JP5545776B2 - Discharge cell for ozone generator - Google Patents

Discharge cell for ozone generator Download PDF

Info

Publication number
JP5545776B2
JP5545776B2 JP2012087460A JP2012087460A JP5545776B2 JP 5545776 B2 JP5545776 B2 JP 5545776B2 JP 2012087460 A JP2012087460 A JP 2012087460A JP 2012087460 A JP2012087460 A JP 2012087460A JP 5545776 B2 JP5545776 B2 JP 5545776B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
voltage electrode
thickness
discharge
dielectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012087460A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012167009A (en
Inventor
敬 松野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Precision Products Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Precision Products Co Ltd filed Critical Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority to JP2012087460A priority Critical patent/JP5545776B2/en
Publication of JP2012167009A publication Critical patent/JP2012167009A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5545776B2 publication Critical patent/JP5545776B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

本発明は、オゾン発生装置に使用される板型の放電セルに関する。   The present invention relates to a plate-type discharge cell used in an ozone generator.

オゾン発生装置に使用される放電セルは板型と管型に大別され、板型はさらに円板型と角板型に細分される。板型放電セルは、高圧電極と低圧電極の間に誘電体を用いて形成される放電空隙を狭くしやすいこと、その放電空隙寸法を面内で均等化しやすいことなどから、高濃度オゾンの生成に多用されている。板型放電セルの典型的な構造を以下に説明する。   The discharge cells used in the ozone generator are roughly classified into a plate type and a tube type, and the plate type is further subdivided into a disc type and a square plate type. The plate-type discharge cell generates high-concentration ozone because the discharge gap formed by using a dielectric between the high-voltage electrode and the low-voltage electrode is easy to narrow, and the discharge gap dimensions are easy to equalize in the plane. Is often used. A typical structure of the plate discharge cell will be described below.

四角形のセラミック板などからなる板状の誘電体を所定の隙間をあけて対向配置する。1対の誘電体は、背面側の各表面に被覆形成された電極層を有しており、これにより誘電体間に放電空隙を形成する。一対の電極層は一方が高圧電極、他方が低圧電極であり、両者の間に所定の高周波高電圧を印加することにより、誘電体の間の放電空隙で放電を発生させ、ここを通過する原料ガスをオゾン化する。低圧電極の側の誘電体を省略する場合もあり、この場合は高圧電極の側の誘電体と低圧電極との間に放電空隙が形成される。   A plate-like dielectric made of a square ceramic plate or the like is disposed opposite to each other with a predetermined gap. The pair of dielectrics have electrode layers coated on the respective surfaces on the back side, thereby forming discharge gaps between the dielectrics. One of the pair of electrode layers is a high voltage electrode and the other is a low voltage electrode. By applying a predetermined high frequency high voltage between them, a discharge is generated in the discharge gap between the dielectrics, and the raw material passes therethrough Ozonize the gas. In some cases, the dielectric on the low voltage electrode side may be omitted, and in this case, a discharge gap is formed between the dielectric on the high voltage electrode side and the low voltage electrode.

放電空隙は、オゾン発生効率を高めるために、両面側、すなわち両電極の背面側から強制的に冷却されることが多い。この両面冷却のために、高圧電極及び低圧電極の各背面側に絶縁板を介して冷媒流路が形成される。そして、通常はこのような両面冷却構造をもつ板型放電セルを単位セルとして、その複数を板材積層方向に積層した積層型セルとして使用される。このような両面冷却構造をもつ板型放電セルの一つが特許文献1に記載されたセラミックブロック構造の放電セルである。   The discharge gap is often forcibly cooled from both sides, that is, the back sides of both electrodes, in order to increase the ozone generation efficiency. For this double-sided cooling, a refrigerant flow path is formed on each back side of the high voltage electrode and the low voltage electrode via an insulating plate. Usually, a plate-type discharge cell having such a double-sided cooling structure is used as a unit cell, and a plurality of the cells are stacked in the plate material stacking direction. One of the plate-type discharge cells having such a double-sided cooling structure is a discharge cell having a ceramic block structure described in Patent Document 1.

このような板型放電セルにおける設計因子としては、高圧電極と低圧電極の間に配置される1対の誘電体の厚み、1対の誘電体間に形成される放電空隙のギャップ量、高圧電極及び低圧電極の各背面側に配置される高圧絶縁板及び低圧絶縁板の各板厚等がある。   Design factors in such a plate-type discharge cell include the thickness of a pair of dielectrics disposed between the high-voltage electrode and the low-voltage electrode, the gap amount of the discharge gap formed between the pair of dielectrics, the high-voltage electrode And the thicknesses of the high-voltage insulating plate and the low-voltage insulating plate arranged on the back side of the low-voltage electrode.

誘電体は、電極間で無声放電を発生させるためにこの間の誘電率を高めることを目的としており、電極間距離を小さくして放電電圧を下げるために、誘電体の板厚は薄い方が良いとされている。但し、誘電体を薄くし過ぎると、平坦度の低下等が生じ、現状は1枚当たり0.1〜2mm程度に選択されている。   The purpose of the dielectric is to increase the dielectric constant between the electrodes in order to generate silent discharge between the electrodes. In order to reduce the discharge voltage by reducing the distance between the electrodes, it is better that the thickness of the dielectric is thin. It is said that. However, if the dielectric is made too thin, the flatness is lowered, and the current state is selected to be about 0.1 to 2 mm per sheet.

誘電体は又、原料ガス及びオゾンガスが電極と接触するのを回避するために、高圧電極及び低圧電極の両方に接して設けられることが多い。すなわち両電極を誘電体で覆い、両誘電体の間に放電空隙を形成する。しかし、オゾンガスのクリーン度が要求されない場合は、前述したとおり片方の電極側(通常は高圧電極側)にのみ設けられることもある。   The dielectric is also often provided in contact with both the high voltage electrode and the low voltage electrode to avoid contact of the source gas and ozone gas with the electrode. That is, both electrodes are covered with a dielectric, and a discharge gap is formed between the two dielectrics. However, when the cleanliness of ozone gas is not required, it may be provided only on one electrode side (usually the high voltage electrode side) as described above.

放電空隙のギャップ量については、冷却によるオゾン発生効率向上のために小さい方が良いとされており、この観点から現状は0.4mm以下まで小さくされており、0.1mm以下の場合も珍しくない。   Regarding the gap amount of the discharge gap, it is said that the smaller is better for improving the ozone generation efficiency by cooling. From this viewpoint, the current state is reduced to 0.4 mm or less, and the case of 0.1 mm or less is not uncommon. .

絶縁板の厚みに関しては、高圧絶縁板の厚みが重要である。高圧絶縁板は、内側の高圧電極と外側(背面側)の冷媒(冷却水)との間を電気的に絶縁するものである。高圧電極と背面側の冷却水との間の絶縁が不十分であると、背面側の冷却水の方へ無効電流が流れ、放電空隙への電流が減少する結果、オゾン発生効率が低下する。このために、高圧絶縁板の厚みは、現状でも数mm以上と十分に厚くされている。   Regarding the thickness of the insulating plate, the thickness of the high voltage insulating plate is important. The high voltage insulating plate electrically insulates between the high voltage electrode on the inner side and the refrigerant (cooling water) on the outer side (back side). If the insulation between the high-voltage electrode and the cooling water on the back side is insufficient, an ineffective current flows toward the cooling water on the back side and the current to the discharge gap decreases, resulting in a decrease in ozone generation efficiency. For this reason, the thickness of the high-voltage insulating plate is sufficiently thick at several mm or more at present.

しかしながら、厚肉の高圧絶縁板は非常に高価であり、製法面から1mmを超えると急激に高価となる。すなわち、高圧絶縁板についてはアルミナ板などが使用されるが、1mm以下のものはドクターブレード法等により大量生産が可能で、いきおい製造コストも安価となるが、1mmを超える厚板は鋳込み・削り出しなどによる製法が必要となり、急激に高価となるのである。   However, a thick high-pressure insulating plate is very expensive, and when it exceeds 1 mm from the manufacturing surface, it becomes rapidly expensive. In other words, alumina plates are used for high-pressure insulating plates, but those with a thickness of 1 mm or less can be mass-produced by the doctor blade method, etc., and the manufacturing cost is also cheap, but thick plates exceeding 1 mm are cast and cut. The manufacturing method by taking out etc. is needed, and it becomes expensive rapidly.

なお、低圧絶縁板については、低圧電極と外側(背面側)の冷媒(冷却水)とが同電位であるために、電気的な面からは不要であり、むしろ低圧電極に冷媒(冷却水)が直接接触するのを阻止する観点や機械的強度を確保する観点から使用されている。このため、厚いものは必要はなく、もっぱら経済性の点から1mm以下の薄いものが多用されており、膜状のものでもよい。   Note that the low-voltage insulating plate is unnecessary from the electrical aspect because the low-voltage electrode and the outside (rear side) refrigerant (cooling water) have the same potential. Is used from the viewpoint of preventing direct contact with the film and from the viewpoint of ensuring mechanical strength. For this reason, it is not necessary to use a thick material, and a thin material having a thickness of 1 mm or less is frequently used from the viewpoint of economy, and a film-like material may be used.

このように、従来のオゾン発生装置用放電セルでは、厚みの大きい高圧絶縁板の使用が不可欠とされており、その使用による絶縁板コストの増大が放電セルコストを押し上げる一因となっているのである。   Thus, in conventional discharge cells for ozone generators, the use of a high-voltage insulating plate with a large thickness is indispensable, and the increase in the insulating plate cost due to its use contributes to the increase of the discharge cell cost. is there.

特開平11−268902号公報JP-A-11-268902

本発明の目的は、オゾン発生効率の低下を回避しつつ、絶縁板コストの低減を可能にする高性能で経済的なオゾン発生装置用放電セルを提供することにある。   It is an object of the present invention to provide a high-performance and economical discharge cell for an ozone generator that can reduce the cost of an insulating plate while avoiding a decrease in ozone generation efficiency.

本発明者は、以前よりオゾン発生装置用放電セルにおける誘電体の厚み及び絶縁板の厚みの、オゾン生成効率に及ぼす影響を種々調査してきた。その結果、絶縁板の厚み、特に、放電セルの製造コストを押し上げる一因になってきた高圧絶縁板の厚みが、従来から考えられているようにオゾン発生効率上、不可欠であるとは言えないことが明らかになってきた。   The inventor has previously investigated various effects of the thickness of the dielectric and the thickness of the insulating plate on the ozone generation efficiency in the discharge cell for the ozone generator. As a result, the thickness of the insulating plate, in particular, the thickness of the high-pressure insulating plate that has contributed to the increase in the manufacturing cost of the discharge cell, is not indispensable in terms of ozone generation efficiency as conventionally considered. It has become clear.

