JP2003089508A - System for generating ozone - Google Patents
System for generating ozoneInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、原料空気からオゾ
ンを生成するオゾン発生システムに係り、とりわけオゾ
ン発生システムの省スペース化を図り、構成機器の停止
等の不測の事態にも迅速に対応するすることができるオ
ゾン発生システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ozone generating system for generating ozone from raw material air, and in particular, it aims to save space in the ozone generating system and quickly respond to an unexpected situation such as a stop of a component device. The ozone generation system which can be
【０００２】[0002]
【従来の技術】有機物を低分子化したりウィルスを殺菌
するのにオゾンが用いられる。オゾンは、例えば上水、
下水の高度処理等の広範囲に渡って使用されている。他
方、オゾンは非常に不安定な物質であり、空気中では約
１６時間、また水中では約２０分でオゾン量は半減して
しまう。従って、オゾンは貯蔵しておくことができず、
必要な時に必要な量のオゾンをオゾン発生システムによ
り生成する必要がある。Ozone is used to lower the molecular weight of organic substances and to kill viruses. Ozone is, for example, clean water,
Widely used for advanced treatment of sewage. On the other hand, ozone is a very unstable substance, and the amount of ozone is halved in about 16 hours in air and about 20 minutes in water. Therefore, ozone cannot be stored,
The ozone generation system must produce the required amount of ozone when needed.
【０００３】このようなオゾンは、一般に、オゾン発生
器において原料空気中で無声放電させることにより大量
に生成される。Such ozone is generally produced in a large amount by silently discharging the raw air in an ozone generator.
【０００４】図５は、ユニット型のオゾン発生システム
の構成機器を示す図である。図５に示すように、オゾン
発生システム１０は、オゾン発生器１と、オゾン発生器
１に原料空気を供給するブロワもしくはコンプレッサ
（図示せず）と、オゾン発生器１に供給する原料空気を
乾燥させる空気冷却乾燥装置７と、オゾン発生器１にお
ける無声放電により生じた熱を冷却するオゾン化空気冷
却装置６とを備えている。なお、オゾン発生器１には電
源装置５が取り付けられ、この電源装置５からの高周波
電力を調整してオゾン発生器１における無声放電を制御
している。FIG. 5 is a view showing components of a unit type ozone generating system. As shown in FIG. 5, the ozone generation system 10 dries the ozone generator 1, a blower or a compressor (not shown) that supplies the raw material air to the ozone generator 1, and the raw material air that is supplied to the ozone generator 1. It is provided with an air cooling / drying device 7 and an ozonized air cooling device 6 for cooling the heat generated by the silent discharge in the ozone generator 1. A power supply device 5 is attached to the ozone generator 1, and high frequency power from the power supply device 5 is adjusted to control silent discharge in the ozone generator 1.
【０００５】このようなオゾン発生システム１０におい
て、高品質のオゾンを生成するためには、オゾン発生器
１に供給する原料空気を十分に乾燥させる必要がある。In such an ozone generating system 10, in order to generate high quality ozone, it is necessary to sufficiently dry the raw material air supplied to the ozone generator 1.
【０００６】すなわち、オゾン発生器１に供給される原
料空気が十分に乾燥していないと、オゾン発生器１にお
けるオゾンの生成効率が低下する。また、原料空気中の
水分がオゾン発生器１やオゾンガス配管等の機器類に付
着すると、オゾンの生成に伴って発生するＮＯＸガス
が、機器類に付着した水分と反応して硝酸を生じること
があり、このようにして生じた硝酸は、機器類の腐食を
引き起こす。That is, if the raw material air supplied to the ozone generator 1 is not sufficiently dried, the ozone generation efficiency in the ozone generator 1 will be reduced. Further, when the water in the raw material air adheres to the devices such as the ozone generator 1 and the ozone gas pipe, NO X gas generated due to the generation of ozone reacts with the water adhered to the devices to generate nitric acid. The nitric acid thus generated causes corrosion of equipment.
【０００７】従って、オゾン発生器１に供給する原料空
気は十分に乾燥させる必要があり、具体的には、露点−
６０℃以下の乾燥した原料空気をオゾン発生器１に供給
することが非常に重要となる。Therefore, it is necessary to sufficiently dry the raw material air supplied to the ozone generator 1, specifically, the dew point-
It is extremely important to supply dry raw material air of 60 ° C. or lower to the ozone generator 1.
【０００８】従来、オゾン発生器１に供給する原料空気
を乾燥させる空気冷却乾燥装置７は、一般に、空気冷却
装置と、空気乾燥装置とを有している。この空気冷却乾
燥装置７は、まず、空気冷却装置により原料空気を露点
−２℃（大気圧換算時の露点。以下同じ。）近くになる
まで冷却して乾燥させる。次に、空気冷却装置からの原
料空気を、アルミナ・シリカ系吸着剤を充填した吸着塔
を有する空気乾燥装置により、露点−６０℃以下となる
ように乾燥させる。Conventionally, the air cooling / drying device 7 for drying the raw material air supplied to the ozone generator 1 generally has an air cooling device and an air drying device. In the air cooling / drying device 7, first, the raw material air is cooled and dried by the air cooling device until the dew point becomes close to −2 ° C. (the dew point when converted to atmospheric pressure. The same applies hereinafter). Next, the raw material air from the air cooling device is dried to have a dew point of −60 ° C. or less by an air drying device having an adsorption tower filled with an alumina / silica adsorbent.
