JPH03254890A - オゾン水製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はオゾン殺菌、オゾン漂白、脱臭等に使用される
オゾン水を供給するためのオゾン水製造装置に関する。

〔従来の技術〕

オゾンは実用的な物質としては、フッ素に次ぐ酸化力を
有しており、且つ反応後の生成物が無害な酸素であるた
めオゾンを水中に溶解させ、オゾン水として酸化や漂白
など広い用途に用いられている。

従来のオゾン水製造装置は散気味または散気板を用いて
オゾンガスを水中に吹き込み、気泡を分散させることか
らなる散気板型オゾン接触塔を使用する方法である。

この方法によれば、オゾンガスと水との接触面積を比較
的大きくとれ、簡単にオゾン水を得ることができるが、
オゾンガスの気泡が浮上した後はオゾンガスと水との接
触が断たれるため接触時間が非常に短く、オゾンガスは
充分に溶けず、高濃度のオゾン水を短時間に得ることは
できない。

この欠点を改善する方法として、飲料水製造におけるオ
ゾンの利用法「ビバリッジ・ジャパンＮｏ。

４５＜１９８５）　Ｊには、水中タービン法、循環プロ
ペラ法、高速接触型タービン法、複合エジェクター法、
超音波デイスパージャ−法等が開示されており、それら
を用いたオゾン水製造装置が製造されている。

例えば、特公昭６０−１２９６２号公報には、酸素をオ
ゾナイザにより、オゾン化し、そのオゾンガスを吸着剤
に吸着させた後、ポンプによりそのオゾンガスを吸引し
て水に溶解させるようにしたオゾン水製造装置が示され
ている。

更に、実開昭６１−１２５３９９号公報には、オゾナイ
ザによって生成されたオゾンガスを水タンク内の水中に
噴出させ、その水に溶は込ませるようにしたオゾン水供
給装置が開示されている。

更に、特開昭８３−１６６４９３号公報にはオゾンガス
を混合室に圧送し、微粒子化した水と接触させてオゾン
水を得る装置が開示されているが、これによるとオゾン
ガスを圧送する手段が必要であり、大掛かりな装置が必
要となる欠点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の方法は、いずれも短時間に高濃度のオゾン水を得
ることはできるが、オゾン反応筒は高価で、大型のもの
が必要となる。

一般にオゾンガスを水に溶解する場合、溶解律則から、
オゾン濃度の高い方が、早く高濃度に達し易いので、高
濃度のオゾンガス発生装置を用いることが好ましい。

この場合、投入エネルギーに対するオゾンガス発生量は
、はぼ一定となるので、高濃度のオゾンガス発生装置は
ど、発生ガス量は少なくなり、多量の発生ガス量を必要
とする前述の方法を用いると、溶解効率が低下する。

また、前述の方法は、いずれも多量の水にオゾンガスを
混入するため、未溶解オゾンガスの気泡が含まれている
ので、使用時にオゾン水からオゾンガスが放出される。

従って、使用時のオゾン水から放散されるオゾンガスを
減するためには、ガス分離槽が必須となり、装置が大型
になる。

例えば、前述の特公昭６０−１２９６２号公報には酸素
をオゾナイザによりオゾン化し、得られたオゾンガスを
吸着剤に吸着させた後、ポンプにより該オゾンガスを吸
引して水に溶解させるようにしたオゾン水製造装置が示
されているが、得られたオゾン水はバルブの漂白等の化
学プラントにおける酸化剤として用いられるものであり
、極めて濃度の高いオゾン水が得られる代わり、その装
置は極めて大掛かりなものとなる。

また、前述の実開昭６１−１２５３９９号公報には、オ
ゾナイザによって生成されたオゾンガスを水タンク内の
水中に噴出させ、その水に溶は込ませるようにしたオゾ
ン水供給装置が示されているが、そのオゾンガスは水タ
ンク内の水を殺菌する程度の低い濃度に過ぎず、高濃度
のオゾン水を得ることはできない。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされた
もので、その目的は特に純水を電気分解して得られたオ
ゾンガスを反応筒内に放出充満させ、この反応筒内に噴
霧水を放出してオゾンガスと接触溶解させてオゾン水を
得、このオゾン水をスイッチのオン、オフによって所望
の量のオゾン水を蛇口から放出することのできるオゾン
水製造装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、本発明は反応筒と、反応筒に設けられた噴霧ノズ
ルと、後のオゾン反応筒からの未溶解オゾンガスを前記
反応筒内に放出する散気具と、得られたオゾン水を放出
する液体ポンプを備えてなる第１オゾン反応筒、並びに
反応筒と、反応筒に設けられた噴霧ノズルと、水を電気
分解してオゾンガスを得るためのオゾナイザと、オゾナ
イザからのオゾンガスを前記反応筒内に放出する散気具
と、得られたオゾン水を放出する液体ポンプを備えてな
る少なくとも１個のオゾン反応筒を備えてなり、オゾン
水の流れが直列になるように前記第１オゾン反応筒の次
に順次オゾン反応筒を直列に接続したことを特徴とする
オゾン水製造装置に係る。

更に、本発明は反応筒と、反応筒に設けられた噴霧ノズ
ルと、後のオゾン反応筒からの未溶解オゾンガスを前記
反応筒内に放出する散気具と、得られたオゾン水を放出
する液体ポンプを備えてなる第１オゾン反応筒、並びに
反応筒と、反応筒に設けられた噴霧ノズルと、水を電気
分解してオゾンガスを得るためのオゾナイザと、オゾナ
イザからのオゾンガスを前記反応筒内に放出する散気具
と、得られたオゾン水を放出する液体ポンプを備えてな
る２個以上のオゾン反応筒を備えてなり、オゾン水の流
れが直列になるように前記第１オゾン反応筒の次に２個
以上のオゾン反応筒をそれぞれ接続したことを特徴とす
るオゾン水製造装置に係る。

また、本発明のオゾン水製造装置は、２個以上の反応筒
内に空気を送り込むためのエアーポンプと、前記反応筒
の上部に接続し、オゾンガスを分解無害化するオゾンキ
ラーとを備え、前記反応筒内に残留した残余オゾンガス
を前記エアーポンプからの空気によって前記オゾンキラ
ーに送り、オゾンガスを分解無害化後、系外へ放出する
ように構成とすることができる。

〔作用〕

本発明によるオゾン水製造装置においては、オゾンガス
を充満させた反応筒に多量の噴霧水を一液用ノズルから
供給するため、オゾンガスと水との接触面積が大きくと
れ、オゾン水生成効率が著しく増大する。

即ち、オゾン水の流れが直列になるように２段以上のオ
ゾン反応筒を直列に接続しているので、給水された水は
最初の反応筒でオゾンガスと接触した上、次の反応筒で
再びオゾンガスと接触する。

直列に接続している反応筒に順次流れてオゾンガスと接
触したあと、高濃度のオゾン水として放出される。

一方、オゾンガスは、直列に接続された２段以上の反応
筒の中で、オゾン水の流れ方向の最後段の反応筒に入り
、オゾン水と接触する。この反応筒で水と接触したオゾ
ンガスの内、未溶解の残存オゾンガスは、この反応筒に
接続されている排オゾン通路を通り前段の反応筒に導か
れ水またはオゾン水と接触するので、１個の反応筒より
ガスと水との接触の回数が多くなる。よって、１個の反
応筒に比べて、高濃度のオゾン水が連続に得られる。

〔実施例〕

以下、図面と共に本発明によるオゾン水製造装置の好適
な実施例を説明する。

図面は、本発明によるオゾン水製造装置の一実施！ｆ５
様を示すもので、第１図はその全体構成を示すシステム
図であり、第２図はそのオゾン水製造装置に用いられて
いるコントローラのブロック図である。また、第３図は
本発明の他の実施態様を示すものであり、第４図は本発
明の更に他の実施態様を示すものである。

第１図において、符号（１）で示されているものは高濃
度オゾン水製造装置を構成する１個のユニット部であり
、このユニット部り１）内には、オゾンガスをオゾン水
に変換するための反応筒Ａ（２）と反応筒Ｂ　（３５）
が設けられており、この反応筒Ａ（２）内には、オゾナ
イザ（３）からのオゾンガスをオゾンガス通路Ａ（４）
を介して放出する散気具（５）が設けられ、その上部位
置には、水を反応筒Ａ（２）内に噴霧するための一液用
ノズル（６〉を取り付けた噴霧ノズル取付バイブ（７）
が設けられている。

同様に、反応筒Ｂ　（３５）内には、反応筒Ａ（２）で
未溶解のオゾンガスを反応筒Ａ（２）の上部に取り付け
られた排オゾン通路Ａ　（１２）およびオゾンガス通路
Ｂ（３６）を介して放出する散気具（３７）が設けられ
、その上部位置には、水を反応筒Ｂ　（３５）内に噴霧
するための一液相ノズル（３８）を取り付けた噴霧ノズ
ル取付パイプ（３９）が設けられている。

また、前記反応筒Ｂ　（３５）の下部には、反応ｆＩＢ
（３５）内でオゾンガスと噴霧水とを接触溶解させて得
られるオゾン水を反応筒Ｂ　（３５）外に放出するため
のオゾン水放出路（４１）が設けられていると共に、残
余オゾンガスを分解無害化するオゾンキラー（１１）を
一端に設けた排オゾンガス通路Ｂ　（４０）が前記反応
筒Ｂ　（３５）の上面に設けられている。

一方、前記反応筒Ａ（２）の下部には、反応筒Ａ（２）
内でオゾンガスと噴霧水とを接触溶解させて得られるオ
ゾン水を反応筒Ａ（２）外に放出するためのオゾン水放
出路（８）が設けられると共に、オゾンガスと噴霧水と
の接触溶解で余ったオゾンガスを反応筒Ａ（２）および
反応筒Ｂ　（３５）外に放出するために一端にエアーポ
ンプ（９）が設けられた空気通路（１０）が設けられて
いる。

前記反応筒Ｂ　（３５）の噴霧ノズル取付パイプ（３９
）には、水道の蛇口（図示せず）に接続されている給水
管（１３）から給水路（１４）を介して、オゾン水をつ
くるための水が供給され、前記噴霧ノズル取付パイプ（
３９）に接続された一液相ノズル（３８）を介して反応
筒Ｂ　（３５）内に噴霧水にして放出される。

また、この給水通路（１４）には、それを開閉する給水
電磁弁（１５）が設けられている。その給水電磁弁（１
５）はコントローラ（１６）によって駆動されるように
構成されている。

更に、前記給水管（１３）の水は、分岐して設けられた
純水製造用給水通路（１７）を介して純水を電気分解す
ることによってオゾンガスを発生するオゾナイザ（３）
に供給する純水をつくるための純水製造装置（１８）に
供給され、この純水製造装！　（１８）でつくられた純
水は、純水供給通路（１９）を介してオゾナイザ（３）
に供給され、純水を電気分解してオゾンガスを得る。

また、得られたオゾンガスは、一端に散気具（５）を設
けたオゾンガス通路（４）を通して反応筒Ａ（２）内に
放出される０反応筒Ａ（２）内に放出されたオゾンガス
は一液相ノズル（６）から噴霧された水に溶解するとと
もに未溶解のオゾンガスは、排オゾン通路Ａ　（１２）
を介し、一端に散気具（３７）を設けたオゾンガス通路
Ｂ　（３６）を介して反応筒Ｂ　（３５）内に放出され
る。

