JP2000226202A - 管型オゾン発生装置 - Google Patents
管型オゾン発生装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 管型オゾン発生装置の放電ギャップGを経済
的に縮小する。 【解決手段】 管状の外側電極20と管状の内側電極4
0の間に挿入されて、少なくとも一方の電極との間に放
電空隙50を形成する管状の誘電体30として、外径が
20mm以下の小径ガラス管を使用する。
的に縮小する。 【解決手段】 管状の外側電極20と管状の内側電極4
0の間に挿入されて、少なくとも一方の電極との間に放
電空隙50を形成する管状の誘電体30として、外径が
20mm以下の小径ガラス管を使用する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は管型オゾン発生装置
に関する。
に関する。
【0002】
【従来の技術】オゾン発生装置は放電セルの基本形状に
よって板型と管型に大別される。従来の典型的な管型オ
ゾン発生装置では、図3に示すように、円筒形状の金属
タンク1の両端開口部を塞ぐ端板2,2間に、両端板を
貫通して複数本の金属管3,3・・が並列状態で架設さ
れる。各金属管3は低圧電極で、その内部に隙間をあけ
て挿通された管状の誘電体4と、誘電体4の内部にその
内周面に接して設けられた管状の高圧電極5とで放電エ
レメントを構成し、誘電体4との間に環状の放電空隙6
を形成する。誘電体4の一端部には、内部への原料ガス
の流入を阻止するために成形により閉止部7が形成され
ている。
よって板型と管型に大別される。従来の典型的な管型オ
ゾン発生装置では、図3に示すように、円筒形状の金属
タンク1の両端開口部を塞ぐ端板2,2間に、両端板を
貫通して複数本の金属管3,3・・が並列状態で架設さ
れる。各金属管3は低圧電極で、その内部に隙間をあけ
て挿通された管状の誘電体4と、誘電体4の内部にその
内周面に接して設けられた管状の高圧電極5とで放電エ
レメントを構成し、誘電体4との間に環状の放電空隙6
を形成する。誘電体4の一端部には、内部への原料ガス
の流入を阻止するために成形により閉止部7が形成され
ている。
【0003】オゾンを発生させるときは、複数の低圧電
極3,3・・の内面側に形成された放電空隙6,6・・
に、一方の端板2の側から同時並行的に原料ガスを流通
させる。原料ガスは酸素ガス又は酸素ガスを含む混合ガ
スである。また、金属タンク1内に冷却水を流通させ
る。この状態で、誘電体4,4・・内側の高圧電極5,
5・・に所定の高電圧を印加し、放電空隙6,6・・で
無声放電を発生させる。これにより、原料ガスは各放電
空隙6を通過する途中で無声放電に曝されてオゾン化
し、他方の端板2の側へオゾンガスとして取り出され
る。
極3,3・・の内面側に形成された放電空隙6,6・・
に、一方の端板2の側から同時並行的に原料ガスを流通
させる。原料ガスは酸素ガス又は酸素ガスを含む混合ガ
スである。また、金属タンク1内に冷却水を流通させ
る。この状態で、誘電体4,4・・内側の高圧電極5,
5・・に所定の高電圧を印加し、放電空隙6,6・・で
無声放電を発生させる。これにより、原料ガスは各放電
空隙6を通過する途中で無声放電に曝されてオゾン化
し、他方の端板2の側へオゾンガスとして取り出され
る。
【0004】このような管型オゾン発生装置に使用され
る環状の誘電体4としては、外径が70〜80mmのガ
ラス管がもっぱら用いられている。ガラス管が使用され
るのは、管体への成形が容易で経済性に優れること、比
較的高い外径精度が簡単に得られることなどが理由であ
る。また、その外径が70〜80mmに設定されている
のは、大容量のオゾン発生のためには、1セルユニット
当たりのオゾン発生量を上げるのが有利であると考えら
れていたこと、極端な大径は工作上、取扱上不利である
ことなどが理由である。
る環状の誘電体4としては、外径が70〜80mmのガ
ラス管がもっぱら用いられている。ガラス管が使用され
るのは、管体への成形が容易で経済性に優れること、比
較的高い外径精度が簡単に得られることなどが理由であ
る。また、その外径が70〜80mmに設定されている
のは、大容量のオゾン発生のためには、1セルユニット
当たりのオゾン発生量を上げるのが有利であると考えら
れていたこと、極端な大径は工作上、取扱上不利である
ことなどが理由である。
【0005】また、放電空隙6のギャップ量Gについて
は、これまでは1.2mm以上が選択されていた。しか
し、最近のオゾン発生装置では、放電ギャップ量Gを小
さくすることが一つの傾向になっており、管型も例外で
はない。これは、放電ギャップ量Gを小さくすることに
より、放電空隙6の冷却効率が上がり、これによりオゾ
ンガスの高濃度化が可能になること、電子エネルギーレ
ベルの関係でオゾン発生に適した放電効果が得られるこ