【０００９】空気乾燥装置の具体的な運転は、以下のよ
うに行われる。すなわち、空気乾燥装置は２基の吸着塔
を有し、各吸着塔は水分吸着工程と加熱再生工程（加熱
工程時間４時間、再生工程時間４時間）とに分けられて
運転され、各吸着塔の運転工程は８時間毎に自動的に切
り替えられる。The specific operation of the air dryer is carried out as follows. That is, the air dryer has two adsorption towers, and each adsorption tower is operated by being divided into a water adsorption step and a heating regeneration step (heating step time 4 hours, regeneration step time 4 hours). The operation process is automatically switched every 8 hours.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、オゾン
発生器１に供給される原料空気は、水分吸着工程と加熱
再生工程とを必要とする空気乾燥装置を有する空気冷却
乾燥装置７により乾燥されている。As described above, the raw material air supplied to the ozone generator 1 is dried by the air cooling / drying device 7 having the air drying device which requires the moisture adsorption step and the heating / regeneration step. Has been done.
【００１１】このような空気冷却乾燥装置７において、
加熱工程の途中で、例えば停電等の不慮の事故が発生し
て長時間に渡り空気冷却乾燥装置７が停止した場合に
は、加熱工程での処理が不十分となり原料空気の乾燥度
が下がる。このため、加熱工程を最初からやり直す必要
があり、この加熱工程のやり直しに伴ってオゾンの生成
も停止してしまう。従って、このような事態を避けるた
めに、空気冷却乾燥装置７の予備機を設置して、不測の
事態が生じても、この予備機によりオゾン発生器１に供
給する原料空気を連続的に乾燥させることができるよう
にする必要がある。In such an air cooling and drying device 7,
If an unexpected accident such as a power failure occurs during the heating process and the air cooling / drying device 7 is stopped for a long time, the treatment in the heating process becomes insufficient and the dryness of the raw material air decreases. For this reason, it is necessary to restart the heating process from the beginning, and the ozone generation also stops as the heating process is restarted. Therefore, in order to avoid such a situation, a spare machine for the air cooling / drying device 7 is installed, and even if an unexpected situation occurs, the raw air supplied to the ozone generator 1 is continuously dried by this spare machine. Need to be able to.
【００１２】しかしながら、このような空気冷却乾燥装
置７は、非常に複雑な構造を有するとともに、大型化す
る傾向がある。特に、空気冷却乾燥装置７の予備機を設
置することにより、空気冷却乾燥装置７の構造の複雑化
および大型化は顕著となる。従って、オゾン発生システ
ム１０の省スペース化のためには、空気冷却乾燥装置７
の占有面積の大きさは非常に重要となる。However, such an air cooling / drying device 7 has a very complicated structure and tends to increase in size. In particular, by installing a spare machine for the air cooling / drying device 7, the structure of the air cooling / drying device 7 is significantly complicated and the size thereof is significantly increased. Therefore, in order to save space in the ozone generation system 10, the air cooling / drying device 7 is used.
The size of the occupying area is very important.
【００１３】図６は、オゾン発生器１で発生するオゾン
発生量に対応する、オゾン発生器１の外形寸法と、空気
冷却乾燥装置７の外形寸法と、オゾン発生器１および空
気冷却乾燥装置７の占有面積の割合（空気冷却乾燥装置
７の占有面積／オゾン発生器１の占有面積）とを示した
図表である。図６に示すように、空気冷却乾燥装置７
は、オゾン発生器１の占有面積と略同一またはそれ以上
の占有面積を有することが分かる。FIG. 6 shows the outer dimensions of the ozone generator 1, the outer dimensions of the air cooling / drying device 7, the ozone generator 1 and the air cooling / drying device 7, which correspond to the amount of ozone generated by the ozone generator 1. Is a chart showing the ratio of the occupied area (area occupied by the air cooling / drying device 7 / area occupied by the ozone generator 1). As shown in FIG. 6, the air cooling and drying device 7
It can be seen that has an area substantially the same as or larger than the area occupied by the ozone generator 1.
【００１４】また、図５に示すオゾン発生システム１０
は、オゾン発生器１や空気冷却乾燥装置７等の周辺機器
を同一ユニット内に設置したユニット型を採用してい
る。このユニット型オゾン発生システム１０ａは配管や
電源工事が簡便になるというメリットを有する。Further, the ozone generating system 10 shown in FIG.
Adopts a unit type in which peripheral devices such as the ozone generator 1 and the air cooling / drying device 7 are installed in the same unit. This unit type ozone generation system 10a has an advantage that piping and power supply work can be simplified.
【００１５】しかしながら、ユニット型オゾン発生シス
テム１０ａは省スペース化されることが重要とされるた
め、空気冷却乾燥装置７の大型化はユニット型オゾン発
生システム１０ａの省スペース化の弊害となることが考
えられる。特に、オゾン発生器１でのオゾン発生量が１
〜５ｋｇ／ｈのユニット型オゾン発生システム１０ａで
は、空気冷却乾燥装置７の大きさがシステム全体の省ス
ペース化に与える影響は大きい。However, it is important for the unit type ozone generating system 10a to be space-saving. Therefore, increasing the size of the air-cooling / drying device 7 may be an obstacle to space saving of the unit-type ozone generating system 10a. Conceivable. In particular, the amount of ozone generated by the ozone generator 1 is 1
In the unit type ozone generation system 10a of ˜5 kg / h, the size of the air cooling / drying device 7 has a great influence on the space saving of the entire system.
【００１６】さらに、図７は、平成１０年から３年間に
おける、国内でのオゾン発生器１の納入状況を示す図表
であるが、オゾン発生量が１〜５ｋｇ／ｈのオゾン発生
器１の需要は全体の半分を占め、今後もこのような状況
が続くことが予想される。Further, FIG. 7 is a chart showing the state of delivery of the ozone generator 1 in Japan during the three years from 1998. The demand for the ozone generator 1 having an ozone generation amount of 1 to 5 kg / h. Accounts for half of the total, and it is expected that this situation will continue in the future.
