(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空容器と該中空容器内を通る伝熱管とからなり、伝熱管は垂直部分を有し、該垂直部分には伝熱管の軸線方向に延びる熱伝導板が固着されており、加熱又は冷却された熱媒体が伝熱管内を通り、中空容器内の伝熱管のまわりにオゾン吸着剤が充填され、かつこの部分に吸脱着ガスが流れるようになっており、
前記中空容器は、開口したその上面に対し取り外し可能な蓋部材を有し、該蓋部材に伝熱管入口と伝熱管出口とが設けられ、
前記伝熱管は、蓋部材の前記伝熱管入口を通して中空容器に入り、蓋部材の前記伝熱管出口を通して中空容器から出るように延び、
内部にオゾン吸着剤を収納し吸脱着ガスが流通可能な籠状容器が、中空容器内に設けられ、
前記籠状容器の上部は開口しており、前記籠状容器の内部に前記伝熱管が位置するようになっている、ことを特徴とするオゾン吸着塔。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オゾン吸着塔に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パルプの漂白、水処理における殺菌や脱臭、下水処理における有機物の分解等に、従来の塩素等に代えて安全性の高いオゾンの利用が進められている。しかし、オゾン導入のデメリットは、酸素製造とオゾン製造のイニシャルコストとランニングコストが高いことにあり、この両方を一挙に解決する技術として、本願発明者等は、先に特開平７−１４４９０３号（発明の名称：「オゾン発生濃縮装置」）を提案した。
【０００３】
この装置は、図４に示すように酸素製造機１、オゾン発生器２、オゾン濃縮装置３、及び反応塔４からなり、酸素製造機１の窒素吸着塔５ａ，５ｂにより圧縮空気中の窒素が吸着されて酸素が製造され、この酸素がオゾン発生器２に供給され、そこで電離されてオゾンが生成される。オゾン濃縮装置３はシリカゲル等を充填した２つのオゾン吸着塔７ａ，７ｂからなり、生成したオゾンはその一方（例えば７ａ）に導入されて吸着され、残りの吸着されない酸素は、循環ライン８を介してオゾン発生器２に再循環され再利用される。他方の吸着塔（例えば７ｂ）では、窒素吸着塔５ａ，５ｂから脱着された窒素がキャリアガスライン９より導入され、吸着された濃縮オゾンが脱着されて反応塔４に送られる。この構成により、窒素吸着塔５ａ，５ｂとオゾン吸着塔７ａ，７ｂをそれぞれ交互に切り換えることにより、吸着と脱着を交互に行い、濃縮オゾンを反応塔４に連続的に供給するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
オゾン吸着塔にはシリカゲルが充填されており、オゾン吸着塔内の圧力とシリカゲルの温度を調節することにより、オゾンの吸着・脱着量が制御される。また、オゾン吸着塔の容器は、通常ステンレス等で通常作られ、その内部を冷却管と加熱管が通っており、加熱管からの伝熱によりシリカゲルを加熱し、冷却管への伝熱により冷却するようになっている。
【０００５】
しかし、シリカゲルは通常、粉状又は粒状であり、互いに点接触しているにすぎず、加熱管／冷却管（伝熱管）によるシリカゲルの加熱／冷却効率が悪く、加熱／冷却に時間がかかり、かつオゾン吸着塔の大型化が難しい問題点があった。
【０００６】
この問題点を解決するために、「オゾン吸脱着塔」（特公昭６２−５９０４５号）では、加熱管／冷却管に複数の熱伝導板を各々平行に溶接固定して伝熱面積を大きくし、加熱／冷却効率を高めると共に、各熱伝導板に多数の穴を設け、この穴を通してシリカゲルを下方へ落下させることによりシリカゲルの充填ができるようになっている。
【０００７】
オゾン吸着剤（シリカゲル等）は、吸着・脱着を繰り返すと劣化度が増し、一定期間で交換する必要がある。しかし、特公昭６２−５９０４５号のオゾン吸脱着塔では、垂直に延びる加熱管／冷却管に水平な熱伝導板が溶接固定してあるため、熱伝導板の穴を通してのシリカゲルの交換（充填，排出）に時間を要し、メンテナンスが困難である問題点があった。
【０００８】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、シリカゲルの加熱及び冷却効率が高く、シリカゲルの交換（充填，排出）が容易にでき、かつメンテナンスが容易なオゾン吸着塔を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、中空容器と該中空容器内を通る伝熱管とからなり、伝熱管は垂直部分を有し、該垂直部分には伝熱管の軸線方向に延びる熱伝導板が固着されており、加熱又は冷却された熱媒体が伝熱管内を通り、中空容器内の伝熱管のまわりにオゾン吸着剤が充填され、かつこの部分に吸脱着ガスが流れるようになっており、
前記中空容器は、開口したその上面に対し取り外し可能な蓋部材を有し、該蓋部材に伝熱管入口と伝熱管出口とが設けられ、
前記伝熱管は、蓋部材の前記伝熱管入口を通して中空容器に入り、蓋部材の前記伝熱管出口を通して中空容器から出るように延び、
内部にオゾン吸着剤を収納し吸脱着ガスが流通可能な籠状容器が、中空容器内に設けられ、
前記籠状容器の上部は開口しており、前記籠状容器の内部に前記伝熱管が位置するようになっている、ことを特徴とするオゾン吸着塔が提供される。
【００１０】
上記本発明の構成によれば、伝熱管の垂直部分に軸線方向に延びる熱伝導板が溶接等で固着されているので、伝熱面積が大きくなり、加熱／冷却効率を高めることができる。また、この熱伝導板は伝熱管の軸線方向に垂直に延びるので、熱伝導板の間にオゾン吸着剤を供給することにより、熱伝導板に穴を設けることなく容易に下方に落下して効率良く充填することができる。また、同様に、中空容器の下方からオゾン吸着剤を排出するにより熱伝導板の間にあるオゾン吸着剤を下方にスムーズに下降させて排出することができる。従って、メンテナンスの際にオゾン吸着剤を容易に交換することができる。
【００１１】
また、蓋部材に伝熱管の出入口（の配管等）を取り付けたままで、中空容器を取り外してオゾン吸着剤を交換することができる。
【００１２】
さらに、籠状容器によりオゾン吸着剤をまとめて扱うことができ、オゾン吸着剤の交換をより簡単に行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、参考例と本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付して使用する。図１は、参考例によるオゾン吸着塔を示す構成図である。この図において、オゾン吸着塔１０は、中空容器１２と中空容器１２内を通る伝熱管１４とからなる。伝熱管１４は垂直部分１４ａを有し、この垂直部分１４ａには伝熱管の軸線方向（この図で上下方向）に延びる熱伝導板１６が溶接等で固着されている。
【００１４】
中空容器１２は、この例では、円筒形容器であり、上下にフランジ１２ａを有し、このフランジ１２ａに設けられた流入／流出口１３から吸脱着ガス１１を流入／流出するようになっている。なお、ここで吸脱着ガス１１とは、オゾンの吸着・脱着のために流すガスであり、オゾンガス、キャリアガス（酸素又は乾燥空気等）、等を意味する。
【００１５】
伝熱管１４は、この例では、中空容器１２の胴部１２ｂから入り胴部１２ｂから抜けるようになっている。伝熱管１４は、熱伝導性率が高く、オゾンに侵されない金属材料（例えば、アルミニウム、ステンレス）からなる。この伝熱管１４内には図示しない加熱／冷却装置から加熱又は冷却された熱媒体が通るようになっている。熱媒体には、例えば、フロン等の冷媒、温冷水、油等を用いることができる。
【００１６】
熱伝導板１６は、好ましくは伝熱管１４と同一の材料であり、その一端が伝熱管１４で固着されている。熱伝導板１６は垂直な平板であるのがよいが、垂直からわずかに傾斜してもよい。
また、中空容器１２内の伝熱管１４のまわりにはオゾン吸着剤１５が充填される。このオゾン吸着剤１５は、粉状又は粒状のシリカゲル（好ましくは高純度シリカゲル）である。シリカゲルは、フランジ１２ａに設けられた吸着剤充填／排出口１２ｃ，１２ｄから充填／排出して交換できるようになっている。
【００１７】
上述した構成により、加熱又は冷却された熱媒体を伝熱管１４に通して、シリカゲルの温度を調節することにより、オゾンの吸着・脱着を制御することができる。また、伝熱管１４の垂直部分１４ａに軸線方向に延びる熱伝導板１６が溶接等で固着されているので、伝熱面積が大きくなり、加熱／冷却効率を高めることができる。更に、この熱伝導板１６は伝熱管１４の軸線方向に垂直に延びるので、熱伝導板の間にオゾン吸着剤１５を充填口１２ｃから供給することにより、熱伝導板１６に穴を設けることなく容易に下方に落下して効率良く充填することができる。また、同様に、中空容器１２の下方の排出口１２ｄからオゾン吸着剤１５を排出するにより熱伝導板１６の間にあるオゾン吸着剤１５を下方にスムーズに下降させて排出することができる。従って、メンテナンスの際にオゾン吸着剤を容易に交換することができる。
【００１８】
図２（Ａ）は別の参考例を示す図であり、図２（Ｂ）は本発明の実施形態を示す図である。この図２（Ａ）（Ｂ）において、中空容器１２は、上面に取り外し可能な蓋部材１２ａ（例えばフランジ）を有し、この蓋部材１２ａに伝熱管１４と吸脱着ガス１１の入口又は出口１３が設けられている。更に、図２（Ｂ）では、オゾン吸着剤１５を収納し吸脱着ガス１１が流通可能な籠状容器１７を有する。この籠状容器１７は、オゾン吸着剤１５が通過できない細かい目（開口）を有し、上部が開口し、内部にオゾン吸着剤１５を充填するようになっており、その上縁部が中空容器１２の上端と蓋部材１２ａとの間に挟持されるようになっている。その他の構成は図１の参考例と同様である。
【００１９】
この構成により、蓋部材１２ａに伝熱管１４と吸脱着ガスの出入口（の配管等）の少なくとも一方１３を取り付けたままで、中空容器１２もしくは１２ａを取り外してオゾンオゾン吸着剤１５を交換することができる。また、籠状容器１７によりオゾン吸着剤１５をまとめて扱うことができ、オゾン吸着剤の交換がより簡単に行うことができる。
【００２０】
図３は、別の参考例を示す図である。この図において、中空容器１２は、下面に取り外し可能な蓋部材１２ａを有し、この蓋部材１２ａに伝熱管１４と吸脱着ガス１１の出入口１３の両方が設けられている。更にこの例では、伝熱管１４も、蓋部材１２ａから入り蓋部材１２ａから抜けるようになっている。また、この例では、籠状容器１７は、蓋部材１２ａに連結された円筒形部材１７ａとその上下に取り外し可能に取り付けられたメッシュ１７ｂからなる。その他の構成は、図１の参考例と同様である。
【００２１】
この構成により、蓋部材１２ａに伝熱管１４、吸脱着ガスの出入口１３（の配管等）、及び伝熱管１４も取り付けたままで、中空容器１２の胴部１２ｂを取り外してオゾン吸着剤１５を交換することができ、かつ籠状容器１７によりオゾン吸着剤１５をまとめて扱うことができ、オゾン吸着剤１５の交換をより簡単に行うことができる。
【００２２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
上述したように、本発明のオゾン吸着塔は、シリカゲルの加熱及び冷却効率が高く、シリカゲルの交換（充填，排出）が容易にでき、かつメンテナンスが容易である、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】オゾン吸着塔の参考例を示す構成図である。
【図２】（Ａ）は別の参考例を示す図であり、（Ｂ）は本発明の実施形態を示す図である。
【図３】別の参考例を示す図である。
【図４】本発明者等の先願にかかるオゾン発生装置の構成図である。
【符号の説明】
１ 酸素製造機
２ オゾン発生器
３ オゾン濃縮装置
４ 反応塔
５ａ，５ｂ 窒素吸着塔
７ａ，７ｂ オゾン吸着塔
８ 循環ライン
９ キャリアガスライン
１０ オゾン吸着塔
１１ 吸脱着ガス
１２ 中空容器
１２ａ 蓋部材（フランジ）
１２ｂ 胴部
１２ｃ 吸着剤充填口
１２ｄ 吸着剤排出口
１３ 吸脱着ガスの流入／流出口
１４ 伝熱管
１４ａ 垂直部分
１５ オゾン吸着剤
１６ 熱伝導板
１７ 籠状容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003991126.tif 000005