JPH10259006A - Ozonizer - Google Patents

Ozonizer

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Publication number
JPH10259006A
JPH10259006A JP6771097A JP6771097A JPH10259006A JP H10259006 A JPH10259006 A JP H10259006A JP 6771097 A JP6771097 A JP 6771097A JP 6771097 A JP6771097 A JP 6771097A JP H10259006 A JPH10259006 A JP H10259006A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ozone generator
main body
resistance
body tank
discharge
Prior art date
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Pending
Application number
JP6771097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Goto
高志 後藤
Masamitsu Nakazawa
正光 中沢
Masayuki Yamashita
正幸 山下
Shigeo Shiono
繁男 塩野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6771097A priority Critical patent/JPH10259006A/en
Publication of JPH10259006A publication Critical patent/JPH10259006A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To judge the operation state in the interior of an ozonizer by forming one or more among plural check and watching windows, made from a material through which light rays in an infrared range and a visible light are passed, attached to the ozonizer equipped with a main body tank, an opening and a closing covers attached to both the ends of the tank and a discharge tube having a resistance fuse in the interior of the tank. SOLUTION: When an electric current is sent from a power converter board 7 through a bushing 6 to main body tank 1 by a high frequency high voltage, a gap of about 1 mm between a discharge tube 3 and a cylindrical cooling tube 4 is made into a silent discharge resistance to generate a silent discharge from the discharge tube 3. A raw material air is introduced from an inlet 11 of the main body tank 1 and air ozonized through the gap of the silent discharge is sent from an outlet 12 to generate ozone. The purple of the silent discharge is watched from a checking and watching window 8 composed of a ZnSe material through which light rays from visible light to infrared light are passed to recognize the injection of electric power. The temperature is recorded by a recorder 10 of an infrared sensor part 9 attached to the checking and watching window 8 and the temperature abnormality of the resistance fuse 5 is measured to control the operation state.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、オゾン発生器に係
り、特に高電圧を印加してオゾン発生させる密閉容器の
本体タンクに目視窓を設けて、内部の運転状況を判定す
るのに好適なオゾン発生器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ozone generator, and more particularly to an ozone generator provided with a viewing window provided in a main body tank of a closed container for generating ozone by applying a high voltage, and suitable for judging an internal operating condition. It relates to an ozone generator.

【0002】[0002]

【従来の技術】オゾン発生器は、特開昭55−31460 号公
報に記載のように、オゾンによる水処理装置などオゾン
の酸化力を利用して連続的にプロセス運転する用途に使
われたり、下水処理,パルプ漂白処理などにも使われて
いる。一方、オゾン発生器の内部構造は、特開昭63−11
4991号公報に記載のように、電極間に放電を発生させ、
その放電を発生させたところに空気や酸素を通過させて
オゾン化ガスを生成する構成のものが公知である。
2. Description of the Related Art As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-31460, an ozone generator is used for continuous process operation utilizing the oxidizing power of ozone such as a water treatment device using ozone. It is also used for sewage treatment and pulp bleaching. On the other hand, the internal structure of the ozone generator is disclosed in
As described in No. 4991, a discharge is generated between the electrodes,
A configuration in which air or oxygen is caused to pass through the place where the discharge is generated to generate an ozonized gas is known.

【0003】従来、オゾン発生器の定格出力(kg−O3
/h )は、タンク内に配列する放電管の数を増減して
調整している。又、電気的に並列回路の放電管により無
声放電を生ぜしめているが、発生効率を向上するために
インバータで約1kHzと高周波の無声放電をさせてい
た。ここに、放電管は電気的に複数個の並列回路である
から、放電ガラス管が熱的に破壊した時は、放電管の個
々に設けられた抵抗ヒューズが溶断して熱的に破壊した
放電管を切り離し、健全な無声放電する放電管で運転す
ることとしていた。したがって、溶断した抵抗ヒューズ
が増えれば、オゾン出力は低下してゆくことになる。
Conventionally, the rated output of an ozone generator (kg-O 3
/ H) is adjusted by increasing or decreasing the number of discharge tubes arranged in the tank. In addition, silent discharge is generated by a discharge tube of an electrically parallel circuit. In order to improve the generation efficiency, silent discharge of a high frequency of about 1 kHz is performed by an inverter. Here, since the discharge tube is electrically a plurality of parallel circuits, when the discharge glass tube is thermally broken, the resistance fuse provided in each of the discharge tubes is blown and the thermally broken discharge is caused. The tube was cut off, and operation was to be performed with a discharge tube that discharges sound silently. Therefore, if the number of blown resistance fuses increases, the ozone output will decrease.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のオゾン発生器で
は、抵抗ヒューズが溶断しているか否かの判断を監視盤
でオゾン出力の低下、あるいはオゾン発生器の点検窓か
ら複数個の放電管の無声放電の有無を目視により判定し
ていた。運転中において抵抗ヒューズが溶断を判定する
場合、前者の監視盤での判定は、オゾン出力の低下には
種々の原因があるので原因調査の時間が長くかかり、後
者の目視判定は、無声放電の色をみても経験豊富でない
と、どの抵抗ヒューズが溶断して放電が止まっているか
が判りにくかった。特に、原料空気が酸素のみとなると
2 成分がないためグロー放電によるN2 ガスの紫色の
発色がなくなり、O2 のみのガスで無色となるので放電
の色では識別ができなく、ヒューズの溶断の判断ができ
なかった。
In the conventional ozone generator, it is determined whether or not the resistance fuse has blown by using a monitoring panel to reduce the ozone output or to check a plurality of discharge tubes from the inspection window of the ozone generator. The presence or absence of silent discharge was visually determined. In the case where the resistance fuse determines blowout during operation, the former determination using the monitoring panel takes a long time to investigate the cause because there are various causes for the decrease in ozone output. If you were not experienced in color, it was difficult to tell which resistor fuse had blown and stopped discharging. In particular, when the raw material air is only oxygen, there is no N 2 component, so the purple color of N 2 gas by glow discharge is eliminated, and it becomes colorless with only O 2 gas. Could not be determined.

【0005】本発明の第1の目的は、抵抗ヒューズ溶断
現象を外部よりモニターできるようにすることにより運
転中のオゾン発生器の内部運転状況を判定できるオゾン
発生器を提供することにある。
[0005] A first object of the present invention is to provide an ozone generator capable of judging the internal operation state of an ozone generator during operation by allowing the resistance fuse blowing phenomenon to be monitored from the outside.

【0006】本発明の第2の目的は、内部状況を点検す
る時に窓材を赤外線も透過する材料で形成し、形状の他
に温度上昇の異常も検知できるオゾン発生器を提供する
ことにある。
A second object of the present invention is to provide an ozone generator in which the window material is formed of a material that also transmits infrared rays when inspecting the internal condition, and that can detect an abnormality in temperature rise in addition to the shape. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のオゾン発生器は、本体タンクと、該本体タ
ンクの両端に取付けられた開閉カバーと、前記本体タン
ク内部抵抗ヒューズを具備した放電管とを備えたオゾン
発生器であって、前記オゾン発生器に取付けられた複数
の点検目視窓のうちの少なくとも1つを赤外線領域と可
視領域を透過する材料で形成したことを特徴とする。
To achieve the above object, an ozone generator according to the present invention comprises a main body tank, open / close covers attached to both ends of the main body tank, and an internal resistance fuse inside the main body tank. An ozone generator provided with a discharge tube, wherein at least one of a plurality of inspection viewing windows attached to the ozone generator is formed of a material that transmits an infrared region and a visible region. I do.

【0008】又、前記赤外線領域と可視領域を透過する
材料の透過する帯域が0.6 〜20μm波長帯域である
ものである。又、前記点検目視窓を形成する材料が、Zn
Se又はKCl材であるものである。又、前記赤外線領域
と可視領域を透過する材料で形成された、もしくはZn
Se又はKCl材で形成された点検目視窓を原料空気が
流入する入口側の開閉カバーに取付けたものである。
又、前記オゾン発生器の点検目視窓の大気側に取付けら
れた赤外線センサーと、該赤外線センサーの信号を入力
して本体タンク内部の温度上昇異常を検知するとともに
前記放電管に入力する電力を制御する制御部を備えたも
のである。又、赤外線センサーが本体タンク内部の抵抗
ヒューズの温度上昇異常を検出するものであって、複数
個の抵抗ヒューズのうち抵抗値の大きい抵抗ヒューズを
前記赤外線センサーの部位に配置したものである。
The band through which the material transmitting the infrared region and the visible region passes is a wavelength band of 0.6 to 20 μm. Further, the material forming the inspection viewing window is Zn.
Se or KCl material. Further, it is formed of a material that transmits the infrared region and the visible region, or
The inspection viewing window made of Se or KCl material is attached to the opening / closing cover on the inlet side through which the raw material air flows.
Further, an infrared sensor attached to the atmosphere side of the inspection viewing window of the ozone generator, a signal from the infrared sensor is input to detect a temperature rise abnormality inside the main body tank, and to control electric power input to the discharge tube. This is provided with a control unit that performs Further, the infrared sensor detects an abnormal temperature rise of the resistance fuse inside the main body tank, and a resistance fuse having a large resistance value among a plurality of resistance fuses is arranged at the portion of the infrared sensor.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明のオゾン発生器の一実施例
を図1から図8により説明する。図1は、本実施例のオ
ゾン発生器の構造を示す正面図、図2はその側面図、図
3は、オゾン発生器の電気回路を示す図、図4は、Zn
Se材の波長の透過率特性図、図5は、オゾン発生器の
監視制御の構成図、図6は、抵抗ヒューズの構成を示す
一部縦断面図、図7は、溶断特性を説明する図、図8
は、抵抗温度係数の説明図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the ozone generator of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view showing the structure of the ozone generator of the present embodiment, FIG. 2 is a side view thereof, FIG. 3 is a diagram showing an electric circuit of the ozone generator, and FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram of the monitoring control of the ozone generator, FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view showing the configuration of the resistance fuse, and FIG. 7 is a diagram illustrating the fusing characteristics. , FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a temperature coefficient of resistance.

【0010】図1,図2に示すように、本体タンク1は
円筒形の例を示しており、本体タンク1の両端側には開
閉カバー2が設けられて全体を密閉している。この開閉
カバー2は、本体タンク1内部に円筒状の放電管3を挿
入組立する時、あるいは保守点検時に取出す時に取外せ
るように構成されている。本体タンク1には、円筒冷却
管4がシンメトリカルに複数個溶接されており、放電管
3が対向するように配置されている。円筒冷却管4は接
地されている。放電管3と円筒冷却管4との間隔は、図
示しない支持リングで約1mm程度の間隔に設定されてい
る。放電管3の材質は耐熱性ガラス管であり、内面にメ
タリックコーティングしている。放電管3は、抵抗ヒュ
ーズ5の右端にブラシ電極で電気的結合されており、抵
抗ヒューズ5の左端にはブッシング6を介して導かれた
印加線を接続している。印加線には、電力変換器盤7が
接続されており、インバータ,トランスを備えた電力変
換器盤7により約1kHzの高周波で高電圧の電力を発
生している。すなわち、電力変換器盤7では、入力電力
を整流回路(図1にRECで示す)で直流に変換し、イ
ンバータで約1kHzの高周波スイッチング電流にして
この交流電圧を変圧器(図1にTRで示す)により昇圧
し高周波の高電圧電源に変換してブッシング6を介して
電力注入している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the main body tank 1 has a cylindrical shape. Opening / closing covers 2 are provided at both ends of the main body tank 1 to seal the whole. The opening / closing cover 2 is configured to be detachable when inserting and assembling the cylindrical discharge tube 3 inside the main body tank 1 or when removing it during maintenance and inspection. A plurality of cylindrical cooling tubes 4 are symmetrically welded to the main body tank 1, and the discharge tubes 3 are arranged so as to face each other. The cylindrical cooling pipe 4 is grounded. The distance between the discharge tube 3 and the cylindrical cooling tube 4 is set to about 1 mm by a support ring (not shown). The material of the discharge tube 3 is a heat-resistant glass tube, and its inner surface is coated with a metallic coating. The discharge tube 3 is electrically connected to the right end of the resistance fuse 5 by a brush electrode, and the left end of the resistance fuse 5 is connected to an application line led through a bushing 6. A power converter panel 7 is connected to the application line, and the power converter panel 7 including an inverter and a transformer generates high-voltage power at a high frequency of about 1 kHz. That is, in the power converter panel 7, the input power is converted into direct current by a rectifier circuit (indicated by REC in FIG. 1), converted into a high-frequency switching current of about 1 kHz by an inverter, and this AC voltage is converted by a transformer (TR in FIG. 1). ), And is converted into a high-frequency high-voltage power supply, and power is injected through the bushing 6.

【0011】本体タンク1の軸方向の一方の側には原料
空気の入口11が、他方の側には出口12が設けられて
おり、この入口11から流入した原料空気は、放電管3
と円筒冷却管4との間を流れて出口12から流出され
る。開閉カバー2には、点検目視窓8が設けられてお
り、この点検目視窓8はZnSe材あるいはKCl材で
形成されている。本体タンク1の外部には、点検目視窓
8のところに赤外線センサー部9が取付けられており、
この赤外線センサー部9は、レコーダ10に接続されて
いる。ここで、本体タンク1の点検目視窓8を介して赤
外線センサー部9が図3にr1〜rnで示す抵抗ヒュー
ズ5のいずれか1ヶを焦点として赤外線光の強度、すな
わち抵抗ヒューズ5の表面温度値を非接触で計測するよ
うになっている。
A raw material air inlet 11 is provided on one side of the main body tank 1 in the axial direction, and an outlet 12 is provided on the other side.
And flows out of the outlet 12 through the space between the cylindrical cooling pipe 4. The opening / closing cover 2 is provided with an inspection viewing window 8, and the inspection viewing window 8 is formed of a ZnSe material or a KCl material. Outside the main body tank 1, an infrared sensor section 9 is attached at an inspection viewing window 8,
This infrared sensor section 9 is connected to a recorder 10. Here, the infrared sensor unit 9 focuses on one of the resistance fuses 5 indicated by r 1 to rn in FIG. 3 through the inspection viewing window 8 of the main body tank 1, that is, the intensity of infrared light, that is, the surface temperature of the resistance fuse 5. The value is measured without contact.

【0012】以上のように構成されたオゾン発生器を電
気回路的に説明すると、図3に示すように、電力変換器
盤7よりブッシング6を介して本体タンク1内に導かれ
た電力は、r1〜rnで示される抵抗ヒューズ5にそれ
ぞれ並列に流れ、C1〜Cnで示される放電管3のガラ
ス材の容量と、放電管3と円筒冷却管4との間の約1mm
程度の間隔G1〜Gnを介して接地帰還される。高周波
で高電圧の注入電力が与えられると、間隔(G1〜Gn
で示す)の容量は無声放電抵抗となり、高周波が正逆す
るのでキャパシタンス〜無声放電抵抗を繰返し見かけ上
連続放電として見えるのである。その結果、放電管3は
ガラス材の容量Cを介して間隔Gの間に無声放電(グロ
ー放電ともいう)を生じ、円筒冷却管4の接地側へ電力
が流れる。本体タンク1の入口11から原料空気を入れ
ると、無声放電している間隔Gを通過してオゾン化空気
となって出口12から流出するので、オゾンを発生でき
る。
The ozone generator configured as described above will be described in terms of an electric circuit. As shown in FIG. 3, the power guided from the power converter panel 7 into the main body tank 1 via the bushing 6 is: The current flows in parallel to the resistance fuses 5 indicated by r1 to rn, respectively, and the capacity of the glass material of the discharge tube 3 indicated by C1 to Cn and about 1 mm between the discharge tube 3 and the cylindrical cooling tube 4.
The ground is fed back through the intervals G1 to Gn. When high frequency and high voltage injection power is applied, the intervals (G1 to Gn)
) Becomes a silent discharge resistance, and since the high frequency is reversed, the capacitance to the silent discharge resistance are repeatedly seen as continuous discharge. As a result, the discharge tube 3 generates a silent discharge (also called a glow discharge) during the interval G via the glass material capacitance C, and power flows to the ground side of the cylindrical cooling tube 4. When the raw material air is introduced from the inlet 11 of the main body tank 1, it passes through the silent discharge interval G, becomes ozonized air, and flows out from the outlet 12, so that ozone can be generated.

【0013】図4は、点検目視窓8の材料として用いる
ZnSe材の光透過率特性を示す図であり、縦軸には、
光透過率η(%)を、横軸には波長λ(μm)をとり、
その関係を示している。波長λが0.4〜0.7μmの帯
域、すなわち図4中の[I]で示す領域は可視光領域で
あり、λが2〜14μmの帯域、すなわち図4中の[I
I]で示す領域は各種赤外線センサー部9で温度検出が
可能な波長領域である。赤外線センサー部9の検出素子
には、一般にINSbやCdHgTe材が使われている。ここ
で、測定領域はセンサー毎に設定することができ、例え
ば40cmの距離でφ1cmの範囲の温度を計測することは
容易である。このように、点検目視窓8にZnSe材を
適用することにより、可視光領域〜赤外光領域(λ=
0.6 〜20μm)まで透過することができ、目視点検
することも可能である。
FIG. 4 is a graph showing the light transmittance characteristics of the ZnSe material used as the material of the inspection viewing window 8.
Take the light transmittance η (%) and the wavelength λ (μm) on the horizontal axis,
This shows the relationship. The band where the wavelength λ is 0.4 to 0.7 μm, that is, the region indicated by [I] in FIG. 4 is a visible light region, and the band where λ is 2 to 14 μm, that is, [I] in FIG.
The region indicated by I] is a wavelength region in which the temperature can be detected by the various infrared sensor units 9. Generally, INSb or CdHgTe material is used for the detection element of the infrared sensor unit 9. Here, the measurement area can be set for each sensor. For example, it is easy to measure the temperature in the range of φ1 cm at a distance of 40 cm. As described above, by applying the ZnSe material to the inspection viewing window 8, the visible light region to the infrared light region (λ =
0.6 to 20 μm) and can be visually inspected.

【0014】このように、開閉カバー2に取付けた複数
個の点検目視窓8からは放電管3からの無声放電の紫色
が目視できるので、抵抗ヒューズ5を経由して電力注入
されているか否かが判る。又、点検目視窓8は従来、ガ
ラス材料で製作されており、可視光領域しか透過しなか
った。可視光から赤外光までの領域を透過するZnSe材あ
るいはKCl材が実験により適切であることが判ったの
で、本実施例では、複数個の点検目視窓の少なくとも1
個所に取付けているため、赤外線センサー部9を外部に
設けてレコーダ10で温度記録することにより、抵抗ヒ
ューズ5の温度計測を行える。
As described above, since the purple color of the silent discharge from the discharge tube 3 can be seen from the plurality of inspection viewing windows 8 attached to the opening / closing cover 2, it is determined whether the power is injected through the resistance fuse 5. I understand. Further, the inspection viewing window 8 is conventionally made of a glass material, and transmits only the visible light region. Experiments have shown that a ZnSe material or a KCl material that transmits the region from visible light to infrared light is suitable. Therefore, in this embodiment, at least one of the plurality of inspection viewing windows is used.
Since it is mounted at a location, the temperature of the resistance fuse 5 can be measured by providing the infrared sensor unit 9 outside and recording the temperature with the recorder 10.

【0015】抵抗ヒューズ5の温度異常を計測して制御
部内の警報として利用する場合の構成を図5により説明
する。図5で、本体タンク1内の抵抗ヒューズ5の温度
上昇の異常は赤外線センサー部9で検出される。すなわ
ち、検出素子9aにより検出された信号を増幅器9bに
より増幅し、この増幅された信号を表示管9cで映像パ
ターンも表示し、判定器9dにより増幅された信号が初
期設定されたしきい値を越えた時にアラーム接点出力す
る、あるいは電力変換器盤7の制御部7eに入力させる
ように構成している。
A configuration in the case where an abnormal temperature of the resistance fuse 5 is measured and used as an alarm in the control unit will be described with reference to FIG. In FIG. 5, an abnormality in the temperature rise of the resistance fuse 5 in the main body tank 1 is detected by the infrared sensor unit 9. That is, the signal detected by the detection element 9a is amplified by the amplifier 9b, the amplified signal is also displayed on the display tube 9c as a video pattern, and the signal amplified by the determiner 9d is set to a threshold value which is initially set. It is configured to output an alarm contact when exceeding, or to input to the control unit 7e of the power converter panel 7.

【0016】電力変換器盤7では、入力電力を整流回路
(RECで示す)で直流に変換し、変換された直流電流
(DAで示す)を表示すると共に直流電流判定器7aに
より過電流を検出して制御部7eに入力する。直流電流
は、リアクタンスLを介してインバータ回路(INVで
示す)に入力され、前述したように約1kHzの高周波
スイッチング電流にして交流電圧(AVで示す)を表示
すると共に交流電圧判定器7bにより過電圧を検出して
制御部7eに入力させる。
The power converter panel 7 converts the input power into direct current by a rectifier circuit (represented by REC), displays the converted direct current (denoted by DA), and detects an overcurrent by the direct current judging device 7a. And inputs it to the control unit 7e. The DC current is input to an inverter circuit (indicated by INV) via a reactance L, converted into a high-frequency switching current of about 1 kHz to display an AC voltage (indicated by AV) as described above, and an overvoltage by an AC voltage determination unit 7b. Is detected and input to the control unit 7e.

【0017】この交流電圧は、変圧器(TRで示す)に
より昇圧して高周波の高電圧電源に変換し、ブッシング
6を介して電力注入される。制御部7eは全体制御系を
統括させているので、整流回路パルス制御部7cやイン
バータパルス制御部7dとを結合してインバータ回路の
出力電力を調節している。そのため、オゾン発生器の故
障は、最初に判定器9dの出力が生じて内部異常が判
り、交流電圧判定器7bの出力が生ずるとインバータ回
路から変圧器までの異常が判り、直流電流判定器7aの
出力が生ずると整流回路からインバータ回路さらに変圧
器までの異常が判るので、内部異常の軽微な故障を早期
に判断できる。
This AC voltage is boosted by a transformer (indicated by TR), converted into a high-frequency high-voltage power supply, and injected with power through a bushing 6. Since the control unit 7e controls the overall control system, the control unit 7e combines the rectifier circuit pulse control unit 7c and the inverter pulse control unit 7d to adjust the output power of the inverter circuit. Therefore, in the case of a failure of the ozone generator, first, an output from the determiner 9d is generated, and an internal abnormality is known. Causes an abnormality from the rectifier circuit to the inverter circuit to the transformer, so that a minor failure due to an internal abnormality can be determined at an early stage.

【0018】ここで、抵抗ヒューズ5の温度上昇異常を
計測しなければならない理由を図6から図8により説明
する。図6に示すように、抵抗ヒューズ5は、両端のフ
ランジ5aと円筒状の絶縁ケース5bで形成されてい
る。内部に抵抗ヒューズ線5cを入れてフランジ両端に
接続して電気的に結合させる構成であるので、周囲に溶
断時の熱吸収のための消孤剤5dを充填している。
Here, the reason why the temperature rise abnormality of the resistance fuse 5 must be measured will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 6, the resistance fuse 5 is formed by flanges 5a at both ends and a cylindrical insulating case 5b. Since the configuration is such that the resistance fuse wire 5c is inserted inside and connected to both ends of the flange to be electrically coupled, the surroundings are filled with the decoupling agent 5d for absorbing heat at the time of fusing.

【0019】このため、抵抗ヒューズ5に電流Iが流れ
ると抵抗値Rtにより[Rt×I2]の熱エネルギーが発
生する。このエネルギーは周囲が絶縁物で囲まれている
ので熱伝導が悪いため、ゆるやかに絶縁ケース5bの表
面へ放熱してゆく。
Therefore, when the current I flows through the resistance fuse 5, a heat energy of [R t × I 2 ] is generated by the resistance value Rt. Since this energy is surrounded by an insulator and has poor heat conduction, the energy is gradually radiated to the surface of the insulating case 5b.

【0020】一方、抵抗ヒューズ5の溶断特性を縦軸に
溶断時間TIME(sec )、横軸に通過電流I(A)を
とって図7に示すように、斜線の右側が溶断してしまう
領域となる。例えば、電流がI1 の時は、溶断するまで
の時間TIME(sec )は大きくなり、電流がI2 とな
ると溶断するまでの時間が小さくなり、S1(sec )で
示す時間で溶断する。点線は、図6で示した抵抗ヒュー
ズ線5cが温度上昇して、溶断には至らぬが溶断に至る
前に熱蓄積してゆく温度上昇の異常範囲を示したもので
あり、実用時は電流I1 より小さいところで使えば安全
であることを示している。ところが、抵抗ヒューズ5は
図8に示すように製造のバラツキがある。縦軸に抵抗値
t(Ω)、横軸に温度t(℃)をとると、室温t℃の時
に抵抗値がRt(Ω)であっても抵抗ヒューズ5が通電で
発熱するので、T(℃)に温度が上昇して温度上昇値が
△tとなると抵抗値もRT 上昇する。これは数1及び数
2に示したように、抵抗温度係数αt(1/℃)として与
えられる定数特性であるから室温t℃での抵抗値R
t(Ω)はバラツキ△Rあるので、プラス側にある抵抗ヒ
ューズ5は発熱上好ましくないことが判る。
On the other hand, the fusing characteristic of the resistance fuse 5 is represented by the fusing time TIME (sec) on the ordinate and the passing current I (A) on the abscissa, as shown in FIG. Becomes For example, when the current is I 1 , the time TIME (sec) until fusing is increased, and when the current is I 2 , the time until fusing is reduced, and the fusing is performed at the time indicated by S 1 (sec). The dotted line indicates an abnormal range of temperature rise in which the resistance fuse wire 5c shown in FIG. 6 does not melt and does not melt, but accumulates heat before melting. with at less than I 1 indicates that it is safe. However, the resistance fuse 5 has manufacturing variations as shown in FIG. When the resistance value R t (Ω) is plotted on the vertical axis and the temperature t (° C.) is plotted on the horizontal axis, even if the resistance value is R t (Ω) at room temperature t ° C., the resistance fuse 5 generates heat when energized. When the temperature rises to T (° C.) and the temperature rise value becomes Δt, the resistance value also rises by RT . Since this is a constant characteristic given as the temperature coefficient of resistance α t (1 / ° C.) as shown in Equations 1 and 2, the resistance R at room temperature t ° C.
Since t (Ω) has a variation ΔR, it can be seen that the positive side resistor fuse 5 is not preferable in terms of heat generation.

【0021】[0021]

【数1】 RT=Rt(1+αtΔt)[Ω] …(数1) R T = R t (1 + α t Δt) [Ω] (Equation 1)

【0022】[0022]

【数2】 αT=αt/(1+αt(T−t))[1/℃] …(数2) この抵抗値のバラツキ△Rは量産化上やむを得ないか
ら、本実施例では、赤外線センサー部9で抵抗ヒューズ
5の温度上昇異常を検出する部位を、△Rがプラス側の
最大値の抵抗ヒューズ5を取付けた位置にしている。こ
の抵抗ヒューズ5は、数1及び数2に示すαt の関係よ
り多数個の抵抗ヒューズ5よりも一番早く表面温度上昇
するので、感度よく早期検出できる。
Α T = α t / (1 + α t (T−t)) [1 / ° C.] (Equation 2) Since the variation ΔR of this resistance is unavoidable in mass production, in this embodiment, the infrared ray is used. The part where the temperature rise abnormality of the resistance fuse 5 is detected by the sensor unit 9 is set at the position where the resistance fuse 5 having the maximum value of ΔR on the positive side is attached. This resistor fuse 5 earliest surface temperature rise than many from the relationship of alpha t shown in Equations 1 and 2 pieces of resistors fuse 5 can sensitively early detection.

【0023】なお、図4において直流電流判定器7aの
過電流検出よりも判定器9dの抵抗ヒューズ5温度上昇
による異常検出の方が感度のよい理由は、n個の並列の
放電管3の個々に抵抗ヒューズ5が設けられているの
で、流れる電流は1/nとなるが、小さい電流の抵抗ヒ
ューズ5の定格電流において検出するように条件設定し
ているためである。
In FIG. 4, the reason why the abnormality detection by the temperature rise of the resistance fuse 5 of the judging device 9d is more sensitive than the overcurrent detection of the DC current judging device 7a is that each of the n parallel discharge tubes 3 Is provided with the resistance fuse 5, the current flowing therethrough becomes 1 / n, but the condition is set so that the current is detected at the rated current of the resistance fuse 5 having a small current.

【0024】また、判定器9dを接点出力でなくアナロ
グ出力として制御部7eに与えておくと、過負荷運転が
可能かどうかは抵抗ヒューズ5の温度上昇値(この値は
オゾン出力値に比例する)をモニターしていれば判り、
また検出素子9aのモニター焦点を図1に示す円筒冷却
管4側にしておけば冷却異常の有無も判る。これは、オ
ゾン発生器の原理上注入される電力に対して生成するオ
ゾン発生量が効率に低く、90%以上が排熱されるた
め、円筒冷却管4が正常であれば熱収支バランスが保た
れるが、円筒冷却管4に異常が生じると、円筒冷却管4
に温度上昇が起こるため、温度計測により内部を監視で
きるためである。
If the judgment unit 9d is given to the control unit 7e not as a contact output but as an analog output, whether the overload operation is possible is determined by the temperature rise value of the resistance fuse 5 (this value is proportional to the ozone output value). ) If you monitor it,
Further, if the monitor focus of the detection element 9a is set to the cylindrical cooling pipe 4 side shown in FIG. This is because, in principle, the amount of generated ozone is low with respect to the electric power injected due to the principle of the ozone generator, and 90% or more of the generated heat is exhausted. However, if an abnormality occurs in the cylindrical cooling pipe 4,
This is because the internal temperature can be monitored by measuring the temperature.

【0025】また、図4に示したZnSe材は表面が酸
化性の流体と接触するとセレンガスが生じる場合がある
ので、長期的安全性を保つためには、出口12側はオゾ
ンガスが流出しているのでZnSe表面とオゾンとが反
応してセレンガスを微量ながら生じるため、図1に示す
ように、原料空気の入口11側に設けられた開閉カバー
2側の点検目視窓8をZnSe材で形成するのがよい。
この場合、前述したように、抵抗ヒューズ5は製造上の
バラツキが生じるので、抵抗値を予め測定しておき、抵
抗値の1番大きいものをZnSe材で形成した点検目視
窓8に対応する位置に配置してモニターすることによ
り、他の小さい抵抗値を有する抵抗ヒューズ5の温度推
定も図8に示すように可能にすることができる。
In the case of the ZnSe material shown in FIG. 4, selenium gas may be generated when the surface comes into contact with an oxidizing fluid, so that ozone gas flows out from the outlet 12 side in order to maintain long-term safety. Therefore, since the ZnSe surface reacts with ozone to generate a small amount of selenium gas, as shown in FIG. 1, the inspection viewing window 8 on the opening / closing cover 2 side provided on the raw material air inlet 11 side is formed of a ZnSe material. Is good.
In this case, as described above, since the resistance fuse 5 has manufacturing variations, the resistance value is measured in advance, and the one with the largest resistance value is positioned at the position corresponding to the inspection viewing window 8 formed of ZnSe material. In this case, the temperature of the resistance fuse 5 having another small resistance value can be estimated as shown in FIG.

【0026】なお、通常は定電流制御を行っているが、
上記のように構成しているので、抵抗ヒューズ5が溶断
した場合、その本数を検出できる、あるいは推定できる
ので、溶断していない放電管3の本数に比例して電流値
を減らすように制御することができ、抵抗ヒューズ5の
寿命を長く保つことができる。又、オゾンの生成量を緊
急に増やす必要が生じた場合は、抵抗ヒューズ5の温度
をモニターできるので、予め溶断の限界との裕度が分か
るため、緊急オゾン増量も可能となる。
Normally, constant current control is performed.
With the above configuration, when the resistance fuse 5 is blown, the number thereof can be detected or estimated, so that the current value is controlled to be reduced in proportion to the number of the discharge tubes 3 that have not been blown. Therefore, the life of the resistance fuse 5 can be maintained long. Further, when it becomes necessary to increase the amount of generated ozone urgently, the temperature of the resistance fuse 5 can be monitored, so that the tolerance with respect to the limit of fusing can be known in advance, so that the amount of urgent ozone can be increased.

【0027】また、図1に示す本体タンク1の原料ガス
の入口11側が空気の場合について述べてきたが、酸素
原料を使うオゾン発生器の場合はN2 ガスがないので無
声放電により無色のグロー放電が発生するため、従来の
目視では無声放電の可否は確認できなかったが、本実施
例では、赤外線センサー部9で内部の温度を計測してい
るので、無色のグロー放電の有無を発熱の有無で判定で
きるため、酸素原料使用時のオゾン発生器でも内部の放
電の有無も判別できる。
Although the description has been given of the case where the raw material gas inlet 11 side of the main body tank 1 shown in FIG. 1 is made of air, in the case of an ozone generator using an oxygen raw material, since there is no N 2 gas, a colorless glow is generated by silent discharge. Since the discharge occurs, the presence or absence of the silent discharge could not be confirmed by the conventional visual inspection. However, in the present embodiment, since the internal temperature is measured by the infrared sensor unit 9, the presence or absence of the colorless glow discharge is determined by the generation of the heat. Since the determination can be made based on the presence / absence, it is also possible to determine the presence / absence of internal discharge even in the ozone generator when using the oxygen source.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
の効果が得られる。すなわち、赤外線も透過する可視兼
用の材料を使用した点検目視窓とすることにより、外部
より赤外線センサー部(赤外線温度計)で内部の主要部
位の発熱状況を測定することができるので、運転中のま
ま内部診断を外部から行える。又、点検目視窓を可視波
長帯域から赤外波長帯域まで透過する材料で形成したの
で、可視カメラでも赤外線カメラでも内部を見ることが
できる。又、点検目視窓材をZnSeまたはKCl材とす
ることで安いコストで内部の形状・温度異常が非接触で
測定できる。又、ZnSe材をオゾン発生器の原料空気
入口側に取付けると、酸化物のガスは発生しないので、
長期間でも安定して材質が維持できるので保守も不要と
なり、より経済的となる。又、内部の抵抗ヒューズの温
度上昇の異常を検出するので、オゾン発生器内部の異常
を早期に検出して計画的点検作業ができるため運転上の
突発的な停止がなくなる。又、抵抗ヒューズ溶断の限界
もモニターできるので、オゾン出力の過負荷運転もモニ
ターしながらできるため裕度のある運転制御ができ、緊
急オゾン増量も可能となる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. In other words, by using an inspection viewing window made of a material that is also visible and transmits infrared light, it is possible to measure the heat generation state of the main internal parts with an infrared sensor unit (infrared thermometer) from the outside. Internal diagnosis can be performed from outside as it is. Further, since the inspection viewing window is formed of a material that transmits light in the visible wavelength band to the infrared wavelength band, the inside can be viewed by a visible camera or an infrared camera. Further, by using a ZnSe or KCl material as the inspection viewing window material, the internal shape and temperature abnormality can be measured without contact at low cost. When a ZnSe material is attached to the raw material air inlet side of the ozone generator, no oxide gas is generated.
Since the material can be stably maintained even for a long period of time, maintenance is not required, and the cost is higher. In addition, since an abnormality in the temperature rise of the internal resistance fuse is detected, an abnormality in the ozone generator can be detected at an early stage, and a scheduled inspection work can be performed. In addition, since the limit of blowing of the resistance fuse can be monitored, the overload operation of the ozone output can be monitored, so that the operation can be controlled with a margin and the emergency ozone can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例のオゾン発生器の構造を示す
正面図である。
FIG. 1 is a front view showing the structure of an ozone generator according to one embodiment of the present invention.

