JPH01160807A

JPH01160807A - オゾン発生装置及びオゾン発生方法

Info

Publication number: JPH01160807A
Application number: JP32106387A
Authority: JP
Inventors: Kimiharu Matsumura; 松村　公治; Keisuke Shigaki; 志柿　恵介; Takazo Sato; 尊三佐藤; Seiichi Serikawa; 聖一芹川; Katsunobu Sato; 佐藤　勝宣
Original assignee: Tokyo Electron Kyushu Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Kyushu Ltd
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1989-06-23
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH0822727B2

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原子のオゾンを生成する。無
声放電によるオゾン発生装置例として、例えば第３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
（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（へ）と近接対向して配置され、この高圧
電極（へ）の上方には高圧電極（イ）を冷却するための
冷却フィン０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（２）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■は原料ガス人口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（８）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（支）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■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０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、面電極および放電ギヤツブ■内は
かなり高温となる。第４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。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記従来のオゾン発生装置では、接地電
極（１ａ）は冷却水によって十分冷却されるが、絶縁性
を保つ為に、高圧電極に）は冷却フィン■の空冷により
冷却される程度であった為、特に高圧電極（へ）の温度
が上昇していた。そこで、供給される酸素がこの熱によ
り温度上昇し、この酸素の温度上昇によりオゾンの分解
は著しく促進され、放電によって生成されたオゾンが放
電ギツプ■内で再び分解されて、オゾンの生成効率が低
下し所望の高濃度のオゾンを得ることができないという
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、オゾンの
生成効率を向上し、高濃度のオゾンを得ることのできる
オゾン発生装置を提供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明は、供給する酸素を２０℃以下に冷却する手段を
具備したことを特徴とする。

（作　用）本発明のオゾン発生装置では、第４図に示す如く、オゾ
ンの分解が２０℃以下において顕著に改善されることか
ら、供給する酸素を２０℃以下に冷却することにより、
供給する酸素の電極等による温度上昇を防止し、この結
果、放電ギャップ内の温度もより低い温度の雰囲気にで
きるので、発生したオゾンの分解を防止できる。

（実施例）以下１本発明のオゾン発生装置を実施例につき図面を参
照して説明する。

絶縁性のケース（１１）内の上側に、冷却フィン（１２
）と上面を接する平面状チタン製高圧電極（１３）が設
けられている。また、ケース（１１）内の下側には、高
圧電極（１３）に放電ギャップ（１４）とセラミック製
誘電体（１５）を介して対向し、内部に冷却流体例えば
冷却液が循環する様な接地電極冷却部（１６）を備えた
平面状接地電極（１７）が設けられている。

そして、放電ギャップ（１４）と誘電体（１５）を介し
て対向し放電領域を形成した高圧電極（１３）と接地電
極（１７）の間に、酸素を供給するガス供給口（１８）
が設けられており、このガス供給口（１８）はガス流量
調節器（１９）を介して酸素供給源（２０）に接続され
ている。また、ガス供給口（１８）対向部には、放電ギ
ャップ（１４）内で発生したオゾンを含んだガスを放出
可能なガス出口（２１）が設けられていて、図示しない
オゾンを用いた処理部に接続されている。

そして、ガス供給口（１８）とガス出口（２１）の外周
には、内部に接地電極冷却部（１６）からの冷却液が循
環可能な供給口冷却部（２２）と出口冷却部（２３）が
設けられている。

また、高圧電極（１３）と接地電極（１７）に電圧を印
加する如く高電圧高周波電源（２４）例えば周波数１〜
１０ＫＨ２程度で電圧１〜ｌ０ＫＶ程度のものが接続設
置されている。

そして、接地電極冷却部（１６）及びこの接地電極冷却
部（１６）を介して供給口冷却部（２２）と出口冷却部
（２３）を２０℃以下に冷却可能な如く、接地電極冷却
部（１６）に設けられた冷却液入口（２５）と冷却液出
口（２６）に、絶縁性のホースで冷却液を冷却し循環さ
せる冷却液循環装置１ｔ（２７）が接続されていて、供
給する酸素及び発生して排出されるオゾン及び接地電極
（１７）を２０℃以下に冷却する様に構成されている。

また、このオゾン発生装置は図示しない制御部により制
御される。

次に、上述した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、冷却液留環装Ｆ！１（２７）で冷却流体例えば水
や線素系不活性液体等の冷却液を冷却し循環する。

この冷却液留環装［（２７）で送出した冷却液は冷却液
入口（２５）より接地電極冷却部（１６）に循環し、そ
の後、供給口冷却部（２２）及び出口冷却部（２３）に
循環され、再び接地電極冷却部（１６）に戻り、冷却液
出口（２６）より排出され、再度冷却液循環装置（２７
）で冷却され循環する。

そして、高圧電極（１３）と冷却状態の接地電極（１７
）に高電圧高周波電源（２４）で例えば周波数１〜１０
ＫＨ２電圧１〜ｌ０ＫＶ程度の高電圧を印加する。この
時、酸素供給源（２０）とガス流量調節器（１９）で所
望の流量例えばＯ〜２０ｓＱ／ｗｉｎ程度の酸素ガスを
、ガス供給口（１８）から放電ギャップ（１４）に流出
する。

ここで、電圧を印加した両電極（１３，１７）の間に誘
電体（１５）と放電ギャップ（１４）を形成した放電領
域で生ずる無声放電によりオゾンが発生し、ガス出口（
２１）より図示しないオゾンを用いた処理部にオゾンを
送出する。

この時、冷却液留環装！（２７）と図示しない制御部に
より、接地電極冷却部（１６）と供給口冷却部（２２）
と出口冷却部（２３）を２０℃以下に冷却する。特に、
供給口冷却部（２２）の冷却手段で供給する酸素をオゾ
ンの分解が顕著に改善される２０℃以下に冷却すること
により、供給する酸素が両電極（１３，１７）の放電で
温度上昇するのを防止でき、放電ギャップ（１４）内の
雰囲気温度をより低い温度にできるので、発生したオゾ
ンの分解を顕著に防止できる。

また、接地電極冷却部（１６）で接地電極（１７）を冷
却することにより二接他電極（１７）自身の温度上昇に
よる生成オゾンの分解を防止可能となる効果がある。し
かも、生成されたオゾンガスは放電により温度上昇して
いるが、出口冷却部（２３）で冷却することにより、オ
ゾンガスの自身の温度で自己分解するのを防止できる。

また、本発明のオゾン発生装置の他の実施例として、第
２図に示す如く、ガス供給口（１８）とガス出口（２１
）と接地電極（１７）を同時にひとつの冷却部（３０）
で冷却する如く構成してもよい、ここで、第１図と同じ
機能のものは同一の符号を使用している。

上記実施例の冷却する手段は、供給する酸素を冷却流体
の循環による熱交換で説明したが、供給する酸素を２０
℃以下に冷却する手段であれば何でもよく、サーモモジ
ュールで冷却してもよく、ヒートパイプで冷却してもよ
いことは言うまでもない・　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　４また。上記実施例の各電極（１３
，１７）間の放電は、誘電体（１５）と放電ギャップ（
１４）を介した無声放電で説明したが、オゾンを発生す
る為の放電なら何でもよく、コロナ放電でもグロー放電
でもよい。

以上述べたようにこの実施例によれば、放電ギャップ（
１４）と誘電体（１５）を介して対向した高圧電極（１
３）と接地電極（１７）に電圧を印加し、この電極（１
３，１７）間に酸素を供給してオゾンを発生する。

この供給する酸素を冷却流体の循環により熱交換で２０
℃以下に冷却することで、供給する酸素の放電による昇
温を防止し、放電ギャップ（１４）内の雰囲気をより低
い温度にすることができ、発生したオゾンの分解を顕著
に防止できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、供給する酸素をオ
ゾンの分解が顕著に改善される２０℃以下に冷却して供
給するので、オゾンの分解が防止でき、オゾンの生成効
率を向上し、高濃度のオゾンを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のオゾン発生装置の一実施例を説明する
ための構成図、第２図は第１図の他の実施例の構成図、
第３図は従来のオゾン発生装置を示す構成図、第４図は
第３図における温度とオゾンの分解半減期の関係を示す
図である。図において、１３・・・高圧電極　　　　　１７・・・接地電極１８
・・・ガス供給口　　　　２２・・・供給口冷却部３０
・・・冷却部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸素を供給してオゾンを発生するオゾン発生装置
において、供給する上記酸素を２０℃以下に冷却する手
段を具備したことを特徴とするオゾン発生装置。
（２）冷却する手段は、冷却流体の循環による熱交換で
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。