JP3835995B2 - オゾン発生装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、オゾン発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の水電解式のオゾン発生装置の概略構成を図3に示す。
【0003】
図3に示すように、純水などのような原料水100を貯溜する原料水タンク112の下方の原料水送出口は、当該原料水タンク112よりも下方に配設された電解槽111の下方の原料受入口に連絡している。電解槽111には、市水などの冷却水102を流通させて電解槽111内を冷却する冷却通路111aが設けられている。電解槽111の上方のオゾン送出口は、上記原料水タンク112の側面下方のオゾン受入口に連絡している。原料水タンク112は、上方がオゾン送出口を介して後工程に連絡し、側面上方寄りが原料水受入口を介して図示しない原料水供給源(例えばイオン交換塔等)に連絡している。
【0004】
このようなオゾン発生装置110においては、電解槽111の冷却通路111a内に冷却水102を送給すると共に、電解槽111を作動させると、電解槽111内が冷却水102により冷却通路111aを介して冷却されながら原料水100が電解されて酸素ガス(O2 )も含んだオゾン(O3 )101が発生し、前記オゾン送出口から原料水タンク112の前記オゾン受入口を介して当該原料水タンク112内に流入して気液分離され、前記オゾン送出口から後工程へ送出される。
【0005】
また、原料水100は、電解槽111の前記オゾン送出口から送出される前記オゾン101のガスリフト作用により、当該オゾン101と共に原料水タンク112内に送出され、これを駆動力として、原料水タンク112内の原料水100が前記原料水送出口から電解槽111の前記原料水受入口を介して当該電解槽111内に供給される一方、電解等により消費された分が前記原料水供給源から原料水タンク112の前記原料水受入口を介して当該原料水タンク112内に補充される。
【0006】
【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110においては、電解槽111の冷却通路111a内に市水などの冷却水102を流通させて電解槽111内を冷却しているため、市水温度等の影響により、電解槽111内および原料水100の保持温度が変動しやすく、オゾン101の生成率が低下してしまう場合があった。例えば、冬期の場合、オゾン101の生成率が13%程度あるものの、夏期の場合、オゾン101の生成率が10%程度に低下してしまっていた。
【0007】
このようなことから、本発明は、オゾン生成率の低下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する。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明によるオゾン発生装置は、原料水を電気分解してオゾンを発生させる電解槽と、前記電解槽に供給する前記原料水を貯溜する原料水タンクと、前記電解槽および前記原料水タンクにそれぞれ設けられ、内部に冷却液を流通させて当該電解槽内および当該原料水タンク内を冷却する冷却通路と、前記冷却液を所定の温度に冷却すると共に、当該冷却液を前記冷却通路内に送給しながら当該冷却通路から回収するように循環させる冷却液循環冷却手段と、前記電解槽で発生した前記オゾンを滞留させるオゾンタンクと、前記オゾンタンクに設けられ、前記冷却液循環冷却手段からの前記冷却液を内部に流通させて前記オゾンを冷却させる冷却通路とを備えてなることを特徴とする。
【0010】
第二番目の発明によるオゾン発生装置は、第一番目の発明において、前記オゾンタンク内で凝縮生成した水分を前記電解槽および前記原料水タンクの少なくとも一方に戻すようにしたことを特徴とする。
【0011】
第三番目の発明によるオゾン発生装置は、第一番目又は第二番目の発明において、前記電解槽で発生した前記オゾンを前記原料水タンク内に送給するようにしたことを特徴とする。
【0012】
第四番目の発明によるオゾン発生装置は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記冷却液循環冷却手段が、冷媒を介して前記冷却液を所定の温度に冷却するチラーを備えていることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明によるオゾン発生装置の実施の形態を図面を用いて説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【0014】
[第一番目の実施の形態]
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。図1は、オゾン発生装置の概略構成図である。
【0015】
図1に示すように、純水等の原料水100を貯溜する原料水タンク12の下方の原料水送出口は、当該原料水タンク12よりも下方に配設された電解槽11の下方の原料受入口に連絡している。電解槽11の上方のオゾン送出口は、上記原料水タンク12の側面下方のオゾン受入口に連絡している。原料水タンク12は、上方がオゾン送出口を介して図示しない後工程に連絡し、側面上方寄りが原料水受入口を介して図示しない原料水供給源(例えばイオン交換塔等)に連絡している。
【0016】
前記電解槽11内および前記原料水タンク12内には、冷却液である冷却水102を流通させて当該電解槽11内および当該原料水タンク12内を冷却する冷却通路11a,12aがそれぞれ設けられている。原料水タンク12の冷却通路12aの冷却水流入側は、冷媒を介して冷却水102を所定の温度に冷却して送出する冷却液循環冷却手段であるチラー13の冷却水送出口に連絡している。原料水タンク12の冷却通路12aの冷却水流出側は、電解槽11の冷却通路11aの冷却水流入側に連絡している。電解槽11の冷却通路11aの冷却水流出側は、上記チラー13の冷却水受入口に連絡している。
【0017】
このようなオゾン発生装置10においては、電解槽11を作動させると、電解槽11内の原料水100が電解されて酸素ガス(O2 )も含んだオゾン(O3 )101が発生し、前記オゾン送出口から原料水タンク12の前記オゾン受入口を介して原料水タンク12内に流入して気液分離され、前記オゾン送出口から後工程へ送出される。
【0018】
また、原料水100は、電解槽11の前記オゾン送出口から送出される前記オゾン101のガスリフト作用により、当該オゾン101と共に原料水タンク12内に送出され、これを駆動力として、原料水タンク12内の原料水100が前記原料水送出口から電解槽11の前記原料水受入口を介して当該電解槽11内に供給される一方、電解等により消費された分が前記原料水供給源から原料水タンク12の前記原料水受入口を介して当該原料水タンク12内に補充される。
【0019】
このようにして原料水100を電解してオゾン101を発生させるにあたって、チラー13を作動して、冷媒を介して所定の温度に冷却した冷却水102を送出すると、当該冷却水102は、原料水タンク12の冷却通路12a内を流通して当該原料水タンク12内を冷却して原料水100を所定の温度に冷却し、引き続き、電解槽11の冷却通路11a内を流通して当該電解槽11内を所定の温度に冷却した後、チラー13内に回収され、冷媒を介して所定の温度に再び冷却されてから再度送出されることにより循環する。
【0020】
つまり、従来は、市水をそのまま用いた冷却水102により電解槽111内を冷却するようにしていたが、本実施の形態は、冷媒で所定の温度に冷却した冷却水102により電解槽11内および原料水タンク12内を所定の温度に冷却するようにしたのである。
【0021】
このため、上記オゾン発生装置10においては、所定の温度に冷却された原料水100が電解槽11内に供給されると共に、電解槽11内が所定の温度に維持されるようになる。
【0022】
したがって、本実施の形態のオゾン発生装置10によれば、電解槽11内の温度を常に一定に保持することができるので、オゾン101を一定の生成率で発生させることができ、オゾン生成率の低下を防止することができる。
【0023】
また、前記冷却通路11a,12a内を流通した冷却水102を回収して循環させるようにしたので、冷却水102を有効に利用することができ、ランニングコストを削減することができる。
【0024】
[第二番目の実施の形態]
本発明によるオゾン発生装置の第二番目の実施の形態を図2を用いて説明する。図2は、オゾン発生装置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一の符号を用いることにより、その説明を省略する。
【0025】
図2に示すように、原料水タンク12の上方のオゾン送出口は、当該原料水タンク12よりも上方に配設されたオゾンタンク24の側面下方寄りのオゾン受入口に連絡している。オゾンタンク24の下方の原料水送出口は、前記電解槽11の前記原料水受入口に連絡している。オゾンタンク24の上方のオゾン送出口は、図示しない後工程に連絡している。
【0026】
上記オゾンタンク24内には、冷却水102を流通させてオゾン101を冷却する冷却通路24aが設けられている。このオゾンタンク24の冷却通路24aは、冷却水流入側が前記チラー13の冷却水送出口に連絡し、冷却水流出口が前記原料水タンク12の冷却通路12aの冷却水流入側に連絡している、すなわち、チラー13と原料水タンク12の冷却通路12aとの間に位置するように配設されている。
【0027】
このようなオゾン発生装置20においては、チラー13を作動して、冷媒によって所定の温度に冷却した冷却水102を送出すると、当該冷却水102が、オゾンタンク24の冷却通路24a内を流通した後に、原料水タンク12および電解槽11の前記冷却通路12a,11a内を流通してからチラー13内に戻るように循環流通する。
【0028】
また、電解槽11で生成して原料水タンク12内で気液分離された湿潤状態のオゾン101は、前記オゾン送出口を介してオゾンタンク24の前記オゾン受入口から当該オゾンタンク24内に送給されると、当該オゾンタンク24内に滞留し、上記冷却通路24a内を流通する冷却水102によって所定の温度に冷却されることにより、自己分解を抑制されつつ、含有する水分を凝縮除去された後に、前記オゾン送出口を介して後工程へ送出される。
【0029】
このとき、オゾン101の冷却に伴って凝縮除去された水分(原料水100)は、前記原料水送出口を介して電解槽11の前記原料水受入口から当該電解槽11内へ戻される。
【0030】
つまり、前述した第一番目の実施の形態によるオゾン発生装置10では、電解槽11内および原料水タンク12内を所定の温度に冷却するようにしたが、本実施の形態によるオゾン発生装置20では、電解槽11内および原料水タンク12内を所定の温度に冷却すると共に、気液分離されたオゾン101も所定の温度に冷却するようにしたのである。
【0031】
このため、本実施の形態のオゾン発生装置20においては、生成したオゾン101の自己分解を抑制することができると共に、当該オゾン101中に含まれている水分を凝縮除去してから後工程へ送出することができる。
【0032】
したがって、本実施の形態のオゾン発生装置20によれば、前述した第一番目の実施の形態のオゾン発生装置10と同様な効果を得ることができるのはもちろんのこと、オゾン101の生成率をさらに向上させることができる(約17%)と共に、後工程への水分の流出を確実に防止することができ、流路の途中に設けられている流量調整弁や逆止弁等のような流体制御機器類等への水滴の付着による動作不良の発生を大幅に抑制することができる。
【0033】
[他の実施の形態]
なお、前述した第二番目の実施の形態では、オゾンタンク24内でオゾン101から凝縮除去した水分(原料水100)を電解槽11内へ戻すようにしたが、他の実施の形態として、オゾンタンク24内でオゾン101から凝縮除去した水分(原料水100)を原料水タンク12内へ戻すようにしたり、電解槽11および原料水タンク12の両方へ戻すようにしてもよい。
【0034】
【発明の効果】
第一番目の発明によるオゾン発生装置は、原料水を電気分解してオゾンを発生させる電解槽と、前記電解槽に供給する前記原料水を貯溜する原料水タンクと、前記電解槽および前記原料水タンクにそれぞれ設けられ、内部に冷却液を流通させて当該電解槽内および当該原料水タンク内を冷却する冷却通路と、前記冷却液を所定の温度に冷却すると共に、当該冷却液を前記冷却通路内に送給しながら当該冷却通路から回収するように循環させる冷却液循環冷却手段と、前記オゾンタンクに設けられ、前記冷却液循環冷却手段からの前記冷却液を内部に流通させて前記オゾンを冷却させる冷却通路とを備えてなることから、所定の温度に冷却された冷却液により電解槽内および原料水タンク内が所定の温度に冷却されるので、所定の温度に冷却された原料水が電解槽内に供給されると共に、電解槽内が所定の温度に維持されるようになる。その結果、電解槽内の温度を常に一定に保持することができるので、オゾンを一定の生成率で発生させることができ、オゾン生成率の低下を防止することができる。
また、冷却通路内を流通した冷却液を回収して循環させるようにしたので、冷却液を有効に利用することができ、ランニングコストを削減することができる。
また、オゾンを所定の温度に冷却することができるので、生成したオゾンの自己分解を抑制することができると共に、湿潤状態のオゾン中に含まれている水分を凝縮除去してから送出することができる。その結果、オゾンの生成率をさらに向上させることができると共に、後工程への水分の流出を確実に防止することができ、流路の途中に設けられている流体制御機器類等への水滴の付着による動作不良の発生を大幅に抑制することができる。
【0036】
第二番目の発明によるオゾン発生装置は、第一番目の発明において、前記オゾンタンク内で凝縮生成した水分を前記電解槽および前記原料水タンクの少なくとも一方に戻すようにしたので、原料水を無駄なく使用することができる。
【0037】
第三番目の発明によるオゾン発生装置は、第一番目又は第二番目の発明において、前記電解槽で発生した前記オゾンを前記原料水タンク内に送給するようにしたことから、オゾンのガスリフト作用により、原料水がオゾンと共に電解槽から原料水タンク内に送出され、これを駆動力として、原料水タンク内の原料水が電解槽内に供給されるようになるので、電解槽内への原料水の供給動力源が不要となり、ランニングコストを削減することができると同時に、循環冷却水で冷却された原料水を動力源なしで電解槽内に導入することができる。
【0038】
第四番目の発明によるオゾン発生装置は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記冷却液循環冷却手段が、冷媒を介して前記冷却液を所定の温度に冷却するチラーを備えているので、冷却液循環冷却手段を簡単に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図2】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。
【図3】従来のオゾン発生装置の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
10 オゾン発生装置
11 電解槽
11a 冷却通路
12 原料水タンク
12a 冷却通路
13 チラー
20 オゾン発生装置
24 オゾンタンク
24a 冷却通路
100 原料水
101 オゾン
102 冷却水
Claims (4)
- 原料水を電気分解してオゾンを発生させる電解槽と、
前記電解槽に供給する前記原料水を貯溜する原料水タンクと、
前記電解槽および前記原料水タンクにそれぞれ設けられ、内部に冷却液を流通させて当該電解槽内および当該原料水タンク内を冷却する冷却通路と、
前記冷却液を所定の温度に冷却すると共に、当該冷却液を前記冷却通路内に送給しながら当該冷却通路から回収するように循環させる冷却液循環冷却手段と、
前記電解槽で発生した前記オゾンを滞留させるオゾンタンクと、
前記オゾンタンクに設けられ、前記冷却液循環冷却手段からの前記冷却液を内部に流通させて前記オゾンを冷却させる冷却通路と
を備えてなることを特徴とするオゾン発生装置。 - 請求項1において、
前記オゾンタンク内で凝縮生成した水分を前記電解槽および前記原料水タンクの少なくとも一方に戻すようにした
ことを特徴とするオゾン発生装置。 - 請求項1又は請求項2において、
前記電解槽で発生した前記オゾンを前記原料水タンク内に送給するようにした
ことを特徴とするオゾン発生装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかにおいて、
前記冷却液循環冷却手段が、冷媒を介して前記冷却液を所定の温度に冷却するチラーを備えている
ことを特徴とするオゾン発生装置。
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