JPS6121164B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、原料空気の空気冷却器における凝
縮水の排出不良を検出することにより、原料空気
の露点悪化にともなうオゾン生成の低下を警報す
るオゾン発生装置に関するものである。

従来、この種の装置として第１図に示すものが
あつた。図において、１は原料空気供給用送風
機、２は一次冷却器３、二次冷却器４および冷凍
機５より構成される空気冷却部、６は吸着剤再生
用加熱器を内蔵した空気乾燥部、７はオゾン発生
器、８はオゾン発生器７へ高電圧を印加するため
の電源、９は原料空気の露点を計測するための露
点計、１０はオゾン発生器、ブロワ、空気冷却部
へ冷却水を供給する冷却水ポンプである。

又、第２図は空気冷却部２の二次冷却器４の構
造及びドレーン排出回路を示すものであり、４ａ
は二次冷却器４にて凝縮した空気中の水分を常に
一定量系外へ排水するドレーントラツプ、４ｂは
ドレーントラツプ４ａ内の圧力を二次冷却器内の
圧力と均一化させる均圧配管、４ｃはドレーン中
のダスト分を除去するストレーナ、４ｄはドレー
ントラツプ保守時などに二次冷却器内の水抜きを
行うバイパス配管、４ｅは二次冷却器内で凝縮し
た空気中の水分を分離するドレーンセパレータで
ある。

次に動作について説明する。原料空気は例えば
ルーツ式ブロワのような送風機１により外気より
取り入れられ圧縮昇圧されて空気冷却部２へ送気
される。この空気冷却部２では一次冷却器３によ
る水冷却、二次冷却器４による冷凍機５によつて
作られた冷媒ガスあるいは冷水の冷却により約５
℃前後の冷空気を製造する。又、二次冷却器４で
は器内で凝縮した空気中の水分がドレーンセパレ
ータ４ｅで分離され、ドレーントラツプ４ａから
排出される。

冷空気は空気乾燥部６へ導かれ、固体吸着剤に
より、大気圧露点−50℃程度の高乾燥空気とし
て、オゾン発生器７へ供給される。オゾン発生器
７では高圧電極管（ガラス電極）と接地電極（金
属電極）との間に無声放電を生じさせ、この放電
空隙で空気中の酸素からオゾンを生成する。無声
放電に必要な高電圧は、電圧調整器あるいは高周
波インバータ等の制御機器、昇圧用高電圧変圧器
から構成される電源８により供給される。またオ
ゾン発生器７での放電による発熱を押えるための
冷却水、および空気冷却部２の一次冷却器３、冷
凍機５への冷却水、送風機１への冷却水は冷却水
ポンプ１０により供給される。

オゾン発生器７へ供給される空気の乾燥度とオ
ゾン生成効率は密接な関係があることが知られて
いる。第３図に原料空気露点とオゾン生成効率の
関係を示す。一般に、オゾン発生器７へ供給され
る原料空気の大気圧露点は−50℃程度であり、露
点が−50℃から−30℃まで低下するとオゾン生成
効率が約15％程度低下する。また露点が悪化する
と窒素酸化物の生成が顕著となり、オゾン発生器
内部に硝酸が生成する原因となる。この硝酸と他
物質とが反応して電極に汚れが付着し、このため
にオゾン生成効率が低下すると同時に、機器を構
成する材料に腐食等の悪影響を与え、オゾン発生
装置運転の障害となる。

従来、これらの原料空気露点低下にともなう不
具合を防止するため空気乾燥部６とオゾン発生器
７との間に露点計９を装備したものがある。

−50℃以上の露点を計測する露点計は静電容量
の変化を検出する方法等が知られているが、一般
には露点温度と計器の指示、出力が線形となるよ
うに構成されているため高価であつた。またセン
サーの劣化があり６ヶ月〜１年に１回程度の校正
が必要であつた。このため実際に露点計を装備し
たオゾン発生装置は少なく、原料空気の露点管理
ついては、ほとんど実施されていないのが実情で
ある。

従来のオゾン発生装置は以上のように構成され
ているので、露点計測に必要以上に経費を要する
こと、保守が面倒でしかも高度な保守技術を要す
ること等の理由により露点計を装備したものは実
際にはほとんど使用されなく、原料空気の露点管
理が実施されない欠点があつた。

この発明は、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、原料空気の露点
悪化をもたらす諸原因のうち、空気冷却部の二次
冷却器におけるドレーン排出不良に起因する空気
乾燥部での水分吸着負荷量の増加にともなう原料
空気の露点悪化に着目し、空気冷却部の二次冷却
器におけるドレーン排出不良を検出し、これに警
報機能を持たせるような露点警報器を構成し、こ
の露点警報器の信号をオゾン発生装置運転のイン
タロツクとすることにより、露点が悪化した状態
での運転を未然に防止でき、露点計が不要でしか
も簡略で安価な露点警報機能を有したオゾン発生
装置を提供するものである。

以下この発明の一実施例を図について説明す
る。第４図は空気冷却部の二次冷却器のドレン排
出回路を示すものである。４は二次冷却器本体、
４ａはドレーン排出回路中に設置されたドレーン
トラツプ、４ｂはドレーントラツプ４ａ内の圧力
を二次冷却器４内の圧力と均一化させ、ドレーン
トラツプのエアロツキングを防止するための均圧
配管、４ｃはドレーン中のダスト分を除去するス
トレーナ、４ｄはドレーントラツプ保守時などに
二次冷却器内の水抜きを行うバイパス配管、４ｅ
は二次冷却器内に設置されたドレーンセパレー
タ、４ｆはドレーントラツプ等のドレーン排出不
良によりドレーン配管内あるいは二次冷却器内に
滞留したドレーンの液位を検出し、設定液位にて
警報信号を外部へ供給する機能を有する液面スイ
ツチである。

