(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料水を電気分解してオゾンを発生させる電解槽と、
前記電解槽に供給する前記原料水を貯溜する原料水タンクと、
前記電解槽および前記原料水タンクにそれぞれ設けられ、内部に冷却液を流通させて当該電解槽内および当該原料水タンク内を冷却する冷却通路と、
前記冷却液を所定の温度に冷却すると共に、当該冷却液を前記冷却通路内に送給しながら当該冷却通路から回収するように循環させる冷却液循環冷却手段と、
前記電解槽で発生した前記オゾンを滞留させるオゾンタンクと、
前記オゾンタンクに設けられ、前記冷却液循環冷却手段からの前記冷却液を内部に流通させて前記オゾンを冷却させる冷却通路と
を備えてなることを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記オゾンタンク内で凝縮生成した水分を前記電解槽および前記原料水タンクの少なくとも一方に戻すようにした
ことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記電解槽で発生した前記オゾンを前記原料水タンク内に送給するようにした
ことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかにおいて、
前記冷却液循環冷却手段が、冷媒を介して前記冷却液を所定の温度に冷却するチラーを備えている
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、オゾン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水電解式のオゾン発生装置の概略構成を図３に示す。
【０００３】
図３に示すように、純水などのような原料水１００を貯溜する原料水タンク１１２の下方の原料水送出口は、当該原料水タンク１１２よりも下方に配設された電解槽１１１の下方の原料受入口に連絡している。電解槽１１１には、市水などの冷却水１０２を流通させて電解槽１１１内を冷却する冷却通路１１１ａが設けられている。電解槽１１１の上方のオゾン送出口は、上記原料水タンク１１２の側面下方のオゾン受入口に連絡している。原料水タンク１１２は、上方がオゾン送出口を介して後工程に連絡し、側面上方寄りが原料水受入口を介して図示しない原料水供給源（例えばイオン交換塔等）に連絡している。
【０００４】
このようなオゾン発生装置１１０においては、電解槽１１１の冷却通路１１１ａ内に冷却水１０２を送給すると共に、電解槽１１１を作動させると、電解槽１１１内が冷却水１０２により冷却通路１１１ａを介して冷却されながら原料水１００が電解されて酸素ガス（Ｏ2 ）も含んだオゾン（Ｏ3 ）１０１が発生し、前記オゾン送出口から原料水タンク１１２の前記オゾン受入口を介して当該原料水タンク１１２内に流入して気液分離され、前記オゾン送出口から後工程へ送出される。
【０００５】
また、原料水１００は、電解槽１１１の前記オゾン送出口から送出される前記オゾン１０１のガスリフト作用により、当該オゾン１０１と共に原料水タンク１１２内に送出され、これを駆動力として、原料水タンク１１２内の原料水１００が前記原料水送出口から電解槽１１１の前記原料水受入口を介して当該電解槽１１１内に供給される一方、電解等により消費された分が前記原料水供給源から原料水タンク１１２の前記原料水受入口を介して当該原料水タンク１１２内に補充される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような従来のオゾン発生装置１１０においては、電解槽１１１の冷却通路１１１ａ内に市水などの冷却水１０２を流通させて電解槽１１１内を冷却しているため、市水温度等の影響により、電解槽１１１内および原料水１００の保持温度が変動しやすく、オゾン１０１の生成率が低下してしまう場合があった。例えば、冬期の場合、オゾン１０１の生成率が１３％程度あるものの、夏期の場合、オゾン１０１の生成率が１０％程度に低下してしまっていた。
【０００７】
