JPS62123004A - オゾン発生装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ産業上の利用分野Ｊ 本発明は、湿式オゾン酸化同時脱硫脱硝ブラン１−１上
水の殺菌、尿尿処理装首における廃水の脱色などに使用
されるオゾン発生装置、とくに装置の小形化を図り且つ
電力効率の良い安定した放電を行い１９るオゾン発生装
置に関するものである。

［従来の技術］ 従来の、無声ｈり１式と呼ばれるオゾン発生装置は、第
４図に示すように１０数ＫＶの高圧交流電圧を印加した
電極ａ、ｂ間にアーク放電を防止するためガラスなどの
誘電体Ｃを配置し、均一な無声放電を発生させるため電
極ａ、ｂ間の間隔ｄを５ｍｍ以下に制限していた。なお
、図中、ｊは交流電源、「は原料ガス入口、Ｑは生成オ
ゾン含有ガス出口である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、前述の構造によると、放電空間が小さいため原
料空気の流出が制限され、一定量のオゾンを生産するに
は電極面積を大きく設定する必要があり、その結果、装
置の外形寸法が大きくなる。また、無声放電における小
放電は、オゾン生成に有効であるが、放電終期にオゾン
生成にあまり寄与しないアーク放電に変わるため、大電
流を消費し電力効率が低い（約５％）などの問題点があ
った。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、ｎａ述の問題点を解決するためになしたしの
で、その要旨は、相対する電極間に放電空間を形成し該
放電空間内に供給した酸素を含有する原料ガスまたは空
気から放電作用を利用してオゾンを生成するオゾン発生
装置において、パルス幅数１０．ＡＳ以下の高電圧パル
スを発生する電源装置と、該電源装置のプラス側に接続
したプラス電極と、前記電源装置のマイナス側に接続さ
れ前記プラス電極に相対する部分に多数の孔を設けたマ
イナス電極と、課マイナス電極の反プラス電極側に設け
られ、マイナス電極に相対する部分に電子ビーム取出窓
を設けた真空容器および該容器内に配置したカソードを
有する電子ビーム発生装置と、前記電子ビーム取出窓お
よびマイナス電極を前記電源装置のマイナス側に接続す
る回路に配置され、前記カソードにパルス電圧を印加し
たのちカソードから放出された電子が放電空間内にほぼ
拡散したときに前記電子ビーム取出窓およびマイナス電
極にパルス電圧を印加するように遅延時間を設定した電
圧印加遅延回路とを備えたらのである。

［作　　用コ 電子ビーム発生装置カソードにパルス電圧を印加すると
種電子が発生し、この種電子が放電空間内にほぼ拡散し
たときに故？１ｉｆｆｉ極間にパルス電圧を印加するの
で、放電空間の全域に亘って電子ナダレ現象が均一に発
生し、安定した短時間放電を持続できる。従って、放電
終期に発生するアーク放電を抑制でき、また、電極間に
パルス電源を用いて高電圧を印加できる。従って、電力
消費を面域すると共に電極間隔を拡大でき装置の小形化
を図り１ｔ３る。

［実　施　例１ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、図中
、１はパルス幅数１ｏ／ｌＬｓ以下の高電圧パルスを６
０〜１０００Ｈ２で発生する電源装置、２は電源装置１
のプラス側に接続した棒状あるいは板状のプラス電極、
３はプラス電極２に平行に配置され相対する部分に多数
の孔４を網目状に穿ったマイナスＮ極、５はマイナス電
極３に関しプラス電極２と反対側に配置した電子ビーム
発生装置、６は放電空間、７は原料ガスまたは空気取入
口、８は生成オゾン含有ガス取出口で、マイナス電極３
は電圧印加遅延装置９を介して電源装置１のマイナス側
に接続され、この電源装置１のプラス側はアース１０に
接続されている。

電子ビーム発生装置５は、内部を真空に保持し前記マイ
ナス電極３に相対する部分にアルミ箔または、チタン箔
製の電子ビーム取出窓１２を設けた密閉構造の容器１３
と、この容器１３内に配置したカソード１４（熱陰極ま
たは冷陰１！ｉ）などからなり、カソード１４は電源装
置１のマイナス側に、また電子ビーム取出窓１２はマイ
ナス電極３に接続されている。なお１５は図示しない真
空ポンプに接続する空気吸引口である。

電圧印加遅延装置９は、電源装置１が発生したパルス電
圧を所定の遅延１１５間ｔ（１０〜１００ナノ秒）だけ
タイミングを送らせて負荷側に伝達するもので、所要の
インダクタンスおよび容量成分を有するネットワークま
たは所要良さのコードを用いてつくられる。

