DE112016000283T5

DE112016000283T5 - Ozon-erzeugungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112016000283T5
Application number: DE112016000283.1T
Authority: DE
Inventors: Osamu Chikagawa; Shuichi KAWATA
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2016-01-06
Publication date: 2017-10-12
Also published as: WO2016121423A1; JP6350680B2; CN107108208B; JPWO2016121423A1; CN107108208A

Abstract

Es ist eine Aufgabe eine Ozonerzeugungsvorrichtung bereitzustellen, die den Stromverbrauch und die Wärmeerzeugung verringern kann, wenn Entladungsabschnitte in ihrer Breite verschmälert sind. Eine Ozonerzeugungsvorrichtung (10) umfasst eine dielektrische Einheit (11) mit einer Oberseite (11A), die das Auftreten einer stillen Entladung veranlasst; und eine Vielzahl von Entladungsabschnitten (12A, 13A), die jeweils durch einen Leiter in der dielektrischen Einheit (11) gebildet sind und jeweils zumindest ein Entladungsende (12C, 13C) nahe der Oberseite (11A) und dieser zugewandt, besitzen, wobei die Entladungsabschnitte (12A, 13A) in Abständen entlang der Oberseite (11A) angeordnet sind. Die Entladungsabschnitte (12A, 13A) erfüllen La ≥ Lb, wobei La eine Abmessung von jedem der Entladungsabschnitte (12A, 13A) in einer Entladungsflächenrichtung ist, und Lb eine Abmessung von jedem der Entladungsabschnitte (12A, 13A) in einer Anordnungsrichtung ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ozon-Erzeugungsvorrichtung, die das Auftreten einer stillen Entladung entlang einer dielektrischen Oberfläche verursacht, und dadurch Ozon aus Sauerstoff in dem der Entladungsfläche zugewandten Raum erzeugt.
Technischer Hintergrund
8 veranschaulicht eine Konfiguration einer herkömmlichen Ozon-Erzeugungsvorrichtung 100 (vgl. beispielsweise Patentdokument 1). Die Ozon-Erzeugungsvorrichtung 100 umfasst eine Platteneinheit 101, einen ersten Flächenleiter 104 und einen zweiten Flächenleiter 105. Die Platteneinheit 101 umfasst eine Tragschicht 102 und eine Oberflächenschicht 103, die aufeinandergestapelt sind. Die Tragschicht 102 ist aus einem dielektrischen Keramikwerkstoff gefertigt, wie etwa Aluminiumoxid. Die Oberflächenschicht 103 ist aus einem dielektrischen Werkstoff, wie etwa Glas, gefertigt. Der erste Flächenleiter 104 und der zweite Flächenleiter 105 sind an der Grenzfläche zwischen der Tragschicht 102 und der Oberflächenschicht 103 angeordnet. Der erste Flächenleiter 104 ist in einer Draufsicht kammförmig und umfasst eine Vielzahl von Entladungsabschnitten 106, die zueinander parallel sind. Der zweite Flächenleiter 105 ist, wie der erste Flächenleiter 104, kammförmig und umfasst eine Vielzahl von zueinander parallelen Entladungsabschnitten 107.
Die Entladungsabschnitte 106 und 107 sind abwechselnd beabstandet angeordnet.
Bei der Ozon-Erzeugungsvorrichtung 100 bewirkt das Anlegen eines Wechselstromfelds zwischen den Entladungsabschnitten 106 und 107, dass entlang der Oberfläche 103 des Dielektrikums (Entladungsfläche) eine stille Entladung stattfindet. Die stille Entladung erzeugt Ozon aus dem Sauerstoff in dem der Entladungsfläche zugewandten Raum.
Zitierungsliste
Patentdokument

Patentdokument 1: ungeprüfte japanische Offenlegungsschrift Nr. 2001-110113

Darstellung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der wie obenstehend beschrieben eingerichteten Ozon-Erzeugungsvorrichtung kann das Verkleinern der Abstände zwischen den Entladungsabschnitten die Feldstärke erhöhen und die Steuerspannung verringern. Da die stille Entladung an jedem Paar von aneinander angrenzenden Entladungsabschnitten stattfindet, kann die Effizienz der Ozonerzeugung durch Verringerung der Breiten der Entladungsabschnitte und der Abstände von aneinander angrenzenden Entladungsabschnitten verbessert werden, um die Anzahl von Entladungsabschnitten zu erhöhen, die pro Flächeneinheit angeordnet werden können.
Die Verringerung der Breiten der Entladungsabschnitte erhöht jedoch den Leiterwiderstand der Entladungsabschnitte sowie den Stromverbrauch und die Wärmeerzeugung der Ozon-Erzeugungsvorrichtung. Die erzeugte Wärme beschleunigt eine Ozonolyse-Reaktion, und dies verschlechtert die Effizienz der Ozonerzeugung, die durch Vorsehen vieler Entladungsabschnitte verbessert wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Ozonerzeugungsvorrichtung anzugeben, die den Stromverbrauch und die Wärmerzeugung selbst dann verringern kann, wenn die Entladungsabschnitte in der Breite verringert sind.
Lösung der Aufgabe
Eine Ozon-Erzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine dielektrische Einheit mit zumindest einer Entladungsfläche, die das Auftreten einer stillen Entladung bewirkt; und eine Vielzahl von jeweils durch einen Leiter in der dielektrischen Einheit gebildeten Entladungsabschnitten mit jeweils zumindest einem Entladungsende, das der Entladungsfläche zugewandt und dieser nahe ist, wobei die Entladungsabschnitte entlang der Entladungsfläche beabstandet angeordnet sind. Die Entladungsabschnitte erfüllen La ≥ Lb, wobei La eine Abmessung von jeweils einem der Entladungsabschnitte in einer Entladungsflächenrichtung ist, in der die Entladungsabschnitte einander zugewandt sind, und Lb eine Abmessung von jeweils einem der Entladungsabschnitte in einer Anordnungsrichtung ist, in der die Entladungsabschnitte entlang der Entladungsfläche angeordnet sind.
Bei dieser Konfiguration wird in der Richtung der Entladungsfläche selbst dann eine Abmessung sichergestellt, die größer ist als diejenige in der Anordnungsrichtung, wenn die Abmessung von jedem der Entladungsabschnitte in der Anordnungsrichtung verringert wird. Dies kann einen Anstieg des Leiterwiderstands der Entladungsabschnitte verringern, und somit den Stromverbrauch und die Wärmeerzeugung in der Ozonerzeugungsvorrichtung verringern.
Die dielektrische Einheit umfasst bevorzugt eine Vielzahl von in der Anordnungsrichtung aufgeschichteten Schichten, und die Vielzahl von Entladungsabschnitten ist jeweils bevorzugt durch einen zwischen zwei benachbarten der dielektrischen Schichten angeordneten Flächenleiter gebildet.
