Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ozonerzeugungsvorrichtung, die bewirkt, dass eine stille Entladung entlang einer dielektrischen Oberfläche auftritt, und dadurch aus Sauerstoff Ozon in dem Raum erzeugt, der der Entladungsoberfläche zugewandt ist.The present invention relates to an ozone generating apparatus that causes a silent discharge to occur along a dielectric surface, thereby generating oxygen from ozone in the space facing the discharge surface.
Technischer HintergrundTechnical background
6 veranschaulicht eine Ausgestaltung einer herkömmlichen Ozonerzeugungsvorrichtung 100 (vgl. beispielsweise Patentdokument 1 bis 3). Die Ozonerzeugungsvorrichtung umfasst eine Platteneinheit 101, einen ersten Flächenleiter 104 und einen zweiten Flächenleiter 105. Die Platteneinheit 101 umfasst eine Grundschicht 102 und eine Oberflächenschicht 103, die aufeinandergeschichtet sind. Die Grundschicht 102 ist aus einem keramischen, dielektrischen Material gefertigt, wie etwa Aluminiumoxid. Die Oberflächenschicht 103 ist aus einem dielektrischen Material gefertigt, wie etwa Glas. Der erste Flächenleiter 104 und der zweite Flächenleiter 105 sind an der Schnittstelle zwischen der Grundschicht 102 und der Oberflächenschicht 103 angeordnet. Der erste Flächenleiter 104 ist in einer Draufsicht kammförmig und umfasst eine Vielzahl von zueinander parallelen Entladungsabschnitten 106. Der zweite Flächenleiter 105 ist kammförmig wie der erste Flächenleiter 104 und umfasst eine Vielzahl von Entladungsabschnitten 107, die zueinander parallel sind. Die Entladungsabschnitte 106 und 107 sind abwechselnd beabstandet angeordnet. 6 1 illustrates an embodiment of a conventional ozone generating apparatus 100 (See, for example, Patent Documents 1 to 3). The ozone generating device comprises a disk unit 101 , a first surface conductor 104 and a second surface conductor 105 , The disk unit 101 includes a base layer 102 and a surface layer 103 that are stacked on top of each other. The base layer 102 is made of a ceramic dielectric material, such as alumina. The surface layer 103 is made of a dielectric material, such as glass. The first surface conductor 104 and the second surface conductor 105 are at the interface between the base layer 102 and the surface layer 103 arranged. The first surface conductor 104 is comb-shaped in a plan view and includes a plurality of discharge portions parallel to each other 106 , The second surface conductor 105 is comb-shaped like the first surface conductor 104 and includes a plurality of discharge sections 107 that are parallel to each other. The discharge sections 106 and 107 are arranged alternately spaced.
Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 100 bewirkt das Anlegen eines Wechselstromfelds zwischen den Entladungsabschnitten 106 und 107 das Auftreten einer stillen Entladung entlang der Oberfläche (Entladungsoberfläche) Oberflächenschicht 103 des Dielektrikums. Die stille Entladung erzeugt Ozon aus Sauerstoff in dem Raum, der der Entladungsoberfläche zugewandt ist.In the ozone producing device 100 causes the application of an AC field between the discharge sections 106 and 107 the occurrence of a silent discharge along the surface (discharge surface) surface layer 103 of the dielectric. The silent discharge generates ozone from oxygen in the space facing the discharge surface.
ZitierungslisteCITATION
PatentdokumentPatent document
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Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Nr. 4220090 Patent Document 1: Japanese Patent Application No. 4220090
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Patentdokument 2: Ungeprüfte japanische Offenlegungsschrift Nr. 10-7405 Patent Document 2: Untested Japanese Patent Laid-Open Publication No. 10-7405
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Patentdokument 3: Ungeprüfte japanische Offenlegungsschrift Nr. 2014-58430 Patent Document 3: Untested Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2014-58430
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Technisches ProblemTechnical problem
Die wie obenstehend beschrieben eingerichtete Ozonerzeugungsvorrichtung benötigt eine hohe Ansteuerspannung, um ein stabiles Auftreten einer stillen Entladung zu ermöglichen. Dementsprechend benötigt eine Ansteuerspannungsquelle der Ozonerzeugungsvorrichtung eine große Verstärkerschaltung. Dies führt zu einer Zunahme bei Kosten und Größe der Ansteuerspannungsquelle.The ozone generating device configured as described above requires a high driving voltage to enable a stable occurrence of silent discharge. Accordingly, a drive voltage source of the ozone generating apparatus needs a large amplifier circuit. This leads to an increase in the cost and size of the driving voltage source.
Zusätzlich neigt das Anlegen einer derart hohen Ansteuerspannung dazu, eine abnorme Entladung zu verursachen, wie beispielsweise eine Funkenentladung, wenn die Entladungsabschnitte Formfehler oder dergleichen haben. Das Auftreten einer solchen abnormen Entladung kann die Ozonerzeugungsvorrichtung beschädigen oder verschlechtern.In addition, the application of such a high drive voltage tends to cause an abnormal discharge, such as a spark discharge, when the discharge portions have shape errors or the like. The occurrence of such abnormal discharge may damage or deteriorate the ozone generating device.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ozonerzeugungsvorrichtung anzugeben, welche die Ansteuerspannung senken kann.It is an object of the present invention to provide an ozone generating apparatus which can lower the drive voltage.
Lösung des Problemsthe solution of the problem
Eine Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine dielektrische Einheit mit einer Entladungsoberfläche, entlang derer eine stille Entladung auftritt; und eine Vielzahl von Entladungsabschnitten, die entlang der Entladungsoberfläche angeordnet sind, wobei die Entladungsabschnitte jeweils durch einen Leiter gebildet werden, der in der dielektrischen Einheit angeordnet ist, um der Entladungsoberfläche zugewandt zu sein. Die Entladungsoberfläche besitzt eine Vielzahl von vertieften bzw. ausgenommenen Abschnitten, die jeweils zwischen Benachbarten der Entladungsabschnitte gebildet sind.An ozone generating apparatus according to the present invention comprises a dielectric unit having a discharge surface along which a silent discharge occurs; and a plurality of discharge portions arranged along the discharge surface, each of the discharge portions being formed by a conductor disposed in the dielectric unit so as to face the discharge surface. The discharge surface has a plurality of recessed portions respectively formed between adjacent ones of the discharge portions.
Bei dieser Ausgestaltung können sich elektrische Kraftlinien bzw. Feldlinien, die zwischen den Entladungsabschnitten erzeugt werden, leicht von den vertieften Abschnitten nach außerhalb der dielektrischen Einheit ausbreiten. Dies erhöht die Feldstärke in der Umgebung der vertieften Abschnitte der Entladungsoberfläche und erleichtert das Auftreten einer stillen Entladung. Es ist somit möglich, die zum Hervorrufen einer stillen Entladung erforderliche Ansteuerspannung abzusenken.In this configuration, lines of electric force generated between the discharge portions can easily spread from the recessed portions to the outside of the dielectric unit. This increases the field strength in the vicinity of the recessed portions of the discharge surface and facilitates the occurrence of a silent discharge. It is thus possible to lower the drive voltage required to cause a silent discharge.
Wenn eine Richtung, bei der die Entladungsabschnitte der Entladungsoberfläche zugewandt sind, als Aufwärtsrichtung definiert wird, sind Unterseiten der vertieften Abschnitte bevorzugt an oder oberhalb der Ebene der Unterseiten der Entladungsabschnitte angeordnet.When a direction in which the discharge portions face the discharge surface is defined as an upward direction, bottoms of the recessed portions are preferably arranged at or above the plane of the bottoms of the discharge portions.
Diese Ausgestaltung kann die Feldstärke (Entladungsmenge) in der Umgebung der Unterseite der vertieften Abschnitte erhöhen und somit die zum Hervorrufen einer stillen Entladung erforderliche Ansteuerspannung absenken. This configuration can increase the field strength (discharge amount) in the vicinity of the bottom of the recessed portions, and thus lower the drive voltage required to cause a silent discharge.
Wenn eine Richtung, in der die Entladungsabschnitte der Entladungsoberfläche zugewandt sind, als Aufwärtsrichtung definiert wird, sind Unterseiten der vertieften Abschnitte bevorzugt an oder oberhalb der Ebene der Oberseiten der Entladungsabschnitte angeordnet.When a direction in which the discharge portions face the discharge surface is defined as an upward direction, bottoms of the recessed portions are preferably arranged at or above the plane of the upper sides of the discharge portions.
