JPH1053404A - オゾン発生装置 - Google Patents
オゾン発生装置Info
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- JPH1053404A JPH1053404A JP20513996A JP20513996A JPH1053404A JP H1053404 A JPH1053404 A JP H1053404A JP 20513996 A JP20513996 A JP 20513996A JP 20513996 A JP20513996 A JP 20513996A JP H1053404 A JPH1053404 A JP H1053404A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 放電ギャップ２４を介して対向配設された高
圧電極２３および接地電極管１５間に、高電圧を印加
し、放電ギャップ２４内に流通させた原料ガス中にオゾ
ンを発生させるオゾン発生装置において、投入電力量に
対するオゾン発生量を増加させるとともに、ガラス管等
の誘電体を不要とする。 【解決手段】 前記高圧電極２３は、絶縁体３０上に外
径数ｍｍ以内のスパイラル状ワイヤー３１を配設して構
成する。スパイラル状ワイヤー３１の端部は急峻で且つ
パルス幅の短い急峻・短パルス電圧が印加される導体１
８に接続されている。高圧電極２３、接地電極管１５間
に急峻・短パルス電圧を印加すると非平衡プラズマ放電
が発生し、ストリーマ状放電柱は発生しない。このため
イオンや分子の加速にいたることなく、電子のみを加速
して電子エネルギーを高めることができる。これによっ
て少ない消費電力でオゾンが効率良く生成される。
圧電極２３および接地電極管１５間に、高電圧を印加
し、放電ギャップ２４内に流通させた原料ガス中にオゾ
ンを発生させるオゾン発生装置において、投入電力量に
対するオゾン発生量を増加させるとともに、ガラス管等
の誘電体を不要とする。 【解決手段】 前記高圧電極２３は、絶縁体３０上に外
径数ｍｍ以内のスパイラル状ワイヤー３１を配設して構
成する。スパイラル状ワイヤー３１の端部は急峻で且つ
パルス幅の短い急峻・短パルス電圧が印加される導体１
８に接続されている。高圧電極２３、接地電極管１５間
に急峻・短パルス電圧を印加すると非平衡プラズマ放電
が発生し、ストリーマ状放電柱は発生しない。このため
イオンや分子の加速にいたることなく、電子のみを加速
して電子エネルギーを高めることができる。これによっ
て少ない消費電力でオゾンが効率良く生成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水処理や屎尿処理
等に利用されるオゾン発生装置に関する。
等に利用されるオゾン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】オゾンは極めて強い酸化力を有し、水の
殺菌、脱臭、脱色等の上下水処理や屎尿処理及び食品関
連における殺菌などの多くの用途に使われている。オゾ
ンの生成法には、紫外線照射法、放射線照射法、プラズ
マ放電法、無声放電法及び水の電気分解法等があるが、
工業的には無声放電法が主体である。
殺菌、脱臭、脱色等の上下水処理や屎尿処理及び食品関
連における殺菌などの多くの用途に使われている。オゾ
ンの生成法には、紫外線照射法、放射線照射法、プラズ
マ放電法、無声放電法及び水の電気分解法等があるが、
工業的には無声放電法が主体である。
【０００３】図８に無声放電法によるオゾン発生装置の
概要を示す。図８において高電圧電極１と接地電極２
は、両者間に空隙部３が形成されるように誘電体４を介
在させて並設されている。両電極１，２間に例えばＡＣ
電圧を印加して空隙部３で無声放電を発生させ、原料と
なるガス（乾燥空気もしくは酸素）をこの空隙部３に通
すことによりオゾンを発生させている。
概要を示す。図８において高電圧電極１と接地電極２
は、両者間に空隙部３が形成されるように誘電体４を介
在させて並設されている。両電極１，２間に例えばＡＣ
電圧を印加して空隙部３で無声放電を発生させ、原料と
なるガス（乾燥空気もしくは酸素）をこの空隙部３に通
すことによりオゾンを発生させている。
【０００４】オゾンＯ3の理論収率は、 Ｏ2→Ｏ＋Ｏ−１１８Ｋｃａｌ（吸熱反応） Ｏ＋Ｏ2→Ｏ3＋２５Ｋｃａｌ（発熱反応） より、 ３Ｏ2→２Ｏ3−６８Ｋｃａｌ となり、Ｏ3を１ｍｏｌ生成するために３４Ｋｃａｌ必
要となる。従って理論上の収率は１．２ｋｇＯ3／ＫＷ
ｈとなる。しかし、消費電力に対するオゾンの生成効率
は理論収率に比べて極めて低く数％に過ぎず、残りの９
０数％の電力は熱となってオゾン生成に寄与していない
というのがオゾン発生装置の現状である。
要となる。従って理論上の収率は１．２ｋｇＯ3／ＫＷ
ｈとなる。しかし、消費電力に対するオゾンの生成効率
は理論収率に比べて極めて低く数％に過ぎず、残りの９
０数％の電力は熱となってオゾン生成に寄与していない
というのがオゾン発生装置の現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】オゾンの生成量に影響
を及ぼす主な因子としては、電極の形状、電極間ギャッ
プの大きさ、誘電体の形状及び材質、電極の冷却方法、
原料ガスの除湿や冷却方法、印加電圧の波形等が挙げら
れる。
を及ぼす主な因子としては、電極の形状、電極間ギャッ
プの大きさ、誘電体の形状及び材質、電極の冷却方法、
原料ガスの除湿や冷却方法、印加電圧の波形等が挙げら
れる。
【０００６】現在のオゾン発生装置は図８で示したよう
に、電極間に空隙が形成されるように誘電体を介在させ
てその空隙部分で放電を起こさせる無声放電を応用する
構造などが主となっている。図８において無声放電が起
こると電極と誘電体間の空隙部３に微小なストリーマ状
放電柱が多数発生し、その放電柱の中を大量の電子が流
れる。その際空隙部分を流れている原料ガス中の酸素分
子Ｏ2と電子とが衝突し、衝突電離によって酸素原子Ｏ
や励起酸素分子Ｏ2＊が生成し、酸素分子Ｏ2と反応して
オゾンＯ3が生成される（放電の化学作用）。
に、電極間に空隙が形成されるように誘電体を介在させ
てその空隙部分で放電を起こさせる無声放電を応用する
構造などが主となっている。図８において無声放電が起
こると電極と誘電体間の空隙部３に微小なストリーマ状
放電柱が多数発生し、その放電柱の中を大量の電子が流
れる。その際空隙部分を流れている原料ガス中の酸素分
子Ｏ2と電子とが衝突し、衝突電離によって酸素原子Ｏ
や励起酸素分子Ｏ2＊が生成し、酸素分子Ｏ2と反応して
オゾンＯ3が生成される（放電の化学作用）。
【０００７】ここでオゾン生成の原理を図９とともに詳
細に説明する。図９において、交流電圧を印加して無声
放電を起こさせる場合、誘電体側の電極１が正で接地側
の電極２が負となるＡＣ電圧の正の半波の電圧上昇時
に、発生した微小なストリーマ状放電柱の中を電子が接
地電極２側から高電位となる誘電体４側に移動し、その
電子はある面積で誘電体４の表面に広がって堆積する。
そして次に発生するストリーマ状放電柱はすでに堆積し
ている多数の電子を避けて、まだ電子が堆積していない
誘電体４の表面の別の箇所に到達して同様に多数の電子
を表面に堆積させる。この繰り返しにより電子が堆積す
る箇所が誘電体４の表面に分散して存在するようにな
る。
細に説明する。図９において、交流電圧を印加して無声
放電を起こさせる場合、誘電体側の電極１が正で接地側
の電極２が負となるＡＣ電圧の正の半波の電圧上昇時
に、発生した微小なストリーマ状放電柱の中を電子が接
地電極２側から高電位となる誘電体４側に移動し、その
電子はある面積で誘電体４の表面に広がって堆積する。
そして次に発生するストリーマ状放電柱はすでに堆積し
ている多数の電子を避けて、まだ電子が堆積していない
誘電体４の表面の別の箇所に到達して同様に多数の電子
を表面に堆積させる。この繰り返しにより電子が堆積す
る箇所が誘電体４の表面に分散して存在するようにな
る。
【０００８】電圧の極性が反転して誘電体４側の電極１
が負で接地側の電極２が正になって無声放電が起こる
と、誘電体表面に堆積していた電子は前記ストリーマ状
放電柱の中を、今度は電位が高くなる接地電極２側へ移
動する。このように電子が電極と誘電体の間を移動する
時に前述のような原料ガス中の酸素分子Ｏ2と衝突して
オゾンＯ3が生成されるわけである。しかし実際には原
料ガス中の酸素分子Ｏ2と電子とが衝突する確率は低
く、従って投入している電力量の割には生成されるオゾ
ンＯ3の量が少ないという問題点がある。
が負で接地側の電極２が正になって無声放電が起こる
と、誘電体表面に堆積していた電子は前記ストリーマ状
放電柱の中を、今度は電位が高くなる接地電極２側へ移
動する。このように電子が電極と誘電体の間を移動する
時に前述のような原料ガス中の酸素分子Ｏ2と衝突して
オゾンＯ3が生成されるわけである。しかし実際には原
料ガス中の酸素分子Ｏ2と電子とが衝突する確率は低
く、従って投入している電力量の割には生成されるオゾ
ンＯ3の量が少ないという問題点がある。
【０００９】また安定な無声放電を発生させるために
は、電極間ギャップ長を１〜２ｍｍ程度以下にするとと
もに、ギャップ長を均一にして放電をギャップ部分で一
様に発生させる必要がある。しかし微小なギャップ部分
を均一に保つことが難しく、従って安定な無声放電が得
られにくい。オゾン発生装置が大形になればなる程この
問題が生じてくる。
は、電極間ギャップ長を１〜２ｍｍ程度以下にするとと
もに、ギャップ長を均一にして放電をギャップ部分で一
様に発生させる必要がある。しかし微小なギャップ部分
を均一に保つことが難しく、従って安定な無声放電が得
られにくい。オゾン発生装置が大形になればなる程この
問題が生じてくる。
【００１０】また高電圧印加中に上昇する電極および誘
電体の温度が、電極間が狭いためにギャップ部分に伝わ
り易く、そのため生成されたオゾンＯ3が分解して酸素
Ｏ2に戻ってしまうなどの問題があって、オゾンの生成
効率を向上させることが難しい。
電体の温度が、電極間が狭いためにギャップ部分に伝わ
り易く、そのため生成されたオゾンＯ3が分解して酸素
Ｏ2に戻ってしまうなどの問題があって、オゾンの生成
効率を向上させることが難しい。
【００１１】現在の大型オゾン発生装置は、冷却の容易
性、組み立ての容易性、メインテナンスの容易性等の点
から同軸円筒型の多管方式が多く用いられている。その
中で高圧電極部は、一般には誘電体管としてガラス管に
金属コーティングを施したものが用いられている。放電
時の誘電体自身の温度上昇によるオゾン発生濃度の低下
も問題となっている。しかも構造上ガラス管の冷却水に
よる直接冷却も困難である。
性、組み立ての容易性、メインテナンスの容易性等の点
から同軸円筒型の多管方式が多く用いられている。その
中で高圧電極部は、一般には誘電体管としてガラス管に
金属コーティングを施したものが用いられている。放電
時の誘電体自身の温度上昇によるオゾン発生濃度の低下
も問題となっている。しかも構造上ガラス管の冷却水に
よる直接冷却も困難である。
【００１２】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、投入電力量に対するオゾン発生量を増加さ
せるとともに、ガラス管等の誘電体を不要として電極部
の製作を容易ならしめたオゾン発生装置を提供すること
にある。
その目的は、投入電力量に対するオゾン発生量を増加さ
せるとともに、ガラス管等の誘電体を不要として電極部
の製作を容易ならしめたオゾン発生装置を提供すること
にある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、放電ギャップ
を介して対向配設された高圧電極および接地電極間に、
急峻で且つパルス幅の短い急峻・短パルス電圧を印加
し、前記放電ギャップ内に流通させた原料ガス中にオゾ
ンを発生させるオゾン発生装置において、（１）前記高
圧電極は、絶縁体上に外径数ｍｍ以内のスパイラル状ワ
イヤーを配設して構成されていることを特徴とし、
（２）前記高圧電極は、絶縁体上に外径数ｍｍ以内のメ
ッシュ状ワイヤーを配設して構成されていることを特徴
とし、（３）前記高圧電極は、絶縁体上に外径数ｍｍ以
内のスパイラル状スプリングを配設して構成されている
ことを特徴とし、（４）前記高圧電極は、絶縁体上に外
径数ｍｍ以内のメッシュ状スプリングを配設して構成さ
れていることを特徴とし、（５）前記高圧電極は、外径
数ｍｍ以内のスプリング状高圧導体で構成されているこ
とを特徴とし、（６）前記高圧電極は、表面に微細突起
が多数存在する外径数ｍｍ以内のブラシ状高圧導体で構
成されていることを特徴とし、（７）前記急峻・短パル
ス電圧のパルス幅は１０００ｎｓｅｃ（１０００×１０
-9ｓｅｃ）以下であることを特徴とし、（８）前記急峻
・短パルス電圧の立ち上がり時間は５００ｎｓｅｃ（５
００×１０-9ｓｅｃ）以下であることを特徴としてい
る。
を介して対向配設された高圧電極および接地電極間に、
急峻で且つパルス幅の短い急峻・短パルス電圧を印加
し、前記放電ギャップ内に流通させた原料ガス中にオゾ
ンを発生させるオゾン発生装置において、（１）前記高
圧電極は、絶縁体上に外径数ｍｍ以内のスパイラル状ワ
イヤーを配設して構成されていることを特徴とし、
（２）前記高圧電極は、絶縁体上に外径数ｍｍ以内のメ
ッシュ状ワイヤーを配設して構成されていることを特徴
とし、（３）前記高圧電極は、絶縁体上に外径数ｍｍ以
内のスパイラル状スプリングを配設して構成されている
ことを特徴とし、（４）前記高圧電極は、絶縁体上に外
径数ｍｍ以内のメッシュ状スプリングを配設して構成さ
れていることを特徴とし、（５）前記高圧電極は、外径
数ｍｍ以内のスプリング状高圧導体で構成されているこ
とを特徴とし、（６）前記高圧電極は、表面に微細突起
が多数存在する外径数ｍｍ以内のブラシ状高圧導体で構
成されていることを特徴とし、（７）前記急峻・短パル
ス電圧のパルス幅は１０００ｎｓｅｃ（１０００×１０
-9ｓｅｃ）以下であることを特徴とし、（８）前記急峻
・短パルス電圧の立ち上がり時間は５００ｎｓｅｃ（５
００×１０-9ｓｅｃ）以下であることを特徴としてい
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。オゾンを少ない消費電力で発
生させてオゾン生成効率を向上させるには、従来の無声
放電時に放電ギャップ中に発生したストリーマ状放電柱
が発生することなく、電子とＯ2分子とが衝突できるよ
うにすれば良い。すなわち、Ｏ2分子との衝突に関与し
ない電子が多数流れていたストリーマ状放電柱を発生さ
せないようにして、且つＯ2分子との衝突に必要な電子
を発生させられれば良い。これにより少ない消費電力で
オゾンを発生させられるのでオゾン生成効率が向上す
る。
の実施の形態を説明する。オゾンを少ない消費電力で発
生させてオゾン生成効率を向上させるには、従来の無声
放電時に放電ギャップ中に発生したストリーマ状放電柱
が発生することなく、電子とＯ2分子とが衝突できるよ
うにすれば良い。すなわち、Ｏ2分子との衝突に関与し
ない電子が多数流れていたストリーマ状放電柱を発生さ
せないようにして、且つＯ2分子との衝突に必要な電子
を発生させられれば良い。これにより少ない消費電力で
オゾンを発生させられるのでオゾン生成効率が向上す
る。
【００１５】そのためには電子のエネルギー（電子温
度）だけが高く、分子やイオンのエネルギーが低いとい
う状態を作りだせる放電、即ち非平衡プラズマ放電を用
いてオゾン生成を行えば良い。この非平衡プラズマ放電
を発生させるにはオゾン発生用電極間に立ち上がりが急
峻で且つパルス幅の短いパルス電圧、即ち急峻・短パル
ス電圧を印加する。
度）だけが高く、分子やイオンのエネルギーが低いとい
う状態を作りだせる放電、即ち非平衡プラズマ放電を用
いてオゾン生成を行えば良い。この非平衡プラズマ放電
を発生させるにはオゾン発生用電極間に立ち上がりが急
峻で且つパルス幅の短いパルス電圧、即ち急峻・短パル
ス電圧を印加する。
【００１６】このような急峻・短パルス電圧を用いると
非平衡プラズマ放電を発生できるとともに、従来のＡＣ
電圧を用いた無声放電方式では不可欠であった誘電体
（例えばガラス管）を電極間に設けなくても、非平衡プ
ラズマ放電を発生できるというメリットがある。
非平衡プラズマ放電を発生できるとともに、従来のＡＣ
電圧を用いた無声放電方式では不可欠であった誘電体
（例えばガラス管）を電極間に設けなくても、非平衡プ
ラズマ放電を発生できるというメリットがある。
【００１７】図１０は、従来の誘電体を用いずに、オゾ
ン発生用電極間に立ち上がりが急峻で且つパルス幅の短
いパルス電圧、即ち急峻・短パルス電圧を印加する方式
のオゾン発生用放電管の断面構造を示している。図１０
において容器本体１２には、１本のワイヤー状の高圧導
体から成る高圧電極１３が収納されている。高圧電極１
３の同軸外周には所定幅のギャップ１４を介して筒状の
接地電極管１５が設けられている。接地電極管１５の同
軸外周の容器本体１２には冷却水入口１６ａと冷却水出
口１６ｂが設けられている。１７は容器本体１２の表面
上に設けられた高圧碍子であり、該高圧碍子１７の内部
には導体１８が挿通されている。導体１８の端部は前記
高圧電極１３に接続されており、該導体１８を介して急
峻・短パルス電圧が印加されるようになっている。１９
ａは高圧電極１３の一端側の容器本体１２に設けられた
原料ガス入口、１９ｂは高圧電極１３の他端側の容器本
体１２に設けられたオゾン出口である。２０ａ，２０ｂ
は高圧電極１３を固定するための絶縁スペーサである。
前記高圧電極１３には導体１８を介して高電圧が印加さ
れ、ギャップ１４内に流通させた原料ガス中にオゾンが
発生するものである。
ン発生用電極間に立ち上がりが急峻で且つパルス幅の短
いパルス電圧、即ち急峻・短パルス電圧を印加する方式
のオゾン発生用放電管の断面構造を示している。図１０
において容器本体１２には、１本のワイヤー状の高圧導
体から成る高圧電極１３が収納されている。高圧電極１
３の同軸外周には所定幅のギャップ１４を介して筒状の
接地電極管１５が設けられている。接地電極管１５の同
軸外周の容器本体１２には冷却水入口１６ａと冷却水出
口１６ｂが設けられている。１７は容器本体１２の表面
上に設けられた高圧碍子であり、該高圧碍子１７の内部
には導体１８が挿通されている。導体１８の端部は前記
高圧電極１３に接続されており、該導体１８を介して急
峻・短パルス電圧が印加されるようになっている。１９
ａは高圧電極１３の一端側の容器本体１２に設けられた
原料ガス入口、１９ｂは高圧電極１３の他端側の容器本
体１２に設けられたオゾン出口である。２０ａ，２０ｂ
は高圧電極１３を固定するための絶縁スペーサである。
前記高圧電極１３には導体１８を介して高電圧が印加さ
れ、ギャップ１４内に流通させた原料ガス中にオゾンが
発生するものである。
【００１８】本発明では、誘電体（ガラス管等）を電極
間に設けることなく、電極間に立ち上がりが急峻で且つ
パルス幅の短いパルス電圧、即ち急峻・短パルス電圧を
印加する方式のオゾン発生装置において、高圧電極の構
造を図１〜図６のように構成した。
間に設けることなく、電極間に立ち上がりが急峻で且つ
パルス幅の短いパルス電圧、即ち急峻・短パルス電圧を
印加する方式のオゾン発生装置において、高圧電極の構
造を図１〜図６のように構成した。
【００１９】図１において図１０と同一部分は同一符号
をもって示しその説明は省略する。図１において図１０
と異なる点は、１本のワイヤー状の高圧電極１３の代わ
りに、絶縁体３０の表面に外径数ｍｍ以内のスパイラル
状ワイヤー３１を配設して構成した高圧電極２３を設け
たことにある。前記スパイラル状ワイヤー３１の端部は
導体１８に接続されている。２４は放電ギャップであ
る。
をもって示しその説明は省略する。図１において図１０
と異なる点は、１本のワイヤー状の高圧電極１３の代わ
りに、絶縁体３０の表面に外径数ｍｍ以内のスパイラル
状ワイヤー３１を配設して構成した高圧電極２３を設け
たことにある。前記スパイラル状ワイヤー３１の端部は
導体１８に接続されている。２４は放電ギャップであ
る。
【００２０】また印加したパルス電圧の一例は下記のと
おりである。 印加電圧の例 パルスの繰り返し数（周波数）：１０００ｃｙｃｌｅ／ｓｅｃ パルス電圧の時間幅 ：２００ｎｓｅｃ（２００×１０-9ｓｅｃ） パルス電圧の極性 ：正極性 電圧波高値 ：ＭＡＸ５０ＫＶｐｅａｋ。
おりである。 印加電圧の例 パルスの繰り返し数（周波数）：１０００ｃｙｃｌｅ／ｓｅｃ パルス電圧の時間幅 ：２００ｎｓｅｃ（２００×１０-9ｓｅｃ） パルス電圧の極性 ：正極性 電圧波高値 ：ＭＡＸ５０ＫＶｐｅａｋ。
【００２１】
【実施例】また、本発明の各実施例における高圧電極の
構造は次の表１のとおりである。
構造は次の表１のとおりである。
【００２２】
【表１】
【００２３】すなわち表１の比較例は図１０のとおりワ
イヤー１本のみで構成され、電極表面形状は平坦であ
り、実施例１〜６は図１〜図６のように各々構成してい
る。図２において図１０と異なる点は、１本のワイヤー
状の高圧電極１３の代わりに、絶縁体３０の表面に外径
数ｍｍ以内のメッシュ状ワイヤー４１を配設して構成し
た高圧電極３３を設けたことにある。前記メッシュ状ワ
イヤー４１の端部は導体１８に接続されている。
イヤー１本のみで構成され、電極表面形状は平坦であ
り、実施例１〜６は図１〜図６のように各々構成してい
る。図２において図１０と異なる点は、１本のワイヤー
状の高圧電極１３の代わりに、絶縁体３０の表面に外径
数ｍｍ以内のメッシュ状ワイヤー４１を配設して構成し
た高圧電極３３を設けたことにある。前記メッシュ状ワ
イヤー４１の端部は導体１８に接続されている。
【００２４】図３において図１０と異なる点は、１本の
ワイヤー状の高圧電極１３の代わりに、絶縁体３０の表
面に外径数ｍｍ以内のスパイラル状スプリング５１を配
設して構成した高圧電極４３を設けたことにある。前記
スパイラル状スプリング５１の端部は導体１８に接続さ
れている。
ワイヤー状の高圧電極１３の代わりに、絶縁体３０の表
面に外径数ｍｍ以内のスパイラル状スプリング５１を配
設して構成した高圧電極４３を設けたことにある。前記
スパイラル状スプリング５１の端部は導体１８に接続さ
れている。
【００２５】図４において図１０と異なる点は、１本の
ワイヤー状の高圧電極１３の代わりに、絶縁体３０の表
面に外径数ｍｍ以内のメッシュ状スプリング６１を配設
して構成した高圧電極５３を設けたことにある。前記メ
ッシュ状スプリング６１の端部は導体１８に接続されて
いる。
ワイヤー状の高圧電極１３の代わりに、絶縁体３０の表
面に外径数ｍｍ以内のメッシュ状スプリング６１を配設
して構成した高圧電極５３を設けたことにある。前記メ
ッシュ状スプリング６１の端部は導体１８に接続されて
いる。
【００２６】図５において図１０と異なる点は、１本の
ワイヤー状の高圧電極１３の代わりに、金属細線を外径
数ｍｍ以内のスプリング状に形成したスプリング状高圧
導体から成る高圧電極６３を設けたことにある。この高
圧電極６３の端部は導体１８に接続されている。
ワイヤー状の高圧電極１３の代わりに、金属細線を外径
数ｍｍ以内のスプリング状に形成したスプリング状高圧
導体から成る高圧電極６３を設けたことにある。この高
圧電極６３の端部は導体１８に接続されている。
【００２７】図６において図１０と異なる点は、１本の
ワイヤー状の高圧電極１３の代わりに、金属細線を用い
て微細な突起が多数存在する外径数ｍｍ以内のブラシ状
に形成したブラシ状高圧導体から成る高圧電極７３を設
けたことにある。この高圧電極７３の端部は導体１８に
接続されている。
ワイヤー状の高圧電極１３の代わりに、金属細線を用い
て微細な突起が多数存在する外径数ｍｍ以内のブラシ状
に形成したブラシ状高圧導体から成る高圧電極７３を設
けたことにある。この高圧電極７３の端部は導体１８に
接続されている。
【００２８】前記表１の実施例の条件下での接地電極部
の単位面積当たりの放電消費電力に対するオゾン発生量
の関係を図７に示す。この図７によれば、比較例に比べ
て実施例１〜６は、同一の放電消費電力でオゾン発生量
が増加しているのが判る。
の単位面積当たりの放電消費電力に対するオゾン発生量
の関係を図７に示す。この図７によれば、比較例に比べ
て実施例１〜６は、同一の放電消費電力でオゾン発生量
が増加しているのが判る。
【００２９】前記実施例において明らかになった点は次
のとおりである。 （１）パルス幅は１０００ｎｓｅｃ（１０００×１０-9
ｓｅｃ）程度以下が効果が大きい。
のとおりである。 （１）パルス幅は１０００ｎｓｅｃ（１０００×１０-9
ｓｅｃ）程度以下が効果が大きい。
【００３０】（２）パルスの繰り返し数（周波数）は５
０〜５０００ｃｙｃｌｅ／ｓｅｃ程度が望ましい。
０〜５０００ｃｙｃｌｅ／ｓｅｃ程度が望ましい。
【００３１】（３）パルスの立ち上がり時間は５００ｎ
ｓｅｃ（５００×１０-9ｓｅｃ）程度以下が効果が大き
い。
ｓｅｃ（５００×１０-9ｓｅｃ）程度以下が効果が大き
い。
【００３２】（４）パルスの極性は極性反転タイプもし
くは片極性タイプ（正又は負）。
くは片極性タイプ（正又は負）。
【００３３】（５）高圧電極に関しては、（ア）外管の
内径と絶縁体の外径、およびそれで決定する電極間の放
電ギャップ長、（イ）絶縁体に設けるワイヤーの外径や
スプリングの外径、およびスプリングに用いる線の外
径、（ウ）絶縁体に設けるワイヤー間同士の距離やスプ
リング間同士の距離、等を適宜選択することにより、最
適となる条件で電極を構成することができる。
内径と絶縁体の外径、およびそれで決定する電極間の放
電ギャップ長、（イ）絶縁体に設けるワイヤーの外径や
スプリングの外径、およびスプリングに用いる線の外
径、（ウ）絶縁体に設けるワイヤー間同士の距離やスプ
リング間同士の距離、等を適宜選択することにより、最
適となる条件で電極を構成することができる。
【００３４】（６）ブラシ状電極のブラシの長さや線
径、およびブラシの密集度合いも適宜選択することによ
り最適となる条件で電極を構成することができる。
径、およびブラシの密集度合いも適宜選択することによ
り最適となる条件で電極を構成することができる。
【００３５】（７）電極管の長さも適宜選択することに
より最適となる条件で電極を構成できるし、オゾンの発
生量に応じて電極管の本数を増やして多管型にすること
もできる。
より最適となる条件で電極を構成できるし、オゾンの発
生量に応じて電極管の本数を増やして多管型にすること
もできる。
【００３６】（８）電極間の放電ギャップ長は印加電圧
の大きさとの関係より４０ｍｍ程度以下が望ましい。
の大きさとの関係より４０ｍｍ程度以下が望ましい。
【００３７】（９）従来の固体誘電体（例えばガラス
管）の有無はどちらでも良いが、固体誘電体がある場合
は電圧の極性が反転する急峻・短パルス電圧波形を印加
することになる。また固体誘電体がない場合は極性反転
タイプ、片極性タイプ（正又は負）のどちらでも良い。
管）の有無はどちらでも良いが、固体誘電体がある場合
は電圧の極性が反転する急峻・短パルス電圧波形を印加
することになる。また固体誘電体がない場合は極性反転
タイプ、片極性タイプ（正又は負）のどちらでも良い。
【００３８】（１０）オゾン発生用放電電極は図１〜図
６のような円筒型電極を組み合わせた同軸円筒型の形状
の他に平板電極等と組み合わせた電極形状にも容易に適
用できる。
６のような円筒型電極を組み合わせた同軸円筒型の形状
の他に平板電極等と組み合わせた電極形状にも容易に適
用できる。
【００３９】（１１）冷却については特に行わなくても
従来のオゾン発生方式よりも効率が向上し、十分効果が
現れるが、ＳＵＳ接地管の外側から冷却水によって水冷
することにより更にオゾン発生効率が向上する。
従来のオゾン発生方式よりも効率が向上し、十分効果が
現れるが、ＳＵＳ接地管の外側から冷却水によって水冷
することにより更にオゾン発生効率が向上する。
【００４０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、オゾン発
生装置における高圧電極を、絶縁体上に外径数ｍｍ以内
のスパイラル状ワイヤー又はメッシュ状ワイヤー又はス
パイラル状スプリング又はメッシュ状スプリングを配設
して構成するか、又は外径数ｍｍ以内のスプリング状高
圧導体又は表面に微細突起が多数存在する外径数ｍｍ以
内のブラシ状高圧導体で構成したので、従来の装置に比
べて同一の放電消費電力でオゾン発生量が増加する。
生装置における高圧電極を、絶縁体上に外径数ｍｍ以内
のスパイラル状ワイヤー又はメッシュ状ワイヤー又はス
パイラル状スプリング又はメッシュ状スプリングを配設
して構成するか、又は外径数ｍｍ以内のスプリング状高
圧導体又は表面に微細突起が多数存在する外径数ｍｍ以
内のブラシ状高圧導体で構成したので、従来の装置に比
べて同一の放電消費電力でオゾン発生量が増加する。
【００４１】すなわち、高圧電極および接地電極間に急
峻・短パルス電圧を印加すると非平衡プラズマ放電が発
生し、図９に示す従来のようなストリーマ状放電柱は発
生しない。このためエネルギーのロスであったイオンや
分子の加速にいたることなく、電子のみを加速して電子
エネルギーを高めることができる。これによって少ない
消費電力でオゾンが効率良く生成される。
峻・短パルス電圧を印加すると非平衡プラズマ放電が発
生し、図９に示す従来のようなストリーマ状放電柱は発
生しない。このためエネルギーのロスであったイオンや
分子の加速にいたることなく、電子のみを加速して電子
エネルギーを高めることができる。これによって少ない
消費電力でオゾンが効率良く生成される。
【００４２】また従来のＡＣ電圧を用いた無声放電方式
において必要不可欠であった誘電体（例えばガラス管）
を電極間に設けなくても前記非平衡プラズマ放電を発生
させることができる。このため従来の無声放電方式のよ
うに安定な放電を発生させるために電極間ギャップ長を
１〜２ｍｍ程度以下にしてギャップ長を均一に保持する
必要もなく、電極部の製作が非常に容易となる。さらに
本発明の電極構造はギャップ長等の精度が低くてもオゾ
ン発生効率は低下しない。
において必要不可欠であった誘電体（例えばガラス管）
を電極間に設けなくても前記非平衡プラズマ放電を発生
させることができる。このため従来の無声放電方式のよ
うに安定な放電を発生させるために電極間ギャップ長を
１〜２ｍｍ程度以下にしてギャップ長を均一に保持する
必要もなく、電極部の製作が非常に容易となる。さらに
本発明の電極構造はギャップ長等の精度が低くてもオゾ
ン発生効率は低下しない。
【図１】本発明の一実施例を示す断面構成図。
【図２】本発明の他の実施例を示す断面構成図。
【図３】本発明の他の実施例を示す断面構成図。
【図４】本発明の他の実施例を示す断面構成図。
【図５】本発明の他の実施例を示す断面構成図。
【図６】本発明の他の実施例を示す断面構成図。
【図７】各実施例の放電電力に対するオゾン発生量の関
係を表す特性図。
係を表す特性図。
【図８】無声放電法によるオゾン発生の概要を表す説明
図。
図。
【図９】無声放電法によるオゾン生成の原理を示す説明
図。
図。
【図１０】従来のオゾン発生装置の一例を示す断面構成
図。
図。
１２…容器本体 １３，２３，３３，４３，５３，６３，７３…高圧電極 １４，２４…放電ギャップ １５…接地電極管 ３０…絶縁体 ３１…スパイラル状ワイヤー ４１…メッシュ状ワイヤー ５１…スパイラル状スプリング ６１…メッシュ状スプリング
Claims (8)
- 【請求項１】 放電ギャップを介して対向配設された高
圧電極および接地電極間に、急峻で且つパルス幅の短い
急峻・短パルス電圧を印加し、前記放電ギャップ内に流
通させた原料ガス中にオゾンを発生させるオゾン発生装
置において、 前記高圧電極は、絶縁体上に外径数ｍｍ以内のスパイラ
ル状ワイヤーを配設して構成されていることを特徴とす
るオゾン発生装置。 - 【請求項２】 放電ギャップを介して対向配設された高
圧電極および接地電極間に、急峻で且つパルス幅の短い
急峻・短パルス電圧を印加し、前記放電ギャップ内に流
通させた原料ガス中にオゾンを発生させるオゾン発生装
置において、 前記高圧電極は、絶縁体上に外径数ｍｍ以内のメッシュ
状ワイヤーを配設して構成されていることを特徴とする
オゾン発生装置。 - 【請求項３】 放電ギャップを介して対向配設された高
圧電極および接地電極間に、急峻で且つパルス幅の短い
急峻・短パルス電圧を印加し、前記放電ギャップ内に流
通させた原料ガス中にオゾンを発生させるオゾン発生装
置において、 前記高圧電極は、絶縁体上に外径数ｍｍ以内のスパイラ
ル状スプリングを配設して構成されていることを特徴と
するオゾン発生装置。 - 【請求項４】 放電ギャップを介して対向配設された高
圧電極および接地電極間に、急峻で且つパルス幅の短い
急峻・短パルス電圧を印加し、前記放電ギャップ内に流
通させた原料ガス中にオゾンを発生させるオゾン発生装
置において、 前記高圧電極は、絶縁体上に外径数ｍｍ以内のメッシュ
状スプリングを配設して構成されていることを特徴とす
るオゾン発生装置。 - 【請求項５】 放電ギャップを介して対向配設された高
圧電極および接地電極間に、急峻で且つパルス幅の短い
急峻・短パルス電圧を印加し、前記放電ギャップ内に流
通させた原料ガス中にオゾンを発生させるオゾン発生装
置において、 前記高圧電極は、外径数ｍｍ以内のスプリング状高圧導
体で構成されていることを特徴とするオゾン発生装置。 - 【請求項６】 放電ギャップを介して対向配設された高
圧電極および接地電極間に、急峻で且つパルス幅の短い
急峻・短パルス電圧を印加し、前記放電ギャップ内に流
通させた原料ガス中にオゾンを発生させるオゾン発生装
置において、 前記高圧電極は、表面に微細突起が多数存在する外径数
ｍｍ以内のブラシ状高圧導体で構成されていることを特
徴とするオゾン発生装置。 - 【請求項７】 前記急峻・短パルス電圧のパルス幅は１
０００ｎｓｅｃ（１０００×１０-9ｓｅｃ）以下である
ことを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５又
は６に記載のオゾン発生装置。 - 【請求項８】 前記急峻・短パルス電圧の立ち上がり時
間は５００ｎｓｅｃ（５００×１０-9ｓｅｃ）以下であ
ることを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５
又は６又は７に記載のオゾン発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20513996A JPH1053404A (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | オゾン発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20513996A JPH1053404A (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | オゾン発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1053404A true JPH1053404A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=16502077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20513996A Pending JPH1053404A (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | オゾン発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1053404A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002087804A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-03-27 | Chubu Electric Power Co Inc | オゾン発生装置 |
| JP2007254223A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Ngk Insulators Ltd | オゾン発生装置 |
| JP2014015378A (ja) * | 2012-07-11 | 2014-01-30 | Ihi Shibaura Machinery Corp | オゾナイザ |
| JP2020083708A (ja) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | アール・ビー・コントロールズ株式会社 | オゾン発生装置 |
| CN111936416A (zh) * | 2018-01-29 | 2020-11-13 | 赛莱默欧洲股份有限公司 | 具有多间隙电极组件的小型臭氧发生器 |
| CN115159794A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-10-11 | 南京苏曼等离子科技有限公司 | 一种低压高频污泥破壁脱水装置 |
-
1996
- 1996-08-05 JP JP20513996A patent/JPH1053404A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002087804A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-03-27 | Chubu Electric Power Co Inc | オゾン発生装置 |
| JP4658298B2 (ja) * | 2000-09-11 | 2011-03-23 | 中部電力株式会社 | オゾン発生装置 |
| JP2007254223A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Ngk Insulators Ltd | オゾン発生装置 |
| JP2014015378A (ja) * | 2012-07-11 | 2014-01-30 | Ihi Shibaura Machinery Corp | オゾナイザ |
| CN111936416A (zh) * | 2018-01-29 | 2020-11-13 | 赛莱默欧洲股份有限公司 | 具有多间隙电极组件的小型臭氧发生器 |
| JP2020083708A (ja) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | アール・ビー・コントロールズ株式会社 | オゾン発生装置 |
| CN115159794A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-10-11 | 南京苏曼等离子科技有限公司 | 一种低压高频污泥破壁脱水装置 |
| CN115159794B (zh) * | 2022-07-11 | 2023-10-27 | 南京苏曼等离子科技有限公司 | 一种低压高频污泥破壁脱水装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050426 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050823 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |