JPH09301704A - オゾン発生素子及びオゾン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成でオゾンの漏出を安定して防止し
得るオゾン発生素子及びオゾン発生装置を提供する。 【解決手段】 金属電極２０を内蔵する誘電体層１
３、１４からなる第１放電体１２と、金属電極２１を内
蔵する誘電体層１７、１８からなる第２放電体１６とを
対向させたオゾン発生器において、誘電体層１３、１４
間、及び、誘電体層１７、１８に割れ検出用配線３２、
３４を配設する。ここで、誘電体層が割れてオゾンが漏
洩するようになると、割れ検出用配線３２、３４が断線
する。この割れ検出用配線３２、３４の断線を、検出回
路８２が検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オゾン発生素子及
びオゾン発生装置に関し、特に、公衆浴場或いは中水道
の水の処理、食品加工等に用いるオゾン発生器であっ
て、オゾンの漏洩防止装置を備えるオゾン発生素子及び
オゾン発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】産業用の大型のオゾン発生器としては、
円筒形の物が多く用いられている。円筒形のオゾン発生
器においては、裏面に金属電極の配設された円筒状のガ
ラス管と該ガラス管と同心状に形成されたステンレス管
との間に電圧を印加することにより、該ガラス管とステ
ンレス管との間に無声放電を発生させ、酸素からオゾン
を生成していた。

【０００３】また、中型のオゾン発生器としては、金属
電極を埋設したセラミック板を対向させて、該両セラミ
ック板に電圧を印加することにより、無声放電を発生さ
せ、酸素からオゾンを生成するタイプが多く用いられて
いる。このセラミック板を用いるタイプは、廉価に構成
できるとともに、効率が高いという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の対向配置したセラミック板にて無声放電を発生させ
るオゾン発生器においては、ステンレス管を用いる円筒
型と異なり、セラミック板にクラックが入り、このクラ
ックから有害な高濃度のオゾンが漏出することがあっ
た。この対策として、オゾンセンサを配置してオゾン発
生器外部のオゾン濃度を監視することも考え得るが、オ
ゾンセンサに性能劣化が生ずるため長期間安定してオゾ
ンを検出することが困難で、また、構成が複雑となるた
め廉価に製造することできないことが予想された。

【０００５】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、簡易な
構成でオゾンの漏出を安定して防止し得るオゾン発生素
子及びオゾン発生装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１では、金属電極を有し、その金属電極を放
電空間に対して絶縁するセラミック層からなる一対の放
電体を対向させて形成する無声放電方式のオゾン発生素
子であって、前記セラミック層に配設された割れ検出用
配線を備えたことを技術的特徴とする。

【０００７】上記の目的を達成するため、請求項２で
は、セラミック層を介して線状放電電極と面状誘導電極
とを一体的に設けた沿面放電方式のオゾン発生素子であ
って、前記セラミック層に配設された割れ検出用配線を
備えたことを技術的特徴とする。

【０００８】上記の目的を達成するため、請求項３で
は、金属電極を有し、その金属電極を放電空間に対して
絶縁するセラミック層からなる一対の放電体を対向させ
て形成する無声放電方式のオゾン発生装置であって、前
記セラミック層に配設された割れ検出用配線と、該割れ
検出用配線の断線により放電体の割れを検出する割れ検
出手段とを備えたことを技術的特徴とする。

【０００９】上記の目的を達成するため、請求項４で
は、セラミック層を介して線状放電電極と面状誘導電極
とを一体的に設けた沿面放電方式のオゾン発生装置であ
って、前記セラミック層に配設された割れ検出用配線
と、該割れ検出用配線の断線により放電体の割れを検出
する割れ検出手段とを備えたことを技術的特徴とする。

【００１０】請求項５のオゾン発生素子では、請求項１
又は２において、前記割れ検出用配線が前記金属電極を
ほぼ包囲するように、該金属電極と同じセラミック層の
間に配置されていることを技術的特徴とする。

【００１１】請求項６のオゾン発生装置では、請求項３
又は４において、前記割れ検出用配線が前記金属電極を
ほぼ包囲するように、該金属電極と同じセラミック層の
間に配置されていることを技術的特徴とする。

【００１２】請求項７のオゾン発生素子では、請求項１
又は２において、前記割れ検出用配線が前記金属電極と
異なるセラミック層の間に配置されていることを技術的
特徴とする。

【００１３】請求項８のオゾン発生装置では、請求項３
又は４において、前記割れ検出用配線が前記金属電極と
異なるセラミック層の間に配置されていることを技術的
特徴とする。

【００１４】請求項９のオゾン発生素子では、請求項１
又は２において、前記割れ検出用配線が前記セラミック
層の表面に配置されていることを技術的特徴とする。

【００１５】請求項１０のオゾン発生装置では、請求項
３又は４において、前記割れ検出用配線が前記セラミッ
ク層の表面に配置されていることを技術的特徴とする。

【００１６】請求項１１のオゾン発生装置では、請求項
３又は４において、１つの前記割れ検出手段が、直列に
結線された前記一対の放電体の該割れ検出用配線の断線
を検出することを技術的特徴とする。

【００１７】

【作用】請求項１又は２の構成では、セラミック層が割
れてオゾンが漏洩するようになると、このセラミック層
の割れに伴い、割れ検出用配線が断線し、外部機器等に
電気的な断線を認識させることができる。

【００１８】請求項３又は４の構成では、セラミック層
が割れてオゾンが漏洩するようになると、このセラミッ
ク層の割れに伴い、割れ検出用配線が断線する。この割
れ検出用配線の断線を、割れ検出手段が検出する。

【００１９】請求項５又は６の構成では、割れ検出用配
線と金属電極とを同じセラミック層の間に配置してある
ため、割れ検出用配線を収容するためのセラミック層を
設ける必要がない。このため、オゾン発生素子、オゾン
発生装置を廉価に構成することができる。

【００２０】請求項７又は８の構成では、割れ検出用配
線が金属電極と異なるセラミック層の間に配置してある
ため、該割れ検出用配線を自由に配設することができ
る。

【００２１】請求項９又は１０の構成では、割れ検出用
配線が前記セラミック層の表面に配置されているため、
割れ検出用配線を埋設するためのセラミック層を設ける
必要がない。このため、オゾン発生素子、オゾン発生装
置を廉価に構成することができる。

【００２２】請求項１１の構成では、一対の放電体の該
割れ検出用配線が直列に接続されているため、１つの割
れ検出手段にて２枚の放電体の割れを検出することがで
きる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施態
様について図を参照して説明する。図１は、本発明の第
１実施態様に係るオゾン発生素子の組み立てを示してい
る。オゾン発生素子は、裏面にタングステンの金属電極
２０が配置されたアルミナから成る板状の第１放電板
（放電体）１２と、スペーサ２５と、裏面にタングステ
ンの金属電極２１が配置されたアルミナから成る板状の
第２放電板（放電体）１６とから構成され、該金属電極
２０の上面及び金属電極２１の下面にはアルミニューム
から成る放熱フィン（ヒートシンク）２２、２４が半田
により取り付けられている。

【００２４】この第１放電板１２は、２枚のグリーンシ
ートを焼成した誘電体層１３、１４から成り、上方の誘
電体層１３には開口部１３ａが設けられている。また、
下方の誘電体層１４には、上記金属電極２０と、この金
属電極２０を包囲するようにタングステンの割れ検出用
配線３２とが配置されている。第１放電板１２には、後
述する電源回路と金属電極２０とを接続するための端子
２０ａと、後述する検出回路と割れ検出用配線３２とを
接続するための端子３２ａ、３２ｂとが配設されてい
る。

【００２５】他方、第２放電板１６は、２枚のグリーン
シートを焼成した誘電体層１７、１８から成り、下方の
誘電体層１８には、開口部（図示せず）が設けられてい
る。また、上方の誘電体層１７の下面には、上記金属電
極２１と、この金属電極２１を包囲するように割れ検出
用配線３４とが配置されている。第２放電板１６には、
電源回路と金属電極２１とを接続するための図示しない
端子と、検出回路と割れ検出用配線３４とを接続するた
めの端子３４ａ、３４ｂとが配設されている。また、こ
の第２放電板１６には、外部から酸素を取り入れるため
の酸素導入孔２６と、外部へオゾンを導き出すためのオ
ゾン導出孔２８とが設けられている。この第１放電板１
２と第２放電板１６との間に介在するスペーサ２５は、
中心に開口部２５ａが形成されて放電空間Ａを作り出
す。スペーサ２５は、可撓性を有すると共に耐オゾン性
の高いフッ素ゴムから成り、該第１放電板１２と第２放
電板１６とに密着して開口部２５ａによって形成される
放電空間Ａからオゾンが漏出する事を防ぐ。

