JP2000086206A - オゾン発生器 - Google Patents
オゾン発生器Info
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- JP2000086206A JP2000086206A JP10263799A JP26379998A JP2000086206A JP 2000086206 A JP2000086206 A JP 2000086206A JP 10263799 A JP10263799 A JP 10263799A JP 26379998 A JP26379998 A JP 26379998A JP 2000086206 A JP2000086206 A JP 2000086206A
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- electrode
- ground electrode
- ozone generator
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高圧側電極と接地側電極との間隙（放電ギャ
ップ）が円周方向及び軸心に沿う方向で一定になるよう
にする。 【解決手段】 凹部９と凹部１０と孔１１とを形成した
電流端子８を一対設け、接地側電極４の両端を夫々の凹
部９に嵌合するとともに、接地側電極４の軸心位置に配
置した高圧電極５の両端を夫々の孔１１内に挿入し、夫
々の電流端子８の内部と外部とを連通させて原料ガスの
導入口１３とオゾンの排出口１４とを形成する。
ップ）が円周方向及び軸心に沿う方向で一定になるよう
にする。 【解決手段】 凹部９と凹部１０と孔１１とを形成した
電流端子８を一対設け、接地側電極４の両端を夫々の凹
部９に嵌合するとともに、接地側電極４の軸心位置に配
置した高圧電極５の両端を夫々の孔１１内に挿入し、夫
々の電流端子８の内部と外部とを連通させて原料ガスの
導入口１３とオゾンの排出口１４とを形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はオゾン発生器に関
し、オゾンの発生を安定させるようにしたものである。
し、オゾンの発生を安定させるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】オゾンは極めて強い酸化力を有するた
め、殺菌や脱臭あるいは脱色の目的で使用される。この
ため、上下水道処理や屎尿処理などにオゾンが用いられ
る。この場合、高濃度であって大量のオゾンが要求され
るため、無声放電式によって生成するのが一般的であ
る。
め、殺菌や脱臭あるいは脱色の目的で使用される。この
ため、上下水道処理や屎尿処理などにオゾンが用いられ
る。この場合、高濃度であって大量のオゾンが要求され
るため、無声放電式によって生成するのが一般的であ
る。
【０００３】無声放電式によるオゾンの生成の原理は、
原料ガスとしての空気又は酸素から電気化学的にオゾン
を生成するものであり、図９に示すように空隙を介して
一対の誘電体１を設け、夫々の誘電体１に固着した高電
圧電極２にＡＣ又は高周波の高電圧電源３を接続して構
成されている。
原料ガスとしての空気又は酸素から電気化学的にオゾン
を生成するものであり、図９に示すように空隙を介して
一対の誘電体１を設け、夫々の誘電体１に固着した高電
圧電極２にＡＣ又は高周波の高電圧電源３を接続して構
成されている。
【０００４】しかし、無声放電式はオゾンの生成効率が
悪く、生成したオゾンのコストを押し上げている。つま
り、単位体積当たりのオゾンを得るのに必要な電力は、
理論値が１．２ｋＷｈ／ｋｇ−Ｏ3であるのに対し、現
実には１４ｋＷｈ／ｋｇ−Ｏ3程度が必要であり、消費
電力の数％がオゾンの生成に使われているに過ぎず、大
部分が排熱として消費される。オゾン生成の効率は放電
エネルギー，放電の形状，温度，圧力に大きく依存する
ので、 （１）電極及び誘電体の形状 （２）印加電圧及び周波数 （３）反応空間の冷却 を適正化する改良が従来から行われている。しかしなが
ら、放電消費電力の飛躍的な向上はみられない。
悪く、生成したオゾンのコストを押し上げている。つま
り、単位体積当たりのオゾンを得るのに必要な電力は、
理論値が１．２ｋＷｈ／ｋｇ−Ｏ3であるのに対し、現
実には１４ｋＷｈ／ｋｇ−Ｏ3程度が必要であり、消費
電力の数％がオゾンの生成に使われているに過ぎず、大
部分が排熱として消費される。オゾン生成の効率は放電
エネルギー，放電の形状，温度，圧力に大きく依存する
ので、 （１）電極及び誘電体の形状 （２）印加電圧及び周波数 （３）反応空間の冷却 を適正化する改良が従来から行われている。しかしなが
ら、放電消費電力の飛躍的な向上はみられない。
【０００５】このため、図１０に示すパルスパワー式の
オゾン発生器が提案されている。これは、筒状の接地側
電極４の軸心位置に高圧側電極５を配置し、双方の電極
にパルスパワー電源６を接続したものである。ここで、
高圧側電極５の両端は、接地側電極４の両端近傍に配置
された図示しない一対の絶縁板を介して支持されてい
る。パルスパワー電源６は立ち上がりが急峻で持続時間
の短いパルスを双方の電極間に供給する。このようなイ
ンパルスを供給すると放電空間である接地側電極４の内
部に均一な非平衡プラズマ放電が行われる。このため、
接地側電極４の左側から原料ガスを供給すると、右側か
らオゾンガスが排出される。
オゾン発生器が提案されている。これは、筒状の接地側
電極４の軸心位置に高圧側電極５を配置し、双方の電極
にパルスパワー電源６を接続したものである。ここで、
高圧側電極５の両端は、接地側電極４の両端近傍に配置
された図示しない一対の絶縁板を介して支持されてい
る。パルスパワー電源６は立ち上がりが急峻で持続時間
の短いパルスを双方の電極間に供給する。このようなイ
ンパルスを供給すると放電空間である接地側電極４の内
部に均一な非平衡プラズマ放電が行われる。このため、
接地側電極４の左側から原料ガスを供給すると、右側か
らオゾンガスが排出される。
【０００６】工業的に要求される高濃度オゾンを得るた
めには、オゾンの生成を増すと同時に分解を減らして平
衡状態でのオゾン濃度を引き上げる必要がある。オゾン
の生成には第一反応として酸素分子を解離してＯ原子を
生成する必要があり、それに十分なエネルギーの電子が
まず必要である。続いてＯ原子からオゾンを生成する反
応と生成されたオゾンが再び分解する反応は同時に進行
するが、いずれの反応に傾くかは温度に依存する。そし
て、温度の低い方が化学平衡が生成側に傾いて高濃度の
オゾンが生成できるので、ガス温度の低いことが必要で
ある。
めには、オゾンの生成を増すと同時に分解を減らして平
衡状態でのオゾン濃度を引き上げる必要がある。オゾン
の生成には第一反応として酸素分子を解離してＯ原子を
生成する必要があり、それに十分なエネルギーの電子が
まず必要である。続いてＯ原子からオゾンを生成する反
応と生成されたオゾンが再び分解する反応は同時に進行
するが、いずれの反応に傾くかは温度に依存する。そし
て、温度の低い方が化学平衡が生成側に傾いて高濃度の
オゾンが生成できるので、ガス温度の低いことが必要で
ある。
【０００７】このようなガス温度の低い条件を満たすの
が非平衡プラズマである。非平衡プラズマでは質量の小
さい電子のみが電界から高エネルギーを得て電子温度が
高くなるが、分子・イオンは電界の急激な変化に追従で
きないために低エネルギーのガス温度が低い状態にあ
る。このため、非平衡プラズマを利用することにより、
効率よくオゾンを生成できる。
が非平衡プラズマである。非平衡プラズマでは質量の小
さい電子のみが電界から高エネルギーを得て電子温度が
高くなるが、分子・イオンは電界の急激な変化に追従で
きないために低エネルギーのガス温度が低い状態にあ
る。このため、非平衡プラズマを利用することにより、
効率よくオゾンを生成できる。
【０００８】無声放電式も非平衡プラズマを利用してい
るのであるが、無声放電は微小ストリーマ放電の集合な
ので電子密度が均一ではない。そのため、エネルギーが
注入されているスポットではＯ原子の生成に必要な電子
密度が集中しているが、同時にガス温度もスポット的に
高くなっているため、化学平衡がオゾンの生成に大きく
傾きにくい。そのため、全体としてはオゾン生成効率が
向上しない。
