JP2003026407A - オゾン発生量調節方法及びその装置 - Google Patents

オゾン発生量調節方法及びその装置

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JP2003026407A JP2002009652A JP2002009652A JP2003026407A JP 2003026407 A JP2003026407 A JP 2003026407A JP 2002009652 A JP2002009652 A JP 2002009652A JP 2002009652 A JP2002009652 A JP 2002009652A JP 2003026407 A JP2003026407 A JP 2003026407A
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ozone generation
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Seung Hee Han
承煕 韓
Yeon Hee Lee
▲よん▼姫 李
Gyu Jin Ha
圭眞 河
In Bae Jung
寅培 鄭
Jang Seop Kim
長燮 金
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Korea Institute of Science and Technology KIST
Youlchon Chemical Co Ltd
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Youlchon Chemical Co Ltd
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
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    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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    • C01B2201/90Control of the process

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無音放電方式を用いるオゾン発生装置におい
て、オゾン発生のための高周波高電圧パルスのオン−オ
フを該高電圧の周波数より相対的に低い他の周波数のオ
ン−オフ時間比率によって調節して、発生されるオゾン
量を調節入力信号に応じて線形的に調節すること。 【解決手段】 オゾン発生量を調節するため、5V〜1
0V範囲の直流としての第1信号を発生し、該第1信号
に応じてそのオン/オフ時間比率が決まる1Hz〜5kHz
範囲のパルスとしての第2信号を発生し、該第2信号が
オン状態にあるときにのみ、オゾン発生のための1kHz
〜50kHz範囲のパルスとしての高周波信号を前記オゾ
ン発生器に印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高濃度オゾン発生
装置のオゾン発生量を効率的に調節するための方法及び
その装置に関し、特に無音放電を用いるオゾン発生装置
において二重周波数を利用したオゾン発生量調節方法及
びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】強酸化力、脱色・脱臭力、及び殺菌力を
有するオゾンO3は、多様な応用分野において用いられ
ているが、貯蔵が不可能で自然状態において酸素O2
還元される特性を有している。従って、オゾンを利用す
るためには、酸素または空気を原料としたオゾン発生装
置を利用してオゾンを製造しなければならず、その利用
分野によってオゾンの発生量を正確に調節し、また効率
的に発生させることができなければならない。特にオゾ
ン発生量の線形的調節はオゾンを利用した工程の最適化
において非常に重要な要素である。
【0003】このようなオゾンを製造する方法として
は、化学法、紫外線法、プラズマ法、放射線照射法、及
び無音放電法などがあるが、最も代表的な方法として、
多量のオゾンを効率的に製造できる無音放電法が主に用
いられている。無音放電法とは、二つの金属電極中の一
方または両方を絶縁体で絶縁し、両金属電極間に高電圧
の交流またはパルスを印加すると、二つの電極間の空間
内で高電圧による放電が起きるようになるが、その放電
空間に酸素または酸素を含有した気体を通過させること
により、電気放電によって2個の酸素分子Oに対して強
制的に一つの酸素分子Oがさらに加えられてオゾンO3
が生成されるものである。
【0004】このような無音放電法を利用するオゾン発
生装置において、発生されるオゾン発生量を調節するた
めの従来の方法では、オゾン発生装置の金属電極に印加
される高電圧の電圧値を変化させたり高電圧の周波数、
またはパルス幅を変化させる方法が用いられたが、後述
する無音放電の特性上、前述の方法ではオゾン発生量を
線形的に変化させて調節することは非常に難しいことで
あった。
【0005】換言すれば、第一に、オゾン発生装置の電
極に印加される高電圧の電圧値を変化させることは可能
である。この場合、一般に電圧が増加すればオゾン発生
量は増加するようになるが、その増加曲線が電圧によっ
て線形的でなく、また電圧値が一定の電圧以上となると
き無音放電が起き始めるので、オゾン発生量の線形的調
節は不可能である。
【0006】第二に、高電圧パルスの周波数を変化させ
ることが可能である。この場合には、オゾン発生装置の
オゾン発生器、高電圧インバータ及び高電圧トランスに
おけるインピーダンス整合が変化するようになるので、
前記インピーダンス整合によって決定される放電に必要
な最適の高電圧高周波の周波数を得ることができず、最
適のオゾン発生効率を得ることができない。
【0007】第三に、高電圧パルスのパルス幅を変化さ
せる場合にも、最適パルス幅以上ではパルス幅を増加さ
せてもオゾン発生量の変化がほとんどないので、オゾン
発生量を効果的に調節できない。
【0008】また、正弦波交流高電圧を一部利用するオ
ゾン発生装置では、正弦波のオン−オフ時間比を調節し
てオゾン発生量を調節する方法を利用しているが、正弦
波のオン−オフ時間を変化させる場合、印加される高電
圧の電圧値も共に変化するようになるので、オゾン発生
量を線形的に変化させることはできない(I. D. Chalme
rs, R. C. Baird and T. Kelly, Meas. Sci. Technoi.
