JPH01160805A

JPH01160805A - オゾン発生方法

Info

Publication number: JPH01160805A
Application number: JP31805987A
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: 1987-12-15
Filing date: 1987-12-15
Publication date: 1989-06-23

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、オゾン発生方法に関する。

（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２例えば第６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
■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（４）
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■に原料ガス入口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−タージャケット（ト）
には冷却水入口（へ）と冷却水出口■がＭｌ！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（ｌａ）に１００ｖまたは２００ｖ
の商用電源（１１）に接続された高電圧電源（１２）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、画電極および放電ギ
ヤツブ■内はかなり高温となる。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、上記オゾン発生装置においては常用電圧から放電
のために実用上必要な高電圧を得ろため。

昇圧回路を含み、しかも無駄な熱発生の少ない高効率の
高電圧電源を具備することが不可欠であった。

（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、実用上簡便に常用
しうる電圧の種類が例えば１００Ｖあるいは２００ｖの
商用電源に限定されていることから、オゾン発生装置と
して適切な周波数あるいは電圧波形等の特性を有する高
電圧を得るための高電圧電源の使用には、基本的な制約
が課せられている。それは、放電エネルギーの供給ソー
スとなる電源の種類に高電圧電源さらにはオゾン発生装
置の性能が依存しており、高電圧電源は上記電源の種類
によって特別な仕様とせざるを得ないことや、常用電圧
の使用により任意の使用場所を選ぶのが困難であるなど
の問題があった。

更に、オゾン発生装置の性能を決定する主要部分は放電
電極と高電圧電源にあると言ってよいことから、高電圧
電源がオゾン発生装置の能力に与える影響は大きくこの
高電圧電源に精度の悪い昇圧回路等を使用するとオゾン
の発生能力が悪化し。

また、電圧の変動に対してもオゾン濃度が変動してしま
い、安定した濃度のオゾンを発生させることが困難であ
る問題があった。

本発明は上記点に対処してなされたもので、放電エネル
ギーの供給ソースとなる電源の種類にかかわりなく常に
安定した濃度のオゾンを発生させることを可能としたオ
ゾン発生方法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、対向して配置した電極間に電圧を印加するこ
とにより生じる放電を利用してオゾンを発生させる方法
において、上記電極間に静電気を印加することを特徴と
するオゾン発生方法を得るものである。

（作用効果）対向して配置した電極間に静電気を印加することにより
、昇圧回路等を使用せずに上記電極間で放電を発生させ
ることができるため、昇圧回路精度によるオゾン発生能
力の悪化や、電源電圧の変動を防止することができ、常
に安定した濃度のオゾンを発生させることができる。

また、電源として静電気を発生する機構のみで使用でき
るため、装置をコンパクトにすることができる。

（実施例）以下、本発明方法の一実施例につき図面を参照して説明
する。

まず、オゾン発生装置の構成について説明する。

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）内の下方
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）が配設されており、このウォータージャケット（
２２）の上面側は接地電極（２２ａ）を兼ねている。こ
の接地電極（２２ａ）を形成するために上記ウォーター
ジャケット（２２）は接地されている。

この接地電極（２２ａ）の上面には、例えばセラミック
スまたはガスラ等の多孔質の誘電体（２３）が接して配
置している。この誘電体（２３）の上方には、上面に放
熱フィン（２４）を備えた高圧電極（２５）が配置し、
この高圧電極（２５）と上記誘電体（２３）との間に放
電空間（２６）を形成している。この放電空間（２６）
には原料ガス供給口（２７）が設けられており、この原
料ガス供給口（２７）には、ガス流量調節器（２８）を
備えた酸素供給源（２９）が連設している。また、上記
放電空間（２６）には排出口（３０）が設けられており
、この排出口（３０）から所定濃度のオゾンを取り出し
自在となっている。また上記ウォータージャケット（２
２）は冷却水入口（３１）と冷却水出口（３２）を介し
て冷却水循環装置（３３）に接続しており、上記接地電
極（２２ａ）を冷却可能としている。このウォータージ
ャケット（２ｚ）と上記放熱フィン（２４）は静電誘導
装置（３４）例えばウィムズハースト起電機に電気的に
接続している。このウィムズハースト起電機の原理を説
明すると、まず、第２図に示すように２枚の絶縁物例え
ばガラス板（３７ａ）　（３７ｂ）を対向配置させ、こ
のガラス板（３７ａ）　（３７ｂ）の対向面と反対の面
に夫々所定間隔ですずはく片（３８ａ）　（３８ｂ）を
張り付けたものが、このすすはく片（３８ａ）　（３８
ｂ）に接触する如く設けられた接地状態のブラシ（３９
ａ）（３９ｂ）と連続的に触れながら反対方向に動くと
する。いま、何かの原因ですずはく片（３８ｂ）にプラ
スの電荷ができたとすると、これがブラシ（３９ａ）と
重なる位置に来ると、このすずはく片（３８ｂ）と対向
するすすはく片（３８ａ）は上記ブラシ（３９ａ）によ
り１回大地と接触する操作をするため、静電誘導ですす
はく片（３８ａ）はマイナスに帯電する。この帯電した
すずはく片（３８ａ）がブラシ（３９ｂ）と重なる位置
に来ると、この帯電したすすはく片（３８ａ）と対向す
るすずはく片（３８ｂ）は上記ブラシ（３９ｂ）により
１回大地と接触する操作をするため、そのすすはく片（
３８ｂ）にプラスの帯電を生ずる。このすずはく片（３
８ｂ）がまたブラシ（３９ａ）と重なる位置に来ると上
記と同様に対向するすずはく片（３８ａ）がマイナスに
帯電する。この相互作用で、ガラス板（３７ａ）はその
進行方向へマイナスの電荷を、また、ガラス板（３７ｂ
）はその進行方向へプラスの電荷を夫々運び出す、これ
から更に静電誘導で各端子（４０ａ）　（４０ｂ）に夫
々正負の電荷を取り出せるわけである。この原理を応用
したものが第３図に示す回転型のものであり、これを回
転駆動して静電気を発生させる。

上記した原理のウィムズハースト起電気は、乾電池（４
１）を電源とする駆動装置（４２）に接続しており、こ
の駆動装置（４２）から適当な回転が与えられる構成と
なっている。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によるオゾンの発
生方法を説明する。

まず、乾電池（４１）を電源とする駆動装置（４２）に
よりウィムズハースト起電機を回転駆動し、静電誘導作
用によって静電気を電圧例えばピーク値で３〜ｌ０ＫＶ
程度で発生させる。この発生した静電気を放熱フィン（
２４）及びウォータージャケット（２２）を通じて夫々
高電圧電極（２５）と接地電極（２２ａ）へ印加する。

すると、放電空間（２６）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（２３）の
作用で無声放電が発生する。この時、酸素供給源（２９
）から供給された酸素をガス流量調節器（２８）で流量
調節し、原料ガス供給口（２７）から放電空間（２６）
内へ流入させる。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てオゾンを発生させる。この時の発
生オゾン濃度は、第４図に示すように縦軸に発生オゾン
濃度、横軸に原料酸素流量を示す曲線図であり、これは
上記原料酸素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、このオゾン濃度は上記高
電圧電極（２５）と誘電体（２３）との間に形成する放
電空間（２６）の間隔によっても顕著となる。これは、
第５図に示すように縦軸を発生オゾン濃度、横軸に放電
空間間隔とした時の特性を示すものであり、この間隔が
０．４〜０．６濁の間で発生オゾン濃度がより高濃度と
なる。そのため。

上記０．４〜０．６ｍの間隔に上記放電空間を設定する
。

更に発生オゾン濃度は電源電圧の変動に対しても変動し
てしまうが、駆動電源を乾電池としたウィムズハースト
起電気の使用により問題とはならず、また、昇圧回路等
も必要としないため、この昇圧回路の性能に影響される
ことなく、安定した濃度のオゾンを発生させることがで
きる。

上記実施例では、ウィムズハースト起電機の駆動電源と
して乾電池を使用して説明したが、これに限定するもの
ではなく、菩積池等でも同様な効果が得られる。

また２静電誘導装置としてウィムズハースト起電機を使
用して説明したが、同様に静電誘導できるものであれば
、これに限定するものではない。

また、静電誘導装置を電気的に駆動する実施例について
説明したが、これを手動による駆動でも同様な効果を得
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
た電極間に静電気を印加することにより、昇圧回路等を
使用せずに上記電極間で放電を発生させることができる
ため、昇圧回路精度によるオゾン発生能力の悪化や、電
源電圧の変動を防止することができ、常に安定した濃度
のオゾンを発生させることができる。

また、電源として静電気を発生させる機構のみで使用で
きるため、装置をコンパクトにすることができる。

更に、静電気は、静電誘導の現象を利用したウィムズハ
ースト電機等によって容易に発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法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図はウィムズハースト
起電機の原理説明図、第４図は第１図のオゾン発生を示
す曲線図、第５図は第１図の発生オゾン濃度と放電空間
間隔の関係を示す曲線図、第６図は従来のオゾン発生装
置の構成図。第７図は温度とオゾン分解半減期の関係を示す曲線図で
ある。２１・・・オゾン発生部　　　２２ａ・・・接地電極２
５・・・高電圧電極　　　　２６・・・放電空間３４・
・・静電誘導袋ｗ４２・・・駆動装置特許出願人　　チ
ル九州株式会社第１図第２図第３図第４図原、ｆ＋＃系民ｌ（立／ｍ１ｎ）・第　５　図放電を間間隔　（ｍｍ）

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
より生じる放電を利用してオゾンを発生させる方法にお
いて、上記電極間に静電気を印加することを特徴とする
オゾン発生方法。
（２）静電気は、静電誘導により発生させることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のオゾン発生方法。
（３）静電誘導は、ウィムズハースト起電機で誘導させ
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
発生方法。
（４）ウィムズハースト起電機は、乾電池または蓄電池
によって駆動され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方法。