JP2003306318A

JP2003306318A - オゾン発生器

Info

Publication number: JP2003306318A
Application number: JP2002111874A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Nagakura; 正昭長倉; Masaya Nagakura; 正弥長倉
Original assignee: ECO DESIGN KK
Current assignee: ECO DESIGN KK
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2003-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は通常の水道水、工業用水等の電気伝
導性を持つ水を冷却水として用いて、無声放電式の２重
管型オゾン発生器の内外両面を冷却する構造を提供する
ことを課題とする。【解決手段】本発明は上記の課題を解決するために、
２重管構造の放電管を用いた無声放電法オゾン発生器に
おいて外側の管（１）の外面を接地電位に保持しつつ冷
却水を通じて冷却する一方、交流高電圧の負荷される内
側の管（２）の内面は、同管の内部に電気絶縁性の管
（４、５）を通じて冷却水を導入、導出することにより
冷却する。特に石英ガラスを用いた２重管型オゾン発生
器において、選択図に示すごとく、外側管の外面を冷却
する冷却水（１３）ならびに内側管の内面を冷却する冷
却水（１４）の内部に導電性材料による線状、棒状等の
電極（１５、１６）を挿入して交流高電圧を負荷する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、気体中の放電によ
りオゾンを発生させるオゾン発生器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】無声放電法によるオゾン発生器が普及し
ている。これは金属と固体誘電体の間もしくは固体誘電
体と固体誘電体の間もしくは固体誘電体を被覆した金属
と金属の間に酸素含有気体を流しつつ、放電を生じさせ
てオゾンを発生する。

【０００３】例えばステンレス管の内側に内面を電気伝
導性物質で被覆したガラス管を配置し、ステンレス管と
ガラス管内面の電気伝導性物質の間に乾燥空気または酸
素等のオゾン発生用気体を送り、同時にステンレス管と
ガラス管内面の電気伝導性物質の間に５〜１０ｋＶ、５
０〜５０００Ｈｚ程度の交流高電圧を負荷してオゾン発
生用気体中に放電を生ぜしめてオゾンを発生させる。

【０００４】一般にオゾン発生器により生成するオゾン
含有気体中のオゾン濃度は放電中の気体の温度に依存
し、気体の温度が低いほどオゾン濃度が高くなり、それ
によりオゾンの発生効率すなわち投入電力に対するオゾ
ン発生量の割合も増大するため、気体の冷却に工夫がな
されている。

【０００５】従来の２重管構造の無声放電法オゾン発生
器の場合は一般に外部の管を水冷する方法を採用してい
る。また、特開平０９−３１５８０３、特開平１１−１
３９８０９のごとく純水を用いて両面を冷却するオゾン
発生器も考案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は無声放電方に
おけるオゾン発生器における放電中気体の冷却方法に関
わるものである。

【０００７】従来の２重管構造の無声放電法オゾン発生
器においては一般に放電中の気体を冷却するために外側
の管の外部を冷却水により強制対流により冷却する方法
が採用されている。

【０００８】この場合、外側の管が電気的に接地され、
従って内側の管は高電圧となるために通常の水道水、工
業用水を用いた冷却水により冷却することは困難であ
り、特に冷却するためには純水あるいは電気絶縁性の冷
媒が必要と考えられてきている。

【０００９】ところが純水あるいは電気絶縁性の冷媒を
用いた場合オゾン発生器全体のコストが増大する。

【００１０】また特に石英２重管など双方に誘電体の管
を用いた場合には内側の管の内面に高電圧を負荷するた
めに、同表面を導電性物質で被覆することが必要であ
る。

【００１１】本発明は通常の水道水、工業用水等の電気
伝導性を持つ水を冷却水として用いて、無声放電式の２
重管型オゾン発生器の内外両面を冷却する構造を提供す
ることを課題とする。特に石英ガラスを用いた２重管型
オゾン発生器において内側管の内面に導電性物質を被覆
しないで高電圧を負荷できる構造を提供することを課題
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、２重管構造の放電管を用いた無声放電法
オゾン発生器において外側の管（１）の外面を接地電位
に保持しつつ冷却水を通じて冷却する一方、交流高電圧
の負荷される内側の管（２）の内面は、同管の内部に電
気絶縁性の管（４、５）を通じて冷却水を導入、導出す
ることにより冷却する。

