JPH09221303A - オゾン発生器 - Google Patents
オゾン発生器Info
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- JPH09221303A JPH09221303A JP9011006A JP1100697A JPH09221303A JP H09221303 A JPH09221303 A JP H09221303A JP 9011006 A JP9011006 A JP 9011006A JP 1100697 A JP1100697 A JP 1100697A JP H09221303 A JPH09221303 A JP H09221303A
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- ozone generator
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/087—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
- B01J19/088—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/10—Preparation of ozone
- C01B13/11—Preparation of ozone by electric discharge
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J2219/0803—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
- B01J2219/0805—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
- B01J2219/0845—Details relating to the type of discharge
- B01J2219/0849—Corona pulse discharge
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
- C01B2201/20—Electrodes used for obtaining electrical discharge
- C01B2201/22—Constructional details of the electrodes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
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- C01B2201/20—Electrodes used for obtaining electrical discharge
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- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
- C01B2201/30—Dielectrics used in the electrical dischargers
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S422/907—Corona or glow discharge means
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】より安価で容易に製作でき、より堅牢で、より
長期間使用でき、したがってメンテナンスの必要のより
少ないオゾン発生手段を構成要素として含むオゾン化装
置を提供すること。 【構成】本発明はオゾン発生器に関するものであり、そ
れは第一の電極、第二の電極、およびこれらの電極間に
高電圧を接続する手段から構成され、これらの電極間に
高電圧が供給されて第一の電極の近辺に酸素分子が存在
するとき、酸素分子からオゾン分子を生成させるため、
第一の電極はその近辺にコロナ放電を発生するように作
動可能である。第一の電極はタイル形状のセラミックエ
レメント上に配置される直線状のワイヤにより構成され
る。第二の電極はセラミックエレメントの反対側の面に
金属コーティングにより形成され、シリコーンゴムなど
のコーティングが施される。
長期間使用でき、したがってメンテナンスの必要のより
少ないオゾン発生手段を構成要素として含むオゾン化装
置を提供すること。 【構成】本発明はオゾン発生器に関するものであり、そ
れは第一の電極、第二の電極、およびこれらの電極間に
高電圧を接続する手段から構成され、これらの電極間に
高電圧が供給されて第一の電極の近辺に酸素分子が存在
するとき、酸素分子からオゾン分子を生成させるため、
第一の電極はその近辺にコロナ放電を発生するように作
動可能である。第一の電極はタイル形状のセラミックエ
レメント上に配置される直線状のワイヤにより構成され
る。第二の電極はセラミックエレメントの反対側の面に
金属コーティングにより形成され、シリコーンゴムなど
のコーティングが施される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はオゾン生成装置に関
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】「活性酸素」とも呼ばれるオゾンは、酸
素の同素体であり、４番目に強い酸化剤である。その化
学式はＯ3 で、酸素に紫外線が作用することにより発生
する。オゾンは２つの電極に高圧、高周波の電気を供給
して電極間に無声放電を起こし、その電極間に酸素を含
んだ気体、たとえば空気を通過させて生成させることが