すなわち、高圧絶縁板は、前述したとおり、内側の高圧電極と外側(背面側)の冷媒(冷却水)との間を電気的に絶縁するものであり、十分な厚みを確保しないと、冷媒(冷却水)の側へ無効電流が流れ、放電空隙における放電電流が減少して、オゾン発生効率を低下させる結果になるのは事実である。しかし、その一方で、この高圧絶縁板は内側の高圧電極と外側の冷却水との間にあって、冷却水による高圧電極側からの放電空隙の冷却を阻害する最大の原因になっている。このため、高圧絶縁板を薄くすると高圧電極側からの冷却が促進され、オゾン発生効率が向上することになる。   That is, as described above, the high voltage insulating plate electrically insulates between the inner high voltage electrode and the outer (back side) refrigerant (cooling water). It is a fact that reactive current flows to the (cooling water) side and discharge current in the discharge gap decreases, resulting in a decrease in ozone generation efficiency. However, on the other hand, the high-voltage insulating plate is between the inner high-voltage electrode and the outer cooling water, and is the largest cause of impeding cooling of the discharge gap from the high-voltage electrode side by the cooling water. For this reason, when the high-voltage insulating plate is thinned, cooling from the high-voltage electrode side is promoted, and the ozone generation efficiency is improved.

つまり、高圧絶縁板は、放電空隙における高効率な放電の点からは厚い方がよく、一方、放電空隙の冷却の点からは薄い方がよいのである。そして、従来は前者の電気的な面が一義的に重要視され、この観点から高圧絶縁板は数mm以上というように十分に厚くされてきた。   In other words, the high-voltage insulating plate is preferably thicker from the viewpoint of high-efficiency discharge in the discharge gap, whereas it is better from the viewpoint of cooling the discharge gap. In the past, the former electrical aspect was primarily regarded as important, and from this point of view, the high voltage insulating plate has been made sufficiently thick to be several mm or more.

ところが、オゾン発生装置用放電セルにおける高圧絶縁板の厚みとオゾン発生効率の関係を、本発明者が詳細に調査した結果は、放電空隙の冷却を重視して高圧絶縁板を薄くする方が、放電空隙における電気的ロスは生じるものの、トータルとしては放電空隙におけるオゾン発生効率が上がり、結果として高濃度のオゾンガスが得られるという、非常に意外なものであった。   However, as a result of detailed investigation by the present inventors on the relationship between the thickness of the high-pressure insulating plate and the ozone generation efficiency in the discharge cell for the ozone generator, it is better to make the high-pressure insulating plate thinner with emphasis on cooling the discharge gap. Although an electrical loss occurs in the discharge gap, the ozone generation efficiency in the discharge gap increases as a whole, and as a result, a highly concentrated ozone gas can be obtained.

このような調査結果から、本発明者は所定の交流電圧が印加される高圧電極と低圧電極の間に放電空隙を形成するべく少なくとも一方の電極に接して電極間に誘電体が配置されており、且つ放電空隙を両面側から冷却するべく両電極の外側に冷媒流路が形成されると共に、高圧側の冷媒流路を高圧電極から絶縁するために両者の間に高圧絶縁板が配置されたオゾン発生装置用放電セルにおいて、高圧絶縁板の板厚を、高圧電極と低圧電極の間に配置された誘電体の総厚の0.5倍以上、3.5倍以下としたオゾン発生装置用放電セルを開発した。   From such investigation results, the present inventor has placed a dielectric between the electrodes in contact with at least one of the electrodes so as to form a discharge gap between the high voltage electrode and the low voltage electrode to which a predetermined alternating voltage is applied. In addition, a coolant channel is formed outside both electrodes to cool the discharge gap from both sides, and a high-pressure insulating plate is disposed between the two to insulate the high-pressure side coolant channel from the high-voltage electrode. For discharge cells for ozone generators, for ozone generators, the plate thickness of the high-voltage insulating plate is 0.5 to 3.5 times the total thickness of the dielectric disposed between the high-voltage electrode and the low-voltage electrode A discharge cell was developed.

このオゾン発生装置用放電セルにおいては、高圧絶縁板の板厚が従来より薄くされる。より具体的には、高圧電極と低圧電極の間に配置された誘電体の総厚との関係において従来より薄くされ、これにより放電空隙における冷却能が上がり、電流ロスを補って余りあることからオゾン発生効率が向上する。誘電体の総厚と高圧絶縁板の板厚を関連させることの正当性は後で詳しく説明する。   In this discharge cell for an ozone generator, the plate thickness of the high-pressure insulating plate is made thinner than before. More specifically, because the total thickness of the dielectric disposed between the high-voltage electrode and the low-voltage electrode is made thinner than before, this increases the cooling capacity in the discharge gap and more than compensates for the current loss. Ozone generation efficiency is improved. The justification of relating the total thickness of the dielectric and the thickness of the high voltage insulating plate will be described in detail later.

高圧絶縁板の板厚を高圧電極と低圧電極の間に配置された誘電体の総厚の0.5倍以上、3.5倍以下としたのは、0.5倍未満では背面側(冷媒側)への無効電流が増大して、放電空隙における冷却促進による効率向上を打ち消すことによりオゾン発生効率が低下し、逆に3.5倍超の場合は高圧電極側からの冷却が極端に不足し、無効電流は実質生じないものの、全体としてオゾン発生効率が低下するからである。特に好ましい倍率は0.5倍以上、2倍以下、より好ましい倍率は1倍以上、1.5倍以下である。   The thickness of the high voltage insulating plate is 0.5 times or more and 3.5 times or less of the total thickness of the dielectric disposed between the high voltage electrode and the low voltage electrode. Side)), the ozone generation efficiency is reduced by negating the improvement in efficiency due to the accelerated cooling in the discharge gap. Conversely, when it exceeds 3.5 times, the cooling from the high voltage electrode side is extremely insufficient. However, although the reactive current does not substantially occur, the ozone generation efficiency as a whole decreases. A particularly preferable magnification is 0.5 to 2 times, and a more preferable magnification is 1 to 1.5 times.

高圧絶縁板の板厚を薄くすることの利点は以上のとおりであるが、その一方では高圧絶縁板の機械的強度の低下が生じる。従来の板厚が厚い高圧絶縁板は、機械的強度が高く、放電セルにおける平面度の確保に寄与しており、その結果として放電空隙におけるギャップ量分布の均一化にも寄与している。このため、高圧絶縁板の板厚を薄くすると、放電セルにおける平面度、ギャップ量分布の均一性を低下させるおそれが生じる。   The advantages of reducing the thickness of the high-voltage insulating plate are as described above. On the other hand, the mechanical strength of the high-voltage insulating plate is reduced. The conventional high-voltage insulating plate having a large plate thickness has high mechanical strength and contributes to ensuring flatness in the discharge cell, and as a result, contributes to uniform gap amount distribution in the discharge gap. For this reason, when the plate thickness of the high-voltage insulating plate is reduced, the flatness and the uniformity of the gap amount distribution in the discharge cell may be reduced.

より詳しく説明すると、特許文献1に示すようなブロック一体構造の放電セルの場合は、セル全体で機械的強度を確保するモノコック構造であるため、本来的に機械的強度が高い。このため、高圧絶縁板の板厚減少による平面度低下の問題は生じ難い。ところが、板材を板厚方向に重ね合わせてタイロッドにより締め付け固定した組立タイプの放電セルの場合は、モノコック構造にはならず、剛性確保の中心となる部材を必要とするフレーム構造となる。そして、そのフレームとして、これまでは高圧絶縁板の寄与度が大きく、これが薄くなることにより平面度低下等の問題が発生するのである。   More specifically, in the case of a discharge cell having a block-integrated structure as shown in Patent Document 1, the mechanical strength is inherently high because of the monocoque structure that ensures the mechanical strength of the entire cell. For this reason, the problem of flatness reduction due to the reduction in the thickness of the high-voltage insulating plate hardly occurs. However, in the case of an assembly-type discharge cell in which plate materials are stacked in the plate thickness direction and fastened and fixed by tie rods, a monocoque structure is used, but a frame structure that requires a member for securing rigidity is provided. As a frame, the contribution of the high-voltage insulating plate has been large so far, and the thinness of the frame causes problems such as a decrease in flatness.

本発明のオゾン発生装置用放電セルは、かかる知見を基礎として完成されたものであり、所定の交流電圧が印加される高圧電極と低圧電極の間に放電空隙を形成するべく少なくとも一方の電極に接して電極間に誘電体が配置されており、且つ放電空隙を両面側から冷却するべく両電極の外側に冷媒流路が形成されると共に、高圧側の冷媒流路を高圧電極から絶縁するために両者の間に高圧絶縁板が配置されたオゾン発生装置用放電セルにおいて、高圧側の冷媒流路の内側に高圧絶縁板を介して配置される高圧電極の厚みを、高圧電極と低圧電極の間に配置された誘電体の総厚の10倍以上としたものである。 The discharge cell for an ozone generator of the present invention has been completed on the basis of such knowledge, and at least one electrode is formed to form a discharge gap between a high voltage electrode and a low voltage electrode to which a predetermined alternating voltage is applied. In order to insulate the high pressure side refrigerant flow path from the high pressure electrode while the dielectric is disposed between the electrodes and the refrigerant flow path is formed outside both electrodes to cool the discharge gap from both sides. In the discharge cell for an ozone generator in which the high-pressure insulating plate is disposed between the two, the thickness of the high-pressure electrode disposed through the high-pressure insulating plate inside the refrigerant passage on the high-pressure side is set to More than 10 times the total thickness of the dielectrics disposed between them.

