(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
純水を電気分解してオゾンを発生するオゾン発生装置において、オゾン発生状態からオゾン停止状態に移行するオゾン発生停止時に、電解水貯水部の電解水の一部又は全部を排出し、その後、新たな純水を電解水として電解水貯水部に供給することにより、電解水貯水部の電解水を置換すること、
オゾン発生停止中、上記電解水貯水部の電解水の置換を、所定の周期で定期的に行うことを特徴とするオゾン発生用電解槽への電解水供給方法。
【請求項２】
純水を電気分解してオゾンを発生するオゾン発生装置において、オゾン発生状態からオゾン停止状態に移行するオゾン発生停止時に、電解水貯水部の電解水の一部又は全部を排出し、その後、新たな純水を電解水として電解水貯水部に供給することにより、電解水貯水部の電解水を置換すること、
オゾン発生停止中、上記電解水貯水部の電解水の置換を、オゾン発生停止中の溶出イオンによる電解槽のイオン交換膜の劣化を防ぐ周期で定期的に行うことを特徴とするオゾン発生用電解槽への電解水供給方法。
【請求項３】
電解水を電気分解してオゾンを発生させる電解槽と、
電解槽陽極側の電解水貯水部に電解水を供給する電解水供給装置と、
電解水貯水部の電解水供給口に接続した電解水供給弁と、
電解水貯水部の電解水排出口に接続した電解水排出弁と、
オゾン発生状態からオゾン停止状態に移行させるオゾン発生停止の制御信号をトリガとして、電解水排出弁を開いて電解水貯水部の電解水の一部又は全部を排出し、その後、電解水供給弁を開いて電解水供給装置から新たな純水を電解水として電解水貯水部に供給することにより、電解水貯水部の電解水を置換するよう制御する制御装置とを備え、
前記制御装置では、オゾン発生停止中、上記電解水貯水部の電解水の置換を、所定の周期で定期的に行うよう制御することを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項４】
電解水を電気分解してオゾンを発生させる電解槽と、
電解槽陽極側の電解水貯水部に電解水を供給する電解水供給装置と、
電解水貯水部の電解水供給口に接続した電解水供給弁と、
電解水貯水部の電解水排出口に接続した電解水排出弁と、
オゾン発生状態からオゾン停止状態に移行させるオゾン発生停止の制御信号をトリガとして、電解水排出弁を開いて電解水貯水部の電解水の一部又は全部を排出し、その後、電解水供給弁を開いて電解水供給装置から新たな純水を電解水として電解水貯水部に供給することにより、電解水貯水部の電解水を置換するよう制御する制御装置とを備え、
前記制御装置では、オゾン発生停止中、上記電解水貯水部の電解水の置換を、オゾン発生停止中の溶出イオンによる電解槽のイオン交換膜の劣化を防ぐ周期で定期的に行うよう制御することを特徴とするオゾン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はオゾン発生用電解槽への電解水供給方法及びオゾン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水電解式のオゾン発生装置では、イオン交換膜である固体高分子膜を多孔質のオゾン極（陽極）と水素極（陰極）とで挟んでなる電解セルと、この電解セルを挟むようにして配設されたオゾン極側セパレータと水素極側セパレータとを備えてなる電解槽を有しており、陽極と陰極とに直流電圧を印加して、電解槽陽極側の電解水貯水部に電解水（原料水）として供給された純水（電導度の低い水）を電気分解することにより、電解槽陽極側にオゾンと酸素とを発生させ、電解槽陰極側に水素を発生させる。
【０００３】
電解槽陽極側に発生したオゾンは、図示しないオゾン処理装置へと送られ、ここで例えばプール水などの被処理水に含まれる有害物質の酸化分解や殺菌などの所望の用途に利用される。電解槽陰極側に発生した水素は電解槽から排出されて回収又は排気される。
【０００４】
