JPH08253304A - 二重管型オゾナイザーの投入電力の制御方法 - Google Patents

二重管型オゾナイザーの投入電力の制御方法

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JPH08253304A
JPH08253304A JP5223495A JP5223495A JPH08253304A JP H08253304 A JPH08253304 A JP H08253304A JP 5223495 A JP5223495 A JP 5223495A JP 5223495 A JP5223495 A JP 5223495A JP H08253304 A JPH08253304 A JP H08253304A
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ozone
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Abstract

(57)【要約】 【目的】オゾンの熱分解に伴う余分な電力消費を取り除
く。 【構成】第1の方法は、レベル測定器を用いて、オゾン
濃度の最大値と平衡値を計測し、オゾン濃度が最大値か
ら平衡値に減少した時点で電源の投入電力を下げ、続い
てオゾン濃度が平衡値より低下しはじめる時点で投入電
力を一定として保持する。第2の方法は、微分演算器を
用いて、オゾン濃度の変化率を算出し、オゾン濃度の変
化率が負になりはじめる時点で電源の投入電力を下げ、
続いてオゾン濃度変化率が0になる時点で投入電力を一
定として保持する。オゾン濃度の最大値と平衡値、また
はオゾン濃度の変化率を求めながら、これらの変化に対
応して設定電力の初期値を変えることにより、いずれの
方法も、オゾンの熱分解に消費される電力を省き、必要
最小限の電力でオゾンを生成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【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の投入電力を制御す
る方法に関する。
【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3とし
て例えばガラスを密着してあり、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、誘電体層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。
【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、放電空間5の他端近傍で筐体1の外部に設け
た排気バルブ11を調整し、ガス圧を例えば0.6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、無声放電が生じてオゾン12を
発生させることができる。発生したオゾンの濃度は、オ
ゾン12の経路に取り付けたオゾン濃度計13で監視す
る。実際のオゾナイザーは放電管(接地電極2と高圧電
極4)を数百本並べて用いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】オゾンが利用される水
処理技術の高度化に伴い、オゾン濃度を高める必要性が
増しており、高濃度オゾンを発生するために、二重管型
オゾナイザーに大電力を投入すると、放電管が加熱さ
れ、その結果、発生するオゾンが熱分解を起こし、オゾ
ン濃度が低下してしまう。即ち、オゾナイザーに投入す
る電力の一部はオゾンの熱分解に使われ、余分な電力が
消費されるという問題がある。
【0005】前述のように、オゾナイザーの接地電極2
と高圧電極4の間に電圧を印加(電力を投入)すると放
電が起き、オゾン濃度は徐々に増加して最大値に達する
が、オゾンの熱分解のために時間の経過とともにオゾン
濃度は減少し、その後、オゾン濃度は、生成されるオゾ
ンと熱分解とがバランスを保つ平衡値となって、これを
持続する。
【0006】一方、初めからオゾンの熱分解に消費され
る電力分だけ少ない電力を投入しても、大電力を投入し
た場合に比べて、得られるオゾン濃度は結果的に等しく
なる。本発明者の実験によれば、電力2100W投入時
のオゾン濃度の平衡値は、1400W投入時の値とほぼ
同じである。以上のことから、本発明の目的は、オゾン
の熱分解に伴う余分な電力を消費することなく、高濃度
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
の投入電力の制御方法を提供することにある。
