JP2001019406A - オゾン発生器用空気乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生運転時のブロワ消費電力を削できるオゾ
ン発生装置を提供すること。 【解決手段】 主ブロワ１から送られる圧縮空気中の水
分を吸着して乾燥空気とする吸着筒６Ａと、ヒーター１
１で加熱された乾燥空気を再生させる吸着筒６Ｂからな
るオゾン発生装置において、主ブロワ１と冷却器３との
間に、この主ブロワ１より送風能力が低く、吸着筒６
Ａ、６Ｂに必要な風量のみを送風する再生ブロワ１５
と、主ブロワ１からの圧縮空気を切換えて前記冷却器３
に送風する三方向切換え弁１６とを設ける。また、前記
吸着筒６Ａ、６Ｂからの出力分岐点とヒーター１１との
間にバイパス管路１８を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気を原料として
空気を圧縮、除湿し、乾燥空気を生成するために、吸着
剤を用いたオゾン発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、従来のオゾン発生装置について、
図３を参照しながら、説明する。

【０００３】従来のオゾン発生装置は、図３に示されて
いるように、ブロワ１で加圧され高温となった吐出空気
が冷却器３に送られ、この冷却器３で外部の冷却水と熱
交換され低温に変換される。

【０００４】この時、制御系統にとって余分な空気はバ
イパス弁２より放出され、一方、制御系統に必要な空気
は冷凍式のエアドライヤー４で一次脱湿されて、切換え
弁５Ａを介して、吸着筒６Ａに入れられ、この吸着筒６
Ａに内蔵された吸着剤にて水分が除去される。

【０００５】そして、吸着筒６Ａで脱湿された乾燥空気
は、切換え弁５Ａを介してフィルター７を経てオゾン発
生器８へと流れるが、その際、オゾン発生器８に流れる
乾燥空気は調整弁１１により所定の圧力になるよう調整
されている。

【０００６】一方、吸着筒６Ａで脱湿された乾燥空気の
一部は分岐され（以下、再生空気と呼ぶ）流量調整弁１
０を介して加熱ヒータ１１を通り、さらに切換え弁５Ｂ
を経て吸着筒６Ｂの上部に入る。

【０００７】吸着筒６Ｂの上部入口には、温度センサー
１２Ａが取り付けられていて、高温の空気流入に伴う入
口温度の上昇を感知し、設定温度を維持できるようにヒ
ーター１１にオン／オフ指令を発する。

【０００８】この結果、吸着筒６Ｂの上部には、常に一
定温度の高温空気が供給され、そして、この高温空気が
吸着筒６Ｂの上部から下部へ流れながら吸着剤を再生す
る。また、吸着筒６Ｂの下部位置には、吸着剤の最終加
熱温度を検出する温度センサー１２Ｂが設けられてお
り、この温度センサー１２Ｂが設定温度になると、ヒー
タ１１へオフ指令を発し、再生空気の加熱を停止させる
構成となっている。

【０００９】このため、再生空気は加熱されたヒータ９
を冷却し、続いて吸着筒６Ｂを冷却することになる。

【００１０】このようにして、吸着筒６Ｂ内の吸着剤へ
熱を与え、残存水分を蒸発させて過熱再生を行い、その
後、冷却して吸着筒６Ｂの吸着剤の再生を完了する。

【００１１】次いで、吸着筒６Ｂによる加熱再生―冷却
制御が完了すると、筒切換えタイマー（図示せず）によ
り切換え弁５Ａ、５Ｂが切り換えられる。

【００１２】このため、前回とは逆に吸着筒６Ｂにて吸
着工程が行われ、吸着筒６Ａでは加熱再生―冷却工程制
御が行われる、このように加熱―冷却工程制御が吸着筒
６Aと吸着筒６Ｂとで交互に繰り返されることになる。

【００１３】なお、この場合も、吸着筒６Ｂと同様に、
吸着筒６Ａの上部入口には、温度センサー１３Ａが取り
付けられていて、高温空気流入に伴う入口温度の上昇を
感知し、これが設定温度を維持できるようにヒーター１
１にオン／オフ指令を発する。

【００１４】したがって、吸着筒６Ｂの上部には、常に
一定温度の高温空気が供給され、そして、この高温空気
が吸着筒６Ｂの上部から下部へ流れながら吸着剤を再生
する。

【００１５】さらに、吸着筒６Ｂの下部位置には、吸着
剤の最終加熱温度を検出する温度センサー１３Ｂが設け
られており、この温度センサー１３Ｂが設定温度になる
と、ヒーター１１へオフ指令を発し、再生空気の加熱を
停止させるようになっている。

【００１６】上記した吸着筒６Ａと吸着筒６Ｂとの交互
切換え時間は一般には８時間毎に行われ、また、空気の
圧力については、水処理用としてオゾンを使用する場
合、オゾン化空気が反応水槽の底部より向流する水に散
気さるが、反応水槽の水位は５メートル程度であるた
め、オゾン発生器を出たオゾン化空気は０．０６９ＭＰ
ａＧ程度の圧力が要求される。

【００１７】さらに、主ブロワ１の吐出圧力は、この主
ブロワ１からオゾン発生器８に至る圧力損失を含め、
０．１０８ＭＰａＧ程度であり、そのため主ブロワ１と
してはルーツブロワが広く使用されている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このオ
ゾン発生装置を複数セット設置し、負荷に応じた台数制
御をするような運転パターンにおいては、各システムは
運転、停止を頻繁に繰り返すことになる。

【００１９】したがって、任意の停止に際して、加熱再
生―冷却工程制御が中断されるため、次のスタートが出
来るスタンバイ状態にするのが難しいという問題があっ
た。

【００２０】例えば、吸着筒６Ｂが加熱再生中に何らか
の原因でシステムが停止すると、加熱再生も中断してし
まうため、その後、再スタート時に加熱再生をやり直す
ことになり、その結果、吸着筒６Ａは余分な除湿時間の
運転をすることになり、したがって、この余分な除湿に
よって不充分な空気を生ずるという欠点があった。

【００２１】また、吸着筒の切換え時間、例えば、８時
間サイクルが狂ってしまい、これが頻繁に生ずると、オ
ゾン発生器８へ送る乾燥空気の露点が上昇してオゾン発
生性能が低下することとなり、システムを停止させる際
に、一方の吸着筒の加熱再生―冷却工程を終了させてか
らシステムを停止させていた。

【００２２】しかし、この方法を採用すると、８時間毎
の運転サイクルを守ることが出来るが、主ブロワ１は１
００％運転となり、吸着筒の再生には必要以上の空気を
使用するため、必要以上の電力を消費してしまうという
問題点が発生していた。

【００２３】そこで、本発明の目的は、再生風量に合っ
た再生ブロワを有し、再生時のブロワ消費電力を削減で
き、配管圧力損失を低減することにより、再生ブロワの
容量を必要最小限にすることが出来ることにより、コン
パクトなオゾン発生装置を提供することになる。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明のオゾン発生器用
空気乾燥装置は、主ブロワによって送られる乾燥した圧
縮空気が供給され、この圧縮空気中の水分を吸着して乾
燥空気とする一方の吸着筒と、この一方の吸着筒から取
り出された乾燥空気をオゾン発生器に供給する出力管路
に流量制御弁を介して分岐連結され、この流量制御弁で
分流された前記乾燥空気の一部を加熱するヒーターとを
備え、このヒーターで加熱された乾燥空気を他方の吸着
筒に供給して、この他方の吸着筒内の吸着剤を脱湿再生
させるオゾン発生器用空気乾燥装置において、前記主ブ
ロワの出力側に、切替え弁を介して連結され、この切替
え弁により前記主ブロワに代わって前記吸着筒内の吸着
剤の脱湿再生に必要な風量のみを送風する再生ブロワ
と、この再生ブロワからの空気供給に伴って開制御さ
れ、前記流量制御弁をバイパスするバイパス路とを設け
たことを特徴とするものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるオゾン発生装
置の一実施形態を図１乃至図２について説明する。

【００２６】図１は本発明によるオゾン発生装置の一実
施形態を示した制御ブロック図で、図３と同一構成部分
には同一符号を附して示し、詳細な説明は省略し、以下
では図３と相違する部分について主として説明する。

