WO2013065495A1 - オゾン液生成装置及びオゾン液生成方法 - Google Patents

オゾン液生成装置及びオゾン液生成方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2013065495A1
WO2013065495A1 PCT/JP2012/076943 JP2012076943W WO2013065495A1 WO 2013065495 A1 WO2013065495 A1 WO 2013065495A1 JP 2012076943 W JP2012076943 W JP 2012076943W WO 2013065495 A1 WO2013065495 A1 WO 2013065495A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ozone
liquid
gas
water level
storage tank
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/076943
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
藤田　昇
渡邊　圭一郎
尾崎　正昭
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Publication of WO2013065495A1 publication Critical patent/WO2013065495A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/232—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
    • B01F23/2323—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by circulating the flow in guiding constructions or conduits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/237—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media
    • B01F23/2376—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media characterised by the gas being introduced
    • B01F23/23761—Aerating, i.e. introducing oxygen containing gas in liquids
    • B01F23/237613—Ozone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/50—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle
    • B01F25/53—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle in which the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle through a recirculation tube, into which an additional component is introduced
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/78—Details relating to ozone treatment devices
    • C02F2201/782—Ozone generators

Definitions

  • the present invention relates to an ozone liquid generating device and an ozone liquid generating method for generating ozone liquid.
  • an ozone liquid generator includes an ozone generator and a gas-liquid mixer, and generates ozone liquid by mixing ozone gas generated by the ozone generator with a liquid such as water.
  • ozone liquid generators There are two types of ozone liquid generators: a non-circulation type and a circulation type.
  • the non-circulating ozone liquid generator mixes the ozone gas generated by the ozone generator with a liquid such as water to generate ozone liquid, and the ozone gas remaining without being dissolved in the liquid such as water is temporarily stored in a storage tank, etc. It is stocked in the airtight container and is discharged to the outside after gas decomposition, or it is discharged to the outside after the ozone concentration is set so as not to affect the human body through an ozone filter or the like.
  • a circulation type ozone water generator as shown in Patent Document 1 collects ozone gas remaining without being dissolved in a liquid such as water when ozone water is generated, and sends it again to an ozone generator.
  • ozone gas having a higher concentration is generated using the exhausted ozone gas.
  • Most of the ozone gas generated by the ozone generator cannot be completely dissolved in water, so in the non-circular ozone liquid generator, the efficiency of ozone liquid generation is poor, The utilization efficiency of ozone gas can be increased.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the overall configuration of the ozone water generator 500 disclosed in Patent Document 1.
  • An ozone generator 501, a gas-liquid mixer 502, a sealed tank 503 having a function of gas-liquid separation into gas and liquid, and a gas return path 504 connecting the sealed tank 503 and the ozone generator 501 are provided.
  • the ozone gas separated by the above is supplied to the ozone generator 501 via the gas return path 504 and the dehumidifier 505. For this reason, it is possible to reuse the undissolved ozone gas contained in the exhaust gas.
  • the gas dissolves in water and is led out of the ozone water generation apparatus, so the volume of the gas in the sealed tank 503 decreases. Therefore, a level switch that can detect the amount of gas decrease in the sealed tank 503 and a control circuit that controls the supply of oxygen from the oxygen cylinder to the ozone generator 501 are provided, and oxygen is replenished, thereby stabilizing the stable ozone water. Generation is continued.
  • the ozone water level in the sealed tank 503 is drained to the outside, so that the water level of the ozone water in the sealed tank 503 is reduced. If the pressure drops too much, both ozone water and gas-liquid separated ozone gas flow out from the drainage port 506, and there is a risk that harmful ozone gas leaks to the outside. Further, if the water level of the ozone water in the sealed tank 503 rises too much, the ozone water may flow out to the ozone generator 501 side or the dehumidifier 505 side through the gas return path 504.
  • the circulation type ozone water generator is configured to send the ozone gas separated from the gas and liquid in the sealed tank 503 to the ozone generator through the gas return path 504 and reuse it.
  • the portion cannot be reused, the concentration of circulating ozone gas decreases, and the ozone gas reuse efficiency deteriorates.
  • an ozone liquid generation apparatus and an ozone liquid generation method that prevent the ozone liquid from flowing out through the gas return path and prevent a decrease in the reuse rate of the ozone gas.
  • An ozone liquid generator comprises ozone generating means for generating ozone gas, gas-liquid mixing means for mixing ozone gas and liquid to generate ozone liquid, and a liquid storage tank for gas-liquid separation of the ozone liquid.
  • the water level detecting means for detecting the water level of the ozone liquid in the liquid storage tank and the water level control means for controlling the water level of the ozone liquid in the liquid storage tank are provided.
  • the water level control means may control the water level of the ozone liquid to be higher than the water level at which ozone gas starts to leak due to the drainage of the liquid storage tank.
  • the ozone liquid generation device may include a circulation path for circulating gas between the ozone generation means, the gas-liquid mixing means, and the liquid storage tank.
  • the water level control means may control the water level of the ozone liquid to be lower than the connection position of the liquid storage tank and the circulation path.
  • the ozone liquid generation method includes an ozone gas generation step for generating ozone gas, a gas-liquid mixing step for mixing the ozone gas and a liquid to generate ozone liquid, and a gas-liquid separation step for gas-liquid separation of the ozone liquid. And a water level detecting step for detecting the water level of the ozone liquid, and a water level control step for controlling the water level of the ozone liquid.
