JPH08133704A - プレ−ト型オゾン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置全体がコンパクトであるにも拘らず、高
純度，高濃度のオゾンを能率よく発生させることのでき
るプレ−ト型オゾン発生装置を提供する。 【構成】 石英材又はガラス材を誘電体として内部を放
電空隙とした筺状体の放電空隙２，２’内に、放電空隙
長を均一に保持する石英材又はガラス材からなる支柱
３，３’を１個所以上設け、前記筺状体の両外面に導電
性皮膜を形成して電極４，５を設けると共に、その周辺
部全周を電気的絶縁材９により包接して成る放電セル
１，１’の２基を、それらの一方の電極４面と電極４面
とを当接し他方の電極５面を水冷冷却器面８，８’に当
接させ、且つ、各放電セル１，１’の放電空隙２，２’
内に連通させて原料ガスの導入部６，６’とオゾンの取
出部７，７’を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高濃度，高純度のオゾ
ンを製造するためのプレ−ト型オゾン発生装置の改良に
係るものであり、特に、放電空間を形成する放電セルに
使用されるガスケットの劣化及び有毒ガスであるオゾン
の漏洩を防止し、しかもコンパクトな装置で金属汚染の
ない高純度のオゾンを高濃度で発生させることができる
プレ−ト型オゾン発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】オゾンは強力な殺菌力を持っているの
で、古くから酸化剤として化学工業に用いられているほ
か、各種の水の殺菌、脱臭，脱色等にも広く利用され、
また、近年は半導体製造分野にも適用され、広く使用さ
れている。

【０００３】従来、オゾン発生方法としては、紫外線を
酸素に照射する方法や、水を電気分解する方法などがあ
るが、工業用として多量のオゾンを連続的に発生するに
は、通常、無声放電による方法が多く採用されている。
この方法は、相対向して設けられた一対の電極の間に空
隙を形成すると共に、これら電極の一方又は双方の伝極
面に誘電体を取付けた上で、それら両電極間に交流電圧
を印加し、誘電体を介して両電極間に無声放電を持続し
て発生させ、この両電極間に空気又は酸素ガスを流通さ
せてオゾンを発生させる方法であり、その工業的なオゾ
ン発生装置としてプレ−ト型オゾン発生装置がある。

【０００４】而して、従来のこのプレ−ト型オゾン発生
装置は、電極平面に誘電体を積層した高圧電極及び接地
電極からなる一対の放電セルを、絶縁材セパレ−タを介
して対向配置し、更にその周囲にシリコン系接着剤を用
いて一体化することにより放電空隙を形成すると共に、
放電セルの外面に放熱器を設置して構成され、この放電
空隙内に対角線方向に孔を設けて、一方の孔から空気又
は酸素を導入し、無声放電させてオゾンを発生させ、他
方の孔からオゾンを収集するようにしたもので、放電空
隙を形成するために、一対の放電セルの対向面周囲に通
常シリコンガスケットを設置するが、このガスケットは
常時高濃度のオゾンに晒されるため、劣化が進みやす
く、劣化するとシ−ル性能が低下して、オゾン発生装置
としての信頼性，安定性に問題を残している。

【０００５】そこで、本発明の発明者は先に特開平6-22
7802号公報に開示されているプレ−ト型オゾン発生装置
を発明した。このプレ−ト型オゾン発生装置は、純度9
9.9％以上の二酸化珪素から成る石英を誘電体として内
部を放電空隙とした筺状体の前記放電空隙内に石英から
成る隔壁を設けて原料ガス通路を形成し、その両外面に
導電性皮膜を形成して電極を設けると共に、その周辺部
全周を電気的絶縁材により包接して成る放電セルの２基
を、それらの一方の電極面を冷却器表面に、他方の電極
面をヒ−トシンクに、それぞれ当接させ、且つ各放電セ
ルに放電空隙内に連通させて原料ガスの導入部とオゾン
の取出部を設けたものである。

