JPS6111883B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は間欠オゾン供給装置に関するものであ
る。

オゾンは強力な酸化力を持ち、かつ無公害なた
め、環境処理、化学工業分野等で広く適用される
ようになつてきている。このようなオゾンを使用
する場合、目的に応じてオゾンを連続的に使用す
る方法と、間欠的に使用する方法とがある。間欠
的にオゾンを使用する方法としては、例えば発電
所や化学工場、機械工場設備などの冷却水管に藻
類、貝類などの生物が付着し、熱交換率の低下や
管の閉塞など、その機能を低下させるのを防止す
るため、あるいは用水、排水系路内に藻類、貝類
などの生物が付着して、水質測定機器、その他に
種々の障害を引起こすのを防止するため、間欠的
（１〜数日に１〜数回で、１回数分間）にオゾン
を注入して、上記生物の繁殖を抑制するために使
用されている。このようにオゾンを間欠的に使用
する場合、オゾン発生機も間欠的に稼動させるよ
うにすると、オゾン発生機として設備費の高くつ
く大型のものが必要となるため、一般に小型のオ
ゾン発生機で発生させたオゾンを長時間（１〜数
日）にわたつて低温のシリカゲルに貯留してお
き、そして必要な時にオゾンを数分間で一気に脱
着し、被処理水に注入する間欠オゾン供給装置が
使われている。

第１図ａは従来の間欠オゾン供給装置を示す系
統図、ｂはその吸脱着塔を示す垂直断面図であ
り、１はオゾン発生機、２はこのオゾン発生機か
らオゾン化酸素を導入する吸脱着塔、３はこの吸
脱着塔から前記オゾン発生機１へ酸素を循環する
循環ブロア、４は前記オゾン発生機１への酸素供
給源、５ａ〜５ｄは電磁弁、６は前記吸脱着塔２
からのブラインを受入れる温ブライン槽、７はこ
の温ブライン槽に設けられたヒータ、８は温ブラ
インを吸脱着塔２へ送るポンプ、９は前記吸脱着
塔２を冷却する冷凍機、１０は吸脱着塔２からオ
ゾンを吸引する水エゼクタである。また第１図ｂ
において、２ａは上記吸脱着塔２に充填されたオ
ゾン吸着剤で、通常シリカゲルが使用されてい
る。２ｂはこのオゾン吸着剤を収容する内筒、２
ｃは外筒、２ｄはこれらの内外筒間に設けられた
吸脱着ブライン槽、２ｅは上記内筒２ｂに密着
し、かつ上記冷凍機９に連絡する蒸発管である。

次に第２図に示した動作シーケンスを参照しな
がら上記装置の動作について説明する。この動作
はオゾン吸着動作と、オゾン脱着動作とに分けら
れ、矢印は機器の動作時間を表わし、電磁弁の場
合は開の状態を示している。

まずオゾン吸着動作について設明すると、オゾ
ン発生機１、吸脱着塔２、循環ブロア３はこの順
序で酸素の循環系を構成しており、電磁弁５ａ，
５ｂは開き、電磁弁５ｃ，５ｄは閉じている。酸
素供給源４からは系内圧力が一定（通常2ata）に
なるように酸素が供給されており、オゾン発生機
１で生成したオゾン化酸素は吸脱着塔２へ導入さ
れ、ここでオゾンのみがオゾン吸着剤２ａに吸着
される。オゾン発生機１でオゾン化されなかつた
酸素（95％以上）は循環ブロア３により再びオゾ
ン発生機１へ戻されて循環使用されるいわゆる酸
素リサイクルシステムが構成されている。吸脱着
塔２で吸着されるオゾンはシリカゲルが低温であ
るほど大となるので、オゾン吸着期間には冷凍機
９により−30℃以上に冷却されている。通常この
冷却は内筒２ｂに密着した蒸発管２ｅにおいて冷
凍機９で圧縮されたフロンを蒸発させることによ
り行う。

このようにして吸脱着塔２にはオゾンが吸着さ
れるのであるが、所望の時間以上経過し、オゾン
吸着剤２ａのオゾン吸着飽和近くになると吸脱着
塔２の気体出口からオゾンがリークしてくる。こ
のリークが始まり、なおも吸着動作を続けている
と装置の電力損失となるため、ここで吸着動作を
終らせて脱着動作に移行する。なお、この吸着時
間はあらかじめ設定されている。

次にオゾン脱着動作について説明する。オゾン
の脱着動作に入ると、電磁弁５ａ，５ｂは閉じ、
電磁弁５ｃ，５ｄは開き、水エゼクタ１０に水が
流れ吸脱着塔２のオゾンを減圧吸引して水に溶解
させてオゾン水を作る。またこれと同時にポンプ
８が動作し、予めヒータ７で昇温（通常50℃）さ
れた温ブライン槽６内のブラインが吸脱着ブライ
ン槽２ｄに流れ込み、吸着動作時に低温に冷却さ
れていたオゾン吸着剤２ａを昇温させてオゾンの
脱着を促進させる。

オゾンの吸着動作は長時間（１〜数日）かけて
行うが、オゾンの脱着は上記のように吸脱着塔２
の昇温、減圧により短時間（数分）で行われる。
脱着終了後は再び吸着動作へ入り、循環系内に酸
素供給源４から酸素が充填され、冷凍機９により
再び吸脱着塔２が冷却されてオゾンの吸着動作が
始まる。

このような間欠オゾン供給装置においては、水
が逆流して吸脱着塔２に入る可能性がある。もし
吸脱着塔２内に水が逆流して浸入すると、シリカ
ゲルは多量のオゾンや酸素を吸着しているため一
気に分解（オゾン）あるいは脱着されて、爆発す
る危険性がある。たとえ爆発しなくとも、水を含
んだシリカゲルは、もはやオゾンを吸着する能力
は失なわれるために、シリカゲルの入れ替えを行
う必要がある。従つてこのような間欠オゾン供給
装置では吸脱着塔には決して水が逆流しないこと
が要求されている。

ところで第１図の装置を使つて水管系にオゾン
を注入する場合、水管系の水圧が常に（オゾン吸
着動作の期間でも）吸脱着塔２内の圧力よりも大
きい使用条件となる場合がある。この場合には、
たとえば電磁弁５ｃの弁体に異物がさせまると、
閉の状態のときでも水が逆流し、特にこの装置の
動作の大部分の時間を占めるオゾン吸着期間にも
水が逆流する条件が成立しているので、たとえ微
量の漏洩であつても、シリカゲルまで水が浸入し
てくる可能性がある。

本発明は、このような場合に対する安全策のた
めになされたもので、吸脱着塔と吸引部との間の
脱着オゾン流路に２個の電磁弁をそれぞれ逆方向
の流通を阻止するように設け、その中間に連絡す
る流路にオゾン脱着期間以外における流体の流出
を許容する弁を設けることにより、水の逆流によ
る危険性を無くすることができる間欠オゾン供給
装置を提供することを目的としている。

第３図は本発明の一実施例による間欠オゾン供
給装置を示す一部の系統図であり、図において
２，１０は第１図と同一または相当部分を示す。
５ｃ１，５ｃ２は第１図の電磁弁５ｃとして脱着
オゾン流路にそれぞれ逆方向の流れを阻止するよ
うに、それぞれ逆方向の流れ方向に対向する向き
で直例に設けられた２個の電磁弁、５ｅはこれら
の電磁弁の中間から開放端に連絡する流路に設け
られた電磁弁で、上記電磁弁５ｃ１，５ｃ２の方
向への流通を阻止する方向に設けられている。間
欠オゾン供給装置の他の構成は第１図と同様であ
る。

第４図は第３図の装置の動作シーケンスを示
し、第２図のシーケンスと異なるところは、電磁
弁５ｅがオゾン脱着期間以外は開の状態にある点
である。

上記のように構成された間欠オゾン供給装置に
おいては、オゾン脱着期間には電磁弁５ｃ１，５
ｃ２は開、５ｅは閉となつているので、電磁弁５
ｅからの水の吸込みはなく、オゾン脱着期間以外
では上記と逆になつているので、水エゼクタ１０
部の圧力が大きくなつて、たとえ電磁弁５ｃ２が
漏洩しても、電磁弁５ｅが開の状態であるため漏
洩水は系外に排出され、吸脱着塔２への流入は起
らない。

また従来の装置では電磁弁５ｃ２は気体または
液体を完全にしや断する、いわゆるノンリーク電
磁弁が通常使われており、この電磁弁は高価であ
つて寿命も短いが、本発明によれば、この部分の
電磁弁は多少漏洩してもよいので、汎用のものを
使うことができ、その分だけ装置が安価に製作で
きる利点が生ずる。

上記電磁弁５ｅの代りに、逆止弁を使用しても
その機能は同じである。第５図は逆止弁を使つた
実施例を示す一部の系統図であり、図において、
１１は逆止弁である。逆止弁１１は、電磁弁５ｃ
１，５ｃ２の中間から系外（開放端）へ向う方向
は流路になつて、電磁弁５ｃ２から漏洩した水が
排水され、逆方向は流通を阻止する方向であつ
て、オゾン脱着期間は大気を吸込まないように作
用し、第３図の電磁弁５ｅを使うものと同じよう
に動作する。

なお、上記の説明において、弁としては電磁弁
５ｅおよび逆止弁１１に限らず、同様の機能を持
つ他の弁が使用可能である。さらにオゾン発生機
１、吸脱着塔２等の形式、構造は限定されない。

また本発明の間欠オゾン供給装置は前記用途の
ものに限定されず、あらゆる用途のものに適用可
能である。

以上のように本発明によれば、オゾン脱着期間
以外に電磁弁から漏洩する水を系外へ排出するよ
うにしたので、オゾンを注入する水管系の水圧が
オゾン吸着期間の酸素圧力（装置の系内圧力）よ
りも大きい場合でも、水の逆流を防止でき、これ
により間欠オゾン供給装置を安全に動作させるこ
とができるので、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の間欠オゾン供給装置を示す系
統図、ｂはそのオゾン吸脱着塔を示す垂直断面
図、第２図は第１図のシーケンス図、第３図は本
発明の一実施例による間欠オゾン供給装置を示す
一部の系統図、第４図は第３図のシーケンス図、
第５図は本発明の他の実施例を示す一部の系統図
である。 各図中、同一符号は同一または相当部分を示
し、１はオゾン発生機、２は吸脱着塔、５ｃ，５
ｃ１，５ｃ２，５ｅは電磁弁、６は温ブライン
槽、９は冷凍機、１１は逆止弁である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原料酸素からオゾン化酸素を生成するオゾン
   発生機と、上記オゾン化酸素からオゾンを吸着
   し、かつオゾンを脱着し得る吸脱着塔と、上記オ
   ゾン吸脱着塔によりオゾンが吸着された後の酸素
   を上記オゾン発生機に戻す系と、オゾン吸着時に
   上記吸脱着塔を冷却する手段と、オゾン脱着時に
   上記吸脱着塔を吸着時よりも昇温させ、かつ減圧
   吸引することによりオゾンを脱着する手段とを有
   する間欠オゾン供給装置において、上記吸脱着塔
   と吸引部との間の脱着オゾン流路にそれぞれ逆方
   向の流通を阻止するように設けられた２個の電磁
   弁と、これらの電磁弁の間に一端が連絡しかつ他
   端が開放する流路と、この流路に設けられかつオ
   ゾン脱着期間には上記電磁弁の方向への流通を阻
   止するとともに、他の期間には反対方向への流通
   を許容する弁とを備えたことを特徴とする間欠オ
   ゾン供給装置。 ２ 弁はオゾン脱着期間以外は開となる電磁弁で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の間欠オゾン供給装置。 ３ 弁は電磁弁の方向への流通を阻止する逆止弁
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の間欠オゾン供給装置。