なお、符号１６は電子ビーム発生装置５の支持部材、１
７はプラス電極２の支持部材、１８は筒状の囲壁であり
、前記１６．１８は非導電材料で、また、１１は導電性
材料でつくられる。

次に、本装置の作動について説明する。電源装置１を作
動させ、カソード１４にパルス電圧１９（第２図参照）
を印加づると、カソード１４から電子２０（以下、種電
子と呼ぶ）が放出され、この種電子２ｏは電子ビーム取
出窓１２および孔４を通って放電空間６内に拡散する（
矢印ｈ）。

この種電子２０が放電空間６内にほぼ拡散したとき、す
なわちカソード１４に電圧を印加したのち１０〜１００
ノ一ノ秒経過したときに電圧印加遅延装置９を通った遅
延パルス電圧２２（第２図参照）が電子ビーム取出窓１
２およびマイナス電極３に印加され、電子ビーム取出窓
１２とアースされたプラス電１ｆ！２間に極く短時間（
約２０７ｔＳ以下）の放電が起る。

この際、種電子２０を発起点として次に示す弐（１）　
（２）および第３図に示すようにＭ鎖反応的に急激に電
子の数が増大するパ電子ナダレ″現象が窓間に均一に発
生して安定した放電が短時間持続されアーク放電が抑制
される。そして放電空間６を流れる酸素ガスまたは空気
からオゾンが生成され［式（３）式（４）参照１、取出
口８がら外部に取出される（矢印１） （１）原料ガスがＭ累ガスの場合の電子ナダレ現蒙ｅ＋
０２→ｅ＋ｅＩ−０２式（１） （２）　ＩＧｉ料ガスが空気の場合の電子ナダレ現蒙は
式（１）の他に ｅ　＋　Ｎ　２　→ｅ　＋　Ｃ＋　Ｎ　２　　　　式（
２）（３）オゾン生成の反応式 ０２　＋ｅ−＊Ｏ＋Ｑ＋ｅ　　　　　式（３）０　＋　
０２→０３　　　　　　　　式（４）なお、本発明は前
述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え得ること
は勿論である。

［発明の効果］ 以上に述べたごとく本発明は次の優れた効果を発揮する
。

（＋）　　電子ビーム発生装置を用いて種電子を発生さ
せ、この種電子が放電空間にほぼ拡散したときに放電電
極間に電圧を印加するので、種電子を有効利用でき、放
電空間の全域に亘って均一な極く短時間の放電を持続で
きる。

（至）　第（１）項および第（ｉｉ）項の結果アーク放
電が抑制され電力効率の向上（従来の約５％を約１０〜
１５％まで向上）させることができる。

００　　パルス電源を用いて間欠的に電圧を印加するの
で、高電圧印加が可能となり、極間間隔を拡大〈従来の
５１以下を５０〜１００　ｍｍまで拡大）できる。従っ
て、￥：Ｃ置の小形化を図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し第１図は本
装置の切断側面図、第２図は第１図に示す遅延装置の作
用の説明図、第３図は電子ナダレ現象図、第４図は従来
のＩｆｆの説明図である。 図中、１は゛電源装置、２はプラス電極、３はマイナス
ミル、４は孔、５は電子ビーム発生装置、６は放電空間
、９は電圧印加遅延装置、１２は電子ご−ム取出窓、１
３は容器、１４はカソードを示す。 特　　許　　出　　願　　人 石川島ＩＩ磨重工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）相対する電極間に放電空間を形成し該放電空間内に
   供給した酸素を含有する原料ガスまたは空気から放電作
   用を利用してオゾンを生成するオゾン発生装置において
   、パルス幅数１０μｓ以下の高電圧パルスを発生する電
   源装置と、該電源装置のプラス側に接続したプラス電極
   と、前記電源装置のマイナス側に接続され前記プラス電
   極に相対する部分に多数の孔を設けたマイナス電極と、
   該マイナス電極の反プラス電極側に設けられ、マイナス
   電極に相対する部分に電子ビーム取出窓を設けた真空容
   器および該容器内に配置したカソードを有する電子ビー
   ム発生装置と、前記電子ビーム取出窓およびマイナス電
   極を前記電源装置のマイナス側に接続する回路に配置さ
   れ、前記カソードにパルス電圧を印加したのちカソード
   から放出された電子が放電空間内にほぼ拡散したときに
   前記電子ビーム取出窓およびマイナス電極にパルス電圧
   を印加するように遅延時間を設定した電圧印加遅延回路
   とを備えたことを特徴とするオゾン発生装置。