JP2531772B2 - オゾン発生装置 - Google Patents

オゾン発生装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は，オゾン発生装置の放電管の改良とその使用
方法に関する。
（従来の技術） 近年，上水浄化，し尿，下水の高度処理などでオゾン
が広く利用されるようになり，大容量でかつ安定したオ
ゾン発生装置の開発が望まれていた。
従来のオゾン発生装置は第１図に示すように容器１内
に２つの隔壁２を用いて空室３を作り，一方に原料ガス
入口４を，一方にオゾン化ガス出口５をつける。接地電
極となる円筒金属管（ステンレス管）６が隔壁２に接続
され空室７を作り下部に冷却水入口8,上部に冷却水出口
９をつける。円筒にガラスの放電管10がスペーサ（図示
せず）により，円筒金属管６の内に同心円状に固定され
る。この放電管10は内面に導電皮膜11がつけられ，導電
接触子12の中心に導体13をつけ，絶縁のためのブッシン
グ14を通し，図示していない電源に接続される。
オゾンは円筒金属管６と放電管10との間を通る空気あ
るいは酸素から放電によって生成する。オゾンの生成に
よって微量の窒素酸化物も生成する。これは水分を吸収
し硝酸となるため，オゾン発生装置の材料は耐オゾン性
だけでなく，耐硝酸性が要求されており，本出願人が先
に提案（例えば昭和50年特願第042854号）したステンレ
スなどを用いた放電管も利用された。しかし，大容量の
オゾン発生装置では電源として高周波，通常600HZ以上
を用い，単位放電管あたりのオゾン発生量を増加させる
傾向にあり，長期間の安定運転では導電皮膜の剥離の問
題があった。
本発明は種々の調査実験の繰り返しによって，長期
間，大容量のオゾンの安定して発生する装置を提案す
る。
（発明が解決しようとする課題） 従来方法での問題は，耐オゾン性，耐硝酸性のステン
レス皮膜が，導電接触子との接点部分で，火花を発し細
かく剥離してしまうことであった。放電管あたりのオゾ
ン発生量を多くするため大電力を加えると皮膜の薄い部
分でよく起こることがわかった。また，長期間の使用で
は放電管の全面で皮膜の剥離が起こることがあった。
これらの現象に対して，スパック皮膜の厚さについ
て，種々の実験を繰り返したところ，オゾン発生装置に
適した皮膜の厚さがあることが判明し，本発明の提案と
なった。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明はガラス管内面のステンレス皮膜をスパック技
術により2000〜5000Åの範囲内の厚さにすることにより
長期間，大容量のオゾンを発生することができる。
ステンレス皮膜の厚さについてのばらつきにつき原因
を求めた。皮膜500Å〜8000Åまでの範囲で皮膜の安定
性を調べた。
結果を第２図に不良率で示す。６種類の厚さの違った
ステンレス皮膜をガラス管内面につけ，周波数1KHZ,放
電エネルギー密度2KW/m2,1ヶ月間の連続運転でオゾンを
生成させたところ，皮膜500Åでは10試料中全部が,1400
Åでは10試料中６試料が,1800Åでは10試料中１試料が
導電接触子の接点部分で剥離が起きたが,2000,3000,380
0Åの試料には変化がなかった。皮膜の薄い放電管で
は，電気抵抗の増加によって火花の発するものと考えら
れる。これにより，大容量のオゾン発生装置には，皮膜
2000Å以上が必要なことがわかる。
（作用） オゾン発生装置の連続運転が行われていればよいが，
停止，運転を繰り返されると停止中の常温から放電中の
高温度まで温度による変化を受け，付着力の強いスパッ
タ皮膜でも，ガラスと金属との熱膨張率の違いにより，
長期間では剥離が生じる。
（実施例） スパッタの厚さを変化させた放電管を作り，長さ200m
mに切断，各々５個の試料で熱衝撃試験を行った後皮膜
表面にテープ（セロテープ）を用い，剥離条件を求め
た。熱衝撃試験は−60℃と125℃との温度に交互に試料
を30分放置し５回の繰り返しを行った。結果は第３図に
不良率で示すように,2400Å,5000Åでは剥離は起らなか
った。6000Åで１個,7000Åで３個,8000Åで２個の試料
に剥離が起きてしまった。
以上の結果によりスパック技術による導電皮膜の厚さ
を2000Åから5000Åの範囲としたオゾン発生装置が長期
的に安定したオゾンを生成することができることがわか
った。
オゾン発生量の大容量化は高周波の採用と，第１図の
隔壁２に対し多数の接地電極６をとりつけ，放電管10の
数を増す方法がとられている。放電管の数は数百本を超
える場合もあり，コンパクト化するため第４図のよう
に，接地電極６に両側から２本の放電管10を入れること
も行われる。
しかし，オゾン化ガス側に入れられた放電管の内部は
連続運転中でも高濃度のオゾン化ガス，微量の窒素酸化
物の曝露されており，導電皮膜の劣化，局部放電，放電
管破裂が起りやすく，実現は困難であった。
本発明による耐オゾン性，耐硝酸性のステンレス皮膜
を用いた放電管では，オゾン化ガス側に放電管の開口部
を向けて運転してもなんら問題は起らず，長期間安定し
た大容量のオゾンを得ることが出来る。
［発明の効果］ なお放電管の金属皮膜の材質は，ステンレス以外の耐
オゾン性，耐硝酸性の材料が利用できることは言うまで
もない。また使用電源が商用周波の場合でも帖期間安定
運転ができることも言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に関連する通常のオゾン発生装置の断面
図，第２図及び第３図は本発明の放電管内面の導電皮膜
の最適厚さを示す説明図，第４図は本発明の使用方法を
示す断面図である。 １……容器 10……放電管 11……導電皮膜 ５……オゾン化ガス出口

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ガラス管内面に金属スパッタ皮膜を形成し
    高電圧電極の放電管としたものにおいて，皮膜の厚さを
    2000〜5000Åの範囲としたオゾン発生装置。
  2. 【請求項２】請求項第１項の放電管を接地電極のステン
    レス管の内へ，原料ガスの流れに対して１本の放電管は
    開口部を向け，他の１本は放電管端部を向けて配置し，
    周波数600HZ以上の高周波で利用するオゾン発生装置。
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