス抜き分離器２０２を含むオゾン脱ガスシステム２００に移動する。ガス抜き分離器２０２は、オゾン処理流体の噴霧の間、適用場所において解放される自由なオゾンガスのレベル（高濃度においてOSHA規則を破り得る）を減少するように、オゾン処理流体から余分なオゾン気泡を除去する。ガス抜き分離器２０２は、ガス抜き弁２０４を含む。オゾンは、ガス抜き弁２０４の底から入り、ガス抜き弁２０４を通って泡立ち、及びガス抜き弁２０４の頂から出る。
ガス抜き弁２０４からのオゾンガスは、余分なオゾンガスを破壊するように触媒を保持するオゾン破壊ユニット２０６に移動される。オゾン破壊加熱テープ２０７は、触媒を乾燥及び機能化させて維持するように、オゾン破壊ユニット２０６に位置付けられる。オゾン破壊ユニット２０６は、オゾンガスを酸素ガスに再び変化させる。オゾン破壊ユニット２０６は、例えば、１”の編組管のようなオゾン破壊通気ライン２０５によって、タンク通気ライン３５に廃棄気体を排出する。適切なオゾン破壊ユニットは、Ozone Water Systems of Phoenix, ArizonaからModel Number 4WMとして市販されている。
オゾン脱ガスシステムユニット２００からのオゾン処理流体は、スキッド流出ライン２２０に移動する。スキッド流出ライン２２０は、プローブループ２０４に位置付けられる溶解オゾンモニタープローブ２０２（または溶解したオゾンの監視プローブ、dissolved ozone monitor probe）を含む。プローブ２０２は、プローブループ２０４内の流体のオゾンレベルを検査する。バイパスの弁２０５は、プローブループ２０４に溶液を押し込むように用いられる。頂プローブ弁２０６は、プローブループ２０４の頂部分を閉鎖する。底プローブ弁２０７は、プローブループ２０４の底部分を閉鎖する。
スキッド流出ラインは２２０、溶液がスキッド２０に残るのを止めるように停止弁２２２を含む。スキッド戻りライン１４０内の再循環弁２２４は、溶液を、スキッド２０内に再び通過させるように誘導するように用いられる。
スキッド流出ライン２２０は、タンク充填ライン２２５と分配ネットワーク供給ライン２３０とに枝分かれしている。タンク充填ライン２２５は、溶液をタンク３０に方向付け及びタンク充填ライン２２５を開放及び閉鎖するように、タンク弁２２７を含む。分配ネットワーク供給ライン２３０は、溶液を分配ネットワーク４０に方向付け及び分配ネットワーク供給ライン２３０を開放及び閉鎖するように、分配ネットワーク弁２３７を含む。そのため、スキッド流出ライン２２０は、タンク３０を充填するようにタンク充填ライン２２５に、及び分配ネットワーク４０に供給するように分配ネットワーク供給ライン２３０に、オゾン処理流体を選択的に方向付けることができる。スキッド流出ライン２２０は、弁２２７、２３７を調節することによって、タンク充填ライン２２５によってタンク３０に、及び分配ネットワーク供給ライン２３０によって分配ネットワーク供給ライン２３０に、スキッド２０のオゾン処理流体の生産量の異なる割合又はパーセントを送ることができる。弁２２７、２３７は、タンク３０及び／又は分配ネットワーク４０に対するオゾン処理流体の流れを制御及び調節するように、充分に開放されてよく、充分に閉鎖されてよく、又は０％開放〜１００％開放の間の範囲で可変的に開放されてよい。例えば、タンク３０は、スキッド２０によって製造されるオゾン処理流体の２５％を収容できるが一方で、分配ネットワーク４０は、スキッド２０によって製造されるオゾン処理流体の７５％を収容でき、及び逆の場合も同じである。当然に、スキッド流出ライン２２０は、スキッドの全ての製造物を、タンク３０又は分配ネットワーク４０のどちらかに送ることができる。