【図2】オゾン発生器の構造を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing the structure of the ozone generator.

【図3】オゾン発生器の電気回路を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an electric circuit of the ozone generator.

【図4】ZnSe材の波長の透過率特性図である。FIG. 4 is a graph showing a transmittance characteristic of a ZnSe material at a wavelength.

【図5】オゾン発生器の監視制御の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of monitoring control of the ozone generator.

【図6】抵抗ヒューズの構成を示す一部縦断面図であ
る。
FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view showing a configuration of a resistance fuse.

【図7】溶断特性を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating fusing characteristics.

【図8】抵抗温度係数の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a temperature coefficient of resistance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…本体タンク、2…開閉カバー、3…放電管、4…円
筒冷却管、5…抵抗ヒューズ、5a…フランジ、5b…
絶縁ケース、5c…抵抗ヒューズ線、5d…消孤剤、6
…ブッシング、7…電力変換器盤、7a…直流電流判定
器、7b…交流電圧判定器、7c…整流回路パルス制御
部、7d…インバータパルス制御部、7e…制御部、8
…点検目視窓、9…赤外線センサー部、9a…検出素
子、9b…増幅器、9c…表示管、9d…判定器、10
…レコーダー、11…入口、12…出口。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main body tank, 2 ... Opening / closing cover, 3 ... Discharge tube, 4 ... Cylindrical cooling tube, 5 ... Resistance fuse, 5a ... Flange, 5b ...
Insulation case, 5c: resistance fuse wire, 5d: anti-decay agent, 6
... Bushing, 7 ... Power converter board, 7a ... DC current judging device, 7b ... AC voltage judging device, 7c ... Rectifier circuit pulse control unit, 7d ... Inverter pulse control unit, 7e ... Control unit, 8
... Inspection window, 9 ... Infrared sensor section, 9a ... Detection element, 9b ... Amplifier, 9c ... Display tube, 9d ... Determiner, 10
... recorder, 11 ... entrance, 12 ... exit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩野 繁男 茨城県日立市国分町一丁目1番1号 株式 会社日立製作所国分工場内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (72) Inventor Shigeo Shiono 1-1-1 Kokubuncho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Kokubu Plant

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】本体タンクと、該本体タンクの両端に取付
けられた開閉カバーと、前記本体タンク内部抵抗ヒュー
ズを具備した放電管とを備えたオゾン発生器であって、
前記オゾン発生器に取付けられた複数の点検目視窓のう
ちの少なくとも1つを赤外線領域と可視領域を透過する
材料で形成したことを特徴とするオゾン発生器。
1. An ozone generator comprising: a main body tank; an opening / closing cover attached to both ends of the main body tank; and a discharge tube having a main body tank internal resistance fuse,
An ozone generator, wherein at least one of a plurality of inspection viewing windows attached to the ozone generator is formed of a material that transmits an infrared region and a visible region.
【請求項2】前記赤外線領域と可視領域を透過する材料
の透過する帯域が0.6 〜20μm波長帯域である請求
項1に記載のオゾン発生器。
2. The ozone generator according to claim 1, wherein a band through which the material transmitting through the infrared region and the visible region passes is a wavelength band of 0.6 to 20 μm.
【請求項3】前記点検目視窓を形成する材料が、ZnS
e又はKCl材である請求項1又は2に記載のオゾン発
生器。
3. The material for forming the inspection viewing window is ZnS.
The ozone generator according to claim 1 or 2, which is an e or KCl material.
【請求項4】前記赤外線領域と可視領域を透過する材料
で形成された、もしくはZnSe又はKCl材で形成さ
れた点検目視窓を原料空気が流入する入口側の開閉カバ
ーに取付けた請求項1から3のいずれかに記載のオゾン
発生器。
4. An inspection viewing window made of a material that transmits the infrared region and the visible region, or made of ZnSe or KCl material, is attached to an opening / closing cover on an inlet side through which raw material air flows. 3. The ozone generator according to any one of 3.
【請求項5】前記オゾン発生器の点検目視窓の大気側に
取付けられた赤外線センサーと、該赤外線センサーの信
号を入力して本体タンク内部の温度上昇異常を検知する
とともに前記放電管に入力する電力を制御する制御部を
備えた請求項1から3のいずれかに記載のオゾン発生
器。
5. An infrared sensor attached to the atmosphere side of the inspection viewing window of the ozone generator, and a signal from the infrared sensor is input to detect an abnormal temperature rise inside the main body tank and input to the discharge tube. The ozone generator according to any one of claims 1 to 3, further comprising a control unit for controlling electric power.
【請求項6】赤外線センサーが本体タンク内部の抵抗ヒ
ューズの温度上昇異常を検出するものであって、複数個
の抵抗ヒューズのうち抵抗値の大きい抵抗ヒューズを前
記赤外線センサーの部位に配置した請求項3に記載のオ
ゾン発生器。
6. An infrared sensor for detecting an abnormal rise in temperature of a resistance fuse inside a main body tank, wherein a resistance fuse having a large resistance value among a plurality of resistance fuses is arranged at a position of the infrared sensor. 3. The ozone generator according to 3.
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