(57)【要約】【課題】高農度高品質の酸素水を製造する方法を提供する。上記酸素水製造方法を用いて酸素水を製造するための装置を提供する。【解決手段】酸素水製造方法は、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気から酸素を分離する工程、分離された酸素を接触膜を用いて供給される水に溶解させる工程とからなる。  酸素水製造装置は、大気中の空気を圧縮する圧縮手段と、供給される圧縮空気から酸素を分離する酸素発生手段と、酸素発生手段から発生した酸素を供給され、接触膜を介して供給される水に酸素を溶解させる溶解手段とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気供給源から供給される圧縮空気から酸素を分離する工程、及び
分離された酸素を接触膜を用いて水に溶解させる工程、
とからなる酸素水製造方法。
【請求項２】
大気中の空気を圧縮する工程、
圧縮された空気から酸素を分離し濃縮する工程、及び
濃縮された酸素を接触膜を用いて供給される水に溶解させる工程、
とからなる酸素水製造方法。
【請求項３】
大気中の空気を圧縮する圧縮手段と、
前記圧縮手段から供給される圧縮空気から酸素を分離する酸素発生手段と、及び
前記酸素発生手段から発生した酸素を供給され、接触膜を介して供給される水に酸素を溶解させる溶解手段と、
を備えることを特徴とする酸素水製造装置。
【請求項４】
接触膜は多孔性膜又は非多孔性膜であることを特徴とする請求項３に記載の酸素水製造装置。
【請求項５】
接触膜は中空糸型又は平膜型であることを特徴とする請求項３に記載の酸素水製造装置。
【請求項６】
酸素発生手段は吸着法又は分離膜法を採用するものであることを特徴とする請求項３，４又は５に記載の酸素水製造装置。
【請求項７】
圧縮手段は、大気中の空気を圧縮してこれを酸素発生手段に供給する第１ヘッドと、前記酸素発生手段に真空を与えてその酸素発生手段で分離された酸素の純度を高めると同時にこれを加圧して接触膜に供給する第２ヘッドとを含む２ヘッド圧縮機から構成されていることを特徴とする請求項３に記載の酸素水製造装置。
【請求項８】
圧縮手段は大気中の空気を圧縮してこれを酸素発生手段に供給する圧縮機からなり、前記酸素発生手段に真空をかけて酸素発生手段により分離された発生酸素の純度を高めると同時に、これを加圧して接触膜に供給する真空ポンプを更に備えていることを特徴とする請求項３に記載の酸素水製造装置。
【請求項９】
溶解手段には流水が供給され、その溶解手段の接触膜を経て得られた酸素水を貯留する酸素水貯留手段を更に備えていることを特徴とする請求項３に記載の酸素水製造装置。
【請求項１０】
酸素水貯留手段の一側に酸素水量測定器及び／又は溶存酸素測定装置を備え、その測定値に基づいて酸素発生手段への圧縮空気の供給及び溶解手段への水の供給を制御する手段を更に備えていることを特徴とする請求項９に記載の酸素水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素水製造方法及びその方法を用いる装置に関する。ここで、酸素水とは高濃度の酸素を溶解させた水をいう。
【背景技術】
【０００２】
一般的な飲用水としては、水道水、浄水、自然水、湯冷し水、蒸溜水等がある。最近、健康を重要視する思考が社会的に成熟しつつある中で、清潔で健康な水を求めようとする傾向が大いに増している。これに従い、水道水よりは浄水、自然水などに対する選好度がますます増える趨勢にある。しかし、浄水はフィルタなどを通過する間に体に有益なミネラル成分などが除去され、溶存酸素量も急激に低下するという問題があり、自然水の場合も環境汚染等の不信もあり、選好度が高い割にはその使用量はあまり多くない状態にある。蒸溜水又は湯冷し水は殆どの酸素が蒸発してあまり残っていないから、人体に酸素を全く供給できなくなる。
【０００３】
