JPH09906A - オゾン水製造装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オゾン水の吐出圧力が一定であり、しかも連
続運転が可能なオゾン水製造装置及びその製造方法を提
供する。 【構成】 原料水と、オゾナイザ１０で発生したオゾン
とを混合して得たオゾン水をタンク１２内に貯蔵するオ
ゾン水製造装置において、原料水とオゾナイザ１０から
のオゾンとを吸入し混合して得られたオゾン水をタンク
１２に供給する水ポンプ１１と、水ポンプ１１からタン
ク１２へ供給されるオゾン水の流量を検出する流量検出
器１４と、タンク１２内の圧力を検出する圧力検出器１
５と、タンク１２内の圧力が一定となるように水ポンプ
１１の回転数を制御するＰＩＤコントローラ１６と、オ
ゾン水の流量が一定の量を超えると切り替え手段２３で
オゾナイザ１０からのオゾンをオゾンキラー２２を介し
て大気開放する制御手段３０とを備えたことを特徴とし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オゾン水製造装置及び
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来のオゾン水製造装置の概念図
である。

【０００３】同図において、１は原料水を混合ライン２
へ圧送する水圧送用ポンプ、３は原料酸素をオゾン化す
るオゾナイザ、４はオゾナイザ３からのオゾンを混合ラ
イン２へ圧送するオゾン圧送用ポンプである。原料水と
オゾンとは混合ライン２内で混合されてオゾン水とな
り、タンク５に圧送されて貯蔵される。タンク５に貯蔵
されたオゾン水は、吐出流量調節弁６を開けることによ
り取り出されるようになっている。尚、取り出されたオ
ゾン水は、例えば野菜等の殺菌に使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オゾン
水の使用者側の需要による流量調節変化により、タンク
５の内圧（吐出圧力）が変化するのでオゾンガスの水へ
の溶解度が変化してしまう。すなわち、タンク５の内圧
が高いとオゾンガスの溶解度が高くなり、タンク５の内
圧が低いとオゾンガスの溶解度が低くなる。また、オゾ
ン水を一時的に使用しないときには、オゾン水製造装置
の各ポンプ１、４とオゾナイザ３とを停止し、再び使用
するときには各ポンプ１、４とオゾナイザ３とを再起動
しなければならず待ち時間が必要であった。

【０００５】さらにオゾナイザ３のガス流量が一定であ
るため、水とオゾンガスとの比が大きくなると、ポンプ
１のガス吸い込み能力が過大となり、オゾンガスの吸引
ができなくなって、ポンプ１の吸込み側にオゾンガスが
溜まってポンプ１が空転状態となり運転不能に陥ってし
まう。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、オゾン水の吐出圧力が一定であり、しかも連続運転
が可能なオゾン水製造装置及びその製造方法を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、原料水と、オゾナイザで発生したオゾンと
を混合して得たオゾン水をタンク内に貯蔵するオゾン水
製造装置において、原料水とオゾナイザからのオゾンと
を吸入し混合して得られたオゾン水をタンクに供給する
水ポンプと、水ポンプからタンクへ供給されるオゾン水
の流量を検出する流量検出器と、タンク内の圧力を検出
する圧力検出器と、タンク内の圧力が一定となるように
水ポンプの回転数を制御するＰＩＤコントローラと、オ
ゾン水の流量が一定の量を超えると切り替え手段でオゾ
ナイザからのオゾンをオゾンキラーを介して大気開放す
る制御手段とを備えたものである。

【０００８】上記構成に加え本発明のオゾン水製造装置
は、切り替え手段が、オゾナイザと水ポンプとの間のラ
インに設けられた第１のバルブと、一端が第１のバルブ
とオゾナイザとの間のラインに分岐するように設けられ
たバイパスラインとオゾンキラーとの間に設けられた第
２のバルブと、タンクとオゾンキラーとの間のラインに
設けられた第３のバルブとを制御するものである。

