JP4983450B2 - Ozone system and ozone system adsorption cylinder purging method - Google Patents

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Description

本発明は、窒素吸着剤が充填された吸着筒により高濃度酸素を製造し、その高濃度酸素からオゾンを製造してオゾン水洗浄などに利用した後、オゾンを分解して排気するオゾンシステムに係り、オゾンシステムの運転停止時に吸着筒をパージするオゾンシステムおよび、オゾンシステムの吸着筒パージ方法に関するものである。   The present invention provides an ozone system that produces high-concentration oxygen using an adsorption cylinder filled with a nitrogen adsorbent, produces ozone from the high-concentration oxygen and uses it for cleaning ozone water, etc., and then decomposes and exhausts ozone. In particular, the present invention relates to an ozone system for purging an adsorption cylinder when the operation of the ozone system is stopped, and an adsorption cylinder purging method for the ozone system.

従来、内視鏡洗浄機などのオゾンを利用した殺菌・滅菌・洗浄装置が知られている。そのような殺菌・滅菌・洗浄装置（オゾンシステム）を、図６に基づき説明する。   Conventionally, sterilization / sterilization / cleaning apparatuses using ozone such as endoscope cleaning machines are known. Such a sterilization / sterilization / cleaning apparatus (ozone system) will be described with reference to FIG.

図６に示すように、オゾンシステム６１では、コンプレッサ６２からの圧縮空気を、窒素吸着剤を充填したＰＳＡ本体６３に送って高濃度の酸素を作り、その高濃度酸素をバッファタンク６４に貯蔵する。そのバッファタンク６４の高濃度酸素をオゾン発生装置６５に送り、そのオゾン発生装置６５での無声放電により高濃度酸素からオゾンを製造する。製造したオゾンガスをオゾン洗浄槽（水槽）６６内でバブリングすることでオゾン水を作り、このオゾン水を用いて殺菌・滅菌や洗浄を行う。そのオゾン洗浄槽６６からシロッコファン６７によりばっ気（排気）されるガス中には、オゾンが含まれるため、そのガスを、オゾン洗浄槽６６の後段に設けたオゾンキラー６８でオゾン分解触媒を用いて分解した後、室内に放出する。   As shown in FIG. 6, in the ozone system 61, compressed air from the compressor 62 is sent to the PSA body 63 filled with a nitrogen adsorbent to produce high concentration oxygen, and the high concentration oxygen is stored in the buffer tank 64. . High concentration oxygen in the buffer tank 64 is sent to the ozone generator 65, and ozone is produced from the high concentration oxygen by silent discharge in the ozone generator 65. Ozone water is produced by bubbling the produced ozone gas in an ozone cleaning tank (water tank) 66, and sterilization, sterilization and cleaning are performed using this ozone water. Since the gas aerated (exhausted) from the ozone cleaning tank 66 by the sirocco fan 67 contains ozone, the gas is used with an ozone decomposition catalyst by an ozone killer 68 provided at the rear stage of the ozone cleaning tank 66. And then released into the room.

なお、オゾン洗浄槽６６の代わりに、オゾンを含むガスで直接、殺菌・滅菌などを行う場合に、殺菌・滅菌処理後の排気にオゾンが残留するときは、図６の装置と同じように、オゾン分解触媒を通して、オゾンの分解を行う。   When ozone is left in the exhaust gas after sterilization and sterilization when directly sterilizing and sterilizing with a gas containing ozone instead of the ozone cleaning tank 66, as in the apparatus of FIG. Decomposes ozone through an ozone decomposition catalyst.

ところで、上述したオゾンシステム６１に使用される高濃度の酸素を作る酸素濃縮装置としては、例えば、ＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）方式のものが知られている（特許文献１参照）。   By the way, as an oxygen concentrator for producing high-concentration oxygen used in the ozone system 61 described above, for example, a PSA (Pressure Swing Adsorption) type is known (see Patent Document 1).

図７に基づきコンプレッサ６２、ＰＳＡ本体６３、およびバッファタンク６４などから構成された酸素濃縮装置を説明する。   Based on FIG. 7, an oxygen concentrator comprising a compressor 62, a PSA body 63, a buffer tank 64, and the like will be described.

図７に示すように、ＰＳＡ方式の酸素濃縮装置７１では、ＰＳＡ本体６３が複数本の吸着筒７２から構成され、吸着筒７２内に、窒素を選択的に吸着するゼオライトなどの窒素吸着剤７３が充填される。   As shown in FIG. 7, in the PSA-type oxygen concentrator 71, the PSA body 63 is composed of a plurality of adsorption cylinders 72, and a nitrogen adsorbent 73 such as zeolite that selectively adsorbs nitrogen in the adsorption cylinders 72. Is filled.

酸素濃縮装置７１では、コンプレッサ６２などで高圧の空気を吸着筒７２に流通し、空気中の窒素を窒素吸着剤７３に吸着させて分離する吸着工程と、切替バルブ７４により流路を切り替えて吸着筒７２の圧力を下げることで窒素吸着剤７３に吸着した窒素を放出し窒素吸着剤７３の再生を行う再生工程とを、複数本の吸着筒７２で繰り返し行い、高濃度酸素を連続的に製造している。   In the oxygen concentrator 71, high-pressure air is circulated through the adsorption cylinder 72 by the compressor 62 and the like, and the nitrogen in the air is adsorbed by the nitrogen adsorbent 73 and separated, and the flow is switched by the switching valve 74 for adsorption. The regeneration process of releasing the nitrogen adsorbed on the nitrogen adsorbent 73 by reducing the pressure in the cylinder 72 and regenerating the nitrogen adsorbent 73 is repeated in a plurality of adsorption cylinders 72 to continuously produce high concentration oxygen. is doing.

吸着筒７２に送る圧縮空気は、大気中の水分を含んでいるので、コンプレッサ６２の出口にドレンポッド７５などを設置して、凝縮した水分を除去する機構が採用されている。なお、ドレンポッドが設置されていない場合もある。   Since the compressed air sent to the adsorption cylinder 72 contains moisture in the atmosphere, a mechanism for removing the condensed moisture by installing a drain pod 75 or the like at the outlet of the compressor 62 is employed. In some cases, a drain pod is not installed.

凝縮されずに蒸気として送られた水分は、吸着筒７２の上流に設置された吸湿剤７６で除去されるようになっている。なお、吸湿剤は、吸着筒７２の内部に配置される他に、外部に独立した吸湿筒内に配置される場合がある。   Moisture sent as vapor without being condensed is removed by a moisture absorbent 76 installed upstream of the adsorption cylinder 72. Note that the hygroscopic agent may be disposed inside the adsorption cylinder 72 or in a moisture absorption cylinder independent of the outside.

すなわち、吸着筒７２への水分流入による窒素吸着剤７３の窒素吸着性能の低下を抑制するために、吸着筒７２の上流に、吸湿剤（アルミナ、ゼオライト、活性炭など）を充填した吸湿筒を別途設ける場合もある。   That is, in order to suppress the decrease in nitrogen adsorption performance of the nitrogen adsorbent 73 due to the inflow of moisture into the adsorption cylinder 72, a moisture absorption cylinder filled with a moisture absorbent (alumina, zeolite, activated carbon, etc.) is separately provided upstream of the adsorption cylinder 72. Sometimes it is provided.

窒素吸着剤７３を再生する際には、バッファタンク６４などからの濃縮された酸素で、吸着筒７２をパージするが、その際に発生する騒音を低減するために、パージガスの排気は、小型のサイレンサ７７を通じて行われる。   When the nitrogen adsorbent 73 is regenerated, the adsorption cylinder 72 is purged with concentrated oxygen from the buffer tank 64 or the like. In order to reduce noise generated at that time, the purge gas is exhausted with a small size. This is done through the silencer 77.

特開２００３−１８０８３７号公報JP 2003-180837 A

上述したように、吸着筒７２（または吸湿筒）には、コンプレッサ６２で圧縮空気を送る際に、空気中に含まれる水分が流入する場合があり、流入した水分は、吸着筒７２の上流部分に吸着して、空気中から除去される。その上流部分に吸着した水分は、基本的には、再生工程のときに脱着される。   As described above, when the compressed air is sent by the compressor 62, moisture contained in the air may flow into the adsorption cylinder 72 (or the moisture absorption cylinder). To be removed from the air. The moisture adsorbed on the upstream portion is basically desorbed during the regeneration process.

