JP5506396B2 - オゾン濃縮装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1によるオゾン濃縮装置を示す図である。図1に示すように、本実施の形態1によるオゾン濃縮装置には、3塔の吸脱着塔4が設けられている。なお、図1においては、それぞれ、符号4−1,4−2,4−3として示しているが、以下の説明においては、これらをまとめた場合に、符号4として説明することとする。他の構成についても同様に、X−1は、吸脱着塔4−1に対応させて設けられた部材、X−2は、吸脱着塔4−2に対応させて設けられた部材、X−3は、吸脱着塔4−3に対応させて設けられた部材であり、これらをまとめた場合には、単に、符号Xとして示すこととする(なお、ここで、Xは、5〜13までの数字)。
図3は、本発明の実施の形態2によるオゾン濃縮装置を示す図である。吸脱着塔4−1〜4−3には、入口ガス連通管5および出口ガス連通管7が上部から挿入されており、入口ガス連通管5は、シリカゲル6の下部まで貫通し、連通管5のガス導入口と連通管7のガス排出口とが、シリカゲル6を隔てて配置されるように構成されている。吸脱着塔4−1〜4−3は、冷却槽24に、複数のボルト30で取り付けられている。入口ガス連通管5と出口ガス連通管7の吸脱着塔4の外部にあるそれぞれの上端が、吸脱着塔4の同じ側にあり、吸脱着塔4内部にあるそれぞれの下端がシリカゲル6を挟みこむようにしてあるため、オゾンガスの吸着がしやすい。また、吸脱着塔4を冷却槽24にボルト30で取り付けるようにしたので、吸脱着塔4と冷却槽24とを切り離すことができるため、冷媒25を冷却槽24から排出することなく吸脱着塔4の交換を行うことができる。これにより、オゾン濃縮装置全体の重量が少なくなり、吸脱着塔4のみの着脱が可能になるため、メンテナンスが容易になる。なお、他の構成については、上述の実施の形態1と同じであるため、ここではその説明は省略する。
図5は、本発明の実施の形態3によるオゾン濃縮装置を示す図である。吸脱着塔4を、図5に示すように、横向きにして、冷却槽24の側面から内部に挿入し、冷却槽24の側面にボルト30で取り付けている。吸脱着塔4自体の構成は、上述の実施の形態1および2で示したものと基本的に同じである。但し、本実施の形態においては、吸脱着塔4が横向きにされているため、シリカゲル6が、吸脱着塔4内の(水平方向の直径を含む)高さ方向の中央部分に位置しており、吸脱着塔4内の上方と下方にのみ隙間がある状態で入れられている。なお、(当該隙間部分を除く)当該中央部分においては、シリカゲル6は、吸脱着塔4の内壁に密着している。また、出口ガス連通管7が、その吸脱着塔4内の上部の隙間に挿入されており、入口ガス連通管5は、吸脱着塔4内の下部の隙間から入り、その先端が、奥行き方向の中心部にくるように設置されており、シリカゲル6にオゾンを吸脱着させている。他の構成については、上述の実施の形態1または2と同じであるため、ここではその説明を省略する。
図6は、本発明の実施の形態4によるオゾン濃縮装置を示す図である。大きさの同じ3塔の吸脱着塔4−1,4−2,4−3に加えて、それらの3塔の吸脱着塔4−1,4−2,4−3より小さい、4つ目の吸脱着塔4−4を備えている。吸脱着塔4−4には、吸脱着塔4−1,4−2,4−3と同様に、入口ガス連通管5−4と出口ガス連通管7−4とが挿入されている。また、入口ガス連通管5−4には、2つの入口バルブ8−4,10−4が設けられており、出口ガス連通管7−4には、2つの出口バルブ12−4,13−4が設けられている。
さらに、オゾン吸着に用いるシリカゲルについては、シリカ(化学記号SiO2)の純度が99.9%以上の高純度のものを用いることが望ましい。これにより、シリカゲル中に含まれる不純物(特に金属成分)との反応によりオゾンが分解して消失することを防ぐとともに、発生オゾン中にシリカゲルが発源となる不純物の混入を防ぐことができる。
Claims (6)
- オゾン発生器と、
前記オゾン発生器により発生したオゾンを濃縮するために一定温度の冷媒で冷却されたオゾン吸着剤を内包した複数の吸脱着塔と、
前記冷媒を冷却するための冷却手段と、
前記吸脱着塔に接続されて、オゾンを吸着した前記吸着剤から主に酸素を排気することにより、前記吸脱着塔内のオゾンを濃縮するための真空ポンプと、
前記吸脱着塔に接続されて、前記吸脱着塔に対して流入または流出させるガスの流路を切り替えるための空気圧操作の複数のバルブと
を備え、
前記吸着剤を内包した前記吸脱着塔のオゾンを濃縮する前記真空ポンプの排気ラインを他の前記吸脱着塔に接続し、前記真空ポンプにより排気される排気ガスを当該他の吸脱着塔に再度通過させる構造を有していることを特徴とするオゾン濃縮装置。 - 前記真空ポンプの排気ラインは、吸着過程にある他の吸脱着塔に接続されていることを特徴とする請求項1記載のオゾン濃縮装置。
- 前記真空ポンプの吸気ラインは、吸着が完了した吸脱着塔に接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載のオゾン濃縮装置。
- 前記吸脱着塔から前記真空ポンプにより排気される前記排気ガスを、前記他の吸脱着塔へ再度通過させて吸着させる期間は、前記真空ポンプによる前記吸脱着塔からの排気開始から、前記吸脱着塔内のオゾンの濃度が所定の製品オゾン濃度へ達するまでの間とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のオゾン濃縮装置。
- 前記吸脱着塔は、
オゾンを吸着する吸着工程、吸着された前記オゾンを真空排気してオゾン濃度を高める真空排気工程、および、濃縮したオゾンを送出するオゾン脱着工程を行う3つの吸脱着塔と、
それらの3つの吸脱着塔とは独立に、吸着工程、真空排気工程、および、オゾン脱着工程を行う1つの吸脱着塔と
を含んでいることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のオゾン濃縮装置。 - 前記オゾン発生器の原料ガスとして、純度99.99%以上の酸素を用いることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のオゾン濃縮装置。
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