JP5210596B2 - Ozone generator - Google Patents
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Description
本発明は、水処理などに用いられるオゾンを得るオゾン発生装置に係わり、特にオゾン濃度を高めることのできるオゾン発生装置に関する。 The present invention relates to an ozone generator for obtaining ozone used for water treatment and the like, and more particularly to an ozone generator capable of increasing ozone concentration.
従来、上下水処理施設、化学工場、薬品工場、食品工場等において、オゾンが持つ殺菌、脱色、脱臭等の作用を利用した各種処理が行われており、オゾン供給源としてオゾン発生装置が設置されている。 Conventionally, various treatments using the effects of ozone such as sterilization, decolorization, and deodorization have been performed in water and sewage treatment facilities, chemical factories, pharmaceutical factories, food factories, etc., and an ozone generator is installed as an ozone supply source. ing.
図５は、放電を利用したオゾン発生装置のオゾン発生管部分の概略図であり、電極管の管軸方向に沿った断面図である。オゾン発生管２０は、耐オゾン性ステンレス鋼で作られたチューブ状の高電圧電極管１が中心部に配置され、円筒状の接地電極管２が高電圧電極管１の外周を囲むように配置された二重円筒管構造をなしている。高電圧電極管１の外周表面にガラス等で構成される誘電体層３がライニングされている。高電圧電極管１（誘電体層３）と接地電極管２との間には放電空間４が形成され、該放電空間４はギャップ形成材５ａ，５ｂによって電極管の管軸方向の一端部から他端部に掛けて均一なギャップに保持されている。接地電極管２には冷却水６を流通する水路を形成する筐体８が設けられている。高電圧電極管１と接地電極管２との間に形成された放電空間４に原料ガス９を外部から供給し、両電極間に高電圧電源１０で交流高電圧を印加すると放電空間４に無声放電が発生し、オゾン化ガス１１が生成される。
FIG. 5 is a schematic view of an ozone generation tube portion of an ozone generator using discharge, and is a cross-sectional view along the tube axis direction of the electrode tube. The
ところで、以上の構成のオゾン発生装置において、オゾン濃度を高めるためには、放電空間４の高さである放電ギャップ長を短くすることが必要である。放電ギャップ長を短くすることによって、放電ギャップの電界強度が高くなり、放電空間４の電子エネルギーが高くなるので、オゾン濃度を高めることが可能となる。 By the way, in the ozone generator of the above structure, in order to raise ozone concentration, it is necessary to shorten the discharge gap length which is the height of the discharge space 4. By shortening the discharge gap length, the electric field strength of the discharge gap is increased and the electron energy of the discharge space 4 is increased, so that the ozone concentration can be increased.
また、オゾン発生装置において、放電ギャップ長を短縮化するだけでなく、放電空間のガス圧力を高圧化することによって、オゾンの高濃度化、放電電力の高密度化を図ることも提案されている（特許文献１参照）。特許文献１では、放電ギャップ長ｄを０．４ｍｍ〜１．０ｍｍとし、放電空間のガス圧力ｐを２気圧から５気圧とした例が示されている。 In addition, in the ozone generator, it is proposed not only to shorten the discharge gap length but also to increase the concentration of ozone and the density of discharge power by increasing the gas pressure in the discharge space. (See Patent Document 1). Patent Document 1 shows an example in which the discharge gap length d is 0.4 mm to 1.0 mm, and the gas pressure p in the discharge space is 2 to 5 atmospheres.
また、電気学会放電研究会において、ガス圧力ｐと放電ギャップ長ｄの関係から最適なガス圧力が存在するとした報告がなされている（非特許文献１参照）。
ところで、放電エネルギーは放電空間に流れる原料ガスに対してエネルギーを与えるため、原料ガスをオゾン化するためにはそれぞれ最適なガス圧力が存在するが、上記特許文献１及び非特許文献１では、所定の放電ギャップ長と放電エネルギーに対して最適なガス圧力を知ることはできなかった。 By the way, since discharge energy gives energy to the raw material gas flowing in the discharge space, there is an optimum gas pressure in order to ozonize the raw material gas. It was not possible to know the optimum gas pressure for the discharge gap length and discharge energy.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、所定の放電ギャップ長と放電エネルギーに対して原料ガスをオゾン化するための最適ガス圧力を提示することができ、オゾン発生効率の向上を図ることのできるオゾン発生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and can provide an optimum gas pressure for ozonizing a raw material gas for a predetermined discharge gap length and discharge energy, thereby improving ozone generation efficiency. An object of the present invention is to provide an ozone generator that can be used.
