DE112016002204T5

DE112016002204T5 - Ozonerzeugungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112016002204T5
Application number: DE112016002204.2T
Authority: DE
Inventors: Shuichi KAWATA
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2015-06-08
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2018-02-22
Also published as: CN107635914B; CN107635914A; JPWO2016199625A1; WO2016199625A1; JP6547826B2

Abstract

Eine Ozonerzeugungsvorrichtung (10) umfasst ein dielektrisches Element (1) mit einer Entladefläche (11) sowie eine Entladeelektrode (2) und eine Gegenelektrode (3), die sich Seite an Seite in dem dielektrischen Element (1) erstrecken und einzeln zu der Entladefläche (11) weisen. Die Entladeelektrode (2) oder die Gegenelektrode (3) weist, von der Entladefläche (11) aus gesehen, einen linearen Abschnitt (22, 32) mit Elektrodenrändern, die sich in einer Längsrichtung erstrecken, und einen Spitzenabschnitt (21, 31) mit Elektrodenrändern, die so gebogen sind, dass sie sich von dem linearen Abschnitt (22, 32) erstrecken, auf. Eine Kapazitätskomponente, die zwischen der Entladeelektrode (2) und der Gegenelektrode (3) in dem dielektrischen Element (1) ausgebildet ist, ist in der Nähe des Spitzenabschnitts (21, 31) kleiner als in der Nähe des linearen Abschnitts (22, 32).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ozonerzeugungsvorrichtung, die mithilfe einer dielektrischen Fläche derselben als Entladefläche Entladung erzeugt und in der zur Entladefläche weisenden Luft aus Sauerstoff Ozon erzeugt.
Technischer Hintergrund
Eine Ozonerzeugungsvorrichtung, die eine Oberfläche eines Dielektrikums derselben als Entladefläche nutzt, umfasst das Dielektrikum und eine Entladeelektrode sowie eine Gegenelektrode, die in dem Dielektrikum angeordnet sind. Die Ozonerzeugungsvorrichtung erzeugt Entladung an der Entladefläche oder in der Luft nahe der Entladefläche durch Anlegen einer Antriebsspannung zwischen der Entladeelektrode und der Gegenelektrode und erzeugt dadurch aus Sauerstoff in der Luft Ozon. Von der Entladefläche während Entladung der Ozonerzeugungsvorrichtung aus gesehen geben die Entladeelektrode und die Gegenelektrode an Randabschnitten derselben Licht ab. Insbesondere in der Nähe von gebogenen Randabschnitten, etwa Spitzenabschnitten, der Entladeelektrode und der Gegenelektrode wird helles Licht abgegeben. Dies liegt daran, dass die Feldstärke in der Nähe von gebogenen Elektrodenrändern größer als in der Nähe von Elektrodenrändern ist, die sich linear erstrecken.
Wenn die Ozonerzeugungsvorrichtung über einen langen Zeitraum betrieben wird, werden anhaftende Materialien, wie etwa Rußpartikel, wahrscheinlicher in einem Bereich abgelagert, in dem die Entladefläche helleres Licht abgibt. Eine Zunahme der Ablagerung von anhaftenden Materialien an der Entladefläche kann die Entladung der Ozonerzeugungsvorrichtung stoppen. In der Nähe der Stelle, an der helles Licht abgegeben wird, tendieren Defekte, die in dem Dielektrikum vorliegen, dazu, eine Teilentladung zu erzeugen, die die Defekte ausbreiten und einen Bruch des Dielektrikums hervorrufen kann.
Als Lösung hierfür wurden Techniken vorgeschlagen, die eine gleichmäßige Verteilung der Feldstärke über der Entladefläche erreichen (siehe z. B. Patentschrift 1). Bei einer in Patentschrift 1 offenbarten Ozonerzeugungsvorrichtung sind beispielsweise ein Spitzenabschnitt einer Entladeelektrode und ein Spitzenabschnitt einer Gegenelektrode abgerundet, um die Feldstärke in der Nähe der Elektrodenspitzenabschnitte zu reduzieren.
Liste zitierter Schriften
Patentschrift

Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Gebrauchsmusterregistrierungsanmeldung Veröffentlichung Nr. 5-35830

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Selbst wenn die Elektrodenspitzenabschnitte wie bei der in Patentschrift 1 offenbarten Ozonerzeugungsvorrichtung abgerundet sind, ist aber die Feldstärke an den Elektrodenspitzenabschnitten größer als die an Seitenabschnitten der Entladeelektrode und der Gegenelektrode, d. h. an sich linear erstreckenden Abschnitten der Elektrodenränder. Dies bedeutet, dass von der Entladefläche abgegebenes Licht an den Elektrodenspitzenabschnitten heller als an den Elektrodenseitenabschnitten ist. Selbst wenn die Elektrodenspitzenabschnitte der Entladeelektrode und der Gegenelektrode abgerundet sind, ist es daher schwierig, die Situation zu vermeiden, bei der an der Entladefläche in der Nähe der Elektrodenspitzenabschnitte abgegebenes helles Licht eine Degradation auslöst.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Ozonerzeugungsvorrichtung vorzusehen, die die Verteilung von Feldstärke über der Entladefläche unabhängig von den Formen der Entladeelektrode und der Gegenelektrode gleichmäßig machen kann.
Lösung des Problems
Eine erfindungsgemäße Ozonerzeugungsvorrichtung umfasst ein dielektrisches Element mit einer Entladefläche sowie eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die sich Seite an Seite in dem dielektrischen Element erstrecken und einzeln zu der Entladefläche weisen. Die erste Elektrode weist von der Entladefläche aus gesehen einen linearen Abschnitt mit Elektrodenrändern, die sich in der Richtung erstrecken, in der sich die erste Elektrode erstreckt, und einen gebogenen Abschnitt mit Elektrodenrändern, die so gebogen sind, dass sie sich von dem linearen Abschnitt erstrecken, auf. Eine zwischen der ersten Elektrode und der Entladefläche pro Flächeneinheit der ersten Elektrode gebildete Kapazität ist in der Nähe des gebogenen Abschnitts kleiner als in der Nähe des linearen Abschnitts.
Nachstehend wird die zwischen der ersten Elektrode und der Entladefläche pro Flächeneinheit der ersten Elektrode gebildete Kapazität als erste Teilkapazität bezeichnet. In der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann verglichen mit dem Fall, bei dem die erste Teilkapazität in der Nähe des gebogenen Abschnitts gleich der in der Nähe des linearen Abschnitts ist, die Konzentration des elektrischen Felds an der Entladefläche in der Nähe des gebogenen Abschnitts reduziert werden. Normalerweise ist die Feldstärke an der Entladefläche in der Nähe des gebogenen Abschnitts größer als in der Nähe des linearen Abschnitts. Wenn die Konzentration des elektrischen Felds in der Nähe des gebogenen Abschnitts wie vorstehend beschrieben reduziert werden kann, kann daher die Verteilung der Feldstärke über der Entladefläche unabhängig von den Formen der Entladeelektrode und der Gegenelektrode einheitlich ausgelegt werden.
Das dielektrische Element weist vorzugsweise einen die relative Dielektrizitätskonstante ändernden Abschnitt auf, der so ausgelegt ist, dass er von der Entladefläche aus gesehen den gebogenen Abschnitt bedeckt, und der die relative Dielektrizitätskonstante ändernde Abschnitt weist vorzugsweise eine niedrigere relative Dielektrizitätskonstante als das dielektrische Element auf.
Mit dieser Konfiguration kann die erste Teilkapazität in der Nähe des gebogenen Abschnitts reduziert werden, ohne den Abstand zwischen dem gebogenen Abschnitt und der Entladefläche zu ändern.
Ein Abstand zwischen der ersten Elektrode und der Entladefläche ist in der Nähe des linearen Abschnitts bevorzugt kürzer als in der Nähe des gebogenen Abschnitts.
Mit dieser Konfiguration kann die erste Teilkapazität in der Nähe des gebogenen Abschnitts reduziert werden, ohne die relative Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Elements in der Nähe des gebogenen Abschnitts zu ändern.
Das dielektrische Element kann einen vorspringenden Abschnitt aufweisen, der so ausgelegt ist, dass er von der Entladefläche aus gesehen den gebogenen Abschnitt bedeckt, und der vorspringende Abschnitt kann an der Entladefläche von einer Umgebung derselben vorspringen. Die erste Elektrode kann sich in der Nähe des gebogenen Abschnitts in einer Richtung weg von der Entladefläche biegen.
Mit diesen Konfigurationen ist der Abstand zwischen der ersten Elektrode und der Entladefläche in der Nähe des gebogenen Abschnitts größer als in der Nähe des linearen Abschnitts.
