JPH0822725B2 - オゾン発生装置およびその作動法 - Google Patents
オゾン発生装置およびその作動法Info
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- JPH0822725B2 JPH0822725B2 JP61141548A JP14154886A JPH0822725B2 JP H0822725 B2 JPH0822725 B2 JP H0822725B2 JP 61141548 A JP61141548 A JP 61141548A JP 14154886 A JP14154886 A JP 14154886A JP H0822725 B2 JPH0822725 B2 JP H0822725B2
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- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/10—Preparation of ozone
- C01B13/11—Preparation of ozone by electric discharge
- C01B13/115—Preparation of ozone by electric discharge characterised by the electrical circuits producing the electrical discharge
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高圧変圧器の２次側端子に接続された２つ
の電極が固体誘電体およびガス区間により分離されてい
るオゾン発生器を有し、かつこのオゾン発生器の給電系
の途中に給電系の容量負荷を補償する補償チヨークが挿
入されているオゾン発生装置に関する。
の電極が固体誘電体およびガス区間により分離されてい
るオゾン発生器を有し、かつこのオゾン発生器の給電系
の途中に給電系の容量負荷を補償する補償チヨークが挿
入されているオゾン発生装置に関する。
本発明の前記上位概念は、例えば西ドイツ国特許公開
明細書第2111041号から明白なように公知技術に属する
ものと見做される。
明細書第2111041号から明白なように公知技術に属する
ものと見做される。
従来の技術 高性能の工業用オゾン発生装置にはもつぱら２つの給
電法が挙げられる： −商用周波数を使用する給電（50または60Hz） −中間周波数を使用する給電（200〜2000Hz） 商用周波数を使用する給電は、小さい電力密度ｑ（有
効面積当り電力）がオゾン発生器に適用可能であるにす
ぎず、極めて簡単であり、かつ原理的に調節変圧器およ
び高圧変圧器より成るにすぎない。オゾン発生器の入力
が、電圧を変動させることにより変更されることができ
る。
電法が挙げられる： −商用周波数を使用する給電（50または60Hz） −中間周波数を使用する給電（200〜2000Hz） 商用周波数を使用する給電は、小さい電力密度ｑ（有
効面積当り電力）がオゾン発生器に適用可能であるにす
ぎず、極めて簡単であり、かつ原理的に調節変圧器およ
び高圧変圧器より成るにすぎない。オゾン発生器の入力
が、電圧を変動させることにより変更されることができ
る。
中間周波数で給電されるオゾン発生器の場合、商用電
圧が制御形整流器で直流に変換されかつ引続き逆変換器
を使用し中間周波数を有する方形波電流に変換される。
その後に、相応する電圧を有するこの電流が、高圧変圧
器を使用し、オゾン発生器の作動に所要の価に変圧され
る。整流器および逆変換器間の直流チヨークが、蓄電器
として、および低周波部および中間周波部間の分離部と
して役立つ。殊に、西ドイツ国特許明細書第2525059号
（特許請求の範囲第１項）には、オゾン発生器に不断に
方形波電流を加えるため、直流チヨークが極めて大きい
インダクタンスを有する必要がある旨示唆されている、
それというものこのことがオゾン収率に有利に作用する
からである。オゾン発生器の入力は、直流の変更、周波
数の変更、方形波幅（パルス幅）の変更、または前記の
価の組合せにより変更されることができる。
圧が制御形整流器で直流に変換されかつ引続き逆変換器
を使用し中間周波数を有する方形波電流に変換される。
その後に、相応する電圧を有するこの電流が、高圧変圧
器を使用し、オゾン発生器の作動に所要の価に変圧され
る。整流器および逆変換器間の直流チヨークが、蓄電器
として、および低周波部および中間周波部間の分離部と
して役立つ。殊に、西ドイツ国特許明細書第2525059号
（特許請求の範囲第１項）には、オゾン発生器に不断に
方形波電流を加えるため、直流チヨークが極めて大きい
インダクタンスを有する必要がある旨示唆されている、
それというものこのことがオゾン収率に有利に作用する
からである。オゾン発生器の入力は、直流の変更、周波
数の変更、方形波幅（パルス幅）の変更、または前記の
価の組合せにより変更されることができる。
２つの給電法の欠点は、オゾン発生器の不良な力率
（cos＝0.4……0.5）に帰因し、従つて給電系が大形
化されなければならないことになる。場合により、不良
な力率の回路への作用が、必要に応じ回路側で補償する
ことにより低減されることができる。
（cos＝0.4……0.5）に帰因し、従つて給電系が大形
化されなければならないことになる。場合により、不良
な力率の回路への作用が、必要に応じ回路側で補償する
ことにより低減されることができる。
交流電源の電極に接続された２つの電極が固体誘電体
およびガス区間により相互に分離されているもう１つの
オゾン発生装置（西ドイツ国特許公開明細書第2122041
号）の場合、交流電源および電極間にインダクタンスが