本発明のオゾン発生装置は、対向する電極の少なくとも一方を絶縁体で被覆されたオゾン発生電極を少なくとも１組以上備え、酸素を含んだ原料ガスを電極間に流し、前記電極に交流高電圧を印加して電極間に放電を発生させてオゾン化ガスを生成するオゾン発生装置において、原料ガスの流れる空間の間隔となる放電ギャップ長が０．３ｍｍ、少なくとも一方の電極を冷却するために循環させる冷却水の冷却水温Ｔｗが１５〜２５℃、放電電力Ｗと放電面積Ｓとの比である放電電力密度Ｗ/Ｓが０．２２５Ｗ／ｃｍ２以上のとき、前記電極間に流す原料ガスのガス圧力Ｐ（ＭＰａ）を、圧力範囲Ｐｍｉｎ≦Ｐ≦Ｐｍａｘ
但し、Ｐｍｉｎ＝０．００１５×Ｔｗ＋０．１４７５（ＭＰａ）
Ｐｍａｘ＝０．００１５×Ｔｗ＋０．１５２５（ＭＰａ）
で運転することを特徴とする。
The ozone generator of the present invention includes at least one ozone generating electrode in which at least one of opposing electrodes is covered with an insulator, and a source gas containing oxygen is flowed between the electrodes, and an AC high voltage is applied to the electrodes. In an ozone generator that generates an ozonized gas by applying a discharge between electrodes to generate an ozonized gas, a discharge gap length that is an interval of a space through which a source gas flows is 0.3 mm, and is circulated to cool at least one of the electrodes. When the cooling water temperature Tw of the cooling water is 15 to 25 ° C. and the discharge power density W / S, which is the ratio of the discharge power W and the discharge area S, is 0.225 W / cm 2 or more, the raw material gas flowing between the electrodes The pressure P (MPa) is changed to the pressure range Pmin ≦ P ≦ Pmax.
However, Pmin = 0.015 × Tw + 0.1475 (MPa)
Pmax = 0.015 × Tw + 0.1525 (MPa)
It is characterized by driving in.
このような構成によれば、放電電力密度Ｗ/Ｓが０．２２５Ｗ／ｃｍ２以上のときは、上式で求められる圧力範囲で運転することにより、放電ギャップ長０．３ｍｍにおける最適ガス圧力での運転を実現でき、オゾン発生効率の向上を図ることができる。 According to such a configuration, when the discharge power density W / S is 0.225 W / cm 2 or more, by operating in the pressure range obtained by the above formula, the optimum gas pressure at the discharge gap length of 0.3 mm is obtained. Thus, the ozone generation efficiency can be improved.
また本発明のオゾン発生装置は、対向する電極の少なくとも一方を絶縁体で被覆されたオゾン発生電極を少なくとも１組以上備え、酸素を含んだ原料ガスを電極間に流し、前記電極に交流高電圧を印加して電極間に放電を発生させてオゾン化ガスを生成するオゾン発生装置において、原料ガスの流れる空間の間隔となる放電ギャップ長が０．３ｍｍ、少なくとも一方の電極を冷却するために循環させる冷却水の冷却水温Ｔｗが１５〜２５℃、放電電力Ｗと放電面積Ｓとの比である放電電力密度Ｗ／Ｓが０．２２５Ｗ／ｃｍ２未満では、前記電極間に流す原料ガスのガス圧力Ｐ（ＭＰａ）を、
Ｐ＝−０．０９×Ｗ／Ｓ＋０．００２×Ｔｗ＋０．１６
で運転することを特徴とする。
The ozone generator of the present invention comprises at least one ozone generating electrode in which at least one of the opposing electrodes is covered with an insulator, and a source gas containing oxygen flows between the electrodes, and an AC high voltage is applied to the electrodes. In an ozone generator that generates an ozonized gas by generating a discharge between electrodes by applying a gas, a discharge gap length that is an interval of a space through which a source gas flows is 0.3 mm, and is circulated to cool at least one of the electrodes When the cooling water temperature Tw of the cooling water to be discharged is 15 to 25 ° C. and the discharge power density W / S, which is the ratio of the discharge power W and the discharge area S, is less than 0.225 W / cm 2 , the raw material gas flowing between the electrodes Pressure P (MPa)
P = −0.09 × W / S + 0.002 × Tw + 0.16
It is characterized by driving in.
