JPH1135304A - オゾン発生装置 - Google Patents

オゾン発生装置

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JPH1135304A
JPH1135304A JP9191593A JP19159397A JPH1135304A JP H1135304 A JPH1135304 A JP H1135304A JP 9191593 A JP9191593 A JP 9191593A JP 19159397 A JP19159397 A JP 19159397A JP H1135304 A JPH1135304 A JP H1135304A
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JP
Japan
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electrode
ozone
coolant
dielectric
manifold
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Application number
JP9191593A
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English (en)
Inventor
Takaaki Murata
田 隆 昭 村
Atsushi Amano
野 淳 天
Makio Ishimitsu
光 万亀夫 石
Kazuhiko Noda
田 和 彦 納
Yuji Okita
田 裕 二 沖
Osamu Takase
瀬 治 高
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.)
Toshiba Corp
Toshiba FA Systems Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba FA Systems Engineering Corp
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  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部筐体の内部に配置された電極についても
効率的に冷却することができ、オゾン発生効率を向上さ
せる。 【解決手段】 外部筐体1a内に金属電極4および誘電
体電極5が対向して配置されている。誘電体電極5は、
外部筐体1aの内部に配置され、誘電体電極5は配管7
a,7bおよびマニホールド8を介して外部筐体1aの
外方に接続されている。配管7a,7bおよびマニホー
ルド8は、耐オゾン性に優れ、かつ絶縁性を有してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、浄水処理、パルプ
漂白処理、排ガス処理、産業廃水処理、医療器具の殺菌
処理等を目的としたオゾン処理設備に用いられるオゾン
発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の大型オゾン発生装置の構成を図5
に示す。図5に示すように、大型のオゾン発生装置1は
円筒状の外部筐体1aと、外部筐体1aの両端に設けら
れた蓋2とを備えている。さらに外部筐体1aの蓋2の
内側には、一対の端板3が外部筐体1aに封着されてい
る。一対の端板3の間には複数の金属電極4が設けら
れ、各々の金属電極4は一対の端板3に溶接により封着
されている。また金属電極4の内側には、一方が密閉さ
れたガラス管20が設けられ、ガラス管20の内面には
金属薄膜が設けられている。さらに各ガラス管20内面
の金属薄膜にはヒューズを介して給電線10が接続さ
れ、この給電線10は、電流導入端子18を介して電源
19に接続されている。
【0003】図5において酸素ガス、もしくは空気等の
酸素分子を含む原料ガスが、外部筐体1aに設けられた
ガス導入口Aから外部筐体1a内に導入され、金属電極
4とガラス管20との間の放電ギャップを通って外部筐
体1aに設けられたガス排出口Bから放出される。この
際、電源19からの交流高電圧が、給電線10およびヒ
ューズを介してガラス管20内面の金属薄膜に印加され
ると、ガラス管20と金属電極4との間の放電ギャップ
を通る原料ガスに無声放電が発生する。このとき無声放
電によりガス中の酸素分子が解離して原子酸素となり、
他の酸素分子と結合してオゾンが生成する。生成したオ
ゾンは外部筐体1aのガス排出口Bから取り出される。
【0004】無声放電により発生した熱はオゾンを破壊
する。これを抑制するため、すべての金属電極4と外部
筐体1aの間には冷却材11が満たされ、金属電極4の
表面から無声放電で発生する熱を冷却している。通常、
冷却材11には水が用いられ、冷却材11は外部筐体1
aに設けた冷却媒体導入口aから金属電極4と外部筐体
1aの間に導入される。冷却材11は、その後無声放電
の熱を奪い、冷却媒体排出口bから熱とともに排出され
る。
【0005】このように従来のオゾン発生装置1では金
属電極4のみを冷却し、もう一方の電極であるガラス管
20は冷却しない構造を採るため、片面冷却型オゾナイ
ザと呼ばれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな従来のオゾン発生装置1では、上述のように金属電
極4と外部筐体1aとの間のみを冷却するため、電力密
度を上げると放電ギャップ中のガス温度上昇が大きくな
る。通常のオゾン発生装置の電力密度は、単位放電面積
当たり電力で1.5〜2kW/m2 であるが、このために、
オゾン発生装置のサイズが大きくなってしまう。
【0007】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、外部筐体の内部に配置された電極まで効果
的に冷却して、高いオゾン収率およびオゾン生成のため
の高い信頼性を得ることができるオゾン発生装置を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、外部筐体と、
外部筐体内に設けられた誘導体電極と、外部筐体内にこ
の誘導体電極に対向して配置され、誘導体電極との間で
放電を発生させて原料ガスからオゾンを生成する金属電
極と、誘導体電極および金属電極に接続された高電圧電
源とを備え、誘導体電極および金属電極のうちの少なく
とも一方の電極は、冷却材用の内部空間を有し、この一
方の電極に内部空間内へ冷却材を供給する冷却配管を接
続するとともに、冷却配管を耐オゾン性の絶縁材料で作
製したことを特徴とするオゾン発生装置である。
【0009】本発明によれば、誘電体電極および金属電
極のうちの少なくとも一方に、冷却配管を介して冷却材
を当該電極の内部空間へ供給することにより、この電極
を効率的に冷却することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1乃至図4は本発明によ
るオゾン発生装置の一実施の形態を示す図である。
【0011】図1乃至図4に示すように、オゾン発生装
置1は円筒状の外部筐体1aと、外部筐体1aの両端に
設けられた蓋2とを備えている。さらに外部筐体1aの
蓋2の内側には、一対の端板3が外部筐体1aに封着さ
れている。一対の端板3の間には、複数の円筒状金属電
極4が設けられ、各金属電極4は一対の端板3に溶接に
より封着されている。各金属電極4の内側には、金属管
基材5a表面に誘電体5bをコートしてなる誘電体電極
5がそれぞれ配置されている。各誘電体電極5の両端に
は、誘電体電極5の内部空間へ冷却材11を供給するた
め冷却用配管継ぎ手6が接続され、さらに各配管継ぎ手
6には、絶縁性がよくかつ耐オゾン性の高いポリテトラ
フルオロエチレン製配管7aが接続されている。この配
管7aは外部筐体1a内部のポリテトラフルオロエチレ
ン製のマニホールド8に集合するとともに、マニホール
ド8はさらにポリテトラフルオロエチレン製配管7bを
介して外部筐体1の外方へ接続されている。
【0012】また各誘電体電極5には、ヒューズ9を介
して給電線10が接続され、この給電線10は電流導入
端子18を介して高電圧交流電源19に接続されてい
る。
【0013】次に図2により、誘電体電極5と金属電極
4の詳細を示す。図2に示すように誘電体電極5は上述
のように金属管基材5aと、その表面に設けられた誘電
体5bからなっている。また、図2に示すマニホールド
8には、空気抜機構12が取り付けられており、この空
気抜機構12によりマニホールド8内の冷却材11から
空気を排除することができ、誘電体電極5内を効率よく
冷却して高収率のオゾンを生成することができる(図3
参照)。なお、マニホールド8の空気抜機構12がマニ
ホールド8の上部に位置するよう、マニホールド8には
ガイド13が取付けられている。このように空気抜機構
12をマニホールド8の上部に配置することにより、マ
ニホールド8内の冷却材11から空気を容易に排除で
き、誘電体電極内を効率良く冷却して高収率のオゾンを
生成することができる。
【0014】また、誘電体電極5の金属管基材5aに誘
電体5bのコートが施される前に、金属管基材5aを焼
鈍して機械加工する。このように誘電体電極5の金属管
基材5aを予め焼鈍することにより誘電体5bのコート
を施す際に、曲がりおよび変形等が小さくなり、金属電
極4と誘電体電極5との間の放電ギャップが均等に形成
され、その結果、高濃度で高収率のオゾンが生成でき
る。
【0015】次に金属電極4の内側に位置する誘電体電
極5とヒューズ9との取付構造について図2および図4
により説明する。ヒューズ9は図2に示すように誘電体
電極5のノズル14に取付金具15を介して電気的に接
続されている。このようにヒューズ9を取付金具15を
介してノズル14に取付けることにより、ヒューズ9の
取付けが容易になり、ヒューズ9とノズル14との間の
絶縁距離が確保され、信頼性の向上につながる。
【0016】また、誘電体電極5とヒューズ9を電気的
に接続する際用いる取付金具15に、誘電体電極5のノ
ズル14が挿入できるように穴16が形成されている
(図4参照)。このように取付金具15に穴16を形成
するのは、ヒューズ9の取付けを容易とし、信頼性を向
上させるためである。この場合その穴16の径は、ノズ
ル14だけでなく配管継ぎ手6の外径よりも大きくなっ
ており、このためヒューズ9の接続がさらに容易とな
る。また、誘電体電極5のノズル14と配管継ぎ手6と
の間にはハロゲン化樹脂のO−リング17が介在されて
いる。このO−リング17は誘電体電極5の中に冷却材
11を充てんした後に装着されるものであり、O−リン
グ17により水漏れ等が解消され、オゾン発生装置の信
頼性が向上する(図2参照)。また、図2に示すよう
に、金属電極4と端板3の溶接部分に凹部21が設けら
れ、この凹部21により金属電極4が溶接により変形す
ることがなくなり、金属電極4と誘電体電極5との間の
放電ギャップが均一化され、高濃度で高収率のオゾンを
生成することができる。
【0017】次にこのような構成からなる本実施の形態
の作用について説明する。
【0018】酸素ガス、もしくは空気等の酸素分子を含
む原料ガスが外部筐体1aに設けられたガス導入口Aか
ら外部筐体1a内に導入され、金属電極4と誘電体電極
5の間の放電ギャップを通る。この際、交流電源19か
ら交流高電圧が給電線10およびヒューズ9を介して誘
電体電極5に印加されると、誘電体電極5と金属電極4
間の放電ギャップを通る原料ガスに無声放電が発生す
る。このような無声放電により、原料ガス中の酸素分子
が解離して、酸素原子となり、他の酸素分子と結合して
オゾンが生成する。生成したオゾンは外部筐体1aのガ
ス排出口Bから外方へ取り出される。
【0019】この間冷却材11が金属電極4と誘電体電
極5表面から、無声放電で発生する熱を冷却する。すな
わち冷却材11としては通常イオン交換水が用いられ、
この冷却材11は外部筐体1aに設けられた冷却材導入
口C1から配管7aおよびマニホールド8を介して誘電
体電極5の内部空間に導入され、無声放電で発生した誘
電体電極5の熱を奪い、マニホールド8を介して冷却材
排出口D1より熱とともに排出される。同時に冷却材1
1が冷却材等入口C2から金属電極4の内部空間へ導入
され、金属電極4の熱を奪って冷却材排出口D2より排
出される。
【0020】この場合、導入口C1および排出口D1と
誘電体電極5とを接続する配管7a,7bおよびマニホ
ールド8は、ポリエトラフルオロエチレン製となってい
るので、耐オゾン性がよく、信頼性があり、外部筐体1
a内でも長時間使用可能となる。また、配管7a,7b
は柔軟性があるため、誘電体電極5との接続が容易とな
る。
【0021】またポリエトラフルオロエチレンは絶縁性
を有するので、金属電極4と誘電体電極5との間の放電
作用に悪影響を及ぼすことはない。
【0022】以上のように本発明の実施の形態によれ
ば、外部筐体1a内部に配置された誘電体電極5につい
ても、導入口C1から配管7a,7bおよびマニホール
ド8を介して冷却材11を誘電体電極5内に供給するこ
とにより、誘電体電極5を効果的に冷却することができ
る。このように誘電体電極5を冷却することにより、効
率良くオゾンを発生させることができる。また誘電体電
極5の金属基材5aに誘電体5bをコートする前に焼鈍
し、その後に機械加工を行うことにより、金属電極4と
う誘電体電極5との間に高精度の放電ギャップが形成さ
れ、その結果、高濃度で、高収率のオゾンが生成でき
る。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
冷却材を冷却配管を介して電極の内部空間に供給してこ
の電極を冷却することができるので、当該電極が外部筐
体の内側中に配置されていてもこの電極を効率的に冷却
することができる。このため効率良くオゾンを発生させ
ることができる。また冷却配管は耐オゾン性の絶縁材料
からなっているので、発生オゾンにより劣化することは
なく、またオゾン反応に悪影響を与えることもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるオゾン発生装置の一実施の形態を
示す概略図。
【図2】金属電極と誘電体電極を示す拡大図。
【図3】マニホールドおよび冷却材用の配管を示す図。
【図4】誘電体電極の取付構造を示す図。
【図5】従来のオゾン発生装置を示す図。
【符号の説明】
1 オゾン発生装置 1a 外部筐体 4 金属電極 5 誘電体電極 7a,7b 冷却材用の配管 8 マニホールド 11 冷却材 12 空気抜機構 19 交流電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 天 野 淳 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 石 光 万亀夫 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 納 田 和 彦 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 沖 田 裕 二 東京都府中市晴見町2丁目24番地の1 東 芝エフエーシステムエンジニアリング株式 会社内 (72)発明者 高 瀬 治 東京都府中市晴見町2丁目24番地の1 東 芝エフエーシステムエンジニアリング株式 会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外部筐体と、 外部筐体内に設けられた誘導体電極と、 外部筐体内にこの誘導体電極に対向して配置され、誘導
    体電極との間で放電を発生させて原料ガスからオゾンを
    生成する金属電極と、 誘導体電極および金属電極に接続された高電圧電源とを
    備え、 誘導体電極および金属電極のうちの少なくとも一方の電
    極は、冷却材用の内部空間を有し、 この一方の電極に内部空間内へ冷却材を供給する冷却配
    管を接続するとともに、冷却配管を耐オゾン性の絶縁材
    料で作製したことを特徴とするオゾン発生装置。
  2. 【請求項2】冷却配管はポリテトラフルオロエチレンか
    ら作製されていることを特徴とする請求項1記載のオゾ
    ン発生装置。
  3. 【請求項3】冷却材用の内部空間を有する電極が複数設
    けられ、各電極に接続された冷却配管はマニホールドか
    ら分岐することを特徴とする請求項1記載のオゾン発生
    装置。
  4. 【請求項4】マニホールドに空気抜機構を設けたことを
    特徴とする請求項3記載のオゾン発生装置。
JP9191593A 1997-07-16 1997-07-16 オゾン発生装置 Pending JPH1135304A (ja)

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JP9191593A JPH1135304A (ja) 1997-07-16 1997-07-16 オゾン発生装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4499187B1 (ja) * 2009-05-15 2010-07-07 株式会社Flc オゾン発生装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4499187B1 (ja) * 2009-05-15 2010-07-07 株式会社Flc オゾン発生装置
JP2010285337A (ja) * 2009-05-15 2010-12-24 Flc:Kk オゾン発生装置

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