JP5180460B2 - オゾン発生装置 - Google Patents
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Description
図5は、かかるオゾンを生成するオゾン発生装置の従来の一例を示している。
図5において、オゾン発生装置を構成するオゾン発生管20は、外面にガラスなどの誘電体層3をライニングした高電圧電極1、該高電圧電極1の外側に適切な放電空間4を介して並行に設置され、耐オゾン性ステンレス鋼から作られたチューブ状の接地電極2、該接地電極2の外側に配置されて冷却水6が流通する冷却水路7を外側から覆う筐体5、該筐体5及び前記接地電極2の両端部を固定し、放電空間4及び冷却水路7の両端側を覆蓋する面板5a,5b等によって構成されている。なお、誘電体層3を接地電極2の内周面にライニングしたものもある。
そして、上記のようにして生成されたオゾンガス10aは、下流側のガス溜り15bを経た後、他方の面板5bに設けられたオゾンガス出口10から抽出されて使用先に搬送される。
オゾンは、温度が高くなるに従い分解しやすくなることから、オゾンを生成する放電空間4及びその近傍の温度が低いほど、オゾン発生管20におけるオゾン発生効率が上昇する。
このように、放電空間4及びその近傍の温度を低くして、オゾン発生効率を高く保持するために、上記のように、接地電極2の外側と筐体5との間に冷却水6が流通する冷却水路7を設けて接地電極2を外側から冷却している。冷却水6は、筐体5の上流側に開口された冷却水入口6aから冷却水路7に流入して接地電極2を外側から冷却した後、筐体5の下流側に開口された冷却水出口6bから排出される。
図6に示されるオゾン発生管20を多数設置する場合には、冷却水6は、各オゾン発生管20の外側に形成される冷却水路7を流れて各オゾン発生器20を冷却する構造が採られている。
図6において、図5と同一部材は同一の符号で示されている。
前述の通り、放電により電極は熱を持つので冷却水6を接地電極2の外側を通すことによって冷却しているが、図5及び図6に示される従来のオゾン発生管20のような、接地電極2のみを冷却している装置では、高電圧電極1側は十分な冷却ができないために高温状態となる。かかる高温状態の電極表面に生成されたオゾン化ガス10aが接触すると、該オゾン化ガス中のオゾンが電極の熱によって、下記(1)式の通り分解され、酸素分子に戻ってしまうという問題が発生する。
O3 + Wall →O2 + O ・・・(1)
前記放熱部材は、板状に形成されて前記ガス溜りの中心部から前記接地電極の前記冷媒通路に臨む面の内側に向けて放射状に複数枚設けられた放熱板から構成されていると共に、周方向に連続あるいは断続して形成されて外周面が前記接地電極の前記冷媒通路に臨む面の内側の面に連結される筒体を備え、該筒体の内周面には前記各放熱板の外周端が固定されている。
それに加えて、前記遮蔽体の端板により高電圧電極周辺のオゾン生成空間(放電空間)からの熱が前記オゾン化ガスのガス溜りに伝達されるのを遮断することが可能となるので、ガス溜り内におけるオゾン化ガスの温度を降下させることができる。
[第1実施形態]
図1は本発明の第1実施形態に係るオゾン発生管の軸心線に沿う断面図である。図2は上記第1実施形態における遮蔽体の第1例の詳細を示す図1のA−A線断面図、図3は上記第1実施形態における遮蔽体の第2例の詳細を示す図1のA−A線断面図である。
図1において、オゾン発生装置を構成するオゾン発生管20は、外面にガラスなどの誘電体層3をライニングした有底円筒状の高電圧電極1(円筒状の高電圧電極は、その内部を原料ガスが通過することがなければ有底である必要はなく、放電にさらされることのないガスの通過を阻止できる構造体が備わっていればよい)、該高電圧電極1の外側に適切な放電空間4を介して並行に設置され耐オゾン性ステンレス鋼からなるチューブ状の接地電極2、該接地電極2の外側に配置されて冷却水6が流通する冷却水路7を外側から覆う筐体5、該筐体5及び接地電極2の両端部が固定されて放電空間4及び冷却水路7の両端側を覆蓋する面板5a,5b等によって構成されている。言い換えれば、高電圧電極1は、接地電極2の内部に放電空間4を形成して内挿され、同軸円筒管状に配設されている。なお、誘電体層3を接地電極2の内周面にライニングしたものや高電圧電極1と接地電極2の両方に誘電体層3をライニング等で形成したものを用いることも可能である。
かかる遮蔽体11は、フッ素樹脂やガラス体などの絶縁性材料で構成されており、図1〜図3に示すように、上流側の板面が高電圧電極1の終端部に対向して放電空間4を遮蔽するように配置され、外周部が接地電極2の内面に当接された円板状の端板12と、前端部が端板12の下流側の板面に当接された放熱部材14と、放熱部材14の外周端と接地電極2の内面との間に介在する筒体14aとを備えている。
また、上記端板12には、放電空間4と該遮蔽体11内の下流側のガス溜り15bとを連通する複数のガス通路13が穿設されている。このガス通路13は、図2及び図3に示すように、放射状に設けられた複数の放熱部材14の間に、下流側のガス溜り15bに向けてオゾン化ガスが流出するように配置されている。
図2の例では、筒体14aは円筒体を各放熱部材14との固定部を残して断続した形態となっており、また、図3の例では、筒体14aは円筒状に形成されて各放熱部材14の外周部を固定支持している。
そして、上記のようにして生成されたオゾンガス10aは、端板12に穿設された複数(この例では6個)のガス通路13を通って下流側のガス溜り15bに達し、該ガス溜り15bを経た後、他方の面板5bに設けられたオゾンガス出口10から抽出されて使用先に搬送されることになる。
図4は本発明の第2実施形態に係る複数のオゾン発生管を備えたオゾン発生装置の軸心線に沿う断面図である。
この第2実施形態におけるオゾン発生装置は、上記第1実施形態のように構成されたオゾン発生管20を水処理施設などへ適用するにあたって、このオゾン発生管20を多数(この例では3個)オゾン発生管収納容器を構成する筐体5内に、図2のように並列に設置し(または直列に設置してもよい)、両端部を面板50a,50bで覆う構造として、大量のオゾンを生成するようになっている。
かかるオゾン発生装置においては、筐体5の上流側に開口された冷却水入口6aから導入された冷却水6は、各オゾン発生管20の外側に形成される冷却水路7を流れて各オゾン発生器20を冷却し、筐体5の下流側に開口された冷却水出口6bから排出される構造が採られている。その他の構成は、上記第1実施形態と同様であり、図4において図1と同一部材は同一の符号で示されている。
これに加えて、上記遮蔽体11の端板12により高電圧電極1周辺のオゾン生成空間(放電空間)4からの熱が前記オゾン化ガスのガス溜り15bに伝達されるのを遮断できることによって、当該ガス溜り15b内におけるオゾン化ガスの温度を降下させることができる。
2 接地電極
3 誘電体層
4 放電空間
5 筐体
7 冷却水路
9 交流電源
11 遮蔽体
12 端板
13 ガス通路
14 放熱部材
14a 筒体
15b 下流側のガス溜り
20 オゾン発生管
Claims (2)
- 接地電極の内部に、空間を形成して高電圧電極を同軸円筒管状に配設し、一端側から前記空間内に酸素を含むガスを供給し、前記接地電極と前記高電圧電極の少なくとも一方に誘電体層を介在させ、前記接地電極と前記高電圧電極との間に形成される前記空間に放電を生じせしめてオゾンを生成し、他端側から前記生成オゾンを含むガスを排出するように構成されていると共に、前記接地電極の外側に該接地電極を冷却する冷媒が流通する冷媒通路を設けたオゾン発生装置において、
前記高電圧電極の前記ガスの流動方向の終端部よりも下流側には、前記生成オゾンを含むガスを前記高電圧電極と隔絶する遮蔽体が設けられ、
前記遮蔽体は、前記生成オゾンを含むガスを冷却する冷却構造を有し、
前記遮蔽体は、前記接地電極に内接し前記高電圧電極の終端部に対向して前記空間を遮蔽するように設けられ、かつガス通路が形成された端板と、前端部が前記端板の前記高電圧電極側とは反対側の面に連結され、かつ外周部が前記接地電極の前記冷媒通路に臨む面の内側に連結され、前記ガス通路から流出したガスが溜められるガス溜り内に配置された放熱部材とを備えていることを特徴とするオゾン発生装置。 - 前記放熱部材は、板状に形成されて前記ガス溜りの中心部から前記接地電極の前記冷媒通路に臨む面の内側に向けて放射状に複数枚設けられた放熱板から構成されていると共に、周方向に連続あるいは断続して形成されて外周面が前記接地電極の前記冷媒通路に臨む面の内側の面に連結される筒体を備え、該筒体の内周面には前記各放熱板の外周端が固定されてい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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