JPH09165206A - オゾン発生方法およびオゾン発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸素原子からオゾンへの変換効率を高効率に
維持し、かつ、高濃度なオゾンを得ることができるオゾ
ン発生装置を得る。 【解決手段】 供給された酸素ガスを所定の低圧力下で
解離させて酸素原子を生成する酸素原子発生部と、酸素
原子発生部より送給される酸素原子含有ガスを反応ガス
と高圧力下で混合し、所定の酸素原子濃度において非放
電で反応させてオゾンを生成する複数のオゾン発生部
と、酸素原子発生部内の圧力を所定の低圧力に減圧する
と共に、酸素原子含有ガスを減圧状態を維持して複数の
オゾン発生部にそれぞれ送給する減圧送給手段を備え、
複数のオゾン発生部を直列に配設し、前段のオゾン発生
部で生成されたオゾンを含有する反応ガスを後段のオゾ
ン発生部に順次送給し、それぞれのオゾン発生部で生成
されたオゾンを累積する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気を原料ガスとす
るオゾン発生方法およびオゾン発生装置に関するもの
で、特に、高いオゾン変換効率を維持して効率よく高濃
度のオゾンを発生させる方法あるいは装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、例えば特公昭５９ー４８７６
１号公報に示された従来の同軸円筒型の無声放電式オゾ
ン発生装置を示すものである。図において、４１は内部
に冷却水入口４９と冷却水出口５０を有する接地金属管
４２を形成し、所定位置に空気または酸素などの原料空
気入口５１とオゾン気体出口５２を形成した缶体、４４
は上記接地金属管４２内に同心的に挿入され、複数のス
ペーサ５３によって所定の放電空隙４３を形成するガラ
ス等の誘電体からなる高電圧電極管で、これの内周面に
は導電被膜４５が形成されている。４６は給電線４７か
らブッシング４８を経て上記導電被膜４５に交流高電圧
を印加する給電子である。なお、このような従来のオゾ
ン発生装置においては、上記接地金属管４２と高電圧電
極管４４は、オゾン発生容量によって多数組のものが缶
体４１に形成されることは言うまでもない。

【０００３】次に動作について説明する。従来のオゾン
発生装置は上記のように構成されており、高電圧電極管
４４に交流高電圧を印加すると、放電空隙４３に無声放
電と呼ばれる穏やかなグロー放電が生じて流入した原料
空気がオゾン化され、このオゾンを含むガスはオゾン気
体出口５２から取り出される。放電空隙４３では、放電
による発熱があるため有効に冷却してやらないと放電空
隙４３のガス温度が上昇し、オゾン発生両が減少する。
このため接地金属管４２が冷却水により冷却される。

【０００４】酸素原子（Ｏ）とオゾン（Ｏ3 ）を放電空
間内で同時に発生させる従来の無声放電式オゾン発生装
置では、放電空間をオゾン生成に必要な高圧力、低温に
維持することが必要とされる。従って、従来の無声放電
式オゾン発生装置は放電空間を低温に保つため、放電空
間のギャップを短くして、接地、高圧両電極の一方もし
くは両方を水冷するような構造であった。放電空間の短
ギャップ化に関しては、円筒形の電極で短ギャップを一
様に形成するためには放電管および金属電極管の加工精
度が重要となり、装置の初期コストが高くなるという問
題があった。また、電極を冷却するために電極構造が制
限されるなど装置が複雑であった。さらに電極が冷却さ
れていても、オゾンの生成効率を考慮すれば放電空間の
温度はせいぜい３５０Ｋ以下に抑える必要があるため、
高電力密度（放電空間／放電面積）を投入することが困
難であり、装置のコンパクト化を実現することが不可能
であった。

【０００５】無声放電式オゾン発生装置では放電場内で
オゾンを生成するので、生成されたオゾンは放電空間に
存在する電子と衝突し、以下に示す反応式からわかるよ
うに再び分解される。 Ｏ₃ ＋ｅ → ０＋０₂ ＋ｅ 上記の反応の速度は電子エネルギーの関数であり、放電
場での電子衝突による酸素分子の解離速度、すなわち酸
素原子の生成速度よりも数倍〜数十倍程度速いとされて
いる。従って、酸素原子とオゾンを放電により同時に発
生させる無声放電式オゾン発生装置では、せっかく生成
されたオゾンが酸素原子および分子に戻ってしまい、オ
ゾン生成のエネルギー効率が低下する。さらに、無声放
電式オゾン発生装置で空気を原料ガスとして使用した場
合には、窒素分子（Ｎ₂ ）と電子との衝突により窒素原
子（Ｎ）やその励起種が生々されて、これらが酸素原子
と反応して窒素酸化物（ＮＯ_X ）が生成され、ＮＯ_X は
オゾンと反応しその結果、オゾンは分解され前述と同様
にオゾン生成効率の低下を招く。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したような酸素原
子とオゾンを放電により同時に発生させる従来の無声放
電式オゾン発生装置における問題点を列挙すると、 ・冷却が必要なため、電極系をはじめとして装置構造が
複雑になる。 ・高密度電力を投入できないので、装置のコンパクト化
が困難である。 ・生成されたオゾンが放電場での電子衝突により分解さ
れ、生成効率が低い。 ・空気原料ではＮＯX が発生し、オゾンが分解されるた
めさらに生成効率が低下する。 ことが挙げられる。

【０００７】この発明は上記のような従来の無声放電式
オゾン発生装置の問題点を解決するためになされたもの
で、酸素原子とオゾンの生成を分離することにより、酸
素原子を適切な濃度で反応ガスと混合してオゾンの生成
効率を高めると共に、更に、生成された酸素原子を複数
回にわたって反応ガス中に添加することにより、オゾン
変換効率の低下を抑制しながら高濃度のオゾンを効率よ
く生成することのできるオゾン発生方法あるいはオゾン
発生装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１のオ
ゾン発生方法は、供給された酸素ガスを大気圧以下の所
定の低圧力下で解離させて酸素原子を含む第１のガスを
生成する酸素原子発生工程と、この酸素原子発生工程で
生成された酸素原子を含む第１のガスと加圧して供給さ
れる酸素を含む第２のガスとを酸素原子発生工程より高
い圧力下で混合し、非放電で反応させてオゾンを生成す
るオゾン発生工程を有したオゾン発生方法において、オ
ゾン発生工程は、第１のガスを複数回の工程に分けて所
定の酸素原子濃度で第２のガスに添加してオゾンを生成
し、それぞれの工程で生成されたオゾンを累積するよう
にしたものである。

【０００９】この発明の請求項２のオゾン発生方法は、
請求項１のオゾン発生工程において、第１のガスを２０
回以下の工程に分けて所定の酸素原子濃度で第２のガス
に添加してオゾンを生成し、それぞれの工程で生成され
たオゾンを累積するようにしたものである。

【００１０】この発明の請求項３のオゾン発生装置は、
供給された酸素ガスを大気圧以下の所定の低圧力下で解
離させて酸素原子を含む第１のガスを生成する酸素原子
発生部と、この酸素原子発生部より送給される酸素原子
を含む第１のガスと加圧して供給される酸素を含む第２
のガスとを酸素原子発生部より高い圧力下で混合し、所
定の酸素原子濃度において非放電で反応させてオゾンを
生成する複数のオゾン発生部と、この酸素原子発生部内
の圧力を大気圧以下の上記所定の低圧力に減圧すると共
に、第１のガスを減圧状態を維持して複数のオゾン発生
部にそれぞれ送給する減圧送給手段を備え、上記複数の
オゾン発生部を直列に配設し、前段のオゾン発生部で生
成されたオゾンを含有する第２のガスを後段のオゾン発
生部に順次送給し、それぞれのオゾン発生部で生成され
たオゾンが累積されるように構成したものである。

【００１１】この発明の請求項４のオゾン発生装置は、
請求項３発明において、複数のオゾン発生部は、個別の
酸素原子発生部がそれぞれ近接して設けらたものであ
る。

【００１２】この発明の請求項５のオゾン発生装置は、
請求項３の発明において、複数のオゾン発生部は、それ
ぞれに対応する各減圧送給手段の減圧室を酸素原子発生
部として用いことにより酸素原子発生部と減圧送給手段
とを含めて一体化された構成としたものである。

【００１３】この発明の請求項６のオゾン発生装置は、
請求項３乃至５のいずれかの発明において、直列に配設
される複数のオゾン発生部は、２０段以下としたもので
ある。

【００１４】この発明の請求項７のオゾン発生装置は、
供給された酸素ガスを大気圧以下の所定の低圧力下で解
離させて酸素原子を含む第１のガスを生成する酸素原子
発生部と、酸素原子発生部より送給される酸素原子を含
む第１のガスと加圧して供給される酸素を含む第２のガ
スとを酸素原子発生部より高い圧力下で混合し、所定の
酸素原子濃度において非放電で反応させてオゾンを生成
するオゾン発生部と、酸素原子発生部内の圧力を大気圧
以下の所定の低圧力に減圧すると共に、第１のガスを減
圧状態を維持してオゾン発生部に送給する減圧送給手段
とを備えたオゾン発生装置において、オゾン発生部は第
２のガスが流れる方向に所定の距離を隔てて設けられた
複数列の穴部を有し、減圧送給手段は第１のガスを減圧
状態を維持して上記複数列の穴部よりオゾン発生部の内
部に送給するように構成したものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、上述した従来のオゾン発
生装置の問題点を解決するために本願発明者が先に出願
した特願平７−２５１０１８号（平成７年９月２８日付
け出願）にて提案したオゾン発生装置の一例を示すもの
である。この例においては、図１１に示した従来装置の
ように酸素原子とオゾンの生成を放電場で同時に行うの
ではなく、酸素原子生成室とオゾンの生成室を分離し、
酸素原子およびオゾンの生成に対して最適な条件を独立
して制御できるように構成したものである。また、酸素
原子生成室で生成された酸素原子を含有したガスの圧力
を減圧し、減圧された状態のまま酸素原子ガスをオゾン
生成室へ送給するための減圧送給手段としてエジェクタ
方式を用いている。

【００１６】図において、１は酸素を含有する反応ガス
の入口、２はノズル、３はスロート、４はディフューザ
ー、５はオゾン含有ガスの出口であり、これらはエジェ
クタを構成する基本構成部材である。ノズル２とスロー
ト３の間には、ギャップ１０が設けられる。６は内部に
放電室７を備えた酸素原子発生器であり、原料気体入口
８より供給された酸素を含有する原料ガスから酸素原子
を生成するための装置である。９は酸素原子発生器６で
生成された酸素原子含有ガスを低圧力を維持したままデ
ィフューザー部まで導くための減圧室であり、そこでの
圧力は大気圧以下、具体的には数Torr〜数百Torr程度に
維持される。

【００１７】次に動作について説明する。ノズル２には
酸素を含有した反応ガス（例えば、空気）がコンプレッ
サーあるいはフロアー等で加圧されて流れており、スロ
ート３に流れ込むが、この時ノズル２とスロート３との
間に設けられたギャップ１０から減圧室９に存在する気
体を巻き込むため、減圧室９および酸素原子発生器６の
内部の放電室７は大気圧以下、具体的には数Torr〜数百
Torr程度に減圧される。このような低圧力下で、原料気
体入口８より酸素含有ガスが供給されている放電室７内
では、 Ｏ₂ ＋ ｅ → Ｏ ＋ Ｏ ＋ ｅ ・・・（１） の反応が起こり、酸素原子Ｏが発生する。上式でｅは電
子を表す。

【００１８】（１）式で生成された酸素原子Ｏは、 Ｏ ＋ Ｏ₂ ＋ Ｍ → Ｏ₃ ＋ Ｍ ・・・（２） の反応によりオゾンに変換されるか、あるいは、 Ｏ ＋ Ｏ ＋ Ｍ → Ｏ₂ ＋ Ｍ ・・・（３） の反応により酸素分子に戻るため、消滅する。 但し、
Ｍは第３物体を表す。（２）、（３）式はいわゆる三体
衝突反応であるため、圧力の２乗に比例して反応が進む
ため低圧力放電場では（２）、（３）式の反応はきわめ
て遅いことになる。ここで、Ｏ濃度に対してＯ₂ 濃度が
充分高いと、（２）式で表されたオゾン生成反応が大部
分を占め、（３）式の反応は無視できる。

【００１９】従って、図１で例示した装置のように、オ
ゾン生成室と分離した酸素原子生成室において低圧力下
で放電させると、（１）式の反応で生じる酸素原子が
（２）、（３）式によって殆ど消滅しないため、高い電
気効率（酸素原子発生個数／放電電力）で酸素原子を得
ることができる。このようにして生成された酸素原子
は、低圧力に保たれたまま減圧室９からノズル２とスロ
ート３の間のギャップ１０へと吸い込まれ、ノズル２内
を流れてきた酸素を含む反応ガス（例えば空気）とスロ
ート３およびディフューザ４よりなるオゾン生成室にお
いて混合され、反応ガス中の酸素と（２）式に示された
反応により高圧力下で効率よくオゾンに変換される。

【００２０】図２は、上述した図１に示した構造による
オゾン発生装置の効果を推定するために、混合後のガス
中の酸素原子の濃度を変化させてシミュレーションを行
い、そのオゾン生成効率を求めた結果を示したものであ
る。従来装置のオゾン生成効率については、空気および
純酸素を原料ガスとした近年の円筒型無声放電式オゾン
発生装置の標準的な運転条件での実験値を示す。この結
果より、酸素原子とオゾンの生成を放電場で同時に行う
従来装置に比べて、酸素原子生成室とオゾンの生成室を
分離し、酸素原子およびオゾンの生成をそれぞれ最適な
条件に独立して制御できる構造を採用することにより、
特に、２〜３ｇ／Ｎｍ³ 程度以下の低オゾン濃度域にお
いて高いオゾン生成効率を達成できることが判った。し
かし、図１のようなオゾン発生装置の構成では生成する
オゾン濃度を高くしょうとするとオゾン生成効率は低下
してくることを、図２は示している。

【００２１】図３は、図１に示した装置において、放電
により生成された酸素原子が大気圧、３５０Ｋの空気と
混合されてオゾンに変換されていく過程について、最終
的にオゾンに変換された酸素原子の割合（生成オゾン分
子数／初期酸素原子数、即ち、オゾン変換効率）を縦軸
に、オゾン生成室に注入され、反応ガスと混合された時
の酸素原子の濃度を横軸にとって示したものである。図
３より、最終的にオゾンに変換された酸素原子の割合は
酸素原子の注入濃度が０．０１％、０．１％、１％、１
０％、２０％である場合に、それぞれおよそ９９％、９
５％、６４％、２０％、１３％と求められ、この結果よ
りも酸素原子からオゾンへの変換効率は、酸素原子濃度
の増加に伴い急激に減少していくことが判る。これは、
酸素原子濃度が上昇することにより、前記（３）式で示
された酸素原子の再結合反応の速度が増加し、放電によ
り生成された酸素原子が酸素分子に戻ってしまうことが
原因である。すなわち、生成された酸素原子を効率よく
オゾンに変換するためには、混合する反応ガスに対し
て、添加する酸素原子の濃度を小さく抑える必要がある
ことが判る。

【００２２】以上のように、図１１に示した従来装置の
問題点を酸素原子生成室とオゾンの生成室を分離するこ
とにより改善した図１に示したようなオゾン発生装置に
おいては、放電場にオゾンやＮＯ_X は存在しないので、
電子衝突やＮＯ_X によるオゾンの分解が起こらず、高効
率でオゾンを生成できるのであるが、これはオゾン生成
室において空気などの反応ガスと混合された時の酸素原
子の濃度が低い場合に限られている。反応ガスと混合時
の酸素原子濃度も濃くなると、上記（３）式に示した酸
素原子の再結合反応が支配的になってオゾン変換効率が
急激に減少し、その結果、生成するオゾン濃度の高い領
域では、オゾン生成に対するエネルギー効率が低下する
という問題を抱えていた。この発明はこのような問題点
を更に解決するためになされたもので、酸素原子とオゾ
ンの生成室を分離すると共に、酸素原子生成室で生成し
た酸素原子を所定の低濃度で複数回に分けてオゾン生成
室の反応ガス中に添加することにより、高濃度のオゾン
を高効率で発生することができるようにしたものであ
る。

【００２３】実施の形態１．放電により生成された酸素
原子がオゾンに変換される場合の主反応と、その競合反
応は前述の（２）、（３）式に示したとおりである。こ
こで、それぞれの反応の反応速度定数をｋn ４、ｋn ５
とすると、放電により生成された酸素原子がオゾンに変
換される際の効率ηは、次式により表される。

【００２４】

【数１】

【００２５】（４）式から、オゾン変換効率は酸素原子
と酸素分子の濃度比の関数であり、酸素原子濃度が増加
すると、オゾン変換効率ηは減少する。これより、比較
的高濃度のオゾンを得るために、高濃度の酸素原子を一
度に酸素分子を含んだ反応ガス中に添加した場合には、
オゾン変換効率が低下することにより高効率でオゾンを
生成することが不可能であることが判る。酸素原子から
オゾンへの変換効率は、（４）式のように酸素原子濃度
の増加とともに低下するため、比較的高濃度のオゾンを
できる限り効率よく生成する方法としては、オゾン変換
効率の高い低濃度酸素原子を複数回に分けて、順次反応
ガス中に添加する方法が考えられる。

【００２６】尚、酸素原子を放電により発生する放電室
とは別に設けられたオゾン生成室内では、前記（２）、
（３）式で示したオゾン生成、分解反応に加えて、 Ｏ ＋ Ｏ₃ → Ｏ₂ ＋ Ｏ₂ ・・・（７） で表わされる反応が起こる。（３）式の反応は、低濃度
の酸素原子を添加する場合には無視できるので、放電に
より生成された酸素原子は効率よくオゾンに変換され、
また、（７）式の反応の速度は極めて遅いため、オゾン
生成室で生成されたオゾンはほとんど分解されない。

【００２７】従って、オゾン生成室内で反応ガス中に低
濃度で酸素原子を添加して効率よくオゾンに変換してオ
ゾン含有ガスを生成し、この生成されたオゾンを含有す
る反応ガス中にさらに低濃度で酸素原子を添加する操作
を繰り返せば、生成されたオゾンは短時間ではほとんど
分解されないので、酸素原子からオゾンへの変換は高効
率を維持したままで、最終的に生成されるオゾンの濃度
はオゾン含有ガス中に低濃度で酸素原子を添加する回数
に応じて累積されて増加することになる。即ち、高濃度
のオゾンを得る場合にも、オゾン変換効率の低下を抑制
することが可能となる。

【００２８】図４は、反応ガスに対して添加される酸素
原子の総添加濃度をパラメータとして、酸素原子の分割
して注入される回数とオゾン変換効率の関係を示したも
のである。酸素原子の総添加濃度が、０．１％、１．０
％、１０％、２０％の場合に対応するものであり、それ
ぞれの１回あたりの添加濃度は総添加濃度を添加回数で
割った値に相当する。例えば、Ａのグラフは反応ガスに
対して酸素原子の総添加濃度が１．０％の場合につい
て、１．０％の濃度の酸素原子を１度に添加した場合
と、２回（０．５％×２）、１０回（０．１％×１
０）、２０回（０．０５％×２０）と複数回にわけて添
加した場合のオゾン変換効率ηを添加回数を横軸にとっ
て示したものである。

【００２９】この図より、反応ガスに対する酸素原子の
総添加濃度を一定にした場合、１回当たりの添加濃度を
減らし、添加回数を増加させることによりオゾン変換効
率ηを改善することが可能であることがわかる。ただ
し、添加回数が１０回を超えるとオゾン変化効率の改善
は飽和現象がみられ、添加回数が２０回を超えるとオゾ
ン変化効率の改善はほとんど期待できないと思われる。
図５は、図４に示した結果を生成されるオゾン濃度を横
軸（対数目盛り）にとり、生成オゾン濃度とオゾン変換
効率の関係に焼き直したものである。図５において、Ａ
群は酸素原子の総濃度が０．１％の場合、Ｂ群は酸素原
子の総濃度が１．０％の場合、Ｃ群は酸素原子の総濃度
が１０％の場合、また、Ｄ群は酸素原子の総濃度が２０
％の場合のデータを示している。また、図６は、縦軸お
よび横軸の両軸を線形目盛り（ Liner Scale）で書き換
えたものである。

【００３０】図５または図６より、例えば、反応ガスへ
の酸素原子の総添加濃度を１．０％としてオゾンを生成
する場合（即ち、Ｂ群のデータ）を例に取ると、１度の
添加回数で反応させると生成されるオゾン濃度は約１１
ｇ／Ｎｍ³ であり、この時のオゾン変換効率は６５％程
度であるが、酸素原子の添加濃度を０．０５％として２
０回に分けて添加すると生成されるオゾン濃度は約１４
ｇ／Ｎｍ³ に増加し、この時のオゾン変換効率は８０％
程度にまで改善されることが判る。以上のことより、オ
ゾン生成室内で反応ガスに対して数％以下の低濃度で酸
素原子を添加して効率よくオゾンに変換してオゾン含有
ガスを生成し、この生成されたオゾンを含有する反応ガ
ス中にさらに低濃度の酸素原子を添加する操作を複数回
繰り返すことによって、酸素原子からオゾンへの変換効
率の低下を抑制し、かつ、最終的に一度に酸素原子を反
応ガス中に添加する場合よりも高濃度のオゾンの生成が
可能であることが裏付けられた。

【００３１】この発明は、以上の知見の結果に基づくも
のであり、酸素原子とオゾンの生成室を分離させたオゾ
ン発生装置において、低圧力下で放電により生成された
酸素原子含有ガスを酸素分子を含んだ反応ガスに一度に
添加するのではなく、反応ガス（例えば、空気）を複数
段に分けたオゾン生成室に順次送給すると共に、それぞ
れのオゾン生成室に酸素原子含有ガスを低圧状態を維持
したまま送給し、かつ、オゾン生成室において反応ガス
と混合された時の酸素原子が所定の低濃度になるように
構成したものである。

【００３２】以下、この発明の実施の形態１について具
体的に説明する。図７は、この発明の実施の形態１によ
るオゾン発生装置の概略構成を示す図である。尚、図１
と同一符号のものは図１のものと同一または相当のもの
であることを表わす。図７において、１００は第１段の
オゾン発生部、２００は第１段のオゾン発生部１００の
後部に配置された第２段のオゾン発生部、３００は第Ｎ
段目のオゾン発生部である。本実施の形態１において
も、減圧送給手段は、図１に示したオゾン発生装置と同
様のエジェクタ方式を用いた装置構成としている。各段
のオゾン発生部は、図１の装置と同様にノズル２、スロ
ート３、ディフューザー４、減圧室９、ギャップ１０を
備えている。６は内部に放電室７を備えた酸素原子発生
器であり、原料気体入口８より供給された酸素を含有す
る原料ガスから酸素原子を発生させるための装置であ
る。４００は酸素原子発生器６において発生した酸素原
子を各段のオゾン発生部へ送給するための酸素原子送給
管である。また、１１はコンプレッサーあるいはブロワ
ー等の加圧手段である。

【００３３】次に動作について説明する。第１段のオゾ
ン発生部１００に設けられたノズル２には、その入口部
１より加圧手段１１によって加圧された反応ガスが流れ
込んでおり、加圧された反応ガスはスロート３に吹き出
される。この時ノズル２とスロート３との間に設けられ
たギャップ１０から減圧室９に存在する気体を巻き込む
ため、減圧室９および酸素原子発生器６内部の放電室７
は大気圧以下、具体的には数Torr〜数百Torr程度に減圧
される。このような低圧力下で、原料気体入口８より酸
素含有ガスが供給されている放電室７内では（１）式に
示した、 Ｏ₂ ＋ ｅ → Ｏ ＋ Ｏ ＋ｅ の反応が起こり、酸素原子Ｏが発生する。上式でe は電
子を表す。

【００３４】（１）式で生成された酸素原子Ｏは、
（２）式に示した、 Ｏ ＋ Ｏ₂ ＋ Ｍ → Ｏ₃ ＋ Ｍ の反応によりオゾンに変換されるか、あるいは（３）式
に示した、 Ｏ ＋ Ｏ ＋ Ｍ → Ｏ₂ ＋ Ｍ の反応により酸素分子に戻るため、消滅する。但し、M
は第３物体を表す。

【００３５】ここで（２）、（３）式はいわゆる三体衝
突反応であるため、圧力の２乗に比例して反応が進むた
め低圧力放電場では（２）、（３）式の反応はきわめて
遅いことになる。ここで、Ｏ濃度に対してＯ₂ 濃度が充
分高いと（２）式で表されたオゾン生成反応が大部分を
占め、（３）式の反応は無視できる。従って、この発明
のように低圧力下で放電させると、（１）式の反応で生
じる酸素原子が（２）、（３）式によって殆ど消滅しな
いため、高い電気効率（酸素原子発生個数／放電電力）
で酸素原子を得ることができる。このようにして生成さ
れた酸素原子は、低圧力に保たれたまま酸素原子供給管
４００を経由して減圧室９からノズル２とスロート３の
間のギャップ１０へと吸い込まれ、ノズル２内を流れて
きた酸素を含む反応ガスとスロート３およびディフュー
ザー４で構成されるオゾン生成室内で反応ガスと所定の
低濃度で混合され、反応ガス中の酸素分子と（２）式に
示された反応により高圧力下で効率よくオゾンに変換さ
れる。なお、所定の濃度で酸素原子を反応ガスに添加す
るためには、酸素原子発生器６における酸素原子の発生
量を制御するか、あるいは酸素原子供給管に酸素原子含
有ガスの流量を制御するバブル等を適宜設ければよい。

