JP2008308372A - オゾン発生装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】
放電回数を増加させ、オゾン発生効率を上昇させて消費電力を削減し、電源回路小型化できるオゾン発生装置を提供する。
【解決手段】
誘電体に覆われた表面が平坦電極と相対する表面が多数の突起電極とからなる放電装置であって、前記突起電極はステンレス製で、突起電極の各突起の先端と前記平坦電極との最短距離を等しくするとともに突起の密度を５.８〜３３.７本／ｃｍ²とし、平坦電極と突起電極に高電圧を印加し、平坦電極の誘電体と突起電極との放電空間に酸素又は空気を通過させてオゾンを発生させるオゾン発生装置。
【選択図】図５

Description

本発明は、相対する二つの電極間に高電圧を印加し、形成された両電極で起こる放電空間に酸素または空気を通過させてオゾンガスを発生させるオゾン発生装置の技術に関する。

オゾンは、その強力な酸化力によって、殺菌、脱臭、脱色など多くの分野に応用がなされているが、オゾンを発生させるには、一般的、図１の無声放電式オゾン発生装置に示すように、平板電極ａ,ｂに平行に対向するように設け、一方の電極ａはセラミック等の誘電体ｄを覆って、誘電体ｄと他方の電極ｂとで放電空間eを形成し、両電極に高周波高電圧交流電源ｃにより高電圧を印加して放電空間ｅで放電を行い、この放電空間ｅに空気や酸素ガスｆを通過させてオゾンを発生させるオゾン発生装置が知られている。
このオゾン発生装置は、放電面積が大きいことから無声放電が可能で古くからオゾン発生に利用されているが、両電極間に高周波、高電圧を印加することから消費電力の多さが問題となり、また、電力の多くが熱に変わり、その熱が発生したオゾンを分解してしまうため、効率が悪いといった問題点があり、さらに、高電圧を発生するための電源装置、それを受け入れる放電部で発生する熱を冷却する水冷装置などが必要なので、全体では比較的大型な設備となってしまうといった問題点があった。
そのため、小型化や低消費電力化の必要から、放電効率を上げる構造が求められ、特許文献１に開示され、図２の無声放電オゾン発生装置に示すような、多数の突起電極を設ける技術が提供されている。しかし、両平板電極よりも消費電力が少なくなるが、依然として、消費電力は多く、更なる消費電力を節約できるオゾン発生装置の開発が要望されている。

特開平０８−５９２１３号公報

本発明の課題は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、多数突起電極を備えたオゾン発生装置において、より小型軽量化が可能で、より低消費電力でオゾン発生効率の良いオゾン発生装置を提供することである。

ところで、特許文献１は、多数の突起を有する所謂マルチポイント電極を使用することにより、両平板状の電極より消費電力は少なくなる技術を開示しているが、本発明者らは、更に突起電極を多数にして、極めて密集状態となる突起密度とすると消費電力が少なくなるが、密集状態が更に細かくなり平板に近づくと消費電力が逆に多くなり、突起密度の最適密度が存在することを見出した。そして、その最適密度は電極の金属によっても異なることを見出した。
その研究過程で、従来の多数の突起電極は、通常、電気伝導性の良好な銅や真鍮等が使用されていたが、オゾン発生のための突起電極の先端は鋭利な針先形状であるが、この針先形状であると放電により先端の損耗が激しく、損耗によって先端の形状や突起の高さが変わると期待通りの放電が得られなくなり、また、突起間のバラツキも大きくなり、したがって、放電の効率が低下するといった問題点があり、特に、使用初期の先端の損耗が激しく、この期間でのオゾン発生能力が大きく変動してオゾンの発生量の制御が難しくなり、先端の損耗の度合いもまちまちで結果としてオゾン発生効率も低下することを見出した。

