JPS6355106A - 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、湿式オゾン酸化同時脱硫脱硝プラント、上水
の殺菌、凍原処理装置における廃水の脱色、下水の殺菌
、ＣＯＤ処理などに使用されるオゾン発生装置、とくに
パルス電流の流れを円滑にしてオゾン生成量の増大と空
間利用率の向上を図り得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、無声放電式と呼ばれるオゾン発生装置は、第７
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、−様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、ｒは原料ガス入口、９は生成オゾ
ン含をガス出口である。

［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か小さいため原料
空気の流量か制限され、一定量のオシンを生産するには
電極面積を大きく設定する必要かあり、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などの間層点があった。

上述の問題点を解決するため、高圧パルス放電および種
電子発生装置を組み合わせたオゾン発生装置（特願昭６
０−２６３４７６号参照）およびこの装置のプラス電極
にさらに突起を設けたオゾン発生装置が本願と同一の出
願人によって提案されている。

しかし、これらの改良型オゾン発生装置の作動を観察す
ると、放電空間内のオゾン濃度が上昇するにつれて放電
電流が低下して来る現象が見られる。この理由は、発生
オゾンの電子親和力が強いため周囲の電子が発生オゾン
に付着して負イオンをつくり、また、空気中の成分ガス
が電子を放出して陽イオンになるため、これらのイオン
雲が放電空間内に滞溜して放電電流の流れを抑制するた
めである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点に鑑み、イオン雲を放電空間か
ら除去して放ｆ［流の流れを円滑にし、オゾン生成口の
増大と空間利用効率の向上を図る目的でなしたもので、
その構成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１．０ＪＩＳ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さ
れ放電空間内に突出する多数の突起を有するプラス電極
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配置した種電子発生
装置と、少くとも一方の電極にコロナ放電開始電圧以下
の逆バイアス電圧を常時印加する逆バイアス直流電源装
置とを備えたものである。

［作　　　用］ 高圧パルス放電が無電圧になったとき、逆バイアス電圧
の作用によってプラス電極はマイナスに、また、マイナ
ス電極はプラスとなる。このため、イオン雲を構成する
陽イオンはプラス電極に、また、負イオンはマイナス電
極にそれぞれひきつけられ放電空間から除去される。従
って、次回放電時に放電電流が円滑に流れる。

［実　施　例］ 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４図は本発明の第１の実施例を示すもので、
本実施例における電極は、円筒状に形成され内側に多数
の、先端か尖った突起１を突設したプラス電極２と、こ
のプラス電極２内に同心に配置され多数の孔３を有する
多孔部４、孔３のない筒状部５，５、多孔部４の内側に
配した隔壁膜６などからなる筒状のマイナス電極７と、
このマイナス電極７の中心部に配置され熱電子を放出す
る線状のカソード９によって構成され、プラス電極２と
マイナス電極７間が放電空間８を形成する。また、プラ
ス電極２の両端部に、空気または原料ガスの取入口１１
および生成オゾン含有ガス取出口１２が設けられている
。

プラス電極２は、マイナス側を接地した、パルス幅数１
０９Ｓ以下の高圧パルス電源装置ＩＯのプラス側にコン
デンサ１３を介して接続され、カソード９はプラス側を
前記高圧パルス電源装置１０のマイナス側に接続した、
これと同形の高圧パルス電源装置１０のマイナス側に接
続され、さらに、プラス電極２は、コロナ放電開始電圧
以下の逆バイアス直流電源装置１４のマイナス側に抵抗
１５を介して接続されている。また、マイナス電極７の
内部空間１Ｂは真空に保持されている。

