JP3241026B2 - Ozone weather meter equipped with surface discharge type ozone generator - Google Patents
Ozone weather meter equipped with surface discharge type ozone generatorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、人工的にオゾンガ
スを発生させて、ゴム製品をはじめ、プラスチック、繊
維製品等の前記オゾンガスによる劣化現象、耐オゾン性
を試験するオゾンウェザーメーター並びにオゾンウェザ
ーメーター用オゾン発生装置、オゾン発生方法に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ozone weather meter and an ozone weather meter for artificially generating ozone gas to test the deterioration phenomenon and ozone resistance of rubber products, plastics, textiles, etc. due to the ozone gas. And an ozone generation method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、ゴム製品、自動車部品等のオゾン
ガスによる劣化現象、耐オゾン性を試験するオゾンウェ
ザーメーターにおいて、前記オゾンガスを発生させる方
法として、紫外線を利用し空気中の酸素をオゾン化する
方法と無声放電により空気中の酸素をオゾン化する方法
がある。2. Description of the Related Art Conventionally, in an ozone weather meter for testing deterioration phenomena and ozone resistance of rubber products and automobile parts due to ozone gas, as a method for generating the ozone gas, oxygen in the air is ozonized using ultraviolet rays. There is a method and a method of ozonizing oxygen in the air by silent discharge.
【０００３】前者紫外線を利用し空気中の酸素をオゾン
化する方法には、低圧水銀灯が、後者無声放電により空
気中の酸素をオゾン化する方法には、同軸円筒型無声放
電灯が用いられ、前者低圧水銀灯は、オゾン濃度２５〜
２００ｐｐｈｍの低濃度試験に、後者同軸円筒型無声放
電灯は、２００ｐｐｈｍを超える高濃度試験に使用され
ている。A low-pressure mercury lamp is used for the former method of ozonizing oxygen in the air using ultraviolet rays, and a coaxial cylindrical silent discharge lamp is used for the latter method of ozonizing oxygen in the air by silent discharge. The former low-pressure mercury lamp has an ozone concentration of 25 to
For the low concentration test of 200 pphm, the latter coaxial cylindrical type silent discharge lamp is used for the high concentration test exceeding 200 pphm.
【０００４】同軸円筒型無声放電灯を用いオゾンガスを
発生させる際、オゾン化の原料ガスに空気または酸素が
使用される。空気を使用する場合、シリカゲル等の吸湿
材で除湿し乾燥空気にして、前記同軸円筒型無声放電灯
に送り込み、オゾンガスを発生させる。また、酸素を使
用する場合には、酸素ガスボンベを準備していた。When ozone gas is generated using a coaxial cylindrical silent discharge lamp, air or oxygen is used as a raw material gas for ozonation. When air is used, the air is dehumidified with a hygroscopic material such as silica gel to produce dry air, and then sent to the coaxial cylindrical silent discharge lamp to generate ozone gas. When using oxygen, an oxygen gas cylinder was prepared.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】低圧水銀灯の場合、１
８５ｎｍ付近の波長でオゾンが発生することを利用した
ものであるが、Hartley帯（２００〜３００ｎｍ）、Hug
gins帯（３００〜３６０ｎｍ）、Chappius帯（４５０〜
８５０ｎｍ）及びWulf帯（７００〜１０００ｎｍ）にオ
ゾンの吸収帯を持っているために、オゾン収率（＝オゾ
ン発生効率）が悪く、オゾン発生量も少く、高濃度オゾ
ン試験には使えない。そのために、高濃度オゾン試験に
はオゾン発生量が多い無声放電方式の同軸円筒型無声放
電灯が使用されている。しかし、オゾン化の原料ガスと
して空気が使われる事が多く、該空気をオゾン化する
と、空気中の窒素と反応して、ＮＯｘの酸化窒素ガスが
発生してしまう欠点があり、該ＮＯｘの酸化窒素ガス
が、オゾンガスとともにオゾンウェザーメーターの試験
槽に混入してしまう問題があった。SUMMARY OF THE INVENTION In the case of a low-pressure mercury lamp, 1
Utilizing the fact that ozone is generated at a wavelength near 85 nm, Hartley band (200 to 300 nm), Hug
gins band (300-360 nm), Chappius band (450-
Since it has ozone absorption bands at 850 nm and the Wulf band (700 to 1000 nm), the ozone yield (= ozone generation efficiency) is poor, the amount of ozone generated is small, and it cannot be used for high-concentration ozone tests. For this reason, a coaxial cylindrical silent discharge lamp of a silent discharge type which generates a large amount of ozone is used in the high-concentration ozone test. However, air is often used as a raw material gas for ozonation, and if the air is ozonized, it reacts with nitrogen in the air to generate nitrogen oxide gas of NOx. There was a problem that the nitrogen gas was mixed into the test tank of the ozone weather meter together with the ozone gas.