また、前記純水製造用給水通路（１７）には、それを開
閉する純水製造用電磁弁（２０）が設けられている。こ
の純水製造用給水電磁弁（２０）は、前記コントローラ
（１６）によって駆動されるように構成されている。更
に、オゾナイザ（３）に接続されたオゾナイザ電源（２
１）から電気分解に必要な電力がオゾナイザ（３）に供
給される。

前記反応筒Ｂ　（３５）の下に設けられたオゾン水放出
路（４１）に接続された液体ポンプＢ　（４２）は、オ
ゾン水を、反応筒電磁弁（４３）を有する噴霧ノズル取
付パイプ（７）を介して一液相ノズル（６）から反応筒
Ａ（２）に噴霧水として放出される。また、前記反応筒
Ａ（２）の下部に設けられたオゾン水放出Ｂ（８）に接
続された液体ポンプＡ　（２２）は、オゾン水をオゾン
水放出通路（２４）を介して蛇口（２５）がら放出され
る。また、ユニット部（１）に設けられたスイッチ（２
６）の出力信号は、コントローラ（１６）に入力されて
いる。前記反応筒電磁弁（４３）とオゾン水放出電磁弁
（２３）は前記コントローラ（１６）によって駆動され
るように構成されている。

前記反応筒Ａ（２）と反応筒Ｂ　（３５）にはオゾン水
の水位を測定し所定の水位に達した時に信号を発する水
位計Ａ　（２７）と水位計Ｂ　（４４）が設けられてお
り、これらの水位計は、例えば磁気センサと水位の変化
に伴って上下動する内部に磁石が取り付けられているフ
ロートとを組み合わせたものが用いられている。これら
の水位計の出力信号はコントローラ（１６）に送られ、
コントローラ（１６）の制御信号によって、給水電磁弁
（１５）や反応ＷＪ電磁弁（４３）を閉じる構成であり
、前記コントローラ（１６）には電源コード（２８）が
接続されている。

次に、第２図に示されるブロック図において、コントロ
ーラ（１６）には、マイクロコンピュータがらなる制御
回路（３０）と、その制御回路（３０）からの制御信号
により出力回路（３１）を介して制御されるリレー回路
（３２）とが設けられている。このリレー回路（３２）
は、電源を開閉するメインスイッチ（３３）と純水製造
用給水電磁弁（２０）、給水電磁弁（１５）、エアーポ
ンプ（９）、液体ポンプＡ　（２２）、オゾン水放出電
磁弁（２３）、液体ポンプＢ　（４２）、反応筒電磁弁
（４３）およびオゾナイザ電源（２１）を選択的に制御
する構成である。

前記制御回路（３０）には、センサ入力回路（３４）を
介してスイッチ（２６）および水位計Ａ　（２７）と水
位計Ｂ　（４４）の出力信号がそれぞれ入力されるよう
に構成されている。

本発明によるオゾン水製造装置は前述のような構成をも
つ。以下にその動作について説明する。

まず、電源コード（２８）を図示しない電源に接続して
メインスイッチ（３３）をオンすると、リレー回路（３
２）によって給水管（１３）からの水は純水製造用電磁
弁（２０）の開弁により純水製造用給水通路（１７）を
介して純水製造装置（１８）で製造された純水が純水供
給通路（１９）を介してオゾナイザク３）に供給され同
時にオゾナイザ電源（２］）からの給電によってオゾン
ガスが製造される。

このオゾナイザ（３）からのでシンガスは散気具（５）
を介してまず反応筒Ａ（２）内に放出され、反応筒Ａ（
２）内を充満した後に排オゾン通路Ａ　（１２）、オゾ
ンガス通路Ｂ　（３６）および散気具（３７）を介して
反応筒Ｂ　（３５）内に放出される。

この状態でスイッチ（２６）をオンすると、その信号に
基づいてコントローラ（１６）からの信号により、給水
電磁弁（１５）が開弁じ給水管（１３）からの水は噴霧
ノズル取付パイプ（３９）を通り、−液相ノズル（３８
）を介して反応筒Ｂ　（３５）内に噴霧水として放出さ
れオゾン水が生成される。そして、液体ポンプＢ　（４
２）、反応筒電磁弁（４３）が作動してオゾン水は噴霧
ノズル取付パイプ（７）を通り、−液相ノズル（６）を
介して反応筒Ａ（２）内に噴霧水として放出され再びオ
ゾンガスと接触し高濃度のオゾン水が生成される。そし
て液体ポンプＡ　（２２）、オゾン水放出電磁弁（２３
）が作動してオゾン水はオゾン水放出通路（２４）を介
して蛇口（２５）から放出させる。オゾン水の放出時間
はコントローラ（１６）の制御回路〈３０）のプログラ
ムによって給水電磁弁（１５）、液体ポンプＢ　（４２
）、反応筒電磁弁（４３）、液体ポンプＡ（２２）およ
びオゾン水放出電磁弁（２３）を制御することにより、
所定時間だけ放出された後停止される。

連続水が必要な場合はプログラムを選択することにより
スイッチ信号がオフになるまで一定濃度のオゾン水が連
続的に放出される。

オゾナイザ（３）から発生したオゾンガスは、反応筒Ａ
（２）内でまず低濃度のオゾン水と接触し、溶解し、高
濃度のオゾン水となる。また、未溶解のオゾンガスは、
反応筒Ｂ　（３５）内で水と接触し低濃度のオゾン水を
生成する。更に、未溶解のオゾンガスは排オゾン通路（
４０）を通りオゾンキラー（１１）で、分解無害化され
て放出される。

また、所定量のオゾン水を生成・放出後に反応筒Ａ（２
）内へ供給されるオゾンガスは、オゾン水の使用が一定
時間以上行われないままでいると、コントローラ（１６
）からの信号でエアーポンプ（９）が所定時間だけ作動
し、エアーポンプ（９）から空気通路（１０）を介して
反応筒Ａ（２）へ送り込まれる空気によって、反応筒Ａ
（２）内から排オゾン通路Ａ　（１２）とオゾンガス通
路Ｂ　（３６）を介して反応ＪＩＢ（３５）内へ送り込
まれた後、排オゾン通路Ｂ　（４０）を介してオゾンキ
ラー（１１〉に送付され、オゾンキラー　（１１）で分
解無害化されてから系外へ放出される。

これにより反応筒Ａ（２）内のオゾンガス濃度が許容値
に保持される。

第３図は、オゾナイザ（３）および反応筒Ａ（２）を複
数個用い、オゾン水の流れが直列になるように接続して
高濃度のオゾンガスとの接触回数を多くし、高濃度のオ
ゾン水を生成するためのフローである。この場合、大容
量のオゾナイザからオゾンガスを分岐して用いることも
可能である。

