JPH1147756A - オゾン水の製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾン発生器で発生したオゾンを、水等の溶
媒に高効率で溶解させる装置および方法を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 所要量の供給水が貯留されるオゾン水製
造タンクと、オゾンを発生するオゾン発生器とを備え、
該オゾン発生器に連通する散気管の散気口を、前記オゾ
ン水製造タンクの下部に連通させ、前記オゾン発生器で
発生したオゾンを散気口からオゾン水製造タンク内の下
部に供給し、このオゾンが気泡としてオゾン水製造タン
ク内を上昇する間に供給水に溶解させるよう構成した。

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、オゾンを含有す
る水の製造装置および製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】一般に、水道水等の消毒、殺菌および脱色
について殆どの場合、塩素が使用されている。この処理
方法は処理対象水に存在する微生物、菌類(殊に大腸菌
等)を雑菌除去するのには都合が良く、また処理剤であ
る塩素の入手が容易であるために殆どの上水道場等に採
用されていた。しかしながら、前記の塩素による消毒、
殺菌では塩素が残留する問題がある。また塩素の貯蔵設
備が不可欠であり、更に塩素そのものについては人体に
対する強い毒性もあり、その取り扱いに充分な注意が必
要であった。

【０００３】このような、通常の塩素消毒、殺菌および
脱臭に対し最近大きく取り上げられているのが、酸素原
子の三量体であるオゾンの使用である。前記オゾンの使
用では使用後の残留に対する危険性が殆どなく、また空
気と電気が存在すれば無尽蔵に供給が可能であり、塩素
の使用の如く貯蔵設備が必要でなく省スペース化が図れ
る等の利点がある。更に微生物、菌類および色等だけで
なくＢＯＤ、ＣＯＤおよび有機物等の効率的な除去も可
能であり、また残留物がなく環境に与える負荷が殆どな
いので、浄水、汚水の中水化および下水の最終処理等に
も幅広く使用できる。

【０００４】しかし、前述したオゾンについてはその発
生形態がガスであるために、空気中での使用等には適切
であっても、更にその利用価値が高い水系への使用につ
いては、その使用に先立ち、発生させた前記オゾンを水
等の適当な溶媒に溶解させる必要があった。ここで溶媒
に対するオゾンの溶解量がその後の消毒、殺菌等および
脱色等の効率に関わる大きな要素となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この水等の溶媒に対し
てのオゾンの溶解方法として種々のものが挙げられる
が、基本的にオゾンの溶媒への溶解量については触れて
おらず、"オゾンを含んだ水"を製造しているに過ぎな
い。

【０００６】これに対して、極めて高率にオゾンを含ん
だ空気を製造し、この高い濃度を持って溶媒に対する単
位量当たりの溶解量を増加させる方法が使用されてい
る。しかしながら、前述の方法で高率でオゾンを含有す
る空気を製造する場合には、それに応じて反応装置を大
型化する必要があった。この大型化に伴い、オゾン発生
装置の設置場所は、溶媒との混合装置および処理装置の
大きさを上回り、場所を占有することとなっている。ま
たオゾン発生装置の発生効率を上昇させるために、通常
のオゾン発生に使用される以上にエネルギー(この場合
電気であり、非常に高電圧な大電流)が必要であり、経
済的とはいえなくなっている。更にオゾンの高効率発生
の手法として、オゾン原料に通常は空気(中の酸素)をそ
のまま使用していたが、除湿乾燥装置等の付加装置を含
む酸素濃縮装置を使用するなどして酸素の含有量を増加
させるものが挙げられるが、初期コストが嵩み、かつ場
所を占有する問題がある。

【０００７】

【発明の目的】この発明は、従来の技術に存在する前述
した種々の問題に鑑み、これを好適に解決するべく提案
されたものであって、オゾン発生器で発生したオゾン
を、水等の溶媒に高効率で溶解させる装置および方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を克服し、所期
の目的を達成するため、本発明に係るオゾン水の製造装
置は、オゾンを含有する水を製造する装置において、所
要量の供給水が貯留されるオゾン水製造タンクと、オゾ
ンを発生するオゾン発生器とを備え、該オゾン発生器に
連通する散気管の散気口を、前記オゾン水製造タンクの
下部に連通させ、前記オゾン発生器で発生したオゾンを
散気口からオゾン水製造タンク内の下部に供給し、この
オゾンが気泡としてオゾン水製造タンク内を上昇する間
に供給水に溶解させるよう構成したことを特徴とする。

【０００９】また、本願の別の発明に係るオゾン水の製
造方法は、オゾンを含有する水を製造する方法におい
て、所要量の供給水が貯留されているオゾン水製造タン
クの下部にオゾン発生器で発生したオゾンを供給し、こ
のオゾンが気泡としてタンク内を上昇する間に前記供給
水と接触させて溶解させるようにしたことを特徴とす
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るオゾン水の製
造装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照
しながら、以下説明する。図１は本発明に係るオゾン水
製造装置を示す概略構成図、図２はオゾン水製造装置の
全体を示す斜視図、図３は図２のタンクを拡大して示す
斜視図である。オゾン水製造装置１０は、酸素供給手段
である酸素ボンベ１４に酸素供給管１５を介して接続さ
れると共に、通常の空気供給のための空気供給口を兼ね
る除湿器１６に空気供給管１７を介して接続されるオゾ
ン発生源であるオゾン発生器１２と、該発生器１２で発
生したオゾンを水に溶解してオゾン水(処理水)を製造す
るオゾン水製造部２０からなる。なお、前記酸素ボンベ
１４とオゾン発生装置１２との間に臨む酸素供給管１５
には、図示しない制御装置により制御されて開閉自在な
電磁弁１４ａが介挿されている。

【００１１】前記オゾン発生器１２は、図示しないオゾ
ン発生セル、高電圧発生器および冷却ファン等からな
り、オゾン発生セル中に乾燥した状態の酸素(空気)を供
給し、その酸素(空気)に対して高圧発生器から供給され
る高電圧電気を放電させることによりオゾンを発生させ
るようなっている。

【００１２】前記オゾン水製造部２０は、所要量の供給
水２が貯留される第１オゾン水製造タンク２２と第２オ
ゾン水製造タンク２４とを有しており、該第１オゾン水
製造タンク２２と第２オゾン水製造タンク２４には、夫
々オゾンを供給する第１散気管２６と第２散気管２８が
内挿されている。第１散気管２６および第２散気管２８
の下端には、夫々オゾンを供給水２に散気する第１散気
口２６ａおよび第２散気口２８ａが配設されている。こ
の散気口２６ａ,２８ａは、実施例においては、微細気
泡を発生させる形状のものが好適に使用される。また前
記第１散気管２６および第２散気管２８は、その長さを
調整して散気口２６ａ,２８ａのタンク内における高さ
位置を変えることによって、前記第１オゾン水製造タン
ク２２および第２オゾン水製造タンク２４で製造される
オゾンが溶解している処理水４のオゾン含有濃度を変化
させることができるようになっている。

【００１３】前記第１オゾン水製造タンク２２は、その
内部に供給される供給水２およびオゾン処理された処理
水４の水位を検知するための第１上部水位センサ３０お
よび第１下部水位センサ３１を備えている。また同様
に、前記第２オゾン水製造タンク２４は、第２上部水位
センサ３２および第２下部水位センサ３３を備えてい
る。

【００１４】前記第１散気管２６および第２散気管２８
は、夫々図示しない制御装置によって制御されて開閉自
在な第１電磁弁３４ａおよび第２電磁弁３４ｂを介し
て、オゾン発生器１２に連通するオゾン供給管１８に連
通している。

【００１５】前記オゾン水製造部２０は、溶媒である水
の供給のための給水管３６、前記第１オゾン水製造タン
ク２２と第２オゾン水製造タンク２４内に残留したオゾ
ンの排出のために排気管４０およびタンク２２,２４内
に処理水４の排出駆動力となる空気を送るために送気管
４６を備えている。

【００１６】前記給水管３６、排気管４０および送気管
４６は、夫々第１オゾン水製造タンク２２と第２オゾン
水製造タンク２４の２系統に分けられている。前記給水
管３６は、図１に示す如く、第１オゾン水製造タンク２
２用の第１給水管３６ａおよび第２オゾン水製造タンク
２４用の第２給水管３６ｂに、第１電磁弁３８ａおよび
第２電磁弁３８ｂを介して接続される。また前記排気管
４０は、第１オゾン水製造タンク２２用の第１排気管４
０ａおよび第２オゾン水製造タンク２４用の第２排気管
４０ｂに第１電磁弁４４ａおよび第２電磁弁４４ｂを介
して接続されている。更に前記送気管４６は、第１オゾ
ン水製造タンク２２用の第１送気管４６ａおよび第２オ
ゾン水製造タンク２４用の第２送気管４６ｂに第１電磁
弁５０ａおよび第２電磁弁５０ｂを介して接続されてい
る。ここで、前記各電磁弁３８ａ,３８ｂ,４４ａ,４４
ｂ,５０ａおよび５０ｂは、図示しない制御装置により
開閉自在に制御される。

【００１７】前記給水管３６、排気管４２および送気管
４６の前記第１オゾン水製造タンク２２および第２オゾ
ン水製造タンク２４に連通されない夫々の他方の口は、
前記給水管３６については図示されない水道蛇口等の給
水源に、また排気管４２については残留オゾンを無害な
酸素に戻す触媒４２ａ等を有する排気口４２に、そして
送気管４６については排出駆動力を提供する送風器４８
等の送風手段に夫々接続されている。

【００１８】また前記オゾン水製造部２０は、オゾンを
溶解した処理水４の該製造部２０外への排出のために配
水管５２を有しており、その一方は、第１逆止弁５４ａ
を備えた第１配水管５２ａを介して前記第１オゾン水製
造タンク２２に接続されると共に、第２逆止弁５４ｂを
備えた第２配水管５２ｂを介して第２オゾン水製造タン
ク２４に接続されている。また配水管５２の他方は、使
用用途に応じて図示しない種々の場所に接続される。な
お、前記第１逆止弁５４ａおよび第２逆止弁５４ｂは、
何れも第１オゾン水製造タンク２２および第２オゾン水
製造タンク２４から配水管５２への処理水４の流れは許
容するが、逆方向への流れは阻止するよう設定されてい
る。

【００１９】

【実施例の作用】次に、前述の構成に係るオゾン水の製
造装置の作用につき説明する。図２において、第１オゾ
ン水製造タンク２２に所要量の処理水４が貯留されると
共に、第２オゾン水製造タンク２４には供給水２が貯留
されているものとする。

【００２０】前記オゾン発生器１２の電源が投入される
と同時に電磁弁１４ａが開放して、酸素ボンベ１４から
前記オゾン発生器１２に酸素が流入する。ここで、前記
酸素ボンベ１４からの酸素に換えて、除湿器(空気供給
口)１６から充分に乾燥した空気を流入させても良い。
なお、オゾン発生器１２に酸素ボンベ１４から酸素のみ
を供給することで、該発生器１２でのオゾンの発生率を
高めることができる。

【００２１】このとき前記供給水２が貯留された前記第
２オゾン水製造タンク２４へのオゾン供給の第２電磁弁
３４ｂは開放しており、前記オゾン発生器１２により発
生したオゾンはオゾン供給管１８および第２散気管２８
を介して第２散気口２８ａより前記供給水２中に放出さ
れる。前記散気口２８ａより放出されたオゾンは微細な
気泡となり、前記供給水２と充分に接触しながら、該供
給水２中に溶解し除々に上昇していく。このようにオゾ
ンの供給を連続して続けることにより、前記供給水２中
のオゾン濃度は高くなっていくことになる。そして一定
時間経過後に、前記供給水２は充分にオゾンを含有した
処理水４となる。

【００２２】すなわち実施例では、オゾンを供給する第
２散気口２８ａをタンク内の下部で開口させてあるか
ら、該散気口２８ａから放出されるオゾンは供給水２の
上面まで上昇する長い時間に亘って供給水２と接触す
る。従って、オゾン発生器１２で高濃度のオゾンを発生
させることなく、通常濃度のオゾンをタンク２４に供給
するだけで高濃度のオゾン水(処理水４)を製造すること
ができる。これにより、オゾンの発生量に伴って増加す
る電力量、電圧を抑えることができると共に、オゾン発
生器１２の小型化を達成し得る。ここで、前記供給水２
中に溶解しなかったオゾンは、前記第２オゾン水製造タ
ンク２４における上部の供給水２が満たされていない空
間に充満しており、第２排気管４０ｂおよび排気管４０
を介して排気口４２の触媒４２ａを通過し、オゾンを完
全に分解した後に外部に放出される。なお、供給水２に
溶解しなかったオゾンは、前記触媒４２ａを介さずその
まま空気中に放出することによって、例えば夜間、レス
トランの厨房等の殺菌および殺虫にも使用することがで
きる。

【００２３】前記第２オゾン水製造タンク２４中でオゾ
ン水を製造している間については、前記第１オゾン水製
造タンク２２に予め貯留された処理水４を使用すること
ができるようになっている。すなわち、前記第１オゾン
水製造タンク２２に接続される種々の管の開閉手段であ
る各電磁弁は、前記送気管４６と第１送気管４６ａとの
間にある第１電磁弁５０ａのみが開放する。そして、前
記送気管４６およひ第１送気管４６ａを介して送風機４
８からの空気が前記第１オゾン水製造タンク２２内に圧
送されることにより該タンク２２の内圧が上昇し、前記
処理水４は第１オゾン水製造タンク２２から押出されて
前記第１配水管５２ａおよび配水管５２を介して外部に
放出され、様々な目的に供されることになる。なお、前
記第１逆止弁５４ａは、前記第１オゾン水製造タンク２
２の内圧が降下したときに前記処理水４が逆流するのを
防いでいる。

【００２４】前記第１オゾン水製造タンク２２内の処理
水４を使用し続け、その水位が該タンク２２内の第１下
部水位センサ３１を下回って該センサ３１で検知される
ことで、前記第１電磁弁５０ａが閉成されると共に第２
電磁弁５０ｂが開放され、前記第２オゾン水製造タンク
２４内にすでに貯留されている処理水４が外部に供給さ
れる。すなわち、第１オゾン水製造タンク２２の処理水
４を使い尽くしても、直ぐに第２オゾン水製造タンク２
４から処理水４を引続いて供給し得るので、多量の処理
水４が必要となる場合にも充分に対応することができ
る。

【００２５】前記第１オゾン水製造タンク２２内には、
前記第１電磁弁５０ａが閉成されると同時に供給水２を
該タンク２２内に供給する第１電磁弁３８ａが開放され
て供給水２が順次貯留される。そして水量が充分にな
り、その水位が第１上部水位センサ３０に検知されるこ
とにより第１電磁弁３８ａを閉成すると共に、第１排気
管４０ａの第１電磁弁４４ａおよび第１散気管２６用の
第１電磁弁３４ａが開放され、前述した第２オゾン水製
造タンク２４と同様にその内部に貯留された供給水２に
オゾンが供給されて、オゾンを充分に含む処理水４が製
造される。

【００２６】実施例では２本のオゾン水製造タンクを備
える装置につき説明したが、本願はこれに限定されるも
のでなく、１本または３本以上のタンクを備えるように
しても良い。またタンクから処理水を外部に供給する手
段としては、ポンプ等を使用することもできる。

【００２７】

【発明の効果】以上に説明した如く、本発明に係るオゾ
ン水の製造装置および製造方法によれば、高濃度のオゾ
ンを含有するオゾン水を特別な装置なしに製造すること
ができる。またその場合、高濃度のオゾンを使用してい
るわけではなく、通常濃度のオゾンの使用で事足りるの
ため、オゾンの発生量に伴って増加する電力量、電圧お
よびオゾン発生器の大きさ等を極力小さくすることがで
き、低コスト、省スペース化を図り得る。更にオゾンの
発生量を大量にする必要がないことから、その原料にオ
ゾン発生効率の良好な酸素ボンベを使用しても少しの使
用で事足りるため、オゾンの低い製造コストと高い発生
効率を両立できる。

【００２８】また、複数のオゾン水製造タンクを備える
ことにより、１つのタンクから処理水を供給している間
に他のタンクで処理水を製造できるので、処理水の効率
的な供給が可能となる。更に大量の処理水を利用する場
合についても、タンクの本数を必要に応じて増やせば良
いため、処理水の使用量に応じて大きさの異なるタンク
を製造しなくても良く製造コストを低くし得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係るオゾン水製造装置
を示す概略構成図である。

【図２】オゾン水製造装置の全体を示す斜視図である。

【図３】図２の第１オゾン水製造タンクを拡大して示す
斜視図である。

【符号の説明】

２ 供給水 ４ 処理水 １２ オゾン発生器 ２２ 第１オゾン水製造タンク ２４ 第２オゾン水製造タンク ２６ 第１散気管 ２６ａ 第１散気口 ２８ 第２散気管 ２８ａ 第２散気口 ４８ 送風機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 1/78 Ｃ０２Ｆ 1/78

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オゾンを含有する水を製造する装置にお
   いて、 所要量の供給水(2)が貯留されるオゾン水製造タンク(2
   2,24)と、オゾンを発生するオゾン発生器(12)とを備
   え、該オゾン発生器(12)に連通する散気管(26,28)の散
   気口(26a,28a)を、前記オゾン水製造タンク(22,24)の下
   部に連通させ、前記オゾン発生器(12)で発生したオゾン
   を散気口(26a,28a)からオゾン水製造タンク(22,24)内の
   下部に供給し、このオゾンが気泡としてオゾン水製造タ
   ンク(22,24)内を上昇する間に供給水(2)に溶解させるよ
   う構成したことを特徴とするオゾン水の製造装置。
2. 【請求項２】 オゾン水製造タンクを２つ以上備え、一
   つのオゾン水製造タンク(22)からオゾンが溶解した処理
   水(4)を外部に供給中に、他のオゾン水製造タンク(24)
   に貯留されている供給水(2)にオゾンを供給して処理水
   (4)を製造し得るよう構成した請求項１記載のオゾン水
   の製造装置。
3. 【請求項３】 前記オゾン水製造タンク(22,24)に空気
   を供給する送風機(48)が接続され、該タンク(22,24)に
   空気を供給して内圧を高めることによって前記処理水
   (4)を外部に供給するよう構成されている請求項１また
   は２記載のオゾン水の製造装置。
4. 【請求項４】 オゾンを含有する水を製造する方法にお
   いて、 所要量の供給水(2)が貯留されているオゾン水製造タン
   ク(22,24)の下部にオゾン発生器(12)で発生したオゾン
   を供給し、このオゾンが気泡としてタンク(22,24)内を
   上昇する間に前記供給水(2)と接触させて溶解させるよ
   うにしたことを特徴とするオゾン水の製造方法。