JPH08217413A - オゾン発生装置及びオゾン発生装置付脱臭装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、オゾン発生率の低下を抑さ
え、発生したオゾンがオゾン発生装置の放電電極の放電
領域に接触する確率を低くしてオゾンから酸素への還元
反応を起こりにくくし、結果としてオゾン発生効率を向
上したオゾン発生装置及びオゾン発生装置付き脱臭装置
を提供するものである。 【構成】組をなす電極の一方の放電電極１をセラミック
製誘電体２の表面に長手棒状に配置し、放電電極１は端
子１〓に接続させ、他方の誘電電極３は誘電体２内に埋
設させて端子３ａに接続させ、放電電極１と誘電電極３
を交差するように対向配置させた両電極に変動電圧を印
加させ、無声放電を発生させる装置であって、放電電極
１の長手方向に対して垂直に臭気気体を吹き付けるよう
にしたオゾン発生装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オゾンを発生させるオ
ゾン発生装置、特に装置のオゾン発生の効率化を図った
オゾン発生装置及びオゾン発生装置付き脱臭装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、オゾン発生装置は、誘電体を介
して並設させた電極体間に高圧を加え無声放電を発生さ
せ、この無声放電部で無声放電を発生している空間に酸
素を含むガスを通過させ、酸素分子を放電エネルギーに
より解離させて原子状酸素とし、さらに、この原子状酸
素と酸素分子とを結合させてオゾンを生成させるのもで
あり、その放電構造から円筒型と平行平板型に大別され
る。

【０００３】円筒形オゾン発生装置は、外側に金属円筒
を配して設置電極とし、数ミリメートルの空隙を持たせ
て内側に誘電体の円筒を挿入し、誘電体円筒の内面は導
電性物質を付着させて高電圧電極とし、これらをガラス
管内に封止し放電管を構成し前記高電圧電極に数キロボ
ルト〜十数キロボルトの交流電圧を加え、前記空隙で無
声放電を生じさせ、この空隙に乾燥空気または酸素を送
り込みオゾン化して使用に供するものである。

【０００４】しかし、放電管を構成するガラス間の偏心
公差が大きく、しかもこれと対向する金属管の径を選択
するうえで公称寸法に限度があるため、均一でかつ任意
の放電空隙を形成することは困難であり、一般には１〜
数〓〓放電空隙が偏心し、１０〜２０ｋＶの高圧を印加
しないと一様な放電が得られない。そのため、ガラス管
の絶縁破壊がしばしば起こり、信頼性に欠ける。

【０００５】一方、平行平板型オゾン発生装置は、低圧
電極を埋設した誘電体と高圧電極即ち放電電極を埋設し
た誘電体を放電空隙を介して対向配置し、これら両電極
間に交流電源より高電圧を印加して無声放電を発生させ
るとともに、放電空隙に酸素を含むガスを流通させてオ
ゾンを生成させるものである。

【０００６】ところで、このようなオゾン発生装置にお
けるオゾン発生反応において、オゾン生成に寄与するエ
ネルギーは、全放電エネルギーの数％で、その他は全て
熱エネルギーに変換され、誘電体、原料ガス及び生成オ
ゾンの温度を上昇させる。この誘電体の温度上昇は誘電
体のｔａｎδの増大や絶縁破壊電圧の低下を来し、ま
た、原料ガス及び生成オゾンの温度上昇はオゾンの分解
を増長させ、オゾン発生率を低下させる原因となる。

【０００７】従って、前記無声放電により発生する熱を
速やかに除去することは非常に重要であり、空気の気体
で放電による加熱部分の熱を除去する対策として、例え
ば、特開昭５７−１１９８１８号公報に（以下先行例１
と称する）に開示されたような装置が知られている。

