JP2717302B2 - 高性能オゾナイザ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は各種排ガス等の脱臭に用いるオゾンガス、
或は各種産業用水等の浄化或は殺菌等に用いられるオゾ
ン水の製造に用いられるオゾンガスを能率的に得るため
の高性能オゾナイザに関するものである。

従来の技術 この種のオゾナイザは一般に所謂ほうろう鉄板のほう
ろう層の表面に線状電極を形成し、その線状電極と、ほ
うろう鉄板を構成する鉄板との間に該ほうろう層を介し
て高周波高圧電源を接続し、そのほうろう層の表面に沿
面無声放電を発生させてそこに供給した酸素または空気
をオゾンガス化するものであり、またその鉄板の他側面
に冷却水路を形成して、そこを流す水でその際発生する
熱を冷却するようになっている。

しかしながらこの場合はほうろう層がその性質上誘電
率が低いので、前記沿面放電の電界強度が弱く、オゾン
の発生効率がそれ程期待できない。

そこでオゾンの発生効率を向上するためにほうろうの
代わりに、誘電率の高いアルミナ磁器等の絶縁物セラミ
ック基板を使用することが考えられるが、しかしこの場
合はアルミナ磁器の誘電率が高いので、沿面放電の電界
強度は向上するが、そのアルミナ磁器板を前記鉄板に確
実に接着するための手段が困難であり、また例え接着し
たとしても互いに接着された鉄板とアルミナ磁器板は互
いに熱膨張率が異なるので、前記オゾナイザの性質上放
電現象による加熱作用、あるいは冷却水による冷却作用
によつて不可避的に生ずる温度変化によって、前記鉄板
およびアルミナ磁器板に熱応力が発生し、その接着部分
が剥がれたり或は、両者が湾曲してアルミナ磁器板にひ
び割れが生じたりする虞がある。そしてこの現象は前記
冷却水がなんらかの事故等で停止した場合特に著しい。

そしてこのような冷却水等の冷媒の断水による事故防
止のために、冷媒の管路に高価なフロースイッチを用意
するとともにその配管をしなければならない。

また従来はセラミック素子が水冷されているにもかか
わらず、電源は強制冷却であったため、電源部分には放
熱フインやファンなどの嵩張る部品が必要であり、長期
運転の場合に冷却用に吸い込まれる空気中の塵埃が放熱
面に堆積して冷却効果を低下させるなどの欠点があっ
た。

さらに設置の場合、電源筐体の周囲に冷却用吸排気の
流れを妨げないだけの、或は複数台を近接設置する場合
に一台の温排気が他の一台の吸気に混入しないだけの距
離を置く必要があるため、放熱まで考えた場合実際に必
要とされる設置所要スペースが電源筐体自身の体積の数
倍におよぶ欠点があった。

さらにまた従来は電源がオゾナイザ本体と別置であっ
たので、電源とオゾナイザ本体の夫々に高圧端子を設け
その間を高圧端子で接続する必要があった。この高圧部
分には放電パルスが重畳しているため電気的な雑音を周
囲に放射すること、また、人体にとって危険であると言
う欠点があった。

解決しようとする発明の課題 この発明は前記従来のオゾナイザの問題点を解決し、
オゾンガスの発生効率を向上した高性能オゾナイザを得
ることを目的とするものである。

特に目的とするところはアルミナ磁器板を前記鉄板に
確実に接着するできるようにすると共に、互いに接着さ
れた鉄板とアルミナ磁器板の熱膨張率が互いに異なって
いても、前記両電極間の放電現象による加熱作用、ある
いは冷却水による冷却作用によつて不可避的に生ずる温
度変化によって、前記鉄板およびアルミナ磁器板の接着
部分が剥がれたり或は、両者が湾曲してアルミナ磁器板
にひび割れが生じたりすることがないようにすることで
ある。

課題を解決するための手段 この発明の高性能オゾナイザはアルミナ磁器基板の表
面に線状電極を、また裏面に面状電極を夫々形成してな
る電界装置の面状電極側を、盤状金属ブロック、または
一個および複数個重ねられた箱状体の底部等に形成され
ている盤状金属ブロックの少なくてもその一側面に、シ
リコングリース層を介して密着し、さらに該盤状金属ブ
ロックの肉厚内に冷媒通路を形成すると共に、その金属
ブロックの表面にシリコングリースを介してサーモスイ
ッチを接続し、そのサーモスイッチと上記電界装置の電
源とを電気的に接続し、更にまた該電源と接続する高電
圧部分を導電性カバーで覆うものである。

作用 この発明の高性能オゾナイザを用いてオゾンガスを発
生するときはアルミナ磁器基板の表面に形成した線状電
極と、裏面に形成した面状電極との間に高周波高電圧を
印加して、その線状電極付近におけるアルミナ磁器基盤
の表面に沿面放電を発生し、そこに供給された酸素ガス
または空気をオゾンガス化するものである。

また盤状金属ブロックの肉厚内に形成した冷媒の通路
内に冷却水などの冷媒を流して、その盤状金属ブロック
およびシリコングリースを介して前記沿面放電によって
加熱された両電極およびその間のアルミナ磁器基板を冷
却すると共に該沿面放電の発生する区域を冷却するもの
である。

実施例 この発明の実施例を添付図面で説明すると、アルミナ
磁器基板１の表面に線状電極２を、また裏面に面状電極
３を夫々形成してなる電界装置の面状電極３側を、底部
4aと側部4bからなる箱状体４の盤状金属ブロック５の少
なくてもその一側面5aに、シリコーングリース層６を介
して密着し、さらに該盤状金属ブロック５の肉厚内に冷
媒通路７を形成し、さらに前記盤状金属ブロック５の上
側面5bにサーモスイッチ８をシリコングリース層6aを介
する等の方法により密接すると共に、トランジスタ9a、
トランス9b及び回路素子9cを具備せる高周波高圧電源９
を設けてその電源９を前記線状電極２と面状電極３にリ
ード線2a,3aで電気的に接続するものである。

この際、前記トランジスタ9aと前記ブロック５の上側
面5bとの間はシリコングリース層6bで接着する。

このオゾナイザを用いてオゾンガスを発生する際は前
記電源９によって線状電極２と面状電極３の間に高周波
高電圧を印加して、両者の間に生ずる電界によって線状
電極２の表面とアルミナ磁器板１の表面との空間の区域
に沿面放電10を発生し、その沿面放電10の発生区域に供
給された酸素ガス或は空気を該放電作用でオゾンガス化
するものである。

この際の放電によって生ずる熱は冷媒通路７を強制的
に冷媒用ポンプ10等で流動して、金属ブロック５を冷却
すると共にこれとシリコングリース層６を介して接着さ
れている面状電極３、アルミナ磁器基板１および線状電
極２、更には前記沿面放電15の発生区域をも冷却し、そ
こに供給された酸素ガス又は空気を、温度膨張する事無
く低温度のまま高密度の状態を保持しながら能率的にオ
ゾンガス化するものである。

また上記金属ブロックの側面に接着されている面状電
極３と一体的に形成されているアルミナ磁器板１は、金
属ブロック５と互いに熱膨張率が相違しているが、上述
のようにそれらはシリコングリース層６を介して接着し
ているので、そのシリコングリース層６の性質上、その
上金属ブロックの熱膨張による歪みを吸収してアルミナ
磁器板に伝えないので、それを湾曲したり或はその結果
ひび割れを生ずるような虞が無い。

また上記シリコングリース層６はそれ自体の熱伝導率
がよく、しかも空隙を介しないで接着性が良いので、金
属ブロック５でこれと接するアルミナ磁器板１等を能率
的に冷却することができる。

またこのシリコングリースにはアルミナ微粉等絶縁性を
害わないで熱伝導率を向上させるための物質を添加して
もよい。さらにこれらのシリコングリースはそれだけに
限定されるものでなく、熱伝導率が高く、耐熱性、耐コ
ロナ性及び粘性の高い流体を以ってこれに換えることも
可能である。

また第１図に示したものは箱状体４を３個上下に重ね
てその四隅を４個の締め付けボルト11で締め付け、各箱
状体４の間にシールパッキン12を介在し、それらの箱状
体４相互間に密閉された空間14を形成して、その空間14
を前記オゾンガス発生区域とし、これらの各空間14を必
要に応じて連通管16で連通することができる。さらに各
金属ブロック５の肉厚内に形成された冷媒の通路７の出
口と入り口を図示してないが、互いに連通してそれらの
各金属ブロック５を連続的に冷却することも可能であ
る。

空間14の厚みは金属ブロックの温度、オゾン発生量、
処理ガス量等によって異なるが一般的には5mm以上にす
るのがよい。又上記サーモスイッチ８及び電界装置の電
源９等の高電圧部品及び、これらに接続するリード線2a
及び3aを導電性カバー18で覆いこれらから発生する電気
的雑音が周囲の各種電気機器に及ぼす影響と人体に対す
る危険を防止する。

以上本発明を添付図面で説明したが本発明は図示した
ものに限定されるものでなく、本発明の要旨の範囲内で
構成の変更および付加をして実施することも可能であ
る。

例えば前記金属ブロック５は第１図および第３図に示
すように箱状体４の底部4aを用いるだけでなく、平盤状
のものを用いることも出来る。

又、同図に示すように基板１を介して線状電極２と面状
電極３とからなる所謂沿面放電型の電界装置を用いる代
わりに、第５図に示す如く、一対の面状電極23、23をア
ルミナ磁器基板、ホーロー層等の誘電体セラミック薄板
22及び空間24を介して対向せしめ、これらに電源29をリ
ード線23a,23aで結合してなる対面放電型の電界装置を
用いることも可能である。なお同図中第１図ないし第４
図中の図面符号と同一の部分はその部分名称及び、機能
も同一である。

尚セラミック薄板22はどちらか一方のみ使用すればよい
場合もある。

この場合電極23の片方はブロック４の表面でもって代
用することもでき、これは前述の沿面放電型オゾナイザ
の面電極の場合も同様である。

これに対し、従来のオゾナイザは第６図に示す如く絶縁
基板１を介して線状電極２と面状電極３を設けてなる所
謂沿面放電型の電界装置を、冷媒通路７を形成せる冷却
板17の上面に設け、その上方にオゾン発生用の空間26を
形成し、これらを外箱25で覆い、この外箱25と別に設け
てある空冷フアン27付電源29と、前記線状電極２と面状
電極３とをリード線2a、3aで結合し、更に前記冷媒通路
７に水流検知器31及び冷却水源30を順次接続し、この水
流検知器31と空冷フアン27付電源29とをリード線31aで
結合し、さらにこの空冷フアン27付電源29と水流検知器
31を主電源32に夫々リード線32a、32bで結合し、外箱25
の入口25aから酸素又は空気等の原料ガスを供給し、そ
の空間26でオゾンガス化されたガスを出口25bから排出
するものである。

このため、上記電界装置は冷水と冷却板17で水冷され
ているにもかかわらず、電源29は空冷フアン27で強制空
冷されているため、その電源29の部分には放熱フインや
フアンなどの嵩さばる部品が必要であり、長期運転の場
合に冷却用として吸い込まれる空気中の塵埃が放熱面に
堆積して冷却効果を低下させるなどの欠点がある。

またこのオゾナイザを設置する場合電源29の筐体の周
囲に冷却用吸排気の流れを防げないだけの、あるいは複
数台を近接設置する場合に一台の温排気が他の一台の吸
気に混入しないだけの距離を置く必要があるため、放熱
まで考えた場合は実際に必要とされる設置所要スペース
が電源筐体自身の体積の数倍に及ぶ欠点がある。

さらにこのオゾナイザはその本体を構成する外箱25に
対して電源29が別に設けられているので、それらのオゾ
ナイザ本体及び電源に夫々高圧端子を設け、その間を高
圧のリード線2a,3aで接続する必要がある。そしてこの
高圧部分は放電パルスが重畳しているため、電気的な雑
音を周囲に放射したり、あるいは人体に危険を及ぼす等
の欠点がある。

