JPH07330310A - オゾン発生装置 - Google Patents
オゾン発生装置Info
- Publication number
- JPH07330310A JPH07330310A JP6122675A JP12267594A JPH07330310A JP H07330310 A JPH07330310 A JP H07330310A JP 6122675 A JP6122675 A JP 6122675A JP 12267594 A JP12267594 A JP 12267594A JP H07330310 A JPH07330310 A JP H07330310A
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- JP
- Japan
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- gas
- pair
- electrodes
- ozone
- ozone generator
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- Pending
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- Treating Waste Gases (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 窒素酸化物によるオゾン生成の効率低下を防
止することができるオゾン発生器を提供する。 【構成】 容器12内に、対向する一対の電極6a,6
bからなる放電部6と、放電部6の下流側に位置する窒
素酸化物分解用触媒8とが設けられている。一対の電極
6a,6bには、一対の電極6a,6b間に高電圧を印
加する電源7が接続されている。容器12の出口側12
bと入口側12aには、ガス循環路10が接続され、こ
のガス循環路10には送風機9が設けられている。
止することができるオゾン発生器を提供する。 【構成】 容器12内に、対向する一対の電極6a,6
bからなる放電部6と、放電部6の下流側に位置する窒
素酸化物分解用触媒8とが設けられている。一対の電極
6a,6bには、一対の電極6a,6b間に高電圧を印
加する電源7が接続されている。容器12の出口側12
bと入口側12aには、ガス循環路10が接続され、こ
のガス循環路10には送風機9が設けられている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ化学反応によ
り空気等のガスからオゾンを発生させて上下水道の殺菌
・消臭・脱色、工業排水処理の脱臭・脱色、パルプの脱
色、および医療機器の殺菌等を行うためのオゾン発生装
置に関する。
り空気等のガスからオゾンを発生させて上下水道の殺菌
・消臭・脱色、工業排水処理の脱臭・脱色、パルプの脱
色、および医療機器の殺菌等を行うためのオゾン発生装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のオゾン発生装置として、無声放電
式オゾン発生装置について、図3により説明する。オゾ
ン発生装置は円筒形の金属管1内に、金属管1と同芯に
円筒状の誘電体管2を挿入して構成される。誘電体管2
の内面には金属コート3が施され、この金属コート3に
図示しない交流電源から高電圧を印加されて、誘電体管
2と金属管1との放電ギャップにおいて無声放電が発生
する。このような放電ギャップの大きさは一般に1mm
程度が選ばれている。放電ギャップ間には、原料ガス4
として乾燥空気が導入され、そのガスの一部が無声放電
によりオゾン化され、オゾン化ガス5として取り出され
る。
式オゾン発生装置について、図3により説明する。オゾ
ン発生装置は円筒形の金属管1内に、金属管1と同芯に
円筒状の誘電体管2を挿入して構成される。誘電体管2
の内面には金属コート3が施され、この金属コート3に
図示しない交流電源から高電圧を印加されて、誘電体管
2と金属管1との放電ギャップにおいて無声放電が発生
する。このような放電ギャップの大きさは一般に1mm
程度が選ばれている。放電ギャップ間には、原料ガス4
として乾燥空気が導入され、そのガスの一部が無声放電
によりオゾン化され、オゾン化ガス5として取り出され
る。
【0003】オゾン生成の過程は次のようなものであ
る。まず、空気中のガス分子が無声放電により発生した
電子(e)と衝突し、ガス分子は励起状態となる。この
ガス分子が酸素分子(O2)であってかつ励起状態のエ
ネルギーが解離エネルギー以上の場合、酸素分子
(O2)が解離して原子酸素(O)となる。反応式で記
述すると、(1)式のようになる。
る。まず、空気中のガス分子が無声放電により発生した
電子(e)と衝突し、ガス分子は励起状態となる。この
ガス分子が酸素分子(O2)であってかつ励起状態のエ
ネルギーが解離エネルギー以上の場合、酸素分子
(O2)が解離して原子酸素(O)となる。反応式で記
述すると、(1)式のようになる。
【0004】 e+O2 → e+2O (1) 次にOが他のO2と結合して、オゾン(O3)が生成す
る。
る。
【0005】 O+O2+M → O3+M (2) (2)式で、Mはガス中の中性分子を表す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、空気中では
上記の反応以外に、窒素分子(N2)と窒素酸化物(N
O,NO2,NO3,N2O5)の関係する反応があ
る。まず空気中で次のようにしてNOが生成する。
上記の反応以外に、窒素分子(N2)と窒素酸化物(N
O,NO2,NO3,N2O5)の関係する反応があ
る。まず空気中で次のようにしてNOが生成する。
【0007】 e+N2 → e+2N (3) N+O2 → NO+O (4) NOはさらに(5)式によりNO2となる。
【0008】 NO+O3 → NO2+O2 (5) 生成するNO2は(6)式により一部分がNOにもど
る。
る。
【0009】 O+NO2 → NO+O2 (6) ここで、(5)式+(6)式を行うと、左辺と右辺にN
O+NO2が現れるので、これらを消去すると、 O3+O → 2O2 (6′) となり、NOとNO2は保存されたまま、オゾン
(O3)とオゾン生成の元になる原子酸素(O)が、酸
素分子(O2)に変化する。すなわち(6′)式におい
てNO,NO2は触媒的にO3生成を妨害することにな
る。
O+NO2が現れるので、これらを消去すると、 O3+O → 2O2 (6′) となり、NOとNO2は保存されたまま、オゾン
(O3)とオゾン生成の元になる原子酸素(O)が、酸
素分子(O2)に変化する。すなわち(6′)式におい
てNO,NO2は触媒的にO3生成を妨害することにな
る。
【0010】NO2はさらに次式によりNO3になる。
【0011】 NO2+O3 → NO3+O2 (7) 生成するNO3は次式により一部分がNO2にもどる。
【0012】 O+NO3 → O2+NO2 (8) ここで、(7)式+(8)式を行うと、左辺と右辺にN
O+NO2が現れるので、これらを消去すると、 O3+O → 2O2 (8′) となり、NO2とNO3は保存されたまま、オゾン(O
3)とオゾン生成の元になる原子酸素(O)が、酸素分
子(O2)に変化する。すなわち(8′)式においてN
O2,NO3は触媒的にO3生成を妨害することにな
る。
O+NO2が現れるので、これらを消去すると、 O3+O → 2O2 (8′) となり、NO2とNO3は保存されたまま、オゾン(O
3)とオゾン生成の元になる原子酸素(O)が、酸素分
子(O2)に変化する。すなわち(8′)式においてN
O2,NO3は触媒的にO3生成を妨害することにな
る。
【0013】窒素酸化物はほとんどが最終的に(9)式
の右向き矢印により、N2O5となる。
の右向き矢印により、N2O5となる。
【0014】 NO2+NO3+M ←→ N2O5+M (9) (9)式はO3,Oの関与しない反応であるので、
(3)〜(8)式と異なり、もはやオゾン(O3)や、
原子酸素(O)を減少させなくなる。
(3)〜(8)式と異なり、もはやオゾン(O3)や、
原子酸素(O)を減少させなくなる。
【0015】このように、窒素酸化物が生成して行く過
程で、窒素酸化物は触媒的に大量のオゾン(O3)と原
子酸素(O)を減少させ、その結果、オゾン生成の効率
を低減させている。
程で、窒素酸化物は触媒的に大量のオゾン(O3)と原
子酸素(O)を減少させ、その結果、オゾン生成の効率
を低減させている。
【0016】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、窒素酸化物によるオゾン生成の効率低下を
防止し、高効率のオゾン発生装置を提供することを目的
とする。
ものであり、窒素酸化物によるオゾン生成の効率低下を
防止し、高効率のオゾン発生装置を提供することを目的
とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、その間に原料
ガスが導入される対向する一対の電極と、この一対の電
極間に高電圧を印加して一対の電極間に放電空間を形成
し、前記原料ガスによりオゾンと窒素酸化物を生成させ
る電源と、前記一対の電極の下流側に設けられた窒素酸
化物除去機構と、を備えたことを特徴とするオゾン発生
装置である。
ガスが導入される対向する一対の電極と、この一対の電
極間に高電圧を印加して一対の電極間に放電空間を形成
し、前記原料ガスによりオゾンと窒素酸化物を生成させ
る電源と、前記一対の電極の下流側に設けられた窒素酸
化物除去機構と、を備えたことを特徴とするオゾン発生
装置である。
【0018】
【作用】本発明によれば、電源により一対の電極間に高
電圧を印加して一対の電極間に放電空間を形成すること
により、放電空間内でオゾンと窒素酸化物が生成する。
その後、窒素酸化物は、窒素酸化物除去機構によって除
去され、窒素酸化物によるオゾン生成の効率低下を防止
することができる。
電圧を印加して一対の電極間に放電空間を形成すること
により、放電空間内でオゾンと窒素酸化物が生成する。
その後、窒素酸化物は、窒素酸化物除去機構によって除
去され、窒素酸化物によるオゾン生成の効率低下を防止
することができる。
【0019】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1は本発明によるオゾン発生器の一実施
例を示す図である。
て説明する。図1は本発明によるオゾン発生器の一実施
例を示す図である。
【0020】図1に示すように、オゾン発生器は容器1
2を備え、容器12内に対向する一対の電極6a,6b
からなる放電部6と、放電部6の下流側に設けられた窒
素酸化物分解用触媒8とが配設されている。
2を備え、容器12内に対向する一対の電極6a,6b
からなる放電部6と、放電部6の下流側に設けられた窒
素酸化物分解用触媒8とが配設されている。
【0021】また一対の電極6a,6bには、この一対
の電極6a,6b間に高電圧を印加するための高電圧電
源7が接続されている。さらに容器12の入口側および
出口側には、ガス導入口12aおよびガス排出口12b
が各々設けられている。
の電極6a,6b間に高電圧を印加するための高電圧電
源7が接続されている。さらに容器12の入口側および
出口側には、ガス導入口12aおよびガス排出口12b
が各々設けられている。
【0022】またガス導入口12aおよびガス排出口1
2bには、ガス循環路10が接続され、このガス循環路
10にはガス排出口12bからのガスをガス導入口12
a側へ戻すための送風機9が設けられている。
2bには、ガス循環路10が接続され、このガス循環路
10にはガス排出口12bからのガスをガス導入口12
a側へ戻すための送風機9が設けられている。
【0023】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。
用について説明する。
【0024】まず高電圧電源7により高電圧が放電部6
の一対の電極6a,6b間に印加され、容器12内にガ
ス導入口12aから原料ガス(乾燥空気)4が導入され
る。この場合、放電部6を満たす原料ガス4に放電が発
生する。放電中、前述の(1)(2)式の反応によって
原料ガス中にオゾン(O3)が生成する。同時に、
(3)〜(9)式によって、原料ガス中に窒素酸化物も
生成する。前述のように、窒素酸化物は、NO→NO2
→NO3→N2O5のように変化し、この間、窒素酸化
物は触媒的にオゾン(O3)および原子酸素(O)を破
壊する。窒素酸化物がN2O5になると安定し、オゾン
(O3)および原子酸素(O)を破壊することはない。
の一対の電極6a,6b間に印加され、容器12内にガ
ス導入口12aから原料ガス(乾燥空気)4が導入され
る。この場合、放電部6を満たす原料ガス4に放電が発
生する。放電中、前述の(1)(2)式の反応によって
原料ガス中にオゾン(O3)が生成する。同時に、
(3)〜(9)式によって、原料ガス中に窒素酸化物も
生成する。前述のように、窒素酸化物は、NO→NO2
→NO3→N2O5のように変化し、この間、窒素酸化
物は触媒的にオゾン(O3)および原子酸素(O)を破
壊する。窒素酸化物がN2O5になると安定し、オゾン
(O3)および原子酸素(O)を破壊することはない。
【0025】ところで、NOがN2O5に変化するのに
必要な時間は秒単位の時間である(B.Eliasson & U.Kog
elschatz,“Modeling and Applications of Silent Di
scharge Plasma”,Trans. on PLasma Sci.,19,2,309(19
91))。放電部6内のガスはその後、触媒8に送られる。
たとえば、放電部6の長さを10cmとして、ガスの速
度を10m/sとすれば、ガスは10msで放電部6を
通過し、触媒8に導入される。この時間は、窒素酸化物
がNOからN2O5になるまでの時間の1/100であ
るため、オゾン(O3)の減少量はそれ程大きくない。
必要な時間は秒単位の時間である(B.Eliasson & U.Kog
elschatz,“Modeling and Applications of Silent Di
scharge Plasma”,Trans. on PLasma Sci.,19,2,309(19
91))。放電部6内のガスはその後、触媒8に送られる。
たとえば、放電部6の長さを10cmとして、ガスの速
度を10m/sとすれば、ガスは10msで放電部6を
通過し、触媒8に導入される。この時間は、窒素酸化物
がNOからN2O5になるまでの時間の1/100であ
るため、オゾン(O3)の減少量はそれ程大きくない。
【0026】触媒8において、この状態でNO,N
O2,NO3が分解されて取り除かれ、一方オゾンはそ
のまま保存される。触媒8によって窒素酸化物のみが取
除かれた処理ガスの一部は、排出口12bから送風機9
によってガス循環路10を通り、ガス導入口12aから
放電部6に戻される。このように、放電部6をガスが何
度も通るため、単位ガス粒子当たりに対して高い電力が
投入されることになり、高濃度のオゾンが発生する。処
理ガスの残りは、容器12の排出口12bからオゾン化
ガス5として取り出され、このオゾン化ガス5は殺菌等
の処理に用いられる。なお触媒8としては、TiO2等
の光触媒が用いられる。
O2,NO3が分解されて取り除かれ、一方オゾンはそ
のまま保存される。触媒8によって窒素酸化物のみが取
除かれた処理ガスの一部は、排出口12bから送風機9
によってガス循環路10を通り、ガス導入口12aから
放電部6に戻される。このように、放電部6をガスが何
度も通るため、単位ガス粒子当たりに対して高い電力が
投入されることになり、高濃度のオゾンが発生する。処
理ガスの残りは、容器12の排出口12bからオゾン化
ガス5として取り出され、このオゾン化ガス5は殺菌等
の処理に用いられる。なお触媒8としては、TiO2等
の光触媒が用いられる。
【0027】本実施例によれば、触媒8により窒素酸化
物を取り除くことにより、オゾン生成の効率低下を防止
でき、この結果として、オゾン発生装置の効率を高くす
ることができる。
物を取り除くことにより、オゾン生成の効率低下を防止
でき、この結果として、オゾン発生装置の効率を高くす
ることができる。
【0028】次に図2により、本発明の他の実施例につ
いて説明する。図2に示すように、ガス循環路を設ける
代わりに、容器12内に放電部6と触媒8とが直列に多
数配置されている。送風機9により原料ガス4が容器1
2内に導入され、放電部6と触媒8を順次経て、オゾン
化ガス5が取り出される。
いて説明する。図2に示すように、ガス循環路を設ける
代わりに、容器12内に放電部6と触媒8とが直列に多
数配置されている。送風機9により原料ガス4が容器1
2内に導入され、放電部6と触媒8を順次経て、オゾン
化ガス5が取り出される。
【0029】なお、上記各実施例において、窒素酸化物
を除去するため触媒8を用いた例を示したが、触媒8の
代わりに窒素酸化物の吸着材を用いてもよい。吸着材と
しては、シリカゲルや活性アルミナ、ゼオライト等が考
えられる。
を除去するため触媒8を用いた例を示したが、触媒8の
代わりに窒素酸化物の吸着材を用いてもよい。吸着材と
しては、シリカゲルや活性アルミナ、ゼオライト等が考
えられる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば窒
