オゾン液生成器及びオゾン液生成方法
【課題】
気液混合器に気体の循環が可能な簡易かつ省スペースな構成にて、オゾン液生成器のオゾンガス発生効率を高め、高濃度なオゾン水の生成を可能にするオゾン液生成器を提供するものである。
【解決手段】
オゾンガス発生器１０１にてオゾンガスを発生し、気液混合器１０２にてオゾンガス液体を混合してオゾン液を生成するオゾン液生成器であって、生成したオゾン液を気液分離器１０３にて気体と液体に分離し、気体循環経路Ａにて気液混合器に気体を気液混合器１０２に循環させ、液体循環経路にて液体を気液混合器１０２に循環させることで高濃度なオゾン液を生成する。
気液混合器に気体の循環が可能な簡易かつ省スペースな構成にて、オゾン液生成器のオゾンガス発生効率を高め、高濃度なオゾン水の生成を可能にするオゾン液生成器を提供するものである。
【解決手段】
オゾンガス発生器１０１にてオゾンガスを発生し、気液混合器１０２にてオゾンガス液体を混合してオゾン液を生成するオゾン液生成器であって、生成したオゾン液を気液分離器１０３にて気体と液体に分離し、気体循環経路Ａにて気液混合器に気体を気液混合器１０２に循環させ、液体循環経路にて液体を気液混合器１０２に循環させることで高濃度なオゾン液を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン液生成器及びオゾン液生成方法に関するものであり、特に液体循環式のオゾン液生成器及びオゾン液生成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、オゾン液生成器は、オゾンガスを発生するオゾンガス発生器が搭載され、水などの液体にオゾンガスを混合させることでオゾン液を生成している。一般的なオゾンガス発生器のメカニズムは絶縁物を挟んだ電極間に交流電圧を印加して無声放電を発生させ、電極間に大気圧以上の空気または酸素などの気体を通過させることによりオゾンガスを発生させ、気液混合器により発生させたオゾンガスと水などの液体とを混合させることで、オゾン液を生成させている。
【０００３】
また、オゾン液生成器は、浄水、洗浄、消臭などの目的に使用するため、浄水器、トイレ、医療現場などの製品に搭載され、殺菌力や消臭力が強い高濃度なオゾン水を生成する開発がなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１は、オゾンガス混合機構とガス分離タンクとオゾンガス接触機構とを備え、オゾンガス混合機構とガス分離タンクに接続されたオゾン水循環ラインにオゾン水を循環させて高濃度化を図ると共に、生成したオゾンガスを有効に利用するため、ガス分離タンクで分離された廃オゾンガスをオゾンガス接触機構に供給し、廃オゾンガスと純水とを混合させて生成したオゾン水をオゾン水循環ラインに供給している。
【０００５】
オゾンガス接触機構はフッ素樹脂で形成された膜を有し、膜によって区画された一方の室に純水を、他方の室にオゾンガスを供給させてオゾン水を生成している。その後、オゾン水をオゾン水循環ラインに供給することで、オゾンガスの有効利用を図り、安定したオゾン濃度のオゾン水を提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−６４０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のオゾン水製造装置は、オゾンガス発生器が設けられておらず、オゾン水を混合するオゾンガス混合機構を設け、オゾン水製造装置の外部からオゾンガス混合機構にオゾンガスを導入させることで、オゾン水を生成させている。また、廃オゾンガスからオゾン水を生成するため、オゾンガス接触機構を設けることでオゾン水を生成している。このため、２種類のオゾンガス混合手段及び複雑な配管経路を設ける必要があり、装置の大型化を招くという問題を生じていた。
【０００８】
また、高濃度なオゾン水の生成を目的として形成したオゾンガス接触機構は、高濃度なオゾンガスが充満するため、高いオゾンガス分解能力を有するオゾンガス処理部を設ける必要があり、さらに装置の大型化招くという問題を抱えていた。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、気液混合器またはオゾンガス発生器に気体の循環が可能な簡易かつ省スペースな構成にて、オゾン液生成器のオゾンガス発生効率を高め、比較的、高濃度なオゾン液の生成を可能にするオゾン液生成器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るオゾン液生成器は、オゾンガスを発生するオゾンガス発生器と、オゾンガスと液体を混合する気液混合器と、液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器と、気液混合器に気体を循環させる気体循環経路と、気液混合器に液体を循環させる液体循環経路と、液体循環経路に設けられたポンプとを備えている。
【００１１】
また、本発明に係るオゾン液生成器は、上記の構成において、前記気液混合器と前記気液分離器と前記ポンプと給水口とを備えた前記前記液体循環経路において、前記気液混合器、前記気液分離器、前記給水口、前記ポンプの順に液体が循環されることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係るオゾン液生成器は、上記の構成において、ポンプの能力は、給水口から導入される液体の流量に比べて多い流量の圧送が可能であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係るオゾンガス発生器と気液混合器と気液分離器を備えたオゾン液生成器のオゾン液生成方法は、気液分離器で分離させたオゾン液を前記気液混合器に循環させるとともに、気液分離器で分離させたオゾンガスを気液混合器に循環させてオゾン液を生成する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、気液混合器に液体の循環が可能な簡易かつ省スペースな構成にて、オゾン液生成器のオゾンガス発生効率を高め、高濃度なオゾン液の生成を可能にするオゾン液生成器を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るオゾン液生成器１００の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る気液混合器１０２（ａ）の概略説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る気液分離器１０３（ａ）の概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る気液分離器１０３（ｂ）の概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る気液分離器１０３（ｃ）の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
【実施例１】
【００１７】
本発明の一実施形態について図１を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態に係るオゾン液生成器１００の概略図である。図１のオゾン液生成器１００は、オゾンガスを発生するオゾンガス発生器１０１と、オゾンガスと液体を混合する気液混合器１０２と、液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器１０３と、気液混合器に気体を循環する気体循環経路Ａと、気液混合器１０２に液体を循環させる液体循環経路Ｂと、液体循環経路Ｂに設けられた液体の圧送が可能なポンプ１１３とを備えている。
【００１８】
ここで、気体含有液とは、液体に気体が溶解せず気泡として含有した液体の状態を示し、「液体」に含まれる用語として説明する。気液混合体には、例えば、水にオゾンガスが溶解しきれず混合されたオゾン含有液が含まれる。
【００１９】
オゾン液生成器１００の気体循環経路Ａは、気液分離器１０３とオゾンガス発生器１０１とを接続する配管ａとオゾンガス発生器１０１と気液混合器１０２とを接続する配管ｂと、気液混合器１０２と気液分離器１０３とを接続する配管ｃから形成され、オゾンガスなどの気体を循環させ、オゾンガス発生器１０１にて繰り返しオゾンガスを発生させることで、高濃度なオゾンガスを生成する。
【００２０】
オゾン液生成器１００の液体循環経路Ｂは、気液混合器１０２の導出口１０８と気液分離器１０３の導入口１０９に接続された配管ｃと、気液分離器１０３の液体循環口１１１とに接続された配管ｄから形成され、オゾン液などの液体を循環させ、気液混合器１０２でオゾン液とオゾンガスとを繰り返し混合させることで、高濃度なオゾン液を生成する。
【００２１】
生成したオゾン液は気液分離器１０３に貯液または循環経路Ｂに循環され、洗浄、殺菌、消臭などの用途に利用するため、オゾン液生成器の外部に導出する。なお、オゾン液生成器は様々な製品、例えば、浄水器、トイレ用、医療用などの製品に組み込まれて利用することが可能である。
【００２２】
オゾンガス発生器１０１は、空気または酸素などの気体を導入する配管ａと接続された導入口１０４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ガス発生素子と、オゾンガスを導出する導出口１０５とを備えている。オゾンガス発生器１０１は導入口１０４より導入された酸素または空気に含まれる酸素からオゾンガスを生成し、導出口１０５からオゾンガスを導出する。また、オゾンガス発生器は、より高密度な酸素や空気などの気体をもとにオゾンガスを生成した場合、より高濃度なオゾンガスが生成される。これはオゾンガス発生素子に接触する酸素濃度が上昇し、オゾンガスの発生量が増加することに起因する。
【００２３】
ここで、オゾンガス発生器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、一般的なオゾンガス発生器を用いることが可能である。
【００２４】
気液混合器１０２は、水などの液体を導入する導入口１０６と、配管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１０７と、配管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１０８とを備えている。導入口１０６から導入された水などの液体は、導入口１０７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１０８からオゾン液などの気液混合体として導出される。
【００２５】
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有された気体含有液が混合された状態を示し「液体」に含まれる用語として使用する。また、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含有液が含まれる用語として利用する。また、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、オゾンガスを混合させる溶液が含まれる。
【００２６】
なお、気液混合器は、より高密度な気体が導入され、液体と混合される場合、より高い気液混合率にて混合される。これは、例えば、気液混合器にて水とオゾンガスを混合される場合、水と接触するオゾンガスのオゾン濃度が上昇するため、より効率的に溶解することに起因する。
【００２７】
ここで、気液混合器１０２の一実施形態の詳細について、図２を用いて説明する。図２はベンチュリー型の気液混合器の概略説明図である。ベンチュリー型の気液混合器１０２（ａ）は、液体が導入される導入口１０６と導入口１０６と連通した導入経路２１と、導入経路２１に連通し、導入経路２１に比べて小さな径を有する連通経路２２と、連通経路２２と連通し、連通経路２２に比べて大きな径を有する導出経路２３と、導出経路２３に連通された導出口１０８を備え、導出口１０８から液体が導出される。また、連通経路２２は、経路の途中に開設して設けられた導入口１０７を備え、配管ｂを介してオゾンガス発生器１０１と接続されている。ここで、開設とは、配管の側面に穴などを設けることを示し、穴として配管に開設された開設口は、他の配管と連通させて接続させることが可能である。なお、穴の形状は、丸、楕円、多角形など適宜、自由に設計して構わない。
【００２８】
導入口１０６から液体を導入すると、導入経路２１を通り連通経路２２に到達した液体は、導入経路２１に比べ細い管に導入されるため、ベルヌーイの定理に知られるように、流速が増加し静圧が減少する。この結果、流動する液体の静圧は負圧になり、配管ｂを介して連通経路２２へ向かい気体が自吸される。その後、導入された気体と液体が混合され、気液混合体として導出経路２３と連通された導出口１０８から導出される。例えば、オゾンガス発生器１０１により発生させたオゾンガスを導入口１０７から導入し、水を導入口１０６導入させる場合、水とオゾンガスが混合されオゾン水が生成される。ここで、気液混合器の一実施形態として、図２のベンチュリー型の気液混合器を用いて説明をしたが、他の構成をした気液混合器を用いても構わない。
【００２９】
次に図１の気液分離器について説明する。気液分離器１０３は、導入された気体を含有する気体含有液を気体と液体に分離させることが可能であり、例えば、一定量の液体を貯液することが可能な密封可能な容器などから形成される。気液分離器１０３は、配管ｃに接続され液体を導入する導入口１０９と、オゾン液生成器１００の外部へ水やオゾン液などの液体を導出する液体導出口１１０と、配管ｄに接続され、水やオゾン液などの液体を循環する液体循環口１１１と、配管ａに接続され気体を導出する気体導出口１１２とを備えている。
【００３０】
気液分離器１０３は、導入口１０９から気体を含有した液体が導入されると気液分離器１０３の下層に比重の重い液体を貯液し、液体導出口１１０または液体循環口１１１から導出する。また、気液分離器の上層には、液体に含有されていた比重の軽い空気やオゾンガスなどの気体を貯蔵し、気体導出口１１２から導出する。このため、気液分離器１０３によって、気体が含有された液体を気体と液体に分離することが可能となる。例えば、気液分離器１０３の導入口１０９からオゾンガスが含有されるオゾン液を導入する場合、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分離され、気液分離器１０３の上層に貯蔵され、気液分離器１０３の下層にオゾンガスが溶解したオゾン溶液が貯液される。
【００３１】
次に、気液分離器の一実施形態について図３の概略図を用いて説明する。図３の気液分離器１０３（ａ）は、水やオゾン液などの液体を貯蔵する容器部３１と、液体を導入する導入口１０９と、オゾン液生成器１００の外部へ水やオゾン液などの液体を導出する液体導出口１１０と、水やオゾン液などの液体を循環する液体循環口１１１と、気体を導出する気体導出口１１２とを備えている。
【００３２】
ここで、導入口１０９、液体導出口１１０、液体循環口１１１、気体導出口１１２の配置は特に限定されるものではないが、効率的に気液分離を図るため、導入口１０９及び１１０は、気体導出口１１２は気液分離器１０３（ａ）の上層部に設けられ、液体導出口１１０、液体循環口１１１は気体導出口に比べて下層部に設けられる。なお、気液分離器１０３の貯液許容量はオゾン液生成器の用途に応じて適宜変更が可能である。また、気液分離器１０３は気体含有液を気体と液体に分離できる構成であれば、他の構成を有した一般的な気液分離器を備えても構わない。
【００３３】
次に、本発明に係る気液分離器の他の一実施形態について、図４の概略図を用いて説明する。図４（ａ）は気液分離器１０３（ｂ）の斜視図である。図４（ｂ）は気液分離器１０３（ｂ）を横から見た概略図である。気液分離器１０３（ｂ）は、図３に記載した気液分離器１０３（ａ）の容器内に流動抑制手段を備えた構成をしており、気液分離の効率を向上させている。
【００３４】
図４の気液分離器１０３（ｂ）は外壁４１に囲まれた密封可能な容器部１１６を有し、容器部１１６に液体を導入する導入口１０９と、オゾン液などの液体を導出する液体導出口１１０と、液体を導出する液体循環口１１１と、気体を導出する気体導出口１１２と、流動抑制板４２とを備えている。
【００３５】
流動抑制板４２は容器部の底面に配置され、導入口１０９から導入された液体の流動を抑制する流動抑制手段としての役割を担う。なお、図４では、長方体状の流動抑制板４２を記載しているが、導入される液体の流動を抑制することができれば、多角柱や多角錐や円弧状の壁など、他の形状の流動抑制板を形成させても構わない。また、流動抑制板４２は容器部の周囲に接触させ、水の流れをせき止めてもよく、液体に抵抗を与え流速を抑制できることが可能な構成であればよい。
【００３６】
導入口１０９から導入された液体は、流動抑制板４２に衝突し、液体の流動速度が抑制された後に、液体導出口１１０または液体循環口１１１から導出される。このため、導入された液体は一定時間、気液分離器１０３（ｂ）の内部に滞留することになるため、オゾン液に含まれるオゾンガスなどの気体の気液分離をより効果的に行うことが可能となる。
【００３７】
例えば、図３の気液分離器１０３（ａ）の導入口１０９から気泡が含まれた液体を導入させ、液体導出口１１０または液体循環口１１１から導出させる場合、気液分離器１０３に導入された気泡が含まれた液体は、導入口１０９から液体導出口１１０または液体循環口１１１へ高速に流動し、液体に含まれる気泡を気液分離しきれず、液体循環口１１１から導出してしまうことがある。このため、気液分離器１０３内で液体の流動速度を抑え、気液分離の効率を向上させることが効果的である。
【００３８】
なお、液体導出口１１０及び液体循環口１１１の配置は特に限定されるものではなく、貯液許容量に応じて、適宜変更することができる。例えば、貯液量を増加させる場合には液体導出口１１０を高い位置に配置し、減少させる場合には、液体導出口１１０を低い位置に配置すればよい。
【００３９】
次に、本発明に係る気液分離器の他の一実施形態について、図５の概略図を用いて説明する。図５は本発明に係る気液分離器１０３（ｃ）の一実施形態を説明する概略図である。図５（ａ）は気液分離器１０３（ｃ）の斜視図である。図５（ｂ）は気液分離器１０３（ｃ）を横から見た概略図である。
【００４０】
図５の気液分離器１０３（ｃ）は外壁５１に囲まれた液体や気体を貯蔵する容器部１１６を有し、容器部１１６に液体を導入する導入口１０９と、オゾン液などの液体を導出する液体導出口１１０と、液体を導出する液体循環口１１１と、気体を導出する気体導出口１１２とを備えている。
【００４１】
また、容器部１１６は、導入口１０９と連通し、内壁５２により形成された内水筒５３と外壁５１と内壁５２との間に形成され、液体を貯液可能な外水筒５４を備えた２重管構造として形成されている。液体導出口１１０及び液体循環口１１１は内壁５２により形成される壁の高さより重力方向に対して低い位置に設けられている。ここで、液体導出口１１０及び液体循環口１１１は効率的に液体を導出させるため容器部１１６の底面近傍に設けられる。なお、液体導出口１１０及び液体循環口１１１の配置は特に限定されるものではなく、貯液許容量に応じて、適宜変更することができる。例えば、貯液量を増加させる場合には液体導出口１１０を高い位置に配置し、減少させる場合には、液体導出口１１０を低い位置に配置してもよい。
【００４２】
導入口１０９から導入された液体は、容器部１１６の内水筒５３に貯液され、やがて貯液された液体の水位が内壁５２の壁の高さを超えて溢れると、外水筒５４に貯液されることとなる。その後、外水筒５４に貯液された液体は、液体導出口１１０または液体循環口１１１から導出される。このため、気液分離器１０３（ｃ）は容器部１１６の下層に液体が貯液され、容器部１１６の上層に気体が貯蔵されることとなる。この結果、気液分離器１０３（ｃ）は、導入口１０９から導入させた液体の流れを内壁５２に衝突させることでさえぎり、内水筒５３に貯液させた後に、液体導出口１１０または液体循環口１１１から導出させるため、オゾン液に含まれるオゾンガスなどの気体の気液分離をより効果的に行うことが可能となる。
【００４３】
なお、図５では液体導出口１１０または液体循環口１１１を気液分離器１０３（ｃ）の底面に設けているが、オゾン液を外水筒５４に貯液できるように、外水筒５４の底面と内壁５２の上部との間に位置する外壁５１に液体導出口１１０及び液体循環口１１１を設けても構わない。
【００４４】
なお、図５では、二重管構造により形成された気液分離器１０３（ｃ）について説明をしたが、円筒形状として構成する必要はなく、多角形等の二重構造にしてもよく、気体と液体を分離することが可能な構成であれば、他の構成を用いても構わない。
【００４５】
次に図１のオゾン液生成器１００の各構成要素について説明する。液体循環経路Ｂは、気液分離器の液体循環口１１１と気液混合器１０２の導入口１０６とを接続する配管ｄと、気液混合器１０２と気液分離器とを接続する配管ｃから形成され、オゾン液などの液体を循環させ、気液混合器１０２でオゾン液とオゾンガスとを繰り返し混合させることで、高濃度なオゾン液を生成する。
【００４６】
配管ｄは、オゾン液生成器へ液体の給水が可能な給水口１１４が設けられ、配管ｅと接続されている。配管ｅは、配管ｄに接続され、もう一方が、オゾン液生成器の外部から液体を供給する外部口１１５として形成されている。また、配管ｅは開閉弁Ｖが設けられており、給水口１１４からオゾン液生成器１００に導入される液体の導入量を制御することが可能であり、液体をオゾン液生成器に給水する給水手段としての役割を担う。
【００４７】
ポンプ１１３は加圧ポンプなどから形成され、配管内の液体を圧送する。また、ポンプ１１３は配管ｄの給水口１１４と気液混合器１０２の導入口１０６との間に設けることが好ましい。例えば、気液混合器１０２と気液分離器１０３との間の配管ｃにポンプを設けると、気液混合器１０２による混合時に生じた気泡がポンプに入るため、ポンプにエアがみが発生し、ポンプの吐出能力が低下してしまう。この結果、循環流量が低下することにより気液混合率が低下してしまう。これに対し、ポンプ１１３を配管ｄの給水口１１４と気液混合器１０２の導入口１０６との間に設ける場合、給水口１１４から導入された液体が液体循環経路Ｂを逆流することなく循環するだけでなく、気液分離器１０３による気液分離後の液体のみがポンプに入ることになるため、ポンプにエアがみが発生しない。この結果、ポンプの圧送能力の低下を防止し、気液混合率を維持することが可能となる。
【００４８】
また、ポンプ１１３の圧送能力は、給水口１１４を介して、導入される液体の流量に比べて、多い流量を圧送できる能力のポンプを配置することが良い。この結果、給水口１１４からオゾン液生成器へ導入される液体は、気液分離器１０３の液体循環口１１１へ逆流することなく、気液混合器１０２の導入口１０６から導入することとなる。なお、ポンプは加圧ポンプに限らず、液体を圧送することが可能な他のポンプを設けても構わない。
【００４９】
≪動作説明≫
実施例１に係るオゾン液生成器１００の動作について図１から図５を用いて説明する。オゾン液生成器１００によるオゾン液生成時は、開閉弁Ｖを開き、オゾンガス発生器１０１を動作させ、ポンプ１１３により、導入口１０６から液体を気液混合器１０２へ導入する。
【００５０】
気液混合器１０２の導入口１０６から導入された液体は、もう一方の導入口１０７から導入されたオゾンガスと混合され、オゾン液が生成される。ここで導入口１０７から導入されるオゾンガスはオゾンガス発生器１０１により生成されたものである。生成したオゾン液は、その後、配管ｃを介して、気液分離器１０３に導入され貯液される。ここで、オゾン液には、液体にオゾンガスが溶け込んだオゾン溶液や液体にオゾンガスが気泡として含有されるオゾン含有液が含まれているため、気液分離器１０３の下層にオゾン溶液が貯液され、上層にオゾンガスや空気などを含む気体が貯蔵される。このため、オゾンガスや空気などを含む気体とオゾン溶液を含む液体に分離することが可能となる。
【００５１】
分離されたオゾンガスや空気を含む気体は、気液分離器１０３の気体導出口１１２から導出され、配管ａを介して、オゾンガス発生器１０１に導入され、オゾンガスを含有する気体を原料にオゾンガスが発生される。このため、空気や酸素を原料に発生した場合に比べ、より高濃度なオゾンガスの生成が可能となる。
【００５２】
また気体循環経路Ａ内の気体は、気液分離器１０３に貯液された液体と気液混合器１０２の液体により閉じ込められたいわゆる密封状態になっているため、水圧の影響を受け、圧縮された加圧状態となる。このため、オゾンガス発生器１０１または気液混合器１０２に高密度な気体を導入することが可能となるため、オゾンガス発生器１０１により高密度な気体に基づく、より高濃度なオゾンガスが発生され、気液混合器１０２により高密度なオゾンガスに基づく、効率的な気液混合効果が得られ、飛躍的に高い濃度のオゾン液を生成することが可能となる。
【００５３】
ここで、密封状態とは物理的に密封された空間だけではなく、気体が液体により閉じ込められた空間も含まれる言葉として使用する。例えば、オゾン液生成器の気体循環経路Ａに気体を封止することができれば、常時、液体導出口１１０または液体循環口１１１から液体が導出されていても密封状態として表現する。
【００５４】
その後、生成されたオゾンガスは、再び気液混合器１０２に導入され、次の気体循環経路Ａにて再び循環することになる。（気液混合器１０２→配管ｃ→気液分離器１０３→配管ａ→オゾンガス発生器１０１→配管ａ→気液混合器１０２→配管ｃ→気液分離器１０３→・・・）この結果、オゾンガス発生器１０１は、水に溶けきれず、気液分離されたオゾンガスを含有する気体をもとに、循環させてオゾン液を生成するため、より高濃度なオゾン液が生成されることとなる。
【００５５】
一方、気液分離器１０３により気液分離されたオゾン液は、気液分離器１０３の下方に設けられた液体循環口１１１から導出される。オゾン液は配管ｄを介して循環され、再び気液混合器１０２に導入され、次の液体循環経路Ｂにて再び循環することになる。（気液混合器１０２→配管ｃ→気液分離器１０３→配管ｄ→気液混合器１０２→配管ｃ→気液分離器１０３→・・・）この結果、気液分離器１０３に貯液されたオゾン液または液体循環経路Ｂを循環するオゾン液は、気液混合器１０２に循環されることになるため混合効率が向上され、より高濃度なオゾン液が生成されることとなる。
【００５６】
給水口１１４を介して配管ｄに導入された液体は、気液分離器１０３の液体循環口１１１へ逆流することなく、気液混合器１０２の導入口１０６から導入することとなる。気液分離器１０３に貯液されたオゾン液は一定の水位を超えた際に、液体導出口１１０から導出されることとなる。ここで、貯液されるオゾン液の液量は気液分離器１０３に設けられた液体導出口１１０の高低の配置を変えることなどにより、調整することが可能である。
【００５７】
オゾン液生成器１００の停止時は、オゾンガス発生器を停止させ、開閉弁Ｖを閉じる。
【００５８】
本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜、組み合わせて得られる実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１００：オゾン液生成器、１０１：オゾンガス発生器、１０２、１０２（ａ）：気液混合器
１０３、１０３（ａ）、１０３（ｂ）、１０３（ｃ）：気液分離器、１０４：オゾンガス発生器の導入口、１０５：オゾンガス発生器の導出口、１０６：気液混合器の導入口、１０７：気液混合器の導入口、１０８：気液混合器の導出口、１０９：気液分離器の導入口、１１０：気液分離器の液体導出口、１１１：気液分離器の液体循環口、１１２：気液分離器の気体導出口、１１３：ポンプ、１１４：給水口、１１５：外部口、１１６：容器部、Ａ：気体循環経路、Ｂ：液体循環経路、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ：配管、Ｖ：開閉弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン液生成器及びオゾン液生成方法に関するものであり、特に液体循環式のオゾン液生成器及びオゾン液生成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、オゾン液生成器は、オゾンガスを発生するオゾンガス発生器が搭載され、水などの液体にオゾンガスを混合させることでオゾン液を生成している。一般的なオゾンガス発生器のメカニズムは絶縁物を挟んだ電極間に交流電圧を印加して無声放電を発生させ、電極間に大気圧以上の空気または酸素などの気体を通過させることによりオゾンガスを発生させ、気液混合器により発生させたオゾンガスと水などの液体とを混合させることで、オゾン液を生成させている。
【０００３】
また、オゾン液生成器は、浄水、洗浄、消臭などの目的に使用するため、浄水器、トイレ、医療現場などの製品に搭載され、殺菌力や消臭力が強い高濃度なオゾン水を生成する開発がなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１は、オゾンガス混合機構とガス分離タンクとオゾンガス接触機構とを備え、オゾンガス混合機構とガス分離タンクに接続されたオゾン水循環ラインにオゾン水を循環させて高濃度化を図ると共に、生成したオゾンガスを有効に利用するため、ガス分離タンクで分離された廃オゾンガスをオゾンガス接触機構に供給し、廃オゾンガスと純水とを混合させて生成したオゾン水をオゾン水循環ラインに供給している。
【０００５】
オゾンガス接触機構はフッ素樹脂で形成された膜を有し、膜によって区画された一方の室に純水を、他方の室にオゾンガスを供給させてオゾン水を生成している。その後、オゾン水をオゾン水循環ラインに供給することで、オゾンガスの有効利用を図り、安定したオゾン濃度のオゾン水を提供している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−６４０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のオゾン水製造装置は、オゾンガス発生器が設けられておらず、オゾン水を混合するオゾンガス混合機構を設け、オゾン水製造装置の外部からオゾンガス混合機構にオゾンガスを導入させることで、オゾン水を生成させている。また、廃オゾンガスからオゾン水を生成するため、オゾンガス接触機構を設けることでオゾン水を生成している。このため、２種類のオゾンガス混合手段及び複雑な配管経路を設ける必要があり、装置の大型化を招くという問題を生じていた。
【０００８】
また、高濃度なオゾン水の生成を目的として形成したオゾンガス接触機構は、高濃度なオゾンガスが充満するため、高いオゾンガス分解能力を有するオゾンガス処理部を設ける必要があり、さらに装置の大型化招くという問題を抱えていた。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、気液混合器またはオゾンガス発生器に気体の循環が可能な簡易かつ省スペースな構成にて、オゾン液生成器のオゾンガス発生効率を高め、比較的、高濃度なオゾン液の生成を可能にするオゾン液生成器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るオゾン液生成器は、オゾンガスを発生するオゾンガス発生器と、オゾンガスと液体を混合する気液混合器と、液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器と、気液混合器に気体を循環させる気体循環経路と、気液混合器に液体を循環させる液体循環経路と、液体循環経路に設けられたポンプとを備えている。
【００１１】
また、本発明に係るオゾン液生成器は、上記の構成において、前記気液混合器と前記気液分離器と前記ポンプと給水口とを備えた前記前記液体循環経路において、前記気液混合器、前記気液分離器、前記給水口、前記ポンプの順に液体が循環されることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係るオゾン液生成器は、上記の構成において、ポンプの能力は、給水口から導入される液体の流量に比べて多い流量の圧送が可能であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係るオゾンガス発生器と気液混合器と気液分離器を備えたオゾン液生成器のオゾン液生成方法は、気液分離器で分離させたオゾン液を前記気液混合器に循環させるとともに、気液分離器で分離させたオゾンガスを気液混合器に循環させてオゾン液を生成する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、気液混合器に液体の循環が可能な簡易かつ省スペースな構成にて、オゾン液生成器のオゾンガス発生効率を高め、高濃度なオゾン液の生成を可能にするオゾン液生成器を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るオゾン液生成器１００の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る気液混合器１０２（ａ）の概略説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る気液分離器１０３（ａ）の概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る気液分離器１０３（ｂ）の概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る気液分離器１０３（ｃ）の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
【実施例１】
【００１７】
本発明の一実施形態について図１を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態に係るオゾン液生成器１００の概略図である。図１のオゾン液生成器１００は、オゾンガスを発生するオゾンガス発生器１０１と、オゾンガスと液体を混合する気液混合器１０２と、液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器１０３と、気液混合器に気体を循環する気体循環経路Ａと、気液混合器１０２に液体を循環させる液体循環経路Ｂと、液体循環経路Ｂに設けられた液体の圧送が可能なポンプ１１３とを備えている。
【００１８】
ここで、気体含有液とは、液体に気体が溶解せず気泡として含有した液体の状態を示し、「液体」に含まれる用語として説明する。気液混合体には、例えば、水にオゾンガスが溶解しきれず混合されたオゾン含有液が含まれる。
【００１９】
オゾン液生成器１００の気体循環経路Ａは、気液分離器１０３とオゾンガス発生器１０１とを接続する配管ａとオゾンガス発生器１０１と気液混合器１０２とを接続する配管ｂと、気液混合器１０２と気液分離器１０３とを接続する配管ｃから形成され、オゾンガスなどの気体を循環させ、オゾンガス発生器１０１にて繰り返しオゾンガスを発生させることで、高濃度なオゾンガスを生成する。
【００２０】
オゾン液生成器１００の液体循環経路Ｂは、気液混合器１０２の導出口１０８と気液分離器１０３の導入口１０９に接続された配管ｃと、気液分離器１０３の液体循環口１１１とに接続された配管ｄから形成され、オゾン液などの液体を循環させ、気液混合器１０２でオゾン液とオゾンガスとを繰り返し混合させることで、高濃度なオゾン液を生成する。
【００２１】
生成したオゾン液は気液分離器１０３に貯液または循環経路Ｂに循環され、洗浄、殺菌、消臭などの用途に利用するため、オゾン液生成器の外部に導出する。なお、オゾン液生成器は様々な製品、例えば、浄水器、トイレ用、医療用などの製品に組み込まれて利用することが可能である。
【００２２】
オゾンガス発生器１０１は、空気または酸素などの気体を導入する配管ａと接続された導入口１０４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ガス発生素子と、オゾンガスを導出する導出口１０５とを備えている。オゾンガス発生器１０１は導入口１０４より導入された酸素または空気に含まれる酸素からオゾンガスを生成し、導出口１０５からオゾンガスを導出する。また、オゾンガス発生器は、より高密度な酸素や空気などの気体をもとにオゾンガスを生成した場合、より高濃度なオゾンガスが生成される。これはオゾンガス発生素子に接触する酸素濃度が上昇し、オゾンガスの発生量が増加することに起因する。
【００２３】
ここで、オゾンガス発生器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、一般的なオゾンガス発生器を用いることが可能である。
【００２４】
気液混合器１０２は、水などの液体を導入する導入口１０６と、配管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１０７と、配管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１０８とを備えている。導入口１０６から導入された水などの液体は、導入口１０７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１０８からオゾン液などの気液混合体として導出される。
【００２５】
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有された気体含有液が混合された状態を示し「液体」に含まれる用語として使用する。また、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含有液が含まれる用語として利用する。また、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、オゾンガスを混合させる溶液が含まれる。
【００２６】
なお、気液混合器は、より高密度な気体が導入され、液体と混合される場合、より高い気液混合率にて混合される。これは、例えば、気液混合器にて水とオゾンガスを混合される場合、水と接触するオゾンガスのオゾン濃度が上昇するため、より効率的に溶解することに起因する。
【００２７】
ここで、気液混合器１０２の一実施形態の詳細について、図２を用いて説明する。図２はベンチュリー型の気液混合器の概略説明図である。ベンチュリー型の気液混合器１０２（ａ）は、液体が導入される導入口１０６と導入口１０６と連通した導入経路２１と、導入経路２１に連通し、導入経路２１に比べて小さな径を有する連通経路２２と、連通経路２２と連通し、連通経路２２に比べて大きな径を有する導出経路２３と、導出経路２３に連通された導出口１０８を備え、導出口１０８から液体が導出される。また、連通経路２２は、経路の途中に開設して設けられた導入口１０７を備え、配管ｂを介してオゾンガス発生器１０１と接続されている。ここで、開設とは、配管の側面に穴などを設けることを示し、穴として配管に開設された開設口は、他の配管と連通させて接続させることが可能である。なお、穴の形状は、丸、楕円、多角形など適宜、自由に設計して構わない。
【００２８】
導入口１０６から液体を導入すると、導入経路２１を通り連通経路２２に到達した液体は、導入経路２１に比べ細い管に導入されるため、ベルヌーイの定理に知られるように、流速が増加し静圧が減少する。この結果、流動する液体の静圧は負圧になり、配管ｂを介して連通経路２２へ向かい気体が自吸される。その後、導入された気体と液体が混合され、気液混合体として導出経路２３と連通された導出口１０８から導出される。例えば、オゾンガス発生器１０１により発生させたオゾンガスを導入口１０７から導入し、水を導入口１０６導入させる場合、水とオゾンガスが混合されオゾン水が生成される。ここで、気液混合器の一実施形態として、図２のベンチュリー型の気液混合器を用いて説明をしたが、他の構成をした気液混合器を用いても構わない。
【００２９】
次に図１の気液分離器について説明する。気液分離器１０３は、導入された気体を含有する気体含有液を気体と液体に分離させることが可能であり、例えば、一定量の液体を貯液することが可能な密封可能な容器などから形成される。気液分離器１０３は、配管ｃに接続され液体を導入する導入口１０９と、オゾン液生成器１００の外部へ水やオゾン液などの液体を導出する液体導出口１１０と、配管ｄに接続され、水やオゾン液などの液体を循環する液体循環口１１１と、配管ａに接続され気体を導出する気体導出口１１２とを備えている。
【００３０】
気液分離器１０３は、導入口１０９から気体を含有した液体が導入されると気液分離器１０３の下層に比重の重い液体を貯液し、液体導出口１１０または液体循環口１１１から導出する。また、気液分離器の上層には、液体に含有されていた比重の軽い空気やオゾンガスなどの気体を貯蔵し、気体導出口１１２から導出する。このため、気液分離器１０３によって、気体が含有された液体を気体と液体に分離することが可能となる。例えば、気液分離器１０３の導入口１０９からオゾンガスが含有されるオゾン液を導入する場合、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分離され、気液分離器１０３の上層に貯蔵され、気液分離器１０３の下層にオゾンガスが溶解したオゾン溶液が貯液される。
【００３１】
次に、気液分離器の一実施形態について図３の概略図を用いて説明する。図３の気液分離器１０３（ａ）は、水やオゾン液などの液体を貯蔵する容器部３１と、液体を導入する導入口１０９と、オゾン液生成器１００の外部へ水やオゾン液などの液体を導出する液体導出口１１０と、水やオゾン液などの液体を循環する液体循環口１１１と、気体を導出する気体導出口１１２とを備えている。
【００３２】
ここで、導入口１０９、液体導出口１１０、液体循環口１１１、気体導出口１１２の配置は特に限定されるものではないが、効率的に気液分離を図るため、導入口１０９及び１１０は、気体導出口１１２は気液分離器１０３（ａ）の上層部に設けられ、液体導出口１１０、液体循環口１１１は気体導出口に比べて下層部に設けられる。なお、気液分離器１０３の貯液許容量はオゾン液生成器の用途に応じて適宜変更が可能である。また、気液分離器１０３は気体含有液を気体と液体に分離できる構成であれば、他の構成を有した一般的な気液分離器を備えても構わない。
【００３３】
次に、本発明に係る気液分離器の他の一実施形態について、図４の概略図を用いて説明する。図４（ａ）は気液分離器１０３（ｂ）の斜視図である。図４（ｂ）は気液分離器１０３（ｂ）を横から見た概略図である。気液分離器１０３（ｂ）は、図３に記載した気液分離器１０３（ａ）の容器内に流動抑制手段を備えた構成をしており、気液分離の効率を向上させている。
【００３４】
図４の気液分離器１０３（ｂ）は外壁４１に囲まれた密封可能な容器部１１６を有し、容器部１１６に液体を導入する導入口１０９と、オゾン液などの液体を導出する液体導出口１１０と、液体を導出する液体循環口１１１と、気体を導出する気体導出口１１２と、流動抑制板４２とを備えている。
【００３５】
流動抑制板４２は容器部の底面に配置され、導入口１０９から導入された液体の流動を抑制する流動抑制手段としての役割を担う。なお、図４では、長方体状の流動抑制板４２を記載しているが、導入される液体の流動を抑制することができれば、多角柱や多角錐や円弧状の壁など、他の形状の流動抑制板を形成させても構わない。また、流動抑制板４２は容器部の周囲に接触させ、水の流れをせき止めてもよく、液体に抵抗を与え流速を抑制できることが可能な構成であればよい。
【００３６】
導入口１０９から導入された液体は、流動抑制板４２に衝突し、液体の流動速度が抑制された後に、液体導出口１１０または液体循環口１１１から導出される。このため、導入された液体は一定時間、気液分離器１０３（ｂ）の内部に滞留することになるため、オゾン液に含まれるオゾンガスなどの気体の気液分離をより効果的に行うことが可能となる。
【００３７】
例えば、図３の気液分離器１０３（ａ）の導入口１０９から気泡が含まれた液体を導入させ、液体導出口１１０または液体循環口１１１から導出させる場合、気液分離器１０３に導入された気泡が含まれた液体は、導入口１０９から液体導出口１１０または液体循環口１１１へ高速に流動し、液体に含まれる気泡を気液分離しきれず、液体循環口１１１から導出してしまうことがある。このため、気液分離器１０３内で液体の流動速度を抑え、気液分離の効率を向上させることが効果的である。
【００３８】
なお、液体導出口１１０及び液体循環口１１１の配置は特に限定されるものではなく、貯液許容量に応じて、適宜変更することができる。例えば、貯液量を増加させる場合には液体導出口１１０を高い位置に配置し、減少させる場合には、液体導出口１１０を低い位置に配置すればよい。
【００３９】
次に、本発明に係る気液分離器の他の一実施形態について、図５の概略図を用いて説明する。図５は本発明に係る気液分離器１０３（ｃ）の一実施形態を説明する概略図である。図５（ａ）は気液分離器１０３（ｃ）の斜視図である。図５（ｂ）は気液分離器１０３（ｃ）を横から見た概略図である。
【００４０】
図５の気液分離器１０３（ｃ）は外壁５１に囲まれた液体や気体を貯蔵する容器部１１６を有し、容器部１１６に液体を導入する導入口１０９と、オゾン液などの液体を導出する液体導出口１１０と、液体を導出する液体循環口１１１と、気体を導出する気体導出口１１２とを備えている。
【００４１】
また、容器部１１６は、導入口１０９と連通し、内壁５２により形成された内水筒５３と外壁５１と内壁５２との間に形成され、液体を貯液可能な外水筒５４を備えた２重管構造として形成されている。液体導出口１１０及び液体循環口１１１は内壁５２により形成される壁の高さより重力方向に対して低い位置に設けられている。ここで、液体導出口１１０及び液体循環口１１１は効率的に液体を導出させるため容器部１１６の底面近傍に設けられる。なお、液体導出口１１０及び液体循環口１１１の配置は特に限定されるものではなく、貯液許容量に応じて、適宜変更することができる。例えば、貯液量を増加させる場合には液体導出口１１０を高い位置に配置し、減少させる場合には、液体導出口１１０を低い位置に配置してもよい。
【００４２】
導入口１０９から導入された液体は、容器部１１６の内水筒５３に貯液され、やがて貯液された液体の水位が内壁５２の壁の高さを超えて溢れると、外水筒５４に貯液されることとなる。その後、外水筒５４に貯液された液体は、液体導出口１１０または液体循環口１１１から導出される。このため、気液分離器１０３（ｃ）は容器部１１６の下層に液体が貯液され、容器部１１６の上層に気体が貯蔵されることとなる。この結果、気液分離器１０３（ｃ）は、導入口１０９から導入させた液体の流れを内壁５２に衝突させることでさえぎり、内水筒５３に貯液させた後に、液体導出口１１０または液体循環口１１１から導出させるため、オゾン液に含まれるオゾンガスなどの気体の気液分離をより効果的に行うことが可能となる。
【００４３】
なお、図５では液体導出口１１０または液体循環口１１１を気液分離器１０３（ｃ）の底面に設けているが、オゾン液を外水筒５４に貯液できるように、外水筒５４の底面と内壁５２の上部との間に位置する外壁５１に液体導出口１１０及び液体循環口１１１を設けても構わない。
【００４４】
なお、図５では、二重管構造により形成された気液分離器１０３（ｃ）について説明をしたが、円筒形状として構成する必要はなく、多角形等の二重構造にしてもよく、気体と液体を分離することが可能な構成であれば、他の構成を用いても構わない。
【００４５】
次に図１のオゾン液生成器１００の各構成要素について説明する。液体循環経路Ｂは、気液分離器の液体循環口１１１と気液混合器１０２の導入口１０６とを接続する配管ｄと、気液混合器１０２と気液分離器とを接続する配管ｃから形成され、オゾン液などの液体を循環させ、気液混合器１０２でオゾン液とオゾンガスとを繰り返し混合させることで、高濃度なオゾン液を生成する。
【００４６】
配管ｄは、オゾン液生成器へ液体の給水が可能な給水口１１４が設けられ、配管ｅと接続されている。配管ｅは、配管ｄに接続され、もう一方が、オゾン液生成器の外部から液体を供給する外部口１１５として形成されている。また、配管ｅは開閉弁Ｖが設けられており、給水口１１４からオゾン液生成器１００に導入される液体の導入量を制御することが可能であり、液体をオゾン液生成器に給水する給水手段としての役割を担う。
【００４７】
ポンプ１１３は加圧ポンプなどから形成され、配管内の液体を圧送する。また、ポンプ１１３は配管ｄの給水口１１４と気液混合器１０２の導入口１０６との間に設けることが好ましい。例えば、気液混合器１０２と気液分離器１０３との間の配管ｃにポンプを設けると、気液混合器１０２による混合時に生じた気泡がポンプに入るため、ポンプにエアがみが発生し、ポンプの吐出能力が低下してしまう。この結果、循環流量が低下することにより気液混合率が低下してしまう。これに対し、ポンプ１１３を配管ｄの給水口１１４と気液混合器１０２の導入口１０６との間に設ける場合、給水口１１４から導入された液体が液体循環経路Ｂを逆流することなく循環するだけでなく、気液分離器１０３による気液分離後の液体のみがポンプに入ることになるため、ポンプにエアがみが発生しない。この結果、ポンプの圧送能力の低下を防止し、気液混合率を維持することが可能となる。
【００４８】
また、ポンプ１１３の圧送能力は、給水口１１４を介して、導入される液体の流量に比べて、多い流量を圧送できる能力のポンプを配置することが良い。この結果、給水口１１４からオゾン液生成器へ導入される液体は、気液分離器１０３の液体循環口１１１へ逆流することなく、気液混合器１０２の導入口１０６から導入することとなる。なお、ポンプは加圧ポンプに限らず、液体を圧送することが可能な他のポンプを設けても構わない。
【００４９】
≪動作説明≫
実施例１に係るオゾン液生成器１００の動作について図１から図５を用いて説明する。オゾン液生成器１００によるオゾン液生成時は、開閉弁Ｖを開き、オゾンガス発生器１０１を動作させ、ポンプ１１３により、導入口１０６から液体を気液混合器１０２へ導入する。
【００５０】
気液混合器１０２の導入口１０６から導入された液体は、もう一方の導入口１０７から導入されたオゾンガスと混合され、オゾン液が生成される。ここで導入口１０７から導入されるオゾンガスはオゾンガス発生器１０１により生成されたものである。生成したオゾン液は、その後、配管ｃを介して、気液分離器１０３に導入され貯液される。ここで、オゾン液には、液体にオゾンガスが溶け込んだオゾン溶液や液体にオゾンガスが気泡として含有されるオゾン含有液が含まれているため、気液分離器１０３の下層にオゾン溶液が貯液され、上層にオゾンガスや空気などを含む気体が貯蔵される。このため、オゾンガスや空気などを含む気体とオゾン溶液を含む液体に分離することが可能となる。
【００５１】
分離されたオゾンガスや空気を含む気体は、気液分離器１０３の気体導出口１１２から導出され、配管ａを介して、オゾンガス発生器１０１に導入され、オゾンガスを含有する気体を原料にオゾンガスが発生される。このため、空気や酸素を原料に発生した場合に比べ、より高濃度なオゾンガスの生成が可能となる。
【００５２】
また気体循環経路Ａ内の気体は、気液分離器１０３に貯液された液体と気液混合器１０２の液体により閉じ込められたいわゆる密封状態になっているため、水圧の影響を受け、圧縮された加圧状態となる。このため、オゾンガス発生器１０１または気液混合器１０２に高密度な気体を導入することが可能となるため、オゾンガス発生器１０１により高密度な気体に基づく、より高濃度なオゾンガスが発生され、気液混合器１０２により高密度なオゾンガスに基づく、効率的な気液混合効果が得られ、飛躍的に高い濃度のオゾン液を生成することが可能となる。
【００５３】
ここで、密封状態とは物理的に密封された空間だけではなく、気体が液体により閉じ込められた空間も含まれる言葉として使用する。例えば、オゾン液生成器の気体循環経路Ａに気体を封止することができれば、常時、液体導出口１１０または液体循環口１１１から液体が導出されていても密封状態として表現する。
【００５４】
その後、生成されたオゾンガスは、再び気液混合器１０２に導入され、次の気体循環経路Ａにて再び循環することになる。（気液混合器１０２→配管ｃ→気液分離器１０３→配管ａ→オゾンガス発生器１０１→配管ａ→気液混合器１０２→配管ｃ→気液分離器１０３→・・・）この結果、オゾンガス発生器１０１は、水に溶けきれず、気液分離されたオゾンガスを含有する気体をもとに、循環させてオゾン液を生成するため、より高濃度なオゾン液が生成されることとなる。
【００５５】
一方、気液分離器１０３により気液分離されたオゾン液は、気液分離器１０３の下方に設けられた液体循環口１１１から導出される。オゾン液は配管ｄを介して循環され、再び気液混合器１０２に導入され、次の液体循環経路Ｂにて再び循環することになる。（気液混合器１０２→配管ｃ→気液分離器１０３→配管ｄ→気液混合器１０２→配管ｃ→気液分離器１０３→・・・）この結果、気液分離器１０３に貯液されたオゾン液または液体循環経路Ｂを循環するオゾン液は、気液混合器１０２に循環されることになるため混合効率が向上され、より高濃度なオゾン液が生成されることとなる。
【００５６】
給水口１１４を介して配管ｄに導入された液体は、気液分離器１０３の液体循環口１１１へ逆流することなく、気液混合器１０２の導入口１０６から導入することとなる。気液分離器１０３に貯液されたオゾン液は一定の水位を超えた際に、液体導出口１１０から導出されることとなる。ここで、貯液されるオゾン液の液量は気液分離器１０３に設けられた液体導出口１１０の高低の配置を変えることなどにより、調整することが可能である。
【００５７】
オゾン液生成器１００の停止時は、オゾンガス発生器を停止させ、開閉弁Ｖを閉じる。
【００５８】
本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜、組み合わせて得られる実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１００：オゾン液生成器、１０１：オゾンガス発生器、１０２、１０２（ａ）：気液混合器
１０３、１０３（ａ）、１０３（ｂ）、１０３（ｃ）：気液分離器、１０４：オゾンガス発生器の導入口、１０５：オゾンガス発生器の導出口、１０６：気液混合器の導入口、１０７：気液混合器の導入口、１０８：気液混合器の導出口、１０９：気液分離器の導入口、１１０：気液分離器の液体導出口、１１１：気液分離器の液体循環口、１１２：気液分離器の気体導出口、１１３：ポンプ、１１４：給水口、１１５：外部口、１１６：容器部、Ａ：気体循環経路、Ｂ：液体循環経路、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ：配管、Ｖ：開閉弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾンガスを発生するオゾンガス発生器と、
前記オゾンガスと液体を混合する気液混合器と、
液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器と、
前記気液混合器に気体を循環させる気体循環経路と、
前記気液混合器に液体を循環させる液体循環経路と、
前記液体循環経路に設けられたポンプとを備えていることを特徴とするオゾン液生成器。
【請求項２】
前記気液混合器と前記気液分離器と前記ポンプと給水口とを備えた前記前記液体循環経路において、前記気液混合器、前記気液分離器、前記給水口、前記ポンプの順に液体が循環されることを特徴とする請求項１に記載のオゾン液生成器。
【請求項３】
前記ポンプの能力は、前記給水口から導入される液体の流量に比べて多い流量の圧送が可能であることを特徴とする請求項２に記載のオゾン液生成器。
【請求項４】
オゾンガス発生器と気液混合器と気液分離器を備えたオゾン液生成器のオゾン液生成方法であって、
前記気液分離器で分離させたオゾン液を前記気液混合器に循環させるとともに、前記気液分離器で分離させたオゾンガスを前記気液混合器に循環させてオゾン液を生成することを特徴とするオゾン液生成方法。
【請求項１】
オゾンガスを発生するオゾンガス発生器と、
前記オゾンガスと液体を混合する気液混合器と、
液体に気体が含有した気体含有液を気体と液体に分離する気液分離器と、
前記気液混合器に気体を循環させる気体循環経路と、
前記気液混合器に液体を循環させる液体循環経路と、
前記液体循環経路に設けられたポンプとを備えていることを特徴とするオゾン液生成器。
【請求項２】
前記気液混合器と前記気液分離器と前記ポンプと給水口とを備えた前記前記液体循環経路において、前記気液混合器、前記気液分離器、前記給水口、前記ポンプの順に液体が循環されることを特徴とする請求項１に記載のオゾン液生成器。
【請求項３】
前記ポンプの能力は、前記給水口から導入される液体の流量に比べて多い流量の圧送が可能であることを特徴とする請求項２に記載のオゾン液生成器。
【請求項４】
オゾンガス発生器と気液混合器と気液分離器を備えたオゾン液生成器のオゾン液生成方法であって、
前記気液分離器で分離させたオゾン液を前記気液混合器に循環させるとともに、前記気液分離器で分離させたオゾンガスを前記気液混合器に循環させてオゾン液を生成することを特徴とするオゾン液生成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９４７４７（Ｐ２０１３−９４７４７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１２６１（Ｐ２０１１−２４１２６１）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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