專利名稱：n相臭氧發(fā)生裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及供給以氧氣為主體的原料氣體而生成臭氧氣體的大容量臭氧發(fā)生裝置，具體為涉及具有臭氧電源的n相交流電源構成和在電氣上將臭氧發(fā)生器的放電單元組劃分成n個放電單元組(臭氧發(fā)生單元)的構成的n相臭氧發(fā)生裝置。
背景技術：
現(xiàn)有的大容量臭氧發(fā)生裝置例如用圖10那樣的構成，能實現(xiàn)約數(shù)十Kg/h～數(shù)百Kg/h等級的大容量臭氧發(fā)生裝置。利用這種大容量臭氧發(fā)生裝置，可以將臭氧用于對污水進行深度水處理或紙漿漂白領域。
在圖10，表示現(xiàn)有的臭氧發(fā)生量35Kg/h等級的大容量臭氧發(fā)生裝置的一個例子。現(xiàn)有的大容量臭氧發(fā)生裝置1100的構成為，配備冷卻用的水柜，并將在600支直徑φ40mm、長2000mm的圓筒玻璃高電壓管5的內(nèi)部涂覆高電壓電極3的圓筒型高壓電極管、安裝在注滿氧氣原料氣體的巨大的罐體(直徑φ3000mm、長4500mm)中。
2000為向多個圓筒玻璃高壓管5供給高電壓用的變壓器。3000為抑制逆變器輸出電流用的多個串聯(lián)電抗器。4000為從直流電壓的輸入輸出單相交流電壓用的單相逆變器元件。5000為供給輸入逆變器的直流電壓用的變換器(整流器)。6000為切斷三相市電交流電源和臭氧發(fā)生裝置的負載產(chǎn)生的3次高次諧波用的輸入變壓器。4100為驅動逆變器元件4000用的驅動電路。4200為逆變器元件4000的控制電路。4300為對臭氧發(fā)生裝置的狀態(tài)及向逆變器輸出的電流等的設定條件指令進行管理的計算機。圖11表示模式地設想在將直徑φ40mm的圓筒玻璃管5安裝在200mm見方的斷面中時能安裝的根數(shù)的示意圖。圖12為表示逆變器的指令信號和逆變器的輸出波形間的關系的特性圖。
在現(xiàn)有的大容量臭氧發(fā)生裝置中，將三相市電交流電源輸入到輸入變壓器6000，由整流器5000將輸入變壓器6000的輸出變換成直流電壓，再將該變換后的直流電壓輸入逆變器元件4000，由逆變器元件4000變換成約1kHz的交流電壓。
逆變器元件400從計算機4300將有關臭氧性能的條件送到控制電路4200，在控制電路4200中，生成逆變器的控制信號，通過將規(guī)定的控制信號作為圖12的兩個指令信號7001a、7001b的ON-OFF信號交替地從驅動電路4100輸入到逆變器元件4000，從而能從逆變器輸出與該脈沖同步的交流矩形電壓。
該交流矩形電壓經(jīng)過抑制逆變器輸出電流的串聯(lián)電抗器3000，通過輸入變壓器2000，從變壓器的二次側輸出接近1kHz正弦波形的約10kV左右的高壓交流波形Y1。該高電壓交流電壓從大容量臭氧發(fā)生裝置1100的高壓端子120外施加于多個圓筒玻璃高電壓管5上。二次電壓的又一個低電壓與大容量臭氧發(fā)生裝置1100的接地端子(低壓端子)YG連接。這樣，通過高電壓外施加于臭氧發(fā)生裝置1100上，在高壓電極和低壓電極之間通過電介質的圓筒玻璃高電壓管5無聲地產(chǎn)生放電，生成臭氧，從臭氧發(fā)生裝置1100的臭氧取出口取出含臭氧的氣體。
這種現(xiàn)有的臭氧發(fā)生裝置1100其35Kg/h等級的大容量臭氧發(fā)生裝置的性能規(guī)格如表1所示。大容量臭氧發(fā)生裝置是一種直徑φ3000mn、長4000mm、體積28立方米非常大的裝置。另外，電源容量452KW，負載功率因數(shù)約30％左右，負載電流150A、負載電壓10KV、負載容量1500KVA，變壓器2000就變得非常大。



另外，臭氧發(fā)生裝置的臭氧容量和放電負載電阻間的關系為圖13所示的特性圖。圖13中，特性E表示以現(xiàn)有的交流電壓的頻率1kHz圓筒多管型式臭氧發(fā)生裝置的特性。放電電阻特性如8001a那樣，容量越大，放電電阻(負載阻抗)越小。因此，在大面積的放電部上難以穩(wěn)定地展開無聲放電。
另外，頻率與外施加于臭氧發(fā)生裝置上的放電電壓特性，為圖14示出的特性圖。圖14中，特性F(實線)為放電間隙長0.1mm、放電功率密度15W/cm2時的放電電壓特性。特性G(虛線)為放電間隙長0.3mm、放電功率密度0.3W/cm2時的放電電壓特性。頻率越低放電電壓越高。再有，當放電功率密度一高，放電電壓也就升高。
現(xiàn)有的圓筒多管型式臭氧發(fā)生裝置按照放電間隙0.3mm～0.6mm左右、頻率為1kHz～3kHz、放電功率密度為0.3W/cm2的設定條件產(chǎn)生臭氧。由此，圖14的動作區(qū)域變成8001b，放電電壓為10KV左右，又因放電功率密度一旦大于0.3W/cm2，則放電電壓就大于等于12KV，所以在裝置的實用上，放電功率密度大于0.3W/cm2并不好。
再有，插入多根直徑φ40mm、長2000mm的圓筒玻璃高電壓管5，以1kHz動作頻率，放電功率密度為0.3W/cm2時的臭氧發(fā)生量7kg/h等級的現(xiàn)有臭氧發(fā)生裝置及臭氧發(fā)生量70kg/h等級的現(xiàn)有臭氧發(fā)生裝置的體積如圖15的8003a、圖16的8003b所示，體積分別為0.7m3、56m3的大體積。又因動作頻率為1kHz，臭氧發(fā)生器的功率因數(shù)低為30％，所以放電容量變得極大，變壓器2000、逆變器元件4000變得非常大，大容量臭氧發(fā)生裝置變成龐大的系統(tǒng)。
這樣，為了改進現(xiàn)有的大容量臭氧發(fā)生裝置，所做的技術改進有以下所述的在先的技術。
首先，作為一種先于本發(fā)明提出的大容量臭氧發(fā)生裝置，在日本特願2002-306941號中提出一種方案，即將多個通過電介質在長方形的兩塊平板狀的電極和兩塊平板電極之間設置約0.1mm間隙的放電空間的放電單元安裝在1個小室內(nèi)的大容量臭氧發(fā)生裝置。該方案中示出的方法及結構為，在該裝置中，使安裝于小室內(nèi)的多根放電單元電極并聯(lián)連接，通過在電極間外加交流高壓，從而通過電介質，在各放電單元的間隙部產(chǎn)生均勻的電介質勢壘放電(無聲放電)，同時將以氧氣為主體的原料氣體引入小室內(nèi)，通過設法從放電單元的周圍開始使氣體均勻地通過0.1mm間隙較窄的放電空間從而獲取大量的臭氧，動作頻率為10kHz，放電電壓降低的同時，放電功率密度也為1.0W/cm2，力圖提高性能。
又在，其它技術在先的日本特開平9-59006號公報中提出一種臭氧發(fā)生裝置用電源裝置的方案。作為一種無聲放電型式的臭氧發(fā)生裝置用電源裝置以提高負載功率因數(shù)及臭氧產(chǎn)生效率為目的，同時設置多根放電管，并采用和3相電流形逆變器作3相連接的變壓器。
另外，在其它技術在先的日本特開平6-305706號公報、日本特開平7-240268號公報中，其結構為，在輸出n相交流的n相交流電源和放電室內(nèi)配置n根放電電極棒，設定放電電極棒使放電電極棒的一端位于正n角形的位置，n相的交流電壓外施加于n根放電電極棒上，在各電極間的電極棒附近產(chǎn)生電暈放電，沿設置成正n角柱狀的放電電極棒通過使含氧的原料氣體流動生成臭氧。上述專利文獻揭示該多相交流多電極的電暈放電裝置相比單相的電暈放電裝置，由于能將各電極間的平面放電用于臭氧生成，所以效率高。
另外，在其它技術在先的日本特公平8-22724號公報中，其結構為，輸出n相交流的n相交流輸出器和在放電室內(nèi)配置n根放電電極棒，設定放電電極棒使放電電極棒的一端位于正n角形的位置，另一端的放電電極棒靠近1個頂點，也就是呈正n角錐形地設置放電電極棒，n相交流電壓外施加于n根放電電極棒上，使在各電極間的電極棒附近發(fā)生電暈放電，使含氧的原料氣體從設置成正n角錐形的放電電極棒的底邊流向正n角錐形的頂點，生成臭氧。上述專利文獻揭示該多相交流多電極的電暈放電裝置相比單相的電暈放電裝置，由于能將各電極間的平面放電用于臭氧生成，所以效率高。另外，雖然電極棒的配置構成不同于日本特開平7-240268號公報，但均為同等的發(fā)明。
另外，在其它技術在先的日本特開平7-157302號公報中示出一種臭氧發(fā)生裝置，該裝置設置將3相交流電源△連接(或星形連接)的變壓器，將各變壓器二次側端子的一端作為公共電極與筒體端子連接，另一方的二次側端子與棒狀的高壓電極連接外加交流高壓。
另外，在其它技術在先的日本特開平10-25104號公報中，將在1個接地電極(低壓電極面)上設置多個電介質和高壓電極的放電單元多層地層疊在一起，在這種臭氧發(fā)生器的構成中，其結構做成將由3相逆變器和3相變壓器的組合構成的臭氧電源和層疊成多層的放電單元分成三個單元組，3相交流高壓分別外施加于各高壓電極部。另外，作為一個其它的實施例，作為對1個放電室供給多個交流高壓用的電源的例子可以舉例示出連接4個臭氧電源的實施例。通過采用3相臭氧電源能驅動3個放電單元，力圖實現(xiàn)電源的小型化、電源部變緊湊、價格下降。
再有，在其它技術在先的日本特開2001-26405號公報中示出一種臭氧發(fā)生裝置，該裝置通過使臭氧發(fā)生器單元能層疊組裝，從而使臭氧發(fā)生器增大容量并構成更緊湊。
在先于本發(fā)明提出的所述日本特願2002-306941號中，公開了圖7示出的超小型的臭氧發(fā)生器單元100。圖7中，3為被厚度小于等于1mm的薄的平板電介質夾著的非常薄的(厚度約小于等于100μm)的高壓電極。7為平板電極，為寬20mm、長500mm、數(shù)mm厚的長方形低壓電極。而且，多個交替層疊夾著厚度小于等于1mm的薄的平板電介質5的非常薄的高壓電極3和數(shù)mm厚的長方形低壓電極7，構成大小約200mm×200mm、長500mm的臭氧發(fā)生器單元100。數(shù)mm厚的長方形低壓電極7通過將經(jīng)腐蝕加工的兩片平板貼合在一起，在長方形低壓電極7的內(nèi)部形成水的冷卻通路和取出臭氧的構成。又為了形成間隙狹窄的放電空間，在長方形低壓電極7的兩面設置0.1mm的凸起狀的分隔體。再在長方形的放電空間中使氧氣均勻地流動，為了提高臭氧的發(fā)生能力，對電極進行改進使其變成多個，并能從長方形的放電空間中取出臭氧。在圖7中，對于冷卻電極用的冷卻水的進出口、臭氧氣體取出口等未作描述，但詳細的構成均記載于日本特願2002-306941號中。
在日本特願2002-306941號中，公開了如圖6所示地在1個放電室中安裝多個放電單元100，如圖14的8002b所示地電源頻率從現(xiàn)有的小于等于3kHz提高到6kHz～20kHz左右高頻，臭氧發(fā)生裝置的現(xiàn)有的放電功率密度從0.3W/cm2提高到1W/cm2～2W/cm2左右，若這樣地進行設計，則如圖15的8004a、圖16的8004b所示，在單機上，與現(xiàn)有的體積比，能構成體積為其幾分之一的超小型的大容量臭氧發(fā)生裝置1100。
再有，臭氧的性能特性在現(xiàn)有的圓筒多管型式臭氧發(fā)生裝置中，如圖17的8005a所示，最大臭氧濃度為220g/m3左右，與此相比，在層疊平板式臭氧發(fā)生裝置中，如圖17的8005b所示，最大臭氧濃度為340g/m3左右，得到是其1.5倍的高濃度臭氧。大容量臭氧發(fā)生裝置中的臭氧濃度的性能中與最大臭氧濃度相比得到1kg/h臭氧氣體所需的電耗量(臭氧收獲率)更重要。注意到這一臭氧收獲率的臭氧濃度在圖17中，相對圓筒多管型式臭氧發(fā)生裝置的約180g/m3，層疊平板式臭氧發(fā)生裝置為210g/m3。臭氧收獲率提高接近20％。
以上，對圖11的現(xiàn)有圓筒多管型式臭氧發(fā)生裝置和圖7的作為本發(fā)明的前提的層疊平板式的臭氧發(fā)生裝置的性能規(guī)格作比較，如表2所示，在大容量、緊湊性上，層疊平板式的臭氧發(fā)生裝置占優(yōu)勢。但在裝置的結構簡單和裝配容易上，現(xiàn)有圓筒多管型式臭氧發(fā)生裝置占優(yōu)勢，而在生產(chǎn)成本上層疊平板式的臭氧發(fā)生裝置又更勝一籌。但在該裝置的結構簡單和裝配容易上，根據(jù)日本特願2002-306941號，通過能做成長方形的性能良好的層疊平板式臭氧發(fā)生裝置，在增大容量上，層疊平板式的臭氧發(fā)生裝置將會變得更加占優(yōu)勢，現(xiàn)對這些進行說明。



但是，由于是間隙窄的放電裝置而且頻率大于等于數(shù)kHz，在放電功率密度設定為大于等于0.5W/cm2的臭氧發(fā)生裝置上，根據(jù)圖13的臭氧容量和放電電阻的特性判明在最大單機容量上存在極限。在圖13中，從放電功率密度1.4W/cm2的放電特性A至放電特性D表示層疊平板式臭氧發(fā)生裝置的特性。放電特性E為現(xiàn)有的圓筒多管式臭氧發(fā)生裝置的特性，為頻率1kHz、放電功率密度為0.3W/cm2時的情形。如圖13的層疊平板式的特性區(qū)域8002a所示，當用大容量臭氧發(fā)生裝置時，臭氧發(fā)生裝置的放電電阻變得非常小，難以做到放電擴展到整個面，穩(wěn)定地產(chǎn)生臭氧。其結果可知，即使構成大容量臭氧發(fā)生裝置，與小容量臭氧發(fā)生裝置相比，無法得到高濃度臭氧，而且臭氧的收獲率降低。另外，考慮到裝置的可控性、穩(wěn)定性對于加大臭氧發(fā)生裝置的容量根據(jù)實驗放電電阻要大于等于20歐姆。所以，可知在本層疊平板式臭氧發(fā)生裝置上，單機容量10kg/h左右為最大極限容量。另外，單機容量一增加，放電功率因數(shù)就變劣，負載電流值的峰值電流增加，生成臭氧用的功耗增加等經(jīng)濟上受到限制。因此，臭氧發(fā)生裝置在單機容量上受到限制。再有，如增加單機容量，由于放電單元的負載阻抗變得非常小，所以穩(wěn)定地供給臭氧發(fā)生量用的電源的控制能力變得極其的差，所以存在的問題是單機容量不能增大。
另一方面，在利用臭氧的水處理裝置或利用臭氧對紙漿進行漂白的臭氧紙漿漂白裝置中，需要幾十kg/h乃至幾百kg/h的臭氧。而現(xiàn)狀是，當采用圓管多管方式的臭氧發(fā)生裝置構成幾百kg/h等級的臭氧發(fā)生裝置時，根據(jù)電極形狀就成為約200m3左右的大型設備。由此，在利用臭氧的水處理領域或紙漿漂白領域，人們期望能有一種臭氧收獲率更高、臭氧濃度更純、而且單機容量從幾十kg/h至幾百kg/h等級的大容量、極其小型的臭氧發(fā)生裝置。
如上所述，可知在構成單機容量幾十kg/h至幾百kg/h等級的大容量臭氧發(fā)生裝置時，不僅采用能安裝多個放電單元的小室的構成，而且，有必要重新修改包括臭氧電源在內(nèi)的臭氧發(fā)生裝置的系統(tǒng)構成。明白要簡單地將多臺臭氧電源與1臺機的臭氧發(fā)生單元并排，使其分別在電氣上獨立以能控制臭氧發(fā)生量。
專利文獻1日本特開平9-59006號公報專利文獻2日本特開平6-305706號公報專利文獻3日本特開平7-240268號公報專利文獻4日本特公平8-22724號公報專利文獻5日本特開平7-157302號公報專利文獻6日本特開平10-25104號公報專利文獻7日本特開2001-26405號公報日本特開平9-59006號公報為用1根放電管構成3電極的也設置多根3相放電管的方式，但存在的問題是放電管的結構變得復雜、而且難以實現(xiàn)幾十kg/h至100kg/h等級的大容量。
另外，日本特開平6-305706號公報、日本特開平7-240268號公報、日本特公平8-22724號公報、及日本特開平7-157302號公報中雖然示出在1根放電管上將放電電極棒配置成正n角形柱狀，靠n相交流電源利用多個平面狀放電高效地生成臭氧，但該構成中放電管的結構變得復雜，對于實現(xiàn)幾十kg/h至100kg/h等級的大容量臭氧發(fā)生裝置存在的問題是放電管自身將變得非常大。
另外，日本特開平10-25104號公報中揭示，作為臭氧電源采用3相電流形逆變器和作3相連接的變壓器的臭氧發(fā)生裝置用電源裝置，如采用多臺3相電源及臭氧發(fā)生器，雖能實現(xiàn)大容量的臭氧發(fā)生裝置，但由于不能用更加小型的臭氧發(fā)生器以1臺臭氧電源構成幾十Kg/h至100Kg/h等級的大容量用電源，所以存在的問題是，大容量用電源變大、不能更加廉價地生產(chǎn)大容量臭氧發(fā)生裝置。
如上所述，在現(xiàn)有的臭氧發(fā)生裝置上，作為幾十Kg/h至100Kg/h等級的大容量的臭氧用裝置，整個裝置就變得非常大，無法實現(xiàn)以廉價生產(chǎn)臭氧裝置。
本發(fā)明為解決上述問題而提出，其目的在于為了使大容量臭氧發(fā)生裝置更加小型，以廉價進行生產(chǎn)，尤其在對臭氧發(fā)生器供電的構成上、臭氧電源的構成上、及包括控制方式在內(nèi)的構成上，使其更加小型、廉價的同時，還使裝置更便于維修。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的n相臭氧發(fā)生裝置，包括對工頻的電壓進行整流，由逆變器將整流后的電壓變換成規(guī)定頻率的交流電壓，由變壓器及電抗器將規(guī)定頻率的交流電升壓，輸出高電壓交流電壓和低電壓的臭氧電源；具有輸入臭氧電源的高電壓交流電壓的高壓端子及輸入低電壓的低壓端子的一個放電室；以及層疊設置于該放電室內(nèi)并將多片平板狀的高壓電極及低壓電極交替層疊構成的多個層疊平板型式臭氧發(fā)生器單元，在這種大容量臭氧發(fā)生裝置中，臭氧電源包括將整流后的電壓變換成n相規(guī)定頻率的交流電壓并輸出n相交流電壓波形的n相逆變器；將n相逆變器輸出的n相交流電壓變換成n相高電壓交流電壓的n個電抗器及n相構成的變壓器；輸出n相高電壓交流電壓的n個高壓端子；以及相對n個高電壓輸出具有公共電位的1個低電壓的低壓端子，多個層疊平板型式臭氧發(fā)生器單元，在放電室內(nèi)在電氣上分成n個，1個臭氧發(fā)生器單元的高壓電極為同電位的高電壓電位，將n個高壓電極端子和把臭氧發(fā)生器單元所有的低壓電極作為公共的1個低壓電極端子從各個臭氧發(fā)生器單元引出，連接臭氧電源輸出的n個高壓端子與臭氧發(fā)生器單元的n個高壓電極端子，連接臭氧電源輸出的1個低壓端子與臭氧發(fā)生器單元的1個低壓電極端子，通過這樣在各臭氧發(fā)生單元發(fā)生n相的交流放電，產(chǎn)生臭氧。
