WO2020245885A1

WO2020245885A1 - オゾン供給装置およびオゾン供給方法

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Publication number: WO2020245885A1
Application number: PCT/JP2019/022021
Authority: WO
Inventors: 洋航松浦; 昇和田; 幸大栗原
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2020-12-10
Also published as: JPWO2020245885A1; CN113874317B; CN113874317A; JP6607337B1

Abstract

本願は、濃縮オゾンの利用率低下を抑制し得るオゾン供給装置およびオゾン供給方法の提供を目的とする。一側面に係るオゾン供給装置は、オゾン発生器が発生させたオゾンを第１吸脱着塔で吸着および脱着させて濃縮した濃縮オゾンを供給するオゾン供給装置において、受付部と、吸着制御部と、脱着制御部とを備える。受付部は、供給すべき濃縮オゾンの量を示す第１濃縮オゾン量を受け付ける。吸着制御部は、オゾン発生器が発生させたオゾンのうち、受付部が受け付けた第１濃縮オゾン量に応じた量の第１オゾンを第１吸脱着塔に吸着させる。脱着制御部は、吸着制御部によって第１吸脱着塔に吸着させた第１オゾンを第１吸脱着塔から脱着させる。脱着制御部によって脱着させた第１オゾンが濃縮オゾンとして供給される。

Description

オゾン供給装置およびオゾン供給方法

　本願は、オゾンを供給するオゾン供給装置およびオゾン供給方法に関し、具体的には、オゾンを濃縮して供給するオゾン供給装置およびオゾン供給方法に関するものである。

　オゾンは、強力な酸化剤であり、水環境浄化、半導体洗浄等、多岐に亘る分野で利用されている。近年の環境意識の高まりによって、高濃度のオゾンを供給できるオゾン供給技術が求められている。

　現在、一般的なオゾン発生器を用いた場合、オゾン発生濃度の上限値は体積分率２０％程度である。体積分率２０％程度を超えるような高濃度のオゾン供給が必要となる場合、吸脱着塔を用いてオゾンを濃縮する技術および装置が提案されている。具体的には、オゾンを優先的に吸着可能な吸脱着塔を用意し、オゾンを濃縮する技術および装置が提案されている。

　上述したオゾンを濃縮する技術および装置においては、オゾン発生器を用いてオゾンを発生させ、発生させたオゾンを体積分率２０％程度で含んだオゾン含有気体を吸脱着塔に注入する。注入した気体のうち、オゾンは吸脱着塔に吸着され、残りの気体は吸脱着塔から排出される。残りの気体の排出に伴って濃縮された吸脱着塔内の濃縮オゾンは、酸素等の脱着ガスを吸脱着塔に注入することによって、吸脱着塔から脱着される。脱着された濃縮オゾンは、高濃度のオゾンとして濃縮オゾン使用装置へ供給される。濃縮された濃縮オゾンの供給が連続的に要求される場合には、このような吸脱着処理を繰り返す（例えば、特許文献１～３）。

特開平０９－２３５１０４号公報国際公開第２００９／０６９７７４号特開平１１－２４０７０３号公報

　しかしながら上述したような従来技術は、濃縮オゾンの連続的な供給に改善の余地がある。例えば、吸脱着塔内に濃縮オゾンの一部が吸着された状態で、次の濃縮オゾン供給に係るオゾン含有気体を吸脱着塔に注入した場合、オゾン含有気体注入に伴って、吸着された状態の濃縮オゾンが意図せず吸脱着塔から脱着して排出される虞がある。

　廃水の流入量及び水質が時々刻々と変化する水環境浄化のような分野に濃縮オゾンを使用する場合、必要となる濃縮オゾンの供給量も時々刻々と変化する。そのため、大きな環境変化が生じ得る分野に濃縮オゾンを使用する場合には、上述したような意図しない濃縮オゾンの脱着量および排出量も大きくなり得る。したがって、濃縮オゾンの利用率低下が増大する虞もある。

　本発明は、上記のような事情を鑑みてなされたものであり、濃縮オゾンの利用率低下を抑制し得るオゾン供給装置およびオゾン供給方法の提供を目的とする。

　本発明の一側面に係るオゾン供給装置は、オゾン発生器が発生させたオゾンを第１吸脱着塔で吸着および脱着させて濃縮した濃縮オゾンを供給するオゾン供給装置において、受付部と、吸着制御部と、脱着制御部とを備える。受付部は、供給すべき濃縮オゾンの量を示す第１濃縮オゾン量を受け付ける。吸着制御部は、オゾン発生器が発生させたオゾンのうち、受付部が受け付けた第１濃縮オゾン量に応じた量の第１オゾンを第１吸脱着塔に吸着させる。脱着制御部は、吸着制御部によって第１吸脱着塔に吸着させた第１オゾンを第１吸脱着塔から脱着させる。脱着制御部によって脱着させた第１オゾンが濃縮オゾンとして供給される。

　本発明の一側面に係るオゾン供給方法は、オゾン発生器が発生させたオゾンを第１吸脱着塔で吸着および脱着させて濃縮した濃縮オゾンを供給するオゾン供給方法において、受付ステップと、第１吸着制御ステップと、第１脱着制御ステップと、供給ステップとを備える。受付ステップでは、供給すべき濃縮オゾンの量を示す第１濃縮オゾン量を受け付ける。第１吸着制御ステップでは、オゾン発生器が発生させたオゾンのうち、受付ステップで受け付けた第１濃縮オゾン量に応じた量の第１オゾンを第１吸脱着塔に吸着させる。第１脱着制御ステップでは、第１吸着制御ステップによって第１吸脱着塔に吸着させた第１オゾンを第１吸脱着塔から脱着させる。供給ステップでは、第１脱着制御ステップによって脱着させた第１オゾンを濃縮オゾンとして供給する。

　本発明の一側面においては、濃縮オゾンの利用率低下を抑制し得るオゾン供給装置およびオゾン供給方法の提供が可能となる。

実施の形態１に係るオゾン供給装置を示す模式図である。実施の形態１に係るオゾン供給装置のオゾン供給処理を示すフローチャートである。実施の形態２に係るオゾン供給装置を示す模式図である。実施の形態３に係るオゾン供給装置を示す模式図である。

　以下、添付図面を参照して、本願が開示するオゾン供給装置およびオゾン供給方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係るオゾン供給装置１を示す模式図である。オゾン供給装置１は、オゾン発生器２および濃縮オゾン使用装置３に接続してある。オゾン供給装置１は、オゾン発生器２が発生させたオゾンを濃縮して濃縮オゾンを生成し、生成した濃縮オゾンを濃縮オゾン使用装置３へ供給する。

　オゾン発生器２は、原料ガス貯留装置４およびオゾン供給装置１に接続してある。オゾン発生器２は、後述する原料ガス貯留装置４から供給された原料ガスに対して放電処理を適用して原料ガスのオゾン化を行い、オゾンを含んだオゾン含有気体を生成する。オゾン発生器２は、生成したオゾン含有気体をオゾン供給装置１に与える。オゾン発生器２は、例えば、生成したオゾン含有気体におけるオゾン発生濃度の体積分率上限値が２０％程度のオゾナイザである。

　濃縮オゾン使用装置３は、オゾン供給装置１から供給される濃縮オゾンとオゾン処理の対象となる処理対象とを反応させる装置である。濃縮オゾン使用装置３は、オゾン供給装置１から供給される濃縮オゾンを気体として、またはオゾン供給装置１から供給される濃縮オゾンを水に溶解したオゾン水となる液体として、処理対象に接触させる。濃縮オゾン使用装置３は、例えば、上水、下水、または汚泥を処理対象として濃縮オゾンに接触させる。

　原料ガス貯留装置４は、原料ガスを貯留する装置である。原料ガス貯留装置４は、オゾン発生器２に接続してあり、貯留している原料ガスをオゾン発生器２に与える。原料ガス貯留装置４は、例えば、ボンベ、ＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｓｗｉｎｇ　Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）装置等である。原料ガスは、例えば、酸素、窒素、窒素酸化物、それらの混合気体等である。

　オゾン供給装置１は、オゾン含有気体中のオゾンの体積分率上限値が２０％程度を超えるような濃縮オゾンを供給する装置である。オゾン供給装置１は、図１に示してあるように、受付部５、吸脱着塔６、脱着ガス注入部７、および制御部８を備える。オゾン供給装置１は、受付部５、吸脱着塔６、脱着ガス注入部７、および制御部８を用い、オゾン発生器２から与えられたオゾン含有気体に含まれるオゾンを濃縮して濃縮オゾンを生成し、生成した濃縮オゾンを濃縮オゾン使用装置３に供給する。

　受付部５は、オゾン供給装置１から濃縮オゾン使用装置３へ供給すべき濃縮オゾンの量を受け付けるデバイスである。受付部５は、後述する制御部８に接続してあり、受け付けた濃縮オゾンの量に関する濃縮オゾン量情報を制御部８に送信する。実施の形態１に係る受付部５は、オゾン供給装置１を操作するオペレータが濃縮オゾンの量に関する情報を手動で入力するための入力デバイスである。

　吸脱着塔６は、オゾン発生器２が発生させたオゾンを吸脱着して濃縮するデバイスである。吸脱着塔６は、オゾンを吸着させる吸着剤を備える。吸着剤は、オゾンに対して比較的高い吸着特性を有する部材であり、例えば、シリカゲルである。

　吸脱着塔６は、体積分率上限値が２０％程度のオゾンを含有するオゾン含有気体をオゾン発生器２から与えられた場合、オゾン含有気体中のオゾンを吸着させる。与えられたオゾン含有気体のうち、吸着剤に吸着されなかった成分は、吸脱着塔６の外部に排出される。このような構成により、吸脱着塔６は、オゾン含有気体中のオゾン濃度を高めるようにオゾンを濃縮し、濃縮オゾンを生成する。

　脱着ガス注入部７は、吸脱着塔６の吸着剤に吸着された濃縮オゾンを吸着剤から脱着すべく、脱着用の気体を吸脱着塔６に注入するデバイスである。脱着用の気体は、例えば、酸素である。

　制御部８は、受付部５および脱着ガス注入部７に接続してあり、オゾン供給装置１の各部動作を制御するデバイスである。制御部８は、例えば、演算処理を行うプロセッサである。制御部８はまた、オゾン発生器２に接続してあり、オゾン発生器２からオゾン供給装置１に与えられるオゾン含有気体の量、すなわち吸脱着塔6に吸着されるオゾン含有気体の量を制御する。例えば制御部８は、オゾン発生器２の出力、オゾン発生器２とオゾン供給装置１との間に設けた流量調整弁等を調整し、オゾン発生器２からオゾン供給装置１に与えられるオゾン含有気体の量を制御する。

　制御部８は、オゾン供給装置１から濃縮オゾン使用装置３へ供給すべき濃縮オゾンの量に関する濃縮オゾン量情報を受付部５から受信した場合、受信した濃縮オゾン量情報に応じたオゾンが吸脱着塔６の吸着剤に吸着されるよう、オゾン発生器２からオゾン供給装置１に与えられるオゾン含有気体の量を制御する。

　制御部８は、受信した濃縮オゾン量情報に応じたオゾンが吸脱着塔６の吸着剤に吸着された場合、吸着された濃縮オゾンを脱着させるように脱着ガス注入部７を制御して、脱着用の気体を吸脱着塔６に注入させる。脱着用の気体を注入することによって脱着された濃縮オゾンは、オゾン供給装置１によって濃縮オゾン使用装置３に供給される。

　上述したように、実施の形態１に係るオゾン供給装置１においては、受付部５が受け付けた濃縮オゾン量に応じた量のオゾンを吸脱着塔６に吸着させて濃縮し、濃縮オゾンが吸着された吸脱着塔６に脱着用の気体を注入して脱着させ、脱着させた濃縮オゾンを濃縮オゾン使用装置３に供給する。受信したオゾン量に応じた量のオゾンを供給させたとき、濃縮オゾン使用装置３への濃縮オゾン供給が完了となる。したがって、オゾン吸着中の濃縮オゾンの外部への漏洩を可及的に回避し、濃縮オゾンの利用率低下を抑制することが可能となる。

　濃縮オゾン使用装置３は、上述したようにオゾン供給装置１から供給された濃縮オゾンの使用後にも、次の濃縮オゾンを要求することがある。そこで実施の形態１に係るオゾン供給装置１においては、先の濃縮オゾンの供給後にも次の濃縮オゾンの供給が必要となる場合、供給が必要となる次の濃縮オゾンの量を受付部５が受け付ける。受付部５が次の濃縮オゾンの量を受け付けた場合、制御部８は、先の濃縮オゾンを吸脱着塔６から脱着させた後、オゾン発生器２からオゾン供給装置１に与えられるオゾン含有気体の量を制御し、受付部５が受け付けた次の濃縮オゾン量に応じた量のオゾンを吸脱着塔６に吸着させる。その後、制御部８は、吸着された次の濃縮オゾンを脱着させるように脱着ガス注入部７を制御して、脱着用の気体を吸脱着塔６に注入させる。脱着用の気体を注入することによって脱着された次の濃縮オゾンは、オゾン供給装置１によって濃縮オゾン使用装置３に供給される。

　廃水の流入量及び水質が時々刻々と変化する水環境浄化のような分野に濃縮オゾンを使用する場合、必要となる濃縮オゾンの供給量も時々刻々と変化する。上述したように、実施の形態１に係るオゾン供給装置１においては、先の濃縮オゾンを吸脱着塔６から脱着させた後に、次の濃縮オゾン量に応じた量のオゾンを吸脱着塔６に吸着させる。したがって実施の形態１に係るオゾン供給装置１においては、先の濃縮オゾンを吸脱着塔６から脱着させて排出させた、先の濃縮オゾンが吸脱着塔６に吸着されていない状態になった後に、次の濃縮オゾン量に応じた量のオゾンを吸脱着塔６に吸着させる。このような構成によって、必要となる濃縮オゾンの供給量が時々刻々と変化するような状況においても、オゾン吸着中の濃縮オゾンの外部への漏洩を可及的に回避し、濃縮オゾンの利用率低下を抑制することが可能となる。

　図２は、実施の形態１に係るオゾン供給装置１のオゾン供給処理を示すフローチャートである。オゾン供給処理において、制御部８は、濃縮オゾン使用装置３に供給すべきオゾンのオゾン量を受付部５が受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１）。濃縮オゾン使用装置３に供給すべきオゾンのオゾン量を受付部５が受け付けたと判断しなかった場合（Ｓ１：ＮＯ）、制御部８は、ステップＳ１を繰り返す。

　濃縮オゾン使用装置３に供給すべきオゾンのオゾン量を受付部５が受け付けたと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部８は、受付部５が受け付けたオゾン量に関する情報を取得する（ステップＳ２）。

　制御部８は、オゾン量に関する情報を取得した後、取得したオゾン量に応じた量のオゾンを吸脱着塔６に吸着させて濃縮する制御を行い（ステップＳ３）、取得したオゾン量に応じた量のオゾンが吸脱着塔６に吸着されたか否かの判断を行う（ステップＳ４）。

　取得したオゾン量に応じた量のオゾンが吸脱着塔６に吸着されたと判断しなかった場合（Ｓ４：ＮＯ）、制御部８は、ステップＳ３に戻り、取得したオゾン量に応じた量のオゾンを吸脱着塔６に吸着させて濃縮する制御を継続する。取得したオゾン量に応じた量のオゾンが吸脱着塔６に吸着されたと判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御部８は、オゾン発生器２からオゾン供給装置１にオゾン含有気体を与える動作を停止する制御を行い、取得したオゾン量に応じた脱着用の気体を吸脱着塔６に注入させるよう脱着ガス注入部７を制御し、吸着させたオゾンを吸脱着塔６から脱着させ（ステップＳ５）、取得したオゾン量に応じたオゾンが吸脱着塔６から脱着されたか否かの判断を行う（ステップＳ６）。

　取得したオゾン量に応じたオゾンが吸脱着塔６から脱着されたと判断しなかった場合（Ｓ６：ＮＯ）、制御部８は、ステップＳ５に戻り、吸着させたオゾンを吸脱着塔６から脱着させる制御を継続する。取得したオゾン量に応じたオゾンが吸脱着塔６から脱着されたと判断した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、制御部８は、脱着されて濃縮された濃縮オゾンを濃縮オゾン使用装置３へ供給する制御を行い（ステップＳ７）、濃縮オゾン使用装置３に供給すべき次の濃縮オゾンの量を受付部５が受け付けたか否かを判断する（ステップＳ８）。

　濃縮オゾン使用装置３に供給すべき次のオゾンの量を受付部５が受け付けたと判断しなかった場合（Ｓ８：ＮＯ）、制御部８はオゾン供給処理を終了し、一定時間経過後にステップＳ１を実行する。

　濃縮オゾン使用装置３に供給すべき次のオゾンの量を受付部５が受け付けたと判断した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、制御部８は、受付部５が受け付けた次のオゾン量に関する情報を取得してステップＳ２に戻り、その後の処理を繰り返す。

　実施の形態１に係るオゾン供給装置１は、図１に示してあるように、オゾンセンサ９を備える。オゾンセンサ９は、オゾン発生器２が発生させたオゾン含有気体をオゾン供給装置１へ与える経路に設けてあり、経路を通過したオゾン量を検出するデバイスである。オゾンセンサ９は、制御部８に接続してあり、検出結果を制御部８に送信する。オゾンセンサ９の検出結果に基づき、制御部８は、オゾン供給処理のステップＳ４において、求める量のオゾンが吸脱着塔６に吸着されたか否かの判断を行う。

　実施の形態１に係るオゾン供給装置１は、図１に示してあるように、吸脱着塔６にオゾンセンサ９´を設けてある。オゾンセンサ９´は、脱着されて吸脱着塔６内に存在するオゾン量を検出するデバイスである。オゾンセンサ９´は、制御部８に接続してあり、検出結果を制御部８に送信する。オゾンセンサ９´の検出結果に基づき、制御部８は、オゾン供給処理のステップＳ６において、求める量のオゾンが吸脱着塔６から脱着されたか否かの判断を行う。

　実施の形態１に係るオゾン供給装置１は、図１に示してあるように、オゾンセンサ９´´を備える。オゾンセンサ９´´は、吸脱着塔６から脱着されて濃縮オゾンをオゾン供給装置１から濃縮オゾン使用装置３へ供給する供給経路に設けてあり、供給経路を通過したオゾン量を検出するデバイスである。オゾンセンサ９´´は、制御部８に接続してあり、検出結果を制御部８に送信する。オゾンセンサ９´´の検出結果に基づき、制御部８は、オゾン供給処理のステップＳ８において、求める量のオゾンが濃縮オゾン使用装置３に供給されたか否かの判断を行う。

　上述したオゾン供給装置１において、制御部８は、オゾン発生器２が発生させたオゾンのうち、受付部５が受け付けた濃縮オゾン量に応じた量のオゾンを吸脱着塔６に吸着させる制御を行う。したがって、オゾン供給装置１の制御部８は、吸着制御部として機能し得る。

　上述したオゾン供給装置１において、制御部８は、吸脱着塔６に吸着させたオゾンを吸脱着塔６から脱着させる制御を行う。したがって、オゾン供給装置１の制御部８は、脱着制御部として機能し得る。

　上述した本発明の一例では、オペレータが濃縮オゾンの量に関する情報を手動で入力する入力デバイスを受付部５として説明していた。しかしながら、本発明は当一例に限定されない。受付部５として、濃縮オゾン使用装置３に設けたセンサ等の検出部による検出値に基づいた濃縮オゾンの量に関する情報を自動的に受け付ける入力デバイスであってもよく、ＡＩによる演算結果に基づいて濃縮オゾンの量に関する情報を自動的に受け付ける入力デバイスであってもよい。濃縮オゾンの量に関する情報を自動的に受け付ける入力デバイスを受付部として用いることにより、オペレータの労働負荷軽減が可能となる。また、濃縮オゾンの量に関する情報が自動的に受け付ける入力デバイスを受付部として用いることにより、オゾン供給装置１の設計柔軟性を高めることが可能となる。

　上述した本発明の一例では、制御部８が吸着制御部としての機能と脱着制御部としての機能とを備えるように構成していた。しかしながら、本発明は当一例に限定されない。吸着制御部としての機能を備えたプロセッサと、脱着制御部としての機能を備えたプロセッサとを、別体として備えるように変形してもよい。吸着制御部と脱着制御部とを別体として備える変形構成を採用することにより、オゾン供給装置１の設計柔軟性を高めることが可能となる。

　上述した本発明の一例では、制御部８は、オゾン供給処理において、濃縮オゾンを濃縮オゾン使用装置３へ供給する制御の実行（ステップＳ７）後に次の濃縮オゾンの量を受付部５が受け付けたか否かの判断（ステップＳ８）を行う構成について説明していた。しかしながら、本発明は当一例に限定されない。濃縮オゾンを濃縮オゾン使用装置３へ供給する制御の実行（ステップＳ７）前に次の濃縮オゾンの量を受付部５が受け付けたか否かの判断（ステップＳ８）を行うように変更してもよい。当変形構成を採用することにより、濃縮オゾンの利用率低下抑制に加え、先の濃縮オゾン供給と後の濃縮オゾン供給とのインターバルが短くなり、濃縮オゾン供給の連続性が向上する。

　上述した本発明の一例では、制御部８は、オゾン供給処理において、吸着させたオゾンを吸脱着塔６から脱着させ（ステップＳ５）、取得したオゾン量に応じたオゾンが吸脱着塔６から脱着されたか否かの判断を行った後に（ステップＳ６）、濃縮オゾンを濃縮オゾン使用装置３へ供給する制御の実行（ステップＳ７）を行う構成について説明していた。しかしながら、本発明は当一例に限定されない。吸着させたオゾンの吸脱着塔６からの脱着（ステップＳ５）と、濃縮オゾンを濃縮オゾン使用装置３へ供給する制御の実行（ステップＳ７）を同じタイミングで行うように変更してもよい。脱着と供給を同時に実行する変形構成を採用することにより、濃縮オゾンの利用率低下抑制に加え、先の濃縮オゾン供給と後の濃縮オゾン供給とのインターバルが短くなり、濃縮オゾン供給の連続性が向上する。

実施の形態２．
　実施の形態１においては、１つの吸脱着塔６を備えるオゾン供給装置１を一例として説明していた。実施の形態２においては、更に追加の吸脱着塔６´を備えるオゾン供給装置１を一例として以下に説明する。実施の形態１に係るオゾン供給装置１と同様の構成機器、部材には、同じ符号を付し、特に必要のない限り説明を省略する。

　図３は、実施の形態２に係るオゾン供給装置１を示す模式図である。実施の形態２に係るオゾン供給装置１は、実施の形態１に係るオゾン供給装置１と比較し、吸脱着塔６´および切替部１０を更に備える。

　吸脱着塔６´は、オゾン発生器２が発生させたオゾンを吸脱着して濃縮するデバイスであり、実施の形態１に係る吸脱着塔６と同様に構成してある。切替部１０は、オゾン発生器２と吸脱着塔６と吸脱着塔６´とに接続してある接続部材であり、オゾン発生器２が発生させたオゾンを吸脱着塔６へ誘導する第１誘導経路とオゾン発生器２が発生させたオゾンを吸脱着塔６´へ誘導する第２誘導経路とを切り替え可能に構成してある。切替部１０は、例えば、制御部８と接続してある三方弁であり、制御部８の制御によって第１誘導経路と第２誘導経路とを切り替える。

