JPH10263563A - オゾン水生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾン水生成のために領域的に大きなスペー
スを要する気液混合分離槽の存在は、装置自体の小型化
を実現する上で問題点があった。その利用分野、利用範
囲の拡大をねらう移動可能な簡易型オゾン水生成装置に
おいて、分離槽の小型化を図りながら、水道水中へのオ
ゾンガスの十分な溶解を実現し、高濃度のオゾン水の生
成に向けられたものである。 【解決手段】 円筒形の気液混合分離槽（１１）の底部
中心部には、全周面に噴出孔（１４）群を穿設せしめ、
その上端部を閉鎖した噴出パイプ（１５）を立設し、該
噴出パイプ（１５）には、水道水経路およびオゾンガス
経路を導入したエジエクター（３）と連結され、同槽天
井部からは天井部内に配されたデミスター（１８）を介
してオゾン分解器（２２）に通ずる排気パイプ（１９）
が、また同槽底部からは底部内に配された気液フィルタ
ー（１２）を介して散水管（２８）が延出している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はオゾン水生成装置
に関し、特に食品加工処理場などにあって、衛生面に特
に注意を必要とされる場所にて、その効果的な利用価値
が認められる水道水中に十分量のオゾンガスを効率よく
溶解せしめ得る、性能の高い移動可能な、作業性良好な
オゾン水の生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品類、特に魚介、食肉、生鮮野菜類の
加工処理場などにあっては、環境衛生面よりオゾンガス
を積極的に用いて、即ち加工処理場内をオゾン水を用い
て床面の清掃、食品類の洗浄化などによって、加工処理
場内の総合的な衛生管理が広く実行されている。

【０００３】より具体的に、水道水中にオゾンガスを溶
解せしめたオゾン水を床面、排水溝などに散布、流布す
ることにより、グリーストラップの排水能力の向上、室
内に充満しがちな悪臭を除去することができ、カビの発
生を阻止し、床面のヌメリや食中毒の原因となる加工処
理場内および周辺を効果的に殺菌、清掃、脱臭すること
ができるなど多方面に亘り、幾多の効果が期待できる。

【０００４】オゾン水生成装置の代表的なものは、例え
ば特開平７−２４４８４号公報に開示するように、乾燥
処理されたエアーを、オゾン発生機内に導入して、オゾ
ンガスとなし、このオゾンガスをエジエクターに導く。
一方必要に応じて濾過処理された水道水を同じく前記エ
ジエクターに導き、オゾンガスを水道水流中に一体化せ
しめた調整前のオゾン水を第一気液分離槽に導き、同分
離槽中を上昇する過程にて、オゾン水に含まれている未
溶解オゾンガスをオゾン水より分離せしめる。

【０００５】さらに第一気液分離槽で分離できなかった
未溶解オゾンガスを含むオゾン水を、第二気液分離槽に
導入し、同槽内にて上昇する過程にて、オゾン水中に溶
解することなく残された未溶解オゾンガスを第一分離槽
から第二分離槽に至る過程にてオゾン水より分離せしめ
るオゾン水生成装置がある。

【０００６】また、他のオゾン水生成装置として、例え
ば特開平８−１５５４７１号公報に開示するように、処
理槽中に満された必要に応じて濾過処理された水道水中
に、乾燥処理されたエアーをオゾン発生機にてオゾンガ
ス化し、これを処理槽の底部に設置した散気管を介し
て、オゾンガスを水中にてバブリングせしめ、オゾンガ
スの上昇の過程にて、オゾンガスの一部を溶解せしめ
て、オゾン水を生成せしめる一方、未溶解オゾンガスを
処理槽外にて、活性炭を充填せしめたオゾン分解器内に
導入し、余剰オゾンガスを大気ガス中に放散せしめるオ
ゾン水生成装置が広く用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】エジエクター内に導入
し、一体化したオゾンガスと水道水を気液分離槽に導入
し、同槽内にてオゾン水中にオゾンガスを混合溶解する
と同時に、オゾン水と未溶解オゾンガスを分離する前者
装置および気液分離槽中に満した水道水中に直接オゾン
ガスを注入バブリングすることにより、オゾンガスの一
部を水道水中に溶解せしめる後者装置は、水道水とオゾ
ンガスは共に自然流下の環境を主体としているため気液
分離槽は自然大形化し、また水道水中へのオゾンガスの
溶解速度は比較的ゆっくりしたものとなる。