すなわち、ＰＳＡ方式の酸素濃縮装置７１では、圧力スイングを繰り返すので、吸着筒７２内に吸着した窒素を脱着させために窒素吸着剤７３を再生させる際には、一方の吸着筒７２から排出される乾燥した酸素リッチのガスを他方の再生側の吸着筒７２に送り、その酸素リッチのガスで、再生側の吸着筒７２をパージしている。   That is, in the PSA-type oxygen concentrator 71, the pressure swing is repeated, so that when the nitrogen adsorbent 73 is regenerated to desorb the nitrogen adsorbed in the adsorption cylinder 72, it is discharged from one adsorption cylinder 72. The dried oxygen-rich gas is sent to the other regeneration-side adsorption cylinder 72, and the regeneration-side adsorption cylinder 72 is purged with the oxygen-rich gas.

しかしながら、そのパージの際に、吸着した窒素と共に一部の吸着水分も排出されることになるが、通常、水分を完全に排出することは難しいため、徐々に吸着筒７２内の水分量（窒素吸着剤７３の吸着水分量）が増加してしまう。   However, some of the adsorbed moisture is discharged together with the adsorbed nitrogen during the purge, but normally, it is difficult to completely exhaust the moisture, so the amount of moisture (nitrogen in the adsorption cylinder 72 is gradually increased). Adsorbed water amount of the adsorbent 73) increases.

また、オゾンシステム６１では、オゾン洗浄槽６６での洗浄が終了してコンプレッサ６２の運転が停止すると、バッファタンク６４の高濃度酸素が吸着筒７２を通りサイレンサ７７から排出され、吸着筒７２内がパージされるが、この運転停止時の吸着筒パージによっても、窒素吸着剤７３に吸着された水分が十分に除去されていなかった。   Further, in the ozone system 61, when the cleaning in the ozone cleaning tank 66 is finished and the operation of the compressor 62 is stopped, the high concentration oxygen in the buffer tank 64 is discharged from the silencer 77 through the adsorption cylinder 72, and the inside of the adsorption cylinder 72 is discharged. Although purged, the moisture adsorbed on the nitrogen adsorbent 73 was not sufficiently removed by the adsorption cylinder purge when the operation was stopped.

このように、従来、窒素吸着剤７３に吸着された水分が十分に除去されないため、窒素吸着剤７３の寿命が短くなり、窒素吸着剤７３の交換が必要になるという問題があった。   As described above, conventionally, moisture adsorbed on the nitrogen adsorbent 73 is not sufficiently removed, so that the life of the nitrogen adsorbent 73 is shortened and the nitrogen adsorbent 73 needs to be replaced.

特に、酸素濃縮装置７１の運転が、高湿環境で行われた場合は、吸着筒７２内へ運ばれる凝縮水の量、頻度が増すこととなり、窒素吸着剤７３が劣化しやすく、窒素吸着剤７３（酸素濃縮装置７１）の寿命が短くなってしまうという問題があった。   In particular, when the operation of the oxygen concentrator 71 is performed in a high humidity environment, the amount and frequency of condensed water carried into the adsorption cylinder 72 will increase, and the nitrogen adsorbent 73 is likely to deteriorate, and the nitrogen adsorbent There was a problem that the life of 73 (oxygen concentrator 71) was shortened.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、酸素濃縮装置の窒素吸着剤の寿命を長くすることができるオゾンシステムおよびオゾンシステムの吸着筒パージ方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an ozone system and an adsorption column purging method for an ozone system that can solve the above problems and extend the life of a nitrogen adsorbent in an oxygen concentrator.

上記目的を達成するために本発明は、コンプレッサからの圧縮空気を窒素吸着剤が充填された吸着筒に供給して高濃度酸素を製造し該高濃度酸素をバッファタンクに貯蔵する酸素濃縮装置と、その酸素濃縮装置から供給される高濃度酸素よりオゾンを製造するオゾン発生装置と、そのオゾン発生装置から供給されるオゾンを利用するオゾン利用装置と、そのオゾン利用装置から排出されるオゾンをオゾン分解触媒により分解するオゾン分解装置とでオゾンシステムが構成され、上記オゾンシステムの運転を停止する際に、上記酸素濃縮装置の吸着筒内に残存する水分を除去すべく、上記バッファタンクに貯蔵した高濃度酸素あるいは上記コンプレッサからの圧縮空気をパージガスとして上記吸着筒に流すオゾンシステムの吸着筒パージ方法において、上記パージガスを、上記オゾン分解装置の廃熱を用いて加熱した後、上記吸着筒に流すものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides an oxygen concentrator for supplying compressed air from a compressor to an adsorption cylinder filled with a nitrogen adsorbent to produce high concentration oxygen and storing the high concentration oxygen in a buffer tank. , An ozone generator that produces ozone from high-concentration oxygen supplied from the oxygen concentrator, an ozone using device that uses ozone supplied from the ozone generator, and ozone discharged from the ozone using device The ozone system is composed of an ozonolysis device that decomposes with a cracking catalyst, and when the operation of the ozone system is stopped, the ozone tank is stored in the buffer tank in order to remove moisture remaining in the adsorption cylinder of the oxygen concentrator. To the adsorption cylinder purging method of the ozone system in which high concentration oxygen or compressed air from the compressor is used as a purge gas to the adsorption cylinder There are, the purge gas was heated with waste heat of the ozonolysis apparatus, in which flow in the adsorption column.

好ましくは、上記オゾン分解装置が、上記オゾン分解触媒を加熱するためのヒータを有し、上記パージガスの加熱を、上記パージガスを上記酸素濃縮装置から上記オゾン分解装置に送り、その送られたパージガスを上記ヒータが停止した後の上記オゾン分解触媒の余熱で加熱し、その加熱されたパージガスを上記酸素濃縮装置に戻して行うものである。   Preferably, the ozonolysis apparatus has a heater for heating the ozonolysis catalyst, the purge gas is heated, the purge gas is sent from the oxygen concentrator to the ozonolysis apparatus, and the purge gas sent is sent to the ozonolysis apparatus. Heating is performed by the residual heat of the ozone decomposition catalyst after the heater is stopped, and the heated purge gas is returned to the oxygen concentrator.

上記オゾン分解装置で加熱されるパージガスが、上記コンプレッサで圧縮された圧縮空気からなり、上記オゾンシステムの運転を停止する際に、上記コンプレッサを所定時間だけ継続して運転するものでもよい。   The purge gas heated by the ozonolysis apparatus may be compressed air compressed by the compressor, and when the operation of the ozone system is stopped, the compressor may be continuously operated for a predetermined time.

上記目的を達成するために本発明は、コンプレッサからの圧縮空気を窒素吸着剤が充填された吸着筒に供給して高濃度酸素を製造し該高濃度酸素をバッファタンクに貯蔵する酸素濃縮装置と、その酸素濃縮装置から供給される高濃度酸素よりオゾンを製造するオゾン発生装置と、そのオゾン発生装置から供給されるオゾンを利用するオゾン利用装置と、そのオゾン利用装置から排出されるオゾンをオゾン分解触媒により分解するオゾン分解装置とを備え、運転を停止する際に、上記酸素濃縮装置の吸着筒内に残存する水分を除去すべく、上記バッファタンクに貯蔵した高濃度酸素あるいは上記コンプレッサからの圧縮空気をパージガスとして上記吸着筒に流すオゾンシステムにおいて、上記酸素濃縮装置から上記オゾン分解装置にパージガスを送るためのパージガス取出し管と、そのパージガス取出し管で送られたパージガスを上記オゾン分解装置の廃熱を用いて加熱するパージガス加熱器と、そのパージガス加熱器で加熱されたパージガスを上記酸素濃縮装置に戻すためのパージガス戻し管とを備えたものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides an oxygen concentrator for supplying compressed air from a compressor to an adsorption cylinder filled with a nitrogen adsorbent to produce high concentration oxygen and storing the high concentration oxygen in a buffer tank. , An ozone generator that produces ozone from high-concentration oxygen supplied from the oxygen concentrator, an ozone using device that uses ozone supplied from the ozone generator, and ozone discharged from the ozone using device An ozonolysis device that decomposes with a cracking catalyst, and when the operation is stopped, in order to remove water remaining in the adsorption cylinder of the oxygen concentrator, high concentration oxygen stored in the buffer tank or from the compressor In the ozone system in which compressed air is purged as a purge gas to the adsorption cylinder, the purge gas from the oxygen concentrator to the ozone decomposer A purge gas take-out pipe for sending, a purge gas heater for heating the purge gas sent through the purge gas take-out pipe using the waste heat of the ozonolysis apparatus, and the purge gas heated by the purge gas heater to the oxygen concentrator And a purge gas return pipe for returning.

好ましくは、上記オゾン分解装置が、上記オゾン分解触媒を加熱するためのヒータを有し、上記パージガス加熱器が、上記オゾン分解触媒に取り付けられ、そのオゾン分解触媒の熱で上記パージガスを加熱するものである。   Preferably, the ozonolysis apparatus has a heater for heating the ozonolysis catalyst, and the purge gas heater is attached to the ozonolysis catalyst and heats the purge gas with the heat of the ozonolysis catalyst. It is.

上記運転を停止する際に上記コンプレッサを所定時間だけ継続して運転するためのコントローラを備え、上記パージガス取出し管が、上記コンプレッサと上記オゾン分解装置とを繋ぐものでもよい。   A controller for continuously operating the compressor for a predetermined time when the operation is stopped may be provided, and the purge gas extraction pipe may connect the compressor and the ozone decomposition apparatus.

本発明によれば、オゾンシステムにおける酸素濃縮装置の窒素吸着剤の寿命を長くすることができるという優れた効果を発揮するものである。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the outstanding effect that the lifetime of the nitrogen adsorbent of the oxygen concentrator in an ozone system can be lengthened is exhibited.

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本実施形態のオゾンシステムは、例えば、内視鏡洗浄装置などの、オゾン水により殺菌・滅菌・洗浄を行うオゾン水洗浄システムである。   The ozone system of the present embodiment is an ozone water cleaning system that performs sterilization, sterilization, and cleaning with ozone water, such as an endoscope cleaning device.

［第１の実施形態］
まず、図１および図２に基づき、第１の実施形態のオゾンシステム（以下、オゾン水洗浄システムという）の概略構造を説明する。 [First Embodiment]
First, based on FIG. 1 and FIG. 2, the schematic structure of the ozone system (henceforth an ozone water cleaning system) of 1st Embodiment is demonstrated.

図１に示すように、本実施形態のオゾン水洗浄システム１は、コンプレッサ２の圧縮空気を窒素吸着剤が充填されたＰＳＡ本体４に供給して高濃度酸素を製造し該高濃度酸素をバッファタンク５に貯蔵する酸素濃縮装置６と、その酸素濃縮装置６から供給された高濃度酸素よりオゾンを製造するオゾン発生装置７と、そのオゾン発生装置７から供給されたオゾンを殺菌・滅菌・洗浄などに利用するオゾン利用装置８と、そのオゾン利用装置８から排出されたオゾンをオゾン分解触媒９により分解するオゾン分解装置１０と、これらの装置６−８、１０を制御するためのコントローラ１１とを備える。   As shown in FIG. 1, the ozone water cleaning system 1 of this embodiment supplies compressed air from a compressor 2 to a PSA body 4 filled with a nitrogen adsorbent to produce high-concentration oxygen and buffer the high-concentration oxygen. Oxygen concentrator 6 stored in tank 5, ozone generator 7 that produces ozone from high-concentration oxygen supplied from oxygen concentrator 6, and sterilization, sterilization, and washing of ozone supplied from ozone generator 7 An ozone utilization device 8 utilized for the ozone utilization device 8, an ozone decomposition device 10 for decomposing ozone discharged from the ozone utilization device 8 with an ozone decomposition catalyst 9, and a controller 11 for controlling these devices 6-8, 10; Is provided.

酸素濃縮装置６とオゾン発生装置７とが酸素供給管２１を介して接続され、オゾン発生装置７とオゾン利用装置８とがオゾン供給管２２を介して接続され、オゾン利用装置８とオゾン分解装置１０とがオゾン排気管２３を介して接続される。   The oxygen concentrator 6 and the ozone generator 7 are connected via an oxygen supply pipe 21, the ozone generator 7 and the ozone utilization apparatus 8 are connected via an ozone supply pipe 22, and the ozone utilization apparatus 8 and the ozone decomposition apparatus are connected. 10 is connected through an ozone exhaust pipe 23.

本実施形態の酸素濃縮装置６は、ＰＳＡ方式の酸素濃縮装置である。図２に示すように、酸素濃縮装置６は、空気を圧縮するためのコンプレッサ２と、窒素吸着剤３６が充填された複数（図例では二つ）の吸着筒２４、２４を有するＰＳＡ本体４と、そのＰＳＡ本体４の吸着筒２４で濃縮された高濃度酸素を貯蔵するためのバッファタンク５と、各吸着筒２４を原料ガス供給側およびパージガス排出側のいずれかに連通させるための切替手段をなす二つの切替弁２６とを備える。   The oxygen concentrator 6 of this embodiment is a PSA type oxygen concentrator. As shown in FIG. 2, the oxygen concentrator 6 includes a compressor 2 for compressing air and a PSA body 4 having a plurality of (two in the illustrated example) adsorption cylinders 24 and 24 filled with a nitrogen adsorbent 36. A buffer tank 5 for storing high-concentration oxygen concentrated in the adsorption cylinder 24 of the PSA body 4, and switching means for communicating each adsorption cylinder 24 to either the raw material gas supply side or the purge gas discharge side And two switching valves 26 are provided.

コンプレッサ２は、例えば、電動ダイヤフラムコンプレッサなどの容積型コンプレッサである。コンプレッサ２は、これに限定されず非容積型のものでもよい。   The compressor 2 is a positive displacement compressor such as an electric diaphragm compressor. The compressor 2 is not limited to this, and may be a non-volumetric type.

コンプレッサ２と二つの切替弁２６、２６とは、コンプレッサ２から延び分岐部２８にて二股状に分岐して各切替弁２６に至る分岐管２９を介して接続される。その分岐管２９におけるコンプレッサ２と分岐部２８との間には、コンプレッサ２から吐出された圧縮空気を除湿するためのドレンポット３０が設けられる。   The compressor 2 and the two switching valves 26, 26 are connected via branch pipes 29 that extend from the compressor 2 and branch into a bifurcated shape at a branching portion 28 and reach the switching valves 26. A drain pot 30 for dehumidifying the compressed air discharged from the compressor 2 is provided between the compressor 2 and the branch portion 28 in the branch pipe 29.

切替弁２６は、吸着筒２４ごとに設けられ、各吸着筒２４に筒接続管３１を介して接続される。また、切替弁２６には、パージ排気管３３が接続され、そのパージ排気管３３は、各切替弁２６から各々延びパージ排気管集合部３２にて集合される。そのパージ排気管３３の下流端には排気音を低減するためのサイレンサ３５が設けられる。   The switching valve 26 is provided for each adsorption cylinder 24 and is connected to each adsorption cylinder 24 via a cylinder connection pipe 31. Further, a purge exhaust pipe 33 is connected to the switching valve 26, and the purge exhaust pipe 33 extends from each switching valve 26 and is gathered at the purge exhaust pipe collecting portion 32. A silencer 35 for reducing exhaust noise is provided at the downstream end of the purge exhaust pipe 33.

図例の切替弁２６は、三方弁からなる。切替弁２６は、吸着筒２４の吸着運転時には、吸着筒２４をコンプレッサ２に連通すべく、筒接続管３１と分岐管２９とを接続する吸着位置に設定され、脱着（再生）運転時には、吸着筒２４を外部（サイレンサ３５）に連通すべく、筒接続管３１とパージ排気管３３とを接続する脱着位置に設定される。切替弁２６は、コントローラ１１（図１参照）に接続され、切替制御される。   The switching valve 26 shown in the figure is a three-way valve. The switching valve 26 is set to an adsorption position for connecting the tube connection pipe 31 and the branch pipe 29 so that the adsorption cylinder 24 communicates with the compressor 2 during the adsorption operation of the adsorption cylinder 24, and during the desorption (regeneration) operation, the adsorption valve 24 is adsorbed. In order to communicate the cylinder 24 to the outside (silencer 35), the cylinder connecting pipe 31 and the purge exhaust pipe 33 are set at an attachment / detachment position. The switching valve 26 is connected to the controller 11 (see FIG. 1) and is controlled to be switched.

吸着筒２４内には、窒素を選択的に吸着しかつ脱着可能な窒素吸着剤３６が充填される。図例では、吸着筒２４内における窒素吸着剤３６の前段（上流）に、圧縮空気中の水分を除去するための吸湿剤３７が充填される。窒素吸着剤３６は、例えば、ゼオライトなどからなり、吸湿剤３７は、例えば、活性アルミナ、活性炭、ゼオライトなどからなる。   The adsorption cylinder 24 is filled with a nitrogen adsorbent 36 that can selectively adsorb and desorb nitrogen. In the illustrated example, a moisture absorbent 37 for removing moisture in the compressed air is filled in the upstream (upstream) of the nitrogen adsorbent 36 in the adsorption cylinder 24. The nitrogen adsorbent 36 is made of, for example, zeolite, and the hygroscopic agent 37 is made of, for example, activated alumina, activated carbon, zeolite, or the like.

吸着筒２４とバッファタンク５とは、各吸着筒２４から各々延び貯蔵管集合部３８にて集合されてバッファタンク５に至る貯蔵管３９を介して接続される。貯蔵管３９における各吸着筒２４と貯蔵管集合部３８との間には、吸着筒２４内の圧力（吸着運転圧力）を調整するためのオリフィス４０、４０が各々設けられる。   The adsorption cylinder 24 and the buffer tank 5 are connected to each other via a storage pipe 39 that extends from each adsorption cylinder 24 and is gathered at a storage pipe gathering portion 38 to reach the buffer tank 5. Between the respective adsorption cylinders 24 and the storage pipe assembly 38 in the storage pipe 39, orifices 40, 40 for adjusting the pressure in the adsorption cylinder 24 (adsorption operation pressure) are respectively provided.

本実施形態では、貯蔵管３９における貯蔵管集合部３８とバッファタンク５との間に、第３パージ弁１７が設けられる。その第３パージ弁１７は、コントローラ１１（図１参照）に接続され、開閉制御される。詳しくは後述するが、第３パージ弁１７は、オゾン水洗浄システム１の運転時に全開にされ、運転を停止する際の吸着筒パージ時に全閉にされる。   In the present embodiment, the third purge valve 17 is provided between the storage pipe collecting portion 38 and the buffer tank 5 in the storage pipe 39. The third purge valve 17 is connected to the controller 11 (see FIG. 1) and is controlled to open and close. As will be described in detail later, the third purge valve 17 is fully opened when the ozone water cleaning system 1 is operated, and is fully closed when the adsorption cylinder is purged when the operation is stopped.

バッファタンク５は、酸素供給管２１を介してオゾン発生装置７に接続される。そのバッファタンク５内は、高濃度酸素をオゾン発生装置７に圧送するために、大気圧よりも高い所定の保持圧に保持される。酸素供給管２１には、オゾン発生装置７への供給圧を一定に保つためのレギュレータ４１が設けられる。   The buffer tank 5 is connected to the ozone generator 7 through the oxygen supply pipe 21. The buffer tank 5 is held at a predetermined holding pressure higher than atmospheric pressure in order to pump high-concentration oxygen to the ozone generator 7. The oxygen supply pipe 21 is provided with a regulator 41 for keeping the supply pressure to the ozone generator 7 constant.

酸素濃縮装置６の運転中は、原料ガスとして外部の空気（外気）がコンプレッサ２に吸入され、そのコンプレッサ２で昇圧される。昇圧された空気はいずれか一方の吸着筒２４に送り込まれ、その吸着筒２４で窒素が吸着されて酸素が濃縮される。濃縮された高濃度酸素はバッファタンク５に送られて貯蔵される。   During operation of the oxygen concentrator 6, external air (outside air) is sucked into the compressor 2 as a raw material gas, and the pressure is increased by the compressor 2. The pressurized air is sent into one of the adsorption cylinders 24, and nitrogen is adsorbed in the adsorption cylinder 24 to concentrate oxygen. The concentrated high-concentration oxygen is sent to the buffer tank 5 and stored.

他方の吸着筒２４では、圧縮空気の供給が停止されると共に、吸着筒２４内に、製造された高濃度酸素の一部が、バッファタンク５および／または吸着側の吸着筒２４から導入され、その高濃度酸素により窒素吸着剤３６が脱着されて、窒素吸着剤３６の再生が行われる。窒素吸着剤３６を再生した再生ガス（再生パージガス）は、吸着筒２４からサイレンサ３５を介して、外部に排出される。   In the other adsorption cylinder 24, the supply of compressed air is stopped, and part of the produced high-concentration oxygen is introduced into the adsorption cylinder 24 from the buffer tank 5 and / or the adsorption cylinder 24 on the adsorption side, The nitrogen adsorbent 36 is desorbed by the high concentration oxygen, and the nitrogen adsorbent 36 is regenerated. The regeneration gas (regeneration purge gas) that has regenerated the nitrogen adsorbent 36 is discharged to the outside from the adsorption cylinder 24 via the silencer 35.

さらに、本実施形態では、これら酸素の濃縮を行う吸着筒２４と窒素吸着剤３６の再生を行う吸着筒２４とが交互に切り替えられ、連続的に高濃度酸素が製造される。   Further, in the present embodiment, the adsorption cylinder 24 for concentrating oxygen and the adsorption cylinder 24 for regenerating the nitrogen adsorbent 36 are alternately switched to continuously produce high-concentration oxygen.

この窒素吸着剤３６の再生は、窒素吸着剤３６に吸着した窒素を脱着するために行われるが、このとき、同時に窒素吸着剤３６に吸着した水分も脱着される。ただし、水分は完全には窒素吸着剤３６から脱着（除去）されない。そこで、後述するように、オゾン水洗浄システム１の運転を停止する際にも、吸着筒２４のパージが行われる。   The regeneration of the nitrogen adsorbent 36 is performed to desorb nitrogen adsorbed on the nitrogen adsorbent 36. At this time, moisture adsorbed on the nitrogen adsorbent 36 is also desorbed. However, moisture is not completely desorbed (removed) from the nitrogen adsorbent 36. Therefore, as will be described later, the adsorption cylinder 24 is also purged when the operation of the ozone water cleaning system 1 is stopped.

図１に戻り、オゾン発生装置７は、例えば、無声放電式のオゾン発生装置である。オゾン発生装置７はこれに限定されない。   Returning to FIG. 1, the ozone generator 7 is a silent discharge type ozone generator, for example. The ozone generator 7 is not limited to this.

本実施形態のオゾン利用装置８は、オゾン発生装置７から供給されたオゾンによりオゾン水を製造し、そのオゾン水に被処理物（内視鏡など）を浸漬して殺菌・滅菌・洗浄などを行うものである。そのオゾン利用装置８は、オゾン水を貯留するオゾン洗浄槽４２を有し、そのオゾン洗浄槽４２内には、オゾンをバブリングするためのバブラー（図示せず）が設けられる。   The ozone utilization apparatus 8 of this embodiment manufactures ozone water with ozone supplied from the ozone generator 7, and sterilizes, sterilizes, and cleans by immersing an object to be processed (such as an endoscope) in the ozone water. Is what you do. The ozone utilization device 8 has an ozone cleaning tank 42 for storing ozone water, and a bubbler (not shown) for bubbling ozone is provided in the ozone cleaning tank 42.

オゾン分解装置１０は、オゾンを分解する分解装置本体（オゾンキラー）４４と、オゾン洗浄槽４２内のオゾンを分解装置本体４４に導入すると共に、分解後の酸素（Ｏ２）を分解装置本体４４から外部に排気するための排気手段（例えば、シロッコファンなど）（以下、排気ファンという）４５とを有する。 The ozone decomposing apparatus 10 introduces ozone in the decomposing apparatus main body (ozone killer) 44 for decomposing ozone and ozone in the ozone cleaning tank 42 into the decomposing apparatus main body 44 and decomposes oxygen (O 2 ) into the decomposing apparatus main body 44. Exhaust means (for example, a sirocco fan or the like) (hereinafter referred to as an exhaust fan) 45 for exhausting air to the outside.

オゾン洗浄槽４２と分解装置本体４４とが、オゾン排気管２３を介して接続され、分解装置本体４４と外部とが、排ガス吸引管４６を介して接続される。その排ガス吸引管４６に排気ファン４５が設けられる。   The ozone cleaning tank 42 and the decomposition apparatus main body 44 are connected via an ozone exhaust pipe 23, and the decomposition apparatus main body 44 and the outside are connected via an exhaust gas suction pipe 46. An exhaust fan 45 is provided in the exhaust gas suction pipe 46.

分解装置本体４４は、オゾン分解触媒９と、そのオゾン分解触媒９を加熱するためのヒータ（例えば、電気ヒータ）４８とを有する。   The decomposition apparatus main body 44 includes an ozone decomposition catalyst 9 and a heater (for example, an electric heater) 48 for heating the ozone decomposition catalyst 9.

オゾン分解触媒９は、例えば、酸化銅や酸化マンガンなどのオゾン分解に活性を有す触媒を、ハニカム形状の担持部材（セラミックなど）に担持させて形成される。ヒータ４８は、オゾン分解触媒９の上流に配置されオゾン分解触媒９を所定の分解温度まで加熱する。所定の分解温度は、例えば、１５０〜２００℃程度である。   The ozonolysis catalyst 9 is formed, for example, by supporting a catalyst having activity for ozonolysis such as copper oxide or manganese oxide on a honeycomb-shaped support member (ceramic or the like). The heater 48 is disposed upstream of the ozone decomposition catalyst 9 and heats the ozone decomposition catalyst 9 to a predetermined decomposition temperature. The predetermined decomposition temperature is, for example, about 150 to 200 ° C.