Von der Entladefläche aus gesehen erstreckt sich der die relative Dielektrizitätskonstante ändernde Abschnitt bevorzugt in einer Richtung, die den linearen Abschnitt schneidet, und überlappt die zweite Elektrode. Von der Entladefläche aus gesehen erstreckt sich analog der vorspringende Abschnitt bevorzugt in einer Richtung, die den linearen Abschnitt schneidet und überlappt die zweite Elektrode.
Eine zwischen der zweiten Elektrode und der Entladefläche pro Flächeneinheit der zweiten Elektrode ausgebildete Kapazität wird als zweite Teilkapazität bezeichnet. Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration sind sowohl die erste Teilkapazität als auch die zweite Teilkapazität in der Nähe des gebogenen Abschnitts kleiner als die in der Nähe des linearen Abschnitts. Die Konzentration des elektrischen Felds an der Entladefläche kann somit in der Nähe des gebogenen Abschnitts weiter reduziert werden.
Die zweite Elektrode weist von der Entladefläche aus gesehen bevorzugt einen linearen Abschnitt mit Elektrodenrändern, die sich in der Richtung erstrecken, in der sich die zweite Elektrode erstreckt, und einen gebogenen Abschnitt mit Elektrodenrändern, die so gebogen sind, dass sie sich von dem linearen Abschnitt erstrecken, auf. Eine zwischen der zweiten Elektrode und der Entladefläche pro Flächeneinheit der zweiten Elektrode gebildete Kapazität (zweite Teilkapazität) ist in der Nähe des gebogenen Abschnitts bevorzugt kleiner als in der Nähe des linearen Abschnitts.
Mit dieser Konfiguration kann auch die Konzentration des elektrischen Felds an der Entladefläche in der Nähe des gebogenen Abschnitts der zweiten Elektrode reduziert werden und die Verteilung von Feldstärke über der Entladefläche kann gleichmäßiger ausgelegt werden.
Die Ozonerzeugungsvorrichtung umfasst bevorzugt mehrere Paare der ersten und zweiten Elektroden, die von der Entladefläche aus gesehen in einer Richtung orthogonal zur Richtung, in der sich die ersten und zweiten Elektroden erstrecken, Seite an Seite angeordnet sind, und umfasst ferner bevorzugt eine Antriebsspannungsversorgung, die ausgelegt ist, um N-Phasen-Antriebsspannungen mit einem sich wiederholenden Muster mit einer zirkulierenden Phasendifferenz auszugeben, wobei N N ≥ 3 erfüllt. Die mehreren Paare der ersten und zweiten Elektroden sind jeweils bevorzugt ausgelegt, um die n-te Phasenantriebsspannung gemäß der Reihenfolge der Anordnung derselben von der Antriebsspannungsversorgung aufzunehmen, wobei n 1 ≤ n ≤ N erfüllt. Bei dieser Konfiguration ändert sich die Verteilung der Feldstärke in der Nähe der Entladefläche in zirkulierender Weise entlang der Richtung, in der die Elektrodenpaare angeordnet sind. Unter dem Einfluss der Verteilung von Feldstärke werden somit Gase in dem Raum in der Nähe der Entladefläche entlang der Richtung bewegt, in der die Elektrodenpaare angeordnet sind. Dies fördert die Zufuhr von Sauerstoff zu der Entladefläche und ein Entweichen von Ozon von der Entladefläche und steigert die Ozonerzeugungsmenge. Ferner verhindert das Strömen von Gasen ein leichtes Anhaften von Staub und dergleichen an der Entladefläche, und dies verbessert die Zuverlässigkeit der Ozonerzeugungsvorrichtung.
Eine erfindungsgemäße Ozonerzeugungsvorrichtung umfasst ein dielektrisches Element mit einer Entladefläche sowie eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die sich Seite an Seite in dem dielektrischen Element erstrecken und einzeln zu der Entladefläche weisen. Die erste Elektrode weist von der Entladefläche aus gesehen einen linearen Abschnitt mit Elektrodenrändern, die sich in der Richtung erstrecken, in der sich die erste Elektrode erstreckt, und einen gebogenen Abschnitt mit Elektrodenrändern, die so gebogen sind, dass sie sich von dem linearen Abschnitt erstrecken, auf. Das dielektrische Element weist einen vorspringenden Abschnitt auf, der so ausgelegt ist, dass er von der Entladefläche aus gesehen den gebogenen Abschnitt bedeckt. Der vorspringende Abschnitt springt in einer Dickenrichtung von der Entladefläche vor.
Mit dieser Konfiguration, bei der der vorspringende Abschnitt so vorgesehen ist, dass er den gebogenen Abschnitt bedeckt, wird die erste Teilkapazität in der Nähe des gebogenen Abschnitts reduziert. Dies reduziert die Stärke des an der Entladefläche in der Nähe des gebogenen Abschnitts erzeugten elektrischen Felds. Die Verteilung von Feldstärke über die Entladefläche kann somit gleichmäßig ausgelegt werden.
Der vorspringende Abschnitt erstreckt sich bevorzugt in einer Richtung, die von der Entladefläche aus gesehen den linearen Abschnitt schneidet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Da bei der erfindungsgemäßen Ozonerzeugungsvorrichtung die Konzentration des elektrischen Felds an der Entladefläche in der Nähe des gebogenen Abschnitts reduziert werden kann, kann die Verteilung von Feldstärke über der Entladefläche gleichmäßig ausgelegt werden. An der Entladefläche können damit die Ablagerung von anhaftenden Materialien und die Ausbreitung von Defekten in der Nähe des gebogenen Abschnitts unwahrscheinlicher gemacht werden und die Zuverlässigkeit der Ozonerzeugungsvorrichtung kann verbessert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Draufsicht – von einer Entladefläche aus gesehen, auf eine Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine Querschnittansicht – von der Vorderseite aus gesehen – der Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist ein schematisches Diagramm, das elektrische Kraftlinien zeigt, die in der Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform erzeugt werden.
4(A) und 4(B) sind schematische Diagramme, die Kapazitäten zeigen, die in der Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform gebildet werden.
5 ist eine Draufsicht – von der Entladefläche aus gesehen – auf eine Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
6(A) und 6(B) sind jeweils eine Querschnittansicht – von der Vorderseite aus gesehen – einer Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
7(A) und 7(B) sind jeweils eine Querschnittansicht – von der Vorderseite aus gesehen – einer Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.
8 ist eine Draufsicht – von der Entladefläche aus gesehen – auf eine Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform.
9(A) ist ein elektrisches Anschlussschema einer Ozonerzeugungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform, und 9(B) ist ein Zeit-Wellenform-Diagramm von Antriebsspannungen V₁ bis V₄
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Herstellen einer Ozonerzeugungsvorrichtung zeigt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
1 ist eine Draufsicht, von einer Entladefläche aus gesehen, auf eine Ozonerzeugungsvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Querschnittansicht – von der Vorderseite aus gesehen, der Ozonerzeugungsvorrichtung 10.
Die Ozonerzeugungsvorrichtung 10 umfasst ein dielektrisches Element 1, eine Entladeelektrode 2, eine Gegenelektrode 3 und eine Antriebsspannungsversorgung 4.
Das dielektrische Element 1 besteht aus einem dielektrischen Material. Das dielektrische Element 1 weist eine Entladefläche (Oberseite) 11, eine Unterseite 12, eine linke Seitenfläche 13, eine rechte Seitenfläche 14, eine Vorderfläche 15 und eine Rückfläche 16 auf. Das dielektrische Element 1 ist von der Entladefläche 11 aus gesehen eine rechteckige flache Platte. Zu beachten ist, dass von der Entladefläche 11 aus gesehen das dielektrische Element 1 nicht unbedingt rechteckig sein muss und von beliebiger Form sein könnte, etwa polygonal, kreisförmig oder oval.
Mindestens ein Paar aus Entladeelektrode 2 und Gegenelektrode 3 ist in dem dielektrischen Element 1 enthalten. Die Entladeelektrode 2 und die Gegenelektrode 3 weisen jeweils zumindest teilweise in einer Richtung von der Unterseite 12 hin zur Entladefläche 11 (nachstehend als ”Dickenrichtung” bezeichnet) zur Entladefläche 11 hin. Die Entladeelektrode 2 und die Gegenelektrode 3 erstrecken sich entlang einer Richtung von der linken Seitenfläche 13 hin zur rechten Seitenfläche 14 (nachstehend als ”Längsrichtung” bezeichnet).
Die Entladeelektrode 2 und die Gegenelektrode 3 sind jeweils durch einen ebenen Leiter ausgebildet, der sich parallel zu der Entladefläche 11 erstreckt, und sind einander in der Dickenrichtung zugewandt. Die Entladeelektrode 2 ist näher an der Entladefläche 11 als die Gegenelektrode 3 angeordnet. In der Breitenrichtung ist die Gegenelektrode 3 größer bemessen als die Entladeelektrode 2. Von der Entladefläche 11 aus gesehen erstreckt sich die Gegenelektrode 3 von beiden Seiten der Entladeelektrode 2 in der Breitenrichtung nach außen.
Die Entladeelektrode 2 weist einen Spitzenabschnitt 21, der an die linke Seitenfläche 13 angrenzt und in dem dielektrischen Element 1 endet, und einen linearen Abschnitt 22, der sich von einer Seite des Spitzenabschnitts 21 angrenzend an die rechte Seitenfläche 14 erstreckt, um die rechte Seitenfläche 14 des dielektrischen Elements 1 zu erreichen, auf. Von der Entladefläche 11 aus gesehen erstrecken sich die Elektrodenränder des linearen Abschnitts 22 entlang der Längsrichtung. Ebenfalls von der Entladefläche 11 aus gesehen sind die Elektrodenränder des Spitzenabschnitts 21 von dem linearen Abschnitt 32 gebogen, um sich in der Breitenrichtung zu erstrecken. Der Spitzenabschnitt 21 entspricht somit dem ”gebogenen Abschnitt” der Entladeelektrode 2.
Die Gegenelektrode 3 weist einen Spitzenabschnitt 31, der an die rechte Seitenfläche 14 angrenzt und in dem dielektrischen Element 1 endet, und einen linearen Abschnitt 32, der sich von einer Seite des Spitzenabschnitts 31 angrenzend an die linke Seitenfläche 13 erstreckt, um die linke Seitenfläche 13 des dielektrischen Elements 1 zu erreichen, auf. Von der Entladefläche 11 aus gesehen erstrecken sich die Elektrodenränder des linearen Abschnitts 32 entlang der Längsrichtung. Ebenfalls von der Entladefläche 11 aus gesehen sind die Elektrodenränder des Spitzenabschnitts 31 von dem linearen Abschnitt 32 gebogen, um sich in der Breitenrichtung zu erstrecken. Der Spitzenabschnitt 31 entspricht somit dem ”gebogenen Abschnitt” der Gegenelektrode 3.
Das dielektrische Element 1 weist an seiner Entladefläche 11 vorspringende Abschnitte 17 und 18 auf. Die vorspringenden Abschnitte 17 und 18 springen von Umgebungen davon an der Entladefläche 11 des dielektrischen Elements 1 in der Dickenrichtung vor. Die Entladefläche 11 ist mit Ausnahme der vorspringenden Abschnitte 17 und 18 flach. Der vorspringende Abschnitt 17 erstreckt sich, von der Entladefläche 11 aus gesehen, in der Breitenrichtung, um den Spitzenabschnitt 21 der Entladeelektrode 2 zu bedecken. Der vorspringende Abschnitt 18 erstreckt sich, ebenfalls von der Entladefläche 11 aus gesehen, in der Breitenrichtung, um den Spitzenabschnitt 31 der Gegenelektrode 3 zu bedecken.
Die Antriebsspannungsversorgung 4 ist zwischen einem Ende der Entladeelektrode 2 an der Seite des linearen Abschnitts 22 und einem Ende der Gegenelektrode 3 an der Seite des linearen Abschnitts 32 elektrisch angeschlossen. Hier verbindet die Antriebsspannungsversorgung 4 die Gegenelektrode 3 mit einem Referenzpotential und legt an der Entladeelektrode 2 bezüglich des Referenzpotentials eine Wechselspannung an. Das Anlegen der Wechselspannung zwischen der Entladeelektrode 2 und der Gegenelektrode 3 erzeugt ein elektrisches Wechselfeld um die Entladeelektrode 2 und die Gegenelektrode 3.
3 ist ein schematisches Diagramm, das in der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 ein elektrisches Wechselfeld um die Entladeelektrode 2 und die Gegenelektrode 3 zeigt. In 3 sind durch das elektrische Wechselfeld erzeugte elektrische Kraftlinien durch Strichlinien angedeutet.
Das elektrische Wechselfeld erzeugt elektrische Kraftlinien A, die sich von der Entladeelektrode 2 nur durch das Innere des dielektrischen Elements 1 zu der Gegenelektrode 3 erstrecken, sowie elektrische Kraftlinien B, die sich von der Entladeelektrode 2 durch die Entladefläche 11 zur Außenseite des dielektrischen Elements 1 erstrecken und dann ins Innere des dielektrischen Elements 1 zurückkehren, um die Gegenelektrode 3 zu erreichen. Wenn die Dichte der elektrischen Kraftlinien B außerhalb des dielektrischen Elements 1 einen bestimmten Wert übersteigt, d. h. wenn die Feldstärke außerhalb des dielektrischen Elements 1 einen bestimmten Wert übersteigt, kommt es an der Entladefläche 11 oder in dem Raum nahe der Entladefläche 11 zu einem Durchschlag und dies erzeugt Entladung. Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 ist, von der Entladefläche 11 aus gesehen, die Dichte der elektrischen Kraftlinien B in einem Bereich, der sich von dem Rand der Entladeelektrode 2 erstreckt, um einen Abschnitt der Gegenelektrode 3 in der Nähe der Entladeelektrode 2 und außerhalb des Rands der Entladeelektrode 2 zu überlappen, hoch. In diesem Bereich kommt es tendenziell zu einer Entladung.
4(A) ist ein schematisches Diagramm eines äquivalenten Stromkreises, in dem eine Kapazität, die zwischen der Entladeelektrode 2 und der Gegenelektrode 3 pro Flächeneinheit der Entladeelektrode 2 ausgebildet wird, als konzentrierte Konstante ausgedrückt wird.
Eine Kapazität C, die zwischen der Entladeelektrode 2 und der Gegenelektrode 3 pro Flächeneinheit der Entladeelektrode 2 ausgebildet wird, kann als Kapazitätsschaltung betrachtet werden, die durch Parallelschalten einer Teilkapazität Ca, die ein elektrisches Feld erzeugt, das in 3 durch die elektrischen Kraftlinien A dargestellt ist, und einer Teilkapazität Cb, die ein elektrisches Feld erzeugt, das in 3 durch die elektrischen Kraftlinien B dargestellt ist, gebildet wird. D. h. die Kapazität C kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: C = Ca + Cb.
Die Teilkapazität Cb, die den elektrischen Kraftlinien B entspricht, kann als Kapazitätsschaltung betrachtet werden, die durch Schalten in Reihe einer ersten Teilkapazität C1, die die elektrischen Kraftlinien B zwischen der Entladeelektrode 2 und der Entladefläche 11 erzeugt, einer zweiten Teilkapazität C2, die die elektrischen Kraftlinien B zwischen der Gegenelektrode 3 und der Entladefläche 11 erzeugt, und einer dritten Teilkapazität C3, die die elektrischen Kraftlinien B an der Entladefläche 11 oder in dem Raum nahe der Entladefläche 11 erzeugt, gebildet wird. D. h. die den elektrischen Kraftlinien B entsprechende Teilkapazität Cb kann durch die Gleichung 1/Cb = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 ausgedrückt werden.
Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 mit der vorstehend beschriebenen äquivalenten Schaltung machen die vorspringenden Abschnitte 17 und 18, die in 1 und 2 gezeigt sind, die Dicken von der Entladeelektrode 2 und der Gegenelektrode 3 zu der Entladefläche 11 in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 in dem dielektrischen Element 1 größer als in der Nähe der linearen Abschnitte 22 und 32 in dem dielektrischen Element 1. In der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 in dem dielektrischen Element 1 sind daher die erste Teilkapazität C1 und die zweite Teilkapazität C2 kleiner als die in der Nähe der linearen Abschnitte 22 und 32 in dem dielektrischen Element 1.
Die Auswirkung der Dicken von der Entladeelektrode 2 und der Gegenelektrode 3 zu der Entladefläche 11 auf die Teilkapazitäten wird nun näher beschrieben. Die erste Teilkapazität C1 kann durch die Gleichung C1 = ε0 × εr × A/L1 = ε0 × εr/L1 ausgedrückt werden, wobei L1 ein Abstand von der Entladeelektrode 2 zu der Entladefläche 11 ist, ε0 eine Dielektrizitätskonstante von Vakuum ist, εr eine relative Dielektrizitätskonstante in dem dielektrischen Element 1 ist und A eine Fläche in der Entladeelektrode 2 ist (A = 1 in diesem Beispiel, da die Kapazität C eine Kapazität pro Flächeneinheit ist).
Analog kann die zweite Teilkapazität C2 durch die Gleichung C2 = ε0 × εr × A/L2 = ε0 × εr/L2 ausgedrückt werden, wobei L2 ein Abstand von der Gegenelektrode 3 zu der Entladefläche 11 ist.
In den vorstehend beschriebenen Gleichungen nehmen die Teilkapazitäten C1 und C2 ab, wenn die Abstände L1 und L2 größer werden, und die Teilkapazitäten C1 und C2 nehmen zu, wenn die Abstände L1 und L2 kleiner werden. In der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 32, wo die Dicken von der Entladeelektrode 2 und der Gegenelektrode 3 zu der Entladefläche 11 groß sind, sind daher die erste Teilkapazität C1 und die zweite Teilkapazität C2 kleiner als die in der Nähe der linearen Abschnitte 22 und 32 in dem dielektrischen Element 1.
4(B) ist ein schematisches Diagramm, in dem die erste Teilkapazität und die zweite Teilkapazität, die an den vorspringenden Abschnitten 17 und 18 ausgebildet sind, durch C1' bzw. C2' bezeichnet sind, und die erste Teilkapazität und die zweite Teilkapazität, die außerhalb der vorspringenden Abschnitte 17 und 18 ausgebildet sind, sind durch C1'' bzw. C2'' bezeichnet.
In dem dielektrischen Element 1 sind die Dicken von der Entladefläche 11 zu der Entladeelektrode 2 und der Gegenelektrode 3 an den vorspringenden Abschnitten 17 und 18 groß und außerhalb der vorspringenden Abschnitte 17 und 18 klein. Im Hinblick auf die Gleichungen zum Ableiten der vorstehend beschriebenen Teilkapazitäten C1 und C2 sind daher die Teilkapazitäten C1' und C2' an den vorspringenden Abschnitten 17 und 18 kleiner als die Teilkapazitäten C1'' und C2'' außerhalb der vorspringenden Abschnitte 17 und 18.
Nun wird die Auswirkung der ersten Teilkapazität C1 und der zweiten Teilkapazität C2 auf die Feldstärke in der Entladefläche 11 beschrieben. Wenn die in 4(A) gezeigte Antriebsspannungsversorgung 4 eine Antriebsspannung V0 zwischen der Entladeelektrode 2 und der Gegenelektrode 3 anlegt, kann eine zu der dritten Teilkapazität C3 an der Entladefläche 11 angelegte Spannung V3 durch die Gleichung V3 = (C12/(C3 + C12)) × V0 ausgedrückt werden, wobei C12 eine kombinierte Kapazität der ersten Teilkapazität C1 und der zweiten Teilkapazität C2 ist.
Diese Gleichung gibt an, dass die zu der dritten Teilkapazität C3 angelegte Spannung V3 um so niedriger ist, je kleiner die kombinierte Kapazität C12 der ersten Teilkapazität C1 und der zweiten Teilkapazität C2 ist.
D. h. wenn die Teilkapazitäten C1 und C2 durch Vorsehen der vorspringenden Abschnitte 17 und 18, so dass sie, von der Entladefläche 11 aus gesehen, die Spitzenabschnitte 21 und 31 bedecken, reduziert werden, wird die in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 erzeugte Spannung V3 reduziert und die Feldstärke wird an der Entladefläche 11 abgeschwächt.
Normalerweise sind an Stellen, an denen Elektrodenränder gebogen sind, etwa an den Spitzenabschnitten 21 und 31 der Entladeelektrode 2 und der Gegenelektrode 3, Feldstärken in deren Nähe größer als an Stellen, an denen Elektrodenränder linear sind, etwa die linearen Abschnitte 22 und 32. Ohne die vorspringenden Abschnitte 17 und 18 tendiert eine Entladung an der Entladefläche 11 daher dazu, in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 aufzutreten. Das resultierende Abgeben von hellem Licht in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 kann ein merkliches Zunehmen von anhaftenden Materialien und Defekten hervorrufen. Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, bei der die vorspringenden Abschnitte 17 und 18 so vorgesehen sind, dass sie die Spitzenabschnitte 21 und 31 von der Entladefläche 11 aus gesehen überlappen, kann aber das Auftreten einer Entladung an der Entladefläche 11 in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 weniger wahrscheinlich gemacht werden. Das Auftreten von übermäßiger Entladung an der Entladefläche 11 kann somit in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 reduziert werden und das merkliche Zunehmen von anhaftenden Materialien und Defekten kann verhindert werden.
Auch wenn die vorliegende Ausführungsform eine Konfiguration beschreibt, die nur ein Paar aus Entlade- und Gegenelektrode 2 und 3 umfasst, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel können zwei oder mehr Paare der Entlade- und Gegenelektroden 2 und 3 vorgesehen werden. Wenn mehrere Paare der Entlade- und Gegenelektroden 2 und 3 vorgesehen werden, können die vorspringenden Abschnitte 17 und 18 so vorgesehen werden, dass sie sich über die mehreren Paare der Entlade- und Gegenelektroden 2 und 3 erstrecken. Alternativ können vorspringende Abschnitte so vorgesehen werden, dass sie die jeweiligen Spitzenabschnitte 21 und 31 jedes Paars der Entlade- und Gegenelektroden 2 und 3 überlappen.
Auch wenn die vorliegende Ausführungsform eine Konfiguration beschreibt, in der die Entladeelektrode 2 näher an der Entladefläche 11 als die Gegenelektrode 3 angeordnet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel können die Funktionen der Entladeelektrode 2 und der Gegenelektrode 3 umgekehrt sein; d. h. die Elektrode nahe der Entladefläche 11 kann als Gegenelektrode dienen und die Elektrode fern der Entladefläche 11 kann als Entladeelektrode dienen.
Auch wenn die vorliegende Ausführungsform eine Konfiguration beschreibt, in der die vorspringenden Abschnitte 17 und 18 den Spitzenabschnitt 21 der Entladeelektrode 2 bzw. den Spitzenabschnitt 31 der Gegenelektrode 3 bedecken, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel kann ein vorspringender Abschnitt vorgesehen sein, um nur einen der Spitzenabschnitte zu bedecken. Die Konzentration des elektrischen Felds tritt am wahrscheinlichsten in der Nähe des Spitzenabschnitts auf, der sich nahe der Entladefläche 11 befindet. Daher ist es in diesem Fall bevorzugt, dass der vorspringende Abschnitt so vorgesehen wird, dass er den Spitzenabschnitt bedeckt, der sich nahe der Entladefläche 11 befindet.
Die vorliegende Ausführungsform beschreibt eine Konfiguration, bei der die vorspringenden Abschnitte 17 und 18 die Spitzenabschnitte 21 und 31 der Entladeelektrode 2 und der Gegenelektrode 3 bedecken und die Spitzenabschnitte 21 und 31 als ”gebogene Abschnitte” dienen, die jeweils Elektrodenränder aufweisen, die von der Entladefläche 11 aus gesehen gebogen sind. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Beispielsweise können die Entladeelektrode 2 und die Gegenelektrode 3 in der Längsrichtung an etwa ihrer Mitte jeweils zu einer Kurbelform gebogen sein, und die als ”gebogene Abschnitte” dienenden umgebogenen Abschnitte können von den vorspringenden Abschnitten bedeckt sein.
Zweite Ausführungsform
5 ist eine Draufsicht – von der Entladefläche 11 aus gesehen – einer Ozonerzeugungsvorrichtung 10A gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Ozonerzeugungsvorrichtung 10A umfasst ein dielektrisches Element 1A, Entladeelektroden 2A, Gegenelektroden 3A und die Antriebsspannungsversorgung 4 (nicht gezeigt). Die Entladeelektroden 2A und die Gegenelektroden 3A sind jeweils durch einen ebenen Leiter gebildet, der sich parallel zu der Entladefläche 11 erstreckt, und sind in der Breitenrichtung Seite an Seite angeordnet, ohne in der Dickenrichtung zueinander zu weisen. Es sind zwei Entladeelektroden 2A und zwei Gegenelektroden 3A abwechselnd angeordnet; d. h. hier sind zwei Paare vorgesehen. Die Entladeelektroden 2A und die Gegenelektroden 3A sind in der Dickenrichtung auf der gleichen Höhe angeordnet und weisen in der Breitenrichtung die gleiche Größe auf.
Wie in der ersten Ausführungsform weist die Entladefläche 11 des dielektrischen Elements 1A den vorspringenden Abschnitt 17, der die Spitzenabschnitte 21 der Entladeelektroden 2A bedeckt, und den vorspringenden Abschnitt 18, der die Spitzenabschnitte 31 der Gegenelektroden 3A bedeckt, auf.
Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10A, die wie vorstehend beschrieben ausgelegt ist, bei der die vorspringenden Abschnitte 17 und 18 die Spitzenabschnitte 21 und 31 bedecken, kann der Abstand von den Entladeelektroden 2A und den Gegenelektroden 3A zu der Entladefläche 11 ebenfalls vergrößert werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist es daher immer noch möglich, die erste Teilkapazität C1 und die zweite Teilkapazität C2 in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 zu reduzieren und die Feldstärke an der Entladefläche 11 in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 zu reduzieren. Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10A der vorliegenden Ausführungsform ist es somit auch möglich, das Auftreten von übermäßiger Entladung an der Entladefläche 11 in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 zu reduzieren und das merkliche Zunehmen von anhaften Materialien und Defekten zu verhindern.
In der vorliegenden Ausführungsform ist es wiederum möglich, wie am Ende der ersten Ausführungsform beschrieben die Konfiguration geeignet zu ändern. Beispielsweise kann die Anzahl an Paaren der Entlade- und Gegenelektroden 2A und 3A geändert werden. Ferner können vorspringende Abschnitte so vorgesehen werden, dass sie jedes Paar der Entlade- und Gegenelektroden 2A und 3A überlappen. Ein vorspringender Abschnitt kann ebenfalls vorgesehen werden, um nur die Spitzenabschnitte 21 der Entladeelektroden 2A oder die Spitzenabschnitte 31 der Gegenelektroden 3A zu bedecken. Ferner können die Entladeelektroden 2A und die Gegenelektroden 3A in der Längsrichtung an etwa ihrer Mitte jeweils zu einer Kurbelform gebogen sein, und die als ”gebogene Abschnitte” dienenden umgebogenen Abschnitte können von vorspringenden Abschnitten bedeckt sein.
Dritte Ausführungsform
6(A) ist eine Querschnittansicht – von der Vorderseite aus gesehen – einer Ozonerzeugungsvorrichtung 10B gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Ozonerzeugungsvorrichtung 10B umfasst ein dielektrisches Element 1B, eine Entladeelektrode 2B, eine Gegenelektrode 3B und die Antriebsspannungsversorgung 4 (nicht gezeigt). Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform weist das dielektrische Element 1B keine vorspringenden Abschnitte auf und die gesamte Entladefläche 11 ist im Wesentlichen flach. Statt der vorspringenden Abschnitte weisen die Entladeelektrode 2B und die Gegenelektrode 3B jeweils umgebogene Abschnitte 17B und 18B auf.
Wie in der ersten Ausführungsform sind die Entladeelektrode 2B und die Gegenelektrode 3B jeweils durch einen ebenen Leiter ausgebildet. Von der Vorderseite aus gesehen biegen sich die Entladeelektrode 2B und die Gegenelektrode 3B an den umgebogenen Abschnitten 17B und 18B von einer Richtung parallel zur Entladefläche 11, um die Bereiche an Seiten der umgebogenen Abschnitte 17B und 18B angrenzend an die Spitzenabschnitte 21 und 31 weiter weg von der Entladefläche 11 als Bereiche an Seiten der umgebogenen Abschnitte 17B und 18B angrenzend an die linearen Abschnitte 22 und 32 anzuordnen. Ohne die vorspringenden Abschnitte können somit bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10B die Abstände von der Entladeelektrode 2B und der Gegenelektrode 3B zu der Entladefläche 11 in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 vergrößert werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist es daher immer noch möglich, die erste Teilkapazität C1 und die zweite Teilkapazität C2 in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 zu reduzieren und die Feldstärke an der Entladefläche 11 in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 zu reduzieren. Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10B der vorliegenden Ausführungsform ist es somit immer noch möglich, das Auftreten von übermäßiger Entladung an der Entladefläche 11 in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 zu reduzieren und das merkliche Zunehmen von anhaften Materialien und Defekten zu verhindern.
In der vorliegenden Ausführungsform ist es wiederum möglich, wie am Ende der ersten Ausführungsform beschrieben die Konfiguration geeignet zu ändern. Beispielsweise kann die Anzahl an Paaren der Entlade- und Gegenelektroden 2B und 3B geändert werden. Ferner können die Entladeelektrode 2B und die Gegenelektrode 3B in der Längsrichtung an etwa ihrer Mitte jeweils zu einer Kurbelform gebogen sein, und die als ”gebogene Abschnitte” dienenden umgebogenen Abschnitte können von vorspringenden Abschnitten bedeckt sein.
6(B) ist eine Querschnittansicht – von der Vorderseite aus gesehen – einer Ozonerzeugungsvorrichtung 10C gemäß einer Abwandlung der dritten Ausführungsform. Die Ozonerzeugungsvorrichtung 10C umfasst ein dielektrisches Element 1C, eine Entladeelektrode 2C, eine Gegenelektrode 3C und die Antriebsspannungsversorgung 4 (nicht gezeigt). Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10C sind wie in der zweiten Ausführungsform die Entladeelektrode 2C und die Gegenelektrode 3C in der Dickenrichtung auf der gleichen Höhe positioniert und sind in der Breitenrichtung Seite an Seite angeordnet. Bei dieser Konfiguration weisen die Entladeelektrode 2C und die Gegenelektrode 3C jeweils umgebogene Abschnitte 17C und 18C auf, wodurch die Umgebungen der Spitzenabschnitte 21 und 31 entfernt von der Entladefläche 11 angeordnet werden. Selbst wenn die Entladeelektrode und die Gegenelektrode Seite an Seite auf der gleichen Höhe angeordnet sind, ist es somit immer noch möglich, die dritte Ausführungsform zu implementieren, bei der die Entladeelektrode und die Gegenelektrode die umgebogenen Abschnitte aufweisen.
Vierte Ausführungsform
7(A) ist eine Querschnittansicht – von der Vorderseite aus gesehen – einer Ozonerzeugungsvorrichtung 10D gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Ozonerzeugungsvorrichtung 10D umfasst ein dielektrisches Element 1D, eine Entladeelektrode 2D, eine Gegenelektrode 3D und die Antriebsspannungsversorgung 4 (nicht gezeigt). Im Gegensatz zu der ersten und zweiten Ausführungsform enthält das dielektrische Element 1D keine vorspringenden Abschnitte oder umgebogenen Abschnitte und umfasst stattdessen die relative Dielektrizitätskonstante ändernde Abschnitte 17D und 18D. Die die relative Dielektrizitätskonstante ändernden Abschnitte 17D und 18D bestehen aus einem dielektrischen Material mit einer niedrigeren relativen Dielektrizitätskonstante als deren Umgebungen in dem dielektrischen Element 1D. Die die relative Dielektrizitätskonstante ändernden Abschnitte 17D und 18D sind so angeordnet, dass sie die Spitzenabschnitte 21 und 31 der Entladeelektrode 2D und der Gegenelektrode 3D bedecken.
Wie in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform können die erste Teilkapazität und die zweite Teilkapazität durch die Gleichungen C1 = ε0 × εr/L1 bzw. C2 = ε0 × εr/L2 ausgedrückt werden.
In den vorstehend beschriebenen Gleichungen bezeichnet εr eine relative Dielektrizitätskonstante, und wenn die relative Dielektrizitätskonstante εr abnimmt, nehmen die erste Teilkapazität C1 und die zweite Teilkapazität C2 ab. Ohne die vorspringenden Abschnitte oder umgebogenen Abschnitte ist es daher, wie in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, bei Vorsehen der die relative Dielektrizitätskonstante ändernden Abschnitte 17D und 18D mit einer niedrigeren relativen Dielektrizitätskonstante als deren Umgebungen in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 21 immer noch möglich, die erste Teilkapazität C1 und die zweite Teilkapazität C2 zu reduzieren und die Feldstärke an der Entladefläche 11 in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 zu reduzieren. Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform ist es somit immer noch möglich, das Auftreten von übermäßiger Entladung an der Entladefläche 11 in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 zu reduzieren und das merkliche Zunehmen von anhaften Materialien und Defekten zu verhindern.
In der vorliegenden Ausführungsform ist es wiederum möglich, wie am Ende der ersten Ausführungsform beschrieben die Konfiguration geeignet zu ändern. Beispielsweise kann die Anzahl an Paaren der Entlade- und Gegenelektroden 2D und 3D geändert werden. Ferner kann ein die relative Dielektrizitätskonstante ändernder Abschnitt so vorgesehen werden, dass er nur den Spitzenabschnitt 21 der Entladeelektrode 2D oder den Spitzenabschnitt 31 der Gegenelektrode 3D bedeckt. Ferner können die Entladeelektrode 2D und die Gegenelektrode 3D in der Längsrichtung an etwa ihrer Mitte jeweils zu einer Kurbelform gebogen sein, und die als ”gebogene Abschnitte” dienenden umgebogenen Abschnitte können von die relative Dielektrizitätskonstante ändernden Abschnitten bedeckt sein.
7(B) ist eine Querschnittansicht – von der Vorderseite aus gesehen – einer Ozonerzeugungsvorrichtung 10E gemäß einer Abwandlung der vierten Ausführungsform. Die Ozonerzeugungsvorrichtung 10E umfasst ein dielektrisches Element 1E, eine Entladeelektrode 2E, eine Gegenelektrode 3E und die Antriebsspannungsversorgung 4 (nicht gezeigt). Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung 10E sind wie in der zweiten Ausführungsform die Entladeelektrode 2E und die Gegenelektrode 3E Seite an Seite auf der gleichen Höhe angeordnet. Bei dieser Konfiguration sind die die relative Dielektrizitätskonstante ändernden Abschnitte 17E und 18E so angeordnet, dass sie die Entladeelektrode 2E und die Gegenelektrode 3E überlappen, um die Teilkapazitäten C1 und C2 in der Nähe der Spitzenabschnitte 21 und 31 zu reduzieren. Selbst wenn die Entladeelektrode und die Gegenelektrode Seite an Seite auf gleicher Höhe angeordnet sind, ist es somit immer noch möglich, die vierte Ausführungsform zu implementieren, bei der die die relative Dielektrizitätskonstante ändernden Abschnitte vorgesehen sind.
Fünfte Ausführungsform
8 ist eine Draufsicht – von der Entladefläche 11 aus gesehen – einer Ozonerzeugungsvorrichtung 10F gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Ozonerzeugungsvorrichtung 10F umfasst ein dielektrisches Element 1F, Entladeelektroden 2F, Gegenelektroden 3F und die Antriebsspannungsversorgung 4 (nicht gezeigt). Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform in der Form der vorspringenden Abschnitte 17F und 18F des dielektrischen Elements 1F. Die vorspringenden Abschnitte 17F sind für die jeweiligen Entladeelektroden 2F so vorgesehen, dass sie nur deren Spitzenabschnitte 21 überlappen. Die vorspringenden Abschnitte 18F sind analog für die jeweiligen Gegenelektroden 3F so vorgesehen, dass sie nur deren Spitzenabschnitte 31 überlappen. Auf diese Weise können die vorspringenden Abschnitte vorgesehen werden.
Sechste Ausführungsform
9(A) ist ein elektrisches Anschlussschema einer Ozonerzeugungsvorrichtung 10G nach einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine allgemeine Konfiguration der Ozonerzeugungsvorrichtung 10G ist die gleiche wie die der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. D. h. die Ozonerzeugungsvorrichtung 10G umfasst ein dielektrisches Element 1G, Entladeelektroden 2G, Gegenelektroden 3G (nicht gezeigt) und eine Antriebsspannungsversorgung 4G. Hier sind vier oder mehr Paare der Entlade- und Gegenelektroden 2G und 3G vorgesehen. Die Paare der Entlade- und Gegenelektroden 2G und 3G sind in der Reihenfolge der Anordnung in der Breitenrichtung in vier Gruppen unterteilt. Die Antriebsspannungsversorgung 4G ist ausgelegt, um Vierphasen-Antriebsspannungen V₁ bis V₄ auszugeben, die so viele sind wie die Gruppen, die jeweils entsprechende Paare der Entlade- und Gegenelektroden 2G und 3G enthalten. Die Entladeelektroden 2G in jeder Gruppe sind ausgelegt, um eine der Antriebsspannungen V₁ bis V₄ mit einer der Gruppenanzahl entsprechenden Phasenanzahl aufzunehmen.
9(B) ist ein Zeit-Wellenform-Diagramm der Antriebsspannungen V₁ bis V₄. Die Antriebsspannungen V₁ bis V₄ weisen das gleiche sich wiederholende Muster mit einer Phasendifferenz von 90° in der Reihenfolge der Phasenanzahl auf. Die Antriebsspannungen V₁ bis V₄ weisen somit eine Beziehung auf, bei der die Phasendifferenz in der Reihenfolge der Phasenanzahl zirkuliert wird.
Bei der wie vorstehend beschrieben ausgelegten Ozonerzeugungsvorrichtung 10G ändert sich die Verteilung der Feldstärke in der Nähe der Entladefläche 11 entlang der Breitenrichtung in zirkulierender Weise. Unter dem Einfluss der Feldstärke werden somit Gase in dem Raum entlang der Breitenrichtung in der Nähe der Entladefläche 11 bewegt. Dies fördert die Zufuhr von Sauerstoff zu der Entladefläche und ein Entweichen von Ozon von der Entladefläche und steigert die Ozonerzeugungsmenge. Ferner verhindert das Strömen von Gasen ein leichtes Anhaften von Staub und dergleichen an der Entladefläche, und dies verbessert die Zuverlässigkeit der Ozonerzeugungsvorrichtung 10G.
Auch wenn die vorliegende Ausführungsform ein Beispiel für das Verwenden von Impulswellensignalen als Antriebsspannungen V₁ bis V₄ beschreibt, können als Antriebsspannungen V₁ bis V₄ Sinuswellensignale oder Reckteckwellensignale verwendet werden. Das Verwenden von Impulswellensignalen oder Rechteckwellensignalen ist bevorzugter als das Verwenden von Sinuswellensignalen, da es die Spannung senken kann, bei der Entladung beginnt. Auch wenn die vorliegende Ausführungsform ein Beispiel beschreibt, in dem die Anzahl von Antriebsspannungsphasen bei vier liegt, kann die Anzahl von Antriebsspannungsphasen eine beliebige ganze Zahl von größer oder gleich drei sein. Auch wenn die vorliegende Ausführungsform ein Beispiel beschreibt, bei dem alle Antriebsspannungen eine Wellenform des gleichen Musters aufweisen, können die Antriebsspannungen Wellenformen unterschiedlicher Muster aufweisen. Zum Beispiel können Antriebsspannungen mit unterschiedlichen Amplituden oder unterschiedlichen Wiederholungsperioden verwendet werden.
(Beispielhaftes Herstellungsverfahren und Zuverlässigkeitstest)
Mithilfe von konkreten Ozonerzeugungsvorrichtungen gemäß den Ausführungsformen wurde ein Zuverlässigkeitstest ausgeführt.
Zunächst wird ein Verfahren zum Herstellen einer Ozonerzeugungsvorrichtung mithilfe einer konkreten Vorrichtung mit vorspringenden Abschnitten als typisches Beispiel beschrieben.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Herstellen einer konkreten Ozonerzeugungsvorrichtung zeigt.
Bei der Herstellung der konkreten Vorrichtung mit vorspringenden Abschnitten wurde zunächst eine dielektrische Grünfolie gebildet (S1). Nachdem CaO-B₂O₃-Al₂O₃-SiO₂-Glas und Al₂O₃ zusammen mit einem Toluen/Ethanol-Gemisch, einem Dispergiermittel und einem Bindemittel in einer Kugelmühle acht Stunden lang einer Dispersionbehandlung unterzogen worden waren, wurde eine dielektrische Grünfolie durch eine Rakeltechnik gebildet. Zu beachten ist, dass Materialien und Techniken, die zum Herstellen der dielektrischen Grünfolie verwendet werden, nicht auf die vorstehend beschriebenen beschränkt sind und abhängig von der Art des dielektrischen Materials, das zum Bilden des dielektrischen Elements verwendet wird, bestimmt werden können. Beispiele für das dielektrische Material umfassen Al₂O₃, SiO₂, ZrO₂, verschiedene Arten von Glas, ein Oxid wie etwa BaTiO₃, eine Mischung von in LTCC enthaltenem Glas und Oxidfüllstoff und ein Harz wie etwa Epoxid oder Polyimid. D. h. es kann jedes Material verwendet werden, solange es dem dielektrischen Element hohe Isoliereigenschaften vermitteln kann.
Als Nächstes wurde bei der Herstellung der konkreten Vorrichtung ein Leiterpastenmuster, das der Entladeelektrode und der Gegenelektrode entspricht, ausgebildet (S2). Im Einzelnen wurde ein Leiterpastenmuster, das der Entladeelektrode und der Gegenelektrode entspricht, durch Auftragen einer Ag-Paste auf die dielektrische Grünfolie mithilfe von Siebdruck gebildet.
Das Material der Leiterpaste ist nicht besonders beschränkt, solange das Leiterpastenmuster auf der dielektrischen Grünfolie ausgebildet werden kann. Wenn die Leiterpaste zusammen mit der dielektrischen Grünfolie, die aus einem Oxidmaterial oder dergleichen besteht, gefeuert wird, ist es erwünscht, eine Paste von Cu, Ag, Pd, Pt oder W oder eine Widerstandspaste aus RuO₂ als Leiterpaste zu wählen.
Als Nächstes wurden bei der Herstellung der konkreten Vorrichtung mehrere dielektrische Grünfolien aufgeschichtet, miteinander verpresst und gebrannt (S3). Dieser Schritt wurde so ausgeführt, dass die Dielektrikumdicke über der Entladeelektrode 40 μm betrug, die Dielektrikumdicke über der Gegenelektrode 120 μm betrug und die Gesamtdicke 500 μm betrug.
Dann wurden bei der Herstellung der konkreten Vorrichtung die vorspringenden Abschnitte gebildet (S4). Die vorspringenden Abschnitte wurden im Einzelnen zu einer Dielektrikumdicke von 10 μm ausgebildet durch Auftragen eines Druckmusters einer Glas- oder dielektrischen Paste, welches die Spitzenabschnitte der Elektroden bedeckt, um die gebogenen Abschnitte des gedruckten Elektrodenmusters auf der dielektrischen Grünfolie abzudecken, und dann durch Wärmebehandeln der Glaspaste.
Die konkrete Ozonerzeugungsvorrichtung mit den vorspringenden Abschnitten wurde auf diese Weise hergestellt.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren zum Herstellen einer konkreten Vorrichtung wurden die vorspringenden Abschnitte durch Auftragen und Wärmebehandeln einer Glaspaste gebildet. Alternativ können die vorspringenden Abschnitte beispielsweise durch Stanzen einer Lage von dielektrischem Material zu einem erwünschten Muster, Legen der resultierenden Lagen auf einen gebrannten oder nicht gebrannten mehrschichtigen Körper und Brennen derselben gebildet werden. Neben einer Glaspaste kann jedes isolierende Material verwendet werden, um die vorspringenden Abschnitte zu bilden. Für bessere Zuverlässigkeit ist es aber wünschenswert, dass der Hauptteil und die vorspringenden Abschnitte des dielektrischen Elements ähnliche Eigenschaften, wie etwa Wärmeausdehnungskoeffizienten, aufweisen. Daher wird ein Material, das solche Eigenschaften bieten kann, wünschenswerterweise gewählt, um die vorspringenden Abschnitte zu bilden. Die Dielektrikumdicke der vorspringenden Abschnitte beträgt wünschenswerterweise 5 μm oder mehr. Wenn die vorspringenden Abschnitte dünner als dieser Wert sind, kann es schwierig sein, aufgrund von Herstellungsschwankungen der vorspringenden Abschnitte eine Entladung in der Nähe der Spitzenabschnitte der Entladeelektrode und der Gegenelektrode zu reduzieren. Der Abstand zwischen der Entladeelektrode und der Entladefläche liegt bevorzugt innerhalb des Bereichs von 10 μm bis 100 μm. Wenn dieser Abstand kleiner als 10 μm ist, ist das dielektrische Element weniger isolierend und es kann während der Entladung zu einer zerstörerischen Entladung kommen. Wenn dagegen der vorstehend beschriebene Abstand 100 μm übersteigt, ist eine hohe Spannung für Entladung erforderlich, und dies führt zu erhöhten Kosten für Stromversorgung aufgrund von zum Beispiel einer erhöhten Größe eines Transformators, der in einer Verstärkerschaltung verwendet wird. Daher ist es besonders bevorzugt, dass der vorstehend beschriebene Abstand 50 μm oder weniger beträgt. Die Breite jeder Elektrode und der Abstand zwischen benachbarten Elektroden in der Breitenrichtung kann ein beliebiger Wert innerhalb des Bereichs von 10 μm bis 200 μm und wünschenswerterweise innerhalb des Bereichs von 30 μm bis 100 μm sein. Liegen sie unter 30 μ, nimmt der Schwierigkeitsgrad beim Ausbilden von Leiterbahnen mithilfe einer Drucktechnik zu und dies reduziert den Ertrag. Wenn sie bei 100 μm oder weniger liegen, ist ein Niederspannungsantrieb möglich, was mit einem kostengünstigen Transformator geschehen kann.
Um umgebogene Abschnitte statt der vorspringenden Abschnitte zu bilden, wird der Schritt des Bildens der vorspringenden Abschnitte (S4) übersprungen. Dann werden im Schritt des Aufschichtens und Brennens der dielektrischen Grünfolien (S3) dielektrische Grünfolien, die jeweils ein Muster (z. B. ein rahmenförmiges Muster) aufweisen, das nur die Spitzenabschnitte der Entladeelektrode und der Gegenelektrode überlappt, auf der Entladefläche aufgeschichtet. Dann wird der gesamte mehrschichtige Körper gebrannt, während er mit Druck beaufschlagt wird. Wesentliche Materialien, Druck und die Erwärmungszeit werden so ermittelt, dass die Entladefläche durch das Strömen des Bindemittels eingeebnet wird. Da die Leiterpastenmuster in dem mehrschichtigen Körper in der Dickenrichtung entlang der rahmenförmigen dielektrischen Grünfolien verformt werden, werden somit die Entladeelektrode und die Gegenelektrode gebogen.
Zum Bilden der die relative Dielektrizitätskonstante ändernden Abschnitte statt der vorspringenden Abschnitte oder der umgebogenen Abschnitte wird der Schritt des Bildens der vorspringenden Abschnitte (S4) übersprungen. Dann werden im Schritt des Aufschichtens und Brennens der dielektrischen Grünfolien (S3) dielektrische Grünfolien, die jeweils Öffnungen aufweisen, die nur die Spitzenabschnitte der Entladeelektrode und der Gegenelektrode überlappen, auf der Entladefläche aufgeschichtet und gebrannt. Auf das Brennen folgt der Schritt des Füllens der Öffnungen an Entladeabschnitten mit einer Paste von dielektrischem Material mit einer anderen relativen Dielektrizitätskonstante und dann des Verfestigens der Paste. Auf diese Weise werden die die relative Dielektrizitätskonstante ändernden Abschnitte vorgesehen.
An konkreten Vorrichtungen gemäß den Ausführungsformen, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren hergestellt wurden, und an konkreten Vorrichtungen gemäß Vergleichsbeispielen wurde ein Zuverlässigkeitstest ausgeführt. Bei dem Zuverlässigkeitstest wurden die konkreten Vorrichtungen kontinuierlich einen vorbestimmten Zeitraum lang (500 Stunden) in einer Konstanttemperaturkammer, die innen in einer Umgebung von 40°C, 90%, gehalten wurde, entladen. Während der kontinuierlichen Entladung wurden Gase in der Kammer bei einer konstanten Rate in ein Ozonkonzentrationsmessgerät gesaugt, das die Ozonkonzentration maß. Nachstehend werden die Ozonkonzentration in der Anfangsphase der kontinuierlichen Entladung und die Ozonkonzentration unmittelbar nach Beenden der kontinuierlichen Entladung gezeigt.
Bei den konkreten Vorrichtungen, bei denen die Entladeelektrode und die Gegenelektrode einander in der Dickenrichtung zugewandt waren, wurden im Zuverlässigkeitstest die folgenden Ergebnisse erhalten.

• Erste Ausführungsform (1: mit vorspringenden Abschnitten, zugewandter Elektrodentyp) anfangs: 22,1 ppm → nach Test: 20,5 ppm|Ozonkonzentrationsreduktionsrate: 7,2%
• Dritte Ausführungsform (6(A): mit umgebogenen Abschnitten, zugewandter Elektrodentyp) anfangs: 22,8 ppm → nach Test: 21,5 ppm|Ozonkonzentrationsreduktionsrate: 5,7%
• Vergleichsbeispiel (ohne vorspringende Abschnitte und umgebogene Abschnitte, zugewandter Elektrodentyp) anfangs: 24,5 ppm → nach Test: 17,65 ppm|Ozonkonzentrationsreduktionsrate: 28%

Die Ergebnisse zeigen, dass bei den konkreten Vorrichtungen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Reduktion von Ozonkonzentration viel geringer ist als bei der konkreten Vorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass bei den konkreten Vorrichtungen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen die Dicken von den Spitzenabschnitten der Entladeelektrode und der Gegenelektrode zu der Entladefläche vergrößert sind, das Auftreten von Entladung in der Nähe der Elektrodenspitzenabschnitte reduziert war und das Ablagern von anhaftenden Materialien, wie etwa Rußpartikeln, reduziert war.
Ein Vergleich zwischen den konkreten Vorrichtungen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt, dass sowohl bei der Ozonkonzentration als auch der Reduktionsrate die konkrete Vorrichtung mit den umgebogenen Abschnitten bessere Ergebnisse zu erreichen pflegt als die konkrete Vorrichtung mit den vorspringenden Abschnitten.
Dies liegt wahrscheinlich daran, dass die flache Entladefläche der konkreten Vorrichtung mit den umgebogenen Abschnitten die Zufuhr von Außenluft zu der Entladefläche und das Entweichen von Ozon von der Entladefläche erleichtert.
Bei der Konfiguration, bei der die Entladeelektrode und die Gegenelektrode Seite an Seite in der Breitenrichtung auf der gleichen Höhe angeordnet sind, wurden in dem Zuverlässigkeitstest die folgenden Ergebnisse erhalten.

• Zweite Ausführungsform (5: kontinuierliche vorspringende Abschnitte, Kammelektrodentyp) anfangs: 27,6 ppm → nach Test: 23,8 ppm|Ozonkonzentrationsreduktionsrate: 13,8%
• Fünfte Ausführungsform (8: separate vorspringende Abschnitte, Kammelektrodentyp) anfangs: 27,3 ppm → nach Test: 24,1 ppm| Ozonkonzentrationsreduktionsrate: 11,7%
• Dritte Ausführungsform (6(B): mit gebogenen Abschnitten, Kammelektrodentyp) anfangs: 28,6 ppm → nach Test: 25,8 ppm|Ozonkonzentrationsreduktionsrate: 9,7%
• Vergleichsbeispiel (ohne vorspringende Abschnitte und umgebogene Abschnitte: Kammelektrodentyp) anfangs: 30,8 ppm → nach Test: 16,3 ppm|Ozonkonzentrationsreduktionsrate: 47,1%

Die Ergebnisse zeigen wiederum, dass bei den konkreten Vorrichtungen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Reduktion von Ozonkonzentration viel geringer ist als bei der konkreten Vorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel. Ein Vergleich zwischen den konkreten Vorrichtungen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt auch, dass sowohl bei der Ozonkonzentration als auch der Reduktionsrate die konkrete Vorrichtung mit den umgebogenen Abschnitten bessere Ergebnisse erreicht als die konkrete Vorrichtung mit den vorspringenden Abschnitten. Ein Vergleich zwischen den konkreten Vorrichtungen mit den vorspringenden Abschnitten zeigt zusätzlich, dass sowohl bei der Ozonkonzentration als auch der Reduktionsrate die konkrete Vorrichtung mit den kontinuierlichen vorspringenden Abschnitten bessere Ergebnisse zu erreichen pflegt als die konkrete Vorrichtung mit den separaten vorspringenden Abschnitten. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass die Entladefläche mit einer kontinuierlichen Form die Zufuhr von Außenluft zu der Entladefläche und das Entweichen von Ozon von der Entladefläche erleichtert.
In dem Fall des Erzeugens von Luftströmung entlang der Entladefläche mithilfe von Antriebsspannungen mit einer Phasendifferenz wurden in dem Zuverlässigkeitstest die folgenden Ergebnisse erhalten.

• Sechste Ausführungsform (mit vorspringenden Abschnitten: Luftströmungsart) anfangs: 35,7 ppm → nach Test: 31,2 ppm|Ozonkonzentrationsreduktionsrate: 12,6%
• Drittes Vergleichsbeispiel (ohne vorspringende Abschnitte: Luftströmungsart) anfangs: 37,0 ppm → nach Test: 19,8 ppm|Ozonkonzentrationsreduktionsrate: 46,5%

Die Ergebnisse zeigen wiederum, dass bei der konkreten Vorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Reduktion von Ozonkonzentration viel geringer ist als bei dem Vergleichsbeispiel. Bei der konkreten Vorrichtung der Ausführungsform erleichtert die entlang der Entladefläche erzeugte Luftströmung die Zufuhr von Außenluft zu der Entladefläche und das Entweichen von Ozon von der Entladefläche. Somit wird eine viel höhere Ozonkonzentration als bei anderen Strukturen erreicht.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und Konfigurationen von konkreten Vorrichtungen sind lediglich beispielhaft, und innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche können bei Betrieb erhaltene Vorteile der vorliegenden Erfindung mit einer beliebigen Konfiguration erreicht werden. Die in den Ausführungsformen offenbarten Konfigurationen können in beliebiger Weise kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

1: dielektrisches Element
2: Entladeelektrode
3: Gegenelektrode
4: Antriebsspannungsversorgung
10: Ozonerzeugungsvorrichtung
11: Entladefläche
12: Unterseite
13: linke Seitenfläche
14: rechte Seitenfläche
15: Vorderseite
16: Rückseite
17, 18, 17F, 18F: vorspringender Abschnitt
176, 18B, 17C, 18C: umgebogener Abschnitt
17D, 18D, 17E, 18E: relative Dielektrizitätskonstante ändernder Abschnitt
21, 31: Spitzenabschnitt
22, 32: linearer Abschnitt

Claims

Ozonerzeugungsvorrichtung, umfassend: ein dielektrisches Element mit einer Entladefläche; und eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die sich Seite an Seite in dem dielektrischen Element erstrecken und einzeln zu der Entladefläche weisen, wobei die erste Elektrode von der Entladefläche aus gesehen einen linearen Abschnitt mit Elektrodenrändern, die sich in der Richtung erstrecken, in der sich die erste Elektrode erstreckt, und einen gebogenen Abschnitt mit Elektrodenrändern, die so gebogen sind, dass sie sich von dem linearen Abschnitt erstrecken, aufweist; und eine zwischen der ersten Elektrode und der Entladefläche pro Flächeneinheit der ersten Elektrode gebildete Kapazität in der Nähe des gebogenen Abschnitts kleiner als in der Nähe des linearen Abschnitts ist.
Ozonerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das dielektrische Element einen die relative Dielektrizitätskonstante ändernden Abschnitt aufweist, der so ausgelegt ist, dass er von der Entladefläche aus gesehen den gebogenen Abschnitt bedeckt; und der die relative Dielektrizitätskonstante ändernde Abschnitt eine niedrigere relative Dielektrizitätskonstante als das dielektrische Element aufweist.
Ozonerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei von der Entladefläche aus gesehen sich der die relative Dielektrizitätskonstante ändernde Abschnitt in einer Richtung erstreckt, die den linearen Abschnitt schneidet, und die zweite Elektrode überlappt.
Ozonerzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Abstand zwischen der ersten Elektrode und der Entladefläche in der Nähe des linearen Abschnitts kürzer als in der Nähe des gebogenen Abschnitts ist.
Ozonerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das dielektrische Element einen vorspringenden Abschnitt aufweist, der so ausgelegt ist, dass er von der Entladefläche aus gesehen den gebogenen Abschnitt bedeckt; und der vorspringende Abschnitt von einer Umgebung desselben an der Entladefläche vorspringt.
Ozonerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei von der Entladefläche aus gesehen sich der vorspringende Abschnitt in einer Richtung erstreckt, die den linearen Abschnitt schneidet, und die zweite Elektrode überlappt.
Ozonerzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die erste Elektrode sich in der Nähe des gebogenen Abschnitts in einer Richtung weg von der Entladefläche biegt.
Ozonerzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die zweite Elektrode von der Entladefläche aus gesehen einen linearen Abschnitt mit Elektrodenrändern, die sich in der Richtung erstrecken, in der sich die zweite Elektrode erstreckt, und einen gebogenen Abschnitt mit Elektrodenrändern, die so gebogen sind, dass sie sich von dem linearen Abschnitt erstrecken, aufweist; und eine zwischen der zweiten Elektrode und der Entladefläche pro Flächeneinheit der zweiten Elektrode gebildete Kapazität in der Nähe des gebogenen Abschnitts kleiner als in der Nähe des linearen Abschnitts ist.
Ozonerzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei von der Entladefläche aus gesehen mehrere Paare der ersten und zweiten Elektroden Seite an Seite in einer Richtung orthogonal zu der Richtung angeordnet sind, in der sich die ersten und zweiten Elektroden erstrecken, die Ozonerzeugungsvorrichtung weiterhin eine Antriebsspannungsversorgung umfasst, die ausgelegt ist, um N-Phasen-Antriebsspannungen mit einem sich wiederholenden Muster mit einer zirkulierenden Phasendifferenz auszugeben, wobei N N ≥ 3 erfüllt, wobei die mehreren Paare der ersten und zweiten Elektroden jeweils ausgelegt sind, um die Antriebsspannung n-ter Phase gemäß der Reihenfolge der Anordnung derselben von der Antriebsspannungsversorgung aufzunehmen, wobei n 1 ≤ n ≤ N erfüllt.
Ozonerzeugungsvorrichtung, umfassend: ein dielektrisches Element mit einer Entladefläche; und eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die sich Seite an Seite in dem dielektrischen Element erstrecken und einzeln zu der Entladefläche weisen, wobei die erste Elektrode von der Entladefläche aus gesehen einen linearen Abschnitt mit Elektrodenrändern, die sich in der Richtung erstrecken, in der sich die erste Elektrode erstreckt, und einen gebogenen Abschnitt mit Elektrodenrändern, die so gebogen sind, dass sie sich von dem linearen Abschnitt erstrecken, aufweist; das dielektrische Element einen vorspringenden Abschnitt aufweist, der so ausgelegt ist, dass er von der Entladefläche aus gesehen den gebogenen Abschnitt bedeckt; und der vorspringende Abschnitt in einer Dickenrichtung von der Entladefläche vorspringt.
Ozonerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der vorspringende Abschnitt sich in einer Richtung erstreckt, die von der Entladefläche aus gesehen den linearen Abschnitt schneidet.