JPH07237904A - オゾン発生装置 - Google Patents
オゾン発生装置Info
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- JPH07237904A JPH07237904A JP2460894A JP2460894A JPH07237904A JP H07237904 A JPH07237904 A JP H07237904A JP 2460894 A JP2460894 A JP 2460894A JP 2460894 A JP2460894 A JP 2460894A JP H07237904 A JPH07237904 A JP H07237904A
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- electrode
- discharge
- ground electrode
- dielectric
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- Pending
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高電圧電極１が設けられた誘電体管１４と、
該誘電体管１４に空隙部３を介して対向配設された接地
電極管１２とを備え、前記高電圧電極１と接地電極管１
２間に電圧を印加して前記空隙部３内に流通させた原料
ガス中にオゾンを発生させる無声放電式のオゾン発生装
置において、誘電体の大きさを増大させることなくオゾ
ンの発生量を増やす。 【構成】 接地電極管１２の内側表面にサンドブラスト
加工により作製した微細凹凸層１５を設ける。この微細
凹凸層１５によって、多数の凸部先端からストリーマ状
放電柱が発生しやすくなり、その数が増え、電子と酸素
分子の衝突確率が向上しオゾン発生量が増加する。
該誘電体管１４に空隙部３を介して対向配設された接地
電極管１２とを備え、前記高電圧電極１と接地電極管１
２間に電圧を印加して前記空隙部３内に流通させた原料
ガス中にオゾンを発生させる無声放電式のオゾン発生装
置において、誘電体の大きさを増大させることなくオゾ
ンの発生量を増やす。 【構成】 接地電極管１２の内側表面にサンドブラスト
加工により作製した微細凹凸層１５を設ける。この微細
凹凸層１５によって、多数の凸部先端からストリーマ状
放電柱が発生しやすくなり、その数が増え、電子と酸素
分子の衝突確率が向上しオゾン発生量が増加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水処理や屎尿処理等に
利用される無声放電式のオゾン発生装置に関する。
利用される無声放電式の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、水の
殺菌、脱臭、脱色等の上下水処理や屎尿処理及び食品関
連における殺菌などの多くの用途に使われている。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等があるが、
工業的には無声放電法が主体である。
殺菌、脱臭、脱色等の上下水処理や屎尿処理及び食品関
連における殺菌などの多くの用途に使われている。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等があるが、
工業的には無声放電法が主体である。
【０００３】図３に無声放電法によるオゾン発生装置の
原理を示す。図３において高電圧電極１と接地電極２
は、両者間に空隙部３が形成されるように誘電体４を介
在させて並設されている。両電極１，２間に例えばＡＣ
電圧を印加して空隙部３で無声放電を発生させ、原料と
なるガス（乾燥空気もしくは酸素）をこの空隙部３に通
すことによりオゾンを発生させている。
原理を示す。図３において高電圧電極１と接地電極２
は、両者間に空隙部３が形成されるように誘電体４を介
在させて並設されている。両電極１，２間に例えばＡＣ
電圧を印加して空隙部３で無声放電を発生させ、原料と
なるガス（乾燥空気もしくは酸素）をこの空隙部３に通
すことによりオゾンを発生させている。
【０００４】オゾンＯ3の理論収率は、 Ｏ2→Ｏ＋Ｏ−１１８Ｋｃａｌ（吸熱反応） Ｏ＋Ｏ2→Ｏ3＋２５Ｋｃａｌ（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。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％に過ぎず、残りの９
０数％の電力は熱となってオゾン生成に寄与していない
というのがオゾン発生装置の現状である。
要となる。従って理論上の収率は１．２ｋｇＯ3／ＫＷ
ｈとなる。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％に過ぎず、残りの９
０数％の電力は熱となってオゾン生成に寄与していない
というのがオゾン発生装置の現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】オゾンの生成量に影響