【０００６】また、原料ガスの空気中に水分が含まれて
いるとオゾン分解を引き起こし、オゾン収率（＝オゾン
発生効率）を下げる原因となるため、除湿を行う必要が
ある。該除湿手段及び除湿装置として、今まで吸湿材に
シリカゲルを用いたものが使われていた。該シリカゲル
自体には、吸湿能力の限界があるため、連続して使用で
きる除湿装置とする場合、前記シリカゲル自体の再生を
考慮し、設計する必要ある。そのために、再生のための
ヒーターを備えた箱状ケースに適量のシリカゲルを収納
した除湿体を複数個配置し、該除湿体の除湿能力が無く
なったら、別の除湿体に切り替えられる構成の除湿装置
が使われていた。しかし、前記除湿体は除湿能力が一定
ではなく、除湿能力の低下にともないオゾン収率（＝オ
ゾン発生効率）も低下してしまう欠点があった。しか
も、前記同軸円筒型無声放電灯及び除湿材にシリカゲル
を用いた除湿装置などから構成するオゾンウェザーメー
ター用高濃度オゾン発生装置自体が大型の設計になって
しまう問題があった。Further, if moisture is contained in the air of the raw material gas, it causes ozone decomposition, which causes a decrease in ozone yield (= ozone generation efficiency). Therefore, it is necessary to perform dehumidification. As the dehumidifying means and the dehumidifying device, those using silica gel as a hygroscopic material have been used. Since the silica gel itself has a limit in its ability to absorb moisture, in the case of a dehumidifier that can be used continuously, it is necessary to design in consideration of regeneration of the silica gel itself. For this purpose, a dehumidifier having a configuration in which a plurality of dehumidifiers containing an appropriate amount of silica gel are arranged in a box-shaped case provided with a heater for regeneration and the dehumidifier is switched to another dehumidifier when the dehumidifier loses its dehumidifying ability. Was used. However, the dehumidifier has a disadvantage that the dehumidifying ability is not constant, and the ozone yield (= ozone generation efficiency) decreases with the decrease in the dehumidifying ability. In addition, there is a problem that the high-concentration ozone generator itself for the ozone weather meter, which includes the coaxial cylindrical silent discharge lamp and the dehumidifier using silica gel as the dehumidifier, has a large design.
【０００７】更に、純粋のオゾンガスを得るためには、
原料ガスに酸素を用いるのがオゾン収率（＝オゾン発生
効率）、オゾン発生量の面から良い為、従来、酸素ガス
ボンベが準備されていた。しかし、オゾンウェザーメー
ターによるオゾン試験の場合、試験時間が長いため、大
型のボンベを準備し、該ボンベの設置スペースを確保し
なければならないことや、ボンベ使用にともなう安全管
理の問題があった。Further, in order to obtain pure ozone gas,
Since the use of oxygen as the source gas is good in terms of the ozone yield (= ozone generation efficiency) and the amount of generated ozone, an oxygen gas cylinder has been conventionally prepared. However, in the case of an ozone test using an ozone weather meter, since the test time is long, there is a problem in that a large cylinder must be prepared and an installation space for the cylinder must be secured, and there is a problem in safety management due to the use of the cylinder.
【０００８】上記の問題から、本願発明は、オゾンウェ
ザーメーターにおける高濃度試験用オゾン発生装置とし
て、従来の無声放電方式の同軸円筒型無声放電灯に代わ
り、オゾン収率（＝オゾン発生効率）及びオゾン発生量
の良い沿面放電方式のオゾン発生装置を提供し、更に、
オゾン化原料ガスである酸素の供給源として、従来の酸
素ガスボンベに代わり、安全に純度の高い酸素を得るこ
とのできる酸素・水素電解ガス発生装置を用い、更に、
除湿能力に変動の少ない簡易型の電子冷却素子を有した
除湿器で乾燥酸素にし、前記沿面放電方式のオゾン発生
装置でオゾンガスを発生させる構成にすることにより、
純正のオゾンガスによるオゾン試験を可能にする試験装
置及びオゾン発生方法を提供することを目的とするもの
である。[0008] From the above problems, the present invention provides an ozone generator for high-concentration testing in an ozone weather meter, which replaces the conventional silent discharge type coaxial cylindrical silent discharge lamp with an ozone yield (= ozone generation efficiency) and an ozone yield. Provide a surface discharge type ozone generator with a good ozone generation amount.
As a supply source of oxygen which is an ozonation raw material gas, instead of a conventional oxygen gas cylinder, an oxygen / hydrogen electrolysis gas generator capable of safely obtaining high-purity oxygen is used.
By making dry oxygen with a dehumidifier having a simple type electronic cooling element with little fluctuation in dehumidifying capacity, by using a configuration in which ozone gas is generated by the surface discharge type ozone generator,
An object of the present invention is to provide a test apparatus and an ozone generation method that enable an ozone test using pure ozone gas.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、先ず、オゾンウェザーメーターにおける高濃度のオ
ゾンを発生させる方式として、従来の無声放電方式にか
えて、小型の設計が可能で、しかもオゾン試験に必要な
オゾン量を発生することができる沿面放電方式を用い
た。In order to achieve the above object, first, as a method of generating high-concentration ozone in an ozone weather meter, a small-sized design is possible instead of the conventional silent discharge method. A creeping discharge method capable of generating an ozone amount necessary for an ozone test was used.