そして、分配ネットワーク弁２３７を閉鎖することによって、オゾン処理流体は、大量のものを準備するようにタンク充填ライン２２５を用いてタンク３０に再び移動し、タンク３０に蓄えられている一度分のオゾン処理流体を用いるように準備する。一度分は、タンク３０の部分又は全体積を充填してよい。また、タンク弁２２７を閉鎖することによって、オゾン処理流体は、分配ネットワーク供給ライン２３０に移動でき、該ラインは、オゾン処理流体の適用のために施設又は他の領域の周りにオゾン処理流体を方向付けるように使用する。分配ネットワーク供給ライン２３０は、溶液を分配ネットワーク４０に方向付け並びに分配ネットワーク４０を開放及び閉鎖するように分配ネットワーク弁２３７を含む。
分配ネットワーク４０は、施設又は他の環境の周りにオゾン処理流体を分配するライン、例えば、ホース（または注水管、hosing）、管、配管又は他の導管などを含んでよい。分配ネットワーク４０とシステム１０とのラインは、約１／４インチ〜約６インチ以上の直径の範囲で流体を移動させるように、プラスティック、ゴム、金属、編組材料を含んでよい。分配ネットワーク４０は、オゾン処理流体を分配するように、スキッド２０と流体連通している数１００又は数１０００の足のラインを含んでよい。分配ネットワーク４０は、タンク３０とスキッド２０とを流体的に接続している回路又はループを形成する。典型的には、流体は、タンク３０から引き出され、流体は、スキッド２０においてオゾン処理され、及びオゾン処理流体は、分配ネットワーク４０によって様々な場所に適用される。
分配ネットワーク４０は、分岐しており施設又は他の環境の周りにオゾン処理流体を更に分配している様々なアプリケーター２４０及び／又は補助ネットワーク２５０を含んでよい。アプリケーター２４０は、例えば、流体を噴霧又は放出するために一般に用いられる噴霧器、ワンド（または棒、wand）、栓（faucet）、ホース、分散器、及び他の装置を含んでよい。例えば、アプリケーター２４０は、洗浄、殺菌、消毒などするように、コンベアベルト又は食品調理表面上、キッチン及びバスルーム内、洗浄場などに位置付けられてよい。付加的な又は予備のポンプは、施設又は他の環境の周りにオゾン処理流体を更に広めるように、分配ネットワーク４０に追加してよい。分配ネットワーク４０は、使用されていないオゾン処理流体を再びタンク３０に戻す分配ネットワーク戻りライン２６０で終端する。タンク３０において、使用されていない又は適用されていないオゾン処理流体は、再びオゾン処理されてよく、及びスキッド２０を再び通過してよい。
タンク３０は、余分なガスをタンク３０から大気に放出するタンク通気ライン３５を含む。タンク３０は、真空ブレイク１９５から気体を収容する真空ブレイク通気ライン１９８を更に収容する。タンク３０は、入口ポンプ１２０から、加圧された流体又は気体を収容するように、圧力レリーフライン１２５を更に収容する。タンク３０は、タンク３０内においてタンク３０の流体のオゾンレベルを検出及び感知する溶解オゾンセンサに接続している溶解オゾンモニターライン３１０を更に含む。溶解オゾンモニターライン３１０が、制御プロセッサ５００と電気通信している。
スキッド２０の前４００における制御と構成要素とが、図４を参照して記載される。スキッド２０は、周囲空気から酸素ガスを準備する酸素濃縮器４１０を含む。酸素濃縮器４１０は、オゾン発生器４２０と連通している。所定の実施形態では、酸素濃縮器４１０は、１０psiにおいて酸素ガスの約６CFHを提供する。酸素濃縮器４１０に適した酸素濃縮器が、TOPAZ or TOPAZ PLUSとしてAirSep Corporationから市販されており、約９３％の純度において１２〜１７のscf/hrの流れで酸素を製造するように圧力変動吸着法を利用する。酸素濃縮器は、供与ガスとして、その内側圧縮機から圧縮された空気を使用して、酸素を製造する。周囲空気は、酸素濃縮器の吸入量に入り、及び空気圧縮機内に流れ、該空気圧縮機は、供与空気を加圧して、供与空気を冷却用熱交換器に搬送する。従って、冷却された加圧空気は、１つの吸収装置に入る一方で、別の吸収装置が、酸素ガスを放出する。