を及ぼす主な因子としては、電極の形状、電極間ギャッ
プの大きさ、誘電体の形状及び材質、電極の冷却方法、
原料ガスの除湿や冷却方法、印加電圧の波形等が挙げら
れる。
を及ぼす主な因子としては、電極の形状、電極間ギャッ
プの大きさ、誘電体の形状及び材質、電極の冷却方法、
原料ガスの除湿や冷却方法、印加電圧の波形等が挙げら
れる。
【０００６】現在のオゾン発生装置は図３で示したよう
に、電極間に空隙が形成されるように誘電体を介在させ
てその空隙部分で放電を起こさせる無声放電を応用する
構造などが主となっている。図３において無声放電が起
こると電極と誘電体間の空隙部３に微小なストリーマ状
放電柱が多数発生し、その放電柱の中を大量の電子が流
れる。その際空隙部分を流れている原料ガス中の酸素分
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Ｏ2＊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）。
に、電極間に空隙が形成されるように誘電体を介在させ
てその空隙部分で放電を起こさせる無声放電を応用する
構造などが主となっている。図３において無声放電が起
こると電極と誘電体間の空隙部３に微小なストリーマ状
放電柱が多数発生し、その放電柱の中を大量の電子が流
れる。その際空隙部分を流れている原料ガス中の酸素分
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Ｏ2＊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）。
【０００７】ここでオゾン生成の原理を図４とともに詳
細に説明する。図４において、交流電圧を印加して無声
放電を起こさせる場合、誘電体側の電極１が正で接地側
の電極２が負となるＡＣ電圧の正の半波の電圧上昇時
に、発生した微小なストリーマ状放電柱の中を電子が接
地電極２側から高電位となる誘電体４側に移動し、その
電子はある面積で誘電体４の表面に広がって堆積する。
そして次に発生するストリーマ状放電柱はすでに堆積し
ている多数の電子を避けて、まだ電子が堆積していない
誘電体４の表面の別の箇所に到達して同様に多数の電子
を表面に堆積させる。この繰り返しにより電子が堆積す
る箇所が誘電体４の表面に分散して存在するようにな
る。
細に説明する。図４において、交流電圧を印加して無声
放電を起こさせる場合、誘電体側の電極１が正で接地側
の電極２が負となるＡＣ電圧の正の半波の電圧上昇時
に、発生した微小なストリーマ状放電柱の中を電子が接
地電極２側から高電位となる誘電体４側に移動し、その
電子はある面積で誘電体４の表面に広がって堆積する。
そして次に発生するストリーマ状放電柱はすでに堆積し
ている多数の電子を避けて、まだ電子が堆積していない
誘電体４の表面の別の箇所に到達して同様に多数の電子
を表面に堆積させる。この繰り返しにより電子が堆積す
る箇所が誘電体４の表面に分散して存在するようにな
る。
【０００８】電圧の極性が反転して誘電体４側の電極１
が負で接地側の電極２が正になって無声放電が起こる
と、誘電体表面に堆積していた電子は前記ストリーマ状
放電柱の中を、今度は電位が高くなる接地電極２側へ移
動する。このように電子が電極と誘電体の間を移動する
時に前述のような原料ガス中の酸素分子Ｏ2と衝突して
オゾンＯ3が生成されるわけである。しかし実際には原
料ガス中の酸素分子Ｏ2と電子とが衝突する確率は低
く、従って投入している電力量の割には生成されるオゾ
ンＯ3の量が少ないという問題点がある。
が負で接地側の電極２が正になって無声放電が起こる
と、誘電体表面に堆積していた電子は前記ストリーマ状
放電柱の中を、今度は電位が高くなる接地電極２側へ移
動する。このように電子が電極と誘電体の間を移動する
時に前述のような原料ガス中の酸素分子Ｏ2と衝突して
オゾンＯ3が生成されるわけである。しかし実際には原
料ガス中の酸素分子Ｏ2と電子とが衝突する確率は低
く、従って投入している電力量の割には生成されるオゾ
ンＯ3の量が少ないという問題点がある。
【０００９】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、電子と酸素分子の衝突確率を高めて投入電
力量に対するオゾン発生量を増加させたオゾン発生装置
を提供することにある。
その目的は、電子と酸素分子の衝突確率を高めて投入電
力量に対するオゾン発生量を増加させたオゾン発生装置
を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、一方の面に高
電圧電極が設けられた誘電体と、該誘電体の他方の面に
空隙部を介して並設された接地電極とを備え、前記高電
圧電極と接地電極間に電圧を印加して前記空隙部内に流
通させた原料ガス中にオゾンを発生させる無声放電式の
オゾン発生装置において、（１）前記接地電極の空隙部
側の面に、微細凹凸層を設けたことを特徴とし、（２）
前記微細凹凸層はサンドブラスト加工により作製した凹