【００１０】前記沿面放電方式のオゾン発生装置は、放
電電極素子として、誘電体に０．５〜１ｍｍ厚の板状セ
ラミックを用い、電極の素材として、耐オゾン性を考慮
して金又は白金、イリジウム、ロジウムを使用する。前
記板状セラミックの上面には、１〜２μｍの薄膜に蒸着
させたくし状の放電電極膜を形成させ、前記放電電極膜
の上部に、放電による電極素材金属の飛散を防止するた
めにＳｉＯ２を主成分とした薄膜のガラス膜を覆った。
一方、前記板状セラミックの下面は、前記放電電極膜と
同素材の金属を全面に蒸着させた。これは、下面に何も
蒸着させていない板状セラミックを接地電極体に重ね合
わせる際に、前記板状セラミックの表面の荒さ状態等の
加減で接地電極体の間に隙間ができた場合、交流の高電
圧をかけると前記隙間で無声放電が起こり、前記接地電
極体に前記板状セラミックの上面に形成された放電電極
膜の形がそのまま焼き付けられる問題があるため、その
解決策として、全面蒸着を施した。上記の構成をした放
電電極素子を壱乃至複数個直列配列し放電電極素子体を
形成し、該素子体の下部には、接地電極体を配置した。The above-mentioned creeping discharge type ozone generator uses a plate-like ceramic having a thickness of 0.5 to 1 mm as a dielectric as a discharge electrode element, and uses gold or platinum as a material of the electrode in consideration of ozone resistance. Use iridium and rhodium. On the upper surface of the plate-shaped ceramic, a comb-shaped discharge electrode film formed by evaporating a thin film having a thickness of 1 to 2 μm is formed, and SiO 2 is formed on the discharge electrode film to prevent scattering of the electrode material metal due to discharge. The thin glass film as the main component was covered.
On the other hand, a metal of the same material as the discharge electrode film was deposited on the entire lower surface of the plate-shaped ceramic. This is because when a plate-like ceramic on which nothing is vapor-deposited on the lower surface is superimposed on the ground electrode body, if a gap is formed between the ground electrode bodies due to the roughness of the surface of the plate-like ceramic, etc. When a high voltage is applied, a silent discharge occurs in the gap, and there is a problem that the shape of the discharge electrode film formed on the upper surface of the plate-shaped ceramic is directly burned on the ground electrode body. Was given. One or a plurality of the discharge electrode elements having the above configuration were arranged in series to form a discharge electrode element body, and a ground electrode body was arranged below the element body.
【００１１】電極に高周波の高電圧をかけ放電させる
と、電極に熱が生ずる。電極温度は、オゾン発生量に影
響を与える。前記放電電極素子を使用した場合、図１で
示すように、約２０℃以下及び約６０℃以上でオゾン発
生量の低下が起こる。そのために電極の冷却のみでな
く、電極温度変化を押さえ、ある一定温度に保つことで
定量のオゾンガスを得ることができる。そこで、冷却の
ための放熱板に電子冷却素子を加え、前記接地電極体の
下部に配置することにより、電極の冷却及び電極温度の
安定を行えるようにした。When a high-frequency high voltage is applied to an electrode to cause discharge, heat is generated in the electrode. The electrode temperature affects the amount of ozone generated. When the discharge electrode element is used, as shown in FIG. 1, the amount of ozone generated decreases at about 20 ° C. or less and about 60 ° C. or more. Therefore, not only the cooling of the electrode but also a change in the electrode temperature is suppressed and a certain amount of ozone gas can be obtained by maintaining the temperature at a certain constant value. Therefore, an electronic cooling element is added to a heat radiating plate for cooling, and is arranged below the ground electrode body so that the electrode can be cooled and the electrode temperature can be stabilized.
【００１２】更に、前記放電電極膜側のオゾン化反応層
の厚みは、オゾン収率（＝オゾン発生効率）に影響を与
える。沿面放電は、誘電体表面に沿って放電する。無声
放電式の場合、電極間の電極ギャップ長が狭いほどオゾ
ン収率が向上することから、沿面放電の場合、放電状態
の厚み自体薄いので、該厚みに合うように、本願発明で
は、１〜２ｍｍ幅の薄いオゾン化反応層を形成するよう
に、酸素送入口及びオゾンガス排出口を有した函状ケー
スで囲った。更に、放電電極は、オゾン発生装置に印加
するに有効な周波数１０〜２０ｋＨｚ程度を発し、５ｋ
Ｖ〜１０ｋＶの高電圧を供給する高周波インバータ高圧
電源に接続をした。Further, the thickness of the ozonation reaction layer on the discharge electrode film side affects the ozone yield (= ozone generation efficiency). The creeping discharge discharges along the dielectric surface. In the case of the silent discharge method, since the ozone yield is improved as the electrode gap length between the electrodes is smaller, in the case of creeping discharge, the thickness of the discharge state itself is thin. It was surrounded by a box-shaped case having an oxygen inlet and an ozone gas outlet so as to form a thin ozonation reaction layer having a width of 2 mm. Further, the discharge electrode emits a frequency of about 10 to 20 kHz effective for application to the ozone generator,
It was connected to a high-frequency inverter high-voltage power supply that supplies a high voltage of V to 10 kV.
【００１３】また、オゾン化を行うには、原料ガスとし
て空気又は酸素を必要とするが、原料ガスを空気から酸
素へ変えると、オゾン収率（＝オゾン発生効率）が約
２．２倍向上する。更に同じ酸素でも、図２で示すよう
に該酸素濃度の違いによってオゾン収率（＝オゾン発生
効率）が異なってくる。オゾン試験装置には、純正のオ
ゾンガスを使用することが望ましく、そのためには純度
の高い酸素を準備する必要がある。従来は、その手段と
して、酸素ガスボンベが準備されたが、設置スペース及
び安全管理の面で問題があるので、本願発明において
は、前記酸素ガスボンベに代えて、酸素ガス発生源とし
て簡易型の酸素ガス発生装置を用いた。該酸素ガス発生
装置に関しては、本出願人が、既に特願平７−３０７６
２７号でイオン交換膜を使った酸素・水素電解ガス発生
装置を開示している。該装置により、安全に純度の高い
酸素を得ることが可能である。しかし、ここで得られた
酸素は、濃度は高いが、水分を含んでいるため、オゾン
化の原料ガスとして使用するには、更に除湿を行い乾燥
酸素にする必要がある。そこで、除湿装置として、従来
の除湿材にシリカゲルを用いた除湿装置にかえて、電子
冷却素子、除湿フィン、及び排水口等で構成される小型
で除湿能力の変化の少ない電子冷却式除湿器に送り込
み、乾燥酸素を発生させるようにした。In order to perform ozonation, air or oxygen is required as a raw material gas. When the raw material gas is changed from air to oxygen, the ozone yield (= ozone generation efficiency) is improved by about 2.2 times. I do. Further, even with the same oxygen, the ozone yield (= ozone generation efficiency) differs depending on the difference in the oxygen concentration as shown in FIG. It is desirable to use pure ozone gas for the ozone test apparatus, and for that purpose, it is necessary to prepare high-purity oxygen. Conventionally, an oxygen gas cylinder has been prepared as the means, but there are problems in terms of installation space and safety management. Therefore, in the present invention, instead of the oxygen gas cylinder, a simple oxygen gas source is used as an oxygen gas generation source. A generator was used. Regarding the oxygen gas generator, the present applicant has already filed Japanese Patent Application No. 7-3076.
No. 27 discloses an oxygen / hydrogen electrolysis gas generator using an ion exchange membrane. With this device, it is possible to safely obtain high-purity oxygen. However, since the oxygen obtained here has a high concentration but contains moisture, it needs to be further dehumidified to dry oxygen in order to use it as a raw material gas for ozonation. Therefore, instead of a conventional dehumidifier using silica gel as the dehumidifier, a small-sized electronically-cooled dehumidifier consisting of an electronic cooling element, dehumidifying fins, and a drain port has a small change in dehumidifying capacity. It was fed to generate dry oxygen.
【００１４】更に、沿面放電型オゾン発生装置に送り込
む乾燥酸素流量によっても、図３で示すようにオゾン発
生量が変化するため、前記乾燥酸素流量を流量計及び流
量調節器で一定流量に調整し、前記沿面放電型オゾン発
生装置に送り込む構成にすることで、原料ガスに乾燥酸
素を用い、定量の純正オゾンガスを得るようにし、該オ
ゾンガスを試験槽底部のオゾンガス放出管より試験槽に
放出することで、オゾンガスのみのオゾン試験を行える
ようにした。Further, the amount of ozone generated varies as shown in FIG. 3 depending on the flow rate of dry oxygen fed into the surface discharge type ozone generator. Therefore, the dry oxygen flow rate is adjusted to a constant flow rate by a flow meter and a flow rate controller. By using a configuration in which the raw material gas is supplied to the creeping discharge type ozone generator, dry oxygen is used as a raw material gas so that a certain amount of pure ozone gas is obtained, and the ozone gas is discharged from the ozone gas discharge tube at the bottom of the test tank into the test tank. Thus, an ozone test using only ozone gas can be performed.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照にして説明する。図４及び図５は、沿面放
電型オゾン発生装置の実施例で、誘電体の厚さ約０．６
ｍｍ、１２０ｍｍ×７０ｍｍ角の板状セラミック（１）
の上部に素材に金を用い、くし状に２μｍ厚の放電電極
膜（２）を蒸着させ、更に放電時の金属飛散防止のため
にＳｉＯ２を主成分としたガラス膜（７）を覆った。前
記板状セラミック（１）の下部は、前記放電電極膜
（２）と同質の素材の金を全面に蒸着させ金属膜（３）
を形成し放電電極素子として複数枚直列配列し、金属膜
（３）の下部に接地電極体（４）、電子冷却素子
（５）、放熱板（６）を配置した。電極膜に使用する金
属は、耐オゾン性を考慮すると、金の他に白金、イリジ
ウム、ロジウムが使用できる。但し、放電電極膜の形状
は、くし状の他に、棒状、格子状、ループ状にしても良
い。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described based on embodiments with reference to the drawings. FIGS. 4 and 5 show an embodiment of the surface discharge type ozone generator, in which the thickness of the dielectric is about 0.6.
mm, 120 mm x 70 mm square plate-shaped ceramic (1)
A 2 μm thick discharge electrode film (2) was vapor-deposited in a comb shape using gold as a material on the upper part, and a glass film (7) mainly composed of SiO 2 was covered to prevent metal scattering during discharge. . A metal film (3) is formed by depositing gold of the same material as that of the discharge electrode film (2) on the entire lower portion of the plate-shaped ceramic (1).
And a plurality of discharge electrode elements were arranged in series, and a ground electrode body (4), an electronic cooling element (5), and a radiator plate (6) were arranged below the metal film (3). As the metal used for the electrode film, platinum, iridium, and rhodium can be used in addition to gold in consideration of ozone resistance. However, the shape of the discharge electrode film may be a rod shape, a lattice shape, or a loop shape in addition to the comb shape.
【００１６】前記放電電極膜（２）側は、乾燥酸素送入
口（９）及びオゾンガス排出口（１０）を有した函状ケ
ース（１１）で塞ぎ、ガラス膜（７）とのオゾン反応層
（１２）は２ｍｍとなるようにした。前記オゾン反応層
（１２）の厚みは、放電方式が、沿面放電であることを
考慮すると、加工的に薄く出来るのであれば、薄い方が
良い。前記放電電極膜（２）は高周波インバータ高圧電
源（８）と接続し、オゾンウェザーメーター用沿面放電
型オゾン発生装置とした。The discharge electrode film (2) side is closed with a box-shaped case (11) having a dry oxygen inlet (9) and an ozone gas outlet (10), and an ozone reaction layer (10) with the glass film (7). 12) was set to 2 mm. The thickness of the ozone reaction layer (12) is preferably as thin as possible in view of the fact that the discharge method is creeping discharge, if it can be made thinner by machining. The discharge electrode film (2) was connected to a high-frequency inverter high-voltage power supply (8) to form a surface discharge type ozone generator for an ozone weather meter.
【００１７】図６は、上記の構成からなる沿面放電型オ
ゾン発生装置を用いたオゾンウェザーメーターの実施例
で、試験槽（２１）は、オゾンガスを分解しにくい材質
で作られ、中央に試料架（２２）があり、試験片（２
３）を吊るしてオゾン試験を行う。該試験槽（２１）の
下面、側面及び背面の外側に循環経路が形成され、試験
槽内のオゾンガスは、排気口（３０）から循環送風機
（３２）によって風路（２４）を通り、試験槽（２１）
の底部に開けられた多数の通気孔から試験槽（２１）に
戻り、また、前記オゾンガスの一部は、空気置換として
一定量排気管（２７）から流量計（２８）、排気フィル
タ（２９）を通り外部に放出され、外部の空気は吸気フ
ィルタ（３１）を通り、清浄空気として、試験槽（２
１）に取り込む。FIG. 6 shows an embodiment of an ozone weather meter using a creeping discharge type ozone generator having the above configuration. The test tank (21) is made of a material which is difficult to decompose ozone gas, and a sample rack is provided at the center. (22) and the test piece (2
3) Hang and carry out an ozone test. A circulation path is formed on the lower surface, the side surface, and the outside of the rear surface of the test tank (21), and the ozone gas in the test tank passes through the air path (24) from the exhaust port (30) by the circulating blower (32). (21)
Return to the test tank (21) through a number of vent holes opened at the bottom of the tank, and a part of the ozone gas is removed from the exhaust pipe (27) through the exhaust pipe (27) as air replacement, a flow meter (28), an exhaust filter (29). And the outside air passes through the intake filter (31) and passes as clean air to the test tank (2).
Take it in 1).
【００１８】オゾン試験に使うオゾンガスは、オゾン化
する原料ガスとして空気又は酸素ボンベの酸素に代え
て、イオン交換膜を用いた酸素・水素電解ガス発生装置
（４２）で発生させた酸素を原料ガスとして用い、ポン
プ（４３）で、排水器（４０）、電子冷却素子、除湿フ
ィン、放熱板などから構成される電子冷却式除湿器（３
９）に送り、除湿を行い乾燥酸素にする。前記放熱板に
は、放熱効果を上げるために冷却ファン（４１）が、配
置されている。前記乾燥酸素は、流量計（３７）と流量
調節器（３８）で一定流量に調節され、沿面放電型オゾ
ン発生装置（３５）に送られ、オゾン化される。オゾン
化されたガスは、オゾンガスとして、試験槽（２１）の
下部に配されているオゾンガス放出管（２６）から放出
され、多数の通気孔から試験槽（２１）に送られる。The ozone gas used in the ozone test is, in place of air or oxygen in an oxygen cylinder as the source gas to be ozonized, oxygen generated by an oxygen / hydrogen electrolysis gas generator (42) using an ion exchange membrane. And an electronic cooling type dehumidifier (3) comprising a drainer (40), an electronic cooling element, a dehumidifying fin, a heat sink, etc.
9), and dehumidified to dry oxygen. A cooling fan (41) is arranged on the heat radiating plate to enhance the heat radiating effect. The dry oxygen is adjusted to a constant flow rate by a flow meter (37) and a flow controller (38), sent to a surface discharge type ozone generator (35), and ozonized. The ozonized gas is released as ozone gas from an ozone gas discharge pipe (26) provided at a lower portion of the test tank (21), and is sent to the test tank (21) through a number of vent holes.