Dieser Aufbau kann auf einfache Weise durch Bildung von Flächenleitern (die später zu den Entladungsabschnitten werden) an einer Vielzahl von dielektrischen Folien und Aufeinanderschichten der dielektrischen Folien hergestellt werden. Daher können selbst dann, wenn die Entladungsabschnitte in ihren Abmessungen in der Entladungsrichtung größer sind als in der Anordnungsrichtung, diese mithilfe einer Technik wie etwa Siebdruck gebildet werden. Für die herkömmliche Konfiguration können die Breiten der und Abstände zwischen den Entladungsabschnitten nicht deutlich verschmälert bzw. verringert werden, wenn eine Technik mit geringer Bearbeitungsgenauigkeit wie beispielsweise Siebdruck eingesetzt wird. Darüber hinaus kann die geringe Bearbeitungsgenauigkeit zu Kurzschlüssen zwischen den Entladungsabschnitten, einer Diskonnektierung in den Entladungsabschnitten, und einem durch Entladungen an Orten, an denen die Entladungsabschnitte eng beabstandet sind, verursachten Bruch führen. Mit der Konfiguration der obenstehend beschriebenen vorliegenden Anmeldung können die Breiten und Abstände zwischen den Entladungsabschnitten sehr genau entsprechend den dielektrischen Folien und Flächenleitern festgelegt werden, und es ist möglich, die Breiten der und Abstände zwischen den Entladungsabschnitten signifikant zu verringern und auch eine Variation zu verringern. Daher treten nur selten Probleme auf, die mit der herkömmlichen Konfiguration in Verbindung stehen.
Die Entladungsfläche ist bevorzugt durch Endflächen der Vielzahl von dielektrischen Schichten gebildet. Dies macht die Herstellung der Ozon-Erzeugungsvorrichtung einfacher als bei der herkömmlichen Konfiguration, bei der die dielektrische Schicht Entladungsenden abdeckt, um eine Entladungsfläche zu bilden.
Ein Abstand zwischen der Entladungsfläche und den Entladungsenden ist bevorzugt kleiner als ein Abstand zwischen benachbarten der Vielzahl von Entladungsabschnitten. Dies ermöglicht selbst bei einer geringeren Ansteuerspannung das stabile Auftreten einer Kriechentladung.
Die dielektrische Einheit kann eine Vielzahl von Außenflächen umfassend die Entladungsfläche aufweisen, die Entladungsabschnitte können jeweils eine Vielzahl von Endabschnitten umfassend das Entladungsende aufweisen, und ein Abstand zwischen dem Entladungsende und der Entladungsfläche, die einander zugewandt sind, kann kleiner sein als ein Abstand zwischen einem anderen Endabschnitt und einer anderen Außenfläche, die einander zugewandt sind.
Die dielektrische Einheit kann eine Vielzahl von Außenflächen umfassend zwei oder mehr Entladungsflächen aufweisen; die Entladungsabschnitte können jeweils Endabschnitte umfassend zwei oder mehr Entladungsenden aufweisen; und die Entladungsenden, die jeweils einer der Entladungsflächen zugewandt sind, können von entsprechenden Entladungsflächen beabstandet sein. Da in diesem Fall zwei oder mehr Außenflächen der dielektrischen Einheit als Entladungsfläche dienen können, ist es möglich, die Gesamt Entladungsfläche und die erzeugte Ozonmenge zu erhöhen.
Die dielektrische Einheit kann einen Umfang besitzen, der der Entladungsfläche entspricht, und die Entladungsenden können sich unter Einhaltung eines konstanten Abstands von dem Umfang der dielektrischen Einheit erstrecken. Da der gesamte Umfang der dielektrischen Einheit in diesem Fall als eine Entladungsfläche dienen kann, ist es möglich, die Gesamtentladungsfläche zu erhöhen, und den Betrag der Ozonerzeugung zu erhöhen.
Die Ozonerzeugungsvorrichtung umfasst bevorzugt eine Ansteuerspannungsquelle, die eingerichtet ist, N-Phasen (N ≥ 3) Ansteuerspannungen mit einem sich wiederholenden Muster und einer zirkulierenden Phasendifferenz auszugeben. Die Vielzahl von Entladungsabschnitten kann jeweils gemäß der Anordnungsreihenfolge davon die Ansteuerspannung der n-ten Phase (1 ≤ n ≤ N) von der Ansteuerspannungsquelle aufnehmen. Bei dieser Konfiguration ändert sich die Verteilung der Feldstärke in der Umgebung der Entladungsfläche in einer zirkulierenden Weise entlang der Anordnungsrichtung. Somit bewegen sich durch den Einfluss der Feldstärke in der Umgebung der Entladungsfläche Gase in den Räumen entlang der Anordnungsrichtung. Dies fördert die Zufuhr von Sauerstoff an die Entladungsfläche und das Entweichen von Ozon von der Entladungsfläche, und kann daher die Ozonerzeugungsmenge erhöhen. Der Fluss der Gase kann außerdem das Anhaften von Staub und dergleichen an der Entladungsfläche verhindern, und dies verbessert die Zuverlässigkeit der Ozonerzeugungsvorrichtung.
Bei den Ansteuerspannungen handelt es sich bevorzugt um Rechteck-Wellensignale oder Pulswellensignale. Mithilfe von Rechteck-Wellensignalen bzw. Pulswellensignalen kann die Anfangsentladungsspannung niedriger gemacht werden als wenn es sich bei den alternierenden Signalen um Sinuswellensignale handelt.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann selbst dann eine ausreichende Abmessung der Entladungsabschnitte in der Entladungsflächenrichtung sichergestellt werden, wenn die Entladungsabschnitte in der Anordnungsrichtung verschmälert sind, und eine Zunahme des Leiterwiderstands kann verringert werden. Somit ist es möglich, eine Zunahme des Stromverbrauchs sowie der Wärmeerzeugung in der Ozonerzeugungsvorrichtung zu verringern. Selbst wenn viele Entladungsabschnitte vorgesehen sind, um die Effizienz von Ozonerzeugung zu verbessern, ist es möglich zu verhindern, dass Wärme eine Ozonolysereaktion beschleunigt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 stellt eine Seitenansicht von links, eine Draufsicht, eine Seitenansicht von rechts und eine Ansicht von unten der Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung bereit.
3 veranschaulicht ein Verfahren zum Herstellen der Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 stellt eine Seitenansicht von links und einer Vorderansicht einer Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereit.
5 stellt eine Seitenansicht von links und eine Draufsicht einer Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereit.
6 stellt eine Seitenansicht von links und eine Draufsicht einer Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereit.
7 stellt ein schematisches Diagramm der Elektrik der Ozonerzeugungsvorrichtung und ein Zeitwellenformdiagramm von Ansteuersignalen gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung bereit.
8 ist eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Ozonerzeugungsvorrichtung.
Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Ozonerzeugungsvorrichtung 10 umfasst eine dielektrische Einheit 11, eine Vielzahl innerer Flächenleiter 12, eine Vielzahl innerer Flächenleiter 13, eine Anschlusselektrode 14, eine Anschlusselektrode 15 und eine Ansteuerspannungsquelle 16.
Die dielektrische Einheit 11 hat die Form eines rechteckigen Parallelepipeds und besitzt eine Oberseite 11A, eine Unterseite 11B, eine linke Seitenfläche 11C, eine rechte Seitenfläche 11D, eine Vorderseite 11E und eine Rückseite 11F.
Die inneren Flächenleiter 12 und 13 sind im Inneren der dielektrischen Einheit 11 angeordnet, abwechselnd in der Richtung von der linken Seitenfläche 11C hin zu der rechten Seitenfläche 11D. In der dielektrischen Einheit 11 erstrecken sich die inneren Flächenleiter 12 nahe der Oberseite 11A in Richtung von der Vorderseite 11E hin zur Rückseite 11F und erstrecken sich dann nahe der Rückseite 11F in Richtung von der Oberseite 11A hin zur Unterseite 11B. Auch erstrecken sich in der dielektrischen Einheit 11 die inneren Flächenleiter 13 nahe der Oberseite 11A in Richtung der Rückseite 11F hin zur Vorderseite 11E und erstrecken sich dann naher der Vorderseite 11E in Richtung der Oberseite 11A hin zur Unterseite 11B.
Die Anschlusselektroden 14 und 15 sind auf der Unterseite 11B angeordnet, und sind jeweils durch einen streifenförmigen Flächenleiter gebildet, der sich in der Richtung von der linken Seitenfläche 11C hinzu rechten Seitenfläche 11D erstreckt. Die Anschlusselektrode 14 befindet sich nahe einer Seite der Unterseite 11B angrenzend an die Vorderseite 11E und ist mit der Vielzahl innerer Flächenleiter 13 verbunden. Die Anschlusselektrode 15 befindet sich naher einer Seite der Unterseite 11B angrenzend an die Rückseite 11F und ist mit der Vielzahl innerer Flächenleiter 12 verbunden.
Die Ansteuerspannungsquelle 16 ist eingerichtet, zwischen der Anschlusselektrode 14 und der Anschlusselektrode 15 eine Ansteuerspannung anzulegen, um zwischen den inneren Flächenleitern 12 und 13 ein Wechselstromfeld zu erzeugen.
Bei dieser Konfiguration tritt eine stille Entladung an der Oberseite 11A der dielektrischen Einheit 11 nahe den inneren Flächenleitern 12 und 13 auf, entlang der Richtung, die die linke Seitenfläche 11C und die rechte Seitenfläche 11D verbindet, wenn die Ansteuerspannungsquelle 16 zwischen der Anschlusselektrode 14 und der Anschlusselektrode 15 eine Ansteuerspannung anlegt. Die stille Entladung erzeugt Ozon aus Sauerstoff, der in Gasen in dem der Oberseite 11A der dielektrischen Einheit 11 zugewandten Raum enthalten ist. Die Oberseite 11A entspricht einer Entladungsfläche der vorliegenden Erfindung.
Der Innenaufbau der dielektrischen Einheit 11 wird nun detailliert beschrieben. Nachfolgend wird die Richtung von der linken Seitenfläche 11C hin zur rechten Seitenfläche 11D der dielektrischen Einheit 11 als Anordnungsrichtung bezeichnet. Die Richtung von der Vorderseite 11E hin zur Rückseite 11F wird als Erstreckungsrichtung bezeichnet. Die Richtung von der Unterseite 11B hin zur Oberseite 11A wird als Entladungsflächenrichtung bezeichnet. Beispielsweise ist die dielektrische Einheit 11 in der Anordnungsrichtung 3,2 mm lang, und in der Entladungsflächenrichtung 2,5 mm lang.
2(A) ist eine Seitenansicht von links der Ozonerzeugungsvorrichtung 10. 2(B) ist eine Draufsicht der Ozonerzeugungsvorrichtung 10. 2(C) ist eine Seitenansicht von rechts der Ozonerzeugungsvorrichtung 10. 2(D) ist eine Vorderansicht der Ozonerzeugungsvorrichtung 10.
Die dielektrische Einheit 10 umfasst eine Vielzahl von dielektrischen Schichten 21. Die dielektrischen Schichten 21 sind dünne, filmartige Schichten, besitzen jeweils Hauptoberflächen, die der linken Seitenoberfläche 11c und der rechten Seitenoberfläche 11D zugewandt sind, und sind in der Richtung von der linken Seitenfläche 11C hin zu der rechten Seitenoberfläche 11D der dielektrischen Einheit 11 aufgeschichtet, um die dielektrische Einheit 11 zu bilden. Die dielektrischen Schichten 21 sind jeweils beispielsweise 20 μm dick. Es sei angemerkt, dass die dielektrischen Schichten 21 jeweils bevorzugt 1 μm bis 20 μm dick sind.
In der dielektrischen Einheit 11 sind die inneren Flächenleiter 12 und 13 jeweils an einer Hauptfläche von einer der dielektrischen Schichten 21 angeordnet, d. h. zwischen Schichtoberflächen benachbarter dielektrischer Schichten 21, so dass die inneren Flächenleiter 12 und 13 sich miteinander abwechseln.
Die inneren Flächenleiter 12 besitzen jeweils einen Entladungsabschnitt 12A und einen Erstreckungsabschnitt 12B und die inneren Flächenleiter 13 besitzen jeweils einen Entladungsabschnitt 13A und einen Erstreckungsabschnitt 13B. Die Entladungsabschnitte 12A und 13A sind jeweils ein rechteckiger, plattenartiger Strukturierungsabschnitt, der sich in die Erstreckungsrichtung erstreckt. Die Erstreckungsabschnitte 12B und 13B sind jeweils ein bandartiger Strukturierungsabschnitt, der sich in der Entladungsflächenrichtung erstreckt.
