JPH08245203A - オゾン発生装置 - Google Patents
オゾン発生装置Info
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- JPH08245203A JPH08245203A JP4764995A JP4764995A JPH08245203A JP H08245203 A JPH08245203 A JP H08245203A JP 4764995 A JP4764995 A JP 4764995A JP 4764995 A JP4764995 A JP 4764995A JP H08245203 A JPH08245203 A JP H08245203A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 オゾン収率及び放電電力密度を向上し、小型
化及び省電力化を実現できると共に、効率よくオゾンを
発生させることができるオゾン発生装置を得ることを目
的とする。 【構成】 放電間隙長ｄを短縮化したり、放電空間のガ
ス圧力Ｐを高圧化することによって、オゾンの高濃度
化、放電電力の高密度化を可能とし、このことによっ
て、オゾン収率及び放電電力密度を向上させ、オゾン発
生装置を小型化及び省電力化させる。
化及び省電力化を実現できると共に、効率よくオゾンを
発生させることができるオゾン発生装置を得ることを目
的とする。 【構成】 放電間隙長ｄを短縮化したり、放電空間のガ
ス圧力Ｐを高圧化することによって、オゾンの高濃度
化、放電電力の高密度化を可能とし、このことによっ
て、オゾン収率及び放電電力密度を向上させ、オゾン発
生装置を小型化及び省電力化させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、空気を原料ガスとす
るオゾン発生装置に関するものである。
るオゾン発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１は例えば特公昭５９−４８７６１号
公報に示された従来のオゾン発生装置を示す断面図であ
り、図において、１は内部に冷却水入口９と冷却水出口
１０を有する接地電極管２を形成し、所定位置に空気又
は酸素などの原料空気入口１１とオゾン気体出口１２を
形成した缶体、４は上記接地電極管２内に同心的に挿入
され、複数のスペーサ１３によって所定の放電間隙３を
形成するガラス等の誘電体からなる高電圧電極管であ
り、この内周面には導電被膜５が形成されている。６は
給電線７からブッシング８を経て上記導電被膜５に交流
高電圧を印加する給電子である。尚、オゾン発生装置に
おける上記接地電極管２と高電圧電極管４は、オゾン発
生容量によって多数組のものが缶体１に形成されるもの
である。
公報に示された従来のオゾン発生装置を示す断面図であ
り、図において、１は内部に冷却水入口９と冷却水出口
１０を有する接地電極管２を形成し、所定位置に空気又
は酸素などの原料空気入口１１とオゾン気体出口１２を
形成した缶体、４は上記接地電極管２内に同心的に挿入
され、複数のスペーサ１３によって所定の放電間隙３を
形成するガラス等の誘電体からなる高電圧電極管であ
り、この内周面には導電被膜５が形成されている。６は
給電線７からブッシング８を経て上記導電被膜５に交流
高電圧を印加する給電子である。尚、オゾン発生装置に
おける上記接地電極管２と高電圧電極管４は、オゾン発
生容量によって多数組のものが缶体１に形成されるもの
である。
【０００３】次に動作について説明する。導電被膜５に
交流高電圧を印加すると、放電間隙３に無声放電といわ
れる穏やかなグロー放電が生じ、流入した原料空気がオ
ゾン化され、このオゾンを含むガスはオゾン気体出口１
２から取り出される。又、上記放電間隙３では、放電に
より発熱が生じるため有効に冷却しなければ放電間隙３
のガス温度が上昇して、せっかく生成されたオゾンが熱
によって分解しオゾン発生量が減少する。このため接地
電極管２が冷却水によって冷却される。
交流高電圧を印加すると、放電間隙３に無声放電といわ
れる穏やかなグロー放電が生じ、流入した原料空気がオ
ゾン化され、このオゾンを含むガスはオゾン気体出口１
２から取り出される。又、上記放電間隙３では、放電に
より発熱が生じるため有効に冷却しなければ放電間隙３
のガス温度が上昇して、せっかく生成されたオゾンが熱
によって分解しオゾン発生量が減少する。このため接地
電極管２が冷却水によって冷却される。
【０００４】次に上記オゾン発生装置の特性を図に従っ
て説明する。図７及び図８は原料ガスとして空気を用い
た場合の従来のオゾン発生装置の代表的な特性を示すも
のであり、各図中、ＱN は原料ガスの流量、Ｗは放電電
力、ＣＯ3 は出口におけるオゾン濃度、ＹＯ3 はオゾン
発生量、ＴW は冷却水の温度、ｄは放電間隙長、Ｓは放
電管の全放電面積（多数本の全面積）である。
て説明する。図７及び図８は原料ガスとして空気を用い
た場合の従来のオゾン発生装置の代表的な特性を示すも
のであり、各図中、ＱN は原料ガスの流量、Ｗは放電電
力、ＣＯ3 は出口におけるオゾン濃度、ＹＯ3 はオゾン
発生量、ＴW は冷却水の温度、ｄは放電間隙長、Ｓは放
