JPH0891808A - オゾナイザの異常検出回路 - Google Patents

オゾナイザの異常検出回路

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JPH0891808A
JPH0891808A JP22226394A JP22226394A JPH0891808A JP H0891808 A JPH0891808 A JP H0891808A JP 22226394 A JP22226394 A JP 22226394A JP 22226394 A JP22226394 A JP 22226394A JP H0891808 A JPH0891808 A JP H0891808A
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JP
Japan
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voltage
power supply
ozonizer
abnormality
output voltage
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Withdrawn
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JP22226394A
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English (en)
Inventor
Atsushi Okuno
敦 奥野
Masanori Tsuda
正徳 津田
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Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オゾナイザのセルに異常(アーク放電)が発
生した場合に、これを確実に検出することができるオゾ
ナイザの異常検出回路を提供する。 【構成】 オゾン発生部のセル6にアーク放電が発生す
ると、電源部11のサイリスタの転流失敗がない場合に
おいても、電源部11の出力電圧が大きく低下する。こ
の発明はその電圧低下を検出してオゾナイザのオゾン発
生部の異常を検知する。すなわち、比較回路14a、1
4bは電源部11の出力電圧が反転した後、第1の所定
時間内における波形整形回路13の出力電圧と、基準電
圧±Vrとを比較して異常を検出する。また、比較回路
14cは電源部11の出力電圧が反転した後、第2の所
定時間経過後における波形整形回路13の出力電圧と、
基準電圧±Vrとを比較して異常を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、オゾンを生成するオ
ゾナイザに係わり、特に、オゾン発生部の異常を検出す
る異常検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、公害対策や環境保全の必要性が叫
ばれ、殺菌処理や漂白処理の工程に関しても環境保全の
基準が厳しくなっている。そこで、この殺菌処理や漂白
処理工程に、自然界にも普通に存在する物質であり、強
い酸化力を有するオゾン(O3)が用いられるようにな
った。上述のオゾンを産業規模で生成する際に最適な装
置の例として、無声放電(低温放電)を利用したオゾナ
イザがある。このオゾナイザは、一対の板状放電電極の
一方の放電面に誘電体を貼り付け、この電極間に高周波
高圧電力を印加する。これによって両電極間には、誘電
体を介して無数の微細放電を起こす。そしてこの放電界
中に原料ガスである酸素(O2)等を通すと分解してオ
ゾンが生成される。
【0003】図3は、オゾナイザの構成例を示す概略構
成図である。この図において、符号1は三相交流電圧を
整流するサイリスタ整流回路、2はチョークコイルであ
り、これらによって直流電源7が構成されている。3−
1〜3−4はブリッジ接続されたサイリスタ、4はサイリ
スタ3−1〜3−4のゲートG1〜G4を駆動する制御回路
部であり、これらによって、直流電源7の出力電圧を高
周波交流電圧に変換するインバータが構成されている。
5−1〜5−nはヒューズ、6−1〜6−nは無声放電電極
によるセルであり、これらによってオゾン発生部が構成
されている。
【0004】各セル6−1〜6−nは、その構造上キャパ
シタンスと等価であるので、電流が流れ込むことによ
り、図4のA点からB点に示すように、両電極間電圧V
Rが逐次上昇する。この時、セル6−1〜6−nに、アー
ク放電(高温放電)が発生すると、放電温度が上昇して
オゾンが生成されない。そこで、セル6−1〜6−nに流
