JPH0316902A - オゾン発生管用電源装置 - Google Patents

オゾン発生管用電源装置

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JPH0316902A
JPH0316902A JP22573989A JP22573989A JPH0316902A JP H0316902 A JPH0316902 A JP H0316902A JP 22573989 A JP22573989 A JP 22573989A JP 22573989 A JP22573989 A JP 22573989A JP H0316902 A JPH0316902 A JP H0316902A
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ozone
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voltage
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Yoshihiro Konishi
義弘 小西
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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〕 この発明はオゾン発生管用電源装置に関する。
〔従来の技術〕
従来のこの種の電源装置とオゾン発生管との接続は第8
図(イ)の回路図に例示する如く交流電流源出力電圧を
直接オゾン発生管に印加するもの(2) が知られている。
第8図(イ)において、■は交流電流源、38〜3cは
オゾン発生管の構或要素であり3aと3bとは該オゾン
発生管の対向する電極、3cは該両電極間に挿入された
誘電体である。なお前記の電極3a .!:K電体3c
間に示す交互に方向の反転する矢印は前記電源1による
交流電圧V。を前記両電極3aと3b間に印加した場合
に発生する無声放電状態を示し、ioは該無声放電時を
含めた前記オゾン発生管の通電電流を示し、更に前記無
声放電により図示二重矢印の如く酸素02はオゾン03
に変換される。
第8図(口)は前記の各要素38〜3cより或るオゾン
発生管の電気的等価回路図であり、3dは空隙部の等価
容量、3eは誘電体部の等価容量、3fは前記空隙部の
放電維持電圧(Vd)をその正負両方向通電開始電圧と
なす非線形通電素子を示し前記空隙部の等価模擬素子で
ありその電流電圧特性は第10図に示す如くなる。
第9図は前記オゾン発生管の充放電状態を示す(3) 等価回路図であり、第8図(ロ)から導かれたものであ
る。前記オゾン発生管の動作状態を模擬する前記非線形
通電素子3fの等価インピーダンスは、前記オゾン発生
管の放電時には小となり放電停止時には極めて大となる
。従って第8図(ロ)に示す如き前記空隙部等価容量3
dと前記通電素子3fとの並列合成インピーダンスは、
前記放電時には前記通電素子3fの値に略等しくなり、
また前記放電停止時には前記等価容量3dの値に略等し
くなり従って該放電停止時は同時に該等価容量3dの充
電時ともなる。従って前記オゾン発生管の等価回路は、
その放電停止状態すなわち前記等価容量3dの充電状態
においては第9図(イ)の充電状態図に示す如く前記両
等価容量3dと30との直列接続となり、またその放電
状態においては第9図(ロ)の放電状態図に示す如く前
記の等価容量3eと通電素子3fとの直列接続となる。
前記オゾン発生管における放電は、その印加交流電圧の
極性に応じ、前記空隙部等価容量3dの(4) 充電が進行しその両端電圧が前記放電維持電圧■4以上
になると共に開始され、該両端電圧が前記印加交流電圧
の極性反転に伴ない前記電圧V,以下に低下すると共に
停止し、同時に前記等価容量3dは前記印加交流電圧の
極性に応じた充電を開始し、以後前記の如き充電と放電
とが繰り返される。
第11図は上記動作状態におけるオゾン発生管の電圧・
電流波形図であり、第11図(イ)はその通電電流i。
を示し、第11図(口)はその印加電圧■。を示す。