効果 この発明は上述のとおりであって、金属ブロックの少
なくてもその一側面に接着されている面状電極と一体的
に形成されているアルミナ磁器板は、金属ブロックと互
いに熱膨張率が相違していても、上述のようにそれらは
シリコングリース層を介して接着しているので、そのシ
リコングリースの性質上、その金属ブロックの熱膨張に
よる歪みを吸収してアルミナ磁器板に伝えないので、そ
れを湾曲したり或はその結果ひび割れを生ずるような虞
が無い。

また上記シリコングリースはそれ自体の熱伝導率がよ
く、しかも接着性が良いので、金属ブロックでこれと接
するアルミナ磁器板等を能率的に冷却することができ
る。

更に盤状金属ブロックの肉厚内に冷媒通路を設けてい
るので、その冷媒通路内に冷却水等の冷媒を流すことに
よって、この種のオゾナイザとして不可避的に生ずる沿
面放電の際の熱を強制的に冷却し、更に前記沿面放電の
発生区域をも冷却し、そこに供給された酸素ガス又は空
気を、加熱膨張する事無く低温度のまま高密度の状態を
保持しながら能率的にオゾンガス化することができる。

さらに又、本発明は、金属ブロックの表面にシリコン
グリース層を介してサーモスイッチを接着し、そのサー
モスイッチと前記電界装置の電源を電気的に接続して、
該電源をコントロールするようにしてあるので、冷却水
が事故等によって断水した場合には、該金属ブロックの
温度上昇によってその電源を自動的に切ることができ
る。

又さらに、本発明は電源の一部分を構成するトランジ
スタ等の冷却を要する部品を盤状金属ブロックの表面に
シリコングリースを介して接着しているので、そのトラ
ンジスタ等の部品の発熱の大部分は金属ブロックを介し
て水冷されることとなり、筐体の周囲に空冷の場合に必
要とする冷却風量の通路となるスペースを必要としない
ので、複数台並べて設置したり、或は他の装置の筐体内
に設置することに対する設置スペース上の制約が大巾に
緩和され、総合的にみてスペース及びコストの節減が達
成される。

更に加えて本発明は電界装置の電源と接続する高電圧
部分を導電性カバーで覆っているので、高電圧部分から
空間に直接放射される電気的雑音は大幅に低減され、し
かも人体に対する安全性が確保され、かつ高価な安全性
を有する高圧電線を使用しないで済むことによるコスト
低減効果も大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す縦断面図、第２図は第
１図のII−II線部の断面図、第３図は第１図の一部分の
拡大断面図、第４図は第１図の一部分の分解斜面図、第
５図は他の実施例における第３図に相当する拡大断面
図、第６図は従来例の縦断面図である。 １……アルミナ磁器基板 ２……線状電極 ３……面状電極 ４……箱状体 ５……盤状金属ブロック ６……シリコングリース層 ７……冷媒通路 ９……高周波高圧電源 10……沿面放電

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリコングリースを介して盤状金属ブロッ
   クに接着された絶縁物セラミック基板の裏面に電界装置
   の面状電極を設け、該絶縁物セラミック基板の表面側に
   放電空間を設けたことを特徴とする高性能オゾナイザ。
2. 【請求項２】盤状金属ブロックがその内部に冷媒通路を
   内蔵していることを特徴とする請求項１記載の高性能オ
   ゾナイザ。
3. 【請求項３】電界装置が絶縁物セラミック基板の表面に
   設けられた線状電極と、前記面状電極と、その電源より
   成る沿面放電型電界装置であることを特徴とする請求項
   １または２記載の高性能オゾナイザ。
4. 【請求項４】電界装置が対面放電型の電界装置であるこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の高性能オゾナイ
   ザ。
5. 【請求項５】電源が盤状金属ブロックで冷却されている
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４の何れかに記載
   の高性能オゾナイザ。
6. 【請求項６】電源の少なくとも高電圧部及びこれに接続
   するリード線を導電性カバーで覆ったことを特徴とする
   請求項１、２、３、４、５の何れかに記載の高性能オゾ
   ナイザ。
7. 【請求項７】電界装置の冷却手段が、内部に冷媒通路を
   内蔵した盤状金属ブロックであるオゾナイザおいて、サ
   ーモスイッチを盤状金属ブロックに密接して設けたこと
   を特徴とする高性能オゾナイザ。