Die Kanten der Entladungsabschnitte 12A und 13A grenzen an die Fläche der Oberseite 11A an und sind durch eine vorgegebene Abmessung Lc von der Oberseite 11A beabstandet. Die Abmessung Lc ist beispielsweise 10 μm. Die Kanten der Entladungsabschnitte 12A und 13A grenzen an die Fläche der Vorderseite 11E an und sind durch eine vorgegebene Abmessung Le von dieser beabstandet, die Vorderseite 11E und die Kanten der Entladungsabschnitte 12A und 13A grenzen an die Fläche der Rückseite 11F an und sind durch die Abmessung Le von der Rückseite 11F beabstandet. Die Abmessung Lc ist kleiner als die Abmessung Le. Das bedeutet, die Kanten der Entladungsabschnitte 12A und 13A angrenzend an die Oberseite 11A sind näher an der Außenfläche der dielektrischen Einheit 11 als die Kanten der Entladungsabschnitte 12A und 13A angrenzend an die Vorderfläche 11E und die Kanten der Entladungsabschnitte 12A und 13A angrenzend an die Rückseite. Ein zwischen den Entladungsabschnitten 12A und 13A erzeugtes elektrisches Feld neigt dazu, an die Außenfläche der dielektrischen Einheit 11 zu streuen, an einem Ort, der den Entladungsabschnitten 12A und 13A am nächsten liegt. Dies ermöglicht das Auftreten einer stillen Entladung entlang der Oberseite 11A, nicht entlang der Vorderseite 11E oder der Rückseite 11F der dielektrischen Einheit 11. Entsprechend dient die Oberseite 11A der dielektrischen Einheit 11 als Entladungsfläche, die Ozon erzeugt, und die Kanten der Entladungsabschnitte 12A und 13A, die an die Oberseite 11A angrenzen, dienen als Entladungsenden 12C und 13C. Bei der vorliegenden Ausführungsform tritt die Entladung nur entlang der Oberseite 11A auf.
Aneinander angrenzende der Entladungsabschnitte 12A und 13A sind durch eine Abmessung Ld voneinander beabstandet. Die Abmessung Ld ist beispielsweise 20 μm. Die Abmessung Ld wird durch die Dicke von jeder dielektrischen Schicht 21 definiert. Bei der herkömmlichen Ozonerzeugungsvorrichtung 100, bei der der erste Flächenleiter 104 und der zweite Flächenleiter 105 durch Fineline-Druck gebildet werden, neigen der erste und der zweite Flächenleiter dazu, sich an Stellen kurzzuschließen, an denen sie eng beabstandet sind, und es ist schwierig, die Abmessung Ld gleich 50 μm oder kleiner zu machen. Jedoch kann mit der Konfiguration der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Abstand zwischen angrenzenden Entladungsabschnitten 12A und 13A ausreichend verringert werden, als derjenige der herkömmlichen Konfiguration. Das Verringern der Abmessung Ld kann die Anfangs-Entladungsspannung der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 absenken und ebenfalls die Feldstärke eines Wechselstrommagnetfelds, das zwischen den Entladungsabschnitten 12A und 13A erzeugt wird, größer machen als das der herkömmlichen Konfiguration. Daher kann bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine stille Entladung stabil entlang der Oberseite 11A der dielektrischen Einheit 11 stattfinden, selbst wenn die Ansteuerspannung der Ansteuerspannungsquelle 16 geringer ist als bei der herkömmlichen Konfiguration.
Die Entladungsabschnitte 12A und 13A besitzen in der Anordnungsrichtung jeweils eine Abmessung Lb. Die Abmessung Lb beträgt beispielsweise 5 μm. Die Abmessung Lb ist im Wesentlichen gleich der Dicke von jedem der inneren Flächenleiter 12 und 13. Die Breite von jedem Entladungsabschnitt 12A und 13A kann somit in der Anordnungsrichtung ausreichend verschmälert werden als diejenige der herkömmlichen Konfiguration. Es ist somit bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Anzahl von Entladungsabschnitten 12A und 13A, die pro Flächeneinheit angeordnet werden können, zu erhöhen, um der Entladungsfläche (Oberseite 11A) der dielektrischen Einheit 11 zugewandt zu sein, da die Breiten von und Abstände zwischen den Entladungsabschnitten 12A und 13A ausreichend verschmälert werden können. Dies kann die Effizienz der Ozonerzeugung pro Flächeneinheit an der Entladungsfläche (Oberseite 11A) verbessern.
Die Entladungsabschnitte 12A und 13A besitzen in der Richtung der Entladungsfläche eine Abmessung La. Die Abmessung La beträgt beispielsweise 50 μm. Die Abmessung La ist größer gleich der Abmessung Lb der Entladungsabschnitte 12A uns 13A in der Anordnungsrichtung. Das bedeutet, La ≥ Lb ist erfüllt. Daher kann bei den Entladungsabschnitten 12A und 13A selbst dann, wenn die Abmessung Lb in der Anordnungsrichtung sehr klein ist, die Abmessung La, die größer gleich der Abmessung Lb ist, in der Richtung der Entladungsfläche sichergestellt werden. Dies kann eine deutliche Zunahme beim Leitungswiderstand der Entladungsabschnitte 12A und 13A verhindern. Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann selbst, wenn die Abmessung Lb der Entladungsabschnitte 12A und 13A in der Anordnungsrichtung deutlich verringert ist, um die Effizienz der Ozonerzeugung pro Flächeneinheit in den Entladungsabschnitten zu verbessern, es möglich sein, der Stromverbrauch und die Wärmeerzeugung in der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 verringert werden. Dies kann eine fortschreitende Ozonolysereaktion an der Entladungsfläche (Oberseite 11A) unterbinden und verhindern, dass Wärme die Effizienz der Ozonerzeugung beeinträchtigt.
Die Abmessung Ld zwischen angrenzenden Entladungsabschnitten 12A und 13A ist größer als die Abmessung Lc zwischen der Entladungsfläche (Oberseite 11A) und den Entladungsabschnitten 12A und 13A. Dies bedeutet, da der Abstand zwischen der Oberseite 11A und dem Entladungsabschnitten 12A und 13A kleiner ist als der Abstand zwischen benachbarten Entladungsabschnitten 12A und 13A, dass ein elektrisches Feld, das zwischen den Entladungsabschnitten 12A und 13A erzeugt wurde, dazu neigt, aus der Oberseite 11A zu streuen. Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform kann dies ebenfalls die Ansteuerspannung (Anfangsentladungsspannung) verringern, die benötigt wird, um das Auftreten einer stillen Entladung 11A der dielektrischen Einheit 11 zu veranlassen, und ein stabiles Auftreten einer Kriechentladung entlang der Oberseite 11A der dielektrischen Einheit 11 zu ermöglichen.
Ferner können die Dicken der Entladungsabschnitte 12A und 13A und der dielektrischen Schichten 21 (d. h. deren Abmessungen in der Anordnungsrichtung) mit hoher Genauigkeit festgelegt werden. Daher kann die Abmessung Lb der Entladungsabschnitte 12A und 13A in der Anordnungsrichtung und die Abmessung Ld zwischen angrenzenden der Entladungsabschnitte 12A und 13A im Wesentlichen einheitlich in der Entladungsflächenrichtung gemacht werden. Somit ist es bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform möglich, verschiedene, durch Verarbeitungsabweichungen verursachte Probleme zu vermeiden, die bei der herkömmlichen Konfiguration auftreten. Genauer besteht bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform nur ein geringes Auftreten von Kurzschlüssen zwischen den Entladungsabschnitten 12A und 13A, Diskonnektierung in den Entladungsabschnitten 12A und 13A und Bogenentladung zwischen den Entladungsabschnitten 12A und 13A. Dies bedeutet, dass die Ozonerzeugungsvorrichtung 10 eine hohe Zuverlässigkeit besitzt.
Als ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 wird ein Herstellungsverfahren beschrieben, dass das Bilden einen Niedertemperatur-befeuerten Keramiksubstrats als die dielektrische Einheit 11 umfasst. Die dielektrische Einheit 11 kann aus einem anderen dielektrischen Material gefertigt sein, wie etwa Aluminiumoxid. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen beispielhaften Prozess zum Herstellen der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 veranschaulicht.
Die Herstellung der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 umfasst zunächst das Durchführen eines Schrittes (S1) des Bildens der dielektrischen Folie. Beim Schritt des Bildens der dielektrischen Folie wird eine Glas-Keramik-Schlacke erhalten, zum Beispiel durch Mischen von Glaspulver, Füllpulver, Kristallinitätsmodifizierer, Lösungsmittel, Dispergiermittel, organischem Bindemittel und Weichmacher. Dann wird eine Glaskeramik-Grünfolie, die später zu den dielektrischen Schichten 21 wird, aus der Glaskeramikschlacke hergestellt, beispielsweise mithilfe einer Rakel. Um eine Vielzahl von Ozonerzeugungsvorrichtungen 10 gleichzeitig herzustellen, wird die Glaskeramik-Grünfolie bevorzugt größer gestaltet als die dielektrischen Schichten 21 der Ozonerzeugungsvorrichtung 10.
Als nächstes umfasst das Herstellen der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 das Durchführen eines Schrittes (S2) zur Bildung eines Flächenleiters. Beim Schritt der Bildung des Flächenleiters wird eine Leitungspaste erhalten, beispielsweise durch Vermischen eines Metallpulvers (wie etwa Silber-, Kupfer- oder Wolframpulver), Lösungsmittels und organischem Bindemittel und dem Durchführen einer Dispersionsbehandlung mithilfe eines Walzwerks. Dann wird ein Leitpastenmuster, welches später zu dem inneren Flächenleiter 13 wird, auf die Glaskeramik-Grünfolie mittel Siebdruck aufgedruckt. Zur gleichzeitigen Herstellung einer Vielzahl von Ozonerzeugungsvorrichtungen ist es bevorzugt, nicht nur das Leitpastenmuster zum Bilden der inneren Flächenleiter 12 und 13 einer Ozonerzeugungsvorrichtung 10, sondern auch eine Vielzahl von Leitpastenmustern auf der Glaskeramik-Grünfolie großer Größe zu drucken.
Als nächstes geht die Herstellung der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 mit der Durchführung eines Stapelschritts einher (S3). Bei dem Stapelschritt werden eine Vielzahl von Glaskeramik-Grünfolien mit darauf gebildeten Flächenleitern aufgestapelt und Druck ausgesetzt. Dies erzeugt einen Mehrschichtkörper, der sich aus einer Vielzahl von ungebrannten Flächenleitermustern und in Schichten aufgeschichteten Glaskeramik-Grünfolien.
Als nächstes geht die Herstellung der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 mit der Durchführung eines Brennschritts (S4) einher. Bei dem Brennschritt wird beispielsweise der ungebrannte Mehrschichtkörper unter einer Oxidationsatmosphäre gebrannt, um ein vorgegebenes Temperaturprofil zu erzielen. Dies erzeugt einen Mehrschichtkörper (Ozonerzeugungsvorrichtung 10) umfassend die dielektrische Einheit 11 und die inneren Flächenleiter 12 und 13.
Durch das obenstehend-beschriebene Herstellungsverfahren kann die Ozonerzeugungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hergestellt werden. Zur Herstellung einer Vielzahl von Ozonerzeugungsvorrichtungen gleichzeitig ist es bevorzugt, entweder vor oder nach dem Brennschritt, den Schritt des Schneidens einer Vielzahl von Stücken aus einem Mehrschichtkeramikkörper aus Glaskeramik-Grünfolien großer Größe durchzuführen, um eine Vielzahl von Ozonerzeugungsvorrichtungen 10 zu bilden.
Durch Umsetzung dieses Herstellungsverfahrens können selbst die Ozonerzeugungsvorrichtungen 10 umfassend die Entladungsabschnitte 12A und 13A mit einer besonderen Querschnittsform, die bezüglich ihrer Abmessungen in der Entladungsflächenrichtung größer ist als in der Anordnungsrichtung, auf einfache Weise durch einfaches Aufschichten von Folien mit darauf gebildeten Flächenleitern zur Bildung der dielektrischen Schichten 21 hergestellt werden.
Das bedeutet, dass bei diesem Herstellungsverfahren selbst dann, wenn eine Technik mit geringer Verarbeitungsgenauigkeit wie beispielsweise Siebdruck eingesetzt wird, die Dicke der auf einer dielektrischen Folie gebildeten Flächenleiter sehr viel dünner (kleiner) ist als die Abmessungen davon in der Ebenenrichtung. Daher kann die Breite der Entladungsabschnitte 12A und 13A in der Anordnungsrichtung sehr klein gehalten werden. Auch kann der Abstand zwischen angrenzenden der Entladungsabschnitte 12A und 13A sehr klein gehalten werden, da die Dicke der dielektrischen Folie sehr viel kleiner (dünner) ist als die Abmessungen derselben in der Ebenenrichtung. Daher kann selbst dann, wenn eine Technik mit geringer Verarbeitungsgenauigkeit wie beispielsweise Siebdruck eingesetzt wird, die Ozonerzeugungsvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform die Effizienz von Ozonerzeugung signifikant verbessern.
Ferner kann mit diesem Herstellungsverfahren die Dicke von sowohl der dielektrischen Folie als auch des Flächenleiters mit sehr hoher Genauigkeit einheitlich gemacht werden. Es ist somit möglich in der Anordnungsrichtung der Entladungsabschnitte 12A und 13A die Abweichungen bei der Breite der Entladungsabschnitte 12A und 13A und Abweichungen beim Abstand zwischen den angrenzenden der Entladungsabschnitte 12A und 13A deutlich zu senken. Daher ist es bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Auftreten einer Diskonnektierung in den Entladungsabschnitten 12A und 13A, Kurzschlüsse zwischen den Entladungsabschnitten 12A und 13A und einen Bruch der Entladungsabschnitte 12A und 13A, die durch eine Bogenentladung zwischen den Entladungsabschnitten 12A und 13A verursacht wurden, zu verhindern.
Zweite Ausführungsform
Eine Ozonerzeugungsvorrichtung 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
4(A) ist eine Ansicht von links der Ozonerzeugungsvorrichtung 30. 4(B) ist eine Vorderansicht der Ozonerzeugungsvorrichtung 30.
Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 30 dient im Gegensatz zu ersten, obenstehend beschriebenen Ausführungsform nicht nur die Oberseite, sondern auch die Unterseite der dielektrischen Einheit als Entladungsfläche.
Konkret unterscheidet sich die Ozonerzeugungsvorrichtung 30 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der ersten Ausführungsform darin, dass die Ozonerzeugungsvorrichtung 30 eine Vielzahl innerer Flächenleiter 32, eine Veilzahl innerer Flächenleiter 33, eine Anschlusselektrode 34 und eine Anschlusselektrode 35 anstelle der inneren Flächenleiter 12 und 13 und der Anschlusselektroden 14 und 14 umfasst. Die anderen Bauteile sind die Gleichen wie diejenigen in der ersten Ausführungsform, und deren Beschreibung entfällt, indem diese mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden wie jene in der ersten Ausführungsform.
Die inneren Flächenleiter 32 und 33 sind im Inneren der dielektrischen Einheit 11 angeordnet, abwechselnd in der Richtung von der linken Seitenfläche 11C hin zu rechten Seitenfläche 11D. Die inneren Flächenleiter 32 besitzen jeweils einen rechteckigen, plattenartigen Entladungsabschnitt 32A und einen linear verlängerten Abschnitt 32B, der sich von dem Entladungsabschnitt 32A hin zur Vorderseite erstreckt. Auf ähnliche Weise besitzen die inneren Flächenleiter 33 jeweils einen rechteckigen, plattenartigen Entladungsabschnitt 33A und einen sich linear erstreckenden Abschnitt 33B, der sich von dem Entladungsabschnitt 33A hin zur Rückseite erstreckt.
Die Anschlusselektrode 34 ist angeordnet, um die Vorderseite 11E abzudecken und ist mit der Vielzahl von inneren Flächenleitern 32 verbunden. Die Anschlusselektrode 35 ist angeordnet, um die Rückseite 11F abzudecken und ist mit der Vielzahl innerer Flächenleiter 33 verbunden.
Bei dieser Konfiguration sind die inneren Flächenleiter 32 und 33 sowohl der Vorderfläche 11A als auch der Unterseite 11B der dielektrischen Einheit 11 zugewandt und von diesen gleichmäßig beabstandet. Daher dienen die Enden von jedem der inneren Flächenleiter 32 angrenzend an die Oberseite 11A und die Unterseite 11B beide als Entladungsenden 32C und die Kanten von jedem der inneren Flächenleiter 33 angrenzend an die Oberseite 11A und die Unterseite 11B dienen beide als Entladungsenden 33C. Dies ermöglicht, dass sowohl die Oberseite 11A als auch die Unterseite 11B der dielektrischen Einheit 11 als Entladungsflächen dienen können.
Daher wird selbst dann, wenn eine Steuerspannung zwischen der Anschlusselektrode 34 und der Anschlusselektrode 35 angelegt wird, ein Wechselstromfeld zwischen den inneren Flächenleitern 32 und 33 angelegt und es kommt zu einer stillen Entladung entlang sowohl der Oberseite 11A als auch der Unterseite 11B der dielektrischen Einheit 11, die den Entladungsenden 32C und 33C der inneren Flächenleiter 32 und 33 nahe liegen und diesen zugewandt sind. Die stille Entladung kann Sauerstoff, der in Gasen enthalten ist, die sich in dem Raum befinden, der der Oberseite 11A und der Unterseite 11B zugewandt ist, erzeugen. Wie obenstehend beschrieben kann die Ozonerzeugungsvorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Entladungsflächenbereich vergrößern und kann somit den Betrag von pro Zeiteinheit erzeugtem Ozon erhöhen.
Dritte Ausführungsform
Es wird nun eine Ozonerzeugungsvorrichtung 40 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
5(A) ist eine linke Seitenansicht der Ozonerzeugungsvorrichtung 40. 5(B) ist eine Draufsicht der Ozonerzeugungsvorrichtung 40.
Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 40 sind anders als bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform die Oberseite, die Unterseite, die Vorderseite und die Rückseite der dielektrischen Einheit jeweils als eine Entladungsfläche eingerichtet.
Konkret unterscheidet sich die Ozonerzeugungsvorrichtung 40 gemäß der dritten Ausführungsform von der ersten Ausführungsform darin, dass die Ozonerzeugungsvorrichtung 40 anstelle der inneren Flächenleiter 12 und 13 und der Anschlusselektroden 14 und 15 eine Vielzahl innerer Flächenleiter 42, eine Vielzahl innerer Flächenleiter 43, eine Anschlusselektrode 44 und eine Abschlusselektrode 45 umfasst. Die anderen Bauteile sind die gleichen wie die in der ersten Ausführungsform und deren Beschreibung entfällt, indem diese mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden wie jene in der ersten Ausführungsform.
Die inneren Flächenleiter 42 und 43 sind im Inneren der dielektrischen Einheit 11 angeordnet, abwechselnd in der Richtung von der linken Seitenfläche 11C hin zu rechten Seitenfläche 11D. Die inneren Flächenleiter 42 besitzen jeweils einen rechteckigen, ringförmigen Entladungsabschnitt 42A und einen linear verlängerten Abschnitt 42B, der sich in eine Öffnung im Inneren des Entladungsabschnitts 42A erstreckt. Auf ähnliche Weise besitzen die inneren Flächenleiter 43 jeweils einen rechteckigen, ringförmigen Entladungsabschnitt 43A und einen sich linear erstreckenden Abschnitt 33B, der sich in eine Öffnung im Inneren des Entladungsabschnitts 43A erstreckt. Die Öffnungen in den Entladungsabschnitten 42A und 43A sind mit Zwischenschichtverbindungsleitern 42D und 43D versehen, die mit den verlängerten Abschnitten 42B und 43B verbunden sind.
Die Anschlusselektrode 44 ist angeordnet, um die linke Seitenfläche 11C abzudecken und ist durch den Zwischenschichtverbindungsleiter 42D mit der Vielzahl von inneren Flächenleitern 42 verbunden. Die Anschlusselektrode 45 ist angeordnet, um die rechte Seitenoberfläche 11D abzudecken und ist durch den Zwischenschichtverbindungsleiter 43D mit der Vielzahl von inneren Flächenleitern 43 verbunden.