【００１７】従って、オゾン発生システムの省スペース
化を図る際に、空気冷却乾燥装置７の大きさは非常に重
要となる。なお、図８は、オゾン発生器１でのオゾン発
生量が１〜５ｋｇ／ｈの場合における、ユニット型オゾ
ン発生システム１０ａの外形寸法と、システム全体にお
ける空気冷却乾燥装置７の占有面積の占有割合とを示し
た図表である。図８に示すように、空気冷却乾燥装置７
はオゾン発生システム全体において非常に大きな占有面
積を占めている。Therefore, the size of the air-cooling / drying device 7 is very important in saving the space of the ozone generating system. Note that FIG. 8 shows the external dimensions of the unit-type ozone generation system 10a and the occupation ratio of the occupied area of the air cooling / drying device 7 in the entire system when the ozone generation amount of the ozone generator 1 is 1 to 5 kg / h. FIG. As shown in FIG. 8, the air cooling and drying device 7
Occupies a very large area in the entire ozone generation system.
【００１８】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、オゾン発生器に供給する原料空気を十分に
乾燥させるとともに、構成機器の停止等の不測の事態に
も迅速に対応することができ、さらにシステム全体の省
スペース化を図ることができるオゾン発生システムを提
供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above point, and sufficiently drys the raw material air supplied to the ozone generator and quickly responds to an unforeseen situation such as the stop of the constituent equipment. It is an object of the present invention to provide an ozone generation system capable of achieving a space saving of the entire system.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明は、原料空気を乾
燥させる乾燥装置と、乾燥装置からの原料空気を用いて
オゾンを生成するオゾン発生器とを備え、乾燥装置は、
中空糸膜に原料空気を通気して膜内外の圧力差により原
料空気から水分を除去する膜ドライヤからなることを特
徴とするオゾン発生システムである。The present invention comprises a drying device for drying raw material air and an ozone generator for producing ozone using the raw material air from the drying device.
It is an ozone generation system characterized by comprising a membrane dryer which aerates raw air through a hollow fiber membrane and removes water from the raw air due to a pressure difference between the inside and outside of the membrane.
【００２０】本発明によれば、オゾン発生器に供給する
原料空気は膜ドライヤにより乾燥されるので、オゾン発
生システムの構成機器に故障等が生じて、乾燥装置が長
時間放置されても、膜ドライヤに原料空気が供給される
限り、膜ドライヤは原料空気から水分を除去することが
できる。また、膜ドライヤは中空糸膜を有する単純構造
を有し占有面積が小さいので、オゾン発生システム全体
の省スペース化を図ることができる。According to the present invention, since the raw material air supplied to the ozone generator is dried by the film dryer, even if the drying device is left for a long time due to a failure in the components of the ozone generation system, the film is dried. As long as the raw air is supplied to the dryer, the membrane dryer can remove water from the raw air. Further, since the membrane dryer has a simple structure having a hollow fiber membrane and occupies a small area, it is possible to save space in the entire ozone generation system.
【００２１】好ましくは、乾燥装置の膜ドライヤは原料
空気を乾燥させて、露点が−６０℃以下の原料空気を生
成する。[0021] Preferably, the film dryer of the drying device dries the raw material air to produce raw material air having a dew point of -60 ° C or lower.
【００２２】また、好ましくは、乾燥装置の膜ドライヤ
に送る原料空気の圧力を所望圧力とする空気圧縮機をさ
らに備え、オゾン発生器に供給される原料空気の露点
は、膜ドライヤに送る原料空気の圧力を空気圧縮機によ
り制御して、調整されることを特徴とする請求項２記載
のオゾン発生システム。Preferably, the air dryer further comprises an air compressor for adjusting the pressure of the raw material air sent to the membrane dryer of the drying device to a desired pressure, and the dew point of the raw material air supplied to the ozone generator is the raw material air sent to the membrane dryer. 3. The ozone generation system according to claim 2, wherein the pressure of is regulated by controlling an air compressor.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２４】図１乃至図４は本発明の一実施の形態を示
す図である。ここで図１は、オゾン発生システムの概略
図である。また図２は、オゾン発生システムの構成機器
を示す図であり、図３は、オゾン発生システムの占有面
積の関係を示す図表である。さらに図４は、膜ドライヤ
に供給される原料空気の各種条件と膜ドライヤで生成さ
れる乾燥した原料空気の露点との関係を示す図表であ
る。1 to 4 are views showing an embodiment of the present invention. Here, FIG. 1 is a schematic diagram of an ozone generation system. FIG. 2 is a diagram showing components of the ozone generation system, and FIG. 3 is a table showing the relationship of the occupied area of the ozone generation system. Further, FIG. 4 is a chart showing the relationship between various conditions of the raw material air supplied to the membrane dryer and the dew point of the dried raw material air generated by the membrane dryer.
【００２５】図１に示すように、本発明によるユニット
型のオゾン発生システム１０は、原料空気を乾燥させる
膜ドライヤ（乾燥装置）２と、膜ドライヤ２より供給さ
れる原料空気からオゾンを生成するオゾン発生器１とを
備えている。As shown in FIG. 1, a unit-type ozone generating system 10 according to the present invention generates ozone from a film dryer (drying device) 2 for drying raw material air and raw material air supplied from the membrane dryer 2. The ozone generator 1 is provided.
【００２６】また、膜ドライヤ２の上流側には、圧縮し
た原料空気を膜ドライヤ２に送る空気圧縮機３が接続さ
れ、また、空気圧縮機３と膜ドライヤ２との間にはアフ
タフィルタ４が設けられ、このアフタフィルタ４は空気
圧縮機３からの原料空気から微細汚染物質を除去するよ
うになっている。なお、空気圧縮機３は、膜ドライヤ２
に送る原料空気中に油分が混入することを防ぐために無
給油式の圧縮機となっており、さらに、空気圧縮機３に
供給される原料空気を冷却する冷凍式エアドライヤ（図
示せず）を内蔵している。また、アフタフィルタ４には
差圧計（図示せず）が取り付けられ、この差圧計により
アフタフィルタ４の前後の原料空気の差圧が計測され
る。An air compressor 3 for sending compressed raw material air to the membrane dryer 2 is connected to the upstream side of the membrane dryer 2, and an after filter 4 is provided between the air compressor 3 and the membrane dryer 2. The after filter 4 is designed to remove fine contaminants from the raw material air from the air compressor 3. The air compressor 3 is the membrane dryer 2
Is a non-lubricating compressor in order to prevent the oil content from being mixed into the raw material air sent to, and a refrigeration air dryer (not shown) for cooling the raw material air supplied to the air compressor 3 is built-in. is doing. Further, a differential pressure gauge (not shown) is attached to the after filter 4, and the differential pressure of the raw material air before and after the after filter 4 is measured by this differential pressure gauge.
