JPH1160207A - Ozonizer - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a long-lived ozonizer capable of improving the corrosion resistance and reducing the weight of the ozonizer. SOLUTION: This ozonizer is obtained by installing a case 7 and a pair of electrodes 1 and 6 arranged in the case 7 and attaching a dielectric 2 to the surface of the electrode 6 and is capable of feeding air or oxygen 3 into a gap 8 between the electrode 1 and the dielectric 2, applying a high voltage from a high-voltage power source 4 across the electrodes 1 and 6 and thereby generating an ozonized gas in the gap 8. At least one of the electrodes 1 and 6 has a metallic layer consisting essentially of titanium.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水処理設備、空気
清浄器、脱臭装置などに使用されるオゾン発生装置に係
り、とりわけ耐食性に優れかつ安定した放電ギャップを
維持することができるオゾン発生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ozone generator used for water treatment equipment, air purifiers, deodorizers, etc., and more particularly to an ozone generator which has excellent corrosion resistance and can maintain a stable discharge gap. About.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来からオゾン発生装置としてケース
と、ケース内に設けられた一方の電極と、この一方の電
極に誘電体を介して対向して配置された他方の電極とを
備えたものが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, an ozone generator includes a case, an electrode provided in the case, and another electrode disposed opposite to the one electrode via a dielectric. Are known.

【０００３】このようなオゾン発生装置において、一方
の電極と他方の電極との間に高圧電源から高電圧が印加
される。この間、一方の電極と他方の電極の間の間隙
に、空気または酸素が流され、電極間の間隙に生じる無
声放電によって空気または酸素からオゾン化ガスが発生
する。また各電極は、冷却水等により冷却される。In such an ozone generator, a high voltage is applied between one electrode and the other electrode from a high voltage power supply. During this time, air or oxygen is caused to flow in a gap between one electrode and the other electrode, and an ozonized gas is generated from the air or oxygen by silent discharge generated in the gap between the electrodes. Each electrode is cooled by cooling water or the like.

【０００４】このようなオゾン発生装置の電極等の各部
材に使用される材料としては、耐オゾン性が必要とされ
るため、ステンレス鋼、ガラス、石英、セラミック、
砂、アスベスト、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂など
が考えられ、乾燥状態では、鉄やアルミニウムも使用で
きる。オゾン発生装置の各部材の材料選定は、酸化力の
強いオゾンだけでなく、励起した酸素原子と窒素分子、
複製する窒素酸化物、さらに吸湿して生じる硝酸に対す
る耐久性も考慮して行われる。[0004] As a material used for each member such as an electrode of such an ozone generator, it is necessary to have ozone resistance, and therefore, stainless steel, glass, quartz, ceramic,
Sand, asbestos, polyvinylidene chloride, fluororesin and the like are considered, and iron and aluminum can be used in a dry state. The material selection of each member of the ozone generator includes not only ozone with strong oxidizing power but also excited oxygen atoms and nitrogen molecules,
The process is performed in consideration of the durability against nitrogen oxides to be replicated and nitric acid generated by absorbing moisture.

【０００５】一方、冷却水を流す電極側の材料は冷却効
率を低下させるスライム生成、錆、土砂の混入、腐食の
原因となるｐＨあるいは各種イオン顔料など、冷却水質
を考慮して選定される。特に塩素イオンを多く含んだ冷
却水を使用した場合、耐食性の良いステンレスを用いて
もスキマ腐食などを起こし、電極の寿命や定期的な点検
に対し不都合を生じることが多い。[0005] On the other hand, the material on the electrode side through which the cooling water flows is selected in consideration of the quality of the cooling water, such as slime, which lowers the cooling efficiency, rust, mixing of earth and sand, and pH or various ionic pigments which cause corrosion. In particular, when cooling water containing a large amount of chlorine ions is used, even if stainless steel having good corrosion resistance is used, gap corrosion or the like occurs, and inconvenience often occurs with respect to the life of the electrode and periodic inspection.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】オゾン発生装置の各部
材に使用される材料の中で最も良く使用されているのが
ステンレスである。例えば電極と誘電体とからなる放電
管を有する水冷円筒型オゾン発生装置の場合、ガラスの
内面にスパッタリングによりステンレス膜を付着させて
一方の高圧電極とするとともに、鏡面研磨した内面をも
つステンレスを用いて他方の接地電極とし、この電極間
に高圧を印加して無声放電を起こさせオゾン化ガスを発
生させる。Among the materials used for each member of the ozone generator, stainless steel is most often used. For example, in the case of a water-cooled cylindrical ozone generator having a discharge tube composed of an electrode and a dielectric, a stainless steel film is attached to the inner surface of glass by sputtering to form one high-voltage electrode, and stainless steel having a mirror-polished inner surface is used. Then, a high voltage is applied between the electrodes to generate a silent discharge to generate an ozonized gas.

【０００７】この場合、両電極ともステンレスを使うた
め、原料ガスである空気中に存在する窒素の酸化・吸湿
によって起こる硝酸に対して強い耐食性を示す。しかし
ながら、電極を含む放電管は構造が小さいためあまり問
題ではないが、接地電極は大きな構造体からなるためそ
の自重から、小型軽量化が難しくなっている。In this case, since both electrodes use stainless steel, they exhibit strong corrosion resistance to nitric acid generated by oxidation and moisture absorption of nitrogen existing in the air as a raw material gas. However, although the discharge tube including the electrode has a small structure, this is not a problem, but the ground electrode is made up of a large structure, and its own weight makes it difficult to reduce the size and weight.

【０００８】また、ガラスの内側にアルミニウムを溶射
した電極を用いることもあるが、これは厚膜生成出来る
反面、硝酸腐食に弱くガラスの一部がポーラスになると
たちまち電極が腐食する不具合が生じ、トラブルの一因
となることもある。特に原料ガスの露点が下がった場合
や冷却水漏れがわずかでも起こると硝酸生成を促進して
しまい、腐食は致命的になることが多い。In some cases, an electrode sprayed with aluminum on the inside of the glass is used. However, this method can produce a thick film, but is susceptible to nitric acid corrosion, and if a part of the glass becomes porous, the electrode is immediately corroded. It can be a source of trouble. In particular, when the dew point of the raw material gas is lowered or even if the cooling water leaks even slightly, the production of nitric acid is promoted, and the corrosion is often fatal.

【０００９】このような、電極の腐食は、上記のような
水冷円筒型オゾン発生装置だけではなく、沿面型のオゾ
ン発生装置などの他のオゾン発生装置にも共通する問題
点である。Such corrosion of the electrode is a problem common to not only the water-cooled cylindrical ozone generator as described above but also other ozone generators such as a creepage type ozone generator.

【００１０】一方、両面電極冷却の必要性から放電管を
金属性剛体で作成することが必要になってくると、アル
ミニウムでは冷却水中の塩素やバクテリアなどにより腐
食が起こるし、ステンレスでは放電管自体が重く放電ギ
ャップ精度が保たれない。このため新しい材料が要求さ
れている。電極以外にも電極端子、端板等の構成部品
は、ほぼ全てがステンレス、亜鉛メッキ鋼板、アルミニ
ウム合金、銅合金などで製作されており、自重の点、腐
食の点で電極と同じような問題点が残されている。特に
最近では高信頼性化、装置の小型化、軽量化、メインテ
ナンスフリーへの要望も多くなり、従来の材料構成で行
うには限界があった。On the other hand, when it is necessary to form the discharge tube from a rigid metal body due to the necessity of cooling the two-sided electrodes, aluminum causes corrosion due to chlorine or bacteria in the cooling water, and stainless steel causes the discharge tube itself. However, the accuracy of the discharge gap cannot be maintained due to heavy weight. For this reason, new materials are required. Almost all components other than electrodes, such as electrode terminals and end plates, are made of stainless steel, galvanized steel plates, aluminum alloys, copper alloys, etc., and have the same problems as electrodes in terms of their own weight and corrosion. Dots are left. Particularly in recent years, there have been increasing demands for higher reliability, smaller size, lighter weight, and maintenance-free, and there has been a limit in performing the process using the conventional material configuration.

【００１１】本発明は、このような点を考慮してなされ
たものであり、耐食性と安定した放電ギャップの維持を
行ってオゾン発生効率の向上を図ることができるオゾン
発生装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an ozone generator capable of improving the ozone generation efficiency by maintaining corrosion resistance and a stable discharge gap. Aim.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、ケースと、ケ
ース内に設けられた一方の電極と、ケース内に一方の電
極に対向して配置されるとともに、一方の電極側表面に
誘電体が設けられた他方の電極とを備え、上記部材のい
ずれかはチタンを主成分とする金属層を有することを特
徴とするオゾン発生装置である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a case, one electrode provided in the case, and one of the electrodes disposed in the case so as to face the one electrode. And an electrode provided with the other electrode, wherein one of the above members has a metal layer containing titanium as a main component.

【００１３】本発明によれば、オゾン発生装置の構成部
材のいずれかが、チタンを主成分とする金属層を有して
いるので、耐食性の向上を図ることができ、かつ装置全
体の軽量化を図ることができる。According to the present invention, one of the components of the ozone generator has a metal layer containing titanium as a main component, so that the corrosion resistance can be improved and the weight of the entire apparatus can be reduced. Can be achieved.

【００１４】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１および図２は本発明に
よるオゾン発生装置の一実施の形態を示す図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are views showing an embodiment of the ozone generator according to the present invention.

【００１５】図１および図２に示すように、オゾン発生
装置１３は一方の電極１と、誘電体２が一方の電極１側
表面に設けられた他方の電極６とを備え、一方の電極１
と他方の電極６側の誘電体２との間には間隙（放電ギャ
ップ）８が形成されている。As shown in FIGS. 1 and 2, the ozone generator 13 includes one electrode 1 and another electrode 6 having a dielectric 2 provided on the surface of one electrode 1.
A gap (discharge gap) 8 is formed between the electrode 2 and the dielectric 2 on the other electrode 6 side.

【００１６】また一方の電極１と他方の電極６間には、
交流高圧電源４により交流高電圧が印加されるようにな
っており、さらに一方の電極１、他方の電極６および誘
電体２は密閉ケース７内に収納されている。Also, between one electrode 1 and the other electrode 6,
An AC high voltage is applied by an AC high voltage power supply 4, and the one electrode 1, the other electrode 6, and the dielectric 2 are housed in a closed case 7.

【００１７】図１および図２において、空気供給乾燥装
置１１より乾燥空気３がオゾン発生装置１３のケース７
内に送られる。この間、電源装置１２に設けられた交流
高圧電源４により、一方の電極１と他方の電極６間に高
電圧が印加され、間隙８内に無声放電が生じる。空気供
給乾燥装置１１から供給される乾燥空気３は間隙８内に
送られ、無声放電によりオゾン化ガス５となってケース
７から排出される。In FIG. 1 and FIG. 2, dry air 3 is supplied from an air supply drying device 11 to a case 7 of an ozone generator 13.
Sent inside. During this time, a high voltage is applied between the one electrode 1 and the other electrode 6 by the AC high-voltage power supply 4 provided in the power supply device 12, and a silent discharge occurs in the gap 8. The dry air 3 supplied from the air supply / drying device 11 is sent into the gap 8 and becomes the ozonized gas 5 by silent discharge, and is discharged from the case 7.

【００１８】またオゾン発生装置１３のケース７内は、
冷却装置１４から送られる冷却材により冷却される。In the case 7 of the ozone generator 13,
It is cooled by the coolant sent from the cooling device 14.

【００１９】本実施の形態において、一方の電極１およ
び他方の電極６はチタンを主成分とする金属層からなっ
ている。In this embodiment, one electrode 1 and the other electrode 6 are made of a metal layer containing titanium as a main component.

【００２０】チタンは、比重（ｄ）が４．５となってお
り、鉄（ｄ＝７．８６）やクロム（ｄ＝７．１９）に比
べて比重が小さいため軽量となっている。また、熱膨張
係数も鉄やアルミニウムに比べて小さく、例えば電極６
を誘電体２と接合させる場合は、熱膨張のミスマッチを
軽減することができる。さらにチタンは強度も高く、耐
食性も良いため、軽量小型化には好都合の材料である。Titanium has a specific gravity (d) of 4.5, which is lighter than iron (d = 7.86) and chromium (d = 7.19) because of its smaller specific gravity. Also, the thermal expansion coefficient is smaller than that of iron or aluminum.
Is bonded to the dielectric 2, mismatch in thermal expansion can be reduced. Further, titanium has high strength and good corrosion resistance, so that it is a convenient material for reducing the size and weight.

【００２１】チタン単体でも格子間への酸素などを受け
強度は十分であるが、さらに強度を上げるため、合金元
素としてアルミニウム、クロム、鉄、マンガン、モリブ
デン、バナジウム、パラジウム、ジルコニウムをチタン
に対して添加しても良い。添加量の目安としては、アル
ミニウムは２−１０ｗｔ％、バナジウムは１−１６ｗ
％、ジルコニウムが３−６ｗｔ％、モリブデンが１−１
６ｗｔ％、クロムが２−１１ｗｔ％、錫が２−５ｗｔ
％、鉄が１−３ｗｔ％となっている。パラジウム、マン
ガン、シリコンなどは２％以下の添加が望ましく、目的
に合わせて添加元素を選ぶ必要がある。あまりこの添加
量範囲を越えると、もろくなったり強度がでなくなった
りするので注意する。その他、タングステン、コバル
ト、銅、金、銀、ニオブ、タンタルなども添加元素とし
て上げられる。Titanium alone has sufficient strength due to interstitial oxygen and the like, but in order to further increase the strength, aluminum, chromium, iron, manganese, molybdenum, vanadium, palladium, and zirconium are added to titanium as alloying elements. It may be added. As a standard of the addition amount, aluminum is 2 to 10 wt%, vanadium is 1 to 16 w
%, Zirconium is 3-6 wt%, and molybdenum is 1-1.
6wt%, chromium 2-11wt%, tin 2-5wt
%, Iron is 1-3 wt%. Palladium, manganese, silicon and the like are desirably added at 2% or less, and it is necessary to select an additive element according to the purpose. If the amount exceeds the above range, the material may become brittle or lose strength. In addition, tungsten, cobalt, copper, gold, silver, niobium, tantalum, and the like are also included as additional elements.

【００２２】またチタンとしては六方晶系の材料を使用
する。チタンに添加材を加えてチタン合金を作製する場
合、金属組織としては針状組織であるα型と等軸晶であ
るβ型があるが、薄膜の場合を除き加工性と強度に優れ
るいβ型あるいはαとβの混合型が望ましい。ただし、
溶接が必要な部分や水圧などにより疲労を起こす部分に
ついてはα型でも良い。チタンを主成分とする金属層を
構造板材として使用する場合は、その強度を維持するた
めに、集合組織を整えることが必要で、面上に結晶方位
（０００１）（以下、単に（０００１）と記す）を集合
させる。さらにまたこの（０００１）面は誘電体２との
密着性の向上にも役立ち、応力集中による剥離などが起
きにくい。A hexagonal material is used as titanium. When a titanium alloy is produced by adding an additive to titanium, there are two types of metal structures, an α-type having a needle-like structure and a β-type having an equiaxed crystal. Or a mixed type of α and β. However,
Α-type parts may be used for parts that require welding or parts that cause fatigue due to water pressure or the like. When a metal layer containing titanium as a main component is used as a structural plate material, it is necessary to arrange a texture in order to maintain its strength, and the crystal orientation (0001) (hereinafter simply referred to as (0001) To collect). Furthermore, the (0001) plane also helps to improve the adhesion to the dielectric 2, and peeling due to stress concentration hardly occurs.

【００２３】集合させるということはほとんどの結晶面
の方位を特定の範囲にそろえることであり、特に（００
０１）面が板面と平行あるいは５０度程度まで緩い傾き
までの範囲のものであることが望ましい。これ以上傾く
と歪みなどがおきやすくなり、加工上不都合が多くな
る。さらに望ましくは４０度以内が望ましい。To assemble means to align the orientations of most crystal planes in a specific range.
It is desirable that the (01) plane is in a range parallel to the plate surface or a gentle inclination up to about 50 degrees. If it is tilted more than this, distortion or the like is likely to occur, and inconvenience in processing increases. More preferably, the angle is within 40 degrees.

