JPH0431301A - オゾン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は例えばし尿処理等、各種の分野で使用されるオ
ゾン発生装置の改良に関するものである。

（従来の技術） ヨーロッパでは、１９０６年以来、殺菌を目的としてオ
ゾン発生装置が利用され、今日でも前オゾン処理、中オ
ゾン処理、後オゾン処理と、多目的にオゾンが使用され
てきている。

また、我国では、し尿処理場において、脱色を目的とし
てオゾン発生装置が使用されてきている。

そして、近年では、我国でも大都市浄水場を中心に、浄
水の高度処理施設として、オゾン発生装置の適用が検討
されてきている。さらに、これらの各施設で使用される
大形オゾン発生装置として、冷却効率の面から冷却円筒
多管方式を用いることが検討されてきている。

第３図は、この種の従来のオゾン発生器の内部構成例を
示す断面図である。第３図において、容器１内に、２つ
の隔壁２を用いて空室３を作り、一方に原料ガス人口４
を、他方にオゾン化ガス出口５をそれぞれ付ける。また
、接地電極となる円筒金属管６が隔壁２に接続され、空
室７を作り、下部に冷却水人口８を、上部に冷却水出口
９をそれぞれ付ける。さらに、円筒のガラスの放電管１
０が、図示しないスペーサにより、円筒金属管６の内部
に同心円状に固定される。この放電管１０は、内面に導
電皮膜１】が付けられ、導電接触子１２の中心に導体１
３を付け、絶縁のためのブッシング１４を通して、図示
しない電源に接続される。オゾンは、円筒金属管６と放
電管１０との間を通る空気から、放電によって生成され
る。

なお、大形オゾン発生装置では、接地電極である円筒金
属管６と放電管１０は数百本となる。また、その材料と
しては、ステンレス鋼、ガラス、セラミック、ポリ塩化
ビニル、フッソ樹脂等が、耐オゾン材料として使用され
、また乾燥条件下でなら、鉄やアルミニウムも一部使用
される。さらに、放電管１０の導電皮膜１１の材料とし
ては、従来からカーボン塗料やアルミ溶射膜が使用され
ている。

しかしながら、このような大形オゾン発生装置を我国で
使用する場合には、その設置環境の問題等から、放電管
］Ｏ内部の導電皮膜１１部分が腐食して、放電管１０の
破壊を引き起こすことが多い。その理由としては、放電
管１０の開口部は通常、原料空気側にあり、連続運転中
には問題とならないが、運転条件の変更や停止等によっ
て、導電皮膜１．］、部分がオゾンや窒素酸化物等と接
触して腐食劣化し、放電管１０の破壊につながるものと
考えられる。因みに、ヨーロッパの実績では、このよう
な放電管１０の破壊は、１年間に１〜・２％であると言
われている。

そこで、本発明者らは、０゜５ｇ／ｈのオゾン発生装置
、露点−４０℃の原料空気でオゾンを発生させ、洗気ビ
ンを通して窒素酸化物の生成量を調べたところ、水深１
備の洗気ビンの水に完全に吸収され、オゾンに対し約１
％の硝酸が生成していることが判った。

すなわぢ、原料空気でオゾンを発生させると、放電によ
り窒素分子から活性種が生成してＮ２０、ＮＯが生成し
、順次高度の窒素酸化物となる。

Ｎ２　ｏ、＋は装置内に付着し、水分との反応によって
硝酸となる。

次に、アルミニウムの金属片を硝酸溶液に入れ、腐食と
表面変化とを調べた。各種硝酸濃度での腐食速度を第４
図に示す。第４図に示すように、濃度６０％、４０％、
２０％の順に腐食は増加する。

濃硝酸に対して、不動態を作るアルミニウムも、硝酸、
希硝酸では激しく腐食してしまうことがわかる。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、ヨーロッパに比べて高温多湿な我国では
、オゾン発生装置の保守点検時でも、放電管内面のＮ２
０．に対して、大気からの湿度で硝酸が生成し、アルミ
ニウム皮膜の全面腐食か起こり、放電管の破壊につなが
るということがわかった。

本発明の目的は、反応槽からオゾン発生器内への湿気の
侵入を除去して、導電皮膜の劣化を防止することができ
、もって放電管の破壊を確実に防止することが可能な極
めて信頼性の高いオゾン発生装置を提供することにある
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、 第１の発明によるオゾン発生装置は、原料空気を集気し
、この集気された原料空気を冷却、乾燥させて供給する
原料空気供給部と、原料空気供給部から配管を介して供
給される乾燥空気を受けオゾンを発生させるオゾン発生
器と、オゾン発生器からオゾン導出管を介して導かれる
オゾン化空気を反応させる反応槽と、オゾン発生器の入
口側の配管および出口側のオゾン導出管にそれぞれ設け
られ、オゾン発生器の停止時に閉動作するバルブとを備
えて構成し、 また、第２の発明によるオゾン発生装置は、原料空気を
集気し、この集気された原料空気を冷却、乾燥させて供
給する原料空気供給部と、原料空気供給部から配管を介
して供給される乾燥空気を受けオゾンを発生させるオゾ
ン発生器と、オゾン発生器からオゾン導出管を介して導
かれるオゾン化空気を反応させる反応槽と、オゾン発生
器の入口側の配管および出口側のオゾン導出管にそれぞ
れ設けられ、オゾン発生器の停止時に閉動作するノくル
ブと、オゾン発生器の停止状態時に、当該オゾン発生器
内に乾燥ガスを送り込むボンベとを備えて構成している
。

（作用） 従って、第１の発明のオゾン発生装置においては、オゾ
ン発生器の停止指令によって放電が停止され、オゾン化
空気が放出され、次に原料空気の供給が停止される。そ
の後、オゾン発生器の入口側の配管および出口側のオゾ
ン導出管にそれぞれ設けられたバルブが、自動的に閉動
作される。

さらに、第２の発明のオゾン発生装置においては、これ
以後長期にわたり、少量の一定圧の乾燥ガスが、ボンベ
からオゾン発生器内に送り込まれる。

これにより、反応槽からオゾン発生器内への湿気の侵入
を除去して、導電皮膜の劣化を防止することかでき、放
電管の破壊を防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は、本発明によるオゾン発生装置の構成例を示す
図である。本実施例のオゾン発生装置は、第１図に示す
ように、原料空気供給部となる、原料空気を集気するブ
ロワ２１、およびこのブロワ２１により集気された原料
空気を冷却、乾燥させて供給するドライヤ２２と、ドラ
イヤ２２から配管２３を介して供給される乾燥空気を受
けオゾンを発生させるオゾン発生器２４と、オゾン発生
器２４からオゾン導出管２５を介して導かれるオゾン化
空気を反応させる反応槽２６と、オゾン発生器２４の入
口側の配管２３に設けられ、オゾン発生器２４の停止時
に自動的に閉動作するバルブ２７と、オゾン発生器２４
の出口側のオゾン導出管２５に設けられ、オゾン発生器
２４の停止時に自動的に閉動作するバルブ２８とから構
成している。

次に、以上のように構成したオゾン発生装置の作用につ
いて説明する。

第１図において、オゾン発生器２４の運転指令が与えら
れると、ブロワ２１から供給される原料空気は、ドライ
ヤ２２で冷却、乾燥され、配管２３を通してオゾン発生
器２４に供給される。そして、このオゾン発生器２４内
に設けられた放電管によってオゾン化空気にされた後、
オゾン導出管２５を通して反応槽２６に導かれて反応さ
れる。

一方、オゾン発生器２４の停止指令が与えられると、シ
ーケンス制御によって、放電の停止、オゾン空気の放出
、そしてドライヤ２２およびブロワ２１の順次停止工程
に入る。この際、オゾン発生器２４の入口側の配管２３
に設けられたバルブ２７と、オゾン発生器２４の出口側
のオゾン導出管２５に設けられたバルブ２８が、同様に
シーケンス制御によって、開状態から閉状態に動作され
る。このことにより、オゾン発生器２４の停止後も、反
応槽２６からの湿気は、バルブ２７．２８により長期間
にわたってしゃ断されることになる。

上述したように、本実施例のオゾン発生装置は、原料空
気供給部となる、原料空気を集気するブロワ２１、およ
びこのブロワ２１により集気された原料空気を冷却、乾
燥させて供給するドライヤ２２と、ドライヤ２２から配
管２３を介して供給される乾燥空気を受けオゾンを発生
させるオゾン発生器２４と、オゾン発生器２４からオゾ
ン導出管２５を介して導かれるオゾン化空気を反応させ
る反応槽２６と、オゾン発生器２４の入［１側の配管２
３に設けられ、オゾン発生器２４の停止時に自動的に閉
動作するバルブ２７と、オゾン発生器２４の出口側のオ
ゾン導出管２５に設けられ、オゾン発生器２４の停止時
に自動的に閉動作する）（ルブ２８とから構成したもの
である。

従って、従来はバルブ２７．２８が設置されていなかっ
たり、または設置されていてもメンテナンス用の手動式
のケースがほとんどであり、反応槽２６から湿気を多く
含んだ空気がオゾン発生器２４に入り、導電皮膜の劣化
を起こし、放電管の破壊を招いていたが、オゾン発生器
２４の停止指令により、オゾン発生器２４の入口、出口
側に設けたバルブ２７．２８をシーケンス制御にて閉状
態とするため、反応槽２６からオゾン発生器２４内への
連続的な湿気の侵入を防止することが可能となる。これ
により、オゾン発生器２４内の放電管の破壊を羅実に防
止することかできる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

第２図は、本発明によるオゾン発生装置の他の構成例を
示す図であり、第１図と同一要素には同一符号を付して
示している。本実施例のオゾン発生装置は、第２図に示
すように、原料空気供給部となる、原料空気を集気する
ブロワ２１、およびこのブロワ２］により集気された原
料空気を冷却、乾燥させて供給するドライヤ２２と、ド
ライヤ２′、２から配管２３を介【７て供給される乾燥
空気を受けオゾンを発生させるオゾン発生器２４と、オ
ゾン発生器２４からオゾン導出管２５を介して導かれる
オゾン化空気を反応さぜる反応槽２６と、オゾン発生器
２４の入口側の配管２３に設けられ、オゾン発生器２４
の停止時に自動的に閉動作するバルブ２７と、オゾン発
生器２４の出口側のオゾン導出管２５に設けられ、オゾ
ン発生器２４の停止時に自動的に閉動作するバルブ２８
と、オゾン発生器２４の停止状態時に、オゾン発生器２
４内にその出口側から、配管２９を介して少量の一定圧
の乾燥ガスを送り込むボンベ３０とから構成している。

次に、以上のように構成したオゾン発生装置の作用につ
いて説明する。

第１図において、オゾン発生器２４の運転指令か与えら
れると、ブロワ２１から供給される原料空気は、ドライ
ヤ２２で冷却、乾燥され、配管２３を通してオゾン発生
器２４に供給される。そして、このオゾン発生器２４内
に設けられた放電管によってオゾン化空気にされた後、
オゾン導出管２５を通して反応槽２６に導かれて反応さ
れる。

一方、オゾン発生器２４の停止指令が与えられると、シ
ーケンス制御によって、放電の停止、オゾン空気の放出
、そしてドライヤ２２およびブロワ２１の順次停止工程
に入る。この際、オゾン発生器２４の入口側の配管２３
に設けられたバルブ２７と、オゾン発生器２４の出口側
のオゾン導出管２５に設けられたバルブ２８が、同様に
シーケンス制御によって、開状態から閉状態に動作され
る。その後、ボンベ３０よりオゾン発生器２４内に、配
管２９を介してその出口側から少量の一定圧の乾燥ガス
が送り込まれる。このことにより、オゾン発生器２４の
停止後も、反応槽２６からの湿気は、バルブ２７．２８
により長期間にわたってしゃ断されると共に、オゾン発
生器２４内の乾燥状態を完全に保つことができる。

すなわち、オゾン導出管２５の距離か長い場合や、オゾ
ン発生器２４の長期にわたっての停止状態の時等は、ど
う【７ても外部から湿気が入ってしまうか、ボンベ３０
よりオゾン発生器２４内に少量の一定圧の乾燥ガスする
ことにより、これを防止することができる。この場合、
乾燥ガスとしては、乾燥された不活性のものであれば何
でも利用することができ、例えば空気、窒素、炭酸ガス
、酸素等を使用することかできる。

なお、オゾン発生器２４の停止時に、オゾン発生器２４
の内圧を高く保ち、バルブ２７．２８を閉じ、以後ボン
ベ３０よりオゾン発生器２４内に一定の乾燥ガスを供給
することにより、乾燥状態をより一層よくすることがで
きる。

このように、オゾン導出管２５あるいは配管２３接続部
、そＩ７てバルブ２７．２８の隙間より侵入してくる湿
気についても、ボンベ３０よりオゾン発生器２４内に乾
燥ガスを供給し、オゾン発生器２４が運転を再開するま
で一定の圧力に保たれるため、湿気の逆流を防止するこ
とができる。

特に、湿気の高い我国において、このように乾燥状態に
保てば、導電皮膜の劣化を防止できることになり、高価
な放電管の破壊をより一層確実に防止することが可能と
なる。これにより、従来非常に手間のかかつていた放電
管の交換作業等が減少するばかりでなく、維持管理が容
易で、かつ耐久性に優れたオゾン発生装置を得ることが
できる。

尚、上記実施例では、ボンベ３０よりオゾン発生器２４
内にその出口側から乾燥ガスを送り込む場合について述
べたが、これに限定されるものではなく、ボンベ３０よ
りオゾン発生器２４内にその入口側から乾燥ガスを送り
込むようにしてもよいものである。

また、オゾン発生器２４とドライヤ２２との配管が確実
に止められていれば、バルブ２７は省略できることは言
うまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、反応槽からオゾン
発生器内への湿気の侵入を除去して、導電皮膜の劣化を
防止することができ、もって放電管の破壊を確実に防止
することが可能な極めて信頼性の高いオゾン発生装置が
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるオゾン発生装置の一実施例を示す
構成図、第２図は本発明によるオゾン発生装置の他の実
施例を示す構成図、第３図はオゾン発生器の内部構成例
を示す断面図、第４図は各硝酸濃度におけるアルミニウ
ムの腐食速度を説明するための模式図である。 １・・・容器、２・・・隔壁、３・・・空室、４・・・
原料ガス入口、５・・・オゾン化ガス出口、６・・・円
筒金属管、７・・・空室、８・・・冷却水入口、９・・
・冷却水出口、１０・・・放電管、１１・・・導電皮膜
、１２・・・導電接触子、１３・・・導体、１４・・・
ブッシング、２１・・ブロワ、２２・・・ドライヤ、２
３・・・配管、２４・・オゾン発生器、２５・・・オゾ
ン導出管、２６・・・反応槽、２７・・・バルブ、２８
・・・バルブ、２９・・・配管、３０・・・ボンベ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料空気を集気し、この集気された原料空気を冷
   却、乾燥させて供給する原料空気供給部と、 前記原料空気供給部から配管を介して供給される乾燥空
   気を受けオゾンを発生させるオゾン発生器と、 前記オゾン発生器からオゾン導出管を介して導かれるオ
   ゾン化空気を反応させる反応槽と、前記オゾン発生器の
   入口側の配管および出口側のオゾン導出管にそれぞれ設
   けられ、前記オゾン発生器の停止時に閉動作するバルブ
   と、 を備えて成ることを特徴とするオゾン発生装置。
2. （２）原料空気を集気し、この集気された原料空気を冷
   却、乾燥させて供給する原料空気供給部と、 前記原料空気供給部から配管を介して供給される乾燥空
   気を受けオゾンを発生させるオゾン発生器と、 前記オゾン発生器からオゾン導出管を介して導かれるオ
   ゾン化空気を反応させる反応槽と、前記オゾン発生器の
   入口側の配管および出口側のオゾン導出管にそれぞれ設
   けられ、前記オゾン発生器の停止時に閉動作するバルブ
   と、 前記オゾン発生器の停止状態時に、当該オゾン発生器内
   に乾燥ガスを送り込むボンベと、 を備えて成ることを特徴とするオゾン発生装置。