JPH05345601A - オゾン発生装置 - Google Patents

オゾン発生装置

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JPH05345601A
JPH05345601A JP15484192A JP15484192A JPH05345601A JP H05345601 A JPH05345601 A JP H05345601A JP 15484192 A JP15484192 A JP 15484192A JP 15484192 A JP15484192 A JP 15484192A JP H05345601 A JPH05345601 A JP H05345601A
Authority
JP
Japan
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electrodes
electrode
ozone
dielectric
gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP15484192A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisashi Suwahara
久 諏訪原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Meidensha Corp, Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Corp
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Publication of JPH05345601A publication Critical patent/JPH05345601A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/10Preparation of ozone
    • C01B13/11Preparation of ozone by electric discharge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2201/00Preparation of ozone by electrical discharge
    • C01B2201/30Dielectrics used in the electrical dischargers
    • C01B2201/32Constructional details of the dielectrics

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的低い電圧で無声放電を発生させると共
に、高濃度のオゾンを生成する。 【構成】 電極1,2間に、電極1の表面と接触する部
分の空隙の角度が鋭角となる形状の誘電体5を複数列そ
の長さ方向に夫々交互に僅かにずらして並設し、前記鋭
角の空隙により無声放電の発生をしやすくすると共に、
誘電体を交互にずらすことにより空隙部7を連続した一
本の長いガス通路とする。電極2の表面に誘電体薄板を
設けて短絡を防止する。原料ガスを流入口8から連続し
た空隙部7の一端に流せば連続した長い空隙部7を通過
していくに伴って次第にオゾンが蓄積され流出口9から
高濃度のオゾン化ガスが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【0004】無声放電法のオゾン発生装置を図7(a)
及び(b)に示す。11,12は対向配置された平板状
電極、13,14無声放電を安定させる放電安定用誘電
体板で、同図(a),(b)に示すように電極11,1
2の一方又は両方に設けられている。このオゾン発生装
置は、電極11,12間に例えば、交流高電圧HVを印
加して空隙部に無声放電を発生させ、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−1
18KCal(吸熱反応),O+O2→O3+25KCa
l(発熱反応)より、3O2→2O3−68KCalとな
り、O3を1mol生成するため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)
誘電体板の形状及び材質(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7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。
【0008】しかも、印加電圧が空隙長と原料ガス圧力
で決まる放電開始電圧に至れば、それ以上電圧を上昇し
てもオゾン発生量が増加しない。
【0009】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る。このため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。
【0010】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
間の空隙長を厳密に均一にする必要がなく比較的低い電
圧で無声放電を発生させることができると共に、原料ガ
スのすべてが長く形成された空隙通路を通過することに
より高濃度のオゾンを発生しうるオゾン発生効率の高い
オゾン発生装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかるオゾン発生装置は、対向配置された
電極間にその一方の電極表面と接触する部分の空隙の角
度を鋭角になしうる断面形状をした細長い誘電体を複数
列その長さ方向に夫々交互に僅かにずらして並設すると
共に、両電極間に電極と水平となるように誘電体薄板を
設け、前記一方の電極又は一方の電極面に設けられた誘
電体板と上記誘電体との間に形成される連続した長い空
隙部の一端から他端に原料ガスを流入すようにしたもの
である。
【0012】
【作用】一方の電極又は一方の電極面に設けられた誘電
体薄板と細長い誘電体との接触する部分の空隙の角度が
鋭角となっているので、その空隙部の電界が増加し低い
電圧で無声放電をする。
【0013】そして、細長い誘電体は上記空隙の角度を
鋭角にするため一方の電極との対向面が傾面状となって
おり、その長さ方向に夫々交互に僅かずらして並設され
ているので、一方の電極又は一方の電極面に設けられた
誘電体薄板と細長い誘電体との間に形成される空隙部は
ジグザグに連続した長い空隙部となる。
【0014】しかして、この長い空隙部一端から他端に
原料ガスを流せば、原料ガスは空隙部に発生している無
声放電によりオゾン化されるが、長い空隙部を通過して
いくに伴ってオゾンが次第に蓄積するので、他端からは
高濃度のオゾンが得られる。
【0015】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【0016】図1,図2について、1,2は対向配置さ
れた電極で、電極1には原料ガス流入口8及びオゾン化
ガス流出口9が穿設されている。4は電極2の内側に設
けられた短絡防止用誘電体板、5,6は電極1と誘電体
板4との間に配置された電極の保持及びガス通路の隔壁