　取得したオゾン量に応じた量のオゾンが吸脱着塔６に吸着されたと判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御部８は、切替部１０を用いて吸脱着塔６へ誘導する第１誘導経路から吸脱着塔６´へ誘導する第２誘導経路へと切り替える制御を行う。制御部８は、オゾン発生器２からオゾン供給装置１にオゾン含有気体を与える動作を吸脱着塔６´を用いることで継続させた状態で、取得したオゾン量に応じた脱着用の気体を吸脱着塔６に注入させるよう脱着ガス注入部７を制御し、吸着させたオゾンを吸脱着塔６から脱着させ（ステップＳ５）。

　上述したように、実施の形態２に係るオゾン供給装置１においては、オゾン発生器２からオゾン供給装置１にオゾン含有気体を与える動作を停止することなく、次の濃縮オゾン供給に用いるオゾンを追加の吸脱着塔６´に吸着させることが可能となる。そのため、濃縮オゾンの利用率低下抑制に加え、動作の停止および開始の繰り返しに起因したオゾン発生器２への負荷を低減することが可能となる。また、先の濃縮オゾン供給と後の濃縮オゾン供給とのインターバルが短くなり、濃縮オゾン供給の連続性も更に向上する。

　上述した本発明の一例では、オゾン発生器２と吸脱着塔６および吸脱着塔６´とが接続してある構成について説明していた。しかしながら、本発明は当一例に限定されない。吸着時に吸脱着塔６から排出されたガスを吸脱着塔６´に注入できるように、吸脱着塔６と吸脱着塔６´を直列に接続する構成に変更してもよい。吸着時に吸脱着塔６から排出されたガスを吸脱着塔６´に注入することにより、排出ガスに含まれるオゾンを再度吸脱着塔６´で吸着することができるため、濃縮オゾンの利用率低下を更に抑制できる。

実施の形態３．
　実施の形態１においては、オゾン発生器２の出力、オゾン発生器２とオゾン供給装置１との間に設けた流量調整弁等を調整し、オゾン発生器２からオゾン供給装置１に与えられるオゾン含有気体の量を制御する制御部８を備えるオゾン供給装置１を一例として説明していた。実施の形態３においては、吸脱着塔６内の圧力を調整する圧力調整器１１、もしくは、吸脱着塔６内の温度を調整する温度調整器１２を調整し、吸脱着塔６に吸着されるオゾン含有気体の量を制御する制御部８を備えるオゾン供給装置１を一例として以下に説明する。実施の形態１に係るオゾン供給装置１と同様の構成機器、部材には、同じ符号を付し、特に必要のない限り説明を省略する。

　図４は、実施の形態３に係るオゾン供給装置１を示す模式図である。実施の形態３に係るオゾン供給装置１は、実施の形態１に係るオゾン供給装置１と比較し、圧力調整器１１および温度調整器１２を更に備える。

　圧力調整器１１は、吸脱着塔６内の圧力を調整するために設置されたもので、弁の開閉を調整することにより、圧力調整器１１前後の圧力損失を調整し、吸脱着塔６内の圧力を制御する。ここでの弁は、圧力損失を調整できるものであれば種類は問わないが、背圧弁を使用することにより、より精度の高い吸脱着塔６の圧力制御が可能となる。

　温度調整器１２は、吸脱着塔６内の温度を制御するために設置されたものである。一例として、温度調整器１２は、外部から入力された温度設定値となるように低温冷媒の温度を調整し、調整した低温冷媒を吸脱着塔６内の吸着剤に接触させることで、吸脱着塔６内の吸着剤の温度を制御する。

　実施の形態１のオゾン供給装置１においては、オゾン供給装置１に与えられるオゾン含有気体の量を制御することで、吸脱着塔６に吸着されるオゾン含有気体の量を制御する。一方、実施の形態３のオゾン供給装置１においては、吸脱着塔６内の吸着剤の吸着能力（単位重量当たりのオゾンガスの吸着量および飽和吸着量）を制御することで、吸着剤を飽和吸着させながら吸脱着塔６に吸着されるオゾン含有気体の量を制御することができる。吸着剤の吸着能力を制御しているため、吸着工程修了時の吸着剤の吸着状態は常に飽和吸着状態に近い状態に維持することができる。そのため、吸脱着塔内のオゾン以外のガス（主に酸素ガス）の吸着量を少なく維持可能であり、脱着においてオゾンの濃縮を阻害する希釈成分の量を低減することができる。したがって、濃縮オゾンの利用率低下抑制に加え、安定したオゾン濃度でのオゾンガス供給が可能となる。

実施の形態４．
　実施の形態１においては、オゾン発生器２の出力、オゾン発生器２とオゾン供給装置１との間に設けた流量調整弁等を調整し、オゾン発生器２からオゾン供給装置１に与えられるオゾン含有気体の量を制御する制御部８を備えるオゾン供給装置１を一例として説明していた。実施の形態４においては、複数の吸脱着塔６と各吸脱着塔６へのオゾン含有気体の流入を制御する切替部１０を調整し、吸脱着塔６に吸着されるオゾン含有気体の量を制御する制御部８を備えるオゾン供給装置１を一例として以下に説明する。実施の形態１に係るオゾン供給装置１と同様の構成機器、部材には、同じ符号を付し、特に必要のない限り説明を省略する。

　切替部１０は複数の吸脱着塔６にそれぞれ設置され、吸着において各吸脱着塔６へのオゾン含有気体の注入是非を制御することで、吸着に使用する吸着剤の量を変更し、吸脱着塔６に吸着されるオゾン含有気体の量を制御する。吸脱着塔６内の吸着剤の使用量自体を変更するため、吸着剤の吸着能力を変化させなくてもオゾン吸着量を変更することができる。そのため、実施の形態２と同様に、吸着工程修了時の吸着剤の吸着状態は常に飽和吸着状態に近い状態に維持することができ、脱着においてオゾンの濃縮を阻害する希釈成分の量を低減することができるため、濃縮オゾンの利用率低下抑制に加え、安定したオゾン濃度でのオゾンガス供給が可能となる。

　上述した一例では、生成したオゾン含有気体におけるオゾン発生濃度の体積分率上限値が２０％程度のオゾン発生器２を用いた構成について説明していた。しかしながら、本発明は当一例に限定されない。オゾン発生濃度の体積分率上限値が２０％程度以上であっても良く、２０％以下であっても良く、オゾン発生器２が発生させたオゾン含有気体におけるオゾン濃度をオゾン供給装置１が高めるように構成してあれば良い。

　本発明は、以上のように説明し且つ記述した特定の詳細内容及び代表的な実施の形態に限定されるものではない。当業者によって容易に導き出すことができる更なる変更例及び効果も本発明に含まれる。したがって、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

　１　オゾン供給装置、２　オゾン発生器、３　濃縮オゾン使用装置、４　原料ガス貯留装置、５　受付部、６　吸脱着塔、７　脱着ガス注入部、８　制御部、９　オゾンセンサ、１０　切替部、１１　圧力調整器、１２　温度調整器

