JP4208732B2 - オゾン発生ユニット及びオゾン発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば浄水処理に用いられるオゾンを発生させるオゾン発生ユニット及びオゾン発生装置に関する。

従来から上下水道の殺菌・脱臭・脱色、工業排水処理の脱臭・脱色、パルプ漂白、医療機器の殺菌等を行うためにオゾンが利用される。

近年、水源の汚濁に伴う富栄養価、難分解性物質の混入などの水問題が注目されている。また、水道水汚染に象徴される微量レベルの有機物に対処する必要がある。このため、水に対してオゾンを用いた高度な処理が求められている。

オゾンを発生させる従来のオゾン発生装置は、オゾン発生ユニットと周辺機器とを具備する。

特開２００１−２９４４０７号公報には、一対の電極が基板の表面上に形成されたオゾン発生ユニットが開示されている（特許文献１参照）。

従来のオゾン発生ユニットでは、対向電極間の無声放電によりオゾンを発生させるか、沿面電極間の沿面放電によりオゾンを発生させることが一般的である。

共面放電によりオゾンを発生させる従来のオゾン発生ユニットでは、対をなす電極の各端部が角張っている。

特開２００１−２６４０５号公報には、従来のオゾン発生ユニットを圧力容器内に複数積層したオゾン発生装置が開示されている（特許文献２参照）。
特開２００１−２９４４０７号公報 特開２００１−２６４０５号公報

従来のオゾン発生ユニットでは、対をなす電極の端部が角張っているため、電極端部に電界が集中する。

また、従来のオゾン発生装置では、オゾン発生ユニットを複数段積層させた場合に、各階層におけるオゾン発生ユニット上を流れるガスのガス流速が不均一となり、オゾンの発生効率が低下する場合がある。

また、従来のオゾン発生装置では、各階層におけるオゾン発生ユニット上のガス流速は、ガス出口付近のオゾン発生ユニット上のガス流速が速く、ガス出口から離れたオゾン発生ユニット上のガス流速ほど遅くなる傾向がある。このようなガス流速の不均一はオゾン発生効率の低下原因となる。

また、積層化されるオゾン発生ユニットのそれぞれに備えた冷却板が薄い場合、冷却板に水を供給あるいは冷却板から水を排出するためのマニホールドと、冷却板とを接続することは困難である。

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、オゾンを効率的に発生させるためのオゾン発生ユニット及びオゾン発生装置を提供することを目的とする。

本発明を実現するにあたって講じた具体的手段について以下に説明する。

本発明の第１の態様において、オゾン発生ユニットは、基板と、当該基板の一方の面に配置され、互いに距離を介して対向し、端部が曲率を持ち、対をなす電極と、基板の一方の面と電極とをコーティングする誘電体とを具備し、対をなす電極のうちの第１の電極の端部において、対をなす電極のうちの第２の電極と向き合う側の面は、端に向かうほど第２の電極から離れるように曲率を持ち、第２の電極と逆側の面は、第２の電極の逆方向に突出する状態で曲率を持ち、第２の電極の端部において、第１の電極と向き合う側の面は、端に向かうほど第１の電極から離れるように曲率を持ち、第１の電極と逆側の面は、第１の電極の逆方向に突出する状態で曲率を持つ。

本発明の第２の態様において、オゾン発生装置は、対をなし端部が曲率を持つ電極を誘電体で覆った放電部と冷却部とを含むユニットを、空隙を介して積層した積層体と、積層体を覆い、原料ガスが充填される容器と、原料ガスに基づいて対をなす電極に異なる電圧を印加することによって放電部の表面で生成されたオゾンを流出させる流出手段とを具備し、対をなす電極のうちの第１の電極の端部において、対をなす電極のうちの第２の電極と向き合う側の面は、端に向かうほど第２の電極から離れるように曲率を持ち、第２の電極と逆側の面は、第２の電極の逆方向に突出する状態で曲率を持ち、第２の電極の端部において、第１の電極と向き合う側の面は、端に向かうほど第１の電極から離れるように曲率を持ち、第１の電極と逆側の面は、第１の電極の逆方向に突出する状態で曲率を持つ。

本発明によれば、オゾンの効率的に発生させることができる。

以下、本発明の各実施の形態に関し、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
本実施の形態においては、対をなす電極の端部に曲率を持たせたオゾン発生ユニットについて説明する。

図１は、本実施の形態に係るオゾン発生ユニットの一例を示す上部断面図である。

また、図２は、図１に対する垂直の断面の例を示している。この図２では、オゾン発生ユニットに冷却板を備えた場合の例を示している。

オゾン発生ユニット２１は、基板２２、電極２３ａ，２３ｂ、誘電体２４、冷却板２５を具備する。上記図１では、基板２２と水平な方向における電極２３ａ，２３ｂと誘電体２４との断面を表している。

基板２２としては、例えばガラス板が用いられる。基板２２の一方の面には、互いに距離を介して対向し、対をなす第１の電極２３ａと第２の電極２３ｂとが配置される。基板２２の一方の面と電極２３ａ，２３ｂとは、誘電体２４でコーティングされる。なお、誘電体２４としては、例えばガラス、セラミックスなどを用いることができる。

オゾン発生ユニット２１の基板２２の他方の面には、冷却板２５が設置される。冷却板２５は、オゾンを発生させる場合に、誘電体２４側を流れる原料ガスを冷却する。

電極２３ａと電極２３ｂとの間で交流の高電圧が印加されると、電極２３ａと電極２３ｂとに異なる電圧が印加され、共面放電が発生し、原料ガスがオゾンに変化する。本実施の形態においては、電極２３ａ，２３ｂの端部の形状に、曲面が含まれている。

図３は、対をなす電極２３ａ，２３ｂの端部の電気力線の状態の一例を示す図である。

第１の電極２３ａの端部において、対をなす第２の電極２３ｂと向き合う側の面は、先端に向かうほど第２の電極２３ｂから離れるように曲率を持つ。

また、第１の電極２３ａの端部において、対をなす第２の電極２３ｂと逆側の面は、対をなす第２の電極２３ｂの逆方向に突出する状態で曲率を持つ。第１の電極２３ａの端部における第２の電極２３ｂと逆側の面では、電気力線が放射状となる。

第２の電極２３ｂについても、対をなす第１の電極２３ａとの関係で同様の形状とする。

このように、電極２３ａ，２３ｂの端部に曲面を含ませることで、端部における電気力線の分布を均等化できる。

これに対し、図４に示すように、対をなす電極の端部が方形の場合には、局所的に電気力線が集中し、電極端部に電界が集中する。

以上のように、本実施の形態では、電極２３ａ，２３ｂの端部に曲面を含ませることにより端部での電界集中が緩和され、均等な共面放電が形成され、共面放電によるオゾン発生という特性を損なうことなく効率よくオゾンを発生させることができる。

また、電極２３ａ，２３ｂの端部では、局所的な共面放電が抑制され、オゾン発生ユニット２１の寿命を長くすることができる。このオゾン発生ユニット２１をオゾン発生装置に備えることにより、オゾン発生装置の安定化を図ることができ、長期使用可能となる。

（第２の実施の形態）
本実施の形態では、上記第１の実施の形態で説明したオゾン発生ユニット２１を具備するオゾン発生装置について説明する。

図５は、本実施の形態に係るオゾン発生装置の一例を示す断面図である。

オゾン発生装置２６は、複数のオゾン発生ユニット２１、圧力容器２７、フランジ２８、オゾン流出管２９を具備する。

積層体は、空隙を介して複数のオゾン発生ユニット２１を積層して構成される。積層体は、圧力容器２７に内包される。

圧力容器２７内には、原料ガスが充填される。オゾン流出管２９は、積層体の積層方向の中心軸と同軸となるように積層体を貫通する。オゾン流出管２９の一端は閉じており、他端は開口しており、他端は圧力容器２７のガス出口に接続される。

オゾン流出管２９の側面には、貫通孔が散在しており、発生したオゾンは、オゾン流出管２９の外部から貫通孔を通って内部に進入し、オゾン出口より流出される。オゾン流出管２９の側面には、各階層におけるガス流速を均等化する作用に加えて、ガス圧力を均等化する作用も持つ。

本実施の形態では、貫通孔の開口率は、オゾン流出管２９の側面における１％〜２０％（例えば５％〜１５％）のいずれかの値であるとする。

圧力容器２７の出口には、ガス漏れを防止するフランジ２８が備えられている。

オゾン流出管２９を備えない場合には、オゾン発生ユニット上のガス流速は、ガス出口近傍の位置の方が、ガス出口から遠い位置よりも速くなる。

しかしながら、本実施の形態のように、オゾン流出管２９が積層体を積層方向に貫通する構成とした場合、各階層のオゾン発生ユニット２１上のガス流速を均等化することができ、効率よくオゾンを発生させることができる。

また、積層数が多い場合、貫通孔の開口率をオゾン流出管２９の側面における５％〜１５％のいずれかの値とすることにより、さらにオゾンの発生効率を向上させることができる。

（第３の実施の形態）
図６は、本実施の形態に係るオゾン発生装置の一例を示す斜視図である。

図７は、図６に示すオゾン発生装置の軸方向（積層方向Ｆ１）と平行な面における部分断面図である。

図８は、本実施の形態に係るオゾン発生装置を軸方向から見た図である。この図８では、オゾン発生装置を上位の階層側から見た状態を表している。

本実施の形態に係るオゾン発生装置において、各オゾン発生ユニットは、大気圧よりも高い圧力の原料ガスで満たされた図示しない圧力容器の内部に備えられる。

各オゾン発生ユニットに具備されている電極の表面上には、当該電極を覆うように誘電体からなる各コーティング層が設けられている。

各コーティング層の表面で発生する共面放電によって、原料ガスである酸素からオゾンが生成される。

このオゾン発生装置では、最下段に設けられる載置用オゾン発生ユニット１上に、複数の積層用オゾン発生ユニット２〜４が積層されている。

なお、載置用オゾン発生ユニット１及び積層用オゾン発生ユニット２〜４とは、オゾン発生装置内でオゾンを発生させるための基本構成単位である。

本実施の形態に係るオゾン発生装置は、図示しない圧力容器の容積に応じて、載置用オゾン発生ユニット１上に積層する積層用オゾン発生ユニット２〜４の段数を変化可能である。本実施の形態では、載置用オゾン発生ユニット１上に、積層用オゾン発生ユニットを３段積層させている。

オゾン発生ユニット１〜４は、略中央部に貫通孔が設けられている。載置用オゾン発生ユニット１は、圧力容器内の底面に載置される。積層用オゾン発生ユニット２〜４は、載置用オゾン発生ユニット１の上に、積層用オゾン発生ユニット２〜４の順で配置される。

オゾン流出管５は、各オゾン発生ユニット１〜４の貫通孔を貫通する。

供給側マニホールド６は、供給側マニホールド本体６Ａと接続管８〜１１を具備する。供給側マニホールド６は、各オゾン発生ユニット１〜４内に冷媒を供給するために用いられる。

各接続管８〜１１は、供給側マニホールド本体６Ａとそれぞれオゾン発生ユニット１〜４とを接続する。

なお、冷媒には、例えば、水、アンモニア、Ｒ−１１、Ｒ−１２、Ｒ−２２、Ｒ−１１３などが用いられる。

排出側マニホールド７は、排出側マニホールド本体７Ａと接続管１２〜１５を具備する。排出側マニホールド７は、各オゾン発生ユニット１〜４内の冷媒を排出するために用いられる。

各接続管１２〜１５は、排出側マニホールド本体７Ａとそれぞれオゾン発生ユニット１〜４とを接続する。

載置用オゾン発生ユニット１は、板状部材１Ａ、電極部１Ｂ、コーティング層１Ｃ、冷却機構１Ｄを具備する。

板状部材１Ａの一方の面に電極部１Ｂが設けられる。コーティング層１Ｃは、誘電体により電極部１Ｂをコーティングしている。

冷却機構１Ｄは、板状部材１Ａの他方の面に備えられ、板状部材１Ａを冷却する。

積層用オゾン発生ユニット２は、板状部材２Ａ₁、電極部２Ｂ₁、コーティング層２Ｃ₁と、板状部材２Ａ₂、電極部２Ｂ₂と、コーティング層２Ｃ₂、冷却機構２Ｄを具備する。

板状部材２Ａ₁の一方の面に電極部２Ｂ₁が設けられる。コーティング層２Ｃ₁は、誘電体により電極部２Ｂ₁をコーティングしている。

板状部材２Ａ₂の一方の面に電極部２Ｂ₂が設けられる。コーティング層２Ｃ₂は、誘電体により電極部２Ｂ₂をコーティングしている。

冷却機構２Ｄの一方の面は、板状部材２Ａ₁の他方の面と接触し、冷却機構２Ｄの他方
の面は、板状部材２Ａ₂の他方の面と接触する。

積層用オゾン発生ユニット３の各種構成要素３Ａ₁，３Ｂ₁，３Ｃ₁，３Ａ₂，３Ｂ₂，３Ｃ₂，３Ｄは、上記積層用オゾン発生ユニット２の各種構成要素２Ａ₁，２Ｂ₁，２Ｃ₁，２Ａ₂，２Ｂ₂，２Ｃ₂，２Ｄと同様である。

積層用オゾン発生ユニット４の各種構成要素４Ａ₁，４Ｂ₁，４Ｃ₁，４Ａ₂，４Ｂ₂，４Ｃ₂，４Ｄも、上記積層用オゾン発生ユニット２の各種構成要素２Ａ₁，２Ｂ₁，２Ｃ₁，２Ａ₂，２Ｂ₂，２Ｃ₂，２Ｄと同様である。

各オゾン発生ユニット１〜４の間は、空隙を確保する保持部材１６で連結される。例えば、保持部材１６は、各オゾン発生ユニット１〜４を、スペーサを用いて保持する。

図９は、上記図７のオゾン発生装置の変形例を示す断面図である。

この図９のオゾン発生装置は、複数の積層体を具備する。各積層体を貫通するオゾン流出管５は削除され、積層体の間に、各積層体と同軸のオゾン流出管５を配置している。

以下、オゾン発生ユニット１の構成を詳細に説明するが、他のオゾン発生ユニット２〜４についても同様である。

板状部材１Ａは、略正八角形に形成されており、略中央部にオゾン流出管５を挿管するための貫通孔が設けられている。

オゾン流出管５は、板状部材１Ａの貫通孔を貫通する。オゾン流出管５のメンテナンスを容易にする観点から、板状部材１Ａの貫通孔の内径はオゾン流出管５の外径寸法よりもやや大きく設計されている。

なお、板状部材１Ａは、略中央部に貫通孔が設けられた略正八角形としたが、円、楕円、他の多角形としてもよい。

板状部材１Ａの厚さは、例えば、コーティング層１Ｃの表面で確実に面放電を発生させる観点から、コーティング層１Ｃの厚さの１０倍以上とする。

電極部１Ｂは、板状部材１Ａの一方の面に設けられており、互いに異なる電圧が印加される電極１Ｂ₁，１Ｂ₂を具備する。

図１０は、板状部材１Ａ上の電極部１Ｂの配置例を示す図である。

電極部１Ｂには、交流電圧源１Ｖによって電極１Ｂ₁と電極１Ｂ₂との間に、面放電（Coplanar Discharge）を生じさせるための電圧、例えば２ＫＶの電位差の電圧が印加される。

なお、オゾン発生ユニット１〜４毎に個別の交流電圧源が接続されてもよいし、複数のオゾン発生ユニットに共通の交流電圧源が接続されてもよい。

電極部１Ｂに具備される電極１Ｂ₁及び電極１Ｂ₂は、板状部材１Ａの貫通孔の周方向に曲がっている形状である。

電極１Ｂ₁及び電極１Ｂ₂のピッチは、各電極間で放電を生じさせるのではなく、コーティング層１Ｃの表面で面放電を確実に発生させる観点から、コーティング層１Ｃの厚さより大きい値とする。

本実施の形態では、電極１Ｂ₁及び電極１Ｂ₂の端部の数をそれぞれ４つずつとしているが、端部の数は自由に変更可能である。

電極１Ｂ₁及び電極１Ｂ₂の端部は、電界分布が特定部分に集中するのを回避することによって使用可能期間をより長くする観点から、上記図１及び図３に示すように、曲面を含む。

コーティング層１Ｃは、板状部材１Ａの電極部１Ｂが設けられた面に、この電極部１Ｂを被覆するように設けられており、誘電体から構成されている。コーティング層１Ｃの厚さは、各電極１Ｂ₁，１Ｂ₂を完全に被覆する観点から各電極１Ｂ₁，１Ｂ₂の高さよりも大きい値とする。

また、コーティング層１Ｃは、例えば、表面上で面放電（Coplanar Discharge）を生じさせることを可能にする観点から、板状部材１Ａの厚さの１０分の１以下の厚さとする。

図１１は、積層方向に垂直な冷却機構１Ｄの断面図の一例である。

冷却機構１Ｄは、図示しない圧力容器内の載置面に載置されており、内部には冷媒を通過させる冷却管１Ｄ₁が具備されている。

冷却機構１Ｄは、オゾン流出管５を貫設させるための貫通孔が設けられた略正八角形形状の平面形状である。

冷却機構１Ｄの冷媒入口では、冷却管１Ｄ₁の一端と接続管８の一端とが接続される。

冷却機構１Ｄの冷媒出口では、冷却管１Ｄ₁の他端と接続管１２の一端とが接続される。

冷却機構１Ｄは、板状部材１Ａとの接触面積を広くすることにより冷却性能を高めると共に、板状部材１Ａを安定して保持する観点から、板状部材１Ａと同一又はやや大きい寸法とする。冷却機構１Ｄとしては、熱伝導性を高めるために、例えばアルミ二ウム等が用いられる。

冷却管１Ｄ₁の材料には、内部を流通する冷媒に対する防食性を高めるため、例えばステンレスなどが用いられる。

なお、冷却機構１Ｄは、冷却管１Ｄ₁を具備することなく、冷却機構１Ｄに直接冷媒の経路を形成してもよい。

上記図７及び図９に示す固定具１Ｅ₁は、冷却機構１Ｄ上に、コーティング層１Ｃを持つ板状部材１Ａを締着させる。他の固定具２Ｅ₁〜４Ｅ₂も同様である。

オゾン発生ユニット２〜４においては、冷却機構１Ｄ〜４Ｄの両面に、コーティング層を持つ板状部材が配置される点で特徴があるが、他の点についてはオゾン発生ユニット１と同様であるため説明を省略する。なお、積層体の階層のうち、最下段と最上段においては、片面にのみオゾン発生ユニットが設置される。

保持部材１６は、オゾン発生ユニット１〜４間に、オゾンを生成させるための所定の空隙を確保するための部材であり、例えばスペーサやネジなどで、積層体を構成する各オゾン発生ユニット１〜４を固定する。

オゾン流出管５は、円筒形状を有しており、側面に各オゾン発生ユニット１〜４で生成されたオゾンを内部に流入させるための貫通孔を持つ。

オゾン流出管５の内部の圧力は、圧力容器内の圧力よりも低くする。これにより、各階層の各オゾン発生ユニット１〜４で発生したオゾンは、オゾン流出管５の側面の貫通孔を通じて内部に流入する。

図１２は、本実施の形態に係るオゾン発生装置における各接続管８〜１５とオゾン発生ユニット１〜４との接続関係の一例を示す図である。この図１２は、積層方向から見た状態を示す図である。

図１３は、積層体の中心軸、供給側マニホールド本体６Ａの軸、排出側マニホールド本体７Ａの軸が重なる方向Ｆ２から排出側マニホールド７を見た外観図である。

供給側マニホールド６は、冷却機構１Ｄ〜４Ｄに冷媒を供給するためのマニホールドである。

供給側マニホールド本体６Ａとオゾン発生ユニット１〜４の各冷却機構１Ｄ〜４Ｄとは、それぞれ接続管８〜１１で接続される。

供給側マニホールド６は、隣り合う階層で供給側マニホールド本体６Ａの周方向における供給側マニホールド本体６Ａと接続管８〜１１との接続位置が異なる。

また、供給側マニホールド６は、各階層で供給側マニホールド本体６Ａの軸方向における供給側マニホールド本体６Ａと接続管８〜１１との接続位置が異なる。

排出側マニホールド７は、冷却機構１Ｄ〜４Ｄの冷媒を排出するためのマニホールドである。

排出側マニホールド本体７Ａとオゾン発生ユニット１〜４の各冷却機構１Ｄ〜４Ｄとは、それぞれ接続管１２〜１５で接続される。

排出側マニホールド７は、隣り合う階層で排出側マニホールド本体７Ａの周方向における排出側マニホールド本体７Ａと接続管１２〜１５との接続位置が異なる。

また、排出側マニホールド７は、各階層で排出側マニホールド本体７Ａの軸方向における排出側マニホールド本体７Ａと接続管１２〜１５との接続位置が異なる。

供給側マニホールド本体６Ａの軸と排出側マニホールド本体７Ａの軸とは、積層体の中心軸を挟んで、配置される。積層体の中心軸、供給側マニホールド本体６Ａの軸、排出側マニホールド本体７Ａの軸とは、平行とする。

上記図１２では、供給側マニホールド本体６Ａと接続管８，１０とは、供給側マニホールド本体６Ａの周方向における位置Ａで接続されている。また、供給側マニホールド本体６Ａと接続管９，１１とは、供給側マニホールド本体６Ａの周方向における位置Ｂで接続されている。

排出側マニホールド本体７Ａと接続管１３，１５とは、排出側マニホールド本体７Ａの周方向における位置Ｃで接続されている。また、排出側マニホールド本体７Ａと接続管１２，１４とは、排出側マニホールド本体７Ａの周方向における位置Ｄで接続されている。

以上に、オゾン発生装置の作用に関し説明する。

始めに、各電極部の両端に交流電源によって、電圧が印加されると、各電極部に接する誘電体から成る各コーティング層で誘電分極が発生する。

次に、各コーティング層の表面上で、面放電が発生すると、各コーティング層の表面上に存在する酸素などの原料ガスに基づいてオゾンが生成される。

そして、発生したオゾンは、オゾン流出管５の胴部に散在する貫通孔を通じて圧力容器内よりも減圧されたオゾン流出管５の内部に流入する。そして、オゾンは、オゾン流出管５の内部を通じて圧力容器の外部に送出される。

以上説明した本実施の形態においては、オゾン発生ユニット１〜４の各コーティング層における放電によって発生したオゾンがオゾン流出管５により外部に流出される。

また、各階層のオゾン発生ユニット１〜４を通過する原料ガスの流速を均等化でき、オゾンの発生効率を高めることができる。

また、本実施の形態では、積層体に対して、冷媒上流側の供給側マニホールド６と下流側の排出側マニホールド７とを対称位置に配置している。

また、隣り合う階層間で、供給側マニホールド本体６Ａと接続管８〜１１の周方向の接続位置が異なるとともに、排出側マニホールド本体７Ａと接続管１２〜１４の周方向の接続位置が異なることとしている。

本実施の形態では、積層体と供給側マニホールド６とが向き合う方向を正面とした場合に、各階層の供給側マニホールド本体６Ａと接続管８〜１１との接続位置は、各階層で左右交互に配置され、また段違いに配置されている。排出側マニホールド７についても同様である。

これにより、冷却機構内に均等に冷媒を流すことができる。また、供給側マニホールド６及び排出側マニホールド７と冷却機構との接続を容易に行うことができ、オゾン発生装置の設置及びメンテナンスを容易に行うことができる。また、冷却機構の厚さが薄い場合であっても、接続空間を広くとることができ、接続が容易になり、オゾン発生装置の設置及びメンテナンスが容易になり、オゾン発生装置のコンパクト化が可能となる。

なお、本実施の形態においては、上記図１２に示すように、供給側マニホールド６と接続管８〜１１の周方向の接続位置、及び排出側マニホールド７と接続管１２〜１５の周方向の接続位置とを２ヶ所としているが、図１４に示すように、３ヶ所以上としてもよい。

例えば、各冷却機構に接続される接続管８〜１１と供給側マニホールド本体６Ａとの全ての接続位置が、供給側マニホールド本体６Ａの周方向において異なるとしてもよい。

また、各冷却機構に接続される接続管１２〜１５と排出側マニホールド本体７Ａとの全ての接続位置が、排出側マニホールド本体７Ａの周方向において異なるとしてもよい。

これにより、オゾン発生装置の各接続管を容易に接続及び取り外すことが可能となるため、メンテナンスをより一層容易にすることができる。

なお、上記各実施の形態は、実施段階でその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記各実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせてもよい。また、上記各実施の形態に示される機能を失わない範囲で構成要素を削除してもよい。

本発明は、例えば、浄水処理、パルプ漂白、排ガス処理、産業排水処理、医療機具の殺菌、消臭、脱色を目的とするオゾン処理の分野に有効である。

本発明の第１の実施の形態に係るオゾン発生ユニットの一例を示す上部断面図。 同実施の形態に係るオゾン発生装置の垂直方向の断面の一例を示す図。 同実施の形態における対をなす電極の端部の電気力線の状態の一例を示す図。 電極の端部が方形の電気力線の状態の一例を示す図。 本発明の第２の実施の形態に係るオゾン発生装置の一例を示す断面図。 本発明の第３の実施の形態に係るオゾン発生装置の一例を示す斜視図。 同実施の形態に係るオゾン発生装置の軸方向と平行な面における部分断面図。 同実施の形態に係るオゾン発生装置を軸方向から見た図。 同実施の形態に係るオゾン発生装置の変形例を示す断面図。 板状部材上の電極部の配置例を示す断面図。 積層方向に垂直な冷却機構の一例を示す断面図。 同実施の形態に係るオゾン発生装置における各接続管とオゾン発生ユニットとの接続関係の一例を示す図。 積層体の中心軸、供給側マニホールド本体の軸、排出側マニホールド本体の軸が重なる方向から排出側マニホールドを見た外観図。 供給側マニホールド本体及び排出側マニホールド本体と接続管との接続関係の変形例を示す図。

符号の説明

１〜４…オゾン発生ユニット、１Ａ，２Ａ₁，２Ａ₂，３Ａ₁，３Ａ₂，４Ａ₁，４Ａ₂…板状部材、１Ｂ，２Ｂ₁，２Ｂ₂，３Ｂ₁，３Ｂ₂，４Ｂ₁，４Ｂ₂…電極部、１Ｃ，２Ｃ₁，２Ｃ₂，１Ｂ₁，１Ｂ₂…電極、３Ｃ₁，３Ｃ₂，４Ｃ₁，４Ｃ₂…コーティング層、１Ｄ〜４Ｄ…冷却機構、５，２９…オゾン流出管、６…供給側マニホールド、６Ａ…供給側マニホールド本体、７…排出側マニホールド、７Ａ…排出側マニホールド本体、８〜１５…接続管、２１…オゾン発生ユニット、２２…基板、２３ａ，２３ｂ…電極、２４…誘電体、２５…冷却板、２６…オゾン発生装置、２７…圧力容器、２８…フランジ

Claims (8)

1. 基板と、
   当該基板の一方の面に配置され、互いに距離を介して対向し、端部が曲率を持ち、対をなす電極と、
   前記基板の一方の面と前記電極とをコーティングする誘電体と
   を具備し、
   前記対をなす電極のうちの第１の電極の端部において、前記対をなす電極のうちの第２の電極と向き合う側の面は、端に向かうほど前記第２の電極から離れるように曲率を持ち、前記第２の電極と逆側の面は、前記第２の電極の逆方向に突出する状態で曲率を持ち、
   前記第２の電極の端部において、前記第１の電極と向き合う側の面は、端に向かうほど前記第１の電極から離れるように曲率を持ち、前記第１の電極と逆側の面は、前記第１の電極の逆方向に突出する状態で曲率を持つ
   ことを特徴とするオゾン発生ユニット。
2. 対をなし端部が曲率を持つ電極を誘電体で覆った放電部と冷却部とを含むユニットを、空隙を介して積層した積層体と、
   前記積層体を覆い、原料ガスが充填される容器と、
   前記原料ガスに基づいて前記対をなす電極に異なる電圧を印加することによって前記放電部の表面で生成されたオゾンを流出させる流出手段と
   を具備し、
   前記対をなす電極のうちの第１の電極の端部において、前記対をなす電極のうちの第２の電極と向き合う側の面は、端に向かうほど前記第２の電極から離れるように曲率を持ち、前記第２の電極と逆側の面は、前記第２の電極の逆方向に突出する状態で曲率を持ち、
   前記第２の電極の端部において、前記第１の電極と向き合う側の面は、端に向かうほど前記第１の電極から離れるように曲率を持ち、前記第１の電極と逆側の面は、前記第１の電極の逆方向に突出する状態で曲率を持つ
   ことを特徴とするオゾン発生装置。
3. 請求項２記載のオゾン発生装置において、
   前記流出手段は、前記容器内のガス流速を調整することを特徴とするオゾン発生装置。
4. 請求項３記載のオゾン発生装置において、
   前記流出手段は、前記積層体と同軸方向の管であり、側面に貫通孔が散在することを特徴とするオゾン発生装置。
5. 請求項４記載のオゾン発生装置において、
   前記貫通孔の前記流出手段の側面における開口率は、１％〜２０％のいずれかの値であることを特徴とするオゾン発生装置。
6. 請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載のオゾン発生装置において、
   前記積層体の各冷却部に対して冷媒を供給するための供給本体と複数の冷媒供給管とを含み、隣り合う階層で前記供給本体の周方向における前記冷媒供給管の接続位置が異なる第１のマニホールドと、
   前記各冷却部から前記冷媒を排出するための排出本体と複数の冷媒排出管とを含み、隣り合う階層で前記排出本体の周方向における前記冷媒排出管の接続位置が異なる第２のマニホールドと
   をさらに具備することを特徴とするオゾン発生装置。
7. 請求項６記載のオゾン発生装置において、
   前記積層体の積層方向の軸を挟んで、前記供給本体の軸と前記排出本体の軸とが配置され、前記積層体の中心軸と前記供給本体の軸と前記排出本体の軸とが平行であることを特徴とするオゾン発生装置。
8. 請求項６又は請求項７記載のオゾン発生装置において、
   前記第１のマニホールドは、各階層で前記供給本体の軸方向における前記冷媒供給管の接続位置が異なり、
   前記第２のマニホールドは、各階層で前記排出本体の軸方向における前記冷媒排出管の接続位置が異なる
   ことを特徴とするオゾン発生装置。

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