挿入されるが、このインダクタンスの価は、１方でこの
インダクタンスと固体誘電体の容量とが結合して形成さ
れた振動回路の固有周波数が交流電源の作動周波数を下
廻るが、しかし他方でこのインダクタンスが、これが誘
電体およびガス区間より成る有列回路により形成された
容量とともに、その固有周波数が交流電源の作動周波数
を上廻る振動回路を形成するように配分されている。
およびガス区間により相互に分離されているもう１つの
オゾン発生装置（西ドイツ国特許公開明細書第2122041
号）の場合、交流電源および電極間にインダクタンスが
挿入されるが、このインダクタンスの価は、１方でこの
インダクタンスと固体誘電体の容量とが結合して形成さ
れた振動回路の固有周波数が交流電源の作動周波数を下
廻るが、しかし他方でこのインダクタンスが、これが誘
電体およびガス区間より成る有列回路により形成された
容量とともに、その固有周波数が交流電源の作動周波数
を上廻る振動回路を形成するように配分されている。
この方法で、相応に大きいインダクタンスを挿入する
ことにより、点弧状態における装置の固有周波数が作動
周波数よりも低く、かつ生じる高調波成分が著るしく低
減されることが達成される。従つて、加えられた交流電
圧の１サイクル内で、オゾン発生器の容量が合計２回変
動し、その場合装置の固有周波数が作動周波数を１回下
廻りかつ１回上廻る。インダクタンスが適当に形成され
た場合、高圧電源の電圧を著るしく上回り、場合により
その２倍の値を上廻ることさえあるオゾン発生器電圧が
得られ、かつこの場合ほぼ正弦波形の電流が生じる。電
流中の高調波がほぼ完全に消失し、かつ高圧電源の適当
な負荷が得られる。
ことにより、点弧状態における装置の固有周波数が作動
周波数よりも低く、かつ生じる高調波成分が著るしく低
減されることが達成される。従つて、加えられた交流電
圧の１サイクル内で、オゾン発生器の容量が合計２回変
動し、その場合装置の固有周波数が作動周波数を１回下
廻りかつ１回上廻る。インダクタンスが適当に形成され
た場合、高圧電源の電圧を著るしく上回り、場合により
その２倍の値を上廻ることさえあるオゾン発生器電圧が
得られ、かつこの場合ほぼ正弦波形の電流が生じる。電
流中の高調波がほぼ完全に消失し、かつ高圧電源の適当
な負荷が得られる。
公知技術で備えられた、電源の容量負荷の補償は、比
較的小さい電力密度範囲内で有効であるにすぎない。さ
らに、提案された大きさのインダクタンスが整流給電形
オゾン発生器の場合有効に機能しない。
較的小さい電力密度範囲内で有効であるにすぎない。さ
らに、提案された大きさのインダクタンスが整流給電形
オゾン発生器の場合有効に機能しない。
発明が解決しようとする問題点 本発明の根底をなす課題は、特許請求の範囲から明白
なように、前述の、とくに西ドイツ国特許公開明細書第
2111041号による現技術水準から出発し、作動を広い電
力密度範囲内で可能にし、高い周波数における力率の改
善を可能にし、かつ経済的な逆変換器の使用を可能にす
るオゾン発生装置およびその作動法をつくり出すことで
ある。
なように、前述の、とくに西ドイツ国特許公開明細書第
2111041号による現技術水準から出発し、作動を広い電
力密度範囲内で可能にし、高い周波数における力率の改
善を可能にし、かつ経済的な逆変換器の使用を可能にす
るオゾン発生装置およびその作動法をつくり出すことで
ある。
問題を解決するための手段 本発明によればこの課題は、高圧変圧器の１次側が、
可変振幅および可変周波数の方形波電流を供給する変圧
整流器により給電され、かつ補償チヨークのインダクタ
ンス、および作動周波数が、オゾン発生器および補償チ
ヨークより成る振動回路の共振周波数が全ての作動状態
で給電系の作動周波数を下廻るように配分されているオ
ゾン発生装置により解決される。
可変振幅および可変周波数の方形波電流を供給する変圧
整流器により給電され、かつ補償チヨークのインダクタ
ンス、および作動周波数が、オゾン発生器および補償チ
ヨークより成る振動回路の共振周波数が全ての作動状態
で給電系の作動周波数を下廻るように配分されているオ
ゾン発生装置により解決される。
さらに本発明の作動法は、変圧整流器の出力電流の周
波数が電流に依存して制御されることを特徴とする。
波数が電流に依存して制御されることを特徴とする。
実施例 以下に、本発明を図面実施例につき詳説する。
第１図に示したオゾン発生装置の実施例は、大体にお
いて変圧整流器１、１次コイル３および２次コイル４を
有する高圧変圧器２、および実際のオゾン発生器５を包
含し、これが符号化されて簡単な等価回路図として表わ
されている。高圧変圧器２の２次端子に並列に、および
それとともにオゾン発生器にも並列に１つの補償チヨー
ク６が配置されている。
いて変圧整流器１、１次コイル３および２次コイル４を
有する高圧変圧器２、および実際のオゾン発生器５を包
含し、これが符号化されて簡単な等価回路図として表わ
されている。高圧変圧器２の２次端子に並列に、および
それとともにオゾン発生器にも並列に１つの補償チヨー
ク６が配置されている。
オゾン発生器５中で、第１のコンデンサ７が誘電体の
容量、第２のコンデンサ８が誘電体および対電極間のガ
ス区間の容量を表わす。オゾン発生器５の実際の構造
が、例えば前述の西ドイツ国特許公開明細書第2111041
号による現技術水準に相応し、かつこの理由から詳述す
ることを要しない。同じことが高圧変圧器２にも該当す
る。同じく現技術水準に挙げられる変圧整流器１は、大
体において、工業用の３相電源９から給電される線路整
流形の整流器（netzgefhrter Gleichrichter）10を包
含し、これが平滑コイル11を経て負荷転流形の逆変換器
（lastgefhrter Wechselrichter）12に接続されてい
る。電源として作動する逆変換器の方形波形出力電流の
周波数および振幅が、広い範囲内で、矢印ＦおよびＩに
より表わされたように外部から調節可能である。線路整
流形整流器の詳細は、例えば、本出願人の企業刊行物
“ベリトロン−シユトロームヴアンドラー・テイー・ペ
ンライーエ・アー・エス・デー”〔Veritron−Stromwan
dler Typenreihe ASD、印刷物番号DHS 261481D,日付け
なし〕に記載されている。同じく、負荷転流形逆変換器
の場合、例えば西ドイツ国特許明細書第2525580号のそ
の第６図およびその明細書第４欄に記載されたような公
知の装置が挙げられる。
容量、第２のコンデンサ８が誘電体および対電極間のガ
ス区間の容量を表わす。オゾン発生器５の実際の構造
が、例えば前述の西ドイツ国特許公開明細書第2111041
号による現技術水準に相応し、かつこの理由から詳述す
ることを要しない。同じことが高圧変圧器２にも該当す
る。同じく現技術水準に挙げられる変圧整流器１は、大
体において、工業用の３相電源９から給電される線路整
流形の整流器（netzgefhrter Gleichrichter）10を包
含し、これが平滑コイル11を経て負荷転流形の逆変換器
（lastgefhrter Wechselrichter）12に接続されてい
る。電源として作動する逆変換器の方形波形出力電流の
周波数および振幅が、広い範囲内で、矢印ＦおよびＩに
より表わされたように外部から調節可能である。線路整
流形整流器の詳細は、例えば、本出願人の企業刊行物
“ベリトロン−シユトロームヴアンドラー・テイー・ペ
ンライーエ・アー・エス・デー”〔Veritron−Stromwan
dler Typenreihe ASD、印刷物番号DHS 261481D,日付け
なし〕に記載されている。同じく、負荷転流形逆変換器
の場合、例えば西ドイツ国特許明細書第2525580号のそ
の第６図およびその明細書第４欄に記載されたような公
知の装置が挙げられる。
オゾン発生装置を作動させる場合、大きい容量リアク
タンスが、相応する大きさの誘導リアクタンスを付加す
ることにより補償される必要がある。この目的で第１図
では、高圧変圧器２の２次コイル端子に並列に接続され
た補償チヨーク６が備えられている。
タンスが、相応する大きさの誘導リアクタンスを付加す
ることにより補償される必要がある。この目的で第１図
では、高圧変圧器２の２次コイル端子に並列に接続され
た補償チヨーク６が備えられている。
チヨーク６の大きいインダクタンスが高圧変圧器２の
力率の極めてわずかな改善を生じるとともに、小さいイ
ンダクタンスが力率を著るしく改善する。補償は、逆変
換器が転流に必要とする容量電力により制限される。同
じく、オゾン発生器の電流−および電圧波形（曲線IOZ
ないしはUOZ）が補償の増大とともに変動する。このこ
とを第２図に示す、第2a図が例えば西ドイツ国特許明細
書第2525059号による未補償状態の電流−および電圧波
形を表わすとともに、第2b図および第2c図が補償が小な
いし大である場合の状態を表わす。
力率の極めてわずかな改善を生じるとともに、小さいイ
ンダクタンスが力率を著るしく改善する。補償は、逆変
換器が転流に必要とする容量電力により制限される。同
じく、オゾン発生器の電流−および電圧波形（曲線IOZ
ないしはUOZ）が補償の増大とともに変動する。このこ
とを第２図に示す、第2a図が例えば西ドイツ国特許明細
書第2525059号による未補償状態の電流−および電圧波
形を表わすとともに、第2b図および第2c図が補償が小な
いし大である場合の状態を表わす。
電圧もまた電流も、補償の増大とともに正弦波形に近
づき（第2c図）、その場合とりわけ、変圧器２から給電
された方形波電流に起因する電流信号中の立上り（Spru
ng）が維持されたままである。
づき（第2c図）、その場合とりわけ、変圧器２から給電
された方形波電流に起因する電流信号中の立上り（Spru
ng）が維持されたままである。
この立上りがＯ線と交差する限り、このことは補償が
ないかまたは極めてわずかである場合が該当するが、給
電系が直接に始動されかつ最高出力にまで作動されるこ
とができる。力率が、電力密度ｑの低減とともに同じく
低減する。これに対し電流信号中の立上りが０線ともは
や交差しない場合（補償大）、力率が電力密度の低減と
ともに増大する。オゾン発生器中の静放電が、変圧器か
らの方形波電流の符号が変る前に消失する。この場合給
電系は、補償の低減せる場合に始動されかつ小さい電力
密度で作動されることができるにすぎない。第３図は、
本発明による、周波数の変動による補償の変動を示す。
この変動は、オゾン発生器の作動範囲内（第３図中の曲
線区間Ａ）で周波数および電力密度〔kW/m2（電極表面
積）〕間に直線的依存性が存在するので、極めて簡単に
実現されることができる。この方法を第１図に示す：直
流中間回路中で、電流測定装置15を使用しその位置を流
れる電流が検出されるが、この電流が破線により示した
実効結線16を経て逆変換器12の周波数制御入力部Ｆに入
る。オゾン発生器の電流が非方形波でありかつこれによ
り電圧が非直線的に増大するにもかかわらず、比電力消
費量ES（オゾン発生量１キロ当りのキロワツト時）が劣
化しない。
ないかまたは極めてわずかである場合が該当するが、給
電系が直接に始動されかつ最高出力にまで作動されるこ
とができる。力率が、電力密度ｑの低減とともに同じく
低減する。これに対し電流信号中の立上りが０線ともは
や交差しない場合（補償大）、力率が電力密度の低減と
ともに増大する。オゾン発生器中の静放電が、変圧器か
らの方形波電流の符号が変る前に消失する。この場合給
電系は、補償の低減せる場合に始動されかつ小さい電力
密度で作動されることができるにすぎない。第３図は、
本発明による、周波数の変動による補償の変動を示す。
この変動は、オゾン発生器の作動範囲内（第３図中の曲
線区間Ａ）で周波数および電力密度〔kW/m2（電極表面
積）〕間に直線的依存性が存在するので、極めて簡単に
実現されることができる。この方法を第１図に示す：直
流中間回路中で、電流測定装置15を使用しその位置を流
れる電流が検出されるが、この電流が破線により示した
実効結線16を経て逆変換器12の周波数制御入力部Ｆに入
る。オゾン発生器の電流が非方形波でありかつこれによ
り電圧が非直線的に増大するにもかかわらず、比電力消
費量ES（オゾン発生量１キロ当りのキロワツト時）が劣
化しない。
第５図に、本発明が、とくに電力密度ｑの小さい場合
に比電力消費量ESに及ぼす効果を示す。この場合、曲線
１が補償なしの場合、曲線２が補償のある場合を示す。
に比電力消費量ESに及ぼす効果を示す。この場合、曲線
１が補償なしの場合、曲線２が補償のある場合を示す。
補償チヨークの大きさが、以下の近似式： から得られる、但しUeffがオゾン発生器の実効電圧、PW
がオゾン発生器の入力、ｆが供給電流の周波数であり、
かつｋがPWに依存するオゾン発生器特性値で0.5〜1.5の
価である。入力に依存する（すなわちオゾン発生器の容
量Ｃの価に依存する）インダクタンス値は、入力約500k
Wを有するオゾン発生器で１〜50mH、入力約50kWを有す
るもので10〜500mHである。
がオゾン発生器の入力、ｆが供給電流の周波数であり、
かつｋがPWに依存するオゾン発生器特性値で0.5〜1.5の
価である。入力に依存する（すなわちオゾン発生器の容
量Ｃの価に依存する）インダクタンス値は、入力約500k
Wを有するオゾン発生器で１〜50mH、入力約50kWを有す
るもので10〜500mHである。
前記概算値は、第１図による、従つて高電圧変圧器２
の２次側に補償チヨークを有する補償回路に該当する。
しかしまた第１図に示したように、補償チヨーク６′
（点線）を逆変換器出力に並列接続することにより補償
が実施されることもできる。
の２次側に補償チヨークを有する補償回路に該当する。
しかしまた第１図に示したように、補償チヨーク６′
（点線）を逆変換器出力に並列接続することにより補償
が実施されることもできる。
これら２つの補償装置が１連の利点を有する。１次側
補償の場合、低インダクタンスおよび低絶縁性を有する
補償チヨークが使用されることができる。しかしなが
ら、高圧変圧器の構造が大となりかつその中で大きい損
失が生じる。２次側補償の場合、チヨークのインダクタ
ンスが大となりかつチヨークが高電圧用に形成される必
要があるが、但しそのため高圧変圧器の構造が小とな
り、かつ損失が殆んど生じない。
補償の場合、低インダクタンスおよび低絶縁性を有する
補償チヨークが使用されることができる。しかしなが
ら、高圧変圧器の構造が大となりかつその中で大きい損
失が生じる。２次側補償の場合、チヨークのインダクタ
ンスが大となりかつチヨークが高電圧用に形成される必
要があるが、但しそのため高圧変圧器の構造が小とな
り、かつ損失が殆んど生じない。
本発明の重要な特徴および利点をまとめれば以下の通
りである： −補償が効率に不利に影響せず、電力密度の小さい場合
補償が効率の改善をさえ生じる。
りである： −補償が効率に不利に影響せず、電力密度の小さい場合
補償が効率の改善をさえ生じる。
−オゾン発生器の電圧および電流が補償の増大とともに
益々正弦波形となる（第３図）。しかしながら、はじめ
の、および高圧変圧器でもなお存在する、方形波電流に
より与えられた立上りが維持されたままである。
益々正弦波形となる（第３図）。しかしながら、はじめ
の、および高圧変圧器でもなお存在する、方形波電流に
より与えられた立上りが維持されたままである。
−補償の増大とともに、オゾン発生器の実効電圧が増大
しかつオゾン発生器のcosが低減する。
しかつオゾン発生器のcosが低減する。
−補償が大きい場合（cos0.6）、オゾン発生器は、
高圧変圧器の方形波電流が符号変更する前に消弧する。
高圧変圧器の方形波電流が符号変更する前に消弧する。
−補償が小さく（また補償なしの）場合、cosが電力
密度ｑの減少とともに低減する。この場合、変圧整流器
の始動が不断に可能である。補償が大きい場合（cos
0.6）、cosが電力密度の減少とともに増大する。こ
の場合変圧整流器の始動は、周波数が高められた場合に
だけ可能である（第３図）。
密度ｑの減少とともに低減する。この場合、変圧整流器
の始動が不断に可能である。補償が大きい場合（cos
0.6）、cosが電力密度の減少とともに増大する。こ
の場合変圧整流器の始動は、周波数が高められた場合に
だけ可能である（第３図）。
−一般に、逆変換器を始動するため補助装置（起動ユニ
ツト）が使用される。補償なしの装置でこの補助装置が
なくてもよいのは、逆変換器を振動させるのに十分な転
流電力を保証するため、直流中間回路中で所定の基底電
流（定格直流の1/10が有利な価である）が得られた場合
である。補償を有する装置の場合、この方法が必らずし
も安定な振動（始動）を生じない、それというのも補償
チヨークおよびオゾン発生器より成る振動回路がその固
有共振数により始動工程を阻止するからである。この欠
点が、共振周波数に同調する適当な始動周波数により除
去されることができる。また有利に、基底電流を始動中
に極めて小さい価（有利に1/100〜1/30）から徐々に所
望の作動電流に増大させることができる。
ツト）が使用される。補償なしの装置でこの補助装置が
なくてもよいのは、逆変換器を振動させるのに十分な転
流電力を保証するため、直流中間回路中で所定の基底電
流（定格直流の1/10が有利な価である）が得られた場合
である。補償を有する装置の場合、この方法が必らずし
も安定な振動（始動）を生じない、それというのも補償
チヨークおよびオゾン発生器より成る振動回路がその固
有共振数により始動工程を阻止するからである。この欠
点が、共振周波数に同調する適当な始動周波数により除
去されることができる。また有利に、基底電流を始動中
に極めて小さい価（有利に1/100〜1/30）から徐々に所
望の作動電流に増大させることができる。
逆変換器を始動させるための他の可能な解決は以下の
通りである： −もう１つの補償チヨーク６＊を既存のチヨーク６ない
し６′（低補償）に直列に接続する。このチヨーク＊が
始動後にスイツチ13ないしは13′を使用し短絡される
（第6aおよび第6b図）。
通りである： −もう１つの補償チヨーク６＊を既存のチヨーク６ない
し６′（低補償）に直列に接続する。このチヨーク＊が
始動後にスイツチ13ないしは13′を使用し短絡される
（第6aおよび第6b図）。
−並列容量を始動工程（低補償）中に接続する。有利
に、低い電圧レベルにより、単数または複数のコンデン
サ14および付属のスイツチ15を高圧変圧器２の１次側に
配置することができる（第6c図）。
に、低い電圧レベルにより、単数または複数のコンデン
サ14および付属のスイツチ15を高圧変圧器２の１次側に
配置することができる（第6c図）。
−一定のインダクタンスを有する補償チヨークを第４図
による電流依存形のインダクタンスを有するもの（イス
マスチヨーク）により代替する。これにより、逆変換器
の周波数制御をもなくすることができる。
による電流依存形のインダクタンスを有するもの（イス
マスチヨーク）により代替する。これにより、逆変換器
の周波数制御をもなくすることができる。
−逆変換器がすでに作動した後にスイツチ16を使用し補
償チヨーク6,6′を接続する（第6c図の右半分）。
償チヨーク6,6′を接続する（第6c図の右半分）。
−逆変換器の周波数を有利に約50％増大させる（第３図
中の曲線区間Ｂ）。
中の曲線区間Ｂ）。
−現在入手可能なサイリスタを使用し、負荷転流形の逆
変換器をcos0.85にまで転流させる。またこのcos
にまで補償が可能である。低電力の場合、この限界が高
くかつcos＝0.9までの価が得られることができる。
変換器をcos0.85にまで転流させる。またこのcos
にまで補償が可能である。低電力の場合、この限界が高
くかつcos＝0.9までの価が得られることができる。
−補償チヨークのインダクタンスがオゾン発生器の大き
さと反比例するので（ω２＝1/LC,但しＣは、オゾン発
生器の容量でありかつ大きさに比例し増大する）、補償
をまず特定最小寸法のオゾン発生器に対応させる。60kW
の装置（02からの03 10kg/時間、補償ベース:cos＝
0.57）で、高圧変圧器、補償チヨークおよび、変圧整流
器の中間回路中の直流チヨークを合しても、補償なしの
場合の高圧変圧器および直流チヨークよりも安価であ
る。さらに、逆変換器、整流器および電源側補償におけ
る大きい節減が挙げられる。
さと反比例するので（ω２＝1/LC,但しＣは、オゾン発
生器の容量でありかつ大きさに比例し増大する）、補償
をまず特定最小寸法のオゾン発生器に対応させる。60kW
の装置（02からの03 10kg/時間、補償ベース:cos＝
0.57）で、高圧変圧器、補償チヨークおよび、変圧整流
器の中間回路中の直流チヨークを合しても、補償なしの
場合の高圧変圧器および直流チヨークよりも安価であ
る。さらに、逆変換器、整流器および電源側補償におけ
る大きい節減が挙げられる。
−変圧整流器１の電流側と消費側とが直流中間回路によ
り減結合されているにせよ、補償チヨーク６がまた電源
側cosＮの約20％の改善を生じる、それというのも整
流器が有利な作動範囲内で作動されるからである。
り減結合されているにせよ、補償チヨーク６がまた電源
側cosＮの約20％の改善を生じる、それというのも整
流器が有利な作動範囲内で作動されるからである。
第１図は本発明による装置の１実施例の構造を略示する
回路図、第2a図〜第2c図はそれぞれオゾン発生器の種々
の補償における電圧および電流の時間的経過を示す波形
図、第３図は大きい補償における逆変換器の周波数制御
を例示する図表、第４図は高圧変圧器の２次電流および
補償チヨークのインダクタンスの関係を例示する図表、
第５図は種々の補償における比電力消費量を対比して例
示する図表、第6a図〜第6c図は本発明による装置のそれ
ぞれ他の１実施例を部分的に示す回路図である。 １……変圧整流器、２……高圧変圧器、３……１次コイ
ル、４……２次コイル、５……オゾン発生器、6,6′…
…補償チヨーク、７……固体誘電体（第１のコンデン
サ）、８……ガス区間（第２のコンデンサ）、９……電
源、10……整流器、11……平滑コイル、12……逆変換
器、13……スイツチ、14……並列コンデンサ、15……電
流検出装置、16……実効結線
回路図、第2a図〜第2c図はそれぞれオゾン発生器の種々
の補償における電圧および電流の時間的経過を示す波形
図、第３図は大きい補償における逆変換器の周波数制御
を例示する図表、第４図は高圧変圧器の２次電流および
補償チヨークのインダクタンスの関係を例示する図表、
第５図は種々の補償における比電力消費量を対比して例
示する図表、第6a図〜第6c図は本発明による装置のそれ
ぞれ他の１実施例を部分的に示す回路図である。 １……変圧整流器、２……高圧変圧器、３……１次コイ
ル、４……２次コイル、５……オゾン発生器、6,6′…
…補償チヨーク、７……固体誘電体（第１のコンデン
サ）、８……ガス区間（第２のコンデンサ）、９……電
源、10……整流器、11……平滑コイル、12……逆変換
器、13……スイツチ、14……並列コンデンサ、15……電
流検出装置、16……実効結線
Claims (19)
- 【請求項１】高圧変圧器（２）の２次側端子に接続され
た２つの電極が固体誘電体（７）およびガス区間（８）
により分離されているオゾン発生器（５）を有し、かつ
このオゾン発生器の給電系の途中に給電系の容量負荷を
補償する補償チヨーク（6;6′）が挿入されている装置
において、高圧変圧器（２）の１次側が、可変振幅およ
び可変周波数の方形波電流を供給する変圧整流器（１）
により給電され、かつ補償チヨーク（6;6′）のインダ
クタンス、および作動周波数が、オゾン発生器（５）お
よび補償チヨーク（6;6′）より成る振動回路の共振周
波数が全ての作動状態で給電系の作動周波数（ｆ）を下
廻るように配分されていることを特徴とするオゾン発生
装置。 - 【請求項２】補償チヨーク（６）が、高圧変圧器（２）
の２次コイル（４）に並列に接続されていることを特徴
とする、特許請求の範囲第１項記載のオゾン発生装置。 - 【請求項３】補償チヨーク（６）のインダクタンスが、
以下の近似式： 〔但し、Ueffはオゾン発生器（５）の電圧、Pwはオゾン
発生器の入力、ｆは供給電流の周波数、およびｋは大体
においてPwに依存するオゾン発生器の特性値0.5〜1.5を
表わす〕に相応するように選択されることを特徴とす
る、特許請求の範囲第２項記載のオゾン発生装置。 - 【請求項４】補償チヨーク（６）のインダクタンスが、
オゾン発生器の大きさに依存し10μＨ〜10Hの価である
ことを特徴とする、特許請求の範囲第２項または第３項
のいずれかに記載のオゾン発生装置。 - 【請求項５】補償チヨーク（６′）が、高圧変圧器
（２）の１次コイル（３）に並列に接続されていること
を特徴とする、特許請求の範囲第１項記載のオゾン発生
装置。 - 【請求項６】補償チヨーク（６′）のインダクタンス
が、以下の近似式： 〔但し、Ueffはオゾン発生器（５）の電圧、Pwはオゾン
発生器の入力、ｆは供給電流の周波数、は高圧変圧器
（２）の変圧比（高圧側対低圧側）、およびｋは大体に
おいてPwに依存するオゾン発生器の特性値0.5〜1.5を表
わす〕に相応するように選択されることを特徴とする、
特許請求の範囲第５項記載のオゾン発生装置。 - 【請求項７】補償チヨーク（６′）のインダクタンス
が、補償チヨーク（６）のインダクタンスよりも変圧比
の自乗２だけ小であることを特徴とする、特許請求の
範囲第５項または第６項のいずれかに記載のオゾン発生
装置。 - 【請求項８】変圧整流器（１）中の電流を検出する装置
（15）が備えられ、かつ変圧整流器（１）が、その出力
電流の周波数がその出力電流にほぼ比例して低減するよ
うに形成されていることを特徴とする、特許請求の範囲
第１項から第７項までのいずれか１項に記載のオゾン発
生装置。 - 【請求項９】補償チヨーク（6;6′）に直列にもう１つ
のチヨーク（６＊）が付加的接続可能であることを特徴
とする、特許請求の範囲第１項記載のオゾン発生装置。 - 【請求項１０】変圧整流器出力部およびオゾン発生器
（５）間に並列コンデンサ（14）が付加接続可能である
ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載のオゾン
発生装置。 - 【請求項１１】補償チヨーク（6;6′）が付加接続可能
であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の
オゾン発生装置。 - 【請求項１２】補償チヨーク（6;6′）が、電流に依存
するインダクタンスを有しかつイスマスチヨークとして
形成されていることを特徴とする、特許請求の範囲第１
項から第11項までのいずれか１項に記載のオゾン発生装
置。 - 【請求項１３】高圧変圧器（２）の２次側端子に接続さ
れた２つの電極が固体誘電体（７）およびガス区間
（８）により分離されているオゾン発生器（５）を有
し、かつこのオゾン発生器の給電系の途中に給電系の容
量負荷を補償する補償チヨーク（6;6′）が挿入され、
高圧変圧器（２）の１次側が、可変振幅および可変周波
数の方形波電流を供給する変圧整流器（１）により給電
され、かつ補償チヨーク（6;6′）のインダクタンス、
および作動周波数が、オゾン発生器（５）および補償チ
ヨーク（6;6′）より成る振動回路の共振周波数が全て
の作動状態で給電系の作動周波数（ｆ）を下廻るように
配分されている装置を作動させるに当り、変圧整流器
（１）の出力電流の周波数が電流に依存し制御されるこ
とを特徴とするオゾン発生装置の作動法。 - 【請求項１４】変圧整流器（１）の始動工程で、その周
波数が、一般の作動工程と比べほぼ50％増大されること
を特徴とする、特許請求の範囲第13項記載のオゾン発生
装置の作動法。 - 【請求項１５】変圧整流器（１）の定常の作動工程にお
いて、力率cos0.6で、その周波数が出力電流の増大
とともに低減されることを特徴とする、特許請求の範囲
第13項記載のオゾン発生装置の作動法。 - 【請求項１６】変圧整流器（１）が定格電流の1/100〜1
/30の基底電流で始動されることを特徴とする、特許請
求の範囲第13項記載のオゾン発生装置の作動法。 - 【請求項１７】変圧整流器（１）の始動前に他のチヨー
ク（６＊）が補償チヨークに直列に接続され、かつ作動
工程でこのチヨーク（６＊）が橋絡されることを特徴と
する、特許請求の範囲第13項記載のオゾン発生装置の作
動法。 - 【請求項１８】変圧整流器（１）の始動前に、高圧変圧
器（２）の２次側、有利に１次側に並列コンデンサ（1
4）が接続され、このコンデンサが変圧整流器（１）の
作動工程で再び切断されることを特徴とする、特許請求
の範囲第13項記載のオゾン発生装置の作動法。 - 【請求項１９】補償チヨーク（6;6′）が、変圧整流器
（１）の始動工程で切断されかつ作動工程ではじめて接
続されることを特徴とする、特許請求の範囲第13項記載
のオゾン発生装置の作動法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH2643/85A CH664952A5 (de) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | Einrichtung zur ozonerzeugung und verfahren zu deren betrieb. |
| CH2643/85-4 | 1985-06-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61295207A JPS61295207A (ja) | 1986-12-26 |
| JPH0822725B2 true JPH0822725B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=4238365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61141548A Expired - Lifetime JPH0822725B2 (ja) | 1985-06-21 | 1986-06-19 | オゾン発生装置およびその作動法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4790980A (ja) |
| EP (1) | EP0205911B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0822725B2 (ja) |
| CH (1) | CH664952A5 (ja) |
| DE (1) | DE3682955D1 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2697178B2 (ja) * | 1989-03-08 | 1998-01-14 | 富士電機株式会社 | オゾン発生管用電源装置 |
| US5135725A (en) * | 1989-08-14 | 1992-08-04 | Infilco Degremont Inc. | Ozone generator equipment and methods |
| KR920003216B1 (en) * | 1990-03-03 | 1992-04-24 | Samsung Electronic | Apparatus for the production of ozone |
| US5169606A (en) * | 1990-06-06 | 1992-12-08 | American Ozone Systems, Inc. | Ozone generator apparatus |
| US5008087A (en) * | 1990-06-06 | 1991-04-16 | American Ozone Systems, Inc. | Ozone generator apparatus and method |
| DE4112161C2 (de) * | 1991-04-13 | 1994-11-24 | Fraunhofer Ges Forschung | Gasentladungseinrichtung |
| DE4217621C1 (de) * | 1992-05-27 | 1994-04-07 | Aeg Elotherm Gmbh | Vorrichtung zur Ozonerzeugung |
| US6309514B1 (en) | 1994-11-07 | 2001-10-30 | Ti Properties, Inc. | Process for breaking chemical bonds |
| US5630990A (en) * | 1994-11-07 | 1997-05-20 | T I Properties, Inc. | Ozone generator with releasable connector and grounded current collector |
| US5824274A (en) * | 1996-10-16 | 1998-10-20 | Long; Ron | Ozone treatment system for point of use purification of water and sanitizing agent for surfaces, articles and foods |
| US5871701A (en) * | 1997-04-01 | 1999-02-16 | Long; Ron | Ozone generator with small-diameter dielectric tubes |
| US20020037235A1 (en) | 1997-10-23 | 2002-03-28 | Khatchatrian Robert G. | Ozone generator for treating clothing |
| US7029637B2 (en) | 2003-01-09 | 2006-04-18 | H203, Inc. | Apparatus for ozone production, employing line and grooved electrodes |
| JP4226597B2 (ja) * | 2003-03-04 | 2009-02-18 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置およびデバイスの製造方法 |
