JP2699143B2 - Ozone generator - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、コロナ放電を利用した
オゾン発生器に関する。特には、コロナ放電域における
耐食性に優れ、脱臭器用オゾナイザーとして好適なオゾ
ン発生器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ozone generator utilizing corona discharge. In particular, the present invention relates to an ozone generator having excellent corrosion resistance in a corona discharge region and suitable as an ozonizer for a deodorizer.
【０００２】従来より、セラミックス等の誘電体基板を
介する一対の電極間に、高周波高電圧を印可するコロナ
放電器が知られている（例えば、特開昭６１−２３１５
７３「コロナ放電器」）。また、このようなコロナ放電
器を用いたオゾン発生器も知られている。このコロナ放
電気Ｐは、図５の概略断面図に示されるように、セラミ
ック等からなる誘電体基板Ｐ１と、該誘電対基板Ｐ１表
面に設けられた電極Ｐ２と、該電極Ｐ２に対向するよう
前記誘電体基板Ｐ１に埋設された電極Ｐ３とから構成さ
れる。そして、電極Ｐ２、Ｐ３間に、高周波高電圧源Ｐ
４を用いて高周波高電圧を印加することにより、電極Ｐ
２近傍にコロナ放電ｃを得る。このようなコロナ発生器
を用いたオゾン発生器においては、コロナ放電域を通過
する空気中の酸素の一部をオゾンに変化させる。Conventionally, there has been known a corona discharger which applies a high frequency and high voltage between a pair of electrodes via a dielectric substrate such as ceramics (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-2315).
73 "Corona discharger"). An ozone generator using such a corona discharger is also known. As shown in the schematic sectional view of FIG. 5, the corona discharge gas P is provided so as to face a dielectric substrate P1 made of ceramic or the like, an electrode P2 provided on the surface of the dielectric pair substrate P1, and the electrode P2. And an electrode P3 embedded in the dielectric substrate P1. And, between the electrodes P2 and P3, the high-frequency high-voltage source P
4 to apply a high frequency high voltage to the electrode P
A corona discharge c is obtained near 2. In an ozone generator using such a corona generator, part of oxygen in the air passing through a corona discharge region is changed to ozone.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来のコ
ロナ放電器Ｐ及びそれを用いたオゾン発生器には、以下
のような問題点があった。 （１）電極Ｐ２近傍にはコロナ放電ｃにともないオゾン
が発生するが、このオゾンにより、電源Ｐ４からのリー
ド線と電極Ｐ２との接触部分が腐食し、接続不良となる
おそれがある。 （２）誘電体基板Ｐ１内に埋設される電極Ｐ３は図示さ
れないスルーホールを用いて、電源Ｐ４からのリード線
と結線する必要があるが、このスルーホール内で放電を
生じるなどにより劣化する。However, the conventional corona discharger P and the ozone generator using the same have the following problems. (1) Ozone is generated in the vicinity of the electrode P2 due to the corona discharge c, and the ozone may corrode a contact portion between the lead wire from the power supply P4 and the electrode P2, resulting in a poor connection. (2) The electrode P3 embedded in the dielectric substrate P1 needs to be connected to a lead wire from the power supply P4 using a through hole (not shown), but is deteriorated by generating a discharge in the through hole.
【０００４】本発明は、コロナ放電域における耐食性に
優れ、脱臭器用オゾナイザーとして好適なオゾン発生器
を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide an ozone generator which has excellent corrosion resistance in a corona discharge region and is suitable as an ozonizer for a deodorizer.
【０００５】[0005]
【課題が解決するための手段】本発明のオゾン発生器
は、誘電体基板と、この誘電体基板の表面に設けられた
面状放電極と、この放電極に対向するように誘電体基板
内に相互間隔を開けて埋設された面状内部電極と、これ
らの内部電極と接続されており、誘電体基板の裏面まで
導出されている一対の導線と、この導線に接続された高
周波高圧電源と、を具備し；一対の内部電極間に放電極
を含む電界を形成して、放電極と誘電体基板間に電位差
を生ぜしめることにより放電極近傍にコロナ放電域を形
成し、このコロナ放電域を通過する空気中の酸素をオゾ
ンに変化させるオゾン発生器であって；上記放電極の体
積抵抗が１０１３Ω・ｃｍ以下であることを特徴とす
る。An ozone generator according to the present invention comprises a dielectric substrate, a planar discharge electrode provided on the surface of the dielectric substrate, and an inner surface of the dielectric substrate opposed to the discharge electrode. A planar internal electrode buried at a distance from each other, a pair of conductive wires connected to these internal electrodes and leading to the back surface of the dielectric substrate, and a high-frequency high-voltage power supply connected to the conductive wire; Forming an electric field including a discharge electrode between the pair of internal electrodes and generating a potential difference between the discharge electrode and the dielectric substrate to form a corona discharge region near the discharge electrode; An ozone generator for converting oxygen in the air passing through the ozone into ozone; wherein the discharge electrode has a volume resistance of 10 13 Ω · cm or less.