  • ozone gas is prevented from leaking together with the ozone liquid when the ozone liquid is drained, and in the circulation type ozone liquid generator, the ozone liquid flows out through the gas return path.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an ozone liquid generation apparatus 100 according to the present embodiment.
  • a circulation type ozone liquid generator is described as an example, but the present invention can also be applied to a non-circulation type ozone liquid generator.
  • the ozone liquid generator 100 includes an ozone generator 101 that generates ozone gas, a gas-liquid mixing unit 102 that mixes liquid and ozone gas, a liquid storage tank 103 that stores liquid, and gas from outside the ozone liquid generator 100.
  • a circulation path A including paths a, b, and c is provided.
  • the ozone generator 101 is formed by an inlet 106 connected to a path a for introducing a gas such as air or oxygen, and an electrode such as a metal, and an ozone generating electrode that generates ozone gas using the introduced air or oxygen as a material. And an outlet 107 for leading out ozone gas. Ozone gas is generated from oxygen introduced from the inlet 106 or a part of oxygen contained in the air, and is led out from the outlet 107.
  • the ozone generator 101 is a structure which produces
  • the gas-liquid mixing unit 102 is connected to the introduction port 108 for introducing a liquid such as water from the outside of the ozone liquid generating apparatus 100, the introduction port 109 for introducing a gas such as ozone gas or air, and the route c.
  • the outlet 110 is connected to lead out a gas-liquid mixture obtained by mixing gas and liquid.
  • a liquid such as water introduced from the introduction port 108 is mixed with a gas such as air or ozone gas introduced from the introduction port 109, and is led out from the outlet 110 as a gas-liquid mixture such as ozone liquid.
  • the gas-liquid mixture refers to a liquid in which a gas is dissolved in a liquid, or a liquid in which a gas is contained in a liquid as bubbles
  • an ozone liquid refers to an ozone solution or a liquid in which ozone gas is dissolved in a liquid.
  • An ozone bubble liquid in which ozone gas is mixed as bubbles is included.
  • the liquid mixed with ozone gas is water, a cultivation nutrient solution used as an agricultural solvent, a solution used as a medical solvent, or the like.
  • the liquid storage tank 103 is composed of a sealable container that can store liquid or gas.
  • An inlet 111 connected to the path c for introducing a liquid, a drain port 112 for leading a liquid such as water or ozone liquid to the outside of the ozone liquid generator 100, and a water level of the ozone liquid in the liquid storage tank 103 are detected.
  • the mechanism of the water level sensor 203 and the drainage control means 104 will be described in detail later.
  • the liquid introduced from the inlet 111 is separated into gas and liquid in the liquid storage tank 103 as gas-liquid separation means.
  • the sealable container includes not a physically sealed space but a container having a space in which a gas is confined by a liquid. If the gas can be sealed in the container, it is always expressed as a sealed state even if water is led out from the drain port 112.
  • the shape of the liquid storage tank 103 may be formed in a general shape such as a cylinder, a polygonal column, a polygonal pyramid, or a conical shape. Further, the size of the liquid storage tank 103 can be appropriately adjusted according to the design, and a part of the piping may be expanded to form a liquid storage tank.
  • the liquid storage tank 103 has some separation of gases such as ozone gas and air contained in the ozone liquid as bubbles, and the liquid storage tank 103
  • the ozone liquid in which ozone gas is dissolved in the liquid is stored in the lower layer of the liquid storage tank 103.
  • the gas outlet 113 is provided at a position higher than the position of the drain 112 provided in the liquid storage tank 103 with respect to the direction of gravity, and the ozone gas that has been gas-liquid separated is discharged through the path a.
  • the liquid storage tank 103 may be provided with an opening / closing control means for controlling the opening / closing of the gas outlet 113.
  • the circulation path A is formed by a piping system composed of hoses, pipes, etc., and the path b connecting the outlet 107 of the ozone generator 101 and the inlet 109 of the gas-liquid mixing unit 102 and the gas-liquid mixing unit 102
  • a path c connecting between the outlet 110 and the inlet 111 of the liquid storage tank 103 and a path a connecting between the gas outlet 113 of the liquid tank 103 and the inlet 106 of the ozone generator 101 are configured.
  • the path a includes an opening 114 provided in the middle of the path a, and is connected to a gas introduction unit 105 that controls introduction of gas from the outside to the inside of the ozone liquid generating apparatus 100.
  • the gas introduction means 105 is constituted by a path d provided with a first check valve 115, and one of the paths d is connected in communication with an opening 114 provided in the middle of the path a.
  • One has an external port 116 communicating with the atmosphere or a gas cylinder storing oxygen or air.
  • the check valve is a control valve that is attached to a pipe or the like through which a fluid such as a gas or a liquid flows to stop the flow from a certain direction to the opposite direction.
  • the path provided with the check valve allows the fluid to flow only in one direction. For this reason, since the path d provided with the first check valve 115 allows the gas to flow only in one direction from the external port 116 to the path b, the release of the gas from the circulation path to the outside is prevented.
  • the gas introducing means 105 may be any means capable of introducing gas from the outside to the inside of the ozone liquid generating apparatus 100, and may be configured to have a check valve without using a pipe at the opening 114. . Further, instead of the check valve, an open / close valve that can control introduction into the ozone liquid generator 100, an electromagnetic valve that can be electronically controlled, or the like may be used.
