JP2008222495A - Ozone generation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、水処理設備等に利用されるオゾン化ガスを工業的に生成するオゾン発生装置に関するものである。 The present invention relates to an ozone generator for industrially generating ozonized gas used in water treatment facilities and the like.
所定濃度のオゾンを含むガスであるオゾン化ガスには、脱臭、殺菌作用があり、水処理設備等に使用されている。オゾン化ガスを工業的に生成する方法としては、酸素または酸素を含む原料ガスを微小空間に流通させ、微小空間に電界を加えて無声放電を発生させ、この放電エネルギーにより生成する方法が一般的である。
無声放電を発生させる微小空間は、ステンレスなどの金属管などで構成される接地電極の中に、内部に高圧電極を有するガラスなどからなる誘電体放電管を挿入して、接地電極と誘電体放電管の間に形成される。高圧電極は、誘電体放電管の内面にアルミなどの金属を溶射などにより形成した薄膜である。
一般にオゾン発生装置はガス圧力を高くして動作させる場合に効率が高いため、接地電極および誘電体放電管などは高圧タンク内に収納されている。
Ozonized gas, which is a gas containing ozone at a predetermined concentration, has a deodorizing and sterilizing action and is used in water treatment facilities and the like. As a method for industrially generating ozonized gas, a method is generally used in which oxygen or a source gas containing oxygen is circulated in a minute space, an electric field is applied to the minute space to generate a silent discharge, and this discharge energy is generated. It is.
In the minute space that generates silent discharge, a dielectric discharge tube made of glass or the like having a high-voltage electrode inside is inserted into a ground electrode composed of a metal tube such as stainless steel. Formed between the tubes. The high voltage electrode is a thin film formed by spraying a metal such as aluminum on the inner surface of a dielectric discharge tube.
In general, since an ozone generator is highly efficient when operated at a high gas pressure, a ground electrode, a dielectric discharge tube, and the like are housed in a high-pressure tank.
放電空間にだけ原料ガスが流れ、誘電体放電管の内部にはガスが通過しないように、誘電体放電管はその一端を密閉する。放電により発生するオゾンや窒素酸化物など(オゾン等と呼ぶ)は、ガス流の下流側に多いので、これらのオゾン等が誘電体放電管の内部にできるだけ侵入しないように、下流側の端を密閉する。
上流側は開放しているが、オゾン等がガス流に逆らって上流側に移動して、上流側の開放端から誘電体放電管の内部に入ることはなく、ガスが流れている間は高圧電極がオゾン等により腐食することはない。オゾン発生装置の運転を停止する際にも、放電を停止してガスだけを流す状態を所定の時間だけ保持した後で、ガス流を止めるので、放電により発生したオゾン等が誘電体放電管の内部に入ることはない。
放電場で生成されたオゾンや窒素酸化物などのオゾン等により高圧電極が腐食しないように、誘電体放電管を密閉するものもある。(例えば、特許文献1を参照)
The dielectric discharge tube is sealed at one end so that the source gas flows only in the discharge space and does not pass through the dielectric discharge tube. Since ozone and nitrogen oxides (referred to as ozone, etc.) generated by the discharge are often downstream in the gas flow, the downstream end should be placed so that these ozone etc. do not enter the dielectric discharge tube as much as possible. Seal.
Although the upstream side is open, ozone or the like moves upstream against the gas flow and does not enter the inside of the dielectric discharge tube from the open end on the upstream side. The electrode is not corroded by ozone or the like. Even when the operation of the ozone generator is stopped, the gas flow is stopped after holding the state in which the discharge is stopped and only the gas is allowed to flow for a predetermined period of time. Never go inside.
In some cases, the dielectric discharge tube is hermetically sealed so that the high voltage electrode is not corroded by ozone generated by the discharge field or ozone such as nitrogen oxides. (For example, see Patent Document 1)
ガス流の下流側の端を閉じた誘電体放電管は、前述のように通常の運転状態および手順にしたがった起動停止を行っていれば、高圧電極が腐食することはない。しかし、電極の破損や水漏れなどの突発事故が発生するなどして、点検や修理などのために、オゾン発生装置を停止後すぐに高圧タンクの内部を大気に開放すると、大気中の水分が入り込み、高圧電極の表面で窒素酸化物と水が反応して硝酸が生成され、短時間で高圧電極の腐食が進む。また、オゾン発生装置を所定の手順をふまないで停止させた場合でも同様である。これらのことを、発明者らは発見した。 The dielectric discharge tube whose end on the downstream side of the gas flow is closed will not corrode the high-voltage electrode if it is started and stopped according to the normal operation state and procedure as described above. However, if a sudden accident such as electrode breakage or water leakage occurs and the inside of the high-pressure tank is released to the atmosphere immediately after stopping the ozone generator for inspection or repair, moisture in the atmosphere Nitrogen oxide and water react on the surface of the high voltage electrode to produce nitric acid, and the high voltage electrode corrodes in a short time. The same applies to the case where the ozone generator is stopped without taking a predetermined procedure. The inventors have discovered these.
誘電体放電管を密閉すると、ガス圧力と大気圧との差分の圧力が誘電体放電管にかかる。圧力をかけられた誘電体を電場にさらすと、絶縁耐力が低下することが知られている。また、圧力すなわち機械的ストレスがかかるこことは、誘電体放電管が割れる確率が増えて、信頼性が低下する。
この発明に係るオゾン発生装置は、誘電体放電管にガス圧力がかからないようにして、非常停止などの際にも高圧電極が腐食することがないようなオゾン発生装置を得ることを目的とするものである。
When the dielectric discharge tube is sealed, a pressure difference between the gas pressure and the atmospheric pressure is applied to the dielectric discharge tube. It is known that the dielectric strength decreases when a dielectric under pressure is exposed to an electric field. Moreover, the probability that the dielectric discharge tube breaks is increased from that where pressure, that is, mechanical stress is applied, and reliability is lowered.
The ozone generator according to the present invention aims to obtain an ozone generator in which gas pressure is not applied to the dielectric discharge tube so that the high-voltage electrode is not corroded even in an emergency stop or the like. It is.
この発明に係るオゾン発生装置は、酸素を含む原料ガスからオゾンを含むガスであるオゾン化ガスを放電により生成するオゾン発生装置であって、原料ガスが流れてくる側の一端にガス流通口を設けたガス流通栓を設置し、もう一端は密閉された円筒状の誘電体放電管と、該誘電体放電管の内部に円筒状に設けられて交流電圧が印加される高圧電極と、前記誘電体放電管の外側に所定の間隔をおいて設けられた金属円筒管である接地電極と、前記高圧電極に交流電圧を印加する高圧電源と、前記誘電体放電管、前記高圧電極及び前記接地電極を収容し、原料ガスが入りオゾン化ガスが出る密閉可能な高圧容器と、前記誘電体放電管と前記接地電極の間を流れる原料ガスを前記高圧容器に供給する原料ガス供給部と、前記高圧電源及び前記原料ガス供給部を制御する制御部とを備えたものである。 An ozone generator according to the present invention is an ozone generator that generates an ozonized gas, which is a gas containing ozone, from a source gas containing oxygen by discharge, and has a gas distribution port at one end on the side from which the source gas flows. A gas discharge plug provided and a cylindrical dielectric discharge tube sealed at the other end; a high voltage electrode provided in a cylindrical shape inside the dielectric discharge tube to which an AC voltage is applied; and the dielectric A ground electrode which is a metal cylindrical tube provided outside the body discharge tube at a predetermined interval; a high voltage power source for applying an AC voltage to the high voltage electrode; the dielectric discharge tube; the high voltage electrode; and the ground electrode. A high-pressure container capable of sealing and containing an ozonized gas, a source gas supply unit for supplying source gas flowing between the dielectric discharge tube and the ground electrode to the high-pressure container, and the high-pressure vessel Power supply and raw materials It is obtained by a controller for controlling the scan supply unit.