【００２７】同図において、主ブロワ１と並列に本発明
による再生ブロワ１５が取付けられていて、この再生ブ
ロワ１５からは主ブロワ１より吐出圧力および風量能力
が共に低く、且つ、吸着筒６Ａ、６Ｂの吸着剤の脱湿再
生に必要な風量のみが圧縮空気として送風出力される構
成となっている。また、主ブロワ１と冷却器３との間に
三方向切換え弁１６が配管接続されていて、この三方向
切換え弁１６で主ブロワ１または再生ブロワ１５から冷
却器３への圧縮空気の供給が切換えられるようになって
いる。さらに、吸着筒６Ａ、６Ｂからの乾燥空気は、切
換え弁５Ｂ、フィルター７を介してオゾン発生器８へと
流れるが、調整弁９の調整により、この乾燥空気の流れ
を実質的に停止させ、専ら分岐点１７から流量制御弁１
４を介してヒーター１１側に流れるように構成されてい
る。

【００２８】以上のように構成された本発明によるオゾ
ン発生装置の動作を説明する。オゾン発生のための通常
運転状態においては、主ブロワ１から送られる圧縮空気
が三方向切換え弁１６を介して冷却器３に送られ、冷却
器３で冷却され除湿される。

【００２９】この除湿された圧縮空気はエアドライヤー
４で、さらに、冷凍、乾燥され、切換え弁５Ａを介して
吸着筒６Ａに送られるが、この吸着筒６Ａでは圧縮空気
中の水分を吸着して乾燥空気に変え、この乾燥空気は切
換え弁５Ｂを介してフィルター７に送られて、そこで乾
燥空気中の固形物が除塵される。

【００３０】除塵された除塵乾燥空気はオゾン発生器８
に送られて、除塵乾燥空気中の酸素を無声放電によりオ
ゾンが生成される、そして、この生成されたオゾンは開
閉調整弁９を介して放出される。

【００３１】一方、吸着筒６Ａからの乾燥空気の一部は
分岐点１７で分流され、流量制御弁１４を介してヒータ
ー１１に供給され、ここで予め定められている設定温度
まで加熱される。加熱された乾燥空気は切換え弁５Ｂを
介して吸着筒６Ｂに送られ、吸着筒６Ｂの脱湿再生サイ
クルが行われる。吸着筒６Ａによる除湿、吸着筒６Ｂの
脱湿再生サイクルが終了すると、切換え弁５Ａ、５Ｂが
切り替えられ、吸着筒６Ｂによる除湿、吸着筒６Ａの脱
湿再生サイクルに移り、以後これらの２つのサイクルが
繰り返される。

【００３２】次に、オゾン発生器の切り替え等の理由に
より、オゾン発生のための通常運転を停止し、吸着筒６
Ａまたは６Ｂの加熱再生−冷却工程を実行するための再
生運転について説明する。この再生運転においては、主
ブロワ１を図示しないが電源スイッチ等、主ブロワ１を
選択的に動作させる手段により停止した後、三方向弁１
６を再生ブロワ１５側に切換えるとともに、調整弁９お
よび流量制御弁１４を調整して、吸着筒６Ａまたは６Ｂ
からの乾燥空気の流れをフィルタ７方向へは実質的に停
止させ、専ら分岐点１７から流量制御弁１４を介してヒ
ーター１１側に流れるようにする。すなわち、調整弁９
はその開度を小さくする方向に調整し、流量制御弁１４
はその開度を大きくする方向に調整する。これにより、
再生ブロワ１５からの圧縮空気は三方向切換え弁１６を
介して冷却器３に送られ、冷却器３で冷却され除湿され
た圧縮空気はエアドライヤー４で、さらに、冷凍、乾燥
され、切換え弁５Ａを介して吸着筒６Ａに送られ、この
吸着筒６Ａで圧縮空気中の水分を吸着して乾燥空気に変
えられる。吸着筒６Ａからの乾燥空気の一部は分岐点１
７で分流され、流量制御弁１４を介してヒーター１１に
供給され、ここで予め定められている設定温度まで加熱
される。加熱された乾燥空気は切換え弁５Ｂを介して吸
着筒６Ｂに送られ、吸着筒６Ｂの脱湿再生が行われる。
そしてこの吸着筒６Ｂの脱湿再生工程が終了すると、再
生ブロワ１５も停止し、オゾン発生器は全体としてその
動作を停止する。

【００３３】このように、再生運転においては、主ブロ
ワ１は停止し、より送風能力および吐出圧力が低い再生
ブロワ１５のみにより、吸着筒６Ｂの脱湿再生に必要な
風量のみが送風される。

【００３４】次に、本発明によるオゾン発生装置の他の
実施形態を図２について説明する。図２の実施形態にお
いては、図１の実施形態に対して、電磁弁１８を有する
バイパス管路１９が流量調整弁１０と並列に配置されて
いる。その他の構成は図１の実施携帯と同一であり、し
たがって詳細な説明は省略する。

【００３５】この実施形態においては、バイパス管路１
９を設けたことにより主ブロワ１の代わりに再生ブロワ
１５を用いる際、前述と同様に、調整弁９の開度を閉じ
る方向に調整するとともに、電磁弁１８を開き流路を確
保し、吸着筒６Ａまたは６Ｂからの乾燥空気の流れをフ
ィルタ７方向へは実質的に停止させ、専ら分岐点１７か
ら電磁弁１８を介してヒーター１１側に流れるようにす
る。この状態において再生ブロワ１５を運転することに
より、管路圧力損失を低減でき、主ブロワ１よりも吐出
圧力が低い再生ブロワ１５を有効に適用できる。

【００３６】なお、上記の実施形態においては、再生運
転時、オゾン発生器８の開閉調整弁９を調整することに
より、吸着筒６Ａまたは６Ｂからの乾燥空気の流れをフ
ィルタ７方向へは流れずに、専ら分岐点１７からヒータ
ー１１側に流れるようにしたが、分岐点１７とフィルタ
７との間にさらに別の電磁弁（図示せず）を設けてもよ
い。

【００３７】

【発明の効果】上記した本発明によれば、加熱再生―冷
却工程を再生ブロワのみを使用して行うことにより、消
費電力を削減することが出来る。

【００３８】また、流量制御弁およびバイパス管路によ
る管路圧力損失の調整により、主ブロワよりも吐出圧力
が低い再生ブロワを適用でき、したがって、オゾン発生
装置をコンパクトな構造にすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のオゾン発生装置の一実施形態を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明のオゾン発生装置の他の実施形態を示す
ブロック図である。

【図３】従来のオゾン発生装置のブロック図である。

【符号の説明】

１ 主ブロワ ２ バイパス弁 ３ 冷却器 ４ エアドライヤー ５Ａ，５Ｂ 切換え弁 ６Ａ，６Ｂ 吸着筒 ７ フィルター ８ オゾン発生器 ９ 開閉調整弁 １０ 流量調整弁 １１ ヒーター １２Ａ，１２Ｂ 温度センサー １３Ａ，１３Ｂ 温度センサー １４ 流通制御弁 １５ 再生ブロワ １６ 三方向切換え弁 １７ 分岐点 １８ 電磁弁 １９ バイパス管路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主ブロワによって送られる乾燥した圧縮
   空気が供給され、この圧縮空気中の水分を吸着して乾燥
   空気とする一方の吸着筒と、この一方の吸着筒から取り
   出された乾燥空気をオゾン発生器に供給する出力管路に
   流量制御弁を介して分岐連結され、この流量制御弁で分
   流された前記乾燥空気の一部を加熱するヒーターとを備
   え、このヒーターで加熱された乾燥空気を他方の吸着筒
   に供給して、この他方の吸着筒内の吸着剤を脱湿再生さ
   せるオゾン発生器用空気乾燥装置において、前記主ブロ
   ワの出力側に、切替え弁を介して連結され、この切替え
   弁により前記主ブロワに代わって前記吸着筒内の吸着剤
   の脱湿再生に必要な風量のみを送風する再生ブロワと、
   この再生ブロワからの空気供給に伴って開制御され、前
   記流量制御弁をバイパスするバイパス路とを設けたこと
   を特徴とするオゾン発生器用空気乾燥装置。