JP6589666B2 - Ozone generator - Google Patents
Ozone generator Download PDFInfo
- Publication number
- JP6589666B2 JP6589666B2 JP2016017214A JP2016017214A JP6589666B2 JP 6589666 B2 JP6589666 B2 JP 6589666B2 JP 2016017214 A JP2016017214 A JP 2016017214A JP 2016017214 A JP2016017214 A JP 2016017214A JP 6589666 B2 JP6589666 B2 JP 6589666B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric
- discharge space
- electrode conductor
- electrode
- exposed surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/10—Preparation of ozone
- C01B13/11—Preparation of ozone by electric discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32348—Dielectric barrier discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
- H05H1/2437—Multilayer systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
- C01B2201/10—Dischargers used for production of ozone
- C01B2201/12—Plate-type dischargers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
- C01B2201/20—Electrodes used for obtaining electrical discharge
- C01B2201/22—Constructional details of the electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
- C01B2201/30—Dielectrics used in the electrical dischargers
- C01B2201/32—Constructional details of the dielectrics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
- C01B2201/60—Feed streams for electrical dischargers
- C01B2201/64—Oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
- C01B2201/90—Control of the process
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H2245/00—Applications of plasma devices
- H05H2245/10—Treatment of gases
- H05H2245/15—Ambient air; Ozonisers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Description
本発明は、誘電体バリア放電によってオゾンを発生させるオゾン発生装置に関する。 The present invention relates to an ozone generator that generates ozone by dielectric barrier discharge.
特許文献1には、一方向に配列された複数の誘電体と、各誘電体の内部に埋設された導電体とを有するプラズマ発生装置が記載されている。該プラズマ発生装置は、隣り合う導電体の間に電圧を印加することで、誘電体間に形成された放電空間に誘電体バリア放電を生じさせる。そして、特許文献1において、上記プラズマ発生装置は、排ガス中のNOx等の有害物質を浄化するための反応装置として用いることができる旨記載されている。該反応装置は、誘電体バリア放電が生じている上記放電空間に、内燃機関の排気ガスを導入することにより、排ガス中のNOx等の有害物質を化学変化させて浄化している。
しかしながら、オゾンを発生させるために上記反応装置を用いたときに、以下の課題が生じる。
上記反応装置は、導電体を誘電体内に埋設している。そのため、電極の熱が誘電体内にこもりやすく放熱されにくい。これに伴い、誘電体の熱は、導電体側へは放熱されにくい。そのため、誘電体の放熱効率が悪く、誘電体が高温化しやすくなるおそれがある。そして、誘電体は放電空間に曝されているため、誘電体が高温化すると放電空間における誘電体付近も高温化する。それゆえ、上記反応装置を、オゾンの生成に用いたとき、上記放電空間における誘電体付近に生じたオゾンの熱分解が促進されやすくなることが考えられる。その結果、オゾンの生成効率が低下するおそれがある。
However, the following problems arise when the above reaction apparatus is used to generate ozone.
In the reaction apparatus, a conductor is embedded in a dielectric. For this reason, the heat of the electrode is easily trapped in the dielectric body and is not easily dissipated. Accordingly, the heat of the dielectric is not easily radiated to the conductor side. Therefore, the heat dissipation efficiency of the dielectric is poor, and there is a risk that the dielectric is likely to increase in temperature. Since the dielectric is exposed to the discharge space, when the dielectric is heated, the vicinity of the dielectric in the discharge space is also heated. Therefore, when the reaction apparatus is used for generating ozone, it is considered that the thermal decomposition of ozone generated in the vicinity of the dielectric in the discharge space is easily promoted. As a result, ozone generation efficiency may be reduced.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、誘電体の放熱性を向上させることで、オゾンの生成効率を向上することができるオゾン発生装置を提供しようとするものである。 This invention is made | formed in view of this subject, It aims at providing the ozone generator which can improve the production | generation efficiency of ozone by improving the heat dissipation of a dielectric material.
本発明の一態様は、酸素を含有するガスが流入する流入口(210)と、
該流入口から流入した上記ガスが流出する流出口(220)と、
上記流入口と上記流出口との間の内部空間(5)において、互いに対向するよう配された、対をなす電極導体(3)と、
該対をなす電極導体のそれぞれに密着するよう配された、対をなす誘電体(4)と、を有し、
該対をなす誘電体は、互いの間に放電空間(6)を設けた状態で対向配置されており、
上記電極導体は、上記誘電体から上記内部空間に露出した露出面(7)を有し、
上記電極導体は、上記誘電体における上記放電空間と反対側の面に配されており、
上記露出面は、上記放電空間を流れる上記ガスの流通方向を向いており、
上記誘電体は、上記電極導体における上記露出面よりも、上記放電空間を流れる上記ガスの流通方向に突出した突出部(41)を有する、オゾン発生装置(1)にある。
また、本発明の他の態様は、酸素を含有するガスが流入する流入口(210)と、
該流入口から流入した上記ガスが流出する流出口(220)と、
上記流入口と上記流出口との間の内部空間(5)において、互いに対向するよう配された、対をなす電極導体(3)と、
該対をなす電極導体のそれぞれに密着するよう配された、対をなす誘電体(4)と、を有し、
該対をなす誘電体は、互いの間に放電空間(6)を設けた状態で対向配置されており、
上記電極導体は、上記誘電体から上記内部空間に露出した露出面(7)を有し、
上記放電空間は、複数、互いに並列配置されており、
高電圧が印加される上記電極導体である高圧電極導体(31)と、接地された上記電極導体である接地電極導体(32)とが対をなしており、
複数の上記電極導体は、複数の上記放電空間の並び方向に並んで配されており、
複数の上記電極導体のうち、その並び方向における両端に配置された上記電極導体は、上記接地電極導体である、オゾン発生装置(1)にある。
One embodiment of the present invention includes an inlet (210) into which a gas containing oxygen flows.
An outlet (220) through which the gas flowing in from the inlet flows out;
A pair of electrode conductors (3) arranged to face each other in the internal space (5) between the inlet and the outlet;
A pair of dielectrics (4) arranged in close contact with each of the pair of electrode conductors;
The paired dielectrics are arranged to face each other with a discharge space (6) provided between them.
The electrode conductors may possess an exposed surface that is exposed to the internal space from the dielectric (7),
The electrode conductor is disposed on the surface of the dielectric opposite to the discharge space,
The exposed surface faces the flow direction of the gas flowing through the discharge space,
The dielectric is in the ozone generator (1) having a protruding portion (41) protruding in the flow direction of the gas flowing through the discharge space from the exposed surface of the electrode conductor .
In another aspect of the present invention, an inlet (210) into which a gas containing oxygen flows,
An outlet (220) through which the gas flowing in from the inlet flows out;
A pair of electrode conductors (3) arranged to face each other in the internal space (5) between the inlet and the outlet;
A pair of dielectrics (4) arranged in close contact with each of the pair of electrode conductors;
The paired dielectrics are arranged to face each other with a discharge space (6) provided between them.
The electrode conductor has an exposed surface (7) exposed from the dielectric to the internal space,
A plurality of the discharge spaces are arranged in parallel with each other,
The high-voltage electrode conductor (31), which is the electrode conductor to which a high voltage is applied, and the ground electrode conductor (32), which is the grounded electrode conductor, make a pair,
The plurality of electrode conductors are arranged side by side in the direction in which the plurality of discharge spaces are arranged,
Among the plurality of electrode conductors, the electrode conductors arranged at both ends in the arrangement direction are in the ozone generator (1) which is the ground electrode conductor.
上記オゾン発生装置においては、対をなす誘電体が、対をなす電極導体のそれぞれに密着するよう配されている。それゆえ、誘電体の熱を電極導体へ伝達させやすい。そして、電極導体は、上記露出面を有する。これにより、誘電体から電極導体へ伝達された熱を、ガスへ放熱しやすくすることができる。すなわち、上記オゾン発生装置においては、誘電体の熱を、電極導体を介してガスへ放熱しやすくすることができる。それゆえ、上記オゾン発生装置においては、誘電体の熱を、放電空間側から放熱しやすいことはもとより、電極導体側からも放熱しやすい。これにより、誘電体の放熱性の向上を図ることができる。これに伴い、放電空間における誘電体付近が高温化することを抑制することができ、オゾンの生成効率を向上させることができる。 In the ozone generator, the paired dielectrics are arranged so as to be in close contact with each of the paired electrode conductors. Therefore, it is easy to transfer the heat of the dielectric to the electrode conductor. The electrode conductor has the exposed surface. Thereby, the heat transmitted from the dielectric to the electrode conductor can be easily released to the gas. That is, in the ozone generator, the heat of the dielectric can be easily released to the gas through the electrode conductor. Therefore, in the ozone generator, the heat of the dielectric is easily radiated not only from the discharge space side but also from the electrode conductor side. Thereby, the heat dissipation of a dielectric material can be improved. Along with this, it is possible to suppress the vicinity of the dielectric in the discharge space from becoming high temperature, and it is possible to improve the generation efficiency of ozone.
以上のごとく、上記態様によれば、誘電体の放熱性を向上させることで、オゾンの生成効率を向上することができるオゾン発生装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
As mentioned above, according to the said aspect, the ozone generator which can improve the production | generation efficiency of ozone can be provided by improving the heat dissipation of a dielectric material.
In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the means to solve a claim and a subject shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later, and limits the technical scope of this invention. It is not a thing.
(実施形態1)
オゾン発生装置の実施形態に係る実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。
本実施形態のオゾン発生装置1は、図2、図5に示すごとく、酸素を含有するガスが流入する流入口210と、流入口210から流入したガスが流出する流出口220と、対をなす電極導体3と、対をなす誘電体4とを有する。対をなす電極導体3は、流入口210と流出口220との間の内部空間5において、互いに対向するよう配されている。対をなす誘電体4は、対をなす電極導体3のそれぞれに密着するよう配されている。対をなす誘電体4は、互いの間に放電空間6を設けた状態で対向配置されている。図2、図3、図5に示すごとく、電極導体3は、誘電体4から内部空間5に露出した露出面7を有する。
(Embodiment 1)
Embodiment which concerns on embodiment of an ozone generator is described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 2 and 5, the
オゾン発生装置1は、内燃機関の排気を浄化するために用いるものとすることができる。オゾン発生装置1は、放電空間6に、酸素を含有する大気等のガスを流通させながら、対をなす電極導体3の間に高周波の交流電圧を印加して放電空間6に誘電体バリア放電を発生させる。これにより、オゾン発生装置1は、放電空間6を流れるガスからオゾンを生成する。そして、発生したオゾンによって、排ガス中のNOx等の有害物質を化学変化させて、排ガスを浄化する。
The
なお、以下において、放電空間6を流れるガスの流通方向を、単に流通方向Xという。また、対をなす誘電体4の対向方向を、単に対向方向Zという。また、流通方向Xと対向方向Zとの双方に直交する方向を横方向Yという。また、単に上流側、下流側といったときは、放電空間6を流れるガスの上流側、下流側を意味しているものとする。特に本実施形態においては、流入口210と流出口220とを結ぶ直線に平行な方向が、流通方向Xとなる。そして、流通方向Xにおいて、流入口210側が上流側、流出口220側が下流側となる。
In the following, the flow direction of the gas flowing through the
図1、図2、図5に示すごとく、オゾン発生装置1は、本体部2とガス導入部21とガス導出部22とを備える。本体部2は、電極導体3、誘電体4、及びこれらを保持する後述する樹脂部20を備えている。また、本体部2内に、放電空間6が形成されている。本体部2の上流側にガス導入部21が接続されている。ガス導入部21は、流入口210を備える。本体部2の下流側にガス導出部22が接続されている。ガス導出部22は、流出口220を備える。
As shown in FIGS. 1, 2, and 5, the
図2、図4に示すごとく、本体部2は、互いに並列配置された複数の放電空間6を有する。本実施形態においては、偶数の放電空間6が、並列配置されている。図4に示すごとく、高電圧が印加される電極導体3である高圧電極導体31と、接地された電極導体3である接地電極導体32とが対をなしている。複数の電極導体3は、複数の放電空間6の並び方向に並んで配されている。複数の電極導体3のうち、その並び方向における両端に配置された電極導体3は、接地電極導体32である。
As shown in FIG. 2 and FIG. 4, the
図2、図4に示すごとく、本実施形態において、本体部2は、対向方向Zに並列配置された2つの放電空間6を有する。そして、各放電空間6における対向方向Zの両側に、対をなす誘電体4及び対をなす電極導体3が配されている。すなわち、本実施形態において、本体部2は、2対の電極導体3及び2対の誘電体4を有する。
As shown in FIG. 2 and FIG. 4, in the present embodiment, the
また、本実施形態において、本体部2は、対向方向Zに並列配置された3つの電極導体3を有する。図1〜図5に示すごとく、各電極導体3は、対向方向Zに厚みを有する矩形板状を呈している。図2〜図4に示すごとく、対をなす電極導体3は、それぞれ、互いに対向方向Zに対向した対向面30を有する。
In the present embodiment, the
図4に示すごとく、3つの電極導体3のうち、対向方向Zの中央に配された電極導体3が高圧電極導体31であり、対向方向Zの両端に配された電極導体3が接地電極導体32である。高圧電極導体31は、一方の接地電極導体32と対をなすと共に、他方の接地電極導体32とも対をなしている。高圧電極導体31には、交流電源10が電気的に接続されている。高圧電極導体31は、横方向Yに引き出された引出部12を有し、この引出部12を介して交流電源10に電気的に接続されている。また、接地電極導体32は、接地されている。
As shown in FIG. 4, among the three
各電極導体3の対向面30に、誘電体4が配されている。つまり、電極導体3は、誘電体4における放電空間6と反対側の面に配されている。誘電体4は、矩形シート状を呈している。そして、誘電体4は、電極導体3の対向面30の全面に面接触している。誘電体4は、例えば、熱伝導性を有する接着材によって、電極導体3の対向面30に密着している。これにより、誘電体4と電極導体3とは、熱的に接触している。
A dielectric 4 is disposed on the opposing
誘電体4は、3つの電極導体3の対向面30のそれぞれに配されている。すなわち、誘電体4は、2つの接地電極導体32の各対向面30と、高圧電極導体31における対向方向Zの両側の対向面30とに配されている。
The dielectric 4 is disposed on each of the facing surfaces 30 of the three
図2〜図4に示すごとく、対をなす誘電体4の間における、横方向Yの両端部には、スペーサ11が配されている。これにより、対をなす誘電体4間の間隔が確保されている。図2に示すごとく、スペーサ11は、流通方向Xにおいて、電極導体3の対向面30の一端から他端までの領域にわたって配されている。そして、対をなす誘電体4とスペーサ11との間に放電空間6が形成されている。本実施形態において、放電空間6は、対向方向Zに薄い直方体形状を有する。2つの放電空間6は、互いに同じ外形を呈している。
As shown in FIGS. 2 to 4,
図2、図4、図5に示すごとく、本体部2の樹脂部20は、互いに対向方向Zに対向する一対の底壁部201と、底壁部201における横方向Yの端部同士を連結するとともに、互いに横方向Yに対向する一対の側壁部202とを有する。樹脂部20は、流通方向Xから見たときの形状が、横方向Yに長尺の矩形環状である。なお、樹脂部20は、例えば、対向方向Zに2分割された部品を、互いの間をシールしつつ組み付けることにより構成することもできる。
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the
樹脂部20は、各底壁部201の中央部に、対向方向Zに貫通した貫通孔200を有する。そして、各貫通孔200に、接地電極導体32が嵌合されている。2つの接地電極導体32における、放電空間6と反対側の面は、樹脂部20から外側に向って露出している。また、図示は省略したが、2つの接地電極導体32と樹脂部20との間は、シールされている。
The
図1、図2、図5に示すごとく、ガス導入部21の流入口210は、流通方向Xの上流側に向って開口している。また、ガス導入部21は、流入口210から下流側に向かうにつれて流路が拡大する拡大流路部211を有する。本実施形態において、ガス導入部21の拡大流路部211は、下流側に向かうにつれて、特に横方向Yに流路が拡大するよう形成されている。そして、ガス導入部21と本体部2とは、ガス導入部21における下流側の端縁と、樹脂部20における上流側の端縁とにおいて、互いに接合されている。ガス導入部21と樹脂部20とは、互いの間をシールしつつ接合されている。
As shown in FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 5, the
ガス導入部21の流入口210には、図示しないエアポンプが接続される。また、エアポンプは、図示しない制御部により制御される。制御部は、オゾン発生装置1の内部空間5に流入させるガスの流量を調整できるようエアポンプを制御する。制御部によるエアポンプの制御により、内部空間5のガスの水分残留を抑制しやすくすることができる。
An air pump (not shown) is connected to the
また、ガス導出部22の流出口220は、流通方向Xの下流側に向って開口している。また、ガス導出部22は、下流側に向かうにつれて流路が縮小する縮小流路部221を有する。本実施形態において、縮小流路部221は、下流側に向かうにつれて、特に横方向Yに流路が拡大するよう形成されている。そして、ガス導出部22と本体部2とは、ガス導出部22における上流側の端縁と、樹脂部20における下流側の端縁とにおいて、互いに接合されている。ガス導出部22と樹脂部20とは、互いの間をシールしつつ接合されている。
The
図2に示すごとく、ガス導入部21、本体部2、及びガス導出部22の内側の空間が、内部空間5である。内部空間5は、流入口210から流出口220まで流通方向Xに連通している。流入口210から内部空間5に導入されたガスは、横方向Yに広がりながら内部空間5の全体に分散されて流され、流出口220から排出される。流入口210から内部空間5に導入されたガスは、露出面7に当たることによって電極導体3を介した誘電体4の放熱に用いられるとともに、放電空間6に流入されてオゾン生成のために用いられる。
As shown in FIG. 2, the space inside the
図2、図3、図5に示すごとく、電極導体3の露出面7は、内部空間5に直接曝されている。換言すると、露出面7には、誘電体4が配されていない。露出面7は、3つの電極導体3のそれぞれに形成されている。本実施形態において、露出面7は、流通方向Xを向いている。図3に示すごとく、電極導体3は、流通方向Xの上流側を向いた露出面7である上流側露出面71を有する。上流側露出面71は、電極導体3における上流側の端面に形成されている。また、図2に示すごとく、電極導体3は、流通方向Xの下流側を向いた露出面7である下流側露出面72を、さらに有する。下流側露出面72は、電極導体3における流通方向Xの下流側の端面に形成されている。
As shown in FIGS. 2, 3, and 5, the exposed
図2、図3、図5に示すごとく、誘電体4は、電極導体3における露出面7よりも流通方向Xに突出した突出部41を有する。本実施形態においては、対向方向Zにおける接地電極導体32の両面に配された2つの誘電体4が、突出部41を有する。突出部41は、露出面7よりも、流通方向Xにおける電極導体3の外側にはみ出している。図3に示すごとく、誘電体4は、上流側露出面71よりも流通方向Xの上流側へ突出した突出部41である上流側突出部411を有する。すなわち、上流側突出部411は、上流側露出面71よりも上流側にはみ出している。また、図2に示すごとく、誘電体4は、下流側露出面72よりも下流側へ突出した突出部41である下流側突出部412をさらに有する。接地電極導体32の両面に配された2つの誘電体4は、互いに上流側突出部411の突出量が同じとなっているとともに、互いに下流側突出部412の突出量が同じとなっている。
As shown in FIGS. 2, 3, and 5, the
電極導体3及び誘電体4は、耐オゾン性を有する材料からなる。例えば、電極導体3は、耐オゾン性を有する材料であるアルミニウム、銅等からなる。また、誘電体4は、耐オゾン性を有する材料であるアルミナ、ジルコニア、チタニア等からなる。
The
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
オゾン発生装置1においては、対をなす誘電体4が、対をなす電極導体3のそれぞれに密着するよう配されている。それゆえ、誘電体4の熱を電極導体3へ伝達させやすい。そして、電極導体3は、露出面7を有する。これにより、誘電体4から電極導体3へ伝達された熱を、流入口210から内部空間5に流入されたガスへ放熱しやすくすることができる。すなわち、オゾン発生装置1においては、誘電体4の熱を、電極導体3を介してガスへ放熱しやすくすることができる。それゆえ、オゾン発生装置1においては、誘電体4の熱を、放電空間6側から放熱しやすいことはもとより、電極導体3側からも放熱しやすい。これにより、誘電体4の放熱性の向上を図ることができる。これに伴い、放電空間6における誘電体4付近が高温化することを抑制することができ、オゾンの生成効率を向上させることができる。
Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
In the
また、電極導体3は、上流側露出面71を有する。そのため、流入口210から流入されたガスは、直接電極導体3に当たることとなる。それゆえ、電極導体3からガスへの放熱性を一層向上させることができる。これに伴い、誘電体4の熱を、電極導体3側から一層放熱しやすくすることができる。その結果、誘電体4の放熱性を一層向上させることができる。
The
また、電極導体3は、誘電体4における放電空間6と反対側の面に配されている。それゆえ、電極導体3が、放電空間6に発生したオゾンに直接接触することを抑制しやすい。
The
また、誘電体4は、電極導体3における露出面7よりも、流通方向Xに突出した突出部41を有する。それゆえ、放電空間6と露出面7との絶縁距離を稼ぐことができる。そのため、放電空間6に発生した放電が、露出面7に達することを防ぐことができる。それゆえ、電気的信頼性の高いオゾン発生装置1を得ることができる。
Further, the
また、誘電体4は、上流側突出部411を有する。それゆえ、内部空間5における、露出面7付近に流入されたガスの流れを、上流側突出部411によって乱すことができる。これにより、露出面7付近にガスが滞留し、露出面7付近の温度が上昇してしまうことを防止することができる。その結果、電極導体3からガスへの放熱性を一層向上させることができる。
In addition, the
また、複数の電極導体3のうち、その並び方向における両端に配置された電極導体3は、接地電極導体32である。つまり、複数の電極導体3は、その並び方向の両端に、高圧電極導体31が配されていない。そのため、オゾン発生装置1と、その外部との間の電気的絶縁性を確保しやすく、電気的信頼性の高いオゾン発生装置1を得ることができる。
In addition, among the plurality of
また、電極導体3及び誘電体4は、耐オゾン性を有する材料からなる。それゆえ、電極導体3及び誘電体4のオゾンによる腐食を抑制することができる。
The
以上のごとく、本実施形態によれば、誘電体の放熱性を向上させることで、オゾンの生成効率を向上することができるオゾン発生装置を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide an ozone generator that can improve the generation efficiency of ozone by improving the heat dissipation of the dielectric.
