JPH01115803A

JPH01115803A - オゾン発生装置

Info

Publication number: JPH01115803A
Application number: JP27240187A
Authority: JP
Inventors: Kimiharu Matsumura; 松村　公治; Seiichi Serikawa; 芹川　誠一; Keisuke Shigaki; 志柿　恵介
Original assignee: Tokyo Electron Kyushu Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Kyushu Ltd
Priority date: 1987-10-28
Filing date: 1987-10-28
Publication date: 1989-05-09

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
酸素分子が解踵して原子状態となす、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例として、例えば第８１ｉ
ｉ！！Ｉに示す装置がある。この図において、平板状の
接地電極（１ａ）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（１）の一部として設置されている
。この接地電極（１）の上方には、平板状の誘電体（２
）が接して配置されており、この誘電体（２）は放電ギ
ャップ（３）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（５）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（３）は高圧電極（４）の下面と誘電体（２）の上面
との間に形成され、この放電ギャップ（３）に原料ガス
入口（６）およびオゾンガス出口（７）に接続されてい
る。また、上記ウォータージャケット（１）には冷却水
入口（８）と冷却水出口（９）が！２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。

このような構成のオゾン発生装置において、高圧電極（
４）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、放電ギャップ（３）内で無声放電を
発生させる。このとき原料ガス入口（６）から少なくと
も酸素を含むガスを供給すると、放電ギャップ（３）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（７）から取り出される。一
般に放電に伴って熱が発生し、面電極および放電ギャッ
プ（３）内はかなり高温となる。第９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（３）を冷却す
ることが必要である。

また、このオゾン濃度は第１０図のグラフで示すように
、放電ギャップ（３）間隔との間に急峻なピークが存在
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、高濃度のオゾンを発生させるための最適なギャッ
プ間隔は、放電電圧の大きさにより変化し、これは放電
電圧が高くなるとギャップ間隔は長くなり、逆に放電電
圧が低くなるとギャップ間隔は短かくなる特性がある。

この特性から放電電圧が変化した場合、最適ギャップが
変化してしまい、高濃度のオゾンを発生することが困難
となる開運があった。

本発明はかかる従来の事情に対処してなされたもので、
機構上の微妙な設定及び放電電圧の変化にかかわりなく
安定した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、両電極間のギャップ間隔が電極
面上の各点で一定でないことを特徴とする。

（作用　効果）対向して配置した電極間のギャップ間隔が電極面上の各
点で一定でないように構成したため、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、は
ぼ一定濃度のオゾンを生成することができる。また、電
極の下面の一部を両電極間に存在する誘電体に接触させ
るように構成してもよく、放電ギャップ間隔の設定精度
を向上させることもできる。

（実施例）以下１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、
例えばアルミニウム製のウォータージャケラ）−（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ｆｆｉ極（２２ａ）の上方には
１例えばセラミックスまたはガラス等の誘電体（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（２６）に接続されている。また
、上記誘電体（２３）の上方には、第２図に示す高圧電
極（２７）が誘電体（２３）に近接対向して配置されて
おり、この高圧電極（２７）と誘電体（２３）の間には
放電ギャップ（２８）が設けられている。この放電ギャ
ップ（２８）には、原料ガス入口（２９）とオゾンガス
出口（３０）が設けられており、上記原料ガス入口（２
９）はガス流量調節器（３１）を介して酸素供給源（３
２）に接続されている。また、上記高圧電極（２７）の
上方には、放熱フィン（３３）が接して設けられ、放熱
自在となっている。

また、上記放熱フィン（３３）と冷却水出口（２５）は
高電圧高周波電源（３４）に電気的に接続され、接地さ
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シンの発
生方法を説明する。

すなわち、まず高電圧高周波電源（３４）で周波数例え
ば３〜２０　ｋＨｚ、　を圧例えばピーク値で３〜１０
ｋＶの高周波高電圧を発生し、放熱フィン（３３）およ
び冷却水出口（２５）を通じてそれぞれ高電圧電極（２
７）と接地電極（２２ａ）へ供給する。すると、放電ギ
ャップ（２８）内で、危険でありオゾンの発生効率を悪
化させるコロナ放電を防ぐ誘電体の作用で無声放電が発
生する。このとき、酸素供給源（３２）から供給された
酸素をガス流量調節！（３１）で調節し、原料ガス入口
（２９）から放電ギャップ（２８）内に流入させる。こ
こで、放電に伴って発生し高電圧によって加速された電
子は酸素分子に衝突すると酸素原子ラジカルが生成され
、この生成された酸素原子ラジカルは酸素分子と結合し
オゾンを発生させる。このとき、従来行なっていた高圧
電極が平板であるときの、放電ギャップ間隔と生成され
るオゾン濃度との間に急峻なピークが存在し、ギャップ
間隔の微小な変化に対して、オゾン濃度は大きく影響を
受ける。そのため、放電ギャップ（２８）を一定の間隔
とせず、放電ギャップ（２８）間隔を不均一とする例え
ば高電圧電極（２７）の形状を、オゾンが高濃度となる
ピークギャップ間隔を基準として、多少上下する凹凸形
状にすることにより、放電ギャップを形成する機構の精
度にかかわらず、生成されるオゾン濃度は影響を受けに
くく、安定したオゾン発生能力を得ることができる。こ
のように、両電極間のギャップ間隔を電極面上の各点に
おいて一定とせずに例えば第２図のように構成すると、
第３図に示すように原料ガスが流れる。

この時のオゾン発生能力は、横軸を高電圧高周波電源の
印加電圧、縦軸をそのとき発生するオゾンの濃度として
、従来装置の場合を曲線ｂ、両電極間のギャップ間隔が
電極面上の各点で一定でない場合を曲線ａとして第４図
に示し、上記ギャップ間隔を一定としない構成の装置で
は従来装置よりオゾン発生能力が高いことが判がる。

上記実施例では、ギャップ間隔を一定としない構成を、
オゾンが高濃度となるピークギャップ間隔を基準として
多少上下する凹凸形状に上部電極を構成する実施例につ
いて説明したが、これに限定するものではなく、少なく
とも一方の電極を例えば第５図に示す三角柱上の突起（
３５）を備えた電極（２７ａ）や、第６図に示す四角柱
状の突起（３６）を備えた電極（２７ｂ）や、第７図に
示す半円柱状の突起（３７）を備えた電極（２７ｃ）や
、図示しないが、平面電極に多数の半円球状の突起を儲
えた電極などで構成しても同様な効果を得ることができ
る。

さらに上記実施例では、放電ギャップを一定としないよ
うな構造であれば、例えば誘電体を第５図〜第７図に示
すような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、対向して配置し
た電極間のギャップ間隔が電極面上の各点で一定でない
ように構成したため、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、はぼ一定濃度のオ
ゾンを生成することができる。また、電極の下面の一部
を両電極間に存在する誘電体に接触させるように構成し
てもよく、放電ギャップ間隔設定精度を向上させること
もできる。

また、微妙な機構精度に関係無く安定してオゾンを発生
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明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図の電極説明図、第３図は
第１図の原料ガスの流れを示す図、第４図は本発明の装
置と従来の装置における印加電圧と発生したオゾン濃度
の関係を示すグラフ、第５図、第６図、第７図は第１図
の電極の他の実施例を示す図、第８図は従来のオゾン発
生装置を示す図、第９図は温度とオゾン分解半減期の関
係を示すグラフ、第１０図は従来の装置におけるギャッ
プ間隔と発生したオゾン濃度の関係を示すグラフである
。２１・・・オゾン発生部、　　２２ａ、２７・・・電極
、２３・・・誘電体、　　　　　２８・・・放電ギャッ
プ。３５．３６，３７・・・突起。特許出願人　　　チル九州株式会社第１図第２図第３図第４図卵加電、！Ｌ（ｖ）第５図第８図第９図１崖（’Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対向して配置した電極間に、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、両電極間のギャップ間隔が電極面上の各点で
一定でないことを特徴とするオゾン発生装置。
（２）少なくとも一方の電極の対向面側に複数の凹凸を
設け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。