JPH0859209A - オゾン発生装置用電源 - Google Patents
オゾン発生装置用電源Info
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- JPH0859209A JPH0859209A JP18916794A JP18916794A JPH0859209A JP H0859209 A JPH0859209 A JP H0859209A JP 18916794 A JP18916794 A JP 18916794A JP 18916794 A JP18916794 A JP 18916794A JP H0859209 A JPH0859209 A JP H0859209A
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Landscapes
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 放電ギャップを介して対向配設された高圧電
極および接地電極間に交流電圧又は交流電流を印加し、
前記放電ギャップ内に流通させた原料ガス中にオゾンを
発生させる無声放電式のオゾン発生装置において、交流
の放電を途切れることなく連続的に発生させて投入電力
量に対するオゾン発生量を増加させる。 【構成】 前記高圧電極および接地電極間に供給する電
流の極性反転時に同調して、反転した側の極性に、例え
ば１０μｓのパルス電流を重畳印加する。これにより放
電ギャップ間の極性は瞬時に反転し、交流の放電は途切
れることなく連続的に発生する。
極および接地電極間に交流電圧又は交流電流を印加し、
前記放電ギャップ内に流通させた原料ガス中にオゾンを
発生させる無声放電式のオゾン発生装置において、交流
の放電を途切れることなく連続的に発生させて投入電力
量に対するオゾン発生量を増加させる。 【構成】 前記高圧電極および接地電極間に供給する電
流の極性反転時に同調して、反転した側の極性に、例え
ば１０μｓのパルス電流を重畳印加する。これにより放
電ギャップ間の極性は瞬時に反転し、交流の放電は途切
れることなく連続的に発生する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水処理や屎尿処理等に
利用される無声放電式のオゾン発生装置に係り、特に電
極間に印加する電源に関する。
利用される無声放電式のオゾン発生装置に係り、特に電
極間に印加する電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】オゾンは極めて強い酸化力を有し、水の
殺菌、脱臭、脱色等の上下水処理や屎尿処理及び食品関
連における殺菌などの多くの用途に使われている。オゾ
ンの生成法には、紫外線照射法、放射線照射法、プラズ
マ放電法、無声放電法及び水の電気分解法等があるが、
工業的には無声放電法が主体である。
殺菌、脱臭、脱色等の上下水処理や屎尿処理及び食品関
連における殺菌などの多くの用途に使われている。オゾ
ンの生成法には、紫外線照射法、放射線照射法、プラズ
マ放電法、無声放電法及び水の電気分解法等があるが、
工業的には無声放電法が主体である。
【０００３】図４に無声放電法によるオゾン発生装置の
原理を示す。図４において高電圧電極１と接地電極２
は、両者間に空隙部３が形成されるように誘電体４を介
在させて並設されている。両電極１，２間に例えばＡＣ
電圧を印加して空隙部３で無声放電を発生させ、原料と
なるガス（乾燥空気もしくは酸素）をこの空隙部３に通
すことによりオゾンを発生させている。
原理を示す。図４において高電圧電極１と接地電極２
は、両者間に空隙部３が形成されるように誘電体４を介
在させて並設されている。両電極１，２間に例えばＡＣ
電圧を印加して空隙部３で無声放電を発生させ、原料と
なるガス（乾燥空気もしくは酸素）をこの空隙部３に通
すことによりオゾンを発生させている。
【０００４】オゾンＯ3の理論収率は、 Ｏ2→Ｏ＋Ｏ−１１８Ｋｃａｌ（吸熱反応） Ｏ＋Ｏ2→Ｏ3＋２５Ｋｃａｌ（発熱反応） より、 ３Ｏ2→２Ｏ3−６８Ｋｃａｌ となり、Ｏ3を１ｍｏｌ生成するために３４Ｋｃａｌ必
要となる。従って理論上の収率は１．２ｋｇＯ3／ＫＷ
ｈとなる。しかし、消費電力に対するオゾンの生成効率
は理論収率に比べて極めて低く数％に過ぎず、残りの９
０数％の電力は熱となってオゾン生成に寄与していない
というのがオゾン発生装置の現状である。
要となる。従って理論上の収率は１．２ｋｇＯ3／ＫＷ
ｈとなる。しかし、消費電力に対するオゾンの生成効率
は理論収率に比べて極めて低く数％に過ぎず、残りの９
０数％の電力は熱となってオゾン生成に寄与していない
というのがオゾン発生装置の現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】オゾンの生成量に影響