酸素濃縮器４１０は、酸素ガスをオゾン発生器４２０に供給する。酸素発生器４２０は、注入器１７０に向けられるオゾンガスを製造するように、コロナ放電を用いる。いくらかの適切なオゾン発生器４２０は、４５００ボルトDCで作動する。いくらかの適切なオゾン発生器は、ClearWater Tech, LLC of San Luis Obispo, Californiaから市販されているModels CD1500p and CD2000Pを含む。このようなオゾン発生器は、１０PSIにおいて高濃度（約１０％まで）のオゾンガスを提供する。オゾン発生器は、オゾンガスを形成するように再結合する単一の酸素原子を形成するように、高圧電場を通過して酸素ガスを通過する。１以上のオゾン発生器４２０は、システム１０によって使用してよい。
オゾンGas P-Trap 430は、オゾン破壊ユニット２０６に進むオゾンガスから水分を分離するように用いられる。局部の溶解オゾンモニタ４４０は、スキッド２０によって製造されるオゾン処理流体内のオゾンレベルのために監視及び表示する。制御プロセッサ５００は、局部の溶解オゾンモニタ４４１からの測定を受信し、及び必要に応じてオゾン処理流体のオゾン濃度を調整する。例えば、制御プロセッサ５００は、注入器１７０に向けられるオゾンの流れを増加するように、オゾン発生器４２０の生産量を増加することができる。
電力供給ボックス４５０は、溶解オゾンモニタ４４０とオゾン発生器４２０とオゾン濃縮器４１０とのための電源を提供する。オゾン発生器４２０のためのオン／オフスイッチ４６０は、スキッド２０の前に位置付けられる。周囲のオゾンモニタ４７０は、周囲空気のオゾンレベルを監視する。周囲オゾンモニタ４７０は、監視したレベルの表示又は読み出しを含む。周囲オゾン分析器４７５は、オゾンガスのための空気をサンプリングし、及び測定した測定値を周囲オゾンモニタ４７０に提供する。
主要な電力源のためのブレーカーボックス４８０が提供される。タッチスクリーンを有する制御プロセッサ５００は、スキッド２０の操作を監視及び制御するように用いられる。制御プロセッサ５００は、システム１０を作動させるように、１以上のマイクロプロセッサ、コンピューター及び周辺機器を含んでよい。CFHゲージ４１２は、酸素濃縮器４１０から空気の移動量を測定する。
スキッドポンプオン／オフスイッチ５１０は、注入器ポンプ１５０を開始及び停止する。入口オン／オフスイッチ５１５は、入口ポンプ１１０を開始及び停止する。酸素濃縮器オン／オフスイッチ４１４は、酸素濃縮器４１０を制御する。
システム１０を作動するように、全ての弁は、システム１０に水を流すことができるように、開放位置にあるべきである。次に、システム１０の頂上のオゾン破壊スイッチを入れる。次に、入口水ポンプ１１０を作動させる。それから、注入器ポンプ１５０を作動させる。水が流れた後に、酸素濃縮器４１０を作動させる。最後に、オゾン発生器４２０を作動させる。システム１０を停止させるように装置を反対の順序で停止させる。
システム１０は、１００万当たり約５部までのオゾン濃度を有するオゾン処理流体を１分当たり約５０ガロンまで製造する。システム１０は、システム１０を通過する流れを減少又は制限することによって、１００万当たり５部よりも大きいオゾン濃度を有するオゾン処理流体を製造することができる。例えば、システム１０は、１００万当たり約１０部までのオゾン濃度を有するオゾン処理流体を有するオゾン処理流体を１分当たり約２５ガロンまで製造することができる。例えば、システム１０は、約２０部までのオゾン濃度を有するオゾン処理流体を１分当たり約５ガロンまで製造することができる。
