JPH0724484A - オゾン水生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は均一な濃度のオゾン水を安定供給で
きるよう構成したオゾン水生成装置を提供することを目
的とする。 【構成】 オゾン水生成装置１は、酸素ガス発生部２
と、オゾン発生器３と、オゾン水生成部４とよりなる。
オゾン水生成部４は、オゾン発生器３により生成された
オゾンガスを水流に混入させるエジェクタ１３と、エジ
ェクタ１３から供給されたオゾン水に含まれている未溶
解オゾンガスを分離させる第１の気液分離槽１４と、さ
らに第１の気液分離槽１４で分離できなかった未溶解オ
ゾンガスを分離させる第２の気液分離槽１５と、よりな
る。オゾン水に含まれている余分な未溶解オゾンガス
は、第１の気液分離槽１４から第２の気液分離槽１５に
至る過程で分離され、オゾン水は溶解オゾンガスのみが
溶解した状態となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はオゾン水生成装置に係
り、特に均一な濃度のオゾン水を安定供給できるよう構
成したオゾン水生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば浄化設備のオゾン接触槽、魚介類
の養殖槽、水耕栽培の溶培槽等に用いられるオゾン水を
生成するオゾン水生成装置としては、気液分離槽内に挿
入された管路を介してオゾンガスが混入した水流を気液
分離槽内に供給し、余分な未溶解オゾンガスを気液分離
槽の上部空間に導いて回収する構成とされた装置があ
る。

【０００３】オゾン発生器より発生したオゾンガスは、
微細なオゾンガスの気泡となって水中に溶解することが
望ましい。従って、均一な濃度のオゾン水を安定供給す
るためには、未溶解オゾンガスを気液分離槽で分離させ
て上部空間に導いて回収する構成となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記構成の
オゾン水生成装置では、未溶解オゾンガスが混入した状
態のオゾン水が下流側に供給されてしまうことになる。
オゾン水濃度を高濃度に保つには、オゾンガスをオゾン
水に溶解させる必要がある。

【０００５】ところが、上記構成のオゾン水生成装置で
は、オゾン水に未溶解オゾンガスが混入してしまうた
め、オゾン水に含まれたオゾンガスが大気中に放出され
やすくなり、その結果オゾン水の濃度が低下したり、オ
ゾン水を使用する際に未溶解オゾンガスの気泡が吐出さ
れてしまうといった課題がある。

【０００６】そこで、本発明は上記課題を解決したオゾ
ン水生成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記請求項１の発明は、
オゾンガスを水流に混入させるオゾン混入手段と、該オ
ゾン混入手段からのオゾンガスが混入した水流を底部近
傍に供給して余分な未溶解オゾンガスを上部空間に導く
第１の気液分離槽と、該第１の気液分離槽からのオゾン
水が供給され、前記第１の気液分離槽で分離できなかっ
た未溶解オゾンガスを上部空間に導く第２の気液分離槽
と、前記第１の気液分離槽及び第２の気液分離槽の上部
に接続され、前記上部空間に導くかれたオゾンガスを外
部に排出する排出管路と、前記第２の気液分離槽の底部
近傍に接続され、前記第２の気液分離槽の底部よりオゾ
ン水を取り出す取出管路と、よりなることを特徴とす
る。

【０００８】又、請求項２の発明は、前記第１の気液分
離槽及び前記第２の気液分離槽が、一方が他方の内部に
挿入される２重構造とされ、前記第１の気液分離槽の上
端縁部から溢れたオゾン水が前記第２の気液分離槽内に
流入するよう構成したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記請求項１によれば、第１の気液分離槽で余
分な未溶解オゾンガスを上部空間に導いて回収した後、
さらに第１の気液分離槽で分離できなかった未溶解オゾ
ンガスを第２の気液分離槽で分離させて回収することに
より、オゾン水のオゾン濃度を均一に保つとともに未溶
解オゾンガスが含まれたオゾン水が供給されることがな
い。

【００１０】又、上記請求項２によれば、第１の気液分
離槽と前記第２の気液分離槽とが２重構造となるように
設けられているので、コンパクトな構成となる。

【００１１】

【実施例】図１及び図２に本発明になるオゾン水生成装
置の第１実施例を示す。

【００１２】両図中、オゾン水生成装置１は、大略、酸
素ガス発生部２と、オゾン発生器３と、オゾン水生成部
４とよりなる。上記酸素ガス発生部２は例えばＰＳＡ
（ Pressure Swing Adsorption )分離法により大気中よ
り高濃度の酸素を分離生成する。尚、上記ＰＳＡ分離法
以外の酸素供給手段を酸素ガス発生部２として用いても
よい。