【００２７】膜ドライヤ２は、中空糸を所定量束ねて１
ユニットとされた複数の中空糸膜８を有し、この中空糸
膜８は原料空気中の水分のみを吸着する中空糸除湿膜か
らなっている。具体的には、膜ドライヤ２は、直径Φ＝
130mm、長さＬ＝1,000mmの形状を有する中空糸膜８と、
直径Φ＝150mm、長さＬ＝500mmの形状を有する中空糸膜
８と、をそれぞれ２本ずつ有している。The membrane dryer 2 is made by bundling a predetermined amount of hollow fibers.
It has a plurality of hollow fiber membranes 8 as a unit, and the hollow fiber membranes 8 are hollow fiber dehumidifying membranes that adsorb only the water in the raw material air. Specifically, the membrane dryer 2 has a diameter Φ =
A hollow fiber membrane 8 having a shape of 130 mm and a length L = 1,000 mm;
Two hollow fiber membranes 8 each having a diameter Φ = 150 mm and a length L = 500 mm are provided.
【００２８】なお、空気圧縮機３に供給される原料空気
は、図示しないブロワもしくはコンプレッサから送られ
る。また、オゾン発生器１には電源装置５が接続され、
この電源装置５からの高周波電力を調整してオゾン発生
器１における無声放電を制御している。また、オゾン発
生器１の後段にはオゾン化空気冷却装置６が設置されて
いる。The raw material air supplied to the air compressor 3 is sent from a blower or a compressor (not shown). Further, a power supply device 5 is connected to the ozone generator 1,
The high frequency power from the power supply device 5 is adjusted to control the silent discharge in the ozone generator 1. Further, an ozonized air cooling device 6 is installed at the subsequent stage of the ozone generator 1.
【００２９】また、オゾン発生器１と、膜ドライヤ２
と、電源装置５と、オゾン化空気冷却装置６とからなる
ユニット型オゾン発生システム１０ａは、図２に示すよ
うに設置される。Further, the ozone generator 1 and the film dryer 2
The unit type ozone generation system 10a including the power supply device 5 and the ozonized air cooling device 6 is installed as shown in FIG.
【００３０】次にこのような構成からなる本実施の形態
の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment having such a configuration will be described.
【００３１】まず、図１に示すオゾン発生システム１０
におけるオゾンの生成工程の概略について説明する。First, the ozone generating system 10 shown in FIG.
The outline of the ozone generation process in Step 1 will be described.
【００３２】空気圧縮機３には、図示しないブロワもし
くはコンプレッサから原料空気が供給される。この原料
空気は、空気圧縮機３により圧縮されて、空気圧縮機３
における吐出圧力が０．７ＭＰａ（Ｇ）（ゲージ圧。以
下同じ。）以上とされる。また、空気圧縮機３に供給さ
れた原料空気は、空気圧縮機３内に内蔵された図示しな
い冷凍式エアドライヤにより冷却されるとともに、原料
空気中の一定量の水分が除去される。Raw air is supplied to the air compressor 3 from a blower or a compressor (not shown). This raw material air is compressed by the air compressor 3, and the air compressor 3
The discharge pressure is 0.7 MPa (G) (gauge pressure; the same applies hereinafter) or higher. The raw material air supplied to the air compressor 3 is cooled by a refrigerating air dryer (not shown) built in the air compressor 3, and a certain amount of water in the raw material air is removed.
【００３３】空気圧縮機３で圧縮された原料空気は、空
気圧縮機３からアフタフィルタ４を介して膜ドライヤ２
に送られる。空気圧縮機３から送られる原料空気は、ア
フタフィルタ４で油分や埃等の微細汚染物質が取り除か
れた後、膜ドライヤ２に送られる。これにより、空気圧
縮機３からの原料空気に含まれる微細汚染物質により、
膜ドライヤ２が腐食したり摩耗することを防止し、膜ド
ライヤ２の故障を防ぐことができる。The raw material air compressed by the air compressor 3 is passed from the air compressor 3 through the after filter 4 to the membrane dryer 2
Sent to. The raw air sent from the air compressor 3 is sent to the membrane dryer 2 after removing fine contaminants such as oil and dust by the after filter 4. As a result, due to the fine pollutants contained in the raw material air from the air compressor 3,
It is possible to prevent the membrane dryer 2 from being corroded and worn, and prevent the membrane dryer 2 from being damaged.
【００３４】膜ドライヤ２に送られた原料空気は、膜ド
ライヤ２内で後述する水分吸着工程、浸透工程、パージ
工程を経て、露点が−６０℃以下となるように水分が除
去される。The raw material air sent to the membrane dryer 2 is subjected to a moisture adsorption step, a permeation step, and a purging step, which will be described later, in the membrane dryer 2 to remove moisture so that the dew point becomes -60 ° C or lower.
【００３５】膜ドライヤ２で水分が除去され乾燥した原
料空気は、その後、オゾン発生器１に供給される。The raw material air from which moisture has been removed by the membrane dryer 2 and dried is then supplied to the ozone generator 1.
【００３６】オゾン発生器１に供給された原料空気は、
オゾン発生器１において無声放電されてオゾンが生成さ
れ、オゾン化空気とされる。このオゾン化空気は、オゾ
ン発生器１の後段のオゾン化空気冷却装置６に送られて
冷却された後、上水、下水の高度処理等に使用される。The raw material air supplied to the ozone generator 1 is
Ozone generator 1 silently discharges ozone to produce ozone. The ozonized air is sent to the ozonized air cooling device 6 in the subsequent stage of the ozone generator 1 and cooled, and then used for advanced treatment of tap water and sewage.
【００３７】なお、膜ドライヤ２の摩耗等を防ぐととも
に、オゾン発生器１で高品質のオゾンを生成するために
は、アフタフィルタ４を十分に注意して管理する必要が
ある。具体的には、アフタフィルタ４の前後の原料空気
の差圧を差圧計で確認し、差圧が一定値以上になった場
合にはアフタフィルタ４を交換して、空気圧縮機３から
膜ドライヤ２に送られる原料空気から微細汚染物質を適
切に除去する必要がある。In order to prevent abrasion of the film dryer 2 and to generate high quality ozone in the ozone generator 1, it is necessary to carefully manage the after filter 4. Specifically, the differential pressure of the raw material air before and after the after filter 4 is confirmed with a differential pressure gauge, and when the differential pressure exceeds a certain value, the after filter 4 is replaced and the air compressor 3 is connected to the membrane dryer. It is necessary to properly remove fine pollutants from the feed air sent to the No. 2.
【００３８】次に、原料空気が膜ドライヤ２において水
分除去される工程について詳述する。Next, the step of removing moisture from the raw material air in the film dryer 2 will be described in detail.
【００３９】原料空気は、空気圧縮機３からアフタフィ
ルタ４を介して、０．７ＭＰａ（Ｇ）の圧力で、膜ドラ
イヤ２の中空糸膜８の内側に送られる。中空糸膜８の内
側に送られた原料空気に含まれる水分は、中空糸膜８の
内側に吸着される（水分吸着工程）。The raw material air is sent from the air compressor 3 through the after filter 4 to the inside of the hollow fiber membrane 8 of the membrane dryer 2 at a pressure of 0.7 MPa (G). Moisture contained in the raw material air sent to the inside of the hollow fiber membrane 8 is adsorbed to the inside of the hollow fiber membrane 8 (water adsorption step).
【００４０】中空糸膜８の内側に吸着された水分は、中
空糸膜８の内側を流れる圧縮された原料空気と中空糸膜
８の外側を流れる大気との０．７ＭＰａの圧力差によ
り、中空糸膜８内に効率良く浸透していく（浸透工
程）。The moisture adsorbed inside the hollow fiber membrane 8 is hollow due to the pressure difference of 0.7 MPa between the compressed raw material air flowing inside the hollow fiber membrane 8 and the atmosphere flowing outside the hollow fiber membrane 8. It efficiently permeates into the thread film 8 (permeation step).
【００４１】水分吸着工程において、より効率的に原料
空気から水分を吸着するためには、浸透工程で中空糸膜
８内に浸透した水分を中空糸膜８外に排出する必要があ
る。このため、水分吸着工程で乾燥された原料空気を中
空糸膜８の外側に流して、浸透工程で中空糸膜８内に浸
透した水分を効率良く中空糸膜８外に排出する（パージ
工程）。このとき、中空糸膜８の外側に流す乾燥した原
料空気をパージ空気と呼び、このパージ空気が多いほ
ど、浸透工程で中空糸膜８内に浸透した水分が効率良く
中空糸膜８外に排出される。In the moisture adsorption step, in order to more efficiently adsorb moisture from the raw material air, it is necessary to discharge the moisture permeated into the hollow fiber membrane 8 to the outside of the hollow fiber membrane 8 in the permeation step. Therefore, the raw material air dried in the water adsorption step is caused to flow to the outside of the hollow fiber membrane 8 and the water permeated into the hollow fiber membrane 8 in the permeation step is efficiently discharged to the outside of the hollow fiber membrane 8 (purge step). . At this time, the dry raw material air flowing to the outside of the hollow fiber membrane 8 is referred to as purge air, and the more purge air, the more efficiently the moisture permeated into the hollow fiber membrane 8 in the permeation step is discharged to the outside of the hollow fiber membrane 8. To be done.
【００４２】このようにして、膜ドライヤ２は、中空糸
膜８により上述の水分吸着工程、浸透工程、およびパー
ジ工程を繰り返すことにより、常時、供給された原料空
気から水分を除去する。このため、常時露点−６０℃以
下に乾燥した原料空気をオゾン発生器１に送ることがで
きる。また、水分吸着工程、浸透工程、およびパージ工
程のいずれの工程においても膜ドライヤの動力電源は不
要であり、膜ドライヤ２への原料空気の供給が継続する
限りは、原料空気から水分を除去する。In this way, the membrane dryer 2 always removes water from the supplied raw material air by repeating the above-mentioned water adsorption step, permeation step, and purging step by the hollow fiber membrane 8. Therefore, it is possible to constantly feed the raw material air dried to a dew point of −60 ° C. or lower to the ozone generator 1. Further, the power source for the membrane dryer is not required in any of the moisture adsorption step, the permeation step, and the purging step, and moisture is removed from the raw material air as long as the supply of the raw material air to the membrane dryer 2 is continued. .
【００４３】さらに、空気圧縮機３から膜ドライヤ２へ
原料空気が長時間供給されずに、膜ドライヤ２が放置さ
れた場合であっても、その後、空気圧縮機３から膜ドラ
イヤ２に原料空気が供給されれば、膜ドライヤ２は即座
に原料空気から水分を除去することができる。Further, even if the raw material air is not supplied from the air compressor 3 to the membrane dryer 2 for a long time and the membrane dryer 2 is left as it is, the raw material air is then fed from the air compressor 3 to the membrane dryer 2. Is supplied, the membrane dryer 2 can immediately remove moisture from the raw material air.
