JPH06100301A - オゾン発生装置 - Google Patents
オゾン発生装置Info
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- JPH06100301A JPH06100301A JP4247694A JP24769492A JPH06100301A JP H06100301 A JPH06100301 A JP H06100301A JP 4247694 A JP4247694 A JP 4247694A JP 24769492 A JP24769492 A JP 24769492A JP H06100301 A JPH06100301 A JP H06100301A
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- electrode
- plasma
- electrodes
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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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
- C01B2201/20—Electrodes used for obtaining electrical discharge
- C01B2201/22—Constructional details of the electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
- C01B2201/30—Dielectrics used in the electrical dischargers
- C01B2201/32—Constructional details of the dielectrics
Abstract
(57)【要約】
【目的】 グロー放電プラズマにより効率よく、オゾン
を発生させるオゾン発生装置を得る。 【構成】 原料ガスが通される反応容器３１、同反応容
器のガス流れ方向にほぼ直交して複数が配置され筒形誘
電体３２内に所定の空間をあけて設けられる電極３３を
持つ複合電極３５、同複合電極につながれたグロー放電
用電源４とを設ける。
を発生させるオゾン発生装置を得る。 【構成】 原料ガスが通される反応容器３１、同反応容
器のガス流れ方向にほぼ直交して複数が配置され筒形誘
電体３２内に所定の空間をあけて設けられる電極３３を
持つ複合電極３５、同複合電極につながれたグロー放電
用電源４とを設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オゾンを利用して浄
水、殺菌、脱臭、排ガス処理などを行う装置にオゾンを
効率良くかつ大量供給することができるオゾン発生装置
に関する。
水、殺菌、脱臭、排ガス処理などを行う装置にオゾンを
効率良くかつ大量供給することができるオゾン発生装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５及び図６は従来から用いられている
オゾン発生装置の説明図である。この装置により、例え
ば原料ガスに空気を使用してオゾンを発生する場合を例
にとり説明する。
オゾン発生装置の説明図である。この装置により、例え
ば原料ガスに空気を使用してオゾンを発生する場合を例
にとり説明する。
【０００３】図５において、送風機１を作動させ、原料
ガスである空気を吸気管２を経由してオゾン発生器１０
３に導入する。
ガスである空気を吸気管２を経由してオゾン発生器１０
３に導入する。
【０００４】オゾン発生器は図６に詳細を示すように、
円筒状の外側電極１３１の内側に片底封じのガラス管１
３２を設ける。さらにその内側に円筒状の内側電極１３
３を設置する。外側電極１３１及び内側電極１３３に電
圧を印加する電源１０４が設けられる。
円筒状の外側電極１３１の内側に片底封じのガラス管１
３２を設ける。さらにその内側に円筒状の内側電極１３
３を設置する。外側電極１３１及び内側電極１３３に電
圧を印加する電源１０４が設けられる。
【０００５】以上において、原料の空気を電極間のグロ
ー放電によりプラズマ化することにより、空気中に含ま
れる酸素からオゾンを下記の原理により発生する。
ー放電によりプラズマ化することにより、空気中に含ま
れる酸素からオゾンを下記の原理により発生する。
【０００６】すなわち、外部電極１３１と内部電極１３
３の間に電源１０４を用いて電圧を印加すると、大気圧
グロー放電現象で空気はプラズマ化される。そして式
（１）の化学反応を起こしてオゾンが発生する。
３の間に電源１０４を用いて電圧を印加すると、大気圧
グロー放電現象で空気はプラズマ化される。そして式
（１）の化学反応を起こしてオゾンが発生する。
【０００７】Ｏ2 ＋ｅ→Ｏ3 （１） なお、プラズマは外部電界によって加速された高エネル
ギー電子が空気の中のガス分子と衝突し、励起分子、励
起原子、遊離基、イオン及び中性粒子などが混在した電
離気体である。上記式（１）ではｅ＝５〜１０ｅＶのエ
ネルギーを得たＯ2 が化学的に活性な種となって複雑な
反応を起こした結果としてＯ3 になると考えられる。
ギー電子が空気の中のガス分子と衝突し、励起分子、励
起原子、遊離基、イオン及び中性粒子などが混在した電
離気体である。上記式（１）ではｅ＝５〜１０ｅＶのエ
ネルギーを得たＯ2 が化学的に活性な種となって複雑な
反応を起こした結果としてＯ3 になると考えられる。
【０００８】さて、上記のように空気を原料ガスとし
て、大気圧グロー放電を利用してプラズマ化すると、例
えば５０ｌ／ｍｉｎ程度の流量ではプラズマ発生電力、
すなわち電源１０４より供給される電力が数１０〜１０
０Ｗの範囲で濃度２０００ｐｐｍ程度のオゾンを発生で
きる。
て、大気圧グロー放電を利用してプラズマ化すると、例
えば５０ｌ／ｍｉｎ程度の流量ではプラズマ発生電力、
すなわち電源１０４より供給される電力が数１０〜１０
０Ｗの範囲で濃度２０００ｐｐｍ程度のオゾンを発生で
きる。
【０００９】したがって、オゾン利用の浄水装置、殺菌
装置、脱臭装置、排ガス処理装置などのオゾン源として
活用されつつある。
装置、脱臭装置、排ガス処理装置などのオゾン源として
活用されつつある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置では次
のような欠点があり、実用化が困難であるという問題点
があった。 原料ガス流量をある一定量、例えば５０ｌ／ｍｉｎ
程度以上に増加させると、オゾン発生濃度が著しく低下
し効率が悪くなる。 また、電極の大きさをガス流れ方向へ長くすると、
オゾン発生効率が著しく低下する。 上記、の理由により例えば数１００〜数１０，
０００ｌ／ｍｉｎクラスの大容量オゾン発生装置として
の利用ができない。
のような欠点があり、実用化が困難であるという問題点
があった。 原料ガス流量をある一定量、例えば５０ｌ／ｍｉｎ
程度以上に増加させると、オゾン発生濃度が著しく低下
し効率が悪くなる。 また、電極の大きさをガス流れ方向へ長くすると、
オゾン発生効率が著しく低下する。 上記、の理由により例えば数１００〜数１０，
０００ｌ／ｍｉｎクラスの大容量オゾン発生装置として
の利用ができない。
【００１１】本発明はかかる現状に鑑みなされたもの
で、原料ガスとして空気を例えば１，０００ｌ／ｍｉｎ
程度の大流量で流してもオゾン発生濃度が高い、大容量
向けに適用できるオゾン発生装置を提供することを目的
としたものである。
で、原料ガスとして空気を例えば１，０００ｌ／ｍｉｎ
程度の大流量で流してもオゾン発生濃度が高い、大容量
向けに適用できるオゾン発生装置を提供することを目的
としたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。
するため次の手段を講ずる。
【００１３】すなわち、オゾン発生装置として、原料ガ
スが通される反応容器と、同反応容器のガス流れ方向に
ほぼ直交して複数が配置され筒形誘電体内に所定の空間
をあけて設けられる電極を持つ複合電極と、同複合電極
につながれたグロー放電用電源手段とを設ける。
スが通される反応容器と、同反応容器のガス流れ方向に
ほぼ直交して複数が配置され筒形誘電体内に所定の空間
をあけて設けられる電極を持つ複合電極と、同複合電極
につながれたグロー放電用電源手段とを設ける。
【００１４】
【作用】上記手段により、複合電極間にはグロー放電プ
ラズマが発生する。また筒形誘電体と電極間の空間（バ
ッファ層）は強く発光する。
ラズマが発生する。また筒形誘電体と電極間の空間（バ
ッファ層）は強く発光する。
【００１５】従って反応容器内において、式（１）、式
（２）の反応が起きる。
（２）の反応が起きる。
【００１６】Ｏ2 ＋ｅ→Ｏ3 ………（１） Ｏ2 ＋ｈν→Ｏ3 ………（２） 式（２）は、従来のプラズマの電気エネルギーｅの他
に、バッファ層での発光エネルギーｈνが作用してオゾ
ンが発生していることを示している。
