JPH02289401A - オゾン発生装置とその製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はオゾン発生装置とその製造方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来のオゾン発生装置は例えば特公昭６１−３２２４２
号公報に示すものがある。このオゾン発生装置はガラス
管内にステンレス製の充電材を収納配置し、同ガラス管
中央外周に給電電極を付着して構成している。そして、
前記充電部材と給電電極間に交番電圧を印加して無声放
電を発生させオゾンを生成するようにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、無声放電が発生ずると放電電子によりステン
レス製の充電材がスパッタされて金属蒸気が発生する。

そのため、このオゾン発生装置を長期間に頁って使用す
ると充電材が消耗してしまい、充電材の補充または交換
をしなければならず手間がかかるという問題がある。

また、前記金属蒸気の触媒作用により空気中の窒素と酸
素とが結合し、窒素酸化物（ＮＯｘ）が発生するおそれ
がある。

さらに、無声放電が断続的に行われるため、オゾン発生
装置を冷却する冷却装置を別に設けなければならず、全
体の装置が大型化するという問題もある。

本発明の目的は、金属蒸気の発生を防止し、放電電極群
となる充電材の交換若しくは補充を不要とし、また冷却
装置などを不要とするオゾン発生装置およびその製造方
法を提供することにある。

［課題を解決するための手段１ 上記の目的を達成するため、本願第１発明は、第１電極
と、同第１電極に相対配置される第２電極と、前記第１
，２電極間に介在され、かつ、第１電極に当接配置され
る誘電体と、前記誘電体と第２電極間に配置され、導電
電極を耐熱絶縁材にて被覆された中間電極を複数個備え
た放電電極群とから構成されたことをその要旨とする。

第２発明は、中間電極を導体により円筒形に形成し、同
導体の内外表面を耐熱絶縁材にて被覆したことをその要
旨とする。

第３発明は、第１電極と、同第１電極に相対配置される
第２電極と、前記第１．２電極間に介在され、かつ、第
１電極に当接配置される誘電体と、前記誘電体と第２電
極間に配置され、導電電極を耐熱絶縁材にて被覆された
中間電極を複数個備えた放電電極群と、前記放電電極群
を誘電体と第２電極間にて固定するとともに、多孔質状
を形成する固定材とから構成されることをその要旨とす
る。

第４発明は、第１電極と、同第１電極に相対配置される
第２電極と、前記第１．２電極間に介在され、かつ、第
１電極に当接配置される誘電体と、前記誘電体と第２電
極間に配置される導電部材および誘電部材を複数個混合
した放電電極群と、前記放電電極群を誘電体と第２電極
間にて固定するとともに、放電電極群を被覆し、多孔質
状を形成する固定材とから構成されることをその要旨と
する。

第５発明は、耐熱絶縁材はセラミックまたはガラスであ
ることをその要旨とする。

第６発明は、固定材は水ガラスまたは釉薬等の無機質バ
インダであることをその要旨とする。

第７発明は、第１電極に当接配置された誘電体と前記誘
電体を介して第１電極に相対配置された第２電極との間
に複数個の誘電部材と導電部材とを平均分布して構成さ
れる放電電極群を配置し、予め昇温して粘性を低くした
水ガラスを放電電極群へ流し込んで一旦貯め、その後流
下して族Ｓ電極群の誘電部材と導電部材とを固定すると
ともに、多孔質状に形成することをその要旨とする。

［作用］ したがって、第１発明の作用は、第１．２電極間に交番
電圧を印加すると中間電極により構成された放電電極群
により部分放電を助成する。

第２発明の作用は、導体により円筒形状に形成された中
間電極内を空気が流通するとともに、中間電極の耐熱絶
縁材により放電電極群に多数のコンデンサが形成され、
また耐熱絶縁材により無声放電の放電熱に耐えることが
できる。

第３発明の作用は、中間電極の耐熱絶縁材により、放電
電極群に多数のコンデンサが形成される。

そして、第１．２電極間に交番電圧を印加すると放電電
極群の多孔質状内で無声放電が発生する。

また、中間電極が耐熱絶縁材により密閉される。

第４発明の作用は、誘電部材により放電電極群内に多数
のコンデンサが形成される。そして、第１．２電極間に
交番電圧を印加すると放電電極群の多孔質状内で無声放
電が発生する。また、固定材により放電電極群は被覆さ
れる。