次に動作について説明する。オゾン発生装置全
体の原料空気の流れは従来装置と同一なため省略
し、ここでは空気冷却部の二次冷却器のドレーン
排出回路の作用動作について説明する。

空気冷却部の一次冷却器３で約40℃程度に冷却
された原料空気は二次冷却器４へ導かれる。二次
冷却器４内では冷凍機５から供給される冷媒ガス
あるいは低温冷水により、原料空気が約５℃程度
に冷却され空気乾燥部へ送気される。一方二次冷
却器４内で凝縮した原料空気中の水分はドレーン
セパレータ４ｆによつて分離され、ドレーントラ
ツプ４ａより系外へ排出される。ドレーントラツ
プ４ａはトラツプ内にボール状のフロートを有し
たもので、冷却器からのドレーンがトラツプ内に
滞留すると、その浮力によりフロートが押し上げ
られ、ドレーン出口が開放されることによりドレ
ーンを系外へ排出する構造のものである。又ドレ
ーントラツプ４ａの前段にはドレーン中のダスト
等の異物を除去するためのストレーナ４ｃが設置
されている。

この発明ではストレーナ、ドレーントラツプあ
るいはドレーン配管中にダスト等の異物がつまり
ドレーン回路を閉塞することにより、冷却器内に
凝縮した原料空気中の水分が冷却器内に滞留し、
しかも冷却器内の水量が増加し続けるため冷空気
中に多量の水分が含まれた状態で空気乾燥部へ送
気され、空気乾燥部での水分吸着負荷量の増加に
ともない原料空気の露点悪化を招くことに着目
し、冷却器内の水位の上昇をドレーントラツプ４
ａと冷却器とを結ぶ均圧配管中に液面スイツチ４
ｆを設置し、回路中のドレーンが液面スイツチに
て設定した液位に達した時に警報信号を外部へ供
給することにより、オゾン発生装置運転のインタ
ロツクをとり、装置、特にオゾン発生器の保護を
計ろうとするものである。

液面スイツチ４ｆはマグネツト内蔵のフロート
とリードスイツチとを組合わせた形式のものでリ
ードスイツチの位置を適宜変えることで任意に警
報液位を設定可能な構成を有しているので、予め
設定液位とその時の乾燥空気露点との関係を求め
ることにより、所定の露点（−50℃以下）が確保
できる限界液位を決定でき、これを警報設定値と
することで、精度の高い露点管理が可能である。

このようにこの発明では原料空気露点悪化の直
接の原因となる現象を検出することで露点が悪化
した状態での装置運転を未然に防止でき、しかも
液面スイツチはその構造が非常に単純なため、常
に安定した状態で使用でき、さらに露点を指示し
ないために警報機構自体が単純な構成となるため
保守の必要が全くなくなるような利点がある。

又、二次冷却器内の液位上昇の直接の原因とな
るドレーントラツプ、ストレーナの異物のつまり
の周期を把握でき、この周期に基づき定期的な分
解清掃等の保守を実施することにより二次冷却器
内のドレーン液位上昇を未然に防止でき、常に安
定した状態で運転を継続できるような利点もあ
る。

なお、上記実施例では二次冷却器４とドレーン
トラツプ４ａを結ぶ均圧配管４ｂ中に液面スイツ
チ４ｆを設置したものであるが、第５図に示され
るように二次冷却器４とドレーントラツプ４ａと
の間のドレーン排出配管中に設置したものでも上
記実施例と同様な効果が得られる。又、液面スイ
ツチはフロートとリードスイツチを組合わせたも
のを使用したが電極棒を使用したフロートレスタ
イプの液面スイツチあるいは液位の変化による静
電容量の変化を検出するような液面スイツチを使
用しても同様な効果が得られる。

以上のように、この発明によれば、空気冷却部
の二次冷却器におけるドレーン排出不良に起因す
る冷却器内のドレーン液位上昇を検出して、原料
空気の露点悪化を検出するように構成したので、
装置が安価で保守の必要がない原料空気露点警報
器をオゾン発生装置へ装備することが可能となつ
た。このためオゾン生成量の不足、及び硝酸生成
によるオゾン発生装置の事故を未然に防ぐことが
でき、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のオゾン発生装置の構成を示すフ
ロー図、第２図は空気冷却装置の二次冷却器のド
レーン排出回路を示す図、第３図は原料空気の露
点温度とオゾン生成効率の関係を示す図、第４図
はこの発明の一実施例による空気冷却部二次冷却
器のドレーン排出回路を示す図、第５図はこの発
明の他の実施例を示す空気冷却部二次冷却器のド
レーン排出回路図である。 図において、１は原料空気供給用送風機、２は
空気冷却部、６は空気乾燥部、７はオゾン発生
器、８は電源、９は露点計、１０は冷却水ポンプ
である。 なお図中、同一符号は同一、又は相当部分を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原料空気の冷却器と、冷却した空気の乾燥装
   置と、乾燥した空気から無声放電によりオゾンを
   発生させるオゾン発生器とからなるオゾン発生装
   置において； 上記冷却器内の原料空気の冷却により凝縮して
   帯留する水位の上昇を検出する液面スイツチとそ
   の検出値に基づいて警報信号を発生する露点警報
   器とを設けたことを特徴とするオゾン発生装置。