JPH1111907A - Ozone production apparatus - Google Patents

Ozone production apparatus

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JPH1111907A
JPH1111907A JP18321397A JP18321397A JPH1111907A JP H1111907 A JPH1111907 A JP H1111907A JP 18321397 A JP18321397 A JP 18321397A JP 18321397 A JP18321397 A JP 18321397A JP H1111907 A JPH1111907 A JP H1111907A
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JP
Japan
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discharge
space
electrode
dielectric
creeping
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JP18321397A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiji Baba
誠二 馬場
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DENSOUKEN KK
KYOWA ENTERP KK
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DENSOUKEN KK
KYOWA ENTERP KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the discharge density of a discharge space and to make it possible to convert gaseous raw material to ozone with high efficiency by inducing a space discharge and creeping discharge in the common discharge space into which this gaseous raw material is introduced. SOLUTION: The ozone production apparatus 10 consists of an electrode 11 for the space discharge, a dielectric substance 12 for the space discharge, an electrode 13 for the creeping discharge, a dielectric substance 14 for the creeping discharge, a common discharge electrode 15 commonly used as a second electrode for the space discharge and the second electrode for the creeping discharge, the discharge space 16 to be introduced with the gaseous raw material, a radiation plate 17, a power source 18 for the space discharge and a power source 19 for the creeping discharge. The one sides of the space and creeping dielectric substances 12, 14 are provided with the electrodes 11, 13 for the space and creeping discharge. The discharge electrode 15 forms patterns of a mesh shape of about 1 m in w1 and about 5 mm in g1. The voltage of the power source 18 is 10 to 20 KV and the voltage of the power source 19 is 4 to 8 KVpp. The corona discharge A is induced between the electrode 15 and the dielectric substance 12 by the impression of the power source 18. The corona discharge B is induced along the dielectric substance 14 at the peripheral edge of the electrode 15 by the impression of the power source 19.

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、三次元空間を無声
放電(コロナ放電)させる空間放電と誘電体の沿面を無
声放電させる沿面放電とを共通の空間で生起させて、そ
の空間に導入した原料ガスからオゾンを発生させる重畳
型のオゾン製造装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention introduces a space discharge that causes a silent discharge (corona discharge) in a three-dimensional space and a surface discharge that causes a silent discharge on the surface of a dielectric material to occur in a common space, and introduces them into the space. The present invention relates to a superposition type ozone production apparatus that generates ozone from a source gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は、従来の空間放電型のオゾン製
造装置80の原理説明図である。81は空間放電用第1
電極、82は空間放用第2電極、83はその第2電極8
2の内側に配置した空間放電用誘電体、84は放電空
間、85は交流電源である。このオゾン製造装置80で
は、電源85により電極81、82の間に所定の周波数
の高圧を印加すると、誘電体83と第1電極81との間
の放電空間84にコロナ放電A(空間放電)が生起し
て、矢印X方向から空気或いは酸素等の原料ガスを導入
すると、 O2+e- → 2O-、 O-+O2 → O3 の反応によりオゾンO3が発生する。
2. Description of the Related Art FIG. 10 is a view for explaining the principle of a conventional space discharge type ozone producing apparatus 80. 81 is the first for space discharge
Electrode, 82 is a second electrode for spatial release, 83 is the second electrode 8
Reference numeral 84 denotes a discharge space dielectric disposed inside 2, reference numeral 84 denotes a discharge space, and reference numeral 85 denotes an AC power supply. In the ozone producing apparatus 80, when a high voltage of a predetermined frequency is applied between the electrodes 81 and 82 by the power supply 85, a corona discharge A (space discharge) is generated in a discharge space 84 between the dielectric 83 and the first electrode 81. Then, when a raw material gas such as air or oxygen is introduced in the direction of arrow X, ozone O 3 is generated by the reaction of O 2 + e → 2O and O + O 2 → O 3 .

【0003】図11は、従来の沿面放電型のオゾン製造
装置90の原理説明図である。91は沿面放電用第1電
極、92はその第1電極91を片面に形成した沿面放用
誘電体である。93は沿面放電用第2電極であり、誘電
体92の他面にメッシュ形状に形成されている。94は
交流電源である。このオゾン製造装置90では、電源9
4により電極91、83の間に所定の周波数の高圧を印
加すると、電極93と誘電体92の間において誘電体9
2の面に沿ってコロナ放電B(沿面放電)が生起するの
で、矢印Y方向から空気或いは酸素等の原料ガスを導入
すると、上記した反応式によりオゾンが発生する。
FIG. 11 is a view for explaining the principle of a conventional surface discharge type ozone producing apparatus 90. Reference numeral 91 denotes a creeping discharge first electrode, and reference numeral 92 denotes a creeping discharge dielectric having the first electrode 91 formed on one surface. Reference numeral 93 denotes a surface discharge second electrode, which is formed in a mesh shape on the other surface of the dielectric 92. 94 is an AC power supply. In the ozone producing apparatus 90, the power supply 9
When a high voltage of a predetermined frequency is applied between the electrodes 91 and 83 by the
Since a corona discharge B (creep discharge) occurs along the surface of No. 2, when a raw material gas such as air or oxygen is introduced from the direction of arrow Y, ozone is generated by the above-described reaction formula.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、図10に示
した空間放電型のオゾン製造装置80は、印加電圧やそ
の周波数を高くすると発熱が著しくなり、また冷却が困
難なために、放電密度が低くオゾンの発生効率を高める
ことが困難であった。また、図11に示した沿面放電型
のオゾン発生装置90は、コロナ放電Bの生成する領域
が電極93の周縁に沿ってその進展長がほぼ2mm程度
の平面であり、導入した原料ガスがコロナと接触する領
域が表面的であるため、オゾン発生効率が低かった。
However, in the space discharge type ozone production apparatus 80 shown in FIG. 10, when the applied voltage and its frequency are increased, the heat generation becomes remarkable, and the cooling density becomes difficult. It was difficult to increase ozone generation efficiency. In the surface discharge type ozone generator 90 shown in FIG. 11, the region where the corona discharge B is generated is a flat surface along the periphery of the electrode 93 and the extension length is about 2 mm. The ozone generation efficiency was low because the region in contact with the surface was superficial.

【0005】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、空間放電と沿面放電を共通の空
間で生起させて、その重畳作用によりオゾン発生効率の
高めることである。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to generate a space discharge and a creeping discharge in a common space, and to increase the ozone generation efficiency by a superposition action.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明のオゾン製造装置は、空間放電と沿面放
電とを、原料ガスを導入する共通の放電空間に生起させ
るよう構成した。第2の発明は、第1の発明において、
前記空間放電の生起手段が、空間放電用第1電極と、該
空間放電用第1電極を前記空間と反対側に設けた空間放
電用誘電体と、該空間放電用誘電体の前面に前記空間を
介して対抗させた空間放電用第2電極と、前記空間放電
用第1電極と前記空間放電用第2電極の間に電圧を印加
する空間放電用電源とからなり、前記沿面放電の生起手
段が、沿面放電用第1電極と、該沿面放電用第1電極を
前記空間と反対側に設けた沿面放電用誘電体と、該沿面
放電用誘電体の前記空間側に設けた沿面放電用第2電極
と、前記沿面放電用第1電極と前記沿面放電用第2電極
の間に電圧を印加する沿面放電用電源からなるよう構成
した。第3の発明は、第2の発明において、前記空間放
電用第2電極と前記沿面放電用第2電極とを共通の電極
として構成した。第4の発明は、第2の発明において、
前記空間放電用第2電極と前記沿面放電用第1電極とを
共通の電極として構成した。第5の発明は、第2又は第
3の発明において、前記沿面放電用誘電体と前記空間放
電用誘電体とを共通の誘電体として構成した。第6の発
明は、第2乃至第4の発明において、前記空間放電用電
源と前記沿面放電用電源とを共通の電源として構成し
た。第7の発明は、第2乃至第5の発明において、前記
空間放電用第1電極と前記空間放電用第2電極との間に
流れる電流の位相と、前記沿面放電用第1電極と前記沿
面放電用第2電極との間に流れる電流の位相を調整する
手段を具備するよう構成した。第8の発明は、第6の発
明において、前記空間放電と前記沿面放電を異なったタ
イミングで行わせる手段を具備するように構成した。
To achieve the above object, an ozone producing apparatus according to a first aspect of the present invention is configured to generate a space discharge and a surface discharge in a common discharge space into which a raw material gas is introduced. . In a second aspect, in the first aspect,
The means for generating space discharge includes a first electrode for space discharge, a dielectric for space discharge provided with the first electrode for space discharge on the opposite side to the space, and a space in front of the dielectric for space discharge. And a space discharge power source for applying a voltage between the first electrode for space discharge and the second electrode for space discharge, the means for generating the creeping discharge. A surface discharge first electrode, a surface discharge dielectric provided with the surface discharge first electrode on the opposite side to the space, and a surface discharge first dielectric provided on the space side of the surface discharge dielectric. It was configured to include two electrodes and a surface discharge power source for applying a voltage between the surface discharge first electrode and the surface discharge second electrode. In a third aspect based on the second aspect, the second electrode for space discharge and the second electrode for surface discharge are configured as a common electrode. According to a fourth aspect, in the second aspect,
The space discharge second electrode and the creeping discharge first electrode were configured as a common electrode. In a fifth aspect based on the second or third aspect, the surface discharge dielectric and the space discharge dielectric are configured as a common dielectric. In a sixth aspect based on the second to fourth aspects, the space discharge power supply and the surface discharge power supply are configured as a common power supply. In a seventh aspect based on the second to fifth aspects, a phase of a current flowing between the first electrode for space discharge and the second electrode for space discharge, and the first electrode for surface discharge and the surface The apparatus is provided with means for adjusting the phase of the current flowing between the second electrode and the discharge electrode. According to an eighth aspect of the present invention, in the sixth aspect, a means for performing the space discharge and the creeping discharge at different timings is provided.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

[第1の実施の形態]図1は本発明の第1の実施の形態の
オゾン製造装置10の基本的な概略構成を示す図であ
る。11は空間放電用電極(空間放電用第1電極)、1
2は空間放電用誘電体、13は沿面放電用電極(沿面放
電用第1電極)、14は沿面放電用誘電体、15は空間
放電用第2電極と沿面放電用第2電極を兼ねる共通の放
電電極である。16は原料ガスが導入される放電空間、
17は複数の放熱フィンを設けた放熱板である。18は
空間放電用電源、19は沿面放電用電源である。
[First Embodiment] FIG. 1 is a diagram showing a basic schematic configuration of an ozone producing apparatus 10 according to a first embodiment of the present invention. 11 is an electrode for space discharge (first electrode for space discharge), 1
Numeral 2 is a dielectric for space discharge, 13 is an electrode for surface discharge (first electrode for surface discharge), 14 is a dielectric for surface discharge, and 15 is a common electrode for both the second electrode for space discharge and the second electrode for surface discharge. It is a discharge electrode. 16 is a discharge space into which the source gas is introduced,
Reference numeral 17 denotes a radiator plate provided with a plurality of radiator fins. Reference numeral 18 denotes a power supply for space discharge, and 19 denotes a power supply for surface discharge.

【0008】空間放電用誘電体12や沿面放電用誘電体
14は、板厚が例えばほぼ0.5mm程度のアルミナセ
ラミック等の材質からなり、その片面に、図1の(b)
に示すように、導電性金属のメッキやプラズマ溶射等に
よって空間放電用電極11や沿面放電用電極13が設け
られ、また沿面放電用誘電体14の他面の放電電極15
は、図1の(c)に示すように、例えば幅w1がほぼ1
mm程度、厚みがほぼ20μm、隙間g1がほぼ5mm
程度のメッシュ形状のパターンに形成されている。この
放電電極15としては、オゾンに対して、つまり酸化に
対して高い耐久力を持つ例えば導電性セラミック等が使
用される。
The dielectric material 12 for space discharge and the dielectric material 14 for creeping discharge are made of a material such as alumina ceramic having a thickness of, for example, about 0.5 mm.
As shown in FIG. 3, the space discharge electrode 11 and the surface discharge electrode 13 are provided by plating of conductive metal, plasma spraying, or the like, and the discharge electrode 15 on the other surface of the surface discharge dielectric 14 is provided.
Is, for example, as shown in FIG.
mm, thickness is about 20 μm, gap g1 is about 5 mm
It is formed in a mesh-shaped pattern of a degree. As the discharge electrode 15, for example, a conductive ceramic or the like having a high durability against ozone, that is, against oxidation is used.

【0009】放電電極15と空間放電用誘電体12の間
の隙間は、例えば0.8mm〜10mm程度に設定され
ている。空間放電用電源18としては、電圧がほぼ10
KV〜20KV、周波数が60Hz〜2KHz程度のも
のが、また沿面放電用電源19としては、電圧がほぼ4
Kpp〜8KVpp、周波数が50Hz〜20KHz程
度のものが使用されている。
The gap between the discharge electrode 15 and the space discharge dielectric 12 is set to, for example, about 0.8 mm to 10 mm. The voltage for the space discharge power supply 18 is approximately 10
KV to 20 KV and a frequency of about 60 Hz to 2 KHz.
Kpp to 8 KVpp and a frequency of about 50 Hz to 20 KHz are used.

【0010】この第1の実施の形態のオゾン製造装置で
は、電源18の電圧の印加によって放電電極15と空間
放電用誘電体12との間でコロナ放電Aが生起し、また
電源19の電圧の印加によって放電電極15の周縁にも
沿面放電用誘電体14に沿うようにコロナ放電Bが生起
する。すなわち、共通の放電空間16において、コロナ
放電A、Bが重畳して発生する。この結果、この放電空
間16における放電密度が、単独放電の場合に比較して
大幅に高くなるので、そこに導入した酸素や空気等の原
料ガスを高い効率でオゾンに変換することが可能とな
る。
In the ozone producing apparatus according to the first embodiment, a corona discharge A is generated between the discharge electrode 15 and the space discharge dielectric 12 by applying a voltage of the power supply 18, and the voltage of the power supply 19 is reduced. The corona discharge B is also generated by the application along the peripheral edge of the discharge electrode 15 along the dielectric material 14 for surface discharge. That is, corona discharges A and B are generated in a superposed manner in the common discharge space 16. As a result, the discharge density in the discharge space 16 is significantly higher than in the case of a single discharge, so that the source gas such as oxygen or air introduced therein can be converted to ozone with high efficiency. .

【0011】また、上記構成では、放電空間16を空間
放電と沿面放電とで共通にするのみならず、放電電極1
5をも共通にしているので、空間放電構造と沿面放電構
造を個別に構成した場合と比較して、全体の形状を小さ
くすることができ、オゾン発生効率を低下させることな
く装置のコンパクト化、低コスト化を図ることができ
る。
In the above configuration, the discharge space 16 is not only used in common for the space discharge and the surface discharge but also for the discharge electrode 1.
5 is also common, so that the overall shape can be reduced as compared with the case where the space discharge structure and the surface discharge structure are individually configured, and the device can be made compact without lowering the ozone generation efficiency. Cost reduction can be achieved.

【0012】また、上記構成では、発生した熱を電極1
1、13の外側の放熱板17により放熱できるので、印
加電圧の周波数をより高くして、オゾンの発生効率をよ
り高めることができる。
In the above configuration, the generated heat is transferred to the electrode 1.
Since heat can be dissipated by the heat radiating plate 17 outside the first and the first 13, the frequency of the applied voltage can be further increased, and the ozone generation efficiency can be further increased.

【0013】図2はこの実施の形態の第1の変形例のオ
ゾン発生装置10Aの構成を示す図である。この変形例
では、空間放電用と沿面放電用に、共通の電源20を使
用して、電源の管理を容易にしている。ただし、この場
合は、共通の電源20により空間放電と沿面放電が同じ
タイミングで行われるので、一方の放電が他方の放電に
食われないように、つまり両放電が同程度に行われるよ
うに、空間放電用電極11と放電電極15との間の静電
容量と、沿面放電用電極13と放電電極15との間の静
電容量がほぼ同一になるようにする。これは、空間放電
用誘電体12や沿面放電用誘電体14の誘電率や板厚、
放電空間16の隙間等を適宜設定して行う。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an ozone generator 10A according to a first modification of this embodiment. In this modification, a common power supply 20 is used for space discharge and surface discharge, thereby facilitating power supply management. However, in this case, the space discharge and the creepage discharge are performed at the same timing by the common power supply 20, so that one discharge is not affected by the other discharge, that is, both discharges are performed to the same extent. The capacitance between the space discharge electrode 11 and the discharge electrode 15 is substantially equal to the capacitance between the creeping discharge electrode 13 and the discharge electrode 15. This is because the dielectric constant and plate thickness of the space discharge dielectric 12 and the surface discharge dielectric 14 are
This is performed by appropriately setting the gap and the like of the discharge space 16.

【0014】図3はこの実施の形態の第2の変形例のオ
ゾン発生装置10Bの構成を示す図である。この変形例
では、共通の電源20を使用し、さらにダイオード2
1、22を使用して、電源20の電圧の前半の半周期が
ダイオード21により電極11、15間に印加し、後半
の半周期がダイオード22により電極13、15間印加
するようにしたものである。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an ozone generator 10B according to a second modification of this embodiment. In this modification, a common power supply 20 is used, and a diode 2
The first half period of the voltage of the power supply 20 is applied between the electrodes 11 and 15 by the diode 21 and the second half period of the voltage of the power supply 20 is applied between the electrodes 13 and 15 by the diode 22. is there.

【0015】この第2の変形例によれば、あるタイミン
グでは、空間放電と沿面放電の一方のみが行われ同時放
電は行われないので、空間放電用電極11と放電電極1
5との間の静電容量と、沿面放電用電極13と放電電極
15との間の静電容量を必ずしも同程度に設定する必要
はなく、また共通電源20の電流容量を図2に示した第
1の変形例の半分にすることができる。
According to the second modification, at a certain timing, only one of the space discharge and the creeping discharge is performed and the simultaneous discharge is not performed.
5 and the capacitance between the creeping discharge electrode 13 and the discharge electrode 15 need not necessarily be set to the same level, and the current capacity of the common power supply 20 is shown in FIG. It can be reduced to half of the first modification.

【0016】図4はこの実施の形態の第3の変形例のオ
ゾン発生装置10Cの構成を示す図である。この変形例
では、空間放電用電極11の側の誘電体を除去して沿面
放電用誘電体14を空間放電用として共用し、また沿面
放電用電極13を空間放電用電極として共用し、さらに
空間放電用電源18をコンデンサ23を介して電極1
1、13間に接続している点が、図1に示した構成と異
なっている。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an ozone generator 10C according to a third modification of this embodiment. In this modification, the dielectric on the side of the space discharge electrode 11 is removed, and the surface discharge dielectric 14 is shared for space discharge, and the surface discharge electrode 13 is shared as the space discharge electrode. The discharge power supply 18 is connected to the electrode 1 via the capacitor 23.
1 and 13 is different from the configuration shown in FIG.

【0017】この第3の変形例では、沿面放電は前述の
オゾン製造装置10,10A,10Bと同様に電極15
の周縁に生起されるが、空間放電は電極11と誘電体1
4との間で行われ、電極15は関係なくなる。また、こ
の第3の変形例では、構造材として組み込む誘電体が1
個で済むので全体構造をよりコンパクト化できるととも
に、更なる製造コストの廉価も達成できる。また、コン
デンサ23の容量を適宜設定することにより、電極1
1、13間を流れる電流位相を調整することができるの
で、これにより空間放電と沿面放電の関係を調整して、
オゾン発生効率をより高めることができる。なお、この
コンデンサにより電流位相を調整する手法は、空間放電
と沿面放電に個別の電源を使用する構成(例えば図1)
にはすべて適用できる。
In the third modification, the surface discharge is performed by the electrode 15 in the same manner as in the above-described ozone producing apparatuses 10, 10A and 10B.
The space discharge occurs at the periphery of the electrode 11 and the dielectric 1
4 and the electrode 15 becomes irrelevant. In the third modified example, the dielectric material incorporated as a structural material is one.
Since only one piece is required, the overall structure can be made more compact, and further lower manufacturing costs can be achieved. By appropriately setting the capacity of the capacitor 23, the electrode 1
Since the phase of the current flowing between 1 and 13 can be adjusted, the relationship between the space discharge and the creeping discharge can be adjusted by this.
Ozone generation efficiency can be further increased. The method of adjusting the current phase using this capacitor is based on a configuration in which separate power supplies are used for space discharge and surface discharge (for example, FIG. 1).
Are all applicable.

【0018】[第2の実施の形態]図5は本発明の第2の
実施の形態のオゾン製造装置40の基本的な概略構成を
示す図である。41は空間放電用電極(空間放電用第1
電極)、42は空間放電用誘電体、43は沿面放電用電
極(沿面放電用第1電極)、44は沿面放電用誘電体、
45は空間放電用の放電電極(空間放電用第2電極)、
46は沿面放電用の放電電極(沿面放電用第2電極)で
ある。47は原料ガスが導入される放電空間、48は複
数の放熱フィンを設けた放熱板である。49は空間放電
用電源、50は沿面放電用電源である。
[Second Embodiment] FIG. 5 is a diagram showing a basic schematic configuration of an ozone producing apparatus 40 according to a second embodiment of the present invention. 41 is a space discharge electrode (space discharge first).
Electrode, 42 is a dielectric for space discharge, 43 is an electrode for surface discharge (first electrode for surface discharge), 44 is a dielectric for surface discharge,
45 is a discharge electrode for space discharge (second electrode for space discharge);
Reference numeral 46 denotes a discharge electrode for surface discharge (second electrode for surface discharge). Reference numeral 47 denotes a discharge space into which the source gas is introduced, and reference numeral 48 denotes a radiator plate provided with a plurality of radiator fins. 49 is a power supply for space discharge, and 50 is a power supply for surface discharge.

【0019】空間放電用誘電体42は、板厚が例えばほ
ぼ0.5mm程度のアルミナ等の材質からなる円筒形状
であり、その外面に導電性金属のメッキやプラズマ溶射
等によって空間放電用電極41が形成されている。また
沿面放電用誘電体44も板厚が例えばほぼ0.5mm程
度のアルミナセラミック等の材質からなる円筒形状であ
り、内部に棒形状(又は筒形状)の導電体からなる沿面
放電用電極43が密着して設けられ、外面に直径が例え
ばほぼ0.8mmの耐食性の高いチタンやチタン合金等
からなる線形状の放電電極45、46が相互に離れて螺
旋形状に巻き付けられている。放熱板48は、電極41
の外側に沿って筒形状に1個で又は分割した複数個で形
成されている。
The space discharge dielectric 42 has a cylindrical shape made of a material such as alumina having a plate thickness of about 0.5 mm, for example, and has a space discharge electrode 41 formed on its outer surface by plating a conductive metal or plasma spraying. Are formed. The creepage discharge dielectric 44 also has a cylindrical shape made of a material such as alumina ceramic having a plate thickness of about 0.5 mm, for example, and has a creepage discharge electrode 43 made of a rod-shaped (or cylindrical) conductor inside. Discharge electrodes 45 and 46, which are provided in close contact with each other and have a diameter of, for example, about 0.8 mm and made of highly corrosion-resistant titanium or a titanium alloy, are spirally spaced apart from each other. The radiator plate 48 is
Is formed in a cylindrical shape along the outer side of the body or a plurality of divided parts.

【0020】放電電極45と空間放電用誘電体42の間
の隙間は例えば0.8mm〜1.0mm程度に設定され
ている。空間放電用電源49としては、例えば電圧がほ
ぼ20KV、周波数が60Hz〜1KHz程度のもの
が、また沿面放電用電源50としては、電圧がほぼ8K
Vpp、周波数が2KHz〜20KHz程度のものが使
用されている。
The gap between the discharge electrode 45 and the space discharge dielectric 42 is set to, for example, about 0.8 mm to 1.0 mm. As the space discharge power supply 49, for example, a power supply having a voltage of approximately 20 KV and a frequency of about 60 Hz to 1 KHz, and a creeping discharge power supply 50 having a voltage of approximately 8 KV
Vpp having a frequency of about 2 KHz to 20 KHz is used.

【0021】この第2の実施の形態のオゾン製造装置4
0では、電源49の電圧の印加によって放電電極45と
空間放電用誘電体42との間でコロナ放電Aが生起し、
また電源50の電圧の印加によって放電電極46の周縁
に沿面放電用誘電体44に沿うようにコロナ放電Bが生
起する。すなわち、共通の放電空間47において、コロ
ナ放電A、Bが重畳して発生する。この結果、この放電
空間47における放電密度が、単独放電の場合に比較し
て大幅に高くなるので、そこに導入した酸素や空気等の
原料ガスを高い効率でオゾンに変換することが可能とな
る。
The ozone producing apparatus 4 of the second embodiment
At 0, a corona discharge A occurs between the discharge electrode 45 and the space discharge dielectric 42 by application of the voltage of the power supply 49,
In addition, the application of the voltage of the power supply 50 causes the corona discharge B to occur along the surface discharge dielectric 44 on the periphery of the discharge electrode 46. That is, corona discharges A and B are generated in a superposed manner in the common discharge space 47. As a result, since the discharge density in the discharge space 47 is significantly higher than that in the case of the single discharge, it is possible to convert the introduced gas such as oxygen and air into ozone with high efficiency. .

【0022】また、上記構成では、放電空間47を空間
放電と沿面放電とで共通にするのみならず、放電電極4
5、46を共通の誘電体44に巻き付けているので、空
間放電構造と沿面放電構造を個別に構成した場合と比較
して、全体の形状を小さくすることができ、オゾン発生
効率を低下させることなく装置のコンパクト化を図るこ
とができる。
In the above configuration, the discharge space 47 is not only used in common for the space discharge and the surface discharge, but also for the discharge electrode 4.
5 and 46 are wound around the common dielectric 44, so that the overall shape can be made smaller and the ozone generation efficiency can be reduced as compared with the case where the space discharge structure and the creeping discharge structure are individually configured. Therefore, the apparatus can be made compact.

【0023】また、上記構成では、発生した熱を電極4
1の外側の放熱板48により放熱できるので、印加電圧
の周波数をより高くして、オゾンの発生効率をより高め
ることができる。
In the above configuration, the generated heat is transferred to the electrodes 4.
Since heat can be dissipated by the heat radiating plate 48 on the outside, the frequency of the applied voltage can be further increased, and the ozone generation efficiency can be further increased.

【0024】図6はこの実施の形態の第1の変形例のオ
ゾン発生装置40Aの構成を示す図である。この変形例
は空間放電用電極45と沿面放電用電極46を1本の共
通の放電電極51に変更するとともに、この放電電極5
1と空間放電用電極41との間と、放電電極51と沿面
放電用電極43との間に、共通の電源52を接続して、
電源の管理を容易にしたものである。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an ozone generator 40A according to a first modification of this embodiment. In this modification, the space discharge electrode 45 and the surface discharge electrode 46 are changed to one common discharge electrode 51, and the discharge electrode 5
1 and the space discharge electrode 41, and between the discharge electrode 51 and the surface discharge electrode 43, a common power source 52 is connected,
This facilitates power management.

【0025】この変形例は、前記した図2に示した構成
と同様に、共通の電源20により空間放電と沿面放電が
同じタイミングで行われるので、一方の放電が他方の放
電に食われないように、空間放電用電極41と放電電極
51との間の静電容量と、沿面放電用電極43と放電電
極51との間の静電容量がほぼ同一になるように、空間
放電用誘電体42や沿面放電用誘電体44の誘電率や板
厚、放電空間47の隙間等を設定する。
In this modified example, the space discharge and the surface discharge are performed at the same timing by the common power supply 20, as in the configuration shown in FIG. 2, so that one discharge is not affected by the other discharge. In order to make the capacitance between the space discharge electrode 41 and the discharge electrode 51 and the capacitance between the creeping discharge electrode 43 and the discharge electrode 51 substantially the same, The dielectric constant and plate thickness of the surface discharge dielectric 44 and the gap of the discharge space 47 are set.

【0026】図7はこの実施の形態の第2の変形例のオ
ゾン発生装置40Bの構成を示す図である。この変形例
では、共通の電源52を使用し、さらにダイオード5
3、54を使用して、電源52の電圧の前半の半周期が
ダイオード53により電極41、51間に印加し、後半
の半周期がダイオード54により電極43、51間印加
するようにしたものである。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an ozone generator 40B according to a second modification of this embodiment. In this modification, a common power supply 52 is used, and
The first half cycle of the voltage of the power supply 52 is applied between the electrodes 41 and 51 by the diode 53 and the second half cycle of the voltage of the power supply 52 is applied between the electrodes 43 and 51 by the diode 54. is there.

【0027】この第2の変形例によれば、あるタイミン
グでは、空間放電と沿面放電の一方のみが行われ同時放
電は行われないので、空間放電用電極41と放電電極5
1との間の静電容量と、沿面放電用電極43と放電電極
51との間の静電容量を必ずしも同程度に設定する必要
はなく、また共通電源52の電流容量を第1の変形例の
半分にすることができる。
According to the second modified example, at a certain timing, only one of the space discharge and the creeping discharge is performed and the simultaneous discharge is not performed.
1 and the capacitance between the creeping discharge electrode 43 and the discharge electrode 51 do not necessarily have to be set to the same level, and the current capacity of the common power supply 52 is set to the first modified example. Can be halved.

【0028】図8はこの実施の形態の第3の変形例のオ
ゾン発生装置40Cの構成を示す図である。この変形例
では、空間放電用電極41の側の誘電体を除去して沿面
放電用誘電体44を空間放電用として共用し、また沿面
放電用電極43を空間放電用電極として共用し、さらに
電源49をコンデンサ54を介して電極41、43間に
接続している。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an ozone generator 40C according to a third modification of this embodiment. In this modification, the dielectric on the side of the space discharge electrode 41 is removed to use the surface discharge dielectric 44 for space discharge, the surface discharge electrode 43 is also used for space discharge, and 49 is connected between the electrodes 41 and 43 via a capacitor 54.

【0029】この第3の変形例では、沿面放電は前述の
オゾン製造装置40A,40Bと同様に電極51の周縁
に生起されるが、空間放電は電極41と誘電体44の間
で行われ、電極51は関係なくなる。また、この第3の
変形例では、構造材として組み込む誘電体が1個で済む
ので全体構造をよりコンパクト化できるとともに、製造
コストの廉価も達成できる。また、コンデンサ54の容
量を適宜設定することにより、電極41、43間を流れ
る電流位相を調整することができ、空間放電と沿面放電
の関係を調整して、これによりオゾン発生効率をより高
めることができる。なお、このコンデンサにより電流位
相を調整する手法は、空間放電と沿面放電に個別の電源
を使用する構成には全て適用できる。
In the third modified example, the creeping discharge is generated at the periphery of the electrode 51 similarly to the above-described ozone producing apparatuses 40A and 40B, but the space discharge is performed between the electrode 41 and the dielectric 44, The electrode 51 becomes irrelevant. Further, in the third modification, since only one dielectric is required to be incorporated as a structural material, the overall structure can be made more compact and the manufacturing cost can be reduced. Further, by appropriately setting the capacity of the capacitor 54, the phase of the current flowing between the electrodes 41 and 43 can be adjusted, and the relationship between the space discharge and the creeping discharge can be adjusted, thereby further improving the ozone generation efficiency. Can be. The method of adjusting the current phase by using this capacitor can be applied to all configurations using separate power supplies for space discharge and creeping discharge.

【0030】図9はこの実施の形態の第4の変形例のオ
ゾン発生装置40Dの構成を示す図である。この変形例
は、沿面放電電極43を長尺化して、放電空間47から
外れた位置の端部にヒートパイプ等の冷却装置55を装
備させ、オゾン発生装置40Dの電極43に発生する熱
をそこから直接取り出すようにして、外側の放熱板48
による放熱と併せて、放熱効率を一段と向上させたもの
である。この冷却装置55は、冷却部56が電極43の
端部を囲むようにして、電極43に発生した熱を冷却部
56が吸収するようにする。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an ozone generator 40D according to a fourth modification of this embodiment. In this modification, the creeping discharge electrode 43 is lengthened, and a cooling device 55 such as a heat pipe is provided at an end of a position deviated from the discharge space 47 so that heat generated at the electrode 43 of the ozone generator 40D is removed therefrom. From the outside heat sink 48
The heat radiation efficiency is further improved in addition to the heat radiation by the above. The cooling device 55 causes the cooling unit 56 to absorb heat generated in the electrode 43 so that the cooling unit 56 surrounds the end of the electrode 43.

【0031】なお、電極43を空洞形状にしてそこに冷
媒を循環させたり、あるいは電極43そのものを冷媒と
導電体を兼ね備える液体(例えば、導電剤を溶融させた
水)で構成することもできる。後者の場合は、誘電体4
4の内部を空洞として、その空洞と外部に設置した熱交
換器部分とをパイプで結合してその導電冷媒液体の循環
路を構成すればよい。
The electrode 43 may be formed in a hollow shape and a coolant may be circulated therein, or the electrode 43 itself may be made of a liquid having both a coolant and a conductor (for example, water in which a conductive agent is melted). In the latter case, the dielectric 4
The inside of 4 may be a cavity, and the cavity and a heat exchanger portion provided outside may be connected by a pipe to form a circulation path for the conductive refrigerant liquid.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上から本発明によれば、共通の放電空
間に空間放電と沿面放電を生起させるので、その放電空
間における放電密度を高くすることができ、そこに導入
した原料ガスを高い効率でオゾンに変換することが可能
となる。また、空間放電部分と沿面放電部分に、共通の
電極、共通の誘電体、あるいは共通の電源を使用する場
合には、全体の形状を小さくすることができ、オゾン発
生効率を低下させることなく装置のコンパクト化、低コ
スト化を図ることができる。さらに、空間放電と沿面放
電の位相を調整することにより、空間放電と沿面放電の
最適な重畳効果を得ることができ、より高いオゾン発生
効率を達成することが可能となる。さらに、空間放電と
沿面放電が生起するタイミングを異ならせれば、電源を
共通にしたとき、その電流容量を少なくすることができ
る。
As described above, according to the present invention, a space discharge and a creeping discharge are generated in a common discharge space, so that the discharge density in the discharge space can be increased, and the raw material gas introduced into the discharge space has a high efficiency. Can be converted to ozone. When a common electrode, a common dielectric, or a common power source is used for the space discharge portion and the surface discharge portion, the overall shape can be reduced, and the device can be manufactured without lowering the ozone generation efficiency. Can be reduced in size and cost. Further, by adjusting the phases of the space discharge and the creeping discharge, an optimum superimposing effect of the space discharge and the creeping discharge can be obtained, and higher ozone generation efficiency can be achieved. Furthermore, if the timing at which the space discharge and the creeping discharge occur are made different, the current capacity can be reduced when a common power source is used.

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

【図1】 本発明の第1の実施の形態のオゾン製造装置
の概略構成を示す図であり、(a)はその側面図、
(b)はその誘電体と板形状電極のパターンを示す平面
図、(c)は誘電体と格子形状電極のパターンを示す平
面図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ozone producing apparatus according to a first embodiment of the present invention, (a) is a side view thereof,
(B) is a plan view showing a pattern of the dielectric and the plate-shaped electrode, and (c) is a plan view showing a pattern of the dielectric and the grid-shaped electrode.

【図2】 同実施の形態のオゾン製造装置の第1の変形
例の側面図である。
FIG. 2 is a side view of a first modified example of the ozone producing apparatus of the embodiment.

【図3】 同実施の形態のオゾン製造装置の第2の変形
例の側面図である。
FIG. 3 is a side view of a second modified example of the ozone producing apparatus of the embodiment.

【図4】 同実施の形態のオゾン製造装置の第3の変形
例の側面図である。
FIG. 4 is a side view of a third modified example of the ozone producing apparatus of the embodiment.

【図5】 本発明の第2の実施の形態のオゾン製造装置
の概略構成を示す図であり、(a)はその縦断面図、
(b)はその横断面図である。
FIG. 5 is a view showing a schematic configuration of an ozone producing apparatus according to a second embodiment of the present invention, where (a) is a longitudinal sectional view thereof,
(B) is a cross-sectional view thereof.

【図6】 同実施の形態のオゾン製造装置の第1の変形
例の側面図である。
FIG. 6 is a side view of a first modified example of the ozone producing apparatus of the embodiment.

【図7】 同実施の形態のオゾン製造装置の第2の変形
例の側面図である。
FIG. 7 is a side view of a second modified example of the ozone producing apparatus of the embodiment.

【図8】 同実施の形態のオゾン製造装置の第3の変形
例の側面図である。
FIG. 8 is a side view of a third modified example of the ozone producing apparatus of the embodiment.

【図9】 同実施の形態のオゾン製造装置の第4の変形
例の側面図である。
FIG. 9 is a side view of a fourth modified example of the ozone producing apparatus of the embodiment.

【図10】 従来の空間コロナ放電型のオゾン製造装置
の概略構成を示す側面図である。
FIG. 10 is a side view showing a schematic configuration of a conventional space corona discharge type ozone producing apparatus.