本発明のオゾン発生装置用放電セルにおいては、高圧側の冷媒流路の内側に高圧絶縁板を介して配置された高圧電極の厚みを、高圧電極と低圧電極の間に配置された誘電体の総厚に比して10倍以上と厚くしたので、機械的強度が向上し、高い平面度及びギャップ量分布の均一性が確保される。このため、本発明のオゾン発生装置用放電セルは、高圧電極を高圧側の冷媒から絶縁する高圧絶縁板の板厚を、高圧電極と低圧電極の間に配置された誘電体の総厚との関係において0.5倍以上、3.5倍以下と薄くした場合に有効であり、特に、板材を板厚方向に重ね合わせてタイロッドにより締め付け固定した組立タイプの放電セルにおいて、高圧絶縁板の板厚を薄くした場合に有効である。高圧電極はアルミニウムなどの金属板からなり、熱伝導性も良好なので、これを厚くすることは、放電空隙の高圧電極側からの冷却を阻害する原因には殆どならない。 In the discharge cell for an ozone generator according to the present invention, the thickness of the high-pressure electrode arranged inside the high-pressure side refrigerant flow path via the high-pressure insulating plate is changed to the dielectric material arranged between the high-voltage electrode and the low-voltage electrode. Since the thickness is 10 times or more as compared with the total thickness, the mechanical strength is improved, and high flatness and uniformity of the gap amount distribution are ensured. For this reason, the discharge cell for an ozone generator of the present invention has a thickness of the high-pressure insulating plate that insulates the high-voltage electrode from the refrigerant on the high-pressure side, and the total thickness of the dielectric disposed between the high-voltage electrode and the low-voltage electrode. This is effective when the thickness is reduced to 0.5 times or more and 3.5 times or less, especially in an assembly type discharge cell in which plate materials are stacked in the plate thickness direction and fastened and fixed by tie rods. This is effective when the thickness is reduced . The high voltage electrode is made of a metal plate such as aluminum and has good thermal conductivity. Therefore, increasing the thickness of the high voltage electrode hardly causes the cooling from the high voltage electrode side of the discharge gap.

誘電体は、高圧電極側と低圧電極側の両方に配置されていてもよいし、片側だけでもよい。クリーン度が要求される場合は両側に配置するのがよく、特に高いクリーン度が要求されない場合は片側だけでもよい。片側の場合は高圧電極側に設けられることが多い。   The dielectric may be disposed on both the high-voltage electrode side and the low-voltage electrode side, or only on one side. If cleanliness is required, it should be arranged on both sides, and if high cleanliness is not required, only one side may be used. In the case of one side, it is often provided on the high voltage electrode side.

低圧側の冷媒流路と低圧電極との間の低圧絶縁板は必ずしも必要でない。なぜなら、低圧側の冷媒流路と低圧電極が同電位(接地電位)であるからである。低圧側からの冷却促進、絶縁板コストの点からも、低圧絶縁板は不要であり、使用する場合も薄い方がよい。しかし、機械的強度の確保、低圧電極の被覆という点からは存在した方がよく、その板厚としては0.1mm以上、1mm以下が好ましく、剛性が要求されない場合はμmオーダー(薄膜レベル)でもよい。厚過ぎる場合は必要以上に機械的強度が増大し、冷却能、経済性が悪化する。   A low-pressure insulating plate between the low-pressure side refrigerant flow path and the low-pressure electrode is not always necessary. This is because the low-pressure side refrigerant flow path and the low-pressure electrode have the same potential (ground potential). From the viewpoint of promoting cooling from the low-pressure side and the cost of the insulating plate, the low-pressure insulating plate is unnecessary, and it is better to use it thinly. However, it should be present in terms of ensuring mechanical strength and covering low voltage electrodes. The plate thickness is preferably 0.1 mm or more and 1 mm or less, and even when the rigidity is not required, even on the order of μm (thin film level). Good. If it is too thick, the mechanical strength will increase more than necessary, and the cooling capacity and economy will deteriorate.

そして今一つ重要なことは、高圧絶縁板を薄くした本発明の放電セルの場合、これを複数段に積層することにより、オゾン濃度が更に上昇するという事実である。この点から、高圧絶縁板を薄くした本発明の放電セルを単位セルとして、これを複数段に積層した積層構造が好ましい。換言すれば、両面冷却構造をもつ板型放電セルを単位セルとして、その複数を板材積層方向に積層した積層型セルにおいて、本発明は特に効果的である。   One more important thing is the fact that in the case of the discharge cell of the present invention in which the high-voltage insulating plate is made thin, the ozone concentration is further increased by stacking the discharge cells in a plurality of stages. From this point of view, a laminated structure in which the discharge cell of the present invention with a thin high voltage insulating plate as a unit cell is laminated in a plurality of stages is preferable. In other words, the present invention is particularly effective in a stacked cell in which a plate-type discharge cell having a double-sided cooling structure is used as a unit cell and a plurality of the cells are stacked in the plate material stacking direction.

誘電体、絶縁板等は通常セラミックスで構成される。そのセラミックスは純度80%以上のアルミナが好ましく、純度90%以上、なかでも95%以上のアルミナが特に好ましい。アルミナが適する理由はセラミックスのなかでは安価であり、かつ耐薬品性及び耐スパッタ性をもつ材料だからである。また高純度が好ましいのはオゾンガスのクリーン度を高めるためである。セラミックス板を積層する際の接合には無機系接合材が好適であり、その無機系接合材は接合性、汚染防止の点からガラス系接合材が好ましい。   Dielectrics, insulating plates, etc. are usually made of ceramics. The ceramic is preferably alumina having a purity of 80% or more, particularly preferably alumina having a purity of 90% or more, particularly 95% or more. Alumina is suitable because it is inexpensive among ceramics and has chemical resistance and sputtering resistance. Moreover, high purity is preferable in order to increase the cleanliness of ozone gas. An inorganic bonding material is suitable for bonding when the ceramic plates are laminated, and the inorganic bonding material is preferably a glass bonding material from the viewpoint of bondability and prevention of contamination.

セラミック板のうちの誘電板については誘電板中の不純物を低減すると、オゾン濃度の低下が問題になる。この問題を解決するために、誘電板の少なくとも放電空隙と接する表層部分に酸化チタンを含有させるのがよく、アルミナ基板中に酸化チタンをTi元素量比率で0.006〜6重量%含有させた焼結体が、オゾン発生特性及びクリーン度の両面から特に好ましい。   As for the dielectric plate among the ceramic plates, when the impurities in the dielectric plate are reduced, a decrease in ozone concentration becomes a problem. In order to solve this problem, titanium oxide is preferably contained in at least a surface layer portion of the dielectric plate in contact with the discharge gap, and titanium oxide is contained in the alumina substrate in an amount of 0.006 to 6% by weight in terms of the amount of Ti element. A sintered body is particularly preferable from the viewpoints of ozone generation characteristics and cleanliness.

本発明のオゾン発生装置用放電セルは、高圧電極、特に高圧側の冷媒流路の内側に高圧絶縁板を介して配置された高圧電極の厚みを、高圧電極と低圧電極の間に配置された誘電体の総厚との関係において厚くすることにより、第1に、機械的強度が向上し、高い平面度及びギャップ量分布の均一性を確保できるので、オゾン発生効率に好影響を与える。高圧電極は熱伝導性の良好なアルミニウム板などからなるため、これを厚くしても放電空隙の高圧側からの冷却を阻害する問題は生じない。第2に、組立式放電セルで高圧絶縁板を薄くした場合に問題となる機械的強度の低下等を回避でき、高い平面度及びギャップ量分布の均一性を確保することができる。高圧電極を高圧側の冷媒から絶縁する高圧絶縁板の板厚を、高圧電極と低圧電極の間に配置された誘電体の総厚との関係において従来より薄くすることにより、オゾン発生効率を高め、オゾンガスの高濃度化を可能にする。また、高圧絶縁板の板厚の減少により絶縁板コストをさげ、放電セルコストの低減を可能にする。これらにより高性能で経済的なオゾン発生装置の提供を可能にする。
The discharge cell for an ozone generator of the present invention is arranged between the high-pressure electrode and the low-pressure electrode with the thickness of the high- pressure electrode, in particular , the high-pressure electrode arranged through the high-pressure insulating plate inside the refrigerant passage on the high-pressure side . By increasing the thickness in relation to the total thickness of the dielectric, first, the mechanical strength is improved, and high flatness and uniformity of the gap amount distribution can be ensured, so that the ozone generation efficiency is favorably affected. Since the high voltage electrode is made of an aluminum plate or the like having good thermal conductivity, there is no problem of hindering cooling from the high voltage side of the discharge gap even if the thickness is increased. Second, it is possible to avoid a decrease in mechanical strength, which becomes a problem when the high-voltage insulating plate is thinned in an assembly-type discharge cell, and to ensure high flatness and uniformity of gap amount distribution. The thickness of the high-pressure insulating plate that insulates the high-pressure electrode from the refrigerant on the high-pressure side is made thinner than before in relation to the total thickness of the dielectric disposed between the high-voltage electrode and the low-pressure electrode, thereby increasing the ozone generation efficiency. Enables high concentration of ozone gas. In addition, the reduction of the plate thickness of the high voltage insulating plate reduces the insulating plate cost, and enables the discharge cell cost to be reduced. These make it possible to provide a high-performance and economical ozone generator.

高圧絶縁板の板厚と誘電体の総厚との関係を調査するための放電セルの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the discharge cell for investigating the relationship between the plate | board thickness of a high voltage | pressure insulating board, and the total thickness of a dielectric material. 同放電セルの模式断面図である。It is a schematic cross section of the same discharge cell. 同放電セルの等価回路である。It is an equivalent circuit of the same discharge cell. 本発明の実施形態を示す放電セルの模式断面図である。It is a schematic cross section of the discharge cell which shows embodiment of this invention.

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は高圧絶縁板の板厚と誘電体の総厚との関係を調査するためのオゾン発生装置用放電セルの分解斜視図、図2は同放電セルの模式断面図、図3は同放電セルの等価回路である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view of a discharge cell for an ozone generator for investigating the relationship between the plate thickness of a high voltage insulating plate and the total thickness of a dielectric, FIG. 2 is a schematic sectional view of the discharge cell, and FIG. It is an equivalent circuit of a cell.

本オゾン発生装置用放電セルは、図1及び図2に示すように、正方形をした複数枚の板材を板厚方向に一体的に積層したブロック構造の板型放電セルである。複数枚の板材は、いずれも高純度アルミナの焼成板であり、ガラス系の接合層50を介して接合されている。各板材の四隅部には位置決め用の貫通孔が設けられており、その角部は丸みを付与されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the discharge cell for an ozone generator is a plate type discharge cell having a block structure in which a plurality of square plate members are integrally laminated in the thickness direction. The plurality of plate materials are all fired plates of high-purity alumina, and are joined via a glass-based joining layer 50. Positioning through holes are provided at the four corners of each plate member, and the corners are rounded.

中間の2枚の板材は誘電体10A,10Bである。その厚みは例えば0.3mmである。各誘電体10の平行な両側縁部には、各側縁に沿った長孔形状の貫通孔11,11が設けられている。貫通孔11,11はガス流通用であり、両側縁部の両端部を除くほぼ全域に連続的、直線的に設けられている。各誘電体10の他の平行な両側縁部、すなわち前記貫通孔11,11に直角な両側縁部には、各側縁に沿った長孔形状の貫通孔12,12が設けられている。貫通孔12,12は冷媒流通用であり、両側縁部の両端部を除くほぼ全域に連続的、直線的に設けられている。   The two middle plates are dielectrics 10A and 10B. The thickness is, for example, 0.3 mm. On both side edge portions of each dielectric 10 in parallel, long-hole shaped through holes 11 along the side edges are provided. The through-holes 11 and 11 are for gas distribution, and are provided continuously and linearly in almost the whole area except for both ends of both side edges. On the other parallel side edges of each dielectric 10, that is, the side edges perpendicular to the through holes 11, 11, elongated through holes 12, 12 are provided along the side edges. The through-holes 12 and 12 are for refrigerant circulation, and are provided continuously and linearly in almost the whole area except for both ends of both side edges.

誘電体10,10の対向面には、貫通孔11,11の一方から他方に至る多数の並列したガス流路13,13を形成するために、ガス流路13,13の部分を除いてセラミックス層14,14が積層されておる。ガス流路13,13は合体して誘電体10,10の間に放電空隙70を形成する。   In order to form a large number of parallel gas flow paths 13, 13 extending from one of the through holes 11, 11 to the other surface of the dielectrics 10, 10 except for the gas flow paths 13, 13 ceramics. Layers 14 and 14 are laminated. The gas flow paths 13 and 13 are combined to form a discharge gap 70 between the dielectrics 10 and 10.

セラミックス層14は、アルミナ粉末とガラス粉末とで製造したペーストを対向面のガス流路以外の部分に印刷し、これを所定厚まで繰り返した後、ガラス粉末の融点以上の温度で焼成することにより形成されている。セラミックス層14,14の各厚み、すなわちガス流路13を形成するためのリブ高は例えば35μmである。   The ceramic layer 14 is obtained by printing a paste made of alumina powder and glass powder on a portion other than the gas flow path on the opposite surface, repeating this to a predetermined thickness, and firing at a temperature equal to or higher than the melting point of the glass powder. Is formed. Each thickness of the ceramic layers 14, 14, that is, a rib height for forming the gas flow path 13 is, for example, 35 μm.

誘電体10,10の背面側の表面には電極層15A,15Bが被覆形成されている。電極層15Aは高圧電極、15Bは低圧電極であり、いずれもが例えば銀ペーストの印刷塗布・焼成により形成される厚みが5μmの金属薄膜であり、貫通孔11,11,12,12に囲まれた正方形の領域に設けられている。電極層15の隣り合う2つのコーナー部は、誘電板10のコーナー部に張り出して、円形の端子部16,16を形成している。そして、一方の電極層15Aにおける端子部16,16は、誘電板10Aの隣り合う2つのコーナー部に設けられており、他方の電極層15Bにおける端子部16,16は、電極層15Aにおける端子部16,16と重ならないように、誘電体10Bの別の隣り合う2つのコーナー部に設けられている。   Electrode layers 15 </ b> A and 15 </ b> B are coated on the back surface of the dielectrics 10 and 10. The electrode layer 15A is a high-voltage electrode, and 15B is a low-voltage electrode, both of which are, for example, a metal thin film having a thickness of 5 μm formed by printing and baking silver paste, and surrounded by the through holes 11, 11, 12, and 12. It is provided in a square area. Two adjacent corner portions of the electrode layer 15 protrude from the corner portion of the dielectric plate 10 to form circular terminal portions 16 and 16. The terminal portions 16 and 16 in one electrode layer 15A are provided at two adjacent corner portions of the dielectric plate 10A, and the terminal portions 16 and 16 in the other electrode layer 15B are terminal portions in the electrode layer 15A. 16 and 16 are provided at two adjacent corner portions of the dielectric 10B so as not to overlap with each other.

誘電体10A,10Bの外側に配置される板材は、絶縁板20A,20Bである。一方の絶縁板20Aは高圧絶縁板、他方の絶縁板20Bは低圧絶縁板であり、高圧絶縁板20Aは内側の高圧電極15Aを外側の冷媒と絶縁することを目的としており、その厚みは従来より薄い例えば0.9mmとされている。低圧絶縁板20Bは専ら機械的強度の確保を目的としており、その厚みは例えば0.3mmとされている。すなわち、高圧絶縁板20Aの厚みは、電極層15A,15Bの間に配置された誘電体10A,10Bの合計厚み(0.6mm)の1.5倍とされている。   The plate materials disposed outside the dielectrics 10A and 10B are the insulating plates 20A and 20B. One insulating plate 20A is a high-voltage insulating plate, and the other insulating plate 20B is a low-voltage insulating plate. The high-voltage insulating plate 20A is intended to insulate the inner high-voltage electrode 15A from the outer refrigerant, and the thickness thereof is conventional. It is thin, for example, 0.9 mm. The low-voltage insulating plate 20B is exclusively for the purpose of ensuring the mechanical strength, and the thickness thereof is, for example, 0.3 mm. That is, the thickness of the high voltage insulating plate 20A is 1.5 times the total thickness (0.6 mm) of the dielectrics 10A and 10B arranged between the electrode layers 15A and 15B.

絶縁板20A,20Bの平行な両側縁部には、貫通孔11,11に対応する長孔形状のガス流通用の貫通孔21,21が設けられている。絶縁板20A,20Bの他の平行な両側縁部には、貫通孔12,12に対応する長孔形状の冷媒流通用の貫通孔22,22が設けられている。   On both side edges of the insulating plates 20A and 20B, there are provided through holes 21 and 21 for gas circulation having long holes corresponding to the through holes 11 and 11, respectively. The other parallel side edges of the insulating plates 20A and 20B are provided with through-holes 22 and 22 for circulation of a long hole corresponding to the through-holes 12 and 12, respectively.

絶縁板20A,20Bの外側に配置される板材は冷媒流路を形成するためのスリット板30A,30Bである。その厚みは例えば0.5mmである。各スリット板30の平行な両側縁部には、貫通孔11,11,21,21に対応する長孔形状のガス流通用の貫通孔31,31が設けられている。貫通孔31,31の間には、冷媒流路を形成するために多数のスリット33,33・・が平行に設けられている。スリット33,33・・の両端部は、冷媒流通用の貫通孔22,22とオーバーラップするように、各スリット板30の他の平行な両側縁部に到達している。   The plate materials arranged outside the insulating plates 20A and 20B are the slit plates 30A and 30B for forming the refrigerant flow path. The thickness is 0.5 mm, for example. On the both side edges of each slit plate 30 are provided through holes 31 and 31 for gas circulation having a long hole shape corresponding to the through holes 11, 11, 21 and 21. A large number of slits 33, 33,... Are provided in parallel between the through holes 31, 31 in order to form a refrigerant flow path. Both ends of the slits 33, 33... Reach the other parallel side edges of each slit plate 30 so as to overlap with the through holes 22, 22 for circulating the refrigerant.

スリット板30A,30Bの更に外側に配置される板材は蓋板40A,40Bである。一方の蓋板40Aの厚みは例えば4〜5mm、他方の蓋板40Bの厚みは例えば2mmである。一方の蓋板40Aには、内側のスリット板30Aの貫通孔31,31にそれぞれ連通するガス供給孔41a及びガス排出孔41bが設けられている。蓋板40Aの裏面には、スリット33,33・・の両端部、すなわち貫通孔12,12,22,22に対応するように1対の凹部が設けられている。そして蓋板40Aには、裏面側の1対の凹部に各連通する冷媒供給孔42a及び冷媒排出孔42bが設けられている。   The plate members disposed further outside the slit plates 30A and 30B are the cover plates 40A and 40B. The thickness of one cover plate 40A is, for example, 4 to 5 mm, and the thickness of the other cover plate 40B is, for example, 2 mm. One cover plate 40A is provided with a gas supply hole 41a and a gas discharge hole 41b communicating with the through holes 31, 31 of the inner slit plate 30A, respectively. A pair of recesses is provided on the back surface of the cover plate 40A so as to correspond to both end portions of the slits 33, 33,..., That is, the through holes 12, 12, 22, and 22. The lid plate 40A is provided with a refrigerant supply hole 42a and a refrigerant discharge hole 42b that communicate with a pair of recesses on the back surface side.

これらの板材(高純度アルミナの焼結板)は次のようにして接合されている。   These plate materials (sintered plates of high-purity alumina) are joined as follows.

各板材の接合面にガラス系の接合用ペーストを例えば30μm程度の厚みに塗布する。接合用ペーストは、ガラス粉末をバインダーと混練して所定粘度に調整したものである。接合用ペーストの塗布が終わると、板材を加熱炉に装入し、接合用ペーストをガラス粉末の融点である例えば850℃以上の温度で焼成する。接合用ペーストの焼成が終わると、各板材を重ね合せ、四隅部の貫通孔に位置決めピン60を刺し通す。4本の位置決めピン60は棒状リードを兼ねており、そのうちの2本は、高圧電極層15Aの端子部16,16と導通し、残りの2本は、低圧電極層15Bの2つの端子部16,16と導通する。最後に、重ね合わせた板材を加熱炉に装入し、接合用ペーストをガラス粉末の融点である例えば850℃以上の温度で焼成する。   A glass-based bonding paste is applied to the bonding surface of each plate material to a thickness of about 30 μm, for example. The bonding paste is prepared by kneading glass powder with a binder to have a predetermined viscosity. When the application of the bonding paste is finished, the plate material is charged into a heating furnace, and the bonding paste is baked at a temperature of, for example, 850 ° C. or higher, which is the melting point of the glass powder. When the bonding paste is baked, the respective plate materials are overlapped, and the positioning pins 60 are pierced through the through holes at the four corners. The four positioning pins 60 also serve as rod-shaped leads, two of which are electrically connected to the terminal portions 16 and 16 of the high-voltage electrode layer 15A, and the remaining two are the two terminal portions 16 of the low-voltage electrode layer 15B. , 16 are conducted. Finally, the stacked plate materials are charged into a heating furnace, and the joining paste is fired at a temperature of, for example, 850 ° C. or higher, which is the melting point of the glass powder.

この焼成により、誘電体10A,10B、その外側の絶縁板20A,20B、その外側のスリット板30A,30B、更にその外側の蓋板40A,40Bが、ガラス系の接合層50を介して接合されることになり、本実施形態の放電セルが完成する。完成した放電セルの特徴は以下のとおりである。   By this firing, the dielectrics 10A and 10B, the outer insulating plates 20A and 20B, the outer slit plates 30A and 30B, and the outer lid plates 40A and 40B are bonded via the glass-based bonding layer 50. As a result, the discharge cell of this embodiment is completed. The characteristics of the completed discharge cell are as follows.

誘電体10A,10Bの間でガス流路13,13が合体することにより、誘電体10A,10Bの間に放電用の閉空間、すなわち放電空隙70が形成される。ガス流路13,13を形成するセラミック層14,14の各厚みは例えば35μmであり、この場合の放電空隙70のギャップ量は70μmとなる。セラミック層14,14の一方を省略することが可能であり、この場合の放電空隙70のギャップ量は半分の35μmとなる。誘電板10A,10Bの背面側の表面に被覆形成された電極層15A,15Bは、端子部16,16と共に、誘電板10とその外側に接合された絶縁板20との間にガラス系の接合層50により封入され絶縁される。   By combining the gas flow paths 13 and 13 between the dielectrics 10A and 10B, a closed space for discharge, that is, a discharge gap 70 is formed between the dielectrics 10A and 10B. The thicknesses of the ceramic layers 14 and 14 forming the gas flow paths 13 and 13 are, for example, 35 μm, and the gap amount of the discharge gap 70 in this case is 70 μm. One of the ceramic layers 14 can be omitted, and the gap amount of the discharge gap 70 in this case is halved to 35 μm. The electrode layers 15A and 15B coated on the rear surface of the dielectric plates 10A and 10B are joined together with the terminal portions 16 and 16 between the dielectric plate 10 and the insulating plate 20 joined to the outside thereof. Encapsulated and insulated by layer 50.

誘電板10Aの背面側に設けられた高圧電極層15Aの端子部16,16は2本の棒状リード60,60により蓋板40Aの外側に引き出されて電源と接続される。一方、誘電板10Bの背面側に設けられた低圧電極層15Bの端子部16,16は別の2本の棒状リード60,60により蓋板40Aの外側に引き出されて接地される。   The terminal portions 16 and 16 of the high-voltage electrode layer 15A provided on the back side of the dielectric plate 10A are drawn out of the lid plate 40A by the two rod-shaped leads 60 and 60 and connected to the power source. On the other hand, the terminal portions 16 and 16 of the low-voltage electrode layer 15B provided on the back side of the dielectric plate 10B are drawn out to the outside of the lid plate 40A by another two rod-shaped leads 60 and 60 and grounded.

誘電体10の貫通孔11,11、絶縁板20の貫通孔21,21、スリット板30の貫通孔31,31が板材積層方向に連続することにより、放電空隙70に連通する縦向きで横長のガス流路80,80が積層体内に形成される。また、誘電体10の貫通孔12,12、絶縁板20の貫通孔22,22が板材積層方向に連続することにより、スリット板30におけるスリット33,33・・の両端部に連通する縦向きで横長の冷媒流路が積層体内に形成される。   The through holes 11, 11 of the dielectric 10, the through holes 21, 21 of the insulating plate 20, and the through holes 31, 31 of the slit plate 30 are continuous in the plate material stacking direction, so that they are vertically long and communicate with the discharge gap 70. Gas flow paths 80, 80 are formed in the laminate. Further, the through holes 12 and 12 of the dielectric 10 and the through holes 22 and 22 of the insulating plate 20 are continuous in the plate material laminating direction, so that the longitudinal direction communicates with both ends of the slits 33, 33. A horizontally long refrigerant flow path is formed in the laminate.

放電セルの運転では、2本の棒状リード60,60を介して、高圧電極層15Aに所定の高周波高電圧を印加する。これと共に、積層方向に形成された2つの縦向きガス流路80,80の一方に、蓋板40Aのガス供給孔41aから原料ガスを導入し、積層方向に形成された2つの縦向き冷媒流路の一方に、蓋板40Aの冷媒供給孔42aから冷却水を導入する。   In the operation of the discharge cell, a predetermined high-frequency high voltage is applied to the high-voltage electrode layer 15A via the two rod-shaped leads 60, 60. At the same time, a raw material gas is introduced into one of the two vertical gas flow paths 80, 80 formed in the stacking direction from the gas supply hole 41a of the cover plate 40A, and two vertical refrigerant flows formed in the stacking direction. Cooling water is introduced into one of the paths from the refrigerant supply hole 42a of the lid plate 40A.

ガス流路80,80の一方に導入された原料ガスは、誘電体10A,10Bの間に形成された放電空隙70を一端部から他端部へ向かい、この間にオゾン化されてガス流路80,80の他方に至り、蓋板40Aのガス排出孔41bから外部へ排出される。2つの冷媒流路の一方に導入された冷却水は、スリット板30A,30Bの各スリット33,33・・を長手方向に流通し、2つの冷媒流路の他方を通って蓋板40Aの冷媒排出孔42bから排出される。これにより、電極層15A,15Bの間の誘電体10A,10B間に形成された放電空隙70が、両面側から絶縁板20A,20Bを介して冷却される。   The source gas introduced into one of the gas flow paths 80, 80 travels from one end portion to the other end of the discharge gap 70 formed between the dielectrics 10 </ b> A, 10 </ b> B, and is ozonized during this time. , 80, and is discharged to the outside through the gas discharge holes 41b of the cover plate 40A. The cooling water introduced into one of the two refrigerant channels flows through the slits 33, 33,... Of the slit plates 30A, 30B in the longitudinal direction, passes through the other of the two refrigerant channels, and passes through the other of the two refrigerant channels. It is discharged from the discharge hole 42b. As a result, the discharge gap 70 formed between the dielectrics 10A and 10B between the electrode layers 15A and 15B is cooled via the insulating plates 20A and 20B from both sides.

本オゾン発生装置用放電セルでは、高圧電極層15Aに所定の高周波高電圧が印加され、低圧電極層15Bは冷却水と共に接地されている。このため、放電セルにおける等価回路は図3のようになる。すなわち、誘電体10A,放電空隙70及び誘電体10Bの直列回路に高圧絶縁板20Aが並列に挿入されることになる。図中、C10A は誘電体10Aのコンデンサ容量、C70は放電空隙70のコンデンサ容量、C10B は誘電体10Bのコンデンサ容量、C20A は高圧絶縁板20Aのコンデンサ容量である。放電空隙70のコンデンサ容量C70は、誘電体10A,10Bのコンデンサ容量C10A ,C10B に比して小さく、直列回路のコンデンサ容量に大きな影響を与えない。直列回路のコンデンサ容量は誘電体10A,10Bのコンデンサ容量C10A ,C10B に支配されるわけである。   In this discharge cell for an ozone generator, a predetermined high frequency high voltage is applied to the high voltage electrode layer 15A, and the low voltage electrode layer 15B is grounded together with cooling water. Therefore, an equivalent circuit in the discharge cell is as shown in FIG. That is, the high voltage insulating plate 20A is inserted in parallel in the series circuit of the dielectric 10A, the discharge gap 70, and the dielectric 10B. In the figure, C10A is the capacitor capacity of the dielectric 10A, C70 is the capacitor capacity of the discharge gap 70, C10B is the capacitor capacity of the dielectric 10B, and C20A is the capacitor capacity of the high voltage insulating plate 20A. The capacitor capacity C70 of the discharge gap 70 is smaller than the capacitor capacities C10A and C10B of the dielectrics 10A and 10B, and does not greatly affect the capacitor capacity of the series circuit. The capacitor capacity of the series circuit is governed by the capacitor capacities C10A and C10B of the dielectrics 10A and 10B.

高圧絶縁板20Aが従来のように厚い場合は、そのコンデンサ容量が大きく、高圧側の冷却水への無効電流は殆ど生じない。しかし、本放電セルでは、高圧絶縁板20Aを従来より薄くしている。具体的には、高圧電極層15Aと低圧電極層15Bとの間に配置される誘電体10A,10Bの総厚(0.6mm)の1.5倍弱に相当する0.8mmとされている。このため、誘電体10A,放電空隙70及び誘電体10Bの合計容量に比して高圧絶縁板20Aのコンデンサ容量が減少し、高圧側の冷却水への無効電流の発生が無視できなくなる。しかし、高圧電極層15Aに印加される電圧は交流であるために、絶縁性の低下による電気的な悪影響は比較的少ない。むしろ、スリット板30Aの各スリット33,33・を流通する冷却水(高圧側の冷却水)により、誘電体10A,10Bの間の放電空隙70が従来より効果的に冷却され、無効電流によるロスを十分に補うことにより、オゾン発生効率が向上し、向上しないまでも効率低下は生じない。   When the high voltage insulating plate 20A is thick as in the prior art, the capacitor capacity is large, and there is almost no reactive current to the cooling water on the high voltage side. However, in this discharge cell, the high-voltage insulating plate 20A is made thinner than before. Specifically, the thickness is 0.8 mm, which corresponds to a little less than 1.5 times the total thickness (0.6 mm) of the dielectrics 10A and 10B disposed between the high-voltage electrode layer 15A and the low-voltage electrode layer 15B. . For this reason, the capacitor capacity of the high-voltage insulating plate 20A is reduced as compared with the total capacity of the dielectric 10A, the discharge gap 70, and the dielectric 10B, and generation of reactive current in the high-pressure side cooling water cannot be ignored. However, since the voltage applied to the high-voltage electrode layer 15A is alternating current, the electrical adverse effect due to the decrease in insulation is relatively small. Rather, the discharge gap 70 between the dielectrics 10A and 10B is more effectively cooled by the cooling water (high-pressure side cooling water) flowing through the slits 33 and 33 of the slit plate 30A, and loss due to reactive current is lost. By sufficiently supplementing, the ozone generation efficiency is improved, and the efficiency is not lowered unless it is improved.