【００１３】ここで、ＰＳＡ分離法を用いた場合の酸素
ガス発生部２の構成について説明する。

【００１４】酸素ガス発生部２は、大気中の空気を圧縮
する空気圧縮機５と、空気圧縮機５から供給された圧縮
空気を除湿するエアドライヤ６と、エアドライヤ６から
供給された圧縮空気を原料気体（空気は、窒素が７８
％、酸素が２６％、残りが他の成分である）として空気
中に含まれる酸素分子を分離生成する一対の吸着槽７，
８と、一対の吸着槽７，８より取り出された酸素ガスを
貯留するガス槽９とを有する。

【００１５】エアドライヤ６と一対の吸着槽７，８とを
接続する管路及び一対の吸着槽７，８とガス槽９とを接
続する管路には、電磁弁よりなるバルブＶ₁ 〜Ｖ₉ が配
設されている。又、吸着槽７，８には、分子ふるいカー
ボン製の吸着剤（図示せず）が充填されている。この分
子ふるいカーボンは、空気圧縮機５により圧縮された圧
縮空気が吸着槽７，８内に供給されて吸着槽７，８内が
加圧されると、圧縮空気中に含まれる酸素分子を吸着す
る。そして、吸着槽７，８内が加圧された後に減圧させ
ると、分子ふるいカーボンに吸着された酸素分子を取り
出せる。

【００１６】従って、上記各バルブＶ₁ 〜Ｖ₉ を開閉制
御することにより、吸着槽７，８は交互に昇圧工程（吸
着）、減圧工程（再生）、取出工程、均圧工程、還流工
程よりなる酸素生成サイクルを繰り返して酸素濃度がお
よそ９０％に濃縮された高濃度酸素ガスをガス槽９に供
給する。

【００１７】尚、上記吸着槽７，８においては、一方が
昇圧工程のとき、他方が減圧工程が行われるように一連
の酸素生成サイクルを１８０°ずらして交互に高濃度酸
素ガスが取り出されるように各バルブＶ₁ 〜Ｖ₉ は開閉
制御される。又、上記各工程毎のバルブＶ₁ 〜Ｖ₉ の開
閉制御は次のように行う。

【００１８】 昇圧工程のときは、バルブＶ₁ 又はＶ
₂ のみを開弁し、他のバルブを閉弁状態に保つ。これに
より、圧縮空気が吸着槽７又は８に供給される。

【００１９】 減圧工程のときは、バルブＶ₃ 又はＶ
₄ のみを開弁し、他のバルブを閉弁状態に保つ。これに
より、吸着槽７又は８内の窒素ガスが排気される。

【００２０】 取出工程のときは、バルブＶ₅ 又はＶ
₆ のみを開弁し、他のバルブを閉弁状態に保つ。これに
より、吸着槽７又は８内で分子ふるいカーボンに吸着さ
れた酸素分子が取り出されてガス槽９に供給される。

【００２１】 均圧工程のときは、バルブＶ₇ ，Ｖ₈
のみを開弁し、他のバルブを閉弁状態に保つ。これによ
り、吸着槽７又は８内の圧力が均一になる。

【００２２】 還流工程のときは、バルブＶ₇ 又はＶ
₈ とＶ₉ とを開弁し、他のバルブを閉弁状態に保つ。こ
れにより、ガス槽９内の酸素ガスが吸着槽７又は８内に
還流され、吸着槽７，８上部の酸素濃度を高める。

【００２３】上記構成とされた酸素ガス発生部２のガス
槽９は取出管路１０を介してオゾン発生器３と接続され
ている。この取出管路１０には、電磁弁よりなる取出用
弁１１と、ガス槽９からの酸素ガスを所定圧力に減圧す
る減圧弁１２とが配設されている。従って、取出用弁１
１が開弁されると、ガス槽９の酸素ガスは減圧弁１２に
より所定圧力に減圧されてオゾン発生器３に供給され
る。

【００２４】オゾン発生器３は例えば無声放電法により
オゾン（Ｏ₃ ）を発生させる構成であり、電極間に電圧
を印加して無声放電を生じさせてオゾン（Ｏ₃ ）を発生
させる。尚、オゾン発生器３には、上記酸素ガス発生部
２により生成された高濃度酸素ガスがガス槽９から供給
されるため、オゾンガスを連続的に生成することができ
る。

【００２５】オゾン水生成部４は、上記オゾン発生器３
により生成されたオゾンガスを水流に混入させるエジェ
クタ１３と、エジェクタ１３から供給されたオゾン水に
含まれている未溶解オゾンガスを分離させる第１の気液
分離槽１４と、第１の気液分離槽１４で分離することが
できなかった未溶解オゾンガスを分離させる第２の気液
分離槽１５と、よりなる。

【００２６】エジェクタ１３は内部の流路がテーパ状に
絞られており、流入口１３ａに接続された給水管路１６
より給水された水はエジェクタ１３内で加速される。
又、エジェクタ１３の中央部に設けられた分岐孔１３ｂ
にはオゾン発生器３から延在するオゾン供給管路１７が
接続されており、エジェクタ１３内で加速された水流に
よりオゾン供給管路１７を介して供給されたオゾンガス
がエジェクタ１３内の流路に吸引される。

【００２７】従って、オゾン発生器３から供給されたオ
ゾンガスは、エジェクタ１３内で加速された水流の吸引
力により吸引され、溶解オゾンガスとなって水流に混入
される。このようにしてオゾンガスが混入されたオゾン
水は、エジェクタ１３の吐出口１３ｃに接続されたオゾ
ン水供給管路１８を介して第１の気液分離槽１４の上部
から挿入された挿入パイプ１９に供給される。

【００２８】図２に示すように、第１の気液分離槽１４
は、円筒状の容器本体１４ａの底部に脚部１４ｂを設け
てなり、容器本体１４ａが直立した状態に支持される。
又、容器本体１４ａの上端には、上部開口を閉塞する蓋
１４ｃがボルトにより締結されている。

【００２９】上記挿入パイプ１９は下端部が蓋１４ｃの
中央に設けられた挿入孔１４ｄに挿通されて容器本体１
４ａの底部近傍に位置するように蓋１４ｃに固着されて
いる。又、蓋１４ｃには、オゾンガス回収管路２０が接
続される挿入孔１４ｆ、容器本体１４ａの上部側面に
は、第１の気液分離槽１４と第２の気液分離槽１５とを
連通するための取付孔１４ｅが設けられている。

【００３０】第２の気液分離槽１５も上記第１の気液分
離槽１４ほぼ同様な構成であり、円筒状の容器本体１５
ａの底部に脚部１５ｂを設けてなり、容器本体１５ａが
直立した状態に支持される。又、容器本体１５ａの上端
には、上部開口を閉塞する蓋１５ｃがボルトにより締結
されている。

【００３１】上記蓋１５ｃの中央に設けられた挿入孔１
５ｄには、オゾンガス回収管路２１が接続されている。
又、容器本体１５ａの上部側面には、第１の気液分離槽
１４と第２の気液分離槽１５とを連通するための取付孔
１５ｅが設けられている。又、容器本体１５ａの下部側
面には、第２の気液分離槽１５内よりオゾン水を取り出
すためのオゾン水取り出し孔１５ｆが設けられている。

【００３２】２２は連通管路で、一端が上記第１の気液
分離槽１４の取付孔１４ｅに接続され、他端が第２の気
液分離槽１５の取付孔１５ｅに接続されている。尚、第
１の気液分離槽１４及び第２の気液分離槽１５に貯留さ
れる水位は、連通管路２２より上方に位置するように貯
水量が設定されている。従って、第１の気液分離槽１４
に供給されたオゾン水は、この連通管路２２を通過して
第２の気液分離槽１５に流入する。

【００３３】又、第１の気液分離槽１４の蓋１４ｃに接
続されたオゾンガス回収管路２０及び第２の気液分離槽
１５の蓋１５ｃに接続されたオゾンガス回収管路２１
は、オゾン分解器２３に接続されている。このオゾン分
解器２３は、オゾンガス回収管路２０，２１より回収さ
れたオゾンガスを活性炭等により酸素ガスに分解して大
気中に放出する。

【００３４】尚、上記第２の気液分離槽１５のオゾン水
取り出し孔１５ｆには、取り出し管路２４が接続され、
取り出し管路２４にはオゾン水を下流へ圧送するポンプ
２５が配設されている。

【００３５】上記第１の気液分離槽１４は、円筒状の細
長形状に形成されて通路面積が挿入パイプ１９よりも充
分に大きいため、流速がかなり減速される。そのため、
挿入パイプ１９の下端開口より容器本体１４ａ内に供給
されたオゾン水が上方に流れる過程で、未溶解オゾンガ
スは、ゆっくりとしたオゾン水の流れよりも速く上昇す
ることになる。その結果、エジェクタ１３から供給され
たオゾン水に含まれている未溶解オゾンガスは、オゾン
水の流れから外れて連通管路２２より上方に位置する容
器本体１４ａ内の上部空間２６に至る。

