JP2597422Y2 - オゾン水処理装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、オゾンを用いて殺菌や
清浄等の水処理を行うオゾン水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば電子部品や食品又は飲料の容器等
を純水で洗浄する装置においては、その純水装置、水
槽、配管系内部に微生物が繁殖し、純水装置を閉塞させ
たり、これらの微生物が被洗浄物に付着してその品質を
低下させるという不具合が発生する。ところが、これを
防止するために塩素殺菌を行うと、それだけ純水の純度
を低下させることになるため、塩素による処理は好まし
くない。

【０００３】一方、オゾンには殺菌力があるが残留性が
ないため、純水洗浄系にオゾンを加えることは、上記問
題を解決するための有効な手段の１つである。このよう
な手段として、例えば圧延冷却水のオゾンによる水処理
方法が提案されている（特公平２ー３９３２２号公報参
照）。しかしながら、この方法では、オゾンガスを直接
水処理管系に注入している。このため、管末の開口した
処理部でオゾンを含む空気が多量に発生し、洗浄装置周
辺の作業環境を著しく低下させるという問題がある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】本考案は従来技術に於
ける上記問題を解決し、作業環境の良いオゾン水処理装
置を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案は上記課題を解決
するために、水噴射手段によってオゾンを含む水を被処
理物に噴射し、その水を水回収容器に回収して水供給管
系を介して前記水噴射手段に供給するようにしたオゾン
水処理装置において、１０％以上の重量濃度のオゾンガ
スを発生させるオゾンガス発生手段と、該オゾンガス発
生手段から発生したオゾンガスを水に溶解させるオゾン
ガス溶解手段と、オゾンガスが溶解したオゾン水を前記
水噴射手段と前記水回収容器とに供給するオゾン水供給
手段と、を有することを特徴とする。

【０００６】

【作用】本考案によれば、オゾンガス発生手段は１０％
以上の重量濃度のオゾンガスを発生させるので、このオ
ゾンガスがオゾンガス溶解手段により水に溶解される
と、濃度の高いオゾン水になる。このオゾン水をオゾン
水供給手段により水処理系を構成する水噴射手段と水回
収容器とに供給すると、水処理系の処理部を構成する水
噴射手段までにオゾンが反応物と反応したり自己分解す
ることを考慮しても、オゾン水の濃度が高いためその部
分における必要な残留オゾン濃度を維持することが可能
になる。そしてこのようなオゾン水は、オゾン溶解手段
で予め溶解されたオゾン水であるから、未溶解の多量の
酸素やオゾンガスを含んでいない。このため、水処理系
の処理部でオゾン水が開放されても、その残留オゾン濃
度に基づくオゾンガスの発生は無視し得る程度になる。
従って、処理部における作業環境は良好に維持される。
一方、処理部でオゾン水が開放されて残留オゾンが殆ど
無くなっても、水回収容器にもオゾン水を供給するの
で、同容器及びその後の配管系をオゾンで殺菌すること
ができる。

【０００７】

【実施例】図１はオゾン水処理装置の１実施例である純
水洗浄装置の全体構成を示す。本装置は、オゾンを用い
て水処理をする水処理系の一例である純水洗浄系と、１
０％以上の重量濃度のオゾンガスを発生させるオゾンガ
ス発生手段としてのオゾンガス発生装置１と、オゾンガ
ス発生装置１で発生したオゾンガスを水に溶解させるオ
ゾンガス溶解手段としてのブースタポンプ２、エダクタ
３及び溶解槽４と、オゾンガスが溶解したオゾン水を水
処理系に供給するオゾン水供給手段としてのオゾン水供
給系統５、６、７、８とを備えている。

【０００８】純水洗浄系は、例えば電子部品等の被洗浄
物９に洗浄水を噴射する水噴射手段としての１次洗浄ノ
ズル１０及び２次洗浄ノズル１１と、洗浄水を回収する
水回収容器としての１次回収槽１２及び２次回収槽１３
と、回収槽の洗浄水を吸入して移送する移送ポンプ１４
及び１５と、１次回収槽１２の洗浄水を導入してその含
有している汚れ成分を内部に充填された活性炭で吸着す
る吸着塔１６と、更に洗浄水の含有物を除去して純水に
復元するイオン交換樹脂塔又は逆浸透膜装置等の純水器
１７と、純水の洗浄水を貯留する純水タンク１８と、そ
の洗浄水を移送する移送ポンプ１９と、これらを結合す
る配管系等により構成されている。

【０００９】図２は、１０％以上の重量濃度のオゾンガ
スを発生させることができるオゾンガス発生装置の構造
の一例を示す。本装置は、陽極板３１及び陰極板３２の
間に陽極３３及び陰極３４並びにこれらの間を隔離して
いる固体高分子電解質膜３５を設けることにより形成さ
れている電解セル３６と、気液分離タンク３７とにより
構成されている。本図では特に示していないが、陽極及
び陰極には適当な電源が接続され、又、電解セル３６
は、その内部が適当な作動温度になるように冷却されて
いる。この装置では、気液分離タンク３７内に純水が溜
められていて、これがオゾンガス化するための原料水と
して電解セル３６の開口３８から供給され、純水が陽極
板３３内を循環する間にその一部分が酸素、水素及びオ
ゾンガスに電気分解され、陽極側の開口３９から循環水
と共に酸素及びオゾンガスが取り出され、気液分離タン
ク３７内でオゾンガスが分離されてその頂部から取り出
される。一方、陰極側の開口４０からは水素が排出され
る。このようなオゾンガス発生装置によれば、重量で１
０〜１５％という極めて高濃度のオゾンガスを発生させ
ることができる。

【００１０】図１に戻って、オゾンガス発生装置１で発
生したオゾンガスは、ブースタポンプ２で圧送される洗
浄水によりエダクタ３に吸引され、オゾンガスと洗浄水
との混合物が溶解槽４に圧送される。溶解槽４は、オゾ
ンガスを純水洗浄水に溶解させるために必要な滞留時間
をとるための滞留槽４ａと、その頂部に配置された気液
分離器４ｂと、オゾンガスを分解させる触媒の充填され
た排オゾン分解器４ｃ等により構成されている。導入さ
れたオゾンガスと純水との混合物は、滞留槽４ａ内で滞
留する間にオゾンガスが純水に溶解したオゾン水とな
り、一方、過剰になったオゾンガスは、気液分離器４ｂ
でガス分が分離された後、排オゾン分解器４ｃでオゾン
が酸素に分解されて排出される。なお、オゾンガス溶解
手段はこのような装置に限られず、例えば移送ポンプ１
９の吐出圧力を上げてブースタポンプを省略したり、エ
ダクタに代えてブロワによりオゾンガスを洗浄水中に噴
出させたり、溶解槽４の出口側にポンプを設ける等、他
の適当な手段を用いることができる。

【００１１】オゾン水は、所定量に流量配分されて、１
次及び２次洗浄ノズル１０及び１１に送られると共に、
１次及び２次回収槽１２、１３に導入されて内部の洗浄
水中に放出される。スプレーされることにより洗浄水の
溶存オゾンはほぼ０になるが、回収槽にもオゾン水を入
れることにより，それ以後の洗浄系を殺菌することがで
きる。

【００１２】以上のような構成により、本純水洗浄装置
は次のように運転される。純水タンク１８内の洗浄水
は、移送ポンプ１９で移送され、被洗浄物９を２次洗浄
する２次洗浄ノズル１１に送られると共に、ブースタポ
ンプ２に送られる。２次洗浄ノズル１１で被洗浄物９を
最終洗浄した洗浄水は、比較的汚れが少ないため、２次
回収槽１３内に回収され、移送ポンプ１５により１次洗
浄ノズル１０に送られ、再び被洗浄物９を１次洗浄し、
１次回収槽１２に回収された後、移送ポンプ１４で吸着
塔１６に移送され、更にイオン交換塔１７に移送されて
再び純水になり、純水タンク１８に戻される。

【００１３】一方、オゾンガス発生装置１も運転されて
いて、発生したオゾンガスはエダクタ３内でブースタポ
ンプ２から圧送された純水洗浄水と混合され、溶解槽４
内で水に溶解してオゾン水となる。そして、それぞれに
分配された所定流量のオゾン水は、１次及び２次回収槽
１２及び１３内に導入され、又、移送ポンプ１５及び１
９で移送される洗浄水中に注入され、１次及び２次洗浄
ノズル１０及び１１から噴射される。この場合、未溶解
ガスは溶解槽４内で分離されているので、注入部には、
ガスを含まないオゾン水だけが注入されることになる。

【００１４】ここで、オゾンガス発生装置１では、重量
濃度１０％以上のオゾンガスを発生させることができる
ので、溶解槽４では、濃度の高いオゾン水を作ることが
できる。このオゾン水の濃度としては、１〜５ｐｐｍ程
度が適当である。そして本実施例では、溶解槽４におけ
る未溶解オゾンガスの排出分や、オゾン水が移送中のオ
ゾン反応物と反応することによる消耗量や自己分解等を
考慮して、オゾン水をスプレーする１次及び２次ノズル
１０及び１１におけるオゾン濃度が０．０１〜０．１ｐ
ｐｍ程度になるように、オゾンガス発生量及びオゾン水
の濃度、流量を定める。

【００１５】上記のように微量のオゾン水を必要な各所
に注入することにより、被洗浄物９に対してオゾンによ
る殺菌効果が十分発揮されると共に、洗浄部及びそれ以
後の純水再生部におけるスライムの発生を防止すること
ができる。又、循環する洗浄水中の汚れ成分が残留オゾ
ンと接触反応して酸化され、吸着され易い性質になり、
吸着塔１６及びイオン交換塔１７における汚れ成分の吸
着率も向上される。

【００１６】一方、ノズル部１０、１１では、洗浄水が
スプレーされることによりその中の残留オゾンがオゾン
ガスとして発散されるが、その量はごく僅かであり殆ど
無視できる程度である。従って、オゾンガスにより洗浄
部における作業環境が悪化することはない。なお溶解槽
４の部分では、作業環境は必ずしも問題にならないが、
本実施例の如く排オゾン分解器４ｃを設けると、この部
分でもオゾンガスが発生せず、装置全体の周囲環境を良
好に維持することができる。

