JPS6111882B2 - - 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説明すると、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、吸
脱着塔２を源圧下（大気圧以下）で脱着するため
に、たとえばオゾンを水管系に注入する場合に
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。

シリカゲルに水が逆流する具体的な例を挙げ
て、それに対する従来の対策について説明する
と、第１図および第２図の場合では、オゾン脱着
期間終了時には吸脱着塔２内の圧力は通常0.1ata
になつており、酸素充填期間に、水管内の水が逆
流し得る条件になつているが、電磁弁５ｃが閉の
状態になつているため、水の浸入がおさえられ
る。通常、電磁弁には方向性があり、主として一
方向の流れしか止められないので、一般には第３
図に示すように２個の電磁弁５ｃ１および５ｃ２
が逆向きに接続されている。このうち電磁弁５ｃ
１は主として、オゾン吸着期間にオゾンや酸素が
系外にもれるのを防ぐためのもの、また電磁弁５
ｃ２は、オゾン脱着期間終了から装置の系内に酸
素が充填されるまでの間に、水（あるいは系外の
空気等）が浸入してくるのを防ぐためのものであ
る。このように２個の電磁弁５ｃ１および５ｃ２
を用いて吸脱着塔２への水の逆流を防止している
が、たとえば電磁弁５ｃの弁体に異物がはさま
り、完全に閉じない場合には、第２図のシーケン
スにおける酸素充填期間に、水が逆流してくる危
険性がある。

本発明は、上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、脱着動作が終了し
た後も、吸引側の圧力が吸脱着塔の圧力よりも低
くなるまで吸引動作を行うことにより、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。

本発明の間欠オゾン供給装置の基本的構成は第
１図のものと同じであるが、第４図にその動作シ
ーケンスを示す。このシーケンスが第２図のシー
ケンスと異なる所は、水エゼクタ１０の動作期間
をオゾン脱着期間終了時に同時に終了させない
で、脱着動作終了により電磁弁５ｃが閉じた後吸
脱着塔２内に酸素が充填され、吸引側、すなわち
脱着されたオゾンが注入される系内の水圧より吸
脱着塔２内の圧力が大きくなつた時点で止める点
である。

上記のように構成された間欠オゾン供給装置の
動作は、基本的には第１図および第２図のものと
同じであるが、オゾン脱着期間終了後、吸脱着塔
２に酸素が充填されて、吸脱着塔２の酸素圧力が
吸引側、すなわち脱着されたオゾンが注入される
系内の水圧より高くなつた時点で水エゼクタ１０
が停止する。これより、水エゼクタ１０部分から
水が逆流する条件は生ぜず、従来のような逆流の
危険性は無くなる。さらにこの場合、水エゼクタ
１０から吸脱着塔２への流れ方向の条件は無いた
め、電磁弁５ｃは第３図の電磁弁５ｃ１１個だけ
でよい。特に電磁弁５ｃには、閉の状態で完全に
気体または液体をしや断するいわゆるノンリーク
電磁弁が使われており、この電磁弁は高価であ
り、また寿命が短いため、本発明のように１個の
使用でよいことになれば、水の逆流の危険性が無
くなるだけでなく、装置のコストを安価にするこ
とができる利点がある。

第５図は水エゼクタ１０の動作を停止する条件
を決める具体的な構成を示す系統図であり、図に
おいて１１ａは吸脱着塔２の圧力を検出する圧力
検出器、１１ｂは吸引側、すなわち脱着されたオ
ゾンが注入される系内の水圧を検出する圧力検出
器、１２はこれらの２つの圧力検出器の差圧を求
めて、吸脱着塔２の内圧が吸引側、すなわち脱着
されたオゾンが注入される系内の水圧よりも高く
なつたときに、電気信号を出す制御装置である。

上記の構成において、圧力検出器１１ａ，１１
ｂにおいて検出された圧力は、制御装置１２で比
較され、検出器１１ａの検出圧力が検出器１１ｂ
の検出器圧力よりも高くなつた時点で制御装置１
２から電気信号が出され、水エゼクタ１０が停止
される。この場合、水管系の水圧が変動しないな
らば、当然圧力検出器は１１ａのみでよい。また
酸素充填速度をあらかじめ測定しておき、吸脱着
塔２の内圧が所定の圧力になるまでの時間がわか
れば、オゾン脱着動作終了後も所定の時間だけ水
エゼクタ１０が動作するように、タイマーを設備
してもよい。

なお、以上の説明は吸脱着塔２の減圧吸引を水
エゼクタ１０で行う例について述べたが、吸引は
ダイヤフラムポンプや真空ポンプ等によるもので
あつても同じであることはいうまでもない。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。

以上のとおり、本発明によれば、吸引側の圧力
が吸脱着塔の圧力よりも低くなるまで吸引動作を
行うことにより、水の逆流を防止でき、これによ
り間欠オゾン供給装置の信頼性が得られ、かつ装
置を安価なものにすることができるので、その効
果は大きい。

【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図は実際装置に
使われている電磁弁の構成を示す詳細系統図、第
４図は本発明の一実施例による間欠オゾン供給装
置のシーケンス図、第５図は本発明の一実施例に
おける水エゼクタを停止させる時刻の信号を得る
ための具体的な構成を示す系統図である。 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、６は温ブ
ライン槽、９は冷凍機、１１ａ，１１ｂは圧力検
出器、１２は制御装置である。

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、脱着動作が終
   了した後、上記吸脱着塔に酸素が供給されて、脱
   着されたオゾンが注入される系内の圧力が上記吸
   脱着塔の圧力よりも低くなるまで吸引動作を行う
   減圧吸引装置と、前記吸脱着塔および減圧吸引装
   置の間に設けられかつ脱着動作終了により閉じる
   弁とを備えたことを特徴とする間欠オゾン供給装
   置。 ２ 脱着されたオゾンが注入される系内の圧力を
   検出する圧力検出器、吸脱着塔の圧力を検出する
   圧力検出器、および吸脱着塔の圧力が脱着された
   オゾンが注入される系内の圧力よりも高くなつて
   ときに信号を出す装置を備えたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の間欠オゾン供給装
   置。