JPH0661543B2 - オゾン水製造装置 - Google Patents

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。

一般にオゾン水製造装置は、オゾンガスと水との気液接
触を行う反応筒か、オゾンガスと水を混合するエジクタ
ー、ディフューザ等の混合筒を用い、水とオゾンガスと
を混合させてオゾンガスを水に溶解させた後に、オゾン
水から未溶解のオゾンガスを分解させるための気液分離
槽を備えている。

このように、オゾンガスの気液接触においては、排オゾ
ンガスの排出は避けられないので、排オゾンガスの処理
のため種々のオゾンキラーが用いられている。

すなわち、排オゾン処理方法として(イ)活性炭吸着法、
(ロ)熱分解法、(ハ)接触分解法、(ニ)土壌分解法等が目的
に応じてオゾンキラーとして用いられている。

従来のオゾン水製造装置は、反応筒あるいは気液分解槽
からの排オゾンガスを直接上記方法に基づくオゾンキラ
ーに導いて排オゾンガスを分解無害化し、系外へ排出し
ている。

この方法によれば、オゾンガスは水と直接接触している
間に、水の中へ溶解し、未溶解のオゾンガスは、排オゾ
ンガスとして、排オゾンガス処理装置すなわちオゾンキ
ラーへ導かれる。

この時、排オゾンガスは通常飽和水蒸気の状態でオゾン
キラーへ導かれるが、排オゾンガスの流速が速い場合に
は、水の粒子を排オゾンガスが巻き込んで、全体的に水
分量の多い排オゾンガスとしてオゾンキラーへ導かれる
ので、上記排オゾンガス中に含まれている水分がオゾン
キラーの性能を低下させたり、寿命を短くしている。

すなわち、(イ)活性炭吸着法では、水分の増加に併な
い、オゾンガスの分解性能が劣化する。

(ロ)熱分解法では、排オゾンガスの温度を高温に加熱し
て分解しており、水分の増加に併ないオゾンガスの温度
が低下するので、オゾンガスの分解性能が劣化する。

(ハ)触媒分解法では、オゾンガスの分解反応時に発熱
し、触媒が活性化してオゾンガスの分解速度が早くなる
のに対して、水分が多いと発熱反応が減少され、分解性
能が低下する。

いずれの場合も、オゾンガスに水分が多く含まれるとオ
ゾンキラーのオゾン分解性能が低下し、オゾンキラーか
ら排出されるガスのオゾン濃度を環境基準以下に保持す
るためには、排オゾンガスに含まれる水分の量を考慮し
た能力のオゾンキラーの性能が必要となり、極めて大掛
かりなオゾンキラーを備えなければならないので、全体
のオゾン水製造装置も大きなものとなるという問題点が
あった。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の方法は、いずれもオゾンキラーからの排ガスを環
境基準以下のオゾン濃度に分解して排出することはでき
るが、そのオゾン分解装置は大型で高価なものとなる。

排オゾンガスの水分を除去する方法としては、吸着剤に
水分を吸収させる方法が一般的であるが、この方法によ
ると、吸収剤を定期的に交換する必要がある。

また、冷凍機を用い排オゾンガスを冷却して除湿するこ
とができるが、この場合、冷凍機そのものが大型であ
り、全体の除湿器は大掛かりな装置となり高価なものと
なる。

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、オゾンガスと水とを接触させた後
に、排出される排オゾンガスに含まれる水分量を減らす
ための除湿器として、ペルチェ素子を用いた除湿器を用
い、オゾンキラーの性能を低下させることがなく、小型
のオゾンキラーを用いたコンパクトなオゾン水製造装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 即ち、本発明はオゾンガスを得るためのオゾナイザ(3)
と、オゾンガスを水に溶解させるための反応筒(2)と、
水の供給管路と、生成したオゾン水を放出するためのオ
ゾン水放出路と、排オゾンガスを分解無害化するために
オゾンキラー(11)を備えたオゾン水製造装置において、
第１図に示すように排オゾンガスが反応筒(2)からオゾ
ンキラー(11)へ導かれる管路の途中に、ペルチェ素子を
用いた除湿器(36)を設けた構成のものである。

また、本発明は前記反応筒(2)の代わりに水とオゾンガ
スの混合のための混合筒(45)と未溶解のオゾンガスを分
離するための気液分離槽(46)を設けたオゾン水製造装置
において、第３図に示すように、排オゾンガスが気液分
離槽(46)から、オゾンキラー(11)へ導かれる管路の途中
に、ペルチェ素子を用いた除湿器(36)を設ける構成のも
のである。

［作用］ 本発明によるオゾン水製造装置においては、反応筒(2)
でオゾンガスと水とが接触し、オゾンガスが水へ溶解し
オゾン水となる。未溶解のオゾンガスは通常の場合飽和
水蒸気を併って反応筒からペルチェ素子を用いた除湿器
へ導かれる。除湿器内の管路は、ペルチェ素子の作用に
よって、０〜３℃の温度に保たれているので、排オゾン
ガスが冷却されて、水蒸気が除湿器内の管路の内壁に結
露し、水滴となって、管路の下部に落下する。この水滴
は、オゾン濃度の高いオゾン水であり、反応筒に導くこ
とによって再利用できる。

ペルチェ素子を用いた除湿器を備えることによって、排
オゾンガス中の水分の影響で生じていたオゾンキラーの
性能の低下がなくなり、オゾンキラーが小型になるとと
もに寿命が長くなるので、オゾン水製造装置をコンパク
トなものにすることができる。

［実施例］ 以下、図面により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。

第１図は本発明によるオゾン水製造装置の全体構成を示
す一実施態様のシステム図であり、第２図(a)、(b)及び
(c)は本発明におけるペルチェ素子を用いた除湿器の基
本的な構造を示すものであり、第２図(a)はその平面
図、第２図(b)は正面図、第２図(c)は第２図(b)のＡ−
Ａ′断面図である。また、第３図は本発明の他の実施態
様を示すものである。

第１図において、オゾン水製造装置を構成する１個のユ
ニット部(1)のほぼ中央位置には、オゾンガスをオゾン
水に変換するための反応筒(2)が設けられており、この
反応筒(2)内には、オゾンナイザ(3)からのオゾンガスを
オゾンガス通路(4)を介して放出する散気球(5)が設けら
れ、その上部位置には、水を反応筒(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パイ
プ(7)が設けられている。

前記反応筒(2)の下部には、反応筒(2)内でオゾンガスと
噴霧水とを接触反応させて得られるオゾン水を反応筒
(2)外へ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反応で余ったオゾン
ガスを反応筒(2)外へ追放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。

また、追放される排オゾンガスに含まれる水分を除去す
るためのペルチェ素子を用いた除湿器(36)を一端に設け
た排オゾン通路(12)が前記反応筒(2)の上面に設けられ
ている。

さらに、前記除湿器(36)の下部には排オゾンガス中の水
分が冷やされて水滴になった水が前記反応筒(2)にもど
るよう水滴回収管路(37)が設けられている。

さらに、追放された排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(38)が
前記除湿器(36)の上面に設けられている。

前記噴霧ノズル取付パイプ(7)には、水道の蛇口（図示
せず）に接続されている給水管(13)から給水通路(14)を
通してオゾン水を造るための水が供給され、前記噴霧ノ
ズル取付けパイプに接続された一液用ノズル(6)を介し
て反応筒(2)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。

給水電磁弁(15)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)に供給する純水を造るための純水製造装置
(18)に供給され、純水製造装置(18)で造られた純水は純
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球(5)を設けたオゾンガス通路(4)
を通して反応筒(2)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
る純水製造用給水電磁弁(20)が設けられている。この純
水製造用電磁弁(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(21)
から電気分解に必要な電気がオゾナイザ(3)に供給され
る。前記反応筒(2)の下部に設けられたオゾン水放出路
(8)に接続された液体ポンプ(22)は、オゾン水放出電磁
弁(23)を有するオゾン水放出通路(24)を介して蛇口(25)
から放出される。また、ユニット部(1)に設けられたス
イッチ(26)の出力信号はコントローラ(16)に入力されて
いる。

前記オゾン水放出電磁弁(23)は前記コントローラ(16)に
よって駆動制御されるように構成されている。

前記反応筒(2)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(27)が設けられて
おり、水位計(27)としては例えば磁気センサと水位の変
化に併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る。水位計(2
7)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)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。

前記除湿器(36)には、ペルチェ素子を用いた冷却管路が
備わっており、その冷却管路内で水滴が凍結しないよう
に、０〜３℃の温度に保つようにするために、温度セン
サ(29)が設けられている。さらに、前記除湿器(36)に
は、ペルチェ素子への電力を供給するための除湿器用電
源(35)が接続され、前記除湿器用電源(35)はコントロー
ラ(16)からの信号によって作動する構成になっている。

第２図(a)、(b)及び(c)に前記ペルチェ素子を用いた除
湿器の基本的な構造を示す。冷却管路(40)はブロック状
の材料の内部に管路が設けられたものであり、この材料
にはオゾン水に対して耐食性があり、しかも熱伝導の高
いもの例えばＴｉなどが用いられる。熱は冷却管路(40)
から、ペルチェ素子(39)を介して冷却フィン(41)へ伝達
される。冷却フィン(41)は冷却ファン(42)によって冷却
され、熱は大気中へ放出される。この原理について述べ
ると、即ち、ペルチェ素子に直流電力を与えると素子の
表面の一方が冷却され、他方が加熱される。加熱される
側にフィンを取り付け外部のファンで熱を奪うと、冷却
面の熱が移動し、冷却面は更に冷却される。従って、ペ
ルチェ素子の冷却面にガス冷却管路を取り付ければ、ガ
ス冷却管路が冷却される。これによりガス中の水分が管
内壁に結露し、ガス中の水分が除去される。

本発明によるオゾン水製造装置は上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)を電源（図示せず）に接続してス
イッチをオンにすると、給水管(13)からの水は純水製造
用電磁弁(20)の開閉により純水製造用給水通路(17)を介
して純水製造装置(18)に供給され、この純水製造装置(1
8)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(3)に供給され、同時にオゾナイザ電源(21)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)からのオゾンガスは散気球(5)を介して反応筒(2)内
に放出される。この状態で、スイッチ(26)をオンにする
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)が開弁し、給水管(13)からの水は噴
霧ノズル取付パイプ(7)を通り一液用ノズル(6)を介して
反応筒(2)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(22)、オゾン水放出電磁弁(2
3)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)から放出される。

オゾン水の放出時間はコントローラ(16)の制御回路のプ
ログラムによって給水電磁弁(15)、液体ポンプ(22)、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に
は、プログラムを選択することによりスイッチの信号が
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。また、所定量のオゾン水を生成後に反応筒(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(2)内へ送り込ま
れる空気によって反応筒(2)内から排オゾン通路(12)を
介して除湿器(36)に送り出される。通常、除湿器内の管
路は０〜３℃に冷却されているので、排オゾンガスが冷
却されて、排オゾンガスに含まれている水分を管路の内
壁に結露させることにより、乾燥された排オゾンガスが
排オゾンガス通路Ｂ(38)を介してオゾンキラー(11)に送
出され、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(2)内のオゾンガス濃
度が許容値に保持される。

前記除湿器(36)の管路の内壁に結露した排オゾンガス中
に含まれていた水分は、管壁をつたい除湿器下部に設け
られた水滴回収管路(37)を介し、反応筒(2)内にもどさ
れる。

第３図は、放電式オゾナイザを用いた時によく使われて
いる混合筒(45)と気液分離槽(46)を用いたフローであ
る。

オゾナイザ(3)からのオゾンガスは、エジクターあるい
はスタティックミキサ等の反応筒(45)で水と混合される
が、未溶解のオゾンガスは気液分離槽(46)で分離される
ため排オゾンガスには水分が含まれている。従って、ペ
ルチェ素子を用いた除湿器(36)で水分を除湿しオゾンキ
ラーに導かれ分解無害化して系外に排出されるシステム
となっている。

［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オゾンガ
スと水と反応させ、オゾン水を生成する装置において、
排オゾンガスには常に飽和水蒸気が含まれており、さら
に排オゾンガスの流速が速い場合には、水滴を併うこと
がある。この場合、排オゾンガスを分解無害化するオゾ
ンキラーの性能を著しく低下することになるが、ペルチ
ェ素子を用いた除湿器を管路に設けているので、排オゾ
ンガス中の水分を連続的に除去できるため、オゾンキラ
ーの性能を低下することなく使用できる。従って、オゾ
ンキラーが小型になるとともに寿命も長くなるので、オ
ゾン水製造装置全体を小型のユニットにすることができ
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(a)は本発明のペルチェ素子を用いた除湿器
の基本的な構成の平面図であり、第２図(b)は第２図(a)
に示す装置の正面図であり、第２図(c)は第２図(b)のＡ
−Ａ′断面図であり、第３図は本発明の他の実施態様を
示すフロー図である。 図中：１……ユニット部、２……反応筒、３……オゾナ
イザ、４……オゾンガス通路、５……散気球、６……一
液用ノズル、７……噴霧ノズル取付パイプ、８……オゾ
ン水放出路、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、13……給水
管、14……給水通路、15……給水電磁弁、16……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、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、28……電源コー
ド、29……温度センサ、35……除湿器用電源、36……除
湿器、37……水滴回収管路、38……排オゾンガス通路
Ｂ、39……ペルチェ素子、40……冷却管路、41……冷却
フィン、42……冷却ファン、45……混合筒、46……気液
分離槽。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オゾンガスを得るためのオゾナイザと、オ
   ゾンガスを水に溶解させるための反応筒と、水の供給管
   路と、生成したオゾン水を放出するためのオゾン水放出
   路と、排オゾンガスを分解無害化するためのオゾンキラ
   ーを備えたオゾン水製造装置において、排オゾンガス
   が、反応筒からオゾンキラーへ導かれる管路の途中に、
   ペルチェ素子を用いた除湿器を設けたことを特徴とする
   オゾン水製造装置。
2. 【請求項２】水とオゾンガスの混合のための混合筒と、
   未溶解のオゾンガスを分解するための気液分離槽を設け
   たオゾン水製造装置において、排オゾンガスが、気液分
   離槽から、オゾンキラーへ導かれる管路の途中に、ペル
   チェ素子を用いた除湿器を設けたことを特徴とするオゾ
   ン水製造装置。