| ATE530203T1 (de) | 2003-07-18 | 2011-11-15 | David Richard Hallam | Luftreinigungsvorrichtung |
| CA2461223C (en) * | 2004-03-16 | 2013-05-28 | Stanley Phillips | Apparatus for generating ozone and/or o1 using a high energy plasma discharge |
| EP2523336B1 (en) * | 2005-08-16 | 2020-10-07 | MKS Instruments, Inc. | Load resonant type power supply for ozonizer |
| JP2011042545A (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Toshiba Corp | オゾン発生装置 |
| US10695740B2 (en) | 2013-11-25 | 2020-06-30 | Imalog Inc. | Method and device for controlling an ozone generator power supply |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2857323A (en) * | 1955-10-20 | 1958-10-21 | Welsbach Corp | Method for ozone generation |
| FR2129834B1 (ja) * | 1971-03-16 | 1974-04-26 | Jeumont Schneider | |
| JPS5234275B2 (ja) * | 1974-06-08 | 1977-09-02 | ||
| US4128768A (en) * | 1975-05-14 | 1978-12-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ozone generating apparatus |
| US4051043A (en) * | 1976-01-26 | 1977-09-27 | O-3 Company | Apparatus for fluid treatment by electron emission |
| DE2642751C3 (de) * | 1976-09-23 | 1979-08-02 | Cillichemie Ernst Vogelmann, Gmbh & Co, 7100 Heilbronn | Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon |
| US4348615A (en) * | 1980-07-01 | 1982-09-07 | Gte Products Corporation | Discharge lamp operating circuit |
| US4458181A (en) * | 1981-08-06 | 1984-07-03 | Cooper Industries, Inc. | Lead-type ballast apparatus with improved power factor for operating a high-intensity-discharge sodium lamp |
| US4415837A (en) * | 1981-11-05 | 1983-11-15 | International Telephone And Telegraph Corporation | Starting circuit for gaseous discharge lamps |
| JPH107894A (ja) * | 1996-06-27 | 1998-01-13 | Polyplastics Co | ポリエステル樹脂製箱形状成形品 |
-
1985
- 1985-06-21 CH CH2643/85A patent/CH664952A5/de not_active IP Right Cessation
-
1986
- 1986-05-17 EP EP86106761A patent/EP0205911B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-05-17 DE DE8686106761T patent/DE3682955D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-06-12 US US06/873,710 patent/US4790980A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-06-19 JP JP61141548A patent/JPH0822725B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3682955D1 (de) | 1992-01-30 |
| JPS61295207A (ja) | 1986-12-26 |
| CH664952A5 (de) | 1988-04-15 |
| EP0205911B1 (de) | 1991-12-18 |
| EP0205911A1 (de) | 1986-12-30 |
| US4790980A (en) | 1988-12-13 |
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