JP6072999B2 - オゾン発生システムおよびその運転方法 - Google Patents
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Description
図1〜3は本発明の実施の形態1によるオゾン発生システムを説明するための図で、図1はオゾン発生システムの機器構成およびフロー系統を示すブロック図、図2はオゾン発生装置の放電電極部の構成を示す断面図で、図2Aは放電電極部のガス流れ方向に平行な切断面における断面図、図2Bはガス流れ方向に垂直な方向の断面で、図2AのA−A線における断面図である。図3はオゾン発生装置の構成を示す断面図である。
本発明の実施の形態2によるオゾン発生システムについて説明する。本実施の形態2によるオゾン発生システムは、基本的な構成および動作は実施の形態1と同様であるが、オゾン発生装置内に設置する吸着剤の設置場所が異なる。図4は、本発明の実施の形態2によるオゾン発生装置の全体構成を示すためのもので、放電電極部のガス流れ方向に平行な切断面における断面図である。図は、簡略化のため、放電電極部20を1組だけ記載しているが、実際には、複数の放電電極部が並列に設置、接続されている。図5は、本実施の形態2によるオゾン発生装置の高電圧電極管の開口端部分の構造の一例を示す、放電電極部のガス流れ方向に平行な切断面における拡大断面図である。図中、図2および図3と同様あるいは対応する部材には、同じ符号を付し、特に必要のない限り説明を省略する。
本発明の実施の形態3によるオゾン発生システムについて説明する。本実施の形態3によるオゾン発生システムは、基本的な構成および動作は実施の形態1および2と同様であるが、オゾン発生装置の高電圧電極管が接地電極管1本に対し、その閉口端が向かい合うように直列に2本設置されている点が異なる。図6は、本実施の形態にかかるオゾン発生装置の全体構成を示すためのもので、放電電極部のガス流れ方向に平行な切断面における断面図である。図は、簡略化のため、放電電極部を1組だけ記載しているが、実際には、複数の放電電極部が並列に設置、接続されている。図中、図2〜5の構成機器と同様あるいは対応する部材には、同じ符号を付し、特に必要のない限り説明を省略する。
本発明の実施の形態4によるオゾン発生システムについて説明する。本実施の形態4によるオゾン発生システムは、基本的な構成および動作は実施の形態1〜3と同様である。また、オゾン発生装置の構造は、実施の形態3とほぼ同様のタンデム型構造であるが、オゾン発生装置2におけるガス入口およびガス出口が異なる。図7は、本実施の形態4によるオゾン発生装置の全体構成を示すためのもので、放電電極部のガス流れ方向に平行な切断面における断面図である。図は、簡略化のため、放電電極部20を1組だけ記載しているが、実際には、複数の放電電極部が並列に設置、接続されている。図中、図2〜6の構成機器と同様あるいは対応する部材には、同じ符号を付し、特に必要のない限り説明を省略する。
本発明の実施の形態5によるオゾン発生システムについて説明する。本実施の形態5によるオゾン発生システムは、基本的な構成および動作は実施の形態1〜4の少なくともいずれかひとつと同様であるが、間欠運転のコンセプトを逸脱しない範囲において、オゾン発生運転待機期間のオゾン発生装置に原料ガスを少量利用する点で異なる。図8は、本実施の形態5によるオゾン発生システムの機器構成およびフロー系統を示すブロック図である。図8は、2台のオゾン発生装置が交互に運転、停止を繰り返す場合、または2台のオゾン発生装置のうち、1台がバックアップ用であり、他方のオゾン発生装置だけでは必要オゾン発生量が不足する場合のみバックアップ用オゾン発生装置も併せて動作する場合に該当する。図中、図1の構成機器と同様あるいは対応する部材には、同じ符号を付し、特に必要のない限り説明を省略する。
本発明の実施の形態6によるオゾン発生システムについて説明する。本実施の形態6によるオゾン発生システムは、基本的な構成および動作は実施の形態5と同様吸着剤を備えた複数のオゾン発生装置から構成されており、少なくとも一つのオゾン発生装置が間欠運転を行う。ただし、オゾン発生装置に供する高電圧電極管の構造がこれまでの実施の形態で説明した構造とはわずかに異なる。図9は、実施の形態6によるオゾン発生装置の放電電極部20の構成を示すためのもので、放電電極部のガス流れ方向に平行な切断面における断面図である。図中、図1、図4の構成機器と同様あるいは対応する部材には、同じ符号を付し、特に必要のない限り説明を省略する。
本発明の実施の形態7によるオゾン発生システムについて説明する。本実施の形態7によるオゾン発生システムは、基本的な構成および動作は実施の形態1と同様であり、吸着剤の設置に関する一例を示すものである。図10は、本発明の実施の形態7によるオゾン発生装置2の原料ガス側ヘッダ21部のガス流れ方向に平行な切断面における断面図、図11は、図10のB−B線における断面図である。図は、簡略化のため、放電電極部を1組だけ記載しているが、実際には、必要なオゾン発生量に応じた放電電極部が多数並列に設置、接続されている。また、外部との取合い部や給電部材なども記載を省略している。図中、図2および図3と同様あるいは対応する部材には、同じ符号を付し、特に必要のない限り説明を省略する。
本発明の実施の形態8によるオゾン発生システムについて説明する。図13は、本発明の実施の形態8によるオゾン発生システムの機器構成およびフロー系統を示すブロック図である。図中、図1と同様あるいは対応する部材には、同じ符号を付し、特に必要のない限り説明を省略する。本実施の形態8によるオゾン発生システムは、基本的な構成および動作は実施の形態1と同様であるが、オゾン発生装置外にガス循環部が設置される点が異なる。
Claims (16)
- 対向配置されて放電空間を形成する放電電極を有するオゾン発生装置と、前記オゾン発生装置に酸素を含む原料ガスを供給するガス供給装置と、前記放電電極を冷却するための冷却水を供給する冷却装置と、前記放電電極に放電のための電力を供給する電源装置と、前記ガス供給装置と前記電源装置とを制御する制御部と、を備え、この制御部が、前記ガス供給装置から前記オゾン発生装置に原料ガスを供給するとともに前記電源装置から前記放電電極に電力を供給することにより前記オゾン発生装置がオゾンを発生するオゾン発生運転期間と、前記ガス供給装置から前記オゾン発生装置へのガス供給および前記電源装置から前記放電電極への電力供給を停止してオゾンを発生しないオゾン発生運転待機期間とを交互に繰り返す間欠運転となる制御を行うオゾン発生システムにおいて、
前記制御部が、前記オゾン発生運転待機期間において、前記オゾン発生装置内に前記原料ガスを封止するよう制御するとともに、前記オゾン発生装置内の前記放電空間以外の位置であって、前記封止された原料ガスに接触する位置に硝酸および窒素酸化物の少なくとも一方を吸着する吸着剤が設置されたことを特徴とするオゾン発生システム。 - 前記制御部が、前記オゾン発生運転待機期間において、前記オゾン発生装置内のガス圧力が前記オゾン発生運転期間のガス圧力よりも高いガス圧力となるよう制御することを特徴とする請求項1に記載のオゾン発生システム。
- 前記放電電極は、断面が円形の金属管である接地電極管と、内壁に金属膜が形成されるとともに、外壁と前記接地電極管内壁とが所定の間隙距離を有するように前記接地電極管内部に保持された誘電体管とで構成され、前記誘電体管は前記原料ガスの供給側が開放されるとともに、前記原料ガスの供給側とは反対側が閉鎖されており、前記誘電体管の直径が30mm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のオゾン発生システム。
- 前記誘電体管内に前記吸着剤が設置されたことを特徴とする請求項3に記載のオゾン発生システム。
- 前記誘電体管の前記原料ガスの供給側とは反対側の壁面に微小貫通穴が形成されている
ことを特徴とする請求項4に記載のオゾン発生システム。 - 前記吸着剤が、前記オゾン発生装置内であって、前記放電空間よりも前記原料ガスが供給される側に設置されたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のオゾン発生システム。
- 前記オゾン発生装置を複数備え、前記制御部が、前記複数のオゾン発生装置のうち少なくとも一つの前記オゾン発生装置が前記間欠運転となるよう制御することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のオゾン発生システム。