に、バッファ層での発光エネルギーｈνが作用してオゾ
ンが発生していることを示している。
【００１７】このようにして、複合電極間のプラズマの
作用と、光の作用との相乗効果で効率よくオゾン化され
る。
作用と、光の作用との相乗効果で効率よくオゾン化され
る。
【００１８】
【実施例】本発明の一実施例を図１〜図４により説明す
る。
る。
【００１９】なお、従来例で説明した部分は同一の番号
をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を主体に説
明する。
をつけ説明を省略し、この発明に関する部分を主体に説
明する。
【００２０】図２にて、両端閉の円筒形誘電体３２内に
同軸に棒状電極３３が所定の空間（バッファ層）ａをあ
けて設けられる。空間ａ内には約０．１〜１ｍＨｇのフ
ッ素系ガス（ＡｒＦ、Ｆ2 ）が封入されている。これが
複合電極３５となる。
同軸に棒状電極３３が所定の空間（バッファ層）ａをあ
けて設けられる。空間ａ内には約０．１〜１ｍＨｇのフ
ッ素系ガス（ＡｒＦ、Ｆ2 ）が封入されている。これが
複合電極３５となる。
【００２１】複合電極３５が、図１に示すように角筒形
の絶縁体製の反応容器３１のガス流れ方向に軸を直交し
て配置される。配置としては、反応容器３１の軸に直交
する面上に等間隔に第１列目の複合電極３５ａが設けら
れる。この後流側に、同様に第２列目の複合電極３５ｂ
が半ピッチずらして、すなわち千鳥状に設けられる。さ
らにこの後流側に、同様に第３列目の複合電極３５ｃが
半ピッチずらして設けられる。以下同様である。
の絶縁体製の反応容器３１のガス流れ方向に軸を直交し
て配置される。配置としては、反応容器３１の軸に直交
する面上に等間隔に第１列目の複合電極３５ａが設けら
れる。この後流側に、同様に第２列目の複合電極３５ｂ
が半ピッチずらして、すなわち千鳥状に設けられる。さ
らにこの後流側に、同様に第３列目の複合電極３５ｃが
半ピッチずらして設けられる。以下同様である。
【００２２】電源４の一方の電極４ａには奇数列目の複
合電極の電極３３がつながれる。また他方の電極４ｂに
は偶数列目の電極３３がつながれる。
合電極の電極３３がつながれる。また他方の電極４ｂに
は偶数列目の電極３３がつながれる。
【００２３】この反応容器（オゾン発生器）３１は図３
に示すように、送風機１につながれる。
に示すように、送風機１につながれる。
【００２４】以上において、送風機１の空気は吸気管２
を通って反応容器３１内に導入され、電源４から各電極
に電圧が印加され、後述するように、前記の反応式
（１）、（２）によってオゾンが発生する。発生したオ
ゾンを含む空気は排気管５からオゾンを必要とする各種
装置へ移送される。
を通って反応容器３１内に導入され、電源４から各電極
に電圧が印加され、後述するように、前記の反応式
（１）、（２）によってオゾンが発生する。発生したオ
ゾンを含む空気は排気管５からオゾンを必要とする各種
装置へ移送される。
【００２５】複合電極３５間に電源４から電圧が印加さ
れると、バッファ層のフッ素系ガスがプラズマ化されて
発光し、酸素の反応に適した波長の光を出して、式
（２）の反応によりオゾンが発生する。さらにプラズマ
電圧を増加すると各電極間にグロー放電プラズマが発生
し式（１）の反応によりオゾンが発生する。
れると、バッファ層のフッ素系ガスがプラズマ化されて
発光し、酸素の反応に適した波長の光を出して、式
（２）の反応によりオゾンが発生する。さらにプラズマ
電圧を増加すると各電極間にグロー放電プラズマが発生
し式（１）の反応によりオゾンが発生する。
【００２６】また、プラズマの電気エネルギーｅと発光
エネルギーｈνを有効利用するために、図１のように千
鳥状に配置されている。したがって、原料ガスとプラズ
マ、及び原料ガスと光（バッファ層）の接触が効率良く
行われる。
エネルギーｈνを有効利用するために、図１のように千
鳥状に配置されている。したがって、原料ガスとプラズ
マ、及び原料ガスと光（バッファ層）の接触が効率良く
行われる。
【００２７】上記のようにすると、プラズマの安定化及
び光の効果によりオゾン発生濃度は低下せず処理容量を
増大することができる。
び光の効果によりオゾン発生濃度は低下せず処理容量を
増大することができる。
【００２８】本実施例の装置で得たオゾン発生状況の一
例を図４に示す。図４は空気の流量とオゾン濃度の関係
を示す図で、実線が本実施例の場合、点線が従来例の場
合の結果を示す。
例を図４に示す。図４は空気の流量とオゾン濃度の関係
を示す図で、実線が本実施例の場合、点線が従来例の場
