JPH0621797U - オゾン溶解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱効率がよく，発生効率のよいオゾン溶解装
置を提供すること。 【構成】 オゾン発生器８と，該オゾン発生器８へ除湿
空気を供給する除湿空気供給装置１０と，オゾン溶解槽
７１と，排出オゾン９０を分解するオゾン分解装置６０
とを有するオゾン溶解装置１である。オゾン分解装置６
０は，排出オゾン９０流入口６０１と流出口６０２とオ
ゾン分解剤６１とを有している。除湿空気供給装置１０
は加熱再生が可能な除湿剤３とヒーター５１１〜５１４
とを有する除湿器１２，１３と除湿用空気と再生用空気
を供給する空気供給ポンプ２０，２１とを有している。
除湿器１２，１３の再生用空気の排出口である第１空気
口１２１，１３１は上記オゾン分解装置６０の流入口６
０１と連結されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

オゾン発生器と，オゾン発生器に除湿空気を供給する除湿空気供給装置と，排 出オゾンを分解するオゾン分解装置とを有するオゾン溶解装置に関する。

【０００２】

【従来技術】

オゾンを水に溶解するオゾン溶解装置において，水に溶解されなかった排出オ ゾンは，オゾン分解装置で酸素に分解され排出される。 排出オゾンは水中を通過しているため湿度が高い。この湿度は，オゾン分解剤 の分解性能を低下させる。このためオゾン分解装置では，オゾン分解剤を間欠的 に加熱し，貯蓄された水分を除去する必要がある。

【０００３】 そのため，図６に示すように，オゾン溶解槽７１とオゾン分解装置６０の間の オゾン通路６９には加熱ヒーター５０を設けて，定期的にオゾン分解装置６０に 熱風を送り，吸湿したオゾン分解剤６１を回復させている。オゾンから分解され た酸素及び，上記オゾン分解剤回復用の熱風はオゾン分解装置６０の流出口６０ ２から排出される。

【０００４】 一方，オゾン発生器８においては，そのオゾン発生量を高めるため除湿空気供 給装置１０から除湿空気が供給される。 例えば，図６に示すように，オゾン発生器８と空気供給ポンプ２０の間に，除 湿材３を収納した除湿器１１が設けられる。また，上記除湿器１１と空気供給ポ ンプ２０との間には，空気加熱器５９を介設させ，定期的に熱風を除湿器１１に 供給して吸湿した除湿剤３の再生を行なっている。

【０００５】 なお，再生中は，オゾン発生器８への除湿空気の供給は停止され，再生用空気 は排気路８０１から排出される。 図６において符号８０は分岐管であり，除湿動作時には，空気流通路８０９を オゾン発生器８に導通させ，再生動作時には空気流通路８０９を排気路８０１に 導通させる。また，再生動作時の排気は高温となっているが，排気路８０１から 大気中に放出される。 なお，図６において，符号８１はオゾン送出管，符号７２は給水管，符号９５ は水，符号７５はオゾン溶解水の取水口である。

【０００６】

【解決しようとする課題】

上記のように，オゾン分解装置６０からは，熱を帯びたオゾン分解剤の回復用 空気が排出され，除湿空気供給装置１０からは高熱の除湿剤再生用空気が間欠的 に排出される。そのため，オゾン溶解装置の周囲温度は高温になりがちである。 ところが，雰囲気の温度が高温になるとオゾン発生器８のオゾン発生効率が低下 し，また，オゾン溶解槽７１におけるオゾンの溶解性能が低下するという問題が ある。

【０００７】 また，上記回復用空気と再生用空気とは別個に加熱されているため熱効率が悪 く，トータルの発熱量が大きいという問題がある。 また，従来のオゾン溶解装置においては，除湿空気供給装置はその再生動作中 に除湿空気の供給を停止する。従ってその間，オゾンの発生が低下するという問 題もあった。 本考案は，かかる従来の問題点に鑑み，装置の熱効率が良くて，発熱量が少な く，オゾンの発生効率や溶解性能のよいオゾン溶解装置を提供しようとするもの である。

【０００８】

【課題の解決手段】

本考案はオゾン発生器と，該オゾン発生器へ除湿空気を供給する除湿空気供給 装置と，上記オゾン発生器からオゾンの供給を受けてオゾンを水に溶解させるオ ゾン溶解槽と，オゾン溶解槽から排出される排出オゾンを分解するオゾン分解装 置とを有するオゾン溶解装置であって，上記オゾン分解装置は，排出オゾン流入 口と流出口と，両者の間に配置したオゾン分解剤とを有し，一方，上記除湿空気 供給装置は，加熱再生の可能な除湿剤とヒーターを有する除湿器と，除湿器に除 湿用空気と再生用空気を供給する空気供給ポンプとを有しており，上記除湿器の 再生用空気の排出口は上記オゾン分解装置の排出オゾン流入口側に連結されてい ることを特徴とするオゾン溶解装置にある。

【０００９】 本考案のオゾン溶解装置は，オゾン発生器と，除湿空気供給装置と，オゾン溶 解槽と，オゾン分解装置を有している。 オゾン発生器は，除湿空気供給装置とオゾン溶解槽の間に配置され，除湿空気 供給装置から除湿空気の供給を受け，オゾン溶解槽にオゾンを供給する。オゾン 溶解槽は，オゾン発生器から供給されたオゾンを水に溶解させると共に，水に溶 解されなかった排出オゾンを排出する。

【００１０】 オゾン分解装置は，上記排出オゾンを流入させる流入口と，分解されたオゾン （酸素）を排出させる流出口を有している。また，上記排出オゾン流入口と流出 口との間には，オゾン分解剤を配置している。

【００１１】 除湿空気供給装置は除湿器と空気供給ポンプを有している。上記除湿器は加熱 再生が可能な除湿剤とヒーターと，原料空気を取り入れる空気流入口と出口とを 有している。更に，除湿器には再生用空気の取入口と排出口が必要であるが，そ れらは上記原料空気流入口及び出口と兼用することができる。

【００１２】 本考案において特に注目すべきことは，上記除湿器の再生空気の排出口をオゾ ン分解装置の排出オゾン流入口側に連結したことである。このとき，再生用空気 の排出口はオゾン分解装置の排出オゾン流入口そのものに連結してもよく，ある いはその近傍に連結してもよい。

【００１３】 また，除湿空気供給装置は，複数の除湿器と，再生用エアポンプと，除湿用空 気を供給する原料空気ポンプと，除湿器と上記両ポンプとの間に介設した切換弁 と，上記除湿器，再生用エアポンプ，原料空気ポンプ及び切換弁と連結したコン トローラとを有するようにすることが好ましい。 そして上記コントローラは，上記切換弁を作動させて，ある除湿器に除湿空気 供給動作を行なわせると共に，他の除湿器に再生用空気を供給しつつヒーターを 作動させて再生動作を行なわせるように構成する。

【００１４】 即ち，ある除湿器が除湿動作を行っている間に他の除湿器を再生し除湿動作可 能な状態，すなわちスタンバイ状態に立ち上がらせる。 除湿動作を行っている除湿器が吸湿して除湿性能が低下したら，直ちに切換弁 を作動させ，上記のスタンバイ状態にある除湿器を空気供給ポンプに接続し，該 除湿器に除湿動作を行わせる。

【００１５】 一方，それまで除湿動作を行っていた除湿器は，再生用エアポンプに接続され ，ヒーターを作動させ，再生動作を行う。上記サイクルを繰り返すことにより， オゾン発生器に対して連続して除湿空気を供給することができる。従って，従来 例のように除湿空気の供給が中断し，オゾンの発生が低下するということがない 。また，上記切替のサイクルは，吸湿した除湿器を再生してスタンバイ状態に立 ち上げることのできる時間までサイクル間隔を短縮することができる。上記スタ ンバイ状態に立ち上げることのできる時間は比較的短いので，従来より除湿から 再生への切替のサイクルを速めることができ，除湿空気の質を向上することがで きる。従って，オゾンの発生効率が向上する。

【００１６】 なお，再生用エアポンプの空気吐出口は除湿器の除湿空気の出口側に連結する ことが，より好ましい。なぜならば除湿材は除湿空気の取り入れ口のほうが，吸 湿度が高い。そのため，除湿空気の出口側から再生用空気を送れば，除湿器の再 生時間をより短くすることができる。それ故，除湿器をより頻繁に交代させ，更 に良質な除湿空気を供給することができ，オゾンの発生効率を一段と向上するこ とができる。

【００１７】

【作用及び効果】 本考案では，除湿器の再生空気の排出口をオゾン分解装置の排出オゾン流入口 側に連結してある。従って，除湿器で再生動作を行なった後の排出再生空気がオ ゾン分解装置のオゾン流入口側から注入される。排出された再生用空気は，前記 のように高熱を有しているから，オゾン分解装置のオゾン分解剤を加熱し，その 水分を除去してオゾン分解剤を回復させることができる。そのため，本考案では オゾン溶解槽とオゾン分解装置との間に図６に示す従来例のような加熱ヒーター ５０を設けていない。従って装置がより安価となる。

【００１８】 また，排熱を利用しており，オゾン分解剤の回復のために別個に加熱を行って いないから，装置全体の発熱量が従来装置に比べて少ない。それでいて，従来装 置と同様の効果を上げることができるので，装置の熱効率が高い。

【００１９】 それ故，雰囲気の温度上昇を低目に抑制することができ，オゾンの発生効率や 溶解性能を向上させることができる。 上記のように，本考案によれば，装置の熱効率が良くて発熱量が少なく，かつ オゾンの発生効率や溶解性能のよいオゾン溶解装置を提供することができる。

【００２０】

【実施例】

本考案の実施例につき図１〜図５を用いて説明する。 本例は，図１に示すように，オゾン発生器８と，該オゾン発生器８へ除湿空気 を供給する除湿空気供給装置１０と，上記オゾン発生器８からオゾンの供給を受 けてオゾンを水に溶解させるオゾン溶解槽７１と，オゾン溶解槽７１から排出さ れる排出オゾン９０を分解するオゾン分解装置６０とを有するオゾン溶解装置１ である。 上記オゾン分解装置６０は，排出オゾン９０の流入口６０１と流出口６０２と ，両者の間に配置したオゾン分解剤６１とを有している。

【００２１】 また，除湿空気供給装置１０は，加熱再生の可能な除湿剤３とヒーター５１１ 〜５１４を有する複数の除湿器１２，１３と，再生用エアポンプ２１と，除湿用 空気を供給する原料空気ポンプ２０と，除湿器１２，１３と上記再生用エアポン プ２１及び原料空気ポンプ２０との間に介設した切換弁４０と，上記除湿器１２ ，１３，再生用エアポンプ２１，原料空気ポンプ２０及び切換弁４０と連結した コントローラ４とを有している。

【００２２】 上記コントローラ４は，上記切換弁４０を作動させて，除湿器１２，１３に除 湿空気供給動作を行なわせると共に，他の除湿器１３，１２に再生用エアを供給 しつつヒーター５１１〜５１４を作動させて再生動作を行なわせるよう構成して ある。 また，除湿器１２，１３の再生用空気の排出口である第１空気口１２１，１３ １は，上記オゾン分解装置６０の排出オゾン流入口６０１側に連結されている。

【００２３】 以下，各要素別に詳説する。 まず，オゾン発生器８は，除湿空気供給装置１０とオゾン溶解槽７１の間に配 置されている。 オゾン発生器８は，エア配管８１９を経て，除湿空気供給装置１０の原料空気 ポンプ２０と連結されている。また，オゾン発生器８には，発生オゾンをオゾン 溶解槽７１に送るオゾン送出管８１が設けられている。オゾン発生器は，除湿さ れた原料空気の供給を受けてオゾンを発生させ，発生させたオゾンをオゾン溶解 槽７１に送る。

【００２４】 一方，オゾン溶解槽７１の上部には水９５の供給を受ける給水管７２と排出オ ゾン９０を排出する排出オゾン口７３が設けられている。オゾン溶解槽７１の下 部には，上記オゾン送出管８１と連結された散気管７４と，オゾンを溶解させた オゾン水９６を取り出す取水口７５とが設けられている。オゾン溶解槽７１は， オゾン発生器８から供給されたオゾンを水９５に溶解させ，オゾン水９６を造る と共に，水に溶解しなかった排出オゾン９０を排口オゾン口７３から排出させる 。

