JP2000119006A - オゾン発生装置 - Google Patents
オゾン発生装置Info
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- JP2000119006A JP2000119006A JP10291671A JP29167198A JP2000119006A JP 2000119006 A JP2000119006 A JP 2000119006A JP 10291671 A JP10291671 A JP 10291671A JP 29167198 A JP29167198 A JP 29167198A JP 2000119006 A JP2000119006 A JP 2000119006A
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電界の集中部を広げることにより、オゾン発
生効率の高いオゾン発生装置を得る。 【解決手段】 本発明のオゾン発生装置は、高周波高電
圧電源9 に接続された放電電極11と大地に接地される接
地電極12との間に誘電体13を有するオゾン発生素子1
と、オゾン発生素子1 を固定する絶縁体2 と、オゾン発
生素子と絶縁体2 とを収納し、かつ原料ガス7 を流す流
通孔をもうけたオゾン発生チャンバ6 とからなり、放電
電極11の垂直方向の空間部に補助電極3 を設けた構成に
している。このように、放電電極の端部と空隙を介して
対向する空間に補助電極を設けたので、放電領域が広く
なるため、放電電極近傍のオゾン発生量が従来のものよ
りも増加し、効率の高いオゾン発生素子を得られる。
生効率の高いオゾン発生装置を得る。 【解決手段】 本発明のオゾン発生装置は、高周波高電
圧電源9 に接続された放電電極11と大地に接地される接
地電極12との間に誘電体13を有するオゾン発生素子1
と、オゾン発生素子1 を固定する絶縁体2 と、オゾン発
生素子と絶縁体2 とを収納し、かつ原料ガス7 を流す流
通孔をもうけたオゾン発生チャンバ6 とからなり、放電
電極11の垂直方向の空間部に補助電極3 を設けた構成に
している。このように、放電電極の端部と空隙を介して
対向する空間に補助電極を設けたので、放電領域が広く
なるため、放電電極近傍のオゾン発生量が従来のものよ
りも増加し、効率の高いオゾン発生素子を得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、沿面放電によりオ
ゾンを発生させる比較的小容量のオゾン発生装置に関す
る。
ゾンを発生させる比較的小容量のオゾン発生装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】オゾン発生装置の方式として、沿面放電
式と無声放電式のものがあり、比較的小容量のものにつ
いては、低電圧化、高周波化が可能な沿面放電式が用い
られている。従来、沿面放電式のオゾン発生装置には図
８に示すような構成のものがある(特開平02-180703)。
図において、１はオゾン発生素子であり、高周波高電圧
電源９に接続された放電電極１１、アース１０に接地さ
れた接地電極１２および放電電極１１と接地電極１２間
に挟まれた誘電体１３からなる。２は絶縁体、６はオゾ
ン発生チャンバ、７は原料ガス、８はオゾン化ガスであ
る。高周波高電圧電源９は電圧あるいは周波数を可変に
できる。放電電極１１と接地電極１２の材料としては、
SUS316薄板を所定の大きさに切断したものが用いられ、
誘電体１３の材料としては、例えば特開平5-89941 や特
開平6-126156のようにアルミナなどのセラミックスが多
く用いられている。絶縁体２は、放電電極１１と接地電
極１２間に表面漏れ電流が流れるのを防ぐために設けて
ある。放電電極１１と接地電極１２間に高周波高電圧電
源９から高周波高電圧を印加すると、放電電極１１の放
電面から誘電体１３の沿面方向に沿って放電が発生す
る。これが沿面放電であり、酸素ガスを含有する原料ガ
ス７を放電電極面側に流すことにより、原料ガス中の酸
素分子が沿面放電領域内に存在すると、その一部がオゾ
ンとなり、オゾン化ガス８を得ることができる。
式と無声放電式のものがあり、比較的小容量のものにつ
いては、低電圧化、高周波化が可能な沿面放電式が用い
られている。従来、沿面放電式のオゾン発生装置には図
８に示すような構成のものがある(特開平02-180703)。
図において、１はオゾン発生素子であり、高周波高電圧
電源９に接続された放電電極１１、アース１０に接地さ
れた接地電極１２および放電電極１１と接地電極１２間
に挟まれた誘電体１３からなる。２は絶縁体、６はオゾ
ン発生チャンバ、７は原料ガス、８はオゾン化ガスであ
る。高周波高電圧電源９は電圧あるいは周波数を可変に
できる。放電電極１１と接地電極１２の材料としては、
SUS316薄板を所定の大きさに切断したものが用いられ、
誘電体１３の材料としては、例えば特開平5-89941 や特
開平6-126156のようにアルミナなどのセラミックスが多
く用いられている。絶縁体２は、放電電極１１と接地電
極１２間に表面漏れ電流が流れるのを防ぐために設けて
ある。放電電極１１と接地電極１２間に高周波高電圧電
源９から高周波高電圧を印加すると、放電電極１１の放
電面から誘電体１３の沿面方向に沿って放電が発生す
る。これが沿面放電であり、酸素ガスを含有する原料ガ
ス７を放電電極面側に流すことにより、原料ガス中の酸
素分子が沿面放電領域内に存在すると、その一部がオゾ
ンとなり、オゾン化ガス８を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は放電電極部の拡大図を図９に示すように、電界の集中
部が放電電極１１の近傍の放電領域５に限定されるた
め、放電も電極近傍の狭い範囲に限られる。そして、こ
の放電領域５は、チャンバ内のごく一部の領域であるた
め、オゾン発生素子１をオゾン発生チャンバ６内に入れ
た場合、原料ガスのほとんどがオゾンが発生している放
電領域５に触れることなく、オゾン発生チャンバ６内を
通りすぎてしまう。したがって、放電領域５以外を通る
原料ガスは無駄になってしまうため、現状の沿面放電式
オゾナイザのオゾン発生効率は低い。そこで、本発明は
電界の集中部を広げることにより、オゾン発生効率の高
いオゾン発生装置を提供することを目的とする。
は放電電極部の拡大図を図９に示すように、電界の集中
部が放電電極１１の近傍の放電領域５に限定されるた
め、放電も電極近傍の狭い範囲に限られる。そして、こ
の放電領域５は、チャンバ内のごく一部の領域であるた
め、オゾン発生素子１をオゾン発生チャンバ６内に入れ
た場合、原料ガスのほとんどがオゾンが発生している放
電領域５に触れることなく、オゾン発生チャンバ６内を
通りすぎてしまう。したがって、放電領域５以外を通る
原料ガスは無駄になってしまうため、現状の沿面放電式
オゾナイザのオゾン発生効率は低い。そこで、本発明は
電界の集中部を広げることにより、オゾン発生効率の高
いオゾン発生装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は高周波高電圧電源に接続された放電電極と
大地に接地される接地電極との間に誘電体を有するオゾ
ン発生素子と、前記オゾン発生素子を固定する絶縁体
と、前記オゾン発生素子と前記絶縁体とを収納し、かつ
原料ガスを流す流通孔をもうけたオゾン発生チャンバと
からなるオゾン発生装置において、前記放電電極の垂直
方向の空間部に補助電極を設けたた構成にしている。ま
た、前記補助電極は前記接地電極との間に抵抗、静電容
量、リアクトルのうち少なくとも１個のインピーダンス
で接続したものである。また、前記補助電極と前記放電
電極またはオゾン発生チャンバとの間隔が前記原料ガス
の流通方向に向かって狭くしたものである。また、前記
補助電極を前記接地電極に接続したもので、前記補助電
極の位置は、その長手方向の端部から前記放電電極面に
垂直に引いた点が前記放電電極の端部から少なくとも２
ｍｍの距離にしている。上記手段により、放電領域での
電界を強くすることができ、この領域でのオゾン発生量
が増加し、オゾン発生効率を高めることができる。
め、本発明は高周波高電圧電源に接続された放電電極と
大地に接地される接地電極との間に誘電体を有するオゾ
ン発生素子と、前記オゾン発生素子を固定する絶縁体
と、前記オゾン発生素子と前記絶縁体とを収納し、かつ
原料ガスを流す流通孔をもうけたオゾン発生チャンバと
からなるオゾン発生装置において、前記放電電極の垂直
方向の空間部に補助電極を設けたた構成にしている。ま
た、前記補助電極は前記接地電極との間に抵抗、静電容
量、リアクトルのうち少なくとも１個のインピーダンス
で接続したものである。また、前記補助電極と前記放電
電極またはオゾン発生チャンバとの間隔が前記原料ガス
の流通方向に向かって狭くしたものである。また、前記
補助電極を前記接地電極に接続したもので、前記補助電
極の位置は、その長手方向の端部から前記放電電極面に
垂直に引いた点が前記放電電極の端部から少なくとも２
ｍｍの距離にしている。上記手段により、放電領域での
電界を強くすることができ、この領域でのオゾン発生量
が増加し、オゾン発生効率を高めることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。 （第１実施例）図１は、本発明の第１実施例のオゾン発
生装置を示す断面図である。オゾン発生素子１は、放電
電極１１、接地電極１２、誘電体１３から構成され、放
電電極１１と接地電極１２の間に誘電体１３を挟み、そ
れぞれの電極を誘電体１３に密着させている。そして、
放電電極１１の中央部から上部に一定の空間距離を隔て
た位置に補助電極３を設け、アース１０に接続してい
る。補助電極３は、放電電極１１の垂直方向の空間部に
設けられ、かつ、放電電極１１の端部から内側に距離Ｌ
が２ｍｍ以上離れた位置に配置されている。放電電極１
１および補助電極３の材料としては、ステンレス、タン
グステンなどの耐オゾン性、耐コロナ性に優れた材料が
使用され、誘電体１３としては、セラミック、マイカ、
ガラスなどの耐オゾン性が優れた材料が使用される。い
ま、オゾン発生素子１の放電電極１１と接地電極１２
に、高周波高電圧電源９から高周波高電圧を印加する。
ある電圧以上になると放電電極１１の近傍で放電が発生
する。この時の電極近傍の様子は図２に示すようにな
る。すなわち、放電の発生している領域は、従来の放電
領域５に加えて補助電極３による新たな放電領域５１が
形成される。この時、補助電極３を、放電電極１１の端
部から２ｍｍ以上放電電極１１側に入った位置から配置
しているので、沿面放電による放電領域５は、新たに加
わった放電領域５１と重ならない。このため、空間全体
を有効に利用することができる。そして、この領域に原
料ガス７を流すことによりオゾン化ガス８を発生させる
ことができる。つぎに、補助電極３を設けた場合の効果
について述べる。補助電極３が放電電極１１の直上空間
にある場合の等電位線を図３に示す。補助電極３がない
場合（図４）に比べて放電電極１１の上部の電界が強い
ことが分かる。電界が強くなると、新たな放電領域５１
が形成され、オゾン発生量が増え、オゾン発生効率も上
昇する。このように、補助電極３を設けることにより、
オゾンの発生量も増加し、オゾン発生効率を高めること
ができる。また、本発明は従来より放電領域５が広くな
るため、同じ量のオゾンを発生させる原料ガス７も少な
くてすみ、放電領域５、５１で発生したオゾンを有効に
取り出すことができる。また、複数個の放電電極１１を
並列に配置することにより、原料ガス７がすべてオゾン
の存在する領域のみに流れるため、効率が非常によくな
る。 （第２実施例）図５は、本発明の第２実施例を示すオゾ
ン発生装置の断面図である。本実施例は、補助電極とア
ース間にインピーダンスを設けたもので、他の構造は第
１実施例と全く同じである。図５において４は、インピ
ーダンスである。放電電極１１と補助電極３の間の浮遊
容量Ｃ0 によるインピーダンスをＺC0とし、補助電極３
と接地電極１２の間のインピーダンスをＺ0 とする。一
例として、ＺC0/ Ｚ0 の比が４および無限大の二つの場
合と、従来の補助電極３を設けない場合について、放電
領域の空気層の電界強度の比較をした。その結果を図６
に示す。図６の横軸は放電電極１の表面から垂直に補助
電極３の方向に向かう空間の位置を示したもので、放電
領域距離と呼ぶことにする。放電領域距離が大きくなる
と空気層電界強度は小さくなる傾向は同じであるが、本
発明の電界強度の値は従来の補助電極３が無い場合に比
べて大きくなっている。このように、補助電極３を設け
インピーダンスを設けた場合でも、オゾンの発生量が増
加し、オゾン発生効率を高めることができる。インピー
ダンスを設けることにより、電界強度はインピーダンス
を設けない場合に比べて小さくなるが、電界強度を調整
できるため、オゾン発生量を制御できる効果がある。ま
た、本発明は従来より放電領域５が広くなるため、同じ
量のオゾンを発生させる原料ガス７も少なくてすみ、放
電領域５で発生したオゾンを有効に取り出すことができ
る。また、複数個の放電電極１１を並列に配置すること
により、原料ガス７がすべてオゾンのある領域のみに流
れるため、非常に効率がよくなる。 （第３実施例）図７は、本発明の第３実施例を示すオゾ
ン発生装置の断面図である。本実施例は、補助電極の形
状を変えたものである。図において３１は、傾斜を設け
た補助電極である。これは放電電極１１との間隔または
オゾン発生チャンバ６の内壁との間隔を傾斜をもたせた
ものである。原料ガス７の下流側の空間距離ｂ＋ｂ’を
上流側の空間距離ａ＋ａ’よりも狭くすることにより、
空間距離ｂの領域で放電を発生し易くする。これにより
比較的低い電圧で放電が発生し、また、ガス流も狭い空
間ｂのオゾン発生領域に有効に作用するため、オゾン発
生効率が上昇する。
いて説明する。 （第１実施例）図１は、本発明の第１実施例のオゾン発
生装置を示す断面図である。オゾン発生素子１は、放電
電極１１、接地電極１２、誘電体１３から構成され、放
電電極１１と接地電極１２の間に誘電体１３を挟み、そ
れぞれの電極を誘電体１３に密着させている。そして、
放電電極１１の中央部から上部に一定の空間距離を隔て
た位置に補助電極３を設け、アース１０に接続してい
る。補助電極３は、放電電極１１の垂直方向の空間部に
設けられ、かつ、放電電極１１の端部から内側に距離Ｌ
が２ｍｍ以上離れた位置に配置されている。放電電極１
１および補助電極３の材料としては、ステンレス、タン
グステンなどの耐オゾン性、耐コロナ性に優れた材料が
使用され、誘電体１３としては、セラミック、マイカ、
ガラスなどの耐オゾン性が優れた材料が使用される。い
ま、オゾン発生素子１の放電電極１１と接地電極１２
に、高周波高電圧電源９から高周波高電圧を印加する。
ある電圧以上になると放電電極１１の近傍で放電が発生
する。この時の電極近傍の様子は図２に示すようにな
る。すなわち、放電の発生している領域は、従来の放電
領域５に加えて補助電極３による新たな放電領域５１が
形成される。この時、補助電極３を、放電電極１１の端
部から２ｍｍ以上放電電極１１側に入った位置から配置
しているので、沿面放電による放電領域５は、新たに加
わった放電領域５１と重ならない。このため、空間全体
を有効に利用することができる。そして、この領域に原
料ガス７を流すことによりオゾン化ガス８を発生させる
ことができる。つぎに、補助電極３を設けた場合の効果
について述べる。補助電極３が放電電極１１の直上空間
にある場合の等電位線を図３に示す。補助電極３がない
場合（図４）に比べて放電電極１１の上部の電界が強い
ことが分かる。電界が強くなると、新たな放電領域５１
が形成され、オゾン発生量が増え、オゾン発生効率も上
昇する。このように、補助電極３を設けることにより、
オゾンの発生量も増加し、オゾン発生効率を高めること
ができる。また、本発明は従来より放電領域５が広くな
るため、同じ量のオゾンを発生させる原料ガス７も少な
くてすみ、放電領域５、５１で発生したオゾンを有効に
取り出すことができる。また、複数個の放電電極１１を
並列に配置することにより、原料ガス７がすべてオゾン
の存在する領域のみに流れるため、効率が非常によくな
る。 （第２実施例）図５は、本発明の第２実施例を示すオゾ
ン発生装置の断面図である。本実施例は、補助電極とア
ース間にインピーダンスを設けたもので、他の構造は第
１実施例と全く同じである。図５において４は、インピ
ーダンスである。放電電極１１と補助電極３の間の浮遊
容量Ｃ0 によるインピーダンスをＺC0とし、補助電極３
と接地電極１２の間のインピーダンスをＺ0 とする。一
例として、ＺC0/ Ｚ0 の比が４および無限大の二つの場
合と、従来の補助電極３を設けない場合について、放電
領域の空気層の電界強度の比較をした。その結果を図６
に示す。図６の横軸は放電電極１の表面から垂直に補助
電極３の方向に向かう空間の位置を示したもので、放電
領域距離と呼ぶことにする。放電領域距離が大きくなる
と空気層電界強度は小さくなる傾向は同じであるが、本
発明の電界強度の値は従来の補助電極３が無い場合に比
べて大きくなっている。このように、補助電極３を設け
インピーダンスを設けた場合でも、オゾンの発生量が増
加し、オゾン発生効率を高めることができる。インピー
ダンスを設けることにより、電界強度はインピーダンス
を設けない場合に比べて小さくなるが、電界強度を調整
できるため、オゾン発生量を制御できる効果がある。ま
た、本発明は従来より放電領域５が広くなるため、同じ
量のオゾンを発生させる原料ガス７も少なくてすみ、放
電領域５で発生したオゾンを有効に取り出すことができ
る。また、複数個の放電電極１１を並列に配置すること
により、原料ガス７がすべてオゾンのある領域のみに流
れるため、非常に効率がよくなる。 （第３実施例）図７は、本発明の第３実施例を示すオゾ
ン発生装置の断面図である。本実施例は、補助電極の形
状を変えたものである。図において３１は、傾斜を設け
た補助電極である。これは放電電極１１との間隔または
オゾン発生チャンバ６の内壁との間隔を傾斜をもたせた
ものである。原料ガス７の下流側の空間距離ｂ＋ｂ’を
上流側の空間距離ａ＋ａ’よりも狭くすることにより、
空間距離ｂの領域で放電を発生し易くする。これにより
比較的低い電圧で放電が発生し、また、ガス流も狭い空
間ｂのオゾン発生領域に有効に作用するため、オゾン発
生効率が上昇する。
【０００６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば放電
電極の垂直方向の空間部に補助電極を設けたので、放電
領域の電界が強くなるため、放電電極近傍のオゾン発生
量が従来のものよりも増加し、効率の高いオゾン発生素
子を得る効果がある。
電極の垂直方向の空間部に補助電極を設けたので、放電
領域の電界が強くなるため、放電電極近傍のオゾン発生
量が従来のものよりも増加し、効率の高いオゾン発生素
子を得る効果がある。
【図１】本発明の第１実施例を示すオゾン発生装置の断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の第１実施例における放電電極近傍の拡
大図である。
大図である。
【図３】本発明の第１実施例におけるオゾン発生装置の
電位分布図である。
電位分布図である。
【図４】従来のオゾン発生装置の電位分布図である。
【図５】本発明の第２実施例を示すオゾン発生装置の断
面図である。
面図である。
【図６】本発明と従来の電界強度の比較図である。
【図７】本発明の第３実施例を示す補助電極の拡大断面
図である。
図である。
【図８】従来のオゾン発生装置を示す断面図である。
【図９】従来のオゾン発生装置の放電電極近傍を拡大し
た断面図である。
た断面図である。
１ ：オゾン発生素子 １１：放電電極 １２：接地電極 １３：誘電体 ２：絶縁体 ３、３１：補助電極 ４：インピーダンス ５、５１：放電領域 ６：オゾン発生チャンバ ７：原料ガス ８：オゾン化ガス ９：高周波高電圧電源 １０：アース
Claims (5)
- 【請求項１】 高周波高電圧電源に接続された放電電極
と大地に接地される接地電極との間に誘電体を有するオ
ゾン発生素子と、前記オゾン発生素子を固定する絶縁体
と、前記オゾン発生素子と前記絶縁体とを収納し、かつ
原料ガスを流す流通孔をもうけたオゾン発生チャンバと
からなるオゾン発生装置において、 前記放電電極の垂直方向の空間部に補助電極を設けたこ
とを特徴とするオゾン発生装置。 - 【請求項２】 前記補助電極は前記接地電極との間に抵
抗、静電容量、リアクトルのうち少なくとも１個のイン
ピーダンスで接続した請求項１に記載のオゾン発生装
置。 - 【請求項３】 前記補助電極と前記放電電極またはオゾ
ン発生チャンバとの間隔が前記原料ガスの流通方向に向
かって狭くなっている請求項１または２に記載のオゾン
発生装置。 - 【請求項４】 前記補助電極を前記接地電極に接続した
請求項１または３に記載のオゾン発生装置。 - 【請求項５】 前記補助電極の位置は、その長手方向の
端部から前記放電電極面に垂直に引いた点が前記放電電
極の端部から少なくとも２ｍｍの距離である請求項１か
ら４のいずれか１項に記載のオゾン発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10291671A JP2000119006A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | オゾン発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10291671A JP2000119006A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | オゾン発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000119006A true JP2000119006A (ja) | 2000-04-25 |
Family
ID=17771931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10291671A Pending JP2000119006A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | オゾン発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000119006A (ja) |
-
1998
- 1998-10-14 JP JP10291671A patent/JP2000119006A/ja active Pending
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