JP3290820B2 - オゾン発生装置 - Google Patents

オゾン発生装置

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JP3290820B2
JP3290820B2 JP18032294A JP18032294A JP3290820B2 JP 3290820 B2 JP3290820 B2 JP 3290820B2 JP 18032294 A JP18032294 A JP 18032294A JP 18032294 A JP18032294 A JP 18032294A JP 3290820 B2 JP3290820 B2 JP 3290820B2
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川 美 紀 達
梨 伊知郎 山
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  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、上下水道の殺菌・消臭
・脱色、工業排水処理の脱臭・脱色・パルプの脱色、ま
たは医療機器の殺菌を行うため、空気または酸素ガス等
から無声放電によりオゾンまたは過酸化水素を発生させ
るオゾン発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3により、従来の無声放電式オゾン発
生装置について説明する。図3に示すように、誘電体1
を有する高圧電極2と接地電極3との間の放電ギャップ
に、大気圧近くで交流高圧電源4から交流高電圧を印加
すると、高圧電極2と接地電極3との間の放電ギャップ
間で無声放電(微小なパルス放電の集合)が起こり、こ
の放電ギャップに酸素を含むガスを通過させることによ
り、放電作用によりオゾンが得られる。
【0003】図3において、誘電体1としては、ガラ
ス、セラミック、またはセラミック表面にガラスコート
を施したものが用いられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図4(a)(b)に、
無声放電式オゾン発生装置の誘電体として、セラミック
板5を用いた場合を示す。一般にセラミック板の表面
は、図4(b)に示すように平均表面荒さRa>0.7
μmとなっており、また最大表面荒さRmax >2μmと
なっている。すなわち、図4(a)(b)に示すよう
に、無声放電式オゾン発生装置の誘電体としてセラミッ
ク板5を用いた場合、セラミック板5表面の尖端部5a
で放電集中が起こる。この放電集中は局所的な熱の集中
および電子の集中を招き、生成したオゾンを破壊する。
このため放電集中によりオゾン生成効率が低下する。従
って、オゾン生成には微小な放電が放電ギャップに均一
に分布する状態が望ましい。
【0005】本発明は、このような点を考慮してなされ
たものであり、放電ギャップに微小な放電を均一に分布
させて無声放電によるオゾン生成を高効率で行うことが
できるオゾン生成装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
一対の電極と、この一対の電極に高電圧を印加する電源
と、前記一対の電極の少なくとも一方の内面に設けられ
たセラミック板と、前記一対の電極間の間隙に酸素を含
む原料ガスを送り込み、この間隙に生じるプラズマ化学
反応により原料ガスからオゾンを発生させて排出するガ
ス送風装置とを備え、前記セラミック板の内側面の平均
表面荒さを0.5μm以下としたことを特徴とするオゾ
ン発生装置である。
【0007】請求項2記載の発明は一対の電極と、この
一対の電極に高電圧を印加する電源と、前記一対の電極
の少なくとも一方の内面に設けられたセラミック板と、
前記一対の電極間の間隙に酸素を含む原料ガスを送り込
み、この間隙に生じるプラズマ化学反応により原料ガス
からオゾンを発生させて排出するガス送風装置とを備
え、前記セラミック板の内側面に誘電膜をコーティング
し、この誘電膜の平均表面荒さを0.5μm以下とした
ことを特徴とするオゾン発生装置である。
【0008】請求項3記載の発明は一対の電極と、この
一対の電極に高電圧を印加する電源と、前記一対の電極
の少なくとも一方の内面に設けられたセラミック板と、
前記一対の電極間の間隙に酸素を含む原料ガスを送り込
み、この間隙に生じるプラズマ化学反応により原料ガス
からオゾンを発生させて排出するガス送風装置とを備
え、前記セラミック板の内側面の平均表面荒さを0.5
μm以下とし、平均表面荒さが0.5μm以下のセラミ
ック板の内側面に誘電膜をコーティングし、この誘電膜
の平均表面荒さを0.5μm以下としたたことを特徴と
するオゾン発生装置である。
【0009】
【作用】請求項1記載の発明によれば、セラミック板の
内側面の平均表面荒さを0.5μm以下としたことによ
り、セラミック板から尖端部をなくすことができ、これ
により一対の電極間の間隙において尖端部による放電集
中を減少させることができる。
【0010】請求項2記載の発明によれば、セラミック
板の内側面に誘電膜をコーティングし、この誘電膜の平
均表面荒さを0.5μm以下としたことにより、セラミ
ック板側からの突出部分をなくすことができ、これによ
り一対の電極間の間隙において突出部分による放電集中
を減少させることができる。
【0011】請求項3記載の発明によれば、セラミック
板の内側面に誘電膜をコーティングし、セラミック板か
ら尖端部をなくすとともに、誘電膜の平均表面荒さを
0.5μm以下とすることにより、一対の電極間の間隙
において、放電集中をより減少させることができる。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1および図2は、本発明によるオゾン発
生装置の実施例を示す図である。
【0013】図1(a)に示すように、オゾン発生装置
は対向して配置された高電圧電極2と、接地電極3とを
備え、高電圧電極2は交流高圧電源4に接続され、接地
電極3は接地されている。
【0014】また高電圧電極2の内面に、セラミック板
5が設けられ、さらに高電圧電極2および接地電極3の
側方には、これらの電極2,3間の間隙(放電ギャッ
プ)に原料ガスを送り込むガス送風装置7が設けられて
いる。また、高電圧電極2と接地電極3との間の間隙に
生じるプラズマ反応により原料ガスが処理され、この処
理ガスは高電圧電極2と接地電極3から外方へ排出され
るようになっている。
【0015】次に、図1(b)により、セラミック板5
の表面形状について述べる。ここで図1(b)は、図1
(a)のA部拡大図である。図1(b)に示すように、
セラミック板5の内側面の平均表面荒さは0.5μm以
下となっている。
【0016】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。まず、交流高圧電源4から高電圧
電極2へ高電圧が印加され、内面にセラミック板5を有
する高電圧電極2と接地電極3との間の間隙に無声放電
が生じる。同時に、ガス送風装置7によりこの間隙内に
酸素を含む原料ガスを送り込むと、間隙内の無声放電作
用によりオゾンが生成し、このように生成したオゾンは
高電圧電極2と接地電極3との間の間隙から外方へ排出
される。
【0017】次に、セラミック板5の平均表面荒さを種
々変化させてオゾン生成効率を測定した場合における測
定結果を図2に示す。
【0018】図2に示すように、オゾン生成効率はセラ
ミック板の平均表面荒さが小さくなるにつれて上昇し、
平均表面荒さが0.5μm以下となるとオゾン生成効率
は高い水準で略一定となることがわかる。このためセラ
ミック板5の平均平面表面荒さを0.5μm以下とする
ことにより、オゾン生成効率を向上させることができ
る。
【0019】セラミック板5の平均表面荒さを0.5μ
m以下とした場合にオゾン生成効率が向上するのは、お
よそ次のような理由が考えられる。
【0020】すなわち、セラミック板5の平均表面荒さ
を0.5μm以下とした場合、セラミック板5表面の尖
端部5a(図4(b)参照)における放電集中が減少す
る。このため、高電圧電極2と接地電極3との間の間隙
に、微小な放電が均一に分布するようになり、局所的な
熱および電子の集中がなくなる。このため生成したオゾ
ンの破壊を減少させることができ、オゾン生成効率が向
上する。
【0021】なお、図1(b)においてセラミック板5
の内側面の平均表面荒さを0.5μm以下とする例を示
したが、これに限らず図1(c)に示すようにセラミッ
ク板5の内側面の平均表面荒さを一般のセラミック板と
略同様の値(>0.7μm)としたまま、セラミック板
5の内側面に誘電膜6をコーティングしてもよい。この
場合、誘電膜6の平均表面荒さは、0.5μm以下とな
っている。
【0022】なお、誘電体6は、重量%で全体の98%