合の結果を示す。
【００２９】本実施例では、複数の円筒状複合電極によ
るグロー放電の安定化、及び複合電極の発光によるオゾ
ン生成増強効果の相乗により、流量を例えば、１，００
０ｌ／ｍｉｎ付近まで増大させても、数１，０００ｐｐ
ｍの高濃度オゾンが得られている。
るグロー放電の安定化、及び複合電極の発光によるオゾ
ン生成増強効果の相乗により、流量を例えば、１，００
０ｌ／ｍｉｎ付近まで増大させても、数１，０００ｐｐ
ｍの高濃度オゾンが得られている。
【００３０】従来の装置では、プラズマ発生電界とガス
流れ方向が直交していることや、発光によるオゾン発生
促進の手段がないことにより、流量を５０ｌ／ｍｉｎよ
り増大させると、グロー放電が不安定となりオゾン発生
濃度が著しく低下する。
流れ方向が直交していることや、発光によるオゾン発生
促進の手段がないことにより、流量を５０ｌ／ｍｉｎよ
り増大させると、グロー放電が不安定となりオゾン発生
濃度が著しく低下する。
【００３１】しかし、このように本実施例の装置によれ
ば、複合電極の適切な配置により、電界とガス流れ方向
の角度が小さく大流量でもプラズマが安定すること、及
び複合電極の発光によるオゾン発生促進効果の相乗によ
り、高濃度のオゾンを大量発生することができる。さら
に反応容器３１を延長し、図１の配置でガス流れ方向に
複合電極を増やしていくことにより、オゾン濃度を高い
レベルに維持したまま容量を増大させることができる。
ば、複合電極の適切な配置により、電界とガス流れ方向
の角度が小さく大流量でもプラズマが安定すること、及
び複合電極の発光によるオゾン発生促進効果の相乗によ
り、高濃度のオゾンを大量発生することができる。さら
に反応容器３１を延長し、図１の配置でガス流れ方向に
複合電極を増やしていくことにより、オゾン濃度を高い
レベルに維持したまま容量を増大させることができる。
【００３２】また、オゾン発生器３１を複数並列接続す
ることにより、例えば、流量１０，０００ｌ／ｍｉｎク
ラスの大容量化も可能である。
ることにより、例えば、流量１０，０００ｌ／ｍｉｎク
ラスの大容量化も可能である。
【００３３】上記ではバッファ層内にフッ素系ガスを封
入したが、バッファ層を反応容器３１内に、単に連通し
ておいてもよい。
入したが、バッファ層を反応容器３１内に、単に連通し
ておいてもよい。
【００３４】上記では原料ガスとして空気を使用する場
合を例にとり説明した。これは酸素を原料にしても、上
記利点が得られず、実用上、酸素を数１，０００ｌ／ｍ
ｉｎ使用すると、コストが高くなり現実的でないので大
容量オゾン発生装置として、空気を原料ガスとしたこと
を追記する。
合を例にとり説明した。これは酸素を原料にしても、上
記利点が得られず、実用上、酸素を数１，０００ｌ／ｍ
ｉｎ使用すると、コストが高くなり現実的でないので大
容量オゾン発生装置として、空気を原料ガスとしたこと
を追記する。
【００３５】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
複合電極により原料ガスがプラズマ化され、反応が促進
されるのみならず、複合電極内の空間部のガスがプラズ
マ発光し、この発光の光エネルギーによる反応が相乗的
に作用し、オゾン発生効率が大幅に向上する。
複合電極により原料ガスがプラズマ化され、反応が促進
されるのみならず、複合電極内の空間部のガスがプラズ
マ発光し、この発光の光エネルギーによる反応が相乗的
に作用し、オゾン発生効率が大幅に向上する。
【図１】本発明の一実施例の縦断面図である。
【図２】同実施例の横断面図である。
【図３】同実施例の全体系統図である。
【図４】同実施例の作用効果説明図である。
【図５】従来例の全体系統図である。
【図６】同従来例の縦断面図である。
１ 送風機 ２ 吸気管 ３ オゾン発生器 ４ 電源 ５ 排気管 ３１ 反応容器 ３２ 誘電体（石英ガラス） ３３ 電極 ３５、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ 複合電極
Claims (1)
- 【請求項１】 原料ガスが通される反応容器と、同反応
容器のガス流れ方向にほぼ直交して複数が配置され筒形
誘電体内に所定の空間をあけて設けられる電極を持つ複
合電極と、同複合電極につながれたグロー放電用電源手