このようなことから、本発明は、オゾン生成率の低下を防止することができるオゾン発生装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明によるオゾン発生装置は、原料水を電気分解してオゾンを発生させる電解槽と、前記電解槽に供給する前記原料水を貯溜する原料水タンクと、前記電解槽および前記原料水タンクにそれぞれ設けられ、内部に冷却液を流通させて当該電解槽内および当該原料水タンク内を冷却する冷却通路と、前記冷却液を所定の温度に冷却すると共に、当該冷却液を前記冷却通路内に送給しながら当該冷却通路から回収するように循環させる冷却液循環冷却手段と、前記電解槽で発生した前記オゾンを滞留させるオゾンタンクと、前記オゾンタンクに設けられ、前記冷却液循環冷却手段からの前記冷却液を内部に流通させて前記オゾンを冷却させる冷却通路とを備えてなることを特徴とする。
【００１０】
第二番目の発明によるオゾン発生装置は、第一番目の発明において、前記オゾンタンク内で凝縮生成した水分を前記電解槽および前記原料水タンクの少なくとも一方に戻すようにしたことを特徴とする。
【００１１】
第三番目の発明によるオゾン発生装置は、第一番目又は第二番目の発明において、前記電解槽で発生した前記オゾンを前記原料水タンク内に送給するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
第四番目の発明によるオゾン発生装置は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記冷却液循環冷却手段が、冷媒を介して前記冷却液を所定の温度に冷却するチラーを備えていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明によるオゾン発生装置の実施の形態を図面を用いて説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１４】
［第一番目の実施の形態］
本発明によるオゾン発生装置の第一番目の実施の形態を図１を用いて説明する。図１は、オゾン発生装置の概略構成図である。
【００１５】
図１に示すように、純水等の原料水１００を貯溜する原料水タンク１２の下方の原料水送出口は、当該原料水タンク１２よりも下方に配設された電解槽１１の下方の原料受入口に連絡している。電解槽１１の上方のオゾン送出口は、上記原料水タンク１２の側面下方のオゾン受入口に連絡している。原料水タンク１２は、上方がオゾン送出口を介して図示しない後工程に連絡し、側面上方寄りが原料水受入口を介して図示しない原料水供給源（例えばイオン交換塔等）に連絡している。
【００１６】
前記電解槽１１内および前記原料水タンク１２内には、冷却液である冷却水１０２を流通させて当該電解槽１１内および当該原料水タンク１２内を冷却する冷却通路１１ａ，１２ａがそれぞれ設けられている。原料水タンク１２の冷却通路１２ａの冷却水流入側は、冷媒を介して冷却水１０２を所定の温度に冷却して送出する冷却液循環冷却手段であるチラー１３の冷却水送出口に連絡している。原料水タンク１２の冷却通路１２ａの冷却水流出側は、電解槽１１の冷却通路１１ａの冷却水流入側に連絡している。電解槽１１の冷却通路１１ａの冷却水流出側は、上記チラー１３の冷却水受入口に連絡している。
【００１７】
このようなオゾン発生装置１０においては、電解槽１１を作動させると、電解槽１１内の原料水１００が電解されて酸素ガス（Ｏ2 ）も含んだオゾン（Ｏ3 ）１０１が発生し、前記オゾン送出口から原料水タンク１２の前記オゾン受入口を介して原料水タンク１２内に流入して気液分離され、前記オゾン送出口から後工程へ送出される。
【００１８】
また、原料水１００は、電解槽１１の前記オゾン送出口から送出される前記オゾン１０１のガスリフト作用により、当該オゾン１０１と共に原料水タンク１２内に送出され、これを駆動力として、原料水タンク１２内の原料水１００が前記原料水送出口から電解槽１１の前記原料水受入口を介して当該電解槽１１内に供給される一方、電解等により消費された分が前記原料水供給源から原料水タンク１２の前記原料水受入口を介して当該原料水タンク１２内に補充される。
【００１９】
このようにして原料水１００を電解してオゾン１０１を発生させるにあたって、チラー１３を作動して、冷媒を介して所定の温度に冷却した冷却水１０２を送出すると、当該冷却水１０２は、原料水タンク１２の冷却通路１２ａ内を流通して当該原料水タンク１２内を冷却して原料水１００を所定の温度に冷却し、引き続き、電解槽１１の冷却通路１１ａ内を流通して当該電解槽１１内を所定の温度に冷却した後、チラー１３内に回収され、冷媒を介して所定の温度に再び冷却されてから再度送出されることにより循環する。
