JP3983991B2 - オゾン発生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体を介して電圧を印加して誘電体層表面に空気あるいは酸素を含むガスを放電させて、オゾン原料ガスからオゾンを生成するオゾン発生装置に係り、特に高濃度のオゾンを発生できるようにしたコンパクトでかつ安価なオゾン発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば上下水道の殺菌・消臭・脱色といった浄水処理システムや、工業排水処理の脱臭・脱色、パルプ漂白、ガス浄化システムおよび医療機器の殺菌、半導体の酸化物形成やクリーニング、化学プラント等に、酸化力の強いオゾンが多く用いられてきている。
【０００３】
このオゾンを発生するオゾン発生装置としては、対向する複数の電極を備え、この複数の電極間で無声放電、すなわち体積放電を生じさせて、オゾン原料ガスからオゾンを生成するものが知られている。
【０００４】
図１２は、この種の従来の同軸円筒型オゾン発生装置の構成例を示す概要図である。
【０００５】
図１２に示すように、同軸円筒型オゾン発生装置は、円筒形のステンレス製の金属電極１の内部に、円筒形のガラス製の誘電体２が挿入されている。
【０００６】
また、誘電体２の内面には、金属層３が蒸着されており、リード線４を介して電源５に接続されている。
【０００７】
そして、電源５から交流電圧が印加されると、金属電極１と誘電体２との間の空間に満たされている空気あるいは酸素を含むガスに放電が発生する。
【０００８】
この放電は、無声放電、あるいはバリア放電と称されるものである。
【０００９】
また、詳細を後述するが、本発明に関連する沿面放電、共面放電も、このバリア放電の一種である。
【００１０】
そのため、かかる従来例のように、金属電極１と誘電体２との間の空間に発生する放電を、体積放電（体積型バリア放電）とも称している。
一方、このような放電によって発生した熱は、金属電極１の外部の冷却水６によって冷却される。
【００１１】
また、金属電極１と誘電体２との間隙が放電ギャップとなるが、当該空間を一定に確保するために、金属電極１と誘電体２との間に、スペーサ７が挿入されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなオゾン発生装置のうち、オゾン原料ガスとして空気を用いてオゾンを生成するものでは、装置が大きいばかりでなく、高濃度のオゾンを得ることが困難であるといった課題がある。
【００１３】
そこで、高濃度のオゾンを得るに当たって、窒素吸着によって酸素濃度を少し増加する、いわゆる酸素富家オゾン発生といった方法を採用したオゾン発生装置も用いられることがある。
【００１４】
しかしながら、オゾン原料ガスとして、空気のような窒素を含むガスを用いたオゾン発生装置では、放電によって発生する副生成物である窒素酸化物、すなわちＮＯ、ＮＯ_２、ＮＯ_３、Ｎ_２Ｏ_５が、連鎖的にオゾンを破壊することが知られている。
【００１５】
そのため、高濃度のオゾンを発生することが困難である。
【００１６】
特に、沿面放電型のように、誘電体表面で放電を発生するものにおいては、体積放電型に比べて、窒素酸化物の影響が大きく、高濃度のオゾンを得ることが困難である。
【００１７】
本発明の目的は、誘電体表面で放電を発生する沿面放電型あるいは共面放電型のオゾン発生装置において、高濃度のオゾンを発生することができ、しかも従来の体積放電型オゾン発生装置よりもコンパクトでかつ安価なオゾン発生装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に対応する発明では、金属プレートの少なくとも一方の表面に誘電体を設置し、かつ当該誘電体を設置した金属プレートに冷却機構を備えて構成され、誘電体を介して電圧を印加して誘電体表面に放電を発生させ、オゾン原料ガスからオゾンを生成するオゾン発生装置において、誘電体を、コイルばね等のコイル状の弾性部材によって直接、金属プレートに密着させるようにしている。また、誘電体の裏面である金属プレートとの接触面に、導電性材料を蒸着あるいは塗布するようにしている。
【００１９】