Claims

　オゾン発生器が発生させたオゾンを第１吸脱着塔で吸着および脱着させて濃縮した濃縮オゾンを供給するオゾン供給装置において、
　供給すべき前記濃縮オゾンの量を示す第１濃縮オゾン量を受け付ける受付部と、
　前記オゾン発生器が発生させた前記オゾンのうち、前記受付部が受け付けた前記第１濃縮オゾン量に応じた量の第１オゾンを第１吸脱着塔に吸着させる吸着制御部と、
　前記吸着制御部によって前記第１吸脱着塔に吸着させた前記第１オゾンを前記第１吸脱着塔から脱着させる脱着制御部とを備え、
　前記脱着制御部によって脱着させた前記第１オゾンが前記濃縮オゾンとして供給される
　ことを特徴とするオゾン供給装置。
　前記第１オゾンの供給後に供給すべき前記濃縮オゾンの量として第２濃縮オゾン量を前記受付部が受け付けた場合、前記吸着制御部は、前記脱着制御部が前記第１オゾンを前記第１吸脱着塔から脱着させた後に、前記受付部が受け付けた前記第２濃縮オゾン量に応じた量の第２オゾンを前記第１吸脱着塔に吸着させる
　ことを特徴とする請求項１に記載のオゾン供給装置。
　前記オゾン発生器が発生させた前記オゾンのうち、前記第１吸脱着塔に吸着させた前記第１オゾンを除いた第２オゾンを吸脱着する第２吸脱着塔と、
　前記第１吸脱着塔および前記第２吸脱着塔に接続してあり、前記オゾン発生器が発生させた前記オゾンを前記第１吸脱着塔および前記第２吸脱着塔へ誘導可能な接続部材と、
　前記受付部が受け付けた前記第１濃縮オゾン量に基づいて、前記接続部材によって前記オゾンを前記第１吸脱着塔へ誘導する第１誘導と前記接続部材によって前記オゾンを前記第２吸脱着塔へ誘導する第２誘導とを切り替える切替部と
　を備えることを特徴とする請求項１に記載のオゾン供給装置。　
　前記切替部は、前記第１吸脱着塔が前記濃縮オゾンの量に応じた量の第１オゾンを吸着した後、前記オゾンを前記第１吸脱着塔へ誘導する第１誘導を、前記オゾンを前記第２吸脱着塔へ誘導する第２誘導へと切り替えるよう構成してある
　ことを特徴とする請求項３に記載のオゾン供給装置。
　前記脱着制御部は、前記切替部が第２誘導へと切り替えた後に、前記第１オゾンを前記第１吸脱着塔から脱着させる
　ことを特徴とする請求項４に記載のオゾン供給装置。
　前記第１吸脱着塔に設置してあり、前記第１吸脱着塔内の圧力を調節する圧力調節器を備え、
　前記吸着制御部は、前記圧力調節器を用いた前記第１吸脱着塔内の圧力調節によって、前記第１オゾンを前記第１吸脱着塔に吸着させる
　ことを特徴とする請求項１に記載のオゾン供給装置。
　前記第１吸脱着塔に設置してあり、前記第１吸脱着塔内の温度を調節する温度調節器を備え、
　前記吸着制御部は、前記温度調節器を用いた前記第１吸脱着塔内の温度調節によって、前記第１オゾンを前記第１吸脱着塔に吸着させる
　ことを特徴とする請求項１に記載のオゾン供給装置。
　前記オゾン発生器が発生させた前記オゾンを吸着および脱着させる第２吸脱着塔と、
　前記オゾンの吸着先を前記第１吸脱着塔と前記第２吸脱着塔との間で切り替える切替部とを備える
　ことを特徴とする請求項１に記載のオゾン供給装置。
　オゾン発生器が発生させたオゾンを第１吸脱着塔で吸着および脱着させて濃縮した濃縮オゾンを供給するオゾン供給方法において、
　供給すべき前記濃縮オゾンの量を示す第１濃縮オゾン量を受け付ける受付ステップと、
　前記オゾン発生器が発生させた前記オゾンのうち、前記受付ステップで受け付けた前記第１濃縮オゾン量に応じた量の第１オゾンを第１吸脱着塔に吸着させる第１吸着制御ステップと、
　前記第１吸着制御ステップによって前記第１吸脱着塔に吸着させた前記第１オゾンを前記第１吸脱着塔から脱着させる第１脱着制御ステップと、
　前記第１脱着制御ステップによって脱着させた前記第１オゾンを前記濃縮オゾンとして供給する供給ステップと
　を備えることを特徴とするオゾン供給方法。
　前記第１オゾンの供給後に供給すべき前記濃縮オゾンの量として第２濃縮オゾン量を受け付けた場合、前記第１オゾンを前記第１吸脱着塔から脱着させた後に、前記第２濃縮オゾン量に応じた量の第２オゾンを前記第１吸脱着塔に吸着させる
　ことを特徴とする請求項９に記載のオゾン供給方法。
　前記オゾン発生器が発生させた前記オゾンを吸脱着可能な第２吸脱着塔を準備する第２吸脱着塔準備ステップと、
　前記第１吸脱着塔および前記第２吸脱着塔に接続してあり、前記オゾン発生器が発生させた前記オゾンを前記第１吸脱着塔および前記第２吸脱着塔へ誘導可能な接続部材を準備する接続部材準備ステップと、
　前記オゾン発生器が発生させた前記オゾンのうち、前記第１吸脱着塔に吸着させた前記第１オゾンを除いた第２オゾンを前記第２吸脱着塔に吸着させる第２吸着制御ステップと、
　前記受付ステップで受け付けた前記第１濃縮オゾン量に基づいて、前記接続部材によって前記オゾンを前記第１吸脱着塔へ誘導する第１誘導と前記接続部材によって前記オゾンを前記第２吸脱着塔へ誘導する第２誘導とを切り替える切替ステップと
　を備えることを特徴とする請求項９に記載のオゾン供給方法。
　前記切替ステップでは、前記第１吸脱着塔が前記第１濃縮オゾン量に応じた量の第１オゾンを吸着した後、前記オゾンを前記第１吸脱着塔へ誘導する第１誘導を、前記オゾンを前記第２吸脱着塔へ誘導する第２誘導へと切り替える
　ことを特徴とする請求項１１に記載のオゾン供給方法。
　前記第１脱着制御ステップでは、前記切替ステップによって第２誘導へと切り替えた後に、前記第１オゾンを前記第１吸脱着塔から脱着させる
　ことを特徴とする請求項１２に記載のオゾン供給方法。
　前記第１吸着制御ステップにおいて、前記第１吸脱着塔の内部の圧力を制御することにより、前記受付ステップで受け付けた前記第１濃縮オゾン量に応じた量の第１オゾンを前記第１吸脱着塔に吸着させる
　ことを特徴とする請求項９に記載のオゾン供給方法。
　前記第１吸着制御ステップにおいて、前記第１吸脱着塔の内部の温度を制御することにより、前記受付ステップで受け付けた前記第１濃縮オゾン量に応じた量の第１オゾンを前記第１吸脱着塔に吸着させる
ことを特徴とする請求項９に記載のオゾン供給方法。