【０００８】この点、本発明の比較的小型で、移動可能
な簡易型のオゾン水生成装置にあっては、余り大型の気
液分離槽を用いることもできず、ために自然小型な分離
槽にて迅速効率のよいオゾン水の生成が強く望まれる。

【０００９】この発明は、その主体部はエジエクター内
に導入した水道水とオゾンガスを気液混合分離槽内に導
入する過程にて、即ちその導入作業時、オゾンガスの一
層の細分化、さらにそれに続く分離槽内での水道水の攪
拌を伴う流動状態下にて、一段のオゾンガスの水道水中
への溶解の促進による、効率的な簡易型オゾン水生成装
置を提供することを目的とする。

【００１０】また人体に有害なオゾンガスを多段に亘っ
て細分化することによるミクロン単位の微細気泡化によ
るより一層の安全性の確保を他の目的とし、さらに、高
電圧放電部を主要部とするオゾン生成機への高圧時およ
び微圧時に発生する水流の逆流を阻止し、安全性の確保
と機器の損傷の確実な阻止を他の目的とし、またオゾン
水生成の中心部たる気液混合分離槽のオゾン水の所定水
位の検出信号にて、発生する未溶解オゾンガス中に含有
されたミストを分離槽中にて効率よく捕捉し、排出ガス
による機器の劣化阻止と共にオゾンガスの効果的な排出
分解を達成せしめることをさらに他の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】これら目的を達成するた
めに、この発明に係るオゾン水生成装置はつぎのような
構成を採用している。

【００１２】円筒形の気液混合分離槽にはオゾンガス経
路と水道水経路の両経路がエジクターを介して導入さ
れ、また同槽からはオゾン水経路と未溶解オゾンガス経
路が延出している。同槽の底部中心部からは上端部を閉
鎖し、全周面に亘って放射状に噴出孔群を穿設せしめた
噴出パイプが立設され、該パイプ下端部と一体化された
前記オゾンガスおよび水道水経路が連結されている。

【００１３】同槽の天井部よりオゾン分解器に達する未
溶解オゾンガス経路は同槽天井部内に配置されたデミス
ターを介して延出していることを特徴とする。また同槽
の底部より流出するオゾン水経路は、同槽底部に配置さ
れた気泡を捕捉するための気液フィルターを介して分離
槽より延出していることを特徴とする。

【００１４】水道水経路と一部にオゾン生成機を配して
なるオゾンガス経路との両経路を一体導入するエジエク
ターには、オゾン生成機への水道水の逆流を阻止するた
めの逆止弁および微圧逆止用電磁弁が併設されて、高価
でありかつ危険性を伴うオゾン生成機へのトラブルの発
生を抑止せしめている。

【００１５】オゾン分解器に延出する未溶解オゾンガス
排気用経路中には絞り弁および排気制御電磁弁が設置さ
れており、前記エジエクターに併設された逆止弁および
微圧逆止用電磁弁は共に気液混合分離槽のオゾン水の水
位検出のために設置された液面センサーが発する信号に
より各弁は作動するよう連繋されていることを特徴とし
ている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明を実施したオゾン
水生成装置の具体的実施例を図面を用いて説明する。図
１はこの発明に係るオゾン水生成装置の概略構成図であ
る。

【００１７】オゾンガスを水道水（以下、水道水という
表現中にはポンプ圧にてくみ上げられた井戸水、その他
の清水を含むものである）中に十分溶解混入せしめる作
業および水道水中に混入できなかった未溶解オゾンガス
とオゾン水との分離作業は主として気液混合分離槽にて
実施される。この気液混合分離槽（１１）への気液流入
経路として、水道水経路（Ａ）、オゾンガス経路（Ｂ）
があり、これら両経路（Ａ）（Ｂ）はエジエクター
（３）内に導入され、このエジエクター（３）を介し
て、分離槽（１１）内に両経路（Ａ）（Ｂ）は一体とな
って導入される。

【００１８】その後、槽（１１）内にて、水道水中にオ
ゾンガスは溶解混入されて、オゾン水経路（Ｃ）とし
て、またオゾン水中に溶解されずに残された未溶解オゾ
ンガスは未溶解オゾンガス経路（Ｄ）として、それぞれ
槽（１１）外に排出される。

【００１９】先づ、水道水経路（Ａ）を形成する水道の
蛇口（１）とエジエクター（３）の中間部には、水道水
の供給量を制御するための水圧計（給水圧力センサー）
（２）が設置されている。

【００２０】つぎに、オゾンガス経路（Ｂ）にあって
は、経路（Ｂ）のエアー導入端部にシリカゲルなどの除
湿剤を内蔵した乾燥筒（５）を配し、同筒（５）内に吸
送気用コンプレッサー（６）を介してエアーを導入す
る。

【００２１】乾燥筒（５）内を流下する過程にて、乾燥
処理されたエアーは、冷却用ファンおよび高電圧電源装
置を備えたオゾン生成機（７）内に導入されることによ
り、生成されたオゾンガスは前記エジエクター（３）内
に導入される。

【００２２】このエジエクター（３）には逆止弁（チェ
ック弁）（９）および微圧逆止用電磁弁（１０）がオゾ
ンガス経路（Ｂ）を介して併設されており、これら両弁
（９）（１０）の作動により、エジエクター（３）内に
導入され、混り合されるオゾンガスおよび水道水のう
ち、水道水の一部がオゾン生成機（７）内に逆流するこ
とを阻止している。

【００２３】エジエクター（３）内に導入されたオゾン
ガスと水道水、即ち調整前のオゾン水は、ここで一体化
され、前記共通する経路（Ａ）（Ｂ）を通って、気液混
合分離槽（１１）内に導入される。

【００２４】図２をもって、詳記するように気液混合分
離槽（１１）は円筒形を呈し、同槽（１１）の底部には
万一の混入気泡（未溶解オゾンガス）を除去するための
高メッシュの金網製折畳み状の気液フィルター（１２）
が敷設されている。

【００２５】また同槽（１１）内、中心部には全周面に
放射状に噴出孔（１４）群を穿設せしめ、その上端部を
閉鎖せしめた噴出パイプ（１５）が立設され、同槽（１
１）の底部より突出する該パイプ（１５）下端部と、前
記エジエクター（３）より延出する前記経路（Ａ）
（Ｂ）を一体化せしめた連繋パイプ（１６）とは連結さ
れている。なお噴出孔（１４）は一定方向への所定の傾
斜角を付与して穿設せしめておくことにより、噴出流体
の効率的な旋回流を助長することができる。

【００２６】また同槽（１１）の天井部分には未溶解オ
ゾンガス中に含まれる水分、即ちミスト状にて含まれる
水分を捕捉するためのデミスター（１８）が配され、該
デミスター（１８）を介して槽（１１）の天井部からは
未溶解オゾンガス用の排気パイプ（１９）が延出し、該
一次排気パイプ（１９Ａ）の中間部には、Ｔ字形分岐ジ
ョイント（２１）を介して、一方には活性炭、蝕媒など
を内蔵したオゾン分解器（２２）に連らなる二次排気パ
イプ（１９Ｂ）が配管され、同パイプ（１９Ｂ）中に
は、前記オゾンキラー（２２）寄りに、オゾンガス排気
制御用電磁弁（２３）が、また前記Ｔ字形分岐ジョイン
ト（２１）寄りには分離槽（１１）の内のオゾン水上昇
の速度調整のための可変絞り弁（２４）が、それぞれ並
設配置されている。

【００２７】一方、このＴ字形分岐ジョイント（２１）
より、気液混合分離槽（１１）に平行して垂下し、その
下端を分離槽（１１）の下端内部の前記気液フィルター
（１２）部に連通せしめる透明材料より構成された接続
パイプ（２６）の中間部には、分離槽（１１）内のオゾ
ン水の所定水位を検出する、その設置位置を可変とした
液面センサー（２７）が設置されている。また分離槽
（１１）の下方部からは、金属製、例えばステンレス製
金網からなる気液フィルター（１２）を介してオゾン水
を噴出せしめる散水管（２８）が延出している。

【００２８】以上の構成よりなるオゾン水生成装置にお
いて、エジエクター（３）内に導入一体化されたオゾン
ガスと水道水とは、気液混合分離槽（１１）内に立設し
た噴出パイプ（１５）内に同パイプの下端部より導入さ
れ、該パイプ（１５）の噴出孔（１４）よりの流出過程
にて、オゾンガスと水道水はさらに細分化され、円筒形
の分離槽（１１）の内周壁に当り、さらに周壁内面に沿
って旋回流する過程にて、水道水中へのオゾンガスの溶
解は進行し、オゾン水の濃度は高められる。

【００２９】気液混合分離槽（１１）内に導入される流
体の流導態様の一具体例としては、水道水経路（Ａ）中
の水道水は、水圧計（２）にて初期圧力約１．５ｋｇ以
下に設定され、またオゾンガス経路（Ｂ）中へのエアー
の吸気は圧力２ｋｇｆ，２リットル／分に設定されたコ
ンプレッサー（６）にて吸気され、両流体はその孔径５
ｍｍの噴出孔（１４）を穿設せしめ、内径８ｍｍの噴出
パイプ（１５）より気液混合分離槽（１１）内に、その
内壁面に向って噴出される。

【００３０】このように本装置にあっては、気液混合分
離槽（１１）への流体の導入にて、水道水およびオゾン
ガスは一体混合の状態にて、槽（１１）の内部で旋回す
るように設計されており、この旋回動の過程にて、過流
の中央部分は流速が遅いため、気泡が成長し、その浮力
は一段と大きくなり、遠心分離と浮力分離の併用によ
り、未溶解オゾンガスのオゾン水よりの分離がより確実
なものとなる。尚、分離槽（１１）への気液の導入初期
時における大きな気泡の槽（１１）外への散水管（２
８）を通じての流出は、分離槽（１１）の底部に敷設し
た高メッシュの金網製気液フィルター（１２）にて捕捉
阻止される。

【００３１】前記経路（Ａ）（Ｂ）におけるエジエクタ
ー（３）の吸引効率を高めるためには、逆止弁（チェッ
ク弁）（９）のクラッキング圧力を極力低めることが要
求される。しかし、逆止を助けるような高背圧下では、
逆止弁の閉止性は極めて良好なものとなるも、例えば水
道蛇口（１）よりの水もれ、気液混合分離槽（１１）の
水頭などの微背圧に対しては、逆止弁の閉止性は反対に
極めて不良なものとなる。

【００３２】すなわち、微背圧発生条件は、作業終了時
または不良操作時に発生するため、給水圧が充分でない
時に２方電磁弁でインターロック状態を設け、逆止弁
（９）とこの電磁弁（１０）の併設により、高背圧、微
背圧の逆止防止の役割をそれぞれ分担せしめている。

【００３３】オゾン水の水位の上昇に伴い、水中に埋沒
する噴出パイプ（１５）よりのオゾンガスの噴出、オゾ
ン水の攪拌を伴う旋回流動に伴い、オゾン水のさらなる
高濃度化は進行し、分離槽（１１）内にて高濃度化した
オゾン水とオゾン水中に溶解することなく、オゾン水の
上方に集まる未溶解オゾン水とは確実に、かつ効率よく
分離される。

【００３４】高濃度化の進行したオゾン水の水位の上
昇、これに伴う分離槽上部における圧縮下の状況が進行
する未溶解オゾンガス、そしてオゾン水の水位の所定位
置への上昇動は、分離槽（１１）の外側に平行して垂設
された透明な接続パイプ（２６）の中間部分に設置した
液面センサー（２７）にて検出される。

【００３５】エジエクター（３）より吸引するオゾンガ
ス量より若干多い排出量となるように、接続パイプ（２
６）上に設置され可変調整された絞り弁（２４）の働ら
きにより、分離槽（１１）内のオゾン水の水面は徐々に
上昇し、上昇水面の所定設定水位を液面センサー（２
７）で検出し、排気制御電磁弁（２３）を設定時間閉弁
することにより、オゾン水の水面はオゾンガス圧によっ
て押し下げられる。

【００３６】その後、接続パイプ（２６）上に設置され
た排気制御電磁弁（２３）の開弁により分離槽（１１）
内のオゾンガスは、その気泡がオゾン水水面にてはじ
け、ミストが多量に発生する。気泡中のミストはデミス
ター（１８）により捕捉され、さらにこの捕捉されたミ
ストは分離槽（１１）内に滴下される。活性炭、触媒な
どの吸湿劣化阻止を考慮された、このドライ化した未溶
解オゾンガスはオゾン分解器（２２）内の活性炭などに
より脱臭処理、酸素ガスへと無害化処理されて、再び大
気中に放出される。

【００３７】液面センサー（２７）のオゾン水水面の検
出、その後各弁（２３）（２４）（９）（１０）の作動
により、分離槽（１１）内で高濃度化されたオゾン水
は、オゾン水経路（Ｃ）を経て排出され、所望のオゾン
水の散水、洗浄などによる作業が実行される。即ち、分
離槽（１１）底部の気液フィルター（１２）を介して散
水管（２８）を通じて、オゾン水は噴射される。このオ
ゾン水の噴出はタイマー（図示省略）をもって所定時間
実施される。

【００３８】気液混合分離槽（１１）内のオゾン水の水
位が分離槽（１１）上部の未溶解オゾンガス経路（Ｄ）
出口に到達してしまうとオゾン水の一部がオゾン分解器
（２２）内に流入する。この事態を未然に防ぐために液
面センサー（２７）で、分離槽（１１）内のオゾン水の
水位を検知し、オゾン水が設定した水位に到達すると自
動的に未溶解オゾンガス経路（Ｄ）を形成する排気パイ
プ（１９）上に設置された排気制御用電磁弁（２３）を
閉弁せしめて水位の上昇をこの時点にて停止せしめる。

【００３９】これにより分離槽（１１）内のオゾン水の
水位は、同槽（１１）内上部に留る未溶解オゾンガスの
圧力により自然に低下する。この時、分離槽底部のオゾ
ン水経路（Ｃ）の出口位置まで水位が降下すると、流出
するオゾン水中に気泡状のオゾンガスが混って槽（１
１）外に出てしまうので、この出口位置に水位が降下す
るまでに前記排気制御用電磁弁（２３）を開弁して、未
溶解オゾンガスを経路（Ｄ）を形成する排気パイプ（１
９）に流出せしめる。このオゾン水の水位の降下初めよ
りオゾン水がオゾン水経路（Ｃ）の出口に達するまでの
操作時間、約１０秒間はタイマーにて制御されている。

【００４０】

【発明の効果】この発明に係るオゾン水生成装置は、オ
ゾンガスと水道水を気液混合分離槽に同時に導入する
折、同分離槽の中心部に立設せしめた噴出パイプの噴出
孔より水道水およびオゾンガス自体の加圧下での噴出の
過程で、これらを改めて細分化することにより、両者の
緻密な混合が実行され、これによりオゾンガスの水道水
中への溶解量は一段と促進される。

【００４１】また、噴出孔より円筒形の分離槽の内周壁
面に対する両流体の噴出動は、オゾン水の壁面に対する
衝突を伴う攪拌、さらにこれに続く内壁面に沿っての両
流体の旋回流は、気液の接触時間は長くなり、またその
接触面も拡大し、これらはすべて水道水中へのオゾンガ
スの、より効果的な溶解を助長し、比較的短時間のうち
での強制的、効果的な溶解、即ち高濃度、精度の高いオ
ゾン水を生成することができ、また人体に有害なオゾン
ガスを極力微量に含むオゾン水を生成することができる
ので、作業者の安全性を高めることができる。

【００４２】分離槽よりオゾン分解器に未溶解のまま残
され、槽内にて分離されたオゾンガスの排出の折、分離
槽の天井部分に配置されたデミスターにより、オゾンガ
ス中に混在するミストを捕捉し、これを槽内のオゾン水
中に滴下せしめることにより、オゾン分解器内に納めた
オゾンガスを酸素ガスに変える活性炭、触媒などの劣化
を阻止せしめ、オゾン分解器の性能を長期に亘り維持す
ることができる。

【００４３】また分離槽より流出するオゾン水は、同槽
よりの流出に先立って高メッシュの気液フィルターにて
濾過せしめることにより、オゾン水中に残留するオゾン
ガスの気泡を確実に捕捉し、未溶解のままのオゾンガス
の槽外への流出をより確実に阻止することができる。

【００４４】また、分離槽中の高濃度のオゾン水の所定
水位の上昇を検出した液面センサーより発せられる信号
により開始される分離槽内のオゾンガスの排気を含む調
整作業は、絞り弁および排気制御電磁弁の働きにより、
またエジエクター部より水道水の一部の逆流によるオゾ
ン生成機の故障、同機の高電圧を原因とする危険を高背
圧時に働らく逆止弁、反対に微背圧時に働らく微圧逆止
用電磁弁のそれぞれの相互協力により確実に阻止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るオゾン水生成装置の概略構成図
である。

【図２】断面図をもって示す気液混合分離槽を主体とす
る正面詳細図である。

【符号の説明】

Ａ 水道水経路 Ｂ オゾンガス経路 Ｃ オゾン水経路 Ｄ 未溶解オゾンガス経路 ３ エジエクター ６ 吸送気用コンプレッサー ７ オゾン生成機 ９ 逆止弁 １０ 微圧逆止弁用電磁弁 １１ 気液混合分離槽 １２ 気液フィルター １４ 噴出孔 １５ 噴出パイプ １６ 連繋パイプ １８ デミスター １９ 排気パイプ ２２ オゾン分解器 ２３ 排気制御用電磁弁 ２４ 絞り弁 ２６ 透明接続パイプ ２７ 液面センサー ２８ 散水管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０Ｄ ５５０Ｌ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形の気液混合分離槽の底部中心部に
   は、全周面に亘って放射状に噴出孔群を穿設せしめ、そ
   の上端部を閉鎖した噴出パイプが立設し、該噴出パイプ
   の下端部は、水道水経路およびオゾンガス経路を導入し
   たエジエクターと連結されており、また同分離槽の天井
   部より天井部内部に配置されたデミスターを介してオゾ
   ン分解器に達する排気パイプが延出し、また分離槽の底
   部からは槽底部に配置された気液フィルターを介して散
   出管が延出しているオゾン水生成装置。
2. 【請求項２】 水道水経路およびオゾンガス経路を導入
   するエジクターにはオゾンガス経路を形成するオゾン生
   成機への水道水の逆流を阻止するための逆止弁および微
   圧逆止用電磁弁が併設されている請求項１のオゾン水生
   成装置。
3. 【請求項３】 気液混合分離よりオゾン分解器に延出す
   る排気パイプには絞り弁および排気制御電磁弁が配さ
   れ、これら両弁およびエジエクターに併設された逆止弁
   および微圧逆止用電磁弁の各弁は気液混合分離槽中のオ
   ゾン水の所定水位を検出する液面センサーと連繋されて
   いる請求項１又は２のオゾン水生成装置。