JP3278663B2

JP3278663B2 - オゾン発生装置用放電セル及びその放電セルを使用したオゾン発生装置

Info

Publication number: JP3278663B2
Application number: JP2000022887A
Authority: JP
Inventors: 寛折島; 昭彦寺本; 辰男菊池; 裕二寺島; 典世曽谷; 昌也吉村
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2002-04-30
Anticipated expiration: 2020-01-31
Also published as: JP2000281319A; JP3113885B2; JP2000281318A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレート型オゾン
発生装置に使用される放電セル、及びその放電セルを使
用したプレート型オゾン発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プレート型オゾン発生装置に使用される
放電セルの一つとして図９に示すものが知られている。

【０００３】図９に示された放電セルは、ヒートシンク
を兼ねる一対の低圧電極１，１と、一対の低圧電極１，
１の間に配置される誘電体ユニット２と、誘電体ユニッ
ト２の両面側に放電空隙３を形成するためのスペーサ
４，４・・とを備えている。誘電体ユニット２は、誘電
体としての２枚のガラス板２ａ，２ａの間に高圧電極２
ｂを介在させた多層構造である。スペーサ４，４・・は
金属、セラミック、ガラス或いは樹脂等からなり、放電
空隙３でのガス流通方向に直角な方向に所定の間隔で配
列されている。

【０００４】オゾンを発生させるときは、誘電体ユニッ
ト２の両面側に形成された放電空隙３，３に酸素ガス又
は酸素ガスを含む混合ガスからなる原料ガスを前方から
後方へ流通させながら、誘電体ユニット２内の高圧電極
２ｂに所定の高電圧を印加する。高電圧の印加により放
電空隙３，３では無声放電が発生し、原料ガス中の酸素
ガスがオゾン化される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
プレート型オゾン発生装置用放電セルでは、低圧電極
１，１及び誘電体ユニット２を１モジュールとし、隣接
するモジュール間で低圧電極１，１を共用する形で、そ
のモジュールを厚み方向に積層する積層構造が、しばし
ば採用される。また、低圧電極１，１及び高圧電極２ｂ
のうち、少なくとも低圧電極１，１は冷却器を兼ねるの
が一般的である。通常、この冷却器は、内部を冷却水が
板面に平行な方向に流通する冷媒流通型とされ、隣接す
る放電空隙の温度上昇を抑制することにより、オゾン濃
度の低下等を抑制する。

【０００６】しかしながら、従来のプレート型オゾン発
生装置用放電セルでは、各冷却器への冷媒の供給・排出
のために、各冷却器ごとに外部配管との配管ジョイント
部材が取り付けられている。そして、この配管ジョイン
ト部材の相互干渉のために、冷却器の厚みを十分に薄く
できず、モジュール積層方向での寸法抑制が難しいとい
う問題があった。

【０００７】また、オゾン発生装置は、放電セル内の各
冷却器への冷媒の供給・排出のために、通常は各１本の
集合配管を通じて装置外との給水・排水を行う。給水用
の集合配管を通じて装置内に導入された冷却水は、複数
本の枝管を介して各冷却器へ供給され、各冷却器から排
出された冷却水は複数本の枝管を介して排水用の集合配
管へ集められ、装置外へ排出される。このため、オゾン
発生装置内では、多数本の枝管が組み合わされた複雑な
配管系がセル外に構成されることになり、このこともオ
ゾン発生装置の小型化を阻害する大きな原因になってい
る。

【０００８】本発明の目的は、冷却器への冷媒の供給・
排出に起因し、モジュールを厚み方向に積層したモジュ
ール積層型で特に大きな問題となる上述の小型化阻害要
因を取り除くことにより、性能低下を伴うことなく装置
サイズの大幅な縮小化を可能にするオゾン発生装置用放
電セルを提供することにある。本発明の他の目的は、こ
の放電セルを有効に活用した小型のオゾン発生装置を提
供することにある。

【０００９】上記目的を達成するために、本発明のオゾ
ン発生装置用放電セルは、対向配置された一対の電極間
に、少なくとも一方の電極側に放電空隙が形成されるよ
うに誘電体を配置して構成された複数の板型モジュール
を、板厚方向に積層することにより構成されたモジュー
ル積層体を備えており、一対の電極の少なくとも一方を
冷媒流通型の冷却器とし、各冷却器間で共用される冷媒
供給用の集合管路及び冷媒排出用の集合管路を、前記モ
ジュール積層体内に形成し、各モジュールは、対向配置
された一対の第１電極と、一対の第１電極の間に配置さ
れた両側一対のスペーサと、両側のスペーサの間で一対
の第１電極の間に配置され、一対の第１電極との間に一
対の放電空隙を形成するべく、一対の誘電体の間に第２
電極を挟んで構成された誘電体ユニットとを備えるもの
である。

【００１０】本発明のオゾン発生装置用放電セルでは、
各冷却器間で共用される冷媒供給用の集合管路及び冷媒
排出用の集合管路がモジュール積層体内に形成されてい
るので、個々の冷却器から配管ジョイント部材が排除さ
れる。また、多数本の枝管を組み合わせた複雑な外部配
管系統が装置内から排除される。これらにより、装置サ
イズがモジュール積層方向及びこれに直角な方向で大幅
に縮小される。

【００１１】各モジュールの放電空隙で発生するオゾン
ガスを装置外へ取り出すために、各モジュール間で共用
されるオゾンガス用の集合管路を、前記モジュール積層
体内に形成することにより、装置の更なる小型化が可能
になる。

【００１２】集合管路は、モジュール積層方向に形成す
るのが、装置小型化の点から好ましい。

【００１３】この場合、複数の集合管路は、モジュール
積層方向の同じ端面側に開口させるのが、装置小型化の
点から好ましい。

【００１４】また、冷媒供給用の集合管路及び冷媒排出
用の集合管路では管路構成用の積層部材間をシールし、
オゾンガス用の集合管路では管路構成用の積層部材間を
ノンシールとするのが、部品点数低減の点から好まし
い。オゾンガス用の集合流路では、管路内外の圧力差が
僅かであるため、管路構成用の積層部材間をノンシール
としても、オゾンガスの漏れは実質的になく、そのノン
シールにより部品点数が低減される。

【００１５】ジョイント部材については、モジュール積
層体を、積層方向の両端側に配置された端板で固定し、
モジュール積層体の積層方向に形成された冷媒供給用の
集合管路及び冷媒排出用の集合管路を外部配管と接続す
るための各配管ジョイント部材を、前記端板の板厚方向
に貫通させて各集合管路に直結させるのが好ましい。こ
れによると、冷媒が端板に接触する事態が回避され、端
板において冷媒による腐食を考慮する必要がなくなるた
め、その材質の選択範囲が広がり、軽量化等が可能にな
る。

【００１６】モジュールについては、対向配置された一
対の第１電極と、一対の第１電極の間に配置された両側
一対のスペーサと、両側のスペーサの間で一対の第１電
極の間に配置され、一対の第１電極との間に一対の放電
空隙を形成するべく、一対の誘電体の間に第２電極を挟
んで構成された誘電体ユニットとを備える構成とした。

【００１７】これによると、モジュール積層体の両側部
分では、第１電極とスペーサが交互に積層され、誘電体
ユニットが排除される。第１電極及びスペーサは、誘電
体と異なり金属により形成することができるので、モジ
ュールの両側部分は金属の積層構造とすることができ
る。従って、その両側の金属の積層部分を利用すること
により、集合管路が特に簡単に形成される。

【００１８】また、本発明のオゾン発生装置は、本発明
のオゾン発生装置用放電セルの複数を同一タンク内に収
容し、各放電セルのモジュール積層体に形成された同種
の集合流路同士を前記タンク内で集合配管により相互接
続し、その接続配管の一部をタンク外へ引き出したもの
である。

【００１９】本発明のオゾン発生装置では、同一タンク
内に複数の放電セルが収容されるにもかかわらず、タン
ク内の配管系統が簡素化される。

【００２０】誘電体としては低コスト、耐電圧特性、寸
法精度、表面が研磨工程なしで鏡面となることなどから
ガラス板、特に液晶基板用のガラス板が好ましいが、ア
ルミナ等のセラミック板、サファイア等の結晶板、アル
ミナ等の溶射によるセラミックコート板、ほうろう板な
どの使用も可能である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係るプレ
ート型オゾン発生装置用放電セルの正面図、図２は同放
電セルに使用されたセルモジュールの分解斜視図、図３
は同セルモジュールに使用された第１電極の分解斜視図
である。

【００２２】本実施形態に係る放電セルは、図１に示す
ように、平板状の剛性体からなる複数の第１電極１０，
１０・・を、両側一対の剛性体スペーサ２０，２０を挟
んで板厚方向に重ね合わせることにより、セルモジュー
ル積層体を構成している。セルモジュール積層体は、図
示されない上下一対のエンドプレート間に、両側部を積
層方向に貫通する複数本のボルトにより固定されてい
る。この積層体では、上下のセルモジュール間で第１電
極１０が共用される。

【００２３】各セルモジュールは、図２に示すように、
上下一対の第１電極１０，１０と、第１電極１０，１０
間に挟まれた両側一対の剛性体スペーサ２０，２０と、
剛性体スペーサ２０，２０の内側に位置して第１電極１
０，１０間に配置された誘電体ユニット３０と、誘電体
ユニット３０の両面側に放電空隙５０，５０を形成する
ために第１電極１０，１０との間に設けられた複数の弾
性体スペーサ４０，４０・・とを備えている。

【００２４】なお、図面はいずれも上下方向の寸法を誇
張したものになっており、実際の厚さは例えば第１電極
１０で３ｍｍ以下、剛性体スペーサ２０で３ｍｍ以下と
いうように非常に薄く設計されている。

