狭間隔無声放電のオン・オフ変調と放電の空間移行による高濃度オゾナイザの研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650273
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 大江 一行 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (30024269)
• Keywords: バリア放電 / 大気圧放電 / オゾナイザ / オン・オフ変調 / 放電の空間移行

Research Abstract

オゾナイザとして外形20mmφの円筒管を用いた。誘電体として外径側に肉厚1.0mmのパイレックスガラスを用い、同心円状の電極を用い空隙長0.2mmとした。長さは300mmである。印加電圧(7kV、10kHz)を加え、非放電期間を設定するON-OFF変調方式を導入して、オゾン生成効率の改善を図った。供給ガスは酸素とし気圧はほぼ大気圧である。1例として、酸素の供給量を2l/minについての実験結果を述べる。印加電圧の周波数f=10kHzとした。ON-OFFの時間は3mSと100mSとした。また、比較のためf=60Hzの連続放電の場合のオゾン生成効率も測定した。ON-OFFと連続の場合の消費電力は同じとした。その結果、ON-OFF方式の場合のオゾン生成効率は連続の場合のそれと比較して20%以上の上昇が確認された。
次に、電源のON-OFF変調を更に発展させて放電空間移行方式(リレー方式)を導入した。本実験では同じ形状の上述の2本の放電管をもちいて実験を行った。放電特性、オゾン生成効率はほぼ同じである。電源のON-OFFを維持し、かつ2本の放電管に電力を別々に投入するため、トランジスタの高電圧スイッチを用いて、高圧直流電源を10kHzで連続に投入する場合とON-OFFで投入する場合の比較を行った。このON-OFF変調された電源を時間をすらして2本の放電管に投入した。また、2本の放電管は同一容器に設置して一定量の供給酸素で行った。この結果、オゾン生成効率の投入電力に対する最大値は約2倍に上昇することが確認された。