JP2693186B2 - オゾン発生器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、管状外部電極および外部電極に対向した表
面上に誘電層を有する多数の内部電極を有し、外部電極
に対して内部電極に距離をもたせかつ環状放電間隙を形
成させるための装置および全電極を交流電源として電気
的に接続するための装置を有するオゾン発生器に関す
る。

従来の技術 前記概念のオゾン発生器は、例えばスイス国特許第64
8534号明細書の記載から公知である。

オゾンを化学的目的および物理的目的に使用すること
が普及するにつれて、シーメンス（Siemens）の作業法
に帰するオゾン管が最近工業的および経済的な観点から
決定的に改善されるという結果を生じた。すなわち、米
国特許2811217号明細書には、オゾン収量をオゾン発生
器の一定の特性値（供給電圧の周波数、誘電性材料の誘
電定数、供給電圧の振幅、該電体層の厚さおよび放電間
隙の大きさ）が一定の適法性を充たさなければならない
ことによつて上昇させることが提案されている。

別の刊行物には、オゾン収量を上昇させる同様の目的
のために特殊な冷却方法が提案されており、すなわち例
えば外部電極を液体冷却するとともに高圧電極をガスま
たは液体で内部冷却することは、西ドイツ国特許出願公
開第2357392号明細書中に提案されており、またオゾン
含量が増大した使用ガスを順次に接続されたオゾン発生
器の場合に中間冷却することは、西ドイツ国特許出願公
開第2436914号明細書中に提案されている。

管状オゾン発生器中での放電間隙幅を減少させること
によつて放電間隙中での平均温度を下げることができる
ことは、一般に公知である。放電間隙中の平均温度がそ
の間隙幅に比例することは、理論的および実験的に示す
ことができる。

放電間隙中での温度が低いことは望ましい。それとい
うのも、それによつてオゾン発生の作用度が著しく上昇
されるからである。

公知技術によれば、今日放電間隙幅は1mmである。間
隙幅がさらに減少することは、使用される金属管および
誘電体管の幾何学的公差の限界に突き当たる。殊に、管
の長さがより長い場合には、間隙幅をさらに減少させる
ことは、誘電管および金属管の常に存在する曲りによつ
て制限されている。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、小さい間隙幅を可能にしかつより長
い構造長さのオゾン発生器を可能にするオゾン発生器を
得ることである。

課題を解決するための手段 この課題は、首記した概念のオゾン発生器の場合に本
発明によれば、内部電極が多数のカスケード接続され
た、機械的に減結合した管状電極セグメントからなり、
これらの管状電極セグメントがそれぞれ片側で閉鎖され
ておりかつ閉鎖された端面で接触部材を備えており、こ
の接触部材が管状電極セグメントをそれぞれ互いに群を
なすように電気的に接続させるために隣接した管の内部
に突入されており、管状電極セグメントが直接に隣接し
た該管状電極セグメントとは無関係に外部電極から距離
をもって支持されていることによつて解決される。こう
して、シンプレツクス−オゾン発生器ならびにデュプレ
ツクス−オゾン発生器は、殆んど任意の構造長さで実現
することができる。外部管の曲りは、間隙幅の公差に何
らの影響も及ぼさない。内部管を使用することは、本質
的に簡易化されている。

電極セグメントは、次の部材を電気的に接続するため
に底面で金属的構成を有する片側で閉鎖されたガラス管
であることができる。しかし有利には、西ドイツ国特許
出願公開第3442121号明細書または米国特許第4650648号
明細書に記載されているようなプラスチツク誘電体が使
用される。プラスチツク誘電体の場合には、比較的簡単
に金属的構成を底面によつて実現させることができる。

セグメント化された誘電体を使用することは、さらに
利点をもたらす。金属管は、数mmまでの曲りを有してい
てもよい。金属管の長さは、今日常用されているように
約2mmに固定されているのではなく、6mmまでの長さが考
えられかつ望ましい。長い金属管は、この金属管を水冷
却する場合に利点をもたらす：冷却水を流すことは、金
属管に沿つて行なわれ、このことにより冷却水を流すこ
とが望ましく向上され、それによつてより良好な冷却が
生じる。それによつて金属管上での望ましくない水側で
の沈着は減少される。

実施例 図面には、本発明の実施例が略示されている。

第１図は、現在工業的使用で実施されているオゾン発
生器を略示する。

容器１中には、多数のオゾン発生器が取付けられてあ
る。容器１は、末端側に管状底面状の分離壁2,3を有
し、これらの分離壁には、金属管４が溶接されている。
この金属管は、全てのオゾン発生器の（アース電位にあ
る）外部電極を形成する。判り易くするために、前記管
４は、５本のみが記入されており；実際には、100本お
よびそれ以上の管が存在しうる。該管は、その締付位置
で分離壁2,3中で容器内部に対して密閉されている。容
器壁中への接続管5,6を介して冷媒、例えば水は、容器
内に導かれるかないしは導出され、この冷媒は、金属管
４を外部冷却するために使用される。金属管４中には、
両側から区分された内部電極７が導入され、この内部電
極は、スペーサー部材８によつて金属管４に対して距離
を有しかつこのスペーサー部材と、金属管壁との間に
は、環状放電間隙９が空けられている。