できる。空気が電極間を通過する際、一部の酸素分子が
励起されてオゾン分子を生成する。これは次のように表
わされる。 ３Ｏ2 = ２Ｏ3 これは吸熱反応である。
素の同素体であり、４番目に強い酸化剤である。その化
学式はＯ3 で、酸素に紫外線が作用することにより発生
する。オゾンは２つの電極に高圧、高周波の電気を供給
して電極間に無声放電を起こし、その電極間に酸素を含
んだ気体、たとえば空気を通過させて生成させることが
できる。空気が電極間を通過する際、一部の酸素分子が
励起されてオゾン分子を生成する。これは次のように表
わされる。 ３Ｏ2 = ２Ｏ3 これは吸熱反応である。
【０００３】無声放電を使用したオゾンの生成は１００
年以上前から知られており、シーメンス型のオゾン発生
器の一般的な形式であり、これはB. Moodyの「比較無機
化学」(1858 年) の２０７ページに説明されている。
年以上前から知られており、シーメンス型のオゾン発生
器の一般的な形式であり、これはB. Moodyの「比較無機
化学」(1858 年) の２０７ページに説明されている。
【０００４】オゾンは殺菌剤および消臭剤としての効果
を持つ。オゾンはバクテリアの分子構造を破壊すること
でその殺菌能力を発揮する。空気中の有害な化学物質や
表面バクテリアによって、不快なまたは有害な臭気が発
生した場合、オゾンはバクテリアを殺し、化学物質の分
子構造を分解することで殺菌と消臭を行なう。わずか
０．１ｐｐｍという低レベルでも、オゾンは有効な殺菌
剤になる。オゾンは不安定なため、残留物を何も残さず
酸素に分解する。オゾンはまた、水に溶かすことにより
水の消毒を行なうことができる。
を持つ。オゾンはバクテリアの分子構造を破壊すること
でその殺菌能力を発揮する。空気中の有害な化学物質や
表面バクテリアによって、不快なまたは有害な臭気が発
生した場合、オゾンはバクテリアを殺し、化学物質の分
子構造を分解することで殺菌と消臭を行なう。わずか
０．１ｐｐｍという低レベルでも、オゾンは有効な殺菌
剤になる。オゾンは不安定なため、残留物を何も残さず
酸素に分解する。オゾンはまた、水に溶かすことにより
水の消毒を行なうことができる。
【０００５】これらの特性により、オゾン化の過程、す
なわちオゾン処理は、たとえばキッチンの作業面の消
毒、公衆便所の殺菌と消臭、水に溶かして塩素の代わり
として水泳用プールの消毒に使用するなど、多くの用途
がある。市販用のオゾン発生装置では、特に殺菌や消臭
用のものがよく知られている。
なわちオゾン処理は、たとえばキッチンの作業面の消
毒、公衆便所の殺菌と消臭、水に溶かして塩素の代わり
として水泳用プールの消毒に使用するなど、多くの用途
がある。市販用のオゾン発生装置では、特に殺菌や消臭
用のものがよく知られている。
【０００６】一般によく言及されるオゾン化装置の典型
的なものの概略図を図８に示す。発生セル（１）は、ス
テンレス鋼チューブ（４）の中に同心円状に取り付けら
れた内部にアルミニウムコーティング（３）を施したガ
ラスチューブ（２）を構成要素として含む。ステンレス
鋼チューブ（４）とガラスチューブ（２）の間の隙間を
均等に保つために、スペーサ（図示なし）が使用され
る。アルミニウムコーティング（３）はコンタクトブラ
シ（５）とコネクタ（６）を介して高電圧電源と接続さ
れ、ステンレス鋼チューブ（４）は接地される。ステン
レス鋼チューブ（４）が第一の電極を、アルミニウムコ
ーティングは第二の電極を形成し、これらは誘電体であ
るガラスおよび空間（７）によって分離される。酸素を
含む気体をこの空間に流し、電極間に高電圧をかけるこ
とにより、無声放電によって空間内に酸素分子からオゾ
ン分子が生成される。放電によって熱が発生するため、
発生セル（１）の周囲は水冷式のジャケット（８）で囲
む。市販用のオゾン発生装置ではこの発生セルを数多く
使用することで、十分な量のオゾンを生成する。
的なものの概略図を図８に示す。発生セル（１）は、ス
テンレス鋼チューブ（４）の中に同心円状に取り付けら
れた内部にアルミニウムコーティング（３）を施したガ
ラスチューブ（２）を構成要素として含む。ステンレス
鋼チューブ（４）とガラスチューブ（２）の間の隙間を
均等に保つために、スペーサ（図示なし）が使用され
る。アルミニウムコーティング（３）はコンタクトブラ
シ（５）とコネクタ（６）を介して高電圧電源と接続さ
れ、ステンレス鋼チューブ（４）は接地される。ステン
レス鋼チューブ（４）が第一の電極を、アルミニウムコ
ーティングは第二の電極を形成し、これらは誘電体であ
るガラスおよび空間（７）によって分離される。酸素を
含む気体をこの空間に流し、電極間に高電圧をかけるこ
とにより、無声放電によって空間内に酸素分子からオゾ
ン分子が生成される。放電によって熱が発生するため、
発生セル（１）の周囲は水冷式のジャケット（８）で囲
む。市販用のオゾン発生装置ではこの発生セルを数多く
使用することで、十分な量のオゾンを生成する。
【０００７】また、内部に銀の鏡面コーティングを施
し、外部にステンレス鋼メッシュを持つガラスまたはセ
ラミック製のチューブを構成要素として含む発生セルを
使用するオゾン化装置も公知である。
し、外部にステンレス鋼メッシュを持つガラスまたはセ
ラミック製のチューブを構成要素として含む発生セルを
使用するオゾン化装置も公知である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示される典型的なオゾン化装置のガラスの発生セルは壊
れやすく、６ヶ月の使用で５０％のセルが壊れることが
知られている。
示される典型的なオゾン化装置のガラスの発生セルは壊
れやすく、６ヶ月の使用で５０％のセルが壊れることが
知られている。
【０００９】また、内部に銀の鏡面コーティングを施