【図11】 従来の沿面コロナ放電型のオゾン製造装置
の概略構成を示す側面図である。
FIG. 11 is a side view showing a schematic configuration of a conventional surface corona discharge type ozone producing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:第1の実施の形態のオゾン発生装置、10A〜1
0C:その第1〜第3の変形例のオゾン発生装置、1
1:空間放電用電極、12:空間放電用誘電体、13:
沿面放電用電極、14:沿面放電用誘電体、15:共通
の放電電極、16:放電空間、17:放熱版、18:空
間放電用電源、19:沿面放電用電源、20:共通電
源、21,22:ダイオード、23:コンデンサ、4
0:第2の実施の形態のオゾン発生装置、40A〜40
D:その第1〜第4の変形例のオゾン発生装置、41:
空間放電用電極、42:空間放電用誘電体、43:沿面
放電用電極、44:沿面放電用誘電体、45:空間放電
用電極、46:沿面放電用電極、47:放電空間、4
8:放熱版、49:空間放電用電源、50:沿面放電用
電源、51:共通の放電電極、52:共通電源、53,
54:ダイオード、54:コンデンサ、55:放熱装
置、56:冷却部。
10: Ozone generator of the first embodiment, 10A to 1
0C: Ozone generator of the first to third modified examples, 1
1: space discharge electrode, 12: space discharge dielectric, 13:
Creeping discharge electrode, 14: Creepage discharge dielectric, 15: Common discharge electrode, 16: Discharge space, 17: Heat sink, 18: Space discharge power supply, 19: Creepage discharge power supply, 20: Common power supply, 21 , 22: diode, 23: capacitor, 4
0: Ozone generator of the second embodiment, 40A to 40
D: Ozone generator of the first to fourth modified examples, 41:
Electrode for space discharge, 42: dielectric for space discharge, 43: electrode for surface discharge, 44: dielectric for surface discharge, 45: electrode for space discharge, 46: electrode for surface discharge, 47: discharge space, 4
8: heat radiation plate, 49: power supply for space discharge, 50: power supply for surface discharge, 51: common discharge electrode, 52: common power supply, 53,
54: diode, 54: capacitor, 55: heat dissipation device, 56: cooling unit.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】空間放電と沿面放電とを、原料ガスを導入
する共通の放電空間に生起させることを特徴とするオゾ
ン製造装置。
An ozone producing apparatus characterized in that a space discharge and a surface discharge are generated in a common discharge space into which a raw material gas is introduced.
【請求項2】前記空間放電の生起手段が、空間放電用第
1電極と、該空間放電用第1電極を前記空間と反対側に
設けた空間放電用誘電体と、該空間放電用誘電体の前面
に前記空間を介して対抗させた空間放電用第2電極と、
前記空間放電用第1電極と前記空間放電用第2電極の間
に電圧を印加する空間放電用電源とからなり、 前記沿面放電の生起手段が、沿面放電用第1電極と、該
沿面放電用第1電極を前記空間と反対側に設けた沿面放
電用誘電体と、該沿面放電用誘電体の前記空間側に設け
た沿面放電用第2電極と、前記沿面放電用第1電極と前
記沿面放電用第2電極の間に電圧を印加する沿面放電用
電源からなることを特徴とする請求項1に記載のオゾン
製造装置。
2. The space discharge generating means includes: a space discharge first electrode; a space discharge dielectric provided with the space discharge first electrode on a side opposite to the space; and a space discharge dielectric. A second electrode for space discharge which is opposed to the front surface through the space,
A space discharge power supply for applying a voltage between the space discharge first electrode and the space discharge second electrode, wherein the creeping discharge generating means comprises: a creeping discharge first electrode; A surface discharge dielectric provided with a first electrode on the opposite side of the space, a surface discharge second electrode provided on the space side of the surface discharge dielectric, the surface discharge first electrode, and the surface 2. The ozone producing apparatus according to claim 1, comprising a creeping discharge power supply for applying a voltage between the discharge second electrodes.
【請求項3】前記空間放電用第2電極と前記沿面放電用
第2電極とを共通の電極としたことを特徴とする請求項
2に記載のオゾン製造装置。
3. The ozone producing apparatus according to claim 2, wherein the second electrode for space discharge and the second electrode for creeping discharge are common electrodes.
【請求項4】前記空間放電用第2電極と前記沿面放電用
第1電極とを共通の電極としたことを特徴とする請求項
2に記載のオゾン製造装置。
4. The ozone producing apparatus according to claim 2, wherein the second electrode for space discharge and the first electrode for creeping discharge are common electrodes.
【請求項5】前記沿面放電用誘電体と前記空間放電用誘
電体とを共通の誘電体としたことを特徴とする請求項2
又は3に記載のオゾン製造装置。
5. The dielectric material for a surface discharge and the dielectric material for a space discharge are a common dielectric material.
Or the ozone production apparatus according to 3.
【請求項6】前記空間放電用電源と前記沿面放電用電源
とを共通の電源としたことを特徴とする請求項2乃至4
に記載のオゾン製造装置。
6. The power source for space discharge and the power source for surface discharge are common power sources.
An ozone producing apparatus according to item 1.
【請求項7】前記空間放電用第1電極と前記空間放電用
第2電極との間に流れる電流の位相と、前記沿面放電用
第1電極と前記沿面放電用第2電極との間に流れる電流
の位相を調整する手段を具備することを特徴とする請求
項2乃至5に記載のオゾン製造装置。
7. A phase of a current flowing between the first electrode for space discharge and the second electrode for space discharge, and a current flowing between the first electrode for surface discharge and the second electrode for surface discharge. 6. The ozone producing apparatus according to claim 2, further comprising means for adjusting a phase of the current.
【請求項8】前記空間放電と前記沿面放電を異なったタ
イミングで行わせる手段を具備することを特徴とする請
求項6に記載のオゾン製造装置。
8. An ozone producing apparatus according to claim 6, further comprising means for performing said space discharge and said creeping discharge at different timings.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6611357B2 (en) 1996-08-16 2003-08-26 Man Roland Druckmaschinen Ag Method of stipulating values for use in the control of a printing machine
JP2014015379A (en) * 2012-07-11 2014-01-30 Ihi Shibaura Machinery Corp Ozonizer

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