なお前記の如きオゾン発生管によるオゾン生成量は、前
記の如き充放電周期における放電期間が長くなると共に
増加するため、前記オゾン発生管用交流電源としては前
記空隙部等価容量3dの強制充電番;よる充電加速を図
るように第11図(イ)に示す如き矩形波電流を出力す
る交流電流源電源が用いられる。
〔発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記の如くオゾン発生管は等価(5) 的に容量性の電気的特性を有するため、前記従来方式の
電源装置においてその電源力率は進相側にて可或り小(
通常0.5〜0.6)となり電源容量の有効利用従って
電源容量の低減を阻害していた。
上記に鑑み本発明は前記の如き電源力率の改善と、更に
は前記オゾン発生管の放電期間延長によるオゾン生成量
の増大を可能とするオゾン発生管用電源装置の提供を目
的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達威するために、本発明のオゾン発生管用電
源装置は、誘電体を介して対向した電極間に無声放電を
発生させてオゾンを生或するオゾン発生管用の電流源特
性を有する交流電源装置において、交流電流源と前記オ
ゾン発生管との間に電圧電流整合用の変圧器を設けると
共に該変圧器の1次側又は2次側の何れか一方或いは両
方において該変圧器に並列にリアクトルを接続設置し、
且つ該リアクトルのインピーダンスを、その等価電気特
性において進相特性を有する前記オゾン発生管に給電す
る前記交流電流源の電源力率補償と(6) 前記リアクトルの蓄積エネルギ放出による前記オゾン発
生管の放電時間の延長とを十分図り得る値となすか、ま
たは前記の電圧電流整合用の変圧器と該変圧器の1次側
又は2次側の何れか一方或いは両方において該変圧器に
並列に設置されたリアクトルとに代えて、該両者の組合
せのなす前記の如き力率補償及び放電時間延長機能と同
様の機能を有する如く組合された3次巻線を有する変圧
器と該変圧器3次巻線に接続されたリアクトルとを設け
るか、或いはまた前記電圧電流整合用の変圧器と該変圧
器の1次側又は2次側の何れか一方或いは両方において
該変圧器に並列に設置されたリアクトルとに代えて、該
両者の組合せのなす等価インピーダンス特性に対しその
励磁インピーダンスを含む総合インピーダンス特性が同
様である変圧器を設けたものである。
〔作用〕
進相(容量性)特性負荷を有する電源の力率改善は前記
負荷に並列に遅相(誘導性)特性要素であるリアクトル
を接続することにより可能となる。
(7) 更にまた前記並列リアクトルの蓄積エネルギの放出電流
は電流源特性を有する交流電源より前記の負荷となるオ
ゾン発生管に対して供給される矩形波交流電流に重畳さ
れることにより、該矩形波電流の正負各半波において前
記オゾン発生管の空隙部等価容量の充電時期に対応する
電流値が増大されることになり、前記空隙部等価容量の
充電従って該空隙部の極間電圧の上昇が加速され、この
結果前記オゾン発生管の放電及び放電停止の繰り返し周
期における放電期間の延長が図られてオゾン生成量の増
大が可能となる。
本発明は、前記の如く進相負荷となるオゾン発生管と前
記の如き交流電流源との間に電圧電流整合用の変圧器を
設けると共に該変圧器の1次側又は2次側の何れか一方
或いは両方において該変圧器に並列にリアクトルを設置
するか、或いはまた前記変圧器を3次巻線を有するもの
となし該3次巻線に接続されたリアクトルを設置して前
記の如き電源力率の改善とオゾン発生管の放電時間の延
長とを図るものである。
(8) 更に前記の如き整合用変圧器とリアクトルとの組合せを
1台の変圧器にて代行する場合には、前記組合せにおけ
る総合インピニダンスとその励磁インダクタンスL.を
含む前記1台の変圧器の総合インピーダンスとを同様と
なす必要がある。なお前記インダクタンスL.に関し下
記エネルギ式(1)が或立する。
1 励磁エネルギ 励磁インダクタンス 励磁電流 鉄心起磁力 鉄心磁束密度 空気透磁率 鉄心体積 (9) vg :鉄心空隙部体積 上記の式(1)に従い、前記1台の変圧器の総合インピ
