JPS6355105A - オゾン発生装置 - Google Patents

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］ 本発明は、湿式オゾン酸化同時脱硫脱硝プラント、上水
の殺菌、凍原処理装置における廃水の脱色などに使用さ
れるオゾン発生装置、とくに装置の小型化、電力効率の
向上および放電電流の流れの円滑化を図り得るオゾン発
生装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来の、無声放電式と呼ばれるオゾン発生装置は、第９
図に示すように１０数ＫＶの高圧交流電圧を印加した電
極ａ、ｂ間にアーク放電を防止するためガラス等の誘電
体Ｃを配置し、−様な無声放電を発生させるため電極ａ
、ｂ間の間隔ｄを５ｍｍ以下に制限していた。なお。図
中、ｊは交流電源、ｒは原料ガス入口、９は生成オゾン
含奔ガス出口である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、前述の構造によると放電空間か小さいため原料
空気の流量が制限され、一定量のオゾンを生産するには
電極面積を大きく設定する必要があり、その結果、装置
の外形寸法か太きくなる。また、無声放電における小放
電は、オゾン生成に有効であるが放電終期にオゾン生成
にあまり寄与しないアーク放電に変わるため、大電流を
消費し、電力効率（または生成効率）が低いなどの問題
点があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点に鑑み、装置の小型化、オゾン
生成効率の向上、放電電流の流れの円滑化を図るために
なしたもので、その構成は、相対する電極間に放電空間
を形成し、該放電空間内に供給した酸素を含有する原料
ガスまたは空気から放電作用を利用してオゾンを生成す
るオゾン発生装置において、円筒または平板列の電極と
、前記円筒の中心部または相隣れる平板間の中心部に配
置され前記円筒または平板に相対峙するように先端が尖
った突起または針を多数突設した線または棒状の電極と
、前記電極間にパルス幅数１０μＳ以下の高電圧パルス
を印加する高電圧パルス電源装置と、少くとも一方の電
極にコロナ放電開始電圧以下の逆バイアス電圧を印加す
る逆バイアス直流電源装置とを備えたものである。

［作　　　用］ 直流高圧パルス放電を行うのでオゾンの生成効率が向上
し、装置が小型になる。線または棒状放電極に先端が尖
った突起を設けるので細密で−様なストリーマを発生さ
せることができ、さらにオゾン生成効率が向上する。ま
た、放電空間内に滞留するイオン雲が、高圧パルス電圧
が無電圧になったとき、逆バイアス電圧によって除去さ
れるので、次回放電時の放電電流が円滑に流れオゾン生
成量が増大する。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図ないし第５図は本発明の一実施例を示すもので、本実
施例の電極は、円筒状に形成したマイナス電極１と、こ
のマイナス電極１の中心部に配置され、先端が尖った突
起または針２を半径方向に多数突設した線または棒状の
プラス電極３で構成され、突起２の先端とマイナス電極
１間の距離には、ｋ≧２０＋ｎｍになるように設定され
ている。

プラス電極３は、マイナス側を接地した、パルス幅数１
０ＪＩＳ以下の高圧パルス電源装置４のプラス側に接続
され、マイナス電極１は、マイナス側を接地した、コロ
ナ放電開始電圧以下の逆バイアス直流電源装置５のプラ
ス側に接続されている。なお、図中、６は絶縁碍子、７
は酸素含有原料ガスまたは空気の取入口、８は生成オゾ
ン含有ガス取出口、９は放電空間である。

次に本装置の作動について説明する。プラス電極３およ
びマイナス電極１間に高圧パルス電圧が印加されると、
両電極１．３間にパルス放電が起り、放電空間９内にお
いて、突起２先端とマイナス電極１間に細密な電子スト
リーマ１０が形成され（第３図参照）、ここを通過する
空気またはガス中の酸素をオゾンに変える。この際、突
起の２の先端が細く尖っているほど電子ストリーマ１０
が細密に形成され、オゾン発生に有利な状況をつくり出
す。

しかし、放電空間９内を流れる空気流の下流に行くのに
従って生成オゾン濃度が高いため、後述するように放電
空間９内に各種陽イオン、陰イオンが多量に滞溜し、こ
れを放置すると放電電流が抑制されストリーマ１０も不
均一に且つ短かくなる（第４図参照）。すなわち、下流
側の突起２の周辺には、電子との結合力が強いため電子
と結合して負に帯電したオゾン０３１２および放電によ
って電子を放出した酸素イオン０２１３、窒素イオンＮ
２１４などが多数集合してイオン雲１５を形成しく第５
図参照）、このイオン雲１５が放電を妨げオゾン生成量
を低下させようとする。これに対し、本発明では、コロ
ナ放電開始電圧以下の逆バイアス電圧をマイナス電極１
に常時印加しであるので、パルス電圧が無電圧になった
とき陽イオン１３．１４はプラス電極３側に、また、陰
イオン１２はマイナス電極１側にそれぞれ移動し、放電
空間９内から除去される。

従って、次のパルス電圧が印加されたとき放電電流が円
滑に流れ、また、ストリーマｌＯも均一に長く延び、そ
の結果、オゾン生成量が増大し、空間利用率も向上する
。

本発明の第２の実施例を第６図および第７図に示す。こ
の例は、マイナス電極１ａを、複数の平行な平板列で構
成し、プラス電極３ａを相隣れる平板の中間部に配置し
たものであり、それ以外は第１の実施例と変わるところ
はない。

本発明の第３の実施例を第８図に示す。この例は、プラ
ス電極３に逆バイアス電圧を印加するようにし、高圧パ
ルス電源装置４とプラス電極３の間にコンデンサ１６を
、また、逆バイアス直流電源装置５とプラス電極３の間
の抵抗１７を配置したもので、それ以外は第１の実施例
と変わるところはない。

なお、本発明は前述の実施例にのみ限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の
変更を加え得ることは勿論である。

［発明の効果コ 以上に述べたように本発明は次の優れた効果を発揮する
。

（ｉ）　　パルス放電を行うので高電圧印加か可能にな
り、極間間隔を拡大できる。従って装置の小形化を図り
得る。

（ｉｉ）　　第（１）項と同じ理由によりオゾン生成効
率を向上でき、また、熱の発生が極めて少ないので冷却
の必要がなくなる。

０　プラス電極に先端が尖った突起または針を設けたの
で、放電時、安定した細密なストリーマを発生すること
が可能になり、オゾン生成効率および空間利用率の向上
を図り得る。

（へ）　コロナ放電開始電圧以下の逆バイアス電圧を常
時、印加しであるので、高圧パルス電流を円滑に流すこ
とか可能になり、オゾン発生量の増大および電力効率の
向上を図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は切断側面図、第２図は第１図における■−■方向
からの矢視図、第３図は良好なストリーマの発生状況の
説明図、第４図は不良なストリーマの発生状況の説明図
、第５図はイオン雲の発生状態の説明図、第６図は第２
の実施例の部分を示す切断側面図、第７図は第６図にお
ける■−■方向からの矢視図、第８図は第３の実施例の
部分を示す切断側面図、第９図は従来のオゾン発生装置
の切断側面図である。 図中、■、１ａはマイナス電極、２は突起または針、３
，３ａはプラス電極、４は高圧パルス電源装置、５は逆
バイアス直流電源装置を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）相対する電極間に放電空間を形成し、該放電空間内
   に供給した酸素を含有する原料ガスまたは空気から放電
   作用を利用してオゾンを生成するオゾン発生装置におい
   て、円筒または平板列の電極と、前記円筒の中心部また
   は相隣れる平板間の中心部に配置され前記円筒または平
   板に相対峙するように先端が尖った突起または針を多数
   突設した線または棒状の電極と、前記電極間にパルス幅
   数１０μｓ以下の高電圧パルスを印加する高電圧パルス
   電源装置と、少くとも一方の電極にコロナ放電開始電圧
   以下の逆バイアス電圧を印加する逆バイアス直流電源装
   置とを備えたことを特徴とするオゾン発生装置。