TWI731950B - 臭氧氣體產生裝置及臭氧氣體產生裝置的製造方法 - Google Patents

Abstract

一種臭氧氣體產生裝置，係包括：第1電極部，係包含第1電極；及第2電極部，係與第1電極部相對向，並且隔著可在其與第1電極部之間放電的預定間隔而配置，且包含第2電極；第1電極部及第2電極部係至少一方包括設於彼此相對向之側之第1電極或第2電極之面的介電體，並且至少一方包括設於彼此相對向之側之第1電極、第2電極或介電體之面的至少一部分，且包含金屬或金屬化合物的至少1者之層；第1電極部及第2電極部係構成為彼此相對向之表面之間隔的精確度為±3%以上±50%以下。

Description

臭氧氣體產生裝置及臭氧氣體產生裝置的製造方法

本發明係關於一種臭氧氣體產生裝置及臭氧氣體產生裝置的製造方法。

以往已知有一種臭氧氣體產生裝置。此種臭氧氣體產生裝置已揭示於例如日本特開2012-126614號公報中。

在上述日本特開2012-126614號公報中，係揭示一種包括隔著放電間隙所配置的接地電極管及高電壓電極管的臭氧產生裝置(臭氧氣體產生裝置)。此臭氧產生裝置係為了使臭氧氣體穩定地產生，而組裝有接地電極管及高電壓電極管，以使放電間隙變得均勻。

然而，在上述日本特開2012-126614號公報的臭氧產生裝置中，為了使臭氧氣體穩定地產生，而組裝有接地電極管及高電壓電極管，以使放電間隙成為高精確度且均勻。因此，必須以良好精確度組裝接地電極管及高電壓電極管，故會有難以製造臭氧產生裝置的問題。尤其是放電間隙小時，由於容許之誤差的絕對值會變得極小， 因此要以良好精確度使放電間隙均勻，就會更加地困難。因此，放電間隙小時，會有更難以製造臭氧產生裝置的問題。

本發明係有鑑於解決上述問題而研創者，其目的在於提供一種可使臭氧氣體穩定地產生，而且可易於製造的臭氧氣體產生裝置及該種臭氧氣體產生裝置的製造方法。

為了解決上述問題，經本案發明人精心檢討後結果，發現藉由構成為在包括有包含第1電極之第1電極部、及與第1電極部相對向配置且包含第2電極之第2電極部的臭氧氣體產生裝置中，彼此相對向之側之第1電極部或第2電極部之面的至少一部分為由包含金屬或金屬化合物之至少1者之層所構成，且第1電極部及第2電極部之彼此相對向之表面之間隔(以下亦稱放電間隙)的精確度為±3%以上±50%以下，即可穩定地產生臭氧氣體。亦即，本案發明人係獲得下述見解：在設置有包含金屬或金屬化合物之至少1者之層時，若以往被認為要求高精確度之放電間隙的精確度為±50%以下，則可穩定地產生臭氧氣體。另外，金屬化合物係為包含金屬元素的化合物。例如為金屬氧化物、金屬氮化物等。

本發明之第1形態的臭氧氣體產生裝置係包括：第1電極部，係包含第1電極；及第2電極部，係與前述第1電極部相對向，並且隔著可在其與前述第1電極部之間放電的預定間隔而配置，且包含第2電極；於第1電極部與第2電極部之間供給未添加有氮且濃度為99.99%以上的氧作為原料氣體；第1電極部及第2電極部係至少一方包括設於彼此相對向之側之第1電極或第2電極之面的介電體，並且至少一方包括設於彼此相對向之側之第1電極、第2電極或介電體之面的至少一部分，且包含金屬或金屬化合物的至少1者之層；第1電極部及第2電極部係構成為彼此相對向之表面之間隔的精確度為±10%以上±50%以下。

在本發明之第1形態之臭氧氣體產生裝置中，如上所述，係藉由構成為設置包含金屬或金屬化合物之至少一者的層，且放電間隙的精確度成為±3%以上±50%以下，即可穩定地產生臭氧氣體，並且可容易地製造臭氧氣體產生裝置。換言之，藉由將放電間隙的精確度(誤差)設為±3%以上(較±3%更為放寬)，即可不嚴格要求組裝第1電極部及第2電極部的精確度，因此可容易地製造臭氧氣體產生裝置。此外，藉由設置包含金屬或金屬化合物之至少1者的層，且將放電間隙的精確度(誤差)設為±50%以下(較±50%更為嚴格)，即可穩定地產生臭氧氣體。其理由為對於臭氧氣體的產生效率而言，一般認為係因包含金屬或金屬化合物之至少1層所導致之臭氧氣體產生效率提升的影響，比放寬放電間隙之精確度所導致的影響還大。亦即，金屬或金屬化合物係以可更有效率地產生臭氧氣體的材料 為更理想。此外，上述的效果係於放電間隙小時特別有效。換言之，放電間隙小時，當嚴格要求其精確度時，容許之誤差的絕對值就會變得極小，因此將極難以製造臭氧氣體產生裝置。另一方面，在本案發明中，由於不須嚴格要求放電間隙的精確度，因此即使在放電間隙小的臭氧氣體產生裝置中，亦可容易易製造。

在上述第1形態的臭氧氣體產生裝置中，較佳為第1電極部及第2電極部係構成為所放電之有效面積之30%以上之彼此相對向之表面之間隔的精確度為±10%以上±50%以下。在此，本案的臭氧氣體產生裝置係對於第1電極部與第2電極部之間的間隙供給原料氣體，且使該間隙產生放電，藉此產生臭氧氣體者。所謂放電的有效面積，係指第1電極部及第2電極部之彼此相對向之表面的面積中之第1電極及第2電極之彼此相對向之表面的面積。如此，藉由管理第1電極部及第2電極部之放電之有效面積之30%以上之彼此相對向之間隔的精確度，即可抑制臭氧氣體產生效率的降低。另外，在管理第1電極部及第2電極部之放電之有效面積之未達30%之彼此相對向之間隔的精確度時，有時無法充分抑制臭氧氣體產生效率的降低。此外，在管理第1電極部及第2電極部之放電之有效面積之未達100%之彼此相對向之間隔的精確度時，相較於管理有效面積之100%(所有有效面積)之彼此相對向之間隔的精確度之情形，可抑制製造臭氧氣體產生裝置時之作業的繁雜化及組裝作業時間的長時間化。

在上述第1形態的臭氧氣體產生裝置中，較 佳為藉由第1電極部及第2電極部所構成的放電單元係設置複數個；複數個放電單元之第1電極部及第2電極部係分別構成為彼此相對向之表面之間隔的精確度為±10%以上±50%以下。在此，當嚴格要求放電間隙的精確度時，製造1個放電單元本身變得困難。在設有複數個放電單元的臭氧氣體產生裝置，尤其是在將複數個放電單元一體化設於預定體積內的臭氧氣體產生裝置中，必須在製造了複數個本身製造困難的放電單元之後進而將其一體化組裝，因此製造臭氧氣體產生裝置會變得極為困難。此點在放電間隙小的臭氧氣體產生裝置上特別顯著。另一方面，在本案發明中，係將複數個放電單元各者的放電間隙的精確度管理在±10%以上±50%以下，藉此即不須嚴格要求精確度。藉此，即可容易地製造具備複數個放電單元的臭氧氣體產生裝置。

此時，較佳為複數個放電單元之第1電極部及第2電極部係構成為彼此相對向之表面之間隔的精確度相對於預定的基準間隔分別為±10%以上±50%以下。若以此方式構成，即可將複數個放電單元的放電間隙，相對於共通的基準間隔，分別管理為±10%以上±50%以下，因此可抑制複數個放電單元間之放電間隙的變異。藉此，即可抑制在複數個放電單元間所產生之臭氧氣體產生效率的變異，因此作為具備複數個放電單元的臭氧氣體產生裝置整體，可穩定地產生臭氧氣體。

在上述第1形態的臭氧氣體產生裝置中，較佳為第1電極部及第2電極部係構成為所放電之有效面積 之彼此相對向之表面之相對於間隔之平均的間隔的精確度為±10%以上±50%以下。若以此方式構成，即可抑制與放電間隙之平均的變異，因此可穩定地產生臭氧氣體。

在上述第1形態之臭氧氣體產生裝置中，較佳為第1電極部及第2電極部係構成為彼此相對向之表面之間隔的精確度相對於300μm以下之預定的基準間隔為±10%以上±50%以下。在此，要精確度良好地製造基準間隔為300μm以下之放電間隙小的臭氧氣體產生裝置，會極為困難。另一方面，在本案發明中，因為不須嚴格要求精確度，因此可容易地製造基準間隔為300μm以下之放電間隙小的臭氧氣體產生裝置。

在上述第1形態之臭氧氣體產生裝置中，較佳為第1電極部及第2電極部係構成為彼此相對向之表面之間隔的精確度為±10%以上±30%以下。如此，藉由將放電間隙的精確度設為±30%以下，即可穩定地產生臭氧氣體。

在上述第1形態的臭氧氣體產生裝置中，較佳為包含前述金屬或金屬化合物之至少1者的層係為包含金屬化合物的層；金屬化合物係包含鈦、鈮及鎢中之至少1種金屬。在此，已知藉由在高純度的氧氣中添加微量的氮氣等作為原料氣體，即可穩定地產生高濃度的臭氧氣體。然而，在原料氣體中含有氮氣時，由於氮氧化物會被作為副生成物而生成，因此不適用於用在半導體領域等中的臭氧氣體產生裝置。另一方面，在使用無氮(未添加氮)之高純度的氧氣作為原料氣體時，藉由在彼此相對向之側 之第1電極、第2電極或介電體之面的至少一部分設置包含金屬化合物的層，即可穩定地產生高濃度的臭氧氣體。尤其藉由金屬化合物包含鈦、鈮及鎢中之至少1種元素，即可更穩定地產生高濃度的臭氧氣體。

本發明之第2形態之臭氧氣體產生裝置的製造方法係供給未添加有氮且濃度為99.99%以上的氧作為原料氣體而使臭氧氣體產生的臭氧氣體產生裝置的製造方法，包括：形成包含第1電極之第1電極部的步驟；形成包含第2電極之第2電極部的步驟；及使第1電極部及第2電極部彼此相對向並隔著可放電的預定間隔而配置的步驟；形成第1電極部及第2電極部之至少一者的步驟，係包含在第1電極部及第2電極部之彼此相對向之側之第1電極或第2電極的面設置介電體的步驟；形成第1電極部及第2電極部之至少一者的步驟，係包含在第1電極部及第2電極部之彼此相對向之側之第1電極、第2電極或介電體之面的至少一部分設置包含金屬或金屬化合物之至少1者之層的步驟；使第1電極部及第2電極部彼此相對向並隔著可放電的預定間隔而配置的步驟，係包含以使第1電極部及第2電極部之彼此相對向之表面之間隔的精確度成為±10%以上±50%以下之方式隔著預定間隔而配置的步驟。

在本發明之第2形態之臭氧氣體產生裝置的製造方法中，藉由如上所述之方式構成，即可穩定地產生臭氧氣體，並且可容易地製造臭氧氣體產生裝置。換言之，藉由將放電間隙的精確度(誤差)設為±3%以上(較±3%更為放寬)，即可不嚴格要求組裝第1電極部及第2電極部的精確度，因此可容易地製造臭氧氣體產生裝置。此外，藉由設置包含金屬或金屬化合物之至少1者的層，且將放電間隙的精確度(誤差)設為±50%以下(較±50%更為嚴格)，即可製造可穩定地產生臭氧氣體的臭氧氣體產生裝置。其理由為對於臭氧氣體的產生效率而言，一般認為係因包含金屬或金屬化合物之至少1層所導致之臭氧氣體產生效率提升的影響，比放寬放電間隙之精確度所導致的影響還大。亦即，金屬或金屬化合物係以可更有效率地產生臭氧氣體的材料為更理想。此外，上述的效果係於放電間隙小時特別有效。換言之，放電間隙小的情形下，當嚴格要求其精確度時，容許之誤差的絕對值就會變得極小，因此將極難以製造臭氧氣體產生裝置。另一方面，在本案發明中，由於不須嚴格要求放電間隙的精確度，因此即使在放電間隙小的臭氧氣體產生裝置中，亦可容易地製造。

1‧‧‧臭氧氣體產生部

2‧‧‧電源

3‧‧‧控制部

10‧‧‧放電單元

11‧‧‧第1電極部

12‧‧‧第2電極部

13‧‧‧肋部

13a‧‧‧接著層

14‧‧‧流路

100‧‧‧臭氧氣體產生裝置

111‧‧‧第1電極

112‧‧‧介電體

113‧‧‧功能膜

121‧‧‧第2電極

122‧‧‧介電體

123‧‧‧功能膜

D1‧‧‧放電間隙

D2‧‧‧高度

D3‧‧‧膜厚

Da‧‧‧基準間隔

第1圖係為顯示本發明之一實施形態之臭氧氣體產生裝置的方塊圖。

第2圖係為顯示本發明之一實施形態之臭氧氣體產生裝置之臭氧氣體產生部的概略圖。

第3圖係為顯示本發明之一實施形態之臭氧氣體產生裝置之放電單元的概略圖。

第4圖係為用以說明本發明之一實施形態之臭氧氣體 產生裝置之放電單元之第1電極部及第2電極部之間隔的圖。

第5圖係為顯示實施例1之間隙精確度及臭氧濃度之關係的曲線圖。

第6圖係為顯示實施例2之放電單元數及臭氧濃度之關係的曲線圖。

以下根據圖式來說明本發明的實施形態。

(臭氧氣體產生裝置的構成)

茲參照第1圖來說明本發明之一實施形態之臭氧氣體產生裝置100的構成。

本發明之一實施形態的臭氧氣體產生裝置100，係構成為以氧氣(O₂)為原料來產生臭氧氣體。例如，臭氧氣體產生裝置100係構成為使用高純度的氧氣(例如氧濃度為99.99%以上)，來抑制所產生之臭氧氣體中的雜質(臭氧及氧以外的物質)的濃度。如第1圖所示，臭氧氣體產生裝置100係包括臭氧氣體產生部1、電源2、及控制部3。

臭氧氣體產生部1係例如構成為供給高純度的氧氣(O₂)作為原料，而產生高濃度的臭氧氣體。此時，在原料之高純度的氧氣中，未添加有氮等其他氣體。換言之，臭氧氣體產生裝置100係能以無添加氮之高純度的氧氣作為原料，而產生高濃度的臭氧氣體。另外，臭氧氣體產生裝置100亦可供給空氣或亦可供給在氧中添加有氮等 其他氣體的氣體以作為原料。

如第2圖所示，臭氧氣體產生部1係包含有複數個放電單元10。如第3圖所示，放電單元10係包含第1電極部11、及第2電極部12。第1電極部11係具有第1電極111、介電體112、及功能膜113。第2電極部12係具有第2電極121、介電體122、及功能膜123。複數個放電單元10係具有相同的構成。放電單元10係構成為藉由施加電源2而進行無聲放電。在複數個放電單元10各者之間，係設有供冷卻放電單元10之冷卻水流通的流路14。另外，流路14亦可供冷卻氣體流通以冷卻放電單元10。此外，功能膜113及123係為申請專利範圍之「包含金屬或金屬化合物之至少一者之層」的一例。

如第3圖所示，第1電極部11及第2電極部12係配置成彼此相對向。此外，第1電極部11及第2電極部12係隔著可放電的預定間隔而配置。此外，第1電極部11及第2電極部12之彼此相對向的面，係形成為大致平坦狀。

第1電極111及第2電極121係構成為分別配置於一對介電體112及122的外側，且使一對介電體112及122間產生介電體阻障放電(無聲放電)。換言之，在第1電極111及第2電極121中，係連接有電源2。對於第1電極111及第2電極121，係從電源2供給高頻高電壓的交流電力。此外，第1電極111及第2電極121係分別形成為膜狀。此外，第1電極111及第2電極121係配置成 彼此相對向。

一對介電體112及122係以彼此相對向之方式隔著預定間隔而配置。此外，一對介電體112及122係分別藉由氧化鋁(陶瓷)而形成。此外，一對介電體112及122係分別形成為板狀。此外，一對介電體112及122係分別具有比第1電極111及第2電極121更大的面積，且以分別覆蓋第1電極111及第2電極121之內側之面(相對向之側的面)之方式配置。介電體112及122係例如具有大約0.05mm以上約1mm以下的板厚。為了獲得穩定的性能，較佳為介電體112及介電體122係具有約0.1mm以上約0.3mm以下的膜厚。