【０００６】[0006]
【作 用】本発明のオゾン発生器の動作原理について
は、まだ十分解明されていないが、下記の通りである推
定される。誘電体基板Ｈ１中の一対の電極Ｈ４、Ｈ５に
高周波高電圧を印加すると、これらの電極Ｈ４、Ｈ５間
に電界が生じる。この電界中に導体あるいは半導体であ
る放電極Ｈ２をおくと、電界は放電極Ｈ２に集中し、こ
の放電極Ｈ２と誘電体基板Ｈ１との間には大きな電位差
を生じる。この電位差によって、放電極Ｈ２にはコロナ
放電ｃが生じる。このコロナ放電の領域を通過する空気
中の酸素の一部は、コロナ放電によってオゾンとなる。[Operation] The principle of operation of the ozone generator of the present invention has not been sufficiently elucidated yet, but is presumed as follows. When a high-frequency high voltage is applied to the pair of electrodes H4 and H5 in the dielectric substrate H1, an electric field is generated between these electrodes H4 and H5. When the discharge electrode H2, which is a conductor or a semiconductor, is placed in this electric field, the electric field concentrates on the discharge electrode H2, and a large potential difference occurs between the discharge electrode H2 and the dielectric substrate H1. This potential difference causes a corona discharge c at the discharge electrode H2. A part of the oxygen in the air passing through the corona discharge region becomes ozone by the corona discharge.
【０００７】本発明の実施例を説明する。図２は本実施
例のオゾン発生器に用いられるコロナ放電器１の構成を
示す部分破断図である。なお、図においては、説明を容
易とするために、任意の縮尺としている。コロナ放電器
１は、セラミック製の誘電体基板２と、該誘電体基板２
上に設けられた面状の金属製電極（放電極）３と、前記
誘電体基板２内に埋設された一対の板状電極（内部電
極）４、５とを有する。この板状電極４、５は、各々ス
ルーホール中を誘電体基板の裏面まで導出されている導
線を介して、図示されない高周波高圧電源に接続され
る。An embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a partially cutaway view showing the configuration of the corona discharger 1 used in the ozone generator of the present embodiment. In the figures, the scale is arbitrary for ease of explanation. The corona discharger 1 includes a dielectric substrate 2 made of ceramic, and the dielectric substrate 2.
It has a planar metal electrode (discharge electrode) 3 provided thereon and a pair of plate-like electrodes (internal electrodes) 4 and 5 embedded in the dielectric substrate 2. The plate-shaped electrodes 4 and 5 are connected to a high-frequency high-voltage power supply (not shown) through conductors extending through the through holes to the back surface of the dielectric substrate.
【０００８】本コロナ放電器１は、例えば、以下の方法
で製造される。 （１） 誘電体基板２の下部となるグリ−シート上に板
状電極４、５となるパターンをスクリーン印刷等によっ
て形成する。 （２） このパターン上に誘電体基板２の上部となるグ
リーンシートを載置する。 （３） このグリーンシート上に放電極３となるパター
ンをスクリーン印刷等によって形成する。 （４） この成形体を焼成する。The corona discharger 1 is manufactured, for example, by the following method. (1) Patterns to be plate-shaped electrodes 4 and 5 are formed on a grease sheet, which is a lower part of the dielectric substrate 2, by screen printing or the like. (2) On this pattern, a green sheet to be the upper part of the dielectric substrate 2 is placed. (3) A pattern to be the discharge electrode 3 is formed on the green sheet by screen printing or the like. (4) The molded body is fired.
