JPH10291806A - オゾン発生装置 - Google Patents
オゾン発生装置Info
- Publication number
- JPH10291806A JPH10291806A JP11650197A JP11650197A JPH10291806A JP H10291806 A JPH10291806 A JP H10291806A JP 11650197 A JP11650197 A JP 11650197A JP 11650197 A JP11650197 A JP 11650197A JP H10291806 A JPH10291806 A JP H10291806A
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- Japan
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- ozone generating
- electrode
- ozone
- discharge
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- Pending
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電界の集中部を広げることにより、オゾン発
生効率の高いオゾン発生素子を得る。 【解決手段】 本発明のオゾン発生装置は発生高周波高
電圧電源９に接続された放電電極１１と大地に接地され
る接地電極１２との間に誘電体１３を有するオゾン発生
素子１と、オゾン発生素子を固定する絶縁体２と、オゾ
ン発生素子と絶縁体とを収納し、かつ原料ガス７を流す
流通孔をもうけたオゾン発生チャンバ６とからなり、オ
ゾン発生素子の放電電極の端部と空隙を介して対向する
空間に補助電極３を設けた構成にしている。このよう
に、放電電極の端部と空隙を介して対向する空間に補助
電極を設けたので、放電空間５の電界が広くなるため、
放電電極近傍のオゾン発生量が従来のものよりも増加
し、効率の高いオゾン発生素子を得る効果がある。
生効率の高いオゾン発生素子を得る。 【解決手段】 本発明のオゾン発生装置は発生高周波高
電圧電源９に接続された放電電極１１と大地に接地され
る接地電極１２との間に誘電体１３を有するオゾン発生
素子１と、オゾン発生素子を固定する絶縁体２と、オゾ
ン発生素子と絶縁体とを収納し、かつ原料ガス７を流す
流通孔をもうけたオゾン発生チャンバ６とからなり、オ
ゾン発生素子の放電電極の端部と空隙を介して対向する
空間に補助電極３を設けた構成にしている。このよう
に、放電電極の端部と空隙を介して対向する空間に補助
電極を設けたので、放電空間５の電界が広くなるため、
放電電極近傍のオゾン発生量が従来のものよりも増加
し、効率の高いオゾン発生素子を得る効果がある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、沿面放電によりオ
ゾンを発生させるオゾン発生装置に関する。
ゾンを発生させるオゾン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、沿面放電式のオゾン発生装置には
図８に示すような構成のものがある( 特開平02-18070
3)。図において、１はオゾン発生素子であり、高周波高
電圧電源に接続された放電電極１１と接地された接地電
極１２および放電電極１１と接地電極１２間に挟まれた
誘電体１３からなる。２は絶縁体、６はオゾン発生チャ
ンバ、７は原料ガス、８はオゾン化ガス、９は電圧ある
いは周波数を可変できる高周波高電圧電源である。放電
電極１１と接地電極１２の材料としては、SUS316薄板を
所定の大きさに切断したものが用いられ、誘電体１３の
材料としては、例えば特開平5-89941 や特開平6-126156
のようにアルミナなどのセラミックスが多く用いられて
いる。絶縁体２は、放電電極１１と接地電極１２間に表
面漏れ電流が流れるのを防ぐために設けてある。放電電
極１１と接地電極１２間に高周波高電圧電源９から高周
波高電圧を印加すると、放電電極１１の放電面から誘電
体１３の沿面方向に沿って放電が発生する。これが沿面
