臭氧发生装置的制作方法

本发明的实施方式涉及一种臭氧发生装置，通过在电极管内配置放电管而形成的放电间隙中的无声放电，来生成臭氧。

背景技术：

近年来，在高度净水处理系统等中广泛使用臭氧发生装置。作为该臭氧发生装置，有在罐状容器内并排配置多个电极管，并在这些电极管内分别同心状设置放电管而分别形成放电间隙的臭氧发生装置。在该结构的臭氧发生装置中，通过上述放电间隙中的无声放电，从原料气体生成臭氧气体(例如，参照专利文献1)。

在这种臭氧发生装置中，因无声放电而电极管变成高温。由于电极管变为高温时，会发生所生成的臭氧的分解，因此，臭氧生成效率降低。因而，在多个电极管周围形成冷却空间，并在该空间内流过冷却水，施行对电极管的冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000－159508号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

该情况下，在电极管内原料气体在轴向上流动，通过与设置于内部的放电管之间的放电间隙中的无声放电来生成臭氧，因此，电极管的臭氧气体出口侧与原料气体入口侧相比变得高温。因而，必须对电极管的臭氧气体出口侧部分有效地进行冷却。到冷却空间的冷却水的入口设置在电极管的靠近臭氧气体出口侧的下部。来自冷却空间的冷却水的出口设置在与上述冷却水入口构成对角的电极管的靠近原料气体入口侧的上部。

为了在有限的冷却空间内确保规定的冷却水量，冷却水以相当高的流速从冷却水入口朝向出口在冷却空间内流过。因而，在冷却空间内会产生流速快的部分和流动迟缓而流速较慢的部分，在冷却效果上产生差异。即，由于冷却水的入口和出口相对于冷却空间以构成对角的关系进行配置，因此，冷却空间内的冷却水流速在对角方向上的流动最快。与此相对，冷却空间内的冷却水入口上方角部附近脱离对角方向的流动，因此流动迟缓，流速变慢。

由于该冷却水入口上方也是成为电极管的臭氧气体出口侧的部分，因此是因无声放电而本来就高温的部分。因而，当冷却水流速较慢而冷却效果低时，会变成更高的高温，生成的臭氧的分解加剧，臭氧生成效率大幅降低。

本发明所要解决的问题在于，提供一种防止了臭氧生成效率降低的臭氧发生装置。

用于解决问题的手段

本发明的实施方式涉及的臭氧发生装置的特征在于，包括：圆筒形的罐状容器；多个电极管和放电管，所述多个电极管以长度方向沿着罐状容器的轴向的状态，并排配置在所述罐状容器内，所述放电管设置在这些电极管内，分别形成放电间隙；一对端板，分别以贯通状态保持所述多个电极管的两端部；冷却空间，由该一对端板和在该一对端板之间划分而成的所述罐状容器的内表面形成；冷却介质入口，形成在该冷却空间的一端侧的下部；冷却介质出口，形成在所述冷却空间的另一端侧的上部；原料气体入口，设置在所述罐状容器的轴向端部侧，导入原料气体，使所述原料气体从所述放电管的另一端侧送气到所述放电间隙；以及臭氧气体出口，设置在所述罐状容器的轴向相反一侧，是通过所述放电间隙中的无声放电而从原料气体生成的臭氧气体的出口，在所述多个电极管中的、因所述无声放电而周围的冷却介质会成为规定温度以上的电极管内不配置所述放电管。

根据上述结构，通过在因无声放电而成为规定温度以上的电极管内不配置所述放电管，由此，从整体上看能够防止臭氧生成效率的降低。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式涉及的臭氧发生装置的结构图。

图2是表示本发明的一个实施方式涉及的臭氧发生装置的电极管的配置结构的端面图。

图3是表示图1所示的电极管和放电管之间的关系的图。

图4是说明普通的臭氧发生装置的冷却空间中的温度分布的图。

图5是在图4的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)横截后表示的温度分布图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。

图1表示该实施方式涉及的臭氧发生装置的整体结构。臭氧发生装置具备圆筒形的罐状容器10。在罐状容器10内设置有例如不锈钢制的多个电极管11。电极管11以其长度方向沿着罐状容器10的轴向的状态并排配置。再有，为了防止附图复杂化，图1表示了较少数量的电极管11，但实际上如图2所示地配置有多个电极管11。

电极管11的两端部被一对端板17、17一体地保持。即，一对端板17、17分别以贯通状态保持着多个电极管11的端部。此外，由一对端板17、17和在该一对端板17、17间划分出的罐状容器10的内周面形成冷却空间19。冷却空间19使水等冷却介质在其内部流通而对多个电极管11进行冷却。在该冷却空间19的一端(图示左端)侧的下部形成有冷却介质入口12。在冷却空间19的另一端(图示右端)侧的上部形成有冷却介质出口22。

在多个电极管11内分别同心状设置有放电管12，在电极管11的内周面和放电管12的外周面之间形成规定的放电间隙。放电管12如图3所示地包括作为电介质的一例的玻璃管13和作为被覆在玻璃管13内表面上的电极覆膜层的一例的不锈钢膜14。放电管12和电极管11之间成为放电间隙。

作为玻璃管13的材料，考虑石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、高硅氧玻璃、铝硅酸盐玻璃等。作为电介质，除玻璃类以外，还可以使用陶瓷等。

不锈钢膜14是电极覆膜层，作为电极覆膜层，除不锈钢以外，可以考虑金、银、铜、铬、锡、锌、镍碳。此外，作为电极覆膜层，还考虑将铝进行溅射、喷镀、蒸镀、无电解镀、电解镀、涂料涂敷等。

关于放电管12和电极管11之间的放电间隙长，可以通过例如在电极管11的内周面上设置未图示的突起来保持长度。

在各放电管12的不锈钢膜14上，经高压熔丝24连接着未图示的外部电源装置和贯通绝缘子23的导体25。不锈钢膜14被未图示的电源装置供给放电用高压电力。高压电力被供给，由此在电极管11的内周面和放电管12的外周面之间的放电间隙中产生无声放电，从后述的原料气体生成臭氧。

在罐状容器10的轴向端部侧(图示右端下部)设置有原料气体入口15。在罐状容器10的轴向相反一侧(图示左端上部)设置有臭氧气体出口20。原料气体入口15向罐状容器10内导入原料气体(在此设为空气)，并从电极管11的另一端(图示右端)侧向其内部的放电间隙送气。此外，臭氧气体出口20用于臭氧的导出，该臭氧是通过电极管11内的放电间隙中的无声放电而从原料气体生成的，被从电极管11的一端(图示左端)送出。

在该实施方式中，在罐状容器10内设置的多个电极管11中的、因无声放电而周围的冷却介质成为规定温度以上的电极管(设为图1的111)内不配置放电管12。不配置放电管12的电极管111的至少一端被封闭。在图1的例子中，电极管111的图示右端封闭。

再有，电极管111也可以封闭图示左端，还可以封闭电极管111的两端。使未被配置放电管12的电极管111位于多个电极管11中的较上部的位置。电极管111例如配置在罐状容器10的高度方向上距离下方70％～80％的高度位置上。

在上述结构中，原料气体经由原料气体入口15进入到罐状容器10的图1所示的右侧空间内。之后，原料气体在电极管11内从图1的右侧向左侧通气，流到与放电管12的外周之间的放电间隙中。这时，在成为高压电极的不锈钢膜14和成为接地电极的电极管11之间的间隙中产生无声放电。此时，原料气体的一部分变成臭氧而生成臭氧气体。所生成的臭氧气体被从电极管11的图示左端向罐状容器10的图示右侧的空间内送出，并从臭氧气体出口20导出。

电极管11伴随着无声放电而产生热量，并随着时间推移而被加热成高温。于是，通过在外侧形成的冷却空间19内流过作为冷却介质的例如冷却水，冷却被加热的电极管11。

电极管11的臭氧气体出口20侧比原料气体入口15侧变得更高温。必须对电极管11的作为臭氧气体出口20侧的图示左侧部分有效地进行冷却。从冷却空间19的靠近臭氧气体出口20的图示左侧下部设置的冷却介质入口21注入冷却介质。

为了在有限容积的冷却空间19内确保规定的冷却流量，冷却介质以相当高的流速从冷却介质入口21朝着相反侧的冷却介质出口22在冷却空间19内流过。因此，冷却介质会在冷却空间19内产生流速快的部分和流动迟缓而流速较慢的部分。

如图1所示，相对于冷却空间19以构成对角的关系配置冷却介质的入口21和出口22。冷却空间19内的冷却水的流速在从图示左下向右上的对角方向上的流动最快。与此相对，在冷却空间19内的图示左上的角部附近以及右下的角部附近，由于脱离上述对角方向的流动，因此流动迟缓而流速变慢。因此，冷却空间19内的温度分布就如图4和图5所示。

图4表示了图1所示的罐状容器10内的形成于一对端板17、17间的冷却空间19内部，表示了冷却空间19的沿着轴向的温度分布。图5(a)、图5(b)、图5(c)、图5(d)、图5(e)表示以图4示出冷却空间19时的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)处的横截面部分的温度分布。

在图4和图5中，温度分布于四个温度区域A、B、C、D。温度区域A、B、C、D的温度有A<B<C<D的关系。

即，冷却介质入口21的正上方部分即图4的左侧部分的下半部分成为最低温的区域A部分。此外，在冷却空间19内的从冷却介质入口21朝向出口22的对角部分中，由于如前所述地流速较快，因此低温区域A和中温区域B混合存在。若仅看冷却空间19内的脱离上述对角部分的角部，图4的右下部分冷却介质(冷却水)的流动迟缓而流速变低，但图示右方是相对于电极管11的原料气体入口侧，因此不会变成高温，而成为低温区域A。

对此，图4的左上部分由于冷却介质(冷却水)的流动迟缓而流速变低，再加上又成为电极管11的臭氧气体出口部分，因此被高温部分C、D占据。该高温区域C、D如图5(a)、图5(b)、图5(c)所示地在横截面的宽度方向上也会展开。

在该实施方式中，在位于该高温区域C、D中的至少最高温度区域D中的电极管11内不设置放电管12，而是如图1所示地构成为中空状的电极管111。在此，在最高温度区域D中的电极管111中，如前所述，臭氧分解大大加剧，因此，即使在此设置放电管12来生成臭氧，也几乎都被分解了。此外，对周围的电极管11的温度影响也很大，还促进了它们的臭氧分解，因此，作为整体来说臭氧生成效率降低了。

因此，在最高温度区域D中的电极管111内不设置放电管12。在没有放电管12的部分中不产生无声放电，因而没有温度上升，也不会对周围的电极管11进行加热。从而，从整体来看，能够防止臭氧生成效率的降低，能够通过不进行电极管111中的臭氧生成来弥补臭氧生成量的降低，从而得到有剩余的臭氧气体。

不限定于上述实施方式。例如，也可以在冷却介质入口21和电极管11之间如图1所示地设置缓冲板26。通过未图示的安装件而在距离罐状容器10的内壁留有间隔地安装有缓冲板26。从冷却介质入口21进入到罐状容器10内的冷却水碰到缓冲板26后，穿过缓冲板26与罐状容器10之间的间隙，在罐状容器10内向电极管11间的轴线方向和圆周方向流出。这样就能够使冷却水在罐状容器10内分散到全长上，罐状容器10内的冷却效率被改善。

此外，也可以取代缓冲板26而设置多孔板，将该多孔板以配置在冷却介质入口21的状态，且以安装在罐状容器10的内壁上的状态设置多孔板。通过在板材上形成多个细孔而构成多孔板。从冷却介质入口21进入到罐状容器10内的冷却水穿过多孔板的细孔而同样地沿电极管11的纵向流出。这样，能够使冷却水在电极管11间均匀地分散到罐状容器10的全长上，冷却效率被改善。在电极管11内流过的空气的温度比以往相比变低，能够实现臭氧产量高的臭氧发生装置。多孔板能降低从冷却介质入口21流入的高速冷却水触及电极管11时的流速，抑制了电极管11的振动的发生，能实现高可靠性的臭氧发生装置。

以上在冷却介质入口21设置多孔板，但也可以除此之外还在冷却介质出口22设置多孔板。冷却介质出口22的多孔板能够使流经电极管11的冷却介质与电极管11正交。一般而言，正交于电极管11的流动能够比相对于电极管11倾斜的流动给予更高的导热性能。从而，流过电极管11内的空气温度与以往相比变低，能够实现臭氧产量更高的臭氧发生装置。

以上说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不是想限定发明范围。这些新的实施方式可以以其他各种各样的方式实施，可以在不脱离发明主旨的范围内进行各种各样的省略、置换和变更。这些实施方式或其变形包含在发明范围或主旨内，并且也包含在权利要求记载的发明及其等同范围内。

附图标记的说明

10 罐状容器

11 电极管

12 放电管

15 原料气体入口

17 端板

19 冷却空间

20 臭氧气体出口

21 冷却介质入口

22 冷却介质出口

26 缓冲板

111 不设置放电管的电极管