JP3439128B2 - Ozone generator - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、原料水を循環させ
ながら電気分解してオゾンを発生させるオゾン発生装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ozone generator for electrolyzing ozone while circulating raw material water.
【０００２】[0002]
【従来の技術】原料水を循環させながら電気分解してオ
ゾンを発生させる従来のオゾン発生装置の一例の概略構
成を図４に示す。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a schematic structure of an example of a conventional ozone generator for electrolyzing ozone while circulating raw material water.
【０００３】図４に示すように、多孔質性のオゾン極１
１２と水素極１１３とでイオン交換膜１１１を挟んでな
る電解セル１１０は、オゾン側セパレータ１２１と水素
側セパレータ１２２とで挟まれている。オゾン側セパレ
ータ１２１には、上記オゾン極１１２と外部とを連通す
る流通路１２１ａが形成されている。水素側セパレータ
１２２には、上記水素極１１３と外部とを連通する流通
路１２２ａが形成されている。このような電解セル１１
０、各セパレータ１２１，１２２などにより電解槽が構
成されている。As shown in FIG. 4, a porous ozone electrode 1
The electrolytic cell 110 in which the ion exchange membrane 111 is sandwiched between 12 and the hydrogen electrode 113 is sandwiched between the ozone-side separator 121 and the hydrogen-side separator 122. The ozone-side separator 121 is formed with a flow passage 121a that connects the ozone electrode 112 and the outside. The hydrogen-side separator 122 is formed with a flow passage 122a that connects the hydrogen electrode 113 and the outside. Such an electrolytic cell 11
0, each separator 121, 122, etc. constitute an electrolytic cell.
【０００４】オゾン側セパレータ１２１の上記流通路１
２１ａは、その一端が配管１３３を介して気液分離容器
１３２の上方に連結され、他端が配管１３４を介して気
液分離容器１３２の下部に連結されている。配管１３４
の途中には、イオン交換樹脂等により高度に精製処理さ
れた原料水１を送給する配管１３５がバルブ１３６を介
して連結されている。気液分離容器１３２の内部には、
原料水１が所定量貯蔵されている。オゾン側セパレータ
１２１と水素側セパレータ１２２とは、電源１３１に接
続している。The flow passage 1 of the ozone side separator 121.
21 a has one end connected to the upper part of the gas-liquid separation container 132 via the pipe 133 and the other end connected to the lower part of the gas-liquid separation container 132 via the pipe 134. Piping 134
A pipe 135 for feeding the raw water 1 highly purified by an ion exchange resin or the like is connected via a valve 136 in the middle of the process. Inside the gas-liquid separation container 132,
A predetermined amount of raw material water 1 is stored. The ozone-side separator 121 and the hydrogen-side separator 122 are connected to a power supply 131.
【０００５】このようなオゾン発生装置の作用を次に説
明する。電源１３１を作動してオゾン側セパレータ１２
１と水素側セパレータ１２２との間に電気を流すと共
に、気液分離容器１３２内から配管１３４を介してオゾ
ン側セパレータ１２１の流通路１２１ａ内に原料水１を
送給すると、原料水１が電解セル１１０で電気化学的に
反応し、オゾン極１１２から酸素２およびオゾン３が発
生し、水素極１１３から水素４が発生する。The operation of such an ozone generator will be described below. Operate the power supply 131 to activate the ozone separator 12
1 and the hydrogen-side separator 122, and when the raw material water 1 is fed from the gas-liquid separation container 132 into the flow passage 121a of the ozone-side separator 121 through the pipe 134, the raw material water 1 is electrolyzed. Electrochemical reaction occurs in the cell 110, oxygen 2 and ozone 3 are generated from the ozone electrode 112, and hydrogen 4 is generated from the hydrogen electrode 113.
【０００６】オゾン極１１２から発生した酸素２および
オゾン３は、ガスリフト作用により、未反応の原料水１
と共にオゾン側セパレータ１２１の流通路１２１ａから
配管１３３を介して気液分離容器１３２内に流入し、上
方から送出されて利用される。また、水素極１１３から
発生した水素４は、水素側セパレータ１２２の流通路１
２２ａから外部へ送出されて回収される。Oxygen 2 and ozone 3 generated from the ozone electrode 112 are unreacted raw water 1 due to the gas lift action.
At the same time, it flows from the flow passage 121a of the ozone-side separator 121 into the gas-liquid separation container 132 via the pipe 133 and is delivered from above and used. Further, the hydrogen 4 generated from the hydrogen electrode 113 is supplied to the flow passage 1 of the hydrogen side separator 122.
It is sent from 22a to the outside and collected.
【０００７】一方、酸素２およびオゾン３のガスリフト
作用により気液分離容器１３２内に流入した原料水１
は、配管１３４を介してオゾン側セパレータ１２１の流
通路１２１ａ内に再び送給されて再利用、すなわち、循
環させられる。On the other hand, the raw material water 1 flowing into the gas-liquid separation container 132 by the gas lift action of oxygen 2 and ozone 3
Is re-fed through the pipe 134 into the flow passage 121a of the ozone-side separator 121 for reuse, that is, circulation.
【０００８】このようにオゾン３を発生させて、気液分
離容器１３２内の原料水１が所定量以下となったら、バ
ルブ１３６を開放して原料水１を補充することにより、
原料水１を常に一定量で循環させながらオゾン３を連続
的に発生させることができる。As described above, when the ozone 3 is generated and the raw water 1 in the gas-liquid separation container 132 becomes less than the predetermined amount, the valve 136 is opened to replenish the raw water 1.