【００２５】 オゾン分解装置６０は，排出オゾン流入口６０１を有し，該流入口６０１は， 上記排出オゾン口７３と連結された排出オゾン管７６に連結されている。また， オゾン分解装置６０には，排出オゾン流入口６０１の反対側に，流出口６０２が 設けられている。 上記，排出オゾン流入口６０１と流出口６０２の間には，オゾン分解剤６１が 充填されている。オゾン分解剤６１として，オゾン分解触媒（金属酸化物，例え ば酸化マンガン）を用いているが，活性炭を用いてもよく，また両者を併用して もよい。

【００２６】 また，オゾン分解装置６０の上部には，除湿空気供給装置１０の再生空気排出 管６２，６３が接続されている。該再生空気排出管６２，６３の他端は，再生空 気の排出口である除湿器１２，１３の第１空気口１２１，１３１に連結されてい る。オゾン分解装置６０は排出オゾン流入口６０１から流入した排出オゾンを， オゾン分解剤６１によって分解し，分解したオゾン（酸素）を排出口６０２から 排出する。 なお，図１において符号７５１はオゾン水バルブ，符号７２１は給水バルブで ある。

【００２７】 除湿空気供給装置１０には，図２に示すように，２台の除湿器１２，１３が設 けられている。各々の除湿器１２，１３には，再生可能な除湿剤３であるシリカ ゲルが充填されている。また，各除湿器１２，１３の左右には第１空気口１２１ ，１３１及び同形の第２空気口１２２，１３２とがそれぞれ設けられている。 第１空気口１２１，１３１は前記のように，オゾン分解装置６０の上部と連通 している（図１）。 また，除湿器１２，１３にはその中央部１２３，１３３と第２空気口１２２， １３２近傍にそれぞれヒーター５１２，５１４，５１１，５１３が設けられてい る。ヒーター５１１〜５１４の端子Ｃ１〜Ｃ４はコントローラ４に接続されてい る。

【００２８】 原料空気ポンプ２０は，左方に空気の吸入口２０２，右方に吐出口２０１を有 し，該吐出口２０１はエア配管８１９を介してオゾン発生器８に接続されている 。また，原料空気ポンプ２０の制御用端子Ｃ７はコントローラ４に接続されてい る。 再生用エアポンプ２１は右方に空気の吸入口２１２，左方に吐出口２１１を有 し，制御用端子Ｃ６はコントローラ４に接続されている。

【００２９】 切換弁４０は，ソレノイド４０１によって駆動される４ポート切換弁である。 切換弁４０はソレノイド４０１によって，図２に示すように通路４７１，４７２ の導通状態から通路４７３，４７４の導通状態に切換えることができる。 前者では通路４７１により，ポート４０２，４０３間が導通し，通路４７２に よりポート４０４と４０５間が導通する。又，後者では通路４７４によりポート ４０２と４０５間が導通し，通路４７３によりポート４０４と４０３間が導通す る。 切換弁４０のそれぞれのポート４０２〜４０５はそれぞれ除湿器１２，原料空 気ポンプ２０，除湿器１３，再生用エアポンプ２１と配管８１５〜８１８を介し て接続されている。ソレノイド４０１の制御端子Ｃ５はコントローラ４に接続さ れている。

【００３０】 コントローラ４は図４に示すように，４個のタイマー４１〜４４を内蔵してい る。 第１タイマー４１は，電源投入後，一定のサイクルＴ₁ でオンオフを繰り返し ，出力端子４１１にそれぞれ正負の電圧を出力するサイクリックタイマーである 。 第２タイマー４２は，電源オンオフ時に一定時間Ｔ₂ の間動作し電圧を出力す る微分動作のタイマーである。

【００３１】 第３のタイマー４３は，電源オフ時のみに一定時間Ｔ₃ だけ動作し電圧を出力 する負微分動作のタイマーである。 第４タイマー４４は，電源動作オン時のみに一定時間Ｔ₃ だけ動作し電圧を出 力する正微分動作のタイマーである。各タイマーの時限Ｔ₁ 〜Ｔ₃ の間には，Ｔ ₁ ＞Ｔ₂ ＞Ｔ₃ ，Ｔ₂ ≒Ｔ₃ の関係がある。 なお，図４において，符号４５は除湿空気供給装置１０のスタートスイッチ， 符号４６は電源である。

