KR20180117737A

KR20180117737A - 오존 발생 장치

Info

Publication number: KR20180117737A
Application number: KR1020187030511A
Authority: KR
Inventors: 요이치로 다바타; 유지로 오키하라; 신이치 니시무라
Original assignee: 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2018-10-29
Also published as: KR102145120B1; KR20170042654A; US10384939B2; JP6235162B2; TW201615539A; US20170267525A1; TWI577632B; JPWO2016067382A1; WO2016067382A1

Abstract

본 발명은, 장치가 복잡화 및 대형화되지 않고, 저비용으로, 오존 발생 용적 밀도를 더 증가시킬 수 있는 오존 발생 장치를 제공한다. 따라서, 본 발명에 관한 오존 발생 장치(100)에서는, 방전 셀(50)은, 제1 전극부(1)와, 제2 전극부(2, 3)와, 유전체 구획판(7)을 갖는다. 제1 전극부(1)와 제2 전극부(2, 3)는 대면하고 있고, 양쪽 전극부의 사이에, 유전체 구획판(7)이 배치되어 있다.

Description

오존 발생 장치{OZONE GENERATOR}

본 발명은 오존의 생성을 행하는 오존 발생 장치에 관한 것이며, 특히 콤팩트한 구성이라도, 높은 오존 발생량(=고농도×가스 유량)의 오존 가스를 생성할 수 있는 오존 발생 장치에 관한 것이다.

오존 가스는, 산화 반응성이 높으므로, 반도체 제조 분야에 있어서 다용되고 있다. 오존 가스는, 예를 들어 웨이퍼의 절연 산화막을 형성하는 용도, 오존 펄프 표백이나 오존 살균 용도 등에 사용되고 있다.

오존 발생 용적 밀도 η(=Y/V)를 높이기 위한 종래 기술로서, 예를 들어 특허문헌 1이 존재한다. 여기서, Y는 오존 발생량(=고농도×가스 유량)이고, V는 오존 가스 발생 장치의 체적이다.

특허문헌 1에 관한 기술에서는, 유전체 배리어 방전이 발생하는 방전 공간에 있어서의 방전 갭 길이를, 약 1mm로부터 0.4mm 이하로 짧게 함으로써, 오존 농도는, 100g/㎥로부터 200g/㎥ 이상으로 되어, 고농도 오존 가스의 생성이 가능하게 된다. 즉, 특허문헌 1에 관한 기술에서는, 오존 발생 용적 밀도 η를 약 2배 이상 높이고 있다. 또한, 요즘에는 0.1mm 이하의 짧은 갭 길이에 있어서 유전체 배리어 방전을 발생시킴으로써, 동일 가스 유량에서, 약 300g/㎥의 고농도 오존 발생이 가능해지게 되었다.

또한, 상기 구성 외에, 초박형의 수냉 전극을 사용한 방전 셀을 적층하여 구성되는 오존 발생기를 나타내는 종래 기술로서, 예를 들어 특허문헌 2, 3이 존재하고 있다.

특허문헌 2, 3에 관한 기술에서는, 전극 두께가 얇아지고, 가스 배관 및 냉각수 배관의 구성이 간소화되어 있다. 이에 의해, 예를 들어 특허문헌 1에 관한 기술에 비해, 특허문헌 2, 3에 관한 기술에서는, 오존 발생 용적 밀도가 더 높아져 있다.

또한, 특허문헌 4에 관한 기술에서는, 원료 가스로서는, 질소를 포함하는 산소 가스를 사용하여, 오존 가스를 생성하고 있다.

특허문헌 4에 관한 기술에서는, 유전체 배리어 방전장에 있어서, 질소 가스와 산소 가스로부터 생성되는 미량의 NO₂ 가스가, 방전광과 상호 화학 반응을 일으킨다. 이에 의해, 산소 분자를 효율적으로 해리할 수 있고, 그 결과로서 고농도의 오존 가스가 생성된다.

또한, 고순도 산소 가스 단체로부터 고농도의 오존 가스를 생성하는 기술로서, 특허문헌 5 등이 존재하고 있다.

당해 특허문헌 5에 관한 기술에서는, 유전체 배리어 방전광과 광촉매의 상호 화학 반응을 이용함으로써, 고순도의 산소 가스 단체로부터, 고농도의 오존 가스를 생성하는 것이 가능하게 되었다.

