JPH01133902A - オゾン発生器セル - Google Patents

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】 本発明はオゾン発生器セルに関し、特に改良した発生効
率を有するコンパクトなオゾン発生器セルに関する。

オゾンは優秀な酸化剤である。オゾンは高い酸化力を有
するばか、りでなく、極めて低い濃度においてさえ臭い
によって容易に検出できる。これらの理由のために、オ
ゾンに対する需要は、シリコンウェファに酸素の薄いフ
ィルムを付着させることを含む、用途のあらゆる分野で
増加している。

オゾンは乾燥空気を高周波数電界中を通すことによって
発生される０代表的な設計のオゾン発生器は同軸関係で
管状電極によって囲まれた内部冷却式の円筒状電極を含
んでいる。ガスが電極間に形成される環状空間を軸線方
向に通されるとき。

ガスは高強度コロナ放電を受け、ガス内の酸素の一部が
、オゾンが照射によって大気中で発生されるのと同様に
、オゾンに変換される。

最近、マスタ等は、会議報告において、セラミックベー
スのオゾン発生器を発表しており、その発生器は約０，
５鰭の厚みの内部アルミナ層を持つ管状シリンダから成
り、アルミナ層は内部表面上の放電電極と外部表面上の
誘導電極との間に挟まれており、さらに、機械的強度を
与えるために外部セラミック層によって囲まれているも
のである。この形式のオゾン発生器は、日本の東京所在
のシモン株式会社から現在市販されている。

これらのセラミックベースのオゾン発生器は同心的な円
筒状電極を持つ従来の発生器より一層効率的にオゾンを
発生することができると思われるが、それに要求される
セラミック部品を製造することは技術的に困難である。

さらに、水を流すことによるセラミック部品の冷却は充
分に効率的でなく、セラミックの破損およびオゾンライ
ンへの水の漏洩のための機械的な信頼性の重要な問題が
ある。

したがって、本発明の目的は、改良した発生効率を持つ
コンパクトなオゾン発生器セルを提供することにある。

本発明の他の目的は、比較的容易に製造でき、オゾンラ
インへの水の漏洩に対する信頼できる阻止を与えるオゾ
ン発生器セルを提供することにある。

本発明の他の目的は、コロナ放電によって加熱される部
品が効率的に冷却されるようなオゾン発生器セルを提供
することにある。

本発明の前述のおよび他の目的は、放電電極として働く
多孔付金属シートと水冷却式アルミニウム基部との間に
挟まれた薄いセラミックシートを有する新規な設計のオ
ゾン発生器セルを提供することによって達成される。乾
燥空気または酸素は、高圧、高周波数電界が電極と基部
との間に加えられてコロナ放電を発生しているとき、電
極表面上を通される。セラミックシートは効率的に冷却
されるようにアルミニウム基部と熱的伝導連結部を形成
する。

次に、図面を参照して本発明を説明する。

本発明を用いるオゾン発生器セルの主要な部品が、好ま
しいと考えられる特定の設計を示すというより互いに対
する機能を示す目的のために、第１図に概略的に示され
ている。第１図を参照すると、参照番号１１は、アルミ
ニウムまたはステンレススチールのような熱的および電
気的伝導性材料から作られた基部であり、平らな表面１
２を有している。好ましくは約０．５ｍｍ＋の厚みを持
つ例えばアルミナの薄いセラミックシート１４はシリコ
ーン接着、ろう付等によって基部１１のこの平らな表面
１２に取付けられて、基部１１に対して伝熱連結を達成
する。基部１１から遠方側のこのセラミックシート１４
の表面に取付けられているのは、タングステン、アルミ
ニウム、ＴｉＢ２、ＢＮ、ニッケル等の多孔性金属シー
ト１５であり、このシートは放電電極として働き、以後
、放電電極と呼ぶ。放電電極１５はシートの１つのコー
ナー（隅）に中接触領域１６を有し、残りの領域にハネ
カムパターンを備えている。パターンの６角形の寸法は
好ましくは約７ｍｍである。もし６角形の寸法が大き過
ぎると、全金属ライン面積が減少し、オゾン発生の効率
が悪影響を受ける。一方、もし６角形が小さ過ぎると、
発生される電界が互いに相殺し、やはり発生効率に悪影
響を与える。

高電圧、高周波数電源１９がオゾンを発生する強力な電
子を供給するように基部と接触領域との間に表面コロナ
放電を発生するために、基部１１および放電電極１５の
接触領域１６に接続されている。セラミックシート１４
がら遠方の基部１１の背後には入口２６および出口２７
を持つ水冷却ボックス２５があり、このボックスは水の
ような冷却剤を入口２６がらボックスを通して出口２７
に循環させて基部１１の温度、したがって放電電極１５
の温度を制御する。セラミックシート１４は充分薄く、
基部１１から作られた材料および基部１１およびセラミ
ックシート１４の間の連結部が伝熱性であるので、電極
温度は本発明にしたがって効率的に制°御できる。

参照番号２０は、入口２１がら放電電極１５の表面を通
って出口２２にガスの流れを達成するように、入口２１
および出口２２を持つガスボックス、またはフレームを
示す。ガスボックス２ｏは基部１１から分離されている
ものとして第１図に示されているが、これはセラミック
シート１４等への基部１１の取付けを示す目的のためで
ある。

オゾン発生器が組立られるとき、ガスボックス２０は、
セラミックシート１４をその内部に収容するように、基
部１１の表面１２に取付けられ、基部１１と気密連結を
形成し、ガスボックス２０に入る乾燥空気または酸素の
ようなガスは放電電極１５に接触しながらガスボックス
中を流れる。

第２図は、本発明の好ましい実施例の他のオゾン発生器
セル１００の概略断面図である。ここで、第１図に示さ
れ記載されたものと類似のまたは均等の部品は同一の下
２桁の参照番号で示す。このように第２図の参照番号１
１１および１１１′は、例えば熱的および電気的伝導基
部を個々に示す。

このセル１００は基部１１１および１１１′にそれぞれ
取付けられた２つのセラミックシートは、互いに平行に
なるように、かつそれらの表面上の放電電１１１５およ
び１１５°が約１／２インチ（約１．３ｃｍ）の距離だ
け離されて配置されている。基部１１１および１１１′
の間には入口１２１および出口１２２を持つフレーム１
２０があり、フレーム１２０および２つの基部１１１お
よび１１１°は気密包囲体を形成しており、入口１２１
を通してその内部に導入された乾燥空気または酸素のよ
うなガスは放電電極上を通って出口１２２に流れること
ができる。同様に、参照番号１２５および１２５′は、
基部１１１および１１１°をそれぞれ冷却するための液
体人口１２６または１２６゛および液体出口１２７また
は１２７′を持つ水冷却ボックスを示す。

各基部１１１または１１１°には孔１３１または１３１
′が設けられており、これらの孔を通してプラグ１３５
または１３５′は、挿入された孔１３１または１３１′
とは反対側の放電電極１１５°または１１５の接触領域
１１６°まなは１１６に達するように挿入される。プラ
グ１３５および１３５′はそれぞれ接触領域１１６°お
よび１１６に対して押圧され、それによって放電電極１
１５および１１５″を高圧、高周波数電源１１゛９に電
気的に接続するように働き、電源は、コロナ放電が放電
電極１１５および１１５°とベース１１１および１１１
°との間で発生するように、ベース１１１および１１１
′に連結されている。

第３図はプラグ１３５の構造を示すものであり、他の構
造１３５′は同一に構成されている。プラグはフランジ
セクション１３７および管状円筒状セクション１３８か
ら成り、両方ともテフロンのような絶縁材料から作られ
ている。フランジには複数の孔１４１が設けられており
、ボルト１４２がそれらの孔を貫通してプラグ１３８を
基部１１１に固定する。管状円筒状セクション１３８を
基部１１１に固定する。管状円筒状セクション１３８は
、プラグ１３５が孔１３１の内部に配置されてボルト１
４２が締付けられるとき、ばねによって与えられる押圧
力に抗して放電電極１１５′の接触領域１１６′に押圧
されるように構成され照番号１４８および１４９は円筒
状セクション１３８の端面に設けられて接触領域１１６
′および１３５の間の気密接触を達成する０リング、お
よびプラグ１３８の側面に設けられてプラグ１３５およ
び基部１１１内の抗１３１の内壁の間の気密シールを達
成する０リング、をそれぞれ示す。

本発明のオゾン発生器セルは容易に安価に製造でき、例
えば前述のような層内にセクションシリンダを要するよ
うな発生器より簡単な構造を有している。アルミニウム
ベースプレートの使用により電極支持セラミックシート
は一層効率的に確実に冷却され、このことはオゾン発生
における効率の改良に寄与する０本発明によると、オゾ
ンは低コストの電力で、また発生されるオゾンの単位当
たり小さいセルで発生されうる。

前述の本発明の実施例は例示のために与えられたもので
ある。したがって、本発明を記載したものに厳密に限定
することと意図したものではなく、多数の変更および変
化が前述の教示に照らして可能である０例えば多孔付金
属電極を持つ１つ以上のセラミックシートが単一の基部
に取付けられてもよい。図面は好ましい寸法を関係の示
すことを意図したものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するオゾン発生器セルの主要な
部品を示す概略斜視図である。 第２図は、本発明を実施する他のオゾン発生器セルの概
略断面図である。 第３図は、第２図に示すオゾン発生器セルの一部である
連結部の概略断面図である。 １１・・・基部、 １４・・・セラミックシート、 １５・・・放電電極、 １９・・・電源、 ２０・・・ガスボックス、 ２１・・・入口、 ２２・・・出口、 ２５・・・水冷却ボックス、 ２６・・・入口、 ２７・・・出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）平らな表面を持つ熱的伝導性基部と、前記基部の
   平らな表面に取付けた平らなセラミックシートと、およ
   び前記基部から遠方側で前記セラミックシートに取付け
   た放電電極と、から成る１つまたはそれ以上の組立体、 ガスを前記放電電極上を通して入口から出口に流すよう
   に構成した入口および出口を持つ包囲体、および 前記放電電極および前記基部の間にコロナ放電を生じさ
   せる手段、 を有することを特徴とするオゾン発生器セル。