JPH02279506A - 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Ｊ 本発明は、酸素または酸素含有ガスから、大体ｌこおい
て誘電材料からなる外側管とこの管の内部に配置された
内部電極および外側管を取り囲む外部電極から形成され
る、上記ガスの貫流する放電室中での無音放電によって
オゾンを発生させる装置に関する。

本発明のこのプレアンブルは、たとえば本山願人の西ド
イツ国特許出願公開第３４２２９８９号または１９８８
年９月９日出願のスイス国特許出８３３Ｂ３／ＢＢ−８
号から明らかなような技術水準に関する。

［従来の技術］ 化学および物理的目的のためのオゾンの使用増加の結果
、シーメンス化の研究に帰するオゾン管は最近、技術的
および経済的な点で相応に改良された。米国特許第２８
１１２１７号明細書には、オゾン発生器の特定の特有量
（給電電圧の周波数、誘電材料の誘電率、給電電圧の振
幅、誘電体層の厚さおよび放電ギャップの大きさ）が、
特定の適法性を満足しなければならないことによってオ
ゾンの収率を高めることが提案されている。

他の刊行物には、オゾンの収率を高める同じ目的のため
に特殊な冷却手段が提案されている。たとえば、西ドイ
ツ国特許出願公開第２３５７３９２号明細書には外部電
極の液体冷却とともにガスまたは液体による高圧電極の
内部冷却が提案され、または西ドイツ国特許出願公開第
２４３６９１４号明細書には直列に接続されたオゾン発
生器におけるオゾン濃度の増加した装入ガスの中間冷却
が提案されている。

技術水準は、現在放電ギヤツブ幅約１＋ｗｍである。ギ
ャップ幅をさらに減小するのは、使用される金属管およ
び誘電体管の形状寸法の許容範囲に突当たる。殊に管長
が大きい場合に、ギャップ幅をさらに減小するのは、常
に存在する誘電体管および金属管の屈撓によって制限さ
れている。

場の強さを高めかつ均一にするために、西ドイツ国特許
出願公開第３４２２９８９号明細書には、内部電極を中
実の金属棒として構成することが提案されている。その
直径が管に比べて小さいため、その表面における場の強
さは大きい。金属管として構成された外部ｔｌｔ極の直
径も相応に小さくされ、薄い材料の厚さが使用されるの
で、弾性の構造が生じる。外部電極と内部電極ならびに
誘電体の間の距離は、全長にわたって極めて正確に維持
することができる。これによって・、場の均一な強さ、
良好な冷却可能性コンパクトな構造および高い出力が生
じる。

しかし、この公知オゾン発生器は比較的費用がかかる。

これに対して、最初に引用したスイス国特許出願には全
く別の方法が示されている：均一な放電ギャップを完全
ｔこ断念し、その代りに（不均一な）放電によって生じ
る熱ができるだけ直接に導出されるように配慮する。内
部！極を備・える細い小ガラス管は、この目的のために
、２つの冷却された金属板の間へ密に詰込まれ、放電は
ガラス小管と金属板との間で外部で点弧される。若干の
実施形では、付加的に放電は小ガラス管の内部でも点弧
される。

［発明が解決しようとする課題１ この技術水準から出発して本発明の課題は、コンパクト
な構造、高い効率および高いオゾン濃度によってすぐれ
ているオゾン発生器を提供することである。

［課題を解決するための手段１ 最初に記載した部類のオゾン発生器においてこれらの課
題を解決するために、本発明によれば、誘電材料からな
る管が束にまとめてケーシング内に配置され、外部電極
が前記管のすべての外面の金属化によりおよび／または
前記管を取り囲む導電材料によって形成され、それぞれ
の管内の内部電極として管断面に比して著しく小さい断
面を有する金属電極が配置されておりかつすべての内部
電極が少なくとも１つの管端に互いに電気的に結合され
ているようにする最初に挙げたスイス国特許出願による
オゾン発生器とは異なり、本発明においては管内の放電
のみが使用される。出願人の最近の認識によれば、この
方法でも良好な効率において高いオゾン濃度を得ること
ができる。束ねられた管は密に充填され、第１の実施形
によれば（外側が）良電気および熱伝導性材料（たとえ
ば易融性金属または金属粉末充填の流込み樹脂）によっ
て充填される。この場合、管の外面は大地電位にあるべ
きである。他の実施形によれば、外面が金属被覆された
管が使用される。この場合には、注型用樹脂は無条件に
導電性である必要はない。また、外面が金属化された管
と熱および電気伝導性流込み材料との組合せも可能であ
るまた、流込みを断念し、（金属被覆された）管を冷却
ガスで冷却することも可能である。