【０００８】第６図に示すように、先行例１の装置は、
低圧電極２７，２９は、２枚の皿状に形成された低電圧
電極２８ａ、２８ｂをお互いに接合することによって中
空状に構成され、これらの上下に閉塞部材３９が設けら
れている。３２、３３はこの低電圧電極２７の中空部分
に冷却水Ｗを流通させるための給水管及び配水管であ
る。

【０００９】一方、高圧電極３４は誘電体３５内に埋設
されるとともに、その一部より高圧電極口出線３６が外
部に引き出され、更に誘電体３５の上下には、放電空隙
３７を保持するため、誘電体３５と同一材質からなるス
ペーサ３８が設けられている。

【００１０】従って、先行例１のオゾン発生装置によれ
ば、両電極２７、３４間に交流電源２６より高電圧を印
加して無声放電を発生させるとともに、放電空隙３７に
酸素を含むガスを流通させることにより、オゾンが生成
され、且つこの際発生した熱は、低圧電極２７の中空部
内を流通する冷却水によって速やかに冷却されるため、
誘電体、原料ガス及び生成オゾンの温度上昇を防止し、
この温度上昇に起因する誘電体のｔａｎδの増大や絶縁
破壊電圧の低下、及びオゾン収率の低下を防ぐことがで
きる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オゾン
発生量は、放電電源の周波数に比例することが知られて
おり、大容量化のために高周波が用いられる。高周波電
源を用いて単位面積当りのオゾン発生量を多くすれば、
単位面積当りの放電電力が増すため放電空間の温度が高
くなり、生成したオゾンを分解する反応が進み電力量あ
たりのオゾン発生量が低下する。

【００１２】そのため、先行例１のオゾン発生装置のよ
うに、冷却機構をを別個に設けるなどし、電極部の発熱
を抑えるような工夫がなされているが、冷却水を循環さ
せると配管が必要になり、構造が複雑になり装置自体を
小型及び簡略化することが困難であった。

【００１３】また、従来のオゾン発生装置では、オゾン
発生装置の電極構造に対し空気流通方向が放電電極に平
行または沿った方向であり、この方向に空気を流すと、
発生したオゾンが最も温度の高くなる放電領域に接触す
る確率が高くなるため、オゾンから酸素への還元反応が
起こりやすくなり、結果としてオゾン発生効率を低下さ
せる原因となっていた。

【００１４】本発明の目的は、以上のような従来の欠点
を解決し、発生したオゾンがオゾン発生装置の電極に接
触する確率を低くしてオゾンから酸素への還元反応を起
こりにくくし、オゾン発生効率を向上させ、結果として
オゾン発生装置を小型・簡略化したオゾン発生装置及び
オゾン発生装置付き脱臭装置を提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によると、酸素を
含んだ気体をオゾン発生装置の無声放電部を通過するよ
うにしたオゾン発生装置において、無声放電層の放電電
極の長手方向に対し、垂直方向に気体を吹きつける供給
口と、この供給口に対し対向する位置に、放電電極の長
手方向に対し垂直方向に気体を吸引する吸引口とを設け
たことにより、オゾン発生装置の放電電極の長手方向に
対し、垂直な方向に気体が流れ、結果として上記目的が
達成される。

【００１６】

【作用】本発明は、上記構成により、放電電極と誘電電
極が対向する区間において、誘電体と放電電極が接する
両側の根元付近で無声放電が発生し、酸素を含む気体が
無声放電発生部分を通過することによって、酸素分子を
放電エネルギーにより解離させて原子状酸素とし、さら
に、この原子状酸素と酸素分子とを結合させてオゾンを
生成させる。

【００１７】また、放電電極に気体が直接的に接するこ
とによって、気体と放電電極間の熱伝導を良好にし、放
電電極での温度上昇を抑えるため、冷却装置としても機
能する。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。なお、各図において、１は放電電極、２は
セラミック製誘電体、３は誘電電極、９は空気の流れ、
５は臭気気体供給機、６は吸気口７に連絡された吸引ブ
ロアを示している。

【００１９】第１図は、本発明実施例の基本構成を示
し、オゾン発生の原理と気体の流れを示したオゾン発生
装置上の空気流動状態図である。本実施例における動作
について説明する。本図において、無声放電を発生させ
組をなす電極の一方の放電電極１はセラミック製誘電体
２の表面に長手棒状に配置し、放電電極１は端子１〓に
接続されている、他方の誘電電極３は誘電体２内に埋設
させて端子３ａに接続されている。なお、誘電電極３は
誘電体２に埋設させずに、図示していないが誘電体２の
裏面に誘電電極３を配置してもよい。

【００２０】また、図示はしていないが、誘電体２の裏
面には冷却媒体が接するように配設してもよい。放電電
極１及び誘電電極３に印加する変動電圧としては、商用
周波数又はこれより高い周波数の交流電圧、三角交流電
圧、のこぎり歯状交流電圧、矩形波交流電圧、繰り返し
パルス電圧を用いることができる。なお、印加電圧は立
ち上がりの著しいパルス電圧を使用することが、無声放
電を均一に発生するのに最適である。無声放電は、放電
電極１と誘電電極３との交差対向する放電電極１の両側
の根元部分（放電領域４）で発生する。

【００２１】本図において、酸素を含む気体は供給機５
により供給口７から供給され、供給された気体を放電電
極１の無声放電領域４に対して垂直方向に流すための流
路制御用ダクト１０に送られ、流路制御用ダクト１０か
ら供給された前記気体は前記放電電極１の無声放電領域
４に直接に吹きつけられ、この部分で放電電極１に拡散
して無声放電層から離脱し、このとき、放電電極１の側
面で複雑に拡散されオゾンを生成する。送風されたオゾ
ン化気体は供給口７に対向する位置に配設された吸気口
８からブロワにより強制的に吸引されるように流路を制
御される。そして、対向配置された吸気口８の出口から
オゾン化気体が強制的に噴出される。

【００２２】第２図は本発明のオゾン発生装置の断面図
であり、放電電極１と誘電電極３の位置関係及び流路制
御用ダクト１０の形状を示した図である。本実施例にお
いて、誘電電極３はセラミック誘電体２に埋設されてお
り、放電電極１はセラミック誘電体２上に設置されてお
り、セラミック誘電体２上に流路制御用ダクト１０が配
設されている。なお、図示していないが誘電電極３はセ
ラミック誘電体２の放電電極１の反対側である下面に対
向配置してもよい。また、放電電極１の断面形状は、図
示していないが半楕円形や三角形のような形状にして気
体の拡散を促進する形状にするのが好ましい。

【００２３】第３図は本発明の別の形態を示すオゾン発
生装置で、流路制御用ダクト１０の断面形状を無声放電
部で絞り込んだ図である。本実施例において、酸素を含
む気体は供給機５により供給口７から供給され、流路制
御用ダクト１０に送られて放電電極１の無声放電領域４
に対し垂直方向に流され、流路制御用ダクト１０の中間
部の断面形状の面積を供給口７より小さくして絞り込ん
だ前記放電電極１の根元付近の無声放電領域４に直接に
吹きつけられる。

【００２４】そして、このオゾン発生部分では、「流体
の連続の法則 Ｑ＝Ａ〓Ｖ〓＝Ａ〓Ｖ〓 Ｑ：気体の流量 Ａ〓，Ａ〓：流体の断面積 Ｖ〓，Ｖ〓：流体の速度 連続して流れる流体においては、断面積と流速は反比例
し、流量は断面積にかかわらず一定である。」を利用し
ており、供給口７のダクトの断面積よりオゾン発生部分
の断面積を小さくしたとき、単位時間に通過する酸素分
子が増えるため、酸素分子は無声放電領域４に接する量
を増加させ、酸素分子を放電エネルギーにより解離させ
て発生する原子状酸素が増加し、原子状酸素と酸素分子
とを結合させて生成されるオゾンの量が増加することの
よってオゾン発生効率を上げることができる。また、放
電電極１への気体の流量速度が増すため熱伝導効率が増
すため冷却効率が向上する。

【００２５】第４図は、本発明の別の形態を示すオゾン
発生装置で、流路制御用ダクト１０の断面形状を無声放
電部で絞り、それを両側に設けた図である。本実施例に
おいて、酸素を含む気体は供給機５により供給口７から
供給され、流路制御用ダクト１０に送られて放電電極１
の無声放電領域４に対し垂直方向に流され、放電電極１
の無声放電領域４に直接吹きつけられる。そして、この
部分においてダクトの断面形状の面積を供給口７より小
さくしたものであり、これの両側に無声放電部と流路制
御用ダクト１０を対設させたものである。

【００２６】第５図は本発明の別の形態を示すオゾン発
生装置で、流路制御用ダクト１０の断面において隔壁を
設け気体を分割し整流した図である。本実施例におい
て、酸素を含む気体は供給機５により供給口７から供給
され、流路制御用ダクト１０に送られて放電電極１の無
声放電領域４に対し垂直方向に流される。流路制御用ダ
クト１０内において、隔壁１１，１２，１３を気体の流
れ方向に対して平行に並設し、この隔壁によって気体の
流れ９を小気体流９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの四つに分割
させ、小流路１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ内の放電
電極１の無声放電領域４に、整流させた気流を吹き付け
るようにしたものである。

【００２７】第５図のように、隔壁１１、１２、１３を
設けて気体の流れ９を分割し、整流することによって、
オゾン生成後の気体の拡散範囲を狭くすることができ
る。これにより、生成されたオゾンは速やかに、吸気口
８に送風され、オゾンの分解を抑さえることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、オゾン
発生装置の放電時において、放電電極の長手方向に対
し、垂直な方向に酸素を含んだ気体を流すことを特徴と
する。

【００２９】この構成により、コロナ放電により発生し
たオゾンが、電極の放電領域に接触する確率が低くなる
ため、発生したオゾンから酸素への還元反応を起こりに
くくなり、結果としてオゾン発生効率を向上することが
できる。更に、放電電極の長手方向に対して垂直方向に
気体を流すことにより、空気の放電電極への接触する確
率が高くなるため、結果として放電電極の冷却効率が向
上することができる。

【００３０】また、オゾン発生装置を設けた脱臭装置に
おいて、気体として臭気気体を流すことにより、発生し
たオゾンが効率よく臭気気体と反応し、結果として臭気
気体の脱臭効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明のオゾン発生装置上の空気流動状態
図

【図２】は、本発明のオゾン発生装置の断面図

【図３】は、本発明の流速を制御した場合のオゾン発生
装置の断面図

【図４】は、本発明の流速を制御し積層した場合のオゾ
ン発生装置の断面図

【図５】は、本発明の気体を多分割し整流した場合のオ
ゾン発生装置の断面図

【図６】は、従来のオゾン発生装置の断面図

【符号の説明】

１．放電電極 ２．セラミック生誘電体 ３．誘電電極 ４．放電領域 ５．気体供給機 ６．吸引ブロア ７．供給口 ８．吸気口 ９．気体の流れ １０．流路制御用ダクト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘電体を介して棒状の放電電極と誘電電極
   を対向配置し、両電極間に高圧電圧を印加し前記放電電
   極で無声放電させるとともに、沿面放電層に酸素を含む
   気体を流通さてオゾンを生成するオゾン発生装置におい
   て、前記気体を前記棒状放電電極に供給する方向と、前
   記電極を通過してオゾン化した気体を噴出させる方向
   を、共に前記棒状放電電極の長手方向に垂直としたこと
   を特徴とするオゾン発生装置
2. 【請求項２】前記気体を臭気気体とし、悪臭空気中の悪
   臭ガス成分を分解除去することを特徴とする請求項１に
   記載のオゾン発生装置付きオゾン脱臭装置