飲み水中の溶存酸素は人体の血中酸素濃度を増加させることができる。血中酸素濃度の向上は、人体の新陳代謝を活発にする機能を遂行して体をより健康にするのに役に立つ。特に、呼吸器官の機能不良、皮膚の呼吸機能消失、酸素の過度な消費による酸素不足は、細胞の機能不良を誘発して各種疾病の原因になり、ひいては死亡に至ることもあることが知られている。したがって、飲み水中の溶存酸素量を増加させるための多様な試みがなされてきている。酸素水の製造はそのような試みの一つである。
【０００４】
酸素水を製造する従来技術としては、微細気泡を利用する散気方式がある。これには、（ａ）気体−液体の接触面積を増大させ溶解率を高めるブロワー（blower）方式と、（ｂ）圧力を高める加圧方式と、（ｃ）イジェクター（ejector ）原理を利用した分散方式などが知られている。これらの方式の中で（ｂ）の加圧方式は、過飽和概念で溶解効率を高めることはできるが、一般人には高圧を適用して駆動しなければならない難しさがある。（ａ）のブロワー方式と（ｃ）のイジェクター方式などは、酸素が水に溶解される前に気泡となって上部に浮上して失われるので、酸素の溶解効率が低くなるため、高農度過飽和溶存酸素水を製造するには不十分な面がある。
【０００５】
（ｄ）吸着剤を使用して発生した酸素を水中に溶存させる吸着法の場合は、吸着剤の使用によって吸着剤の粉塵が発生するので、人体に有害な吸着剤粉塵が水中に溶存する傾向がある。このような粉塵を除去するために、別途の各種フィルタあるいは水槽を具備する等の複雑な構成が要求されるので、経済的に望ましくない。
【特許文献１】特になし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の第一の課題は、高農度及び高品質の酸素水を製造するための方法を提供することにある。
本発明の第二の課題は、上記酸素水製造方法を用いて酸素水を製造するための装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による酸素水製造方法は、上記第１の課題を解決するため、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気から酸素を分離する工程、分離された酸素を接触膜を用いて水に溶解させる工程とからなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第１の課題は、大気中の空気を圧縮する工程、圧縮された空気から酸素を分離し濃縮する工程、濃縮された酸素を接触膜を用いて供給される水に溶解させる工程とからなる酸素水製造方法により一層良く解決される。
【０００９】
上記方法を用いるための本発明による酸素水製造装置は、大気から圧縮空気を生成する空気圧縮手段と、その空気圧縮手段から供給される圧縮空気から酸素を分離する酸素発生手段と、その酸素発生手段から発生した酸素を供給され、接触膜を用いて流水に酸素を溶解させる溶解手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
前記接触膜は、多孔性膜又は非多孔性膜であることが望ましい。
前記接触膜は、中空糸又は平膜で構成することもできる。
前記酸素発生手段には、吸着法又は分離膜法を採用することができる。
【００１１】
酸素水製造装置の圧縮手段は、大気中の空気を圧縮してこれを酸素発生手段に供給する第１ヘッドと、その酸素発生手段に真空を与えてその酸素発生手段で分離された酸素の純度を高めると同時にこれを加圧して接触膜に供給する第２ヘッドとを含む２ヘッド圧縮機で構成されることが望ましい。
【００１２】
酸素水製造装置は、前記２ヘッド圧縮機に代えて、大気中の空気を圧縮してこれを酸素発生手段に供給する圧縮機と、前記酸素発生手段に真空をかけて酸素発生手段により分離された発生酸素の純度を増加させると同時に、これを加圧して接触膜に供給する真空ポンプとを用いることができる。
【００１３】
本発明の酸素水製造装置は、溶解手段に流水を供給し、接触膜を経て得られた酸素水を貯留する酸素水貯留手段を更に備えることが望ましい。
【００１４】
