JP3256158B2

JP3256158B2 - オゾン発生器

Info

Publication number: JP3256158B2
Application number: JP02041097A
Authority: JP
Inventors: 真一吉延
Original assignee: 株式会社日本アルミ
Priority date: 1997-02-03
Filing date: 1997-02-03
Publication date: 2002-02-12
Anticipated expiration: 2017-02-03
Also published as: JPH10218606A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平板型のオゾン発
生器に関するものである。

【０００２】

【従来技術及びその課題】平板型のオゾン発生器の基本
原理は、板状金属電極を対向させ、対向面に誘電体層を
設けておき、対向する誘電体層間に構成された放電空間
に酸素を流すとともに放電空間にて無声放電を起こさ
せ、それによって酸素をオゾンに変化させるものであ
る。このようなオゾン発生器では、放電空間の上下寸法
が狭いほどオゾンの発生効率が向上する。

【０００３】ところで、従来では、放電空間は、対向す
る誘電体層間に絶縁体からなるスペーサを介設すること
によって形成され維持されており、スペーサとして、テ
フロンやセラミックからなる枠を用いていたため、スペ
ーサを薄くすることに限界があり、放電空間の上下寸法
を狭く設定してオゾン発生効率の向上を図るのに限界が
あった。

【０００４】また、別体であるスペーサを組み付ける作
業を必要とするため、組み立て作業が面倒であった。

【０００５】本発明は、放電空間の上下寸法を狭く設定
してオゾン発生効率のより一層の向上を図ることがで
き、更には組み立て作業の簡易化も図ることができる、
オゾン発生器を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数の平板状金属電極を相互に対向させて配置するとと
もに、金属電極の対向面に誘電体層を設け、対向する誘
電体層間に放電空間を構成し、放電空間に酸素又は酸素
含有気体を流すとともに放電空間にて無声放電を起こさ
せて、オゾンを発生させる、オゾン発生器において、金
属電極が鉄又はアルミニウムからなり、相互に対向した
金属電極の少なくとも一方の対向面がプレス成形された
連続した凸部を有しており、この凸部及び凸部表面に設
けられた誘電体層により放電空間の側壁が構成されてお
り、誘電体層が、ホウロウからなり、転写シートのホウ
ロウ釉薬層を転写して焼き付けて形成されたものである
ことを特徴としている。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、凸部が、放電空間内のある一点から他の一
点に向けて、放電空間内の最も離れた２点間の直線距離
より長い通路空間を構成するよう設けられている。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、凸部が、縦断面台形状に形成されている。

【０００９】

【００１０】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）図１は本実施形態の平板型のオゾン発生
器の縦断面図である。このオゾン発生器は、両面に誘電
体層が設けられた平板状の金属電極が４層に積層されて
構成されている。１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１
３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂはホウロウからなる誘電
体層、２１，２２，２３，２４はアルミニウムからなる
電極である。なお、誘電体層としては他の絶縁物からな
るものを、また、電極としては鉄からなるものを、用い
てもよい。電極２２，２４は接地されており、電極２
１，２３は交流電源４に接続されている。対向する誘電
体層間には放電空間５１，５２，５３が形成され維持さ
れている。

【００１１】図２は電極２４の斜視図である。電極２４
の上面２４ａの周縁には連続した凸部２４１がプレス成
形により形成されている。電極２３，２２，２１の上面
にも、同様に凸部２３１，２２１，２１１が形成されて
いる。図３は誘電体層１４ａ，１４ｂを備えた電極２４
の斜視図である。誘電体層１４ａは凸部２４１表面及び
他の上面２４ａの部分に密接して且つ均一に設けられて
おり、誘電体層１４ａの上面には、凸部２４１及び凸部
２４１表面に設けられた誘電体層１４ａにより囲まれた
空間が存在しており、この空間が図１における放電空間
５３となっている。電極２３，２２についてもその上面
に空間が存在しており、同様に放電空間５２，５１とな
っている。

【００１２】電極２１及び誘電体層１１ｂには放電空間
５１と外部空間とを連通させる貫通孔６１が形成されて
おり、電極２２及び誘電体層１２ａ，１２ｂには放電空
間５１，５２を連通させる貫通孔６２が形成されてお
り、電極２３及び誘電体層１３ａ，１３ｂには放電空間
５２，５３を連通させる貫通孔６３が形成されており、
電極２４及び誘電体層１４ａには放電空間５３と外部空
間とを連通させる貫通孔６４が形成されている。貫通孔
６１の両端は酸素又は酸素含有気体の流入口６１ａと放
電空間５１への入口６１ｂとなっている。貫通孔６２の
両端は放電空間５１の出口６２ａと放電空間５２への入
口６２ｂとなっている。貫通孔６３の両端は放電空間５
２の出口６３ａと放電空間５３への入口６３ｂとなって
いる。貫通孔６４の両端は放電空間５３の出口６４ａと
外部空間への流出口６４ｂとなっている。なお、各放電
空間における入口と出口とは直線距離で最も離れる位置
に設けられている。

【００１３】上記構成のオゾン発生器は、次のように製
造する。まず、図２に示すように、電極２４の上面２４
ａの周縁に凸部２４１をプレス成形して形成する。電極
２３，２２，２１についても同様に凸部２３１，２２
１，２１１を形成する。次に、電極２４の上面２４ａ及
び下面２４ｂにホウロウ釉薬をスプレー塗装し、焼成す
る。これにより、図３に示すような、両面に誘電体層１
４ａ，１４ｂが形成された電極２４が得られる。電極２
３，２２，２１についても同様にして、両面に誘電体層
１３ａ，１３ｂが形成された電極２３、両面に誘電体層
１２ａ，１２ｂが形成された電極２２、及び両面に誘電
体層１１ａ，１１ｂが形成された電極２１を製造する。
そして、これらの電極２４，２３，２２，２１を凸部側
を上として積層していき、最後に、電源４や接地等の配
線を設ける。こうして、図１に示すオゾン発生器が得ら
れる。

【００１４】上記構成のオゾン発生器においては、流入
口６１ａから流入した酸素又は酸素含有気体は、貫通孔
６１、放電空間５１、貫通孔６２、放電空間５２、貫通
孔６３、放電空間５３、及び貫通孔６４を経て流出口６
４ｂから放出されるよう流れるようになっている。一
方、電源４を作動させることにより、放電空間５１，５
２，５３では無声放電が起こる。これにより、各放電空
間を流れる酸素等はオゾンに変化し、流出口６４ｂから
は、オゾンと未反応の酸素等が放出される。即ち、オゾ
ンが発生することとなる。

【００１５】ところで、上記構成のオゾン発生器におい
ては、凸部２４１等がプレス成形により形成されるの
で、その突出高さを極めて小さくすることが可能であ
る。一方、放電空間５３等の上下寸法は凸部２４１等の
突出高さによって定まる。従って、上記構成のオゾン発
生器によれば、凸部２４１等の突出高さをできる限り小
さくすることにより、放電空間５３等の上下寸法を小さ
くして、オゾン発生効率の向上を図ることができる。ま
た、放電空間を構成するためのスペーサが不要であるの
で、別体のスペーサを組み付ける手間が省略され、組み
立て作業が容易となる。

【００１６】（実施形態２）本実施形態は、図４に示す
ように、電極２４に、凸部２４１の代わりに、枠部２４
２ａと仕切り部２４２ｂとからなる凸部２４２を形成し
たものである。仕切り部２４２ｂは枠部２４２ａ内をジ
グザグに仕切っている。電極２３，２２，２１について
も同様の凸部を形成している。その他は実施形態１と同
じである。図５は誘電体層１４ａが形成された電極２４
の平面図である。なお、図５において、入口６３ｂは位
置を示している。

【００１７】本実施形態においては、図５に示すよう
に、放電空間５３内に、仕切り部２４２ｂにより、入口
６３ｂから出口６４ａまでのジグザグ状の流路８１が構
成されている。即ち、入口６３ｂから出口６４ａまでが
両者の直線距離よりかなり長くなっている。そのため、
入口６３ｂから放電空間５３に入って来た酸素等は、流
路８１を矢印のように流れて行くため、仕切り部２４２
ｂがない場合に比して、放電空間５３内に長時間滞留す
ることとなり、無声放電に長く晒されることとなる。従
って、オゾン発生効率は向上し、高濃度のオゾンが発生
することとなる。

【００１８】なお、図６に示すように入口６３ｂから出
口６４ａまでの渦巻き状の流路８２を構成するように凸
部２４３を形成してもよく、更に、図７に示すように入
口６３ｂから出口６４ａまでのコ字状の流路８３を構成
するように凸部２４４を形成してもよい。なお、凸部２
４３は枠部２４３ａと仕切り部２４３ｂとからなり、凸
部２４４は枠部２４４ａと仕切り部２４４ｂとからなっ
ている。これらにおいても、図５の場合と同様に、酸素
等は図中の矢印のように流れて行くため、仕切り部のな
い凸部を形成した場合に比して、放電空間における酸素
等の滞留時間は長くなり、高濃度のオゾンが発生する。

【００１９】（実施形態３）本実施形態は、電極上面の
凸部を縦断面台形状に形成したものである。その他は実
施形態１と同じである。なお、実施形態２に適用しても
よい。これによれば、凸部２４１の側面２４１ａがテー
パ状となっているので、電極２４の、凸部２４１表面を
含めた上面２４ａ全面に誘電体層１４ａを密接して設け
やすくなり、それ故、誘電体層が剥離しにくくなる。

【００２０】（実施形態４）本実施形態は、誘電体層
を、スプレー塗装ではなく、転写シートのホウロウ釉薬
層を転写して焼き付けて形成したものである。なお、凸
部の縦断面形状は実施形態３と同じであり、その他は実
施形態１と同じである。なお、実施形態２に適用しても
よい。

【００２１】図９及び図１０はホウロウ釉薬層の転写の
工程を示している。転写シート７は、台紙７ａとホウロ
ウ釉薬層７ｂとが貼り合わされて構成されている。ま
ず、転写シート７の釉薬層７ｂを、図９の矢印に示すよ
うにして、電極２４の上面２４ａに当接させるように
し、図１０に示すように、台紙７ａを剥がして釉薬層７
ｂを残す。下面２４ｂにも同様に釉薬層７ｂを貼着す
る。そして、焼成を施す。こうして、図３に示すよう
な、両面にホウロウからなる誘電体層１４ａ，１４ｂが
形成された電極２４が得られる。電極２３，２２，２１
についても同様である。

【００２２】ところで、転写シート７の釉薬層７ｂは表
面が平滑な薄層として形成されるものであるので、釉薬
層７ｂから形成される誘電体層は、表面が平滑な薄層と
して形成される。従って、上記構成のオゾン発生器で
は、各誘電体層の表面が平滑であるので、凸部２４１等
の突出高さをできる限り小さくして、放電空間の上下寸
法を小さくすることが可能となる。従って、上記構成の
オゾン発生器によれば、放電空間の上下寸法を小さくし
てオゾン発生効率の向上を図ることができる。

【００２３】しかも、転写シート７において、釉薬層７
ｂは不純物が混入しないように形成されるものであるの
で、釉薬層７ｂから形成される誘電体層にも不純物は混
入せず、誘電体層は所望の誘電率を示す。従って、上記
構成のオゾン発生器では、所望の無声放電が起こり、期
待されるだけのオゾンが確実に得られる。

【００２４】また、スプレー塗装により誘電体層を形成
する方法では、誘電体層の原料が飛散し、原料の無駄遣
いや環境汚染等が生じる恐れがあったが、本発明の上記
製造方法によれば、転写シート７の釉薬層７ｂを転写し
て焼き付けるだけで誘電体層を形成することができるの
で、そのような恐れはない。

【００２５】（実施形態５）本実施形態は、電極に冷却
構造を設けたものである。その他は実施形態１と同じで
ある。なお、実施形態２ないし４に適用してもよい。こ
の冷却構造は、平面図である図１１に示すように電極２
４内を蛇行して貫通した冷却水通路８からなっており、
冷却水通路８の内面は図１１のＸII−ＸII断面部分図で
ある図１２に示すようにギザギザ状に加工されている。
電極２３，２２，２１についても同じである。なお、ギ
ザギザ状に加工するのは、冷却水通路８内面の全面又は
一面でもよい。また、冷却水通路の縦断面形状は円形で
もよい。

【００２６】上記構成のオゾン発生器によれば、冷却水
通路８内面の表面積が増大しているので、冷却水通路８
における熱交換効率が向上し、冷却効果が向上する。

【００２７】

【発明の効果】（１）請求項１記載の発明によれば、凸
部がプレス成形で形成されているので、凸部の突出高さ
を容易に小さく設定でき、それ故、放電空間の上下寸法
を容易に小さく設定でき、従って、オゾン発生効率を顕
著に向上させることができる。また、別体のスペーサを
組みつける手間を省くことができるので、組み立て作業
を簡単化できる。更に、誘電体層が、ホウロウからな
り、転写シートのホウロウ釉薬層を転写して焼き付けて
形成されたものであるので、次の効果を奏する。誘電
体層の表面が平滑であるため、凸部の突出高さを小さく
することにより、放電空間の上下寸法を小さくすること
ができる。従って、オゾン発生効率の向上を図ることが
できる。誘電体層に不純物が混入していないので、誘
電体層は所望の誘電率を発揮でき、従って、当初から期
待していただけの濃度のオゾンを得ることができる。
誘電体層を薄くできるので、発生器全体の小型化を図る
ことができる。

【００２８】（２）請求項２記載の発明によれば、次の
効果を奏する。放電空間における酸素等の滞留時間を長くできるの
で、オゾンの発生濃度を高めることができる。スペースの小さい放電空間であっても、オゾンの発生
濃度を高めることができるので、発生器の小型化を図る
ことができる。流路の長さを仕切りにより調節できるので、オゾンの
発生濃度を調節することができる。

【００２９】（３）請求項３記載の発明によれば、誘電
体層を電極の凸部を形成した面に密接して設けることが
できるので、誘電体層の剥離を防止できる。

【００３０】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の平板型のオゾン発生器の縦断面
図である。

【図２】実施形態１における電極の斜視図である。

【図３】両面に誘電体層が形成された図２の電極の斜
視図である。

【図４】実施形態２における一例の電極の斜視図であ
る。

【図５】誘電体層が形成された図４の電極の平面図で
ある。

【図６】実施形態２における別の例の電極であって誘
電体層が形成された電極の平面図である。

【図７】実施形態２における更に別の例の電極であっ
て誘電体層が形成された電極の平面図である。

【図８】実施形態３における電極の縦断面拡大部分図
である。

【図９】実施形態４のオゾン発生器の一製造工程を示
す斜視図である。

【図１０】図９に続く製造工程を示す縦断面図であ
る。

【図１１】実施形態５における電極の平面図である。

【図１２】図１１のＸII−ＸII断面部分図である。

【符号の説明】

１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１
４ａ，１４ｂ誘電体層２１，２２，２３，２４電極５１，５２，５３放電空間７（誘電体層用の）転写シート７ｂホウロウ釉薬層２１１，２２１，２３１，２４１，２４２，２４３，２
４４凸部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C01B 13/11 H01T 19/00 H01T 23/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の平板状金属電極を相互に対向させ
て配置するとともに、金属電極の対向面に誘電体層を設
け、対向する誘電体層間に放電空間を構成し、放電空間
に酸素又は酸素含有気体を流すとともに放電空間にて無
声放電を起こさせて、オゾンを発生させる、オゾン発生
器において、金属電極が鉄又はアルミニウムからなり、相互に対向し
た金属電極の少なくとも一方の対向面がプレス成形され
た連続した凸部を有しており、この凸部及び凸部表面に
設けられた誘電体層により放電空間の側壁が構成されて
おり、誘電体層が、ホウロウからなり、転写シートのホウロウ
釉薬層を転写して焼き付けて形成されたものであること
を特徴とするオゾン発生器。
【請求項２】凸部が、放電空間内のある一点から他の
一点に向けて、放電空間内の最も離れた２点間の直線距
離より長い通路空間を構成するよう設けられている請求
項１記載のオゾン発生器。
【請求項３】凸部が、縦断面台形状に形成されている
請求項１記載のオゾン発生器。