【０００６】このオゾン発生装置は、よく高純度，高濃
度のオゾンを発生させることができるが、純度99.9％以
上の二酸化珪素から成る石英を用いるため、高価なもの
となり、また、外側の電極の冷却にヒ−トシンクを用い
るため、冷却が空冷となって例えば軸流ファンのような
設備が必要となるので、装置全体をコンパクトにするこ
とはできないという問題のあることが判明した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な従来技術に鑑み、装置全体がコンパクトであるにも拘
らず、高純度，高濃度のオゾンを能率よく発生させるこ
とのできるプレ−ト型オゾン発生装置を提供すること
を、その課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
することを目的としてなされたもので、その構成は、石
英材又はガラス材を誘電体として内部を放電空隙とした
筺状体の放電空隙内に、放電空隙長を均一に保持する石
英材又はガラス材からなる支柱を１個所以上設け、前記
筺状体の両外面に導電性皮膜を形成して電極を設けると
共に、その周辺部全周を電気的絶縁材により包接して成
る放電セルの２基を、それらの一方の電極面と電極面と
を当接し他方の電極面を水冷冷却器面に当接させ、且
つ、各放電セルの放電空隙内に連通させて原料ガスの導
入部とオゾンの取出部を設けたことを特徴とするもので
ある。尚、上記構成のプレ−ト型オゾン発生装置は、そ
の複数個を並列に接続することも可能である。この場合
は、接続される装置の接続側の冷却器は非接続側の冷却
器を共用できるので省略するものとする。

【０００９】即ち、本発明の発明者は、前記特開平6-22
7802号公報に記載されたオゾン発生装置の改良を目的と
して研究を重ねた結果、該オゾン発生装置においては、
放電セルに純度99.9％以上の二酸化珪素から成る石英を
用いるため高価につくこと、また、放電セルの一方の電
極面を水冷冷却器表面に、他方の電極面をヒ−トシンク
にそれぞれ当接させるようにしたため、ヒ−トシンクに
よる冷却では空冷用ファンの設備が必要であるので、装
置が大がかりになること、更には上記の放電セルではそ
の２個を並列させるのが限度であること、の点を改良す
ることにより所期の目的を達成できることを知得し、本
発明を完成させたのである。

【００１０】

【作用】本発明プレ−ト型オゾン発生装置は、放電セル
を、石英材又はガラス材を誘電体として内部を放電空隙
とした筺状体の放電空隙内に、放電空隙長を均一に保持
する石英材又はガラス材からなる支柱を１個所以上設
け、前記筺状体の両外面に導電性皮膜を形成して電極を
設けると共に、その周辺部全周を電気的絶縁材により包
接して形成し、この放電セルの２基を、それらの一方の
電極面と電極面とを当接し他方の電極面を水冷冷却器面
に当接させ、且つ、各放電セルの放電空隙内に連通させ
て原料ガスの導入部とオゾンの取出部を設けたから、オ
ゾンの発生に必要な無声放電が石英材又はガラス材の誘
電体から成る放電空隙内で行われ、電子が直接金属面に
衝突することがないので、発生したオゾン中に金属微粒
子などの異物が混入するおそれはおよそ皆無である。

【００１１】また、放電セルの放電空隙内に石英材又は
ガラス材から成る支柱を放電空隙の内壁にその一端のみ
を溶着して１個所以上設け、放電空隙長を0.4〜0.8mmの
所定の均一で短く保持できるようにしたから、放電時の
温度上昇による熱膨張により放電セルの僅かな変形によ
る熱膨張破損を防止できるので、装置が長寿命のものと
なり、上記と合わせて有機物汚染のない極めて高純度，
高濃度のオゾン化ガスを得られる。

【００１２】更に、放電セルの冷却は水冷冷却器により
行うようにしたから、冷却効率が良好で、しかも空冷に
おけるファンのような設備は不要なので、装置をコンパ
クトに形成できるし、また、上記のオゾン発生装置の複
数基を並列に接続すれば、大容量のオゾン発生装置を構
成できる。

【００１３】尚、上記における電気的絶縁材は耐オゾン
性のあるシリコン系又はフッ素系樹脂を用い、その厚み
は２mm以上、長さは15mm以上で放電セルを包接すること
が望ましい。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例を図により説明する。
図１は本発明プレ−ト型オゾン発生装置の要部の縦断側
面図、図２は放電セルの縦断正面図、図３は本発明プレ
−ト型オゾン発生装置を２基用いた装置の縦断側面図で
ある。

【００１５】図において、１，１’は放電セルで、石英
材又はガラス材から成る誘電体の内部を放電空隙２，
２’とした筺状体の放電空隙２，２’内に放電長を均一
に保持する石英材又はガラス材から成る支柱３，３’を
１個所以上設け、前記筺状体の両外面に導電性皮膜を形
成して高圧電極４及び接地電極５，５’を設け、且つ、
それらの放電空隙２，２に連通させて原料ガスの導入管
６，６’及びオゾンガスの取出管７，７’を設けて構成
され、これら放電セル１，１’を、それらの高圧電極４
を共有させると共に、接地電極５，５’の面を水冷冷却
器８，８’に当接させ、且つその周辺部全周を電気的絶
縁材９により包接して、本発明の一例のプレ−ト型オゾ
ン発生装置を構成する。尚、上記における支柱３，３’
は、その一端のみを放電セル１，１’の内面に溶着し、
また、その高さは放電空隙２，２’における放電空隙長
が0.4〜0.8mmの範囲の所定長に適合させて形成するもの
とする。尚、図中、８１は冷却水の入り口、８２は同じ
く出口である。

【００１６】上記のように構成される本発明オゾン発生
装置は、原料ガス導入管６，６’から放電空隙２，２’
内に空気又は酸素を導入し、電極４，５，５’に高圧交
流電源を接続し、冷却装置８，８’冷却水を通しながら
前記電極４，５，５’に高圧交流電圧を印加すれば、放
電空隙２，２’内で無声放電が起ってオゾンが発生し、
該オゾンはオゾン取出管７，７’から取出され、配管に
より所要個所に送られるのであるが、発生したオゾンは
高純度，高濃度で、各種の水の殺菌、脱臭，脱色等や半
導体製造分野においても有用されるものとなる。

【００１７】また、図３に示すものは、上記オゾン発生
装置の２基を並列に列設したオゾン発生装置で、接続さ
れる装置（右側）の内側（左側）の冷却器は左側の装置
の冷却器を共用させることにより順次並列に接続するこ
とができるので、このようにすれば、オゾンを能率的に
発生させることができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明は上述のとおりであって、オゾン
の発生に必要な無声放電が石英材又はガラス材の誘電体
から成る放電空隙内で行われ、電子が直接金属面に衝突
することがないので、発生したオゾン中に金属微粒子な
どの異物が混入するおそれはおよそ皆無である。

【００１９】また、放電セルの放電空隙内に石英材又は
ガラス材から成る支柱を放電空隙の内壁にその一端のみ
を溶着して１個所以上設け、放電空隙長を0.4〜0.8mmの
所定の均一で短く保持できるようにしたから、放電時の
温度上昇による熱膨張により放電セルの僅かな変形によ
る熱膨張破損を防止できるので、装置が長寿命のものと
なり、上記と合わせて有機物汚染のない極めて高純度，
高濃度のオゾン化ガスを得られる。

【００２０】更に、本発明においては、誘電体として先
願のように純度99.9％以上の二酸化珪素から成る石英を
用いることなく石英材又はガラス材を用いるので、この
面でのコストの低減を図ることができるし、また、電極
の冷却にヒ−トシンクを用いることなく水冷冷却器を用
いるので、冷却効果が大きいばかりでなく、冷却用のフ
ァンを設備する必要がないから、装置全体をコンパクト
に構成できると共に、その並列接続が可能であるので、
全体としてコストの一層の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明プレ−ト型オゾン発生装置の要部の縦断
側面図。

【図２】放電セルの縦断正面図。

【図３】本発明プレ−ト型オゾン発生装置を２基用いた
装置の縦断側面図。

【符号の説明】

１，１’ 放電セル ２，２’ 放電空隙 ３，３’ 支柱 ４ 高圧電極 ５，５’ 接地電極 ６，６’ 原料ガス導入管 ７，７’オゾンガス取出管 ８，８’ 水冷冷却器 ９ 電気的絶縁材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石英材又はガラス材を誘電体として内部
   を放電空隙とした筺状体の放電空隙内に、放電空隙長を
   均一に保持する石英材又はガラス材からなる支柱を１個
   所以上設け、前記筺状体の両外面に導電性皮膜を形成し
   て電極を設けると共に、その周辺部全周を電気的絶縁材
   により包接して成る放電セルの２基を、それらの一方の
   電極面と電極面とを当接し他方の電極面を水冷冷却器面
   に当接させ、且つ、各放電セルの放電空隙内に連通させ
   て原料ガスの導入部とオゾンの取出部を設けたことを特
   徴とするプレ−ト型オゾン発生装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のプレ−ト型オゾン発生
   装置の複数基を並列に接続させたことを特徴とするプレ
   −ト型オゾン発生装置。
3. 【請求項３】 支柱は、放電セルの内面にその一端のみ
   を溶着した請求項１又は２のプレ−ト型オゾン発生装
   置。
4. 【請求項４】 電極間の放電空隙長を0.4〜0.8mmの範囲
   の所定長さとした請求項１〜３のいずれかのプレ−ト型
   オゾン発生装置。