となどが理由とされている。このようなことから、最近
の管型オゾン発生装置では、放電ギャップ量Gを0.6
mm以下にするのが主流になりつつある。
は、これまでは1.2mm以上が選択されていた。しか
し、最近のオゾン発生装置では、放電ギャップ量Gを小
さくすることが一つの傾向になっており、管型も例外で
はない。これは、放電ギャップ量Gを小さくすることに
より、放電空隙6の冷却効率が上がり、これによりオゾ
ンガスの高濃度化が可能になること、電子エネルギーレ
ベルの関係でオゾン発生に適した放電効果が得られるこ
となどが理由とされている。このようなことから、最近
の管型オゾン発生装置では、放電ギャップ量Gを0.6
mm以下にするのが主流になりつつある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしなから、管型オ
ゾン発生装置では、放電ギャップ量Gを縮小することは
著しい経済性の悪化を伴う。
ゾン発生装置では、放電ギャップ量Gを縮小することは
著しい経済性の悪化を伴う。
【0007】即ち、放電ギャップ量Gを縮小すると、そ
の均一性(ギャップ公差)が厳しくなる。従って、放電
ギャップ量Gを縮小するためには、放電空隙6に接する
低圧電極3の内径精度と、同じく放電空隙6に接するガ
ラス管(誘電体4)の外径精度を高めることが必要とな
る。ここで、低圧電極3の内径精度については、その低
圧電極3としてステンレス鋼管が使用されていることか
ら市販品のままで問題はないが、ガラス管の外径精度に
ついては、市販品のままでは精度が低く問題がある。こ
のために、微小ギャップタイプの高濃度オゾン発生装置
に使用されるガラス管には、市販品を高温加熱により再
成形を施したものが用いられており、この再成形ガラス
管の価格が非常に高くなっている。また、ガラス管を再
加熱するため、ガラス管への熱歪みによる機械強度の低
下が懸念される。
の均一性(ギャップ公差)が厳しくなる。従って、放電
ギャップ量Gを縮小するためには、放電空隙6に接する
低圧電極3の内径精度と、同じく放電空隙6に接するガ
ラス管(誘電体4)の外径精度を高めることが必要とな
る。ここで、低圧電極3の内径精度については、その低
圧電極3としてステンレス鋼管が使用されていることか
ら市販品のままで問題はないが、ガラス管の外径精度に
ついては、市販品のままでは精度が低く問題がある。こ
のために、微小ギャップタイプの高濃度オゾン発生装置
に使用されるガラス管には、市販品を高温加熱により再
成形を施したものが用いられており、この再成形ガラス
管の価格が非常に高くなっている。また、ガラス管を再
加熱するため、ガラス管への熱歪みによる機械強度の低
下が懸念される。
【0008】本発明の目的は、放電ギャップ量Gを経済
的に縮小できる管型オゾン発生装置を提供することにあ
る。
的に縮小できる管型オゾン発生装置を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の管型オゾン発生
装置は、管状の外側電極と、外側電極内に隙間をあけて
挿入される管状の内側電極と、両方の電極間に挿入され
て少なくとも一方の電極との間に環状の放電空隙を形成
する管状の誘電体とを備えた管型オゾン発生装置におい
て、環状の誘電体として、外径が20mm以下の小径ガ
ラス管を用いたものである。
装置は、管状の外側電極と、外側電極内に隙間をあけて
挿入される管状の内側電極と、両方の電極間に挿入され
て少なくとも一方の電極との間に環状の放電空隙を形成
する管状の誘電体とを備えた管型オゾン発生装置におい
て、環状の誘電体として、外径が20mm以下の小径ガ
ラス管を用いたものである。
【0010】表1はガラス管の市販品における外径、外
径精度及び肉厚の関係を示している。この表から分かる
ように、ガラス管の市販品は、外径が小さくなるほど外
径の精度が向上する傾向がある。0.6mm以下の放電
ギャップ量Gに対応できる外径精度は、内外電極の径精
度を考慮すれば、ガラス管の側では±0.3mm以下で
あるため、外径が20mm以下の小径ガラス管を使用す
れば、市販品のままでこの外径精度が得られる。ちなみ
に、外径70〜80mmの市販ガラス管の外径精度は±
1.3mmである。
径精度及び肉厚の関係を示している。この表から分かる
ように、ガラス管の市販品は、外径が小さくなるほど外
径の精度が向上する傾向がある。0.6mm以下の放電
ギャップ量Gに対応できる外径精度は、内外電極の径精
度を考慮すれば、ガラス管の側では±0.3mm以下で
あるため、外径が20mm以下の小径ガラス管を使用す
れば、市販品のままでこの外径精度が得られる。ちなみ
に、外径70〜80mmの市販ガラス管の外径精度は±
1.3mmである。
【0011】
【表1】
【0012】これに加え、小径ガラス管の使用には以下
のような利点もある。
のような利点もある。
【0013】ガラス管の外面側のみに放電空隙が形成さ
れる場合、即ち、ガラス管の内周面に内側電極が接する
場合、管内へのガス流通を阻止するために、ガラス管の
少なくとも一端部を閉止する必要がある。その閉止手段
としてはプラグが経済的であるが、大径ガラス管の場合
は管内外の圧力差によりプラグが抜けるおそれがあるた
め、図3のように成形による閉止部7が設けられてい
た。そして、この成形による管端閉止にはコストがかか
る。しかるに、小径ガラス管の場合は、管端部内に挿入
されるプラグにより、経済的にこの管端閉止が行われ
る。
れる場合、即ち、ガラス管の内周面に内側電極が接する
場合、管内へのガス流通を阻止するために、ガラス管の
少なくとも一端部を閉止する必要がある。その閉止手段
としてはプラグが経済的であるが、大径ガラス管の場合
は管内外の圧力差によりプラグが抜けるおそれがあるた
め、図3のように成形による閉止部7が設けられてい
た。そして、この成形による管端閉止にはコストがかか
る。しかるに、小径ガラス管の場合は、管端部内に挿入
されるプラグにより、経済的にこの管端閉止が行われ
る。
【0014】小径ガラス管を使用すると、1エレメント
当たりのオゾン発生量は低減するが、エレメント内外の
デッドスペースが小さくなり、その集積度が上がるた
め、オゾン発生装置全体としては従来と同等或いは従来
以上のオゾンガス容量が確保される。
当たりのオゾン発生量は低減するが、エレメント内外の
デッドスペースが小さくなり、その集積度が上がるた
め、オゾン発生装置全体としては従来と同等或いは従来
以上のオゾンガス容量が確保される。
【0015】ガラス管が小径になると、ガラス管や外側
電極としての金属管の取扱性が上がる上に、金属管の両
端の端板への溶接も小型の自動溶接機により簡単かつ経
済的に行われる。これにより、微小ギャップタイプの高
濃度オゾン発生装置の製作コストが一層下がる。
電極としての金属管の取扱性が上がる上に、金属管の両
端の端板への溶接も小型の自動溶接機により簡単かつ経
済的に行われる。これにより、微小ギャップタイプの高
濃度オゾン発生装置の製作コストが一層下がる。
【0016】ガラス管の市販品の場合、外径が小さくな
るとこれに連れて肉厚も薄くなる。ガラス管が薄肉化さ
れると、ガラス管での電圧降下が小さくなり、駆動電圧
の低下が可能になる。駆動電圧が低くなることにより、
放電エレメント及び電源の昇圧用トランスの絶縁も容易
となり、信頼性が向上する。
るとこれに連れて肉厚も薄くなる。ガラス管が薄肉化さ
れると、ガラス管での電圧降下が小さくなり、駆動電圧
の低下が可能になる。駆動電圧が低くなることにより、
放電エレメント及び電源の昇圧用トランスの絶縁も容易
となり、信頼性が向上する。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は本発明の実施形態に係る管型
オゾン発生装置の放電セル部の縦断側面図、図2は同放
電セル部の正面図である。
基づいて説明する。図1は本発明の実施形態に係る管型
オゾン発生装置の放電セル部の縦断側面図、図2は同放
電セル部の正面図である。
【0018】本実施形態に係る管型オゾン発生装置は、
冷却水が流通する円筒形状の金属タンク10と、金属タ
ンク10の円筒部11の内側に並行に設けられた複数の
円筒型放電エレメントと備えている。
冷却水が流通する円筒形状の金属タンク10と、金属タ
ンク10の円筒部11の内側に並行に設けられた複数の
円筒型放電エレメントと備えている。
【0019】各エレメントは、金属タンク10の両端の
端板12,12を貫通して端板12,12間に架設され
た管状の外側電極20と、外側電極20の内側に隙間を
あけて同心状に配置された誘電体としての小径ガラス管
30と、小径ガラス管30内にその内周面に接して設け
られた管状の内側電極40とを備えている。
端板12,12を貫通して端板12,12間に架設され
た管状の外側電極20と、外側電極20の内側に隙間を
あけて同心状に配置された誘電体としての小径ガラス管
30と、小径ガラス管30内にその内周面に接して設け
られた管状の内側電極40とを備えている。
【0020】管状の外側電極20は低圧電極で、ステン
レス鋼管からなり、両端部が金属タンク10の両端の端
板12,12に設けられた丸孔の周囲に溶接されること
により、金属タンク10と一体化されている。外側電極
20の外径は、後述する小径ガラス管30の使用に伴っ
て縮小されている。なお、金属タンク10も外側電極2
0と同じくステンレス鋼からなる。
レス鋼管からなり、両端部が金属タンク10の両端の端
板12,12に設けられた丸孔の周囲に溶接されること
により、金属タンク10と一体化されている。外側電極
20の外径は、後述する小径ガラス管30の使用に伴っ
て縮小されている。なお、金属タンク10も外側電極2
0と同じくステンレス鋼からなる。
【0021】誘電体としての小径ガラス管30はホウケ
イ酸ガラスからなり、外径が20mm以下の市販品で薄
肉である。この小径ガラス管30は図示されないスペー
サによって外側電極20内に同心状に保持され、外側電
極20との間に環状の放電空隙50を形成する。放電空
隙50のギャップ量Gは、0.6mm以下に制限されて
いる。小径ガラス管30の一方の端部は、当該端部内に
圧入されたプラグ31によって閉止されている。プラグ
31の材質はフッ素樹脂である。
イ酸ガラスからなり、外径が20mm以下の市販品で薄
肉である。この小径ガラス管30は図示されないスペー
サによって外側電極20内に同心状に保持され、外側電
極20との間に環状の放電空隙50を形成する。放電空
隙50のギャップ量Gは、0.6mm以下に制限されて
いる。小径ガラス管30の一方の端部は、当該端部内に
圧入されたプラグ31によって閉止されている。プラグ
31の材質はフッ素樹脂である。
【0022】環状の内側電極40は高圧電極で、外側電
極20と同じくステンレス鋼管からなる。
極20と同じくステンレス鋼管からなる。
【0023】このような構成の放電エレメントは、金属
タンク10の円筒部11の内側に十分な集積度をもって
並列配置されている。各セルモジュールの内側電極40
(高圧電極)は高圧電源に並列に接続されており、外側
電極20(低圧電極)は金属タンク10を介して接地さ
れている。
タンク10の円筒部11の内側に十分な集積度をもって
並列配置されている。各セルモジュールの内側電極40
(高圧電極)は高圧電源に並列に接続されており、外側
電極20(低圧電極)は金属タンク10を介して接地さ
れている。
【0024】オゾンを発生させるときは、金属タンク1
0内に冷却水を流通させ、各セルモジュールの放電空隙
50に原料ガスを流通させる。この状態で、各セルモジ
ュールの内側電極40(高圧電極)に所定の高電圧を印
加し、放電空隙50で無声放電を発生させる。これによ
り、放電空隙50を流通する原料ガスがオゾンガスとな
る。
0内に冷却水を流通させ、各セルモジュールの放電空隙
50に原料ガスを流通させる。この状態で、各セルモジ
ュールの内側電極40(高圧電極)に所定の高電圧を印
加し、放電空隙50で無声放電を発生させる。これによ
り、放電空隙50を流通する原料ガスがオゾンガスとな
る。
【0025】ここで、放電空隙50のギャップ量Gは
0.6mm以下に制限されている。放電空隙50に外側
から接する外側電極20(低圧電極)はステンレス鋼管
からなるため、その内径精度は公差0.3mm以下と高
い。放電空隙50に内側から接する小径ガラス管30は
市販品であるが、外径が20mm以下であるため、その
外径精度は公差0.3mm以下と高い(表1)。これら
のため、0.6mm以下のギャップ量Gは、その公差を
満足できるものとなり、これにより、高濃度オゾンの発
生を可能とする。
0.6mm以下に制限されている。放電空隙50に外側
から接する外側電極20(低圧電極)はステンレス鋼管
からなるため、その内径精度は公差0.3mm以下と高
い。放電空隙50に内側から接する小径ガラス管30は
市販品であるが、外径が20mm以下であるため、その
外径精度は公差0.3mm以下と高い(表1)。これら
のため、0.6mm以下のギャップ量Gは、その公差を
満足できるものとなり、これにより、高濃度オゾンの発
生を可能とする。
【0026】しかも、小径ガラス管30は市販品である
ため、安価である。更に、その端部処理もプラグ31に
より経済的に行われ、外側電極20(低圧電極)の溶接
も小径管用の小型溶接機により経済的に行われる。従っ
て、微小ギャップタイプの高濃度オゾン発生装置として
は、その製作コストが大幅に低減する。
ため、安価である。更に、その端部処理もプラグ31に
より経済的に行われ、外側電極20(低圧電極)の溶接
も小径管用の小型溶接機により経済的に行われる。従っ
て、微小ギャップタイプの高濃度オゾン発生装置として
は、その製作コストが大幅に低減する。
【0027】更に又、オゾン発生装置全体としての容量
は、放電エレメントの集積度を高めることにより、十分
に確保されている。
は、放電エレメントの集積度を高めることにより、十分
に確保されている。
【0028】なお、放電空隙50のギャップ量Gは、オ
ゾンガスの高濃度化の観点からは小さい程よく、0.5
mm以下が特に好ましいが、ガラス管が市販品の場合、
市販品の公差累積値より微少化はできないので、0.3
mmが下限となる。
ゾンガスの高濃度化の観点からは小さい程よく、0.5
mm以下が特に好ましいが、ガラス管が市販品の場合、
市販品の公差累積値より微少化はできないので、0.3
mmが下限となる。
【0029】また放電空隙50は、上記実施形態では小
径ガラス管30の外面側に形成されているが、内面側、
或いは内外面側に形成することも可能である。小径ガラ
ス管30の内径精度は外径精度と同様に良好である。
径ガラス管30の外面側に形成されているが、内面側、
或いは内外面側に形成することも可能である。小径ガラ
ス管30の内径精度は外径精度と同様に良好である。
【0030】
【発明の効果】以上に述べたとおり、本発明の管型オゾ
ン発生装置は、管状の誘電体として外径が20mm以下
の小径ガラス管を使用したことにより、放電ギャップ量
を縮小したときの厳密なギャップ均一性を市販品のまま
で簡単に確保できる。従って、高濃度のオゾンガスを経
済的に発生させることができる。
ン発生装置は、管状の誘電体として外径が20mm以下
の小径ガラス管を使用したことにより、放電ギャップ量
を縮小したときの厳密なギャップ均一性を市販品のまま
で簡単に確保できる。従って、高濃度のオゾンガスを経
済的に発生させることができる。
【図1】本発明の実施形態に係る管型オゾン発生装置の
放電セル部の縦断側面図である。
放電セル部の縦断側面図である。
【図2】同放電セル部の正面図である。
【図3】従来の管型オゾン発生装置の放電セル部の縦断
側面図である。
側面図である。
10 金属タンク 20 外側電極(低圧電極) 30 小径ガラス管 31 プラグ 40 内側電極(高圧電極) 50 放電空隙 60 高圧電源
Claims (4)
- 【請求項1】 管状の外側電極と、外側電極内に隙間を
あけて挿入される管状の内側電極と、両方の電極間に挿
入されて少なくとも一方の電極との間に環状の放電空隙
を形成する管状の誘電体とを備えた管型オゾン発生装置
において、環状の誘電体が、外径20mm以下の小径ガ
ラス管であることを特徴とする管型オゾン発生装置。 - 【請求項2】 小径ガラス管は再成形を受けない市販品
であることを特徴とする請求項1に記載の管型オゾン発
生装置。 - 【請求項3】 放電空隙のギャップ量Gが0.6mm以
下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の管型
オゾン発生装置。 - 【請求項4】 小径ガラス管の内周面に内側電極が接し
て小径ガラス管の外面側のみに放電空隙が形成され、小
径ガラス管の少なくとも一端部が当該端部内に挿入され
るプラグにより閉止されることを特徴とする請求項1、
2又は3に記載の管型オゾン発生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11030359A JP2000226202A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 管型オゾン発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11030359A JP2000226202A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 管型オゾン発生装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000226202A true JP2000226202A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=12301677
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11030359A Pending JP2000226202A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 管型オゾン発生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000226202A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007108142A1 (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Mitsubishi Electric Corporation | オゾン発生装置 |
JP2012144425A (ja) * | 2010-12-21 | 2012-08-02 | Toshiba Corp | オゾン発生装置 |
CN109236423A (zh) * | 2017-07-10 | 2019-01-18 | 东北林业大学 | 三段式低温等离子体木纤维柴油车尾气污染物净化器 |
-
1999
- 1999-02-08 JP JP11030359A patent/JP2000226202A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007108142A1 (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Mitsubishi Electric Corporation | オゾン発生装置 |
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