JPH09286604A - 放電処理装置 - Google Patents

放電処理装置

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JPH09286604A
JPH09286604A JP9880396A JP9880396A JPH09286604A JP H09286604 A JPH09286604 A JP H09286604A JP 9880396 A JP9880396 A JP 9880396A JP 9880396 A JP9880396 A JP 9880396A JP H09286604 A JPH09286604 A JP H09286604A
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JP
Japan
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dielectric
discharge
linear electrodes
ozone
source gas
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Application number
JP9880396A
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English (en)
Inventor
Takaaki Murata
田 隆 昭 村
Akira Ishii
井 彰 石
Hideaki Deguchi
口 英 昭 出
Yuji Okita
田 裕 二 沖
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Toshiba Corp
Toshiba FA Systems Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba FA Systems Engineering Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘電体表面の線状電極間の間隔L全域に沿面
放電を発生させて、オゾンガス発生効率を向上させる。 【解決手段】 誘電体7の表面に、一定間隔Lをおいて
複数の線状電極4,4が配置されている。誘電体7の背
面に背面電極3が設けられ、線状電極4,4と背面電極
3との間に、交流電源5から高電圧が印加される。線状
電極4,4間の間隔Lは、原料ガス密度をn、放電長を
d、L=ndとしたとき、nd値が2.2×1018cm
-2以下となるように定められている。このように間隔L
を定めることにより、誘電体7表面の線状電極4,4間
の間隔L全域に沿面放電が発生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無声放電により空
気、酸素等のガスからオゾンを発生させるオゾン発生装
置等の放電処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から上下水道の殺菌・消臭・脱色、
工業排水処理の脱臭・脱色、パルプ脱色、および医療機
器の殺菌を行うためオゾンが用いられる。オゾン発生装
置としては、複数の電極を有し、この複数の電極間で無
声放電を生じさせてオゾン原料ガスからオゾンを生成す
るものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のオゾン発生装置
は、上述のように複数の電極間で無声放電を生じさせ、
この無声放電によりオゾンを生成するものである。この
場合、従来から、大容量でかつ高効率のオゾン発生装置
が望まれていたが、まだその技術は開発されていないの
が実情である。
【0004】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、大容量でかつ高効率の放電処理装置を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体と、こ
の誘電体の表面に一定間隔をおいて配置された複数の線
状電極とを備え、誘電体表面に生じる無声放電により、
供給される原料ガスを処理する放電処理装置において、
線状電極間の間隔Lは、n=原料ガス密度、d=放電
長、L=2dとしたとき、nd値が2.2×1018cm
-2以下の条件を満たすよう定められていることを特徴と
する放電処理装置である。
【0006】本発明によれば、線状電極間の間隔Lをn
d値が2.2×1018cm-2以下の条件を満たすよう定
めたことにより、誘電体表面の線状電極間の間隔L全域
に沿面放電を発生させることができる。
【0007】
【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。図1乃至図3は本発明によ
るオゾン発生装置の一実施の形態を示す図である。
【0008】図1および図2において、放電処理装置と
してのオゾン発生装置はガラスまたはセラミックからな
る誘電体7と、この誘電体7の裏面に設けられ導電性金
属からなる背面電極3と、誘電体7の表面に一定間隔L
をおいて配置された複数の線状電極4,4とを備えてい
る。このうち、背面電極3は基材として構成され、誘電
体7は基材としての背面電極3上にコートされている。
【0009】また背面電極3の裏面側は、冷却水10に
より冷却されている。さらに電極4,4と背面電極3間
には、高電圧を印加する交流電源5が接続されており、
また背面電極3は接地されている。また線状電極4,4
と背面電極3間に交流電源5から高電圧を印加すること
により、誘電体7表面に沿面放電6を生じさせることが
でき、この沿面放電6によってオゾン原料ガスからオゾ
ンが生成する。
