JPH11292516A - オゾン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 継手数を減少させることにより、ユニット構
造の簡略化、高信頼性化、及び装置の低コスト化を実現
できるオゾン発生装置を提供する。 【解決手段】 電極を冷却するための冷媒が通過する冷
媒通路１１９が内部に形成された第１の平板電極１１０
ｈと第２の平板電極１１０ｅとを放電ギャップを介して
多段に積層し、それら電極１１０ｈ，１１０ｅ間に高電
圧を印加して放電ギャップ間でオゾンを発生させるオゾ
ン発生装置において、上記第１の電極１１０ｈと第２の
電極１１０ｅに、平面視で相互に重ならない張出部１１
５をそれぞれ形成し、それら張出部１１５間に、第１電
極１１０ｈの冷媒通路１１９同士及び第２電極１１０ｅ
の冷媒通路１１９同士をそれぞれ連通させる冷媒通路７
７が形成されたスペーサブロック７０を介在させると共
に、それら冷媒通路７７に、ぞれぞれ冷媒供給手段８０
と冷媒排出手段９０とを接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平板電極が多段に
積層されたオゾン発生装置に係り、特に平板電極を冷却
しながらオゾンを発生させるオゾン発生装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】オゾン発生装置は、既に多くのものが商
品化されている。その一つを図５に示す。

【０００３】図５に示すように、このオゾン発生装置
は、中央にオゾンの取出口１を有し正方形状に形成され
ると共に表面に誘電体層３が形成されたアルミ製平板電
極１０ｅ，１０ｈが、放電ギャップを形成すべくテフロ
ンやセラミック等からなる絶縁性スペーサ５を介して多
段に積層されており、更に、一段おきに高圧電源の高圧
２０側又はグランド３０側と接続されて主に構成されて
いる。誘電体層３は、ある種のホウロウやセラミックス
などのアルミニウムと密着性の良い誘電体からなり、こ
の誘電体を平板電極１０に溶射等によって直接的に被覆
することで形成されている。

【０００４】そして、これらの電極１０ｅ，１０ｈ間に
高電圧を印加して放電を発生させながら、電極１０ｅ，
１０ｈ間に空気などを導入して、空気中の酸素を反応さ
せてオゾンを発生させ、上述した取出口１からオゾンを
取り出すようにしている。

【０００５】このように電極１０ｅ，１０ｈ間での放電
を利用してオゾンを発生させる場合、オゾンの濃度は、
電極１０ｅ，１０ｈ間のガス温度が低いほど、高濃度で
あることが知られている。このため、オゾン発生装置
は、放電時に電極１０ｅ，１０ｈが冷却されている。

【０００６】例えば、図５に示したオゾン発生装置は、
各平板電極１０ｅ，１０ｈ内に冷媒を通すための冷媒通
路１１が形成されていると共に、それら冷媒通路１１に
それぞれ冷媒通路１１に冷媒を供給するための冷媒供給
手段４０と、冷媒通路１１を通過した冷媒を電極外に排
出するための冷媒排出手段５０とが接続されている。

【０００７】これら冷媒供給手段４０及び冷媒排出手段
５０と各電極１０ｅ，１０ｈとは、パイプタップ（Ｐ
Ｔ）継手などを取り付けて接続されており、更に各電極
１０ｅ，１０ｈ間はテフロンチューブなどで絶縁して接
続されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オゾン発生装置は、平板電極の表面全体を放電面とする
ために、平板電極を、平面視で相互に重なるように積層
していたので、各電極１０ｅ，１０ｈ毎に冷媒供給手段
４０と冷媒排出手段５０を接続しなければならず、多数
の電極１０ｅ，１０ｈを備えている場合、多数の配管及
び継手を設けなければならなかった。尚、この問題を解
決する方法として、特開平８−１２３０４号公報には、
一方の電極内の冷媒通路出口と他方の電極内の冷媒通路
入口とをリニアに接続して冷媒供給手段４０と冷媒排出
手段５０の接続数を減少する方法が示されているが、こ
の方法は、接続される電極同士の冷媒通路の出口と入口
とが離れて形成されているので、これら出口と入口とを
配管等で接続しなければならず、継手数を減少させるこ
とができなかった。

【０００９】また、その継手の接続部分では、水漏れす
ることがあり、それを防止するために多くのシール材を
設けなければならなかった。このため、オゾン発生ユニ
ットの構造が複雑になると共に、継手の材質としてテフ
ロン、ステンレス（ＳＵＳ）等を用いる必要があり、こ
れらは高価なので、コスト高にもなっていた。

