JPH0881205A - オゾン発生装置 - Google Patents

オゾン発生装置

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JPH0881205A
JPH0881205A JP21591894A JP21591894A JPH0881205A JP H0881205 A JPH0881205 A JP H0881205A JP 21591894 A JP21591894 A JP 21591894A JP 21591894 A JP21591894 A JP 21591894A JP H0881205 A JPH0881205 A JP H0881205A
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JP
Japan
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electrodes
ozone
dielectric
gap
pair
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JP21591894A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Tatsukawa
川 美 紀 達
Ichiro Yamanashi
梨 伊知郎 山
Takaaki Murata
田 隆 昭 村
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 オゾンの生成効率を向上させることができる
オゾン発生装置を提供する。 【構成】 対向する一対の電極2,3間に交流高電圧電
源から高電圧が印加される。一対の電極2,3間に送風
装置7により、酸素を含む原料ガスが供給される。電極
2の内側に誘電体1が設けられ、この誘電体1の誘電率
は上流側から下流側に向って減少している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無声放電型のオゾン発
生装置に係り、とりわけ効率良くオゾンを生成すること
ができるオゾン発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の無声放電型オゾナイザ(オゾン発
生装置)の基本構造を、図5に示す。図5に示すよう
に、誘電体1を有する高圧電極2と接地電極3との間の
間隙(放電ギャップ)に、大気圧近辺で交流高電圧を印
加する。このとき、電極2,3間の間隙内に無声放電が
起こり、この間隙内に酸素を含むガスを通過させると放
電によりオゾンが得られる。
【0003】一般に、無声放電型オゾナイザは円筒型と
平板型に大別される。円筒型の具体例としてはWesb
ach型オゾナイザ、平板型の具体例としてはマイカー
型平板オゾナイザ、またはラウザー型平板オゾナイザが
ある(例えば、電気学会技術報告(II部)127号環境
対策技術調査専門委員会、放電応用分科会編集「放電に
よるオゾンの発生とその応用」2.2.2現用オゾナイ
ザの構造(p5〜p6)参照)。
【0004】また、円筒型オゾナイザにおいて、内側円
筒に小孔を数多くあけた電極構造を持つもの(例えば、
1993〜1994年度版オゾン年鑑(リアライズ社発
行)3.2拡散放出型オゾナイザの特性(p14〜p1
6)参照)がある。さらに円筒型オゾナイザにおいて、
3つの電極を有する構造によって無声放電と沿面放電を
併用するもの(例えば、1993〜1994年度版オゾ
ン年鑑(リアライズ社発行)3.4光を併用したオゾン
発生装置(p18)、および第2回日本オゾン協会年次
研究講演会講演集p159〜p162「放電重畳法によ
るオゾン生成法」(伊藤他)参照)がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の無声放
電オゾナイザでは、生成されたオゾンが、後続の放電に
よって電気的、熱的に破壊されることがある。この場合
は、オゾンの生成効率が低下してしまう。
【0006】本発明は、このような点を考慮してなされ
たものであり、無声放電によるオゾン生成を高効率で行
うことができるオゾン発生装置を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
対向する一対の電極と、この一対の電極間に高電圧を印
加する電源と、一対の電極の少なくとも一方に設けられ
た誘電体と、一対の電極間の間隙に酸素を含む原料ガス
を送り込み、この間隙に生じるプラズマ化学反応により
原料ガスを処理してオゾンを生成する送風装置とを備
え、前記誘電体の誘電率は上流から下流に向って減少
し、これによって間隙内のプラズマ化学反応の放電密度
は上流から下流に向って減少することを特徴とするオゾ
ン発生装置である。
【0008】請求項2記載の発明は、対向する一対の電
極と、この一対の電極間に高電圧を印加する電源と、一
対の電極の少なくとも一方に設けられた誘電体と、一対
の電極間の間隙に酸素を含む原料ガスを送り込み、この
間隙に生じるプラズマ化学反応により原料ガスを処理し
てオゾンを生成する送風装置とを備え、前記間隙の間隙
長は上流から下流に向って増加し、これによって間隙内
のプラズマ化学反応の放電密度は上流から下流に向って
減少することを特徴とするオゾン発生装置である。
【0009】請求項3記載の発明は、対向する一対の電
極と、この一対の電極間に介在され、金網に誘電体を被