另外，臭氧電源設置于n相變壓器和多個臭氧發(fā)生單元之間，并具有將臭氧發(fā)生單元所有的低壓電極作為公共的1個低壓電極端子和分別與n個臭氧發(fā)生單元并聯(lián)連接的n個電抗器。
另外，臭氧電源具有從3相至n相能對時間均勻分割的時間分割器，由于將來自外部信號的指定相數(shù)信號輸入時間分割器，通過將來自時間分割器的對時間進行均勻分割的信號作為指令指示逆變器，從而能從3相至n相分階段地保持平衡，能對任意的相進行可變控制。
另外，臭氧電源的n個電抗器或n個變壓器在將斷面形狀做成多角形的I型鐵心的對邊，通過將多個纏繞著變壓器線圈或電抗器線圈的U型鐵心或L型鐵心貼緊在一起，構成n個變壓器或n個電抗器，將所述n個變壓器或n個電抗器的線圈連接成△連接或星形連接。
另外，臭氧電源的n個變壓器或n個電抗器，將在多角形的I型鐵心的周圍對邊處貼緊的U型鐵心或L型鐵心做成能方便地裝卸的構成，可以將n相的變壓器或電抗器構成的變量器變換成3相～n相的變壓器或電抗器構成。
另外，在臭氧電源的n個高壓端子和臭氧發(fā)生器單元的n個高壓電極端子之間設置熔斷器或斷路用的斷路器。
另外，臭氧電源的n個高壓端子的各個輸出部上分別設置電流檢測器，若在各相位上有流過的電流值大于等于規(guī)定值的相存在，則在電氣上將流過大于等于所述規(guī)定值的電流的相切斷，以n-1相的方式運行。
另外，在臭氧電源的n個高壓端子的輸出部和低電壓電位輸出部的每一個部上都設置電壓檢測器，若有低電壓電位和施加于各相位的電壓值小于等于規(guī)定值的相存在，則在電氣上將小于等于所述規(guī)定值的電壓的相切斷，以n-1相的方式運行。
本發(fā)明的n相臭氧發(fā)生裝置為在各臭氧發(fā)生裝置發(fā)生n相交流放電，產(chǎn)生臭氧，所以能實現(xiàn)高濃度、高臭氧收獲率的大容量臭氧發(fā)生裝置，而且能獲得小型、非常廉價的裝置，另外，n相的每個臭氧發(fā)生單元設置并聯(lián)電抗器，利用臭氧發(fā)生單元和并聯(lián)電抗器間的并聯(lián)諧振，能改善負載功率因數(shù)，所以其效果為電源容量降低，并能將逆變器或變壓器做得非常小。
另外，在臭氧發(fā)生裝置的附屬品即電抗器、變壓器中，通過將在斷面形狀為多角形的I型鐵心周圍的對邊上纏繞著變壓器線圈或電抗器線圈的U型鐵心或L型鐵心多個緊貼在一起，從而構成n個變壓器或電抗器，再通過將n個變壓器或電抗器的線圈接成△連接或星形連接構成變壓器或電抗器，所以具有能將變壓器做得非常小的效果。
再有，除了上述效果外，設置從3相至n相能對時間作均勻分割的時間分割器，通過從外部信號將指定相數(shù)信號輸入該時間分割器，通過將來自時間分割器的對時間進行均勻分割的信號作為指令指示逆變器，從而能從3相至n相分階段地保持平衡，能對任意的相進行可變控制。另外，在電抗器、變壓器上，能簡單地安裝與多角形的I型鐵心周圍的對邊貼緊的U型鐵心或L型鐵心，或容易地拆下。另外，電源的n個高壓端子和n個高壓電極端子之間通過設置熔斷器或斷路用的斷路器，能容易地斷開不需要的相的臭氧發(fā)生單元。另外監(jiān)視各相的臭氧發(fā)生單元的電流值或電壓，自動地檢測出有異常的臭氧發(fā)生單元，除去該有異常的臭氧發(fā)生單元，因此其效果為，即使發(fā)生器單元部分故障，由于只斷開與出故障的相間連接等，所以能方便地恢復，能在非常短的時間內(nèi)使大規(guī)模的系統(tǒng)恢復。


圖1為表示本發(fā)明的實施例1的用6相逆變器、電抗器及6相變壓器構成的n相臭氧發(fā)生裝置的總體系統(tǒng)的概要的電路構成圖。
圖2為本發(fā)明的實施例1的n相逆變器的主電路和柵極信號電路圖。
圖3為表示本發(fā)明的實施例1的n相臭氧發(fā)生裝置各構成要素的詳細構成的系統(tǒng)構成圖。
圖4為表示本發(fā)明的n相逆變器的指令信號和逆變器輸出波形的特性圖。
圖5為表示本發(fā)明的實施例2的使逆變器的相數(shù)可任意改變用的逆變器控制方式的方框圖。
圖6為表示本發(fā)明的實施例的層疊平板型式臭氧發(fā)生裝置的結構圖。
圖7為表示本發(fā)明的實施例的層疊平板型式臭氧發(fā)生單元的概要構成圖。
圖8為表示本發(fā)明的實施例3的n相變壓器、電抗器的構成圖。
圖9為表示本發(fā)明的實施例4的n相變壓器、電抗器裝卸機構的結構圖。
圖10為表示現(xiàn)有大容量臭氧發(fā)生裝置概要構成的系統(tǒng)構成圖。
圖11為表示現(xiàn)有臭氧發(fā)生單元的電極結構用的結構圖。
圖12為表示現(xiàn)有臭氧發(fā)生裝置的逆變器的指令信號和逆變器輸出波形圖。
圖13為表示臭氧發(fā)生裝置的臭氧容量和放電負載電阻間的關系的特性圖。
圖14為表示臭氧發(fā)生裝置的電源動作頻率和外加的負載電壓間的關系的特性圖。
圖15為表示臭氧發(fā)生量7kg/h等級的臭氧發(fā)生裝置的體積特性用的特性圖。
圖16為表示臭氧發(fā)生量70kg/h等級的臭氧發(fā)生裝置的體積特性用的特性圖。
圖17為表示臭氧發(fā)生裝置的臭氧性能用的特性圖。
標號說明100a～100f多個臭氧發(fā)生單元1100 n相臭氧發(fā)生裝置15a～15f多個熔斷器或斷路器1500熔斷器或斷路器組件201a～201f多個并聯(lián)電抗器2000-a并聯(lián)電抗器組件202a～202f多個變壓器2000-b n相變壓器組件301a～301f多個串聯(lián)電抗器3000串聯(lián)電抗器組件401a～401f多個逆變器元件4000 n相逆變器元件組件5000變換器(整流器)組件6000輸入變壓器組件4100逆變器驅動電路4200控制電路4300計算機120高壓端子具體實施方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式詳細地進行說明。