【０００９】本発明は、原料水とオゾンとを混合して得
たオゾン水をタンク内に貯蔵するオゾン水の製造方法に
おいて、水ポンプで原料水とオゾナイザからのオゾンと
を吸入し混合して得られたオゾン水をタンクに供給し、
流量検出器で水ポンプからタンクへ供給されるオゾン水
の流量を検出し、圧力検出器でタンク内の圧力を検出
し、ＰＩＤコントローラでタンク内の吐出圧力が一定の
圧力になるように水ポンプの回転数を制御し、切り替え
手段でオゾン水の流量が一定の量を超えるとオゾナイザ
からのオゾンをオゾンキラーを介して大気開放するよう
にしたものである。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、タンク内の圧力を検出し、
圧力が小さいときは水ポンプの回転数を上げ、圧力が大
きいときは水ポンプの回転数を下げる。すなわちタンク
内の圧力に応じて水ポンプの回転数を制御することによ
り、水ポンプを停止させることなくタンクからのオゾン
水の吐出圧力が一定となる。

【００１１】水ポンプからのオゾン水の流量が増加する
と、流量検出器が検出して切り替え手段でオゾナイザか
らのオゾンをオゾンキラーを介して大気開放することに
より、水ポンプの吸入側にオゾンガスが溜まることがな
くなり、オゾナイザを停止させることなく連続運転が可
能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

【００１３】図１は本発明のオゾン水製造装置の一実施
例を示すブロック図である。

【００１４】同図において、１０は原料酸素ガスをオゾ
ン化するオゾナイザ、１１はオゾナイザ１０からのオゾ
ンと原料水とを混合し、得られたオゾン水Ｗ_O をタンク
１２に圧送するための水ポンプである。水ポンプ１１の
排出側とタンク１２との間のライン１３にはオゾン水Ｗ
_O の流量を検出する流量検出器１４が設けられている。
タンク１２にはタンク１２の内圧を検出する圧力検出器
１５が設けられている。流量検出器１４の出力は制御手
段３０に入力され、圧力検出器１５の出力はＰＩＤコン
トローラ１６に入力される。ＰＩＤコントローラ１６の
出力はインバータ１７に入力される。インバータ１７の
出力は、水ポンプ１１を回転駆動させるモータ１８に印
加される。水ポンプ１１の回転数はインバータ１７から
の出力周波数で制御されるようになっている。

【００１５】オゾナイザ１０と水ポンプ１１との間のラ
イン１９には第１のバルブＳＶ１が設けられており、第
１のバルブＳＶ１とオゾナイザ１０との間のライン２０
には、バイパスライン２１の一端が設けられて分岐路が
形成されている。バイパスライン２１の他端には第２の
バルブＳＶ２が設けられている。このバルブＳＶ２には
排気側が大気開放されたオゾンキラー２２の吸気側が接
続されており、余分なオゾンを分解した後大気開放でき
るようになっている。

【００１６】バルブＳＶ１（ノーマルクローズ）とバル
ブＳＶ２（ノーマルオープン）とは開閉動作が逆になっ
ている。すなわちバルブＳＶ１が「開」状態のときには
バルブＳＶ２が「閉」状態となり、バルブＳＶ１が
「閉」状態のときにはバルブＳＶ２が「開」状態とな
る。これらバルブＳＶ１、バルブＳＶ２、バイパスライ
ン２１及びオゾンキラー２２でオゾンの経路を切り替え
る切り替え手段２３が構成されている。尚、２８は逆止
弁であり、２９は吐出流量調節弁である。

【００１７】水ポンプ１１の原料水の吸気側のライン２
４と排気側のライン１３との間にはオリフィス２５が設
けられ、オゾン水Ｗ_O を循環させることにより吐出流量
調節弁２９を全閉にした場合でも常に運転状態となって
いる。

【００１８】また、タンク１２の上部にはライン２６が
接続されており、このライン２６にはバルブＳＶ３を介
して排気側が大気開放されたオゾンキラー２２の吸気側
が接続されている。

