JP4087927B2 - オゾン供給装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はオゾン供給装置に関する。さらに詳しくは、電力を使用してオゾンを製造貯蔵し、貯蔵したオゾンを一定の割合で連続的に、または間歇的にオゾン消費物体に供給できるオゾン供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、オゾンを一次的に貯蔵する間歇オゾン供給装置として、図８に示すように、オゾン発生器５０と、酸素供給源５１と、循環ブロア５２と、生成したオゾンを一次的に貯留する吸脱着塔５３と、該吸脱着塔５３を冷却する冷熱源５４と、前記吸脱着塔５３を加熱する加熱源５５、前記吸脱着塔５３からオゾンを減圧吸引して取り出す水流エジェクタ５６と、切換弁群５７ａ〜５７ｇと、オゾンを含んだ液体によって生物除去が行われる被処理物体５８からなるものがある。吸脱着塔５３は二重筒になっており、そのうち内筒はオゾン吸着剤が充填されているとともに、外筒は熱媒体が充填されている。また、吸着剤は一般にシリカゲルが用いられ、熱媒体はエチレングリコールやアルコール類が使用される。なお、前記循環ブロア５２、オゾン発生器５０、吸脱着塔５３の順に一つの循環系を構成している。
【０００３】
つぎに動作について説明する。この動作にはオゾンの吸着動作及び脱着動作の２つの動作がある。
【０００４】
最初に吸着動作について説明する。酸素供給源５１より循環系内が常時一定圧力になるように酸素を供給する。この時の圧力は通常１．５ｋｇ／ｃｍ2に維持されている。切換弁５７ｃと５７ｄが開いた状態で、循環ブロア５２により循環系内に酸素を流通させると、オゾン発生機１の放電空隙中を通過するあいだに無声放電により酸素の一部がオゾンに変換されてオゾン化酸素になり、このオゾン化酸素は吸脱着塔５３へ搬送される。吸脱着塔５３内の吸着剤は、オゾンを選択的に吸着し、残りの酸素は切換弁５７ｃを介して循環ブロア５２に返送される。オゾンとして消費された酸素は酸素供給源２より補充される。このとき、オゾン吸着剤の温度は冷熱源５４により、−３０℃以下に冷却されている。これは吸着剤のオゾン吸着量が温度により大きく変化することによる。すなわち温度を低下させると、オゾン吸着量は増加し、逆に温度が上昇するとオゾンの吸着量は減少するからである。したがって、オゾンを吸着するときは吸着剤を冷却し、オゾンを脱着するときは吸着剤の温度を上昇させる。
【０００５】
前記吸脱着塔５３の吸着剤がオゾン飽和吸着量近くまで吸着すると次に脱着動作へ移行する。脱着動作ではオゾン発生器５０、循環ブロア５２、冷熱源５４が稼動を停止し、切換弁５７ａ〜５７ｄが閉じる。そののち、加熱源５５、水流エジェクタ５６が稼動を始めて切換弁５７ｅ〜５７ｇが開く。このとき吸着剤に吸着されていたオゾンが脱着し易いように加熱源５５より熱が加えられ吸着剤の温度を上昇させる。そして水流エジェクタ７で吸脱着塔５３内のオゾンを一気に減圧吸引し、水流エジェクタ５６内で水中に分散し溶解してオゾン水として被処理物体５８に送られる。これにより、被処理物体５８内で生物除去が行なわれる。この時、減圧吸引することによる吸脱着塔５３内の到達圧力は絶対圧で約０．１ｋｇ／ｃｍ2になる。このように脱着期間が終了すると、再び初期の吸着動作へと移行して連続的に運転が繰り返される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の間歇オゾン供給装置では、オゾンが注入される流体の中に含まれる物質とオゾンが反応することによって生成する化学反応物質を水源に流してしまうため、環境に悪影響を及ぼすという問題点がある。また、生成した化学反応物質をリアルタイムに処理しようとすると、非常に高効率の化学物質除去装置を備え付けなければならないという問題点がある。
【０００７】
本発明は、叙上の事情に鑑みて、オゾンとの反応によって生成する化学反応物質を含んだ流体の量を低減できるオゾン供給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】
請求項１の発明にかかわるオゾン供給装置は、原料酸素からオゾン化酸素を生成するオゾン発生器と、前記オゾン化酸素からオゾンを吸着貯留し、かつ、このオゾンを脱着する吸脱着装置と、吸着貯留したオゾンを脱着して供給するオゾン脱着手段とを有し、前記吸脱着装置によりオゾンが吸着されたのちの酸素を前記オゾン発生器へ戻し、前記吸脱着装置からオゾンを脱着し、このオゾンを流体と混合し被処理物体の処理を行なうオゾン供給装置であって、前記オゾン脱着手段と、このオゾン脱着手段に流体を供給する流体供給手段と、オゾンを含んだ流体で処理される前記被処理物体とからなる閉ループを構成するオゾン注入流路と、前記被処理物体を迂回するバイパス配管をさらに備えてなることを特徴としている。
【００１０】
また請求項２の発明にかかわるオゾン供給装置は、前記閉ループとは別に、流体貯留手段と、流体浄化装置とを含んでなることを特徴としている。
【００１１】
また請求項３の発明にかかわるオゾン供給装置は、オゾン注入時には前記オゾン注入流路内で流体を循環できるようにする切換弁を有している。
【００１６】
【発明の実施の形態】
参考例１．
図１は参考例１にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。図１において、オゾン発生器１と、酸素供給源２と、循環ブロア３と、生成したオゾンを一次的に貯留する吸脱着装置である吸脱着塔４と、該吸脱着塔４を冷却する冷熱源５と、前記吸脱着塔５３を加熱する加熱源６と、前記吸脱着塔４からオゾンを減圧吸引して取り出すオゾン脱着手段である水流エジェクタ７と、切換弁群８ａ〜８ｇと、オゾンを含んだ液体によって生物除去が行なわれる被処理物体９と、水流エジェクタ７に水などの流体を供給する流体供給手段であるエジェクタポンプ１０と、被処理物体９の生物除去を行なったのちの流体を一時的に貯留する流体貯留手段であるタンク１１と、該流体貯留タンク１１内に貯留されている流体に含まれる化学物質などを除去する流体処理手段である浄化装置１２と、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂと、切換弁１４ａ〜１４ｂからなる。
【００１７】
つぎに動作について説明する。この動作にはオゾンを吸着する動作、オゾンを脱着する動作およびオゾンで生物除去を行なう動作の３つの動作がある。
【００１８】
最初に吸着動作について説明する。酸素供給源２より循環系内が常時一定圧力になるように酸素を供給する。切換弁８ｃと８ｄが開いた状態で、循環ブロア３により循環系内に酸素を流通させると、オゾン発生器１の放電空隙中を通過するあいだに無声放電により酸素の一部がオゾンに変換されてオゾン化酸素になり、このオゾン化酸素は吸脱着塔４へ搬送される。吸脱着塔４内の吸着剤は、オゾンを選択的に吸着し、残りの酸素は切換弁８ｃを介して循環ブロア３に返送される。オゾンとして消費された酸素は酸素供給源２より補充される。このとき、オゾン吸着剤は冷却するほどオゾンの吸着容量が増えるという性質を有することから、通常冷却温度は冷熱源５により−４０℃以下にされている。また、オゾン吸着剤には、オゾンと接触したときの分解率が低いものを選ぶことが望ましく、シリカゲル、活性アルミナやフルオロカーボンを含浸させた多孔質材料などが挙げられる。また、循環系内の圧力を高くするほど、オゾンを効率的に蓄えることができる。しかし、オゾン発生効率やオゾン貯蔵効率を考えると、過度に循環系内の圧力を高くすることは、貯蔵時の消費電力を増大させることになり、最大でも５ｋｇ／ｃｍ2程度に維持することが望ましい。
【００１９】
前記吸脱着塔４内の吸着剤がオゾン飽和吸着量近くまで吸着するとつぎに脱着動作へ移行する。脱着動作では、オゾン発生器１、循環ブロア３、冷熱源５が稼動を停止し、切換弁８ａ〜８ｄが閉じる。そののち、加熱源６、エジェクタポンプ１０が稼動を始めて切換弁８ｅ〜８ｆが開く。それと同時に、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂが作動して、水流エジェクタ７が稼働するのに必要最小限の流量の流体がエジェクタポンプ１０に送られるとともに、切換弁１４ａ〜１４ｂが切り替わる。このとき吸着剤に吸着されていたオゾンが脱着し易いように、加熱源６より熱が加えられ吸着剤の温度を上昇させる。そして、エジェクタポンプ１０から水流エジェクタ７に流体が供給されると、吸脱着塔４内のオゾンが水流エジェクタ７に減圧吸引され、水流エジェクタ７内で流体中に分散し、溶解してオゾンを含んだ流体として３ポート流量調節弁１３ｂに送られる。ここで、オゾンを含んだ流体とオゾンを含まない流体が混合され、被処理物体９に送られる。このとき、減圧吸引することによる吸脱着塔４内の到達圧力は絶対圧で約０．１ｋｇ／ｃｍ2になる。このように脱着期間が終了すると、再び初期の吸着動作へと移行して連続的に運転が繰り返される。なお、吸脱着塔４から設定された濃度のオゾンが漏れ出したときに、脱着動作に移るようにしてもよい。
【００２０】
被処理物体９にオゾンを含んだ流体が供給されると、被処理物体９内部に存在する微生物類や貝類などの生物がオゾンおよびオゾンによって生成された酸化物質によって死滅させられ、被処理物体９内の生物除去が行なわれる。被処理物体９を通過した流体は切換弁１４ａを介して流体貯留タンク１１に供給され、そこで一時的に蓄えられる。蓄えられた流体中には、生物除去に寄与しなかった余剰のオゾンおよび酸化物質が含まれており、蓄えられた流体は少量ずつ流体浄化装置１２に送られ、オゾンおよび酸化物質などが分解除去されたのちに放流される。なお、オゾンおよび酸化物質を含んだ流体が流体貯留タンク１１に貯留されると、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂが停止するとともに、切換弁１４ａ〜１４ｂが切り替わり、通常の流体移動経路に戻される。
【００２１】
流体浄化装置１２としては、通常、活性炭充填塔が用いられる。活性炭充填塔の除去能力は接触時間の関数であるため、除去能力を高くしようとすると、接触時間を長くする必要がある。すなわち、塔内での流体移動速度を遅くするか、または活性炭充填塔高さを高くする必要がある。また、除去能力一定条件では、塔内の流体移動速度と必要活性炭充填塔高さの関係は比例関係にあるため、流体移動速度を遅くした方が必要活性炭充填塔高さを低くすることができる。本参考例では、被処理物体９と流体浄化装置１２とのあいだに流体貯留タンク１１を設けており、かつ、被処理物体９内の生物除去が間歇的に行なわれることから、オゾンや酸化物質を含んだ流体を少量ずつ流体浄化装置１２に投入することができるため、活性炭充填塔高さを低くすることができ、流体浄化装置１２を小さくできる。
【００２２】
また、流体中に臭素イオンなどが含まれているばあい、オゾンが流体中に注入されると、オキシダントが生成する。このようなばあい、流体浄化装置１２として紫外線照射装置を用いてもよい。紫外線照射装置のばあいも除去能力を高くするには接触時間を長くする必要がある。しかし、本参考例では、オゾンや酸化物質を含んだ流体を少量ずつ流体浄化装置１３に投入することができるため、滞留時間を長くとることができるとともに、流体が流れる流路をせまくすることができる。したがって、オキシダントを含んだ流体に効率よく紫外線を照射することができ、流体浄化装置１２の規模を維持しながら効率よく酸化物質を分解除去できる。
【００２３】
なお、本参考例では、オゾン注入時に３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂを作動させて、水流エジェクタ７に送り込む流体の量を水流エジェクタ７を駆動させるのに必要最小限の量とし、切換弁１３ｂで合流させて被処理物体９を処理するようにするばあいについて説明したが、オゾン注入時に流体全量を水流エジェクタ７に送り込むようにすると、水流エジェクタ７を大きくし、エジェクタポンプ１０を省くことができる。
【００２４】
また、本参考例では、オゾン注入時に３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂを作動させて、水流エジェクタ７に送り込む流体の量を水流エジェクタ７を駆動させるのに必要最小限の量とし、切換弁１３ｂで合流させて被処理物体９を処理するばあいについて説明したが、３ポート流量調節弁１３ａの代わりに、２ポート流量調節弁を２台用いるようにしてもよい。
【００２５】
また、本参考例では、冷熱源５と加熱源６が独立したばあいについて説明したが、冷熱と加熱を行なうことができる温度調節装置を用いるようにすることができる。
【００２６】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２にかかわるオゾン供給装置を示す構成図であり、図２において、前記参考例１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【００２７】
２１ａ〜２１ｄはオゾン注入時に流体の流れる経路を変更する切換弁群、２２はオゾン注入された流体を再びエジェクタポンプ１０に供給するための循環配管、２３は被処理物体９の生物除去を行なっている際に、流体が流れるバイパス配管、２４は循環配管２２内に設けられた第２の流体供給手段である循環ポンプである。
【００２８】
つぎに動作について説明する。この動作にはオゾンを吸着する動作、オゾンを脱着する動作、およびオゾンで生物除去を行なう動作の３つの動作がある。しかし、オゾンを吸着する動作については参考例１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００２９】
前記吸脱着塔４内の吸着剤がオゾン飽和吸着量近くまで吸着するとつぎに脱着動作へ移行する。脱着動作では、オゾン発生器１、循環ブロア３および冷熱源５が稼動を停止し、切換弁８ａ〜８ｄが閉じる。そののち、加熱源６、エジェクタポンプ１０が稼動を始めて切換弁８ｅ〜８ｇが開く。それと同時に、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂが作動して、水流エジェクタ７が稼働するのに必要最小限の流量の流体がエジェクタポンプ１０に送られるとともに、切換弁２１ａ〜２１ｄが切り替わる。このとき吸着剤に吸着されていたオゾンが脱着し易いように、加熱源６より熱が加えられ吸着剤の温度を上昇させる。そして、エジェクタポンプ１０から水流エジェクタ７に流体が供給されると、吸脱着塔４内のオゾンが水流エジェクタ７に減圧吸引され、水流エジェクタ７内で流体中に分散し、溶解してオゾンを含んだ流体として３ポート流量調節弁１３ｂに送られる。ここで、オゾンを含んだ流体とオゾンを含まない流体が混合され、被処理物体９に送られる。このとき、減圧吸引することによる吸脱着塔４内の到達圧力は絶対圧で約０．１ｋｇ／ｃｍ2になる。このように脱着期間が終了すると、再び初期の吸着動作へと移行して連続的に運転が繰り返される。なお、吸脱着塔４から設定された濃度のオゾンが漏れ出したときに、脱着動作に移るようにすることができる。
【００３０】
被処理物体９にオゾンを含んだ流体が供給されると、被処理物体９内部に存在する微生物類や貝類などの生物がオゾンおよびオゾンによって生成された酸化物質によって死滅させられ、被処理物体９内の生物除去が行なわれる。被処理物体９を通過した流体は切換弁２１ｃを通って循環配管２２内に流れ込み、循環ポンプ２４に供給される。オゾンおよび酸化物質が含まれた流体は、切換弁２１ａを介して３ポート流量調節弁１３ａに再度送られ、一部の流体はエジェクタポンプ１０に供給され、水流エジェクタ７を稼働させる流体として用いられる。すなわち、オゾン注入中は、切換弁２１ａ、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂ、被処理物体９、切換弁２１ｃ、循環ポンプ２４で循環経路の閉ループが形成される。被処理物体９の生物除去が終了すると、切換弁２１ｃが切り替わり、余剰のオゾンおよび酸化物質が含まれた流体が流体貯留タンク１２に供給される。蓄えられた流体は少量ずつ流体浄化装置１２に送られ、オゾンおよび酸化物質などが分解除去されたのちに放流される。なお、オゾンおよび酸化物質を含んだ流体が流体貯留タンク１１に完全に貯留されると、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂが停止するとともに、切換弁２１ａ〜２１ｄが切り替わり、通常の流体移動経路に戻される。
【００３１】
このように、本実施の形態では、オゾン注入時に、切換弁２１ａ、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂ、被処理物体９、切換弁２１ｃ、循環ポンプ２４で循環経路の閉ループが形成されるため、オゾンや酸化物質を含んだ流体の生成量を少なくすることができ、流体貯留タンク１１を小型化できる。
【００３２】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。図３において、前記参考例および実施の形態と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【００３３】
３１は流体の流れる方向を３方向に変更することができる４ポート切換弁、３２ａ〜３２ｃはオゾン注入時に流体の流れる経路を変更する切換弁、３３はオゾン注入された流体を再びエジェクタポンプ１０に供給するための循環配管、３４は被処理物体９の生物除去を行なっている際に、流体が流れるバイパス配管である。
【００３４】
つぎに動作について説明する。この動作にはオゾンを吸着する動作、オゾンを脱着する動作およびオゾンで生物除去を行なう動作の３つの動作がある。しかし、オゾンを吸着する動作については参考例１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００３５】
前記吸脱着塔４内の吸着剤がオゾン飽和吸着量近くまで吸着するとつぎに脱着動作へ移行する。脱着動作では、オゾン発生器１、循環ブロア３および冷熱源５が稼動を停止し、切換弁８ａ〜８ｄが閉じる。そののち、加熱源６、エジェクタポンプ１０が稼動を始めて切換弁８ｅ〜８ｆが開く。それと同時に、４ポート切換弁３１が切り替わり、水流エジェクタ７が稼働するのに必要最小限の流量の流体がエジェクタポンプ１０に送られるとともに、切換弁３２ａ〜３２ｃが切り替わる。切換弁３２ｃが切り替わると、４ポート切換弁３１が再度切り替わり、流体はバイパス配管３４に流れる。このとき吸着剤に吸着されていたオゾンが脱着し易いように、加熱源６より熱が加えられ吸着剤の温度を上昇させる。そして、エジェクタポンプ１０から水流エジェクタ７に流体が供給されると、吸脱着塔４内のオゾンが水流エジェクタ７に減圧吸引され、水流エジェクタ７内で流体中に分散し、溶解してオゾンを含んだ流体として切換弁３２ａを介して被処理物体９に送られる。このとき、減圧吸引することによる吸脱着塔４内の到達圧力は絶対圧で約０．１ｋｇ／ｃｍ2になる。このように脱着期間が終了すると、再び初期の吸着動作へと移行して連続的に運転が繰り返される。なお、吸脱着塔４から設定された濃度のオゾンが漏れ出したときに、脱着動作に移るようにしてもよい。
【００３６】
被処理物体９にオゾンを含んだ流体が供給されると、被処理物体９内部に存在する微生物類や貝類などの生物がオゾンおよびオゾンによって生成された酸化物質によって死滅させられ、被処理物体９内の生物除去が行なわれる。被処理物体９を通過した流体は切換弁１５ａおよび切換弁３２ｂを通って循環配管３３内に流れ込む。そののち、オゾンおよび酸化物質を含んだ流体は、切換弁３２ｃを介してエジェクタポンプ１０に供給され、水流エジェクタ７を稼働させる流体として用いられる。すなわち、オゾン注入中は、切換弁３２ｃ、切換弁３２ａ、被処理物体９、切換弁１５ａ、切換弁３２ｂで循環経路の閉ループが形成される。被処理物体９の生物除去が終了すると、切換弁３２ｂが切り替わり、余剰のオゾンおよび酸化物質が含まれた流体が流体貯留タンク１１に供給される。蓄えられた流体は少量ずつ流体浄化装置１２に送られ、オゾンおよび酸化物質などが分解除去されたのちに放流される。なお、オゾンおよび酸化物質を含んだ流体が流体貯留タンク１１に完全に貯留されると、４ポート切換弁３１、切換弁３２ａ、切換弁１５ａ、切換弁２１ｄが切り替わり、通常の流体移動経路に戻される。
【００３７】
このように、本実施の形態では、オゾン注入時に、切換弁３２ｃ、切換弁３２ａ、被処理物体９、切換弁１４ａおよび切換弁３２ｂで循環経路の閉ループが形成されるため、オゾンや酸化物質を含んだ流体の生成量を少なくすることができ、流体貯留タンク１１を小型化できる。また、高濃度のオゾンを含んだ流体を生成できるため、生物除去効果を向上させることができる。
【００３８】
参考例４．
図４は参考例４にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。図４において、前記参考例および実施の形態と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【００３９】
４１ａ〜４１ｄはオゾンや酸化物質を含んだ流体を浄化するときに流体の流れる経路を変更する切換弁、４２は流体浄化装置１２から放出された流体をエジェクタポンプ１０の入り口に導く放出用循環配管、４３はエジェクタポンプ１０から放出される流体を流体貯留タンク１１に導く供給用循環配管である。
【００４０】
つぎに動作について説明する。この動作にはオゾンを吸着する動作、オゾンを脱着する動作およびオゾンで生物除去を行なう動作の３つの動作がある。しかし、オゾンを吸着する動作およびオゾンを脱着する動作については参考例１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４１】
被処理物体９にオゾンを含んだ流体が供給されると、被処理物体９内部に存在する微生物類や貝類などの生物がオゾンおよびオゾンによって生成された酸化物質によって死滅させられ、被処理物体９内の生物除去が行なわれる。被処理物体９を通過した流体は切換弁４１ｄを介して流体貯留タンク１１に供給され、そこで一時的に蓄えられる。蓄えられた流体中には、生物除去に寄与しなかった余剰のオゾンおよび酸化物質が含まれており、蓄えられた流体は流体浄化装置１２に送られる。流体浄化装置１２から放出された流体は放出用循環配管４２を通ってエジェクタポンプ１０に導かれる。そののち、エジェクタポンプ１０から放出された流体は供給用循環配管４３を通って流体貯留タンク１１に再び導かれる。すなわち、流体浄化中は、切換弁４１ａ、４１ｄ、流体貯留タンク１１、流体浄化装置１２、切換弁４１ｃ、４１ｂ、エジェクタポンプ１０で循環経路の閉ループが形成される。循環経路内の流体中のオゾン濃度および酸化物質濃度が環境基準より低下すると、切換弁４１ｃ、１５ｂを介して放出される。このとき、オゾンおよび酸化物質の濃度を監視するようにして放出を判断しても良いし、流体の処理時間で放出を判断してもよい。なお、オゾンおよび酸化物質を含んだ流体が流体貯留タンク１２に一旦貯留されると、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂ、切換弁１５ａ〜１５ｂが切り替わり、通常の流体移動経路に戻される。
【００４２】
このように、本参考例では、流体浄化時に、切換弁４１ａ、４１ｄ、流体貯留タンク１１、流体浄化装置１２、切換弁４１ｃ、４１ｂ、エジェクタポンプ１０で循環経路の閉ループが形成されるために、流体浄化装置１２の能力を低減できる。
【００４３】
参考例５．
図５は参考例５にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。図５において、前記参考例および実施の形態と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【００４４】
５１ａ〜５１ｂはオゾンや酸化物質を含んだ流体を浄化する時に流体の流れる経路を変更する切換弁、５２は切換弁５１ａと切換弁５１ｂを連結する循環配管、５３はオゾンと酸化物質を含んだ流体を循環させるための第３の流体供給手段である循環ポンプである。
【００４５】
つぎに動作について説明する。この動作にはオゾンを吸着する動作、オゾンを脱着する動作およびオゾンで生物除去を行なう動作の３つの動作がある。しかし、オゾンを吸着する動作およびオゾンを脱着する動作については参考例１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４６】
被処理物体９にオゾンを含んだ流体が供給されると、被処理物体９内部に存在する微生物類や貝類などの生物がオゾンおよびオゾンによって生成された酸化物質によって死滅させられ、被処理物体９内の生物除去が行なわれる。被処理物体９を通過した流体は切換弁５１ａを介して流体貯留タンク１１に供給され、そこで一時的に蓄えられる。蓄えられた流体中には、生物除去に寄与しなかった余剰のオゾンおよび酸化物質が含まれており、蓄えられた流体は流体浄化装置１２に送られる。流体浄化装置１２から放出された流体は循環配管５２を通って循環ポンプ５３に導かれる。そののち、循環ポンプ５３から放出された流体は流体貯留タンク１１に再び導かれる。すなわち、流体浄化中は、切換弁５１ａ、流体貯留タンク１１、流体浄化装置１２、切換弁５１ａ、循環ポンプ５３で循環経路の閉ループが形成される。循環経路内の流体中のオゾン濃度および酸化物質濃度が環境基準より低下すると、切換弁５１ａ〜１５ｂを介して放出される。このとき、オゾンおよび酸化物質の濃度を監視するようにして放出を判断してもよいし、流体の処理時間で放出を判断してもよい。なお、オゾンおよび酸化物質を含んだ流体が流体貯留タンク１１に一旦貯留されると、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂ、切換弁１４ａ〜１４ｂが切り替わり、通常の流体移動経路に戻される。
【００４７】
このように、本参考例では、流体浄化時に、切換弁５１ａ、流体貯留タンク１１、流体浄化装置１２、切換弁５１ｂ、循環ポンプ５３で循環経路の閉ループが形成されるために、流体浄化装置１２の能力を低減できる。また、ポンプが増えることにより部品点数は増加するが、配管が短くなるとともに、制御が簡単になる。
【００４８】
参考例６．
図６は参考例６にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。図６において、前記参考例および実施の形態と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【００４９】
６１は魚などの生物を飼育している生物飼育槽、６２は生物飼育槽６１の流体と生物除去に用いられた流体を混合する流体混合器、６３は生物飼育槽６１と流体混合器６２をつなぐ流体処理配管、６４は流体混合器６２にオゾンと酸化物質を含んだ流体を供給するための流体供給配管である。
【００５０】
つぎに動作について説明する。この動作にはオゾンを吸着する動作、オゾンを脱着する動作、およびオゾンで生物除去を行なう動作の三動作がある。しかし、オゾンを吸着する動作およびオゾンを脱着する動作については参考例１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５１】
被処理物体９にオゾンを含んだ流体が供給されると、被処理物体９内部に存在する微生物類や貝類などの生物がオゾンおよびオゾンによって生成された酸化物質によって死滅させられ、被処理物体９内の生物除去が行なわれる。被処理物体９を通過した流体は切換弁１４ａを通って流体混合器６２に供給される。流体混合器６２には生物飼育槽６１からも流体が供給される。生物飼育槽６１内の流体中には、生物が排出するアンモニアなどが含まれる。流体混合器６２内では生物飼育槽６１から排出された流体中のアンモニアなどとオゾンや酸化物質などが反応し分解する。流体混合器６２で処理された流体は一部が生物飼育槽６１に返送され、残りの流体は切換弁１４ｂを介して放流される。
【００５２】
このように、本参考例では、生物飼育槽６１で生成されるアンモニア成分を用いて、オゾンや酸化物質を分解しているため、オゾンや酸化物質を含んだ流体を効率よく処理できるとともに、生物飼育槽６１内の流体の浄化を行なうことができる。
【００５３】
参考例７．
図７は参考例７にかかわるオゾン供給装置を示す構成図であり、図７において、前記参考例および実施の形態と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【００５４】
７１は吸脱着装置内の圧力を測定する圧力センサ、７２は圧力センサ７１の信号を受けて、エジェクタポンプ１０、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂ、および切換弁１４ａ〜１４ｂが稼働するように信号を送るコントローラである。
【００５５】
つぎに動作について説明する。酸素供給源２より循環系内が常時一定圧力になるように酸素を供給する。切換弁８ｃと８ｄが開いた状態で、循環ブロア３により循環系内に酸素を流通させると、オゾン発生器１の放電空隙中を通過するあいだに無声放電により酸素の一部がオゾンに変換されてオゾン化酸素になり、このオゾン化酸素は吸脱着塔４へ搬送される。吸脱着塔４内の吸着剤は、オゾンを選択的に吸着し、残りの酸素は切換弁８ｃを介して循環ブロア３に返送される。オゾンとして消費された酸素は酸素供給源２より補充される。
【００５６】
このように、オゾン吸着時には通常循環系内は一定圧力に維持されているが、装置の故障などにより循環系内の圧力が高くなると、圧力センサ７１から信号がコントローラ７２に送られる。コントローラ７２はその信号を受けとると、吸着動作中でも強制的に脱着動作に移行する。脱着動作ではオゾン発生器１、循環ブロア３、冷熱源５が稼動を停止し、切換弁８ａ〜８ｄが閉じる。そののち、エジェクタポンプ１１が稼動を始めて切換弁８ｅ〜８ｇが開く。それと同時に、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂが作動して、水流エジェクタ７が稼働するのに必要最小限の流量の流体がエジェクタポンプ１０に送られるとともに、切換弁１４ａ〜１４ｂが切り替わる。そして、エジェクタポンプ１０から水流エジェクタ７に流体が供給されると、吸脱着塔４内のオゾンが水流エジェクタ７に減圧吸引され、水流エジェクタ７内で流体中に分散し、溶解してオゾンを含んだ流体として３ポート流量調節弁１３ｂに送られる。ここで、オゾンを含んだ流体とオゾンを含まない流体が混合され、被処理物体９に送られる。
【００５７】
被処理物体９を通過した流体は切換弁１４ａを介して流体貯留タンク１１に供給され、そこで一時的に蓄えられる。蓄えられた流体中には、オゾンおよび酸化物質が残留しており、蓄えられた流体は少量ずつ流体浄化装置１２に送られ、オゾンおよび酸化物質などが分解除去されたのちに放流される。なお、オゾンおよび酸化物質を含んだ流体が流体貯留タンク１１に貯留されると、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂが停止するとともに、切換弁１４ａ〜１４ｂが切り替わり、通常の流体移動経路に戻される。しかし、この一連の動作が終了しても、通常運転時のように再びオゾン吸着動作に移行することはなく、異常を表示するとともにオゾン供給動作を停止する。
【００５８】
このように、本参考例では、オゾン吸着時に起こった異常動作を生物除去を行なう際の動作で解消するため、オゾン吸着時の異常を解消する安全装置を新たに付加する必要がなく、オゾン供給装置の構成機器数を低減できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、物体処理後の流体を処理する流体浄化装置を備えるようにしたので、生物除去後の流体で環境汚染を生ずることを防ぐとともに、流体浄化装置の能力を低減することができ、オゾン供給装置を安価にすることができる。
【００６０】
請求項１の発明によれば、オゾン注入後の流体を蓄える流体貯留タンクと、水流エジェクタと、該水流エジェクタに流体を供給する流体供給手段と、オゾンを含んだ流体で処理される被処理物体とからなる閉ループを構成するオゾン注入流路を備えるようにしたので、生物除去に用いる流体の量を低減することができ、液体貯留タンクをコンパクト化することができるとともに、流体浄化装置の能力を低減することができる。
【００６１】
また請求項２の発明によれば、前記閉ループとは別に、流体貯留手段と、流体浄化装置とを含んでなるので、生物除去に用いる流体の量を低減することができ、液体貯留タンクをコンパクト化することができるとともに、流体浄化装置の能力を低減することができる。
【００６２】
また請求項３の発明によれば、オゾン注入時にはオゾン注入流路内で流体を循環できるようにする切換弁を有するようにしたので、生物除去に用いる流体の量を低減することができ、液体貯留タンクをコンパクト化することができるとともに、流体浄化装置の能力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例１にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。
【図２】 本発明の実施の形態２にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。
【図３】 本発明の実施の形態３にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。
【図４】 参考例４にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。
【図５】 参考例５にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。
【図６】 参考例６にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。
【図７】 参考例７にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。
【図８】 従来の間歇オゾン供給装置を示す構成図である。
【発明の属する技術分野】
本発明はオゾン供給装置に関する。さらに詳しくは、電力を使用してオゾンを製造貯蔵し、貯蔵したオゾンを一定の割合で連続的に、または間歇的にオゾン消費物体に供給できるオゾン供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、オゾンを一次的に貯蔵する間歇オゾン供給装置として、図８に示すように、オゾン発生器５０と、酸素供給源５１と、循環ブロア５２と、生成したオゾンを一次的に貯留する吸脱着塔５３と、該吸脱着塔５３を冷却する冷熱源５４と、前記吸脱着塔５３を加熱する加熱源５５、前記吸脱着塔５３からオゾンを減圧吸引して取り出す水流エジェクタ５６と、切換弁群５７ａ〜５７ｇと、オゾンを含んだ液体によって生物除去が行われる被処理物体５８からなるものがある。吸脱着塔５３は二重筒になっており、そのうち内筒はオゾン吸着剤が充填されているとともに、外筒は熱媒体が充填されている。また、吸着剤は一般にシリカゲルが用いられ、熱媒体はエチレングリコールやアルコール類が使用される。なお、前記循環ブロア５２、オゾン発生器５０、吸脱着塔５３の順に一つの循環系を構成している。
【０００３】
つぎに動作について説明する。この動作にはオゾンの吸着動作及び脱着動作の２つの動作がある。
【０００４】
最初に吸着動作について説明する。酸素供給源５１より循環系内が常時一定圧力になるように酸素を供給する。この時の圧力は通常１．５ｋｇ／ｃｍ2に維持されている。切換弁５７ｃと５７ｄが開いた状態で、循環ブロア５２により循環系内に酸素を流通させると、オゾン発生機１の放電空隙中を通過するあいだに無声放電により酸素の一部がオゾンに変換されてオゾン化酸素になり、このオゾン化酸素は吸脱着塔５３へ搬送される。吸脱着塔５３内の吸着剤は、オゾンを選択的に吸着し、残りの酸素は切換弁５７ｃを介して循環ブロア５２に返送される。オゾンとして消費された酸素は酸素供給源２より補充される。このとき、オゾン吸着剤の温度は冷熱源５４により、−３０℃以下に冷却されている。これは吸着剤のオゾン吸着量が温度により大きく変化することによる。すなわち温度を低下させると、オゾン吸着量は増加し、逆に温度が上昇するとオゾンの吸着量は減少するからである。したがって、オゾンを吸着するときは吸着剤を冷却し、オゾンを脱着するときは吸着剤の温度を上昇させる。
【０００５】
前記吸脱着塔５３の吸着剤がオゾン飽和吸着量近くまで吸着すると次に脱着動作へ移行する。脱着動作ではオゾン発生器５０、循環ブロア５２、冷熱源５４が稼動を停止し、切換弁５７ａ〜５７ｄが閉じる。そののち、加熱源５５、水流エジェクタ５６が稼動を始めて切換弁５７ｅ〜５７ｇが開く。このとき吸着剤に吸着されていたオゾンが脱着し易いように加熱源５５より熱が加えられ吸着剤の温度を上昇させる。そして水流エジェクタ７で吸脱着塔５３内のオゾンを一気に減圧吸引し、水流エジェクタ５６内で水中に分散し溶解してオゾン水として被処理物体５８に送られる。これにより、被処理物体５８内で生物除去が行なわれる。この時、減圧吸引することによる吸脱着塔５３内の到達圧力は絶対圧で約０．１ｋｇ／ｃｍ2になる。このように脱着期間が終了すると、再び初期の吸着動作へと移行して連続的に運転が繰り返される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の間歇オゾン供給装置では、オゾンが注入される流体の中に含まれる物質とオゾンが反応することによって生成する化学反応物質を水源に流してしまうため、環境に悪影響を及ぼすという問題点がある。また、生成した化学反応物質をリアルタイムに処理しようとすると、非常に高効率の化学物質除去装置を備え付けなければならないという問題点がある。
【０００７】
本発明は、叙上の事情に鑑みて、オゾンとの反応によって生成する化学反応物質を含んだ流体の量を低減できるオゾン供給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】
請求項１の発明にかかわるオゾン供給装置は、原料酸素からオゾン化酸素を生成するオゾン発生器と、前記オゾン化酸素からオゾンを吸着貯留し、かつ、このオゾンを脱着する吸脱着装置と、吸着貯留したオゾンを脱着して供給するオゾン脱着手段とを有し、前記吸脱着装置によりオゾンが吸着されたのちの酸素を前記オゾン発生器へ戻し、前記吸脱着装置からオゾンを脱着し、このオゾンを流体と混合し被処理物体の処理を行なうオゾン供給装置であって、前記オゾン脱着手段と、このオゾン脱着手段に流体を供給する流体供給手段と、オゾンを含んだ流体で処理される前記被処理物体とからなる閉ループを構成するオゾン注入流路と、前記被処理物体を迂回するバイパス配管をさらに備えてなることを特徴としている。
【００１０】
また請求項２の発明にかかわるオゾン供給装置は、前記閉ループとは別に、流体貯留手段と、流体浄化装置とを含んでなることを特徴としている。
【００１１】
また請求項３の発明にかかわるオゾン供給装置は、オゾン注入時には前記オゾン注入流路内で流体を循環できるようにする切換弁を有している。
【００１６】
【発明の実施の形態】
参考例１．
図１は参考例１にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。図１において、オゾン発生器１と、酸素供給源２と、循環ブロア３と、生成したオゾンを一次的に貯留する吸脱着装置である吸脱着塔４と、該吸脱着塔４を冷却する冷熱源５と、前記吸脱着塔５３を加熱する加熱源６と、前記吸脱着塔４からオゾンを減圧吸引して取り出すオゾン脱着手段である水流エジェクタ７と、切換弁群８ａ〜８ｇと、オゾンを含んだ液体によって生物除去が行なわれる被処理物体９と、水流エジェクタ７に水などの流体を供給する流体供給手段であるエジェクタポンプ１０と、被処理物体９の生物除去を行なったのちの流体を一時的に貯留する流体貯留手段であるタンク１１と、該流体貯留タンク１１内に貯留されている流体に含まれる化学物質などを除去する流体処理手段である浄化装置１２と、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂと、切換弁１４ａ〜１４ｂからなる。
【００１７】
つぎに動作について説明する。この動作にはオゾンを吸着する動作、オゾンを脱着する動作およびオゾンで生物除去を行なう動作の３つの動作がある。
【００１８】
最初に吸着動作について説明する。酸素供給源２より循環系内が常時一定圧力になるように酸素を供給する。切換弁８ｃと８ｄが開いた状態で、循環ブロア３により循環系内に酸素を流通させると、オゾン発生器１の放電空隙中を通過するあいだに無声放電により酸素の一部がオゾンに変換されてオゾン化酸素になり、このオゾン化酸素は吸脱着塔４へ搬送される。吸脱着塔４内の吸着剤は、オゾンを選択的に吸着し、残りの酸素は切換弁８ｃを介して循環ブロア３に返送される。オゾンとして消費された酸素は酸素供給源２より補充される。このとき、オゾン吸着剤は冷却するほどオゾンの吸着容量が増えるという性質を有することから、通常冷却温度は冷熱源５により−４０℃以下にされている。また、オゾン吸着剤には、オゾンと接触したときの分解率が低いものを選ぶことが望ましく、シリカゲル、活性アルミナやフルオロカーボンを含浸させた多孔質材料などが挙げられる。また、循環系内の圧力を高くするほど、オゾンを効率的に蓄えることができる。しかし、オゾン発生効率やオゾン貯蔵効率を考えると、過度に循環系内の圧力を高くすることは、貯蔵時の消費電力を増大させることになり、最大でも５ｋｇ／ｃｍ2程度に維持することが望ましい。
【００１９】
前記吸脱着塔４内の吸着剤がオゾン飽和吸着量近くまで吸着するとつぎに脱着動作へ移行する。脱着動作では、オゾン発生器１、循環ブロア３、冷熱源５が稼動を停止し、切換弁８ａ〜８ｄが閉じる。そののち、加熱源６、エジェクタポンプ１０が稼動を始めて切換弁８ｅ〜８ｆが開く。それと同時に、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂが作動して、水流エジェクタ７が稼働するのに必要最小限の流量の流体がエジェクタポンプ１０に送られるとともに、切換弁１４ａ〜１４ｂが切り替わる。このとき吸着剤に吸着されていたオゾンが脱着し易いように、加熱源６より熱が加えられ吸着剤の温度を上昇させる。そして、エジェクタポンプ１０から水流エジェクタ７に流体が供給されると、吸脱着塔４内のオゾンが水流エジェクタ７に減圧吸引され、水流エジェクタ７内で流体中に分散し、溶解してオゾンを含んだ流体として３ポート流量調節弁１３ｂに送られる。ここで、オゾンを含んだ流体とオゾンを含まない流体が混合され、被処理物体９に送られる。このとき、減圧吸引することによる吸脱着塔４内の到達圧力は絶対圧で約０．１ｋｇ／ｃｍ2になる。このように脱着期間が終了すると、再び初期の吸着動作へと移行して連続的に運転が繰り返される。なお、吸脱着塔４から設定された濃度のオゾンが漏れ出したときに、脱着動作に移るようにしてもよい。
【００２０】
被処理物体９にオゾンを含んだ流体が供給されると、被処理物体９内部に存在する微生物類や貝類などの生物がオゾンおよびオゾンによって生成された酸化物質によって死滅させられ、被処理物体９内の生物除去が行なわれる。被処理物体９を通過した流体は切換弁１４ａを介して流体貯留タンク１１に供給され、そこで一時的に蓄えられる。蓄えられた流体中には、生物除去に寄与しなかった余剰のオゾンおよび酸化物質が含まれており、蓄えられた流体は少量ずつ流体浄化装置１２に送られ、オゾンおよび酸化物質などが分解除去されたのちに放流される。なお、オゾンおよび酸化物質を含んだ流体が流体貯留タンク１１に貯留されると、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂが停止するとともに、切換弁１４ａ〜１４ｂが切り替わり、通常の流体移動経路に戻される。
【００２１】
流体浄化装置１２としては、通常、活性炭充填塔が用いられる。活性炭充填塔の除去能力は接触時間の関数であるため、除去能力を高くしようとすると、接触時間を長くする必要がある。すなわち、塔内での流体移動速度を遅くするか、または活性炭充填塔高さを高くする必要がある。また、除去能力一定条件では、塔内の流体移動速度と必要活性炭充填塔高さの関係は比例関係にあるため、流体移動速度を遅くした方が必要活性炭充填塔高さを低くすることができる。本参考例では、被処理物体９と流体浄化装置１２とのあいだに流体貯留タンク１１を設けており、かつ、被処理物体９内の生物除去が間歇的に行なわれることから、オゾンや酸化物質を含んだ流体を少量ずつ流体浄化装置１２に投入することができるため、活性炭充填塔高さを低くすることができ、流体浄化装置１２を小さくできる。
【００２２】
また、流体中に臭素イオンなどが含まれているばあい、オゾンが流体中に注入されると、オキシダントが生成する。このようなばあい、流体浄化装置１２として紫外線照射装置を用いてもよい。紫外線照射装置のばあいも除去能力を高くするには接触時間を長くする必要がある。しかし、本参考例では、オゾンや酸化物質を含んだ流体を少量ずつ流体浄化装置１３に投入することができるため、滞留時間を長くとることができるとともに、流体が流れる流路をせまくすることができる。したがって、オキシダントを含んだ流体に効率よく紫外線を照射することができ、流体浄化装置１２の規模を維持しながら効率よく酸化物質を分解除去できる。
【００２３】
なお、本参考例では、オゾン注入時に３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂを作動させて、水流エジェクタ７に送り込む流体の量を水流エジェクタ７を駆動させるのに必要最小限の量とし、切換弁１３ｂで合流させて被処理物体９を処理するようにするばあいについて説明したが、オゾン注入時に流体全量を水流エジェクタ７に送り込むようにすると、水流エジェクタ７を大きくし、エジェクタポンプ１０を省くことができる。
【００２４】
また、本参考例では、オゾン注入時に３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂを作動させて、水流エジェクタ７に送り込む流体の量を水流エジェクタ７を駆動させるのに必要最小限の量とし、切換弁１３ｂで合流させて被処理物体９を処理するばあいについて説明したが、３ポート流量調節弁１３ａの代わりに、２ポート流量調節弁を２台用いるようにしてもよい。
【００２５】
また、本参考例では、冷熱源５と加熱源６が独立したばあいについて説明したが、冷熱と加熱を行なうことができる温度調節装置を用いるようにすることができる。
【００２６】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２にかかわるオゾン供給装置を示す構成図であり、図２において、前記参考例１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【００２７】
２１ａ〜２１ｄはオゾン注入時に流体の流れる経路を変更する切換弁群、２２はオゾン注入された流体を再びエジェクタポンプ１０に供給するための循環配管、２３は被処理物体９の生物除去を行なっている際に、流体が流れるバイパス配管、２４は循環配管２２内に設けられた第２の流体供給手段である循環ポンプである。
【００２８】
つぎに動作について説明する。この動作にはオゾンを吸着する動作、オゾンを脱着する動作、およびオゾンで生物除去を行なう動作の３つの動作がある。しかし、オゾンを吸着する動作については参考例１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００２９】
前記吸脱着塔４内の吸着剤がオゾン飽和吸着量近くまで吸着するとつぎに脱着動作へ移行する。脱着動作では、オゾン発生器１、循環ブロア３および冷熱源５が稼動を停止し、切換弁８ａ〜８ｄが閉じる。そののち、加熱源６、エジェクタポンプ１０が稼動を始めて切換弁８ｅ〜８ｇが開く。それと同時に、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂが作動して、水流エジェクタ７が稼働するのに必要最小限の流量の流体がエジェクタポンプ１０に送られるとともに、切換弁２１ａ〜２１ｄが切り替わる。このとき吸着剤に吸着されていたオゾンが脱着し易いように、加熱源６より熱が加えられ吸着剤の温度を上昇させる。そして、エジェクタポンプ１０から水流エジェクタ７に流体が供給されると、吸脱着塔４内のオゾンが水流エジェクタ７に減圧吸引され、水流エジェクタ７内で流体中に分散し、溶解してオゾンを含んだ流体として３ポート流量調節弁１３ｂに送られる。ここで、オゾンを含んだ流体とオゾンを含まない流体が混合され、被処理物体９に送られる。このとき、減圧吸引することによる吸脱着塔４内の到達圧力は絶対圧で約０．１ｋｇ／ｃｍ2になる。このように脱着期間が終了すると、再び初期の吸着動作へと移行して連続的に運転が繰り返される。なお、吸脱着塔４から設定された濃度のオゾンが漏れ出したときに、脱着動作に移るようにすることができる。
【００３０】
被処理物体９にオゾンを含んだ流体が供給されると、被処理物体９内部に存在する微生物類や貝類などの生物がオゾンおよびオゾンによって生成された酸化物質によって死滅させられ、被処理物体９内の生物除去が行なわれる。被処理物体９を通過した流体は切換弁２１ｃを通って循環配管２２内に流れ込み、循環ポンプ２４に供給される。オゾンおよび酸化物質が含まれた流体は、切換弁２１ａを介して３ポート流量調節弁１３ａに再度送られ、一部の流体はエジェクタポンプ１０に供給され、水流エジェクタ７を稼働させる流体として用いられる。すなわち、オゾン注入中は、切換弁２１ａ、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂ、被処理物体９、切換弁２１ｃ、循環ポンプ２４で循環経路の閉ループが形成される。被処理物体９の生物除去が終了すると、切換弁２１ｃが切り替わり、余剰のオゾンおよび酸化物質が含まれた流体が流体貯留タンク１２に供給される。蓄えられた流体は少量ずつ流体浄化装置１２に送られ、オゾンおよび酸化物質などが分解除去されたのちに放流される。なお、オゾンおよび酸化物質を含んだ流体が流体貯留タンク１１に完全に貯留されると、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂが停止するとともに、切換弁２１ａ〜２１ｄが切り替わり、通常の流体移動経路に戻される。
【００３１】
このように、本実施の形態では、オゾン注入時に、切換弁２１ａ、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂ、被処理物体９、切換弁２１ｃ、循環ポンプ２４で循環経路の閉ループが形成されるため、オゾンや酸化物質を含んだ流体の生成量を少なくすることができ、流体貯留タンク１１を小型化できる。
【００３２】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。図３において、前記参考例および実施の形態と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【００３３】
３１は流体の流れる方向を３方向に変更することができる４ポート切換弁、３２ａ〜３２ｃはオゾン注入時に流体の流れる経路を変更する切換弁、３３はオゾン注入された流体を再びエジェクタポンプ１０に供給するための循環配管、３４は被処理物体９の生物除去を行なっている際に、流体が流れるバイパス配管である。
【００３４】
つぎに動作について説明する。この動作にはオゾンを吸着する動作、オゾンを脱着する動作およびオゾンで生物除去を行なう動作の３つの動作がある。しかし、オゾンを吸着する動作については参考例１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００３５】
前記吸脱着塔４内の吸着剤がオゾン飽和吸着量近くまで吸着するとつぎに脱着動作へ移行する。脱着動作では、オゾン発生器１、循環ブロア３および冷熱源５が稼動を停止し、切換弁８ａ〜８ｄが閉じる。そののち、加熱源６、エジェクタポンプ１０が稼動を始めて切換弁８ｅ〜８ｆが開く。それと同時に、４ポート切換弁３１が切り替わり、水流エジェクタ７が稼働するのに必要最小限の流量の流体がエジェクタポンプ１０に送られるとともに、切換弁３２ａ〜３２ｃが切り替わる。切換弁３２ｃが切り替わると、４ポート切換弁３１が再度切り替わり、流体はバイパス配管３４に流れる。このとき吸着剤に吸着されていたオゾンが脱着し易いように、加熱源６より熱が加えられ吸着剤の温度を上昇させる。そして、エジェクタポンプ１０から水流エジェクタ７に流体が供給されると、吸脱着塔４内のオゾンが水流エジェクタ７に減圧吸引され、水流エジェクタ７内で流体中に分散し、溶解してオゾンを含んだ流体として切換弁３２ａを介して被処理物体９に送られる。このとき、減圧吸引することによる吸脱着塔４内の到達圧力は絶対圧で約０．１ｋｇ／ｃｍ2になる。このように脱着期間が終了すると、再び初期の吸着動作へと移行して連続的に運転が繰り返される。なお、吸脱着塔４から設定された濃度のオゾンが漏れ出したときに、脱着動作に移るようにしてもよい。
【００３６】
被処理物体９にオゾンを含んだ流体が供給されると、被処理物体９内部に存在する微生物類や貝類などの生物がオゾンおよびオゾンによって生成された酸化物質によって死滅させられ、被処理物体９内の生物除去が行なわれる。被処理物体９を通過した流体は切換弁１５ａおよび切換弁３２ｂを通って循環配管３３内に流れ込む。そののち、オゾンおよび酸化物質を含んだ流体は、切換弁３２ｃを介してエジェクタポンプ１０に供給され、水流エジェクタ７を稼働させる流体として用いられる。すなわち、オゾン注入中は、切換弁３２ｃ、切換弁３２ａ、被処理物体９、切換弁１５ａ、切換弁３２ｂで循環経路の閉ループが形成される。被処理物体９の生物除去が終了すると、切換弁３２ｂが切り替わり、余剰のオゾンおよび酸化物質が含まれた流体が流体貯留タンク１１に供給される。蓄えられた流体は少量ずつ流体浄化装置１２に送られ、オゾンおよび酸化物質などが分解除去されたのちに放流される。なお、オゾンおよび酸化物質を含んだ流体が流体貯留タンク１１に完全に貯留されると、４ポート切換弁３１、切換弁３２ａ、切換弁１５ａ、切換弁２１ｄが切り替わり、通常の流体移動経路に戻される。
【００３７】
このように、本実施の形態では、オゾン注入時に、切換弁３２ｃ、切換弁３２ａ、被処理物体９、切換弁１４ａおよび切換弁３２ｂで循環経路の閉ループが形成されるため、オゾンや酸化物質を含んだ流体の生成量を少なくすることができ、流体貯留タンク１１を小型化できる。また、高濃度のオゾンを含んだ流体を生成できるため、生物除去効果を向上させることができる。
【００３８】
参考例４．
図４は参考例４にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。図４において、前記参考例および実施の形態と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【００３９】
４１ａ〜４１ｄはオゾンや酸化物質を含んだ流体を浄化するときに流体の流れる経路を変更する切換弁、４２は流体浄化装置１２から放出された流体をエジェクタポンプ１０の入り口に導く放出用循環配管、４３はエジェクタポンプ１０から放出される流体を流体貯留タンク１１に導く供給用循環配管である。
【００４０】
つぎに動作について説明する。この動作にはオゾンを吸着する動作、オゾンを脱着する動作およびオゾンで生物除去を行なう動作の３つの動作がある。しかし、オゾンを吸着する動作およびオゾンを脱着する動作については参考例１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４１】
被処理物体９にオゾンを含んだ流体が供給されると、被処理物体９内部に存在する微生物類や貝類などの生物がオゾンおよびオゾンによって生成された酸化物質によって死滅させられ、被処理物体９内の生物除去が行なわれる。被処理物体９を通過した流体は切換弁４１ｄを介して流体貯留タンク１１に供給され、そこで一時的に蓄えられる。蓄えられた流体中には、生物除去に寄与しなかった余剰のオゾンおよび酸化物質が含まれており、蓄えられた流体は流体浄化装置１２に送られる。流体浄化装置１２から放出された流体は放出用循環配管４２を通ってエジェクタポンプ１０に導かれる。そののち、エジェクタポンプ１０から放出された流体は供給用循環配管４３を通って流体貯留タンク１１に再び導かれる。すなわち、流体浄化中は、切換弁４１ａ、４１ｄ、流体貯留タンク１１、流体浄化装置１２、切換弁４１ｃ、４１ｂ、エジェクタポンプ１０で循環経路の閉ループが形成される。循環経路内の流体中のオゾン濃度および酸化物質濃度が環境基準より低下すると、切換弁４１ｃ、１５ｂを介して放出される。このとき、オゾンおよび酸化物質の濃度を監視するようにして放出を判断しても良いし、流体の処理時間で放出を判断してもよい。なお、オゾンおよび酸化物質を含んだ流体が流体貯留タンク１２に一旦貯留されると、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂ、切換弁１５ａ〜１５ｂが切り替わり、通常の流体移動経路に戻される。
【００４２】
このように、本参考例では、流体浄化時に、切換弁４１ａ、４１ｄ、流体貯留タンク１１、流体浄化装置１２、切換弁４１ｃ、４１ｂ、エジェクタポンプ１０で循環経路の閉ループが形成されるために、流体浄化装置１２の能力を低減できる。
【００４３】
参考例５．
図５は参考例５にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。図５において、前記参考例および実施の形態と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【００４４】
５１ａ〜５１ｂはオゾンや酸化物質を含んだ流体を浄化する時に流体の流れる経路を変更する切換弁、５２は切換弁５１ａと切換弁５１ｂを連結する循環配管、５３はオゾンと酸化物質を含んだ流体を循環させるための第３の流体供給手段である循環ポンプである。
【００４５】
つぎに動作について説明する。この動作にはオゾンを吸着する動作、オゾンを脱着する動作およびオゾンで生物除去を行なう動作の３つの動作がある。しかし、オゾンを吸着する動作およびオゾンを脱着する動作については参考例１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４６】
被処理物体９にオゾンを含んだ流体が供給されると、被処理物体９内部に存在する微生物類や貝類などの生物がオゾンおよびオゾンによって生成された酸化物質によって死滅させられ、被処理物体９内の生物除去が行なわれる。被処理物体９を通過した流体は切換弁５１ａを介して流体貯留タンク１１に供給され、そこで一時的に蓄えられる。蓄えられた流体中には、生物除去に寄与しなかった余剰のオゾンおよび酸化物質が含まれており、蓄えられた流体は流体浄化装置１２に送られる。流体浄化装置１２から放出された流体は循環配管５２を通って循環ポンプ５３に導かれる。そののち、循環ポンプ５３から放出された流体は流体貯留タンク１１に再び導かれる。すなわち、流体浄化中は、切換弁５１ａ、流体貯留タンク１１、流体浄化装置１２、切換弁５１ａ、循環ポンプ５３で循環経路の閉ループが形成される。循環経路内の流体中のオゾン濃度および酸化物質濃度が環境基準より低下すると、切換弁５１ａ〜１５ｂを介して放出される。このとき、オゾンおよび酸化物質の濃度を監視するようにして放出を判断してもよいし、流体の処理時間で放出を判断してもよい。なお、オゾンおよび酸化物質を含んだ流体が流体貯留タンク１１に一旦貯留されると、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂ、切換弁１４ａ〜１４ｂが切り替わり、通常の流体移動経路に戻される。
【００４７】
このように、本参考例では、流体浄化時に、切換弁５１ａ、流体貯留タンク１１、流体浄化装置１２、切換弁５１ｂ、循環ポンプ５３で循環経路の閉ループが形成されるために、流体浄化装置１２の能力を低減できる。また、ポンプが増えることにより部品点数は増加するが、配管が短くなるとともに、制御が簡単になる。
【００４８】
参考例６．
図６は参考例６にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。図６において、前記参考例および実施の形態と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【００４９】
６１は魚などの生物を飼育している生物飼育槽、６２は生物飼育槽６１の流体と生物除去に用いられた流体を混合する流体混合器、６３は生物飼育槽６１と流体混合器６２をつなぐ流体処理配管、６４は流体混合器６２にオゾンと酸化物質を含んだ流体を供給するための流体供給配管である。
【００５０】
つぎに動作について説明する。この動作にはオゾンを吸着する動作、オゾンを脱着する動作、およびオゾンで生物除去を行なう動作の三動作がある。しかし、オゾンを吸着する動作およびオゾンを脱着する動作については参考例１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５１】
被処理物体９にオゾンを含んだ流体が供給されると、被処理物体９内部に存在する微生物類や貝類などの生物がオゾンおよびオゾンによって生成された酸化物質によって死滅させられ、被処理物体９内の生物除去が行なわれる。被処理物体９を通過した流体は切換弁１４ａを通って流体混合器６２に供給される。流体混合器６２には生物飼育槽６１からも流体が供給される。生物飼育槽６１内の流体中には、生物が排出するアンモニアなどが含まれる。流体混合器６２内では生物飼育槽６１から排出された流体中のアンモニアなどとオゾンや酸化物質などが反応し分解する。流体混合器６２で処理された流体は一部が生物飼育槽６１に返送され、残りの流体は切換弁１４ｂを介して放流される。
【００５２】
このように、本参考例では、生物飼育槽６１で生成されるアンモニア成分を用いて、オゾンや酸化物質を分解しているため、オゾンや酸化物質を含んだ流体を効率よく処理できるとともに、生物飼育槽６１内の流体の浄化を行なうことができる。
【００５３】
参考例７．
図７は参考例７にかかわるオゾン供給装置を示す構成図であり、図７において、前記参考例および実施の形態と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【００５４】
７１は吸脱着装置内の圧力を測定する圧力センサ、７２は圧力センサ７１の信号を受けて、エジェクタポンプ１０、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂ、および切換弁１４ａ〜１４ｂが稼働するように信号を送るコントローラである。
【００５５】
つぎに動作について説明する。酸素供給源２より循環系内が常時一定圧力になるように酸素を供給する。切換弁８ｃと８ｄが開いた状態で、循環ブロア３により循環系内に酸素を流通させると、オゾン発生器１の放電空隙中を通過するあいだに無声放電により酸素の一部がオゾンに変換されてオゾン化酸素になり、このオゾン化酸素は吸脱着塔４へ搬送される。吸脱着塔４内の吸着剤は、オゾンを選択的に吸着し、残りの酸素は切換弁８ｃを介して循環ブロア３に返送される。オゾンとして消費された酸素は酸素供給源２より補充される。
【００５６】
このように、オゾン吸着時には通常循環系内は一定圧力に維持されているが、装置の故障などにより循環系内の圧力が高くなると、圧力センサ７１から信号がコントローラ７２に送られる。コントローラ７２はその信号を受けとると、吸着動作中でも強制的に脱着動作に移行する。脱着動作ではオゾン発生器１、循環ブロア３、冷熱源５が稼動を停止し、切換弁８ａ〜８ｄが閉じる。そののち、エジェクタポンプ１１が稼動を始めて切換弁８ｅ〜８ｇが開く。それと同時に、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂが作動して、水流エジェクタ７が稼働するのに必要最小限の流量の流体がエジェクタポンプ１０に送られるとともに、切換弁１４ａ〜１４ｂが切り替わる。そして、エジェクタポンプ１０から水流エジェクタ７に流体が供給されると、吸脱着塔４内のオゾンが水流エジェクタ７に減圧吸引され、水流エジェクタ７内で流体中に分散し、溶解してオゾンを含んだ流体として３ポート流量調節弁１３ｂに送られる。ここで、オゾンを含んだ流体とオゾンを含まない流体が混合され、被処理物体９に送られる。
【００５７】
被処理物体９を通過した流体は切換弁１４ａを介して流体貯留タンク１１に供給され、そこで一時的に蓄えられる。蓄えられた流体中には、オゾンおよび酸化物質が残留しており、蓄えられた流体は少量ずつ流体浄化装置１２に送られ、オゾンおよび酸化物質などが分解除去されたのちに放流される。なお、オゾンおよび酸化物質を含んだ流体が流体貯留タンク１１に貯留されると、３ポート流量調節弁１３ａ〜１３ｂが停止するとともに、切換弁１４ａ〜１４ｂが切り替わり、通常の流体移動経路に戻される。しかし、この一連の動作が終了しても、通常運転時のように再びオゾン吸着動作に移行することはなく、異常を表示するとともにオゾン供給動作を停止する。
【００５８】
このように、本参考例では、オゾン吸着時に起こった異常動作を生物除去を行なう際の動作で解消するため、オゾン吸着時の異常を解消する安全装置を新たに付加する必要がなく、オゾン供給装置の構成機器数を低減できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、物体処理後の流体を処理する流体浄化装置を備えるようにしたので、生物除去後の流体で環境汚染を生ずることを防ぐとともに、流体浄化装置の能力を低減することができ、オゾン供給装置を安価にすることができる。
【００６０】
請求項１の発明によれば、オゾン注入後の流体を蓄える流体貯留タンクと、水流エジェクタと、該水流エジェクタに流体を供給する流体供給手段と、オゾンを含んだ流体で処理される被処理物体とからなる閉ループを構成するオゾン注入流路を備えるようにしたので、生物除去に用いる流体の量を低減することができ、液体貯留タンクをコンパクト化することができるとともに、流体浄化装置の能力を低減することができる。
【００６１】
また請求項２の発明によれば、前記閉ループとは別に、流体貯留手段と、流体浄化装置とを含んでなるので、生物除去に用いる流体の量を低減することができ、液体貯留タンクをコンパクト化することができるとともに、流体浄化装置の能力を低減することができる。
【００６２】
また請求項３の発明によれば、オゾン注入時にはオゾン注入流路内で流体を循環できるようにする切換弁を有するようにしたので、生物除去に用いる流体の量を低減することができ、液体貯留タンクをコンパクト化することができるとともに、流体浄化装置の能力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例１にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。
【図２】 本発明の実施の形態２にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。
【図３】 本発明の実施の形態３にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。
【図４】 参考例４にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。
【図５】 参考例５にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。
【図６】 参考例６にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。
【図７】 参考例７にかかわるオゾン供給装置を示す構成図である。
【図８】 従来の間歇オゾン供給装置を示す構成図である。
Claims (3)
- 原料酸素からオゾン化酸素を生成するオゾン発生器と、前記オゾン化酸素からオゾンを吸着貯留し、かつ、このオゾンを脱着する吸脱着装置と、吸着貯留したオゾンを脱着して供給するオゾン脱着手段とを有し、前記吸脱着装置によりオゾンが吸着されたのちの酸素を前記オゾン発生器へ戻し、前記吸脱着装置からオゾンを脱着し、このオゾンを流体と混合し被処理物体の処理を行なうオゾン供給装置であって、
前記オゾン脱着手段と、このオゾン脱着手段に流体を供給する流体供給手段と、オゾンを含んだ流体で処理される前記被処理物体とからなる閉ループを構成するオゾン注入流路と、前記被処理物体を迂回するバイパス配管をさらに備えてなる
ことを特徴とするオゾン供給装置。 - 前記閉ループとは別に、流体貯留手段と、流体浄化装置とを含んでなることを特徴とする請求項１記載のオゾン供給装置。
- オゾン注入時には前記オゾン注入流路内で流体を循環できるようにする切換弁を有する請求項１または２記載のオゾン供給装置。
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