JP3055206B2 - オゾン発生管の破損検出回路 - Google Patents
オゾン発生管の破損検出回路Info
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- JP3055206B2 JP3055206B2 JP3106158A JP10615891A JP3055206B2 JP 3055206 B2 JP3055206 B2 JP 3055206B2 JP 3106158 A JP3106158 A JP 3106158A JP 10615891 A JP10615891 A JP 10615891A JP 3055206 B2 JP3055206 B2 JP 3055206B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、オゾンを発生するオ
ゾン発生管が破損したことを検出するオゾン発生管の破
損検出回路に関する。
ゾン発生管が破損したことを検出するオゾン発生管の破
損検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】オゾンは強力な酸化作用を有し、脱色や
脱臭に大きな効果を発揮するので、下水処理場などで多
用されている。
脱臭に大きな効果を発揮するので、下水処理場などで多
用されている。
【０００３】図７はオゾン発生管の構造の例を表した構
造図である。オゾン発生管は円筒状の第１電極３１と第
２電極３２とを同心円状に配置した構成であるが、第１
電極３１の内側にはガラスなどの誘電体３３を挿入して
いる。ここで第１電極３１と第２電極３２との空隙に酸
素分子を含んだ気体、例えば空気を流しておき、この状
態で両電極間に交流電源１を接続し、交流高電圧を印加
して充放電を繰り返させることにより、酸素分子をオゾ
ンに変換している。尚、第２電極の内部には冷却用の水
を流している。
造図である。オゾン発生管は円筒状の第１電極３１と第
２電極３２とを同心円状に配置した構成であるが、第１
電極３１の内側にはガラスなどの誘電体３３を挿入して
いる。ここで第１電極３１と第２電極３２との空隙に酸
素分子を含んだ気体、例えば空気を流しておき、この状
態で両電極間に交流電源１を接続し、交流高電圧を印加
して充放電を繰り返させることにより、酸素分子をオゾ
ンに変換している。尚、第２電極の内部には冷却用の水
を流している。
【０００４】図８はオゾン発生管が充電する際の等価回
路図であり、図９はオゾン発生管が放電する際の等価回
路図である。即ち充電時は誘電体３３と両電極間の空隙
とが静電容量の直列接続回路になっているが、放電時は
前述の空隙は短絡となり、誘電体３３のみが静電容量に
なっていることを示している。
路図であり、図９はオゾン発生管が放電する際の等価回
路図である。即ち充電時は誘電体３３と両電極間の空隙
とが静電容量の直列接続回路になっているが、放電時は
前述の空隙は短絡となり、誘電体３３のみが静電容量に
なっていることを示している。
【０００５】図１０はオゾン発生管を使用したオゾン発
生回路の従来例を示した回路図であって、オゾン発生管
３とこれを保護するためのヒューズ４とを直列に接続
し、この直列回路の複数を並列に接続し、これに交流電
源１と昇圧変圧器２とで得られる交流高電圧を印加する
ことで充放電を繰り返し、放電時の電子と酸素分子との
反応によりオゾンを生成している。
生回路の従来例を示した回路図であって、オゾン発生管
３とこれを保護するためのヒューズ４とを直列に接続
し、この直列回路の複数を並列に接続し、これに交流電
源１と昇圧変圧器２とで得られる交流高電圧を印加する
ことで充放電を繰り返し、放電時の電子と酸素分子との
反応によりオゾンを生成している。
【０００６】図１１はオゾン発生管が充放電する際の動
作波形図であって、電源が電流源の場合の電圧・電流波
形を表しており、図１１は電圧Ｖの変化、図１１は
電流Ｉの変化である。オゾン発生管の充電時は誘電体３
３の静電容量と空隙の静電容量とが直列になり（図８参
照）、放電時は空隙部の放電により放電維持電圧に抑制
されている。それ故、オゾン発生管の等価静電容量を定