【００３６】このようにして、オゾン水に含まれている
余分な未溶解オゾンガスは分離され、上部空間２６に連
通されたオゾンガス回収管路２０を通過してオゾン分解
器２３に送出される。

【００３７】さらに、連通管路２２を通過して第２の気
液分離槽１５の上部に流入したオゾン水は、下部側面に
設けられたオゾン水取り出し孔１５ｆに向かって下方に
流れる。第２の気液分離槽１５も上記第１の気液分離槽
１４と同様に、円筒状の細長形状に形成されて第２の気
液分離槽１５の通路面積が連通管路２２よりも充分に大
きいため、流速がかなり減速される。

【００３８】そのため、連通管路２２より容器本体１５
ａ内に供給されたオゾン水が下方に流れる過程で、未溶
解オゾンガスは、オゾン水の流れとは逆に上昇すること
になる。その結果、第１の気液分離槽１４から供給され
たオゾン水に含まれている余分な気泡は、オゾン水の流
れから外れて連通管路２２より上方に位置する容器本体
１５ａ内の上部空間２７に至る。

【００３９】このようにして、オゾン水に含まれている
余分な未溶解オゾンガスは分離され、上部空間２７に連
通されたオゾンガス回収管路２１を通過してオゾン分解
器２３に送出される。さらに、容器本体１５ａで余分な
未溶解オゾンガスが分離されたオゾン水は、オゾン水取
り出し孔１５ｆに接続された取り出し管路２４より流出
し、ポンプ２５により下流側に圧送される。

【００４０】従って、第２の気液分離槽１５から取り出
されたオゾン水は、不要な未溶解オゾンガスが分離さ
れ、溶解オゾンガスのみが溶解した状態となる。そのた
め、オゾン水のオゾン濃度が均一になるとともに、下流
側でオゾン水を使用する際に未溶解オゾンガスが大きな
泡となって吐出することがない。

【００４１】図３に本発明の第２実施例を示す。

【００４２】同図中、オゾン水生成部３１は、上記オゾ
ン発生器３により生成されたオゾンガスを水流に混入さ
せるエジェクタ１３と、エジェクタ１３から供給された
オゾン水に含まれている未溶解オゾンガスを分離させる
気液分離器３２とよりなる。

【００４３】この気液分離器３２は、第１の気液分離槽
３３が第２の気液分離槽３４の内部に挿入された２重構
造となっており、上記第１実施例のように２個の気液分
離槽を別個に設けるよりもコンパクトな構成することが
できる。第１の気液分離槽３３及び第２の気液分離槽３
４は、容器本体３６の内部が小径で円筒状に形成された
仕切り壁３７により画成され、仕切り壁３７の内側が第
１の気液分離槽３３となり、仕切り壁３７の外側が第２
の気液分離槽３４となる。

【００４４】第１の気液分離槽３３及び第２の気液分離
槽３４の底部は、底板３５により閉塞され、仕切り壁３
７は上端の位置が容器本体３６よりも低くくなってい
る。従って、第１の気液分離槽３３の上端縁部から溢れ
たオゾン水が第２の気液分離槽３４内に流入するように
構成されている。

【００４５】容器本体３６は下部に固着された脚部３８
により直立状態に支持され、上端縁部には蓋３９がボル
トにより締結されている。この蓋３９の中央には、上記
挿入パイプ１９が挿通される挿入孔３９ａが穿設されて
おり、挿入パイプ１９は下端部が第１の気液分離槽３３
の底部近傍に位置するように下方に延在している。又、
蓋３９には、オゾンガス回収管路４０が接続される挿入
孔３９ｂが穿設されている。さらに、容器本体３６の下
部側面には、取り出し管路２４が接続されるオゾン水取
り出し孔３６ａが設けられている。

【００４６】上記挿入パイプ１９の下端開口より第１の
気液分離槽３３内に供給されたオゾン水は、第１の気液
分離槽３３の通路面積が挿入パイプ１９よりも充分に大
きいため、減速される。そのため、第１の気液分離槽３
３内をオゾン水が上方に流れる過程で、未溶解オゾンガ
スは、オゾン水の流れよりも速く容器本体３６の上部空
間４１に上昇することになる。その結果、エジェクタ１
３から供給されたオゾン水に含まれている未溶解オゾン
ガスは、オゾン水から分離してオゾンガス回収管路４０
を通過してオゾン分解器２３に送出される。

【００４７】さらに、仕切り壁３７の上端より溢れたオ
ゾン水は、第２の気液分離槽３４に流入する。そして、
第２の気液分離槽３４に流入したオゾン水は、下部側面
に設けられたオゾン水取り出し孔３６ａに向かって下方
に流れる。

【００４８】又、第２の気液分離槽３４の通路面積が上
記第１の気液分離槽３３よりも大きいため、オゾン水が
の流速が減速される。そのため、第２の気液分離槽３４
を下方に流れる過程で、未溶解オゾンガスは、オゾン水
の流れとは逆に上昇することになる。その結果、第１の
気液分離槽３３で分離できなかった未溶解オゾンガス
は、第２の気液分離槽３４においてもオゾン水の流れに
逆らって上部空間４１に至る。

【００４９】さらに、上記第１の気液分離槽３３、第２
の気液分離槽３４を通過する過程で未溶解オゾンガスが
分離されたオゾン水は、オゾン水取り出し孔３６ａに接
続された取り出し管路２４より流出し、ポンプ２５によ
り下流側に圧送される。

【００５０】従って、第２の気液分離槽３４から取り出
されたオゾン水は、未溶解オゾンガスが分離されて溶解
オゾンガスのみが溶解した状態となり、例えば下流側で
オゾン水を使用する際に未溶解オゾンガスが大きな泡と
なって吐出することがなく、溶解オゾンガスのみが混入
されているため、オゾンガス濃度を高濃度に保つことが
できる。

【００５１】尚、上記第２実施例では、第１の気液分離
槽３３が第２の気液分離槽３４の内部に挿入された２重
構造として説明したが、これに限らず、第１の気液分離
槽３３の内部に第２の気液分離槽３４を設ける構成とし
ても良い。

【００５２】

【発明の効果】上述の如く、本発明の請求項１によれ
ば、第１の気液分離槽で余分な未溶解オゾンガスを上部
空間に導いて回収した後、さらに第１の気液分離槽で分
離できなかった未溶解オゾンガスを第２の気液分離槽で
分離させて回収することができるので、オゾン水のオゾ
ン濃度を均一に保つとともに未溶解オゾンガスが含まれ
たオゾン水が供給されることを防止することができる。

【００５３】又、上記請求項２によれば、第１の気液分
離槽と前記第２の気液分離槽とが２重構造となるように
設けられているので、コンパクトな構成とすることがで
きる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるオゾン水生成装置の第１実施例の
構成を示す概略構成図である。

【図２】図１に示す第１実施例のオゾン水生成部の構成
を説明するための縦断面図である。

【図３】本発明の第２実施例のオゾン水生成部の構成を
説明するための縦断面図である。

【符号の説明】

１ オゾン水生成装置 ２ 酸素ガス発生部 ３ オゾン発生器 ４，３１ オゾン水生成部 ５ 空気圧縮機 ６ エアドライヤ ７，８ 吸着槽 ９ ガス槽 １３ エジェクタ １４，３３ 第１の気液分離槽 １５，３４ 第２の気液分離槽 １９ 挿入パイプ ２０，２１，４０ オゾンガス回収管路 ２２ 連通管路 ２３ オゾン分解器 ２６，２７，４１ 上部空間 ３２ 気液分離器 ３４ 仕切り壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 元 神奈川県綾瀬市小園1116番地 トキコ株式 会社相模工場内 (72)発明者 松本 幸男 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内 (72)発明者 高岩 聡 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内 (72)発明者 増田 充利 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ技研株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オゾンガスを水流に混入させるオゾン混
   入手段と、 該オゾン混入手段からのオゾンガスが混入した水流を底
   部近傍に供給して余分な未溶解オゾンガスを上部空間に
   導く第１の気液分離槽と、 該第１の気液分離槽からのオゾン水が供給され、前記第
   １の気液分離槽で分離できなかった未溶解オゾンガスを
   上部空間に導く第２の気液分離槽と、 前記第１の気液分離槽及び第２の気液分離槽の上部に接
   続され、前記上部空間に導くかれたオゾンガスを外部に
   排出する排出管路と、 前記第２の気液分離槽の底部近傍に接続され、前記第２
   の気液分離槽の底部よりオゾン水を取り出す取出管路
   と、 よりなることを特徴とするオゾン水生成装置。
2. 【請求項２】 前記第１の気液分離槽及び前記第２の気
   液分離槽は、一方が他方の内部に挿入される２重構造と
   され、前記第１の気液分離槽の上端縁部から溢れたオゾ
   ン水が前記第２の気液分離槽内に流入するよう構成した
   ことを特徴とする請求項１のオゾン水生成装置。