9(1998)983参照)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
無音放電方式を用いるオゾン発生装置において、オゾン
発生のための高周波高電圧パルスのオン−オフを、高周
波高電圧の周波数より相対的に低い他の周波数のオン−
オフ時間比率によって調節することによって、発生され
るオゾン量を調節入力信号に応じて線形的に調節する二
重周波数を利用するオゾン発生量調節方法及びその装置
を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の一好適実施例によれば、オゾン発生器の
オゾン発生量を調節するオゾン発生量調節方法であっ
て、オゾン発生量を調節するための第1信号を発生する
段階と、該第1信号に応じてそのオン/オフ時間比率が
決まる第2信号を発生する段階と、該第2信号がオン状
態にあるときにのみ、オゾン発生のための高周波信号を
オゾン発生器に印加する段階とを含むオゾン発生量調節
方法が提供される。
【0011】好ましくは、第1信号は5V〜10V範囲の
直流信号であり、第2信号は1Hz〜5kHzの周波数範囲
を有するパルスであり、高周波信号は1kHz〜50kHzの
周波数範囲を有するパルスである。
【0012】また、本発明の他の好適実施例によれば、
オゾン発生器のオゾン発生量を調節するオゾン発生量調
節装置であって、オゾン発生量を調節するための第1信
号を発生する第1信号発生手段と、該第1信号に応じて
そのオン/オフ時間比率が決まる第2信号を発生する第
2信号発生手段と、該第2信号がオン状態にあるときに
のみ、高周波信号を発生する高周波信号発生手段と、該
高周波信号に基づいてオゾンを発生するオゾン発生手段
とを含むオゾン発生量調節装置が提供される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施例につい
て、添付図面を参照しながらより詳しく説明する。
【0014】図1は、本発明の説明に用いられる、無音
放電法を用いるオゾン発生装置の主要部の概略的なブロ
ック図である。
【0015】同図において、オゾン発生装置100は調
節信号発生部10、オゾン発生量調節器30、高電圧ト
ランス50、及びオゾン発生器70を含む。
【0016】調節信号発生部10は、オゾン発生量を調
節するための調節入力信号を発生する働きを果たし、用
いられる入力信号は必ずこれに限定されるものではない
が、最大5Vまたは10Vの低い直流電圧を利用するよう
になる。オゾン発生量調節器30は無音放電に必要な交
流の高周波パルスを発生する装置であり、本発明によれ
ば、高周波パルスのオン/オフを高周波パルスの周波数
より相対的に低い周波数のオン/オフ信号によって調節
する働きを果たす。高電圧トランス50はオゾン発生量
調節器30から出力された高周波低電圧パルスを放電に
必要な高電圧に昇圧させる働きを果たす。オゾン発生器
70は高電圧トランス50を通じて放電に必要な最適の
高周波高電圧パルスが印加されると、無音放電によって
オゾンを発生する。
【0017】図2は、本発明によるオゾン発生量調節器
の概略的なブロック図である。
【0018】図2を参照すれば、オゾン発生量調節器3
0は、図1に示した調節信号発生部10の調節信号に応
じて予め決められたオン/オフ時間比率を有する変換信
号を発生するオン/オフ時間比率変換部31と、このオ
ン/オフ時間比率変換部31からの変換信号に応じて、
このオン/オフ時間比率を有する低周波パルスを発生さ
せる低周波パルス発振回路32と、放電に必要な最適の
高周波パルスを発生させる高周波発振回路34と、低周
波パルス発振回路32から発生された低周波パルス信号
と高周波パルス信号とを乗算するための乗算器36とを
含む。符号33は低周波パルス発振回路32から発生さ
れる低周波パルス波形で、符号35は高周波発振回路3
4から発生される高周波パルスの波形である。乗算器3
6は二つのパルス33,35を乗算して最終的に調節入
力信号によってオン/オフされる高周波パルス37を得
る。前述のように、乗算器36を通じて出力された高周
波パルス37は図1中の高電圧トランス50に印加さ
れ、無音放電に必要な高電圧に昇圧されてオゾン発生器
70に印加される。
【0019】例えば、調節入力信号として最大5Vの直
流電圧を用いる場合、オン/オフ時間比率変換部31か
ら低周波パルス発振回路32へ入力される変換信号は、
0Vではオン0%/オフ100%、1Vではオン20%/
オフ80%、2Vではオン40%/オフ60%、3Vでは
オン60%/オフ40%、4Vではオン80%/オフ2
0%、5Vではオン100%/オフ0%といった時間比
率を有する。このように、変換された時間比が低周波パ
ルス発振回路32に与えられると、この時間比に応じる
オン/オフ波形を有する低周波パルスが発生される。前
述のように、予め決められた時間比率によってオン/オ
フ時間比が決定された低周波パルス33と放電に必要な
高周波パルス35とは乗算器36によって、低周波パル
ス33がオン信号の場合、最終高周波パルスはオン信号
を、オフ信号の場合、最終高周波パルスはオフ信号を出
力することによって、放電に必要な高周波パルスのオン
/オフが調節入力信号によって予め決められたオン/オ
フ時間比率を有する低周波パルスのオン/オフ時間比率
によって調節されることが分かる。
【0020】図3(a)及び図3(b)は、各々、本発
明の一実施例による放電のための高周波高電圧パルスの
オン/オフ状態を示す模式図である。
【0021】図3(a)を参照すれば、最大オゾン発生
量を得るために全体放電時間の間、高電圧放電が起きる
ように高電圧パルスが常に印加される形態を示すもので
あって、調節入力信号として5Vの直流電圧が利用した
場合に該当される。5Vの直流電圧はオン/オフ時間比
率、即ちオン時間100%、オフ時間0%に変換され、
高電圧パルスのオン時間が100%、オフ時間が0%に
高周波高電圧パルスがオゾン発生器に常に印加され、全
体放電時間の間、継続して放電が起きるようになること
によって、最大オゾン発生量を得ることができる。
【0022】図3(b)を参照すれば、最大オゾン発生
量の40%のオゾンを発生させる場合の高周波高電圧パ
ルス形態を示すものである。即ち、調節入力信号として
3Vの直流電圧を利用した場合、オン時間40%、オフ
時間60%で調節され、オゾン発生器70に印加される
高電圧パルスは全体放電時間の40%の時間の間だけ印
加され、該当オン時間の間にのみ放電が起きるようにな
ることによって、オゾン発生量を最大オゾン発生量の4
0%まで調節することができる。
【0023】図4は、本発明の一実施例による調節入力
電圧とそれに応じるオゾン発生量との関係を示すグラフ
である。
【0024】同図において、横軸はオゾン発生量を調節
するための調節入力電圧(V)を示し、縦軸はこれに応
じて発生するオゾン発生量(g/hr)を示す。
【0025】図示の通り、時間当り最大40gのオゾン
を発生させることができるオゾン発生装置において、調
節入力信号として最大5Vの直流電圧が利用した場合、
0Vから5Vまで調節入力電圧(V)の変化に応じてオゾ
ン発生量もほとんど線形的に変化していることが分か
る。
【0026】上記において、本発明の好適な実施の形態
について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱すること
なく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【0027】
【発明の効果】従って、本発明によれば、放電用高周波
高電圧パルスのオン/オフ時間比率を高周波高電圧パル
スの周波数より相対的に低い他の周波数のオン/オフ時
間比率によって調節することによって、調節入力信号に
対して線形的に変化するオゾン発生量を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の説明に用いられる、無音放電法を用い
るオゾン発生装置の要部の概略的なブロック図である。
【図2】本発明によるオゾン発生量調節器の概略的なブ
ロック図である。
【図3】(a)及び(b)よりなり、各々本発明の一実
施例による放電のための高周波高電圧パルスのオン/オ
フ状態を示す模式図である。
【図4】本発明の一実施例による調節入力電圧とそれに
応じるオゾン発生量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10 調節信号発生部 30 オゾン発生量調節器 31 オン/オフ時間比率変換部 32 低周波パルス発振回路 34 高周波発振回路 36 乗算器 50 高電圧トランス 70 オゾン発生器 100 オゾン発生装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 502021349 ユルチョン・ケミカル・カンパニー・リミ テッド YOUL CHON CHEMICAL CO.,LTD. 大韓民国、ソウル、ドンジャック、シンデ バンドン370−1 (72)発明者 韓 承煕 大韓民国ソウル特別市蘆原区中溪1洞 ロ ッテウソンアパート101棟802号 (72)発明者 李 ▲よん▼姫 大韓民国ソウル特別市東大門区回基洞109 −111 キストアパートG棟1号 (72)発明者 河 圭眞 大韓民国ソウル特別市西大門区弘恩3洞 408−6 (72)発明者 鄭 寅培 大韓民国ソウル特別市麻浦区望遠2洞468 −34 101号 (72)発明者 金 長燮 大韓民国ソウル特別市銅雀区新大方2洞 364−104 Fターム(参考) 4G042 CA01 CB24 CD04

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オゾン発生器のオゾン発生量を調節する
    オゾン発生量調節方法であって、 オゾン発生量を調節するための第1信号を発生する段階
    と、 前記第1信号に応じて、そのオン/オフ時間比率が決ま
    る第2信号を発生する段階と、 前記第2信号がオン状態にあるときにのみ、オゾン発生
    のための高周波信号を前記オゾン発生器に印加する段階
    と、を含むことを特徴とするオゾン発生量調節方法。
  2. 【請求項2】 前記第1信号が、5V〜10V範囲の直流
    信号であることを特徴とする請求項1に記載のオゾン発
    生量調節方法。
  3. 【請求項3】 前記第2信号が、1Hz〜5kHz範囲のパ
    ルスであることを特徴とする請求項1に記載のオゾン発
    生量調節方法。
  4. 【請求項4】 前記高周波信号が、1kHz〜50kHz範囲
    のパルスであることを特徴とする請求項1に記載のオゾ
    ン発生量調節方法。
  5. 【請求項5】 オゾン発生器のオゾン発生量を調節する
    オゾン発生量調節装置であって、 オゾン発生量を調節するための第1信号を発生する第1
    信号発生手段と、 前記第1信号に応じて、そのオン/オフ時間比率が決ま
    る第2信号を発生する第2信号発生手段と、 前記第2信号がオン状態にあるときにのみ、高周波信号
    を発生する高周波信号発生手段と、 前記高周波信号に基づいてオゾンを発生するオゾン発生
    手段と、を含むことを特徴とするオゾン発生量調節装
    置。
  6. 【請求項6】 前記第1信号が、直流信号であることを
    特徴とする請求項5に記載のオゾン発生量調節装置。
  7. 【請求項7】 前記第2信号が、1Hz〜5kHz範囲のパ
    ルスであることを特徴とする請求項5に記載のオゾン発
    生量調節装置。
  8. 【請求項8】 前記高周波信号が、1kHz〜50kHz範囲
    のパルスであることを特徴とする請求項5に記載のオゾ
    ン発生量調節装置。
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