JPH01153502A - オゾン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、オゾン発生装置に関する。

（従来の技術） 一般に、無声放電によるエネルギーや、水銀放電管から
放出される紫外線の光子エネルギー等によって、一部の
酸素分子が解離して原子状態となり、この原子状酸素が
酸素分子と結合して酸素３原子のオゾンが生成する。無
声放電によるオゾン発生装置例として１例えば第７図に
示す装置がある。この図において、平板状の接地電極（
１ａ）はこれを冷却するために設けられたウォータージ
ャケット■の一部として設置されている。この接地電極
（１ａ）の上方には、平板状の誘電体■が接して配置さ
れており、この誘電体■は放電ギャップ■を介′して平
板状の高圧電極に）と近接対向して配置され、この高圧
電極に）の上方には高圧電極に）を冷却するための冷却
フィン■が接して設けられている。

オゾンを生成すめための上記放電ギャップ■は高圧電極
（イ）の下面と誘電体■の上面との間に形成され、この
放電ギャップ■は原料ガス入口０およびオゾンガス出口
■に接続されている。また、上記ウォータージャケット
■には冷却水入口（へ）と冷却水出口（９）が設置され
ている。これらはすべて筐体（１０）の内部に収納され
ている。

そして、このような構成のオゾン発生装置において、高
圧電極（イ）および接地電極（１ａ）に図示しない高電
圧電源から高電圧を供給し、放電ギヤツブ■内で無声放
電を発生させる。このとき原料ガス人口０から少なくと
も酸素を含むガスを上記放電ギャップ（３）内に供給す
ると、放電ギヤツブ■内で酸素の一部が活性化されオゾ
ンが発生する。発生したオゾンは、オゾンガス出口■か
ら取り出される。一般に放電に伴って熱が発生し、面電
極および放電ギヤツブ■内はかなり高温となる。第５図
は温度とオゾンの分解半減期を示すグラフで温度が高く
なるとオゾンの分解は顕著となる。したがって高濃度の
オゾンを得るためには効率よく電極および放電ギャップ
■を冷却することが必要である。また、このオゾン濃度
は第６図のグラフで示すように、放電ギヤツブ■間隔に
対して急峻なピークを持って変化する。したがって、高
濃度のオゾンを得るためには限られたギャップ間隔の範
囲に上記各電極を設定していた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記従来の技術では、対向配置した電極間
に高電圧を印加し、無声放電が発生した状態の電極間に
原料ガスを供給してオゾンを発生させるが、このような
電極間に形成された空間に原料ガスを流すと、電極面積
が大きくなるほどガスの均一分配が困難となる。この空
間内に淀みが発生する傾向が著しくなる。この淀みの影
響で一部の放電しかオゾンの発生に寄与せず、高濃度オ
ゾンを得ることができない問題があった。また、高濃度
を得るために原料ガスの流速を低下させるとオゾンの発
生効率が低下してしまうという問題が発生した。

本発明は上記点に対処してなされたもので、高濃度のオ
ゾンを効率よく発生させることのできるオゾン発生装置
を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、対向配置した電極間に原料ガスを流し、この
電極間に発生する放電によりオゾンを発生させる装置に
おいて、上記電極間に曲折した原料ガス流路を設けたこ
とを特徴とするオゾン発生装置を得るものである。

（作用効果） 対向配置した電極間に曲折した原料ガス流路を設けたこ
とにより、上記電極間に原料ガスを流した時に発生する
淀みをなくし、オゾン生成のために放電が関与する比率
が大きくなり高濃度オゾンの生成が可能となる。

また、Ｓ料ガスの流速を低下させずに高濃度のオゾンを
生成することができるため、オゾン発生効率を向上させ
ることが可能となる。

（実施例） 以下、本発明装置の一実施例につき図面を参照して説明
する。第１図に示すように、例えばテフロン（商品名）
製のケース（２０）で囲まれたオゾン発生部（２１）内
の下方には、例えばアルミニウム製のウォータージャケ
ット（２２）が配置されており、このウォータージャケ
ット（２２）の上面側は接地電極（２２ａ）を兼ねてい
る。この接地電極（２２ａ）を形成するために上記ウォ
ータージャケット（２２）は接地されている。この接地
電極（２２ａ）の上面には例えばセラミックスまたはガ
ラス等の多孔質の誘電体（２２）が接して配置している
。この誘電体（２５）の上方には、上面に放熱フィン（
２４）を備えた高圧電極（２５）が上記誘電体（２３）
と接触状態に設けられている。この高圧電極（２５）は
、第２図に示すように原料ガス入口（２６）から供給さ
れる原料ガスを蛇行状に流導する如く、接地電極（２２
ａ）と高圧電極（２５）に相対的に突出部を形成例えば
複数の仕切り板（２５ａ）が突設した形状に構成し、こ
の仕切り板（２５ａ）により原料ガスの流路を曲折した
状態に設ける。そして、上記原料ガス入口（２６）から
供給された原料ガスが曲折した流路を複数回蛇行した後
に上記高圧電極（２５）部から排出される如く、ガス排
出口（２７）が設けられている。このように構成された
高圧電極（２５）部を第３図に示す如く上記複数の仕切
り板（２５ａ）の高さにより所望間隔の放電空間（２８
）を形成し、この放電空間（２８）内を上記原料ガス例
えば酸素ガスを流して、この放電空間（２８）に放電を
発生させることにより酸素ガスからオゾンを発生させる
構造となっている。この時、上記仕切り板（２５ａ）は
、高圧電極（２５）の一部分として形成したが、これを
他の絶縁材質により形成してもよい。

このように構成された高圧電極＜２ｓ）の原料ガス入口
（２６）と対応する上記ケース（２０）の位置に原料ガ
ス供給口（２９）が接続しており、この原料ガス供給口
（２９）は、ガス流量調節器（３０）を備えた酸素供給
源（３１）に連設している。また、上記高圧電極（２５
）のガス排出口（２７）と対応する上記ケース（２０）
の位置に排出口（３２）が接続しており、この排出口（
３２）は図示しないオゾンを必要とする装置に接続して
いる。

また、上記ウォータージャケット（２２）は冷却水入口
（３３）と冷却水出口（３４）を介して冷却水循環装置
（３５）に接続しており、上記接地電極（２２ａ）を冷
却可能としている。このウォータージャケット（２２）
と上記放熱フィン（２４）は高電圧高周波電源（３６）
に電気的に接続されている。このようにしてオゾン発生
装置が構成されている。

次に、上述した構成のオゾン発生装置の動作を説明する
。まず、高電圧高周波電源（３６）で周波数例えば３−
２０ＫＨｚ　、ｆｆｉ圧例えばピーク値テ３〜１゜ＫＶ
の高周波高電圧を発生して放熱フィン（２４）及びウォ
ータージャケット（２２）を通じて夫々高電圧電極（２
５）と接地電極（２２ａ）へ供給する。すると、放電空
間（２８）内で、危険でありオゾンの発生効率を悪化さ
せるコロナ放電を防ぐ誘電体（２３）の作用で無声放電
が発生する。この時、酸素供給源（３１）から供給され
た酸素ガスをガス流量調節器（３ｏ）で所望流量に調節
し、原料ガス供給口（２９）から上記放電空間（２８）
内に流入させる。ここで、放電に伴って発生し、高電圧
によって加速された電子は酸素分子に衝突すると酸素原
子ラジカルが生成され。

この生成された酸素原子ラジカルは酸素分子と結合し、
オゾンを発生させる。この時、上記原料ガス供給口（２
９）から放電空間（２８）内に流入した酸素ガスは、曲
折した流路に沿って蛇行状態に流導される。この酸素ガ
スが蛇行状態に流導されることにより、上記複数の仕切
り板（２５ａ）を設けない場合のｍ索ガスの流路に比べ
て、放電空間（２８）が同スペースにもかかｂらず流路
が長くなり、この放電空間（２８）内における放電を有
効に使用することができ、上記仕切り板（２５ａ）を設
けない場合と同量の酸素ガスを供給しても、より高濃度
なオゾンを生成することが可能となる。

このような高濃度のオゾンを発生させる場合。

上記放電空間（２８）と生成されるオゾン濃度との間に
急峻なピークが存在しく第６図）、放電空間（２８）の
微小な間隔変化に対して、オゾン濃度は大きく影響を受
ける。そのため、上記酸素ガスの流路を形成するために
設けられた複数の仕切り板（２５ａ）がスペーサーと同
様な効果が得られ、この仕切り板（２５ａ）の高さを所
望の放電間隔例えば０．４〜０　、６　＋ａ程度に設定
することにより、安定したオゾン濃度を得ることができ
る。

また、上記複数の仕切り板（２５ａ）により曲折した原
料ガスの流路を形成することにより、効率よく放電空間
（２８）を使用するため、上記流路内に原料ガスの淀み
を発生することなく、放電を効率よくオゾンの発生に寄
与させ、装置をコンパクトにすることもできる。

上記両電極（２５）　（２２ａ）間に放電を起こさせる
際、この両電極（２５）　（２２ａ）が発熱するため、
例えば高圧電極（２５）の上面に接して設けた放熱フィ
ン（２４）で高圧電極（２５）を冷却し、接地電極（２
２ａ）と一体化したウォータージャケット（２２）内の
冷却水を冷却水循環装置（３５）により循環させること
により接地電極（２２ａ）を冷却することができ、加熱
による装置の危険性を緩和することができる。

上記実施例では両電極（２５）　（２２ａ）間に曲折し
た流路を複数の仕切り板（２５ａ）により形成したが、
例えば第４図に示すように同心円柱状で内側の円筒電極
（３７）と外側の円筒電極（３８）との間に電圧を印加
し、これにより電極（３７）と電極（３８）の間即ち放
電空間（３９）にコイル状に配設した原料ガス流路内の
原料ガス中に放電を発生させてオゾンを生成する構成と
しても同様な効果が得られる。

以上述べたようにこの実施例によれば、対向配置した電
極間に曲折した原料ガス流路を設けたことにより、上記
電極間に原料ガスを流した時に発生する淀みをなくし、
オゾン生成のために放電が関与する比率が大きくなり、
高濃度オゾンの生成が可能となる。

また、原料ガスの流速を低下させずに高濃度のオゾンを
生成することができるため、オゾン発生効率を向上させ
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するためのオゾン
発生装置の構成図、第２図、第３図は第１図の原料ガス
流路の説明図、第４図は第１図の他の実施例説明図、第
５図は温度とオゾン分解半減期の関係を示す曲線図、第
６図は放電空間の間隔と発生するオゾン濃度の関係を示
す曲線図、第７図は従来のオゾン発生装置の構成図であ
る。 ２１・・・オゾン発生部、　　２２ａ・・・接地電極、
２５・・・高圧電極、　　　　２８・・・放電空間、３
６・・・高電圧高周波電源。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向配置した電極間に原料ガスを流し、この電極
   間に発生する放電によりオゾンを発生させる装置におい
   て、上記電極間に曲折した原料ガス流路を設けたことを
   特徴とするオゾン発生装置。
2. （２）対向配置した電極に相対的に突出部を設けて曲折
   した原料ガス流路を形成することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のオゾン発生装置。