  • an ozone filter 117 having a function of reducing ozone gas may be provided in the pipe d. Since the ozone filter 117 can decompose the ozone gas that passes through the filter, even if the first check valve 115 is corroded and damaged by the ozone gas, the ozone gas inside the ozone liquid generating device 100 is in the external space. And the gas can be safely released from the external port 116.
  • the ozone filter 117 is a general ozone filter such as a paper in which an ozone decomposition catalyst is configured in a lattice shape or an aluminum deposit.
  • a second check valve 118 may be provided between the gas outlet 113 and the opening 114 of the liquid storage tank 103. Since the second check valve 118 is provided so that the gas flows from the gas outlet port 113 toward the opening port 114, the gas introduced from the external port 116 is stored in the liquid storage tank 103 via the path a. Intrusion from the gas outlet 113 is prevented.
  • the water level sensor 203 is provided in the liquid storage tank 103 and functions as a water level detection unit that detects the water level of the ozone liquid in the liquid storage tank 103.
  • the drainage control means 104 is provided in the liquid storage tank 103 or in the vicinity of the drainage port 112, and controls the water level of the liquid storage tank 103 by adjusting the amount of liquid to be derived based on the water level detected by the water level sensor 203. Functions as a water level control means.
  • the drainage control means 104 serves as a water level adjusting means for automatically adjusting the water level of the ozone liquid in the liquid storage tank 103 so as to keep it within a certain range, and the water level of the ozone liquid detected by the water level sensor 203.
  • the valve is throttled when it is less than a predetermined value, and the valve is opened when the value exceeds the predetermined value.
  • the drainage control means 104 switches to a state in which the drainage port 112 is throttled when the amount of the liquid stored in the liquid storage tank 103 falls below a certain amount, prevents the ozone liquid from flowing out from the drainage port 112, and stores it.
  • the water level of the liquid storage in the liquid tank 103 is prevented from falling below a certain amount.
  • FIG. 2 is a flowchart of drainage control of the ozone liquid generating apparatus 100 in the present embodiment. Based on this flowchart, the process of drainage control will be described. In addition, S in a flowchart represents the step of each process.
  • step S201 when the switch of the ozone liquid generation apparatus 100 is turned on and the start of the apparatus is instructed, ozone gas generated by the ozone generator 101 is introduced into the gas-liquid mixing unit 102 in step S202.
  • the ozone gas and the liquid introduced into the gas-liquid mixing unit 102 are mixed, ozone liquid generation is performed, and the liquid is sent to the liquid storage tank 103.
  • the water level of the ozone liquid in the liquid storage tank 103 is detected by the water level sensor 203.
  • the drainage control unit 104 compares the predetermined value P set in advance with the water level Q detected by the water level sensor 203.
  • the drainage control means 104 switches from the state in which the drainage port 112 is opened to the throttle state to prevent the ozone liquid from flowing out from the drainage port 112. Continue generation. Thereafter, it is visually or mechanically determined in S206 whether or not the ozone liquid has reached the required amount. If the ozone liquid has reached the required amount, the generation of the ozone liquid is stopped in S207. If the ozone liquid has not reached the required amount, the ozone liquid generation is further continued, and then the water level sensor 203 detects the water level again in S203.
  • the drainage control means 104 switches from the state in which the drainage port 112 is throttled to the open state in S208, and the ozone liquid is discharged. Thereafter, the water level is detected again by the water level sensor 203 in S203.
  • the liquid storage tank 103 Since the amount of stored liquid 103 can be adjusted to a certain range, it is possible to prevent the ozone gas from leaking from the drain port 112 together with the ozone liquid due to the water level being too low.
  • the predetermined value P preset in the drainage control means 104 is, for example, an arbitrary position where the drainage port 112 is also high in the direction of gravity, as shown in FIG. If the predetermined value P is not set, or if the drain port 112 is set at a position lower than that, there is a possibility that both ozone liquid and ozone gas are discharged to the outside as shown in FIG. is there. For this reason, it is necessary to set the predetermined value P to be higher than the drain port 112.
  • a predetermined value P is determined in order to adjust the degree of ozone gas penetration according to the temperature in the liquid storage tank 103, the concentration of the liquid storage, and other conditions, and the water level is changed to change the water level in the liquid storage tank 103. It is also possible to control the atmospheric pressure. Furthermore, by setting the predetermined value P at a position lower than the gas outlet port 113 in the direction of gravity, the water level of the ozone liquid in the liquid storage tank 103 rises too much, and the gas outlet port 113 of the liquid storage tank 103. It is possible to prevent the ozone liquid from flowing out.
  • the ozone gas is discharged to the outside together with the ozone liquid, the amount of ozone gas to be reused is reduced, and the reuse rate of the ozone gas can be prevented from being lowered. .
  • a plurality of predetermined values may be set. For example, a case where the predetermined value is set to two of P and P ′ will be described.
  • the drain control means 104 switches the drain port 112 from the closed state to the open state, and discharges the ozone liquid from the drain port 112. Further, it is possible to prevent the ozone liquid from flowing out from the gas outlet 113 of the liquid storage tank 103 due to the water level of the ozone liquid in the liquid storage tank 103 being excessively raised.
  • the predetermined value is set below the connection position between the liquid storage tank 103 and the circulation path.
  • the drainage control means 104 switches the drainage port 112 from the open state to the closed state and discharges the ozone liquid from the drainage port 112. , And the ozone level in the liquid storage tank 103 is prevented from dropping too much, and the ozone gas can be prevented from flowing out from the drain 112 of the liquid storage tank 103 together with the ozone liquid.
  • the water level sensor 203 and the drainage control means 104 may be integrated, or may be configured separately.
  • the water level sensor 203 and the drainage control means 104 it is possible to prevent the ozone gas from leaking together with the ozone liquid in the ozone liquid generating apparatus when draining the ozone liquid. Further, in the circulation type ozone liquid generator, it is possible to realize an ozone liquid generator and an ozone liquid generation method that prevent the ozone liquid from flowing out through the gas return path, and further prevent a decrease in the reuse rate of the ozone gas. It becomes.
  • the ozone liquid generating apparatus according to the present invention can be effectively used for an ozone liquid generating apparatus used in a field where ozone liquid is conventionally used.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

　オゾン液排水の際にオゾン液とともにオゾンガスが漏洩するのを防ぎ、また、循環型オゾン液生成装置においては、オゾンガスの再利用率の低下を防ぐオゾン液生成装置及びオゾン液生成方法を実現するために、オゾンガスを発生するオゾン発生手段と、前記オゾンガスと液体を混合し、オゾン液を生成する気液混合手段と、前記オゾン液を気液分離する貯液槽と、前記貯液槽内の前記オゾン液の水位を検知する水位検知手段と、前記貯液槽内の前記オゾン液の水位を制御する水位制御手段を備えたことを特徴とする。

Description

オゾン液生成装置及びオゾン液生成方法
　本発明は、オゾン液を生成するオゾン液生成装置およびオゾン液生成方法に関するものである。
　従来、オゾン液生成装置は、オゾン発生器と気液混合器を備え、オゾン発生器で発生させたオゾンガスを水などの液体と混合させ、オゾン液を生成している。オゾン液生成装置には、大きく分けて非循環型と循環型がある。非循環型オゾン液生成装置は、オゾン発生器で発生させたオゾンガスを水などの液体と混合させ、オゾン液を生成するとともに、水などの液体に溶け込めずに残ったオゾンガスは、一旦保存槽などの密閉容器内部にストックされ、ガス分解してから外部に排出されるか、あるいはオゾンフィルタなどを通じて人体に影響がない程度のオゾン濃度にしてから外部に排出される。
　一方、特許文献１に示されるような循環型のオゾン水生成装置は、オゾン水を生成した際に、水などの液体に溶け込めずに残ったオゾンガスを回収して、再度オゾン発生器に送り、この排オゾンガスを用いてさらに濃度の高いオゾンガスを生成する方式である。オゾン発生器で発生させた大部分のオゾンガスは、水に対して溶解しきれないため、非循環型オゾン液生成装置では、オゾン液生成の効率が悪かった点を、循環型とすることで、オゾンガスの利用効率を高めることが出来る。
　図５は、特許文献１に示されたオゾン水生成装置５００の全体構成を示すブロック図である。オゾン発生器５０１と気液混合器５０２と気体と液体に気液分離する機能を有する密封タンク５０３と、密封タンク５０３とオゾン発生器５０１とを接続するガス返送路５０４とを備え、密封タンク５０３によって分離されたオゾンガスを、ガス返送路５０４を介して除湿器５０５を経由して、オゾン発生器５０１に供給する。このため、排ガスに含まれる未溶解のオゾンガスを再利用することが可能である。
　また、一定時間、オゾン水の生成を続けると、気体が水に溶解してオゾン水生成装置の外部へ導出されるため、密封タンク５０３内の気体の体積が減少してしまう。そこで、密閉タンク５０３内の気体の減少量を検知できるレベルスイッチと、酸素ボンベからオゾン発生器５０１へ酸素の供給を制御する制御回路を設け、酸素の補充を行うことで、安定したオゾン水の生成を継続させている。