Diese Ausgestaltung kann auch die Feldstärke (Entladungsmenge) in der Umgebung der Unterseiten der vertieften Abschnitte erhöhen, und somit die Ansteuerspannung senken, die für das Hervorrufen einer stillen Entladung erforderlich ist. Ferner vereinfacht diese Ausgestaltung die Sauerstoffzufuhr an die vertieften Abschnitte und das Entweichen von Ozon aus den vertieften Abschnitten, und kann somit die Ozonerzeugungsmenge erhöhen.This configuration can also increase the field strength (discharge amount) in the vicinity of the bottoms of the recessed portions, and thus lower the drive voltage required for causing a silent discharge. Further, this configuration simplifies the oxygen supply to the recessed portions and the leakage of ozone from the recessed portions, and thus can increase the ozone generation amount.
Die Ozonerzeugungsvorrichtung umfasst ferner bevorzugt eine Ansteuerspannungsquelle, die eingerichtet ist, eine N-Phasen (N ≥ 3) Ansteuerspannung mit einem sich wiederholenden Muster und einer zirkulierenden Phasendifferenz auszugeben. Die Vielzahl von Entladungsabschnitten nehmen bevorzugt jeweils gemäß der Anordnungsreihenfolge die Ansteuerspannung n-ter Phase (1 ≤ n ≤ N) von der Ansteuerspannungsquelle auf. Bei dieser Ausgestaltung ändert sich die Feldstärke in der Umgebung der Entladungsoberfläche in einer zirkulierenden bzw. umlaufenden Weise entlang der Anordnungsrichtung. Somit bewegen sich Gase in der Umgebung der Entladungsoberfläche entlang der Anordnungsrichtung durch die Einwirkung von Feldstärke. Dies fördert die Sauerstoffzufuhr an die vertieften Abschnitte und das Entweichen von Ozon aus den vertieften Abschnitten, und kann somit die Ozonerzeugungsmenge erhöhen.The ozone generating apparatus further preferably includes a driving voltage source configured to output an N-phase (N ≥ 3) driving voltage having a repeating pattern and a circulating phase difference. The plurality of discharge sections preferably respectively receive the n-th phase drive voltage (1 ≦ n ≦ N) from the drive voltage source in accordance with the arrangement order. In this configuration, the field strength in the vicinity of the discharge surface changes in a circulating manner along the arrangement direction. Thus, gases in the vicinity of the discharge surface move along the arrangement direction by the action of field strength. This promotes the oxygen supply to the recessed portions and the escape of ozone from the recessed portions, and thus can increase the ozone generation amount.
Eine Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine erste dielektrische Schicht mit einer plattenartigen Form, ein Paar erster und zweiter innerer Flächenleiter, die an einer ersten Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht angeordnet sind, und eine zweite dielektrische Schicht, die angeordnet ist, um den ersten und zweiten inneren Flächenleiter zu bedecken. Der erste innere Flächenleiter besitzt einen ersten verlängerten Abschnitt und eine Vielzahl von ersten Entladungsabschnitten, die sich durchgehend von dem ersten verlängerten Abschnitt erstrecken, und der zweite innere Flächenleiter besitzt einen zweiten verlängerten Abschnitt und eine Vielzahl von zweiten Entladungsabschnitten, die sich durchgehend von dem zweiten verlängerten Abschnitt erstrecken. Die zweite dielektrische Schicht besitzt eine Vielzahl von erhöhten bzw. erhabenen Abschnitten in einer zweiten Oberfläche davon, die der ersten Oberfläche zugewandt ist, wobei die erhöhten Abschnitte angeordnet sind, um den jeweiligen ersten und zweiten Entladungsabschnitt in Draufsicht auf die erste Oberfläche zu überlappen.An ozone generating apparatus according to the present invention comprises a first dielectric layer having a plate-like shape, a pair of first and second inner surface conductors disposed on a first surface of the first dielectric layer, and a second dielectric layer disposed to surround the first and second dielectric layers to cover the second inner surface conductor. The first inner surface conductor has a first extended portion and a plurality of first discharge portions extending continuously from the first extended portion, and the second inner surface conductor has a second extended portion and a plurality of second discharge portions that are continuously extended from the second one Extend section. The second dielectric layer has a plurality of raised portions in a second surface thereof facing the first surface, the raised portions being arranged to overlap the respective first and second discharge portions in plan view of the first surface.
Die erhöhten Abschnitte der zweiten Oberfläche sind bevorzugt angeordnet, um den jeweiligen ersten und zweiten Entladungsabschnitt in einer Draufsicht auf die erste Oberfläche zu überlappen.The raised portions of the second surface are preferably arranged to overlap the respective first and second discharge portions in a plan view of the first surface.
Der erste und zweite Entladungsabschnitt des ersten und zweiten inneren Flächenleiters sind bevorzugt entlang einer Ebenenrichtung der ersten dielektrischen Schicht angeordnet.The first and second discharge portions of the first and second inner surface conductors are preferably arranged along a plane direction of the first dielectric layer.
Eine Dicke der erhöhten Abschnitte ist bevorzugt größer als 10 μm und kleiner als eine Breite des schmalsten Spalts zwischen Benachbarten der ersten und zweiten Entladungsabschnitte des ersten und zweiten Flächenleiters.A thickness of the raised portions is preferably larger than 10 μm and smaller than a width of the narrowest gap between adjacent ones of the first and second discharge portions of the first and second surface conductors.
Vorteilhafte Auswirkungen der ErfindungAdvantageous effects of the invention
Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erhöht sich die Feldstärke in der Umgebung der vertieften Abschnitte der Entladungsoberfläche und dies erleichtert das Auftreten einer stillen Entladung. Es ist somit möglich, die Ansteuerspannung abzusenken, die Größe und Kosten der Ansteuerspannungsquelle zu verringern und die Zuverlässigkeit der Ozonerzeugungsvorrichtung zu verbessern.In the ozone generating apparatus according to the present invention, the field strength in the vicinity of the recessed portions of the discharge surface increases, and this facilitates the occurrence of a silent discharge. It is thus possible to lower the driving voltage, reduce the size and cost of the driving power source, and improve the reliability of the ozone generating apparatus.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
[1] 1(A) ist eine perspektivische Ansicht einer Ozonerzeugungsvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 1(B) ist eine Explosions-Draufsicht, die einen Flächenleiter veranschaulicht, der eine Oberfläche 14 der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 zeigt.[ 1 ] 1 (A) Fig. 10 is a perspective view of an ozone generating device 10 according to a first embodiment of the present invention and 1 (B) Figure 11 is an exploded plan view illustrating a surface conductor having a surface 14 the ozone producing device 10 shows.
[2] 2 ist eine seitliche Querschnittsansicht der Ozonerzeugungsvorrichtung 10.[ 2 ] 2 FIG. 15 is a side cross-sectional view of the ozone producing apparatus. FIG 10 ,
[3] 3(A) ist eine vergrößerte Seitenansicht, die schematisch elektrische Feldlinien veranschaulicht, die in der Umgebung der vertieften Abschnitte 15 und erhöhten Abschnitte 16 in der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und 3(B) ist eine vergrößerte Seitenansicht die zu Vergleichszwecken schematisch elektrische Feldlinien veranschaulicht, zum Beispiel elektrische Feldlinien, die an einer flachen bzw. ebenen Oberfläche bei einer herkömmlichen Ozonerzeugungsvorrichtung erzeugt werden.[ 3 ] 3 (A) FIG. 10 is an enlarged side view schematically illustrating electric field lines surrounding the recessed portions. FIG 15 and elevated sections 16 in the ozone producing device 10 illustrated according to the first embodiment of the present invention and 3 (B) Fig. 10 is an enlarged side view schematically illustrating electric field lines for comparison, for example, electric field lines generated on a flat surface in a conventional ozone generating apparatus.
[4] 4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 zeigt. [ 4 ] 4 FIG. 10 is a flowchart illustrating an exemplary method of manufacturing the ozone producing apparatus. FIG 10 shows.
[5] 5(A) ist ein schematisches Elektronikdiagramm der Ozonerzeugungsvorrichtung 60 und 5(B) ist ein Wellenform-Zeitdiagramm der Ansteuerspannungen V1 bis V4.[ 5 ] 5 (A) Fig. 10 is a schematic electronic diagram of the ozone generating apparatus 60 and 5 (B) is a waveform time diagram of the drive voltages V 1 to V 4 .
[6] 6 veranschaulicht eine Ausgestaltung einer herkömmlichen Ozonerzeugungsvorrichtung 100.[ 6 ] 6 1 illustrates an embodiment of a conventional ozone generating apparatus 100 ,
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Erste AusführungsformFirst embodiment
1(A) ist eine perspektivische Ansicht einer Ozonerzeugungsvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Ozonerzeugungsvorrichtung 10 besitzt eine plattenartige Form und ist beispielsweise 5 mm lang, 5 mm breit und 500 μm dick. 1 (A) Fig. 10 is a perspective view of an ozone generating device 10 according to a first embodiment of the present invention. The ozone producing device 10 has a plate-like shape and is, for example, 5 mm long, 5 mm wide and 500 μm thick.
Die Ozonerzeugungsvorrichtung 10 umfasst eine dielektrische Einheit 11, ein Paar innerer Flächenleiter und eine Ansteuerspannungsquelle 31. Konkret umfasst das Paar innerer Flächenleiter einen inneren Flächenleiter 21A und einen zweiten inneren Flächenleiter 21B.The ozone producing device 10 includes a dielectric unit 11 , a pair of inner surface conductors and a driving voltage source 31 , Specifically, the pair of inner surface conductors comprises an inner surface conductor 21A and a second inner surface conductor 21B ,
Die dielektrische Einheit 11 ist ein plattenartiges Glied, das aus einem Dielektrikum gefertigt ist und eine Oberseite 11A und eine Unterseite 11B umfasst. Die dielektrische Einheit 11 umfasst eine zweite dielektrische Schicht 12 mit der Oberseite 11A und eine erste dielektrische Schicht 13 mit der Unterseite 11B und ist gebildet durch Aufeinanderstapeln der zweiten dielektrischen Schicht 12 und der ersten dielektrischen Schicht 13. Eine Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht 13 angrenzend an die zweite dielektrische Schicht 12 ist eine Flächenleiterbildungsfläche 14 (entspricht einer „ersten Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht” in der vorliegenden Erfindung. Eine Oberfläche der zweiten dielektrischen Schicht gegenüberliegend der Oberfläche, die der Flächenleiterbildungsfläche 14 zugewandt ist, d. h. die Oberseite 11A entspricht „einer zweiten Oberfläche der ersten dielektrischen Schicht” in der vorliegenden Erfindung.The dielectric unit 11 is a plate-like member made of a dielectric and a top 11A and a bottom 11B includes. The dielectric unit 11 comprises a second dielectric layer 12 with the top 11A and a first dielectric layer 13 with the bottom 11B and is formed by stacking the second dielectric layer 12 and the first dielectric layer 13 , A surface of the first dielectric layer 13 adjacent to the second dielectric layer 12 is a surface guide surface 14 (corresponds to a "first surface of the first dielectric layer" in the present invention.) A surface of the second dielectric layer opposite to the surface of the surface conductor formation surface 14 facing, ie the top 11A corresponds to "a second surface of the first dielectric layer" in the present invention.
Der erste innere Flächenleiter 21A und der zweite innere Flächenleiter 21B sind im Inneren der dielektrischen Einheit 11 angeordnet, zwischen der zweiten dielektrischen Schicht 12 und der ersten dielektrischen Schicht 13. Konkret sind der erste innere Flächenleiter 21A und der zweite innere Flächenleiter 21B an der Flächenleiter-Bildungsoberfläche 14 angeordnet.The first inner surface conductor 21A and the second inner surface conductor 21B are inside the dielectric unit 11 disposed between the second dielectric layer 12 and the first dielectric layer 13 , Concretely, the first inner surface conductor 21A and the second inner surface conductor 21B at the surface conductor formation surface 14 arranged.
1(B) ist eine Explosions-Draufsicht, welche die Flächenleiter-Bildungsoberfläche 14 der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 darstellt. 1 (B) FIG. 4 is an exploded plan view illustrating the surface conductor forming surface. FIG 14 the ozone producing device 10 represents.
Der erste innere Flächenleiter 21A und der zweite innere Flächenleiter 21B sind beide in Draufsicht kammförmig. Konkret umfasst der erste innere Flächenleiter 21A eine Vielzahl von Entladungsabschnitten 22A und einen verlängerten Abschnitt 23A und der zweite innere Flächenleiter 21B umfasst eine Vielzahl von Entladungsabschnitten 22B und einen verlängerten Abschnitt 23B. Der erste innere Flächenleiter 21A und der zweite innere Flächenleiter 21B sind beispielsweise jeweils 50 μm breit. Der erste innere Flächenleiter 21A und der zweite innere Flächenleiter 21B sind jeweils beispielsweise 10 μm dick.The first inner surface conductor 21A and the second inner surface conductor 21B both are comb-shaped in plan view. Specifically, the first inner surface conductor comprises 21A a plurality of discharge sections 22A and an extended section 23A and the second inner surface conductor 21B includes a plurality of discharge sections 22B and an extended section 23B , The first inner surface conductor 21A and the second inner surface conductor 21B For example, each 50 microns wide. The first inner surface conductor 21A and the second inner surface conductor 21B are each, for example, 10 microns thick.
Die Entladungsabschnitte 22A und 22B erstrecken sich linear parallel zueinander. Der verlängerte Abschnitt 23A verbindet ein Ende der Entladungsabschnitte 22A und erstreckt sich bis zu einer vorgegebenen Verlängerungsposition. Auf ähnliche Weise verbindet der verlängerte Abschnitt 23B ein Ende der Entladungsabschnitte 22B und erstreckt sich bis zu einer vorgegebenen Verlängerungsposition. Die Entladungsabschnitte 22A und 22B sind abwechselnd in einer Richtung (Anordnungsrichtung) orthogonal zu einer Richtung (Verlängerungsrichtung) angeordnet, in die sie sich erstrecken. Mit anderen Worten sind die Entladungsabschnitte 22A und 22B abwechselnd entlang der Flächenrichtung der ersten dielektrischen Schicht 13 angeordnet. Spalte 24, die jeweils in der Anordnungsrichtung eine vorgegebene Breite besitzen, verbleiben zwischen benachbarten Entladungsabschnitten 22A und 22B. Die Spalte 24 sind beispielsweise jeweils 50 μm breit.The discharge sections 22A and 22B extend linearly parallel to each other. The extended section 23A connects one end of the discharge sections 22A and extends to a predetermined extension position. Similarly, the extended section connects 23B one end of the discharge sections 22B and extends to a predetermined extension position. The discharge sections 22A and 22B are alternately arranged in a direction (arrangement direction) orthogonal to a direction (extension direction) in which they extend. In other words, the discharge sections 22A and 22B alternately along the surface direction of the first dielectric layer 13 arranged. column 24 , each having a predetermined width in the arrangement direction, remain between adjacent discharge sections 22A and 22B , The gap 24 For example, each 50 microns wide.
Die Ansteuerspannungsquelle 31, die in 1(A) veranschaulicht ist, legt eine Ansteuerspannung zwischen dem ersten inneren Flächenleiter 21A und dem zweiten inneren Flächenleiter 21B an, die wie obenstehend beschrieben eingerichtet sind. Dies erzeugt ein Wechselstromfeld zwischen dem Entladungsabschnitt 22A und 22B. Das Wechselstromfeld breitet sich nicht nur innerhalb der dielektrischen Einheit 11 aus, sondern auch außerhalb der Oberseite 11A der dielektrischen Einheit 11. Wenn dann die Feldstärke in der Umgebung der Oberseite 11A der dielektrischen Einheit 11 einen bestimmten Wert übersteigt, kommt es entlang der Oberseite 11A der dielektrischen Einheit 11 zu einer stillen Entladung. Dies erzeugt Ozon aus Sauerstoff, der in dem Raum enthalten ist, der der Oberseite 11A der dielektrischen Einheit 11 zugewandt ist.The drive voltage source 31 , in the 1 (A) is illustrated, sets a drive voltage between the first inner surface conductor 21A and the second inner surface conductor 21B which are set up as described above. This creates an AC field between the discharge section 22A and 22B , The AC field does not spread only within the dielectric unit 11 out, but also outside the top 11A the dielectric unit 11 , If then the field strength in the environment of the top 11A the dielectric unit 11 exceeds a certain value, it comes along the top 11A the dielectric unit 11 to a silent discharge. This produces ozone from oxygen contained in the space of the top 11A the dielectric unit 11 is facing.