【００１３】ここで、前記２本の電気絶縁性の材料の管
（４、５）の内径及び長さはそれぞれそれらの管内に冷
却用の水を満たした状態における長さ方向の電気抵抗
（単位Ω）が前記交流高電圧実効値（単位Ｖ）の２乗を
オゾン発生器放電部の消費電力（単位Ｗ）で除した値の
１０倍より大きくなるように設定する。

【００１４】あるいは以上と逆に内側の管の内面を接地
電位に保持しつつ冷却水を通じて冷却する一方、交流高
電圧の負荷される外側の管の外面は、同管の外側に電気
絶縁性の管を通じて冷却水を導入、導出することにより
冷却する。

【００１５】この場合も、前記電気絶縁性の管の部分の
内径と長さを電気抵抗は上記と同様の条件を満たすよう
に設定する。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態実施例を示す
図により説明する。

【００１７】実施の形態１．図１は実施の形態１による
実施例を示す。

【００１８】同図に示すオゾン発生器は放電部外側管
（１）の外面を外側電位導入電極（１５）を介して接地
電位に保持し、内側管（２）の内面に内側電位導入電極
（１６）を介して交流高電圧を負荷し、それらの管
（１、２）の間の空隙部（１２）に酸素含有気体を流通
させてオゾンを発生させる。

【００１９】また外側の管の外面を冷却するための冷却
水は、その管の一端の入り口（８）より導入され他端の
出口（９）より排出される。

【００２０】一方交流高電圧の負荷された内側の管
（２）の内面を冷却するための冷却水はスパイラル状の
絶縁性材料の管（４）の管内を通じて内側の管（２）の
内部に導入され、また同様の管（５）を通じて排出され
る。

【００２１】ここで２式のスパイラル状の管（４、５）
の内径及び長さはそれぞれそれらの管内に冷却用の水を
満たした状態における長さ方向の電気抵抗（単位Ω）が
前記交流高電圧実効値（単位Ｖ）の値の２乗を前記空隙
部（１２）における放電による消費電力（単位Ｗ）で除
した値の１０倍より大きくなるように設定されている。

【００２２】たとえば１０ｋＶの交流高電圧実効値で、
放電による消費電力が１００Ｗの場合には前記スパイラ
ル状の管の部分の電気抵抗は１０ＭΩ以上とする。

【００２３】このような電気抵抗とするために実施例で
は内径２ｍｍ長さ１ｍのフッ素樹脂管を用いている。

【００２４】実施の形態２. 図２は実施の形態２によ
る実施例を示す。同図は図１と逆に２重管の外側の管
（１）の外面に交流高電圧を負荷し、内側の管（２）の
内面を接地した実施形態を示す。

【００２５】詳細な説明は省略するが、この構造が基礎
とする考え方は図１と同様である。

【００２６】

【発明の効果】本発明のによれば２重管方無声放電式オ
ゾン発生器において放電管の両面が通常の水道水や工業
用水により冷却出来、冷却コストの低い両面冷却が達成
される。

【００２７】特に２重管の外側、内側ともに石英管を使
用した場合には、冷却水に電気伝導性があるために、外
側管の外側もしくは内側管の内面を電気伝導性の膜で被
覆することを必要とせず、導電性材料の電極をそれぞれ
の面を冷却する冷却水の内部に挿入することにより高電
圧を負荷することが可能となり、オゾン発生器の製造工
程が著しく簡略化される。

【００２８】特に高電圧部に冷却水を導入する部分にお
ける電気絶縁性の材料の管（４、５）の内径及び長さを
それぞれそれらの管内に冷却用の水を満たした状態にお
ける長さ方向の電気抵抗（単位Ω）が前記交流高電圧実
効値（単位Ｖ）の２乗をオゾン発生器放電部の消費電力
（単位Ｗ）で除した値の１０倍より大きくなるように設
定することにより、この部分における電力の消費を放電
電力の１０％以下（２本で２０％以下）とすることが出
来るため、このような構造の採用による電力費の増大
は、冷却コストの低下、オゾン発生器の製造工程の簡略
化により十分補うことが出来、全体としてオゾン発生に
関わるコストが低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】２重管式無声放電管の外側を接地し、内側に交
流高電圧を負荷する場合の構造を示す。

