(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料水を電気分解してオゾン水を製造するオゾン水製造装置、このオゾン水製造装置によって製造されたオゾン水を酸性の状態で保存するオゾン水貯蔵部、このオゾン水貯蔵部で保存された酸性のオゾン水をアルカリ性水によって中和する中和槽を備えたことを特徴とするオゾン水供給装置。
【請求項２】
酸性の状態で保存されるオゾン水は、中性塩が溶解された原料水をオゾン水製造装置に供給することによって製造されたものであることを特徴とする請求項１記載のオゾン水供給装置。
【請求項３】
オゾン水貯蔵部に酸性溶液を供給する酸性溶液供給部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のオゾン水供給装置。
【請求項４】
中和槽に供給するアルカリ性水を保存するアルカリ性水貯蔵部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載のオゾン水供給装置。
【請求項５】
アルカリ性水貯蔵部で保存されるアルカリ性水は、オゾン水製造装置によって酸性のオゾン水と同時に製造されたものであることを特徴とする請求項４記載のオゾン水供給装置。
【請求項６】
アルカリ性水貯蔵部にアルカリ性水を供給するアルカリ性水供給部を備えたことを特徴とする請求項４または請求項５記載のオゾン水供給装置。
【請求項７】
オゾン水を製造するオゾン水製造装置、このオゾン水製造装置によって製造されたオゾン水を保存するオゾン水貯蔵部、このオゾン水貯蔵部に酸性溶液を供給して上記オゾン水貯蔵部で保存されているオゾン水を酸性にする酸性溶液供給部、上記オゾン水貯蔵部で保存されている酸性のオゾン水をアルカリ性水によって中和する中和槽を備えたことを特徴とするオゾン水供給装置。
【請求項８】
オゾン水の中和に用いられるアルカリ性水は、別途製造されたものであることを特徴とする請求項７記載のオゾン水供給装置。
【請求項９】
オゾン水貯蔵部で酸性の状態で保存されるオゾン水を、中和槽で中和してから取り出す流路と、酸性の状態で取り出す流路とを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項記載のオゾン水供給装置。
【請求項１０】
保存中のオゾン水を冷却するオゾン水冷却装置を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項記載のオゾン水供給装置。
【請求項１１】
中和された中和水を冷却する中和水冷却装置及びアルカリ性水を冷却するアルカリ性水冷却装置の少なくとも一つを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項記載のオゾン水供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オゾン水（オゾンが溶解している水）を供給するオゾン水供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
殺菌、漂白などに用いるオゾン水を得る方法としては、水中に高濃度気体オゾンを曝気させて、水中にオゾンを溶解させる方法が一般に知られている。気体オゾンを曝気しても水のｐＨは変化しないので、元の水が純水あるいは中性水であれば、気体オゾンの曝気により中性のオゾン水が得られる。
これ以外の方法としては、例えば特開平８−１３４６７８号公報に記載されているように、固体電解質膜の一面と他面とに、直流電圧を印加した陽極電極と陰極電極とを重ね、陽極電極側に供給された水を電気分解してオゾン水を得る方法が示されている。
【０００３】
図７は、この特開平８−１３４６７８号公報に記載された従来のオゾン水製造装置の要部断面図である。
