JPH0687603A - 無声放電式オゾン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オゾン発生装置の印加電極長を調節するこ
と。 【構成】 オゾン発生装置は、超耐熱性エポキシ樹脂か
らなる円筒状の誘電体７と、この誘電体７に外嵌され、
かつ、冷却用空気を受けるフィンを持った誘導電極体３
と、前記誘電体７に、放電空隙を介して、同心状に内嵌
した印加電極用ロッド１４とからなり、この印加電極用
ロッド１４の外面に、軸方向に溝１６を設け、この溝１
６に沿って印加電極用タングステン線１８を軸方向に掛
け回して取付け、印加電極長を大きくしたいときには、
このタングステン線１８の掛け回し数を増やす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無声放電式オゾン発生
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術とその課題】ジ−メンスのオゾン管等で知
られるごとく、オゾン発生装置は古くから用いられてい
るが、現在の装置でもオゾン生成の電力効率は極めて低
い。このオゾン生成効率を分析してみると、１）原料ガ
スとしての酸素含有気体（以下、単に空気と称する）の
乾燥度が高いこと、２）空気の温度が低いこと、３）空
気の供給量が多く、印加電極に均等に接すること、４）
空気の圧力が高いこと、５）入力用の電力（電圧×周波
数）が大きいこと、等の要因によってオゾン収率が高く
なる、といわれている。そして、かかる設計思想に基づ
き、従来より各種の提案が行われている。

【０００３】例えば、薄片状のアルミナセラミック基板
の表面に、タングステン等のメタライズによる線状の印
加電極を設け、このセラミック基板の内部に板状の誘導
電極を埋設し、これらの両電極間に、交流の高電圧を印
加してオゾンを発生させる、いわゆる沿面放電式平板型
オゾン発生装置が提案されている（例えば、特公平２−
３２２０２号公報参照）。ところが、かかる提案のオゾ
ン発生装置は、冷却が良好に行われ、しかも極めてコン
パクトに構成されるものの、１枚のセラミック基板で構
成されたオゾン発生体であるので、原料に空気を用いれ
ば、放電による熱を除くための冷却を行う必要上、基板
表面に結露することがあって、特に、セラミック表面の
微視的凹凸面に微妙な水分の膜が形成され勝ちとなり、
そのため静電容量に変化を来し、ひいては、沿面放電に
おける放電不良を誘発する、という致命的な問題があっ
た。そのため、セラミック基板にヒ−タ−を内蔵して加
熱によって結露を防ぐことも考えられるが、１枚の基板
であるだけに、ヒ−タ−による加熱を行えば、かえっ
て、オゾン収率の低下を招く、という撞着した問題があ
った。かかる現象は、原料空気中の窒素がＮＯｘ化して
基板表面の印加電極に硝酸塩を付着させることにもなっ
て、やはり放電不良を誘発させている。更に、かかる提
案のオゾン発生装置では、基板がセラミックであるため
加工が容易でない、という問題もあった。

【０００４】一方、オゾン発生装置には、前記平板型に
対する円筒型のものが、ジ−メンス管のごとく、より古
くから知られているが、この円筒形オゾン発生装置では
放電空隙によって両極が隔絶されているので、オゾン発
生体に結露が生じても、前記した沿面放電ほどの放電不
良は発生しない。しかし、この円筒形にしても前記の平
板型にしても、印加電極長の調節はできない構造になっ
ており、しかも印加電極が消耗（オゾンは天然の酸化剤
の中でフッ素に次ぐ強力な酸化剤であり、しかもスパタ
リングによって印加電極は消耗しやすい）すれば、この
電極のみを取換えることができない構造になっているの
で、オゾン発生体の全体を交換しなければならない、と
いう問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、従来技
術のかかる諸問題を一挙に解決するために創作されたも
ので、その要旨とするところは、絶縁物からなる円筒状
の誘電体と、該誘電体に外嵌し、かつ、冷却流体と接す
る誘導電極体と、前記誘電体に、放電空隙を介して、同
心状に内嵌した印加電極体と、からなるオゾン発生装置
において、前記印加電極体を、ロッドと、該ロッドに軸
方向に着脱可能に添設した印加電極用線材とから構成す
ると共に、酸素含有気体原料を該ロッドに沿って前記放
電空隙を通すことを特徴とする無声放電式オゾン発生装
置にある。

【０００６】

【実施例】本発明の構成を作用と共に、添付図面に示す
実施例により詳細に述べる。図１は本発明の第１の実施
例の全体外観図、図２は図１の要部断面図、図３は図２
のＡ矢視一部省略断面図、図４（Ａ）は図２の要部図、
（Ｂ）は（Ａ）の平面図、図５は図１の部品分解図、図
６は本発明の第２の実施例の要部断面図、図７（Ａ）は
図６の部品平面図、（Ｂ）は（Ａ）の断面図である。

【０００７】第１および第２の実施例共、無声放電を利
用してオゾンを発生させるための、空気を原料とする空
冷式小型オゾン発生装置に好適であって、高さ約１０c
m、巾約５cmの大きさに構成されている。第１の実施例
は、図１〜図５において、絶縁物により誘電体を形成す
るための超耐熱性エポキシ樹脂製の本体ケ−シング１
と、超耐熱性エポキシ樹脂製の印加電極用ロッド２と、
ア−スされ、かつ、フィン４が段積みされた誘導電極体
３と、前記印加電極用ロッド２に軸方向に添設された複
数本のタングステン線１８と、これらのタングステン線
１８に接続され、かつ、印加電極用ロッド２に螺着され
たボルト状の印加端子５と、から大略構成されている。

【０００８】本体ケ−シング１は立方状の基台６と、こ
の基台６の中央に立設された内径１２mmφの管体７とか
ら構成されている。そして、本体ケ−シング１を形成す
る超耐熱性エポキシ樹脂は、局部的に集中する放電を避
ける、いわゆる無声放電可能の絶縁物であって、しか
も、耐熱、耐酸、耐圧、耐強度に優れていて、いわゆる
ス−パエンプラといわれるもので、例えば、エポキシポ
リマ−の構造中に多くの芳香族を導入したり、エポキシ
基の増加を図ったものである。なお、耐コロナ性等で強
度を向上させる場合には、ホウケイ酸系ガラス粉末を混
入してもよい。本体ケ−シング１をこのような樹脂で成
形したので、管体７の内面が滑らかとなり、水分の付着
が少なくなる。しかも、加工も容易であり、耐用期間の
増大が図られる。

【０００９】そして、基台６には管体７の内径と同一径
の貫通孔８が穿設されており、この貫通孔８には直交す
る方向に、しかも、図３に示すごとく、原料空気にサイ
クロンないし渦巻きを起こさせるために、その内面の接
線方向に開口した導入孔９が穿設されている。この導入
孔９の外端には原料供給側ジョイント１０が螺着され
る。また、管体７の先端にはオゾン取出側ジョイント１
１が螺着される。

【００１０】印加電極用ロッド２は、フランジ１２を下
端に有する径８mmφの円柱状脚部１３と、径１０mmφ、
長さ約５０mmの円柱状印加ロッド１４とから構成されて
いる。この脚部１３と印加ロッド１４は、前記管体７お
よび貫通孔８に挿入され、挿入後、フランジ１２を基台
６の外面に当接してタイロッド１５，１５を締付けるよ
うにしている。このように、印加ロッド１４が管体７お
よび貫通孔８に挿入されて同心状にセットされると、約
１mm巾のド−ナツ状放電空隙が形成でき、低印加電圧で
も使用可能になっている。そして、この印加ロッド１４
の外周には、軸方向に深さ0.２５mmの溝１６が等間隔に
複数条形成されている。また、印加ロッド１４の先端面
には、若干の深さの凹部１７が凹設されており、その周
囲には前記溝１６に対応する位置に切欠が設けられてい
る。したがって、印加電極用の径0.５mmφのタングステ
ン線１８を、溝１６や切欠に沿って印加ロッド１４に掛
け回すと所望の印加電極長が得られる。例えば、１条掛
けにすれば印加電極長は１０cmとなり、２条掛けにすれ
ば２０cmとなる。しかも、このタングステン線１８が溝
１６に嵌まるので、ずれることなく添設でき、その上、
タングステン線１８は溝１６に略半分埋設されるので、
印加電極が断面半円状で誘導電極体３に対向することと
なって高い電子温度が得られ、スパッタリングや酸化に
よる消耗を防ぐことになる。

【００１１】また、脚部１３の中心には軸方向に印加端
子５が螺入されるネジ孔１９が穿設されており、このネ
ジ孔１９の終端には、これと直交する方向に、複数本の
タングステン線１８の両端を束ねて挿入する横孔２０が
貫通されている。したがって、印加ロッド１４に掛け回
された複数本のタングステン線１８の各両端を横孔２０
に挿入して、ネジ孔１８に印加端子５を螺入すれば、印
加端子５の先端がタングステン線１８の各両端を圧着し
て接続ができる。誘導電極体３は、超耐熱性エポキシ樹
脂にカ−ボンブラック等の導電性物質の粉末を混入して
誘導電極を形成している。そして、この誘導電極体３は
平面視で四角状フィン４をもつ板体２１と、四角状のヒ
−トシンクエンド体２２とから構成されており、フィン
付板体２１を本体ケ−シング１の基台６上に管体７に外
嵌して順次段積みし、最後はヒ−トシンクエンド体２２
を積み、タイロッド１５によって締付けてセットしてい
る。このヒ−トシンクエンド体２２の外側には接地端子
孔２３が穿設されている。

【００１２】次に、第１の実施例の作用を述べる。例え
ば、２００ppm のオゾン収量が必要な空気の場合には、
タングステン線１８の１条掛けの印加電極用ロッド２を
本体ケ−シング１にセットする。次いで、原料供給側ジ
ョイント１０にコンプレッサ（不図示）により加圧さ
れ、清浄化された原料空気を供給するよう接続すれば、
原料空気は導入孔９から貫通孔８へ接線方向に送り込ま
れるので、原料空気はサイクロンないし渦巻き状になっ
て放電空隙を通り、タングステン線１８に均等に接しな
がら通過する。そのとき、管体７の内面に結露ができて
も、これを吹き飛ばしながら通過する。したがって、高
いオゾン収率となる。次に、オゾン量を増加した空気を
得ようとすれば、印加電力、原料空気の圧力および温度
等を変えないで、タングステン線１８を数を増やせばよ
い。更に、印加電極用のタングステン線１８が消耗すれ
ば、新しいタングステン線に交換すればよい。

【００１３】したがって、第１の実施例は前記のような
至便さの他に、誘導電極体３を冷却用のフィン４を延設
した導電性樹脂製で構成したので、構造がきわめて簡素
化できるのみならず、セットすれば樹脂製の本体ケ−シ
ング１と馴染みも良好となり、本体ケ−シング１の管体
７の内面に結露が生じにくい特長も備えている。

【００１４】次に、第２の実施例を、第１の実施例との
相違について述べる。図６および図７において、誘導電
極体２４を、軸方向にスリット２４ａのあるステンレス
製の円筒で構成し、この誘導電極体２４を本体ケ−シン
グ１の管体２６に外嵌している。この誘導電極体２４に
はアルミ製のフィン２５をもつ板体を段積みしている。
また、本体ケ−シング１を管体２６と基台６とに分割
し、高価な超耐熱性エポキシ樹脂を節減している。な
お、本発明の印加電極用線材は、タングステン線に限ら
ず、モリブデン等の抵抗体用線材でもよく、また、本発
明の原料気体は空気に限らず、酸素ガスでもよい。更
に、本発明の冷却流体は空気に限らず水であってもよ
い。

【００１５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、印加電極体
を、ロッドと、このロッドに軸方向に着脱可能に添設し
た線材とから構成したので、所望するオゾン量によって
線材の数を増減して印加電極長を加減できると共に、印
加電極長が消耗しても線材のみを取換えることができ
る。しかも、ロッドをそのままにして印加電極長が大に
できるので、ひいては全体の装置がコンパクトになる。
請求項２の発明によれば、誘導体とロッドとを超耐熱性
エポキシ樹脂で作ったので、加工が容易にできるのみな
らず、誘電体の内面が滑らかとなって、水膜ないし結露
を少なくすることができる。請求項３の発明によれば、
誘導電極体を金属製円筒およびフィンで別々に構成した
ので、放電および冷却が良好に行われる。請求項４の発
明によれば、酸素含有気体を放電空隙にサイクロンない
し渦巻き状に導入するので、印加電極用線材に均等に接
すると共に、誘導体内面の水分を吹き飛ばすことができ
る。請求項５の発明によれば、誘導電極体を、導電性物
質粉末を混入した超耐熱性エポキシ樹脂で成形したの
で、構造がきわめて簡素化し、ひいてはコンパクトにす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の全体外観図である。

【図２】図１の要部断面図である。

【図３】図２のＡ矢視一部省略断面図である。

【図４】（Ａ）は図２の要部図であり、（Ｂ）は（Ａ）
の平面図である。

【図５】図１の部品分解図である。

【図６】本発明の第２の実施例の要部断面図である。

【図７】（Ａ）は図６の部品平面図であり、（Ｂ）は
（Ａ）の断面図である。

【符号の説明】

１…本体ケ−シング、２…印加電極用ロッド、３…誘導
電極体、４，２５…フィン、７，２６…管体、８…貫通
孔、９…導入孔、１４…印加ロッド、１６…溝、１８…
タングステン線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁物からなる円筒状の誘電体と、該誘
   電体に外嵌し、かつ、冷却流体と接する誘導電極体と、
   前記誘電体に、放電空隙を介して、同心状に内嵌した印
   加電極体と、からなるオゾン発生装置において、 前記印加電極体を、ロッドと、該ロッドに軸方向に着脱
   可能に添設した印加電極用線材とから構成すると共に、
   酸素含有気体原料を該ロッドに沿って前記放電空隙を通
   すことを特徴とする無声放電式オゾン発生装置。
2. 【請求項２】 誘電体と印加電極体のロッドとを超耐熱
   性エポキシ樹脂で成形した請求項１記載の無声放電式オ
   ゾン発生装置。
3. 【請求項３】 誘導電極体を、耐蝕性の金属製円筒体
   と、該金属製円筒体に外嵌した金属製フィン付板とから
   構成した請求項１記載の無声放電式オゾン発生装置。
4. 【請求項４】 放電空隙に酸素含有気体原料を渦巻き状
   に導入通過させる請求項１記載の無声放電式オゾン発生
   装置。
5. 【請求項５】 誘導電極体を、導電性物質粉末を混入し
   た超耐熱性エポキシ樹脂で成形した請求項１記載の放電
   式オゾン発生装置。