【００２５】上下一対の第１電極１０，１０は、冷却器
を兼ねる低圧電極である。各第１電極１０は、ステンレ
ス鋼板等からなる２枚の導電板１５，１５を接合して板
間に冷媒流通路を形成した薄板状の導電性剛体である。

【００２６】第１電極１０の一方の側部には、冷媒とし
ての冷却水を冷媒流通路に供給するための冷媒供給孔１
１と、その冷却水を上記流通路から取り出すための冷媒
排出孔１２とが、２枚の導電板１５，１５を板厚方向に
貫通して設けられている。また、当該セルモジュールで
発生したオゾンガスを取り出すために、第１電極１０に
は、両側一対のガス排出孔１３，１３と、ガス排出孔１
３，１３を繋ぐスリット状のガス流通路１４とが、２枚
の導電板１５，１５を板厚方向に貫通して設けられてい
る。第１電極１０の両側部に設けられている複数の小さ
な丸孔は、ボルトの通し孔である。

【００２７】第１電極１０を構成する２枚の導電板１
５，１５の両方の対向面には、図３に示すように、ガス
排出孔１３，１３及びガス流通路１４を包囲するように
Ｕ字状の浅く広い溝が形成されている。両方の対向面に
形成されたこの溝は合体して、導電板１５，１５間に冷
媒流通路１６を形成する。浅く広いこの溝は、例えばエ
ッチング、プレス等により簡単に形成される。

【００２８】冷媒流通路１６の一端部は冷媒供給孔１１
に接続され、他端部は冷媒排出孔１２に接続されてい
る。冷媒流通路１６には、流通方向に延びる複数のリブ
１７，１７・・が、流通方向に直角な方向に所定の間隔
で設けられている。リブ１７，１７・・は冷却水の均一
な流れと、第１電極１０の剛性確保に寄与する。

【００２９】両側一対の剛性体スペーサ２０，２０は、
ステンレス鋼板等の導電性板材からなる板状の導電性剛
体で、第１電極１０，１０間の両側部に介在することに
より、この間に、スペーサ厚に等しいギャップ量Ｇ′の
空間を形成する。また、第１電極１０，１０の電気的な
接続部材として機能する。

【００３０】一方の剛性体スペーサ２０には、第１電極
１０の冷媒供給孔１１及び冷媒排出孔１２にそれぞれ連
通する冷媒供給孔２１及び冷媒排出孔２２が、板厚方向
に貫通して設けられている。両方の剛性体スペーサ２
０，２０の各内側縁部には、第１電極１０のガス排出孔
１３に連通する切り込み状のガス排出孔２３が、板厚方
向に貫通して設けられている。またボルトの通し孔も第
１電極１０と同様に設けられている。剛性体スペーサ２
０におけるボルトの通し孔は、ボルトの外径より十分に
大きい内径とされている。これにより両側の剛性体スペ
ーサ２０，２０の間隔が調節される。

【００３１】また、一方の剛性体スペーサ２０の両表面
には、冷媒供給孔２１及び冷媒排出孔２２の両端側の開
口縁部を切り欠くことにより環状凹部が形成されてお
り、両端側の各環状凹部には、弾性材からなる環状のシ
ール部材６０が嵌合されると共に、シール部材６０の内
側に位置して、比較的剛性のある環状のバックアップ部
材７０が嵌合されている。シール部材６０は、第１電極
１０とこれに接触する剛性体スペーサ２０との間を、冷
媒供給孔１１，１２及び冷媒排出孔１２，２２の外側で
シールする。バックアップ部材７０はシール部材６０の
内側への変形を阻止するためのものである。なお、この
ようなシール構造は、ガス排出孔２３に対しては適用さ
れていない。

【００３２】上下一対の第１電極１０，１０と両側一対
の剛性体スペーサ２０，２０で囲まれた空間に配置され
る誘電体ユニット３０は、誘電体としての上下一対のガ
ラス板３１，３１の間に第２電極３２を挟んだサンドイ
ッチ構造の薄板状剛性体である。誘電体ユニット３０の
厚みＴは、上記空間のギャップ量Ｇ′より僅かに小さ
く、より具体的には放電空隙５０，５０の各ギャップ量
をＧとして、Ｇ′−２Ｇとされる。この厚みＴを調整す
るために、ガラス板３１，３１の間には導電性薄板がシ
ムとして適当枚数挿入される。この厚み調整により、任
意の放電ギャップ量Ｇが正確に得られる。放電ギャップ
量Ｇの調整には、剛性体スペーサ２０に導電性薄板をシ
ムとして適当枚数重ねるのも有効である。

【００３３】第２電極３２は高圧電極で、ステンレス鋼
板等の導電性薄板からなり、その一部は端子部３２′と
してガラス板３１，３１の間から外部へ導出されてい
る。第２電極３２の横幅はガラス板３１，３１の横幅よ
り狭く、第２電極３２の両側には剛性体スペーサ２０，
２０との間の絶縁のために絶縁体３３，３３が設けられ
ている。

【００３４】誘電体ユニット３０の両面側に放電空隙５
０，５０を形成するために第１電極１０，１０との間に
設けられる弾性体スペーサ４０，４０・・は、耐オゾン
性及び弾力性を有する、断面が円形の細い樹脂線材であ
り、放電空隙５０の幅方向（ガス流通方向に直角な方
向）に所定の間隔で配置されている。各弾性体スペーサ
４０の厚み（線材の外径Ｄ）は、圧縮のない状態で放電
空隙５０，５０の各ギャップ量Ｇより５〜５０％程度大
きく設定されている。

【００３５】この設定により、弾性体スペーサ４０，４
０・・は第１電極１０と誘電体ユニット３０により上下
から圧縮され、この圧縮により、誘電体ユニット３０は
上下から均等な圧力で弾性的に押圧され、上記空間内の
上下方向中央部に保持される。その結果、誘電体ユニッ
ト３０の両面側には、均等なギャップ量Ｇの放電空隙５
０，５０が形成される。

【００３６】なお、各放電空隙５０の両側部には、弾性
体スペーサ及びシール部材を兼ねて弾性体からなるテー
プ状の絶縁部材４１，４１が設けられている。

【００３７】次に、本実施形態に係る放電セルの組立方
法、使用方法及び機能について説明する。

【００３８】放電セルの組立では、図示されない上下の
エンドプレート間に複数枚の第１電極１０，１０・・
が、各間に剛性体スペーサ２０，２０、誘電体ユニット
３０及び弾性体スペーサ４０，４０・・を挟んで重ね合
わされ、両側部が図示されない複数本のボルトにより重
合方向に締め付けられる。

【００３９】これにより、各セルモジュールでは、誘電
体ユニット３０の両面側に放電空隙５０，５０が形成さ
れる。ここで、上下の第１電極１０，１０、両側の剛性
体スペーサ２０，２０及び誘電体ユニット３０は圧縮を
生じない剛性体であり、一方、弾性体スペーサ４０，４
０・・は圧縮を生じるので、各放電空隙５０のギャップ
量Ｇは（Ｇ′−Ｔ）／２の一定値となる。従って、０．
２ｍｍ以下というような微小のギャップ量Ｇも安定的に
実現される。

【００４０】また、締め付けは、剛性体スペーサ２０，
２０が配置されている両側部に行われ、放電セル全体を
均等に加圧する必要がないので、締め付け機構が簡略化
される。更に、締め付けによる弾性体スペーサ４０，４
０・・の破損も誘電体ユニット３０内のガラス板３１，
３１の破損も生じない。

【００４１】組立を終えた放電セルは、各セルモジュー
ルの放電空隙５０，５０内に前後から原料ガスを導入す
るために、図示されないタンク内に収容される。

【００４２】その放電セルでは、第１電極１０の冷媒供
給孔１１と剛性体スペーサ２０の冷媒供給孔２１が合体
することにより、積層方向に連続する縦向きの冷媒供給
用集合管路が、誘電体ユニット３０，３０・・の積層部
の側方に位置して形成される。また、第１電極１０の冷
媒排出孔１２と剛性体スペーサ２０の冷媒排出孔２２が
合体することにより、積層方向に連続する縦向きの冷媒
排出用集合管路が、誘電体ユニット３０，３０・・の積
層部の側方に位置して形成される。更に、第１電極１０
のガス排出孔１３，１３と剛性体２０，２０のガス排出
孔２３，２３が合体することにより、積層方向に連続す
る両側一対の縦向きのオゾンガス排出用集合管路が、誘
電体ユニット３０，３０・・の積層部の側方に位置して
形成される。

【００４３】ここで、縦向きの冷媒供給用集合管路及び
冷媒排出用集合管路は、これらを構成する第１電極１０
と剛性体スペーサ２０との間が環状のシール部材６０で
シールされた構造となる。

【００４４】また、縦向きの冷媒供給用集合管路、冷媒
排出用集合管路及びオゾンガス排出用集合管路路は、上
段のエンドプレートに設けられた開口部及び各開口部に
接続された管によりタンク外に連通している。一方、下
段のエンドプレートは、これらの管路を閉じる蓋板とし
て機能する。

【００４５】オゾンを発生させるときは、放電セルを収
容するタンク内に原料ガスを供給する。また、冷媒供給
用集合管路に冷却水を供給する。この状態で、各セルモ
ジュールの誘電体ユニット３０に設けられた第２電極３
２に高電圧を印加し、放電空隙５０，５０で無声放電を
発生させる。

【００４６】タンク内に供給された原料ガスは、各セル
モジュール内の上下の放電空隙５０，５０に前後から流
入し、前後方向の中央部に向かって流れる過程で放電に
晒されてオゾンガスとなる。放電空隙５０，５０で発生
したオゾンガスは、上下の第１電極１０，１０に設けら
れたガス流通路１４，１４を通って両側のガス排出孔１
３，１３に至り、放電セルの両側部に形成された両側一
対の縦向きのオゾンガス排出用集合管路を通って放電セ
ルの上方に取り出され、更にタンク外に取り出される。

【００４７】ここで、オゾンガス排出用集合管路では、
これを構成する第１電極１０と剛性体スペーサ２０との
間がシールされていない。しかし、タンク内と放電空隙
５０，５０内との圧力差は、放電空隙５０，５０内での
圧力損失に相当する分しか発生せず、非常に僅かであ
る。このため、ノンシールであっても、問題となるガス
漏れは発生せず、そのノンシール構造により部品点数が
低減する。

【００４８】縦向きの冷媒供給用集合管路に供給された
冷却水は、各セルモジュールの上下の第１電極１０，１
０に設けられた冷媒供給孔１１，１１から冷媒流通路１
６に入り、放電空隙５０，５０を低圧電極側から水冷す
る。第１電極１０，１０の冷媒排出孔１２，１２から出
た冷却水は、放電セルの一方の側部に形成された縦向き
の冷媒排出用集合管路を通って放電セルの上方に取り出
され、更にタンク外に取り出される。

【００４９】冷媒供給用集合管路及び冷媒排出用集合管
路では、その構成部材間がシール部材６０によりシール
されているので、水漏れの危険はない。また、そのシー
ル部材６０がバックアップ部材７０により内側から支持
されているので、タンク内に水圧より高い高圧の原料ガ
スを供給する場合にも、冷媒供給用集合管路のシール性
が確保される。

【００５０】また、放電空隙５０でのガス流れについて
は、従来、このガス流れは、放電空隙５０の前方から後
方に向かう一方通行であった。この場合、オゾンガスを
取り出すためには、放電セルの積層方向に直角な後面に
ヘッダを取り付ける必要がある。しかし、放電セルの積
層方向に直角な後面は、積層された各部材の端面が現れ
るため平坦ではない。このため、ヘッダと端面間のシー
ルが難しくなる。

【００５１】これに対し、本実施形態に係る放電セルで
は、第１電極１０の放電空隙５０に接する部分に、放電
空隙５０でのガス流通方向中央部に位置してガス流通路
１４が設けられ、第１電極１０の剛性体スペーサ２０，
２０に接する部分に、ガス流通路１４に繋がるガス排出
孔１３，１３が設けられいる。また、剛性体スペーサ２
０，２０には、ガス排出孔１３，１３に対応してガス排
出孔２３，２３が設けられている。

【００５２】その結果、原料ガスは放電空隙５０の前方
及び後方の両方から流入する。両方の流入ガスは放電空
隙５０でオゾン化され、放電空隙５０の中央部で第１電
極１０のガス流通路１４に入り、両側のガス導出孔１
３，１３から積層方向に流れて放電セルの外に取り出さ
れる。このため、オゾンガスの取り出しは、第１電極１
０の表面、或いはエンドプレートの表面から２本の管に
より行われる。これらの表面は放電セルの後面と異なり
平坦で、シールが容易であり、ヘッダも不要になる。ま
た、冷却水の供給・排出方向とオゾンガスの取り出し方
向が同じになるため、配管構造が簡単になり、装置の小
型化が図られる。

【００５３】図４は本発明の実施形態に係るオゾン発生
装置の正面図、図５は同オゾン発生装置の平面図、図６
は同オゾン発生装置の側面図、図７（ａ）は図５のＡ−
Ａ線矢示図で、上側の端板部分を示し、図７（ｂ）は図
５のＢ−Ｂ線矢示図で、同じく上側の端板部分を示す。
また、図８は図５のＡ−Ａ線矢示図で、下側の端板部分
を示す。

【００５４】本実施形態に係るオゾン発生装置は、図４
〜図６に示すように、円筒状の横型タンク１００と、タ
ンク１００内の軸方向に横に並べて収容された２つの放
電セル２００，２００とを備えている。２つの放電セル
２００，２００は、タンク１００内の架台１１０上に前
後を逆に向けて固定されている。タンク１００の両側の
開口部は、図示されない蓋体により気密に閉止されてい
る。

【００５５】各放電セル２００は、図１〜図３に示した
放電セルであり、前述した通り、モジュール積層体２１
０を上下の端板２２０，２３０間に複数本のボルトによ
り固定した構造になっている。端板２２０，２３０はア
ルミ合金からなる。

【００５６】上側の端板２２０は、図７に示すように、
最上段の第１電極１０の上にステンレス鋼板等からなる
シール板２４０を介して重ねられている。シール板２４
０は、第１電極１０のガス流通路１４を上方から塞ぐた
めのものであり、ガス流通路１４以外の開口部、即ち冷
媒供給孔１１、冷媒排出孔１２及びガス排出孔１３，１
３については、これらに対応する開口部２４１，２４２
が設けられている。

【００５７】端板２２０の一方の側部には、板厚方向に
貫通する２つの円形の貫通孔２２１，２２１が、第１電
極１０の冷媒供給孔１１及び冷媒排出孔１２に各対応し
て設けられている。貫通孔２２１，２２１には、Ｌ型の
配管ジョイント部材２５０，２５０の垂直な取り付け部
が貫通している。各配管ジョイント部材２５０は、取り
付け部の下端部にフランジ部２５１を有している。フラ
ンジ部２５１は、貫通孔２２１の周囲で端板２２０の下
面を切り欠くことにより形成された環状の凹部２２２に
嵌合しており、このフランジ部２５１と共に凹部２２２
に嵌合する環状のシール部材２６０により、シール板２
４０との間が貫通孔２２１の周囲でシールされている。

【００５８】これにより、配管ジョイント部材２５０，
２５０は、モジュール積層体２１０の一側部に縦向きに
形成された冷媒供給用集合管路及び冷媒排出用集合管路
にそれぞれ直結されることになる。また、各配管ジョイ
ント部材２５０は、取り付け部の軸回りに回転自在とな
り、水平な口部の向きを自在に変えることが可能とな
る。

【００５９】端板２２０の下面には、ガス集合用の比較
的大きな溝２２３が、第１電極１０の両側のガス排出孔
１３，１３から中央部にかけて設けられている。端板２
２０の中央部には、板厚方向に貫通する円形の貫通孔
が、溝２２３と連通するように設けられており、この貫
通孔には、配管ジョイント部材２７０の取り付け部がね
じ込みにより気密に取り付けられている。

【００６０】下側の端板２３０は、図８に示すように、
最下段の第１電極１０の下に直接重ねられている。端板
２３０の一方の側部には、２つの円形の凹部２３１，２
３１が、第１電極１０の冷媒供給孔１１及び冷媒排出孔
１２に各対応して設けられている。各凹部２３１には、
ステンレス鋼板等からなる蓋板２７０と環状のシール部
材２６０とが収容されており、これらにより、モジュー
ル積層体２１０の一側部に縦向きに形成された冷媒供給
用集合管路及び冷媒排出用集合管路が、下側の端板２３
０と干渉することなく下端で閉塞されている。

【００６１】配管ジョイント部材２５０，２５０の各口
部は、集合配管３００，３００により、当該放電セル２
００の側方に配置された別の放電セル２００の対応する
配管ジョイント部材２５０，２５０に接続されている。
各集合配管３００は、放電セル２００の外側の側面に沿
って設けられた縦管部３１０と、架台１１０の下方に水
平に設けられた横管部３２０とを有しており、横管部３
２０の長手方向一部からは、一方の集合配管３００につ
いては冷媒供給管３３０が、また他方の集合配管３００
については冷媒排出管３４０がそれぞれ下方へ分岐して
タンク１００の外へ突出している。

【００６２】同様に、配管ジョイント部材２７０は、集
合配管４００により、当該放電セル２００の側方に配置
された別の放電セル２００の対応する配管ジョイント部
材２７０に接続されている。各集合配管４００は、放電
セル２００の外側の側面に沿って設けられた縦管部と、
架台１１０の下方に水平に設けられた横管部とを有して
おり、横管部の長手方向一部からはガス排出管４１０が
下方へ分岐してタンク１００の外へ突出している。

【００６３】次に、放電セル２００，２００の給電系統
について説明する。

【００６４】この給電系統は、タンク１００の中央部に
取り付けられた外部端子部５００と、タンク１００の中
央部で内面に沿って配設された弧状の第１リード部５１
０と、第１リード部５１０の終端から一方の放電セル２
００の側へ向けて配設された横向きの第２リード部５２
０と、第２リード部５２０から一方の放電セル２００
の前面側を下方へ向けて配設された縦向きの第３リード
部５３０と、外部端子部５００と第１リード部５１０の
接続点から他方の放電セル２００の側へ向けて配設され
た横向きの第４リード部５４０と、第４リード部５４０
から他方の放電セル２００の前面側を下方へ向けて配設
された、第３リード部５３０に相当する縦向きリード部
とを備えている。

【００６５】第１リード部５１０、第２リード部５２０
及び第４リード部５４０は、絶縁体５６０を介してタン
ク１００の内面に固定されている。第３リード５３０
は、対応する放電セル２００の前面中央部に上下一対の
絶縁体５７０，５７０により取り付けられている。

【００６６】そして、各放電セル２００では、積層方向
に連続する所定数のモジュール単位ごとに左右交互の位
置で、誘電体ユニット３０内の第２電極３２に設けられ
た端子部３２′が重合されており、各重合部が、放電セ
ル２００の前面側に取り付けられた縦向きの第３リード
部５３０に、左右から交互に管ヒューズ５８０を介して
接続されている。

【００６７】本実施形態に係るオゾン発生装置では、外
部端子５００に所定の高電圧を印加る。また、一方の集
合配管３００内に冷媒供給管３３０から冷却水を供給す
る。この状態で、タンク１００に設けられたガス供給管
１２０からタンク内に原料ガスを供給する。

【００６８】外部端子５００に所定の高電圧を印加する
ことにより、各放電セル２００では、各モジュール内の
第２電極３２に所定の高電圧が印加され、放電空隙５
０，５０で放電が発生する。この状態で、タンク１００
内に原料ガスが供給されることにより、各モジュール内
の放電空隙５０，５０で原料ガスがオゾン化される。そ
のオゾンガスは、各放電セル２００の両側部に縦向きに
形成されたオゾンガス排出用の集合管路を通って上昇
し、上側の端板２２０の溝２２３、ジョイント部材２７
０及び集合配管４００を通ってガス排出管４１０からタ
ンク１００の外へ排出される。

【００６９】冷媒供給管３３０から一方の集合配管３０
０内に供給された冷却水は、一方の配管ジョイント部材
２５０から、各放電セル２００の一側部に縦向きに形成
された冷媒供給用の集合管路に上方から流入し、各モジ
ュール内の第１電極１０，１０に供給される。各モジュ
ール内の第１電極１０，１０から排出された冷却水は、
各放電セル２００の一側部に縦向きに形成された冷媒排
出用の集合管路に流入し、他方の配管ジョイント部材２
５０から他方の集合配管３００を経て冷媒排出管３４０
からタンク１００の外へ排出される。

【００７０】オゾンガスは、アルミ合金に対しては酸化
膜を形成するので、アルミ合金からなる端板２２０を腐
食しない。これに対し、冷却水はアルミ合金を急速に腐
食させる。しかし、各放電セル２００の一側部に縦向き
に形成された冷媒供給用集合管路及び冷媒排出用集合管
路は、アルミ合金からなる端板２２０，２３０を介さず
に配管ジョイント部材２５０，２５０に直結されてい
る。このため、端板２２０，２３０が軽量なアルミ合金
からなるにもかかわらず、その冷却水による腐食が防止
される。

【００７１】冷却水の供給・排出系統については、冷媒
供給用集合管路及び冷媒排出用集合管路が各放電セル２
００のモジュール積層体２１０内に形成されているの
で、各モジュールから配管ジョイント部材が排除され、
冷却器である第１電極１０，１０の厚みが低減される。
その結果、放電セル２００の全高、ひいてはタンク１０
０の高さが、性能低下を伴うことなく低減される。

【００７２】また、タンク１００内から多数本の枝管を
組み合わせた複雑な外部配管系統が排除される上に、各
放電セル２００のモジュール積層体２１０に形成された
同種の集合管路同士がタンク１００内で集合配管３００
により相互接続されているので、２個の放電セル２０
０，２００が組み合わされているにもかかわらず、タン
ク１００内の冷媒用外部配管としては２本の集合配管３
００，３００のみであり、オゾンガス排出用の集合配管
４００と合わせても３本である。

【００７３】これによっても、タンク１００が小型化さ
れる。

【００７４】

【発明の効果】以上に述べたとおり、本発明のオゾン発
生装置用放電セルは、各冷却器間で共用される冷媒供給
用の集合管路及び冷媒排出用の集合管路をモジュール積
層体内に形成したことにより、個々の冷却器から配管ジ
ョイント部材を排除でき、また、多数本の枝管を組み合
わせた複雑な外部配管系統を装置内から排除できるの
で、装置サイズをモジュール積層方向及びこれに直角な
方向で大幅に縮小できる。

【００７５】また、本発明のオゾン発生装置は、本発明
のオゾン発生装置用放電セルの複数を同一タンク内に収
容し、各放電セルのモジュール積層体に形成された同種
の集合流路同士を前記タンク内で集合配管により相互接
続し、その接続配管の一部をタンク外へ引き出したこと
により、同一タンク内に複数の放電セルを収容するにも
かかわらず、タンク内の配管系統を簡素化でき、これに
よる小型化も可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るプレート型オゾン発生
装置用放電セルの正面図である。

【図２】同放電セルに使用されたセルモジュールの分解
斜視図である。

【図３】同セルモジュールに使用された第１電極の分解
斜視図である。

【図４】本発明の実施形態に係るオゾン発生装置の正面
図である。

【図５】同オゾン発生装置の平面図である。

【図６】同オゾン発生装置の側面図である。

【図７】（ａ）は図５のＡ−Ａ線矢示図で上側の端板部
分を示し、（ｂ）は図５のＢ−Ｂ線矢示図で上側の端板
部分を示す。

【図８】図５のＡ−Ａ線矢示図で下側の端板部分を示
す。

【図９】従来のプレート型オゾン発生装置用放電セルの
模式構成図である。

【符号の説明】

１０第１電極（低圧電極）１１冷媒導入孔１２冷媒導出孔１３ガス導出孔１４ガス導出路１５導電板１６冷媒流通路１７リブ２０剛性体スペーサ２１冷媒導入孔２２冷媒導出孔３０誘電体ユニット３１ガラス板（誘電体）３２第２電極（高圧電極）４０弾性体スペーサ５０放電空隙６０シール部材７０バックアップ部材１００タンク２００放電セル２１０モジュール積層体２２０，２３０端板２５０，２７０配管ジョイント部材３００集合配管３３０冷媒供給管３４０冷媒排出管４００集合配管４１０ガス排出管５００外部端子５１０，５２０，５３０，５４０リード部材５８０管ヒューズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寺島裕二兵庫県尼崎市扶桑町１番10号住友精密工業株式会社内 (72)発明者曽谷典世兵庫県尼崎市扶桑町１番10号住友精密工業株式会社内 (72)発明者吉村昌也兵庫県尼崎市扶桑町１番10号住友精密工業株式会社内 (56)参考文献特開昭55−42278（ＪＰ，Ａ) 特開平９−142811（ＪＰ，Ａ) 特許122301（ＪＰ，Ｃ２) 特許80651（ＪＰ，Ｃ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C01B 13/11 H01T 23/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対向配置された一対の電極間に、少なく
とも一方の電極側に放電空隙が形成されるように誘電体
を配置して構成された複数の板型モジュールを、板厚方
向に積層することにより構成されたモジュール積層体を
備えたオゾン発生装置用放電セルにおいて、一対の電極
の少なくとも一方を冷媒流通型の冷却器とし、各冷却器
間で共用される冷媒供給用の集合管路及び冷媒排出用の
集合管路を、前記モジュール積層体内に形成し、各モジ
ュールは、対向配置された一対の第１電極と、一対の第
１電極の間に配置された両側一対のスペーサと、両側の
スペーサの間で一対の第１電極の間に配置され、一対の
第１電極との間に一対の放電空隙を形成するべく、一対
の誘電体の間に第２電極を挟んで構成された誘電体ユニ
ットとを備えることを特徴とするオゾン発生装置用放電
セル。
【請求項２】各モジュールの放電空隙で発生するオゾ
ンガスを装置外へ取り出すために、各モジュール間で共
用されるオゾンガス用の集合管路を、前記モジュール積
層体内に形成したことを特徴とする請求項１に記載のオ
ゾン発生装置用放電セル。
【請求項３】冷媒供給用の集合管路及び冷媒排出用の
集合管路は、モジュール積層方向に形成されていること
を特徴とする請求項１又は２に記載のオゾン発生装置用
放電セル。
【請求項４】オゾンガス用の集合管路は、モジュール
積層方向に形成されていることを特徴とする請求項２又
は３に記載のオゾン発生装置用放電セル。
【請求項５】冷媒供給用の集合管路、冷媒排出用の集
合管路及びオゾンガス用の集合管路は、モジュール積層
方向の同じ端面側に開口することを特徴とする請求項
２、３又は４に記載のオゾン発生装置用放電セル。
【請求項６】冷媒供給用の集合管路及び冷媒排出用の
集合管路では積層部材間をシールし、オゾンガス用の集
合管路では積層部材間をノンシールとしたことを特徴と
する請求項４又は５に記載のオゾン発生装置用放電セ
ル。
【請求項７】モジュール積層体を、積層方向の両端側
に配置された端板で固定し、モジュール積層体の積層方
向に形成された冷媒供給用の集合管路及び冷媒排出用の
集合管路を外部配管と接続するための各ジョイント部材
を、前記端板の板厚方向に貫通させて各集合管路に直結
させたことを特徴とする請求項３、４、５又は６に記載
のオゾン発生装置用放電セル。
【請求項８】冷媒供給用の集合管路及び冷媒排出用の
集合管路は、モジュール積層体の両側部分に形成された
第１電極とスペーサの交互積層部で、積層方向に形成さ
れていることを特徴とする請求項３、４、５、６又は７
に記載のオゾン発生装置用放電セル。
【請求項９】オゾンガス用の集合管路は、モジュール
積層体の両側部分に形成された第１電極とスペーサの交
互積層部で、積層方向に形成されていることを特徴とす
る請求項４、５、６、７又は８に記載のオゾン発生装置
用放電セル。
【請求項１０】請求項１、２、３、４、５、６、７、
８又は９に記載のオゾン発生装置用放電セルの複数を同
一タンク内に収容し、各放電セルのモジュール積層体に
形成された同種の集合管路同士を前記タンク内で集合配
管により相互接続し、その接続配管の一部をタンク外へ
引き出したことを特徴とするオゾン発生装置。