図において、１は固体電解質膜、２は固体電解質膜１の一面に重ねられた陽極電極、３は固体電解質膜１の他面に重ねられた陰極電極、４は陽極電極２を覆う陽極ジャケット、５は陰極電極３を覆う陰極ジャケットである。６は原料水が流入する水流入口、７は水流入口６を通過した原料水が流入する陽極ジャケット４に形成された陽極側流入口、８は水流入口６を通過した原料水が流入する陰極ジャケット５に形成された陰極側流入口、９はオゾン水が流出する陽極ジャケット４に形成された陽極側流出口、１０は水素の気泡を含む水が流出する陰極ジャケット５に形成された陰極側流出口である。
【０００４】
従来のオゾン水製造装置は、固体電解質膜１の一面に陽極電極２を、他面に陰極電極３を重ね、これを陽極ジャケット４と陰極ジャケット５で覆ったもので、両電極間に直流電圧を印加することにより、水流入口６より流入した原料水を電気分解する。水流入口６からの原料水の内、陽極側流入口７から陽極側に流入した原料水は、電気分解されて、酸素と水素イオンとオゾンを発生し、発生したオゾンは水に溶けオゾン水となって酸素とともに陽極側流出口９から流出する。
また、陽極側に流入した原料水が電気分解されて発生した水素イオンは、固体電解質膜１を透過して陰極側に移動し、水素の気泡となって、水流入口６からの原料水の内、陰極側流入口８から陰極側に流入した原料水とともに、陰極ジャケット５の陰極側流出口１０から流出する。特開平８−１３４６７８号公報には陽極側流入口７から流入する原料水に塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウムのいずれかの中性塩を溶解させることにより、酸性でオゾン減衰率が低いオゾン水が得られるとの記載がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
水中のオゾン濃度は、時間の経過と共に急激に減衰することが知られており、その減衰の速さは水温やｐＨの影響を受ける。従来の技術では、製造したオゾン水は直ちに使用することが前提で、オゾン水は貯蔵できないものとされてきた。このため、大量のオゾン水を一定時間のみ使用するような用途に対しては、与えられた一定時間内に所要のオゾン水を製造する必要があり、装置の能力は大きいものになっていた。また、電力消費も一定時間内に集中するという弊害があった。
また、特開平８−１３４６７８号公報の記載のごとくオゾン水を酸性にすることによりオゾン減衰率を低くする方法は、中性のオゾン水を用いるべき用途、例えば食品殺菌のごとく、酸性の液体で洗浄すると味、色に影響を与えるような用途には不向きであった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、水の電気分解や気体オゾンの水中への曝気により製造したオゾン水のオゾン濃度の減衰を抑制しつつ、オゾン水を保存し、中性のオゾン水として供給することの出来るオゾン水供給装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わるオゾン水供給装置においては、原料水を電気分解してオゾン水を製造するオゾン水製造装置と、このオゾン水製造装置によって製造されたオゾン水を酸性の状態で保存するオゾン水貯蔵部と、このオゾン水貯蔵部で保存された酸性のオゾン水をアルカリ性水によって中和する中和槽を備えたものである。
また、酸性の状態で保存されるオゾン水は、中性塩が溶解された原料水をオゾン水製造装置に供給することによって製造されたものである。
【０００８】
また、オゾン水貯蔵部に酸性溶液を供給する酸性溶液供給部を備えたものである。
さらに、中和槽に供給するアルカリ性水を保存するアルカリ性水貯蔵部を備えたものである。
【０００９】
また、アルカリ性水貯蔵部で保存されるアルカリ性水は、オゾン水製造装置によって酸性のオゾン水と同時に製造されたものである。
また、アルカリ性水貯蔵部にアルカリ性水を供給するアルカリ性水供給部を備えたものである。
【００１０】