すなわち、高圧絶縁板20Aを薄くすることによる空隙冷却能の向上、これによるオゾン発生効率上のメリットが、絶縁性低下による放電空隙70での放電電流の減少、これによるオゾン発生効率上のデメリットを相殺、乃至は凌ぎ、結果としてオゾン発生効率が向上乃至は維持されるのである。   That is, the gap cooling ability is improved by thinning the high-pressure insulating plate 20A, and the advantage in ozone generation efficiency is the decrease in the discharge current in the discharge gap 70 due to the decrease in insulation, and the disadvantage in ozone generation efficiency is thereby. This offsets or surpasses, and as a result, the ozone generation efficiency is improved or maintained.

加えて、本オゾン発生装置用放電セルでは、原料ガス及びオゾンガスは縦向きガス流路80,80の一方から誘電体10A,10B間の放電空隙70を通り縦向きガス流路80,80の一方に至る。ここで、縦向きガス流路80,80は高純度アルミナの板材をガラス接合層50で接合した積層体内に形成されており、高純度アルミナの板材もガラス接合層50も汚染源を含まないクリーンな無機系の非金属材料である。また、放電空隙70は、高純度アルミナ板からなる誘電体10A,10Bの間にリブ構造のセラミック層14及びガラス接合層50により形成されており、セラミック層14もガラス接合層50と同じくクリーンな無機系の非金属材料である。更に、電極層15は誘電板20とその背面側の絶縁板20との間にガラス接合層50により封入されている。   In addition, in the discharge cell for the ozone generator, the raw material gas and the ozone gas pass through the discharge gap 70 between the dielectrics 10A and 10B from one of the vertical gas flow paths 80 and 80 and one of the vertical gas flow paths 80 and 80. To. Here, the vertical gas flow paths 80, 80 are formed in a laminate in which high-purity alumina plate materials are bonded together by the glass bonding layer 50, and neither the high-purity alumina plate material nor the glass bonding layer 50 contains a contamination source. It is an inorganic non-metallic material. Further, the discharge gap 70 is formed by the rib-structure ceramic layer 14 and the glass bonding layer 50 between the dielectrics 10 </ b> A and 10 </ b> B made of a high-purity alumina plate, and the ceramic layer 14 is as clean as the glass bonding layer 50. It is an inorganic non-metallic material. Further, the electrode layer 15 is sealed by a glass bonding layer 50 between the dielectric plate 20 and the insulating plate 20 on the back side thereof.

これらのため、原料ガス及びオゾンガスは、金属に直接接触しないことはもとより、汚染源を含まないクリーンな無機系の非金属材料により形成されたクリーンな流通経路のみを通過する。換言すれば、接ガス部は全てクリーン材料により構成されている。したがって、放電セルによる原料ガス及びオゾンガスの汚染の危険がなく、クリーン度の高いオゾンガスが生成される。   For these reasons, the raw material gas and the ozone gas do not come into direct contact with the metal, but pass only through a clean distribution path formed of a clean inorganic non-metallic material that does not contain a contamination source. In other words, all gas contact parts are made of a clean material. Therefore, there is no danger of contamination of the raw material gas and ozone gas by the discharge cell, and ozone gas having a high cleanliness is generated.

図4は本発明の実施形態を示すオゾン発生装置用放電セルの模式断面図である。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a discharge cell for an ozone generator showing an embodiment of the present invention.

本実施形態のオゾン発生装置用放電セルは、板状部材を板厚方向に積層して機械的に締め付け固定した組立式の放電セルである。この放電セルは、ボトムプレート100とトッププレート110の間に、低圧側の冷却板を兼ねる低圧電極120、一対の誘電板130,130、高圧電極140、高圧絶縁板150及び高圧側の冷却板160を下から上へ順番に重ねた積層体を配置した構成になっている。   The discharge cell for an ozone generator according to the present embodiment is an assembly type discharge cell in which plate-like members are stacked in the plate thickness direction and mechanically fastened and fixed. This discharge cell includes a low voltage electrode 120 that also serves as a low pressure side cooling plate, a pair of dielectric plates 130 and 130, a high voltage electrode 140, a high voltage insulating plate 150, and a high pressure side cooling plate 160 between the bottom plate 100 and the top plate 110. It is the structure which has arrange | positioned the laminated body which piled up in order from the bottom to the top.

ボトムプレート100とトッププレート110は複数本のタイロッド170により、離間距離が変わらないように連結されており、トッププレート110にねじ込まれたボルト状の固定具180で高圧側の冷却板160を圧下することにより積層体を積層方向に押圧してボトムプレート100上に固定している。   The bottom plate 100 and the top plate 110 are connected by a plurality of tie rods 170 so that the separation distance does not change, and the high pressure side cooling plate 160 is pressed down by a bolt-shaped fixture 180 screwed into the top plate 110. Thus, the laminated body is pressed in the laminating direction and fixed on the bottom plate 100.

低圧側の冷却板を兼ねる低圧電極120と高圧側の冷却板160は実質的に同じ構成であり、2枚のステンレス鋼板の接合面間にエッチング等により冷媒流路を形成した構成になっている。一対の誘電板130,130は、アルミナなどのセラミック板からなり、間に放電空隙70を形成するために複数のスペーサー190を挟んでいる。この誘電板130,130は、第1実施形態における誘電板10A,10Bと同様にリブを介して接合した一体構造でもよい。   The low voltage electrode 120 also serving as the low pressure side cooling plate and the high pressure side cooling plate 160 have substantially the same configuration, and have a configuration in which a coolant channel is formed by etching or the like between the joining surfaces of the two stainless steel plates. . The pair of dielectric plates 130 and 130 is made of a ceramic plate such as alumina, and sandwiches a plurality of spacers 190 in order to form the discharge gap 70 therebetween. The dielectric plates 130 and 130 may have an integrated structure joined via ribs similarly to the dielectric plates 10A and 10B in the first embodiment.

高圧電極140は導電性及び熱伝導性に優れたアルミニウムなどの厚板からなり、その上の高圧絶縁板150はアルミナなどのセラミック板からなる。そして、高圧絶縁板150の板厚は、誘電板130,130の総厚の0.5倍以上、3.5倍以下に低減されており、一方、高圧電極140の厚みは誘電板130,130の総厚の5倍以上に厚くされている。   The high voltage electrode 140 is made of a thick plate such as aluminum having excellent conductivity and thermal conductivity, and the high voltage insulating plate 150 thereon is made of a ceramic plate such as alumina. The plate thickness of the high voltage insulating plate 150 is reduced to 0.5 to 3.5 times the total thickness of the dielectric plates 130 and 130, while the thickness of the high voltage electrode 140 is reduced to the dielectric plates 130 and 130. It is thicker than 5 times the total thickness.

具体的に説明すると、誘電板130,130の各板厚を0.3mm、総厚を0.6mmとすると、高圧絶縁板150の板厚はその総厚の1.5倍の0.9mmとされており、一方、高圧電極140の厚みは誘電板130,130の総厚の10倍である6mmに設定されている。また、ステンレス鋼板などの金属板からなる低圧側の冷却板を兼ねる低圧電極120及び高圧側の冷却板160の板厚はいずれも2mmと薄くされている。   More specifically, assuming that the thickness of each of the dielectric plates 130 and 130 is 0.3 mm and the total thickness is 0.6 mm, the thickness of the high voltage insulating plate 150 is 0.9 mm which is 1.5 times the total thickness. On the other hand, the thickness of the high voltage electrode 140 is set to 6 mm which is 10 times the total thickness of the dielectric plates 130 and 130. The plate thickness of the low voltage electrode 120 that also serves as a low pressure side cooling plate made of a metal plate such as a stainless steel plate and the high pressure side cooling plate 160 are both as thin as 2 mm.

このような構成のオゾン発生装置用放電セルでは、積層体がトッププレート110と共に、エンドプレート100上のカバー200内に収容されている。カバー200はエンドプレート100と共に圧力容器を構成しており、その圧力容器内に原料ガスである酸素ガスが供給される。また、誘電板130,130の間の放電空隙70に放電を発生させるべく、低圧電極120と高圧電極140の間に所定の高周波高電圧が印加される。更に、低圧側の冷却板を兼ねる低圧電極120及び高圧側の冷却板160に冷媒としての冷却水が供給される。   In the discharge cell for an ozone generator having such a configuration, the laminate is housed in the cover 200 on the end plate 100 together with the top plate 110. The cover 200 constitutes a pressure vessel together with the end plate 100, and oxygen gas which is a raw material gas is supplied into the pressure vessel. In addition, a predetermined high frequency high voltage is applied between the low voltage electrode 120 and the high voltage electrode 140 in order to generate a discharge in the discharge gap 70 between the dielectric plates 130 and 130. Further, cooling water as a refrigerant is supplied to the low voltage electrode 120 that also serves as the low pressure side cooling plate and the high pressure side cooling plate 160.

圧力容器内に供給された酸素ガスは誘電板130,130の間の放電空隙70を通過し、この間にオゾン化されてオゾンガスとなる。オゾンガスは下側の誘電板130、低圧電極120及びボトムプレート100に形成されたガス流路210を通って圧力容器の外へ導出される。   The oxygen gas supplied into the pressure vessel passes through the discharge gap 70 between the dielectric plates 130 and 130 and is ozonized during this time to become ozone gas. The ozone gas is led out of the pressure vessel through the gas flow path 210 formed in the lower dielectric plate 130, the low voltage electrode 120 and the bottom plate 100.

ここで、高圧絶縁板150の板厚はその総厚の1.5倍の0.9mmと薄くされている。このため、誘電体130、放電空隙70及び誘電体130の合計容量に比して高圧絶縁板150のコンデンサ容量が減少し、高圧側の冷却水への無効電流の発生が無視できなくなる。しかし、高圧電極150に印加される電圧は交流であるために、絶縁性の低下による電気的な悪影響は比較的少ない。むしろ、高圧絶縁板150を薄くしたことにより、低圧電極120及び高圧側の冷却板160による両面側からの冷却効率が上がり、無効電流によるロスを十分に補うことにより、オゾン発生効率が向上し、向上しないまでも効率低下は生じない。   Here, the plate thickness of the high voltage insulating plate 150 is reduced to 0.9 mm, which is 1.5 times the total thickness. For this reason, the capacitor capacity of the high-voltage insulating plate 150 is reduced as compared with the total capacity of the dielectric 130, the discharge gap 70, and the dielectric 130, and generation of reactive currents in the cooling water on the high-voltage side cannot be ignored. However, since the voltage applied to the high-voltage electrode 150 is an alternating current, there are relatively few adverse electrical effects due to a decrease in insulation. Rather, by thinning the high voltage insulating plate 150, the cooling efficiency from both sides by the low voltage electrode 120 and the high voltage side cooling plate 160 is increased, and by sufficiently compensating for the loss due to reactive current, the ozone generation efficiency is improved. Even if it does not improve, the efficiency will not decrease.

一方、低圧側の冷却板を兼ねる低圧電極120及び高圧側の冷却板160は薄い金属板であるために、それらの剛性は低い。誘電板130,130の厚みも小さく剛性が低い。その上、高圧絶縁板150が薄くされている。このままだと、固定具180による固定に伴ってこれらの平面度が低下し、放電空隙70におけるギャップの均一性が低下し、オゾン発生効率に悪影響を与える。しかし、本実施形態のオゾン発生装置用放電セルでは、高圧電極150を厚くしているので、これがフレームとなって剛性を確保し、固定具180による固定に伴う平面度の低下、これによる放電空隙70におけるギャップの均一性低下を回避する。また、高圧電極150は熱伝導性の良好なアルミニウム板などからなるため、これを厚くしても放電空隙70の高圧側からの冷却を阻害する問題は生じない。   On the other hand, since the low voltage electrode 120 also serving as the low pressure side cooling plate and the high voltage side cooling plate 160 are thin metal plates, their rigidity is low. The dielectric plates 130 and 130 are small in thickness and low in rigidity. In addition, the high voltage insulating plate 150 is thinned. If this is not done, the flatness of these components decreases with fixation by the fixture 180, the uniformity of the gap in the discharge gap 70 decreases, and the ozone generation efficiency is adversely affected. However, in the discharge cell for the ozone generator of the present embodiment, since the high-voltage electrode 150 is thickened, this serves as a frame to ensure rigidity, a decrease in flatness due to fixing by the fixture 180, and a discharge gap due to this. The gap uniformity degradation at 70 is avoided. Further, since the high voltage electrode 150 is made of an aluminum plate having good thermal conductivity, there is no problem that obstructs cooling from the high voltage side of the discharge gap 70 even if the thickness is increased.

次に、高圧絶縁板の厚みがオゾン濃度に及ぼす影響を定量的に示す比較試験について説明し、高圧絶縁板の厚みを薄くすることがオゾン濃度に悪影響を及ぼさないことを明らかにする。   Next, a comparative test that quantitatively shows the influence of the thickness of the high-pressure insulating plate on the ozone concentration will be described, and it will be clarified that reducing the thickness of the high-pressure insulating plate does not adversely affect the ozone concentration.

比較試験1として、図1及び図2に示す放電セルにおいて高圧絶縁板20Aの厚みを種々変更した。誘電体10A,10Bの各厚みは0.3mm、総厚は0.6mmとした。放電空隙70におけるギャップ量は35μm、低圧絶縁板20Bの厚みは0.3mm、スリット板30A,30Bの各厚みは0.5mmとした。高圧絶縁板20Aの厚みは、誘電体10A,10Bの総厚(0.6mm)に対し、3.3倍の2mm、1.3倍の0.8mm、0.5倍の0.3mmの3種類とした。   As a comparative test 1, the thickness of the high voltage insulating plate 20A was variously changed in the discharge cells shown in FIGS. Each thickness of dielectric 10A, 10B was 0.3 mm, and the total thickness was 0.6 mm. The gap amount in the discharge gap 70 was 35 μm, the thickness of the low-pressure insulating plate 20B was 0.3 mm, and the thicknesses of the slit plates 30A and 30B were 0.5 mm. The thickness of the high voltage insulating plate 20A is 3.3 times 2 mm, 1.3 times 0.8 mm, and 0.5 times 0.3 mm with respect to the total thickness (0.6 mm) of the dielectrics 10A and 10B. Kind.

原料ガスは高純度酸素ガス(6N)、その流量は0.5L/min(N)、入口圧力は0.25MPaとした。冷却水は水量3L/min、温度20℃とした。誘電体10A,10Bの材質はTiO2 添加アルミナとした。放電電圧とオゾン濃度の関係は、放電電圧を大きくするに従ってオゾン濃度が上昇し、ある放電電圧をピークとしてその後はオゾン濃度が低下する傾向を示す。この最大オゾン濃度を示す放電電圧は、セル仕様により変わるが、ここでは高圧絶縁板20Aの厚みが0.8mmの場合にオゾン濃度が最大となる放電電圧を基準電圧として、この放電電圧時のオゾン濃度を測定し、この濃度にて高圧絶縁板20Aの厚みとオゾン濃度との関係を調査した。   The source gas was high purity oxygen gas (6N), the flow rate was 0.5 L / min (N), and the inlet pressure was 0.25 MPa. The amount of cooling water was 3 L / min, and the temperature was 20 ° C. The materials of the dielectrics 10A and 10B were TiO2 added alumina. The relationship between the discharge voltage and the ozone concentration shows that the ozone concentration increases as the discharge voltage is increased, and the ozone concentration tends to decrease after a certain discharge voltage reaches its peak. The discharge voltage indicating the maximum ozone concentration varies depending on the cell specifications. Here, the discharge voltage at which the ozone concentration becomes maximum when the thickness of the high-pressure insulating plate 20A is 0.8 mm is used as a reference voltage, and the ozone at this discharge voltage is set. The concentration was measured, and the relationship between the thickness of the high-pressure insulating plate 20A and the ozone concentration was investigated at this concentration.

オゾン濃度は、高圧絶縁板20Aの板厚が誘電体総厚の3.3倍の2mmの場合で348g/m3 (N)、1.3倍の0.8mmの場合で357g/m3 (N)、0.5倍の0.3mmの場合で343g/m3 (N)であった。これからわかるように、高圧絶縁板の減厚はオゾン濃度低下の原因にならず、その減厚により絶縁板コストを低下できる。 Ozone concentration, 348 g / m 3 in the plate thickness of the high voltage insulator plate 20A is 3.3 times the 2mm total thickness dielectric (N), 357g / m 3 in the case of 1.3 times 0.8 mm ( N), and 0.5 times 0.3 mm, it was 343 g / m 3 (N). As can be seen, the thickness reduction of the high-pressure insulating plate does not cause a decrease in ozone concentration, and the thickness can be reduced by reducing the thickness.

比較試験2として、放電空隙70におけるギャップ量を70μmとした。他の条件は同じである。オゾン濃度は、高圧絶縁板20Aの板厚が誘電体総厚の3.3倍の2mmの場合で287g/m3 (N)、1.3倍の0.8mmの場合で282g/m3 (N)、0.5倍の0.3mmの場合で290g/m3 (N)であった。この場合も、高圧絶縁板の減厚はオゾン濃度低下の原因にならず、その減厚により絶縁板コストを低下できることが分かる。 In Comparative Test 2, the gap amount in the discharge gap 70 was set to 70 μm. Other conditions are the same. Ozone concentration, 287 g / m 3 in the plate thickness of the high voltage insulator plate 20A is 3.3 times the 2mm total thickness dielectric (N), 282g / m 3 in the case of 1.3 times 0.8 mm ( N), and 0.5 times 0.3 mm, it was 290 g / m 3 (N). Also in this case, it can be understood that the thickness reduction of the high-pressure insulating plate does not cause a decrease in the ozone concentration, and the insulating plate cost can be reduced by the thickness reduction.

比較試験3として、実施例1における誘電体10A,10B、その外側の絶縁板20A,20B、及びその外側のスリット板30A,30Bを単位セルとして10段に積層し、蓋板40A,40Bの間に挟んだ。隣接する単位セル間では、スリット板30A,30Bを共用した。放電空隙70におけるギャップ量は35μmである。放電電圧、放電空隙70におけるガス量、スリット板30A,30Bにおける冷却水量を含め、他の条件は比較試験1と同じとした。   As a comparative test 3, the dielectrics 10A and 10B in Example 1, the outer insulating plates 20A and 20B, and the outer slit plates 30A and 30B are stacked in 10 steps as unit cells, and between the cover plates 40A and 40B. Sandwiched between. The slit plates 30A and 30B are shared between adjacent unit cells. The gap amount in the discharge gap 70 is 35 μm. Other conditions including the discharge voltage, the amount of gas in the discharge gap 70, and the amount of cooling water in the slit plates 30A and 30B were the same as those in Comparative Test 1.

放電空隙70におけるギャップ量が35μmの場合で比較して、セル構造が単層から10層に変わることにより、オゾン濃度は高圧絶縁板20Aの板厚が2mmの場合には348g/m3 (N)から358g/m3 (N)に、0.8mmの場合には357g/m3 (N)から405g/m3 (N)に、0.3mmの場合には343g/m3 (N)から352g/m3 (N)にそれぞれ上昇した。 Compared to the case where the gap amount in the discharge gap 70 is 35 μm, the ozone concentration is 348 g / m 3 (N when the plate thickness of the high pressure insulating plate 20A is 2 mm by changing the cell structure from a single layer to 10 layers. ) To 358 g / m 3 (N), 0.8 mm to 357 g / m 3 (N) to 405 g / m 3 (N), 0.3 mm to 343 g / m 3 (N) Each increased to 352 g / m 3 (N).

比較試験4として、実施例2における誘電体10A,10B、その外側の絶縁板20A,20B、及びその外側のスリット板30A,30Bを単位セルとして10段に積層し、蓋板40A,40Bの間に挟んだ。隣接する単位セル間では、スリット板30A,30Bを共用した。放電空隙70におけるギャップ量は70μmである。放電電圧、放電空隙70におけるガス量、スリット板30A,30Bにおける冷却水量を含め、他の条件は比較試験2と同じとした。   As a comparative test 4, the dielectrics 10A and 10B in the second embodiment, the outer insulating plates 20A and 20B, and the outer slit plates 30A and 30B are stacked in 10 stages as unit cells, and the space between the cover plates 40A and 40B. Sandwiched between. The slit plates 30A and 30B are shared between adjacent unit cells. The gap amount in the discharge gap 70 is 70 μm. Other conditions including the discharge voltage, the gas amount in the discharge gap 70, and the cooling water amount in the slit plates 30A and 30B were the same as those in the comparative test 2.

放電空隙70におけるギャップ量が70μmの場合で比較しても、セル構造が単層から10層に変わることにより、オゾン濃度は高圧絶縁板の板厚が2mmの場合には287g/m3 (N)から297g/m3 (N)に、0.8mmの場合には282g/m3 (N)から325g/m3 (N)に、0.3mmの場合には290g/m3 (N)から295g/m3 (N)にそれぞれ上昇した。 Even when the gap amount in the discharge gap 70 is 70 μm, the ozone concentration becomes 287 g / m 3 (N when the plate thickness of the high-pressure insulating plate is 2 mm due to the change of the cell structure from a single layer to 10 layers. ) from the 297g / m 3 (N), to 325g / m 3 (N) from 282g / m 3 (N) in the case of 0.8 mm, in the case of 0.3mm from 290g / m 3 (N) Each increased to 295 g / m 3 (N).

このように、現時点で理由は明確ではないが、放電セル構造の多層化はオゾン濃度の向上に有効である。   Thus, although the reason is not clear at present, the multilayer discharge cell structure is effective in improving the ozone concentration.

図1及び図2に示したオゾン発生装置用放電セルは角板型放電セルであるが、円板型放電セルでもよい。この放電セルでは、高圧電極層15Aと低圧電極層15Bとの間に誘電体10A,10Bを電極層15A,15Bに接して設けたが、片方を省略してもよい。また設計上、十分なセル強度が得られるならば、低圧絶縁板20Bを省略することも可能である。   The discharge cell for an ozone generator shown in FIGS. 1 and 2 is a square plate type discharge cell, but may be a disc type discharge cell. In this discharge cell, the dielectrics 10A and 10B are provided in contact with the electrode layers 15A and 15B between the high-voltage electrode layer 15A and the low-voltage electrode layer 15B, but one of them may be omitted. Further, if a sufficient cell strength can be obtained by design, the low-pressure insulating plate 20B can be omitted.

同様に、図4に示した本実施形態のオゾン発生装置用放電セルも、角板型放電セル、円板型放電セルのいずれでもよい。また、高圧側の冷却板160、或いは低圧側の冷却板を兼ねる低圧電極120を共用する形で、放電セルを背中合わせに積層することも可能である。   Similarly, the discharge cell for the ozone generator of this embodiment shown in FIG. 4 may be either a square plate type discharge cell or a disc type discharge cell. It is also possible to stack the discharge cells back to back in such a manner that the high voltage side cooling plate 160 or the low voltage electrode 120 that also serves as the low pressure side cooling plate is shared.

10 誘電板
11,12 貫通孔
13 ガス流路
14 セラミック層
15 電極層
16 端子部
20 絶縁板
21,22 貫通孔
30 スリット板
31 貫通孔
33 スリット
40 蓋板
41 ガス孔
42 冷媒孔
50 ガラス接合層
60 棒状リード
70 放電空隙
80 縦向きガス流路
100 エンドプレート
110 トッププレート
120 低圧側の冷却板を兼ねる低圧電極
130 誘電板
140 高圧電極
150 高圧絶縁板
160 高圧側の冷却板
170 タイロッド
180 固定具
190 スペーサー
200 カバー

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Dielectric plate 11,12 Through-hole 13 Gas flow path 14 Ceramic layer 15 Electrode layer 16 Terminal part 20 Insulating plate 21,22 Through-hole 30 Slit plate 31 Through-hole 33 Slit 40 Lid plate 41 Gas hole 42 Refrigerant hole 50 Glass bonding layer 60 Rod-shaped lead 70 Discharge gap 80 Vertical gas flow path 100 End plate 110 Top plate 120 Low voltage electrode also serving as a low pressure side cooling plate 130 Dielectric plate 140 High voltage electrode 150 High pressure insulating plate 160 High pressure side cooling plate 170 Tie rod 180 Fixing tool 190 Spacer 200 cover

Claims (4)

所定の交流電圧が印加される高圧電極と低圧電極の間に放電空隙を形成するべく少なくとも一方の電極に接して電極間に誘電体が配置されており、且つ放電空隙を両面側から冷却するべく両電極の外側に冷媒流路が形成されると共に、高圧側の冷媒流路を高圧電極から絶縁するために両者の間に高圧絶縁板が配置されたオゾン発生装置用放電セルにおいて、高圧側の冷媒流路の内側に高圧絶縁板を介して配置される高圧電極の厚みが、高圧電極と低圧電極の間に配置された誘電体の総厚の10倍以上であるオゾン発生装置用放電セル。 In order to form a discharge gap between a high voltage electrode and a low voltage electrode to which a predetermined AC voltage is applied, a dielectric is disposed between the electrodes in contact with at least one electrode, and the discharge gap is cooled from both sides. In a discharge cell for an ozone generator in which a refrigerant flow path is formed outside both electrodes and a high pressure insulating plate is disposed between the two in order to insulate the high pressure side refrigerant flow path from the high pressure electrode , A discharge cell for an ozone generator in which the thickness of a high-pressure electrode disposed inside a refrigerant flow path via a high-pressure insulating plate is 10 times or more the total thickness of a dielectric disposed between the high-voltage electrode and the low-pressure electrode. 板材を板厚方向に重ね合わせてタイロッドにより締め付け固定した組立型であり、且つ高圧絶縁板の板厚が、高圧電極と低圧電極の間に配置された誘電体の総厚の0.5倍以上、3.5倍以下である請求項1に記載のオゾン発生装置用放電セル。   It is an assembly type in which plate materials are overlapped in the plate thickness direction and fastened and fixed by tie rods, and the plate thickness of the high voltage insulating plate is 0.5 times or more of the total thickness of the dielectric disposed between the high voltage electrode and the low voltage electrode The discharge cell for an ozone generator according to claim 1, wherein the discharge cell is 3.5 times or less. 高圧電極と低圧電極の間に両電極に接して一対の誘電体が配置されており、一対の誘電体の間に放電空隙が形成されている請求項1又は2に記載のオゾン発生装置用放電セル。   The discharge for an ozone generator according to claim 1 or 2, wherein a pair of dielectrics are disposed between the high voltage electrode and the low voltage electrode so as to contact both electrodes, and a discharge gap is formed between the pair of dielectrics. cell. 高圧電極と低圧電極の間に、高圧電極のみに接して1枚の誘電体が配置されており、該誘電体と前記低圧電極の間に放電空隙が形成されている請求項1又は2に記載のオゾン発生装置用放電セル。   The dielectric of 1 sheet is arrange | positioned between the high voltage electrode and the low voltage electrode in contact with only the high voltage electrode, and a discharge gap is formed between the dielectric and the low voltage electrode. Discharge cell for ozone generator.
JP2012087460A 2005-11-29 2012-04-06 Discharge cell for ozone generator Active JP5545776B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012087460A JP5545776B2 (en) 2005-11-29 2012-04-06 Discharge cell for ozone generator

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005343891 2005-11-29
JP2005343891 2005-11-29
JP2012087460A JP5545776B2 (en) 2005-11-29 2012-04-06 Discharge cell for ozone generator

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006076576A Division JP5008170B2 (en) 2005-11-29 2006-03-20 Discharge cell for ozone generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012167009A JP2012167009A (en) 2012-09-06
JP5545776B2 true JP5545776B2 (en) 2014-07-09

Family

ID=46971529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012087460A Active JP5545776B2 (en) 2005-11-29 2012-04-06 Discharge cell for ozone generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5545776B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106976844B (en) * 2017-05-09 2023-07-25 陕西中通海鑫环保科技股份有限公司 Integrated ozone discharge device and application thereof
WO2024116523A1 (en) * 2022-11-29 2024-06-06 住友精密工業株式会社 Discharge cell for ozone generation and ozone gas generation apparatus
WO2024116522A1 (en) * 2022-11-29 2024-06-06 住友精密工業株式会社 Discharge cell for ozone generation and ozone gas generation device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5637279A (en) * 1994-08-31 1997-06-10 Applied Science & Technology, Inc. Ozone and other reactive gas generator cell and system
JPH10245206A (en) * 1997-03-05 1998-09-14 Sumitomo Precision Prod Co Ltd Discharging cell for ozone-generation apparatus
JP2000178011A (en) * 1998-12-11 2000-06-27 Tokyo Electron Ltd Ozone generating device and heat treating system using the same
JP4180179B2 (en) * 1999-02-26 2008-11-12 住友精密工業株式会社 Discharge cell for ozone generator
JP4260335B2 (en) * 2000-04-10 2009-04-30 三菱電機株式会社 Ozone generator and manufacturing method thereof
JP4095758B2 (en) * 2000-06-29 2008-06-04 株式会社荏原製作所 Ozone generator
JP3607890B2 (en) * 2001-11-22 2005-01-05 東芝三菱電機産業システム株式会社 Ozone generator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012167009A (en) 2012-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070154365A1 (en) Discharge cell for ozonizer
KR20140078935A (en) Multi-layered ceramic capacitor and circuit board for mounting the same
US20110220638A1 (en) Finned ceramic heater
JP5545776B2 (en) Discharge cell for ozone generator
US4312023A (en) Ceramic power capacitor
CA2699771A1 (en) Ozone generating apparatus
JP3654409B2 (en) Discharge cell for ozone generator and manufacturing method thereof
JP5008170B2 (en) Discharge cell for ozone generator
JP4180179B2 (en) Discharge cell for ozone generator
US11087925B2 (en) Power capacitor module with cooling arrangement
TW575519B (en) Ozonizer
EP1052221A1 (en) Ozone generator
US10079105B2 (en) Multi-layer ceramic capacitor assembly
JP5046264B2 (en) Plate type discharge cell
JP2007045671A (en) Panel-shaped discharge cell for ozone generation unit
JP7253072B2 (en) fuel cell stack
JP2007119305A (en) Ozonizer
JP6065013B2 (en) Solid electrolyte fuel cell
JP2007176723A (en) Discharge cell for ozone generator
US7995328B2 (en) Capacitor
US10163567B2 (en) Multi-layered aluminum oxide capacitor
JP3963762B2 (en) Oxygen pump
JP3334651B2 (en) Piezoelectric transformer and method of manufacturing the same
JP2000281318A (en) Discharge cell for ozone generator
CN108565115A (en) Sheet resistance gradual change internal parallel metal metallized safety film

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130524

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131024

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131219

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140508

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140508

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5545776

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250