JPH1192118A - 高濃度オゾン発生装置 - Google Patents
高濃度オゾン発生装置Info
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Abstract
高濃度のオゾンを効率良く発生させることができる高濃
度オゾン発生装置を提供する。 【解決手段】 原料ガス11を冷却するガス冷却装置1
4を備え、冷却された原料ガスをオゾン発生器に導入す
る。
Description
度オゾンを発生させる高濃度オゾン発生装置に関する。
に示す無声放電オゾナイザであり、空隙である放電ギャ
ップを誘電体(絶縁体)で挟み、その裏に導電性の
電極を設置した構成になっている。電極に交流高電
圧を印加し、電圧をコロナ開始電圧以上にすると放電ギ
ャップにいわゆる無声放電が生じ、酸素又は空気を通
すとオゾンが生成される。この無声放電は、誘電体が
放電の進展を抑制するため、電子温度は数万度(数e
V)と高いが、分子温度はほほ室温に保たれたいわゆる
低温プラズマである特徴がある。
置において、オゾン発生器2の電極は通常冷却水等で冷
却されている。しかし、無声放電によりガスが加熱され
るため、放電ギャップ中のガスは、注入エネルギと電極
からの熱除去分とのバランスで決まるΔTだけ温度上昇
する。この温度上昇ΔTにより、オゾン発生器における
電力効率が低下し、オゾン濃度を効率よく高められなく
なる問題点があった。
+O3 →2O2 ..(式1)の反応で解離(熱分解)
し、この反応の反応速度定数はk=1.8×10-11 e
xp(−2300/T)..(式2)で与えられるた
め、温度が高いほど熱分解反応が進み、一旦発生したオ
ゾンが酸素に戻り、この結果、電力効率が低下し、オゾ
ン濃度が低下することになる。
横軸は注入エネルギー、縦軸はオゾン濃度を示してい
る。この図から注入エネルギーが小さい(オゾン濃度が
低い)領域Iでは注入エネルギーの増大と共にオゾン濃
度は直線的に増加するが、更に濃度が高くなると、その
増加割合は減少し、ついには飽和傾向となり、その温度
における発生限界オゾン濃度となる。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、オゾ
ンの熱分解を抑制し、電力効率を高め、高濃度のオゾン
を効率良く発生させることができる高濃度オゾン発生装
置を提供することにある。
スを冷却するガス冷却装置と、冷却された原料ガスから
オゾンを発生させるオゾン発生器と、を有する、ことを
特徴とする高濃度オゾン発生装置が提供される。
ゾン発生器に導入する前にガス冷却器で冷却するのでオ
ゾン発生効率を高めることができ、オゾン発生器内のガ
ス温度上昇によるオゾンの熱分解反応を回避して電力効
率を常に高く維持し、高濃度のオゾンを効率良く発生さ
せることができる。
ガス冷却装置は、内部に冷却された冷媒を保有する冷媒
容器と、該冷媒内に位置し原料ガスが供給される伝熱管
と、からなり、前記オゾン発生器は冷媒中に載置され
る。この構成により、冷媒によりオゾン発生器自体も同
一温度に冷却することができ、オゾン発生器自体の昇温
によるオゾン発生効率の低下を抑えることができる。
記オゾン発生器は、直列に配置された複数のオゾナイザ
ユニットであり、各オゾナイザユニットはそれぞれ中間
冷却器を介して連結されている。この構成によれば、各
オゾナイザユニットの運転により昇温された原料ガスを
中間冷却器により再冷却することができ、すべてのオゾ
ナイザユニットをほぼ同一温度に維持することができ、
オゾン発生効率を高く維持したまま、オゾン発生器の大
型化が可能となる。
る液体酸素容器と、該容器内に載置されたオゾン発生器
とからなり、液体酸素容器で発生した酸素ガスをオゾン
発生器に供給する、ことを特徴とする高濃度オゾン発生
装置が提供される。本発明の構成によれば、液体酸素容
器内にオゾン発生器が載置されており、かつオゾン発生
器に供給されるガスが液体酸素容器で発生した酸素ガス
なので、特別な制御装置を設けることなく、原料ガス
(酸素ガス)とオゾン発生器自体を液体酸素の液化温度
付近に冷却保持することができ、オゾンの熱分解を抑制
し、電力効率を高め、高濃度のオゾンを効率良く発生さ
せることができる。
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付して使用する。図1は、本発
明の高濃度オゾン発生装置の第1実施形態を示す全体構
成図である。この図において、高濃度オゾン発生装置1
0は、原料ガス11を冷却するガス冷却装置14と、冷
却された原料ガス11からオゾンを発生させるオゾン発
生器16と、オゾン発生器内のガス温度を制御する温度
制御器20とを備えている。また、この図において、1
2は、原料ガス11として酸素ガスを発生させる酸素発
生器、17a,17bはオゾン発生器16を出たオゾン
含有ガスの温度とオゾン濃度を検出する温度検出器と濃
度検出器、18は温度制御器20からの指令信号により
ガス冷却装置14へ供給する冷媒温度を調節するチラー
ユニットである。
検出器17aと濃度検出器17bの検出信号が入力され
るようになっており、この温度と濃度から、温度制御器
20によりオゾン発生器16内のガス温度(すなわち検
出温度)における発生限界オゾン濃度がガス発生器内の
オゾン濃度(すなわち検出濃度)より高くなるように、
ガス冷却装置により原料ガスを冷却するようになってい
る。濃度検出器17bには、例えば紫外線吸収式オゾン
濃度計を用いることができる。
生器16に導入する前にガス冷却器14で冷却するので
オゾン発生効率を高めることができるばかりでなく、そ
の冷却温度を、オゾン発生器16内のガス温度における
発生限界オゾン濃度がガス発生器内のオゾン濃度より高
くなるように制御するので、発生するオゾン濃度が常に
発生限界オゾン濃度より低く維持され、図5に示した発
生限界オゾン濃度近傍における電力効率の低下を回避し
て電力効率を常に高く維持し、高濃度のオゾンを効率良
く発生させることができる。
及び濃度検出器17bは不可欠ではなく、図5における
温度と濃度の関係に基づき、所定の運転温度における発
生限界オゾン濃度がガス発生器内のオゾン濃度より十分
高くなるように、原料ガスを冷却してもよい。また、原
料ガスの冷却温度は、一般的には低いほどオゾン発生効
率及び電力効率を高められるが、酸素の液化温度(約−
162℃)よりは高くする必要がある。更に、図5に示
した関係から、領域Iであれば注入エネルギーとオゾン
濃度は直線関係にあるので、それ以上冷却しても電力効
率は改善されず、かえって冷却のために全体の効率は低
下する。従って、所望のオゾン発生効率が得られ、かつ
領域Iにある範囲では、冷却温度を高めに制御するのが
よい。
別の実施形態を示す構成図であり、(A)は冷媒冷却方
式、(B)は中間冷却方式のものを示している。図2
(A)において、ガス冷却装置14は、内部に冷却され
た冷媒13を保有する冷媒容器14aと、この冷媒内に
位置し原料ガス11が供給される伝熱管14bとからな
る。伝熱管14bの一端は酸素発生器(図示せず)に連
結され、他端(出口側)は冷媒中に載置されたオゾン発
生器16に連結されている。冷媒13は、例えば、フロ
ン等の冷媒であり、この冷媒13はチラーユニット18
により温度制御器20からの指令信号に応じて温度調節
される。更に、この図において、19はオゾン発生器1
6の電源であり、温度制御器20の指令により冷媒中に
オゾン発生器16に必要な電力を供給するようになって
いる。その他の構成は図1の第1実施形態と同様であ
る。
めることができるばかりでなく、電力効率を常に高く維
持し、高濃度のオゾンを効率良く発生させることができ
る。
は、直列に配置された複数のオゾナイザユニット16a
であり、各オゾナイザユニット16aはそれぞれ中間冷
却器15を介して連結されている。この構成により、各
オゾナイザユニット16aの運転により昇温された原料
ガス11を中間冷却器15により再冷却することがで
き、すべてのオゾナイザユニット16aをほぼ同一温度
に維持することができ、オゾン発生効率を高く維持した
まま、オゾン発生器の大型化が可能となる。
生装置を示す構成図である。この図において、本発明の
高濃度オゾン発生装置10は、液体酸素21を保有する
液体酸素容器22と、この容器内に載置されたオゾン発
生器16とからなる。液体酸素21は密閉容器である。
また、その上部には、液体酸素容器22の上部とオゾン
発生器16とを連通する供給配管23が設けられ、液体
酸素容器22で発生した酸素ガス11をオゾン発生器1
6に直接供給するようになっている。
オゾン発生器16が載置されており、かつオゾン発生器
16に供給されるガスが液体酸素容器で発生した酸素ガ
ス11なので、特別な制御装置を設けることなく、原料
ガス(酸素ガス)とオゾン発生器自体を冷却保持するこ
とができ、オゾンの熱分解を抑制し、電力効率を高め、
高濃度のオゾンを効率良く発生させることができる。
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
発生装置によれば、オゾンの熱分解を抑制し、電力効率
を高め、高濃度のオゾンを効率良く発生させることがで
きる、等の優れた効果を有する。
を示す全体構成図である。
を示す構成図である。
構成図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 原料ガスを冷却するガス冷却装置と、冷
却された原料ガスからオゾンを発生させるオゾン発生器
と、を有する、ことを特徴とする高濃度オゾン発生装
置。 - 【請求項2】 前記ガス冷却装置は、内部に冷却された
冷媒を保有する冷媒容器と、該冷媒内に位置し原料ガス
が供給される伝熱管と、からなり、前記オゾン発生器は
冷媒中に載置される、ことを特徴とする請求項1に記載
の高濃度オゾン発生装置 - 【請求項3】 前記オゾン発生器は、直列に配置された
複数のオゾナイザユニットであり、各オゾナイザユニッ
トはそれぞれ中間冷却器を介して連結されている、こと
を特徴とする請求項1に記載の高濃度オゾン発生装置。 - 【請求項4】 液体酸素を保有する液体酸素容器と、該
容器内に載置されたオゾン発生器とからなり、液体酸素
容器で発生した酸素ガスをオゾン発生器に供給する、こ
とを特徴とする高濃度オゾン発生装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP25544897A JP3968762B2 (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 高濃度オゾン発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25544897A JP3968762B2 (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 高濃度オゾン発生装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1192118A true JPH1192118A (ja) | 1999-04-06 |
JP3968762B2 JP3968762B2 (ja) | 2007-08-29 |
Family
ID=17278919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25544897A Expired - Fee Related JP3968762B2 (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 高濃度オゾン発生装置 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2013051097A1 (ja) * | 2011-10-04 | 2015-03-30 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 窒素添加レス・オゾン発生ユニット |
JP2016023113A (ja) * | 2014-07-23 | 2016-02-08 | 日野自動車株式会社 | オゾン発生装置 |
WO2016132919A1 (ja) * | 2015-02-19 | 2016-08-25 | 三菱電機株式会社 | オゾン発生装置 |
CN112408334A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-02-26 | 江西蓝星星火有机硅有限公司 | 一种提高臭氧产量的臭氧生产系统及其生产臭氧的方法 |
-
1997
- 1997-09-19 JP JP25544897A patent/JP3968762B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US9295967B2 (en) | 2011-10-04 | 2016-03-29 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Nitrogen-free ozone generating unit |
JP2016023113A (ja) * | 2014-07-23 | 2016-02-08 | 日野自動車株式会社 | オゾン発生装置 |
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CN112408334B (zh) * | 2020-12-02 | 2022-03-22 | 江西蓝星星火有机硅有限公司 | 一种提高臭氧产量的臭氧生产系统及其生产臭氧的方法 |
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