JPH0781904A - 多重円筒型オゾン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電体が設けられた高圧電極に高電圧を印加
し、該高圧電極と接地電極の間に設けたギャップ内に流
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、装置の小型化および高効率化を図るととも
に電極寿命を延ばす。 【構成】 外周面に溝部１７を有し、且つ内周部に冷却
水配管１２が設けられた内側接地電極管１１を容器本体
内に固定して収納する。前記電極管１１の外周部にギャ
ップを介して、両面に誘電体１４が形成された高圧電極
管１３を配設する。前記電極管１３の外周部にギャップ
を介して、外周部が冷却水により冷却される接地電極管
１５を配設する。前記溝部１７にはスペーサ１６を設
け、電極管１３の端部付近における前記電極管１１の外
周面には絶縁体１８ａ，１８ｂを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無声放電を利用した多
重円筒型オゾン発生装置に係り、特に大容量オゾン発生
装置のコンパクト化に有効な電極構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水処理等に一般的に用いられてい
る多重円筒型無声放電式オゾン発生装置の電極構造は図
３のように示される。図３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の内壁にはアルミ蒸着等により高圧電極２
が形成されている。

【０００３】前記ガラス誘電体管１の同軸外周部には所
定長さのギャップを介してステンレス等の金属から成る
接地電極管３が配設されている。接地電極管３の両端に
は原料ガスの入口、出口が形成され、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。ガラス誘電体管１と接地電極管３の間に
は、ステンレス製コイルから成るスペーサ４が設けら
れ、ある一定のギャップを保つ様に構成している。

【０００４】上記のように構成されたオゾン発生装置
は、高圧電極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、ギャップ内に流したガス（空気
等）に含まれる酸素をオゾン化するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】実際に上水処理、下水
処理に使用されるオゾン発生装置は大容量のものが多く
前述のような電極を多数使用することになる。このため
装置が非常に大きなものとなる。これを小型化するため
には放電管に対する投入電力密度を大きくすることが必
要となる。

【０００６】一方、図３の構造ではガラス誘電体管１を
ギャップ中の原料ガスにより片側だけ冷却することにな
る。このため原料ガスの温度が上昇し、オゾン収率が悪
化し、更に電力密度が増加するとガラスの温度が上昇し
熱歪みにより破損する。

【０００７】以上の問題を解決し、オゾン収率を上げ、
オゾン発生装置を小型化するための様々な工夫がされて
きている。しかし、極端な小型化は未だなされていな
い。また、ガラス管の外径の寸法公差は非常に大きく、
これにスペーサを取り付けるため放電ギャップを一定に
保つことは困難であり、また一定の箇所にスペーサ４を
固定することも困難である。

【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、装置の小型化、オゾン発生の高効率化およ
び電極の長寿命化を図った多重円筒型オゾン発生装置を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）外周面
に溝部を有した内側接地電極管を容器本体内に固定して
収納し、前記内側接地電極管の同軸外周部に、互いに異
なる径を有し、両面に誘電体が形成された高電圧印加用
の複数の高圧電極管と、互いに異なる径を有した複数の
接地電極管とを、各々原料ガスを流通させるための所定
長さの放電ギャップを介して交互に配設し、前記内側接
地電極管の溝部と高圧電極管との空隙部にギャップ長を
保持するためのスペーサを設けたことを特徴とし、
（２）前記内側接地電極管の軸方向長さは、前記高圧電
極管の軸方向長さよりも長く構成し、高圧電極管の両端
部付近における内側接地電極管の外側表面に絶縁体を設
けたことを特徴とし、（３）前記複数の接地電極管のう
ち最も外側に配設された接地電極管の外周面および前記
内側接地電極管の内周面に冷却水を通水したことを特徴
とし、（４）前記高圧電極管の誘電体はガラスで構成さ
れていることを特徴としている。

【００１０】

【作用】誘電体は高圧電極の両面に設けられているの
で、複数の放電ギャップが形成されることになり、従来
の装置と同じ体積の容器を用いた場合、より大きな電力
を投入することができる。

