(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔をあけて少なくとも一対の放電電極が配置された電極基板と、
前記一対の放電電極を覆うよう前記電極基板上に設けられた誘電体と、
前記電極基板上に設けられた前記誘電体に対して所定間隔をあけて配置されたガスガイドと、
前記電極基板と前記ガスガイドとの相対的な位置関係を規制する間隔片と、
前記電極基板の前記一対の放電電極が配置された側と反対側に設けられた冷却体と、
前記電極基板と前記ガスガイドとの間に設けられ、前記電極基板に対して前記ガスガイド側から押圧力を加えるための弾性体と、
を備え、
前記間隔片によって前記電極基板に対して前記ガスガイドを所定位置に位置決めすることにより、前記誘電体と前記ガスガイドとの間に所定間隙のガス流路空間を形成することを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項２】
前記間隔片は前記電極基板の外側または前記電極基板上に位置する放電領域の外側に設けられていることを特徴とする請求項１記載のオゾン発生装置。
【請求項３】
前記電極基板上には前記一対の放電電極に電圧を印加する高電圧印加バスが配置され、
前記弾性体は前記電極基板の前記高電圧印加バスを避けて配置されていることを特徴とする請求項１記載のオゾン発生装置。
【請求項４】
前記ガスガイドと前記冷却体とを互いに締結する締結手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のオゾン発生装置。
【請求項５】
前記冷却体の背面に設けられた締め付け板と、
前記ガスガイドと前記締め付け板とを互いに締結する締結手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のオゾン発生装置。
【請求項６】
前記ガスガイドは、前記電極基板の前記一対の放電電極と対向した状態で所定間隔をあけて少なくとも一対の追加放電電極が配置された追加電極基板と、前記一対の追加放電電極を覆うよう前記追加電極基板上に設けられた追加誘電体とを有することを特徴とする請求項１記載のオゾン発生装置。
【請求項７】
冷却体と、
前記冷却体の表裏両面に設けられた一対の電極基板であって、所定間隔をあけて少なくとも一対の放電電極がそれぞれ配置された一対の電極基板と、
前記各電極基板の一対の放電電極を覆うよう前記各電極基板上にそれぞれ設けられた一対の誘電体と、
前記各電極基板上に設けられた前記各誘電体に対して所定間隔をあけてそれぞれ配置された一対のガスガイドと、
前記各電極基板とそれに対応するガスガイドとの相対的な位置関係を規制する間隔片と、
前記各電極基板とそれに対応するガスガイドとの間に設けられ、前記各電極基板に対してそれに対応するガスガイド側から押圧力を加えるための弾性体と、
を備え、
前記間隔片は前記各電極基板の外側または前記各電極基板上に位置する放電領域の外側に設けられ、前記間隔片によって前記電極基板に対してそれに対応するガスガイドを所定位置に位置決めすることにより、前記各誘電体とそれに対応するガスガイドとの間に所定間隙のガス流路空間をそれぞれ形成し、
前記弾性体は前記冷却体に対してその表裏両面に設けられた各電極基板を取り巻くよう配置されていることを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項８】
前記各ガスガイドはそれぞれ、それに対応する電極基板の一対の放電電極と対向した状態で所定間隔をあけて少なくとも一対の追加放電電極が配置された追加電極基板と、前記一対の追加放電電極を覆うよう前記追加電極基板上に設けられた追加誘電体と、前記追加電極基板の前記一対の追加放電電極が配置された側と反対側に設けられた冷却体とを有することを特徴とする請求項７記載のオゾン発生装置。
【請求項９】
前記各ガスガイドの冷却体の背面にそれぞれ設けられた一対の締め付け板と、
前記各締め付け板を互いに締結する締結手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項８記載のオゾン発生装置。
【請求項１０】
前記電極基板は複数のサブ電極基板からなることを特徴とする請求項１記載のオゾン発生装置。
【請求項１１】
前記各サブ電極基板のうち隣接するサブ電極基板同士が互いに離間して配置され、その離間領域に前記間隔片が配置されていることを特徴とする請求項１０記載のオゾン発生装置。
【請求項１２】
前記電極基板、前記誘電体、前記ガスガイドおよび前記間隔片を収容する圧力容器をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のオゾン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浄水処理、パルプ漂白、排ガス処理、産業排水処理、医療器具の殺菌等のオゾン処理を目的としたオゾン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、(1)上下水道の殺菌、脱臭および脱色、(2)パルプ漂白、(3)排ガスや工業廃水の脱臭および脱色、(4)医療器具の殺菌等を行うため、オゾンが用いられている。このようなオゾンを発生させるには一般に、放電によってオゾンを発生させるオゾン発生装置を用いるのが一般的である。
【０００３】
特に、近年、水源の汚濁に伴う富栄養価に基づく水問題や、難分解性物質の混入等が懸念されており、水道水汚染に象徴される微量レベルの有機物に対処しなければならないケースが増加し、またオゾンを用いた高度な処理が求められるようになってきている。
【０００４】
ところで、上述したような用途に用いられるオゾン発生装置としては、対向電極間での無声放電によりオゾンを発生させる方式のものの他、沿面電極間での沿面放電によりオゾンを発生させる方式のものが知られている。
【０００５】
図１８は対向電極間で無声放電させる方式のオゾン発生装置の要部の構成を示す概念図である。図１８に示すように、無声放電方式のオゾン発生装置では、対向して配置された２つの電極５１ａ，５１ｂの対向面側に誘電体５２ａ，５２ｂがそれぞれ配置され、誘電体５２ａ，５２ｂ間に放電空間５３が形成されている。ここで、放電空間５３には原料ガス５４が供給され、電極５１ａ，５１ｂ間に電源５６から高電圧を印加して無声放電を生じさせることにより、オゾン化ガス５５が発生するようになっている。
【０００６】
しかしながら、このような無声放電方式のオゾン発生装置では、その性能が放電空間５３の間隙Ｇ（放電ギャップ）に大きく影響され、特に、間隙Ｇを短くしたときに製造上の寸法管理および誤差管理を適切に行うことが困難である。このため、放電密度分布の偏りが生じ、オゾン発生性能の不安定さを招くという問題がある。
【０００７】
このため、近年においては、放電ギャップの管理の容易さ、およびオゾン発生性能の向上等の観点から、以下に述べる沿面放電方式のオゾン発生装置が用いられることが多くなっている。
【０００８】
図１９は沿面電極間で沿面放電させる方式のオゾン発生装置の要部の構成を示す概念図である。図１９に示すように、沿面放電方式のオゾン発生装置では、誘電体６２の一方の面に線状の電極６１ａがスクリーン印刷等により一定間隔で配置されており、誘電体６２の他方の面には面状の電極６１ｂが配置されている。ここで、誘電体６２の電極６１ａが配置された側の面に原料ガス６５が供給され、電極６１ａ，６１ｂ間に電源６３から高電圧を印加して沿面放電（符号６４）を生じさせることにより、オゾン化ガス６６が発生するようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の沿面放電方式のオゾン発生装置では、放電ギャップの管理を精度良く行うことができ、オゾン発生性能を向上させることができるという利点があるが、線状の電極６１ａが直接放電に曝されるので、イオン衝突により金属製の電極６１ａが劣化してしまうという問題がある。
【００１０】
また、上述した従来の沿面放電方式のオゾン発生装置では、オゾンの発生濃度および発生効率が必ずしも十分でないという問題がある。
【００１１】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、放電ギャップの管理を精度良く行うことができるという沿面放電方式の特性を維持した上で、放電電極および電極基板等の破損を防止するとともに、オゾンの高濃度化およびオゾンの発生効率の向上を図ることができる、信頼性およびオゾン発生性能に優れたオゾン発生装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、複数の電極基板を容易に積層化することができる、小型でかつ大容量のオゾン発生装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その第１の解決手段として、所定間隔をあけて少なくとも一対の放電電極が配置された電極基板と、前記一対の放電電極を覆うよう前記電極基板上に設けられた誘電体と、前記電極基板上に設けられた前記誘電体に対して所定間隔をあけて配置されたガスガイドと、前記電極基板と前記ガスガイドとの相対的な位置関係を規制する間隔片とを備え、前記間隔片によって前記電極基板に対して前記ガスガイドを所定位置に位置決めすることにより、前記誘電体と前記ガスガイドとの間に所定間隙のガス流路空間を形成することを特徴とするオゾン発生装置を提供する。
【００１４】
なお、上述した本発明の第１の解決手段において、前記間隔片は前記電極基板の外側または前記電極基板上に位置する放電領域の外側に設けられていることが好ましい。また、前記電極基板の前記一対の放電電極が配置された側と反対側に設けられた冷却体をさらに備えたことが好ましい。さらに、前記電極基板と前記ガスガイドとの間に設けられ、前記電極基板に対して前記ガスガイド側から押圧力を加えるための弾性体をさらに備えたことが好ましい。さらに、前記電極基板上には前記一対の放電電極に電圧を印加する高電圧印加バスが配置され、前記弾性体は前記電極基板の前記高電圧印加バスを避けて配置されていることが好ましい。さらにまた、前記ガスガイドと前記冷却体とを互いに締結する締結手段をさらに備えたことが好ましい。なお、前記冷却体の背面に設けられた締め付け板と、前記ガスガイドと前記締め付け板とを互いに締結する締結手段とをさらに備えたことが好ましい。
【００１５】
また、上述した本発明の第１の解決手段において、前記ガスガイドは、前記電極基板の前記一対の放電電極と対向した状態で所定間隔をあけて少なくとも一対の追加放電電極が配置された追加電極基板と、前記一対の追加放電電極を覆うよう前記追加電極基板上に設けられた追加誘電体とを有することが好ましい。
【００１６】
本発明は、その第２の解決手段として、冷却体と、前記冷却体の表裏両面に設けられた一対の電極基板であって、所定間隔をあけて少なくとも一対の放電電極がそれぞれ配置された一対の電極基板と、前記各電極基板の一対の放電電極を覆うよう前記各電極基板上にそれぞれ設けられた一対の誘電体と、前記各電極基板上に設けられた前記各誘電体に対して所定間隔をあけてそれぞれ配置された一対のガスガイドと、前記各電極基板とそれに対応するガスガイドとの相対的な位置関係を規制する間隔片とを備え、前記間隔片は前記各電極基板の外側または前記各電極基板上に位置する放電領域の外側に設けられ、前記間隔片によって前記電極基板に対してそれに対応するガスガイドを所定位置に位置決めすることにより、前記各誘電体とそれに対応するガスガイドとの間に所定間隙のガス流路空間をそれぞれ形成することを特徴とするオゾン発生装置を提供する。
【００１７】
なお、上述した本発明の第２の解決手段において、前記各電極基板とそれに対応するガスガイドとの間に設けられ、前記各電極基板に対してそれに対応するガスガイド側から押圧力を加えるための弾性体をさらに備え、前記弾性体は前記冷却体に対してその表裏両面に設けられた各電極基板を取り巻くよう配置されていることが好ましい。また、前記各ガスガイドはそれぞれ、それに対応する電極基板の一対の放電電極と対向した状態で所定間隔をあけて少なくとも一対の追加放電電極が配置された追加電極基板と、前記一対の追加放電電極を覆うよう前記追加電極基板上に設けられた追加誘電体と、前記追加電極基板の前記一対の追加放電電極が配置された側と反対側に設けられた冷却体とを有することが好ましい。
【００１８】
また、上述した本発明の第２の解決手段において、前記各ガスガイドの冷却体の背面にそれぞれ設けられた一対の締め付け板と、前記各締め付け板を互いに締結する締結手段とをさらに備えたことが好ましい。
【００１９】
なお、上述した本発明の第１および第２の解決手段においては、前記電極基板は複数のサブ電極基板からなることが好ましい。また、前記各サブ電極基板のうち隣接するサブ電極基板同士が互いに離間して配置され、その離間領域に前記間隔片が配置されていることが好ましい。
【００２０】
また、上述した本発明の第１および第２の解決手段においては、前記電極基板、前記誘電体、前記ガスガイドおよび前記間隔片を収容する圧力容器をさらに備えたことが好ましい。また、前記電極基板の前記一対の放電電極が配置された側と反対側に設けられた冷却体をさらに備え、前記圧力容器は、圧力容器本体と、この圧力容器本体に取り付けられる蓋板とを有し、この蓋板には前記冷却体を支持するための支柱が設置され、前記冷却体には前記支柱に懸架するためのフックが設けられていることが好ましい。さらに、前記冷却体は冷却水室を有し、前記蓋板には前記冷却体の前記冷却水室に対して冷却水を供給および排出するマニホールドが設置されていることが好ましい。さらにまた、前記支柱は前記マニホールドを兼ねていることが好ましい。
【００２１】
本発明によれば、電極基板の一方の面に一対の放電電極を設けるとともに、この一対の放電電極を覆うよう電極基板上に誘電体を設けているので、放電電極が直接放電に曝されることを防止することができ、このため放電電極の劣化を防止することができる。また、電極基板の一方の面に一対の放電電極および誘電体を設けているので、電極基板の他方の面に密着した状態で容易に冷却体を設けることができ、このため放電領域のガス温度を下げてオゾンの発生効率を向上させることができる。さらに、電極基板上に設けられた誘電体とガスガイドとの相対的な位置関係を間隔片により規制しているので、所定間隙のガス流路空間を容易かつ精度良く形成することができる。なお、間隔片を電極基板の外側または電極基板上に位置する放電領域の外側に設けことにより、間隔片によって加えられる押圧力により電極基板の放電領域が破損することを効果的に防止することができる。また、冷却体とガスガイドとを締結手段を介して互いに締結することにより、締め付け時における電極基板の歪みが緩和され、このため電極基板３破損を効果的に防止することができる。さらに、電極基板とガスガイドとの間に、電極基板に対してガスガイド側から押圧力を加えるための弾性体を設けることにより、締結手段による締め付け時において弾性体により電極基板に対してガスガイド側から押圧力が加えられ、電極基板と冷却体との密着性が向上し、電極基板への冷却効果を高めることができる。さらにまた、冷却体の背面に締め付け板を設け、ガスガイドと締め付け板とを締結手段により互いに締結することにより、締め付け時における冷却体および電極基板の歪みが緩和され、このため冷却体および電極基板の破損を効果的に防止することができる。
【００２２】
また、本発明によれば、ガスガイドとして、放電電極、電極基板および誘電体からなる追加の放電ユニットを用いることにより、単なる案内板としてのガスガイドを不要とすることができるとともに、１つのガス流路空間で２つの電極基板を用いて放電を生じさせることができ、このため小型でかつ大容量のオゾン発生装置を得ることができる。
【００２３】
さらに、本発明によれば、冷却体の表裏両面に電極基板を配置した放電ユニットを用いてオゾン発生装置を構成することにより、複数の放電ユニット（電極基板）を容易に積層化することができ、このため小型でかつ大容量のオゾン発生装置を得ることができる。また、放電電極、誘電体、電極基板および冷却体等の構成要素の簡素化および共通化（標準化）が可能となり、部品点数および組立工数の削減により、コストの削減、組立管理の容易さの向上、およびメンテナンス性の向上等を図ることができる。さらに、弾性体を、冷却体に対してその表裏両面に設けられた各電極基板を取り巻くよう配置することにより、部品点数の削減により、コストの削減およびメンテナンス性の向上を図ることができる。
【００２４】
さらに、本発明によれば、複数の放電ユニット（電極基板）が積層されたオゾン発生装置において、各ガスガイドの冷却体の背面にそれぞれ一対の締め付け板を設け、各締め付け板を締結手段により互いに締結することにより、締め付け時における冷却体および電極基板の歪みが緩和され、このため冷却体および電極基板の破損を効果的に防止することができる。
【００２５】
さらにまた、本発明によれば、電極基板を複数のサブ電極基板から構成することにより、電極基板を容易に大面積化することができ、このため大容量のオゾン発生装置を得ることができる。また、電極基板を構成する各サブ電極基板間の離間領域に間隔片を配置することにより、各サブ電極基板間の空間を塞いで無駄なガス流路空間を減らすことができ、このためオゾンの発生効率の向上を図ることができる。
【００２６】
なお、本発明によれば、電極基板、誘電体、ガスガイドおよび間隔片等をオゾン発生装置を圧力容器内に収容し、オゾン発生装置で発生したオゾン化ガスを圧力容器を介して外部へ排出することにより、ガスガイド等が破損した場合でも、大気へ直接オゾン化ガスが排出されることがなくなり、このため信頼性に優れたオゾン発生装置を得ることができる。また、蓋板にオゾン発生装置の冷却体を支持するための支柱を設置し、冷却体に支柱に懸架するためのフックを設けることにより、放電ユニット等を容易に取り付けおよび取り外しすることができ、このためメンテナンス性の向上を図ることができる。さらに、複数の冷却体の冷却水室に対して冷却水を供給および排出するマニホールドを蓋板上に設置することにより、メンテナンス性の向上を図ることができる。さらにまた、支柱がマニホールドを兼ねることにより、部品点数および組立工数の削減により、コストの削減、組立管理の容易さの向上、およびメンテナンス性の向上等を図ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
第１の実施の形態
まず、図１乃至図３により、本発明によるオゾン発生装置の第１の実施の形態について説明する。
【００２９】
図１(a)(b)に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るオゾン発生装置は、ガラス基板等の電極基板３を備え、その一方の面には少なくとも一対の放電電極１ａ，１ｂが一定間隔をあけて配置されている。また、電極基板３の当該一方の面には放電電極１ａ，１ｂを覆うよう誘電体２がコーティングされている。なお、電極基板３の他方の面（放電電極１ａ，１ｂが配置された側と反対側の面）には、電極基板３と接触した状態で冷却体７が設けられている。なお、放電電極１ａ，１ｂ、誘電体２、電極基板３および冷却体７により放電ユニット３１が構成されている。
【００３０】
ここで、冷却体７は、冷却水を収容する冷却水室８を有し、この冷却水室８に対して冷却水入口ポート１２から冷却水が供給されるとともに冷却水出口ポート１３から冷却水が排出されるようになっている。
【００３１】
また、冷却体７上に配置された電極基板３の上方には、電極基板３上に設けられた誘電体２に対して所定間隔をあけてガスガイド６が配置され、ガスガイド６と冷却体７とは締結部品（締結手段）１１を介して互いに締結されるようになっている。
【００３２】
さらに、冷却体７のうち電極基板３が設けられていない位置（電極基板３の外側）には、電極基板３とガスガイド６との相対的な位置関係を規制する間隔片４が設置されており、電極基板３に対してガスガイド６を所定位置に位置決めすることにより、誘電体２とガスガイド６との間に所定間隙のガス流路空間１４を形成することができるようになっている。なお、ガス流路空間１４においては、電極基板３の一辺（図１(a)(b)の左側の辺）から、酸素を主成分とする原料ガス９が供給され、電極基板３の他の辺（図１(a)(b)の右側の辺）から、オゾン化ガス１０が排出されるようになっている。ここで、ガス流路空間１４の間隙は、電極基板３上で発生する放電１５の高さ以上で、かつ１．０ｍｍ以下とすることが好ましく、特に０．５ｍｍとすることが好ましい。これにより、オゾンの高濃度化およびオゾンの発生効率の向上を図ることができる。
【００３３】
さらにまた、電極基板３とガスガイド６との間には弾性体５が配置されており、締結部品１１による締め付け時において電極基板３に対してガスガイド６側から押圧力を加えることができるようになっている。なお、弾性体５は、図１に示すように、コイルばね状のものの他、板ばね状のもの、ガラス繊維状のもの、金属繊維状のもの等の各種の態様のものを用いることができる。また、弾性体５は、ステンレス材料や、耐紫外線性または耐オゾン性の材料からなることが好ましい。これにより、弾性体５の劣化を効果的に防止して長寿命化を図ることができる。
【００３４】
なお、弾性体５を金属製とする場合には、弾性体５を接地する他、弾性体５を電位的に浮かしたいわゆる中間電位にすることも可能である。なお、弾性体５を接地する場合には、放電電極１ａ，１ｂ間で発生する放電１５が放電電極１ａ，１ｂ間の放電開始電圧の低いところから生成できる、すなわち放電開始電圧を下げることができる、という利点がある。これに対し、弾性体５を電位的に浮かした場合には、弾性体５の近傍で局所的に発生する強い放電１５を抑制することができ、このため電極基板３や弾性体５等の劣化を効果的に防止して長寿命化を図ることができる。
【００３５】
次に、このような構成からなる本発明の第１の実施の形態の作用について説明する。
【００３６】
冷却体７上に電極基板３および弾性体５を配置した状態で、締結部品１１を徐々に締結してガスガイド６を下降させると、ガスガイド６の下面と間隔片４の先端とが突き当たり、電極基板３に対してガスガイド６が所定位置に位置決めされる。これにより、誘電体２とガスガイド６との間に所定間隙のガス流路空間１４が形成される。
【００３７】
このとき、ガスガイド６の下面により、電極基板３とガスガイド６との間に配置された弾性体５が押圧され、電極基板３に対してガスガイド６側から押圧力が加えられる。
【００３８】
この状態で、ガス流路空間１４に原料ガス９が供給され、放電電極１ａ，１ｂ間に放電電極バス２２を介して高電圧を印加して放電１５を生じさせると、原料ガス９中の酸素がオゾンに変化し、オゾン化ガス１０として排出される。
【００３９】
このように本発明の第１の実施の形態によれば、電極基板３の一方の面に放電電極１ａ，１ｂを設けるとともに、この放電電極１ａ，１ｂを誘電体２によりコーティングしているので、放電電極１ａ，１ｂが直接放電に曝されることを防止することができ、このため放電電極１ａ，１ｂの劣化を防止することができる。また、電極基板３の一方の面に放電電極１ａ，１ｂおよび誘電体２を設けているので、電極基板３の他方の面に密着した状態で容易に冷却体７を設けることができ、このため放電領域のガス温度を下げてオゾンの発生効率を向上させることができる。特に、放電電極１ａ，１ｂは、電極基板３の一方の面にスクリーン印刷やエッチング等の技術により精度良く形成することができるので、電極基板３上での放電電極１ａ，１ｂ間の間隔（放電ギャップ）を精度良く決定することができ、このためオゾンの高濃度化を図ることができる。
【００４０】
また、本発明の第１の実施の形態によれば、電極基板３上に設けられた誘電体２とガスガイド６との相対的な位置関係を間隔片４により規制しているので、所定間隙のガス流路空間１４を容易かつ精度良く形成することができる。また、間隔片４を冷却体７上（すなわち電極基板３の外側）に設けているので、間隔片４によって加えられる押圧力により電極基板３が破損することを効果的に防止することができる。
【００４１】
さらに、本発明の第１の実施の形態によれば、冷却体７とガスガイド６とを締結部品１１を介して互いに締結しているので、締め付け時における電極基板３の歪みが緩和され、このため電極基板３の破損を効果的に防止することができる。
【００４２】
さらにまた、本発明の第１の実施の形態によれば、締結部品１１による締め付け時において弾性体５により電極基板３に対してガスガイド６側から押圧力を加えているので、電極基板３と冷却体７との密着性が向上し、電極基板３への冷却効果を高めることができる。
【００４３】
なお、上述した第１の実施の形態においては、電極基板３の一辺から原料ガス９を供給し、電極基板３の他の辺（前記一辺と対向する他の辺）からオゾン化ガス１０を排出しているが、これに限らず、図２に示すように、電極基板３の周囲（四辺）から原料ガス９を供給し、ガスガイド６の中央に設けられたオゾン排出管２４からオゾン化ガス１０を排出するようにしてもよい。これにより、原料ガス９の供給およびオゾン化ガス１０の排出を効率的に行うことができるとともに、オゾン化ガス１０の排出（回収）を容易に行うことができる。なお、オゾン排出管２４はフレキシブル管であることが好ましい。また、オゾン排出管２４は、ガスガイド６の中央に設ける他、電極基板３の中央に設けるようにしてもよい（図１０(a)(b)(c)の符号２４参照）。
【００４４】
また、上述した第１の実施の形態においては、電極基板３上にコイルばね状の弾性体５を放射状に配置しているが、放電電極１ａ，１ｂに電圧を印加する放電電極バス（高電圧印加バス）２２が電極基板３上に配置されている場合には、図３に示すように、弾性体５を一方向に配置して電極基板３上の放電電極バス２２を避けるようにするとよい。これにより、高電圧の放電電極バス２２と金属製の弾性体５との間で発生する強い放電を抑制することができ、このため放電破壊等を生じさせることなくオゾン発生装置の安定した運転を実現することができる。なお、図３においては、放電電極１ａ，１ｂの線幅が図１に比べて小さく描かれているが、放電電極１ａ，１ｂの線幅は各種の寸法とすることができ、例えばミクロンオーダレベルで形成することも可能である。
【００４５】
さらに、上述した第１の実施の形態においては、ガスガイド６と冷却体７とを締結部品１１により互いに締結しているが、冷却体７の背面に締め付け板（図８の符号１６参照）を設け、ガスガイド６と締め付け板とを締結部品１１により互いに締結するようにしてもよい。これにより、締め付け時における冷却体７および電極基板３の歪みが緩和され、このため冷却体７および電極基板３の破損を効果的に防止することができる。
【００４６】
さらにまた、上述した第１の実施の形態においては、冷却体７上であって電極基板３が設けられていない位置に間隔片４を設置しているが、これに限らず、電極基板３上であってその放電領域にかからない位置に設置するようにしてもよい。
【００４７】
なお、上述した第１の実施の形態においては、図１(a)(b)に示すようなオゾン発生装置を単独で用いる他、紫外線照射装置、過酸化水素製造装置、放射線発生装置および超音波発生装置のうちの少なくとも一つの装置とともに用いるようにしてもよい。これにより、オゾンとの酸化が促進され、より強力な酸化力を与えるとともに、上下水または気体の洗化等を高度に行うことができ、このため付加価値の高いオゾン発生装置を得ることができる。
【００４８】
第２の実施の形態
次に、図４により、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態は、ガスガイドとして、放電電極、誘電体、電極基板および冷却体からなる追加の放電ユニットを用いた点を除いて、他は図１(a)(b)に示す第１の実施の形態と略同一である。本発明の第２の実施の形態において、図１(a)(b)に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４９】
図４に示すように、本発明の第２の実施の形態においては、図１(a)(b)に示すガスガイド６として、下側の放電ユニット３１と同一の構成および作用を有する放電ユニット３２を用いている。
【００５０】
図４において、上側の放電ユニット３２は、下側の放電ユニット３１と同様に、ガラス基板等の電極基板３（追加電極基板）を備え、その一方の面（下側の電極基板３と対向する面）には少なくとも一対の放電電極（追加放電電極）１ａ，１ｂが一定間隔をあけて配置されている。また、電極基板３の当該一方の面には放電電極１ａ，１ｂを覆うよう誘電体（追加誘電体）２がコーティングされている。なお、電極基板３の他方の面（放電電極１ａ，１ｂが配置された側と反対側の面）には、電極基板３と接触した状態で冷却体７が設けられている。
【００５１】
ここで、上側および下側の冷却体７，７は締結部品１１を介して互いに締結されるようになっている。
【００５２】
また、下側の冷却体７上（上側および下側の電極基板３，３の外側）には、上側および下側の誘電体２，２間の相対的な位置関係を規制する間隔片４が設置されており、下側の電極基板３に対して上側の電極基板３を所定位置に位置決めすることにより、誘電体２，２間に所定間隙のガス流路空間１４を形成することができるようになっている。ここで、ガス流路空間１４の間隙は、電極基板３上で発生する放電１５の高さの２倍以上で、かつ１．５ｍｍ以下とすることが好ましく、特に１．０ｍｍとすることが好ましい。これにより、オゾンの高濃度化およびオゾンの発生効率の向上を図ることができる。
【００５３】
さらに、上側および下側の電極基板３，３間には弾性体５が配置されており、締結部品１１による締め付け時において上側および下側の電極基板３，３に対してそれぞれ押圧力を加えることができるようになっている。
【００５４】
このように本発明の第２の実施の形態によれば、ガスガイドとして、放電電極１ａ，１ｂ、誘電体２、電極基板３および冷却体７からなる放電ユニット３２を用いているので、図１(a)(b)に示すような単なる案内板としてのガスガイド６を不要とすることができるとともに、１つのガス流路空間１４で２つの電極基板３を用いて放電１５，１５を生じさせることができ、このため小型でかつ大容量のオゾン発生装置を得ることができる。
【００５５】
第３の実施の形態
次に、図５乃至図７により、本発明の第３の実施の形態について説明する。本発明の第３の実施の形態は、放電電極、誘電体、電極基板および冷却体からなる放電ユニットを複数積層したものであり、図４に示す第２の実施の形態に係るオゾン発生装置に対して第３の放電ユニットを追加したものである。本発明の第３の実施の形態において、図４に示す第２の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５６】
図５に示すように、本発明の第３の実施の形態においては、複数の放電ユニット３１，３２，３３が積層されている。
【００５７】
図５において、放電ユニット３１，３２は締結部品１１を介して互いに締結されている。また、放電ユニット３３は、締結部品１１を介して放電ユニット３１，３２の間に挿入されており、冷却体７と、冷却体７の表裏両面に設けられた一対の電極基板３，３とを備えている。各電極基板３の一方の面には少なくとも一対の放電電極１ａ，１ｂが一定間隔をあけて配置されている。また、各電極基板３の当該一方の面には放電電極１ａ，１ｂを覆うよう誘電体２がコーティングされている。なお、放電ユニット３３は、図６に示すように、一つの冷却体７の表裏両面に電極基板３を配置したものであり、冷却体７の側面に冷却水入口ポート１２および冷却水出口ポート１３を設け、これらの冷却水入口ポート１２および冷却水出口ポート１３を介して冷却水が供給および排出されるようになっている。
【００５８】
ここで、放電ユニット３１および放電ユニット３３の冷却体７，７上（電極基板３，３上の放電領域の外側）には、放電ユニット３１の電極基板３と放電体ユニット３３の下面の電極基板３との間の相対的な位置関係、および放電ユニット３２の電極基板３と放電体ユニット３３の上面の電極基板３との間の相対的な位置関係をそれぞれ規制する間隔片４，４が設置されている。そして、間隔片４，４によって、放電体ユニット３３の各電極基板３，３に対して放電ユニット３１または放電ユニット３２の電極基板３，３を所定位置に位置決めすることにより、各誘電体２，２間に所定間隙のガス流路空間１４，１４を形成することができるようになっている。
【００５９】
なお、放電ユニット３１の電極基板３と放電体ユニット３３の下面の電極基板３との間、および放電ユニット３２の電極基板３と放電体ユニット３３の上面の電極基板３との間には弾性体５が配置されており、締結部品１１による締め付け時において各電極基板３に対してそれぞれ押圧力を加えることができるようになっている。
【００６０】
このように本発明の第３の実施の形態によれば、冷却体７の表裏両面に電極基板３を配置した放電ユニット３２を用いてオゾン発生装置を構成しているので、複数の放電ユニット３１，３２，３３（電極基板３）を容易に積層化することができ、このため小型でかつ大容量のオゾン発生装置を得ることができる。
【００６１】
また本発明の第３の実施の形態によれば、放電電極１ａ，１ｂ、誘電体２、電極基板３および冷却体７等の構成要素の簡素化および共通化（標準化）が可能となり、部品点数および組立工数の削減により、コストの削減、組立管理の容易さの向上、およびメンテナンス性の向上等を図ることができる。
【００６２】
なお、上述した第３の実施の形態においては、冷却体７の一方の面に設けられた電極基板３上に弾性体５を配置しているが、これに限らず、図７に示すように、弾性体５を冷却体７に対してその表裏両面に設けられた各電極基板３を取り巻くように配置するようにしてもよい。これにより、部品点数の削減により、コストの削減およびメンテナンス性の向上を図ることができる。
【００６３】
また、上述した第３の実施の形態においては、放電ユニット３１，３２の間に１つの放電ユニット３３を挿入しているが、これに限らず、放電ユニット３３の個数を適宜増加させることにより（図８参照）、より大容量のオゾン発生装置を得ることができる。
【００６４】
第４の実施の形態
次に、図８により、本発明の第４の実施の形態について説明する。本発明の第４の実施の形態は、図５に示す第３の実施の形態において、最も外側に位置する冷却体の背面にそれぞれ締め付け板を設け、これらの締め付け板を締結手段により互いに締結するようにした点を除いて、他は図５に示す第３の実施の形態と略同一である。本発明の第４の実施の形態において、図５に示す第３の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６５】
図８に示すように、本発明の第４の実施の形態においては、複数の放電ユニット３１，３２，３３，３３が積層されている。
【００６６】
図８において、最も外側に位置する一対の冷却体７，７の背面にはそれぞれ締め付け板１６，１６が設けられており、これら各締め付け板１６，１６が締結部品１１を介して互いに締結されている。
【００６７】
このように本発明の第４の実施の形態によれば、締め付け板１６，１６同士を締結部品１１を介して互いに締結しているので、締め付け時における冷却体７および電極基板３の歪みが緩和され、このため冷却体７および電極基板３の破損を効果的に防止することができる。
【００６８】
第５の実施の形態
次に、図９乃至図１１により、本発明の第５の実施の形態について説明する。本発明の第５の実施の形態は、上述した第１乃至第４の実施の形態において、複数のサブ電極基板を組み合わせて電極基板を構成したものであり、他は上述した第１乃至第４の実施の形態と略同一である。本発明の第５の実施の形態において、第１乃至第４の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６９】
図９に示すように、本発明の第５の実施の形態においては、冷却体７上に電極基板３として複数のサブ電極基板３ａが配置されている。これら複数のサブ電極基板３ａは、隣接するサブ電極基板３ａ同士が離間して配置されており、その離間領域に間隔片（図示せず）が配置されている。
【００７０】
図１０(a)(b)(c)はこのような電極基板３の各種の変形例を示す図である。図１０(a)(b)(c)においてはそれぞれ、扇形、矩形および三角形の複数のサブ電極基板３ａが組み合わされて電極基板３が構成されている。なお、図１０(a)(b)(c)において、符号２４はオゾン化ガスを排出するオゾン排出管を示している。図１０(a)(b)(c)において、各電極基板３を構成する各サブ電極基板３ａは同一の大きさであることが好ましい。これにより、部品の共通化が可能になり、コストの削減を図ることができる。また、図１０(a)(b)(c)で用いられる間隔片４は、図１１に示すように、各サブ電極基板３ａの端部を受け入れるようその断面の一部がＴ字型になっていることが好ましい。これにより、各サブ電極基板３ａのずれ等を確実に抑制することができ、このため各サブ電極基板３ａを容易かつ正確に配置して組立管理の容易さの向上、信頼性、作業性およびメンテナンス性の向上を図ることができる。
【００７１】
このように本発明の第５の実施の形態によれば、冷却体７上に電極基板３として複数のサブ電極基板３ａを配置しているので、電極基板３を容易に大面積化することができ、このため大容量のオゾン発生装置を得ることができる。
【００７２】
また、本発明の第５の実施の形態によれば、電極基板３を構成する各サブ電極基板３ａ，３ａ間の離間領域に間隔片４を配置しているので、各サブ電極基板３ａ，３ａ間の空間を塞いで無駄なガス流路空間を減らすことができ、このためオゾンの発生効率の向上を図ることができる。
【００７３】
第６の実施の形態
次に、図１２乃至図１７により、本発明の第６の実施の形態について説明する。本発明の第６の実施の形態は、図５に示す第３の実施の形態に係るオゾン発生装置を圧力容器に収容したものである。本発明の第６の実施の形態において、図５に示す第５の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７４】
図１２に示すように、本発明の第６の実施の形態においては、オゾン発生装置が圧力容器２５に収容されるようになっている。ここで、圧力容器２５は、圧力容器本体１８と、この圧力容器本体１８に取り付けられる蓋板１７とを有し、オゾン発生装置は蓋板１７上に設置されている。なお、蓋板１７上に設置されるオゾン発生装置としてはは、図１３に示すように、図８に示す第４の実施の形態に係るオゾン発生装置等の任意のオゾン発生装置を用いることができる。
【００７５】
図１４は図１２に示すオゾン発生装置の別の変形例を示す図である。図１４に示すように、蓋板１７には放電ユニット３１，３２等の冷却体７を支持するための支柱２０が設置され、冷却体７には支柱２０に懸架するためのフックが設けられている。なお、冷却体７に設けられるフック１９の配置位置は、図１４に示すようなものに限らず、図１５に示すようなものでもよい。また、蓋板１７には冷却体７の冷却水室（図示せず）に対して冷却水を供給および排出するマニホールド２１が設置されている。
【００７６】
このように本発明の第６の実施の形態によれば、オゾン発生装置を圧力容器２５内に収容し、オゾン発生装置で発生したオゾン化ガスを圧力容器２５を介して外部へ排出するようにしたので、放電ユニット３１，３２のガスガイド等が破損した場合でも、大気へ直接オゾン化ガスが排出されることがなくなり、このため信頼性に優れたオゾン発生装置を得ることができる。
【００７７】
また、本発明の第６の実施の形態によれば、蓋板１７にオゾン発生装置の冷却体７を支持するための支柱２０が設置され、冷却体７に支柱２０に懸架するためのフック１９が設けられているので、放電ユニット３１，３２等を容易に取り付けおよび取り外しすることができ、このためメンテナンス性の向上を図ることができる。
【００７８】
さらに、本発明の第６の実施の形態によれば、複数の冷却体７の冷却水室に対して冷却水を供給および排出するマニホールド２１が蓋板１７上に設置されているので、メンテナンス性の向上を図ることができる。
【００７９】
なお、上述した第６の実施の形態においては、支柱２０とマニホールド２１とを別々に設けているが、図１６に示すように、支柱２０がマニホールド２１を兼ねるようにしてもよい。これにより、部品点数および組立工数の削減により、コストの削減、組立管理の容易さの向上、およびメンテナンス性の向上等を図ることができる。
【００８０】
また、上述した第６の実施の形態において、図１７に示すように、圧力容器２５の圧力容器本体１８および蓋板１７にガラス窓２３を設けるようにしてもよい。これにより、圧力容器２５の中の様子を容易に確認することができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、放電ギャップの管理を精度良く行うことができるという沿面放電方式の特性を維持した上で、放電電極および電極基板等の破損を防止するとともに、オゾンの高濃度化およびオゾンの発生効率の向上を図ることができる、信頼性およびオゾン発生性能に優れたオゾン発生装置を得ることができる。
【００８２】
また、本発明によれば、複数の電極基板を容易に積層化することができる、小型でかつ大容量のオゾン発生装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるオゾン発生装置の第１の実施の形態を示す図。
【図２】図１に示すオゾン発生装置におけるガスの供給および排出方法の一変形例を説明するための図。
【図３】図１に示すオゾン発生装置における弾性体の配置方法の一変形例を説明するための図。
【図４】本発明によるオゾン発生装置の第２の実施の形態を示す図。
【図５】本発明によるオゾン発生装置の第３の実施の形態を示す図。
【図６】図５に示すオゾン発生装置における冷却体および電極基板の詳細を説明するための図。
【図７】図６に示すオゾン発生装置における弾性体の配置方法の一変形例を説明するための図。
【図８】本発明によるオゾン発生装置の第４の実施の形態を示す図。
【図９】本発明によるオゾン発生装置の第５の実施の形態を説明するための図。
【図１０】本発明の第５の実施の形態で用いられる電極基板の各種の変形例を示す図。
【図１１】本発明の第５の実施の形態で用いられる間隔片の一例を示す図。
【図１２】本発明によるオゾン発生装置の第６の実施の形態を示す図。
【図１３】図１２に示すオゾン発生装置の一変形例を示す図。
【図１４】図１２に示すオゾン発生装置の別の変形例を示す図。
【図１５】図１４に示す冷却体の一変形例を示す図。
【図１６】図１２に示すオゾン発生装置のさらに別の変形例を説明するための図。
【図１７】図１２に示すオゾン発生装置における容器の一変形例を示す図。
【図１８】一般的な無声放電方式のオゾン発生装置の要部の構成を示す概念図。
【図１９】一般的な沿面放電方式のオゾン発生装置の要部の構成を示す概念図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  放電電極
２  誘電体
３  電極基板
３ａ  サブ電極基板
４  間隔片
５  弾性体
６  ガスガイド
７  冷却体
８  冷却水室
９  原料ガス
１０  オゾン化ガス
１１  締結部品（締結手段）
１２  冷却水入口ポート
１３  冷却水出口ポート
１４  ガス流路空間
１５  放電
１６  締め付け板
１７  蓋板
１８  圧力容器本体
１９  フック
２０  支柱
２１  冷却水マニホールド
２２  放電電極バス（高電圧印加バス）
２３  窓
２４  オゾン排出管
２５  圧力容器
３１，３２，３３  放電ユニット
【図１】
0003868709.tif 000002
【図２】
0003868709.tif 000003
【図３】
0003868709.tif 000004
【図４】
0003868709.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003868709.tif 000008
【図８】
0003868709.tif 000009
【図９】
0003868709.tif 000010
【図１０】
0003868709.tif 000011
【図１１】
0003868709.tif 000012
【図１２】
0003868709.tif 000013
【図１３】
0003868709.tif 000014
【図１４】
0003868709.tif 000015
【図１５】
0003868709.tif 000016
【図１６】
0003868709.tif 000017
【図１７】
0003868709.tif 000018
【図１８】
0003868709.tif 000019
【図１９】
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