【0010】線状電極4の間隔Lは、例えば1.8mm
以下に定められている。次に線状電極4の間隔Lについ
て、以下詳述する。
【0011】図2に示すように、線状電極4,4と背面
電極3との間に高電圧を印加すると、線状電極4から誘
電体7を介して背面電極3へ発生する電気力線に沿って
沿面放電6が発生する。この場合、線状電極4の間隔L
が前述のように1.8mm以下と極めて短くなっている
ので、間隔Lの全域に沿面放電を発生させることができ
る。
【0012】図2において、線状電極4はその間隔Lの
半分のL/2の位置に設けられたC面について左右対象
となる。そのため、電気力線は必ずC面では真下の向き
となる。したがって、沿面放電6は線状電極4から発生
して、C面と誘電体7の接する位置で停止する。したが
って、このように線状電極4の間隔Lが1.8mm以下
と短い場合、電気力線に沿って発生する沿面放電6の放
電長dはおよそL/2となる。
【0013】次にこのような構成からなる本実施の形態
の作用について説明する。
【0014】線状金属4,4と背面電極3間に交流電源
5から高電圧を印加すると、誘電体7の表面に沿面放電
6が生じる。この際、誘電体7の表面に乾燥空気等から
なるオゾン原料ガスを供給することにより、オゾン原料
ガスからオゾンが生成される。
【0015】次に、図3により放電長dと、オゾン原料
ガスの密度nと、沿面放電6における電界Eと、電子の
平均エネルギー<e>の関係を説明する。一般に、実効
的な放電開始電界Eは、放電長dとオゾン原料ガスの密
度nの積ndにより決定される。また、電子の平均エネ
ルギー<e>は実効的な放電開始電界Eを原料ガスの密
度nで割ったいわゆる換算電界E/nによって決定され
る。図3において、横軸に換算電界E/nを示し、電子
の平均エネルギー<e>とnd積を縦軸に示す。このこ
とにより、電子の平均エネルギー<e>とen積の関係
を示すことができる。
【0016】図3において、nd積を小さくしていく
と、nd=2.2×1018cm-2まで換算電界E/nは
あまり変化がない。しかしこれより小さい領域では、換
算電界E/nは急上昇する。この変曲点Xでは換算電界
E/nは略230Tdとなり、これに対応する電子の平
均エネルギー<e>は7eVとなり、電子の平均エネル
ギーは高効率領域内に入る。
【0017】ところで酸素分子(O2)の原子(O)へ
の最小解離エネルギーは6.8eVであり、これ以上の
エネルギーの電子のみが酸素分子の解離に寄与する。解
離した酸素原子(O)は他の酸素分子(O2)と結合し
てオゾン(O3)となる。前記の変曲点Xに対応する電
子の平均エネルギ<e>=7eVは酸素分子の最小解離
エネルギー6.8eVより高いため、変曲点X以上の換
算電界E/nを得られる条件とすれば、高いオゾン発生
効率と超高濃度のオゾン発生が可能になる。
【0018】このような条件は、上述のように、nd積
が2.2×1018cm-2以下の条件ということになる。
ところで大気圧で絶対温度が300Kでのオゾン原料ガ
スの密度nを、例えば24.5×1018cm-3とする
と、放電長dはnd積をnで割った0.09cm=0.
9mm以下の領域となる。前述のように放電長dはおよ
そ線状の導電性電極4,4の間隔Lの半分であるL/2
に等しいから、間隔Lは放電長d=0.9mmの2倍の
1.8mm以下とすることにより、高いオゾン発生効率
と超高濃度のオゾン発生が可能になる。
【0019】なお、本実施の形態では、オゾン発生の場
合について述べているが、他にも排煙処理等の高い電子
エネルギーを必要とするプラズマ反応装置にも適用が可
能である。
【0020】ところで、沿面放電6は上述のように誘電
体7の表面近傍に発生するが、沿面放電6により発生す
る熱を効率良く除去するためには、誘電体7を冷却する
ことが、最も効率がよい冷却方法である。本実施の形態
ては、図1に示すように背面電極3の下面を冷却水10
により冷却することにより、誘電体7を背面電極3を介
して冷却することができる。この場合、誘電体7はその
背面の導電性金属である背面電極3を基材として、この
上にコートされているため、たとえ誘電体7が破損して
も基材である背面電極3が存在するため、冷却の媒体で
ある水等が漏れ出す心配がなく、高い信頼性が得られ
る。したがって、冷却効率を高め、沿面放電6内でのガ
ス温度を低く抑えることができ、オゾンの熱分解を防止
することにより、オゾン発生効率を向上させることがで
き、かつ超高濃度のオゾンを得ることができる。
【0021】次に図4により、本発明の変形例について
説明する。図4に示す変形例は、誘電体7および線状電
極4,4上に追加誘電体8を設けたものであり、他は図
1に示すオゾン発生装置と略同一である。図4におい
て、図1に示す実施の形態と同一部分には同一符号を符
して詳細な説明は省略する。
【0022】すなわち図4に示すように、誘電体7と電
極4の上部に追加誘電体8がコートされている。線状電
極4上部に追加電体8をコートし、追加誘電体8内部に
線状電極4,4を埋め込んでおく。このとき線状電極4
と誘電体7と背面電極3との間に高電圧を印加して沿面
放電6を発生させると、線状電極4は沿面放電6に直
接、晒されないので、線状電極4の放電によるスパッタ
劣化又はオゾン酸化による変化がなく、長寿命と高い信
頼性を得られる。
【0023】次に図5により、本発明の更なる変形例に
ついて説明する。図5に示す変形例は、誘電体7の背面
から背面電極3を取除くとともに、各線状電極4,4内
に交流電源5から高電圧を印加し、更に誘電体7および
線状電極4,4上に追加誘電体8をコートしたものであ
り、他は図1に示すオゾン発生装置と略同一である。図
5において、図1に示す実施の形態と同一部分には同一
符号を符して詳細な説明は省略する。