オゾン水洗浄システム１の運転中は、酸素濃縮装置６では上述したように空気から高濃度酸素が製造されバッファタンク５に貯蔵される。そのバッファタンク５内の高濃度酸素が酸素供給管２１を通りオゾン発生装置７に送られてオゾン化され、オゾンが製造される。製造されたオゾンはオゾン発生装置７からオゾン供給管２２を通りオゾン洗浄槽４２に送られ、そのオゾン洗浄槽４２内でバブリングされる。   During the operation of the ozone water cleaning system 1, the oxygen concentrator 6 produces high-concentration oxygen from the air and stores it in the buffer tank 5 as described above. High-concentration oxygen in the buffer tank 5 passes through the oxygen supply pipe 21 and is sent to the ozone generator 7 where it is ozonized to produce ozone. The produced ozone is sent from the ozone generator 7 to the ozone cleaning tank 42 through the ozone supply pipe 22 and is bubbled in the ozone cleaning tank 42.

オゾン洗浄槽４２内のオゾンを含むガスが、排気ファン４５に吸引され、オゾン洗浄槽４２からオゾン排気管２３を通りオゾン分解装置１０に導入される。その導入されたガス中のオゾンが、オゾン分解装置１０にて分解され酸素（Ｏ２）になり、排ガス吸引管４６を通り外部に放出される。オゾン分解装置１０の運転温度は、例えば、１５０〜２００℃である。 Gas containing ozone in the ozone cleaning tank 42 is sucked into the exhaust fan 45 and introduced from the ozone cleaning tank 42 through the ozone exhaust pipe 23 into the ozone decomposition apparatus 10. The ozone in the introduced gas is decomposed by the ozonolysis apparatus 10 into oxygen (O 2 ), and is discharged to the outside through the exhaust gas suction pipe 46. The operating temperature of the ozonolysis apparatus 10 is, for example, 150 to 200 ° C.

このオゾン水洗浄システム１の運転を停止（終了）する際には、酸素濃縮装置６の吸着筒２４内に残存する水分を除去すべく、製造した高濃度酸素がパージガスとして吸着筒２４に流される。   When the operation of the ozone water cleaning system 1 is stopped (terminated), the produced high-concentration oxygen is caused to flow as a purge gas to the adsorption cylinder 24 in order to remove water remaining in the adsorption cylinder 24 of the oxygen concentrator 6. .

詳しくは後述するが、本実施形態では、パージガスである高濃度酸素が、オゾン分解装置１０の廃熱を用いて加熱された後、吸着筒２４に流される。   As will be described in detail later, in this embodiment, high-concentration oxygen that is a purge gas is heated using the waste heat of the ozonolysis apparatus 10 and then flows into the adsorption cylinder 24.

すなわち、本実施形態のオゾン水洗浄システム１は、酸素濃縮装置６からオゾン分解装置１０にパージガス（高濃度酸素）を送るためのパージガス取出し管１２と、そのパージガス取出し管１２で送られたパージガスをオゾン分解装置１０の廃熱を用いて加熱するパージガス加熱器１３と、そのパージガス加熱器１３で加熱されたパージガスを酸素濃縮装置６に戻すためのパージガス戻し管１４とを備える。   That is, the ozone water cleaning system 1 of this embodiment includes a purge gas take-out pipe 12 for sending a purge gas (high concentration oxygen) from the oxygen concentrator 6 to the ozone decomposition apparatus 10, and the purge gas sent through the purge gas take-out pipe 12. A purge gas heater 13 for heating using waste heat of the ozonolysis apparatus 10 and a purge gas return pipe 14 for returning the purge gas heated by the purge gas heater 13 to the oxygen concentrator 6 are provided.

本実施形態のパージガス取出し管１２は、バッファタンク５とパージガス加熱器１３とを繋ぎ、そのパージガス取出し管１２の上流端がバッファタンク５に接続されると共に下流端がパージガス加熱器１３に接続される。   The purge gas take-out pipe 12 of this embodiment connects the buffer tank 5 and the purge gas heater 13, the upstream end of the purge gas take-out pipe 12 is connected to the buffer tank 5, and the downstream end is connected to the purge gas heater 13. .

パージガス加熱器１３は、図例では、オゾン分解触媒９（担持部材）に取り付けられる。そのパージガス加熱器１３は、パイプ材で形成された熱交換器からなり、そのパイプ材内にパージガスを流通させて、パージガスとオゾン分解触媒９とを熱交換させる。   In the illustrated example, the purge gas heater 13 is attached to the ozone decomposition catalyst 9 (supporting member). The purge gas heater 13 is composed of a heat exchanger formed of a pipe material, and causes the purge gas to flow through the pipe material to exchange heat between the purge gas and the ozone decomposition catalyst 9.

パージガス戻し管１４は、パージガス加熱器１３と酸素濃縮装置６とを繋ぐ。具体的には、図２に示すように、パージガス戻し管１４の下流端が、吸着筒２４とバッファタンク５とを繋ぐ配管（図例では、貯蔵管３９における貯蔵管集合部３８と第３パージ弁１７との間）に接続される。   The purge gas return pipe 14 connects the purge gas heater 13 and the oxygen concentrator 6. Specifically, as shown in FIG. 2, the downstream end of the purge gas return pipe 14 is a pipe connecting the adsorption cylinder 24 and the buffer tank 5 (in the illustrated example, the storage pipe collecting portion 38 and the third purge pipe in the storage pipe 39). Connected to the valve 17).

パージガス取出し管１２には、そのパージガス取出し管１２を開閉するための第１パージ弁１５が設けられ、パージガス戻し管１４には、そのパージガス戻し管１４を開閉するための第２パージ弁１６が設けられる。   The purge gas outlet pipe 12 is provided with a first purge valve 15 for opening and closing the purge gas outlet pipe 12, and the purge gas return pipe 14 is provided with a second purge valve 16 for opening and closing the purge gas return pipe 14. It is done.

これら第１パージ弁１５および第２パージ弁１６は、コントローラ１１（図１参照）に接続されて開閉制御される。詳しくは後述するが、第１パージ弁１５および第２パージ弁１６は、オゾン水洗浄システム１の運転時に全閉にされ、運転を停止する際の吸着筒パージ時に全開にされる。   The first purge valve 15 and the second purge valve 16 are connected to the controller 11 (see FIG. 1) and controlled to open and close. As will be described in detail later, the first purge valve 15 and the second purge valve 16 are fully closed during operation of the ozone water cleaning system 1, and are fully opened during adsorption cylinder purging when the operation is stopped.

次に、本実施形態のオゾンシステムの吸着筒パージ方法（以下、吸着筒パージ方法という）を説明する。   Next, an adsorption cylinder purge method (hereinafter referred to as an adsorption cylinder purge method) of the ozone system of this embodiment will be described.

本実施形態の吸着筒パージ方法は、オゾン水洗浄システム１の運転を停止する際に、酸素濃縮装置６の吸着筒２４内に残存する水分を除去すべく、バッファタンク５に貯蔵した高濃度酸素をパージガスとして吸着筒２４に流す。   The adsorption cylinder purging method of the present embodiment is a high concentration oxygen stored in the buffer tank 5 in order to remove water remaining in the adsorption cylinder 24 of the oxygen concentrator 6 when the operation of the ozone water cleaning system 1 is stopped. To the adsorption cylinder 24 as a purge gas.

ここで、パージガスを流すのは、主に窒素吸着剤３６に吸着した水分を脱着するためであるが、その窒素吸着剤３６であるゼオライトは、高温ほど水分が脱着され易いという特性を持つ。   Here, the purge gas is flowed mainly to desorb moisture adsorbed on the nitrogen adsorbent 36, but the zeolite that is the nitrogen adsorbent 36 has a characteristic that moisture is more easily desorbed at higher temperatures.

そこで、本実施形態の吸着筒パージ方法では、パージガスを、オゾン分解装置１０の廃熱を用いて加熱した後、吸着筒２４に流すようにした。   Therefore, in the adsorption cylinder purging method of the present embodiment, the purge gas is heated using the waste heat of the ozone decomposition apparatus 10 and then flows into the adsorption cylinder 24.

そのパージガスの加熱は、パージガスを酸素濃縮装置６からオゾン分解装置１０に送り、その送られたパージガスをヒータ４８が停止した後のオゾン分解触媒９の余熱で加熱し、その加熱されたパージガスを酸素濃縮装置６に戻して行われる。   The purge gas is heated by sending the purge gas from the oxygen concentrating device 6 to the ozone decomposing device 10, heating the sent purge gas with the residual heat of the ozone decomposing catalyst 9 after the heater 48 is stopped, and heating the purge gas to oxygen It returns to the concentration apparatus 6 and is performed.