放電であり、酸素ガスを含有する原料ガス７を放電電極
面側に流すことにより、原料ガス中の酸素分子が沿面放
電領域内に存在すると、その一部がオゾンとなり、オゾ
ン化ガス８を得ることができる。
図８に示すような構成のものがある( 特開平02-18070
3)。図において、１はオゾン発生素子であり、高周波高
電圧電源に接続された放電電極１１と接地された接地電
極１２および放電電極１１と接地電極１２間に挟まれた
誘電体１３からなる。２は絶縁体、６はオゾン発生チャ
ンバ、７は原料ガス、８はオゾン化ガス、９は電圧ある
いは周波数を可変できる高周波高電圧電源である。放電
電極１１と接地電極１２の材料としては、SUS316薄板を
所定の大きさに切断したものが用いられ、誘電体１３の
材料としては、例えば特開平5-89941 や特開平6-126156
のようにアルミナなどのセラミックスが多く用いられて
いる。絶縁体２は、放電電極１１と接地電極１２間に表
面漏れ電流が流れるのを防ぐために設けてある。放電電
極１１と接地電極１２間に高周波高電圧電源９から高周
波高電圧を印加すると、放電電極１１の放電面から誘電
体１３の沿面方向に沿って放電が発生する。これが沿面
放電であり、酸素ガスを含有する原料ガス７を放電電極
面側に流すことにより、原料ガス中の酸素分子が沿面放
電領域内に存在すると、その一部がオゾンとなり、オゾ
ン化ガス８を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は放電電極部の拡大図を図９に示すように、電界の集中
部が放電電極１１の近傍の放電空間５に限定されるた
め、放電も電極近傍の狭い範囲に限られる。そして、こ
の放電空間５は、チャンバ内のごく一部の領域であるた
め、オゾン発生素子１をオゾン発生チャンバ６内に入れ
た場合、原料ガスのほとんどがオゾンが発生している放
電空間５に触れることなく、オゾン発生チャンバ６内を
通りすぎてしまう。したがって、放電空間５以外を通る
原料ガスは無駄になってしまうため、現状の沿面放電式
オゾナイザのオゾン発生効率は低い。そこで、本発明は
電界の集中部を広げることにより、オゾン発生効率の高
いオゾン発生素子を提供することを目的とする。
は放電電極部の拡大図を図９に示すように、電界の集中
部が放電電極１１の近傍の放電空間５に限定されるた
め、放電も電極近傍の狭い範囲に限られる。そして、こ
の放電空間５は、チャンバ内のごく一部の領域であるた
め、オゾン発生素子１をオゾン発生チャンバ６内に入れ
た場合、原料ガスのほとんどがオゾンが発生している放
電空間５に触れることなく、オゾン発生チャンバ６内を
通りすぎてしまう。したがって、放電空間５以外を通る
原料ガスは無駄になってしまうため、現状の沿面放電式
オゾナイザのオゾン発生効率は低い。そこで、本発明は
電界の集中部を広げることにより、オゾン発生効率の高
いオゾン発生素子を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は高周波高電圧電源に接続された放電電極と
大地に接地される接地電極との間に誘電体を有するオゾ
ン発生素子と、前記オゾン発生素子を固定する絶縁体
と、前記オゾン発生素子と前記絶縁体とを収納し、かつ
原料ガスを流す流通孔をもうけたチャンバとからなるオ
ゾン発生装置において、前記オゾン発生素子の前記放電
電極の端部と空隙を介して対向する空間に補助電極を設
けた構成にしている。また、前記補助電極は前記接地電
極との間に抵抗、静電容量、リアクトルのうち少なくと
も１個のインピーダンスで接続した構成にしてもよい。
上記手段により、放電電極に高電圧が印加された場合、
補助電極に誘起される電圧は放電電極と補助電極間の浮
遊容量で決まるインピーダンスと、補助電極と接地電極
間のインピーダンスとの比で決まるので、両方のインピ
ーダンスの値を任意に選ぶことにより、補助電極の電圧
を任意に選定できる。このため、放電電極と補助電極間
の電界、つまり、放電空間での電界を強くすることがで
き、この領域でのオゾン発生量が増加し、オゾン発生効
率を高めることができる。
め、本発明は高周波高電圧電源に接続された放電電極と
大地に接地される接地電極との間に誘電体を有するオゾ
