JPH02271903A

JPH02271903A - オゾン発生器

Info

Publication number: JPH02271903A
Application number: JP9103189A
Authority: JP
Inventors: Keiji Kuwabara; 桑原　啓至; Shoji Saito; 昭二斉藤; Osamu Sugiyama; 治杉山; Hiroyuki Kayanuma; 萱沼　広行; Sumio Yamamoto; 須美夫山本; Takayuki Yamamoto; 孝之山本
Original assignee: KARUTO KK; Shizuoka Prefecture
Current assignee: KARUTO KK; Shizuoka Prefecture
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1989-04-11
Publication date: 1990-11-06

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】（産業上の利用分野）本発明は、オゾンガスな利用する上水浄化、下水処理水
再利用、し尿処理水浄化、プール用水浄化等の水処理関
連や排ガスの酸化、脱臭等のガス処理関連及び１−８１
などの素子洗浄、フィルム表面改良等の表面処理関連に
使用するオゾン発生器に関する。

（従来の技術）従来、オゾン発生器として最も多く用いられているもの
は、２枚の金属電極間に１枚の個体誘電体を挿入した基
本構造を持っている。

誘電体としては、一般的にはガラスが用いられ、形状と
しては、表面積を高め、加工が容易な円筒状が広く使用
されている。

ガス通路の間隙は１〜１５ｍｍに均一に保たれ、通電時
の発熱に、対して、電極の裏側より水冷や空冷により温
度セ、昇を防いでいる。

使用周波数は、５０乃至６０　ｔ（ｚから５００〜１０
００Ｈｚに亘って用いられている。

（発明により解決すべき課題）しかしながら、従来のオゾン発生器は、構造上ガスの流
れに対して放電部が長いため、通電時の発熱により生成
したオゾンが熱分解したり、有害な窒素酸化物を生成す
る問題点がある。

また、電極と誘電体との間の放電により、電極金属の一
部がイオン化され、誘電体表面に付着することで、長時
間運転すると絶縁性が減少することになり、オゾンの発
生けが太幅に減るため、定期的にオゾン発生部を洗浄し
たり、電極の交換を行なう必要があり、性能及び安定性
と経済面で問題があった。

（課題を解決するための手段）しかるにこの発明は、従来の欠点である生成オゾンの分
解や、窒素酸化物の生成を抑え、杼済的で性能安定に優
れたオゾン発生器を目的として開発した。

即ち、生成オゾンの分解や窒素酸化物の生成を抑え、安
定したオゾン生成を得るために１両電極の表面にホーロ
ー加工を施し、放電部をガスの流れに対し短くすること
により前記問題点を解決した。

即ちこの発明は、金属の表面にホーロー材料を用いてホ
ーロー加工した電極間に交流高電圧を印加し、空気又は
酸素の流通のもとで両電極間に無声放電させることを特
徴としたオゾン発生器である。

前記における金属は、銅、鉄その他電極となり、かつホ
ーロー加工可能な金属であるが、伝熱性に優れた金属は
、冷却容易であり、オゾン発生効率を高めることができ
る。

また、前記ホーロ材料は、ガラス材料に誘電材料を０〜
５０％（重量）添加したものである。更に、誘電体物質
は、チタン酸金属化合物、シリコン酸金属化合物、スズ
酸金属化合物、酸化チタンの単独又は混合物としたもの
である。

前記における誘電材料は、ガラス材料に対し２０〜４０
％が好ましい。

従来知られている誘電材料について、各種性質を測定し
たところ、表１のようになった。

表１各種ホーロー材料の比誘電率測定結果前記表１における誘電材料は、全量に対し２０％としで
ある。

前記における誘電率は下式による。

Ｃ＝ε、ε。Ｓ／ｄより ε、＝Ｃ−１／ε。・ｄ／Ｓ ε、：試料の比誘電率 ε。：真空の誘電率Ｃ：試料の静電容晴Ｓ　：電極表面積ｄ　：電極間距離前記表１によれば、符号Ｉ３Ｔ、ＳＴ、Ｐ　Ｔ、Ｃ’ｒ
、Ｂ７．などが特に有望と認められる。

曲記表に基づき、オゾン濃度−比誘電率、発生効率−比
誘電率を図示すれば、第２図、第３図の通すテあり、符
号Ｆ３　ｚ、Ｂ　Ｔ−１００Ｐが、より有望なことが判
明した°。

ｌ１ｉｉ　３ｅのように、ガラス材料に誘電材料を添加
（０〜５０％）すれば、オゾンの発生効率が同士するが
、発生効率よりすれば、符号ＢＺ又はＢ　Ｔが、より好
ましいものと認められた。然し乍ら、他の誘電材料であ
っても、また、誘電材料を添加しない場合であっても、
ホーロー加工しないものより著しく良好な結果が期待で
きた。

