JPH09241004A - オゾン発生装置 - Google Patents

オゾン発生装置

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JPH09241004A
JPH09241004A JP4649396A JP4649396A JPH09241004A JP H09241004 A JPH09241004 A JP H09241004A JP 4649396 A JP4649396 A JP 4649396A JP 4649396 A JP4649396 A JP 4649396A JP H09241004 A JPH09241004 A JP H09241004A
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充夫 寺田
Yoshiyuki Nishimura
喜之 西村
Hiromi Kihara
博美 木原
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隆 谷岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電空間に均一にガスを流通させるようにし
て放電電力密度が均一になるようにし、オゾンの発生を
効率よく行なうことができるようにする。 【解決手段】 陽極4と陰極がそれらの間に放電空間5
が形成されるように相対向して配置され、上記陰極の放
電空間側の面にはセラミックの誘電体層31,32層が
形成されているオゾナイザー1において、原料ガスの供
給部は複数個の原料ガス供給管52が放電空間5の幅方
向に等間隔で配置されて構成され、オゾン排出部はオゾ
ン排出管51が放電空間5の幅方向に等間隔で配置され
て構成され、これによって放電空間5の全領域において
ほぼ均一に原料ガスが流通するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、オゾン発生装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、オゾン発生装置(オゾナイザー)
として、陽極と陰極とがそれぞれ少なくとも1つそれら
の間に放電空間が形成されるように相対向して配置さ
れ、この放電空間に酸素、空気などを流すことによりオ
ゾンを発生させるようにしたものが知られている。そし
て金属あるいは金属酸化物を陽極としたオゾナイザーの
場合、均一な放電を発生させるためにセラミックの誘電
体層を陽極表面との間に所定の間隔をもって対向配置
し、この誘電体層を介して数kVの電圧を印加するよう
にしている。また長方形の放電空間には一方の側部に原
料ガスの供給口、他方の側部にオゾン排出口が各1個所
形成されており、放電空間内では供給口と排出口とを直
線的に結ぶ領域付近には原料ガスは良好に流通するが、
その他の部分ではガスがスムーズに流れずに、滞留する
ことになる。一方、放電は放電空間の全領域に均一に発
生させるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記構成では、ガス流
通量の多い領域では単位ガス量に対する放電電力密度
は、ガス流通量の少ない領域での単位ガス量に対する放
電電力密度より小さくなる。そして放電電力密度が大き
くなるほど電力効率は低下する傾向にあることから、放
電空間において効率のよい空間と悪い空間とが生じるこ
とになり、このような不均一が生じると全体としては電
力効率は低下することになる。
【0004】この発明は、このような従来の課題を解決
するためになされたものであり、放電空間に均一にガス
を流通させるようにして放電電力密度が均一になるよう
にし、オゾンの発生を効率よく行なうことができるよう
にしたオゾン発生装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、電極
間に放電空間が形成され、この放電空間にはセラミック
の誘電体層が配置されているオゾナイザーにおいて、放
電空間への原料ガス供給部およびオゾン排出部は放電空
間の全領域においてほぼ均一に原料ガスが流通するよう
に構成されているものである。
【0006】請求項1の発明では、放電空間に原料ガス
を均等に流通させることができ、このため電力密度の不
均等が生じることがなく、オゾンを効率よく発生させる
ことができる。
【0007】請求項2の発明は、上記原料ガスの供給部
は複数個の原料ガス供給管が放電空間の幅方向に等間隔
で配置されて構成され、オゾン排出部はオゾン排出管が
放電空間の幅方向に等間隔で配置されて構成されている
ものである。
【0008】請求項2の発明では、コンパクトな構成で
上記作用効果を達成することができる。
【0009】請求項3の発明は、上記放電空間は長方形
平板状に形成され、上記原料ガス供給部は上記放電空間
の一側部において上記陽極と誘電体層との間の隙間によ
って形成された原料ガス供給空間が放電空間の実質上全
幅にわたって形成されてなり、上記オゾン排出部は放電
空間の他側部において陽極と誘電体層との間の隙間によ
って形成されたオゾン排出空間が放電空間の実質上全幅
にわたって形成されてなるものである。
【0010】請求項3の発明では、簡単な構成で確実に
上記作用効果を達成することができる。
【0011】請求項4の発明は、上記放電空間は円筒状
に形成され、この放電空間の一側部には原料ガスを供給
する原料ガス供給部が実質上全周にわたって形成され、
他側部にはオゾン排出部が全周にわたって形成されてい
るものである。
【0012】請求項4の発明では、円筒状に形成された
放電空間においても、オゾンを効率よく発生させること
ができる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1において、オゾナイザー1は
一対の平板状のフレーム11,12と、それらにそれぞ
れ取付けられたセラミックからなる誘電体層31,32
と、この誘電体層31,32間に配置された陽極4とを
備えている。上記フレーム11,12は互いに対向して
配置され、これらの相対向する面にはその周縁部にシー
ル材13が介在されることにより上記誘電体層31,3
2が取付けられてこの誘電体層31とフレーム11との
間、および誘電体層32とフレーム12との間に冷却水
用通路14,15がそれぞれ形成されている。図1のオ
ゾナイザーの例では、この冷却水用通路14,15を通
る冷却水が陰極として利用される。勿論、公知のように
金属板で陰極を構成してもよい。またフレーム11,1
2の周縁部間には誘電体層31,32を囲むようにスペ
ーサ16が介在されて誘電体層31と32とが互いに所
定の間隔を保つように保持され、スペーサ16には一方
の側に原料ガス供給管51が取付けられ、他方の側には
オゾンガス取り出し管52が取付けられている。
【0014】陽極4は両表面に凹凸部を有しており、そ
の凸部が誘電体層31,32に接している。陽極4と陰
極(冷却水)との間に形成される放電空間5は、図1の
オゾナイザーの場合、放電空間5内に配置される誘電体
層31,32が陽極4の凸部と陰極とに接しているた
め、実質上陽極4の凹部のみに存在することとなる。な
お、この凹部は陽極4両端間で原料ガスおよびオゾンガ
スが流通可能に連続して形成されていることは当然であ
る。
【0015】陽極4と冷却水用通路14,15とには電
源40が接続されている。また放電空間5は、図2に示
すように、陽極4の平面形状に対応する形状で長方形平
板状に形成され、この放電空間の一側部に上記原料ガス
供給管52がこの実施形態では等間隔に3本設置され、
これに対向して他側部にはオゾン排出管51が等間隔に
3本設置され、これによって原料ガスが放電空間5中を
実質上全幅にわたってほぼ均一に流通するように構成さ
れている。
【0016】図3は原料ガスを均一に流通させる流通手
段の別の例を示し、放電空間5は長方形平板状に形成さ
れ、この放電空間5の一側部には原料ガス供給空間53
が長方形に全幅にわたって形成され、他側部にはオゾン
排出空間54が長方形に全幅にわたって形成されてい
る。そしてこの原料ガス供給空間53に連通するように
原料ガス供給管52が1本のみ設置され、他側部にはオ
ゾン排出空間54に連通するようにオゾン排出管51が
1本のみ設置されている。この原料ガス供給空間53お
よびオゾン排出空間54は、放電空間5に連続する空間
であって陽極4と誘電体層31,32との間の隙間より
も広い隙間で形成され、単一の原料ガス供給管52から
供給された原料ガスを原料ガス供給空間53に貯留して
放電空間5の幅方向に均等に陽極4と誘電体層31,3
2との間の隙間に供給し、かつそこから幅方向に均等に
オゾン排出空間54に排出させるようにし、これによっ
て原料ガスを陽極4と誘電体31,32との間(放電空
間5)を幅方向に均等に流通させるようにしている。
【0017】図4は原料ガスを均一に流通させる流通手
段のさらに別の例を示し、放電空間5は長方形平板状に
形成され、この放電空間5の一側部には原料ガス供給空
間531が先広がりの三角形に形成されてその先端部は
全幅にわたって放電空間5に連続するように形成され、
他側部にはオゾン排出空間541が先窄まりの三角形に
形成されてその基端部は全幅にわたって放電空間5に連
続するように形成されている。そしてこのオゾン排出空
間541に連通するようにオゾン排出管51が1本のみ
設置されている。この構造では、長方形の放電空間5と
三角形の原料ガス供給空間531およびオゾン排出部5
41との接続角部50に、陽極4の角部を当てることに
より、陽極4の取付け位置決めを容易に行なうことがで
きるという利点がある。
【0018】図5は原料ガスを均一に流通させる流通手
段のさらに別の例を示し、放電空間5、原料ガス供給管
52およびオゾン排出管51は上記図4と同様に構成さ
れ、原料ガス供給空間532が先広がりの半円形に形成
されてその先端部は全幅にわたって放電空間5に連続す
るように形成され、オゾン排出空間542が先窄まりの
半円形に形成されてその基端部は全幅にわたって放電空
間5に連続するように形成されている。これらの原料ガ
ス供給空間531,532およびオゾン排出空間54
1,542によっても放電空間5の幅方向に均等に、陽
極4と誘電体層31,32との間の隙間を原料ガスを通
過させることができる。
【0019】上記構成において、陽極4と陰極(冷却水
用通路14,15)との間に電圧を印加すると、放電空
間5に放電現象が発生し、これによってこの放電空間5
を流れる原料ガスがオゾン化される。この運転におい
て、放電空間5には原料ガスが全面的に均等に流通する
ために、放電空間5において効率のよい空間と悪い空間
とが生じることはなく、このため全体として電力効率は
優れ、オゾンの発生が効率よく行なわれることになる。
【0020】図6は放電空間5に種々の流路を形成させ
るための実験装置を示し、原料ガス供給路〜を放電
空間5の幅方向に均等に形成して各流路にバルブを設
け、またオゾン排出路〜を放電空間5の幅方向に均
等に形成して流路にバルブを設け、各バルブの開
閉により放電空間5に種々の流路を選択的に形成させる
ことができるようにしている。この装置において、図7
に示すように、実験番号01〜07の種々のバルブ開閉
の組み合わせを行なって流路を変化させた場合のオゾン
濃度を比較した結果を示している。なお、実験番号07
は原料ガス供給路〜を閉じ、オゾン排出路を開く
とともに、このオゾン排出路から図示しない酸素供給
手段を接続して酸素を供給し、オゾン排出路から排出
させたものである。この表の右欄の数値は、実験番号0
1のオゾン濃度を1とした場合のオゾン濃度の比を示し
ている。
【0021】上記各流路構成の比較の結果、実験番号0
5では全流路のバルブが開かれて放電空間5での流路が
均等になっている場合が、オゾン濃度が最も大きくなっ
ており、逆に流路が不均等な実験番号01,04,07
はオゾン濃度が小さく、この結果からも原料ガスを均等
に流通させるとオゾンを良好に発生させることができる
ことがわかる。
【0022】なお、上記実施形態では平板状の構成のオ
ゾナイザーについてのみ説明したが、これに限らず、円
筒状の誘電体と、この誘電体に挿入された円筒状の陽極
を備え、これらの間に均一な隙間が形成されてこの隙間
により放電空間が構成された構造のものでも、その一側
部に原料ガス供給部を形成し、他側部にオゾン排出部を
形成して、環状の放電空間の全領域においてほぼ均一に
原料ガスが流通するように構成しても、上記同様の作用
効果を達成させることができる。
【0023】
【発明の効果】請求項1の発明では、放電空間に原料ガ
スを均等に流通させることができ、このため電力密度の
不均等が生じることがなく、オゾンを効率よく発生させ
ることができる。
【0024】請求項2の発明では、コンパクトな構成で
上記作用効果を達成することができる。
【0025】請求項3の発明では、簡単な構成で確実に
上記作用効果を達成することができる。
【0026】請求項4の発明では、円筒状に形成された
放電空間においても、オゾンを効率よく発生させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態を示すオゾナイザーの断面
説明図である。
【図2】図1の原料ガスの流路の平面説明図である。
【図3】原料ガスの流路の別の例を示す平面説明図であ
る。
【図4】原料ガスの流路のさらに別の例を示す平面説明
図である。
【図5】原料ガスの流路のさらに別の例を示す平面説明
図である。
【図6】放電空間に種々の流路を形成させるための実験
装置の平面説明図である。
【図7】種々の流路によるオゾン発生状態の比較表であ
る。
【符号の説明】
1 オゾナイザー 4 陽極 5 放電空間 31,32 誘電体層 51 オゾン排出管 52 原料ガス供給管 53,531,532 原料ガス供給空間 54,541,542 オゾン排出空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷岡 隆 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目3番1号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極間に放電空間が形成され、この放電
    空間にはセラミックの誘電体層が配置されているオゾナ
    イザーにおいて、放電空間への原料ガス供給部およびオ
    ゾン排出部は放電空間の全領域においてほぼ均一に原料
    ガスが流通するように構成されていることを特徴とする
    オゾン発生装置。
  2. 【請求項2】 上記原料ガスの供給部は複数個の原料ガ
    ス供給管が放電空間の幅方向に等間隔で配置されて構成
    され、オゾン排出部はオゾン排出管が放電空間の幅方向
    に等間隔で配置されて構成されていることを特徴とする
    請求項1記載のオゾン発生装置。
  3. 【請求項3】 上記放電空間は長方形平板状に形成さ
    れ、上記原料ガス供給部は上記放電空間の一側部におい
    て上記陽極と誘電体層との間の隙間によって形成された
    原料ガス供給空間が放電空間の実質上全幅にわたって形
    成されてなり、上記オゾン排出部は放電空間の他側部に
    おいて陽極と誘電体層との間の隙間によって形成された
    オゾン排出空間が放電空間の実質上全幅にわたって形成
    されてなることを特徴とする請求項1記載のオゾン発生
    装置。
  4. 【請求項4】 上記放電空間は円筒状に形成され、この
    放電空間の一側部には原料ガスを供給する原料ガス供給
    部が実質上全周にわたって形成され、他側部にはオゾン
    排出部が全周にわたって形成されていることを特徴とす
    る請求項1記載のオゾン発生装置。
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