れる電流を高周波電流として、放電電圧の上昇を抑え
る。さて、各セル6のいずれかに異常(例えば、誘電体
の欠損等)が発生すると、該セル6は、比較的低い放電
電圧で無声放電からアーク放電へと移行する。前述の通
り各セル6は、アーク放電を開始するとオゾンを生成で
きない。また、各セル6が無声放電からアーク放電に移
行すると、セル6に大電流が流れる。これにより、ヒュ
ーズ5が溶断されると共に、サイリスタ3−1〜3−4が
転流失敗し、交流電圧を出力できなくなる。図5の符号
Eが転流失敗が発生した時刻を示している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のオゾナイザにおいては、ヒューズの溶断とサイリスタ
の転流失敗が対応していたので、転流失敗の回数を数え
ることによって不良セルの個数を管理することが可能で
あった。しかしながら、近年、より大量のオゾン生成容
量が要求されるようになったため、より多くのセル6を
並列に接続して使用することが必要になった。このた
め、1個のセル6が無声放電からアーク放電へと移行
し、対応するヒューズ5が溶断したにも拘らずサイリス
タの転流失敗が起こらない現象が発生した。図6はこの
場合のセル6の両端電圧VRの変化を示す図であり、こ
の図において符号Fで示す時点がアーク放電が発生した
時点である。この転流失敗が起きない原因は、前述のよ
うに各セル6は等価的にキャパシタンスであるために、
並列接続されるセル6の個数を増やしたことで蓄積され
る電荷が増大した。このため、1個のセル6にアーク放
電が起きても、他のセル6に蓄えられている電荷が大き
いので、その電荷によってサイリスタを転流させること
が可能だからである。
【0006】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、オゾナイザの何れかのセルに異常が発生した
際、このセルに発生した異常を確実に検出することがで
きるオゾナイザの異常検出回路を提供することを目的と
している。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
高周波電圧を発生する電源部と、前記電源部の出力電圧
が印加されるオゾン発生部とを具備するオゾナイザにお
いて、前記電源部の出力電圧を検出する電圧検出手段
と、前記電源部の出力電圧が反転した後、第1の所定時
間内における前記電圧検出手段の検出電圧と、基準電圧
とを比較する第1の比較手段とを具備し、前記第1の比
較手段の出力に基づいて前記オゾン発生部の異常を検出
することを特徴とするオゾナイザの異常検出回路であ
る。
【0008】請求項2記載の発明は、高周波電圧を発生
する電源部と、前記電源部の出力電圧が印加されるオゾ
ン発生部とを具備するオゾナイザにおいて、前記電源部
の出力電圧を検出する電圧検出手段と、前記電源部の出
力電圧が反転した後、第1の所定時間内における前記電
圧検出手段の検出電圧と、基準電圧とを比較する第1の
比較手段と、前記電源部の出力電圧が反転した後、第2
の所定時間経過後における前記電圧検出手段の検出電圧
と、基準電圧とを比較する第2の比較手段とを具備し、
前記第1、第2の比較手段の出力に基づいて前記オゾン
発生部の異常を検出することを特徴とするオゾナイザの
異常検出回路である。請求項3記載の発明は、請求項1
または請求項2記載のオゾナイザの異常検出回路におい
て、前記電源部が、サイリスタによる直流−交流変換部
を有し、また、前記第1または第2の比較手段がサイリ
スタの転流時点から所定時間を計時することを特徴とす
る。
【0009】
【作用】オゾン発生部のセルにアーク放電が発生する
と、サイリスタの転流失敗がない場合においても、電源
部の出力電圧が大きく低下する。この発明はその電圧低
下を検出してオゾナイザのオゾン発生部の異常を検知す
る。すなわち、請求項1記載の発明にあっては、電源部
の出力電圧が反転した後、第1の所定時間内における電
圧検出手段の検出電圧と、基準電圧とを比較して異常を
検出する。また、請求項2記載の発明にあっては、請求
項1記載の発明に加えて、さらに、電源部の出力電圧が
反転した後第2の所定時間経過後における電圧検出手段
の検出電圧と、基準電圧とを比較して異常を検出する。
【0010】
【実施例】以下に図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。 A.構成 図1は、本発明の一実施例によるオゾナイザの構成を示
すブロック図であり、図3の各部に対応する部分には同
一の符号が付けてある。図1において、11は図3にお
ける直流電源7、チョークコイル2、サイリスタ3−1
〜3−4、制御回路部4による構成と同様に構成された