【００２４】また、チタンを主成分とする金属層が管や
棒となる場合は、円周面に対して板の場合と同様に（０
００１）を集合させる。評価方法としてはＸ線回析パタ
ーンを利用するのがよく、さらに詳しく評価するには、
同じＸ線回析法による極点図形を解析するのがよい。基
本的には（０００１）に帰属する回析線のピーク強度を
高めた材料（他の結晶面に帰属されるピーク強度よりも
高い）を用いることが好ましい。チタンを主成分とする
金属層の加工方法としては、繰り返しの圧延加工の都度
焼鈍を繰り返すことが好ましい。この場合の焼鈍は、再
結晶温度以上で行い、圧延時の結晶方位をわずかにかえ
る必要がある。圧延率としては３０％以上、さらに望ま
しくは４０％以上に取ることがよく、これ以下では結晶
の集合が十分得られないことがある。When the metal layer containing titanium as a main component becomes a tube or a rod, the metal layer has a (0
001). As an evaluation method, it is preferable to use an X-ray diffraction pattern.
It is preferable to analyze a pole figure by the same X-ray diffraction method. Basically, it is preferable to use a material having a higher peak intensity of the diffraction line belonging to (0001) (higher than the peak intensity belonging to another crystal plane). As a method for processing a metal layer containing titanium as a main component, it is preferable to repeat annealing each time repeated rolling is performed. The annealing in this case needs to be performed at a temperature higher than the recrystallization temperature, and the crystal orientation during rolling needs to be slightly changed. The rolling ratio is preferably set to 30% or more, more preferably 40% or more. If the rolling ratio is less than 30%, a sufficient set of crystals may not be obtained.

【００２５】チタンは局部電池などを作りにくく耐食性
に優れている。またスキマ腐食などが起きやすい部分に
対しては、パラジウムを１％以下加えたチタン合金を使
用したり、塩素を含む水が多く流入する場合は、タンタ
ルを３−６％程度含んだチタン合金を使用することが好
ましい。Titanium is difficult to form a local battery or the like and has excellent corrosion resistance. Also, use titanium alloy containing 1% or less of palladium for parts where skimming corrosion is likely to occur, or use titanium alloy containing about 3-6% of tantalum when a large amount of water containing chlorine flows in. It is preferred to use.

【００２６】本件発明者は、チタンとガラスなどの酸化
物との密着性がよいことを見いだし、特にガラスなどか
らなる誘電体２を接着している電極６の材料に最適であ
ることがわかった。とくに電極６のうち（０００１）面
と誘電体２との密着性は、良いことがわかった。誘電体
２を構成するガラス表面には水分や数ｎｍ程度の酸素リ
ッチな薄膜（自然酸化層）が形成されており、場合によ
っては表面の有機物汚染層が存在する。ガラス表面にチ
タンをスパッタや蒸着などで接合させる場合、この水分
層、自然酸化層、有機汚染層など表層とチタンが接着す
ることになるが、チタン接合したガラスを室温以上で加
熱すると密着性が向上する。これは、先の表層各層に存
在する酸素や炭素が、酸化物や炭化物を作りやすいチタ
ンにゲッタリングされていることによる。事実、チタン
薄膜表面からＸ線光電子分光装置、オージェ電子分光装
置、二次イオン質量分析装置等で元素分析を調べると、
チタン層側に酸素や炭素の拡散が認められる。またチタ
ンあるいはチタン合金表面にガラスやセラミック等を溶
射やスパッタなどで接合させる場合では、チタン表面に
ついた表層中の酸素や炭素は、加熱によりチタンの内部
の方に拡散していき、清浄な接合面が作られる。The present inventor has found that the adhesion between titanium and an oxide such as glass is good, and it has been found to be particularly suitable for the material of the electrode 6 to which the dielectric 2 made of glass or the like is adhered. . In particular, it was found that the adhesion between the (0001) plane of the electrode 6 and the dielectric 2 was good. A thin film (natural oxide layer) rich in moisture and about several nm is formed on the surface of the glass constituting the dielectric 2, and an organic contaminant layer on the surface exists in some cases. When titanium is bonded to the glass surface by sputtering or vapor deposition, the surface layer such as this moisture layer, natural oxide layer, and organic contaminant layer will adhere to titanium. improves. This is because oxygen and carbon existing in each of the above surface layers are gettered by titanium which easily forms oxides and carbides. In fact, when the elemental analysis was conducted from the surface of the titanium thin film using an X-ray photoelectron spectrometer, Auger electron spectrometer, secondary ion mass spectrometer, etc.
Diffusion of oxygen and carbon is observed on the titanium layer side. In the case where glass or ceramic is bonded to the surface of titanium or titanium alloy by thermal spraying or sputtering, oxygen and carbon in the surface layer on the titanium surface diffuse toward the inside of the titanium by heating, resulting in a clean bond. A face is made.

【００２７】以上のように、本実施の形態によれば、信
頼性が高く、長期安定性に優れ、小型・軽量化が可能と
なるオゾン発生装置を得ることができる。As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain an ozone generator having high reliability, excellent long-term stability, and capable of being reduced in size and weight.

【００２８】次に図３により本発明によるオゾン発生装
置の他の実施の形態について説明する。図３に示すオゾ
ン発生装置は水冷円筒型のオゾン発生装置である。図３
に示すようにオゾン発生装置１３は鏡板２７を有する円
筒型ケース７を備え、ケース７内に同心円上に誘電体と
しての働きをするガラス管２１が挿入され、このガラス
管２１の内面には一方の高圧電極２１ａが設けられてい
る。ガラス管２１の内面の電極２１ａは、電極端子２２
とヒューズ２３を介して高圧碍子２４に接続され、接続
板３２を通してケース７の外の電源４（図１参照）に通
じている。Next, another embodiment of the ozone generator according to the present invention will be described with reference to FIG. The ozone generator shown in FIG. 3 is a water-cooled cylindrical ozone generator. FIG.
As shown in the figure, the ozone generator 13 includes a cylindrical case 7 having a head plate 27, and a glass tube 21 serving as a dielectric is inserted concentrically into the case 7, and one end of the glass tube 21 Are provided. The electrode 21a on the inner surface of the glass tube 21 is
And a high voltage insulator 24 via a fuse 23, and to a power source 4 (see FIG. 1) outside the case 7 through a connection plate 32.