【０００９】このようにして、製造された本コロナ放電
器１の板状電極４、５間に、１ＫＨｚ、５ｋｖの高周波
高電圧を印加してコロナ放電域を形成したところ、同域
を通過する空気中（空気流路中）に５ｐｐｍのオゾンが
安定的に得られた。When a high frequency high voltage of 1 KHz and 5 kv is applied between the plate electrodes 4 and 5 of the corona discharger 1 thus manufactured to form a corona discharge region, the corona discharge region passes through the same region. 5 ppm of ozone was stably obtained in the air (in the air flow path).
【００１０】本コロナ放電器１は、放電極３に高周波高
電圧を印加する必要が無く、また接地する必要も無いの
で、構成が容易になる。また、放電極３にリード線を接
続する必要がないため、端子の腐食等の問題が無い。そ
して、一対の内部電極Ｈ４、Ｈ５の相互間隔の中心線を
中心として電気的にみて対称な構造であるため、電気分
解の問題がなく耐久性を高めることが容易である。The corona discharger 1 does not need to apply a high-frequency high voltage to the discharge electrode 3 and does not need to be grounded, so that the configuration is simplified. Further, since there is no need to connect a lead wire to the discharge electrode 3, there is no problem such as corrosion of the terminal. Since the structure is electrically symmetric with respect to the center line of the interval between the pair of internal electrodes H4 and H5, there is no problem of electrolysis, and it is easy to increase the durability.
【００１１】なお、コロナ放電器１の誘電体基板２に埋
設される一対の板状電極４、５のパターンは、種々の形
状とすることができ、例えば、図３（Ａ）〜（Ｄ）のパ
ターンをあげることができる。また、板状電極間に電圧
を印加して、電界を形成することができればよく、例え
ば、図３（Ｄ）のように、４枚の電極パターンから構成
することもできる。The pattern of the pair of plate electrodes 4 and 5 embedded in the dielectric substrate 2 of the corona discharger 1 can be of various shapes, for example, as shown in FIGS. The following pattern can be given. Further, it is sufficient that a voltage can be applied between the plate-like electrodes to form an electric field. For example, as shown in FIG. 3D, a four-electrode pattern can be used.
【００１２】また、コロナ放電器１の誘電体基板２上に
設けられる放電極３のパターンにおいても、種々の形状
とすることができ、例えば、図４（Ａ）〜（Ｄ）のパタ
ーンをあげることができる。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）
は、スクリーン印刷によって形成された１枚あるいは複
数枚の電極パターンから構成される放電極３である。Also, the pattern of the discharge electrode 3 provided on the dielectric substrate 2 of the corona discharger 1 can have various shapes, for example, the patterns shown in FIGS. 4A to 4D. be able to. 4 (A) to 4 (C)
Is a discharge electrode 3 composed of one or a plurality of electrode patterns formed by screen printing.
【００１３】また、図４（Ｄ）は、金網からなる放電極
３である。そして、図示しないが、多孔質状等の放電極
３も使用することができる。金網等のように、交換が可
能な形状のものを放電極３として使用すれば、使用によ
って劣化した放電極３のみを交換することも容易であ
る。FIG. 4D shows a discharge electrode 3 made of a wire mesh. Although not shown, a porous discharge electrode 3 can also be used. If a dischargeable electrode 3 such as a wire mesh is used as the discharge electrode 3, it is easy to replace only the discharge electrode 3 that has been deteriorated by use.
【００１４】さらに、本実施例では、放電極３として、
金属を使用しているが、金属以外の材料を使用すること
も可能であり、例えば半導体等も使用可能である。放電
極３の体積抵抗以外は本実施例と同様のコロナ放電器を
作成し、実験したところ、体積抵抗がおおよそ１０13Ω
・ｃｍ以下であれば、十分なコロナ放電が発生すること
が確認された。Further, in this embodiment, as the discharge electrode 3,
Although a metal is used, it is also possible to use a material other than a metal, for example, a semiconductor or the like. Except for the volume resistance of the discharge electrode 3, a corona discharger similar to that of the present embodiment was prepared and an experiment was performed. As a result, the volume resistance was approximately 10 13 Ω.
It was confirmed that sufficient corona discharge occurred when the diameter was less than cm.
【００１５】本コロナ放電器１において使用される誘電
体基板２の材質はセラミック以外に、通常コロナ放電器
に誘電体として使用されるものであれば特に限定されな
い。例えば、セラミックの他に合成樹脂、ガラス等を使
用できる。The material of the dielectric substrate 2 used in the corona discharger 1 is not particularly limited as long as it is a material that is usually used as a dielectric in the corona discharger, other than ceramic. For example, besides ceramic, synthetic resin, glass and the like can be used.
【００１６】本発明のオゾン発生器を用いる脱臭器にお
いては、上述のコロナ放電器の放電極側表面を含む悪臭
空気流路を形成し、ここに流れる悪臭空気にオゾンを供
給して悪臭成分（アンモニア、硫化水素、メチルチルカ
プタン等）を酸化分解する。悪臭空気流路のオゾン発生
器下流には、余剰オゾンや悪臭成分の分解触媒（ハニカ
ム形状等）を設けることが好ましい。In the deodorizer using the ozone generator of the present invention, a malodor air flow path including the discharge electrode side surface of the corona discharger described above is formed, and ozone is supplied to the malodor air flowing there, thereby causing malodor components ( Ammonia, hydrogen sulfide, methyltilcaptan, etc.) It is preferable to provide a catalyst (such as a honeycomb shape) for decomposing excess ozone and malodorous components downstream of the ozone generator in the malodorous air flow path.
【００１７】このような脱臭器をトイレ脱臭用に用いる
場合には、特に、本発明のオゾン発生器の高耐食性とい
う特徴が生かされる。というのは、塩素系洗剤を用いて
便器を掃除する際に、塩素系ガスが脱臭器に送られ、脱
臭器内の水滴と結合して塩酸を生成し、この塩酸が放電
極Ｈ２に付着することとなる。このとき、放電極Ｈ２の
周辺には、導線、接続端子、リード線等の腐食・断線ト
ラブルの起きやすい部分が存在しないため、脱臭器が故
障するおそれがない。When such a deodorizer is used for toilet deodorization, the characteristic of the ozone generator of the present invention, particularly its high corrosion resistance, is utilized. That is, when cleaning a toilet bowl using a chlorine-based detergent, chlorine-based gas is sent to a deodorizer and combines with water droplets in the deodorizer to generate hydrochloric acid, and this hydrochloric acid adheres to the discharge electrode H2. It will be. At this time, since there is no portion such as a conducting wire, a connection terminal, and a lead wire that is likely to cause corrosion and disconnection trouble around the discharge electrode H2, there is no possibility that the deodorizer will break down.
【００１８】また、コロナ放電器を用いたオゾン発生器
においては、コロナ放電器にヒータを設けることが行わ
れるが、本実施例のオゾン発生器のコロナ放電器１にお
いても、ヒータを適時設けることができる。ヒータは、
発熱体パターンとして誘電体基板２内に、板状電極４、
５とともに形成したり、あるいは、放電極３に通電可能
として、放電極３をヒータとして用いることができる。Further, in the ozone generator using the corona discharger, a heater is provided in the corona discharger. In the corona discharger 1 of the ozone generator of the present embodiment, a heater is appropriately provided. Can be. The heater is
As a heating element pattern, a plate-like electrode 4 is provided in the dielectric substrate 2.
5, or the discharge electrode 3 can be used as a heater so that the discharge electrode 3 can be energized.
【００１９】図６は、本発明の他の一実施例に係るオゾ
ン発生器のコロナ放電器部を示す平面図である。コロナ
放電器１１は、誘電体基板１４上（内）に形成されてい
る。すなわち、１２及び１３は誘電体基板１４内に埋設
された一対の面状内部電極であり、１５は誘電体基板１
４表面に、一対の面状内部電極１２、１３上に掛け渡さ
れるように形成された面状放電極であり、１６は面状放
電極１５を覆うように形成された保護層である。このよ
うに、さまざまな電極構造及び形状が可能である。FIG. 6 is a plan view showing a corona discharger section of an ozone generator according to another embodiment of the present invention. The corona discharger 11 is formed on (inside) the dielectric substrate 14. That is, 12 and 13 are a pair of planar internal electrodes buried in the dielectric substrate 14, and 15 is the dielectric substrate 1
Reference numeral 4 denotes a planar discharge electrode formed so as to extend over the pair of planar internal electrodes 12 and 13, and reference numeral 16 denotes a protective layer formed so as to cover the planar discharge electrode 15. Thus, various electrode configurations and shapes are possible.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上のように、本発明のコロナ放電器を
用いたオゾン発生器は、放電極に高周波高電圧を印加す
る必要が無く、また接地する必要も無いので、構成が容
易になる。また、放電極にリード線を接続する必要が無
いため、端子の腐食等の問題が無い。この利点は、特
に、本発明のオゾン発生器をトイレ脱臭等用の脱臭用オ
ゾナイザーとして用いる場合に顕著である。As described above, the ozone generator using the corona discharger of the present invention does not need to apply a high-frequency high voltage to the discharge electrode and does not need to be grounded, so that the configuration is simplified. . Further, since there is no need to connect a lead wire to the discharge electrode, there is no problem such as corrosion of the terminal. This advantage is particularly remarkable when the ozone generator of the present invention is used as a deodorizing ozonizer for toilet deodorizing and the like.
【００２１】さらに、放電極のみを交換することも、ま
た、高周波高圧電源の結線に手を加えることなく、異な
る寸法・形状の放電極に取替えることも容易にできる。
そして、電気的にみて対称な構造とすることもできるた
め、電気分解の問題がなく耐久性を高めることが容易で
ある。また、放電極の体積抵抗は１０ １３ Ω・ｃｍ以下
であれば、十分なコロナ放電が発生する。 Further, it is possible to easily replace only the discharge electrode, or to replace the discharge electrode with a different size and shape without changing the connection of the high-frequency high-voltage power supply.
And since it can also be made into the structure electrically symmetrical, there is no problem of electrolysis and it is easy to raise durability. The discharge electrode has a volume resistance of 10 13 Ω · cm or less.
Then, a sufficient corona discharge occurs.
【図１】本発明の構成を例示する断面模式図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the present invention.
【図２】本発明の一実施例に係るオゾン発生器の電極構
造を示す部分破断斜視図である。FIG. 2 is a partially broken perspective view showing an electrode structure of the ozone generator according to one embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例に係るオゾン発生器の電極の
パターンの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an electrode pattern of an ozone generator according to one embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例に係るオゾン発生器の放電極
のパターンの説明図である。FIG. 4 is an explanatory view of a pattern of a discharge electrode of the ozone generator according to one embodiment of the present invention.
【図５】従来のオゾン発生器のコロナ放電極を説明する
断面模式図である。FIG. 5 is a schematic sectional view illustrating a corona discharge electrode of a conventional ozone generator.
【図６】本発明の他の一実施例に係るオゾン発生器のコ
ロナ放電器部を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a corona discharge unit of an ozone generator according to another embodiment of the present invention.
１、Ｈ、Ｐ・・・コロナ放電器 ２、Ｈ１、Ｐ１・・・誘電体基板 ３、Ｈ２、Ｐ２・・・放電極 ４、５、Ｈ４、Ｈ５、Ｐ３・・・電極 Ｈ３、Ｐ４・・・高周波高電圧電源 ｃ・・・コロナ放電 １１ コロナ放電器 １２ 面状内部電極 １３ 面状内部電極 １４ 誘電体基板 １５ 面状放電極 １６ 保護層 1, H, P ... corona discharger 2, H1, P1 ... dielectric substrate 3, H2, P2 ... discharge electrode 4, 5, H4, H5, P3 ... electrode H3, P4 ... High-frequency high-voltage power supply c Corona discharge 11 Corona discharger 12 Planar internal electrode 13 Planar internal electrode 14 Dielectric substrate 15 Planar discharge electrode 16 Protective layer
Claims (1)
開けて埋設された面状内部電極と、 これらの内部電極と接続されており、誘電体基板の裏面
まで導出されている一対の導線と、 この導線に接続された高周波高圧電源と、を具備し； 一対の内部電極間に放電極を含む電界を形成して、放電
極と誘電体基板間に電位差を生ぜしめることにより放電
極近傍にコロナ放電域を形成し、 このコロナ放電域を通過する空気中の酸素をオゾンに変
化させるオゾン発生器であって； 上記放電極の体積抵抗が１０１３Ω・ｃｍ以下であるこ
とを特徴とするオゾン発生器。1. A dielectric substrate, a planar discharge electrode provided on a surface of the dielectric substrate, and a planar interior buried at a distance from each other in the dielectric substrate so as to face the discharge electrode. An electrode, a pair of conductors connected to these internal electrodes and leading to the back surface of the dielectric substrate, and a high-frequency high-voltage power supply connected to the conductors; An electric field including an electrode is formed to generate a potential difference between the discharge electrode and the dielectric substrate, thereby forming a corona discharge area near the discharge electrode, and changing oxygen in air passing through the corona discharge area into ozone. An ozone generator, wherein the discharge electrode has a volume resistance of 10 13 Ω · cm or less.
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