JP5778312B1 - オゾン液生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス循環型のオゾン液生成装置において、オゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態になることを回避し得るオゾン液生成装置を提供する。【解決手段】気液分離器（２０Ａ）の内部の液位が、設定された下限液位以上であるか否かを検出する下限液位検出センサ（２６）と、第４経路（４）の開閉が可能な循環弁（１５）と、下限液位検出センサ（２６）による気液分離器（２０Ａ）の内部の液位が設定された下限液位以上であるか否かの検出に応じて、循環弁（１５）を開閉制御する循環弁制御部（１６Ａ）とが設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、オゾン液を生成するオゾン液生成装置に関するものである。

オゾン液生成方法の１つであるオゾンガス溶解方式は、オゾン発生器と気液混合器とを備え、オゾン発生器にて発生させたオゾンガスを水等の液体と気液混合器にて混合させてオゾン液を生成している。オゾンガス溶解方式には、大きく分けてガス非循環型とガス循環型とがある。

ガス循環型のオゾン液生成装置は、特許文献１に開示されているように、オゾン液を生成する場合に、水等の液体に溶け込めずに残ったオゾンガスを回収して、再度、オゾン発生器に送る。このように、ガス循環型のオゾン液生成装置は、排オゾンガスを用いて原料ガス利用効率の向上や濃度の高いオゾンガスを生成する方式となっている。

すなわち、オゾン発生器にて発生させた大部分のオゾンガスは、液体に対して溶解しきれないため、非循環型オゾン液生成装置では、オゾン液生成の効率が悪かった。したがって、ガス循環型のオゾン液生成装置では、液体に対して溶解しきれなかったオゾンガスをオゾン発生器に回収してガス循環型とする。これによって、オゾンガスの利用効率を高めることができる。

ここで、本発明者は、酸素ガスを用いることなく大気に存在する酸素からオゾン液を生成するシステムとして、過去に、上記特許文献１に開示されたオゾン液生成装置を提案している。

特許文献１に開示されたオゾン液生成装置１００は、図７に示すように、大気中の酸素からオゾンガスを生成するオゾン発生器１０１と、オゾン発生器１０１にて生成したオゾンガスと液供給弁１０２から流れてくる液体とを混合させる気液混合器１０３と、気液混合器１０３を通過したガス混合液体をオゾンガスと液体とに気液分離する気液分離器１０４とで構成されている。

上記気液分離器１０４とオゾン発生器１０１との間には、気液分離器１０４にて分離されたオゾンガスが再びオゾン発生器１０１に戻るように、ガス返送路１０５が循環状に接続されている。

オゾン発生器１０１にてオゾン化されたオゾンガスは一部が液体中に溶解する一方、未溶解のオゾンガスは、気液分離器１０４にて分離され、再度、オゾン発生器１０１にて高濃度のオゾンガスとして溶解させることが可能である。この結果、小容量のオゾン発生器１０１によって、高濃度のオゾン液の生成が可能となるため、オゾン液生成装置１００を小型化することが可能である。

また、オゾンガスが流れる部分を、オゾン液生成装置１００の内部で循環状に構成しているため、オゾンガスが外部に流れ出ないため安全面も含め非常に有用な系となっている。

上記構成のオゾン液生成装置１００では、図７に示すように、液供給弁１０２を開くと、液体は気液混合器１０３を通過し、気液分離器１０４に浸入する。このとき、気液分離器１０４内部の空気は或る程度液体と共に吐出口１０４ｂ側へ流れ、気液分離器１０４内部の液位は、一定の高さまで上昇した後、安定する。

ここで、オゾン液生成装置１００では、気液混合器１０３として、一般的なベンチュリ構造のものを利用している。ベンチュリ構造の気液混合器１０３では、気液混合器１０３の液体導入口１０３ａから液体導出口１０３ｂに向かって液体が流れることによって気体導入部１０３ｃにおいて吸引力を発生する。

この結果、気液分離器１０４にて分離されたオゾンガスは、気液混合器１０３の吸引力の影響により気液分離器１０４からガス返送路１０５を通り、オゾン発生器１０１に流れ込む。さらに、気液混合器１０３にて液供給弁１０２からの液体と混合された状態で気液分離器１０４に流れ込む。この結果、循環状の流れが発生する。

このように、ガス循環式のオゾン液生成方法では、ガス流路を循環状に形成することによって、オゾン液を高濃度化でき、かつ外部にオゾンガスを漏らすことがない。この結果、高効率にオゾンガスを利用できる非常に有用な系となっている。

ここで、ガス循環型のオゾン液生成装置１００では、気液分離器１０４内部の液位が上昇したときに、ガス返送路１０５に気液分離器１０４の内部の液体が溢れ出す虞がある。そこで、ガス循環型のオゾン液生成装置１００では、気液分離器１０４の内部に浮き子１０６を設け、液位が上昇すると、液位に連動した浮き子１０６が気液分離器１０４の排気口１０４ｃを塞ぐようになっている。

特開２０１２−１９６５８９号公報（２０１２年１０月１８日公開）

しかしながら、上記従来のガス循環型のオゾン液生成装置１００では、以下の問題を有している。

すなわち、ガス循環型のオゾン液生成装置１００にて、オゾン液を生成する場合、気液分離器１０４内部のオゾンガスを、ガス返送路１０５からオゾン発生器１０１に戻すことにより、該気液分離器１０４内部のオゾンガスを再利用する。この結果、オゾン液を生成する毎に気液分離器１０４内部のオゾンガスが徐々に減少する。これにより、気液分離器１０４内部の液位が徐々に上昇することとなり、オゾン液の生成を長時間行うことによって、気液分離器１０４内部の液位が上昇する。液位が上昇すると、液位に連動した浮き子１０６が気液分離器１０４の排気口１０４ｃを塞ぐことによって逆止弁１０７が開き、オゾンガスの循環系外から外気を取り込むモードとなる。逆止弁１０７が開くことによって、外気を導入し、導入した外気が気液混合器１０３を通過して気液分離器１０４内部に浸入することにより、気液分離器１０４内部の液位が下がる。

しかし、外部気体を導入したことにより循環するオゾンガスの濃度が低下し、結果として生成するオゾン液のオゾン液濃度が低下する。この場合、浮き子１０６により外気を導入する動作が頻繁に発生することとなり、気液分離器１０４内部にオゾンガスを貯留する時間が減少し、その結果、生成できるオゾン液のオゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態になるという問題が生じる。

そして、この問題は、図８に示すように、ユースポイント１１０がオゾン液生成装置１００の気液分離器１０４よりも高い位置に存在する場合に、顕著に現われる。すなわち、ユースポイント１１０がオゾン液生成装置１００の気液分離器１０４よりも高い位置に存在する場合には、圧力差により気液分離器１０４内部の液体を抜くことができない。この結果、オゾン液生成装置を再稼働するときに、気液分離器１０４内部の液体が高い位置に残った状態から開始されるので、オゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態がその後も維持されることになる。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、ガス循環型のオゾン液生成装置において、オゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態になることを回避し得るオゾン液生成装置を提供することにある。

本発明の一態様に係るオゾン液生成装置は、上記の課題を解決するために、オゾンガスを発生するオゾン発生手段と、上記オゾンガスと液体とを混合する気液混合手段と、上記気液混合手段にて混合された気液混合液を貯留し気液分離する気液分離手段と、上記オゾン発生手段と上記気液混合手段と上記気液分離手段との間で気体を循環させる気体循環経路と、上記気体循環経路内に空気を外部から吸入する外気吸入手段とを備えたオゾン液生成装置において、上記気液分離器の内部の液位が、設定された下限液位以上であるか否かを検出する下限液位検出手段と、上記気体循環経路の開閉が可能な循環弁と、上記下限液位検出手段による上記気液分離器の内部の液位が設定された下限液位以上であるか否かの検出に応じて、上記循環弁を開閉制御する循環弁開閉制御手段とが設けられていることを特徴としている。

本発明の一態様によれば、ガス循環型のオゾン液生成装置において、オゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態になることを回避し得るオゾン液生成装置を提供するという効果を奏する。

本発明の実施形態１におけるオゾン液生成装置の構成を示すブロック図である。 上記オゾン液生成装置のオゾン液生成開始時における循環弁制御部での循環弁の制御動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２におけるオゾン液生成装置を示すものであって、上記オゾン液生成装置のオゾン液生成停止移行時における循環弁制御部での循環弁の制御動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態３におけるオゾン液生成装置の構成を示すブロック図である。 上記オゾン液生成装置のオゾン液生成停止移行時における循環弁制御部での循環弁の制御動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態４におけるオゾン液生成装置の構成を示すブロック図である。 従来のオゾン液生成装置の構成を示すブロック図である。 上記従来のオゾン液生成装置において、ユースポイントが気液分離器よりも上側にある場合の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１及び図２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

本実施の形態のオゾン液生成装置の構成について、図１に基づいて説明する。図１は、本実施の形態のオゾン液生成装置の構成を示すブロック図である。

本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ａは、図１に示すように、外気吸入手段としての逆止弁１１と、オゾンガスを発生するオゾン発生手段としてのオゾン発生手段としてのオゾン発生器１２と、液体の供給を制御する液供給弁１３と、液体とオゾンガスとを混合する気液混合手段としての気液混合器１４と、オゾンガスとオゾン液とを分離する気液分離手段としての気液分離器２０Ａとを備えている。

上記逆止弁１１とオゾン発生器１２とは第１経路１にて接続され、上記オゾン発生器１２と気液混合器１４とは第２経路２にて接続され、液供給弁１３と気液混合器１４と気液分離器２０Ａとは第３経路３にて接続され、気液分離器２０Ａとオゾン発生器１２とは、循環弁１５を介して第４経路４にて接続されている。尚、第４経路４は、オゾン発生器１２に直接的に接続されていてよく、又は本実施の形態のように、第１経路１に設けられたＴ字部１ａを介して間接的に接続されていてもよい。上記第１経路１、第２経路２、第３経路３及び第４経路４は、本発明における、オゾン発生器１２と気液混合器１４と気液分離器２０Ａとの間で気体を循環させる気体循環経路としての機能を有している。

上記逆止弁１１は、気液分離器２０Ａの気体導出口２０ｃが閉塞されたときに、オゾン液生成装置１０Ａの外部から気体を導入する。尚、本実施の形態では、逆止弁１１の外気側は、大気又は酸素若しくは空気を貯蔵したガスボンベ等と接続してもよい。ここで、逆止弁とは、気体又は液体等の流体が流動する配管等に取り付けられ、流体がある方向から逆方向への流れを止めるための制御弁である。

逆止弁１１が設けられた第１経路１は、流体を一方向にのみ流動させることが可能となる。このため、逆止弁１１が設けられた第１経路１は、逆止弁１１からＴ字部１ａへの一方向にのみ気体を流動させるため、気体循環経路から外部への気体の解放を防止する。

また、逆止弁１１の大気側には、オゾンガスを還元する機能を有する図示しないオゾンフィルタを設けてもよい。オゾンフィルタは、フィルタを通るオゾンガスを分解することが可能なため、万が一、逆止弁１１の動作不良時にオゾン液生成装置１０Ａの内部のオゾンガスが外部空間に漏れ出した場合にも、気体を安全に開放することができる。尚、オゾンフィルタは、オゾン分解触媒を格子状に構成した紙又はアルミニウムを付着させたもの等一般的尚ゾンフィルタを配置する。

オゾン発生器１２は、空気又は酸素等の気体を導入する第１経路１と接続された導入口１２ａと、金属等の電極により形成され、導入された空気や酸素を材料にオゾンガスを発生する図示しないオゾン発生電極と、オゾンガスを導出する導出口１２ｂとを備えている。

オゾン発生器１２の導入口１２ａから導入された酸素又は空気に含まれる酸素の一部等からオゾンガスが生成され、導出口１２ｂから導出される。ここで、オゾン発生器１２は、導入される空気又は酸素等の気体からオゾンガスを生成する構成であれば、一般的なオゾン発生器を用いることが可能である。

気液混合器１４は、オゾン液生成装置１０Ａの外部から供給される水等の液体の導入を制御する液供給弁１３に接続された液体導入口１４ａと、第２経路２に接続されオゾンガスや空気等の気体を導入する気体導入口１４ｃと、第３経路３に接続され気体と液体を混合した気液混合体を導出する液体導出口１４ｂとを備えている。液体導入口１４ａから導入された水等の液体は、気体導入口１４ｃから導入された空気又はオゾンガス等の気体と混合され、液体導出口１４ｂからオゾン液等の気液混合体として導出される。

ここで、気液混合体とは、液体に気体とが溶解した液体、又は液体に気体が気泡として含まれた液体を示す。また、オゾン液とは、液体にオゾンガスが溶け込んだオゾン溶液又は液体にオゾンガスが気泡として混合されるオゾンバブル液を示す。さらに、オゾンガスが混合される液体は、例えば水道水等の水や農耕用の溶媒として利用される栽培養液や医療用の溶媒として利用される溶液等である。

気液分離器２０Ａは、液体又は気体が貯蔵できる密封可能な容器等からなっている。この気液分離器２０Ａは、第３経路３に接続されて液体を導入する液体導入部２０ａと、オゾン液生成装置１０Ａの外部へ水又はオゾン液等の液体を導出する液体導出部２０ｂと、第４経路４に接続され、空気又はオゾンガス等の気体を導出する気体導出口２０ｃとを備えている。

上記気液分離器２０Ａの内部は、密封可能な容器からなっており、仕切り２１を介して第１室２２と第２室２３とに分割されていると共に、第１室２２、仕切り２１及び第２室２３の上側は空間部２４となっている。

この結果、気液分離器２０Ａでは、液体導入部２０ａから導入された液体は、第１室２２に入り、上方向に流れ、仕切り２１を乗り越えて第２室２３に流れる。このときに、気体と液体にと分離される。

ここで、密封可能な容器とは、物理的に密封された空間ではなく、気液分離器２０Ａの内部に流れ込んだ液体により気体を一定空間に閉じ込めることが可能な程度の密閉性を有するという意味である。

容器内に気体を封止することができれば、常時、液体導出部２０ｂから液体が導出されていても密封状態として表現する。気液分離器２０Ａの形状は、円筒若しくは多角柱又は多角錐若しくは円錐形状等の一般的な形状に形成させてよい。また、気液分離器２０Ａの大きさは設計に応じて、適宜、調整することが可能である。さらに、配管の一部を広げて気液分離器２０Ａを形成しても構わない。

気液分離器２０Ａの機能として、液体導入部２０ａから導入された液体と、液体内に気泡として含まれていたオゾンガス又は空気等の気体とが、或る程度分離される。そして、気液分離器２０Ａの上層には溶解しきれないオゾンガス又は空気が貯留される一方、気液分離器２０Ａの下層にはオゾンガスが溶解したオゾン液が貯液される。

上記気液分離器２０Ａのオゾン液は、液体導出部２０ｂから導出され、オゾン液出口経路５を通して出口ポイントとしてのユースポイント５ａから排出される。

また、気液分離器２０Ａの上部に形成された気体導出口２０ｃは、気液分離器２０Ａに設けられた液体導出部２０ｂの位置よりも重力方向に対して高い位置に設けられ、気液分離されたオゾンガスが第４経路４を通して排出される。

本発明の気体循環経路は、ホース又はパイプ等からなる配管系から形成される。そして、前述したように、オゾン発生器１２の導出口１２ｂと気液混合器１４の気体導入口１４ｃとの間を接続する第２経路２と、気液混合器１４の液体導出口１４ｂと気液分離器２０Ａの液体導入部２０ａとの間を接続する第３経路３と、気液分離器２０Ａの気体導出口２０ｃとＴ字部１ａを経由してオゾン発生器１２の導入口１２ａとの間を接続する第４経路４及び第１経路１から構成されている。

本実施の形態の気液分離器２０Ａは、気体導出口２０ｃの開閉を調整するフロート弁２５を備えており、フロート弁２５は、第２室２３の液量が多くなった場合に、気体導出口２０ｃを塞ぐようになっている。すなわち、フロート弁２５は、浮遊体としてのフロート２５ａと、栓２５ｂを有して支持部２５ｃにて回転自在に取り付けられた回動アーム部材２５ｄとを備えている。

上記フロート弁２５は、オゾン液の生成を長時間継続する等で気液分離器２０Ａの内部の第２室２３の液位が上昇した場合に、フロート２５ａが液位に応じて上昇する。これによって、回動アーム部材２５ｄが支持部２５ｃを中心に回動し、やがて、栓２５ｂが、気体導出口２０ｃを塞ぐ。この結果、気体導出口２０ｃ及び第４経路４を通して、オゾン発生器１２側に液体が浸入するのを防止することができる。

上記構成のオゾン液生成装置１０Ａにてオゾン液を生成する場合の基本的な手順について、図１に基づいて説明する。

まず、液供給弁１３を開き、液体を気液混合器１４の液体導入口１４ａに供給し、オゾン発生器１２を動作させる。気液分離器２０Ａに浸入した気液混合液体は、気液分離器２０Ａ内部の第１室２２を満たし、第２室２３に流れ込むときに気液分離される。

分離されたオゾンガスは、第４経路４を通って、オゾン発生器１２、気液混合器１４にて液体と混合し、再び気液分離器２０Ａに流れ込み、分離されるという流れを繰り返す。

この場合、逆止弁１１が備えられているので、高濃度のオゾンガスが循環する場合でもオゾン液生成装置１０Ａの外部にオゾンガスが漏洩することがなく、安全なオゾン液を提供することが可能である。

次に、オゾン液生成装置１０Ａにおけるオゾン液生成を停止する場合の基本動作について、図１に基づいて説明する。

まず、オゾン発生器１２を停止させ、液供給弁１３を閉じて液体の供給を停止する。これにより、気液混合器１４の液体導入口１４ａからの液体の導入が停止される。この結果、第４経路４又は気液分離器２０Ａ内部での液圧の影響が無くなり、気液分離器２０Ａ内部の液体は或る程度排出されるが、気液分離器２０Ａの第２室２３に或る程度の液位を保った状態で液体が残留する。この理由は、本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ａでは、図１に示すように、ユースポイント５ａが気液分離器２０Ａよりも高い位置に存在することを前提にしていると共に、第４経路４が密閉系であり、外気を取り込むことができないために、この現象が生じることにある。

すなわち、ユースポイント５ａが気液分離器２０Ａよりも低い位置の系では、逆止弁１１の開弁圧を適切に設定することによって、液供給弁１３を閉じた場合に、外気を取り込むことが可能であり、気液分離器２０Ａ内部の液面を下げることが可能である。

しかしながら、ユースポイント５ａが気液分離器２０Ａよりも上方に位置する場合、気液分離器２０Ａの内部の液体の排出ができない。したがって、オゾン液生成装置１０Ａにおけるオゾン液生成を停止した場合には、気液分離器２０Ａの第２室２３に或る程度の液位を保った状態で液体が残留して、停止した状態となっている。

この場合、オゾン液生成装置１０Ａにて、再び、オゾン液の生成を行う場合、気液分離器２０Ａ内部から第４経路４に存在する気体が液体中に溶解する。或いは、気液分離が完全ではなく液体導出部２０ｂへ流れていった分だけ液位が上昇していき、オゾン液生成動作を繰り返すことによって、徐々に気液分離器２０Ａ内部の液位が上昇する。液位が上昇すると、フロート２５ａが動作する液位まで上昇する。

この状態で、オゾン液の生成を継続する場合、栓２５ｂが気体導出口２０ｃを塞ぐために、気液混合器１４にて発生する負圧によって、逆止弁１１が開き、外気が第１経路１内に侵入する。侵入した外気は、オゾン発生器１２を通過し、気液混合器１４を通って気液分離器２０Ａに到達し、気液分離される。外部から侵入した気体の分だけ気液分離器２０Ａ内部の液位が下がるために、フロート２５ａの位置が下がり、気体導出口２０ｃを塞がない状態となる。

この結果、フロート２５ａの上下移動による気体導出口２０ｃの開閉動作と逆止弁１１の開閉動作とを短時間で繰り返すこととなるために、外気を導入しながらオゾン発生を行う状態と同じ状態となり、気液混合器１４に送り込むオゾンガスのオゾンガス濃度が低下し、結果としてオゾン液濃度が低下する問題が生じる。

すなわち、従来のオゾン液生成装置の構成では、オゾン液生成装置の設置条件としてユースポイントが本体よりも下であるか、本体よりも低い位置に排水することが許される箇所でしか利用することができず、オゾン液生成装置の設置の自由度が少なかった。

一方、オゾン液生成装置よりもユースポイントが高い位置である場合、オゾン液生成装置停止後に気液分離器内に液残りが生じ、オゾン液生成を繰り返すことによって、気液分離器内部の液位が上昇してオゾン液濃度が低下してしまう問題が生じた。

そこで、この課題を解決するために、本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ａは、図１に示すように、気液分離器２０Ａの気体導出口２０ｃから第１経路１のＴ字部１ａまでを接続する第４経路４に循環弁１５を設けると共に、気液分離器２０Ａ内部の下限液位を検出する下限液位検出手段としての下限液位検出センサ２６を設けている。さらに、下限液位検出センサ２６の下限液位の検出信号を受信して、循環弁１５を開閉制御する循環弁開閉制御手段としての循環弁制御部１６Ａを備えている。

本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ａにおけるオゾン液生成手順を、図２に基づいて、説明する。図２は、オゾン液生成装置１０Ａのオゾン液生成開始時における循環弁制御部１６Ａでの循環弁１５の制御動作を示すフローチャートである。

図２に示すように、オゾン液生成停止中において（Ｓ１）、オゾン液の生成を開始するときには、まず、液供給弁１３を開状態にすると共に（Ｓ２）、オゾン発生器１２をオン状態にする（Ｓ３）。

次いで、下限液位検出センサ２６を確認し、気液分離器２０Ａの第２室２３の液位が設定された下限液位以上か否かを判断する（Ｓ４）。

ここで、Ｓ４において、下限液位検出センサ２６の出力が下限液位以上であると判断された場合つまり第２室２３の液位が設定された下限液位と同じか又はそれよりも高い液位であると判断された場合には、循環弁制御部１６Ａは循環弁１５を閉じるように制御する（Ｓ５）。その後、Ｓ４に戻って、Ｓ４及びＳ５の動作を繰り返す。

この結果、循環弁１５を閉じることにより、気液混合器１４のベンチュリ管の吸引効果から逆止弁１１が開き、外気を導入し、気液分離器２０Ａの内部の液位を下げる。この状態においては、導入された外気がオゾン化されるため、ユースポイント５ａから排出されるオゾン液のオゾン濃度を上げることができる。

次に、上記状態を継続することにより、気液分離器２０Ａの内部の液位が下がっていくと、やがて、下限液位検出センサ２６の出力が設定された下限液位を下回った旨を検出出力する。その結果、Ｓ４において、第２室２３の液位が設定された下限液位よりも低い液位であると判断される。したがって、循環弁制御部１６Ａは、循環弁１５を開けるように制御する（Ｓ６）。

これにより、オゾン液の生成が継続され、かつ気液分離器２０Ａに溜まったオゾンガスが有効利用されるので、ユースポイント５ａから排出されるオゾン液のオゾン濃度を上げることができる。

尚、上記の説明において、本実施の形態では、液供給弁１３の開状態への切り替え動作に続いて（Ｓ２）、オゾン発生器１２をオン状態にしている（Ｓ３）。しかし、必ずしもこれに限らず、オゾン発生器１２のオン状態への切り替え動作は、循環弁１５を閉じて（Ｓ５）、再度、Ｓ４に戻る前に行ってもよい。