電源部であり、高周波交流電圧VR(周波数:2KH
z)を出力する。また、この電源部11は、サイリスタ
3−1〜3−4が転流するタイミングにおいて、パルス信
号Pを出力し、さらに、サイリスタ3−1、3−4がオン
となる時”H(ハイ)”、サイリスタ3−2、3−3がオ
ンとなる時”L(ロー)”となる信号Sを出力する。
【0011】次に、異常検出回路について説明する。符
号12はトランスであり、電源部11の出力電圧VRを
降圧して出力する。13はCR等によるフィルタ回路か
ら構成される波形整形回路である。14a〜14cは、
それぞれ比較回路であり、基準電圧+Vr、−Vrと入力
された信号とを比較する。この場合、比較回路14aは
入力された信号電圧が基準電圧−Vrより小さい場合に
“H”レベル、大きい場合には”L”レベルの信号を出
力する。また、比較回路14bは入力された信号電圧が
基準電圧+Vrより小さい場合に“L”レベル、大きい
場合には”H”レベルの信号を出力する。さらに、比較
回路14cは入力された信号電圧が基準電圧+Vrから
−Vrの間にある場合に”H”レベル、それ以外の場合
に”L”レベルの信号を出力する。
【0012】19は、パルス発生回路であり、パルス信
号Pを受けた時点から図2(b)に示す時間T4(例え
ば150μsec)後に幅の狭いパルス信号P1を出力す
る。20は単安定マルチバイブレータであり、パルス信
号Pを受け、パルス幅が図2(a)に示す時間T3(例
えば57μsec)のパルス信号P2を出力する。15a
〜15cはアンドゲート、18はインバータ、16はオ
アゲート、17a、17bはメモリである。
【0013】B.動作 次に、図1に示す実施例の動作を説明する。 (1) セル6にアーク放電が発生し、かつ、サイリス
タの転流失敗が起こらなかった場合 図2(a)はこの場合のセル6の電極間電圧VRの波形
を示す図である。この図において、期間T1は図3に示
すサイリスタ3−1、3−4がオンとなる期間であり、信
号Sが”H”レベルとなる期間、期間T2はサイリスタ
3−2、3−3がオンとなる期間であり、信号Sが”L”
レベルとなる期間である。また、図において、破線は正
常な場合であり、実線L1はアーク放電が発生した場合
を示している。この図に示すように、正常な場合はサイ
リスタの転流から時間T3後に電圧VRが0となるが、
アーク放電が発生すると、時間T3が経過するより前の
時点で電圧VRが負の値となる。そこで、この実施例で
は、図1における単安定マルチバイブレタ20の出力パ
ルスP2のパルス幅をT3とし、信号Sが”L”レベル
の場合、この時間T3内において電圧VRが図2に示す
電圧−Vrより小になる場合に異常と判定する。
【0014】すなわち、アーク放電が発生すると、電圧
VRが図の実線L1のように減衰する。そして、時刻tc
において電圧VRが電圧−Vrより小となる。電圧VRが
電圧−Vrより小になると、比較回路14aの出力が”
H”レベルとなり、アンドゲート15aへ供給される。
この時、信号Sは”L”レベルにあり、したがって、イ
ンバータ18の出力は”H”レベルにある。また、単安
定マルチバイブレータ20の出力も”H”レベルにあ
る。この結果、比較回路14aから”H”レベルの信号
が出力されると、アンドゲート15aから”H”レベル
の信号が出力され、オアゲート16を介してメモリ17
aへ供給される。これにより、メモリ17aに異常発生
が書き込まれる。なおこの時、信号Sが”L”であるこ
とから、アンドゲート15bは閉状態にあり、比較回路
14bの出力は回路動作に影響を及ぼさない。
【0015】一方、信号Sが”H”レベルの場合にアー
ク放電による減衰が発生すると、単安定マルチバイブレ
ータ20の出力が”H”レベルである間において電圧V
Rが電圧+Vrを越える状態が発生する。この時、比較回
路14bの出力が”H”レベルとなり、この”H”レベ
ルの信号がアンドゲート15b、オアゲート16を介し
てメモリ17aへ供給される。
【0016】(2) セル6にアーク放電が発生し、こ
れによりサイリスタの転流失敗が起こった場合 図2(b)はこの場合の電圧VRの変化を示す図であ
り、この図に示すように、転流失敗が起きると以後電圧
VRが0となる(直線L2参照)。これに対し、正常な
場合は、破線で示すように、電圧VRが0になることは
1時点以外にはない。そこで、この実施例においては、
正常な場合には絶対0になることがない時点、すなわ
ち、転流後(1/4)周期+αが経過した時点tdにお
いて電圧VRをチェックし、−Vr<VR<+Vrであれ
ば、転流失敗と判断する。
【0017】すなわち、サイリスタの転流が起こると、
パルス信号Pが電源部11から出力され、パルス発生回
路19へ供給される。パルス発生回路19は、パルス信
号Pを受け、時間計測を開始し、図2(b)に示す時間
T4が経過した時点で”H”レベルのパルス信号P1を
出力する。この時点において、電圧VRが0であった場
合は、比較回路14cの出力が”H”レベルとなる。こ
の結果、パルス信号P1はアンドゲート15cを介して
メモリ17bへ供給され、これにより、メモリ17bに
転流失敗による異常発生が書き込まれる。一方、パルス
信号P1が出力された時点において、電圧VRがVR<−
VrまたはVR>+Vrであった場合には、比較回路14
cの出力あが”L”レベルにあり、パルス信号P1がメ
モリ17bへ供給されることはない。
【0018】以上が図1に示す実施例の詳細である。な
お、前述した比較回路14a、14bにおいて、比較レ
ベルを0としなかった理由は、0とすると転流失敗の場
合も検出してしまうからである。なお、この発明は、サ
イリスタ以外の素子によって電源部が構成されている場
合も用いることができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のオゾナイ
ザの異常検出回路によれば、オゾナイザのセルの電極間
にアーク放電が発生した場合にそれを確実に検出するこ
とができる。特に、サイリスタによるオゾナイザに用い
た場合には、サイリスタの転流失敗が発生しない場合に
おいても確実にアーク放電を検出することができる利点
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるオゾナイザの電気回路
の一例を示すブロック図である。
【図2】同実施例におけるセルの電極間電圧VRの波形
の一例を示す図である。
【図3】従来のオゾナイザの電気回路の一例を示す概略
構成図である。
【図4】従来のオゾナイザの電極間電圧波形の一例を示
す図である。
【図5】従来のオゾナイザにおいて、転流に失敗した場
合の電極間電圧波形を示す図である。
【図6】従来のオゾナイザにおいて、セルに異常が発生
したにも拘らず転流がなされた場合の電極間電圧波形を
示す図である。
【符号の説明】
6 セル 12 トランス 13 波形整形回路 14a、14b、14c 比較回路 17a、17b メモリ 19 パルス発生回路 20 単安定マルチバイブレータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波電圧を発生する電源部と、前記電
    源部の出力電圧が印加されるオゾン発生部とを具備する
    オゾナイザにおいて、 前記電源部の出力電圧を検出する電圧検出手段と、 前記電源部の出力電圧が反転した後、第1の所定時間内
    における前記電圧検出手段の検出電圧と、基準電圧とを
    比較する第1の比較手段と を具備し、前記第1の比較手段の出力に基づいて前記オ
    ゾン発生部の異常を検出することを特徴とするオゾナイ
    ザの異常検出回路。
  2. 【請求項2】 高周波電圧を発生する電源部と、前記電
    源部の出力電圧が印加されるオゾン発生部とを具備する
    オゾナイザにおいて、 前記電源部の出力電圧を検出する電圧検出手段と、 前記電源部の出力電圧が反転した後、第1の所定時間内
    における前記電圧検出手段の検出電圧と、基準電圧とを
    比較する第1の比較手段と、 前記電源部の出力電圧が反転した後、第2の所定時間経
    過後における前記電圧検出手段の検出電圧と、基準電圧
    とを比較する第2の比較手段とを具備し、前記第1、第
    2の比較手段の出力に基づいて前記オゾン発生部の異常
    を検出することを特徴とするオゾナイザの異常検出回
    路。
  3. 【請求項3】前記電源部はサイリスタによる直流−交流
    変換部を有し、前記第1、第2の比較手段は前記サイリ
    スタの転流時点から前記所定時間を計時することを特徴
    とする請求項1または請求項2記載のオゾナイザの異常
    検出回路。
JP22226394A 1994-09-16 1994-09-16 オゾナイザの異常検出回路 Withdrawn JPH0891808A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007217237A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Mitsubishi Electric Corp オゾン発生装置
JP2022088206A (ja) * 2020-12-02 2022-06-14 株式会社東芝 異常検出装置

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