従って、請求項１に対応する発明のオゾン発生装置においては、誘電体を、コイル状の弾性部材によって直接、金属プレートに密着させることにより、コイル状の弾性部材が誘電体を金属プレートに押さえつけて密着することで、熱伝達がよくなり、安定した放電特性が得られると同時に、放電領域と誘電体表面との間隔が最短になるため、簡便な構造でかつ高い冷却性能を確保することができ、高濃度のオゾンを発生することができる。また、誘電体の裏面である金属プレートとの接触面に、導電性材料を蒸着あるいは塗布することにより、誘電体の裏面と金属プレートとの間の異常放電を抑制して、高い信頼性を得ることができる。
【００２６】
また、請求項２に対応する発明では、上記請求項１に対応する発明のオゾン発生装置において、誘電体を、対をなす電極の一方の表面に設置し、かつ他方が金属電極であり、当該金属電極に冷却構造を付与せず、かつ高電圧を印加するようにしている。
【００２７】
従って、請求項２に対応する発明のオゾン発生装置においては、誘電体を、対をなす電極の一方の表面に設置し、かつ他方が金属電極であり、当該金属電極に冷却構造を付与せず、かつ高電圧を印加することにより、冷却装置に高電圧が印加される恐れをなくして、信頼性を向上することができる。
【００３０】
一方、請求項３に対応する発明では、上記請求項１に対応する発明のオゾン発生装置において、誘電体の外周部が、当該誘電体を設置した金属プレートの外周部よりも大きくなるようにしている。
【００３１】
従って、請求項３に対応する発明のオゾン発生装置においては、誘電体の外周部が、当該誘電体を設置した金属プレートの外周部よりも大きくなるようにすることにより、誘電体の外周部が絶縁バリアとなって、端部の異常絶縁破壊を防ぎ、高い信頼性を得ることができる。
【００３４】
さらに、請求項４に対応する発明では、上記請求項１に対応する発明のオゾン発生装置において、誘電体と誘電体との間隙長を一定にするスペーサを備えている。
【００３５】
従って、請求項４に対応する発明のオゾン発生装置においては、誘電体と誘電体との間隙長を一定にするスペーサを備えることにより、上記発明を容易に実現することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
（第１の実施の形態）
図１は本実施の形態による沿面放電型のオゾン発生装置の構成例を示す分解斜視図、図２は本実施の形態による沿面放電型のオゾン発生装置の構成例を示す断面図、図３は図２における電極部の構成例を示す拡大図であり、図１２と同一要素には同一符号を付して示している。
図１乃至図３において、金属からなる水冷プレート８の上に、当該水冷プレート８よりも外周が大きい誘電体であるガラス基板９を設置している。
【００３８】
また、水冷プレート８は、内部に冷却機構（構造）を備えており、冷却水入口１０から冷却水を導入し、当該冷却水を冷却水出口１１から排出するようにしている。
【００３９】
一方、ガラス基板９は、コイル状の弾性部材であるコイルばね１２によって直接、水冷プレート８に密着させている。
【００４０】
また、コイルばね１２は、中央に開口部を設けた金属枠１３に取り付けており、当該金属枠１３は電源５に接続している。
【００４１】
さらに、ガラス基板９と対向するもう一枚のガラス基板９との間隙長を一定にするスペーサ７を、金属枠１３に取り付けている。
【００４２】
さらにまた、ガラス基板９の裏面である水冷プレート８と接触する面に、ステンレスやＩＴＯ膜等の導電性材料を蒸着するか、あるいは銀ペースト等をスクリーン印刷あるいは塗布している。
【００４３】
次に、以上のように構成した本実施の形態によるオゾン発生装置においては、電源５から交流電圧が印加されると、金属枠１３を介してコイルばね１２に、交流電圧が荷電される。
【００４４】
水冷プレート８は、アース電位に接続することで、コイルばね１２自体が沿面電極となり、ガラス基板９上に沿面放電１４が発生する。
【００４５】
この場合、誘電体であるガラス基板９を、コイルばね１２によって直接、水冷プレート８に密着させていることにより、コイルばね１２がガラス基板９を水冷プレート８に押さえつけて密着することで、熱伝達がよくなる。
【００４６】
その結果、安定した放電特性が得られると同時に、放電領域と誘電体であるガラス基板９表面との間隔が最短になるため、簡便な構造でかつ高い冷却性能を確保することができ、高濃度のオゾンを発生することができる。
【００４７】
また、ガラス基板９の外周部が、水冷プレート８の外周部よりも大きくなるようにしていることにより、ガラス基板９の外周部が絶縁バリアとなって、電圧が印加されるコイルばね１２や金属枠１３から直接水冷プレート８への端部の異常絶縁破壊を起こさないように防止することができる。
【００４８】
一方、ガラス基板９の水冷プレート８と接触する面は、コイルばね１２のへたり等の事故によって浮き上がる可能性がある。
【００４９】
そして、もしガラス基板９が水冷プレート８から浮き上がると、ガラス基板９と水冷プレート８との間にできた空間に異常放電が発生するため、ガラス基板９が破損してしまう可能性がある。
【００５０】
この点、本実施の形態では、ガラス基板９の水冷プレート８と接触する面に、ステンレスやＩＴＯ膜等の導電性材料を蒸着するか、あるいは銀ペースト等をスクリーン印刷あるいは塗布していることにより、たとえ一部分においてガラス基板９が水冷プレート８から浮き上がっていても、一部分が接触することでガラス基板９と水冷プレート８との間にできた空間は全て同電位になるため、異常放電を抑制することができる。
【００５１】
また、ガラス基板９と対向するもう一枚のガラス基板９との間隙には、オゾンが発生して満たされる。空気は、外周から内側に向かって流れて中央に集まる過程で、沿面放電によってオゾン化されて中央から排出される。
【００５２】
この空間は、金属枠１３に取り付けたスペーサ７によって、一定の幅以下に抑えられる。
【００５３】
上述したように、本実施の形態によるオゾン発生装置では、高濃度のオゾンを発生することができ、しかも従来の体積放電型オゾン発生装置よりもコンパクトでかつ安価なオゾン発生装置を得ることが可能となる。
【００５４】
（第２の実施の形態）
図４は、本実施の形態による共面放電型のオゾン発生装置における電極部の構成例を示す拡大図であり、図１乃至図３と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
図１乃至図３において、コイルばね１２とガラス基板９を設置した電極１５ａ、１５ｂ間に、電源５から交流電圧を印加するようにしている。
【００５５】
次に、以上のように構成した本実施の形態によるオゾン発生装置においては、ガラス基板９上に印刷された電極１５ａ、１５ｂの間に交流電圧を印加することにより、電極１５ａ、１５ｂの上面に印刷した誘電体層１６を介して、当該誘電体層１６表面に沿面放電１４が発生する。
【００５６】
なお、電極１５ａと電極１５ｂとが一つの面内にあることから、共面構造と呼ばれている。
【００５７】
また、本実施の形態のような電極構成でも、誘電体であるガラス基板９を、コイルばね１２によって直接、水冷プレート８に密着させていることにより、コイルばね１２がガラス基板９を水冷プレート８に押さえつけて密着することで、熱伝達がよくなる。
【００５８】
その結果、安定した放電特性が得られると同時に、放電領域とガラス基板９表面の間隔が最短になるため、高い冷却性能を確保することができ、高濃度のオゾンを発生することができる。
【００５９】
上述したように、本実施の形態によるオゾン発生装置では、高い冷却性能を確保することができ、高濃度のオゾンを発生することができるオゾン発生装置を得ることが可能となる。
【００６０】
（第３の実施の形態）
本実施の形態による沿面放電型のオゾン発生装置は、前述した第１または第２の実施の形態による沿面放電型のオゾン発生装置において、オゾン原料ガスとして、空気あるいは酸素濃度が９０％未満のガスを用い、さらに放電面積１平方メートル当たりの投入電力Ｗ／Ｓ［ｋＷ／ｍ^２］と、放電を発生させるガラス基板９表面から設けた空間の高さｄとの間に、
（Ｗ／Ｓ）＊（０．８＊ｄ−０．２）＜５
なる関係を満たすようにしている。
【００６１】
次に、以上のように構成した本実施の形態によるオゾン発生装置においては、オゾン原料ガスとして、空気あるいは酸素濃度が９０％未満のガスを用い、放電面積１平方メートル当たりの投入電力Ｗ／Ｓ［ｋＷ／ｍ^２］と、放電を発生させるガラス基板９表面から設けた空間の高さｄとの間に、上記式の関係を満たすようにしていることにより、放電によって発生したオゾンが空間全体に拡散し、当該拡散したオゾンの偏差を５ｇ／Ｎｍ^３以下に抑えることが可能となるため、オゾンの分解反応を抑制することができ、高い効率で高濃度のオゾンを発生することができる。
【００６２】
以下、かかる点について詳細に述べる。
オゾン原料ガスとして空気原料を用いた場合には、酸素原料よりも多くのガス流量Ｑを必要とする。
【００６３】
投入した放電電力Ｗをガス流量Ｑで割った値Ｗ／Ｑを、特性エネルギー（Specific Energy）と称する。
酸素原料では、特性エネルギーＷ／Ｑは、１．０〜２．０［ｋＷｈ／Ｎｍ^３］であるが、空気原料では、特性エネルギーＷ／Ｑは、０．２〜０．４［ｋＷｈ／Ｎｍ^３］である。
【００６４】
空気原料では、特性エネルギーＷ／Ｑが、酸素原料のおよそ１／５になっている。
【００６５】
すなわち、空気原料では酸素原料の５倍程度のガス流量Ｑが必要となる。
【００６６】
ガス流量Ｑが大きいため、その流速Ｖは、これに比例して大きく、ガスが水冷プレート８と隣り合う水冷プレート８との間の空間に留まっている時間ｔが、反比例して短い。
【００６７】
すなわち、ガスが放電空間に留まっている時間が、１／５に短くなる。
【００６８】
その結果、空気原料の場合には、沿面放電１４からその上空のフリースペースに向かって十分拡散する時間をとり難くなる。
【００６９】
図５は、本実施の形態によるオゾン発生装置のパラメータの効果を示す関係図である。
【００７０】
図５において、横軸がギャップ中の位置Ｘで、０〜０．０２０ｃｍの範囲が放電領域である。
【００７１】
この放電領域でオゾンが生成し、ギャップ中をフリースペースである右側に拡散していく。
【００７２】
この拡散過程は、次に示すような微分方程式を解くことで得られる。
【００７３】
ｄＮ／ｄｔ＝ｇ−Ｄ（ｄ^２Ｎ／ｄＸ^２） （１）
ここで、
Ｎ：オゾン濃度［ｇ／ｃｍ^３］
ｔ：時間［ｓ］
ｇ：単位放電体積当たりのオゾン発生量［ｇ／ｃｍ^３／ｓ］
Ｄ：拡散係数［ｃｍ^２／ｓ］
オゾン発生量ｇは、放電領域では放電電力Ｗ［Ｗ］に比例し、放電のないフリー・スペースではゼロになる。
【００７４】
本発明者等は、沿面放電あるいは共面放電において、オゾン原料ガスとして空気を用いる原料オゾン発生装置では、オゾン発生量ｇは、放電電力Ｗ［Ｗ］を放電面積Ｓ［ｃｍ^２］で割った電力密度Ｗ／Ｓ［Ｗ／ｃｍ^２］との間に、下記のような関係があることを見出している。
【００７５】

ここで、
Ｘ：ギャップ中の位置
ｄ：空間の高さ（ギャップ）
図５から、放電部オゾン濃度ＣＤ、すなわち左端のオゾン濃度は、フリースペースのオゾン濃度ＣＦ、すなわち右端のオゾン濃度よりも早く立ち上がっていくことがわかる。
【００７６】
図６は、図５における横軸を、時間ｔから特性エネルギーＷ／Ｑに次のような式で変換して示した関係図である。
【００７７】
Ｗ／Ｑ＝（Ｗ／Ｓ）／ｄ＊ｔ （３）
図６では、放電でよく用いられるｃｇｓ単位系から、一般的なＭＫＳ単位系に変換を行なっている。
【００７８】
放電部オゾン濃度ＣＤ、およびフリースペースオゾン濃度ＣＦは、特性エネルギーＷ／Ｑの上昇と共に高くなっていく。
【００７９】
放電部オゾン濃度ＣＤとフリースペースオゾン濃度ＣＦとの差は、飽和を示している。
【００８０】
その値は、この場合、１２ｇ／Ｎｍ^３程度である。
【００８１】
そして、この濃度差が飽和することを、本発明者等は初めて見出した。
【００８２】
このオゾン濃度差の定常値をΔＣとして、いくつかの電力密度Ｗ／Ｓに対して依存性を見てみると、図７に示す関係図のようになる。
【００８３】
図７において、横軸は空間の高さであるギャップｄである。
【００８４】
空間内のオゾン濃度差ΔＣは、電力密度Ｗ／Ｓと空間の高さであるギャップｄに共に比例していることがわかる。
【００８５】
そこで、オゾン濃度差ΔＣを電力密度Ｗ／Ｓで割ったΔＣ／（Ｗ／Ｓ）と、空間の高さであるギャップｄとの関係は、図８に示す関係図のように、一本の直線になってしまう。
【００８６】
以上から、空間中でのオゾン濃度の偏差が５ｇ／Ｎｍ^３以下の条件で、高い効率で高濃度オゾンを発生できることを、本発明者らは初めて見出した。
【００８７】
その条件は、放電面積１平方メートル当たりの投入電力、Ｗ／Ｓ［ｋＷ／ｍ^２］と、放電を発生させるガラス基板９表面から設けた空間の高さｄとの間に、
（Ｗ／Ｓ）＊（０．８＊ｄ−０．２）＜５
なる関係を満たすことである。
【００８８】
この条件により、放電によって発生したオゾンが、空間全体に拡散することになる。
【００８９】
なお、本実施の形態では、オゾン原料ガスとして、空気原料を用いた場合について主に示したが、オゾン原料ガスとして、酸素濃度が９０％未満のガスを用いた場合についても、同様の作用効果を奏することができる。
【００９０】
上述したように、本実施の形態によるオゾン発生装置では、放電によって発生したオゾンが空間全体に拡散し、当該拡散したオゾンの偏差を５ｇ／Ｎｍ^３以下に抑えることが可能となるため、オゾンの分解反応を抑制することができ、高い効率で高濃度のオゾンを発生することができるオゾン発生装置を得ることが可能となる。
【００９１】
（第４の実施の形態）
本実施の形態による沿面放電型のオゾン発生装置は、前述した第１または第２の実施の形態による沿面放電型のオゾン発生装置において、冷却機構を備えた水冷プレート８を複数枚重ねた構成を有するものとし、さらに互いに隣り合う水冷プレート８間に設けたガス流路幅Ｚと、放電面積１平方メートル当たりの投入電力Ｗ／Ｓ［ｋＷ／ｍ^２］との間に、
（Ｗ／Ｓ）＊（０．４＊Ｚ−０．２）＜５
なる関係を満たすようにしている。
【００９２】
次に、以上のように構成した本実施の形態によるオゾン発生装置においては、冷却機構を備え複数枚重ねた構成を有する水冷プレート８における、互いに隣り合う水冷プレート８間に設けたガス流路幅Ｚと、放電面積１平方メートル当たりの投入電力Ｗ／Ｓ［ｋＷ／ｍ^２］との間に、上記式の関係を満たすようにしていることにより、放電によって発生したオゾンが空間全体に拡散し、当該拡散したオゾンの偏差を５ｇ／Ｎｍ^３以下に抑えることが可能となるため、オゾンの分解反応を抑制することができ、高い効率で高濃度のオゾンを発生することができる。
【００９３】
すなわち、図５乃至図８に示した実施の形態では、放電面は１面であったが、図１および図２に示した実施の形態のように、両側に放電面がある場合には、隣り合う金属プレート８間に設けたガス流路幅Ｚと放電面積１平方メートル当たりの投入電力、Ｗ／Ｓ［ｋＷ／ｍ^２］との間に、上記式を満たす関係にすることにより、同様の効果が得られ、高い効率で高濃度のオゾンを発生することができる。
【００９４】
この理由は、両側に放電面がある場合、中央を挟んで対称面となっているため、ガス流路幅Ｚの半分であるＺ／２が、放電面が１面の場合の空間高さｄと等価であるためである。
【００９５】
上述したように、本実施の形態によるオゾン発生装置では、放電によって発生したオゾンが空間全体に拡散し、当該拡散したオゾンの偏差を５ｇ／Ｎｍ^３以下に抑えることが可能となるため、オゾンの分解反応を抑制することができ、高い効率で高濃度のオゾンを発生することができるオゾン発生装置を得ることが可能となる。
【００９６】
（第５の実施の形態）
図９は本実施の形態による沿面放電型のオゾン発生装置の構成例を示す分解斜視図、図１０は本実施の形態による沿面放電型のオゾン発生装置の構成例を示す断面図であり、図１および図２と同一要素には同一符号を付して示している。
図１および図２において、コイルばね１２を、金属電極１７によって保持している。
【００９７】
また、金属からなる水冷プレート８の上に、当該水冷プレート８よりも外周が大きい誘電体であるガラス基板９を設置している。
【００９８】
さらに、水冷プレート８は、内部に冷却機構（構造）を備えており、冷却水入口１０から冷却水を導入し、当該冷却水を冷却水出口１１から排出するようにしている。
【００９９】
一方、ガラス基板９は、コイル状の弾性部材であるコイルばね１２によって直接、水冷プレート８に密着させている。
【０１００】
また、コイルばね１２は金属電極１７に取り付けられており、当該金属電極１７は電源５に接続している。
【０１０１】
次に、以上のように構成した本実施の形態によるオゾン発生装置においては、電源５から交流電圧が印加されると、金属電極１７およびコイルばね１２に、交流電圧が荷電される。
【０１０２】
水冷プレート８は、アース電位に接続することで、コイルばね１２自体が沿面電極となり、ガラス基板９上に沿面放電１４が発生する。
【０１０３】
また、これと同時に、金属電極１７と水冷プレート８との間でも、ガラス基板９を介して直接、体積放電も発生する。
【０１０４】
この体積放電の場合でも、均一に空間全体に放電がつくわけではなく、ガラス基板９近くの放電が最も強くオゾンを発生する。
【０１０５】
このガラス基板９上の放電は、沿面放電であると言われている。
【０１０６】
いずれの場合にも、ガラス基板９上が強いオゾン発生源となるため、ガラス基板９の冷却が重要である。
【０１０７】
この点、本実施の形態では、誘電体であるガラス基板９を、コイルばね１２によって直接、水冷プレート８に密着させていることにより、コイルばね１２がガラス基板９を水冷プレート８に押さえつけて密着することで、熱伝達がよくなる。
【０１０８】
その結果、安定した放電特性が得られると同時に、放電領域と誘電体であるガラス基板９表面との間隔が最短になるため、簡便な構造でかつ高い冷却性能を確保することができ、高濃度のオゾンを発生することができる。
【０１０９】
上述したように、本実施の形態によるオゾン発生装置では、高濃度のオゾンを発生することができ、しかも従来の体積放電型オゾン発生装置よりもコンパクトでかつ安価なオゾン発生装置を得ることが可能となる。
【０１１０】
また、コイルばね１２を金属電極１７によって保持し、簡単な構成で、均一な放電と高い冷却性能を得ることが可能となる。
（第６の実施の形態）
図１１は、本実施の形態による沿面放電型のオゾン発生装置の構成例を示す分解斜視図であり、図１および図２と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
本実施の形態による沿面放電型のオゾン発生装置は、図１１に示すように、前述した第１または第２の実施の形態による沿面放電型のオゾン発生装置において、誘電体であるガラス基板９を、対をなす電極の一方の表面に設置し、かつ他方が金属電極である沿面電極１８であり、当該沿面電極１８に冷却構造を付与せず、かつ高電圧を印加するようにしている。
【０１１１】
次に、以上のように構成した本実施の形態によるオゾン発生装置においては、電源５から交流電圧が印加されると、金属枠１３を介してコイルばね１２に、交流電圧が荷電される。
【０１１２】
コイルばね１２は、沿面電極１８を水冷プレート８に押さえつけ、ガラス基板９上に沿面放電１４が発生する。
【０１１３】
この場合、誘電体であるガラス基板９を、コイルばね１２によって直接、水冷プレート８に密着させていることにより、コイルばね１２がガラス基板９を水冷プレート８に押さえつけて密着することで、熱伝達がよくなる。
【０１１４】
その結果、安定した放電特性が得られると同時に、放電領域と誘電体であるガラス基板９表面との間隔が最短になるため、高い冷却性能を確保することができ、高濃度のオゾンを発生することができる。
【０１１５】
上述したように、本実施の形態によるオゾン発生装置では、高濃度のオゾンを発生することができ、しかも従来の体積放電型オゾン発生装置よりもコンパクトでかつ安価なオゾン発生装置を得ることが可能となる。
【０１１６】
また、金属電極である沿面電極１８に冷却構造を付与せず、かつ高電圧を印加して、冷却装置に高電圧が印加される恐れをなくし、信頼性を向上することができるオゾン発生装置を得ることが可能となる。
【０１１７】
（第７の実施の形態）
本実施の形態では、前述した第１乃至第６の実施の形態のうちいずれかの実施の形態のオゾン発生装置により生成されるオゾンを用いて、浄水処理システムを構成している。
以上のように構成した本実施の形態による浄水処理システムにおいては、前述した実施の形態のオゾン発生装置により生成されるオゾンを用いていることにより、浄水処理システムを安価に運営することが可能となり、かつ高い処理能力を与えることが可能となる。
（第８の実施の形態）
本実施の形態では、前述した第１乃至第６の実施の形態のうちいずれかの実施の形態のオゾン発生装置により生成されるオゾンを用いて、ガス浄化システムを構成している。
以上のように構成した本実施の形態によるガス浄化システムにおいては、前述した実施の形態のオゾン発生装置により生成されるオゾンを用いていることにより、ガス浄化システムを安価に運営することが可能となり、かつ高い処理能力を与えることが可能となる。
（第９の実施の形態）
本実施の形態では、前述した第１乃至第６の実施の形態のうちいずれかの実施の形態のオゾン発生装置により生成されるオゾンを用いて、化学プラントを構成している。
以上のように構成した本実施の形態による化学プラントにおいては、前述した実施の形態のオゾン発生装置により生成されるオゾンを用いていることにより、化学プラントを安価に運営することが可能となり、かつ高い処理能力を与えることが可能となる。
（その他の実施の形態）
尚、本発明は、前記各実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施することが可能である。
例えば、前記各実施の形態では、コイル状の弾性部材として、コイルばねを用いた場合について説明したが、その他の部材を用いるようにしてもよい。
また、各実施の形態は可能な限り適宜組合わせて実施してもよく、その場合には組合わせた作用効果を得ることができる。
さらに、上記各実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより、種々の発明を抽出することができる。
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の少なくとも一つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果（の少なくとも一つ）が得られる場合には、この構成要件が削除された構成を発明として抽出することができる。
【０１１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、誘電体表面で放電を発生する沿面放電型あるいは共面放電型のオゾン発生装置において、高濃度のオゾンを発生することができ、しかも従来の体積放電型よりもコンパクトでかつ安価なオゾン発生装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるオゾン発生装置の第１の実施の形態を示す分解斜視図。
【図２】本発明によるオゾン発生装置の第１の実施の形態を示す断面図。
【図３】同第１の実施の形態によるオゾン発生装置における電極部の構成例を示す拡大図。
【図４】本発明の第２の実施の形態によるオゾン発生装置における電極部の構成例を示す拡大図。
【図５】本発明の第３の実施の形態によるオゾン発生装置のパラメータの効果を説明するための関係図。
【図６】本発明の第３の実施の形態によるオゾン発生装置のパラメータの効果を説明するための関係図。
【図７】本発明の第３の実施の形態によるオゾン発生装置のパラメータの効果を説明するための関係図。
【図８】本発明の第３の実施の形態によるオゾン発生装置のパラメータの効果を説明するための関係図。
【図９】本発明によるオゾン発生装置の第５の実施の形態を示す分解斜視図。
【図１０】本発明によるオゾン発生装置の第５の実施の形態を示す断面図。
【図１１】本発明によるオゾン発生装置の第６の実施の形態を示す分解斜視図。
【図１２】従来の同軸円筒型オゾン発生装置の構成例を示す概要図。
【符号の説明】
５…電源
７…スペーサ
８…水冷プレート
９…ガラス基板
１０…冷却水入口
１１…冷却水出口
１２…コイルばね
１３…金属枠
１４…沿面放電
１５ａ、１５ｂ…電極
１６…誘電体層
１７…金属電極
１８…沿面電極。

Claims (4)

1. 金属プレートの少なくとも一方の表面に誘電体を設置し、かつ当該誘電体を設置した金属プレートに冷却機構を備えて構成され、前記誘電体を介して電圧を印加して誘電体表面に放電を発生させ、オゾン原料ガスからオゾンを生成するオゾン発生装置において、
   前記誘電体を、コイル状の弾性部材によって直接、前記金属プレートに密着させるようにし、
   前記誘電体の裏面である金属プレートとの接触面に、導電性材料を蒸着あるいは塗布するようにした
   ことを特徴とするオゾン発生装置。
2. 前記請求項１に記載のオゾン発生装置において、
   前記誘電体を、対をなす電極の一方の表面に設置し、かつ他方が金属電極であり、当該金属電極に冷却構造を付与せず、かつ高電圧を印加するようにした
   ことを特徴とするオゾン発生装置。
3. 前記請求項１に記載のオゾン発生装置において、
   前記誘電体の外周部が、当該誘電体を設置した金属プレートの外周部よりも大きくなるようにした
   ことを特徴とするオゾン発生装置。
4. 前記請求項１に記載のオゾン発生装置において、
   前記誘電体と誘電体との間隙長を一定にするスペーサを備えた
   ことを特徴とするオゾン発生装置。

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