JPH01275403A - オゾン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｒ産業上の利用分野１ 本発明は酸素を放電によりオゾン化するオゾン発生装置
に関するものである。

ｒ従来の技術」 従来この種のオゾン発生装置として最も一般的なものは
、無声放電式と称し高圧高周波電源を印荷する一方側電
極をガラスやセラミックス等の誘電体に対して所定の間
隙を有して対設し、ざらに該誘電体の一方側電極とは反
対側に接地側の相手方電極を配してなり、該一方側電極
と誘電体との間隙に強攻電界を発生せしめて、この放電
界中を酸素または空気等の原料気体を通過せしめるよう
になしている。

また、近時は誘電体の一面に金属箔状の一方側電極パタ
ーンを、他面に相手方電極を積層（該誘電体内に相手方
＋’Ｔｔ４，４を埋設することもある）し、該一方何電
極パターンを積層した面に沿面放電を発生させ、この沿
面放電界に原料気体を接触させる沿面放電式のオゾン発
生装置が提案されているｒ本発明が解決しようとする問
題点」 しかし、上記従来のオゾン発生装置は放電により発生す
る熱をいかに効率的に除去するかという課題と、放電界
にいかに原料気体を効率的に接触させるかという課題と
かが残存している。

高温放電界でのオゾン生成は、−反発生したオゾンが加
熱により分解され、その結果としてオゾン発生効率を低
減するし、空気を原料とした場合は有害なＮＯｘが共に
発生することが知られている。このＮＯｘの発生理由は
必ずしも明確には判明していないがオゾンが分解する際
に活性化した酸素が窒素と化合するのが主たる原因とさ
れている。

すなわち、上記した従来のオゾン発生装置においては、
前者の無声放電式は、一方何電極の外面と相手方電極の
外面とを夫々電気的には絶縁した状態で冷却する必要が
有り、冷却装置が複雑化する欠点を有している。具体的
には冷却に冷却水を循環させるとしたら、一方何電極の
冷却水系と相手方電極の冷却水系とは電気的に接続され
ることなく分離しなくてはならないことになる。

また、後者の沿面放電式は、一方何電極と誘電体と相手
方電極とが面接触しているため、相手方電極の外面を冷
却することで効率的に沿面放電界を冷却することができ
、ざらに沿面放電界の上方は適宜絶縁材で覆っておきこ
の絶縁材と誘電体との間を原料気体が通過するようにな
せば、相手方電極の外面とこの絶縁材の外面とを電気的
に導通した簡易な冷却手段で冷却することもできる利点
も有するが、この沿面放電式は一方側電極パターンおよ
び沿面放電層が薄いため、一方何電極が放電により消耗
・破損されることが有り耐久性に劣るという欠点と、通
過する原料気体が沿面放電界と面接触するかの状態を呈
し原料気体の全量が放電界と接触しずらくオゾン発生効
率が低くなるという欠点を有していた。

そこで本発明は上記欠点に鑑み、一方何電極乃至放電界
を簡易な手段で効率的に冷却でき、しかも原料気体の全
量が確実に放電界中を通過することのできるオゾン発生
装置を提供することを目的としたものである。

ｒ問題点を解決するための手段」 上記の目的に沿い、先述特許請求の範囲を要旨とする本
発明の構成は前述問題点を解決するために、金属製平板
１の表裏両最外面に同一平面上に並置される多数の平面
部２，２．２・・・を配し、該金属製平板１の各平面部
２以外の部位は該平面部２より離れる方向に向って順次
深くなる多数の凹部３，３．３・・・となし、この各凹
部３は少なくも該金属製平板１の一辺から他辺まで連続
するようなし、さらに該金属製平板１には表面側の凹部
３より裏面側の凹部３に連通ずる小孔４を開穿して一方
側電極１０を構成し、上記一方何電極１０の表裏両面に
は夫々セラミックス板１１を介して相手方型８ｉ１２を
重合してなる技術的手段を講じたものである。

ｒ作用Ｊ それ故本発明オゾン発生装置は、一方何電極１０と相手
方電極１２．１２との間に高圧高周波電源を印荷すると
、各凹部３内で放電界が形成される。

上記各凹部３内での放電界は、平面部２がセラミックス
板１１に重合しているため、この平面部２の外周近くで
は沿面放電が発生する。そして、平面部２の外周より離
れた部位においては間隙が順次大きくなるので無声放電
が発生することになる。この沿面放電と無声放電との組
合せは沿面放電が無声放電を誘発し尖頭電流等の急激な
電流値の変化を防ぐ作用を呈する。

