JPS6086008A - 高性能オゾナイザ− - Google Patents
高性能オゾナイザ−Info
- Publication number
- JPS6086008A JPS6086008A JP19361283A JP19361283A JPS6086008A JP S6086008 A JPS6086008 A JP S6086008A JP 19361283 A JP19361283 A JP 19361283A JP 19361283 A JP19361283 A JP 19361283A JP S6086008 A JPS6086008 A JP S6086008A
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- JP
- Japan
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- ozonizer
- gas
- ozone
- temperature
- electrode element
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はオゾン発生効率を著るしく向上せしめた高性能
オゾナイザ−に関するものである。
オゾナイザ−に関するものである。
従来、オゾンの発生装置（以下オゾナイザ−と稍する）
には二枚の電極間に誘電体を介在させた電極系（以下電
極要素と稍するＰ安流高電圧を印加し、この際発生する
無声コロナ放電の作用により電極間を流通する空気又は
酸素からＯ８を生せしめる型式のものが主として用いら
れてきた。その際オゾン生成の電力効率は数％以下と著
るしく、消費電力の大部分は熱となって電極、誘電体、
流通ガスを加熱昇温し、この温度上昇によりオゾン発生
効率が更に低下する。
には二枚の電極間に誘電体を介在させた電極系（以下電
極要素と稍するＰ安流高電圧を印加し、この際発生する
無声コロナ放電の作用により電極間を流通する空気又は
酸素からＯ８を生せしめる型式のものが主として用いら
れてきた。その際オゾン生成の電力効率は数％以下と著
るしく、消費電力の大部分は熱となって電極、誘電体、
流通ガスを加熱昇温し、この温度上昇によりオゾン発生
効率が更に低下する。
したがってこれを防ぐため公知の方法として。
上記電極要素を空冷ないし水冷により冷却し。
その温度を６０℃〜室温程度に保持する方法がとられて
来た。
来た。
この様な低いオゾン発生効率を改善するため。
オゾナイザ−の電極間にパルス電圧を印加する方法が提
案されており２本発明者はパルス電圧印加の効果を更に
向上する方法を別発明（特願昭５７−２１９４５５ 、
特願昭５８−１２１４０４’、特願昭５８−１７０９８
８ ）において提案した。また、同じく発生効率の改善
を沿面放電を利用したオゾナイザ−において達成する方
法を本発明者は別発明（特願昭５５−０２１８７８ 、
特願昭５７−１５５６１８ 。
案されており２本発明者はパルス電圧印加の効果を更に
向上する方法を別発明（特願昭５７−２１９４５５ 、
特願昭５８−１２１４０４’、特願昭５８−１７０９８
８ ）において提案した。また、同じく発生効率の改善
を沿面放電を利用したオゾナイザ−において達成する方
法を本発明者は別発明（特願昭５５−０２１８７８ 、
特願昭５７−１５５６１８ 。
％Ｈ昭５８−１６６０４１ ）において提案した。更に
゛本発明者は同じ目的を電極間に高エネルギー電子ビー
ムを照射することにより達成する方法を別発明（特願昭
５３−０４２７７２ ）において提案した。
゛本発明者は同じ目的を電極間に高エネルギー電子ビー
ムを照射することにより達成する方法を別発明（特願昭
５３−０４２７７２ ）において提案した。
その後２本発明者はこれらすべての型式のオゾナイザ−
のオゾン生成効率が、オゾナイザ−の電極要素を強冷し
て、その温度を室温から更に大巾に低下せしめることに
よって飛躍的に向上せしめ得ることを見出した。第１図
はこれを示す実験結果の例で、オゾン発生効率は温度低
下と共に大巾に上昇し、その効果は４０℃以下。
のオゾン生成効率が、オゾナイザ−の電極要素を強冷し
て、その温度を室温から更に大巾に低下せしめることに
よって飛躍的に向上せしめ得ることを見出した。第１図
はこれを示す実験結果の例で、オゾン発生効率は温度低
下と共に大巾に上昇し、その効果は４０℃以下。
特に−３０℃以下とすることによってそれぞれ６０℃で
の値の１０倍、２０倍と著るしいものが得られる。この
場合、導入空気又は酸素をも予め充分乾燥し、かつ充分
に予冷しておくと更に有効な結果が得られる。
の値の１０倍、２０倍と著るしいものが得られる。この
場合、導入空気又は酸素をも予め充分乾燥し、かつ充分
に予冷しておくと更に有効な結果が得られる。
本発明の目的は、上述のオゾナイザ−の強冷効果を利用
してそのオゾン発生効率を飛躍的に高めた高性能オゾナ
イザ−の構成方法及びどれを利用せる高性能オゾナイザ
−を提供するにある。
してそのオゾン発生効率を飛躍的に高めた高性能オゾナ
イザ−の構成方法及びどれを利用せる高性能オゾナイザ
−を提供するにある。
すなわち本発明は、オゾナイザ−を構成する電極要素を
少くとも０℃以下、好ましくは一３０℃以下に保つ如く
、該電極要素を強冷するための冷却要素を具備せしめる
ことを特徴とする。
少くとも０℃以下、好ましくは一３０℃以下に保つ如く
、該電極要素を強冷するための冷却要素を具備せしめる
ことを特徴とする。
これにより上述の如くオゾン生成の電力効率は、従来公
知技術として行われていた高々ム温程度まで電極要素を
冷却する場合に比べて、数倍にも達する飛躍的向上が得
られることは第１図からも明らかである。
知技術として行われていた高々ム温程度まで電極要素を
冷却する場合に比べて、数倍にも達する飛躍的向上が得
られることは第１図からも明らかである。
この場合、入口より導入する空気又は酸素は。
その露点温度がオゾナイザ−運転温度以下となる如く予
め充分乾燥し、かつ充分に予冷しておくことが好ましい
ことは云うまでもない。
め充分乾燥し、かつ充分に予冷しておくことが好ましい
ことは云うまでもない。
この様な電極要素および入口導入ガスの強冷は通常の冷
却器を用いて行ってもよいが、これをもっとも経済的に
行う方法は、各種の液化ガス（液化プロパン、液化ブタ
ン、液化天然ガスシン（。
却器を用いて行ってもよいが、これをもっとも経済的に
行う方法は、各種の液化ガス（液化プロパン、液化ブタ
ン、液化天然ガスシン（。
等の液化燃料や液体酸素、棒体窒素等）の保有する冷熱
を利用することである。すなわち、これら液化ガスは一
般に非常な低温に冷却された状態で保冷タンクに貯蔵さ
れ、その使用に当り予め外部より多量の気化熱を加えて
これを気化せしめる必要がある。そこで、この冷熱を利
用してオゾナイザ−の電極要素および導入ガスを冷却す
るのがもっとも経済的な強冷方法であり。
を利用することである。すなわち、これら液化ガスは一
般に非常な低温に冷却された状態で保冷タンクに貯蔵さ
れ、その使用に当り予め外部より多量の気化熱を加えて
これを気化せしめる必要がある。そこで、この冷熱を利
用してオゾナイザ−の電極要素および導入ガスを冷却す
るのがもっとも経済的な強冷方法であり。
これが本発明のいま一つの重要な特徴を構成する。この
場合、この様な液化ガスを直接オゾナイザ−の電極要素
の外壁に接触せしめてこれを気化すると同時に、オゾナ
イザ−導入ガス及び該電極要素を強冷する直接冷却方法
をとってもよく、また液化ガスの加熱気化部とオゾナイ
ザ−の電極要素及び導入ガス通路の冷却部の間に適当な
熱媒体を移動せしめて熱交換を行わしめる様な、熱交換
器ないしヒートパイプ等を利用する間接冷却方法をとっ
てもよいことは云うまでもない。
場合、この様な液化ガスを直接オゾナイザ−の電極要素
の外壁に接触せしめてこれを気化すると同時に、オゾナ
イザ−導入ガス及び該電極要素を強冷する直接冷却方法
をとってもよく、また液化ガスの加熱気化部とオゾナイ
ザ−の電極要素及び導入ガス通路の冷却部の間に適当な
熱媒体を移動せしめて熱交換を行わしめる様な、熱交換
器ないしヒートパイプ等を利用する間接冷却方法をとっ
てもよいことは云うまでもない。
以下、実施例及び図面を用いて本発明の特徴をより詳細
に説明する。
に説明する。
第２図は本発明のもっとも簡単な実施例を示すもので、
大気がポンプ１により先づ活性炭槽２に導入され、ここ
でＳＯ２，ＮＨ３等の不純物を除去したのち、ガス乾燥
器を兼ねたガス冷却器３に導入され、−６０℃に冷却さ
れると同時に露点−６０℃の状態まで乾燥され２次いで
オゾナイザ−４の入口管５に導入される。本オゾナイザ
−は上述の各種型式のものを含めて、凡ゆる型式のもの
であってもよいが、その電極要素外壁６が冷却要素７（
本例では冷凍機８）により。
大気がポンプ１により先づ活性炭槽２に導入され、ここ
でＳＯ２，ＮＨ３等の不純物を除去したのち、ガス乾燥
器を兼ねたガス冷却器３に導入され、−６０℃に冷却さ
れると同時に露点−６０℃の状態まで乾燥され２次いで
オゾナイザ−４の入口管５に導入される。本オゾナイザ
−は上述の各種型式のものを含めて、凡ゆる型式のもの
であってもよいが、その電極要素外壁６が冷却要素７（
本例では冷凍機８）により。
パイプ９＋１０を介して連環される冷却媒体により一４
０℃の低温に強冷保持されている。尚、冷凍機８はパイ