そして、このオゾン発生装置では、電解槽陽極側の電解水貯水部に溜められた電解水が、メンテナンスや電解水の水質を測定して水質の悪化が認められた時などの非定常作業時を除いて、通常は排水されることなくオゾン発生の原料として使用されつづけ、消費された分だけが順次補充されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来はオゾン発生運転時に電解槽陽極側の電解水貯水部に溜められていた電解水が、オゾン発生停止時においても、そのままにされているため、次のような問題点を有している。
【０００６】
（１）  オゾン発生運転時に電解槽の陽極から溶出した電極物質などの不純物や、構成材料や配管材料から溶出する不純物或いは純水中に微量含まれる陽イオン、陰イオンの蓄積により、電解水の電導度が上昇し、固体高分子膜（イオン交換膜）が劣化、即ち、固体高分子膜の性能及び耐久性が低下する。
（２）  オゾン発生停止中、電解槽陽極側の電解水貯水部に残留しているオゾンにより、電解槽の陽極が酸化されて電極性能が低下してしまう。
【０００７】
従って、本発明は上記の問題点に鑑み、溶出イオンによるイオン交換膜の劣化や残留オゾンによる陽極の劣化を軽減することができるオゾン発生用電解槽への電解水供給方法及びオゾン発生装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明のオゾン発生用電解槽への電解水供給方法は、純水を電気分解してオゾンを発生するオゾン発生装置において、オゾン発生状態からオゾン停止状態に移行するオゾン発生停止時に、電解水貯水部の電解水の一部又は全部を排出し、その後、新たな純水を電解水として電解水貯水部に供給することにより、電解水貯水部の電解水を置換すること、
オゾン発生停止中、上記電解水貯水部の電解水の置換を、所定の周期で定期的に行うことを特徴とする。
【０００９】
また、第２発明のオゾン発生用電解槽への電解水供給方法は、純水を電気分解してオゾンを発生するオゾン発生装置において、オゾン発生状態からオゾン停止状態に移行するオゾン発生停止時に、電解水貯水部の電解水の一部又は全部を排出し、その後、新たな純水を電解水として電解水貯水部に供給することにより、電解水貯水部の電解水を置換すること、
オゾン発生停止中、上記電解水貯水部の電解水の置換を、オゾン発生停止中の溶出イオンによる電解槽のイオン交換膜の劣化を防ぐ周期で定期的に行うことを特徴とする。
【００１０】
また、第３発明のオゾン発生装置は、電解水を電気分解してオゾンを発生させる電解槽と、
電解槽陽極側の電解水貯水部に電解水を供給する電解水供給装置と、
電解水貯水部の電解水供給口に接続した電解水供給弁と、
電解水貯水部の電解水排出口に接続した電解水排出弁と、
オゾン発生状態からオゾン停止状態に移行させるオゾン発生停止の制御信号をトリガとして、電解水排出弁を開いて電解水貯水部の電解水の一部又は全部を排出し、その後、電解水供給弁を開いて電解水供給装置から新たな純水を電解水として電解水貯水部に供給することにより、電解水貯水部の電解水を置換するよう制御する制御装置とを備え、
前記制御装置では、オゾン発生停止中、上記電解水貯水部の電解水の置換を、所定の周期で定期的に行うよう制御することを特徴とする。
【００１１】
また、第４発明のオゾン発生装置は、電解水を電気分解してオゾンを発生させる電解槽と、
電解槽陽極側の電解水貯水部に電解水を供給する電解水供給装置と、
電解水貯水部の電解水供給口に接続した電解水供給弁と、
電解水貯水部の電解水排出口に接続した電解水排出弁と、
オゾン発生状態からオゾン停止状態に移行させるオゾン発生停止の制御信号をトリガとして、電解水排出弁を開いて電解水貯水部の電解水の一部又は全部を排出し、その後、電解水供給弁を開いて電解水供給装置から新たな純水を電解水として電解水貯水部に供給することにより、電解水貯水部の電解水を置換するよう制御する制御装置とを備え、