ーダンスを略決定する励磁インダクタンスし.を該変圧
器の鉄心体積V1或いは鉄心に設けた空隙部体積V,等
の適当な選定により所要値となすことが可能となる。
〔実施例〕
以下この発明の実施例を図面により説明する。
第1図と第4図と第5図と第6図とはこの発明の実施例
を示す回路図、第2図は第1図における電圧と電流との
基本波ベクトル図、第3図は第l図における電圧と電流
との波形図、第7図は第6図の等価回路図である。
第1図において、1は矩形波交流電流を出力する交流電
流源、2は電圧電流整合用の変圧器、3は前記第8図(
イ〉に示す各構戒要素3a〜3cより或るオゾン発生管
、4は並列リアクトルである。またi6は前記オゾン発
生管3の通電電流、v0は該電流10の通電により生じ
た前記オゾン発生管3の端子電圧、iLは前記リアクト
ル4・の(10) 通電電流、iIは前記両電流i。とjLとの合威電流で
あり前記変圧器2を介して前記電源1より供給される負
荷電流である。
第2図は前記各電流i。+  il+LLと電圧voと
の基本波におけるベクトル図であり、図示の如く前記リ
アクトル4を用いる場合の力率角θ2は同リアクトルを
用いぬ場合の力率角θ1に比して小となる。なお前記電
源1がらみた力率角は前記変圧器2の励磁電流により前
記角θ2よりも更に小となり、電源力率の改善と無効電
力の低減が図られている。
更に第3図の(イ)〜(二)各図において、図(二)に
示す電圧V0の波形の充電部に対応する図(ハ)の電流
i。ば図(イ)と図(口)とにそれぞれ示す電流11と
iLとの差として与えられるために前記電流11より大
となり、前記電圧voの波形に関し前記第11図(口)
に示す前記リアクトル4不設置の場合に比し、前記オゾ
ン発生管3の空隙部等価容量3dの充電が加速されるた
めに図示充電期間は短縮されている。一方前記(11) オゾン発生管3の充放電期間の和は前記交流電流源1の
出力周波数従って前記電流i,の周波数によって規定さ
れ定植となるために、前記の如き充電期間の短縮は放電
期間の延長をもたらすことになり、従って前記オゾン発
生管3におけるオゾン生成量は増加することになる。
第4図は、第1図における変圧器2と該変圧器2次側に
おける並列リアクトル4とを変圧器21と該変圧器の1
次側に設けた並列リアクトル41とにより置換したもの
であり、第4図に示す回路全体の動作は前記リアクトル
4lの通電電流を前記変圧器21の1次2次間巻線比に
より該変圧器2次側へ換算した値を用いることにより第
1図に示す回路の場合と同様に扱うことができる。
第5図は、第1図における変圧器2と該変圧器2次側に
おける並列リアクトル4とを3次巻線付の変圧器22と
該変圧器の3次巻線に接続された並列リアクトル42と
により置換したものであり、第5図に示す回路全体の動
作は前記第4図の場合の如く扱うことができる。なお2
2aと22bと(12) 22cとはそれぞれ前記変圧器22の1次巻線と2次巻
線と3次巻線とである。
第6図は、第1図,第4図或いは第5図において変圧器
と並列リアクトルとの組合せのなす機能を1台の変圧器
23により代行させる場合の回路図であり、第7図はそ
の等価回路図である。
第7図点線内表示の23は前記変圧器の等価表示であり
、23aと23bと23cとはそれぞれ該変圧器の1次
インピーダンスと2淡インピーダンスと励磁インピーダ
ンスとを示すものである。
なお10は前記オゾン発生管3の通電電流、voは該電
流i。の通電により生じた前記オゾン発生管3の端子電
圧、18は前記変圧器2の励磁電流、i,は前記両電流
10と18との合戒電流であり前記電源1より供給され
る総合負荷電流であり、それぞれのベクトル関係は前記
第2図においてその電流iLを前記電流i。にて置換し
たものと同様となる。なおまた前記励磁インピーダンス
23cに関しては前記エネルギ式(1)が適用される。
「発明の効果〕 (13) 本発明によれば、オゾン発生管用電源装置において、該
電源装置とその負荷となるオゾン発生管との間に該オゾ
ン発生管の進相特性に応じた適当な励磁インピーダンス
を有する電圧電流整合用変圧器を設けるか、或いは該整
合用変圧器に代えて前記オゾン発生管に並列に適当な値
の遅相特性要素が接続されるように適当な巻数比の変圧
器と該変圧器の1次または2次巻線の何れか一方或いは
両方に並列接続されたリアクトルとの組合せ或いはまた
3次巻線付変圧器と該3次巻線に並列接続されたリアク
トルとの組合せを設けることにより、電源力率の改善に
よる電源所要容量の低減と前記オゾン発生管の放電時間
延長によるオゾン生威量の増大とを図ることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図と第4図と第5図と第6図とはこの発明の実施例
を示す回路図、第2図は第1図における電圧と電流との
基本波ベクトル図、第3図は第1図における電圧と電流
との波形図、第7図は第6図の等価回路図である。 (14) また第8図(イ)は従来技術の実施例を示す回路図、第
8図(口〉はオゾン発生管の等価回路図、第9図はオゾ
ン発生管の充放電状態の等価回路図、第10図はオゾン
発生管空隙部の電流一電圧特性図、第1l図は第8図く
イ)の状態にあるオゾン発生管の電圧・電流波形図であ
る。 1・・・交流電流源、2,21.23・・・変圧器、2
2・・・(3次巻線付)変圧器、3・・・オゾン発生管
、3a,3b・・・オゾン発生管電極、3c・・・同電
極間誘電体、3d・・・オゾン発生管空隙部等価容量、
3e・・・同誘電体部等価容量、3f・・・同空隙部等
価模擬素子(非線形通電素子)、4,41.’42・・
・並列リアクトル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)誘電体を介して対向した電極間に無声放電を発生さ
    せてオゾンを生成するオゾン発生管用の電流源特性を有
    する交流電源装置において、交流電流源と前記オゾン発
    生管との間に電圧電流整合用の変圧器を設けると共に該
    変圧器の1次側又は2次側の何れか一方或いは両方にお
    いて該変圧器に並列にリアクトルを接続設置し、且つ該
    リアクトルのインピーダンスを、その等価電気特性にお
    いて進相特性を有する前記オゾン発生管に給電する前記
    交流電流源の電源力率補償と前記リアクトルの蓄積エネ
    ルギ放出による前記オゾン発生管の放電時間の延長とを
    十分図り得る値となしたことを特徴とするオゾン発生管
    用電源装置。 2)請求項1記載のオゾン発生管用電源装置において、
    電圧電流整合用の変圧器と該変圧器の1次側又は2次側
    の何れか一方或いは両方において該変圧器に並列に設置
    されたリアクトルとに代えて、該両者の組合せのなす前
    記の如き力率補償及び放電時間延長機能と同様の機能を
    有する如く組合された3次巻線を有する変圧器と該変圧
    器3次巻線に接続されたリアクトルとを設けたことを特
    徴とするオゾン発生管用電源装置。 3)請求項1記載のオゾン発生管用電源装置において、
    電圧電流整合用の変圧器と該変圧器の1次側又は2次側
    の何れか一方或いは両方において該変圧器に並列に設置
    されたリアクトルとに代えて、該両者の組合せのなす等
    価インピーダンス特性に対しその励磁インピーダンスを
    含む総合インピーダンス特性が同様である変圧器を設け
    たことを特徴とするオゾン発生管用電源装置。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50122662U (ja) * 1974-03-23 1975-10-07
JPS54107895A (en) * 1978-02-13 1979-08-24 Mitsubishi Electric Corp Ozonizer
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JPS61295207A (ja) * 1985-06-21 1986-12-26 オツォニア・アクチェンゲゼルシャフト オゾン発生装置およびその作動法

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