この構成により、放電電力密度Ｗ／Ｓが０．２２５Ｗ／ｃｍ２未満のときは、上式で求められるガス圧力で運転することにより、放電ギャップ長０．３ｍｍにおける最適ガス圧力での運転を実現でき、オゾン発生効率の向上を図ることができる。 With this configuration, when the discharge power density W / S is less than 0.225 W / cm 2 , operation at the optimum gas pressure with a discharge gap length of 0.3 mm is realized by operating at the gas pressure obtained by the above equation. It is possible to improve the ozone generation efficiency.
また本発明のオゾン発生装置は、対向する電極の少なくとも一方を絶縁体で被覆されたオゾン発生電極を少なくとも１組以上備え、酸素を含んだ原料ガスを電極間に流し、前記電極に交流高電圧を印加して電極間に放電を発生させてオゾン化ガスを生成するオゾン発生装置において、原料ガスの流れる空間の間隔である放電ギャップ長を０．４ｍｍ、少なくとも一方の電極を冷却するために循環させる冷却水の冷却水温Ｔｗを１５〜２５℃、放電電力Ｗと放電面積Ｓとの比である放電電力密度Ｗ/Ｓが０．２２５Ｗ／ｃｍ２以上のとき、前記電極間に流す原料ガスのガス圧力Ｐ（ＭＰａ）を、圧力範囲Ｐｍｉｎ≦Ｐ≦Ｐｍａｘ
但し、Ｐｍｉｎ＝０．００１×Ｔｗ＋０．１４０（ＭＰａ）
Ｐｍａｘ＝０．００１×Ｔｗ＋０．１４５（ＭＰａ）
で運転することを特徴とする。
The ozone generator of the present invention comprises at least one ozone generating electrode in which at least one of the opposing electrodes is covered with an insulator, and a source gas containing oxygen flows between the electrodes, and an AC high voltage is applied to the electrodes. In an ozone generator that generates ozonized gas by generating a discharge between electrodes by applying a discharge gap length of 0.4 mm, which is an interval of a space through which a source gas flows, is circulated to cool at least one of the electrodes When the cooling water temperature Tw of the cooling water is 15 to 25 ° C. and the discharge power density W / S, which is the ratio of the discharge power W and the discharge area S, is 0.225 W / cm 2 or more, The gas pressure P (MPa) is changed to the pressure range Pmin ≦ P ≦ Pmax.
However, Pmin = 0.001 × Tw + 0.140 (MPa)
Pmax = 0.001 × Tw + 0.145 (MPa)
It is characterized by driving in.
このような構成によれば、放電電力密度Ｗ/Ｓが０．２２５Ｗ／ｃｍ２以上のときは、上式で求められる圧力範囲で運転することにより、放電ギャップ長０．４ｍｍにおける最適ガス圧力での運転を実現でき、オゾン発生効率の向上を図ることができる。 According to such a configuration, when the discharge power density W / S is 0.225 W / cm 2 or more, by operating in the pressure range obtained by the above formula, the optimum gas pressure at the discharge gap length of 0.4 mm is obtained. Thus, the ozone generation efficiency can be improved.