また、酸素を含む原料ガスからオゾンを含むガスであるオゾン化ガスを放電により生成するオゾン発生装置であって、一端が開放されもう一端は密閉されている円筒状の誘電体放電管と、該誘電体放電管の内部に円筒状に設けられて交流電圧が印加される高圧電極と、前記高圧電極を覆って保護する保護部と、前記誘電体放電管の外側に所定の間隔をおいて設けられた金属円筒管である接地電極と、前記高圧電極に交流電圧を印加する高圧電源と、前記誘電体放電管、前記高圧電極及び前記接地電極を収容し、原料ガスが入り、オゾン化ガスが出る密閉可能な高圧容器と、前記誘電体放電管と前記接地電極の間を流れる原料ガスを前記高圧容器に供給する原料ガス供給部と、前記高圧電源及び前記原料ガス供給部を制御する制御部とを備えたものである。 Further, an ozone generator for generating an ozonized gas, which is a gas containing ozone, from a source gas containing oxygen by discharge, a cylindrical dielectric discharge tube having one end opened and the other end sealed, A high voltage electrode provided in a cylindrical shape inside the dielectric discharge tube to which an AC voltage is applied, a protective portion that covers and protects the high voltage electrode, and a predetermined interval outside the dielectric discharge tube A ground electrode that is a cylindrical metal tube, a high-voltage power source that applies an AC voltage to the high-voltage electrode, the dielectric discharge tube, the high-voltage electrode, and the ground electrode are housed, source gas is contained, and ozonized gas is contained. A sealable high-pressure vessel, a source gas supply unit that supplies a source gas flowing between the dielectric discharge tube and the ground electrode to the high-pressure vessel, and a control unit that controls the high-pressure power source and the source gas supply unit And with Than is.
さらに、酸素を含む原料ガスからオゾンを含むガスであるオゾン化ガスを放電により生成するオゾン発生装置であって、原料ガスが流れてくる側の一端にガス流通口を設けたガス流通栓を設置し、もう一端は開放された円筒状の第一の誘電体放電管と、一端が開放されもう一端が密閉された円筒状の第二の誘電体放電管と、前記第一の誘電体放電管の開放端と前記第二の誘電体放電管の開放端を気密を保って塞ぎ、前記第一の誘電体放電管及び前記第二の誘電体放電管の内部を連通させる絶縁物からなる円筒状の連結部材と、前記第一の誘電体放電管及び前記第二の誘電体放電管の内部に円筒状に設けられて交流電圧が印加される高圧電極と、前記第一の誘電体放電管及び前記第二の誘電体放電管の外側に所定の間隔をおいて設けられた金属円筒管である接地電極と、前記高圧電極に交流電圧を印加する高圧電源と、前記第一の誘電体放電管、前記第二の誘電体放電管、前記高圧電極及び前記接地電極を収容し、原料ガスが入りオゾン化ガスが出る密閉可能な高圧容器と、前記第一の誘電体放電管及び前記第二の誘電体放電管と前記接地電極の間を流れる原料ガスを前記高圧容器に供給する原料ガス供給部と、前記高圧電源及び前記原料ガス供給部を制御する制御部とを備えたものである。 Furthermore, it is an ozone generator that generates ozonized gas, which is ozone-containing gas, from oxygen-containing source gas by discharge, and is provided with a gas distribution stopper with a gas distribution port at one end on the side where the source gas flows A cylindrical first dielectric discharge tube with the other end open, a cylindrical second dielectric discharge tube with one end open and the other end sealed, and the first dielectric discharge tube A cylindrical shape made of an insulating material that closes the open end of the second dielectric discharge tube in an airtight manner and connects the inside of the first dielectric discharge tube and the second dielectric discharge tube. A connecting member, a high-voltage electrode provided in a cylindrical shape within the first dielectric discharge tube and the second dielectric discharge tube, to which an alternating voltage is applied, the first dielectric discharge tube, Metal provided at a predetermined interval outside the second dielectric discharge tube A cylindrical ground electrode, a high-voltage power supply for applying an alternating voltage to the high-voltage electrode, the first dielectric discharge tube, the second dielectric discharge tube, the high-voltage electrode, and the ground electrode; A sealable high-pressure vessel in which source gas enters and ozonized gas exits, and source gas flowing between the first dielectric discharge tube and the second dielectric discharge tube and the ground electrode is supplied to the high-pressure vessel. A source gas supply unit, and a control unit that controls the high-voltage power source and the source gas supply unit are provided.
この発明に係るオゾン発生装置は、酸素を含む原料ガスからオゾンを含むガスであるオゾン化ガスを放電により生成するオゾン発生装置であって、原料ガスが流れてくる側の一端にガス流通口を設けたガス流通栓を設置し、もう一端は密閉された円筒状の誘電体放電管と、該誘電体放電管の内部に円筒状に設けられて交流電圧が印加される高圧電極と、前記誘電体放電管の外側に所定の間隔をおいて設けられた金属円筒管である接地電極と、前記高圧電極に交流電圧を印加する高圧電源と、前記誘電体放電管、前記高圧電極及び前記接地電極を収容し、原料ガスが入りオゾン化ガスが出る密閉可能な高圧容器と、前記誘電体放電管と前記接地電極の間を流れる原料ガスを前記高圧容器に供給する原料ガス供給部と、前記高圧電源及び前記原料ガス供給部を制御する制御部とを備えたものなので、オゾン発生装置を非常停止させる場合でも高圧電極を腐食させることがないという効果が有る。 An ozone generator according to the present invention is an ozone generator that generates an ozonized gas, which is a gas containing ozone, from a source gas containing oxygen by discharge, and has a gas distribution port at one end on the side from which the source gas flows. A gas discharge plug provided and a cylindrical dielectric discharge tube sealed at the other end; a high voltage electrode provided in a cylindrical shape inside the dielectric discharge tube to which an AC voltage is applied; and the dielectric A ground electrode which is a metal cylindrical tube provided outside the body discharge tube at a predetermined interval; a high voltage power source for applying an AC voltage to the high voltage electrode; the dielectric discharge tube; the high voltage electrode; and the ground electrode. A high-pressure container capable of sealing and containing an ozonized gas, a source gas supply unit for supplying source gas flowing between the dielectric discharge tube and the ground electrode to the high-pressure container, and the high-pressure vessel Power supply and raw materials Since that a control unit for controlling the scan supply unit, advantageous effect is attained that never corrode high voltage electrode even for emergency stop ozone generator.
また、酸素を含む原料ガスからオゾンを含むガスであるオゾン化ガスを放電により生成するオゾン発生装置であって、一端が開放されもう一端は密閉されている円筒状の誘電体放電管と、該誘電体放電管の内部に円筒状に設けられて交流電圧が印加される高圧電極と、前記高圧電極を覆って保護する保護部と、前記誘電体放電管の外側に所定の間隔をおいて設けられた金属円筒管である接地電極と、前記高圧電極に交流電圧を印加する高圧電源と、前記誘電体放電管、前記高圧電極及び前記接地電極を収容し、原料ガスが入り、オゾン化ガスが出る密閉可能な高圧容器と、前記誘電体放電管と前記接地電極の間を流れる原料ガスを前記高圧容器に供給する原料ガス供給部と、前記高圧電源及び前記原料ガス供給部を制御する制御部とを備えたものなので、オゾン発生装置を非常停止させる場合でも高圧電極を腐食させることがないという効果が有る。 Further, an ozone generator for generating an ozonized gas, which is a gas containing ozone, from a source gas containing oxygen by discharge, a cylindrical dielectric discharge tube having one end opened and the other end sealed, A high voltage electrode provided in a cylindrical shape inside the dielectric discharge tube to which an AC voltage is applied, a protective portion that covers and protects the high voltage electrode, and a predetermined interval outside the dielectric discharge tube A ground electrode that is a cylindrical metal tube, a high-voltage power source that applies an AC voltage to the high-voltage electrode, the dielectric discharge tube, the high-voltage electrode, and the ground electrode are housed, source gas is contained, and ozonized gas is contained. A sealable high-pressure vessel, a source gas supply unit that supplies a source gas flowing between the dielectric discharge tube and the ground electrode to the high-pressure vessel, and a control unit that controls the high-pressure power source and the source gas supply unit And with Since it such, the effect is there that never corrode high voltage electrode even for emergency stop ozone generator.
さらに、酸素を含む原料ガスからオゾンを含むガスであるオゾン化ガスを放電により生成するオゾン発生装置であって、原料ガスが流れてくる側の一端にガス流通口を設けたガス流通栓を設置し、もう一端は開放された円筒状の第一の誘電体放電管と、一端が開放されもう一端が密閉された円筒状の第二の誘電体放電管と、前記第一の誘電体放電管の開放端と前記第二の誘電体放電管の開放端を気密を保って塞ぎ、前記第一の誘電体放電管及び前記第二の誘電体放電管の内部を連通させる絶縁物からなる円筒状の連結部材と、前記第一の誘電体放電管及び前記第二の誘電体放電管の内部に円筒状に設けられて交流電圧が印加される高圧電極と、前記第一の誘電体放電管及び前記第二の誘電体放電管の外側に所定の間隔をおいて設けられた金属円筒管である接地電極と、前記高圧電極に交流電圧を印加する高圧電源と、前記第一の誘電体放電管、前記第二の誘電体放電管、前記高圧電極及び前記接地電極を収容し、原料ガスが入りオゾン化ガスが出る密閉可能な高圧容器と、前記第一の誘電体放電管及び前記第二の誘電体放電管と前記接地電極の間を流れる原料ガスを前記高圧容器に供給する原料ガス供給部と、前記高圧電源及び前記原料ガス供給部を制御する制御部とを備えたものなので、オゾン発生装置を非常停止させる場合でも高圧電極を腐食させることがないという効果が有る。 Furthermore, it is an ozone generator that generates ozonized gas, which is ozone-containing gas, from oxygen-containing source gas by discharge, and is provided with a gas distribution stopper with a gas distribution port at one end on the side where the source gas flows A cylindrical first dielectric discharge tube with the other end open, a cylindrical second dielectric discharge tube with one end open and the other end sealed, and the first dielectric discharge tube A cylindrical shape made of an insulating material that closes the open end of the second dielectric discharge tube in an airtight manner and connects the inside of the first dielectric discharge tube and the second dielectric discharge tube. A connecting member, a high-voltage electrode provided in a cylindrical shape within the first dielectric discharge tube and the second dielectric discharge tube, to which an alternating voltage is applied, the first dielectric discharge tube, Metal provided at a predetermined interval outside the second dielectric discharge tube A cylindrical ground electrode, a high-voltage power supply for applying an alternating voltage to the high-voltage electrode, the first dielectric discharge tube, the second dielectric discharge tube, the high-voltage electrode, and the ground electrode; A sealable high-pressure vessel in which source gas enters and ozonized gas exits, and source gas flowing between the first dielectric discharge tube and the second dielectric discharge tube and the ground electrode is supplied to the high-pressure vessel. Since the raw material gas supply unit and the control unit for controlling the high voltage power source and the raw material gas supply unit are provided, there is an effect that the high voltage electrode is not corroded even when the ozone generator is emergency stopped.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るオゾン発生装置の構造を説明する図である。図2から図5に、誘電体放電管の構造を説明する図を示す。図2が、ガスの流れに平行な断面での断面図である。図3が、ガスの流れに垂直な断面での断面図である。図4が、ガス流の上流側から誘電体放電管を見た矢視図である。図2におけるAA断面での断面図が図3であり、図2におけるCの方向から見た矢視図が、図4である。図3におけるBB断面が図2となる。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a view for explaining the structure of an ozone generator according to Embodiment 1 of the present invention. 2 to 5 are diagrams for explaining the structure of the dielectric discharge tube. FIG. 2 is a sectional view in a section parallel to the gas flow. FIG. 3 is a sectional view in a section perpendicular to the gas flow. FIG. 4 is an arrow view of the dielectric discharge tube as viewed from the upstream side of the gas flow. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, and FIG. The BB cross section in FIG. 3 becomes FIG.
高圧容器である高圧タンク100の水平方向の中央部に複数の高圧電極1と接地電極2との組が収容されている。高圧電極1は誘電体放電管3の内面にアルミやニッケルなどの導電性が高い金属の膜として形成される。接地電極2は、ステンレスなどの金属管で構成される。誘電体放電管3と接地電極2はどちらも円筒状の形状であり、誘電体放電管3と接地電極2は同心になるように配置される。誘電体放電管3と接地電極2との間にできる空間が、放電空間4である。放電空間4の断面を偏りがないドーナツ状にするために、誘電体放電管3の両端に近い位置にスペーサ4Aを設ける。
A set of a plurality of high-voltage electrodes 1 and
高圧タンク100は、円筒を横向きに置いたような外形である。円形の断面には、複数の誘電体放電管3と接地電極2の組が必要な間隔をあけて、所定数だけ配置される。円筒状の接地電極2はその両端で、接地電極2の内部にガスが通るように接地電極2の位置に穴があけられた平板5Aが取り付けられる。2枚の平板5Aと接地電極2とが合わさって、軸方向に複数の貫通穴(接地電極2の内面)が設けられた外形が円筒状の構造体5Bになる。この構造体5Bは密閉でき、接地電極2を冷却するための冷却水6が充填される。高圧タンク100の下側に設けた冷却水用ヘッダ7により、冷却水6が構造体5Bの内部に供給されかつ排出される。
The high-
高圧タンク100の図における左下に原料ガス入口101があり、右下にオゾン化ガス出口102がある。原料ガス入口101から入った原料ガスは、無声放電が発生している放電空間4を通過して、放電により生成されたオゾンを含むオゾン化ガスになり、オゾン化ガス出口102から排出される。高圧タンク100の左上には、高圧電源8からの高圧配線9を高圧タンク100内に導入するために、高電圧線導入口103が設けられている。高電圧線導入口103には、接地されている高圧タンク100と高圧配線9の間を十分に絶縁し、かつガスが漏れないような対策をとる。原料ガス入口101とオゾン化ガス出口102にはそれぞれ、バルブ10(図示せず)があり、原料ガスの圧力と流量を調整できる。また、2個のバルブ10を閉めれば、高圧タンク100は密閉される。2個のバルブ10は、原料ガス供給部11により制御される。原料ガス供給部11は、原料ガスの流量及び圧力も制御する。原料ガス供給部11と高圧電源3は、制御部12により制御される。
In the figure of the high-
原料ガスは空気とする。なお、酸素を使用してもよい。酸素を含むガスであり、放電で有害物質が発生せず、コストが許容できるガスであれば、原料ガスはどのようなガスを使用してもよい。
ガラスなどからなる一端が密閉された円筒状の誘電体放電管3は、その内面にアルミやニッケルなどの金属を蒸着した給電膜すなわち高圧電極1を有する。高圧電極1も円筒状の形状になる。高圧電極1には給電ブラシ13を介して給電棒14が接続される。給電棒14は、ヒューズ15を介して高圧配線9に接続される。ヒューズ15は、誘電体放電管3で絶縁破壊が発生するなどして、高圧電極1と接地電極2の間に過度の電流が流れる状況が発生した場合に、即座に過度の電流を遮断するためのものである。このヒューズ15は、誘電体放電管3の開放端を塞ぐガス流通量制御栓16により誘電体放電管3に取り付けられる。給電ブラシ13及び給電棒14は腐食に強いステンレス製とし、高圧配線9とヒューズ15は腐食に強い被覆を設ける。誘電体放電管3の開放端は、原料ガスが流れて来る側に配置する。
The source gas is air. Oxygen may be used. Any gas may be used as the source gas as long as it is a gas that contains oxygen, does not generate harmful substances by discharge, and is acceptable in cost.
