DE60315105T2 - Ozonisator - Google Patents

Ozonisator Download PDF

Info

Publication number
DE60315105T2
DE60315105T2 DE60315105T DE60315105T DE60315105T2 DE 60315105 T2 DE60315105 T2 DE 60315105T2 DE 60315105 T DE60315105 T DE 60315105T DE 60315105 T DE60315105 T DE 60315105T DE 60315105 T2 DE60315105 T2 DE 60315105T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode
discharge
ozone
ozonizer
voltage electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60315105T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60315105D1 (de
Inventor
Youichiro Chiyoda-ku Tabata
Akaru Chiyoda-ku Usui
Yujiro Chiyoda-ku Okihara
Tetsuya Chiyoda-ku Saitsu
Norimitsu Chiyoda-ku Esaki
Hajime Chiyoda-ku Nakatani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE60315105D1 publication Critical patent/DE60315105D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60315105T2 publication Critical patent/DE60315105T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/10—Preparation of ozone
    • C01B13/11—Preparation of ozone by electric discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
    • C01B2201/10—Dischargers used for production of ozone
    • C01B2201/12—Plate-type dischargers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
    • C01B2201/20—Electrodes used for obtaining electrical discharge
    • C01B2201/22—Constructional details of the electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
    • C01B2201/70—Cooling of the discharger; Means for making cooling unnecessary

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ozon erzeugende Vorrichtung aus einem Flachplattenlaminat bzw. eine Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einer Vielzahl von laminierten plattenförmigen Hochspannungselektroden und Niederspannungselektroden, zwischen denen eine Wechselspannung aufgebracht bzw. angelegt wird, um eine Entladung zu produzieren und Ozongas zu erzeugen, und insbesondere einen Ozonisator, der ein wesentlicher Teil der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung ist, und der die Hochspannungselektroden und Niederspannungselektroden umfasst und an den ein Gas, das Sauerstoff enthält, zugeführt wird, um Ozongas zu erzeugen, und auch insbesondere einen Aufbau des Ozonisators, der dünn ist, eine große Kapazität aufweist und bei dem die Anzahl der Komponenten reduziert werden kann, während die Vorrichtung auch in kleiner Größe ausgeführt werden kann.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • 49 ist eine Seitenquerschnittansicht einer herkömmlichen koaxial-zylindrischen Ozonerzeugungsvorrichtung, die zum Beispiel in der japanischen Patentveröffentlichung Sho 59-48716 offenbart ist. 50 ist eine Querschnittansicht, im Schnitt nach F-F, der koaxial-zylindrischen Ozonerzeugungsvorrichtung von 49. In den 49 und 50 umfasst eine koaxial-zylindrische Ozonerzeugungsvorrichtung eine Energiequelle 1300 zum Aufbringen einer Hochspannung an eine Hochspannungselektrode 3, ein dielektrisches Glasrohr 5, das 40 mm im Durchmesser und ungefährt 1 m in der Höhe aufweist, wobei die Hochspannungselektrode 3 aus einer leitfähigen Schicht hergestellt ist, die an einer inneren Umfangsoberfläche des dielektrischen Glasrohrs 5 ausgebildet ist, ein zylindrisches geerdetes Elektrodenrohr 7 mit einem 50 mm Außendurchmesser und ungefähr 1,2 m Höhe, das koaxial mit dem dielektrischen Glasrohr 5 angeordnet ist, das mit der Hochspannungselektrode 3 ausgebildet ist, einen Entladungsspalt 106, der zwischen dem zylindrischen geerdeten Elektrodenrohr 7 und dem dielektrischen Glasrohr 5 ausgebildet ist, und einen federförmigen Abstandshalter 113 zum Ausbilden des Entladungsspalts 106, der an gegenüberliegenden Abschnitten beider Elektroden angeordnet ist. In einem Gehäuse 1100 zum Unterbringen dieser Komponententeile sind ein Einlass 1010 zum Zuführen eines Ausgangsmaterial-Gases, das Sauerstoff umfasst, und ein Abgasauslass 111 vorgesehen. Des Weiteren ist ein Kühlraum 109 an einer äußeren Umfangsseite des zylindrischen geerdeten Elektrodenrohrs 7 des Gehäuses 1100 vorgesehen.
  • Das dielektrische Glasrohr 5 bildet einen Doppelrohr-Aufbau zusammen mit dem zylindrischen geerdeten Elektrodenrohr 7, und ein Dielektrikum ist zwischen der zylindrischen geerdeten Elektrode und der Hochspannungselektrode 3 eingefügt, um ein Elektrodenpaar auszubilden. Eine Hochspannung wird an die Hochspannungselektrode 3 angelegt, um eine Entladung in dem Entladungsspalt 106 zu bewirken und Ozon zu erzeugen. In dem Kühlraum 109 fließt Wasser (Kühlmittel) von einem Flusseinlass 112a zu einem Flussauslass 112b zum Kühlen.
  • Der Entladungsspalt 106 ist als ein ungefähr 0,6 mm Raum (Entladungsspalt) zwischen dem zylindrischen geerdeten Elektrodenrohr 7 und dem dielektrischen Glasrohr 5 durch Einpassen des dielektrischen Glasrohrs 5 ausgebildet, mit dem federförmigen Abstandshalter 113 an einem äußeren Umfangsabschnitt davon angeordnet, in dem zylindrischen geerdeten Elektrodenrohr 7. Der Aufbau ist derart, dass Sauerstoff oder Luft, der/die ein Ausgangsmaterial-Gas ist, in den Entladungsspalt strömt, bei einem Gasdruck von ungefähr 0,1 MPa und Gas, das durch die Vorrichtung durchgeht, wird herausgenommen bzw. entnommen. Im Allgemeinen beträgt in einer (1) der obigen Ozonerzeugungszellen mit einem 50 mm Außendurchmesser und ungefähr 1,2 m Höhe eine Leistungsinjektionsdichte 0,2 W/cm2 oder weniger für eine effiziente Ozonerzeugung.
  • Eine Wechselhochspannung wird zwischen den Elektroden (zwischen dem Spalt) angelegt, die das zylindrische geerdete Elektrodenrohr 7 und das dielektrische Glasrohr 5 umfassen, das mit der Hochspannungselektrode 3 an einer inneren Umfangsoberfläche davon ausgebildet ist, und eine dielektrische Barriere mit einer 0,2 W/cm2 Leistungsdichte wird erzeugt, wodurch das Ausgangsmaterial-Gas in ein Ozongas mit einer 100 g/m3 Ozonkonzentration umgewandelt wird. Dieses erzeugte Ozongas wird kontinuierlich aus der Abgasöffnung 111 mit dem Strom des Ausgangsmaterial-Gases entnommen. Im Allgemeinen kann in jeder der obigen Ozonerzeugungszellen, 50 mm im Außendurchmesser und ungefähr 1,2 m in der Höhe, ungefähr 25 g/h erzeugtes Ozon erhalten werden. Eine Ozoneffizienz zum Erhalten von 1 kg/h des Ozons beträgt ungefähr 10 kWh/kg. Auch ist das Volumen von einer (1) dieser Ozonerzeugungsvorrichtungen 2.000 cm3.
  • Ozongas wird beim Waschen von Halbleitern und Flüssigkristall-Produktionsvorrichtungen und bei der Film- und Abdeckmaterial-Ablöseverarbeitung verwendet. Es wird auch bei Wasseraufbereitungsvorrichtungen und Pulpe-Bleichvorrichtungen verwendet, und eine große Menge an Ozon ist auf diesen Gebieten erforderlich. Die Menge des in den oben erwähnten Gebieten der Halbleiter und Flüssigkristall-Produktion verwendeten Ozons beträgt einige zehn g/h bis 500 g/h, und zusätzlich zu der Ozonerzeugungsdurchführung ist eine Kompaktheit höchst erwünscht. Zum Beispiel ist in lediglich einem Ozonisatorabschnitt mit einer Ozonerzeugungskapazität von 250 g/h eine Breite von 20 cm oder weniger, Höhe von 20 cm oder weniger, Tiefe von 50 cm oder weniger und ein Volumen von 20.000 cm2 (0,02 m3) oder weniger erwünscht. Des Weiteren ist auf den Gebieten der Wasseraufbereitung oder des Pulpebleichens eine große Kapazität von Ozon, 10 bis 60 kg/h, erforderlich. In diesem Fall, müsste man eine 60 kg/h-Klassen Ozonerzeugungsvorrichtung mit einer Vielzahl der oben erwähnten 50 mm–1,2 m Ozonerzeugungszellen aufbauen, würden ungefähr 2.400 (= 60.000 g/h/25 g/h) Ozonerzeugungszellen erforderlich sein, und dieses würde äußerst groß sein und der Aufbau und die Wartungskosten würden hoch sein. Durch eine einfache Berechnung würde die Größe dieser 60 kg/h-Klassen Ozonerzeugungsvorrichtung ungefähr 4,8 m3 ( = 2.400 Zellen × 2.000 cm3) betragen, und in Wirklichkeit würde es eine große Vorrichtung sein, ungefähr 6 m3. Eine Vorrichtung aus einer Anzahl dieser Ozonerzeugungszellen wird in den 51 bis 52 gezeigt. Obwohl die gezeigte Vorrichtung acht (8) Ozonerzeugungszellen umfasst, ist die herkömmliche große Vorrichtung wie in 53 aufgebaut; bei der tatsächlichen 60 kg/h-Klassen Ozonerzeugungsvorrichtung ist der Aufbau derart, dass zweitausendvierhundert (2.400) dielektrische Glasrohre eingeführt sind.
  • In den 51 und 52 umfasst die große Ozonerzeugungsvorrichtung eine Vielzahl von Elektrodenpaaren mit dem zylindrischen geerdeten Elektrodenrohr und dem dielektrischen Glasrohr 5, 40 mm im Durchmesser und 1 m in der Länge, mit einer Hochspannungselektrode 3 ausgebildet, wobei sie in dem Gehäuse 1100 aufgenommen sind; wobei 51 eine Seitenquerschnittansicht davon und 52 eine Querschnittansicht ist, im Schnitt nach J-J von 51. Die in den 51 und 52 gezeigte Vorrichtung weist eine Anstoßstruktur (Tandemstruktur) auf, bei der, bei dem obigen Elektrodenpaar, die dielektrischen Glasrohre 5 in die zylindrischen geerdeten Elektrodenrohre 7 von beiden Seiten eingeführt sind. Diese zwei (2) Elektrodenpaare, die im Tandem angeordnet sind, umfassen einen (1) Satz, von dem es vier (4) insgesamt gibt. Das heißt, die Vorrichtung ist aus einer Gesamtmenge von acht (8) Elektrodenpaaren aufgebaut. (Siehe 52) .
  • In den 54 und 55 wird ein herkömmliches Beispiel einer Flachplatten-Ozonerzeugungszelle gezeigt, die in mehreren Schichten laminiert ist, so dass die Vorrichtung mit einer Anzahl von 50 mm–1,2 m Ozonerzeugungszellen, in den 51 und 52 gezeigt, eine kompakte Struktur aufweist. Das heißt, ein wesentlicher Teil einer herkömmlichen Ozonerzeugungsvorrichtung, die zum Beispiel in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 10-25104 , „Discharge Cell for Ozone Generating Apparatus", offenbart ist. 54 ist eine transversale Querschnittansicht und 55 ist ein vertikaler Querschnitt im Schnitt nach G-G in 54. Des Weiteren zeigt 54 die Perspektive, im Schnitt nach H-H in 55, im Blick von der Richtung der Pfeile. In den 54 und 55 sind Hochfrequenzwellen-Inverterabschnitte 1300a, 1300b, 1300c zum Zuführen von Leistung an einen Ozonisator 1100 in dem Ozonisator 1100 verbunden. Sicherungen zum Verhindern von übermäßigem Strom 177a, 177b, 177c, die mit den Hochfrequenzwellen-Inverterabschnitten 1300a, 1300b, 1300c elektrisch verbunden sind, sind im Innern des Ozonisators 1100 angeordnet. Die Sicherungen zum Verhindern von übermäßigem Strom 177a, 177b, 177c werden an Seitenoberflächen der Niederspannungselektroden 107x, 107y über Isolatoren gehalten.
  • Der Ozonisator 1100 umfasst eine Ozonisator-Abdeckung 1110 mit einer Zylinder-und-Boden-Form mit einer luftdichten Innenstruktur. Ein Ausgangsmaterial-Gaseinlass 1010 zum Zuführen eines Ausgangsmaterial-Gases (Sauerstoffgas) von außen nach innen der Ozonisator-Abdeckung 1110, ist in der Ozonisator-Abdeckung 1110 vorgesehen. Flache Niederspannungselektroden 107x, 107y mit zwei (2) Platten, sechs (6) Ecken, sind in dem Ozonisator 1100 vorgesehen. Bei den Niederspannungselektroden 107x, 107y wird maschinell bearbeitetes Material durch Schweißen gefügt, um Hohlräume in jeweiligen Innenabschnitten auszubilden. Diese Innenabschnitt-Hohlräume werden, wie später beschrieben, als ein Kühlwasser-Durchgang 109 verwendet. Das heißt, dass Kühlwasser als ein Kühlmittel in inneren Abschnitten der Niederspannungselektroden 107x, 107y zirkuliert wird, die, zusätzlich dazu, dass sie Elektroden sind, auch eine Wärmesenkenfunktion aufweisen.
  • In dem Raum zwischen den Niederspannungselektroden 107x, 107y mit zwei (2) Platten sind scheibenförmige Niederspannungselektroden 107xa, 107xb (107xc wird in der Zeichnung nicht gezeigt) mit drei (3) Platten an einer Seitenoberfläche der Niederspannungselektrode 107y von den Niederspannungselektroden 107x verbunden. Auf der anderen Seite sind scheibenförmige Niederspannungselektroden 107ya, 107yb (107yc wird in der Zeichnung nicht gezeigt) mit drei (3) Platten an einer Seitenoberfläche der Niederspannungselektrode 107x von den Niederspannungselektroden 107y verbunden.
  • Des Weiteren sind in dem Raum zwischen den Niederspannungselektroden 107x, 107y mit zwei (2) Platten drei (3) scheibenförmige dielektrische Platten 105a, 105b, 105c so angeordnet, dass sie jeweils den scheibenförmigen Niederspannungselektroden 107xa, 107xb (107xc wird nicht gezeigt) zugewandt sind. Während drei (3) scheibenförmige dielektrische Platten 105a, 105b, 105c so angeordnet sind, dass sie jeweils den scheibenförmigen Niederspannungselektroden 107ya, 107yb (107yc wird nicht gezeigt) zugewandt sind, auch an der Seite der Niederspannungselektrode 107y. Jedes Dielektrikum 105a, 105b und 105c aus zwei (2) Platten bildet ein Paar. Dünne elektrisch leitfähige Filme 115a, 115b und 115c sind an Oberflächen ausgebildet, die jeweils den Dielektrikumpaaren 105a, 105b, 105c mit zwei (2) Platten zugewandt sind.
  • Abstandshalter 113 liegen sandwich-artig zwischen den Niederspannungselektroden 107xa, 107xb (107xc wird nicht gezeigt) und den dielektrischen Platten 105a, 105b und 105c. Entladungsbereiche 106 werden jeweils zwischen den Niederspannungselektroden 107xa, 107xb (107xc wird nicht gezeigt) und den dielektrischen Platten 105a, 105b und 105c mittels der Abstandshalter 113 ausgebildet. Die Entladungsbereiche 106 werden als ein äußerst kleiner Raum ausgebildet. Ähnlich werden Entladungsbereiche 106 als ein äußerst kleiner Raum zwischen den Niederspannungselektroden 107ya, 107yb (107yc wird nicht gezeigt) und den dielektrischen Platten 105a, 105b beziehungsweise 105c mittels der Abstandshalter 113 ausgebildet.
  • Ein Gas-Dichtungsmaterial 131 mit einer Elastizität ist zwischen jedem Dielektrikumpaar 105a, 105b und 105c mit zwei (2) Platten angeordnet. Außerdem sind Hochspannungselektroden 103, welche dünne Plattenelektroden bzw. Elektroden mit dünnen Platten sind, zwischen jedem Dielektrikumpaar 105a, 105b und 105c mit zwei (2) Platten angeordnet. Des Weiteren sind Goldfedern 132 jeweils zwischen jeder Hochspannungselektrode 103 und jedem Dielektrikum 105a, 105b und 105c angeordnet. Das heißt, die Hochspannungselektroden 103 sind so aufgebaut, dass sie sandwich-artig zwischen den Dielektrika 105a, 105b und 105c mit zwei (2) Platten liegen, die eine elastische Funktion aufweisen. Die Hochspannungselektrode 103 sind mit Oberflächen der elektrisch leitfähigen Filme 115a, 115b und 115c der dielektrischen Platten 105a, 105b und 105c über die Goldfedern elektrisch verbunden, um Hochspannung an die dielektrischen Platten 105a, 105b und 105c zuzuführen.
  • Bei diesem Stand der Technik sind die scheibenförmigen Niederspannungselektroden 107xa, 107xb (107xc wird nicht gezeigt), welche Entladungsoberflächen mit einem hohen Grad an Flachheit sein müssen, an der Niederspannungselektroden-Oberfläche verbunden, unterteilt von der Mitte der flachen Niederspannungselektroden 107x, 107y mit sechs (6) Ecken in drei gleiche Abschnitte bei 120 Grad, und drei (3) scheibenförmige dielektrische Platten 105a, 105b, 105c sind so angeordnet, dass sie jeweils den scheibenförmigen Niederspannungselektroden 107xa, 107xb (107xc wird nicht gezeigt) zugewandt sind. Folglich wird die gemeinsame Niederspannungselektrode 107x, 107y und ein Entladungsabschnitt, der eine (1) der dielektrischen Platten 105a oder 105b oder 105c umfasst, jeweils als eine Ozonerzeugungs-Entladungszelle 199a, 199b (199c wird nicht gezeigt) bezeichnet. Bei diesem Stand der Technik umfasst eine Entladungseinheit drei (3) Entladungszellen 199a, 199b und 199c in der gemeinsamen Niederspannungselektrode 107x, 107y.
  • Ozon(wieder-)gewinnungslöcher 128a, 128b und 128c sind in zentrale Abschnitte der dielektrischen Platten 105a oder 105b und 105c gebohrt. Außerdem sind Ozongewinnungslöcher auch in den Niederspannungselektroden 107xa, 107xb (107xc wird nicht gezeigt) ausgebildet, und Ozon-Ablassrohre 111a, 111b (111c wird nicht gezeigt), welche durch eine jeweilige Niederspannungselektrode 107x durchgehen, stehen mit diesen Ozongewinnungslöchern in Verbindung. Ozongas, das in die Richtung der Pfeile 110 in 55 strömt, wird aus dem Ozonisator 1100 entnommen.
  • Der Kühlwasser-Durchgang 109 zum Zirkulieren von Kühlwasser als ein Kühlmittel ist in einem inneren Abschnitt der Niederspannungselektrode 107x, 107y ausgebildet. Der Kühlwasser-Durchgang 109 umfasst einen Kühlwasser-Einlass 123a und Auslass 123b. Ein Kühlwasser-Zufuhrkopfstück 121a und ein Kühlwasser-Ablasskopfstück 121b sind in dem Einlass 123a und Auslass 123b über Rohrleitungen 122a bzw. 122b verbunden. Des Weiteren ist ein Ablass-Auslass 112a eines Hauptkühlrohrs zum Zuführen von Kühlwasser an den Ozonisator 1100 von außerhalb an dem Kühlwasser-Zufuhrkopfstück 121a verbunden. Auch ist ein Ablass-Einlass 112b eines Hauptkühlrohrs zum Ablassen von Kühlwasser von dem Ozonisator 1100 nach außen an dem Kühlwasser-Ablasskopfstück 121b verbunden. Kühlwasser strömt wie durch den Pfeil 120 in 54 gezeigt und wird dem Ozonisator 1100 zugeführt.
  • Folglich sind drei (3) Entladungsbereiche 106 an der Hauptoberfläche der Niederspannungselektrode 107x, 107y vorgesehen, und da die Entladungsbereiche 106 auch an beiden Oberflächen der Hochspannungselektrode 103 ausgebildet sind, wird eine Gesamtmenge von sechs (6) Entladungsbereichen ausgebildet. Sechs (6) Entladungszellen werden durch die Abstandshalter 113 ausgebildet, die in den Entladungsbereichen 106 vorgesehen sind, zum Ausbilden der Entladungsbereiche 106, ein (1) Niederspannungselektrodensatz 107x, 107y und sechs (6) dielektrische Platten 105a, 105b und 105c, und die Hochspannungselektrode 103. Folglich umfasst (jedes) Niederspannungselektrodenpaar 107x, 107y sechs (6) Entladungsbereiche, und die Struktur ist derart, dass ein Ozonisator mit hoher Kapazität gebildet werden kann.
  • Die Enladungszellen-Struktur ist derart, dass, zusammen mit dem Kühlwasser-Durchgang 109, der in einem inneren Abschnitt des Niederspannungselektrodenpaars 107x, 107y vorgesehen ist, auch Ozongas-Durchgänge ausgebildet sind, und drei (3) Ozongas-Durchgänge sind in der Laminierrichtung vorgesehen.
  • Als nächstes wird der Betrieb erläutert. Eine durch die Hochfrequenz-Inverterabschnitte 1300a, 1300b und 1300c erzeugte Hochspannung wird an die dielektrischen Platten 105a, 105b und 105c zugeführt, über die Sicherungen 177a, 177b und 177c zum Verhindern von übermäßigem Strom, die an Seitenoberflächen der Niederspannungselektrode 107x, 107y angeordnet sind, von der Hochspannungselektrode und (schließlich) durch die Goldfedern 132. Ein Sauerstoff enthaltendes Ausgangsmaterial-Gas wird von dem Ausgangsmaterial-Gaseinlass 1010 eingeleitet, der in der Ozonisator-Abdeckung 1110 vorgesehen ist, und das Ausgangsmaterial-Gas wird in die Entladungsspalte 106 gesaugt, von der äußeren Umfangsrichtung der Ozonerzeugungs-Entladungszellen 199a, 199b und 199c, und das Ausgangsmaterial-Gas wird Ozon, wenn eine stille Entladung in den Entladungsspalten 106 durchgeführt wird. Das aus den Entladungsspalten 106 austretende Ozongas wird zu den Ozongewinnungslöchern 128a, 128b und 128c geleitet, in den Ozon-Ablassrohren 111a, 111b und 111c in die durch die Pfeile 110 gezeigte Richtung abgelassen, und wird entnommen.
  • Bei einer Ozonerzeugungsvorrichtung, die wie oben aufgebaut ist, um den Entladungsoberflächenbereich und somit die Kapazität zu erhöhen, ist eine Vielzahl von dielektrischen Platten 105a, 105b und 105c so angeordnet, dass sie der gemeinsamen Niederspannungselektrode 107x, 107y zugewandt sind, so dass eine hohe Kapazität möglich wird, ohne die Größe der dielektrischen Platten 105a, 105b und 105c zu erhöhen, welche dick sein müssen, um einen vorbestimmten Grad an Flachheit zu erhalten. Auch kann die Menge von erzeugtem Ozon erhöht werden, während die Anzahl der Niederspannungselektrodenteile zum Kühlen – Koppeln, die mit der Niederspannungselektrode 107x, 107y verbunden sind, sowie Teile in der Niederspannungselektrode 107x, 107y selbst, reduziert werden können.
  • Des Weiteren kann, weil die Vielzahl der Entladungszellen 199a, 199b und 199c effektiv in der gemeinsamen Niederspannungselektrode 107x, 107y angeordnet ist, eine kompakte Vorrichtung realisiert werden. Außerdem kann, da die scheibenförmigen Niederspannungselektroden 107xa, 107xb, 107xc, welche Entladungsoberflächen mit einer Flachheit von hoher Präzision sind, in der gemeinsamen Niederspannungselektrode 107x, 107y verbunden sind, ein vorbestimmter Grad an Flachheit erhalten werden.
  • Eine Entladung der dielektrischen Barriere wird in den Entladungsbereichen 106 über die dielektrischen Platten 105a, 105b und 105c erzeugt, durch Anlegen einer Wechselhochspannung an die Gesamtmenge von sechs (6) Hochspannungselektroden 103, die an Hauptoberflächen des Niederspannungselektrodenpaars 107x, 107y angeordnet sind. Weil eine Wechselhochspannung zur Entladung an jedes des Niederspannungselektrodenpaars 107x, 107y und die sechs (6) Hochspannungselektroden 103 angelegt wird, werden drei Paare (6) von Entladungsbereichen 106 in annähernd der gleichen Ebene ausgebildet. Sauerstoffgas wird zuerst in Sauerstoffatome dissoziiert, und ungefähr zur gleichen Zeit werden diese Sauerstoffatome an einer Dreiwege-Kollision mit anderen Sauerstoffatomen oder einer Wand beteiligt, und Ozongas wird gleichzeitig von den sechs (6) Entladungsbereichen 106 erzeugt, und eine große Menge an Ozon kann erhalten werden.
  • Weil jede Niederspannungselektrode 107x, 107y für die drei Entladungsbereiche 106 gemeinsam ist, können Elektroden der drei Entladungsbereiche zusammen gekühlt werden, wenn Kühlwasser in der Niederspannungselektrode 107x oder 107y fließt.
  • Außerdem wird, obwohl dieser Stand der Technik so beschrieben wird, dass er lediglich ein (1) Niederspannungselektrodenpaar 107x, 107y aufweist, ein Laminieren von Modulen, einschließlich des Niederspannungselektrodenpaars 107x, 107y und einer Vielzahl von Elektroden, die sandwich-artig dazwischen liegen, in eine Vielzahl von Schichten auch gewöhnlicherweise durchgeführt, um die Menge von erzeugtem Ozongas zu erhöhen.
    • Patentveröffentlichung 1: Japanische Patentveröffentlichung Nr. Sho 59-48761
    • Patentveröffentlichung 2: Japanische Patentveröffentlichung Nr. Hei 10-25104 (Abs. 4-5, 1-2)
    • Patentveröffentlichung 3: Japanische Patentveröffentlichung Nr. Hei 11-292516
  • Das U.S. Patent 5,932,180 offenbart eine Erzeugungszelle und ein System für Ozon und anderes reaktives Gas. Die Zelle umfasst eine Hochspannungsanordnung mit einer Hochspannungselektrodenplatte und einer Niederspannungsanordnung mit einer Niederspannungselektrodenplatte. Die Niederspannungsanordnung umfasst eine Kanalplatte mit einem Sauerstoffeingabedurchgang und eine Abdeckplatte. Eine dielektrische Barriere ist zwischen der Hochspannungselektrodenplatte und der Niederspannungselektrodenplatte angeordnet. Ein Abstandshalter kann vorgesehen werden, um einen vorbestimmten Spalt zu definieren. Erzeugtes Ozon wird durch einen zentral befindlichen Durchgang in der Abdeckplatte entfernt.
  • EP-A-1 167 287 und EP-A-0 818 415 offenbaren weitere Flachplattenlaminat-Ozonerzeuger.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Aspekte der Erfindung sind in den untenstehenden Ansprüchen 1 und 12 definiert. Die abhängigen Ansprüche sind auf optionale und bevorzugte Merkmale gerichtet.
  • Gleichwohl werden bei einem Ozonisator mit einem derartigen Aufbau die Niederspannungselektroden 107x, 107y durch maschinelle Bearbeitung und Schweißen hergestellt, und die Vorrichtung, welche hartnäckig schwer ist, kompakt auszuführen, ist problematisch.
  • Bei der Ozonerzeugungsvorrichtung, die eine Rohrleitung zum (Wieder-)Gewinnen von Ozongas und eine Rohrleitung zum Kühlen der Niederspannungselektroden 107x, 107y umfasst, und insbesondere in dem Fall, wo Module aus einer Vielzahl von Elektroden in mehreren Schichten parallel zu den Hauptoberflächen davon laminiert sind und sandwich-artig zwischen dem Paar von Niederspannungselektroden 107x, 107y liegen, erstreckt sich auch eine Rohrleitung von den Modulen, und es bestehen dahingehend Probleme, dass eine Anordnung der Rohrleitung schwierig wird, sich Herstellungskosten erhöhen und die Größe der Ozonerzeugungsvorrichtung zunimmt.
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die obigen Problem zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ozonisator bereitzustellen, bei dem ein Oberflächenbereich der Entladungsbereiche vergrößert sein kann, um eine Ozonerzeugungskapazität zu erhöhen, wobei eine Ozonerzeugungsleistung nicht beeinträchtigt wird, sogar falls der Entladungsbereich für eine (jede) Elektrodenoberfläche vergrößert ist, und wobei eine Zuverlässigkeit hoch ist, ein hoher Grad an Flachheit in der Elektrodenoberfläche beibehalten werden kann, eine Laminatstruktur von Modulen leicht aufgebaut werden kann, eine Kühlleistung der Elektrode vergrößert werden kann, eine Vorrichtung klein und leicht sein kann, eine Struktur der Rohrleitung vereinfacht werden kann und ferner die Herstellungskosten reduziert werden können.
  • Außerdem weisen die Flachplatten-Elektroden eine schmale bzw. schlanke Form auf, und eine Ozonerzeugungskapazität eines Ozonerzeugungsmoduls aus einer Vielzahl von Schichten aus laminierten Ozonerzeugungszellen ist erhöht, und eine äußere Form eines Gehäuses für das/die Ozonerzeugungsmodul/e wird kleiner ausgeführt. Somit ist eine andere Aufgabe, einen Ozonisator bereitzustellen, der kompakt und leicht ist, und welcher einen starken Widerstand gegen Gasdruck in dem Gehäuse aufweist.
  • Des Weiteren ist eine andere Aufgabe, eine Ozonerzeugungsvorrichtung bereitzustellen, bei der eine Vielzahl von Ozonisatoren in einem einzelnen Gehäuse untergebracht sind, so dass, bei der Ozonerzeugungsvorrichtung mit weiter erhöhter Kapazität, die Größe reduziert werden kann und Herstellungs- und Wartungskosten reduziert werden können.
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen Ozonisator bereit, bei dem ein Elektrodenmodul mit einer ersten Flachplatten-Elektrode, einer zweiten Flachplatten-Elektrode, die einer Hauptoberfläche der ersten Elektrode zugewandt ist, und einer flachen dielektrischen Platte und einem Abstandshalter zum Ausbilden eines Entladungsbereichs, der zwischen Elektroden der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode vorgesehen ist, in einer Vielzahl von Schichten laminiert ist, wobei ein Wechselstrom zwischen einer Elektrode der ersten Elektrode und einer Elektrode der zweiten Elektrode angelegt wird und eine Entladung in einem Spalt des Entladungsbereiches bewirkt wird, in den ein Gas eingespritzt bzw. injiziert wird, das zumindest Sauerstoffgas enthält, wobei in der ersten Elektrode ein Ozongas-Durchgang zum Herausnehmen bzw. Entnehmen von durch den Entladungsbereich erzeugtem Ozongas zwischen einer Elektrodenoberfläche, die dem Entladungsbereich zugewandt ist, und einem Seitenabschnitt ausgebildet ist, wobei eine Vielzahl der Ozongasgewinnungslöcher in einem Entladungsbereich der ersten Elektrode verstreut sind, um eine Fließgeschwindigkeitsverteilung in einer radialen Richtung(en) auszubilden, wobei die Ozongasgewinnungslöcher mit dem Ozon-Durchgang als Mitten verbunden sind, ungefähr gleichmäßig, und wobei die Vielzahl von Ozongas-Durchgängen an einer Vielzahl der Entladungsbereichstellen im Innern der ersten Elektrode erzeugtes Ozongas sammelt und herausholt.
  • Gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung kann das Ozonisator-Gehäuse in einer luftdichten Struktur ausgebildet werden, durch Löten oder Schweißen und dergleichen.
  • Gemäß noch einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung kann der Ozonisator in einem zylindrischen Gehäuse untergebracht sein, und eine jede der Kühlmittel-Einlass-/Auslass-Rohrleitung, Ausgangsmaterial-Gas-Eintrittsrohrleitung, Ozongasgewinnungsrohrleitung und eine Hochspannungsbuchse können von einer Endoberfläche des Gehäuses herausgenommen werden, und das Gehäuse kann eine luftdichte Struktur aufweisen, durch Löten oder Schweißen und dergleichen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch einen Ozonisator bereit, bei dem eine Vielzahl von Ozonisatoren in einem einzelnen Gefäß untergebracht sind, und wobei der Aufbau eine Einrichtung zum Abzweigen und Senden von Kühlmittel an die Ozonisatoren umfasst, eine Einrichtung zum Sammeln und (Wieder-)Gewinnen von Kühlmittel von den Ozonisatoren, eine Einrichtung zum Sammeln und (Wieder-)Gewinnen von Ozongas von den Ozonisatoren und eine Einrichtung zum Zuführen einer Spannung an eine Hochspannungselektrode.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Querschnittansicht einer Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine Zeichnung der Laminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 1, im Blick von oben;
  • 3 ist eine typische detaillierte Querschnittansicht, die eine Ozonisator-Elektrode des Ozonisators von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts E in 3;
  • 5 ist eine Draufsicht einer Niederspannungselektrode des Ozonisators von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 6 ist eine Querschnittansicht, aus der Perspektive der Pfeile, im Schnitt nach A-A in 5;
  • 7 ist eine Querschnittansicht, aus der Perspektive der Pfeile, im Schnitt nach B-B in 5;
  • 8 ist eine Querschnittansicht, aus der Perspektive der Pfeile, im Schnitt nach C-C in 5;
  • 9 ist eine Querschnittansicht, aus der Perspektive der Pfeile, im Schnitt nach D-D in 5;
  • 10 ist eine Draufsicht einer Hochspannungselektrode des Ozonisators von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 11 ist eine Vorderansicht der Hochspannungselektrode von 10;
  • 12 ist eine Seitenansicht der Hochspannungselektrode von 10;
  • 13 ist ein Charakteristika-Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Fläche p × d und einer Entladungsspannung in Ausführungsform 1 zeigt;
  • 14 ist ein Charakteristika-Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Entladungsspannung und einem Isolierabstand einer Hochspannung in Ausführungsform 1 zeigt;
  • 15 ist ein Charakteristika-Diagramm, das ein (1) Beispiel einer Beziehung zwischen einer Fläche p × d, in einem Fall, wo der Wert der Fläche p × d variiert wird, und einem Volumenverhältnis einer Entladungszelle in Ausführungsform 1 zeigt;
  • 16 ist ein Charakteristika-Diagramm, das ein (1) Beispiel einer Beziehung zwischen einer Entladungsspannungsdichte, in einem Fall, wo die Entladungsspannungsdichte variiert wird, und einem Volumenverhältnis einer Entladungszelle in Ausführungsform 1 zeigt;
  • 17 ist eine Draufsicht einer dielektrischen Platte des Ozonisators von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 18 ist eine Vorderansicht der dielektrischen Platte von 17;
  • 19 ist eine Seitenansicht der dielektrischen Platte von 17;
  • 20 ist eine schematische Querschnittansicht einer Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;
  • 21 ist eine Zeichnung der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 20, im Blick von oben;
  • 22 ist eine Zeichnung, die ein anderes Beispiel einer Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt, von der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 20, im Blick von oben;
  • 23 ist eine Querschnittansicht von vorne einer Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
  • 24 ist eine Seitenansicht einer Gas-Einlass-/Auslassseite der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 23;
  • 25 ist eine Seitenansicht einer Hochspannungszufuhrseite der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 23;
  • 26 ist eine Querschnittansicht von vorne eines Ozonisatormoduls der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 23;
  • 27 ist eine Draufsicht des Ozonisatormoduls der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 23;
  • 28 ist eine Seitenansicht einer Gas-Einlass-/Auslassseite des Ozonisatormoduls der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 23;
  • 29 ist eine Seitenansicht der Hochspannungszufuhrseite des Ozonisatormoduls der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 23;
  • 30 ist eine schematische, vertikale Querschnittansicht einer Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung, und ist eine Querschnittansicht, aus der Perspektive der Pfeile, im Schnitt nach K-K in 31;
  • 31 ist eine transversale Querschnittansicht einer Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung, und ist eine Querschnittansicht, aus der Perspektive der Pfeile, im Schnitt nach L-L in 30;
  • 32 ist eine schematische Querschnittansicht einer Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;
  • 33 ist eine schematische Querschnittansicht einer Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung;
  • 34 ist eine Modellzeichnung einer Niederspannungselektrode eines Ozonisators von Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung;
  • 35 ist eine Modellzeichnung einer Niederspannungselektrode eines Ozonisators von Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung;
  • 36 ist eine Modellzeichnung einer Niederspannungselektrode eines Ozonisators von Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung;
  • 37 ist eine Draufsicht einer Hochspannungselektrode eines Ozonisators von Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung;
  • 38 ist eine Querschnittansicht von vorne der Hochspannungselektrode von 37;
  • 39 ist eine Seitenquerschnittansicht der Hochspannungselektrode von 37;
  • 40 ist eine Draufsicht einer Hochspannungselektrode eines Ozonisators von Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung;
  • 41 ist eine Querschnittansicht von vorne der Hochspannungselektrode von 40;
  • 42 ist eine Seitenquerschnittansicht der Hochspannungselektrode von 40;
  • 43 ist eine Draufsicht einer dielektrischen Platte eines Ozonisators von Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung;
  • 44 ist eine Vorderansicht der dielektrischen Platte von 43;
  • 45 ist eine Seitenansicht der dielektrischen Platte von 43;
  • 46 ist eine Querschnittansicht von einem Elektrodenmodul eines Ozonisators der Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung;
  • 47 ist eine Draufsicht einer dielektrischen Platte des Elektrodenmoduls von 46;
  • 48 ist eine Draufsicht einer dielektrischen Platte von einem Ozonisator der Ausführungsform 14 der vorliegenden Erfindung;
  • 49 ist eine Seitenquerschnittansicht einer herkömmlichen koaxial-zylindrischen Ozonerzeugungsvorrichtung,
  • 50 ist eine Querschnittansicht, im Schnitt nach F-F, der koaxial-zylindrischen Ozonerzeugungsvorrichtung von 49;
  • 51 ist eine Seitenquerschnittansicht, die ein anderes Beispiel einer herkömmlichen koaxial-zylindrischen Ozonerzeugungsvorrichtung zeigt;
  • 52 ist eine Querschnittansicht, im Schnitt nach J-J, der koaxial-zylindrischen Ozonerzeugungsvorrichtung von 51;
  • 53 ist eine Seitenansicht im Teilquerschnitt, die eine herkömmliche große koaxial-zylindrische Ozonerzeugungsvorrichtung zeigt;
  • 54 ist eine transversale Querschnittansicht eines wesentlichen Abschnitts, die noch ein anderes Beispiel einer herkömmlichen Ozonerzeugungsvorrichtung zeigt, und ist eine Querschnittansicht, aus der Perspektive der Pfeile, im Schnitt nach H-H in 55;
  • 55 ist ein vertikaler Querschnitt eines wesentlichen Abschnitts einer herkömmlichen Ozonerzeugungsvorrichtung, und ist eine Querschnittansicht, aus der Perspektive der Pfeile, im Schnitt nach G-G in 54.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Ausführungsform 1
  • Eine Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der vorliegenden Erfindung wird gewöhnlicherweise für eine Halbleiterherstellungsvorrichtung und andere Vorrichtung, wie beispielsweise eine Waschvorrichtung, vorgesehen. Obwohl ein Steuerfeld oder Steuerabschnitt im Allgemeinen an jeder Vorrichtung vorgesehen ist, wird es hinsichtlich der Bedienbarkeit durch einen Bediener bevorzugt, dass jedes Steuerfeld oder Steuerabschnitt Seite an Seite vorgesehen wird, zum Beispiel einem Korridor und dergleichen zugewandt. Auf der anderen Seite wird eine vergleichsmäßig große Abmessung (Fläche) für die Länge (Tiefe) senkrecht zu der Oberfläche zugelassen, wo die Steuerfelder und dergleichen angeordnet sind. Aus diesem Grund ist es wahrscheinlich, dass jede Vorrichtung eine enge Breite aufweist, die dem Korridor zugewandt ist, und lang und eng in der Tiefenrichtung ist.
  • Wenn die Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung als eine Ozonvorrichtung mit hoher Kapazität auf den Gebieten der Wasseraufbereitung und dem Pulpebleichen verwendet wird, muss ein Gehäuse eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um dem Gasdruck zu widerstehen. Eine Elektrode einer Entladungszelle wird als eine lange, dünne rechteckige Form ausgeführt, um einen Elektrodenoberflächenbereich sicherzustellen, und bezüglich des Gehäuses, welches (die Form) des Ozonisators bildet, falls ein zylindrisches Gehäuse mit einem kleinen Durchmesser verwendet wird, ist es möglich, eine Hochdruck-Festigkeit aufzuweisen, wobei die Vorrichtung leichter ausgeführt werden kann und die Kosten reduziert werden können.
  • Folglich wird bei der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der vorliegenden Erfindung eine lange, dünne rechteckige Form im Allgemeinen gewünscht. Auf der anderen Seite, mit einem Ziel eine Ozonerzeugungskapazität eines Ozonisators 100 zu erhöhen, wird es auch gewünscht, dass ein Volumen so groß wie möglich ist. Von diesen zwei (2) Anforderungen sollte die Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung idealerweise eine rechteckige Parallelepiped-Form haben, die in dem zugewiesenen Raum so ausgedehnt wie möglich ist, und insbesondere sollte eine Querschnittform idealerweise ein langes dünnes Rechteck in der horizontalen Ebene sein.
  • 1 ist eine schematische Querschnittansicht einer Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Zeichnung der Laminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 1, im Blick von oben. In den 1 und 2 umfasst die Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung einen Ozonisator 100, welcher ein wesentlicher Aufbau zur Ozonerzeugung ist, einen Ozon-Transformator bzw. Umwandler 200 zum Zuführen von Leistung an den Ozonisator 100 und einen Hochfrequenz-Inverter 300.
  • Der Hochfrequenz-Inverter 300 ändert Leistung von einer Eingabeenergiequelle auf eine erforderliche Frequenz, und gibt sie an ein Inverter-Ausgabekabel 403 aus. Der Ozon-Transformator 200 verbessert einen Leistungsfaktor einer Last durch seine eigene Induktivität, erhöht die Leistung auf eine vorbestimmte Spannung und führt die Leistung, die zur Ozonerzeugung notwendig ist, an den Ozonisator 100 über ein Hochspannungskabel zu. Das Hochspannungskabel 401 ist mit einer Hochspannungselektrode(n) 3 in dem Ozonisator 100 (wird unten beschrieben) durch eine Hochspannungsbuchse 120 verbunden. Der Hochfrequenz-Inverter 300 weist eine Funktion des Steuerns von Strom/Spannung auf, und steuert die Leistungsmenge, die an den Ozonisator 100 zugeführt wird.
  • Eine Hochspannung wird von dem Ozon-Transformator 200 an die Hochspannungselektrode(n) 3 des Ozonisators 100 zugeführt, von dem Hochspannungskabel 401 durch die Hochspannungsbuchse 120. Auf der anderen Seite wird eine Niederspannung von dem Ozon-Transformator 200 an eine Niederspannungselektrode(n) 7 zugeführt, von einem Niederspannungskabel 402 über eine Basis 24.
  • Der Ozonisator 100 umfasst eine Vielzahl von laminierten Elektrodenmodulen 102. Ein Elektrodenmodul 102 umfasst die Niederspannungselektrode 7 als eine erste Elektrode, und die Hochspannungselektrode 3 als eine zweite Elektrode. Der Aufbau des Elektrodenmoduls 102 wird später beschrieben. Eine vorbestimmte Anzahl von Elektrodenmodulen 102 sind auf einer Basis 24 in einer vertikalen Richtung in 1 laminiert, um eine Ozonisator-Elektrode 101 zu bilden. Die Vielzahl der laminierten Elektrodenmodule 102 und eine Elektroden-Drückerplatte 22, die in einer obersten Position angeordnet ist, sind an der Basis 24 mit einer vorbestimmten Befestigungskraft befestigt, mittels von Befestigungsbolzen 21a. Diese Befestigungskraft wird später beschrieben.
  • Die Ozonisator-Elektrode 101 ist mit einer Ozonisator-Abdeckung 110 bedeckt. Die Ozonisator-Abdeckung 110 bildet eine ungefähre Kastenform, mit einer (1) Oberfläche entfernt, und Flansche, die an einem Umfangsrandabschnitt einer Öffnung vorgesehen sind, sind an der Basis 24 mittels von Abdeckungs-Befestigungsbolzen 26 befestigt. Ein O-Ring liegt sandwichartig zwischen dem Öffnungsumfangsrandabschnitt der Ozonisator-Abdeckung 110 und der Basis 24, und ein Innenraum, der durch die Ozonisator-Abdeckung 110 und die Basis 24 ausgebildet wird, ist ein luftdichter Aufbau.
  • Ein Sauerstoffgas-Einlass 130 zum Zuführen von Sauerstoffgas, das Spurenmengen von Stickstoff- und Kohlendioxidgas enthält, ist in der Basis 24 im Innenraum vorgesehen. Von dem Sauerstoffgas-Einlass 130 zugeführtes Sauerstoffgas wird in die Ozonisator-Abdeckung 110 gefüllt, und tritt in einen Spalt eines Entladungsbereichs ein, der später beschrieben wird. Ein Ozongas-Auslass 11 zum Ausstoßen von Ozongas, das in einem Entladungsbereich erzeugt wird, aus dem Ozonisator 100 nach außen, und ein Kühlwasser-Einlass/Auslass 12 zum Hereinbringen und Herausnehmen von Kühlwasser zum Kühlen des Elektrodenmoduls 102, sind in der Basis 24 vorgesehen. Das heißt, der Ozongas-Auslass 11 ist eine Endabschnittsöffnung eines Ozongas-Durchgangs 8, der in der Basis 24 vorgesehen ist, und der Kühlwasser-Einlass/Auslass 12 ist eine Endabschnittsöffnung eines Kühlwasser-Durchgangs 9, der in der Basis 24 vorgesehen ist.
  • Bei einer derartigen Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung wie oben, betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere den Ozonisator 100, welcher ein wesentlicher Teil der Ozonerzeugungsvorrichtung ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Aufbau, bei dem der Ozonisator 100 mit einer rechteckigen Form ausgeführt wird, mit einem Ziel der Erhöhung der Kapazität des Ozonisators 100 und dem Verbessern eines Raumfaktors der Vorrichtung, und zusammen damit, dass der Ozonisator 100 rechteckig ausgeführt wird, betrifft sie jeweilige Formen der Niederspannungselektroden, dielektrischen Platten und Hochspannungselektroden in dem Elektrodenmodul 102, einen Kühlaufbau und einen Ozon(wieder-)gewinnungsaufbau. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung auch Aufbauten, wie beispielsweise eine Form des Gehäuses und dergleichen, bei der Ozon effizient erzeugt werden kann, wobei der Ozonisator kompakt sein kann, die Herstellungskosten erniedrigt werden können, das Gewicht reduziert werden kann, und ein Verfahren des Abdichtens des Gehäuses, bei dem eine Druckfestigkeit des Gehäuses erhöht werden kann, und einen Aufbau eines Ozonisators mit großer Kapazität, der mit einer Vielzahl von Ozonisatoren versehen ist.
  • 3 ist eine typische detaillierte Querschnittansicht, die eine Ozonisator-Elektrode des Ozonisators von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. 4 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts E in 3. In den 3 und 4, umfasst die Ozonisator-Elektrode 101 die Flachplatten-Niederspannungselektrode(n) 7 als erste Elektroden, die Flachplatten-Hochspannungselektrode(n) 3 als zweite Elektroden, die einer Hauptoberfläche der Niederspannungselektroden 7 zugewandt sind, Flachplatten-Dielektrikum/Dielektrika 5, die zwischen den Niederspannungselektroden 7 und den Hochspannungselektroden 3 vorgesehen sind, und einen/mehrere Abstandshalter 13 zum Ausbilden von Entladungsbereichen mit einer dünnen Dicke in einer Laminierrichtung. Ein (1) Elektrodenmodul 102 wird durch eine Kombination der Hochspannungselektrode 3, Niederspannungselektrode 7, dielektrischen Platte 5, Abstandshalter(n) 13 und einem später beschriebenen Entladungsbereich ausgebildet. Die Elektrodenmodule 102 sind in mehreren Stufen (Schichten) laminiert, um die Ozonisator-Elektrode 101 aufzubauen.
  • Bei dem Ozonisator 100 wird ein Wechselstrom zwischen der Niederspannungselektrode 7 und der Hochspannungselektrode 3 angelegt, und eine Entladung wird in einem Entladungsbereich bewirkt, der mit einem Gas gefüllt ist, das Sauerstoffgas (Ausgangsmaterial-Gas) enthält, um Ozongas zu erzeugen. Leistung wird an einen Zuleitungsanschluss 4 der Hochspannungselektrode 3 zugeführt, von dem in 1 gezeigten Transformator 200, über die Hochspannungsbuchse 120. Die Hochspannungselektrode 3 ist aus einem Metall hergestellt, wie beispielsweise rostfreier Stahl, Aluminium und dergleichen. Eine Hauptoberfläche der dielektrischen Platte 5 ist in engem Kontakt mit der Hochspannungselektrode 3, über einen später beschriebenen elektrisch leitfähigen Film. Die dielektrische Platte 5 ist aus einem Material, wie beispielsweise Keramic, Glas, Silicium und dergleichen, hergestellt. Der Entladungsbereich ist zwischen der dielektrischen Platte 5 und der Niederspannungselektrode 7 mittels des/der Abstandshalter 13 ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Entladungsbereich in sechs (6) Entladungsbereiche 27a bis 27f unterteilt, gezeigt durch die gestrichelten Linien in 2. Jeder Entladungsbereich 27a bis 27f bildet eine ungefähr quadratische Form mit vier (4) abgerundeten Ecken aus, und ein in die in 1 gezeigte Ozonisator-Abdeckung 110 gefülltes Ausgangsmaterial-Gas drängt zu einer Mitte jedes Entladungsbereiches hinein, von einem gesamten äußeren Umfang bzw. Rand von jedem Entladungsbereich, wie durch die gestrichelten Pfeile in 2 gezeigt.
  • Das Ausgangsmaterial-Gas, das in die Entladungsbereiche 27a bis 27f strömt, wird in Ozon umgewandelt, durch Anlegen einer Wechselhochspannung zwischen der Niederspannungselektrode 7 und der Hochspannungselektrode 3. Ozongas, das eine Ozonisierung in jedem der Entladungsbereiche 27a bis 27f erfahren hat, tritt von später beschriebenen Ozongewinnungslöchern 128a, 128b und 128 ins Innere der Niederspannungselektrode 7 ein, und wird zu dem Ozongas-Auslass 11 geleitet, über den in der Niederspannungselektrode 7 vorgesehenen Ozongas-Durchgang 8.
  • Die Niederspannungselektrode 7 ist ein starrer Dünnplatten-Körper aus vier (4) gefügten Metallplatten, die aus rostfreiem Stahl und dergleichen hergestellt sind. Neben dem Ozongas-Durchgang 8 ist auch der Kühlwasser-Durchgang 9 zum Erhöhen der Ozonerzeugungseffizienz in der Niederspannungselektrode 7 vorgesehen. Eine Gastemperatur in den Entladungsbereichen 27a bis 27f wird durch Fliegenlassen von Kühlwasser als ein Kühlmittel in dem Kühlwasser-Durchgang 9 erniedrigt.
  • Der in der Niederspannungselektrode 7 ausgebildete Ozongas-Durchgang 8 ist mit dem in der Basis 24 vorgesehenen Ozongas-Auslass 11 verbunden, über einen in einem Verteilerblock 23 ausgebildeten Ozongas-Durchgang 8. Auf der anderen Seite ist der in der Niederspannungselektrode 7 ausgebildete Kühlwasser-Durchgang 9 mit dem in der Basis 24 vorgesehenen Kühlwasser-Einlass/Auslass 11 verbunden, über den/die in einem Verteilerblock 23 ausgebildeten Kühlwasser-Durchgang/Durchgänge 9.
  • Obwohl es in den Zeichnungen nicht ausdrücklich gezeigt wird, liegt ein Dichtungsmaterial, wie beispielsweise ein O-Ring und dergleichen, sandwich-artig zwischen der Niederspannungselektrode 7 und der Basis 24 oder dem Verteilerblock 23, als eine wasserdichte Gegenmaßnahme. Auch wird ein Dichtungsmaterial, wie beispielsweise ein O-Ring und dergleichen, sandwich-artig als eine luftdichte Gegenmaßnahme angeordnet.
  • Das Elektrodenmodul 102 mit der Niederspannungselektrode 7, Hochspannungselektrode 3, dielektrischen Platte 5 und Abstandshalter(n) 13 sind zwischen der Druckerplatte 22 und Basis 24 befestigt, mittels von Befestigungsbolzen 21a, die durch jedes konstruktive Element durchgehen.
  • Als nächstes wird der Aufbau der Niederspannungselektrode 7 im Detail beschrieben. 5 ist eine Draufsicht einer Niederspannungselektrode des Ozonisators von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. 6 ist eine Querschnittansicht, aus der Perspektive der Pfeile, im Schnitt nach A-A in 5. 7 ist eine Querschnittansicht, aus der Perspektive der Pfeile, im Schnitt nach B-B in 5. 8 ist eine Querschnittansicht, aus der Perspektive der Pfeile, im Schnitt nach C-C in 5. 9 ist eine Querschnittansicht, aus der Perspektive der Pfeile, im Schnitt nach D-D in 5.
  • Die Niederspannungselektrode 7 ist aus einem höchst Ozonresitenten Metallmaterial hergestellt, und ist als eine ungefähr rechteckige (Rechteck) Flachplatten-Form ausgeführt, die über einen gesamten Bereich in einem horizontalen Querschnitt der Ozonisator-Abdeckung 110 verstreut bzw. verteilt ist, um einen großen Oberflächenbereich beizubehalten.
  • Die Niederspannungselektrode 7 umfasst einen Flachplattenförmigen Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 700, in dem Hauptoberflächen Elektroden sind, und in dem der Ozongas-Durchgang 8 und der Kühlwasser-Durchgang (Kühlmittel-Durchgang) 9 ausgebildet sind, und einen Einlass-/Auslassabschnitt 710, der mit einer Ozongewinnungsöffnung 8a des Ozongas-Durchgangs 8 ausgebildet ist, und einem Kühlwasser-Einlass (Kühlmittel-Einlass) 9a und einem Kühlwasser-Auslass (Kühlmittel-Auslass) 9b des Kühlwasser-Durchgangs 9, die an einem Seitenrand des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 700 vorgesehen sind. Der in dem Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 700 als ein Kühlmittel-Durchgang vorgesehene Kühlwasser-Durchgang 9 ist über dem gesamten Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 700 ausgebildet, so dass Kühlwasser, als Kühlmittel, durch den gesamten Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 700 läuft.
  • Der Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 700 umfasst das Elektrodenmodul 102 zusammen mit der Hochspannungselektrode 3, dielektrischen Platte 5 und Abstandshalter(n) 13, und ist auf der Basis 24 laminiert und mittels von Befestigungsbolzen 21a befestigt. Auf der anderen Seite liegen in dem Einlass-/Auslassabschnitt 710 sandwichartig Verteilerblöcke 23 und sind angrenzend oben und unten übereinandergelegt, um eine Höhe in einer Laminierrichtung zu interpolieren, die durch die Hochspannungselektrode 3, dielektrische Platte 5 und den/die Abstandshalter 13 erzeugt wird, und eine Befestigung erfolgt mittels von Befestigungsbolzen 21b. Ein Ozongas-Durchgang 8 und ein Kühlwasser-Durchgang/Durchgänge 9 sind in den Verteilerblöcken 23 ausgebildet.
  • Ein Halsabschnitt 720 ist zwischen dem Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 700 und dem Einlass-/Auslassabschnitt 710 vorgesehen. Der Halsabschnitt 720 ist als ein Abschnitt mit geringer Steifigkeit ausgebildet, so dass, wenn der Niederspannungselektroden-Entladungsbereich 700 und der Einlass-/Auslassabschnitt 710 durch die Befestigungsbolzen 21a beziehungsweise 21b befestigt sind, jede Verformung, die in einem von dem Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 700 und dem Einlass-/Auslassabschnitt 710 auftritt, die Befestigungskraft des anderen nicht beeinflussen wird.
  • Das heißt, der Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 700 wird zusammen mit der Hochspannungselektrode 3, dielektrischen Platte 5 und Abstandshalter(n) 13 an der Basis 24 befestigt, durch eine vorbestimmte Befestigungskraft mittels der Befestigungsbolzen 21a, und diese Befestigungskraft wird sehr fein gesteuert, um eine Höhe (Dicke) der Entladungsbereiche 27a bis 27b, welche äußerst dünne Spalte sind, genau zu steuern.
  • Auf der anderen Seite ist der Einlass-/Auslassabschnitt(e) 710 zusammen mit den Verteilerblöcken 23 mittels von Befestigungsbolzen 24 an der Basis 24 befestigt. Obwohl der Einlass-/Auslassabschnitt 710 und die Verteilerblöcke 23 gemäß einer engen Abmessungskontrolle hergestellt werden, weil es nie Null Herstellungsfehler geben kann, treten einige Fehler zwischen einer idealen Höhe auf.
  • Obwohl ein relativer Unterschied zwischen einem summierten Fehler, der verursacht wird durch Aufstapeln der Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitte 700, der Hochspannungselektroden 3, dielektrischen Platten 5 und Abstandshalter 13, und einem summierten Fehler, der verursacht wird durch Aufstapeln der Einlass-/Auslassabschnitte 710 und Verteilerblöcke 23, verursacht, dass eine Biegebeanspruchung zwischen den Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitten 700 und den Einlass-/Auslassabschnitten 710 auftritt, ist der Halsabschnitt 720 mit geringer Steifigkeit zwischen beiden Abschnitten vorgesehen, um die Biegebeanspruchung zu absorbieren. Der Halsabschnitt 720 mit geringer Steifigkeit stellt sicher, dass Beanspruchungen bzw. Belastungen im Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 700 beziehungsweise dem Einlass-/Auslassabschnitt 710 sich gegenseitig nicht beeinflussen.
  • Sechs (6) Ozongewinnungslöcher 28a bis 28f sind in jeweilige Entladungsbereiche der Oberfläche des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 700 gebohrt, an beiden, den oberen und unteren Hauptoberflächen des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 700, um die Fließgeschwindigkeitsverteilung ungefähr gleichmäßig auszuführen. Eine Menge von Ozongas, das an der Oberfläche des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 700 erzeugt wird, wird durch eine gleiche Gasmenge, welche in die sechs (6) Bohrlöcher strömt, gleichmäßig gemacht, und somit ist es möglich, ein hochkonzentriertes Ozongas zu erhalten und die Ozongasgewinnungseffizienz ist verbessert. Des Weiteren, zusätzlich dazu, dass die sechs (6) Ozongewinnungslöcher 28a bis 28f vorgesehen werden, sind durch Unterteilen der Hochspannungselektrode in sechs (6) an jeweiligen Ozongewinnungslöchern die Entladungsbereiche zerstreut, und ein Ausgangsmaterial-Gas, das von einem Rand von jedem Entladungsbereich hinein strömt, kann gleich gemacht werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind, wie oben beschrieben, die Entladungsbereiche 27a bis 27f in sechs (6) unterteilt. Auch sind die Ozongewinnungslöcher 28a bis 28f so vorgesehen, dass sie an einem ungefähr zentralen Abschnitt der sechs (6) Entladungsbereiche 27a bis 27f positioniert werden, und durch jeden der Entladungsbereiche 27a bis 27f erzeugtes Ozongas wird von diesen Gewinnungslöchern 28a bis 28f ins Innere der Niederspannungselektrode 7 gesaugt. Das Ozongas, welches in die Niederspannungselektrode 7 von den Gewinnungslöchern 28a bis 28f eintritt, wird in einen (1) Strom in der Niederspannungselektrode 7 zusammengeführt und zu dem Ozon-Durchgang 8 geleitet, der in dem Einlass-/Auslassabschnitt 710 ausgebildet ist.
  • Wie in den 6 bis 9 gezeigt, wird die Niederspannungselektrode 7 durch Laminieren einer Gesamtmenge von vier (4) Metallelektroden, zwei (2) ersten Metallelektroden 7a und zwei (2) zweiten Metallelektroden 7b hergestellt. Eine Vielzahl von Nuten, die einige mm tief sind, mit einem halb-rechteckigen Querschnitt, sind in einer Hauptoberfläche an einer Seite von jeder der Metallelektroden 7a, 7b ausgebildet, mittels von vorgeformtem Halb-Ätzen oder einem Herstellungsprozess und dergleichen. Zuerst werden die zwei (2) ersten Metallelektroden 7a zusammengehaftet, so dass sich die Nuten aufreihen, um den/die Ozon-Durchgang/Durchgänge 8 in einem Innenseitenabschnitt auszubilden. Dann werden Seiten von jeder der zwei (2) zweiten Metallelektroden 7b, die mit den Nuten ausgebildet sind, an Außenoberflächen von jeder der Metallelektroden 7a angehaftet, um den/die Kühlwasser-Durchgang/Durchgänge 9 auszubilden. Diese vier (4) Plattenmetallelektroden 7a, 7b werden übereinandergelegt als eine luftdichte Struktur gefügt, mittels von Löten oder Heißpressen und dergleichen.
  • Der Ozon-Durchgang 8 und Kühlwasser-Durchgang/Durchgänge 9 sind auch so ausgebildet, dass sie sich in der Laminierrichtung in dem Einlass-/Auslassabschnitt 710 erstrecken. Hier ist der Kühlwasser-Durchgang 9 so vorgesehen, dass er in einen Kühlwasser-Einlass (Kühlmittel-Einlass) 9a und einen Kühlwasser-Auslass (Kühlmittel-Auslass) 9b unterteilt ist. Wie durch die gepunktete Linie in 5 gezeigt, wird der Kühlwasser-Durchgang 9, der mit dem Kühlwasser-Einlass 9a und dem Kühlwasser-Auslass 9b verbunden ist, über nahezu dem gesamten Innenseitenabschnitt der Niederspannungselektrode 7 ausgebildet. Das heißt, der Kühlwasser-Durchgang 9 ist konzentrisch in dem rechteckigen Flachplatten-Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 700 über die Gänze ausgebildet, von einem zentralen Abschnitt zu einem äußeren Abschnitt. Außerdem sind angrenzende konzentrische Kühlwasser-Durchgänge 9 durch Rippen mit einer dünnen Breite abgetrennt. Kühlwasser fließt in diese Kühlwasser-Durchgänge 9, wie durch die gestrichelten Pfeile in 4 gezeigt.
  • Auf der anderen Seite erstreckt sich von dem Durchgang, der so ausgebildet ist, dass er sich in den Laminierabschnitt in dem Einlass-/Auslassabschnitt 710 erstreckt, der/die in dem Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 700 ausgebildete Ozongas-Durchgang/Durchgänge 8, und verzweigt sich in den Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 700 als eine Zweigform, und Enden von Zweigabschnitten stehen mit den Ozongasgewinnungslöchern 28a bis 28f in Verbindung, die an beiden Oberflächen ausgebildet sind. Die Ozongasgewinnungslöcher 28a bis 28f unterteilen gleichmäßig den Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 700 in sechs (6), und sind jeweils an zentralen Abschnitten von diesen Entladungsbereichen 27a bis 27f vorgesehen. Ein nahezu gleichmäßiges Gas strömt von dem Rand in die Ozongasgewinnungslöcher 28a bis 28f, durch Ausgangsmaterial-Gas, das zu den Ozongasgewinnungslöchern 28a bis 28f hin strömt, die an jeweiligen Mitten der sechs (6) gleich unterteilten Entladungsabschnitte vorgesehen sind. Die Ozongasgewinnungslöcher 28a bis 28f und der abgezweigte Ozongas-Durchgang 8 umfassen eine Sammeleinrichtung zum Sammeln des durch die Anzahl von Entladungsabschnitten 27a bis 27f erzeugten Ozongases. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann, obwohl der Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt in sechs (6) gleich unterteilt ist und es sechs (6) Ozongasgewinnungslöcher 28a bis 28f gibt, die sie begleiten, der Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 700 n-Mal gleich unterteilt werden, zwei (2) oder mehr, und eine Anzahl von n Ozongasgewinnungslöcher können vorgesehen werden.
  • Der Ozongas-Durchgang 8 und der/die Kühlwasser-Durchgang/Durchgänge 9, die so ausgebildet sind, dass sie sich in der Laminierrichtung in dem Einlass-/Auslassabschnitt 710 erstrecken, sind in einer geraden Linie verbunden, wobei jeder jeweilige Ozongas-Durchgang und Kühlwasser-Durchgang in den Verteilerblöcken 23 vorgesehen ist, und sind schließlich mit dem Ozongas-Auslass 11 und dem Kühlwasser-Einlass/Auslass 12 verbunden, die in der Basis 24 vorgesehen sind.
  • Das erzeugte Ozongas geht durch die Ozongas-Durchgänge 8 durch, die in dem Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 700 vorgesehen sind, von zentralen Abschnitten der Vielzahl von Entladungsbereichen 27a bis 27f, und wird zusammengeführt und wird zu dem Ozongas-Durchgang 8 geleitet, der sich in der Laminierrichtung in dem Einlass-/Auslassabschnitt 710 erstreckt. Währenddessen tritt Kühlwasser, das in einer Gesamtheit des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 700 fließt, in die Niederspannungselektrode 7 ein, von dem Kühlwasser-Einlassloch 9a des Einlass-/Auslassabschnitts, kühlt die gesamten Oberflächen des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 700, und wird an den Kühlwasser-Ausgangsloch 9b des Einlass-/Auslassabschnitts 710 herausgezogen.
  • Die kombinierte Durchgangsstruktur des Ozongas-Durchgangs 8 und des/der Kühlwasser-Durchgangs/Durchgänge 9 des Einlass-/Auslassabschnitts 710, die an dem Rand von einer (1) Seite der Niederspannungselektrode 7 vorgesehen ist, wirkt auf die gleiche Art zusammen mit der kombinierten Durchgangsstruktur der Verteilerblöcke, die vertikal angrenzend in dem Einlass-/Auslassabschnitt 710 vorgesehen ist, um den Ozongas-Durchgang 8 und den/die Kühlwasser-Durchgang/Durchgänge 9 zu bilden, die sich in einer geraden Linie in der Laminierrichtung erstrecken, und der Ozongas-Durchgang 8 und der/die Kühlwasser-Durchgang/Durchgänge 9, die so ausgebildet sind, dass sie zusammenwirken, sind mit dem Ozongas-Auslass 11 und dem Kühlwasser-Einlass/Auslass 12 verbunden, die in der Basis 24 vorgesehen sind.
  • Folglich kann bei der vorliegenden Ausführungsform, durch Ausbilden von Ozongas-Durchgängen 8 und Kühlwasser-Durchgängen 9 in den Verteilerblöcken 23 und der/den Niederspannungselektrode(n) 7, eine herkömmlich verwendete Sammeleinrichtung und Rohrleitungselemente fortgetan werden, und es ist möglich, einen vereinfachten und kompakten Ozonisator zu realisieren, durch Beseitigen des Raums für die Einrichtung und Rohrleitungselemente.
  • Auch sind bei der vorliegenden Ausführungsform in der Niederspannungselektrode 7 luftdichte Zirkulationsräume durch Anhaften der vier (4) Metallplatten aufgebaut, die einer konvex-konkaven (Nut) Verarbeitung von einigen mm in der Tiefe ausgesetzt werden, mittels von Ätzen oder maschineller Bearbeitung, und die Ozongas-Durchgänge 8 und Kühlwasser-Durchgänge 9 sind so ausgebildet, dass sie auf eine luftdichte Art getrennt sind. Somit kann die Elektrode 7 dünn ausgeführt werden, und die Vorrichtung kann eine kleine Größe aufweisen. Auch können, weil eine Rohrleitung für Kühlwasser und Ozongewinnung unnötig ist, eine Montage und Demontage einfach durchgeführt werden und ein Ozonisator, der wenig kostet, kann vorgesehen werden.
  • Außerdem können bei der vorliegenden Erfindung, obwohl vier (4) Metallelektroden 7a, 7b verbunden bzw. gefügt werden, um die Niederspannungselektrode 7 herzustellen, mehr als vier (4) Elektroden gefügt werden, so dass Ozongas-Durchgänge 8 und Kühlwasser-Durchgänge 9 darin ausgebildet werden.
  • Ferner können bei der vorliegenden Erfindung, obwohl die Entladungsbereiche 27a bis 27f zwischen der Niederspannungselektrode 7 und der dielektrischen Platte 5 vorgesehen sind, und der/die Ozongas-Durchgang/Durchgänge 8 im Innern der Niederspannungselektrode 7 ausgebildet sind, Entladungsbereiche zwischen der Hochspannungselektrode 3 und der dielektrischen Platte 5 vorgesehen werden, und Ozongas-Durchgang/Durchgänge können im Innern der Hochspannungselektrode 3 ausgebildet werden.
  • Außerdem ist bei der vorliegenden Erfindung die dielektrische Platte 5, die für eine stille Entladung (dielektrische Barriere) notwendig ist, zwischen der Niederspannungselektrode 7 und der Hochspannungselektrode 3 vorgesehen, und Abstandshalter zum Ausbilden der Entladungsbereiche 27a bis 27f sind zwischen der Niederspannungselektrode 7 und dielektrischen Platte 5 angeordnet. Abstandshalter können jedoch auch zwischen der Hochspannungselektrode 3 und dielektrischen Platte 5 angeordnet werden, um die Entladungsbereiche 27a bis 27f auszubilden.
  • 10 ist eine Draufsicht der Hochspannungselektrode. 11 ist eine Vorderansicht der Hochspannungselektrode. 12 ist eine Seitenansicht der Hochspannungselektrode. Die Hochspannungselektrode 3 ist aus einer elektrisch leitfähigen dünnen Platte hergestellt, wie beispielsweise eine Platte aus rostfreiem Stahl und dergleichen, und ein Abschnitt von ihr steht als ein Zuleitungsanschluss 4 vor. Bei der Hochspannungselektrode 3 werden unnötige Abschnitte von einem rechteckigen Flachplattenmaterial durch maschinelle Bearbeitung entfernt, um sechs (6) flache konvexe Abschnitte 3a bis 3f an einer Seite auszubilden. Das heißt, zusammen werden zwölf (12) konvexe Abschnitte 3a bis 3f an beiden Oberflächen ausgebildet. Eine Elektrodenoberfläche ist an einem flachen Abschnitt oberer Oberflächen der konvexen Abschnitte 3a bis 3f ausgebildet. Die obigen sechs (6) Entladungsbereiche 27a bis 27f werden teilweise basierend auf diesen sechs (6) konvexen Abschnitten 3a bis 3f der Hochspannungselektrode 3 ausgebildet.
  • Jeder der konvexen Abschnitte 3a bis 3f ist als eine ungefähr rechteckige Form ausgebildet, mit vier (4) abgerundeten Ecken. Von diesen sechs (6) konvexen Abschnitten sind die vier (4) konvexen Abschnitte 3a, 3c, 3d und 3f an den vier (4) Ecken der Hochspannungselektrode 3 ausgebildet, um den zwei (2) Seitenrändern bzw. -kanten zu entsprechen. Von den anderen zwei (2) konvexen Abschnitten 3b, 3e, ist der konvexe Abschnitt 3b zwischen den konvexen Abschnitten 3a und 3c vorgesehen. Auch ist der konvexe Abschnitt 3e zwischen den konvexen Abschnitten 3d und 3f vorgesehen. Angrenzende konvexe Abschnitte werden jeder durch lediglich einen vorbestimmten Spalt getrennt. Dieser Spalt wird unten beschrieben.
  • Hauptoberflächen von jedem der konvexen Abschnitte 3a bis 3f sind als ähnliche flache Oberflächen ausgebildet, und jeder ist mit einer höchst präzisen Flachheit ausgebildet. Wie man aus der Vorderansicht von 11 und der Seitenansicht von 12 versteht, sind äußere Randabschnitte von jedem konvexen Abschnitt 3a bis 3f abgeschrägt, so dass sie im Querschnitt als glatte kreisförmige Bögen ausgebildet sind.
  • Der Zuleitungsanschluss 4 ist an einem (1) Seitenrand der rechteckig geformten Hochspannungselektrode 3 vorgesehen. Der Zuleitungsanschluss 4 kann auch durch einen maschinellen Bearbeitungsprozess (Materialentfernung) ausgebildet werden, ähnlich zu den konvexen Abschnitten 3a bis 3f. Außerdem kann er auch durch Fügen eines Plattenelements mittels Schweißen, Schrauben und dergleichen ausgebildet werden.
  • Die obigen sechs (6) Entladungsbereiche 27a bis 27f sind in Bereichen ausgebildet, die durch die konvexen Abschnitte 3a bis 3f ausgebildet werden. Ein Verhältnis zwischen einer Länge von einer Längskante in der horizontalen Oberfläche der konvexen Abschnitte 3a bis 3f, und einer Länge von einer Kante senkrecht dazu (nachstehend als ein Aspektverhältnis in der horizontalen Oberfläche bezeichnet) ist ungefähr 1:1. Das heißt, es ist eine ungefähr quadratische Form. Folglich ist ein Aspektverhältnis der obigen sechs (6) Entladungsbereiche 27a bis 27f auch ungefähr 1:1. Durch Vorsehen von Ozongewinnungslöchern in Mitten der 1:1 Aspektverhältnis-Entladungsbereiche, kann ein Gasstrom in einer radialen Richtung, mit dem Ozongewinnungsloch als die Mitte, gleichmäßig gemacht werden.
  • Als eine Folge des Variierens des Aspektverhältnisses des Entladungsbereiches und einem Messen der Ozonkonzentration und Ozonerzeugungseffizienz hat man herausgefunden, dass, wenn das Aspektverhältnis innerhalb von 1,5:1,0 ist, es keinen großen Unterschied bei der Verteilung einer Gasstromgeschwindigkeit V (oder Durchflussmenge Q) in einer länglichen/horizontalen Richtung der horizontalen Oberfläche gibt, wenn Gas hineinströmt, in einer radialen Richtung mit dem Ozongewinnungsloch als eine Mitte. Folglich wurde bestätigt, dass es möglich ist eine Ozonkonzentration und Ozonerzeugungseffizienz von 80% oder mehr beizubehalten, und andere auffallende Leistungsabnahmen wurden nicht beobachtet. Auf der anderen Seite, wenn das Aspektverhältnis 1,5:1,0 übersteigt, ist die Ozonkonzentration und Ozonerzeugungseffizienz auffallend erniedrigt, und die Wirkung der Vergrößerung des Oberflächenbereichs ist vermindert.
  • Im Allgemeinen gibt es, wenn der Entladungsbereich als ein (1) großer Bereich ausgeführt ist, große Unregelmäßigkeiten bei der Entladungsleistungsdichte, und die Ozonkonzentration und Ozonerzeugungseffizienz sind verschlechtert. Hier wird eine maximal zulässige Entladungsfläche beschrieben, welche ein Oberflächenbereich des Entladungsbereichs ist, bei der eine vorbestimmte Ozonkonzentration und Ozonerzeugungseffizienz erhalten werden können. Wenn der Entladungsbereich kleiner ist als diese maximal zulässige Entladungsfläche, sind die Ozonkonzentration und Ozonerzeugungseffizienz gut, und wenn der Entladungsbereich größer ist als diese maximal zulässige Entladungsfläche, sind die Ozonkonzentration und Ozonerzeugungseffizienz äußerst vermindert, und die Vorrichtung kann eine vorbestimmte Leistung nicht beibehalten.
  • Die maximal zulässige Entladungsfläche kann Vieles sein, abhängig von der Form (Aspektverhältnis) des Entladungsbereiches. Und in dem Fall, wo die maximal zulässige Entladungsfläche die größte ist, ist wenn der Ozongas-Durchgang in einem zentralen Abschnitt des Entladungsbereiches ist und der Entladungsbereich eine Kreisform hat. Wenn der Entladungsbereich eine Kreisform hat, tritt Ausgangsmaterial-Gas von einem Rand des Umfangs ein und strömt zu dem Ozongewinnungsloch hin, das in dem zentralen Abschnitt vorgesehen ist, und ein Strom des Ausgangsmaterial-Gases ist gleichmäßig, ungeachtet wo es von dem Umfang eintritt.
  • In dem Fall eines rechteckigen Entladungsbereiches, sogar wenn die Entladungsfläche (Bereich) kleiner ist als die maximal zulässige Entladungsfläche, falls das Aspektverhältnis schlecht wird, wird ein Gasstrom in den Entladungsbereich in einer radialen Richtung, mit dem Ozongewinnungsloch als eine Mitte, unregelmäßig, und eine Entladungsbereich-Gastemperatur ist an einem fernen Punkt in dem Gasstrom erhöht, und die Ozonerzeugungseffizienz ist vermindert.
  • Die maximal zulässige Entladungsfläche kann durch die folgende Formel wahrgenommen werden. Das heißt, wenn,
    die maximal zulässige Entladungsfläche S0 [cm2] ist,
    eine Entladungsbereich-Spaltlänge d [cm],
    ein Entladungsgasdruck P [MPa], (P [MPa] = 7.500 (0,1 + P) [Torr] – p [Torr])eine Entladungsspannung Vp [V], (Außerdem ist eine Entladungswellenform ein Wechselstrom, und da die Entladungsspannung hier einen Spitzenwert der Wechselstrom-Wellenform darstellt, wird Vp als ein Bezugszeichen verwendet.)
    eine Entladungsleistungsdichte W [W/cm2],
    (Formel 1) S0 = (A × d × P × Vp)/W
    • A:
    Proportionalkonstante
  • Die maximal zulässige Entladungsfläche kann durch die Formel bestimmt werden.
  • Hier ist A eine Proportionalkonstante, die durch die Form (Aspektverhältnis) des Entladungsbereiches bestimmt wird, und, abhängig von der Form des Entladungsbereiches, in einem Bereich von 10 bis 30 variiert.
  • Bezüglich der Entladungsbereiche 27a bis 27f der vorliegenden Ausführungsform,
    ist die Spaltlänge des Entladungsbereiches 0,01 [cm],
    der Entladungsgasdruck ist 0,25 [MPa],
    die Entladungsspannung ist 5.000 [V],
    und die Entladungsleistungsdichte ist 1 [W/cm2].
  • Unter der Annahme, dass die Proportionalkonstante 20 ist, ist hier die maximal zulässige Entladungsfläche S0: S0 = (20 × 0,01 × 0,25 × 5.000)/1,0 = 250 cm2
  • Folglich ist sie bestimmt, dass sie 250 cm2 beträgt. Zusätzlich dazu, innerhalb dieser maximal zulässigen Entladungsfläche S0 bleibend, basierend auf dem Gesamtaufbau der Ozonvorrichtung, ist ein Oberflächenbereich S von jedem einzelnen Entladungsbereich 27a bis 27f der vorliegenden Ausführungsform 75 cm2 (∅ 200). Dieser Oberflächenbereich wird durch Festlegen eines Oberflächenbereiches S von jedem konvexen Abschnitt 3a bis 3f der Hochspannungselektrode bei 75 cm2 festgelegt. Außer, dass er auf dem Oberflächenbereich S der konvexen Abschnitte 3a bis 3f basiert, steht der Oberflächenbereich S der Entladungsbereiche 27a bis 27f außerdem auch in Zusammenhang mit einer Oberfläche des auf einer Oberfläche der dielektrischen Platte ausgebildeten leitfähigen Films, was später ausführlich beschrieben wird.
  • Wie oben beschrieben, gibt es bei der Entladung der dielektrischen Barriere (stille Entladung) im Allgemeinen eine Entladung an der Elektrodenoberfläche, bei der eine Leistungsdichte gleichmäßig proportional zu einer Zunahme bei der Entladungsspannung ansteigt. Tatsächlich bewirken jedoch Abmessungsfehler und dergleichen, wenn der Entladungsspalt ausgebildet wird, dass eine Entladung(en) von Abschnitten des Spalts des Entladungsbereiches beginnt, die kleiner sind, und die Leistungsdichte wird höher in diesen Abschnitten mit kleinen Spalten. Wenn der Entladungsbereich größer ausgeführt wird, wird ein Unterschied bei der Leistungsdichteverteilung an der Elektrodenoberfläche größer, und dies bewirkt, dass die Ozonerzeugungsfähigkeit degeneriert. Wenn der Entladungsbereich als ein (1) großer Oberflächenbereich ausgeführt wird, gibt es einen großen Unterschied bei Entladungsleistungsdichten zwischen dem zentralen Abschnitt des Entladungsbereiches (im Allgemeinen der Abschnitt in dem Entladungsbereich, wo der Spalt am kleinsten ist) und den Randabschnitten davon. Wenn der Entladungsbereich als ein (1) großer Oberflächenbereich ausgeführt wird, bewirkt auch die rechteckige Form der Elektrode, dass der Wert des Aspektverhältnisses in hohem Maße von 1:1 abweicht. Diese Werte der Entladungsleistungsdichte und des Aspektverhältnisses, die von dem Ideal abweichen, bewirken, dass sich die Ozonerzeugungseffizienz vermindert und die Ozonkonzentration erniedrigt wird.
  • Um dieses Problem zu lösen, ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Entladungsbereich in sechs (6) Entladungsbereiche 27a bis 27f unterteilt. Die sechs (6) konvexen Abschnitte 3a bis 3f, die in der obigen Hochspannungselektrode 3 vorgesehen sind, entsprechen diesen sechs (6) Entladungsbereichen 27a bis 27f. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann ein (1) Entladungsbereich innerhalb der maximal zulässigen Entladungsfläche S0 begrenzt sein, und das Aspektverhältnis des optimalen Entladungsbereiches wird innerhalb eines festen Werts gehalten, und ferner sind die Stelle(n) der Ozongewinnungslöcher verstreut.
  • Bei der obigen (Formel 1) für die maximal zulässige Entladungsfläche S0 kann die Entladungsspannung Vp durch die folgende Formel bestimmt werden. Das heißt, wenn:
    eine Entladungsspannung Vp,
    eine Entladungsbereich-Spaltlänge d [cm],
    ein Entladungsgasdruck p [Torr],
    kann die Entladungsspannung bestimmt werden durch die Formel:
    (Formel 2) Vp = B × p × d
    • B:
    Proportionalkonstante
  • Hier ist B eine Proportionalkonstante zum Umrechnen eines Entladungsspannungswerts, und obwohl der tatsächliche Wert 188 beträgt, unterscheidet sich dieser etwas, in Abhängigkeit von dem Typ des Entladungsgases und Material der Elektrode.
  • Hier ist, wenn die Entladungsbereich-Spaltlänge d [cm] und der Entladungsgasdruck p [Torr] in die obige (Formel 1) geschrieben werden:
    (Formel 1) S0 = (A × d × P × Vp)/Wwird dies
    (Formel 3) = A × d × (p/7.500 – 0,1) × 3 × p × d/W = {A × 3/7.500 (p × d) 2/W} – {A × 3 × (p × d) × d/W} = {0,5 × (p × d) 2/W} – {376,0 × (p × d) × d/W}
  • Ein kleinster Wert, 0,001 cm, der Entladungsbereich-Spaltlänge d wird durch die Genauigkeit einer maschinellen Bearbeitung bestimmt. Nichtsdestotrotz wird, wenn die Elektrodenoberfläche auf einen Bearbeitungsfehler von ±10 μm oder weniger verarbeitet wird, dies ein Faktor zur Erhöhung der Bearbeitungskosten der Elektrode. Auf der anderen Seite, wenn die Entladungsbereich-Spaltlänge d 0,001 cm beträgt und der Bearbeitungsfehler der Elektrodenoberfläche auf ±10 μm oder mehr ausgeführt wird, wird die Präzision des Entladungsspalts ±10% oder mehr, und die Unregelmäßigkeit des Entladungsspalts ist einladend für eine Verminderung der Ozonleistung.
  • 13 ist ein Charakteristika-Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Fläche p × d und einer Entladungsspannung zeigt. 14 ist auch ein Charakteristika-Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Entladungsspannung und einem Isolierabstand einer Hochspannung zeigt. Des Weiteren ist 15 ein Charakteristika-Diagramm, das ein (1) Beispiel einer Beziehung zwischen einer Fläche p × d, in einem Fall, wo der Wert der Fläche p × d variiert wird, und einem Volumenverhältnis einer Entladungszelle zeigt. 16 ist ein Charakteristika-Diagramm, das ein (1) Beispiel einer Beziehung zwischen einer Entladungsspannungsdichte, in einem Fall, wo die Entladungsspannungsdichte variiert wird, und einem Volumenverhältnis einer Entladungszelle zeigt. Jedes Diagramm basiert auf Daten, die von Messungen der tatsächlichen Vorrichtung erhalten wurden oder aus gemessenen Werten berechnet wurden, und die durch die schwarzen rechteckigen Profile gezeigten Bereiche sind Bereiche mit einer guten Effizienz.
  • Eine Vergrößerung bei der Entladungsbereich-Spaltlänge d oder Zunahme beim Entladungsgasdruck p erhöht den Wert der Fläche p × d, und, wie in 13 gezeigt, nimmt die Entladungsspannung zur Erzeugung von Ozon zu. Auch muss, wenn die Entladungsspannung zunimmt, wie in 14 gezeigt, ein großer Isolierabstand im Innern der Vorrichtung sichergestellt werden. Somit nimmt das Volumen der Ozonvorrichtung zu, und eine große Energiequelle ist auch erforderlich.
  • Auch ist 15 ein Graph, der eine ungefähre Berechnung ist, in einem Fall, wo der Wert der Fläche p × d variiert wird und die Entladungsleistungsdichte konstant ist, von einem Volumenverhältnis der Entladungszelle, zum Sicherstellen des Isolierabstands. Wenn der Wert der Fläche p × d zum Beispiel 20 Torr·cm bis 50 Torr·cm ist, ist das Volumenverhältnis der Entladungszelle 2,5 Mal und die Entladungsspannung Vp ist 9,5 kV oder mehr. Wenn sie (die Fläche p × d) mehr ist, trifft man auf eine Hochspannungssteuerung und die Zwänge des Regelns usw., ein Hochdruckgehäuse, und diese werden Faktoren zur großen Erhöhung der Herstellungskosten.
  • Außerdem ist 16 ein Graph, der eine ungefähre Berechnung eines Volumenverhältnisses der Entladungszelle ist, in einem Fall, wo der Wert der Fläche p × d konstant ist und die Entladungsleistungsdichte variiert wird. Wenn die Entladungsleistungsdichte 0,3 W/cm2 bis 4 W/cm2 beträgt, ist es möglich, das Entladungszellen-Volumenverhältnis auf ungefähr 0,3 Mal zu erniedrigen. Auch die Entladungsleistungsdichte ist auf die Kühlleistung der Elektrode angewiesen, und wenn die Entladung 4 W/cm2 oder mehr ist, steigt die Gastemperatur des Entladungsabschnitts schnell an, und es wird schwierig eine vorbestimmte Ozonerzeugungskapazität beizubehalten, weil die Ozonerzeugungsleistung schnell degeneriert. Wie man aus 16 verstehen kann, ist ein Bereich von 0,3 W/cm2 bis 4 W/cm2 am bevorzugtesten für die Vorrichtung hinsichtlich der Effizienz.
  • Bei dem Ozonisator der vorliegenden Ausführungsform, von dem Wissen bei der obigen tatsächlichen Vorrichtung, in Anbetracht der Größe, des Volumenverhältnisses und Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung, werden die Entladungsbereich-Spaltlänge d, der Entladungsgasdruck p, beide Flächen p × d und die Entladungsleistungsdichte W vorzugsweise aus dem Bereich ausgewählt, der durch das schwarze rechteckige Profil in den 13 bis 16 gezeigt wird, das heißt, aus einem Bereich der folgenden Tabelle 1 ausgewählt. (Tabelle 1)
    Entladungsbereich-Spaltlänge d 0,001 bis 0,06 [cm]
    Entladungsgasdruck p 0,1 bis 0,4 [MPa]
    1.500 bis 3.750 [Torr]
    Fläche p × d 15 bis 50 [Torr × cm]
    Entladungsleistungsdichte W 0,3 bis 4 [W/cm2]
  • Wenn die maximal zulässige Entladungsfläche basierend auf der obigen Formel 3 und Tabelle 1 berechnet wird, können die folgenden Bedingungen abgeleitet werden:
    Entladungsbereich-Spaltlänge d 0,06 [cm] oder weniger
    Fläche p × d 50 [Torr × cm] oder weniger
    Entladungsleistungsdichte W 0,3 [W/cm2] oder mehr
  • In diesem Fall ist die maximal zulässige Entladungsfläche:
    maximal zulässige Entladungsfläche S0 3038 [cm2] oder weniger.
  • Als dies durch Experimente verifiziert wurde, und zum Beispiel
    die Entladungsbereich-Spaltlänge d betrug 0,06 [cm] oder weniger,
    Fläche p × d betrug 50 [Torr × cm] oder weniger,
    die Entladungsleistungsdichte W betrug 0,3 [W/cm2] oder mehr,
    die maximal zulässige Entladungsfläche S0 betrug 3000 [cm2] oder weniger,

    war die Ozonerzeugungseffizienz 80%. Auf der anderen Seite, wenn diese Bedingungen versagen, wurde beobachtet, dass die Ozonkonzentration und die Ozonerzeugungseffizienz auffallend vermindert wurden. Das heißt, es wurde bestätigt, dass eine Oberflächenbereichvergrößerung eine geringe Wirkung hatte.
  • 17 ist eine Draufsicht der dielektrischen Platte. 18 ist eine Vorderansicht der dielektrischen Platte. 19 ist eine Seitenansicht der dielektrischen Platte. Die Form der Ozonerzeugungsvorrichtung ist rechteckig im Querschnitt ausgeführt, um die große Kapazität des Ozonisators 100 und den Raumfaktor der Vorrichtung zu verbessern. Die dielektrische Platte 5 ist aus einem Glas oder keramischen Material und dergleichen hergestellt, und ist, für den Zweck der Beibehaltung eines großen Oberflächenbereiches, als eine ungefähr rechteckige (Rechteck) flache Platte ausgebildet, die sich über den gesamten Bereich im horizontalen Querschnitt in der Ozonisator-Abdeckung 110 ausdehnt, und ist so aufgebaut, dass sie an den Hochspannungselektrode(n) von beiden Seiten sandwich-artig angeordnet ist.
  • Die dielektrische Platte 5 bildet eine rechteckige Flachplattenform, und sechs (6) leitfähige Filme 5a bis 5f sind an einer Oberfläche der Seite ausgebildet, welche die Hochspannungselektrode 3 berührt. Jeder leitfähige Film 5a bis 5f ist als eine ungefähr quadratische Form ausgebildet, mit vier (4) abgerundeten Ecken. Das heißt, jeder leitfähige Film 5a bis 5f ist als ein Aspektverhältnis von ungefähr 1:1 ausgeführt. Jeder leitfähige Film 5a bis 5f ist an einer Stelle vorgesehen, die den jeweiligen konvexen Abschnitten 3a bis 3f der Hochspannungselektrode entspricht, und sie sind in ungefähr der gleichen Form wie die konvexen Abschnitte 3a bis 3f ausgebildet. Angrenzende leitfähige Filme werden jeweils durch lediglich einen vorbestimmten Spalt getrennt. Eine Hauptoberfläche von jedem leitfähigen Film 5a bis 5f ist so ausgebildet, dass sie auf der gleichen Ebene existiert, und jede ist so ausgebildet, dass sie einen hohen Grad an Flachheit aufweist. Außerdem sind kleine und große Ausgangsmaterial-Gas-Ausgleichsversorgungslöcher 5g, 5h zum Zuführen von Ausgangsmaterial-Gas, so dass es gleichmäßig strömt, an jeden Entladungsbereich 27a bis 27f, zwischen angrenzenden leitfähigen Filmen gebohrt.
  • Die Größe dieser leitfähigen Filme 5a bis 5f steht in Beziehung mit der Größe der obigen sechs (6) Entladungsbereiche 27a bis 27f. Das heißt, die Größe der obigen sechs (6) Entladungsbereiche 27a bis 27f wird durch die Größe der konvexen Abschnitte 3a bis 3f der Hochspannungselektrode 3 und der Größe der leitfähigen Filme 5a bis 5f bestimmt.
  • Folglich sind die leitfähigen Filme 5a bis 5f auf der Oberfläche der dielektrischen Platte 5 ausgebildet. Die dielektrische Platte 5 und Hochspannungselektrode 3 berühren sich durch diese leitfähigen Filme 5a bis 5f. Das heißt, die konvexen Abschnitte 3a bis 3f der Hochspannungselektrode 3 sind in Kontakt mit den leitfähigen Filmen 5a bis 5f der dielektrischen Platte 5. Bei einem derartigen Aufbau, sogar falls es einen schlechten Kontakt in einem Abschnitt zwischen Oberflächen der leitfähigen Filme 5a bis 5f und Oberflächen der konvexen Abschnitte 3a bis 3f der Hochspannungselektrode 3 gibt, weisen die leitfähigen Filme 5a bis 5f und die Hochspannungselektrode 3 das gleiche elektrische Potential auf, und es gibt keine unregelmäßige Entladung, die aus dem schlechten Kontakt resultiert, und es wird verhindert, dass die Effizienz des Ozonisators 100 vermindert wird, und die Lebensdauer der Ozonerzeugungsvorrichtung wird erhöht.
  • Abstandshalter 13 zum Ausbilden der Entladungsbereiche 27a bis 27f sind an der Oberfläche der dielektrischen Platte 5, wo die leitfähigen Filme 5a bis 5f ausgebildet sind, und der Oberfläche an der gegenüberliegenden Seite vorgesehen, das heißt, die Seite (Entladungsbereich-Seite) der Niederspannungselektrode 7 der dielektrischen Platte. Die Abstandshalter 13 bilden einen äußerst dünnen Raum mit einem 1:1 Aspektverhältnis aus. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Abstandshalter 13 lange dünne Stangen oder Scheiben mit einer Dicke von 0,1 mm. Die Abstandshalter 13 werden zum Beispiel durch maschinelles Bearbeiten der plattenförmigen dielektrischen Platte ausgebildet, um Ränder abzuschaben bzw. abzuhobeln, um relativ konvexe Formen zu hobeln. Weil die dielektrische Platte 5 und die Abstandshalter 13 integriert aus einem (1) Material geschnitten sind, verglichen mit dem Arbeitsablauf, wo die Abstandshalter 13 getrennt ausgebildet und gefügt werden, können folglich Teile für ein Einzelnes beseitigt werden und die Anzahl von Teilen kann reduziert werden, wobei auch ein Prozess zum Positionieren der Abstandshalter 13 unnötig wird und die Montage des Ozonisators erleichtert wird.
  • Wie oben sind die zwei dielektrischen Platten 5, die leitfähigen Filme 5a bis 5f, die an einer Oberfläche einer Seite davon ausgebildet sind, und die Abstandshalter 13, die an der anderen Seite vorgesehen sind, an jeder Seite der Hochspannungselektrode 3 angeordnet, wobei beide Seiten davon jeweils mit den sechs (6) konvexen Abschnitten 3a bis 3f ausgebildet sind, um die Hochspannungselektrode 3 sandwichartig angeordnet zu haben und die leitfähigen Filme 5a bis 5f mit jeweiligen konvexen Abschnitten 3a bis 3f zu berühren, und wobei Niederspannungselektroden 7 an jeweiligen Oberflächen davon vorgesehen sind. Die sechs (6) Entladungsbereiche 27a bis 27f werden durch die Abstandshalter 13 zwischen der dielektrischen Platte 5 und der Niederspannungselektrode 7 ausgebildet. Auf diese Art bauen die gestapelten Hochspannungselektrode 3, Niederspannungselektrode 7, dielektrische Platten 5 und Abstandshalter 13 das Elektrodenmodul 102 auf. Die Elektrodenmodule werden in einer Vielzahl laminiert, wobei währenddessen jeweilige Verteilerblöcke 23 dazwischen vertikal in dem Einlass-/Auslassabschnitt 710 der Niederspannungselektrode angeordnet werden, und all dieses wird an der Basis 24 durch einen vorbestimmten Druck mittels der Befestigungsbolzen 21a, 21b befestigt.
  • Als nächstes wird der Betrieb erläutert. Eine stille (dielektrische Barriere) Entladung tritt in den Entladungsbereichen 27a bis 27f auf, wenn eine Wechselhochspannung an die Hochspannungselektrode 3 und Niederspannungselektrode 7 angelegt wird. Wenn ein Gas, das Sauerstoff enthält (Ausgangsmaterial-Gas), zu diesem Zeitpunkt durch die Entladungsbereiche 27a bis 27f durchgeht, wird Sauerstoff in Ozongas umgewandelt. Das in die Ozonisator-Abdeckung 110 gefüllte Ausgangsmaterial-Gas tritt ein von dem gesamten Rand von jedem Entladungsbereich 27a bis 27f zu jeweiligen Mitten davon, wie durch die gestrichelten Pfeile in 2 gezeigt. Sauerstoffgas geht durch die Entladungsbereiche 27a bis 27f durch, die zwischen der Niederspannungselektrode 7 und Hochspannungselektrode 3 ausgebildet sind, und wird in Ozon umgewandelt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die dielektrischen Platten 5, die Hochspannungselektrode 3 und die Entladungsbereiche 27a bis 27f, die dazwischen ausgebildet sind, jeweils in eine ungefähr quadratische Form ausgebildet. Das Sauerstoffgas strömt von dem gesamten Rand der Quadrate zu der Mitte hin und wird Ozongas (der Ozonisierung ausgesetztes Sauerstoffgas) in den Entladungsbereichen 27a bis 27f.
  • Um Ozongas effizient zu erzeugen ist es notwendig, dass die Präzision der Entladungsbereiche 27a bis 27f, welche Räume mit einer äußerst dünnen Dicke sind, gut beibehalten wird. In dem Laminat aus Elektrodenmodul(en) 102 wird ein vorgestimmter Luftspalt(e) erhalten durch Anordnen der Verteilerblöcke 23 an einer Seite und Befestigen der Module zwischen der Elektrodendrückerplatte 22 und Basis 24, mittels einer Vielzahl von Befestigungsbolzen 21a, 21b, die in der Laminierrichtung durchgehen.
  • Die Entladungsbereiche 27a bis 27f werden durch die Entladungsbereich-ausbildenden Abstandshalter 13 ausgebildet, die an der Oberfläche der Niederspannungselektrode 7 angeordnet sind. Das heißt, die Dicke (Höhe in der Laminierrichtung) der Entladungsbereiche 27a bis 27f wird durch diese Entladungsbereich-ausbildenden Abstandshalter 13 festgelegt. Durch Bearbeiten der Entladungsbereich-ausbildenden Abstandshalter 13 auf eine gleichmäßige Höhe, und Befestigen von jedem Elektrodenmodul 102 mit einer vorbestimmten Kraft mittels von Befestigungsbolzen 21a, 21b, wird die Präzision der Entladungsbereiche 27a bis 27f beibehalten.
  • Ein Verfahren zur Erniedrigung der Temperatur in den Entladungsbereichen 27a bis 27f kann als noch ein Mittel zum effektiven Erzeugen von Ozon angegeben werden. Die Hochspannungselektrode 3 und Niederspannungselektrode 7 sind vorgesehene Elektroden. Und ein Verfahren wurde sich ausgedacht, bei dem beide dieser Elektroden mit Wasser oder Gas gekühlt werden. Obwohl zwischen Wasser und Gas das Wasser eine große Kühlwirkung hat, ist es, wenn Wasser verwendet wird, notwendig die elektrische Leitfähigkeit des Kühlwassers (Benutzung von Ionenaustausch-Wasser und dergleichen) zu erniedrigen, weil eine Hochspannung an die Hochspannungselektrode 3 angelegt wird. Auf der anderen Seite, obwohl es keine derartige Notwendigkeit gibt, wenn Gas verwendet wird, gibt es Unzulänglichkeiten, wie beispielsweise, dass die Struktur kompliziert wird, es geräuschvoll ist und die Wärmekapazität des Kühlmittels klein ist.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Entladungsbereiche 27a bis 27b so ausgebildet, dass sie an die Niederspannungselektrode 7 anstoßen, und die Entladungsbereiche 27a bis 27b werden durch Vorsehen von Kühlwasser-Durchgängen 9 in der Niederspannungselektrode(n) 7 gekühlt. Auch sind die Kühlwasser-Durchgänge 9 in der Niederspannungselektrode 7 vorgesehen, um die Hochspannungselektrode(n) 3 zu kühlen, und dies sieht eine Struktur zum Ablüften von Wärme der Hochspannungselektrode vor. Die durch die Hochspannungselektrode erzeugte Wärme wird mit Kühlwasser gekühlt, mittels der Niederspannungselektrode 7, die als eine Wärmesenke ausgeführt ist. Somit kann durch ein gleichzeitiges Kühlen der Entladungsbereiche 27a bis 27b und der Hochspannungselektrode(n) 3 eine Gastemperatur mit niedriger Temperatur in den Entladungsbereichen 27a bis 27b beibehalten werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Gastemperatur in den Entladungsbereichen 27a bis 27b durch Fließenlassen von Wasser in der Niederspannungselektrode(n) 7 erniedrigt. Erzeugtes Ozongas geht durch die Ozongas-Durchgänge 8 in der Niederspannungselektrode 7 durch, geht durch den Seitenabschnitt der Niederspannungselektrode 7, geht durch den Ozongas-Durchgang 8 durch, der in dem laminierten Einlass-/Auslassabschnitt 710 und den Verteilerblöcken 23 ausgebildet ist, und erreicht den Ozon-Auslass 11, der in der Basis 24 vorgesehen ist.
  • Auf der anderen Seite tritt das Kühlwasser als ein Kühlmittel in den Ozonisator 100 von einem Kühlwasser-Einlass 12 ein, der in der Basis 24 vorgesehen ist, geht durch den Kühlwasser-Durchgang 9 durch, der in dem laminierten Einlass-/Auslassabschnitt 710 und den Verteilerblöcken 23 ausgebildet ist, tritt in die Niederspannungselektrode 7 ein, von dem Kühlwasser-Einlass 9a in dem Einlass-/Auslassabschnitt 710, und geht, nach einem Kreislauf um die gesamte Oberfläche des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 700 herum, durch den Kühlwasser-Durchgang 9 durch, der in dem laminierten Einlass-/Auslassabschnitt 710 und den Verteilerblöcken 23 ausgebildet ist, über den Kühlwasser-Auslass 9b des Einlass-/Auslassabschnitts, und tritt außerhalb des Kühlwasser-Auslasses aus, der in der Basis 24 vorgesehen ist.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform, weil die Struktur derart ist, dass die Hochspannungselektrode 3 durch die Niederspannungselektrode 7 gekühlt werden kann, ist es nicht notwendig die elektrische Leitfähigkeit des Kühlwassers zu erniedrigen, das in der Niederspannungselektrode 7 fließt, und gewöhnliches Leitungswasser kann verwendet werden. Somit können die Kosten des Kühlwassers reduziert werden.
  • Folglich ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Kühleffizienz der Entladungsbereiche 27a bis 27f verbessert, und die Temperatur der Entladungsbereiche 27a bis 27f kann vorzugsweise erniedrigt werden. Folglich ist es möglich, die Entladungsleistungsdichte zu erhöhen, ohne die Ozonerzeugungseffizienz zu erniedrigen, und Größen- und Kostenreduktionen sind bei einer Vorrichtung möglich, die eine geringere Anzahl von Elektrodenmodulen aufweisen kann. Weil die Hochspannungselektrode 3 über die Niederspannungselektrode 7 gekühlt wird, ist es des Weiteren nicht notwendig, Ionenaustausch-Wasser und dergleichen mit einer geringen elektrischen Leitfähigkeit als das Kühlwasser zu verwenden, und gewöhnliches Leitungswasser kann als das Kühlwasser verwendet werden. Somit sind eine Kontrollvorrichtung für die elektrische Leitfähigkeit und eine Recycling-Ausstattung für Ionenaustausch-Wasser und dergleichen unnötig, und da die Anzahl von Komponententeilen in der Vorrichtung reduziert werden kann, können die Kosten und Wartungskosten erniedrigt werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, um die Ozonerzeugungskapazität (Kapazität) des Ozonisators 100 zu erhöhen, der Entladungsoberflächenbereich von einem (1) Elektrodenmodul 102 vergrößert, und die Elektrodenmodule 102 werden ferner in einer Vielzahl von Schichten laminiert, um eine große Kapazität zu realisieren. Außerdem wird, von dem Gesichtspunkt der Verbesserung des Raumfaktors des Ozonisators 100, ein einzelnes Elektrodenmodul 102 als eine rechteckige Form ausgebildet.
  • Entsprechend der Zunahme beim Oberflächenbereich in einem (1) Elektrodenmodul 102, wird auch der Oberflächenbereich des Entladungsbereiches einfach größer, und wenn die gesamte Oberfläche des Elektrodenmoduls 102 als ein Entladungsbereich ausgebildet wird, gibt es einen großen Unterschied bei der Entladungsleistungsdichte zwischen dem zentralen Abschnitt und Randabschnitten. Wenn der Entladungsbereich groß wird, gibt es außerdem derartige Probleme, dass das Ausgangsmaterial-Gas nicht gleichmäßig an der Entladungsoberfläche strömen kann.
  • Wenn die Probleme von Unregelmäßigkeiten bei der Entladungsleistungsdichte und ein nicht gleichmäßiger Strom des Ausgangsmaterial-Gases auftreten, wird die Ozonkonzentration erniedrigt und die Ozonerzeugungseffizienz wird schlecht. Des Weiteren, wenn die Elektroden als flache rechteckige Platten ausgeführt werden, um den Raumfaktor des Ozonisators 100 zu verbessern, weil die Entladungsbereiche auch rechteckig werden, weicht das Aspektverhältnis in hohem Maße von 1:1 ab. Und da eine Gasstromverteilung in den Entladungsbereichen weiter vermindert wird, wird die Ozonkonzentration weiter erniedrigt und die Ozonerzeugungseffizienz wird weiter vermindert.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Elektroden rechteckig ausgeführt, und obwohl der Entladungsbereich für eine (1) Elektrode groß ist, ist dieser große Entladungsbereich in sechs (6) kleine Entladungsbereiche 27a bis 27b unterteilt, durch Ausbilden der sechs (6) konvexen Abschnitte 3a bis 3b in der Hochspannungselektrode 3, und die Ozongewinnungslöcher 28a bis 28b sind in der Hauptoberfläche der Niederspannungselektrode 7 an Stellen vorgesehen, die ungefähr Mitten von jedem Entladungsbereich 27a bis 27b sind.
  • Gemäß einer derartigen Struktur, da eine Entladung lediglich in den Entladungsbereichen auftritt, welche Abschnitte sind, die den sechs (6) konvexen Abschnitten 3a bis 3f in der Hochspannungselektrode 3 gegenüberliegen, können die Probleme mit dem Aspektverhältnis von einem (1) Entladungsbereich und der Zunahme in dem Entladungsbereich gelöst werden. Das Ausgangsmaterial-Gas wird von dem gesamten Rand der Entladungsbereiche 27a bis 27f zugeführt, und wird aus den Ozongewinnungslöchern 28a bis 28f gewonnen, die in zentralen Abschnitten der Entladungsbereiche in der Niederspannungselektrode 7 vorgesehen sind. Folglich kann das Ausgangsmaterial-Gas ungefähr gleichmäßig an jedem Entladungsbereich strömen.
  • Das durch ein einzelnes Elektrodenmodul 102 erzeugte Ozongas kann in dem Ozongas-Durchgang, der durch den Einlass-/Auslassabschnitt 710 der Niederspannungselektrode 7 in der Laminierrichtung durchgeht, gesammelt und daraus gewonnen werden. Außerdem wird das Kühlwasser als ein Kühlmittel zum Kühlen der Niederspannungselektrode 7 von dem Kühlwasser-Einlass 9a zugeführt, der in dem Einlass-/Auslassabschnitt 710 vorgesehen ist, und kehrt nach einem Zirkulieren im Innern der Niederspannungselektrode 7, um die Niederspannungselektrode 7 zu kühlen, an den Kühlwasser-Auslass zurück, der in dem Einlass-/Auslassabschnitt 710 vorgesehen ist.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform gibt es einen Abstand von ungefähr 3 mm zwischen angrenzenden konvexen Abschnitten 3a bis 3f der Hochspannungselektrode 3, um den Entladungsbereich in sechs (6) Entladungsbereiche 27a bis 27f zu unterteilen. Außerdem gibt es auch einen Abstand von ungefähr 3 mm zwischen angrenzenden leitfähigen Filmen 5a bis 5f des Dielektrikums 5. Als jedoch Experimente bei Verwendung verschiedener Abstände durchgeführt wurden, hat man verstanden, dass ein Abstand von 1,5 mm oder mehr ausreichend ist. Auf der anderen Seite, wenn der Abstand 1,5 mm oder weniger beträgt, treten unregelmäßige Entladungen in dem Raum zwischen angrenzenden Entladungsbereichen 27a bis 27f auf. Diese unregelmäßigen Entladungen verursachen Defekte, wie beispielsweise eine Beschädigung der Elektrode oder Verminderung der Ozonerzeugungseffizienz und dergleichen.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird Ozongas aus dem Einlass-/Auslassabschnitt 710 gewonnen, der an einem Ende der Niederspannungselektrode vorgesehen ist, über den Ozongas-Durchgang 8, der in der Niederspannungselektrode 7 vorgesehen ist, von jedem Entladungsbereich 27a bis 27f. Somit kann das in den Entladungsbereichen 27a bis 27f erzeugtes Ozon so wie es ist gewonnen werden, und es besteht keine Notwendigkeit, getrennte Ozongas- und Ausgangsmaterial-Gas-Abschnitte aufzubauen, wie bei einer herkömmlichen Vorrichtung, wobei das Phänomen bei der herkömmlichen Vorrichtung, in der ein Ausgangsmaterial-Gas in das Ozongas gemischt wird, um die erlangte Ozonkonzentration (Gaskurzpass) zu erniedrigen, verhindert werden kann, und hochkonzentriertes Ozongas kann erlangt werden.
  • Auch umfasst die Niederspannungselektrode 7 als die erste Elektrode den rechteckigen, Flachplatten-förmigen Elektroden-Entladungsabschnitt 700, bei dem die Hauptoberfläche(n) eine Elektrode ausbildet, und in dem der Ozongas-Durchgang 8 und der Kühlwasser-Durchgang 9 als ein Kühlmittel-Durchgang ausgebildet sind, und den Einlass-/Auslassabschnitt 710, der mit der Ozongewinnungsöffnung 8a und dem Kühlwasser-Einlass 9a und Kühlwasser-Auslass 9b des Kühlwasser-Durchgangs 9 ausgebildet ist, und an jedem Seitenrand des Elektroden-Entladungsabschnitts 700 vorgesehen ist. Deshalb kann die Rohrleitung zur Ozongewinnung und die Rohrleitung zum Zuführen und Ablassen von Kühlwasser vereinfacht werden.
  • Außerdem ist bei der vorliegenden Ausführungsform das Elektrodenmodul 102 mit der ersten Flachplatten-Elektrode 7, der zweiten Flachplatten-Elektrode 3, die einer Hauptoberfläche der ersten Elektrode 7 zugewandt ist, flachen dielektrischen Platte(n) 5, die zwischen der ersten Elektrode 7 und der zweiten Elektrode 3 vorgesehen sind, und den Abstandshaltern 13 zum Ausbilden des/der Entladungsbereich(e), in einer Vielzahl laminiert. Eine Wechselspannung wird zwischen der ersten Elektrode 7 und der zweiten Elektrode 3 angelegt, und eine Entladung(en) tritt in den Entladungsbereichen auf, die mit einem Ausgangsmaterial-Gas gefüllt sind, um Ozon zu erzeugen. In der ersten Elektrode 7 ist der Ozongas-Durchgang 8 zur Gewinnung des in den Entladungsbereichen erzeugten Ozongases ausgebildet, zwischen der Elektrodenoberfläche, die den Entladungsbereichen zugewandt ist, und dem Seitenabschnitt. Die Vielzahl von Ozongas-Durchgängen sind in den Entladungsbereichen der ersten Elektrode verteilt, um die Fließgeschwindigkeitsverteilung in der radialen Richtung(en), mit dem Ozongas-Durchgang 8 als die Mitte, ungefähr gleichmäßig auszuführen. Diese Vielzahl von Ozon-Durchgängen 8 sammelt und gewinnt Ozongas, das in jeder Entladungszone in der ersten Elektrode 7 erzeugt wird. Somit kann der Entladungsbereich vergrößert werden, ohne die Ozonerzeugungsleistung zu beeinträchtigen, wobei der Entladungsbereich relativ zu einer (1) Elektrodenoberfläche vergrößert werden kann, ohne die Ozonerzeugungseffizienz zu beeinträchtigen, und die Vorrichtung kann eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen, der Aufbau der laminierten Struktur der Module wird erleichtert und eine Rohrleitung zur Ozongewinnung kann vereinfacht werden.
  • Des Weiteren ist der Entladungsbereich in eine Vielzahl (von Bereichen) unterteilt, zwischen der ersten Elektrode 7 und der zweiten Elektrode 3, die der Vielzahl von Ozongas-Durchgängen 8 entsprechen, um die Fließgeschwindigkeitsverteilung in der radialen Richtung(en), mit dem Ozongas-Durchgang 8 als die Mitte, ungefähr gleichmäßig auszuführen. Folglich kann der Entladungsbereich weiter vergrößert werden, ohne die Ozonerzeugungsleistung zu beeinträchtigen, wobei der Entladungsbereich relativ zu einer (1) Elektrodenoberfläche vergrößert werden kann, ohne die Ozonerzeugungsleistung zu beeinträchtigen, und die Vorrichtung kann eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen, ein hoher Grad an Präzision für die flache Elektrodenoberfläche kann beibehalten werden, der Aufbau der laminierten Struktur der Module wird erleichtert und eine Rohrleitung zur Ozongewinnung kann vereinfacht werden.
  • Ausführungsform 2
  • 20 ist eine schematische Querschnittansicht einer Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der vorliegenden Erfindung. 21 ist eine Zeichnung der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 20, im Blick von oben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine äußere Form des Ozonisators 100 rechteckig im Querschnitt ausgeführt, um den Raumfaktor der Ozonerzeugungsvorrichtung zu verbessern und auf eine große Kapazität zu zielen. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der Ozon-Transformator 200 zum Zuführen von Energie an den Ozonisator 100 und der Hochfrequenzwellen-Inverter 300 parallel zu dem Ozonisator 100 angeordnet. Somit ist der Ozonisator 100 als eine lange, dünne rechteckige Form ausgeführt. Zusammen damit sind die Hochspannungselektrode 3, Niederspannungselektrode 7 und dielektrische Platte(n) 5, die im Innern davon untergebracht sind, in schlankeren rechteckigen Formen als in Ausführungsform 1 ausgeführt. Folglich ist ein Entladungsbereich, der in der Hochspannungselektrode 3 und Niederspannungselektrode 7 ausgebildet ist, in drei (3) Entladungsbereiche 27a bis 27c unterteilt. Und zusammen damit sind drei (3) konvexe Abschnitte, die in der Hochspannungselektrode 3 vorgesehen sind, und drei (3) leitfähige Filme in der dielektrischen Platte 5 vorgesehen.
  • Andere Aufbauten sind ähnlich zu Ausführungsform 1.
  • Außerdem ist, obwohl eine Strukturzeichnung der Niederspannungselektrode der Ozonerzeugungsvorrichtung der 21, 22, 27 weggelassen wurde, ein Fluss des Kühlwassers grundsätzlich ähnlich demjenigen in 5. Auch bezüglich der Ozongewinnungslöcher, obwohl in 5 der Aufbau derart ist, dass sich der Durchgang in der Niederspannungselektrode 7 verzweigt und die Ozongewinnungslöcher 28a bis 28f an Enden davon vorgesehen sind, sind die Ozongewinnungslöcher der Niederspannungselektrode der Ozonerzeugungsvorrichtung der 21, 22, 27 entlang einer Mittellinie der Niederspannungselektrode vorgesehen, und eine Struktur ist derart, dass ein (1) Durchgang auf der Mittellinie der Niederspannungselektrode vorgesehen ist. Obwohl drei (Löcher) auf der Mittellinie der Niederspannungselektrode der Ozonerzeugungsvorrichtung der 21, 22, 27 vorgesehen sind, ist es nicht absolut notwendig, dass sie (die Löcher) auf der Mittellinie vorgesehen werden, und zum Beispiel können sie getrennt auf Zickzack-Art über der Mittellinie angeordnet werden.
  • Der Entladungsbereich der vorliegenden Ausführungsform ist eine schlankere rechteckige Form als diejenige in Ausführungsform 1, und ist in drei (3) Entladungsbereiche 27a bis 27c unterteilt. Ein Aspektverhältnis der drei (3) Entladungsbereiche 27a bis 27c ist jedoch ungefähr 1:1 ausgeführt, ähnlich zu Ausführungsform 1. Somit ist es möglich, eine Verminderung der Ozonerzeugungseffizienz zu verhindern, und eine Erniedrigung der Ozonkonzentration kann verhindert werden.
  • 22 ist eine Zeichnung, die ein anderes Beispiel der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 20 zeigt, im Blick von oben. Obwohl die in 21 gezeigte Vorrichtung in die drei (3) Entladungsbereiche 27a bis 27c unterteilt ist, in einem Fall, wo der Entladungsbereich lang und dünn ist und Ozongewinnungslöcher 28a bis 28c in einer Reihe ausgebildet sind, durch Vorsehen der Ozongewinnungslöcher 28a bis 28c lediglich in Mitten von Bereichen, wobei sie gleich geteilt werden, um den Entladungsbereichen ein Aspektverhältnis von ungefähr 1 zu geben, ohne (tatsächlich) den Entladungsbereich zu unterteilen, wie in 22 gezeigt, ist es möglich, die Fließgeschwindigkeitsverteilung des Ozongases in radialer Richtung(en), mit den Ozongewinnungslöchern 28a bis 28c als Mitten, ungefähr gleichmäßig auszuführen. Eine Leistung kann erhalten werden, die einen Vergleich mit der Vorrichtung von 21 aushält.
  • Ausführungsform 3
  • 23 ist eine Querschnittansicht von vorne einer Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung. 24 ist eine Seitenansicht einer Gas-Einlass-/Auslassseite der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 23. 25 ist eine Seitenansicht einer Hochspannungszufuhrseite der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 23. 26 ist eine Querschnittansicht von vorne eines Ozonisatormoduls der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 23. 27 ist eine Draufsicht des Ozonisatormoduls der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 23. 28 ist eine Seitenansicht einer Gas-Einlass-/Auslassseite des Ozonisatormoduls der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 23. 29 ist eine Seitenansicht der Hochspannungszufuhrseite des Ozonisatormoduls der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung von 23.
  • Die Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform umfasst ein zylindrisch geformtes Gehäuse 1100. Bei dem zylindrischen Gehäuse 1100 sind Oberflächen an beiden Enden mit Endoberflächen-Deckeln 24a, 24b geschlossen, die durch Schweißen verbunden sind, um einen abgedichteten Aufbau auszuführen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein schlanker Flachplattenlaminat-Ozonisator 101 in dem ungefähr ∅ 100 mm zylindrischen Gehäuse 1100 über eine Modulbasis 24c untergebracht. Eine Kühlwasser-Auslassrohrleitung 112a geht durch den Endoberflächen-Deckel 24a durch und erstreckt sich zu einem Außenabschnitt. Ein Rand des Abschnitts, wo die Auslassrohrleitung 112a durch den Endoberflächen-Deckel 24a durchgeht, ist mit einer Rohrleitungskappe C3, die ein Loch in einem Mittelabschnitt ausgebildet hat, hermetisch abgedichtet, wobei sie an dem Endoberflächen-Deckel 24a befestigt ist. Die Auslassrohrleitung 112a und die Rohrleitungskappe C3 sind mit einem Fügeabschnitt W7 gefügt. Dieses Fügen wird durch Schweißen oder Löten durchgeführt. Eine Kühlwasser-Einlassrohrleitung 12b geht durch den Endoberflächen-Deckel 24a durch und erstreckt sich zu einem Außenabschnitt. Ein Rand des Abschnitts, wo die Einlassrohrleitung 112b durch den Endoberflächen-Deckel 24a durchgeht, ist mit einer Rohrleitungskappe C1, die ein Loch in einem Mittelabschnitt ausgebildet hat, hermetisch abgedichtet, wobei sie an dem Endoberflächen-Deckel 24a befestigt ist. Die Einlassrohrleitung 112ba und die Rohrleitungskappe C1 sind mit einem Fügeabschnitt W5 gefügt.
  • Ausgangsmaterial-Gas wird an das zylindrische Gehäuse 1100 von einer Ausgangsmaterial-Gas-Eintrittsrohrleitung 1010, die mit ihm in Verbindung steht, zugeführt, und Ausgangsmaterial-Gas wird in das zylindrische Gehäuse 1100 gefüllt. Folglich wird Ausgangsmaterial-Gas kontinuierlich zugeführt, und Ozongas wird aus der Ozongasgewinnungs-Rohrleitung 111 gewonnen. Die Ozongasgewinnungs-Rohrleitung 111 geht durch den Endoberflächen-Deckel 24a durch und erstreckt sich zu einem Außenabschnitt. Ein Rand des Abschnitts, wo die Ozongasgewinnungs-Rohrleitung 111 durch den Endoberflächen-Deckel 24a durchgeht, ist mit einer Rohrleitungskappe C2, die ein Loch in einem Mittelabschnitt ausgebildet hat, hermetisch abgedichtet, wobei sie an dem Endoberflächen-Deckel 24a befestigt ist. Die Ozongasgewinnungs-Rohrleitung 111 und die Rohrleitungskappe C2 sind mit einem Fügeabschnitt W6 gefügt.
  • Eine Hochspannungsbuchse 120 geht durch den Endoberflächen-Deckel 24b durch und erstreckt zu einem Außenabschnitt. Ein Rand des Abschnitts, wo die Hochspannungsbuchse 120 durch den Endoberflächen-Deckel 24b durchgeht, ist mit einem Hochspannungszufuhr-Flansch 120a, der an dem Endoberflächen-Deckel 24a befestigt ist, hermetisch abgedichtet.
  • Bei der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung der 23, 24 und 25 ist der schlanke Flachplattenlaminat-Ozonisator 101 in dem ungefähr ∅ 100 mm zylindrischen Gehäuse 1100 über die Modulbasis untergebracht, und die Ozongasgewinnungs-Rohrleitung 111, die mit dem Ozongas-Durchgang 8, der Kühlwasser-Auslassrohrleitung 112a und Kühlwasser-Einlassrohrleitung 112b der Kühlwasser-Durchgänge 9 in Verbindung steht, ist an einer Seite des zylindrischen Gehäuses 1100 ausgebildet. Somit sind die Ozongasgewinnungs-Rohrleitung 111, die Ausgangsmaterial-Gas-Eintrittsrohrleitung 1010 und die Spannungsbuchse 120 vorgesehen, und die Rohrleitungskappen C1, C2, C3 sind auf die Kühlwasser-Einlassrohrleitung 112b, Kühlwasser-Auslassrohrleitung 112a, Ozongasgewinnungs-Rohrleitung 111 gesetzt und hermetisch an sie geschweißt. Auch ist der Rand der Hochspannungsbuchse 120 über den Hochspannungszufuhr-Flansch 120a hermetisch vergeschweißt. Des Weiteren sind Ränder der beiden Endoberflächen-Deckel 24a, 24b des zylindrischen Gehäuses 1100 mit Schweißnähten W2, W3 hermetisch verschweißt.
  • Obwohl der Aufbau der Vorrichtung von Ausführungsform 2 derart ist, dass die Kühlwasser-Einlass-/Auslassrohrleitung, Ozongasgewinnungs-Rohrleitung und Hochspannungszufuhr-Anschluss aus der am Boden vorgesehenen Basisoberfläche heraus genommen werden, sind die Einlassrohrleitung 112b, Auslassrohrleitung 112a und Ozongasgewinnungs-Rohrleitung 111 an dem Endoberflächen-Deckel 24a in Hinblick auf den Raumfaktor der Vorrichtung und unter Betrachtung der Leichtigkeit der Integration mit dem zylindrischen Gehäuse 1100 vorgesehen.
  • Folglich kann, durch Unterbringen der Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung 101 in dem zylindrischen Gehäuse 1100, der Ozonisator kompakt sein und eine große Kapazität aufweisen. Und da das Gehäuse 1100 ein zylindrisches Gehäuse ist, kann es eine starke Hochdruckfestigkeit aufweisen und leichter gemacht werden. Auch werden die Montage und Schweißvorgänge der Vorrichtung erleichtert, und die Fertigungsstraße kann leicht automatisiert werden.
  • Als ein Beispiel, wenn ein Ozonisator in dem herkömmlichen zylindrischen Ozonisator, der in den 49, 50 gezeigt wird, so aufgebaut ist, dass er eine xxx P00 mm–500 mm Länge hat, wird ein zylindrisch geformter Raum für die Hochspannungselektrode eine Platzverschwendung, und bei einem Aufbau, wo sechs (6) zylindrische Einheiten, 40 mm im Durchmesser und 1 m in der Länge, eingeführt werden und Entladungsspalte von 0,04 cm vorgesehen werden, kann Ozon nicht bei einer Rate von 200 g/h erzeugt werden. Auf der anderen Seite, bei dem Ozonisator der vorliegenden Erfindung, welcher ein Laminataufbau ist, bei dem die Elektroden, 6 cm in der Breite und 50 cm in der Länge, sechs (6) Entladungsoberflächen ausmachen, der Kühlaufbau der Elektrode beide Oberflächen kühlt, der Entladungsspalt 0,01 cm beträgt und das zylindrische Gehäuse 300 ∅ 100 mm–50 mm in der Länge ist, erzeugt ein (1) Ozonisator hochkonzentriertes Ozon mit einer Menge von ungefähr 0,5 kg/h.
  • Ausführungsform 4
  • 30 ist eine schematische, vertikale Querschnittansicht einer Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung, und ist eine Querschnittansicht, aus der Perspektive der Pfeile, im Schnitt nach K-K in 31. 31 ist eine transversale Querschnittansicht einer Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung, und ist eine Querschnittansicht, aus der Perspektive der Pfeile, im Schnitt nach L-L in 30. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem winkligen Ozonisator(en) ausgestattet, und eine Vielzahl von Flachplattenlaminat-Ozonisatoren 101a, 101b, 101c, 101d sind in einem einzigen Gehäuse untergebracht, und eine Ozonerzeugungsvorrichtung mit großer Kapazität wird realisiert. In den Figuren umfasst die Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ein zylindrisch geformtes zylindrisches Gehäuse 1100. Beide Endoberflächen des zylindrischen Gehäuses 1100 sind mit Endoberflächen-Deckeln 24a, 24b geschlossen, so dass es in einem luftdichten Aufbau ausgeführt wird. Die vorliegende Vorrichtung umfasst eine Regal-förmige Modulbasis 24c. Außerdem umfasst die Vorrichtung jeweilige Kühlwasser-Einlass-/Auslassrohrleitungen 112aa, 112ab, 112ac, 112ad, 112ba, 112bb, 112bc, 112bd, und eine Vielzahl von jeweiligen Ozongasgewinnungs-Rohrleitungen für die Vielzahl von Flachplattenlaminat-Ozonisatoren 101a, 101b, 101c, 101d.
  • Des Weiteren sind Kopfstückrohrleitungen 112a–p (Einrichtungen zum Abzweigen und Senden von Kühlmittel an die Vielzahl der Ozonerzeugungsmodule) zum Kombinieren der Rohrleitung, die abgezweigt wird, um an die Vielzahl der Flachplattenlaminat-Ozonisatoren verteilt zu sein, und Kopfstückrohrleitungen 112b–p (Einrichtungen zum Sammeln und Gewinnen von Kühlmittel aus der Vielzahl der Ozonerzeugungsmodule) zum Kombinieren der Sammelrohrleitung von der Vielzahl der Flachplattenlaminat-Ozonisatoren, vorgesehen. In dem zylindrischen Gehäuse 1100 sind eine Einlassrohrleitung 112b und Auslassrohrleitung 112a als der Kühlwasser-Einlass-/Auslass für die gesamte Vorrichtung vorgesehen, und eine Ozongewinnungsöffnung 111p (Einrichtung zum Sammeln und Gewinnen von Ozongas aus der Vielzahl von Ozonerzeugungsmodulen) für die gesamte Vorrichtung, ein Ausgangsmaterial-Gas-Eintrittsrohr 101 für die gesamte Vorrichtung und eine Hochspannungsbuchse 120 (Einrichtung zum Zuführen von Spannung an die Hochspannungselektroden der Vielzahl von Ozonerzeugungsmodulen), sind auch vorgesehen.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Vielzahl von schlanken Flachplattenlaminat-Ozonisatoren 101 an der Modulbasis 24 in dem einzelnen zylindrischen Gehäuse 1100 angeordnet, und die Kühlwasser-Einlass-/Auslassrohrleitung und Ozongasgewinnungs-Rohrleitung des Flachplattenlaminat-Ozonisator(en) 101 wird über die Kühlwasser-Kopfstückrohrleitung 112b–p und Ozongewinnungsöffnung 111p heraus genommen.
  • Durch Unterbringen der Vielzahl von Flachplattenlaminat-Ozonisatoren 101 in dem einzelnen, großen, zylindrischen Gehäuse, kann ein viele zehn kg/h-Klassen Ozonisator in 1/5 oder weniger der herkömmlichen Größe realisiert werden, und es ist möglich, eine Kompaktheit zu erzielen.
  • Als ein Beispiel sind bei der vorliegenden Ausführungsform einhundert (100) Flachplattenlaminat-Ozonisatoren 101, Ozonisatoren mit 40 mm im Durchmesser und 1 m in der Länge, in dem Gehäuse untergebracht. Das heißt, falls jeder Flachplattenlaminat-Ozonisator 101 eine Kapazität von ungefähr 0,5 kg/h aufweist, wird eine Ozonerzeugungsvorrichtung mit einer Kapazität von 50 kg/h erhalten. Verglichen mit einer herkömmlichen zylindrischen Ozonerzeugungsvorrichtung, wie beispielsweise in 53, ist es möglich eine Ozonerzeugungsvorrichtung zu realisieren, die sehr klein ist, mit hoher Kapazität und die hochkonzentriertes Ozon erzeugt.
  • Ausführungsform 5
  • 32 ist eine schematische Querschnittansicht, die noch ein anderes Beispiel einer Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind Isolierplatte(n) 2, die Isolier- und Kühleigenschaften kombinieren, an einer Rückseite der Hochspannungselektrode 3 vorgesehen, und Hochspannungselektroden-Kühlplatte(n) 1 sind auf den Isolierplatte(n) 2 gestapelt vorgesehen, und der Aufbau ist derart, dass die Hochspannungselektrode 3 über die Isolierplatte 2 gekühlt werden kann, durch Fließenlassen eines Kühlmittels an einer Oberfläche der Hochspannungselektroden-Kühlplatte 1.
  • Die Hochspannungselektroden-Kühlplatte 1 wird durch Zusammenhaften von zwei (2) Metallplatten hergestellt. Eine Anzahl von Nuten, die im Querschnitt C-förmig sind, sind bis zu einer Tiefe von einigen mm ausgebildet, mittels von vorgeformtem Halb-Ätzen oder maschineller Bearbeitung und dergleichen, in einer (1) Hauptoberfläche von jeder der zwei (2) Metallplatten. Die zwei (2) Metallplatten werden dann angehaftet, so dass die Nuten zusammenpassen und Kühlwasser-Durchgang/Durchgänge im Innern ausgebildet werden. Die zwei (2) Metallplatten werden übereinander angeordnet und mittels Löten oder Heißpressen und dergleichen gefügt, so dass ein innerer Abschnitt als ein luftdichter Aufbau ausgeführt wird.
  • Ein Ozongas-Durchgang und Kühlwasser-Durchgang/Durchgänge werden ausgebildet, ähnlich wie in der Niederspannungselektrode 7, in einem Einlass-/Auslassabschnitt, der an einem Seitenabschnitt der Hochspannungselektroden-Kühlplatte 1 vorgesehen ist, sich in die Laminierrichtung erstreckend. Hier ist der Kühlwasser-Durchgang in einen Kühlwasser-Einlass (Kühlmittel-Einlass) und einen Kühlwasser-Auslass (Kühlmittel-Auslass) unterteilt. Der Kühlwasser-Durchgang, der mit dem Kühlwasser-Einlass und Kühlwasser-Auslass in Verbindung steht, ist über ungefähr dem gesamten inneren Abschnitt der Hochspannungselektroden-Kühlplatte 1 ausgebildet, ähnlich wie in der Niederspannungselektrode 7. Das heißt, der Kühlwasser-Durchgang ist in konzentrischer Vielzahl von einem inneren Abschnitt zu einem äußeren Abschnitt der rechteckigen Hochspannungselektroden-Kühlplatte 1 ausgebildet. Außerdem sind angrenzende konzentrische Kühlwasser-Durchgänge durch dünne Rippen abgeteilt.
  • Der Ozongas-Durchgang und Kühlwasser-Durchgang/Durchgänge, die so ausgebildet sind, dass sie sich in der Laminierrichtung in einem Einlass-/Auslassabschnitt erstrecken, reihen sich gerade auf und verbinden sich mit jeweiligen Ozongas-Durchgängen und Kühlwasser-Durchgängen, die in Verteilerblöcken 23 vorgesehen sind, und verbinden sich schließlich mit einem Ozongas-Auslass 11 und Kühlwasser-Einlass-/Auslass 12, die in der Basis 24 vorgesehen sind.
  • Bei dem Ozonisator der vorliegenden Ausführungsform ist die Doppelelektroden-Kühlstruktur derart, dass nicht nur die Niederspannungselektrode, sondern auch die Hochspannungselektrode 3 gekühlt wird. Somit kann eine in die Vorrichtung injizierte Entladungsleistungsdichte erhöht werden, und die Vorrichtung kann kompakt ausgeführt werden. Auch weil die Hochspannungselektrode durch die Isolierplatte 2 elektrisch isoliert ist, kann das Kühlwasser zum Kühlen der Hochspannungselektrode 3 mit dem Kühlwasser für die Niederspannungselektrode 7 gemeinsam genutzt werden. Außerdem kann eine Doppelelektroden-Kühlstruktur ohne Vergrößerung der Rohrleitungen der Vorrichtung ausgeführt werden.
  • Ausführungsform 6
  • 33 ist eine schematische Querschnittansicht einer Flachplattenlaminat-Ozonerzeugungsvorrichtung mit einem Ozonisator der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Ausführungsform zielt darauf ab, die Anzahl von Komponenten der Ozonerzeugungsvorrichtung zu reduzieren, einen Ausgangsmaterial-Gas-Raumbereich zu reduzieren, einen Fügeabschnitt für die Ozonisator-Abdeckung 110 und Basis 24 zu reduzieren, und die Durchführbarkeit des Montagevorgangs der Ozonisator-Abdeckung 110 zu verbessern.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform hat die Ozonisator-Abdeckung 110 die Funktion des Pressens einer Vielzahl von Elektrodenmodulen einschließlich der Niederspannungselektrode 7, Hochspannungselektrode 3, dielektrischen Platte/n 5 und Abstandshalter 13 (nicht gezeigt) an die Basis 24 mit einem vorbestimmten Pressdruck. Die Ozonisator-Abdeckung 110 wird mittels eines Zieh- bzw. Streckprozesses unter Verwendung von dünnen Platten aus rostfreiem Stahl hergestellt, und umfasst eine Anzahl von Pressblöcken 110a an einer Innenseite eines oberen Abschnitts. Die Pressblöcke 110a sind an der Unterseite des oberen Abschnitts vorstehend vorgesehen, und werden auf eine vorbestimmte Höhe kontrolliert. Der in Ausführungsform 1 an dem Umfangsrand der Öffnung ausgebildete Befestigungsflansch ist bei der Ozonisator-Abdeckung 110 nicht vorgesehen.
  • Auf der anderen Seite werden L-förmige Elemente 24a mit einem L-förmigen Querschnitt durch Löten um den gesamten Umfang der Basis 24 herum befestigt, zum Anbringen der Ozonisator-Elektrode 101 der laminierten Elektrodenmodule 102. Die Ozonisator-Abdeckung 110 bedeckt die Ozonisator-Elektrode 101 und drückt zusammen mit einem Bedecken der Ozonisator-Elektrode 101 die laminierten Elektrodenmodule 102 von oben an die Seite der Basis 24, mittels der Pressblöcke 110a. Der Umfangsrandabschnitt der Öffnung von der Ozonisator-Abdeckung 110 und die L-förmigen Elemente 24a, die an dem äußeren Umfang der Basis 24 vorgesehen sind, werden über eine Stumpfverbindung gefügt und verbunden, und ein Randabschnitt dieses Bereiches wird als ein integrierter Aufbau ausgeführt, durch Fließenlassen von Lötmittel oder Schweißen. Das Innere der Ozonisator-Abdeckung 110 und der Basis 24 ist als ein luftdichter Raum ausgebildet.
  • Bei einem Ozonisator mit einem derartigen Aufbau kann die Vorrichtung kompakt ausgeführt werden, die Anzahl von Teilen kann reduziert werden und der Montageprozess kann verbessert werden. Des Weiteren kann die Vorrichtung durch automatisierte Montage hergestellt werden.
  • Ausführungsform 7
  • 34 ist eine Modellzeichnung von noch einem anderen Beispiel einer Niederspannungselektrode der vorliegenden Erfindung. Eine Niederspannungselektrode der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen rechteckigen, Flachplattenförmigen Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 1700, wobei Hauptoberfläche(n) davon Elektrode(n) ausbilden, wobei er mit Ozon-Durchgängen 8 und Kühlwasser-Durchgängen 9 in einem inneren Abschnitt von ihm ausgebildet ist, und wobei ein Einlass-/Auslassabschnitt 1710 an einem Seitenrand des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 1700 vorgesehen ist, und mit einer Gasgewinnungsöffnung 8a des Ozongas-Durchgangs 8 und einem Kühlwasser-Einlass (Kühlmittel-Einlass) 9a und Kühlwasser-Auslass (Kühlmittel-Auslass) 9b der Kühlwasser-Durchgänge ausgebildet ist. Die Kühlwasser-Durchgänge 9, die an dem Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 1700 als Kühlmittel-Durchgänge vorgesehen sind, sind über den gesamten Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 1700 ausgebildet, so dass Kühlwasser als Kühlmittel um den gesamten Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 1700 herum fließt.
  • Ein Halsabschnitt 1720 ist zwischen dem Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 1700 und dem Einlass-/Auslassabschnitt 1710 vorgesehen. Der Halsabschnitt 1720 ist als ein Abschnitt mit geringer Steifigkeit ausgebildet, so dass eine Verformung, die in einem von dem Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 1700 oder dem Einlass-/Auslassabschnitt 1710 auftritt, wenn sie mit Befestigungsbolzen 21a beziehungsweise Befestigungsbolzen 21a befestigt sind, keine Wirkung auf die Befestigungskraft des anderen haben wird.
  • Die Niederspannungselektrode 17 wird durch Anhaften von zwei (2) Metallelektroden (nicht gezeigt) hergestellt. Eine Anzahl von Nuten, die im Querschnitt C-förmig sind, sind bis zu einer Tiefe von einigen mm ausgebildet, mittels von vorgeformtem Halb-Ätzen oder maschineller Bearbeitung und dergleichen, in einer (1) Hauptoberfläche von jeder der zwei (2) Metallplatten. Die zwei (2) Metallplatten werden dann angehaftet, so dass die Nuten zusammenpassen und Kühlwasser-Durchgänge 9 und Ozongas-Durchgang/Durchgänge 8 im Innern ausgebildet werden. Das heißt, beide C-förmige Nuten zum Ausbilden der Ozongas-Durchgänge 8 und C-förmige Nuten zum Ausbilden der Kühlwasser-Durchgänge 9, werden in einer (1) Hauptoberfläche von jeder der zwei (2) Metallplatten ausgebildet. Die zwei (2) Metallplatten werden übereinander angeordnet und mittels Löten oder Heißpressen und dergleichen gefügt, so dass ein innerer Abschnitt als ein luftdichter Aufbau ausgeführt wird.
  • Andere Aufbauten sind ähnlich zu Ausführungsform 1.
  • Folglich ist die Niederspannungselektrode 17 als die erste Elektrode bei der vorliegenden Ausführungsform zwei (2) flache Platten, die aus Metall hergestellt sind und Nuten in Hauptoberflächen davon ausgebildet haben, welche dann angehaftet werden, so dass die Nuten zusammenpassen und die Kühlwasser- Durchgänge 9 und die Ozongas-Durchgang/Durchgänge 8 im Innern ausgebildet werden. Weil beide der Nuten zum Ausbilden der Ozongas-Durchgänge und der Nuten zum Ausbilden der Kühlwasser-Durchgänge in der Hauptoberfläche von jeder der zwei (2) Metallplatten ausgebildet werden, welche angehaftet sind, kann die Niederspannungselektrode 17 preiswert hergestellt werden und die Elektrode kann dünn ausgeführt werden.
  • Sechs (6) Ozongewinnungslöcher 28a bis 28f sind in einer Hauptoberfläche von jeder der metallischen Elektroden vorgesehen, ähnlich zu Ausführungsform 1. Jedes der Ozongewinnungslöcher 28a bis 28f steht mit dem Ozongas-Durchgang 8 in Verbindung. Ozongas, das in die Niederspannungselektrode 17 von den Ozongewinnungslöchern 28a bis 28f eintritt, wird im Innern der Niederspannungselektrode 17 zusammengeführt und wird zu dem Ozongas-Durchgang 8 geleitet, der in dem Einlass-/Auslassabschnitt 1710 vorgesehen ist.
  • Auf der anderen Seite fließt Kühlwasser als ein Kühlmittel in die Niederspannungselektrode 17 von dem Kühlwasser-Einlass (Kühlmittel-Einlass) 9a, der in dem Einlass-/Auslassabschnitt 1710 vorgesehen ist, und wird nach einem Kreislauf im Innern der gesamten Niederspannungselektrode 17 aus dem Kühlwasser-Auslass (Kühlmittel-Auslass) 9b heraus geleitet, der in dem Einlass-/Auslassabschnitt 1710 vorgesehen ist.
  • Bei dem Ozonisator mit einem derartigen Aufbau ist die Niederspannungselektrode 17 als die erste Elektrode bei der vorliegenden Ausführungsform zwei (2) flache Platten, die aus Metall hergestellt sind und Nuten in Hauptoberfläche davon ausgebildet haben, welche dann angehaftet werden, so dass die Nuten zusammenpassen und die Kühlwasser- Durchgänge 9 und die Ozongas-Durchgang/Durchgänge 8 im Innern ausgebildet werden. Weil beide der Nuten zum Ausbilden der Ozongas-Durchgänge und der Nuten zum Ausbilden der Kühlwasser-Durchgänge in der Hauptoberfläche von jeder der zwei (2) Metallplatten ausgebildet werden, welche angehaftet sind, kann die Niederspannungselektrode 17 preiswert hergestellt werden und die Elektrode kann dünn ausgeführt werden.
  • Ausführungsform 8
  • 35 ist eine Modellzeichnung von immer noch einem anderen Beispiel einer Niederspannungselektrode eines Ozonisators der vorliegenden Erfindung. Eine Niederspannungselektrode 27 der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen rechteckigen, Flachplatten-förmigen Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 2700, wobei Hauptoberfläche(n) davon Elektrode(n) ausbilden, wobei er mit Ozon-Durchgängen 8 und Kühlwasser-Durchgängen 9 in einem inneren Abschnitt von ihm ausgebildet ist, und ein Einlass-/Auslassabschnitt 2710 an einem ersten Seitenrand des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 2700 vorgesehen ist, und mit einer Gasgewinnungsöffnung 8a des Ozongas-Durchgangs 8 und Kühlwasser-Einlässen (Kühlmittel-Einlass) 9a der Kühlwasser-Durchgänge 9 ausgebildet ist, und ein zweiter Einlass-/Auslassabschnitt an einem zweiten Rand, gegenüberliegend zu dem ersten Seitenrand des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 2700 vorgesehen ist, und mit Kühlwasser-Auslässen (Kühlmittel-Auslass) 9b der Kühlwasser-Durchgänge 9 ausgebildet ist.
  • Obwohl bei der obigen Ausführungsform 7 ein (1) Kühlwasser-Durchgang 9 vorgesehen ist, sind bei der vorliegenden Ausführungsform zwei (2) Kühlwasser-Durchgänge 9 vorgesehen. Die Kühlwasser-Durchgänge 9, die an dem Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 2700 vorgesehen sind, sind über den gesamten Niederspannungselektroden Entladungsabschnitt 2700 als Kühlmittel-Durchgänge ausgebildet, so dass Kühlwasser als Kühlmittel um den gesamten Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 2700 herum fließt.
  • Halsabschnitte 2720 sind zwischen dem Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 2700 und den Einlass-/Auslassabschnitten 2710 beziehungsweise 2730 vorgesehen. Die Halsabschnitte 2720 sind als Abschnitte mit geringer Steifigkeit ausgebildet, so dass eine Verformung, die in einem von dem Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 2700 oder den Einlass-/Auslassabschnitten 2710, 2730 auftritt, wenn sie mit Befestigungsbolzen 21a beziehungsweise Befestigungsbolzen 21a befestigt sind, keine Wirkung auf die Befestigungskraft des anderen haben wird.
  • Andere Aufbauten sind ähnlich zu Ausführungsform 1.
  • Bei der Niederspannungselektrode 27 der vorliegenden Ausführungsform sind die Ozongewinnungsöffnung 8a und die Kühlwasser-Einlässe 9a in dem Einlass-/Auslassabschnitt 2710 ausgebildet, der an einem ersten Seitenrand des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 2700 vorgesehen ist, und Kühlwasser-Auslässe 9b sind in dem Einlass-/Auslassabschnitt 2730 ausgebildet, der an dem zweiten Rand vorgesehen ist, gegenüberliegend zu dem ersten Seitenrand des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 2700.
  • Bei dem Ozonisator, der wie oben strukturiert ist, umfasst die Niederspannungselektrode 27 als die erste Elektrode den rechteckigen, Flachplatten-förmigen Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 2700, wobei Hauptoberfläche(n) davon Elektrode(n) ausbilden, wobei er mit Ozon-Durchgängen 8 und Kühlwasser-Durchgängen 9 in einem inneren Abschnitt von ihm ausgebildet ist, wobei der erste Einlass-/Auslassabschnitt 2710 an dem ersten Seitenrand des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 2700 vorgesehen ist, und mit der Gasgewinnungsöffnung 8a des Ozongas-Durchgangs 8 und Kühlwasser-Einlässen 9a der Kühlwasser-Durchgänge 9 ausgebildet ist, und ein zweiter Einlass-/Auslassabschnitt 2730 an einem zweiten Rand, gegenüberliegend zu dem ersten Seitenrand des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 2700 vorgesehen ist, und mit Kühlwasser-Auslässen 9b der Kühlwasser-Durchgänge 9 ausgebildet ist. Somit fließt das Kühlwasser lediglich in eine (1) Richtung, und das Halb-Ätzmuster wird vereinfacht. Und weil ein Druckverlust geringer ist, wenn Kühlwasser durch die Niederspannungselektrode 27 fließt, kann die Menge an Kühlwasser, das durch die Vorrichtung fließt, erhöht werden und die Kühlleistung kann verbessert werden.
  • Ausführungsform 9
  • 36 ist eine Modellzeichnung von immer noch einem anderen Beispiel einer Niederspannungselektrode der vorliegenden Erfindung. Eine Niederspannungselektrode 37 der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen rechteckigen, Flachplatten-förmigen Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 3700, wobei Hauptoberfläche(n) davon Elektrode(n) ausbilden, wobei er mit Ozon-Durchgängen 8 und Kühlwasser-Durchgängen 9 in einem inneren Abschnitt von ihm ausgebildet ist, wobei ein erster Einlass-/Auslassabschnitt 3710 an einem ersten Seitenrand des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 3700 vorgesehen ist, und mit einer Gasgewinnungsöffnung 8a des Ozongas-Durchgangs 8 ausgebildet ist, wobei ein zweiter Einlass-/Auslassabschnitt 3730 an einem zweiten Rand, gegenüberliegend zu dem ersten Seitenrand des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 3700 vorgesehen ist, und mit einem Kühlwasser-Einlass (Kühlmittel-Einlass) 9a des Kühlwasser-Durchgangs 9 ausgebildet ist, und ein zweiter Einlass-/Auslassabschnitt 3740 an dem gleichen zweiten Rand des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 3700 vorgesehen ist, und mit einem Kühlwasser-Auslass (Kühlmittel-Auslass) 9b des Kühlwasser-Durchgangs 9 ausgebildet ist. Die Kühlwasser-Durchgänge 9, die an dem Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 3700 vorgesehen sind, sind über den gesamten Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 3700 als Kühlmittel-Durchgänge ausgebildet, so dass Kühlwasser als Kühlmittel um den gesamten Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 3700 herum fließt.
  • Halsabschnitte 3720 sind zwischen dem Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 3700 und den Einlass-/Auslassabschnitten 3710, 3730 beziehungsweise 3740 vorgesehen. Die Halsabschnitte 3720 sind als Abschnitte mit geringer Steifigkeit ausgebildet, so dass eine Verformung, die in einem von dem Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 3700 oder den Einlass-/Auslassabschnitten 3710, 3730, 3740 auftritt, wenn sie mit Befestigungsbolzen 21a beziehungsweise Befestigungsbolzen 21a befestigt sind, keine Wirkung auf die Befestigungskraft des anderen haben wird.
  • Andere Aufbauten sind ähnlich zu Ausführungsform 1.
  • Bei der Niederspannungselektrode 37 der vorliegenden Ausführungsform ist die Ozongewinnungsöffnung 8a in dem Einlass-/Auslassabschnitt 3710 ausgebildet, der an einem ersten Seitenrand des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 3700 vorgesehen ist, und der Kühlwasser-Einlass 9a und Kühlwasser-Auslass 9b sind in den zwei (2) Einlass-/Auslassabschnitten 3730, 3740 ausgebildet, die an dem zweiten Rand des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 3700 vorgesehen sind. Außerdem können, obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform die zweiten Einlass-/Auslassabschnitte, die mit dem Kühlwasser-Einlass 9a und Kühlwasser-Auslass 9b ausgebildet sind, in zwei (2) unterteilt sind, den Einlass-/Auslassabschnitt 3730 und den Einlass-/Auslassabschnitt 3740, sie in einen (1) integriert werden.
  • Bei dem Ozonisator, der wie oben strukturiert ist, umfasst die Niederspannungselektrode 37 als eine erste Elektrode den rechteckigen, Flachplatten-förmigen Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitt 3700, wobei Hauptoberfläche(n) davon Elektrode(n) ausbilden, wobei er mit Ozon-Durchgängen 8 und Kühlwasser-Durchgängen 9 in einem inneren Abschnitt von ihm ausgebildet ist, wobei der erste Einlass-/Auslassabschnitt 3710 an dem ersten Seitenrand des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 3700 vorgesehen ist, und mit der Gasgewinnungsöffnung 8a des Ozongas-Durchgangs 8 ausgebildet ist, wobei die zweiten Einlass-/Auslassabschnitte 3730, 3740 an einem zweiten Rand, gegenüberliegend zu dem ersten Seitenrand des Niederspannungselektroden-Entladungsabschnitts 3700 vorgesehen sind, und mit dem Kühlwasser-Einlass 9a und dem Kühlwasser-Auslass 9b der Kühlwasser-Durchgänge 9 ausgebildet ist. Somit können der Einlass-/Auslassabschnitt, der mit dem Ozongas-Durchgang 8 versehen ist, und der Einlass-/Auslassabschnitt, der mit dem Kühlwasser-Durchgang 9 versehen ist, getrennt bereitgestellt werden, und eine Ozongas-Rohrleitung und Kühlwasser-Rohrleitung, die außerhalb des Ozonisators ist und mit diesen Abschnitten in Verbindung steht, kann auch getrennt voneinander vorgesehen werden, um den Entwurf der Rohrleitung zu erleichtern.
  • Ausführungsform 10
  • 37 ist eine Draufsicht von noch einer anderen Hochspannungselektrode der vorliegenden Erfindung. 38 ist eine Querschnittansicht von vorne der Hochspannungselektrode von 37. 39 ist eine Seitenquerschnittansicht der Hochspannungselektrode. Eine Hochspannungselektrode 33 der vorliegenden Ausführungsform wird durch übereinander Anordnen und Fügen von zwei (2) leitfähigen, dünnen Platten aus rostfreiem Stahl und dergleichen hergestellt. Die leitfähige dünne Platte(n) wird einem Pressen ausgesetzt, so dass eine Anzahl von konvexen Abschnitten in einer (Vorderseite) Oberfläche ausgebildet werden, und eine Anzahl von konkaven Abschnitten in der Unterseiten-Oberfläche ausgebildet werden, und die Unterseiten-Oberflächen der Platten werden übereinander angeordnet und gefügt. Bei der Hochspannungselektrode 33 werden sechs (6) annähernd quadratisch geformte konvexe Abschnitte 33a bis 33f in jeder Hauptoberfläche ausgebildet. Die auf diese Art hergestellte Hochspannungselektrode 33 weist eine äußere Form auf, die ungefähr die gleiche wie diejenige der Hochspannungselektrode von Ausführungsform 1 ist.
  • (00167)
  • Bei dem Ozonisator mit einem derartigen Aufbau wird die Hochspannungselektrode 33, als eine zweite Elektrode, durch übereinander Anordnen und Fügen von zwei (2) flachen Metallplatten hergestellt, wobei die konvexen Abschnitte in der (Vorderseite) Oberfläche davon ausgebildet werden, und konkave Abschnitte in der Unterseiten-Oberfläche an Positionen ausgebildet werden, die den konvexen Positionen entsprechen. Somit kann die Hochspannungselektrode 33 leichter gemacht werden. Auch wird die (Menge von) Material reduziert und die Kosten können reduziert werden, und ferner kann die Struktur der unterteilten Entladungsbereiche einfach aufgebaut werden. Außerdem können, da die Form der oberen Oberflächen der konvexen Abschnitte ungefähr quadratisch ist, unterteilte Entladungsbereiche mit einem ungefähr 1:1 Aspektverhältnis, die diesen Abschnitten entsprechen, ausgebildet werden.
  • Ausführungsform 11
  • 40 ist eine Draufsicht einer Hochspannungselektrode noch eines anderen Beispiels eines Ozonisators der vorliegenden Erfindung. 41 ist eine Querschnittansicht von vorne der Hochspannungselektrode. 42 ist eine Seitenquerschnittansicht der Hochspannungselektrode. Eine Hochspannungselektrode 43 der vorliegenden Ausführungsform wird durch übereinander Anordnen und Fügen von zwei (2) leitfähigen, dünnen Platten aus rostfreiem Stahl und dergleichen hergestellt. Die leitfähige dünne Platte(n) wird einem Pressen ausgesetzt, so dass eine Anzahl von konvexen Abschnitten in einer (Vorderseite) Oberfläche ausgebildet werden, und eine Anzahl von konkaven Abschnitten in der Unterseiten-Oberfläche ausgebildet werden, und die Unterseiten-Oberflächen der Platten werden übereinander angeordnet und gefügt. Bei der Hochspannungselektrode 43 werden sechs (6) kreisförmig geformte konvexe Abschnitte 43a bis 43f in jeder Hauptoberfläche ausgebildet. Andere Aufbauten sind ähnlich zu Ausführungsform 10.
  • Bei dem Ozonisator mit einem derartigen Aufbau, weil die Form der oberen Oberflächen der konvexen Abschnitte 43a bis 43f annähernd kreisförmig ist, sind die Entladungsbereiche 27a bis 27f, die basierend auf diesen Abschnitten ausgebildet werden, auch kreisförmig. Folglich kann die Ozongas-Fließgeschwindigkeit im Innern der Entladungsbereiche 27a bis 27f konstant sein, eine Verminderung der Ozonkonzentration kann verhindert werden und die Ozonerzeugungseffizienz kann verbessert werden.
  • Außerdem sind die konvexen Abschnitte 33a bis 33f, die in der Hochspannungselektrode 33 der obigen Ausführungsform 10 ausgebildet sind, annähernd quadratisch, und die konvexen Abschnitte 43a bis 43f, die in der Hochspannungselektrode 43 ausgebildet sind, sind ungefähr kreisförmig. Nichtsdestotrotz sind die in der Hochspannungselektrode ausgebildeten konvexen Abschnitte nicht auf quadratisch oder kreisförmig beschränkt, und sie können jede Form zwischen quadratisch und kreisförmig haben, wobei die wichtige Erwägung diejenige ist, dass das Aspektverhältnis innerhalb von 1,5:1,0 ist.
  • Ausführungsform 12
  • 43 ist eine Draufsicht einer dielektrischen Platte noch eines anderen Beispiels eines Ozonisators der vorliegenden Erfindung. 44 ist eine Vorderansicht der dielektrischen Platte. 45 ist eine Seitenansicht der dielektrischen Platte. In der dielektrischen Platte 35 der vorliegenden Ausführungsform sind sechs (6) leitfähige Filme 35a bis 35f, die auf einer Oberfläche von einer Seite ausgebildet sind, welche die Hochspannungselektrode 3 berührt, kreisförmig geformt. Somit sind die sechs (6) Entladungsbereiche 27a bis 27f, die an Stellen ausgebildet sind, welche diesen leitfähigen Filmen 35a bis 35f entsprechen, auch ungefähr kreisförmig, und die Ozongas-Fließgeschwindigkeit im Innern der Entladungsbereiche 27a bis 27f kann konstant sein, eine Verminderung der Ozonkonzentration kann verhindert werden und die Ozonerzeugungseffizienz kann verbessert werden. Außerdem sind große und kleine Ausgangsmaterial-Gas-Gleichzufuhrlöcher 35g, 35h zwischen angrenzende leitfähige Filme 35a bis 35f gebohrt, so dass Ausgangsmaterial-Gas gleichmäßig in jeden Entladungsbereich 27a bis 27f strömt.
  • Auch bei der dielektrischen Platte 35 der vorliegenden Ausführungsform sind Abstandshalter 14 zum Ausbilden der Entladungsbereiche 27a bis 27f an einer Oberfläche vorgesehen, gegenüberliegend zu der Oberfläche wo die leitfähigen Filme 35a bis 35f des Dielektrikums 35 ausgebildet sind, das heißt an der Oberfläche der Seite der Niederspannungselektrode 7 (Entladungsbereich-Seite) von der dielektrischen Platte 35. Die Abstandshalter 14 sind zum Beispiel als eine Vielzahl von zylindrisch geformten Vorsprüngen ausgeführt, 0,1 mm in der Höhe. Die Abstandshalter 14 werden zum Beispiel durch maschinelles Bearbeiten der dielektrischen Platte 35 ausgebildet, um Ränder abzuschneiden, so dass die Abstandshalter 14 durch Hobeln relativ (integriert) ausgebildet werden. Folglich werden, durch Schneiden bzw. Abtrennen der dielektrischen Platte 35 und Abstandshalter 14 integriert aus einem (1) Materialstück, verglichen mit dem Arbeitsvorgang, wo die dielektrische Platte 35 und Abstandshalter 14 getrennt ausgebildet und gefügt werden, die Teile für die Abstandshalter 14 selbst reduziert und die Anzahl der Komponenten kann reduziert werden, und ferner wird der Schritt zum Positionieren der Abstandshalter 14 unnötig und eine Montage des Ozonisators wird erleichtert.
  • Das heißt, bei einem Ozonisator, der wie oben aufgebaut ist, umfasst die dielektrische Platte 35 die leitfähigen Filme 35a bis 35f, die mit der Hochspannungselektrode 3 in engem Kontakt sind und mit ihr elektrisch verbunden sind. Weil diese leitfähigen Filme 35a bis 35f unterteilt sind, so dass sie der Vielzahl von unterteilten Entladungsbereichen 27a bis 27f entsprechen, kann ein Aufbau der unterteilten Entladungsbereiche 27a bis 27f leicht realisiert werden.
  • Da die Form der leitfähigen Filme 35a bis 35f kreisförmig ist, ist die Form der entsprechenden Entladungsbereiche 27a bis 27f auch kreisförmig, und die Ozongas-Fließgeschwindigkeit im Innern der Entladungsbereiche kann konstant sein, eine Verminderung der Ozonkonzentration kann verhindert werden und die Ozonerzeugungseffizienz kann verbessert werden. Des Weiteren kann, weil die Abstandshalter 14 an der Hauptoberfläche gegenüberliegend den leitfähigen Filme 35a bis 35f des Dielektrikums 35 integriert vorgesehen sind, die Anzahl von Teilen reduziert werden, und der Schritt zum Positionieren der Abstandshalter 14 wird unnötig und der Montagevorgang wird erleichtert.
  • Außerdem ist bei der vorliegenden Erfindung, obwohl die Abstandshalter 14 an der Hauptoberfläche gegenüberliegend den leitfähigen Filmen 35a bis 35f des Dielektrikums 35 innerhalb von Kreisen vorgesehen sind, die den leitfähigen Filmen 35a bis 35f entsprechen, die Positionierungsstelle der Abstandshalter 14 nicht auf innerhalb dieser Kreise beschränkt, und sie können auch außerhalb der Kreise vorgesehen werden.
  • Ferner ist die Form der leitfähigen Filme nicht auf quadratisch oder kreisförmig beschränkt, und sie kann jede Form zwischen quadratisch und kreisförmig sein, wobei die wichtige Erwägung diejenige ist, dass das Aspektverhältnis innerhalb von 1,5:1,0 ist.
  • Ausführungsform 13
  • 46 ist eine Querschnittansicht von einem Elektrodenmodul noch eines anderen Ozonisators der vorliegenden Erfindung. 47 ist eine Draufsicht einer dielektrischen Platte des Elektrodenmoduls von 46. Eine dielektrische Platte 45 der vorliegenden Ausführungsform ist in sechs (6) Abschnitte unterteilt, die den sechs (6) Entladungsbereichen 27a bis 27f entsprechen. Die annähernd quadratisch geformte, flache dielektrische Platte 45 umfasst einen rechteckigen leitfähigen Film 45a auf einer Hauptoberfläche von ihr. Schlanke, stabförmige Abstandshalter 13, 0,1 mm in der Dicke an einer Hauptoberfläche gegenüberliegend dem leitfähigen Film 45a, sind integriert mit der dielektrischen Platte 45 vorgesehen.
  • Bei einem Aufbau wie oben, weil die dielektrische Platte 45 einen einfachen Aufbau hat, wobei ein einzelner leitfähiger Film 45a auf der Plattenoberfläche ausgebildet ist, wird eine Herstellung vereinfacht, eine Kostenreduktion ist möglich und die Kapazität zur Massenproduktion ist erhöht.
  • Ausführungsform 14
  • 48 ist eine Draufsicht einer dielektrischen Platte noch eines anderen Beispiels von einem Ozonisator der vorliegenden Erfindung. Eine dielektrische Platte 55 der vorliegenden Ausführungsform ist in sechs (6) Abschnitte unterteilt, die den sechs (6) Entladungsbereichen 27a bis 27f entsprechen. Eine kreisförmige dielektrische Platte 55 umfasst einen kreisförmigen leitfähigen Film 55a auf einer Hauptoberfläche von ihr. Eine Vielzahl zylindrischer Abstandshalter 14 mit einem kleinen Durchmesser sind als Vorsprünge auf einer Oberfläche gegenüberliegend dem leitfähigen Film 55a ausgebildet.
  • Folglich kann bei einem derartigen Aufbau die dielektrische Platte 55 leicht hergestellt werden, die Kosten können reduziert werden und die Kapazität zur Massenproduktion kann verbessert werden. Ferner kann, weil die Entladungsbereiche 27a bis 27f kreisförmig sind, die Ozongas-Fließgeschwindigkeit im Innern der Entladungsbereiche konstant sein, eine Verminderung der Ozonkonzentration kann verhindert werden und die Ozonerzeugungseffizienz kann verbessert werden.
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen Ozonisator bereit, bei dem ein Elektrodenmodul mit einer ersten Flachplatten-Elektrode, einer zweiten Flachplatten-Elektrode, die einer Hauptoberfläche der ersten Elektrode zugewandt ist, und einer flachen dielektrischen Platte und einem Abstandshalter zum Ausbilden eines Entladungsbereichs, der zwischen Elektroden der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode vorgesehen ist, in einer Vielzahl von Schichten laminiert ist, wobei ein Wechselstrom zwischen einer Elektrode der ersten Elektrode und einer Elektrode der zweiten Elektrode angelegt wird, und eine Entladung in einem Spalt des Entladungsbereiches bewirkt wird, in den ein Gas eingespritzt wird, das zumindest Sauerstoffgas enthält, wobei in der ersten Elektrode ein Ozongas-Durchgang zum Herausnehmen bzw. Entnehmen von durch den Entladungsbereich erzeugtem Ozongas zwischen einer Elektrodenoberfläche, die dem Entladungsbereich zugewandt ist, und einem Seitenabschnitt ausgebildet ist, wobei eine Vielzahl der Ozongasgewinnungslöcher in einem Entladungsbereich der ersten Elektrode verstreut sind, um eine Fließgeschwindigkeitsverteilung in einer radialen Richtung(en) auszubilden, wobei die Ozongasgewinnungslöcher mit dem Ozon-Durchgang als Mitten verbunden sind, ungefähr gleichmäßig, und wobei die Vielzahl von Ozongas-Durchgängen an einer Vielzahl der Entladungsbereichstellen im Innern der ersten Elektrode erzeugtes Ozongas sammelt und herausholt. Somit kann ein Oberflächenbereich der Entladungsbereiche vergrößert werden, um eine Ozonerzeugungskapazität zu erhöhen, wobei eine Ozonerzeugungsleistung nicht beeinträchtigt wird, sogar falls der Entladungsbereich für eine (jede) Elektrodenoberfläche vergrößert ist, und wobei eine Zuverlässigkeit hoch ist, ein hoher Grad an Flachheit in der Elektrodenoberfläche beibehalten werden kann, die Laminatstruktur der Module einfach aufgebaut werden kann, eine Kühlleistung der Elektrode erhöht werden kann, die Vorrichtung klein und leicht sein kann, eine Struktur der Rohrleitung vereinfacht werden kann und ferner die Herstellungskosten reduziert werden können.

Claims (12)

  1. Ozonisator, bei dem: ein Elektrodenmodul (102) mit einer ersten Flachplatten-Elektrode (7), einer zweiten Flachplatten-Elektrode (3), die einer Hauptoberfläche der ersten Elektrode (7) zugewandt ist, und einer flachen dielektrischen Platte (5) und einem Entladungsspalt-definierenden Abstandshalter (13), der zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode vorgesehen ist, in einer Vielzahl von Schichten laminiert ist; wobei ein Wechselstrom über die erste und die zweite Elektrode (7, 3) angelegt wird und eine Entladung in dem Spalt eines Entladungsbereiches (27a–27f) erzeugt wird, in den ein Gas eingespritzt wird, das zumindest Sauerstoffgas enthält, um Ozongas zu erzeugen; und wobei die erste Elektrode (7) eine Vielzahl von Ozongasgewinnungslöchern (28a–28f) aufweist, die verstreut über eine Vielzahl von Positionen auf einer Oberfläche der Elektrode ausgebildet sind, die dem Entladungsbereich (27a–27f) zugewandt ist, zur Gewinnung des erzeugten Ozongases, und einen Ozongas-Durchgang (8) zum Verbinden und Ablassen des aus den Ozongewinnungslöchern gewonnenen Ozongases; und wobei der Entladungsbereich in eine Vielzahl von Entladungsbereichen unterteilt ist, die der Vielzahl der Ozongasgewinnungslöcher zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode entsprechen, um eine Fließgeschwindigkeitsverteilung in einer radialen Richtung(en), mit den Ozongewinnungslöchern als Mitten, ungefähr gleichmäßig auszubilden.
  2. Ozonisator nach Anspruch 1, bei dem ein Kühlwasser-Durchgang (9) zum Zirkulieren eines Kühlmittels in der obigen ersten Elektrode (7) ausgebildet ist.
  3. Ozonisator nach Anspruch 2, bei dem die erste Elektrode (7) umfasst: einen rechteckig geformten Elektroden-Entladungsabschnitt (700), bei dem eine Hauptoberfläche eine Elektrode ausbildet, und wobei der Ozongas-Durchgang (8) und der Kühlmittel-Durchgang (9) in einem inneren Abschnitt ausgebildet sind, und einen Einlass-/Auslassabschnitt (710), der mit einer Ozongasgewinnungsöffnung (8a) des Ozongas-Durchgangs (8) ausgebildet ist, und einem Kühlmitteleinlass (9a) und einem Kühlmittelauslass (9b), die an einem Rand von jeder Seite des Elektroden-Entladungsabschnitts (700) vorgesehen sind.
  4. Ozonisator nach Anspruch 2, bei dem die erste Elektrode (27) umfasst: einen rechteckig geformten Elektroden-Entladungsabschnitt (2700), bei dem eine Hauptoberfläche eine Elektrode ausbildet, und wobei der Ozongas-Durchgang (8) und der Kühlmittel-Durchgang (9) in einem inneren Abschnitt ausgebildet sind, und einen ersten Einlass-/Auslassabschnitt (2710), der mit einem Kühlmitteleinlass (9a) des Kühlmittel-Durchgangs (9) ausgebildet ist, wobei er an einer ersten Randseite des Elektroden-Entladungsabschnitts (2700) vorgesehen ist, einen zweiten Einlass-/Auslassabschnitt (2730), der mit einem Kühlmittelauslass (9b) des Kühlmittel-Durchgangs (9) ausgebildet ist, wobei er an einer zweiten Randseite gegenüber der ersten Randseite des Elektroden-Entladungsabschnitts (2700) vorgesehen ist.
  5. Ozonisator nach Anspruch 2, bei dem die erste Elektrode (37) umfasst: einen rechteckig geformten Elektroden-Entladungsabschnitt (3700), bei dem eine Hauptoberfläche eine Elektrode ausbildet, und wobei der Ozongas-Durchgang (8) und der Kühlmittel-Durchgang (9) in einem inneren Abschnitt ausgebildet sind, und einen ersten Einlass-/Auslassabschnitt (3710), der mit einer Ozongasgewinnungsöffnung (8a) des Ozongas-Durchgangs (8) ausgebildet ist, wobei sie an einer ersten Randseite des Elektroden-Entladungsabschnitts (3700) vorgesehen ist, einen zweiten Einlass-/Auslassabschnitt (3730, 3740), der mit einem Kühlmitteleinlass (9a) und einem Kühlmittelauslass (9b) des Kühlmittel-Durchgangs (9) ausgebildet ist, wobei sie an einer zweiten Randseite gegenüber der ersten Randseite des Elektroden-Entladungsabschnitts (3700) vorgesehen sind.
  6. Ozonisator nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem die erste Elektrode (7) durch Anhaften zweier (2) oder mehrerer flacher Platten gefertigt ist, die aus Metall hergestellt sind und Nuten aufweisen, welche in einer Hauptoberfläche (5) davon ausgebildet sind, so dass sich die Nuten aufreihen, und wobei der Ozongas-Durchgang (8) und der Kühlmittel-Durchgang (9) in einem inneren Abschnitt ausgebildet sind.
  7. Ozonisator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die dielektrische Platte (45) einen leitfähigen Film (45a) umfasst, der auf einer zweiten Elektrodenseiten-Hauptoberfläche davon vorgesehen ist, und wobei der leitfähige Film (45a) mit der zweiten Elektrode in engem Kontakt und elektrisch mit ihr verbunden ist.
  8. Ozonisator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem eine Spaltlänge des Entladungsbereiches 0,06 cm oder weniger beträgt, und ein Entladungsdruck des Entladungsbereiches 0,4 MPa oder weniger beträgt, und eine Entladungsleistungsdichte des Entladungsbereiches 0,3 14/cm2 oder mehr beträgt.
  9. Ozonisator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem ein Oberflächenbereich des Entladungsbereiches ungefähr 3.000 cm2 oder weniger beträgt.
  10. Ozonisator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit: einer Basis (24) zum Anbringen der laminierten Elektrodenmodule (102), einer Ozonisator-Abdeckung (110) zum Abdichten der laminierten Elekrodenmodule (102), wobei die Basis (24) und die Ozonisator-Abdeckung (110) durch Löten, Schweißen oder Anhaften verbunden sind.
  11. Ozonisator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit: einer zylindrischen Ozonisator-Abdeckung (110), welche die laminierten Elektrodenmodule (102) mit einer vorbestimmten Kraft in die Laminierrichtung drückt, um die Entladungsbereiche (27a–27f) mit einer vorbestimmten Dicke zusammen mit einem Abdichten der laminierten Elektrodenmodule (102) auszuführen, wobei jede von einer Kühlmitteleinlass-/Auslassrohrleitung (112b, 112a), Ausgangsmaterial-Eintrittsrohrleitung (1010), Ozongasgewinnungsrohrleitung (111) und einer Hochspannungs-Buchse (120) an einer Endoberfläche der Ozonisator-Abdeckung vorgesehen sind.
  12. Ozonisator nach Anspruch 1, mit: einem Ozonerzeugungsmodul, in dem eine Vielzahl der Elektrodenmodule (102) laminiert sind, wobei die Anordnung derart ist, dass die Ozonerzeugungsmodule zum Sammeln und Gewinnen von Ozongas, das in jedem der Entladungsbereiche erzeugt wurde, in einer Vielzahl in einem einzelnen abgedichteten Behälter angeordnet werden können, und dass die Vorkehrung für Einrichtungen zum Abzweigen und Senden von Kühlmittel an die Vielzahl der Ozonerzeugungsmodule in dem einzelnen abgedichteten Gehäuse getroffen wird, Einrichtungen zum Sammeln und Gewinnen von Kühlmittel aus den Ozonerzeugungsmodulen, Einrichtungen zum Sammeln und Gewinnen von Ozongas aus den Ozonerzeugungsmodulen, und Einrichtungen zum Zuführen einer Spannung an eine Hochspannungselektrode der Ozonerzeugungsmodule.
DE60315105T 2002-10-22 2003-04-04 Ozonisator Expired - Lifetime DE60315105T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002306941 2002-10-22
JP2002306941A JP3607905B2 (ja) 2002-10-22 2002-10-22 オゾン発生器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60315105D1 DE60315105D1 (de) 2007-09-06
DE60315105T2 true DE60315105T2 (de) 2008-04-10

Family

ID=32064305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60315105T Expired - Lifetime DE60315105T2 (de) 2002-10-22 2003-04-04 Ozonisator

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7198765B2 (de)
EP (1) EP1413549B1 (de)
JP (1) JP3607905B2 (de)
KR (1) KR100516961B1 (de)
CN (3) CN1491884B (de)
DE (1) DE60315105T2 (de)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1795500A4 (de) * 2004-09-29 2010-03-17 Toshiba Mitsubishi Elec Inc N-phasen-ozongeneratorvorrichtung
EP1905512B1 (de) * 2005-07-15 2015-11-04 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Verfahren zur herstellung von photokatalytischem material
KR100794709B1 (ko) * 2006-05-31 2008-01-14 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 ｎ상 오존 발생장치
WO2009028084A1 (ja) * 2007-08-31 2009-03-05 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation 誘電体バリア放電ガスの生成装置
IT1395066B1 (it) 2009-08-03 2012-09-05 Civitano Generatore di ozono
KR101596178B1 (ko) * 2011-10-04 2016-02-19 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 질소 첨가리스·오존 발생 유닛
JP5676532B2 (ja) * 2012-08-07 2015-02-25 東芝三菱電機産業システム株式会社 光触媒物質生成方法および光触媒物質生成装置
CN103130194B (zh) * 2013-03-25 2015-07-08 北京乾润开元环保科技有限公司 一种水冷式臭氧发生器地电极
JP6196913B2 (ja) * 2014-02-17 2017-09-13 住友精密工業株式会社 チューブ型のオゾン発生装置
JP6235162B2 (ja) 2014-10-29 2017-11-22 東芝三菱電機産業システム株式会社 オゾン発生装置
CN107207250B (zh) * 2015-02-13 2019-04-26 株式会社村田制作所 臭氧生成装置
SG11201705877XA (en) * 2015-02-19 2017-09-28 Mitsubishi Electric Corp Ozone generating device
CN106276808A (zh) * 2015-06-06 2017-01-04 盐城市亨泰环保设备制造有限公司 一种高效低耗平板式双面臭氧发生器
EP3159305B1 (de) * 2015-10-21 2019-06-12 Xylem IP Management S.à.r.l. Ozonerzeugung mit direkt gekühlten plasmakanälen
CN105800561B (zh) * 2016-03-02 2018-01-05 北京天择昌宁环境技术股份有限公司 板式臭氧发生器的基础单元构件、臭氧发生器模块及大型板式模块化臭氧发生器机组
WO2018003002A1 (ja) * 2016-06-28 2018-01-04 東芝三菱電機産業システム株式会社 活性ガス生成装置及び成膜処理装置
JP6657485B1 (ja) * 2018-05-21 2020-03-04 東芝三菱電機産業システム株式会社 オゾンガス発生システム及びオゾンガス発生方法
WO2019225426A1 (ja) * 2018-05-21 2019-11-28 東芝三菱電機産業システム株式会社 オゾンガス発生システム
CN109441594B (zh) * 2018-09-29 2020-08-28 江苏大学 一种基于填充床介质阻挡放电的水冷式ntp发生器
CN110526218B (zh) * 2019-09-24 2024-03-15 济南多谷环保科技有限公司 一种臭氧发生模块及臭氧发生器
KR102140145B1 (ko) 2020-03-04 2020-07-31 그린스펙(주) 다른 크기와 형태의 방전 공간을 구비하는 고농도 오존 발생 장치
US11875974B2 (en) 2020-05-30 2024-01-16 Preservation Tech, LLC Multi-channel plasma reaction cell
KR102292577B1 (ko) * 2020-10-13 2021-08-23 (주)세건에코존 접촉냉각식 모듈형 오존발생장치
CN114751383B (zh) * 2021-01-12 2023-08-15 北京科胜美科技有限公司 集成式臭氧发生模组
CN113353890A (zh) * 2021-04-23 2021-09-07 张全星 一种臭氧发生器的放电室

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3973133A (en) * 1974-03-13 1976-08-03 Aerojet-General Corporation Ozone generator
US4232229A (en) * 1978-02-13 1980-11-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Ozonizer
CA1324340C (en) * 1989-06-20 1993-11-16 Ove Karl Dunder Ozone generator
US5637279A (en) * 1994-08-31 1997-06-10 Applied Science & Technology, Inc. Ozone and other reactive gas generator cell and system
JPH1025104A (ja) * 1996-07-10 1998-01-27 Mitsubishi Electric Corp オゾン発生装置
JP3900662B2 (ja) 1998-04-03 2007-04-04 石川島播磨重工業株式会社 オゾン発生装置
EP0982267A1 (de) * 1998-08-21 2000-03-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Ozonisierungseinheit , Ozonerzeuger und Ozonverarbeitungssystem
EP1052221A4 (de) * 1998-12-01 2001-03-28 Mitsubishi Electric Corp Ozonerzeuger
JP4095758B2 (ja) 2000-06-29 2008-06-04 株式会社荏原製作所 オゾン発生装置
AU2001210192A1 (en) 2000-09-06 2002-03-22 Ozonator Limited Electrode unit for use in ozone generator and ozone generator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004142963A (ja) 2004-05-20
CN102602896B (zh) 2014-11-12
CN1491884B (zh) 2012-04-25
CN102602896A (zh) 2012-07-25
KR100516961B1 (ko) 2005-09-26
EP1413549A1 (de) 2004-04-28
US20040076560A1 (en) 2004-04-22
CN102583254B (zh) 2015-02-25
CN102583254A (zh) 2012-07-18
JP3607905B2 (ja) 2005-01-05
KR20040035550A (ko) 2004-04-29
US7198765B2 (en) 2007-04-03
CN1491884A (zh) 2004-04-28
DE60315105D1 (de) 2007-09-06
EP1413549B1 (de) 2007-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60315105T2 (de) Ozonisator
DE10321916B4 (de) Separatoreinheit und Brennstoffzelle mit Separatoreinheit
DE102018215060B4 (de) Brennstoffzellenseparator und Brennstoffzellenstapel
EP3631884A1 (de) Separatorplatte für ein elektrochemisches system
DE112019000174B4 (de) Aktivgas-Erzeugungsvorrichtung
DE2026622A1 (de) Koronareaktor und Verfahren zur Durchführung einer Koronaentladung in einem unter Druck stehenden Reaktions-Strömungsmittel
EP1415362B1 (de) Polymerelektrolytmembran-brennstoffzellensystem mit kühlmedium-verteilungsraum und -sammelraum und mit kühlung durch fluide medien
DE60107620T2 (de) Ozonerzeuger
WO2019229138A1 (de) Separatorplatte für ein elektrochemisches system
DE112011105283T5 (de) Separator für eine Brennstoffzelle und Brennstoffzelle
EP3324521A1 (de) Kühlplatte für einen linearmotor
DE60122161T2 (de) Modulares ozon herstellungssystem
EP2156495B1 (de) Wiederholeinheit für einen brennstoffzellenstapel
DE102004058117A1 (de) Dickenoptimierte Bipolarplatte für Brennstoffzellenstapel sowie Bipolarplattenanordnung in einem Brennstoffzellenstapel
WO2020239472A1 (de) Energiespeichervorrichtung und fahrzeug
DE2904441C2 (de) Stromschienensystem von Elektrolysezellen zur Aluminiumherstellung
EP3997730A1 (de) Verfahren zur herstellung eines kühlelements und kühlelement hergestellt mit einem solchen verfahren
EP2425196A2 (de) Vorrichtung zum austausch von wärme mit einem plattenpaket und verfahren zu deren herstellung
DE102019217976B4 (de) Folienkondensator für Leistungselektronik
EP0972295A2 (de) Baugruppe zum schalten elektrischer leistungen
EP2355149A2 (de) Anordnung mit Leistungshalbleiterbaugruppen und einer Flüssigkeitskühleinrichtung
DE102015205295A1 (de) Bipolarplattenanordnung für Brennstoffzelle und Fertigungsverfahren
DE102020132689B4 (de) Leistungselektronisches System mit einer Schalteinrichtung und mit einer Flüssigkeitskühleinrichtung
DE19714176C2 (de) Ozonisator und Verfahren zur Herstellung von Ozon
EP1511102A2 (de) Bipolarplatte und Brennstoffzellenstapel

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition