JP2004290798A

JP2004290798A - オゾン分解促進装置

Info

Publication number: JP2004290798A
Application number: JP2003085739A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Otsubo; 寿弘大坪
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】浴液中のオゾン溶解量の更なる低減が可能となるオゾン分解促進装置を提供すること。
【解決手段】液投入オゾンの除去分解を促進するためのオゾン分解促進装置１８。筒状容器１９の下側に接線流入方式のサイクロン室２０を備え、上側にガス排出室２２を備え、ガス排出室２２及びサイクロン室２０にオゾン分解のための紫外線を発生する紫外線ランプ２１を配設する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オゾン分解促進装置に関する。特に、浴液を入れ替えることなく循環され、循環路の途中にオゾンにより浄化殺菌を行う浴液浄化システムにおいて好適なオゾン分解促進装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記浴液浄化システムにおいては、例えば、浴槽内の浴液を循環路に、ろ過機、熱交換器等を備えるとともに、水浄化のためにオゾンを投入することがある。オゾンの強力な酸化作用が、浴液中の溶存物を酸化分解して浄化するとともに、殺菌（滅菌）作用を有するためである。
【０００３】
しかし、オゾンにより循環液を十分に浄化殺菌する量を投入してそのまま浴槽に戻した場合、オゾンは浴液に溶け難いため（溶解度：４９ｍＬ／水１００ｍＬ（０℃））、浴室内に放出される。オゾンは、異臭を有するとともに高濃度であることは人体に望ましくない。そこで、通常、浴室内へのオゾン放出量を所定値（例えば０．１ｐｐｍ）以下になるように、投入量を低く抑える必要があった。このため、浴液の浄化殺菌を十分行なえず、塩素等の他の消毒剤を多量に混入させる必要があった。
【０００４】
そこで、上記問題点を解決するために、特許文献１において、浴室内（大気中）へのオゾンの放出量を低く保ちつつ、浴液（浴湯）の浄化殺菌能力の向上を図ることを目的として、微生物による有機物分解後の戻り配管において、オゾン投入した後の戻り配管に途中に紫外線照射ランプを備えたオゾン分解促進部を配設することが記載されている。
【０００５】
そして、オゾン分解促進部において、オゾン分解により浴液の浄化殺菌が促進されるとともに、浴槽に戻る浴液中のオゾン溶解量も低減する。
【０００６】
しかし、昨今、浴液中のオゾン溶解量の低減がさらに望まれるようになってきて、上記紫外線ランプによるオゾン分解だけでは、対応が困難であることが分かってきた。
【０００７】
本発明は、上記にかんがみて、浴液中のオゾン溶解量の更なる低減が可能となるオゾン分解促進装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−２８６５８１号公報
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者らは、下記構成のオゾン分解促進装置に想到した。
【００１０】
液投入オゾンの除去分解を促進するための装置であって、筒状容器の下側に接線流入方式のサイクロン室を備え、上側にガス排出室を備え、前記ガス排出室及びサイクロン室にオゾン分解電磁波を発生する電磁波発生器が配設されていることを特徴とする。
【００１１】
本オゾン分解促進装置は、オゾンが投入された液（浴液）を、サイクロン室に流入させることにより、サイクロン室上側のガス排出室へオゾンの分離を促進させる。そして、ガス排出室へ排出されたオゾン及び液中に残存したオゾンは、それぞれ、電磁波発生器によりオゾン分解が促進される。したがって、浴液の浄化が促進されるとともに浴液中のオゾン溶解量の更なる低減が可能となり、また、ガス排出室へ分離されたオゾンも分解されるため、オゾン分解触媒を通過させて分解させなくても、直接大気に放出可能となる。
【００１２】
上記構成において、サイクロン室が下方小径の円錐台形とすることが望ましい。気液分離が促進されるためである。
【００１３】
上記構成において、前記サイクロン室とガス排出室とが中央部に分離ガス流出孔を備え、該ガス流出孔を介して、筒状の電磁波発生器を貫通配設することが望ましい。電磁波発生器をサイクロン室とガス排出室との別々に設ける場合に比して、構造が簡単となるためである。
【００１４】
サイクロン室における液入口及び液出口は、通常、それぞれ接線方向で、左右対象位置で上下に配する。気液分離効率の見地からである。
【００１５】
さらに、サイクロン室に電磁波反射板を配することが望ましい。電磁波発生器の浴液に対する電磁波照射量を増大でき、浴液中のオゾン分解効率を向上させることができる。
【００１６】
また、サイクロン室に貴金属の電解電極を配設することが望ましい。浴液（水道水）中の塩素成分が次亜塩素化されて、浴液の浄化をより促進させる。
【００１７】
上記構成においては、通常、電解電極の電極板が電磁波反射板を兼ねるものとする。構造が簡単となるためである。
【００１８】
上記各構成において、通常、電磁波発生器は、汎用性があり、オゾン分解能力も優れている紫外線ランプとする。
【００１９】
さらに、上記各構成のオゾン分解促進装置を使用した浴液循環システムは、下記構成となる。
【００２０】
オゾン分解促進装置が、オゾン供給手段と接続された浴液循環配管のオゾン供給手段の浴液戻り側に配設されていることを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明のオゾン分解促進装置は、オゾン以外の液中に投入されたガスの分解除去にも適用でき、下記構成となる。
【００２２】
液中に投入されたるガスの分解除去を促進させるための装置であって、下側に接線流入方式のサイクロン室を備え、上側にガス排出室を備え、前記ガス排出室及びサイクロン室にガス分解電磁波発生器が配設されていることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
本発明のオゾン分解促進装置は、液投入オゾンの除去分解を促進するための装置である。
【００２５】
浴液（浴湯）を浴槽１２外へ導出して、適宜、必要により、ろ過（生物ろ材）でろ過した後、オゾン発生装置１４で発生させたオゾンをオゾン供給部１５で投入混合して、浄化後、浴槽１２へ戻す浴液循環浄化システムに適用する場合を例にとり説明する。なお、図例中、１６は浴液を強制循環させるポンプである。
【００２６】
そして、オゾン供給部１５の後に、本実施形態のオゾン分解促進装置１８を配する。なお、オゾン発生装置１４としては、酸素又は空気を原料として、無声放電、紫外線照射、放射線照射して発生させる方式いずれでもよいが、通常、無声放電方式とする。
【００２７】
本実施形態のオゾン分解促進装置１８は、筒状容器１９の下側に接線流入方式のサイクロン室２０を備え、上側にガス排出室２２を備え、ガス排出室２２及びサイクロン室２０に紫外線（オゾン分解電磁波）を発生する紫外線ランプ（電磁波発生器）２１が配設されている。ここで、紫外線ランプ２１の代わりに、オゾン分解電磁波を発生する、他の放射線ランプ等も使用可能である。
【００２８】
ここで、図例では、サイクロン室２０は、後述の電解電極をサイクロン室２０に配設する及び製造上の見地から、円筒形としてあるが、気液分離を促進させる見地からは、図２に示す如く、下方小径の円錐台形２０Ａであることが望ましい。円錐台形とする場合のテーパ角度（軸線に対する傾斜角度）は、通常、１０〜３０°とする。
【００２９】
そして、図例では、サイクロン室２０とガス排出室２２とは、隔壁は必然的ではないが、分離後のオゾンが浴液に再混入しないように中央部よりに分離ガス流出孔２４を備えたドーナツ状の分離隔壁２６が形成されている。ここで、分離隔壁２６の内径／外径比は、サイクロン室２０の分離能等によっても異なるが、通常、１／４〜１／２とする。
【００３０】
そして、図例は、上記分離ガス流出孔２４を貫通させて、１本の紫外線ランプ２１が配設されているが、紫外線ランプは複数本でもよく、さらには、上下別々に配した構成としてもよい。
【００３１】
また、サイクロン室２０における液入口２８及び液出口３０は、それぞれ接線方向で、左右対象位置で上下に配されている。これにより、浴液の流入・流出が円滑となり、気液分離能が増大するとともに、ポンプに対する負荷もあまり増大させない。
【００３２】
そして、本実施形態では、サイクロン室に電解電極３２が配設されている。
【００３３】
この電解電極３２は、白金等（例えば、ＴｉにＰｔをメッキしたもの）の貴金属で形成したもので形成されており、浴液中に通常含まれている塩素が電解酸化されて次亜塩素酸が発生する。次亜塩素酸は、オゾンと同様、酸化浄化作用があがり、浴液の浄化効率を増大させる。なお、Ｐｔにイリジウム（Ｉｒ）を添加した、Ｐｔ／Ｉｒ合金が、不溶解電極となり次亜塩素酸の発生効率を増大させるために望ましい。
【００３４】
この電解電極は、図例では、紫外線反射板（電磁波反射板）３２を兼ねるものとすることにより、構造が簡単となり、紫外線ランプの紫外線照射強度を増大できる。
【００３５】
次に、上記実施形態の使用態様を説明する。
【００３６】
オゾン発生装置１４、紫外線ランプ２１、及び電解電極３２の各電源をオンとした状態で、液送ポンプ１６をオンとする。なお、これらのオン状態は連続的でも間欠的でもよい。
【００３７】
すると、浴槽１２中の浴液は、ポンプ１６の動力により、オゾン発生装置１４と連結されたオゾン供給部１５、オゾン分解促進装置１８を備えた浴液循環配管Ｃを循環する。なお、図示しないが、通常、ポンプ１６の手前に集毛器が、オゾン発生装置１４の手前にはろ過器が配されている。
【００３８】
そして、オゾン発生装置１４から発生するオゾンをオゾン供給部１５で、浴槽１２からポンプ１６の動力により導出されてきた浴液に投入混合する。このときのオゾン投入量は、通常、０．５〜４．０ｐｐｍとなるものとする。オゾン投入量が多過ぎると、オゾン分解促進装置１８でオゾン分解しきれず、浴液中の残存オゾン、及び、気液分離後の空気残存オゾンの各濃度が高くなり望ましくない。逆にオゾン投入量が少なすぎると、十分な浴液浄化ができなくなる。
【００３９】
すると、浴液はオゾンの酸化作用により殺菌浄化されながら、オゾン分解促進装置１８のサイクロン室２０に導入される。
【００４０】
ここで、オゾン分解促進装置１８とオゾン供給部１５における浴液滞留時間は、通常、０．８〜２．６ｓとする。短すぎるとオゾンによる浴液浄化が十分に行い難くなり、長すぎると浴液循環効率が低下する。そして、浴液の流速は、０．５〜１．７ｍ／ｓとする。流速が遅すぎると、サイクロンにおける気液分離効率が低下し、流速が早すぎると、上記浴液滞留時間が短くなって、オゾンによる浴液浄化が十分に行い難くなる。
【００４１】
すると、サイクロン室２０の遠心分離作用により非溶解オゾンは気液分離され、中央部の分離ガス流出孔２４からガス排出室２２にオゾン含有空気として移動する。オゾン含有空気中のオゾンは、ガス排出室２２に配設された紫外線ランプ２１によりオゾン分解が促進されて、オゾン含有率が極めて低濃度（例えば、０．１ｐｐｍ）となり、排気弁２３からそのまま大気中に放出可能となる。
【００４２】
ここで、紫外線ランプの合計出力は、浴液流量により異なるが、例えば、１５Ｌ／ｍｉｎのとき、６〜１００Ｗとする。紫外線ランプの出力が小さすぎては、オゾン分解が促進されず、逆に大きすぎても無駄である。
【００４３】
そして、気液分離されなかったオゾンは浴液中に含有されながらサイクロン室２０を下方へ移動し、液出口３０から浴槽１２へ戻る。
【００４４】
このサイクロン室２０の液入口２８から液出口３０との間において、紫外線ランプ２１の照射により、液中含有オゾンは分解が促進されて、浴液浄化が促進されるとともに、液中含有オゾンの濃度は極めて低濃度（例えば、０．１ｐｐｍ）となって、浴槽１２に送込されることとなる。
【００４５】
さらに、本実施形態では、電解電極により浴液中の塩素が電解酸化されて次亜塩素酸となり、更なる、浴液の浄化が促進される。
【００４６】
ここで、電解時の電流密度は０．２〜１０ｍＡ／ｃｍ^２とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるオゾン分解促進装置の概略斜視図と該オゾン分解促進装置を組み込む浴液循環（システム）フロー図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示すオゾン分解促進装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
１２浴槽
１４オゾン発生装置
１６ポンプ
１８オゾン分解促進装置
１９筒状容器
２０サイクロン室
２１紫外線ランプ
２２ガス排出室
２４分離ガス流出孔
２６分離隔壁
３２電解電極（紫外線反射板）

Claims

液投入オゾンの除去分解を促進するための装置であって、筒状容器の下側に接線流入方式のサイクロン室を備え、上側にガス排出室を備え、前記ガス排出室及びサイクロン室にオゾン分解電磁波を発生する電磁波発生器が配設されていることを特徴とするオゾン分解促進装置。
前記サイクロン室が下方小径の円錐台形であることを特徴とする請求項１記載のオゾン分解促進装置。
前記サイクロン室とガス排出室とが中央部に分離ガス流出孔を備え、該ガス流出孔を介して、筒状の電磁波発生器が貫通配設されていることを特徴とする請求項１記載のオゾン分解促進装置。
前記サイクロン室における液入口及び液出口がそれぞれ接線方向で、左右対象位置で上下に配されていることを特徴とする請求項１記載のオゾン分解促進装置。
前記サイクロン室に電磁波反射板が配設されていることを特徴とする請求項１記載のオゾン分解促進装置。
前記サイクロン室に貴金属製の電解電極が配設されていることを特徴とする請求項５記載のオゾン分解促進装置。
前記電解電極の電極板が前記電磁波反射板を兼ねていることを特徴とする請求項６記載のオゾン分解促進装置。
請求項１〜７のいずれかに記載のオゾン分解促進装置が、オゾン供給手段と接続された浴液循環配管のオゾン供給手段の浴液戻り側に配設されていることを特徴とする浴液循環システム。
液中に含有されているガスの分解を促進させるための装置であって、下側に接線流入方式のサイクロン室を備え、上側にガス排出室を備え、前記ガス排出室及びサイクロン室にガス分解電磁波発生器が配設されていることを特徴とするガス分解促進装置。