【００３６】このようにして第１段目のオゾン発生部１
００で得られたオゾン含有ガス（生成されたオゾンを含
む反応ガス）は、加圧された状態のまま更にオゾン含有
ガスの出口５から第２段目のオゾン発生部２００のノズ
ル２に導入される。第２段目のオゾン発生部２００にお
いては、第１段目のオゾン発生部１００と同様に、酸素
原子発生器６において生成された酸素原子含有ガスは、
酸素原子供給管４００を経由して低圧力に保たれたまま
減圧室９からノズル２とスロート３の間のギャップ１０
へと吸い込まれ、スロート３およびディフューザー４で
構成されるオゾン生成室内でノズル２内を流れてきた第
１段目のオゾン生成室で得られたオゾンを含有した反応
ガスと所定の濃度で混合され、反応ガス中の酸素分子と
（２）式に示された反応により高圧力下で効率よくオゾ
ンに変換される。

【００３７】なお、前述したように、オゾン生成室内で
は、前記（２）、（３）式で示したオゾン生成、分解反
応に加えて、（７）式で表わされる反応が起こるが、こ
の反応の速度は極めて遅いため、オゾン生成室で生成さ
れたオゾンはほとんど分解されないので、第２段目のオ
ゾン発生部２００においては第１段目のオゾン発生部１
００で生成されたオゾンと第２段目のオゾン発生部２０
０で生成されたオゾンとが累積されることになる。本実
施の形態のように、複数段（Ｎ段）のオゾン発生部を直
列に配設し、加圧手段によって第１段目のオゾン発生部
に反応ガスを送給し、オゾン生成室内で反応ガス中に所
定の低濃度で酸素原子を添加して効率よくオゾンに変換
してオゾン含有ガスを生成し、この生成されたオゾン含
有ガスに対してさらに次段のオゾン発生部で所定の低濃
度で酸素原子を添加してオゾンを発生させる操作を繰り
返すことによって、生成されたオゾンはどんどん累積さ
れるてゆくので、酸素原子からオゾンへの変換は高効率
を維持したままで、高濃度なオゾンを得ることができ
る。

【００３８】即ち、本実施の形態においては、従来のオ
ゾン発生装置と同様に低圧下で酸素ガスを解離させるた
め、酸素原子の寿命が長くなり、その結果酸素原子を効
率よく生成できる。酸素原子生成室は放電を安定に保
ち、効率よく酸素原子を生成できる条件だけを満足すれ
ばよいので、生成室内部は高温でよく、電極を冷却する
必要もないので、放電電極系の構成自由度が高くなりシ
ンプルな構造で安価な装置を提供することができる。ま
た、高電力密度を投入することができるので装置のコン
パクト化が可能となる。さらに、酸素原子発生室で発生
した酸素原子含有ガスを、複数回にわけて酸素分子を含
む反応ガスと所定の低濃度で反応させるように構成した
ので、オゾン変換効率の低下を抑制し、かつ、従来のオ
ゾン発生装置に比べて高濃度のオゾンを生成することが
できる。

【００３９】実施の形態２．図８は、本発明の実施の形
態２によるオゾン発生装置の概略構成を示す図である。
本実施の形態も、実施の形態１と同様に減圧送給手段と
してエジェクタ方式を用いた装置構成としている。尚、
図１と同一符号は図１のものと同一あるいは相当のもの
であることを表わす。図において、１は酸素を含有する
反応ガスの入口、２はノズル、３はスロート、４はディ
フューザー、５はオゾン含有ガスの出口である。これら
がエジェクタを構成する基本構成部材である。本実施の
形態では、縦列に配設された第１段のオゾン発生部１０
０、第２段のオゾン発生部２００および第Ｎ段のオゾン
発生部３００のそれぞれについて酸素原子発生器６を個
別に設けたことを特徴とする。各段のオゾン発生部は、
図１の装置と同様にノズル２、スロート３、ディフュー
ザ４、減圧室９、ギャップ１０を備えている。減圧室９
は酸素原子発生器６で生成された酸素原子含有ガスを低
圧力を維持したまま、反応ガスとの混合点まで導くため
に、そこでの圧力は大気圧以下、具体的には数Torr〜数
百Torr程度に維持される。

【００４０】次に動作について説明する。第１段のオゾ
ン発生部１００に設けられたノズル２には、その入口部
１より加圧手段１１によって加圧された反応ガスが流れ
込んでおり、加圧された反応ガスはノズル２よりスロー
ト３に吹き出される。この時ノズル２とスロート３との
間に設けられたギャップ１０から減圧室９に存在する気
体を巻き込むため、第１段のオゾン発生部１００に対し
て設けられた酸素原子発生器６の放電室７の圧力も大気
圧以下、具体的には減圧室９と同等の数Torr〜数百Torr
程度に減圧される。このような低圧力下で、原料気体入
口８より酸素含有ガスが供給されている各酸素原子発生
器６の放電室７内では、実施の形態１で説明したのち同
様の反応が起こり、高い電気効率（酸素原子発生個数／
放電電力）で酸素原子を得ることができる。このように
して生成された酸素原子は、低圧力に保たれたまま減圧
室９を経由してノズル２とスロート３の間のギャップ１
０へと吸い込まれ、ノズル２内を流れてきた酸素を含む
反応ガスとスロート３およびディフューザー４で構成さ
れるオゾン生成室内で反応ガス中の酸素分子と前述の
（２）式に示された反応により高圧力下で効率よくオゾ
ンに変換される。

【００４１】このようにして第１段目のオゾン発生不１
００で得られたオゾン含有ガス（生成されたオゾンを含
む反応ガス）は、加圧された状態のまま更にオゾン含有
ガスの出口５から第２段目のオゾン発生部２００のノズ
ル２に導入される。第２段目のオゾン発生部２００にお
いては、第１段目のオゾン発部と同様に、第２段目のオ
ゾン発生部２００に個別に設けられた酸素原子発生器６
で生成された酸素原子含有ガスは、同様に低圧力に保た
れたまま減圧室９からノズル２とスロート３の間のギャ
ップ１０へと吸い込まれ、ノズル２内を流れてきた第１
段目のオゾン生成室で得られたオゾン含有ガスとスロー
ト３およびディフューザー４で構成されるオゾン生成室
内で反応ガス中の酸素分子と（２）式に示された反応に
より高圧力下で効率よくオゾンに変換される。このよう
に、第２段目のオゾン発生不部２００では、第１段目の
オゾン発生部１００で生成されたオゾンと第２段目のオ
ゾン生成部２００で生成されたオゾンとが累積される。