在本實施例中，雖然以用6相逆變器、6相變壓器構成的6相臭氧發(fā)生裝置為例進行說明，但當然也適用于用n相逆變器、n相變壓器構成的n相臭氧發(fā)生裝置。
實施例1圖1為表示用本發(fā)明實施例1的n相逆變器、電抗器及n相變壓器構成的n相臭氧發(fā)生裝置的總體系統(tǒng)的概要的電路構成圖。圖2為本發(fā)明的實施例1的n相逆變器的主電路和柵極信號電路圖。圖3為表示本發(fā)明的實施例1的n相臭氧發(fā)生裝置各構成要素的詳細構成的系統(tǒng)構成圖。圖4為表示本發(fā)明的n相逆變器的指令信號和逆變器輸出波形的特性圖。
圖3為將圖1中的整流器單元5000、輸入變壓器6000省去后進行表示。
在圖1～圖3中，100a～100f為6個臭氧發(fā)生器單元、1100為6相(n相)臭氧發(fā)生裝置，為用6個構成層疊平板型式的臭氧發(fā)生器單元100，作為臭氧發(fā)生量70kg/h等級的大容量臭氧發(fā)生裝置的例子。1500為能將6個發(fā)生器單元100a～100f分別斷開的、具有6個熔斷器或斷路器15a～15f的熔斷器或斷路器組件，2000-a為利用6個臭氧發(fā)生器單元100a～100f間的諧振改善功率因數(shù)的具有6個并聯(lián)電抗器201a～201f的并聯(lián)電抗器組件，2000-b為分別對6個臭氧發(fā)生器單元100a～100f供給高電壓用的具有6個變壓器202a～202f的6相(n相)變壓器組件，3000為抑制逆變器輸出電流的具有6個串聯(lián)電抗器301a～301f的串聯(lián)電抗器組件，4000為從直流電壓的輸入、輸出6相電壓用的具有6個逆變器元件401a～401f的6相(n相)逆變器元件組件，5000為供給輸入各逆變器元件401a～401f的直流電壓用的、具有多個整流器5100及5200的整流器組件，6000為切斷市電交流電源和臭氧發(fā)生裝置的負載產(chǎn)生的3次諧波用的、具有多個輸入變壓器6100a、6100b、6200a及6200b的輸入變壓器組件，4100為驅動6相(n相)逆變器元件組件4000用的逆變器驅動電路，4200為6相(n相)逆變器元件組件4000的控制電路，4300為對臭氧發(fā)生裝置的狀態(tài)及向逆變器輸出的電流等的設定條件指令進行管理的計算機。在圖1、圖2中，a1、a2、b1、b2、c1、c2、d1、d2、e1、e2、f1、f2表示6相(n相)逆變器元件的柵極指令信號。X1、X2為來自整流器組件5000的直流電壓輸入、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6為來自6相(n相)變壓器組件2000-b的6相(n相)高電壓交流電壓輸出，與輸出該高電壓交流電壓的n個高壓端子連接。YG為6相交流電壓的公共低電壓(接地)，與相對n個高電壓輸出具有公共電位的1個低電壓的低壓端子連接。在圖2中，D1a1～D6f2表示相對各逆變器元件401a～401f的各柵極指令信號設置的多個二極管，41a～46b表示設置于各逆變器元件401a～401f上的多個功率晶體管。在圖1、圖3的臭氧發(fā)生裝置中，臭氧發(fā)生器用水的冷卻機構、原料氣體的供給結構、臭氧氣體的取出機構當然是必需的，但由于與本發(fā)明無直接關系，所以在圖中未示出。120為對6個臭氧發(fā)生器單元100a～100f分別供給相位不同的6相(n相)的高電壓交流電壓用的高壓端子。
圖1中，向輸入變壓器組件6000輸入市電交流電源，向臭氧發(fā)生裝置供給電壓。輸入變壓器6000通過在電氣上將市電交流電源和臭氧發(fā)生裝置分開，從而起到切斷的作用，使得臭氧發(fā)生裝置的逆變器的ON-OFF或來自臭氧發(fā)生裝置的高次諧波分量不能與市電交流電源重疊。整流器組件5000接受輸入變壓器6000的二次電壓，整流成直流電壓。來自整流器組件5000的直流電壓輸入6相(n相)逆變器元件組件4000。6相(n相)逆變器元件組件4000中由計算機4300向控制電路4200輸入規(guī)定電流、頻率(周期)指令?？刂齐娐?200中按照規(guī)定的周期，而且生成劃分成6相(n相)的相位的6相(n相)脈沖波形，信號送逆變器驅動電路4100。逆變器驅動電路4100中，輸出升高直至能驅動各逆變器元件401a～401f所用的輸出，ON-OFF脈沖送到逆變器驅動電路4100。6相(n相)逆變器元件組件4000的柵極信號電路如圖2所示，圖4的脈沖波形輸入a1、a2、b1、b2、c1、c2、d1、d2、e1、e2、f1、f2。
例如，a1為相位0，以規(guī)定的脈寬ON信號通過二極管D1a1，ON信號輸入逆變器元件401a的功率晶體管41a的柵極電路，同時，通過二極管D2a1，ON信號也輸入此后的逆變器元件401b的功率晶體管42b的柵極電路，由于功率晶體管41a和42b呈導通狀態(tài)，在脈寬期間、y1-y2期間外加+電壓。
然后，在a2，ON信號通過二極管D1a2，ON信號輸入逆變器元件401a的功率晶體管41b的柵極電路，同時通過二極管D2a2，ON信號也輸入此后的逆變器元件401b的功率晶體管42a的柵極電路，由于功率晶體管41b和42a呈導通狀態(tài)，在脈寬期間、y1-y2期間外加-電壓。上述a1、a2的柵極信號通過按規(guī)定周期交替地輸入ON、OFF信號，在y1-y2期間從逆變器輸出周期T的交流矩形波電壓。
另外，b1、b2以a1、a2的信號為基準，相位通過滯后t(＝T/n)的脈沖信號交替地反復使逆變器元件401b、401c的功率晶體管42a、43bON及功率晶體管43a、42bON，從而在y2-y3期間外加從y1-y2期間的交流矩形波電壓波形偏離相位t的交流矩形波電壓波形。