また、上記の説明では、最初のＳ４において、下限液位検出センサ２６の出力が下限液位以上であると判断された場合について説明した。このことは、前回のオゾン液生成装置１０Ａの停止においては、第２室２３の液位が設定された下限液位と同じか又はそれよりも高い液位に液体が残留した状態で停止されたことを示している。これに対して、前回のオゾン液生成装置１０Ａの停止において、第２室２３の液位が設定された下限液位よりも低い液位に液体が残留した状態で停止されている場合には、最初のＳ４において、直ちにＳ６に移行することにより、オゾン液の生成が可能である。

この結果、本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ａでは、図２のフローチャートに示す処理動作を行うことにより、オゾン液生成開始時に気液分離器２０Ａの内部の液位が低い状態つまり設定された下限液位よりも低い液位であってもオゾン液濃度の高いオゾン液を生成することができる。

ここで、１回のオゾン液生成動作時間として、例えば、気液分離器２０Ａの内部の液位が設定された上限液位まで達しない時間に設定することが可能である。これにより、オゾン液生成開始時に、気液分離器２０Ａの内部の液位を毎回低い状態から開始することができる。

上述の制御動作により、従来課題であった、気液分離器２０Ａの内部に液体が或る程度残った状態で、新たにオゾン液生成装置１０Ａをオンしてオゾン液を生成する場合に、オゾン液濃度が低下してしまう問題を解決することができた。

このように、本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ａでは、オゾンガスを発生するオゾン発生器１２と、オゾンガスと液体とを混合する気液混合器１４と、気液混合液を貯留し気液分離する気液分離器２０Ａと、オゾン発生器１２と上気液混合器１４と気液分離器２０Ａとの間で気体を循環させる気体循環経路としての第１経路１・第２経路２・第３経路３・第４経路４と、第１経路１・第２経路２・第３経路３・第４経路４内に空気を外部から吸入する逆止弁１１とを備えている。さらに、気液分離器２０Ａの内部の液位が、設定された下限液位以上であるか否かを検出する下限液位検出センサ２６と、第４経路４の開閉が可能な循環弁１５と、下限液位検出センサ２６による気液分離器２０Ａの内部の液位が設定された下限液位以上であるか否かの検出に応じて、循環弁１５を開閉制御する循環弁制御部１６Ａとが設けられている。

すなわち、本実施の形態では、気液分離器２０Ａの内部の液位が設定された下限液位以上の場合には、循環弁１５を閉じるように制御する。これにより、逆止弁１１にて気体循環経路である第１経路１・第２経路２・第３経路３内に空気を外部から吸入させて、気液分離器２０Ａの液位を下げることができる。

そして、気液分離器２０Ａの内部の液位が設定された下限液位よりも低くなった場合には、循環弁１５を開けるように制御する。これにより、気液分離器２０Ａのオゾンガスが循環されるので、オゾン液生成濃度の高い状態で定常状態となる。

すなわち、従来では、フロート弁を用いることにより、外気を導入する動作が頻繁に発生することとなっていたので、気液分離器の内部のオゾンガスを再利用できる期間が少なかった。しかし、本実施の形態では、従来に比べて、気液分離器２０Ａの内部のオゾンガスを再利用できる期間が多くなる。

したがって、ガス循環型のオゾン液生成装置１０Ａにおいて、オゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態になることを回避し得るオゾン液生成装置１０Ａを提供することができる。

また、この結果、ユースポイント５ａが気液分離器２０Ａよりも高い位置に存在する場合に、オゾン液生成装置１０Ａを再稼働するときに、気液分離器２０Ａの内部に液体が残留していても、気液分離器２０Ａの内部の液体の液位を制御することができ、オゾン液生成濃度の高い状態での定常状態を確保することができる。

また、本実施の形態におけるオゾン液生成装置１０Ａでは、循環弁制御部１６Ａは、気液混合器１４への液体の供給を開始し、かつオゾン発生器１２によるオゾン発生の開始に伴うオゾン液生成開始時に、下限液位検出センサ２６により気液分離器２０Ａの内部の液位が設定された下限液位以上であることが検出されたときには、循環弁１５を閉状態にする一方、下限液位検出センサ２６により気液分離器２０Ａの内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されたときには、循環弁１５を開状態にする。

これにより、オゾン液生成装置１０Ａを再稼働したときに、気液分離器２０Ａの内部の液位が設定された下限液位以上の場合には、循環弁１５を閉じるように制御することによって、気液分離器２０Ａの液位を下げることから開始することができる。

そして、その後、気液分離器２０Ａの液位が下がり、設定された下限液位よりも低いことが検出されたときには、循環弁１５を開状態にする。これにより、気液分離器２０Ａのオゾンガスが循環されるので、オゾン液生成濃度の高い状態で定常状態となる。

したがって、ガス循環型のオゾン液生成装置１０Ａを再稼働したときにおいて、気液分離器２０Ａよりも高い位置に排液される場合でも、オゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態になることを回避し得るオゾン液生成装置１０Ａを提供することができる。

また、本実施の形態におけるオゾン液生成装置１０Ａでは、気液分離器２０Ａの内部における設定された上限液位を検出して、気液分離器２０Ａからオゾン発生器１２への第４経路４を塞ぐフロート弁２５を備えている。

すなわち、フロート弁２５は、液体よりも比重の小さい物質からなる物体や中空の物体等が液体に浮く浮力を利用して、液体に浮かべた物体を上下させることによって、開閉状態を切り替える弁である。

この結果、フロート弁２５を用いることにより、気液分離器２０Ａの内部における設定された上限液位を検出して、気液分離器２０Ａからオゾン発生器１２への第４経路４を容易に塞ぐことができる。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、上記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

前記実施の形態１では、オゾン液生成装置１０Ａにおけるオゾン液生成開始時における循環弁制御部１６Ａの制御動作を重点的に説明した。本実施の形態では、オゾン液生成装置１０Ａにおけるオゾン液生成停止移行時の循環弁制御部１６Ａの制御動作を重点的に説明する。

尚、本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ａの構成は、前記実施の形態１と同じである。したがって、オゾン液生成装置１０Ａの構成の説明は、省略する。

本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ａにおけるオゾン液生成停止移行時における循環弁制御部１６Ａの制御動作について、図３に基づいて説明する。図３は、オゾン液生成装置１０Ａにおけるオゾン液生成停止移行時の循環弁制御部１６Ａの制御動作を示すフローチャートである。

本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ａにおいては、オゾン液の生成を停止する場合に、気液分離器２０Ａにおける第２室２３の液体の残留ができるだけ小さいことを目標にしている。すなわち、オゾン液生成装置１０Ａにおけるオゾン液生成停止時に気液分離器２０Ａに液体が多く残留しているのは、衛生面上等の観点から好ましくない。

したがって、図３のフローチャートでは、オゾン液生成装置１０Ａにおいてオゾン液生成を停止する場合には、気液分離器２０Ａにおける第２室２３の液体の液位が設定された下限液位よりも低くなる時点で液供給弁１３を閉じる制御について説明する。

図３に示すように、オゾン液生成中には、循環弁１５を開き、オゾン発生器１２を通電し、液供給弁１３を開くことによって、オゾン液の生成している（Ｓ１１）。

この状態から、オゾン液の生成を停止する場合には、まず、オゾン発生器１２の通電を切る（Ｓ１２）。

次いで、気液分離器２０Ａの内部の下限液位検出センサ２６による液位検出を行い、気液分離器２０Ａの第２室２３の液位が設定された下限液位以上であるか否かを判断する（Ｓ１３）。そして、Ｓ１３において、気液分離器２０Ａの第２室２３の液位が設定された下限液位以上である場合には、循環弁１５を閉じ（Ｓ１４）、Ｓ１３に戻る。これにより、気液混合器１４の吸引効果により逆止弁１１から外気が導入され、気液分離器２０Ａの内部における第２室２３の液位が低下する。

その後、上記状態を継続することにより、気液分離器２０Ａの内部の液位が下がっていくと、やがて、下限液位検出センサ２６の出力が設定された下限液位を下回った旨を検出出力する。その結果、Ｓ１３において、第２室２３の液位が設定された下限液位よりも低い液位であると判断される。したがって、循環弁制御部１６Ａは、循環弁１５を閉状態に維持すると共に、液供給弁１３を閉じる（Ｓ１５）。これにより、オゾン液の生成が停止される（Ｓ１６）。