電管の全放電面積（多数本の全面積）である。
【０００５】Ｗ／ＱN は単位ガス流量当たりに消費され
る放電電力であり、オゾン発生特性の重要なパラメータ
となる。Ｗ／Ｓは放電管の単位面積当たりの放電電力密
度であり、Ｗ／Ｓが大きいほど同じオゾン発生量を得る
ための放電管の面積は小さくてすむので、Ｗ／Ｓはオゾ
ン発生装置の小型化の指標となる。又、オゾン収率ηは
単位放電電力当たりのオゾン発生量であり、η＝ＹＯ3
／ＷあるいはＣＯ3 ／Ｗ／ＱN となる。
る放電電力であり、オゾン発生特性の重要なパラメータ
となる。Ｗ／Ｓは放電管の単位面積当たりの放電電力密
度であり、Ｗ／Ｓが大きいほど同じオゾン発生量を得る
ための放電管の面積は小さくてすむので、Ｗ／Ｓはオゾ
ン発生装置の小型化の指標となる。又、オゾン収率ηは
単位放電電力当たりのオゾン発生量であり、η＝ＹＯ3
／ＷあるいはＣＯ3 ／Ｗ／ＱN となる。
【０００６】従って、図７は放電圧力Ｐ、放電管の単位
面積当たりの放電電力密度Ｗ／Ｓ、冷却水の温度ＴW を
一定とした場合の放電間隙長ｄとオゾン収率ηとの関係
を示した図であり、これにより、放電間隙長ｄが１．２
ｍｍ近傍でオゾン収率ηが最大となる最適値が存在する
ことがわかる。又、単位ガス流量当たりに消費される放
電電力Ｗ／ＱN が２０より１０の方がオゾン収率ηが大
きく、即ち、Ｗ／ＱNが小さい方がオゾン収率ηが大き
くなることがわかる。
面積当たりの放電電力密度Ｗ／Ｓ、冷却水の温度ＴW を
一定とした場合の放電間隙長ｄとオゾン収率ηとの関係
を示した図であり、これにより、放電間隙長ｄが１．２
ｍｍ近傍でオゾン収率ηが最大となる最適値が存在する
ことがわかる。又、単位ガス流量当たりに消費される放
電電力Ｗ／ＱN が２０より１０の方がオゾン収率ηが大
きく、即ち、Ｗ／ＱNが小さい方がオゾン収率ηが大き
くなることがわかる。
【０００７】図８は放電間隙長ｄ、放電管の単位面積当
たりの放電電力密度Ｗ／Ｓ、冷却水の温度ＴW を一定と
した場合の放電圧力Ｐとオゾン収率ηとの関係を示した
図であり、これにより、放電圧力Ｐが１．７ａｔａ（気
圧）近傍でオゾン収率ηが最大となる最適値が存在する
ことがわかる。又、出口におけるオゾン濃度ＣＯ3 が４
０より２０の方がオゾン収率ηが大きく、即ち、ＣＯ3
が小さい方がオゾン収率ηが大きくなることがわかる。
たりの放電電力密度Ｗ／Ｓ、冷却水の温度ＴW を一定と
した場合の放電圧力Ｐとオゾン収率ηとの関係を示した
図であり、これにより、放電圧力Ｐが１．７ａｔａ（気
圧）近傍でオゾン収率ηが最大となる最適値が存在する
ことがわかる。又、出口におけるオゾン濃度ＣＯ3 が４
０より２０の方がオゾン収率ηが大きく、即ち、ＣＯ3
が小さい方がオゾン収率ηが大きくなることがわかる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のオゾン発生装置
は以上のように構成されているので、従来のオゾン発生
装置における最適設計条件は、以上の結果を踏まえて、
放電間隙長ｄが１．２ｍｍ、放電圧力Ｐが１．７ａｔ
ａ、出口におけるオゾン濃度ＣＯ3 が２０ｇ／Ｎ・ｍ
3 、放電管の単位面積当たりの放電電力密度Ｗ／Ｓが
０．２、オゾン収率ηがが１．２ｍｇ／Ｗ・ｍｉｎとさ
れていたが、オゾン発生装置の小型化及び省電力化を実
現するためには、オゾン収率η及び放電管の単位面積当
たりの放電電力密度Ｗ／Ｓは大きい方が望ましく、又、
オゾン反応性の点からは出口におけるオゾン濃度ＣＯ3
も大きい方が望ましいが、従来の条件下ではこれらを満
足することができないなどの問題点があった。
は以上のように構成されているので、従来のオゾン発生
装置における最適設計条件は、以上の結果を踏まえて、
放電間隙長ｄが１．２ｍｍ、放電圧力Ｐが１．７ａｔ
ａ、出口におけるオゾン濃度ＣＯ3 が２０ｇ／Ｎ・ｍ
3 、放電管の単位面積当たりの放電電力密度Ｗ／Ｓが
０．２、オゾン収率ηがが１．２ｍｇ／Ｗ・ｍｉｎとさ
れていたが、オゾン発生装置の小型化及び省電力化を実
現するためには、オゾン収率η及び放電管の単位面積当
たりの放電電力密度Ｗ／Ｓは大きい方が望ましく、又、
オゾン反応性の点からは出口におけるオゾン濃度ＣＯ3
も大きい方が望ましいが、従来の条件下ではこれらを満
足することができないなどの問題点があった。
【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、従来のオゾン発生装置の構成を
大きく変えることなくオゾン収率及び放電電力密度を向
上し、小型化及び省電力化を実現できると共に、効率よ
くオゾンを発生させることができるオゾン発生装置を得
ることを目的とする。
ためになされたもので、従来のオゾン発生装置の構成を
大きく変えることなくオゾン収率及び放電電力密度を向
上し、小型化及び省電力化を実現できると共に、効率よ
くオゾンを発生させることができるオゾン発生装置を得
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るオ
ゾン発生装置は、放電間隙長を０．４ｍｍ以上１．０ｍ
ｍ以下としたものである。
ゾン発生装置は、放電間隙長を０．４ｍｍ以上１．０ｍ
ｍ以下としたものである。
【００１１】請求項２の発明に係るオゾン発生装置は、