内部電極７の接触は、ブラシ状に構成された接触部材
10により行なわれる。この接触素子は、前面でそれぞれ
母線11,11′に接続されている。この母線11,11′は、電
気的導入線12を介して周波数および／または振幅および
／または曲線形を調節することができる交流源13と接続
され、この交流源の別の接点はアース電位にある。

酸素含有装入ガスは、ガス入口管14を介してオゾン発
生器に供給されかつ再びガス出口管15を通じて容器を去
る。

第１図から明らかなように、内部電極７は、それぞれ
２個宛左側の容器部分中ないしは右側の容器部分中で相
互に電気的に接続されている。このために、内在する内
部電極の接触素子の接続部分16は、外側の内部電極７の
前面に導かれている。

内部電極７の詳細な構成ならびにその反対側の電気的
接触部は、第２図に拡大して示されている。内部電極
は、本質的に金属管17からなり、この金属管は、容器前
面の反対側の端部で蓋18で閉鎖されている。この蓋18
は、金属管17と一体になるように形成されていてもよ
い。蓋18を含めて金属管１の外壁は、セラミツクからな
る典型的には厚さ2mmの誘電体19で被覆されている。開
いた端部で望ましくない放電を阻止するために、誘電体
19は、金属管の縁領域を被覆する。蓋18を被覆すること
は、同じ機能を充足する。時に、この場合この誘電性層
19は、異なる粒径および合成樹脂との結合力を有する誘
電性粉末からなる。前記構成および好ましい性質に関す
る詳細は、西ドイツ国特許出願公開第3442121号明細書
または米国特許第4650648号明細書に記載されており、
この場合これらの明細書は参考のために記載してある。

外側の内部電極の蓋18には、内側内部電極に相互配置
された接触素子10の接続部分16が固定され、このこと
は、ロウ接、溶接、ねじ締めまたは締付けによつて行な
うことができる。また、接続部分を有する図示されたブ
ラシ状接触素子10の代りに、接触装置20を使用すること
もでき、この接触装置は、直接に外側の内部電極の蓋に
取付けられ、かつブラシ接触素子またはチユーリツプ接
触素子に類似のベリリウムブロンズからなる触手を備え
ている。

本質的なことは、一面で個々の内部電極７の電気的接
続が互いに保証され、他面機械的減結合、すなわち隣接
した内部電極間での堅固でない結合が存在することにあ
る。

前記前提条件を充足する場合には、僅かな間隙値（典
型的に0.5mm）および認容可能な間隙値公差を有する殆
んど任意の長さのオゾン発生器を得ることができる。

本発明は、殊に所謂セラミツク誘導体を有するオゾン
発生器に特に好適である。しかし、第４図および第５図
により実施例に示されているように、本発明は、ガラス
誘電体を有するオゾン発生器についても好適である：セ
ラミツク誘電体を有するオゾン発生器の代りに、第１図
の場合に、今やガラス誘電体を有するものが生じる。こ
のオゾン発生器は、第４図によれば、本質的に片側が閉
鎖されたガラス管21からなりこのガラス管の内部表面
は、開いた端部での数ミリメートルの長さの領域を除い
て金属層22で被覆されており、すなわちその限りにおい
て短縮された構成長さを除き、これまで常用されている
内部管に相当する。更に、（電気的に）順次に接続され
たセグメントの金属層22間に電気的接続を得るために、
外側ガラス管21はその閉鎖された端部に金属的構成素子
23を有し、この金属的構成素子は、金属層22と電気的に
接続されている。更に、金属的構成素子23は、ガラス管
に相互配置された接触素子10の接続部分16と結合、例え
ばねじ締めされている。

第５図から明らかなように、片側で閉鎖されたガラス
管は省略することができる。ガラス管21は、それぞれ内
部端部にプラグ24を有する。接触素子10の接続部分16
は、プラグ24にまで延長されており、プラグ中に配置さ
れたブツシユ25中で終り、かつ例えばこのブツシユ中に
ねじ込まれている。隣接した接触素子10の接続部分16
は、別の側から（外側から）このブツシユ中に差込ま
れ、例えば同時にこのブツシユとねじ締めされている。
また、プラグ24は、ブツシユを保持するとともに遮断機
関として使用され、この遮断機関は、装入ガスがガラス
管21の内部を通つて流れることを阻止する。

また、（密な）プラグ24の代りに、例えば第５図に点
線で示してあるように耐オゾン性プラスチツク、例えば
テフロン（Teflon）からなる薄いマンシエツトを使用す
ることができる。また、このマンシエツトは、２つの順
次に存在する管の十分な機械的結合のために役立つ。

ガラス誘電体を有するオゾン発生器の場合にも、内部
電極は、互いに機械的に減結合され、かつ全ての容器の
半分が電気的に直列に接続され、この場合容器半分の全
てのオゾン発生器はそれぞれ母線11に接続されている。
この種の装置は屡々“デュプレツクス装置”と呼称され
る。

勿論、セグメントの本発明の基礎となる原理は、所謂
シンプレツクス−オゾン発生器、すなわち容器前面から
のみ供給を行なうものについても使用することができ
る。それというのも機械的に連続的に接続すべきセグメ
ントの数は基本的に容器の長さのみに依存するからであ
る。

シンプレツクス装置の場合にもデュプレツクス装置の
場合にもセグメントの長さは、10cm〜50cmである。この
ように短いセグメントは、無視してよい曲りを有する。
公差の偏差、すなわち金属外部管４および／または内部
管７ないしはガラス管21の場合の公差の偏差、または外
部管４の曲りは、順次に接続することによつて実際に平
均にされる。

従つて、初めてセラミツク誘電体および小さい間隙幅
を有するオゾン発生器は、経済的に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、多数のオゾン発生器を有するオゾン化容器を
極めて簡略的に示す縦断面図、 第２図は、セラミツク誘電体を有するオゾン発生器を示
す第１図からの詳細図、 第３図は、隣接した内部電極の選択的接触を示す第２図
からの詳細図、 第４図は、片側が閉鎖されたガラス管の形のガラス誘電
体を有するオゾン発生器を示す第１図からの詳細図、か
つ 第５図は、開いたガラス管の形のガラス誘電体を有する
オゾン発生器を示す第１図からの詳細図である。 4,17……金属管、７……内部電極、８……スペーサー部
材、９……環状放電間隙、10……接触素子、11,11′…
…母線、16……接続部分、18……蓋、19……誘電体、20
……接触装置、21……ガラス管、22……金属層、24……
プラグ、25……ブツシユ。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管状外部電極（４）およびこの外部電極
   （４）に対向した表面上に誘電層（19;21）を有する多
   数の内部電極（17;22）を有し、外部電極（４）に対し
   て内部電極（17;22）に距離をもたせかつ環状放電間隙
   （９）を形成させるための装置（８）および全電極を交
   流電源と電気的に接続するための装置（10、11、12）を
   有するオゾン発生器において、内部電極（17;22）が多
   数のカスケード接続された、機械的に減結合した管状電
   極セグメント（7;21,22）からなり、これらの管状電極
   セグメントがそれぞれ片側で閉鎖されておりかつ閉鎖さ
   れた端面で接触素子（16,10）を備えており、この接触
   素子（16,10）が管状電極セグメント（7;21,22）をそれ
   ぞれ互いに群をなすように電気的に接続させるために隣
   接した管の内部に突入されており、管状電極セグメント
   （7;21,22）が直接に隣接した該管状電極セグメントと
   は無関係に外部電極（４）から距離をもって支持されて
   いることを特徴とするオゾン発生器。
2. 【請求項２】それぞれの管状セグメントがプラグ（24）
   によって閉鎖されており、接触素子（10）が接続部分
   （16）を備えており、この接続部分（16）がプラグ（2
   4）に向かって延在しかつプラグ中に配置されたブッシ
   ュ（25）中で端部を有し、隣接した接触素子（10）の接
   続部分（16）が他の側からブッシュ（25）中に挿入され
   ている、請求項１記載のオゾン発生器。
3. 【請求項３】デュプレックス装置の場合１つの群が第１
   の母線（11）と接続され、他の群が別の母線（11′）と
   接続されており、シンプレックス装置の場合には、全部
   のセグメントが１つの母線（11）と接続されている、請
   求項１または２に記載のオゾン発生器。
4. 【請求項４】内部電極が金属管（17）であり、この金属
   管の外壁がセラミック誘電体またはプラスチック／セラ
   ミック誘電体（18）で被覆されている、請求項１から３
   までのいずれか１項に記載のオゾン発生器。
5. 【請求項５】内部電極がガラス管（21）またはプラスチ
   ック管の金属被膜（22）として構成されている、請求項
   １または３に記載のオゾン発生器。
6. 【請求項６】管が片側で閉鎖されておりかつ閉鎖された
   端部で管に隣接したガラス管の内部に埋込まれている接
   触素子（16,10）を備えている、請求項５記載のオゾン
   発生器。
7. 【請求項７】管（21）が両側で開きかつ１端にプラグ
   （24）を備え、このプラグが隣接したガラス管（21）の
   接触素子（16,10）を電気的に接続るための装置（25）
   を有する、請求項５記載のオゾン発生器。