JPS63206303A - オゾン発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、悪臭の除去や殺菌効果を目的としたオゾン発
生器に関するものである。

従来の技術 オゾンは、強力な酸化力があることから脱臭や殺菌消毒
、脱色、漂白などに優れた機能を発揮している。

この種の目的に用いられるオゾン発生器は、１つにはガ
ラス管の内外に電極を設け、交流高電圧を印加してオゾ
ンを発生させているものがある。

オゾンの発生率は、空気原料の６％程度と極めて効率が
悪いうえに、装置が大型化して場所を取り価格も高いこ
となどから、用途はごく一部の市場に限られている。

もう１つの方法として、アルミナセラミックの表面に細
線状の放電電極群を設け、内部に板状の誘電電極がら９
、いずれもタングステンで構成されているものがある。

セラミック表面上の放電電極が沿面放電を起こし、オゾ
ンを発生させている。

この方法は、前記の方法よりも発生効率が高いとされて
いる。

アルミナセラミック６を用いた従来例のオゾン発生器の
構成を第４図に示す。アルミナセラミックの中には誘電
電極６があり、アルミナセラミックの表面には放電電極
４が形成されている。ここで、オゾンの発生量は、印加
する電圧及び周波数。

セラミックの誘電率、誘電電極と放電電極の距離。

放電電極の形状等で決ってくる。

発明が解決しようとする問題点 従来のオゾン発生器では、誘電率が決ってしまうことや
機械的強度等から誘電電極と放電電極の距離、放電電極
の形状に制約を受けてしまい、思うようなオゾンの発生
効率を高めることはできなかった。

問題点を解決するための手段 本発明は、金属基材の誘電電極と、その表面にガラスセ
ラミック層を有し、その表面の一部に放電電極が形成さ
れ、誘電電極と放電電極間に交流電圧を印加することに
より、放電電極から沿面ストリーマ−放電を起こし、大
量のオゾンが発生する。

本発明は上記問題点を解消し、オゾンの発生効率を高め
、低コストのオゾン発生器を提供することを目的とする
。

作用 本発明は、ガラスセラミック層を金属基材に被覆するた
め、ガラスセラミックの組成を変化させることにより誘
電率を変化させることができることや機械的強度が維持
できるため、誘電電極と放電電極の間隔も厚くすること
ができ、放電電極形状も制約を受けないことから、電源
トランスとオゾン発生器の最適設計が可能となシ、オゾ
ンの発生効率を高めることができる。

実施例 本発明のオゾン発生器の構成断面図を第１図に示す。誘
電電極３と放電電極１０間にガラスセラミック層２が介
在し、誘電電極と放電電極間に交流電圧を印加すること
により放電電極部で沿面ストリーマ−放電が起こり、オ
ゾンが発生する。

オゾンの発生量を左右する要因は前記したが、本発明は
交流電圧を印加する電源トランスは特に規制するもので
はなく、誘電電極、放電電極及びガラスセラミック層の
材料、構成に関するものである。

次に本発明の具体的な実施例を述べる。

金属基材は、ホーロ用鋼板、ステンレス鋼板。

Ｆａ　−Ｎｉ合金、クラツド鋼板を使用することができ
る。また、金属基材の熱膨張係数は６０〜１４０Ｘ　１
０−　’　／　”Ｃの範囲内の鋼板が好ましい。

ガラスセラミック層は、誘電体としての働きの他に金属
基材を絶縁させ、金属基材との密着性に優れたものでな
ければならない。ガラスセラミック層は、少なくともア
ルカリ土類金属の酸化物（ＢａＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｚ
ｎＯ）のいずれかを１５重量％以上含有し、−価のアル
カリ金属酸化物（Ｎ亀、０゜Ｋ２Ｏ，Ｌｉ２０）を２重
量％以下の組成からなり、その熱膨張係数が６ｏ〜１５
０　Ｘ　１０−　’／　’Ｃの範囲からなるものでなけ
ればならない。

アルカリ土類金属の酸化物（ＢＩＬＯ，ＭｇＯ，ＣＩＬ
Ｏ。

Ｚｎ０）のいずれかを１５重量％以上含有したものは、
ガラスの主成分であるＳｉＯ２，Ｂ２Ｏ５と反応して、
絶縁性の高い結晶相を形成する。この結晶相は、基本的
にはＢａ０・２ＭＯ−２８ｉＯ２（ＭはＭｇ、Ｃａ。

Ｚｎ）、２ＭＯ・Ｂ２０（ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｚｎ）など
で、その他、組成比によっては、ＣａＯ−ＭｇＯ−２Ｓ
ｉＯ２，２ＺｎＯ・ＳｉＯ□、ＭｇＯ・５ｉｎ２なども
形成される。

また、アルカリ土類金属の酸化物（ＢａＯ，ＭｇＯ。

ＣａＯ，Ｚｎ０）のいずれか１５重量％以下では、前記
の結晶相が形成されにくく、また形成されたとしても割
合が小さい。

さらに、−価のアルカリ金属の酸化物（Ｎａ２０゜Ｌｉ
２Ｏ，に２０）が２重量％以上では、アルカリ土類金属
の酸化物とＳｉＯ□およびＢ２Ｏ５との結晶相が形成さ
れづらくなシ、絶縁性が悪くなり、オゾンの発生量も少
なくなってしまう。従って、−価のアルカリ金属の酸化
物を２重量％以上のものは、やはりオゾン発生器用とし
ては好ましくない。

本発明者らの実験によれば、結晶化率が高いほどオゾン
の発生量が多くなる結果が得られた。これは結晶の成長
とともに、誘電率が高くなっているためと推察される。

その結果を表に示す。この結果を要約すると次のように
なる。

（１）　　ガラスの組成中で一価のアルカリ金属の酸化
物（Ｌｉ２０．Ｎａ２Ｏ，に２０）は０．２〜２重量％
の範囲が好ましい。０．２重量％以下は不純物の混入の
限界で、これ以下のガラスの合成は困難で、逆に２重量
％以上になるとガラスフリットの電気泳動電着が困難と
なり、また、誘電率、ガラスセラミック層の結晶化率も
小さく、従って、オゾンの発生量も少ないＩＫ、Ｆ、Ｇ
、Ｌ、Ｍ。

Ｎ、Ｏ，Ｓ、Ｔ）。

（２）二価のアルカリ土類金属の酸化物量（ＭｇＯ。

ＣａＯ，ＢａＯ，Ｚｎ０）　（７）酸化物量が最低１５
重量％以上が好ましく、特に二価のアルカリ土類金属の
酸化物の総量が６５重量％以上が好ましい。

これらの関係は一価のアルカリ量と二価のアルカリ量と
のバランスが必要である（ム、　Ｂ　、　Ｃ。

Ｄ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ，Ｐ、Ｑ、Ｒ） （以下余白） 一万、ガラスセラミック層の熱膨張は、使用する金属基
材の種類によって決定され、金属基材よりも若干低い熱
膨張係数を有することが好ましい。

従って、金属基材に合ったガラスセラミックの組成比を
選択してやる必要がある。

次に、ガラスセラミック層の形成法について述べる。ガ
ラスセラミック層の形成法の工程図を第２図に示す。ガ
ラス原料は１２００〜１５００”Ｃで先ず溶融され、ロ
ール状冷却器で、ガラスセラミックのカレットを得る。

これを粉砕してエチルアルコールかイソプロピルアルコ
ールでスリップを作る。

一万、金属基材は所定の形状に裁断し、脱脂し部分的に
電析を行なわなければならない場合はマスキングを行な
い、電気泳動電解層に装置し、極間距離２〜６３で摺電
圧２００〜ｅｏｏＶでアルコール中に分散されたガラス
セラミック粉末粒子を電気泳動電着させ、乾燥後７６０
〜９６０′Ｃで焼成を行ない、ガラスセラミック層を有
した絶縁基板を得る。

ここで、ガラスセラミック層を電気泳動電着によってコ
ーテングしたが、この方法は、浸漬する方法や噴霧する
方法に比べ、均一にコーテングされ、しかも緻密に形成
され、ガラスセラミックの絶縁性や、放電電極の形成が
精密かつ容易に形成することができる。

この電気泳動電着する際のガラスセラミックの粉末は平
均粒径２〜７μｍの範囲のものが最適であり、これ以上
の粒径になると、ガラスセラミック層の表面が粗くなり
、また、電気泳動電着の際、電析した粒子と金属との付
着強度が弱く、電解槽から金属基材を引き上げたときガ
ラスセラミック粒子のこれが生じる。一方、平均粒径の
小さいものは、低電圧で電析でき、しかも超緻密に電析
できるなどの利点を有しているが、電解槽からガラスセ
ラミック粒子を電析した金属基材を引き上げると、電析
層が急激に乾燥してしまい、金属基材から電析層が剥離
するなどの問題が生じる。

このガラスセラミック層の膜厚は、絶縁性、オゾンの発
生量等から１００〜３００μｍの範囲が好ましい。

放電電極は、オゾン発生量に大きな影響を与える。それ
は、誘電電極の面積に対する放電電極の面積が重要とな
る。しかし、実使用においては、用途によりオゾン発生
器の大きさやオゾン発生量が異なってくるため、その用
途により最大限の設計をする必要がある。本発明者らの
実験においては、放電電極面積／誘電電極面積の比はで
きるだけ小さい方がオゾン発生量は多くなるが、電極の
寿命等からその比は０．０１〜０．５の範囲が好ましい
。形状としては、例えば第３図ａ、ｂ、ｃに示すように
色々な種類が考えられる。なお、第３図において１は放
電電極、２はガラスセラミック層を被覆した基板である
。

また、放電電極に用いる材料としては、ニッケル、クロ
ム、金、タングステン等の金属が好ましい。これらの形
成方法としては、メッキ法、各種金属のペースト状のも
のの印刷法等を用いることができる。

発明の効果 以上詳述の如く、本発明によれば金属基材の誘電電極と
、その表面にガラスセラミック層を有し、その表面の一
部に放電電極が形成されたオゾン発生器は、それぞれの
用途に応じたオゾン発生器の設計が可能となり、またオ
ゾン発生量の効率も極めて高いものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のオゾン発生器の構成図、第
２図は同オゾン発生器の製造工程図、第３図は同オゾン
発生器における放電電極の形状例を示す平面図、第４図
は従来例のオゾン発生器の構成図である。 １・・・・・・放電電極、２・・・・・・ガラスセラミ
ック層、３・・・・・・誘電電極（金属基材）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名！−
崩竜竜１ 第１図 第　２ｒＩＡ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属基材の誘電電極の表面にガラスセラミック層
   を有し、前記ガラスセラミック層の一部に放電電極を形
   成したオゾン発生器。
2. （２）ガラスセラミック層が、少なくともアルカリ土類
   金属の酸化物であるＢａＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯの
   少なくとも一種を１５重量％以上含有し、１価アルカリ
   金属の酸化物であるＮａ＿２Ｏ、Ｋ＿２Ｏ、Ｌｉ＿２Ｏ
   の少なくとも一種を２重量％以下の組成で有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオゾン発生器。