【００１１】内側接地電極管は容器本体に固定されると
ともに、内側接地電極管の外周面には溝部を設けている
ので、スペーサの位置は容易に規定されるとともにギャ
ップは正確に保持される。これによって放電ギャップ長
は一様になってオゾン発生効率が高められる。

【００１２】高圧電極管の誘電体がガラス誘電体である
場合、その内側にもギャップおよび内側接地電極管が存
在することになるので、ガラス誘電体の両面を同じよう
に冷却することができる。このためガラス管の熱歪を小
さくでき、ガラス電極の寿命が延びる。

【００１３】内側接地電極管と高圧電極管の長さを変え
て絶縁体を設けることにより、各電極管の金属間の放電
は防止される。

【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。図１において１１は発生容器内の蓋板又は
管板に固定され、収納された内側接地電極管である。こ
の内側接地電極管１１は両端を閉塞したステンレス管か
ら成り、その内部には冷却水配管１２が配設されてい
る。冷却水配管１２の端部は図示のように容器外部に導
出されている。内側接地電極管１１の同軸外周部には所
定長さのギャップを介して、軸方向長さが内側接地電極
管１１の軸方向長さより短い高圧電極管１３が配設され
ている。この高圧電極管１３は肉厚の薄いステンレス管
から成り、その内外両面にはガラスコーティングにより
誘電体１４が形成されている。

【００１５】前記高圧電極管１３の同軸外周部には所定
長さのギャップを介してステンレス製の接地電極管１５
が配設され、その外周部は従来通り冷却水によって冷却
するように構成されている。前記内側接地電極管１１と
高圧電極管１３の間には、ギャップ長を保持するための
スペーサ１６が図示Ａ部のように設けられている。図示
Ａ部の詳細を図１（ｂ）に示す。この図においてスペー
サ１６は、内側接地電極管１１に設けられた溝部１７内
に移動しないように配設されている。

【００１６】前記高圧電極管１３の両端部付近における
内側接地電極管１１の外周面には、金属間の放電を防ぐ
ために絶縁体１８ａ，１８ｂが設けられている。尚高圧
電極管１３の誘電体１４には高周波の高電圧電源が印加
されている。

【００１７】上記のように構成された装置において、誘
電体１４は高圧電極管１３の両面に設けられているの
で、複数の放電ギャップが形成されることになり、従来
の装置と同じ体積の容器を用いた場合、より大きな電力
を投入することができる。またそのときの放電電力密度
を従来通りに抑えることができる。

【００１８】内側接地電極管１１は容器本体に固定され
るとともに、内側接地電極管１１の外周面の溝部１７に
スペーサ１６を設けているので、スペーサ１６の位置は
容易に規定されるとともにギャップは正確に保持され
る。これによって放電ギャップ長は一様になってオゾン
発生効率が高められる。

【００１９】高圧電極管１３の外周だけでなく内周部位
にもギャップおよび内側接地電極管１１が存在すること
になるので、高圧電極管１３のガラス誘電体１４の両面
を同じように且つ安全に冷却することができる。このた
めガラス誘電体管の熱歪みを小さくすることができ、こ
れによってガラス電極の寿命が延びる。また高圧電極管
１３の端部付近における内側接地電極管１１の外表面に
絶縁体１８ａ，１８ｂを設けているので、金属間の放電
は防止される。

【００２０】尚図１の実施例では、電極管１１，１３，
１５が各々１個づつの構成であったが、これに限らず内
側接地電極管１１の同軸外周部に、複数の高圧電極管１
３と複数の接地電極管１５をギャップを介して交互に配
設して構成しても良い。その場合の装置の断面構造は図
２のように示される。図２において図１と同一部分は同
一符号をもって示している。図２のように構成した場合
も前記と同様の作用となり、また一本の電極に同心状に
多数の放電ギャップが形成されることにより、前述した
効果が一層期待できる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、外周面に
溝部を有した内側接地電極管を容器本体内に固定して収
納し、前記内側接地電極管の同軸外周部に、互いに異な
る径を有し、両面に誘電体が形成された高電圧印加用の
複数の高圧電極管と、互いに異なる径を有した複数の接
地電極管とを、各々原料ガスを流通させるための所定長
さの放電ギャップを介して交互に配設し、前記内側接地
電極管の溝部と高圧電極管との空隙部にギャップ長を保
持するためのスペーサを設けるとともに、前記内側接地
電極管の軸方向長さは、前記高圧電極管の軸方向長さよ
りも長く構成し、高圧電極管の両端部付近における内側
接地電極管の外側表面に絶縁体を設け、前記複数の接地
電極管のうち最も外側に配設された接地電極管の外周面
および前記内側接地電極管の内周面に冷却水を通水し、
前記高圧電極管の誘電体をガラスで構成したので、次の
ような優れた効果が得られる。

【００２２】（１）誘電体を高圧電極の両側に設け一本
の電極で複数のギャップを形成することにより従来と同
じ体積の容器を使用してもより大きな電力を投入するこ
とができ、またそのときの放電電力密度を従来通りに抑
えることができる。このため大容量のオゾン発生装置を
小型化することができるとともに、オゾン発生の高効率
化が図れる。

【００２３】（２）誘電体の内側にもギャップ及び接地
電極を設けているので、ガラス誘電体の両面を同じよう
に冷却することができる。このためガラス管の熱歪みを
小さくすることができ、これによりガラス電極の寿命を
延ばすことができる。

【００２４】（３）内側電極を接地することにより誘電
体の両面冷却をより安全に行うことができる。これによ
ってオゾン発生の高効率化が図れる。

【００２５】（４）内側接地電極管にスペーサ固定用の
溝を設けているので、スペーサを任意の場所に固定する
ことができ、ギャップをより正確に維持できる。このた
め放電ギャップを一様にすることができ、オゾン発生効
率が高められる。

【００２６】（５）寸法公差の大きいガラスではなく、
機械加工のできる金属管により放電ギャップの設定が可
能であり、ギャップをより正確に規定できる。

【００２７】（６）高圧電極管と内側接地電極管の長さ
を変えるとともに、内側接地電極管に絶縁体を取り付け
ることにより、構造上当然危惧される金属間の放電を防
ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、（ａ）は装置の断面
略図、（ｂ）は要部詳細を表す説明図。

【図２】本発明の他の実施例を示す断面図。

【図３】従来の無声放電式のオゾン発生装置の一例を示
す断面略図。

【符号の説明】

１１…内側接地電極管 １２…冷却水配管 １３…高圧電極管 １４…誘電体 １５…接地電極管 １６…スペーサ １７…溝部 １８ａ，１８ｂ…絶縁体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に溝部を有した内側接地電極管を
   容器本体内に固定して収納し、前記内側接地電極管の同
   軸外周部に、互いに異なる径を有し、両面に誘電体が形
   成された高電圧印加用の複数の高圧電極管と、互いに異
   なる径を有した複数の接地電極管とを、各々原料ガスを
   流通させるための所定長さの放電ギャップを介して交互
   に配設し、前記内側接地電極管の溝部と高圧電極管との
   空隙部にギャップ長を保持するためのスペーサを設けた
   ことを特徴とする多重円筒型オゾン発生装置。
2. 【請求項２】 前記内側接地電極管の軸方向長さは、前
   記高圧電極管の軸方向長さよりも長く構成し、高圧電極
   管の両端部付近における内側接地電極管の外側表面に絶
   縁体を設けたことを特徴とする請求項１に記載の多重円
   筒型オゾン発生装置。
3. 【請求項３】 前記複数の接地電極管のうち最も外側に
   配設された接地電極管の外周面および前記内側接地電極
   管の内周面に冷却水を通水したことを特徴とする請求項
   １又は２に記載の多重円筒型オゾン発生装置。
4. 【請求項４】 前記高圧電極管の誘電体はガラスで構成
   されていることを特徴とする請求項１又は２又は３に記
   載の多重円筒型オゾン発生装置。