JP2010269949A - オゾン発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな短絡電流が流れても給電ブラシ溶融によるガラス管破損を防止できる信頼性の高いオゾン発生装置を得る。
【解決手段】内壁に金属膜を形成した円筒状のガラス管の外部に円筒状の金属管を同心円状に設け、金属膜と金属管の間に交流高圧電源から交流高電圧を印加することによりガラス管と金属管との間の間隙を流れる酸素を含むガスを放電させてオゾンを発生させるものにおいて、交流高圧電源からガラス管内壁の金属膜への給電を、金属製のブラシ軸とブラシ軸の周囲に多数の金属細線を固定した給電ブラシにより行うようにし、多数の金属細線のブラシ軸単位長さあたりの本数をＮ、金属細線の線径をｄ、多数の金属細線が形成する金属細線の束の外径をＤ１、ブラシ軸の外径をＤ２として、ブラシ軸表面での金属細線の線密度β＝Ｎ×ｄ^２／（４×Ｄ２）としたとき、（Ｄ２／Ｄ１）≧１／［１＋（１／２０β）］とした。
【選択図】図１

Description

この発明は、無声放電を利用してオゾンを発生するオゾン発生装置、特に大容量のオゾン発生装置に関するものである。

従来のオゾン発生装置は、図１１のように構成されている。ガラス管１の内壁に高圧電極となる金属膜２を形成し、ガラス管１の外部にガラス管と同心円状に接地電極となる円筒状の金属管３を配置する。金属管３は、電気的に接地されたオゾン発生タンク４に取り付けられている。給電ブラシ３０を金属膜２の内部に挿入し、外部の交流高圧電源１１から給電部材９と給電ブラシ３０を通じて、金属膜２に交流高電圧を給電する。ブッシング１０は接地されたオゾン発生タンク４の内部に電気を給電する目的で設置されている。金属膜２と金属管３の間に交流高電圧を印加するとガラス管１と金属管３との間の放電ギャップ１２で放電が発生する。通常のオゾン発生装置においては放電ギャップは１ｍｍ以下に保たれる。

オゾン発生タンク４に取り付けられたガス入口１３より乾燥空気や窒素ガスをわずかに添加した酸素ガスが導入され、放電ギャップ１２に導かれる。放電ギャップ１２を通り抜ける際に乾燥空気中の酸素ガス、もしくは窒素添加された酸素ガスは放電によって解離しオゾンが発生する。発生したオゾンガスはガス出口１４から排出される。放電により発生するエネルギーの一部はオゾンガスを発生するために使用されるが、残りのエネルギーは熱となりガラス管１および金属管３を加熱する。これを冷却するために金属管３の外側に冷却水を流し、ガラス管１と金属管３を冷却し、ガラス管の破損を防ぐとともに、オゾンを効率よく発生することに寄与する。ガラス管１、金属膜２、金属管３で構成する放電管は、通常のオゾナイザでは多数の放電管がオゾン発生タンク４内に取り付けられ、多数本のガラス管１内壁の金属膜３には交流高圧電源１１から並列に電気が供給される。

ガラス管１が劣化、もしくは何らかの原因で破損すると、交流高圧電源１１からガラス管１内壁の金属膜３に短絡電流が流れ込む。短絡電流を切るために、図１１には記載していないが、ガラス管１本毎にヒューズを取付けている。もしくは、短絡現象を交流高圧電源で検出し、電源を遮断する。もしくは、特許文献１に記載のように金属膜２を金属薄膜で構成し、短絡電流により金属薄膜を溶融・消失させることによりヒューズの代替機能を発揮し、短絡電流を遮断している。

ここで、給電ブラシ３０は多数本の金属細線３１とブラシ軸３２およびブラシ軸に接続された端子８から構成される（例えば特許文献２）。金属膜２は薄膜で構成されるため、金属細線の径を例えば0.2ｍｍφ程度に細くし、金属膜２に傷がつかないようにしている
。またオゾンガスで劣化しないように金属細線はステンレス材料が用いられている。更に給電ブラシ３０と金属膜２との給電が均一に行われるように多数本の金属細線３１がブラシ軸３２に取り付けられている。
また、金属膜を電極とせず、ブラシ軸と多数の金属細線とからなるブラシ自身を電極として用いる構成のものも提案されている（特許文献３）。

ＷＯ２００６-１０３９４５号公報 実開昭５３−１６０４５６号公報 特開平８−１５１２０１号公報

従来の装置は以上のように構成されているので、通常は１本の放電管に流れる電流は１Ａ以下であるが、ガラス管１が劣化、もしくは何らかの原因で破損すると、交流高圧電源１１から破損したガラス管の金属膜に短絡電流が流れ込む。また、オゾン発生量が大きい装置では、放電管が１００本以上、場合によっては１０００本もの放電管がオゾン発生タンク内に取り付けられており、これら多数本の放電管に一電源から並列に電圧が給電されるよう構成されている。このようなオゾン発生装置では、多数本の放電管が並列に接続されているため、短絡電流が流れ込む時、電源からだけではなく、他の放電管に容量性のエネルギーとして蓄積されているエネルギーも短絡した放電管に流れ込む。１００本以上の放電管に蓄積されているエネルギーは非常に大きく、このエネルギーが一本の放電管に流れ込む短絡電流として消費されるため、発熱が大きな問題となる。また、ステンレスは抵抗率が高く、しかも接触抵抗が大きいので、大電流が流れると金属細線３１がジュール熱で加熱して高温に達し溶融するという問題点があった。また酸化など長期間動作による劣化で金属細線３１と金属膜２との接触抵抗が大きくなりジュール熱で加熱して高温に達し溶融するという問題があった。また金属細線３１の溶融熱でブラシ軸３２の温度が上昇するとブラシ軸が溶融して変形し、ガラス管１を破損し、他のガラス管を破損するという問題があった。

また、ヒューズを取り付けていないオゾン発生装置においては、短絡電流遮断後、交流高圧電源から放電管に再度給電する場合、破損したガラス管の金属膜に再度電流が集中するため運転を再開できない。この場合はオゾン発生タンク４を開放し、破損したガラス管を交換する作業が発生し、オゾン発生装置再立上げまでに時間がかかるという課題があった。

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あり、大きな短絡電流が流れても給電ブラシ溶融によるガラス管破損を防止できる信頼性の高いオゾン発生装置を得ることを目的とする。

更に、各ガラス管のヒューズがなくとも、ガラス管破損により装置が停止することなく運転を継続できる信頼性の高い低価格のオゾン発生装置を得ることを目的とする。

この発明に係るオゾン発生装置は、交流高圧電源からガラス管内壁の金属膜への給電を、金属製のブラシ軸とブラシ軸の周囲に多数の金属細線を固定した給電ブラシにより行うようにし、多数の金属細線のブラシ軸単位長さあたりの本数をＮ、金属細線の線径をｄ、多数の金属細線が形成する金属細線の束の外径をＤ１、ブラシ軸の外径をＤ２として、ブラシ軸表面での金属細線の線密度β＝Ｎ×ｄ^２／（４×Ｄ２）としたとき、
（Ｄ２／Ｄ１）≧１／［１＋（１／２０β）］
とした。

この発明によれば、ブラシ軸を太くし金属細線の長さを短くした給電ブラシを設けたので、短絡電流もしくは接触抵抗増大によるジュール発熱増大で金属細線が溶融してもブラシ軸の温度が溶融温度まで上昇せずブラシ軸の溶融にいたらないため、ガラス管が破損せず、信頼性の高いオゾン発生装置が得られる。

この発明の実施の形態１によるオゾン発生装置の主要部を示す概略側面断面図である。 この発明の実施の形態１によるオゾン発生装置の図１のＡ−Ａ部の概略断面図である。 この発明の実施の形態１によるオゾン発生装置の給電ブラシを示す拡大図である。 この発明の実施の形態２によるオゾン発生装置の給電ブラシを示す拡大図である。 この発明の実施の形態３によるオゾン発生装置の主要部を示す概略側面断面図である。 この発明の実施の形態３によるオゾン発生装置の給電ブラシの金属細線が消失した後の状態を示す概略側面断面図である。 この発明の実施の形態４によるオゾン発生装置の主要部を示す概略側面断面図である。 この発明の実施の形態４によるオゾン発生装置の給電ブラシの金属細線が消失した後の状態を示す概略側面断面図である。 この発明の実施の形態５によるオゾン発生装置の給電ブラシの金属細線が消失した後の状態を示す概略側面断面図である。 この発明の実施の形態６によるオゾン発生装置の動作を示す図である。 従来例によるオゾン発生装置を示す図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。図１は、本発明の主要部を示す概略側面断面図であり、説明のため放電管を１本のみ示しているが、本発明を適用するオゾン発生装置は、放電管が多数並列配置されている。多数の放電管が並列配置されたオゾン発生装置の、例えば図１のＡ−Ａ断面図を図２に示す。図２では、図として解り良いように６４本の放電管が並列配置されたものを示しているが、本発明を適用するオゾン発生装置では、放電管が１００本以上並列配置されている。

ガラス管１の内壁に高圧電極となる金属膜２を密着して形成し、ガラス管１の外部にガラス管と同心円状に接地電極となる円筒状の金属管３を配置する。ガラス管１の右側は封止処理をしている。気密密閉容器であるオゾン発生タンク４は、２枚の管板４０、４１により大きく３つの空間に分けられており、金属管３は、２枚の管板４０および４１に開けられた穴を連結するように取り付けられている。オゾン発生タンク４と管板４０、４１は電気的に接地されている。ガラス管１の外壁と金属管３の間に所定の間隙すなわち放電ギャップ１２が形成され、放電ギャップ１２は例えば0.4ｍｍ以下に保たれている。５は給電ブラシで、ガラス管１の片側からガラス管内部に挿入され、金属膜２に接触する構成となっている。給電ブラシ５は、多数のステンレス製の金属細線６と、ステンレス製のブラシ軸７と、端子８から構成される。交流高圧電源１１の片側は接地し、片側、すなわち高圧側は給電部材９に接続される。１０はオゾン発生タンク４を貫通するブッシングで、ブッシング内部を給電部材９が通り、給電部材９がオゾン発生タンク４と絶縁されるように構成されている。給電部材９に給電ブラシ５の端子８が接続されている。

図１のＡ−Ａ断面図である図２に示すように、多数のガラス管１がオゾン発生タンク４内に並列に配置され、一本のガラス管１内壁の金属膜２に１本の給電ブラシ５により給電するよう構成されている。このようにして、交流高圧電源１１からブッシング１０を通ってオゾン発生タンク４内に導入された給電部材９により多数の給電ブラシ５が並列に接続されている。１３はオゾン発生タンク４に取り付けられたガス入口、１４はオゾン発生タンク４に取り付けられたガス出口である。１５は円筒状の金属管３の外側を流れる冷却水、１６はオゾン発生タンク４に設けられた冷却水入口、１７はオゾン発生タンク４に設けられた冷却水出口である。

この実施の形態１における給電ブラシの詳細構成を図３に示す。ブラシ軸７は２本の軸素線７ａ、７ｂから構成される。金属細線６を７ａ、７ｂの間に挟み、軸素線をねじることにより完成する。例えば、金属細線６の線径は０．１ｍｍφ、ガラス管内径＝１９ｍｍφ、多数の金属細線が形成する金属細線の束の外径Ｄ１＝２０ｍｍφ、ブラシ軸外径Ｄ２＝８ｍｍφである。ガラス管内壁の金属膜を傷つけないためには金属細線６の線径は０．１５ｍｍφよりも細いものが望ましい。

次に動作について説明する。交流高圧電源１１から、給電部材９、給電ブラシ５を通じて、金属膜２に交流高電圧が印加される。金属膜２と金属管３の間に交流高電圧が印加されるので、放電ギャップ１２でいわゆる無声放電が発生する。ガス入口１３より原料ガスである乾燥空気、もしくは窒素ガスをわずかに添加した酸素ガスが導入されると、この原料ガスは管板４０とオゾン発生タンク４で形成されるガス入口側の空間（第一の空間）から放電ギャップ１２を通り抜けて、管板４１とオゾン発生タンク４で形成されるガス出口側の空間を通じてガス出口１４に導かれる。原料ガスが放電ギャップ１２を通り抜ける際に原料ガス中の酸素が放電によって解離し、オゾンが発生する。オゾンを効率的に発生するために放電ギャップは例えば０．４ｍｍ以下に保持されている。また放電により発生する熱を除去するために、金属管３の外側に冷却水を流し、金属管３を冷却し、さらに放電ギャップ内のガスを介してガラス管１を冷却している。図２で示すように、金属管３と金属膜２が内壁に形成されたガラス管１とで構成される放電管が多数オゾン発生タンク４内に並列して設置され、ガスは多数の放電ギャップ１２を通り、多数の放電管には電源から並列に交流高電圧が印加される。このようにして多数の放電ギャップ１２で放電が発生しオゾンが発生する。

使用中にガラス管１が劣化、もしくは何らかの原因で破損すると、交流高圧電源１１から破損したガラス管の金属膜２に短絡電流が流れ込む。また、短絡電流には、並列に接続されている他の放電管が形成する容量（コンデンサ）に蓄積されている容量性のエネルギーから流れ込む電流も含まれる。この短絡電流で、金属細線６と金属膜２の間の接触抵抗で発生するジュール発熱および金属細線の体積抵抗に起因するジュール発熱により金属細線６が加熱し、金属細線は瞬時に（１００ｍｓ程度で）溶融する。この際に高温の金属細線６の発熱からブラシ軸が受け取る熱エネルギーにより、ブラシ軸が溶融温度にならないようにする必要がある。従来は、ブラシ軸が細かったため、ブラシ軸が溶融する恐れがあった。

そこで、発明者らが鋭意検討した結果、次のような条件でブラシ軸が溶融しないことが判明した。
ブラシ長さ方向単位長さあたりのブラシ軸重量：Ｍ、ブラシ長さ方向単位長さあたりの金属細線のブラシ軸から飛び出し部分の総重量：ｍは以下の式で求まる。
Ｍ＝（π／４）×（Ｄ２）^２×ρ ・・・（１）
ｍ＝（π／４）×Ｎ×ｄ^２×（Ｄ１−Ｄ２）×ρ ・・・（２）
ここで、Ｎ：ブラシ長さ方向単位長さあたりに使用する細線本数、ｄ：金属細線の線径、Ｄ１＝ブラシ外径、Ｄ２＝ブラシ軸外径、ρ＝ブラシ軸及び金属細線の比重。

ステンレス製ブラシ金属細線が酸素ガス中で溶融することにより発生する熱量Ｑは、金属細線単位重量当たり約7,000［Ｊ／ｇ］であるので、
Ｑ＝ｍ×7,000［Ｊ／ｇ］ ・・・（３）
この発生熱量のうちαの割合がブラシ軸に吸収された場合のブラシ軸の温度上昇ΔＴは、
ΔＴ＝Ｑ×α／（Ｍ×Ｃ）
＝ｍ×7,000×α／（Ｍ×Ｃ） ・・・（４）
ここで、Ｃ＝ブラシ軸の比熱［Ｊ／ｇＫ］。

ステンレス性ブラシ軸の場合、軸の溶融を防止するにはΔＴは溶融温度：約1,500℃よ
り低くする必要がある。Ｃ＝0.51［Ｊ／ｇＫ］（ステンレス材料）を（４）式に代入して
ΔＴ＝ｍ×7,000×α／（Ｍ×0.51）≦1,500
Ｍ／ｍ≧7,000×α／（0.51×1,500）＝9.15×α ・・・（５）

金属細線が酸素ガス中で溶融することにより発生する熱量のうちブラシ軸より下側の部分からの熱がブラシを加熱するので、αは概略0.5である。したがって、
Ｍ／ｍ≧9.15×0.5
ここで、9.15×0.5は、略５であるので、
Ｍ／ｍ≧５ ・・・（６）
であればよいことになる。
（１）、（２）、（６）式より
（Ｄ２）^２／［Ｎ×ｄ^２×（Ｄ１−Ｄ２）］≧５ ・・・（７）

オゾン発生装置にて実際のブラシで試験を行うと、（７）式が成立する場合はブラシ軸は溶融しなかった。このことより、少なくとも（７）式を満たせばブラシ軸は溶融しない。

また、ブラシ軸表面の金属細線の線密度β（＝金属細線断面積合計／軸表面積）は次式で求まる。
β＝［（π／４）×ｄ^２×Ｎ］／（π×Ｄ２）
＝Ｎ×ｄ^２／（４×Ｄ２） ・・・（８）
βを用いて（７）式を変形すると
（Ｄ２／Ｄ１）≧１／［１＋（１／２０β）］ ・・・（９）
すなわち、（９）式を満たせばブラシ軸は溶融しない。

ステンレス製金属細線径ｄ＝0.03〜0.15ｍｍ、ステンレス製ブラシ軸径Ｄ２＝3〜8ｍｍの場合についてブラシを製作し評価の結果、線密度β＝0.005〜0.04が実用的であった。
β＝0.005以下では金属細線数が少なく製作時に細線が切れやすく、また１本の細線への
電流集中が大きくなり金属膜２が劣化する場合があった。またβ＝0.04以上では金属細線本数が多く、ブラシ軸から細線が抜ける現象が発生するとともに、コストが高くなるという欠点がある。一番好ましい線密度はβ＝0.01〜0.03であった。上記のβの場合について（９）式を計算すると、表１となる。

実施の形態１では、金属細線の線密度をβとして、金属細線の束の外径Ｄ１とブラシ軸径Ｄ２の比を、（Ｄ２／Ｄ１）≧１／［１＋（１／２０β）］となるようにしたので、短絡電流によって、たとえ金属細線６が溶融してもブラシ軸７が溶融することは無く、従ってガラス管１の割れ、ガラス管破損を防止することができる。その結果、信頼性の高いオゾン発生装置を提供することができる。

実施の形態２．
次にこの本発明の実施の形態２について図４により説明する。ブラシ軸は４本の軸素線７a、７ｂ、７ｃ、７ｄにより構成される。また金属細線は、「く」の字状と、逆「く」
の字状に、４本の軸素線に挟み込んだ後に軸素線をねじってブラシを構成する。図３の構
成と図４の構成では使用する金属細線総数は同じであるが、図４の方が金属細線が分散し、電流を均一に流すことができる。給電ブラシを長期間使用する場合には、金属細線６と金属膜２の接触面で酸化などにより接触抵抗が増え、通電性能が悪くなる。図４の構成を採用することにより、電流を分散することができるので、劣化速度を遅くすることができる。従って、更に信頼性が高く寿命の長いオゾン発生装置を提供することができる。
なお、軸素線の数は、４本以上であっても良く、本数が多いほど金属細線が分散し、電流をより均一に流すことができる。

実施の形態３．
次にこの発明の実施の形態３について図５により説明する。給電ブラシ５の軸７に、円板状のセラミック製支持部材２０を取り付けている。支持部材２０の外径は、金属膜２部分の内径よりも若干小さく製作されている。図６はガラス管が破損して金属細線６が溶融して消失した後の構成を示す。ガラス管１は破損箇所２１に穴が開き、アーク放電２２により金属膜２の電位は金属管３の電位（接地）とほぼ同じ電位となる。ブラシ軸７には高電圧が印加されているが、セラミック製の支持部材２０と給電部材９とにより金属膜２と距離を保ち絶縁されているので、オゾン発生装置は運転を継続することができる。このため信頼性の高いオゾン発生装置を提供できる。

実施の形態４．
次にこの発明の実施の形態４について図７により説明する。給電ブラシ５は、絶縁物２３で気密密閉容器であるオゾン発生タンク４の管壁に固定された固定給電部材２４に取り付けられ固定されている。図８はガラス管が破損して金属細線６が溶融して消失した後の状態を示す。ガラス管１は破損箇所２１に穴が開き、アーク放電２２により金属膜２の電位は金属管３の電位（接地）とほぼ同じ電位となる。ブラシ軸７は絶縁物２３と固定給電部材２４により固定されているため、金属細線６が消失した後も金属膜２と距離を保ち絶縁されているので、ブラシ軸７に高電圧が印加されても、オゾン発生装置は運転を継続することができる。このため信頼性の高いオゾン発生装置を提供できる。

実施の形態５．
次にこの発明の実施の形態５について図９により説明する。金属膜２は厚み0.05〜100
μｍの導電性の薄膜で構成される。材質は、ステンレス、クロム、金、銀、錫、亜鉛、銅、カーボン、アルミニウムのいずれかを主成分とする場合や、ニッケルやニッケルを主成分として含有する導電性化合物からなる耐酸素、耐オゾン性の材料をスパッタ、もしくはメッキ等によりガラス管１の内壁に密着もしくは塗布させて形成する。ガラス管１が破損すると、破損部位２１の周囲の金属膜２５は大きな短絡電流で一瞬に蒸発して消失する。このため金属細線６が短絡電流で消失し、ブラシ軸７が自重で金属膜２に接触しても、金属膜２は破損部位２１から絶縁されているので、給電ブラシに電圧を印加し続けることができる。従ってオゾン発生装置は運転を継続することができ、このため信頼性の高いオゾン発生装置を提供できる。

なお、本実施の形態５では、ガラス管内壁の金属膜を導電性の薄膜で構成し、かつ給電ブラシを放電ギャップが形成される部分よりも外側、すなわち管板４０よりも外側の空間に突き出た部分に配置した。このため、放電ギャップの一番給電部材に近い側でガラス管が破損しても金属膜の消失により、ガラス管破損部位と給電部との絶縁距離を確保できる。このため金属細線６が短絡電流で消失し、ブラシ軸７が自重で金属膜２に接触しても、金属膜２は破損部位２１から絶縁されているので、給電ブラシに電圧を印加し続けることができる。従ってオゾン発生装置は運転を継続することができ、このため信頼性の高いオゾン発生装置を提供できる。

実施の形態６．
次にこの発明の実施の形態６について説明する。オゾン発生装置の発生容量が大きくなると短絡電流が大きくなり、図６、図８、図９に示すような絶縁距離を保つだけでは、短絡電流を遮断できない。この場合には、給電ブラシ５と給電部材９の間に図示していないがヒューズを取り付けることにより短絡電流を遮断することができる。もしくは、短絡現象を交流高圧電源１１で検出し電源を遮断することにより短絡電流を遮断する。

図１０はオゾン発生装置に印加する電圧と電流波形を示したものである。正常時の場合に比べガラス管が破損すると電圧が低下し、ガラス管に流れる電流が増えるので、この変化を検出し、電源１１の給電を停止する。ある時間経過後、電源１１の給電を再開すると、図６、図８、図９の構成において、再び電圧を印加しオゾン発生装置の運転を継続することができる。この場合、オゾン発生装置の停止時間は１秒程度であり、オゾンを使用するシステムにおいては何ら運用に支障をきたすことなくシステムの運転を継続できる。従って、電源が短絡現象を検出した後給電をいったん停止し、その後再度給電を開始することにより、ヒューズを用いなくとも同等の機能を発揮できるため安価で信頼性の高いオゾン発生装置を提供することができる。

なお上記では、オゾン発生装置の電圧、電流で短絡現象を検出する例を説明したが、別の手段により短絡現象を検出できれば同様の効果を奏する。

以上の実施の形態いずれにおいても、ガラス管として、ほう珪酸ガラス、石英ガラス、高珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラスなどの耐熱性ガラスを使用することができる。例えばSCOTT社のガラス管では、Duran、Duratan、Durabax、SUPREMAX、SURPRAX、FIOLAX、ILLAX、AR-Glas、8248、8250、8252、8253、8485などが挙げられる。耐熱性ガラスを使用することにより、金属細線が溶融する際の熱によってガラス管割れや、ガラス溶融が発生する可能性が小さくなる。従って隣接する健全なガラス管に悪影響を及ぼす恐れも小さくなる。

また、以上の実施の形態では給電を原料ガスの入口側から行う構成で説明したが、必ずしもこの構成でなくても良く、給電をオゾンガス出口側から行う構成であっても良い。

この発明は、大量の水を処理する水処理装置などに適用することができる。

１ ガラス管
２ 金属膜
３ 金属管
４ オゾン発生タンク（気密密閉容器）
５ 給電ブラシ
６ 金属細線
７ ブラシ軸
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 軸素線
９ 給電部材
１１ 交流高圧電源
２０ 絶縁支持部材
２４ 給電ブラシ固定部材
４０、４１ 管板

Claims (11)

1. 気密密閉容器と、
   穴が開いた導電金属板であって、上記気密密閉容器の内部を３つの空間に仕切るように設けられた２枚の管板と、
   この２枚の管板の上記穴同士を連結するように設けられた円筒状の金属管と、
   外壁と上記金属管の内壁とが所定の間隙を有するように上記金属管の内部に保持され、内壁に金属膜が形成され一端が閉鎖し他端が開放した円筒状のガラス管と、
   交流高圧電源とを備え、
   上記３つの空間のうち両端にある空間の一方の空間である第一の空間から、上記間隙を通って両端にある空間のうち他方の空間に酸素を含む原料ガスを流すとともに、金属製のブラシ軸の周囲に多数の金属細線を固定した給電ブラシを上記ガラス管に挿入し、上記金属細線の先端を上記金属膜に電気的に接触させ、上記交流高圧電源から上記ブラシ軸に給電部材を接続して上記金属膜に上記交流高圧電源からの電圧を印加することにより上記ガラス管の内壁の金属膜を高電位、上記金属管を接地電位として、上記間隙を流れる原料ガスを放電させてオゾンを発生させるオゾン発生装置であって、
   上記多数の金属細線の上記ブラシ軸単位長さあたりの本数をＮ、上記金属細線の線径をｄ、上記多数の金属細線が形成する金属細線の束の外径をＤ１、上記ブラシ軸の外径をＤ２として、上記ブラシ軸表面での上記金属細線の線密度β＝Ｎ×ｄ^２／（４×Ｄ２）としたとき、
   （Ｄ２／Ｄ１）≧１／［１＋（１／２０β）］
   であることを特徴とするオゾン発生装置。
2. 金属管とガラス管とで構成される放電管が１００本以上並列に配置され、これら１００本以上の放電管に一個の交流高圧電源から並列に給電するよう構成したことを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置。
3. βが０．００５以上０．０４以下であることを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置。
4. βが０．０１以上０．０３以下であることを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置。
5. ブラシ軸は４本以上の軸素線をねじる構造とし、金属細線は上記ねじられた軸素線の隙間に挟まる構造としたことを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置。
6. ブラシ軸にセラミック製の絶縁支持部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置。
7. ブラシ軸を気密密閉容器に固定された固定給電部材に固定したことを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置。
8. ガラス管内面の金属膜を厚み0.05〜100μｍの導電性薄膜で構成することを特徴とする
   請求項１に記載のオゾン発生装置。
9. 給電ブラシをガラス管の管板よりも外側の空間に突き出した部分に配置したことを特徴とする請求項８に記載のオゾン発生装置。
10. 交流高圧電源は、短絡現象を検知した後に電源を一旦遮断し、再度電圧を印加する運転シーケンスを備えたことを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置。
11. ガラス管は、ほう珪酸ガラス、石英ガラス、高珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラスのいずれかのガラスを材料としたガラス管であることを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置。

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