誘電材料のガラス材料に対する比率は、全量に対し誘電
材料Ｏ〜５０％であるが、好ましくは、誘電材料２０〜
４０％とする。

オゾンの生成量は一般に周波数に比例する。

電極材料として銅を使用した場合、熱伝導性が良いため
、冷却により放電部の発熱が少なく、その公使用周波数
を高め、５０００Ｈｚ〜１５０００［１Ｚで放電させ、
オゾン生成効率を高めることで装置の小型化が可能とな
り、より経済的となった。

（作　　用）画電極の表面にホーロー加工を施し、放電部をガスの流
れに対し短くすることで、生成したオゾンの放電部での
滞留時間が短くなり、熱発生量の減少によりオゾンの熱
分解が減り、その分オゾン生成効率が向−トした。

また、熱による窒素酸化物の生成が著しく少なくなった
。

更に、電極表面のホーロー加工により、放電時の電極金
属のイオン化を防止でき、絶縁性を阻害することなく性
能が長期間安定化した。

（実　施　例）次に、この発明の実施例について説明する。

銅板を所定の大きさ厚さに切断し、酸洗いにより表面を
清浄にした後、ホーロー材料をかけ、８８０〜１０５０
℃で焼成する。前記紬桑の成分の一例を示すと、次の通
りである。

桂酸（ＳｉＯａ）４０〜６０％（何れも重望％）硼酸（
Ｂ２０３）　　　ｌ　０〜２０％酸化ナトリウム（Ｎａ
２０）１０〜２４％弗化物（ＮａＦ−ＡＩＦ、、ＣａＦ
２）４〜１０％酸化コバルト（Ｃｏｎ　）　　　　　１
〜５％酸化ニッケル（ＮｉＯ）　　　　　１〜５％酸化
マンガン（ＭｎＯ□）　　　　１〜５％金属酸化物（Ｓ
ｂ２０ａ　、　Ｓｎｕｇ、ＴｉＯ２）５〜２７％アルミ
ナ（Ａｌ□ｏ、　）　　　　　　２〜１０％誘電体（ｂ
ａＴｉＯ＊、５ｒＴｉＯｓ、ＣａＴｉ０＋＋）　Ｏ〜５
０％市記のようにして製造した電極１．ｌａを第１図の
ように用いて、オゾン発生器２にセットした。

そこで、ポンプ３により矢示４のように送られた空気を
乾燥器５で乾燥した後、オゾン発生器２に送り込む。こ
の場合にフローメータ６によって流量を検出し、適量に
調節する。

実施例においては、分岐バルブ７を経て、一方はオゾン
濃度計８に、他方は窒素酸化物測定器９に接続しである
。図中ｌＯはバルブ、１１は高圧電源、１２は触媒であ
る。

実際使用に際しては、オゾン発生器２で生成したオゾン
を含む気体を浄化槽その他の使用場所に送ればよいこと
になる。

尚、オゾンの発生効率は下式によって求めた。

Ｗ：ｔ！位時間当りの発生オゾン重ｆｆｉ（ｇ／ｈ）Ｘ
　ニオシン濃度測定値（無次元）［、：投入空気流＠（１／’ｈ）Ｍ　：空気の平均分子量（ｇ／ｍｏｌ　）■ｍ：理想気
体の標準体積（１／ｍｏｌ）Ｐ　：投入電力（に■）１　ニー次側電源電流（Ａ） ■　ニー次側電源電圧（にＶ）Ｙｏ＝オゾン発生効率（ｇ／に■ｈ）（発明の効果）即ちこの発明は、小型、安価で加工性に優れたホーロー
加工電極をオゾン発生器に使用することで、水処理関連
、ガス処理関連や表面処理関連のオゾン処理に付加する
ことにより、従来極めて困難とされていた放電部でのオ
ゾンの分解及び窒素酸化物の発生を大幅に減少させ、小
型で、オゾン発生性能の安定した優れた効果がある。

次に、オゾン発生量及び窒素酸化物量について測定した
ところ、表２の結果を得た。

表２

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を利用した実験装置のブロック図、第
２図は誘電材料のオゾン濃度−比誘電率のグラフ、第３
図は同じく発生効率−比誘電率のグラフである。１、Ｉａ・・・電　　極　　　２・・・オゾン発生器７
・・・分岐バルブ　　　　　８・・・オゾン濃度計９・
・・窒素酸化物測定器

Claims

【特許請求の範囲】１　金属の表面にホーロー材料を用いて、ホーロー加工
した電極間に交流高電圧を印加し、空気又は酸素の流通
のもとで両電極間に無声放電させることを特徴としたオ
ゾン発生器２　金属は銅又は鉄とした請求項１記載のオゾン発生器３　ホーロー材料は、ガラス材料に誘電材料を０〜５０
％（重量）添加した請求項１記載のオゾン発生器４　誘電材料は、チタン酸金属化合物、シリコン酸金属
化合物、スズ酸金属化合物、酸化チタンの単独又は混合
物とした請求項３記載のオゾン発生器