這樣，將相位分別偏離t的交流矩形波電壓波形施加于y3-y4、y4-y5、y6-y1之間。當該多個交流電壓經(jīng)過串聯(lián)電抗器組件3000的各串聯(lián)電抗器301a～301f輸入6相(n相)變壓器組件2000-b時，交流矩形波電壓波形由于串聯(lián)電抗器及變壓器的L分量，通過延遲的電流波形流向變壓器的一次側，在6相(n相)變壓器組件2000-b的二次側輸出接近正弦波的6相(n相)高電壓波形Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6。直流電壓均等地重疊，能盡量降低施加于逆變器的電壓，為了抑制逆變器的耐壓，循環(huán)連接6相(n相)變壓器組件2000-b的一次側。另外，因二次側使低壓電位(接地)公共，所以是星形連接，輸出6相(n相)的高電壓波形。
圖3中，6相(n相)的高電壓波形Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6為了能對6個臭氧發(fā)生器單元100a～100f逐個斷開，用熔斷器或斷路器組件1500通過6個熔斷器或斷路器15a～15f從高壓端子120向6個臭氧發(fā)生器單元100a～100f的每一個分別供給相位不同的6相(n相)高電壓交流電壓。低壓電極和裝置的殼體一起作為公共電位(接地)，在YG返回變壓器組件2000-b。
實施例2本實施例2中，6個(n個)相同的電抗器201a～201f配置于并聯(lián)電抗器組件2000-a，連接于6相(n相)變壓器組件2000-b的二次側的高壓輸出一側和低壓電位(接地)之間，對各臭氧發(fā)生器單元100a～100f并聯(lián)地插入各電抗器201a～201f。因為用電介質形成臭氧發(fā)生器單元100的負載，所以是電容性負載，負載是超前負載，功率因數(shù)低，約為20％左右。因此，如對臭氧發(fā)生器單元100例如設計成供給10kW的功率，由于功率因數(shù)低，必須對1個臭氧發(fā)生器單元100供給約50KVA容量的電源。也就是，變壓器組2000-b、逆變器組件4000的容量須按大的值進行設計，生產(chǎn)成本增加的同時也產(chǎn)生重量、體積變得非常大的問題。這一問題在大容量臭氧發(fā)生裝置中容量越大問題越嚴重。
為了解決這一問題，實施例2中，在6相(n相)變壓器組件2000-b的二次側設置并聯(lián)電抗器組件2000-a，在并聯(lián)電抗器201a～2001f和6個(n個)臭氧發(fā)生器單元100a～100f的各個之間使其分別產(chǎn)生并聯(lián)諧振，改善功率因數(shù)，在6相(n相)變壓器組件2000-b的二次側部，大幅度地提高到大于等于20％，通過這樣，改進變壓器組件2000-b及逆變器組件4000的功率因數(shù)，能得到非常緊湊的變壓器組件2000-b及逆變器組件4000。該6相(n相)并聯(lián)諧振因為與在單機的臭氧發(fā)生器單元中進行并聯(lián)諧振相比，能有效利用負載電流，所以與單機的諧振電抗器比，具有能設計得更小的優(yōu)點。
再有，在臭氧發(fā)生器單元100和電抗器諧振的情況下，除并聯(lián)諧振外，大多采用串聯(lián)諧振。但當串聯(lián)諧振方式用于大容量臭氧發(fā)生裝置上時，因為負載阻抗變小，所以存在供給的負載電流變得極難控制、臭氧濃度難以控制、或穩(wěn)定性變差的傾向。
還有，在小容量臭氧發(fā)生裝置上，能將電源電壓設計得低、減小流過電抗器的電流值，所以在成本上串聯(lián)電抗器有利。
實施例3以下，利用圖5說明實施例3。該實施例3具有能從3相至n相將時間均勻分割的時間分割器，由于從外部信號將指定相數(shù)信號輸入時間分割器，通過將來自時間分割器的、對時間進行均勻分割的信號作為指令指示逆變器，從而3相至n相分階段地保持平衡，能對任意的相進行可變控制。
圖5表示在計算機4300上輸入臭氧發(fā)生器的頻率F、驅動逆變器的相數(shù)n，計算機4300對逆變器元件組件4000根據(jù)周期T及輸入的n相算出相位時間t，通過控制電路4200、逆變器驅動電路4100，計算出與各相的逆變器元件401對應的逆變器驅動指令。
圖5中，9001為頻率F的輸入信號，9002為相數(shù)n的輸入信號，9100為運算模塊。該運算模塊9100包括周期T的運算模塊9110；相位時間t的運算模塊9120；以及與相數(shù)一致的相位間隔的運算模塊9130。輸入信號除了頻率F、相數(shù)n以外，還有控制臭氧發(fā)生裝置輸出的負載電流指令信號，但這里，省略了和本發(fā)明的控制由于相數(shù)變更引起的相位平衡無直接關系的輸入信號。另外，在運算模塊9100的運算中，關于控制由于相數(shù)變更引起的相位平衡的運算處理的說明亦省略。
以下，說明其動作。
在水處理裝置或紙漿漂白等大規(guī)模系統(tǒng)中，大約365天連續(xù)運轉這一點相當重要。另外，當因故障長時間停止時，產(chǎn)生的問題是應作臭氧處理但未能處理而等待處理的部分增大。
根據(jù)以上所述，大容量臭氧發(fā)生裝置越大，裝置的故障修復的難易就越發(fā)顯得重要。
在大容量臭氧發(fā)生裝置中，在最多只能停一天左右的定期檢查期間中，對故障的部分隨時調換，在定期檢查以前發(fā)生故障時，要以盡量短的時間使裝置再次開動。因此，在定期檢查以前的故障中要能可靠地檢測出故障部分，除去故障的部位，即使性能稍些降低，但仍要能再度開始穩(wěn)定運行。
本實施例3為在6相(n相)臭氧發(fā)生裝置中，即使在裝置部分故障的情況下，使相數(shù)減少仍能使裝置運行的與逆變器的控制有關的實施例。圖5中，當從計算機4300對運行的逆變器的頻率F、和相數(shù)n或不需要的相位號發(fā)出指示，根據(jù)頻率F和相數(shù)n在運算模塊9100運算與相數(shù)一致的相位間隔，將信號送逆變器的控制電路4200，在控制電路4200生成脈沖信號，通過逆變器驅動電路4100只能使逆變器元件組件4000中想要運行的部分的逆變器元件401運行。