Es wird nun unter Bezugnahme auf die 1(A) und 2 eine detaillierte Ausgestaltung der dielektrischen Einheit 11 beschrieben. 2 ist eine seitliche Querschnittsansicht der Ozonerzeugungsvorrichtung 10.It will now be with reference to the 1 (A) and 2 a detailed embodiment of the dielectric unit 11 described. 2 is a side cross-sectional view of the ozone generating device 10 ,
Die erste dielektrische Schicht 13 an der Unterseite der dielektrischen Einheit 11 ist gleichmäßig dick, wohingegen die zweite dielektrische Schicht 12 an der Oberseite der dielektrischen Einheit 11 dicke und dünne Abschnitte besitzt. Die dicken und dünnen Abschnitte der zweiten dielektrischen Schicht 12 sind beide dünner als die erste dielektrische Schicht 13.The first dielectric layer 13 at the bottom of the dielectric unit 11 is uniformly thick, whereas the second dielectric layer 12 at the top of the dielectric unit 11 has thick and thin sections. The thick and thin portions of the second dielectric layer 12 Both are thinner than the first dielectric layer 13 ,
Die dicken und dünnen Abschnitte der zweiten dielektrischen Schicht 12 entsprechen einer Vielzahl von vertieften Abschnitten 15 und einer Vielzahl von erhöhten Abschnitten 16 der Oberseite 11A der dielektrischen Einheit 11 (also der Oberfläche der zweiten dielektrischen Schicht 12). Wie in 1 veranschaulicht, erstrecken sich die vertieften Abschnitte 15 und die erhöhten Abschnitte 16 parallel zueinander in dieselbe Richtung wie die Verlängerungsrichtung, als die Verlängerungsrichtung der Entladungsabschnitte 22A und 22B. Gleichzeitig sind, wie in 2 veranschaulicht, die vertieften Abschnitte 15 und die erhöhten Abschnitte 16 abwechselnd in derselben Richtung angeordnet wie die Anordnungsrichtung der Entladungsabschnitte 22A und 22B.The thick and thin portions of the second dielectric layer 12 correspond to a variety of recessed sections 15 and a variety of elevated sections 16 the top 11A the dielectric unit 11 (ie the surface of the second dielectric layer 12 ). As in 1 illustrated, the recessed sections extend 15 and the elevated sections 16 parallel to each other in the same direction as the extension direction, as the extension direction of the discharge portions 22A and 22B , At the same time, as in 2 illustrates the recessed sections 15 and the elevated sections 16 alternately arranged in the same direction as the arrangement direction of the discharge portions 22A and 22B ,
Aus der Dickenrichtung (also in Draufsicht auf die Flächenleiterbildungsfläche 14) betrachtet bedecken die erhöhten Abschnitte 16 die Entladungsabschnitte 22A und 22B und überlappen jeweils einen der Entladungsabschnitte 22A und 22B in der Dickenrichtung. Entsprechend sind die Abstände zwischen benachbarten erhöhten Abschnitten 16 im Wesentlichen die gleichen wie die Abstände zwischen Benachbarten der Entladungsabschnitte 22A und 22B. Vorliegend bedeutet „im Wesentlichen die gleichen”, dass die erhöhten Abschnitte 16 jeweils einen der Entladungsabschnitte 22A und 22B in der Dickenrichtung überlappen. Die Abstände zwischen benachbarten vertieften Abschnitten 15 sind ebenfalls im Wesentlichen die gleichen wie die Abstände zwischen benachbarten Entladungsabschnitten 22A und 22B. Die vertieften Abschnitte 15 überlappen jedoch keinen der Entladungsabschnitte 22A und 22B in der Dickenrichtung und überlappen nur die Spalte 24 zwischen benachbarten Entladungsabschnitten 22A und 22B in der Dickenrichtung.From the thickness direction (ie in plan view of the surface conductor formation surface 14 ) consider the raised sections 16 the discharge sections 22A and 22B and each overlap one of the discharge sections 22A and 22B in the thickness direction. Accordingly, the distances between adjacent raised portions 16 substantially the same as the distances between adjacent ones of the discharge sections 22A and 22B , Present means "essentially the same" that the elevated sections 16 each one of the discharge sections 22A and 22B overlap in the thickness direction. The distances between adjacent recessed sections 15 are also substantially the same as the distances between adjacent discharge sections 22A and 22B , The recessed sections 15 However, none of the discharge sections overlap 22A and 22B in the thickness direction and overlap only the column 24 between adjacent discharge sections 22A and 22B in the thickness direction.
3(A) ist eine vergrößerte Seitenansicht, die schematisch elektrische Feldlinien in der Umgebung der vertieften Abschnitte 15 und der erhöhten Abschnitte 16 in der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 3(B) ist eine vergrößerte Seitenansicht, die zu Vergleichszwecken schematisch elektrische Feldlinien darstellt, die an einer flachen Oberfläche bei einer herkömmlichen Ozonerzeugungsvorrichtung erzeugt werden. 3 (A) Fig. 10 is an enlarged side view schematically showing electric field lines in the vicinity of the recessed portions 15 and the elevated sections 16 in the ozone producing device 10 illustrated according to the first embodiment of the present invention. 3 (B) Fig. 10 is an enlarged side view schematically illustrating electric field lines generated on a flat surface in a conventional ozone generating apparatus for comparison.
Bei beiden in 3(A) und 3(B) veranschaulichten Fällen erzeugt das Anlegen eines Wechselstromfelds zwischen den Entladungsabschnitten 22A und 22B elektrische Feldlinien, welche die Entladungsabschnitte 22A und 22B verbinden. Bei der dielektrischen Einheit 11 werden diese elektrischen Feldlinien in der Umgebung gegenüberliegender Endflächen von aneinander angrenzenden Entladungsabschnitten 22A und 22B in Richtung eines jeweiligen Spalts 24 in der Anordnungsrichtung erzeugt. Diese Linien elektrischer Energie sind in der Umgebung der Endflächen der Entladungsabschnitte 22A und 22B dicht, werden jedoch mit zunehmenden Abstand zur Endfläche der Entladungsabschnitte 22A und 22B weniger dicht und breiten sich auch in der Dickenrichtung aus.In both in 3 (A) and 3 (B) illustrated cases generates the application of an AC field between the discharge sections 22A and 22B electric field lines, which the discharge sections 22A and 22B connect. At the dielectric unit 11 These electric field lines are in the vicinity of opposite end surfaces of adjacent discharge sections 22A and 22B in the direction of a respective gap 24 generated in the arrangement direction. These lines of electrical energy are in the vicinity of the end surfaces of the discharge sections 22A and 22B dense, but with increasing distance to the end surface of the discharge sections 22A and 22B less dense and also spreading in the thickness direction.
Daher breitet sich eine verhältnismäßig hohe Anzahl an elektrischen Feldlinien, die ihren Ursprung von den Entladungsabschnitten 22A und 22B haben, durch die vertieften Abschnitte 15 nach außerhalb der dielektrischen Einheit 11 aus, wenn die vertieften Abschnitte positioniert sind, um wie in 3(A) gezeigt den Spalten 24 zugewandt zu sein. Andererseits breitet sich nur eine verhältnismäßig geringe Anzahl an elektrischen Feldlinien, die ihren Ursprung an den Entladungsabschnitten 22A und 22B haben, nach außerhalb der dielektrischen Einheit 11 aus, wenn die dielektrische Einheit 11 ein flaches Glied ohne die vertieften Abschnitte 15 und die erhöhten Abschnitte 16 ist, wie dies in 3(B) veranschaulicht ist.Therefore, a relatively large number of electric field lines originate from the discharge sections 22A and 22B have, through the recessed sections 15 to the outside of the dielectric unit 11 off when the recessed sections are positioned as in 3 (A) shown the columns 24 to be facing. On the other hand, only a relatively small number of electric field lines originating at the discharge sections are propagated 22A and 22B have, outside the dielectric unit 11 off when the dielectric unit 11 a flat limb without the recessed sections 15 and the elevated sections 16 is like this in 3 (B) is illustrated.
Sind die vertieften Abschnitte 15 wie in 3(A) veranschaulicht angeordnet, erhöht sich die Feldstärke in der Umgebung der vertieften Abschnitte 15 deutlich. Dies ermöglicht ein stabiles Auftreten einer stillen Entladung entlang der Oberflächen der vertieften Abschnitte 15. Somit kann auf effiziente Weise Ozon aus in Gasen enthaltenem Sauerstoff erzeugt werden.Are the recessed sections 15 as in 3 (A) As illustrated, the field strength in the vicinity of the recessed portions increases 15 clear. This enables a stable occurrence of silent discharge along the surfaces of the recessed portions 15 , Thus, ozone can be efficiently generated from gases contained in gases.