また本発明のオゾン発生装置は、対向する電極の少なくとも一方を絶縁体で被覆されたオゾン発生電極を少なくとも１組以上備え、酸素を含んだ原料ガスを電極間に流し、前記電極に交流高電圧を印加して電極間に放電を発生させてオゾン化ガスを生成するオゾン発生装置において、原料ガスの流れる空間の間隔である放電ギャップ長を０．４ｍｍ、少なくとも一方の電極を冷却するために循環させる冷却水の冷却水温Ｔｗを１５〜２５℃、放電電力Ｗと放電面積Ｓとの比である放電電力密度Ｗ／Ｓが０．２２５Ｗ／ｃｍ２未満では、前記電極間に流す原料ガスのガス圧力Ｐ（ＭＰａ）を、
Ｐ＝−０．１５×Ｗ／Ｓ＋０．００２×Ｔｗ＋０．１６
で運転することを特徴とする。
The ozone generator of the present invention comprises at least one ozone generating electrode in which at least one of the opposing electrodes is covered with an insulator, and a source gas containing oxygen flows between the electrodes, and an AC high voltage is applied to the electrodes. In an ozone generator that generates ozonized gas by generating a discharge between electrodes by applying a discharge gap length of 0.4 mm, which is an interval of a space through which a source gas flows, is circulated to cool at least one of the electrodes When the cooling water temperature Tw of the cooling water is 15 to 25 ° C. and the discharge power density W / S, which is the ratio of the discharge power W and the discharge area S, is less than 0.225 W / cm 2 , the raw material gas flowing between the electrodes Pressure P (MPa)
P = −0.15 × W / S + 0.002 × Tw + 0.16
It is characterized by driving in.
この構成により、放電電力密度Ｗ／Ｓが０．２２５Ｗ／ｃｍ２未満のときは、上式で求められるガス圧力で運転することにより、放電ギャップ長０．４ｍｍにおける最適ガス圧力での運転を実現でき、オゾン発生効率の向上を図ることができる。 With this configuration, when the discharge power density W / S is less than 0.225 W / cm 2 , operation at the optimum gas pressure with a discharge gap length of 0.4 mm is realized by operating at the gas pressure obtained by the above equation. It is possible to improve the ozone generation efficiency.
本発明によれば、所定の放電ギャップ長と放電エネルギーに対して原料ガスをオゾン化するための最適なガス圧力条件を提示することができ、オゾン発生効率の向上を図ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optimal gas pressure conditions for ozonizing raw material gas with respect to predetermined | prescribed discharge gap length and discharge energy can be shown, and the improvement of ozone generation efficiency can be aimed at.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係るオゾン発生装置に係るシステム構成図である。オゾン発生装置３１は、対向する電極の少なくとも一方が絶縁体で被覆されたオゾン発生電極を少なくとも１組以上備え、酸素を含んだ原料ガスを電極間に流し、前記電極に交流高電圧を印加して電極間に放電を発生させてオゾン化ガスを生成する。オゾン発生装置３１として、図５に示す二重円筒管構造のオゾン発生装置２０と同一構成のものを用いることができるが、本発明は、二重円筒管構造をなす１組の電極を備えた構成に限定されるものでは無く、少なくとも一方を絶縁体で被覆した対向した電極構造であれば良い。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a system configuration diagram relating to an ozone generator according to an embodiment of the present invention. The
オゾン発生装置３１の電極間には高電圧電源３２から交流高電圧が印加され、電極間に形成された放電空間には酸素を含んだ原料ガス９が原料ガス供給装置３３から供給されるように構成されている。また、オゾン発生装置３１内には電極を冷却するための冷却水が循環している。オゾン発生装置３１から冷却水を外部へ排出する冷却水排出口が、オゾン発生装置３１に付設したチラー３４に連結されている。チラー３４はオゾン発生装置３１から排出された冷却水を冷却してオゾン発生装置３１の冷却水供給口へ戻している。
An AC high voltage is applied between the electrodes of the
コントローラ３５は、目標の放電電力になるように高電圧電源３２の交流高電圧出力を制御すると共に、オゾン発生装置３１内のガス圧力が後述する最適ガス圧力となるように制御する。オゾン発生装置３１のオゾン化ガス排出口に設けたバルブ３６の弁開度をコントローラ３５が調整することによりオゾン発生装置３１内のガス圧力を制御する。
The
本実施の形態では、オゾン発生装置３１に備えた温度センサにてオゾン発生装置３１内の冷却水温Ｔｗを検出し、圧力センサにてオゾン発生装置３１の放電空間におけるガス圧力Ｐを検出している。これら温度センサ及び圧力センサから出力される検出信号（Ｔｗ、Ｐ）がコントローラ３５の入力信号となる。またコントローラ３５は、高電圧電源３２の現在の交流高電圧出力に関する信号が逐次入力される一方、オゾン発生装置３１における放電空間の放電ギャップ長Ｌが予め入力されている。
In the present embodiment, the temperature sensor provided in the
ここで、最適ガス圧力の運転条件について説明する。
図２は放電ギャップ長０．３ｍｍのときの放電電力密度Ｗ／Ｓ（Ｗ/ｃｍ２）に対するオゾン発生特性（濃度）が最大となるときのガス圧力（最適ガス圧力）を示す図であり、図３は放電ギャップ長０．４ｍｍのときの放電電力密度Ｗ／Ｓ（Ｗ/ｃｍ２）に対するオゾン発生特性（濃度）が最大となるときのガス圧力（最適ガス圧力）を示す図である。放電電力密度Ｗ／Ｓは放電電力Ｗと放電面積Ｓの比である。
Here, the operating conditions of the optimum gas pressure will be described.
FIG. 2 is a diagram showing the gas pressure (optimum gas pressure) when the ozone generation characteristic (concentration) is maximum with respect to the discharge power density W / S (W / cm 2) when the discharge gap length is 0.3 mm. 3 is a diagram showing the gas pressure (optimum gas pressure) when the ozone generation characteristic (concentration) is maximum with respect to the discharge power density W / S (W / cm 2) when the discharge gap length is 0.4 mm. The discharge power density W / S is the ratio of the discharge power W to the discharge area S.
ガス圧力および放電電力密度Ｗ／Ｓを変化させて、オゾン濃度がピークとなるガス圧力を算出し、このガス圧力を最適ガス圧力と定義する。オゾン発生特性（濃度）が最大となるときのガス圧力は図４から求めた。図４は６つの放電電力密度Ｗ／Ｓについてガス圧力とオゾン濃度との関係を実験結果から求めた図である。 The gas pressure at which the ozone concentration reaches a peak is calculated by changing the gas pressure and the discharge power density W / S, and this gas pressure is defined as the optimum gas pressure. The gas pressure when the ozone generation characteristic (concentration) is maximized was obtained from FIG. FIG. 4 is a diagram in which the relationship between the gas pressure and the ozone concentration is obtained from the experimental results for six discharge power densities W / S.
図２、図３に示すように、放電ギャップ長Ｌが０．３ｍｍ及び０．４ｍｍのいずれの場合も、放電電力密度Ｗ／Ｓが０．２２５Ｗ/ｃｍ２未満では、ガス圧力は放電電力密度Ｗ／Ｓが増加することで、最適ガス圧力が低下していることがわかる。また、放電電力密度Ｗ／Ｓが０．２２５Ｗ/ｃｍ２以上の場合は、最適ガス圧力はほぼ安定していることがわかる。以上の実験結果から、最適ガス圧力の運転条件を以下のように定めた。 As shown in FIG. 2 and FIG. 3, in both cases where the discharge gap length L is 0.3 mm and 0.4 mm, the gas pressure is the discharge power density when the discharge power density W / S is less than 0.225 W / cm 2. It can be seen that the optimum gas pressure is reduced as W / S increases. It can also be seen that when the discharge power density W / S is 0.225 W / cm 2 or more, the optimum gas pressure is almost stable. From the above experimental results, the optimum gas pressure operating conditions were determined as follows.
（運転条件１）
運転条件１の場合、ガス圧力Ｐ（ＭＰａ）が圧力範囲Ｐｍｉｎ≦Ｐ≦Ｐｍａｘに収まるように制御する。
Ｐｍｉｎ＝０．００１５×Ｔｗ＋０．１４７５（ＭＰａ）
Ｐｍａｘ＝０．００１５×Ｔｗ＋０．１５２５（ＭＰａ）
放電ギャップ長Ｌ＝０．３ｍｍ
冷却水温Ｔｗ＝１５〜２５℃
放電電力密度Ｗ/Ｓは０．２２５Ｗ／ｃｍ２以上
(Operating condition 1)
In the case of operating condition 1, control is performed so that the gas pressure P (MPa) falls within the pressure range Pmin ≦ P ≦ Pmax.
Pmin = 0.015 × Tw + 0.1475 (MPa)
Pmax = 0.015 × Tw + 0.1525 (MPa)
Discharge gap length L = 0.3mm
Cooling water temperature Tw = 15-25 ° C.