前記制御装置では、オゾン発生停止中、上記電解水貯水部の電解水の置換を、オゾン発生停止中の溶出イオンによる電解槽のイオン交換膜の劣化を防ぐ周期で定期的に行うよう制御することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態に係るオゾン発生装置の構成図である。同図に示すように、本実施の形態のオゾン発生装置は水電解式のものであり、電解水を電気分解してオゾンを発生させるオゾン発生用電解槽１と、電解槽１に電解水を供給する電解水供給装置２と、電解槽１に接続された電解水供給弁３と、電解槽１に接続された電解水排出弁４と、オゾン発生停止時に電解槽に貯溜する電解水の置換制御などを行うコントローラ５とを備えている。
【００１４】
電解槽１はイオン交換膜である固体高分子膜６を多孔質のオゾン極（陽極）７と水素極（陰極）８とで挟んでなる電解セル９と、この電解セル９を挟むようにして配設されたオゾン極側セパレータ１０と水素極側セパレータ１１とを備えている。
【００１５】
オゾン極側セパレータ１０には、電解水（原料水）として供給された純水（電導度の低い水）を溜めておく電解水貯水部１３が形成されている。この電解水貯水部１３の水位は水位センサ２６によって測定される。電解水貯水部１３の上部には電解水供給口１４とオゾン排出口１５とが形成されており、電解水貯水部１３の下部には電解水排出口１６が形成されている。一方、水素極側セパレータ１１には、水素排出口１７が形成されている。
【００１６】
そして、オゾン極７と水素極８には直流電源１２が接続されており、この直流電源１２から両極７，８に直流電圧が印加されると、電解槽陽極側の電解水貯水部１３に溜められている電解水が電気分解されることにより、電解槽陽極側にはオゾンと酸素とが発生し、電解槽陰極側には水素が発生する。電解槽陽極側に発生したオゾンは、オゾン排出口１５から排出されてオゾン処理装置へと送られ、ここで例えばプール水などの被処理水に含まれる有害物質の酸化分解や殺菌などの所望の用途に利用される。電解槽陰極に発生した水素は、水素排出口１７から排出されて回収又は排気される。
【００１７】
電解水供給弁３は電磁弁又は電動弁であり、その一方が配管１８を介して電解槽陽極側の電解水供給口１４に接続されており、他方は配管１９を介し電解水供給装置２に接続されている。電解水排出弁４は二方の電磁弁又は電動弁であり、電解槽陽極側の電解水排出口１６に接続された配管２８の途中に設けられている。
【００１８】
電解水供給装置２は、イオン交換樹脂による脱イオンを行うため、図示しない水タンクやポンプ、イオン交換樹脂塔、電導度センサなどで構成した装置である。
【００１９】
コントローラ５では、この純水の生成や供給に関する制御を行なう。詳述すると、コントローラ５には、オゾン発生停止信号ａやオゾン発生運転信号ｂが入力される。これらのオゾン発生停止信号ａやオゾン発生運転信号ｂは、図示しない運転切り換えスイッチなど、オゾン発生装置の運転切り換えを行う適宜の装置から入力する。なお、オゾン発生運転を開始するときには、直流電源１２によって電解槽１の電極７，８に直流電圧を印加し、オゾン発生を停止するときには、この電極７，８への直流電圧の印加を停止する。
【００２０】
また、コントローラ５には、電解水供給装置２内に設置された電導度センサ２５の電導度測定信号ｃ、水位センサ２６の水位測定信号ｄなども入力される。そして、コントローラ５では、これらの信号ａ〜ｄに基づいて電解水供給装置２、電解水供給弁３、電解水排出弁４などを制御する。
【００２１】
また、オゾン発生運転時、即ち、オゾン発生運転信号ｂが入力されているときに、水位センサ２６の検出信号に基づいて電解槽１の電解水貯水部１３の水位が所定レベルまで低下したと判断したら、電化水供給装置２から電解水供給弁３を介して純水を電解水として電解槽陽極側の電解水貯水部１３に補給する。
【００２２】
そして、オゾン発生停止時、即ち、オゾン発生停止信号ａを入力したときには、このオゾン発生停止信号ａをトリガとして、まず、電解水排出弁４を所定時間（電解水を排水するのに十分な時間）開放して、このときの電解槽陽極側の電解水貯水部１３に溜められている電解水（オゾンが残存している可能性のある水）を排出する。このときの電解水排出量は例えば１リットル程度であり、電解水排出時間（電解水排出弁４の開放時間）は例えば１〜２分程度である。また、これと同時に、電解水供給装置２を起動し純水を生成する。
【００２３】
その後、電解水排出弁４を閉鎖し、且つ、電導度センサ２５の電導度測定信号ｃに基づいて純水が生成されたことを確認したら、電解水供給弁３の開放に切り換えて、純水を電解水として電解槽陽極側の電解水貯水部１３に供給することにより、電解水貯水部１３の電解水を置換する。
【００２４】
更に、コントローラ５では、オゾン発生停止中における電解水貯水部１３の電解水の置換を、所定の周期（溶出イオンによる固体高分子膜（イオン交換膜）の劣化を防ぐのに適当な周期）で定期的に行う。
【００２５】
以上のことから、本実施の形態によれば、次のような効果が得られる。
【００２６】
即ち、本実施の形態では、オゾン発生停止時、電解水排出弁４を開いて電解槽陽極側の電解水貯水部１３の電解水の全部又は一部を排出し、その後、電解水供給弁３を開いて電解水供給装置２から新たな純水を電解水として電解水貯水部１３に供給することにより、電解水貯水部１３の電解水を置換するため、オゾン発生運転時に電解槽１の陽極７から溶出した電極物質などの不純物や、構成材料や配管材料から溶出する不純物或いは純水中に微量含まれる陽イオン、陰イオンの蓄積により電解水の電導度が悪化するのを防止し、固体高分子膜６の性能や耐久性が低下するのを軽減することができる。また、オゾン発生停止中、電解槽１の陽極側に残留するオゾンにより、電解槽１の陽極７が酸化されて電極性能が低下してしまうのを防止することもできる。
【００２７】
また、本実施の形態では、オゾン発生停止中、上記電解水貯水部１３の電解水の置換を、所定の周期で定期的に行うことにより、オゾン発生停止中に電解槽１の陽極７から溶出する電極物質などの不純物や、構成材料や配管材料から溶出する不純物或いは純水中に微量含まれる陽イオン、陰イオンの蓄積によって固体高分子膜６が劣化するのを軽減することもできる。
【００２８】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第１発明のオゾン発生用電解槽への電解水供給方法は、純水を電気分解してオゾンを発生するオゾン発生装置において、オゾン発生状態からオゾン停止状態に移行するオゾン発生停止時に、電解水貯水部の電解水の一部又は全部を排出し、その後、新たな純水を電解水として電解水貯水部に供給することにより、電解水貯水部の電解水を置換すること、
オゾン発生停止中、上記電解水貯水部の電解水の置換を、所定の周期で定期的に行うことを特徴とする。
【００２９】
従って、この第１発明のオゾン発生用電解槽への電解水供給方法によれば、オゾン発生運転時に電解槽の陽極から溶出したイオンにより電解水の電導度が悪化するのを防止し、電解槽のイオン交換膜の性能や耐久性が低下するのを軽減することができる。また、オゾン発生停止中、電解槽陽極側に残留するオゾンにより、電解槽の陽極が酸化されて電極性能が低下してしまうのを防止することもできる。また、オゾン発生停止中に電解槽の陽極から溶出するイオンの蓄積によって電解槽のイオン交換膜が劣化するのを軽減することができる。
【００３０】
また、第２発明のオゾン発生用電解槽への電解水供給方法は、純水を電気分解してオゾンを発生するオゾン発生装置において、オゾン発生状態からオゾン停止状態に移行するオゾン発生停止時に、電解水貯水部の電解水の一部又は全部を排出し、その後、新たな純水を電解水として電解水貯水部に供給することにより、電解水貯水部の電解水を置換すること、
オゾン発生停止中、上記電解水貯水部の電解水の置換を、オゾン発生停止中の溶出イオンによる電解槽のイオン交換膜の劣化を防ぐ周期で定期的に行うことを特徴とする。
【００３１】
従って、この第２発明のオゾン発生用電解槽への電解水供給方法によれば、オゾン発生運転時に電解槽の陽極から溶出したイオンにより電解水の電導度が悪化するのを防止し、電解槽のイオン交換膜の性能や耐久性が低下するのを軽減することができる。また、オゾン発生停止中、電解槽陽極側に残留するオゾンにより、電解槽の陽極が酸化されて電極性能が低下してしまうのを防止することもできる。また、オゾン発生停止中に電解槽の陽極から溶出するイオンの蓄積によって電解槽のイオン交換膜が劣化するのを軽減することができる。
【００３２】
また、第３発明のオゾン発生装置は、電解水を電気分解してオゾンを発生させる電解槽と、
電解槽陽極側の電解水貯水部に電解水を供給する電解水供給装置と、
電解水貯水部の電解水供給口に接続した電解水供給弁と、
電解水貯水部の電解水排出口に接続した電解水排出弁と、
オゾン発生状態からオゾン停止状態に移行させるオゾン発生停止の制御信号をトリガとして、電解水排出弁を開いて電解水貯水部の電解水の一部又は全部を排出し、その後、電解水供給弁を開いて電解水供給装置から新たな純水を電解水として電解水貯水部に供給することにより、電解水貯水部の電解水を置換するよう制御する制御装置とを備え、
前記制御装置では、オゾン発生停止中、上記電解水貯水部の電解水の置換を、所定の周期で定期的に行うよう制御することを特徴とする。
【００３３】
従って、この第３発明のオゾン発生装置によれば、上記第１発明の場合と同様に、オゾン発生運転時に電解槽の陽極から溶出したイオンの蓄積により電解水の電導度が悪化するのを防止し、電解槽のイオン交換膜の性能や耐久性が低下するのを軽減することができる。また、オゾン発生停止中、電解槽陽極側に残留するオゾンにより、電解槽の陽極が酸化されて電極性能が低下してしまうのを防止することができる。また、オゾン発生停止中に電解槽の陽極から溶出するイオンの蓄積によって電解槽のイオン交換膜が劣化するのを軽減することができる。
【００３４】
また、第４発明のオゾン発生装置は、電解水を電気分解してオゾンを発生させる電解槽と、
電解槽陽極側の電解水貯水部に電解水を供給する電解水供給装置と、
電解水貯水部の電解水供給口に接続した電解水供給弁と、
電解水貯水部の電解水排出口に接続した電解水排出弁と、
オゾン発生状態からオゾン停止状態に移行させるオゾン発生停止の制御信号をトリガとして、電解水排出弁を開いて電解水貯水部の電解水の一部又は全部を排出し、その後、電解水供給弁を開いて電解水供給装置から新たな純水を電解水として電解水貯水部に供給することにより、電解水貯水部の電解水を置換するよう制御する制御装置とを備え、
前記制御装置では、オゾン発生停止中、上記電解水貯水部の電解水の置換を、オゾン発生停止中の溶出イオンによる電解槽のイオン交換膜の劣化を防ぐ周期で定期的に行うよう制御することを特徴とする。
【００３５】
従って、この第４発明のオゾン発生装置によれば、上記第２発明の場合と同様に、オゾン発生運転時に電解槽の陽極から溶出したイオンにより電解水の電導度が悪化するのを防止し、電解槽のイオン交換膜の性能や耐久性が低下するのを軽減することができる。また、オゾン発生停止中、電解槽陽極側に残留するオゾンにより、電解槽の陽極が酸化されて電極性能が低下してしまうのを防止することもできる。また、オゾン発生停止中に電解槽の陽極から溶出するイオンの蓄積によって電解槽のイオン交換膜が劣化するのを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るオゾン発生装置の構成図である。
【符号の説明】
１  オゾン発生用電解槽
２  電解水供給装置
３  電解水供給弁
４  電解水排出弁
５  コントローラ
６  固体高分子膜（イオン交換膜）
７  オゾン極（陽極）
８  水素極（陰極）
９  電解セル
１０  オゾン極側セパレータ
１１  水素極側セパレータ
１２  直流電源
１３  電解水貯水部
１４  電解水供給口
１５  オゾン排出口
１６  電解水排出口
１７  水素排出口
１８  配管
１９  配管
２５  電導度センサ
２６  水位センサ
２８  配管
【図１】
0003679984.tif 000002