JPH10182111A - オゾン発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘電体電極内を効果的に冷却することができ
るオゾン発生器を提供する。 【解決手段】 オゾン発生器は気密容器１２と、気密容
器１２内に配設された誘電体電極１と、誘電体電極１の
外側に配設された金属電極２とを備えている。誘電体電
極１の両側には、冷却水入口管１０と冷却水出口管１１
が各々設けられている。誘電体電極１内には邪魔体１３
が配設され、冷却水の抵抗を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オゾン発生器に係
り、とりわけ誘電体電極の冷却能力を高めることができ
るオゾン発生器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、オゾン発生器においては、金属
電極と誘電体電極、もしくは誘電体電極同士が一対とな
って、放電電極を構成し、その間にスペーサを挿入する
ことにより微小な放電ギャップを形成している。両電極
間の放電ギャップにオゾン原料ガスを流し、高電圧を印
加することにより放電ギャップ間に無声放電が発生す
る。この無声放電によりオゾン化ガスが生成される。

【０００３】ところで、オゾン発生器においては無声放
電により、放電ギャップ間のガス温度が上昇する。放電
ギャップ間のガス温度が上昇するとオゾン濃度・収率が
低下するため、電極を冷却することにより放電ギャップ
間のガス温度を下げている。以下に、このようなオゾナ
イザ放電部の従来技術について説明する。

【０００４】図８は、従来のオゾン発生器の放電部の構
成の一例を示す図である。図８においてオゾン発生器は
誘電体電極１と金属電極２とを有し、誘電体電極１と金
属電極２との間に放電ギャップが設けられ、この放電ギ
ャップによって放電が形成される。誘電体電極１はその
内面に給電用の金属３を有し、金属３には高圧電源４か
ら高電圧がヒューズ５を介して供給される。

【０００５】この間オゾン原料ガスがガス入口６から封
入され、オゾン原料ガスは誘電体電極１と金属電極２と
の間に形成された放電ギャップを流れ、ガス出口７から
流出し、放電ギャップ間に形成される無声放電によりオ
ゾンが発生する。無声放電で発生する熱は、金属電極用
冷却水入口８から流入した冷却水と、誘電体電極用冷却
水入口１０から流入した冷却水により冷却される。これ
により、放電ギャップ間のガス温度上昇を抑制し、高濃
度・高収率のオゾンを得ようとしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来のオゾン発生器には、以下に述べる様な解決
すべき課題があった。

【０００７】すなわち、誘電体電極１を冷却する冷却水
の流速は比較的遅くなっており、このため冷却能力が悪
く、放電ギャップ間のガス温度が上昇し、オゾン濃度・
収率が低下してしまう。

【０００８】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、誘電体電極の冷却能力を高めることができ
るオゾン発生器を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
気密容器と、気密容器内に配置された円筒状の一方の電
極と、気密容器内であって一方の電極外側に配設された
他方の電極と、一方の電極と他方の電極とに接続された
高電圧電源と、一方の電極内部に冷却水を供給する冷却
水供給装置とを備え、一方の電極内に冷却水の流路抵抗
となる邪魔体を設けたことを特徴とするオゾン発生器で
ある。

【００１０】請求項３記載の発明は、気密容器と、気密
容器内に配置された円筒状の一方の電極と、気密容器内
であって一方の電極外側に配設された他方の電極と、一
方の電極と他方の電極とに接続された高電圧電源と、一
方の電極内部に冷却水を供給する冷却水供給装置とを備
え、一方の電極は気密容器内において、その軸線を傾斜
させて配置されていることを特徴とするオゾン発生器で
ある。

【００１１】請求項４記載の発明は、気密容器と、気密
容器内に配置された円筒状の一方の電極と、気密容器内
であって一方の電極外側に配設された他方の電極と、一
方の電極と他方の電極とに接続された高電圧電源と、一
方の電極内部に冷却水を供給する冷却水供給装置とを備
え、一方の電極に開口を設けるとともに、この開口にガ
ス抜弁を取付けたことを特徴とするオゾン発生器であ
る。

【００１２】請求項１記載の発明によれば、一方の電極
内に邪魔体を設けることにより一方の電極内の冷却水の
流速を上昇させることができる。

【００１３】請求項３記載の発明によれば、一方の電極
は傾斜しているので、一方の電極内の泡を一方の電極の
上方側へ導くことができる。

【００１４】請求項４記載の発明によれば、一方の電極
内の泡を開口からガス抜弁を経て外方へ排出することが
できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】第１の実施の形態 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明
する。図１は本発明によるオゾン発生器の第１の実施の
形態を示す図である。

【００１６】図１において、オゾン発生器はガス入口６
とガス出口７とを有する気密容器１２と、気密容器１２
内に配置された円筒状の誘電体電極１と、気密容器１２
内であって誘電体電極１の外側に配置された金属電極２
とを備えている。

【００１７】また誘電体電極１はその内面に金属３を有
し、誘電体電極１の金属３と、金属電極２との間にはヒ
ューズ５および高圧電源４が順次接続されている。

【００１８】誘電体電極１は中空体となっており、この
誘電体電極１の一側には誘電体電極１内に冷却水を供給
する冷却水入口管１０が接続され、また誘電体電極１の
他側には冷却水を排出する冷却水出口管１１が接続され
ている。

【００１９】さらにまた金属電極２には、冷却水入口管
８と冷却水出口管９とが各々接続され、金属電極２内に
冷却水入口管８から供給された冷却水が供給され、金属
電極２内の冷却水は冷却水出口管９から排出される。

【００２０】また、誘電体１内には冷却水の流路抵抗と
なる邪魔体１３が配設されている。

【００２１】次にこのような構成からなる本実施の形態
の作用について述べる。まず高圧電源４によりヒューズ
５を介して誘電体電極１と金属電極２との間に高電圧が
印加され、誘電体電極１と金属電極２との間の放電ギャ
ップｇに放電が形成される。この間オゾン原料ガスがガ
ス入口６から気密容器１２内に流入し、原料ガスは誘電
体電極１と金属電極２との間に形成された放電ギャップ
ｇを流れ、ガス出口７から流出される。

【００２２】放電ギャップｇ間に上述のように無声放電
が形成されると、この無声放電によりオゾンが発生す
る。無声放電で発生する熱は、金属電極２と誘電体電極
１に伝わり金属電極２の熱は冷却水入口管８から流入し
た冷却水により冷却され、誘電体電極１の熱に冷却水入
口管１０から流入した冷却水により冷却される。この場
合、誘電体電極１内の冷却水は邪魔体１３により抵抗を
受けるので、これにより、誘電体１内の冷却水の流速が
速くなり、冷却能力が向上して放電ギャップｇ間のガス
温度上昇を抑制することができる。このため高濃度・高
収率のオゾンを得ることができる。

【００２３】なお、誘電体電極１内に供給される冷却水
は導電性の低い純水となっており、誘電体電極１の金属
３から外部へ漏れる電力を極力低減することができる。
また冷却水入口管１０と冷却水出口管１１は、誘電体電
極１の両側に対象に配置されているため、誘電体電極１
内の冷却水の圧縮を防ぐことができ、冷却効率を向上さ
せることができる。

【００２４】第２の実施の形態 次に図２により本発明の第２の実施の形態について説明
する。図２に示す第２の実施の形態は邪魔体１３の外周
に冷却水を流すガイド１４を設けたものであり、他は図
１に示す第１の実施の形態と略同一である。

【００２５】図２において、図１に示す第１の実施の形
態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略す
る。

【００２６】図２に示すように、誘電体電極１内に邪魔
体１３が設けられ、邪魔体１３の外周にはらせん状のガ
イド１４が形成されている。図２において、邪魔体１３
の外周にらせん状ガイド１４が形成されているので、誘
電体電極１内の冷却水をガイド１４に沿ってスムースに
流すことができ、冷却水速度を上昇させて誘電体電極１
を効果的に冷却させることができる。

【００２７】第３の実施の形態 図３は、本発明の第３の実施の形態を示す図である。

【００２８】図３に示すように、オゾン発生器は複数の
誘電体電極１を備えている。図３において複数の誘電体
電極１が示されているが、金属電極２および邪魔体１３
は便宜的に取除かれている。

【００２９】図３に示すように、複数の誘電体電極１は
連結管１５によって直列に連結されている。また上流側
の誘電体電極１には冷却水入口管１０が接続され、さら
に下流側の誘電体電極１には冷却水出口管１１が接続さ
れている。

【００３０】図３において冷却水入口管１０から供給さ
れる冷却水は、複数の誘電体電極１内を通って冷却する
ので、冷却水が一定水量の場合この冷却水を効果的に用
いることができる。

【００３１】第４の実施の形態 図４は本発明の第４の実施の形態を示す図である。図４
に示すようにオゾン発生器は複数の誘電体電極１を備え
ている。図４において、金属電極２および邪魔体１３は
便宜的に取除かれている。

【００３２】図４に示すように複数の誘電体電極１は連
結管１６によって並列に連結されている。また誘電体電
極１の上流側の連結管１６には冷却水入口管１０が接続
され、下流側の連結管１６には冷却水出口管１１が接続
されている。

【００３３】図４において冷却水入口管１０から流入す
る冷却水の水圧が一定の場合、各誘電体電極１内におけ
る圧縮が低減されるので、冷却水の流速をおとすことな
く、効果的に誘電体電極１内を冷却することができる。

【００３４】第５の実施の形態 図５は本発明の第５の実施の形態を示す図である。図５
に示す第５の実施の形態は、誘電体電極１の右端にコネ
クタ１７を設けるとともに、このコネクタ１７に高電圧
給電端子としての機能と冷却水用コネクタとしての機能
をもたせたものであり、他は図１に示す第１の実施の形
態と略同一である。

【００３５】また図５に示すように、冷却水出口管１１
の一部１９が耐腐食性材料で作製されており、このよう
に耐腐食性材料で冷却水出口管１１の一部を形成するこ
とにより冷却水出口管１１がオゾンにより腐食されるこ
とを防止することができる。

【００３６】第６の実施の形態 図６および図７は本発明の第６の実施の形態を示す図で
ある。図６および図７に示す実施の形態は、誘電体電極
の構造が異なるのみであり、他は図１に示す第１の実施
の形態と略同一である。

【００３７】図６および図７において、便宜上誘電体電
極１のみが示されている。図６に示す誘電体電極１は、
気密容器１２内でその軸線が傾斜するよう配置されてい
る。

【００３８】冷却水入口管１０から誘電体電極１内へ供
給されて冷却水は、その後冷却水出口管１１側へ排出さ
れる。この間冷却水中に含まれるガスは泡２０となって
冷却水出口管１１側へ排出される。このため、泡２０が
誘電体電極１内で滞留することによる冷却効率の低下を
防止することができる。

【００３９】また、図７に示すように誘電体電極１は気
密容器１２内で水平方向に配置されており、誘電体電極
１の略中央上部に開口２１が設けられるとともに、この
開口２１に弁２２を有する連通管２２が取付けられてい
る。

【００４０】図７において、弁２２を開とすることによ
り誘電体電極１内の冷却水中に含まれるガスは、泡２０
となって開口２１を経て連通管２２から排出される。こ
のことにより、誘電体電極１内における泡２０の滞留を
防止することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば一方の電極
内の冷却水の流速を上昇させることにより、一方の電極
内を冷却水によりより効率的に冷却することができる。
また一方の電極内の泡を確実に排出することにより、冷
却水の冷却効率の低下を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるオゾン発生器の第１の実施の形態
を示す図。

【図２】本発明によるオゾン発生器の第２の実施の形態
を示す図。

【図３】本発明によるオゾン発生器の第３の実施の形態
を示す図。

【図４】本発明によるオゾン発生器の第４の実施の形態
を示す図。

【図５】本発明によるオゾン発生器の第５の実施の形態
を示す図。

【図６】本発明によるオゾン発生器の第６の実施の形態
を示す図。

【図７】本発明によるオゾン発生器の第６の実施の形態
の変形図。

【図８】従来のオゾン発生器を示す図。

【符号の説明】

１ 誘電体電極 ２ 金属電極 ３ 金属 ４ 高圧電源 ５ ヒューズ ６ ガス入口 ７ ガス出口 ８ 冷却水入口管 ９ 冷却水出口管 １０ 冷却水入口管 １１ 冷却水出口管 １２ 気密容器 １３ 邪魔体

フロントページの続き (72)発明者 村 田 隆 昭 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 天 野 淳 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 金 丸 公 二 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 沖 田 裕 二 東京都府中市晴見町２丁目24番地の１ 東 芝エフエーシステムエンジニアリング株式 会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】気密容器と、 気密容器内に配置された円筒状の一方の電極と、 気密容器内であって一方の電極外側に配設された他方の
   電極と、 一方の電極と他方の電極とに接続された高電圧電源と、 一方の電極内部に冷却水を供給する冷却水供給装置とを
   備え、 一方の電極内に冷却水の流路抵抗となる邪魔体を設けた
   ことを特徴とするオゾン発生器。
2. 【請求項２】邪魔体の外周に冷却水を流すガイドを形成
   したことを特徴とする請求項１記載のオゾン発生器。
3. 【請求項３】気密容器と、 気密容器内に配置された円筒状の一方の電極と、 気密容器内であって一方の電極外側に配設された他方の
   電極と、 一方の電極と他方の電極とに接続された高電圧電源と、 一方の電極内部に冷却水を供給する冷却水供給装置とを
   備え、 一方の電極は気密容器内において、その軸線を傾斜させ
   て配置されていることを特徴とするオゾン発生器。
4. 【請求項４】気密容器と、 気密容器内に配置された円筒状の一方の電極と、 気密容器内であって一方の電極外側に配設された他方の
   電極と、 一方の電極と他方の電極とに接続された高電圧電源と、 一方の電極内部に冷却水を供給する冷却水供給装置とを
   備え、 一方の電極に開口を設けるとともに、この開口にガス抜
   弁を取付けたことを特徴とするオゾン発生器。