JPH0474281B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 『産業上の利用分野』 本発明は酸素を放電によりオゾン化するオゾン
発生装置に関するものである。

『従来の技術』 従来この種のオゾン発生装置として最も一般的
なものは、無声放電式と称し高圧高周波電源を印
荷する一方側電極をガラスやセラミツクス等の誘
電体に対して所定の間隙を有して対設し、さらに
該誘電体の一方側電極とは反対側に接地側の相手
方電極を配してなり、該一方側電極と誘電体との
間隙に強放電界を発生せしめて、この放電界中を
酸素または空気等の原料気体を通過せしめるよう
になしている。

また、近時は誘電体の一面に金属箔状の一方側
電極パターンを、他面に相手方電極を積層（該誘
電体内に相手方電極を埋設することもある）し、
該一方側電極パターンを積層した面に沿面放電を
発生させ、この沿面放電界に原料気体を接触させ
る沿面放電式のオゾン発生装置が提案されてい
る。

『本発明が解決しようとする問題点』 しかし、上記従来のオゾン発生装置は放電によ
り発生する熱をいかに効率的に除去するかという
課題と、放電界にいかに原料気体を効率的に接触
させるかという課題とが残存している。

高温放電界でのオゾン生成は、一度発生したオ
ゾンが加熱により分解され、その結果としてオゾ
ン発生効率を低減するし、空気を原料とした場合
は有害なNO_Xが共に発生することが知られてい
る。このNO_Xの発生理由は必ずしも明確には判
明していないがオゾンが分解する際に活性化した
酸素が窒素と化合するのが主たる原因とされてい
る。

すなわち、上記した従来のオゾン発生装置にお
いては、前者の無声放電式は、一方側電極の外面
と相手方電極の外面とを夫々電気的には絶縁した
状態で冷却する必要が有り、冷却装置が複雑化す
る欠点を有している。具体的には冷却に冷却水を
循環させるとしたら、一方側電極の冷却水系と相
手方電極の冷却水系とは電気的に接続されること
なく分離しなくてはならないことになる。

また、後者の沿面放電式は、一方側電極と誘電
体と相手方電極とが面接触しているため、相手方
電極の外面を冷却することで効率的に沿面放電界
を冷却することができ、さらに沿面放電界の上方
は適宜絶縁材で覆つておきこの絶縁材と誘電体と
の間を原料気体が通過するようになせば、相手方
電極の外面とこの絶縁材の外面とを電気的に導通
した簡易な冷却手段で冷却することもできる利点
も有するが、この沿面放電式は一方側電極パター
ンおよび沿面放電層が薄いため、一方側電極が放
電により消耗・破損されることが有り耐久性に劣
るという欠点と、通過する原料気体が沿面放電界
と面接触するかの状態を呈し原料気体の全量が放
電界と接触しずらくオゾン発生効率が低くなると
いう欠点を有していた。

そこで本発明は上記欠点に鑑み、一方側電極乃
至放電界を簡易な手段で効率的に冷却でき、しか
も原料気体の全量が確実に放電界中を通過するこ
とのできるオゾン発生装置を提供することを目的
としたものである。

『問題点を解決するための手段』 上記の目的に沿い、先述特許請求の範囲を要旨
とする本発明の構成は前述問題点を解決するため
に、金属製平板１の表裏両最外面に同一平面上に
並置される多数の平面部２，２，２…を配し、該
金属製平板１の各平面部２以外の部位は該平面部
２より離れる方向に向つて順次深くなる多数の凹
部３，３，３…となし、この各凹部３は少なくも
該金属製平板１の一辺から他辺まで連続するよう
なし、さらに該金属製平板１には表面側の凹部３
より裏面側の凹部３に連通する小孔４を開穿して
一方側電極１０を構成し、上記一方側電極１０の
表裏両面には夫々セラミツクス板１１を介して相
手方電極１２を重合してなる技術的手段を講じた
ものである。

『作用』 それ故本発明オゾン発生装置は、一方側電極１
０と相手方電極１２，１２との間に高圧高周波電
源を印荷すると、各凹部３内で放電界が形成され
る。

上記各凹部３内での放電界は、平面部２がセラ
ミツクス板１１に重合しているため、この平面部
２の外周近くでは沿面放電が発生する。そして、
平面部２の外周より離れた部位においては間隙が
順次大きくなるので無声放電が発生することにな
る。この沿面放電と無声放電との組合せは沿面放
電が無声放電を誘発し尖頭電流等の急激な電流値
の変化を防ぐ作用を呈する。

そして、この放電状態にある凹部３には一方側
電極１０の一辺側から他辺側に向つて原料気体を
通過せしめると、該原料気体は該凹部３内に発生
した放電界を通過してオゾン化される。

また、小孔４は原料気体が自由に金属製平板１
の表裏側に移動し、流路を複雑化し一部に渦流を
も形成し放電界との接触確率と接触時間を多くな
し、さらに、金属製平板１の表裏側の流量を平均
化しオゾン化効率の変動を防止する作用を呈す
る。

さらに、一方側電極１０の表裏両面には夫々セ
ラミツクス板１１を介して相手方電極１２を重合
してなるため、セラミツクス板１１の内面は一方
側電極１０の平面部２に接触し、相手方電極１２
はその内面をセラミツクス板１１の外面に接触す
こととなり、該一方側電極１０は断熱性の高い空
気層を介することなく熱伝導性を高効率的に保つ
て相手方電極１２，１２の外面にまで連結し、し
かも該両相手方電極１２，１２は電気的には同極
となるものである。

『実施例』 次いで、本発明の実施例を添付図面に基いて説
明する。

図中、１は一方側電極１０を構成する金属製平
板である。

上記金属製平板１は、その表裏両最外面に同一
平面上に並置される多数の平面部２，２，２…を
配し、該金属製平板１の各平面部２以外の部位は
該平面部２より離れる方向に向つて順次深くなる
多数の凹部３，３，３…となし、この各凹部３は
少なくも該金属製平板１の一辺から他辺まで連続
するようなし、さらに該金属製平板１には表面側
の凹部３より裏面側の凹部３に連通する小孔４を
開穿して一方側電極１０となしてある。

上記平面部２と凹部３と小孔４とはプレス成形
や掘削成形さらにはエツチング成形等の従来公知
な製法で形成すればよい。そして、該平面部２と
凹部３との面積比は適宜に選定すればよいが、両
者は交互に位置して全面に均一に配されることが
望ましく、平面部２は後述セラミツクス板１１と
の接触面を確保し、同一平面に位置させることで
機械的精度（一方側電極１０と後述相手側電極１
２との距離精度）を簡単に得られるようになし、
また該接触面が所定の面積でセラミツクス板１１
に接触することで熱伝導を良好に保ち、さらには
この平面部２がセラミツクス板１１の内面を均一
に受けることで該セラミツクス板１１の機械的強
度を補うようになしている。

また、上記面凹部３は放電スペース及び原料気
体の流路を確保するもので第１図及び第３図実施
例においては、この凹部３は第２図及び第３図に
最も明かに示すごとく断面台形の平行な直線状の
溝状に構成され、平な底面3″と斜面部３′，３′を
有してなり、該凹部３内には表面側の凹部３より
裏面側の凹部３に連通する小孔４を並設してな
る。なお、この凹部３は第３図に示されるような
直線状ではなく複雑に曲つて金属製平板１の一辺
から他辺までの距離を長くするとともに、各列の
凹部３から他の列の凹部３へ原料気体が流れ込む
ことができるようになして通過原料気体が迷路状
の複雑な流路を通るようになすと放電界との接触
確率と接触時間とを大きくなすことが可能であ
る。

第４図乃至第６図実施例は上記の原料気体と放
電界との接触確率と接触時間とを大きくなす目的
からして製造された一方側電極１０で、金属製平
板１（実際には、高純度チタン板を使用）を一度
ラス網状に加工し、該ラス網を挟圧ローラ等でプ
レスし表裏面における最突出部を相互に連続しな
い程度に平面化して製造している。したがつて、
ラス網の各網目が小孔４となり、押潰された最突
出部が平面部２となり、金属製平板１に規則的
（チドリ状の）なスリツトを入れこの金属製平板
１を該スリツトと直角方向に引伸した際に捻じれ
た部位が傾斜面３′乃至凹部３を構成することに
なる。したがつて、このラス網状の一方側電極１
０は従来公知な加工法の組合せで上記のごとき複
雑な形状を容易に実現でき、通過気体はチドリ状
に配された平面部２，２，２…をぬつて進むこと
になり、さらには適宜小孔４より反対面側に第６
図矢印Ｐで示すごとくに移動し複雑に蛇行、渦流
を生ずることになる。なお、この製法による一方
側電極１０の表裏両面の形状は対称に表われず、
表面と裏面側とでは平面部２と凹部３との面積比
が相違するものであつたが、後述するセラミツク
ス板１１，１１を両面に重合して各凹部３で構成
される流路に原料気体を供送したところでは小孔
４の存在により両面側での内圧、及び流速は略一
定となり、特別な支障を有していないことが判明
した。

そして、上記一方側電極１０の表裏両面には
夫々セラミツクス板１１を介して相手方電極１２
を重合してなる。すなわち、このセラミツクス板
１１はその内面を一方側電極１０の各平面部２
に、外面を相手方電極１２の内面に夫々接触する
ことになる。上記セラミツクス板１１はアルミナ
純度96％以上で厚みが１mm以下のものを使用して
おり、また相手方電極１２は導電性塗料をセラミ
ツクス板１１の外面に塗付してなるが、この相手
方電極１２は金属薄板を使用したり、導電性の放
熱板を使用してもよいことは無論である。

そして、第１図乃至第３図図示例においては上
記両セラミツクス板１１は二枚を一方側電極１０
の厚みと一致する間隔を有して対設し、両者の周
縁には枠状シール剤２０を配し、さらに中央部に
は下辺部まで到達しな仕切２１を介在せしめて、
二つの収納室Ｓ１，Ｓ２と下部で両収納室Ｓ１，
Ｓ２を連結する連結路部Ｓ３とを形成してある。
そして、この、両収納室Ｓ１，Ｓ２内に一方側電
極１０が夫々収納されるが、一方側の収納室Ｓ１
の上辺部には原料気体の流入口２３が、他方側の
収納室Ｓ２の上辺部にはオゾン流出口２４が配さ
れ、該流入口２３より流入した原料気体は先ず一
方側の収納室Ｓ１を通過し次いで連結路部Ｓ３を
通つて他方側の収納室Ｓ２内に流入した最後にオ
ゾン流出口２４より流出するようになつている。
したがつて、この場合一方側電極１０，１０はそ
の凹部３が連続する方向を第１図上下方向となし
ているのは無論である。

さらに、上記セラミツクス板１１の外側には
夫々相手方電極１２が重合されるものである。ま
た、図では省略したが、本発明装置は冷却水循環
水槽に浸潰して水冷するか、相手方電極１２の外
面を外気または冷却用の気流に接触させて空冷す
るようになしてある。

なお、図中、３０は上記一方側電極１０と両相
手方電極１２との間に高圧高周波供給電源を供給
する従来公知な電源装置を示すものである。

『発明の効果』 本発明は上記のごときで一方側電極１０の平面
部２がセラミツクス板１１に重合しているため、
該セラミツクス板１１の強度は補強され、このセ
ラミツクス板１１を薄いものを使用でき効率的な
放電ができ、また、沿面放電と無声放電とを共に
利用するため、尖頭電流による電源への負担セラ
ミツクス板１１の疲労等が防止でき、また、セラ
ミツクス板１１を薄く構成できることに加え一方
側電極１０とセラミツクス板１１と相手方電極１
２とは全面ではないが相互に接触する面を有する
ため、放電により生じた熱は最外面の両相手方電
極１２，１２まで高い熱伝導率で伝わり、この両
相手方電極１２，１２つ冷却することで効率的に
放電熱を除去するができるオゾン発生装置を提供
することができるものである。

また、本本発明は凹部３に小孔４を配したこと
により、原料空気は一方側電極１０の一面側から
他面側へ移動することが有り、この際の曲流は気
流を乱して渦流を惹起し原料気体を混合して放電
界との全量接触を確保し、常に安定した効率でオ
ゾンを発生するオゾン発生装置を提供することが
できるものである。

さらに、特筆すべきは、本発明オゾン発生装置
は一方側電極１０と一対のセラミツクス板１１，
１１と同じく一対の相手方電極１２，１２の五層
構造であるため全体として薄型に構成でき、しか
も両外面側は電気的に相手方電極１２，１２であ
るため全体を冷却水槽に浸潰するなどの簡易な方
法で効率的に放電熱を除去できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明オゾン発生装置の一実施例を示
す正面図、第２図Ａ−Ａ線拡大断面図、第３図は
本発明に使用される一方側電極の平面図、第４図
は別の実施例における一方側電極の平面図、第５
は同一方側電極の底面図、第６図はＢ−Ｂ線拡大
断面図である。 １〜金属製平板、２〜平面部、３〜凹部、４〜
小孔、１０〜一方側電極、１１〜セラミツクス
板、１２〜相手方電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属製平板１の表裏両最外面に同一平面上に
   並置される多数の平面部２，２，２…を配し、該
   金属製平板１の各平面部２以外の部位は該平面部
   ２より離れる方向に向つて順次深くなる多数の凹
   部３，３，３…となし、この各凹部３は少なくも
   該金属製平板１の一辺から他辺まで連続するよう
   なし、さらに該金属製平板１には表面側の凹部３
   より裏面側の凹部３に連通する小孔４を開穿して
   薄板状の一方側電極１０を構成し、 上記一方側電極１０の表裏両面には夫々セラミ
   ツクス板１１を介して相手方電極１２を重合して
   なるオゾン発生装置。