また、第４図はオゾナイザ〈３）および反応筒Ａ〈２）
を複数個用い、反応筒Ｂ　（３５）から複数個の反応筒
Ａ（２）に分岐し、濃度の異なる複数のオゾン濃度水を
生成するためのフローである。オゾン水の濃度はオゾナ
イザから放出するオゾンガスの量で調節する。この場合
も、大容量のオゾナイザからオゾンガスを分岐して用い
ることも可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば純水か
らオゾンガスを製造してそのオゾンガスと噴霧水を複数
回反応させ、オゾン水の濃度を高め、または所定の濃度
にするようにしているので、従来のものに比べて高濃度
、または異なる濃度のオゾン水が連続して得られる。ま
た、水は給水管から得られる給水でよいので、タンク等
を用いる必要はなく、水道水がある場所であれば何処で
も用いることがてきる。更に装置にはエアーポンプ、液
体ポンプ、オゾナイザの他電磁弁等の制御装置を設ける
だけでよいので、装置全体を小型の１ユニツトとするこ
とができる。そして、その装置には、給水管および電源
コードを接続するだけでよく、設置場所の自由度の大き
いオゾン水製造装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様を示すシステム構成図であ
り、第２図は本発明の一実施態様の制御系を示すブロッ
ク図であり、第３図は本発明の他の実施態様を示すフロ
ー図であり、第４図は本発明の更に他の実施態様を示す
フロー図である。 図中：１・・・ユニット部、２・・・反応筒Ａ、３・・
・オゾナイザ、４・・・オゾンガス通路Ａ、５・・・散
気具、６・・・−液相ノズル、７・・・噴霧ノズル取付
パイプ、９・エアーポンプ、１０・・空気通路、１１・
・・オゾンキラー、１２・・・排オゾン通路Ａ、１３・
・・給水管、１４・・給水通路、１５・給水電磁弁、１
６・・コントローラ、１７・・・純水製造用給水通路、
１８・・・純水製造装置、１９・・純水供給通路、２０
・・純水製造用給水電磁弁、２１オゾナイザ電源、２２
・・・液体ポンプＡ、２３・・・オゾン水放出電磁弁、
２４・・・オゾン水放出通路、２５・・蛇口、２６　　
スイッチ、２７・・・水位計Ａ、２８・・・電源コード
、３０・・制御回路、３１・・・出力回路、３２・・リ
レー回路、３３・・・メインスイッチ、３４・・センサ
入力回路、３５・・・反応筒Ｂ、３６・オゾンガス通路
Ｂ、３７・・・散気具、３８・・・−液相ノズル、３９
・・・噴霧ノズル取付パイプ、４０・・・排オゾンガス
通路、４１・・・オゾン水放出路、４２・・・液体ポン
プＢ、４３・・・反応筒電磁弁、４４・・・水位計Ｂ、
２′・反応筒、３′・・・オゾナイザ、５′・・・散気
具、６′・・・−液相ノズル、９′・・・エアーポンプ
、１２′・・・排オゾン通路、２２′・・・液体ポンプ
、２７′・・・水位計、４３′・反応筒電磁弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、反応筒と、反応筒に設けられた噴霧ノズルと、後の
   オゾン反応筒からの未溶解オゾンガスを前記反応筒内に
   放出する散気具と、得られたオゾン水を放出する液体ポ
   ンプを備えてなる第１オゾン反応筒、並びに反応筒と、
   反応筒に設けられた噴霧ノズルと、水を電気分解してオ
   ゾンガスを得るためのオゾナイザと、オゾナイザからの
   オゾンガスを前記反応筒内に放出する散気具と、得られ
   たオゾン水を放出する液体ポンプを備えてなる少なくと
   も１個のオゾン反応筒を備えてなり、オゾン水の流れが
   直列になるように前記第１オゾン反応筒の次に順次オゾ
   ン反応筒を直列に接続したことを特徴とするオゾン水製
   造装置。 ２、反応筒と、反応筒に設けられた噴霧ノズルと、後の
   オゾン反応筒からの未溶解オゾンガスを前記反応筒内に
   放出する散気具と、得られたオゾン水を放出する液体ポ
   ンプを備えてなる第１オゾン反応筒、並びに反応筒と、
   反応筒に設けられた噴霧ノズルと、水を電気分解してオ
   ゾンガスを得るためのオゾナイザと、オゾナイザからの
   オゾンガスを前記反応筒内に放出する散気具と、得られ
   たオゾン水を放出する液体ポンプを備えてなる２個以上
   のオゾン反応筒を備えてなり、オゾン水の流れが直列に
   なるように前記第１オゾン反応筒の次に２個以上のオゾ
   ン反応筒をそれぞれ接続したことを特徴とするオゾン水
   製造装置。３、反応筒内に空気を送り込むためのエアー
   ポンプと、前記反応筒の上部に接続し、オゾンガスを分
   解無害化するオゾンキラーとを備えてなる請求項１また
   は２記載のオゾン水製造装置。