Bei dieser Konfiguration sind die inneren Flächenleiter 42 und 43 der Gesamtheit der Oberseite 11A, der Unterseite 11B, der Vorderseite 11E und der Rückseite 11F der dielektrischen Einheit 11 zugewandt und von diesen gleichmäßig beabstandet. Daher dienen die Außenkanten von jeweils den inneren Flächenleitern 42, also die Kanten von jede von jedem der inneren Flächenleiter 42 angrenzend an die Oberseite 11A, die Unterseite 11B, die Vorderseite 11E und die Rückseite 11F alle als Entladungsenden 43C. Dies ermöglicht, dass alle der Oberseite 11A, der Unterseite 11B, der Vorderseite 11E und der Rückseite 11F der dielektrischen Einheit 11 als Entladungsflächen zu dienen.
Daher wird, wenn eine Steuerspannung zwischen der Anschlusselektrode 44 und der Anschlusselektrode 45 angelegt wird, ein Wechselstromfeld zwischen den inneren Flächenleitern 42 und 43 erzeugt und es tritt eine stille Entladung entlang der Gesamtheit der Oberseite 11A, der Unterseite 11B, der Vorderseite 11E und der Rückseite 11F der dielektrischen Einheit 11 auf, die den Entladungsenden 42C und 43C der inneren Flächenleiter 42 und 43 zugewandt und diesen nahe ist. Die stille Entladung kann Sauerstoff, der in Gasen enthalten ist, die sich in dem Raum befinden, der der Oberseite 11A und der Unterseite 11B, der Vorderseite 11E und der Rückseite 11F zugewandt ist, erzeugen. Wie obenstehend beschrieben, kann die Ozonerzeugungsvorrichtung 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner den Entladungsflächenbereich vergrößern und somit den Betrag von pro Zeiteinheit erzeugtem Ozon erhöhen.
Vierte Ausführungsform
Es wird nun eine Ozonerzeugungsvorrichtung 50 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
6(A) ist eine linke Seitenansicht der Ozonerzeugungsvorrichtung 50. 6(B) ist eine Draufsicht der Ozonerzeugungsvorrichtung 50.
Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 50 ist anders als bei den obenstehend beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen die dielektrische Einheit ein zylindrisches Glied mit einem Umfang und der gesamte Umfang ist als Entladungsfläche eingerichtet.
Konkret unterscheidet sich die Ozonerzeugungsvorrichtung 50 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der ersten Ausführungsform darin, dass die Ozonerzeugungsvorrichtung 50 eine dielektrische Einheit 51, eine Vielzahl innerer Flächenleiter 52, eine Vielzahl innerer Flächenleiter 53, eine Anschlusselektrode 54 und eine Anschlusselektrode 55 anstelle der dielektrischen Einheit 11, der inneren Flächenleiter 12 und 13 und den Anschlusselektroden 14 und 15 umfasst. Die anderen Bauteile sind die gleichen wie die in der ersten Ausführungsform und deren Beschreibung entfällt, indem diese mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden wie jene in der ersten Ausführungsform.
Die dielektrische Einheit 51 ist ein zylindrisches Glied mit einer Achse, die sich entlang der Anordnungsrichtung erstreckt und besitzt einen Umfang 51A, die linke Seitenfläche 11C und die rechte Seitenfläche 11D (nicht gezeigt) als Außenflächen.
Die inneren Flächenleiter 52 und 53 sind im Inneren der dielektrischen Einheit 51 angeordnet, abwechselnd in der Richtung von der linken Seitenfläche 11C hin zu der rechten Seitenfläche 11D. Die inneren Flächenleiter besitzen jeweils einen kreisförmigen, ringförmigen Entladungsabschnitt 52A und einen linear verlängerten Abschnitt 52B, der sich in eine Öffnung im Inneren des Entladungsabschnitts 52A erstreckt. Auf ähnliche Weise besitzen die inneren Flächenleiter 53 jeweils einen kreisförmigen, ringförmigen Entladungsabschnitt 53A und einen linear verlängerten Abschnitt 53B, der sich in eine Öffnung in Inneren des Entladungsabschnitts 53A erstreckt. Die Öffnungen in den Entladungsabschnitten 52A und 53A sind mit Zwischenschichtverbindungsleitern 52D und 53D versehen, die mit den verlängerten Abschnitten 52B und 53B verbunden sind.
Die Anschlusselektrode 54 ist angeordnet, um die linke Seitenfläche 11C abzudecken und ist durch den Zwischenschichtverbindungsleiter 52D mit der Vielzahl von inneren Flächenleitern 52 verbunden. Die Anschlusselektrode 55 ist angeordnet, um die rechte Seitenoberfläche 11D abzudecken und ist durch den Zwischenschichtverbindungsleiter 53D mit der Vielzahl von inneren Flächenleitern 53 verbunden.
Bei dieser Konfiguration sind die inneren Flächenleiter 52 und 53 dem Gesamtumfang 51A der dielektrischen Einheit 51 zugewandt und von diesen gleichmäßig beabstandet. Daher dienen die Außenkanten der inneren Flächenleitern 52 und 53 als Entladungsenden 52C und 53C. Dies ermöglicht, dass der Gesamtumfang 51A der dielektrischen Einheit 51 als Entladungsflächen dient.
Daher wird, wenn eine Steuerspannung zwischen der Anschlusselektrode 54 und der Anschlusselektrode 55 angelegt wird, ein Wechselstromfeld zwischen den inneren Flächenleitern 52 und 53 erzeugt und es tritt eine stille Entladung entlang dem Gesamtumfang 51A der dielektrischen Einheit 51 auf, die den Entladungsenden 52C und 53C der inneren Flächenleiter 52 und 53 zugewandt und diesen nahe ist. Die stille Entladung kann aus Sauerstoff, der in Gasen enthalten ist, die sich in dem Raum befinden, der dem Umfang 51A zugewandt ist, Ozon erzeugen. Wie obenstehend beschrieben, kann die Ozonerzeugungsvorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner den Entladungsflächenbereich vergrößern und somit den Betrag von pro Zeiteinheit erzeugtem Ozon erhöhen.
Fünfte Ausführungsform
ES wird nun eine Ozonerzeugungsvorrichtung 60 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
7(A) ist ein schematisches Elektronikdiagramm der Ozonerzeugungsvorrichtung 60.
Die Ozonerzeugungsvorrichtung 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform besitzt allgemein die gleiche Konfiguration wie die der obenstehend beschriebenen Ausführungsformen und umfasst eine dielektrische Einheit 61, eine Vielzahl von Entladungsabschnitten 62 und eine Steuerspannungsquelle 63. Die Vielzahl von Entladungsabschnitten 62 ist in vier Gruppen unterteilt und Entladungsabschnitte 62 in jeder Gruppe sind nacheinander angeordnet. Die Steuerspannungsquelle 63 ist eingerichtet, um Vierphasen-Ansteuerspannungen V₁ bis V₄ auszugeben, was so viel ist wie die Anzahl der Gruppen. Die Entladungsabschnitte 62 in jeder Gruppe nehmen eine der Ansteuerspannungen V₁ bis V₄ auf, wobei einer eine Phasenzahl besitzt, die der Gruppenzahl entspricht.
