JP2534784B2 - オゾン発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は各種の産業で使用されるオゾン発生装置に関
する。

（従来の技術） ヨーロッパでは1906年以来殺菌を目的としてオゾンが
利用され、今日でも前オゾン処理、中オゾン処理、後オ
ゾン処理と多目的にオゾンが使われている。また、我国
ではし尿処理場において脱色を目的に多数のオゾン発生
装置が使用されている。

そして、近年、我国でも大都市浄水場を中心に浄水の
高度処理施設としてオゾン発生装置の適用が検討されて
いる。

この場合、これらの各施設で使用される大形オゾン発
生装置として、冷却効率の面からジーメンス社によって
開発された二重管方式を基本とした冷却円筒多管方式の
装置を用いることが検討されている。

そして、このような大形オゾン発生装置では、ステン
レス鋼、ガラス、セラミック、コンクリート、石、ポリ
塩化ビニル、フッソ樹脂などが耐オゾン材料として使用
され、また乾燥条件下でなら鉄やアルミニウムも一部使
用される。また、放電管の導電皮膜としては従来よりカ
ーボン塗料やアルミ溶射膜が使用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのような大形オゾン発生装置を我国で
使用する場合、その設置環境や冷却水質の問題などから
放電管内部の導電皮膜部分が腐触して放電管の破壊を引
き起こすことが多い。

この理由として、放電管の開口部は通常、原料空気側
にあり、連続運転中には問題とならないが、運転条件の
変更や停止などにより導電皮膜部分がオゾンや窒素酸化
物などと接触して劣化すると考えられ、これが腐触によ
る放電管の破壊につながるものと考えられる。

そこで、発明者らは0.5g/hのオゾン発生装置、露点−
40℃の原料空気でオゾンを発生させ、洗気ビンを通し窒
素酸化物の生成量を調べたところ、水深1cmの洗気ビン
の水に完全に吸収され、オゾンに対し役１％の硝酸が生
成していることが判った。

すなわち、原料空気でオゾンを生成させると、放電に
より窒素分子から活性種が生成してN2O、NOが生成し、
順次高度の窒素酸化物となる。N2 O5は液体として装置
内に付着し、水分との反応によって硝酸となる。

次に、アルミニウムの金属片を硝酸溶液に入れ、腐触
と表面変化とを調べた。各種硝酸濃度での腐触速度を第
３図に示す。

この図に示すように濃度60％、40％、20％の順に腐触
は増加する。濃硝酸に対して不動態を作るアルミニウム
も、硝酸、希硝酸では激しく腐触してしまうことが分か
る。また、金属光沢については、０％以外全くなくなっ
た。

このように、ヨーロッパに比べて高温多湿な日本で
は、装置の保守点検時でも放電管内面のN2 O5に対し大
気からの湿度で硝酸が生成し、アルミニウム皮膜の全面
腐触が起こり、放電管の破壊につながることが分かっ
た。

本発明は上記の事情に鑑み、放電管内面において生成
される窒素酸化物を適時除去し、導電皮膜の劣化を防止
することにより放電管の破壊を防止することができるオ
ゾン発生装置を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明によるオゾン発生
装置は、原料空気を冷却、乾燥させる原料空気供給部
と、この原料空気供給部から低露点の乾燥空気を受けて
オゾンを発生させるオゾン発生器と、このオゾン発生器
を冷却させる冷却部と、前記オゾン発生器に電源を供給
する電源供給部とを備えたオゾン発生装置において、運
転指令が供給されているときには前記オゾン発生器を冷
却し、停止指令が供給されたときには前記オゾン発生器
の冷却を停止する冷却部と、前記オゾン発生器の気体出
口温度を測定する温度検出部と、前記停止指令が供給さ
れている状態で前記温度検出部によって所定温度が検出
されたときから所定時間が経過したとき前記オゾン発生
器の放電を停止させる電源供給部と、前記停止指令が供
給されている状態で前記オゾン発生器の放電が停止して
から一定時間が経過したとき前記オゾン発生器に対する
原料空気の供給を停止する原料空気供給部とを備えたこ
とを特徴としている。

（作用） 上記の構成において、停止指令が供給されたとき、冷
却部によってオゾン発生器の冷却が停止され、この後温
度検出部によって前記オゾン発生器の気体出口温度が所
定以上と検知されてから一定時間が経過したとき電源供
給部によって前記オゾン発生器の放電が停止され、この
後一定時間が経過したとき原料空気供給部によって前記
オゾン発生器に対する原料空気の供給が停止させられ
る。

（実施例） 第１図は本発明によるオゾン発生装置の一実施例を示
す構成図である。

この図に示すオゾン発生装置はオゾン発生器１と、原
料空気供給部２と、オゾン導出部３と、電源供給部４
と、冷却部５とを備えており、原料空気からオゾン空気
を生成してオゾン反応槽（図示は省略する）に供給す
る。

電源供給部４は電源となる電源母線11と、この電源母
線11を介して供給される電圧から所定の電圧を生成する
電源制御装置12とを備えており、前記電源母線11を介し
て供給される電源から予め設定されている値の電圧を生
成して前記オゾン発生器１に供給する。

また、原料空気供給部２は空気を集めるブロア６と、
このブロア６によって集められた空気を冷却、乾燥させ
るドライヤ７と、これらブロア６およびドライヤ７、前
記オゾン発生器１を接続する空気配管８とを備えてお
り、ブロア６によって原料となる空気を集め、これをド
ライヤ７によって冷却、乾燥させて低露点の原料空気を
生成しこれを前記オゾン発生器１に供給する。

オゾン発生器１は内部に放電管を持っており、前記電
源供給部４から供給される電圧によって前記原料空気供
給部２から供給された原料空気をオゾン化させてオゾン
化空気を生成しこれをオゾン導出部３に供給する。

オゾン導出部３は前記オゾン発生器１から供給される
オゾン化空気を前記オゾン反応槽に導く空気配管９と、
前記オゾン発生器１から供給されるオゾン化空気の温度
を検出する温度検出センサ10とを備えており、前記オゾ
ン発生器１から供給されるオゾン化空気の温度を検出し
た後、これを前記オゾン反応槽に供給する。

また、冷却部５は前記オゾン発生器１から排出される
冷却水を所定場所まで導く冷却水排水管13と、この冷却
水排水管13の途中に設けられる冷却水排出弁14と、前記
冷却水排水管13内の水を取り込むとともにこれを冷却し
て冷却水を作る冷却水供給装置15と、この冷却水供給装
置15によって作られた冷却水を前記オゾン発生器１に供
給する冷却水供給管16と、この冷却水供給管16の途中に
設けられる冷却水入口弁17とを備えており、運転指令が
供給されているときには、前記オゾン発生器１から排出
される冷却水を冷却水供給装置15によって再冷却して前
記オゾン発生器１に供給する。そして、停止指令が供給
されたとき、冷却水入口弁17を閉じるとともに、冷却水
排水排出弁14を開いて前記オゾン発生器１の冷却水を排
水する。

次に、第２図に示すフローチャートを参照しながらこ
の実施例の動作を説明する。

まず、運転指令が供給されているときには、ブロア６
から供給される原料空気はドライヤ７を介してオゾン発
生器１に供給され、このオゾン発生器１内に設けられた
放電管によってオゾン化空気にされた後、オゾン導出部
３によって前記オゾン反応槽に導かれる。

またこのとき、冷却水入口弁17が開状態にされ、冷却
水排出弁14が閉状態にされ、これによって冷却水供給装
置15によって作られた冷却水が前記冷却水入口弁17を介
して前記オゾン発生器１内の放電管に供給され、この放
電管の放電動作によって熱が発生しても放電管の温度が
一定値以下、例えばオゾン発生効率を高く維持すること
ができる20℃前後に保持される。

この後、停止指令が供給されれば（ステップST1）、
まず最初に冷却水入口弁17が閉じられてオゾン発生器１
に対する冷却水の供給が停止させられるとともに（ステ
ップST2）、冷却水排出弁14が開かれて前記オゾン発生
器１内に滞留している冷却水が排出される（ステップST
3）。

この状態で、オゾン発生器１の出口に設けられた温度
検出センサ10によってオゾ化空気の温度が所定温度、す
なわち窒素酸化物N2 O5の沸点である32.4℃以上が検出
されるまで放電動作が継続させられる（ステップST
4）。

そして、オゾン発生器１の出口温度が32.4℃以上にな
り、温度検出センサ10によってこれが検出されれば、そ
れからタイマ（図示は省略する）によって一定時間が経
過したかどうかがチェツクされ、一定時間が経過したと
き（ステップST5）、オゾン発生器１の放電動作を停止
させられる（ステップST6）。

この後、一定時間、原料空気供給部２によってオゾン
発生器１に原料空気を供給し続けてオゾン化空気を全て
排出させる（ステップST7）。

そして、一定時間が経過したとき、ブロア６とドライ
ヤ７とを停止させて（ステップST8）、全ての動作を停
止させる（ステップST9）。

このようにこの実施例においては、オゾン発生器１を
停止させるとき、オゾン発生器１内部に付着した窒素酸
化物N2 O5の沸点以上にオゾン発生器１の内部温度を上
昇させてこの窒素酸化物N2 O5を完全に除去した後、オ
ゾン化空気を完全に排出させて装置の動作を停止させる
ようにしたので、オゾン発生装置を長時間停止させた
り、オゾン発生器１を開放させたりして、湿気を多く含
んだ空気が内部に入っても、窒素酸化物と水分とが反応
して腐触性の強い硝酸が生成しないようにすることがで
き、これによって放電管の導電皮膜の腐触を完全に防止
することができる。

また、上述した実施例においては、停止指令が供給さ
れたとき、オゾン発生器１の冷却水を排水させてオゾン
発生器１内部の温度を上昇させるようにしているが、冷
却水の排水を停止するとともに新たな冷却水を供給を停
止し、時間をかけてオゾン発生器１内部の温度を上昇さ
せたり、オゾン発生器１にヒータを設けてオゾン発生器
１内部の温度を上昇させても上述した実施例と同様な効
果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、放電管内面にお
いて生成される窒素酸化物を適時除去し、導電皮膜の劣
化を防止することにより放電管の破壊を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるオン発生装置の一実施例を示す構
成図、第２図は同実施例の動作例を示すフローチャー
ト、第３図は各硝酸濃度におけるアルミニウムの腐触速
度を説明するための模式図である。 １……オゾン発生器 ２……原料空気供給部 ４……電源供給部 ５……冷却部 10……温度検出部（温度検出センサ）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原料空気を冷却、乾燥させる原料空気供給
   部と、この原料空気供給部から低露点の乾燥空気を受け
   てオゾンを発生させるオゾン発生器と、このオゾン発生
   器を冷却させる冷却部と、前記オゾン発生器に電源を供
   給する電源供給部とを備えたオゾン発生装置において、 運転指令が供給されているときには前記オゾン発生器を
   冷却し、停止指令が供給されたときには前記オゾン発生
   器の冷却を停止する冷却部と、 前記オゾン発生器の気体出口温度を測定する温度検出部
   と、 前記停止指令が供給されている状態で前記温度検出部に
   よって所定温度が検出されたときから所定時間が経過し
   たとき前記オゾン発生器の放電を停止させる電源供給部
   と、 前記停止指令が供給されている状態で前記オゾン発生器
   の放電が停止してから一定時間が経過したとき前記オゾ
   ン発生器に対する原料空気の供給を停止する原料空気供
   給部と、 を備えたことを特徴とするオゾン発生装置。