尚、Ｓ１２において、オゾン発生器１２をオフした後のＳ１３での判断において、第２室２３の液位が設定された下限液位以上でない場合には、直接、Ｓ１５に移行することにより、循環弁１５が閉じられ、液供給弁１３を閉じることによって、オゾン液の生成が停止される（Ｓ１６）。

以上の手順のように、オゾン液生成停止移行時に下限液位検出を行うことによって、気液分離器２０Ａの内部の第２室２３の液位として一定の高さまでオゾン液を排出することができる。すなわち、設定された下限液位よりも下側の液位にまでオゾン液を排出することができる。したがって、長期間安定したオゾン液の生成が可能となる。

また、気液分離器２０Ａの内部の液位を把握できるため、下限液位よりも低いつまり下側の液位になったことの検出から循環弁１５を閉じる時間を適切に設定することによって、外気を導入し過ぎて、気液分離器２０Ａの内部に残留していたオゾンガスがユースポイント５ａから出て行くことを防止することも可能である。

さらに、導入した外気は、オゾン発生器１２を通過するため、残留したオゾンガスのオゾンガス濃度を低下させ、かつ第３経路３を乾燥させることができるため、オゾン液生成装置１０Ａの寿命を向上させることができる。

上述したように、気液分離器２０Ａの第２室２３の液位を検出した信号を基に、第４経路４に設置した循環弁１５を開閉操作することによって、オゾン液停止後に気液分離器２０Ａの内部の液位を確実に下げることができ、安定して高濃度のオゾン液生成動作を実現することができる。

また、オゾン液の生成停止移行時に、外気を気液分離器２０Ａの内部に取り込むことによって、酸素の供給、残留オゾンガスの低減、管路の乾燥を行うことができる点においても長期に渡り安定したオゾン液の供給が可能となる。

このように、本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ａでは、循環弁開閉制御手段としての循環弁制御部１６Ａは、気液混合手段としての気液混合器１４への液体の供給を継続した状態でのオゾン発生手段としてのオゾン発生器１２によるオゾン発生の停止に伴うオゾン液生成停止移行時に、下限液位検出手段としての下限液位検出センサ２６により気液分離手段としての気液分離器２０Ａの内部の液位が設定された下限液位以上であることが検出されたときには、循環弁１５を閉状態にする一方、下限液位検出センサ２６により気液分離器２０Ａの内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されたときには、循環弁１５を閉状態にするか又は該循環弁１５の閉状態を維持すると共に、気液混合手段としての気液混合器１４への液体の供給を停止する。

これにより、オゾン液生成装置１０Ａのオゾン液生成停止移行時に、気液分離器２０Ａの内部の液位が設定された下限液位以上の場合には、循環弁１５を閉じるように制御することによって、気液分離器２０Ａの液位を下げる。

そして、その後、気液分離器２０Ａの液位が下がり、設定された下限液位よりも低いことが検出されたときに、気液混合器１４への液体の供給を停止する。

これにより、オゾン液生成装置１０Ａのオゾン液生成停止移行時に、気液分離器２０Ａの内部の液位を下限液位よりも低くして停止することができる。

また、次回に再稼働するときにおいても、気液分離器２０Ａよりも高い位置に排液される場合でも、ガス循環型のオゾン液生成装置１０Ａにおいて、オゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態になることを回避し得るオゾン液生成装置１０Ａを提供することができる。

〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図４及び図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、上記実施の形態１及び実施の形態２と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

前記実施の形態２では、オゾン液生成装置１０Ａのオゾン液生成停止移行時において、設定された下限液位を検出するまで、循環弁１５を閉状態に保持していた。これに対して、本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ｂでは、オゾン液生成装置１０Ｂのオゾン液生成停止移行時において、設定された下限液位を検出するまで、循環弁１５を複数回開閉する点が異なっている。

本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ｂの構成について、図４に基づいて説明する。図４は、本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ｂの構成を示すブロック図である。

本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ｂは、図４に示すように、循環弁開閉制御手段としての循環弁制御部１６Ｂには、タイマ１７が接続されている。そして、このタイマ１７は、循環弁１５の開状態から閉状態までの時間、及び循環弁１５の閉状態から開状態までの時間を設定できるようになっており、設定時間に到達すれば、循環弁制御部１６Ｂに伝達する。これにより、循環弁制御部１６Ｂは、循環弁１５の開閉状態を切り替え制御するようになっている。尚、循環弁１５の開状態から閉状態までの設定時間と、循環弁１５の閉状態から開状態までの設定時間とは、同じであってよく、或いは異なっていてもよい。

本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ｂにおけるオゾン液生成停止移行時における循環弁制御部１６Ｂの制御動作について、図５に基づいて説明する。図５は、オゾン液生成装置１０Ｂにおけるオゾン液生成停止移行時の循環弁制御部１６Ｂの制御動作を示すフローチャートである。

図５に示すように、オゾン液生成中には、循環弁１５を開き、オゾン発生器１２を通電し、液供給弁１３を開くことによって、オゾン液の生成している（Ｓ１１）。

この状態から、オゾン液の生成を停止する場合には、まず、オゾン発生器１２の通電を切る（Ｓ１２）。

次いで、気液分離器２０Ｂの内部の下限液位検出センサ２６による液位検出を行い、気液分離器２０Ｂの第２室２３の液位が設定された下限液位以上であるか否かを判断する（Ｓ１３）。

そして、Ｓ１３において、気液分離器２０Ｂの第２室２３の液位が設定された下限液位以上である場合には、Ｓ２１に移行する。Ｓ２１では、循環弁１５を一旦閉じ、その後、循環弁１５を閉じてからのタイマ１７による経過時間が設定時間に到達すると、循環弁１５を開く。その後、循環弁１５を開いてからのタイマ１７による経過時間が設定時間に到達すると、再度、循環弁１５を閉じる。その後、Ｓ１３に戻る。

これにより、循環弁１５を閉じているときには、気液混合器１４の吸引効果により逆止弁１１から外気が導入され、気液分離器２０Ａの内部における第２室２３の液位が低下する。一方、循環弁１５が開いているときには、逆に、気液分離器２０Ａの内部における第２室２３の液位が上昇する。

その後、気液分離器２０Ｂの内部の液位が下がっていくと、やがて、下限液位検出センサ２６の出力が設定された下限液位を下回った旨を検出出力する。その結果、Ｓ１３において、第２室２３の液位が設定された下限液位よりも低い液位であると判断される。したがって、循環弁制御部１６Ｂは、循環弁１５を閉状態に維持すると共に、液供給弁１３を閉じる（Ｓ１５）。これにより、オゾン液の生成が停止される（Ｓ１６）。

すなわち、上記の制御動作においては、オゾン液生成後の手順として、液供給弁１３を開けた状態でオゾン発生器１２を停止し、気液分離器２０Ｂの設定された下限液位を検出するまで、循環弁１５を複数回開閉する。

これにより、オゾン液生成後に、液供給弁１３を開けた状態でオゾン発生器１２を停止させ、気液分離器２０Ｂの設定された下限液位を検出するまで、気体循環路の循環弁を閉じることで外気を導入することができる。

ここで、ガス循環式のオゾン液生成装置１０Ｂでは、オゾン液生成後に気液分離器２０Ｂ及び循環路には高濃度のオゾンガスが残留している。これに対して、本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ｂでは、オゾン発生器１２の停止後に、外気を導入する。これによって、残留オゾンガスのオゾンガス濃度を下げることができる。

上述したように、オゾン発生器１２の停止後に、循環弁１５を閉じることによる外気導入動作を複数回行うことによって、循環路内部のオゾンガスを低濃度化及び拡散させることができる。したがって、オゾン発生器１２のみならず循環弁１５やガス配管部材の寿命を向上させることが可能である。

このように、本実施の形態におけるオゾン液生成装置１０Ｂでは、循環弁開閉制御手段としての循環弁制御部１６Ｂは、オゾン発生手段としてのオゾン発生器１２によるオゾン発生の停止に伴うオゾン液生成停止移行時に、下限液位検出手段としての下限液位検出センサ２６により気液分離手段としての気液分離器２０Ｂの内部の液位が設定された下限液位以上であることが検出されたときには、下限液位検出センサ２６により気液分離器２０Ｂの内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されるまで、循環弁１５の閉開動作を複数回行わせる。

これにより、オゾン液生成装置１０Ｂのオゾン液生成停止移行時に、気液分離器２０Ｂの内部の液位が設定された下限液位以上に液体が溜まっている場合には、循環弁１５の閉開動作を複数回行わせる。

この結果、オゾン発生器１２によるオゾン発生の停止状態において、循環弁１５を閉じたときに、逆止弁１１にて空気を外部から吸入させて、気液分離器２０Ｂの液位を下げる。その後、例えば一定時間経過後に循環弁１５を開けることにより、空気を循環させて気液分離器２０Ｂの液位を上げる。この開閉動作を、複数回行うことにより、気体循環経路である第１経路１・第２経路２・第３経路３・第４経路４内に空気が循環されオゾンガスの濃度が低下する。

したがって、気体循環経路内のオゾンガスを低濃度化及び拡散させることができるので、逆止弁１１・オゾン発生器１２・気液混合器１４・気液分離器２０Ｂ及びガス配管部材の寿命を向上させることができる。

〔実施の形態４〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、上記実施の形態１〜実施の形態３と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態１〜実施の形態３の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

前記実施の形態１では、気液分離器２０Ａの気体導出口２０ｃの開閉をフロート弁２５にて行っていた。これに対して、本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ｃでは、図６に示すように、気液分離器２０Ｃの内部の上限液位の検出として、フロート弁２５ではなく、上限液位検出センサ２７を用いている点が異なっている。

本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ｃの構成について、図６に基づいて説明する。図６は、本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ｃの構成を示すブロック図である。

本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ｃは、図６に示すように、気液分離器２０Ｃの上部に上限液位検出手段としての上限液位検出センサ２７が設けられている。そして、本実施の形態では、循環弁開閉制御手段としての循環弁制御部１６Ｃは、気液分離器２０Ｃの第２室２３の液位が設定された上限液位と同じか又はそれよりも上側になった旨の上限液位検出センサ２７からの検出信号によって、循環弁１５を閉じるように制御するものとなっている。

尚、他の構成は、前記実施の形態１にて説明したオゾン液生成装置１０Ａの構成と同じであるので、その説明を省略する。

上記構成のオゾン液生成装置１０Ｃにおける循環弁制御部１６Ｃの制御動作について、図１に基づいて説明する。

上記循環弁制御部１６Ｃにおいては、オゾン液の生成動作中に、上限液位検出センサ２７が、気液分離器２０Ｃの第２室２３の液位が上限液位と同じか又はそれよりも上側であることを検出した場合には、気液分離器２０Ｃの内部の液位下限を検出するまで、循環弁１５を閉状態とする。これにより、逆止弁１１を開いて外気導入を行い、気液分離器２０Ｃの第２室２３の液位を下げることができる。

この場合、従来課題として挙げた連続的に外気を導入した場合にオゾン液濃度が低下する場合とは現象が異なる。

すなわち、従来課題の場合、浮き子が連続的に動作することにより、微量の外気が連続的に循環経路内に侵入する。その結果として、循環するオゾンガスがオゾンガス濃度の低い状態で定常状態となるために、ユースポイント５ａから出るオゾン液濃度が下がった状態で吐出してしまう。

これに対して、本実施の形態のオゾン液生成装置１０Ｃでは、気液分離器２０Ｃの内部の液位の上限液位と同じか又はそれよりも上側を上限液位検出センサ２７にて検出する。そして、上限液位と同じか又はそれよりも上側である場合には、下限液位まで循環弁１５を閉じる動作を行う。これによって、従来よりも多い量の外気導入によりオゾンガス濃度は一時的に低下するが、数秒で元のオゾンガス濃度に戻る。このため、ユースポイント５ａから出るオゾン液のオゾン液濃度として、瞬間的には濃度が下がるが、上限液位の検出前と同じオゾン液濃度を提供することができるため、より安定した濃度のオゾン液を提供することができる。

このように、本実施の形態におけるオゾン液生成装置１０Ｃでは、気液分離手段としての気液分離器２０Ｃの内部の液位が、設定された上限液位以上であるか否かを検出する上限液位検出手段としての上限液位検出センサ２７がさらに備えられている。また、循環弁開閉制御手段としての循環弁制御部１６Ｃは、上限液位検出センサ２７により気液分離器２０Ｃの内部の液位が設定された上限液位以上であることが検出されたときには、下限液位検出手段としての下限液位検出センサ２６により気液分離器２０Ｃの内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されるまで、循環弁１５を閉じるように制御する。

一般的には、気液分離器２０Ｃからオゾン発生器１２への第４経路４を通した液体の溢液を防ぐために、第４経路４を閉じるフロート弁２５が用いられる。

しかしながら、フロート弁２５は、第４経路４を閉じることにより、逆止弁１１にて第１経路１・第２経路２・第３経路３内に空気を外部から吸入させて、気液分離器２０Ｃの液位を下げることができるが、その後の気液分離器２０Ｃの液位の上昇により、すぐに、再度、第４経路４の気体導出口２０ｃを閉じる。この結果、オゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態が維持される。

これに対して、本実施の形態では、循環弁制御部１６Ｃは、上限液位検出センサ２７により気液分離器２０Ｃの内部の液位が設定された上限液位以上であることが検出されたときには、下限液位検出センサ２６により気液分離器２０Ｃの内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されるまで、循環弁１５を閉じるように制御する。

この結果、従来よりも多い量の外気導入によりオゾンガス濃度は一時的に低下するが、短時間で上限液位の検出前と同じオゾン液濃度に戻る。

したがって、気液分離器２０Ｃよりも高い位置に排液される場合でも、ガス循環型のオゾン液生成装置１０Ｃにおいて、オゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態になることを回避し得るオゾン液生成装置１０Ｃを提供することができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１におけるオゾン液生成装置１０Ａ・１０Ｂ・１０Ｃは、オゾンガスを発生するオゾン発生手段（オゾン発生器１２）と、上記オゾンガスと液体とを混合する気液混合手段（気液混合器１４）と、上記気液混合手段にて混合された気液混合液を貯留し気液分離する気液分離手段（気液分離器２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃ）と、上記オゾン発生手段（オゾン発生器１２）と上記気液混合手段（気液混合器１４）と上記気液分離手段（気液分離器２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃ）との間で気体を循環させる気体循環経路（第１経路１・第２経路２・第３経路３・第４経路４）と、上記気体循環経路（第１経路１・第２経路２・第３経路３・第４経路４）内に空気を外部から吸入する外気吸入手段（逆止弁１１）とを備えたオゾン液生成装置１０Ａ・１０Ｂ・１０Ｃにおいて、上記気液分離手段（気液分離器２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃ）の内部の液位が、設定された下限液位以上であるか否かを検出する下限液位検出手段（下限液位検出センサ２６）と、上記気体循環経路（第１経路１・第２経路２・第３経路３・第４経路４）の開閉が可能な循環弁１５と、上記下限液位検出手段（下限液位検出センサ２６）による上記気液分離手段（気液分離器２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃ）の内部の液位が設定された下限液位以上であるか否かの検出に応じて、上記循環弁１５を開閉制御する循環弁開閉制御手段（循環弁制御部１６Ａ・１６Ｂ・１６Ｃ）とが設けられていることを特徴としている。

ガス循環型のオゾン液生成装置においては、オゾンガスの再利用により、気液分離手段のオゾンガスが徐々に減少する。これにより、気液分離手段の液位が徐々に上昇することとなり、やがて、気液分離手段からオゾン発生手段への気体循環経路を通した液体の溢液を防ぐべく、例えばフロート弁等によって気体循環経路を閉じる。これに伴い、外気吸入手段が気体循環経路内に空気を外部から吸入するので、外部気体を導入したことにより循環するオゾンガスの濃度が低下し、結果として生成するオゾン液のオゾン液濃度が低下する。この場合、フロート弁等により外気を導入する動作が頻繁に発生することとなり、気液分離手段の内部にオゾンガスを貯留する時間が減少し、その結果、生成できるオゾン液のオゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態になるという問題が生じる。そして、この問題は、出口ポイントが気液分離手段よりも高い位置に存在する場合に、顕著に現われる。すなわち、オゾン液生成装置を再稼働するときに、気液分離手段の内部の液体が高い位置に残った状態から開始されるので、オゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態がその後も維持されるためである。

そこで、本発明では、気液分離手段の内部の液位が、設定された下限液位以上であるか否かを検出する下限液位検出手段と、気体循環経路の開閉が可能な循環弁と、下限液位検出手段による気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位以上であるか否かの検出に応じて、循環弁を開閉制御する循環弁開閉制御手段とが設けられている。

この結果、例えば、気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位以上の場合には、循環弁を閉じるように制御する。これにより、外気吸入手段にて気体循環経路内に空気を外部から吸入させて、気液分離手段の液位を下げることができる。

そして、気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位よりも低くなった場合には、循環弁を開けるように制御する。これにより、気液分離手段のオゾンガスが循環されるので、オゾン液生成濃度の高い状態で定常状態となる。

すなわち、従来では、フロート弁を用いることにより、外気を導入する動作が頻繁に発生することとなっていたので、気液分離手段の内部のオゾンガスを再利用できる期間が少なかった。しかし、本発明では、従来に比べて、気液分離手段の内部のオゾンガスを再利用できる期間が多くなる。

したがって、ガス循環型のオゾン液生成装置において、オゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態になることを回避し得るオゾン液生成装置を提供することができる。

また、この結果、出口ポイントが気液分離手段よりも高い位置に存在する場合に、オゾン液生成装置を再稼働するときに、気液分離手段の内部に液体が残留していても、気液分離手段の内部の液体の液位を制御することができ、オゾン液生成濃度の高い状態での定常状態を確保することができる。

本発明の態様２におけるオゾン液生成装置１０Ａは、態様１におけるオゾン液生成装置において、前記循環弁開閉制御手段（循環弁制御部１６Ａ）は、前記気液混合手段（気液混合器１４）への液体の供給を開始し、かつ前記オゾン発生手段（オゾン発生器１２）によるオゾン発生の開始に伴うオゾン液生成開始時に、前記下限液位検出手段（下限液位検出センサ２６）により前記気液分離手段（気液分離器２０Ａ）の内部の液位が設定された下限液位以上であることが検出されたときには、前記循環弁１５を閉状態にする一方、上記下限液位検出手段（下限液位検出センサ２６）により上記気液分離手段（気液分離器２０Ａ）の内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されたときには、上記循環弁１５を開状態にすることが好ましい。

これにより、オゾン液生成装置を再稼働したときに、気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位以上の場合には、循環弁を閉じるように制御することによって、気液分離手段の液位を下げることから開始することができる。

そして、その後、気液分離手段の液位が下がり、設定された下限液位よりも低いことが検出されたときには、循環弁を開状態にする。これにより、気液分離手段のオゾンガスが循環されるので、オゾン液生成濃度の高い状態で定常状態となる。

したがって、ガス循環型のオゾン液生成装置を再稼働したときにおいて、気液分離手段よりも高い位置に排液される場合でも、オゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態になることを回避し得るオゾン液生成装置を提供することができる。

本発明の態様３におけるオゾン液生成装置１０Ａは、態様１又は２におけるオゾン液生成装置において、前記循環弁開閉制御手段（循環弁制御部１６Ａ）は、前記気液混合手段（気液混合器１４）への液体の供給を継続した状態での前記オゾン発生手段（オゾン発生器１２）によるオゾン発生の停止に伴うオゾン液生成停止移行時に、前記下限液位検出手段（下限液位検出センサ２６）により前記気液分離手段（気液分離器２０Ａ）の内部の液位が設定された下限液位以上であることが検出されたときには、前記循環弁１５を閉状態にする一方、上記下限液位検出手段（下限液位検出センサ２６）により上記気液分離手段（気液分離器２０Ａ）の内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されたときには、上記循環弁１５を閉状態にするか又は該循環弁１５の閉状態を維持すると共に、前記気液混合手段（気液混合器１４）への液体の供給を停止することが好ましい。

これにより、オゾン液生成装置のオゾン液生成停止移行時に、気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位以上の場合には、循環弁を閉じるように制御することによって、気液分離手段の液位を下げる。

そして、その後、気液分離手段の液位が下がり、設定された下限液位よりも低いことが検出されたときに、気液混合手段への液体の供給を停止する。

これにより、オゾン液生成装置のオゾン液生成停止移行時に、気液分離手段の内部の液位を下限液位よりも低くして停止することができる。

また、次回に再稼働するときにおいても、気液分離手段よりも高い位置に排液される場合でも、ガス循環型のオゾン液生成装置において、オゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態になることを回避し得るオゾン液生成装置を提供することができる。

本発明の態様４におけるオゾン液生成装置１０Ｂは、態様３におけるオゾン液生成装置において、前記循環弁開閉制御手段（循環弁制御部１６Ｂ）は、前記オゾン発生手段（オゾン発生器１２）によるオゾン発生の停止に伴うオゾン液生成停止移行時に、前記下限液位検出手段（下限液位検出センサ２６）により前記気液分離手段（気液分離器２０Ｂ）の内部の液位が設定された下限液位以上であることが検出されたときには、上記下限液位検出手段（下限液位検出センサ２６）により上記気液分離手段（気液分離器２０Ｂ）の内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されるまで、前記循環弁１５の閉開動作を複数回行わせることが好ましい。

これにより、オゾン液生成装置のオゾン液生成停止移行時に、気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位以上に液体が溜まっている場合には、循環弁の閉開動作を複数回行わせる。

この結果、オゾン発生手段によるオゾン発生の停止状態において、循環弁を閉じたときに、外気吸入手段にて空気を外部から吸入させて、気液分離手段の液位を下げる。その後、例えば一定時間経過後に循環弁を開けることにより、空気を循環させて気液分離手段の液位を上げる。この開閉動作を、複数回行うことにより、気体循環経路内に空気が循環されオゾンガスの濃度が低下する。

したがって、気体循環経路内のオゾンガスを低濃度化及び拡散させることができるので、各手段及びガス配管部材の寿命を向上させることができる。

本発明の態様５におけるオゾン液生成装置１０Ｃは、態様１〜４のいずれか１におけるオゾン液生成装置において、前記気液分離手段（気液分離器２０Ｃ）の内部の液位が、設定された上限液位以上であるか否かを検出する上限液位検出手段（上限液位検出センサ２７）がさらに備えられており、前記循環弁開閉制御手段（循環弁制御部１６Ｃ）は、上記上限液位検出手段（上限液位検出センサ２７）により上記気液分離手段（気液分離器２０Ｃ）の内部の液位が設定された上限液位以上であることが検出されたときには、前記下限液位検出手段（下限液位検出センサ２６）により上記気液分離手段（気液分離器２０Ｃ）の内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されるまで、上記循環弁１５を閉じるように制御することが好ましい。

一般的には、気液分離手段からオゾン発生手段への気体循環経路を通した液体の溢液を防ぐために、気体循環経路を閉じる例えばフロート弁が用いられる。

しかしながら、フロート弁は、気体循環経路を閉じることにより、外気吸入手段にて気体循環経路内に空気を外部から吸入させて、気液分離手段の液位を下げることができるが、その後の気液分離手段の液位の上昇により、すぐに、再度、気体循環経路を閉じる。この結果、オゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態が維持される。

これに対して、本発明では、循環弁開閉制御手段は、上限液位検出手段により気液分離手段の内部の液位が設定された上限液位以上であることが検出されたときには、下限液位検出手段により上記気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されるまで、上記循環弁を閉じるように制御する。

この結果、従来よりも多い量の外気導入によりオゾンガス濃度は一時的に低下するが、短時間で上限液位の検出前と同じオゾン液濃度に戻る。

したがって、気液分離手段よりも高い位置に排液される場合でも、ガス循環型のオゾン液生成装置において、オゾン液濃度がガス非循環型のオゾン液生成装置に比べて変わらない程度に低下した定常状態になることを回避し得るオゾン液生成装置を提供することができる。

本発明の態様６におけるオゾン液生成装置１０Ａ・１０Ｂは、態様１〜４のいずれか１におけるオゾン液生成装置において、前記気液分離手段（気液分離器２０Ａ・２０Ｂ）の内部における設定された上限液位を検出して、上記気液分離手段（気液分離器２０Ａ・２０Ｂ）から前記オゾン発生手段（オゾン発生器１２）への前記気体循環経路（第４経路４）を塞ぐフロート弁２５を備えているとすることができる。

すなわち、フロート弁は、液体よりも比重の小さい物質からなる物体や中空の物体等が液体に浮く浮力を利用して、液体に浮かべた物体を上下させることによって、開閉状態を切り替える弁である。

この結果、フロート弁を用いることにより、気液分離手段の内部における設定された上限液位を検出して、気液分離手段からオゾン発生手段への気体循環経路を容易に塞ぐことができる。

尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明におけるオゾン液生成装置は、ガス循環型のオゾン液生成装置の適用することが可能であり、特に、例えば、キッチンシンクの下に収納して使用するオゾン液生成装置に有用に利用することができる。

１ 第１経路（気体循環経路）
１ａ Ｔ字部
２ 第２経路（気体循環経路）
３ 第３経路（気体循環経路）
４ 第４経路（気体循環経路）
５ オゾン液出口経路
５ａ ユースポイント（出口ポイント）
１０Ａ オゾン液生成装置
１０Ｂ オゾン液生成装置
１０Ｃ オゾン液生成装置
１１ 逆止弁（外気吸入手段）
１２ オゾン発生器（オゾン発生手段）
１２ａ 導入口
１２ｂ 導出口
１３ 液供給弁
１４ 気液混合器（気液混合手段）
１４ａ 液体導入口
１４ｂ 液体導出口
１４ｃ 気体導入口
１５ 循環弁
１６Ａ 循環弁制御部
１６Ｂ 循環弁制御部
１６Ｃ 循環弁制御部
１７ タイマ
２０Ａ 気液分離器（気液分離手段）
２０Ｂ 気液分離器（気液分離手段）
２０Ｃ 気液分離器（気液分離手段）
２０ａ 液体導入部
２０ｂ 液体導出部
２０ｃ 気体導出口
２１ 仕切り
２２ 第１室
２３ 第２室
２４ 空間部
２５ フロート弁
２５ａ フロート
２５ｂ 栓
２５ｃ 支持部
２５ｄ 回動アーム部材
２６ 下限液位検出センサ（下限液位検出手段）
２７ 上限液位検出センサ（上限液位検出手段）

Claims (7)

1. オゾンガスを発生するオゾン発生手段と、上記オゾンガスと液体とを混合する気液混合手段と、上記気液混合手段にて混合された気液混合液を貯留し気液分離する気液分離手段と、上記オゾン発生手段と上記気液混合手段と上記気液分離手段との間で気体を循環させる気体循環経路と、上記気体循環経路内に空気を外部から吸入する外気吸入手段とを備えたオゾン液生成装置において、
   上記気液分離手段の内部の液位が、設定された下限液位以上であるか否かを検出する下限液位検出手段と、上記気体循環経路の開閉が可能な循環弁と、上記下限液位検出手段による上記気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位以上であるか否かの検出に応じて、上記循環弁を開閉制御する循環弁開閉制御手段とが設けられており、
   前記循環弁開閉制御手段は、前記気液混合手段への液体の供給を開始し、かつ前記オゾン発生手段によるオゾン発生の開始に伴うオゾン液生成開始時に、
   前記下限液位検出手段により前記気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位以上であることが検出されたときには、前記循環弁を閉状態にする一方、
   上記下限液位検出手段により上記気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されたときには、上記循環弁を開状態にすることを特徴とするオゾン液生成装置。
2. オゾンガスを発生するオゾン発生手段と、上記オゾンガスと液体とを混合する気液混合手段と、上記気液混合手段にて混合された気液混合液を貯留し気液分離する気液分離手段と、上記オゾン発生手段と上記気液混合手段と上記気液分離手段との間で気体を循環させる気体循環経路と、上記気体循環経路内に空気を外部から吸入する外気吸入手段とを備えたオゾン液生成装置において、
   上記気液分離手段の内部の液位が、設定された下限液位以上であるか否かを検出する下限液位検出手段と、上記気体循環経路の開閉が可能な循環弁と、上記下限液位検出手段による上記気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位以上であるか否かの検出に応じて、上記循環弁を開閉制御する循環弁開閉制御手段とが設けられており、
   前記循環弁開閉制御手段は、前記気液混合手段への液体の供給を継続した状態での前記オゾン発生手段によるオゾン発生の停止に伴うオゾン液生成停止移行時に、
   前記下限液位検出手段により前記気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位以上であることが検出されたときには、前記循環弁を閉状態にする一方、
   上記下限液位検出手段により上記気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されたときには、上記循環弁を閉状態にするか又は該循環弁の閉状態を維持すると共に、前記気液混合手段への液体の供給を停止することを特徴とするオゾン液生成装置。
3. 前記循環弁開閉制御手段は、前記気液混合手段への液体の供給を継続した状態での前記オゾン発生手段によるオゾン発生の停止に伴うオゾン液生成停止移行時に、
   前記下限液位検出手段により前記気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位以上であることが検出されたときには、前記循環弁を閉状態にする一方、
   上記下限液位検出手段により上記気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されたときには、上記循環弁を閉状態にするか又は該循環弁の閉状態を維持すると共に、前記気液混合手段への液体の供給を停止することを特徴とする請求項１記載のオゾン液生成装置。
4. 前記循環弁開閉制御手段は、前記オゾン発生手段によるオゾン発生の停止に伴うオゾン液生成停止移行時に、
   前記下限液位検出手段により前記気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位以上であることが検出されたときには、上記下限液位検出手段により上記気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されるまで、前記循環弁の閉開動作を複数回行わせることを特徴とする請求項２又は３記載のオゾン液生成装置。
5. オゾンガスを発生するオゾン発生手段と、上記オゾンガスと液体とを混合する気液混合手段と、上記気液混合手段にて混合された気液混合液を貯留し気液分離する気液分離手段と、上記オゾン発生手段と上記気液混合手段と上記気液分離手段との間で気体を循環させる気体循環経路と、上記気体循環経路内に空気を外部から吸入する外気吸入手段とを備えたオゾン液生成装置において、
   上記気液分離手段の内部の液位が、設定された下限液位以上であるか否かを検出する下限液位検出手段と、上記気体循環経路の開閉が可能な循環弁と、上記下限液位検出手段による上記気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位以上であるか否かの検出に応じて、上記循環弁を開閉制御する循環弁開閉制御手段とが設けられており、
   前記気液分離手段の内部の液位が、設定された上限液位以上であるか否かを検出する上限液位検出手段がさらに備えられており、
   前記循環弁開閉制御手段は、上記上限液位検出手段により上記気液分離手段の内部の液位が設定された上限液位以上であることが検出されたときには、前記下限液位検出手段により上記気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されるまで、上記循環弁を閉じるように制御することを特徴とするオゾン液生成装置。
6. 前記気液分離手段の内部の液位が、設定された上限液位以上であるか否かを検出する上限液位検出手段がさらに備えられており、
   前記循環弁開閉制御手段は、上記上限液位検出手段により上記気液分離手段の内部の液位が設定された上限液位以上であることが検出されたときには、前記下限液位検出手段により上記気液分離手段の内部の液位が設定された下限液位よりも低いことが検出されるまで、上記循環弁を閉じるように制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のオゾン液生成装置。
7. 前記気液分離手段の内部における設定された上限液位を検出して、上記気液分離手段から前記オゾン発生手段への前記気体循環経路を塞ぐフロート弁を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のオゾン液生成装置。

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