Discharge power density W / S is 0.225 W / cm 2 or more
（運転条件２）
運転条件２の場合、ガス圧力Ｐ（ＭＰａ）が目標値ＰＴになるように制御する。
ＰＴ＝−０．０９×Ｗ/Ｓ＋０．００２×Ｔｗ＋０．１６
放電ギャップ長Ｌ＝０．３ｍｍ
冷却水温Ｔｗ＝１５〜２５℃
放電電力密度Ｗ/Ｓは０．２２５Ｗ／ｃｍ２未満
(Operating condition 2)
In the case of the
P T = −0.09 × W / S + 0.002 × Tw + 0.16
Discharge gap length L = 0.3mm
Cooling water temperature Tw = 15-25 ° C.
Discharge power density W / S is less than 0.225 W / cm 2
（運転条件３）
運転条件３の場合、ガス圧力Ｐ（ＭＰａ）が圧力範囲Ｐｍｉｎ≦Ｐ≦Ｐｍａｘに収まるように制御する。
Ｐｍｉｎ＝０．００１×Ｔｗ＋０．１４０（ＭＰａ）
Ｐｍａｘ＝０．００１×Ｔｗ＋０．１４５（ＭＰａ）
放電ギャップ長Ｌ＝０．４ｍｍ
冷却水温Ｔｗ＝１５〜２５℃
放電電力密度Ｗ/Ｓは０．２２５Ｗ／ｃｍ２以上
(Operating condition 3)
In the case of the
Pmin = 0.001 × Tw + 0.140 (MPa)
Pmax = 0.001 × Tw + 0.145 (MPa)
Discharge gap length L = 0.4mm
Cooling water temperature Tw = 15-25 ° C.
Discharge power density W / S is 0.225 W / cm 2 or more
（運転条件４）
運転条件４の場合、ガス圧力Ｐ（ＭＰａ）が目標値ＰＴになるように制御する。
ＰＴ＝−０．１５×Ｗ／Ｓ＋０．００２×Ｔｗ＋０．１６
放電ギャップ長Ｌ＝０．４ｍｍ
冷却水温Ｔｗ＝１５〜２５℃
放電電力密度Ｗ/Ｓは０．２２５Ｗ／ｃｍ２未満
(Operating condition 4)
In the case of operation condition 4, control is performed so that the gas pressure P (MPa) becomes the target value PT .
P T = −0.15 × W / S + 0.002 × Tw + 0.16
Discharge gap length L = 0.4mm
Cooling water temperature Tw = 15-25 ° C.
Discharge power density W / S is less than 0.225 W / cm 2
以上のように構成された本実施の形態では、予めコントローラ３５に入力された放電ギャップ長ＬがＬ＝０．３ｍｍである場合、現在の放電電力密度Ｗ／Ｓが０．２２５Ｗ/ｃｍ２以上であれば、コントローラ３５は冷却水温Ｔｗに応じてバルブ３６の弁開度を調整してガス圧力Ｐが所定の圧力範囲に収まるようにガス圧力を制御する。たとえば、冷却水温が１５℃であれば、コントローラ３５は運転条件１に基づいて、ガス圧力Ｐを
０．１７０ＭＰａ≦Ｐ≦０．１７５ＭＰａ
の圧力範囲で運転する。また、冷却水温が２５℃であれば、コントローラ３５は運転条件１に基づいて、ガス圧力Ｐを
０．１８５ＭＰａ≦Ｐ≦０．１９ＭＰａ
の圧力範囲で運転する。
In the present embodiment configured as described above, when the discharge gap length L input to the
Operate in the pressure range. If the cooling water temperature is 25 ° C., the
Operate in the pressure range.
一方、予め入力された放電ギャップ長ＬがＬ＝０．４ｍｍである場合、現在の放電電力密度Ｗ／Ｓが０．２２５Ｗ/ｃｍ２以上であれば、冷却水温Ｔｗに応じてガス圧力Ｐが所定の圧力範囲に収まるようにガス圧力を制御する。たとえば、冷却水温が１５℃であれば、コントローラ３５は運転条件３に基づいて、ガス圧力Ｐを
０．１５０≦Ｐ≦０．１５５ＭＰａ
の圧力範囲で運転する。また、冷却水温が２５℃であれば、コントローラ３５は運転条件３に基づいて、ガス圧力Ｐを
０．１６５ＭＰａ≦Ｐ≦０．１７ＭＰａ
の圧力範囲で運転する。
On the other hand, when the discharge gap length L inputted in advance is L = 0.4 mm, and the current discharge power density W / S is 0.225 W / cm 2 or more, the gas pressure P is set according to the cooling water temperature Tw. The gas pressure is controlled so as to be within a predetermined pressure range. For example, if the cooling water temperature is 15 ° C., the
Operate in the pressure range. If the cooling water temperature is 25 ° C., the
Operate in the pressure range.
また、現在の放電電力密度Ｗ／Ｓが０．２２５Ｗ/ｃｍ２未満の場合は、放電ギャップ長ＬがＬ＝０．３ｍｍである場合には運転条件２に基づいてガス圧力Ｐ（ＭＰａ）が目標値ＰＴになるように運転し、放電ギャップ長ＬがＬ＝０．４ｍｍである場合には運転条件４に基づいてガス圧力Ｐ（ＭＰａ）が目標値ＰＴになるように運転する。
Further, if the current discharge power densities W / S has less than 0.225W / cm 2, when the discharge gap length L is L = 0.3 mm on the basis of the
以上のように、本実施の形態によれば、放電電力Ｗ、ガス圧力Ｐ、冷却水温Ｔｗをセンサで連続計測し、これら３パラメータを元に上記運転条件１〜４に基づいて最適ガス圧力で運転することにより、オゾン発生特性（濃度）を向上することができ、発生するオゾン濃度を高めることができる。 As described above, according to the present embodiment, the discharge power W, the gas pressure P, and the cooling water temperature Tw are continuously measured by the sensor, and the optimum gas pressure is obtained based on the above operating conditions 1 to 4 based on these three parameters. By operating, the ozone generation characteristics (concentration) can be improved, and the generated ozone concentration can be increased.
１…高電圧電極管、２…接地電極管、３…誘電体層、４…放電空間、５ａ，５ｂ…ギャップ形成材、６…冷却水、８…筐体、９…原料ガス、１０、３２…高電圧電源、１１…オゾン化ガス、２０、３１…オゾン発生装置、３３…原料ガス供給装置、３４…チラー、３５…コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High voltage electrode tube, 2 ... Ground electrode tube, 3 ... Dielectric layer, 4 ... Discharge space, 5a, 5b ... Gap formation material, 6 ... Cooling water, 8 ... Housing | casing, 9 ...
Claims (4)
原料ガスの流れる空間の間隔となる放電ギャップ長が０．３ｍｍ、少なくとも一方の電極を冷却するために循環させる冷却水の冷却水温Ｔｗが１５〜２５℃、放電電力Ｗと放電面積Ｓとの比である放電電力密度Ｗ/Ｓが０．２２５Ｗ／ｃｍ２以上のとき、前記電極間に流す原料ガスのガス圧力Ｐ（ＭＰａ）を、圧力範囲Ｐｍｉｎ≦Ｐ≦Ｐｍａｘ
但し、Ｐｍｉｎ＝０．００１５×Ｔｗ＋０．１４７５（ＭＰａ）
Ｐｍａｘ＝０．００１５×Ｔｗ＋０．１５２５（ＭＰａ）
で運転することを特徴とするオゾン発生装置。 At least one pair of ozone-generating electrodes covered with an insulator is provided at least one of the opposing electrodes, a source gas containing oxygen is flowed between the electrodes, and an AC high voltage is applied to the electrodes to discharge between the electrodes. In an ozone generator that generates ozonized gas by generating
The discharge gap length, which is the spacing of the space through which the source gas flows, is 0.3 mm, the cooling water temperature Tw of the cooling water circulated to cool at least one of the electrodes is 15 to 25 ° C., the ratio of the discharge power W and the discharge area S When the discharge power density W / S is 0.225 W / cm 2 or more, the gas pressure P (MPa) of the raw material gas flowing between the electrodes is set to a pressure range Pmin ≦ P ≦ Pmax.
However, Pmin = 0.015 × Tw + 0.1475 (MPa)
Pmax = 0.015 × Tw + 0.1525 (MPa)
Ozone generator characterized by operating with
原料ガスの流れる空間の間隔となる放電ギャップ長が０．３ｍｍ、少なくとも一方の電極を冷却するために循環させる冷却水の冷却水温Ｔｗが１５〜２５℃、放電電力Ｗと放電面積Ｓとの比である放電電力密度Ｗ／Ｓが０．２２５Ｗ／ｃｍ２未満では、前記電極間に流す原料ガスのガス圧力Ｐ（ＭＰａ）を、
Ｐ＝−０．０９×Ｗ／Ｓ＋０．００２×Ｔｗ＋０．１６
で運転することを特徴とするオゾン発生装置。 At least one pair of ozone-generating electrodes covered with an insulator is provided at least one of the opposing electrodes, a source gas containing oxygen is flowed between the electrodes, and an AC high voltage is applied to the electrodes to discharge between the electrodes. In an ozone generator that generates ozonized gas by generating
The discharge gap length, which is the spacing of the space through which the source gas flows, is 0.3 mm, the cooling water temperature Tw of the cooling water circulated to cool at least one of the electrodes is 15 to 25 ° C., the ratio of the discharge power W and the discharge area S When the discharge power density W / S is less than 0.225 W / cm 2 , the gas pressure P (MPa) of the raw material gas flowing between the electrodes is
P = −0.09 × W / S + 0.002 × Tw + 0.16
Ozone generator characterized by operating with
原料ガスの流れる空間の間隔である放電ギャップ長を０．４ｍｍ、少なくとも一方の電極を冷却するために循環させる冷却水の冷却水温Ｔｗを１５〜２５℃、放電電力Ｗと放電面積Ｓとの比である放電電力密度Ｗ/Ｓが０．２２５Ｗ／ｃｍ２以上のとき、前記電極間に流す原料ガスのガス圧力Ｐ（ＭＰａ）を、圧力範囲Ｐｍｉｎ≦Ｐ≦Ｐｍａｘ
但し、Ｐｍｉｎ＝０．００１×Ｔｗ＋０．１４０（ＭＰａ）
Ｐｍａｘ＝０．００１×Ｔｗ＋０．１４５（ＭＰａ）
で運転することを特徴とするオゾン発生装置。 At least one pair of ozone-generating electrodes covered with an insulator is provided at least one of the opposing electrodes, a source gas containing oxygen is flowed between the electrodes, and an AC high voltage is applied to the electrodes to discharge between the electrodes. In an ozone generator that generates ozonized gas by generating
The discharge gap length, which is the space between the flow of the source gas, is 0.4 mm, the cooling water temperature Tw that is circulated to cool at least one of the electrodes is 15 to 25 ° C., the ratio of the discharge power W and the discharge area S When the discharge power density W / S is 0.225 W / cm 2 or more, the gas pressure P (MPa) of the raw material gas flowing between the electrodes is set to a pressure range Pmin ≦ P ≦ Pmax.
However, Pmin = 0.001 × Tw + 0.140 (MPa)
Pmax = 0.001 × Tw + 0.145 (MPa)
Ozone generator characterized by operating with
原料ガスの流れる空間の間隔である放電ギャップ長を０．４ｍｍ、少なくとも一方の電極を冷却するために循環させる冷却水の冷却水温Ｔｗを１５〜２５℃、放電電力Ｗと放電面積Ｓとの比である放電電力密度Ｗ／Ｓが０．２２５Ｗ／ｃｍ２未満では、前記電極間に流す原料ガスのガス圧力Ｐ（ＭＰａ）を、
Ｐ＝−０．１５×Ｗ／Ｓ＋０．００２×Ｔｗ＋０．１６
で運転することを特徴とするオゾン発生装置。 At least one pair of ozone-generating electrodes covered with an insulator is provided at least one of the opposing electrodes, a source gas containing oxygen is flowed between the electrodes, and an AC high voltage is applied to the electrodes to discharge between the electrodes. In an ozone generator that generates ozonized gas by generating
The discharge gap length, which is the space between the flow of the source gas, is 0.4 mm, the cooling water temperature Tw that is circulated to cool at least one of the electrodes is 15 to 25 ° C., the ratio of the discharge power W and the discharge area S When the discharge power density W / S is less than 0.225 W / cm 2 , the gas pressure P (MPa) of the raw material gas flowing between the electrodes is
P = −0.15 × W / S + 0.002 × Tw + 0.16
Ozone generator characterized by operating with
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