JPH05116908A - オゾン発生装置 - Google Patents
オゾン発生装置Info
- Publication number
- JPH05116908A JPH05116908A JP28239391A JP28239391A JPH05116908A JP H05116908 A JPH05116908 A JP H05116908A JP 28239391 A JP28239391 A JP 28239391A JP 28239391 A JP28239391 A JP 28239391A JP H05116908 A JPH05116908 A JP H05116908A
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- JP
- Japan
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- supporting dielectric
- dielectric plate
- electrodes
- ozone
- electrode
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/10—Preparation of ozone
- C01B13/11—Preparation of ozone by electric discharge
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電極間に波状の支持誘電体板を設けて比較的
低い印が電圧で対向電極側へ伸びる沿面放電を発生させ
ると共に短絡を防止して多量のオゾン生成を可能にす
る。 【構成】 対向する電極１，２間に波状の支持誘電体板
３を配置し、電極と支持誘電体板との接触部における電
極表面と支持誘電体板表面との間の角度を鋭角とするこ
とにより、電界が強くなり沿面放電が発生しやすくなる
と共に沿面放電が対向電極側に伸びて、電極間の材料ガ
スとの接触面積が大きくなり、多量のオゾンを生成す
る。
低い印が電圧で対向電極側へ伸びる沿面放電を発生させ
ると共に短絡を防止して多量のオゾン生成を可能にす
る。 【構成】 対向する電極１，２間に波状の支持誘電体板
３を配置し、電極と支持誘電体板との接触部における電
極表面と支持誘電体板表面との間の角度を鋭角とするこ
とにより、電界が強くなり沿面放電が発生しやすくなる
と共に沿面放電が対向電極側に伸びて、電極間の材料ガ
スとの接触面積が大きくなり、多量のオゾンを生成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、放電によりオゾンを生
成するオゾン発生装置に関する。
成するオゾン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】オゾンは極めて強い酸化力を有して、水
の殺菌・脱臭・脱色など上，下水処理やし尿処理及び食
品関連における殺菌などの多くの用途に使われている。
の殺菌・脱臭・脱色など上，下水処理やし尿処理及び食
品関連における殺菌などの多くの用途に使われている。
【０００３】オゾンの生成法には、紫外線照射法，放射
線照射法，プラズマ放電法，無声放電法及び水の電気分
解法などがある。工業的には無声放電法が主体である。
線照射法，プラズマ放電法，無声放電法及び水の電気分
解法などがある。工業的には無声放電法が主体である。
【０００４】無声放電法のオゾン発生装置を図４に示
す。１，２は対向配置された平板状電極、５は電極１に
設けられた無声放電を安定させる誘電体板である。この
オゾン発生装置は、電極１，２間に例えば、交流電圧Ｈ
・Ｖを印加して空隙部に無声放電Ｑを発生させ、原材料
となる乾燥空気又は酸素Ｏ2をこの空隙部に通してオゾ
ンＯ3を生成させるようになっている。
す。１，２は対向配置された平板状電極、５は電極１に
設けられた無声放電を安定させる誘電体板である。この
オゾン発生装置は、電極１，２間に例えば、交流電圧Ｈ
・Ｖを印加して空隙部に無声放電Ｑを発生させ、原材料
となる乾燥空気又は酸素Ｏ2をこの空隙部に通してオゾ
ンＯ3を生成させるようになっている。
【０００５】オゾン（Ｏ3）の理論収率は、Ｏ2→Ｏ＋Ｏ