이상과 같이, 종래부터 고농도 오존 가스 생성 기술이 연구ㆍ개발되고 있다.

일본 특허 공개 평8-12304호 공보 일본 특허 공개 제2003-160310호 공보 일본 특허 공개 제2004-142963호 공보 일본 특허 공개 제2004-359537호 공보 일본 특허 공개 제2011-88821호 공보

종래에는, 방전 공간을 갖는 방전 셀에 교류 전압을 인가하고, 당해 방전 공간에 있어서 오존 가스를 발생시키고 있었다. 또한, 방전 셀을 다단으로 적층함으로써, 대용량의 오존 가스를 생성시키는 것이 가능하게 되어 있었다.

종래의 오존 발생 장치에서는, 방전 셀은, 2개의 전극면이 대면하여 배치되어 있고, 전극 사이에 방전 공간이 형성되어 있었다. 따라서, 종래에는, 방전면은, 방전 공간에 면하고 있는 한쪽 전극면과, 방전 공간에 면하는 다른 쪽 전극면이었다(즉, 하나의 방전 셀에 있어서, 방전 공간은 하나이며, 방전면은 2개였다).

따라서, 오존 가스의 생성 효율을 높이는 방법 수단으로서는, 「방전 갭 길이의 짧은 갭화」, 「방전면에 요철을 형성하는 방법」, 「방전의 전력 밀도를 높이는 방법」 및 「방전면을 냉각하여 방전 가스 온도를 저하시키는 방법」에 한정되어 있었다.

또한, 상기 외에, 대용량의 오존 가스를 발생시키기 위해, 생성 효율이 높은 방전면 물질의 탐구, 원료 가스양의 증가, 발생 장치의 수의 증가 등도 고려된다. 그러나, 모두, 장치 전체의 복잡화ㆍ대형화 및 고비용이라고 하는 문제를 갖고 있다.

따라서, 본 발명은, 장치가 복잡화 및 대형화되지 않고, 저비용으로, 오존 발생 용적 밀도를 더 증가시킬 수 있는 오존 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 오존 발생 장치는, 유전체 배리어 방전이 발생하는 방전 셀을 갖고 있고, 당해 유전체 배리어 방전에 의해 오존의 생성을 행하는 오존 발생 장치이며, 상기 방전 셀은, 제1 전극부와, 공간이 형성되도록, 상기 제1 전극부와 대면하여 배치되는 제2 전극부와, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부의 사이에 배치되고, 상기 공간을 2개의 방전 공간으로서 구획하는 유전체 구획판을 구비하고 있다.

본 발명에 관한 오존 발생 장치는, 유전체 배리어 방전이 발생하는 방전 셀을 갖고 있고, 당해 유전체 배리어 방전에 의해 오존의 생성을 행하는 오존 발생 장치이며, 상기 방전 셀은, 제1 전극부와, 공간이 형성되도록, 상기 제1 전극부와 대면하여 배치되는 제2 전극부와, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부의 사이에 배치되고, 상기 공간을 2개의 방전 공간으로서 구획하는 유전체 구획판을 구비하고 있다.

따라서, 하나의 방전 셀에, 2개의 방전 공간을 형성할 수 있다. 즉, 하나의 방전 셀에, 4개의 방전면이 형성된다. 이와 같이, 방전면이 증가하므로, 하나의 방전 셀에 있어서 생성되는 오존 가스 발생량(=고농도×가스 유량)이 보다 높아진다. 또한, 유전체 구획판은 저렴하며, 방전 셀에 유전체 구획판을 배치하는 것도 간단하다. 또한, 유전체 구획판의 두께는 얇으므로, 극소의 스페이스를 요할 뿐이다. 즉, 본 발명에 관한 오존 발생 장치에서는, 장치의 복잡화 및 대형화를 방지하면서, 저비용에 의해, 오존 발생 용적 밀도를 더 증가시킬 수 있다.

도 1은, 본 발명에 관한 오존 발생 장치(100)의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2는, 실시 형태 1에 관한 방전 셀(50)의 구성을 도시하는 확대 단면도이다.
도 3은, 실시 형태 2에 관한 방전 셀(50)의 구성을 도시하는 확대 단면도이다.
도 4는, 유전체 구획판(7)에 대하여, 스페이서(4)가 방사상으로 배치된 모습을 도시하는 확대 평면도이다.

본 발명에 관한 오존 발생 장치에서는, 방전 셀에 있어서, 전극부 사이의 치수는 1mm 이하이다. 그리고, 전극부 사이의 공간에, 유전체로 형성된 중간 임계면(이하, 유전체 구획판이라고 칭함)을 형성한다. 이에 의해, 하나의 방전 셀에서는, 상기 공간에 있어서, 유전체 배리어 방전이 발생하는 방전 공간이 2개 생성되고, 방전면이 4면으로 증가한다. 그리고, 본 발명에 관한 오존 발생 장치에서는, 하나의 방전 셀의 각 방전 공간에 있어서, 유전체 배리어 방전을 균일하게 형성하여, 오존 가스의 고발생량(오존 발생 용적 밀도 증가)을 얻는다.

이하, 본 발명을 그의 실시 형태를 나타내는 도면에 기초하여 구체적으로 설명한다.

<실시 형태 1>

도 1은, 본 실시 형태에 관한 오존 발생 장치(100)의 구성을 도시하는 단면도이다. 또한, 도 2는, 오존 발생 장치(100) 내에 배치되는 방전 셀(50)의 구성을 도시하는 확대 단면도이다.

여기서, 도 1에 도시한 구성예에서는, 하나의 방전 셀(50)을 갖는 오존 발생 장치(100)가 도시되어 있다. 그러나, 복수의 방전 셀(50)이 배열된 구성, 또는 복수의 방전 셀(50)을 적층시킨 구성을 갖는 오존 발생 장치여도 된다(또한, 복수의 방전 셀(50)을 갖는 구성의 경우, 각 방전 셀(50)의 구성은, 도 2에 도시하는 구성을 갖는다).

도 1에 도시하는 바와 같이, 오존 발생 장치(100) 내에는, 방전 셀(50)이 배치되어 있다. 방전 셀(50)에서는 유전체 배리어 방전이 발생한다. 그리고, 당해 유전체 배리어 방전을 이용하여, 방전 셀(50)에 있어서 오존 가스가 생성된다. 또한, 방전 셀(50)의 구체적인 구성은, 도 2를 사용하여 후술한다.

또한, 오존 발생 장치(100)의 측면에는, 외부로부터 오존 발생 장치(100) 내로, 원료 가스를 공급하는 가스 공급부(9a)가 배치되어 있다. 여기서, 원료 가스로서, 예를 들어 메인 산소 가스와 미량의 질소 가스를 포함하는 혼합 가스를 채용할 수 있다. 가스 공급부(9a)로부터 오존 발생 장치(100) 내로 원료 가스를 공급하고, 방전 셀의 주위 부분으로부터 가스를 균등하게 유입하는 구성으로 하고 있지만, 여기서의 상세도에 대해서는 생략한다.

당해 혼합 가스를 사용함으로써, 유전체 배리어 방전장에 있어서, 질소 가스가, 산소 가스에 대하여, 산소 분자 해리를 촉진시킨다. 이에 의해, 보다 고농도의 오존 가스가 생성된다.

또한, 오존 발생 장치(100)의 측면에는, 오존 발생 장치(100) 내로부터 외부로, 오존 가스를 출력하는 가스 출력부(9b)가 배치되어 있다. 여기서, 오존 가스는, 방전 셀에 있어서, 유전체 배리어 방전을 이용하여, 원료 가스로부터 생성된다. 각 방전 셀(50)에 있어서, 예를 들어 접지 전극(저압 전극(1))의 중앙부에서의 전극 구조를 연구하여, 오존 가스를 가스 출력부(9b)로 유도하는 구성을 채용할 수 있다.

또한, 도 1에는, 방전 셀(50)에 교류 전압을 인가하는 교류 전원(5)이 도시되어 있다. 교류 전원(5)은, 인버터를 이용하여, 고주파 교류 전압을 생성ㆍ출력한다. 또한, 교류 전원(5)에서는, 출력하는 전류를 제어함으로써, 방전 셀(50)에서 생성되는 오존양을 제어하고 있다.

또한, 오존 발생 장치(100)에는, 상기 외에, 공급되는 원료 가스의 유량을 조정하는 가스 유량 조정기, 오존 발생 장치(100) 내의 압력(방전장의 압력)을 조정하는 압력 조정기, 및 생성된 오존 가스의 농도 등을 측정하는 측정기 등이 배치된다. 도 1에서는, 도면 간략화의 관점에서, 이들 기기의 도시를 생략하였다.

이어서, 방전 셀(50)의 구성을, 도 2를 사용하여 상세하게 설명한다.

방전 셀은, 2개의 전극부(제1 전극부 및 제2 전극부)가 대면하여 배치됨으로써 형성된다.

도 2의 구성예에서는, 제1 전극부(1)는, 접지 전위로 되는 저압 전극(1)을 포함한다(이하, 제1 전극부(1)는 저압 전극(1)이라고 칭함). 저압 전극(1)은, 교류 전원(5)의 한쪽 단자와 전기적으로 접속되어 있다.

저압 전극(1)은, 통상, 방전열의 영향을 해소하기 위해, 수냉 혹은 냉매를 사용하여 냉각된다. 도 2의 구성예에서는, 도면 간략화의 관점에서, 당해 냉각에 관한 구조의 도시를 생략하였다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 공간(11)이 형성되도록, 저압 전극(1)과 대면하여, 제2 전극부(2, 3)가 배치된다. 도 2의 구성예에서는, 제2 전극부(2, 3)는 유전체부(2) 및 고압 전극(3)을 포함하고 있다. 유전체부(2)의 한쪽 주면측에는, 공간(11)을 이격하여 저압 전극(1)이 배치되어 있다. 또한, 유전체부(2)의 다른 쪽 주면은, 고압 전극(3)과 접속되어 있다.

고압 전극(3)은, 교류 전원(5)의 다른 쪽 단자와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 고압 전극(3)과 유전체부(2)는 접속되어 있다. 따라서, 유전체부(2)에는, 고압 전극(3)을 통하여 고전압의 교류 전압이 인가된다. 즉, 교류 전원(5)에 의해, 저압 전극(1)과 유전체부(2)의 사이에, 고전압의 교류 전압이 인가된다. 당해 교류 전압의 인가에 의해, 공간(11)에서는 유전체 배리어 방전이 발생한다.

본 발명에 관한 방전 셀(50)에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 저압 전극(1)과 유전체부(2)의 사이에 형성된 공간(11)에, 유전체 구획판(7)이 배치되어 있다. 당해 유전체 구획판(7)의 배치에 의해, 당해 공간(11)은, 2개의 방전 공간(6a, 6b)이 형성된다. 즉, 저압 전극(1)과 유전체 구획판(7)의 사이에, 한쪽 방전 공간(6a)이 형성되고, 유전체부(2)와 유전체 구획판(7)의 사이에, 다른 쪽 방전 공간(6b)이 형성된다.

상기로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서는, 방전 셀(50) 내에 유전체 구획판(7)을 도입함으로써, 하나의 방전 셀(50)에, 2개의 방전 공간(6a, 6b)이 형성된다. 또한, 유전체 구획판(7)의 두께는, 예를 들어 1mm 정도이다. 또한, 각 방전 공간(6a, 6b)에 있어서의 갭 길이는 1mm 이하(보다 바람직하게는 0.4mm 이하)이다.

여기서, 유전체 구획판(7)은, 유전체를 포함하는 부재이다. 당해 유전체 구획판(7)은, 얇은 두께의 판형 부재여도 되고, 또는 메쉬형의(망상의 면을 갖는), 두께가 얇은 부재(메쉬판)여도 된다.

또한, 각 방전 공간(6a, 6b)에 있어서의 갭 길이를 일정하게 유지하기 위해, 스페이서(4)가 배치되어 있다. 즉, 저압 전극(1)과 유전체 구획판(7)의 거리(방전 공간(6a)의 갭 길이)를 일정하게 유지하기 위해, 저압 전극(1)과 유전체 구획판(7)의 사이에 스페이서(4)가 배치된다. 마찬가지로, 유전체부(2)와 유전체 구획판(7)의 거리(방전 공간(6b)의 갭 길이)를 일정하게 유지하여, 균등하게 방전을 발생시키고, 균등하게 원료 가스를 방전 공간(6a, 6b)에 유입시키기 위해, 유전체부(2)와 유전체 구획판(7)의 사이에 스페이서(4)가 배치된다.

상기와 같이, 스페이서(4)는, 방전 공간(6a, 6b)을 형성하는 역할이 있다. 따라서, 각 갭 길이의 일정한 유지의 관점에서, 복수의 스페이서(4)를, 각 방전 공간(6a, 6b) 내에 있어서 배치하는 것이 바람직하다(보다 바람직하게는, 복수의 스페이서(4)를 균일하게 배치시킨다).

교류 전원(5)을 사용하여 방전 셀(50)에 교류 전압을 인가하면, 각 방전 공간(6a, 6b)에 있어서, 고전계의 유전체 배리어 방전이 생성된다. 또한, 보다 고농도의 오존 가스를 각 방전 공간(6a, 6b)에서 발생시키기 위해, 각 방전 공간(6a, 6b)의 갭 길이는 1mm 이하인 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 관한 오존 발생 장치(100)에서는, 방전 셀(50)에 있어서, 유전체 구획판(7)이 배치되어 있다.

따라서, 하나의 방전 셀(50)에, 2개의 방전 공간(6a, 6b)을 형성할 수 있다. 즉, 하나의 방전 셀(50)에, 4개의 방전면이 형성된다. 이와 같이, 방전면이 증가하므로, 하나의 방전 셀(50)에 있어서 생성되는 오존 가스가 보다 고농도로 되고, 출력할 수 있는 오존 발생량(=오존 발생 농도×가스 유량)을 보다 높이는 결과로 된다. 또한, 유전체 구획판(7)은 저렴하며, 방전 셀(50)에 유전체 구획판(7)을 배치하는 것도 간단하다. 또한, 유전체 구획판(7)의 두께는 얇으므로(1mm 정도), 극소의 스페이스를 요할 뿐이다. 즉, 본 실시 형태에 관한 오존 발생 장치(100)에서는, 장치의 복잡화 및 대형화를 방지하면서, 저비용에 의해, 오존 발생 용적 밀도 η를 더 증가시킬 수 있다.

그런데, 상기 유전체 구획판(7) 대신에 금속제 판을 배치하고, 하나의 방전 셀에 2개의 방전 공간을 형성하는 방법도 고려된다. 당해 금속제 판을 채용하는 방법은, 방전 셀(50)에 있어서의 갭 길이가 1mm보다 큰 경우에는, 조립 등의 관점에서 적절하다. 그러나, 방전 셀(50)에 있어서의 갭 길이가 작은 경우에는, 당해 금속제 판은, 하기의 이유에 의해 그다지 바람직하지 않다.

즉, 금속제 판은, 유전체판에 비하여 부드럽고, 열용량이 작다. 또한, 금속제 판을 방전 셀 내에 도입하면, 방전 공간의 일부분에서 쇼트된다. 따라서, 이들 사항에 의해, 금속제 판을 채용한 경우에는, 균일한 유전체 배리어 방전을 안정적으로 형성하는 것은 곤란하다.

또한, 금속제 판의 양면에 유전체를 밀착시키는 방법도 고려된다. 그러나, 당해 방법을 채용하였을 때에는, 금속재의 열전도율과 유전체재의 열전도율의 차이에 의해, 유전체를 밀착시킨 금속제 판의 평면도를 확보할 수 없다. 또한, 금속재와 유전체재의 사이에 보이드가 발생하는 경우도 있다. 또한, 유전체를 금속제 판에 부착할 때에는, 고온에서 베이킹이 필요하므로, 당해 베이킹 처리에 의해, 금속제 판에 휨이 발생한다. 따라서, 이들 사항에 기인하여 금속제 판의 양면에 유전체를 밀착시키는 방법은, 방전 공간(6a, 6b)에 있어서의 균일한 유전체 배리어 방전의 생성의 관점에서, 그다지 바람직하지 않다.

따라서, 유전체 구획판(7) 대신에 금속제 판을 채용하는 방법은, 그다지 바람직하지 않다.

따라서, 본 발명에서는, 두께가 약 1mm 정도이고, 보다 단단한 유전체재인, 유전체 구획판(7)을 채용하고 있다. 따라서, 유전체 구획판(7)의 평면도는, 고정밀도로 유지된다. 따라서, 방전 셀(50)에 대하여 교류 전압을 인가하면, 유전체 구획판(7)을 통하여, 각 방전 공간(6a, 6b)에 있어서, 균일한 유전체 배리어 방전이 발생한다.

또한, 상기한 바와 같이, 유전체 구획판(7)으로서, 망상의 박판을 채용할 수도 있다. 망상의 유전체 구획판(7)을 채용한 경우에는, 방전 면적이 증대되어, 보다 고농도의 오존 가스를 발생시킬 수 있고, 출력할 수 있는 오존 발생량(=오존 발생 농도×가스 유량)을 보다 높이는 결과로 된다. 즉, 결과적으로, 오존 발생 용적 밀도 η를 보다 증대시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 스페이서(4)를 복수 설치함으로써, 각 방전 공간(6a, 6b)에 있어서의 갭 길이를 고정밀도로 유지하는 것이 가능하게 된다.

여기서, 유전체 구획판(7)과 스페이서(4)를 다른 부위로서 준비하고, 조립해도 된다. 또한, 동일한 유전체 재료를 사용하여, 유전체 구획판(7)과 스페이서(4)를 일체적(일체화)으로 형성해도 된다. 즉, 양쪽 주면에 복수의 돌기를 갖는 유전체 구획판(7)을 성형하고, 당해 돌기를 스페이서(4)로서 기능시켜도 된다.

상기와 같이, 유전체 구획판(7)과 복수의 스페이서(4)를 일체적으로 형성한 경우에는, 방전 셀(50)의 조립이 용이하게 되고, 더불어 조립 정밀도가 향상된다(특히, 갭 길이를 고정밀도로 설정할 수 있다).

<실시 형태 2>

도 3은, 오존 발생 장치(100) 내에 배치되는, 본 실시 형태에 관한 방전 셀(50)의 구성을 도시하는 확대 단면도이다.

도 2와 도 3의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시 형태 1에 관한 방전 셀(50)과 본 실시 형태에 관한 방전 셀(50)은, 광촉매 물질(8)이 추가되어 있는 것을 제외하고, 동일한 구성이다. 따라서, 이하에서는, 도 2에서 도시한 방전 셀(50)과 상이한 부분에 관하여, 도 3에 도시하는 방전 셀(50)의 구성을 설명한다.

또한, 본 실시 형태에 관한 방전 셀(50)을, 오존 발생 장치(100) 내에 배치하는 경우에는, 원료 가스로서, 질소 가스를 포함하지 않는, 고순도의 산소 가스를 채용하는 것도 가능하다. 즉, 본 실시 형태에 관한 방전 셀(50)을 채용한 경우에는, 가스 공급부(9a)로부터 오존 발생 장치(100) 내로, 고순도의 산소 가스를 공급하였다고 해도, 고농도의 오존 가스를 생성하는 것이 가능하다.

그런데, 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 방전 셀(50)에서는, 방전 공간(6a)에 면하는 저압 전극(1)의 주면, 방전 공간(6a, 6b)에 면하고 있는 유전체 구획판(7)의 양쪽 주면, 및 방전 공간(6b)에 면하는 유전체부(2)의 주면에 있어서, 광촉매 물질(8)이 각각 형성되어 있다. 즉, 4개의 방전면에 대하여, 광촉매 물질(8)이 형성되어 있다.

또한, 광촉매 물질(8) 대신에, 금속 혹은 금속 산화물을, 상기 4개의 방전면에 형성해도 된다. 상기 금속 혹은 금속 산화물은, 플라즈마 방전장에 있어서, 상기 광촉매 물질로 변질된다. 여기서, 당해 금속으로서, 예를 들어 몰리브덴, 크롬, 텅스텐 등을 채용할 수 있다. 또한, 금속 산화물은, 상기에 예시한 금속의 산화물을 채용할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 4개의 방전면에 있어서 광촉매 물질(8)(또는, 금속 혹은 금속 산화물)이 적용되어 있다. 따라서, 방전 셀(50) 내에 고순도의 산소 가스가 침입하면, 4개의 방전면에 형성된 광촉매 물질(8)(또는, 변질된 광촉매 물질)에 있어서, 유전체 배리어 방전의 방전광 에너지가 흡수된다. 이에 의해, 산소 가스와 광촉매 물질(8)의 사이에 있어서의 계면 화학 반응이 활성화되고, 2개의 방전 공간(6a, 6b)에 있어서, 산소 분자가 산소 원자로 해리되는 현상이 촉진된다. 이에 의해, 결과로서, 2개의 방전 공간(6a, 6b)에 있어서, 보다 고농도의 오존 가스를 생성시킨다.

<실시 형태 3>

상기에 있어서, 유전체 구획판(7)의 양쪽 주면에 있어서, 복수의 스페이서(4)를 배치하는 것을 언급하였다. 본 실시 형태에서는, 구체적인 스페이서(4)의 배열 방법에 관한 것이다. 도 4는, 본 실시 형태에 관한 유전체 구획판(7)을 상면에서 바라본 평면도이다.

도 4에 도시하는 본 실시 형태에 관한 복수의 스페이서(4)는, 실시 형태 1, 2에서 설명한 방전 셀(50) 내의 유전체 구획판(7)에 배치된다. 또한, 도 4에서는, 유전체 구획판(7)의 한쪽 주면만이 도시되어 있지만, 다른 쪽 주면에 있어서도, 마찬가지의 형태로 복수의 스페이서(4)가 배치되어 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 유전체 구획판(7)의 주면에는, 스페이서(4)는, 당해 유전체 구획판(7)의 중심으로부터 외측을 향하여 방사상으로 배치되어 있다. 또한, 스페이서(4)의 수는, 도 4에 예시된 스페이서(4)의 수에 한정되는 것은 아니며, 임의로 선택할 수 있다.

또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 유전체 구획판(7)의 중심부에, 생성된 오존 가스를 취출하는 가스 취출부(30)를 설치해도 된다. 가스 취출부(30)로부터 취출된 오존 가스는, 유전체 구획판(7) 내를 통과하여, 오존 발생 장치(100) 밖으로 출력되지만, 당해 오존 가스의 전반로(傳搬路)는 도시를 생략하였다.

예를 들어, 본 실시 형태에 관한 유전체 구획판(7)을 적용하는 경우에는, 원료 가스를, 유전체 구획판(7)의 외주로부터, 당해 유전체 구획판(7)으로 침입시킨다. 당해 원료 가스는, 유전체 구획판(7)의 중심을 향하여 한창 진행하는 가운데, 방전 공간(6a, 6b)의 유전체 배리어 방전장에 노출되어, 오존 가스가 생성된다. 그리고, 당해 오존 가스는, 유전체 구획판(7)의 중심부에 배치된 가스 취출부(30)로 흘러, 오존 발생 장치(100)로 출력된다.

또한, 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 유전체 구획판(7)과 스페이서(4)를 포함하는 일체화된 구성을 채용할 수도 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 유전체 구획판(7)에 대하여, 복수의 스페이서(4)를 방사상으로 배치한다. 이에 의해, 예를 들어 유전체 구획판(7)의 외주로부터 내부를 향하는 가스의 흐름이, 스페이서(4)에 의해 방해되는 일이 없고, 또한 효율적으로 방전 공간(6a, 6b)에 있어서 오존 가스를 생성할 수 있다.

1: 저압 전극
2: 유전체부
3: 고압 전극
4: 스페이서
5: 교류 전원
6a, 6b: 방전 공간
7: 유전체 구획판
8: 광촉매 물질
9a: 가스 공급부
9b: 가스 출력부
11: 공간
30: 가스 취출부
50: 방전 셀
100: 오존 발생 장치

Claims

유전체 배리어 방전이 발생하는 방전 셀(50)을 갖고 있고, 당해 유전체 배리어 방전에 의해 오존의 생성을 행하는 오존 발생 장치(100)이며,
상기 방전 셀은,
제1 전극부(1)와,
공간(11)이 형성되도록, 상기 제1 전극부와 대면하여 배치되는 제2 전극부(2, 3)와,
상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부의 사이에 배치되고, 상기 공간을 2개의 방전 공간(6a, 6b)으로서 구획하는 유전체 구획판(7)을 구비하고,
상기 제1 전극부, 상기 제2 전극부 및 상기 유전체 구획판은 각각 평판 형상을 갖고,
상기 유전체 구획판에는,
상기 방전 공간을 형성하기 위한 스페이서(4)가 일체적으로 형성되어 있고,
상기 유전체 구획판 및 상기 스페이서는 동일한 유전체 재료를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.
제1항에 있어서, 상기 유전체 구획판은 망상인 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.
제1항에 있어서, 상기 스페이서는 복수인 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.
제3항에 있어서, 상기 스페이서는, 상기 유전체 구획판에 있어서, 방사상으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방전 공간에 면하는 상기 제1 전극부, 상기 방전 공간에 면하는 상기 유전체 구획판, 및 상기 방전 공간에 면하는 상기 제2 전극부에는, 광촉매 물질(8)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방전 공간에 면하는 상기 제1 전극부, 상기 방전 공간에 면하는 상기 유전체 구획판, 및 상기 방전 공간에 면하는 상기 제2 전극부에는, 금속 또는 금속 산화물이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.