【００１０】更に、ＰＴ継手やテフロンチューブの接続
には取付けに時間が掛かり、このため装置全体の組立て
に長時間が必要となるなどの問題があった。

【００１１】そこで、本発明の目的は、継手数を減少さ
せることにより、ユニット構造の簡略化、高信頼性化、
及び装置の低コスト化を実現できるオゾン発生装置を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、電極を冷却する冷媒の通路が内部
に形成された第１の平板電極と第２の平板電極とを放電
ギャップを介して多段に積層し、それら電極間に高電圧
を印加して放電ギャップ間でオゾンを発生させるオゾン
発生装置において、上記第１の電極と第２の電極に、平
面視で相互に重ならない張出部をそれぞれ形成し、かつ
その第１と第２の電極の張出部間に、その第１の電極又
は第２の電極の冷媒通路同士をそれぞれ連通させる冷媒
通路が形成されたスペーサブロックを介在させて電極を
多段に積層すると共に、それら第１の電極と第２の電極
の冷媒通路に、それぞれ冷媒供給手段と冷媒排出手段と
を接続したものである。

【００１３】請求項２の発明は、上記スペーサブロック
が同電位の平板電極同士を電気的に接続し、その任意の
段の第１と第２の電極間に高圧電源を接続したものであ
る。

【００１４】上記構成によれば、冷却冷媒は、冷媒供給
手段から一方のスペーサブロック内の冷媒通路を通って
各電極内に導入され、電極全体に行きわたって電極を冷
却した後、他方のスペーサブロック内の冷媒通路を通っ
て冷媒排出手段より排出される。これにより、各電極毎
に設けられていた冷媒供給手段及び冷媒排出手段をそれ
ぞれ纏めることができるので、配管数及び継手数を大幅
に減少でき、ユニット構造を簡略化できると共に、装置
のコストを低下できる。

【００１５】また、スペーサブロックにより、第１電極
同士及び第２電極同士が電気的に接続される。これによ
り、スペーサブロックは、通電端子も兼用するので、高
圧電源と接続するための、更に装置のコストダウンが図
られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。

【００１７】図１に本発明にかかるオゾン発生装置の概
略図を示す。

【００１８】図１に示すように、オゾン発生装置は、電
極を冷却するための冷媒を通過させるための冷媒通路１
１９が内部に形成された第１及び第２のアルミ製平板電
極１１０ｈ，１１０ｅが、長方形に形成されていると共
に、基台６０上にそれぞれ９０度ずらしてかつその長辺
側端に、内部に電極内の冷媒通路１１９同士を接続する
ための冷媒通路７７が形成されたスペーサブロック７０
を介在させて多段に積層されて、第１の電極１１０ｈ同
士が接続された第１電極群１００ｈと、第２の電極１１
０ｅ同士が接続された第２電極群１００ｅとが形成され
ている。

【００１９】これら電極群１００ｈ，１００ｅにはそれ
ぞれ高圧電源と電気的に接続するための接続端子１２０
が形成されていると共に、第１電極群１００ｈは、高圧
電源の高圧２０側と電気的に接続され、また、第２電極
群１００ｅは、高圧電源のグランド３０側と接続されて
いる。

【００２０】更に、それぞれの電極群１００ｅ，１００
ｈの冷媒通路１１９，７７には、その冷媒通路１１９，
７７に冷媒を供給するための冷媒供給手段８０と、冷媒
通路１１９，７７を通過した冷媒を電極外に排出するた
めの冷媒排出手段９０が接続されている。

【００２１】これらの電極群１００ｈ，１００ｅを構成
する平板電極１１０ｅ，１１０ｈは、図２に示すよう
に、高圧電源の高圧側と接続される高圧電極１１０ｈと
グランド側と接続されるアース電極１１０ｅとが上述し
たように９０度ずらして設けられており、それぞれ、長
方形に形成された電極本体１１１の中央にオゾンの取出
口１１３が形成されると共に、その長辺側両端に形成さ
れた張出部１１５の積層面を残して誘電体層１１７が形
成されている。誘電体層１１７は、ある種のホウロウや
セラミックスなどのアルミニウムと密着性の良い誘電体
からなり、この誘電体を電極本体１１１に溶射等によっ
て直接的に被覆することで形成されている。また、張出
部１１５には、上述した冷媒供給手段から冷媒通路へ冷
媒を供給するための供給口１１９ｉと、冷媒通路を通過
した冷媒を冷媒排出手段に排出するための排出口１１９
ｏが所定の位置に形成されている。この供給口１１９ｉ
及び排出口１１９ｏは、上述したように積層した時に高
圧電極１１０ｈ同士の供給口１１９ｉ及び排出口１１９
ｏが同軸上に整列するように形成されていると共に、ア
ース電極１１０ｅ同士の供給口１１９ｉ及び排出口１１
９ｏも同様に同軸上に整列するように形成されている。
更に、これら供給口１１９ｉと排出口１１９ｏの周りに
は、これを取り囲むように、平板電極の冷媒通路とスペ
ーサブロックの冷媒通路との接続部分をシールするため
のＯリングが挿入される溝１１９ｇが適宜な深さで形成
されている。