(実験例)
本例は、実施形態1のオゾン発生装置1において、放電空間6の厚さ及び幅を種々変更したときの、放電空間6を流れるガスの流速分布及びオゾン生成効率への影響を、評価した例である。流速分布はシミュレーションによって導出し、オゾン生成効率は実機試験によって導出した。
(Experimental example)
This example is an example of evaluating the influence on the flow velocity distribution of gas flowing in the
評価の対象とするオゾン発生装置は、基本構造を実施形態1のオゾン発生装置1と同様としつつ、放電空間6の厚さt及び幅wを種々変更した10個の試料1〜試料10とした。試料1〜試料10は、互いに、厚さtと幅wとの積である流路断面積を同じくしつつ、厚さt及び幅wを種々変更している。すなわち、各試料における放電空間6の流路断面積は、150mm2である。ここで、図4に示すごとく、放電空間6の厚さtは、1つの放電空間6における対向方向Zの寸法である。放電空間6の幅wは、1つの放電空間6における横方向Yの寸法である。
The ozone generators to be evaluated were the ten
なお、各試料は、いずれも、流通方向Xにおける放電空間6の寸法Lを、100mmとした。各試料における、放電空間6の厚さt(mm)、幅w(mm)、及び、厚さtに対する幅wの比であるα=w/tの値を、以下の表1に示している。
In each sample, the dimension L of the
また、流速分布の評価は、次のようにして行う。各試料において、各放電空間6に、流速15m/sの大気を流した場合を想定した。そして、各放電空間6における99箇所の測定点において流速を求めた。そして、99箇所の測定点は、各放電空間6において、対向方向Zの中央位置に、流通方向Xに等間隔に11行、横方向Yに等間隔に9列の格子の格子点の位置となるよう設定した。そして、各測定点で測定した流速の値から、これらの平均値μ及び標準偏差σを算出し、変動係数Cv=σ/μを求めた。変動係数Cvは、放電空間6における各測定点の流速のばらつきを評価する指標である。変動係数Cvの値が小さいほど、放電空間6を流れるガスの流速分布が均一であるといえる。
Moreover, the flow velocity distribution is evaluated as follows. In each sample, it was assumed that an atmosphere with a flow velocity of 15 m / s was passed through each
また、オゾン生成効率の実機試験においては、最大電圧20kVの交流電圧を、最大周波数23kHzで印加した。そして、各試料の流出口220において、オゾンの濃度(g/Nm3)を計測し、オゾン生成効率(g/kWh)を算出した。表1、図6、図7に、結果を示す。
In an actual machine test of ozone generation efficiency, an alternating voltage with a maximum voltage of 20 kV was applied at a maximum frequency of 23 kHz. Then, the ozone concentration (g / Nm 3 ) was measured at the
表1、及び、図6から、比α=w/tを、100以上とすると、変動係数Cvが大幅に小さくなることが分かる。すなわち、比αを100以上とすることにより、放電空間6を流れるガスの流速分布を均一化することができる。それゆえ、比αを100以上とすると、放電空間6内におけるガスの流れにムラが生じることを抑制できる。その結果、比αを100以上とすることにより、放電空間6の高温化を一層抑制することができる。また、比αを100以上とすることにより、変動係数Cvを0.2以下とすることができることが分かる。そして、表1、及び、図7から、比αを100以上として変動係数Cvを0.2以下とすることにより、オゾン生成効率を大幅に増加させることができることが分かる。また、比αの上限は、オゾン発生装置1の大型化及び流通抵抗の抑制の観点から、例えば200とすることが好ましい。
From Table 1 and FIG. 6, it can be seen that when the ratio α = w / t is 100 or more, the coefficient of variation Cv is significantly reduced. That is, by setting the ratio α to 100 or more, the flow velocity distribution of the gas flowing in the
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。例えば、上記実施形態において、電極導体、誘電体は、それぞれ2対ずつ有するオゾン発生装置の例を示したが、例えば、電極導体、誘電体を、それぞれ1対ずつ有するものであっても良いし、3対以上ずつ有するものであっても良い。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, an example of an ozone generator having two pairs of electrode conductors and dielectrics has been shown. However, for example, one pair of electrode conductors and dielectrics may be used. Three or more pairs may be provided.
1 オゾン発生装置
210 流入口
220 流出口
3 電極導体
4 誘電体
5 内部空間
6 放電空間
7 露出面
DESCRIPTION OF
Claims (9)
該流入口から流入した上記ガスが流出する流出口(220)と、
上記流入口と上記流出口との間の内部空間(5)において、互いに対向するよう配された、対をなす電極導体(3)と、
該対をなす電極導体のそれぞれに密着するよう配された、対をなす誘電体(4)と、を有し、
該対をなす誘電体は、互いの間に放電空間(6)を設けた状態で対向配置されており、
上記電極導体は、上記誘電体から上記内部空間に露出した露出面(7)を有し、
上記電極導体は、上記誘電体における上記放電空間と反対側の面に配されており、
上記露出面は、上記放電空間を流れる上記ガスの流通方向を向いており、
上記誘電体は、上記電極導体における上記露出面よりも、上記放電空間を流れる上記ガスの流通方向に突出した突出部(41)を有する、オゾン発生装置(1)。 An inlet (210) into which a gas containing oxygen flows;
An outlet (220) through which the gas flowing in from the inlet flows out;
A pair of electrode conductors (3) arranged to face each other in the internal space (5) between the inlet and the outlet;
A pair of dielectrics (4) arranged in close contact with each of the pair of electrode conductors;
The paired dielectrics are arranged to face each other with a discharge space (6) provided between them.
The electrode conductors may possess an exposed surface that is exposed to the internal space from the dielectric (7),
The electrode conductor is disposed on the surface of the dielectric opposite to the discharge space,
The exposed surface faces the flow direction of the gas flowing through the discharge space,
The said dielectric is an ozone generator (1) which has the protrusion part (41) which protruded in the distribution direction of the said gas which flows through the said discharge space rather than the said exposed surface in the said electrode conductor .
該流入口から流入した上記ガスが流出する流出口(220)と、
上記流入口と上記流出口との間の内部空間(5)において、互いに対向するよう配された、対をなす電極導体(3)と、
該対をなす電極導体のそれぞれに密着するよう配された、対をなす誘電体(4)と、を有し、
該対をなす誘電体は、互いの間に放電空間(6)を設けた状態で対向配置されており、
上記電極導体は、上記誘電体から上記内部空間に露出した露出面(7)を有し、
上記放電空間は、複数、互いに並列配置されており、
高電圧が印加される上記電極導体である高圧電極導体(31)と、接地された上記電極導体である接地電極導体(32)とが対をなしており、
複数の上記電極導体は、複数の上記放電空間の並び方向に並んで配されており、
複数の上記電極導体のうち、その並び方向における両端に配置された上記電極導体は、上記接地電極導体である、オゾン発生装置(1)。 An inlet (210) into which a gas containing oxygen flows;
An outlet (220) through which the gas flowing in from the inlet flows out;
A pair of electrode conductors (3) arranged to face each other in the internal space (5) between the inlet and the outlet;
A pair of dielectrics (4) arranged in close contact with each of the pair of electrode conductors;
The paired dielectrics are arranged to face each other with a discharge space (6) provided between them.
The electrode conductor has an exposed surface (7) exposed from the dielectric to the internal space,
A plurality of the discharge spaces are arranged in parallel with each other,
The high-voltage electrode conductor (31), which is the electrode conductor to which a high voltage is applied, and the ground electrode conductor (32), which is the grounded electrode conductor, make a pair,
The plurality of electrode conductors are arranged side by side in the direction in which the plurality of discharge spaces are arranged,
The ozone generator (1) , wherein the electrode conductors arranged at both ends in the arrangement direction among the plurality of electrode conductors are the ground electrode conductors .
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016017214A JP6589666B2 (en) | 2016-02-01 | 2016-02-01 | Ozone generator |
| DE102017101790.9A DE102017101790A1 (en) | 2016-02-01 | 2017-01-31 | ozone generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016017214A JP6589666B2 (en) | 2016-02-01 | 2016-02-01 | Ozone generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017137202A JP2017137202A (en) | 2017-08-10 |
| JP6589666B2 true JP6589666B2 (en) | 2019-10-16 |
Family
ID=59327325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016017214A Expired - Fee Related JP6589666B2 (en) | 2016-02-01 | 2016-02-01 | Ozone generator |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6589666B2 (en) |
| DE (1) | DE102017101790A1 (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001048503A (en) * | 1999-08-12 | 2001-02-20 | Nippon Alum Co Ltd | Air-cooled type ozonizer |
| TW200528390A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-01 | Toshiba Mitsubishi Elec Inc | Apparatus and method of producing ozone gas |
| JPWO2007086430A1 (en) * | 2006-01-26 | 2009-06-18 | 財団法人地球環境産業技術研究機構 | Plasma discharge reactor and plasma discharge generation method |
| JP2009238486A (en) | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Kyocera Corp | Plasma generator, manufacturing method of plasma generator, and reactor |
-
2016
- 2016-02-01 JP JP2016017214A patent/JP6589666B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2017
- 2017-01-31 DE DE102017101790.9A patent/DE102017101790A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017137202A (en) | 2017-08-10 |
| DE102017101790A1 (en) | 2017-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4460014B2 (en) | Plasma electrode | |
| JP6277493B2 (en) | Plasma generator | |
| KR101933258B1 (en) | Plasma source comprising porous dieldctric | |
| Jewell-Larsen et al. | Modeling of corona-induced electrohydrodynamic flow with COMSOL multiphysics | |
| Hong et al. | Measurement of ozone production in non-thermal plasma actuator using surface dielectric barrier discharge | |
| Tirumala et al. | Multi-electrode assisted corona discharge for electrohydrodynamic flow generation in narrow channels | |
| Matsuno et al. | Development of serrated multi-electrode plasma actuators for enhanced force production | |
| JP6196913B2 (en) | Tube type ozone generator | |
| JP5725993B2 (en) | Surface treatment equipment | |
| JP5515099B2 (en) | Ion wind generator and gas pump | |
| JP6589666B2 (en) | Ozone generator | |
| KR100600756B1 (en) | Creeping discharge type air purifier | |
| Jayaraman et al. | Flow control and thermal management using dielectric glow discharge concepts | |
| JP5576057B2 (en) | Ozone generator | |
| WO2022013229A1 (en) | Electrode arrangement | |
| CN220422096U (en) | A low-temperature plasma generating device | |
| CN111010791A (en) | Plasma generating device based on porous medium discharge | |
| CN110064352B (en) | Electrode insulation structure and insulation method for gas discharge reactor | |
| CN113350986B (en) | Discharge structure and sterilization device | |
| KR100591343B1 (en) | Sterilization module unit | |
| KR101582315B1 (en) | Ozone Generator | |
| JPS62278105A (en) | Ozone-generator | |
| KR100600757B1 (en) | Creeping discharge type air purifier | |
| JP2011206705A (en) | Gas treatment apparatus | |
| JP5458750B2 (en) | Blower |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180425 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190205 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190322 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190820 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190902 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6589666 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |