JP2020093962A - オゾン発生装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に、本実施例のオゾン発生装置1の模式断面図を示す。なお、図1では、見易くするために、複数の放電起点構造16、26のハッチングを省略している。図2Aに、図1のオゾン発生装置1の一部の斜視図を示す。なお、図2Aでは、説明を分かり易くするために、第1電極14の下面14b、及び、第2電極24の上面24bが、各誘電体12、22に覆われていない状態を示している。図1に示すように、オゾン発生装置1は、第1構造体10と、第2構造体20と、を備える。第1構造体10は、第2構造体20と対向するように配置されている。なお、図1では、ガス流路Pを点線の矢印で示している。
本実施例では、交流電圧の周波数は40[kHz]である。なお、変形例では、第1電極14が負極となり、第2電極24が正極となってもよい。
続いて、オゾン発生装置1によるオゾン発生方法について説明する。オゾン発生装置1には、オゾンの原料ガス(空気あるいは酸素ガス)を供給する原料ガス供給器(図示省略)が接続されている。原料ガス供給器から原料ガスがガス流路Pに供給されるとともに、5[kV]、40[kHz]の交流電圧がオゾン発生装置1に印加される。これにより、対向する第1電極14と第2電極24との間で、微小な柱状の放電が発生する。本実施例において、複数の放電起点構造16、26の比誘電率は、第1誘電体12及び第2誘電体22の比誘電率よりも高い。比誘電率が高い方が、放電が発生しやすい。即ち、放電起点構造16、26が配置されている領域は、放電起点構造16、26が配置されていない領域よりも、放電が発生しやすい領域である。従って、オゾン発生装置1において、第1電極14と第2電極24との間に電圧が印加されると、複数の放電起点構造16、26が起点となって放電が起こり、複数の放電起点構造16、26の間にストリーマ状放電柱が発生する。そして、ストリーマ状放電柱が発生した箇所でオゾンが発生する。発生したオゾンは原料ガスが継続的に供給されることで掃気され、外部に供給される。
本実施例に係るオゾン発生装置1の効果について説明する前に、比較例に係るオゾン発生装置101について説明する。図4に示すように、比較例のオゾン発生装置101は、複数の放電起点構造16、26を有さない点を除いて、オゾン発生装置1と同様の構造を有する。上述のように、比較例のオゾン発生装置101において、第1電極14及び第2電極24の間に電圧が印加されると、オゾンが発生するとともに発熱する。発熱量が多くなり、第1構造体10と第2構造体20と間の温度が高くなりすぎると、熱分解等により、オゾン発生装置101によるオゾンの生成効率が低下する。このため、オゾン発生装置101が動作している時の発熱量が適切な範囲に収まるようにする必要がある。オゾン発生装置1が動作している時の発熱量は、オゾン発生装置101への投入電力に依存する。そして、投入電力は、放電が開始する電圧である放電開始電圧と、放電が発生したときに流れる電流である放電電流と、に依存する。このため、放電開始電圧及び放電電流を調整することができれば、投入電力を適切な値に調整することができる。放電開始電圧は、第1誘電体12の第1面12aと第2誘電体22の第2面22aとの間の構造体間距離Hに依存する。従って、構造体間距離Hを調整することによって、放電開始電圧を調整することができる。一方、放電電流は、単位面積当たりにおいて放電が発生する領域の数に対応する放電密度に依存する。比較例のオゾン発生装置101では、放電起点構造16、26を有さないために、放電がランダムに発生する。即ち、放電が発生する領域の数を制御することができず、放電密度を調整することができない。従って、比較例のオゾン発生装置101では投入電力を適切に調整することができず、オゾンの生成効率が低下し得る。
続いて、第2実施例のオゾン発生装置201について説明する。なお、以下では、実施例間で共通する構造については、同じ符号を付してその説明を省略する。本実施例では、複数の放電起点構造216、226が、第1実施例の放電起点構造16、26と異なる。
続いて、第3実施例のオゾン発生装置301について説明する。本実施例では、複数の放電起点構造316、326が、第1実施例の放電起点構造16、26と異なる。
続いて、第4実施例のオゾン発生装置401について説明する。第4実施例のオゾン発生装置401は、屈曲したガス流路P2を有する。
続いて、第5実施例のオゾン発生装置501について説明する。第5実施例のオゾン発生装置501は、円筒型のオゾン発生装置501である。
Claims (4)
- 第1電極と、前記第1電極を内部に備えるとともに第1面を備えた第1誘電体と、を備える第1構造体と、
第2電極と、前記第2電極を内部に備えるとともに第2面を備えた第2誘電体と、を備える第2構造体と、
を備えるオゾン発生装置であって、
前記第1誘電体の前記第1面と前記第2誘電体の前記第2面とが対向するように前記第1構造体と前記第2構造体とが配置されており、
前記第1電極は、前記第2構造体と対向する対向面を備えており、
前記第1構造体は、前記対向面よりも前記第2構造体側に、放電が誘起される複数の放電起点構造を備え、
前記複数の放電起点構造の1平方センチメートル当たりの個数である密度Dと、前記第1面と前記第2面との間のセンチメートル単位の距離である構造体間距離Hと、が、
2≦D*H≦9
を満足する、オゾン発生装置。 - 前記複数の放電起点構造は、前記第1誘電体よりも高い比誘電率を有する誘電体であり、
前記複数の放電起点構造は、前記第1誘電体に設けられている、請求項1に記載のオゾン発生装置。 - 前記複数の放電起点構造は、誘電体であり、
前記複数の放電起点構造は、前記第1面上に配置されている、請求項1に記載のオゾン発生装置。 - 前記複数の放電起点構造は、導電体であり、
前記複数の放電起点構造は、前記対向面上に設けられている、請求項1に記載のオゾン発生装置。
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