電流で充電することになるので、電圧は充電時と放電時
とでそれぞれ一定の傾きを持つことになる。図１１に
おいて、ｔ1 からｔ2 までが充電期間であり、ｔ2 から
ｔ3 までが放電期間である。
作波形図であって、電源が電流源の場合の電圧・電流波
形を表しており、図１１は電圧Ｖの変化、図１１は
電流Ｉの変化である。オゾン発生管の充電時は誘電体３
３の静電容量と空隙の静電容量とが直列になり（図８参
照）、放電時は空隙部の放電により放電維持電圧に抑制
されている。それ故、オゾン発生管の等価静電容量を定
電流で充電することになるので、電圧は充電時と放電時
とでそれぞれ一定の傾きを持つことになる。図１１に
おいて、ｔ1 からｔ2 までが充電期間であり、ｔ2 から
ｔ3 までが放電期間である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、誘電体３３
は前述したように一般にガラス等で構成しているので、
オゾン発生管が運転中に熱などのストレスを受けて破損
することがある。この誘電体３３が破損すると放電時に
は電源短絡となるので、ヒューズ４が作動して破損した
誘電体３３に属するオゾン発生管３を回路から切り離
す。しかしオゾン発生管が破損する度毎に運転を停止し
て破損したオゾン発生管３を交換していたのでは、手間
もかかるし効率が良くない。そこでオゾン発生管３の破
損本数がある値になるまでは交換をせずにそのまま運転
を継続するようにしている。しかしながら、オゾン発生
管３の破損は何時発生するか不明であるし、破損したか
否かは機側で目視により確認しなければならない不便が
あった。
は前述したように一般にガラス等で構成しているので、
オゾン発生管が運転中に熱などのストレスを受けて破損
することがある。この誘電体３３が破損すると放電時に
は電源短絡となるので、ヒューズ４が作動して破損した
誘電体３３に属するオゾン発生管３を回路から切り離
す。しかしオゾン発生管が破損する度毎に運転を停止し
て破損したオゾン発生管３を交換していたのでは、手間
もかかるし効率が良くない。そこでオゾン発生管３の破
損本数がある値になるまでは交換をせずにそのまま運転
を継続するようにしている。しかしながら、オゾン発生
管３の破損は何時発生するか不明であるし、破損したか
否かは機側で目視により確認しなければならない不便が
あった。
【０００８】そこでこの発明の目的は、誘電体の破損に
より回路から切り離されたオゾン発生管の数を容易に検
出出来るようにすることにある。
より回路から切り離されたオゾン発生管の数を容易に検
出出来るようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明の破損検出回路は、対向している２つの電
極の間に誘電体を挿入しているオゾン発生管とヒューズ
との直列回路の複数を並列接続して交流電源に接続し、
前記オゾン発生管の両電極間の空隙に酸素分子を含んだ
気体を流すと共に、この両電極間に印加した交流高電圧
による充放電の繰り返しでオゾンを発生させる装置にお
いて、前記交流電源の出力電圧を微分する微分演算手段
と、前記交流電源の出力電流を予め定めた静電容量で割
り算する割り算演算手段とを備え、前記微分演算結果が
前記割り算演算結果とを比較することでオゾン発生管使
用本数の減少を検出しようとするものである。
めにこの発明の破損検出回路は、対向している２つの電
極の間に誘電体を挿入しているオゾン発生管とヒューズ
との直列回路の複数を並列接続して交流電源に接続し、
前記オゾン発生管の両電極間の空隙に酸素分子を含んだ
気体を流すと共に、この両電極間に印加した交流高電圧
による充放電の繰り返しでオゾンを発生させる装置にお
いて、前記交流電源の出力電圧を微分する微分演算手段
と、前記交流電源の出力電流を予め定めた静電容量で割
り算する割り算演算手段とを備え、前記微分演算結果が
前記割り算演算結果とを比較することでオゾン発生管使
用本数の減少を検出しようとするものである。
【００１０】
【作用】この発明は、オゾン発生管のインピーダンス特
性が静電容量と等価であることを利用するものであっ
て、オゾン発生管に印加される電圧Ｖと電流Ｉとを検出
することで数１に示す電圧方程式を得る。但しＣは静電
容量である。
性が静電容量と等価であることを利用するものであっ
て、オゾン発生管に印加される電圧Ｖと電流Ｉとを検出
することで数１に示す電圧方程式を得る。但しＣは静電
容量である。
【００１１】
【数１】
【００１２】この数１を微分演算して数２を求め、この
数２から数３を導き、この数３からオゾン発生管使用本
数の減少を検出しようとするものである。
数２から数３を導き、この数３からオゾン発生管使用本
数の減少を検出しようとするものである。
【００１３】
【数２】
【００１４】
【数３】
【００１５】オゾン発生管の数が減少していない場合は
静電容量が大きいので電圧Ｖの微分値ｄＶ／ｄｔは小で
あるが、数２で明らかなように、破損などによりオゾン
発生管の使用本数が減少すれば静電容量が小さくなり、
その結果ｄＶ／ｄｔが大きくなる。それ故オゾン発生管
使用本数の下限値に対応する静電容量Ｃを予め定めてお
き、検出電流Ｉをこの静電容量Ｃで割り算した値に比べ
て前述した電圧Ｖの微分値の方が相対的に大きくなった
ときに警報を発するようにするものである。
静電容量が大きいので電圧Ｖの微分値ｄＶ／ｄｔは小で
あるが、数２で明らかなように、破損などによりオゾン
発生管の使用本数が減少すれば静電容量が小さくなり、
その結果ｄＶ／ｄｔが大きくなる。それ故オゾン発生管
使用本数の下限値に対応する静電容量Ｃを予め定めてお
き、検出電流Ｉをこの静電容量Ｃで割り算した値に比べ
て前述した電圧Ｖの微分値の方が相対的に大きくなった
ときに警報を発するようにするものである。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を表した回路図で
あるが、交流電源１からの交流電圧を昇圧変圧器２で昇
圧し、過電流保護用のヒューズ４を備えている複数のオ
ゾン発生管３にこの交流高電圧を印加するのは、図１０
で既述の従来例回路の場合と同じである。本発明におい
ては、オゾン発生管３に印加する交流電圧Ｖを電圧検出
器１３で検出し、微分器６でこの電圧Ｖを微分し、その
微分演算結果ｄＶ／ｄｔを比較器７に与える。一方オゾ
ン発生管３に流れる電流Ｉを交流電流検出器１４で検出
し、この電流Ｉを割り算器５において静電容量Ｃで割り
算し、その割り算結果を比較器７に与える。ここで静電
容量Ｃの値は前述したようにオゾン発生管使用本数の下
限値に対応した値とする。オゾン発生管３の破損本数が
所定値以上になると、それまでは論理Ｌ信号であった比
較器７の出力が論理Ｈ信号を出力することになるので、
この出力の変化を検出してオゾン発生管３の使用本数減
少を警報する。
あるが、交流電源１からの交流電圧を昇圧変圧器２で昇
圧し、過電流保護用のヒューズ４を備えている複数のオ
ゾン発生管３にこの交流高電圧を印加するのは、図１０
で既述の従来例回路の場合と同じである。本発明におい
ては、オゾン発生管３に印加する交流電圧Ｖを電圧検出
器１３で検出し、微分器６でこの電圧Ｖを微分し、その
微分演算結果ｄＶ／ｄｔを比較器７に与える。一方オゾ
ン発生管３に流れる電流Ｉを交流電流検出器１４で検出
し、この電流Ｉを割り算器５において静電容量Ｃで割り
算し、その割り算結果を比較器７に与える。ここで静電
容量Ｃの値は前述したようにオゾン発生管使用本数の下
限値に対応した値とする。オゾン発生管３の破損本数が
所定値以上になると、それまでは論理Ｌ信号であった比
較器７の出力が論理Ｈ信号を出力することになるので、
この出力の変化を検出してオゾン発生管３の使用本数減
少を警報する。
【００１７】図２はオゾン発生管の使用本数が正常の場
合に図１に示す第１実施例回路の動作を表した動作波形
図であって、図２は電圧Ｖの変化、図２は電流Ｉの
変化、図２は割り算器５出力信号の変化、図２は微
分器６出力信号の変化、図２は比較器７出力信号の変
化をそれぞれが表している。オゾン発生管３の使用本数
が正常な場合は、静電容量Ｃが大きいため電圧Ｖの変化
は緩やかである。その結果電圧微分値は小さく、比較器
７は論理Ｌ信号を出力している。