そして、この放電状態にある凹部３には一方側電極１０
の一辺側から他辺側に向って原料気体を通過せしめると
、該原料気体は該凹部３内に発生した放電界を通過して
オゾン化される。

また、小孔４は原料気体が自由に金属製平板１の表裏側
に移動し、流路を？３１雑化し一部に渦流をも形成し放
電界との接触確率と接触時間を多くなし、さらに、金属
製平板１の表裏側の流量を平均化しオゾン化効率の変動
を防止する作用を呈するさらに、一方側電極１０の表裏
両面には夫々セラミックス板１１を介して相手方電極１
２を重合してなるため、セラミックス板１１の内面は一
方側電極１０の平面部２に接触し、相手方電極１２はそ
の内面をセラミックス板１１の外面に接触すこととなり
、該一方側電極１０は断熱性の高い空気層を介すること
なく熱伝導性を高効率的に保って相手方電極１２．１２
の外面にまで連結し、しかも該両相平方電極１２．１２
は電気的には同極となるものである。

「実施例」 次いで、本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

図中、１は一方側電極１０を構成する金属製平板である
。

上記金属製平板１は、その表裏両最外面に同一平面上に
並置される多数の平面部２，２．２・・・を配し、該金
属製平板１の各平面部２以外の部　−位は該平面部２よ
り離れる方向に向って順次深くなる多数の凹部３，３．
３・・・となし、この各凹部３は少なくも該金属製平板
１の一辺から他辺まで連続するようなし、さらに該金属
製平板１には表面側の凹部３より裏面側の凹部３に連通
する小孔４を開穿して一方側電極１０となしである。

上記平面部２と凹部３と小孔４とはプレス成形や掘削成
形さらにはエツチング成形等の従来公知な製法で形成す
ればよい。そして、該平面部２と凹部３との面積比は適
宜に選定すればよいが、両者は交互に位置して全面に均
一に配されることが望ましく、平面部２は後述セラミッ
クス板１１との接触面を確保し、同一平面に位置させる
ここで機械的精度（一方側電極１０と後述相手側電極１
２との距離精度）を簡単に得られるようになし、また該
接触面が所定の面積でセラミックス板１１に接触するこ
とで熱伝導を良好に保ち、さらにはこの平面部２がセラ
ミックス板１１の内面を均一に受けることで該セラミッ
クス板１１の機械的強度を補うようになしている。

また、上記面凹部３は放電スペース及び原料気体の流路
を確保するもので第１図及び第３図実施例においては、
この凹部３は第２図及び３図に最も明かに示すごとく断
面台形の平行な直線状の？ＩＩｉ状に構成され、平な底
面３°°と斜面部３’、３’を有してなり、該凹部３内
には表面側の凹部３より裏面側の凹部３に連通する小孔
４を並設してなる。なお、この凹部３は第３図に示され
るような直線状ではなく複雑に曲って金属製平板１の一
辺から他辺までの距離を長くするとともに、各列の凹部
３から他の列の凹部３へ原料気体が流れ込むことができ
るようになして通過原料気体が迷路状の複雑な流路を通
るようになすと放電界との接触確率と接触時間とを大き
くなすことが可能である第４図乃至第６図実施例は上記
の原料気体と放電界との接触確率と接触時間とを大きく
なす目的からして製造された一方側電極１０で、金属製
平板１　（実際には、高純度チタン板を使用）を−度ラ
ス網状に加工し、該ラス網を挟圧ローラ等でプレスし表
裏面における最突出部を相互に連続しない程度に平面化
して製造している。したがって、ラス網の各網目が小孔
４となり、押潰された最突出部が平面部２となり、金属
製平板１に規則的（チドリ状の）なスリットを入れこの
金属製平板１を該スリットと直角方向に引伸した際に捻
じれた部位が傾斜面３′乃至凹部３を構成することにな
る。したがって、このラス網状の一方側電極１０は従来
公知な加工法の組合せで上記のごとき複雑な形状を容易
に実現でき、通過気体はチドリ状に配された平面部２，
２．２・・・をぬって進むことになり、さらには適宜小
孔４より反対面側に第６図矢印Ｐで示すごとくに移動し
複雑に蛇行、渦流を生ずることになる。なお、この製法
による一方側電極１０の表裏両面の形状は対称には表わ
れず、表面と裏面側とでは平面部２と凹部３との面積比
が相違するものであったが、後述するセラミックス板１
１．１１を両面に重合して各凹部３で構成される流路に
原料気体を供送したところでは小孔４の存在により両面
側での内圧、及び流速は略一定となり、特別な支障を有
していないことが判明した。