A cylindrical
ガス流通量制御栓16は、耐食性が高いフッ素樹脂製とする。ガス流通量制御栓16には、僅かなガスが流通できるようにガス流通口17を設ける。高圧タンク100の内部は、動作中は2気圧程度に加圧する。ガス流通口17の大きさは、加圧された誘電体放電管3を大気圧中において、誘電体放電管3の内部の圧力が大気圧になるのに要する時間が数分から数十分になるような大きさとする。誘電体放電管3としては、ホウケイ酸ガラスなどのガラス管、アルミナセラミックスや二酸化チタンセラミックスなどのセラミックス管、外側面に誘電体を皮膜した金属管などを用いる。
The gas flow rate control plug 16 is made of a fluororesin having high corrosion resistance. The gas flow rate control plug 16 is provided with a
次に動作を説明する。図5に、オゾン発生装置の起動手順及び停止手順を説明する図を示す。図6にオゾン発生装置が非常停止した場合の動作を説明する図を示す。なお、図5と図6は、動作の概念を説明する仮想的な図である。図5と図6では、放電電力量、ガス流量、高圧タンク100内のガス圧力、誘電体放電管3内部の圧力、誘電体放電管3の上流側(入口付近と略す)と下流側(出口付近と略す)のその内部のオゾン濃度について、その時間変化を示す。オゾン濃度は縦軸を対数軸とする。なお、放電により窒素酸化物なども生成されるが、窒素酸化物などの濃度はオゾン濃度にほぼ比例するので、オゾン濃度だけを示す。
Next, the operation will be described. In FIG. 5, the figure explaining the starting procedure and stopping procedure of an ozone generator is shown. FIG. 6 shows a diagram for explaining the operation when the ozone generator is brought to an emergency stop. 5 and 6 are virtual diagrams for explaining the concept of operation. 5 and 6, the discharge power amount, the gas flow rate, the gas pressure in the high-
オゾン発生装置が停止中は、高圧タンク100内の圧力を大気圧よりも高くして密閉して、高圧タンク100の内部に外部から空気及び水分が入らないようにしている。オゾン発生装置を起動する場合には、図5の左半分に示すように、まず、高圧タンク100内に所定の圧力(2気圧程度)及び所定の流量で原料ガスを送り込む。所定時間が経過して、誘電体放電管3の内部の圧力が高圧タンク100内の圧力と同じになると、高圧電極1と接地電極2の間のギャップ長で放電が発生するような所定の大きさの交流電圧を高圧電極1に印加する。放電空間4に無声放電が発生し、オゾンが生成される。出口付近のオゾン濃度は所定値であり、所定の濃度のオゾンを含むオゾン化ガスが所定の量だけ製造される。定常的なガス流があるので、放電で生成されたオゾンはガス流の上流側である入口付近にはほとんど来ない。そのため、入口付近のオゾン濃度は低い。さらに、ガス流通口17の断面積は誘電体放電管3の断面積に比較して十分に小さいので、圧力差がない状態でガス流通口17を通過するガス量は非常に小さくなる。そのため、誘電体放電管3の内部にはオゾン等はほとんど入らない。したがって、誘電体放電管3の内部のオゾン濃度は、放電を開始する前の値(大気中に自然に存在するオゾン濃度)に保たれる。窒素酸化物に関しても同様である。
なお、誘電体放電管3の内部に入るオゾン等の量が許容できる範囲(腐食を引き起こすことがない範囲)であることを、ほとんど入らないと表現する。
While the ozone generator is stopped, the pressure in the high-
In addition, it expresses that it hardly enters that the quantity of ozone etc. which enter the inside of the
オゾン発生装置を停止する場合には、図5の右半分に示すように、まず、高圧電極1に交流電圧を印加することを停止し、放電を発生させなくする。原料ガスの供給は、オゾンや窒素酸化物が高圧タンク100の外に排出されるまで、そのまま継続する。放電停止後ガスを流通しておく時間はタンクの大きさ(容量:V(m3))と流通するガス量(Q(m3/s))に依存するが、タンク内のガスが完全に置換される時間t1(=V/Q(s))よりも数倍以上長く設定しておけばよい。ガス出口のオゾンの濃度計を計測し、十分小さな値(たとえば0.1ppm)になってからガスを止める方法も有効である。
放電が停止になるとオゾンが生成しなくなるので、出口付近のオゾン濃度が低下する。所定時間が経過して、入口付近および出口付近のオゾン濃度が十分に低下している状態で、原料ガスを高圧タンク100内に送り込むことを停止し、タンク出入り口のバルブ10を閉じる。ガス供給を停止すると、ガスを流すための圧力分だけ、高圧タンク100内の圧力が低下し、さらにゆっくりとガス圧力が低下していく。タンク内のガス圧力が常に大気圧よりも高くなるようにする。このように、所定の手順でオゾン発生装置が停止する場合には、入口付近のオゾン濃度は低い状態が保たれるので、ガス流の上流端を開放した従来の誘電体放電管でも高圧電極が腐食することはない。
さらに、ガス流通量制御栓16を有する誘電体放電管3では、高圧タンク100内の圧力が低下しても、所定の時間は誘電体放電管3内部の圧力が高圧タンク100内の圧力よりも高く保たれる。この時間内では誘電体放電管3から気体が出るだけであり、オゾン等が誘電体放電管3内部に入る事はない。また、圧力が同じになった後でも、ガス流通口17は十分に小さいので、オゾン等は誘電体放電管3内部にほとんど入らない。
When the ozone generator is stopped, as shown in the right half of FIG. 5, first, the application of the AC voltage to the high-voltage electrode 1 is stopped to prevent the discharge. The supply of the source gas is continued as it is until ozone and nitrogen oxides are discharged out of the high-
Since ozone is no longer generated when the discharge is stopped, the ozone concentration near the outlet is lowered. In a state where the ozone concentration in the vicinity of the inlet and the outlet is sufficiently lowered after a predetermined time has passed, the supply of the raw material gas into the high-
Furthermore, in the
オゾン発生装置を非常停止して大気に開放する場合には、図6に示すように、放電の停止と、ガス流の停止及び大気への開放がほぼ同時に発生する。大気に開放されると、高圧タンク100内の圧力は大気圧になる。放電により発生したオゾン等が高圧タンク内に残っているので、ガス流が止まり大気に開放されると、オゾン等が高圧タンク内外に拡散し、入口付近のオゾン濃度が増加する。入口付近のオゾン濃度が高くなっても、大気に開放されてから所定の時間は誘電体放電管3内部の圧力が大気圧よりも高く保たれ、この時間内では誘電体放電管3から気体が出るだけであり、オゾン等が誘電体放電管3内部に入ることはない。誘電体放電管3内部の圧力が大気圧になるには数分から数十分の時間があるので、オゾンが大気に拡散して入口付近のオゾン濃度が低くなっており、かつガス流通口17は十分に小さいので、オゾン等および大気中の水分は誘電体放電管3内部にほとんど入らない。また、オゾン濃度が低くなっていない場合でも、誘電体放電管3内部の圧力が大気圧になるまでの数分から数十分の時間で、高圧電極を腐食から保護するための何らかの対策を取ることが可能である。
When the ozone generator is stopped emergencyly and opened to the atmosphere, as shown in FIG. 6, the stop of the discharge, the stop of the gas flow, and the release to the atmosphere occur almost simultaneously. When released to the atmosphere, the pressure in the high-
これに対して、従来の誘電体放電管では、その内部の圧力とオゾン濃度は、入口付近と同じになる。そのため、大気に開放されるとすぐにその内部の圧力が大気圧まで低下し、オゾン、窒素酸化物および大気中の水分が誘電体放電管の内部にも外部と同様に拡散する。その結果、窒素酸化物と水から生成された硝酸により高圧電極を腐食する。
誘電体放電管3の内部と外部の圧力差は、高圧タンク100の内部圧力が変化した後の所定時間にだけ発生し、常時は誘電体放電管3に圧力がかかることはない。また、誘電体放電管3に圧力がかかる時間には放電させることはない。このため、密閉した誘電体放電管よりも、その信頼性は格段に高い。
On the other hand, in the conventional dielectric discharge tube, the internal pressure and ozone concentration are the same as the vicinity of the inlet. For this reason, as soon as it is opened to the atmosphere, the internal pressure drops to atmospheric pressure, and ozone, nitrogen oxides and moisture in the atmosphere diffuse into the dielectric discharge tube as well as outside. As a result, the high voltage electrode is corroded by nitric acid generated from nitrogen oxides and water.