を及ぼす主な因子としては、電極の形状、電極間ギャッ
プの大きさ、誘電体の形状及び材質、電極の冷却方法、
原料ガスの除湿や冷却方法、印加電圧の波形等が挙げら
れる。
を及ぼす主な因子としては、電極の形状、電極間ギャッ
プの大きさ、誘電体の形状及び材質、電極の冷却方法、
原料ガスの除湿や冷却方法、印加電圧の波形等が挙げら
れる。
【０００６】現在のオゾン発生装置は図４で示したよう
に、電極間に空隙が形成されるように誘電体を介在させ
てその空隙部分で放電を起こさせる無声放電を応用する
構造などが主となっている。図４において無声放電が起
こると電極と誘電体間の空隙部３に微小なストリーマ状
放電柱が多数発生し、その放電柱の中を大量の電子が流
れる。その際空隙部分を流れている原料ガス中の酸素分
子Ｏ2と電子とが衝突し、衝突電離によって酸素原子Ｏ
や励起酸素分子Ｏ2＊が生成し、酸素分子Ｏ2と反応して
オゾンＯ3が生成される（放電の化学作用）。
に、電極間に空隙が形成されるように誘電体を介在させ
てその空隙部分で放電を起こさせる無声放電を応用する
構造などが主となっている。図４において無声放電が起
こると電極と誘電体間の空隙部３に微小なストリーマ状
放電柱が多数発生し、その放電柱の中を大量の電子が流
れる。その際空隙部分を流れている原料ガス中の酸素分
子Ｏ2と電子とが衝突し、衝突電離によって酸素原子Ｏ
や励起酸素分子Ｏ2＊が生成し、酸素分子Ｏ2と反応して
オゾンＯ3が生成される（放電の化学作用）。
【０００７】ここでオゾン生成の原理を図５とともに詳
細に説明する。図５において、交流電圧を印加して無声
放電を起こさせる場合、誘電体側の電極１が正で接地側
の電極２が負となるＡＣ電圧の正の半波の電圧上昇時
に、発生した微小なストリーマ状放電柱の中を電子が接
地電極２側から高電位となる誘電体４側に移動し、その
電子はある面積で誘電体４の表面に広がって堆積する。
そして次に発生するストリーマ状放電柱はすでに堆積し
ている多数の電子を避けて、まだ電子が堆積していない
誘電体４の表面の別の箇所に到達して同様に多数の電子
を表面に堆積させる。この繰り返しにより電子が堆積す
る箇所が誘電体４の表面に分散して存在するようにな
る。
細に説明する。図５において、交流電圧を印加して無声
放電を起こさせる場合、誘電体側の電極１が正で接地側
の電極２が負となるＡＣ電圧の正の半波の電圧上昇時
に、発生した微小なストリーマ状放電柱の中を電子が接
地電極２側から高電位となる誘電体４側に移動し、その
電子はある面積で誘電体４の表面に広がって堆積する。
そして次に発生するストリーマ状放電柱はすでに堆積し
ている多数の電子を避けて、まだ電子が堆積していない
誘電体４の表面の別の箇所に到達して同様に多数の電子
を表面に堆積させる。この繰り返しにより電子が堆積す
る箇所が誘電体４の表面に分散して存在するようにな
る。
【０００８】電圧の極性が反転して誘電体４側の電極１
が負で接地側の電極２が正になって無声放電が起こる
と、誘電体表面に堆積していた電子は前記ストリーマ状
放電柱の中を、今度は電位が高くなる接地電極２側へ移
動する。このように電子が電極と誘電体の間を移動する
時に前述のような原料ガス中の酸素分子Ｏ2と衝突して
オゾンＯ3が生成されるわけである。
が負で接地側の電極２が正になって無声放電が起こる
と、誘電体表面に堆積していた電子は前記ストリーマ状
放電柱の中を、今度は電位が高くなる接地電極２側へ移
動する。このように電子が電極と誘電体の間を移動する
時に前述のような原料ガス中の酸素分子Ｏ2と衝突して
オゾンＯ3が生成されるわけである。
【０００９】上記のようにオゾン生成は放電電流と深い
関連があるが、オゾン発生装置の電極には、従来例えば
図６に示すような方形波定電流が供給されていた。図６
のように通常の交流を電極に印加すると極性反転時に放
電電流が流れていない時間領域が存在する。放電が連続
している間は、放電空間に紫外光やイオンが存在して一
つの微小放電の後に次の放電が起きやすいが、一旦放電
が停止すると次の放電は連続発生の場合と比較して起き
にくくなる。このように放電が途切れるのはオゾン生成
上好ましくない。
関連があるが、オゾン発生装置の電極には、従来例えば
図６に示すような方形波定電流が供給されていた。図６
のように通常の交流を電極に印加すると極性反転時に放
電電流が流れていない時間領域が存在する。放電が連続
している間は、放電空間に紫外光やイオンが存在して一
つの微小放電の後に次の放電が起きやすいが、一旦放電
が停止すると次の放電は連続発生の場合と比較して起き
にくくなる。このように放電が途切れるのはオゾン生成
上好ましくない。
【００１０】以上のように電極間に単なる交流電流又は
交流電圧を印加してオゾン生成を行う従来の装置は、放
電が途切れてオゾン発生効率が悪いという欠点があっ
た。
交流電圧を印加してオゾン生成を行う従来の装置は、放