加えて、オゾン水を製造するオゾン水製造装置と、このオゾン水製造装置によって製造されたオゾン水を保存するオゾン水貯蔵部と、このオゾン水貯蔵部に酸性溶液を供給してオゾン水貯蔵部で保存されているオゾン水を酸性にする酸性溶液供給部と、オゾン水貯蔵部で保存されている酸性のオゾン水をアルカリ性水によって中和する中和槽を備えたものである。
また、オゾン水の中和に用いられるアルカリ性水は、別途製造されたものである。
【００１１】
また、オゾン水貯蔵部で酸性の状態で保存されるオゾン水を、中和槽で中和してから取り出す流路と、酸性の状態で取り出す流路とを備えたものである。
さらにまた、保存中のオゾン水を冷却するオゾン水冷却装置を備えたものである。
【００１２】
また、中和された中和水を冷却する中和水冷却装置及びアルカリ性水を冷却するアルカリ性水冷却装置の少なくとも一つを備えたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１によるオゾン水供給装置を示す構成図である。
図において、１４は図７に示すものと同様の水の電気分解によってオゾン水を製造するオゾン水製造装置、１５はオゾン水製造装置１４に中性塩を加えた原料水を供給する原料水供給配管で、オゾン水製造装置１４の陽極側、陰極側の両方に原料水を供給する。
１６はオゾン水製造装置１４の陽極側からオゾン水を流出するオゾン水流出配管、１７はオゾン水製造装置１４の陰極側から水素を含有した水が排出される流出配管である。１８はオゾン水流出配管１６によって流出されたオゾン水を貯蔵するオゾン水貯蔵部であるオゾン水貯蔵タンクである。
１９はオゾン水製造装置１４の陽極と陰極に電圧を印加する電源である。２０はアルカリ性水貯蔵部であるアルカリ性水貯蔵タンクで、実施の形態１では流出配管１７からアルカリ性の水が流出される。２１は酸性のオゾン水とアルカリ性水とを中和させる中和槽、２２は中和槽２１から流出される中和オゾン水流出配管である。
【００１４】
このように構成されたオゾン水供給装置においては、原料水供給配管１５によりオゾン水製造装置１４の陽極側に供給された原料水は、電気分解によりオゾンと酸素が溶解したオゾン水となり、オゾン水流出配管１６から流出され、オゾン水貯蔵タンク１８に貯蔵される。実施の形態１においては原料水供給配管１５から供給するオゾン水に中性塩を溶解させる。原料水供給配管１５より供給する原料水に中性塩を溶解させた場合には、オゾン水流出配管１６より流出されるオゾン水が酸性となることは、特開平８−１３４６７８号公報に記載されているとおりであり、水のｐＨが低いほど水中のオゾン濃度の減衰速度が遅くなることは、一般的に知られている。したがって、原料水に中性塩を溶解させることにより、オゾン水貯蔵タンク１８ではオゾン水が低ｐＨ（酸性）のままで保存されるため、オゾンの減衰が少ないままで保存される。
【００１５】
一方、流出配管１７からはアルカリ性水が流出される。原料水供給配管１５から供給する原料水に中性塩を溶解させているので、単位時間当たりにオゾン水流出配管１６から流出されるオゾン水に含まれる水素イオン数と、単位時間当たりに流出配管１７から流出されるアルカリ性水に含まれる水酸イオン数は等しい。したがって、オゾン水貯蔵タンク１８内のオゾン水とアルカリ性水貯蔵タンク２０内のアルカリ性水を混合して中性にすることは容易であり、具体的には、単位時間当たりのオゾン水流出配管１６の流量と、単位時間当たりの流出配管１７の流量との比で、オゾン水貯蔵タンク１８内のオゾン水と、アルカリ性水貯蔵タンク２０内のアルカリ性水を混合すれば良い。
中和槽２１はこの混合により中性のオゾン水を得るためのものである。オゾン水貯蔵タンク１８内のオゾン水とアルカリ性水貯蔵タンク２０内のアルカリ性水を混合することにより得られた中性オゾン水は、中性オゾン水流出配管２２より取り出され、使用される。
【００１６】
実施の形態１によれば、オゾン水貯蔵タンク１８内では、酸性でオゾン水を貯蔵し、オゾンの減衰を抑え、使用直前に中和槽２１で中和し中性のオゾン水を得ることから、製造したオゾン水のオゾン濃度の減衰を抑制しつつオゾン水を保存し、中性のオゾン水として供給することの出来るオゾン水供給装置を提供することが可能となる。
【００１７】
実施の形態２．
実施の形態２を図に基づいて説明する。
図２は、この発明の実施の形態２によるオゾン供給装置を示す構成図である。
図において、１５、１６、１８、２０〜２２は図１におけるものと同一のものである。２３はオゾン水製造装置であるが、実施の形態１とは異なり、オゾン水流出配管１６から得られるオゾン水が中性であればよく、このオゾン水を得る方法は、水の電気分解によるものでも、気体オゾンを水中に曝気する方法などでもよい。２６はオゾン水貯蔵タンク１８に酸性溶液を供給して酸性溶液供給部を構成する酸性溶液供給配管である。
【００１８】
実施の形態２では、原料水供給配管１５から供給する原料水には中性塩を溶解させる必要がなく、このため、オゾン水流出配管１６から得られるオゾン水は中性であるが、オゾン水貯蔵タンク１８内では酸性溶液供給配管２６からの酸性溶液と混合されて酸性の状態で保存される。実施の形態２では、アルカリ性水貯蔵タンク２０には、別途製造されたアルカリ性水を貯蔵する。
中和槽２１において中性のオゾン水を得る方法は、実施の形態１と同様であり、オゾン水貯蔵タンク１８から取り出すオゾン水に含まれる水素イオンの数と、アルカリ性水貯蔵タンク２０から取り出すアルカリ性水に含まれる水酸イオン数とを同一とすれば良い。中性オゾン水流出配管２２は、実施の形態１と同様のものである。
【００１９】
実施の形態２では、オゾン水貯蔵タンク１８に酸性溶液を供給する酸性溶液供給配管２６を設けたので、供給する水素イオン数によりオゾン水貯蔵タンク１８のｐＨを任意に調整することが可能となる。オゾン水のｐＨが低いほどオゾン水中のオゾンの減衰は抑制されるので、実施の形態２によれば、オゾン水のオゾン濃度減衰をより少なくするために、オゾン水をより強い酸性に保つことが可能となる。
【００２０】
実施の形態３．
実施の形態３を図に基づいて説明する。
図３は、この発明の実施の形態３によるオゾン水供給装置を示す構成図である。
図において、１４〜２２は図１におけるものと、また２６は図２におけるものと同一のものである。２７はアルカリ性水貯蔵タンク２０にアルカリ性水を供給してアルカリ性水供給部を構成するアルカリ性水供給配管である。
図３は、実施の形態１のオゾン水貯蔵タンク１８に酸性溶液を供給する酸性溶液供給配管２６を設け、アルカリ性水貯蔵タンク２０にアルカリ性水を供給するアルカリ性水供給配管２７を設けたものである。
【００２１】
酸性溶液供給配管２６からの酸性溶液中の水素イオン濃度を高めることにより、オゾン水貯蔵タンク１８内のオゾン水の酸性を高め、オゾンの減衰をより抑制することが可能となる。中性塩を含む水を電気分解した場合にオゾン水製造装置１４から流出する単位時間当たりのオゾン水流出配管１６中の水素イオン数と流出配管１７中の水酸イオン数は同一であるが、酸性溶液供給配管２６からオゾン水貯蔵タンク１８に水素イオンを供給することにより、中和槽２１での中和に必要な水酸イオン数が不足する。アルカリ性水供給配管２７は不足した水酸イオンを補うものであり、図３ではアルカリ性水貯蔵タンク２０にアルカリ性水を供給する場合を示したが、中和槽２１に直接供給しても同じ効果がある。中和槽２１に流入する水素イオン数と水酸イオン数が同一であれば中和が行われる。中性オゾン水流出配管２２は、実施の形態１及び実施の形態２と同様のものである。
【００２２】
実施の形態３では酸性溶液供給配管２６、アルカリ性水供給配管２７を設けたことにより、中性塩を含む水を電気分解してオゾン水を得る場合でも、オゾン水のオゾン濃度減衰をより少なくするために、オゾン水貯蔵タンク１８内のｐＨを任意に調整し、オゾン水をより強い酸性に保つことが可能となる。
【００２３】
実施の形態４．
実施の形態４を図に基づいて説明する。
図４は、この発明の実施の形態４によるオゾン水供給装置を示す構成図である。
図において、１４〜２２は図１におけるものと同一のものである。２９はオゾン水貯蔵タンク１８から中和槽２１への配管途中に設けられた切替弁、３０は切替弁２９によって切替えられ酸性のオゾン水を流出する酸性オゾン水流出配管である。
図４では、実施の形態１のオゾン水貯蔵タンク１８から中和槽２１への配管途中に、切替弁２９と酸性オゾン水流出配管３０を設け、オゾン水貯蔵タンク１８から中和槽２１への経路以外に、オゾン水貯蔵タンク１８から酸性オゾン水を直接取り出せるようにする経路である酸性オゾン水流出配管３０を設けたものである。
【００２４】
実施の形態１では、中性オゾン水流出配管２２からの流出水は、オゾン水貯蔵タンク１８中のオゾン水とアルカリ性水貯蔵タンク２０中のアルカリ性水を混合したものであるため、オゾン水貯蔵タンク１８中のオゾン水濃度に比べると、オゾン水濃度が低くなる。
実施の形態４では、切替弁２９を設けたことにより、酸性高濃度オゾン水と中性でやや濃度の低いオゾン水との使い分けが可能となる。この目的のためには、必ずしも切替弁２９を設ける必要はなく、オゾン水貯蔵タンク１８からの取り出し配管を２本とし、一方は中和槽２１へ接続し、もう一方はオゾン水貯蔵タンク１８から直接オゾン水を取り出すようにしても良い。
また、図４は実施の形態１を示す図１に切替弁２９を設けた例を示したが、酸性高濃度オゾン水と、中性でやや濃度の低いオゾン水との使い分けを可能とする目的からは、実施の形態２を示す図２に切替弁２９を設けても良いし、実施の形態３を示す図３に切替弁２９を設けても良いことはもちろんである。
【００２５】
実施の形態５．
実施の形態５を図に基づいて説明する。
図５は、この発明の実施の形態５によるオゾン水供給装置を示す構成図である。
図において、１４〜２２は図１におけるものと同一のものである。３１はオゾン水貯蔵タンク１８のオゾン水を冷却するオゾン水冷却装置である。
【００２６】
オゾン水の濃度減衰は、水温が低いほど遅くなることが知られている。実施の形態５では、オゾン水貯蔵タンク１８の中のオゾン水をオゾン水冷却装置３１によって冷却することにより、より長時間オゾン水を保存することが可能となる。
また、図５は実施の形態１を示す図１にオゾン水冷却装置３１を設けた例を示したが、オゾン水貯蔵タンク１８の中のオゾン水を冷却することにより、長期間オゾン水を保存する目的のためには、実施の形態２〜実施の形態４を示す図２〜図４にオゾン水冷却装置３１を設けても良いことはもちろんである。
【００２７】
実施の形態６．
実施の形態６を図に基づいて説明する。
図６は、この発明の実施の形態６によるオゾン水供給装置を示す構成図である。
図において、１４〜２２、３１は図５におけるものと同一のものである。３２はアルカリ性水貯蔵タンク２０の中のアルカリ性水を冷却するアルカリ性水冷却装置、３３は中和槽２１の中の中和水を冷却する中和水冷却装置である。
図６は、図５に示す構成に、アルカリ性水冷却装置３２と中和水冷却装置３３を付加したものである。
【００２８】
実施の形態５では、オゾン水のみを冷却することとしていたため、オゾン水をアルカリ性水と混合して中和水として使用する場合には、中和水はオゾン水よりも高温となることが考えられ、その場合には中和水となった後のオゾン水濃度の減衰が速くなる。実施の形態６は、アルカリ性水冷却装置３２によりアルカリ性水を冷却し、中和水冷却装置３３により中和水を冷却するため、オゾン水は高温になることなく、中和水となった後のオゾン水も使用直前まで冷却されており、オゾン水のオゾン濃度の減衰が遅いままで保つことが可能となる。
【００２９】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
原料水を電気分解してオゾン水を製造するオゾン水製造装置と、このオゾン水製造装置によって製造されたオゾン水を酸性の状態で保存するオゾン水貯蔵部と、このオゾン水貯蔵部で保存された酸性のオゾン水をアルカリ性水によって中和する中和槽を備えたので、オゾン濃度の減衰を抑制しながら、オゾン水を保存し、中性のオゾン水として供給できる。
また、酸性の状態で保存されるオゾン水は、中性塩が溶解された原料水をオゾン水製造装置に供給することによって得ることができ、オゾン濃度の減衰を抑制しながらオゾン水を保存することができる。
【００３０】
また、オゾン水貯蔵部に酸性溶液を供給する酸性溶液供給部を備えたので、オゾン水をより強い酸性に保って、オゾン水をより長い期間保存することができる。
さらに、中和槽に供給するアルカリ性水を保存するアルカリ性水貯蔵部を備えたので、すぐに中和に用いることができる。
【００３１】
また、アルカリ性水貯蔵部で保存されるアルカリ性水は、オゾン水製造装置によって酸性のオゾン水と同時に製造されたものであるので、オゾン水の中和に用いることができる。
また、アルカリ性水貯蔵部にアルカリ性水を供給するアルカリ性水供給部を備えたので、オゾン水貯蔵部内のオゾン水のｐＨを調節して、より強い酸性でオゾン水を保存することができる。
【００３２】
加えて、オゾン水を製造するオゾン水製造装置と、このオゾン水製造装置によって製造されたオゾン水を保存するオゾン水貯蔵部と、このオゾン水貯蔵部に酸性溶液を供給してオゾン水貯蔵部で保存されているオゾン水を酸性にする酸性溶液供給部と、オゾン水貯蔵部で保存されている酸性のオゾン水をアルカリ性水によって中和する中和槽を備えたので、オゾン濃度の減衰を抑制しながら、オゾン水を保存し、中性のオゾン水として供給できる。
また、オゾン水の中和に用いられるアルカリ性水は、別途製造されたものであるので、中和に適したアルカリ性水を得ることができる。
【００３３】
また、オゾン水貯蔵部で酸性の状態で保存されるオゾン水を、中和槽で中和してから取り出す流路と、酸性の状態で取り出す流路とを備えたので、酸性のオゾン水と中性のオゾン水の使い分けが可能である。
さらにまた、保存中のオゾン水を冷却するオゾン水冷却装置を備えたので、より長い期間オゾン水を保存することができる。
【００３４】
また、中和された中和水を冷却する中和水冷却装置及びアルカリ性水を冷却するアルカリ性水冷却装置の少なくとも一つを備えたので、使用直前までオゾン水のオゾン濃度の減衰を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるオゾン水供給装置を示す構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態２によるオゾン水供給装置を示す構成図である。
【図３】  この発明の実施の形態３によるオゾン水供給装置を示す構成図である。
【図４】  この発明の実施の形態４によるオゾン水供給装置を示す構成図である。
【図５】  この発明の実施の形態５によるオゾン水供給装置を示す構成図である。
【図６】  この発明の実施の形態６によるオゾン水供給装置を示す構成図である。
【図７】  従来のオゾン水製造装置要部断面図である。
【符号の説明】
１４，２３  オゾン水製造装置、  １５  原料水供給配管、
１６  オゾン水流出配管、  １７  流出配管、
１８  オゾン水貯蔵タンク、  ２０  アルカリ性水貯蔵タンク、
２１  中和槽、  ２２  中性オゾン水流出配管、  ２６  酸性溶液供給配管、
２７  アルカリ性水供給配管、  ２９  切替弁、
３０  酸性オゾン水流出配管、  ３１  オゾン水冷却装置、
３２  アルカリ性水冷却装置、  ３３  中和水冷却装置。
【図１】
0003644261.tif 000002
【図２】
0003644261.tif 000003
【図３】
0003644261.tif 000004
【図４】
0003644261.tif 000005
【図５】
0003644261.tif 000006
【図６】
0003644261.tif 000007
【図７】
0003644261.tif 000008