【図２】２重管式無声放電管の内側を接地し、外側に交
流高電圧を負荷する場合の構造を示す。

【符号の説明】

１放電部外側管２放電部内側管３外側冷却部外套４冷却水の高電圧部導入用絶縁管５冷却水の高電圧部導出用絶縁管６原料気体入り口７オゾン含有気体出口８外側冷却水入り口９外側冷却水出口１０内側冷却水入り口１１内側冷却水出口１２交流高電圧源１３外側冷却水１４内側冷却水１５内側電位導入電極（高電圧側）１６外側電位導入電極（接地側）１７内側電位導入配線（高電圧側）１８外側電位導入配線（接地側）１９接地箇所２０空隙部（放電部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同心軸状に配置された２本の管（１、２）
の外側の管（１）の外面及び内側の管（２）の内面の間
に交流高電圧を負荷し、外側の管（１）と内側の管
（２）の間の空隙部（２０）に酸素含有気体を通じて、
放電を生ぜしめてオゾンを発生させるオゾン発生器であ
って、次のａ）ｂ）ｃ）ｄ）の条件を兼ね備えることを
特徴とするもの。ａ）前記外側の管（１）の外面及び内側の管（２）の内
面はいずれも水道水、工業用水等の電気伝導性のある水
を流通して冷却されている。ｂ）前記外側の管（１）の外面及び内側の管（２）の内
面のいずれかが接地電位に保持され、他方に交流高電圧
が負荷される。ｃ）前記ｂ）の交流高電圧が負荷された側の管面を冷却
する水は外部より電気絶縁性の材料の管（４）の管内を
通じて導入され、電気絶縁性の管（５）の管内を通じて
外部へ導出される。ｄ）前記ｃ）の２本の電気絶縁性の材料の管（４、５）
の内径及び長さはそれぞれそれらの管内に冷却用の水を
満たした状態における長さ方向の電気抵抗（単位Ω）が
前記交流高電圧実効値（単位Ｖ）の２乗を前記空隙部
（１２）における消費電力（単位Ｗ）で除した値の１０
倍より大きくなるように設定されている。
【請求項２】同心軸状に配置された２本の石英ガラス製
の管（１、２）の外側の管（１）の外面及び内側の管
（２）の内面の間に交流高電圧を負荷し、外側の管
（１）と内側の管（２）の間の空隙部（２０）に酸素含
有気体を通じて、放電を生ぜしめてオゾンを発生させる
オゾン発生器であって、次のａ）ｂ）ｃ）ｄ）の条件を
兼ね備えることを特徴とするもの。ａ）前記外側の管（１）の外面及び内側の管（２）の内
面はいずれも水道水、工業用水等の電気伝導性のある水
を流通して冷却されている。ｂ）前記外側の管（１）の外面及び内側の管（２）の内
面のいずれかが接地電位に保持され、他方に交流高電圧
が負荷される。ｃ）前記ｂ）の交流高電圧が負荷された側の管面を冷却
する水は外部より電気絶縁性の材料の管（４）の管内を
通じて導入され、電気絶縁性の管（５）の管内を通じて
外部へ導出される。ｄ）前記ｃ）の２本の電気絶縁性の材料の管（４、５）
の内径及び長さはそれぞれそれらの管内に冷却用の水を
満たした状態における長さ方向の電気抵抗（単位Ω）が
前記交流高電圧実効値（単位Ｖ）の２乗を前記空隙部
（１２）における消費電力（単位Ｗ）で除した値の１０
倍より大きくなるように設定されている。ｅ）前記外側の管（１）の外面及び内側の管（２）の内
面の電位はそれぞれの部分を冷却する水の中に挿入され
た導電性材料の電極（１５、１６）を通じて負荷され
る。