【００１７】以上のような装置に対し、酸素又は空気を
多量に供給し、無声放電によりオゾンガスを製造する方
法を用いた装置の場合には、オゾンガスの重量濃度が１
〜３％という低いものであるため、濃度の高いオゾン水
を作ることができない。このため、オゾン水を供給して
も必要な残留オゾン濃度が得られないことになる。従っ
て、水処理に必要な残留オゾン濃度を得るためには、オ
ゾンを含むガスを直接洗浄水に注入しなければならない
が、このようにすると、未反応オゾンガス及び酸素や空
気がスプレー部で多量に発散し、作業環境が著しく悪化
する。本実施例の装置によれば、これまで述べたよう
に、このような不具合が解決される。

【００１８】図３は、図２に示すような電気分解によっ
てオゾンを発生させるオゾンガス発生装置に電子冷却器
を取り付けた例を示す。電解セル３６の陽極板３１に
は、ペルチェ効果を発揮する熱電子素子４２及びブロワ
４３から成る電子冷却器４１が取り付けられている。そ
して直流電源４４からは、電子冷却器４１並びに電解セ
ル３６の陽極板３１及び陰極板３２に直列に電源が供給
されている。このような構造により、電源が供給されて
オゾンガス発生装置が運転されると、熱電子素子４２の
陽極板３１に接触している側はペルチェ効果により低温
になり、陽極板３１部分から電解セル３６の発熱を吸収
し、一方、その反対側はその吸熱によって高温になり、
ブロワ４３で冷却され、電解セルは効果的に冷却される
ことになる。その結果、電解セル３６の作動温度を２５
〜４０°Ｃ程度に維持することができる。なお、図示の
如く１台の駆動電源を電解セルと電子冷却器とに兼用す
ることにより、コストダウンが図られる。

【００１９】純水の電気分解によってオゾンガスを発生
させる装置は、オゾンガスの濃度が高いため水に溶解さ
せやすく、又、純水を用いるので電極が清浄に保たれて
長期間安定した性能を発揮するため、特に小型機種にお
いてその有利性が顕著である。しかしながら、その作動
温度は３０〜３５°Ｃ程度が好ましいため、この温度を
維持するため通常冷却水が使用される。このように冷却
水を使用すると、水を消費することになり、オゾン水処
理装置として例えば浴槽水の洗浄にオゾンを用いるよう
な装置では、水を浄化処理して再利用することにより水
を節約するという目的に反することになる。一方、空冷
方式を用いると、冷却効果が少ないため作動温度が上昇
しオゾンガスの発生効率が低下する傾向になる。しかし
ながら、上記の如く電子冷却器を用いることにより、用
水を節約しつつ、十分な冷却効果の下に高効率でオゾン
ガスを発生させることが可能となる。

【００２０】なお、図１の実施例ではオゾン水処理装置
が純水洗浄装置である場合について説明したが、本考案
はこのような装置に限られるものではなく、オゾン水を
噴射してこれを容器で回収して循環させる方式を用いて
水処理をする装置に広く適用できるものである。

【００２１】

【００２２】

【発明の効果】以上の如く本考案によれば、オゾンガス
が水処理部の開放端で発散することがなく、オゾン水処
理装置における水処理部の作業環境を良好に維持するこ
とができる。この場合、高濃度のオゾンガスを溶解させ
たオゾン水を水噴射手段に供給するので、オゾンの自己
分解等があっても水噴射手段における必要なオゾン濃度
を維持し、被処理物の殺菌効果を確保することが可能に
なる。又、水回収容器及びその後の配管系をオゾン水に
よって殺菌することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のオゾン水処理装置の一例である純水洗
浄装置の説明図である。

【図２】上記純水洗浄装置におけるオゾンガス発生装置
の断面図である。

【図３】電子冷却器を備えたオゾンガス発生装置の斜視
図である。

【符号の説明】

１ オゾンガス発生装置（オゾンガス発生手
段） ４ 溶解槽（オゾンガス溶解手段） ５〜８ オゾン水供給系統（オゾン水供給手段） １０、１１ １次、２次ノズル（水噴射手段） １２、１３ １次、２次回収槽（水回収容器）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−229416（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−297266（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−104071（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−126790（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C02F 1/78 C01B 13/10 C02F 1/50 H01L 21/341

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 水噴射手段によってオゾンを含む水を被
   処理物に噴射し、その水を水回収容器に回収して水供給
   管系を介して前記水噴射手段に供給するようにしたオゾ
   ン水処理装置において、 １０％以上の重量濃度のオゾンガスを発生させるオゾン
   ガス発生手段と、該オゾンガス発生手段から発生したオ
   ゾンガスを水に溶解させるオゾンガス溶解手段と、オゾ
   ンガスが溶解したオゾン水を前記水噴射手段と前記水回
   収容器とに供給するオゾン水供給手段と、を有すること
   を特徴とするオゾン水処理装置。