−１１８ＫＣａｌ（吸熱反応），Ｏ＋Ｏ2→Ｏ3＋２５Ｋ
Ｃａｌ（発熱反応）より、３Ｏ2→２Ｏ3−６８ＫＣａｌ
となり、Ｏ3を１ｍｏｌ生成するために３４ＫＣａｌ必
要となる。従って理論上の収率は１．２ｋｇＯ3／ＫＷ
・Ｈとなる。
−１１８ＫＣａｌ（吸熱反応），Ｏ＋Ｏ2→Ｏ3＋２５Ｋ
Ｃａｌ（発熱反応）より、３Ｏ2→２Ｏ3−６８ＫＣａｌ
となり、Ｏ3を１ｍｏｌ生成するために３４ＫＣａｌ必
要となる。従って理論上の収率は１．２ｋｇＯ3／ＫＷ
・Ｈとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、消費電力に対
するオゾンの生成効率は理論収率に比べて極めて低く、
数％にすぎないというのがオゾン発生装置の現状であ
る。オゾンの生成量に影響を及ぼす主な因子としては、
（１）電極の形状（２）電極間ギャップの大きさ（３）
誘電体の形状及び材質（４）電極の冷却方法（５）原料
ガスの除湿や冷却方法（６）印加電圧の波形などが挙げ
られる。
するオゾンの生成効率は理論収率に比べて極めて低く、
数％にすぎないというのがオゾン発生装置の現状であ
る。オゾンの生成量に影響を及ぼす主な因子としては、
（１）電極の形状（２）電極間ギャップの大きさ（３）
誘電体の形状及び材質（４）電極の冷却方法（５）原料
ガスの除湿や冷却方法（６）印加電圧の波形などが挙げ
られる。
【０００７】図４に示したオゾン発生装置において安定
な無声放電を発生させるには、電極間空隙長を数ｍｍ以
下にすると共に、空隙長を均一にして、放電を放電空隙
部分で一様に発生させる必要があるが、微小な空隙を均
一に保つことが困難であり、従って安定な無声放電が得
られにくい。
な無声放電を発生させるには、電極間空隙長を数ｍｍ以
下にすると共に、空隙長を均一にして、放電を放電空隙
部分で一様に発生させる必要があるが、微小な空隙を均
一に保つことが困難であり、従って安定な無声放電が得
られにくい。
【０００８】また、電圧印加中に上昇する電極及び誘電
体の温度が電極間が狭いので空隙部分に伝わり易く、そ
のため生成されたオゾンＯ3分解して酸素Ｏ2に戻ってし
まうなどの問題があって、オゾンの生成効率を向上させ
ることが困難であるというのが現状である。
体の温度が電極間が狭いので空隙部分に伝わり易く、そ
のため生成されたオゾンＯ3分解して酸素Ｏ2に戻ってし
まうなどの問題があって、オゾンの生成効率を向上させ
ることが困難であるというのが現状である。
【０００９】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、電極
間に断面波状の支持誘電体板を設けて比較的低い印加電
圧で対向電極側へ伸びる沿面放電を発生させると共に沿
面放電の短絡を防止し多量のオゾン生成を可能にしたオ
ゾン発生装置を提供することにある。
てなされたものであり、その目的とするところは、電極
間に断面波状の支持誘電体板を設けて比較的低い印加電
圧で対向電極側へ伸びる沿面放電を発生させると共に沿
面放電の短絡を防止し多量のオゾン生成を可能にしたオ
ゾン発生装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるオゾン発生装置は、対向する電極間
に波状の支持誘電体板を配置し、電極と支持誘電体板と
の接触部における電極表面と支持誘電体板表面との間の
鋭度を鋭角にしてなるものである。
に、本発明におけるオゾン発生装置は、対向する電極間
に波状の支持誘電体板を配置し、電極と支持誘電体板と
の接触部における電極表面と支持誘電体板表面との間の
鋭度を鋭角にしてなるものである。
【００１１】支持誘電体板は、２板用いて谷と山とが一
致するように重ねて配置してもよい。
致するように重ねて配置してもよい。
【００１２】また、接触部における電極表面と支持誘電
体板表面間の角度は６０°以下にするのがよい。
体板表面間の角度は６０°以下にするのがよい。
【００１３】
【作用】電極間に波状の支持誘電体板を設けたので、電
極間の空隙長を均一に保つことができる。支持誘電体が
接する電極表面と支持誘電体表面間の空隙は鋭角となる
ので、電界が集中し比較的低い印加電圧で支持誘電体の
表面に沿面コロナが発生する。沿面放電であるので、電
極間の空隙長が厳密に均一でなくとも各沿面放電は均一
に発生する。
極間の空隙長を均一に保つことができる。支持誘電体が
接する電極表面と支持誘電体表面間の空隙は鋭角となる
ので、電界が集中し比較的低い印加電圧で支持誘電体の
表面に沿面コロナが発生する。沿面放電であるので、電
極間の空隙長が厳密に均一でなくとも各沿面放電は均一
に発生する。
【００１４】両電極からの沿面コロナは対向電極に向っ
て長く伸びるが、支持誘電体板が短絡防止用誘電体板と
して機能し、沿面コロナどうしの短絡が防止される。こ
のため印加電圧を高めて沿面放電を十分長く伸ばすこと
ができるので、沿面コロナと材料ガスとの接触面積が大
きくなり、多量のオゾン生成が可能になる。
て長く伸びるが、支持誘電体板が短絡防止用誘電体板と
して機能し、沿面コロナどうしの短絡が防止される。こ
のため印加電圧を高めて沿面放電を十分長く伸ばすこと
ができるので、沿面コロナと材料ガスとの接触面積が大
きくなり、多量のオゾン生成が可能になる。
【００１５】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００１６】実施例１ 図１について、１，２は対向配置される平板状電極、３
は電極１，２の間に設けられ断面三角波状支持誘電体板
で、その斜面角度α（図３参照）が６０°以下（図示の
ものはα＝４５°）に作られている。
は電極１，２の間に設けられ断面三角波状支持誘電体板
で、その斜面角度α（図３参照）が６０°以下（図示の
ものはα＝４５°）に作られている。
【００１７】しかして支持誘電体板３の電極１，２との
接触部分における電極表面と支持誘電体板表面との角度
が少なくとも６０°以下の鋭角となるので、電極１，２
間に電圧を印加すると、この鋭角の空間部に強い電界が
発生する。
接触部分における電極表面と支持誘電体板表面との角度
が少なくとも６０°以下の鋭角となるので、電極１，２
間に電圧を印加すると、この鋭角の空間部に強い電界が
発生する。
【００１８】このため電極１，２間のキャップ長が同じ
であるならば、従来図４の電極構成のものより低い電圧
で電極１，２と接する支持誘電体板３の接触部から沿面
コロナ放電が発生し、このコロナは対向電極方向へ伸び
る。
であるならば、従来図４の電極構成のものより低い電圧
で電極１，２と接する支持誘電体板３の接触部から沿面
コロナ放電が発生し、このコロナは対向電極方向へ伸び
る。
【００１９】この対向電極方向へ伸びる沿面コロナは支
持誘電体板３の対向電極に接している部分で遮ぎられ、
短絡が防止される。従って印加電圧を高めて強い沿面コ
ロナ放電を発生させ、多量のオゾンを生成することがで
きる。
持誘電体板３の対向電極に接している部分で遮ぎられ、
短絡が防止される。従って印加電圧を高めて強い沿面コ
ロナ放電を発生させ、多量のオゾンを生成することがで
きる。
【００２０】実施例２ 図２について、この実施例は、支持誘電体板として、実
施例１のものよりピッチ及び高さが夫々半分となってい
る断面三角波状支持誘電体板４1，４2を用い上側の支持
誘電体板４1の谷部と下側の支持誘電体板４2の山部とが
一致するように重ねて電極１，２を支持したものであ
る。
施例１のものよりピッチ及び高さが夫々半分となってい
る断面三角波状支持誘電体板４1，４2を用い上側の支持
誘電体板４1の谷部と下側の支持誘電体板４2の山部とが
一致するように重ねて電極１，２を支持したものであ
る。
【００２１】この実施例によれば、実施例１のものと電
極１，２間の間隙及び三角波状支持誘電体板４1，４2の
斜面角度α（図３参照）が同一となるが、支持誘電体波
板４1，４2の電極１，２に接触する接触部の数が倍にな
ると共に、斜面の傾斜方向の長さが半分になる。
極１，２間の間隙及び三角波状支持誘電体板４1，４2の
斜面角度α（図３参照）が同一となるが、支持誘電体波
板４1，４2の電極１，２に接触する接触部の数が倍にな
ると共に、斜面の傾斜方向の長さが半分になる。
【００２２】この電極１，２に電圧を印加すると電極表
面と支持誘電体板表面との間の鋭角の多数の空間部に強
い電界が発生する。この場合支持誘電体板の傾斜方向の
長さが短く空間部全体が強い電界領域となるので、誘電
体板表面全体に沿面コロナが発生しやすくなる。この沿
面コロナ放電は印加電圧を高めることにより強くするこ
とができるので多量のオゾン生成ができる。
面と支持誘電体板表面との間の鋭角の多数の空間部に強
い電界が発生する。この場合支持誘電体板の傾斜方向の
長さが短く空間部全体が強い電界領域となるので、誘電
体板表面全体に沿面コロナが発生しやすくなる。この沿
面コロナ放電は印加電圧を高めることにより強くするこ
とができるので多量のオゾン生成ができる。
【００２３】なお、実験によれば、支持誘電体板の斜面
角度αは上記実例のように６０°以下が望ましいことが
わかったが、α＝７０°，α＝８０°でも同様の作用効
果を奏するので、本発明はα＜６０°に限定されるもの
ではない。
角度αは上記実例のように６０°以下が望ましいことが
わかったが、α＝７０°，α＝８０°でも同様の作用効
果を奏するので、本発明はα＜６０°に限定されるもの
ではない。
【００２４】実施例１，２のオゾン発生装置において、
支持誘電体板として比誘電率εが大きい材料を用いた
り、電極と波状の支持誘電体板との接触部分の角度αを
より鋭角にすれば更に電界が集中するので、比較的低い
印加電圧で沿面放電が発生し、この沿面コロナは対向電
極に向って長く伸びる。
支持誘電体板として比誘電率εが大きい材料を用いた
り、電極と波状の支持誘電体板との接触部分の角度αを
より鋭角にすれば更に電界が集中するので、比較的低い
印加電圧で沿面放電が発生し、この沿面コロナは対向電
極に向って長く伸びる。
【００２５】放電の化学作用によって気中の酸素Ｏ2が
オゾンＯ3となる。従って沿面放電による沿面コロナが
対向電極に向って長く伸びると、気中の酸素とコロナ放
電の接触面積が大きくなってオゾン発生量が増え、効率
の高いオゾン生成ができる。この沿面コロナは対向電極
に向って伸びるので、印加電圧の大きさと共に長く伸ば
すことができ、気中酸素と接触する面積を大きくするこ
とができる。
オゾンＯ3となる。従って沿面放電による沿面コロナが
対向電極に向って長く伸びると、気中の酸素とコロナ放
電の接触面積が大きくなってオゾン発生量が増え、効率
の高いオゾン生成ができる。この沿面コロナは対向電極
に向って伸びるので、印加電圧の大きさと共に長く伸ば
すことができ、気中酸素と接触する面積を大きくするこ
とができる。
【００２６】上記実施例では、オゾン発生装置として電
極及び支持誘電体板のみを示したが、実際には、周囲を
密閉して乾燥空気若しくは酸素などの原料ガスの流入口
と、オゾン化ガスの流出口を設けて使用する。
極及び支持誘電体板のみを示したが、実際には、周囲を
密閉して乾燥空気若しくは酸素などの原料ガスの流入口
と、オゾン化ガスの流出口を設けて使用する。
【００２７】また、当然ながら支持誘電体の数や面積を
増やせばオゾン生成量は増加し、かつ実施例１又は２の
構造のものを何段も組合わせれば更に大量のオゾンを生
成することができる。また、このオゾン発生装置に冷却
用のフィンを設けたり冷却水用の配管等を組込んで冷却
すればより効率良くオゾン生成ができる。
増やせばオゾン生成量は増加し、かつ実施例１又は２の
構造のものを何段も組合わせれば更に大量のオゾンを生
成することができる。また、このオゾン発生装置に冷却
用のフィンを設けたり冷却水用の配管等を組込んで冷却
すればより効率良くオゾン生成ができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
ので、次に記載する効果を奏する。
【００２９】（１）波状の支持誘電体板の電極表面との
接触部に斜面を設けて電極表面と支持誘電体表面とのな
す角度を鋭角としたので、支持誘電体の電極との接触部
分の電界が大きくなり沿面放電が発生しやすくなる。そ
のため電極間への印加電圧が低くでき、電源も小形にで
きる。
接触部に斜面を設けて電極表面と支持誘電体表面とのな
す角度を鋭角としたので、支持誘電体の電極との接触部
分の電界が大きくなり沿面放電が発生しやすくなる。そ
のため電極間への印加電圧が低くでき、電源も小形にで
きる。
【００３０】（２）対向電極に向って発生する沿面放電
を利用しているので、沿面放電によって発生するコロナ
の先端の電界が大きくコロナ放電が伸びやすい。そのた
め原料ガス中の酸素との接触面積が大きくなり、オゾン
の発生量も増え効率の高いオゾン生成が可能となる。
を利用しているので、沿面放電によって発生するコロナ
の先端の電界が大きくコロナ放電が伸びやすい。そのた
め原料ガス中の酸素との接触面積が大きくなり、オゾン
の発生量も増え効率の高いオゾン生成が可能となる。
【００３１】（３）支持誘電体の表面で沿面放電を起こ
させるため、電極間の短いギヤップ中で放電させる無声
放電利用のオゾン発生器に比べて電極間空隙長の均一さ
に関して厳密な注意を払う必要はなく、従って比較的簡
単に製作できる。また、ギヤップの長さも無声放電方式
のものに比べて大きくとれるため、温度もそれ程上昇せ
ず、従って生成されたオゾンが分解してしまう量も少な
くなる。
させるため、電極間の短いギヤップ中で放電させる無声
放電利用のオゾン発生器に比べて電極間空隙長の均一さ
に関して厳密な注意を払う必要はなく、従って比較的簡
単に製作できる。また、ギヤップの長さも無声放電方式
のものに比べて大きくとれるため、温度もそれ程上昇せ
ず、従って生成されたオゾンが分解してしまう量も少な
くなる。
【００３２】（４）波状の支持誘電体板は対向電極方向
に伸びる沿面コロナの短絡を防止するので、印加電圧を
高くして多量の沿面コロナを発生させることができる。
このため、多量のオゾンの生成が可能となる。
に伸びる沿面コロナの短絡を防止するので、印加電圧を
高くして多量の沿面コロナを発生させることができる。
このため、多量のオゾンの生成が可能となる。
【図１】（ａ）及び（ｂ）は実施例１にかかるオゾン発
生装置を示す平面図及び正面図。
生装置を示す平面図及び正面図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は実施例２にかかるオゾン発
生装置を示す平面図及び正面図。
生装置を示す平面図及び正面図。
【図３】支持誘電体板を拡大して示す平面図及び正面
図。
図。
【図４】従来無声放電方式のオゾン発生装置を示す構成
図。
図。
１，２…電極、３，４1，４2…支持誘電体板、５…放電
安定用誘電体板。
安定用誘電体板。
Claims (3)
- 【請求項１】 対向する電極間に波状の支持誘電体板を
配置し、電極と支持誘電体板との接触部における電極表
面と支持誘電体板表面との間の鋭度を鋭角にしたことを
特徴とするオゾン発生装置。 - 【請求項２】 対向する電極間に２板の断面三角波状の
支持誘電体板をその谷と山とが一致するように重ねて配
置し、電極と支持誘電体板との接触部における電極表面
と支持誘電体板表面間の角度を鋭角にしたことを特徴と
するオゾン発生装置。 - 【請求項３】 接触部における電極表面と支持誘電体板
表面との間の角度を少なくとも６０°以下としたことを
特徴とした請求項１記載のオゾン発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28239391A JPH05116908A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | オゾン発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28239391A JPH05116908A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | オゾン発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05116908A true JPH05116908A (ja) | 1993-05-14 |
Family
ID=17651826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28239391A Pending JPH05116908A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | オゾン発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05116908A (ja) |
-
1991
- 1991-10-29 JP JP28239391A patent/JPH05116908A/ja active Pending
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