JPS6291406A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、オゾン発生装置♀構造に関するものである。

従来の技術 周知のように、オゾンは強力な酸化力を持っているので
、古くから酸化剤として化学工業に用いられている。　
　　　。

しかして、工業的なオゾン発生方法は、空隙を持って平
行に相対した電極に誘電体を介在させ、両電極に交流高
電圧を印加して無声放電を発生させ、この空隙に乾燥し
た空気又はｉ’ｉ！素ガスを流通させてオゾンを得るよ
うにしている。この方法における無声放電では多量の熱
が発生するが、オゾンは、温度が上昇するとその分解速
度か速くなるので、効率的にオゾンを発生させるために
は、冷却することが必要となる。

以下、図面を参照して従来のオゾン発生装置の構成を説
明する。第２図は、従来のオゾン発生装置の一例を示す
もので、金属材から形成された缶体１には、ステンレス
円筒２が仕切板３ａ及び３ｂによって水密に溶接されて
いる。このステンレス円筒２には、放電ギャップ４を形
成するような直径としかつ一端を封じた、カラス円筒５
が、スペーサ６を介して略同心状に取イー１けられてい
る。

ここて、放電ギトツブ４は、通常１〜３ｍｍの間隔とし
ている。又、ガラス円筒５の内面には、導電性被膜７か
塗イｌ＋又は蒸６【、二より設りられ、この導電性被膜
７にブラシ状の接触子８か接触している。

ざらに、この接触子ε３には、青線９か接続され、碍管
１０を介して缶体１の端板１ａをＵ１通し、電源装置１
１に接続されている。

一方、缶体１には、仕切板３ａ、３ｂによって中間部に
冷却水金１２と、一端に空気又は酸素ガスのような原料
カスが、導入される原料カス〒１３及び他端にオゾンカ
スか導入されるオゾンカス室１４か形成されている。し
かして、冷却水至１２には、供給ｒ１１２ａと排出口１
２］）がそれぞれ設ＣＪられ、原″ｆｉｌ刀ス窄１３に
（−１供給口１３ａか設け１うれ、オゾンカス室１４に
は排出１１１４ａか設けられている。

このように構成された缶体１と導電性被膜７の間に電源
装置１１から高電圧交流を印加すると、誘電体となるカ
ラス円筒５に電荷か蓄積されていき、この電荷か放電ギ
ャップ４の絶縁か破壊されるレベルに達すると、細かい
放電性か持続的に発生りるようになる。

ところで、この放電Ｊネルキーのうち、オゾンの生成に
寄与する分は仔か１（）％稈ｌｑて残りの１）（）％程
度は熱となるから、上記したＪ、うに放電（無β−１放
電）により多部の熱か発生し、これが放電キＸ・ツブ４
の温度を上昇さける、１この温度か上背すると、オソ゛
ンの分解速度か５．１　＜　’ｃｊるので、オゾンの生
成効率を低下さｊＪる。ぞこて、この熱干ネル弓′−を
除去寸−るために、冷ノ、１１水至１？に供給ｆ’、’
ｌ　１２　ａから冷却水を供給する。この冷ノ、１１方
法（３１、敢電＝１′ｔ−ツブ４の外側である金属電極
を冷ｊ、１１水にＪ、って強制的に冷却するものである
か、さらに冷却効果を向上させるために、放電ニギＸ７
ツプ４の外側のみてなく内側であるガラス円筒５の内部
し冷ム［１しようとり−る方法か（？案されている。

すなわち、第３図にホラようにガラス円筒５に代えて、
密閉構造とした金属管１５ａの外側に例えばガラスのよ
うな誘電体１５１）をライニングしで形成した密閉金属
管１５を用い、この密閉金属管１５の内部に絶縁油又は
純水のような絶縁性液体を封入し、この絶縁性液体を熱
交換器１６．循環用ポンプ゛１７及び絶縁バイブ１８ａ
　、　１８ｂでそれぞれ連結された供給管１９ａ及び排
出管１９ｂを介して循環することによって、放電ギャッ
プ４の内側からも冷却しようとするものである。

発明か解決しようとする問題点 しかしながら、−上記した方法においては、誘電体１５
ｂを金属管１５ａに完全ライニングすることが実際士困
勤てあり、もし被覆に欠陥かあると短絡事故を発生ずる
原因となり、実現化に困難をともなっていた。

問題点を解決するための手段 上記した問題点を解決するための手段を、実施例に対応
する第１図を用いて説明する。

この発明は、電気絶縁性を有する第１の冷却媒体２２の
循環を可能とした缶体２１と、上記第１の冷ｙｒｎ　ｔ
ｓ休体２を冷却する冷却器２３と、上記第１の冷却媒体
２２を移動させるためのポンプ２４と、この缶体２１の
内部に装着されるオゾン発生部２５及び冷却管−５＝ ３０で構成されている。

このＡシン発牛発生５は、放電ギャップ４をもって略同
心状に配置すると共に両側を封じるようにセラミック又
は石英ガラスから形成し、外面に導電性被膜７を塗布し
た外筒２６と、この外筒２６に放電ギャップ４を形成す
るように略同心状に配設され、セラミック又は石英ガラ
スで形成された内筒２７と、缶体２１の内部に配設され
、内筒２７の内部に封入された導電性を有する第２の冷
却媒体３１が循環するように連結した放熱管３Ｏｈｌｌ
ら構成したものでおる。

作用 外筒２６の外面に塗布した導電性被膜７に電源装置１１
の高圧の一方を接続し、内筒２７に封入した導電性を有
する第２の冷却媒体３１に電源装置１１から交流の高電
圧を印加すると、放電ギャップ４に無声放電か発生する
。そこで、供給口２６ａから原料ガスを供給すると、放
電ギャップ４でオゾンガスが生成され、排出口２６ｂか
らこのオゾンガスを取り出すことができる。

又、無声放電により放電ギャップ４に発生した熱は、一
方（放電ギャップ４の外側）か外筒２６の外側を循環す
る電気絶縁性を有する第１の冷却媒体？２によって放熱
され、他方（放電ギャップ４の内側）か内筒２７に封入
した導電性を有する第２の冷却媒体３１が放熱管３０に
循環し、この放熱管３０の外側を循環する電気絶縁性を
有する第１の冷却媒体２２によって放熱される。したか
つて、放電ギャップ４の発熱部を内外両側から効果的に
冷却し、オゾンの生成効率を向上することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。な
お、第５図及び第６図と同一部分には同符号を付し、重
複した説明は省略する。第１図において、缶体２１は、
金属材で水密に形成され、電気絶縁性を有する第１の冷
却媒体２２の供給口２１ａ及び排出口２１ｂが設Ｇノら
れ、それぞれ冷却器２３およびポンプ２４に連結されて
いる。オゾン発生部２５は、石英ガラス材から円筒状に
形成され、放電ギャップ４を形成覆るようにそれぞれ直
径を選択されて略同心状に配置され、かつ両端を封じた
外筒２６及び内筒２７と、石英カラス材から形成され、
内筒２７と絶縁材から形成された導入管２８及び２９を
介して連結され、かつ缶体２１の内部に配置される冷却
管３０と、内筒２７及び冷却管３０の内部にその液面３
１ａか導入管２８の位置より高くなるように封入された
例えば水道水のような導電性を有する第２の冷却媒体３
１から構成され、その液面３１ａは第１の冷却媒体２２
で覆われている。

しかして、外筒２６には、その外面に導電性被膜７が塗
布され、上部に原料ガスの供給口２６ａと下部にオゾン
ガスの排出口２６ｂが連結され、これらは缶体２１の端
板２１ａを貫通しで外部に伸びるか、この貫通する部分
はバッキング３３及び３４を介してシールされている。

又、内筒２７の上部は缶体２１の端板２１ａを貫通して
外部に突出するか、この貫通する部分もバッキング３５
を介してシールされている。ざらに、この突出した部分
の上部には、電源装置１１の高圧側の他方に接続した導
電線９が貫通し、内部に封入した第２の冷却媒体３１の
液面より内部に伸びている。高圧側の一方は上記したよ
うに外筒２６の外面に塗布した導電性被膜７に接続して
いる。。

なお、以上の説明では、外筒２６及び内筒２７の材料と
して石英ガラスを用いたか、セラミックを用いてもよく
、断面もそぞれ円形としたか、円形以外の楕円形その他
の形状としてもよい。又、冷却管３０の材料として石英
カラスを用いたか、絶縁性と熱伝導性を有するものであ
ればよいから、セラミックは勿論カラスやプラスチック
等を用いてもよく、形状も円筒以外に伝熱面積を増すた
めに蛇管状としたり、又は外側面に適宜形状のフィンを
設（プでもよい。

第２図及び第３図は他の実施例を示ｊ−０上記した実施
例では、第１の冷却媒体２２を冷却するのに冷却器２３
を用いたが、この代りに缶体２１の内部に満たした電気
絶縁性を有する第１の冷却媒体２２を、缶体２１の内部
に金属材から形成された冷却］イル３γを設Ｃブ、この
冷却］イル３７に通常の冷却水を循環させることによっ
て冷却する。すなわち、冷却水を冷却コイル３７の冷却
水人口３７ａから冷却水を注入し冷却水出口３７ｂから
排出させることにより、缶体２１内の第１の冷却媒体２
２は冷却］イル３７と熱交換し冷却される。したがって
、上記した実施例と同様に、放電ギャップ４０発熱部を
内外両側から効果的に冷却し、オゾンの生成効率を向上
することができる。

