JPH01122904A

JPH01122904A - オゾン発生装置

Info

Publication number: JPH01122904A
Application number: JP27883987A
Authority: JP
Inventors: Kimiharu Matsumura; 松村　公治; Keisuke Shigaki; 志柿　恵介
Original assignee: Tokyo Electron Kyushu Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Kyushu Ltd
Priority date: 1987-11-04
Filing date: 1987-11-04
Publication date: 1989-05-16
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: JP2587836B2

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態となり、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例として、例えば第８図に
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■の一部として設置されている。この接地電極
（１ａ）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（イ）と近接対向、して配置され、この高
圧電極に）の上方には高圧電極に）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
に）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０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。このとき原料ガス人口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、画電極および放電ギヤツブ■内は
かなり高温となる。第６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７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、限られたギャップ間隔に各電極を設定しても、オ
ゾン濃度は電源電圧の変動に対しても影響があるため、
常時一定濃度のオゾンを発生することが困難であった。

本発明は上記点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）本発明は、誘電体を介して対向配置した電極間に、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、上記電極間のギャップ間隔を
所望する距離に自動設定する自動調節手段を設けたこと
を特徴とするオゾン発生装置を得るものである。

（作用　効果）電極間のギャップ間隔を所望する距離に自動設定する自
動調節手段を設けたことにより１例えばある程度の電圧
変動やギャップ間隔の変化に対しても所望する濃度のオ
ゾンを発生させるギャップ間隔に自動調節され、常に一
定のオゾン濃度を得ることができる。

また、装置製造上の誤差でギャップ間隔が多少ずれてい
ても、自動調節手段により所望する間隔に自動設定され
るため、装置精度の向上が可能となるとともに、信頼性
も向上する。

（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。

電極間に誘電体を介在させることによりコロナ放電を防
止し、無声放電によりオゾンを発生させるオゾン発生装
置を第１図に示す。これは、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類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（２２
ａ）を兼ねている。このウォータージャケット（２２）
は、冷却水入口（２３）と冷却水出口（２４）を介して
冷却水循環装置（２５）に接続され、上記接地電極（２
２ａ）を冷却可能な構成となっている。上記接地電極（
２２ａ）の上方には、オゾンの発生効率を悪化させるコ
ロナ放電を防ぐための誘電体（２６）が設けられ、更に
この誘電体（２６）の上方には所定間隔の放電ギャップ
（２７）を介して高電圧電極（２８）が設けられている
。この電極（２８）には、放熱フィン（２９）が接して
設けられ、高温となる上記電極（２８）の熱を放熱自在
となっている。

この電極（２８）と上記接地電極（２２ａ）間に形成し
た放電ギャップ（２７）には、原料ガス入口（３０）及
びオゾンガス出口（３１）が設けられており、原料ガス
入口（３０）はガス流量調節器（３２）を介して酸素供
給源（３３）に接続し、また、上記オゾンガス出口（３
１）にはオゾン濃度モニター（３４）が設けられている
。このオゾン濃度モニター（３４）は、自動調節手段例
えば放熱フィン（２９）及び電極（２８）を一体駆動す
る昇降手段（３５）に信号線（３６）で電気的通信可能
となっている。また、この放熱フィン（２９）及び上記
冷却水出口（２３）は、高電圧高周波電源（３７）に電
気的に接続され、上記電極（２８）と接地電極（２２ａ
）の間に放電を起こす如く設けられている。このように
して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の動作を説明する
。

まず、高電圧高周波電源（３７）で周メ数例えば３〜２
０ＫＨｚ、　Ｎ圧例えばピーク値で３〜ｌ０ＫＶの高周
波高電圧を発生し、放熱フィン（２９）及び冷却水出口
（２３）を通じて夫々高電圧電極（２８）と接地電極（
２２ａ）へ供給する。この時、上記原料ガス入口（３０
）から供給されるガスの流れ幅即ち高電圧電極（２８）
と誘電体（２６）の間隔である放電ギャップ（２７）間
隔は所望する距離を第７図に示すギャップ間隔による発
生オゾン濃度の特性から例えば０．５ｍと設定し、この
間隔に上記電極（２８）の位置を昇降機構（３５）の駆
動により予め設定しておく。すると、放電ギャップ（２
７）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（２６）の作用で無声放電が発生
する。この時、酸素供給源（３３）から供給された酸素
ガスをガス流量調節器（３２）で所望流量に調節し、原
料ガス入口（３０）から上記放電ギャップ（２７）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、オゾンを発生する。この時、上記放電
ギャップ（２７）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、放電ギャップ（２７）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、例えばオゾンガス出口（３１）にオゾン濃度
モニター（３４）を設け、上記生成されたオゾン濃度を
検出し、所望されるオゾン濃度からずれが発生した場合
に、上記オゾン濃度モニター（３４）から上記信号線（
３６）を介して昇降機構（３５）へオゾン濃度のずれ量
を電気信号として伝達する。この昇降機構（３５）は上
記伝達されたずれ量を基に予め設定されたオゾン濃度を
発生する放電ギャップ（２７）間隔となるように、上記
電極（２８）を放熱フィン（２９）ごと昇降駆動する。

このように、オゾン濃度モニター（３４）により常時生
成されたオゾン濃度をモニターし、オゾン濃度の変動が
発生した場合に放電ギャップ（２７）間隔を、所望濃度
のオゾンを生成する間隔に自動調節することにより、生
成されるオゾン濃度はほぼ一定の所望される濃度とする
ことが可能となる。

上記実施例では平板上の高電圧電極を使用して説明した
が、この平板形状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２図に示す波形状の電極（２８ａ
）　、第３図に示す三角柱状の突起を備えた電極（２８
ｂ）　、第４図に示す四角柱状の突起を備えた電極（２
８ｃ）　、第５図に示す半円柱状の突起を備えた電極（
２８ｄ）や、また、図示しないが平面に多数の半円球状
の突起を備えた電極等で構成しても同様な効果を得るこ
とができる。また、この電極は可動するため、内部のガ
スをリークさせないようにシール機構例えばＯリングに
テフロン（商品名）を被覆した機構によりシールするこ
とにより安全に行なうことができる。

また、上記実施例では高電圧電極を昇降して放電ギャッ
プ間隔を変化させたが、接地電極側が昇降してもよ＜、
ＷＪ電極が相対的に移動し、放電ギャップ間隔を変化さ
せることができる構成であれば上記機構に限定するもの
ではない。

また、上記実施例ではオゾン濃度をモニターし、このオ
ゾン濃度が変動した場合に所望濃度を発生する放電ギャ
ップ間隔になるように電ｉを昇降したが、オゾン濃度は
電源電圧の変動に対しても変化するため、上記機構に更
に電源電圧をモニターする手段を設け、この電圧変動に
対しても上記放電ギャップ間隔を変化させるように構成
すると。

より精度のよいオゾン濃度制御が可能となる。

以上述べたようにこの実施例によれば、電極間の放電ギ
ャップ間隔を所望する距離に自動設定する自動調節手段
を設けたことにより、例えばある程度の電圧変動や放電
ギャップ間隔の変化に対しても所望する濃度のオゾンを
発生させるギャップ間隔に自動調節され、常に一定のオ
ゾン濃度を得ることができる。

【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、第３図、第４図、第５図は
第１図の電極の他の実施例説明図、第６図は温度とオゾ
ン分解半減期の関係を示す曲線図、第７図は第１図のギ
ャップ間隔と発生したオゾン濃度の関係を示す曲線図、
第８図は従来のオゾン発生装置の構成図である。２１・・・オゾン発生部、　２２ａ、２８・・・電極２
７・・・放電ギャップ、　３４・・・オゾン濃度モニタ
ー、３５・・・昇降機構、　　　３７・・・電源。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）誘電体を介して対向配置した電極間に、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、上記電極間のギャップ間隔を所望
する距離に自動設定する自動調節手段を設けたことを特
徴とするオゾン発生装置。
（２）自動調節手段は、発生したオゾン濃度をモニター
し、オゾン濃度の変動に対して、予め設定した基準ギャ
ップ間隔から所望するオゾン濃度を与えるギャップ間隔
に自動調節す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）自動調節手段は、電極間の放電電圧の変動に対し
て、予め設定した基準ギャップ間隔から所望するオゾン
濃度を与えるギャップ間隔に自動調節することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のオゾン発生装置。