このため、銅や真鍮以外のステンレス(ＳＵＳ)の針状の突起電極を用いた放電装置を連続稼働させたところ、放電開始から５日までは急激にオゾン発生量が減少し不安定であったが、その後は安定したオゾン発生量となり、オゾン発生量も高水準を維持することが判った。この安定した状態の突起電極の先端部の状態を拡大してみると、先端部の角が損耗し始めてＲ形状や平坦状となって安定するので、予めこの安定する形状にしておけば、長期に亘ってオゾンの発生効率が良く安定した性能を維持することを見出した。
更に、オゾン発生濃度を高めるには、放電空間以外の部分である突起の根元の部分の空隙を極力少なくして、通過する原料の空気や酸素ガスを効率よく放電空間に導く必要がある。しかし、放電により装置が高温になると折角生成したオゾンガスが熱分解するので放電空間近傍を冷却しなければならない。そこで、前記の突起形状は電極の冷却フィンの役目も果たしているので、前記突起根元の部分の空隙に着目して、最低限の空隙だけを残して、突起を角柱、角錐、円錐形状にして表面積を同じ或いは増加させて、突起根元の無駄な空隙を削減すれば、冷却効果を維持しながら放電空間の空気や酸素ガス等の通過量の比率を上げることが可能であることを見出した。

本発明は、上記課題を解決するために、上記知見に基づきなされたもので、請求項１の発明のオゾン発生装置は、誘電体に覆われた表面が平滑な平坦電極と相対する表面に多数の突起を有する突起電極とで放電空間を形成し、前記突起電極はステンレス製であり、該突起電極の各突起の先端と前記平坦電極との最短距離を等しくするとともに突起の密度を５.８〜３３.７本／ｃｍ²とし、前記平坦電極と突起電極とに高電圧を印加し、前記放電空間に酸素又は空気を通過させてオゾンを発生させることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１のオゾン発生装置において、前記平坦電極の基盤と、相対する前記多数突起電極の基盤とが平板状であることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１のオゾン発生装置において、前記多数突起電極の基盤が円柱形状であり、相対する前記平坦電極が円柱形状の突起電極を囲む円筒形状であることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１乃至３のオゾン発生装置において、前記多数突起電極の突起は基盤の根元に近くなるに従い断面積を大きくし、突起の先端は０.１〜０.７mm²の平坦部を有することを特徴とする。
請求項５の発明は、前記突起電極は、請求項１乃至４のオゾン発生装置において、基盤の根元に近い程断面積を大きくした錘形とし、且つ、隣り合う突起電極の根元の間隔は１.０mm以下とすることを特徴とする。

請求項１乃至３の発明によれば、オゾン発生装置において突起電極をステンレス製としたので放電による損耗を少なくすることができ、多数突起電極の突起の密度を５.８ 〜 ３３.７本／ｃｍ²とマルチポイント形状にしたことで、放電回数が増加し、また、放電開始電圧を低下させることができ、オゾン発生効率も上昇して消費電力も削減でき、電源回路小型化も可能である。
請求項４の発明によれば、請求項１の効果に加えて、突起の損耗による形状変化が少なくなり、稼働初期から安定したオゾン発生量とすることができ、オゾン発生量の長期安定が可能となり、供給電源の制御も容易となる。
請求項５の発明によれば、請求項１乃至４の効果に加えて、電極の表面積を広くしているので、放電に伴って発生する熱を放散する放熱効果が大きく、また、隣り合う極間を通過する原料空気等と発生したオゾンガスの流れによって冷却される。結果として、熱によるオゾンの分解を抑制してオゾンの生成効率をあげることができ、生成効率（単位消費電力量あたりのオゾン生成量）が良いので、その分だけ消費電力を削減でき、同時に電源部を小型化できる。

本発明のオゾン発生装置の好適な実施例を図を参照して説明するが、先ず、多数突起電極の単独の突起の形状について説明する。
放電電極である突起電極の個々電極の先端は、鋭利であるほうが突起の特性を生かせるが、実際には放電開始時から放電の影響によって先端が損耗し始め、丸みを帯びてくるが、やがて、Ｒ形状或いは平面形状の大きさがある程度まで進むと、損耗の進行が非常に遅くなることを見出したが、放電初期の段階の損耗の進行中は、放電も不安定で、オゾン発生装置としての制御が困難であり、しかも、不揃いの高さとなるので放電回数や放電効率も減ることもある。
本発明の実施例では、予め先端をある程度のＲ形状あるいは面取り形状を施して、最初から安定した放電と高水準での放電効率を確保するようにしているが、突起の先端は損耗を抑えるために、あまり先端の平坦部の面積を大きくすると平板電極に近くなるので、「突起」電極の特性を失わない程度に平面化する必要がある。
また、円柱や角柱のように先端の断面積と根元までの断面積が同じであると損耗が根元まで続くことになるので、根元に近づくに従い突起の断面積が大きくなる形状であることが必要であり、円錐形、多角錐形、あるいは多角柱の上部が多角錘形のものがよく、これらの形状を適宜選択すればよい。

以上のような条件を満たす突起電極の形状の１例として、図３の４角錐形の実施例１で説明する。
図３(ａ)に示すように、下方(根元)へ行くほど太くなる４角錐形の突起で先端での対角度α＝２０°〜９０°とし、実施例１では、図３(ｂ)に示すように、先端近くを平坦部１１にして、下方に行くほど太くすることで放電による損耗がある位置で止まり進行し難い形状で、その先端の平坦部１１の面積は、０.５mm² 及び、０.１〜０.７mm²（後述の実施例２乃至３[グラフ２]参照）としている。
すなわち、突起先端が損耗するのは、電荷が突起先端の鋭利な１点に集中して放電し、鋭利な点ほどたちまち損耗するが、その結果、全体としてはやがてＲ形状となり、さらに進行すれば、理論的には平面となるものと考えられるが、平面に近づくほど放電はし難くなり、その結果損耗も進行し難くなる。
本実施例１では、先端角度α＝３０°としたが、先端角度が大きすぎれば初めから放電し難くなるので、自ずと限界があり、先端角度α＝２０°〜９０°であれば有効に使用できる。

このように、本発明の実施例１では、前述した知見に基づき、予め、安定した放電形状の突起電極にしておくことで、長期に亘って安定した放電が可能で、且つ、他の突起電極との高さも同一として放電効率も水準を維持する形状にしておくものである。更に、材質も電気伝導からすれば銅や真鍮が良いが、放電による損耗が大きく、このため、本実施例１では損耗を少なくして使用期間を長くするためにステンレス(ＳＵＳ)を用いている。
この実験使用したステンレスの規格はＳＵＳ３０４であるが、ステンレス(ＳＵＳ)であれば、規格がＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３０９、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６ 等のオーステナイト系、および ＳＵＳ４０９、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４３０ 等のフェライト系が使用可能である。

さらに、前記突起電極を集合した多数の突起電極について説明するが、この実施例１の先端が未処理の形状、すなわち、先端角度α＝３０°の鋭利にとがった図３(ａ)の形状でステンレス製の突起電極を、図４に示すような、巾６０mm×長さ２２０mmのステンレス製基盤２上に１４６５本設けたものを参考例１(但し、図４は先端平坦部のある電極の実施例の例で、参考例ではない。)とし、同様の形状の真鍮製基盤に突起を設けた電極を参考例２として、図５のオゾン発生装置(但し、図５は先端平坦部のある電極の実施例の例で、参考例ではない。)とに取り付け、連続稼働してオゾン発生量の初期の変化を調べたのが、図６の[グラフ１]である。
この[グラフ１]から判るように、参考例１のステンレス(ＳＵＳ)の針状の突起電極の放電装置を連続稼働させると、放電開始から５日までは急激にオゾン発生量が減少し不安定であったが、その後は安定したオゾン発生量となった。この安定した状態の突起先端部の状態を拡大してみると、先端部の角が損耗し始めてＲ形状となって、その平坦面積は０.１〜０.７mm²の平坦部となっていた。他方、参考例２の真鍮は、放電による損耗が激しいのが原因と考えられるが、オゾンの発生量の変化が激しく、制御が極めて難しいことが判る。また、参考例２は突起の高さが不揃いになる為か、オゾン発生量の増減の変化が激しい。
したがって、突起電極の材質がステンレスであれば、長期に安定した性能が得られることが判る。

この平坦部の面積を適正値を調べたのが、図７の[グラフ２]である。
実施例１での突起電極１は、図３(ｂ)に示す形状で平坦部１１の面積は０.５mm²とし、対向角αは３０°各突起の基盤２(図４)の根元からの高さは５mmであり、図４に示すように、ステンレス製基盤２上に１４６５本のステンレス製の突起を縦横方向に整列させ、その突起密度１１．１／ｃｍ²であり、実際には密集した状態である。
この密集した突起電極１を、図５に示すように、オゾン発生装置の上側の上部枠体５１に固定し、相対するセラミックの誘電体４に覆われた表面が平坦電極３を下側の下部枠体５２に固定し、誘電体４（平坦電極３）と突起電極１を平行状態で突起先端の距離を１.５ｍｍとした放電空間ｅを形成し、この放電空間ｅに空気(又は酸素ガス)を送り込む。また、突起電極１の基盤２からはリード線２１が、平坦電極(基盤)３からはリード線３１が接続され、従来装置と同様に両電極に高周波高電圧交流電源により高電圧が印加されている。
ここで、誘電体４が厚すぎると、突起電極１と平坦電極３の距離が遠くなり、放電のため大きな電力を必要として消費電力が増加してしまう。セラミック誘電体４はできるだけ薄いほうが望ましいが、強度面から限界もあるので、実施例では厚さ２mmを使用している。誘電体はセラミック製の場合であれば、厚さ１.５〜２mmが使用可能である。
平坦電極３を覆うセラミック誘電体４と突起電極１の突起先端との隙間距離は１.５mmとしている。隙間距離は小さいほうが放電しやすく消費電力が少ない。放電し易くするには、間隔距離が０mmでも可能であるが、オゾン発生量が少ない。また、距離が開くほどオゾン発生量が増加するが、同時に消費電力が大幅に増加し、間隔距離２.５mm以上では消費電力が大きくなりすぎて実用的ではない。これらのことから、間隔距離は０〜２.５mmが設定可能であるが、オゾン発生量と消費電力のバランスを考えて、本実施例での間隔は、１.５mmに設定しており、実際の電極間の距離は、１.５mm＋２mm＝３.５mmである。

なお、隣り合う突起の側面は放電に寄与しないが、空気等に触れて突起電極１を冷却する冷却空間ｇを形成する。同様に、実施例２では０.１mm²、実施例３では０.７mm²で放電状態を調べたが、先端の平坦部１１の大きさ以外は、実施例１と同じである。なお、この実験でオゾン供給装置への供給空気は５リットル/minであり、以後の実験ではことわりがない限り、この数値である。
この[グラフ２]から判ることは、安定状態を維持する実施例１、実施例２、実施例３において、実施例２の突起先端の平坦部の面積が０.１mm²ではオゾン発生量は多いが、損耗は拡大して検査すると実施例１、実施例３に比べると多く、逆に、突起の先端の平面が大きくなれば放電はし難くなり、比較例１もステンレス製ではあるが、１.０mm²とするとオゾン発生量は少なく効率も低くなる。したがって、突起電極１での突起先端の平坦部１１の面積は０.１〜０.７mm²がよく、これ以上面積を大きくすると平板電極に近づき性能が劣るので、損耗を考慮すれば０.５mm²の前後がより好ましい。

[突起密度]
オゾンの生成量は、放熱のエネルギーロス等を無視すれば、おおよそ消費電力に比例することから、消費電力によってオゾン生成量を比較することが出来るが、前記実施例のような多数突起電極にすれば、[グラフ２]に見られるように、低電圧で放電をはじめ、全体にわたって、低電圧でより多くのオゾンを発生でき、一般にバリア放電では移動するトータルの電荷量が等しい場合に１つのマイクロ放電での電荷量を小さくして、多くの放電を起こすことで活性種を効率よく発生でき、したがって、突起数を増やしてマイクロ放電数を増やせばオゾン発生量を増やすことが出来る。
しかし、突起が多すぎると、それだけ「平面」に近づき、却ってマイクロ放電数は減少し、「突起」電極の効果を損なうものと考えられ、突起数密度には限界がある。逆に、突起数が少なければこれも平面と変わらなくなる。

本発明者らの研究により、以下の実験で判るように、放電する突起電極の密集する突起数密度には最適値或いは最適範囲が存在し、その密度は電極の材質によっても異なることを見出した。
長期に安定した放電性能を得る突起電極の材質としては、電極の損耗が少なく、ステンレスが最適であり、突起形状は先端に平坦部がある円錐形、多角錐形、あるいは、多角錘形が最適である。ここで、最適突起密度について、実施例１の形状で、その大きさを比例的に変えて、密度を変えてその投入エネルギー密度とオゾン発生量との関係を調べたのが、図８の[グラフ３]である。
この[グラフ３]での実施例１、実施例４〜６、及び、比較例２、比較例３は、全て４角錐形状で、先端の傾斜角度α＝３０°、先端平坦面積０.５mm²の突起電極とし、基盤は巾６０mm×長さ２２０mmのステンレス製基盤上２に切削加工により製造したもので、突起密度だけを下記のように変えてある。
実施例１・・１４６５本：突起密度１１.１本／ｃｍ²
実施例４・・・７６５本：突起密度 ５.８本／ｃｍ²
実施例５・・３０７５本：突起密度２３.３本／ｃｍ²
実施例６・・４４４８本：突起密度３３.７本／ｃｍ²
比較例２・・・３９６本：突起密度 ３.０本／ｃｍ²
比較例３・・８０９２本：突起密度６１.３本／ｃｍ²
この[グラフ３]から判るように、比較例２の突起密度が少ない３.０本／ｃｍ²の電極では１７Ｊ／Ｌにおけるオゾン発生量は０.３g/hで、実施例１の突起密度１１.１本／ｃｍ²の０.９g/hに比べて１／３程度であり、逆に、突起密度が多い比較例３の６１.３本／ｃｍ²ではオゾン発生量が０.５g/hで、実施例１の突起密度１１.１本／ｃｍ²の０.９g/h比べてほぼ半分となる。
したがって、[グラフ３]から突起密度は実施例４の５.８本／ｃｍ²〜実施例６の３３.７本／ｃｍ²が好ましく、より好ましくは実施例５の２３.３本 〜実施例６の３３.７本／ｃｍ²である。
なお、突起密度の範囲は、突起の材質によって異なり、例えば、電気伝導率のよい真鍮では、１０００本：突起密度７.６本／ｃｍ²〜２０００本：突起密度１５.２本／ｃｍ²であった。

[冷却作用]
図５に示すように、実施例の突起電極１は、多数の突起先端部から放電するので、長時間使用すると加熱され、放電空間の温度は上昇する。オゾン発生装置においては、電極周囲の温度が上昇すると、オゾンの生成効率が下がる傾向があり、このことを示すのが図９の[グラフ４]である。
このグラフ４からは、１３℃から１４℃、２０℃と温度が上昇し、５０℃になると１／４〜１／６程度までオゾン生成効率に下がるようになり、この原因は高熱により生成したオゾンが分解されてしまうものと考えられる。
また、前述したように、実施例１の突起電極である４角錐の隣り合う側面は放電には寄与しないが、空気等に触れて突起電極１を冷却する冷却空間ｇを形成する。このことを図１０の[グラフ５]で説明すると、実施例１の突起密度１１.１本／mm²で突起の高さ５mmの突起電極と平面電極の比較例４を図５のオゾン発生装置に装着し、空気を４０リットル／minで送り込んだ時の温度を測定すると、実施例１では、７０℃程度を維持しているが、平板の比較例４では、１２０℃にも上昇し、実施例１等の多数突起形状は冷却効果を有するので、オゾン発生装置において特に有効である。
この冷却効果を高める形状は、図１１(a)の隣り合う突起の根元に隙間が無い形状に比べて、空気の流通面積を増やすために、図１１(ｂ)の実施例７のように、根元に０.５mmの隙間を設けるとさらに冷却効果が高まる。
しかし、あまり冷却空間ｇを大きくすると冷却空間は放電に寄与せず、その空間を通過する空気や酸素等の原料ガスはオゾン生成に寄与しないので、その分だけ原料空気が無駄になるので、オゾン発生量のバランスを取る必要がある。

そこで、図１２の実施例８ように、実施例１の図１１(ａ)の断面形状（図中斜線部分）よりも、グレーの部分の形状とすることで断面積(体積)が増大するので冷却空間が削減し、放電にも冷却にも関与しない無駄な空気が流れるのを防ぎ、逆に、突起側面の空気接触面積を増大させ、更に、一対の突起の根元に巾０.５mmで突起先端からの深さ４.０mm程度の溝１２を設けて冷却に寄与する面積自体をも増やすようにしてもよい。この場合の溝巾は０.３mm〜１.０mm以下が好ましく、 深さは突起先端からの３〜５mm程度が好ましく、より好ましくは、実施例７,８のように、溝巾０.５mmでは深さ４mm程度がよい。
実施例１において、実施例８のような巾０.５mmで、深さは突起先端からの深さ４mmの溝を設けた電極形状では、別途に水冷の冷却装置を用いなくても、夏期に最高室温４５℃、最高湿度９５％で３０日間連続稼働させても、オゾン発生量は低下しなかった。
なお、溝巾が１.０mm以上になるとオゾン発生に寄与する空気の割合が低くなってオゾン量の濃度が低下し、溝巾が０.３mm以下だと空気が通過しづらくなり冷却効果が薄れて、オゾン分解が起こるので、別途に冷却装置が必要となる。

次に、上述した各実施例では、 図３(ａ)のような下方へ行くほど太くなる４角錐形の突起で先端角度α＝２０°〜９０°とし、先端近くは水平になるような平坦部１１としたが、ほぼ平坦部を形成するのであれば、図１３(ａ)(ｂ)に示す実施例９ように、半球状でもよく、この場合には突起電極１aの半球状の先端１１aで、仮想平面ｈを想定し、４角錐形の各編辺の延長上で形成する４角形(多角形)の平面の面積は、０.１〜０.７mm²としてもよい。
また、各実施例の相対する電極の基礎部分は平板状であるが、図１４に示す実施例１０のように円柱形状としてもよく、中心円柱２ｂに突起密度が５.８ 〜 ３３.７本／ｃｍ²の突起電極１ｂを設け、その中心の突起電極１ｂの回りに放電空間ｅを形成するように円筒を設け、その円筒内壁に表面が平坦の平坦電極（基盤）３ｂを設け、更にその内壁を覆うように誘電体４ｂを設けた構成にしてもよい。
さらに、これとは逆に、円筒側の内壁を突起電極し、中心円柱(２ｂ)側を表面が平坦な平坦電極とし、電極である中心円柱２ｂを誘電体で覆ってもよい。
いずれにしても、突起電極の各突起の先端と平坦電極との最短距離を等しくすることが、実際に放電する面積を拡げることになる。

以上のように、本実施例は、オゾン発生装置において突起電極をステンレス製としたので放電による損耗を少なくすることができ、多数突起電極の突起の密度を５.８ 〜 ３３.７本／ｃｍ²とマルチポイント形状にしたことで、放電回数が増加し、放電開始電圧の低下で、オゾン発生効率が上昇して消費電力が削減でき、電源回路小型化にでき、突起の損耗による形状変化が少なくなり、稼働初期から安定したオゾン発生量とすることができる。更に、オゾン発生量の長期安定が可能となり、供給電源の制御も容易となる。また、電極の表面積を広くしているので、放電に伴って発生する熱を放散する放熱効果が大きく、また、隣り合う極間を通過する原料空気等と発生したオゾンガスの流れによって冷却される。結果として、熱によるオゾンの分解を抑制してオゾンの生成効率をあげることができ、生成効率（単位消費電力量あたりのオゾン生成量）を良くしたことで、その分だけ消費電力を削減でき、同時に電源部を小型化できる。
なお、本発明の特徴を損なうものでなければ、上述した実施例に限定されるものでないことは勿論である。例えば、実施例では突起形状を４角錐としたが、円錐形、多角錐形、あるいは多角柱の上部が多角錘形に限らず、突起先端から基盤の根元に近づく従い断面積が大きくなるような形状であればよい。

従来の無声放電式オゾン発生装置の作動を説明する原理図である。 先行技術の無声放電式オゾン発生装置の作動を説明する原理図である。 本発明の実施例１(実施例１〜８)での突起電極の先端形状を説明する図で、図３(ａ)は加工前の状態の突起部分、図３(ｂ)実施例の突起先端の平坦部の状態を示した斜視図である。 図３(ｂ)の突起を集合した多数突起を有する電極の形状で、図４(ａ)はその平面図、図４(ｂ)は前方からの側面図、図４(ｃ)は側方からの側面図である。 本発明の実施例のオゾン発生装置の全体を断面図である。 参考例１，２でのオゾン発生量の初期減衰の状態の[グラフ１]の図である。 電極形状の平坦部の大きさの違いによる本発明の実施例と比較例とのオゾン発生量の[グラフ２]の図である。 本発明の実施例と比較例の投入エネルギー密度とオゾン発生量の[グラフ３]の図である。 本発明の実施例での電極周囲温度とオゾンの生成効率の[グラフ４]の図である。 実施例１と比較例４の電極形状の冷却効果の[グラフ５]の図である。 本発明の実施例の冷却構造を説明する図で、図１１(ａ)は隣り合う突起の根元の冷却効果を説明する図、図１１(ｂ)は根元に隙間を設けた冷却効果を説明する図である。 本発明の実施例の冷却効果を高める別の実施例の断面図である。 図１３(ａ)は、本発明の突起電極の先端部の別の実施例の斜視図、図１３(ｂ)はその側面図である。 本発明の更に別の実施例の斜視図である。

符号の説明

ｅ・・・放電空間、ｇ・・・冷却空間、ｈ・・・仮想平面
１,1a,1b・・・突起電極、11,11a・・・平坦部、12・・・溝
２・・・突起電極基盤、２ｂ・・・中心円柱（突起電極基盤)、２１・・・リード線、
３,３ｂ・・・平坦電極(基盤)、３１・・・リード線、
４,４ｂ・・・誘電体
51・・上部枠体、52・・・下部枠体、

Claims (5)

1. 誘電体に覆われた表面が平滑な平坦電極と相対する表面に多数の突起を有する突起電極とで放電空間を形成し、
   前記突起電極はステンレス製であり、
   該突起電極の各突起の先端と前記平坦電極との最短距離を等しくするとともに突起の密度を５.８ 〜 ３３.７本／ｃｍ²とし
   前記平坦電極と突起電極とに高電圧を印加し、
   前記放電空間に酸素又は空気を通過させてオゾンを発生させることを特徴とするオゾン発生装置。
2. 前記平坦電極の基盤と、相対する前記多数突起電極の基盤とが平板状であることを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置。
3. 前記多数突起電極の基盤が円柱形状であり、相対する前記平坦電極が円柱形状の突起電極を囲む円筒形状であることを特徴とする請求項１に記載のオゾン発装置。
4. 前記多数突起電極の突起は基盤の根元に近くなるに従い断面積を大きくし、突起の先端は０.１〜０.７mm²の平坦部を有することを特徴とする請求項１乃至３に記載のオゾン発生装置。
5. 前記突起電極は、基盤の根元に近くなるに従い面積を大きくした錘形とし、且つ、隣り合う突起電極の根元の間隔は1.０mm以下にすることを特徴とする請求項１乃至４に記載のオゾン発生装置。

Images