JPH01264908A - オゾン発生装置 - 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】 〔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５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
圧電極に）と近接対向して配置され、この高圧電極（イ
）の上方には高圧電極６）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■は高圧電極（イ）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
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。

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■から取り出される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記従来の技術では、電極形状が平板であ
ったため放電の発生する領域はオゾン発生部である放電
ギャップの全容積に比較して小さかった。即ち、オゾン
が発生するのは画電極の対向面上のみに限られていたた
め、放電面積を上記電極の面積以上にすることは不可能
であり、オゾンの発生効率を向上させることは困難であ
った。

また、高濃度で大流量のオゾン発生装置を製作するため
に上記平板電極を大型化すると、装置も大型化しなけれ
ばなら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、小型でオゾ
ン発生効率の向上を可能とした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〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、原料ガスが流通する如く気密容器内に設けら
れた複数の筒状電極と、この各筒状電極内に非接触に設
けられた電極と、この電極間に放電を発生させる電源と
を備え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） 本発明は、原料ガスが流通する如く気密容器内に設けら
れた複数の筒状電極と、この各筒状電極内に非接触に設
けられた電極と、この゛電極間に放電を発生させる電源
とを備えたことにより、小スペースで放電面積を拡大し
、オゾンの発生効率を向上することが可能となる。その
ため、大流量のオゾンを発生することが可能となる。

（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。

まず、オゾン発生装置の構成を説明する６第１図に示す
ように、例えばアルミニウム製で露出表面をアルマイト
処理した接地電極（１１）が設けられている。この接地
電極（１１）には、一端がら他端に貫通する複数の筒状
貫通孔（１２）がハニカム状に形成されており、この複
数の貫通孔（１２）内には、上記接地電極（１１）と非
接触状態でこの貫通孔（１２）のほぼ中心部に例えばア
ルミニウム製で棒状の高圧電＄４　（１３）が、上記各
貫通孔（Ｉ２）に対応して配設されている。このような
接地電極（１１）及び高圧電極（１３）の断面を第２図
に示し、この高圧電極（１３）には例えばセラミック製
誘電体（１４）が被覆されており、この誘電体（１４）
により上記高圧電極（１３）及び接地電極（１１）間に
おける放電を安定に保つ構成となっている。この誘電体
（１４）は、上記高圧電極（１３）に被覆せずに上記接
地電極（ＩＩ）に被覆してもよいし、この接地電＄４（
１１）及び上記高圧電極（１３）双方に被覆してもよい
。このように構成された複数の高圧電極（１３）は配線
（１５）により並列接続し、更に高圧電源（１６）に電
気的に接続している。

また、接地電極（１１）はアース（１７）された配線（
１８）により上記高圧電源（１６）に電気的に接続して
いる６また、上記接地電極（１１）の貫通孔（１２）開
孔端は夫々カバー（１９ａ）　（１９ｂ）により集合さ
れており、この一端側のカバー（１９ａ）にはガス入口
（２０）が設けらた、他端側のカバー（１９ｂ）にはガ
ス出口（２１）が設けられている。上記ガス入口（２０
）には、ガス流量調節器（２２）を介して原料ガス供給
源例えば酸素供給源（２３）が連設している。また、上
記ガス出口（２１）には図示しないガス導出管が接続し
、上記貫通孔（１２）内で生成したオゾンを導出可能と
している。

また、上記接地電極（１１）の外周には、電気絶縁性が
良好でしかも熱伝導性が良好なる材質例えばアルミナ、
ベリリア、マグネシア等のセラミックスから成る平板状
熱伝導体（２４）が接して設けられており、それらの末
端部は統合されて一体となり、保有熱量の十分に大きい
冷熱源として機能する冷却ブロック（２５）に接合され
ている。この冷却ブロック（２５）は、冷却ブロック（
２５）を冷却するための冷却コイル（２６）と、この冷
却コイル（２６）に例えば冷却水を循環させるための冷
却装置（２７）、更に上記冷却ブロック（２５）を常に
所定温度に保つため、この冷却ブロック（２５）におけ
る検知温度に応じて上記冷却装置（２７）に制御信号を
送る機能を持つ温度制御装置（２８）を備えている。こ
のようにしてオゾン発生装置が構成されている。

次に、上述したオゾン発生装置の動作を説明する。

まず、冷却ブロック（２５）の温度を温度制御装置（２
８）によってモニターしつつ、冷却袋［（２７）から冷
却水等を冷却コイル（２６）内に循環させ、上記冷却ブ
ロック（２５）を所定温度まで冷却する。この冷却ブロ
ック（２５）の冷却に伴って、接地電極（１１）の外周
に装着された平板状熱伝導体（２４）が冷却され、この
熱伝導体（２４）に接している接地電極（１１）を冷却
する。

そして、この接地電極（１１）及び高圧電極（１３）間
に高圧電源（１６）で例えば周波数１〜１０に＆、電圧
１〜ｌ０ＫＶ程度の高電圧を印加する。この時、酸素供
給源（２３）とガス流量調節器（２２）で所望する流量
の少なくとも酸素を含んだガスを、ガス入口（２０）か
ら接地電極（１１）に形成されている複数の貫通孔（１
２）内部へ導入させる。この貫通孔（１２）内部におい
て、電圧を印加した両電極（１１）（１３）の間に誘電
体（１４）と貫通孔（１２）の隙間を設けた放電領域で
生ずる無声放電によりオゾンが発生し、このように複数
の貫通孔（１２）内で発生したオゾンを統合してガス出
口（２１）から流出する（第３図）。このオゾンが発生
するのは両電極（１１）　（１３）の対向面上のみに限
られているため、両電極を平板形状として対向配置させ
た場合に比べ、円筒状の接地電極（１１）に棒状の高圧
電極（１３）を非接触で配置する構造の電極を複数箇所
にほぼ平行状態に設けることで、放電面積を拡大するこ
とができ、大流量のオゾン発生時或いは高濃度のオゾン
発生時に適用することができる。この時、上記接地電極
（１１）及び高圧電極（１３）の間隔はオゾン発生濃度
ピーク値に設定することが好ましい。

ここで、上述したオゾン発生装置即ち複数の筒状貫通孔
（１２）を設けた接地電極（１１）に非接触で上記貫通
孔（１２）内に棒状高圧電極（１３）を配置した構成の
オゾン発生装置で発生するオゾン濃度を（Ａ）また、従
来のオゾン発生装置で発生するオゾン濃度を（Ｂ）とし
て、原料の酸素流量を変化させた場度を（Ｂ）として、
原料の酸素流量を変化させた場合の特性例を第４図に示
す。この特性例から判かるように原料酸素流量が同一で
ある場合は従来装置に比べてオゾン濃度を３倍以上アッ
プすることが可能となっている。又、オゾン濃度を同一
とした場合は従来装置に比べて５倍以上の大流量に対応
することが可能となっている。そのため、装置を大型化
せずに高感度オゾンの発生及び大流量のオゾンを含む酸
素ガスの発生を可能とするため、例えば半導体ウェハや
ＬＣＤ基板のアッシング処理に使用するアッシングガス
または殺菌装置のオゾン水等へ適用した場合の効果も顕
著となる。

また、上記放電領域となる接地電極（１１）に形成され
ている貫通孔（１２）の形状は筒状であれば良いがこの
接地電極（１１）の貫通孔（１２）内面から棒状高圧電
極（１３）までの距離により、発生するオゾン濃度が異
なるため１発生するオゾン濃度がピークとなる距離を上
記高圧電極（１３）周囲に形成する如く。

−上記貫通孔（１２）断面を円形とすることが好ましい
。

上記実施例では、接地電極に筒状貫通孔を形成た構成の
オゾン発生装置について説明したが、これに限定するも
のではなく、気密容器内に例えば導電性材質から成る筒
を複数個束ねて接触させて構成した接地電極に、上記と
同様に棒状高圧電極を各々の筒体内に非接触で配置して
も同様な効果を得ることができる。

また、上記実施例では各筒状電極内に非接触に設けた電
極として棒状電極を例に上げて説明したが、これに限定
するものではなく、例えば板状電極や針状電極或いは筒
状電極でも同様な効果が得られる。

以上述べたようにこの実施例によれば、原料ガス例えば
酸素ガスを流通する如く気密容器内に設けられた複数の
筒状電極と、この各筒状電極内に非接触に設けられた電
極と、この電極間に放電を発生させる電源とを備えたこ
とにより、小スペースで放電面積を拡大し、放電効率を
向上するため、オゾンの濃度即ちオゾンの発生効率を向
上させることが可能となる。

また、従来に比較して原料ガスの大流量下におけるオゾ
ンの発生にも対応でき、稼働効率を向上することができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、原料ガスを流通す
る如く気密容器内に設けられた複数の電極と、この各筒
状電極内に非接触に設けられた電極と、この電極間に放
電を発生させる電源とを備えたことにより、小スペース
で放電面積を拡大し、オゾン発生効率を向上することが
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図は第１図の電極説明
図、第４図は第１図オゾン発生装置の発生オゾン濃度説
明図、第５図は従来のオゾン発生装置の構成図である。 １１・・・接地電極　　　　　　　１２・・・貫通孔１
３・・・高圧電極　　　　　　　１Ｇ・・・高圧電源２
０・・・ガス入口　　　　　　　２１・・・ガス出口特
許出原人　チル九州株式会社 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原料ガスが流通する如く気密容器内に設けられた複数の
   筒状電極と、この各筒状電極内に非接触に設けられた電
   極と、この電極間に放電を発生させる電源とを備えたこ
   とを特徴とするオゾン発生装置。