JPS608963B2 - 平板形オゾナイザ用放電々極の製造方法 - Google Patents

平板形オゾナイザ用放電々極の製造方法

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JPS608963B2
JPS608963B2 JP54049634A JP4963479A JPS608963B2 JP S608963 B2 JPS608963 B2 JP S608963B2 JP 54049634 A JP54049634 A JP 54049634A JP 4963479 A JP4963479 A JP 4963479A JP S608963 B2 JPS608963 B2 JP S608963B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は平板封筒形オゾナィザのコロナ放電々極の製造
方法及構造の改良に関するものである。
従来のオゾナィザは、第1図に示す通常オットー形と呼
ばれる平板電極形を基本形にする平板形オゾナイザと、
第2図のシーメンス形と呼ばれる円筒電極形を基本形に
するものがある。オゾナィザは、誘電体を介したコロナ
放電により、空気又は酸素からオゾンを生成せしめるも
のである。その機能を第1図及び第2図について説明す
る。1は誘電体で第1図では中心に気体の通路になる穴
を有する円板状であり、第2図の円筒形オゾナィザでは
一方が閉じたガラス管である。
2は接地側電極で冷却水で冷却されている。
第1図では冷却水の配管は省略したが、電極は夫々冷却
管が接続され放電により発生する熱を冷却するようにな
っている。第2図では冷却水は入口3から入り管状の接
地電極2を冷却水により冷却し出口4より排出される。
5は高圧側電極で第1図の場合は接地側電極2と同じも
ので、第2図の場合はガラス管laの内面に塗布されて
いる。
高圧側電極5は第2図の場合接触子6、ヒューズ7、口
出套管8を通じ図示しない交流高電圧電源に接続される
。第1図ではタンク、口出套管などは省略した。両電極
2と3の間に数千乃至十数キロボルトの電圧を印加する
と、放電間隙9でコロナ放電を生じ空気又は酸素を入口
10から導入すると放電間隙9でオゾン化され出口11
から取り出し使用に供される。オゾナィザの誘電体に必
要な特性は、誘電電率が高いこと、絶縁抵抗が高いこと
、コロナ放電やオゾン中で劣化しないことが必要で、オ
ゾナィザの性能上極めて重要である。
議電体には棚蛙酸ガラス、鉛ガラス、アルミナシリカ系
ガラスなどが最適の材料で、工業用オゾナィザでは大部
分のものがこれらのガラスを用いている。しかしながら
これらのガラスは特殊用途にしか用いられないので、入
手にはある程度限られ、管の形では容易に入手出来るが
、薄板ガラスでは一般に生産されておらず入手困難であ
る。市販の殆ど大部分のオゾナィザがガラス管によろい
わゆる円筒形オゾナィザであるのは、入手が容易である
ためである。次に円筒形と平板形の長短を比較する。円
筒形の欠点は形が大きいことである。オゾナィザとして
の機能を発濁る部分には、コロナ放電の空間であって、
コロナ放電に必要な高圧及び低圧側電極、これら電極を
冷却する冷煤通路以外は無駄な空間である。第2図に示
す一般的円筒形オゾナィザでは、ガラス管laの内部や
接地側電極を俵積状に配置したときに生ずる三角状の空
所は機能に関係しない空所で、このため円筒形オゾナィ
ザは一般に寸法が大きくなる。一方円筒形の長所は、夫
々のガラス管laは独立して接地側電極2の中に挿入さ
れているので、故障した場合その一本だけを容易に取替
でき、保守の容易なことが長所である。これに対し平板
形は、、無駄な空間が少いため形が小さい長所をもつ反
面、構造上、電極板、誘電体板、スベーサを交互に積み
重ね、電極板は冷蝶を供給する手段を設けるため、保守
点検などは面倒で、誘電体に故障があった場合、それだ
けを取り替えることは困難である。
本発明者等は、先に楕円又は矩形状断面をなしかつ内部
に空隙部を設け、この空隙部の内側面に導電体を密着し
たコロナ放電々極(以下新放電々極という)を有するオ
ゾナィザを提案した。
これは第3図及び第4図に示すものである。コロナ放電
々極板21の譲軍体22はこの場合ガラスで高圧電極2
3が中心部にありガラスがこれを封筒状にとり囲んでい
る。コロナ放電々極板21は、扇平な金属管24の中に
挿入され、スベーサで適当な放電間隙25を保って保持
されている。金属管24の端部は端板26と溶接され、
原料気体の部屋27と冷却水の部屋28に完全に分離し
ている。スベーサ29は気体側の圧力によって金属管2
4が膨らむことのないよう隣接する金属管24の間には
さみこまれている。第3図からも明らかなようにこの構
造のオゾナィザは、無駄な空間が殆どなく、又コロナ放
電々極21は、任意の一枚を容易に取り出し交換するこ
とができる。さて説明の都合上、本発明者等が先に提案
した新放電々極の製造方法について説明する。
一般にガラスを加工するには、軟化点以上の温度に加熱
し、目的とする形に変形させ成形するが、実際問題とし
ては、高温で軟化した材料を保持し、又加工する型は特
別の工夫を必要とする。
すなわち、ガラスと融着しない黒鉛の型や工具で加工し
、成形後は歪を残さぬようにガラスの徐冷点附近の温度
では徐冷が必要である。第1工程は、ガラス管の内側に
電極をとりつける。
先づガラス管30(第5図及び第6図には成形後で示す
)の内面に導電性被膜を塗付する。導電性被膜のっけ方
は、黒金6紛末を水ガラス水溶液にとかして塗付する化
学的方法で金メッキする方法がある。又、例えばアルミ
箔を巻いて挿入することにより目的を達することも出来
る。第2工程は、第1工程で電極を施工したガラス管3
川こ第5図及び第6図に31で示す口出導体挿入し、第
7図に示す型32が上下からはさむように置き加熱炉3
3により加熱する。ガラスの軟化温度にまで昇温すると
型32の重量によりガラス管は平らに変形する。勿論、
平らにつぶすときは、型32の自重だけでなく、外部か
ら適宜手段により力を加えてもよい。かくして、第5図
及び第6図に示す新放電々極を得ることが出釆るが、唯
1つ欠点をもっている。
それは高圧電極(第5図及び第6図に34で示す)の端
部34aは、刃物の如く鋭い緑をもっている。電極に高
電圧が印加されると、端部34aに接する謙黄体は非常
に高い電気的ストレスを受け絶縁破壊を生じ易くなる。
この傾向は、第8図の如き同軸円筒電極の場合と類似し
ているので、解析の容易な同軸円筒電極について計算し
てみる。35は内側電極、36は外側電極、37は誘電
体、yiは内側電極の曲率半径、ッoは外側電極の曲率
半径である。
両電極間にUを印加したとき最大電界強度Eは、となり
、最大電界強度はyiが小さい程大きくなる事を示して
いる。
今誘電体の厚さを1.8側とし、内側電極の半径を0.
1肋から3肌まで変化させたときの最大電界強度と平均
電界強度の比を第9図に示す。すなわち、第5図及び第
6図の如く、電極端が鋭い構造では、誘電体の破壊電圧
が低くなり不利である。そこで本発明は、誘電体の内側
面に密着させる導電体の幅方向端部に、適宜な曲率をも
たせた平板形オゾナィザ用放電々極の製造方法を提供す
ることを目的とする。
以下本発明の実施例を図面について説明する。
まず製造工程の概要は、{1} 第1工程 適宜長さに切断したガラス管の内面に電極となる導電体
を設ける。
これは従来と同じ方法でよく、例えばカーボン塗料の塗
付、化学メッキ、アルミ箔を巻いて挿入又はこれらの組
合せ等を適宜採用する。{2} 第2工程 適宜厚さのスベーサを挿入する。
ここで予めスベーサには、口出導体と電極を接続するた
めの接続片を取着しておく。【3} 第3工程 口出導体を挿入する。
【4’第4工程 上下型板の間にガラス管をはさみ、加熱炉内に入れてガ
ラスの軟化点よりやや高い温度に加熱し、上型板の自重
もしくは外力を加えて平板状に押しつぶす。
である。
次に上記したスベーサ、口出導体及び接続片の挿入につ
いて説明する。
材料のガラス管は鉛ガラスを用い、電極は沿面に絶縁距
離をとるためガラス管の端部から適宜な長さ(第5図に
L,又はL2で示す)内側に黒鉛粉塗料を塗付し、さら
に導電性を良好にするため、アルミ箔を巻いて挿入し第
10図に示す電極38を施工する。
この後スべ−サとして、シリコンワニスで接着した集成
マィカ紙をガラス管の内径には)、等しい幅で、ガラス
管の長さに等しく、切断する。スベーサ材料としては集
成マィカの他ガラス布、石綿布などが適している。スべ
−サの合計厚さは、第9図の最大電界強度の比からわか
るよう1〜3側が実用上適している。2枚のスベーサ3
9の間に口出導体40をはさみ、接続片41としてリボ
ン状アルミ箔を第10図の如くはさみこみ、ガラス管内
に挿入し、次のの工程でガラス管を平らに成形する。
この状体を第11図及び第12図に示す。この第11図
に示すように、口出導体40は接続片41によって電極
38に電気的に接続される。なお電極端はスベーサの3
9の厚さによって、適当な曲率に成形することが出来る
。なおスベーサ、口出導体及び接続片の他の挿入方法を
第13図及び第14図について説明する。この場合も電
極は上記と同じように黒鉛粉末塗料を塗附し、導電性を
増すためにアルミ箔を巻いて挿入する。この後スベーサ
として管状材料を使用する。譲電体となる外側のガラス
管と同じ材質のガラス管(以下スベーサ管という)が最
も適している。このスベーサガラス管51の全長は外側
のガラス管とほ)、同じで、電極38の内部の適当な所
で切断し、口出導体40と電極38を電気的に接続する
ためリボン状アルミ箔を接続片52として切断部で、ス
ベーサ管51の内側と外側にまたがって配置する。スベ
ーサ管51は、電極となるガラス管の内部に切断部を突
き合せるようにして挿入し、さらにこの後口出導体40
を挿入する。口出導体40としては不議鋼で製作したり
網をリボン状に切ったものが適している。しかしてさら
にこの後同じように、加熱炉で加熱し平板状に成形する
この状態を第15図に示す。又スべ−サ、口出導体及び
接続片の他の挿入方法を第16図について説明する。ス
ベーサ61としてガラスクロス、集成マィカ紙、石綿紙
をシリコンワニス、水ガラスなどで接着強化した無機シ
ート材料を使用する。
全長はガラス管30とほ)、同じにとり、これを数回渦
巻状に巻き、ガラス管30‘こ挿入する。この渦巻状に
巻くとき、口出導体40と電極38を接続するために、
接続片62をスベーサ61と共に巻きこむ。ここで接続
片62は、外側、内側に充分露出する長さでなければな
らない。次に口出導体40を挿入し、しかる後平板状に
加熱成形する。これにより第11図とほ)、同じものを
製作することが出釆る。以上説明したように、ガラス管
の内側にスベーサとなる材料を挿入して虎平に加熱加工
することにより、電極端に適当な曲率をもたせ、端部の
弱点をなくすことができる。
同時に次に説明するように、誘電体が接地側電極から外
方に突出する部分(第3図にAで示す)で生ずる沿面放
電を防止する効果をもっている。この沿面放電防止効果
についてを図面を参照して説明する。第17図において
、71は誘電体、72は接地側電極、73は高圧側電極
、74は放電空間、75はスベーサ、76は口出導体で
ある。
口出導体76は図示しない外部の交流高圧電源に接続さ
れるから、口出導体76と高圧電極73は同じ高電圧が
印加され、接地電極72のとの間の空間74でコロナ放
電を生ずると同時にある値以上の高電圧で、矢印77の
部分の譲竜体表面で沿面放電を起す。
この沿面放電は、オゾン発生効率が悪いことや口出導体
の露出部まで放電が伸びると運転が不可能となるので、
防止せねばならない。沿面フラッュオーバ−を発生する
電圧Vは次式で表わされる。(電気学会発行「放電ハン
ドブック」第343頁による。
)但しCは誘電体の固有静電容量で(F/の)、1は沿
面距離m、Kbは常数である。
これは誘電体の単位面積当りの静電容量を小さくすると
、沿面フラッュオーバー電圧が高くなることを示してい
る。
静電容量は、誘電体の誘電率に比例し、厚さに逆比例す
る。第17図でスべ−サ76のない場合は、誘電体71
の厚さとその誘電率によって固有静電容量は決まるが、
スベーサ75がある場合は、誘電体71とスベーサ75
の厚さを加えたものとなるため固有静電容量が小さくな
るので、沿面フラッュオーバー電圧は高くなる。すなわ
ち、高い電圧でも安定に運転が可能となる。以上説明し
たように本発明によれば、オゾナィザの放電々極におい
て、平帯状とした誘電体の内部にスべ−サーを入れるこ
とにより電極端部を中弧状に形成し、最高電界強度を低
下しして議電体を絶縁破壊から防止すると同時に沿面フ
ラッシュオーバーをも防止し、小形で保守の容易なオゾ
ナィザを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は通常の平板形オゾナィザの概略を示す構成図、
第2図は通常の円筒形オゾナィザの概略を示す構成図、
第3図は本発明に関連する平板形オゾナィザの概略を示
す構成図、第4図は第3図のW−W線に沿って矢印方向
に見た断面図、第5図は本発明に関連する放電々極の正
面図、第6図は第5図のの−の線に沿って矢印方向に見
た断面図、第7図は本発明に関連する放電々極の加熱成
形手段を示す説明図、第8図は本発明の原理を説明する
説面図、第9図は本発明の原理を説明する曲線図、第1
0図は本発明の一実施例の第2工程の状態を示す断面図
、第11図は本発明の一実施例の第4工程終了後の状態
を示す断面図、第12図は第11図の柳一如線に沿って
矢印方向に見た断面図、第13図は本発明の他の実施例
の第2工程の状態を示す断面図、第14図は第13図の
Xm−Xm線に沿って矢印方向に見た断面図、第15図
は本発明の他の実施例の第4工程終了後の状態を示す断
面図、第16図は本発明のさらに異なる他の実施例の第
2工程の状態を示す断面図、第17図は本発明の作用を
説明する説明図である。 30・・・・・・誘電体、38・・・・・・電極、39
,61・・・.・・スベーサ、40・・・・・・口出導
体、41,52,62・・・・・・接続片。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図 第11図 第12図 第13図 第14図 第15図 第16図 第17図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 誘電体となるガラス管の内面に導電性被膜を設け、
    この導電性被膜の内側に管状もしくはリボン状又は渦巻
    状に巻いた無機質充てん物を挿入し、同時又はこの後前
    記導電性被膜に接触する口出導体に接続される接続片を
    挿入し、しかる後前記ガラス管の軟化点以上の温度に加
    熱して平帯状に形成する平板形オゾナイザ用放電々極の
    製造方法。 2 無機質充てん物にガラス管を用いることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の平板形オゾナイザ用放電
    々極の製造方法。 3 無機質充てん物にマイカ又は石綿の無機質シートを
    渦巻状に巻いたものを用いることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の平板形オゾナイザ用放電々極の製造
    方法。 4 無機質充てん物として用いるガラス管を、全長が誘
    電体となるガラス管とほぼ等しくかつ2分割構成とした
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の平板形オ
    ゾナイザ用放電々極の製造方法。
JP54049634A 1979-04-24 1979-04-24 平板形オゾナイザ用放電々極の製造方法 Expired JPS608963B2 (ja)

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