【００２９】また、ケース７内には端板２６が設けら
れ、この端板２６に接地電極２５が溶接されている。こ
の接地電極２５はケース７と同電位となっている。また
ケース７は鏡板２７で密閉され、原料ガス入口２８から
ケース７内に露点−６０℃近くの乾燥原料ガスが供給さ
れ、オゾン含有ガスをガス出口２９から送り出すように
なっている。さらに冷却水導入管３０から挿入された冷
却水は、接地電極２５の外側を通り冷却水排出管３１か
ら排出される。An end plate 26 is provided in the case 7, and a ground electrode 25 is welded to the end plate 26. This ground electrode 25 has the same potential as the case 7. The case 7 is hermetically sealed by a head plate 27, a dry raw material gas having a dew point of about −60 ° C. is supplied into the case 7 from a raw material gas inlet 28, and an ozone-containing gas is sent out from a gas outlet 29. Further, the cooling water inserted from the cooling water introduction pipe 30 passes through the outside of the ground electrode 25 and is discharged from the cooling water discharge pipe 31.

【００３０】また図３において、オゾン発生装置１３の
各構成部材はチタンを主成分とする金属層からなってお
り、少なくともガラス管２１内の電極２１ａと接地電極
２５はチタンを主成分とする金属層からなっている。In FIG. 3, each constituent member of the ozone generator 13 is formed of a metal layer containing titanium as a main component, and at least the electrode 21a and the ground electrode 25 in the glass tube 21 are made of a metal containing titanium as a main component. Consists of layers.

【００３１】次に図４および図５により本発明によるオ
ゾン発生装置の他の実施の形態について説明する。図４
および図５に示すオゾン発生装置は沿面放電タイプのオ
ゾン発生装置１３である。すなわちオゾン発生装置１３
は複数の電極体１３ａを積層して構成され（図５）、各
電極体１３ａはガラス板からなる誘電体５１と、誘電体
５１の一方の面に設けられた平板状の金属電極５２と、
誘電体５１の他方の面に互いに所定間隔をおいて設けら
れた金属配線５３とを有している（図４）。Next, another embodiment of the ozone generator according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
The ozone generator shown in FIG. 5 is a surface discharge type ozone generator 13. That is, the ozone generator 13
Is formed by laminating a plurality of electrode bodies 13a (FIG. 5). Each electrode body 13a includes a dielectric 51 made of a glass plate, a flat metal electrode 52 provided on one surface of the dielectric 51,
A metal wiring 53 is provided on the other surface of the dielectric 51 at a predetermined interval from each other (FIG. 4).

【００３２】図４および図５において、オゾン発生装置
１３の電極体１３ａを構成する金属電極５２と金属配線
５３は、チタンを主成分とする金属層からなっている。4 and 5, the metal electrode 52 and the metal wiring 53 constituting the electrode body 13a of the ozone generator 13 are formed of a metal layer containing titanium as a main component.

【００３３】なお上記各実施の形態において、円筒型や
沿面型のオゾン発生装置を例に挙げて述べているが、そ
れ以外のタイプのオゾン発生装置についても利用できる
とは言うまでもない。また、電極２１ａ，２５，５２，
５３がチタンを主成分とする金属層を有する例を挙げた
が、ケース７や端子２２、ボルト、接続板等の部品がチ
タンを主成分とする金属層を有していてもよい。In each of the above embodiments, a cylindrical or surface-type ozone generator has been described as an example, but it goes without saying that other types of ozone generators can also be used. Also, the electrodes 21a, 25, 52,
Although the example in which 53 has a metal layer containing titanium as a main component has been described, components such as the case 7, the terminal 22, the bolt, and the connection plate may have a metal layer containing titanium as a main component.

【００３４】[0034]

【実施例】実施例１ 以下、本発明の具体的実施例について説明する。実施例
１は図３に示す本発明の実施の形態に対応している。Embodiment 1 Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described. Example 1 corresponds to the embodiment of the present invention shown in FIG.

【００３５】図３で示すような構造を持つオゾン発生装
置１３の電極部分を以下のように作製した。まず、内径
１００ｍｍ、肉厚２．２ｍｍで先端を封止加工された円
筒形のガラス管２１を用意し、内面をフッ酸とイオン交
換水で洗浄した。このガラス管２１をスパッタ装置内に
いれ、棒状のチタンターゲットをガラス管２１内部に挿
入し、スパッタ装置のチャンバー内部をアルゴンで封じ
込めた。高周波で逆スパッタをかけてガラス管２１内面
をクリーニングした後、ガラス管２１の加熱を行いなが
ら、ガラス管２１内面に高周波正スパッタにより膜厚２
００ｎｍ程度のチタンコーティングにより電極２１ａを
形成した。電極２１ａの金属組織はα層であるが、ガラ
ス面に対して結晶の縦／横のアスペクト比を大きく取
り、針状にそろえ、薄膜面に（０００１）を７度以内の
傾きで集合させた。その後ガラス管２１を１００℃でア
ニールし、チタンの密着性を向上させた。このようにし
て内面にチタンをコーティングして電極２１ａを形成し
たガラス管２１をを６０本作成した。The electrode portion of the ozone generator 13 having the structure shown in FIG. 3 was manufactured as follows. First, a cylindrical glass tube 21 having an inner diameter of 100 mm, a wall thickness of 2.2 mm, and a sealed end was prepared, and the inner surface was washed with hydrofluoric acid and ion-exchanged water. This glass tube 21 was placed in a sputtering device, a rod-shaped titanium target was inserted into the glass tube 21, and the inside of the chamber of the sputtering device was sealed with argon. After cleaning the inner surface of the glass tube 21 by reverse sputtering with high frequency, the inner surface of the glass tube 21 is heated to a thickness of 2
The electrode 21a was formed by titanium coating of about 00 nm. The metal structure of the electrode 21a is an α layer, but the crystal has a large vertical / horizontal aspect ratio with respect to the glass surface, is aligned in a needle shape, and (0001) is gathered on the thin film surface at an inclination within 7 degrees. . Thereafter, the glass tube 21 was annealed at 100 ° C. to improve the adhesion of titanium. In this way, 60 glass tubes 21 having the electrode 21a formed by coating the inner surface with titanium were prepared.

【００３６】接地電極２５としては、ステンレス管を用
いた。このステンレス管製接地電極２５の終端部を、同
一の径の穴をあけた端板２６に合わせて溶接してケース
７内に挿入し、この端板２６をケース７に溶接した。ス
テンレス管製接地電極２５の数は３０本で、その両端は
全て端板２６に溶接されている。その後電極２１ａを有
するガラス管２１をスペーサを介してガラス管２１外部
とステンレス管製接地電極２５内部のギャップ０．７ｍ
ｍを保持したまま、一本ずつステンレス管製接地電極２
５内に挿入していった。As the ground electrode 25, a stainless steel tube was used. The end portion of the stainless tube-made ground electrode 25 was fitted into the end plate 26 having a hole of the same diameter and welded and inserted into the case 7, and the end plate 26 was welded to the case 7. The number of stainless steel tube ground electrodes 25 is 30, and both ends are welded to the end plate 26. After that, a gap 0.7 m between the outside of the glass tube 21 and the inside of the ground electrode 25 made of a stainless steel tube is placed on the glass tube 21 having the electrode 21a via a spacer.
while maintaining the m, one by one a ground electrode made of stainless steel tube 2
5 was inserted.

【００３７】本実施例によれば、ギャップの誤差はほと
んどなかった。ガラス管２１にはそれぞれヒューズ２３
と電極端子２２を取り付け、ヒューズ２３の先端を高圧
碍子２４に取り付けてオゾン発生装置１３を完成させ
た。オゾン発生装置１３を台座に取り付け、オゾン発生
装置１３に冷却装置１４、空気乾燥装置１１、および電
源装置１２をそれぞれ接続した。オゾン発生装置１３に
原料ガスを流し、高圧をかけ、高周波で放電させたとこ
ろ、オゾン発生効率や長時間の安定性も良くオゾンを生
成させていた。According to this embodiment, there was almost no gap error. Each glass tube 21 has a fuse 23
And the electrode terminal 22 were attached, and the tip of the fuse 23 was attached to the high-voltage insulator 24 to complete the ozone generator 13. The ozone generator 13 was mounted on a pedestal, and the ozone generator 13 was connected to the cooling device 14, the air drying device 11, and the power supply device 12, respectively. When a raw material gas was flowed through the ozone generator 13 and a high pressure was applied to discharge it at a high frequency, the ozone was generated with good ozone generation efficiency and long-term stability.

【００３８】実施例２ 実施例１と同様に図３に示すオゾン発生装置１３を製造
するため、ガラス管２１および電極２１ａを以下のよう
に作成した。まず管状電極２１ａの基材としては、Ｔｉ
−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒの管を利用
し、一方の端面をアルゴン雰囲気中の溶接で同じ材料で
封止し、円筒外面を全て一旦鏡面研磨した後、サンドブ
ラストにより平均粗さ１ミクロンまでとした。電極２１
ａの金属組織はβ型で、円筒面に平行に（０００１）が
傾き２０度の範囲でそろっている。管状電極２１ａの表
面の汚染物をエタノールで取り除いた後、溶射により３
０ミクロンの厚さのほう珪酸ガラスを形成してガラス管
２１とした。その後実施例１と同じ方法でオゾン発生装
置を組み立てた。実施例１と同じように運転させたとこ
ろ良好な結果を得た。 Example 2 In order to manufacture the ozone generator 13 shown in FIG. 3 in the same manner as in Example 1, the glass tube 21 and the electrode 21a were prepared as follows. First, the base material of the tubular electrode 21a is Ti
Using a tube of -3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr, one end face is sealed with the same material by welding in an argon atmosphere, and the entire outer surface of the cylinder is once mirror-polished, and the average roughness is 1 micron by sandblasting. Up to. Electrode 21
The metal structure of a is β-type, and (0001) is aligned parallel to the cylindrical surface within a range of 20 degrees. After removing contaminants on the surface of the tubular electrode 21a with ethanol, the surface was
A glass tube 21 was formed by forming borosilicate glass having a thickness of 0 micron. Thereafter, an ozone generator was assembled in the same manner as in Example 1. When operated in the same manner as in Example 1, good results were obtained.

【００３９】実施例３ 図４および図５に示す沿面放電タイプのオゾン発生装置
１３を以下のようにして製造した。 Example 3 A creeping discharge type ozone generator 13 shown in FIGS. 4 and 5 was manufactured as follows.

【００４０】このオゾン発生装置１３は、図４に示すよ
うに、誘電体５１（ガラス板など）の一面に平板の金属
電極５２を設け、誘電体５１の他面に一定間隔に金属配
線５３を設けて電極体１３ａを作製し、金属電極５２と
金属配線５３との間に電圧を印加して金属配線５３周辺
部に無声放電を起こさせるものである。オゾン発生装置
１３は、図５で示すように、電極体１３ａが複数個装着
された構成をなしており、原料ガスは、電極体１３ａの
金属配線５３表面に供給される。As shown in FIG. 4, the ozone generator 13 is provided with a flat metal electrode 52 on one surface of a dielectric 51 (a glass plate or the like) and metal wires 53 on the other surface of the dielectric 51 at regular intervals. The electrode body 13a is provided, and a voltage is applied between the metal electrode 52 and the metal wiring 53 to cause a silent discharge around the metal wiring 53. As shown in FIG. 5, the ozone generator 13 has a configuration in which a plurality of electrode bodies 13a are mounted, and a raw material gas is supplied to the surface of the metal wiring 53 of the electrode body 13a.

【００４１】電極体１３ａは以下のようにして製造され
る。まず、結晶方位を板面に（０００１）が４５度の傾
きの範囲で集合させたＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ板を用意して
金属電極５２とし、この金属電極５２の一面にガラスグ
レーズを塗布して焼き固めて誘電体５１を形成した。次
に誘電体５１の表面に、Ｔｉ−０．２５Ｐｄ細線（直径
３ミリ）を両端に張力をかけながら短冊状に配置して細
線パターンの金属配線５３を形成し、これらを高圧側電
極とした。結晶面は金属電極５２および金属配線５３と
も（０００１）が１５度以内となるようにそろえられ
る。次に細線パターンが非酸化雰囲気で２００度で加熱
された。高電圧を金属電極５２と金属配線５３間に銅膜
と銀−パラジウム配線を用いて印加し、金属配線５３近
傍に無声放電を起こさせたとろ良好なオゾン発生と安定
性が得られた。なお、原料ガスは乾燥酸素を用い、冷却
はヒートシンクによる空冷とした。The electrode body 13a is manufactured as follows. First, a Ti-6Al-4V plate in which crystal orientations are gathered on the plate surface in a range of (0001) at an inclination of 45 degrees is prepared as a metal electrode 52, and a glass glaze is applied to one surface of the metal electrode 52. The dielectric 51 was formed by baking. Next, on the surface of the dielectric material 51, a Ti-0.25Pd thin wire (3 mm in diameter) is arranged in a strip shape while applying tension to both ends to form a metal wire 53 in a thin wire pattern, and these are used as high voltage side electrodes. . The crystal planes of both the metal electrode 52 and the metal wiring 53 are aligned so that (0001) is within 15 degrees. The fine line pattern was then heated at 200 degrees in a non-oxidizing atmosphere. A high voltage was applied between the metal electrode 52 and the metal wiring 53 using a copper film and a silver-palladium wiring, and a silent discharge was generated in the vicinity of the metal wiring 53, so that good ozone generation and stability were obtained. The source gas used was dry oxygen, and the cooling was air cooling with a heat sink.

【００４２】実施例４ 実施例１と同様な方法により、以下の電極構造を持つオ
ゾン発生装置を完成させた。 Example 4 By the same method as in Example 1, an ozone generator having the following electrode structure was completed.

【００４３】誘電体２１：アルミナ（１．５ｍｍ） 高圧電極２１ａ：Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ（α型組
織） 接地電極２５：Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ（β型組織） いずれも板面は（０００１）面に傾き、３５度以内で集
合させた。Dielectric 21: alumina (1.5 mm) High-voltage electrode 21a: Ti-5Al-2.5Sn (α-type structure) Ground electrode 25: Ti-15Mo-5Zr (β-type structure) ) Tilt to the plane and assembled within 35 degrees.

【００４４】実施例５ 実施例２と同様な方法により、以下の電極構造を持つオ
ゾン発生装置を完成させた。 Example 5 By the same method as in Example 2, an ozone generator having the following electrode structure was completed.

【００４５】誘電体２１：ガラス（３０ミクロン） 高圧電極２１ａ：ＣＰチタン（α型組織） 接地電極２５：ステンレス 高圧電極は（０００１）面に板面が集合させた。Dielectric 21: glass (30 microns) High-voltage electrode 21a: CP titanium (α-type structure) Ground electrode 25: stainless steel

【００４６】実施例６ 実施例２と同様な方法により、以下の電極構造を持つオ
ゾン発生装置を完成させた。 Example 6 An ozone generator having the following electrode structure was completed in the same manner as in Example 2.

【００４７】 誘電体２１：チタン酸ストロンチウム（２０ミクロン） 高圧電極２１ａ：ステンレス 接地電極２５：Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ（α＋β
型） 接地電極は管で出来ており、円周面は（０００１）に傾
き５０度以内で集合させた。Dielectric 21: strontium titanate (20 microns) High voltage electrode 21a: stainless steel Ground electrode 25: Ti-6Al-6V-2Sn (α + β
(Type) The ground electrode was made of a tube, and the circumferential surface was inclined at (0001) at an angle of less than 50 degrees.

【００４８】実施例７ 実施例４と同様な方法により、以下の電極構造を持つオ
ゾン発生装置を完成させた。 Example 7 By the same method as in Example 4, an ozone generator having the following electrode structure was completed.

【００４９】誘電体２１：タンタル酸化物（７ミクロ
ン） 接地電極２１ａ：Ａｌ−２Ｃｕ−１Ｓｉ（５ｍｍ板材） 高圧電極２５：Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ（３ミク
ロン）実施例８ 実施例４と同様な方法により、以下の電極構造を持つオ
ゾン発生装置を完成させた。Dielectric 21: Tantalum oxide (7 microns) Ground electrode 21a: Al-2Cu-1Si (5 mm plate) High voltage electrode 25: Ti-10V-2Fe-3Al (3 microns) Example 8 Same as Example 4 The ozone generator having the following electrode structure was completed by a suitable method.

【００５０】誘電体２１：珪酸ガラス（０．７ｍｍ厚）
表面にタンタル酸化物（２００ｎｍ厚）を形成したもの 高圧電極２１ａ：Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ（２ｍｍ板） 接地電極２５：Ｎｉ／Ｃｕ二層メッキ（７ミクロン） （実施例８は、電極極性が実施例７と変わっている） 実施例７および実施例８はいずれもチタン合金が（００
０１）に傾き、１５−３５度の範囲で集合していた。Dielectric 21: silicate glass (0.7 mm thick)
Tantalum oxide (200 nm thick) formed on the surface High voltage electrode 21a: Ti-6Al-4V (2 mm plate) Ground electrode 25: Ni / Cu double-layer plating (7 micron) In Example 7 and Example 8, the titanium alloy was (00
01) and gathered in the range of 15-35 degrees.

【００５１】なお上記実施例１〜８は、いずれも加工・
制作面で良好で、かつ運転でも腐食も無く、安定した良
好なオゾン発生をつづけ、長期信頼性も高かった。The above Examples 1 to 8 are all processed
The production was good, there was no corrosion during operation, stable and good ozone generation was maintained, and the long-term reliability was high.

【００５２】また実施例１〜８により作成されたオゾン
発生装置は、従来のものに比べて、以下の点が優れてい
た。 （１）製造時の取り扱いにおいても、部材の強度が優
れ、保管にも気をつける必要がないため、製造時間の大
幅短縮が図られた。また、製造歩留まりの向上にも役立
った。 （２）部品が軽量なため、作業性に優れていた。 （３）完成後の部材歪みがほとんどなく、吸い付け後も
高精度を維持していた。 （４）運転期間中に放電ギャップの変化が起きず、定期
点検を少なくすることが出来た。 （５）冷却水や放電により発生した硝酸による腐食が起
きず、いつまでも所望の効率を維持できた。 （６）高圧、高周波放電に耐えるため、オゾン発生効率
を向上させることが出来た。 （７）誘電膜との密着性に優れ、膜剥がれ等が起きなか
った。The ozone generators produced in Examples 1 to 8 were superior to the conventional ones in the following points. (1) In handling during manufacture, the strength of the members is excellent and there is no need to pay attention to storage, so that the manufacturing time has been greatly reduced. It also helped increase the production yield. (2) The workability was excellent because the parts were lightweight. (3) There was almost no distortion of the member after completion, and high precision was maintained even after sucking. (4) The discharge gap did not change during the operation period, and the periodic inspection could be reduced. (5) Corrosion due to cooling water or nitric acid generated by electric discharge did not occur, and the desired efficiency could be maintained forever. (6) Ozone generation efficiency could be improved to withstand high pressure and high frequency discharge. (7) The adhesiveness with the dielectric film was excellent, and the film did not peel off.

【００５３】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オゾン発生装置の構成部材のいずれかが、チタンを主成
分とする金属層を有しているので、このオゾン発生装置
全体の耐食性および軽量化を図ることができる。このた
め取扱いが容易でかつ寿命の長いオゾン発生装置を得る
ことができる。As described above, according to the present invention,
Since any one of the components of the ozone generator has a metal layer containing titanium as a main component, the corrosion resistance and the weight of the entire ozone generator can be reduced. Therefore, an ozone generator which is easy to handle and has a long life can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明によるオゾン発生装置の一実施の形態を
示す概略図。FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an ozone generator according to the present invention.

【図２】オゾン発生装置とこれの周辺装置とからなるシ
ステムを示す全体図。FIG. 2 is an overall view showing a system including an ozone generator and peripheral devices thereof.

【図３】本発明によるオゾン発生装置の他の実施の形態
を示す図。FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the ozone generator according to the present invention.

【図４】本発明によるオゾン発生装置の更に他の実施の
形態を示す電極体の側面図。FIG. 4 is a side view of an electrode body showing still another embodiment of the ozone generator according to the present invention.

【図５】図４に示す電極体からなるオゾン発生装置を示
す図。FIG. 5 is a diagram showing an ozone generator including the electrode body shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 電極 ２ 誘電体 ３ 空気または酸素 ４ 高圧電源 ５ オゾン化ガス ６ 電極 ７ ケース ８ 間隙 １３ オゾン発生装置 １３ａ 電極体 ２１ ガラス管 ２１ａ 電極 ２５ 接地電極 ５１ 誘電体 ５２ 金属電極 ５３ 配線電極 Reference Signs List 1 electrode 2 dielectric 3 air or oxygen 4 high voltage power supply 5 ozonized gas 6 electrode 7 case 8 gap 13 ozone generator 13a electrode body 21 glass tube 21a electrode 25 ground electrode 51 dielectric 52 metal electrode 53 wiring electrode

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】ケースと、 ケース内に設けられた一方の電極と、 ケース内に一方の電極に対向して配置されるとともに、
一方の電極側表面に誘電体が設けられた他方の電極とを
備え、 上記部材のいずれかはチタンを主成分とする金属層を有
することを特徴とするオゾン発生装置。A case, one electrode provided in the case, and one electrode disposed in the case so as to face the one electrode;
An ozone generator comprising: an electrode provided with a dielectric on one electrode side surface; and one of the above members has a metal layer containing titanium as a main component. 【請求項２】一方の電極または他方の電極のいずれか
は、チタンを主成分とする金属層を有することを特徴と
する請求項１記載のオゾン発生装置。2. The ozone generator according to claim 1, wherein one of the electrodes and the other electrode has a metal layer containing titanium as a main component.