【００４４】また、膜ドライヤ２は、複数の中空糸膜８
からなる単純構造を有し、従来技術で用いられた空気冷
却乾燥装置７のように複数の吸着塔を必要とせず、空気
冷却装置および空気乾燥装置という二重構造を有する必
要がない。従って、膜ドライヤ２の占有面積は、空気冷
却乾燥装置７に比べて、非常に小さくて済む。このよう
に、オゾン発生器１に供給する空気を、膜ドライヤ２で
乾燥させることにより、オゾン発生システム１０全体の
占有面積の省スペース化を図ることができる。Further, the membrane dryer 2 includes a plurality of hollow fiber membranes 8
The air cooling / drying device 7 used in the prior art does not require a plurality of adsorption columns, and the air cooling device and the air drying device do not have to have a double structure. Therefore, the area occupied by the film dryer 2 is much smaller than that of the air cooling / drying device 7. As described above, by drying the air supplied to the ozone generator 1 by the film dryer 2, the space occupied by the entire ozone generation system 10 can be reduced.
【００４５】次に、図２および図５により、従来技術に
用いられた空気冷却乾燥装置７と本発明による膜ドライ
ヤ２とを比較すると、本発明による膜ドライヤ２の占有
面積は小さくてすむ。これにより、膜ドライヤ２による
占有面積の省スペース化が図られるとともに、オゾン発
生システム１０の構成機器を効率良く配置することがで
き、オゾン発生システム１０全体の省スペース化を図る
ことができる。Next, referring to FIGS. 2 and 5, comparing the air cooling and drying device 7 used in the prior art with the membrane dryer 2 according to the present invention, the occupied area of the membrane dryer 2 according to the present invention can be small. As a result, the space occupied by the film dryer 2 can be reduced, and the components of the ozone generation system 10 can be efficiently arranged, so that the space generation of the ozone generation system 10 as a whole can be reduced.
【００４６】図３は、本発明におけるオゾン発生器１で
発生するオゾン発生量と、本発明によるユニット型オゾ
ン発生システム１０ａの外形寸法と、本発明におけるユ
ニット型オゾン発生システム１０ａの従来のユニット型
オゾン発生システム１０ａに対する占有面積の割合と、
本発明における膜ドライヤ２と従来技術で用いられる空
気冷却乾燥装置７との占有面積の割合と、本発明におけ
る膜ドライヤ２の占有面積の占有割合とを示している。
ここで、本発明におけるユニット型オゾン発生システム
１０ａの従来のユニット型オゾン発生システム１０ａに
対する占有面積の割合は、本発明における占有面積／従
来の占有面積、で表される。また、本発明における膜ド
ライヤ２と従来技術で用いられる空気冷却乾燥装置７と
の占有面積の割合は、本発明における膜ドライヤ２の占
有面積／従来技術の空気冷却乾燥装置７の占有面積、で
表される。さらに、本発明における膜ドライヤ２の占有
面積の占有割合は、膜ドライヤ２の占有面積／オゾン発
生システム１０全体の占有面積、で表される。なお、図
３は、オゾン発生器１で発生するオゾン発生量が１．０
〜５．０ｋｇ／ｈの場合について示し、また、従来のオ
ゾン発生システム１０についての各種データは図６およ
び図８に基づいている。FIG. 3 shows the amount of ozone generated by the ozone generator 1 according to the present invention, the external dimensions of the unit type ozone generating system 10a according to the present invention, and the conventional unit type ozone generating system 10a according to the present invention. The ratio of the occupied area to the ozone generation system 10a,
The ratio of the occupied area of the film dryer 2 in the present invention and the air cooling / drying device 7 used in the prior art and the ratio of the occupied area of the film dryer 2 in the present invention are shown.
Here, the ratio of the occupied area of the unit type ozone generation system 10a in the present invention to the conventional unit type ozone generation system 10a is represented by the occupied area in the present invention / the conventional occupied area. Further, the ratio of the area occupied by the film dryer 2 of the present invention and the air cooling / drying device 7 used in the prior art is the area occupied by the film dryer 2 of the present invention / the area occupied by the air cooling / drying device 7 of the prior art. expressed. Further, the occupation ratio of the occupied area of the membrane dryer 2 in the present invention is represented by the occupied area of the membrane dryer 2 / the occupied area of the entire ozone generation system 10. In addition, in FIG. 3, the ozone generation amount generated by the ozone generator 1 is 1.0.
˜5.0 kg / h, and various data for the conventional ozone generation system 10 are based on FIGS. 6 and 8.
【００４７】図３に示すように、本発明による膜ドライ
ヤ２を有するユニット型オゾン発生システム１０ａは、
従来の空気冷却乾燥装置７を有するユニット型オゾン発
生システム１０ａに比べて、占有面積が３０〜４０％減
少している。また、本発明における膜ドライヤ２の占有
面積は、従来のユニット型オゾン発生システム１０ａで
用いられる空気冷却乾燥装置７のに対して、９０％以上
減少している。さらに、オゾン発生システム１０全体の
占有面積に対する膜ドライヤ２の占有面積の占有割合
（膜ドライヤ２の占有面積／オゾン発生システム１０全
体の占有面積）は３％程度となり、図８に示す従来のユ
ニット型オゾン発生システム１０ａにおける空気冷却乾
燥装置７の占有割合に比べて減少している。このよう
に、オゾン発生器１に送る原料空気を乾燥させるために
膜ドライヤ２を使用することにより、オゾン発生システ
ム１０全体の省スペース化を図ることができる。As shown in FIG. 3, the unit type ozone generating system 10a having the film dryer 2 according to the present invention is
Compared with the unit type ozone generation system 10a having the conventional air cooling / drying device 7, the occupied area is reduced by 30 to 40%. Further, the occupied area of the film dryer 2 in the present invention is reduced by 90% or more as compared with the air cooling / drying device 7 used in the conventional unit type ozone generating system 10a. Further, the occupation ratio of the area occupied by the film dryer 2 to the area occupied by the ozone generating system 10 (the area occupied by the film dryer 2 / the area occupied by the entire ozone generating system 10) is about 3%, and the conventional unit shown in FIG. It is smaller than the occupancy ratio of the air cooling / drying device 7 in the type ozone generating system 10a. Thus, by using the film dryer 2 to dry the raw material air sent to the ozone generator 1, it is possible to save the space of the entire ozone generation system 10.
【００４８】なお、膜ドライヤ２に使用する中空糸膜８
の構成は、本実施の形態の構成に限定されるものではな
く、また、中空糸膜８の形状、設置数、および縦置き、
横置き、並列接続等の接続形態も自由に選択できる。従
って、膜ドライヤ２の設置スペースを自由に変更するこ
とができ、設置用地の形状に適合したオゾン発生システ
ム１０の適切な設置が可能である。The hollow fiber membrane 8 used in the membrane dryer 2
The configuration of is not limited to the configuration of the present embodiment, and the shape of the hollow fiber membrane 8, the number of installations, and the vertical placement,
The connection form such as horizontal installation and parallel connection can be freely selected. Therefore, the installation space of the membrane dryer 2 can be freely changed, and the ozone generation system 10 suitable for the shape of the installation site can be installed appropriately.
【００４９】ところで、膜ドライヤ２で水分が除去され
る原料空気の処理量は、膜ドライヤ２を構成する中空糸
膜８の形態の影響を受ける。By the way, the throughput of the raw material air from which moisture is removed by the membrane dryer 2 is influenced by the form of the hollow fiber membrane 8 constituting the membrane dryer 2.
【００５０】すなわち、膜ドライヤ２で処理できる原料
空気の処理量は、膜ドライヤ２を構成する各中空糸膜の
形態により決まっている。本実施の形態では、膜ドライ
ヤ２に供給される原料空気の圧力を０．７ＭＰａ（Ｇ）
とし、膜ドライヤ２で生成される乾燥した原料空気の露
点を−６０℃以下とするためには、直径Φ＝130mm、長
さＬ＝1,000mmの形状を有する中空糸膜８の一本当たり
の処理量は約０．５ｍ ３／ｍｉｎとなり、直径Φ＝150m
m、長さＬ＝500mmの形状を有する中空糸膜８の一本当た
りの処理量は約１．０ｍ３／ｍｉｎとなる。That is, a raw material which can be processed by the film dryer 2.
The amount of air to be processed depends on the amount of each hollow fiber membrane that constitutes the membrane dryer 2.
It depends on the form. In this embodiment, the film dry
The pressure of the raw material air supplied to the yarn 2 is 0.7 MPa (G)
And the dew of the dry raw material air generated by the membrane dryer 2
To keep the temperature below -60 ℃, diameter Φ = 130mm, length
Per hollow fiber membrane 8 having a shape of L = 1,000 mm
Processing amount of about 0.5m Three/ Min, diameter Φ = 150m
m of the hollow fiber membrane 8 having a shape of m and length L = 500 mm
The processing amount is about 1.0mThree/ Min.
【００５１】また、膜ドライヤ２で生成される乾燥した
原料空気の露点は、膜ドライヤ２に供給される原料空気
の圧力および温度と、パージ空気量の原料空気量に対す
る割合であるパージ量（パージ空気量／原料空気量）と
に影響される。The dew point of the dry raw material air produced by the membrane dryer 2 is the pressure and temperature of the raw material air supplied to the membrane dryer 2, and the purge amount (purge amount) of the purge air amount to the raw material air amount. Air amount / raw material air amount).
【００５２】図４は、本実施の形態における、膜ドライ
ヤ２に供給される原料空気の圧力、温度、およびパージ
量の各種条件と、膜ドライヤ２で生成される乾燥した原
料空気の露点との関係を示す図表である。図４に示すよ
うに、例えば、原料空気の圧力を０．７ＭＰａ（Ｇ）以
上、原料空気の温度を４０℃以下、膜ドライヤ２のパー
ジ量を２０％以上にすれば、膜ドライヤ２で生成される
乾燥した原料空気の露点は−６０℃以下となることが分
かる（図４の条件２、条件３参照。）。FIG. 4 shows various conditions of pressure, temperature and purge amount of the raw material air supplied to the membrane dryer 2 and the dew point of the dried raw material air produced by the membrane dryer 2 in the present embodiment. It is a chart showing a relationship. As shown in FIG. 4, for example, when the pressure of the raw material air is 0.7 MPa (G) or more, the temperature of the raw material air is 40 ° C. or less, and the purge amount of the membrane dryer 2 is 20% or more, the membrane dryer 2 generates It can be seen that the dew point of the dried raw material air is -60 ° C. or lower (see Condition 2 and Condition 3 in FIG. 4).
【００５３】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、原料空気から水分を除去する膜ドライヤ２は動力電
源を必要とせず、適切な圧力および温度を有する原料空
気を膜ドライヤ２に供給するとともに、適切なパージ空
気量を確保することにより、膜ドライヤ２は原料空気か
ら水分を除去して、所望の露点を有する原料空気を生成
することができる。これにより、オゾン発生システムの
構成機器の故障等により膜ドライヤ２が長時間放置され
ても、膜ドライヤ２に原料空気が供給されれば、膜ドラ
イヤ２は即座に原料空気から水分を除去することができ
る。また、中空糸膜８からなる占有面積の小さい膜ドラ
イヤ２を使用することにより、オゾン発生システム１０
全体の省スペース化を図ることができる。さらに、膜ド
ライヤ２に用いる中空糸膜８の形状を適宜変更したり、
膜ドライヤ２に供給する原料空気の圧力、温度、および
パージ量を適宜調整することにより、膜ドライヤ２から
オゾン発生器１に供給される原料空気の露点を制御する
ことができる。As described above, according to the present embodiment, the membrane dryer 2 for removing water from the raw material air does not require a power source and supplies the raw material air having an appropriate pressure and temperature to the membrane dryer 2. At the same time, by ensuring an appropriate amount of purge air, the film dryer 2 can remove water from the raw material air and generate raw material air having a desired dew point. As a result, even if the film dryer 2 is left for a long time due to a failure of the components of the ozone generation system, if the material air is supplied to the film dryer 2, the film dryer 2 can immediately remove water from the material air. You can Further, by using the membrane dryer 2 including the hollow fiber membrane 8 having a small occupied area, the ozone generation system 10
The overall space can be saved. Further, the shape of the hollow fiber membrane 8 used in the membrane dryer 2 can be changed appropriately,
By appropriately adjusting the pressure, temperature and purge amount of the raw material air supplied to the membrane dryer 2, the dew point of the raw material air supplied from the membrane dryer 2 to the ozone generator 1 can be controlled.
【００５４】[0054]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オゾン発生器に供給される原料空気は、中空糸膜からな
る膜ドライヤにより乾燥される。このため構成機器の停
止等の不測の事態が生じて膜ドライヤが長時間使用され
ず放置された場合でも、再び膜ドライヤに原料空気を供
給することにより、膜ドライヤは、即座に、原料空気の
乾燥を行うことができる。また、単純構造を有する膜ド
ライヤは占有面積が小さいので、オゾン発生システム全
体の省スペース化を図ることができる。As described above, according to the present invention,
The raw material air supplied to the ozone generator is dried by a membrane dryer composed of a hollow fiber membrane. For this reason, even if the membrane dryer is left unused for a long time due to an unforeseen situation such as a stoppage of component equipment, the membrane dryer immediately supplies the raw material air to the membrane dryer by supplying the raw material air to the membrane dryer again. Drying can be performed. Further, since the film dryer having a simple structure occupies a small area, it is possible to save the space of the entire ozone generating system.
【図１】本発明によるオゾン発生システムの概略図。FIG. 1 is a schematic diagram of an ozone generation system according to the present invention.
【図２】本発明によるオゾン発生システムの構成機器を
示す図。FIG. 2 is a diagram showing components of an ozone generation system according to the present invention.
【図３】本発明によるオゾン発生システムの占有面積の
関係を示す図表。FIG. 3 is a chart showing the relationship of the occupied area of the ozone generation system according to the present invention.
【図４】膜ドライヤに供給される原料空気の各種条件と
膜ドライヤで生成される乾燥した原料空気の露点との関
係を示す図表。FIG. 4 is a chart showing the relationship between various conditions of the raw material air supplied to the membrane dryer and the dew point of the dried raw material air generated by the membrane dryer.
【図５】ユニット型オゾン発生システムの構成機器を示
す図。FIG. 5 is a view showing components of a unit type ozone generation system.
【図６】オゾン発生器と空気冷却乾燥装置との占有面積
を比較した図表。FIG. 6 is a chart comparing the occupied areas of an ozone generator and an air cooling / drying device.
【図７】オゾン発生器の納入状況を示す図表。FIG. 7 is a chart showing the delivery status of an ozone generator.
【図８】ユニット型オゾン発生システムの占有面積と、
システム全体における空気冷却乾燥装置の占有割合とを
示した図表。FIG. 8 shows the occupied area of the unit type ozone generation system,
The chart which showed the occupancy rate of the air cooling drying device in the whole system.
１ オゾン発生器 ２ 膜ドライヤ ３ 空気圧縮機 ４ アフタフィルタ ５ 電源装置 ６ オゾン化空気冷却装置 ７ 空気冷却乾燥装置 ８ 中空糸膜 １０ オゾン発生システム １０ａ ユニット型オゾン発生システム 1 Ozone generator 2 membrane dryer 3 air compressor 4 After filter 5 power supply 6 Ozonized air cooling device 7 Air cooling dryer 8 hollow fiber membranes 10 Ozone generation system 10a Unit type ozone generation system
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA41 KA02 KA71 KB14 KB30 KE06P KE07Q KE30R MA01 PB17 PB65 PC80 4D052 AA01 EA01 GA01 GA04 GB03 GB04 4G042 CA01 CB09 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 4D006 GA41 KA02 KA71 KB14 KB30 KE06P KE07Q KE30R MA01 PB17 PB65 PC80 4D052 AA01 EA01 GA01 GA04 GB03 GB04 4G042 CA01 CB09
Claims (3)
ン発生器と、を備え、 乾燥装置は、中空糸膜に原料空気を通気して膜内外の圧
力差により原料空気から水分を除去する膜ドライヤから
なることを特徴とするオゾン発生システム。1. A drying device for drying raw material air, and an ozone generator for generating ozone using the raw material air from the drying device, wherein the drying device vents raw material air to a hollow fiber membrane to form a membrane. An ozone generation system comprising a film dryer that removes water from the raw material air by the pressure difference between the inside and outside.
せて、露点が−６０℃以下の原料空気を生成することを
特徴とする請求項１記載のオゾン発生システム。2. The ozone generating system according to claim 1, wherein the film dryer of the drying device dries the raw material air to generate raw material air having a dew point of −60 ° C. or lower.
力を所望圧力とする空気圧縮機をさらに備え、 オゾン発生器に供給される原料空気の露点は、膜ドライ
ヤに送る原料空気の圧力を空気圧縮機により制御して、
調整されることを特徴とする請求項２記載のオゾン発生
システム。3. An air compressor for controlling the pressure of the raw material air sent to the membrane dryer of the drying device to a desired pressure, and the dew point of the raw material air supplied to the ozone generator is the pressure of the raw material air sent to the membrane dryer. Controlled by an air compressor,
The ozone generation system according to claim 2, wherein the ozone generation system is adjusted.
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|---|---|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081202 |