本発明の酸素水貯留手段を備えた酸素水製造装置は、酸素水貯留手段の一側に酸素水量測定器及び／又は溶存酸素測定装置を備えて、その測定値に基づいて圧縮空気の供給及び流水供給を制御することがさらに望ましい。
【００１５】
本発明の他の実施の態様として、酸素発生手段及び接触膜を抗菌処理することが望ましい。あるいは、供給水を紫外線ランプあるいは抗菌スポンジを用いて抗菌処理をすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の酸素水製造方法の発明によれば、圧縮空気から酸素を分離するので、酸素分離効率が高い。そして、分離された酸素を接触膜を用いて水に溶解させるので、その間に酸素が気泡となって失われることがないから、酸素水生成効率が高い。従って、この発明により、簡単な工程だけで高濃度の酸素を溶存させることのできる酸素水製造方法を提供することができる。
【００１７】
請求項２の方法発明によれば、大気中の圧縮空気から酸素を分離し、その分離された酸素を濃縮した後、その濃縮酸素を接触膜を用いて供給水に溶解させるので、濃度の高い酸素水を効率よく製造することができる。
【００１８】
請求項３の酸素水製造装置の発明によれば、大気中の空気を圧縮する圧縮手段と、その圧縮手段から供給される圧縮空気から酸素を分離する酸素発生手段と、前記酸素発生手段から発生した酸素を供給され、接触膜を用いて供給水に酸素を溶解させる溶解手段とを備えているので、酸素発生剤を用いずに大気から酸素を効率的に捕捉し酸素水を製造することができる。従って、この発明により、酸素発生剤による汚染のない、高濃度酸素を相当期間維持しえる酸素水を高効率で製造可能な酸素水製造装置を提供することができる。
【００１９】
請求項７の装置発明によれば、一つの圧縮機で、大気中から圧縮空気を生成して酸素発生手段に送給することと、発生した酸素を濃縮してこれを供給水とともに溶解手段に送り込むことを行うことができるので、酸素水の高効率製造が可能な酸素水製造装置のコスト低減化と簡素化を図ることができる。
【００２０】
請求項８の装置発明によれば、汎用型の圧縮機と真空ポンプを用いて圧縮空気と濃縮酸素を得ることができるので、コスト低減を図ることができる。
【００２１】
請求項９の装置発明によれば、連続して供給される水に酸素が連続して溶解され、酸素水貯留手段に保存されるで、酸素水を連続生産することができる。
【００２２】
請求項１０の発明によれば、酸素水の流量測定値及び／又は溶存酸素測定値に基づいて圧縮空気の供給量及び水の供給量を制御することができるから、濃度が安定した酸素水の適量生産が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。
図１は本発明による酸素水製造方法を用いる酸素水製造装置の一例の概略的な構成を示す概念図、図２は酸素発生手段の一例である分離膜の機能説明図、図３は本発明による酸素水製造方法を用いる他の酸素水製造装置の一例の概略的な構成を示す概念図、図４は酸素溶解手段を構成する接触膜の作用説明図である。
【００２４】
本発明に係る酸素水製造装置は、基本的な構成要素として、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気を用いて酸素を発生させるための酸素発生手段２と、その酸素発生手段から供給された高濃度の酸素を接触膜３ａを用いて、水と接触させてその水中に酸素を溶解させる酸素溶解手段（以下、単に溶解手段という。）３とを有している。
【００２５】
酸素発生手段２には、従来から知られている酸素発生方法、例えば吸着法又は分離膜法などを使用するものを制限無しに用いることができる。吸着法の場合は、吸着剤の使用により必然的に粉塵が発生するので、従来はこれを除去する別途の手段が必要とされていたが、本発明ではこのような吸着剤を採用する吸着法を使用しても、後に酸素を水に溶解させる手段（溶解手段３）を構成する接触膜３ａにより自然に粉塵が濾過でき、別途の粉塵除去装置が必要でないので、吸着剤を使用する吸着法であっても何らの制限無しに自由に利用することが可能である。
