JP2001294407A - Ozone generating device - Google Patents
Ozone generating deviceInfo
- Publication number
- JP2001294407A JP2001294407A JP2001031162A JP2001031162A JP2001294407A JP 2001294407 A JP2001294407 A JP 2001294407A JP 2001031162 A JP2001031162 A JP 2001031162A JP 2001031162 A JP2001031162 A JP 2001031162A JP 2001294407 A JP2001294407 A JP 2001294407A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ozone
- dielectric layer
- electrodes
- ozone generator
- pair
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体層が被覆さ
れた対をなす電極間に交流電圧を印加して誘電体層表面
に放電を発生させ、対をなす電極間の空間を満たすオゾ
ン原料ガスからオゾンを生成するオゾン発生装置に係
り、特にオゾン原料ガスへの添加ガス成分によって、生
成するオゾン濃度が変動しないようにしたコンパクトで
かつ安価でしかも信頼性および安定性の高いオゾン発生
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to ozone which fills a space between a pair of electrodes by applying an AC voltage between a pair of electrodes covered with a dielectric layer to generate a discharge on the surface of the dielectric layer. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ozone generator for generating ozone from a raw material gas, and particularly to a compact, inexpensive, highly reliable and stable ozone generator in which the generated ozone concentration is not fluctuated by a gas component added to the ozone raw material gas. It is about.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、例えば上下水道の殺菌・消臭
・脱色、工業排水処理の消臭・脱色、パルプ脱色、およ
び医療機器の殺菌を行なう目的で、オゾンが多く用いら
れてきている。2. Description of the Related Art Conventionally, ozone has been widely used for the purpose of sterilization, deodorization, and decolorization of water and sewage, deodorization and decolorization of industrial wastewater treatment, pulp decolorization, and sterilization of medical equipment.
【０００３】このオゾンを発生するオゾン発生装置とし
ては、対向する複数の電極を備え、この複数の電極間で
無声放電、すなわち体積放電を発生させて、オゾン原料
ガスからオゾンを生成するものが知られている。[0003] As an ozone generating apparatus for generating ozone, there is known an ozone generating apparatus which includes a plurality of electrodes facing each other and generates silent discharge, that is, volume discharge, between the plurality of electrodes to generate ozone from an ozone raw material gas. Have been.
【０００４】そして、この種のオゾン発生装置のうち、
オゾン原料ガスである酸素ガスからオゾンを発生させる
ものでは、少量の窒素ガスや炭酸ガスの添加によって、
高濃度のオゾンを生成することが容易となる。[0004] Of this type of ozone generator,
Ozone is generated from oxygen gas, which is an ozone raw material gas, by adding a small amount of nitrogen gas or carbon dioxide gas.
It becomes easy to generate a high concentration of ozone.
【０００５】特に、短ギャップ放電においては顕著であ
り、オゾン原料ガスとして、２〜４パーセント（％）程
度の窒素ガスを酸素ガスに添加して、オゾン発生装置に
供給することが一般に行なわれてきている。[0005] In particular, this is remarkable in short gap discharge, and it is generally practiced to add about 2 to 4% (%) of nitrogen gas to oxygen gas as an ozone raw material gas and supply it to an ozone generator. ing.
【０００６】この理由については、従来から明確な原因
が解明されてきておらず、添加ガスをなくすことは困難
である。[0006] Regarding this reason, a clear cause has not been clarified conventionally, and it is difficult to eliminate the added gas.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では、
共面構造沿面放電を用いることで、３００（ｇ／Ｎ
ｍ3）以上の極めて高い濃度のオゾンを生成することが
可能となってきている。By the way, recently,
By using the coplanar surface discharge, 300 (g / N
It is becoming possible to produce very high concentrations of ozone over m 3 ).
【０００８】しかしながら、前述した従来例の場合と同
様に、オゾン原料ガスである酸素ガスに含まれるごく微
量の窒素ガス成分や炭酸ガス成分によって、生成するオ
ゾン濃度が大幅な変動を起こしてしまう。However, as in the case of the above-described conventional example, a very small amount of nitrogen gas or carbon dioxide contained in the oxygen gas, which is the ozone raw material gas, causes a large fluctuation in the concentration of the generated ozone.
【０００９】本発明の目的は、オゾン原料ガスへの添加
ガス成分によって、生成するオゾン濃度が変動しないよ
うにすることが可能なコンパクトでかつ安価でしかも信
頼性および安定性の高いオゾン発生装置を提供すること
にある。An object of the present invention is to provide a compact, inexpensive, highly reliable and stable ozone generator capable of preventing the generated ozone concentration from fluctuating due to an additive gas component to an ozone raw material gas. To provide.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に対応する発明では、対をなす電極を被
覆する誘電体層を備え、対をなす電極間に交流電圧を印
加して誘電体層表面に放電を発生させ、対をなす電極間
の空間を満たすオゾン原料ガスからオゾンを生成するオ
ゾン発生装置において、誘電体層におけるオゾン分子の
衝突面の材料が、当該誘電体層とオゾン分子との衝突に
よるオゾン分解確率が7×10-6以下となるようにする。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a dielectric layer for covering a pair of electrodes, and an alternating voltage is applied between the pair of electrodes. In the ozone generator, which generates a discharge on the surface of the dielectric layer to generate ozone from an ozone source gas filling the space between the paired electrodes, the material of the collision surface of the ozone molecules in the dielectric layer is the dielectric material. The probability of ozone decomposition due to collision between the layer and ozone molecules is set to 7 × 10 −6 or less.
【００１１】従って、請求項１に対応する発明のオゾン
発生装置においては、誘電体層におけるオゾン分子の衝
突面の材料が、誘電体層とオゾン分子との衝突によるオ
ゾン分解確率が7×10-6以下となるようにすることによ
り、誘電体層とオゾン分子との衝突によってオゾンが酸
素に戻る分解反応、すなわち誘電体層表面でのオゾン分
解反応を抑制して、極めて安定した高濃度オゾンを生成
することができる。Therefore, in the ozone generating apparatus according to the first aspect of the present invention, the material of the surface of the dielectric layer where the ozone molecules collide with the dielectric layer has an ozone decomposition probability of 7 × 10 − by the collision between the dielectric layer and the ozone molecules. By controlling the ratio to 6 or less, the decomposition reaction of ozone returning to oxygen due to the collision of the dielectric layer and the ozone molecules, that is, the ozone decomposition reaction on the dielectric layer surface is suppressed, and extremely stable high-concentration ozone is produced. Can be generated.
【００１２】また、請求項２に対応する発明では、対を
なす電極を被覆する誘電体層を備え、対をなす電極間に
交流電圧を印加して誘電体層表面に放電を発生させ、対
をなす電極間の空間を満たすオゾン原料ガスからオゾン
を生成するオゾン発生装置において、誘電体層の材料と
して、少なくとも酸化亜鉛を含むものを用いる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a dielectric layer for covering a pair of electrodes, wherein an alternating voltage is applied between the pair of electrodes to generate a discharge on the surface of the dielectric layer. In an ozone generator for generating ozone from an ozone raw material gas filling a space between electrodes, a material containing at least zinc oxide is used as a material of a dielectric layer.
【００１３】従って、請求項２に対応する発明のオゾン
発生装置においては、誘電体層の材料として、少なくと
も酸化亜鉛を含むものを用いることにより、誘電体層表
面でのオゾン分解反応を抑制して、極めて安定した高濃
度オゾンを生成することができる。Therefore, in the ozone generator according to the second aspect of the present invention, by using a material containing at least zinc oxide as the material of the dielectric layer, the ozone decomposition reaction on the surface of the dielectric layer is suppressed. Thus, extremely stable high-concentration ozone can be generated.
【００１４】一方、請求項３に対応する発明では、基板
上に設けられた対をなす電極と、当該対をなす電極を被
覆する誘電体層とを備え、対をなす電極間に交流電圧を
印加して誘電体層表面に放電を発生させ、対をなす電極
間の空間を満たすオゾン原料ガスからオゾンを生成する
オゾン発生装置において、誘電体層の材料として、酸化
ビスマスを１０〜９０重量パーセント（ｗｔ％）、酸化
亜鉛を１０〜９０重量パーセント（ｗｔ％）含有し、か
つ酸化鉛含有量が０〜４０重量パーセント（ｗｔ％）の
組成を有するものを用いる。According to a third aspect of the present invention, there is provided a pair of electrodes provided on a substrate and a dielectric layer covering the pair of electrodes, and an AC voltage is applied between the pair of electrodes. In an ozone generator that generates an ozone from an ozone raw material gas that fills a space between a pair of electrodes by applying a discharge to generate a discharge on the surface of a dielectric layer, bismuth oxide is used as a dielectric layer material in an amount of 10 to 90 weight percent. (Wt%), a composition containing 10 to 90 weight percent (wt%) of zinc oxide and a lead oxide content of 0 to 40 weight percent (wt%) is used.
【００１５】従って、請求項３に対応する発明のオゾン
発生装置においては、誘電体層の材料として、酸化ビス
マスを１０〜９０重量パーセント（ｗｔ％）、酸化亜鉛
を１０〜９０重量パーセント（ｗｔ％）含有し、かつ酸
化鉛含有量が０〜４０重量パーセント（ｗｔ％）の組成
を有するものを用いることにより、誘電体層表面でのオ
ゾン分解反応を抑制して、極めて安定した高濃度オゾン
を生成することができる。また、電力密度が高くなっ
て、同じ電力でより高いオゾン収率を確保できるため、
交流電圧印加用の電源を小形化して、装置全体をコンパ
クトにすることができる。さらに、高濃度オゾンを生成
するのに、オゾン原料ガスへ添加ガスを添加する必要が
なくなるため、添加ガス添加用の装置が不要となり、装
置全体を簡素化して、安価でかつ信頼性の高い装置を得
ることができる。一方、オゾン応用分野の一つとして半
導体プロセスがあり、オゾンアッシングや酸化膜堆積等
の化学反応プロセスで窒素ガス混入を嫌う場合がある
が、本オゾン発生装置では窒素ガスを添加ガスとして混
入しないでもよいため、上記用途に最適に用いることが
できる。また、交流電圧印加用の電源からの印加電圧の
大きさを低くできるため、配線の取出部分等における異
常放電の恐れがなくなり、結果として信頼性を高めるこ
とができる。さらに、基板と誘電体層の線膨脹係数をほ
ぼ同じにできるため、基板と冷却板とを密着させて冷却
効率を高めることができる。Therefore, in the ozone generator according to the third aspect of the present invention, as the material of the dielectric layer, 10 to 90% by weight (wt%) of bismuth oxide and 10 to 90% by weight (wt%) of zinc oxide are used. ) Containing and having a composition having a lead oxide content of 0 to 40 weight percent (wt%), thereby suppressing the ozonolysis reaction on the surface of the dielectric layer, and producing extremely stable high-concentration ozone. Can be generated. In addition, since the power density is increased and a higher ozone yield can be secured with the same power,
The power supply for applying the AC voltage can be miniaturized, and the whole apparatus can be made compact. Further, since it is not necessary to add an additional gas to the ozone raw material gas to generate high-concentration ozone, a device for adding the additional gas is not required, and the entire device is simplified, and the device is inexpensive and highly reliable. Can be obtained. On the other hand, there is a semiconductor process as one of the ozone application fields, and there is a case where nitrogen gas mixing is disliked in a chemical reaction process such as ozone ashing or oxide film deposition, but in the present ozone generator, even if nitrogen gas is not mixed as an additional gas. Because it is good, it can be used optimally for the above applications. Further, since the magnitude of the voltage applied from the power supply for applying the AC voltage can be reduced, there is no possibility of abnormal discharge at a portion where the wiring is taken out, and as a result, reliability can be improved. Furthermore, since the coefficient of linear expansion of the substrate and that of the dielectric layer can be made substantially the same, the cooling efficiency can be increased by bringing the substrate and the cooling plate into close contact.
【００１６】また、請求項４に対応する発明では、上記
請求項３に対応する発明のオゾン発生装置において、基
板として、ソーダガラス、または当該ソーダガラスとほ
ぼ同等の線膨脹係数を有する材料で構成し、誘電体層の
材料として、酸化ビスマスを２０〜３０重量パーセント
（ｗｔ％）、酸化亜鉛を３０〜４０重量パーセント（ｗ
ｔ％）、酸化ホウ素を１５〜２５重量パーセント（ｗｔ
％）、酸化珪素を０〜１０重量パーセント（ｗｔ％）を
含有する組成とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the ozone generating apparatus according to the third aspect, the substrate is made of soda glass or a material having a linear expansion coefficient substantially equal to that of the soda glass. As a material of the dielectric layer, bismuth oxide is 20 to 30% by weight (wt%), and zinc oxide is 30 to 40% by weight (w
t%) and boron oxide at 15 to 25 weight percent (wt
%), And a composition containing 0 to 10% by weight (wt%) of silicon oxide.
【００１７】従って、請求項４に対応する発明のオゾン
発生装置においては、基板として、ソーダガラス、また
はソーダガラスとほぼ同等の線膨脹係数を有する材料で
構成し、誘電体層の材料として、酸化ビスマスを２０〜
３０重量パーセント（ｗｔ％）、酸化亜鉛を３０〜４０
重量パーセント（ｗｔ％）、酸化ホウ素を１５〜２５重
量パーセント（ｗｔ％）、酸化珪素を０〜１０重量パー
セント（ｗｔ％）を含有する組成とすることにより、前
述した請求項３に対応する発明と同様の作用を、より一
層効果的に顕著に奏することができる。Therefore, in the ozone generator according to the invention, the substrate is made of soda glass or a material having a linear expansion coefficient substantially equal to that of soda glass, and the material of the dielectric layer is oxidized. Bismuth 20 ~
30 weight percent (wt%), zinc oxide 30-40
The invention corresponding to the above-mentioned claim 3 by having a composition containing a weight percent (wt%), boron oxide of 15 to 25 weight% (wt%), and silicon oxide of 0 to 10 weight% (wt%). The same effect as described above can be achieved more effectively and significantly.
【００１８】一方、請求項５に対応する発明では、対を
なす電極を被覆する誘電体層を備え、対をなす電極間に
交流電圧を印加して誘電体層表面に放電を発生させ、対
をなす電極間の空間を満たすオゾン原料ガスからオゾン
を生成するオゾン発生装置において、誘電体層の上に、
パウダー層を設ける。On the other hand, the invention according to claim 5 includes a dielectric layer covering the paired electrodes, and applies an AC voltage between the paired electrodes to generate a discharge on the surface of the dielectric layer. In an ozone generator that generates ozone from an ozone source gas that fills the space between the electrodes,
A powder layer is provided.
【００１９】従って、請求項５に対応する発明のオゾン
発生装置においては、誘電体層の上に、パウダー層を設
けることにより、極めて安定した高濃度オゾンを生成す
ることができる。Therefore, in the ozone generator according to the fifth aspect of the invention, by providing the powder layer on the dielectric layer, extremely stable high-concentration ozone can be generated.
【００２０】また、請求項６に対応する発明では、上記
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に対応する発明の
オゾン発生装置において、誘電体層の上に、パウダー層
を設ける。According to a sixth aspect of the present invention, in the ozone generator according to any one of the first to third aspects, a powder layer is provided on the dielectric layer.
【００２１】従って、請求項６に対応する発明のオゾン
発生装置においては、誘電体層の上に、パウダー層を設
けることにより、前述した請求項１乃至請求項３および
請求項５にそれぞれ対応する発明と同様の作用を、同時
に奏することができる。Therefore, in the ozone generating apparatus according to the present invention, a powder layer is provided on the dielectric layer, thereby corresponding to the above-described first to third and fifth aspects, respectively. The same operation as the invention can be achieved at the same time.
【００２２】さらに、請求項７に対応する発明では、上
記請求項５または請求項６に対応する発明のオゾン発生
装置において、パウダー層のパウダーの粒径を、１０マ
イクロメートル（μｍ）以下とする。Further, in the invention according to claim 7, in the ozone generator according to the invention according to claim 5 or 6, the particle diameter of the powder in the powder layer is 10 micrometers (μm) or less. .
【００２３】従って、請求項７に対応する発明のオゾン
発生装置においては、パウダー層のパウダーの粒径を、
１０マイクロメートル（μｍ）以下とすることにより、
均質な層を形成して、前述した請求項５または請求項６
に対応する発明と同様の作用を、より一層効果的に顕著
に奏することができる。Therefore, in the ozone generator according to the present invention, the particle diameter of the powder in the powder layer is
By setting it to 10 micrometers (μm) or less,
7. A method according to claim 5, wherein a homogeneous layer is formed.
The same effects as those of the invention corresponding to (1) can be more remarkably exhibited more effectively.
【００２４】さらにまた、請求項８に対応する発明で
は、上記請求項５乃至請求項７のいずれか１項に対応す
る発明のオゾン発生装置において、パウダー層のパウダ
ーとして、酸化珪素、または酸化亜鉛を含むものを用い
る。Further, in the invention according to claim 8, in the ozone generator according to any one of claims 5 to 7, the powder of the powder layer may be made of silicon oxide or zinc oxide. Is used.
【００２５】従って、請求項８に対応する発明のオゾン
発生装置においては、パウダー層のパウダーとして、酸
化珪素、または酸化亜鉛を含むものを用いることによ
り、前述した請求項５乃至請求項７のいずれか１項に対
応する発明と同様の作用を、より一層効果的に顕著に奏
することができる。Therefore, in the ozone generator according to the present invention corresponding to claim 8, the powder of the powder layer is made of a material containing silicon oxide or zinc oxide, so that any one of the above-mentioned claims 5 to 7 can be used. The same effects as those of the invention corresponding to the first aspect can be more remarkably exhibited more effectively.
【００２６】一方、請求項９に対応する発明では、対を
なす電極を被覆する誘電体層を備え、対をなす電極間に
交流電圧を印加して誘電体層表面に放電を発生させ、対
をなす電極間の空間を満たすオゾン原料ガスからオゾン
を生成するオゾン発生装置において、誘電体層の上に、
レジネート法により形成された薄膜層を設ける。On the other hand, the invention according to claim 9 is provided with a dielectric layer covering the paired electrodes, and applying an AC voltage between the paired electrodes to generate a discharge on the surface of the dielectric layer. In an ozone generator that generates ozone from an ozone source gas that fills the space between the electrodes,
A thin film layer formed by a resinate method is provided.
【００２７】従って、請求項９に対応する発明のオゾン
発生装置においては、誘電体層の上に、レジネート法に
より形成された薄膜層を設けることにより、誘電体層表
面でのオゾン分解反応を抑制して、極めて安定した高濃
度オゾンを生成することができる。Therefore, in the ozone generating apparatus according to the ninth aspect of the present invention, the ozone decomposition reaction on the surface of the dielectric layer is suppressed by providing the thin film layer formed by the resinate method on the dielectric layer. As a result, extremely stable high-concentration ozone can be generated.
【００２８】また、請求項１０に対応する発明では、上
記請求項１乃至請求項３のいずれか１項に対応する発明
のオゾン発生装置において、誘電体層の上に、レジネー
ト法により形成された薄膜層を設ける。According to a tenth aspect of the present invention, in the ozone generator according to any one of the first to third aspects, the ozone generator is formed on the dielectric layer by a resinate method. A thin film layer is provided.
【００２９】従って、請求項１０に対応する発明のオゾ
ン発生装置においては、誘電体層の上に、レジネート法
により形成された薄膜層を設けることにより、前述した
請求項１乃至請求項３および請求項９にそれぞれ対応す
る発明と同様の作用を、同時に奏することができる。Therefore, in the ozone generating apparatus according to the present invention, a thin film layer formed by a resinate method is provided on the dielectric layer, so that the above-described claims 1 to 3 and claim 3 are provided. The same effects as those of the invention corresponding to Item 9 can be simultaneously obtained.
【００３０】さらに、請求項１１に対応する発明では、
上記請求項９または請求項１０に対応する発明のオゾン
発生装置において、薄膜層として、酸化珪素、または酸
化亜鉛を含むものを用いる。Further, in the invention corresponding to claim 11,
In the ozone generator according to the ninth or tenth aspect of the present invention, a thin film layer containing silicon oxide or zinc oxide is used.
【００３１】従って、請求項１１に対応する発明のオゾ
ン発生装置においては、薄膜層として、酸化珪素、また
は酸化亜鉛を含むものを用いることにより、前述した請
求項９または請求項１０に対応する発明と同様の作用
を、より一層効果的に顕著に奏することができる。Therefore, in the ozone generating apparatus according to the eleventh aspect of the present invention, the thin film layer containing silicon oxide or zinc oxide is used, whereby the ozone generating apparatus according to the ninth or tenth aspect is used. The same effect as described above can be achieved more effectively and significantly.
【００３２】[0032]
【発明の実施の形態】本発明では、対をなす電極を被覆
する誘電体層を備え、対をなす電極間に交流電圧を印加
して誘電体層表面に放電を発生させ、対をなす電極間の
空間を満たすオゾン原料ガスからオゾンを生成する、沿
面放電方式または体積放電方式のオゾン発生装置におい
て、誘電体層におけるオゾン分子の衝突面の材料が、誘
電体層とオゾン分子との衝突によるオゾン分解確率が7
×10-6以下となるようにすることにより、誘電体層とオ
ゾン分子との衝突によってオゾンが酸素に戻る分解反
応、すなわち誘電体層表面でのオゾン分解反応を抑制し
て、極めて安定した高濃度オゾンを生成可能とすること
を、その基本的な要旨としている。以下、上記のような
考え方に基づく本発明の実施の形態について図面を参照
して詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention comprises a dielectric layer for covering a pair of electrodes, wherein an alternating voltage is applied between the pair of electrodes to generate a discharge on the surface of the dielectric layer, thereby forming a pair of electrodes. In a surface discharge type or volume discharge type ozone generator that generates ozone from an ozone raw material gas filling a space between the materials, the material of the collision surface of the ozone molecules in the dielectric layer is caused by the collision between the dielectric layer and the ozone molecules. Ozone decomposition probability is 7
By setting it to be 10-6 or less, a decomposition reaction in which ozone returns to oxygen due to collision between the dielectric layer and ozone molecules, that is, an ozone decomposition reaction on the surface of the dielectric layer is suppressed, and an extremely stable high The basic point is to be able to generate concentration ozone. Hereinafter, embodiments of the present invention based on the above-described concept will be described in detail with reference to the drawings.
【００３３】（第１の実施の形態）図１は本実施の形態
による沿面放電方式のオゾン発生装置の構成例を示す概
要図、図２は同オゾン発生装置におけるオゾン発生電極
プレートの構成例を示す概要図である。(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a surface discharge type ozone generator according to the present embodiment, and FIG. 2 is a configuration example of an ozone generation electrode plate in the ozone generation device. FIG.
【００３４】図１および図２において、ガラス（例え
ば、ソーダガラス）からなる基板１と、この基板１の表
面に、銀ペースト等の導電材料を例えばスクリーン印刷
等により印刷して設けられた複数の対をなす電極２，３
と、この複数の対をなす電極２，３を被覆する誘電体層
４とから、オゾン発生電極プレートを構成している。In FIGS. 1 and 2, a substrate 1 made of glass (for example, soda glass) and a plurality of conductive materials such as silver paste printed on the surface of the substrate 1 by screen printing or the like are provided. Electrodes 2 and 3 forming a pair
And the dielectric layer 4 covering the plural pairs of electrodes 2 and 3 constitute an ozone generating electrode plate.
【００３５】ここで、オゾン発生電極プレートの誘電体
層４は、その材料として、酸化ビスマスを１０〜９０重
量パーセント（ｗｔ％）、酸化亜鉛を１０〜９０重量パ
ーセント（ｗｔ％）含有し、かつ酸化鉛含有量が０〜４
０重量パーセント（ｗｔ％）の組成を有するものを用い
ている。Here, the dielectric layer 4 of the ozone generating electrode plate contains 10 to 90% by weight (wt%) of bismuth oxide, 10 to 90% by weight (wt%) of zinc oxide, and Lead oxide content is 0-4
One having a composition of 0 weight percent (wt%) is used.
【００３６】特に、好ましくは、酸化ビスマスを２０〜
３０重量パーセント（ｗｔ％）、酸化亜鉛を３０〜４０
重量パーセント（ｗｔ％）、酸化ホウ素を１５〜２５重
量パーセント（ｗｔ％）、酸化珪素を０〜１０重量パー
セント（ｗｔ％）を含有する組成とすることが好まし
い。Particularly preferably, bismuth oxide is used in an amount of from 20 to
30 weight percent (wt%), zinc oxide 30-40
It is preferable that the composition contains a weight percent (wt%), 15 to 25 weight percent (wt%) of boron oxide, and 0 to 10 weight percent (wt%) of silicon oxide.
【００３７】一方、基板１の裏面側には、冷却水５によ
り冷却された金属からなる冷却板６を、基板１と密着さ
せて設けている。On the other hand, on the back side of the substrate 1, a cooling plate 6 made of metal cooled by cooling water 5 is provided in close contact with the substrate 1.
【００３８】また、複数の対をなす電極２，３には、配
線７により、高い交流電圧を印加する外部の交流電源８
を接続している。A plurality of pairs of electrodes 2 and 3 are connected to an external AC power source 8 for applying a high AC voltage by wiring 7.
Are connected.
【００３９】さらに、基板１の表面の電極２，３側に
は、ガスガイド９を設けており、外部からオゾン原料ガ
ス（例えば、酸素ガス）１０を、複数の対をなす電極
２，３間の空間に導入して当該空間を満たすようにして
いる。Further, a gas guide 9 is provided on the surface of the substrate 1 on the side of the electrodes 2 and 3, and an ozone source gas (for example, oxygen gas) 10 is externally supplied with a plurality of pairs of electrodes 2 and 3. To fill the space.
【００４０】そして、複数の対をなす電極２，３間に、
交流電源８から高い交流電圧を印加することにより、誘
電体層４表面に沿面放電１１を発生させ、この沿面放電
１１によってオゾン原料ガス１０からオゾン１２を生成
するようにしている。Then, between a plurality of pairs of electrodes 2 and 3,
By applying a high AC voltage from the AC power supply 8, a surface discharge 11 is generated on the surface of the dielectric layer 4, and the surface discharge 11 generates ozone 12 from the ozone raw material gas 10.
【００４１】図３（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態
による沿面放電方式のオゾン発生装置の具体的な実装構
成例を示す平面図および側断面図であり、図１および図
２と同一要素には同一符号を付して示している。FIGS. 3 (a) and 3 (b) are a plan view and a side sectional view showing a specific example of a mounting structure of the surface discharge type ozone generator according to the present embodiment. The same elements are denoted by the same reference numerals.
【００４２】図３に示すように、オゾン発生装置は、複
数の対をなす電極２，３と、冷却水５により冷却された
金属からなる冷却板６と、オゾン原料ガス（例えば、酸
素ガス）１０を、複数の対をなす電極２，３間の空間に
導入するガスガイド９と、スペーサ２１と、これらを収
納するケース２２と、このケース２２に取付けられた一
対の電源供給用の端子２３とから構成している。As shown in FIG. 3, the ozone generator comprises a plurality of pairs of electrodes 2 and 3, a cooling plate 6 made of metal cooled by cooling water 5, an ozone source gas (for example, oxygen gas). A gas guide 9 for introducing a pair of electrodes 10 into a space between a plurality of pairs of electrodes 2 and 3, a spacer 21, a case 22 for accommodating them, and a pair of power supply terminals 23 attached to the case 22. It is composed of
【００４３】図４は、本実施の形態による沿面放電方式
のオゾン発生装置の具体的な全体実装構成例を示す概要
図であり、図１乃至図３と同一要素には同一符号を付し
て示している。FIG. 4 is a schematic diagram showing a specific example of the overall mounting configuration of the creeping discharge type ozone generator according to this embodiment. The same elements as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals. Is shown.
【００４４】図４において、上記図１乃至図３に示した
構成を有するオゾン発生装置本体３１には、その一対の
電源供給用の端子２３に、配線７を介して交流電圧印加
用の電源８を接続している。In FIG. 4, an ozone generator main body 31 having the structure shown in FIGS. 1 to 3 is connected to a pair of power supply terminals 23 through a wiring 7 through a power supply 8 for applying an AC voltage. Are connected.
【００４５】また、オゾン発生装置本体３１には、酸素
ボンベ３３から、減圧弁３４、および酸素流量計３５を
介して、オゾン原料ガス１０である酸素ガスを供給する
ようにしている。The oxygen gas as the ozone source gas 10 is supplied to the ozone generator main body 31 from the oxygen cylinder 33 via the pressure reducing valve 34 and the oxygen flow meter 35.
【００４６】さらに、オゾン発生装置本体３１には、必
要に応じて、窒素ボンベ３６から、減圧弁３７、および
窒素流量計３８を介して、オゾン原料ガス１０への添加
ガスである窒素ガスを添加供給するようにしている（図
では、説明の便宜上示している）。Further, if necessary, nitrogen gas as an additional gas to the ozone source gas 10 is added to the ozone generator main body 31 from the nitrogen cylinder 36 via a pressure reducing valve 37 and a nitrogen flow meter 38. It is supplied (shown in the figure for convenience of explanation).
【００４７】さらにまた、オゾン発生装置本体３１で生
成されたオゾン１２を、オゾン流量計３９、および減圧
弁４０を介して、オゾン取り出し部４１から外部へ取出
すようにしている。Further, the ozone 12 generated by the ozone generator main body 31 is taken out of the ozone take-out section 41 via the ozone flow meter 39 and the pressure reducing valve 40 to the outside.
【００４８】次に、以上のように構成した本実施の形態
の沿面放電方式のオゾン発生装置の作用について説明す
る。Next, the operation of the creeping discharge type ozone generator of the present embodiment configured as described above will be described.
【００４９】本実施の形態のオゾン発生電極プレートを
適用したオゾン発生装置では、複数の対をなす電極２，
３が誘電体層４で被覆されていることにより、電極２，
３表面は、沿面放電１１に直接晒されておらず、スパッ
タ劣化がなく長寿命が得られる。In the ozone generating apparatus to which the ozone generating electrode plate of this embodiment is applied, a plurality of pairs of electrodes 2 and
3 is covered with the dielectric layer 4, the electrodes 2
The three surfaces are not directly exposed to the creeping discharge 11 and have a long life without spatter deterioration.
【００５０】沿面放電１１中では、放電で発生した電子
ｅが酸素分子Ｏ2 を解離して、酸素原子Ｏが発生する。
さらに、この酸素原子Ｏは、他の酸素分子Ｏ2 と結合し
て、オゾンＯ3 が発生する。In the surface discharge 11, electrons e generated by the discharge dissociate oxygen molecules O 2 to generate oxygen atoms O.
Furthermore, this oxygen atom O combines with another oxygen molecule O 2 to generate ozone O 3 .
【００５１】 ｅ＋Ｏ2 → ｅ＋Ｏ＋Ｏ ……（１） Ｏ＋Ｏ2 ＋Ｏ2 → Ｏ3 ＋Ｏ2 ……（２） また、沿面放電１１中では、オゾンＯ3 から酸素分子Ｏ
2 への逆反応も生じる。[0051] e + O 2 → e + O + O ...... (1) O + O 2 + O 2 → O 3 + O 2 ...... (2) Furthermore, in the creeping discharge 11, oxygen molecules O from ozone O 3
A reverse reaction to 2 also occurs.
【００５２】 ｅ十Ｏ3 → ｅ＋Ｏ十Ｏ2 ……（３） Ｏ＋Ｏ3 → Ｏ2 ＋Ｏ2 ……（４） 沿面放電１１中での反応式は、この（４）式により表わ
されるもので、このことは、従来のオゾン発生装置に採
用されるバリア放電である体積放電とも同様である。E 10 O 3 → e + O 10 O 2 (3) O + O 3 → O 2 + O 2 (4) The reaction formula in the surface discharge 11 is represented by the formula (4). This is the same as the volume discharge which is the barrier discharge employed in the conventional ozone generator.
【００５３】しかしながら、本実施の形態のオゾン発生
装置は、沿面放電１１という、誘電体層４表面近傍の極
めて小さな空間で放電を発生させるものであり、誘電体
層４表面への放電中の電子、および酸素原子によるラジ
カル衝突が激しく発生する。そのために、 Ｏ＋Ｏ3 ＋ｗａｌｌ → Ｏ2 十Ｏ2 ＋ｗａｌｌ ……（５） ｅ＋Ｏ3 ＋ｗａｌｌ → ｅ＋Ｏ＋Ｏ2 ＋ｗａｌｌ ……（６） といった反応が、従来のオゾン発生装置よりも顕著に生
じる。However, the ozone generator according to the present embodiment generates a discharge in a creeping discharge 11, which is an extremely small space near the surface of the dielectric layer 4, and generates electrons during discharge to the surface of the dielectric layer 4. , And radical collisions by oxygen atoms occur violently. Therefore, the reaction of O + O 3 + wall → O 2 + O 2 + wall (5) e + O 3 + wall → e + O + O 2 + wall (6) occurs more remarkably than the conventional ozone generator.
【００５４】この反応は、誘電体層４表面（ｗａｌｌ：
壁面）での一種の触媒反応であり、その結果、オゾンＯ
3 分解が激しく発生してしまう。This reaction takes place on the surface of the dielectric layer 4 (wall:
Wall)), which results in ozone O
3 Decomposition occurs violently.
【００５５】このような反応速度は、触媒反応であるが
故に、誘電体層４の表面物質によって大きく変わる。Such a reaction rate largely depends on the surface material of the dielectric layer 4 because of the catalytic reaction.
【００５６】この場合、誘電体層４表面、つまりオゾン
分子の衝突面（壁面）との衝突によるオゾンの分解は、
以下のように考えることができる。In this case, the decomposition of ozone due to the collision with the surface of the dielectric layer 4, that is, the collision surface (wall surface) of the ozone molecules,
It can be considered as follows.
【００５７】すなわち、まず、図５に示すように、単位
面積の壁に上下を挟まれた空間を考える。この壁の一方
は電極であり、他方はガス・ガイドあるいはもう一つの
電極である。That is, first, as shown in FIG. 5, consider a space sandwiched between upper and lower walls by a unit area wall. One of the walls is an electrode and the other is a gas guide or another electrode.
【００５８】熱運動をする気体分子の平均速度は、Maxe
ll分布にしたがい、The average velocity of a gas molecule undergoing thermal motion is Maxe
According to the ll distribution,
【数１】 ここで、kはボルツマン定数［1.38×10-16erg/K］、Tは
ガス温度［K］、mは気体分子1個の質量[g]を表わす。(Equation 1) Here, k represents the Boltzmann constant [1.38 × 10 −16 erg / K], T represents the gas temperature [K], and m represents the mass [g] of one gas molecule.
【００５９】オゾンの質量は、１mol当たり48 [g]なの
で、１分子当たりの質量mO3はSince the mass of ozone is 48 [g] per mol, the mass m O3 per molecule is
【数２】 例えば、ガス温度T=300[K]では、オゾン分子の速度は(Equation 2) For example, at a gas temperature T = 300 [K], the velocity of ozone molecules is
【数３】 引き続き、図６に示すような単位体積の空間を考えて、
壁面との衝突を考える。(Equation 3) Next, considering a unit volume space as shown in FIG.
Consider a collision with a wall.
【００６０】壁面1cm2当たりの分子の衝突頻度fwall［c
m-2s-1］は、他のガス分子との衝突を無視するとThe frequency of collision of molecules per 1 cm 2 of wall surface f wall [c
m -2 s -1 ], ignoring collisions with other gas molecules
【数４】 となる。(Equation 4) Becomes
【００６１】係数1 / 4の理由は、分子のうち壁面の方
にむかうものと反対方向に向かうものがあるのでn / 2
となり、壁面に垂直方向成分の平均が 1/2となるためで
ある。The reason for the coefficient / is that some molecules go in the opposite direction to those facing the wall, so that n / 2
This is because the average of the component in the direction perpendicular to the wall surface is halved.
【００６２】例えば、大気圧においてオゾン濃度が15%
では、オゾンの数密度nO3はFor example, an ozone concentration of 15% at atmospheric pressure
Then, the ozone number density n O3 is
【数５】 なので、衝突頻度fO3-wallは(Equation 5) So the collision frequency f O3-wall is
【数６】 壁面に衝突するオゾン分子のうち、zwallの確率で分解
が生じるものとする。(Equation 6) It is assumed that, of the ozone molecules colliding with the wall surface, decomposition occurs at a probability of z wall .
【００６３】分解しないオゾンは、壁面で跳ね返される
ことになる。この反射率Rは、以下のような式で定義さ
れる。Ozone that does not decompose will bounce off the wall. The reflectance R is defined by the following equation.
【００６４】[0064]
【数７】 単位体積当たりのオゾン数密度[O3]が壁面で分解するレ
ートは、毎秒当たり(Equation 7) The rate at which the ozone number density [O3] per unit volume decomposes on the wall is
【数８】 で表わされる。(Equation 8) Is represented by
【００６５】hchが0.06 [cm] (=0.6mm)で、zwallが1.0
×10-6という大変小さな値でも、オゾン数密度の減少レ
ートは、毎秒当たりWhen h ch is 0.06 [cm] (= 0.6 mm) and z wall is 1.0
Even at a very small value of × 10 -6, the rate of decrease in ozone number density is
【数９】 である。(Equation 9) It is.
【００６６】オゾン生成量は、酸素分子の電子衝突によ
る解離効率は、オゾン発生装置内部の典型的な電界強度
100〜200[Td]においてThe amount of ozone generated, the dissociation efficiency of oxygen molecules due to electron collision, and the typical electric field strength inside the ozone generator
At 100 to 200 [Td]
【数１０】 である。(Equation 10) It is.
【００６７】解離した酸素原子は、100％がオゾンにな
るとすると、酸素分子１つからオゾンが2つ発生する。Assuming that 100% of the dissociated oxygen atoms become ozone, two ozone are generated from one oxygen molecule.
【００６８】電子へのエネルギー分岐be=0.38とし、電
力を6.6[W/cm3]とするとIf the energy branch to electrons be = 0.38 and the power is 6.6 [W / cm 3 ],
【数１１】 従って、上記(１５)式と(１７)式とを比較すると、壁面
での分解は発生の20％に及ぶことがわかる。[Equation 11] Therefore, a comparison of the above equations (15) and (17) shows that decomposition on the wall surface accounts for 20% of the occurrence.
【００６９】以上により、誘電体層４の表面材料を変え
ることで、誘電体層４におけるオゾン分子衝突面である
壁面との衝突によるオゾンの分解確率zwallは変化する
ことになる。As described above, by changing the surface material of the dielectric layer 4, the ozone decomposition probability z wall due to the collision with the wall surface of the dielectric layer 4 that is the ozone molecule collision surface is changed.
【００７０】本実施の形態では、従来知られていなかっ
たこのような反応についてさまざまな物質を試した結
果、超高濃度オゾン発生に適した誘電体層４の材料を、
オゾン発生装置を構成するオゾン発生電極プレートに適
用するものである。In the present embodiment, as a result of trying various substances for such a reaction which has not been known, a material of the dielectric layer 4 suitable for generating ultra-high concentration ozone was obtained.
It is applied to an ozone generating electrode plate constituting an ozone generating device.
【００７１】ところで、誘電体層４は、一般に、ガラス
からなる基板１と密着接合している必要がある。Incidentally, the dielectric layer 4 generally needs to be in close contact with the substrate 1 made of glass.
【００７２】なぜなら、基板１と密着接合していない
と、誘電体層４と基板１との間に空隙が存在することに
なるため、電極２，３の間にこの空隙を介して絶縁破壊
を生じ、オゾンを発生できなくなる。If the dielectric layer 4 and the substrate 1 are not in close contact with each other, a gap exists between the dielectric layer 4 and the substrate 1. And ozone cannot be generated.
【００７３】これらを密着接合するためには、誘電体層
４の線膨張係数は、ガラスからなる基板１の線膨張係数
とほぼ合致している必要がある。In order to adhere these together, the coefficient of linear expansion of the dielectric layer 4 needs to substantially match the coefficient of linear expansion of the substrate 1 made of glass.
【００７４】基板１は、工業的にはソーダガラスが、物
量、コスト面でもっとも入手し易い。ソーダガラスは、
線膨張係数が７０〜１００×１０-7で、ガラスの中では
大きな値を示している。そのため、通常、誘電体層４と
して、酸化鉛を４０ｗｔ％（重量パーセント）以上含む
いわゆる鉛ガラスが用いられている。As the substrate 1, soda glass is most easily available industrially in terms of physical quantity and cost. Soda glass is
The coefficient of linear expansion is 70 to 100 × 10 −7 , which is a large value among glasses. Therefore, so-called lead glass containing lead oxide of 40 wt% (weight percent) or more is usually used as the dielectric layer 4.
【００７５】この鉛ガラスを誘電体層４として、オゾン
原料ガス１０を、９９．９％以上酸素を含む純酸素ガス
として、本実施の形態の沿面放電方式のオゾン発生装置
に導入する。The lead glass is used as the dielectric layer 4, and the ozone source gas 10 is introduced as a pure oxygen gas containing 99.9% or more oxygen into the surface discharge type ozone generator of the present embodiment.
【００７６】そして、このような状態（基板１をソーダ
ガラスとし、誘電体層４を鉛ガラスとした状態）下で、
電極２，３に交流電源９から高い交流電圧を印加して、
誘電体層４表面に沿面放電１１を発生させ、この沿面放
電１１によってオゾン原料ガス１０からオゾン１２を生
成する。Then, under such a state (the state where the substrate 1 is made of soda glass and the dielectric layer 4 is made of lead glass),
A high AC voltage is applied from the AC power supply 9 to the electrodes 2 and 3,
A surface discharge 11 is generated on the surface of the dielectric layer 4, and the surface discharge 11 generates ozone 12 from the ozone source gas 10.
【００７７】図７は、誘電体層４として、ビスマスガラ
ス、酸化鉛を用いた場合のオゾン発生特性を示す特性図
であり、この図中の酸化鉛がいわゆる鉛ガラスである。FIG. 7 is a characteristic diagram showing an ozone generation characteristic when bismuth glass and lead oxide are used as the dielectric layer 4, and the lead oxide in this figure is a so-called lead glass.
【００７８】図７において、横軸はオゾン濃度、すなわ
ち標準状態（摂氏０度、１気圧）における単位立法メ−
トル体積当たりのオゾングラム数を表わし、縦軸はオゾ
ン収率、すなわち単位電力量であるキロワット時当たり
発生できるオゾン量であるグラム数を表わす。In FIG. 7, the horizontal axis is the ozone concentration, that is, the unit cubic method in the standard state (0 degree Celsius, 1 atmosphere).
The ordinate represents the number of grams of ozone per Torr volume, and the ordinate represents the ozone yield, that is, the number of grams of ozone that can be generated per kilowatt hour, which is a unit of power.
【００７９】オゾン濃度は最大１０ｇ／Ｎｍ3以下であ
り、オゾン収率は最大１０ｇ／ｋＷｈ以下である。これ
は、従来から産業用に用いられてきた体積放電方式のオ
ゾン発生装置で生成される最大オゾン濃度２００ｇ／Ｎ
ｍ3、最大オゾン収率１４０ｇ／ｋＷｈと比較して、非
常に小さく実用的ではない。The ozone concentration is at most 10 g / Nm 3 or less, and the ozone yield is at most 10 g / kWh. This is because a maximum ozone concentration of 200 g / N generated by a volume discharge type ozone generator which has been conventionally used for industrial purposes.
m 3 , which is very small and impractical compared to the maximum ozone yield of 140 g / kWh.
【００８０】そこで、誘電体層４の材料として、酸化鉛
含有量を４０ｗｔ％以下に抑制し、かつ基板１の材料で
あるソーダガラスと合致する線膨張係数を有する、いわ
ゆるビスマスガラスを用いると、極めて高いオゾン発生
特性を得ることができる。Therefore, when a so-called bismuth glass is used as the material of the dielectric layer 4, the lead oxide content is suppressed to 40 wt% or less, and the coefficient of linear expansion matches the soda glass as the material of the substrate 1. Extremely high ozone generation characteristics can be obtained.
【００８１】図７に示すように、誘電体層４としてビス
マスガラスを用いた場合の方が、酸化鉛を用いた場合に
比べて、オゾン濃度、オゾン収率ともに、極めて高い値
を得ることができ、有利である。As shown in FIG. 7, when the dielectric layer 4 is made of bismuth glass, extremely high values of both the ozone concentration and the ozone yield can be obtained as compared with the case where lead oxide is used. Can and is advantageous.
【００８２】この理由は、上記（５）式、（６）式に示
したような反応が、ビスマスガラス表面では生じないた
めである。The reason is that the reactions shown in the above formulas (5) and (6) do not occur on the bismuth glass surface.
【００８３】このビスマスガラスの組成としては、酸化
鉛含有量を０〜４０重量パーセント（ｗｔ％）に抑え、
残りの物質として、酸化ビスマスを１０〜９０重量パー
セント（ｗｔ％）、酸化亜鉛を１０〜９０重量パーセン
ト（ｗｔ％）含有することにより、基板１であるソーダ
ガラスとほぼ合致する線膨張係数を得ることができる。As the composition of the bismuth glass, the content of lead oxide was suppressed to 0 to 40% by weight (wt%),
By containing 10 to 90% by weight (wt%) of bismuth oxide and 10 to 90% by weight (wt%) of zinc oxide as the remaining substances, a linear expansion coefficient substantially matching that of the soda glass as the substrate 1 is obtained. be able to.
【００８４】特に、酸化亜鉛を３０〜４０重量パーセン
ト（ｗｔ％）、酸化ビスマスを２０〜３０重量パーセン
ト（ｗｔ％）、酸化ホウ素を１５〜２５重量パーセント
（ｗｔ％）、酸化珪素を０〜１０重量パーセント（ｗｔ
％）含有する組成とすることにより、基板１であるソー
ダガラスとの線膨張係数は完全に合致する。In particular, zinc oxide is 30 to 40% by weight (wt%), bismuth oxide is 20 to 30% by weight (wt%), boron oxide is 15 to 25% by weight (wt%), and silicon oxide is 0 to 10%. Weight percent (wt
%), The coefficient of linear expansion with the soda glass as the substrate 1 completely matches.
【００８５】その結果、誘電体層４は基板１と密着接合
して、電極２，３の間に空隙を生じず、高い絶縁性を得
ることができ、安定した高濃度オゾンを生成させること
ができる。As a result, the dielectric layer 4 is in close contact with the substrate 1 so that no gap is formed between the electrodes 2 and 3, high insulation can be obtained, and stable high-concentration ozone can be generated. it can.
【００８６】一方、電力密度が高くなって、同じ電力で
より高いオゾン収率を確保できるため、交流電圧印加用
の電源８を小形化して、装置全体をコンパクトにするこ
とができる。On the other hand, since the power density is increased and a higher ozone yield can be secured with the same power, the power supply 8 for applying an AC voltage can be downsized and the whole apparatus can be made compact.
【００８７】また、高濃度オゾンを生成するのに、オゾ
ン原料ガス１０へ添加ガスを添加する必要がなくなるた
め、添加ガス添加用の装置（窒素ボンベ３６から、減圧
弁３７、および窒素流量計３８）が不要となり、装置全
体を簡素化して、安価でかつ信頼性の高い装置を得るこ
とができる。Further, since it is not necessary to add an additional gas to the ozone raw material gas 10 in order to generate high-concentration ozone, a device for adding the additional gas (from the nitrogen cylinder 36, the pressure reducing valve 37, and the nitrogen flow meter 38) is used. ) Becomes unnecessary, and the entire apparatus can be simplified, so that an inexpensive and highly reliable apparatus can be obtained.
【００８８】さらに、オゾン応用分野の一つとして半導
体プロセスがあり、オゾンアッシングや酸化膜堆積等の
化学反応プロセスで窒素ガス混入を嫌う場合があるが、
本オゾン発生装置では窒素ガスを添加ガスとして混入し
ないでもよいため、上記用途に最適に用いることができ
る。Further, there is a semiconductor process as one of the ozone application fields, and there is a case where a chemical reaction process such as ozone ashing or oxide film deposition dislikes mixing of nitrogen gas.
In the present ozone generator, since nitrogen gas may not be mixed as an additional gas, it can be optimally used for the above-mentioned applications.
【００８９】また、交流電圧印加用の電源８からの印加
電圧の大きさを低くできるため、配線７の取出部分等に
おける異常放電の恐れがなくなり、結果として信頼性を
高めることができる。Further, since the magnitude of the voltage applied from the power supply 8 for applying the AC voltage can be reduced, there is no fear of abnormal discharge at the portion where the wiring 7 is taken out, and as a result, the reliability can be improved.
【００９０】さらに、基板１と誘電体層４の線膨脹係数
をほぼ同じにできるため、基板１と冷却板６とを密着さ
せて冷却効率を高めることができる。Further, since the linear expansion coefficients of the substrate 1 and the dielectric layer 4 can be made substantially the same, the substrate 1 and the cooling plate 6 can be brought into close contact with each other to increase the cooling efficiency.
【００９１】上述したように、本実施の形態の沿面放電
方式のオゾン発生装置では、基板１の上に設けられた対
をなす電極２，３を被覆する誘電体層４の材料として、
酸化ビスマスを１０〜９０重量パーセント（ｗｔ％）、
酸化亜鉛を１０〜９０重量パーセント（ｗｔ％）含有
し、かつ酸化鉛含有量が０〜４０重量パーセント（ｗｔ
％）の組成を有するものを用いるようにしているので、
誘電体層４表面でのオゾン分解反応を抑制して、極めて
安定した高濃度オゾンを生成させることが可能となる。As described above, in the creeping discharge type ozone generator of the present embodiment, the material of the dielectric layer 4 covering the pair of electrodes 2 and 3 provided on the substrate 1 is as follows.
10 to 90 weight percent (wt%) bismuth oxide;
It contains 10 to 90 weight percent (wt%) of zinc oxide and has a lead oxide content of 0 to 40 weight percent (wt%).
%) Is used.
Ozone decomposition reaction on the surface of the dielectric layer 4 can be suppressed, and extremely stable high-concentration ozone can be generated.
【００９２】また、誘電体層４として、化学的に安定な
少なくとも酸化珪素、酸化亜鉛を用いるようにしている
ので、上記効果をより一層効果的に顕著に奏することが
可能となる。Further, since at least silicon oxide and zinc oxide, which are chemically stable, are used for the dielectric layer 4, the above-mentioned effects can be more effectively and remarkably exhibited.
【００９３】これらの特性は、オゾンの表面における分
解確率zwallが材料によって異なるために生ずること
を、我々は初めて見出した。We have found for the first time that these properties arise because the decomposition probability z wall at the surface of ozone varies from material to material.
【００９４】図８は、酸化亜鉛、ビスマスガラスの特性
に対するオゾン分解確率zwallの値を換算して示す特性
図である。FIG. 8 is a characteristic diagram obtained by converting the value of the ozone decomposition probability z wall with respect to the characteristics of zinc oxide and bismuth glass.
【００９５】図８において、縦軸はオゾン濃度Ｃであ
り、横軸は特性エネルギーＷ／Ｑである。In FIG. 8, the vertical axis is the ozone concentration C, and the horizontal axis is the characteristic energy W / Q.
【００９６】酸化亜鉛に対して15×10-7、ビスマスに対
して30×10-7である。これらの値であれば、オゾン発生
装置として十分な特性である。It is 15 × 10 -7 for zinc oxide and 30 × 10 -7 for bismuth. These values are sufficient characteristics for an ozone generator.
【００９７】図９は、横軸にオゾン分解確率zwall 、縦
軸に飽和オゾン濃度Csをとって示した特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing the ozone decomposition probability z wall on the horizontal axis and the saturated ozone concentration Cs on the vertical axis.
【００９８】図９に示すように、誘電体層４としては、
誘電体層４におけるオゾン分子の衝突面の材料が、誘電
体層４とオゾン分子との衝突によるオゾンの分解確率z
wallが7×10-6以下となるようにすることによって、高
いオゾン発生特性を得ることが可能となる。As shown in FIG. 9, as the dielectric layer 4,
The material of the collision surface of the ozone molecules in the dielectric layer 4 is the decomposition probability z of ozone due to the collision between the dielectric layer 4 and the ozone molecules.
By setting the wall to be 7 × 10 −6 or less, high ozone generation characteristics can be obtained.
【００９９】すなわち、この場合、図９に示すように、
オゾンの分解確率zwallが7×10-6以下となるようにする
ことで、取りあえず所期の目的を達成する、すなわち従
来よりも安定した高濃度オゾンを生成することが可能で
あるが、例えばビスマスガラスを用いた場合には、図９に
示すように、飽和オゾン濃度Ｃｓとして少なくとも２５
０ｇ／Ｎｍ-3以上を確保できればよいが、図８に示すよ
うに、オゾン濃度Ｃｓとして３００ｇ／Ｎｍ-3以上を確
保する方が、より安定した高濃度オゾンを生成させるこ
とが可能であることを考慮すると、オゾンの分解確率z
wallが7×10-6 からより小さい値とすることがより好ま
しい。That is, in this case, as shown in FIG.
Ozone decomposition probability zwallIs 7 × 10-6To be
By doing so, the intended purpose can be achieved
It is possible to produce more stable high concentration ozone than ever
However, for example, when bismuth glass is used, FIG.
As shown, the saturated ozone concentration Cs is at least 25.
0 g / Nm-3As long as the above can be secured, as shown in FIG.
Thus, the ozone concentration Cs is 300 g / Nm-3Make sure
Is to generate more stable high-concentration ozone.
Is considered, the decomposition probability of ozone z
wallIs 7 × 10-6 It is more preferable to use a smaller value from
New
【０１００】さらに、電力密度が高くなって、同じ電力
でより高いオゾン収率を確保できるため、交流電圧印加
用の電源８を小形化して、装置全体をコンパクトにする
ことが可能となる。Further, since the power density is increased and a higher ozone yield can be ensured with the same power, the power supply 8 for applying an AC voltage can be downsized and the whole apparatus can be made compact.
【０１０１】さらにまた、高濃度オゾンを生成するの
に、オゾン原料ガス１０へ添加ガスを添加する必要がな
くなるため、従来では必須であった添加ガス添加用の装
置が不要となり、装置全体を簡素化して、安価でかつ信
頼性の高い装置を得ることが可能となる。Furthermore, since it is not necessary to add an additional gas to the ozone raw material gas 10 to generate high-concentration ozone, a device for adding an additive gas, which is conventionally required, is not required, and the entire device is simplified. Thus, an inexpensive and highly reliable device can be obtained.
【０１０２】一方、オゾン応用分野の一つとして半導体
プロセスがあり、オゾンアッシングや酸化膜堆積等の化
学反応プロセスで窒素ガス混入を嫌う場合があるが、本
実施の形態のオゾン発生装置では、窒素ガスを添加ガス
として混入しないでもよいため、上記用途に最適に用い
ることが可能となる。On the other hand, there is a semiconductor process as one of the ozone application fields. In some cases, a chemical reaction process such as ozone ashing or oxide film deposition refuses to mix nitrogen gas. However, the ozone generator of the present embodiment employs a nitrogen process. Since a gas does not have to be mixed as an additive gas, it can be optimally used for the above-mentioned applications.
【０１０３】また、交流電圧印加用の電源８からの印加
電圧の大きさを低くできるため、配線７の取出部分等に
おける異常放電の恐れがなくなり、結果として信頼性を
高めることが可能となる。Further, since the magnitude of the applied voltage from the power supply 8 for applying the AC voltage can be reduced, there is no fear of abnormal discharge at the portion where the wiring 7 is taken out, and as a result, the reliability can be improved.
【０１０４】さらに、基板１と誘電体層４の線膨脹係数
をほぼ同じにできるため、基板１と冷却板６とを密着さ
せて冷却効率を高めることが可能となる。Further, since the coefficient of linear expansion of the substrate 1 and that of the dielectric layer 4 can be substantially the same, the cooling efficiency can be increased by bringing the substrate 1 and the cooling plate 6 into close contact.
【０１０５】（第２の実施の形態）図１０は、本実施の
形態による沿面放電方式のオゾン発生装置におけるオゾ
ン発生電極プレートの構成例を示す概要図であり、図１
と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。(Second Embodiment) FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration example of an ozone generating electrode plate in a creeping discharge type ozone generator according to the present embodiment.
The same parts as those described above are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted, and here, only different parts will be described.
【０１０６】すなわち、本実施の形態のオゾン発生電極
プレートは、図１０に示すように、前記誘電体層４の上
に、パウダー層１３を設けた構成としている。That is, the ozone generating electrode plate of the present embodiment has a configuration in which a powder layer 13 is provided on the dielectric layer 4 as shown in FIG.
【０１０７】ここで、パウダー層１３は、パウダーの粒
径を、１０マイクロメートル（μｍ）以下としている。Here, the powder layer 13 has a powder particle diameter of 10 micrometers (μm) or less.
【０１０８】また、パウダー層１３は、パウダーとし
て、酸化珪素、酸化亜鉛を含むものを用いている。The powder layer 13 contains silicon oxide and zinc oxide as the powder.
【０１０９】以上のように構成した本実施の形態の沿面
放電方式のオゾン発生装置においては、誘電体層４の上
にパウダー層１３を設け、このパウダー層１３のパウダ
ーの粒径を１０マイクロメートル（μｍ）以下としてい
ることにより、均質なパウダー層１３を得ることがで
き、誘電体層４は、沿面放電１１に直接曝されないた
め、鉛ガラスを用いてもオゾン発生特性に影響を与え
ず、オゾン発生特性はパウダー層１３の組成によって大
きな影響を受ける。In the surface discharge type ozone generator of the present embodiment configured as described above, the powder layer 13 is provided on the dielectric layer 4, and the particle size of the powder of the powder layer 13 is 10 micrometers. (Μm) or less, a uniform powder layer 13 can be obtained, and the dielectric layer 4 is not directly exposed to the creeping discharge 11, so that the use of lead glass does not affect the ozone generation characteristics, The ozone generation characteristics are greatly affected by the composition of the powder layer 13.
【０１１０】図１１は、酸化珪素、ビスマスガラス、酸
化亜鉛、アルミナ、チタニア、酸化鉛をパウダー層１３
として用い、オゾン原料ガス１０を９９．９％以上酸素
を含ひ純酸素ガスとし、電極２，３に交流電源９から高
い交流電圧を印加して、誘電体層４表面に沿面放電１１
を生じさせ、この沿面放電１１によってオゾン原料ガス
１０からオゾン１２を生成した時のオゾン発生特性を示
すグラフである。FIG. 11 shows a powder layer 13 made of silicon oxide, bismuth glass, zinc oxide, alumina, titania and lead oxide.
The ozone source gas 10 is a pure oxygen gas containing 99.9% or more oxygen, and a high AC voltage is applied to the electrodes 2 and 3 from an AC power supply 9 to apply a creeping discharge 11 to the surface of the dielectric layer 4.
Is a graph showing ozone generation characteristics when ozone 12 is generated from the ozone raw material gas 10 by the creeping discharge 11.
【０１１１】図１１に示すように、酸化珪素、ビスマス
ガラス、酸化亜鉛をパウダー層１３とすると、オゾン濃
度、オゾン収率ともに非常に高い値を示す。As shown in FIG. 11, when silicon oxide, bismuth glass, and zinc oxide are used as the powder layer 13, both the ozone concentration and the ozone yield show extremely high values.
【０１１２】これに比べて、酸化鉛をパウダー層１３と
すると、オゾン濃度はゼロであり、オゾン発生装置とし
ての性能が得られない。On the other hand, when lead oxide is used as the powder layer 13, the ozone concentration is zero, and the performance as an ozone generator cannot be obtained.
【０１１３】また、アルミナ、チタニアをパウダー層１
３とすると、オゾン濃度２０〜１００ｇ／Ｎｍ3で変動
が激しく、安定した動作を得ることができない。Also, alumina and titania were added to the powder layer 1.
If it is set to 3, the ozone concentration varies greatly at an ozone concentration of 20 to 100 g / Nm 3 , and a stable operation cannot be obtained.
【０１１４】このことは、オゾンの表面における分解反
応が触媒作用と関連することを示唆している。This suggests that the decomposition reaction on the surface of ozone is related to catalysis.
【０１１５】チタニアは、それ自体、結晶性が変化し易
い特性を有するため、触媒として用いられていることは
周知の事実である。It is a well-known fact that titania itself is used as a catalyst because it has a characteristic of easily changing crystallinity.
【０１１６】また、アルミナは、それ自体を触媒として
用いる例はないが、プラチナ等をアルミナ表面に担持さ
せると触媒作用があることも周知の事実である。Further, although there is no example of using alumina itself as a catalyst, it is a well-known fact that when platinum or the like is carried on the alumina surface, it has a catalytic action.
【０１１７】なお、ここには示していないが、ジルコニ
ア等についても同様である。Although not shown here, the same applies to zirconia and the like.
【０１１８】このように、表面反応を抑制するには、触
媒として用いられない物質をパウダー層１３として用い
ると、高いオゾン発生特性を得ることができる。As described above, when a substance that is not used as a catalyst is used as the powder layer 13 to suppress the surface reaction, high ozone generation characteristics can be obtained.
【０１１９】図１２は、オゾン原料ガス１０として、酸
素ガス９９％に窒素ガス１％を添加した場合のオゾン発
生特性を示す特性図である。他は、前述した条件と同様
である。図１２に示すように、酸化鉛以外の物質では、
オゾン発生特性は全て良好である。少量の窒素ガスを含
むオゾン原料ガス１０が沿面放電１１に曝されると、放
電中の電子ｅと窒素分子Ｎ2 との衝突によって、窒素原
子Ｎが発生する。FIG. 12 is a characteristic diagram showing ozone generation characteristics in the case where 1% of nitrogen gas is added to 99% of oxygen gas as the ozone source gas 10. Other conditions are the same as those described above. As shown in FIG. 12, for substances other than lead oxide,
All ozone generation characteristics are good. When the ozone source gas 10 containing a small amount of nitrogen gas is exposed to creeping discharge 11, by collisions with electrons e and nitrogen molecules N 2 in the discharge, the nitrogen atom N is generated.
【０１２０】 ｅ＋Ｎ2 → ｅ＋Ｎ＋Ｎ ……（１８） さらに、 Ｎ＋Ｏ2 → ＮＯ＋Ｏ ……（１９） ＮＯ＋Ｏ3 → ＮＯ2 ＋Ｏ2 ……（２０） ＮＯ2 ＋Ｏ3 → ＮＯ3 ＋Ｏ2 ……（２１） ＮＯ2 ＋ＮＯ3 → Ｎ2 Ｏ5 ……（２２） によって、窒素酸化物（ＮＯ、ＮＯ2 、ＮＯ3 、Ｎ2 Ｏ
5 ）が生成する。E + N 2 → e + N + N (18) Further, N + O 2 → NO + O (19) NO + O 3 → NO 2 + O 2 (20) NO 2 + O 3 → NO 3 + O 2 (21) NO 2 + NO 3 → N 2 O 5 (22), the nitrogen oxides (NO, NO 2 , NO 3 , N 2 O)
5 ) Generated.
【０１２１】このような窒素酸化物は、物質への吸着性
が強く、パウダー層１３表面に付き易い。Such a nitrogen oxide has a strong adsorptivity to a substance and easily adheres to the surface of the powder layer 13.
【０１２２】オゾン分解確率zwallは、表面の様様な分
子結合のうち、オゾン分解に寄与するサイトにオゾンが
衝突する確率である。窒素酸化物が、このような分解サ
イトに付着することで、オゾン分解確率zwallはより小
さくなる。The ozonolysis probability z wall is the probability of ozone colliding with sites contributing to ozonolysis among molecular bonds like the surface. When the nitrogen oxides adhere to such decomposition sites, the ozone decomposition probability z wall becomes smaller.
【０１２３】その結果、オゾンを分解する反応を起こし
たチタニアやアルミナといった触媒作用を起こす表面に
窒素酸化物が付き、触媒作用が阻害されて高いオゾン発
生特性が得られるようになる。As a result, nitrogen oxides are attached to the catalytically active surface, such as titania and alumina, which have caused a reaction to decompose ozone, and the catalytic action is inhibited, so that high ozone generation characteristics can be obtained.
【０１２４】チタニアやアルミナは、このように微量の
窒素ガスのような添加ガスを必要とするもので、添加ガ
ス量に極めて敏感な特性を示す。Titania and alumina require such a small amount of an additional gas such as nitrogen gas, and exhibit characteristics that are extremely sensitive to the amount of the added gas.
【０１２５】したがって、安定な動作を示す酸化珪素、
酸化亜鉛を、パウダー層１３として用いることにより、
良好なオゾン発生特性を得ることができる。Therefore, silicon oxide showing stable operation,
By using zinc oxide as the powder layer 13,
Good ozone generation characteristics can be obtained.
【０１２６】上述したように、本実施の形態の沿面放電
方式のオゾン発生装置では、基板１の上に設けられた対
をなす電極２，３を被覆する誘電体層４の上に、粒径が
１０マイクロメートル（μｍ）以下のパウダーのパウダ
ー層１３を設けるようにしているので、誘電体層４表面
でのオゾン分解反応を抑制して、極めて安定した高濃度
オゾンを生成させることが可能となる。As described above, in the surface discharge type ozone generator of the present embodiment, the particle size is formed on the dielectric layer 4 covering the pair of electrodes 2 and 3 provided on the substrate 1. Is provided with a powder layer 13 of 10 μm (μm) or less, so that it is possible to suppress the ozone decomposition reaction on the surface of the dielectric layer 4 and generate extremely stable high-concentration ozone. Become.
【０１２７】さらに、パウダー層１３のパウダーとし
て、化学的に安定な酸化珪素、酸化亜鉛を用いるように
しているので、上記効果をより一層効果的に顕著に奏す
ることが可能となる。Further, since the chemically stable silicon oxide and zinc oxide are used as the powder of the powder layer 13, the above-mentioned effect can be more effectively achieved.
【０１２８】（第３の実施の形態）図１３は、本実施の
形態による沿面放電方式のオゾン発生装置におけるオゾ
ン発生電極プレートの構成例を示す概要図であり、図１
と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。(Third Embodiment) FIG. 13 is a schematic diagram showing a configuration example of an ozone generating electrode plate in a creeping discharge type ozone generating device according to the present embodiment.
The same parts as those described above are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted, and here, only different parts will be described.
【０１２９】すなわち、本実施の形態のオゾン発生電極
プレートは、図１３に示すように、前記誘電体層４の上
に、１マイクロメートル（μｍ）程度の薄膜層１４を設
けた構成としている。That is, the ozone generating electrode plate of the present embodiment has a structure in which a thin film layer 14 of about 1 micrometer (μm) is provided on the dielectric layer 4 as shown in FIG.
【０１３０】ここで、薄膜層１４は、例えばレジネート
法により形成しているものであり、酸化珪素、または酸
化亜鉛を含むものを用いている。Here, the thin film layer 14 is formed by, for example, a resinate method, and uses a material containing silicon oxide or zinc oxide.
【０１３１】以上のように構成した本実施の形態の沿面
放電方式のオゾン発生装置においては、誘電体層４の上
にレジネート法により形成された薄膜層１４を設けてい
ることにより、誘電体層４は沿面放電１１に直接曝され
ないことになる。この影響度は、薄膜層１４の組成によ
る。In the surface discharge type ozone generator of the present embodiment configured as described above, since the thin film layer 14 formed by the resinate method is provided on the dielectric layer 4, the dielectric layer 4 is not directly exposed to the creeping discharge 11. This influence depends on the composition of the thin film layer 14.
【０１３２】この組成に関しては、前述したパウダー層
１３において良好な特性の得られた酸化珪素、酸化亜鉛
を、薄膜層１４として用いることにより、良好なオゾン
発生特性を得ることが可能である。 さらに、この薄膜層１４は、極めて薄いため、線膨張係
数が、基板１、誘電体層４と異なるものであっても剥離
せず、安定な特性を得ることができる。With respect to this composition, it is possible to obtain good ozone generation characteristics by using the above-described silicon oxide and zinc oxide having good characteristics in the powder layer 13 as the thin film layer 14. Further, since the thin film layer 14 is extremely thin, even if the coefficient of linear expansion is different from those of the substrate 1 and the dielectric layer 4, the thin film layer 14 does not peel off and stable characteristics can be obtained.
【０１３３】上述したように、本実施の形態の沿面放電
方式のオゾン発生装置では、基板１の上に設けられた対
をなす電極２，３を被覆する誘電体層４の上に、レジネ
ート法により形成された薄膜層１４を設けるようにして
いるので、誘電体層４表面でのオゾン分解反応を抑制し
て、極めて安定した高濃度オゾンを生成させることが可
能となる。As described above, in the creeping discharge type ozone generator of the present embodiment, the resinate method is applied onto the dielectric layer 4 covering the pair of electrodes 2 and 3 provided on the substrate 1. Since the thin film layer 14 formed by the above method is provided, it is possible to suppress the ozone decomposition reaction on the surface of the dielectric layer 4 and generate extremely stable high-concentration ozone.
【０１３４】さらに、薄膜層１４として、化学的に安定
な酸化珪素、酸化亜鉛を用いるようにしているので、上
記効果をより一層効果的に顕著に奏することが可能とな
る。Further, since the chemically stable silicon oxide and zinc oxide are used for the thin film layer 14, the above effects can be more effectively and significantly exhibited.
【０１３５】（その他の実施の形態） （ａ）前述した第１の実施の形態における誘電体層４の
上に、前述した第２の実施の形態のパウダー層１３を設
ける構成としてもよい。(Other Embodiments) (a) The configuration may be such that the powder layer 13 of the above-described second embodiment is provided on the dielectric layer 4 of the above-described first embodiment.
【０１３６】この場合には、第１の実施の形態および第
２の実施の形態と同様の作用効果を、同時に得ることが
可能となる。In this case, the same operation and effect as those of the first and second embodiments can be obtained at the same time.
【０１３７】（ｂ）前述した第１の実施の形態における
誘電体層４の上に、前述した第３の実施の形態の薄膜層
１４を形成する構成としてもよい。(B) The thin film layer 14 according to the third embodiment may be formed on the dielectric layer 4 according to the first embodiment.
【０１３８】この場合には、第１の実施の形態および第
３の実施の形態と同様の作用効果を、同時に得ることが
可能となる。In this case, the same operation and effect as those of the first and third embodiments can be simultaneously obtained.
【０１３９】（ｃ）前述した各実施の形態では、沿面放
電を用いてオゾンを生成する沿面放電方式のオゾン発生
装置に本発明を適用した場合について説明したが、これ
に限らず、例えば対をなす電極２，３間で無声放電、す
なわち体積放電を用いてオゾンを生成する体積放電方式
のオゾン発生装置についても、前述の場合と同様に本発
明を適用することができるものである。(C) In each of the embodiments described above, the case where the present invention is applied to the creeping discharge type ozone generator that generates ozone using creeping discharge has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a volume discharge type ozone generator that generates ozone using silent discharge, that is, volume discharge, between the electrodes 2 and 3 to be formed, as in the case described above.
【０１４０】図１４は、本実施の形態による体積放電方
式のオゾン発生装置の典型例である同軸円筒型オゾナイ
ザの構成例を示す概要図であり、図１と同一要素には同
一符号を付している。FIG. 14 is a schematic diagram showing a configuration example of a coaxial cylindrical ozonizer which is a typical example of a volume discharge type ozone generator according to the present embodiment, and the same elements as those in FIG. ing.
【０１４１】図１４において、ステンレス管４２の内側
には、ガラス管４３を挿入している。また、ガラス管４
３の内面には金属層４４を設けており、当該金属層４４
に高電圧を印加することで、ステンレス管４２とガラス
管４３との間の空間に体積放電45が発生する。In FIG. 14, a glass tube 43 is inserted inside a stainless steel tube. In addition, glass tube 4
3 is provided with a metal layer 44 on the inner surface thereof.
, A volume discharge 45 is generated in the space between the stainless steel tube 42 and the glass tube 43.
【０１４２】この放電により発生した熱は、冷却水４６
によって冷却する。The heat generated by this discharge is applied to the cooling water 46.
Cool by.
【０１４３】原料ガス４７である酸素ガスは、体積放電
によってオゾン４８となり、外部に排出するようにして
いる。The oxygen gas, which is the source gas 47, is turned into ozone 48 by volume discharge and is discharged to the outside.
【０１４４】図１５は、同軸円筒型オゾナイザのオゾン
発生特性を示す特性図である。FIG. 15 is a characteristic diagram showing the ozone generation characteristics of the coaxial cylindrical ozonizer.
【０１４５】図１５において、縦軸はオゾン濃度Ｃ、横
軸は特性エネルギーＷ／Ｑである。ガスは、99.9％酸素
である。In FIG. 15, the vertical axis represents the ozone concentration C, and the horizontal axis represents the characteristic energy W / Q. The gas is 99.9% oxygen.
【０１４６】この場合にも、壁面のオゾン分解確率z
wallを、1.2×10-6からより小さい値にすることで、オ
ゾン発生特性の向上を図ることが可能となる。Also in this case, the ozone decomposition probability z on the wall surface
By setting the wall to a value smaller than 1.2 × 10 −6, it is possible to improve the ozone generation characteristics.
【０１４７】特に、7×10-6程度では高い特性が得られ
ず、これ以上の値とすることで、前述したような本発明
の内容を適用することができる。In particular, high characteristics cannot be obtained with about 7 × 10 −6, and if the value is higher than this, the contents of the present invention as described above can be applied.
【０１４８】上述したように、本実施の形態のオゾン発
生装置でも、前述した第１乃至第３の実施の形態のオゾ
ン発生装置の場合と、同様の作用効果を得ることが可能
となる。As described above, also in the ozone generator of the present embodiment, it is possible to obtain the same operation and effect as in the case of the ozone generator of the first to third embodiments.
【０１４９】[0149]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、オ
ゾン原料ガスへの添加ガス成分によって、生成するオゾ
ン濃度が変動しないようにすることが可能なコンパクト
でかつ安価でしかも信頼性および安定性の高いオゾン発
生装置が提供できる。As described above, according to the present invention, a compact, inexpensive, reliable and stable device capable of preventing the concentration of generated ozone from fluctuating due to a gas component added to the ozone source gas. An ozone generator having high reliability can be provided.
【図１】本発明による沿面放電方式のオゾン発生装置の
第１の実施の形態を示す概要図。FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of a surface discharge type ozone generator according to the present invention.
【図２】同第１の実施の形態のオゾン発生装置における
オゾン発生電極プレートの構成例を示す概要図。FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of an ozone generation electrode plate in the ozone generation device according to the first embodiment.
【図３】同第１の実施の形態のオゾン発生装置の具体的
な実装構成例を示す平面図および側断面図。FIG. 3 is a plan view and a side sectional view showing a specific example of a mounting configuration of the ozone generator according to the first embodiment.
【図４】同第１の実施の形態のオゾン発生装置の具体的
な全体実装構成例を示す概要図。FIG. 4 is a schematic diagram showing a specific example of an overall mounting configuration of the ozone generator according to the first embodiment;
【図５】同第１の実施の形態のオゾン発生装置における
作用効果を説明するための概念図。FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the operation and effect of the ozone generator according to the first embodiment.
【図６】同第１の実施の形態のオゾン発生装置における
作用効果を説明するための概念図。FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining the function and effect of the ozone generator according to the first embodiment.
【図７】同第１の実施の形態のオゾン発生装置における
オゾン発生電極プレートの作用効果を説明するための特
性図。FIG. 7 is a characteristic diagram for explaining the operation and effect of the ozone generation electrode plate in the ozone generation device according to the first embodiment.
【図８】同第１の実施の形態のオゾン発生装置における
作用効果を説明するための特性図。FIG. 8 is a characteristic diagram for explaining the function and effect of the ozone generator according to the first embodiment.
【図９】同第１の実施の形態のオゾン発生装置における
作用効果を説明するための特性図。FIG. 9 is a characteristic diagram for explaining the function and effect of the ozone generator according to the first embodiment.
【図１０】本発明の第２の実施の形態のオゾン発生装置
におけるオゾン発生電極プレートの構成例を示す概要
図。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an ozone generation electrode plate in an ozone generation device according to a second embodiment of the present invention.
【図１１】同第２の実施の形態のオゾン発生装置におけ
るオゾン発生電極プレートの作用効果を説明するための
特性図。FIG. 11 is a characteristic diagram for explaining the operation and effect of the ozone generation electrode plate in the ozone generation device according to the second embodiment.
【図１２】同第２の実施の形態のオゾン発生装置におけ
るオゾン発生電極プレートの作用効果を説明するための
特性図。FIG. 12 is a characteristic diagram for explaining the operation and effect of the ozone generation electrode plate in the ozone generation device according to the second embodiment.
【図１３】本発明の第３の実施の形態のオゾン発生装置
におけるオゾン発生電極プレートの構成例を示す概要
図。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an ozone generation electrode plate in an ozone generation device according to a third embodiment of the present invention.
【図１４】本発明による沿面放電方式のオゾン発生装置
のその他の実施の形態を示す概要図。FIG. 14 is a schematic diagram showing another embodiment of the surface discharge type ozone generator according to the present invention.
【図１５】同その他の実施の形態のオゾン発生装置にお
ける作用効果を説明するための特性図。FIG. 15 is a characteristic diagram for explaining the function and effect of the ozone generator of the other embodiment.
【符号の説明】 １…基板 ２，３…電極 ４…誘電体層 ５…冷却水 ６…冷却板 ７…配線 ８…交流電源 ９…ガスガイド １０…オゾン原料ガス（酸素ガス） １１…沿面放電 １２…オゾン １３…パウダー層 １４…薄膜層 ２１…スペーサ ２２…ケース ２３…電源供給用の端子 ３１…オゾン発生装置本体 ３３…酸素ボンベ ３４…減圧弁 ３５…酸素流量計 ３６…窒素ボンベ ３７…減圧弁 ３８…窒素流量計 ３９…オゾン流量計 ４０…減圧弁 ４１…オゾン取り出し部 ４２…ステンレス管 ４３…ガラス管 ４４…金属層 ４５…体積放電 ４６…冷却水 ４７…原料ガス ４８…オゾン。[Description of Signs] 1 ... Substrate 2, 3 ... Electrode 4 ... Dielectric layer 5 ... Cooling water 6 ... Cooling plate 7 ... Wiring 8 ... AC power supply 9 ... Gas guide 10 ... Ozone raw material gas (oxygen gas) 11 ... Creepage discharge DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Ozone 13 ... Powder layer 14 ... Thin film layer 21 ... Spacer 22 ... Case 23 ... Power supply terminal 31 ... Ozone generator main body 33 ... Oxygen cylinder 34 ... Pressure reducing valve 35 ... Oxygen flow meter 36 ... Nitrogen cylinder 37 ... Decompression Valve 38 Nitrogen flow meter 39 Ozone flow meter 40 Pressure reducing valve 41 Ozone extraction part 42 Stainless steel tube 43 Glass tube 44 Metal layer 45 Volume discharge 46 Cooling water 47 Raw material gas 48 Ozone.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 基 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 沖田 裕二 東京都府中市晴見町２丁目24番地の１ 東 芝アイティー・コントロールシステム株式 会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Motoki Noguchi 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Inside Toshiba Head Office (72) Inventor Yuji Okita 2--24, Harumi-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba IT Control System Co., Ltd.
Claims (11)
え、前記対をなす電極間に交流電圧を印加して前記誘電
体層表面に放電を発生させ、前記対をなす電極間の空間
を満たすオゾン原料ガスからオゾンを生成するオゾン発
生装置において、 前記誘電体層におけるオゾン分子の衝突面の材料が、当
該誘電体層と前記オゾン分子との衝突によるオゾン分解
確率が7×10-6以下となるようにしたことを特徴とする
オゾン発生装置。A dielectric layer for covering the pair of electrodes, an AC voltage is applied between the pair of electrodes to generate a discharge on the surface of the dielectric layer, and a space between the pair of electrodes is provided. An ozone generator that generates ozone from an ozone source gas that satisfies the following condition: The material of the collision surface of the dielectric layer with ozone molecules has an ozone decomposition probability of 7 × 10 −6 due to collision between the dielectric layer and the ozone molecules. An ozone generator characterized by the following.
え、前記対をなす電極間に交流電圧を印加して前記誘電
体層表面に放電を発生させ、前記対をなす電極間の空間
を満たすオゾン原料ガスからオゾンを生成するオゾン発
生装置において、 前記誘電体層の材料として、少なくとも酸化亜鉛を含む
ものを用いることを特徴とするオゾン発生装置。2. A space between the paired electrodes, comprising a dielectric layer covering the paired electrodes, applying an AC voltage between the paired electrodes to generate a discharge on the surface of the dielectric layer. An ozone generator that generates ozone from an ozone source gas that satisfies the above condition, wherein an ozone generator containing at least zinc oxide is used as a material of the dielectric layer.
該対をなす電極を被覆する誘電体層とを備え、前記対を
なす電極間に交流電圧を印加して前記誘電体層表面に放
電を発生させ、前記対をなす電極間の空間を満たすオゾ
ン原料ガスからオゾンを生成するオゾン発生装置におい
て、 前記誘電体層の材料として、酸化ビスマスを１０〜９０
重量パーセント（ｗｔ％）、酸化亜鉛を１０〜９０重量
パーセント（ｗｔ％）含有し、かつ酸化鉛含有量が０〜
４０重量パーセント（ｗｔ％）の組成を有するものを用
いたことを特徴とするオゾン発生装置。A pair of electrodes provided on a substrate, and a dielectric layer covering the pair of electrodes, wherein an AC voltage is applied between the pair of electrodes to form a surface of the dielectric layer. An ozone generator that generates ozone from an ozone raw material gas that fills the space between the pair of electrodes, wherein bismuth oxide is used as a material of the dielectric layer.
Weight percent (wt%), zinc oxide 10-90 weight% (wt%), and lead oxide content 0-
An ozone generator using a material having a composition of 40% by weight (wt%).
おいて、 前記基板として、ソーダガラス、または当該ソーダガラ
スとほぼ同等の線膨脹係数を有する材料で構成し、 前記誘電体層の材料として、酸化ビスマスを２０〜３０
重量パーセント（ｗｔ％）、酸化亜鉛を３０〜４０重量
パーセント（ｗｔ％）、酸化ホウ素を１５〜２５重量パ
ーセント（ｗｔ％）、酸化珪素を０〜１０重量パーセン
ト（ｗｔ％）を含有する組成としたことを特徴とするオ
ゾン発生装置。4. The ozone generator according to claim 3, wherein the substrate is made of soda glass or a material having a linear expansion coefficient substantially equal to that of the soda glass, and the material of the dielectric layer is 20-30 bismuth oxide
A composition containing 30% to 40% by weight (wt%) of zinc oxide, 15 to 25% by weight (wt%) of boron oxide, and 0 to 10% by weight (wt%) of silicon oxide; An ozone generator characterized in that:
え、前記対をなす電極間に交流電圧を印加して前記誘電
体層表面に放電を発生させ、前記対をなす電極間の空間
を満たすオゾン原料ガスからオゾンを生成するオゾン発
生装置において、前記誘電体層の上に、パウダー層を設
けたことを特徴とするオゾン発生装置。5. A space between the paired electrodes, comprising a dielectric layer covering the paired electrodes, applying an AC voltage between the paired electrodes to generate a discharge on the surface of the dielectric layer. An ozone generator for generating ozone from an ozone source gas that satisfies the above condition, wherein a powder layer is provided on the dielectric layer.
項に記載のオゾン発生装置において、 前記誘電体層の上に、パウダー層を設けたことを特徴と
するオゾン発生装置。6. The method according to claim 1, wherein
The ozone generation device according to claim 1, wherein a powder layer is provided on the dielectric layer.
ゾン発生装置において、 前記パウダー層のパウダーの粒径を、１０マイクロメー
トル（μｍ）以下としたことを特徴とするオゾン発生装
置。7. The ozone generator according to claim 5, wherein the particle diameter of the powder in the powder layer is 10 micrometers (μm) or less.
項に記載のオゾン発生装置において、 前記パウダー層のパウダーとして、酸化珪素、または酸
化亜鉛を含むものを用いたことを特徴とするオゾン発生
装置。8. The method according to claim 5, wherein
3. The ozone generator according to claim 1, wherein a powder containing silicon oxide or zinc oxide is used as the powder of the powder layer.
え、前記対をなす電極間に交流電圧を印加して前記誘電
体層表面に放電を発生させ、前記対をなす電極間の空間
を満たすオゾン原料ガスからオゾンを生成するオゾン発
生装置において、 前記誘電体層の上に、レジネート法により形成された薄
膜層を設けたことを特徴とするオゾン発生装置。9. A space between the paired electrodes, comprising a dielectric layer covering the paired electrodes, applying an AC voltage between the paired electrodes to generate a discharge on the surface of the dielectric layer. An ozone generator for generating ozone from an ozone source gas satisfying the above condition, wherein a thin film layer formed by a resinate method is provided on the dielectric layer.
１項に記載のオゾン発生装置において、 前記誘電体層の上に、レジネート法により形成された薄
膜層を設けたことを特徴とするオゾン発生装置。10. The ozone generating apparatus according to claim 1, wherein a thin film layer formed by a resinate method is provided on the dielectric layer. Ozone generator.
のオゾン発生装置において、 前記薄膜層として、酸化珪素、または酸化亜鉛を含むも
のを用いたことを特徴とするオゾン発生装置。11. The ozone generator according to claim 9, wherein the thin film layer contains silicon oxide or zinc oxide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001031162A JP3651780B2 (en) | 2000-02-08 | 2001-02-07 | Ozone generator |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-30839 | 2000-02-08 | ||
| JP2000030839 | 2000-02-08 | ||
| JP2001031162A JP3651780B2 (en) | 2000-02-08 | 2001-02-07 | Ozone generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001294407A true JP2001294407A (en) | 2001-10-23 |
| JP3651780B2 JP3651780B2 (en) | 2005-05-25 |
Family
ID=26585053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001031162A Expired - Lifetime JP3651780B2 (en) | 2000-02-08 | 2001-02-07 | Ozone generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3651780B2 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005080263A1 (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-01 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Ozone generator and ozone generating method |
| JP2007217229A (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Apparatus and method for producing ozone |
| JP2008114101A (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-22 | Ihi Shibaura Machinery Corp | Ozone water making apparatus |
| JP2009062276A (en) * | 2004-04-08 | 2009-03-26 | Mitsubishi Electric Corp | Ozone generating apparatus and ozone generating method |
| US7713495B2 (en) | 2004-04-08 | 2010-05-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ozone generating apparatus |
| JP2010167352A (en) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Toto Ltd | Mist production apparatus and mist production method |
| JP2013103857A (en) * | 2011-11-14 | 2013-05-30 | Shunsuke Hosokawa | Method for generating ozone and ozone supply apparatus |
| WO2017098575A1 (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Ozone generating method |
-
2001
- 2001-02-07 JP JP2001031162A patent/JP3651780B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011063511A (en) * | 2004-02-25 | 2011-03-31 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Ozone generator and ozone generation method |
| JP4953814B2 (en) * | 2004-02-25 | 2012-06-13 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Ozone generator and ozone generation method |
| CN100364882C (en) * | 2004-02-25 | 2008-01-30 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | Ozone generator and ozone generating method |
| JP2011088821A (en) * | 2004-02-25 | 2011-05-06 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Ozone generator system and ozone generating method |
| WO2005080263A1 (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-01 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Ozone generator and ozone generating method |
| US7382087B2 (en) | 2004-02-25 | 2008-06-03 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Ozone generator system and ozone generating method |
| US7713495B2 (en) | 2004-04-08 | 2010-05-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ozone generating apparatus |
| JP2009062276A (en) * | 2004-04-08 | 2009-03-26 | Mitsubishi Electric Corp | Ozone generating apparatus and ozone generating method |
| US8328998B2 (en) | 2004-04-08 | 2012-12-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ozone generating apparatus |
| US8920741B2 (en) | 2004-04-08 | 2014-12-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ozone generating apparatus |
| JP2007217229A (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Apparatus and method for producing ozone |
| JP2008114101A (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-22 | Ihi Shibaura Machinery Corp | Ozone water making apparatus |
| JP2010167352A (en) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Toto Ltd | Mist production apparatus and mist production method |
| JP2013103857A (en) * | 2011-11-14 | 2013-05-30 | Shunsuke Hosokawa | Method for generating ozone and ozone supply apparatus |
| WO2017098575A1 (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Ozone generating method |
| JPWO2017098575A1 (en) * | 2015-12-08 | 2018-06-07 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Ozone generation method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3651780B2 (en) | 2005-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5121944B2 (en) | Ozone generator and ozone generation method | |
| TW565628B (en) | Silicon oxide film formation method | |
| Mizushima et al. | Tubular membrane-like catalyst for reactor with dielectric-barrier-discharge plasma and its performance in ammonia synthesis | |
| EP1069071B1 (en) | Ozone generating apparatus | |
| US20080213140A1 (en) | Ozone generator | |
| JP2001294407A (en) | Ozone generating device | |
| JPH11128728A (en) | Electric discharge reactor | |
| Thai et al. | Interaction and transfer of charged particles from an alternating current glow discharge in liquids: Application to silver nanoparticle synthesis | |
| Xi et al. | The effect of humidity on the discharge mode transition of air discharge plasma | |
| KR20190138480A (en) | Plasma generating device | |
| JP4220090B2 (en) | Ozone generating electrode plate | |
| Yi et al. | The promotion of Argon and water molecule on direct synthesis of H2O2 from H2 and O2 | |
| JP3121105B2 (en) | Glow discharge plasma generating electrode and reactor using this electrode | |
| JP3198898B2 (en) | Solid polymer electrolytic device | |
| JP2000072410A (en) | Ozone generation device | |
| JP3983991B2 (en) | Ozone generator | |
| JPS63291803A (en) | Ozone generator | |
| JP3187877B2 (en) | Discharge reactor | |
| JP2004149848A (en) | Catalyst for electrolysis type ozone-generating anode, and electrolysis type ozone-generating device | |
| JPH10324504A (en) | Silent-discharge ozonizing method and device therewith | |
| JP2006110461A (en) | Treatment method of fluorine compound-containing exhaust gas | |
| JP2003164755A (en) | Gas treatment device and gas treatment method | |
| Xia et al. | A novel Y-type reactor for selective excitation of atmospheric pressure glow discharge plasma | |
| JP2623498B2 (en) | Active oxygen water production equipment | |
| JPH0317763B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040311 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040615 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20040813 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041124 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20050121 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20050215 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050217 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080304 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090304 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100304 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100304 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110304 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 7 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120304 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 8 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130304 |