なお、図中、２１は絶縁碍子である。

次に、本装置の作動について説明する。各電極２，７お
よびカソード９に高圧パルス電圧を印加すると、カソー
ド９から図示しない熱電子（以下種電子と呼ぶ）が飛び
出しく矢印ｈ）、隔壁膜６および孔３を貫通して放電空
間８内に進入する。この際、高圧パルス電圧によって突
起ｌとマイナス電極７間に放電が起り、前記種電子を種
として細密で均一な電子ストリーマ１７が形成され（第
２図参照）、ここを通過する空気またはガス中の酸素を
オゾンに変える。この際、突起１の先端が尖っているほ
ど電子ストリーマ１７は細密に形成され、オゾン発生に
有利な状況をつくり出す。

しかし、放電空間８内を流れる空気流の下流に行くのに
従って生成オゾン濃度が高いため、後述するように放電
空間８内に各種陽イオン、陰イオンか多量に滞溜し、こ
れを放置すると放電電流が抑制されストリーマ１７も不
均一に且つ短かくなる（第３図参照）。すなわち、下流
側の突起１の周辺には、電子との結合力が強いため電子
と結合して負に帯電したオゾン０３１８および放電によ
って電子を放出した酸素イオン０２１９、窒素イオンＮ
２２０などが多数集合してイオン雲２２を形成しく第４
図参照）、このイオン雲２２が放電を妨げオゾン生成量
を低下させようとする。これに対し、本発明では、コロ
ナ放電開始電圧以下の逆バイアス電圧をプラス電極２に
常時印加しであるので、パルス電圧が無電圧になったと
き陽イオン１９．２０はプラス電極２側に、また、陰イ
オン１８はマイナス電極７側にそれぞれ移動し、放電空
間８内から除去される。

従って、次にパルス電圧が印加されたとき放電電流が円
滑に流れ、また、ストリーマ１７も長く延び、その結果
、オゾン生成量が増大し、空間利用率も向上する。

本発明の第２の実施例を第５図に示す。この例は、プラ
ス電極２ａおよびマイナス電極７ａを板状に形成して相
互に平行に配置し、マイナス電極７ａの反プラス電極側
に設けた内部空間１６内に複数本のカソード９をマイナ
ス電極７ａに平行に配置してあり、これ以外は第１の実
施例と変わるところはない。

本発明の第３の実施例を第６図に示す。この例は逆バイ
アス直流電源装置１４のプラス側をマイナス電極７に接
続し、第１図に示したコンデンサ１３および抵抗１５を
取り除いたものであり、それ以外は第１の実施例と変わ
るところはない。

尚、本発明は前述の実施例にのみ限定されるものではな
く、例えばカソードから熱電子を放出させる代りにアイ
ソトープ、電子ビーム発生装置などを適用してもよくま
た紫外線あるいはＸ線などによる光電離電子発生装置を
使用してもよいことなど、その池水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
。

（１）　　コロナ放電開始電圧以下の逆バイアス電圧を
常時印加しであるので放電電流を円滑に流すことが可能
になり、オゾン発生量の増大および電力効率またはオゾ
ン生成効率の向上を図り得る。

（ｎ）　　プラス電極に突起を設けたので、放電時、安
定した細密なストリーマを発生させることが可能となり
、オゾン生成効率および空間利用率の向上を図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は切断側面図、第２図は良好なストリーマの発生状
況の説明図、第３図は不良なストリーマの発生状況の説
明図、第４図はイオン雲の発生状況の説明図、第５図は
本発明の第２の実施例を示す切断側面図、第６図は本発
明の第３の実施例を示す切断側面図、第７図は従来のオ
ゾン発生装置の説明図である。 図中、■は突起、２，２ａはプラス電極、７，７ａはマ
イナス電極、８は放電空間、９はカソード、１０は高圧
パルス電源装置、１４は逆バイアス直流電源装置を示す
。

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され放電空間
   内に突出する多数の突起を有するプラス電極と、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配置した種電子発生装置と、少
   くとも一方の電極にコロナ放電開始電圧以下の逆バイア
   ス電圧を常時印加する逆バイアス直流電源装置とを備え
   たことを特徴とするオゾン発生装置。