Die oben beschriebenen vorteilhaften Auswirkungen haben sich in einem von der Anmelderin durchgeführten Pilotversuch bestätigt, der anhand einer Probe der Ozonerzeugungsvorrichtung mit erhöhten und vertieften Abschnitten gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (vgl. 3(A)) und einer Probe der herkömmlichen Ozonerzeugungsvorrichtung mit einer flachen Form (vgl. 3(B)) durchgeführt wurde.The advantageous effects described above have been confirmed in a pilot test carried out by the Applicant, which is based on a sample of the Ozone producing apparatus with raised and recessed portions according to the first embodiment of the present invention (see FIG. 3 (A) ) and a sample of the conventional ozone producing apparatus having a flat shape (see FIG. 3 (B) ) was carried out.
Konkret wurden Wechselstromspannungen mit einer Phasendifferenz von 180° an die Entladungsabschnitte 22A und 22B angelegt, und schrittweise erhöht, um die Spannung zu überprüfen, bei der jede der Proben begann, sich zu entladen. Im Ergebnis hat sich bestätigt, dass die Entladungsanfangsspannung in der Probe der herkömmlichen Ozonerzeugungsvorrichtung mit einer flachen Form 600 V betrug, wohingegen sie in der Probe der Ozonerzeugungsvorrichtung mit erhöhten und vertieften Abschnitten gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung niedrig war (540 V).Specifically, AC voltages having a phase difference of 180 ° were applied to the discharge sections 22A and 22B and gradually increased to check the voltage at which each of the samples began to discharge. As a result, it was confirmed that the discharge starting voltage in the sample of the conventional flat-type ozone producing apparatus was 600 V, whereas it was low in the sample of the ozone producing apparatus with raised and recessed portions according to the first embodiment of the invention (540 V).
Auch wurden die Proben der obenstehend beschriebenen Ozonerzeugungsvorrichtung für drei Minuten bei der gleichen Ansteuerspannung (600 V) in getrennten 6 Liter-Behältern betrieben, und dann wurden die Ozonkonzentrationen mithilfe einer Ozonkonzentrationsmessvorrichtung (hergestellt durch Ebara Jitsugyo Co., Ltd.) gemessen. Es hat sich bestätigt, dass die Ozonkonzentration in der herkömmlichen Ozonerzeugungsvorrichtung mit der flachen Form in der Probe 23,8 ppm betrug, wohingegen sie in der Probe der Ozonerzeugungsvorrichtung mit den erhöhten und vertieften Abschnitten gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung 29,8 ppm betrug.Also, the samples of the ozone generating apparatus described above were operated for three minutes at the same driving voltage (600 V) in separate 6 liter containers, and then the ozone concentrations were measured by means of an ozone concentration measuring device (manufactured by Ebara Jitsugyo Co., Ltd.). It was confirmed that the ozone concentration in the conventional flat-type ozone producing apparatus in the sample was 23.8 ppm, whereas in the sample of the ozone producing apparatus having the raised and recessed portions according to the first embodiment of the present invention, it was 29.8 ppm ,
Wie obenstehend beschrieben sind die vertieften Abschnitte 15 bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an den jeweiligen Spalten 24 zwischen Benachbarten der Entladungsabschnitte 22A und 22B angeordnet. Dies kann die Feldstärke in der Umgebung der vertieften Abschnitte 15 deutlich erhöhen. Selbst wenn eine an die Entladungsabschnitte 22A und 22B angelegte Ansteuerspannung gesenkt wird, ist es immer noch möglich, das Auftreten einer stillen Entladung zu bewirken und somit Ozon zu erzeugen. Es ist daher möglich, die Nennspannung der Ansteuerspannungsquelle 31 zu senken und somit die Kosten der Ansteuerspannungsquelle 31 zu verringern. Auch kann anders als im Falle einer herkömmlichen Technik die Ansteuerspannung gesenkt werden, ohne dass feinere Elektroden benötigt würden. Dies kann verschiedene Probleme (bspw. Kurzschlüsse, Diskonnektierung und Funkenentladung) verhindern, die mit feineren Elektroden beim Herstellungsprozess der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 zusammenhängen, und somit die Zuverlässigkeit der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 verbessern.As described above, the recessed portions 15 in the ozone producing device 10 according to the present embodiment at the respective columns 24 between adjacent ones of the discharge sections 22A and 22B arranged. This can change the field strength around the recessed sections 15 increase significantly. Even if one to the discharge sections 22A and 22B applied driving voltage is lowered, it is still possible to cause the occurrence of a silent discharge and thus to generate ozone. It is therefore possible to use the rated voltage of the drive voltage source 31 to reduce and thus the cost of Ansteuerspannungsquelle 31 to reduce. Also, unlike the case of a conventional technique, the driving voltage can be lowered without requiring finer electrodes. This can prevent various problems (eg, short circuits, disconnection, and spark discharge) associated with finer electrodes in the manufacturing process of the ozone generating device 10 and thus the reliability of the ozone generating device 10 improve.
Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat auch beim Pilotversuch eine Dicke C der erhöhten Abschnitte 16 und eine Tiefe D der vertieften Abschnitte 15 untersucht.The applicant of the present invention also has a thickness C of the raised portions in the pilot test 16 and a depth D of the recessed portions 15 examined.
Wie in 3(A) gezeigt, ist die Dicke C der erhöhten Abschnitte 16 (also die Dicke von den Entladungsabschnitten 22A und 22B zur Oberfläche der zweiten dielektrischen Schicht 12) eine Dicke an dem dicksten Teil von jedem erhöhten Abschnitt. Die Dicke C der erhöhten Abschnitte 16 beträgt beispielsweise 25 μm. Bei Untersuchungen der Dicke C der erhöhten Abschnitte 16 ergab sich, dass die Dicke C der erhöhten Abschnitte 16 bevorzugt kleiner war als zumindest die Breite des schmalsten Spalts 24 zwischen dem ersten inneren Flächenleiter 21A und dem zweiten inneren Flächenleiter 21B. Es hat sich bestätigt, dass wenn die Dicke C größer war als die Breite der Spalte 24, elektrische Feldlinien sich nicht ungehindert von den vertieften Abschnitten 15 nach außen ausbreiten konnten, und im Ergebnis verlor sich die vorteilhafte Wirkung der verringerten Ansteuerspannung, welche durch das Bereitstellen der vertieften Abschnitte 15 erreicht wurde. Es hat sich ebenfalls bestätigt, dass die Dicke C der erhöhten Abschnitte 16 bevorzugt größer war als 10 μm und wenn die Dicke C kleiner war als diese, dann ein elektrischer Stromausfall zum Zeitpunkt des Spannungsanlegen auftreten würde, und dies zu einer niedrigeren Zuverlässigkeit führen würde. Das bedeutet, dass die Dicke C der erhöhten Abschnitte bevorzugt größer ist als 10 μm, und kleiner als die Breite des schmalsten Spalts zwischen zwei benachbarten Abschnitten der inneren Flächenleiter.As in 3 (A) The thickness C of the raised portions is shown 16 (ie the thickness of the discharge sections 22A and 22B to the surface of the second dielectric layer 12 ) a thickness at the thickest part of each raised portion. The thickness C of the raised sections 16 is for example 25 microns. In investigations of the thickness C of the raised sections 16 it turned out that the thickness C of the raised sections 16 preferably smaller than at least the width of the narrowest gap 24 between the first inner surface conductor 21A and the second inner surface conductor 21B , It has been confirmed that when the thickness C was larger than the width of the column 24 , electric field lines are not unhindered by the recessed sections 15 As a result, the beneficial effect of the reduced drive voltage caused by the provision of recessed portions was lost 15 was achieved. It has also been confirmed that the thickness C of the raised sections 16 preferably greater than 10 microns and if the thickness C was smaller than this, then an electrical power failure would occur at the time of voltage application, and this would lead to a lower reliability. That is, the thickness C of the raised portions is preferably larger than 10 μm, and smaller than the width of the narrowest gap between two adjacent portions of the inner surface conductors.
Wie in 3(A) gezeigt, ist die Tiefe D des vertieften Abschnitts 15 in der Dickenrichtung der Abstand zwischen der Ebene des dicksten Teils der zweiten dielektrischen Schicht und der Ebene des dünnsten Teils der zweiten dielektrischen Schicht. Mit anderen Worten ist die Tiefe D der vertieften Abschnitte 15 der Abstand zwischen der Ebene an der die Dicke von der Flächenleiterbildungsfläche 14 zur Oberseite 11A (vgl. 2) am größten und die Ebene, an der die Dicke von der Flächenleiterbildungsfläche 14 zur Oberseite 11A am kleinsten ist. Die Tiefe D der vertieften Abschnitte 15 beträgt beispielsweise 10 μm.As in 3 (A) shown is the depth D of the recessed section 15 in the thickness direction, the distance between the plane of the thickest part of the second dielectric layer and the plane of the thinnest part of the second dielectric layer. In other words, the depth D of the recessed portions 15 the distance between the plane at which the thickness of the surface conductor formation surface 14 to the top 11A (see. 2 ) and the plane at which the thickness of the surface conductor formation surface is greatest 14 to the top 11A is the smallest. The depth D of the recessed sections 15 is for example 10 microns.
Es wurden Proben der Ozonerzeugungsvorrichtung hergestellt, deren Tiefe D der vertieften Abschnitte 15 10 μm, 25 μm, und 50 μm betrug. Dann wurden Wechselstromspannungen mit einer Phasendifferenz von 180° an die Entladungsabschnitte 22A und 22B angelegt und schrittweise erhöht, um die Anfangsentladungsspannung zu prüfen, bei der die Proben mit der Entladung begannen (Lichtemission an der Substratoberfläche). Die Anfangsentladungsspannung betrug 600 V bei der Probe mit der Tiefe D von 10 μm, 500 V bei der Probe mit der Tiefe D von 25 μm, und 438 V bei der Probe mit der Tiefe D von 50 μm. Das bedeutet, dass es eine Tendenz dahingehend gab, dass je größer die Tiefe D der vertieften Abschnitte 15, desto niedriger die Anfangsentladungsspannung. Dies liegt ggf. daran, dass die Feldstärke zwischen Benachbarten der Entladungsabschnitte 22A und 22B in der Umgebung der Flächenleiterbildungsfläche 14 am stärksten ist.Samples of the ozone generating device were made, their depth D of the recessed sections 15 10 microns, 25 microns, and 50 microns. Then, AC voltages having a phase difference of 180 ° were applied to the discharge sections 22A and 22B and gradually increased to check the initial discharge voltage at which the samples started discharging (light emission at the substrate surface). The initial discharge voltage was 600 V for the sample having the depth D of 10 μm, 500 V for the sample having the depth D of 25 μm, and 438 V for the sample having the depth D of 50 μm. This means that there was a tendency that the greater the depth D of the recessed portions 15 , the lower the initial discharge voltage. This may be due to the fact that the field strength between adjacent to the discharge sections 22A and 22B in the vicinity of the surface conductor formation surface 14 is strongest.
Auch wurden die Proben der obenstehend-beschriebenen Ozonerzeugungsvorrichtung für drei Minuten bei der gleichen Ansteuerspannung (600 V) in getrennten 6-Liter-Behältern betrieben, und dann wurden die Ozonkonzentrationen mithilfe einer Ozonkonzentrationsmessvorrichtung (hergestellt durch Ebara Jitsugyo Co., Ltd.) gemessen. Die Ozonkonzentration betrug 29,8 ppm in der Probe mit den vertieften Abschnitten 15 mit der Tiefe D von 10 μm, 32,3 ppm in der Probe mit der Tiefe D von 25 μm, und 15,3 ppm in der Probe mit der Tiefe D von 50 μm. Es hat sich ebenfalls bestätigt, dass die Ozonkonzentration dazu neigte, sich zu verringern, wenn die Tiefe D der vertieften Abschnitte 15 die Tiefe (25 μm) von der Oberfläche der zweiten dielektrischen Schicht 12 zur Flächenleiterbildungsfläche 14 überstieg.Also, the samples of the above-described ozone generating apparatus were operated for three minutes at the same driving voltage (600 V) in separate 6-liter containers, and then the ozone concentrations were measured by means of an ozone concentration measuring device (manufactured by Ebara Jitsugyo Co., Ltd.). The ozone concentration was 29.8 ppm in the sample with the recessed sections 15 with the depth D of 10 μm, 32.3 ppm in the sample with the depth D of 25 μm, and 15.3 ppm in the sample with the depth D of 50 μm. It was also confirmed that the ozone concentration tended to decrease when the depth D of the recessed portions 15 the depth (25 μm) from the surface of the second dielectric layer 12 to surface guide forming surface 14 exceeded.
Dies liegt eventuell daran, dass wenn die Tiefe D der vertieften Abschnitte 15 zu groß ist, Plasma oder Ozon, dass in den Räumen in den vertieften Abschnitten 15 erzeugt wurde, innerhalb der vertieften Abschnitte 15 verbleibt und die Sauerstoffzufuhr an die vertieften Abschnitte 15 und das Entweichen des Ozons behindert. Daher ist es wahrscheinlich bevorzugt, dass die Tiefe D der vertieften Abschnitte 15 innerhalb einer Spanne erhöht wird, welche die Tiefe von der Oberfläche der zweiten dielektrischen Schicht 12 zur Flächenleiterbildungsfläche 14 nicht übersteigt. Das bedeutet, dass die Tiefe D der vertieften Abschnitte 15 bevorzugt größer als 0 μm ist und kleiner gleich der Tiefe von der Oberfläche der zweiten dielektrischen Schicht 12 zur Flächenleiterbildungsfläche 14.This may be because if the depth D of the recessed sections 15 too big, plasma or ozone that is in the rooms in the recessed sections 15 was generated within the recessed sections 15 remains and the oxygen supply to the recessed sections 15 and obstructs the escape of ozone. Therefore, it is probably preferable that the depth D of the recessed portions 15 is increased within a range which is the depth from the surface of the second dielectric layer 12 to surface guide forming surface 14 does not exceed. That means the depth D of the recessed sections 15 is preferably greater than 0 microns and less than or equal to the depth of the surface of the second dielectric layer 12 to surface guide forming surface 14 ,
Es wird nun ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 beschrieben. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 zeigt.There will now be an exemplary method for producing the ozone generating device 10 described. 4 FIG. 10 is a flowchart illustrating an exemplary method of manufacturing the ozone producing apparatus. FIG 10 shows.
Die Herstellung der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 umfasst zunächst das Durchführen eines Blechbildungsschritts (S1). Bei dem Blechbildungsschritt wird durch Mischen von beispielsweise dielektrischem Pulver, Lösungsmittel, Dispergiermittel und Bindemittel eine dielektrische Schlacke erhalten. Dann wird eine dielektrische Grünfolie, die später zur zweiten dielektrischen Schicht 12 und der ersten dielektrischen Schicht 13 wird, beispielsweise mithilfe einer Rakel bzw. eines Rakelmessers gefertigt.The production of the ozone producing device 10 first comprises performing a sheet forming step (S1). In the sheet forming step, a dielectric slag is obtained by mixing, for example, dielectric powder, solvent, dispersant and binder. Then, a dielectric green sheet, which later becomes the second dielectric layer 12 and the first dielectric layer 13 is manufactured, for example with the aid of a doctor blade or a doctor blade.
Um eine Vielzahl von Ozonerzeugungsvorrichtungen 10 gleichzeitig herzustellen, wird die in diesem Schritt gebildete dielektrische Folie bevorzugt größer gefertigt als eine Ozonerzeugungsvorrichtung 10. Jedwedes Material mit hohen Isoliereigenschaften kann genutzt werden, um die dielektrische Folie zu bilden. Die dielektrische Folie kann beispielsweise aus einem Oxid, wie etwa Al2O3, SiO2, ZrO2m verschiedenen Glasarten; oder BaTiO3; einer Mischung von Glas und Oxidfüllmittel wie etwa LTCC; oder einem Kunstharz, wie etwa Epoxid oder Polyimidharz, gefertigt werden. Um Beständigkeit gegen Wärme sicherzustellen, ist es jedoch bevorzugt, dass die dielektrische Folie aus einem Oxid gefertigt ist, da die dielektrische Einheit 11 durch Plasma, das zum Entladungszeitpunkt erzeugt wurde, auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt werden kann. Die zweite dielektrische Schicht 12 und die erste dielektrische Schicht 13 kann entweder aus den gleichen oder aus anderen Materialien gefertigt sein. Es ist jedoch bevorzugt, dass die zweite dielektrische Schicht 12 und die erste dielektrische Schicht 13 aus Materialien derselben Qualität oder gleichwertigen Linearausdehnungskoeffizienten gefertigt sein können. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass es einen deutlichen Unterschied beim Linearausdehnungskoeffizienten zwischen der zweiten dielektrischen Schicht 12 und der ersten dielektrischen Schicht 13 gibt, die dielektrische Einheit 11 zum Zeitpunkt der Entladung durch Ausdehnung und Kontraktion beeinträchtigt werden kann.To a variety of ozone generating devices 10 simultaneously produce, the dielectric film formed in this step is preferably made larger than an ozone generating device 10 , Any material with high insulating properties can be used to form the dielectric film. The dielectric film may be made of, for example, an oxide such as Al 2 O 3, SiO 2, ZrO 2 in various types of glasses; or BaTiO3; a mixture of glass and oxide filler such as LTCC; or a synthetic resin such as epoxy or polyimide resin. However, in order to ensure resistance to heat, it is preferable that the dielectric film is made of an oxide because the dielectric unit 11 can be heated by plasma, which was generated at the discharge time to a very high temperature. The second dielectric layer 12 and the first dielectric layer 13 can be made of the same or different materials. However, it is preferred that the second dielectric layer 12 and the first dielectric layer 13 can be made of materials of the same quality or equivalent linear expansion coefficient. This is due to the fact that there is a marked difference in the linear expansion coefficient between the second dielectric layer 12 and the first dielectric layer 13 there, the dielectric unit 11 at the time of discharge may be affected by expansion and contraction.
Als nächstes umfasst die Herstellung der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 das Durchführen eines Leiterbildungsschritts (S2). Bei dem Leiterbildungsschritt werden je nach Bedarf Zwischenschichtanschlussleiter gebildet. Dann wird mittels Siebdruck ein Leitpastenmuster, das später zu dem ersten inneren Flächenleiter 21A und dem zweiten inneren Flächenleiter 21B wird, auf die dielektrische Grünfolie gedruckt.Next, the production of the ozone generating device includes 10 performing a conductor forming step (S2). In the conductor forming step, interlayer connecting conductors are formed as needed. Then, by screen printing, a conductive paste pattern, which later becomes the first inner surface conductor 21A and the second inner surface conductor 21B is printed on the dielectric green sheet.
Die in diesem Schritt verwendete Leitpaste kann aus jedwedem Material gefertigt sein, das in eine Schicht in der dielektrischen Einheit 11 geformt werden kann. Ist die dielektrische Einheit 11 beispielsweise aus einem Oxidmaterial gefertigt, kann die Leitpaste hauptsächlich aus Cu, Ag, Pd, Pt oder W oder einer Widerstandspaste aus RuO2 als die Leitpaste verwendet werden.The conductive paste used in this step may be made of any material that forms in a layer in the dielectric unit 11 can be shaped. Is the dielectric unit 11 For example, made of an oxide material, the conductive paste mainly of Cu, Ag, Pd, Pt or W or a resistance paste of RuO 2 can be used as the conductive paste.
Als nächstes umfasst die Herstellung der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 einen Schichtungsschritt bzw. Aufschichtungsschritt (S3). Bei dem Schichtungsschritt werden eine Vielzahl von dielektrischen Grünfolien mit einem darauf gebildeten Leitpastenmuster aufgeschichtet und Druck ausgesetzt. Dies erzeugt einen Mehrschichtkörper, der aus ungebrannten Leitpastenmustern und in Schichten aufgeschichteten Grünfolien aufgebaut ist.Next, the production of the ozone generating device includes 10 a laminating step or laminating step (S3). In the laminating step, a plurality of dielectric green sheets having a conductive paste pattern formed thereon are stacked and subjected to pressure. This produces a multilayer body constructed from unfired conductive paste patterns and layered green sheets.
Als nächstes umfasst die Herstellung der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 einen Brennschritt (S4). Bei dem Brennschritt wird beispielsweise der ungebrannte Mehrschichtkörper gebrannt, um ein vorgegebenes Temperaturprofil zu erzielen. Dies erzeugt einen Mehrschichtkörper der die dielektrische Einheit 11, den ersten inneren Flächenleiter 21A und den zweiten inneren Flächenleiter 21B umfasst.Next, the production of the ozone generating device includes 10 a firing step (S4). In the firing step, for example, the unfired multi-layer body is fired to achieve a predetermined temperature profile. This produces a multilayer body of the dielectric unit 11 , the first inner surface conductor 21A and the second inner surface conductor 21B includes.
Dann umfasst die Herstellung der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 das Durchführen eines Schritts des Bildens eines vertieften Abschnitts (S5). Bei dem Schritt des Bildens des vertieften Abschnitts werden die vertieften Abschnitte 15 durch Schneiden des gebrannten Mehrschichtkörpers mit einem Würfelschneider an Positionen geformt, die den Spalten 24 zwischen dem ersten inneren Flächenleiter 21A und dem zweiten inneren Flächenleiter 21B zugewandt sind.Then, the production includes the ozone generating device 10 performing a step of forming a recessed portion (S5). In the step of forming the recessed portion, the recessed portions become 15 by cutting the fired multilayer body with a dicer to positions shaped to the gaps 24 between the first inner surface conductor 21A and the second inner surface conductor 21B are facing.
Durch das obenstehend beschriebene Herstellungsverfahren kann die Ozonerzeugungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hergestellt werden. Die Ozonerzeugungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann durch einen geeigneten Prozess hergestellt werden, anders als der obenstehend beschriebene Prozess der das Aufschichten und dann Brennen der dielektrischen Grünfolien mit den darauf gebildeten Leitpastenmustern umfasst. Beispiele eines solchen Vorgangs umfassen einen Prozess, der das Auftragen einer Leitpaste und einer dielektrischen Paste auf ein gebranntes Substrat umfassen, und einen Prozess, der nach dem Brennen der ersten dielektrischen Schicht 13 und dem ersten und dem zweiten inneren Flächenleiter 21A und 21B das Aufschichten der Grünfolien umfasst, die später die zweite dielektrische Schicht 12 werden und das Auftragen einer dielektrischen Paste.By the manufacturing method described above, the ozone generating device 10 be prepared according to the present embodiment. The ozone producing device 10 According to the present embodiment, unlike the above-described process, it can be prepared by a suitable process of coating and then firing the dielectric green sheets having the conductive paste patterns formed thereon. Examples of such an operation include a process that includes applying a conductive paste and a dielectric paste to a baked substrate, and a process subsequent to firing the first dielectric layer 13 and the first and second inner surface conductors 21A and 21B coating the green sheets, which later forms the second dielectric layer 12 and applying a dielectric paste.
Das Verfahren zum Formen bzw. Bilden der vertieften Abschnitte 15 und der erhöhten Abschnitte 16 ist nicht auf das Bildungsverfahren beschränkt, das die Rillenbildung an der dielektrischen Einheit 11 nach dem Brennen umfasst und es können andere Verfahren verwendet werden. Beispiele eines solchen Formverfahrens bzw. Bildungsverfahrens umfassen ein Verfahren, das zum Bilden von vertieften Abschnitten das Aufbringen von Druck auf einen ungebrannten Mehrschichtkörper umfasst, ein Verfahren, das das Aufschichten einer Vielzahl von dünnen dielektrischen Folien umfasst, um die erhöhten Abschnitte 16 zu bilden und ein Verfahren, welches das Aufbringen einer dielektrischen Paste zum Bilden der erhöhten Abschnitte 16 umfasst. Auch können die vertieften Abschnitte 15 und die erhöhten Abschnitte 16 eine rechteckige Querschnittsform oder eine andere geeignete Form besitzen.The method of forming the recessed portions 15 and the elevated sections 16 is not limited to the formation method that the groove formation on the dielectric unit 11 after firing and other methods may be used. Examples of such a molding method include a method that includes applying recessed portions to applying pressure to an unfired multilayer body, a method comprising stacking a plurality of thin dielectric films around the raised portions 16 and a method which comprises applying a dielectric paste to form the raised portions 16 includes. Also, the recessed sections 15 and the elevated sections 16 have a rectangular cross-sectional shape or other suitable shape.
Zweite AusführungsformSecond embodiment
Es wird nun eine Ozonerzeugungsvorrichtung 60 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.It will now be an ozone producing device 60 according to a second embodiment of the present invention.
5(A) ist ein schematisches Elektronikdiagramm der Ozonerzeugungsvorrichtung 60. 5 (A) Fig. 10 is a schematic electronic diagram of the ozone generating apparatus 60 ,
Die Ozonerzeugungsvorrichtung 60 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine dielektrische Einheit 61, eine Vielzahl von Entladungsabschnitten 62 und eine Ansteuerspannungsquelle 63. Die dielektrische Einheit 61 besitzt vertiefte Abschnitte und erhöhte Abschnitte, wie die Ausgestaltung der obenstehend beschrieben Ausführungsform.The ozone producing device 60 according to the present invention comprises a dielectric unit 61 , a variety of discharge sections 62 and a drive voltage source 63 , The dielectric unit 61 has recessed portions and raised portions, as the embodiment of the embodiment described above.
Die Vielzahl von Entladungsabschnitten 62 sind beispielsweise in vier Gruppen unterteilt und Entladungsabschnitte 62 in jeder Gruppe sind nacheinander in der dielektrischen Einheit 61 angeordnet. Die Ansteuerspannungsquelle 63 ist eingerichtet, eine Vierphasen-Ansteuerspannung V1 bis V4 auszugeben, die so zahlreich sind wie die Anzahl der Gruppen. Jeder der Entladungsabschnitte 62 erhält eine der Ansteuerspannungen V1 bis V4, die eine Phasenanzahl besitzen, die der Gruppennummer entspricht.The variety of discharge sections 62 For example, they are divided into four groups and discharge sections 62 in each group are consecutive in the dielectric unit 61 arranged. The drive voltage source 63 is arranged to output a four-phase driving voltage V 1 to V 4 as many as the number of groups. Each of the discharge sections 62 receives one of the drive voltages V 1 to V 4 , which have a number of phases corresponding to the group number.
5(B) ist ein Wellenformdiagramm der Ansteuerspannungen V1 bis V4. Die Ansteuerspannungen V1 bis V4 sind rechtwinklige Wechselspannungen mit einer Phasendifferenz von 90° in Reihenfolge der Phasenanzahl. Entsprechend besitzen die Ansteuerspannungen V1 bis V4 ein Verhältnis, bei dem die Phasendifferenz in der Reihenfolge der Phasenanzahl zirkuliert. 5 (B) is a waveform diagram of the drive voltages V 1 to V 4 . The driving voltages V 1 to V 4 are rectangular alternating voltages with a phase difference of 90 ° in order of the number of phases. Accordingly, the drive voltages V1 to V4 have a ratio in which the phase difference circulates in the order of the number of phases.
Bei dieser Ausgestaltung ändert sich die Verteilung der Feldstärke in der Umgebung der vertieften Abschnitte und der erhöhten Abschnitte in der Ozonerzeugungsvorrichtung 600 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in zirkulierender Weise entlang der Anordnungsrichtung der Entladungsabschnitte 62. Somit werden in der Umgebung der vertieften Abschnitte und der erhöhten Abschnitte Gase in dem Raum unter Einwirkung von Feldstärke bewegt. Dies fördert die Sauerstoffzufuhr an die vertieften Abschnitte und das Entweichen von Ozon aus den vertieften Abschnitten. Daher ist es möglich, einen Rückgang der Ozonkonzentration zu verringern, selbst wenn die vertieften Abschnitte weiter vertieft werden, um die Ansteuerspannung zu senken. Auch kann der Strom von Gasen verhindern, dass Staub oder dergleichen an der Entladungsoberfläche anhaftet und dies verbessert die Zuverlässigkeit der Ozonerzeugungsvorrichtung 60.In this configuration, the distribution of the field strength in the vicinity of the recessed portions and the raised portions in the ozone generating apparatus changes 600 according to the present embodiment, in a circulating manner along the arrangement direction of the discharge portions 62 , Thus, in the vicinity of the recessed portions and the raised portions, gases in the space are moved under the action of field strength. This promotes the supply of oxygen to the recessed portions and the escape of ozone from the recessed portions. Therefore, it is possible to reduce a decrease in the ozone concentration even if the recessed portions are further deepened to lower the drive voltage. Also, the flow of gases may prevent dust or the like from adhering to the discharge surface, and this improves the reliability of the ozone generating device 60 ,
Obgleich bei der vorliegenden Ausführungsform Pulswellensignale als Ansteuerspannungen V1 bis V4 verwendet werden, können als Ansteuerspannungen V1 bis V4 auch Sinuswellensignalen oder rechtwinklige Wellensignale verwendet werden. Die Verwendung von Pulswellensignalen oder rechtwinkligen Wellensignalen kann die Entladungseingangsspannung geringer machen als wenn Sinuswellensignale verwendet werden, und ist somit stärker bevorzugt. Obgleich die Anzahl von Ansteuerspannungsphasen in der vorliegenden Ausführungsform vier ist, kann die Anzahl von Ansteuerspannungsphasen jedwede Ganzzahl größer gleich drei sein. Obwohl die Ansteuerspannungen in der vorliegenden Ausführungsform das gleiche Wellenformmuster besitzen können die Ansteuerspannungen unterschiedliche Wellenformmuster besitzen. Beispielsweise können Ansteuerspannungen mit unterschiedlichen Amplituden oder unterschiedlichen Wiederholungsamplitudenperioden verwendet werden.Although pulse wave signals are used as drive voltages V 1 to V 4 in the present embodiment, sine wave signals or rectangular wave signals may be used as drive voltages V 1 to V 4 . The use of pulse wave signals or rectangular wave signals can make the discharge input voltage lower than when using sine wave signals, and thus is more preferable. Although the number of drive voltage phases in the present embodiment is four, the number of drive voltage phases of each integer may be greater than or equal to three. Although the driving voltages in the present embodiment may have the same waveform pattern, the driving voltages may have different waveform patterns. For example, drive voltages having different amplitudes or different repetition amplitude periods may be used.
Obgleich der erste innere Flächenleiter 21A und der zweite innere Flächenleiter 21B in der obenstehenden Ausführungsform beispielsweise jeweils 50 μm breit sind, können sie jedwede Breite von 10 μm bis 200 μm besitzen. Weiter bevorzugt können der erste innere Flächenleiter 21A und der zweite innere Flächenleiter 21B jeweils eine Breite von 30 μm bis 100 μm besitzen. Dies liegt darin begründet, dass daher, dass der erste innere Flächenleiter 21A und der zweite innere Flächenleiter 21B jeweils eine Breite von 100 μm oder weniger besitzen, für Niedrigspannungsansteuerung geeignet sind, und vorteilhaftere Wirkungen erzielt werden können. Auch dann, wenn der erste innere Flächenleiter 21A und der zweite innere Flächenleiter 21B einer Breite von weniger als 30 μm besitzen, erhöht sich der Schwierigkeitsgrad beim Bilden von Drähten beim Herstellungsprozess und dies führt zu geringerer Ausbeute.Although the first inner surface conductor 21A and the second inner surface conductor 21B For example, in the above embodiment, each 50 μm wide, they may have any widths of 10 μm to 200 μm. More preferably, the first inner surface conductor 21A and the second inner surface conductor 21B each have a width of 30 microns to 100 microns. This is due to the fact that, therefore, that the first inner surface conductor 21A and the second inner surface conductor 21B each have a width of 100 μm or less, are suitable for low-voltage driving, and more advantageous effects can be obtained. Even if the first inner surface conductor 21A and the second inner surface conductor 21B have a width of less than 30 microns, the difficulty increases in forming wires in the manufacturing process and this leads to lower yield.
Die obenstehend beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich veranschaulichende Beispiele, und die vorteilhaften Auswirkungen der vorliegenden Erfindung können mit jedweder Ausgestaltung innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche erzielt werden. Die Ausgestaltungen, die in den Ausführungsformen offenbart sind, können auf beliebige Weise kombiniert werden.The above-described embodiments are merely illustrative examples, and the advantageous effects of the present invention can be obtained with any configuration within the scope of the claims. The embodiments disclosed in the embodiments may be combined in any manner.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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1010
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OzonerzeugungsvorrichtungOzone generating apparatus
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1111
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dielektrische Einheitdielectric unit
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11A11A
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Oberseitetop
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11B11B
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Unterseitebottom
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1212
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zweite dielektrische Schichtsecond dielectric layer
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1313
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erste dielektrische Schichtfirst dielectric layer
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1414
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FlächenleiterbildungsflächeSurface conductor formed face
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1515
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vertiefter Abschnittrecessed section
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1616
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erhöhter Abschnittelevated section
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21A21A
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erster innerer Flächenleiterfirst inner surface conductor
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21B21B
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zweiter innerer Flächenleitersecond inner surface conductor
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22A, 22B22A, 22B
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Entladungsabschnittdischarge section
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23A, 23B23A, 23B
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verlängerter Abschnittextended section
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2424
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Spaltgap
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3131
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Ansteuerspannungsquelledrive voltage