- 前記制御部は、前記オゾン発生運転待機期間中の一部の期間に、前記オゾン発生運転待機期間中のオゾン発生装置に前記原料ガスを微量供給するよう制御することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のオゾン発生システム。
- 前記原料ガスが乾燥空気であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のオゾン発生システム。
- 前記原料ガスが真空圧力スイング吸着式酸素発生装置または圧力スイング吸着式酸素発生装置により生成された酸素ガスであることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のオゾン発生システム。
- 前記対向配置された放電電極の間隔が、0.1mm以上かつ0.6mm以下であることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載のオゾン発生システム。
- 前記制御部は、前記オゾン発生運転待機期間中の一部の期間に、前記オゾン発生運転待機期間中のオゾン発生装置に、当該オゾン発生装置内に封入されたガスが循環するように制御することを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載のオゾン発生システム
。 - 対向配置されて放電空間を形成する放電電極を有するオゾン発生装置と、前記オゾン発生装置に酸素を含む原料ガスを供給するガス供給装置と、前記放電電極を冷却するための冷却水を供給する冷却装置と、前記放電電極に放電のための電力を供給する電源装置と、前記ガス供給装置と前記電源装置とを制御する制御部とを備え、オゾン発生システムの運転方法において、
前記ガス供給装置から前記オゾン発生装置に原料ガスを供給するとともに前記電源装置から前記放電電極に電力を供給することにより前記オゾン発生装置がオゾンを発生するオゾン発生運転期間の工程と、
前記ガス供給装置から前記オゾン発生装置への前記原料ガスの供給および前記電源装置から前記放電電極への電力の供給を停止するとともに、前記オゾン発生装置内のガス圧力を、前記オゾン発生運転期間の前記オゾン発生装置内のガス圧力よりも高いガス圧力として、前記オゾン発生装置内に前記原料ガスを封止するオゾン発生運転待機期間の工程と、を有し、前記封止された原料ガスに接触する位置に設置された、硝酸および窒素酸化物の少なくとも一方を吸着する吸着剤により前記オゾン発生運転待機期間の工程において前記封止された原料ガスに含まれる硝酸および窒素酸化物の少なくとも一方を前記吸着剤に吸着させることを特徴とするオゾン発生システムの運転方法。 - 前記オゾン発生システムが前記オゾン発生装置を複数備え、少なくとも一つの前記オゾン発生装置が前記オゾン発生運転待機期間の工程を有することを特徴とする請求項13に記載のオゾン発生システムの運転方法。
- 前記オゾン発生運転待機期間の工程中に、前記オゾン発生運転待機期間中のオゾン発生装置にパージガスを供給するパージ期間の工程を有することを特徴とする請求項13または14に記載のオゾン発生システムの運転方法。
- 原料ガスからオゾンを発生して出力するオゾン発生システムにおいて、
前記原料ガスを供給するガス供給装置と、
前記ガス供給装置が供給した前記原料ガスを用いて前記オゾンを発生させるオゾン発生運転期間と前記オゾンを発生させないオゾン発生運転待機期間とを有するオゾン発生装置と、
前記ガス供給装置が供給した前記原料ガスを前記オゾン発生装置へ導く第1バルブと、
前記オゾン発生装置が発生した前記オゾンが出力される第2バルブと、
前記オゾン発生装置内に配置してあり、硝酸および窒素酸化物の少なくとも一方を吸着する吸着剤とを備え、
前記オゾン発生運転期間の場合、前記第1バルブおよび前記第2バルブが開となり、前記オゾンが前記第2バルブから出力され、
前記オゾン発生運転待機期間の場合、前記第1バルブおよび前記第2バルブが閉となり、前記オゾン発生装置の内部のガスは前記吸着剤を有する前記オゾン発生装置の内部に封入されることを特徴とするオゾン発生システム。
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