そして、上記一方側電極１０の表裏両皿には夫々セラミ
ックス板１１を介して相手方電極１２を重合してなる。

すなわち、このセラミックス板１１はその内面を一方側
電極１０の各平面部２に、外面を相手方電極１２の内面
に夫々接触することになる。上記セラミックス板１１は
アルミナ純度９６％以上で厚みが１ｍｍ以下のものを使
用しており、また相手方電極１２は導電性塗料をセラミ
ックス板１１の外面に塗付してなるが、この相手方電極
１２は金属薄板を使用したり、導電性の放熱板を使用し
てもよいことは無論である。

そして、第１図乃至第３図図示例においては上記両セラ
ミックス板１１は二枚を一方側電極１０の厚みと一致す
る間隔を有して対設し、両者の周縁には枠状シール剤２
０を配し、さらに中央部には下辺部まで到達しな仕切２
１を介在せしめて、二つの収納室Ｓｌ、Ｓ２と下部で両
数納室Ｓｌ。

Ｓ２を連結する連結路部Ｓ３とを形成しである。

そして、この、両数納室Ｓｌ、Ｓ２内に一方側電極１０
が夫々収納されるが、一方何の収納室Ｓ１の上辺部には
原料気体の流入口２３が、他方側の収納室Ｓ２の上辺部
にはオゾン流出口２４が配され、該流入口２３より流入
した原料気体は先ず一方側の収納室Ｓ１を通過し次いで
連結路部Ｓ３を通って他方側の収納室Ｓ２内に流入し最
後にオゾン流出口２４より流出するようになっている。

したがって、この場合一方側電極１０．１０はその凹部
３が連続する方向を第１図上下方向となしているのは熱
論である。

さらに、上記両セラミックス板１１の外側には夫々相手
方Ｎ、Ｆｉ１２が重合されるものである。また、図では
省略したが、本発明装置は冷却水循環水槽に浸漬して水
冷するか、相手方電極１２の外面を外気または冷却用の
気流に接触させて空冷するようになしである。

なお、図中、３０は上記一方側電極１０と両相子方電極
１２との間に高圧高周波供給電源を供給する従来公知な
電源装置を示すものである。

ｒ発明の効果」 本発明は上記のごときで一方側電極１０の平面部２がセ
ラミックス板１１に重合しているため、該セラミックス
５板１１の強度は補強され、このセラミックス板１１を
薄いものを使用でき効率的な放電ができ、また、沿面放
電と無声放電とを共に利用するため、尖頭電流による電
源への負担セラミックス板１１の疲労等が防止でき、ま
た、セラミックス板１１を薄く構成できることに加え一
方側電極１０とセラミックス板１１と相手方電極１２と
は全面ではないが相互に接触する面を有するため、放電
により生じた熱は最外面の両相子方電極１２．１２まで
高い熱伝導率で伝わり、この両相子方電極１２．１２つ
冷却することで効率的に放電熱を除去するができるオゾ
ン発生装置を提供することができるものである。

また、木本発明は凹部３に小孔４を配したことにより、
原料空気は一方側電極１０の一面側から他面側へ穆動す
ることが有り、この際の曲流は気流を乱して渦流を惹起
し原料気体を混合して放電界との全量接触を確保し、常
に安定した効率でオゾンを発生するオゾン発生装置を提
供することができるものである。

さらに、特筆すべきは、本発明オゾン発生装置は一方側
電極１０と一対のセラミックス板１１゜１１と同じく一
対の相手方電極１２．１２の五層構造であるため全体と
して薄型に構成でき、しかも両性面側は電気的に同極の
相手方電極１２，１２であるため全体を冷却水槽に浸漬
するなどの簡易な方法で効率的に放電熱を除去できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明オゾン発生装置の一実施例を示す正面図
、第２図はＡ−Ａ線拡大断面図、第３図は本発明に使用
される一方側電極の平面図、第４図は別の実施例におけ
る一方側電極の平面図、第５は同一方側電極の底面図、
第６図はＢ−Ｂ線拡大断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 金属製平板１の表裏両最外面に同一平面上に並置される
   多数の平面部２，２，２・・・を配し、該金属製平板１
   の各平面部２以外の部位は該平面部２より離れる方向に
   向って順次深くなる多数の凹部３，３，３・・・となし
   、この各凹部３は少なくも該金属製平板１の一辺から他
   辺まで連続するようなし、さらに該金属製平板１には表
   面側の凹部３より裏面側の凹部３に連通する小孔４を開
   穿して薄板状の一方側電極１０を構成し、 上記一方側電極１０の表裏両面には夫々セラミックス板
   １１を介して相手方電極１２を重合してなるオゾン発生
   装置。