ン発生素子と、前記オゾン発生素子を固定する絶縁体
と、前記オゾン発生素子と前記絶縁体とを収納し、かつ
原料ガスを流す流通孔をもうけたチャンバとからなるオ
ゾン発生装置において、前記オゾン発生素子の前記放電
電極の端部と空隙を介して対向する空間に補助電極を設
けた構成にしている。また、前記補助電極は前記接地電
極との間に抵抗、静電容量、リアクトルのうち少なくと
も１個のインピーダンスで接続した構成にしてもよい。
上記手段により、放電電極に高電圧が印加された場合、
補助電極に誘起される電圧は放電電極と補助電極間の浮
遊容量で決まるインピーダンスと、補助電極と接地電極
間のインピーダンスとの比で決まるので、両方のインピ
ーダンスの値を任意に選ぶことにより、補助電極の電圧
を任意に選定できる。このため、放電電極と補助電極間
の電界、つまり、放電空間での電界を強くすることがで
き、この領域でのオゾン発生量が増加し、オゾン発生効
率を高めることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図１は本発明のオゾン発生装置を示す断
面図である。オゾン発生素子１は、放電電極１１、接地
電極１２、誘電体１３から構成され、放電電極１１と接
地電極１２の間に誘電体１３を挟み、それぞれの電極を
誘電体１３に密着させる。そして、放電電極１１から一
定の空間距離を隔てた位置に補助電極３を設ける。そし
てこの補助電極３をインピーダンス４を介してアース１
０に接続した構造とする。放電電極１１、補助電極３の
材料としては、ステンレス、タングステンなどの耐オゾ
ン性、耐コロナ性に優れた材料が使用され、誘電体１３
としては、セラミック、マイカ、ガラスなどの耐オゾン
性が優れた材料が使用される。いま、オゾン発生素子１
の放電電極１１と接地電極１２に、高周波高電圧電源９
から高周波高電圧を印加する。そうすると、ある電圧以
上になると放電電極１１の近傍で放電が発生する。この
時の電極近傍の様子は図２に示すようになる。放電の発
生している領域を放電空間５と呼び、オゾンはこの領域
内で発生する。そして、この領域に原料ガス７を流すこ
とによりオゾン化ガス８を発生させることができる。そ
して、補助電極３があるために、放電空間５が広くな
り、その電界も高くなるため、オゾン発生量も増加す
る。一例として、放電電極１１と補助電極３の間の浮遊
容量Ｃ0 によるインピーダンスＺC0と、補助電極３と接
地電極１２の間のインピーダンスＺ0 との比がＺC0/Ｚ
0 ＝４の場合の等電位線を図３に示す。放電空間５の電
界が補助電極６が無い場合( 図４) に比べて強いことが
わかる。補助電極３が有るＺC0/ Ｚ0 ＝４、ＺC0/ Ｚ0
＝∞の場合と、従来の補助電極３が無い場合について、
放電空間の空気層の電界強度の比較を図５に示す。図５
の横軸は放電電極１の端部を原点とし、誘電体１３の表
面から垂直に補助電極３の方向に向かう空間の位置を示
したもので、放電空間距離と呼ぶことにする。放電空間
距離が大きくなると空気層電界強度は小さくなる傾向は
同じであるが、本発明の電界強度の値は従来の補助電極
３が無い場合に比べて大きくなっている。このように、
補助電極３を設けることにより、オゾンの発生量も増加
し、オゾン発生効率を高めることができる。補助電極３
はインピーダンスで接続せず、絶縁された状態でも同様
な効果が得られる。また、本発明は従来より放電空間５
が広くなるため、同じ量のオゾンを発生させる原料ガス
７も少なくてすみ、放電空間５で発生したオゾンを有効
に取り出すことができる。また、複数個の放電電極１１
を並列に配置することにより、原料ガス７がすべてオゾ
ンのある領域のみに流れるため、非常に効率がよくな
る。図６は本発明のオゾン発生素子の他の実施例であ
る。これは補助電極３に加えて補助電極３１を設けた場
合である。図６において補助電極３と３１との相対位置
を変えることにより、放電電極１１と補助電極３の間、
および補助電極３と補助電極３１の間の距離を調整し、
放電空間の電界分布をできるだけ均一にすることが可能
となり、したがって、放電空間中でオゾンが一様に発生
するようになる。図７は本発明のオゾン発生素子の他の
実施例である。図において３２は傾斜を設けた補助電極
である。これは放電電極１１との間隔またはオゾン発生
チャンバ６の内壁との間隔を傾斜をもたせたものであ
る。原料ガス７の下流側の空間距離ｂ＋ｂ’を上流側の
空間距離ａ＋ａ’よりも狭くすることにより、空間距離
ｂの領域で放電を発生し易くする。これにより比較的低
い電圧で放電が発生し、また、ガス流も狭い空間ｂのオ
ゾン発生領域に有効に作用するため、オゾン発生効率が
上昇する。
いて説明する。図１は本発明のオゾン発生装置を示す断
面図である。オゾン発生素子１は、放電電極１１、接地
電極１２、誘電体１３から構成され、放電電極１１と接
地電極１２の間に誘電体１３を挟み、それぞれの電極を
誘電体１３に密着させる。そして、放電電極１１から一
定の空間距離を隔てた位置に補助電極３を設ける。そし
てこの補助電極３をインピーダンス４を介してアース１
０に接続した構造とする。放電電極１１、補助電極３の
材料としては、ステンレス、タングステンなどの耐オゾ
ン性、耐コロナ性に優れた材料が使用され、誘電体１３
としては、セラミック、マイカ、ガラスなどの耐オゾン
性が優れた材料が使用される。いま、オゾン発生素子１
の放電電極１１と接地電極１２に、高周波高電圧電源９
から高周波高電圧を印加する。そうすると、ある電圧以
上になると放電電極１１の近傍で放電が発生する。この
時の電極近傍の様子は図２に示すようになる。放電の発
生している領域を放電空間５と呼び、オゾンはこの領域
内で発生する。そして、この領域に原料ガス７を流すこ
とによりオゾン化ガス８を発生させることができる。そ
して、補助電極３があるために、放電空間５が広くな
り、その電界も高くなるため、オゾン発生量も増加す
る。一例として、放電電極１１と補助電極３の間の浮遊
容量Ｃ0 によるインピーダンスＺC0と、補助電極３と接
地電極１２の間のインピーダンスＺ0 との比がＺC0/Ｚ
0 ＝４の場合の等電位線を図３に示す。放電空間５の電
界が補助電極６が無い場合( 図４) に比べて強いことが
わかる。補助電極３が有るＺC0/ Ｚ0 ＝４、ＺC0/ Ｚ0
＝∞の場合と、従来の補助電極３が無い場合について、
放電空間の空気層の電界強度の比較を図５に示す。図５
の横軸は放電電極１の端部を原点とし、誘電体１３の表
面から垂直に補助電極３の方向に向かう空間の位置を示
したもので、放電空間距離と呼ぶことにする。放電空間
距離が大きくなると空気層電界強度は小さくなる傾向は
同じであるが、本発明の電界強度の値は従来の補助電極
３が無い場合に比べて大きくなっている。このように、
補助電極３を設けることにより、オゾンの発生量も増加
し、オゾン発生効率を高めることができる。補助電極３
はインピーダンスで接続せず、絶縁された状態でも同様
な効果が得られる。また、本発明は従来より放電空間５
が広くなるため、同じ量のオゾンを発生させる原料ガス
７も少なくてすみ、放電空間５で発生したオゾンを有効
に取り出すことができる。また、複数個の放電電極１１
を並列に配置することにより、原料ガス７がすべてオゾ
ンのある領域のみに流れるため、非常に効率がよくな
る。図６は本発明のオゾン発生素子の他の実施例であ
る。これは補助電極３に加えて補助電極３１を設けた場
合である。図６において補助電極３と３１との相対位置
を変えることにより、放電電極１１と補助電極３の間、
および補助電極３と補助電極３１の間の距離を調整し、
放電空間の電界分布をできるだけ均一にすることが可能
となり、したがって、放電空間中でオゾンが一様に発生
するようになる。図７は本発明のオゾン発生素子の他の
実施例である。図において３２は傾斜を設けた補助電極
である。これは放電電極１１との間隔またはオゾン発生
チャンバ６の内壁との間隔を傾斜をもたせたものであ
る。原料ガス７の下流側の空間距離ｂ＋ｂ’を上流側の
空間距離ａ＋ａ’よりも狭くすることにより、空間距離
ｂの領域で放電を発生し易くする。これにより比較的低
い電圧で放電が発生し、また、ガス流も狭い空間ｂのオ
ゾン発生領域に有効に作用するため、オゾン発生効率が
上昇する。
【０００６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば放電
電極の端部と空隙を介して対向する空間に補助電極を設
けたので、放電空間の電界が強くなるため、放電電極近
傍のオゾン発生量が従来のものよりも増加し、効率の高
いオゾン発生素子を得る効果がある。
電極の端部と空隙を介して対向する空間に補助電極を設
けたので、放電空間の電界が強くなるため、放電電極近
傍のオゾン発生量が従来のものよりも増加し、効率の高
いオゾン発生素子を得る効果がある。
【図１】本発明のオゾン発生装置の実施例を示す断面図
である。
である。
【図２】本発明の放電電極近傍の拡大図である。
【図３】本発明のオゾン発生装置の電位分布図である。
【図４】従来のオゾン発生装置の電位分布図である。
【図５】本発明と従来の電界強度の比較図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す放電電極近傍の拡大
断面図である。
断面図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す補助電極の拡大断面
図である。
図である。
【図８】従来のオゾン発生装置を示す説明図である。
【図９】従来のオゾン発生装置の放電電極近傍を拡大し
た断面図である。
た断面図である。
１ ：オゾン発生素子 ６：オゾン発
生チャンバ １１：放電電極 ７：原料ガス １２：接地電極 ８：オゾン化
ガス １３：誘電体 ９：高周波高
電圧電源 ２：絶縁体 １０：アース ３、３１、３２：補助電極 ４：インピーダンス ５：放電空間
生チャンバ １１：放電電極 ７：原料ガス １２：接地電極 ８：オゾン化
ガス １３：誘電体 ９：高周波高
電圧電源 ２：絶縁体 １０：アース ３、３１、３２：補助電極 ４：インピーダンス ５：放電空間
Claims (3)
- 【請求項１】 高周波高電圧電源に接続された放電電極
と大地に接地される接地電極との間に誘電体を有するオ
ゾン発生素子と、前記オゾン発生素子を固定する絶縁体
と、前記オゾン発生素子と前記絶縁体とを収納し、かつ
原料ガスを流す流通孔をもうけたオゾン発生チャンバと
からなるオゾン発生装置において、 前記オゾン発生素子の前記放電電極の端部と空隙を介し
て対向する空間に少なくとも１個の補助電極を設けたこ
とを特徴とするオゾン発生装置。 - 【請求項２】 前記補助電極は前記接地電極との間に抵
抗、静電容量、リアクトルのうち少なくとも１個のイン
ピーダンスで接続した請求項１に記載のオゾン発生装
置。 - 【請求項３】 前記補助電極と前記放電電極またはオゾ
ン発生チャンバとの間隔が前記原料ガスの流通方向に向
かって狭くなっている請求項１または２に記載のオゾン
発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11650197A JPH10291806A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | オゾン発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11650197A JPH10291806A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | オゾン発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10291806A true JPH10291806A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14688703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11650197A Pending JPH10291806A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | オゾン発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10291806A (ja) |
-
1997
- 1997-04-18 JP JP11650197A patent/JPH10291806A/ja active Pending
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