WO2018220672A1

WO2018220672A1 - オゾン水製造装置

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Publication number: WO2018220672A1
Application number: PCT/JP2017/019899
Authority: WO
Inventors: 伸介後藤; 時盛　孝一; 大道古賀
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2017-05-29
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2018-12-06
Also published as: JPWO2018220672A1; JP6729983B2

Abstract

冷却水流出口と冷却水流入口を有し、冷却水を供給する冷却装置と、冷却水流出口と冷却水流入口を有し、オゾンを発生するオゾン発生装置と、オゾン水流出口とオゾン水流入口を有し、オゾン発生装置で発生したオゾンが導入されるオゾン溶解装置と、冷却水流出口、冷却水流入口、オゾン水流出口、およびオゾン水流入口を有する熱交換器と、冷却装置の冷却水流出口とオゾン発生装置の冷却水流入口を繋ぐ第１の流路と、オゾン発生装置の冷却水流出口と冷却装置の冷却水流入口を繋ぐ第２の流路と、熱交換器のオゾン水流出口とオゾン溶解装置のオゾン水流入口を繋ぐ第３の流路と、オゾン溶解装置のオゾン水流出口と熱交換器のオゾン水流入口を繋ぐ第４の流路と、冷却装置から供給された冷却水を熱交換器の冷却水流入口に導入する第５の流路と、熱交換器の冷却水流出口と第２の流路を繋ぐ第６の流路と、を備えているオゾン水製造装置。

Description

オゾン水製造装置

　この発明は、オゾン水製造装置に係わり、特に、高濃度オゾン水を製造するのに適したオゾン水製造装置に関するものである。

　水処理用膜の洗浄には、高濃度オゾン水が、必要とされている（例えば、特許文献１～５を参照）。オゾン水製造装置には、冷却装置が設けられており、高濃度オゾン水を製造するには、オゾン水やオゾンを溶解させる水を、この冷却装置で冷却している。この専用の冷却装置は、オゾン発生装置の冷却用には使用されていなかった。

　例えば、特許文献１には、「オゾン発生器」と、「蒸気発生手段」と、「冷却手段」とを備えた、高濃度オゾン水製造装置が開示されている。「オゾン発生器」は、本願のオゾン発生装置に対応する構成要素である。また、「蒸気発生手段」は、本願のオゾン溶解装置に対応する構成要素である。また、「冷却手段」は、本願の冷却装置に対応する構成要素である。

　しかしながら、本願のアイデアとは異なり、「冷却手段」は、「蒸気発生手段」の冷却のみを行える構成になっている。本願に係わるオゾン水製造装置では、冷却装置で、冷却水を製造する。冷却水は、オゾン発生装置の冷却と、オゾン水（またはオゾンを溶解させる水）の冷却に、使用する。

特開平２－１５３８０２号公報実開平３－３８１９８号公報特開２００５－８９２３８号公報特開２００６－１０２５７６号公報特開２０１３－１８４８６１号公報

　オゾンガスの溶解度は、オゾンを溶解させる水の温度により異なっている。オゾン水を製造する場合、水温が低いほど、高濃度のオゾン水を製造することができる。水温が高い場合には、高濃度オゾン水を得ることは困難である。従来のオゾン水製造装置では、冷却装置を追加して、オゾン水やオゾンを溶解させる水を冷却し、水温を低くしている。この構成を採用した場合、オゾン水製造装置のコストが増大するという課題が生じる。

　この発明は、オゾン水製造装置における上述のような課題を解決するためになされたものである。すなわち、オゾン水製造装置において、コストの増大を抑制しつつ、高濃度のオゾン水を製造することを目的とする。オゾン水製造装置は、オゾン水やオゾンを溶解させる水を冷却するために、冷却装置を使用し、その冷却装置は、オゾン発生装置の冷却に使用されているものである。

　本発明に係わるオゾン水製造装置は、冷却水流出口と冷却水流入口を有し、冷却水を供給する冷却装置と、冷却水流出口と冷却水流入口を有し、オゾンを発生するオゾン発生装置と、オゾン水流出口とオゾン水流入口を有し、前記オゾン発生装置で発生したオゾンが導入されるオゾン溶解装置と、冷却水流出口、冷却水流入口、オゾン水流出口、およびオゾン水流入口を有する熱交換器と、前記冷却装置の冷却水流出口と前記オゾン発生装置の冷却水流入口を繋ぐ第１の流路と、前記オゾン発生装置の冷却水流出口と前記冷却装置の冷却水流入口を繋ぐ第２の流路と、前記熱交換器のオゾン水流出口と前記オゾン溶解装置のオゾン水流入口を繋ぐ第３の流路と、前記オゾン溶解装置のオゾン水流出口と前記熱交換器のオゾン水流入口を繋ぐ第４の流路と、前記冷却装置から供給された冷却水を前記熱交換器の冷却水流入口に導入する第５の流路と、前記熱交換器の冷却水流出口と前記第２の流路を繋ぐ第６の流路と、を備えているものである。

　また、本発明に係わるオゾン水製造装置は、冷却水流出口と冷却水流入口を有し、冷却水を供給する冷却装置と、冷却水流出口と冷却水流入口を有し、オゾンを発生するオゾン発生装置と、冷却水流入口と冷却水流出口とを有する冷却コイルが内部に配設され、前記オゾン発生装置で発生したオゾンが導入されるオゾン溶解装置と、前記冷却装置の冷却水流出口と前記オゾン発生装置の冷却水流入口を繋ぐ第１の流路と、前記オゾン発生装置の冷却水流出口と前記冷却装置の冷却水流入口を繋ぐ第２の流路と、前記冷却装置から供給された冷却水を前記冷却コイルの冷却水流入口に導入する第３の流路と、前記冷却コイルの冷却水流出口と前記第２の流路を繋ぐ第４の流路と、を備えているものである。