を兼ねた無声放電をしやすくするための誘電体である。
【0017】誘電体5は図2に示すように、両側の斜面
51の電極1に対する角度αが60°以下となるように
なっており、端部aの内側斜面52及び端部bの外側斜
面の角度は斜面51と同じ角度になっている。
【0018】誘電体6は誘電体5の斜面51と同じ角度
の斜面61を有し、断面がほぼ直角三角形状をしてお
り、図1に示すようにその斜面61を内側にして額縁状
に組合され、周囲の壁部材を兼ねている。
【0019】誘電体5は図1に示すように、交互にその
端部aがその長手方向にある誘電体6の内端縁に接し、
端部bの斜面53が誘電体6の斜面61に密接するよう
に、端部a,bの向き及び位置が交互にずらされて並設
されている。
【0020】誘電体5及び6の斜面51,52及び61
と電極1間に形成される空隙部7が原料ガス流入口8か
らオゾン化ガス流出口9まで連続した一本の長いガス通
路となるように構成されている。
【0021】以上のように構成されているので、電極1
の表面と誘電体5,6とが接触する部分の空隙の角度が
少なくとも60°以下の鋭角となるため、空隙7の接触
部分近傍の電界が上昇する。しかして電極間隔が同じで
あるならば、従来図7に示した電極構成の場合よりも低
い電圧で無声放電が発生しオゾン化可能となる。
【0022】電極間に設置する誘電体5,6として比誘
電体εが大きい材料を用いたり、電極1と固体誘電体
5,6とが接触する部分の空隙の角度αをより電界が集
中するように鋭角にすれば、低い電圧で無声放電が発生
するようになる。
【0023】電極1,2間の空隙部7で無声放電が起こ
ると、微小なストリーマが空隙部7で多数発生し、空隙
部7を流れている原料ガス内の酸素分子O2と電子とが
衝突し、衝突電離によって酸素原子Oや励起酸素分子O
2*が生成し、酸素分子O2と反応してオゾンO3が生成
される(放電の化学作用)。
【0024】しかして、実施例の構造を用いることで、
より低い印加電圧で空隙部7に多くの微小なストリーマ
を発生させて多数の電子を生成し、原料ガス中の酸素分
子O2と電子とが衝突する確率を増やすことができる。
【0025】また、電極1,2間に並設した誘電体5乃
至6は、それ自体が電極1,2と誘電体5乃至6で囲ま
れた無声放電の空間で発生するオゾン化ガスの隔壁とな
る。そして電極1,2間で誘電体5を複数個並設すると
き誘電体の長さ方向において交互に僅か(10mm程
度)ずらしてあるので、原料ガス流入口からオゾン化ガ
ス流出口まで空隙部7が連続したものとなり、一本の長
いガス通路が形成される(図1では連続した空隙部7の
長さは誘電体5の長さの約6倍になっている)。
【0026】この原料ガス乃至オゾン化ガスの流れは、
図3に示すように、ガス流入口8から流入した原料ガス
が電極1,2と誘電体5乃至6とで囲まれ、無声放電が
発生しているすべての空隙部7を通過しながら流出口9
に至ることになる。
【0027】このため無声放電によって生成するオゾン
が連続した空隙部7を通過していくに伴って次第に蓄積
するようになる。従って流出口9付近に近づくに伴って
オゾンの濃度が高くなる。
【0028】このような構造とすることにより、電極
1,2間の空隙部7で発生したオゾンのすべてを流出口
9から取り出すことが可能となり、電極1,2間に設け
た誘電体5乃至6がすべてオゾン発生に有効に寄与でき
るようになった。
【0029】比較例として図2の誘電体5の断面形状と
同じ誘電体5′を単に電極1,2間に並設したものを図
6に示す。この比較例においては、原料ガスが複数の誘
電体5′の列方向に形成される誘電体5′の長さと等し
い長さの複数の空隙部7内を流れてオゾン化されるの
で、上記実施例のように高濃度のオゾンを得ることはで
きない。
【0030】上記実施例では、誘電体板4を電極2側に
だけ設けているが、図4に示すように電極1及び2に夫
々誘電体板3及び4を設けることができる。
【0031】この場合も電極1と誘電体5乃至6との間
に鋭角な空隙ができるので、上記実施例同様にこの鋭角
な空隙に電界が集中し、低い電圧で無声放電が発生す
る。
【0032】この場合図4に示すように、誘電体板3に
電極1のガス流入口8及び流出口9と一致する孔を穿設
し、流入口8から空隙部7に原料ガスを流入すれば、図
5に示すようにガスは上記実施例と同様に流れるので、
濃度の高いオゾンが得られる。
【0033】図1,図4はオゾン発生部のうちの電極及
び誘電体部分のみを示しているが、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のみを設けた構造として使用するも
のである。
【0034】当然ながら電極間に設置する誘電体5,6
の材質として比誘電率εの大きい材料を用いればより低
い電圧で無声放電が起こってオゾンが発生する。また誘
電体5の数や電極1,2の面積を増やせばオゾンの生成
量は増加し、かつ図1、或は図4に示した構造のものを
何段も組み合わせれば、更に大量のオゾンを生成でき
る。
【0035】また、冷却用のフィンや風冷用のフアンを
設けたり、冷却水用の配管等を組み込んで冷却すればよ
り効率良くオゾンを生成できる。
【0036】上記実施例では誘電体5の断面形状は図2
に示すような形状にこれに限定されるものではなく、電
極1或は誘電体板3と接触する部分の空隙の角度αが鋭
角となるものであればよい。また誘電体5の端部a,b
の形状も図2に示した形状のものに限定されるものでは
なく、要は多数の誘電体の並設により流入口8から流出
口9まで長い通路が形成されるものであればよい。ま
た、誘電体板3乃至4と誘電体5乃至6は一体に成形し
てもよい。
【0037】
【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。
【0038】(1)対向する電極間に設置した誘電体と
電極との接触する部分の空隙の角度が鋭角であるために
接触部分近傍の電界が増大し、低い電圧で無声放電が怠
起されるので、電極間隔乃至電極方向の空隙長さの均一
化に注意を払う必要から、製造することができる。
【0039】(2)低い電圧で無声放電が起こるので、
電極間への印加電圧を低くすることができると共に、オ
ゾン発生させるために要する放電消費電力が少なくて済
み、オゾン発生効率が向上する。
【0040】(3)原料ガスは流入口と流出口との間に
形成された長いガス通路を通過し、その通過していくに
伴ってオゾンが蓄積されていくので、高濃度のオゾンが
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は発明の一実施例にかかるオゾン発生装
置の要部を示す平面図。(b)は同(a)のA−A線断
面図。
【図2】(a),(b)及び(c)は実施例における誘
電体を示す平面図,正面図及び側面図。
【図3】実施例におけるガスの流れを示す説明図。
【図4】(a)は他の実施例にかかるオゾン発生装置の
要部を示す平面図。(b)は同(a)のB−B断面図。
【図5】他の実施例におけるガスの流れを示す説明図。
【図6】(a)は比較例の要部を示す平面図、(b)は
同(a)のC−C断面図。
【図7】(a),(b)は夫々オゾン生成の原理説明
図。
【符号の説明】
1,2,11,12…電極 3,4…誘電体薄板 5,6…誘電体 7…空隙部 8…ガス流入口 9…ガス流出口

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向配置された電極間にその一方の電極
    表面と接触する部分の空隙の角度を鋭角になしうる断面
    形状をした細長い誘電体を複数列その長さ方向に夫々交
    互に僅かにずらして並設すると共に、両電極間に電極と
    水平となるように誘電体薄板を設け、前記一方の電極又
    はその電極面に設けられた誘電体薄板と上記誘電体との
    間に形成される連続した長い空隙部の一端から他端に原
    料ガスを流すことを特徴としたオゾン発生装置。
  2. 【請求項2】 誘電体の断面形状を電極表面と接触する
    部分の空隙の角度が少なくとも60°以下となるように
    したことを特徴とした請求項1記載のオゾン発生装置。
  3. 【請求項3】 複数列の誘電体と誘電体薄板とを一体成
    形したことを特徴とする請求項1又は2記載のオゾン発
    生装置。
JP15484192A 1992-06-15 1992-06-15 オゾン発生装置 Pending JPH05345601A (ja)

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JP (1) JPH05345601A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010035033A (ko) * 2000-11-14 2001-05-07 이광식 가변 적층 평판형 고농도 오존발생장치
KR100327598B1 (ko) * 2000-01-28 2002-03-07 이재신 소형 고효율 오존발생장치

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KR100327598B1 (ko) * 2000-01-28 2002-03-07 이재신 소형 고효율 오존발생장치
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