【００３２】 次に除湿空気供給装置１０全体の動作を，図２〜図４を用いて説明する。 スタートスイッチ４５が投入されると，図４に示すように，オゾン発生器８， 原料空気ポンプ２０，第１タイマー４１が投入される。第１タイマー４１が投入 されると出力４１１がＴ₁ の間オンとなり，図２に示すように，切換弁４０の４ ７１，４７２が導通し，原料空気ポンプ２０と除湿器１２，再生用エアポンプ２ １と除湿器１３とが接続される。そのため，原料空気ポンプ２０と接続された除 湿器１２は除湿動作を開始し，除湿空気がオゾン発生器８に送り込まれる。

【００３３】 また，これと同時に第２タイマー４２と第４タイマー４４がオンとなり，再生 用エアポンプ２１と除湿器１３のヒーター５１３，５１４が作動する。そのため ，再生用エアは除湿器１３に供給され，除湿器１３は時間Ｔ₂ の間再生動作を行 う。加熱された再生用エアは，除湿器１３の第１空気口１３１から排出され，前 記のように，オゾン分解装置６０の上部の排出オゾン流入口６０１側に送出され る。そして，オゾン分解剤６１が熱せられ，回復が行なわれる（図１）。 再生時間Ｔ₂ 経過後は，再生用エアポンプ２１とヒーター５１３，５１３は停 止する。その後，除湿器１３は自然冷却又は強制冷却され，良好な除湿動作が可 能ないわゆるスタンバイ状態に立ち上げられる。

【００３４】 スタートスイッチ４５投入後，時間がＴ₁ だけ経過すると第１タイマー４１の 出力４１１はオフとなり，切換弁４０の通路は４７３，４７４の位置に切換えら れ，原料空気ポンプ２０と除湿器１３，再生用エアポンプ２１と除湿器１２とが 接続される。原料空気ポンプ２０には除湿器１３が接続され，オゾン発生器８へ の除湿空気の供給が継続される。 同時に第２タイマー４２と第３タイマー４３がオンとなり，前記工程と同様に 除湿器１２が再生動作を行う。また，加熱された再生用エアの排気により，オゾ ン分解剤６１の回復が行なわれる。

【００３５】 本例は，図３に示すように，上記のサイクルを２Ｔ₁ 時間毎に順次繰り返す。 また，時間Ｔ₁ を適当に短く設定すれば常に良質の除湿空気を供給できる。従っ て，本例によれば良好な除湿空気を連続してオゾン発生器８に供給することがで きる。また，加熱された再生用エアの排気は，オゾン分解装置６０に供給される から，オゾン分解装置６０のオゾン分解剤６１はＴ₁ 時間毎に繰り返し回復が行 なわれる。 スタートスイッチ４５をオフにすると，直ちに空気供給ポンプ２０の動作を停 止し，オゾン発生器８の動作も停止する。このとき第１タイマー４１の出力４１ １はＯＶとなり，第２〜第４のタイマーはいずれも出力を停止する。

【００３６】 また，本例では再生用エアポンプ２１から送り出される再生用エアは除湿器１ ２，１３の第２空気口１２２，１３２から流入する。除湿器１２，１３に流入し た再生用エアはヒーター５１１〜５１４によって熱せられ熱風となり，第１空気 口１２１，１３１から排出される。その間除湿剤３を熱して水分を分離し，水分 を第１空気口１２１，１３１まで移送して排出する。図５に示すように除湿剤３ から分離した水分３１は，熱風と共に矢印のように移動して排出される。

【００３７】 除湿動作中に蓄積された水分は，第１空気口１２１，１３１側に多く分布する 。従って，再生用エアは第１空気口１２１，１３１から第２空気口１２２，１３ ２に向かって流送するよりは，第２空気口１２２，１３２から第１空気口１２１ ，１３１に向かって流送する方が水分排出までの移動距離が短く，再生時間をよ り短くすることができる。従って，本例の除湿空気供給装置１０は従来より再生 時間を大幅に短くすることができる。

【００３８】 例えば，除湿剤３がシリカゲル２００ｇであって，吸水量５ｇの場合，本例の 除湿空気供給装置では３０分で再生することができたが，図６に示す従来装置で は１時間以上を必要とした。

【００３９】 また，ヒーター５１１〜５１４は，再生用エアの入口付近と中心部の両方に設 けているので，熱風は除湿器１２，１３の全体に渡ってむらなく送り込まれる。 また，ヒーター５１１〜５１４は，除湿器１２，１３の内部に設けてある。従っ てヒーターを外部に設けた従来例（図６）に比べると熱損失が少なく，熱効率が 良好である。

【００４０】 上記のように，本例の除湿空気供給装置によれば，オゾン発生器８に対して連 続して除湿空気を供給することができると共に，それに連動して繰り返しオゾン 分解剤の回復を行なうことができる。また，オゾン分解剤の回復は，除湿器の再 生用エアの排熱を利用して行なわれる。従って装置の発熱量が少なく，熱効率が よい。

【００４１】 また，発熱量が少ないので，雰囲気の温度上昇が少ない。従って，オゾン発生 効率やオゾン溶解性能を高く維持することができる。 従って，本例によれば，熱効率が良くて発熱量が少なく，かつオゾン発生効率 や溶解性能の高い，連続運転可能なオゾン溶解装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るオゾン溶解装置の全体説明図。

【図２】実施例の除湿空気供給装置の全体説明図。

【図３】実施例の除湿空気供給装置の動作説明図。

【図４】実施例の除湿空気供給装置の制御回路図。

【図５】実施例の除湿空気供給装置の除湿剤の水分除去
過程の説明図。

【図６】従来例のオゾン溶解装置の全体説明図。

【符号の説明】

１．．．オゾン溶解装置， １０．．．除湿空気供給装置， １１，１２，１３．．．除湿器， １２１，１３１．．．第１空気口， １２２，１３２．．．第２空気口， ２０．．．原料空気ポンプ， ２１．．．再生用エアポンプ， ３．．．除湿剤， ４．．．コントローラ， ４０．．．切換弁， ４０１．．．ソレノイド， ４１〜４４．．．タイマー， ５１１〜５１４．．．ヒーター， ６０．．．オゾン分解装置， ６１．．．オゾン分解剤， ６０１．．．排出オゾン流入口， ６０２．．．排出オゾン流出口， ７１．．．オゾン溶解槽， ８．．．オゾン発生器， ９０．．．排出オゾン， Ｃ１〜Ｃ８．．．制御用端子，

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 オゾン発生器と，該オゾン発生器へ除湿
   空気を供給する除湿空気供給装置と，上記オゾン発生器
   からオゾンの供給を受けてオゾンを水に溶解させるオゾ
   ン溶解槽と，オゾン溶解槽から排出される排出オゾンを
   分解するオゾン分解装置とを有するオゾン溶解装置であ
   って， 上記オゾン分解装置は，排出オゾン流入口と流出口と，
   両者の間に配置したオゾン分解剤とを有し， 一方，上記除湿空気供給装置は，加熱再生の可能な除湿
   剤とヒーターを有する除湿器と，除湿器に除湿用空気と
   再生用空気を供給する空気供給ポンプとを有しており， 上記除湿器の再生用空気の排出口は上記オゾン分解装置
   の排出オゾン流入口側に連結されていることを特徴とす
   るオゾン溶解装置。
2. 【請求項２】 請求項１において，除湿空気供給装置
   は，複数の除湿器と，再生用エアポンプと，除湿用空気
   を供給する原料空気ポンプと，除湿器と上記再生用エア
   ポンプ及び原料空気ポンプとの間に介設した切換弁と，
   上記除湿器，再生用エアポンプ，原料空気ポンプ及び切
   換弁と連結したコントローラとを有しており， 上記コントローラは，上記切換弁を作動させて，除湿器
   に除湿空気供給動作を行なわせると共に，他の除湿器に
   再生用エアを供給しつつヒーターを作動させて再生動作
   を行なわせるよう構成してあることを特徴とするオゾン
   溶解装置。