【００２２】また、スペーサブロック７０は、第１及び
第２の平板電極１１０ｈ，１１０ｅ同士を電気的に接続
するために、上述したように材質が導電性材料、例えば
硬質のアルミで形成されており、その表面に平板電極と
接触する面を残して琺瑯などの絶縁層が形成されてい
る。更に、このスペーサブロック７０は、図３に示すよ
うに、電極間に所定間隔を形成するためのスペーサ部７
１、そのスペーサ部７１を支持するための支持部７３、
及び電極間に原料ガスを導入するための空間でなる原料
ガス導入部７５とから構成されており、Ｈ字状に形成さ
れている。

【００２３】このスペーサ部７１は、高さが、電極厚さ
＋ギャップ幅×２に形成されており、内部には、一方の
電極の供給口あるいは排出口と、他方の電極の排出口あ
るいは供給口とを繋ぐ冷媒通路７７が形成されている。
すなわち、この冷媒通路７７は、上述した平板電極の供
給口及び排出口と同軸上に整列するように形成されてい
ることで、供給口と排出口とを繋いでいる。更に、スペ
ーサ部７１の電極と接触する両端面７１ｆには、上述し
たＯリングが挿入される溝７１ｇが、冷媒通路７７を取
り囲むように適宜な深さで形成されている。

【００２４】このＯリングを挿入するための溝１１９
ｇ，７１ｇは、冷媒通路１１９，７７同士の接続部分の
全てに形成されており、図４に示すように、上述した基
台６０に冷媒通路６１が形成されている場合には、その
冷媒通路６１と接続されるスペーサブロック７０内の冷
媒通路７７との接続部分にもＯリング７９が挿入される
溝６１ｇが形成される。そして、図示していないが、基
台６０とスペーサブロック７０、及びスペーサブロック
７０と平板電極１１０は、ボルトで固定されている。

【００２５】次に、本発明の作用を説明する。

【００２６】まず、本発明を組み立てる際には、基台６
０に、Ｏリングを挟んでスペーサブロック７０を９０度
ずつずらして設け、更にそれらスペーサブロック７０上
に第１及び第２電極１１０ｈ，１１０ｅを９０度ずつず
らして設け、同様に、スペーサブロック７０を介して第
１及び第２電極１１０ｈ，１１０ｅを９０度ずつずらし
て設け、第１電極１１０ｈ同士及び第２電極１１０ｅ同
士をボルトにより固定して、それぞれ電気的に接続され
た第１電極群１００ｈと第２電極群１００ｅを組み立て
る。

【００２７】このように第１及び第２電極１１０ｅ，１
１０ｈを積み重ねると、冷媒供給口及び冷媒排出口とス
ペーサブロック７０の冷媒通路７７とが同軸上に並ぶと
共に、各Ｏリングはつぶれ、スペーサブロック７０と電
極１１０ｅ，１１０ｈの冷媒通路７７，１１９の接続部
分がシールされる。更に、第１電極１１０ｈと第２電極
１１０ｅとが所定のギャップ幅を隔てて第１電極１１０
ｈ同士と第２電極１１０ｅ同士が接続される。すなわ
ち、ギャップ幅は、スペーサブロック７０のブロック厚
さのみによって管理できる。また、スペーサブロックに
より、第１電極１１０ｈ同士及び第２電極１１０ｅ同士
が電気的にも接続される。これにより、スペーサブロッ
ク７０は、通電端子も兼用できる。

【００２８】そして、第１電極１１０ｈを高圧電源の高
圧２０側に、第２電極１１０ｅを高圧電源のグランド３
０側に接続し、更に、第１電極群１００ｈと第２電極群
１００ｅにそれぞれ冷媒供給手段８０と冷媒排出手段９
０を接続して、オゾン発生装置の組立てが完了する。

【００２９】このように、本発明は、冷媒供給手段８０
と冷媒排出手段９０を組み立てる際に、ＰＴ継手による
配管の接続は平板電極１１０ｅ，１１０ｈの数に関係な
く第１電極群１００ｈと第２電極群１００ｅとでそれぞ
れ２ヶ所ずつの計４ヶ所となるので、組立て時間を大幅
に短縮できる。更に、配管数とＰＴ継手数が大幅に減少
するので、ユニット構造を簡略化でき、装置のコストも
低下する。

