JP4998456B2 - オゾン発生装置およびオゾン発生方法 - Google Patents

Description

この発明は、極めて純度が高い酸素を原料ガスとし、窒素酸化物（ＮＯx）を含有しないクリーンな高濃度オゾンガスを発生するオゾン発生装置に関するものである。

放電空隙長が１．０ｍｍ程度またはそれ以上で動作する従来の無声放電式オゾン発生装置において、例えば特許文献１および特許文献２に示されるように、放電空間に発生する放電は多数のストリーマー（ｓｔｒｅａｍｅｒ）状微細放電柱から構成される。このような場合、放電柱の発生箇所を増加させることにより、電子と酸素分子との衝突を促進し、オゾン発生効率を向上させることができる。特許文献１では、放電柱の発生箇所を増加させるために、誘電体の表面抵抗（表面抵抗率）を１０⁹Ω〜１０¹³Ωとし、特許文献２では、電極表面に電荷を蓄積しやすくするために、誘電体の空隙部と接する面に表面抵抗値（表面抵抗率）が１０¹¹Ω以上となる高抵抗皮膜を形成している。

また、放電空隙長を１．０ｍｍ以下とし、極めて高濃度のオゾンが発生できる状態を形成した場合においても、原料ガスが極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）である場合、窒素や二酸化炭素などを原料ガスに添加しないと高いオゾン発生効率が維持できないことが知られている。これを解決する従来技術として、例えば、特許文献３では、電極の表面に積層された誘電体の少なくとも表層部分に、金属元素量比率で１０重量％以上の酸化チタンを含有させることにより、窒素などを添加せずとも、高いオゾン発生効率を維持できるとされている。

特許第３４１６９８２号公報（第１９，２０段落） 特開平７−２７７７０７号公報（第１９，２０段落） 特開平１１−０２１１１０号公報（第１０、１１段落）

オゾン応用プロセスにおいて、特に半導体・液晶製造プロセスへのオゾン応用においては、製造プロセスの微細化・集積化に伴い、オゾンの高濃度化が要求されている。更に高濃度化に加えて、金属コンタミネーションを含有しないクリーンな高濃度オゾンであること、および製造装置側における腐食などの抑制のため窒素酸化物（ＮＯｘ）を含有しない高濃度オゾンであることが課題として挙げられている。

オゾンの高濃度化については、放電空隙長を０．１ｍｍ以下に設定し、放電場における生成オゾンの分解作用の抑制などという革新的な技術開発により達成されている。また、金属コンタミネーションを含有しないクリーンなオゾンを発生するためには、放電場に金属を露出しないように、誘電体で覆われたクリーンな放電空間を形成することにより達成されている。上記のようなクリーンなプロセスに使用される高濃度オゾンの場合、オゾン発生装置に使用される原料ガスは極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）が用いられる。

しかし、極めて純度が高い酸素を原料ガスとした場合、例えば特許文献３の第５段落に記載されているように、高濃度オゾンの発生は不可能であり、またそのオゾン発生効率を維持することが困難で、経時的な性能変化を生じることが確認されている。したがって、極めて純度が高い酸素に窒素などの添加ガスを導入することにより、高濃度・高効率を維持することが一般的に行われている。しかし、窒素が原料ガスに同伴されることにより、プラズマ場では、高濃度オゾンとともに副次的にＮＯｘの生成を余儀なくされる。そのため、原料ガスに窒素を添加しない、すなわちＮＯｘを発生しない高濃度オゾン発生装置の開発が望まれている。

放電空隙長が１．０ｍｍ以下、すなわち高濃度オゾンを発生させる場合、従来例のような１０¹¹Ω以上の表面抵抗率を有する誘電体もしくは高抵抗皮膜を用いる、また、単に放電柱の発生箇所を増加させるだけでは、極めて純度が高い酸素を原料ガスとした場合、高いオゾン発生効率を達成することは不可能であると言うことを、実験により確認した。
また、放電空隙長を１．０ｍｍ以下とし、光触媒機能を付与させた場合においても、放電によるオゾン生成のエネルギーに対し、光によるオゾン生成エネルギーは極めて小さいため、放電によるエネルギー不足を光によるエネルギーで補うことは困難である。したがって、高濃度のオゾンを発生し、そのオゾン発生効率を維持することは不可能である。また、光触媒薄膜の製法や素材によるばらつきが大きく、信頼性に欠ける。
以上より、極めて純度が高い酸素を原料ガスとした場合、窒素酸化物を含有しない高濃度オゾンの発生および高いオゾン発生効率を維持する実用的な手段は存在しない。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）を原料ガスとした場合においても、高濃度かつ窒素酸化物を含有しないオゾンガスを高効率に生成することができるオゾン発生装置を提供することを目的とするものである。

この発明に係るオゾン発生装置は、その間に交流電圧が印加されることにより放電を発生する２個の電極と、前記電極間に設置される少なくとも１つの誘電体とを備え、前記放電が発生する放電空間に酸素を含む原料ガスを供給して前記放電によりオゾンを発生するものであって、前記誘電体の前記放電に接する面に表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体を備え、前記放電空間に供給する原料ガスを９９．９％以上の高純度酸素としたものである。

この発明に係るオゾン発生装置は、その間に交流電圧が印加されることにより放電を発生する２個の電極と、前記電極間に設置される少なくとも１つの誘電体とを備え、前記放電が発生する放電空間に酸素を含む原料ガスを供給して前記放電によりオゾンを発生するものであって、前記電極の前記放電に接する面に表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体を備え、前記放電空間に供給する原料ガスを９９．９％以上の高純度酸素としたものである。

この発明によれば、電極の少なくとも一方と放電空間との間にある放電に接する面の表面抵抗率を１０⁴Ω〜１０¹¹Ωとしたことにより、電極表面に蓄積する不要な負極性電荷を適度にリークすることができ、放電空間における消費エネルギーのうち、イオンによる無効な消費エネルギーを抑制することができる。したがって、エネルギー効率の高い放電を実現することが可能となり、極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）を原料ガスとした場合においても、高濃度かつ窒素酸化物を含有しないオゾンガスを高効率に生成することができる。

実施の形態１．
図１および図２は本発明の実施の形態１によるオゾン発生装置を説明するための図であり、より具体的には、図１は実施の形態１による電極部の構成を示す断面図、図２は無声放電式のオゾン発生装置に用いられる従来の一般的な平行平板型電極部の構成を示す断面図である。

無声放電式のオゾン発生装置に用いられる従来の一般的な平行平板型電極部は、図２に示すように、一対の接地側電極（金属電極）１１および高電圧側電極（金属電極）１２と誘電体２１および２２とを備えている。一対の接地側電極１１と高電圧側電極１２は、その間に誘電体２１と２２をそれぞれ両電極に接して介在し、かつある一定の空隙長ｄを維持して設置される。この空隙長ｄを放電空隙長、放電空隙長により形成された空間を放電空間４０と称す。２個の電極１１と１２は放電空間４０を介して対向配置されており、放電空間４０の放電空隙長はｄである。

なお、接地側電極１１および高電圧側電極１２は、例えばステンレスなどの金属で形成された金属電極であるのが一般的である。金属電極の表面抵抗率は１０²Ω以下である。また、誘電体２１および２２は、例えば、体積抵抗率が１０⁹Ω・ｃｍ以上で、かつ絶縁耐力が５ｋＶ/ｍｍ以上である電気絶縁材料からなり、具体的には、ガラスやアルミナなどを用いることができる。
接地側電極１１および高電圧側電極１２の少なくとも一方は、その内部に水道水、純水等による冷却流体通路が形成され、放電空間４０の冷却を行う。

このような電極構成を有するオゾン発生装置において、接地側電極１１と高電圧側電極１２間に交流高電圧が印加されることにより、放電空間４０に無声放電プラズマが発生する。放電空間４０においては、酸素を含む原料ガスが導入され、プラズマ中で酸素分子が電子と衝突することにより、酸素分子が解離し、三体衝突によりオゾンを生成することができる。

本実施の形態による電極部の構成は、図１に示すように、平行平板型の基本的構造は図２と同様であるが、高電圧側電極１２側にのみ誘電体２２が配置され、接地側電極１１および誘電体２２の放電空間４０に面する側、すなわち、接地側電極１１および誘電体２２の放電に接する面に、表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体３１および３２が設置されている。なお、表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体３１および３２としては、タングステン酸化物を用いた。タングステン酸化物は、酸化物中の酸素量により表面抵抗率が１０³Ω程度から１０¹²Ω程度の間で変化する。タングステン酸化物は、結晶、アモルファス、結晶とアモルファスの混在のいずれの構造でもよい。ただし、実用的には付着力の強い結晶構造が望ましい。また、タングステン酸化物の厚さは平均１μｍ以上５０μｍ以下であった。
なお、低抵抗体３１および３２は、バルク体として接地側電極１１および誘電体２２に接着、接合または圧接してもよいし、スパッタリング、蒸着、溶射などの成膜、コーティングにより形成してもよい。

なお、本実施の形態および以下に示す各実施の形態において記載されている表面抵抗率は、ＪＩＳ Ｃ２１４１「電気絶縁用セラミック材料試験方法」に記載されている評価方法に準拠し、測定用電極（主電極およびガード電極）を被測定体に圧接して計測した常温・常圧下での値である。

無声放電プラズマにおいては、電極間で発生した電荷（電子、イオン）は、ｓｔｒｅａｍｅｒ状微細放電柱の中を移動し、誘電体表面で広がり蓄積される。蓄積された電荷により、放電場では逆電界が発生し、アーク放電に移行する前に放電が自動的に停止する。
上記特許文献１や特許文献２で開示された従来のオゾン発生装置は、放電空隙長ｄが１．０ｍｍ程度またはそれ以上で動作されている。また、オゾン生成のためには、一般的にガス圧力Ｐは、１〜３気圧程度で動作されている。このような場合、高効率オゾン生成を実現するためには、ｓｔｒｅａｍｅｒ状放電柱を数多く生成し、酸素分子の解離を促進する必要が生じる。そのため、特許文献１および特許文献２に記載されるように、１０¹¹Ω以上の表面抵抗率が大きい誘電体（高抵抗皮膜）を用い、電極表面における電荷の外部へのリークを抑制する必要があった（ただし、特許文献１では、放電柱の発生箇所を増加させるために、表面抵抗率の閾値を１０⁹Ω〜１０¹³Ωとしている）。すなわち、誘電体表面では電荷の蓄積が支配的となるような構造を形成する必要があり、誘電体材料としては、ガラスやアルミナなどの体積抵抗率および表面抵抗率が大きい絶縁材料が使用されていた。

しかし、半導体プロセスなどで使用されるオゾン発生装置のように、高濃度のオゾンの発生が必要とされるオゾン発生装置においては、その放電空隙長ｄは０．６ｍｍ程度以下となっており、換算電界強度Ｅ/Ｎ（Ｅは電界強度、Ｎはガス密度）が大きい条件で使用される。放電空隙長ｄが１．０ｍｍ以下の場合、従来のオゾン発生装置と同様、多数のｓｔｒｅａｍｅｒ状微細放電柱による放電場が形成されることが常識的に考えられていた。
しかしながら、本発明の発明者らは、図２に示した電極部構成を有するオゾン発生装置を用い、放電空隙長ｄが１．０ｍｍ以下における無声放電プラズマを直接観測することにより、放電空隙長ｄによって、その放電形態がｓｔｒｅａｍｅｒ状からアバランシェ（ａｖａｌａｎｃｈｅ）状に変化するという、従来の常識を覆す事実を発見した。放電空隙長ｄが０．６ｍｍ以下において、ｓｔｒｅａｍｅｒ状放電柱の直径は急激に小さくなり、かつ単位面積あたりの放電柱の数密度が急増する傾向が顕著に現れる。また、放電空隙長ｄが小さくなるに従い、１個の放電柱の輝度は低下し、その電荷量は小さくなる。更に０．１ｍｍ以下となると、もはやｓｔｒｅａｍｅｒ状の放電柱ではなく、多数の超微細放電柱の集合体となりａｖａｌａｎｃｈｅ状の放電、すなわち見かけ上、放電柱が存在しない放電に近づくことを確認した。
このようなａｖａｌａｎｃｈｅ状の放電を発生する電極構造においては、特許文献１，２のように表面抵抗率が大きい誘電体を用い、電荷の蓄積を促進させることに、技術的な利点は存在しなくなる。

放電空間内でのエネルギー消費は、オゾン生成に寄与する電子によるエネルギー消費とオゾン生成には全く寄与しないイオンによるエネルギー消費から成る。両者のエネルギー消費の比は、電子電流およびイオン電流の比に一致し、電子電流比κで表現される。オゾン発生効率を向上させるためには、κを増大させる、つまりイオンをドリフトさせず、電子だけをドリフトさせるのが理想的である。上記従来のオゾン発生装置の場合、つまり表面抵抗率が大きい誘電体を用いた場合、κは１/２近傍とされている。

一方、上記本発明の発明者らの知見によるところの放電形態が急変する放電空隙長ｄが０．６ｍｍ以下、つまりＥ/Ｎが大きい領域で動作するオゾン発生装置において、極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）を原料ガスとした場合を考える。従来のように体積抵抗率（絶縁耐力）および表面抵抗率が大きい誘電体を用いた場合、そのオゾン発生効率は極めて低い。この理由として、本発明の発明者らが発見した上記新たな放電形態により、κが１/２より十分小さくなっていることが考えられる。オゾン発生装置を構成する誘電体のうち、瞬時陰極となった誘電体を考える。瞬時陰極であるため、その直前は陽極であり、誘電体表面には負極性電荷（イオン、電子）が蓄積している。誘電体の表面抵抗率が大きいことにより、特に負極性イオンは蓄積を繰り返し、外部へリークしにくくなる。したがって、誘電体表面では、負極性イオンの蓄積が支配的となり、そのドリフトが支配的な放電場になる。すなわち、イオン電流値が急増し、κが減少することにより、無効なイオンによるエネルギー消費が増大し、オゾン発生効率は極めて低くなる。

以上のように、本発明の発明者らは、誘電体表面に負極性電荷（イオン：Ｏ₂ ^-、Ｏ₃ ^-など）が蓄積しすぎることが、κの減少をもたらすことになり、この負極性電荷の蓄積を制御することが、オゾン発生効率の向上につながる、と言うことを見出し、本発明に至った。

κを増大させ、オゾン発生効率を向上させるためには、誘電体の表面抵抗率は従来のように高抵抗であってはならない。誘電体表面に負極性電荷（イオン）が蓄積することにより、イオン電流が増加するため、いかに誘電体表面に負極性電荷（イオン）を蓄積させずに外部へリークさせるかがκの大きさを決定する。すなわち、誘電体の表面抵抗率は、従来のように高抵抗ではなく、不要な蓄積電荷をリークさせる程度に低抵抗である必要がある。したがって、体積抵抗率が大きく、表面抵抗率が小さい誘電体を使用することが理想的である。このような材料を用いることにより、κを大きく設定することが可能となり、高いオゾン発生効率を実現することができる。
一方、体積抵抗率が大きく、表面抵抗率が更に小さくなる場合、逆に電荷のリークが支配的となり、蓄積電荷が過少な状態となる。この場合、蓄積電荷による逆電界が形成できなくなり、放電を維持することができなくなる。

図３に、放電空隙長ｄを０．１ｍｍとし、図２および図１に示した構造を有するオゾン発生装置におけるオゾン発生特性を示す。ここで、誘電体２１および２２としてアルミナ（体積抵抗率１０⁹Ω・ｃｍ以上、絶縁耐力５ｋＶ/ｍｍ以上、表面抵抗率１０¹²Ω以上）を用いた。また、低抵抗体３１および３２として、表面抵抗率がそれぞれ１０⁵Ωおよび１０⁹Ωであるタングステン酸化物を用いた。縦軸はオゾン濃度（ｇ/_Nｍ³）、横軸は比電力（Ｗ・ｍｉｎ/_NＬ）を示す。比電力は、放電電力をガス流量で割った値であり、ガス分子１個が受ける放電エネルギーを示す。また、ガス圧力は３．５ａｔｍ、冷却流体温度は２０℃であり、原料ガスには純度９９．９％以上の高純度酸素ガスを用いている。

図２に示したように、誘電体２１および２２としてアルミナ（表面抵抗率１０¹²Ω以上）を用い、低抵抗体３１および３２を設置しなかった場合、図３中△印で示すように、低入力時における最大オゾン発生効率（オゾン発生特性曲線の傾き）および最高到達濃度は極めて低いことがわかる。また、この場合のオゾン発生特性は、経時的に低下することが確認された。

一方、図１に示したように、接地側電極１１側は誘電体２１を設置せず、接地側電極１１上に低抵抗体３１を直接形成し、高電圧側電極１２側は、誘電体２２上に低抵抗体３２を形成した場合について考える。低抵抗体３１および３２としてタングステン酸化物（表面抵抗率１０⁵Ωおよび１０⁹Ω）、誘電体２２としてアルミナを用いた場合、図３中○印で示すように、原料ガスに極めて純度が高い酸素を用いたにもかかわらず、最大オゾン発生効率および最高到達濃度ともに図２の場合に比べて急増している。従来なし得なかった３００ｇ/_Nｍ³程度の極めて高いオゾン濃度を達成し、オゾン発生特性の経時的な低下も全く発生しなかった。当然ながら、生成オゾン中のＮＯｘ量はほとんど皆無であった。このように優れたオゾン発生特性が得られた。
また、原料ガスである酸素は、純度が９９．９％以上の高純度酸素の他、９９．９９％以上、９９．９９９％以上および９９．９９９９％以上の高純度酸素、すなわち不純物として酸素中に含有される窒素が最大０．１％以下、０．０１％以下、０．００１％以下および０．０００１％以下の原料ガスを用い、別途窒素をまったく添加することなく、上記と同様のオゾン発生特性が得られた。
これは、表面抵抗率がある程度小さい低抵抗体３１および３２を設置したことにより、表面に蓄積する電荷が最適に制御され、負極性電荷の蓄積が減少したことに起因する。

同様に、図１において、誘電体２２としてアルミナを用い、低抵抗体３１および３２の表面抵抗率が１０⁴Ωよりさらに小さくなった場合、放電を維持することが困難となり、オゾン発生が困難な状態となった。

図４には、表面抵抗率による最大オゾン発生効率の変化について示す。縦軸は、最大オゾン発生効率（最大値を１として規格化）、横軸は表面抵抗率（Ω）を示す。図４において、表面抵抗率１０²Ωでの測定値は、２つの電極と放電空間との間にある放電に接する２面を共に金属電極とした場合の測定結果であり、表面抵抗率１０³Ω，１０⁵Ω，１０⁶Ω，１０⁷Ω，１０⁸Ω，１０⁹Ωおよび１０¹¹Ωでの測定値は、２つの電極と放電空間との間にある放電に接する２面を共にタングステン酸化物とした場合の測定結果であり、表面抵抗率１０¹²Ωおよび１０¹³Ωでの測定値は、２つの電極と放電空間との間にある放電に接する２面を共にアルミナとした場合の測定結果である。

従来のように、２つの電極と放電空間との間にある放電に接する２面が共に表面抵抗率が高い誘電体（表面抵抗率１０¹²Ω以上）である場合は最大オゾン発生効率が極めて低い。これに対して、低抵抗体３１および３２を設置した場合、すなわち２つの電極と放電空間との間にある放電に接する２面が共に表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである場合、急激に最大オゾン発生効率が向上した。特に、表面抵抗率が１０⁵Ω〜１０⁹Ωである場合の、最大オゾン発生効率の向上が顕著であった。一方、２つの電極と放電空間との間にある放電に接する２面が共に表面抵抗率が１０⁴Ω未満である場合、放電を維持することすらできなくなることがあり、急激に最大オゾン発生効率は低下し、オゾン発生自身が困難な状態になる場合が発生した。
なお、図３および図４の結果は、放電空隙長ｄが０．０３ｍｍ以上、０．６ｍｍ以下のすべての放電空隙長ｄにおいて成立することが確認された。

また、表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体３１および３２を設置せず、誘電体２１および２２をアルミナとした図２に示す電極構造において、原料ガスである極めて純度が高い９９．９％以上の高純度酸素に流量比率１％程度の窒素を添加した場合のオゾン発生特性を、図３に□印で併記する。窒素を添加することにより、窒素を添加しない場合（図３に△印で示す。）に比して、そのオゾン発生特性は向上するが、低抵抗体（タングステン酸化物）３１および３２を設置した場合のオゾン発生特性には至らない。

酸素に同伴された窒素はプラズマ中でＮＯｘ（例えばＮＯ₂）となり、誘電体２１および２２表面において、例えば、負極性イオンであるＯ₃ ^-と反応し、式（１）のように、硝酸イオンとなって表面に吸着する。
O₃ ^-＋ＮＯ₂→ＮＯ₃ ^-＋Ｏ₂ （１）
窒素と同様の効果が得られる二酸化炭素を酸素に添加した場合は、式（２）の反応により、炭酸イオンとなって表面に吸着する。
O₃ ^-＋ＣＯ₂→ＣＯ₃ ^-＋Ｏ₂ （２）

窒素および二酸化炭素は、プラズマ中で硝酸イオンおよび炭酸イオンとなって誘電体２１および２２表面に吸着・蓄積し、誘電体２１および２２の表面抵抗率を低下させる。そのため、Ｏ₂ ^-、Ｏ₃ ^-といった負極性電荷の誘電体表面における蓄積量を減少させることができる。これにより、極めて純度が高い酸素に、窒素および二酸化炭素を添加した場合、オゾン発生特性が向上する。しかし、電極と放電空間との間にある放電に接する２面が共に低抵抗体（タングステン酸化物）３１および３２である場合のオゾン発生特性に至らず、また、窒素を添加した場合、ＮＯｘの発生を余儀なくされる。

なお、図１では、高電圧側電極１２は誘電体２２を介して低抵抗体３２が配置され、接地側電極１１は直接に低抵抗体３１が配置されているが、逆に、高電圧側電極１２は直接に低抵抗体３２が配置され、接地側電極１１は誘電体２２と同様の誘電体を介して低抵抗体３１が配置されている場合にも同様の効果が得られる。

以上のように、放電空隙長ｄが０．６ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下の領域で動作するオゾン発生装置において、原料ガスを極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）とした場合、従来のオゾン発生装置の動作理論は成立しない。本発明の発明者らが新たに発見した放電形態の変化に伴い、２つの電極１１、１２と放電空間４０との間にある放電に接する面を、負極性電荷が蓄積しない程度の表面抵抗率とすることが、オゾン発生効率（オゾン発生特性）の向上、および窒素などの添加ガスを用いない高濃度オゾンの発生には有効である。また、負極性電荷が蓄積しない程度の表面抵抗率には最適領域が存在し、１０⁴Ω〜１０¹¹Ω、望ましくは１０⁵Ω〜１０⁹Ωが最適であることがわかった。
更に、本実施の形態では、一対の電極１１および１２はそれぞれ低抵抗体３１および誘電体２２により被覆されているため、スパッタエッチングされることなく、金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを生成することができる。

実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２によるオゾン発生装置を説明するための図であり、より具体的には、実施の形態２による電極部の構成を示す断面図である。
電極部として図５に示すような構成を有し、放電空隙長ｄが０．１ｍｍであるオゾン発生装置においても、実施の形態１と同様の効果が得られた。

図５に示す電極部の構成は、実施の形態１で図１に示した構成において、接地側電極１１と低抵抗体３１との間に誘電体２２を備えているところが、実施の形態１と異なり、他の構成は実施の形態１と同様である。なお、誘電体２１および２２としてはアルミナ（体積抵抗率１０⁹Ω・ｃｍ以上、絶縁耐力５ｋＶ/ｍｍ以上、表面抵抗率１０¹²Ω以上）を用いた。
このように構成されたものにおいても、実施の形態１で説明したのと同様に、低抵抗体３１および３２の表面における電荷が適度にリークされ、極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）を原料ガスとした場合において、優れたオゾン発生特性を得ることができる。
また、一対の電極１１および１２はそれぞれ誘電体２１および２２により被覆されているため、スパッタエッチングされることなく、金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを生成することができる。
したがって、本実施の形態によるオゾン発生装置により、ＮＯｘおよび金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを高効率に生成することができる。

実施の形態３．
図６は本発明の実施の形態３によるオゾン発生装置を説明するための図であり、より具体的には、実施の形態３による電極部の構成を示す断面図である。
電極部として図６に示すような構成を有し、放電空隙長ｄが０．１ｍｍであるオゾン発生装置においても、実施の形態１と同様の効果が得られた。

図６に示す電極部の構成は、実施の形態１で図１に示した構成において、接地側電極１１は低抵抗体３１を備えておらず、直接放電に接しているところが、実施の形態１と異なり、他の構成は実施の形態１と同様である。なお、誘電体２２としてはアルミナ（体積抵抗率１０⁹Ω・ｃｍ以上、絶縁耐力５ｋＶ/ｍｍ以上、表面抵抗率１０¹²Ω以上）を用いた。

このように、２つの電極１１、１２の内の一方（高電圧側電極１２）と放電空間４０との間にある放電に接する面を、負極性電荷が蓄積しない程度の表面抵抗率とし、他方（接地側電極１１）は直接放電に接しているものにおいては、金属電極１１はもともと低抵抗であるため電荷は蓄積せず、電荷が蓄積するのは誘電体２２だけとなるので、誘電体２２側のみの電荷蓄積を制御すれば（表面抵抗率を低下させれば）、実施の形態１と同様の効果が得られる。すなわち、実施の形態１で説明したのと同様に、低抵抗体３２表面における電荷が適度にリークされ、極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）を原料ガスとした場合において、優れたオゾン発生特性を得ることができる。
したがって、ＮＯｘを含まないクリーンな高濃度オゾンを高効率に生成することができる。

なお、放電発生前は図６に示したような構成を有していても、低抵抗体３２の材料、状態（バルク体であるか、スパッタリング、蒸着、溶射などの成膜やコーティングにより形成されているかなど）などの条件によっては、図７に示すように、プラズマ中で低抵抗体３２がスパッタエッチングされ、飛散した低抵抗体粒子が接地側電極１１上に堆積・付着して新たに低抵抗体３２０が形成される場合もある。

このような場合には、図１で示した実施の形態１と同様の電極部構成となり、実施の形態１と同様に、２つの電極１１、１２と放電空間４０との間にある放電に接する２面が共に表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体３２０および３２であるので、実施の形態１と同様に、低抵抗体３２０および３２の表面における電荷は適度にリークされ、極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）を原料ガスとした場合において、優れたオゾン発生特性を得ることができる。
また、一対の電極１１および１２はそれぞれ低抵抗体３２０および誘電体２２により被覆されているため、スパッタエッチングされることなく、金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを生成することができる。
したがって、ＮＯｘおよび金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを高効率に生成することができる。

なお、図７に示した構造においては、接地側電極１１と低抵抗体３２０の間に誘電体２２と同様の誘電体が設置されていても同様の効果が得られる。

また、図６では、高電圧側電極１２は誘電体２２を介して低抵抗体３２が配置され、接地側電極１１は直接に放電に接しているが、逆に、高電圧側電極１２は直接に放電に接し、接地側電極１１は誘電体２２と同様の誘電体を介して低抵抗体３２と同様の低抵抗体が配置されている場合にも同様の効果が得られる。また、この場合にも、図７と同様に、高電圧側電極１２上に新たに低抵抗体３１０と同様の低抵抗体が形成される場合もある。

実施の形態４．
図８は本発明の実施の形態４によるオゾン発生装置を説明するための図であり、より具体的には、実施の形態４による電極部の構成を示す断面図である。
電極部として図８に示すような構成を有し、放電空隙長ｄが０．１ｍｍであるオゾン発生装置においても、実施の形態１と同様の効果が得られた。

図８に示す電極部の構成は、実施の形態１で図１に示した構成と同じように見えるが、誘電体２２上に形成された低抵抗体３１０が、実施の形態１の低抵抗体３２のように、最初から配置されていたものではなく、図７で説明したのと同様に、プラズマ中で、低抵抗体３１がスパッタエッチングされ、飛散した低抵抗体粒子が、高電圧側電極１２側の誘電体２２上に堆積・付着したものであるところが実施の形態１と異なり、他の構成は実施の形態１と同様である。なお、誘電体２２としてはアルミナ（体積抵抗率１０⁹Ω・ｃｍ以上、絶縁耐力５ｋＶ/ｍｍ以上、表面抵抗率１０¹²Ω以上）を用いた。

このような場合には、図１で示した実施の形態１と同様の電極部構成となり、実施の形態１と同様に、２つの電極１１、１２と放電空間４０との間にある放電に接する２面が共に表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体３１および３１０であるので、実施の形態１と同様に、低抵抗体３１および３１０表面における電荷は適度にリークされ、極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）を原料ガスとした場合において、優れたオゾン発生特性を得ることができる。
また、一対の電極１１および１２はそれぞれ低抵抗体３１および誘電体２２により被覆されているため、スパッタエッチングされることなく、金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを生成することができる。
したがって、本実施の形態によるオゾン発生装置により、ＮＯｘおよび金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを高効率に生成することができる。

なお、図８で示した構造において、接地側電極１１と低抵抗体３１の間に誘電体２２と同様の誘電体を設置しても同様の効果が得られる。

また、図８において、接地側電極１１と高電圧側電極１２とが逆転していてもよく、同様の効果が得られる。

実施の形態５．
図９は本発明の実施の形態５によるオゾン発生装置を説明するための図であり、より具体的には、実施の形態５による電極部の構成を示す断面図である。
電極部として図９に示すような構成を有し、放電空隙長ｄが０．１ｍｍであるオゾン発生装置においても、実施の形態１と同様の効果が得られた。

図９に示す電極部の構成は、実施の形態１で図１に示した構成において、高電圧側電極１２の誘電体２２配置側と反対側に、電気絶縁体６１を介してヒートシンク５１を備えているところが、実施の形態１と異なり、他の構成は実施の形態１と同様である。
接地側電極１１はその内部に冷却流体通路が形成され、直接冷却される。一方、高電圧側電極１２は、ヒートシンク５１により間接的に冷却される。なお、接地側電極１１とヒートシンク５１とで同一の冷却流体を循環させて使用した場合にも、絶縁体９が設置されているため、冷却流体の導電率に起因する電気的な短絡が発生しないため、冷却流体としては導電率の低い純水のような特別なものを用いなくてもよく、一般の水道水などを用いることができる。

このように構成されたものにおいても、実施の形態１で説明したのと同様に、低抵抗体３１および３２表面における電荷が適度にリークされ、極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）を原料ガスとした場合において、優れたオゾン発生特性を得ることができ、ＮＯｘおよび金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを高効率に生成することができる。

なお、図９では、高電圧側電極１２は誘電体２２を介して低抵抗体３２が配置され、接地側電極１１は直接に低抵抗体３１が配置されているが、逆に、高電圧側電極１２は直接に低抵抗体３２が配置され、接地側電極１１は誘電体２２と同様の誘電体を介して低抵抗体３１が配置されている場合にも同様の効果が得られる。

また、接地側電極１１と低抵抗体３１の間に誘電体２２と同様の誘電体を設置しても、上記と同様の効果が得られる。

実施の形態６．
図１０は本発明の実施の形態６によるオゾン発生装置を説明するための図であり、より具体的には、実施の形態６による電極部の構成を示す断面図である。
本実施の形態では、誘電体２３および２４として、例えば体積抵抗率が１０⁹Ω・ｃｍで絶縁耐力が５ｋＶ/ｍｍ以上であり、かつ表面抵抗率が１０⁹Ωである低抵抗アルミナからなる低抵抗誘電体を用いた。

このように構成された電極部を有するオゾン発生装置において、オゾン発生特性を調べた結果を図３に●印で示す。放電空隙長ｄは０．１ｍｍであり、動作条件は、実施の形態１で述べたのと同様に、ガス圧力は３．５ａｔｍ、冷却流体温度は２０℃であり、原料ガスには純度９９．９％以上の高純度酸素ガスを用いている。
図３より、本実施の形態の場合も実施の形態１（図３中○印で示す。）と同様に、最大オゾン発生効率および最高到達濃度ともに図２の場合（図３中△印で示す）に比べて急増していることが分かる。従来なし得なかった３００ｇ／_Nｍ³程度の極めて高いオゾン濃度を達成し、オゾン発生特性の経時的な低下も全く発生しなかった。当然ながら、生成オゾン中のＮＯｘ量はほとんど皆無であった。
また、表面抵抗率が１０⁵Ωである低抵抗アルミナを誘電体２３および２４として用いても上記と同様の効果が確認された。

これより、実施の形態１に示したように、体積抵抗率が高く、無声放電におけるバリアとして作用する誘電体の表層に、蓄積電荷をリークさせることができる低抵抗体を設置せずとも、低抵抗アルミナにより構成される低抵抗誘電体２３および２４が誘電体および低抵抗体の両者の作用を兼ね備えるため、低抵抗誘電体２３および２４表面における電荷が適度にリークされ、極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）を原料ガスとした場合において、優れたオゾン発生特性を得ることができる。
また、一対の電極１１および１２はそれぞれ低抵抗誘電体２３および２４により被覆されているため、スパッタエッチングされることなく、金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを生成することができる。
したがって、本実施の形態によるオゾン発生装置により、ＮＯｘおよび金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを高効率に生成することができる。

また、図１１に示すように、低抵抗誘電体２３を設置せず、低抵抗誘電体２４のみを設置した場合にも、上記と同様に優れたオゾン発生特性が得られ、ＮＯｘを含まないクリーンな高濃度オゾンを高効率に生成することができる。

なお、低抵抗誘電体２３および２４の表面抵抗率は１０⁵Ωおよび１０⁹Ωに限らず、１０⁴Ω〜１０¹¹Ω、さらに望ましくは１０⁵Ω〜１０⁹Ωであれば同様の効果が得られることを確認した。

実施の形態７．
図１２は本発明の実施の形態７によるオゾン発生装置を説明するための図であり、より具体的には、実施の形態７による電極部の構成を示す断面図である。
上記各実施の形態では、平行平板型の電極構成を有する無声放電式のオゾン発生装置について説明したが、本実施の形態では、同軸円筒型の電極構成を有する無声放電式のオゾン発生装置について説明する。

図において、接地側電極１１、高電圧側電極１２、誘電体２２は同軸円筒型で形成されており、一方もしくは両方の電極は水等の冷却流体により冷却できるようになっている。接地側電極１１および高電圧側電極１２は、例えばステンレスなどの金属で形成された金属電極であるのが一般的である。金属電極の表面抵抗率は１０²Ω程度以下である。また、誘電体２１および２２は、例えば、体積抵抗率が１０⁹Ω・ｃｍ以上で、絶縁耐力が５ｋＶ/ｍｍ以上である電気絶縁材料からなり、具体的には、ガラスやアルミナなどを用いることができる。
また、接地側電極１１および誘電体２２の放電空間４０側の面、すなわち、接地側電極１１および誘電体２２の放電に接する面には、表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体３１および３２が設置されている。低抵抗体３１および３２は、表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωであるタングステン酸化物で構成されている。

このような電極構成を有するオゾン発生装置において、接地側電極１１と高電圧側電極１２間に交流高電圧が印加されることにより、放電空間４０に無声放電プラズマが発生する。放電空間４０に極めて純度が高い酸素を導入し、オゾンを発生することができる。放電空隙長ｄは０．６ｍｍ以下である。

このように構成されたものにおいても、実施の形態１の場合と同様に、低抵抗体３１および３２の表面における電荷は適度にリークされ、極めて純度高い酸素（９９．９％以上）を原料ガスとした場合において、優れたオゾン発生特性を得ることができる。
また、一対の電極１１および１２はそれぞれ低抵抗体３１および誘電体２２により被覆されているため、スパッタエッチングされることなく、金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを生成することができる。
したがって、本実施の形態によるオゾン発生装置により、ＮＯｘおよび金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを高効率に生成することができる。

なお、接地側電極１１と低抵抗体３１の間に、誘電体２２と同様の誘電体を設置しても、上記と同様の効果が得られる。

なお、図１２では、同軸円筒型の電極部を有するオゾン発生装置に実施の形態１の構成を適用した場合を示しているが、実施の形態１〜実施の形態６の何れの構成を適用してもよく、上記各実施の形態と同様の効果が得られる。

実施の形態８．
図１３は本発明の実施の形態８によるオゾン発生装置を説明するための図であり、より具体的には、実施の形態８による電極部の構成を示す断面図である。
図において、接地側電極１１、高電圧側電極１２および誘電体２５は同軸円筒型で形成されており、両電極または一方の電極は水等の冷却流体により冷却できるようになっている。誘電体２５は、例えば、体積抵抗率が１０⁹Ω・ｃｍ以上で、絶縁耐力が５ｋＶ/ｍｍ以上である電気絶縁材料からなり、具体的には、ガラスやアルミナなどを用いることができる。
また、接地側電極１１と誘電体２５の間および誘電体２５と高電圧側電極１２の間には、それぞれ放電空間４１、４２が形成される。放電空間４１の放電空隙長ｄ₀および放電空間４２の放電空隙長ｄ₁は各々０．６ｍｍ以下である。

また、接地側電極１１、誘電体２５および高電圧側電極１２の放電空間４１および４２側の面、すなわち、接地側電極１１、誘電体２５および高電圧側電極１２の放電に接する面には、表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体３３、３４、３５、３６がそれぞれ設置されている。低抵抗体３３〜３６は、表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωであるタングステン酸化物で構成されている。

更に、放電空間４１および４２には、電気伝導性および熱伝導性が高いガス透過性のワイヤニット７１および７２が充填されている。このワイヤニット７１および７２の設置により、放電空間４１および４２内では乱流が発生し、ガス分子は冷却されている電極表面に衝突する。そのため、ガス温度を良好に放散することができる。また、接地側電極１１、高電圧側電極１２および誘電体１４の中央位置合わせのための拡張材としても作用する。更に、ワイヤニット７１および７２が充填されていることにより、放電空隙長ｄ₀およびｄ₁の縮小およびホロー陰極効果（同一電位の中空空間内における集中放電プラズマ）により、オゾン収率を向上させることができる。

このような電極構成を有するオゾン発生装置において、接地側電極１１と高電圧側電極１２間に交流高電圧が印加されることにより、放電空間４１および４２に無声放電プラズマが発生する。放電空間４１および４２に極めて純度が高い酸素を導入し、オゾンを発生する。

このように構成されたものにおいても、実施の形態１の場合と同様に、低抵抗体３３〜３６の表面における電荷は適度にリークされ、極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）を原料ガスとした場合において、優れたオゾン発生特性を得ることができる。
また、一対の電極１１および１２はそれぞれ低抵抗体３３および低抵抗体３６により被覆されているため、スパッタエッチングされることなく、金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを生成することができる。
したがって、本実施の形態によるオゾン発生装置により、ＮＯｘおよび金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを高効率に生成することができる。

なお、接地側電極１１と低抵抗体３３の間、低抵抗体３６と高電圧側電極１２の間に誘電体２５と同様の誘電体を設置しても、上記と同様の効果が得られる。

なお、図１３では放電空間４１に面する２面が共に表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体３３および３４である場合について示したが、少なくとも１面が低抵抗体３３または３４であってもよい。これは、放電空間４２に面する２面についても同様である。

また、誘電体２５として実施の形態６で示したような表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗誘電体を用い、低抵抗体３４および３５を省略することも可能である。

また、実施の形態７の図１２に示す電極構成において、放電空間４０にワイヤニット７１および７２と同様のワイヤニットを充填してもよく、実施の形態１〜実施の形態６で示した平行平板型の各電極構成において、放電空間４０にワイヤニット７１および７２と同様のワイヤニットを充填することも可能である。

実施の形態９．
図１４は本発明の実施の形態９によるオゾン発生装置を説明するための図であり、より具体的には、実施の形態９による電極部の構成を示す断面図である。
上記各実施の形態では、無声放電式のオゾン発生装置について説明したが、本実施の形態では、沿面放電式のオゾン発生装置について説明する。

図において、誘電体２６の表面に０．１ｍｍ以下の間隔ｄ₂（上記各実施の形態における放電ギャップ長に相当する。）を有して一対の電極１３および１４が並んで配置され、この一対の電極１３および１４は誘電体層２７により被覆されている。誘電体２６はヒートシンク５２に接しており、ヒートシンク５２内を流れる水などの冷却流体により冷却される。
また、誘電体層２７の上層、すなわち誘電体層２７の誘電体２６と反対側の面には、表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体３７が配置されている。低抵抗体３７は、パッキンなどのシール材８２を介してガイド板８１と接触し、原料ガスである極めて純度が高い酸素が流入するガス空間（放電空間）４３を形成する。

このような電極構成を有するオゾン発生装置において、一対の電極１３と１４間には交流高電圧が印加され、低抵抗体３７の表面に沿面放電が発生する。この沿面放電によりオゾンが生成する。

このようなオゾン発生装置において、誘電体２６として体積抵抗率および絶縁耐力が十分大きなガラスやアルミナなどを用い、しかもその厚みはｄ₂より十分厚く設定した。また誘電体層２７にも同様に体積抵抗率および絶縁耐力が十分大きな絶縁材料を用いた。
また、低抵抗体３７としては、表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωであるタングステン酸化物を用いた。
また、ガイド板８１としては、例えばステンレスなどの金属、または金属コンタミネーション発生を抑制するためにＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂を用いた。

このように構成されたものにおいても、実施の形態１の場合と同様に、低抵抗体３７の表面における電荷は適度にリークされ、極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）を原料ガスとした場合において、優れたオゾン発生特性を得ることができる。
また、一対の電極１３および１４は誘電体層２７により被覆されているため、スパッタエッチングされることなく、金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンガスを生成することができる。
したがって、本実施の形態によるオゾン発生装置により、ＮＯｘおよび金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを高効率に生成することができる。

なお、沿面放電式オゾン発生装置の場合は、無声放電式と異なり、低抵抗体３７の表面抵抗率が１０³Ω〜１０⁴Ωの領域においても、上記と同様の効果が得られた。

実施の形態１０．
図１５は本発明の実施の形態１０によるオゾン発生装置を説明するための図であり、より具体的には、実施の形態１０による電極部の構成を示す断面図である。
図において、誘電体２６の表面に０．１ｍｍ以下の間隔ｄ₂を有して一対の電極１３および１４が並んで配置されている。この一対の電極１３および１４は、表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗誘電体層２８により被覆されている。
誘電体２６はヒートシンク５２に接しており、ヒートシンク５２内を流れる水などの冷却流体により冷却される。また、低抵抗誘電体層２８は、パッキンなどのシール材８２を介してガイド板８１と接触し、原料ガスである極めて純度が高い酸素が流入するガス空間（放電空間）４３を形成する。

このような電極構成を有するオゾン発生装置において、一対の電極１３と１４間には交流高電圧が印加され、低抵抗誘電体層２８の表面に沿面放電が発生する。この沿面放電によりオゾンが生成する。

このようなオゾン発生装置において、誘電体２６として体積抵抗率および絶縁耐力が十分大きなガラスやアルミナなどを用い、しかもその厚みはｄ₂より十分厚く設定した。
また、低抵抗誘電体層２８としては、体積抵抗率が１０⁹Ω・ｃｍ以上で絶縁耐力が５ｋＶ/ｍｍ以上であり、かつ表面抵抗率が１０⁹Ωである低抵抗アルミナを用いた。
また、ガイド板８１としては、例えばステンレスなどの金属、または金属コンタミネーション発生を抑制するためにＰＴＦＥなどのフッ素樹脂を用いた。

このように構成されたものにおいても、実施の形態６の場合と同様に、低抵抗誘電体層２８の表面における電荷は適度にリークされ、極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）を原料ガスとした場合において、優れたオゾン発生特性を得ることができる。
また、一対の電極１３および１４は低抵抗誘電体層２８により被覆されているため、スパッタエッチングされることなく、金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを生成することができる。
したがって、本実施の形態によるオゾン発生装置により、ＮＯｘおよび金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを高効率に生成することができる。

なお、沿面放電式オゾン発生装置の場合は、無声放電式と異なり、低抵抗誘電体層２８の表面抵抗率が１０³Ω〜１０⁴Ωの領域においても、上記と同様の効果が得られた。

実施の形態１１．
上記各実施の形態で示した表面抵抗率１０⁴Ω〜１０¹¹Ωまたは１０³Ω〜１０¹¹Ωの低抵抗体として、タングステン酸化物の他に、チタン、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、イットリウム、ジルコニウム、シリコン、カーボンの内の少なくとも１つを含有する化合物を用いた場合も、タングステン酸化物を用いた場合と同様に、極めて純度が高い酸素（９９．９％以上）を原料ガスとした場合において、窒素酸化物を含有しない高濃度オゾンガスを高効率に生成することができる。

なお、チタン、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、イットリウム、ジルコニウム、シリコン、カーボンの内の少なくとも１つを含有する化合物の具体例としては、例えば、チタン、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、イットリウム、ジルコニウムおよびシリコンの各酸化物や、アルミニウム、チタンの各窒化物や、炭化珪素等を上げることができる。

なお、上記各実施の形態で示したオゾン発生装置において、原料ガスとして用いる極めて純度の高い酸素は、純度９９．９％以上、すなわち３Ｎ（ｔｈｒｅｅ−ｎｉｎｅ）ガスの他、純度９９．９９％以上（４Ｎ（ｆｏｕｒ−ｎｉｎｅ）ガス）、純度９９．９９９％以上（５Ｎ（ｆｉｖｅ−ｎｉｎｅ）ガス）および純度９９．９９９９％以上（６Ｎ（ｓｉｘ−ｎｉｎｅ）ガス）であっても、酸素の他に別途窒素をまったく添加することなく、十分な効果があることを確認した。
しかし、これらよりグレードの低いガスになると、酸素ボンベ内に含有される窒素量が増加するため、原理上、ＮＯｘの生成を抑制することはできない。逆に、５Ｎよりも純度が高い酸素を用いた場合は、同様に優れたオゾン発生特性を得ることができ、ＮＯｘおよび金属コンタミネーションを含まないクリーンな高濃度オゾンを生成することができる。

その間に交流電圧が印加されることにより放電を発生する２個の電極と、上記電極間に設置される少なくとも１つの誘電体とを備え、上記放電が発生する放電空間に酸素を含む原料ガスを供給して上記放電によりオゾンを発生するものであって、上記電極の少なくとも一方と上記放電空間との間にある上記放電に接する面の表面抵抗率を１０⁴Ω〜１０¹¹Ωとし、上記放電空間に供給する原料ガスを９９．９％以上の高純度酸素としたことを特徴とするオゾン発生装置である。
また、放電に接する誘電体の表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωであるオゾン発生装置である。
さらに、誘電体の放電に接する面に表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体を備えるオゾン発生装置である。
また、電極の放電に接する面に表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体を備えるオゾン発生装置である。
さらに、表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体は、タングステン、チタン、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、イットリウム、ジルコニウム、シリコン、およびカーボンの内の少なくとも１つを含有する化合物であるオゾン発生装置である。
また、表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体は、タングステン酸化物であるオゾン発生装置である。

実施の形態１によるオゾン発生装置を説明するための図である。 実施の形態１によるオゾン発生装置を説明するための図である。 実施の形態１によるオゾン発生装置の特性を説明するための図である。 実施の形態１によるオゾン発生装置の特性を説明するための図である。 実施の形態２によるオゾン発生装置を説明するための図である。 実施の形態３によるオゾン発生装置を説明するための図である。 実施の形態３によるオゾン発生装置を説明するための図である。 実施の形態４によるオゾン発生装置を説明するための図である。 実施の形態５によるオゾン発生装置を説明するための図である。 実施の形態６によるオゾン発生装置を説明するための図である。 実施の形態６によるオゾン発生装置を説明するための図である。 実施の形態７によるオゾン発生装置を説明するための図である。 実施の形態８によるオゾン発生装置を説明するための図である。 実施の形態９によるオゾン発生装置を説明するための図である。 実施の形態１０によるオゾン発生装置を説明するための図である。

符号の説明

１１ 接地側電極、１２ 高電圧側電極、２１〜２６ 誘電体、２４，２５ 低抵抗誘電体、２７，２８ 誘電体層、２８ 低抵抗誘電体層、３１〜３７ 低抵抗体、４０，４１，４２ 放電空間、４３ ガス空間（放電空間）５１，５２ ヒートシンク、６１ 絶縁体、７１，７２ ワイヤニット、８１ ガイド板、８２ シール材。

Claims (7)

1. 交流電圧が印加されることにより放電を発生する２個の電極と、前記電極間に設置される少なくとも１つの誘電体とを備え、前記放電が発生する放電空間に酸素を含む原料ガスを供給して前記放電によりオゾンを発生するものであって、
   前記誘電体の前記放電に接する面に表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体を備え、
   前記放電空間に供給する原料ガスを９９．９％以上の高純度酸素としたことを特徴とするオゾン発生装置。
2. 電極の放電に接する面に表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体を備えたことを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置。
3. 交流電圧が印加されることにより放電を発生する２個の電極と、前記電極間に設置される少なくとも１つの誘電体とを備え、前記放電が発生する放電空間に酸素を含む原料ガスを供給して前記放電によりオゾンを発生するものであって、
   前記電極の前記放電に接する面に表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体を備え、
   前記放電空間に供給する原料ガスを９９．９％以上の高純度酸素としたことを特徴とするオゾン発生装置。
4. 表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体は、タングステン、チタン、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、イットリウム、ジルコニウム、およびシリコンの内の少なくとも１つを含有する化合物であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のオゾン発生装置。
5. 表面抵抗率が１０⁴Ω〜１０¹¹Ωである低抵抗体は、タングステン酸化物であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のオゾン発生装置。
6. 交流電圧が印加されることにより放電を発生する２個の電極と、前記電極間に設置される少なくとも１つの誘電体とを備え、前記放電が発生する放電空間に酸素を含む原料ガスを供給して前記放電によりオゾンを発生するオゾン発生方法であって、
   前記誘電体の前記放電に接する面に表面抵抗率が１０ ⁴ Ω〜１０ ¹¹ Ωである低抵抗体を備え、
   前記放電空間に供給する原料ガスを９９．９％以上の高純度酸素としたことを特徴とするオゾン発生方法。
7. 交流電圧が印加されることにより放電を発生する２個の電極と、前記電極間に設置される少なくとも１つの誘電体とを備え、前記放電が発生する放電空間に酸素を含む原料ガスを供給して前記放電によりオゾンを発生するオゾン発生方法であって、
   前記電極の前記放電に接する面に表面抵抗率が１０ ⁴ Ω〜１０ ¹¹ Ωである低抵抗体を備え、
   前記放電空間に供給する原料ガスを９９．９％以上の高純度酸素としたことを特徴とするオゾン発生方法。

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