合に図１に示す第１実施例回路の動作を表した動作波形
図であって、図２は電圧Ｖの変化、図２は電流Ｉの
変化、図２は割り算器５出力信号の変化、図２は微
分器６出力信号の変化、図２は比較器７出力信号の変
化をそれぞれが表している。オゾン発生管３の使用本数
が正常な場合は、静電容量Ｃが大きいため電圧Ｖの変化
は緩やかである。その結果電圧微分値は小さく、比較器
７は論理Ｌ信号を出力している。
【００１８】図３はオゾン発生管の使用本数が減少した
場合に図１に示す第１実施例回路の動作を表した動作波
形図であって、図３は電圧Ｖの変化、図３は電流Ｉ
の変化、図３は割り算器５出力信号の変化、図３は
微分器６出力信号の変化、図３は比較器７出力信号の
変化をそれぞれが表している。オゾン発生管３の使用本
数の減少に伴って静電容量Ｃも減少するため電圧Ｖの変
化は急激となる。その結果、電圧微分値は大となり、特
に充電時に比較器７は論理Ｈ信号を出力する。よって静
電容量Ｃの値を適切に選定しておけば、オゾン発生管３
の使用本数が所定値まで減少した時点で、比較器７の出
力信号は論理Ｌ信号から論理Ｈ信号に切り換わって警報
を発する。
場合に図１に示す第１実施例回路の動作を表した動作波
形図であって、図３は電圧Ｖの変化、図３は電流Ｉ
の変化、図３は割り算器５出力信号の変化、図３は
微分器６出力信号の変化、図３は比較器７出力信号の
変化をそれぞれが表している。オゾン発生管３の使用本
数の減少に伴って静電容量Ｃも減少するため電圧Ｖの変
化は急激となる。その結果、電圧微分値は大となり、特
に充電時に比較器７は論理Ｈ信号を出力する。よって静
電容量Ｃの値を適切に選定しておけば、オゾン発生管３
の使用本数が所定値まで減少した時点で、比較器７の出
力信号は論理Ｌ信号から論理Ｈ信号に切り換わって警報
を発する。
【００１９】図４は本発明の第２実施例を表した回路図
であるが、この第２実施例回路に使用している交流電源
１、昇圧変圧器２、オゾン発生管３、ヒューズ４、割り
算器５、微分器６、電圧検出器１３、及び交流電流検出
器１４の名称・用途・機能は図１で既述の第１実施例回
路に図示のものと同じであるから、これらの説明は省略
する。この第２実施例回路では第２割り算器１２を設け
て、微分器６の出力を割り算器５の出力で割り算し、そ
の演算結果が所定値よりも大きくなったことを警報設定
器１６で検出すれば警報を発する。
であるが、この第２実施例回路に使用している交流電源
１、昇圧変圧器２、オゾン発生管３、ヒューズ４、割り
算器５、微分器６、電圧検出器１３、及び交流電流検出
器１４の名称・用途・機能は図１で既述の第１実施例回
路に図示のものと同じであるから、これらの説明は省略
する。この第２実施例回路では第２割り算器１２を設け
て、微分器６の出力を割り算器５の出力で割り算し、そ
の演算結果が所定値よりも大きくなったことを警報設定
器１６で検出すれば警報を発する。
【００２０】図５は本発明の第３実施例を表した回路図
であって、商用電源２１からの交流を、コンバータ９と
直流リアクトル１０及びインバータ１１とで構成してい
る電流形インバータで再び交流に変換してから昇圧変圧
器２に与えていることと、直流電流検出器１５が直流電
流Ｉを検出していることと、電圧検出器１３で検出した
交流電圧を整流器８で直流に整流していることが、図１
で既述の第１実施例回路とは異なっている点であるが、
それ以外は同じである。この図５に示す構成にすれば、
電流Ｉは電流形インバータの直流電流を用いるので、電
流検出が低圧になって検出が容易になることと、電流形
インバータ制御用の電流検出器を共用出来る利点があ
る。
であって、商用電源２１からの交流を、コンバータ９と
直流リアクトル１０及びインバータ１１とで構成してい
る電流形インバータで再び交流に変換してから昇圧変圧
器２に与えていることと、直流電流検出器１５が直流電
流Ｉを検出していることと、電圧検出器１３で検出した
交流電圧を整流器８で直流に整流していることが、図１
で既述の第１実施例回路とは異なっている点であるが、
それ以外は同じである。この図５に示す構成にすれば、
電流Ｉは電流形インバータの直流電流を用いるので、電
流検出が低圧になって検出が容易になることと、電流形
インバータ制御用の電流検出器を共用出来る利点があ
る。
【００２１】図６は本発明の第４実施例を表した回路図
であって、検出電流Ｉの割り算結果と、検出電圧Ｖの微
分演算結果との比率を第２割り算器１２で求める点が前
述の第３実施例回路と異なっているが、それ以外は総て
図５で既述の第３実施例回路と同じであるから、説明は
省略する。
であって、検出電流Ｉの割り算結果と、検出電圧Ｖの微
分演算結果との比率を第２割り算器１２で求める点が前
述の第３実施例回路と異なっているが、それ以外は総て
図５で既述の第３実施例回路と同じであるから、説明は
省略する。
【００２２】
【発明の効果】この発明によれば、オゾン発生管の使用
本数の下限値に対応した静電容量を予め定めておき、オ
ゾン発生管に流れる合計電流をこの静電容量で割り算し
た値とオゾン発生管印加電圧の微分演算値とを比較し、
後者の値が前者の値よりも相対的に大きくなった時、オ
ゾン発生管の破損数が限界値に到達したことを警報する
ようにしている。それ故、誘電体が破損して回路から切
り離されるオゾン発生管の数を目視により確認しなくて
も、自動的に検出出来るので、オゾン発生管の破損本数
を確認する手間を省略出来る効果が得られる。また、オ
ゾン発生管とヒューズとの直列回路の複数を、交流を直
流に変換するコンバータとこの直流を交流に変換するイ
ンバータとで構成された交流電源に並列に接続する場合
にあっては、割り算に用いる電流値にインバータ制御用
の電流検出値（例えばコンバータの出力電流）を用いる
ので、電流検出が低圧になって検出が容易になり、オゾ
ン発生管の破損検出にインバータ制御用の電流検出器を
共用することが出来る。
本数の下限値に対応した静電容量を予め定めておき、オ
ゾン発生管に流れる合計電流をこの静電容量で割り算し
た値とオゾン発生管印加電圧の微分演算値とを比較し、
後者の値が前者の値よりも相対的に大きくなった時、オ
ゾン発生管の破損数が限界値に到達したことを警報する
ようにしている。それ故、誘電体が破損して回路から切
り離されるオゾン発生管の数を目視により確認しなくて
も、自動的に検出出来るので、オゾン発生管の破損本数
を確認する手間を省略出来る効果が得られる。また、オ
ゾン発生管とヒューズとの直列回路の複数を、交流を直
流に変換するコンバータとこの直流を交流に変換するイ
ンバータとで構成された交流電源に並列に接続する場合
にあっては、割り算に用いる電流値にインバータ制御用
の電流検出値（例えばコンバータの出力電流）を用いる
ので、電流検出が低圧になって検出が容易になり、オゾ
ン発生管の破損検出にインバータ制御用の電流検出器を
共用することが出来る。
【図１】本発明の第１実施例を表した回路図
【図２】オゾン発生管の使用本数が正常の場合に図１に
示す第１実施例回路の動作を表した動作波形図
示す第１実施例回路の動作を表した動作波形図
【図３】オゾン発生管の使用本数が減少した場合に図１
に示す第１実施例回路の動作を表した動作波形図
に示す第１実施例回路の動作を表した動作波形図
【図４】本発明の第２実施例を表した回路図
【図５】本発明の第３実施例を表した回路図
【図６】本発明の第４実施例を表した回路図
【図７】オゾン発生管の構造の例を表した構造図
【図８】オゾン発生管が充電する際の等価回路図
【図９】オゾン発生管が放電する際の等価回路図
【図１０】オゾン発生管を使用したオゾン発生回路の従
来例を示した回路図
来例を示した回路図
【図１１】オゾン発生管が充放電する際の動作波形図
１ 交流電源 ２ 昇圧変圧器 ３ オゾン発生管 ４ ヒューズ ５ 割り算器 ６ 微分器 ７ 比較器 ８ 整流器 ９ コンバータ １０ 直流リアクトル １１ インバータ １２ 第２割り算器 １３ 電圧検出器 １４ 交流電流検出器 １５ 直流電流検出器 １６ 警報設定器 ２１ 商用電源 ３１ 第１電極 ３２ 第２電極 ３３ 誘電体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01B 13/11
Claims (4)
- 【請求項１】オゾン発生管とヒューズとの直列回路の複
数を並列接続して交流電源に接続してオゾンを発生させ
る装置において、前記交流電源の出力電圧を微分する微
分演算手段と、前記交流電源の出力電流を予め定めた静
電容量で割り算する割り算演算手段と、前記微分演算手
段の出力と前記割り算演算手段の出力とを比較し、前記
微分演算手段の出力が前記割り算演算手段の出力より大
になれば警報を出力する比較手段とを備えたことを特徴
とするオゾン発生管の破損検出回路。 - 【請求項２】オゾン発生管とヒューズとの直列回路の複
数を並列接続して交流電源に接続してオゾンを発生させ
る装置において、前記交流電源の出力電圧を微分する微
分演算手段と、前記交流電源の出力電流を予め定めた静
電容量で割り算する第１割り算演算手段と、前記微分演
算手段の出力と前記第１割り算演算手段の出力との比率
を演算する第２割り算手段と、該第２割り算演算手段の
出力があらかじめ定めた値を越えれば警報を発する警報
手段とを備えたことを特徴とするオゾン発生管の破損検
出回路。 - 【請求項３】オゾン発生管とヒューズとの直列回路の複
数を並列接続し、交流を直流に変換するコンバータとこ
の直流を交流に変換するインバータとで構成された交流
電源に接続してオゾンを発生させる装置において、前記
インバータの出力電圧を整流する整流手段と、この整流
手段出力電圧を微分する微分演算手段と、前記インバー
タの制御用電流検出値を予め定めた静電容量で割り算す
る割り算演算手段と、前記微分演算手段の出力と前記割
り算演算手段の出力とを比較し、前記微分演算手段の出
力が前記割り算演算手段の出力より大になれば警報を出
力する比較手段とを備えたことを特徴とするオゾン発生
管の破損検出回路。 - 【請求項４】オゾン発生管とヒューズとの直列回路の複
数を並列接続し、交流を直流に変換するコンバータとこ
の直流を交流に変換するインバータとで構成された交流
電源に接続してオゾンを発生させる装置において、前記
インバータの出力電圧を整流する整流手段と、この整流
手段出力電圧を微分する微分演算手段と、前記インバー
タの制御用電流検出値を予め定めた静電容量で割り算す
る第１割り算演算手段と、前記微分演算手段の出力と前
記第１割り算演算手段の出力との比率を演算する第２割
り算手段と、該第２割り算演算手段の出力があらかじめ
定めた値を越えれば警報を発する警報手段とを備えたこ
とを特徴とするオゾン発生管の破損検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3106158A JP3055206B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | オゾン発生管の破損検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3106158A JP3055206B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | オゾン発生管の破損検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04338104A JPH04338104A (ja) | 1992-11-25 |
| JP3055206B2 true JP3055206B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=14426493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3106158A Expired - Fee Related JP3055206B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | オゾン発生管の破損検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3055206B2 (ja) |
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