JPH054802A - オゾン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オゾンの発生量が増えオゾンの分解が少なく
効率の高いオゾン生成を可能にすること。 【構成】 対向配置された平板状電極１，２の対向した
多数の位置に凹穴１₁，２₁を設け、夫々の対抗する凹穴
１₁，２₁に夫々所定長さの支持誘電体３の両端３₁，３₂
を嵌入し、支持誘電体３と凹穴１₁，２₁開口縁部との間
に断面鋭角の空隙部ｇを形成し、支持誘電体に沿面放電
が発生し、コロナ放電が延びるようにした。

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。

【０００４】無声放電法のオゾン発生装置を図５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。

【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、３０₂→２０₃−６８ＫＣａｌ
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。

【０００７】図５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】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。

【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、オゾ
ンの発生量が増えオゾンの分解が少なく効率の高いオゾ
ン生成が可能な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、対向配置された
平板状電極の対向した多数の位置に、夫々開口縁部に広
がりを有する凹穴を設け、夫々の対向する凹穴に夫々所
定長さの支持誘電体の両端を嵌入してなるものである。

【００１１】凹穴の開口縁部は半径３ｍｍ以下の小さな
曲面又は３ｍｍ以下の傾斜面とするとよい。

【００１２】

【作用】対向配置される電極の対向する凹穴に支持誘電
体の両端を嵌入すると、長さが同じであるので、対向配
置される電極は平行となる。そして凹穴の開口縁部は広
がりが有るので、支持誘電体と凹穴の開口縁部との間に
鋭角の空隙が形成され、この空隙に電界が集中する。

【００１３】凹穴の開口縁部に開がりを持たせるため
の、曲率又は斜面の大きさを小さくすれば、鋭角の空隙
が小さくなり電界集中は大きくなる。電界が集中する
と、比較的低い印加電圧で沿面放電が発生し、対向電極
に向ってコロナが伸びる。従って、電極間距離を長くす
ることができる。

【００１４】コロナが延びるので気中酸素とコロナ放電
が接触する面積を大きくすることができる。このため、
オゾン発生量が増え効率の高いオゾン生成ができる。

【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において、１，２は対向配置さ
れた平板状電極、３は電極１，２間に設けられた円柱状
の支持（固体）誘電体で、各誘電体の両端部３₁，３₂は
電極１，２の内側面に等間隔で穿設された凹穴１₁，２₁
に夫々嵌め込み、電極１，２を所定の間隔に平行に保持
する。

【００１７】この凹穴１₁，２₁の開口縁部には半径１ｍ
ｍ程度の曲面１Ｒがつけられており、嵌め込まれた支持
誘電体３と凹穴１₁，２₁の開口縁部との間に断面鋭角の
環状の空隙ｇが形成されている。

【００１８】以上のように構成されているので、電極
１，２間に例えば交流電圧を印加すると、電界は支持誘
電体３と凹穴１₁，２₁間の鋭角の空隙ｇに電界が集中
し、比較的低い電圧で沿面放電が発生して対向電極に向
ってコロナが伸びる。このため印加電圧に応じて対向電
極間距離の大きなオゾン発生器を作成できる。

【００１９】放電の作用によって気中の酸素Ｏ₂がオゾ
ンＯ₃となる。沿面放電によってコロナが対向電極に向
って長く伸びると、気中酸素とコロナ放電の部分が接触
する面積が大きくなってオゾンの発生量が増え効率の高
いオゾン生成ができる。

【００２０】なお、上記実施例では、凹穴１₁，２₁の開
口縁部を半径１ｍｍ（１Ｒ）程度の曲面としているが、
半径３ｍｍ以下の小さいものであればよい。また、曲面
に代えて斜面（Ｃ面）などとしてもよい。斜面とする場
合は長さを３ｍｍ以下とするのがよい。

【００２１】また、上記実施例では、支持誘電体として
円柱状のものを使用しているが、これに限るものではな
く、例えば、図３，図４に示すように平板状の支持誘電
体４を使用することができる。この場合、電極１，２の
支持誘電体４が嵌合する凹穴は角状となるが支持誘電体
４の両側面に沿面放電が発生しやすいように、上記実施
例同様に凹穴の開口縁部に１Ｒ等の小さい曲面又は斜面
を設け、支持誘電体４と凹穴の開口縁部との間に断面鋭
角の空隙が形成されている。

【００２２】当然ながら、支持誘電体の数や面積を増や
せばオゾンの生成量は増加し、かつ図１，図３に示した
構造のものを何段も組合せれば、更に大量のオゾンを生
成することができる。また、配管等を組込んで冷却すれ
ば、より効率よくオゾンを生成できる。

【００２３】

【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。

【００２４】（１）電極に設けた凹穴における電極と支
持誘電体との間に鋭角で微小な空隙が形成されるので、
この空隙部分の電界が大きくなり、沿面放電が起こりや
すい。そのため電極間への印加電圧を低くでき電源も小
型となる。また電極間距離を大きくすることが容易にで
きる。

【００２５】（２）対向電極に向か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、コロナ放電が長く伸びやす
い。そのため、原料ガス中の酸素との接触面積が大きく
なるために、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。

【００２６】（３）電極間を支持する誘電体の表面で沿
面放電を起こさせるために、電極間距離の短いギャップ
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
極間距離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、電極間距離
も無声放電方式に比べ大きくとれるため、温度上昇が少
なく、従って生成されたオゾンが分解される量も少なく
なり、高いオゾン生成効率が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかるオゾン発生装置を示す
斜視図。

【図２】図１の電極と支持誘電体の嵌合部分を拡大して
示す拡大側断面図。

【図３】他の実施例を示す斜視図。

【図４】図４の電極と支持誘電体の嵌合部分を拡大して
示す拡大側断面斜視図。

【図５】従来無声放電法のオゾン発生装置を示す構成
図。

【符号の説明】

１，２…電極 ３，４…支持誘電体 ５…誘電体板 １₁，２₁…凹穴 ３₁，３₂，４₁，４₂…支持誘電体端部 ａ…無声放電 ｇ…空隙。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向配置された平板状電極の対向した多
   数の位置に、夫々開口縁部に広がりを有する凹穴を設
   け、夫々の対向する凹穴に夫々所定長さの支持誘電体の
   両端を嵌入し、支持誘電体と凹穴開口縁部との間に鋭角
   の空隙が形成されるようにしたことを特徴としたオゾン
   発生装置。
2. 【請求項２】 凹穴の開口縁部を半径３ｍｍ以下の小さ
   な曲面又は３ｍｍ以下の小さな斜面としたことを特徴と
   したことを特徴とした請求項（１）記載のオゾン発生装
   置。