(57)【要約】【課題】  オゾン発生性能が良好なオゾン発生装置を提供する。【解決手段】  高電圧電極に接続された誘電体１０と接地電極１６とを放電空間２６を介して対向させ、その放電空間２６に原料ガスを流してオゾンを発生させるオゾン発生装置において、誘電体１０上にスクリーン印刷によりギャップ構成用リブ１２を一体形成した誘電体を用いたものである。【選択図】  図４
2005053769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧電極に接続された誘電体と接地電極とを放電空間を介して対向させ、その放電空間に原料ガスを流してオゾンを発生させるオゾン発生装置において、誘電体板上にスクリーン印刷によりギャップ構成用リブを一体形成したことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項２】
高電圧電極に接続された誘電体と接地電極とを放電空間を介して対向させ、その放電空間に原料ガスを流してオゾンを発生させるオゾン発生装置において、誘電体板上にエッチング或いはプレスによりギャップ構成用リブを一体形成したことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項３】
上記ギャップ構成用リブは、その高さが２００μｍに形成され、かつそのギャップ構成用リブで形成される放電空間の精度が±１０μｍ以下である請求項１または２に記載のオゾン発生装置。
【請求項４】
上記ギャップ構成用リブを形成した誘電体上の裏面に金属膜を形成し、その金属膜を形成した２枚の誘電体板を金属膜が対向するようにして衝撃緩衝材に取り付け、その両誘電体板のギャップ構成用リブ側に接地電極を接するように設け、上記両金属膜に高電圧を印加する請求項１〜３いずれかに記載のオゾン発生装置。
【請求項５】
誘電体板の周縁から中央に向けてギャップ構成用リブが形成され、ギャップ構成用リブで原料ガスを周縁から中央に流すように構成される請求項１〜４いずれかに記載のオゾン発生装置。
【請求項６】
上記ギャップ構成用リブの幅が０．５ｍｍ以下である請求項１〜５いずれかに記載のオゾン発生装置。
【請求項７】
上記ギャップ構成用リブが無鉛の材料で形成される請求項１〜６いずれかに記載のオゾン発生装置。
【請求項８】
チタニア、シリカ、アルミナ等の誘電体板にガラスで形成された上記ギャップ構成用リブを一体形成した請求項１〜７いずれかに記載のオゾン発生装置。
【請求項９】
上記接地電極には冷却フィンが設けられる請求項１〜８いずれかに記載のオゾン発生装置。
【請求項１０】
上記接地電極には水冷ジャケットが設けられる請求項１〜８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、オゾン発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のオゾン発生装置は、特許文献１に示されるように琺瑯引きしたアルミニウム電極をスペーサを介して多段に積層したものが提案されているが、誘電体層としての琺瑯層は、一定の厚さと表面の均一性を得ることは困難である。
【０００３】
また、図７に示すように、冷却ジャケット兼電極４０，４０間に、ギャップスペーサ４１、セラミック誘電体板４２、電極板４３を順次積層したオゾン発生装置も知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３１０４０３号公報
【特許文献２】特許第２９８３１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、オゾン発生性能は、放電空間で均一な放電が起こることが重要である。
【０００６】
上述のオゾン発生装置は、ギャップスペーサ４１が、機械加工により製作されるため、放電空間のギャップの精度が悪く、その結果放電に偏りが生じるため、オゾン発生性能が低くなると共に、故障の原因となっていた。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、オゾン発生性能が良好なオゾン発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、高電圧電極に接続された誘電体と接地電極とを放電空間を介して対向させ、その放電空間に原料ガスを流してオゾンを発生させるオゾン発生装置において、誘電体板上にスクリーン印刷によりギャップ構成用リブを一体形成したオゾン発生装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、高電圧電極に接続された誘電体と接地電極とを放電空間を介して対向させ、その放電空間に原料ガスを流してオゾンを発生させるオゾン発生装置において、誘電体板上にエッチング或いはプレスによりギャップ構成用リブを一体形成したオゾン発生装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、ギャップ構成用リブは、その高さが２００μｍに形成され、かつそのギャップ構成用リブで形成される放電空間の精度が±１０μｍ以下である請求項１または２記載のオゾン発生装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、ギャップ構成用リブを形成した誘電体上の裏面に金属膜を形成し、その金属膜を形成した２枚の誘電体板を金属膜が対向するようにして衝撃緩衝材に取り付け、その両誘電体板のギャップ構成用リブ側に接地電極を接するように設け、両金属膜に高電圧を印加する請求項１〜３いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【００１２】
請求項５の発明は、誘電体板の周縁から中央に向けてギャップ構成用リブが形成され、ギャップ構成用リブで原料ガスを周縁から中央に流すように構成される請求項１〜４いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【００１３】
請求項６の発明は、ギャップ構成用リブの幅が０．５ｍｍ以下である請求項１〜５いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【００１４】
請求項７の発明は、ギャップ構成用リブが無鉛の材料で形成される請求項１〜６いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【００１５】
請求項８の発明は、チタニア、シリカ、アルミナ等の誘電体板にガラスで形成された上記ギャップ構成用リブを一体形成した請求項１〜７いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【００１６】
請求項９の発明は、接地電極には冷却フィンが設けられる請求項１〜８いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【００１７】
請求項１０の発明は、接地電極には水冷ジャケットが設けられる請求項１〜８いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、オゾン発生性能を向上できるといった優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２０】
図１〜図３は、空冷式のオゾン発生装置を示し、図１は分解組立斜視図、図２は正面断面図、図３は図２のＤ部分の詳細断面図を示している。
【００２１】
図１〜図３において、１０は、薄板ガラス１１からなる誘電体で、その薄板ガラス１１の表面に、後述するスクリーン印刷等によりギャップ構成用リブ１２が一体に形成される。また、誘電体１０の裏面に高電圧電極としてアルミニウムなどの金属膜１３が形成される。
【００２２】
この誘電体１０，１０は、金属膜１３，１３が対向するように設けられ、その間にゴムやバネ材などの衝撃緩衝材１４が設けられる。
【００２３】
金属膜１３には、高電圧を印加するためのリード１５が設けられる。
【００２４】
この衝撃緩衝材１４を挟んで設けた誘電体１０，１０は、上下の接地電極１６、１７に収容される。
【００２５】
上下の接地電極１６，１７には、図１、図２に示すように、誘電体１０、１０を収容する収容室１８と、空気や酸素などの原料ガスを流すための原料ガス供給室１９が形成され、また収容室１８に位置した外側面には、空冷用の冷却フィン２０が多数設けられ、また収容室１８に臨んで、発生したオゾンを排出する原料ガス出口管２１が接続される。
【００２６】
なお、図１では、上部の接地電極１６の収容室１８と原料ガス供給室１９の詳細を示すべく１８０°反転した図も示した。
【００２７】
また、下部の接地電極１７には、誘電体１０，１０に形成した金属膜１３に高電圧を印加するための給電ターミナル２２が原料ガス供給室１９に臨んで、接地電極１７と絶縁されて設けられ、その端子２３にリード１５が接続されるようになっている。さらに下部の接地電極１７に、原料ガス供給室１９に原料ガスを供給する供給口２４が設けられる。
【００２８】
さて、誘電体板としての薄板ガラス１１は、１ｍｍ以下の厚さで、１２ｃｍ角（１０〜１５ｃｍ角）に形成され、その表面にギャップ構成用リブ１２がスクリーン印刷により形成される。
【００２９】
このギャップ構成用リブ１２の印刷は、０．３ｍｍの薄板ガラス１１にＰＤＰ（プラズマディスプレイ）で用いられているペーストを、幅０．５ｍｍ以下の０．４ｍｍで印刷し、リブ高さが２００μｍの高さになるように印刷した後、焼成を行って形成する。これにより、精度は、リブ高さ（放電ギャップ）２００μｍに対して±１０μｍ以下の精度に保つことができる。
【００３０】
このギャップ構成用リブ１２は、図示のように、薄板ガラス１１の中心から放射状になるように形成し、原料ガスが、薄板ガラス１１の周囲からギャップ構成用リブ１２間を通って、中央に集まり、原料ガス出口管２１に流れるようにされる。
【００３１】
ギャップ構成用リブ１２の形成は、スクリーン印刷の他に、プレス法によっても、或いはエッチングにより形成するようにしてもよい。
【００３２】
また、接地電極１６，１７の収容室１８のギャップ構成用リブ１２と接する電極表面には、耐スパッタを目的に０．１ｍｍ以下の厚さの硬質皮膜２５が形成され、その硬質皮膜２５と薄板ガラス１１間に放電空間２６が形成される。
【００３３】
次に本発明の作用を説明する。
【００３４】
誘電体１０の裏面の金属膜１３にターミナル２３から高電圧を印加し、上下の接地電極１６，１７を接地した状態で、供給口２４から酸素、空気、酸素フッ化空気などの原料ガスを原料ガス供給室１９に供給する。原料ガスは、収容室１８から薄板ガラス１１と硬質皮膜２５間で形成される放電空間２６に入り、すなわち、薄板ガラス１１の外周からギャップ構成用リブ１２にて中心に向かうように流れ、そこでオゾン化されて原料ガス出口管２１から排出される。
【００３５】
この放電空間２６では、薄板ガラス１１が１ｍｍ以下と薄く、放電空間２６のギャップも２００μｍで均一であり、沿面放電と無声放電が同時に起こり、また冷却性能が高いため、オゾン発生性能を高くすることが可能となる。
【００３６】
また、図４に示すように、薄板ガラス１１にギャップ構成用リブ１２を形成した誘電体１０の変形例として、ギャップ構成用リブ１２を薄板ガラス１１の縁に対して垂直方向に形成してもよい。より具体的には、ギャップ構成用リブ１２は一辺の縁に対して垂直に延出して形成され、四角形上の薄板ガラス１１のそれぞれの辺に形成される。ギャップ構成用リブ１２は各々、辺の中心に向かうにつれてリブの長さが長くなり、各々のリブは互いに交差せず、延出されたギャップ構成用リブ１２の先端同士間には所定の間隔を有する。
【００３７】
これにより、誘電体１０の周縁から原料ガスが誘電体１０のガス出口３５に流れる。
【００３８】
このように、スクリーン印刷を行う方向に対して垂直または平行にギャップ構成用リブ１２を形成することで、スクリーン印刷のスキージ工程において、ガラスペーストを薄板ガラス１１に刷りつける角度を一定に保つことができる。よって、均一な高さのギャップ構成用リブ１２を形成でき、より寸法精度の良好なギャップ構成用リブ１２を得ることができる。
【００３９】
以上より、ギャップ構成用リブ１２と接地電極１７間の当接部分において隙間のない均一な放電空間２６を形成して、安定した放電を行うことができ、オゾン発生性能の向上が図れると共に、放電に偏りがなくなるため、オゾン発生装置の故障を防ぐことができる。
【００４０】
本実施の形態では、誘電体板として薄板ガラス１１を用いたが、薄板ガラス１１の他に、チタニア、シリカ、アルミナ等の誘電材料で誘電体板を形成し、その誘電体板上に一体にギャップ構成用リブ１２を形成してもよい。
【００４１】
また、誘電体板とギャップ構成用リブ１２とは、同じ誘電材料で形成する他に誘電率の異なる誘電材料を用いてハイブリッド型の誘電体１０を形成してもよい。
【００４２】
例えば、アルミナの誘電体板上に、ガラスでギャップ構成用リブ１２を形成したハイブリッド型誘電体１０においては、誘電体板とギャップ構成用リブ１２との誘電率の違いを利用してギャップに基づく無声放電と、誘電体板とギャップ構成用リブ１２との表面に形成される沿面放電の比の双方を自在に変えることができる利点がある。
【００４３】
さらに、ギャップ構成用リブ１２を無鉛の誘電材料で形成することで、環境的にもよいといった効果がある。
【００４４】
図５、図６は、本発明の他の実施の形態を示したもので、水冷により接地電極１６，１７を冷却する形態を示したものである。
【００４５】
先ず、誘電体板としての薄板ガラス１１にギャップ構成用リブ１２がスクリーン印刷により形成され、その裏面にアルミニウムの金属膜１３が形成され、衝撃緩衝材１４を挟むように設けられる。
【００４６】
接地電極１６，１７は、誘電体１０，１０を収容する収容室１８の外側に水冷室２７が形成され、接地電極１６、１７に水冷室２７を閉じる蓋体２８が設けられ、さらにその蓋体２８に冷却水を給排する給排水管２９が接続されて水冷ジャケット３０が構成される。
【００４７】
蓋体２８と接地電極１６，１７間にはシールリング３１が設けられ、また蓋体２８に迂回した冷却水路を形成するための仕切板３２が設けられる。さらに、蓋体２８と接地電極１６，１７には、原料ガス出口管２１を挿通するボス部３３が形成される。
【００４８】
この図５，図６の形態においては、接地電極１６，１７を水冷ジャケット３０にて冷却するため、より冷却性能が高くなり、オゾン発生性能をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態を示す分解組立斜視図である。
【図２】図１の正断面図である。
【図３】図２の要部詳細断面図である。
【図４】ギャップ構成用リブを一体形成した誘電体板の変形例を示す平面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態を示す分解組立斜視図である。
【図６】図５の正断面図である。
【図７】従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  誘電体
１２  ギャップ構成用リブ
１３  金属膜
１４  衝撃緩衝材
１６，１７  接地電極
２０  冷却フィン
２６  放電空間
３０  水冷ジャケット
【図１】
2005053769.tif 000003
【図２】
2005053769.tif 000004
【図３】
2005053769.tif 000005
【図４】
2005053769.tif 000006
【図５】
2005053769.tif 000007
【図６】
2005053769.tif 000008
【図７】
2005053769.tif 000009