【００４２】実施の形態２においても、酸素原子発生部
とオゾン発生部とは分離して設けられており、さらに複
数段（Ｎ段）のオゾン発生部が直列に配設されているの
で、実施の形態１と同様にそれぞれのオゾン生成室内で
反応ガス中に所定の低濃度で酸素原子を添加して効率よ
くオゾンに変換してオゾン含有ガスを生成し、この生成
されたオゾン含有ガスに対してさらに次段のオゾン発生
部で所定の低濃度で酸素原子を添加してオゾンを発生さ
せる操作を繰り返すことが可能となり、生成されたオゾ
ンはどんどん累積されるので、酸素原子からオゾンへの
変換は高効率を維持したままで、高濃度なオゾンを得る
ことができる。さらに、実施の形態２では、各段に設け
られた酸素原子発生器６より供給される酸素原子含有ガ
スは、実施の形態１の場合と異なり、酸素原子供給管な
どの比較的長い流路を介さず短い供給管によって即座に
反応ガスと混合されるので、寿命の短い酸素原子が反応
ガスと混合される以前に再結合等で壊れる確率も小さ
く、酸素原子発生器６で生成された酸素原子は一層効率
よく反応ガスと混合される、とう特長がある。

【００４３】実施の形態３．前記実施の形態１あるいは
２では、酸素原子発生器６と減圧室９とを分離した構成
としているが、本実施の形態では酸素原子発生器と減圧
室とを一体化した一体型オゾン発生部を直列に複数段配
設した構成としたものである。図９は、実施の形態３に
よるオゾン発生装置の要部の概略構成を示す図であり、
図９（ａ）はその縦断面構成図、図９（ｂ）は図７
（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。図において、１は酸
素を含有する反応ガスの入口、２はノズル、３はスロー
ト、４はディフューザー、５はオゾン含有ガスの出口で
あり、これらがエジェクタを構成する基本構成部材であ
る。本実施の形態における各段の一体型オゾン発生部
は、低圧無声放電式の酸素原子発生器と減圧送給手段で
あるエジェクタとが一体に形成されている。８は酸素を
含有する原料気体入口、２０はガラス等の誘電体管、２
１は給電電極、２２は高圧の交流電源、２３は放電場で
あり、これらにより酸素原子発生器が構成される。本実
施の形態では、このような一体型オゾン発生部が、酸素
原子含有ガスの添加回数（Ｎ）に応じて直列にＮ段配設
されている。

【００４４】各段の一体型オゾン発生部は、実施の形態
１あるいは２における酸素原子発生器６と減圧室９とを
含めてオゾン発生部に一体化されたものであり、その基
本的な動作は前述の実施の形態１あるいは２と同様であ
る。放電場２３で生成された酸素原子は低圧力に保たれ
たまま減圧部からノズル２とスロート３の間へと吸い込
まれ、ノズル内を流れてきた酸素を含む反応ガスと混合
され、１段目のオゾン生成室内で反応ガス中の酸素分子
と前述の（２）式に示された反応により高圧力下で効率
よくオゾンに変換される。第１段目の一体型オゾン発生
部で得られたオゾン化ガスは、オゾン化ガス出口５から
第２段目の一体型オゾン発生部のエジェクタの入口、即
ち、ノズル２に導入され、第２段目の一体型オゾン発生
部のオゾン生成室へと供給される。

【００４５】そして、第２段目の一体型オゾン発生部で
生成された酸素原子含有ガスと第１段目の一体型オゾン
発生部より供給されたオゾン化ガスとが第２段目のオゾ
ン生成室で混合されることにより、さらにオゾンへと変
換されて、第１段目よりもオゾン濃度の高められたオゾ
ン化ガスが生成される。２段以上の構成にした場合に
は、第３段目以降は第２段目と同様の過程を経てオゾン
が生成され、全段部で生成されたオゾンに累積されてゆ
く。前述の実施の形態１あるいは２に示したオゾン発生
装置と同様に、低濃度の酸素原子含有ガスを複数回に分
けて順次反応ガスに添加できる構成し、かつ、各段のオ
ゾン発生部は酸素原子発生器と減圧室とを含めて一体化
されているので、生成された酸素原子は非常に短時間で
反応ガスと混合され、放電により生成された酸素原子が
再結合により酸素分子に戻ることによるロスが非常に小
さく、特に発生オゾン濃度が高い領域においてもオゾン
生成効率の高い装置を実現することができる。

【００４６】実施の形態４．図１０は、本発明の実施の
形態４によるオゾン発生装置の概略構成を示す図であ
る。図において、図７乃至図９で説明したものと同一も
しくは相当部材については同一符号を付し、詳細な説明
は省略する。本実施の形態では、放電により生成した酸
素原子含有ガスを複数回にわけて反応ガス中に添加する
方法として、オゾン生成室を構成するディフューザー部
周辺に穴を設け、この穴より酸素原子含有ガスを注入す
るようにしたものである。

【００４７】図１０において、５００は、スロート３お
よびディフューザー４から構成されるオゾン生成室であ
り、ディフューザー４の周辺の壁には５０１に示すよう
な複数の穴が設けられている。５０２は酸素原子発生器
６で生成された酸素原子含有ガスを低圧力を維持したま
まディフューザ４の外壁部まで導くための酸素原子供給
路５０３を備えた減圧室であり、オゾン生成室５００の
スロート３およびディフューザ４の外部を覆うように形
成されている。減圧室５０２における圧力は大気圧以
下、具体的には数Torr〜数百Torr程度に維持される。