7(B) ist ein Zeitwellendiagramm der Ansteuerspannungen V₁ bis V₄. Die Ansteuerspannungen V₁ bis V₄ besitzen das gleiche, sich wiederholende Muster und eine Phasendifferenz von 90° in der Reihenfolge der Phasenanzahl. Dementsprechend besitzen die Ansteuerspannungen V₁ bis V₄ ein Verhältnis, bei dem die Phasendifferenz in der Reihenfolge der Phasenanzahl zirkuliert bzw. umläuft.
Bei dieser Konfiguration verändert sich bei der Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Verteilung der Feldstärke in der Umgebung der Entladungsflächen in zirkulierender bzw. umlaufender Weise entlang der Anordnungsrichtung der Entladungsabschnitte 62. Somit werden in der Umgebung der Entladungsflächen Gase in dem Raum entlang der Anordnungsrichtung durch die Einwirkung von Feldstärke bewegt. Die fördert die Zufuhr von Sauerstoff an die Entladungsfläche und das Entweichen von Ozon aus der Entladungsfläche, und kann die Menge von erzeugtem Ozon erhöhen. Das Strömen der Gase kann ferner verhindern, dass Staub oder dergleichen an der Entladungsfläche anhaftet und dies verbessert die Zuverlässigkeit der Ozonerzeugungsvorrichtung 60.
Obgleich bei der vorliegenden Ausführungsform Pulswellensignale als Ansteuerspannungen V₁ bis V₄ verwendet werden, können als Ansteuerspannungen V₁ bis V₄ Sinuswellensignale oder Rechteck-Wellensignale verwendet werden. Die Verwendung von Pulswellensignalen oder Rechteck-Wellensignalen kann die Anfangsentladungsspannung geringer machen als diejenige bei Einsatz von Sinuswellensignalen, und ist somit stärker bevorzugt. Obgleich die Anzahl von Ansteuerspannungsphasen bei der vorliegenden Ausführungsform vier ist, kann die Anzahl von Ansteuerspannungen eine beliebige Ganzzahl größer gleich drei sein. Obgleich die Ansteuerspannungen bei der vorliegenden Ausführungsform das gleiche Wellenformmuster besitzen, können die Ansteuerspannungen unterschiedliche Wellenformmuster besitzen. Beispielsweise können Ansteuerspannungen mit unterschiedlichen Amplituden oder unterschiedlichen Perioden verwendet werden.
Die obenstehend beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich veranschaulichende Beispiele und die vorteilhaften Auswirkungen können mit jeder Konfiguration innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche erzielt werden. Die offenbarten Ausführungsformen können auf beliebige Weise kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

10: Ozonerzeugungsvorrichtung
11: dielektrische Einheit
11A: Oberseite
11B: Unterseite
11C: linke Seitenfläche
11D: rechte Seitenfläche
11E: Vorderseite
11F: Rückseite
12, 13: innerer Flächenleiter
12A, 13A: Entladungsabschnitt
12B, 13B: verlängerter Abschnitt
12C, 13C: Entladungsende
14, 15: Anschlusselektrode
16: Ansteuerspannungsquelle
21: dielektrische Schicht

Claims

Ozonerzeugungsvorrichtung, aufweisend: eine dielektrische Einheit mit zumindest einer Entladungsfläche, die das Auftreten einer stillen Entladung verursacht; und eine Vielzahl von jeweils durch einen Leiter in der dielektrischen Einheit gebildeten Entladungsabschnitten mit jeweils zumindest einem Entladungsende, das der Entladungsfläche zugewandt und dieser nahe ist, wobei die Entladungsabschnitte entlang der Entladungsfläche beabstandet angeordnet sind, wobei die Entladungsabschnitte La ≥ Lb erfüllen, wobei La eine Abmessung von jedem der Entladungsabschnitte in einer Entladungsflächenrichtung ist, in der die Entladungsabschnitte einander zugewandt sind, und Lb eine Abmessung von jeweils einem der Entladungsabschnitte in einer Anordnungsrichtung ist, in der die Entladungsabschnitte entlang der Entladungsfläche angeordnet sind.
Ozonerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die dielektrische Einheit eine Vielzahl von in der Anordnungsrichtung aufgeschichteten dielektrischen Schichten umfasst, und die Vielzahl von Entladungsabschnitten jeweils durch einen Flächenleiter gebildet sind, der zwischen aneinander angrenzenden der dielektrischen Schichten angeordnet ist.
Ozonerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Entladungsfläche durch Endflächen der Vielzahl von dielektrischen Schichten gebildet ist.
Ozonerzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Abstand zwischen der Entladungsfläche und den Entladungsenden bevorzugt kleiner ist als ein Abstand zwischen benachbarten der Vielzahl von Entladungsabschnitten.
Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die dielektrische Einheit eine Vielzahl von Außenflächen umfassend die Entladungsfläche besitzt; die Entladungsabschnitte jeweils eine Vielzahl von Endabschnitten umfassend das Entladungsende besitzen; und ein Abstand zwischen dem Entladungsende und der Entladungsfläche, die einander zugewandt sind, kleiner ist als ein Abstand zwischen einem anderen Endabschnitt und einer anderen Außenfläche, die einander zugewandt sind.
Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die dielektrische Einheit eine Vielzahl von Außenflächen umfassend zwei oder mehr Entladungsflächen besitzt; die Entladungsabschnitte jeweils eine Vielzahl von Endabschnitten umfassend zwei oder mehr Entladungsenden besitzen; und die Entladungsenden, die jeweils einem Ende der Entladungsflächen zugewandt sind, gleichmäßig von Entsprechenden der Entladungsflächen beabstandet sind.
Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die dielektrische Einheit einen Umfang besitzt, der der Entladungsfläche entspricht; und die Entladungsenden sich unter Beibehaltung eines konstanten Abstands von dem Umfang der dielektrischen Einheit erstrecken.
Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend eine Ansteuerspannungsquelle, die eingerichtet ist, N-Phasen (N ≥ 3) Ansteuerspannungen mit einem sich wiederholenden Muster und einer zirkulierenden Phasendifferenz auszugeben, wobei die Vielzahl von Entladungsabschnitten jeweils gemäß der Anordnungsreihenfolge davon die Ansteuerspannung der n-ten Phase (1 ≤ n ≤ N) von der Ansteuerspannungsquelle aufnimmt.
Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Ansteuerspannungen Rechteck-Wellensignale oder Pulswellensignale sind.