(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１７とを放電空間１７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、上記誘電体１０として厚さが１ｍｍ以下の薄板ガラス１１を用いたものである。【選択図】      図１
2005053768.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、誘電体板として厚さが１ｍｍ以下の薄板ガラスを用いたことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項２】
上記放電空間に対する上記薄板ガラスの厚さの比が１〜２である請求項１記載のオゾン発生装置。
【請求項３】
上記薄板ガラスの裏面に高電圧電極となる金属膜を形成した請求項１または２記載のオゾン発生装置。
【請求項４】
上記薄板ガラスにスクリーン印刷あるいはエッチングあるいはプレスにて一体にギャップ構成用リブを形成した請求項１〜３いずれかに記載のオゾン発生装置。
【請求項５】
上記接地電極には冷却フィンが設けられる請求項１〜４いずれかに記載のオゾン発生装置。
【請求項６】
上記接地電極には水冷ジャケットが設けられる請求項１〜４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８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】
また、積層体には、放電空間に空気や酸素などを供給するため、セラミック誘電体板４２には穴４４が設けられ、セラミック誘電体板４２の厚さを１ｍｍ以下に薄くすることは困難であり、冷却性能が低いためオゾン発生性能が低くなる問題がある。
【０００８】
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】
【０００９】
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、誘電体として厚さが１ｍｍ以下の薄板ガラスを用いたオゾン発生装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、放電空間に対する上記薄板ガラスの厚さの比が１〜２である請求項１記載のオゾン発生装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、薄板ガラスの裏面に高電圧電極となる金属膜を形成した請求項１または２記載のオゾン発生装置である。
【００１２】
請求項４の発明は、薄板ガラスにスクリーン印刷あるいはエッチング技術にて一体にリブを形成した請求項１〜３いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【００１３】
請求項５の発明は、接地電極には冷却フィンが設けられる請求項１〜４いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【００１４】
請求項６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１〜４いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低い印加電圧で放電を開始させることができると共に、オゾン発生性能が向上す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】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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が形成される。また、誘電体１０の裏面に高電圧電極となるアルミニウムなどの金属膜１３が形成される。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
この薄板ガラス１１は、耐熱性が良好で、表面が滑らかに形成できる硼珪酸ガラスを用いる。この薄板ガラス１１は、フローティング法、またはガラス原料の自由落下による方法により１ｍｍの薄さに精度よく形成することができると共に、冷却効果が高いものを得ることができる。
【００２７】
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、放電空間２６の高さの精度は、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。
【００２８】
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に流れるように構成される。
【００２９】
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。
【００３０】
次に本実施の形態の作用を説明する。
【００３１】
誘電体１０の裏面の金属膜１３に給電端子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。
【００３２】
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、安定して放電させることができ、オゾン発生性能を高くすることが可能となる。
【００３３】
次に、薄板ガラス１１の厚みと放電空間２６の厚さとについて説明する。
【００３４】
本実施の形態に係るオゾン発生装置は、放電空間２６でオゾンを発生させる装置であるため、効率的にオゾンを発生させるためには、誘電体板である薄板ガラス１１よりも放電空間２６の側により高い電圧が印加されるのがよい。このためには、誘電体１０の誘電率が高いこと、及び誘電体板が薄く形成されることが好ましい。
【００３５】
本発明においては、誘電体板として薄板ガラス１１を用いることで、従来の誘電体を用いるよりも、その厚さが均一に、かつ１ｍｍ以下の薄さで形成できるため、良好な放電性能が得ることができる。
【００３６】
誘電体１０に用いたガラスは、熱伝導率が非常に低いが、誘電体として薄板ガラス１１を薄く形成することで、放電空間２６の冷却効果を高めることができる。これにより、放電空間２６の温度上昇により、オゾン濃度が飽和することを抑える。
【００３７】
また、放電空間２６で発生したオゾンは、その発生直後に電離空間内で微小な凹凸があると、そこで分解してしまう傾向にあるが、薄板ガラス１１を用いることでミクロ的に微小な凹凸がなく、また、多結晶体である他の誘電体と異なり非晶質体のため、オゾンの分解の反応起点がないため、分解を極力防止することが可能となり、高濃度のオゾンを発生させることが可能となる。
【００３８】
この薄板ガラス１１を用いたときの印加電圧とオゾン濃度の関係を図４、図５により以下に説明する。
【００３９】
図４は、薄板ガラス１１の厚さとそれに印加される電圧との関係を示したものである。図４に示すように、薄板ガラス１１の厚さが０．２ｍｍときの印加電圧を１とすると、厚さ０．３ｍｍのとき印加電圧が１．０５、厚さ０．５ｍｍのとき印加電圧が１．３５となっている。ギャップ構成用リブ１２（放電空間２６）の高さを一定としたとき、薄板ガラス１１が薄くなる程、装置全体に印加される電圧に対し、薄板ガラス１１に印加される電圧は低く、放電空間２６に印加される電圧は高くなる。よって、誘電体板である薄板ガラス１１を薄く形成することで、放電を開始するために装置全体に印加される電圧を低くすることができ、低消費電力化が図れる。
【００４０】
また、図５に示すように、薄板ガラス１１の厚さが０．２ｍｍのときの発生するオゾン濃度を１とすると、厚さ０．３ｍｍのとき０．９５、厚さ０．５ｍｍのとき０．８５となっている。これより、薄板ガラス１１の厚みが薄い程、発生するオゾン濃度が大きくなり、オゾン発生性能が高くなる。
【００４１】
しかし、薄板ガラス１１を薄くしすぎると、高電圧印加による絶縁破壊を起こしてしまう。
【００４２】
以上を考慮し、薄板ガラス１１の厚さは０．１ｍｍ〜１ｍｍが好ましい。本実施の形態では、薄板ガラス１１を０．３ｍｍとし、放電空間２６のギャップの高さを０．２ｍｍとした。このとき、ギャップの高さに対する薄板ガラス１１の厚さ比が１．５であり、それぞれに印加される電圧比を考慮すると、その厚さ比は１〜２であればよい。
【００４３】
また、印加電圧の低電圧化により、電源の作製も容易になると共に、高電圧印加部分と接地部分を電気的に分離するのに必要な距離（沿面距離）を短くすることができ、装置の省スペース化が図れる。
【００４４】
図６、図７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６，図７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の正面断面図である。
【図３】図２の要部詳細断面図である。
【図４】薄板ガラスの厚さと印加電圧の関係を示す図である。
【図５】薄板ガラスの厚さとオゾン濃度の関係を示す図である。
【図６】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７】図６の正面断面図である。
【図８】従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  誘電体
１１  薄板ガラス
１２  ギャップ構成用リブ
１３  金属膜
１６，１７  接地電極
２６  放電空間
【図１】
2005053768.tif 000003
【図２】
2005053768.tif 000004
【図３】
2005053768.tif 000005
【図４】
2005053768.tif 000006
【図５】
2005053768.tif 000007
【図６】
2005053768.tif 000008
【図７】
2005053768.tif 000009
【図８】
2005053768.tif 000010