【００４８】次に動作について説明する。酸素原子発生
器６における酸素原子の生成方法については、実施の形
態１に示したオゾン発生装置と全く同様である。この酸
素原子含有ガスと混合される反応ガスは、加圧手段（図
示せず）で加圧された後、スロート３を経てディフュー
ザー４へと噴射される。この時、ディフューザー４に設
けられた穴５０１から減圧室５０２に存在する酸素原子
含有ガスを巻き込むため、減圧室５０２および酸素原子
発生器６内部の放電室７は大気圧以下、具体的には数To
rr〜数百Torr程度に減圧される。ディフューザー４に設
けられた多数の穴５０１は、反応ガスの流れの方向に対
し第１列目の穴から注入された酸素原子がオゾンに変換
されるのに十分な時間（例えば、１ｍｓ程度）を経た
後、第２列目の穴から酸素原子が注入されるような距離
を隔てて設けられる。２段階以上の注入を行う場合に
は、第３列目以降の穴も同様の距離を隔てて設けられる
ことは言うまでもない。

【００４９】このように、所定の低濃度の酸素原子を順
次複数回に分けてオゾン生成室５００に注入することに
よって、ディフューザー４内において前述の（２）式で
示された反応により効率よくオゾンに変換できる。以上
のように構成されたオゾン発生装置では、酸素原子発生
部とオゾン生成部とは分離されているので、実施の形態
１に示されたオゾン発生装置と同様に酸素原子室は低圧
力（数Torr〜数百Torr）、高温、オゾン生成室は高圧力
（７６０Torr程度、もしくはそれ以上）、低温（４００
Ｋ程度以下）というように、それぞれの生成に最適な条
件を独立に設定することができるため、高効率で酸素原
子およびオゾンを生成することができる。

【００５０】さらに、低濃度の酸素原子含有ガスを複数
回にわけて順次反応ガスに添加するように構成したの
で、放電により生成された酸素原子が再結合によって酸
素分子に戻ることによるロスが小さく、従来のオゾン発
生装置に比べて特に発生オゾン濃度が高い領域におい
て、さらにオゾン生成効率の高い装置を実現することが
できる。また、酸素原子を複数回に分けて反応ガス中に
添加するために、ディフューザーに設けられる穴の列数
を複数段にすればよいだけであるので、オゾン発生室は
添加回数分には関係なく１つだけでよく、非常に簡単な
構造をしたコンパクトな多段添加型のオゾン発生装置を
実現できる。

【００５１】尚、上述した実施の形態１乃至４において
は、酸素を解離して酸素原子を発生する方法として単に
放電によることしか記載していないが、前記した本願と
同一発明者の先願である特願平７−２５１０１８号に詳
述しているように、放電の具体的な方法として、グロー
放電、無声放電、マスクロ波放電等の非平衡放電、ある
いはアーク放電、高周波放電等の熱プラズマのいずれの
方法を用いても同様の効果を得ることは言うまでもな
い。

【００５２】

【発明の効果】この発明の請求項１によれば、供給され
た酸素ガスを大気圧以下の所定の低圧力下で解離させて
酸素原子を含む第１のガスを生成する酸素原子発生工程
と、この酸素原子発生工程で生成された酸素原子を含む
第１のガスと加圧して供給される酸素を含む第２のガス
とを酸素原子発生工程より高い圧力下で混合し、非放電
で反応させてオゾンを生成するオゾン発生工程を有した
オゾン発生方法において、オゾン発生工程は、第１のガ
スを複数回の工程に分けてオゾン変換効率の高い所定の
酸素原子濃度で第２のガスに添加して効率よくオゾンを
生成し、それぞれの工程で生成されたオゾンを累積する
ようにしたので、酸素原子からオゾンへの変換は高効率
を維持したままで、高濃度なオゾンを得ることができる
オゾン発生方法を提供できるという効果がある。

【００５３】この発明の請求項２によれば、オゾン発生
工程において、第１のガスを２０回以下の工程に分けて
所定の酸素原子濃度で第２のガスに添加してオゾンを生
成し、それぞれの工程で生成されたオゾンを累積するよ
うにしたので、むやみにオゾン発生工程を煩雑にするこ
となく、酸素原子からオゾンへの変換は高効率を維持し
たままで、高濃度なオゾンを得ることができるオゾン発
生方法を提供できるという効果がある。

【００５４】この発明の請求項３によれば、供給された
酸素ガスを大気圧以下の所定の低圧力下で解離させて酸
素原子を含む第１のガスを生成する酸素原子発生部と、
この酸素原子発生部より送給される酸素原子を含む第１
のガスと加圧して供給される酸素を含む第２のガスとを
酸素原子発生部より高い圧力下で混合し、所定の酸素原
子濃度において非放電で反応させてオゾンを生成する複
数のオゾン発生部と、この酸素原子発生部内の圧力を大
気圧以下の上記所定の低圧力に減圧すると共に、第１の
ガスを減圧状態を維持して複数のオゾン発生部にそれぞ
れ送給する減圧送給手段を備え、上記複数のオゾン発生
部を直列に配設し、前段のオゾン発生部で生成されたオ
ゾンを含有する第２のガスを後段のオゾン発生部に順次
送給し、それぞれのオゾン発生部で生成されたオゾンが
累積されるように構成したので、酸素原子からオゾンへ
の変換は高効率を維持したままで高濃度なオゾンを得る
ことができるオゾン発生装置を提供できるという効果が
ある。

【００５５】この発明の請求項４によれば、複数のオゾ
ン発生部は個別の酸素原子発生部がそれぞれ近接して設
けられ、生成された酸素原子は短時間で反応ガスと混合
されるので、寿命の短い酸素原子が反応ガスと混合され
る以前に再結合等で壊れる確率が小さくなり、生成され
た酸素原子は一層効率よく反応ガスと混合されるという
効果がある。

【００５６】この発明の請求項５によれば、複数のオゾ
ン発生部は、それぞれに対応する各減圧送給手段の減圧
室を酸素原子発生部として用いことにより酸素原子発生
部と減圧送給手段とを含めて一体化された構成としたの
で、生成された酸素原子は非常に短時間で反応ガスと混
合され、放電により生成された酸素原子が再結合により
酸素分子に戻ることによるロスが非常に小さく、特に発
生オゾン濃度が高い領域においてもオゾン生成効率が高
く、かつ、構造の簡単な小型化されたオゾ発生装置を提
供できるという効果がある。

【００５７】この発明の請求項６によれば、直列に配設
される複数のオゾン発生部を２０段以下としたので、む
やみに装置構造を複雑にすることなく、酸素原子からオ
ゾンへの変換は高効率を維持したままで高濃度なオゾン
を得ることができるオゾン発生装置を提供できるという
効果がある。

【００５８】この発明の請求項７によれば、供給された
酸素ガスを大気圧以下の所定の低圧力下で解離させて酸
素原子を含む第１のガスを生成する酸素原子発生部と、
酸素原子発生部より送給される酸素原子を含む第１のガ
スと加圧して供給される酸素を含む第２のガスとを酸素
原子発生部より高い圧力下で混合し、所定の酸素原子濃
度において非放電で反応させてオゾンを生成するオゾン
発生部と、酸素原子発生部内の圧力を大気圧以下の所定
の低圧力に減圧すると共に、第１のガスを減圧状態を維
持してオゾン発生部に送給する減圧送給手段とを備えた
オゾン発生装置において、オゾン発生部は第２のガスが
流れる方向に所定の距離を隔てて設けられた複数列の穴
部を有し、減圧送給手段は第１のガスを減圧状態を維持
して上記複数列の穴部よりオゾン発生部の内部に送給す
るように構成したので、非常に簡単な構造で、かつ、酸
素原子からオゾンへの変換は高効率を維持したままで高
濃度なオゾンを得ることができるオゾン発生装置を提供
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に関連するオゾン発生装置の概略構成
を示す断面図である。

【図２】 シミュレーション結果から図１のオゾン発生
装置と従来の無声放電式オゾン発生装置のオゾン生成効
率を比較した図である。

【図３】反応ガスに添加される酸素原子の濃度とオゾン
変換効率の関係を示す図である。

【図４】 反応ガスに対して添加される酸素原子の総濃
度をパラメータとして、酸素原子の分割注入回数とオゾ
ン変換効率の関係を示す図である。

【図５】 図４のデータを生成されるオゾン濃度を横軸
（対数目盛り）にとって示した図である。

【図６】 図５を両軸を線形目盛りで書き換えた図であ
る。

【図７】 本発明の実施の形態１の概略構成を示す断面
図である。

【図８】 本発明の実施の形態２の概略構成を示す断面
図である。

【図９】 本発明の実施の形態３の概略構成を示す断面
図である。

【図１０】 本発明の実施の形態４の概略構成を示す断
面図である。

【図１１】 従来のオゾン発生装置の概略構成を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ 反応ガス入口 ２ ノズル ３
スロート ４ ディフューザー ５ オゾン含有ガス出口 ６
酸素原子発生器 ７ 放電室 ８ 原料ガス入口 ９
減圧室 １０ ギャップ １１ 加圧手段 ２
０ 誘電体管 ２１ 給電電極 ２２ 交流電源 ２
３ 放電場 １００ 第１段目のオゾン発生部 ２００ 第２段
目のオゾン発生部 ３００ 第Ｎ段目のオゾン発生部 ４００ 酸素原
子供給管 ５００ オゾン生成室 ５０１ 穴 ５０２ 減圧室 ５０３ 酸素原
子供給路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田畑 則一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給された酸素ガスを大気圧以下の所定
   の低圧力下で解離させて酸素原子を含む第１のガスを生
   成する酸素原子発生工程と、 上記酸素原子発生工程で生成された酸素原子を含む第１
   のガスと、加圧して供給される酸素を含む第２のガスと
   を上記酸素原子発生工程より高い圧力下で混合し、非放
   電で反応させてオゾンを生成するオゾン発生工程を有し
   たオゾン発生方法において、 上記オゾン発生工程は、上記第１のガスを複数回の工程
   に分けて所定の酸素原子濃度で上記第２のガスに添加し
   てオゾンを生成し、それぞれの工程で生成されたオゾン
   を累積することを特徴とするオゾン発生方法。
2. 【請求項２】 オゾン発生工程は、第１のガスを２０回
   以下の工程に分けて所定の酸素原子濃度で第２のガスに
   添加してオゾンを生成し、それぞれの工程で生成された
   オゾンを累積することを特徴とする請求項１に記載のオ
   ゾン発生方法。
3. 【請求項３】 供給された酸素ガスを大気圧以下の所定
   の低圧力下で解離させて酸素原子を含む第１のガスを生
   成する酸素原子発生部と、 上記酸素原子発生部より送給される酸素原子を含む上記
   第１のガスと、加圧して供給される酸素を含む第２のガ
   スとを上記酸素原子発生部より高い圧力下で混合し、所
   定の酸素原子濃度において非放電で反応させてオゾンを
   生成する複数のオゾン発生部と、 上記酸素原子発生部内の圧力を大気圧以下の上記所定の
   低圧力に減圧すると共に、上記第１のガスを減圧状態を
   維持して上記複数のオゾン発生部にそれぞれ送給する減
   圧送給手段を備え、 上記複数のオゾン発生部を直列に配設し、前段のオゾン
   発生部で生成されたオゾンを含有する上記第２のガスを
   後段のオゾン発生部に順次送給し、それぞれのオゾン発
   生部で生成されたオゾンが累積されるようにしたことを
   特徴とするオゾン発生装置。
4. 【請求項４】 複数のオゾン発生部は、個別の酸素原子
   発生部がそれぞれ近接して設けられていることを特徴と
   する請求項３に記載のオゾン発生装置。
5. 【請求項５】 複数のオゾン発生部は、それぞれに対応
   する各減圧送給手段の減圧室を酸素原子発生部として用
   いことにより酸素原子発生部と減圧送給手段とを含めて
   一体化されたことを特徴とする請求項３に記載のオゾン
   発生装置。
6. 【請求項６】 直列に配設される複数のオゾン発生部
   は、２０段以下としたことを特徴とする請求項３乃至５
   のいずれかに記載のオゾン発生装置。
7. 【請求項７】 供給された酸素ガスを大気圧以下の所定
   の低圧力下で解離させて酸素原子を含む第１のガスを生
   成する酸素原子発生部と、 上記酸素原子発生部より送給される酸素原子を含む上記
   第１のガスと、加圧して供給される酸素を含む第２のガ
   スとを上記酸素原子発生部より高い圧力下で混合し、所
   定の酸素原子濃度において非放電で反応させてオゾンを
   生成するオゾン発生部と、 上記酸素原子発生部内の圧力を大気圧以下の上記所定の
   低圧力に減圧すると共に、上記第１のガスを減圧状態を
   維持して上記オゾン発生部に送給する減圧送給手段とを
   備えたオゾン発生装置において、 上記オゾン発生部は、上記第２のガスが流れる方向に所
   定の距離を隔てて設けられた複数列の穴部を有し、 上記減圧送給手段は、上記第１のガスを減圧状態を維持
   して上記複数列の穴部より上記オゾン発生部の内部に送
   給するようにしたことを特徴とするオゾン発生装置。