JPH07330310A - オゾン発生装置 - Google Patents
オゾン発生装置Info
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- 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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- ozone
- ozone generator
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Treating Waste Gases (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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