It is possible to continuously generate ozone 3 while circulating the raw material water 1 in a constant amount at all times.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】前述したような従来の
オゾン発生装置では、原料水１と接触する金属材料の一
部が当該原料水１中にイオンとなってわずかながらも次
第に溶出してしまうため、連続運転していると、原料水
１中の上記イオン濃度が次第に高くなってしまい、上述
した電気化学反応の効率が低下して、オゾン３の発生効
率が悪くなってしまう。In the conventional ozone generator as described above, a part of the metal material which comes into contact with the raw material water 1 becomes ions in the raw material water 1 and is gradually eluted even if slightly. Therefore, during continuous operation, the ion concentration in the raw material water 1 gradually increases, the efficiency of the electrochemical reaction described above decreases, and the ozone 3 generation efficiency deteriorates.
【００１０】このようなことから、本発明は、循環させ
る原料水中の不純物濃度の上昇を抑制することができる
オゾン発生装置を提供することを目的とする。In view of the above, an object of the present invention is to provide an ozone generator capable of suppressing an increase in the concentration of impurities in the circulating raw material water.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
本発明によるオゾン発生装置は、原料水を電気化学的に
反応させてオゾンを発生させる電解槽と、前記電解槽に
前記原料水を供給する供給手段と、前記電解槽で反応せ
ずに送出された未反応水を当該電解槽に再び供給するよ
うに循環させる循環手段とを備えてなるオゾン発生装置
において、前記未反応水中の不純物を当該未反応水から
除去する不純物除去手段を設け、前記不純物除去手段
が、前記循環手段に設けられ、前記不純物を吸着する高
シリカ吸着剤を内部に充填された吸着剤槽であることを
特徴とする。An ozone generator according to the present invention for solving the above-mentioned problems comprises an electrolytic cell for electrochemically reacting raw material water to generate ozone, and supplying the raw material water to the electrolytic cell. a supply means for, in the ozone generating apparatus comprising a circulating means for circulating to the unreacted water delivered without reacting with the electrolytic cell is supplied again to the electrolytic cell, the impurities of the unreacted water An impurity removing means for removing the unreacted water is provided , and the impurity removing means is provided .
Is provided in the circulation means and has a high capacity to adsorb the impurities.
It is an adsorbent tank filled with a silica adsorbent .
【００１２】[0012]
【００１３】また、前述した課題を解決する本発明によ
るオゾン発生装置は、原料水を電気化学的に反応させて
オゾンを発生させる電解槽と、前記電解槽に前記原料水
を供給する供給手段と、前記電解槽で反応せずに送出さ
れた未反応水を当該電解槽に再び供給するように循環さ
せる循環手段とを備えてなるオゾン発生装置において、
前記未反応水中の不純物を当該未反応水から除去する不
純物除去手段を設け、前記不純物除去手段が、前記未反
応水の流通する前記電解槽の流通路内に充填され、前記
不純物を吸着する高シリカ吸着剤であることを特徴とす
る。Further, the ozone generator according to the present invention for solving the above-mentioned problems is obtained by reacting raw water electrochemically.
An electrolytic cell for generating ozone, and the raw water in the electrolytic cell
And a supply means for supplying
The unreacted water is recycled to the electrolytic cell.
In an ozone generator comprising a circulation means for
Impurities in the unreacted water are removed from the unreacted water.
Pure object removing means is provided, said impurity removing means, the non anti
It is characterized in that it is a high silica adsorbent that adsorbs the impurities by being filled in the flow passage of the electrolytic cell through which the water reacts .
【００１４】また、前述した課題を解決する本発明によ
るオゾン発生装置は、原料水を電気化学的に反応させて
オゾンを発生させる電解槽と、前記電解槽に前記原料水
を供給する供給手段と、前記電解槽で反応せずに送出さ
れた未反応水を当該電解槽に再び供給するように循環さ
せる循環手段とを備えてなるオゾン発生装置において、
前記未反応水中の不純物を当該未反応水から除去する不
純物除去手段を設け、前記不純物除去手段が、前記未反
応水の流通する前記電解槽の流通路の供給側に連結さ
れ、前記不純物を吸着する高シリカ吸着剤を内部に充填
された供給側マニホールドと、前記未反応水の流通する
前記電解槽の流通路の送出側に連結され、前記高シリカ
吸着剤を内部に充填された送出側マニホールドとを備え
てなることを特徴とする。In the ozone generator according to the present invention, which solves the above-mentioned problems, the raw water is electrochemically reacted.
An electrolytic cell for generating ozone, and the raw water in the electrolytic cell
And a supply means for supplying
The unreacted water is recycled to the electrolytic cell.
In an ozone generator comprising a circulation means for
Impurities in the unreacted water are removed from the unreacted water.
Pure object removing means is provided, said impurity removing means, the non anti
The unreacted water circulates with a supply-side manifold that is connected to the supply side of the flow passage of the electrolytic cell through which the water reacts and is filled with a high silica adsorbent that adsorbs the impurities.
A delivery-side manifold, which is connected to the delivery side of the flow passage of the electrolytic cell and has the high silica adsorbent filled therein, is provided.
【００１５】上述したオゾン発生装置において、前記供
給側マニホールドおよび前記送出側マニホールドが本体
部と、当該本体部と前記流通路とを連結する管部とを各
々備えてなることを特徴とする。In the ozone generator described above, each of the supply-side manifold and the delivery-side manifold includes a main body portion and a pipe portion connecting the main body portion and the flow passage.
【００１６】上述したオゾン発生装置において、前記供
給側マニホールドおよび前記送出側マニホールドが樹脂
製であることを特徴とする。In the ozone generator described above, the supply side manifold and the delivery side manifold are made of resin.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】本発明によるオゾン発生装置の第
一番目の実施の形態を図１を用いて説明する。なお、図
１は、その概略構成図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of an ozone generator according to the present invention will be described with reference to FIG. Note that FIG. 1 is a schematic configuration diagram thereof.
【００１８】図１に示すように、多孔質性のオゾン極１
２と水素極１３とでイオン交換膜１１を挟んでなる電解
セル１０は、オゾン側セパレータ２１と水素側セパレー
タ２２とで挟まれている。オゾン側セパレータ２１に
は、上記オゾン極１２と外部とを連通する流通路２１ａ
が形成されている。水素側セパレータ２２には、上記水
素極１３と外部とを連通する流通路２２ａが形成されて
いる。このような電解セル１０、各セパレータ２１，２
２などにより、本実施の形態では電解槽が構成されてい
る。As shown in FIG. 1, a porous ozone electrode 1
The electrolytic cell 10 in which the ion exchange membrane 11 is sandwiched between 2 and the hydrogen electrode 13 is sandwiched between the ozone-side separator 21 and the hydrogen-side separator 22. The ozone-side separator 21 has a flow passage 21a for communicating the ozone electrode 12 with the outside.
Are formed. The hydrogen-side separator 22 is formed with a flow passage 22a that connects the hydrogen electrode 13 to the outside. Such an electrolytic cell 10 and each separator 21, 2
In the present embodiment, the electrolytic cell is composed of 2 and the like.
【００１９】オゾン側セパレータ２１の上記流通路２１
ａは、その一端が配管３３を介して気液分離容器３２の
上方に連結され、他端が配管３４を介して気液分離容器
３２の下部に連結されている。配管３４の途中には、イ
オン交換樹脂等により高度に精製処理された原料水１を
送給する配管３５がバルブ３６を介して連結されてい
る。気液分離容器３２の内部には、原料水１が所定量貯
蔵されている。オゾン側セパレータ２１と水素側セパレ
ータ２２とは、電源３１に接続している。なお、本実施
の形態では、気液分離容器３２、配管３３〜３５、バル
ブ３６などにより原料水循環手段を構成している。The flow passage 21 of the ozone side separator 21
One end of a is connected to the upper part of the gas-liquid separation container 32 via the pipe 33, and the other end is connected to the lower part of the gas-liquid separation container 32 via the pipe 34. In the middle of the pipe 34, a pipe 35 for feeding the raw water 1 highly purified by an ion exchange resin or the like is connected via a valve 36. A predetermined amount of raw material water 1 is stored inside the gas-liquid separation container 32. The ozone side separator 21 and the hydrogen side separator 22 are connected to a power source 31. In the present embodiment, the gas / liquid separation container 32, the pipes 33 to 35, the valve 36, and the like constitute the raw material water circulation means.
【００２０】さらに、配管３４の上記配管３５の連結部
分の上流側には、金属イオンなどの不純物を吸着除去す
る吸着剤を充填した不純物除去手段である吸着剤槽３７
が設けられている。この吸着剤槽３７に充填される吸着
剤としては、シリカゲル、高シリカペンタシルゼオライ
ト（シリカライトまたはＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が高い
ＺＳＭ−５）、脱アルミニウムフォージャサイト（超安
定Ｙ型ゼオライト：ＵＳＹ）、メソポーラスシリケート
（ＭＣＭ−４１、ＦＳＭ−１６、テトラエトキシシラン
をシリカ源とする低温酸性合成メソポーラスシリケート
、低分子珪酸をシリカ源とする低温酸性合成メソポー
ラスシリケートなど）等の高シリカ吸着剤が挙げられ
る。Further, an adsorbent tank 37 which is an impurity removing means filled with an adsorbent for adsorbing and removing impurities such as metal ions is provided on the upstream side of the connecting portion of the pipe 35 of the pipe 34.
Is provided. As the adsorbent filled in the adsorbent tank 37, silica gel, high silica pentasil zeolite (silicalite or ZSM-5 having a high SiO 2 / Al 2 O 3 ratio), dealumination faujasite (ultra-stable Y type) Zeolite: USY), high silica adsorption such as mesoporous silicate (MCM-41, FSM-16, low temperature acidic synthetic mesoporous silicate using silica source of tetraethoxysilane, low temperature acidic synthetic mesoporous silicate using low molecular silicic acid as silica source) Agents.
【００２１】これらの高シリカ吸着剤のうち、シリカゲ
ルは、不純物の吸着能力が比較的低く、水に対する耐性
も低いが、高シリカペンタシルゼオライトや脱アルミニ
ウムフォージャサイトやメソポーラスシリケートなど
は、不純物の吸着能力が比較的高く、水に対する耐性も
高いため、非常に好ましい。Among these high silica adsorbents, silica gel has a relatively low impurity adsorption capacity and low water resistance, but high silica pentasil zeolite, dealuminated faujasite, mesoporous silicate, etc. It is highly preferable because of its relatively high adsorption capacity and high water resistance.
【００２２】なお、高シリカペンタシルゼオライトは、
シリカ源として珪酸ナトリウムやヒュームドシリカを用
い、有機テンプレートとしてテトラプロピルアンモニウ
ムブロミドを用い、１５０〜１８０℃程度で水熱合成を
行うことにより得られる（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比：１
０〜１０００程度）。The high-silica pentasil zeolite is
Obtained by performing hydrothermal synthesis at about 150 to 180 ° C. using sodium silicate or fumed silica as a silica source and tetrapropylammonium bromide as an organic template (SiO 2 / Al 2 O 3 ratio: 1
0-1000).