【００３０】更に、スペーサブロック７０が通電端子と
しても兼用できるので、従来各電極毎に設けられていた
通電端子及び接続金具を大幅に減少できる。

【００３１】また、本発明によりオゾンを製造するに際
しては、第１電極１１０ｈと第２電極１１０ｅとの間
に、高電圧を印加し、放電を発生させると共に、その隙
間に空気又は、酸素を導入する。酸素は、放電により、
オゾンに反応する。

【００３２】この反応時、放電により電極１１０ｅ，１
１０ｈ間のガス温度が上昇するが、高圧電極１１０ｈ内
では、一方の冷媒供給手段８０から水が導入され、その
水はスペーサブロック７０内の冷媒通路７７を通って高
圧電極群１００ｈ全体に行きわたり、十分に吸熱した
後、一方の冷媒排出手段９０より排出される。同様に、
アース電極１１０ｅ内でも、他方の冷媒供給手段８０か
ら水が導入され、その水はスペーサブロック７０内の冷
媒通路７７を通ってアース電極群１００ｅ全体に行きわ
たり、十分に吸熱した後、他方の冷媒排出手段９０より
排出される。

【００３３】これにより、電極１１０ｅ，１１０ｈは冷
却され、酸素は低温下で反応するので、高濃度のオゾン
に反応され、オゾン取出口１１３よりオゾンを効率的に
取り出せる。

【００３４】以上説明したように、本発明によれば、各
電極１１０ｅ，１１０ｈ毎に冷媒供給手段８０と冷媒排
出手段９０を接続する必要がなくなり、高圧電極群１０
０ｈとアース電極群１００ｅで２ヶ所ずつＰＴ継手によ
り接続されるので、配管数及び継手数を大幅に減少で
き、これにより、装置の組立て時間を大幅に短縮できる
と共に、ユニット構造を簡略化でき、装置のコストを低
減できる。更に、本発明は、電極１１０ｅ，１１０ｈ内
の冷媒通路１１９同士を最短で繋ぎ、冷媒通路１１９の
長さを大幅に短縮できるので、電極１１０ｅ，１１０ｈ
を効率良く冷却でき、従来よりも高濃度のオゾンが得ら
れる。また更に、高圧電源と電気的に接続するための通
電端子や接続金具を減少できるので、装置を低コスト化
できる。

【００３５】また、本発明の変形例として、本実施の形
態ではスペーサブロック７０と平板電極１１０ｅ，１１
０ｈ及び基台６０とをＯリング７９を介してボルトで固
定したが、溶接にて固定しても良い。このように、本発
明は、電極本体１１１に放電面以外に張出部１１５を形
成したので、電極１１０ｅ，１１０ｈとスペーサブロッ
ク７０を溶接により接続できるようになり、電極１１０
ｅ，１１０ｈ間を固定する固定部材を必要としないの
で、部品点数を減少できる。

【００３６】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、配管数及
び継手数を大幅に減少できるので、組立て時間を大幅に
短縮できると共に、ユニット構造を簡略化でき、更に、
装置を低コスト化でき、また信頼性を向上できる。

【００３７】また、スペーサブロックを通電端子として
も兼用できるので、更に装置のコストダウンが図られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るオゾン発生装置の概略図である。

【図２】図１の平板電極の平面図である。

【図３】図１のスペーサブロックの斜視図である。

【図４】図１の平板電極とスペーサブロックとの接続部
分の拡大図である。

【図５】従来のオゾン発生装置の概略図である。

【符号の説明】

７０ スペーサブロック ７７ 冷媒通路 ８０ 冷媒供給手段 ９０ 冷媒排出手段 １１０ｈ 第１平板電極（高圧電極） １１０ｅ 第２平板電極（アース電極） １１９ 冷媒通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 釜瀬 幸広 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 設楽 和弘 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 広瀬 宏樹 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 鈴木 孝久 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極を冷却する冷媒の通路が内部に形成
   された第１の平板電極と第２の平板電極とを放電ギャッ
   プを介して多段に積層し、それら電極間に高電圧を印加
   して放電ギャップ間でオゾンを発生させるオゾン発生装
   置において、上記第１の電極と第２の電極に、平面視で
   相互に重ならない張出部をそれぞれ形成し、かつその第
   １と第２の電極の張出部間に、その第１の電極又は第２
   の電極の冷媒通路同士をそれぞれ連通させる冷媒通路が
   形成されたスペーサブロックを介在させて電極を多段に
   積層すると共に、それら第１の電極と第２の電極の冷媒
   通路に、それぞれ冷媒供給手段と冷媒排出手段とを接続
   したことを特徴とするオゾン発生装置。
2. 【請求項２】 スペーサブロックが同電位の平板電極同
   士を電気的に接続し、その任意の段の第１と第２の電極
   間に高圧電源を接続した請求項１記載のオゾン発生装
   置。