し、外部にステンレス鋼メッシュを持つガラスまたはセ
ラミック製のチューブを構成要素として含む発生セルは
過熱されやすく、鏡面コーティングによってさらにこの
傾向は高まり、小さな絶縁点で電気的に破壊が起こる。
これはガラスの不純物およびステンレス鋼メッシュの起
伏形状による電場の不均一等によってさらに悪化する。
し、外部にステンレス鋼メッシュを持つガラスまたはセ
ラミック製のチューブを構成要素として含む発生セルは
過熱されやすく、鏡面コーティングによってさらにこの
傾向は高まり、小さな絶縁点で電気的に破壊が起こる。
これはガラスの不純物およびステンレス鋼メッシュの起
伏形状による電場の不均一等によってさらに悪化する。
【００１０】鏡面コーティングは溶液から銀イオン還元
を行なって作製する。このコーティングは基面に対する
接着力が弱く、時間とともに摩耗しやすい。セラミック
が誘電体として使用されるが、その場合は無声放電がチ
ューブの片側だけで起こるため、効率よくかつ満足なオ
ゾン生成を行なうためには空間の寸法が非常に重要にな
る。セラミックは要求公差を満足して製作することが非
常に困難である。電極コーティングを施したセラミック
プレートを構成要素として含む発生セルを使用したが、
使用中にコーティングが蒸発やスパッターを起こした。
を行なって作製する。このコーティングは基面に対する
接着力が弱く、時間とともに摩耗しやすい。セラミック
が誘電体として使用されるが、その場合は無声放電がチ
ューブの片側だけで起こるため、効率よくかつ満足なオ
ゾン生成を行なうためには空間の寸法が非常に重要にな
る。セラミックは要求公差を満足して製作することが非
常に困難である。電極コーティングを施したセラミック
プレートを構成要素として含む発生セルを使用したが、
使用中にコーティングが蒸発やスパッターを起こした。
【００１１】したがって、本発明は、より安価で容易に
製作でき、より堅牢で、より長期間使用でき、したがっ
てメンテナンスの必要性のより少ないオゾン発生手段を
構成要素として含むオゾン化装置を提供することをその
課題とする。
製作でき、より堅牢で、より長期間使用でき、したがっ
てメンテナンスの必要性のより少ないオゾン発生手段を
構成要素として含むオゾン化装置を提供することをその
課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、オゾン
発生手段は第一の電極、第二の電極、およびこれらの電
極間に高電圧を接続する手段から構成され、これらの電
極間に高電圧が供給された時に、第一の電極の近辺に酸
素分子が存在するとき、酸素分子からオゾン分子を生成
させるため、第一の電極はその近辺にコロナ放電を発生
するように作動可能である。第一の電極は直線状のワイ
ヤの構成にしてもよい。セラミックエレメントはセラミ
ックタイルの形状に製作することが望ましい。このオゾ
ン発生手段は、概念上モジュール形式である。第二の電
極はセラミックチューブの内側またはセラミックタイル
のもう一方の面に、金属コーティングを施したものでも
よい。また、外側電極をセラミックチューブに極めて近
接させるのが好ましい。
発生手段は第一の電極、第二の電極、およびこれらの電
極間に高電圧を接続する手段から構成され、これらの電
極間に高電圧が供給された時に、第一の電極の近辺に酸
素分子が存在するとき、酸素分子からオゾン分子を生成
させるため、第一の電極はその近辺にコロナ放電を発生
するように作動可能である。第一の電極は直線状のワイ
ヤの構成にしてもよい。セラミックエレメントはセラミ
ックタイルの形状に製作することが望ましい。このオゾ
ン発生手段は、概念上モジュール形式である。第二の電
極はセラミックチューブの内側またはセラミックタイル
のもう一方の面に、金属コーティングを施したものでも
よい。また、外側電極をセラミックチューブに極めて近
接させるのが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、発生セル（１０）は、一般的に無電解ニッケルめ
っきで内部を金属コーティング（１２）したセラミック
チューブ（１１）を構成要素として含む。セラミックチ
ューブ（１１）の周囲には金属ワイヤコイル（１３）を
螺旋状の圧縮ばねの形状に巻き付けてある。ばね（１
３）の内径は、チューブ（１１）の周囲に確実にぴった
りはまるように、セラミックチューブ（１１）の外径よ
りわずかに小さくなっている。内側コーティング（１
２）は発生セル（１０）の裏電極を、圧縮ばね（１３）
のワイヤは表電極を構成する。セラミックチューブ（１
１）は二つの電極間の誘電体を構成する。
うに、発生セル（１０）は、一般的に無電解ニッケルめ
っきで内部を金属コーティング（１２）したセラミック
チューブ（１１）を構成要素として含む。セラミックチ
ューブ（１１）の周囲には金属ワイヤコイル（１３）を
螺旋状の圧縮ばねの形状に巻き付けてある。ばね（１
３）の内径は、チューブ（１１）の周囲に確実にぴった
りはまるように、セラミックチューブ（１１）の外径よ
りわずかに小さくなっている。内側コーティング（１
２）は発生セル（１０）の裏電極を、圧縮ばね（１３）
のワイヤは表電極を構成する。セラミックチューブ（１
１）は二つの電極間の誘電体を構成する。
【００１４】表電極を円形断面を持つワイヤの形状に
し、曲率半径を小さくすることは、当該技術分野の当業
者には周知のことであるが、コロナ放電は点やエッジ部
で発生するので、表電極と裏電極（１２）、（１３）間
に高電圧が印加された時にコロナ放電が起こる。こうし
て、両電極間に電圧が印加されコロナ放電が起こると、
ワイヤ電極、すなわち圧縮ばね（１３）の近辺の酸素を
含む気体、すなわち空気、がイオン化されて、酸素分子
からオゾンが生成される。圧縮ばね（１３）はその１巻
きずつの間に隙間を持つコイル形状をしている。この隙