プ１１．１２を介して冷却媒体をガス冷却器３にも供給
し、これを冷却している。
０℃の低温に強冷保持されている。尚、冷凍機８はパイ
プ１１．１２を介して冷却媒体をガス冷却器３にも供給
し、これを冷却している。
】３はオゾナイザ−４の電極間に正弦波ないしパルス状
の交流高電圧を印加するだめの電源である。またガス冷
却器３．オゾナイザ−４のケーシング１４．１５は良好
な熱絶縁材料により充分に熱絶縁されている。上述せる
如き強冷効果によりオゾナイザ−４の内部を流通する空
気中の０２は著るしく高い電力効率をもって０３に変換
され、０３を高度に含む空気が出口管１６より外部に供
給される。
の交流高電圧を印加するだめの電源である。またガス冷
却器３．オゾナイザ−４のケーシング１４．１５は良好
な熱絶縁材料により充分に熱絶縁されている。上述せる
如き強冷効果によりオゾナイザ−４の内部を流通する空
気中の０２は著るしく高い電力効率をもって０３に変換
され、０３を高度に含む空気が出口管１６より外部に供
給される。
第３図は、オゾナイザ−の冷却要素の冷熱源として液化
天然ガス冷熱を利用するととにより本発明を実施せる例
を示す。１７は液化天然ガスを貯蔵するための大型地下
タンクで、パイプ１８゜ポンプ１９を介して液化天然ガ
スが加熱気化器銀白の蛇管２１に導かれ、ここで加熱気
化された後パイプｎを介してボイラーその他のプロセス
へと導入使用される。加熱気化器茄は充分に熱絶縁され
たケーシング器内に収められた熱交換器で、ここで液化
天然ガスの気化熱により約−８゜＆冷された熱媒体別は
ポンプ部によりパイプ９．１０および１１＋１２を介し
てそれぞれオゾナイザ−４，ガス冷却器３を連環冷却し
、それぞれの温度を−Ｍｋ℃、−ｆｄ４℃に保つ。図に
おける１より１６までの要素の名稍と機能は第２図の実
施例の同一番号要素と同じである。上述の如く。
天然ガス冷熱を利用するととにより本発明を実施せる例
を示す。１７は液化天然ガスを貯蔵するための大型地下
タンクで、パイプ１８゜ポンプ１９を介して液化天然ガ
スが加熱気化器銀白の蛇管２１に導かれ、ここで加熱気
化された後パイプｎを介してボイラーその他のプロセス
へと導入使用される。加熱気化器茄は充分に熱絶縁され
たケーシング器内に収められた熱交換器で、ここで液化
天然ガスの気化熱により約−８゜＆冷された熱媒体別は
ポンプ部によりパイプ９．１０および１１＋１２を介し
てそれぞれオゾナイザ−４，ガス冷却器３を連環冷却し
、それぞれの温度を−Ｍｋ℃、−ｆｄ４℃に保つ。図に
おける１より１６までの要素の名稍と機能は第２図の実
施例の同一番号要素と同じである。上述の如く。
極めて高い電力効率をもって生成されたオゾンを含む空
気は出口管１６よりガス冷却器部に導入され、ここでオ
ゾンの沸点−１１２℃以下の温度に冷却される。したが
ってオゾンは液状となって空気から分離され、下部排出
管２７より充分に熱絶縁された液化オゾン容器列へと供
給され。
気は出口管１６よりガス冷却器部に導入され、ここでオ
ゾンの沸点−１１２℃以下の温度に冷却される。したが
ってオゾンは液状となって空気から分離され、下部排出
管２７より充分に熱絶縁された液化オゾン容器列へと供
給され。
消費地捷で液体オゾンの状態で運搬される。まだ、オゾ
ンを除かれた空気は出口管四より外部に排出されるが、
これをガス冷却器３に導入して導入空気の冷却に利用し
てもよい。また、ガス冷却器加は、場合により液化天然
ガスの冷熱を利用してガス冷却を行ってもよい。
ンを除かれた空気は出口管四より外部に排出されるが、
これをガス冷却器３に導入して導入空気の冷却に利用し
てもよい。また、ガス冷却器加は、場合により液化天然
ガスの冷熱を利用してガス冷却を行ってもよい。
第４図は、酸素製造用の空気液化装置において生ずる液
体空気の冷熱を２本発明におけるオゾナイザ−強冷要素
の冷熱源として利用せる実施例を示すものである。空気
液化装置加により作られた液体空気は分別蒸留槽３１に
送られ、ポンプ３２．パイプ３３，３４．蛇管３５を介
して連環する熱媒体により加熱されてＮ２の沸点−１９
６℃以上、酸素の沸点−１８３℃以下の温度範囲に加熱
され、Ｎ２のみが蒸発の上、パイプ３６を通ってオゾン
液化用のガス冷却器３７に導かれ、出口管間より外部に
排出される。残留液体酸素は管３９より加熱気化器４０
に導かれてその沸点−１８３℃以上に加熱気化され、約
−１８０℃のガス状純酸素としてオゾナイザ−４の入口
５に導入され、ここでその一部が０３に転化される。こ
の場合、オゾナイザ−４の電極要素は蛇管３５により冷
却された冷却媒体により、オゾンの沸点（−１１２’Ｃ
）よりも稍高い約−１００℃の温度に保たれており。
体空気の冷熱を２本発明におけるオゾナイザ−強冷要素
の冷熱源として利用せる実施例を示すものである。空気
液化装置加により作られた液体空気は分別蒸留槽３１に
送られ、ポンプ３２．パイプ３３，３４．蛇管３５を介
して連環する熱媒体により加熱されてＮ２の沸点−１９
６℃以上、酸素の沸点−１８３℃以下の温度範囲に加熱
され、Ｎ２のみが蒸発の上、パイプ３６を通ってオゾン
液化用のガス冷却器３７に導かれ、出口管間より外部に
排出される。残留液体酸素は管３９より加熱気化器４０
に導かれてその沸点−１８３℃以上に加熱気化され、約
−１８０℃のガス状純酸素としてオゾナイザ−４の入口
５に導入され、ここでその一部が０３に転化される。こ
の場合、オゾナイザ−４の電極要素は蛇管３５により冷
却された冷却媒体により、オゾンの沸点（−１１２’Ｃ
）よりも稍高い約−１００℃の温度に保たれており。
これにより極めて高い電力効率をもって０２より０３へ
の転化が行われると同時に、生成０３は気体状を保ち、
オゾナイザ−電極要素での放電を阻害しない。次に０３
を含む酸素ガスは出口管１６より上記ガス冷却器３７に
導入され、ここでオゾンの沸点以下、酸素の沸点以上の
温度に冷却される。その結果、オゾンのみは液化されて
下部排出管２７より容器あに供給され、また酸素はガス
状で排出管４１より９次段のプロセスへと供給される。
の転化が行われると同時に、生成０３は気体状を保ち、
オゾナイザ−電極要素での放電を阻害しない。次に０３
を含む酸素ガスは出口管１６より上記ガス冷却器３７に
導入され、ここでオゾンの沸点以下、酸素の沸点以上の
温度に冷却される。その結果、オゾンのみは液化されて
下部排出管２７より容器あに供給され、また酸素はガス
状で排出管４１より９次段のプロセスへと供給される。
】３はオゾナイザ−用電源である。また、加熱気化器４
０で液体酸素の気化に用いる熱はパイプ３３゜凋を分岐
してここに導き、オゾナイザ−４での発生熱を利用する
ことも可能である。
０で液体酸素の気化に用いる熱はパイプ３３゜凋を分岐
してここに導き、オゾナイザ−４での発生熱を利用する
ことも可能である。
本発明による高性能オゾナイザ−は液化天然ガス（ＬＮ
Ｇ ）、液化石油ガス（Ｉ、ＰＧ）を大量に使用する火
力発電所や、液体酸素を大量消費する製鉄工場に設置す
ると有利であり、この場合上述の如く生成オゾンを液体
の形で冷蔵タンク車等により消費地に保冷輸送するのが
もっとも経済的である。
Ｇ ）、液化石油ガス（Ｉ、ＰＧ）を大量に使用する火
力発電所や、液体酸素を大量消費する製鉄工場に設置す
ると有利であり、この場合上述の如く生成オゾンを液体
の形で冷蔵タンク車等により消費地に保冷輸送するのが
もっとも経済的である。
第１図は空気からのオゾン生成の電力効率と温度との関
係を示す測定結果の図である。第２図、第３図、第４図
はそれぞれ本発明の異る実施例を示す系統図である。図
において。 １、１９＋ ２５＋ ３２・・・・・・ ポンプ２・・
・・・・・・・・・・・・・−・・・・・・・活性炭槽
３．２６，３７・・・・・・・・・・・・ ガス冷却器
４・・・・・・・・・・・・・・・・・−・・・・ オ
ゾナイザ−７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・ オゾナイザ−冷却要素８・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・冷凍機
１３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
オゾナイザ−電源１８・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・液化天然ガス地下タンク加、４０・・
・・・・・・・・・・・・・・・加熱気化器ｎ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・液化オゾ
ン容器３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・空気液化装置３１・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・液化空気分別蒸留槽以上
係を示す測定結果の図である。第２図、第３図、第４図
はそれぞれ本発明の異る実施例を示す系統図である。図
において。 １、１９＋ ２５＋ ３２・・・・・・ ポンプ２・・
・・・・・・・・・・・・・−・・・・・・・活性炭槽
３．２６，３７・・・・・・・・・・・・ ガス冷却器
４・・・・・・・・・・・・・・・・・−・・・・ オ
ゾナイザ−７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・ オゾナイザ−冷却要素８・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・冷凍機
１３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
オゾナイザ−電源１８・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・液化天然ガス地下タンク加、４０・・
・・・・・・・・・・・・・・・加熱気化器ｎ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・液化オゾ
ン容器３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・空気液化装置３１・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・液化空気分別蒸留槽以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ 中間に誘電体とガス通路とを介在せる二種類の電極
より成る電極要素と、この電極間に正弦波ないしパルス
状の交流高電圧を印加して該ガス通路に放電を発生せし
めるための交流高圧電源と、ガスの入口及び出口を備え
、ガス入口より導入せる酸素を含むガスを上記ガス通路
内に流通せしめてオゾンを生成の上、ガス出口より外部
に供給する所のオゾナイザ−において、該電極要素の温
度を０℃以下に（好ましくは一３０℃以下）強冷保持す
るための冷却要素を具備せしめたことを特徴とする所の
高性能オゾナイザ−〇 ２ ガス入口より導入する酸素含有ガスを、その露点温
度がオゾナイザ−電極要素運転温度以下となる如く、予
め充分乾燥することを特徴とする特許 ザ−。 ３ ガス入口より導入する酸素含有ガスを，予めオゾナ
イザー電極要素温度近くまで充分に冷却することを特徴
とする所の特許請求範囲１．２に記載の高性能オゾナイ
ザ−。 ４ 冷却要素が冷凍機である所の特許請求範囲１。 ２、３に記載の高性能オゾナイザ−。 ５ 冷却要素が低熱源として液化ガスの加熱気化器にお
ける無熱気化熱を利用することを特徴とする所の特許請
求範囲１， ２． ３に記載の高性能オゾナイザ−。 ６冷却要素が液体空気の分別蒸留槽における窒素の気化
熱を利用すると共に，分離された純酸素をオゾナイザー
人ロガスとして利用することを特徴とする所の特許請求
範囲１， ２． ３に記載の高性能オゾナイザ−。 ７ オゾナイザー出ロガスをオゾンの沸点以下に冷却し
て生成オゾンを液化の上，残余のガスから分離捕集する
ことを特徴とする所の特許請求範囲ｌより６までに記載
の高性能オゾナイザ−。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19361283A JPS6086008A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 高性能オゾナイザ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19361283A JPS6086008A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 高性能オゾナイザ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6086008A true JPS6086008A (ja) | 1985-05-15 |
| JPS6356164B2 JPS6356164B2 (ja) | 1988-11-07 |
Family
ID=16310835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19361283A Granted JPS6086008A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 高性能オゾナイザ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6086008A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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-
1983
- 1983-10-17 JP JP19361283A patent/JPS6086008A/ja active Granted
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