JPH07277709A - オゾン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内壁に金属溶射膜２を設けて成るガラス誘電
体管１と、該ガラス誘電体管１の同軸外周部に放電ギャ
ップ３を介して配設された接地電極管４とを容器内に収
納し、金属溶射膜２に高電圧を印加し、放電ギャップ３
内に流通させた原料ガス中にオゾンを発生させるオゾン
発生装置において、冷却効率を向上させてオゾン発生効
率を高める。 【構成】 隙間を形成するための隙間形成部を有したじ
ゃま板１１を、前記接地電極管４の外周に、接地電極管
４の軸方向他端の外周部（出口）における設置間隔が、
軸方向一端の外周部（入り口）における設置間隔よりも
狭くなるように複数個設け、接地電極管４の軸方向一端
の外周から軸方向他端の外周へ冷却水を通水する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水処理等に使用される
オゾンを製造するためのオゾン発生装置に係り、特に無
声放電式の円筒型電極を擁するオゾン発生容器の冷却機
構に関する。

【０００２】

【従来の技術】非常に強力なオゾンの酸化力は従来より
浄水処理をはじめ多くの分野で利用されている。また、
近年では下水処理、屎尿処理のほか様々な産業分野にお
いてもその効力が認められ、適用範囲の広がりを見せて
いる。このようなオゾンを発生する発生装置では、ステ
ンレスの管または金属製の溶射膜等で構成される電極の
少なくとも一方にガラス製の誘電体を設け、このギャッ
プ中で、無声放電を起こすことによりオゾンを生成して
いる。

【０００３】図２は無声放電式のオゾン発生装置の一例
を示している。図２において１は一端が閉塞され、他端
が開放されたガラス誘電体管である。このガラス誘電体
管１の内壁には金属溶射膜２がコーティングされ、これ
を高圧側電極としている。

【０００４】前記ガラス誘電体管１の同軸外周部には所
定幅（例えば１ｍｍ〜３ｍｍ程度）の放電ギャップ３を
介してステンレス等の金属から成る接地電極管４が配設
されている。前記放電管（ガラス誘電体管１および接地
電極管４）は発生容器（図示省略）内に収納され、接地
電極管４の外周壁にはガラス誘電体管１を冷却するため
の冷却水が供給されるように構成している。

【０００５】上記のように構成されたオゾン発生装置
は、高圧側電極の金属溶射膜２に高周波の高電圧を印加
することにより無声放電を発生させ、放電ギャップ３内
に流した原料ガス、例えば空気中にオゾンを発生させる
ようになっている。

【０００６】しかし、工業的にもっとも効率が良いとさ
れる無声放電方式においても、オゾン生成に寄与するの
は放電エネルギーのごく一部であり、大部分は温度の上
昇をもたらす。一方原料ガス温度の上昇はオゾンの生成
の逆反応を促進する。また誘電体として使用するガラス
管は温度上昇によりその性質が変化し、熱暴走を引き起
こすことがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年オゾンの需要拡大
に伴い、オゾン発生装置の小型化が急務となっている。
しかし前述したように放電管の耐熱性、オゾン発生効率
の維持のために単位面積あたりに印加できる電力には上
限がある。このため冷却効率の向上が望まれる。このよ
うにオゾン発生効率の向上およびガラス管の長寿命化の
ためには、放電管の効率の良い冷却が必要である。

【０００８】従来は図２のように冷却水を容器内の接地
電極管４の外周部に循環させ、これを冷却している。こ
の冷却方式では冷却水が容器入り口から出口に短絡した
ような状態となり、十分な冷却効果は得られていない。

【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、放電管の冷却効率を向上させ、これによっ
てオゾン発生効率を高め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、内壁に高圧電
極を設けて成るガラス誘電体管と、該ガラス誘電体管の
同軸外周部に放電ギャップを介して配設された接地電極
管とを容器本体内に収納し、前記接地電極管の外壁を冷
却水により冷却するとともに、前記高圧電極に高電圧を
印加し、放電ギャップ内に流通させた原料ガス中にオゾ
ンを発生させるオゾン発生装置において、（１）隙間を
形成するための隙間形成部を有したじゃま板を、前記接
地電極管の外周の径方向に、軸方向所定間隔で複数個設
け、前記接地電極管の軸方向一端の外周から軸方向他端
の外周へ冷却水を通水するように構成したことを特徴と
し、（２）前記じゃま板は、前記ガラス誘電体管および
接地電極管に影響のない程度に接地電極管外周に溶接さ
れていることを特徴とし、（３）前記じゃま板の設置間
隔は、前記接地電極管の軸方向他端の外周部における設
置間隔が軸方向一端の外周部における設置間隔よりも狭
いことを特徴としている。

【００１１】

【作用】

（１）請求項１、２、３に記載の発明において、冷却水
は接地電極管の軸方向一端の外周からじゃま板の隙間形
成部を通して軸方向他端の外周へ導かれ、高速度で迂流
する。このため冷却効率が向上する。またじゃま板の存
在により放電管の伝熱面積が大幅に拡大されるので、放
電管の冷却効率は著しく向上する。さらにじゃま板は放
電管を支持する作用もあるので、特に放電管が長くなる
大容量タイプのオゾン発生装置においては、放電管のた
わみを無くして放電ギャップの精度を高めることができ
る。

【００１２】（２）請求項３に記載の発明において、じ
ゃま板の設置間隔は冷却水の出口側（接地電極管の軸方
向他端の外周部）で狭くなっているので、冷却水の流速
が早くなり、冷却水の温度上昇に伴う冷却効率の悪化が
改善され、軸方向に均一な冷却が行われる。

【００１３】

【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。図１において図２と同一部分は同一符号を
もって示している。本発明では接地電極管４の外周部に
両端管板と似た形状のじゃま板１１を所定間隔で複数個
設置し、これにより冷却水の冷却効率を向上させた。じ
ゃま板１１は上部、又は下部に所定の隙間形成部を有
し、これによって冷却水を迂流させる構造となってい
る。このじゃま板１１は接地電極管４に対してのみ軽く
溶接を行い、隙間の残るように加工している。また、じ
ゃま板１１の設置間隔は冷却水出口（接地電極管４の軸
方向他端の外周部）に近いほど狭く構成されている。

【００１４】上記のように構成された装置において、冷
却水は接地電極管４の軸方向一端の外周（入り口）から
じゃま板１１の隙間形成部を通して軸方向他端の外周
（出口）へ導かれ、高速度で迂流する。このため冷却効
率が向上する。またじゃま板１１が設置されていること
により放電管の伝熱面積が大幅に拡大される。このため
放電管の冷却効率は著しく向上し、投入電力を安全且つ
効率良く増やすことができる。これによってオゾン発生
装置を小型化することができる。

【００１５】さらにじゃま板１１は放電管を支持する作
用もあるので、特に放電管が長くなる大容量タイプのオ
ゾン発生装置においては、放電管４のたわみを無くして
放電ギャップ３の精度を高めることができる。

【００１６】また前記隙間形成部を有していることによ
り、じゃま板１１で区切られた部分の圧力差によるじゃ
ま板１１の損傷を防止することができ、じゃま板１１を
軽量且つ安価に製作することができる。またこの隙間形
成部を冷却水が高速で流れることにより、冷却効率も向
上する。

【００１７】じゃま板１１の設置間隔は冷却水の出口側
（接地電極管４の軸方向他端の外周部）で狭くなってい
るので、冷却水の流速が早くなり、冷却水の温度上昇に
伴う冷却効率の悪化が改善され、軸方向に均一な冷却が
行われる。

【００１８】尚前記じゃま板１１は接地電極管４の外周
部に例えば溶接によって取り付けるが、この溶接は放電
管内部に影響の無い程度とする。

【００１９】

【発明の効果】以上のように請求項１、２、３に記載の
発明によれば、円筒型無声放電式のオゾン発生装置にお
いて、隙間形成部を有したじゃま板を、接地電極管の外
周の径方向に、軸方向所定間隔で複数個設け、接地電極
管の軸方向一端の外周から軸方向他端の外周へ冷却水を
通水するように構成したので、次のような優れた効果が
得られる。

【００２０】（１）じゃま板により放電管の伝熱面積が
大幅に拡大されるので、放電管の冷却効率は著しく向上
し、投入電力を安全且つ効率良く増やすことができる。
これによってオゾン発生装置を小型化することができ
る。

【００２１】（２）じゃま板は放電管を支持する作用も
あるので、特に放電管が長くなる大容量タイプのオゾン
発生装置においては、放電管のたわみを無くして放電ギ
ャップの精度を高めることができる。

【００２２】（３）隙間形成部を有していることによ
り、じゃま板で区切られた部分の圧力差によるじゃま板
の損傷を防止することができ、じゃま板を軽量且つ安価
に製作することができる。また隙間形成部を冷却水が高
速で流れることにより、冷却効率も向上する。

【００２３】さらに請求項３に記載の発明によれば、じ
ゃま板の設置間隔を冷却水の出口側（接地電極管の軸方
向他端の外周部）で狭くしているので、冷却水の流速が
早くなり、冷却水の温度上昇に伴う冷却効率の悪化が改
善され、軸方向に均一な冷却を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図。

【図２】従来のオゾン発生装置の一例を示す構成図。

【符号の説明】

１…ガラス誘電体管 ２…金属溶射膜 ３…放電ギャップ ４…接地電極管 １１…じゃま板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内壁に高圧電極を設けて成るガラス誘電
   体管と、該ガラス誘電体管の同軸外周部に放電ギャップ
   を介して配設された接地電極管とを容器本体内に収納
   し、前記接地電極管の外壁を冷却水により冷却するとと
   もに、前記高圧電極に高電圧を印加し、放電ギャップ内
   に流通させた原料ガス中にオゾンを発生させるオゾン発
   生装置において、 隙間を形成するための隙間形成部を有したじゃま板を、
   前記接地電極管の外周の径方向に、軸方向所定間隔で複
   数個設け、 前記接地電極管の軸方向一端の外周から軸方向他端の外
   周へ冷却水を通水するように構成したことを特徴とする
   オゾン発生装置。
2. 【請求項２】 前記じゃま板は、前記ガラス誘電体管お
   よび接地電極管に影響のない程度に接地電極管外周に溶
   接されていることを特徴とする請求項１に記載のオゾン
   発生装置。
3. 【請求項３】 前記じゃま板の設置間隔は、前記接地電
   極管の軸方向他端の外周部における設置間隔が、軸方向
   一端の外周部における設置間隔よりも狭いことを特徴と
   する請求項１又は２に記載のオゾン発生装置。