【００２３】また、脱アルミニウムフォージャサイト
は、Ｎａ−Ｙ型ゼオライト（ＳｉＯ2／Ａｌ2 Ｏ3 比：
５程度）をアンモニア水で処理し、ゼオライトの骨格を
なすＡｌの大半を除去することにより得られる（ＳｉＯ
2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比：１０〜４００）。The dealuminated faujasite is a Na-Y type zeolite (SiO 2 / Al 2 O 3 ratio:
(About 5) is treated with aqueous ammonia to remove most of the Al forming the skeleton of the zeolite (SiO 2
2 / Al 2 O 3 ratio: 10 to 400).
【００２４】また、メソポーラスシリケートは、１０〜
１０００Åのメソ孔を有するシリカ系多孔質体であっ
て、その製造条件等により、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比が
１０程度から、実質的にＳｉＯ2 のみのタイプまで得る
ことができる。The mesoporous silicate has a content of 10 to 10.
It is a silica-based porous body having 1000 Å mesopores, and SiO 2 / Al 2 O 3 ratios of about 10 to substantially SiO 2 only can be obtained depending on the manufacturing conditions and the like.
【００２５】例えば、ＭＣＭ−４１は、モービル社によ
り開発されたものであり、シリカ源として水ガラスや珪
酸ナトリウムなどを用い、有機テンプレートとしてカチ
オン系界面活性剤（炭素数８以上）を用い、温度１４０
℃、ｐＨ１３．５で製造することにより得られる（比表
面積：１６００ｍ2 ／ｇ程度，ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ
3比：１０００程度）。For example, MCM-41 was developed by Mobil Co., using water glass or sodium silicate as a silica source, a cationic surfactant (having 8 or more carbon atoms) as an organic template, and a temperature. 140
It is obtained by manufacturing at ℃, pH 13.5 (specific surface area: about 1600 m 2 / g, SiO 2 / Al 2 O
3 ratio: about 1000).
【００２６】ＦＭＳ−１６は、黒田、稲垣等により開発
され、カネマイトにカチオン系界面活性剤をインターカ
レーションすることによりＭＣＭ−４１と類似した構造
をなすものが得られる（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比：１０
００程度）。FMS-16 was developed by Kuroda, Inagaki and others, and by intercalating a cationic surfactant in kanemite, one having a structure similar to MCM-41 (SiO 2 / Al 2 O) can be obtained. 3 ratio: 10
00).
【００２７】低温酸性合成メソポーラスシリケート
は、stucky等により提唱された方法、すなわち、シリカ
源としてテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を用い、有
機テンプレートとしてカチオン系界面活性剤を用い、室
温下、ｐＨ１以下で合成することにより得られ、その合
成条件等により、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比を１０程度か
ら実質的にＳｉＯ2 のみにまで調整可能である。The low temperature acidic synthetic mesoporous silicate is synthesized at a pH of 1 or less at room temperature using a method proposed by stucky et al., That is, tetraethoxysilane (TEOS) is used as a silica source, a cationic surfactant is used as an organic template. The SiO 2 / Al 2 O 3 ratio can be adjusted from about 10 to substantially only SiO 2 depending on the synthesis conditions and the like.
【００２８】低温酸性合成メソポーラスシリケート
は、本発明者等により開発された方法、すなわち、縮重
合したシリカを含まない珪酸をシリカ源として用い、カ
チオン系界面活性剤を有機テンプレートとして用い、室
温下、ｐＨ１以下で合成することにより得られ、その合
成条件等により、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 比を１０程度か
ら実質的にＳｉＯ2 のみにまで調整可能である。The low temperature acidic synthetic mesoporous silicate is prepared by the method developed by the present inventors, that is, silicic acid containing no condensation-polymerized silica is used as a silica source, and a cationic surfactant is used as an organic template at room temperature. It is obtained by synthesizing at pH 1 or less, and the SiO 2 / Al 2 O 3 ratio can be adjusted from about 10 to substantially only SiO 2 depending on the synthesizing conditions and the like.
【００２９】このようにして構成されたオゾン発生装置
の作用を次に説明する。電源３１を作動してオゾン側セ
パレータ２１と水素側セパレータ２２との間に電気を流
すと共に、気液分離容器３２内から配管３４を介してオ
ゾン側セパレータ２１の流通路２１ａ内に原料水１を送
給すると、原料水１が電解セル１０で電気化学的に反応
し、オゾン極１２から酸素２およびオゾン３が発生し、
水素極１３から水素４が発生する。The operation of the ozone generator thus constructed will be described below. The power source 31 is operated to flow electricity between the ozone-side separator 21 and the hydrogen-side separator 22, and the raw water 1 is supplied from the gas-liquid separation container 32 through the pipe 34 into the flow passage 21a of the ozone-side separator 21. When fed, the raw material water 1 electrochemically reacts in the electrolytic cell 10 to generate oxygen 2 and ozone 3 from the ozone electrode 12,
Hydrogen 4 is generated from the hydrogen electrode 13.
【００３０】オゾン極１２から発生した酸素２およびオ
ゾン３は、ガスリフト作用により、未反応の原料水１と
共にオゾン側セパレータ２１の流通路２１ａから配管３
３を介して気液分離容器３２内に流入し、上方から送出
されて利用される。また、水素極１３から発生した水素
４は、水素側セパレータ２２の流通路２２ａから外部へ
送出されて回収される。Oxygen 2 and ozone 3 generated from the ozone electrode 12 together with the unreacted raw material water 1 from the flow passage 21a of the ozone side separator 21 through the pipe 3 due to the gas lift action.
The gas flows into the gas-liquid separation container 32 via 3 and is delivered from above and used. Further, the hydrogen 4 generated from the hydrogen electrode 13 is sent to the outside from the flow passage 22a of the hydrogen side separator 22 and collected.
【００３１】一方、酸素２およびオゾン３のガスリフト
作用により気液分離容器３２内に流入した原料水１は、
配管３４を介してオゾン側セパレータ２１の流通路２１
ａ内に再び送給されて再利用、すなわち、循環させられ
る。On the other hand, the raw material water 1 that has flowed into the gas-liquid separation container 32 by the gas lift action of oxygen 2 and ozone 3 is
The flow passage 21 of the ozone side separator 21 via the pipe 34
It is fed again into a and reused, that is, circulated.
【００３２】このようにオゾン３を発生させて、気液分
離容器３２内の原料水１が所定量以下となったら、バル
ブ３６を開放して原料水１を補充することにより、原料
水１を常に一定量で循環させながらオゾン３を連続的に
発生させることができる。As described above, when the ozone 3 is generated and the amount of the raw water 1 in the gas-liquid separation container 32 becomes less than the predetermined amount, the valve 36 is opened to replenish the raw water 1. Ozone 3 can be continuously generated while constantly circulating a constant amount.
【００３３】ここで、原料水１は、気液分離容器３２内
からオゾン側セパレータ２１の流通路２１ａ内に流入す
る際に配管３４を介して前記吸着剤槽３７内を流通する
ので、金属材料部分との接触等により含有した金属イオ
ンなどの不純物が吸着剤槽３７内の前記吸着剤で吸着除
去されるようになる。Here, since the raw material water 1 flows through the adsorbent tank 37 through the pipe 34 when flowing into the flow passage 21a of the ozone-side separator 21 from the inside of the gas-liquid separation container 32, the metallic material is used. Impurities such as metal ions contained due to contact with the portion are adsorbed and removed by the adsorbent in the adsorbent tank 37.
【００３４】このため、電解セル１０に供給される原料
水１は、常に高純度を保つようになるので、長期にわた
って連続運転しても、原料水１中の不純物の濃度の上昇
を抑制することができる。For this reason, the raw water 1 supplied to the electrolysis cell 10 is always kept in high purity, so that even if the raw water 1 is continuously operated for a long period of time, it is possible to suppress an increase in the concentration of impurities in the raw water 1. You can
【００３５】したがって、原料水１を循環させても、電
解セル１０での電気化学反応の効率低下を防止すること
ができ、オゾン３の発生効率の悪化を防止することがで
きる。Therefore, even if the raw water 1 is circulated, the efficiency of the electrochemical reaction in the electrolysis cell 10 can be prevented from being lowered, and the generation efficiency of the ozone 3 can be prevented from being deteriorated.
【００３６】なお、本実施の形態では、原料水１の循環
を酸素２およびオゾン３のガスリフト作用により行うよ
うにしたが、例えば、図２に示すように、配管３４の途
中に循環ポンプ３８を設けて原料水１を強制的に循環さ
せることも可能である。In this embodiment, the circulation of the raw material water 1 is performed by the gas lift action of oxygen 2 and ozone 3. However, for example, as shown in FIG. 2, a circulation pump 38 is provided in the middle of the pipe 34. It is also possible to provide and forcibly circulate the raw material water 1.
【００３７】また、本実施の形態では、不純物除去手段
として、吸着剤を充填した吸着剤槽３７を配管３４に設
けたが、例えば、図２に示すように、オゾン側セパレー
タ２１の流通路２１ａ内に吸着剤３９を充填することも
可能である。In this embodiment, the adsorbent tank 37 filled with the adsorbent is provided in the pipe 34 as the impurity removing means. For example, as shown in FIG. 2, the flow passage 21a of the ozone side separator 21 is provided. It is also possible to fill the inside with the adsorbent 39.
【００３８】本発明によるオゾン発生装置の第二番目の
実施の形態、すなわち、電解ユニットを複数連結してス
タックを構成した場合を図３を用いて説明する。なお、
図３は、その概略構成図である。ただし、前述した第一
番目の実施の形態の部材と同様な部分については、前述
した第一番目の実施の形態の説明で用いた符号と同様な
符号を用いることにより、その説明を省略する。A second embodiment of the ozone generator according to the present invention, that is, a case where a plurality of electrolysis units are connected to form a stack will be described with reference to FIG. In addition,
FIG. 3 is a schematic configuration diagram thereof. However, the same parts as the members of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment described above, and the description thereof will be omitted.
【００３９】図３に示すように、電解セル１０のオゾン
極１２側には、オゾン側セパレータ２１が当接してい
る。電解セル１０の水素極１３側には、水素側セパレー
タ２２が当接している。オゾン側セパレータ２１には、
上記オゾン極１２と外部とを連通する流通路２１ａが形
成されている。水素側セパレータ２２には、上記水素極
１３と外部とを連通する流通路２２ａが形成されてい
る。As shown in FIG. 3, an ozone side separator 21 is in contact with the ozone electrode 12 side of the electrolysis cell 10. A hydrogen side separator 22 is in contact with the hydrogen electrode 13 side of the electrolysis cell 10. In the ozone side separator 21,
A flow passage 21a that connects the ozone electrode 12 and the outside is formed. The hydrogen-side separator 22 is formed with a flow passage 22a that connects the hydrogen electrode 13 to the outside.
【００４０】このような電解セル１０、オゾン側セパレ
ータ２１、水素側セパレータ２２などにより電解ユニッ
ト２０が構成され、オゾン側セパレータ２１と水素側セ
パレータ２２とを当接させるように当該電解ユニット２
０を電気的に複数（図３では３つ）連結してスタック３
０を構成して電解槽としている。An electrolysis unit 20 is constituted by the electrolysis cell 10, the ozone side separator 21, the hydrogen side separator 22 and the like, and the electrolysis unit 2 is brought into contact with the ozone side separator 21 and the hydrogen side separator 22.
A plurality of 0s are electrically connected (three in FIG. 3) to form a stack 3
0 is configured as an electrolytic cell.
【００４１】前記オゾン側セパレータ２１の流通路２１
ａの下端には、フッ素樹脂や塩化ビニルなどの樹脂から
なる供給側マニホールド４１の本体部４１ａが所定の長
さを有する管部４１ｂを介して連結されている。この供
給側マニホールド４１の内部には、前述した実施の形態
で用いた吸着剤３９が充填されている。オゾン側セパレ
ータ２１の流通路２１ａの上端には、フッ素樹脂や塩化
ビニルなどの樹脂からなる送出側マニホールド４２の本
体部４２ａが所定の長さを有する管部４２ｂを介して連
結されている。この送出側マニホールド４２の内部に
も、上記吸着剤３９が充填されている。このような供給
側マニホールド４１、送出用マニホールド４２などによ
り、本実施の形態では不純物除去手段を構成している。The flow passage 21 of the ozone side separator 21
The main body portion 41a of the supply-side manifold 41 made of a resin such as fluororesin or vinyl chloride is connected to the lower end of a through a pipe portion 41b having a predetermined length. The inside of the supply side manifold 41 is filled with the adsorbent 39 used in the above-described embodiment. The main body portion 42a of the delivery-side manifold 42 made of a resin such as fluororesin or vinyl chloride is connected to the upper end of the flow passage 21a of the ozone-side separator 21 via a pipe portion 42b having a predetermined length. The inside of the delivery side manifold 42 is also filled with the adsorbent 39. The supply side manifold 41, the delivery manifold 42, and the like constitute the impurity removing means in the present embodiment.
【００４２】上記送出側マニホールド４２は、配管３３
を介して気液分離容器３２の上方に連結されている。上
記供給側マニホールド４１は、配管３４を介して気液分
離容器３２の下部に連結されている。配管３４の途中に
は、イオン交換樹脂等により高度に精製処理された原料
水１を送給する配管３５がバルブ３６を介して連結され
ている。配管３４の配管３５の連結部分の下流側には、
循環ポンプ３８が設けられている。The delivery side manifold 42 is provided with a pipe 33.
It is connected above the gas-liquid separation container 32 via. The supply-side manifold 41 is connected to the lower portion of the gas-liquid separation container 32 via the pipe 34. In the middle of the pipe 34, a pipe 35 for feeding the raw water 1 highly purified by an ion exchange resin or the like is connected via a valve 36. On the downstream side of the connecting portion of the pipe 35 of the pipe 34,
A circulation pump 38 is provided.
【００４３】このようなオゾン発生装置では、循環ポン
プ３８を作動して気液分離容器３２内の原料水１を送給
すると、原料水１は、供給側マニホールド４１内に流入
し、金属イオン等の不純物が吸着剤３９により吸着除去
されながらオゾン側セパレータ２１の流通路２１ａ内に
流入し、前述した実施の形態の場合と同様にして原料水
１が電解セル１０で電気化学的に反応してオゾン極１２
から酸素２およびオゾン３が発生し、未反応の原料水１
が当該酸素２およびオゾン３と共にオゾン側セパレータ
２１の流通路２１ａから送出用マニホールド４２内に流
入し、当該オゾン側セパレータ２１との接触によりわず
かながらも含有してしまった金属イオン等の不純物を吸
着剤３９で吸着除去されてから気液分離容器３２内に送
給された後、再び利用される。In such an ozone generator, when the circulation pump 38 is operated to feed the raw material water 1 in the gas-liquid separation container 32, the raw material water 1 flows into the supply-side manifold 41, and metal ions, etc. Impurities are adsorbed and removed by the adsorbent 39 and flow into the flow passage 21a of the ozone-side separator 21, and the raw material water 1 electrochemically reacts in the electrolysis cell 10 in the same manner as in the above-described embodiment. Ozone pole 12
Oxygen 2 and ozone 3 are generated from it, and unreacted raw water 1
Adsorbs impurities, such as metal ions, which have flowed into the delivery manifold 42 from the flow passage 21a of the ozone-side separator 21 together with the oxygen 2 and ozone 3 and have been slightly contained due to contact with the ozone-side separator 21. After being adsorbed and removed by the agent 39, it is fed into the gas-liquid separation container 32 and then reused.
【００４４】このため、電解セル１０に供給される原料
水１は、常に高純度を保つようになるので、前述した実
施の形態の場合と同様に長期にわたって連続運転して
も、原料水１中の不純物の濃度の上昇を抑制することが
できる。For this reason, the raw water 1 supplied to the electrolysis cell 10 always maintains a high purity. Therefore, even if the raw water 1 is continuously operated for a long time as in the case of the above-described embodiment, It is possible to suppress the increase in the concentration of the impurities.
【００４５】したがって、前述した実施の形態の場合と
同様に、原料水１を循環させても、電解セル１０での電
気化学反応の効率低下を防止することができ、オゾン３
の発生効率の悪化を防止することができる。Therefore, as in the case of the above-described embodiment, even if the raw water 1 is circulated, the efficiency of the electrochemical reaction in the electrolysis cell 10 can be prevented from decreasing, and the ozone 3
It is possible to prevent deterioration of the generation efficiency of.
【００４６】[0046]
【発明の効果】本発明によるオゾン発生装置は、原料水
を電気化学的に反応させてオゾンを発生させる電解槽
と、前記電解槽に前記原料水を供給すると共に、当該電
解槽で反応せずに送出された当該原料水を当該電解槽に
再び供給するように循環させる原料水循環手段とを備え
てなるオゾン発生装置において、前記原料水中の不純物
を当該原料水から除去する不純物除去手段を設けたの
で、電解槽に供給される原料水を常に高純度に保つこと
ができる。このため、長期にわたって原料水を循環させ
ながら連続運転しても、原料水中の不純物の濃度の上昇
を抑制することができるので、電解槽での電気化学反応
の効率低下を防止することができ、オゾンの発生効率の
悪化を防止することができる。EFFECT OF THE INVENTION The ozone generator according to the present invention includes an electrolytic cell for electrochemically reacting raw material water to generate ozone, and the raw material water is supplied to the electrolytic cell without causing reaction in the electrolytic cell. In the ozone generator comprising a raw material water circulating means for circulating the raw material water sent to the electrolyzer again, an impurity removing means for removing impurities in the raw material water from the raw material water is provided. Therefore, the raw material water supplied to the electrolytic cell can always be kept in high purity. Therefore, even when continuously operating while circulating the raw material water for a long period of time, since it is possible to suppress the increase in the concentration of impurities in the raw material water, it is possible to prevent a decrease in the efficiency of the electrochemical reaction in the electrolytic cell, It is possible to prevent deterioration of ozone generation efficiency.
【００４７】また、前記不純物除去手段が前記原料水循
環手段に設けられ、前記不純物を吸着する吸着剤を内部
に充填された吸着剤槽であれば、上述した効果を容易に
得ることができる。Further, if the adsorbent tank in which the impurity removing means is provided in the raw water circulating means and the adsorbent for adsorbing the impurities is filled in the adsorbent tank, the above-mentioned effects can be easily obtained.
【００４８】また、前記不純物除去手段が前記電解槽の
前記原料水の流通路内に充填され、前記不純物を吸着す
る吸着剤であれば、上述した効果を容易に得ることがで
きる。Further, if the impurity removing means is an adsorbent which is filled in the flow passage of the raw material water of the electrolytic cell and adsorbs the impurities, the above-mentioned effects can be easily obtained.
【００４９】また、前記不純物除去手段が前記電解槽の
前記原料水の流通路の供給側に連結され、前記不純物を
吸着する吸着剤を内部に充填された供給側マニホールド
と、前記電解槽の前記原料水の前記流通路の送出側に連
結され、前記吸着剤を内部に充填された送出側マニホー
ルドとを備えてなれば、電解ユニットを複数連結したス
タックからなる電解槽の場合において、上述した効果を
容易に得ることができる。Further, the impurity removing means is connected to the supply side of the flow path of the raw material water of the electrolytic cell, and the supply side manifold is filled with an adsorbent for adsorbing the impurities, and the electrolytic cell. In the case of an electrolytic cell including a stack in which a plurality of electrolytic units are connected, the above-mentioned effects can be obtained by including a delivery-side manifold that is connected to the delivery side of the flow path of the raw material water and that is filled with the adsorbent. Can be easily obtained.
【００５０】また、前記供給側マニホールドおよび前記
送出側マニホールドが本体部と、当該本体部と前記流通
路とを連結する管部とを各々備えてなれば、電解ユニッ
トを複数連結したスタックからなる電解槽の場合におい
て、上述した効果をさらに確実に得ることができる。If the supply-side manifold and the delivery-side manifold each include a main body portion and a pipe portion that connects the main body portion and the flow passage, an electrolysis unit including a stack of a plurality of electrolysis units connected to each other. In the case of a tank, the above-mentioned effects can be obtained more reliably.
【００５１】また、前記供給側マニホールドおよび前記
送出側マニホールドが樹脂製であれば、電解ユニットを
複数連結したスタックからなる電解槽の場合において、
上述した効果をさらに確実に得ることができる。If the supply-side manifold and the delivery-side manifold are made of resin, in the case of an electrolytic cell comprising a stack in which a plurality of electrolytic units are connected,
The effects described above can be obtained more reliably.
【図１】本発明によるオゾン発生装置の第一番目の実施
の形態の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of an ozone generator according to the present invention.
【図２】本発明によるオゾン発生装置の第一番目の実施
の形態の他の例の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of another example of the first embodiment of the ozone generator according to the present invention.
【図３】本発明によるオゾン発生装置の第二番目の実施
の形態の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of an ozone generator according to the present invention.
【図４】従来のオゾン発生装置の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional ozone generator.
１ 原料水 ２ 酸素 ３ オゾン ４ 水素 １０ 電解セル １１ イオン交換膜 １２ オゾン極 １３ 水素極 ２１ オゾン側セパレータ ２１ａ 流通路 ２２ 水素側セパレータ ２２ａ 流通路 ３１ 電源 ３２ 気液分離容器 ３３〜３５ 配管 ３６ バルブ ３７ 吸着剤槽 ３８ 循環ポンプ ３９ 吸着剤 ４１ 供給側マニホールド ４１ａ 本体部 ４１ｂ 管部 ４２ 送出側マニホールド ４２ａ 本体部 ４２ｂ 管部 Raw material water 2 oxygen 3 ozone 4 hydrogen 10 Electrolysis cell 11 Ion exchange membrane 12 ozone pole 13 Hydrogen electrode 21 Ozone side separator 21a Flow passage 22 Hydrogen side separator 22a flow passage 31 power supply 32 gas-liquid separation container 33-35 piping 36 valves 37 Adsorbent tank 38 Circulation pump 39 Adsorbent 41 Supply side manifold 41a main body 41b pipe section 42 Delivery side manifold 42a main body 42b pipe section
フロントページの続き (72)発明者 安武 昭典 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三菱重工業株式会社 長崎研究所内 (56)参考文献 特開 平10−43777（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−311585（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−130876（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25B 1/00 - 15/08 C01B 13/00 Front page continuation (72) Inventor Akinori Yasutake 5-717-1, Fukahori-cho, Nagasaki-shi, Nagasaki Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagasaki Research Institute (56) Reference JP-A-10-43777 (JP, A) JP-A-4 -311585 (JP, A) JP-A-10-130876 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C25B 1/00-15/08 C01B 13/00
Claims (5)
を発生させる電解槽と、 前記電解槽に前記原料水を供給する供給手段と、 前記電解槽で反応せずに送出された未反応水を当該電解
槽に再び供給するように循環させる循環手段と を備えてなるオゾン発生装置において、 前記未反応水中の不純物を当該未反応水から除去する不
純物除去手段を設け、 前記不純物除去手段が、 前記循環手段に設けられ、前記不純物を吸着する高シリ
カ吸着剤を内部に充填された吸着剤槽である ことを特徴
とするオゾン発生装置。1. A raw water and electrolytic cell electrochemically reacted to generate ozone, said supply means for supplying the raw water to the electrolytic cell, unreacted sent without reacting with the electrolyte bath in the ozone generating apparatus comprising a circulating means for circulating to again supply water to the electrolytic cell, the impurity removing means for removing impurities of the unreacted water from said unreacted water provided, said impurity removing means , provided in the circulation unit, high silica to adsorb the impurities
An ozone generator characterized by being an adsorbent tank filled with an adsorbent .
を発生させる電解槽と、 前記電解槽に前記原料水を供給する供給手段と、 前記電解槽で反応せずに送出された未反応水を当該電解
槽に再び供給するように循環させる循環手段と を備えてなるオゾン発生装置において、 前記未反応水中の不純物を当該未反応水から除去する不
純物除去手段を設け、 前記不純物除去手段が、 前記未反応水の流通する前記電解槽の 流通路内に充填さ
れ、前記不純物を吸着する高シリカ吸着剤であることを
特徴とするオゾン発生装置。2. Ozone is produced by electrochemically reacting raw material water.
And an electrolyzer for generating the raw material water to the electrolyzer, and the unreacted water sent without reacting in the electrolyzer
In an ozone generator provided with a circulation means for circulating so as to supply the unreacted water again to the tank, it is possible to remove impurities in the unreacted water from the unreacted water.
Pure object removing means is provided, it said impurity removing means, said filled in the electrolytic bath passage of circulating the unreacted water, an ozone generator which is a high silica adsorbent to adsorb the impurities .
を発生させる電解槽と、 前記電解槽に前記原料水を供給する供給手段と、 前記電解槽で反応せずに送出された未反応水を当該電解
槽に再び供給するように循環させる循環手段と を備えてなるオゾン発生装置において、 前記未反応水中の不純物を当該未反応水から除去する不
純物除去手段を設け、 前記不純物除去手段が、 前記未反応水の流通する前記電解槽の 流通路の供給側に
連結され、前記不純物を吸着する高シリカ吸着剤を内部
に充填された供給側マニホールドと、前記未反応水の流通する前記電解槽の 流通路の送出側に
連結され、前記高シリカ吸着剤を内部に充填された送出
側マニホールドとを備えてなることを特徴とするオゾン
発生装置。3. Ozone is produced by electrochemically reacting raw material water.
And an electrolyzer for generating the raw material water to the electrolyzer, and the unreacted water sent without reacting in the electrolyzer
In an ozone generator provided with a circulation means for circulating so as to supply the unreacted water again to the tank, it is possible to remove impurities in the unreacted water from the unreacted water.
Pure object removing means is provided, said impurity removing means, coupled to said supply side of the flow passage of the electrolytic bath flows of unreacted water, the supply side of the high-silica adsorbent to adsorb the impurities is filled therein An ozone generator comprising: a manifold; and a delivery-side manifold, which is connected to a delivery side of a flow passage of the electrolytic cell through which the unreacted water flows , and is filled with the high silica adsorbent therein. .
が、 本体部と、前記 本体部と前記流通路とを連結する管部とを各々備え
てなることを特徴とするオゾン発生装置。4. The method of claim 3, the ozone which the supply-side manifold and the delivery-side manifold, and wherein the body portion, to become each comprise a tube portion which connects the flow passage and the body portion Generator.
が樹脂製であることを特徴とするオゾン発生装置。5. The ozone generator according to claim 3 , wherein the supply-side manifold and the delivery-side manifold are made of resin.
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