JP2003327415A

JP2003327415A - オゾン発生装置

Info

Publication number: JP2003327415A
Application number: JP2003127373A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kuzumoto; 昌樹葛本; Yoichiro Tabata; 要一郎田畑; Shigenori Yagi; 重典八木; Kenji Yoshizawa; 憲治吉沢; Masahiro Mukai; 正啓向井; Junji Ochi; 順二越智; Kenju Ozawa; 建樹小沢
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2003-11-19

Abstract

(57)【要約】【課題】０．６mm程度以下のごく短い空隙長を精度よ
く構成することができ、ガスの冷却能力が高く、構造が
簡単で、かつ形状がコンパクトで、高濃度のオゾンを得
ることのできるオゾン発生装置を得る。【解決手段】オゾン発生ユニットの電極面全域にわた
って前記電極間に電極間距離を一定に保つための部材を
分散的に挿入することにより、前記オゾン発生ユニット
の電極面全域にわたって前記放電の発生しない非放電部
を分散配置して前記放電空間の放電空隙長を０．６ｍｍ
以下としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、オゾン発生装
置、特に高濃度オゾンを高効率で発生することの可能な
オゾン発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４７は例えば「オゾナイザハンドブッ
ク」（電気学会オゾナイザ専門委員会編，昭和３５年，
コロナ社刊）２４９頁に示されたOtto-Plate（オット
ー・プレート）型と呼ばれる従来のオゾン発生装置と同
一のものを示す断面図（同図（１））及び左半分の正面
図（同図（２））であり、図において、１は電源、２は
接地された金属電極、３は接地電極２に対向して設けら
れ、電源１に接続され高電圧の印加された高圧電極、４
は接地電極２および高圧電極３の表面に置かれた誘電体
（ガラス板）、５は放電の発生する放電空間、６は放電
空間５を形成するための電気絶縁性（誘電体）スペーサ
である。７、８はそれぞれガスの供給口及び排出口を示
す矢印、９はオゾン化ガスの排出管である。また、図４
８は、たとえば、S.D.Razumovskii 他著「Ozone and it
s reactions with organic compounds（オゾンと有機化
合物を用いたその反応）」ELSEVIER社刊（1984年）に示
されるLowther Plate （ローザー・プレート）型と呼ば
れるオゾン発生装置を示す断面図（同図（１））及び同
図（１）のＡ−Ａ断面図（同図（２））である。図にお
いて、図４７と同様の機能を持つ部分には、同一の図番
を付けてその説明を省略する。４１は接地電極２、３上
にコーティングされたセラミックス層であり、ガラス板
４と同様の機能をもつ。

【０００３】次に動作について説明する。従来のオゾン
発生装置は接地電極２、高圧電極３、誘電体板４の中央
部にはガス排出用の穴があけられている。上述のオット
ー・プレート型の文献にはスペーサ６に関する記述はな
いが、実際には図４７に示すように、誘電体４，４の間
隔（空隙長）を保持するため、ガスの流入を邪魔しない
ような形で放電空間５の周囲に電気絶縁性のスペーサが
設置されている。酸素を含む原料ガスはオゾン発生装置
の周辺部全周から矢印７の方向に導入され、電源装置１
によって高電圧が印加されて放電している放電空間５を
通過する際に酸素の一部がオゾンとなり、このオゾンを
含むガスがオゾン化ガスとして中央部のガス排出管９を
通して矢印８の方向に取り出される。

【０００４】前記放電空間５では放電による発熱がある
ため、該放電空間５を通過するガスを有効に冷却しない
と放電空間５内のガス温度が上昇し、オゾンの発生量が
減少する。そのため、接地電極２および高圧電極３は絶
縁オイルなど電気絶縁性の液体で冷却し、ガス温度の上
昇を抑えている。

【０００５】図４８のオゾン発生装置も基本構成は図４
７のオゾン発生装置と同様である。ただし、ガスの供給
口及び排出口が別途設けられており、図に示す方向にガ
スが流れる点で図４７のオゾン発生装置と異なる。ま
た、図４８のオゾン発生装置では電気絶縁性（例えばシ
リコン製）のスペーサ６が図示されており、このスペー
サ６が電極２，３間の間隔（空隙長）を保持し、さらに
ガスが放電空間から漏れださないためのシール材として
用いられている。

【０００６】以下、上記従来のオゾン発生装置の特性を
図４９乃至図５２にしたがって説明する。図４９〜図５
２の各図中、Ｑ_N は原料ガスの流量（STP 換算）、Ｗは
放電電力、ＣO3は放電部のガス排出口におけるオゾン濃
度（STP 換算）、Ｔ_W は冷却水の温度、ｄは放電空隙
長、Ｓは電極２，３間の放電面積、ηはオゾン収率を表
す。Ｗ／Ｑ_N はガス１分子あたりに消費される放電電力
であり、オゾン発生特性の重要なパラメータになる。Ｗ
／Ｓは電極２，３間の放電空間の単位面積あたりの放電
電力（電力密度）であり、ガス温度を反映するパラメー
タである。オゾン収率ηは単位放電電力あたりのオゾン
発生量であり、η＝Ｃ_O3／（Ｗ／Ｑ_N ）となる。オゾン
発生装置の性能（コンパクト性、効率）としては、ηお
よびＷ／Ｓが大きいほうが望ましく、Ｃ_O3も大きいほう
がよい。

【０００７】図４９は電力密度Ｗ／Ｓおよび放電空隙長
ｄを一定として冷却水温を変化させた場合の分子あたり
消費電力Ｗ／Ｑ_N とオゾン濃度Ｃ_O3の関係を示したもの
である。前述のように分子あたり消費電力Ｗ／Ｑ_N はオ
ゾン発生に関する基本的パラメータであり、該消費電力
Ｗ／Ｑ_N の増大にともないオゾン収率ηは低下する。
（図中の直線はオゾン収率ηが一定の線を示し、上方に
ある直線ほどオゾン収率ηが大きい。）また、消費電力
Ｗ／Ｑ_N が小さいところでは冷却水温度Ｔ_W の影響が小
さいが、消費電力Ｗ／Ｑ_N が大きくなると冷却水温度Ｔ
_W が低いほどオゾン濃度Ｃ_O3（従ってオゾン収率η）が
大きくなる。すなわち、高濃度のオゾンを得るために
は、冷却水温を低く設定し、ガス温度を低く保つことが
重要となる。

【０００８】図５０は冷却水温度Ｔ_W および放電空隙長
ｄを一定として、電力密度Ｗ／Ｓを変化させた場合の消
費電力Ｗ／Ｑ_N とオゾン濃度Ｃ_O3の関係を示したもので
ある。電力密度Ｗ／Ｓが大きくなることは上記図４９で
冷却水温Ｔ_W が高くなるのと同様の効果をもっているこ
とがわかる。電力密度Ｗ／Ｓが大きくなるのも、冷却水
温度Ｔ_W が高くなるのも、放電空間５のガス温度上昇に
対して同様の効果をもつからである。

【０００９】図５１は冷却水温度ＴW および電力密度Ｗ
／Ｓを一定として放電空隙長ｄを０．８ｍｍから１．６
ｍｍまで変化させた場合の消費電力Ｗ／Ｑ_N に対するオ
ゾン濃度Ｃ_O3を示したものである。放電空隙長ｄの増加
も冷却水温Ｔ_W の上昇と良く似た効果をもつ。

【００１０】ここで、放電空間の平均ガス温度θ_avを式
（１）のように定義すると、電極の片側のみ冷却した場
合のオゾン発生装置の放電空間の平均ガス温度は式
（２）となる。ただし、ｘは空隙方向の距離、ｄは放電
空隙長、θ（ｘ）は距離ｘでのガス温度、ｋａはガスの
熱伝導率、ＴW は冷却水温を表す。また、電極の両側を
冷却した場合には式（３）となる。

【００１１】

【数１】

【００１２】上式（１）〜（３）より、電極の冷却方式
によって係数は異なるものの、平均ガス温度θ_avは放電
電力密度Ｗ／Ｓおよび空隙長ｄに比例することがわか
る。すなわち、同一の大きさの電力を投入しても、空隙
長ｄを短く設定すれば、平均ガス温度θ_avを低く抑える
ことができ、図５１のｄ＝０．８ｍｍの時のように高濃
度オゾンが得られる。ところが、空隙長ｄをあまり短く
設定すると、複数のオゾン発生ユニットを多段に構成し
たとき、各オゾン発生ユニットの放電空間の空隙長ｄの
ばらつきが大きくなる。したがって、各放電空間に流れ
るガス流量Ｑ_N がばらつき、さらに各放電空間に投入さ
れる放電電力Ｗもばらつくため、等価的な消費電力Ｗ／
Ｑ_N が増加し、図４９から図５１に示すようにオゾンの
発生効率が低下する。また図５２に示すように、空隙長
ｄをあまり小さくするとオゾンの励起効率自体が低下し
てしまうことが知られている。図５２は、「J. Phys.
（物理学会誌）」Ｂ３８（１９８８）の Czechの論稿
（同誌６４８頁, Ｆｉｇ．７）から転載した図であり、
横軸は空隙長、縦軸はオゾン発生効率である。○，＋に
よりそれぞれ空気と酸素を原料ガスにしたときの結果を
示している。該論文ではオゾン発生に関して最適な空隙
長は０．８ｍｍから１．１ｍｍ程度であるとされている
（６４５頁，第１行）。特に０．６ｍｍ程度以下の短空
隙での励起効率の低下が強調されている。したがって、
従来のオゾン発生装置は、空隙長ｄが０．８ｍｍから
１．５ｍｍの範囲で使用され、熱的問題は電力密度Ｗ／
Ｓの小さい領域で使用することにより回避していた。す
なわち、装置を大きく構成し、放電面積を大きく設計す
ることにより、オゾンの発生効率を高くしていた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来のオゾン発生装置
は以上のように構成されているので、放電空間のガス温
度を低く保つために、オゾン発生装置を大きく構成し、
放電面積Ｓを大きくすることによって、電力密度Ｗ／Ｓ
を低く抑える必要があるなどの問題点があった。

【００１４】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、０．６mm程度以下のごく短い空
隙長を精度よく構成することができ、ガスの冷却能力が
高く、構造が簡単で、かつ形状がコンパクトで、高濃度
のオゾンを得ることのできるオゾン発生装置を得ること
を目的とする。

【００１５】また、オゾンの発生効率が良く、大容量の
オゾン発生装置を得ることを目的とする。

【００１６】また、部品点数が少なく製作が容易で安価
なオゾン発生装置を得ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るオゾン発
生装置は、対向して配置されその間に高電圧が印加され
ることにより放電を発生せしめる２個の電極と、該電極
間に設置され該電極間を絶縁する少なくとも１個の誘電
体と、前記電極間に酸素を含むガスを供給するガス供給
機構とを備え、前記放電によりオゾンを発生する少なく
とも１個のオゾン発生ユニットを有するオゾン発生装置
において、前記オゾン発生ユニットの電極面全域にわた
って前記電極間に電極間距離を一定に保つための部材を
分散的に挿入することにより、前記放電の発生しない非
放電部を分散配置して前記放電空間の放電空隙長を０．
６ｍｍ以下としたものである。

【００１８】また、前記オゾン発生ユニットの電極の一
方を接地し、かつ金属で形成し、該金属で形成された電
極の表面を切削することにより前記金属で形成された電
極の表面に凸部と凹部とを形成し、該凸部及び凹部とに
より前記非放電部と前記放電を行う放電部とを形成した
ものである。

【００１９】また、前記オゾン発生ユニットの電極の一
方を接地し、かつ金属で形成し、該金属で形成された電
極の表面に同種又は異種の材料を堆積することにより前
記金属で形成された電極の表面に凸部と凹部とを形成
し、該凸部及び凹部とにより前記非放電部と前記放電を
行う放電部とを形成したものである。

【００２０】また、前記オゾン発生ユニットの誘電体の
表面を切削することにより前記誘電体の表面に凸部及び
凹部を形成し、該凸部及び凹部により前記非放電部と前
記放電のための放電空間とを形成したものである。

【００２１】また、前記オゾン発生ユニットの誘電体の
表面に同種又は異種の材料を堆積することにより前記誘
電体の表面に凸部及び凹部を形成し、該凸部及び凹部に
より前記非放電部と前記放電のための放電空間とを形成
したものである。

【００２２】さらに、前記切削はエッチング法により成
されるものである。

【００２３】さらに、前記堆積は、溶射またはＣＶＤに
より成されるものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
一実施の形態を図について説明する。図１はこの発明の
実施の形態１を示す断面図であり、図４７に示した従来
例と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を
省略する。図１において、１１はヒューズ１２を介して
電源１に接続された給電板、３１は給電板１１に電気接
触された導電層（電極）である。この導電層３１は図４
７の従来例の高圧電極３に相当する。４は誘電体であ
り、アルミナセラミックス板により形成されている。こ
のセラミックス板４と導電層３１の大きさの関係を図２
に示す。図２中、３２はガス通路のためにセラミックス
板４の中央部に設けられた穴（ガス供給機構）である。
この導電層３１はセラミックス板４の片面に厚み４０ミ
クロンの銀メタライズ層で形成されている。給電板１１
と導電層３１の一部でも接触しておれば給電板１１と導
電層３１は同電位となる。したがって、たとえ給電板１
１とセラミックス板４の間に隙間が生じても、両者が同
電位であるため、その隙間には電界がかからず、したが
ってボイド放電が発生することはない。また、セラミッ
クス板４の外周部もしくは内周部を伝って接地電極２に
沿面放電が飛ばないように（図１参照）、セラミックス
板４の全面に導電層３１を形成せず、外周部と内周部に
導電層３１の形成されていない領域を設けている。沿面
放電を防止するための導電層３１と接地電極２との距離
は、印加電圧にもよるが、通常十分な２ｍｍ以上に設定
してある。

【００２５】６１は金属製のスペーサであり、接地電極
２とセラミックス板４との間に挿入されている。該スペ
ーサ６１を介してセラミックス板４と接地電極２によ
り、放電の発生する放電空間５が形成され、導電層３１
及び接地電極２の間に発生する放電により、該放電空間
５へのガス供給口（ガス供給機構）７から供給された酸
素を含むガスの一部が放電空間５内でオゾン化される。
用いるガスは酸素単独でも、窒素と酸素の混合ガスでも
空気でもよい。ただし、水分量はなるべく少なく、酸素
濃度はなるべく高いほうが効率的である。セラミックス
板４、接地電極２はそれぞれ金属スペーサ６１を介して
面接触されており、セラミックス板４での発熱は、スペ
ーサ６１を介して、冷却された接地電極２で有効に吸収
される。

【００２６】図１に示す実施の形態１では、２組のオゾ
ン発生ユニットが対向して設けられており、該２組のオ
ゾン発生ユニットの間に、オゾン耐性のあるエチレンプ
ロピレンゴム（以下「ＥＰゴム」と略記する）で構成さ
れたストレス緩衝板（弾性体）１００を挿入して、上部
の接地電極２を矢印Ａの方向から図示しない加圧機構に
より押圧することにより装置を組み立てている。すなわ
ち、接地電極２とセラミックス板４との間にスペーサ６
１を介在させるとともに、セラミックス板４の背後から
弾性体であるストレス緩衝板１００の抗力で押圧するこ
とにより、放電空間５の空隙長を一定に保っている。す
なわち、機械的や熱的ストレスによりセラミックス板４
等に生じる力をストレス緩衝板１００により吸収してい
る。従って、主にセラミックス板４の歪みにより空隙長
の精度が悪化したり、セラミックス板４が破壊されたり
することがこのストレス緩衝板１００により防止され
る。

【００２７】図４８に示した従来例のように、電極２，
３あるいはセラミックス層（誘電体）４１により構成さ
れる空隙間で、放電しない外周部にシリコン製のスペー
サ６を挿入する方法では、電極２，３の熱歪みにより空
隙長が変化してしまう。この問題を回避するために、本
実施の形態においては、図３に示すストレス緩衝板１０
０を用いた。図３において、１００はＥＰゴムよりなる
ストレス緩衝板、１０１はガス通路のための開口部（ガ
ス供給機構）、１０２はオゾンによりＥＰゴムが腐食さ
れることを防ぐために、ＥＰゴムの表面にフッ素樹脂コ
ートした部分を示す。このストレス緩衝板１００は放電
空間５とほぼ同程度の大きさを持ち、図１に示すように
導電層３１の背面に設置することにより、放電空間５の
外側から全面にわたって均質に配置することができ、前
述したスペーサ６１の空隙長を保持する作用を助けて放
電空間５の空隙長を高精度に保つことができる。すなわ
ち、例えば熱膨張によりセラミックス板４の厚みが変化
し、この変化を緩衝すべくストレス緩衝板１００の厚み
が変化しても、本実施の形態の構成では空隙長が変化す
ることがない。

【００２８】従って、数百ミクロン程度の超短空隙が要
求される場合には、本実施の形態の構成は特に有効であ
る。また、図１に示すように同電位の高圧導電層３１の
間に挟持され該導電層３１に取り囲まれているため、ス
トレス緩衝板１００に電界がかかることはなく、沿面放
電の恐れもない。なお、沿面放電によるストレス緩衝板
１００の劣化を防ぐためにも、図１に示すように、該ス
トレス緩衝板１００の面積は、セラミックス板４の表面
に施された導電層３１の面積等しいかそれよりも小さく
し、ストレス緩衝板１００が同電位の導電体３１に取り
囲まれているほうが望ましい。なお、ストレス緩衝板１
００は全体的にフッ素樹脂で構成してもよい。

【００２９】次に動作について説明する。ガスは図１に
おいて接地電極２の周囲部から矢印７の方向に吸い込ま
れ、放電空間５を通過後、矢印８１の方向に流れ、ガス
排出管（ガス供給機構）９を通って矢印８の方向に排出
される。動作ガス圧力は２気圧（ａｔｍ）である。動作
ガス圧力を０．５ａｔｍから３ａｔｍまで変化したとき
の、空隙長ｄとオゾン発生効率ηの関係を実験した結果
を図４に示す。この結果は原料ガスとして酸素を用いた
ときの結果である。ガス圧力を増加していくと、最適な
空隙長ｄが変化していくことがわかる。すなわち、ガス
圧力の増加に伴い、短い空隙での励起効率が上昇し、長
い空隙での励起効率が減少している。この現象は、次の
理由によることが本発明者の実験で明らかになり、以下
の如く説明できる。

【００３０】（１）接地電極２、導電層３１の近傍には
大量の正イオンよりなるシース領域が存在する。イオン
は電子に比べオゾンを発生する能力が圧倒的に小さいた
め、空隙長ｄが短くなるとイオンシースの影響が大きく
なりオゾン発生効率ηは減少する。ガス圧力を増加させ
ると正イオンによるシース部の長さが減少するため、短
空隙中での励起効率が改善される。通常１気圧でのシー
ス長は０．００３ｍｍ程度であり、空隙長ｄに対するシ
ース長の比が５０％程度になると励起効率は急激に減少
する。したがって短空隙中では圧力の増加に伴いオゾン
発生効率ηは急激に増加する。（２）放電の安定性を示すパラメータの１つに空隙長ｄ
とガス圧力ｐの積（ｐｄ値）が知られているが、無声放
電式オゾナイザの場合、ｐｄ値が０．３ａｔｍ・ｃｍを
超えると、空間的にピンチした放電形態に変化すること
が明らかになった。放電がピンチすると、空間のガス温
度が局所的に上昇し、オゾンの熱分解過程が促進され、
オゾン発生効率ηが低下する。長空隙領域で、ガス圧力
の増加と共にオゾン発生効率が低下しているのはこのた
めである。

【００３１】ところで、従来図５２に示したデータ以外
には、０．５ｍｍ以下の短空隙中でのオゾン発生特性
は、ほとんど報告されていない。これは、図４８に示す
従来のオゾン発生装置では、高圧力で運転するとオゾン
が漏れだすため実験ができなかったこと、空隙精度の良
い実験機が製作できないため、超短空隙のオゾン発生装
置は実用性がないと判断されたことなどによると思われ
る。いずれにせよ、図５２は１気圧での結果であるため
に、短空隙長での励起効率が低かったものと思われる。
すなわち、本発明者によるオゾン発生装置は、上述の構
成をとることにより精度良く０．６ｍｍ以下の空隙が構
成できたこと、及び１．５気圧程度以上の高圧ガスを使
用したことにより、高効率、コンパクトなオゾン発生装
置を実現できたものである。

【００３２】これまでの説明は、投入電力が小さく、オ
ゾン濃度が低い場合の結果についてのものである。オゾ
ン濃度が低い場合には、図４に示すように、各放電空隙
長において最適な圧力を用いれば、オゾン発生効率に大
きな差が見られず、装置のコンパクト化の観点からは、
放電空隙長が短いほうが有利であることが分かる。さら
に電力を投入し、オゾン濃度を高めていった場合のオゾ
ン発生特性の変化を図５に示す。図５の横軸はガス１分
子あたりに投入されるエネルギーＷ／Ｑ_N 、縦軸はオゾ
ン濃度Ｃを表す。ここでは、放電空隙長の差に起因する
ガス温度上昇の影響を除くため、放電空間のガス温度が
３００゜Ｋになる条件での結果を示している。即ち、放
電面積が放電空隙長に比例する電極を用いて、放電によ
るガス温度上昇が放電空隙長により変化しないようにし
た。

【００３３】前述したように、オゾン濃度の低い領域で
はオゾン発生効率は実験条件にあまり依存しない。とこ
ろが、図５に示すように、オゾン濃度が高くなるに従
い、各特性に差が見られる。実験データの検討の結果、
これらの各特性の変化はガス圧力ｐと放電空隙長ｄとの
積ｐｄに依存していることが判明した。図６は電子衝突
によるオゾン生成（酸素解離）速度ｋＯ₂ とオゾン解離
反応速度ｋＯ₃ との比ｋと積ｐｄとの関係をまとめたも
のである。同図より、積ｐｄが大きくなるほど比ｋが大
きくなることが分かる。比ｋが大きくなるということは
電子によるオゾン解離反応が大きくなることを意味し、
高オゾン濃度領域でオゾン生成効率が低下することを意
味する。オゾン濃度が低い場合には、オゾン発生効率
は、オゾン生成速度ｋＯ₂ にのみ依存し、比ｋには依存
しない。図６より、高濃度オゾンを発生するためには、
比ｋを小さく抑える必要がある。このためには、同図よ
り、積ｐｄを３０Ｔｏｒｒ・ｃｍ以下に設定すればよ
い。ただし、オゾンは酸素原子と酸素分子と第３体との
３体衝突により生成されるため、ガス圧力ｐがあまり低
いとオゾン発生効率は低下してしまう。即ち、ガス圧力
ｐを１気圧（７６０Ｔｏｒｒ）程度以上に高くしておく
必要がある。この条件を考慮すると放電空隙長ｄは０．
４ｍｍ以下にする必要があると結論できる。

【００３４】図６の結果は以下のようにしても説明でき
る。即ち、図７は電子エネルギー分布を換算電界Ｅ／Ｎ
（ただしＮはガス分子の粒子数）の関数としてまとめた
ものであり、図における換算電界１００Ｔｄ（Ｔｄ＝１
０^-17Ｖｃｍ² ）、２００Ｔｄ、３００Ｔｄはそれぞれ
ｐｄ＝７６Ｔｏｒｒ・ｃｍ、２５．８Ｔｏｒｒ・ｃｍ、
１３Ｔｏｒｒ・ｃｍに相当することが本発明の発明者の
実験から判明している。図７において、酸素の解離エネ
ルギーは６−８ｅＶであり、オゾンの解離エネルギーは
２ｅＶ及び４ｅＶ付近である。また、同図において、８
ｅＶ付近の電子の存在確率は、あまり換算電界Ｅ／Ｎ
（もしくは積ｐｄ）に依存しない。従って、低オゾン濃
度領域におけるオゾン発生効率は、換算電界Ｅ／Ｎ（も
しくは積ｐｄ）に依存しない。一方、２−４ｅＶ付近の
電子エネルギーの存在確率は、換算電界Ｅ／Ｎが高いほ
ど（即ち積ｐｄが低いほど）小さい。このことは、換算
電界Ｅ／Ｎが高いほど電子によるオゾンの解離反応が小
さく、高濃度域でのオゾン発生効率が高くなることを予
想させる。このことにより、図６の実験結果、即ち積ｐ
ｄが小さいほど高濃度オゾンが得られることを定性的に
説明できる。なお、オゾン濃度が増加した場合、電子エ
ネルギー分布自身も変化するため、オゾンの電子衝突断
面積が得られないと定量的な評価は困難である。

【００３５】ここで、原料ガスの酸素濃度が低い場合に
は、上記電子エネルギー分布に与える換算電界の影響は
小さくなるため、上記の最適値は、原料ガスとして酸素
濃度が高いガスを用いたときに特に有効である。

【００３６】なお、原料ガスに窒素が含まれる場合、こ
れまでの特性と全く異なったオゾン発生特性が得られる
ことが判明した。酸素と窒素の分率比が１対４である空
気を原料ガスに用いて、放電空隙長ｄ、ガス圧力ｐを変
化させてオゾン発生特性を調べたものが図８である。高
消費電力Ｗ／Ｑ_N 領域では、消費電力Ｗ／Ｑ_N の増加に
対してオゾン濃度は減少することが確認されているが、
ここではその領域については示していない。同図より、
放電空隙長ｄが大きいほど、あるいはガス圧力ｐが高い
ほど高濃度オゾンが得られることが分かる。

【００３７】図８の結果を放電空隙長ｄとガス圧力ｐと
の積ｐｄでまとめた結果を図９に示す。同図より、積ｐ
ｄを大きくしたほうが、高濃度オゾンが得られることが
分かる。所定の高濃度オゾンを得るためには、積ｐｄを
１２０Ｔｏｒｒ・ｃｍ以上にする必要がある。この結果
は、酸素を原料ガスとして用いて行った実験結果（図
５）と全く逆の傾向である。

【００３８】また、窒素分率が酸素分率とほぼ等しい場
合にも図９と同様な特性が得られることが判明した。さ
らに、これ以上に窒素分率を高めていった場合、即ち窒
素濃度の高い原料ガスを用いた場合には、放電により生
成される窒素酸化物（ＮＯｘ）がオゾンを破壊し、高濃
度オゾンが得られないという現象が生じる。また、電子
エネルギーが高いほど、即ち積ｐｄが小さいほど、窒素
酸化物（ＮＯｘ）はできやすいため、積ｐｄの小さい領
域では、高濃度オゾンが得られない。この物理モデルは
放電空隙長ｄが０．８ｍｍ以上の領域では公知の事実で
あるが、０．６ｍｍ以下の放電空隙長でも同様な現象の
発生することが上記実験により初めて確認できた。

【００３９】次に、図１及び図１０を参照して接地電極
２、金属スペーサ６１の部分を詳しく説明する。図示し
ていないが接地電極２は水冷されている。この実施の形
態の構成では、冷却する部分はすべて接地電位であるた
め、通常の水を使用することができ、絶縁油や純水を用
いる必要はない。もちろん、接地電極に冷却用のフィン
を取付け空冷しても、ヒートパイプ冷却でも、チラー水
で直冷しても同じ効果が得られる。また、接地電極２の
放電部に対応する面に誘電体層をコーティングするか、
あるいは接地電極２上に誘電体板を設置しておくと安定
な放電が得やすい。接地電極２の上に図に示すような放
射状の金属スペーサ６１が設置され、このスペーサ６１
の上にセラミックス板４が置かれ、放電空間５を形成す
る。したがって、接地電極２上でスペーサ６１の存在し
ない部分が放電空間５となり、スペーサ６１が存在する
空間は非放電部となる。この構成では、放電部とガス通
路は完全に一致し、ガス通路を別途設ける必要がない。
また、スペーサ６１に用いる材料の厚みで任意の空隙長
ｄが実現できる。さらに、放電電極面積にしめるスペー
サ（非放電部）６１の割合が大きく、放電領域全域にス
ペーサ６１が存在するため、空隙精度を空間全域に均一
に構成することができ、このスペーサ６１を介してセラ
ミックス板４を間接的に冷却できる効果もあわせ持つこ
とが判明した。

【００４０】また、非放電部の面積を増加して行くと、
ガスの冷却効果が増加していく。ただし、あまり非放電
部の面積を増加すると、有効放電部面積が減少し、オゾ
ン発生特性が劣化する。放電部の面積Ｓ_d と非放電部の
面積Ｓ_n の比Ｒ_s ＝Ｓ_n ／Ｓd を変化してオゾン発生特
性を調べたものが図１１である。Ｒ_s ＝０の付近ではＲ
_s の増加に伴いオゾン発生効率が急激に増加している。
さらにＲ_s を増加するとオゾン発生効率は最大値を迎
え、やがて低下してゆく。従来のスペーサを使用しない
場合に比較して１０％以上オゾンの発生効率が高くなる
領域は、スペーサの材料、電力密度、オゾン濃度等、他
の条件によって変化するが、およそ５％≦Ｒ_s ≦１００
％の範囲となる。図１１は、ギャップ長０．８ｍｍにお
ける結果であるが、スペーサによる除熱効果は放電ギャ
ップ長に大きく依存する。ギャップ長を変えて、比Ｒ_s
とオゾン発生効率の相対比を示した結果が図１２であ
る。図１２から明らかなように、ギャップ長が大きくな
ると，スペーサを介して除熱される効果が高くなるため
非放電部の割合を大きくした方が除熱効果が高い。逆に
ギャップ長が小さい場合には、ガス中を効率的に熱が伝
わるため、スペーサによる除熱効果は低くなる。従っ
て、非放電部の割合を小さく設定したほうが除熱効率が
高い。ギャツプ長が０．１ｍｍから１．２ｍｍの範囲
で、スペーサのない場合と比較してオゾン発生特性が多
少とも改善される領域は、図１２に示すように、０．５
％≦Ｒ_s ≦１２０％であった。もちろん金属スペーサに
アルミ、銅などの熱伝導率の高い材料を用いれば冷却効
果は上がり、最大オゾン発生量も増加する。また、腐食
の問題を重視する場合には、上記熱伝導率の高い材料に
オゾン耐性の材料をメッキ、もしくはコーティングする
か、ステンレスを用いることが有効である。

【００４１】実施の形態２．上記実施の形態１では、電
極を接地して接地電極２とし、導電層３１に電源１から
高電圧を印加して、接地電極２及び導電層３１間に高電
圧電界を生じさせていたが、図１３に示すように、接地
電極２に電源１から高電圧を印加し、導電層３１をヒュ
ーズ１２を介して接地して接地電極として、両電極間に
高電圧電界を生じさせるようにしてもよい。

【００４２】実施の形態３．また、図１４に示すよう
に、中点接地電源１’を用いて、電極２及び導電層３１
に該中点接地電源１’から逆層の高電圧を印加して両電
極間に高電圧電界を生じさせるようにしてもよい。この
ようにすることにより、実施の形態１，２のように一方
の電極を接地した場合に比して両電極の接地電位との電
位差を半分にすることができる。すなわち、図１５
（１），（２）に示すように、一方の電極を接地した場
合の高電圧側の電極電位のピーク値をｖとすると、中点
接地電源１’を用いた場合の両電極の電位のピーク値は
ｖ／２となる。このことにより、電極とオゾン発生装置
のアースとの絶縁距離を半分にすることができ、形状の
コンパクトなオゾン発生装置を得ることができる。

【００４３】実施の形態４．上記実施の形態１〜３で
は、板状のスペーサ６１を放電空間５に挿入する場合に
ついて述べたが、図１６に示すように、糸状のスペーサ
６２を用いても同様の効果を奏する。この場合、糸状材
料の直径が放電空隙長に相当するので、スペーサが安価
に構成でき、空隙長ｄも任意の長さに設定することがで
きる。

【００４４】実施の形態５．上記実施の形態１〜４では
放射状ガス通路を形状するスペーサ６１，６２について
説明したが、ガス通路、スペーサともに形状は任意であ
り、図１７に示すように、非放電部を形成するスペーサ
６３が放電領域のほぼ全域に飛び石状に分布していても
よく、放電部との面積比率が上記条件を満たしておれば
同様の効果を奏する。

【００４５】実施の形態６．図１８は実施の形態５の変
形であるが、非放電部を形成するスペーサ６４を螺旋状
に構成することにより、放電部のガスの流れを均質化す
ることも可能である。

【００４６】実施の形態７．なお、これまでは金属製の
スペーサについて実施の形態を示してきたが、絶縁性の
材料でスペーサを構成すれば非放電部を伝って流れる無
効誘導電流を低減することができ、電力投入において力
率を高くすることができる。この場合には、誘電率が低
く、耐電圧が高く、誘電正接（ｔａｎδ）が小さく、
さらに熱伝導率の高い材料が効果的である。それぞれ比誘電率２０以下耐電圧５ｋＶ／ｍｍ以上ｔａｎδ ０．１％以下熱伝導率０．１Ｗ／（ｃｍ・ｄｅｇ）が概略の目安となる。ただし、耐電圧、誘電正接以外は
必ずしも上記条件を満たす必要はない。代表的な材料と
してはアルミナセラミックス、ベリリア、ガラス、ダイ
ヤモンドなどがある。

【００４７】実施の形態８．セラミックス４の表面に放
電部に対応する部分だけ導電層３１を設けることは、前
記無効誘導電流を防止する上で重要な意味を有する。図
１９は図１０に示す放射状の放電空間に対応するセラミ
ックス４の表面を示す。図１０においてスペーサ６１の
ない部分が放電部になるため、この実施の形態８では図
１９に示すように、図１０の放電部に対応した部分に導
電層３１が設けられている。図中３２はガス流路のため
セラミックス板４の中央部にあけられた穴である。この
実施の形態８の場合、放電部にのみ電圧が印加され、非
放電部（スペーサのある部分）には給電されないため、
非放電部を誘導電流が流れることはない。したがって、
効率的に電力を放電部に注入することができる。

【００４８】実施の形態９．接地電極２と非放電部材を
一体的に形成すると部品点数を減らすことができる。図
２０は接地電極２に放電部に相当する溝部を加工するこ
とにより、接地電極２と、スペーサの機能を同時に果た
している。図において、２１は削られた溝部（凹部）を
表し、２２は母材表面（凸部）である。従って、この接
地電極２の上に誘電体電極を乗せると、溝部２１が放電
部になり、表面２２が非放電部になる。この溝加工の方
法としては、通常の機械加工でも可能であるが、エッチ
ング法も有効な手段である。

【００４９】実施の形態１０．また、実施の形態９で
は、接地電極２に溝を加工する場合について示したが、
電極材料と同種材料もしくは異種材料の層を形成し、非
放電部に対応する層を形成することも有効な方法であ
る。この場合には図２０において、２１が母材表面で、
２２がデポジション部となり、それぞれ、放電部、非放
電部に対応する。層の形成方法として、溶射、ＣＶＤ
（ケミカルベーパーデポジション）、プラズマＣＶＤな
どが有効である。溶射材料としては、アルミニュウムを
代表とする金属材料、セラミックス、ガラスを代表とす
る誘電体材料がある。

【００５０】実施の形態１１．誘電体と非放電部材を一
体で形成することも有効である。図２１は誘電体板に凸
凹をつけ、スペーサの機能を持たせたものである。図に
おいて、４はセラミックス板、４２はセラミックス板４
の表面、４３は同一材料のセラミックスを溶射した層で
あり、表面が平板の接地電極２と組み合わせると４２が
放電部、４３が非放電部となる。図２１はセラミックス
表面に凸部を設けた場合について示したが、実施の形態
９、１０と同様に溶射などで凸部を設けても、エッチン
グなどで凹部を設けてもよい。凸部の材料は、金属材料
でも、誘電体材料でもよい。

【００５１】実施の形態１２．勿論、図２２に示すよう
に接地電極２とセラミックス板４に凸凹を設けて、両者
を嵌合させ、放電空間５を構成すれば、電極の位置精度
をあげることができる。図において、２１は接地電極２
の切削部、４２はセラミックス板４の表面（誘電体）、
４４はエッチング部（凹部）を示す。接地電極２の堀込
み部（放電空間５）の長さと、セラミックス板４のエッ
チング部４４の長さの差が放電空隙長となる。同様に金
属電極の凸部と誘電体の凹部で空隙を構成しても同様の
効果が得られることはいうまでもない。

【００５２】実施の形態１３．さらに、図２３に示すよ
うに電極を構成すれば接地電極、誘電体電極、スペーサ
の機能をすべて一体型で構成することができる。図２３
において２は金属製の接地電極で、４１は接地電極２の
上にコーティングされた、たとえばセラミックス、ガラ
ス等により構成される誘電体層、４３はエッチング、も
しくは機械加工で削られた部分を示す。こうして完成し
た一体型の電極を図のように重ねてゆけば、削った部分
４３で放電空間を、削らない部分で非放電空間を非常に
シンプルに構成することができる。もちろん、図２４に
示すように、図２３で誘電体をコーティングした反対側
の面にも誘電体をコーティングすれば、より安定な放電
が得られる。

【００５３】実施の形態１４．図１に、ＥＰゴムで構成
したストレス緩衝板１００を示したが、ストレス緩衝板
１００間もしくはストレス緩衝板１００とセラミックス
板４との間をガスが漏れることがある。この問題を回避
するには、図２５に示すように、セラミックス板４の間
を例えばシリコンゴム製の充填材等、柔軟性のある材料
１１０でモールドし、一体型に構成することにより、ガ
ス漏れの問題はなくなる。もちろん、セラミックス板４
まで同時にモールドしなくても、ストレス緩衝板１００
部と給電板１１をモールドすれば、ストレス緩衝板１０
０の間からのガス漏れは回避できる。尚、図２５では、
給電板１１とセラミックス板４との間に設けられる導電
層３１の図示は省略してある。

【００５４】実施の形態１５．また、図２６に示すよう
に、ベローズ等のバネ状の金属環（弾性体）１２０を２
枚のセラミックス板４の間に挿入し、図示しない導電層
３１の表面に設置される給電板１１と金属環１２０の円
周部を接合して構成すれば、ガス漏れは完全に回避で
き、ストレス緩衝効果も十分に得られる。本実施の形態
においては、金属環１２０は、厚さ０．５ｍｍで径の異
なる２種類のコバール材で構成され、その上下の円周部
が、誘電体板４上に形成された導電層３１に接合されて
いる。

【００５５】実施の形態１６．上記実施の形態１５の構
造では、誘電体板４間からのガスの漏洩は防止できる
が、金属環１２０の両円環部で取り囲まれた内部の空間
も完全に密封されてしまい、外気圧の変化に応じて両円
環部及び誘電体板４に対してストレスを発生してしまう
恐れがある。この問題を回避するためには、金属環１２
０の外側の円環部と誘電体層３１との接合を完全に密閉
する形では行わず、スポット接合して空気の抜け穴（隙
間）を設けておけばよい。外側の円環部をスポット接合
するのは、誘電体板４の中心部には活性なオゾンガスが
存在するからである。

【００５６】実施の形態１７．また、図２７に示すよう
に、金属環１２０の側壁の一部に空気抜きの孔（隙間）
１０Ａを設けても良い。この場合も、誘電体板４の中心
部には活性なオゾンが存在するため、外側の円環部の一
部に空気抜きの孔１０Ａを設けるのが望ましい。

【００５７】実施の形態１８．また、図２８に示すよう
に、金属環１２０の側壁の形状を、中央部に折り返し１
２０Ａが存在するような形状にすることにより該金属環
１２０の弾性定数を最的な値に調整することができる。

【００５８】実施の形態１９．更に、図２９に示すよう
に、金属環１２０の側壁の断面形状に複数の折り返し部
１２０Ｂ，１２０Ｃを設けることによっても、該金属環
１２０の弾性定数を最適な値に調整することができる。

【００５９】実施の形態２０．以上の実施の形態ではセ
ラミックス板４を含んだ導電層３１、給電板１１等の電
極部の円盤状形状に合わせて、金属環１２０として円環
状のものを用いたが、勿論、セラミックス板４、導電層
３１、給電板１１等の電極部が３角形、４角形等の多角
形形状の板状部材として形成されていれば、金属環１２
０も、この電極部の形状に合わせて、中空３角柱、中空
４角柱等の中空多角形形状に形成すべきである。

【００６０】実施の形態２１．前述した各図において
は、図示を省略したが、接地電極２には、図３０に示す
ように、冷却水を流すための空洞（水路）２３が設けら
れている。この空洞２３の上面にはオゾン発生装置の放
電空間の空隙長を一定にするための上板（電極）２４が
設けられている。なお、スペーサ６１，セラミックス板
４，導電層３１，給電板１１及びストレス緩衝板１００
等の構成部品は図示を省略している。

【００６１】オゾン発生装置は、通常１．５ａｔｍ以上
の高圧ガスを流通させて動作するため、上板２４の上下
のガス流通路と冷却水流通路との間で圧力差が生じ、上
板２４が、図３０に示すように、空洞２３側に撓んでし
まう場合がある。このときの撓み量をδとすると、撓み
量δ波、水路の半径ａと上板２４の厚みｔにより、次式
のように表せる（Raymond J. Roark及び W. C. Young著
「Formulas for Stressand Strain（圧力と張力の公
式）」第５版、１９８６年、マグローヒル(McGraw-Hil
l) 社刊 International Editions ３３９頁参照）。 δ＝Ｋ₁ ×ｑａ⁴ ／ＤＤ＝Ｅｔ³ ／｛１２（１−ν² ）｝ここで、ｑは上板２４の荷重（ｋｇ／ｃｍ² ）、Ｅは上
板２４のヤング率（ｋｇ／ｃｍ² ）、νは上板２４のポ
アソン比、ｂ，ａはそれぞれ上板２４の内周の半径（ｃ
ｍ）及び外周の半形（ｃｍ）である。Ｋ₁ はｂ／ａによ
り決まる定数であり、ｂ／ａ＝０．１のときＫ₁ ＝０．
００６である。

【００６２】上式より明らかなように、上板２４の厚み
ｔを増せば撓み量δを小さくできるが、通常接地電極２
はステンレスで製作するため、熱伝導率が低く、厚みｔ
を厚く設計すると上板２４が高温になってしまうので、
厚みｔは厚く設計ことができない。例えば、放電空間の
空隙長が０．２ｍｍのとき、接地電極２の厚みｔは４ｍ
ｍ程度以下にする必要がある。このため、接地電極２の
上板２４はある程度撓むことを考慮して設計せざるを得
ない。上板２４が撓んだときには、放電空隙長が変化
し、オゾン発生効率η等のオゾン発生特性が劣化する恐
れがある（図４，図１２参照）。

【００６３】本実施の形態は、上述の点を考慮し、接地
電極２の上板２４が撓んだ場合にも、放電空間の空隙長
が変化しないようにしたものである。即ち、上板２４に
対向して設けられているセラミックス板４（図１参照）
を上板２４の撓みに対応して撓ませることにより、該上
板２４の撓みを相殺するものである。具体的には、例え
ば図２６乃至図２９に示した実施の形態１５乃至１９の
ように、セラミックス板４の背面に金属環１２０等の反
発力を有する付勢部材を設け、セラミックス板４に荷重
を印加するようにする。セラミックス板４に印加するこ
の荷重をｑ_d 、接地電極２の上板２４のヤング率をＥ
_e 、上板２４の厚みをｔ_e 、セラミックス板４のヤング
率をＥ_d 、セラミックス板４の厚みをｔ_d 、上板２４に
掛かる高圧ガスと冷却水との圧力差をｑ_e とすると、荷
重ｑ_d は圧力差ｑ_e に対して次の式を満足すればよい。ｑ_d ≒ｑ_e ×（Ｅ_d ／Ｅ_e ）×（ｔ_d ／ｔ_e ）³

【００６４】荷重ｑ_d が上式を満足する値よりも極端に
大きな値となるとセラミックス板４は破損され、また極
端に小さな値となると放電空間の空隙長が一定の値に維
持できなくなる。通常の構成では荷重ｑ_d は、０．１〜
０．５ｋｇ／ｃｍ²程度の値であればよい。荷重の掛け
方は、バネ定数ｋ（ｋｇｆ／ｍｍ）のｎ個の付勢部材を
ｌｍｍ圧縮させ、ｑ_d ×Ｓ＝ｎｋｌとなるように設計す
ればよい。ここで、Ｓは上板２４の面積である。

【００６５】実施の形態２２．また、図３１に示すよう
に、２枚のステンレス板（金属板）２５，２５の間に、
例えば銅等の熱伝導率の良い金属で形成された径の異な
る円環部材（金属）２６，２６を２個挟み込んで接地電
極２を構成すれば、熱伝導率の良い円環部材２６を介し
て効率的にステンレス板２５を冷却することができるた
め、空洞２３の外周の半径ａを小さく、内周の半径ｂを
大きく、即ち空洞２３の容積を小さく設計できる。これ
により、ステンレス板２５の板厚を小さくしても接地電
極２の機械的強度を大きく保つことができる。この様に
構成する場合には、ステンレス板２５と円環部材２６と
の接合はロー付けにより行い、ステンレス板２５と円環
部材２６との接触面にロー材を流し込むようにして接合
を行うと、除熱効率を高くすることができる。

【００６６】実施の形態２３．以上に記載した実施の形
態では、２個の放電空間からなる１組のオゾン発生ユニ
ットに１個のストレス緩衝板１００を挿入する場合につ
いて説明したが単一の放電空間から構成される低容量の
オゾン発生装置にストレス緩衝板１００を用いても同様
の効果がある。すなわち、例えば図１の下半分のみの構
成の１個のオゾン発生ユニットから成るオゾン発生装置
に１枚のストレス緩衝板１００を用いることにより、該
オゾン発生装置の放電空間の空隙長の保守、誘電体の破
損の防止等の前述した効果が得られる。さらに、１組の
オゾン発生ユニットに１組のストレス緩衝板がある必要
はなく、図３２に示すように、複数組のオゾン発生ユニ
ット１０に１枚のストレス緩衝板１００を設けるだけで
も効果があり、このようにすれば、部品点数の削減、ス
トレス緩衝板１００からのガス漏れの回避等の効果が得
られる。

【００６７】実施の形態２４．図１に示した実施の形態
１においては、酸素を含むガスは放電空間５の外周部か
ら吸い込まれ、非放電部と放電部とで構成されたガス流
路を伝って中央部の排出口からオゾン化ガスとなって排
出される。このようなガスの流れを採用することには、
以下のような大きな利点がある。すなわち、（１）オゾンを含む活性化の強いガスは放電空間５の外
周部には全く漏れないため、放電空間５の外で使用する
材料はオゾン耐性を必要とせず、任意の材料が使用でき
る。（２）オゾン濃度が高く放電が不安定になる放電部ガス
下流域では、ガス流速が速くなり、高オゾン濃度下でも
安定な放電が得やすい。従って、放電が不安定になるよ
うな高オゾン濃度下での使用、あるいは安価な材料で装
置を構成する必要のある場合はこの方式が有効である。

【００６８】しかるに、図３３のようにオゾン発生装置
の中心部からガスを送り込み、放電空間５の外周部にガ
スを排出する構成を採用した場合には以下の利点が得ら
れる。すなわち、（１）放電空間のガス下流に行くほど、ガス流路の断面
積が大きくなる。一般に、ガス下流域では、ガス温度が
あがって流速が速くなり、流路の圧力損失が急増する
が、この構成を採った実施の形態では比較的低圧力損失
で流路を構成することができる。（２）放電空間の水分量が増加するとオゾン発生効率が
減少することが知られているが、この構成では電極冷却
水が多少もれても放電空間の水分量が増加することがな
く、水によるオゾンの発生効率の低下はない。水漏れの
恐れのある場合、ガス流体系の圧力損失を低く抑える必
要がある場合には、この方式が有効である。

【００６９】実施の形態２５．図３４は図１に示した１
組のオゾン発生ユニットを４０組重ねて構成した大容量
オゾン発生装置を示す。この構成で一時間に５ｋｇのオ
ゾンを発生することができる。図において２００は圧力
容器（容器）、２５０は図１に示したオゾン発生ユニッ
トを横方向に積層したオゾン発生ユニット群、２１０は
冷却水供給口ポート、２１１は冷却水排出口ポート、２
２０は高電圧の供給ポート、２３０は接地ポートであ
る。２４０は支持柱を示し、２箇の支持柱２４０によっ
てオゾン発生ユニット群２５０はそれぞれ位置決めされ
ている。圧力容器２００の外部から導入された酸素を含
むガス（図示せず）は、オゾン発生ユニット群２５０の
周辺から吸い込まれ、排気口から矢印８の方向にオゾン
化ガスとなって排出される。オゾン発生装置に２本の支
持柱２４０を配設し、オゾン発生ユニット群２５０を横
方向に積層したことにより、オゾン発生ユニット群の設
置の位置決めが容易になり、メンテナンスも短時間で行
える。

【００７０】実施の形態２６．図３５は、大容量オゾン
発生装置の他の実施の形態を示す図であり、図３５
（２）はその一部切り欠き側面図、図３５（１）はその
左方向から見た透視図、図３５（３）はその右正面図で
ある。

【００７１】本実施の形態は、図１に示したオゾン発生
ユニットを１２組積層したオゾン発生ユニット群２５０
を、前述のストレス緩衝板１００を介して、電極ユニッ
ト押さえバネ（弾性体）３２０で圧着固定したものであ
る。押さえバネ３２０は、上記実施の形態２１で示した
式を満足する荷重ｇをオゾン発生ユニット群２５０に印
加するように設定されており、バネ定数が５ｋｇ／ｍｍ
で３ｍｍ圧縮され、オゾン発生ユニット群２５０に１５
ｋｇｗの圧力を印加する。４２０は、各オゾン発生ユ
ニットのセラミックス板４の位置精度を保つための位置
決め板（位置決め手段）であり、各オゾン発生ユニット
の接地電極２に取り付けられている。

【００７２】オゾン発生ユニット群２５０は、圧力容器
２００中に載置され、高電圧供給ポート２２０を介し
て、各オゾン発生ユニットに対して高電圧が印加され
る。また、オゾンを発生する原料ガスは、ガス供給口７
１から圧力容器２００中に導入され、各オゾン発生ユニ
ットの外周部から放電空間中に吸入され、該原料ガスの
一部が該放電空間でオゾン化され、ガス排出口７２から
排出される。

【００７３】オゾン発生器の各発生ユニットは定期的に
点検する必要があるので、圧力容器２００にはガイドロ
ーラ（摺動手段）３１０が取り付けられており、圧力容
器２００が全体としてレール３１１上に載置され、図３
５（２）の左方向に移動できるようになっている。点検
時には、圧力容器２００を左方向に移動させ、オゾン発
生ユニット群２５０を露出させて点検する。このとき、
オゾン発生ユニットの電極を交換するときには、押さえ
バネ３２０を弛めて接地電極２間に挿入されている、導
電層３１の形成されたセラミックス板４を引き出して電
極の交換を行う。このため、接地電極２には該電極２を
摺動させるためのベアリング（移動手段）４１０が取り
付けられ、接地電極２はこのベアリング４１０がレール
４１１上を回転することによって左右方向に摺動して移
動できる。また、接地電極２に接続されている冷却水供
給口ポート２１０及び冷却水排出口ポート２１１は、図
３５（１），（２）に示すように、水平方向に移動でき
るようになっている。

【００７４】実施の形態２７．次に、図３５の如く積層
して用いるのに適した接地電極２の実施の形態について
説明する。図３６は、接地電極２の１実施の形態を示す
上半分切り欠き平面図（１）と、側面図（２）であり、
側面図（２）の上半分は平面図（１）の中心線Ｉ−Ｉ線
に沿った断面図となっている。接地電極２は、基板２Ａ
の両面に平板２Ｂ，２Ｃが溶接されて構成されており、
平板２Ｂ，２Ｃが放電面を形成する。基板２Ａには打ち
抜きプレスにより、冷却水用の流路５１２が形成されて
いる。図において、符号４１２は接地電極２を摺動させ
るためのベアリング４１０を取り付けるための切り込み
部を表し、この切り込み部４１２により接地電極２の位
置決めが行われる。符号４１３は接地電極２を積層する
ための取り付け穴を表し、該取り付け穴４１３中に支持
柱を嵌挿することにより接地電極２を積層する。符号５
１０は冷却水の供給口を表し、符号５２０は冷却水の排
出口を表す。冷却水は、供給口５１０から接地電極２中
に導入され、流路５１２中を流れて、排出口５２０から
排出される。供給口５１０の穴径は、他の流路５１２の
断面積より十分に小さく構成されており、冷却水の圧力
損失が大きくなる。この様に構成することにより、複数
個の接地電極２に均等に冷却水を流通させることができ
る。もし、この圧力損失の大きな部分が設けられていな
いと、図３５に示す冷却水供給口ポート２１０に近い接
地電極２には大量の冷却水が流れ、冷却水供給口ポート
２１０から遠い接地電極２には冷却水があまり流れない
という不都合が生じる。

【００７５】冷却水の流路５１２は、接地電極２の全面
を均等に冷却できるように、曲がりくねった細長い溝状
に構成されており、該溝状の流路５１２の断面積は、各
溝部分を流れる冷却水の流速がおよそ１ｍ／ｓ以上とな
るように、設計されている。更に、流路５１２中に発生
する気泡を有効に排出するために、流路５１２の一部に
細孔（バイパス）５１３が設けられている。この細孔５
１３は、図３６に示すように、流体力学的に気泡の発生
しやすい流路５１２の湾曲部に設けられている。

【００７６】実施の形態２８．図３７は、接地電極２の
他の実施の形態を示す上半分切り欠き平面図（１）と、
側面図（２）であり、側面図（２）の上半分は平面図
（１）の中心線ＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図となってい
る。本実施の形態においては、基板２Ａの流路５１２と
して用いられる溝は、止まり溝５１２ａとして構成され
ており、基板２Ａの裏側表面を放電面として利用するこ
とができる。これにより、平板２Ｂを１枚基板２Ａに溶
接するのみで接地電極２を構成することができ、部品点
数の削減、ひいてはコストの低減が可能となる。

【００７７】実施の形態２９．上述した各実施の形態に
おいて、スペーサ６１〜６４を接地電極２又はセラミッ
クス板４に接着又は溶接して固定すると、接着剤又は溶
接部の厚みによりスペーサ６１〜６４の厚みが変化して
しまい精度が落ちる恐れがある。そのため、スペーサ６
１〜６４の固定方法としては、十分な厚み精度を有する
スペーサ６１〜６４を接地電極２とセラミックス板４と
の間に挟み込んで、締め付ける方法が用いられている。
これにより、安価に高精度の空隙長が確保できる。この
方法による場合、図３２に示したように、垂直方向にオ
ゾン発生ユニット１０を積層してオゾン発生装置を構成
する場合には、スペーサ６１〜６４を固定するのは容易
である。しかるに、図３４及び図３５に示すように、水
平方向にオゾン発生ユニットを積層してオゾン発生装置
を構成する場合には、スペーサ６１〜６４を仮固定して
おかないと、各オゾン発生ユニットを積層するのが困難
である。

【００７８】本実施の形態はこの様な問題を解決するも
のであり、その構成を図３８に示す。図３８（１）は、
本実施の形態の接地電極２にスペーサ６５を懸下した状
態を示す平面図、図３８（２）は図３８（１）のＩＩＩ
−ＩＩＩ線に沿った断面を示す断面図である。図３８に
示すように、スペーサ６５の上端部は直角に折り曲げら
れて爪部４２２（嵌合部）が形成されており、該爪部４
２２が、接地電極２の上端部に設けられたスペーサの位
置固定用溝（凹部）４２１に嵌合するようになってい
る。この様に構成することにより、図３４あるいは図３
５に示すようにオゾン発生ユニットを水平方向に積層す
る場合、各オゾン発生ユニットの接地電極２の溝４２１
にスペーサ６５の爪部４２０を嵌合させてスペーサ６５
を接地電極２に懸下して保持できる。このようにして、
各オゾン発生ユニットの接地電極２とセラミックス板４
との間にスペーサ６５を保持した状態で、オゾン発生ユ
ニットを全体的に積層方向に締め付けることにより、オ
ゾン発生装置を容易に構成できる。即ち、スペーサ６５
は爪部４２０で接地電極２に保持されているので、オゾ
ン発生装置の組立工程で、スペーサ６５の位置がずれた
り、スペーサ６５が落下したりすることがない。なお、
セラミックス板４が多少湾曲していても、オゾン発生ユ
ニットを全体的に積層方向に圧着する事により、ストレ
ス緩衝板１００によりセラミックス板４が圧迫されセラ
ミックス板４の湾曲は矯正されて、各オゾン発生ユニッ
トの放電空間の空隙長の精度はスペーサ６５の精度と一
致する。このため非常に安価に高精度の空隙長を実現す
ることができ、かつオゾン発生装置の組立、またオゾン
発生ユニットの交換等の作業を容易に行うことができる
ようになる。

【００７９】実施の形態３０．もちろん図３９に示すよ
うに、支持柱２４０でオゾン発生ユニット群２５０の位
置決めを行い、該オゾン発生ユニット群２５０を縦方向
に積層してもよい。

【００８０】実施の形態３１．さらに、図４０に示すよ
うに、篭形支持柱２４１に各オゾン発生ユニットの接地
電極２、セラミックス板４を順次嵌挿してオゾン発生装
置を組み立てるようにすると、オゾン発生ユニットの各
構成部品の位置決めをより容易に、かつ安価に行うこと
ができる。

【００８１】実施の形態３２．オゾン発生ユニットを横
方向、もしくは縦方向に多段に積層した場合、各金属電
極を冷却する方法が複雑となる。小容量のオゾン発生装
置の場合は、前述したように金属電極にフィンを設けて
空冷する方法が有効である。しかし、コンパクトにオゾ
ン発生装置を設計するためには、水などの冷媒で直接冷
却する必要がある。この場合、各電極において、水の出
入りのための配管を各２本接続する必要がある。多段構
成を採用する場合、すべての配管をいちいち給水ポート
に接続していては、作業が面倒であり、装置の信頼性に
かける。実施の形態３２はこの問題を解決するものであ
り、図４１にその配管構成を示す。実施の形態３２のオ
ゾン発生装置は、接地電極２、セラミックス板４をスト
レス緩衝板１００を介して多段に積層し、接地電極２に
は図に示すように予め電極の外側を半周とりまく金属配
管（冷媒流通機構）２１２が溶接されている。もう一方
の水用の口には配管用ジョイント（冷媒流通機構）２１
３が接続されている。このような状態の接地電極２にセ
ラミックス板４、ストレス緩衝板１００で構成されるオ
ゾン発生ユニットをたとえば５段重ねて構成し、それぞ
れのジョイント２１３に配管２１２を接続する。こうし
てできあがった１モジュールを本体に移し、給水ポート
２１０のジョイント２１３に配管（冷媒流通機構）２１
４で接続する。このように構成することにより、オゾン
発生モジュールはオゾン発生装置本体の外部で組み立て
ることができ、本体内の作業は給水ポート２１０との接
続だけですむ。したがって、作業効率は改善され、本体
内での水漏れの危険性は非常に小さくなる。

【００８２】実施の形態３３．図４２はこの発明の実施
の形態３３を示す断面図である。この実施の形態は１個
の放電空間５を有する小容量のオゾン発生装置である。
接地電極２には冷却水２１１を循環させるための空洞２
３が底部に設けられ、また周辺部の壁面の上面には、ガ
ス密封用のゴム板３３０を介して上板２４が設けられて
いる。このようにして、ガス供給口７１とガス排出口７
２を除いて密閉された状態となっている。接地電極２の
内側の底面上にはスペーサ６１を介してセラミックス板
４が載置され、放電空間５を形成している。

【００８３】２２０は高電圧を供給する給電端子であ
り、給電板２２００が先端に接続されている。給電板２
２００はストレス緩衝板１００を押圧しており、ストレ
ス緩衝板１００により導電層３１を介してセラミックス
板４が押圧されることにより放電空間５の空隙長が適正
に保たれる。また、ストレス緩衝板１００の表面は導電
性の薄膜１００１により被覆されており、給電板２２０
０はこの薄膜１００１を介して導電層３１と電気的に接
続されている。このように構成することによりストレス
緩衝板１００として絶縁性の材料を用いることができ、
広い範囲の材料を用いることが可能となる。また、スト
レス緩衝板１００の表面は導電性の薄膜１００１により
被覆されているため、ストレス緩衝板１００の内部には
電界が発生せず、従ってボイド放電が発生して素材が劣
化することがない。

【００８４】オゾンを発生する原料ガスはガス供給口７
１から接地電極２と上板２４とにより形成される空間に
導入され、導電層３１と接地電極２との間で高電圧電界
が印加された放電空間５中でその原料ガスの一部がオゾ
ン化され、オゾンを含むオゾン化ガスとしてガス排出口
７２から排出される。

【００８５】実施の形態３４．図４３はこの発明の実施
の形態３４を示す図であり、図４３（１）はスペーサ６
１とストレス緩衝部材（弾性体）１００２との位置関係
を示す一部省略正面透視図、図４３（２）は図（１）の
ＩＶ−ＩＶ線に沿って取った断面図である。本実施の形
態においては、ストレス緩衝部材１００２はバネ状部材
であり、複数個のストレス緩衝部材１００２はそれぞれ
スペーサ６１の上に位置するように設けられている。ス
トレス緩衝部材１００２としてバネ状部材を用いること
によりセラミックス板４へ印加される加重の調整が容易
となり、また、ストレス緩衝部材１００２をスペーサ６
１の上に配置することによりセラミックス板４の損傷を
防止できる。さらに、ストレス緩衝部材１００２は接地
電極２が最も撓む位置、即ち空洞２３の中心位置の上方
に配置され、セラミックス板４を接地電極２の撓みに合
わせて変形させ、放電空間５の空隙長を一定に保つよう
にしている。

【００８６】実施の形態３５．図４４はこの発明の実施
の形態３５を示す図であり、図４４（１）はスペーサ６
１とストレス緩衝部材１００２との位置関係を示す一部
省略正面透視図、図４４（２）は図（１）のＶ−Ｖ線に
沿って取った断面図である。本実施の形態においては、
絶縁物で構成された部材２２１０がゴム板３３０と給電
板２２００との間に挿入されている。これにより、セラ
ミックス板４に印加される加重が該部材２２００により
吸収され、該加重が給電端子２２０にはなんら負荷が掛
からず、給電端子２２０がストレス緩衝部材１００２か
らの反力により破損される恐れがない。

【００８７】実施の形態３６．図４５はこの発明の実施
の形態３６を示す平面図（同図（１））及び断面図（同
図（２））である。図４５（２）に示すように、本実施
の形態においては、各オゾン発生ユニットの接地電極２
の端部が、各オゾン発生ユニットを積層した場合に、ガ
スが流動するガス連結孔３５０と放電空間５を除いて密
閉される空間を形成する。図において、２２５は電極３
に高電圧を給電する高電圧給電継手、２６０は積層され
た各オゾン発生ユニットを押圧する押圧用冷却水ジョイ
ント、２７０は各オゾン発生ユニットを押圧する押さえ
板、２８０はオゾン発生ユニット用ガス継手、２９０は
オゾン発生ユニット用冷却継手、３００はオゾン発生ユ
ニット押さえボルト、３１０はオゾン発生ユニット上
板、３１１はオゾン発生ユニット底板、３２０はヒュー
ズ止めＯリング、３３０はガス密閉Ｏリング、３４０は
放電空間５にガスを供給するガス供給室（密閉空間）、
３５０はガス継手２８０を介して各ガス供給室にオゾン
発生のためのガスを供給するガス連結孔である。

【００８８】本実施の形態の接地電極２の片面の周辺部
には円周状にＯリング溝が構成されており、各オゾン発
生ユニットを積層する際該Ｏリング溝にＯリング３３０
を嵌合せしめることによりガス供給室３４０からのガス
漏れが防止される。ガスは、図の矢印７から本実施の形
態のオゾン発生装置に供給され、ガス継手２８０、ガス
連結孔３５０、ガス供給室３４０を介して各オゾン発生
ユニットの放電空間５に供給され、該放電空間５におけ
る電極２，３間の放電現象により発生したオゾンガスを
含んで矢印８からガス供給継ぎ手２８０を介して放出さ
れる。

【００８９】本実施の形態においては、上述の如く、単
に各オゾン発生ユニットを積層することにより接地電極
２によりガス供給室３４０が形成されるので、積層した
オゾン発生ユニットを収納してガス流路を形成するため
の容器が不要となる。

【００９０】実施の形態３７．これまでの実施の形態に
おいては、電極の中央部にガスの排出口（もしくは供給
口）を設け、ガスが外周部から中心部、もしくは中央部
から外周部に流れるものであったが、図４６に示すよう
に、１つの放電空間のオゾン発生ユニットにガス供給口
７１、ガス排出口７２をそれぞれ備え、放電の発生しな
い非放電部を形成するスペーサ６１を互い違いに交差し
た２組の櫛歯状に設けることにより、ガス流が放電空間
内部を図の左右方向へ交互に通流するように構成でき
る。図において、２は接地電極、７１，７２はそれぞれ
ガスの供給口、排出口である。６１は非放電部を構成す
るスペーサであり、供給口７１から導入されたガスは、
放電部でオゾンに変換されながら図中矢印８１の方向に
流れ、排出口７２から排気される。図４８に示す従来の
オゾナイザでは放電空間の空隙長が均一に保てない、放
電空間内のガスの流れが規定できず、放電してもガスが
流れない部分があったが、本実施の形態のごとくガスを
通流することにより上記問題点は解決でき、効率のよい
オゾン発生が得られる。勿論、図４６の電極の外周部に
従来のように例えばシリコンゴム等からなるシール材を
用いて、放電空間からガスが漏れることを防止すること
もできる。

【００９１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、オゾ
ン発生ユニットの電極面全域にわたって前記電極間に電
極間距離を一定に保つための部材を分散的に挿入するこ
とにより、前記放電の発生しない非放電部を分散配置し
て前記放電空間の放電空隙長を０．６ｍｍ以下としたの
で、均一で超短空隙の放電空間が実現でき、それにより
高効率にガスを冷却でき、オゾンの熱的分解反応を抑え
ることができる、また、オゾン発生ユニットを複数個用
いることにより大容量のオゾン発生装置を構成した場
合、空隙精度が良いため、各放電空間に流れるガス流
量、各放電空間に投入される放電電力にばらつきがな
く、高効率な大容量のオゾン発生装置を実現することが
できるなどの効果がある。

【００９２】また、この発明によれば、前記オゾン発生
ユニットの電極の一方を接地し、かつ金属で形成し、該
金属で形成された電極の表面を切削することにより前記
金属で形成された電極の表面に凸部と凹部とを形成し、
該凸部及び凹部とにより前記非放電部と前記放電を行う
放電部とを形成したので、加工が容易で部品点数の少な
い安価なオゾン発生装置が得られる効果がある。

【００９３】また、この発明によれば、前記オゾン発生
ユニットの電極の一方を接地し、かつ金属で形成し、該
金属で形成された電極の表面に同種又は異種の材料を堆
積することにより前記金属で形成された電極の表面に凸
部と凹部とを形成し、該凸部及び凹部とにより前記非放
電部と前記放電を行う放電部とを形成したので、加工が
容易で部品点数の少ない安価なオゾン発生装置が得られ
る効果がある。

【００９４】また、この発明によれば、前記オゾン発生
ユニットの誘電体の表面を切削することにより前記誘電
体の表面に凸部及び凹部を形成し、該凸部及び凹部によ
り前記非放電部と前記放電のための放電空間とを形成し
たので、加工が容易で部品点数の少ない安価なオゾン発
生装置が得られる効果がある。

【００９５】また、この発明によれば、前記オゾン発生
ユニットの誘電体の表面に同種又は異種の材料を堆積す
ることにより前記誘電体の表面に凸部及び凹部を形成
し、該凸部及び凹部により前記非放電部と前記放電のた
めの放電空間とを形成したので、加工が容易で部品点数
の少ない安価なオゾン発生装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示す断面図であ
る。

【図２】この発明の実施の形態１の誘電体電極を示す
平面図である。

【図３】この発明の実施の形態１のストレス緩衝板を
示す平面図である。

【図４】空隙長とオゾン発生効率の関係を示すグラフ
図である。

【図５】投入エネルギーとオゾン濃度との関係を示す
グラフ図である。

【図６】オゾン生成速度とオゾン解離反応速度との比
ｋとガス圧力ｐと放電空隙長ｄとの積ｐｄとの関係を示
すグラフ図である。

【図７】電子エネルギー分布を換算電界の関数として
示すグラフ図である。

【図８】酸素と窒素の分率比が１対４である空気原料
ガスに用いた場合のオゾン発生特性を示すグラフ図であ
る。

【図９】図８の結果を放電空隙長ｄとガス圧力ｐとの
積ｐｄでまとめた結果を示すグラフ図である。

【図１０】この発明の実施の形態１の放射状金属スペ
ーサを示す平面図である。

【図１１】非放電部の面積と放電部の面積の比を変化
させたときのオゾン発生効率の変化を示したグラフ図で
ある。

【図１２】非放電部の面積と放電部の面積の比を変化
させたときのオゾン発生効率の変化を放電空間の空隙長
毎に示したグラフ図である。

【図１３】この発明の実施の形態２を示す断面図であ
る。

【図１４】この発明の実施の形態３を示す断面図であ
る。

【図１５】図９の実施の形態３の電極に印加する電圧
の波形を示す波形図である。

【図１６】この発明の実施の形態４の糸状スペーサを
示す平面図である。

【図１７】この発明の実施の形態５の飛び石状金属ス
ペーサを示す平面図である。

【図１８】この発明の実施の形態６の渦巻き状金属ス
ペーサを示す平面図である。

【図１９】この発明の実施の形態８の導電層設置位置
を示す平面図である。

【図２０】この発明の実施の形態９の削り込み接地電
極を示す平面図である。

【図２１】この発明の実施の形態１１のデポ型誘電体
電極を示す平面図である。

【図２２】この発明の実施の形態１２の嵌合型電極構
造を示す断面図である。

【図２３】この発明の実施の形態１３の一体化した電
極構造を示す断面図である。

【図２４】この発明の実施の形態１３の一体化した電
極の改良型を示す断面図である。

【図２５】この発明の実施の形態１４のモールド型緩
衝板を示す断面図である。

【図２６】この発明の実施の形態１５のストレス緩衝
部材を示す断面図である。

【図２７】この発明の実施の形態１７のストレス緩衝
部材を示す断面図である。

【図２８】この発明の実施の形態１８のストレス緩衝
部材を示す断面図である。

【図２９】この発明の実施の形態１９のストレス緩衝
部材を示す断面図である。

【図３０】この発明の実施の形態２１の接地電極を示
す断面図である。

【図３１】この発明の実施の形態２２の接地電極を示
す断面図である。

【図３２】この発明の実施の形態２３のオゾン発生ユ
ニット群に１個のストレス緩衝板を設置した状態を示す
断面図である。

【図３３】この発明の実施の形態２４のガス流逆転状
態を示す断面図である。

【図３４】この発明の実施の形態２５の横積層型大容
量オゾン発生装置を示す断面図及び正面図である。

【図３５】この発明の実施の形態２６の大容量オゾン
発生装置を示す一部切り欠き側面図、左方向からみた透
視図及び右正面図である。

【図３６】この発明の実施の形態２７の接地電極の上
半分切り欠き平面図及び側面図である。

【図３７】この発明の実施の形態２８の接地電極の上
半分切り欠き平面図及び側面図である。

【図３８】この発明の実施の形態２９の接地電極にス
ペーサを懸下した状態を示す平面図及び側面図である。

【図３９】この発明の実施の形態３０の縦積層型大容
量オゾン発生装置を示す正面図及び断面図である。

【図４０】この発明の実施の形態３１の篭形支持柱を
示す斜視図である。

【図４１】この発明の実施の形態３２の積層型大容量
オゾン発生装置における冷却水配管を示す平面図及び側
面図である。

【図４２】この発明の実施の形態３３のオゾン発生装
置を示す断面図である。

【図４３】この発明の実施の形態３４のオゾン発生装
置を示す一部省略正面透視図及び断面図である。

【図４４】この発明の実施の形態３５のオゾン発生装
置を示す一部省略正面透視図及び断面図である。

【図４５】この発明の実施の形態３６を示す平面図及
び断面図である。

【図４６】この発明の実施の形態３７のオゾン発生装
置を示す横断面図である。

【図４７】従来のオゾン発生装置を示す断面図及び正
面図である。

【図４８】従来の他のオゾン発生装置を示す断面図及
び正面図である。

【図４９】従来のオゾン発生装置のオゾン発生特性の
一例を示すグラフ図である。

【図５０】従来のオゾン発生装置のオゾン発生特性の
他の例を示すグラフ図である。

【図５１】従来のオゾン発生装置のオゾン発生特性の
他の例を示すグラフ図である。

【図５２】放電空隙長に対するオゾン発生効率の一例
を示すグラフ図である。

【符号の説明】

２接地電極（金属電極）、３高圧電極、４セラミ
ックス板（誘電体）、５放電空間、６，６１スペー
サ、９ガス排出管（ガス供給機構）、１０オゾン発生
ユニット、１０Ａ孔（隙間）、２１電極切削部（凹
部）、２２電極母材表面（凸部）、２３空洞（水
路）、２４上板（電極）、２５ステンレス板（金属
板）、２６円環部材（金属）、３１導電層（電
極）、３２穴（ガス供給機構）、４４誘電体のエッチ
ング部（凹部）、７１ガス供給口（ガス供給機構）、
７２ガス排出口（ガス供給機構）、１００，１００２
ストレス緩衝板（弾性体）、１０１開口部（ガス供
給機構）、１２０金属環（弾性体）、２００圧力容
器（容器）、２１２金属配管（冷媒流通機構）、２１
３配管用ジョイント（冷媒流通機構）、２１４配管
（冷媒流通機構）、２２０給電端子、２４０支持
柱、２４１篭形支持柱、３１０ガイドローラ（摺動
手段）、３２０押さえバネ（弾性体）、３４０ガス
供給室（密閉空間）、４１０ベアリング（移動手
段）、４２０位置決め板（位置決め手段）、４２１
位置固定用溝（凹部）、４２２爪部（嵌合部）、５１
０冷却水供給口、５１３細孔（バイパス）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者八木重典兵庫県尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者吉沢憲治兵庫県尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者向井正啓兵庫県尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社生産技術センター内 (72)発明者越智順二兵庫県尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社生産技術センター内 (72)発明者小沢建樹兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号三菱電機株式会社制御製作所内Ｆターム(参考） 4G042 CA01 CC02 CC05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向して配置されその間に高電圧が印加
されることにより放電を発生せしめる２個の電極と、該
電極間に設置され該電極間を絶縁する少なくとも１個の
誘電体と、前記電極間に酸素を含むガスを供給するガス
供給機構とを備え、前記放電によりオゾンを発生する少
なくとも１個のオゾン発生ユニットを有するオゾン発生
装置において、前記オゾン発生ユニットの電極面全域に
わたって前記電極間に電極間距離を一定に保つための部
材を分散的に挿入することにより、前記放電の発生しな
い非放電部を分散配置して前記放電空間の放電空隙長を
０．６ｍｍ以下としたことを特徴とするオゾン発生装
置。
【請求項２】前記オゾン発生ユニットの電極の一方を
接地し、かつ金属で形成し、該金属で形成された電極の
表面を切削することにより前記金属で形成された電極の
表面に凸部と凹部とを形成し、該凸部及び凹部とにより
前記非放電部と前記放電を行う放電部とを形成したこと
を特徴とする請求項１記載のオゾン発生装置。
【請求項３】前記オゾン発生ユニットの電極の一方を
接地し、かつ金属で形成し、該金属で形成された電極の
表面に同種又は異種の材料を堆積することにより前記金
属で形成された電極の表面に凸部と凹部とを形成し、該
凸部及び凹部とにより前記非放電部と前記放電を行う放
電部とを形成したことを特徴とする請求項１記載のオゾ
ン発生装置。
【請求項４】前記オゾン発生ユニットの誘電体の表面
を切削することにより前記誘電体の表面に凸部及び凹部
を形成し、該凸部及び凹部により前記非放電部と前記放
電のための放電空間とを形成したことを特徴とする請求
項１記載のオゾン発生装置。
【請求項５】前記オゾン発生ユニットの誘電体の表面
に同種又は異種の材料を堆積することにより前記誘電体
の表面に凸部及び凹部を形成し、該凸部及び凹部により
前記非放電部と前記放電のための放電空間とを形成した
ことを特徴とする請求項１記載のオゾン発生装置。
【請求項６】前記切削はエッチング法により成される
ことを特徴とする請求項２または請求項４記載のオゾン
発生装置。
【請求項７】前記堆積は、溶射またはＣＶＤにより成
されることを特徴とする請求項３または請求項５記載の
オゾン発生装置。