日本国公開特許公報「特開平２－２０７８９２号公報」
　しかしながら、上記特許文献１に示されるオゾン水生成装置５００を含む一般のオゾン水生成装置においては、密閉タンク５０３内のオゾン液が外部に排水されることにより、密閉タンク５０３内のオゾン水の水位が下がりすぎると、オゾン水と、気液分離されたオゾンガスの両方が排水口５０６から流れ出てしまい、有害なオゾンガスが外部に漏洩する虞がある。また、密閉タンク５０３内のオゾン水の水位が上がりすぎると、ガス返送路５０４を通じてオゾン水がオゾン発生器５０１側、あるいは除湿器５０５側に流出する可能性がある。さらに、循環型のオゾン水生成装置は、密閉タンク５０３で気液分離されたオゾンガスをガス返送路５０４にてオゾン発生器に送り、再利用する構成となっているため、外部に漏洩したオゾンガスの分は再利用に供することが出来ず、循環するオゾンガスの濃度が低下し、オゾンガスの再利用効率が悪くなる。
　本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、オゾン液（＝オゾン水）生成装置において、オゾン液排水の際にオゾン液とともにオゾンガスが漏洩するのを防ぎ、また、循環型オゾン液生成装置においては、ガス返送路を通じてオゾン液が流出するのを防ぎ、また、オゾンガスの再利用率の低下を防ぐオゾン液生成装置及びオゾン液生成方法を提供する。
　本発明に係るオゾン液発生装置は、オゾンガスを発生するオゾン発生手段と、前記オゾンガスと液体を混合し、オゾン液を生成する気液混合手段と、前記オゾン液を気液分離する貯液槽と、前記貯液槽内の前記オゾン液の水位を検知する水位検知手段と、前記貯液槽内の前記オゾン液の水位を制御する水位制御手段を備えたことを特徴とする。
　また、前記水位制御手段は、前記貯液槽の排水によりオゾンガスが漏洩し始める水位よりもオゾン液の水位が上部になるように制御することを特徴としてもよい。
　また、前記オゾン液生成装置は、前記オゾン発生手段と前記気液混合手段と前記貯液槽との間に気体を循環させる循環経路を備えることを特徴としてもよい。また、前記水位制御手段は、前記貯液槽と前記循環経路の接続位置よりもオゾン液の水位が下部になるように制御することを特徴としてもよい。
　本発明に係るオゾン液生成方法は、オゾンガスを発生させるオゾンガス発生工程と、前記オゾンガスと液体を混合し、オゾン液を生成する気液混合工程と、前記オゾン液を気液分離する気液分離工程と、前記オゾン液の水位を検知する水位検知工程と、前記オゾン液の水位を制御する水位制御工程を含むことを特徴とする。
　本発明によれば、オゾン液生成装置において、オゾン液排水の際にオゾン液とともにオゾンガスが漏洩するのを防ぎ、また、循環型オゾン液生成装置においては、ガス返送路を通じてオゾン液が流出するのを防ぎ、また、オゾンガスの再利用率低下を防ぐオゾン液生成装置及びオゾン液生成方法を実現することが可能となる。
実施形態に係るオゾン液生成装置の概略図である。 実施形態に係る排水制御のフローチャートである。 実施形態に係る所定値の説明図である。 実施形態に係る複数の所定値の説明図である。 従来技術におけるオゾン液生成装置の概略図である。
　以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
　図１は、本実施形態に係るオゾン液生成装置１００の概略図である。本実施形態では循環型のオゾン液生成装置を例に挙げて説明するが、非循環型のオゾン液生成装置についても、適用が可能である。
　オゾン液生成装置１００には、オゾンガスを発生するオゾン発生器１０１と、液体とオゾンガスを混合する気液混合部１０２と、液体を貯液する貯液槽１０３とオゾン液生成装置１００の外部から気体を導入する気体導入手段１０５、そして、これら装置間に気体または液体を循環させるために、経路ａ、ｂ、ｃとからなる循環経路Ａが設けられている。
　オゾン発生器１０１は、空気または酸素などの気体を導入する経路ａと接続された導入口１０６と、金属などの電極により形成され、導入された空気や酸素を材料にオゾンガスを発生するオゾン発生電極と、オゾンガスを導出する導出口１０７を備えている。導入口１０６より導入された酸素または空気に含まれる酸素の一部などからオゾンガスが生成され、導出口１０７から導出される。ここで、オゾン発生器１０１は、導入される空気や酸素などの気体からオゾンガスを生成する構成であれば、一般的なオゾン発生器を用いることが可能である。
　気液混合部１０２は、オゾン液生成装置１００の外部から水などの液体を導入する導入口１０８と、経路ｂに接続され、オゾンガスや空気などの気体を導入する導入口１０９と、経路ｃと接続され、気体と液体を混合した気液混合体を導出する導出口１１０とを備えている。導入口１０８から導入された水などの液体は、導入口１０９から導入された空気やオゾンガスなどの気体と混合され、導出口１１０からオゾン液などの気液混合体として導出される。
　ここで、気液混合体とは、液体に気体が溶解した液体、または、液体に気体が気泡として含まれた液体を示し、オゾン液とは、液体にオゾンガスが溶け込んだオゾン溶液または、液体にオゾンガスが気泡として混合されるオゾンバブル液が含まれる。また、オゾンガスが混合される液体は、水や農耕用の溶媒として利用される栽培養液や医療用の溶媒として利用される溶液などである。
　貯液槽１０３は液体や気体が貯蔵できる密封可能な容器などからなる。経路ｃに接続され液体を導入する導入口１１１と、オゾン液生成装置１００の外部へ水やオゾン液などの液体を導出する排水口１１２と、貯液槽１０３内のオゾン液の水位を検知する水位検知手段としての水位センサ２０３と、水位センサ２０３で検知された水位に基づき、導出する液体量を調整して貯液槽１０３の水位を制御する水位制御手段としての排水制御手段１０４と、経路ａに接続され、空気やオゾンガスなどの気体を導出する気体導出口１１３とを備える。水位センサ２０３と排水制御手段１０４の仕組みについては後に詳述する。