間が小さすぎて、金属チューブを形成するほど狭い場
合、コロナ放電は起こらない。最適な隙間は、たとえば
電圧や冷却などを含む多数の要因に基づいて、経験的に
決定される。一般には５ｍｍ前後の隙間が最良とされて
いるが、一定の条件下では６４ミクロンというものもあ
る。表電極をワイヤ形状にすることにより、表電極の断
面積を最小にし、オゾンの発生量を最大にすることがで
きる。直径０．５ｍｍのワイヤで構成される巻き数３０
前後、外径１５ｍｍの圧縮ばねを持つ、長さ１００ｍ
ｍ、外径１６ｍｍ、 厚さ１ｍｍの高密度アルミナセラミ
ックチューブに、適切な電圧印加と冷却を行なうことに
より、１時間当たり約０．５ｇのオゾンが生成される。
し、曲率半径を小さくすることは、当該技術分野の当業
者には周知のことであるが、コロナ放電は点やエッジ部
で発生するので、表電極と裏電極（１２）、（１３）間
に高電圧が印加された時にコロナ放電が起こる。こうし
て、両電極間に電圧が印加されコロナ放電が起こると、
ワイヤ電極、すなわち圧縮ばね（１３）の近辺の酸素を
含む気体、すなわち空気、がイオン化されて、酸素分子
からオゾンが生成される。圧縮ばね（１３）はその１巻
きずつの間に隙間を持つコイル形状をしている。この隙
間が小さすぎて、金属チューブを形成するほど狭い場
合、コロナ放電は起こらない。最適な隙間は、たとえば
電圧や冷却などを含む多数の要因に基づいて、経験的に
決定される。一般には５ｍｍ前後の隙間が最良とされて
いるが、一定の条件下では６４ミクロンというものもあ
る。表電極をワイヤ形状にすることにより、表電極の断
面積を最小にし、オゾンの発生量を最大にすることがで
きる。直径０．５ｍｍのワイヤで構成される巻き数３０
前後、外径１５ｍｍの圧縮ばねを持つ、長さ１００ｍ
ｍ、外径１６ｍｍ、 厚さ１ｍｍの高密度アルミナセラミ
ックチューブに、適切な電圧印加と冷却を行なうことに
より、１時間当たり約０．５ｇのオゾンが生成される。
【００１５】概略図を図２に示す。発生セル（１０）の
第二の実施例では、たとえばステンレス鋼のワイヤ（１
４）を、たとえばアルミナのセラミックプレート（１
５）の両端に亙って張る。これが表電極を構成する。裏
電極はプレート（１５）の裏面に施す金属コーティング
（１６）により構成される。これら２つの電極（１４）
と（１６）の間に高電圧を印加する。接続ワイヤ（１
７）はコーティング（１６）に直接はんだ付けされてい
る。コーティング（１６）のオゾン化を防止するため、
コーティング（１６）はシリコーンゴム（１８）で覆わ
れている。高電圧が供給されるとワイヤ（１４）の近辺
にオゾンが発生する。パラジウム系の厚膜をスクリーン
印刷によりコーティングした高密度９６％アルミナプレ
ートを使用し、裏電極に約５０ｍｍに亙りワイヤ（１
４）を設け、適正な電圧を印加することにより、１時間
当たり約５０ｍｇのオゾンが生成される。
第二の実施例では、たとえばステンレス鋼のワイヤ（１
４）を、たとえばアルミナのセラミックプレート（１
５）の両端に亙って張る。これが表電極を構成する。裏
電極はプレート（１５）の裏面に施す金属コーティング
（１６）により構成される。これら２つの電極（１４）
と（１６）の間に高電圧を印加する。接続ワイヤ（１
７）はコーティング（１６）に直接はんだ付けされてい
る。コーティング（１６）のオゾン化を防止するため、
コーティング（１６）はシリコーンゴム（１８）で覆わ
れている。高電圧が供給されるとワイヤ（１４）の近辺
にオゾンが発生する。パラジウム系の厚膜をスクリーン
印刷によりコーティングした高密度９６％アルミナプレ
ートを使用し、裏電極に約５０ｍｍに亙りワイヤ（１
４）を設け、適正な電圧を印加することにより、１時間
当たり約５０ｍｇのオゾンが生成される。
【００１６】別の方法として、図３のワイヤ（１４）、
セラミックプレート（１５）、裏電極（１６）の概略図
に示されるように、セラミックプレート（１５）にワイ
ヤ（１４）を複数本設置することもできる。ここではわ
かりやすくするため、シリコーンゴム（１８）と電源へ
の接続は省略してある。この実施例では、ワイヤ（１
４）はコロナ放電が起こるように隙間をあけて設置され
る。前述のチューブ状の実施例と同様に、各ワイヤが隣
接するワイヤと近接しすぎてはならない。これは前述の
理由と同じく、近接しすぎるとコロナ放電が起こらない
からである。この隙間もまた経験的に決定されるが、一
般には５ｍｍの隙間が最適とされている。
セラミックプレート（１５）、裏電極（１６）の概略図
に示されるように、セラミックプレート（１５）にワイ
ヤ（１４）を複数本設置することもできる。ここではわ
かりやすくするため、シリコーンゴム（１８）と電源へ
の接続は省略してある。この実施例では、ワイヤ（１
４）はコロナ放電が起こるように隙間をあけて設置され
る。前述のチューブ状の実施例と同様に、各ワイヤが隣
接するワイヤと近接しすぎてはならない。これは前述の
理由と同じく、近接しすぎるとコロナ放電が起こらない
からである。この隙間もまた経験的に決定されるが、一
般には５ｍｍの隙間が最適とされている。
【００１７】上述の平面プレートの実施例では、ワイヤ
（１４）はセラミックプレート（１５）に近接して、放
電が連続的に発生するようにする必要があるが、これは
セラミックプレート（１５）にワイヤが接触していなく
ても可能である。この隙間は一般に約３００ミクロン以
下とされているが、これは電源の電圧と周波数により異
なる。これは前記の第一の実施例においても同様である
が、ばね（１３）はセラミックチューブ（１１）の周囲
にぴったりはまり、チューブの長さ方向に動かず、摩擦
力で保持されなければならない。しかし、ワイヤコイル
（１３）とセラミックチューブ（１１）の隙間が一部で
大きく開いていても放電は起こる。このことはコイル
（１３）の製作において極度に厳密な公差は要求されな
いという利点になる。
（１４）はセラミックプレート（１５）に近接して、放
電が連続的に発生するようにする必要があるが、これは
セラミックプレート（１５）にワイヤが接触していなく
ても可能である。この隙間は一般に約３００ミクロン以
下とされているが、これは電源の電圧と周波数により異
なる。これは前記の第一の実施例においても同様である
が、ばね（１３）はセラミックチューブ（１１）の周囲
にぴったりはまり、チューブの長さ方向に動かず、摩擦
力で保持されなければならない。しかし、ワイヤコイル
（１３）とセラミックチューブ（１１）の隙間が一部で
大きく開いていても放電は起こる。このことはコイル
（１３）の製作において極度に厳密な公差は要求されな
いという利点になる。
【００１８】前記のように、オゾンの生成は吸熱反応で
大量の熱を発生するため、オゾンの商業生産では何らか
の冷却が必要である。はじめに述べた通り、オゾンはそ
の消臭および殺菌効果に関して数多くの用途がある。一
般にこれらの用途はドライ用途とウェット用途の２つに
分けられる。ドライ用途の例として、オゾンガスを生成
して空気中と表面のバクテリアを死滅させるものがあ
る。ウェット用途では例えば水泳プールのように、オゾ
ンを水に溶かして消毒を行なう。
大量の熱を発生するため、オゾンの商業生産では何らか
の冷却が必要である。はじめに述べた通り、オゾンはそ
の消臭および殺菌効果に関して数多くの用途がある。一
般にこれらの用途はドライ用途とウェット用途の２つに
分けられる。ドライ用途の例として、オゾンガスを生成
して空気中と表面のバクテリアを死滅させるものがあ
る。ウェット用途では例えば水泳プールのように、オゾ
ンを水に溶かして消毒を行なう。
【００１９】図４はドライ用途で、オゾン化装置（１０
０）の中のオゾン発生器の組み込み状態を示すブロック
図である。装置（１００）はハウジング（１０１）を構
成要素として含む。ハウジング（１０１）の中には専用
のハウジングに入ったオゾン発生器（５０）がある。オ
ゾン発生器（５０）は前述のチューブ形式または平面プ
レート形式の発生セル（１０）を使用し、そのセル個数
は用途に応じて変わる。発生セル（１０）は一般にそれ
専用のハウジングに入れられ、切替え式電源（５３）お
よび空気循環システム（５２）に接続される。ハウジン
グ（１０１）の中に送り込まれた空気は空気循環システ
ム（５２）に送られ、そのファンまたはポンプ（図示な
し）によって発生セル（１０）の区域に向けられる。発
生セル（１０）の表電極および裏電極は５〜６ｋＶ、５
０ｋＨｚの高電圧を供給する切替え式電源（５３）に接
続される。空気循環システム（５２）から送られた空気
はオゾン生成のための酸素分子の供給と、冷却の２つの
目的を持つ。前述のとおり、オゾンはワイヤの近辺で起
こるコロナ放電によるイオン化によって生成される。こ
れらのユニットの種々の構成部品の設計は、個々の用途
により異なる。すべて本発明に従った形式の発生セルを
使用する。電源とポンプについては、当該技術分野の当
業者にとって周知の形式のものであるが、この当業者が
可能な範囲で個々の用途に合わせて設計されることもあ
る。これらのオゾン発生装置の利点の一つは、その目的
とする用途によく役立つことである。
０）の中のオゾン発生器の組み込み状態を示すブロック
図である。装置（１００）はハウジング（１０１）を構
成要素として含む。ハウジング（１０１）の中には専用
のハウジングに入ったオゾン発生器（５０）がある。オ
ゾン発生器（５０）は前述のチューブ形式または平面プ
レート形式の発生セル（１０）を使用し、そのセル個数
は用途に応じて変わる。発生セル（１０）は一般にそれ
専用のハウジングに入れられ、切替え式電源（５３）お
よび空気循環システム（５２）に接続される。ハウジン
グ（１０１）の中に送り込まれた空気は空気循環システ
ム（５２）に送られ、そのファンまたはポンプ（図示な
し）によって発生セル（１０）の区域に向けられる。発
生セル（１０）の表電極および裏電極は５〜６ｋＶ、５
０ｋＨｚの高電圧を供給する切替え式電源（５３）に接
続される。空気循環システム（５２）から送られた空気
はオゾン生成のための酸素分子の供給と、冷却の２つの
目的を持つ。前述のとおり、オゾンはワイヤの近辺で起
こるコロナ放電によるイオン化によって生成される。こ
れらのユニットの種々の構成部品の設計は、個々の用途
により異なる。すべて本発明に従った形式の発生セルを
使用する。電源とポンプについては、当該技術分野の当
業者にとって周知の形式のものであるが、この当業者が
可能な範囲で個々の用途に合わせて設計されることもあ
る。これらのオゾン発生装置の利点の一つは、その目的
とする用途によく役立つことである。
【００２０】図５はウェット用途で、オゾン化装置（１
１０）の中のオゾン発生器の組み込み状態を示すブロッ
ク図である。装置（１１０）はハウジング（１１１）を
構成要素として含む。ハウジング（１１１）の中にはチ
ューブ形式または平面プレート形式の発生セル（１０）
を使用するオゾン発生器（５１）があり、その詳細は以
下のとおりである。空気がハウジング（１１１）に供給
され、コンプレッサ（５５）で約１バールまで圧縮され
る。この高圧は生成されたオゾンを最終的に水中に噴射
するために必要である。空気はコンプレッサ（５５）か
らドライヤ（５６）に送られ、水分が除去される。この
際の生成反応中に空気中の窒素が固定され、硝酸が生成
される。
１０）の中のオゾン発生器の組み込み状態を示すブロッ
ク図である。装置（１１０）はハウジング（１１１）を
構成要素として含む。ハウジング（１１１）の中にはチ
ューブ形式または平面プレート形式の発生セル（１０）
を使用するオゾン発生器（５１）があり、その詳細は以
下のとおりである。空気がハウジング（１１１）に供給
され、コンプレッサ（５５）で約１バールまで圧縮され
る。この高圧は生成されたオゾンを最終的に水中に噴射
するために必要である。空気はコンプレッサ（５５）か
らドライヤ（５６）に送られ、水分が除去される。この
際の生成反応中に空気中の窒素が固定され、硝酸が生成
される。
【００２１】乾燥、 圧縮された空気はオゾン発生器（５
１）に送られ、前述のようにイオン化によってオゾンが
生成される。オゾン発生器（５１）の電源は、制御回路
（５８）により制御される切替え式電源（５７）から供
給される。オゾン発生器（５１）で生成されたオゾンは
噴射装置または発泡装置の形でミキサ（５９）に供給さ
れ、ハウジング（１１１）を通って水源（図示なし）か
らミキサ（５９）に供給された水に溶解されて、飽和溶
液を作る。飽和溶液をミキサ（５９）内に一定時間、一
般に約４分間、保持し、オゾンと水を反応させる。この
オゾン化水を貯水槽（６０）に送ってそこで保持し、そ
の処理およびオゾン化された水は必要な時に取り出し口
（６１）から送り出される。貯水槽には排気口を設け、
空気中の不純物留分を除去する。
１）に送られ、前述のようにイオン化によってオゾンが
生成される。オゾン発生器（５１）の電源は、制御回路
（５８）により制御される切替え式電源（５７）から供
給される。オゾン発生器（５１）で生成されたオゾンは
噴射装置または発泡装置の形でミキサ（５９）に供給さ
れ、ハウジング（１１１）を通って水源（図示なし）か
らミキサ（５９）に供給された水に溶解されて、飽和溶
液を作る。飽和溶液をミキサ（５９）内に一定時間、一
般に約４分間、保持し、オゾンと水を反応させる。この
オゾン化水を貯水槽（６０）に送ってそこで保持し、そ
の処理およびオゾン化された水は必要な時に取り出し口
（６１）から送り出される。貯水槽には排気口を設け、
空気中の不純物留分を除去する。
【００２２】前述の例と同様に、これらのユニットの種
々の構成部品の設計は、個々の用途により異なり、本発
明に従った形式の発生セルを使用する。例えばミキサと
電源などの種々の構成部品は、当該技術分野の当業者に
とって周知の形式のものであるが、この当業者が可能な
範囲で個々の用途に合わせて設計されることもある。前
述のとおり、これらのオゾン発生装置の利点の一つは、
その目的とする用途によく役立つことである。
々の構成部品の設計は、個々の用途により異なり、本発
明に従った形式の発生セルを使用する。例えばミキサと
電源などの種々の構成部品は、当該技術分野の当業者に
とって周知の形式のものであるが、この当業者が可能な
範囲で個々の用途に合わせて設計されることもある。前
述のとおり、これらのオゾン発生装置の利点の一つは、
その目的とする用途によく役立つことである。
【００２３】図６および７はウェット用途のオゾン発生
器を示す。図６は図１（ａ）と（ｂ）に示すチューブタ
イプの発生セル（１０）を構成要素として含むオゾン発
生器（５１）を示す。発生セル（１０）は、セラミック
チューブ（１１）とコイル（１３）を構成要素として含
み、ステンレス鋼チューブ（２０）の中に同心円状にし
っかりと取り付けられ、発生セル（１０）とステンレス
鋼チューブ（２０）の内面との間には隙間（２１）が設
けられている。オゾン生成過程では空気がこの隙間（２
１）を通り、ワイヤ（１３）の周囲のコロナ放電による
イオン化によってオゾンが生成される。ステンレス鋼チ
ューブ（２０）の周りには剛体のプラスチックハウジン
グ（２２）が同心円状にしっかりと取り付けられ、チュ
ーブ（２０）との間に第二の隙間（２３）を設定し、オ
ゾン生成過程中にこの隙間に水を流通することで、必要
な冷却を行なう。オゾン生成量は供給される電源の電圧
と周波数により異なるだけでなく、冷却量と第二の隙間
（２３）に沿って供給される空気の流量によっても異な
る。ワイヤとセラミックチューブは地電位に保たれる
が、その電気的な接続は、説明をわかりやすくするため
に図示されていない。
器を示す。図６は図１（ａ）と（ｂ）に示すチューブタ
イプの発生セル（１０）を構成要素として含むオゾン発
生器（５１）を示す。発生セル（１０）は、セラミック
チューブ（１１）とコイル（１３）を構成要素として含
み、ステンレス鋼チューブ（２０）の中に同心円状にし
っかりと取り付けられ、発生セル（１０）とステンレス
鋼チューブ（２０）の内面との間には隙間（２１）が設
けられている。オゾン生成過程では空気がこの隙間（２
１）を通り、ワイヤ（１３）の周囲のコロナ放電による
イオン化によってオゾンが生成される。ステンレス鋼チ
ューブ（２０）の周りには剛体のプラスチックハウジン
グ（２２）が同心円状にしっかりと取り付けられ、チュ
ーブ（２０）との間に第二の隙間（２３）を設定し、オ
ゾン生成過程中にこの隙間に水を流通することで、必要
な冷却を行なう。オゾン生成量は供給される電源の電圧
と周波数により異なるだけでなく、冷却量と第二の隙間
（２３）に沿って供給される空気の流量によっても異な
る。ワイヤとセラミックチューブは地電位に保たれる
が、その電気的な接続は、説明をわかりやすくするため
に図示されていない。
【００２４】図７は図３に示す平面プレート形の発生セ
ル（１０）を構成要素として含むオゾン発生器（５１）
を示す。ここでは平面プレート形発生セル（１０）２個
がそれぞれ、アルミニウム製のＵ字形バッキングプレー
ト（３０）、（３１）にしっかりと取り付けられてい
る。バッキングプレート（３０）、（３１）は発生セル
（１０）を内側にして互いに組付けられ、内部にキャビ
ティ（３２）を形成している。バッキングプレート（３
０）、（３１）の間にはＯリングシール（３３）を設
け、キャビティ（３２）の周囲の気密を確保している。
バッキングプレート（３０）、（３１）にはそれぞれ開
口部（３４）、（３５）を設け、それぞれ空気取入れ口
とオゾン取出し口になっている。空気取入れ口（３４）
から発生セル（１０）へ空気が導入され、ワイヤ（１
４）の周囲のコロナ放電によるイオン化によってオゾン
が生成され、取出し口（３５）から送り出される。バッ
キングプレート（３０）、（３１）は水または空気によ
って冷却される。セラミックプレート（１５）とバッキ
ングプレート（３０）、（３１）は地電位に保たれる。
切替え式電源は、説明をわかりやすくするため図示を省
略した。
ル（１０）を構成要素として含むオゾン発生器（５１）
を示す。ここでは平面プレート形発生セル（１０）２個
がそれぞれ、アルミニウム製のＵ字形バッキングプレー
ト（３０）、（３１）にしっかりと取り付けられてい
る。バッキングプレート（３０）、（３１）は発生セル
（１０）を内側にして互いに組付けられ、内部にキャビ
ティ（３２）を形成している。バッキングプレート（３
０）、（３１）の間にはＯリングシール（３３）を設
け、キャビティ（３２）の周囲の気密を確保している。
バッキングプレート（３０）、（３１）にはそれぞれ開
口部（３４）、（３５）を設け、それぞれ空気取入れ口
とオゾン取出し口になっている。空気取入れ口（３４）
から発生セル（１０）へ空気が導入され、ワイヤ（１
４）の周囲のコロナ放電によるイオン化によってオゾン
が生成され、取出し口（３５）から送り出される。バッ
キングプレート（３０）、（３１）は水または空気によ
って冷却される。セラミックプレート（１５）とバッキ
ングプレート（３０）、（３１）は地電位に保たれる。
切替え式電源は、説明をわかりやすくするため図示を省
略した。
【００２５】当該技術分野の当業者であれば、たとえば
ワイヤは精度の高い断面で製造することが可能で、種々
の導電性材料を使うことができるなど、本発明の範囲内
で多様な変更が可能であることが理解できるであろう。
例としてステンレス鋼、貴金属、チタニウムも含まれ
る。ただし腐食に耐え得るものが好ましい。誘電性のチ
ューブおよびプレートには他のセラミック、たとえば酸
化マグネシウム、安定形ジルコニア、酸化チタンなどを
使用することが可能である。電気的に破壊を起こす性質
を持つようなセラミックは現実として適さない。裏電極
には厚膜( 導電性インク) および無電解めっきが適して
いる。その他の適当なコーティングとしては、蒸着やス
パッタリングによる膜がある。チューブ、セラミックプ
レート、ワイヤ表電極の寸法は、用途、要求条件、使用
パラメータに合わせて選択できる。製造および生産の基
準によって限度が決定されることがある。外径４ｍｍか
ら１６ｍｍのセラミックチューブが良好に使用されてい
る。セラミックプレートは一辺１００ｍｍの正方形状の
ものが使用されている。
ワイヤは精度の高い断面で製造することが可能で、種々
の導電性材料を使うことができるなど、本発明の範囲内
で多様な変更が可能であることが理解できるであろう。
例としてステンレス鋼、貴金属、チタニウムも含まれ
る。ただし腐食に耐え得るものが好ましい。誘電性のチ
ューブおよびプレートには他のセラミック、たとえば酸
化マグネシウム、安定形ジルコニア、酸化チタンなどを
使用することが可能である。電気的に破壊を起こす性質
を持つようなセラミックは現実として適さない。裏電極
には厚膜( 導電性インク) および無電解めっきが適して
いる。その他の適当なコーティングとしては、蒸着やス
パッタリングによる膜がある。チューブ、セラミックプ
レート、ワイヤ表電極の寸法は、用途、要求条件、使用
パラメータに合わせて選択できる。製造および生産の基
準によって限度が決定されることがある。外径４ｍｍか
ら１６ｍｍのセラミックチューブが良好に使用されてい
る。セラミックプレートは一辺１００ｍｍの正方形状の
ものが使用されている。
【００２６】
【発明の効果】本発明によるオゾン発生手段は安価で製
作が容易であるという利点があり、概念上モジュール形
式である。セラミックはガラスに比べてはるかに硬い物
質であるので、このオゾン発生手段は損傷しにくく、そ
のため寿命も長い。第二の電極はセラミックチューブの
内側またはセラミックタイルのもう一方の面に、金属コ
ーティングを施したものでもよく、内側コーティングは
セラミックによく接着するため、これも寿命が長い。外
側電極をセラミックチューブに極めて近接させること
で、寸法公差を不要にし、組立時間とコストを低減でき
るため、これらの発生セルを目的に合わせて設計するこ
とは容易である。全体として本発明により、より安価で
容易に製作でき、より堅牢で、より長期間使用でき、し
たがってメンテナンスの必要のより少ないオゾン発生手
段を構成要素として含むオゾン化装置が提供される。
作が容易であるという利点があり、概念上モジュール形
式である。セラミックはガラスに比べてはるかに硬い物
質であるので、このオゾン発生手段は損傷しにくく、そ
のため寿命も長い。第二の電極はセラミックチューブの
内側またはセラミックタイルのもう一方の面に、金属コ
ーティングを施したものでもよく、内側コーティングは
セラミックによく接着するため、これも寿命が長い。外
側電極をセラミックチューブに極めて近接させること
で、寸法公差を不要にし、組立時間とコストを低減でき
るため、これらの発生セルを目的に合わせて設計するこ
とは容易である。全体として本発明により、より安価で
容易に製作でき、より堅牢で、より長期間使用でき、し
たがってメンテナンスの必要のより少ないオゾン発生手
段を構成要素として含むオゾン化装置が提供される。
【図１】（ａ）は、本発明に基づく発生セルの第一の実
施例の概略側面図、（ｂ）は、（ａ）の線III −III に
おける断面図である。
施例の概略側面図、（ｂ）は、（ａ）の線III −III に
おける断面図である。
【図２】本発明に基づくオゾン発生セルの第二の実施例
の概略断面図である。
の概略断面図である。
【図３】本発明に基づくオゾン発生セルの第三の実施例
の概略平面図である。
の概略平面図である。
【図４】ドライ用途のオゾン化装置のブロック図であ
る。
る。
【図５】ウェット用途のオゾン化装置のブロック図であ
る。
る。
【図６】図１に示すセルを構成要素として含むオゾン発
生器の概略垂直断面図である。
生器の概略垂直断面図である。
【図７】図３に示すセルを構成要素として含むオゾン発
生器の概略垂直断面図である。
生器の概略垂直断面図である。
【図８】従来技術によるオゾン発生セルの概略図であ
る。
る。
１０ 発生セル １１ セラミックチューブ １２ 金属コーティング（第二の電極） １３ 金属ワイヤコイル（第一の電極） １４ ワイヤ １５ セラミックプレート １６ 金属コーティング １７ 接続ワイヤ １８ シリコーンゴム
Claims (10)
- 【請求項１】第一の電極、第二の電極、およびこれらの
電極間に高電圧を接続する手段から構成され、これらの
電極間に高電圧が供給されて第一の電極の近辺に酸素分
子が存在するとき、酸素分子からオゾン分子を生成させ
るため、第一の電極はその近辺にコロナ放電を発生する
ように作動可能であり、第一の電極はセラミックエレメ
ント上に配置されたワイヤで、少なくとも１本の直線状
のワイヤから構成されることを特徴とする、オゾン発生
器。 - 【請求項２】セラミックエレメントがセラミックチュー
ブであることを特徴とする、請求項１に記載のオゾン発
生器。 - 【請求項３】セラミックエレメントが平面タイルの形状
を持つことを特徴とする、請求項１に記載のオゾン発生
器。 - 【請求項４】第一の電極、第二の電極、およびこれらの
電極間に高電圧を接続する手段から構成され、これらの
電極間に高電圧が供給されて第一の電極の近辺に酸素分
子が存在するとき、酸素分子からオゾン分子を生成させ
るため、第一の電極はその近辺にコロナ放電を発生する
ように作動可能であり、第一の電極はセラミックエレメ
ント上に配置されたワイヤで、セラミックエレメントが
平面タイルの形状を持つことを特徴とする、オゾン発生
器。 - 【請求項５】セラミックタイル上に配置されたワイヤが
直線形状を持つことを特徴とする、請求項４に記載のオ
ゾン発生器。 - 【請求項６】ワイヤがらせんばね形状を持つコイルワイ
ヤであることを特徴とする、請求項４に記載のオゾン発
生器。 - 【請求項７】らせんばねの巻き間隔が１ｍｍを越え１０
ｍｍ未満であることを特徴とする、請求項４に記載のオ
ゾン発生器。 - 【請求項８】第二の電極がセラミックエレメントのワイ
ヤに面する反対側の面に金属コーティングとして形成さ
れることを特徴とする、請求項１または４に記載のオゾ
ン発生器。 - 【請求項９】金属コーティングが無電解ニッケルめっき
であることを特徴とする、請求項８に記載のオゾン発生
器。 - 【請求項１０】金属コーティングにシリコーンゴムなど
の樹脂コーティングが施されたことを特徴とする、請求
項８に記載のオゾン発生器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9602180A GB2309875B (en) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | An ozone generator |
| GB9602180.3 | 1996-02-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09221303A true JPH09221303A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=10788054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9011006A Pending JPH09221303A (ja) | 1996-02-02 | 1997-01-24 | オゾン発生器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5766560A (ja) |
| EP (1) | EP0787680A1 (ja) |
| JP (1) | JPH09221303A (ja) |
| GB (1) | GB2309875B (ja) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002510747A (ja) * | 1998-04-08 | 2002-04-09 | メタボリックス，インコーポレイテッド | バイオポリマーの分離および精製のための方法 |
| US6284205B1 (en) | 1998-08-21 | 2001-09-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ozonizing unit ozone generator and ozone-processing system |
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| KR100479522B1 (ko) * | 2002-10-16 | 2005-03-31 | 한국전기연구원 | 오존 발생용 세라믹 방전관 |
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| US20220009777A1 (en) * | 2020-07-07 | 2022-01-13 | Preservation Tech LLC | Systems and methods for generating ozone |
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