放電間隙内の放電空間の圧力を２気圧以上５気圧以下と
したものである。
放電間隙内の放電空間の圧力を２気圧以上５気圧以下と
したものである。
【００１２】請求項３の発明に係るオゾン発生装置は、
請求項１又は請求項２の構成において、発生オゾン濃度
を標準気体１ｍ3 当たり２０ｇ以上４５ｇ以下としたも
のである。
請求項１又は請求項２の構成において、発生オゾン濃度
を標準気体１ｍ3 当たり２０ｇ以上４５ｇ以下としたも
のである。
【００１３】請求項４の発明に係るオゾン発生装置は、
請求項１又は請求項２の構成において、放電空間に供給
される放電電力をその放電空間の放電面積によって除算
した放電電力密度を０．２Ｗ／ｃｍ2 以上０．５Ｗ／ｃ
ｍ2 以下としたものである。
請求項１又は請求項２の構成において、放電空間に供給
される放電電力をその放電空間の放電面積によって除算
した放電電力密度を０．２Ｗ／ｃｍ2 以上０．５Ｗ／ｃ
ｍ2 以下としたものである。
【００１４】請求項５の発明に係るオゾン発生装置は、
請求項１又は請求項２の構成において、放電間隙長の精
度を設定放電間隙長の±１０％以下としたものである。
請求項１又は請求項２の構成において、放電間隙長の精
度を設定放電間隙長の±１０％以下としたものである。
【００１５】
【作用】請求項１の発明におけるオゾン発生装置は、放
電間隙長を０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下と従来よりも
放電間隙長を小さくすることにより、放電電子による酸
素分子の解離確率を高くし、オゾンが生成される確率を
高くする。又、放電空間の冷却も良好にし、生成された
オゾンの熱による分解を抑制する。よって、オゾン収率
が向上可能になり、省電力化及び小型化を可能にする。
電間隙長を０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下と従来よりも
放電間隙長を小さくすることにより、放電電子による酸
素分子の解離確率を高くし、オゾンが生成される確率を
高くする。又、放電空間の冷却も良好にし、生成された
オゾンの熱による分解を抑制する。よって、オゾン収率
が向上可能になり、省電力化及び小型化を可能にする。
【００１６】請求項２の発明におけるオゾン発生装置
は、放電間隙内の放電空間の圧力を２気圧以上５気圧以
下と従来よりも放電空間の圧力を高くすることにより、
窒素酸化物の生成を抑制する。よって、オゾン収率が向
上可能になり、省電力化を可能にする。又、ガスを送る
ための配管径を小さくすることを可能にし、小型化を可
能にする。
は、放電間隙内の放電空間の圧力を２気圧以上５気圧以
下と従来よりも放電空間の圧力を高くすることにより、
窒素酸化物の生成を抑制する。よって、オゾン収率が向
上可能になり、省電力化を可能にする。又、ガスを送る
ための配管径を小さくすることを可能にし、小型化を可
能にする。
【００１７】請求項３の発明におけるオゾン発生装置
は、請求項１又は請求項２の構成において、発生オゾン
濃度を標準気体１ｍ3 当たり２０ｇ以上４５ｇ以下とす
ることにより、オゾン収率の低下を抑制しつつ、従来よ
りも発生オゾン濃度を高くする。よって、従来と同じオ
ゾン発生量を得る場合、従来に比べて原料ガスの流量を
小さくすることを可能とし、小型化及び省電力を可能に
する。
は、請求項１又は請求項２の構成において、発生オゾン
濃度を標準気体１ｍ3 当たり２０ｇ以上４５ｇ以下とす
ることにより、オゾン収率の低下を抑制しつつ、従来よ
りも発生オゾン濃度を高くする。よって、従来と同じオ
ゾン発生量を得る場合、従来に比べて原料ガスの流量を
小さくすることを可能とし、小型化及び省電力を可能に
する。
【００１８】請求項４の発明におけるオゾン発生装置
は、請求項１又は請求項２の構成において、放電電力密
度を０．２Ｗ／ｃｍ2 以上０．５Ｗ／ｃｍ2 以下とする
ことにより、オゾン収率の低下を抑制しつつ、従来より
も放電電力密度を高くする。よって、従来と同じオゾン
発生量を得る場合、従来に比べて放電面積を小さくする
ことを可能とし、小型化及び省電力を可能にする。
は、請求項１又は請求項２の構成において、放電電力密
度を０．２Ｗ／ｃｍ2 以上０．５Ｗ／ｃｍ2 以下とする
ことにより、オゾン収率の低下を抑制しつつ、従来より
も放電電力密度を高くする。よって、従来と同じオゾン
発生量を得る場合、従来に比べて放電面積を小さくする
ことを可能とし、小型化及び省電力を可能にする。
【００１９】請求項５の発明におけるオゾン発生装置
は、請求項１又は請求項２の構成において、放電間隙長
の精度を設定放電間隙長の±１０％以下とすることによ
って、オゾン収率が放電間隙長の誤差の影響を受けるこ
となく、オゾン収率の低下を確実に抑制する。
は、請求項１又は請求項２の構成において、放電間隙長
の精度を設定放電間隙長の±１０％以下とすることによ
って、オゾン収率が放電間隙長の誤差の影響を受けるこ
となく、オゾン収率の低下を確実に抑制する。
【００２０】
実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。尚、この発明のオゾン発生装置の基本構成は図１
に示した従来技術のものと同一であるので、その重複す
る説明は省略する。但し、この発明のオゾン発生装置で
は接地電極管（接地金属電極）２と高電圧電極管（高電
圧電極）４として、従来の装置よりも高精度なものを組
み込んでいる。
する。尚、この発明のオゾン発生装置の基本構成は図１
に示した従来技術のものと同一であるので、その重複す
る説明は省略する。但し、この発明のオゾン発生装置で
は接地電極管（接地金属電極）２と高電圧電極管（高電
圧電極）４として、従来の装置よりも高精度なものを組
み込んでいる。
【００２１】オゾン発生装置の小型化及び省電力化のた
めにはオゾン収率ηの改善は必須であり、オゾン収率η
を改善するためには従来から放電間隙長ｄを小さくする
ことが考えられる。これは、オゾン発生の原理である放
電効果と冷却効果に起因している。即ち、放電間隙長ｄ
を小さくすることによって、電子による酸素分子の解離
確率が高くなる効果と、この放電空間の冷却が良好にな
りオゾン分解が抑制される効果によってオゾンが良好に
生成されるためである。
めにはオゾン収率ηの改善は必須であり、オゾン収率η
を改善するためには従来から放電間隙長ｄを小さくする
ことが考えられる。これは、オゾン発生の原理である放
電効果と冷却効果に起因している。即ち、放電間隙長ｄ
を小さくすることによって、電子による酸素分子の解離
確率が高くなる効果と、この放電空間の冷却が良好にな
りオゾン分解が抑制される効果によってオゾンが良好に
生成されるためである。
【００２２】そこで、放電間隙長ｄを小さくすれば良い
わけであるが、このためには接地電極管２と高電圧電極
管４の高度な寸法精度が必要となるために、従来技術で
はオゾン発生装置が高価なものになってしまうという問
題点があった。しかしながら、近年、加工方法の進歩に
伴って高精度放電管を安価に製作することが可能とな
り、放電間隙長ｄを精密に設計，製作できるようになっ
てきている。
わけであるが、このためには接地電極管２と高電圧電極
管４の高度な寸法精度が必要となるために、従来技術で
はオゾン発生装置が高価なものになってしまうという問
題点があった。しかしながら、近年、加工方法の進歩に
伴って高精度放電管を安価に製作することが可能とな
り、放電間隙長ｄを精密に設計，製作できるようになっ
てきている。
【００２３】そこで、上記背景に基づき近年量産レベル
で製作できるようになった高精度放電管を用い、従来の
オゾン発生装置よりも放電間隙長ｄを小さくしてオゾン
収率ηを改善する条件を見出すように実験を行った。
で製作できるようになった高精度放電管を用い、従来の
オゾン発生装置よりも放電間隙長ｄを小さくしてオゾン
収率ηを改善する条件を見出すように実験を行った。
【００２４】図２は放電間隙長ｄを従来最適とされてい
た１．２ｍｍと、放電間隙長ｄを小さくした０．７ｍｍ
の場合について放電圧力Ｐとオゾン収率比η／η0 （η
0 は従来の条件である放電間隙長ｄ＝１．２ｍｍ、放電
圧力Ｐ＝１．７ａｔａの場合のオゾン収率）との関係を
示した図である。この時、放電電力密度Ｗ／Ｓは０．
２、冷却水温度ＴW は１５°Ｃ及びオゾン濃度ＣＯ3 は
２０ｇ／Ｎｍ3 としている。
た１．２ｍｍと、放電間隙長ｄを小さくした０．７ｍｍ
の場合について放電圧力Ｐとオゾン収率比η／η0 （η
0 は従来の条件である放電間隙長ｄ＝１．２ｍｍ、放電
圧力Ｐ＝１．７ａｔａの場合のオゾン収率）との関係を
示した図である。この時、放電電力密度Ｗ／Ｓは０．
２、冷却水温度ＴW は１５°Ｃ及びオゾン濃度ＣＯ3 は
２０ｇ／Ｎｍ3 としている。
【００２５】これより、放電間隙長ｄを小さくした場合
には放電圧力Ｐを高くすることにより、オゾン収率ηは
大幅に改善されていることがわかる。図２では示されて
いないが、放電間隙長ｄが０．４ｍｍ以上から１．０ｍ
ｍ以下において、従来のオゾン収率η0 を上回った実験
結果が得られた（図３参照）。これは放電間隙長ｄを小
さくすることによる放電空間の冷却効果と、放電圧力Ｐ
を高くすることによる窒素酸化物（ＮＯX ）の生成を抑
制する効果によってオゾン収率が向上したものである。
には放電圧力Ｐを高くすることにより、オゾン収率ηは
大幅に改善されていることがわかる。図２では示されて
いないが、放電間隙長ｄが０．４ｍｍ以上から１．０ｍ
ｍ以下において、従来のオゾン収率η0 を上回った実験
結果が得られた（図３参照）。これは放電間隙長ｄを小
さくすることによる放電空間の冷却効果と、放電圧力Ｐ
を高くすることによる窒素酸化物（ＮＯX ）の生成を抑
制する効果によってオゾン収率が向上したものである。
【００２６】実施例２．図３は放電圧力Ｐを従来最適と
されていた１．７ａｔａと、放電圧力Ｐを大きくした
２．４ａｔａの場合について放電間隙長ｄとオゾン収率
比η／η0 との関係を示した図である。この時、放電電
力密度Ｗ／Ｓは０．２、冷却水温度ＴW は１５°Ｃ及び
オゾン濃度ＣＯ3 は２０ｇ／Ｎｍ3 としている。
されていた１．７ａｔａと、放電圧力Ｐを大きくした
２．４ａｔａの場合について放電間隙長ｄとオゾン収率
比η／η0 との関係を示した図である。この時、放電電
力密度Ｗ／Ｓは０．２、冷却水温度ＴW は１５°Ｃ及び
オゾン濃度ＣＯ3 は２０ｇ／Ｎｍ3 としている。
【００２７】これより、放電圧力Ｐを大きくした場合に
は放電間隙長ｄを小さくすることによりオゾン収率ηは
大幅に改善されていることがわかる。図３では示されて
いないが、放電圧力Ｐが２ａｔａ以上から５ａｔａ以下
において、従来のオゾン収率η0 を上回った実験結果が
得られた（図２参照）。以上の結果から、放電間隙長ｄ
を小さくすること、又は、放電圧力Ｐを高くすることに
よって、オゾン収率ηは大幅に改善されていることがわ
かる。
は放電間隙長ｄを小さくすることによりオゾン収率ηは
大幅に改善されていることがわかる。図３では示されて
いないが、放電圧力Ｐが２ａｔａ以上から５ａｔａ以下
において、従来のオゾン収率η0 を上回った実験結果が
得られた（図２参照）。以上の結果から、放電間隙長ｄ
を小さくすること、又は、放電圧力Ｐを高くすることに
よって、オゾン収率ηは大幅に改善されていることがわ
かる。
【００２８】実施例３．図４は従来の条件（放電間隙長
ｄ＝１．２ｍｍ，放電圧力Ｐ＝１．７ａｔａ）と、上記
実施例１，２で示したオゾン収率ηを改善した条件（ｄ
＝０．７ｍｍ，Ｐ＝２．４ａｔａ）のもとでオゾン濃度
ＣＯ3 とオゾン収率ηの関係を示した図である。この
時、放電電力密度Ｗ／Ｓは０．２、冷却水温度ＴW は１
５°Ｃとしている。
ｄ＝１．２ｍｍ，放電圧力Ｐ＝１．７ａｔａ）と、上記
実施例１，２で示したオゾン収率ηを改善した条件（ｄ
＝０．７ｍｍ，Ｐ＝２．４ａｔａ）のもとでオゾン濃度
ＣＯ3 とオゾン収率ηの関係を示した図である。この
時、放電電力密度Ｗ／Ｓは０．２、冷却水温度ＴW は１
５°Ｃとしている。
【００２９】これより、上記実施例１，２で示した条件
下では、従来よりもオゾン濃度ＣＯ3 を高くしてもオゾ
ン収率ηの低下は抑制されることがわかる。特に、オゾ
ン濃度ＣＯ3 が２０ｇ／Ｎｍ3 以上４５ｇ／Ｎｍ3 以下
ではオゾン収率ηの低下は抑制される実験結果が得られ
た。このことは、従来と同じ消費電力でオゾン濃度の高
濃度化が実現できることを意味している。又、別の見方
をすれば、従来と同じオゾン発生量を得るのに原料ガス
の流量を小さくすることができるので、オゾン化ガスを
送るための配管径を小さくすることができると共に、電
源装置，ブロア及び圧縮機等の設備を小型化，省電力化
できる。
下では、従来よりもオゾン濃度ＣＯ3 を高くしてもオゾ
ン収率ηの低下は抑制されることがわかる。特に、オゾ
ン濃度ＣＯ3 が２０ｇ／Ｎｍ3 以上４５ｇ／Ｎｍ3 以下
ではオゾン収率ηの低下は抑制される実験結果が得られ
た。このことは、従来と同じ消費電力でオゾン濃度の高
濃度化が実現できることを意味している。又、別の見方
をすれば、従来と同じオゾン発生量を得るのに原料ガス
の流量を小さくすることができるので、オゾン化ガスを
送るための配管径を小さくすることができると共に、電
源装置，ブロア及び圧縮機等の設備を小型化，省電力化
できる。
【００３０】実施例４．図５は従来の条件（放電間隙長
ｄ＝１．２ｍｍ，放電圧力Ｐ＝１．７ａｔａ）と、上記
実施例１，２で示したオゾン収率ηを改善した条件（ｄ
＝０．７ｍｍ，Ｐ＝２．４ａｔａ）のもとで放電電力密
度Ｗ／Ｓとオゾン収率ηの関係を示した図である。この
時、冷却水温度ＴW は１５°Ｃ及びオゾン濃度ＣＯ3 は
２０ｇ／Ｎｍ3 としている。
ｄ＝１．２ｍｍ，放電圧力Ｐ＝１．７ａｔａ）と、上記
実施例１，２で示したオゾン収率ηを改善した条件（ｄ
＝０．７ｍｍ，Ｐ＝２．４ａｔａ）のもとで放電電力密
度Ｗ／Ｓとオゾン収率ηの関係を示した図である。この
時、冷却水温度ＴW は１５°Ｃ及びオゾン濃度ＣＯ3 は
２０ｇ／Ｎｍ3 としている。
【００３１】これより、上記実施例１，２で示した条件
下では、従来よりも放電電力密度Ｗ／Ｓを大きくしても
オゾン収率ηの低下は抑制されることがわかる。特に、
放電電力密度Ｗ／Ｓが０．２Ｗ／ｃｍ2 以上０．５Ｗ／
ｃｍ2 以下ではオゾン収率ηの低下は抑制される実験結
果が得られた。このことは、従来と同じオゾン発生量を
得るのに従来の約半分の放電面積で良いことを意味して
おり、オゾン発生装置を小型化できる。
下では、従来よりも放電電力密度Ｗ／Ｓを大きくしても
オゾン収率ηの低下は抑制されることがわかる。特に、
放電電力密度Ｗ／Ｓが０．２Ｗ／ｃｍ2 以上０．５Ｗ／
ｃｍ2 以下ではオゾン収率ηの低下は抑制される実験結
果が得られた。このことは、従来と同じオゾン発生量を
得るのに従来の約半分の放電面積で良いことを意味して
おり、オゾン発生装置を小型化できる。
【００３２】実施例５．図６は放電間隙長ｄの精度がオ
ゾン収率ηに及ぼす影響について調査したものであり、
ギャップ長精度（誤差δを設定放電間隙長ｄ0 で除算し
た値）と、オゾン収率ηとの関係を示した図である。こ
の時、放電間隙長ｄは０．７ｍｍ、放電圧力Ｐは２．４
ａｔａ、放電電力密度Ｗ／Ｓは０．２、冷却水温度ＴW
は１５°Ｃとしている。
ゾン収率ηに及ぼす影響について調査したものであり、
ギャップ長精度（誤差δを設定放電間隙長ｄ0 で除算し
た値）と、オゾン収率ηとの関係を示した図である。こ
の時、放電間隙長ｄは０．７ｍｍ、放電圧力Ｐは２．４
ａｔａ、放電電力密度Ｗ／Ｓは０．２、冷却水温度ＴW
は１５°Ｃとしている。
【００３３】これより、誤差δが設定放電間隙長ｄ0 の
±１０％であれば、オゾン収率ηの低下が抑制される実
験結果が得られた。このことは、放電間隙長ｄが小さく
なれば接地電極管２と高電圧電極管４の精度が従来より
も影響を与えるため、製品仕様を決定する上で重要な条
件である。
±１０％であれば、オゾン収率ηの低下が抑制される実
験結果が得られた。このことは、放電間隙長ｄが小さく
なれば接地電極管２と高電圧電極管４の精度が従来より
も影響を与えるため、製品仕様を決定する上で重要な条
件である。
【００３４】上記実施例１から実施例５の実験検討から
オゾン収率ηを向上させるために、明らかになったこと
をまとめると、 放電間隙長ｄを短縮化すること（０．４ｍｍ以上１．
０ｍｍ以下）、 放電空間のガス圧力を高圧化すること（２ａｔａ以上
５ａｔａ以下）、とすることによって、 オゾンの高濃度化（２０ｇ／Ｎｍ3 以上４５ｇ／Ｎｍ
3 以下）、 放電電力の高密度化（０．２Ｗ／ｃｍ2 以上０．５Ｗ
／ｃｍ2 以下）、が可能である。但し、 放電間隙長ｄの誤差δは設定間隙長ｄ0 の±１０％以
下とする必要がある。
オゾン収率ηを向上させるために、明らかになったこと
をまとめると、 放電間隙長ｄを短縮化すること（０．４ｍｍ以上１．
０ｍｍ以下）、 放電空間のガス圧力を高圧化すること（２ａｔａ以上
５ａｔａ以下）、とすることによって、 オゾンの高濃度化（２０ｇ／Ｎｍ3 以上４５ｇ／Ｎｍ
3 以下）、 放電電力の高密度化（０．２Ｗ／ｃｍ2 以上０．５Ｗ
／ｃｍ2 以下）、が可能である。但し、 放電間隙長ｄの誤差δは設定間隙長ｄ0 の±１０％以
下とする必要がある。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、放電間隙長を０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に構成
したので、従来よりも放電間隙長が小さくなり、オゾン
収率が向上し、小型化及び省電力化を実現できると共
に、効率よくオゾンを発生させることができるオゾン発
生装置が得られる効果がある。
ば、放電間隙長を０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に構成
したので、従来よりも放電間隙長が小さくなり、オゾン
収率が向上し、小型化及び省電力化を実現できると共
に、効率よくオゾンを発生させることができるオゾン発
生装置が得られる効果がある。
【００３６】請求項２の発明によれば、放電間隙内の放
電空間の圧力を２気圧以上５気圧以下に構成したので、
従来よりも放電空間の圧力が高くなり、オゾン収率が向
上し、小型化及び省電力化を実現できると共に、効率よ
くオゾンを発生させることができるオゾン発生装置が得
られる効果がある。
電空間の圧力を２気圧以上５気圧以下に構成したので、
従来よりも放電空間の圧力が高くなり、オゾン収率が向
上し、小型化及び省電力化を実現できると共に、効率よ
くオゾンを発生させることができるオゾン発生装置が得
られる効果がある。
【００３７】請求項３の発明によれば、請求項１又は請
求項２の構成において、発生オゾン濃度を標準気体１ｍ
3 当たり２０ｇ以上４５ｇ以下に構成したので、オゾン
収率の低下を抑制しつつ、従来よりも発生オゾン濃度が
高くなり、原料ガスの流量を小さくすることができるの
で、小型化及び省電力化を実現できるオゾン発生装置が
得られる効果がある。
求項２の構成において、発生オゾン濃度を標準気体１ｍ
3 当たり２０ｇ以上４５ｇ以下に構成したので、オゾン
収率の低下を抑制しつつ、従来よりも発生オゾン濃度が
高くなり、原料ガスの流量を小さくすることができるの
で、小型化及び省電力化を実現できるオゾン発生装置が
得られる効果がある。
【００３８】請求項４の発明によれば、請求項１又は請
求項２の構成において、放電空間に供給される放電電力
を、その放電空間の放電面積によって除算した放電電力
密度を０．２Ｗ／ｃｍ2 以上０．５Ｗ／ｃｍ2 以下に構
成したので、オゾン収率の低下を抑制しつつ、従来より
も放電電力密度が高くなり、放電面積を小さくすること
ができるので、小型化及び省電力化を実現できるオゾン
発生装置が得られる効果がある。
求項２の構成において、放電空間に供給される放電電力
を、その放電空間の放電面積によって除算した放電電力
密度を０．２Ｗ／ｃｍ2 以上０．５Ｗ／ｃｍ2 以下に構
成したので、オゾン収率の低下を抑制しつつ、従来より
も放電電力密度が高くなり、放電面積を小さくすること
ができるので、小型化及び省電力化を実現できるオゾン
発生装置が得られる効果がある。
【００３９】請求項５の発明によれば、請求項１又は請
求項２の構成において、放電間隙長の精度を設定放電間
隙長の±１０％以下に構成したので、オゾン収率が放電
間隙長の誤差の影響を受けることなく、確実に効率よく
オゾンを発生させることができるオゾン発生装置が得ら
れる効果がある。
求項２の構成において、放電間隙長の精度を設定放電間
隙長の±１０％以下に構成したので、オゾン収率が放電
間隙長の誤差の影響を受けることなく、確実に効率よく
オゾンを発生させることができるオゾン発生装置が得ら
れる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明及び従来のオゾン発生装置を示す断
面図である。
面図である。
【図２】 この発明の実施例１による放電圧力とオゾン
収率比との関係を示す特性図である。
収率比との関係を示す特性図である。
【図３】 この発明の実施例２による放電間隙長とオゾ
ン収率比との関係を示す特性図である。
ン収率比との関係を示す特性図である。
【図４】 この発明の実施例３によるオゾン濃度とオゾ
ン収率との関係を示す特性図である。
ン収率との関係を示す特性図である。
【図５】 この発明の実施例４による放電電力密度とオ
ゾン収率との関係を示す特性図である。
ゾン収率との関係を示す特性図である。
【図６】 この発明の実施例５によるギャップ精度とオ
ゾン収率との関係を示す特性図である。
ゾン収率との関係を示す特性図である。
【図７】 従来の放電間隙長とオゾン収率との関係を示
す特性図である。
す特性図である。
【図８】 従来の放電圧力とオゾン収率との関係を示す
特性図である。
特性図である。
２ 接地電極管（接地金属電極）、３ 放電間隙、４
高電圧電極管（高電圧電極）、５ 導電被膜。
高電圧電極管（高電圧電極）、５ 導電被膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小沢 建樹 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号 三 菱電機株式会社制御製作所内 (72)発明者 本多 敏一 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号 三 菱電機株式会社制御製作所内 (72)発明者 江崎 徳光 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号 三 菱電機株式会社制御製作所内 (72)発明者 石田 稔郎 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号 三 菱電機株式会社制御製作所内
Claims (5)
- 【請求項１】 ほぼ円筒状の接地金属電極と、この接地
金属電極の内部にほぼ同心的に挿入され内周面に導電被
膜を有する誘電体からなるほぼ円筒状の高電圧電極から
なり、上記導電被膜に高電圧を印加することによって、
上記接地金属電極と高電圧電極との間に形成された放電
間隙内に供給される酸素を含むガスに放電しオゾンを発
生させるオゾン発生装置において、上記放電間隙長を
０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下としたことを特徴とする
オゾン発生装置。 - 【請求項２】 ほぼ円筒状の接地金属電極と、この接地
金属電極の内部にほぼ同心的に挿入され内周面に導電被
膜を有する誘電体からなるほぼ円筒状の高電圧電極から
なり、上記導電被膜に高電圧を印加することによって、
上記接地金属電極と高電圧電極との間に形成された放電
間隙内に供給される酸素を含むガスに放電しオゾンを発
生させるオゾン発生装置において、上記放電間隙内の放
電空間の圧力を２気圧以上５気圧以下としたことを特徴
とするオゾン発生装置。 - 【請求項３】 発生オゾン濃度を標準気体１ｍ3 当たり
２０ｇ以上４５ｇ以下としたことを特徴とする請求項１
又は請求項２記載のオゾン発生装置。 - 【請求項４】 放電空間に供給される放電電力をその放
電空間の放電面積によって除算した放電電力密度を０．
２Ｗ／ｃｍ2 以上０．５Ｗ／ｃｍ2 以下としたことを特
徴とする請求項１又は請求項２記載のオゾン発生装置。 - 【請求項５】 放電間隙長の精度を設定放電間隙長の±
１０％以下とした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 |
|---|---|---|---|
| JP4764995A JPH08245203A (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | オゾン発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4764995A JPH08245203A (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | オゾン発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08245203A true JPH08245203A (ja) | 1996-09-24 |
Family
ID=12781110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4764995A Pending JPH08245203A (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | オゾン発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08245203A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002129341A (ja) * | 2000-10-24 | 2002-05-09 | Huei-Tarng Liou | 高温及び高電圧下で耐久性のある石英管又は高アルミナ含有管に金被覆する方法、及び、オゾン発生器用の金被覆された石英管又は高アルミナ含有管 |
| US6599486B1 (en) | 2000-09-15 | 2003-07-29 | Ozonator, Ltd. | Modular ozone generator system |
| US6726885B2 (en) | 1999-03-05 | 2004-04-27 | Ozonator Limited | Ozone generator and a method for generation of ozone |
| WO2010137153A1 (ja) | 2009-05-28 | 2010-12-02 | 多田電機株式会社 | オゾン発生装置 |
| JP2010269950A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | オゾン発生装置 |
| JP2012041267A (ja) * | 2011-10-14 | 2012-03-01 | Mitsubishi Electric Corp | オゾン発生装置 |
| JPWO2013160986A1 (ja) * | 2012-04-23 | 2015-12-21 | 三菱電機株式会社 | オゾン発生装置 |
| JP2017128478A (ja) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | 株式会社東芝 | オゾン発生装置および電源装置 |
| JP2017160097A (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | 株式会社東芝 | オゾン発生装置 |
-
1995
- 1995-03-07 JP JP4764995A patent/JPH08245203A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6726885B2 (en) | 1999-03-05 | 2004-04-27 | Ozonator Limited | Ozone generator and a method for generation of ozone |
| US6599486B1 (en) | 2000-09-15 | 2003-07-29 | Ozonator, Ltd. | Modular ozone generator system |
| JP2002129341A (ja) * | 2000-10-24 | 2002-05-09 | Huei-Tarng Liou | 高温及び高電圧下で耐久性のある石英管又は高アルミナ含有管に金被覆する方法、及び、オゾン発生器用の金被覆された石英管又は高アルミナ含有管 |
| JP2010269950A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | オゾン発生装置 |
| US8591822B2 (en) | 2009-05-19 | 2013-11-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Ozone generating apparatus |
| WO2010137153A1 (ja) | 2009-05-28 | 2010-12-02 | 多田電機株式会社 | オゾン発生装置 |
| US9079773B2 (en) | 2009-05-28 | 2015-07-14 | Tada Electric Co., Ltd. | Ozone generating apparatus |
| JP2012041267A (ja) * | 2011-10-14 | 2012-03-01 | Mitsubishi Electric Corp | オゾン発生装置 |
| JPWO2013160986A1 (ja) * | 2012-04-23 | 2015-12-21 | 三菱電機株式会社 | オゾン発生装置 |
| JP2017128478A (ja) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | 株式会社東芝 | オゾン発生装置および電源装置 |
| JP2017160097A (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | 株式会社東芝 | オゾン発生装置 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040309 |
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| A521 | Written amendment |
Effective date: 20040428 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040514 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20040611 |