第５発明の作用は、セラミックまたはガラスは無声放電
の放電熱に耐えることができる。

第６発明の作用は、水ガラスまた釉薬等の無機質バイン
ダにより放電電極群が固定若しくは被覆される。

第７発明の作用は、水ガラスにより放ｔｔｉ群が容易に
固定または被覆される。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した第１実施例を第１〜３図に基
づいて説明する。

絶縁性を備えた誘電体としてのセラミック体１は円筒形
状に形成されている。このセラミック体１の中央部外周
には第１電［２が付着されている。

なお、この第１電＠２はセラミック体１の両端からそれ
ぞれ沿面距離りが確保されているとともに、アース接地
されている。

前記セラミック体１内部中央には第２電極としての電極
棒３がその軸心方向に対し一方から挿入配置されている
。すなわち、電極棒３は前記第１電極２およびセラミッ
ク体１に対し相対配置されている。

まな、前記セラミック体１と電極棒３との間には複数の
中間電極４が挿入配置され、その全体が放電電極群５と
なっている。

この中間電極４は導電電極としての導体棒７が耐熱絶縁
材としてのガラス管６内に遊挿配置され、同ガラス管６
の両端部はセラミック等の耐熱絶縁性の栓体８によって
密嵌されている。すなわち、前記導体棒はガラス管６に
よって密閉状態に保たれている。

さらに、各中間電極４は固定材としての水ガラスにより
互いに固定されるとともに、セラミック体１の内周近房
および中央の中間電極４はセラミック体１および電極棒
３に対し固定されている。

また、互いに隣接した中間電極４間には固形化された固
定材としての水ガラスＧにより放電用の多孔質状として
の空隙通路Ｓが形成されている。

（なお、各中間電極４表面にも水ガラスＧの膜が形成さ
れているが、第１図において水ガラスＧをセラミック体
１の裏面のみに表す、） なお、水ガラスＧにて前記放電電極群５を固定する場合
には、セラミック体１および導体棒７の間に中間電極４
を挿入配置し、昇温により粘性を低くした水ガラスＧを
セラミック体１内に一旦充填する。その後、水ガラスＧ
を流化して放電電極群５を固定する。

以上のように構成されたオゾン発生装！の作用について
説明する。

電極棒３および第１電［ｉ２間に対し交番電圧を印加す
ると第１電ｆ！２はアース接地されているため、常に零
電位に保持される。これに対して電極棒３は正および負
の電位が印加される。

そして、電極１１３の極性が正の電位となった場合、各
中間電極４のガラス管６の表面には分極作用により負の
電荷が電極棒３方向寄りに集まる。

続いて電極棒３の極性が負の電位に変化しなとき、中間
電極４の各空隙通路Ｓで無声放電が発生する。

また、電極棒３の極性が負の電位となった場合、中Ｅ＠
＠４のガラス管６の表面に集まる電荷は前記とは逆とな
る。そして、電極棒３の極性が正の電位に変化したとき
中間ｔ＠４間の空隙通路Ｓ内で無声放電が発生する。

この無声放電の作用によって空隙通路Ｓ内の空気中の酸
素がオゾンに変化する。そのため、この空隙通路Ｓ内に
空気を送入することにより、オゾンを大量に発生させる
ことができる。

また、従来とは異なり、本実施例においては中間電極４
はガラス−導体棒７−ガラスの配置構造となり、放電電
極群５はさらに空隙通路Ｓが加わってガラス−導体８７
−ガラス−空隙通路Ｓ−ガラス−導体棒７−ガラスの配
置構造となる。したがって、導体棒７がコンデンサの放
電電極となりガラスが誘電体となる。その結果、放ｉｔ
極群５内には複数のコンデンサが形成されるため、至る
所で無声放電が発生し、大量にオゾンを発生させること
ができる。

さらに、導体棒７はガラス管６および栓体８によって密
閉されているため、無声放電の電子は導体棒７をスパッ
タすることがなく、導体棒７が消耗することはない、そ
の結果、従来とは異なり中間電極を補充したり交換する
必要がなく大変管理のしやすいものとなる。

また、無声放電の電子により導体棒７の金属蒸気が発生
することがないなめ、この金属蒸気の触蝮作用による窒
素酸化物の発生はない、その結果、窒素酸化物による環
境汚染がなく大変衛生的である。

本実施例において、導体棒７を収納するなめにガラス管
６を使用したが、セラミック管などの絶縁性および耐熱
性に優れたものを使用することも可能である。

また、放電電極群５を固定するときに水ガラスＧを使用
したが、耐熱性および絶縁性を備えた釉薬等の無機質の
接着剤を使用することも可能である。

次に、本発明を具体化した第２実施例を第４図に基づい
て説明する。

なお、前記第１実施例と同一構成または相当する構成に
対しては同一符号を付してその説明を省略する。

セラミック体１内にはセラミック体１外周中央部に設け
られた第１電極２に対応した位置に放電電極群５が充填
されている。放電電極群５は円柱形状に形成されたステ
ンレス製の導電部材９と、円柱形状に形成されたセラミ
ック部材１０とがほぼ同一の割合で均一に混合されてい
る。なお、本実施例における導電部材９およびセラミッ
ク部材１０は直径５ｍｍ、長さ５ｍｍの大きさに形成さ
れている。

さらに、各導電部材９および各セラミック部材１０は水
ガラスＧによりセラミック体１内に固定されるとともに
、これらの表面が水ガラスＧによりコーティングされて
いる。また、導電部材９およびセラミック部材１０によ
り放電用の空隙通路Ｓが形成され、空気が流通可能とな
っている。

また、導電部材９とセラミック部材１０とを同一の割合
で均一に混合された放電電極群５を水ガラスＧにて被覆
固定するには、まず放ｔｔｉ群５を導体棒７が挿通され
たセラミック体１の中央に配置されるように充填する。

そして、昇温により予め粘性を低くしな水ガラスＧをセ
ラミック体１内に一旦充填する。その後、充填した水ガ
ラスＧを流化して前記放電電極群５を被覆固定する。

上記のように構成されたオゾン発生装置の作用について
説明する。

まず、第１電＠２と電極棒３との間に交番電圧を印加す
る。そして、電極棒３が正の電位になった場合、分極作
用により電極棒３寄りの各セラミック部材１０の表面に
は負の電荷が集まる。その後、電極棒３が負の電位にな
ったとき各空隙通路Ｓ内で無声放電が発生する。また、
電′！ｆｌｊｌＪ３が負の電位になった場合、上記の分
極作用とは逆となり電極棒３寄りの各セラミック部材１
０の表面には正の電荷が集まる。そして、！＠棒３が正
の電位になったとき各空隙通路Ｓ内で無声放電が発生す
る。

この無声放電の作用によって空隙通路Ｓ内の空気中の酸
素がオゾンに変換される。そのため、この空隙通路Ｓ内
に空気を送入することにより、オゾンを大量に発生させ
ることができる。

また、導電部材９に対しセラミック部材１０を混入した
ことによりコンデンサが多数形成されるため、無声放電
が至る所で発生し、オゾンを大量に発生させることがで
きる。

さらに、従来とは異なり導電部材９は水ガラスＧにより
コーティングされているため、無声放電による電子が導
電部材９の表面をスパッタすることがなく金属蒸気を発
生させることはない、そのため、導電部材９が消耗した
り、金属蒸気の触媒作用による窒素酸化物が発生するこ
とはない、その結果、導電部材９の補充または交換をす
る必要がない、さらに、窒素酸化物が発生しないため環
境汚染されることはない。

本実施例においては放電電極群５となるセラミック部材
１０および導電部材９の形状を円筒形状に形成したが、
第５図に示すようにセラミック球１１（大球）、導電球
１２（小球）に形成して使用することも可能である。

また、第６図に示すようにセラミック部材１０および導
電部材９を円筒形状または四角形状に形成し、放電電極
群５として使用することも可能である。

さらに、導電部材９に予めセラミックをコーティングし
たもののみを放電電極群５として使用することも可能で
ある。

また、第７図に示すように平行平板ｔ＠型に応用するこ
とも可能である。この場合、導電部材９による短絡を防
止するため、少なくとも一方の電極に対し誘電体１３を
設ける必要がある。

次に、本発明を具体化した第３実施例を第８〜１１図に
基づいて説明する。

第８，９図に示すように、円筒形状に形成されたセラミ
ック体１の中央部外周には第１電極２が沿面距離りを１
１保して付着されている。そして、同セラミック体１内
部には前記第１電極２に該当した位置には放電ｔ＠群５
が密嵌配置されている。

さらに、前記放電電極群５の中央には円筒形状に形成さ
れた第２電極としての電極棒３が同放電電極５を貫通配
置されている。

第１０．１１図に示すように、前記放電電極群５はステ
ンレスにより円柱状に形成された導体１６の内外全体を
耐熱絶縁材としてのセラミック１５によってコーティン
グして中間電極１４として複数個備えて構成されている
。また、中間電極１４内部は空気が流通する通路Ｔとな
っている。

上記のように構成されたオゾン発生装置は、第１電極２
および！＠棒３に交番電圧を印加して電極棒３の極性が
正の電位になった場合、中間電極１４は分極作用により
電極棒３寄りに負の電荷が集まる。そして、電極棒３の
極性が負の電位に変化したとき中間電極１４の流通通路
Ｔ内で無声放電が発生する。

また、電極棒３の極性が負の電位となった場合、中間電
極１４の電極棒３よりに集まる電荷は前記とは逆となる
。そして、電極棒３の極性が正の電位に変化したとき中
間電極１４の流通通路Ｔ内で無声放電が発生する。

この無声放電の作用によって流通通路Ｔ内の空気中の酸
素がオゾンに変換される。そのため、この流通通路Ｔ内
に空気を送入することにより、オゾンを大量に発生させ
ることができる。

その結果、中間電極１４により構成された放電電極群５
により第１電極２と電極棒３との間に印加された高電圧
による部分放電を助成し、多数の流通通路Ｔ内で安定し
た放電を維持することができ、高濃度なオゾンを生成す
ることができる。

また、中間電極１４には流通通路Ｔが形成されているた
め、空気または酸素を送入するときの通風抵抗が少なく
大量のオゾンを効率よく生成することができる。

さらに、空気の流入が良く冷却効果が上昇するため無声
放電よる高温発熱を防止することができるので自然冷却
が可能となる。その結果、冷却装置などを必要とせず装
置全体のコンパクト化を維持することができる。

さらに、中間電極１４の導体１６をセラミック１５によ
ってコーティングしているため、放電電子により導体１
６がスパッタされて金属蒸気が発生することがないので
環境を汚染することはない。

なお、第３実施例においての放電電極群５の固定は中間
電極１４をセラミック体１内に密嵌配置して行っていた
が、前記実施例に示した水ガラスＧまたは釉薬などを使
用してセラミック体１内に固定することも可能である。

なお、この発明は前記実釉例に限定されるものではなく
、この発明の趣旨から逸脱しない範囲内で任意に変更す
ることも可能である。

［発明の効果］ 以上、詳述したように、本発明においては中間電極を耐
熱絶縁材にて被覆したことにより、金属蒸気が発生して
中間電極が消耗したり、窒素酸化物が発生したりするこ
とがない。

そして、セラミック部材および導電部材を固定材で多孔
質状を形成するように固定したことにより、金属蒸気が
発生して導電部材が消耗したり、窒素酸化物が発生した
りすることはない。

また、耐熱絶縁材をセラミックまたはガラスにしたこと
により無声放電によって発生する熱に対し十分側えるこ
とができる。

さらに、固定材を水ガラスＧにしたことにより放電ｔＩ
ｆａ群の固定が容易であるだけでなく、多孔賀状に形成
することも容易である。

また、放電電極群の消耗がないため、交換、補充をする
必要がなく管理が容易である。そして、金属蒸気の作用
による窒素酸化物の発生がないため、環境汚染をするこ
ともない。