【００１９】起動時、吐出流量調節定弁２９が全閉状態
であるため、水ポンプ１１が運転されるとタンク１２の
内部にガスが溜まっているとオゾン水Ｗｏがタンク１２
の中に貯蔵されない。このため、タンク１２のオゾン水
Ｗｏの水位が低い場合にはバルブＳＶ３を開き、タンク
１２の内部ガスを抜きながら、水位を上げる。オゾン水
Ｗｏの水位があるレベルに達した時バルブＳＶ３を閉
じ、タンク１２内の上部ガス層を圧縮しながら規定のオ
ゾン水の圧力まで上昇させる。

【００２０】次に実施例の作用を述べる。

【００２１】オゾン水製造装置が作動すると、ＰＩＤコ
ントローラ１６からの信号によりバルブＳＶ１が「開」
状態となり、バルブＳＶ２が「閉」状態となる。オゾナ
イザ１０が作動して原料酸素ガスがオゾン化される。オ
ゾナイザ１０からのオゾンガスはライン２０、バルブＳ
Ｖ１、ライン１９を経て水ポンプ１１の吸気側に供給さ
れる。

【００２２】他方ＰＩＤコントローラ１６からの信号に
より水ポンプ１１が作動して原料水とオゾンとが吸引さ
れ、水ポンプ１１内で原料水とオゾンガスとが混合され
てオゾン水Ｗ_O となる。水ポンプ１１で得られたオゾン
水Ｗ_O はライン１３、逆止弁２８を経てタンク１２へ圧
送され、タンク１２内に貯蔵される。

【００２３】タンク１２内の内圧は、圧力検出器１５で
検出されてＰＩＤコントローラ１６に入力される。

【００２４】ＰＩＤコントローラ１６はタンク１２の内
圧が設定された圧力より低いときは、インバータ１７か
らモータ１８に高い出力周波数を印加させる。水ポンプ
１１が高い周波数で高速運転する。水ポンプ１１が高速
運転するとライン１３の圧力が増加する。タンク１２内
の内圧が設定された圧力範囲になると水ポンプ１１の運
転回転数は一定値になり、タンク１２内の内圧も一定に
なる。

【００２５】他方、ＰＩＤコントローラ１６は、何らか
の原因でタンク１２の内圧が設定された圧力を超える
と、インバータ１７からモータ１８に低い出力周波数を
印加させる。水ポンプ１１が低速運転することによりラ
イン１３の圧力が減少し、タンク１２内の内圧が減少す
る。

【００２６】すなわち、水ポンプ１１はタンク１２の内
圧が設定値より低いときは、内圧が設定値になるまで高
速運転し、タンク１２の内圧が設定値より高いときは、
低速運転し、内圧が設定値になって一定回転数で運転さ
れる。

【００２７】吐出流量調節弁２９の開度によってライン
１３を流れるオゾン水Ｗ_O の流量が変化するが、この変
化は流量検出器１４で検出され制御手段３０に入力され
る。

【００２８】制御手段３０は、ライン１３を流れるオゾ
ン水Ｗ_O の流量が大きいとき（水ポンプが高速運転をす
るとき）には、オゾンが大量に必要となるので、バルブ
ＳＶ１を「開」状態にすると共にバルブＳＶ２を「閉」
状態にする。これによりオゾナイザ１０で発生したオゾ
ンは全量オゾン水Ｗ_O の原料として使用される。

【００２９】また、制御手段３０は、ライン１３を流れ
るオゾン水Ｗ_O の流量が小さいとき（水ポンプが低速運
転をするとき）には、オゾンが少量でよいが、オゾナイ
ザ１０のオゾン発生量は一定のため、バルブＳＶ１を
「閉」状態にすると共にバルブＳＶ２を「開」状態にす
る。これにより余分なオゾンはオゾンキラー２２で無害
化され大気開放され、かつ水ポンプ１１にオゾンガスが
滞留するのが防止される。従ってオゾン水Ｗ_O の吐出圧
力が一定になるだけではなく、水ポンプ１１への流入オ
ゾンガス比の過大化が防止される。