第４図はさらに異なる他の実施例を示す。上記した両実
施例では、オゾン発生部２５の外筒２６はセラミックス
又は石英ガラスから形成されたが、この代りにステンレ
ス円筒から形成しても良い。なお、他の部分については
基本的に上記した両実施例と同様に構成される。

又、一方この実施例は、構造的に第５図に示した従来の
オゾン発生装置に類似している部分か多いので、第５図
と同一部分には同符号を付し、重複した説明は省略する
。

すなわち°、缶体１にステンレス円筒２がステンレス材
の仕切板３ａ、３ｂによって水密に溶接され、これらに
よって区画された従来の冷却水窄１２に電気絶縁性を有
づる第１の冷却媒体２２を封入じ、第２図８３よび第３
図に示す実施例と同様に冷ム１１］イル３７を設けて、
この冷却］イル３７内に冷却水を循環し、第１の冷却媒
体２２を冷却する。

内筒２７は上記した両実施例と１Ｆｉｌ様である。導入
管２８．２９は、仕切板３ａ、３ｂと電気的に絶縁を保
つ必要かあるので、仕切板３ａ、３ｂの貫通部には石英
やセラミックス等の絶縁性を有する材料から形成し、バ
ッキング３８を介してシールされる。

放熱管３０は、第１の冷却媒体２２内に設けられ、導入
管２８．２９にｊ単結されている。

したかって、内筒２７及び冷ム１管３０に導電性を有す
る第２の冷却媒体を封入（）、導体９を介して外部の電
源装置１１の高圧側の一方に接続覆−ると共に缶体２１
を接地し、交流の高電圧を印加すると放電ギトツブ４に
無声放電か発生する。ぞこで、酸素又は空気のような原
料ガスを人口１３ａがら導入すると、オゾンか生成し、
出口１４ａからオゾンど酸素又は空気の混合ガスを得る
ことかできる。放電によって発生した熱の一部は、スデ
ンレス円筒２を介して第１の冷ノ、１１媒体？２に移さ
れ、さらに冷Ｉ、Ｉ１１イル３７によって冷ムｉｆされ
る。又、他の一部（５１１、内筒？７内の第２の冷却媒
体３１に移され、この第２の冷ムｌＪ媒体３１の自然対
流によって冷Ｉ、１１管３０（こ運ばれ、ここで第１の
冷ム［ｊ媒体２２によって冷へ〇される。

発明の効果 本発明は、以上のように構成されているから、オゾン発
生部を構成する内筒及び外筒と冷ム［ｊ管が同−缶体内
に配設され、同一の冷却器又は同一の冷ム１］水で冷却
され、内筒の冷却媒体用の循環ポンプや熱交換器を不要
として簡易な構成とし、保守を容易にすると共に製作費
を低減することができる。又、従来のように金属管に誘
電体をライニングする必要もないから製作か容易と４Ｔ
ろ。、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のオゾン発生装置〆ｊの一実施例を示す
断面図、第２図は第１図と胃なる本発明の−・実施例を
示す断面図、第３図は第２図の八−Ａ線に沿って切断し
矢印方向に児た断面図、第４図は第１図乃至第３図と異
なる本発明の他の実施例を＝　１２− 示す断面図、第５図は従来のオゾン発生装置を示す断面
図、第６図は第５図と異なる従来のＡ−シン発生装置を
示す断面図て必る。 ４・・・放電ギャップ、１１・・・電源装置２１・・・
缶体、２２・・・第１の冷却媒体２５・・・オゾン発生
部、２６・・・外筒２７・・・内筒、３０・・・冷却管 ３１・・・第２の冷却媒体 （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（はか　
１名） 第１図 第２図 第３図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気絶縁性を有する第１の冷却媒体を循環可能とした缶
   体と、この缶体の内部に配設され、原料ガスの供給口及
   びオゾンガスの排出口を備え、セラミックス又は石英ガ
   ラスから形成されて導電性被膜を塗布された外筒と、こ
   の外筒に放電ギャップを形成するように略同心状に配設
   され、電源装置の高圧側に接続される導電性を有する第
   ２の冷却媒体を封入した内筒と、この内筒に絶縁材から
   形成された導管を介して前記第２の冷却媒体が循環する
   ように連結され、絶縁材から形成されて前記第１の冷却
   媒体で冷却される冷却管から構成したオゾン発生装置。