凸層であることを特徴としている。
電圧電極が設けられた誘電体と、該誘電体の他方の面に
空隙部を介して並設された接地電極とを備え、前記高電
圧電極と接地電極間に電圧を印加して前記空隙部内に流
通させた原料ガス中にオゾンを発生させる無声放電式の
オゾン発生装置において、（１）前記接地電極の空隙部
側の面に、微細凹凸層を設けたことを特徴とし、（２）
前記微細凹凸層はサンドブラスト加工により作製した凹
凸層であることを特徴としている。
【００１１】
【作用】接地電極の空隙部側の面に微細凹凸層を設けて
いるので、微細凹凸層の多数の凸部先端からストリーマ
状放電柱が発生しやすくなり、該放電柱は密集し、発生
数は増加する。これによって電子と酸素分子との衝突確
率が向上し、投入電力量に対するオゾン発生量は増加す
る。
いるので、微細凹凸層の多数の凸部先端からストリーマ
状放電柱が発生しやすくなり、該放電柱は密集し、発生
数は増加する。これによって電子と酸素分子との衝突確
率が向上し、投入電力量に対するオゾン発生量は増加す
る。
【００１２】また高電圧電極、誘電体、接地電極のいず
れの寸法も大きくすることなく、ストリーマ状放電柱の
発生数を増やすことができ、装置の大型化を防ぐことが
できる。
れの寸法も大きくすることなく、ストリーマ状放電柱の
発生数を増やすことができ、装置の大型化を防ぐことが
できる。
【００１３】また前記作用はサンドブラスト加工による
凹凸層の場合も同様となる。
凹凸層の場合も同様となる。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
を説明する。オゾンをより多く発生させてオゾン生成効
率を向上させるには電子とＯ2分子とが衝突する確率を
上げる必要がある。そのためには発生するストリーマ状
放電柱の数を増やすことが重要になる。
を説明する。オゾンをより多く発生させてオゾン生成効
率を向上させるには電子とＯ2分子とが衝突する確率を
上げる必要がある。そのためには発生するストリーマ状
放電柱の数を増やすことが重要になる。
【００１５】ストリーマ状放電柱を増やすには、接地電
極管内側で発生するストリーマ状放電柱が密集するよう
に、かつ放電柱が発生しやすいように、接地電極管内側
に図１に示すように微細な突起状の凹凸を設けて、印加
電圧が正の時に生じる放電により接地電極管内側から発
生するストリーマ状放電柱が、電極表面に多数存在する
凸部先端から発生するようにすれば良い。
極管内側で発生するストリーマ状放電柱が密集するよう
に、かつ放電柱が発生しやすいように、接地電極管内側
に図１に示すように微細な突起状の凹凸を設けて、印加
電圧が正の時に生じる放電により接地電極管内側から発
生するストリーマ状放電柱が、電極表面に多数存在する
凸部先端から発生するようにすれば良い。
【００１６】図１において（ａ）は放電管の断面、
（ｂ）および（ｃ）は接地電極管の構造を示している。
１４は一端が閉塞され他端が開放された円筒の誘電体管
であり、例えばガラス管で構成されている。誘電体管１
４の内壁面には高電圧電極１が設けられている。誘電体
管１４の同心円外周には空隙部（無声放電部）３を介し
て接地電極管１２が並設されている。５は高電圧電極１
と接地電極管１２の間に所定の高電圧を印加する高電圧
電源である。
（ｂ）および（ｃ）は接地電極管の構造を示している。
１４は一端が閉塞され他端が開放された円筒の誘電体管
であり、例えばガラス管で構成されている。誘電体管１
４の内壁面には高電圧電極１が設けられている。誘電体
管１４の同心円外周には空隙部（無声放電部）３を介し
て接地電極管１２が並設されている。５は高電圧電極１
と接地電極管１２の間に所定の高電圧を印加する高電圧
電源である。
【００１７】１５は接地電極管１２の内壁面に設けられ
た微細凹凸層である。この微細凹凸層１５は接地電極管
１２の内表面に例えばサンドブラスト加工を施して設け
られており、その凹凸度は次の表１に示すとおりであ
る。
た微細凹凸層である。この微細凹凸層１５は接地電極管
１２の内表面に例えばサンドブラスト加工を施して設け
られており、その凹凸度は次の表１に示すとおりであ
る。
【００１８】
【表１】
【００１９】図１のように接地電極管の内側表面に微細
な凹凸を設けたオゾン発生電極を用いた場合の電極部の
単位面積当たりの放電電力に対するオゾン発生量の関係
を図２に示す。図２における各曲線は表１の各実施例に
よる放電電力とオゾン発生量の関係を示している。図２
によれば接地電極管内表面に微細な凹凸を設けることに
よりオゾン発生量が増加するのが判る。
な凹凸を設けたオゾン発生電極を用いた場合の電極部の
単位面積当たりの放電電力に対するオゾン発生量の関係
を図２に示す。図２における各曲線は表１の各実施例に
よる放電電力とオゾン発生量の関係を示している。図２
によれば接地電極管内表面に微細な凹凸を設けることに
よりオゾン発生量が増加するのが判る。
【００２０】これは接地電極管内側の表面に凹凸を設け
た形状とすることにより、接地電極管内側から発生する
ストリーマ状放電柱が電極表面に多数存在する凸部先端
から発生するようになって放電柱が密集するようにな
り、その結果電子とＯ2分子との衝突確率が向上したた
め投入電力量に対するオゾン発生量が増加したものであ
る。
た形状とすることにより、接地電極管内側から発生する
ストリーマ状放電柱が電極表面に多数存在する凸部先端
から発生するようになって放電柱が密集するようにな
り、その結果電子とＯ2分子との衝突確率が向上したた
め投入電力量に対するオゾン発生量が増加したものであ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、無声放電
式のオゾン発生装置において、接地電極管の内側表面に
サンドブラスト加工等により微細凹凸層を設けたので、
接地電極管内側から発生するストリーマ状放電柱の数が
増え、電子と酸素分子の衝突確率が高くなり、投入電力
量に対するオゾン発生量が増加する。
式のオゾン発生装置において、接地電極管の内側表面に
サンドブラスト加工等により微細凹凸層を設けたので、
接地電極管内側から発生するストリーマ状放電柱の数が
増え、電子と酸素分子の衝突確率が高くなり、投入電力
量に対するオゾン発生量が増加する。
【００２２】また高電圧電極、誘電体、接地電極のいず
れの寸法も大きくすることなく、ストリーマ状放電柱の
発生数を増やすことができ、装置の大型化を防ぐことが
できる。
れの寸法も大きくすることなく、ストリーマ状放電柱の
発生数を増やすことができ、装置の大型化を防ぐことが
できる。
【図１】本発明のオゾン発生装置で用いる放電管の概略
を示し、（ａ）は放電管断面図、（ｂ）は接地電極管構
造図、（ｃ）は接地電極管断面図。
を示し、（ａ）は放電管断面図、（ｂ）は接地電極管構
造図、（ｃ）は接地電極管断面図。
【図２】本発明の各実施例の単位面積当たりの放電電力
とオゾン発生量の関係を表す特性図。
とオゾン発生量の関係を表す特性図。
【図３】無声放電法によるオゾン生成の概要を示す説明
図。
図。
【図４】無声放電法によるオゾン生成の原理を示す説明
図。
図。
１…高電圧電極 ２…接地電極 ３…空隙部 ４…誘電体 ５…高電圧電源 １２…接地電極管 １４…誘電体管 １５…微細凹凸層
Claims (2)
- 【請求項１】 一方の面に高電圧電極が設けられた誘電
体と、該誘電体の他方の面に空隙部を介して並設された
接地電極とを備え、前記高電圧電極と接地電極間に電圧
を印加して前記空隙部内に流通させた原料ガス中にオゾ
ンを発生させる無声放電式のオゾン発生装置において、
前記接地電極の空隙部側の面に、微細凹凸層を設けたこ
とを特徴とするオゾン発生装置。 - 【請求項２】 前記微細凹凸層はサンドブラスト加工に
より作製した凹凸層であることを特徴とする請求項１に
記載のオゾン発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2460894A JPH07237904A (ja) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | オゾン発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2460894A JPH07237904A (ja) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | オゾン発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07237904A true JPH07237904A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12142869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2460894A Pending JPH07237904A (ja) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | オゾン発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07237904A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010009892A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Panasonic Electric Works Co Ltd | プラズマ処理装置 |
-
1994
- 1994-02-23 JP JP2460894A patent/JPH07237904A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010009892A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Panasonic Electric Works Co Ltd | プラズマ処理装置 |
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