JP2000211903A - オゾン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電空隙の空隙長をおよそ０．３ｍｍ以下ま
で小さくしていくと、ガラス誘電体管４を円筒型接地電
極管３に精度良く設置や挿入することが難しく、この範
囲では空隙長の精度が悪くなってオゾン発生性能が低下
したり、ガラス誘電体管４の挿入時に破損が生じたりし
た。 【解決手段】 円筒型電極管もしくは誘電体管の両端部
に複数個配置され、放電空隙が均一になるように円筒型
電極管もしくは誘電体管の径方向の設置位置を調整・固
定する支え治具を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、誘電体バリアー
放電に酸素ガスを供給してオゾンガスを発生させるオゾ
ン発生装置に係り、特に円筒型電極管／誘電体管を好適
に配置して放電空隙を均一にすることができるオゾン発
生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は特公昭５９−４８７６１号公報に
開示された同軸円筒方式のオゾン発生装置を示すもので
あり、（ａ）は上記オゾン発生装置の側断面図、（ｂ）
は（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。図に
おいて、１は電源、２はガラス誘電体管４の内周面に形
成された導電膜層よりなる高電圧電極、３は高電圧電極
２が形成されたガラス誘電体管４と同軸に配置される円
筒型接地電極管である。４はガラス誘電体管であり、円
筒型接地電極管３と二重管構造をなすことで、円筒型接
地電極と高電圧電極との間に誘電体が挿入された電極対
を形成する。５は円筒型接地電極管３とガラス誘電体管
４との間に形成される放電空隙であり、高電圧電極２へ
高電圧を印加することで放電が起こり、オゾンガスが発
生する。６は上記の放電空隙５を形成させるために両電
極の対向部に設置されたバネ状スペーサ（（ｂ）参
照）、７，８はそれぞれ酸素を含んだ原料ガスの供給口
及び排出口を示している。２０は上記構成部材を収納す
る容器、２０３は円筒型接地電極管３の外周側に設けら
れた冷却空間であり、流入口２０２から流出口２０３へ
水を流し冷却する。

【０００３】放電空隙５はガラス誘電体管４の外周の一
部にバネ状スペーサ６を設置したものを円筒型接地電極
管３にはめ込むことで、この円筒型接地電極管３とガラ
ス誘電体管４との間に数ｍｍ程度の間隔で形成される。

【０００４】また、図８は特開平４−２１４００３号公
報に開示されたオゾン発生装置を示しており、図７
（ｂ）と同様の面で切った断面図である。このオゾン発
生装置では、図に示すように放電空隙５の同軸方向にお
ける間隔を均一にするために上記バネ状スペーサ６の代
わりに３枚の剛体スペーサ６１，６２，６３を１２０度
の３分割で挿入している。尚、図７と同一のものについ
ては同符号を付し説明を省略する。

【０００５】図９は上述のような円筒型接地電極管３と
内周面に高電圧電極２を形成させたガラス誘電体管４と
によって構成された電極対を一つの容器２０に複数個収
納した大型オゾン発生装置であり、（ａ）はその側面断
面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であ
る。図９における装置は、上記電極対を一つの円筒型接
地電極管３に両側からガラス誘電体管４を挿入した突き
合わせ構造（タンデム構造）を有しており、このタンデ
ムに配置された２つの電極対を１組としたものが全部で
４本、即ち合計８本の電極対から構成されている
（（ｂ）参照）。尚、図８と同一のものについては同符
号を付し説明を省略する。

【０００６】次に動作について説明する。放電空隙５に
酸素ガスまたは乾燥空気を供給し、円筒型接地電極管３
と内周面に高電圧電極２を形成させたガラス誘電体管４
とによって構成された電極間に交流高電圧を印加して誘
電体バリヤー放電を発生させ、酸素ガスを放電によって
解離及び酸素原子と酸素分子の三体衝突によってオゾン
が生成される。生成したオゾンは排出口８からオゾン化
ガスとして取り出される。この放電によって取り出され
るオゾンの発生効率は最大で約２０％と言われており、
放電に要する電力の８０％は電極を加熱して損失され
る。

【０００７】また、オゾン発生効率は電極温度（厳密に
は放電ガス温度）に依存しており、電極の温度が低いほ
ど発生効率が高くなる。そのため、オゾン発生効率の良
い装置を実現させるためには放電空隙５の空隙長を均一
で、且つできる限り小さな値にし、また電極を水などで
直接冷却している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のオゾン発生装置
は以上のように構成されているので、放電空隙の空隙長
をおよそ０．３ｍｍ以下まで小さくしていくと、ガラス
誘電体管４を円筒型接地電極管３に精度良く設置や挿入
することが難しく、この範囲では空隙長の精度が悪くな
ってオゾン発生性能が低下したり、ガラス誘電体管４の
挿入時に破損が生じたりした。

【０００９】また、放電空隙５の空隙長が０．３ｍｍ以
下の状態では酸素ガスを放電空隙５に流すと、放電空隙
５のガスの圧力損失が大きくなり、このためガラス誘電
体管４がガスの圧力で軸方向に移動してしまい、オゾン
発生効率の低下やガラス誘電体管４の損傷などを起こす
可能性があった。

【００１０】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、高い位置精度で且つ容易な操作に
よって放電空隙の空隙長を０．３ｍｍ以下のできる限り
小さな値に設定することができるオゾン発生装置を得る
ことを目的とする。

【００１１】また、この発明は上述した供給ガスの圧力
によってガラス誘電体管の軸方向への移動が起こること
を防止することができるオゾン発生装置を得ることを目
的とする。

【００１２】さらに、この発明は複数個の電極対を設置
する場合におけるガラス誘電体管の破損を防止すること
ができるオゾン発生装置を得ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係るオゾン発
生装置は、円筒型電極管もしくは誘電体管の両端部に複
数個配置され、放電空隙が均一になるように円筒型電極
管もしくは誘電体管の径方向の設置位置を調整・固定す
る支え治具を備えたことを特徴とするものである。

【００１４】この発明に係るオゾン発生装置は、支え治
具が円筒型電極管もしくは誘電体管の径方向に延びた長
穴よりなる支持用穴を備え、支持用穴を貫通した支持用
ボルトにより固定されることを特徴とするものである。

【００１５】この発明に係るオゾン発生装置は、円筒型
電極管対の一方の端部に複数個配置され、誘電体管の軸
方向の設置位置を固定する固定治具を備えたことを特徴
とするものである。

【００１６】この発明に係るオゾン発生装置は、固定治
具が円筒型電極管対の原料ガス流下流側の端部にのみ設
置されたことを特徴とするものである。

【００１７】この発明に係るオゾン発生装置は、複数個
の円筒型電極管対と、円筒型電極管対の誘電体管の端部
を保護する保護治具とを備え、保護治具を介して円筒型
電極管対が軸方向に対向するように配置されることを特
徴とするものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるオ
ゾン発生装置を示す図であり、（ａ）は装置の側断面
図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
図において、１は電源、２はガラス誘電体管４の内周面
に形成された導電膜層よりなる高電圧電極（円筒型電極
管）、３は高電圧電極２が形成されたガラス誘電体管４
と同軸に配置される円筒型接地電極管（円筒型電極管）
である。４はガラス誘電体管（誘電体管）であり、円筒
型接地電極管３と二重管構造をなすことで、円筒型接地
電極と高電圧電極との間に誘電体が挿入された電極対を
形成する。５は円筒型接地電極管３とガラス誘電体管４
との間に形成される放電空隙である。円筒型接地電極管
３の両端部に設置した支え治具６０１及び支持用ボルト
６０２によりガラス誘電体管４の位置調整及び固定を行
い、放電空隙５を形成している。

【００１９】支え治具６０１の具体的な構造は、図１
（ｂ）に示すように平板状の形状を有し、中央部に円筒
型接地電極管３及びガラス誘電体管４の端面径方向に延
びた長穴よりなる支持用穴６０を備えている。支え治具
６０１はこの支持用穴６０を貫通した支持用ボルト６０
２によって円筒型接地電極管３の端面に固定される。

【００２０】次に放電空隙５の空隙長の調整操作につい
て説明する。支え治具６０１は円筒型接地電極管３及び
ガラス誘電体管４の端面径方向に延びた長穴よりなる支
持用穴６０を備えているので、支持用ボルト６０２を弛
めることによって円筒型接地電極管３に対して径方向に
移動（微調整）でき、これによって、容易に円筒型接地
電極管３に対するガラス誘電体管４の位置を好適に調整
することができる。

【００２１】また、上記の調整操作をさらに容易にする
ために図２に示すような空隙長調整用治具を使用しても
よい。この空隙長調整用治具は外周が円筒型接地電極管
３の内周の長さと等しく、管厚が所望の空隙長である直
管から構成され、先端部は円筒型接地電極管３に挿入し
たときに支え治具６０１に当たらないように軸方向に凹
部１０が形成されている。

【００２２】空隙長調整用治具を使用した調整操作につ
いて説明する。円筒型接地電極管３に空隙長調整用治具
を挿入し、さらにこの空隙長調整用治具にガラス誘電体
管４を挿入する。これによって、容易に円筒型接地電極
管３とガラス誘電体管４との同心度を合わせることがで
き、さらに両管の対向間隔は所望の空隙長になる。そし
て支え治具６０１でガラス誘電体管４を固定し、この操
作を両端部で行った後に空隙長調整用治具を抜き取れ
ば、空隙長調整操作が完了する。

【００２３】以上のように、この実施の形態１によれば
空隙長を調整することができる支え治具６０１によって
放電空隙５を形成させるので、放電空隙５が０．３ｍｍ
以下の極小さい空隙長であっても均一に精度良く同軸配
置をすることができ、これにより高濃度で高発生効率の
オゾン発生装置を得ることができる。また、設置位置の
位置ずれが生じてしまった場合でも容易に調節すること
ができ、従来のスペーサと比較してガラス誘電体管４の
機械歪みによる破損を抑制することができる。

【００２４】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２によるオゾン発生装置を示す図であり、（ａ）は装
置の側断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った断面
図である。実施の形態２では実施の形態１の構成要素に
加えて、円筒型接地電極管３の端面にガラス誘電体管４
の軸方向の位置を固定するクランク状の位置固定用治具
を設けたものである。図において、６０３は上述したガ
ラス誘電体管４の軸方向の位置を固定するクランク状の
位置固定用治具（固定治具）である。尚、図１と同一の
構成要素には同一の符号を付し説明を省略する。

【００２５】クランク状の位置固定用治具６０３は、上
述した実施の形態１による支え治具６０１とともに円筒
型接地電極管３の端部に固定され（（ｂ）参照）、その
端部がガラス誘電体管４における原料ガス流下流側の端
部を支持する。これにより供給ガスの圧力によるガラス
誘電体管４の円筒型接地電極管内部での移動を防ぐこと
ができる。

【００２６】以上のように、この実施の形態２では、ク
ランク状の位置固定用治具によって原料ガス流下流側へ
のガラス誘電体管の位置移動を防ぐことができ、これに
よる異常放電を抑えることができる。また、ガラス誘電
体管の固定が強固になるので供給ガスの圧力を上げるこ
とができ、高圧力のオゾンガスを取り出すことができる
効果がある。

【００２７】図４は実施の形態２によるオゾン発生装置
の変形例を示したもので、供給ガスの流入方向を上記と
逆にした場合のものである。図において、６０３ａは固
定用治具（固定治具）であり、クランク形状ではなく円
筒鍋形状になっている。６０３ｐは固定用治具６０３ａ
に複数個設けたガス貫通穴で、生成したオゾンガスの抜
け穴である。これによって、上記と同様に供給ガスの圧
力によるガラス誘電体管４の移動を防ぐことができる。

【００２８】上記までの固定用治具６０３，６０３ａは
剛体のものを用いたが、テフロン製の帯または紐状のも
のを２本用いて円筒型接地電極管３の端部で対角線にク
ロスしてとめてもよい。

【００２９】実施の形態３．図５はこの発明の実施の形
態３におけるオゾン発生装置を示す側断面図である。実
施の形態３によるオゾン発生装置は、円筒型接地電極管
３とガラス誘電体管４とからなる電極対を複数個使用し
て大容量のオゾンガスを発生することができる大型オゾ
ン発生装置を構成している。図において、６は従来使用
されていた放電空隙５を形成させるためのバネ状スペー
サ、７ａは装置中央部に設けられた原料ガス供給口、８
ａ，８ｂは装置の両端部に設けられたオゾンガス排出
口、２０は複数個の電極対を収納する容器である。この
他の構成要素について実施の形態１または実施の形態２
と同一のものは同符号を付し説明を省略する。

【００３０】原料ガスを装置の中央部から供給し装置の
両端部から生成したオゾンガスを排出させる構造は、大
容量のオゾンガスを取り出すことができる反面、放電空
隙５の空隙長を０．３ｍｍ以下にすると供給した原料ガ
スの圧力損によるガラス誘電体管の移動を防止するため
の装置構造が複雑になり、コストが高くなるために採用
されていなかった。そこで、実施の形態３では、実施の
形態２で説明した固定用治具（固定治具）６０３をガラ
ス誘電体管４の原料ガス流下流側の端部のみを固定する
ように設置した簡単な構造の電極対を使用し、この電極
対を突き合わせて配置したタンデム構造とすることによ
り、原料ガスを装置の中央部から供給し装置の両端部か
ら生成したオゾンガスを排出するオゾン発生装置を構成
した。

【００３１】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、ガラス誘電体管４の原料ガス流下流側の端部にのみ
固定用治具６０３を設けた簡単な構造の電極対を使用す
ることで、原料ガスを装置の中央部から供給し装置の両
端部から生成したオゾンガスを取り出すことが可能な大
型オゾン発生装置を得ることができる効果が得られる。

【００３２】実施の形態４．実施の形態４によるオゾン
発生装置は上記の実施の形態３と同様のタンデム構造で
複数個の電極対を容器２０内に納めた大型オゾン発生装
置であるが、実施の形態３と異なり原料ガスを装置の一
方の端部から供給し、生成したオゾンガスを他方の端部
より排出する従来の機構を採用している。

【００３３】図６はこの発明の実施の形態４によるオゾ
ン発生装置の側断面図である。図において、７は原料ガ
スの供給口、８は生成したオゾンガスの排出口、９は各
々の電極対を突き合わせた部分に配置されガラス誘電体
管４の端部を覆うように装着された保護具材（保護治
具）である。さらに電極対のガラス誘電体管４の原料ガ
ス流下流側端部を固定用治具（固定治具）６０３によっ
て固定している。

【００３４】上記の保護具材９と固定用治具６０３とを
組み合わせて電極対の位置固定を行っているので、原料
ガス圧力によるガラス誘電体管４の原料ガス流下流側へ
の移動を防ぐことができる。また、円筒型接地電極管３
内へガラス誘電体管４を挿入したときに突き合わせたガ
ラス誘電体管４の端部が接触することによる破損を防止
することができる。

【００３５】以上のように、この実施の形態４では、従
来のタンデム構造の大型オゾン発生装置に保護具材９と
固定用治具６０３とを組み合わせた簡単な構造の電極対
を使用するだけで原料ガス圧力によるガラス誘電体管４
の原料ガス流下流側への移動や、ガラス誘電体管４の円
筒型接地電極管３内への挿入時におけるガラス誘電体管
４の破損を防ぐことができる大型オゾン発生装置を得る
ことができるので、コスト的に有利であるという効果が
得られる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、円筒
型電極管もしくは誘電体管の両端部に複数個配置され、
放電空隙が均一になるように円筒型電極管もしくは誘電
体管の径方向の設置位置を調整・固定する支え治具を備
えたので、放電空隙が０．３ｍｍ以下の極小さい空隙長
であっても、均一に精度良く同軸配置をすることがで
き、これにより高濃度で高発生効率のオゾン発生装置を
得ることができる。また、設置位置の位置ずれが生じて
しまった場合でも容易に調節することができ、誘電体管
の機械歪みによる破損を抑制することができる効果があ
る。

【００３７】この発明によれば、支え治具が円筒型電極
管もしくは誘電体管の径方向に延びた長穴よりなる支持
用穴を備え、支持用穴を貫通した支持用ボルトにより固
定したので、放電空隙が０．３ｍｍ以下の極小さい空隙
長であっても、均一に精度良く同軸配置をすることがで
き、これにより高濃度で高発生効率のオゾン発生装置を
得ることができる。また、設置位置の位置ずれが生じて
しまった場合でも容易に調節することができ、誘電体管
の機械歪みによる破損を抑制することができる効果があ
る。

【００３８】この発明によれば、円筒型電極管対の一方
の端部に複数個配置され、誘電体管の軸方向の設置位置
を固定する固定治具を備えたので、原料ガス流下流側へ
の誘電体管の位置移動を防ぐことができ、これによる異
常放電を抑えることができる。また、誘電体管の軸方向
における設置位置の固定が強固になるので高圧の原料ガ
スを供給することができるので、高圧のオゾンガスを生
成することができる効果がある。

【００３９】この発明によれば、固定治具が円筒型電極
管対の原料ガス流下流側の端面にのみ設置されたので、
原料ガス流下流側への誘電体管の位置移動を防ぐことが
でき、これによる異常放電を抑えることができるという
効果がある。

【００４０】この発明によれば、複数個の円筒型電極管
対と、この円筒型電極対の誘電体管の端部を保護する保
護治具とを備え、保護治具を介して円筒型電極管対が軸
方向に対向するように配置したので、原料ガスの圧力に
よる誘電体管の原料ガス流下流側への移動や、誘電体管
の円筒型電極管内への挿入時における誘電体管の破損を
防ぐことができる大型オゾン発生装置を得ることがで
き、構造が簡単なことからコスト的にも有利であるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるオゾン発生装
置を示す図であり、（ａ）は装置の側断面図、（ｂ）は
（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

【図２】 放電空隙調整操作をさらに容易にするために
設けた空隙長調整用治具を示す斜視図である。

【図３】 この発明の実施の形態２によるオゾン発生装
置を示す図であり、（ａ）は装置の側断面図、（ｂ）は
（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。

【図４】 上記の実施の形態２によるオゾン発生装置の
変形例を示す側断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態３におけるオゾン発生
装置を示す側断面図である。

【図６】 この発明の実施の形態４によるオゾン発生装
置の側断面図である。

【図７】 従来のオゾン発生装置を示す図であり、
（ａ）はオゾン発生装置の側断面図、（ｂ）は（ａ）に
おけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図８】 従来のオゾン発生装置を示す図であり、図７
（ｂ）と同様の面で切った断面図である。

【図９】 複数個の電極対を使用した従来の大型オゾン
発生装置であり、（ａ）はその側面断面図、（ｂ）は
（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。

【符号の説明】

２ 高電圧電極（円筒型電極管）、３ 円筒型接地電極
管（円筒型電極管）、４ ガラス誘電体管（誘電体
管）、５ 放電空隙、９ 保護具材（保護治具）、６０
支持用穴、６０１ 支え治具、６０２ 支持用ボル
ト、６０３ クランク状の位置固定用治具（固定治
具）、６０３ａ 円筒鍋形状位置固定用治具（固定治
具）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同軸に配置され、二重管構造を形成して
   なる円筒型電極管対と、上記円筒型電極管対の同軸上に
   配置され、各々の円筒型電極管との対向間隙に介装され
   た誘電体管と、この誘電体管を介した上記円筒型電極管
   対の各々の円筒型電極管との対向間隙よりなる放電空隙
   とを備え、上記円筒型電極管対内に原料ガスを流入し、
   上記放電空隙に高電圧を印加することによってオゾンガ
   スを発生させるオゾン発生装置において、 上記円筒型電極管もしくは誘電体管の両端部に複数個配
   置され、上記放電空隙が均一になるように上記円筒型電
   極管もしくは誘電体管の径方向の設置位置を調整・固定
   する支え治具を備えたことを特徴とするオゾン発生装
   置。
2. 【請求項２】 支え治具は、 円筒型電極管もしくは誘電体管の径方向に延びた長穴よ
   りなる支持用穴を備え、 上記支持用穴を貫通した支持用ボルトにより固定される
   ことを特徴とする請求項１記載のオゾン発生装置。
3. 【請求項３】 同軸に配置され、二重管構造を形成して
   なる円筒型電極管対と、上記円筒型電極管対の同軸上に
   配置され、各々の円筒型電極管との対向間隙に介装され
   た誘電体管と、この誘電体管を介した上記円筒型電極管
   対の各々の円筒型電極管との対向間隙よりなる放電空隙
   とを備え、上記円筒型電極管対内に原料ガスを流入し、
   上記放電空隙に高電圧を印加することによってオゾンガ
   スを発生させるオゾン発生装置において、 上記円筒型電極管対の一方の端部に複数個配置され、上
   記誘電体管の軸方向の設置位置を固定する固定治具を備
   えたことを特徴とするオゾン発生装置。
4. 【請求項４】 固定治具は、 円筒型電極管対の原料ガス流下流側の端部にのみ設置し
   たことを特徴とする請求項３記載のオゾン発生装置。
5. 【請求項５】 複数個の円筒型電極管対と、 上記円筒型電極管対の誘電体管の端部を保護する保護治
   具とを備え、 上記保護治具を介して上記円筒型電極管対が軸方向に対
   向するように配置されることを特徴とする請求項４記載
   のオゾン発生装置。