素酸化物を窒素酸化物除去機構によって除去されるの
で、窒素酸化物によるオゾン生成の効率低下を防止する
ことができる。このため高効率のオゾン発生装置を提供
することができる。
素酸化物を窒素酸化物除去機構によって除去されるの
で、窒素酸化物によるオゾン生成の効率低下を防止する
ことができる。このため高効率のオゾン発生装置を提供
することができる。
【図1】本発明によるオゾン発生装置の一実施例を示す
概略図。
概略図。
【図2】本発明によるオゾン発生装置の変形例を示す概
略図。
略図。
【図3】従来のオゾン発生装置を示す概略図。
6 放電部 6a、6b 一対の電極 7 高電圧電源 8 触媒 9 送風機 10 ガス循環路 12 容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/74 53/86 ZAB 53/94 C01B 21/20 B01D 53/36 101 A (72)発明者 達 川 美 紀 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 山 梨 伊知郎 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 安 岡 康 一 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 玉 川 徹 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 金 丸 公 二 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 沖 田 裕 二 東京都府中市晴見町2丁目24番地の1 東 芝エフエーシステムエンジニアリング株式 会社内
Claims (4)
- 【請求項1】その間に原料ガスが導入される対向する一
対の電極と、 この一対の電極間に高電圧を印加して一対の電極間に放
電空間を形成し、前記原料ガスによりオゾンと窒素酸化
物を生成させる電源と、 前記一対の電極の下流側に設けられた窒素酸化物除去機
構と、 を備えたことを特徴とするオゾン発生装置。 - 【請求項2】一対の電極の入口側と窒素酸化物除去機構
の出口側をガス循環路で接続するとともに、このガス循
環路に窒素酸化物除去機構の出口側から一対の電極の入
口側へガスを戻すための送風機を設けたことを特徴とす
る請求項1記載のオゾン発生装置。 - 【請求項3】窒素酸化物除去機構は、窒素酸化物を分解
除去する触媒からなることを特徴とする請求項1記載の
オゾン発生装置。 - 【請求項4】窒素酸化物除去機構は、窒素酸化物を吸着
する吸着材からなることを特徴とする請求項1記載のオ
ゾン発生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6122675A JPH07330310A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | オゾン発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6122675A JPH07330310A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | オゾン発生装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07330310A true JPH07330310A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=14841854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6122675A Pending JPH07330310A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | オゾン発生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07330310A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007187136A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Ooden:Kk | 粒子状物質除去装置及び粒子状物質除去方法 |
US10544045B2 (en) | 2014-09-22 | 2020-01-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Ozone generation system and method for operating same |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP6122675A patent/JPH07330310A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007187136A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Ooden:Kk | 粒子状物質除去装置及び粒子状物質除去方法 |
US10544045B2 (en) | 2014-09-22 | 2020-01-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Ozone generation system and method for operating same |
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