【００２６】
前記吸着法の基本原理は、図３に示すように、分子体のような吸着剤２１で充填した吸着塔２ａを圧縮空気が高圧状態で通過する間に選択度の高い成分である窒素などは先に吸着され、選択度が低い酸素は吸着されずに通過して、吸着塔２ａの外に排出される。図外の圧縮機から供給される圧縮空気は吸着力増加又は水分除去のために必要に応じて冷却される。冷却された圧縮空気は二つの吸着塔２ａ，２ｂの中の一つに吸引され、空気中の窒素分子は吸着力の差によって酸素分子より先に吸着剤２１に吸着される。一つの吸着塔内の吸着剤が前記窒素分子によって飽和すると、これを感知した電子制御装置（図示せず）によりソレノイドバルブ２２が作動して圧縮空気が他の吸着塔に移送される。これと同時に窒素ガスで飽和した吸着塔２ｂは再生のためにパージング（purging ）による脱着工程を遂行して排出窒素調節バルブ２３を通じて排出するようになる。このような吸着工程と脱着工程を反復して酸素を連続的に生産できるようになる。このような工程は数十秒の間隔で行われ、吸着剤２１は連続して吸／脱着を反復することになる。
【００２７】
本発明の他の実施形態においては、図１の酸素発生手段２において、前記吸着法の他に分離膜法を使用することができる。この分離膜法は、多孔性又は非多孔性の気体分離膜を用いるものであり、平板型及び中空糸型から選択することができる。
分離膜法の基本原理を例示的に説明すると、膜を透過するいろいろな混合気体の中、各気体成分の透過度の差に起因するものを挙げることができる。図２に示すように、分離膜２４に供給される圧縮空気は、酸素及び窒素を含む多様な混合気体からなっている。このような混合気体は、分離膜２４の一側面と接触して気体成分中の少なくとも１成分が選択的に透過される。分離膜により選択的に透過される気体成分は、混合気体のうち少なくとも一つ以上の気体成分より素早く通過しなければならない。相対的に透過されなかった気体成分は、混合気体のうち一つ以上の成分より遅く分離膜を透過しなければならない。このような原理により、混合気体は、選択的に透過された気体が多い流れと、透過されない気体成分が多い流れの２種類に分離される。したがって、混合気体を適切に分離するためには、特定の気体成分に対して高い透過選択性を有する膜形成物質が選択されなければならない。
【００２８】
混合気体を選択的に分離し、濃縮するために、一般に気体分離膜は表面の緻密な分離層と下部の多孔性支持体からなる非対称構造を有するのが望ましい。特定の膜形成物質の混合気体に対する選択的分離能力は分離層の緻密さの程度によって変わり、選択的に分離された気体の流量は分離層の厚さ及び非対称膜の下部構造である多孔性支持体の多孔性程度（開孔率）によって変わる。混合気体を選択的に分離するためには、分離層の表面にできるだけ欠陥がないことが求められ、気孔サイズが５オングストローム以下であるものが良い。また、高い気体透過度を得るために、分離層はできるだけ薄くしなければならない。これは気体透過度が有効膜厚に反比例するからである。分離層を選択的に通過した気体流に対する抵抗を最小化するために、非対称膜の下部構造はできるだけ多孔性構造を有することが良い。その形態としては中空糸型、平膜型等で製造することができる。
【００２９】
前記分離膜あるいは吸着剤などを用いる酸素発生手段２によって発生した酸素は、図４に示すように、接触膜３ａを用いる溶解手段３に移動され、水と接触して溶解することになる。本発明において用いる接触膜３ａは、液体（水）を管の外部にあるいは内部に通過させ、この時反対側から濃縮された酸素を供給して溶解させるものである。前記酸素発生手段２から発生した酸素が接触膜３ａを通じて流入されるが、このとき気泡は発生しない。これは接触膜３ａを通過した酸素が拡散により水のような液体に溶解されることを意味する。本発明は、このような接触膜３ａを使用することで、分子単位の酸素を水の中に溶存させ、簡単に溶存酸素の含有量を増加させながら溶存時間も増加させることができる。特に従来技術から使われてきた噴射機の設置、容器のコンプレッサ強化、容器の冷却などが要求されない長所がある。
【００３０】
接触膜３ａは、接触面積及び流速の影響などを考慮すると、液体を管内部に流す方が外部に流す方より更に望ましい。接触膜３ａの長さが長いと効率が減少する傾向があるので、過度に長く形成しない方が望ましい。接触膜３ａは、液体と接触する表面積を大にするために、更にジャバラ式構造に形成することが望ましい。また、多孔性あるいは非多孔性の両方とも可能であり、気体の拡散をより適切に誘導するためには、非多孔性膜が望ましい。その形態としては、中空糸型、平膜型等で製造することができる。また、その材質としてはポリスルホン、ポリスルホン複合物、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、シリコン、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン＝登録商標）及びこれらの２以上の混合物からなる膜を使用することができる。
【００３１】
本発明の好ましい実施形態においては、接触膜３ａにはその一端から水（供給水）が流入される。この場合は、その配管中の一部に水圧測定装置４を装着して水圧を測定し、過度な水圧が加えられる場合は迂回バルブ５を介して流入水量を規制することにより、常に適切な水圧の水が接触膜３ａに流入するように構成することが望ましい。
【００３２】
本発明の別の実施形態として、酸素発生手段２に圧縮空気を供給するために別途の圧縮機及び真空ポンプ（いずれも図示省略）を使用することができる。すなわち、空気を圧縮して酸素発生手段２に供給する圧縮機及び、酸素発生手段２から発生される酸素に真空をかけて高純度の酸素発生を誘導し、これを接触膜３ａに供給する真空ポンプを別途に具備することができる。
【００３３】
また、好ましい実施形態においては、図１に示すように、大気中の空気を圧縮して圧縮空気を供給する第１ヘッド１ａと、酸素発生手段２から発生する酸素に真空（負圧）をかけて酸素の純度を高めると同時に、これに圧力を加えて接触膜３ａに供給する第２ヘッド１ｂを具備する２ヘッド圧縮機１を使用することが、それぞれ別個の圧縮機と真空ポンプを使用する場合よりも更に好ましい。なぜならば、このような２ヘッド圧縮機１は加圧と真空を同時に使用することができ、低圧運転によっても一つの圧縮機で圧力差を最大限誘発して、酸素発生手段２及び接触膜３ａに圧縮空気と濃縮酸素の同時供給を可能にし、酸素発生手段２からの高濃度の酸素発生を可能とし、これが加圧下で接触膜３ａを通過さるため酸素発生手段２から発生した濃縮酸素よりも約１０％程度更に高い純度の酸素を発生させ、この高純度酸素を単分子の形態で水に溶解させることができる。また、一つの圧縮機のみを使用して電力消費量を減少させることができるし、駆動時の発生騒音量を減少させることができるので、望ましい。
【００３４】
本発明の好ましい実施形態においては、前記２ヘッド圧縮機１の第１ヘッド１ａの出力部には圧力計６を装着して前記酸素発生手段２に供給される圧縮空気の圧力を測定して適切な圧力を維持することができるし、第２ヘッド１ｂの出力部にも圧力計７を装着して前記酸素発生手段２から発生した濃縮酸素の圧力を測定することで適切な圧力を誘導することができる。
【００３５】
本発明の溶解手段３に外部から水が供給される実施形態においては、酸素水貯留手段に相当する酸素水タンク８を更に備えられる。これは接触膜３ａから排出した酸素水を貯蔵する役割を遂行する。好ましくは、その酸素水タンク８には酸素水量測定器９及び／又は溶存酸素測定装置１０が備えられ、その測定値に基づいて酸素水発生システムの駆動を制御する自動制御手段（図示せず）が備えられている。すなわち、酸素水供給が過剰になった場合は、酸素水量測定器９がこれを感知して酸素水発生システムを停止させ、酸素水供給が不足した場合はこれを更に駆動させる。特に溶存酸素測定装置１０により溶存酸素含有量を測定して目的とする用途によって適切な酸素の含有量を有するように、酸素水発生システムを自動制御手段により適切に制御できるようにすることができる。
【００３６】
このような溶存酸素測定装置１０には、一般に使われている酸素センサを何らの制限無しで使える。例えば、ガルバニック（galvanic）型酸素センサがある。ガルバニック型は電気化学式酸素センサで貴金属電極から還元反応が生じ、この時接触した酸素濃度によって還元電流が発生する。燃料電池方式のセンサとして常温の温度範囲内で用いられる代表的な酸素センサが、PPM 単位の低濃度酸素分析用として多く利用される。
【００３７】
酸素水タンク８は、これに特に浄水器のような装置を組み込めば、より一層有効に用いることができる。すなわち、酸素水タンク８に酸素水を貯蔵した後、これを適切な方法により冷却あるいは加温して提供することができれば、便利である。酸素水の用途が人の飲用を大部分とする限り、できるだけ浄化することが望ましく、接触膜３ａに供給される前の供給水を浄化する方が望ましい。酸素水を製造したあとに浄化する場合は、溶存酸素が多様なフィルタにより除去されることがあるので望ましくない。
【００３８】
本発明の更に他の好ましい実施形態においては、酸素水に細菌が繁殖しないように、酸素水製造装置に抗菌処理手段（図示せず）を備えることが望ましい。酸素発生手段２、接触膜３ａ、ハウジング、酸素水タンク８及び配管などを光触媒、例えばＴｉｏ2 、ＷＯ3 、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＣｄＳなどで処理するか、又は銀ナノ粒子で処理して抗菌性を与えることができる。供給水の供給過程で紫外線殺菌処理あるいは抗菌スポンジを通過させて抗菌処理することができる。あるいは酸素水タンク自体に紫外線ランプを照射して抗菌処理することも可能である。このような抗菌処理により酸素水の安全性及び安定性が更に高まることになる。
【００３９】
続いて、本発明による酸素水製造工程をその工程順に具体的に説明する。
まず、（１）大気中の空気を２ヘッド圧縮機１の第１ヘッド１ａを介して圧縮する。（２）圧縮された空気は酸素発生手段２の、例えば吸着塔あるいは分離膜に供給され、高濃度の酸素を発生する。酸素を除いたあとの気体成分、例えば窒素などは排出窒素調節バルブ１１を介して外部に排出される。（３）酸素発生手段２により分離された高農度酸素は、前記２ヘッド圧縮機１の第２ヘッド１ｂにより吸引されて酸素の純度が高められ、加圧されて溶解手段の接触膜３ａに流入される。流入された高濃度の濃縮酸素は、接触膜３ａの一端から流入される水と接触膜の上で拡散により接触して溶解される。（４）高濃度の酸素が溶解された酸素水は溶解手段３の他端から排出されて酸素水タンク８に流入され、酸素水タンク８の一側に付着された酸素水量測定器９によりその酸素水量が測定される。その測定値を与えられる制御手段により、前記のような循環過程が適切に制御される。また、酸素水タンク８の一側に付着された溶存酸素測定装置１０により酸素含有量が測定され、その測定値を与えられる前記制御手段により酸素含有量も適切に制御される。
【００４０】
このような工程により製造された酸素水は、別の浄水器に入れられて飲用水として利用でき、酒のような酒類、アイスクリームのような氷菓類、飲料水などの原料として利用される。この酸素水には特に高品質高濃度の酸素が水に溶けているので、体内に円滑に酸素供給ができ、より有用で健康な酸素水を提供することができる効果がある。
【実施例】
【００４１】
以下に本発明の実施例を説明する。しかし、本発明はこれに限定されない。
図１に示すような酸素水製造装置を製造した。まず、２ヘッド圧縮機１の第１ヘッド１ａから１kg/cm2の圧縮空気を酸素発生手段２の分離膜２ａ（非多孔性ポリスルホン複合膜、直径４８mm×長さ１８２mm、有効膜面積０．５８m2）加え、分離膜２ａから発生した濃縮酸素を２ヘッド圧縮機１の第２ヘッド１ｂで４００mmHgの真空で吸引して純度約４２％の濃縮酸素を圧縮して接触膜３ａ（非多孔性ポリスルホン複合膜、直径７０mm×長さ２３２mm、有効膜面積１．５８m2）に加えた。この時、接触膜に流入される水圧が１．５kg/cm2以上となった時は、迂回バルブ５を使用して流量を調節した。
【００４２】
溶存酸素量は実験温度（室温）２５℃、濃縮酸素供給圧力１Kg/cm2の下で溶存酸素測定器７（Maxtec社製造）で測定したところ３４mg/Lであった。表１に溶存酸素量の圧力依存特性を示し、表２に溶存酸素量の時間依存特性を示す。
【表１】
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【表２】
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【００４３】
表１及び表２から分かるように、本発明による酸素水製造装置は、接触膜の使用によって分子単位の酸素を水中に溶存させ、簡単に溶存率増加及び溶存時間増加が可能となるので、酸素水をより高効率で製造することができる。また、一般的に酸素を発生させるためには２kg/cm2以上の圧力を加えなければならないが、本発明では２ヘッド圧縮機を使用して約１kg/cm2前後の加圧と真空を同時に使用するため、低圧運転が可能となり、また、一つの圧縮機で圧力差を最大限誘発して酸素発生手段及び接触膜への濃縮酸素供給を同時に行うようにしたので、電力消耗量を減らし、駆動時騒音を減らすことができる。
【００４４】
特に、一般的な水道水の場合は、常温で溶存酸素量が６ないし１０mg/Lに過ぎず、従来の方法は酸素溶存率を高めるために噴射機設置、容器の圧力の強化、容器の温度低下などの方法を採るが、本発明は別途の酸素溶存装置無しで溶存酸素量が１４ないし４１mg/L、あるいはその以上の酸素水が供給できる。結果的に、本発明による酸素水製造装置を使用する場合は、既存の付加設備に適用するとき酸素溶存率増加だけでなく溶存時間を長くすることが可能である。
【００４５】
また、水温低下時に酸素溶存率を一層高めることができるだけでなく、容量によって分離膜及び接触膜の面積を広めて、使用者が使用するのに簡便な酸素水供給装置を提供することができる。また、気体分離膜の特性の上、供給側の圧力を１kg/cm2以上高める場合、又は真空度を高める場合は、酸素の純度が高まるため常温、常圧においても溶存酸素量を７０mg/L以上に高めて、高濃度酸素を飲用することが可能となる。ちなみに、既存の酸素水浄水器では装置内に水が滞って細菌の繁殖の虞があるが、本発明は滅菌機能を与えてこのような問題を克服することができる。
【００４６】
本発明に係る酸素水製造装置は、接触膜を採用して粉塵発生の虞がなく、酸素の溶存率及び溶存時間が改善された酸素水を提供することが可能であり、２ヘッド圧縮機を採択することによって低電力及び低消音で高効率の酸素水製造ができる。本発明に係る酸素水製造装置及び製造方法により得られた酸素水は、浄水器などに活用されて多様な飲用水を提供でき、氷菓類、飲料水、酒類などに有用に使われる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による酸素水製造方法を用いる酸素水製造装置の一例の概略的な構成を示す概念図。
【図２】酸素発生手段の一例である分離膜の機能説明図。
【図３】本発明による酸素水製造方法を用いる他の酸素水製造装置の一例の概略的な構成を示す概念図。
【図４】酸素溶解手段を構成する接触膜の作用説明図。
【符号の説明】
【００４８】
１      空気圧縮手段（圧縮機）
１ａ  第１ヘッド
１ｂ  第２ヘッド
２      酸素発生手段
３      酸素溶解手段
３ａ  接触膜
４      水圧測定装置
５      供給量迂回バルブ
６      圧縮空気圧力計
７      供給酸素圧力計
８      酸素水貯留手段（酸素水タンク）
９      酸素水量測定器
１０    溶存酸素測定装置
１１    排出窒素調節弁
１２    排出酸素調節弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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