這樣，利用計算機等運算與相數(shù)一致的相位間隔，通過使與任意的相數(shù)一致的逆變器運行，從而逆變器自身能以始終保持著平衡負載的狀態(tài)運行，通過相數(shù)改變，從而不必擔心臭氧發(fā)生裝置的負載不能取得平衡，電源的輸入失衡等。也就是，具有從3相至n相能對時間均勻分割的時間分割器，由于從外部信號向時間分割器輸入指定相數(shù)信號，通過將來自時間分割器的對時間進行均勻分割的信號作為指令指示逆變器，從而能從3相至n相分階段地保持平衡，能對任意的相進行可變控制。
另外，還具有的效果為，能不作拆除出故障的相的逆變器的連接的工作，再次開始運行。
實施例4以下，利用圖8說明實施例4。
圖8為表示通過使6相(n相)的串聯(lián)電抗器3000、將6相(n相)交流電壓升壓的6相(n相)變壓器2000-b及臭氧發(fā)生器負載諧振，一體地構成進行改善功率因數(shù)的6相(n相)并聯(lián)電抗器2000-a的結構圖。
圖8中，21a～21f表示6相(n相)的變壓器或電抗器的線圈部分。22a～22f表示6相(n相)的變壓器或電抗器的U型或L型鐵心的一部分。23表示斷面形狀6角(n角)形的I型鐵心。29表示連接U型或L型鐵心22a～22f和I型鐵心23的扁鋼。
以下，說明其動作。
本實施例4中，在6相(n相)臭氧發(fā)生裝置上，通過將6相(n相)的串聯(lián)電抗器3000、6相(n相)的變壓器2000-b及并聯(lián)電抗器2000-a(6相(n相)變量器)如圖8所示，通過與6相(n相)對應，6角(n角)形的I型磁性體29在I型磁性體鐵心29的多角面上和U型或L型的磁性體鐵心22a～22f組合在一起，J制作形成磁性回路的鐵心，通過將線圈21a～21f設在該鐵心上，形成一體型的6相(n相)變壓器、電抗器。
這樣，通過構成一體型的6相(n相)變量器，能使6相(n相)變量器的外形做得更小。
實施例5以下，利用圖9說明實施例5。
圖9為表示通過使6相(n相)的串聯(lián)電抗器3000、和將6相(n相)交流電壓升壓的6相(n相)變壓器2000-b及臭氧發(fā)生器負載諧振，將結構做成能容易地拆除或安裝進行改善功率因數(shù)的6相(n相)并聯(lián)電抗器2000-a的相數(shù)。
以下，說明其動作。
本實施例5中，在一體型的6相(n相)變量器上，由于其結構為，通過拆下6相(n相)變量器內(nèi)固定U型或L型磁性體鐵心的扁鋼29，能容易地對每一個線圈21拆除磁性體鐵心，尤其是拆除出故障的相的變量器，具有能使臭氧發(fā)生裝置的系統(tǒng)盡快再度恢復運行。
實施例6本實施例6中，其結構做成，設置和6相(n相)臭氧發(fā)生器單元的各高壓端子120串聯(lián)連接的熔斷器或斷路器15a～15f，能斷開出問題的1相的臭氧發(fā)生器單元100及逆變器元件。
還有，與6相(n相)臭氧發(fā)生器單元的各高壓端子120串聯(lián)的熔斷器或斷路器15a～15f也可以和變壓器2000-b的二次側的高壓輸出端子串聯(lián)連接。
若在每一臺臭氧發(fā)生器單元100上設置熔斷器或斷路器15a～15f，則在各相上，一旦流過過電流，就自動地以斷開流過過電流的相的狀態(tài)繼續(xù)運行。另外，在斷路器15a～15f中，如圖3所示，如由計算機4300通過斷路器操作手段4315，從外部強制斷路，則能不拆除斷路的相繼續(xù)運行。
實施例7在實施例7中，設置檢測6相(n相)臭氧發(fā)生裝置的各部分上流動的電流的電流檢測器(圖中未示出)，用電流檢測器自動地檢測輸入變壓器的輸入電流、輸出電流、整流器的輸出電流、各相逆變器元件的輸出電流、串聯(lián)電抗器的輸出電流、變壓器的輸出電流、并聯(lián)電抗器的電流、臭氧發(fā)生器單元的電流等各種電流值，自動地檢測出有問題的部分，使裝置停止或切除有問題的相。監(jiān)視各部分的電流值，判斷是否在規(guī)定的電流范圍內(nèi)，檢測出輸入變壓器、整流器、各相的逆變器元件、串聯(lián)電抗器、變壓器、并聯(lián)電抗器、臭氧發(fā)生器單元的有問題的部分，自動地使裝置停止或切除有問題的相。
對每一臺臭氧發(fā)生器單元100，在其輸入變壓器的輸入部、輸出部、整流器輸出部、及各相的逆變器輸出部、串聯(lián)電抗器部、變壓器輸出部、并聯(lián)電抗器部、臭氧發(fā)生器部上設置電流檢測器，隨時檢測輸入變壓器的輸入電流值、輸出電流值、整流器輸出電流值、及各相的逆變器輸出電流值、串聯(lián)電抗器電流值、變壓器輸出電流值、并聯(lián)電抗器電流值、臭氧發(fā)生器單元電流值，將這些電流值取入計算機4300，監(jiān)視有沒有大于等于指定的額定條件的過電流流過、或有沒有小于等于額定條件的過電流流過，通過選出表示額定電流范圍外的電流值的檢測部位，特定輸入變壓器、整流器部、及各相的逆變器輸出部、串聯(lián)電抗器部、變壓器輸出部、并聯(lián)電抗器部、臭氧發(fā)生器單元部的故障部位，自動地使裝置停止或切除出問題的相。
在大容量臭氧發(fā)生裝置中，如上所述，通過隨時監(jiān)視系統(tǒng)各部位的電流，即時特定故障部位，自動地使裝置停止或切除出問題的相，從而對裝置迅速地進行修理及使其再次運行，對此本實施例相當有效。
實施例8在實施例8中，設置檢測6相(n相)臭氧發(fā)生裝置的各部分電壓的電壓檢測器(圖中未示出)，用電壓檢測器自動地檢測輸入變壓器的輸入電壓、輸出電壓、整流器的輸出電壓、及各相逆變器元件的輸出電壓、串聯(lián)電抗器部、變壓器輸入電壓、變壓器輸出電壓、并聯(lián)電抗器部、臭氧發(fā)生器單元電壓等各種電壓值，自動地檢測出有問題部分，使裝置停止或切除有問題的相。監(jiān)視各部分的電壓值，判斷是否在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)，檢測輸入變壓器、整流器、及各相的逆變器元件、串聯(lián)電抗器、變壓器、并聯(lián)電抗器、臭氧發(fā)生器單元的有問題的部分，自動地使裝置停止或切除有問題的相。
對每一臺臭氧發(fā)生器單元100，在其輸入變壓器的輸入部、輸出部、整流器輸出部、及各相的逆變器輸出部、串聯(lián)電抗器部、變壓器輸出部、并聯(lián)電抗器部、臭氧發(fā)生器部上設置電壓檢測器，隨時檢測輸入變壓器的輸入電壓值、輸出電壓值、整流器輸出電壓值、及各相的逆變器輸出電壓值、串聯(lián)電抗器電壓值、變壓器輸出電壓值、并聯(lián)電抗器電壓值、臭氧發(fā)生器單元電壓值，將這些電壓值取入計算機4300，監(jiān)視是否以指定的額定條件范圍內(nèi)的電壓在工作，通過選出表示額定電壓范圍外的檢測部位，特定輸入變壓器、整流器部、及各相的逆變器輸出部、串聯(lián)電抗器部、變壓器輸出部、并聯(lián)電抗器部、臭氧發(fā)生器部的故障部位，自動地使裝置停止或切除出問題的相。
在大容量臭氧發(fā)生裝置中，如上所述，通過隨時監(jiān)視系統(tǒng)各部位的電壓，即時特定故障部位，自動地使裝置停止或切除出問題的相，從而對裝置迅速地進行修理及使其再次運行，對此本實施例相當有效。
另外，通過隨時對各部位的電流、電壓進行監(jiān)視，能更早地特定故障部位。
工業(yè)上的實用性本發(fā)明的n相臭氧發(fā)生裝置，適用于需要高濃度、而且大容量的臭氧來對污水作深度水處理或紙漿漂白領域的大容量臭氧發(fā)生裝置。
權利要求
1.一種n相臭氧發(fā)生裝置，包括對工頻的電壓進行整流，由逆變器將整流后的電壓變換成規(guī)定頻率的交流電壓，由變壓器及電抗器將規(guī)定頻率的交流電升壓，輸出高電壓交流電壓和低電壓的臭氧電源；具有輸入所述臭氧電源的高電壓交流電壓的高壓端子及輸入低電壓的低壓端子的一個放電室；以及層疊設置于該放電室內(nèi)并將多片平板狀的高壓電極及低壓電極交替層疊構成的多個層疊平板型式臭氧發(fā)生器單元，在這種大容量臭氧發(fā)生裝置中，其特征在于，所述臭氧電源包括將整流后的電壓變換成n相規(guī)定頻率的交流電壓并輸出n相交流電壓波形的n相逆變器；將所述n相逆變器輸出的n相交流電壓變換成n相高電壓交流電壓的n個電抗器及n相構成的變壓器；輸出n相高電壓交流電壓的n個高壓端子；以及相對n個高電壓輸出具有公共電位的1個低電壓的低壓端子，所述多個層疊平板型式臭氧發(fā)生器單元，在所述放電室內(nèi)在電氣上分成n個，1個臭氧發(fā)生器單元的高壓電極為同電位的高電壓電位，將n個高壓電極端子和把臭氧發(fā)生器單元所有的低壓電極作為公共的1個低壓電極端子、從各個臭氧發(fā)生器單元引出，連接所述臭氧電源輸出的n個高壓端子與臭氧發(fā)生器單元的n個高壓電極端子，連接所述臭氧電源輸出的1個低壓端子與臭氧發(fā)生器單元的1個低壓電極端子，通過這樣在各臭氧發(fā)生單元發(fā)生n相的交流放電，產(chǎn)生臭氧。
2.如權利要求1所述的n相臭氧發(fā)生裝置，其特征在于，臭氧電源設置于n相變壓器和多個臭氧發(fā)生單元之間，并具有將臭氧發(fā)生單元所有的低壓電極作為公共的1個低壓電極端子和分別與n個臭氧發(fā)生單元并聯(lián)連接的n個電抗器。
3.如權利要求1或2所述的n相臭氧發(fā)生裝置，其特征在于，臭氧電源具有從3相至n相能對時間均勻分割的時間分割器，由于將來自外部信號的指定相數(shù)信號輸入所述時間分割器，通過將來自時間分割器的對時間進行均勻分割的信號作為指令指示逆變器，從而能從3相至n相分階段地保持平衡，能對任意的相進行可變控制。
4.如權利要求1至3中任一項所述的n相臭氧發(fā)生裝置，其特征在于，臭氧電源的n個電抗器或n個變壓器，在將斷面形狀做成多角形的I型鐵心的對邊，通過將多個纏繞著變壓器線圈或電抗器線圈的U型鐵心或L型鐵心貼緊在一起，構成n個變壓器或n個電抗器，將所述n個變壓器或n個電抗器的線圈連接成△連接或星形連接。
5.如權利要求4所述的n相臭氧發(fā)生裝置，其特征在于，臭氧電源的n個變壓器或n個電抗器，將在多角形的I型鐵心的周圍對邊處貼緊的U型鐵心或L型鐵心做成能方便地裝卸的構成，可以將n相的變壓器或電抗器構成的變量器變換成3相～n相的變壓器或電抗器構成。
6.如權利要求1至5中任一項所述的n相臭氧發(fā)生裝置，其特征在于，在臭氧電源的n個高壓端子和臭氧發(fā)生器單元的n個高壓電極端子之間設置熔斷器或斷路用的斷路器。
7.如權利要求1至4、6中任一項所述的n相臭氧發(fā)生裝置，其特征在于，臭氧電源的n個高壓端子的各個輸出部上分別設置電流檢測器，若在各相位上有流過的電流值大于等于規(guī)定值的相存在，則在電氣上將流過大于等于所述規(guī)定值的電流的相切斷，以n-1相的方式運行。
8.如權利要求1至4、6、7中任一項所述的n相臭氧發(fā)生裝置，其特征在于，在臭氧電源的n個高壓端子的輸出部和低電壓電位輸出部的每一個部上都設置電壓檢測器，若有低電壓電位和施加于各相位的電壓值小于等于規(guī)定值的相存在，則在電氣上將小于等于所述規(guī)定值的電壓的相切斷，以n-1相的方式運行。
全文摘要
本發(fā)明的課題為以緊湊的型式、低廉的成本、生產(chǎn)大容量臭氧發(fā)生裝置，同時改善裝置的維修性。臭氧電源包括變換成規(guī)定頻率的交流電壓并輸出n相交流電壓波形的n相逆變器4000；將n相交流電壓變換成n相高電壓交流電壓的n個電抗器2000－a及n相的變壓器2000－b；輸出n相高電壓交流電壓的n個高壓端子；以及具有公共電位的1個低壓端子，多個臭氧發(fā)生器單元100在所述放電室內(nèi)在電氣上劃分成n個，將n個高壓電極端子和把臭氧發(fā)生器單元所有的低壓電極作為公共的1個低壓電極端子、從各個臭氧發(fā)生器單元引出，連接n個高壓端子與n個高壓電極端子，并連接1個低壓端子與1個低壓電極端子，通過這樣在各臭氧發(fā)生單元發(fā)生n相的交流放電，產(chǎn)生臭氧。
文檔編號H02M7/48GK1976870SQ20048004345
公開日2007年6月6日 申請日期2004年9月29日 優(yōu)先權日2004年9月29日
發(fā)明者田畑要一郎, 沖原雄二郎, 石川政幸, 西津徹哉 申請人:東芝三菱電機產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會社