(57)【要約】【課題】高電圧電極と接地電極の間の放電部の誘電体材料として樹脂を用いた放電セルを備えたオゾン発生装置の提供。【解決手段】（１）次の（ａ）（ｂ）の要件を満たす放電セルを備えたオゾン発生装置。  （ａ）少なくとも高電圧電極、接地電極、及び誘電体を有する。  （ｂ）前記誘電体が高電圧電極と接地電極の間にあり、樹脂又は樹脂組成物からなる。（２）前記樹脂がポリイミドであることを特徴とする（１）に記載のオゾン発生装置。（３）前記誘電体が高電圧電極を被覆している誘電体である（１）又は（２）に記載のオゾン発生装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の（ａ）（ｂ）の要件を満たす放電セルを備えたことを特徴とするオゾン発生装置。
（ａ）少なくとも高電圧電極、接地電極、及び誘電体を有する。
（ｂ）前記誘電体が高電圧電極と接地電極の間にあり、樹脂又は樹脂組成物からなる。
【請求項２】
前記樹脂又は樹脂組成物の樹脂がポリイミドであることを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置。
【請求項３】
前記誘電体が高電圧電極を被覆している誘電体であることを特徴とする請求項１又は２に記載のオゾン発生装置。
【請求項４】
前記高電圧電極がスリット状、メッシュ状、多孔質状の何れかの形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のオゾン発生装置。
【請求項５】
前記樹脂組成物が、無機フィラーを含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のオゾン発生装置。
【請求項６】
円筒状保護管の内側に、前記放電セルが多段に設置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のオゾン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧電極と接地電極の間の放電部の誘電体材料として樹脂を用いた放電セルを備えたオゾン発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高電圧電極と接地電極間の空間で放電を発生させ、放電部分に酸素含有原料ガスを通過させて酸素をオゾン化することは公知である。図１に、一般的なオゾン発生装置の構成を示す。ガラス管１０３の内側に高圧電極となる金属体１０５を配置し、ガラス管１０３の外側にガラス管１０３と同心円状に接地電極となる円筒状の金属管１０２を配置する。金属体１０５は通常、酸素やオゾンで酸化され難いニッケル、チタン等で構成する。金属体１０５と金属管１０２の間に交流高電圧を印加すると、ガラス管１０３と金属管１０２との間の放電空間（ギャップ）１０４で放電が発生する。通常のオゾン発生装置では放電ギャップは１ｍｍ以下に保たれる。１０１は保護管である。また、ガラス管にはピンホールの存在による電気の短絡防止のために高純度石英ガラスが使用される。このような石英ガラスを使用した放電様式は周知である（特許文献１〜２参照）。また、特許文献３には、誘電体として無機物であるセラミックスを用いた放電様式が開示されている。
しかし、高絶縁、低誘電、高耐熱、自己消火性、熱的寸法安定性を有し、軽量かつ衝撃に強い樹脂を用いた放電様式は産業界には存在しない。なお、前記諸特性を満たすポリイミド樹脂は、コンデンサーなどの電子部品には広く用いられている（特許文献４参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のオゾン発生装置の放電様式は、誘電体に石英管を使用しているため重量が重く、接触している材料間の熱膨張率の違いにより石英管に割れが生じたり、外部からの衝撃や放電による衝撃に対しても脆く割れ易いという問題がある。応力が掛かるこの誘電体の材料として前記諸特性を有する樹脂を使用すれば、軽量で衝撃に強いし、低誘電性の有機材料は絶縁破壊強度が高く、特に高電圧印加により電界集中させる放電様式においてはより電位差の大きな放電を達成できる。また、電位差の大きな放電においては、電極間距離を狭めることが出来るため厚みを薄くして小型軽量化することが可能であり有用である。
そこで本発明は、高電圧電極と接地電極の間の誘電体材料として樹脂又は樹脂組成物を用いた放電セルを備えたオゾン発生装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題は、次の１）の発明により解決される。
１）  次の（ａ）（ｂ）の要件を満たす放電セルを備えたことを特徴とするオゾン発生装置。
（ａ）少なくとも高電圧電極、接地電極、及び誘電体を有する。
（ｂ）前記誘電体が高電圧電極と接地電極の間にあり、樹脂又は樹脂組成物からなる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、高電圧電極と接地電極の間の誘電体材料として樹脂又は樹脂組成物を用いた放電セルを備えたオゾン発生装置を提供できる。
上記放電セルは、誘電体材料として低誘電率かつ耐衝撃性の高い樹脂又は樹脂組成物を用いるので、誘電体の厚みを薄くでき、従来の無機物系誘電体を用いた場合に比べて比重が軽いこともあって、軽量化、小型化が可能となる。したがって、該放電セルを備えたオゾン発生装置も、軽量化、小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一般的なガラス管を用いたオゾン発生装置の構造を示す図。
【図２】本発明で用いる放電セルの一例を示す断面図。
【図３】図２に示す放電セルを備えたオゾン発生装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、上記本発明１）について詳しく説明するが、本発明の実施の形態には、次の２）〜６）も含まれるので、これらについても併せて説明する。
２）  前記樹脂又は樹脂組成物の樹脂がポリイミドであることを特徴とする１）に記載のオゾン発生装置。
３）  前記誘電体が高電圧電極を被覆している誘電体であることを特徴とする１）又は２）に記載のオゾン発生装置。
４）  前記高電圧電極がスリット状、メッシュ状、多孔質状の何れかの形状であることを特徴とする１）〜３）の何れかに記載のオゾン発生装置。
５）  前記樹脂組成物が、無機フィラーを含有することを特徴とする１）〜４）のいずれかに記載のオゾン発生装置。
６）  円筒状保護管の内側に、前記放電セルが多段に設置されていることを特徴とする１）〜５）のいずれかに記載のオゾン発生装置。
【０００８】
図２は、本発明のオゾン発生装置に使用する、高電圧電極と接地電極の間の誘電体材料として樹脂を用いた放電セルの一例を示す断面図である。
３０１は高電圧電極、３０３は絶縁体、３０４は金属板などからなる接地電極である。高電圧電極３０１の接地電極３０４と対向する部分は樹脂で被覆されている。Ｔ２は高電圧電極３０１を形成するスリット状金属板、メッシュ状金属板、多孔質状金属板などの接地電極３０４と対向する部分を樹脂で被覆したときの厚みを表す。即ち、この例では、高電圧電極３０１を被覆した樹脂が、高電圧電極３０１と接地電極３０４の間の誘電体を兼ねる構成となる。
【０００９】
樹脂としては、イミド系樹脂、アミド系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、架橋エポキシ樹脂、ポリアセタール樹脂等の低誘電かつ高耐熱性の樹脂が好ましい。中でも、熱的寸法安定性が良いポリイミド系樹脂を用いると、放電の発熱による膨張や収縮に伴う電極間距離の変動幅が微小となり放電ばらつきを抑えることができるので好ましい。
また、上記樹脂に無機フィラーを混合して樹脂組成物とし、強誘電化を図っても良い。
無機フィラーの例としては、ジルコニア酸バリウム、ジルコニア酸カルシウム等のジルコニア酸化合物、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸カルシウム等のチタン酸化合物、鉄酸化合物、ニッケル酸化合物、銅酸化合物、マンガン酸化合物、コバルト酸化合物、亜鉛酸化合物、珪酸化合物等が挙げられる。
【００１０】
絶縁体３０３は高電圧電極３０１と接地電極３０４の短絡防止のために設ける。
絶縁体３０３は樹脂からなる成型ブロックであり、前述した高電圧電極３０１を被覆した樹脂と同様のものを用いることができる。
Ｔ１は絶縁体３０３の幅であるが、絶縁体３０３と高電圧電極３０１の被覆樹脂が同一である場合に、Ｔ２の距離がＴ１よりも短いと高電圧電極３０１と接地電極３０４の通電電極間で放電が発生するため、Ｔ１＞Ｔ２とする。
【実施例】
【００１１】
以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
【００１２】
実施例１
図３に断面図を示すオゾン発生装置を作製した。このオゾン発生装置は図２に示す放電セルを備えている。装置全体は、両端に入口と出口を有する筒状の保護管３０９で覆われている。放電セルが５段設置されており、３０１はポリイミドで被覆された金属メッシュの高電圧電極、３０４はポリイミドで被覆された金属メッシュの接地電極、３０５はＳＵＳ製の通電電極、３０３及び３０６はポリイミド樹脂からなる絶縁体、３０７は高電圧電源である。３０８は原料ガスの流れを示している。上記高電圧電極３０１、接地電極３０４、絶縁体３０３及び３０６には、芳香族酸無水物と芳香族ジアミノエーテルよりなるポリ酸をイミド化させたポリイミドを用いた。
このオゾン発生装置の放電セルで放電を発生させた後、図３の左側の入口から酸素含有原料ガスを流入させたところ、ガスが通過する際に、酸素（Ｏ２）がオゾン（Ｏ３）となり、図３の右側の出口からオゾン含有ガスが放出された。
なお、通電電極は、通常、ＳＵＳ、タングステン、鉄、銅、クロム銅、アルミ等の金属で形成する。また、高電圧電源としては従来公知のものを使用できる。
上記装置は、図１に示す従来のものに比べて、酸素含有原料ガスの通過方向に対して放電セルを垂直に設けることができるので、原料ガスが確実に放電空間を通過し、また放電セルを多段式に設けることができるので、酸素からオゾンへの転換率向上も見込める。
【符号の説明】
【００１３】
１０１  保護管
１０２  接地電極となる円筒状の金属管
１０３  ガラス管
１０４  放電空間及び原料ガスが通過する空間
１０５  高圧電極となる金属体
３０１  高電圧電極
３０２  樹脂又は無機フィラーを含有する樹脂組成物
３０３  絶縁体
３０４  接地電極
３０５  通電電極
３０６  絶縁体
３０７  高電圧電源
３０８  原料ガスの流れ
３０９  筒状の保護管
Ｔ１    絶縁体３０３の幅
Ｔ２    高電圧電極３０１を形成する金属板を樹脂で被覆した際の厚み
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平０６−２３９６０５号公報
【特許文献２】特開２００４−２９２２５６号公報
【特許文献３】特開２００８−２８５４０８号公報
【特許文献４】特開平１０−２６１５４２号公報
【図１】
2014172791.tif 000002
【図２】
2014172791.tif 000003
【図３】
2014172791.tif 000004