JPH07309608A - オゾン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製作性がよく、かつ電極、誘電体の発熱を押
さえ、周波数を上げた場合であっても発生するオゾン濃
度の低下を軽減できるオゾン発生装置を提供する。 【構成】 パイプ状誘電体の内側に放電電極が挿入さ
れ、該パイプ状誘電体の外側に該放電電極に対向させら
れた誘導電極が設けられ、該両電極間に高電圧を印加
し、該パイプ状誘電体内に供給された原料ガスに含まれ
る酸素をオゾン化するオゾン発生装置において、前記放
電電極が、ギア状板体を軸方向に所定間隔で複数枚設け
て形成されている構成よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オゾン発生装置に係
り、より詳細には、電極、誘電体の発熱を押さえ、周波
数を上げた場合であっても発生するオゾン濃度の低下を
軽減できるオゾン発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】オゾンは、強い酸化力を有していて、最
近、水や空気の殺菌処理、滅菌処理、防腐処理、脱臭処
理、脱色等に優れた効果を有し、特にオゾンを溶解した
オゾン水は殺菌効果が大きく、大量の水処理を行うこと
ができるなど、種々の用途に利用することができる。

【０００３】そして、オゾン発生装置は、オゾナイザー
として、種々の構成のものがあり、近年では、その取り
扱い性、オゾン輸送性等の観点から、『パイプ状の誘電
体と、該誘電体の外周面を覆うように設けられた誘導電
極と、誘電体の内側に挿入されて、誘導電極と対向する
放電電極と、誘導電極と放電電極との間に高周波の高電
圧を印加する電源とを備え、放電電極に沿って放電を生
じさせることでパイプ状誘電体内に供給された原料ガス
に含まれる酸素をオゾン化する構成』（特開平５−１７
１０１号公報参照）のものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したオゾ
ン発生装置は、次のような課題がある。すなわち、 電極間放電を行った場合、該放電による電極および
誘電体の発熱が避けられないため、空冷あるいは水冷に
よる冷却装置を放電装置と別個に設ける必要がある。す
なわち、周波数を上げると電極の加熱によって、温度が
上昇し、発生するオゾン濃度が低下する。従って、該電
極、誘電体を冷却する必要がある。 また、オゾンを輸送する場合、輸送途中でのオゾン
濃度の低下の割合が高くなるため、上述したようなオゾ
ン発生装置を、多く設ける必要がある。従って、装置全
体のコストが高くなる。等の課題がある。

【０００５】ところで、本発明者は、先に、このような
課題に鑑み、『パイプ状誘電体の内側に放電電極が挿入
され、該パイプ状誘電体の外側に該放電電極に対向させ
られた誘導電極が設けられ、該両電極間に高電圧を印加
し、該パイプ状誘電体内に供給された原料ガスに含まれ
る酸素をオゾン化するオゾン発生装置であって、前記放
電電極が、小径の線状、ブラシ状、またはフィン状の電
極部と、大径の線状、ブラシ状、フィン状、または螺旋
状の電極部とが軸方向に交互に設けて形成され、また前
記パイプ状誘電体の外周囲に空間を介してパイプ状ジャ
ケットが設けられ、更に該パイプ状誘電体とパイプ状ジ
ャケットとの間に水その他導電性溶液を流す冷却通路が
形成され、前記誘導電極が該冷却通路を流される該導電
性溶液で形成された構成』のオゾン発生装置を提案した
（特願平５−２０８８７９号明細書参照）。

【０００６】そして、このオゾン発生装置によれば、誘
導電極として、『水その他導電性溶液』を用いると共
に、該『水その他導電性溶液』が冷却作用をもするの
で、別途冷却装置を設けなくてもよいという利点を有す
る。しかし、このオゾン発生装置においては、放電電極
が、『小径の線状、ブラシ状、またはフィン状の電極部
と、大径の線状、ブラシ状、フィン状、または螺旋状の
電極部とが軸方向に交互に設けられてなる構成』である
ため、その製作、組み立てが難しい。

【０００７】そこで、本発明者は、この点に対処して、
研究した結果、前記したオゾン発生装置において、放電
電極をギア状板体で形成することによって放電性能をい
っそ良好にし、かつその製作性を良好にできることを究
明した。

【０００８】本発明は、このような点に立脚して創案し
たものであって、その目的とする処は、その製作性がよ
く、かつ電極、誘電体の発熱を押さえ、周波数を上げた
場合であっても発生するオゾン濃度の低下を軽減できる
オゾン発生装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そして、上記目的を達成
するための手段としての本発明のオゾン発生装置は、パ
イプ状誘電体の内側に放電電極が挿入され、該パイプ状
誘電体の外側に該放電電極に対向させられた誘導電極が
設けられ、該両電極間に高電圧を印加し、該パイプ状誘
電体内に供給された原料ガスに含まれる酸素をオゾン化
するオゾン発生装置において、前記放電電極が、ギア状
板体を軸方向に所定間隔で複数枚設けて形成されている
構成としている。

【００１０】また、本発明のオゾン発生装置は、前記発
明において、パイプ状誘電体の外周囲に空間を介してパ
イプ状ジャケットが設けられ、該パイプ状誘電体とパイ
プ状ジャケットとの間に水その他導電性溶液を流す冷却
通路が形成され、誘導電極が、該冷却通路を流される該
導電性溶液で形成されている構成としている。

【００１１】

【作用】本発明のオゾン発生装置は、放電電極が、ギア
状板体を軸方向に所定間隔で複数枚設けて形成され、瞬
間放電を安定化させているので、放電性能を向上させる
ことができるように作用する。また、パイプ状誘電体の
外周囲に空間を介してパイプ状ジャケットが設けられ、
該パイプ状誘電体とパイプ状ジャケットとの間に冷却用
の溶液等の流体を流す冷却通路が形成されている場合
は、空冷装置を別途設けることなく、簡単な構成でもっ
て、連続して冷却できる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明を具体化
した実施例について説明する。ここで、図１〜図３は、
本発明の実施例を示し、図１はオゾン発生装置の概略断
面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う側断面図、図３は放
電電極の平面図である。そして、本実施例のオゾン発生
装置は、概略すると、パイプ状誘電体１と、放電電極２
と、ジャケット３、および誘導電極４の四つの部分から
構成されている。

【００１３】パイプ状誘電体１は、耐熱ガラス等で作製
された誘電体であって、内部に放電電極２を挿入・配置
できる大きさのパイプで形成されている。該パイプは、
両端部にフランジ５が設けられ密閉されている。ここ
で、パイプ状誘電体１としては、可撓性チューブで形成
されることもあり、この場合、一般的には、テフロン製
パイプ材が用いられる。また、フランジ５は、ポリテト
ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の絶縁性材料が用い
られている。

【００１４】放電電極２は、複数枚のギア状板体（換言
すれば、歯車状板体）２ａ、換言すれば、円板の円周に
連続する複数個の先端が鋭角状の三角波が形成された板
体で形成されている。そして、本実施例においては、２
０枚のギア状板体２ａが用いられている。ギア状板体２
ａは、シャフト６に挿入する中央孔７が穿設されてい
て、その中央孔７を通じシャフト６に、剛性樹脂製のカ
ラー８を挟んで軸方向に連続して、同一間隔で装着さ
れ、シャフト６の両端で、継手９によって挟持・固定さ
れている。ここで、ギア状板体２ａの先端形状は、三角
波の形状に限られるものでなく、誘導電極４との間で放
電を起こすことが可能な形状であればよく、例えば、台
形状、インボリュート形状であってもよい。

【００１５】ギア状板体２ａは、その外径がパイプ状誘
電体１のパイプ内径より若干小さい大きさで、またカラ
ー８は、ギア状板体２ａのピッチを一定にするためのス
ペーサーであり、ギア状板体２ａより小径の円筒体であ
る。そして、パイプ状誘電体１と複数個のギア状板体２
ａ、カラー８がつくる空間が放電空間１０を形成してい
る。ここで、前記三角形の先端角度は、１０〜７０°の
範囲が良く、３０〜６０°が好ましい。これは、角度が
大きくなると放電が十分に行えず、またこの角度より小
さい場合は、その製作性に難が生じてくる。

【００１６】また、ギア状板体２ａ、カラー８を保持す
るシャフト６は、ステンレス製パイプで形成されてい
て、その中間部分に詰物がされ、一方のシャフト端部が
原料ガスが供給される原料ガス流入口１１、他方のシャ
フト端部にオゾンガス流出口１２が形成されている。ま
たシャフト６の原料ガス流入口側において、継手９が装
着される部位に、シャフト内外を繋いで、原料ガス流入
口１１から流入した原料ガスを放電空間１０に供給する
原料ガス供給孔１３が設けられ、またシャフト６のオゾ
ンガス流出口１２側においては、オゾンガスを取り出す
ためのオゾンガス流出孔１４が設けられている。そし
て、継手９は、フランジ５に挿通・保持され、その外側
端部がブラケット１５に接続されている。ここで、ギア
状板体２ａは、ステンレス製板体で形成され、継手９は
ステンレス材で形成されている。そして、放電電極２が
挿入されているパイプ状誘電体１の外周囲には、ジャケ
ット３が装着されている。

【００１７】ジャケット３は、パイプ状誘電体１と同心
円の大径筒体で形成され、内側にパイプ状誘電体１が挿
入・保持できる構成とされている。そして、ジャケット
３とパイプ状誘電体１との間には空間が形成されてい
て、該空間は『水その他導電性溶液』を流す冷却通路１
６を構成している。また、ジャケット３の両端には、パ
イプ状誘電体１の周面を封止構造とするためのＯリング
よりなるシール材１７、ナイロン等からなる軸封部１８
が設けられている。またジャケット３の周面には、前記
『水その他導電性溶液』を供給する冷却液供給口１９と
冷却液排出口２０が設けられている。そして、この冷却
液である『水その他導電性溶液』が誘導電極４を構成し
ている。

【００１８】誘導電極４は、『水その他導電性溶液』で
あって、冷却した『水その他導電性溶液』で形成されて
いる。すなわち、該『水その他導電性溶液』は、ジャケ
ット３とパイプ状誘電体１との間に形成される冷却通路
１６を流れる冷却液で、該冷却液は、パイプ状誘電体１
を介して放電電極２と対向する位置にあり、かつ導電性
を有しているため電極を構成することになる。冷却液
は、装置稼働時には、流されているか、冷却通路１６内
に停止した状態にある。ここで、『水その他導電性溶
液』は、ポンプ２１を介して強制的に冷却通路１６に供
給している。しかし、水道水を用いる場合は、水道水の
水圧を用いることもできる。なお、放電電極２は、シャ
フト６を介して電源１７のプラス側に接続され、また誘
導電極４は、電源のマイナス側に接続されている。

【００１９】そして、本実施例のオゾン発生装置は、誘
導電極４を構成する『水その他導電性溶液』として、水
を用い、該水をポンプ２１により冷却通路１６に供給
し、またシャフト６を介して、電極３、４間に交流高電
圧を印加すると、放電電極２とパイプ状誘電体１との間
に放電が発生する。そして、この状態で、原料ガス（酸
素または空気）をシャフト６の原料ガス供給口１１およ
び原料ガス流入孔１３を通じて放電空間１０に供給する
と、該放電空間１０で、原料ガス中の酸素が、オゾン化
され、該オゾンガスは、シャフト６のオゾンガス流出孔
１４、オゾンガス流出口１２を通じて流出し、取り出す
ことができる。

【００２０】ここで、放電空間１０に供給される原料ガ
スは、カラー８によって放電電極２を形成するギア状板
体２ａの先端部２ｂとパイプ状誘電体１との狭いスペー
スに流れるように誘導され、該先端部２ｂからの放電に
よってオゾン化される。また、放電電極２がギア状板体
２ａで形成され、かつ先端部２ｂが三角形状で、その先
端谷部２ｃも逆三角形状であるので、原料ガスが先端谷
部２ｃから広がるようにして放電空間１０を流れ、かつ
該原料ガスは万遍なく放電が良好な箇所である先端部２
ｂとパイプ状誘電体１との狭いスペースに流れることに
なり、オゾン化が安定する。

【００２１】また、誘導電極４が、冷却通路１６を流れ
る『水その他導電性溶液』であり、該『水その他導電性
溶液』は、パイプ状誘電体１の外周面を覆って、放電電
極２の放電による発熱を直接、冷却する。また、『水そ
の他導電性溶液』とパイプ状誘電体１との間には、放電
が生じないので、パイプ状誘電体１の破損を防止でき
る。

【００２２】次に、本実施例の作用・効果を確認するた
めに、本実施例装置について、固定電源（１０ｋｖ，１
０ｋＨｚ）による原料ガス流量とオゾンガス発生量との
関係を測定した。そして、図４に示すような結果を得
た。この結果より、本実施例装置によれば、安定してオ
ゾンガスを得ることができることが確認できた。

【００２３】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で
変形実施できる構成を含むものである。因みに、前述し
た実施例において、図５に示すように、パイプ状誘電体
１の外周面に金属網体２２を配し、金属網体２２を誘導
電極とした構成としてもよい。この場合は、パイプ状誘
電体１とジャケット６が形成する冷却通路１６には、冷
却用空気等の冷却用気体を流す構成となる。しかし、パ
イプ状誘電体１の外周面に金属網体２２を配する構成の
場合は、この冷却通路を設けることなく、金属網体２２
の外方からファンで冷却する構成とする。そして、この
実施例の場合も、前述した実施例と同様に安定したオゾ
ンガスを取り出すことかできる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の請求項１のオゾン発生装置によれば、放電電極が、ギ
ア状板体を軸方向に所定間隔で複数枚設けて形成されて
いるので、瞬間放電を安定化させ、放電性能を向上させ
ることができ、また製作、組み立てが容易になるという
効果を有する。

【００２５】また、本発明の請求項２のオゾン発生装置
によれば、パイプ状誘電体の外周囲に空間を介してパイ
プ状ジャケットが設けられ、該パイプ状誘電体とパイプ
状ジャケットとの間に冷却用の空気や溶液等の流体を流
す冷却通路が形成されているので、空冷装置を別途設け
ることなく、簡単な構成でもって、連続して冷却でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】オゾン発生装置の概略断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う側断面図である。

【図３】放電電極の平面図である。

【図４】本実施例のオゾン生成性能を説明するためのグ
ラフである。

【図５】他の実施例の図１のＡ−Ａ線に沿う側断面図で
ある。

【符号の説明】

１・・・パイプ状誘電体、２・・・放電電極、２ａ・・
・ギア状板体、３・・・ジャケット、４・・・誘導電
極、５・・・フランジ、６・・・シャフト、７・・・中
央孔、８・・・カラー、９・・・継手、１０・・・放電
空間、１１・・・原料ガス供給口、１２・・・オゾンガ
ス流出口、１３・・・原料ガス流入孔、１４・・・オゾ
ンガス流出孔、１５・・・ブラケット、１６・・・冷却
通路、１７・・・シール材、１８・・・軸封部、１９・
・・冷却液供給口、２０・・・冷却液排出口、２１・・
・ポンプ、２２・・・金属網体（誘導電極）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パイプ状誘電体の内側に放電電極が挿入
   され、該パイプ状誘電体の外側に該放電電極に対向させ
   られた誘導電極が設けられ、該両電極間に高電圧を印加
   し、該パイプ状誘電体内に供給された原料ガスに含まれ
   る酸素をオゾン化するオゾン発生装置において、前記放
   電電極が、ギア状板体を軸方向に所定間隔で複数枚設け
   て形成されていることを特徴とするオゾン発生装置。
2. 【請求項２】 パイプ状誘電体の外周囲に空間を介して
   パイプ状ジャケットが設けられ、該パイプ状誘電体とパ
   イプ状ジャケットとの間に水その他導電性流体を流す冷
   却通路が形成され、誘導電極が、該冷却通路を流される
   該導電性溶液で形成されている請求項１に記載のオゾン
   発生装置。