JPH01103903A

JPH01103903A - オゾン発生装置

Info

Publication number: JPH01103903A
Application number: JP26103487A
Authority: JP
Inventors: Kimiharu Matsumura; 松村　公治; Takazo Sato; 尊三佐藤; Seiichi Serikawa; 聖一芹川; Makoto Kiyota; 誠清田
Original assignee: Tokyo Electron Kyushu Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Kyushu Ltd
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1989-04-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、オゾン発生装置に関する。

（従来の技術）一般に、無声放電によるエネルギーや、水銀放電管から
放出される紫外線の光子エネルギー等によって、一部の
酸素分子が解離して原子状層となり、この原子状酸素が
酸素分子と結合して酸素３原子のオゾンが生成する。無
声放電によるオゾン発生装置１例として１例えば第９図
に示す装置がある。この図において、平板状の接地電極
（ｌａ）はこれを冷却するために設けられたウォーター
ジャケット■の一部として設置されている。この接地電
極（ｌａ）の上方には、平板状の誘電体■が接して配置
されており、この誘電体■は放電ギャップ■を介して平
板状の高圧電極（４）と近接対向して配置され、この高
圧電極（４）の上方には高圧電極（４）を冷却するため
の冷却フィン■が接して設けられている。

オゾンを生成するための上記放電ギャップ■は高圧電極
■の下面と誘電体■の上面との間に形成され、この放電
ギャップ■は原料ガス入口■およびオゾンガス出口■に
接続されている。また、上記ウォータージャケット■に
は冷却水入口（へ）と冷却水出口０が設置されている。

これらはすべて筐体（１０）の内部に収納されている。

そして、このような構成のオゾン発生装置において、高
圧電極（イ）および接地電極（１ａ）に図示しない高電
圧電源から高電圧を供給し、放電ギヤツブ■内で無声放
電を発生させる。このとき原料ガス入口０から少なくと
も酸素を含むガスを供給すると、放電ギヤツブ■内で酸
素の一部が活性化されオゾンが発生する。発生したオゾ
ンは、オゾンガス出口■から取り出される。一般に放電
に伴って熱が発生し、両電極および放電ギヤツブ■内は
がなり高温となる。第７図は温度とオゾンの分解半減期
を示すグラフで温度が高くなるとオゾンの分解は顕著と
なる。したがって高濃度のオゾンを得るためには効率よ
く電極および放電ギャップ■を冷却することが必要であ
る。また、このオゾン濃度は第８図のグラフで示すよう
に、放電ギヤツブ■間隔に対して急峻なピークを持って
変化する。

したがって、高濃度のオゾンを得るためには限られたギ
ャップ間隔の範囲に上記各電極を設定する必要があった
。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記従来の技術では、高濃度のオゾンを
得るためには、限られたギャップ間隔の範囲に各電極を
設定する必要があるが、上記ギャップ間隔の範囲は非常
に狭く精度を有し、放電ギャップの設定をわずかでも誤
ると期待されるオゾン濃度が得られないという問題があ
った。また、オゾンが発生するのは両電極の対向面上の
みに限られていたため、放電面積を上記電極の面積以上
にすることは不可能であり、オゾンの発生効率を向上さ
せることは困難であった。

本発明はかかる従来の事情に対処してなされたもので、
安定でかつ高効率のオゾン発生能力を有するオゾン発生
装置を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）すなわち本発明は、対向して配置した２枚の電極間に、
電圧を印加することによって生じる放電を利用してオゾ
ンを発生させる装置において、両電極間に通気性の誘電
体を設けたことを特徴とする。

（作　用）高電圧を印加する両電極間に通気性の誘電体を設けたこ
とにより、放電面積を拡大することができるとともに、
上記流路内のガスの流れを均一化できる。しかるにオゾ
ンの発生効率を向上させることができる。また１通気性
の誘電体内に多量に存在する気泡によって形成される放
電間隔が一定。

でなく、ある分布を有しているため、ある程度の電圧変
動に対して安定したオゾン発生量を得ることができる。

さらに１両電極と誘電体が接触した構造となっているた
め、放電ギャップ設定のためのスペーサが不要となり、
電極間隔の設定精度を向上させることもできる。

（実施例）以下、本発明装置の一実施例につき図面を参照して説明
する。

第１図に示すように、例えばテフロン（商品名）製のケ
ース（２０）で囲まれたオゾン発生部（２１）内には１
例えばアルミニウム製のウォータージャケット（２２）
が配置されており、その上面側は接地電極（２２ａ）を
兼ねている。この接地電極（２２ａ）の上方には、例え
ばセラミックスまたはガラス等の多孔質の誘電体（２３
）が接して配置されている。また、ウォータージャケッ
ト（２２）は冷却水入口（２４）と冷却水出口（２５）
を介して冷却水循環装置ｉ！（２６）に接続されている
。また、上記多孔質の誘電体（２３）の上方には、高圧
電極（２７）が多孔質の誘電体（２３）に接して配置さ
れている。上記多孔質の誘電体（２３）は、原料ガス入
口（２８）とオゾンガス出口（２９）に接続されており
、上記原料ガス入口（２８）はガス流量調節器（３０）
を介して酸素供給源（３１）に接続されている。

また、高圧電極（２７）の上方には、放熱フィン（３２
）が接して設けられている。この放熱フィン（３２）と
冷却水出口（２５）は高電圧電源（３３）に電気的に接
続されている。このようにオゾン発生装置が構成されて
いる。

次に、上述した構成のオゾン発生装置によるオゾン発生
方法を説明する。

すなわち、まず高電圧高周波電源（３３）で周波数例え
ば３〜２０ｋＨｚ、電圧例えばピーク値で３〜１ｏｋＶ
の高周波高電圧を発生し、放熱フィン（３２）および冷
却水出口（２５）を通じてそれぞれ高電圧電極（２７）
と接地電極（２２ａ）へ供給する。そして、多孔質誘電
体（２３）の気泡内で無声放電を発生させる。このとき
、酸素供給源（３１）から供給された酸素をガス流量調
節器（３０）で調節し、原料ガス入口（２８）から第２
図に示す多孔質誘電体（２３）の気泡内に流入させ、矢
印に沿って流量する。そしで、放電に伴って発生し高電
圧によって加速された電子が酸素分子に衝突すると酸素
原子ラジカルが生成する。この酸素原子ラジカルが付近
の酸素分子と結合するとオゾン分子が発生する。上記オ
ゾン分子を含むガスはオゾンガス出口（２９）から外部
へ排出される。

このように、通気性の誘電体（２３）内に原料ガスを流
し、この誘電体（２３）を介して放電を発生させ　　　
　−ることにより、放電面積を拡大することができると
ともに、上記流路内のガスの流れを均一化できる。しか
るにオゾンの発生効率を向上させることができる。

この時の発生オゾン濃度は、第３図に示すようになり、
これは横軸を原料酸素の流量、縦軸を発生したオゾンの
濃度を示すものであり、これは上記原料酸素の流量を多
くするほど発生オゾン濃度が低下することを示している
。

また、第４図は本発明の他の実施例を示す構成図で、こ
れは電極（２２ａ）と（２７）間に形成された放電ギャ
ップ（３４）の中にセラミックスまたはガラス製の粒状
の誘電体（２３）を設けたオゾン発生装置を示すもので
、このような粒状の誘電体（２３）を設けでも、上記実
施例と同様な効果が得られる。

上記実施例では平板状の両電極間に誘電体を設ける構造
の実施例について説明したが、第５図に示す平板状で円
形の中心部から原料ガスを供給し。

周辺部からオゾンガスを排出する形状でも、第６　・図
に示す同心円柱状で内側の円筒電極と外側の円筒電極の
間に通気性の誘電体を設け、矢印の方向にガスを流す形
状としても同様な効果を得ることができる。

以上述べたようにこの実施例によれば１両電極間に通気
性の誘電体を設けたことにより、ガスの流れを均一化で
き、ある程度の放電電圧変動に対して安定したオゾン発
生量を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、高電圧を印加する
両電極間に通気性の誘電体を設けたことにより、放電面
積を拡大することができるとともに、上記流路内のガス
の流れを均一化できる。また、放電間隔が一定でなく、
ある分布を有しているため、ある程度の電圧変動に対し
て安定したオゾン発生量を得ることがモきる。更に１両
電極と誘電体が接触した構造となっているため、放電ギ
ャップ設定のためのスペーサが不要となり、電極間隔の
設定精度を向上させることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するためのオゾン
発生装置の構成図、第２図は第１−図の誘電体を示す断
面図、第３図はオゾン発生の特性を示すグラフ、第４図
は本発明装置の他の実施例を示すためのオゾン発生装置
の構成図、第５図、第６図は第１図に示すａｆｔ電体の
他の実施例説明図。第７図は温度とオゾン分解半減期の関係を示すグラフ、
第８図は従来のオゾン発生装置における放電ギャップ間
隔と発生するオゾン濃度の関係を示すグラフ、第９図は
従来のオゾン発生装置を示す構成図である。２１・・・オゾン発生部、　　２２ａ・・・接地電極。２３・・・誘電体、　　　　　２７・・・高圧電極、３
３・・・高電圧高周波電源、３４・・・放電ギャップ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対向して配置した２枚の電極間に、電圧を印加す
ることによって生じる放電を利用してオゾンを発生させ
る装置において、両電極間に通気性の誘電体を設けたこ
とを特徴とするオゾン発生装置。
（２）通気性の誘電体は多孔質の誘電体であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のオゾン発生装置。
（３）通気性の誘電体は固体微粒子から成ることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のオゾン発生装置。
（４）多孔質の誘電体はセラミックスまたはガラスから
成ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のオゾ
ン発生装置。
（５）固体微粒子はセラミックスまたはガラスから成る
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のオゾン発
生装置。