【００２６】次に、第１実施態様のオゾン発生素子の製
造方法について述べる。先ず、第１放電板１２の製造方
法について説明する。アルミナ粉末にＭｇＯ２％（重量
比、以下同じ）、ＣａＯ２％、ＳｉＯ₂ ４％を混合して
ボールミルで５０〜８０時間、湿式粉砕した後に脱水乾
燥する。この粉末にメタクリル酸イソブチルエステル３
％、ブチルエステル３％、ニトロセルロース１％、ジオ
クチルフタレート０．５％を加え、更に、溶剤としてト
リクロールエチレン、ｎ−ブタノールを加えてボールミ
ルで混合して流動性のあるスラリーとする。これを減圧
脱泡後に平板状に流し出して徐冷し、溶剤を発散させ厚
さ０．８mmのアルミナグリーンシート１３γ、１４γを
形成する。そして、金属電極２０及び割れ検出用配線３
２を形成するためにタングステン粉末をスラリー状にし
てメタライズインクを形成する。このタングステンメタ
ライズインクを下側のアルミナグリーンシート１４γに
面状にスクリーン印刷して金属ペースト層２０γ、３２
γを形成する。そして、図２に示すように、金属ペース
ト層２０γの周縁部２０ｂを埋設させる大きさに、上側
のアルミナグリーンシート１３γの中央部を打ち抜いて
開口部１３ａを形成し（即ち、開口部１３ａを金属ペー
スト層２０γよりも小さく形成する）、上記アルミナグ
リーンシート１４γの上に該アルミナグリーンシート１
３γを熱圧着する。この熱圧着したアルミナグリーンシ
ート１３γ、１４γの一方の端部に金属電極からの接続
用の端子２０ａを形成するためのスルーホール３０を穿
設し、また、検出用配線３２の端子３２ａ、３２ｂを形
成するためのスルーホール３１ａ、３１ｂを穿設して、
該スルーホール３０、３１ａ、３１ｂ内に、端子用のメ
タライズインクを充填し、このように積層したアルミナ
グリーンシート１３γ、１４γを１４００°Ｃ〜１６０
０°Ｃの非酸素雰囲気下で同時焼成する。この同時焼成
により形成された第１放電板１２の放電空間Ａ側の放電
面（対向面側）は、表面粗度がＲａで０．４〜０．５μ
ｍになっている。

【００２７】この同時焼成により形成された第１放電板
１２の放電空間Ａ側の放電面（対向面側）をラッピング
研磨により表面粗度をＲａで０．２μｍ以下にする。こ
こでは、加工機械として片面研磨機を用い、該片面研磨
機のディスク側に複数の第１放電板１２を取り付ける。
このディスクと対向する側に、２〜３μｍのダイヤモン
ドを研磨剤として用いる研磨部材を配置し、該ディスク
側に取り付けられた第１放電板１２を該研磨部材に圧力
１kg／cm² で押し当て、ディスクを１時間回転させるこ
とにより該第１放電板１２のラッピング研磨を行う。

【００２８】この表面研磨の完了した第１放電板１２の
金属電極２０側にニッケルメッキを施し、半田又は熱伝
導性接着剤にて放熱フィン２２を直接取り付ける。な
お、同様にして第２放電板１６を、２枚の積層されたア
ルミナグリーンシート１７γ、１８γに酸素導入孔２６
を形成するためのスルーホールと、また、オゾン導出孔
２８を形成するためのスルーホールとを穿設した後に、
同時焼成により形成する。そして、放電空間Ａ側の放電
面（対向側）をラッピング研磨により表面粗度を０．２
μｍ以下にし、放電面の裏面側に放熱フィン２４を取り
付ける。

【００２９】ここで、後述する改変例のように金属電極
２０、２１と異なる誘電体層間に割れ検出用配線３２、
３４を配置する際には、金属電極２０の上層の誘電体層
に割れ検出用配線３２を配置し、金属電極２１の下層の
誘電体層に割れ検出用配線３４を配置する必要がある。
これに対して本実施態様では、同じ誘電体層１４、１７
上に金属電極２０、２１と割れ検出用配線３２、３４と
を配置しているため、第１、第２放電板１２、１６の裏
面の金属電極２０、２１に放熱フィン２２、２４を直接
取り付けることが可能となる。このため、該金属電極２
０、２１が低温に保たれ、発生したオゾンが熱により酸
素に還元されることがなくなり、効率良くオゾンを発生
することができる。

【００３０】このオゾン発生素子１０を取り付けるため
の取り付け装置５０について、該取り付け装置５０の断
面を示す図３を参照して説明する。取り付け装置５０
は、耐オゾン性の高いテフロンから形成され、略矩形状
から成り中央部に開口部５４ａが形成された周縁部５４
と、この周縁部５４の上部に載置される蓋体５２とから
成り、該周縁部５４の開口部５４ａにオゾン発生素子１
０を保持するように構成されている。該周縁部５４に
は、オゾン発生素子１０の周縁部を嵌入するための段部
５４ｂが形成されている。オゾン発生素子１０の酸素導
入孔２６の下方位置には、凹部６０が形成され、該凹部
６０の略中央位置には上方を指向する凸部５６ｂが形成
され、この凸部５６ｂの中央には上記オゾン発生素子１
０の酸素導入孔２６と連通させるための酸素導入孔５６
が形成されている。この酸素導入孔５６の下方には、図
示しない外部部材からのテフロンパイプを嵌入するため
のテーパ孔６２が形成されている。該凹部６０と凸部５
６ｂとの間には、オゾン発生素子１０と接してオゾンの
漏出を防ぐための０リング６６が配置されている。他
方、オゾン発生素子１０のオゾン導出孔２８の下方位置
には、凹部６１が形成され、該凹部６１の略中央位置に
は上方を指向する凸部５８ｂが形成され、この凸部５８
ｂの中央には上記オゾン発生素子１０のオゾン導出孔２
８と連通させるためのオゾン導出孔５８が形成されてい
る。このオゾン導出孔５８の下方には、図示しない外部
部材からのテフロンパイプを嵌入するためのテーパ孔６
４が形成されている。

【００３１】また、この実施態様では、図２に示すよう
に、金属ペースト層２０γの周縁部２０ｂを埋設させる
大きさに、上側のアルミナグリーンシート１３γの開口
部１３ａを形成し、下側のアルミナグリーンシート１４
γに取り付け同時焼成を行っている。即ち、第１放電板
１２の裏面の金属電極２０の周縁部分２０ｂをセラミッ
クに埋設させている。このように構成しているのは、図
２に示すように、金属電極２０の周縁部分２０ｂと開口
部１３ａとが離れていると、特に金属電極２０の４つの
隅部２０ｃ、２０ｃ、２０ｃ、２０ｃと他方の金属電極
２１との間で沿面放電が生じ、オゾンを発生することに
なるからである。金属電極２０は、オゾン発生素子の外
側に配置されているためオゾンを発生することは望まし
くない。この理由から、金属電極２０の周縁部分２０ｂ
をセラミックに埋設することによりオゾンの発生を防い
でいる。なお、第２放電板１６側も同様にして金属電極
の周縁部分を埋設してオゾンの発生を防いでいる。

【００３２】引き続き、本実施態様のオゾン発生素子の
割れを検出する割れ検出手段であるオゾン漏出検出回路
を有するオゾン発生装置について図４を参照して説明す
る。このオゾン漏出検出回路８２は、ゲートＡ１と、抵
抗器Ｒ１とトランジスタＴＲ１とからなり、ＴＲ１の出
力により電源回路８０へのＡＣ１００Ｖの電力供給をオ
ン・オフするリレーＲＥ１を制御するように構成されて
いる。電源回路８０は、リレーＲＥ１を介してＡＣ１０
０Ｖの商用電力が供給されると、これを数千Ｖの矩形波
に変換して第１放電板１２の金属電極２０と、第２放電
板１６の金属電極２１との間に印加し、図３に示す両放
電板１２、１６間のエアーギャップに無声放電を発生せ
しめて、図示しない酸素ガス源から供給された酸素から
オゾンを生成する。

【００３３】一方、オゾン漏出検出回路８２のゲートＡ
１の一方の入力端子Ａ１ａには、ＤＣ５Ｖが供給され、
この電位は、第１放電板１２の割れ検出用配線３２の端
子３２ａにも供給されている。第１放電板１２の割れ検
出用配線３２と第２放電板１６の割れ検出用配線３４と
は直列に接続されており、ゲートＡ１の他方の入力端子
Ａ１ｂには、抵抗Ｒ２にて降圧した電位が印加されるよ
うになっている。

【００３４】ここで、オゾン発生素子が正常に動作して
いるとき、即ち、第１放電板１２及び第２放電板１６に
クラックが入らず、割れ検出用配線３２及び３４が断線
していないときには、ゲートＡ１の入力端子Ａ１ｂに
は、入力端子Ａ１ａと比較して低い電位が入力され、該
ゲートＡ１はハイレベルを出力する。これにより、トラ
ンジスタＴＲ１が通電され、リレーＲＥ１がオンとな
り、電源回路８０にＡＣ１００Ｖの電力が供給される。

【００３５】他方、保守作業者が誤って工具をオゾン発
生素子１０にぶつけ、放電板１２、１６のいずれかにク
ラックを入れてしまった場合、或いは、酸素源からの酸
素の供給が何らかの原因により滞り、オゾン発生素子１
０の放電板１２、１６が異常発熱し、熱衝撃によりクラ
ックを入れてしまった場合、動作を継続するとオゾンを
外部に漏出させることになる。ここで、放電板１２、１
６にクラックが入った際には、該クラックは周縁部まで
達する。言い換えるなら、セラミックからなる放電板１
２、１６の中央部分にクラックが発生したなら、このク
ラックは周縁部までほぼ確実に延びて行く。ここで、ク
ラックが周縁部まで延びると、割れ検出用配線３２又は
３４に断線を生ぜしめる。この割れ検出用配線３２又は
３４の断線により、ゲートＡ１の入力端子Ａ１ｂにはＤ
Ｃ５Ｖが加わるようになる。これにより、該ゲートＡ１
の出力はロウレベルとなり、トランジスタＴＲ１の通電
が停止され、リレーＲＥ１がオフとなり、電源回路８０
への電力の供給が中断される。

【００３６】この実施態様では、１台のオゾン漏出検出
回路８２にて、一対の放電板１２、１６のひび割れを監
視した。即ち、１台のオゾン漏出検出回路８２にて１台
のオゾン発生素子１０のひび割れを監視したが、１台の
オゾン漏出検出回路８２にて複数台のオゾン発生素子１
０のひび割れを監視することもできる。２台のオゾン発
生素子１０、１０’の放電板１２、１６、１２’、１
６’を監視するオゾン発生装置の構成例について図５を
参照して説明する。

【００３７】この回路構成においては、２台のオゾン発
生素子１０、１０’の放電板１２、１６、１２’、１
６’に備えられた割れ検出用配線３２、３４、３２’、
３４’が直列に接続され、抵抗Ｒ２により降圧した電位
がゲートＡ１の入力端子Ａ１ｂに印加されている。ここ
で、オゾン発生素子１０、１０’の放電板１２、１６、
１２’、１６’のいずれかにひび割れが生じると、当該
放電板に備えられた割れ検出用配線が断線して、ゲート
Ａ１の入力端子Ａ１ｂにＤＣ５Ｖが加わるようになる。
これにより、該ゲートＡ１の出力はロウレベルとなり、
トランジスタＴＲ１の通電が停止され、リレーＲＥ１が
オフとなり、電源回路８０への電力の供給が中断され
る。

【００３８】引き続き、第１実施態様の改変例について
図６及び図７を参照して説明する。図１を参照して上述
した構成例では、割れ検出用配線３２が金属電極２０と
共に、誘電体層１４、１３の間に配置され、また、割れ
検出用配線３４が金属電極２１と共に、誘電体層１７、
１８の間に配置されたが、この改変例においては、割れ
検出用配線３２と金属電極２０とが異なる誘電体層間に
配置される。

【００３９】図６は、当該改変例に係るオゾン発生素子
の組み立てを示している。オゾン発生素子は、金属電極
２０を収容するアルミナから成る板状の第１放電板１２
と、スペーサ２５と、金属電極２１を収容する板状の第
２放電板１６とから構成され、該第１放電板１２の上面
及び第２放電板１６の下面にはヒートシンク２２、２４
が取り付けられている。

【００４０】この第１放電板１２は、３枚のグリーンシ
ートを焼成した誘電体層１３、１４、１５から成り、誘
電体層１３、１４間には金属電極２０が配置され、ま
た、誘電体層１３、１５間にはタングステンの割れ検出
用配線３２が配置されている。当該第１放電板１２に
は、電源回路８０と金属電極２０とを接続するための端
子２０ａと、検出回路８２と割れ検出用配線３２とを接
続するための端子３２ａ、３２ｂとが配設されている。
同様に、第２放電板１６は、３枚のグリーンシートを焼
成した誘電体層１７、１８、１９から成り、誘電体層１
７、１８間には金属電極２１が配置され、また、誘電体
層１８、１９間には割れ検出用配線３４が配置されてい
る。

【００４１】図７（Ａ）に、図６に示す第１放電板１２
の平面図を示す。誘電体層１３の上には、割れ検出用配
線３２が該第１放電板１２の長手方向と平行になるよう
に、折り返しながら隈なく配置されている。この改変例
は、製造が容易であるとともに、第１、第２放電板１
２、１６の中央に、周縁まで延在しない微小なクラック
が入った時点で、割れ検出用配線３２、３４が断線する
ため、オゾンの漏出が発生する以前に、オゾン発生素子
１０を停止できるという利点がある。

【００４２】図７（Ｂ）に別の改変例に係る第１放電板
１２の平面図を示す。図７（Ａ）に示した第１放電板で
は、割れ検出用配線３２が誘電体層１５の下に配設され
ていたが、図７（Ｂ）に示す例では、割れ検出用配線３
２が誘電体層１３の上に露出している。この図７（Ｂ）
に示す例は、製造コストが廉価であるという特徴を有す
る。

【００４３】図８に更に別の改変例に係るオゾン発生素
子１０’の組み立てを示している。図１に示す構成で
は、第１放電板１２と第２放電板１６とに、開口部１３
ａを設け金属電極２０、２１に直接ヒートシンク２２、
２４を取り付けたが、図８に示すオゾン発生素子では、
該金属電極２０、２１が、それぞれ誘電体層１３、１８
内に埋設されている。該誘電体層１３、１８の表面にヒ
ートシンク２２、２４が取り付けられる。この構成は、
オゾン発生素子を廉価に構成できる利点がある。

【００４４】引き続き、本発明の第２実施態様について
図９乃至図１２を参照して説明する。上述した第１実施
態様では、無声放電型のオゾン発生素子に本発明を適用
した例を挙げたが、第２実施態様では、沿面放電型のオ
ゾン発生素子に本発明を適用している。図９は、第２実
施態様に係るオゾン発生素子１１０を示している。この
オゾン発生素子１１０は、セラミックから成る第１の誘
電体層１１３と第２の誘電体層１１４とからなり、第１
誘電体層１１３と第２誘電体層１１４との間には、面状
誘導電極１２１が配置され、第１誘電体層１１３の上面
には、線状放電電極１２０が配置されている。この線状
放電電極１２０の上には、磨耗防止のための図示しない
グレーズ層が配設されている。図７（Ｂ）には、図７
（Ａ）に示すオゾン発生素子１１０を下方から見た状態
を示している。第１誘電体層１１３と第２誘電体層１１
４との間には、第１誘電体層１１３と第２誘電体層１１
４の割れを検出するための割れ検出電極１３２が、面状
誘導電極１２１と共に配置されている。即ち、割れ検出
電極１３２は、該面状誘導電極１２１を包囲するよう
に、オゾン発生素子１１０の周縁部に配置されている。
この第２誘電体層１１４側には、面状誘導電極１２１と
接続された端子１２１ａと、また、割れ検出電極１３２
と接続された端子１３２ａ、１３２ｂとが露出してい
る。なお、面状誘導電極１２１は、図中に示すようにベ
タ塗りにする他、メッシュ状にも形成でき、更に、太い
線状に形成することも可能である。太い線状に形成する
際には、線状放電電極１２０の外端よりも５mm以上外側
に延在するように形成すればよい。

【００４５】このオゾン発生素子１１０を取り付けるた
めの取り付け装置１５０について、該取り付け装置１５
０の断面を示す図１０を参照して説明する。取り付け装
置１５０は、耐オゾン性の高いテフロンから形成され、
略矩形状から成り中央部に凹部１５４ａが形成された周
縁部１５４と、この周縁部１５４の上部に載置される蓋
体１５２とから成り、該周縁部１５４の凹部１５４ａ上
にオゾン発生素子１１０を保持するように構成されてい
る。該周縁部１５４には、オゾン発生素子１１０の周縁
部を支持するための段部１５４ｂが形成されている。な
お、オゾン発生素子１１０は、図９（Ｂ）に示すよう
に、線状放電電極１２０を下側に向けて取り付けられて
いる。

【００４６】周縁部１５４の凹部１５４ａには、酸素導
入孔１５６及びオゾン導出孔１５８が形成されている。
この酸素導入孔１５６の下方には、図示しない外部部材
からのテフロンパイプを嵌入するためのテーパ孔１６２
が形成され、他方、オゾン導出孔１５８の下方には、図
示しない外部部材からのテフロンパイプを嵌入するため
のテーパ孔１６４が形成されている。

【００４７】この第２実施態様においても、割れ検出配
線１３２の断線を検出する検出回路の構成及び、オゾン
発生素子１１０に電力を供給する電源回路の構成は、図
４を参照して上述した第１実施態様と同様であるため、
図示を省略する。この第２実施態様のオゾン発生素子１
１０において、第１、第２誘電体層１１３、１１４のい
ずれかにクラックが入った場合、動作を継続するとオゾ
ンを外部に漏出させることになる。ここで、誘電体層１
１３、１１４にクラックが入った際には、該クラックは
周縁部まで達する。言い換えるなら、セラミックからな
る誘電体層１１３、１１４の中央部分にクラックが発生
したなら、このクラックは周縁部までほぼ確実に延びて
行く。ここで、クラックが周縁部まで延びると、割れ検
出用配線１３２に断線を生じぜしめる。この割れ検出用
配線１３２の断線を図示しない検出回路が検出すると、
電源回路への電力の供給を中断させる。

【００４８】なお、上述した第２実施態様のオゾン発生
素子１１０においては、図１０に示すよう誘電体層１１
４に放熱フィン２２が取り付けられているが、図１を参
照した上述した第１実施態様と同様に、誘電体層１１４
に開口部を設けて、面状誘導電極１２１に直接放熱フィ
ン２２を取り付けることも可能である。

【００４９】引き続き、第２実施態様の改変例について
図１１を参照して説明する。図９を参照して上述した構
成例では、割れ検出用配線１３２が面状誘導電極１２１
と共に、誘電体層１１３、１１４の間に配置されたが、
この改変例においては、割れ検出用配線１３２と面状誘
導電極１２１とが異なる誘電体層間に配置されている。

【００５０】図１１（Ａ）は、当該改変例に係るオゾン
発生素子を示している。オゾン発生素子１１０は、アル
ミナから成る３枚の板状誘電体層１１３、１１４、１１
５から構成され、面状誘導電極１２１を誘電体層１１
３、１１４の間に、また、割れ検出用配線１３２を誘電
体層１１４、１１５の間に収容している。

【００５１】図１１（Ｂ）に、図１１（Ａ）に示すオゾ
ン発生素子１１０を下側から見た状態を示す。誘電体層
１１５の下には、割れ検出用配線１３２が該オゾン発生
素子１１０の長手方向と平行になるように、折り返しな
がら隈なく配置されている。この改変例は、製造が容易
であるとともに、オゾン発生素子１１０の中央に、周縁
まで延在しない微小なクラックが入った時点で、割れ検
出用配線１３２が断線するため、オゾンが漏出する以前
に、オゾン発生素子１１０を停止できるという利点があ
る。

【００５２】図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に別の改変例
に係るオゾン発生素子１１０を示す。図１１（Ａ）に示
したオゾン発生素子では、割れ検出用配線１３２が誘電
体層１１５の下に配設されていたが、図１２（Ａ）、図
１２（Ｂ）に示す例では、割れ検出用配線１３２が誘電
体層１１４の上に露出している。この図１２（Ａ）、図
１２（Ｂ）に示す例は、製造コストが廉価であるという
特徴を有する。

【００５３】引き続き、本発明の第３実施態様について
図１３を参照して説明する。第３実施態様では、本発明
の構成を円筒形のオゾン発生素子に適用している。オゾ
ン発生素子２１０は、裏面に金属電極９４の蒸着された
円筒状のガラス管９２と該ガラス管９２と同心状に形成
されたステンレス管９６との間に電圧を印加することに
より、該ガラス管９２とステンレス管９６との間に無声
放電を発生させ、酸素からオゾンを生成する。

【００５４】このガラス管９２の金属電極９４の上に
は、蒸着により形成れされた絶縁層９８を介して、蒸着
により割れ検出用配線９９が配設されている。この第３
実施態様においても、なんらかの理由によりガラス管９
２にひびが入ると、割れ検出用配線９９が断線し、この
断線を図４を参照して上述した検出回路が検出して、オ
ゾン発生素子２１０の動作を停止させる。

【００５５】なお、上述した実施態様では、誘電体層を
構成するセラミックとして、アルミナを主成分とするセ
ラミック材料を用いたが、ＡｌＮ、ガラスセラミック、
ＳｉＣ、ムライト、ガラスセラミック等、種々のセラミ
ック材料を採用することができる。また、電極、割れ検
出用配線を形成する金属ペースト層の材料はセラミック
材料に応じて適宜選択すればよく、例えば、タングステ
ン、モリブデン、銅、銀等を用いることができる。ま
た、上述した実施態様では、純酸素からオゾンを生成す
る例を挙げたが、空気を乾燥させてオゾンを生成するタ
イプのオゾン発生装置にも本発明は好適に適用できる。
なお、上記実施態様では、検出回路をディスクリートな
回路により構成したが、ＩＣ等種々の装置により割れ検
出用配線の断線を検出することが可能である。

【００５６】

【効果】以上記述したように本発明のオゾン発生素子及
びオゾン発生装置によれば、オゾンセンサと異なり経年
変化が生じないため、安定して長期に渡りオゾンの漏出
を防止することが可能となる。また、オゾン漏出の防止
を簡易で廉価な構成で実現ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るオゾン発生素子の製
造工程を示す斜視図である。

【図２】図１に示すオゾン発生素子の放電板の平面図で
ある。

【図３】第１実施例に係るオゾン発生素子が取り付け装
置に保持された状態を示す断面図である。

【図４】第１実施態様に係るオゾン発生素子の電源回路
と検出回路との回路図である。

【図５】第１実施態様の改変例に係るオゾン発生素子の
電源回路と検出回路との回路図である。

【図６】本発明の第１実施例の改変例に係るオゾン発生
素子の製造工程を示す斜視図である。

【図７】図７（Ａ）は、図６に示すオゾン発生素子の放
電板の平面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す
オゾン発生素子の改変例に係る放電板の平面図である。

【図８】本発明の第１実施例の別改変例に係るオゾン発
生素子の製造工程を示す斜視図である。

【図９】本発明の第２実施例に係るオゾン発生素子の斜
視図である。

【図１０】第２実施例に係るオゾン発生素子が取り付け
装置に保持された状態を示す断面図である。

【図１１】本発明の第２実施例の改変例に係るオゾン発
生素子の斜視図である。

【図１２】本発明の第２実施例の改変例に係るオゾン発
生素子の斜視図である。

【図１３】本発明の第３実施例係るオゾン発生素子の断
面図である。

【符号の説明】

１０ オゾン発生素子 １２ 第１放電板（セラミック層） １６ 第２放電板（セラミック層） ２０ 金属電極 ２１ 金属電極 ８０ 電源回路 ８２ 検出回路（割れ検出手段） ３２ 割れ検出用配線 ３４ 割れ検出用配線 １１０ オゾン発生素子 １３４ 割れ検出用配線 Ａ 放電空間

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属電極を有し、その金属電極を放電空
   間に対して絶縁するセラミック層からなる一対の放電体
   を対向させて形成する無声放電方式のオゾン発生素子で
   あって、 前記セラミック層に配設された割れ検出用配線を備えた
   ことを特徴とするオゾン発生素子。
2. 【請求項２】 セラミック層を介して線状放電電極と面
   状誘導電極とを一体的に設けた沿面放電方式のオゾン発
   生素子であって、 前記セラミック層に配設された割れ検出用配線を備えた
   ことを特徴とするオゾン発生素子。
3. 【請求項３】 金属電極を有し、その金属電極を放電空
   間に対して絶縁するセラミック層からなる一対の放電体
   を対向させて形成する無声放電方式のオゾン発生装置で
   あって、 前記セラミック層に配設された割れ検出用配線と、 該割れ検出用配線の断線により放電体の割れを検出する
   割れ検出手段とを備えたことを特徴とするオゾン発生装
   置。
4. 【請求項４】 セラミック層を介して線状放電電極と面
   状誘導電極とを一体的に設けた沿面放電方式のオゾン発
   生装置であって、 前記セラミック層に配設された割れ検出用配線と、 該割れ検出用配線の断線により放電体の割れを検出する
   割れ検出手段とを備えたことを特徴とするオゾン発生装
   置。
5. 【請求項５】 前記割れ検出用配線が前記金属電極をほ
   ぼ包囲するように、該金属電極と同じセラミック層の間
   に配置されていることを特徴とする請求項１又は２のオ
   ゾン発生素子。
6. 【請求項６】 前記割れ検出用配線が前記金属電極をほ
   ぼ包囲するように、該金属電極と同じセラミック層の間
   に配置されていることを特徴とする請求項３又は４のオ
   ゾン発生装置。
7. 【請求項７】 前記割れ検出用配線が前記金属電極と異
   なるセラミック層の間に配置されていることを特徴とす
   る請求項１又は２のオゾン発生素子。
8. 【請求項８】 前記割れ検出用配線が前記金属電極と異
   なるセラミック層の間に配置されていることを特徴とす
   る請求項３又は４のオゾン発生装置。
9. 【請求項９】 前記割れ検出用配線が前記セラミック層
   の表面に配置されていることを特徴とする請求項１又は
   ２のオゾン発生素子。
10. 【請求項１０】 前記割れ検出用配線が前記セラミック
    層の表面に配置されていることを特徴とする請求項３又
    は４のオゾン発生装置。
11. 【請求項１１】 １つの前記割れ検出手段が、直列に結
    線された前記一対の放電体の該割れ検出用配線の断線を
    検出することを特徴とする請求項３又は４のオゾン発生
    装置。