(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に金属膜１３からなる高電圧電極を一体に設けたものである。【選択図】  図１
2005053767.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、誘電体に金属膜からなる高電圧電極を一体に設けたことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項２】
上記金属膜はアルミニウム蒸着膜である請求項１記載のオゾン発生装置。
【請求項３】
上記金属膜をアルミテープで形成した請求項１記載のオゾン発生装置。
【請求項４】
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、接地電極上に、高電圧電極、誘電体を樹脂容器で包囲し、かつその樹脂容器に高電圧電極に給電する給電端子を設けたことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項５】
接地電極上にギャップ構成用リブを介して誘電体が設置され、その誘電体に高電圧電極が設けられ、樹脂容器の上壁に弾性部材が設けられ、樹脂容器を接地電極上に取り付けた際に、上記弾性部材が高電圧電極、誘電体及びギャップ構成用リブをその弾性部材が接地電極上に保持するようにした請求項４記載のオゾン発生装置。
【請求項６】
上記弾性部材と上記高電圧電極間には保護板が介設される請求項４または５記載のオゾン発生装置。
【請求項７】
上記給電端子は、樹脂容器の上壁内面に取り付けられると共に、その給電端子から樹脂容器外の高電圧源に接続され、板ばねからなる弾性部材、保護板を介して高電圧電極に高電圧が印加される請求項４〜６いずれかに記載のオゾン発生装置。
【請求項８】
上記樹脂容器がポリアセタール等の耐熱性樹脂で形成された請求項４〜７いずれかに記載のオゾン発生装置。
【請求項９】
上記樹脂容器がポリアセタール等のオフガスの少ない或いは出ない樹脂で形成された請求項４〜８いずれかに記載のオゾン発生装置。
【請求項１０】
上記高電圧電極は誘電体に形成されたアルミニウム等の金属膜で形成される請求項４〜９いずれかに記載のオゾン発生装置。
【請求項１１】
上記接地電極には冷却フィンが設けられる請求項１〜１０いずれかに記載のオゾン発生装置。
【請求項１２】
上記接地電極には水冷ジャケットが設けられる請求項１〜１０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９に示すように、冷却ジャケット兼電極６０，６０間に、ギャップスペーサ６１、セラミック誘電体板６２、電極板６３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６１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、誘電体に高電圧を印加する際に、高電圧導入部とオゾン発生装置外側とを絶縁しなければならず、そのため碍子等の絶縁部材を容器に取り付けなければならなかった。そのため、部品点数が多く、装置も大きくなってしまう。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、省スペースで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、誘電体に金属膜からなる高電圧電極を一体に設けたオゾン発生装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、金属膜はアルミニウム蒸着膜である請求項１記載のオゾン発生装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、金属膜をアルミテープで形成した請求項１記載のオゾン発生装置である。
【００１２】
請求項４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、接地電極上に、高電圧電極、誘電体を樹脂容器で包囲し、かつその樹脂容器に高電圧電極に給電する給電端子を設けたオゾン発生装置である。
【００１３】
請求項５の発明は、接地電極上にギャップ構成用リブを介して誘電体が設置され、その誘電体に高電圧電極が設けられ、樹脂容器の上壁に弾性部材が設けられ、樹脂容器を接地電極上に取り付けた際に、弾性部材が高電圧電極、誘電体及びギャップ構成用リブをその弾性部材が接地電極上に保持するようにした請求項４記載のオゾン発生装置である。
【００１４】
請求項６の発明は、弾性部材と高電圧電極間には保護板が介設される請求項４または５記載のオゾン発生装置である。
【００１５】
請求項７の発明は、給電端子は、樹脂容器の上壁内面に取り付けられると共に、その給電端子から樹脂容器外の高電圧源に接続され、板ばねからなる弾性部材、保護板を介して高電圧電極に高電圧が印加される請求項４〜６いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【００１６】
請求項８の発明は、樹脂容器がポリアセタール等の耐熱性樹脂で形成された請求項４〜７いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【００１７】
請求項９の発明は、樹脂容器がポリアセタール等のオフガスの少ない或いは出ない樹脂で形成された請求項４〜８いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【００１８】
請求項１０の発明は、高電圧電極は誘電体に形成されたアルミニウム等の金属膜で形成される請求項４〜９いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【００１９】
請求項１１の発明は、接地電極には冷却フィンが設けられる請求項１〜１０いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【００２０】
請求項１２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１〜１０いずれかに記載のオゾン発生装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、オゾン発生性能が向上すると共に、組立性の向上、省スペース化が図れ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】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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の金属膜１３が形成される。
【００２５】
金属膜１３はアルミニウム膜を約２０００オングストロームの厚さに蒸着されており、誘電体１０に一体に形成されている。
【００２６】
本実施の形態では金属膜１３をアルミニウム蒸着膜としたが、金属膜１３はアルミテープを薄板ガラス１１に貼付することで形成してもよい。このときは、蒸着に比べて簡易に金属膜１３を形成することができるが、薄板ガラス１１とアルミテープとの間に空気が入らないように注意する必要がある。さらには、チタンやＳＵＳ等の、オゾン耐性、熱伝導性及び電気伝導性に優れた他の金属を用いてもよい。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
誘電体１０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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
次に本発明の作用を説明する。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
また、接地電極１６、１７には、金属面を剥き出しにせずに硬質皮膜２５を形成することで、放電空間２６の冷却効果の犠牲を最小限にとどめながら、放電スパッタによる異物のコンタミネーションの発生を抑えることができる。
【００４２】
さらに、薄板ガラス１１にアルミニウムの金属膜１３を蒸着することで、誘電体１０と高電圧電極である金属膜１３が予め一体に形成されており、オゾン発生装置の組立が容易になると共に、金属膜１３の誘電体１０への密着度が高いため、均一に誘電体１０に給電することができる。
【００４３】
また、アルミニウムはオゾンに対する耐性が高く、発生したオゾンと反応することがない。また、熱伝導性も高いため、放電空間２６の冷却効果を高くする。
【００４４】
図４、図５は、本発明の第２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４，図５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。
【００４９】
図６は、本発明の第３の実施の形態を示したもので、接地電極１７上に誘電体１０等を包囲する樹脂容器を設けたものである。
【００５０】
図６の簡易構造図に示すように、接地電極１７の表面に対向するよう誘電体板である薄板ガラス１１が設けられ、薄板ガラス１１は、上述のように薄板ガラス１１と一体または別体のギャップ構成用リブ１２で保持されている。接地電極１７と薄板ガラス１１間のギャップは放電空間２６となる。薄板ガラス１１の放電空間２６とは反対側の面上には金属膜１３が形成されている。金属膜１３の上部には、金属膜１３を保護する保護板４４が設けられている。
【００５１】
また、接地電極１７上には、薄板ガラス１１、ギャップ構成用リブ１２及び金属膜１３を包囲するよう樹脂容器４０が設けられている。
【００５２】
樹脂容器４０の上壁４０ａの内側には、金属で形成された給電端子４２が設けられる。給電端子４２は、樹脂容器４０に形成された穴５１を通るリード線５２を介して高電圧源５０と接続されており、給電端子４２と接地電極１７間に電圧が印加される。
【００５３】
保護板４４と給電端子４２との間に弾性部材である板ばね４３が設けられ、保護板４４を介して誘電体板１０は、接地電極１７に板ばね４３で押圧されて保持される。
【００５４】
樹脂容器４０は、放電熱によりその形状が変形することがない耐熱材料で形成され、放電空間２６を保持し、それにより放電が均一になると共に、放電によるオフガスの発生を抑制し、安定してオゾンを発生することができる。また、樹脂容器４０は絶縁体であり、樹脂容器４０内の構成部材が、容器外部とは絶縁された状態に保持できる。
【００５５】
さらに、樹脂容器４０は、樹脂を用いることで加工し易く、容器の機能と外部と絶縁する機能とを有しており、部品点数を少なくて済み、コストを抑えることができる。
【００５６】
この実施の形態では、樹脂容器４０を形成する材料にポリアセタールであるジュラコン（登録商標ポリプラスチック社）を用いたが、これに限らず、耐熱性及び絶縁性に優れていれば、他の樹脂や、セラミック等の絶縁体を用いてもよく、また、放電時にオフガスの発生しない、或いは少量しか発生しない他の樹脂や絶縁体を用いてもよい。
【００５７】
保護板４４は、アルミニウムの金属膜１３の表面が傷つき易いため、金属膜１３表面を保護している。保護板４４は電気伝導性が高く、給電端子４２による金属膜１３への給電を妨げることはない。
【００５８】
板ばね４３は、スペースを取らずに保護板４４に適度な力を加えることができ、これにより、保護板４４を保持している。
【００５９】
以上より、少ない構成部品で省スペースなオゾン発生装置が得られると共に、オゾンの発生性能を安定させることができる。
【００６０】
次に、図６に示したオゾン発生装置の詳細な構造について説明する。
【００６１】
図７に分解組立断面図、図８に構造平面図を示す。
【００６２】
接地電極１７には、ネジ穴４７が形成され、それぞれネジによって、冷却フィン２０及び樹脂容器４０が固定される。
【００６３】
樹脂容器４０には、原料ガスを供給する供給口２４が形成され、ガス供給管３４が螺合される。給電端子４２はＯリングを収容する溝が形成され、Ｏリング４１と共に樹脂容器４０に固定される。
【００６４】
図８に示すように、給電端子４２の周りの樹脂容器４０の下部には４枚の板ばね４３，４３ａがネジで固定される。４枚の板ばね４３，４３ａのうち一枚の板ばね４３ａには、リード線１５を介して給電端子４２と電気的に接続されている。
【００６５】
一方、接地電極１７には、アルミニウムの金属膜１３を蒸着した薄板ガラス１１が放電空間２６を介して配置され、その周囲には樹脂容器４０とシールするためのリング溝とそれに収容されるシールリング４５が配置される。
【００６６】
樹脂容器４０は、薄板ガラス１１を収容するように、接地電極１７にシールリング４５を介して当接され、ネジにより取り付けられる。これにより、上述の板ばね４３は、保護板４４を介して薄板ガラス１１を接地電極１７側に押圧するように保持するようになっている。
【００６７】
なお、接地電極１７には、オゾン化された原料ガスを排出するガス出口３５が形成され、ガス出口にガス出口管２１が螺合される。
【００６８】
さらに、接地電極１７及び樹脂容器４０には、電極取り付け用ネジ穴４６が形成され、電極取り付け用ネジ穴４６により、外部の高電圧源５０と接続できる。
【００６９】
また、保護板４４は、その両端が上方に湾曲された位置決め機構を形成しており、金属膜１３のある接地電極部４８と給電端子４２のある樹脂容器部４９の組立が容易に行うことができる。
【００７０】
この実施の形態では空冷による冷却フィン２０を用いたが、代わりに水冷ジャケットを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【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】本発明の第２の実施の形態を示す分解組立斜視図である。
【図５】図４の詳細を示す正面断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す簡易構造断面図である。
【図７】図６に示す実施の形態の詳細構造断面図である。
【図８】図７の構造平面図である。
【図９】従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  誘電体
１２  ギャップ構成用リブ
１３  金属膜
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
４０  樹脂容器
４２  給電端子
４３  板ばね
４４  保護板
５０  高電圧源
【図１】
2005053767.tif 000003
【図２】
2005053767.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005053767.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005053767.tif 000008
【図７】
2005053767.tif 000009
【図８】
2005053767.tif 000010
【図９】
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