JPS5925724B2 - 連続式オゾン添加装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はオゾン発生装置により生成されるオゾン含有気
体中からオゾンのみを分離し、これをキャリアガス（所
望するオゾン使用場所へオゾンを運ぶガス）中に連続的
に添加成し得るようにした連続式オゾン添加装置に関す
る。

更に詳しくは、オゾン発生装置によって生成されるオゾ
ン含有ガス中のオゾンを一旦シリカゲル等の吸着剤に吸
着させ、この吸着剤に空気等のキャリアガスを通過させ
ることによりキャリアガス中にオゾンを添加する工程を
連続的に成し得るようにして、従来のバッチ式装置に比
較してこの種設備の規模を縮小するとともにその運転操
作を可及的に簡単化成し得るようにした連続式オゾン添
加装置に関する。

昨今、排煙脱硝装置における一酸化窒素の酸化用、各種
水処理装置におけるシアン化合物の分解用、殺菌用等々
の各種用途にオゾンが広く使用されるようになり、これ
に伴いオゾン発生装置及びその周辺装置の性能向上が望
まれつつある。

オゾン発生装置の構造ζこは種々のものが知られている
が、その基本的な機能は酸素に高電圧を印加することに
よりこれをイオン化してオゾンを生成するものである。

オゾンの原料としては空気を使用しその含有する酸素の
電離によってイオンを生成するものと、別途生成された
純度の高い酸素ガスを使用するものとがある。

前者の空気を利用したオゾン発生装置は原料が無尽蔵に
存在することから、原料費が極めて安価となるという利
点を有するが、その反面空気中ζこは酸素が約２０係し
か存在し、ないことから酸素電離用に投入される電力の
割には生成されるオゾンの量が少ないという欠点を有す
る。

これに対して、後者即ち原料として純度の高い酸素ガス
を使用するオゾン発生装置にあっては、前者とは逆に生
成されるオゾンの量は多いという利点を有する反面、原
料費が高価となるという欠点を有する。

ところで、オゾン発生装置によって得られるオゾン含有
ガス（即ち、原料として空気を使用するものであればオ
ゾン、窒素、酸素等の混合ガス、また原料として酸素ガ
スを使用するものであれば酸素とオゾンの混合ガス）中
のオゾン濃度は一般に極めて微かなものであり、前記酸
素ガスを原料としたオゾン発生装置でさえも約２０重量
係程度でしがなく、残りの大部分、即ち約９８．０重量
係は酸素により占められている。

ところが、当然のことながら上記オゾン含有ガス中の大
部分を占めるオゾン以外のガスはそのままオゾンを必要
とする例えば殺菌装置等へ送っても所望する処理工程に
は伺ら寄与するものではなく、むしろ邪魔となる場合も
ある。

また、殊に酸素ガスを原料とするオゾン発生装置により
得られるオゾン含有ガスにあっては、オゾン以外の大部
分の成分は比較的高価であり且つオゾンの原料として再
利用出来る酸素によって占められており、これを何ら寄
与することのない工程ζこ送って消費させることは極め
て無駄なことであると考えられた。

そこで、従来この種酸素を原料として生成されたオゾン
含有ガスは冷却処理された後吸着器等と呼ばれるシリカ
ゲル等の吸着剤の満たされた容器へ送られ、ここで上記
オゾン含有ガス中のオゾンのみを上記吸着剤に吸着させ
て上記ガス中より分離除去し、オゾンを除去された酸素
ガスは回収されて加熱された後、再びオゾン発生装置の
原料として再使用されるようなされていた。

一方、吸着工程の完了した吸着器内には空気等のキャリ
アガス（所望するオゾン使用場所へオゾンを運ぶガス）
が導入され、上記吸着されたオゾンはこのキャリアガス
中（こ添加されてオゾン使用場所へ運ばれるようなされ
ていた。

この吸着器におけるオゾン吸着工程とオゾン添加工程と
においては、吸着器内を相異なる二種の気体（即ち、オ
ゾン含有酸素と空気）とが通過し、これらの気体は混合
されることは許されず、このため従来の吸着器において
はオゾンを吸着する工程と吸着されたオゾンを吸着剤よ
り離脱させキャリアガス（空気等）に添加する工程とは
同時に６行なうことが出来ず、所謂バッチ運転が行なわ
れていた。

従って、従来オゾン使用場所へ連続的乃至定常的にオゾ
ンを供給するためには、第１図ζこ太線で示す如くブロ
ワａ、リバーシング熱交換器ｂ、膨張タービンＣ１熱交
換器ｄ、オゾン濃度緩衝器ｅを経て再びリパーシング熱
交換器すへ戻り所望するオゾン使用機器ｆへ至るキャリ
アガスの通路Ａに、複数機（図示例にあっては４機）の
吸着器ｇ１９ｇ２９ｇ３９ｇ４を並列設置し、これらの
吸着機を互いにその工程（吸着工程、酸素回収工程、オ
ゾン添加工程、空気抜き工程）をすらせて、常にいずれ
か一つの吸着機がオゾン添加工程にあるように運転する
ことが行なわれていた。

このため、従来のこの種オゾン供給設備ζこあっては多
数の吸着器を設置するための広いスペースを必要とする
とともに、これらの吸着器ｇ１９ｇ２゜ｇａ ｓ ｇａ
の個々の出入口にはりパージング熱交換器すを介してオ
ゾン発生装置りより送られて来るオゾン含有ガスの管路
Ｂ、吸着器ζこよりオゾンを除去された後リバーシング
熱交換器ｂ１ブロワｉを経てオゾン発生装置りへ戻る回
収酸素の管路Ｃ１吸着工程終了後に吸着器内の残存酸素
を完全に吸引除去するためのフ七ワｊへ連結された管路
Ｄ、及び添加工程終了後に吸着器内に残存する空気を吸
引除去するための管路Ｅ等の多数の管路が接続されてい
るため、吸着器ｇ１９ｇ２９ｇ３９ｇ４の周辺はこれら
の管路Ａ、−Ｅが複雑に入り組んで配管される結果とな
り、広いスペースを必要とするとともに保守作業等Ｏこ
不都合なことが多かった。

また、これらの管路Ａ−Ｄの夫々にはキャリアガス遮断
弁に１．に２ ｓ ｋ３ ｔ ｋ４・・・・・・ｋ８．
キャリアガス抜用弁１１，１２，１３，１４．オゾン含
有ガス遮断弁ｍ１ 、 ｍ２・・・・・・ｍ８．オゾン
含有ガス抜弁ｎｌ。

ｎ２・・・・・・ｎ４等の多数の弁が取付けられ、これ
らの開閉制御のため複雑な電気シーケンス回路を必要と
する等の問題があった。

尚、図中Ｐは空気抜き工程時に使用されるオゾン分解器
、ｑは空気抜用ブロワである。

そこで、本発明者等は従来のこの種オゾン供給設備にお
ける以上の如き問題点ζこ鑑み、これらを有効に解決す
べく鋭意研究の結果この発明を創案するに至ったもので
ある。

本発明の目的とするところは、オゾン含有ガスの通路と
、キャリアガスの通路と、これらの通路と互いに交叉し
つつ回転し、且つその周囲を通気性部材により囲繞され
た回転容器と、この回転容器内に満たされた吸着剤とか
らなり、上記回転容器の回転に伴い上記オゾン含有ガス
中に含有するオゾンを上記吸着剤ｌこ吸着させ、これを
上記キャリアガス中に連続的に添加するようになし、吸
着剤へオゾンを吸着させる工程と、この吸着されたオゾ
ンをキャリアガス中に添加する工程とを同時に並行して
行なうことが出来る連続式オゾン添加装置を提供する。

また、本発明の目的とするところは、オゾン含有ガス及
びキャリアガスを夫々独自の通路を通過させ、これらの
通路と交叉させて設けられた回転容器により、これらの
通路間に吸着剤を循環させるようにしたことにより、従
来のバッチ式の吸着器と異なり、通過するガスを切換え
るための各種の弁が一切不要となり、従って弁の開閉制
御等ζこ要する複雑なシーケンス回路を一切不要となし
得るようにした連続式オゾン添加装置を提供する。

更ζこ、本発明の目的とするところは、上記の如く構成
することによりキャリアガス中に連続的０こオゾンを添
加することを可能にし、従来のバッチ式の吸着器の如く
予備機を備えることを不要となし、この種設備の設備費
を低減することが出来るとともに、その占有面積を可及
的に縮小することが出来る連続式オゾン添加装置を提供
する。

以下に、本発明の好適一実施例を添付図面に従って詳述
する。

図面は本発明の一実施例を説明するためのもので第１図
は従来のオゾン供給設備の系統図、第２図は本発明装置
を用いたオゾン供給設備の系統図、第３図は本発明装置
の側断面図、第４図は本発明装置の半裁正面図、第５図
は本発明装置の別実施例を示す正面図である。

第３図、第４図に示す如く、１は本発明にかかる連続式
オゾン添加装置の一例を示すもので、連続式オゾン添加
装置１（以下単に添加装置という）はその周囲を通気性
部材により囲繞された回転容器２と、この回転容器２を
回転自在に収容するケーシング３とからなる。

回転容器２は図示例にあっては厚さｄよりなる円盤状に
成型され、その内部は筒状隔壁４によって区画されて、
ドーナツ状の吸着剤充填室Ｓ１が形成され、この吸着剤
充填室Ｓ１にはシリカゲル等の吸着剤５が満たされてい
る。