【0007】
【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、本発明の投入電力の制御方法は、次の二つであ
る。第1の方法は、高周波電源とオゾン濃度計との間に
接続設置したレベル測定器を用いて、経時的にオゾン濃
度の最大値と平衡値を計測し、オゾン濃度が最大値から
減少して平衡値に達した時点で高周波電源の投入電力を
下げ、続いてオゾン濃度が平衡値より低下しはじめる時
点で投入電力を一定として保持する。
【0008】第2の方法は、高周波電源とオゾン濃度計
との間に接続設置した微分演算器を用いて、経時的にオ
ゾン濃度の変化率を算出し、オゾン濃度の変化率が負に
なりはじめる時点で高周波電源の投入電力を下げ、続い
てオゾン濃度変化率が0になる時点で投入電力を一定と
して保持する。
【0009】
【作用】上記の如く、本発明の投入電力の制御方法は、
レベル測定器または微分演算器により、オゾン濃度の最
大値と平衡値、またはオゾン濃度の変化率を求めなが
ら、これらの変化に対応して設定電力の初期値を変える
ことにより、オゾンの熱分解に消費される電力を省き、
オゾン濃度が平衡値となる電力を一定として保つよう
に、投入電力を制御することができるので、オゾンの生
成に必要な電力を最小限にする。
【0010】
【実施例】以下本発明を実施例に基づき説明する。図1
は本発明の第1の方法が適用される二重管型オゾナイザ
ーの要部構成を示す模式断面図であり、図5と共通部分
に同一符号を用いてある。図1に示す装置は、基本的に
図5に示す装置と同じであり、異なるところは、高周波
電源7とオゾン濃度計13との間にレベル測定器14を
取り付けたことのみであるから、ここでは、図5(b)
に相当する円筒形断面は図示を省略し、本発明に係わる
点のみについて述べる。
【0011】レベル測定器14は、オゾン濃度計13か
らの信号により、オゾン濃度の最大値と平衡値を計測し
て、その情報に基づく信号を高周波電源7に送るもので
あり、オゾン濃度が最大値を経て平衡値に達した時点
で、高周波電源7に電力を下げるように指示を出し、次
いでオゾン濃度が平衡値より低くなりはじめる時点で、
そのときの電力を保つように指示する。
【0012】図2は、時間経過に伴うオゾン濃度および
設定電力の関係を表わす線図であり、図2(a)はオゾ
ン濃度−時間線図,図2(b)は設定電力−時間線図で
ある。すでに述べたように、放電が起きた後、オゾン濃
度は図2(a)の実線の曲線が示すように、徐々に増加
して最大値に達し、オゾンの熱分解により濃度を下げ、
その後時間tで平衡値となる。この平衡値は図2(a)
の一点鎖線の曲線が示すように、オゾンの熱分解に消費
される電力分だけ低い電力を投入しても、結果的にオゾ
ン濃度は等しくなる。そこで、図2(b)に示すよう
に、初期値の設定電力(実線)を、時間tの時点で、オ
ゾンの熱分解の消費電力分だけ低い変更値の電力(一点
鎖線)を投入することにより、電力を節減することがで
きる。したがって、図1に示したレベル測定器14は、
上述のオゾン濃度と設定電力の挙動に対応して作動す
る。
【0013】図3は、本発明の第2の方法が適用される
二重管型オゾナイザーの要部構成を示す模式断面図であ
るが、図1に示したレベル測定器14の代わりに、微分
演算器15を設けたことが図1と異なるだけであり、そ
の他は全く同じである。微分演算器15は、オゾン濃度
の変化率を算出し、その情報に基づいて高周波電源7に
電力を下げる指示を出すものである。このことを次の図
4を併用参照して説明する。
【0014】図4は、図2に倣って、時間経過に伴うオ
ゾン濃度,濃度変化率および設定電力の関係を表わす線
図であり、図4(a)はオゾン濃度−時間線図,図4
(b)は濃度変化率−時間線図,図4(c)は設定電力
−時間線図である。図4(a)は、図2(a)に示した
線図と同じであるから、説明を省略する。オゾン濃度の
変化率は、図4(b)に示すように、オゾン濃度が最大
値を過ぎて減少しはじめる時間t0 で0から負の値とな
り、オゾン濃度が平衡値に達する時間t1 で再び0にな
る。微分演算器15は、オゾン濃度の変化率が負になっ
た時点(t0 )で、高周波電源7に徐々に電力を下げる
指令を出す。そして微分演算器15は、図4(c)に示
すように、初期値の設定電力(実線)を、オゾン濃度が
平衡値に達し変化率が0になる時間t1 の時点で、投入
電力を変更値(一点鎖線)として一定に保つように制御
する。この場合も、初期値の大電力を投入し続けるのに
比べて、オゾン濃度が平衡値に達した時点から、オゾン
の熱分解の消費電力分だけ低い電力で、高濃度オゾンを
発生させることができるので、電力の節減に寄与する。