また、中間電極内を空気または酸素が流れるため、空気
または酸素を送入するときの通風抵抗が少なく大量のオ
ゾンを効率よく生成することができる。

さらに、空気の流入性が良く冷却効果が上昇するなめ無
声放電よる高温発熱を防止することができるため、冷却
装置などを必要とせず装置全体のコンパクト化を維持す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明に係る第１実施例を示し、第１図は
オゾン発生装置の構成を示す一部切り欠き斜視図、第２
図は中間電極の内部構造を示す一部切り欠き斜視図、第
３図は中間電極の分解斜視図、第４図はオゾン発生装置
の第２実施例を示す断面図、第５図は第２実施例の別例
を示す断面図、第６図は導電部材およびセラミック部材
の形状の別例を示す斜視図、第７図は平行平板電極に応
用した構成図、第８〜１１図は本発明に係る第３実施例
を示し、第８図はオゾン発生装置の構成を示す一部切り
欠き断面図、第９図はオゾン発生装置の側面図、第１０
図は中間Ｔｈ極の拡大縦断面図、第１１図は中間電極の
横断面図である。 １・・・誘電体としてのセラミック体、２・・・第１電
極、３・・・第２電極としての電極棒、４．１４・・・
中間電極、５・・・放＠電極群、６・・・耐熱絶縁材と
してのガラス管、７・・・導電電極としての導体棒、９
・・・導電部材、１０・・・誘電部材としてのセラミッ
ク部材、１５・・・耐熱絶縁材としてのセラミック、１
６・・・導体、Ｓ・・・多孔質状としての空隙通路、Ｇ
・・・固定材としての水ガラス。 特許出願人　　　　　エナジーサポート株式会社代　理
　人　　　　　　　　弁理士　恩１）博宣（ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１電極と、 同第１電極に相対配置される第２電極と、 前記第１、２電極間に介在され、かつ、第１電極に当接
   配置される誘電体と、 前記誘電体と第２電極間に配置され、導電電極を耐熱絶
   縁材にて被覆された中間電極を複数個備えた放電電極群
   と から構成されたことを特徴とするオゾン発生装置。 ２、中間電極を導体により円筒形に形成し、同導体の内
   外表面を耐熱絶縁材にて被覆したことを特徴とする請求
   項１記載のオゾン発生装置。 ３、第１電極と、 同第１電極に相対配置される第２電極と、 前記第１、２電極間に介在され、かつ、第１電極に当接
   配置される誘電体と、 前記誘電体と第２電極間に配置され、導電電極を耐熱絶
   縁材にて被覆された中間電極を複数個備えた放電電極群
   と、 前記放電電極群を誘電体と第２電極間にて固定するとと
   もに、多孔質状を形成する固定材とから構成されること
   を特徴とするオゾン発生装置。 ４、第１電極と、 同第１電極に相対配置される第２電極と、 前記第１、２電極間に介在され、かつ、第１電極に当接
   配置される誘電体と、 前記誘電体と第２電極間に配置される導電部材および誘
   電部材を複数個混合した放電電極群と、前記放電電極群
   を誘電体と第２電極間にて固定するとともに、放電電極
   群を被覆し、多孔質状を形成する固定材と から構成されることを特徴とするオゾン発生装置。 ５、耐熱絶縁材はセラミックまたはガラスであることを
   特徴とする請求項２または３記載のオゾン発生装置。 ６、固定材は水ガラスまたは釉薬等の無機質バインダで
   あることを特徴とする請求項３または４記載のオゾン発
   生装置。 ７、第１電極に当接配置された誘電体と前記誘電体を介
   して第１電極に相対配置された第２電極との間に複数個
   の誘電部材と導電部材とを平均分布して構成される放電
   電極群を配置し、予め昇温して粘性を低くした水ガラス
   を放電電極群へ流し込んで一旦貯め、その後流下して放
   電電極群の誘電部材と導電部材とを固定するとともに、
   多孔質状に形成することを特徴とするオゾン発生装置の
   製造方法。