The pressure difference between the inside and the outside of the
ガス流通量制御栓16は、バイトン、EPDゴム、シリコンなどの絶縁物を用いても同様の効果を奏する。また、ステンレスや鉄、アルミ、同などの金属材料を用いてもよい。十分な耐腐食性を持つものであり、放電に悪影響を与えない材料であれば、どのような材料を使用してもよい。
ガス流通量制御栓16は、ヒューズ15を誘電体放電管3に固定する役割も持っていたが、必ずしもそうする必要はない。片端を閉じた管を使用したが、両端が開放された管を用いて、両端に栓をするようにしてもよい。両端に栓をする場合は、ガス流の上流側の栓に通気口を設け、下流側の線には通気口を設けない。
高圧電極は誘電体放電管の内面に蒸着した金属膜としたが、円筒状の導電性を有する金属を誘電体放電管の内部に挿入してもよい。高圧電極と接地電極が同心に配置され、高圧電極と接地電極との間の間隔が放電を発生させるのに適切かつ均等な間隔にできれば、高圧電極はどのように配置してもよい。
以上のことは、他の実施の形態でもあてはまる。
The gas flow rate control plug 16 has the same effect even when an insulator such as Viton, EPD rubber, or silicon is used. Further, a metal material such as stainless steel, iron, aluminum, or the like may be used. Any material may be used as long as it has sufficient corrosion resistance and does not adversely affect the discharge.
Although the gas flow rate control plug 16 has a role of fixing the
Although the high-voltage electrode is a metal film deposited on the inner surface of the dielectric discharge tube, a cylindrical metal having conductivity may be inserted into the dielectric discharge tube. The high-voltage electrode and the ground electrode may be arranged in any manner as long as the high-voltage electrode and the ground electrode are concentrically arranged, and the distance between the high-voltage electrode and the ground electrode can be appropriately and evenly spaced to generate discharge.
The above also applies to other embodiments.
実施の形態2.
この実施の形態2は、誘電体放電管の構造を両端に栓をしたものに変更した実施の形態である。図7に、この発明の実施の形態2に係るオゾン発生装置が有する誘電体放電管の構造を説明するガスの流れに平行な断面での断面図を示す。全体構造は、実施の形態1と同じである。
In the second embodiment, the structure of the dielectric discharge tube is changed to one having plugs at both ends. FIG. 7 shows a cross-sectional view in a cross section parallel to the gas flow for explaining the structure of the dielectric discharge tube included in the ozone generator according to
実施の形態1の場合と比較して相違する点だけを説明する。誘電体放電管3Aの両端が開放しており、下流側の端にはガス封じ栓18を備えている。ガス封じ栓18は、ガスの流通を完全に遮断するものである。なお、上流側には、実施の形態1と同じガス流通量制御栓16を使用する。
Only the differences from the first embodiment will be described. Both ends of the
この実施の形態2に係るオゾン発生装置は、実施の形態1と同様に動作し、同様の効果がある。 The ozone generator according to the second embodiment operates in the same manner as in the first embodiment and has the same effect.
実施の形態3.
この実施の形態3は、実施の形態2の誘電体放電管をさらに上流側の栓の構造を変更したものである。図8に、この発明の実施の形態3に係るオゾン発生装置が有する誘電体放電管の構造を説明するガスの流れに平行な断面での断面図を示す。全体構造は、実施の形態1と同じである。
In the third embodiment, the structure of the plug on the upstream side of the dielectric discharge tube of the second embodiment is further changed. FIG. 8 shows a sectional view in a section parallel to the gas flow for explaining the structure of the dielectric discharge tube included in the ozone generator according to
実施の形態2の場合と比較して相違する点だけを説明する。ガス流通量制御栓16Aは、ヒューズ15ではなく給電棒14Aを誘電体放電管3Aに固定する。なお、図8ではヒューズ15を誘電体放電管3Aの近くに配置しているが、ヒューズを誘電体放電管から離して設置する場合や、ヒューズを有しない場合にも、ガス流通量制御栓16Aは使用できる。
Only the differences from the second embodiment will be described. The gas flow control plug 16A fixes the
この実施の形態3に係るオゾン発生装置は、実施の形態1と同様に動作し、同様の効果がある。 The ozone generator according to the third embodiment operates in the same manner as in the first embodiment and has the same effect.
実施の形態4.
この実施の形態4は、1本の接地電極の中に直列に2本の誘電体放電管を配置し、高圧電極に電圧を印加中はガス流通栓を閉じるようにした場合である。図9に、この発明の実施の形態4に係るオゾン発生装置が有する誘電体放電管の構造を説明するガスの流れに平行な断面での断面図を示す。
Embodiment 4 FIG.
In the fourth embodiment, two dielectric discharge tubes are arranged in series in one ground electrode, and the gas flow plug is closed while a voltage is applied to the high voltage electrode. FIG. 9 shows a cross-sectional view in a cross section parallel to the gas flow for explaining the structure of the dielectric discharge tube included in the ozone generator according to Embodiment 4 of the present invention.
誘電体放電管を2本にする理由について説明する。オゾン発生量は、放電電極(誘電体放電管)の表面積に比例するため、オゾン発生量を増大する時には、誘電体放電管の数を大きくするか、誘電体放電管の長さを長くすればよい。高圧タンクの径を大きくするとメンテナンスなどで不都合が発生するので、高圧タンクの径には適正な大きさがあり、誘電体放電管の数にも適正な数がある。誘電体放電管の長さを長くすることもコスト的に上限がある。誘電体放電管は、外径、内径、真円度、直線性などに関して所定の精度を満足する必要がある。長くなると所定の精度を得るためのコストが高くなるので、許容できるコストで製造できる誘電体放電管の長さには上限がある。図9に示すように1本の接地電極の中に2本の誘電体放電管を配置すると、1本の接地電極の中に1本の誘電体放電管を2組備える場合よりも、単位オゾン発生量あたりの高圧タンク及び接地電極などの製造コストが安くなり、安価にオゾン発生装置を製造できる。 The reason for using two dielectric discharge tubes will be described. Since the amount of ozone generated is proportional to the surface area of the discharge electrode (dielectric discharge tube), when increasing the amount of ozone generated, the number of dielectric discharge tubes can be increased or the length of the dielectric discharge tube can be increased. Good. If the diameter of the high-pressure tank is increased, inconvenience occurs in maintenance and the like. Therefore, the diameter of the high-pressure tank has an appropriate size, and the number of dielectric discharge tubes also has an appropriate number. Increasing the length of the dielectric discharge tube also has an upper limit in cost. The dielectric discharge tube needs to satisfy a predetermined accuracy with respect to the outer diameter, inner diameter, roundness, linearity, and the like. Since the cost for obtaining a predetermined accuracy increases as the length increases, there is an upper limit to the length of the dielectric discharge tube that can be manufactured at an acceptable cost. As shown in FIG. 9, when two dielectric discharge tubes are arranged in one ground electrode, the unit ozone is larger than the case where two sets of one dielectric discharge tube are provided in one ground electrode. Manufacturing costs such as a high-pressure tank and a ground electrode per generation amount are reduced, and an ozone generator can be manufactured at a low cost.
図9において、図における左から右にガスが流れるとする。図における左側を上流側と呼び、右側を下流側と呼ぶ。上流側の誘電体放電管3Bは、両端が開放されており、上流側にガス流通口17を開閉できるガス流通量制御栓16Bを設け、下流側にガス封じ栓18を設ける。下流側の誘電体放電管3Cは、両端が開放されており、上流側にガス流通口17を開閉できるガス流通量制御栓16Cを設け、下流側にガス封じ栓18Aを設ける。誘電体放電管3Bと誘電体放電管3Cは、高圧電極1に高電圧を印加できるように、高圧配線9が接続される側が接地電極2の両端になる向きに挿入する。そのため、ガス流通量制御栓16Bとガス封じ栓18Aには、気密を保ちながらヒューズ15を誘電体放電管3Bまたは誘電体放電管3Cに取付ける役目も持つ。
In FIG. 9, it is assumed that gas flows from left to right in the figure. The left side in the figure is called the upstream side, and the right side is called the downstream side. Both ends of the upstream dielectric discharge tube 3B are open, and a gas flow
ガス流通量制御栓16Bとガス流通量制御栓16Cは、高圧電極1に電圧が印加されている間はガス流通口17を閉じてガスを通さず、電圧が印加されていない時は所定の流量でガスを通すものである。ガスを通す場合は、実施の形態1と同様に、動作時のガス圧力が数分から数十分の所定時間で大気圧になる程度のガス流が通るものとする。
The gas flow
次に動作を説明する。図10は、この発明の実施の形態5に係るオゾン発生装置の動作を説明する図である。図10では、放電電力量、ガス流通量制御栓16Bとガス流通量制御栓16Cの開または閉の状態、ガス流量、高圧タンク100内のガス圧力、誘電体放電管3内部の圧力、高圧タンク100内の各部及び誘電体放電管3B、3C内部のオゾン濃度について、その時間変化を示す。高圧タンク100内の各部のオゾン濃度は、上流側の誘電体放電管3Bの上流側(入口付近と呼ぶ)と、2本の誘電体放電管3B、3Cの間(中間付近と呼ぶ)と、下流側の誘電体放電管3Cの下流側(出口付近と呼ぶ)の3点について示す。また、比較のために、ガス流通口17を常に開いている場合での下流側の誘電体放電管3C内部のオゾン濃度を、破線で示す。
Next, the operation will be described. FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the ozone generator according to
この実施の形態5に係るオゾン発生装置を起動する場合には、図10の左半分に示すように、まず、高圧タンク100内に所定の圧力及び所定の流量で原料ガスを送り込む。高圧電極には電圧を印加せず、ガス流通量制御栓16Bとガス流通量制御栓16Cのガス流通口17は開いており、しだいに誘電体放電管3B、3Cの内部の圧力が上昇する。誘電体放電管3B、3Cの内部の圧力は、上流側でも下流側でも同じである。所定時間が経過して、誘電体放電管3B、3Cの内部の圧力が高圧タンク100内の圧力と同じになると、高圧電極1と接地電極2の間のギャップ長で放電が発生するような所定の大きさの交流電圧を高圧電極1に印加する。電圧を印加すると、ガス流通量制御栓16Bとガス流通量制御栓16Cのガス流通口17を閉じる。電圧が印加されると、放電空間4に無声放電が発生し、所定の濃度のオゾンを含むオゾン化ガスが所定の量だけ製造される。出口付近のオゾン濃度は所定値であり、中間付近のガス濃度は出口付近のほぼ半分である。定常的なガス流があるので、放電で生成されたオゾンはガス流の上流側である入口付近にはほとんど来ない。そのため、入口付近のオゾン濃度は低い。
When starting the ozone generator according to the fifth embodiment, as shown in the left half of FIG. 10, first, the raw material gas is fed into the high-
高圧電極に電圧を印加して放電が始まるとガス流通口17が閉じるので、下流側の誘電体放電管3Cでもオゾン等がその内部に入ることは無く、誘電体放電管3B、3Cの内部のオゾン濃度は、原料ガスと同じオゾン濃度に保たれる。高圧電極に電圧を印加している時にガス流通口を閉じることによるこの効果は、接地電極内に1本の誘電体放電管を配置する場合でも同様である。
ガス流通量制御栓16Bとガス流通量制御栓16Cのガス流通口17を常に開いている場合には、図10において破線で示すように、オゾン発生装置の動作中に下流側にある誘電体放電管3Cの内部のオゾン濃度がしだいに上昇して、高圧電極1の腐食をもたらす可能性がある。放電発生中にガス流通口17を閉じれば、オゾン発生装置の動作中に、下流側にある誘電体放電管3Cの内部のオゾン濃度が上昇することはなく、高圧電極1が腐食することが無い。
When a voltage is applied to the high-voltage electrode and the discharge starts, the
When the gas flow
オゾン発生装置を停止する場合には、図10の右半分に示すように、まず、高圧電極1に交流電圧を印加することを停止し、放電を発生させなくする。高圧電極1に交流電圧を印加しなくなると、ガス流通量制御栓16Bとガス流通量制御栓16Cのガス流通口17が開く。原料ガスの供給は、そのまま継続する。放電を停止するとオゾン等が発生しなくなるので、中間付近及び出口付近のオゾン濃度が短時間で大きく低下する。ガス流通口17が開いているが、ガス流通口17は小さく、中間付近のオゾン濃度が低下するまでの時間は短く、誘電体放電管3B、3Cの内外の圧力差は無いので、下流側の誘電体放電管3Cでもオゾン等が誘電体放電管3B、3Cの内部にほとんど入らない。上流側の誘電体放電管3Bは、入口付近のオゾン濃度は低いので、オゾン等が誘電体放電管3Bの内部にほとんど入らない。
When the ozone generator is stopped, as shown in the right half of FIG. 10, first, the application of the AC voltage to the high-voltage electrode 1 is stopped to prevent the discharge. When no AC voltage is applied to the high voltage electrode 1, the gas flow
所定時間が経過して、中間付近及び出口付近のオゾン濃度が十分に低下している状態で、原料ガスを高圧タンク100内に送り込むことを停止し、ガスバルブを閉じて高圧タンク100を密閉する。原料ガスの供給を停止すると、高圧タンク100内の圧力はガス流を発生させるために加えていた圧力分だけ低下する。大気圧よりも高い誘電体放電管3B、3Cの内部の圧力はしだいに低下して、さらに所定の時間後に高圧タンク100内の圧力と同じになる。この段階でも、オゾン等が誘電体放電管3B、3Cの内部に入らない。
In a state where the ozone concentration in the vicinity of the middle and the outlet is sufficiently lowered after a predetermined time has passed, the feed of the source gas into the
オゾン発生装置を非常停止して大気に開放する場合には、図11に示すように、電圧印加の停止と、ガス流の停止及び大気への開放がほぼ同時に発生する。電圧を印加しなくなると、ガス流通量制御栓16Bとガス流通量制御栓16Cのガス流通口17が開く。誘電体放電管3B、3Cの内部の圧力は大気圧よりも高く、数分から数十分という所定の時間の間は、誘電体放電管3B、3Cの内部からガスが出て、オゾン等および大気中の水分は誘電体放電管3B、3C内部に入らない。これは、実施の形態1の場合での動作と同様である。
When the ozone generator is stopped emergencyly and opened to the atmosphere, as shown in FIG. 11, the stop of voltage application, the stop of gas flow, and the release to the atmosphere occur almost simultaneously. When no voltage is applied, the
ガス流通口17を高圧電極1に電圧を印加していない場合に開くと、高圧電極1に電圧を印加しなくなってから中間付近のオゾン等の濃度が低下するまでのごく短い時間ではあるが、下流側の誘電体放電管3Cの内部には開いたガス流通口17からオゾン等が入りこみ、オゾン発生装置の起動と停止の回数が非常に大きくなると高圧電極を腐食する可能性がある。この可能性をさらに小さくするための対策について説明する。
高圧電極に電圧を印加しなくなり高圧タンクからオゾン等が排出されるまでの所定時間が経過後にガス流通口17を開くようにすれば、高圧タンク内にオゾン等が残っている状態ではガス流通口が閉じているので、誘電体放電管3B、3Cの内部にオゾン等が入ることをほぼ完全に防止できる。高圧電極に電圧を印加しないでガス流を流す時に電圧を印加している時よりもガスの圧力を少し下げるようにすれば、高圧電極に電圧を印加しなくなってガス流通口が開いても、暫くの間は誘電体放電管3B、3Cの内部からガスが出る状態になるので、オゾン等が誘電体放電管3B、3Cの内部に入らない。
これらの対策は、接地電極内に1本の誘電体放電管を配置する場合に適用しても同様の効果が得られる。
If the
If the
Even if these countermeasures are applied when a single dielectric discharge tube is arranged in the ground electrode, the same effect can be obtained.
実施の形態5.
実施の形態5は、誘電体放電管の内面にある高圧電極の上に、耐オゾン性、耐窒素酸化物性のある保護材料で覆う場合である。図12に、この発明の実施の形態5に係るオゾン発生装置が有する誘電体放電管の構造を説明するガスの流れに平行な断面での断面図である。全体構造は、実施の形態1と同じである。
高圧電極1の上を誘電体放電管3と同種のガラス19でコーティングしている。高圧電極1は極めて安定なガラス19により覆われてコーティングされているため、腐食の心配はない。また、誘電体放電管の一方だけを封じるので、誘電体放電管に圧力がかかることも無い。ガラス19が、高圧電極1を覆って保護する保護部である。
The fifth embodiment is a case where the high voltage electrode on the inner surface of the dielectric discharge tube is covered with a protective material having ozone resistance and nitrogen oxide resistance. FIG. 12 is a sectional view in a section parallel to the gas flow for explaining the structure of the dielectric discharge tube included in the ozone generator according to
The high voltage electrode 1 is coated with the same kind of
この実施の形態5に係るオゾン発生装置は、実施の形態1と同様に動作し、同様の効果がある。なお、高圧電極が保護部により保護されているので、誘電体放電管の開放端を原料ガスの流れの下流側に向けても、オゾン等により高圧電極が腐食することは無い。
この実施の形態ではガラスのコーティングの場合について示したが、アルミナなどのセラミックの溶射でコーティングしても同様の効果を奏する。また、その他のセラミックや絶縁性の材料でコーティングしておいても良い。このように高圧電極の上を絶縁性の材料でコーティングしておくと、窒素酸化物から生成される硝酸やオゾンから高圧電極を保護できると同時に、高圧電極1の端部で発生しやすい沿面放電も抑制することができ、効果的である。
The ozone generator according to the fifth embodiment operates in the same manner as in the first embodiment and has the same effect. In addition, since the high voltage electrode is protected by the protection part, even if the open end of the dielectric discharge tube is directed downstream of the flow of the raw material gas, the high voltage electrode is not corroded by ozone or the like.
In this embodiment, the case of glass coating is shown, but the same effect can be obtained by coating by spraying ceramic such as alumina. Further, it may be coated with other ceramics or insulating materials. By coating the high voltage electrode with an insulating material in this way, the high voltage electrode can be protected from nitric acid and ozone generated from nitrogen oxides, and at the same time, creeping discharge that is likely to occur at the end of the high voltage electrode 1 Can also be suppressed, which is effective.
実施の形態6.
実施の形態6は、2本の放電体誘電管をパイプ状の連結部材で繋ぐように実施の形態4を変更した場合である。図13に、この発明の実施の形態6に係るオゾン発生装置が有する誘電体放電管の構造を説明するガスの流れに平行な断面での断面図を示す。
The sixth embodiment is a case where the fourth embodiment is changed so that two discharge dielectric tubes are connected by a pipe-shaped connecting member. FIG. 13 shows a cross-sectional view in a cross section parallel to the gas flow for explaining the structure of the dielectric discharge tube included in the ozone generator according to
実施の形態4の場合である図9と異なる点だけを説明する。上流側が第一の誘電体放電管であり、下流側が第二の誘電体放電管である。上流側の誘電体放電管3Dの下流端と下流側の誘電体放電管3Eの上流端は開放されており、これらの間を円筒管である連結部材20が繋いでいる。連結部材20は、耐食性が高いフッ素樹脂製などガス流通量制御栓と同じ素材とする。なお、耐食性が高ければ、ガス流通量制御栓と異なる素材でもよい。
両側の誘電体放電管3D、3Eの開放端に対して連結部材20は栓の役割を果し、誘電体放電管3D及び誘電体放電管3Eと連結部材20の間では気密が保たれる。連結部材20は、上流側の誘電体放電管3Dと下流側の誘電体放電管3Eの内部空間を連通する。上流側の誘電体放電管3Dの上流端には、実施の形態1と同様なガス流通栓16を設ける。下流側の誘電体放電管3Eの下流端は、ガス封じ栓18Aにより密閉する。以上の構成により、2本の誘電体放電管3D、3Eが1本の長い誘電体放電管と同等な働きをすることになる。
Only differences from FIG. 9 which is the case of the fourth embodiment will be described. The upstream side is the first dielectric discharge tube, and the downstream side is the second dielectric discharge tube. The downstream end of the upstream dielectric discharge tube 3D and the upstream end of the downstream
The connecting
この実施の形態6に係るオゾン発生装置は、実施の形態1と同様に動作同様に動作し、同様の効果がある。2本の誘電体放電管を連結部材により繋ぐことにより、放電空間の長さを1本の誘電体放電管の場合よりも長くでき、単位オゾン発生量あたりの高圧タンク及び接地電極などの製造コストが安くなり、安価にオゾン発生装置を製造できる。 The ozone generator according to the sixth embodiment operates in the same manner as in the first embodiment and has the same effects. By connecting two dielectric discharge tubes with a connecting member, the length of the discharge space can be made longer than in the case of a single dielectric discharge tube, and the manufacturing costs of high-pressure tanks and ground electrodes per unit ozone generation amount are increased. The ozone generator can be manufactured at low cost.
100:高圧タンク
101:原料ガス入口
102:オゾン化ガス出口
103:高電圧線導入口
1 :高圧電極
2 :接地電極
3 :誘電体放電管
3A:誘電体放電管
3B:誘電体放電管
3C:誘電体放電管
3D:誘電体放電管
3E:誘電体放電管
4 :放電空間
4A:スペーサ
5A:平板
5B:構造体
6 :冷却水
7 :冷却水用ヘッダ
8 :高圧電源
9 :高圧配線
10 :バルブ
11 :原料ガス供給部
12 :制御部
13 :給電ブラシ
14 :給電棒
14A:給電棒
15 :ヒューズ
16:ガス流通量制御栓
16A:ガス流通量制御栓
16B:ガス流通量制御栓
16C:ガス流通量制御栓
17 :ガス流通口
18 :ガス封じ栓
18A:ガス封じ栓
19 :ガラス(保護部)
20 :連結部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: High pressure tank 101: Source gas inlet 102: Ozonized gas outlet 103: High voltage wire inlet 1: High voltage electrode 2: Ground electrode 3:
16: Gas
20: Connecting member
Claims (8)
原料ガスが流れてくる側の一端にガス流通口を設けたガス流通栓を設置し、もう一端は密閉された円筒状の誘電体放電管と、
該誘電体放電管の内部に円筒状に設けられて交流電圧が印加される高圧電極と、
前記誘電体放電管の外側に所定の間隔をおいて設けられた金属円筒管である接地電極と、
前記高圧電極に交流電圧を印加する高圧電源と、
前記誘電体放電管、前記高圧電極及び前記接地電極を収容し、原料ガスが入りオゾン化ガスが出る密閉可能な高圧容器と、
前記誘電体放電管と前記接地電極の間を流れる原料ガスを前記高圧容器に供給する原料ガス供給部と、
前記高圧電源及び前記原料ガス供給部を制御する制御部とを備えたオゾン発生装置。 An ozone generator that generates, by discharge, an ozonized gas that is a gas containing ozone from a source gas containing oxygen,
A gas flow plug with a gas flow port provided at one end on the side where the source gas flows, and a cylindrical dielectric discharge tube sealed at the other end,
A high-voltage electrode provided in a cylindrical shape inside the dielectric discharge tube to which an alternating voltage is applied;
A ground electrode which is a metal cylindrical tube provided at a predetermined interval outside the dielectric discharge tube;
A high voltage power source for applying an AC voltage to the high voltage electrode;
Containing the dielectric discharge tube, the high-voltage electrode and the ground electrode, and a sealable high-pressure vessel in which a raw material gas enters and an ozonized gas exits;
A source gas supply unit for supplying source gas flowing between the dielectric discharge tube and the ground electrode to the high pressure vessel;
The ozone generator provided with the control part which controls the said high voltage | pressure power supply and the said source gas supply part.
一端が開放されもう一端は密閉されている円筒状の誘電体放電管と、
該誘電体放電管の内部に円筒状に設けられて交流電圧が印加される高圧電極と、
前記高圧電極を覆って保護する保護部と、
前記誘電体放電管の外側に所定の間隔をおいて設けられた金属円筒管である接地電極と、
前記高圧電極に交流電圧を印加する高圧電源と、
前記誘電体放電管、前記高圧電極及び前記接地電極を収容し、原料ガスが入り、オゾン化ガスが出る密閉可能な高圧容器と、
前記誘電体放電管と前記接地電極の間を流れる原料ガスを前記高圧容器に供給する原料ガス供給部と、
前記高圧電源及び前記原料ガス供給部を制御する制御部とを備えたオゾン発生装置。 An ozone generator that generates, by discharge, an ozonized gas that is a gas containing ozone from a source gas containing oxygen,
A cylindrical dielectric discharge tube with one end open and the other end sealed;
A high-voltage electrode provided in a cylindrical shape inside the dielectric discharge tube to which an alternating voltage is applied;
A protective part for covering and protecting the high-voltage electrode;
A ground electrode which is a metal cylindrical tube provided at a predetermined interval outside the dielectric discharge tube;
A high voltage power source for applying an AC voltage to the high voltage electrode;
The dielectric discharge tube, the high-pressure electrode and the ground electrode are housed, a source gas enters, and a sealable high-pressure container from which ozonized gas exits,
A source gas supply unit for supplying source gas flowing between the dielectric discharge tube and the ground electrode to the high pressure vessel;
The ozone generator provided with the control part which controls the said high voltage | pressure power supply and the said source gas supply part.
原料ガスが流れてくる側の一端にガス流通口を設けたガス流通栓を設置し、もう一端は開放された円筒状の第一の誘電体放電管と、
一端が開放されもう一端が密閉された円筒状の第二の誘電体放電管と、
前記第一の誘電体放電管の開放端と前記第二の誘電体放電管の開放端を気密を保って塞ぎ、前記第一の誘電体放電管及び前記第二の誘電体放電管の内部を連通させる絶縁物からなる円筒状の連結部材と、
前記第一の誘電体放電管及び前記第二の誘電体放電管の内部に円筒状に設けられて交流電圧が印加される高圧電極と、
前記第一の誘電体放電管及び前記第二の誘電体放電管の外側に所定の間隔をおいて設けられた金属円筒管である接地電極と、
前記高圧電極に交流電圧を印加する高圧電源と、
前記第一の誘電体放電管、前記第二の誘電体放電管、前記高圧電極及び前記接地電極を収容し、原料ガスが入りオゾン化ガスが出る密閉可能な高圧容器と、
前記第一の誘電体放電管及び前記第二の誘電体放電管と前記接地電極の間を流れる原料ガスを前記高圧容器に供給する原料ガス供給部と、
前記高圧電源及び前記原料ガス供給部を制御する制御部とを備えたオゾン発生装置。 An ozone generator that generates, by discharge, an ozonized gas that is a gas containing ozone from a source gas containing oxygen,
A gas flow plug provided with a gas flow port at one end on the side where the source gas flows, and a cylindrical first dielectric discharge tube with the other end opened,
A cylindrical second dielectric discharge tube with one end open and the other end sealed;
The open end of the first dielectric discharge tube and the open end of the second dielectric discharge tube are closed in an airtight manner, and the inside of the first dielectric discharge tube and the second dielectric discharge tube is sealed. A cylindrical connecting member made of an insulating material to be communicated;
A high-voltage electrode provided in a cylindrical shape inside the first dielectric discharge tube and the second dielectric discharge tube and to which an alternating voltage is applied;
A ground electrode which is a metal cylindrical tube provided at a predetermined interval outside the first dielectric discharge tube and the second dielectric discharge tube;
A high voltage power source for applying an AC voltage to the high voltage electrode;
Containing the first dielectric discharge tube, the second dielectric discharge tube, the high-voltage electrode and the ground electrode, and a sealable high-pressure vessel in which a raw material gas enters and an ozonized gas exits;
A source gas supply unit for supplying source gas flowing between the first dielectric discharge tube and the second dielectric discharge tube and the ground electrode to the high pressure vessel;
The ozone generator provided with the control part which controls the said high voltage | pressure power supply and the said source gas supply part.
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