【0015】以上の如く、本発明の方法は、レベル測定
器14または微分演算器15を用いて、オゾン濃度の平
衡値が最小限の電力で得られるように、オゾナイザーの
投入電力を制御するものである。
【0016】
【発明の効果】二重管型オゾナイザーにより高濃度のオ
ゾンを発生させるには大電力を投入するので、そのとき
放電管が加熱されてオゾンが分解し、その後オゾン濃度
が平衡値を保つようになるが、電力の方は一部がオゾン
の熱分解に使われるために、余剰に消費することにな
り、従来、必要以上の電力を供給していた。これに対し
て、本発明では、レベル測定器または微分演算器を設置
して、高周波電源に電圧を印加する際に、生成されるオ
ゾン濃度の最大値と平衡値,またはオゾン濃度の変化率
に基づいて、初期の設定電力を下げ、最終的にオゾン濃
度が平衡値を保つように投入電力を制御しているので、
オゾンの熱分解に使われる電力が省かれ、単位オゾン発
生量当たりの消費電力を最小限で済ませることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の方法が適用されるオゾナイザー
の要部構成を示す模式断面図
【図2】時間経過に伴うオゾン濃度および設定電力の関
係を示し、それぞれ(a)はオゾン濃度−時間線図,
(b)は設定電力−時間線図
【図3】本発明の第2の方法が適用されるオゾナイザー
の要部構成を示す模式断面図
【図4】時間経過に伴うオゾン濃度,濃度変化率および
設定電力の関係を示し、それぞれ(a)はオゾン濃度−
時間線図,(b)は濃度変化率−時間線図,(c)は設
定電力−時間線図
【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
【符号の説明】
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 排気バルブ 12 オゾン 13 オゾン濃度計 14 レベル測定器 15 微分演算器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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と、発生するオゾンの濃度
    を測定するオゾン濃度計を有し、前記両電極間に高周波
    電源により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の投入電力を制御するに当た
    り、高周波電源とオゾン濃度計との間に接続設置したレ
    ベル測定器を用いて、経時的にオゾン濃度の最大値と平
    衡値を計測し、オゾン濃度が最大値から減少して平衡値
    に達した時点で高周波電源の投入電力を下げ、続いてオ
    ゾン濃度が平衡値より低下しはじめる時点で投入電力を
    一定として保持することを特徴とする二重管型オゾナイ
    ザーの投入電力の制御方法。
  2. 【請求項2】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と、発生するオゾンの濃度
    を測定するオゾン濃度計を有し、前記両電極間に高周波
    電源により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の投入電力を制御するに当た
    り、高周波電源とオゾン濃度計との間に接続設置した微
    分演算器を用いて、経時的にオゾン濃度の変化率を算出
    し、オゾン濃度の変化率が負になりはじめる時点で高周
    波電源の投入電力を下げ、続いてオゾン濃度変化率が0
    になる時点で投入電力を一定として保持することを特徴
    とする二重管型オゾナイザーの投入電力の制御方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004043203A (ja) * 2002-07-09 2004-02-12 Iwasaki Electric Co Ltd オゾン発生装置
CN103979668A (zh) * 2014-06-05 2014-08-13 陕西瑞科特种设备技术有限公司 一种旋流气柱的气液界面放电等离子反应装置
CN113503630A (zh) * 2021-06-28 2021-10-15 北京金茂绿建科技有限公司 一种维持净化因子浓度的方法、系统及净化除味器
CN113669863A (zh) * 2021-08-11 2021-11-19 北京金茂绿建科技有限公司 一种净化系统

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