【００１９】高周波インバータ高圧電源（８）の電圧
は、オゾン濃度調節器（３４）によって制御され、試験
槽（２１）に設けられたオゾン採取口（３３）より試験
槽内のオゾンガスを前記オゾン濃度調節器（３４）に取
り込み、オゾンガスのオゾン濃度を測定するとともにそ
の測定値が設定値と一致するように電圧値を制御する。
前記沿面放電型オゾン発生装置（３５）のオゾン発生量
は、該オゾン発生装置に送り込む乾燥酸素流量を一定に
すれば、放電電極に流す電圧を変えることにより、調節
ができる。設定値に対して測定値が低い場合、電圧を上
げオゾン発生量を増やし、逆に、設定値に対して測定値
が高い場合は電圧を下げてオゾン発生量を減らすことに
より、設定値に近づけ調節する。The voltage of the high-frequency inverter high-voltage power supply (8) is controlled by an ozone concentration controller (34), and the ozone gas in the test tank is supplied from an ozone sampling port (33) provided in the test tank (21). The ozone gas is taken into the controller (34) to measure the ozone concentration of the ozone gas, and the voltage value is controlled so that the measured value matches the set value.
The amount of ozone generated by the creeping discharge type ozone generator (35) can be adjusted by changing the voltage applied to the discharge electrode if the flow rate of dry oxygen fed into the ozone generator is kept constant. If the measured value is lower than the set value, increase the voltage to increase the amount of ozone generated. Conversely, if the measured value is higher than the set value, decrease the voltage to reduce the amount of ozone generated, thereby approaching the set value. Adjust.
【００２０】図７は、上記実施例の沿面放電型オゾン発
生装置を用い、酸素流量を６リットル／ｍｉｎにして、
電圧を６ｋＶから１２ｋＶまで変えてオゾン発生量を測
った結果で、最大２．５ｇ／Ｈのオゾン発生量を得るこ
とができた。FIG. 7 shows the surface discharge type ozone generator of the above embodiment, with an oxygen flow rate of 6 l / min.
As a result of measuring the amount of ozone generation while changing the voltage from 6 kV to 12 kV, an ozone generation amount of 2.5 g / H at the maximum could be obtained.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。請
求項１の発明によれば、従来オゾン試験のオゾンガス発
生に用いられていた無声放電方式に代わる沿面放電方式
の放電電極素子として、誘電体の上面の電極膜に耐オゾ
ン性を考慮した金又は白金、イリジウム、ロジウムを使
用し、更に放電時の金属飛散防止用のガラス膜を覆い、
下面に電極膜と同素材の金属を全面に蒸着した構成とす
ることで、耐久性に優れ、オゾン化する際に放電による
金属屑がオゾンガスの中に混在する恐れも、更に接地電
極と合わせる際に生じた空間での無声放電による焼き付
けも解消された。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. According to the invention of claim 1, as a discharge electrode element of a creeping discharge method which replaces a silent discharge method which has been conventionally used for ozone gas generation in an ozone test, gold or ozone-resistant electrode film is used for an electrode film on a dielectric upper surface. Using platinum, iridium, and rhodium, and further covering the glass film to prevent metal scattering during discharge,
By adopting a structure in which metal of the same material as the electrode film is vapor-deposited on the entire lower surface, it is excellent in durability, and there is a possibility that metal dust due to discharge may be mixed in ozone gas during ozonization. The burning caused by silent discharge in the space created in the above was also eliminated.
【００２２】また、接地電極の下部に放熱板付電子冷却
素子を配置することにより、オゾン収率に影響を及ぼす
電極の熱の冷却ばかりでなく、安定して定量的にオゾン
発生量を保つことの出来る電極温度約２０〜６０℃の範
囲で温度を安定させることが可能となった。よって、オ
ゾンガスに不純物が混ざることなく、安定したオゾン収
率を持つ沿面放電型のオゾンウェザーメーター用オゾン
発生装置を提供することができた。Further, by disposing an electronic cooling element with a heat sink below the ground electrode, not only cooling of the electrode heat which affects the ozone yield but also stable and quantitative maintenance of the ozone generation amount can be achieved. It has become possible to stabilize the temperature within the range of the possible electrode temperature of about 20 to 60 ° C. Therefore, it is possible to provide a surface discharge type ozone generator for an ozone weather meter having a stable ozone yield without mixing impurities with the ozone gas.
【００２３】請求項２の発明によれば、純正オゾンガス
を作り出すための原料ガス即ち酸素の供給源として、従
来の酸素ガスボンベに代えて、イオン交換膜を用いた酸
素・水素電解ガス発生装置を用いることで、設置スペー
ス及び安全管理の問題を解消できた。According to the second aspect of the present invention, an oxygen / hydrogen electrolysis gas generator using an ion exchange membrane is used as a source gas for producing pure ozone gas, that is, a source of oxygen, instead of a conventional oxygen gas cylinder. As a result, the problems of installation space and safety management were solved.
【００２４】また、前記酸素・水素電解ガス発生装置で
得られた濃度の高い酸素を乾燥酸素にする除湿装置とし
て、従来のシリカゲルを用いた除湿装置に代えて除湿能
力の安定した電子冷却式の除湿装置を用いることで、除
湿能力の低下に伴うオゾン収率の低下を気にすることな
く、安定した乾燥酸素を得ることが出来た。前記乾燥酸
素をオゾンガスの原料ガスとして使用できることで、沿
面放電型オゾン発生装置で定量の純正オゾンガスを発生
させ、オゾンウェザーメーターの試験槽に前記純正オゾ
ンガスを供給することで、ＮＯｘの酸化窒素ガスを含ま
ない純粋なオゾンガスによるオゾン試験が可能なオゾン
ウェザーメーターを提供できた。Further, as a dehumidifier for converting high-concentration oxygen obtained by the oxygen / hydrogen electrolysis gas generator into dry oxygen, an electronically cooled dehumidifier having a stable dehumidifying ability is used instead of a conventional dehumidifier using silica gel. By using the dehumidifier, stable dry oxygen could be obtained without worrying about a decrease in the ozone yield accompanying a decrease in the dehumidification capacity. By being able to use the dry oxygen as a raw material gas of ozone gas, a fixed amount of pure ozone gas is generated by a surface discharge type ozone generator, and the pure ozone gas is supplied to a test tank of an ozone weather meter, whereby nitrogen oxide gas of NOx is reduced. An ozone weather meter capable of performing an ozone test using pure ozone gas without containing the ozone gas was provided.
【００２５】更に、前記電子冷却式の除湿装置から前記
沿面放電型オゾン発生装置に乾燥酸素を送り込む間に、
オゾン発生量が安定する乾燥酸素流量約６〜１０リット
ル／ｍｉｎの範囲で一定流量に調節する流量計及び流量
調節器を配することで、前記沿面放電型オゾン発生装置
に流す電圧を約５〜１０ｋＶの範囲で可変することで、
容易にオゾン発生量を可変することが可能となり最大
２．５ｇ／Ｈのオゾンガスを得ることができた。しか
も、従来の無声放電灯を用いた高濃度オゾン発生装置に
比べて、二分の一以下のコンパクトな設計が可能となっ
た。Further, while the dry oxygen is supplied from the electronic cooling type dehumidifier to the creeping discharge type ozone generator,
By providing a flow meter and a flow controller for adjusting the flow rate of the dry oxygen at which the ozone generation amount is stabilized to a constant flow rate in the range of about 6 to 10 liters / min, the voltage flowing through the surface discharge type ozone generator is about 5 to 5. By changing in the range of 10 kV,
The amount of generated ozone could be easily changed, and ozone gas at a maximum of 2.5 g / H could be obtained. In addition, a compact design that is less than one-half that of a high-concentration ozone generator using a conventional silent discharge lamp is possible.
【００２６】請求項３の発明によれば、オゾンガス発生
の原料ガスである酸素の供給方法として、従来の酸素ガ
スボンベに代えて、イオン交換膜を用いた酸素・水素電
解ガス発生装置及び電子冷却式除湿装置で得た乾燥酸素
をオゾン発生装置に供給することにより、安全でオゾン
収率の高いオゾンウェザーメーター用オゾンガスの発生
方法を提供できた。According to the third aspect of the present invention, an oxygen / hydrogen electrolysis gas generator using an ion exchange membrane and an electronic cooling type gas supply method instead of a conventional oxygen gas cylinder are used as a method for supplying oxygen as a source gas for ozone gas generation. By supplying dry oxygen obtained by the dehumidifier to the ozone generator, a safe and high ozone yield ozone gas generation method for an ozone weather meter could be provided.
【図１】電極温度とオゾン発生量の関係図。FIG. 1 is a diagram showing a relationship between an electrode temperature and an ozone generation amount.
【図２】酸素濃度とオゾン収率の関係図。FIG. 2 is a graph showing the relationship between oxygen concentration and ozone yield.
【図３】空気流量とオゾン発生量の関係図。FIG. 3 is a relationship diagram between an air flow rate and an ozone generation amount.
【図４】沿面放電型オゾン発生装置の実施例の縦断面図
である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an embodiment of the surface discharge type ozone generator.
【図５】沿面放電型オゾン発生装置の実施例の上部から
見た図である。FIG. 5 is a top view of the creeping discharge type ozone generator according to the embodiment.
【図６】沿面放電型オゾン発生装置を備えたオゾンウェ
ザーメーターの実施例の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of an embodiment of an ozone weather meter provided with a surface discharge type ozone generator.
【図７】空気流量６リットル／ｍｉｎでの電源電圧とオ
ゾン発生量の関係図。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a power supply voltage and an ozone generation amount at an air flow rate of 6 liter / min.
１ セラミック ２ 放電電極膜 ３ 金属膜 ４ 接地電極体 ５ 電子冷却素子 ６ 放熱板 ７ ガラス膜 ８ 高周波インバータ高圧電源 ９ 酸素送入口 １０ オゾンガス排出口 １１ 函状ケース １２ オゾン反応層 ２１ 試験槽 ２２ 試料架 ２３ 試験片 ２４ 風路 ２５ ヒータ ２６ オゾンガス放出管 ２７ 排気管 ２８，３７ 流量計 ２９ 排気フィルタ ３０ 排気口 ３１ 吸気フィルタ ３２ 循環送風機 ３３ オゾン採取口 ３４ オゾン濃度調節器 ３５ 沿面放電型オゾン発生装置 ３６，４１ 冷却ファン ３８ 流量調節器 ３９ 電子冷却式除湿器 ４０ 排水器 ４２ 酸素・水素電解ガス発生装置 ４３ ポンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic 2 Discharge electrode film 3 Metal film 4 Ground electrode body 5 Electro-cooling element 6 Heat sink 7 Glass film 8 High frequency inverter high voltage power supply 9 Oxygen inlet 10 Ozone gas outlet 11 Box case 12 Ozone reaction layer 21 Test tank 22 Sample rack 23 Test piece 24 Air path 25 Heater 26 Ozone gas discharge pipe 27 Exhaust pipe 28, 37 Flow meter 29 Exhaust filter 30 Exhaust port 31 Intake filter 32 Circulating blower 33 Ozone sampling port 34 Ozone concentration controller 35 Surface discharge type ozone generator 36, 41 cooling fan 38 flow controller 39 electronic cooling type dehumidifier 40 drainer 42 oxygen / hydrogen electrolytic gas generator 43 pump
Claims (3)
象を試験するオゾンウェザーメーターのオゾン発生装置
において、誘電体に板状セラミック（１）を用い、該板
状セラミック（１）の上面に金又は白金、イリジウム、
ロジウムを蒸着し、薄膜の放電電極膜（２）を形成し、
該放電電極膜（２）はＳｉＯ２を主成分とした薄膜のガ
ラス膜（７）で覆われ、下面は前記金又は白金、イリジ
ウム、ロジウムを全面に蒸着した一対の放電電極素子を
構成し、該素子が壱乃至複数枚直列配列され、前記板状
セラミック（１）の下面には、接地電極体（４）及び放
熱板（６）を有した電子冷却素子（５）が配置され、前
記放電電極膜側に薄層のオゾン反応層（１２）を形成す
るように酸素送入口（９）及びオゾンガス排出口（１
０）を有した函状ケース（１１）に覆われたオゾンウェ
ザーメーター用沿面放電型オゾン発生装置。An ozone generator of an ozone weather meter for testing cracks and deterioration of rubber or the like due to ozone gas uses a plate-like ceramic (1) as a dielectric, and forms gold or gold on an upper surface of the plate-like ceramic (1). Platinum, iridium,
Rhodium is deposited to form a thin discharge electrode film (2),
The discharge electrode film (2) is covered with a thin glass film (7) containing SiO 2 as a main component, and the lower surface constitutes a pair of discharge electrode elements in which the gold or platinum, iridium, and rhodium are vapor-deposited on the entire surface. One or a plurality of the elements are arranged in series, and an electronic cooling element (5) having a ground electrode body (4) and a heat sink (6) is arranged on the lower surface of the plate-shaped ceramic (1). The oxygen inlet (9) and the ozone gas outlet (1) form a thin ozone reaction layer (12) on the electrode film side.
A surface discharge type ozone generator for an ozone weather meter covered by a box-shaped case (11) having 0).
象を試験するオゾン発生装置を備えたオゾンウェザーメ
ーターに関するもので、イオン交換膜を用いた酸素・水
素電解ガス発生装置（４２）及び電子冷却素子を用いた
除湿装置（３９）において生成した純度の高い乾燥酸素
を流量計（３７）で該酸素量を一定流量に調整し、沿面
放電型オゾン発生装置（３５）に前記乾燥酸素を送入
し、高周波の高電圧での沿面放電でオゾン化したオゾン
ガスを取り出し、試験槽（２１）に送気し、前記高電圧
の調整で所要オゾン濃度雰囲気を作り出すことを特徴と
した請求項１に記載の沿面放電型オゾン発生装置を備え
たオゾンウェザーメーター。2. An ozone weather meter provided with an ozone generator for testing cracking and deterioration of rubber or the like due to ozone gas, comprising an oxygen / hydrogen electrolysis gas generator (42) using an ion exchange membrane and an electronic cooling element. A high-purity dry oxygen generated in a dehumidifier (39) using a gas is adjusted to a constant flow rate by a flow meter (37), and the dry oxygen is fed to a surface discharge type ozone generator (35). The ozone gas ozonized by creeping discharge at high frequency and high voltage is taken out and sent to a test tank (21), and a required ozone concentration atmosphere is created by adjusting the high voltage. Ozone weather meter equipped with a surface discharge type ozone generator.
ス発生装置及び電子冷却素子を用いた除湿装置において
生成した純度の高い乾燥酸素を請求項１に記載の沿面放
電型オゾン発生装置を用いてオゾンウェザーメーター用
のオゾンガスを発生させる方法。3. A creeping discharge type ozone generator according to claim 1, wherein high purity dry oxygen generated in an oxygen / hydrogen electrolysis gas generator using an ion exchange membrane and a dehumidifier using an electronic cooling element is used. To generate ozone gas for an ozone weather meter.
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