JPH08165106A - 二重管型オゾナイザー - Google Patents
二重管型オゾナイザーInfo
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- JPH08165106A JPH08165106A JP30851194A JP30851194A JPH08165106A JP H08165106 A JPH08165106 A JP H08165106A JP 30851194 A JP30851194 A JP 30851194A JP 30851194 A JP30851194 A JP 30851194A JP H08165106 A JPH08165106 A JP H08165106A
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- JP
- Japan
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- electrode
- voltage electrode
- ozone
- high voltage
- ozonizer
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高圧電極の表面に金属酸化膜を形成して発生オ
ゾン濃度を高める。 【構成】高圧電極の表面を電解研磨もしくは機械研磨に
より清浄化し、従来のような高圧電極表面に付着する異
物を除去して、高圧電極の表面に自然酸化膜としてステ
ンレス鋼の成分を含む金属酸化膜を形成することによ
り、放電が効率よく行なわれ従来と同じ電力の注入で、
高濃度オゾンを発生させることができる。
ゾン濃度を高める。 【構成】高圧電極の表面を電解研磨もしくは機械研磨に
より清浄化し、従来のような高圧電極表面に付着する異
物を除去して、高圧電極の表面に自然酸化膜としてステ
ンレス鋼の成分を含む金属酸化膜を形成することによ
り、放電が効率よく行なわれ従来と同じ電力の注入で、
高濃度オゾンを発生させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として水処理の分野
に用いられる二重管型オゾナイザーに関する。
に用いられる二重管型オゾナイザーに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来用いられている二重管型オゾナイザ
ーの構造を図５の模式断面図に示す。図５（ａ）は、二
重管型オゾナイザーを側面からみ見た断面図であり、図
５（ｂ）は、これと直角な方向からみ見た断面図であ
る。図５（ａ），（ｂ）において、この二重管型オゾナ
イザーは、円筒形のステンレス鋼製の筐体１を有し、筐
体１の内部にステンレス鋼製の円筒形の接地電極２が同
心状に配置され、接地電極２の内面には誘電体層として
例えばガラス３を密着してあり、これら接地電極２，誘
電体層３も両端部が筐体１に固定されている。さらにこ
のオゾン発生管の中心部は、円筒形のステンレス鋼製の
高圧電極４が、ガラス３の表面と放電空間５を隔てて同
心状に配置されており、その一部に取り付けた電源接続
部は筐体１の外部まで延び、ブッシング６を通して高周
波電源７を経て筐体１の一端に接続される。高圧電極４
の両端は矢印で示した冷却水８を流すために、オゾン発
生管内には絶縁チューブ９を被せた細管を設け、これが
筐体１から突出している。また、冷却水８は筐体１の一
部からも流通させ接地電極２を冷却する。高圧電極４は
直径６０ｍｍ，全長１０００ｍｍ，放電空間５は１ｍｍ
である。
ーの構造を図５の模式断面図に示す。図５（ａ）は、二
重管型オゾナイザーを側面からみ見た断面図であり、図
５（ｂ）は、これと直角な方向からみ見た断面図であ
る。図５（ａ），（ｂ）において、この二重管型オゾナ
イザーは、円筒形のステンレス鋼製の筐体１を有し、筐
体１の内部にステンレス鋼製の円筒形の接地電極２が同
心状に配置され、接地電極２の内面には誘電体層として
例えばガラス３を密着してあり、これら接地電極２，誘
電体層３も両端部が筐体１に固定されている。さらにこ
のオゾン発生管の中心部は、円筒形のステンレス鋼製の
高圧電極４が、ガラス３の表面と放電空間５を隔てて同
心状に配置されており、その一部に取り付けた電源接続
部は筐体１の外部まで延び、ブッシング６を通して高周
波電源７を経て筐体１の一端に接続される。高圧電極４
の両端は矢印で示した冷却水８を流すために、オゾン発
生管内には絶縁チューブ９を被せた細管を設け、これが
筐体１から突出している。また、冷却水８は筐体１の一
部からも流通させ接地電極２を冷却する。高圧電極４は
直径６０ｍｍ，全長１０００ｍｍ，放電空間５は１ｍｍ
である。
【０００３】このような構成を持つ装置の放電空間５の
一端から、矢印で示した空気または酸素の原料ガス１０
を供給し、ガス圧を１．５気圧として、高周波電源７に
より接地電極２と高圧電極４の間に電圧を印加すると、
無声放電が生じて放電空間５の他端から、点線の矢印で
示したオゾン１１を発生させることができる。
一端から、矢印で示した空気または酸素の原料ガス１０
を供給し、ガス圧を１．５気圧として、高周波電源７に
より接地電極２と高圧電極４の間に電圧を印加すると、
無声放電が生じて放電空間５の他端から、点線の矢印で
示したオゾン１１を発生させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のオゾン発生装置
に対して、これが用いられる水処理装置の高度化に伴
い、オゾン濃度を高める必要性が増している。オゾン濃
度を高めるには、注入電力を増加させるのが普通である
が、注入電力が一定値を超えると、高圧電極４の加熱に
より温度が上昇し、オゾンが分解されて、オゾン濃度の
低いところでオゾンが飽和してしまい、濃度の高いオゾ
ンを発生させることができないという問題がある。その
原因の一つは、ステンレス鋼製の高圧電極４が加工のま
までは、表面に汚染物質が付着しており、安定な酸化膜
が形成されていないので、放電が十分に行なわれないと
いう点である。
に対して、これが用いられる水処理装置の高度化に伴
い、オゾン濃度を高める必要性が増している。オゾン濃
度を高めるには、注入電力を増加させるのが普通である
が、注入電力が一定値を超えると、高圧電極４の加熱に
より温度が上昇し、オゾンが分解されて、オゾン濃度の
低いところでオゾンが飽和してしまい、濃度の高いオゾ
ンを発生させることができないという問題がある。その
原因の一つは、ステンレス鋼製の高圧電極４が加工のま
までは、表面に汚染物質が付着しており、安定な酸化膜
が形成されていないので、放電が十分に行なわれないと
いう点である。
【０００５】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、高圧電極の表面を清浄にして自然酸
化膜としての金属酸化膜を形成させることにより、安定
な放電を持続し、高濃度のオゾンを発生させることがで
きる二重管型オゾナイザーを提供することにある。
あり、その目的は、高圧電極の表面を清浄にして自然酸
化膜としての金属酸化膜を形成させることにより、安定
な放電を持続し、高濃度のオゾンを発生させることがで
きる二重管型オゾナイザーを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明のオゾナイザーは、高圧電極の表面に金属酸
化膜を形成したものであり、この金属酸化膜は、高圧電
極の表面に電解研磨または機械研磨を行ない、表面を清
浄にした後形成される自然酸化膜である。
めに本発明のオゾナイザーは、高圧電極の表面に金属酸
化膜を形成したものであり、この金属酸化膜は、高圧電
極の表面に電解研磨または機械研磨を行ない、表面を清
浄にした後形成される自然酸化膜である。
【０００７】
【作用】上記の如く、本発明では引き抜き加工などを施
したままのステンレス鋼製の高圧電極表面に形成されて
いる汚染物質を、電解研磨や機械研磨で除去し、自然酸
化膜の形態を非金属酸化膜から安定な金属酸化膜に変え
ることにより、放電時における二次電子の数が増加し放
電柱の径が大きくなり、従来と同一電力を注入しても放
電が安定に維持され、従来に比べて高濃度のオゾンを発
生させることができる。
したままのステンレス鋼製の高圧電極表面に形成されて
いる汚染物質を、電解研磨や機械研磨で除去し、自然酸
化膜の形態を非金属酸化膜から安定な金属酸化膜に変え
ることにより、放電時における二次電子の数が増加し放
電柱の径が大きくなり、従来と同一電力を注入しても放
電が安定に維持され、従来に比べて高濃度のオゾンを発
生させることができる。
【０００８】
【実施例】以下本発明を実施例に基づき説明する。本発
明は図５に示したオゾナイザーの高圧電極４の改善にあ
るので、ここでは高圧電極４の一部を図示して説明す
る。図１（ａ）は高圧電極４の部分断面図であり、高圧
電極４の表面を電解研磨する様子を示すものである。電
解液１２を浸した布１３を、定電圧電源１４の電極１５
（陰極）に固定し、高圧電極４と電源電極１５の間に定
電圧を印加しながら、高圧電極４の表面をなぞると、高
圧電極４を清浄な表面を持つようにすることができる。
例えば、電解液１２に燐酸（Ｈ 3 ＰＯ4 ）を用い、電源
電極１５に−２０Ｖを印加したとき、ステンレス製の高
圧電極４の灰色の表面は、金属光沢を有するまでにな
る。
明は図５に示したオゾナイザーの高圧電極４の改善にあ
るので、ここでは高圧電極４の一部を図示して説明す
る。図１（ａ）は高圧電極４の部分断面図であり、高圧
電極４の表面を電解研磨する様子を示すものである。電
解液１２を浸した布１３を、定電圧電源１４の電極１５
（陰極）に固定し、高圧電極４と電源電極１５の間に定
電圧を印加しながら、高圧電極４の表面をなぞると、高
圧電極４を清浄な表面を持つようにすることができる。
例えば、電解液１２に燐酸（Ｈ 3 ＰＯ4 ）を用い、電源
電極１５に−２０Ｖを印加したとき、ステンレス製の高
圧電極４の灰色の表面は、金属光沢を有するまでにな
る。
【０００９】図１（ｂ）は、以上のように行なわれる電
解の作用を説明するための部分断面図である。高圧電極
４は主にステンレス鋼の引き抜き管を用いているが、そ
の製造過程や組み立て中に、高圧電極４の表面には、油
や塵埃などの汚染物質１６が付着する。このとき高圧電
極４の表面を電解液１２に接触させて、電圧を印加する
と、高圧電極４の表面と汚染物質１６の界面から、高圧
電極４の成分が＋イオンとして溶け出して電源電極１５
側（−）に移行し、汚染物質１６が剥ぎ取られ、その結
果、高圧電極４の表面は、清浄な面として露出するよう
になる。
解の作用を説明するための部分断面図である。高圧電極
４は主にステンレス鋼の引き抜き管を用いているが、そ
の製造過程や組み立て中に、高圧電極４の表面には、油
や塵埃などの汚染物質１６が付着する。このとき高圧電
極４の表面を電解液１２に接触させて、電圧を印加する
と、高圧電極４の表面と汚染物質１６の界面から、高圧
電極４の成分が＋イオンとして溶け出して電源電極１５
側（−）に移行し、汚染物質１６が剥ぎ取られ、その結
果、高圧電極４の表面は、清浄な面として露出するよう
になる。
【００１０】また、高圧電極４の表面を清浄化するに
は、機械的な研磨を行なっても同様な効果を得ることが
できる。図２はその様子をし、図２（ａ）は高圧電極４
を側面から見た部分断面図であり、図２（ｂ）は直角方
向からみた正面図である。図２（ａ），（ｂ）に示す如
く、研磨材１７を高圧電極４に接触させ、高圧電極４を
矢印方向に回転［図２（ｂ）］させながら、研磨材１７
を長手方向［図２（ａ）］に往復移動することにより、
高圧電極４は清浄な表面を得ることができる。例えば、
直径約７０ｍｍ，長さ１０００ｍｍの高圧電極４の表面
を、一様に厚さ０．１ｍｍ研削すると、上記の電解研磨
を行なった場合と同様な金属光沢が得られる。
は、機械的な研磨を行なっても同様な効果を得ることが
できる。図２はその様子をし、図２（ａ）は高圧電極４
を側面から見た部分断面図であり、図２（ｂ）は直角方
向からみた正面図である。図２（ａ），（ｂ）に示す如
く、研磨材１７を高圧電極４に接触させ、高圧電極４を
矢印方向に回転［図２（ｂ）］させながら、研磨材１７
を長手方向［図２（ａ）］に往復移動することにより、
高圧電極４は清浄な表面を得ることができる。例えば、
直径約７０ｍｍ，長さ１０００ｍｍの高圧電極４の表面
を、一様に厚さ０．１ｍｍ研削すると、上記の電解研磨
を行なった場合と同様な金属光沢が得られる。
【００１１】図３は、以上のようにして表面を清浄化し
た高圧電極４と、ガラス３を密着した接地電極２との間
の放電空間５における放電状態を示した部分断面図であ
る。図３（ａ）に本発明の場合、図３（ｂ）には比較の
ために従来の場合を示した。ステンレス鋼の表面は酸化
されており、図３（ａ），（ｂ）ともに放置中に自然酸
化膜１８が形成されるが、これらの性状は両者で異な
る。前述のように、高圧電極４は主にステンレス鋼の引
き抜き管を用いるが、加工のままの図３（ｂ）では、表
面に油や塵埃などが付着し、それらが結晶粒界に入り込
み、加工後の表面に形成される自然酸化膜１８の成分
は、主に炭素と酸素の化合物である。これに対して、高
圧電極４の表面を電解研磨、または機械研磨して清浄な
面を露出した本発明の場合、即ち図３（ａ）の自然酸化
膜１８は、ステンレス鋼の主要成分である鉄、クロム、
ニッケルの金属酸化物から形成される。
た高圧電極４と、ガラス３を密着した接地電極２との間
の放電空間５における放電状態を示した部分断面図であ
る。図３（ａ）に本発明の場合、図３（ｂ）には比較の
ために従来の場合を示した。ステンレス鋼の表面は酸化
されており、図３（ａ），（ｂ）ともに放置中に自然酸
化膜１８が形成されるが、これらの性状は両者で異な
る。前述のように、高圧電極４は主にステンレス鋼の引
き抜き管を用いるが、加工のままの図３（ｂ）では、表
面に油や塵埃などが付着し、それらが結晶粒界に入り込
み、加工後の表面に形成される自然酸化膜１８の成分
は、主に炭素と酸素の化合物である。これに対して、高
圧電極４の表面を電解研磨、または機械研磨して清浄な
面を露出した本発明の場合、即ち図３（ａ）の自然酸化
膜１８は、ステンレス鋼の主要成分である鉄、クロム、
ニッケルの金属酸化物から形成される。
【００１２】金属酸化物は、一般に純金属より仕事関数
が小さいので、放電中に酸素イオンの衝突で陰極から発
生する二次電子の数が増加する。したがって、放電柱１
９の径は図３（ａ）の方が図３（ｂ）より大きく、同一
電力を注入しても放電が安定に維持され、本発明の場合
は従来に比べて高濃度のオゾンを発生させることができ
る。
が小さいので、放電中に酸素イオンの衝突で陰極から発
生する二次電子の数が増加する。したがって、放電柱１
９の径は図３（ａ）の方が図３（ｂ）より大きく、同一
電力を注入しても放電が安定に維持され、本発明の場合
は従来に比べて高濃度のオゾンを発生させることができ
る。
【００１３】図４は、本発明のオゾナイザーを用いたと
きのオゾン濃度の増加を示す線図であり、横軸は電力密
度相対値、縦軸をオゾン濃度で表わし、比較のために従
来のオゾナイザーを用いた場合も併記してある。図４中
の△でプロットした曲線が高圧電極４の電解研磨、□で
プロットした曲線が同じく機械研磨、○でプロットした
曲線が従来の未処理のままであることを示している。
きのオゾン濃度の増加を示す線図であり、横軸は電力密
度相対値、縦軸をオゾン濃度で表わし、比較のために従
来のオゾナイザーを用いた場合も併記してある。図４中
の△でプロットした曲線が高圧電極４の電解研磨、□で
プロットした曲線が同じく機械研磨、○でプロットした
曲線が従来の未処理のままであることを示している。
【００１４】図４から、高圧電極４が未処理の場合は、
電力を増加してもオゾン濃度は飽和する傾向にあり、同
じ高圧電極４を電解研磨することにより、最大電力密度
で１２％オゾン濃度を増大することができ、また同じ高
圧電極４を機械研磨した場合も、電解研磨と殆ど同じオ
ゾン濃度が得られることがわかる。オゾン発生量が最大
１２％も増加することは、オゾナイザーの使用本数が１
２％減少されることであり、例えば、６００本のオゾナ
イザーを必要とする装置では、オゾナイザーを７２本も
減らすことができるので、本発明により装置全体の小型
化に寄与する。
電力を増加してもオゾン濃度は飽和する傾向にあり、同
じ高圧電極４を電解研磨することにより、最大電力密度
で１２％オゾン濃度を増大することができ、また同じ高
圧電極４を機械研磨した場合も、電解研磨と殆ど同じオ
ゾン濃度が得られることがわかる。オゾン発生量が最大
１２％も増加することは、オゾナイザーの使用本数が１
２％減少されることであり、例えば、６００本のオゾナ
イザーを必要とする装置では、オゾナイザーを７２本も
減らすことができるので、本発明により装置全体の小型
化に寄与する。
【００１５】
【発明の効果】オゾンの強い酸化力を利用して排水を高
度処理する際、効率よく行なうためには高濃度のオゾン
を用いる必要があるが、オゾナイザーの注入電力を増す
のでは濃度の高いオゾンを発生させることができず、こ
れに対して本発明は、二重管型オゾナイザーのステンレ
ス鋼製の高圧電極表面に、電解研磨または機械研磨を施
して清浄にし、自然酸化膜としての金属酸化膜が形成さ
れるようにしたため、高圧電極表面には従来のような加
工に伴う異物が介在することなく、従来と同一電力で高
濃度オゾンが得られ、その発生量も増大するので装置全
体を小型にすることができ、高度水処理に適しており、
製造コストも低下するという効果も生ずる。
度処理する際、効率よく行なうためには高濃度のオゾン
を用いる必要があるが、オゾナイザーの注入電力を増す
のでは濃度の高いオゾンを発生させることができず、こ
れに対して本発明は、二重管型オゾナイザーのステンレ
ス鋼製の高圧電極表面に、電解研磨または機械研磨を施
して清浄にし、自然酸化膜としての金属酸化膜が形成さ
れるようにしたため、高圧電極表面には従来のような加
工に伴う異物が介在することなく、従来と同一電力で高
濃度オゾンが得られ、その発生量も増大するので装置全
体を小型にすることができ、高度水処理に適しており、
製造コストも低下するという効果も生ずる。
【図１】本発明のオゾナイザーに用いる高圧電極を示
し、（ａ）は電解研磨の様子を示す部分断面図、（ｂ）
は電解研磨の作用を説明する部分断面図
し、（ａ）は電解研磨の様子を示す部分断面図、（ｂ）
は電解研磨の作用を説明する部分断面図
【図２】本発明のオゾナイザーに用いる高圧電極を示
し、（ａ）は機械研磨の様子を側面からみた部分断面
図、（ｂ）はこれと直角方向からみ見た正面図
し、（ａ）は機械研磨の様子を側面からみた部分断面
図、（ｂ）はこれと直角方向からみ見た正面図
【図３】オゾナイザーの放電空間と放電柱を示し、
（ａ）は本発明の場合、（ｂ）は従来の場合を表わす部
分断面図
（ａ）は本発明の場合、（ｂ）は従来の場合を表わす部
分断面図
【図４】本発明のオゾナイザーと従来のオゾナイザーと
の比較で示した電力とオゾン濃度との関係線図
の比較で示した電力とオゾン濃度との関係線図
【図５】従来のオゾナイザーの要部構成を示し、（ａ）
は側面からみ見た断面図、（ｂ）はこれと直角な方向か
らみ見た断面図
は側面からみ見た断面図、（ｂ）はこれと直角な方向か
らみ見た断面図
１ 筐体 ２ 接地電極 ３ ガラス ４ 高圧電極 ５ 放電空間 ６ ブッシング ７ 高周波電源 ８ 冷却水 ９ 絶縁チューブ １０ 原料ガス １１ オゾン １２ 電解液 １３ 布 １４ 定電圧電源 １５ 電極 １６ 汚染物質 １７ 研磨材 １８ 自然酸化膜 １９ 放電柱
Claims (3)
- 【請求項１】内面に誘電体が密着した円筒形の接地電極
と、この接地電極に放電空間を隔てて接地電極と同心状
に設置した円筒形の高圧電極を有し、これら両電極間に
交流電圧を印加して原料ガスをオゾン化する二重管型オ
ゾナイザーであって、前記高圧電極は表面に形成された
金属酸化膜を有することを特徴とする二重管型オゾナイ
ザー。 - 【請求項２】請求項１記載の二重管型オゾナイザーにお
いて、金属酸化膜は電解研磨した高圧電極表面に形成さ
れる自然酸化膜であることを特徴とする二重管型オゾナ
イザー。 - 【請求項３】請求項１記載の二重管型オゾナイザーにお
いて、金属酸化膜は機械研磨した高圧電極表面に形成さ
れる自然酸化膜であることを特徴とする二重管型オゾナ
イザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30851194A JP3533538B2 (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 二重管型オゾナイザー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30851194A JP3533538B2 (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 二重管型オゾナイザー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08165106A true JPH08165106A (ja) | 1996-06-25 |
| JP3533538B2 JP3533538B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=17981912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30851194A Expired - Fee Related JP3533538B2 (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 二重管型オゾナイザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3533538B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005080264A1 (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-01 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | オゾン発生装置およびオゾン発生方法 |
| CN102531097A (zh) * | 2012-01-18 | 2012-07-04 | 苏州大学 | 水膜混合放电反应器 |
-
1994
- 1994-12-13 JP JP30851194A patent/JP3533538B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005080264A1 (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-01 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | オゾン発生装置およびオゾン発生方法 |
| US7382087B2 (en) | 2004-02-25 | 2008-06-03 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Ozone generator system and ozone generating method |
| CN102531097A (zh) * | 2012-01-18 | 2012-07-04 | 苏州大学 | 水膜混合放电反应器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3533538B2 (ja) | 2004-05-31 |
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