これにより、運転停止時の吸着筒パージによる吸着筒２４内部の窒素吸着剤３６および吸湿剤３７の水分の脱着が促進され、その結果、窒素吸着剤３６の寿命（交換寿命）を延ばすことができ、酸素濃縮器を高寿命（長寿命）化することが可能となる。   As a result, the desorption of moisture from the nitrogen adsorbent 36 and the moisture absorbent 37 inside the adsorption cylinder 24 by purging the adsorption cylinder when the operation is stopped is promoted, and as a result, the life (replacement life) of the nitrogen adsorbent 36 can be extended. It is possible to extend the life (long life) of the oxygen concentrator.

以下、吸着筒パージ方法を詳細に説明する。   Hereinafter, the suction cylinder purge method will be described in detail.

オゾン洗浄槽４２での洗浄が終了すると、オゾン水洗浄システム１の各装置の運転が停止される。すなわち、コントローラ１１は、酸素濃縮装置６のコンプレッサ２と、オゾン発生装置７と、オゾン分解装置１０のヒータ４８および排気ファン４５とを停止する。   When the cleaning in the ozone cleaning tank 42 is completed, the operation of each device of the ozone water cleaning system 1 is stopped. That is, the controller 11 stops the compressor 2 of the oxygen concentrator 6, the ozone generator 7, the heater 48 and the exhaust fan 45 of the ozone decomposer 10.

この停止時に、コントローラ１１は、各吸着筒２４にパージガスを流すために、全ての切替弁２６を脱着位置に切り替える。   At the time of this stop, the controller 11 switches all the switching valves 26 to the detachment position in order to allow the purge gas to flow through the respective adsorption cylinders 24.

さらに、本実施形態では、コントローラ１１は、パージガスであるバッファタンク５の高濃度酸素をパージガス加熱器１３に送るために第１パージ弁１５を全開に切替え、加熱後のパージガスを吸着筒２４に戻すために第２パージ弁１６を全開に切り替える。また、バッファタンク５内に残存する高濃度酸素を全てパージガス加熱器１３に送るために、第３パージ弁１７を全閉に切り替える。   Further, in the present embodiment, the controller 11 switches the first purge valve 15 to fully open in order to send the high-concentration oxygen in the buffer tank 5 as the purge gas to the purge gas heater 13, and returns the heated purge gas to the adsorption cylinder 24. Therefore, the second purge valve 16 is switched to full open. Further, the third purge valve 17 is switched to fully closed in order to send all the high-concentration oxygen remaining in the buffer tank 5 to the purge gas heater 13.

これにより、バッファタンク５内に加圧状態で貯蔵されている高濃度酸素が、パージガス取出し管１２を通りパージガス加熱器１３に圧送される。そのパージガス加熱器１３に送られた高濃度酸素は、オゾン分解装置１０（オゾン分解触媒９）と熱交換して温度が上げられた後、パージガス戻し管１４を通り、酸素濃縮装置６の貯蔵管３９に戻される。   As a result, high-concentration oxygen stored in the buffer tank 5 in a pressurized state is pumped to the purge gas heater 13 through the purge gas take-out pipe 12. The high-concentration oxygen sent to the purge gas heater 13 is subjected to heat exchange with the ozone decomposing apparatus 10 (ozone decomposing catalyst 9) and heated, and then passes through the purge gas return pipe 14 and the storage pipe of the oxygen concentrating apparatus 6 Returned to 39.

貯蔵管３９に戻された高濃度酸素は、貯蔵管３９の貯蔵管集合部３８で分岐した後、各吸着筒２４内にパージガスとして流入する。流入した高濃度酸素（パージガス）は、窒素吸着剤３６に吸着した水分（および窒素）を脱着した後、吸湿剤３７の水分を脱着する。これにより吸着筒２４内がパージされ水分が除去される。   The high-concentration oxygen returned to the storage pipe 39 branches at the storage pipe assembly portion 38 of the storage pipe 39 and then flows into each adsorption cylinder 24 as a purge gas. The high-concentration oxygen (purge gas) that flows in desorbs moisture (and nitrogen) adsorbed on the nitrogen adsorbent 36 and then desorbs moisture in the hygroscopic agent 37. As a result, the inside of the adsorption cylinder 24 is purged and moisture is removed.

パージ後のパージガス（脱着された水分および窒素を含む高濃度酸素）は、吸着筒２４から筒接続管３１と、流路切替弁２６と、パージ排気管３３と、サイレンサ３５とを順に通り外部に放出される。   The purge gas after purge (high concentration oxygen including desorbed moisture and nitrogen) passes through the adsorption cylinder 24, the cylinder connection pipe 31, the flow path switching valve 26, the purge exhaust pipe 33, and the silencer 35 in order. Released.

このように、本実施形態では、オゾン水洗浄システム１の運転を停止する際に、加熱したパージガスで吸着筒２４、２４をパージすることで、パージガスによる窒素吸着剤３６の水分の除去を促進することができ、窒素吸着剤３６および吸湿剤３７の交換回数を低減することができる。また、パージガスの加熱をオゾン分解装置１０の廃熱で行うことで、省エネルギー化を図ることができる。   As described above, in this embodiment, when the operation of the ozone water cleaning system 1 is stopped, the removal of moisture from the nitrogen adsorbent 36 by the purge gas is promoted by purging the adsorption cylinders 24 and 24 with the heated purge gas. The number of exchanges of the nitrogen adsorbent 36 and the hygroscopic agent 37 can be reduced. Further, the purge gas is heated by the waste heat of the ozonolysis apparatus 10 to save energy.

すなわち、酸素濃縮装置６に用いる窒素吸着剤３６や吸湿剤３７では、水分の吸着は低温ほど有利であり、水分の脱着は高温ほど有利である。   That is, in the nitrogen adsorbent 36 and the hygroscopic agent 37 used in the oxygen concentrator 6, moisture adsorption is more advantageous at lower temperatures, and moisture desorption is more advantageous at higher temperatures.

このことから、オゾン水洗浄システム１の運転停止時に、吸着筒２４内に蓄積された水分を除去して窒素吸着剤３６・吸湿剤３７を再生し、酸素濃縮装置６の寿命を伸ばすためには、高温のパージガスで水分を脱着させることが有効である。   Therefore, in order to extend the life of the oxygen concentrator 6 by removing the water accumulated in the adsorption cylinder 24 and regenerating the nitrogen adsorbent 36 and the hygroscopic agent 37 when the operation of the ozone water cleaning system 1 is stopped. It is effective to desorb moisture with a high temperature purge gas.

しかしながら、吸着筒２４を直接加熱する場合、その直接加熱のための電気ヒータの設置コストや電気コスト分が、従来のオゾンシステムに比べて増加してしまうという問題点がある。   However, when the adsorption cylinder 24 is directly heated, there is a problem that the installation cost and the electric cost of the electric heater for the direct heating increase compared to the conventional ozone system.

ここで、上述したようにオゾン水洗浄システム１では、オゾンを使って殺菌・滅菌・洗浄処理を行っており、殺菌・滅菌・洗浄処理後の排気ガスをオゾン分解触媒９を用いて分解処理している。このオゾンの分解処理時には、分解性能を向上させるためにオゾン分解触媒９が加熱されている。   Here, as described above, in the ozone water cleaning system 1, sterilization / sterilization / cleaning treatment is performed using ozone, and the exhaust gas after the sterilization / sterilization / cleaning processing is decomposed using the ozone decomposition catalyst 9. ing. During the ozone decomposition treatment, the ozone decomposition catalyst 9 is heated to improve the decomposition performance.

そこで、本実施形態では、オゾン分解装置１０で発生する廃熱を回収して、パージガスの加熱に有効に利用した。これにより、吸着筒２４の窒素吸着剤３６および吸湿剤３７の水分の脱着が促進され、吸着筒２４を直接加熱するためのヒータの設置コストやランニングコストを増加させることなく、酸素濃縮装置６の寿命を向上させることができる。   Therefore, in this embodiment, the waste heat generated in the ozonolysis apparatus 10 is recovered and effectively used for heating the purge gas. As a result, the desorption of moisture from the nitrogen adsorbent 36 and the moisture absorbent 37 in the adsorption cylinder 24 is promoted, and without increasing the installation cost and running cost of the heater for directly heating the adsorption cylinder 24, Lifespan can be improved.

［第２の実施形態］
次に、図３および図４に基づき第２の実施形態を説明する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described based on FIG. 3 and FIG.

本実施形態は、上述の第１の実施形態とは、運転停止時の吸着筒パージのパージガスとしてコンプレッサで圧縮された圧縮空気を用いる点が異なり、その他は実質的に同じである。したがって、上述の第１の実施形態と同一の要素については、図中同一符号を付すに止め、詳細な説明は省略する。   This embodiment is substantially the same as the above-described first embodiment except that compressed air compressed by a compressor is used as the purge gas for the adsorption cylinder purge when the operation is stopped. Accordingly, the same elements as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof is omitted.

図３に示すように、本実施形態のオゾンシステム５１では、パージガス取出し管５２が、コンプレッサ２とオゾン分解装置１０とを繋ぐ。   As shown in FIG. 3, in the ozone system 51 of the present embodiment, a purge gas take-out pipe 52 connects the compressor 2 and the ozone decomposition apparatus 10.

具体的には、図４に示すように、パージガス取出し管５２の上流端が、分岐管２９におけるドレンポット３０と分岐部２８との間に接続される。つまり、本実施形態では、ドレンポット３０で除湿された後の圧縮空気が、運転停止時の吸着筒パージのパージガスとして取り出される。   Specifically, as shown in FIG. 4, the upstream end of the purge gas take-out pipe 52 is connected between the drain pot 30 and the branch portion 28 in the branch pipe 29. That is, in the present embodiment, the compressed air that has been dehumidified in the drain pot 30 is taken out as a purge gas for the adsorption cylinder purge when the operation is stopped.

コントローラ１１は、オゾンシステム５１の運転を停止する際に、コンプレッサ２を所定時間だけ継続して運転する。ここで、所定時間は、吸着筒２４内の水分が十分にパージされるように、コンプレッサ２の供給流量、吸着筒２４の容積、窒素吸着剤３６（吸湿剤３７）の量などを基に適宜決定される。   When stopping the operation of the ozone system 51, the controller 11 continuously operates the compressor 2 for a predetermined time. Here, the predetermined time is appropriately determined based on the supply flow rate of the compressor 2, the volume of the adsorption cylinder 24, the amount of the nitrogen adsorbent 36 (humectant 37), etc. so that the moisture in the adsorption cylinder 24 is sufficiently purged. It is determined.

また、本実施形態では貯蔵管３９の第３パージ弁が省略される。   In the present embodiment, the third purge valve of the storage pipe 39 is omitted.

次に、本実施形態の吸着筒パージ方法を説明する。   Next, the adsorption cylinder purging method of this embodiment will be described.

本実施形態では、オゾン分解装置１０で加熱されるパージガスが、コンプレッサ２で圧縮された圧縮空気からなり、その圧縮空気の供給のために、オゾンシステム１の運転を停止する際に、コンプレッサ２が所定時間だけ継続して運転される。   In the present embodiment, the purge gas heated by the ozonolysis apparatus 10 is composed of compressed air compressed by the compressor 2, and when the operation of the ozone system 1 is stopped to supply the compressed air, the compressor 2 The vehicle is continuously operated for a predetermined time.

具体的には、オゾン洗浄槽４２での洗浄が終了すると、コントローラ１１は、オゾン発生装置７と、オゾン分解装置１０のヒータ４８および排気ファン４５とを停止する。一方、コントローラ１１は、酸素濃縮装置６のコンプレッサ２を、吸着筒２４のパージのために、所定時間（例えば、１ｍｉｎ程度）、継続して運転させる。   Specifically, when the cleaning in the ozone cleaning tank 42 is completed, the controller 11 stops the ozone generator 7, the heater 48 of the ozone decomposition apparatus 10, and the exhaust fan 45. On the other hand, the controller 11 continuously operates the compressor 2 of the oxygen concentrator 6 for a predetermined time (for example, about 1 min) for purging the adsorption cylinder 24.

さらに、コントローラ１１は、切替弁２６を脱着位置に切り替え、第１パージ弁１５および第２パージ弁１６を全開に切り替える。   Furthermore, the controller 11 switches the switching valve 26 to the detaching position, and switches the first purge valve 15 and the second purge valve 16 to fully open.

これにより、コンプレッサ２の出口の圧縮空気が、パージガス取出し管５２を通りパージガス加熱器１３に送られ、その圧縮空気がパージガス加熱器１３によりオゾン分解装置１０のオゾン分解触媒９と熱交換して昇温される。その温度が上げられた圧縮空気により吸着筒２４、２４がパージされる。   As a result, the compressed air at the outlet of the compressor 2 passes through the purge gas take-out pipe 52 and is sent to the purge gas heater 13, and the compressed air rises by exchanging heat with the ozone decomposition catalyst 9 of the ozone decomposition apparatus 10 by the purge gas heater 13. Be warmed. The adsorption cylinders 24, 24 are purged by the compressed air whose temperature has been raised.

本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、パージガスによる吸着筒２４の内部の窒素吸着剤３６および吸湿剤３７の水分の脱着が促進され、酸素濃縮装置６を高寿命化することが可能である。   Also in this embodiment, similarly to the first embodiment, the desorption of moisture from the nitrogen adsorbent 36 and the moisture absorbent 37 inside the adsorption cylinder 24 by the purge gas is promoted, and the life of the oxygen concentrator 6 can be extended. It is.

次に、第１および第２の実施形態の効果を確認するために、第１および第２の実施形態に係るオゾンシステム１、５１と図６に示す従来構成のオゾンシステム６１とで、運転回数に対する吸着筒の重量増加量を比較した。   Next, in order to confirm the effects of the first and second embodiments, the ozone systems 1 and 51 according to the first and second embodiments and the conventional ozone system 61 shown in FIG. The amount of weight increase of the adsorption cylinder with respect to was compared.

測定条件は、吸着筒数を２筒、１筒当たりの窒素吸着剤の量を３８０ｇ、吸湿剤の量を２０ｇ（計４００ｇ）、吸着時の吸着筒内の圧力（ＰＳＡ運転圧力）をゲージ圧で約０．１４ＭＰａ（Ｇ）、コンプレッサの供給空気流量（吐出流量）を１８Ｌ／ｍｉｎとした。また、図３の実施形態に係るオゾンシステム５１では、運転終了時のコンプレッサの継続運転時間（所定時間）を１ｍｉｎとした。   The measurement conditions are 2 adsorption cylinders, 380 g of nitrogen adsorbent per cylinder, 20 g of hygroscopic agent (total 400 g), and the pressure in the adsorption cylinder (PSA operating pressure) during adsorption is gauge pressure About 0.14 MPa (G), and the supply air flow rate (discharge flow rate) of the compressor was 18 L / min. Further, in the ozone system 51 according to the embodiment of FIG. 3, the continuous operation time (predetermined time) of the compressor at the end of operation is set to 1 min.

図５に運転回数（横軸）と吸着筒２４の重量増加分（縦軸）との関係を示す。図５において、▲は第１の実施形態のオゾンシステム、◆は第２の実施形態のオゾンシステム、■は図６の従来構成のオゾンシステムの結果を各々示す。   FIG. 5 shows the relationship between the number of operations (horizontal axis) and the weight increase of the adsorption cylinder 24 (vertical axis). In FIG. 5, the triangle indicates the results of the ozone system of the first embodiment, the diamond indicates the results of the ozone system of the second embodiment, and the diamond indicates the results of the ozone system of the conventional configuration of FIG.

各オゾンシステムの運転終了ごとに吸着筒の重量増加を測定し、その重量増加を吸着筒の水分蓄積量として評価した。   At each end of operation of each ozone system, the weight increase of the adsorption cylinder was measured, and the weight increase was evaluated as the moisture accumulation amount of the adsorption cylinder.

図５に示すように、第１および第２の実施形態のオゾンシステムは、図６の従来構成のオゾンシステムに比べて、ともに重量増加が抑制されている。   As shown in FIG. 5, in the ozone systems of the first and second embodiments, the increase in weight is suppressed as compared with the ozone system of the conventional configuration in FIG.

この結果、第１および第２の実施形態のように、運転終了時の吸着筒のパージをオゾン分解装置と熱交換した酸素（または空気）を用いることで、窒素吸着剤に蓄積した水分の排出を促進できることが確認できた。   As a result, as in the first and second embodiments, the purge of the adsorption cylinder at the end of the operation uses oxygen (or air) heat-exchanged with the ozonolysis apparatus, thereby discharging the moisture accumulated in the nitrogen adsorbent. It was confirmed that it can be promoted.

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various modifications and application examples can be considered.

例えば、オゾン利用装置は、オゾン水を利用するものに限定されず、オゾンを気体のまま使用するものでもよく、また、殺菌・滅菌・洗浄以外に脱臭や漂白のためにオゾンを使用するものでもよい。   For example, the ozone utilization device is not limited to one that uses ozone water, it may be one that uses ozone as it is, or one that uses ozone for deodorization or bleaching in addition to sterilization, sterilization, and washing. Good.

また、第１の実施形態において、第３パージ弁を省略して、オゾンシステムの運転停止時にバッファタンク内に残留する高濃度酸素の一部のみを加熱するようにしてもよい。   In the first embodiment, the third purge valve may be omitted, and only a part of the high concentration oxygen remaining in the buffer tank when the operation of the ozone system is stopped may be heated.

オゾンシステムの運転を停止する際に、オゾン分解装置のヒータを所定時間だけ継続して運転するようにしてもよい。   When stopping the operation of the ozone system, the heater of the ozonolysis apparatus may be continuously operated for a predetermined time.

各吸着筒を、吸着剤が充填された吸着本筒と、その吸着本筒の上流に設けられ吸湿剤が充填された吸湿筒とに、分割してもよい。   Each adsorption cylinder may be divided into an adsorption main cylinder filled with an adsorbent and a hygroscopic cylinder provided upstream of the adsorption main cylinder and filled with a hygroscopic agent.

図１は、本発明に係る一実施形態によるオゾンシステムの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ozone system according to an embodiment of the present invention. 図２は、本実施形態の酸素濃縮装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the oxygen concentrator of the present embodiment. 図３は、第２の実施形態のオゾンシステムの概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an ozone system according to the second embodiment. 図４は、第２の実施形態の酸素濃縮装置の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an oxygen concentrator according to the second embodiment. 図５は、第１および第２の実施形態に係る吸着筒パージ方法による効果を説明するためのグラフである。FIG. 5 is a graph for explaining the effects of the adsorption cylinder purging method according to the first and second embodiments. 図６は、従来のオゾンシステムの概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional ozone system. 図７は、従来の酸素濃縮装置の概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a conventional oxygen concentrator.

符号の説明Explanation of symbols

１，５１ オゾンシステム
２ コンプレッサ
４ ＳＰＡ本体
５ バッファタンク
６ 酸素濃縮装置
７ オゾン発生装置
８ オゾン利用装置
９ オゾン分解触媒
１０ オゾン分解装置
１２，５２ パージガス取出し管
１３ パージガス加熱器
１４ パージガス戻し管
２４ 吸着筒
３６ 窒素吸着剤 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,51 Ozone system 2 Compressor 4 SPA main body 5 Buffer tank 6 Oxygen concentrator 7 Ozone generator 8 Ozone utilization device 9 Ozone decomposition catalyst 10 Ozone decomposition device 12,52 Purge gas extraction pipe 13 Purge gas heater 14 Purge gas return pipe 24 Adsorption cylinder 36 Nitrogen adsorbent

Claims (6)

コンプレッサからの圧縮空気を窒素吸着剤が充填された吸着筒に供給して高濃度酸素を製造し該高濃度酸素をバッファタンクに貯蔵する酸素濃縮装置と、その酸素濃縮装置から供給される高濃度酸素よりオゾンを製造するオゾン発生装置と、そのオゾン発生装置から供給されるオゾンを利用するオゾン利用装置と、そのオゾン利用装置から排出されるオゾンをオゾン分解触媒により分解するオゾン分解装置とでオゾンシステムが構成され、
上記オゾンシステムの運転を停止する際に、上記酸素濃縮装置の上記吸着筒内に残存する水分を除去すべく、上記バッファタンクに貯蔵した高濃度酸素あるいは上記コンプレッサからの圧縮空気をパージガスとして上記吸着筒に流すオゾンシステムの吸着筒パージ方法において、
上記パージガスを、上記オゾン分解装置の廃熱を用いて加熱した後、上記吸着筒に流すことを特徴とするオゾンシステムの吸着筒パージ方法。 An oxygen concentrator that supplies compressed air from a compressor to an adsorption cylinder filled with a nitrogen adsorbent to produce high-concentration oxygen and stores the high-concentration oxygen in a buffer tank, and a high concentration supplied from the oxygen concentrator An ozone generator that produces ozone from oxygen, an ozone utilization device that utilizes ozone supplied from the ozone generation device, and an ozone decomposition device that decomposes ozone discharged from the ozone utilization device with an ozone decomposition catalyst. The system is configured,
When the operation of the ozone system is stopped, in order to remove moisture remaining in the adsorption cylinder of the oxygen concentrator, the adsorption is performed using high-concentration oxygen stored in the buffer tank or compressed air from the compressor as a purge gas. In the method of purging the adsorption cylinder of the ozone system that flows through the cylinder,
A method for purging an adsorption cylinder of an ozone system, wherein the purge gas is heated using waste heat of the ozone decomposition apparatus and then is flowed to the adsorption cylinder. 上記オゾン分解装置が、上記オゾン分解触媒を加熱するためのヒータを有し、
上記パージガスの加熱を、上記パージガスを上記酸素濃縮装置から上記オゾン分解装置に送り、その送られたパージガスを上記ヒータが停止した後の上記オゾン分解触媒の余熱で加熱し、その加熱されたパージガスを上記酸素濃縮装置に戻して行う請求項１記載のオゾンシステムの吸着筒パージ方法。 The ozonolysis apparatus has a heater for heating the ozonolysis catalyst,
The purge gas is heated by sending the purge gas from the oxygen concentrator to the ozonolysis apparatus, heating the sent purge gas with the residual heat of the ozonolysis catalyst after the heater is stopped, The method of purging an adsorption cylinder for an ozone system according to claim 1, wherein the method is performed by returning to the oxygen concentrator. 上記オゾン分解装置で加熱されるパージガスが、上記コンプレッサで圧縮された圧縮空気からなり、
上記オゾンシステムの運転を停止する際に、上記コンプレッサを所定時間だけ継続して運転する請求項１または２記載のオゾンシステムの吸着筒パージ方法。 The purge gas heated by the ozonolysis apparatus consists of compressed air compressed by the compressor,
The method of purging an adsorption cylinder for an ozone system according to claim 1 or 2, wherein when the operation of the ozone system is stopped, the compressor is continuously operated for a predetermined time. コンプレッサからの圧縮空気を窒素吸着剤が充填された吸着筒に供給して高濃度酸素を製造し該高濃度酸素をバッファタンクに貯蔵する酸素濃縮装置と、その酸素濃縮装置から供給される高濃度酸素よりオゾンを製造するオゾン発生装置と、そのオゾン発生装置から供給されるオゾンを利用するオゾン利用装置と、そのオゾン利用装置から排出されるオゾンをオゾン分解触媒により分解するオゾン分解装置とを備え、
運転を停止する際に、上記酸素濃縮装置の吸着筒内に残存する水分を除去すべく、上記バッファタンクに貯蔵した高濃度酸素あるいは上記コンプレッサからの圧縮空気をパージガスとして上記吸着筒に流すオゾンシステムにおいて、
上記酸素濃縮装置から上記オゾン分解装置にパージガスを送るためのパージガス取出し管と、そのパージガス取出し管で送られたパージガスを上記オゾン分解装置の廃熱を用いて加熱するパージガス加熱器と、そのパージガス加熱器で加熱されたパージガスを上記酸素濃縮装置に戻すためのパージガス戻し管とを備えたことを特徴とするオゾンシステム。 An oxygen concentrator that supplies compressed air from a compressor to an adsorption cylinder filled with a nitrogen adsorbent to produce high-concentration oxygen and stores the high-concentration oxygen in a buffer tank, and a high concentration supplied from the oxygen concentrator An ozone generator that produces ozone from oxygen, an ozone utilization device that uses ozone supplied from the ozone generation device, and an ozone decomposition device that decomposes ozone discharged from the ozone utilization device with an ozone decomposition catalyst ,
An ozone system for flowing high-concentration oxygen stored in the buffer tank or compressed air from the compressor into the adsorption cylinder as a purge gas in order to remove moisture remaining in the adsorption cylinder of the oxygen concentrator when the operation is stopped. In
A purge gas extraction pipe for sending purge gas from the oxygen concentrator to the ozone decomposition apparatus, a purge gas heater for heating the purge gas sent by the purge gas extraction pipe using waste heat of the ozone decomposition apparatus, and the purge gas heating An ozone system, comprising: a purge gas return pipe for returning the purge gas heated by the vessel to the oxygen concentrator. 上記オゾン分解装置が、上記オゾン分解触媒を加熱するためのヒータを有し、
上記パージガス加熱器が、上記オゾン分解触媒に取り付けられ、そのオゾン分解触媒の熱で上記パージガスを加熱する請求項４記載のオゾンシステム。 The ozonolysis apparatus has a heater for heating the ozonolysis catalyst,
The ozone system according to claim 4, wherein the purge gas heater is attached to the ozone decomposition catalyst, and the purge gas is heated by heat of the ozone decomposition catalyst. 上記運転を停止する際に上記コンプレッサを所定時間だけ継続して運転するためのコントローラを備え、
上記パージガス取出し管が、上記コンプレッサと上記オゾン分解装置とを繋ぐ請求項４または５記載のオゾンシステム。 A controller for continuously operating the compressor for a predetermined time when the operation is stopped;
The ozone system according to claim 4 or 5, wherein the purge gas take-out pipe connects the compressor and the ozonolysis apparatus.
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