比較的細い誘電体管の大きい安定性およびそれと結合し
た著しく小さい破損の危険を考慮して、直接の水冷却も
可能である。水はいわば流込み材料の代りになる。この
場合、水の貫流体積は、ガス流の入口孔および出口孔か
ら、たとえば流し込むことによって密封できる。十分な
伝導性の場合、水自体が材料側の接触を配慮することが
でき、さもないときは管は外面が金属化されていなけれ
ばならない。

本発明はオゾン発生器のモジュール状構造を可能にする
。各モジュールには本来の冷却装置が、冷却蛇管または
管束中の冷却剤貫流路の形でおよび／または管束と管束
を取り囲むケーシングとの間に所属されていてもよい。

管束の形状および寸法はそのつどの要求に適合させるこ
とができる。

［実施例］ 第１図によるオゾン発生器モジュールｌは、たとえば長
方形の横断面を有するアルミニウム成形材料からなる金
属ケーシング２を包含する。内部空間には、多数の薄壁
のガラスセラミック管または石英管３が密に充填して収
納されている。管３の間およびこの管と金属のケーシン
グ壁との間の間隙は、できるだけ良熱伝導性材料で流込
みにより埋められている。流込み材料としては、なかん
ずく易融性の低融点金属、たとえばスズまたは金属粉末
充填流込み用１４ｍ。

たとえばエポキシ樹脂が挙げられる。こうして、管３は
熱的ならびに電気的にケーシング１２に結合されている
。ケーシング２は、オゾン発生器の大地電位Ｉコある電
極（外部電極）を形成する。金属または導電性の流込み
材料を使用する場合には、ケーシング２を断念すること
もできる。管３の内部には、オゾン発生器の内部電極を
形成する金属線または金属線５が挿入されている。平面
形またはレンズ形断面を有する、それ自体捩れた金属棒
のほかに、殊に波形金属線または鋼線からなる二重らせ
ん体も挙げられる。この場合、棒または金属線の断面は
、管３の断面よりも明らかに小さい。内部電極５と管３
の内壁との間のすき間が放電室６を形成し、該室を酸素
または酸素含有ガスが導通される。

捩れないしはらせんによって、管を通って流れるガス流
は十分に渦流化され、これがオゾンの収率に有利な影響
を与える。

第２図によるオゾン発生器モジュールは、第１図に示し
たものとは大体において、ｖ３の外面がケーシング２に
結合していることによって相違するだけである。この場
合、管３は外面が金属化され、たとえばアルミニウムで
被覆されている。この場合、内側にある管３の導１！性
結合は、より外側にある管を介して行なわれる。

または、電流供給は局部的補助接点２２を介して行なう
こともできる。この場合、管３相互の電気的結合は、そ
の金属被覆を介して行なわれる。冷却は、一方では金属
のケーシング壁への熱伝導または対流によって行なわれ
る。

個々の管３の間およびこれとケーシング壁との間の間隙
７中には、必要に応じガス状または液状の冷却剤を流す
ことができる。望ましい実施形によれば、冷却剤は塩、
たとえばＮａＣｌの添加により十分に高い導電性を有す
る水であるので、熱導出のほかに（金属の）ケーシング
への管３の電気的結合をも引受けることができる。

この場合には管３の外面金属化は省略でき；該液体が外
部電極として働く。

このことは、第３図の断面図に、第２図によるオゾン発
生器モジュールの場合に例示的に明瞭にされている。こ
の場合、ケーシング２中での管３の充填はあまり密でな
いので、冷却水は管の長手軸に対して横方向にも流れる
ことができる。液体の供給ないしは排出は、ケーシング
の狭い側かまたは広い側（第３図には示されてない）で
行なわれる。放電室６中への酸素または酸素含有ガスの
供給は、ケーシングの端面側から行なわれる。この目的
のために、ケーシングの上面および側面壁（第３図には
上面壁２ａ、２ｂのみが認められる）が管３より張出し
ている。これらの管は、間隙７を端面側小室１０゜１１
から液密に分離する金属またはプラスチックからなるｕ
８，９に埋込まれている。該小室は、外方へはｆｆ１２
，１３によって閉鎖されている。蓋は、幾つかのモジュ
ールを圧力容器中に取付け、適当な手段によって全ガス
流をモジュールを通して案内する場合には不要である。

端面側の小室１０．ＩＩは、処理すべきガスを供給およ
び排出するだめの分配室として使用される。内部電極５
は、左側の蓋１２を通してガス密に案内され、ケーシン
グの外部で互いに電気的に結合されているかまたはより
良好には小室ｌＯ中で互いに電気的に結合されており、
これは唯１つのブッシングしか必要でない。すべての内
部電極の共通の結合とケーシング壁２６との間には交流
電源１４が接続されている。

最後に、第４図は第１図によるモジュールの変更形を示
すと同時に、オゾン発生器を経済的に幾つかのモジュー
ルから構成することのできる方法を示す。ここでは第１
図と同様、多数の誘電体管３がアルミニウム中空成形体
５中に密に充填して収納され、第１図に応じて良熱およ
び電気伝導性流込み材料が注入されている。この成形体
１５の中実端部に、全成形体を長手方向に貫通する冷却
路１６．１７が設けられている。この冷却路を通って冷
却液が導かれ、該冷却液は冷却剤集液主管１８．１９を
経て供給ないしは排出される。この目的のために、成形
体の後方端面には接続マウント２０．２１が設けられて
いて、これを用いて冷却路１６．１７を差込みまたはね
じ締め結合によって集液主管１８．１９に接続すること
ができる。

成形体１５の他の端面には、一方で双方の冷却路１６と
１７との間を水力結合し、他方ではオゾン化すべきガス
の貯留室を形成する蓋またはフード°（図示せず）が設
けられている。

すべての内部電極の並列接続は、たとえば集液主管の側
面端部に、第３図と関連して記載したような方法で行な
われる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は流込
み材料の流し込まれた誘電体管を有するオゾン発生器モ
ジュールの断面図であり、第２図は水冷却された誘電体
管を有するオゾン発生器モジュールの断面図であり、第
３図は第２図によるモジュールの線Ａ−Ａによる断面図
であり、第４図は幾つかの差込み可能のモジュールから
構成されたオゾン発生器の概略斜視図である。 ｌ・・・オゾン発生器モジュール、２・・・金属ケーシ
ング、３・・・小ガラス管、４・・・流込み材料、５・
・・金属線、６・・・放電室、７・・・間隙、８．９・
・・壁１０、ＩＩ・・・端面側小室、１２．１３・・・
蓋、１４・・・交流電源、１５・・・アルミ、ニウム中
空成形７・・・冷却路、 ９・・・冷却剤 集液主管、 ・・・接続マウント、 ２・・・ 局部的補助接点 ケーシング 外側管 流込み材料 ５・内部電極 ６　放電室主管 ２２・補助接点 Ａ Ｆｉｇ、２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酸素または酸素含有ガスから、大体において誘電材
   料からなる外側管（３）と上記管（３）の内部に配置さ
   れた内部電極（５）および外側管を取り囲む外部電極か
   ら形成される、ガスが貫流する放電室（６）中での無音
   放電によってオゾンを発生させる装置において、誘電材
   料からなる管（３）が束にまとめてケーシング（２；１
   ５）内に配置され、外部電極が前記管（３）のすべての
   外面の金属化によりおよび／または前記管（３）を取り
   囲む導電性材料（４）によって形成され、それぞれの管
   （３）内の内部電極として全管長を貫通する、管断面に
   比して著しく小さい断面を有する金属電極（５）が配置
   されておりかつすべての内部電極（５）が少なくとも１
   つの管端に互いに電気的に結合されていることを特徴と
   するオゾン発生装置。 ２、誘電体管（３）が熱および電気の良伝導性流込み材
   料（４）中に埋込まれており、金属ケーシング（２）へ
   のすべての管（３）の電気的結合が大体において上記流
   込み材料（４）を介して行なわれる請求項１記載の装置
   。 ３、流込み材料（４）が低融点金属または金属粉末充填
   プラスチックである請求項２記載の装置。 ４、誘電材料からなる管（３）が外面に金属被覆を有し
   かつ金属ケーシング（２）への電気的結合がこの金属被
   覆を介してないしは相互間の電気的結合が局部的に該被
   覆に接する補助接点（２２）を用いて行なわれる請求項
   １記載の装置。 ５、管束が端面側に壁（８、９）を備え、管（３）とケ
   ーシング（２）ないしは前記壁との間の間隙に冷却剤が
   進入可能である請求項１記載の装置。 ６、管が外面の金属被覆を有する請求項５記載の装置。 ７、冷却剤が導電性液体である請求項５記載の装置。 ８、このケーシングが管束を収容するための空間を有す
   る中空成形体（１５）として構成され、付加的冷却路（
   １６、１７）が中空成形体（１５）内に設けられている
   請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。 ９、中空成形体（１５）が１つの端面に冷却剤集液主管
   （１８、１９）に対する接続部を備えている請求項８記
   載の装置。