が誘電体ガラスとなっており、この誘電体ガラスはSi
2 :70〜85%と、B2 3 :8〜18%と、Al
2 2 :0.5〜8%と、Na2 O+K2 O:1〜8%
と含んでいる。
【0023】また、図1(d)に示すように、セラミッ
ク板5の内側面の平均表面荒さを0.5μm以下とし、
このセラミック板5の内側面に誘電膜6をコーティング
してもよい。この場合、誘電膜6の平均表面荒さは、
0.5μm以下となっている。
【0024】図1(c)に示すように、セラミック板5
の内側面に誘電膜6をコーティングし、この誘電膜6の
平均表面荒さを0.5μm以下とすることにより、セラ
ミック板5側から電極2,3間の間隙側へ突出する部分
をなくすことができ、これによりオゾン生成効率を向上
させることができる。さらに図1(d)に示す場合は、
セラミック板5側から電極2,3間の間隙側へ突出する
部分がなくなるとともに、セラミック板5自体にも尖端
部5aがなくなるため、放電集中をより減少させてオゾ
ン生成効率を向上させることができる。
【0025】また、図1(c)(d)に示す実施例にお
いて、誘電層6の表面荒さを種々変化させた場合におけ
るオゾン生成効率を測定した。この測定結果は、図2に
示す結果と略同一となった。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一対の電極間の間隙において、放電集中を減少させるこ
とができる。このため、一対の電極間の間隙において、
微小な放電が均一に分布するようになり、局所的な熱お
よび電子の集中がなくなる。このため一対の電極間で生
成したオゾンを破壊することなく、オゾン生成効率を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるオゾン発生装置の実施例を示す概
略図。
【図2】本発明によるオゾン発生装置の作用効果を示す
図。
【図3】従来のオゾン発生装置を示す概略図。
【図4】従来のオゾン発生装置においてセラミックを用
いた状態を示す図。
【符号の説明】
2 高電圧電極 3 接地電極 4 交流高圧電源 5 セラミック板 6 誘電膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−67106(JP,A) 特開 平7−237904(JP,A) 特開 昭63−291803(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01B 13/11 H01T 23/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の電極と、 この一対の電極に高電圧を印加する電源と、 前記一対の電極の少なくとも一方の内面に設けられたセ
    ラミック板と、 前記一対の電極間の間隙に酸素を含む原料ガスを送り込
    み、この間隙に生じるプラズマ化学反応により原料ガス
    からオゾンを発生させて排出するガス送風装置とを備
    え、 前記セラミック板の内側面の平均表面荒さを0.5μm
    以下としたことを特徴とするオゾン発生装置。
  2. 【請求項2】一対の電極と、 この一対の電極に高電圧を印加する電源と、 前記一対の電極の少なくとも一方の内面に設けられたセ
    ラミック板と、 前記一対の電極間の間隙に酸素を含む原料ガスを送り込
    み、この間隙に生じるプラズマ化学反応により原料ガス
    からオゾンを発生させて排出するガス送風装置とを備
    え、 前記セラミック板の内側面に誘電膜をコーティングし、
    この誘電膜の平均表面荒さを0.5μm以下としたこと
    を特徴とするオゾン発生装置。
  3. 【請求項3】一対の電極と、 この一対の電極に高電圧を印加する電源と、 前記一対の電極の少なくとも一方の内面に設けられたセ
    ラミック板と、 前記一対の電極間の間隙に酸素を含む原料ガスを送り込
    み、この間隙に生じるプラズマ化学反応により原料ガス
    からオゾンを発生させて排出するガス送風装置とを備
    え、 前記セラミック板の内側面の平均表面荒さを0.5μm
    以下とし、平均表面荒さが0.5μm以下のセラミック
    板の内側面に誘電膜をコーティングし、この誘電膜の平
    均表面荒さを0.5μm以下としたたことを特徴とする
    オゾン発生装置。
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