一對功能膜113及123係分別設於一對介電體112及122之彼此相對向的面。換言之，功能膜113及123係配置成鄰接於一對介電體112及122之間的間隙(放電的空間)。此外，功能膜113及123係分別設於介電體112及122之面的至少一部分。構成為使原料的氧氣供給至一對功能膜113及123之間的間隙。此外，功能膜113及123係包含金屬或金屬化合物之至少一者。例如，功能膜113及123係包含金屬氧化物或金屬氮化物。較佳為功能膜113及123係包含金屬化合物，而該金屬化合物係包含鈦、鈮及鎢中之至少1種元素。更佳為功能膜113及123係包含鈦、鈮及鎢中之至少1種金屬氧化物。

此外，功能膜113及123例如亦可包含選自鈮、鉭、鉬、鉻的1種或2種以上之金屬的第1金屬氧化物、及選 自鈦、鎢、鋅、鐵之1種或2種以上之金屬的第2金屬氧化物。

此外，功能膜113及123例如亦可包含在具有原子不存在於鈣鈦礦(perovskite)構造之A位置之結晶構造的過渡金屬氧化物的A位置添加有鹼金屬、鹼土類金屬或稀土類元素的過渡金屬青銅(bronze)。此時，例如過渡金屬氧化物可列舉V₂O₅、Sb₂O₃、WO₃、Mn₃O₄、Fe₂O₃、NiO或Co₃O₄。

此外，功能膜113及123例如亦可包含用以阻止臭氧濃度降低的功能物質。例如，功能物質係可列舉Ti、W、Sb、Mn、Fe、Co、Ni、V或Zn、或該等金屬的氧化物(MxOy)。

此外，功能膜113及123例如亦可包含由粉狀金屬或其氧化物與無機系固定材所構成的低電阻塗覆(coating)層。此時，例如粉狀金屬或其氧化物亦可單獨或混合2種以上選自Ti、W、Sb、Mn、Fe、Co、Ni、V及Zn、以及該等元素的氧化物來使用。

此外，功能膜113及123例如亦可包含固體酸觸媒。此時，例如，固體酸觸媒可列舉選自鈮、鉭、鉬的1種或2種以上之金屬的金屬氧化物。

此外，功能膜113及123例如亦可包含氧化鉻。

如第4圖所示，在第1電極部11及第2電極部12之間，係設有肋部13。藉此，保持第1電極部11及第2電極部12之彼此相對向之表面的間隔(放電間 隙)D1。肋部13係設於第1電極部11及第2電極部12的兩方。此外，設於第1電極部11及第2電極部12之兩方的肋部13係藉由接著層13a而接著(接合)。接著層13a係例如包含玻璃。

電源2係構成為供給交流電力至臭氧氣體產生部1的第1電極111及第2電極121。電源2係構成為供給藉由LC電路等使之共振之高頻的電力。此外，如第2圖所示，在電源2中，係並聯連接有複數個放電單元10。換言之，複數個放電單元10係構成為從共通的電源2供給電力。

控制部3係構成為控制臭氧氣體產生裝置100的各部。例如，控制部3係控制電源2，而控制供給至臭氧氣體產生部1的電力。

在此，在本實施形態中，第1電極部11及第2電極部12係構成為放電間隔D1的精確度為±3%以上±50%以下。換言之，構成為第1電極部11之功能膜113的表面、與第2電極部12之功能膜123之表面的間隔(放電間隙D1)的精確度為±3%以上±50%以下。此外，放電間隙D1係以基準間隔為Da，精確度為±x%時，具有(1-x/100)×Da≦D1≦(1+x/100)×Da之範圍的大小。例如，精確度為±3%時，放電間隙D1係具有(1-0.03)×Da≦D1≦(1+0.03)×Da之範圍的大小。此外，精確度為±50%時，放電間隙D1係具有(1-0.5)×Da≦D1≦(1+0.5)×Da之範圍的大小。

較佳為第1電極部11及第2電極部12係構 成為放電間隙D1的精確度為±10%以上±50%以下。尤佳為第1電極部11及第2電極部12係構成為放電間隙D1的精確度為±20%以上±50%以下。

此外，較佳為第1電極部11及第2電極部12係構成為放電間隙D1的精確度為±3%以上±40%以下。尤佳為第1電極部11及第2電極部12係構成為放電間隙D1的精確度為±3%以上±30%以下。更佳為第1電極部11及第2電極部12係構成為放電間隙D1的精確度為±10%以上±30%以下。再更佳為第1電極部11及第2電極部12係構成為放電間隙D1的精確度為±20%以上±30%以下。

此外，在本實施形態中，第1電極部11及第2電極部12係構成為所放電之有效面積之30%以上之放電間隙D1的精確度為±3%以上±50%以下。較佳為第1電極部11及第2電極部12係構成為所放電之有效面積之50%以上之放電間隙D1的精確度為±3%以上±50%以下。尤佳為第1電極部11及第2電極部12係構成為所放電之有效面積之70%以上之放電間隙D1的精確度為±3%以上±50%以下。更佳為第1電極部11及第2電極部12係構成為所放電之有效面積之90%以上之放電間隙D1的精確度為±3%以上±50%以下。另外，當然亦可構成為所放電之有效面積之100%之放電間隙D1的精確度為±3%以上±50%以下。

此外，在本實施形態中，複數個放電單元10的第1電極部11及第2電極部12係分別構成為放電間隙D1的精確度為±3%以上±50%以下。換言之，複數個放電 單元10中之各個放電單元10之放電間隙D1之放電單元10內之變異的精確度係構成為±3%以上±50%以下。此外，複數個放電單元10之第1電極部11及第2電極部12係相對於預定的基準間隔Da，分別構成為放電間隙D1的精確度為±3%以上±50%以下。換言之，放電間隙D1之複數個放電單元10間之變異的精確度係構成為±3%以上±50%以下。

此外，第1電極部11及第2電極部12係構成為所放電之有效面積之相對於放電間隙D1之平均的間隔的精確度為±3%以上±50%以下。

此外，為了產生高濃度的臭氧氣體，第1電極部11及第2電極部12係構成為放電間隙D1的基準間隔Da為300μm以下。較佳為，為了產生更高濃度的臭氧氣體，第1電極部11及第2電極部12係構成為放電間隙D1的基準間隔Da為200μm以下。尤佳為，為了產生更高濃度的臭氧氣體，第1電極部11及第2電極部12係構成為放電間隙D1的基準間隔Da為100μm以下。

如第4圖所示，放電間隙D1係受到肋部13的高度D2、功能膜113及123之膜厚D3的影響。另外，接著層13a的厚度係小到可以忽視。具體而言，為D1≒D2×2-D3×2。然而，肋部13之高度D2之放電單元10內之變異程度(不均勻量)，在放電單元10內，D1會變動。此外，膜厚D3之放電單元10內之變異程度(不均勻量)，在放電單元10內，D1會變動。

(臭氧氣體產生裝置的製造方法)

茲說明臭氧氣體產生裝置100(臭氧氣體產生部1)的製造方法。

在作為基材的介電體112(122)形成肋部13。具體而言，肋部13的材料係塗佈或印刷於介電體112(122)的表面。之後進行鍛燒。然後，為了使肋部13的高度均勻化，藉由拋光研磨來研磨肋部13的表面。藉此，在介電體112(122)上形成肋部13。

然後，在形成有肋部13之側的介電體112(122)的面形成功能膜113(123)。具體而言，在介電體112(122)的表面且為未形成有肋部13的部位，藉由網版(screen)印刷來印刷功能膜113(123)的材料。之後，進行鍛燒，而在介電體112(122)的表面形成功能膜113(123)。

另外，形成肋部13時，藉由高度計(height gage)或測微計(microgage)等之測量長度的機器，來測量肋部13之距離功能膜113(123)之表面的高度。另外，亦可利用雷射位移計等之使用雷射的機器，來測量肋部13距離功能膜113(123)之表面的高度。肋部13係以肋部13距離功能膜113(123)之表面的高度(D2-D3)成為基準間隔Da之大致1/2之方式研磨。在此，放電間隙D1會受到D2及D3影響，因此藉由管理功能膜113(123)之膜厚D3及肋部13之高度D2的精確度，而管理成放電間隙D1的精確度為±3%至±50%。

再者，在介電體112(122)之與功能膜113 (123)為相反側的面，形成第1電極111(第2電極121)。具體而言，在介電體112(122)的面形成銀或銅等的金屬作為電極。另外，形成第1電極111(第2電極121)的步驟，亦可在形成功能膜113(123)的步驟前進行。

接著，形成有功能膜113及肋部13的第1電極部11、及形成有功能膜123及肋部13的第2電極部12，係在使功能膜113及123相對向的狀態下接著(接合)。此時，如前所述，由於管理功能膜113(123)的膜厚D3及肋部13之高度D2的精確度，因此放電間隙D1的精確度會成為±3%以上±50%以下。此外，構成彼此鄰接之放電單元10之相鄰接的介電體112及122的第1電極111及第2電極121的面彼此，係透過絕緣體(未圖示)而藉由接著層而接著(接合)。藉此來組裝複數個放電單元10。此外，在複數個放電單元10各者之間設置供冷卻水流通的流路14(參照第2圖)，來組裝臭氧氣體產生部1。

(實施形態的效果)

在本實施形態中，可獲得如下的功效。

在本實施形態中，如上所述，係在彼此相對向之側之第1電極部11的介電體112及第2電極部12的介電體122之各者的至少一部分設置功能膜113及123，且將放電間隙D1的精確度構成為±3%以上±50%以下，藉此即可穩定地產生臭氧氣體，並且可容易地製造臭氧氣體產生裝置100。換言之，藉由將放電間隙D1的精確度(誤差) 設為±3%以上(較±3%更為放寬)，即可不嚴格要求組裝第1電極部11及第2電極部12的精確度，因此可容易地製造臭氧氣體產生裝置100。此外，在彼此相對向之側之第1電極部11的介電體112及第2電極部12的介電體122之各者的至少一部分設置功能膜113及123，且將放電間隙D1的精確度構成為±50%以下(較±50%更為嚴格)，藉此即可穩定地產生臭氧氣體。上述的效果係在放電間隙D1小時特別有效。換言之，放電間隙D1小的情形下，當嚴格要求其精確度時，容許之誤差的絕對值就會變得極小，因此將極難以製造臭氧氣體產生裝置。另一方面，在本實施形態中，由於不須嚴格要求放電間隙D1的精確度，因此即使在放電間隙D1小的臭氧氣體產生裝置100中，亦可容易地製造。

此外，在本實施形態中，如上所述，由於係將第1電極部11及第2電極部12構成為所放電之有效面積之30%以上之放電間隙D1的精確度為±3%以上±50%以下，因此可抑制臭氧氣體產生效率的降低。因此，相較於管理有效面積之100%(所有有效面積)之放電間隙D1的精確度的情形，可抑制製造臭氧氣體產生裝置時之作業的繁雜化及組裝作業時間的長時間化。此外，將第1電極部11及第2電極部12構成為所放電之有效面積之50%以上之放電間隙D1的精確度為±3%以上±50%以下時，既可抑制製造臭氧氣體產生裝置時之作業的繁雜化及組裝作業時間的長時間化，又可有效地抑制臭氧氣體產生效率的降低。 此外，將第1電極部11及第2電極部12構成為所放電之有效面積之70%以上之放電間隙D1的精確度為±3%以上±50%以下時，既可抑制製造臭氧氣體產生裝置時之作業的繁雜化及組裝作業時間的長時間化，又可更有效地抑制臭氧氣體產生效率的降低。此外，將第1電極部11及第2電極部12構成為所放電之有效面積之90%以上之放電間隙D1的精確度為±3%以上±50%以下時，既可抑制製造臭氧氣體產生裝置時之作業的繁雜化及組裝作業時間的長時間化，又可更有效地抑制臭氧氣體產生效率的降低。

此外，在本實施形態中，如上所述，係將複數個放電單元10的第1電極部11及第2電極部12，分別構成為放電間隙D1的精確度為±3%以上±50%以下。在此，當嚴格要求放電間隙的精確度時，製造1個放電單元10本身會變得困難。在設有複數個放電單元10的臭氧氣體產生裝置100，尤其將複數個放電單元10一體化地形成於預定的體積內而設置的臭氧氣體產生裝置100中，由於必須在製造複數個本身製造困難的放電單元10後要進一步地一體化組裝，因此製造臭氧氣體產生裝置100會變得極為困難。此點在放電間隙小的臭氧氣體產生裝置100中特別顯著。另一方面，在本實施形態中，藉由將複數個放電單元10之各者之放電間隙D1的精確度管理為±3%以上±50%以下，即不須嚴格要求精確度。藉此，即可容易地製造具備複數個放電單元10的臭氧氣體產生裝置100。

此外，在本實施形態中，如上所述，係將 複數個放電單元10的第1電極部11及第2電極部12相對於預定的基準間隔Da，分別構成為放電間隙D1的精確度成為±3%以上±50%以下。藉此，即可將複數個放電單元10的放電間隙D1相對於共通的基準間隔Da，分別管理為±3%以上±50%以下，因此可抑制複數個放電單元10間之放電間隙D1的變異。藉此，即可抑制在複數個放電單元10間所產生之臭氧氣體的產生效率變異之情形，因此即使在具備複數個放電單元10的臭氧氣體產生裝置100中，裝置整體亦可穩定地產生臭氧氣體。

此外，在本實施形態中，如上所述，係將第1電極部11及第2電極部12構成為相對於所放電之有效面積之放電間隙D1之平均之間隔的精確度成為±3%以上±50%以下。藉此，即可抑制與放電間隙D1之平均的變異，因此可穩定地產生臭氧氣體。

此外，在本實施形態中，如上所述，在將第1電極部11及第2電極部12構成為放電間隙D1之精確度成為±10%以上時，由於可將放電間隙的精確度更為放寬，因此可更容易地製造臭氧氣體產生裝置100。此外，在將第1電極部11及第2電極部12構成為放電間隙D1之精確度(誤差)成為±20%以上時，由於可將放電間隙的精確度更為放寬，因此可更容易地製造臭氧氣體產生裝置100。

此外，在本實施形態中，如上所述，在將第1電極部11及第2電極部12構成為放電間隙D1之精確 度(誤差)成為±40%以下時，由於可進一步抑制放電間隙的變異，因此可穩定地產生臭氧氣體。此外，在將第1電極部11及第2電極部12構成為放電間隙D1之精確度(誤差)成為±30%以下時，由於可進一步抑制放電間隙的變異，因此可更穩定地產生臭氧氣體。

此外，如上所述，在將第1電極部11及第2電極部12之放電間隙D1之基準間隔Da構成為300μm以下時，在本實施形態中，由於不須嚴格要求放電間隙的精確度，因此可容易地製造基準間隔Da為300μm以下的放電間隙D1小的臭氧氣體產生裝置100。而且，此種臭氧氣體產生裝置100係由於基準間隔Da小至300μm以下，因此可產生高濃度的臭氧氣體。此外，在將第1電極部11及第2電極部12之放電間隙D1的基準間隔Da構成為200μm以下時，在本實施形態中，由於不須嚴格要求放電間隙的精確度，因此即使為基準間隔Da為200μm以下之放電間隙D1更小的臭氧氣體產生裝置100，亦可容易地製造。而且，此種臭氧氣體產生裝置100係由於基準間隔Da更小至200μm以下，因此可產生更高濃度的臭氧氣體。此外，在將第1電極部11及第2電極部12構成為放電間隙D1的基準間隔Da成為100μm以下時，在本實施形態中，由於不須嚴格要求放電間隙的精確度，因此即使是基準間隔Da為100μm以下的放電間隙D1更小的臭氧氣體產生裝置100，亦可容易地製造。而且，此種臭氧氣體產生裝置100係由於基準間隔Da更小至100μm以下，因此 可產生更高濃度的臭氧氣體。

此外，在本實施形態中，如上所述，功能膜113及功能膜123中所含的金屬化合物，係包含鈦、鈮及鎢中之至少1種元素。藉此，即使使用無氮之高純度的氧氣作為原料氣體時，亦可藉由包含鈦、鈮及鎢中之至少1種金屬之材料的觸媒效果，穩定地產生臭氧氣體。

(實施例的說明)

接著參照第5圖及第6圖來說明進行本實施形態之臭氧氣體產生裝置100之評價後的實驗結果。

首先，參照第5圖來說明間隙精確度及臭氧濃度的關係。在第5圖所示的實施例1中，係使臭氧氣體產生裝置100之第1電極部11及第2電極部12之彼此相對向之表面的間隔(放電間隙)D1的精確度變化而進行實驗。此外，在各個精確度中使用複數個而且相同數量的放電單元10而進行實驗。此外，在各個精確度中供給相同流量的氧氣(原料氣體)而進行實驗。此外，在各個精確度中供給相同電力的交流電力而進行實驗。換言之，間隙精確度以外的條件係全部予以統一。間隙精確度為±約3%、±約15%、±約20%時，將放電間隙的基準間隔Da設為70μm。此外，間隙精確度為±約30%時，將放電間隙的基準間隔Da設為50μm。另外，間隙精確度為±約40%、±約50%的臭氧濃度，係根據±約3%、±約15%、±約20%、±約30%的結果所預測的值。

放電間隙之間隙精確度為±約3%、±約15%、±約20%、±約30%時，臭氧濃度係在標準狀態下，成為約300g/m³。當考慮測量誤差等時，間隙精確度為±約3%、±約15%、±約20%、±約30%之情形下，臭氧濃度係大致不變。此外，放電間隙的間隙精確度為±約40%時，可推知臭氧濃度會稍稍降低。此外，放電間隙的間隙精確度為±約50%時，可推知臭氧濃度雖更降低，但為在可穩定地產生臭氧氣體的範圍內。由此結果可得知，若放電間隙的間隙精確度為±約50%以下，就可穩定地產生臭氧氣體。

接著參照第6圖來說明放電單元數及臭氧濃度的關係。在第6圖所示的實施例2中，係使放電單元10的數量變化而進行實驗。此外，將供給至1個放電單元10的氧氣(原料氣體)的流量設為相同流量而進行實驗。換言之，放電單元數為N個時，供給放電單元數為1時之N倍的氧氣而進行了實驗。此外，使供給至1個放電單元10之交流電力的電力相同而進行實驗。換言之，放電單元數為N個時，供給放電單元數為1時的N倍的電力而進行實驗。此外，將放電間隙D1之精確度設為±約30%而進行實驗。換言之，將放電單元10之數量以外的條件予以統一。

如第6圖所示，放電單元10的數量為1、3、5、7及10時，臭氧濃度係在標準狀態下，均成為約300g/m³。當考慮測量誤差等時，在放電單元10的數量為1、3、5、7及10情形下，臭氧濃度大致不會改變。換言之，即使是放電單元10間之放電間隙有±約30%的參差不 齊時，也可穩定地產生臭氧氣體。

(變形例)

另外，此次所揭示的實施形態及實施例係在所有的觀點上僅只是例示，並非用以限制者。本發明之範圍係藉由申請專利範圍而非上述之實施形態及實施例的說明所例示者，且進一步包含在與申請專利範圍均等之涵義及範圍內的所有變更(變形例)。

例如，在上述實施形態中，雖已例示了在第1電極部及第2電極部之兩方設置作為包含金屬或金屬化合物之至少一種之層的功能膜的構成，但本發明並不限定於此。在本發明中，只要在第1電極部及第2電極部之至少一側設置包含金屬或金屬化合物之至少1者的層即可。

此外，在本實施形態中，雖已例示了在第1電極部及第2電極部的兩方設置介電體的構成，但本發明並不限定於此。在本發明中，只要在第1電極部及第2電極部的至少一側設置介電體即可。

此外，在上述實施形態中，雖已例示了在介電體的表面設置作為包含金屬或金屬化合物之至少1者之層的功能膜的構成，但本發明並不限定於此。在本發明中，亦可在第1電極或第2電極的表面設置包含金屬或金屬化合物之至少1者的層。例如，亦可在第1電極的表面設置介電體，在第2電極的表面設置包含金屬或金屬化合 物之至少1者的層。

此外，在上述實施形態中，雖已例示了在第1電極部及第2電極部之相對向之面的大致整面設置作為包含金屬或金屬化合物之至少1者之層的功能膜的構成，但本發明並不限定於此。在本發明中，亦可在第1電極部及第2電極部之至少一方的至少一部分，設置包含金屬或金屬化合物之至少1者的層。此外，除了將包含金屬或金屬化合物之至少1者的層設置成面狀以外，亦可設置為線狀，亦可設置為點狀。

此外，在上述實施形態中，雖已例示了在介電體藉由網版印刷塗佈作為包含金屬或金屬化合物之至少1者之層之功能膜的材料而形成功能膜的構成，但本發明並不限定於此。在本發明中，亦可在介電體藉由濺鍍而形成包含金屬或金屬化合物之至少1者的層。此外，亦可藉由網版印刷以外的方法將包含金屬或金屬化合物之至少1者之層的材料塗佈於介電體而形成包含金屬或金屬化合物之至少1者的層。此外，亦可藉由板狀的構件而形成包含金屬或金屬化合物之至少1者的層。

此外，在上述實施形態中，雖已例示了介電體係藉由氧化鋁而形成，但本發明並不限定於此。在本發明中，介電體亦可藉由氧化鋁以外的陶瓷來形成，亦可藉由陶瓷以外的材料來形成。例如，介電體亦可藉由玻璃來形成。

此外，在上述實施形態中，雖已例示了將 肋部的材料塗佈或印刷於介電體而形成肋部的構成，但本發明並不限定於此。在本發明中，亦可藉由3D列印等將肋部的材料疊層於介電體而形成肋部。

此外，在上述實施形態中，雖已例示了將本發明應用在板型的臭氧氣體產生裝置，但本發明並不限定於此。亦可將本發明應用在管型的臭氧氣體產生裝置。此時，管型的臭氧氣體產生裝置亦可設置複數個管型的放電單元。此外，複數個管型的放電單元亦可一體形成。例如，複數個管型的放電單元亦能夠以沿著框體之長度方向平行延伸之方式排列在圓筒狀的框體內而一體化。

此外，在上述實施形態中，雖已例示了將本發明應用在不添加氮至原料氣體之所謂的無氮方式的臭氧氣體產生裝置，但本發明並不限定於此。例如，亦可將本發明應用在原料氣體中包含高濃度之氮之方式的臭氧氣體產生裝置。

此外，在上述實施形態中，雖已例示了第1電極部及第2電極部之彼此相對向之表面之間隔的基準間隔為300μm以下的構成，但本發明並不限定於此。在本發明中，亦可將第1電極部及第2電極部之彼此相對向之表面之間隔的基準間隔設為300μm以上。

此外，在上述實施形態中，雖已例示了第1電極部及第2電極部之彼此相對向之表面形成為平坦狀的構成，但本發明並不限定於此。在本發明中，亦可在第1電極部及第2電極部之彼此相對向之表面的至少一方形成 凹凸形狀。

此外，在上述實施形態中，雖已例示了在臭氧氣體產生裝置設置複數個放電單元的構成，但本發明並不限定於此。在本發明中，亦可為在臭氧氣體產生裝置設置1個放電單元的構成。

此外，亦可將本發明的臭氧氣體產生裝置組裝於例如臭氧水製造裝置等裝置來使用。

2‧‧‧電源

10‧‧‧放電單元

11‧‧‧第1電極部

12‧‧‧第2電極部

111‧‧‧第1電極

112‧‧‧介電體

113‧‧‧功能膜

121‧‧‧第2電極

122‧‧‧介電體

123‧‧‧功能膜

D1‧‧‧放電間隙

Claims (9)

1. 一種臭氧氣體產生裝置，係包括：第1電極部，係包含第1電極；及第2電極部，係與前述第1電極部相對向，並且隔著可在其與前述第1電極部之間放電的預定間隔而配置，且包含第2電極；於前述第1電極部與前述第2電極部之間，供給未添加有氮且濃度為99.99%以上的氧作為原料氣體；前述第1電極部及前述第2電極部係至少一方包括設於彼此相對向之側之前述第1電極或前述第2電極之面的介電體，並且至少一方包括設於彼此相對向之側之前述第1電極、前述第2電極或前述介電體之面的至少一部分，且包含金屬或金屬化合物的至少1者之層；前述第1電極部及前述第2電極部係構成為彼此相對向之表面之間隔D1的精確度相對於基準間隔Da為x%以內；其中，10≦x≦50，(1-x/100)×Da≦D1≦(1+x/100)×Da。
2. 如申請專利範圍第1項所述之臭氧氣體產生裝置，其中，前述第1電極部及前述第2電極部係構成為所放電之有效面積之30%以上之彼此相對向之表面之間隔的精確度為±10%以上±50%以下。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之臭氧氣體產生裝 置，其中，藉由前述第1電極部及前述第2電極部所構成的放電單元係設置複數個；複數個前述放電單元之前述第1電極部及前述第2電極部係分別構成為彼此相對向之表面之間隔的精確度為±10%以上±50%以下。
4. 如申請專利範圍第3項所述之臭氧氣體產生裝置，其中，複數個前述放電單元之前述第1電極部及前述第2電極部係構成為彼此相對向之表面之間隔的精確度相對於預定的基準間隔分別為±10%以上±50%以下。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之臭氧氣體產生裝置，其中，前述第1電極部及前述第2電極部係構成為所放電之有效面積之彼此相對向之表面之相對於間隔之平均的間隔的精確度為±10%以上±50%以下。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之臭氧氣體產生裝置，其中，前述第1電極部及前述第2電極部係構成為彼此相對向之表面之間隔的精確度相對於300μm以下之預定的基準間隔為±10%以上±50%以下。
7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之臭氧氣體產生裝置，其中，前述第1電極部及前述第2電極部係構成為彼此相對向之表面之間隔的精確度為±10%以上±30%以下。
8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之臭氧氣體產生裝置，其中，包含前述金屬或金屬化合物之至少1者的層係為包含金屬化合物的層； 前述金屬化合物係包含鈦、鈮及鎢中之至少1種金屬。
9. 一種臭氧氣體產生裝置的製造方法，係供給未添加有氮且濃度為99.99%以上的氧作為原料氣體而使臭氧氣體產生的臭氧氣體產生裝置的製造方法，包括：形成包含第1電極之第1電極部的步驟；形成包含第2電極之第2電極部的步驟；及使前述第1電極部及前述第2電極部彼此相對向並隔著可放電的預定間隔而配置的步驟；形成前述第1電極部及前述第2電極部之至少一者的步驟，係包含在前述第1電極部及前述第2電極部之彼此相對向之側之前述第1電極或前述第2電極的面設置介電體的步驟；形成前述第1電極部及前述第2電極部之至少一者的步驟，係包含在前述第1電極部及前述第2電極部之彼此相對向之側之前述第1電極、前述第2電極或前述介電體之面的至少一部分設置包含金屬或金屬化合物之至少1者之層的步驟；使前述第1電極部及前述第2電極部彼此相對向並隔著可放電的預定間隔而配置的步驟，係包含以使前述第1電極部及前述第2電極部之彼此相對向之表面之間隔D1的精確度相對於基準間隔Da為x%以內之方式隔著預定間隔而配置的步驟，其中，10≦x≦50，(1-x/100)×Da≦D1≦(1+x/100)×Da。

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