るのであるが、無声放電は微小ストリーマ放電の集合な
ので電子密度が均一ではない。そのため、エネルギーが
注入されているスポットではＯ原子の生成に必要な電子
密度が集中しているが、同時にガス温度もスポット的に
高くなっているため、化学平衡がオゾンの生成に大きく
傾きにくい。そのため、全体としてはオゾン生成効率が
向上しない。
【０００９】これに対し、パルスパワー式を使った放電
は反応空間に均一に起こり、ガス温度の高いスポットは
存在しないので、非平衡プラズマの特性を有効に利用す
ることができる。そのため、消費電力を低く押えること
ができる。
は反応空間に均一に起こり、ガス温度の高いスポットは
存在しないので、非平衡プラズマの特性を有効に利用す
ることができる。そのため、消費電力を低く押えること
ができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、筒状の接地
側電極の内部であって軸心位置に高圧側電極を配置する
構成であって、接地側電極の外部に設けた一対の絶縁板
によって高圧側電極を支持するため、位置決めが容易で
ない、そのため、高圧側電極と接地側電極との間隙であ
る放電ギャップが円周方向及び軸心に沿う方向において
一定にならず、放電の安定性が阻害されてオゾンの発生
量が低下する。
側電極の内部であって軸心位置に高圧側電極を配置する
構成であって、接地側電極の外部に設けた一対の絶縁板
によって高圧側電極を支持するため、位置決めが容易で
ない、そのため、高圧側電極と接地側電極との間隙であ
る放電ギャップが円周方向及び軸心に沿う方向において
一定にならず、放電の安定性が阻害されてオゾンの発生
量が低下する。
【００１１】そこで本発明は、斯る課題を解決したオゾ
ン発生器を提供することを目的とする。
ン発生器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】斯る目的を達成するため
の請求項１にかかるオゾン発生器の構成は、筒状の接地
側電極の両端に絶縁材料からなる電流端子を取り付け、
接地側電極の内部の放電空間の軸心位置に配置した高圧
側電極の両端を電流端子に結合し、前記放電空間の一方
側には原料ガスを放電空間へ供給する導入口を形成し、
他方側には放電空間で生成したオゾンを排出する排出口
を形成したことを特徴とし、請求項２にかかるオゾン発
生器の構成は、前記接地側電極又は一対の電流端子のい
ずれかに、前記導入口及び排出口を形成したことを特徴
とし、請求項３にかかるオゾン発生器の構成は、前記導
入口及び排出口に配管の一端を接続したことを特徴とす
る。
の請求項１にかかるオゾン発生器の構成は、筒状の接地
側電極の両端に絶縁材料からなる電流端子を取り付け、
接地側電極の内部の放電空間の軸心位置に配置した高圧
側電極の両端を電流端子に結合し、前記放電空間の一方
側には原料ガスを放電空間へ供給する導入口を形成し、
他方側には放電空間で生成したオゾンを排出する排出口
を形成したことを特徴とし、請求項２にかかるオゾン発
生器の構成は、前記接地側電極又は一対の電流端子のい
ずれかに、前記導入口及び排出口を形成したことを特徴
とし、請求項３にかかるオゾン発生器の構成は、前記導
入口及び排出口に配管の一端を接続したことを特徴とす
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるオゾン発生器
の実施の形態を説明する。なお、この実施の形態は従来
のオゾン発生器の一部を改良したものなので、従来と同
一部分は同一符号を付して説明する。
の実施の形態を説明する。なお、この実施の形態は従来
のオゾン発生器の一部を改良したものなので、従来と同
一部分は同一符号を付して説明する。
【００１４】（ａ）実施の形態１ まず、実施の形態１について説明する。図１は、接地側
電極４の両端を絶縁材料からなる電流端子８に夫々嵌合
したものである。電流端子８の一方の端面には大径の凹
部９が形成されるとともに、凹部９の底面には小径の凹
部１０が形成され、凹部１０の底面の軸心位置を貫通す
る孔１１が形成されている。そして、凹部９には接地側
電極４の両端が嵌合され、接地側電極４の内部の放電空
間１２における軸心位置に配置した高圧側電極５の両端
が孔１１内に挿通されて固着されている。そして、電流
端子８の外周面から凹部１０へ向かう導入口１３と排出
口１４とが夫々の電流端子８に個別に形成されている。
電極４の両端を絶縁材料からなる電流端子８に夫々嵌合
したものである。電流端子８の一方の端面には大径の凹
部９が形成されるとともに、凹部９の底面には小径の凹
部１０が形成され、凹部１０の底面の軸心位置を貫通す
る孔１１が形成されている。そして、凹部９には接地側
電極４の両端が嵌合され、接地側電極４の内部の放電空
間１２における軸心位置に配置した高圧側電極５の両端
が孔１１内に挿通されて固着されている。そして、電流
端子８の外周面から凹部１０へ向かう導入口１３と排出
口１４とが夫々の電流端子８に個別に形成されている。
【００１５】斯るオゾン発生器では、導入口１３から原
料ガスを放電空間１２内へ供給し、接地側電極４と高圧
側電極５との間にパルスパワー電源を接続する。する
と、放電空間１２に均一な非平衡プラズマ放電が行われ
るために原料ガスからオゾンガスが生成され、オゾンガ
スは排出口１４から排出される。接地側電極４を嵌合す
る電流端子８の軸心位置に孔１１を設け、孔１１内に高
圧側電極５の両端を挿入して高圧側電極５を接地側電極
４の軸心位置に位置決め配置したので、接地側電極４と
高圧側電極５との間隙（放電ギャップ）が円周方向及び
軸心に沿う方向において一定であり、放電が安定して行
われるとともにオゾンの発生量が従来よりも増大する。
料ガスを放電空間１２内へ供給し、接地側電極４と高圧
側電極５との間にパルスパワー電源を接続する。する
と、放電空間１２に均一な非平衡プラズマ放電が行われ
るために原料ガスからオゾンガスが生成され、オゾンガ
スは排出口１４から排出される。接地側電極４を嵌合す
る電流端子８の軸心位置に孔１１を設け、孔１１内に高
圧側電極５の両端を挿入して高圧側電極５を接地側電極
４の軸心位置に位置決め配置したので、接地側電極４と
高圧側電極５との間隙（放電ギャップ）が円周方向及び
軸心に沿う方向において一定であり、放電が安定して行
われるとともにオゾンの発生量が従来よりも増大する。
【００１６】（ｂ）実施の形態２ 次に、実施の形態２を説明する。図２は一対の電流端子
１５を接地側電極４の両端に夫々嵌合したものである。
夫々の電流端子１５の一方の端面には外径寸法を小さく
した小径部１６と軸心位置に形成した凹部１７とが形成
され、凹部１７の底面の軸心を貫通する孔１１が形成さ
れている。そして、電流端子１５における小径部１６が
接地側電極４の端部に嵌合されるとともに高圧側電極５
の両端が孔１１内に挿入されている。
１５を接地側電極４の両端に夫々嵌合したものである。
夫々の電流端子１５の一方の端面には外径寸法を小さく
した小径部１６と軸心位置に形成した凹部１７とが形成
され、凹部１７の底面の軸心を貫通する孔１１が形成さ
れている。そして、電流端子１５における小径部１６が
接地側電極４の端部に嵌合されるとともに高圧側電極５
の両端が孔１１内に挿入されている。
【００１７】その他の構成，作用は実施の形態１と同じ
なので、説明を省略する。
なので、説明を省略する。
【００１８】（ｃ）実施の形態３ 次に実施の形態３を説明する。この実施の形態３は、図
１における導入口１３，排出口１４の形成部材を電流端
子８に代えて、図３に示すように接地側電極４における
電流端子８の近傍に配置したものである。
１における導入口１３，排出口１４の形成部材を電流端
子８に代えて、図３に示すように接地側電極４における
電流端子８の近傍に配置したものである。
【００１９】その他の構成，作用は実施の形態１と同じ
なので、説明を省略する。
なので、説明を省略する。
【００２０】（ｄ）実施の形態４ 次に実施の形態４を説明する。この実施の形態４は、図
２における導入口１３，排出口１４の形成部材を電流端
子１５に代えて、図４に示すように接地側電極４におけ
る電流端子１５の近傍に配置したものである。
２における導入口１３，排出口１４の形成部材を電流端
子１５に代えて、図４に示すように接地側電極４におけ
る電流端子１５の近傍に配置したものである。
【００２１】その他の構成，作用は実施の形態１と同じ
なので、説明を省略する。
なので、説明を省略する。
【００２２】（ｅ）実施の形態５ 次に実施の形態５を説明する。この実施の形態５は、図
１における導入口１３，排出口１４の位置に、図５に示
すように配管１８，１９の一端を結合したものである。
１における導入口１３，排出口１４の位置に、図５に示
すように配管１８，１９の一端を結合したものである。
【００２３】その他の構成，作用は実施の形態１と同じ
なので、説明を省略する。
なので、説明を省略する。
【００２４】（ｆ）実施の形態６ 次に実施の形態６を説明する。この実施の形態６は、図
２における導入口１３，排出口１４の位置に、図６に示
すように配管１８，１９の一端を結合したものである。
２における導入口１３，排出口１４の位置に、図６に示
すように配管１８，１９の一端を結合したものである。
【００２５】その他の構成，作用は実施の形態１と同じ
なので、説明を省略する。
なので、説明を省略する。
【００２６】（ｇ）実施の形態７ 次に実施の形態７を説明する。この実施の形態７は、図
３における導入口１３，排出口１４の位置に、図７に示
すように配管１８，１９の一端を結合したものである。
３における導入口１３，排出口１４の位置に、図７に示
すように配管１８，１９の一端を結合したものである。
【００２７】その他の構成，作用は実施の形態１と同じ
なので、説明を省略する。
なので、説明を省略する。
【００２８】（ｈ）実施の形態８ 次に実施の形態８を説明する。この実施の形態８は、図
４における導入口１３，排出口１４の位置に、図８に示
すように配管１８，１９の一端を結合したものである。
４における導入口１３，排出口１４の位置に、図８に示
すように配管１８，１９の一端を結合したものである。
【００２９】その他の構成，作用は実施の形態１と同じ
なので、説明を省略する。
なので、説明を省略する。
【００３０】（ｉ）実施の形態９〜１６ 最後に、実施の形態９〜１６について説明する。これら
の実施の形態９〜１６は、図１〜図８の実施の形態１〜
８において、電流端子８，１５と接地側電極４との結合
を、単なる嵌合に代えてねじ結合にしたものである。
の実施の形態９〜１６は、図１〜図８の実施の形態１〜
８において、電流端子８，１５と接地側電極４との結合
を、単なる嵌合に代えてねじ結合にしたものである。
【００３１】その他の構成，作用は実施の形態１と同じ
なので、説明を省略する。
なので、説明を省略する。
【００３２】ここで、実施の形態５〜８，１３〜１６の
ように配管１８，１９を設ける場合には、放電空間１２
内の内圧に対して耐え得るように、接地側電極４に電流
端子８，１５を強固に取り付ける必要がある。
ように配管１８，１９を設ける場合には、放電空間１２
内の内圧に対して耐え得るように、接地側電極４に電流
端子８，１５を強固に取り付ける必要がある。
【００３３】なお、実施の形態１〜１６では接地側電極
に高圧側電極を嵌合したりねじ込んだりした場合を示し
たが遊嵌して止めねじにより抜け止めするようにしても
よい。
に高圧側電極を嵌合したりねじ込んだりした場合を示し
たが遊嵌して止めねじにより抜け止めするようにしても
よい。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明からわかるように、請求項１
〜３に係るオゾン発生によれば、筒状の接地側電極の両
端に電流端子を取り付け、高圧側電極の両端を電流端子
に結合したので、高圧側電極の軸心を接地側電極の軸心
と一致させることが容易にできる。このため、高圧側電
極と接地側電極との間隙（放電ギャップ）が円周方向及
び軸心に沿う方向で同一になり、放電が安定して行われ
るとともにオゾンの発生が従来よりも円滑となる。
〜３に係るオゾン発生によれば、筒状の接地側電極の両
端に電流端子を取り付け、高圧側電極の両端を電流端子
に結合したので、高圧側電極の軸心を接地側電極の軸心
と一致させることが容易にできる。このため、高圧側電
極と接地側電極との間隙（放電ギャップ）が円周方向及
び軸心に沿う方向で同一になり、放電が安定して行われ
るとともにオゾンの発生が従来よりも円滑となる。
【図１】本発明によるオゾン発生器の実施の形態１を示
す構成図。
す構成図。
【図２】本発明によるオゾン発生器の実施の形態２を示
す構成図。
す構成図。
【図３】本発明によるオゾン発生器の実施の形態３を示
す構成図。
す構成図。
【図４】本発明によるオゾン発生器の実施の形態４を示
す構成図。
す構成図。
【図５】本発明によるオゾン発生器の実施の形態５を示
す構成図。
す構成図。
【図６】本発明によるオゾン発生器の実施の形態６を示
す構成図。
す構成図。
【図７】本発明によるオゾン発生器の実施の形態７を示
す構成図。
す構成図。
【図８】本発明によるオゾン発生器の実施の形態８を示
す構成図。
す構成図。
【図９】従来の無声放電式のオゾン発生器の構成図。
【図１０】従来のパルスパワー式のオゾン発生器の構成
図。
図。
４…接地側電極 ５…高圧側電極 ８，１５…電流端子 １２…放電空間 １３…導入口 １４…排出口 １８，１９…配管
Claims (3)
- 【請求項１】 筒状の接地側電極の両端に絶縁材料から
なる電流端子を取り付け、接地側電極の内部の放電空間
の軸心位置に配置した高圧側電極の両端を電流端子に結
合し、前記放電空間の一方側には原料ガスを放電空間へ
供給する導入口を形成し、他方側には放電空間で生成し
たオゾンを排出する排出口を形成したことを特徴とする
オゾン発生器。 - 【請求項２】 前記接地側電極又は一対の電流端子のい
ずれかに、前記導入口及び排出口を形成した請求項１に
記載のオゾン発生器。 - 【請求項３】 前記導入口及び排出口に配管の一端を接
続した請求項２に記載のオゾン発生器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10263799A JP2000086206A (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | オゾン発生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10263799A JP2000086206A (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | オゾン発生器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000086206A true JP2000086206A (ja) | 2000-03-28 |
Family
ID=17394424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10263799A Pending JP2000086206A (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | オゾン発生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000086206A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002160905A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-04 | Takahiko Sato | オゾン発生器およびオゾン発生装置 |
| KR101211861B1 (ko) * | 2012-05-21 | 2012-12-12 | 권재희 | 오존발생장치 |
-
1998
- 1998-09-18 JP JP10263799A patent/JP2000086206A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002160905A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-04 | Takahiko Sato | オゾン発生器およびオゾン発生装置 |
| KR101211861B1 (ko) * | 2012-05-21 | 2012-12-12 | 권재희 | 오존발생장치 |
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