　本発明に係わるオゾン水製造装置は、冷却水流出口と冷却水流入口を有し、冷却水を供給する冷却装置と、冷却水流出口と冷却水流入口を有し、オゾンを発生するオゾン発生装置と、オゾン水流出口とオゾン水流入口を有し、前記オゾン発生装置で発生したオゾンが導入されるオゾン溶解装置と、冷却水流出口、冷却水流入口、オゾン水流出口、およびオゾン水流入口を有する熱交換器と、前記冷却装置の冷却水流出口と前記オゾン発生装置の冷却水流入口を繋ぐ第１の流路と、前記オゾン発生装置の冷却水流出口と前記冷却装置の冷却水流入口を繋ぐ第２の流路と、前記熱交換器のオゾン水流出口と前記オゾン溶解装置のオゾン水流入口を繋ぐ第３の流路と、前記オゾン溶解装置のオゾン水流出口と前記熱交換器のオゾン水流入口を繋ぐ第４の流路と、前記冷却装置から供給された冷却水を前記熱交換器の冷却水流入口に導入する第５の流路と、前記熱交換器の冷却水流出口と前記第２の流路を繋ぐ第６の流路と、を備えていることにより、コストの増大を抑制しつつ、高濃度のオゾン水を製造することが可能となる。

　また、本発明に係わるオゾン水製造装置は、冷却水流出口と冷却水流入口を有し、冷却水を供給する冷却装置と、冷却水流出口と冷却水流入口を有し、オゾンを発生するオゾン発生装置と、冷却水流入口と冷却水流出口とを有する冷却コイルが内部に配設され、前記オゾン発生装置で発生したオゾンが導入されるオゾン溶解装置と、前記冷却装置の冷却水流出口と前記オゾン発生装置の冷却水流入口を繋ぐ第１の流路と、前記オゾン発生装置の冷却水流出口と前記冷却装置の冷却水流入口を繋ぐ第２の流路と、前記冷却装置から供給された冷却水を前記冷却コイルの冷却水流入口に導入する第３の流路と、前記冷却コイルの冷却水流出口と前記第２の流路を繋ぐ第４の流路と、を備えていることにより、コストの増大を抑制しつつ、高濃度のオゾン水を製造することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係わる、オゾン水製造装置の全体構成を示している模式図である。本発明の実施の形態１に係わる、オゾン発生装置の構成を示している詳細図である。本発明の実施の形態１に係わる、冷却装置の構成を示している詳細図である。本発明の実施の形態１に係わる、オゾン溶解装置の構成を示している詳細図である。本発明の実施の形態１に係わる、熱交換器の構成を示している詳細図である。本発明の実施の形態２に係わる、オゾン水製造装置の全体構成を示している模式図である。本発明の実施の形態２に係わる、冷却装置の構成を示している詳細図である。本発明の実施の形態３に係わる、オゾン水製造装置の全体構成を示している模式図である。本発明の実施の形態３に係わる、オゾン溶解装置の構成を示している詳細図である。本発明の実施の形態３に係わる、冷却装置の構成を示している詳細図である。本発明の実施の形態４に係わる、オゾン水製造装置の全体構成を示している模式図である。本発明の実施の形態４に係わる、冷却装置の構成を示している詳細図である。

　本発明の実施の形態に係わるオゾン水製造装置について、図を参照しながら以下に説明する。なお、各図において、同一または同様の構成部分については同じ符号を付しており、対応する各構成部のサイズや縮尺はそれぞれ独立している。例えば構成の一部を変更した断面図の間で、変更されていない同一構成部分を図示する際に、同一構成部分のサイズや縮尺が異なっている場合もある。また、オゾン水製造装置は、実際にはさらに複数の部材を備えているが、説明を簡単にするため、説明に必要な部分のみを記載し、他の部分については省略している。

実施の形態１．
　以下、この発明の実施の形態に係わるオゾン水製造装置を、図に基づいて説明する。図１は、実施の形態１に係わるオゾン水製造装置の実施例を示すものである。本実施の形態において、オゾン水製造装置１００は、オゾン発生装置１と、冷却装置２と、オゾン溶解装置３と、熱交換器４と、冷却水ポンプ６と、オゾン溶解装置冷却ポンプ７と、冷却水切り換え弁１２と、冷却水切り換え弁１３と、制御装置１１となどで構成されている。膜処理装置２１は、水処理用膜を備えている。オゾン発生装置１で発生したオゾンは、オゾンガス流路Ｇを通って、オゾン溶解装置３に供給される。

　膜処理装置２１は、膜ろ過水流路Ｆによってオゾン溶解装置３と接続されている。膜ろ過水は、膜ろ過水流路Ｆを通過して、オゾン溶解装置３に流入する。オゾン溶解装置３で製造されたオゾン水１０は、オゾン水供給流路Ｅを通して、膜処理装置２１に供給される。オゾン水１０は、膜処理装置２１の水処理用膜を洗浄するのに用いられる。冷却装置２は、オゾン発生装置１を冷却するために、冷却水流路Ａ（第１の流路）と冷却水流路Ｂ（第２の流路）とが接続されている。

　冷却水流路Ａ（第１の流路）は、冷却装置２の冷却水流出口とオゾン発生装置１の冷却水流入口を繋いでいる。冷却水流路Ｂ（第２の流路）は、オゾン発生装置１の冷却水流出口と冷却装置２の冷却水流入口を繋いでいる。冷却水流路Ａ（第１の流路）と冷却水流路Ｂ（第２の流路）を流れる冷却水は、冷却水流路Ｂ（第２の流路）の途中に設けられている冷却水ポンプ６（第１のポンプ）により循環している。制御装置１１は、冷却水ポンプ６と、オゾン溶解装置冷却ポンプ７と、冷却水切り換え弁１２と、冷却水切り換え弁１３と、を制御することができる。

　また、オゾン溶解装置３の内部のオゾン水やオゾンを溶解させる水を冷却するために、熱交換器４を介して、冷却水流路Ｃの冷却水で、オゾン溶解装置冷却流路Ｄのオゾン水を冷却する。この時、冷却水切り換え弁１３（第１の切り換え弁）と冷却水切り換え弁１２（第２の切り換え弁）とを操作し、冷却装置２から熱交換器４に冷却水を供給する。オゾン溶解装置冷却流路Ｄは、熱交換器４のオゾン水流出口とオゾン溶解装置３のオゾン水流入口を繋ぐオゾン溶解装置冷却流路Ｄ１（第３の流路）と、オゾン溶解装置３のオゾン水流出口と熱交換器４のオゾン水流入口を繋ぐオゾン溶解装置冷却流路Ｄ２（第４の流路）と、などから構成されている。冷却水流路Ｃは、冷却装置２から供給された冷却水を熱交換器４の冷却水流入口に導入する冷却水流路Ｃ１（第５の流路）と、熱交換器４の冷却水流出口と第２の流路を繋ぐ冷却水流路Ｃ２（第６の流路）と、などから構成されている。

　オゾン溶解装置冷却ポンプ７（第２のポンプ）は、オゾン溶解装置冷却流路Ｄ２（第４の流路）の途中に設けられているが、オゾン溶解装置冷却流路Ｄ１（第３の流路）の途中に設けられていてもよい。オゾン溶解装置３、冷却水流路Ａ、冷却水流路Ｂ、冷却水流路Ｃ、オゾン溶解装置冷却流路Ｄ、及びオゾン水供給流路Ｅは、水温を維持するため、保温されていることが望ましい。なお、制御装置１１を収納する制御盤に、特に制約はない。一例として、制御装置１１を収納する制御盤を、オゾン発生装置に付属している制御盤に収納する場合がある。冷却水流路Ｃは、冷却装置２の出口冷却水をオゾン溶解装置３の内部のオゾン水の冷却に利用するために設けられている。

　図２は、オゾン発生装置の構成を示している詳細図である。オゾン発生装置１は、冷却水流出口１ａと冷却水流入口１ｂと、オゾンガス排出口１ｃを有する。オゾン発生装置１と冷却装置２は、冷却水流路Ｂと冷却水流路Ａで接続されている。冷却装置２から供給される冷却水は、オゾン発生装置１の冷却水流入口１ｂに流入し、オゾン発生装置１で発生した熱を吸収する。冷却水は、その後、オゾン発生装置１の冷却水流出口１ａから流出する。オゾン発生装置１で発生したオゾンは、オゾンガス排出口１ｃからオゾンガス流路Ｇを通って、オゾン溶解装置３に供給される。

　図３は、冷却装置の構成を示している詳細図である。冷却装置２は、冷却水流出口２ａと冷却水流入口２ｂを有する。オゾン発生装置１と冷却装置２は、冷却水流路Ｂと冷却水流路Ａで接続されている。冷却装置２で生成された冷却水は、冷却装置２の冷却水流出口２ａから流出し、オゾン発生装置１に供給される。その後、冷却水は、オゾン発生装置１から、冷却装置２の冷却水流入口２ｂに流入（還流）する。冷却水ポンプ６（第１のポンプ）は、上流側口６ａと、下流側口６ｂを有する。冷却水切り換え弁１３（第１の切り換え弁）は、上流側口１３ａと、下流側口１３ｂを有する。冷却水切り換え弁１２（第２の切り換え弁）は、上流側口１２ａと、下流側口１２ｂを有する。

　冷却水流路Ａ（第１の流路）は、冷却装置２の冷却水流出口２ａとオゾン発生装置１の冷却水流入口１ｂを繋いでいる。冷却水流路Ｂ（第２の流路）は、オゾン発生装置１の冷却水流出口１ａと冷却装置２の冷却水流入口２ｂを繋いでいる。冷却水流路Ｃ１（第５の流路）は、冷却装置２の冷却水流出口２ａ（または冷却水切り換え弁１３の上流側口１３ａ）と熱交換器４の冷却水流入口４ａを繋いでいる（図５を参照）。冷却水流路Ｃ２（第６の流路）は、熱交換器４の冷却水流出口４ｂと冷却水流路Ｂ（またはオゾン発生装置１の冷却水流入口１ｂあるいは冷却水ポンプ６の上流側口６ａ）を繋いでいる（図５を参照）。

　図４は、オゾン溶解装置の構成を示している詳細図である。オゾン溶解装置３は、オゾン水流出口３ａとオゾン水流入口３ｂとオゾンガス流入口３ｃを有する。オゾン発生装置１とオゾン溶解装置３は、オゾンガス流路Ｇで接続されている。熱交換器４を通過したオゾン水１０は、オゾン水流入口３ｂからオゾン溶解装置３に流入し、オゾン水流出口３ａからオゾン溶解装置３を流出する。オゾン溶解装置３には、オゾン発生装置１で発生したオゾンが、オゾンガス排出口１ｃからオゾンガス流路Ｇを通って、供給される。

　オゾン溶解装置３では、膜処理装置２１で使用される高濃度のオゾン水１０が生成されている。オゾン溶解装置冷却流路Ｄ１（第３の流路）は、熱交換器４のオゾン水流出口４ｄとオゾン溶解装置３のオゾン水流入口３ｂを繋いでいる（図５を参照）。オゾン溶解装置冷却流路Ｄ２（第４の流路）は、オゾン溶解装置３のオゾン水流出口３ａと熱交換器４のオゾン水流入口４ｃを繋いでいる（図５を参照）。

　図５は、熱交換器の構成を示している詳細図である。熱交換器４は、冷却水流入口４ａと、冷却水流出口４ｂと、オゾン水流入口４ｃと、オゾン水流出口４ｄとを有する。熱交換器４には、低温側の冷却水流路Ｃの冷却水が流入し、高温側のオゾン溶解装置冷却流路Ｄのオゾン水を冷却する。冷却装置２から供給される冷却水は、熱交換器４の冷却水流入口４ａから流入し、熱交換器４の冷却水流出口４ｂから流出する。オゾン溶解装置３を通過したオゾン水１０は、熱交換器４のオゾン水流入口４ｃから流入し、冷却水と熱交換されて、熱交換器４のオゾン水流出口４ｄから流出する。

　次に、図に示したこの発明の本実施の形態によるオゾン水製造装置１００の動作について説明する。まず、膜処理装置２１より、膜ろ過水（オゾン水）をオゾン溶解装置３に供給し、オゾン溶解装置３には規定量の膜ろ過水（オゾン水）を確保しておく。オゾン水洗浄のタイミングになると、まず、冷却水切り換え弁１２（第２の切り換え弁）を開け、さらに、冷却水切り換え弁１３（第１の切り換え弁）を閉じて、熱交換器４に冷却水が流れる流路を確保する。

　次に、冷却水ポンプ６（第１のポンプ）とオゾン溶解装置冷却ポンプ７（第２のポンプ）を運転させる。冷却水ポンプ６（第１のポンプ）は冷却水を、オゾン溶解装置冷却ポンプ７（第２のポンプ）は膜ろ過水（オゾン水１０）を循環する。冷却装置２で冷却した冷却水で、熱交換器４を介して、膜ろ過水（オゾン水１０）を冷却する。

　膜ろ過水の温度が、規定温度以下になれば、冷却水切り換え弁１３を開け、さらに、冷却水切り換え弁１２を閉じる。オゾン発生装置１に冷却水が流れる流路が確保される。次に、オゾン発生装置１を運転し、オゾンを発生すると共に、オゾン発生で生成する熱を除去するため、オゾン発生装置１に、冷却装置２から冷却水を供給する。発生したオゾンガスは、オゾンガス流路Ｇを通して、オゾン溶解装置３に供給される。オゾン溶解装置３では、オゾンガスと冷却された膜ろ過水が効率よく混合され、高濃度オゾン水が製造される。製造された高濃度オゾン水は、オゾン水供給流路Ｅを介して、膜処理装置２１に、膜の洗浄水として供給される。これらの制御は、制御装置１１で実現する。

　以上のように、本実施の形態にかかわるオゾン水製造装置では、もともとオゾン発生装置１の冷却用に必要な冷却装置２が、オゾン溶解装置３の膜ろ過水の冷却用にも流用できるため、単独でオゾン溶解装置用の冷却装置を設けるよりも経済的な装置とすることができる。また、オゾン溶解装置３の膜ろ過水の水温を下げることで、水温が低いほどオゾン水濃度を高くすることができる。オゾン水の濃度が高いほど、洗浄水の水量を少なくすることができる。しかも、洗浄水の水量が少ないほど、洗浄時間も短くすることができる。そのため、高濃度オゾン水を製造することで、洗浄水量の低減、及び洗浄時間の短縮が可能となる。その結果、効率的に膜処理装置２１の膜を洗浄することができる。

　また、水処理用膜の洗浄用に高濃度オゾン水を使用している。高濃度オゾン水は、オゾン水、またはオゾンを溶解させる水を冷却することによって製造することができる。このオゾン水やオゾンを溶解させる水を冷却する冷却装置は、オゾン発生装置も冷却できる。そのため、コスト増大を抑制しつつ高濃度オゾン水を製造することを可能とする。このオゾン水製造装置は、オゾンを発生するオゾン発生装置と、水にオゾンを溶解させるオゾン溶解装置と、オゾン発生装置の冷却用とオゾン水やオゾンを溶解させる水の冷却用に冷却水を製造する冷却装置と、オゾン溶解装置の外部でオゾン水、またはオゾンを溶解させる水と冷却水で熱交換を行う熱交換器と、これらを接続する流路を切り替えるための自動弁、及びこれらを制御する制御装置を備えている。

　すなわち、本実施の形態に係わるオゾン水製造装置は、冷却水流出口と冷却水流入口を有し、冷却水を供給する冷却装置と、冷却水流出口と冷却水流入口を有し、オゾンを発生するオゾン発生装置と、オゾン水流出口とオゾン水流入口を有し、前記オゾン発生装置で発生したオゾンが導入されるオゾン溶解装置と、冷却水流出口、冷却水流入口、オゾン水流出口、およびオゾン水流入口を有する熱交換器と、前記冷却装置の冷却水流出口と前記オゾン発生装置の冷却水流入口を繋ぐ第１の流路と、前記オゾン発生装置の冷却水流出口と前記冷却装置の冷却水流入口を繋ぐ第２の流路と、前記熱交換器のオゾン水流出口と前記オゾン溶解装置のオゾン水流入口を繋ぐ第３の流路と、前記オゾン溶解装置のオゾン水流出口と前記熱交換器のオゾン水流入口を繋ぐ第４の流路と、前記冷却装置から供給された冷却水を前記熱交換器の冷却水流入口に導入する第５の流路と、前記熱交換器の冷却水流出口と前記第２の流路を繋ぐ第６の流路と、を備えているものである。

　また、本実施の形態に係わるオゾン水製造装置は、前記第１の流路に設けられている第１の切り換え弁と、前記第５の流路に設けられている第２の切り換え弁と、をさらに備えていて、前記第５の流路は、前記第１の切り換え弁の上流側口と前記熱交換器の冷却水流入口を繋いでいることを特徴とするものである。また、本実施の形態に係わるオゾン水製造装置は、前記第２の流路に設けられている第１のポンプと、前記第３の流路または前記第４の流路に設けられている第２のポンプと、をさらに備えているものである。

実施の形態２．
　実施の形態１では、オゾン発生装置１の冷却とオゾン溶解装置３の内部水の冷却を分けて運転していた。本実施の形態においては、まず、冷却水切り換え弁１３を閉じ、冷却水切り換え弁１２を開け、オゾン発生装置１と熱交換器４を直列に冷却水が流れる流路を確保する。そのあと、冷却装置２で冷却された冷却水で、オゾン発生装置１を冷却し、その冷却水で更にオゾン溶解装置３の水を、熱交換器４を介して冷却する。

　図６は、実施の形態３に係わるオゾン水製造装置の実施例を示すものである。本実施の形態において、オゾン水製造装置１００は、オゾン発生装置１と、冷却装置２と、オゾン溶解装置３と、熱交換器４と、冷却水ポンプ６と、オゾン溶解装置冷却ポンプ７と、冷却水切り換え弁１２と、冷却水切り換え弁１３と、制御装置１１となどで構成されている。膜処理装置２１は、水処理用膜を備えている。オゾン発生装置１で発生したオゾンは、オゾンガス流路Ｇを通って、オゾン溶解装置３に供給される。

　オゾン溶解装置冷却ポンプ７（第２のポンプ）は、オゾン溶解装置冷却流路Ｄ２（第４の流路）の途中に設けられているが、オゾン溶解装置冷却流路Ｄ１（第３の流路）の途中に設けられていてもよい。オゾン溶解装置３、冷却水流路Ａ、冷却水流路Ｂ、冷却水流路Ｃ、オゾン溶解装置冷却流路Ｄ、及びオゾン水供給流路Ｅは、水温を維持するため、保温されていることが望ましい。なお、制御装置１１を収納する制御盤に、特に制約はない。一例として、制御装置１１を収納する制御盤を、オゾン発生装置に付属している制御盤に収納する場合がある。冷却水流路Ｃは、オゾン発生装置１の出口冷却水をオゾン溶解装置３の内部のオゾン水の冷却に利用するために設けられている。

　図７は、冷却装置の構成を示している詳細図である。冷却装置２は、冷却水流出口２ａと冷却水流入口２ｂを有する。オゾン発生装置１と冷却装置２は、冷却水流路Ｂと冷却水流路Ａで接続されている。冷却装置２で生成された冷却水は、冷却装置２の冷却水流出口２ａから流出し、オゾン発生装置１に供給される。その後、冷却水は、オゾン発生装置１から、冷却装置２の冷却水流入口２ｂに流入（還流）する。冷却水ポンプ６（第１のポンプ）は、上流側口６ａと、下流側口６ｂを有する。冷却水切り換え弁１３（第１の切り換え弁）は、上流側口１３ａと、下流側口１３ｂを有する。冷却水切り換え弁１２（第２の切り換え弁）は、上流側口１２ａと、下流側口１２ｂを有する。

　冷却水切り換え弁１３（第１の切り換え弁）は、冷却水流路Ｂ（第２の流路）の途中に、しかも、冷却水ポンプ６（第１のポンプ）よりも上流側に設けられている。冷却水切り換え弁１２（第２の切り換え弁）は、冷却水切り換え弁１３（第１の切り換え弁）の上流側口１３ａと熱交換器４の冷却水流入口４ａを繋ぐ冷却水流路Ｃ３（第５の流路）の途中に設けられている。冷却水流路Ｃ４（第６の流路）は、熱交換器４の冷却水流出口４ｂと冷却水ポンプ６の上流側口６ａ（または冷却水切り換え弁１３の下流側口１３ｂ）を繋いでいる。

　次に、冷却水ポンプ６（第１のポンプ）とオゾン溶解装置冷却ポンプ７（第２のポンプ）を運転させる。冷却水ポンプ６（第１のポンプ）は冷却水を、オゾン溶解装置冷却ポンプ７（第２のポンプ）は膜ろ過水（オゾン水）を循環する。冷却水は、冷却水流路Ａ、オゾン発生装置１、冷却水流路Ｂ、を経由して、冷却水切り換え弁１３の上流側口１３ａに到達する。さらに、冷却水は、冷却水切り換え弁１２（第２の切り換え弁）と、熱交換器４と、冷却水流路Ｃとを、経由して、冷却水流路Ｂに復流する。冷却装置２で冷却した冷却水で、熱交換器４を介して、膜ろ過水（オゾン水）を冷却する。

　膜ろ過水の温度が、規定温度以下になれば、冷却水切り換え弁１３を開け、冷却水切り換え弁１２を閉じる。オゾン発生装置１に冷却水が流れる流路が確保される。次に、オゾン発生装置１を運転し、オゾンを発生すると共に、オゾン発生で生成する熱を除去するため、オゾン発生装置１に、冷却装置２から冷却水を供給する。発生したオゾンガスは、オゾンガス流路Ｇを通して、オゾン溶解装置３に供給される。オゾン溶解装置３では、オゾンガスと冷却された膜ろ過水が効率よく混合され、高濃度オゾン水が製造される。製造された高濃度オゾン水は、オゾン水供給流路Ｅを介して、膜処理装置２１に、膜の洗浄水として供給される。これらの制御は制御装置１１で実現する。

　本実施の形態では、オゾン発生装置１が運転されると、オゾン溶解装置３でオゾン水の製造が行われる。本実施の形態により、オゾン溶解装置３でのオゾン水の製造と、オゾン溶解装置の内部でのオゾン水の冷却を同時に行うことができる。各々単独で冷却を実施していた、実施の形態１よりも、冷却工程を短縮することができ、更にオゾン発生装置１の出口冷却水をオゾン溶解装置３の内部のオゾン水の冷却に利用するので、冷却水の有効利用が可能となる。

　また、本実施の形態に係わるオゾン水製造装置は、前記第２の流路に設けられている第１の切り換え弁と、前記第５の流路に設けられている第２の切り換え弁と、をさらに備えていて、前記第５の流路は、前記第１の切り換え弁の上流側口と前記熱交換器の冷却水流入口を繋いでいることを特徴とするものである。また、本実施の形態に係わるオゾン水製造装置は、前記第２の流路に設けられている第１のポンプと、前記第３の流路または前記第４の流路に設けられている第２のポンプと、をさらに備えているものである。

実施の形態３．
　実施の形態１では、熱交換器４を介してオゾン溶解装置３の膜ろ過水を冷却する場合について述べた。本実施の形態においては、オゾン溶解装置３の内部に冷却コイル５を設けて、膜ろ過水を冷却する場合の実施例を示すものである。本実施の形態においては、実施の形態１のオゾン溶解装置冷却ポンプ７が不要となる。直接、オゾン溶解装置３の内部で膜ろ過水を、冷却コイル５を介して冷却することができるので、実施の形態１よりもシンプルな装置構成とすることができる。なお、オゾン溶解装置３は、冷却コイル５の清掃等を考慮して設計する必要がある。

　図８は、実施の形態３に係わるオゾン水製造装置の実施例を示すものである。本実施の形態において、オゾン水製造装置１００は、オゾン発生装置１と、冷却装置２と、オゾン溶解装置３と、冷却コイル５と、冷却水ポンプ６と、冷却水切り換え弁１２と、冷却水切り換え弁１３と、制御装置１１となどで構成されている。膜処理装置２１は、水処理用膜を備えている。オゾン発生装置１で発生したオゾンは、オゾンガス流路Ｇを通って、オゾン溶解装置３に供給される。

　膜処理装置２１は、膜ろ過水流路Ｆによってオゾン溶解装置３と接続されている。膜ろ過水は、膜ろ過水流路Ｆを通過して、オゾン溶解装置３に流入する。オゾン溶解装置３で製造されたオゾン水１０は、オゾン水供給流路Ｅを通して、膜処理装置２１に供給される。オゾン水１０は、膜処理装置２１の水処理用膜を洗浄するのに用いられる。冷却装置２は、オゾン発生装置１を冷却するために、冷却水流路Ａ（第１の流路）と冷却水流路Ｂ（第２の流路）とが接続されている。冷却水流入路Ｈ（第３の流路）は、冷却装置２から供給された冷却水を冷却コイル５の冷却水流入口に導入する。冷却水還流路Ｉ（第４の流路）は、冷却コイル５の冷却水流出口と冷却水流路Ｂ（第２の流路）を繋いでいる。

　冷却水流路Ａ（第１の流路）は、冷却装置２の冷却水流出口とオゾン発生装置１の冷却水流入口を繋いでいる。冷却水流路Ｂ（第２の流路）は、オゾン発生装置１の冷却水流出口と冷却装置２の冷却水流入口を繋いでいる。冷却水流路Ａ（第１の流路）と冷却水流路Ｂ（第２の流路）を流れる冷却水は、冷却水流路Ｂ（第２の流路）の途中に設けられている冷却水ポンプ６（第１のポンプ）により循環している。制御装置１１は、冷却水ポンプ６と、冷却水切り換え弁１２と、冷却水切り換え弁１３と、を制御することができる。

　また、オゾン溶解装置３の内部のオゾン水やオゾンを溶解させる水を冷却するために、オゾン溶解装置３の内部に冷却コイル５が装着されている。冷却コイル５には、冷却水流入路Ｈと冷却水還流路Ｉとが接続されていて、冷却水が流入する。この時、冷却水切り換え弁１３（第１の切り換え弁）と冷却水切り換え弁１２（第２の切り換え弁）を操作し、冷却装置２から冷却コイル５に冷却水を供給する。

　オゾン溶解装置３、冷却水流路Ａ、冷却水流路Ｂ、冷却水流入路Ｈ、冷却水還流路Ｉ、及びオゾン水供給流路Ｅは、水温を維持するため、保温されていることが望ましい。なお、制御装置１１を収納する制御盤に、特に制約はない。一例として、制御装置１１を収納する制御盤を、オゾン発生装置内に付属している制御盤に収納する場合がある。冷却水ポンプ６（第１のポンプ）は、冷却水流路Ａ（第１の流路）に設けられていてもよい。

　図９は、オゾン溶解装置３の構成を示している詳細図である。オゾン溶解装置３は、冷却水流出口３ｄと冷却水流入口３ｅとオゾンガス流入口３ｃと冷却コイル５を有する。冷却コイル５は、冷却水流入口５ａと冷却水流出口５ｂを有しており、オゾン溶解装置３の内部に配設されている。オゾン発生装置１とオゾン溶解装置３は、オゾンガス流路Ｇで接続されている。冷却コイル５は、オゾン水１０に浸漬されている。冷却水は、冷却水流入路Ｈを経由して、冷却コイル５に流入する。さらに、冷却水は、冷却水還流路Ｉを経由して、冷却水流路Ｂに復流する。

　オゾン溶解装置３の冷却水流入口３ｅは、冷却コイル５の冷却水流入口５ａと接続されている。冷却コイル５の冷却水流出口５ｂは、オゾン溶解装置３の冷却水流出口３ｄと接続されている。冷却水切り換え弁１２を通過した冷却水は、冷却水流入口３ｅからオゾン溶解装置３に流入し、オゾン溶解装置３を冷却水流出口３ｄから流出する。オゾン発生装置１で発生したオゾンは、オゾンガス排出口１ｃからオゾンガス流路Ｇを通って、オゾン溶解装置３に供給される。

　図１０は、冷却装置の構成を示している詳細図である。冷却装置２は、冷却水流出口２ａと冷却水流入口２ｂを有する。オゾン発生装置１と冷却装置２は、冷却水流路Ｂと冷却水流路Ａで接続されている。冷却装置２で生成された冷却水は、冷却装置２の冷却水流出口２ａから流出し、オゾン発生装置１に供給される。その後、冷却水は、オゾン発生装置１から、冷却装置２の冷却水流入口２ｂに流入（還流）する。冷却水ポンプ６は、上流側口６ａと、下流側口６ｂを有する。冷却水切り換え弁１３（第１の切り換え弁）は、上流側口１３ａと、下流側口１３ｂを有する。冷却水切り換え弁１２（第２の切り換え弁）は、上流側口１２ａと、下流側口１２ｂを有する。

　冷却水流路Ａ（第１の流路）は、冷却装置２の冷却水流出口２ａとオゾン発生装置１の冷却水流入口１ｂを繋いでいる。冷却水流路Ｂ（第２の流路）は、オゾン発生装置１の冷却水流出口１ａと冷却装置２の冷却水流入口２ｂを繋いでいる。冷却水流入路Ｈ（第３の流路）は、冷却水流路Ａ（冷却装置２の冷却水流出口２ａまたは冷却水切り換え弁１３の上流側口１３ａ）と冷却コイル５の冷却水流入口５ａを繋いでいる。冷却水還流路Ｉ（第４の流路）は、冷却コイル５の冷却水流出口５ｂと冷却水流路Ｂ（オゾン発生装置１の冷却水流出口１ａあるいは冷却水ポンプ６の上流側口６ａ）を繋いでいる。冷却水切り換え弁１３（第１の切り換え弁）は、冷却水流路Ａ（第１の流路）の途中に設けられている。冷却水切り換え弁１２（第２の切り換え弁）は、冷却水流入路Ｈ（第３の流路）の途中に設けられている。

　次に、図に示したこの発明の本実施の形態によるオゾン水製造装置１００の動作について説明する。まず、膜処理装置２１より、膜ろ過水（オゾン水）をオゾン溶解装置３に供給し、オゾン溶解装置３には規定量の膜ろ過水（オゾン水）を確保しておく。オゾン水洗浄のタイミングになると、まず、冷却水切り換え弁１３（第１の切り換え弁）を閉じ、さらに、冷却水切り換え弁１２（第２の切り換え弁）を開けて、オゾン溶解装置３に冷却水が流れる流路を確保する。

　次に、冷却水ポンプ６を運転させる。冷却水ポンプ６は、冷却水を循環する。冷却水は、冷却水切り換え弁１２（第２の切り換え弁）と、冷却水流入路Ｈと、冷却コイル５と、冷却水還流路Ｉとを、経由して、冷却水流路Ｂに復流する。冷却装置２で冷却した冷却水で、冷却コイル５を介して、オゾン溶解装置３に存在する膜ろ過水（オゾン水１０）を冷却する。

　膜ろ過水の温度が、規定温度以下になれば、冷却水切り換え弁１３を開け、さらに、冷却水切り換え弁１２を閉じる。オゾン発生装置１に冷却水が流れる流路が確保される。次に、オゾン発生装置１を運転し、オゾンを発生すると共に、オゾン発生で生成する熱を除去するため、オゾン発生装置１に、冷却装置２から冷却水を供給する。発生したオゾンガスは、オゾンガス流路Ｇを通して、オゾン溶解装置３に供給される。オゾン溶解装置３では、オゾンガスと冷却された膜ろ過水が効率よく混合され、高濃度オゾン水が製造される。製造された高濃度オゾン水は、オゾン水供給流路Ｅを介して、膜処理装置２１に、膜の洗浄水として供給される。これらの制御は制御装置１１で実現する。

　以上のように、本実施の形態にかかわるオゾン水製造装置は、実施の形態１に係わるオゾン溶解装置の外部に設置された熱交換器の代わりに、オゾン溶解装置の内部に設置された冷却コイルで、オゾン溶解装置の内部のオゾン水やオゾンを溶解させる水と、直接、熱交換を行うものである。

　すなわち、本実施の形態に係わるオゾン水製造装置は、冷却水流出口と冷却水流入口を有し、冷却水を供給する冷却装置と、冷却水流出口と冷却水流入口を有し、オゾンを発生するオゾン発生装置と、冷却水流入口と冷却水流出口とを有する冷却コイルが内部に配設され、前記オゾン発生装置で発生したオゾンが導入されるオゾン溶解装置と、前記冷却装置の冷却水流出口と前記オゾン発生装置の冷却水流入口を繋ぐ第１の流路と、前記オゾン発生装置の冷却水流出口と前記冷却装置の冷却水流入口を繋ぐ第２の流路と、前記冷却装置から供給された冷却水を前記冷却コイルの冷却水流入口に導入する第３の流路と、前記冷却コイルの冷却水流出口と前記第２の流路を繋ぐ第４の流路と、を備えているものである。

　また、本実施の形態に係わるオゾン水製造装置は、前記第１の流路に設けられている第１の切り換え弁と、前記第３の流路に設けられている第２の切り換え弁と、をさらに備えていて、前記第３の流路は、前記第１の切り換え弁の上流側口と前記冷却コイルの冷却水流入口を繋いでいることを特徴とするものである。また、本実施の形態に係わるオゾン水製造装置は、前記第１の流路または前記第２の流路に設けられているポンプ、をさらに備えているものである。

実施の形態４．
　実施の形態１では、熱交換器４を介してオゾン溶解装置３のオゾン水を冷却する場合について述べた。本実施の形態においては、オゾン溶解装置冷却ポンプ７が不要となる。直接、オゾン溶解装置３の内部でオゾン水を、冷却コイル５を介して冷却することができるので、実施の形態３よりもシンプルな装置構成とすることができる。なお、オゾン溶解装置３は冷却コイル５の清掃等を考慮して設計する必要がある。

　図１１は、実施の形態４に係わるオゾン水製造装置の実施例を示すものである。本実施の形態において、オゾン水製造装置１００は、オゾン発生装置１と、冷却装置２と、オゾン溶解装置３と、熱交換器４と、冷却コイル５と、冷却水ポンプ６と、冷却水切り換え弁１２と、冷却水切り換え弁１３と、制御装置１１となどで構成されている。膜処理装置２１は、水処理用膜を備えている。オゾン発生装置１で発生したオゾンは、オゾンガス流路Ｇを通って、オゾン溶解装置３に供給される。

　図１２は、冷却装置の構成を示している詳細図である。冷却装置２は、冷却水流出口２ａと冷却水流入口２ｂを有する。オゾン発生装置１と冷却装置２は、冷却水流路Ａと冷却水流路Ｂで接続されている。冷却装置２で生成された冷却水は、冷却装置２の冷却水流出口２ａから流出し、オゾン発生装置１に供給される。その後、冷却水は、オゾン発生装置１から、冷却装置２の冷却水流入口２ｂに流入（還流）する。冷却水ポンプ６は、上流側口６ａと、下流側口６ｂを有する。冷却水切り換え弁１３（第１の切り換え弁）は、上流側口１３ａと、下流側口１３ｂを有する。冷却水切り換え弁１２（第２の切り換え弁）は、上流側口１２ａと、下流側口１２ｂを有する。

　冷却水流路Ａ（第１の流路）は、冷却装置２の冷却水流出口２ａとオゾン発生装置１の冷却水流入口１ｂを繋いでいる。冷却水流路Ｂ（第２の流路）は、オゾン発生装置１の冷却水流出口１ａと冷却装置２の冷却水流入口２ｂを繋いでいる。冷却水流入路Ｈ（第３の流路）は、冷却水流路Ｂ（オゾン発生装置１の冷却水流出口１ａまたは冷却水切り換え弁１３の上流側口１３ａ）と冷却コイル５の冷却水流入口５ａを繋いでいる。冷却水還流路Ｉ（第４の流路）は、冷却コイル５の冷却水流出口５ｂと冷却水切り換え弁１３の下流側口１３ｂ（または冷却水ポンプ６の上流側口６ａ）を繋いでいる。冷却水切り換え弁１３（第１の切り換え弁）は、冷却水流路Ｂ（第２の流路）の途中に設けられている。冷却水切り換え弁１２（第２の切り換え弁）は、冷却水流入路Ｈ（第５の流路）の途中に設けられている。

　次に、冷却水ポンプ６を運転させる。冷却水ポンプ６は、冷却水を循環する。冷却水は、冷却水流路Ａ、オゾン発生装置１、冷却水流路Ｂ、を経由して、冷却水切り換え弁１３の上流側口１３ａに到達する。さらに、冷却水は、冷却水切り換え弁１２（第２の切り換え弁）と、冷却水流入路Ｈと、冷却コイル５と、冷却水還流路Ｉとを、経由して、冷却水流路Ｂに復流する。冷却装置２で冷却した冷却水で、冷却コイル５を介して、オゾン溶解装置３に存在する膜ろ過水（オゾン水）を冷却する。

　また、本実施の形態に係わるオゾン水製造装置は、前記第２の流路に設けられている第１の切り換え弁と、前記第３の流路に設けられている第２の切り換え弁と、をさらに備えていて、前記第３の流路は、前記第１の切り換え弁の上流側口と前記冷却コイルの冷却水流入口を繋いでいることを特徴とするものである。また、本実施の形態に係わるオゾン水製造装置は、前記第１の流路または前記第２の流路に設けられているポンプ、をさらに備えているものである。

　なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

　１　オゾン発生装置、１ａ　冷却水流出口、１ｂ　冷却水流入口、１ｃ　オゾンガス排出口、２　冷却装置、２ａ　冷却水流出口、２ｂ　冷却水流入口、３　オゾン溶解装置、３ａ　オゾン水流出口、３ｂ　オゾン水流入口、３ｃ　オゾンガス流入口、３ｄ　冷却水流出口、３ｅ　冷却水流入口、４　熱交換器、４ａ　冷却水流入口、４ｂ　冷却水流出口、４ｃ　オゾン水流入口、４ｄ　オゾン水流出口、５　冷却コイル、５ａ　冷却水流入口、５ｂ　冷却水流出口、６　冷却水ポンプ、６ａ　上流側口、６ｂ　下流側口、７　オゾン溶解装置冷却ポンプ、Ａ　冷却水流路、Ｂ　冷却水流路、Ｃ　冷却水流路、Ｄ　オゾン溶解装置冷却流路、Ｅ　オゾン水供給流路、Ｆ　膜ろ過水流路、Ｇ　オゾンガス流路、Ｈ　冷却水流入路、Ｉ　冷却水還流路、１０　オゾン水、１１　制御装置、１２　冷却水切り換え弁、１２ａ　上流側口、１２ｂ　下流側口、１３　冷却水切り換え弁、１３ａ　上流側口、１３ｂ　下流側口、２１　膜処理装置、Ｃ１　冷却水流路、Ｃ２　冷却水流路、Ｃ３　冷却水流路、Ｃ４　冷却水流路、Ｄ１　オゾン溶解装置冷却流路、Ｄ２　オゾン溶解装置冷却流路、１００　オゾン水製造装置

Claims

　冷却水流出口と冷却水流入口を有し、冷却水を供給する冷却装置と、
冷却水流出口と冷却水流入口を有し、オゾンを発生するオゾン発生装置と、
オゾン水流出口とオゾン水流入口を有し、前記オゾン発生装置で発生したオゾンが導入されるオゾン溶解装置と、
冷却水流出口、冷却水流入口、オゾン水流出口、およびオゾン水流入口を有する熱交換器と、
前記冷却装置の冷却水流出口と前記オゾン発生装置の冷却水流入口を繋ぐ第１の流路と、
前記オゾン発生装置の冷却水流出口と前記冷却装置の冷却水流入口を繋ぐ第２の流路と、
前記熱交換器のオゾン水流出口と前記オゾン溶解装置のオゾン水流入口を繋ぐ第３の流路と、
前記オゾン溶解装置のオゾン水流出口と前記熱交換器のオゾン水流入口を繋ぐ第４の流路と、
前記冷却装置から供給された冷却水を前記熱交換器の冷却水流入口に導入する第５の流路と、
前記熱交換器の冷却水流出口と前記第２の流路を繋ぐ第６の流路と、
を備えているオゾン水製造装置。
　前記第１の流路に設けられている第１の切り換え弁と、
前記第５の流路に設けられている第２の切り換え弁と、をさらに備えていて、
前記第５の流路は、前記第１の切り換え弁の上流側口と前記熱交換器の冷却水流入口を繋いでいることを特徴とする請求項１に記載のオゾン水製造装置。
　前記第２の流路に設けられている第１の切り換え弁と、
前記第５の流路に設けられている第２の切り換え弁と、をさらに備えていて、
前記第５の流路は、前記第１の切り換え弁の上流側口と前記熱交換器の冷却水流入口を繋いでいることを特徴とする請求項１に記載のオゾン水製造装置。
　前記第２の流路に設けられている第１のポンプと、
前記第３の流路または前記第４の流路に設けられている第２のポンプと、をさらに備えていることを特徴とする請求項２または３に記載のオゾン水製造装置。
　冷却水流出口と冷却水流入口を有し、冷却水を供給する冷却装置と、
冷却水流出口と冷却水流入口を有し、オゾンを発生するオゾン発生装置と、
冷却水流入口と冷却水流出口とを有する冷却コイルが内部に配設され、前記オゾン発生装置で発生したオゾンが導入されるオゾン溶解装置と、
前記冷却装置の冷却水流出口と前記オゾン発生装置の冷却水流入口を繋ぐ第１の流路と、
前記オゾン発生装置の冷却水流出口と前記冷却装置の冷却水流入口を繋ぐ第２の流路と、
前記冷却装置から供給された冷却水を前記冷却コイルの冷却水流入口に導入する第３の流路と、
前記冷却コイルの冷却水流出口と前記第２の流路を繋ぐ第４の流路と、
を備えているオゾン水製造装置。
　前記第１の流路に設けられている第１の切り換え弁と、
前記第３の流路に設けられている第２の切り換え弁と、をさらに備えていて、
前記第３の流路は、前記第１の切り換え弁の上流側口と前記冷却コイルの冷却水流入口を繋いでいることを特徴とする請求項５に記載のオゾン水製造装置。
　前記第２の流路に設けられている第１の切り換え弁と、
前記第３の流路に設けられている第２の切り換え弁と、をさらに備えていて、
前記第３の流路は、前記第１の切り換え弁の上流側口と前記冷却コイルの冷却水流入口を繋いでいることを特徴とする請求項５に記載のオゾン水製造装置。
　前記第１の流路または前記第２の流路に設けられているポンプ、をさらに備えていることを特徴とする請求項６または７に記載のオゾン水製造装置。