(57)【要約】  要約書本発明は、２つの電極（３，５）及び当該２つの電極間に設けられた誘電体層（１５）を有しており、該誘電体層（１５）は、当該誘電体層（１５）と前記２つの電極のうちの一方の電極（５）との間に、オゾン化間隙（１３）が構成されており、該オゾン化間隙（１３）を通して、酸素含有気体を送ることができ、前記酸素含有気体の流れ方向では、前記誘電体層（１５）の誘電体容量（ＣＤ）は小さくなり、及び／又は、当該誘電体層（１５）の層厚は大きくなるオゾン発生器に関しており、その際、オゾン化間隙（１３）の間隙幅は、入口側の方が出口側の方よりも大きい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの電極（３，５）及び当該２つの電極間に設けられた誘電体層（１５）を有しており、該誘電体層（１５）は、当該誘電体層（１５）と前記２つの電極のうちの一方の電極（５）との間に、オゾン化間隙（１３）が構成されており、該オゾン化間隙（１３）を通して、酸素含有気体を送ることができ、前記酸素含有気体の流れ方向では、前記誘電体層（１５）の誘電体の容量（ＣD）は小さくなり、及び／又は、当該誘電体層（１５）の層厚は大きくなるオゾン発生器において、オゾン化間隙（１３）の間隙幅は、入口側の方が出口側の方よりも大きいことを特徴とするオゾン発生器。
【請求項２】
２つの電極（３，５）は、内部電極（３）及び当該内部電極（３）を囲む外側電極（５）として構成されている請求項１記載のオゾン発生器。
【請求項３】
外側電極（５）の内径は、流れ方向で低減される請求項２記載のオゾン発生器。
【請求項４】
内側電極（３）の外径は、流れ方向で増大される請求項２又は３記載のオゾン発生器。
【請求項５】
オゾン化間隙（１３）の間隙は、気体の流れ方向で連続的又は離散的に大きくなる請求項１から４迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項６】
直列に接続された個別部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）には、各々の当該の部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）内で一定の誘電体の容量（ＣD）が設けられており、上流に配置された部分（１６．２，１６．３，１６．４）は、下流に配置された部分（１６．１，１６．２，１６．３）と同じか、又は、当該下流に配置された部分（１６．１，１６．２，１６．３）よりも小さな誘電体の容量（ＣD）を有している請求項１から３迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項７】
直列に接続された個別部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）には、各々の当該の部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）内で一定の、誘電体層（１５）の層厚が設けられており、下流に配置された部分（１６．２，１６．３，１６．４）は、上流に配置された部分（１６．１，１６．２，１６．３）と同じか、又は、当該上流に配置された部分（１６．１，１６．２，１６．３）よりも大きな層厚を有している請求項１から６迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項８】
直列に接続された個別の部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）には、オゾン化間隙（１３）の一定間隙幅の各々の部分が設けられており、下流に配置された部分（１６．２，１６．３，１６．４）は、上流に配置された部分（１６．１，１６．２，１６．３）よりも小さな間隙幅を有している請求項１から７迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項９】
誘電体の容量（ＣD）は、入口側が９ｎＦ又は９ｎＦよりも大きく、殊に、１０．６３ｎＦであり、出口側が９ｎＦ、殊に、７．８ｎＦである請求項１から８迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１０】
オゾン化間隙（１３）の間隙幅は、入口側が０．３５ｍｍより大きく、殊に、０．３８ｍｍであり、出口側が０．４５ｍｍより小さく、殊に、０．３２ｍｍである請求項１から９迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１１】
誘電体の容量（ＣD）は、気体の電流方向に２．８３ｎＦだけ低減されている請求項１から１０迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１２】