覆してなる誘電体電極と、一対の電極の一方と誘電体電
極間、および他方と誘電体電極間に各々高電圧を印加す
る電源と、一対の電極の一方と誘電体電極間の間隙、お
よび他方と誘電体電極間の間隙に、酸素を含む原料ガス
を送り込み、これらの間隙に生じるプラズマ化学反応に
より原料ガスを処理してオゾンを生成する送風装置と、
を備えたことを特徴とするオゾン発生装置である。
【0010】
【作用】請求項1および2記載の発明によれば、一対の
電極間の間隙内に生じるプラズマ化学反応の放電密度が
上流側から下流側に向って減少するので、一対の電極間
の間隙内において生じるオゾンが後続するプラズマ化学
反応により破壊される可能性が少なくなる。
【0011】請求項3記載の発明によれば、誘電体電極
が金網に誘電体を被覆して構成されているので、誘電体
電極の表面積が増加し、誘電体電極表面からの2次電子
放出を増大させることができる。また、誘電体電極の表
裏面に対して原料ガスが送り込まれるので、誘電体電極
近傍の温度上昇を防止することができる。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。
【0013】図1は、本発明によるオゾン発生装置の第
1の実施例を示す図である。図1において、オゾン発生
装置は対向する高電圧電極2と接地電極3とを備え、高
電圧電極2の内面には誘電体1が設けられている。
【0014】また高電圧電極2は交流高圧電源4に接続
され、さらに接地電極3は接地されている。また電極
2,3の側方には、電極2,3間の間隙内に酸素を含む
原料ガスを送り込む送風装置7が設けられ、間隙内に生
じるプラズマ化学反応により原料ガスを処理してオゾン
ガスを生成するようになっている。
【0015】なお、誘電体1の誘電率εは、上流側から
下流側に向って減少している。すなわち上流側の誘電率
をε1 、中央部の誘電率をε2 、下流側の誘電率をε3
とした場合、ε1 >ε2 >ε3 となっている。
【0016】このため、電極2,3間の間隙内のプラズ
マ化学反応の放電密度は、上流側から下流側に向って減
少している。
【0017】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。まず交流高圧電源4により、高電
圧電極2と接地電極3との間に交流高電圧が印加され、
同時に送風装置7により酸素を含む原料ガスが電極2,
3間の間隙に送り込まれる。
【0018】次に電極2,3間の間隙においてプラズマ
化学反応が生じ、原料ガス中の酸素からオゾンが生成す
る。この場合、電極2,3間の間隙において、順次オゾ
ンが生成するので、上流側から下流側に向ってオゾン濃
度が増加していく。オゾン濃度が増加すると、後続する
プラズマ化学反応によりオゾンが電気的、熱的に破壊さ
れることがある。
【0019】本実施例によれば、電極2,3間の間隙に
おいて、プラズマ化学反応の放電密度は上流側から下流
側に向って減少しているので、後続するプラズマ化学反
応によるオゾンの破壊を防止することができ、これによ
りオゾンの生成効率を向上させることができる。
【0020】次に図2により、本発明の第2の実施例に
ついて説明する。本実施例において、図1に示す第1の
実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省
略する。
【0021】図2において高電圧電極2が接地電極3に
対して傾斜して配置され、高電圧電極2内面に設けられ
た誘電体1の厚さは上流側から下流側に向って増加して
いる。このため電極2,3間の間隙の間隙長(誘電体1
と接地電極3との間の距離)は、上流側から下流側に向
って略一定となっている。
【0022】また誘電体1の厚さが上流側から下流側に
向って増加しているため、誘電体1の誘電率は上流側か
ら下流側に向って減少する。これによって間隙内の放電
密度も、上流側から下流側に向って減少する。
【0023】次に図3(a)(b)(c)により本発明
の第3の実施例について説明する。本実施例において、
図1に示す第1の実施例と同一部分には同一符号を付し
て詳細な説明は省略する。
【0024】図3(a)において、高電圧電極2が接地
電極3に対して傾斜して配置され、高電圧電極2の内面
に略一定厚を有する誘電体1が設けられ、平板型のオゾ
ン発生装置が構成されている。
【0025】このため、電極2,3間の間隙長(誘電体
1と接地電極3との間の距離)は、上流側から下流側に
向って増加している。そして間隙長の増加に伴って、間
隙内のプラズマ化学反応の放電密度は上流側から下流側
に向って減少する。
【0026】本実施例によれば、電極2,3間の間隙内
のプラズマ化学反応の放電密度は、上流側から下流側に
向って減少するので、後続するプラズマ化学反応による
オゾンの破壊を防止することができる。また上流側から
下流側に向って間隙長が増加するので、原料ガスの圧力
が下流側に向って低くなり、プラズマ化学反応によるガ
ス流の閉塞を防止することができ、これによりガス流の
閉塞に伴う温度上昇および生成オゾンの破壊を防止する
ことができる。
【0027】図3(a)において、平板型のオゾン発生
装置を示したが、平板型のオゾン発生装置に限らず円筒
型のオゾン発生装置でもよい。ここで図3(b)は円筒
型の高電圧電極2の外面に誘電体1を設け、高電圧電極
2の外側に接地電極3を配置したものである。図3
(b)において、電極2,3間の間隙の間隙長(誘電体
1と接地電極3との間の距離)は、上流側から下流側に
向って増加している。
【0028】また、図3(c)に示すように線状の高電
圧電極2を覆って誘電体1を設け、高電圧電極2の外側
に接地電極3を配置してもよい。図3(c)において、
電極2,3間の間隙の間隙長(誘電体1と接地電極3と
の間の距離)は、上流側から下流側に向って増加してい
る。
【0029】次に図4(a)(b)により、本発明の第
4の実施例について説明する。本実施例において、図1
に示す第1の実施例と同一部分には同一符号を付して詳
細な説明は省略する。
【0030】図4(a)において、平板型のオゾン発生
装置は、対向する一対の平板状接地電極3,3と、この
一対の接地電極3,3間に介在された平板状誘電体電極
5とを備えている。
【0031】この誘電体電極5は、金網に誘電体を被覆
して構成されており、誘電体電極5は交流高圧電源4に
接続されている。また、一対の接地電極3,3は、各々
接地されている。
【0032】さらに一方の接地電極3と誘電体電極5と
の間の間隙、および他方の接地電極3と誘電体電極との
間の間隙には、送風装置7によって酸素を含む原料ガス
が送り込まれ、誘電体電極5の二面に対して原料ガスが
送り込まれる。
【0033】本実施例によれば、金網に誘電体を被覆し
て誘電体電極5を構成したので、誘電体電極5の表面積
が増加し、誘電体電極5の表面積からの2次電子放出を
増大させることができる。このため電子密度を増加させ
て、オゾン生成量を増大させることができる。また誘電
体電極5の二面に対して原料ガスが送り込まれるので、
誘電体電極5は表面が効果的に冷却され、誘電体電極5
表面近傍の温度上昇を防止することができる。このた
め、オゾンの熱的破壊を防止することができる。
【0034】図4(a)において、平板型のオゾン発生
装置を示したが、平板型のオゾン発生装置に限らず、円
筒型のオゾン発生装置を用いてもよい。すなわち図4
(b)に示すように、対向する一対の円筒状接地電極
3,3と、この一対の接地電極3,3間に介在された円
筒状誘電体電極5とからオゾン発生装置を構成してもよ
い。円筒状誘電体電極5は、金網に誘電体を被覆して構
成されており、また一方の接地電極3と誘電体電極5と
の間の間隙、および他方の接地電極3と誘電体電極5と
の間の間隙には送風装置7によって原料ガスが送り込ま
れる。
【0035】
【発明の効果】請求項1および2記載の発明によれば、
一対の電極間の間隙内において生じるオゾンが、後続す
るプラズマ化学反応により破壊されることはない。この
ため一対の電極間の間隙において、オゾンの生成効率を
向上させることができる。
【0036】請求項3記載の発明によれば、誘電体電極
の表面積が増加し、誘電体電極表面からの2次電子放出
を増大させることができる。また誘電体電極近傍の温度
上昇を防止することができる。2次電子放出の増大によ
りオゾンの生成を助けることができるとともに、温度上
昇によるオゾンの破壊を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるオゾン発生装置の第1の実施例を
示す概略図。
【図2】本発明によるオゾン発生装置の第2の実施例を
示す概略図。
【図3】本発明によるオゾン発生装置の第3の実施例を
示す概略図。
【図4】本発明によるオゾン発生装置の第4の実施例を
示す概略図。
【図5】従来のオゾン発生装置を示す図。
【符号の説明】
1 誘電体 2 高電圧電極 3 接地電極 4 交流高電圧 5 誘電体電極 7 送風装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対向する一対の電極と、 この一対の電極間に高電圧を印加する電源と、 一対の電極の少なくとも一方に設けられた誘電体と、 一対の電極間の間隙に酸素を含む原料ガスを送り込み、
    この間隙に生じるプラズマ化学反応により原料ガスを処
    理してオゾンを生成する送風装置とを備え、 前記誘電体の誘電率は上流から下流に向って減少し、こ
    れによって間隙内のプラズマ化学反応の放電密度は上流
    から下流に向って減少することを特徴とするオゾン発生
    装置。
  2. 【請求項2】対向する一対の電極と、 この一対の電極間に高電圧を印加する電源と、 一対の電極の少なくとも一方に設けられた誘電体と、 一対の電極間の間隙に酸素を含む原料ガスを送り込み、
    この間隙に生じるプラズマ化学反応により原料ガスを処
    理してオゾンを生成する送風装置とを備え、 前記間隙の間隙長は上流から下流に向って増加し、これ
    によって間隙内のプラズマ化学反応の放電密度は上流か
    ら下流に向って減少することを特徴とするオゾン発生装
    置。
  3. 【請求項3】対向する一対の電極と、 この一対の電極間に介在され、金網に誘電体を被覆して
    なる誘電体電極と、 一対の電極の一方と誘電体電極間、および他方と誘電体
    電極間に各々高電圧を印加する電源と、 一対の電極の一方と誘電体電極間の間隙、および他方と
    誘電体電極間の間隙に、酸素を含む原料ガスを送り込
    み、これらの間隙に生じるプラズマ化学反応により原料
    ガスを処理してオゾンを生成する送風装置と、 を備えたことを特徴とするオゾン発生装置。
JP21591894A 1994-09-09 1994-09-09 オゾン発生装置 Pending JPH0881205A (ja)

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