【００３０】以上において本実施例では、タンク１２内
の圧力を検出し、その圧力が設定値より小さいときはイ
ンバータ１７の出力周波数が高くなって水ポンプ１１の
回転数が上がり、タンク１２内の圧力が設定値より大き
いときはインバータの出力周波数が低くなって水ポンプ
の回転数が下がる。タンク内の圧力が設定値にあるとき
はインバータの出力周波数が一定となり水ポンプ１１が
中速度で運転する。すなわちタンク１２内の圧力に応じ
て水ポンプ１１の回転数を制御することにより、水ポン
プ１１を停止させることなくタンク１２からのオゾン水
の吐出圧力が一定となる。

【００３１】また、水ポンプ１１からタンク１２へのオ
ゾン水Ｗ_O の流量が増加すると、流量検出器１４が検出
し、制御手段３０が切り替え手段２３を切り替えてオゾ
ナイザ１０からのオゾンをオゾンキラー２２を介して大
気開放することにより、水ポンプ１１の吸入側にオゾン
ガスが溜まることがなくなり、かつオゾナイザ１０を停
止させることなく連続運転が可能となる。

【００３２】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００３３】(1) タンク内の圧力に応じて水ポンプの回
転数を制御することにより、水ポンプを停止させること
なく、タンクからのオゾン水の吐出圧力が一定となる。

【００３４】(2) 水ポンプからのオゾン水の流量が増加
すると、流量検出器が検出して切り替え手段でオゾナイ
ザからのオゾンをオゾンキラーを介して大気開放するこ
とにより、オゾナイザを停止させることなく連続運転が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のオゾン水製造装置の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】従来のオゾン水製造装置の概念図である。

【符号の説明】

１０ オゾナイザ １１ 水ポンプ １２ タンク １４ 流量検出器 １６ ＰＩＤコントローラ ２３ 切り替え手段 ３０ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金谷 龍吾 東京都江東区豊洲三丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内 (72)発明者 中澤 一裕 千葉県船橋市西船５−19−17−８ 株式会 社テン・アローズ内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料水と、オゾナイザで発生したオゾン
   とを混合して得たオゾン水をタンク内に貯蔵するオゾン
   水製造装置において、原料水とオゾナイザからのオゾン
   とを吸入し混合して得られたオゾン水を上記タンクに供
   給する水ポンプと、該水ポンプから上記タンクへ供給さ
   れるオゾン水の流量を検出する流量検出器と、上記タン
   ク内の圧力を検出する圧力検出器と、上記タンク内の圧
   力が一定となるように上記水ポンプの回転数を制御する
   ＰＩＤコントローラと、上記オゾン水の流量が一定の量
   を超えると切り替え手段で上記オゾナイザからのオゾン
   をオゾンキラーを介して大気開放する制御手段とを備え
   たことを特徴とするオゾン水製造装置。
2. 【請求項２】 上記切り替え手段が、上記オゾナイザと
   上記水ポンプとの間のラインに設けられた第１のバルブ
   と、一端が該第１のバルブと上記オゾナイザとの間のラ
   インに分岐するように設けられたバイパスラインと上記
   オゾンキラーとの間に設けられた第２のバルブと、上記
   タンクと上記オゾンキラーとの間のラインに設けられた
   第３のバルブとを制御する請求項１記載のオゾン水製造
   装置。
3. 【請求項３】 原料水とオゾンとを混合して得たオゾン
   水をタンク内に貯蔵するオゾン水の製造方法において、
   水ポンプで原料水とオゾナイザからのオゾンとを吸入し
   混合して得られたオゾン水を上記タンクに供給し、流量
   検出器で上記水ポンプから上記タンクへ供給されるオゾ
   ン水の流量を検出し、圧力検出器で上記タンク内の圧力
   を検出し、ＰＩＤコントローラで上記タンク内の吐出圧
   力が一定の圧力になるように上記水ポンプの回転数を制
   御し、切り替え手段で上記オゾン水の流量が一定の量を
   超えると上記オゾナイザからのオゾンをオゾンキラーを
   介して大気開放するようにしたことを特徴とするオゾン
   水製造方法。