電が途切れてオゾン発生効率が悪いという欠点があっ
た。
【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、交流の放電を途切れることなく連続的に発
生させて投入電力量に対するオゾン発生量を増加させた
オゾン発生装置用電源を提供することにある。
その目的は、交流の放電を途切れることなく連続的に発
生させて投入電力量に対するオゾン発生量を増加させた
オゾン発生装置用電源を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、（１）放電ギ
ャップを介して対向配設された高圧電極および接地電極
間に交流電圧又は交流電流を印加し、前記放電ギャップ
内に流通させた原料ガス中にオゾンを発生させる無声放
電式のオゾン発生装置において、前記高圧電極および接
地電極間に印加する交流電圧又は交流電流の極性反転時
に、所定の電荷量を有したパルス電圧又はパルス電流
を、前記交流電圧又は交流電流に重畳して印加するよう
に構成したことを特徴とし、（２）前記パルス電圧又は
パルス電流は、前記交流電圧又は交流電流に同期してい
ることを特徴とし、（３）前記パルス電圧又はパルス電
流が有している電荷量は、前記放電ギャップの電位差
を、放電開始電圧と放電消滅電圧を加えた分だけ変化さ
せるのに必要な量であることを特徴としている。
ャップを介して対向配設された高圧電極および接地電極
間に交流電圧又は交流電流を印加し、前記放電ギャップ
内に流通させた原料ガス中にオゾンを発生させる無声放
電式のオゾン発生装置において、前記高圧電極および接
地電極間に印加する交流電圧又は交流電流の極性反転時
に、所定の電荷量を有したパルス電圧又はパルス電流
を、前記交流電圧又は交流電流に重畳して印加するよう
に構成したことを特徴とし、（２）前記パルス電圧又は
パルス電流は、前記交流電圧又は交流電流に同期してい
ることを特徴とし、（３）前記パルス電圧又はパルス電
流が有している電荷量は、前記放電ギャップの電位差
を、放電開始電圧と放電消滅電圧を加えた分だけ変化さ
せるのに必要な量であることを特徴としている。
【００１３】
【作用】電極間に供給される電圧又は電流にはパルス電
圧又はパルス電流が重畳されているので、放電ギャップ
間の極性が瞬時に反転し、交流の放電は途切れることな
く連続的に発生する。このため同一電力密度におけるオ
ゾン生成量は従来の装置よりも増加する。
圧又はパルス電流が重畳されているので、放電ギャップ
間の極性が瞬時に反転し、交流の放電は途切れることな
く連続的に発生する。このため同一電力密度におけるオ
ゾン生成量は従来の装置よりも増加する。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
を説明する。本発明では、高圧電極−接地電極間に供給
する電流の極性反転時に同調して、図１に示すように反
転した側の極性に、例えば１０μｓのパルス電流を重畳
印加するように電源装置を構成した。前記パルス電流の
全電荷量は、放電ギャップ間の電位差を、パルスの印加
前後でちょうどギャップの放電開始電圧と放電消滅電圧
を加えた分だけ変化させるのに必要な量に調整してお
く。
を説明する。本発明では、高圧電極−接地電極間に供給
する電流の極性反転時に同調して、図１に示すように反
転した側の極性に、例えば１０μｓのパルス電流を重畳
印加するように電源装置を構成した。前記パルス電流の
全電荷量は、放電ギャップ間の電位差を、パルスの印加
前後でちょうどギャップの放電開始電圧と放電消滅電圧
を加えた分だけ変化させるのに必要な量に調整してお
く。
【００１５】図１の新しい電流波形によりオゾン発生装
置を運転すると、ギャップ間の極性が瞬時に反転し、図
２に示す電流波形のように交流の放電は途切れることな
く連続的に発生する。前記パルスと組み合わせる電源波
形は次の表１のとおりであり、表１の各電源波形を用い
て以下の条件で実験を行った。
置を運転すると、ギャップ間の極性が瞬時に反転し、図
２に示す電流波形のように交流の放電は途切れることな
く連続的に発生する。前記パルスと組み合わせる電源波
形は次の表１のとおりであり、表１の各電源波形を用い
て以下の条件で実験を行った。
【００１６】
【表１】
【００１７】実験条件 ガラス管外形 φ６３．４＊５００（電極部分４００） 原料ガス圧力 ０．６ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇ 水温 ２５℃ 流量 ８．５ｌ／ｍｉｎ 電源周波数 １ＫＨZ 本発明の表１の実施例の条件下での単位面積当たりの放
電消費電力に対するオゾン発生量の関係を図３に示す。
図３において各実施例番号は表１の実験番号に相当して
おり、図中の従来例番号はパルスと組み合わせない電源
波形を用いて前記条件と同一条件で実験を行った場合の
結果を示している。この図３によれば、従来例に比べて
同一の電力密度でのオゾン生成量が各実施例とも増加し
ているのが判る。尚前記パルス電流はパルス電圧であっ
ても良い。
電消費電力に対するオゾン発生量の関係を図３に示す。
図３において各実施例番号は表１の実験番号に相当して
おり、図中の従来例番号はパルスと組み合わせない電源
波形を用いて前記条件と同一条件で実験を行った場合の
結果を示している。この図３によれば、従来例に比べて
同一の電力密度でのオゾン生成量が各実施例とも増加し
ているのが判る。尚前記パルス電流はパルス電圧であっ
ても良い。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、無声放電
式のオゾン発生装置において、前記高圧電極および接地
電極間に印加する交流電圧又は交流電流の極性反転時
に、所定の電荷量を有したパルス電圧又はパルス電流
を、前記交流電圧又は交流電流に重畳して印加するよう
に構成したので、交流の放電をとぎらせることなく連続
的に発生させることができ、これによって従来の装置に
比べて同一の放電消費電力でオゾン発生量が増加する。
式のオゾン発生装置において、前記高圧電極および接地
電極間に印加する交流電圧又は交流電流の極性反転時
に、所定の電荷量を有したパルス電圧又はパルス電流
を、前記交流電圧又は交流電流に重畳して印加するよう
に構成したので、交流の放電をとぎらせることなく連続
的に発生させることができ、これによって従来の装置に
比べて同一の放電消費電力でオゾン発生量が増加する。
【図１】本発明の一実施例による電源の電流波形を示す
波形図。
波形図。
【図２】本発明の電源によってオゾン発生装置を運転し
たときの電流波形を示す波形図。
たときの電流波形を示す波形図。
【図３】本発明の各実施例の放電電力に対するオゾン発
生量の関係を表す特性図。
生量の関係を表す特性図。
【図４】無声放電法によるオゾン発生の概要を表す説明
図。
図。
【図５】無声放電法によるオゾン生成の原理を示す説明
図。
図。
【図６】従来のオゾン発生装置用電源により運転したと
きの電流波形を示す波形図。
きの電流波形を示す波形図。
【符号の説明】 １…高電圧電極 ２…接地電極 ３…空隙部 ４…誘電体
Claims (3)
- 【請求項１】 放電ギャップを介して対向配設された高
圧電極および接地電極間に交流電圧又は交流電流を印加
し、前記放電ギャップ内に流通させた原料ガス中にオゾ
ンを発生させる無声放電式のオゾン発生装置において、
前記高圧電極および接地電極間に印加する交流電圧又は
交流電流の極性反転時に、所定の電荷量を有したパルス
電圧又はパルス電流を、前記交流電圧又は交流電流に重
畳して印加するように構成したことを特徴とするオゾン
発生装置用電源。 - 【請求項２】 前記パルス電圧又はパルス電流は、前記
交流電圧又は交流電流に同期していることを特徴とする
請求項１に記載のオゾン発生装置用電源。 - 【請求項３】 前記パルス電圧又はパルス電流が有して
いる電荷量は、前記放電ギャップの電位差を、放電開始
電圧と放電消滅電圧を加えた分だけ変化させるのに必要
な量であることを特徴とする請求項１又は２に記載のオ
ゾン発生装置用電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18916794A JPH0859209A (ja) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | オゾン発生装置用電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18916794A JPH0859209A (ja) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | オゾン発生装置用電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0859209A true JPH0859209A (ja) | 1996-03-05 |
Family
ID=16236596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18916794A Pending JPH0859209A (ja) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | オゾン発生装置用電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0859209A (ja) |
-
1994
- 1994-08-11 JP JP18916794A patent/JPH0859209A/ja active Pending
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