吸着剤充填室Ｓ１を挾んで相対向する面５ａ、６ｂ？こ
（ま金網等の通気性部材よりなる通気壁γａ 、７ｂが
張設され、また吸着剤充填室Ｓ１の周側壁８は非通気性
部材（こよって形成され、その外周Ｏこはラック９が帯
状に形成されている。

回転容器２の中心部には前記筒状隔壁４によって囲繞さ
れる空間Ｓ２を貫通させて回転軸１０が挿通され、この
回転軸１０は回転容器２の中心部に相対向させて設けら
れた円形支持板１１ａ、１１ｂに一体的に固着されてい
る。

従って、回転軸１０を回転させると回転容器２も一体的
に回転するようなされている。

回転容器２を収容するケーシング３は第３図、第４図の
例にあっては、前記回転容器２の回転軸１０の両端部１
０ａ、１０ｂを軸受け１２ａ、１２ｂを介して支持し、
且つ回転容器２の中心を挾んで相対向する位置に設けら
れた細長い板材よりなる軸支持板１３ａ、１３ｂと、こ
れらの軸支持板１３ａ、１３ｂの両側より臨む回転容器
２の略半円弧部分２ａ 、２ｂを夫々包囲する半円状包
囲部材３ａ 、３ｂとからなる。

半円状包囲部材３ａ 、３ｂの回転容器２を挾んで相対
向する面には半円状の開口１４ａ、１４ｂ、１４ｃ。

１４ｄが形成され、これにより開口１４ｂ、吸着剤充填
室Ｓ１、開口１４ｂを経て流れるオゾン含有気体の通路
イと開口１４ｃ、吸着剤充填室Ｓ１ 、開口１４ｄを経
て流れるキャリアガスの通路口とが形成されている。

半円状包囲部材３ａ 、３ｂと回転容器２の通気壁γａ
、７ｂとの間の隙間にはシール部材１５ａ 、 １５ｂ
が挟入されており、これらのシール部材１５ａ、１５ｂ
によって後述する回転容器２が回転した際、キャリアガ
スがオゾン含有ガス中に混入することがないようになさ
れている。

また、半円状包囲部材３ｂの周側面には電動機等の回転
駆動源１６が据付けられており、その回転軸の先端に取
付けられたピオニン１７を前記回転容器２の周側壁８上
に形成されたラック９と噛合させることにより、回転容
器２はケーシング３内を回転するように構成されている
。

次に、以上の構成よりなる本発明装置の作用を詳細に説
明する。

尚、以下の説明は本発明装置を第２図Ｑこ示す如きオゾ
ン供給設備に採用した例について説明する。

第２図に示す如く、オゾン添加装置１のキャリアガス導
入用開口１４ｃには、ブロワａ、リバーシング熱交換器
ｂ、膨張タービンＣ１熱交換器ｄを経由したキャリアガ
スの管路Ａ。

が接続され、またキャリアガス排出用開口１４ｄにはり
パージング熱交換器すを経てオゾン使用機器ｆへ向うキ
ャリアガスの管路Ａ２が接続される。

一方、オゾン添加装置１のオゾン含有ガス導入口１４ｂ
＜こは、リバーシング熱交換器ｂ、熱交換器ｄを経てオ
ゾン発生装置りから来るオゾン含有ガス（オゾン含有酸
素）の管路Ｂ１が接続され、またオゾン含有カス排出口
１４ａに（マリパージング熱交換器ｂ、ブロワ−１を経
てオゾン発生装置りへ戻るオゾンを除去された酸素の帰
還管路Ｂ２が接続されている。

以上の構成において、オゾン添加装置１に備えられた回
転駆動源１６を駆動すると、回転力はピニオン１７、ラ
ック９を介して回転容器２へ伝達され、回転容器２はケ
ーシング３内を回転する。

この状態において、オゾン含有ガス導入口１４ｂへ供給
されるオゾンを含有する酸素ガスは回転容器２の通気壁
７ｂを通過して吸着剤充填室Ｓ１ に入り、ここでオゾ
ン含有酸素ガス中のオゾンは吸着剤５に吸着されて上記
ガス中から除去され、除去後のオゾンをほとんど含まな
い酸素ガスは通気壁７ａを通過後オゾン含有ガス排出口
１４ａよりオゾン添加装置１外へと排出され、最終的に
オゾン発生装置りへ戻されて再利用される。

以上の工程においてオゾンを吸着させた吸着剤５は回転
容器２の回転に伴いケーシング３内を第４図に矢印で示
す方向へ回転してキャリアガスの通路口側へと搬送され
る。

一方、キャリアガス導入口１４ｃへ供給される空気等の
キャリアガスは通気壁７ａを通過し、て吸着剤充填室Ｓ
１に入り、ここで先の工程においてオゾンを吸着させた
吸着剤５と接触し、この接触によってオゾンは吸着剤５
を離れてキャリアガス中に添加され、オゾンの添加され
たキャリアガスは通気壁７ｂを通過してキャリアガス排
出口１４ｄよりオゾン添加装置１外へと排出され、最終
的にオゾン使用機器ｆへと送られる。

こうして、オゾンの除去乃至離脱された吸着剤５は回転
容器２の回転に伴い再びオゾン含有ガスの通路イ側へと
戻され、以上の工程を連続的に繰返すことにより、オゾ
ン含有ガス中のオゾンのみをキャリアガス中に連続的に
添加成し得るものである。

尚、以上のオゾン吸着乃至オゾン添加（離脱）工程にお
いては、オゾン含有ガスの圧力よりもキャリアガスの圧
力は若干低く設定されており、従ってキャリアガスがオ
ゾン含有ガス（この例ではオゾン含有酸素）中に混入さ
れてオゾン発生装置りの効率を低下させることがないよ
う配慮されている。

また、キャリアガスがオゾン含有酸素中に混入すること
を更に確実に防止する手段としては、第５図に示す如く
軸支持板１３ａ、１３ｂを夫々Ｙ字状に成形して、オゾ
ン含有ガスの通路イとキャリアガスの通路口とを夫々断
面扇形に形成し、これらの通路４９０間に緩衝室ハを設
け、これに少量の酸素を供給しつつ図示しない排気プロ
ワによって吸引することが行なわれ、この方法によれは
回収酸素ガス中へのキャリアガンの混入を更に確実に防
止することが出来るものである。

このように、本発明によれば第１図に示した従来のオゾ
ン供給設備に必要とされた４機もの吸着器ｇ１９ｇ２９
ｇ３９ｇ４が本発明にかかる連続式オゾン添加装置１−
機で済むこととなり、同時にオゾン吸着工程とオゾン添
加（離脱）工程とを並行して同時に行なうことが出来る
ことから、従来の吸着器における如くその内部を通過す
る気体を切換えるための各種の弁が一切不要となり、ま
た空気抜き工程において必要とされたオゾン分解器Ｐ、
空気抜用ブロワｑ等の付帯設備を大幅に削減することが
出来る。

従って、従来のこの種設備に比し、設備に要する費用、
占有面積を可及的に低減するとともにその制御を可及的
に容易化成し得るものである。

以上要するに、本発明によれば、オゾン含有ガスの通路
と、キャリアガスの通路と、これらの通路と互いに交叉
しつつ回転し、且つその周囲を通気性部材により囲繞さ
れた回転容器と、この回転容器内に満たされた吸着剤と
からなり、上記回転容器の回転に伴い上記オゾン含有ガ
ス中に含有するオゾンを上記吸着剤に吸収させ、これを
上記キャリアガス中に連続的に添加するようになし、吸
着剤へオゾンを吸着させる工程と、この吸着されたオゾ
ンをキャリアガス中に添加する工程とを同時に並行して
行なうことが出来る。

また、本発明によればオゾン含有ガス及びキャリアガス
を夫々独自の通路を通過させ、これらの通路と交叉させ
て設けられた回転容器により、これらの通路間に吸着剤
を循環させるようにしたことにより、従来のバッチ式の
吸着器と異なり、通過するガスを切換えるための各種の
弁が一切不要となり、従って弁の開閉制御等に要する複
雑なシーケンス回路を一切不要となし得るものである。

更に、本発明によれば上記の如く構成することによりキ
ャリアガス中に連続的にオゾンを添加することを可能に
し、従来のバッチ式の吸着器の如く予備機を備えること
を不要となし、この種設備の設備費を低減することが出
来るとともζこ、その占有面積を可及的に縮小すること
が出来る等の優れた諸特長を発揮し頗る実用性に富む。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を説明するためのもので第１図
は従来のオゾン供給設備の系統図、第２図は本発明装置
を用いたオゾン供給設備の系統図、第３図は本発明装置
の側断面図、第４図は本発明装置の半裁正面図、第５図
は本発明装置の別実施例を示す正面図である。 尚、図面中イはオゾン含有ガスの通路、口はキャリアガ
スの通路、１は連続式オゾン添加装置、２は回転容器、
７ａ、７ｂは通気性部材よりなる通気壁である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ オゾン含有ガスの通路と、キャリアガスの通路と、
   これらの通路と互いに交叉しつつ回転し且つその周囲を
   通気性部材により囲繞された回転容器と、この回転容器
   内に満たされた吸着剤とからなり、上記回転容器の回転
   に伴い上記オゾン含有ガス中に含有するオゾンを上記吸
   着剤に吸着させ、この吸着されたオゾンを上記キャリア
   ガス中に連続的に添加成し得るように構成したことを特
   徴とする連続式オゾン添加装置。