【0024】図5において、線状電極4,4間に高電圧
を印加すると、線状電極4,4間に沿面放電6が発生す
る。この場合、線状電極4,4は、追加誘電体8により
コートされているので、放電によるスパッタ劣化または
オゾン酸化による劣化が防止され、長寿命と高い信頼性
を得ることができる。
【0025】次に図6により、本発明の更なる変形例に
ついて説明する。図6に示す変形例は、背面電極3の更
に背面側に背面誘電体12を設けるとともに、誘電体
7、背面電極3および背面誘電体12からなる積層体
4,3,12を円筒状に形成したものであり、他は図1
に示すオゾン発生装置と略同一である。図6において図
1に示すオゾン発生装置と同一部分には同一符号を符し
て詳細な説明は省略する。
【0026】すなわち図6に示すように、オゾン発生装
置を構成する誘電体7、背面電極3および背面誘電体1
2からなる積層体7,3,12は円筒状に形成されてい
る。交流電源5により線状電極4,4と背面電極3との
間に高電圧が印加されると、誘電体7表面に沿面放電6
が発生する。この場合、円筒状に形成された誘電体7内
にオゾン原料ガスが供給されると、沿面放電6によって
オゾン原料ガスからオゾンが生成する。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
誘電体表面の線状電極間の間隔L全域に沿面放電を発生
させることができる。このように線状電極間の間隔L全
域に沿面放電を発生させることができるので、原料ガス
の処理効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による放電処理装置の一実施の形態を示
す図。
【図2】線状電極間の間隔を説明する図。
【図3】放電長と、オゾン原料ガスの密度と、電界と、
電子平均エネルギーとの関係を示す図。
【図4】本発明による放電処理装置の変形例を示す図。
【図5】本発明による放電処理装置の変形例を示す図。
【図6】本発明による放電処理装置の変形例を示す図。
【符号の説明】
3 背面電極 5 交流電源 6 沿面放電 7 誘電体 8 追加誘電体 10 冷却水 12 背面誘電体
フロントページの続き (72)発明者 石 井 彰 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 出 口 英 昭 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 沖 田 裕 二 東京都府中市晴見町2丁目24番地の1 東 芝エフエーシステムエンジニアリング株式 会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】誘電体と、 この誘電体の表面に一定間隔をおいて配置された複数の
    線状電極とを備え、誘電体表面に生じる無声放電によ
    り、供給される原料ガスを処理する放電処理装置におい
    て、 線状電極間の間隔Lは、 n=原料ガス密度、 d=放電長、 L=2dとしたとき、 nd値が2.2×1018cm-2以下の条件を満たすよう
    定められていることを特徴とする放電処理装置。
  2. 【請求項2】誘電体の背面に、更に背面電極を設けたこ
    とを特徴とする請求項1記載の放電処理装置。
JP9880396A 1996-04-19 1996-04-19 放電処理装置 Pending JPH09286604A (ja)

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JP9880396A JPH09286604A (ja) 1996-04-19 1996-04-19 放電処理装置

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JP9880396A JPH09286604A (ja) 1996-04-19 1996-04-19 放電処理装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6284205B1 (en) 1998-08-21 2001-09-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Ozonizing unit ozone generator and ozone-processing system
CN103079330A (zh) * 2013-02-01 2013-05-01 南京华科皓纳电气科技有限责任公司 低温等离子体发生器电极组件
WO2017154337A1 (ja) * 2016-03-09 2017-09-14 株式会社村田製作所 オゾン生成用素子およびオゾン生成装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6284205B1 (en) 1998-08-21 2001-09-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Ozonizing unit ozone generator and ozone-processing system
CN103079330A (zh) * 2013-02-01 2013-05-01 南京华科皓纳电气科技有限责任公司 低温等离子体发生器电极组件
WO2017154337A1 (ja) * 2016-03-09 2017-09-14 株式会社村田製作所 オゾン生成用素子およびオゾン生成装置
JPWO2017154337A1 (ja) * 2016-03-09 2018-09-20 株式会社村田製作所 オゾン生成用素子およびオゾン生成装置

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