段とを備えてなることを特徴とするオゾン発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247694A JPH06100301A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | オゾン発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247694A JPH06100301A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | オゾン発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06100301A true JPH06100301A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=17167261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4247694A Withdrawn JPH06100301A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | オゾン発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100301A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH082903A (ja) * | 1994-06-15 | 1996-01-09 | Shintoo:Kk | オゾン発生装置 |
| WO2004058637A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-15 | Shunji Namikawa | オゾン発生装置 |
| JP2005103343A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Seiwa Supply Kk | 油分含有廃水処理装置 |
| JP2007145630A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Nomura Denshi Kogyo Kk | 小容量オゾン発生装置 |
| JP2017141159A (ja) * | 2017-04-12 | 2017-08-17 | 株式会社和廣武 | オゾン発生装置、及び、オゾン発生方法 |
| JP2018200877A (ja) * | 2018-07-13 | 2018-12-20 | 株式会社和廣武 | 放電電極 |
-
1992
- 1992-09-17 JP JP4247694A patent/JPH06100301A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH082903A (ja) * | 1994-06-15 | 1996-01-09 | Shintoo:Kk | オゾン発生装置 |
| WO2004058637A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-15 | Shunji Namikawa | オゾン発生装置 |
| CN1330558C (zh) * | 2002-12-26 | 2007-08-08 | 并河俊次 | 臭氧发生装置 |
| KR100904876B1 (ko) * | 2002-12-26 | 2009-06-29 | 순지 나미카와 | 오존 발생 장치 |
| JP2005103343A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Seiwa Supply Kk | 油分含有廃水処理装置 |
| JP2007145630A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Nomura Denshi Kogyo Kk | 小容量オゾン発生装置 |
| JP4669379B2 (ja) * | 2005-11-25 | 2011-04-13 | 野村電子工業株式会社 | 小容量オゾン発生装置 |
| JP2017141159A (ja) * | 2017-04-12 | 2017-08-17 | 株式会社和廣武 | オゾン発生装置、及び、オゾン発生方法 |
| JP2018200877A (ja) * | 2018-07-13 | 2018-12-20 | 株式会社和廣武 | 放電電極 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |