JP2004269326A - オゾン発生用放電管 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は石英部に電気伝導性皮膜を被覆せず、石英部と他の部分を容易に解体できて石英部をリサイクル可能で、且つ両面冷却構造により従来より高濃度オゾンが発生可能で且つコンパクト化された石英製放電管を提供することを課題とするものである。
【解決手段】本発明は上記の課題を解決するために、石英３重管構造もしくは石英４重管構造の放電管を採用し、放電空隙に強電解を形成するための電極は電解液及び冷却水を用いる。たとえば図１にしめす３重管構造の場合は外側石英管（１）と中間石英管（２）の間の間隙（１４）に電解液（６）を満たして高電圧を負荷し、内側石英管の内部に冷却水（１０）を通じて接地し、内側石英管と中間石英管の間の間隙（１４）に交流高電界を形成し、無声放電を生ぜしめることによってオゾンを発生させる。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明は上記の課題を解決するために、石英３重管構造もしくは石英４重管構造の放電管を採用し、放電空隙に強電解を形成するための電極は電解液及び冷却水を用いる。たとえば図１にしめす３重管構造の場合は外側石英管（１）と中間石英管（２）の間の間隙（１４）に電解液（６）を満たして高電圧を負荷し、内側石英管の内部に冷却水（１０）を通じて接地し、内側石英管と中間石英管の間の間隙（１４）に交流高電界を形成し、無声放電を生ぜしめることによってオゾンを発生させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、気体中の放電によりオゾンを発生させるオゾン発生器の放電部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無声放電法によるオゾン発生器が普及している。これは金属と固体誘電体の間もしくは固体誘電体と固体誘電体の間もしくは固体誘電体を被覆した金属と金属の間に酸素含有気体を流しつつ、放電を生じさせてオゾンを発生する。
【０００３】
例えばステンレス管の内側に内面を電気伝導性物質で被覆したガラス管を配置し、ステンレス管とガラス管内面の電気伝導性物質の間に乾燥空気または酸素等のオゾン発生用気体を送り、同時にステンレス管とガラス管内面の電気伝導性物質の間に電圧実効値５〜１０ｋＶ、周波数５０〜５０００Ｈｚ程度の交流高電圧を負荷してオゾン発生用気体中に放電を生ぜしめてオゾンを発生させる。
【０００４】
特に金属粉塵の発生を伴わない純度の高いオゾンを生成するために石英２重管構造の放電管も実用化されている。このような放電管の構造例はたとえば特開平０６−０４８７０７に記載されている。この構造は中心軸を共有する２本の石英管の内側管の内面に電気伝導性物質を接合して電圧実効値８〜１５ｋＶ、周波数１０００〜２００００Ｈｚ程度の交流高電圧を負荷し、外側管の外面を水冷して接地電位に保持する構造である。
【０００５】
ところでこのような従来のステンレスとガラスの２重管構造あるいは石英２重管構造の無声放電法オゾン発生器用放電管は電気伝導性皮膜でガラス管もしくは石英管の一部を被覆するものであり、廃却時には産業廃棄物として処理されるのが通例であり、環境上の問題を有する。
【０００６】
また、一般にオゾンは高温で分解するために、放電管の放電部の冷却効率を高めるほどコンパクトにすることが可能であるが、上記のような従来の放電管は冷却水により外面のみが冷却され、コンパクト化に限界がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は石英部に電気伝導性皮膜を被覆せず、石英部と他の部分を容易に解体できて石英部をリサイクル可能で、且つ両面冷却構造により従来より高濃度オゾンが発生可能で且つコンパクト化された石英製放電管を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するために、石英３重管構造もしくは石英４重管構造の放電管を採用し、放電空隙に強電解を形成するための電極は電解液及び冷却水を用いる。
【０００９】
すなわち３重管構造の場合は外側石英管（１）と中間石英管（２）の間の間隙（１４）に電解液（６）を満たして高電圧を負荷し、内側石英管の内部に冷却水（１０）を通じて接地し、内側石英管と中間石英管の間の間隙（１４）に交流高電界を形成し、無声放電を生ぜしめることによってオゾンを発生させる。
また、放電部の内部を冷却水で冷却するとともに、外表面に空気を吹き付けて冷却することにより両面冷却とする。
【００１０】
４重管構造の場合は内側放電管の内部（２８）及び外側石英管とその内側の石英管の間に冷却水（２６）を通じて、接地電位に保持し、内側放電管とその外側の放電管の間に電解液（２７）を満たして交流高電圧を負荷し、中間の２本の放電管の空隙部（２５）に無声放電を生ぜしめてオゾンを発生する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態実施例を示す図により説明する。
なお、実施の形態１は請求項１に該当し、実施の形態２は請求項２に該当する。
【００１２】
実施の形態１．図１は実施の形態１による実施例を示す。次にこの構造及び使用方法を説明する。
【００１３】
構造：中心軸を共有して配置された３本の石英管（１、２、３：以下外側より第１石英管、第２石英管、第３石英管と称す）を備え、第１石英管は両端部（４）において第２石英管の表面に溶接され、第２石英管は両端部（５）において第３石英管の表面に溶接されている。
第１石英管と第２石英管の間隙部には塩水（６）が封入され、高電圧導入端子（７）に接続する高電圧導線（１９）が浸されている。
第３石英管の内部は冷却水（１０）で満たされ、接地端子（１３）に接続する接地導線（１８）が浸されている。
【００１４】
使用方法：交流高圧電源（２０）の高電圧部を高電圧導入端子７に接続し、接地部を接地端子（１３）に接続することにより第２石英管と第３石英管の間の空隙部（１４）に無声放電を生ぜしめ、且つオゾン発生用原料気体を原料気体入口（８）より導入し、放電空隙部（１４）で生成したオゾン含有気体を出口（９）より外部に取り出す。
【００１５】
実施の形態２． 図２は実施の形態２による実施例を示す。次にこの構造及び使用方法を説明する。
【００１６】
構造：中心軸を共有して配置された４本の石英管（２１、２２、２３、２４：以下外側より第１石英管、第２石英管、第３石英管、第４石英管と称す）を備え、第１石英管は両端部（２９）において第２石英管の表面に溶接され、第２石英管は両端部（３０）において第３石英管の表面に溶接され、更に第３石英管は両端部（３１）において第４石英管に溶接されている。
第１石英管と第２石英管の間隙部には冷却水（２６）が満たされ、接地端子（３３）に接続する接地導線（４４）が浸されている。
第３石英管と第４石英管の間隙部には塩水（２７）が満たされ、高電圧導入端子３２に接続する高電圧導入導線４５が浸されている。
第４石英管の内部は冷却水（２８）で満たされている。
【００１７】
使用方法：交流高圧電源（２０）の高電圧部を高電圧導入端子（３２）に接続し、接地部を接地端子３３に接続することにより第２石英管と第３石英管の間の空隙部（２５）に無声放電を生ぜしめ、且つオゾン発生用原料気体を原料気体入口（３６）より導入し、放電空隙部（２５）で生成したオゾン含有気体を出口（３７）より外部に取り出す。
なお、本実施例の放電部の寸法は径１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍであり、酸素原料によるオゾン発生量として８ｇ／ｈｒ、オゾン濃度は最大で２００ｇ／Ｎｍ３を得ている。
【００１８】
【発明の効果】
本発明により放電管のどの部分にも導電性皮膜を被覆せず、容易に解体して石英部をリサイクル使用可能な放電管が実現した。
【００１９】
また本発明により放電部の両面冷却が可能となり従来の石英２重管式の放電管に比して大幅なコンパクト化が可能となった。
【００２０】
設計例では放電部の径を１４ｍｍとした場合８ｇ／ｈｒのオゾン発生のための放電長さが従来の片面水冷石英２重管の場合２５０ｍｍ、本発明による３重管の場合１５０ｍｍ、４重管の場合１００ｍｍとなる。すなわち３重管では従来の６０％の規模となり、４重管では４０％の規模となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】３重管構造の放電管の実施例を示す。
【図２】４重管構造の放電管の実施例を示す。
【符号の説明】
１ 第１石英管（外側石英管）
２ 第２石英管（中間石英管）
３ 第３石英管（内側石英管）
４ 石英管溶接部１
５ 石英管溶接部２
６ 電解液封入部
７ 高電圧導入端子
８ 原料気体入口
９ オゾン含有気体出口
１０ 冷却水
１１ 冷却水入口
１２ 冷却水出口
１３ 接地端子
１４ 放電空隙
１５ 接地端子支持ジョイント
１６ 密閉蓋
１７ 密閉蓋
１８ 接地導線
１９ 高電圧導線
２０ 交流高電圧電源
２１ 第１石英管（外側石英管）
２２ 第２石英管
２３ 第３石英管
２４ 第４石英管（内側石英管）
２５ 放電空隙
２６ 冷却水
２７ 電解液
２８ 冷却水
２９ 溶接部
３０ 溶接部
３１ 溶接部
３２ 高電圧導入端子
３３ 接地端子
３４ 冷却水入口
３５ 冷却水出口
３６ 原料気体入口
３７ オゾン含有気体出口
３８ 冷却水入口
３９ 冷却水出口
４０ 密封蓋
４１ 密封蓋
４２ 接地端子支持ジョイント
４３ 交流高電圧電源
４４ 接地導線
４５ 高電圧導入導線
【発明が属する技術分野】
本発明は、気体中の放電によりオゾンを発生させるオゾン発生器の放電部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無声放電法によるオゾン発生器が普及している。これは金属と固体誘電体の間もしくは固体誘電体と固体誘電体の間もしくは固体誘電体を被覆した金属と金属の間に酸素含有気体を流しつつ、放電を生じさせてオゾンを発生する。
【０００３】
例えばステンレス管の内側に内面を電気伝導性物質で被覆したガラス管を配置し、ステンレス管とガラス管内面の電気伝導性物質の間に乾燥空気または酸素等のオゾン発生用気体を送り、同時にステンレス管とガラス管内面の電気伝導性物質の間に電圧実効値５〜１０ｋＶ、周波数５０〜５０００Ｈｚ程度の交流高電圧を負荷してオゾン発生用気体中に放電を生ぜしめてオゾンを発生させる。
【０００４】
特に金属粉塵の発生を伴わない純度の高いオゾンを生成するために石英２重管構造の放電管も実用化されている。このような放電管の構造例はたとえば特開平０６−０４８７０７に記載されている。この構造は中心軸を共有する２本の石英管の内側管の内面に電気伝導性物質を接合して電圧実効値８〜１５ｋＶ、周波数１０００〜２００００Ｈｚ程度の交流高電圧を負荷し、外側管の外面を水冷して接地電位に保持する構造である。
【０００５】
ところでこのような従来のステンレスとガラスの２重管構造あるいは石英２重管構造の無声放電法オゾン発生器用放電管は電気伝導性皮膜でガラス管もしくは石英管の一部を被覆するものであり、廃却時には産業廃棄物として処理されるのが通例であり、環境上の問題を有する。
【０００６】
また、一般にオゾンは高温で分解するために、放電管の放電部の冷却効率を高めるほどコンパクトにすることが可能であるが、上記のような従来の放電管は冷却水により外面のみが冷却され、コンパクト化に限界がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は石英部に電気伝導性皮膜を被覆せず、石英部と他の部分を容易に解体できて石英部をリサイクル可能で、且つ両面冷却構造により従来より高濃度オゾンが発生可能で且つコンパクト化された石英製放電管を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するために、石英３重管構造もしくは石英４重管構造の放電管を採用し、放電空隙に強電解を形成するための電極は電解液及び冷却水を用いる。
【０００９】
すなわち３重管構造の場合は外側石英管（１）と中間石英管（２）の間の間隙（１４）に電解液（６）を満たして高電圧を負荷し、内側石英管の内部に冷却水（１０）を通じて接地し、内側石英管と中間石英管の間の間隙（１４）に交流高電界を形成し、無声放電を生ぜしめることによってオゾンを発生させる。
また、放電部の内部を冷却水で冷却するとともに、外表面に空気を吹き付けて冷却することにより両面冷却とする。
【００１０】
４重管構造の場合は内側放電管の内部（２８）及び外側石英管とその内側の石英管の間に冷却水（２６）を通じて、接地電位に保持し、内側放電管とその外側の放電管の間に電解液（２７）を満たして交流高電圧を負荷し、中間の２本の放電管の空隙部（２５）に無声放電を生ぜしめてオゾンを発生する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態実施例を示す図により説明する。
なお、実施の形態１は請求項１に該当し、実施の形態２は請求項２に該当する。
【００１２】
実施の形態１．図１は実施の形態１による実施例を示す。次にこの構造及び使用方法を説明する。
【００１３】
構造：中心軸を共有して配置された３本の石英管（１、２、３：以下外側より第１石英管、第２石英管、第３石英管と称す）を備え、第１石英管は両端部（４）において第２石英管の表面に溶接され、第２石英管は両端部（５）において第３石英管の表面に溶接されている。
第１石英管と第２石英管の間隙部には塩水（６）が封入され、高電圧導入端子（７）に接続する高電圧導線（１９）が浸されている。
第３石英管の内部は冷却水（１０）で満たされ、接地端子（１３）に接続する接地導線（１８）が浸されている。
【００１４】
使用方法：交流高圧電源（２０）の高電圧部を高電圧導入端子７に接続し、接地部を接地端子（１３）に接続することにより第２石英管と第３石英管の間の空隙部（１４）に無声放電を生ぜしめ、且つオゾン発生用原料気体を原料気体入口（８）より導入し、放電空隙部（１４）で生成したオゾン含有気体を出口（９）より外部に取り出す。
【００１５】
実施の形態２． 図２は実施の形態２による実施例を示す。次にこの構造及び使用方法を説明する。
【００１６】
構造：中心軸を共有して配置された４本の石英管（２１、２２、２３、２４：以下外側より第１石英管、第２石英管、第３石英管、第４石英管と称す）を備え、第１石英管は両端部（２９）において第２石英管の表面に溶接され、第２石英管は両端部（３０）において第３石英管の表面に溶接され、更に第３石英管は両端部（３１）において第４石英管に溶接されている。
第１石英管と第２石英管の間隙部には冷却水（２６）が満たされ、接地端子（３３）に接続する接地導線（４４）が浸されている。
第３石英管と第４石英管の間隙部には塩水（２７）が満たされ、高電圧導入端子３２に接続する高電圧導入導線４５が浸されている。
第４石英管の内部は冷却水（２８）で満たされている。
【００１７】
使用方法：交流高圧電源（２０）の高電圧部を高電圧導入端子（３２）に接続し、接地部を接地端子３３に接続することにより第２石英管と第３石英管の間の空隙部（２５）に無声放電を生ぜしめ、且つオゾン発生用原料気体を原料気体入口（３６）より導入し、放電空隙部（２５）で生成したオゾン含有気体を出口（３７）より外部に取り出す。
なお、本実施例の放電部の寸法は径１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍであり、酸素原料によるオゾン発生量として８ｇ／ｈｒ、オゾン濃度は最大で２００ｇ／Ｎｍ３を得ている。
【００１８】
【発明の効果】
本発明により放電管のどの部分にも導電性皮膜を被覆せず、容易に解体して石英部をリサイクル使用可能な放電管が実現した。
【００１９】
また本発明により放電部の両面冷却が可能となり従来の石英２重管式の放電管に比して大幅なコンパクト化が可能となった。
【００２０】
設計例では放電部の径を１４ｍｍとした場合８ｇ／ｈｒのオゾン発生のための放電長さが従来の片面水冷石英２重管の場合２５０ｍｍ、本発明による３重管の場合１５０ｍｍ、４重管の場合１００ｍｍとなる。すなわち３重管では従来の６０％の規模となり、４重管では４０％の規模となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】３重管構造の放電管の実施例を示す。
【図２】４重管構造の放電管の実施例を示す。
【符号の説明】
１ 第１石英管（外側石英管）
２ 第２石英管（中間石英管）
３ 第３石英管（内側石英管）
４ 石英管溶接部１
５ 石英管溶接部２
６ 電解液封入部
７ 高電圧導入端子
８ 原料気体入口
９ オゾン含有気体出口
１０ 冷却水
１１ 冷却水入口
１２ 冷却水出口
１３ 接地端子
１４ 放電空隙
１５ 接地端子支持ジョイント
１６ 密閉蓋
１７ 密閉蓋
１８ 接地導線
１９ 高電圧導線
２０ 交流高電圧電源
２１ 第１石英管（外側石英管）
２２ 第２石英管
２３ 第３石英管
２４ 第４石英管（内側石英管）
２５ 放電空隙
２６ 冷却水
２７ 電解液
２８ 冷却水
２９ 溶接部
３０ 溶接部
３１ 溶接部
３２ 高電圧導入端子
３３ 接地端子
３４ 冷却水入口
３５ 冷却水出口
３６ 原料気体入口
３７ オゾン含有気体出口
３８ 冷却水入口
３９ 冷却水出口
４０ 密封蓋
４１ 密封蓋
４２ 接地端子支持ジョイント
４３ 交流高電圧電源
４４ 接地導線
４５ 高電圧導入導線
Claims (2)
- 交流高電圧を空隙部に負荷してオゾンを発生させる無声放電式オゾン発生器用の放電管であって次の（ａ）〜（ｅ）の構造を兼ね備え、（ｆ）の使用方法によりオゾンを発生させるもの。
（ａ）中心軸を共有して配置された３本の石英管（１、２、３：以下外側より第１石英管、第２石英管、第３石英管と称す）を備える。
（ｂ）第１石英管は両端部（４）において第２石英管の表面に溶接されている。
（ｃ）第２石英管は両端部（５）において第３石英管の表面に溶接されている。
（ｄ）第１石英管と第２石英管の間隙部には塩水などの電解液（６）が封入され、その電解液は電気的に交流高電圧電源（２０）の高電圧側に接続されている。
（ｅ）第３石英管の内部は冷却水（１０）で満たされ、接地電位に保持されている。
（ｆ）第３石英管の内部に冷却水を流通させ、前記交流高電圧電源（２０）を起動して第２石英管と第３石英管の間の空隙部１４に無声放電を生ぜしめ、且つオゾン発生用原料気体を流通させて発生させたオゾンを外部に取り出す。 - 交流高電圧を空隙部に負荷してオゾンを発生させる無声放電式オゾン発生器用の放電管であって次の（ａ）〜（ｇ）の構造を兼ね備え、（ｈ）の使用方法によりオゾンを発生させるもの。
（ａ）中心軸を共有して配置された４本の石英管（２１、２２、２３、：以下外側より第１石英管、第２石英管、第３石英管、第４石英管と称す）を備える。
（ｂ）第１石英管は両端部（２９）において第２石英管の表面に溶接されている。
（ｃ）第２石英管は両端部（３０）において第３石英管の表面に溶接されている。
（ｄ）第３石英管は両端部（３１）において第４石英管の表面に溶接されている。
（ｅ）第１石英管と第２石英管の間隙部には冷却水（２６）が満たされ、接地電位に保持されている。
（ｆ）第３石英管と第４石英管の間隙部には塩水（２７）などの電解液（６）が封入され、その電解液は電気的に交流高電圧電源（２０）に接続されている。
（ｇ）第４石英管の内部（２８）は冷却水が満たされている。
（ｈ）第１石英管と第２石英管の間隙部ならびに第４石英管の内部に冷却水を流通させ、前記交流高電圧電源（２０）を起動して第２石英管と第３石英管の間の空隙部（２５）に無声放電を生ぜしめ、且つオゾン発生用原料気体を流通させて発生させたオゾンを外部に取り出す。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003064276A JP3974057B2 (ja) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | オゾン発生用放電管 |
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|---|---|---|---|
| JP2003064276A JP3974057B2 (ja) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | オゾン発生用放電管 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004269326A true JP2004269326A (ja) | 2004-09-30 |
| JP3974057B2 JP3974057B2 (ja) | 2007-09-12 |
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ID=33125602
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003064276A Expired - Fee Related JP3974057B2 (ja) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | オゾン発生用放電管 |
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| JP (1) | JP3974057B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2478082C1 (ru) * | 2011-07-26 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н.Туполева - КАИ (КНИТУ-КАИ) | Способ получения озона |
-
2003
- 2003-03-11 JP JP2003064276A patent/JP3974057B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2478082C1 (ru) * | 2011-07-26 | 2013-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н.Туполева - КАИ (КНИТУ-КАИ) | Способ получения озона |
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|---|---|
| JP3974057B2 (ja) | 2007-09-12 |
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