　導入口１１１より導入された液体は、気液分離手段である貯液槽１０３で、気体と液体に分離される。ここで、密封可能な容器とは物理的に密封された空間ではなく、気体が液体により閉じ込められた空間をもつ容器が含まれる。容器内に気体を封止することができれば、常時、排水口１１２から水が導出されていても密封状態として表現する。貯液槽１０３の形状は、円筒や多角柱や多角錐や円錐形状などの一般的な形状に形成させてよい。また、貯液槽１０３の大きさは設計に応じて、適宜、調整することが可能であり、配管の一部を広げて貯液槽を形成させても構わない。
　例えば、貯液槽１０３は、オゾン液を貯液槽１０３の導入口１１１から導入する場合、オゾン液に気泡として含まれていたオゾンガスや空気などの気体が幾分か分離され、貯液槽１０３の上層に貯蔵され、貯液槽１０３の下層に液体にオゾンガスが溶解したオゾン液が貯液される。また、気体導出口１１３は、貯液槽１０３に設けられた排水口１１２の位置より、重力方向に対して高い位置に設けられ、気液分離されたオゾンガスは経路ａを通じて排出される。なお、貯液槽１０３には、気体導出口１１３の開閉を制御する開閉制御手段が備えられていてもよい。
　循環経路Ａはホースやパイプなどからなる配管系から形成され、オゾン発生器１０１の導出口１０７と気液混合部１０２の導入口１０９との間を接続する経路ｂと、気液混合部１０２の導出口１１０と貯液槽１０３の導入口１１１との間を接続する経路ｃと、貯液槽１０３の気体導出口１１３とオゾン発生器１０１の導入口１０６との間を接続する経路ａから構成されている。経路ａは、その途中に開設して設けられた開設口１１４を備え、オゾン液生成装置１００の外部から内部への気体の導入を制御する気体導入手段１０５と接続されている。
　気体導入手段１０５は、第１の逆止弁１１５が設けられた経路ｄにより構成され、経路ｄの一方は、経路ａの経路の途中に設けられた開設口１１４と連通して接続され、もう一方は大気または酸素や空気を貯蔵したガスボンベなどと連通した外部口１１６が形成されている。ここで、逆止弁とは、気体や液体などの流体が流動する配管などに取り付けられ、流体がある方向から逆方向への流れを止めるための制御弁である。逆止弁が設けられた経路は流体を一方向にのみ流動させることが可能となる。このため、第１の逆止弁１１５が設けられた経路ｄは、外部口１１６から経路ｂへの一方向にのみ気体を流動させるため、循環経路から外部への気体の解放を防止する。
　なお、気体導入手段１０５は、オゾン液生成装置１００の外部から内部へ気体の導入が可能な手段であればよく、開設口１１４に配管を介さず、逆止弁を備えた構成としても構わない。また、逆止弁の代わりにオゾン液生成器１００への導入を制御可能な開閉バルブや電子的に制御が可能な電磁バルブ等により構成してもよい。
　また、配管ｄにはオゾンガスを還元する機能を有するオゾンフィルタ１１７を設けてもよい。オゾンフィルタ１１７はフィルタを通るオゾンガスを分解することが可能なため、万が一、第１の逆止弁１１５がオゾンガスに腐食されて破損した場合にも、オゾン液生成装置１００の内部のオゾンガスが外部空間に漏れ出すのを防ぎ、外部口１１６から気体を安全に開放することができる。なお、オゾンフィルタ１１７はオゾン分解触媒を格子状に構成した紙やアルミニウム付着させたものなど一般的なオゾンフィルタを配置する。
　また、経路ａは貯液槽１０３の気体導出口１１３と開設口１１４との間に第２の逆止弁１１８を設けてもよい。第２の逆止弁１１８は、気体導出口１１３から開設口１１４へ向かって気体が流動するように設けられているため、外部口１１６から導入される気体が経路ａを介して貯液槽１０３の気体導出口１１３から侵入することを防止する。
　次に、水位センサ２０３と排水制御手段１０４の仕組みについて説明する。水位センサ２０３は、貯液槽１０３に設けられ、貯液槽１０３内のオゾン液の水位を検知する水位検知手段として機能する。排水制御手段１０４は、貯液槽１０３の内部または、排水口１１２近傍に設けられ、水位センサ２０３で検知された水位に基づき、導出する液体量を調整して貯液槽１０３の水位を制御する水位制御手段として機能する。つまり、排水制御手段１０４は、貯液槽１０３内のオゾン液の水位を一定範囲に保つように自動的に調整する水位調整手段としての役割を担い、水位センサ２０３によって検知されたオゾン液の水位が、あらかじめ定められた所定値より少ないときに弁を絞る状態となり、所定値を超えるときに弁が開く状態へと切り換わるように設計されている。このため、排水制御手段１０４は、貯液槽１０３に貯液された貯液量が一定量を下回ると排水口１１２を絞る状態へ切り換え、排水口１１２からオゾン液が流出することを防ぎ、貯液槽１０３の貯液の水位が一定量を下回ることを防止する。
　図２は、本実施形態におけるオゾン液生成装置１００の排水制御のフローチャートである。本フローチャートに基づき、排水制御の工程について説明する。なお、フローチャートにおけるＳは、各工程のステップを表す。
　まず、Ｓ２０１において、オゾン液生成装置１００のスイッチがＯＮされ、装置のスタートが指示されると、Ｓ２０２において、オゾン発生器１０１により発生したオゾンガスが気液混合部１０２に導入される。このオゾンガスと気液混合部１０２に導入された液体が混合され、オゾン液生成が行われ、貯液槽１０３に送られる。
　次にＳ２０３において貯液槽１０３内のオゾン液の水位が水位センサ２０３により検知される。次に、Ｓ２０４において、排水制御手段１０４があらかじめ設定された所定値Ｐと水位センサ２０３が検知した水位Ｑとを比較する。
　ここで、水位Ｑが所定値Ｐ以下の場合は、Ｓ２０５において、排水制御手段１０４が排水口１１２を開いた状態から絞る状態へ切り換え、排水口１１２からオゾン液が流出することを防ぎ、オゾン液生成を継続する。その後Ｓ２０６にてオゾン液が必要量に達したかどうかが目視あるいは、機械的に判定され、オゾン液が必要量に達している場合は、Ｓ２０７にてオゾン液の生成を停止する。オゾン液が必要量に達していない場合は、更にオゾン液生成を継続し、その後再びＳ２０３にて水位センサ２０３で水位を検知する。
　一方、水位Ｑが所定値Ｐよりも大きい場合は、Ｓ２０８において、排水制御手段１０４が排水口１１２を絞った状態から開く状態へ切り換え、オゾン液を排出する。その後再びＳ２０３にて水位センサ２０３で水位を検知する。
　このような方法により、排水口１１２から導出可能な水量以上の液体が導出され、時間の経過に伴い、徐々に貯液槽１０３に貯液される貯液量が減少する場合も、貯液槽１０３の貯液量を一定の範囲に調整することが可能であるため、水位が下がりすぎて排水口１１２からオゾン液とともにオゾンガスが漏れ出すことを防止できる。
　排水制御手段１０４にあらかじめ設定される所定値Ｐは、例えば、図３（ａ）に示すように排水口１１２も重力方向に対して高い任意の位置を所定値Ｐとする。もし、所定値Ｐが設定されない、あるいは排水口１１２か、それ以下の位置に設定された場合は、図３（ｂ）に示すようにオゾン液とオゾンガスが両方とも外部に排出される可能性がある。このため、所定値Ｐは排水口１１２より上になるように設定する必要がある。
　また、貯液槽１０３内の温度、貯液の濃度やその他の条件に応じて、オゾンガスの溶け込み具合を調整するために所定値Ｐの値を決定し、水位を変えることによって貯液槽１０３内の気圧を制御することも可能である。さらに言えば、所定値Ｐを気体導出口１１３よりも重力方向に対して低い位置に設定することで、貯液槽１０３のオゾン液の水位が上がりすぎて、貯液槽１０３の気体導出口１１３からオゾン液が流出するのを防ぐことができる。また、本実施形態のように、循環型オゾン液生成装置においては、オゾンガスがオゾン液とともに外部に排出されて、再利用に供するオゾンガス量が低下し、オゾンガスの再利用率低下を防ぐことができる。
　また、図４に示すように、所定値を複数設定してもよい。例えば所定値をＰ、Ｐ´の二つに設定した場合を説明する。貯液槽１０３の内のオゾン液の水位が図４における所定値Ｐ´を超えると、排水制御手段１０４は、排水口１１２を閉状態から開状態へ切り換え、排水口１１２からオゾン液を排出し、貯液槽１０３のオゾン液の水位が上がりすぎて、貯液槽１０３の気体導出口１１３からオゾン液が流出するのを防ぐことができる。所定値は、貯液槽１０３と循環経路の接続位置よりも下部に設定する。
　一方、貯液槽１０３の内のオゾン液の水位が図４における所定値Ｐを下回ると、排水制御手段１０４は、排水口１１２を開状態から閉状態へ切り換え、排水口１１２からのオゾン液排出を止め、貯液槽１０３のオゾン液の水位が下がりすぎて、貯液槽１０３の排水口１１２からオゾン液とともにオゾンガスが流出するのを防ぐことができる。なお、水位センサ２０３と排水制御手段１０４は一体化された構成としてもよいし、別々の構成としても構わない。
　以上のように、水位センサ２０３と排水制御手段１０４を用いることにより、オゾン液生成装置において、オゾン液排水の際にオゾン液とともにオゾンガスが漏洩するのを防ぐことが出来る。また、循環型オゾン液生成装置においては、ガス返送路を通じてオゾン液が流出するのを防ぎ、さらには、オゾンガスの再利用率低下を防ぐオゾン液生成装置及びオゾン液生成方法を実現することが可能となる。
　本発明に係るオゾン液生成装置は、従来からオゾン液の利用されている分野に用いられるオゾン液生成装置に有効に利用することが出来る。
　１００　オゾン液生成装置
　１０１　オゾン発生器
　１０２　気液混合部
　１０３　貯液槽
　１０４　排水制御手段
　１０５　気体導入手段
　１０６、１０８、１０９，１１１　導入口
　１０７、１１０　導出口
　１１２　排水口
　１１３　気体導出口
　１１４　開設口
　１１５　第１の逆止弁
　１１６　外部口
　１１７　オゾンフィルタ
　１１８　第２の逆止弁
　２０３　水位センサ

Claims (5)

  1. 　オゾンガスを発生するオゾン発生手段と、
    　前記オゾンガスと液体を混合し、オゾン液を生成する気液混合手段と、
    　前記オゾン液を気液分離する貯液槽と、
    　前記貯液槽内の前記オゾン液の水位を検知する水位検知手段と、
    　前記貯液槽内の前記オゾン液の水位を制御する水位制御手段を備えたことを特徴とするオゾン液生成装置。
  2. 　前記水位制御手段は、前記貯液槽の排水によりオゾンガスが漏洩し始める水位よりもオゾン液の水位が上部になるように制御することを特徴とする請求項１記載のオゾン液生成装置。
  3. 　前記オゾン液生成装置は、前記オゾン発生手段と前記気液混合手段と前記貯液槽との間に気体を循環させる循環経路を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のオゾン液生成装置。
  4. 　前記水位制御手段は、前記貯液槽と前記循環経路の接続位置よりもオゾン液の水位が下部になるように制御することを特徴とする請求項３記載のオゾン液生成装置。
  5. 　オゾンガスを発生させるオゾンガス発生工程と、
    　前記オゾンガスと液体を混合し、オゾン液を生成する気液混合工程と、
    　前記オゾン液を気液分離する気液分離工程と、
    　前記オゾン液の水位を検知する水位検知工程と、
    　前記オゾン液の水位を制御する水位制御工程を含むことを特徴とするオゾン液生成方法。
PCT/JP2012/076943 2011-10-31 2012-10-18 オゾン液生成装置及びオゾン液生成方法 WO2013065495A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-238130 2011-10-31
JP2011238130A JP2013094712A (ja) 2011-10-31 2011-10-31 オゾン液生成装置及びオゾン液生成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013065495A1 true WO2013065495A1 (ja) 2013-05-10

Family

ID=48191851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/076943 WO2013065495A1 (ja) 2011-10-31 2012-10-18 オゾン液生成装置及びオゾン液生成方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2013094712A (ja)
WO (1) WO2013065495A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5778312B1 (ja) * 2014-05-23 2015-09-16 シャープ株式会社 オゾン液生成装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02207892A (ja) * 1989-02-08 1990-08-17 Reika Kogyo Kk オゾン水生成装置
JPH09206770A (ja) * 1996-01-31 1997-08-12 Ngk Spark Plug Co Ltd オゾン水製造装置
JPH11300365A (ja) * 1998-04-17 1999-11-02 Yaskawa Electric Corp オゾン水製造装置
JP2001259390A (ja) * 2000-03-22 2001-09-25 Toyota Auto Body Co Ltd オゾン水生成システム
JP2001314738A (ja) * 2000-05-02 2001-11-13 Max Co Ltd オゾン水生成器におけるオゾン水の流量調整装置
JP2002210339A (ja) * 2001-01-19 2002-07-30 Daikin Ind Ltd オゾン水生成装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02207892A (ja) * 1989-02-08 1990-08-17 Reika Kogyo Kk オゾン水生成装置
JPH09206770A (ja) * 1996-01-31 1997-08-12 Ngk Spark Plug Co Ltd オゾン水製造装置
JPH11300365A (ja) * 1998-04-17 1999-11-02 Yaskawa Electric Corp オゾン水製造装置
JP2001259390A (ja) * 2000-03-22 2001-09-25 Toyota Auto Body Co Ltd オゾン水生成システム
JP2001314738A (ja) * 2000-05-02 2001-11-13 Max Co Ltd オゾン水生成器におけるオゾン水の流量調整装置
JP2002210339A (ja) * 2001-01-19 2002-07-30 Daikin Ind Ltd オゾン水生成装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013094712A (ja) 2013-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230302234A1 (en) Insufflation apparatus and methods and a gas generating cartridge therefor
RU2668287C1 (ru) Способ и устройство для работы топливных элементов с искусственным воздухом
KR101805495B1 (ko) 가스 공급용 이중 배관을 통한 공기순환 시스템 및 그에 의한 공기순환 방법
JP2013136017A (ja) オゾン液生成装置
JP5050529B2 (ja) 排水装置
WO2013065495A1 (ja) オゾン液生成装置及びオゾン液生成方法
KR101503253B1 (ko) 바이오가스 분리정제 시스템
JP2012122189A (ja) 不活性ガス充てん密閉式貯水タンク
JP2009150603A (ja) 脱気水用給水装置
JP5778312B1 (ja) オゾン液生成装置
JP2013094710A (ja) オゾン液生成装置及びオゾン液生成方法
JP2013128876A (ja) オゾン液生成装置
KR20150146017A (ko) 수소 분리 장치 및 이를 포함하는 밸러스트수 처리 시스템
JP2013123694A (ja) オゾン液生成装置及びオゾン液生成方法
JP5608253B2 (ja) オゾン液生成装置及びオゾン液生成方法
JP6496517B2 (ja) オゾン液生成装置、洗浄装置、オゾン液生成装置の駆動方法、駆動プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP2013094711A (ja) オゾン液生成装置
JP2013146721A (ja) オゾン液生成装置および洗浄装置ならびにオゾン液生成方法
JP2013123693A (ja) オゾン液生成装置
JP6117667B2 (ja) オゾン含有液生成装置
JP2007260545A (ja) 放電生成ガスの溶解装置
KR101599943B1 (ko) 수소 분리 장치 및 이를 포함하는 밸러스트수 처리 시스템
JP2009297681A (ja) エア抜き装置およびエア抜き方法
KR101439872B1 (ko) 진공방지부를 가지는 디가스 유닛
CN114351817A (zh) 一种间歇式气压排空装置及排水系统

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12844858

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12844858

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1