分配ネットワーク４０は、再循環ループを形成することができる。再循環ループは、全ての不使用オゾン処理流体が容器に戻るので、要求量の変化に付随した問題を軽減させる。
図６に示すように、所定の実施形態では、システム１０は、任意の適用投与量監視システム７００を含む。制御プロセッサ５００は、適用投与量監視システム７００に基づいて、システム１０によって製造されるオゾン処理流体内のオゾン濃度を調整する。適用投与量監視システム７００は、適用場所においてオゾン処理流体の遠隔センサによりオゾン濃度を測定する。オゾンレベルは、天気、湿度、時間、流速などに起因して、及びそれを急速に劣化させるオゾン特有の性質に起因して、適用場所において変化させてよい。制御プロセッサ５００は、特定のORPに設置され、及びオゾン処理流体のためにこの特定のORPレベルを維持する。オゾン処理流体のための望ましいORPレベルは、制御プロセッサ５００に入力される。局部の溶解オゾンモニタ４４０は、システム１０におけるオゾン処理流体のオゾン量を測定する一方で、遠隔プローブは、実際にアプリケーター２４０においてオゾン処理流体のオゾン量を測定する。適用投与量監視システム７００は、システム１０が、適用場所において遠隔プローブによって計られた測定に基づいて、オゾンレベルを調節することが必要である時間を決定する。
遠隔プローブは、オゾン処理流体の適用場所において分配ネットワーク４０内に位置付けられ又は流体的に接続されており、該プローブは、スキッド２０から、数１００フィートであってよい。遠隔プローブは、システム１０がオゾン処理流体を適用している分配ネットワーク４０において最も遠い場所に位置付けられる溶解オゾンセンサ７１０を含んでよい。センサ７１０は、センサ７１０によって得られる測定を表示するように遠隔モニタ７４０に電気通信している。遠隔モニタ７４０は、典型的には、システム１０に配置されており、及び通信ライン７１５によってセンサ７１０と電気通信している。典型的には、センサ７１０は、アプリケーター２４０にオゾン処理流体を供給するホース、管、導管などに位置付けられる。これは、適用されるオゾン処理流体のORPを測定するように、臨界制御場所を提供する。
適切なモニタ／センサは、オゾン処理流体の溶解オゾンレベルを測定するように、ポーラログラフのメンブランセンサを用いるAnalytical Technology, Inc. of Collegeville, Pennsylvania as Model Q45H/64から市販されている。センサ７１０は、流れセル７２０に組み込まれる。流れセル７２０は、分配ネットワーク４０に流体的に結合されている。流れセル７２０は、オゾン処理流体がアプリケーター２４０に到達する直前に、又はその前のすぐ接するところに、分配ネットワーク４０内に位置してよい。センサ７１０は、遠隔モニタ７４０に電気通信している。任意の分岐ボックス７６０は、特に、センサが、１００フィートを超えて、又はセンサからそうである場合に、センサからモニタに信号のアンペア数を増加するように用いてよい。適切な分岐ボックスは、Model Q15MとしてATIから市販されている。
図７に示すように、所定の実施形態において、システム１０は、任意のOSHAコンプライアンスパッケージを含み、該パッケージは、適用場所において周囲空気のオゾンガスレベルを監視し、及びオゾンガスレベルが指定レベルを超える場合にオゾン処理流体の分配を停止させる。
OSHAコンプライアンスパッケージは、システム１０、又はオゾンガスを発生させる他のシステムとともに用いてよい。OSHAは、０．１ppmよりも大きいオゾンレベルに対する人体暴露を制限することを現在勧告している。OSHAコンプライアンスパッケージは、オゾンレベルを常に又は定期的に測定し、オゾンレベルが特定レベルを超える場合にシステム１０を停止させる。OSHAコンプライアンスパッケージは、システム１０に対する電力を切断することによって、システム１０を停止させる。周囲空気オゾンプローブは、オゾン処理流体の適用場所に位置付けられる。周囲空気オゾンプローブは、周囲空気の試料（サンプル、sample）を収集する。周囲空気オゾンセンサは、空気試料のオゾンレベルを測定する。空気試料が、高すぎるレベルのオゾンガスを含む場合に、システム１０又は他のシステムを停止する。
OSHAコンプライアンスパッケージ８００の例が図７に示される。コンプライアンスパッケージ８００は、ポンプ８１０、ホース８２０及びオゾンセンサ８３０を含む。コンプライアンスパッケージは、例えば、本明細書に記載されるシステム１０のようなオゾンベースの洗浄システム、又はそれによってその全体が参照によって組み込まれる米国特許第２００９／０１２０４７３号に記載される任意のシステムを有する施設で用いてよく、又は他のオゾン発生システムである。コンプライアンスパッケージ８００は、システム１０のコントロールプロセッサ５００に電気又は制御通信している。システム１０を停止させるオゾンレベルは、操作者によってプログラミングされてよく、又は変化させてよい。現在のOSHA規制は、周囲空気のオゾンガスレベルが０．１ｐｐｍを超えないことを勧告している。コンプライアンスパッケージは、オゾンセンサ８３０によって測定されるオゾンレベルが閾レベルを超える場合に、システム１０の停止の信号を送る又は停止を開始させる電気的コントローラーを含んでよい。
ホース８２０は、システム１０又は他のオゾン処理流体／気体発生システムから離れた施設において収集場所まで延在する。ホース８２０は、収集開口８２５を含む。ポンプ８１０が、収集開口８２５を用いて、周辺空気を引き出してホース８２０内に入れるように、ホース８２０は、ポンプ８１０に流体連通している。ホース８２０は、空気の試料を輸送又は移すのに適した任意の様々な管、導管、配管などを含んでよい。ポンプ８１０は、試料空気をホース内に、及びオゾンセンサ８３０に方向付け、オゾンセンサ８３０が試料空気のオゾンレベルを測定する。オゾンセンサ８３０は、スキッド２０に置かれてよい。
オゾンセンサ８３０は、システム１０の制御プロセッサ５００と電気通信している。試料空気のオゾンレベルが高すぎる、例えば、オゾンレベルが、０．１ｐｐｍよりも高い場合に、制御プロセッサ５００と連動したOSHAコンプライアンスパッケージ８００は、システム１０を停止させ、及び／またはオゾン処理流体の更なる分配を停止させる。
コンプライアンスパッケージ８００は、警告信号を提供するように入力又はプログラミングできる又はオゾンの閾レベルを測定できる電気コントローラー８５０を含んでよい。制御プロセッサ５００は、また、このような警告信号を提供するようにプログラミングできる。例えば、電気コントローラー８５０は、オゾンレベルが例えば、０．０６又は０．０８ｐｐｍを超える場合に、警告信号またはアラームを提供するようにプログラミングされてよい。センサ８３０がこれらのレベルを測定する場合に、コンプライアンスパッケージ８００は、例えば、聴覚的又は視覚的若しくは他のタイプの通知などの警告信号を動作させることができる。そして、操作者は、閾オゾンレベルを警告し、及びオゾンレベルがシステム１０を停止するレベルまで増加する前に、システム１０を修正する機会を有する。
所定の実施形態では、図８に示すように、タンク３０は、タンク３０から直接オゾン処理流体をポンプ輸送する任意の適用ポンプ３３０を含んでよい。タンク３０は、適用ポンプライン３３２を用いて適用ポンプ３３０に流体的に接続されている。例えば、１００ガロン以上のタンク３０の一度分のオゾン処理流体を形成するように、タンク３０は、タンク充填ライン２２５（またはタンク・フィルライン、tank fill line）によって、スキッド２０によって製造されているオゾン処理流体で充填されてよい。一度分は、適用ポンプ３３０によって、タンク３０から、適用ライン２４１を通過してアプリケーター２４２にポンプ輸送される。
本発明の特定の実施形態が示され及び記載される一方で、様々な改良が、本発明の精神及び範囲から逸脱せずにそれに対してなされ得る。従って、明細書によって制限
されることが意図されず、代わりに、本発明の範囲が、添付の特許請求の範囲によってのみ制限されることが意図される。

Claims (30)

  1. オゾン処理された流体を製造及び分配するシステムであって、
    流体のためのタンク；
    タンクから流体を収容するようにタンクに流体連通しているスキッドであって；オゾンガスを発生するオゾン発生器と、オゾン処理流体を製造するように流体をオゾンガスに注入する注入器と、オゾン処理流体を分配ネットワークに供給するようにスキッドと分配ネットワークとに流体連通しているスキッド流出ラインであって、オゾン処理流体をタンクに供給するようにスキッドとタンクとに流体連通しているスキッド流体ラインと、を含む、スキッド；
    を含み、
    分配ネットワークが、適用のためにオゾン処理流体を分配し；及び
    分配ネットワークが、適用されていないオゾン処理流体をタンクに戻すようにタンクに流体連通している、オゾン処理流体の製造及び分配システム。
  2. スキッドが、分配ネットワークとタンクとの両方にオゾン処理流体を選択的に供給する、請求項１に記載のシステム。
  3. タンク充填ラインと分配ネットワーク供給ラインとに流体連通しているスキッド流出ラインを更に含み、タンク充填ラインが、スキッドからのオゾン処理流体でタンクを充填し、また分配ネットワーク供給ラインが、分配ネットワークにオゾン処理流体を供給する、請求項１に記載のシステム。
  4. タンク充填ラインが、タンク充填ラインを開放及び閉鎖するタンク弁を含み、分配ネットワーク供給ラインが、分配ネットワーク供給ラインを開放及び閉鎖する分配ネットワーク弁を含む、請求項３に記載のシステム。
  5. タンク弁と分配ネットワーク弁とを調節することによって、タンク充填ライン及び分配ネットワーク供給ラインとに移動する流量が制御される、請求項４に記載のシステム。
  6. 分配ネットワークが、オゾン処理流体を適用するように分配ネットワークに流体連通している１以上のアプリケーターを有して成る、請求項１に記載のシステム。
  7. スキッドに流体を供給する入口ポンプと、注入器に流体を供給する注入器ポンプとを更に有して成る、請求項１に記載のシステム。
  8. 適用ポンプが、タンクからアプリケーターにオゾン処理流体を直接ポンプ輸送する、請求項１に記載のシステム。
  9. タンクが、都市水供給から水を収容し、タンクが、スキッドのスキッド流出ラインからオゾン処理流体を収容し、タンクが、分配ネットワーク戻りラインからオゾン処理流体を収容する、請求項１に記載のシステム。
  10. システムが、オゾン処理流体を１分当たり約５０ガロンまで製造及び分配し、オゾン処理流体が、約５ｐｐｍのオゾン濃度を有する、請求項１に記載のシステム。
  11. 注入器ポンプラインが、流体を注入器に供給し、スキッド戻りラインが、注入器ポンプラインと流体連通しており、スキッド戻りラインが、スキッド流出ラインに入っていないオゾン処理流体を注入器ポンプラインへと供給する、請求項１に記載のシステム。
  12. 注入器が、オゾン発生器からオゾンガスを収容し、注入器が、注入器ポンプと流体連通しており、注入器ポンプが、注入器に流体を供給し、及び注入器が、注入器ポンプによってもたらされる圧力によって流体にオゾンガスを注入する、請求項１に記載のシステム。
  13. システムが、モジュール式であり、及び施設の周りに移動可能である、請求項１に記載のシステム。
  14. 流体がスキッドに隣接している間にスキッドによって製造されるオゾン処理流体の溶解オゾンレベルを測定するように位置付けられている局所センサであって、局所モニタと電気通信している、局所センサ；
    オゾン処理流体の適用場所において分配ネットワークに置かれて、遠隔モニタと電気通信している、遠隔センサ；
    を有して成る、溶解オゾン監視システムを更に含む請求項１に記載のシステム。
  15. 局所モニタと遠隔モニタとが、スキッドに格納されている、請求項１４に記載のシステム。
  16. 製造及び分配システムが、製造及び分配システムを操作する制御プロセッサを含み、局所モニタと遠隔モニタとが、制御プロセッサと電気通信しており、適用場所におけるオゾン処理流体の遠隔センサからのオゾン濃度測定に基づいて、制御プロセッサが、製造及び分配システムによって製造されるオゾン処理流体のオゾン濃度を調整する、請求項１４に記載のシステム。
  17. オゾン処理流体の適用場所においてオゾンガスレベルを監視する監視アセンブリを更に含み、該監視アセンブリが：
    試料空気を収容する収集開口を含むホース；
    試料空気のオゾンレベルを測定するオゾンセンサ；及び
    収集開口からオゾンセンサに試料空気を移動するようにホースに流体連通しているポンプを含み、
    オゾンセンサが、試料空気のオゾンレベルを測定する、請求項１に記載のシステム。
  18. 監視アセンブリが、システムの制御プロセッサに電気通信しており、監視アセンブリが試料空気のオゾンガスの指定レベルを測定すると、制御プロセッサが、システムがオゾン処理流体を分配するのを停止する、請求項１７に記載のシステム。
  19. オゾン処理流体の製造及び分配システムであって、
    流体を蓄えるタンクであって、流体源に流体連通しているタンク；
    オゾン処理流体を製造するスキッドであって、オゾンガスを発生するオゾン発生器を含むスキッド；
    スキッドに流体を供給するように、スキッドを有するタンクに流体的に接続しているスキッド供給ライン；
    流体からオゾン処理流体を製造するように、オゾンガスを流体に注入する注入器；
    スキッドからオゾン処理流体を流出するスキッド流出ライン；
    スキッド流出ラインに接続されている１以上の流体ラインであって、該スキッド流出ラインが、スキッドからオゾン処理流体を収容し及び適用のためにオゾン処理流体を１以上のアプリケーターに供給し、１以上の流体ラインを開放又は閉鎖する第１弁を含む、１以上の流体ライン；及び
    タンクと、オゾン処理流体をタンクに供給するスキッド流出ラインとに流体的に接続しているタンク充填ラインであって、タンク充填ラインを開放又は閉鎖する第２弁を含む、タンク充填ライン
    を含む、オゾン処理流体の製造及び分配システム。
  20. オゾン処理流体の製造及び分配システムであって、
    流体のためのリザーバー；
    リザーバーから流体を収容するようにリザーバーに流体連通しているスキッド；
    流体をスキッドに供給する入口ポンプを含み、
    スキッドが、
    酸素ガスからオゾンガスを発生する酸素発生器と供給連通しており酸素ガスを製造する酸素濃縮器と、
    入口ポンプからの液体を注入器に供給する入口ポンプと、
    オゾン処理流体を製造するようにオゾン発生器からのオゾンガスを流体に注入する注入器と、
    オゾン処理流体から余分なオゾンガスを除去する脱ガスシステムと、
    余分なオゾンガスを破壊するオゾン破壊ユニットと、
    オゾン処理流体を処理する反応容器と、
    分配ネットワーク又は容器にオゾン処理流体を選択的に供給するための弁を含むスキッド流出ラインと
    を含み、及び
    分配ネットワークが、オゾン処理流体を噴霧又は適用する１以上のアプリケーターにオゾン処理流体を分配する、システム。
  21. オゾン処理流体の製造及び分配方法であって、
    流体のためのリザーバーを準備することであって、スキッドが、リザーバーから流体を収容するようにリザーバーに流体連通しており、スキッドが、オゾンガスを発生するオゾン発生器と、オゾン処理流体を製造するようにオゾンガスを流体に注入する注入器と、適用のためにオゾン処理流体を分配する分配ネットワークであって、リザーバーにオゾン処理流体を戻すようにリザーバーに流体連通している、分配ネットワークと、を含むこと；
    容器に流体を与えること；
    容器からスキッドに流体をポンプ輸送すること；
    オゾン処理流体を製造するように、スキッドにおいて流体をオゾン処理すること；
    オゾン処理流体のオゾン濃度を調節すること；
    分配ネットワークによってオゾン処理流体を分配すること；
    オゾン処理流体の第１部分を適用すること；及び
    オゾン処理流体の第２部分を容器に戻すこと
    を含む、オゾン処理流体の製造及び分配方法。
  22. オゾン処理流体と、リザーバーからの流体との混合物をスキッドにポンプ輸送すること、及び混合物に付加的なオゾンを注入すること、
    を更に含む、請求項２１に記載の方法。
  23. オゾン処理流体の適用場所において周囲空気のオゾンガスレベルを監視すること、及びオゾンガスレベルが指定レベルを超える場合にオゾン処理流体の分配を停止すること、
    を更に含む、請求項２１に記載の方法。
  24. オゾン処理流体の溶解オゾンレベルを適用場所において測定すること、及び適用場所において測定された溶解オゾンレベルに基づいて、スキッドにおいてオゾン処理流体のオゾン濃度を調節すること
    を更に含む、請求項２１に記載の方法。
  25. スキッドによって製造される一度分のオゾン処理流体でリザーバーを充填すること、及び適用ポンプによってタンクから一度分のオゾン処理流体をポンプ輸送すること
    を更に含む、請求項２１に記載の方法。
  26. オゾン処理流体の製造及びディスペンス装置によって適用されるオゾン処理流体のオゾンレベル監視システムであって、
    オゾン処理流体の製造及びディスペンス装置によって製造されるオゾン処理流体に溶解オゾンレベルを測定するように置かれている局所センサであって、局所モニタと電気通信している、局所センサ；
    適用場所における溶解オゾンレベルを測定するようにオゾン処理流体の適用場所に置かれている遠隔センサであって、遠隔モニタと電気通信している、遠隔センサ；
    を含む、システム。
  27. システムが、遠隔センサと局所センサとからの測定をオゾン処理流体の製造及びディスペンス装置の制御プロセッサに伝える、請求項２６に記載のオゾンレベル監視システム。
  28. オゾン処理流体ディスペンス装置とともに用いるための周囲空気のオゾンガスレベル測定システムであって、
    試料空気を収容する収集開口を含むホース；
    試料空気のオゾンレベルを測定するオゾンセンサ；及び
    収集開口からオゾンセンサに試料空気を移動させるようにホースに流体連通しているポンプ
    を含み、オゾンセンサが、試料空気のオゾンレベルを測定する、システム。
  29. オゾンセンサによって測定されたオゾンレベルに基づいてオゾン処理流体分散装置の停止の信号を送る又は停止を開始する電気コントローラーを更に含む、請求項２８に記載のオゾンガスレベル測定システム。
  30. 電気コントローラーが、閾レベルを有してプログラミングされており、及びオゾンセンサによって測定されたオゾンレベルが閾レベルを超える場合に、電気コントローラーが、オゾン処理流体ディスペンス装置の停止の信号を送る又は停止を開始する、請求項２９に記載のオゾンガスレベル測定システム。
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