【００２０】
つまり、従来は、市水をそのまま用いた冷却水１０２により電解槽１１１内を冷却するようにしていたが、本実施の形態は、冷媒で所定の温度に冷却した冷却水１０２により電解槽１１内および原料水タンク１２内を所定の温度に冷却するようにしたのである。
【００２１】
このため、上記オゾン発生装置１０においては、所定の温度に冷却された原料水１００が電解槽１１内に供給されると共に、電解槽１１内が所定の温度に維持されるようになる。
【００２２】
したがって、本実施の形態のオゾン発生装置１０によれば、電解槽１１内の温度を常に一定に保持することができるので、オゾン１０１を一定の生成率で発生させることができ、オゾン生成率の低下を防止することができる。
【００２３】
また、前記冷却通路１１ａ，１２ａ内を流通した冷却水１０２を回収して循環させるようにしたので、冷却水１０２を有効に利用することができ、ランニングコストを削減することができる。
【００２４】
［第二番目の実施の形態］
本発明によるオゾン発生装置の第二番目の実施の形態を図２を用いて説明する。図２は、オゾン発生装置の概略構成図である。ただし、前述した第一番目の実施の形態と同様な部分については、前述した第一番目の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を用いることにより、その説明を省略する。
【００２５】
図２に示すように、原料水タンク１２の上方のオゾン送出口は、当該原料水タンク１２よりも上方に配設されたオゾンタンク２４の側面下方寄りのオゾン受入口に連絡している。オゾンタンク２４の下方の原料水送出口は、前記電解槽１１の前記原料水受入口に連絡している。オゾンタンク２４の上方のオゾン送出口は、図示しない後工程に連絡している。
【００２６】
上記オゾンタンク２４内には、冷却水１０２を流通させてオゾン１０１を冷却する冷却通路２４ａが設けられている。このオゾンタンク２４の冷却通路２４ａは、冷却水流入側が前記チラー１３の冷却水送出口に連絡し、冷却水流出口が前記原料水タンク１２の冷却通路１２ａの冷却水流入側に連絡している、すなわち、チラー１３と原料水タンク１２の冷却通路１２ａとの間に位置するように配設されている。
【００２７】
このようなオゾン発生装置２０においては、チラー１３を作動して、冷媒によって所定の温度に冷却した冷却水１０２を送出すると、当該冷却水１０２が、オゾンタンク２４の冷却通路２４ａ内を流通した後に、原料水タンク１２および電解槽１１の前記冷却通路１２ａ，１１ａ内を流通してからチラー１３内に戻るように循環流通する。
【００２８】
また、電解槽１１で生成して原料水タンク１２内で気液分離された湿潤状態のオゾン１０１は、前記オゾン送出口を介してオゾンタンク２４の前記オゾン受入口から当該オゾンタンク２４内に送給されると、当該オゾンタンク２４内に滞留し、上記冷却通路２４ａ内を流通する冷却水１０２によって所定の温度に冷却されることにより、自己分解を抑制されつつ、含有する水分を凝縮除去された後に、前記オゾン送出口を介して後工程へ送出される。
【００２９】
このとき、オゾン１０１の冷却に伴って凝縮除去された水分（原料水１００）は、前記原料水送出口を介して電解槽１１の前記原料水受入口から当該電解槽１１内へ戻される。
【００３０】
つまり、前述した第一番目の実施の形態によるオゾン発生装置１０では、電解槽１１内および原料水タンク１２内を所定の温度に冷却するようにしたが、本実施の形態によるオゾン発生装置２０では、電解槽１１内および原料水タンク１２内を所定の温度に冷却すると共に、気液分離されたオゾン１０１も所定の温度に冷却するようにしたのである。
【００３１】
このため、本実施の形態のオゾン発生装置２０においては、生成したオゾン１０１の自己分解を抑制することができると共に、当該オゾン１０１中に含まれている水分を凝縮除去してから後工程へ送出することができる。
【００３２】
したがって、本実施の形態のオゾン発生装置２０によれば、前述した第一番目の実施の形態のオゾン発生装置１０と同様な効果を得ることができるのはもちろんのこと、オゾン１０１の生成率をさらに向上させることができる（約１７％）と共に、後工程への水分の流出を確実に防止することができ、流路の途中に設けられている流量調整弁や逆止弁等のような流体制御機器類等への水滴の付着による動作不良の発生を大幅に抑制することができる。
【００３３】
［他の実施の形態］
なお、前述した第二番目の実施の形態では、オゾンタンク２４内でオゾン１０１から凝縮除去した水分（原料水１００）を電解槽１１内へ戻すようにしたが、他の実施の形態として、オゾンタンク２４内でオゾン１０１から凝縮除去した水分（原料水１００）を原料水タンク１２内へ戻すようにしたり、電解槽１１および原料水タンク１２の両方へ戻すようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
第一番目の発明によるオゾン発生装置は、原料水を電気分解してオゾンを発生させる電解槽と、前記電解槽に供給する前記原料水を貯溜する原料水タンクと、前記電解槽および前記原料水タンクにそれぞれ設けられ、内部に冷却液を流通させて当該電解槽内および当該原料水タンク内を冷却する冷却通路と、前記冷却液を所定の温度に冷却すると共に、当該冷却液を前記冷却通路内に送給しながら当該冷却通路から回収するように循環させる冷却液循環冷却手段と、前記オゾンタンクに設けられ、前記冷却液循環冷却手段からの前記冷却液を内部に流通させて前記オゾンを冷却させる冷却通路とを備えてなることから、所定の温度に冷却された冷却液により電解槽内および原料水タンク内が所定の温度に冷却されるので、所定の温度に冷却された原料水が電解槽内に供給されると共に、電解槽内が所定の温度に維持されるようになる。その結果、電解槽内の温度を常に一定に保持することができるので、オゾンを一定の生成率で発生させることができ、オゾン生成率の低下を防止することができる。
また、冷却通路内を流通した冷却液を回収して循環させるようにしたので、冷却液を有効に利用することができ、ランニングコストを削減することができる。
また、オゾンを所定の温度に冷却することができるので、生成したオゾンの自己分解を抑制することができると共に、湿潤状態のオゾン中に含まれている水分を凝縮除去してから送出することができる。その結果、オゾンの生成率をさらに向上させることができると共に、後工程への水分の流出を確実に防止することができ、流路の途中に設けられている流体制御機器類等への水滴の付着による動作不良の発生を大幅に抑制することができる。
【００３６】
第二番目の発明によるオゾン発生装置は、第一番目の発明において、前記オゾンタンク内で凝縮生成した水分を前記電解槽および前記原料水タンクの少なくとも一方に戻すようにしたので、原料水を無駄なく使用することができる。
【００３７】
第三番目の発明によるオゾン発生装置は、第一番目又は第二番目の発明において、前記電解槽で発生した前記オゾンを前記原料水タンク内に送給するようにしたことから、オゾンのガスリフト作用により、原料水がオゾンと共に電解槽から原料水タンク内に送出され、これを駆動力として、原料水タンク内の原料水が電解槽内に供給されるようになるので、電解槽内への原料水の供給動力源が不要となり、ランニングコストを削減することができると同時に、循環冷却水で冷却された原料水を動力源なしで電解槽内に導入することができる。
【００３８】
第四番目の発明によるオゾン発生装置は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記冷却液循環冷却手段が、冷媒を介して前記冷却液を所定の温度に冷却するチラーを備えているので、冷却液循環冷却手段を簡単に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるオゾン発生装置の第一番目の実施の形態の概略構成図である。
【図２】本発明によるオゾン発生装置の第二番目の実施の形態の概略構成図である。
【図３】従来のオゾン発生装置の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
１０  オゾン発生装置
１１  電解槽
１１ａ  冷却通路
１２  原料水タンク
１２ａ  冷却通路
１３  チラー
２０  オゾン発生装置
２４  オゾンタンク
２４ａ  冷却通路
１００  原料水
１０１  オゾン
１０２  冷却水
【図１】
0003835995.tif 000002
【図２】
0003835995.tif 000003
【図３】
0003835995.tif 000004