オゾン化間隙（１３）の間隙幅は、気体の流れ方向でほぼ０．０６ｍｍだけ低減されている請求項１から１１迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１３】
気体の間隙容量（ＣG）と誘電体の容量（ＣD）との比は、入口側でほぼ０．２であり、出口側で０．３よりも大きい請求項１から１２迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１４】
各部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）は、ほぼ同じ長さを有しており、４で割り切れる各部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）の全数の場合に、第２の誘電体容量は、第１の誘電体容量よりも大きく、第１の誘電体容量を有する部分（１６．１）の、第２の誘電体容量を有する部分（１６．２，１６．３，１６．４）に対する比は１対３であり、３で割り切れるが４で割り切れない前記各部分の全数の場合に、１対２である請求項６から１３迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１５】
各部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）は、ほぼ同じ長さを有しており、４で割り切れる各部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）の全数の場合に、第２の層厚は、第１の層厚よりも大きく、第１の層厚を有する部分（１６．１）の、第２の層厚を有する部分（１６．２，１６．３，１６．４）に対する比は１対３であり、３で割り切れるが４で割り切れない前記各部分の全数の場合に、１対２である請求項７から１３迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１６】
各部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）は、ほぼ同じ長さを有しており、４で割り切れる各部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）の全数の場合に、第２の間隙幅は、第１の間隙幅よりも小さく、第１の間隙幅を有する部分（１６．１）の、第２の間隙幅を有する部分（１６．２，１６．３，１６．４）に対する比は１対３であり、３で割り切れるが４で割り切れない前記各部分の全数の場合に、１対２である請求項８から１４迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１７】
オゾン発生器は、流れ方向で、電力吸収(Leistungsaufnahme)の少なくとも２０〜４０％が、オゾン化間隙（１３）の全長の最初の１５〜３５％で行われるように構成されている請求項１から１６迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本発明は、２００５年８月０３日付け出願の国際特許出願ＰＣＴ／ＣＨ２００５／０００４５８の優先権を主張し、及び、当該出願の内容を本願で採用している。
【０００２】
背景技術
本発明は、２つの電極及び当該２つの電極間に設けられた誘電体層を有しており、該誘電体層は、当該誘電体層と２つの電極のうちの一方の電極との間に、オゾン化間隙が構成されており、該オゾン化間隙を通して、酸素含有気体を送ることができ、酸素含有気体の流れ方向では、誘電体層の誘電体容量は小さくなり、及び／又は、当該誘電体層の層厚は大きくなるオゾン発生器に関する。
【０００３】
従来技術
ドイツ連邦共和国特許登録第３２２００１８号公報からは、２つの管状電極と、当該２つの管状電極間に設けられた誘電体層を備えたオゾン発生器が公知であり、当該オゾン発生器は、２つの管状電極間にオゾン化間隙として使われる中間スペースが形成されるように設けられており、その際、オゾン化間隙を通って酸素含有気体が流される(geleitet)。オゾン化間隙の間隙幅は、入口側が出口側よりも小さい。誘電体容量を、酸素含有気体の流れ方向に小さくしてもよい。
【０００４】
本発明の課題は、良好な効率のオゾン発生器を提供することにある。即ち、供給したエネルギ当たり、高い量のオゾンを発生するオゾン発生器を提供することにある。
【０００５】
この課題は、請求項１記載の各要件を有する、つまり、オゾン化間隙の間隙幅は、入口側の方が出口側の方よりも大きいオゾン発生器によって解決される。
【０００６】
本発明のオゾン発生器では、２つの電極及び誘電体層が、誘電体層と各電極の一方との間にオゾン化間隙が形成され、このオゾン化間隙を通って酸素含有気体が流れる。気体の流れ方向で、誘電体層の誘電体の容量は小さくなる。択一的又は付加的に、誘電体装置の層厚を一層大きくしてもよい。オゾン化間隙の間隙幅は、入口側が出口側よりも小さい。オゾン化間隙の間隙幅は、気体の流れ方向に有利には連続的又は離散的に大きくなる。当然、間隙幅を、所定の領域に亘って離散的に、且つ、別の領域を介して連続的に大きくしてもよい。オゾン化間隙の離散的な拡大は、例えば、一方又は両方の電極の階段状の形成を介して行ってもよい。
【０００７】
オゾン化濃度が小さい場合、オゾン発生の効率は、ほぼ温度に依存しない。オゾン濃度がそれより大きい場合、温度が上昇するにつれて、効率が劣化していく。所謂放電チャネル内にエネルギを供給することにより、局所的に温度が瞬時に過度に上昇する。温度の過度な上昇は、酸素含有気体の流れ方向での電力吸収(Leistungsaufnahme)を調整することによって制御することができる。
【０００８】
オゾン発生器によって消費される電力Ｐ（キロワット単位）は、以下の式から得られ：
Ｐ＝４ｆＣD・１／（１＋β）・Ｕmin（Ｕpeak−Ｕmin）
その際、Ｕpeakは、印加電圧（ボルト単位）の所謂ピーク電圧乃至ピーク値であり、Ｕminは、所謂点火電圧乃至最小電圧を示し、この点火電圧乃至最小電圧に達してからは、オゾン発生器は、安定状態であり、印加交流電圧の全半周期に亘ってミクロ放電が行われ、ｆは、印加電圧の周波数（ヘルツ単位）であり、ＣDは、誘電体容量であり、βは、商ＣG／ＣDであり、ＣGは、気体間隙乃至オゾン化間隙容量である。殊に、部分負荷領域内では、全誘電体層が活性でないようにすることができる。この現象は、前述の式を、ミクロ放電の面被覆、乃至、誘電体層の面当たりのミクロ放電のパッキング密度(Packungsdichte)を考慮する定数と乗算するようにして考慮することができる。定数により、誘電体層の面積単位当たりのミクロ放電の回数に関して、誘電体面の有効な被覆度を考慮することができる。
【０００９】
気体間隙容量と誘電体容量との商Ｃg／Ｃdは、減衰(Daempfung)とも呼ばれる。高い誘電体容量又は僅かな減衰により、誘電体面当たりのミクロ放電の僅かな面被覆度乃至パッキング密度αでの比較的強いミクロ放電が少ない回数ながら生じる。一定の気体間隙容量での誘電体容量の低減により、ほぼ同じ電力Ｐで、比較的高い減衰β及び比較的大きなパッキング密度αが生じる。それに相応して、誘電体容量の低減により、オゾン発生器によって消費される電力が低減する。上述のように、オゾン化間隙内の温度は、電力に依存しており、その際、高いオゾン濃度の場合、即ち、オゾン発生器の出力側で、効率が低減する。  従って、効率の上昇のために、オゾン発生器の入口側から出口側に向かって、誘電体容量を小さくすることが提案されさている。相応の作用は、誘電体層の厚みを、入口側から出口側に向かって大きくすることによっても達成できる。オゾン発生器の効率は、入口側で、出口側よりも高い電力吸収が行われる場合に改善される。
【００１０】
更に、出口に向かうに連れて、オゾン化間隙の間隙幅を小さくすると、効率を増大させることができる。つまり、最適間隙幅は、気体のオゾン含有量の増大と共に狭くなる。例えば、３．５バール絶対値(bar absolut)の気圧、１７℃の冷却水温度、３ｋＷ／ｍ２の電力密度、及び、９７５ヘルツの周波数では、気体（ほぼ１重量パーセント）よりもオゾン含有量の少ない空気の場合、効率の最大値は、０．５ｍｍよりも少し長い間隙幅で生じ、気体（ほぼ５重量パーセント）よりもオゾン含有量の多い空気の場合、効率の最大値は、０．４ｍｍより短い間隙幅で生じる。純粋の酸素を、オゾン化すべき気体として使っても、相応のことが該当する。その際、（相対的な）オゾン化効率は、ｋ／Ｅとして定義され、その際、ｋは、所定の定数であり、Ｅは、キログラムオゾン当たり必要な電気エネルギである。この点に関しては、国際特許出願ＰＣＴ／ＣＨ２００５／０００４５８が参照され、当該出願の内容が、本願で採用されている。これに関連して、殊に、オゾン発生の効率を、間隙の厚み乃至間隙の幅に依存して、種々異なるオゾン含有量の空気又は酸素に対して示した図面が示されており、当該図面に属する説明部分が示されている。
【００１１】
間隙幅を低減する別の利点は、オゾン化間隙の横断面を出口領域に向かうに連れて低減する点にある。これにより、流速度を一層早くすることができる。従って、オゾン含有量が増えると、オゾン化すべき気体は一層早く流れる。このようにして、デグラデーション過程(Abbauprozessen)がオゾン発生に及ぼす影響を低減することができる。そのようなデグラデーション過程は、例えば、各電極の表面からのイオンの跳ね返り(Rueckschlaegen)から生じ、その結果、金属酸化物の形で塵埃が形成される。この作用は、スパッタリング効果とも呼ばれる。塵埃の形成により、誘電体層に対向する電極に塵埃が覆ってしまい、それにより、オゾン化間隙容量が制限される。
【００１２】
一定層厚乃至一定誘電体容量の場合、オゾン発生器の始動後、電力吸収は、局所的に過度に小さく重み付けされ、乃至、電力供給の局所的な重み付けは行われず、その結果、効率の上昇はあまり達成できない。本発明により、出口に向かうに連れて誘電体容量を低減し、及び／又は、誘電体層の層厚を大きく止、間隙幅を低減することにより、オゾン発生器による電力吸収が局所的に重み付けされる。この各手段を各々単独で用いて、又は、各々組み合わせて用いると、有利には、電力吸収が安定化され、従って、オゾン発生器の吸気時間を短縮することができる。
【００１３】
所謂スパッタリング効果を低減するために、通常、酸化窒素(Stickoxyd)、殊に、Ｎ2Ｏ5が、オゾン化すべき気体に付加される。酸化窒素により、ＵＶ光が付加的に放射され、それにより、何ら制約なしに放電され、その結果、作動電圧の電圧レベルを、低下することができる。更に、酸化窒素は、金属酸化物を閉じ込め(einschliessen)、それにより、塵埃の形成が阻止される。従って、酸化窒素により、電極の表面上に塵埃として堆積される金属酸化物のパッシベーションが行われる。
【００１４】
本発明のオゾン発生器では、局所的に重み付けされた電力吸収は、出口側に向かうに連れて間隙幅を狭くし、気体の流れ方向に、誘電体容量を低減し、及び／又は、誘電体の層厚を大きくするようにして行われる。オゾン発生器の局所的に重み付けされた電力吸収によって、各電極の表面の作用を低下し、電力吸収の重み付けを介して、オゾン発生器のロバスト性を高めることができる。これは、例えば、各電極の表面上に堆積する金属酸化物のパッシベーションのために窒素乃至酸化窒素を殆ど必要としないという利点を有している。例えば、２０００ｐｐｍの大きさの酸化窒素を用いれば充分である。更に、オゾン発生器の慣らし運転期間を１２時間より短くすることができ、通常の、一定オゾン化間隙、一定誘電体容量、及び、誘電体層の一定層厚の通常のオゾン発生器では、５００時間より長い。
【００１５】
理想状態ではない作動条件でも、本発明のオゾン発生器はロバスト性を有しており、一定間隙幅、一定誘電体容量及び誘電体層の一定層厚のオゾン発生器で通常であるようなオゾン濃度を超えることがあるオゾン濃度の場合でも、妨害なしに、乃至、ほぼ妨害なしに作動することができる。理想状態ではない作動条件は、例えば、窒素の不足、圧力サージ、ポイズニング限界近くのオゾン濃度、高い温度乃至凝縮の高い温度、及び／又は、オゾン化すべき気体内の炭化水素の高いトレース(erhoehte Spuren)を含む。高い露点並びにオゾン化すべき気体内に炭化水素のトレースがあることにより、オゾン化間隙内で、各電極の表面がウェットの状態となる。電極がウェットの状態となることにより、オゾン発生器は、自ずから脈動し始める。「脈動(Pulsen)」という技術概念は、規則的に繰り返される同様のパルス列乃至スパーク列が発生することである。本発明のオゾン発生器では、局所的に重み付けされた電力吸収が行われるので、パルスが効率に及ぼす影響を低減することができる。
【００１６】
本発明の有利な実施例によると、一定誘電体容量の各々の部分を備えた、直列に接続された個別の部分が設けられており、その際、流れの下流に設置された各部分は、流れの下流に設置された各部分と同じ誘電体容量又は流れの下流に設置された各部分よりも小さな誘電体容量を有している。付加的又は択一的に、誘電体層の一定層厚の各々の部分を備えた、直列に接続された個別の部分が設けられており、その際、下流に設置された各部分は、上流に設置された各部分と同じ誘電体容量又は上流に設置された各部分よりも大きな誘電体容量を有している。更に、付加的又は択一的に、オゾン化間隙の一定間隙幅の各々の部分を備えた、直列に接続された個別の部分が設けられており、その際、下流に設置された各部分は、上流に設置された各部分よりも小さな間隙幅を有している。
【００１７】
特に有利な実施例によると、各部分はほぼ同じ長さを有しており、第１の誘電体容量の各部分と、第２の誘電体容量の各部分との比（その際、第２の誘電体容量は、第１の誘電体容量よりも大きい）は、４で割り切れる各部分の全数の場合、１：３の比に等しく、３で割り切れるが４で割り切れない各部分の全数の場合、１：２の比に等しい。択一的又は付加的に、第１の層厚を有する各部分と、第１の層厚よりも大きな第２の層厚を有する各部分との比は、４で割り切れる、各部分の全数の場合に１：３であり、３で割り切れるが４では割り切れない、各部分の全数の場合、１：２である。更に、択一的又は付加的に、第１の間隙幅を有する各部分と、第１の層厚よりも小さな第２の間隙幅を有する各部分との比は、４で割り切れる、各部分の全数の場合に１：３であり、３で割り切れるが４では割り切れない、各部分の全数の場合、１：２である。
【００１８】
各部分に分割されているオゾン発生器では、オゾン発生器によって吸収される全電力は、以下の式
【数１】
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によって算出され、その際、指数ｉは、ｉ番目の部分を示し、ｎは、各部分の全数を示す。
【００１９】
各部分の比１：２の場合、間隙幅及び／又は誘電体容量及び／又は第一の部分の誘電体層の層厚を相応に選択することによって、別の部分の相応の大きさに関して、第１の部分で既に、オゾン濃度の凡そ２／３が、このために必要なエネルギの約１／３で達成される。従って、第１の部分での、できる限り高い電力吸収により、既に、高いオゾン濃度、例えば、目標濃度の２／３が達成され、流れ方向で、第１の部分に続く部分で、誘電体容量の相応の選択によって、最終的な目標濃度を達成するために、減衰された電力吸収が行われる。
【００２０】
こうすることによって、未だ比較的低いオゾン濃度で、比較的高い温度が生じ、オゾン濃度の増大と共に、温度が低下するようになる。これにより、オゾン発生器の効率が増大する。
【００２１】
間隙幅、誘電体容量及び／又は誘電体層の層厚の変更に対して択一的又は付加的に、電圧給電及び／又は電極の長さに亘って、オゾン発生器の局所的に重み付けされた電力吸収を行うとよい。つまり、例えば、入口側の部分で、出口側の部分での電圧よりも高い電圧を給電し、乃至、ピーク電圧を、入口側から出口側に向かうに連れて低減してもよい。
【００２２】
図面の簡単な説明
本発明の別の実施例は、従属請求項及び図示の以下の実施例から分かる。
【００２３】
図面：
図１は、オゾン発生器の断面図、
図２は、本発明のオゾン発生器の電極構成の第１の実施例の断面図、
図３は、本発明のオゾン発生器の電極構成の第２の実施例の断面図、
図４は、本発明のオゾン発生器の電極構成の第３の実施例の断面図、
図５は、本発明のオゾン発生器の電極構成の第４の実施例の断面図を示す。
【００２４】
図面で、同じ参照番号は、構造乃至機能上同じ作用のコンポーネントを示す。
【００２５】
本発明を実施するための手段
図１には、例として、ケーシング１の中に、ほぼ管状の多数の電極装置２が設けられている、ケーシング１を有するオゾン発生器が示されている。各電極装置２は、内部電極３と、当該内部電極３の周囲に同心円状に設けられた、管状の外部電極５を有している。内部電極３は、ケーシングの、流れ方向で見て前後に並んで設けられた、ほぼ円筒状の複数の電極坦体４上に設けられている。内部電極３は、高電圧交流電流源６と接続されている。外部電極５は、アースに接続されている。各電極装置２間の中間スペース７は、冷却水が貫流しており、この冷却水は、流入管９を介して流入し、流出管９を介して流出される。
【００２６】
オゾン化すべき、酸素含有気体（純粋の酸素でもよい）は、開口１０を介してオゾン発生器の吸気領域乃至入口領域１１内に供給され、そこから、電極装置２の各内部電極３と各外部電極５との間に形成されるオゾン化間隙１３を貫流する。オゾン化間隙１３内では、気体が、各電極３及び５によって形成された、オゾン化間隙１３に対して交差している電場(elektronisches Feld)を通って、所謂静電気放電(stille elektrische Entladung)によってオゾン化される。オゾン化された気体は、電極装置２の端部の排気領域乃至出口領域１２内に流入し、そこから流出孔１４を通って流出する。気体の流れ方向は、詳細に示していない矢印によって示されている。後続の各図面でも、流れ方向は、矢印によって示されている。
【００２７】
図２は、電極装置２の第１の実施例の部分領域の断面図を示す。この第１の実施例によると、管状の外部電極５は、一定の内径を有している。同様に管状の内部電極３は、一定の外径を有している。外部電極５の方向に、内部電極３上に誘電体層１５が設けられている。誘電体層は、内部電極３と外部電極５との間の詳細に図示していない中間スペース内の別の個所に設けてもよい。誘電体層の層厚は、出口側に向かうにつれて大きくなっている。これにより、（図示されているように）オゾン化間隙１３の間隙幅を低減することができる。誘電体層１５の層厚を増大する代わりに、又は、誘電体層１５の層厚を増大するのに加えて、誘電体の容量を気体の流れ方向に低減してもよい。
【００２８】
図３には、本発明のオゾン発生器の電極装置２の第２の実施例の部分流域の断面図が示されている。第２の実施例によると、外部電極の内径は、気体の流れ方向で円錐状に低減されている。当然、内径が別のように低減する実施例も可能であり、例えば、離散的に階段として形成された、外部電極５の内部表面によって形成してもよい。内部電極３は、一定の外径を有している。誘電体層１５は、同様に一定の外径を有している。図示していない別の実施例によると、付加的又は択一的に、内部電極３の外径が流れ方向に大きくなるようにしてもよい。
【００２９】
図１及び図２に示された、第１及び第２の実施例は、相互に組み合わせることができ、その結果、例えば、第２の実施例では、誘電体層１５の層厚が流れ方向で増大し、及び／又は、誘電体の容量が流れ方向で低減される。
【００３０】
誘電体の容量は、入口側で、有利には、９ナノファラッド（ｎＦ）又は９ナノファラッド（ｎＦ）より大きくも、殊に、１０．６３ナノファラッド（ｎＦ）であり、出口側で、９ナノファラッド（ｎＦ）より小さく、殊に、７．８９ナノファラッド（ｎＦ）である。オゾン化間隙の間隙幅は、入口側で有利には、０．３５ミリメートルより大きく、殊に、０．３８ミリメートルであり、出口側で０．３５ミリメートルより小さく、殊に、０．３２ミリメートルである。従って、誘電体の容量は、流れ方向に、有利には、ほぼ２．８３ナノファラッド（ｎＦ）だけ低減しており、オゾン化間隙の間隙幅は、流れ方向に有利にはほぼ０．０６ミリメートル低減している。気体の間隙容量と誘電体の容量との比は、入口側で有利にはほぼ０．２であり、出口側では有利には０．３よりも大きい。パラメータ、誘電体の容量と間隙幅を、このように選択することによって、オゾン発生器の特に良好な効率が得られる。
【００３１】
図４には、電極装置２の第３の実施例の部分領域が図示されており、ここでは、外部電極５は、一定の内径を有しており、内部電極３は、一定の外径を有している。しかし、内部電極３の外径を流れ方向で増大してもよい。同様に、外部電極５の内径を流れ方向で低減してもよい。電極装置２は、例えば、４つの部分１６．１，１６．２，１６．３，１６．４に細分されており、これら各部分は、有利には、同じ長さを有しており、その際、各々部分１６．１，１６．２，１６．３，１６．４に対応している誘電体層１５．１，１５．２，１５．３，１５．４は、各々異なった層厚及び／又は異なった誘電体の容量を有している。各部分毎に、誘電体層１５．１，１５．２，１５．３，１５．４の層厚は、流れ方向に有利には増大し、その結果、オゾン化間隙１３の間隙幅を低減することができる。択一的又は付加的に、誘電体層１５．１，１５．２，１５．３，１５．４の各誘電体の容量を流れ方向に低減してもよい。
【００３２】
特に有利には、第１の部分１６．１は、０．３８ミリメートルの間隙幅を有しており、第２の部分１６．２は、０．３６ミリメートルの間隙幅を有しており、第３の部分１６．３は、０．３４ミリメートルの間隙幅を有しており、第４の間隙は、０．３２ミリメートルの間隙幅を有している。誘電体の容量は、第１の部分１６．１では、有利には１０．６３ナノファラッド（ｎＦ）であり、第２の部分では、９．３１ナノファラッド（ｎＦ）であり、第３の部分では、８．４１ナノファラッド（ｎＦ）であり、第４の部分では、７．８０ナノファラッド（ｎＦ）である。このようにして、特に高いオゾン発生を、低いエネルギで達成することができ、即ち、特に高い効率を達成することができる。択一的な構成も可能である。つまり、部分１６．１，１６．２，１６．３，１６．４の誘電体の容量は、この列順序で例えば以下の値をとってもよい：１５ナノファラッド（ｎＦ）、１１．３ナノファラッド（ｎＦ）、９．２ナノファラッド（ｎＦ）、７．８ナノファラッド（ｎＦ）、又は、１０．６３ナノファラッド（ｎＦ）、１０．２１ナノファラッド（ｎＦ）、９．８２ナノファラッド（ｎＦ）及び９．４６ナノファラッド（ｎＦ）である。
【００３３】
殊に、出口側の部分１６．３及び１６．４では、誘電体の容量及び／又は層厚は、有利には、一定に維持することができる。つまり、部分１６．１，１６．２，１６．３，１６．４の誘電体の容量は、この列順序で例えば以下の値をとってもよい：１０．６３ナノファラッド（ｎＦ）、８．４１ナノファラッド（ｎＦ）、７．８ナノファラッド（ｎＦ）、及び７．８ナノファラッド（ｎＦ）である。このようにして、特に良好な効率を達成することができる。
【００３４】
図５は、本発明のオゾン発生器の電極装置２の特に有利な、第４の実施例の部分領域を示す。例えば、４つの部分１６．１，１６．２，１６．３，１６．４が設けられており、その際、第１の部分１６．１の誘電体層１５．１の層厚は、流れ方向で第１の部分１６．１に続く部分１６．２，１６．３，１６．４の各誘電体層１５．５の層厚よりも小さい。層厚のバリエーションに対して付加的又は択一的に、第１の部分１６．１での誘電体の容量を、各部分１６．２，１６．３，１６．４の誘電体の容量（有利には一定である）よりも大きくしてもよい。間隙幅は、流れ方向で、外部電極５の内径を低減することによって、及び／又は、内部電極３の外径を増大することによって変えることができる。つまり、例えば、第１の部分１６．１から第２の部分１６．２に移行する際に、外部電極５を、段を用いて狭幅にし、及び／又は、内部電極を、段を用いて拡張してもよく、その際、各部分１６．２，１６．３，１６．４内の間隙を一定且つ部分１６．１の間隙幅よりも小さくするとよい。
【００３５】
従って、有利には、電力吸収が２つの部分に分けられ、その際、できる限り多くの電力が、第１のセグメント１６．１で消費され、部分１６．２，１６．３，１６．４での残りの電流路での電力吸収が一層減衰される。第１の部分１６．１での電力吸収は、有利には、僅かな減衰(Daempfung)で、例えば、凡そ０．２の減衰で行われ、部分１６．２，１６．３，１６．４での減衰は、有利には、０．３よりも大きい。減衰とは、気体間隙容量と誘電体の容量との商として定義される。
【００３６】
図５に示されているように、全部で４つの部分が設けられている場合、有利には、入口側の部分は、高い電力吸収を有しており、入口側の部分に続く部分は、低い電力吸収を有している。つまり、図５では、部分１６．１は、高い電力吸収であり、３つの部分１６．２，１６．３，１６．４は、それよりも低い電力吸収である。それに応じて、高い電力吸収の２つの部分１６．１、及び、流れ方向で、高い電力吸収の入口側の部分１６．１に続く低い電力吸収の６個の部分を設けてもよい。
【００３７】
全部で３つの部分しか設けられていない場合、入口側の部分は、有利には、高い電力吸収を有しており、当該部分に流れ方向に続く２つの部分は、低い電力吸収を有している。全部で６つの部分が設けられている場合、有利には、入口側の最初の２つの部分は、高い電力吸収を有しており、当該部分に続く４つの部分は、それよりも低い電力吸収を有している。
【００３８】
全部で５つの部分が設けられている場合、有利には、入口側の部分は、高い電力吸収を有しており、当該部分に流れ方向に続く４つの部分は、低い電力吸収を有している。
【００３９】
全部分数に依存して各部分及びそれらの電力吸収を別のように対応付けてもよく、その際、オゾン発生器は、有利には、流れ方向で、オゾン化間隙１３の全長の最初の１５〜３５％で、電力吸収の少なくとも２０〜４０％が行われる。
【００４０】
本願では、本発明の有利な実施例について説明したが、本発明は、この実施例に制限されるものではなく、以下の請求項の範囲内で別のやり方で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】オゾン発生器の断面図
【図２】本発明のオゾン発生器の電極構成の第１の実施例の断面図
【図３】本発明のオゾン発生器の電極構成の第２の実施例の断面図
【図４】本発明のオゾン発生器の電極構成の第３の実施例の断面図
【図５】本発明のオゾン発生器の電極構成の第４の実施例の断面図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年10月24日(2008.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの電極（３，５）及び当該２つの電極間に設けられた誘電体層（１５）を有しており、該誘電体層（１５）は、当該誘電体層（１５）と前記２つの電極のうちの一方の電極（５）との間に、オゾン化間隙（１３）が構成されており、該オゾン化間隙（１３）を通して、酸素含有気体を送ることができ、前記酸素含有気体の流れ方向では、前記誘電体層（１５）の誘電体の容量（ＣD）は小さくなり、及び／又は、当該誘電体層（１５）の層厚は大きくなるオゾン発生器において、オゾン化間隙（１３）の間隙幅は、入口側の方が出口側の方よりも大きいことを特徴とするオゾン発生器。
【請求項２】
２つの電極（３，５）は、内部電極（３）及び当該内部電極（３）を囲む外側電極（５）として構成されている請求項１記載のオゾン発生器。
【請求項３】
外側電極（５）の内径は、流れ方向で低減される請求項２記載のオゾン発生器。
【請求項４】
内側電極（３）の外径は、流れ方向で増大される請求項２又は３記載のオゾン発生器。
【請求項５】
オゾン化間隙（１３）の間隙幅は、気体の流れ方向で連続的又は離散的に大きくなる請求項１から４迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項６】
直列に接続された個別部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）には、各々の当該の部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）内で一定の誘電体の容量（ＣD）が設けられており、上流に配置された部分（１６．２，１６．３，１６．４）は、下流に配置された部分（１６．１，１６．２，１６．３）と同じか、又は、当該下流に配置された部分（１６．１，１６．２，１６．３）よりも小さな誘電体の容量（ＣD）を有している請求項１から５迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項７】
直列に接続された個別部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）には、各々の当該の部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）内で一定の、誘電体層（１５）の層厚が設けられており、下流に配置された部分（１６．２，１６．３，１６．４）は、上流に配置された部分（１６．１，１６．２，１６．３）と同じか、又は、当該上流に配置された部分（１６．１，１６．２，１６．３）よりも大きな層厚を有している請求項１から６迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項８】
直列に接続された個別の部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）には、オゾン化間隙（１３）の一定間隙幅の各々の部分が設けられており、下流に配置された部分（１６．２，１６．３，１６．４）は、上流に配置された部分（１６．１，１６．２，１６．３）よりも小さな間隙幅を有している請求項１から７迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項９】
誘電体の容量（ＣD）は、入口側が９ｎＦ又は９ｎＦよりも大きく、殊に、１０．６３ｎＦであり、出口側が９ｎＦより小さく、殊に、７．８ｎＦである請求項１から８迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１０】
オゾン化間隙（１３）の間隙幅は、入口側が０．３５ｍｍより大きく、殊に、０．３８ｍｍであり、出口側が０．３５ｍｍより小さく、殊に、０．３２ｍｍである請求項１から９迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１１】
誘電体の容量（ＣD）は、気体の電流方向にほぼ２．８３ｎＦだけ低減されている請求項１から１０迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１２】
オゾン化間隙（１３）の間隙幅は、気体の流れ方向でほぼ０．０６ｍｍだけ低減されている請求項１から１１迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１３】
気体の間隙容量（ＣG）と誘電体の容量（ＣD）との比は、入口側でほぼ０．２であり、出口側で０．３よりも大きい請求項１から１２迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１４】
各部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）は、ほぼ同じ長さを有しており、４で割り切れる各部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）の全数の場合に、第２の誘電体容量は、第１の誘電体容量よりも大きく、第１の誘電体容量を有する部分（１６．１）の、第２の誘電体容量を有する部分（１６．２，１６．３，１６．４）に対する比は１対３であり、３で割り切れるが４で割り切れない前記各部分の全数の場合に、１対２である請求項６から１３迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１５】
各部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）は、ほぼ同じ長さを有しており、４で割り切れる各部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）の全数の場合に、第２の層厚は、第１の層厚よりも大きく、第１の層厚を有する部分（１６．１）の、第２の層厚を有する部分（１６．２，１６．３，１６．４）に対する比は１対３であり、３で割り切れるが４で割り切れない前記各部分の全数の場合に、１対２である請求項７から１３迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１６】
各部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）は、ほぼ同じ長さを有しており、４で割り切れる各部分（１６．１，１６．２，１６．３，１６．４）の全数の場合に、第２の間隙幅は、第１の間隙幅よりも小さく、第１の間隙幅を有する部分（１６．１）の、第２の間隙幅を有する部分（１６．２，１６．３，１６．４）に対する比は１対３であり、３で割り切れるが４で割り切れない前記各部分の全数の場合に、１対２である請求項８から１４迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【請求項１７】
オゾン発生器は、流れ方向で、電力吸収(Leistungsaufnahme)の少なくとも２０〜４０％が、オゾン化間隙（１３）の全長の最初の１５〜３５％で行われるように構成されている請求項１から１６迄の何れか１記載のオゾン発生器。
【国際調査報告】
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