JPH11268902A - オゾン発生装置用放電セル及びその製造方法 - Google Patents
オゾン発生装置用放電セル及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 オゾン発生装置用放電セルの耐久性を高め
る。高い原料ガス圧力を確保する。放電セルを小型化す
る。オゾン発生効率を高める。 【解決手段】 複数のセラミック層１１，１２・・が層
厚方向に積層されて一体化されたセラミックブロック１
０により、放電セルを構成する。中間のセラミック層１
３をスペーサとして、セラミック層１３を挟む２つのセ
ラミック層１２，１４間に放電空隙２０を形成する。セ
ラミック層１２，１４の反空隙側に配置される面状電極
３０，３０を、隣接する２つのセラミック層１１，１２
間及び１４，１５間に封入する。
る。高い原料ガス圧力を確保する。放電セルを小型化す
る。オゾン発生効率を高める。 【解決手段】 複数のセラミック層１１，１２・・が層
厚方向に積層されて一体化されたセラミックブロック１
０により、放電セルを構成する。中間のセラミック層１
３をスペーサとして、セラミック層１３を挟む２つのセ
ラミック層１２，１４間に放電空隙２０を形成する。セ
ラミック層１２，１４の反空隙側に配置される面状電極
３０，３０を、隣接する２つのセラミック層１１，１２
間及び１４，１５間に封入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プレート型オゾン
発生装置に使用される放電セル及びその製造方法に関す
る。
発生装置に使用される放電セル及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】プレート型オゾン発生装置に使用される
従来の代表的な放電セルの構造を図８に示す。この放電
セルは、所定の隙間をあけて対向配置された面状の高圧
電極１及び接地電極２を備えている。高圧電極１及び接
地電極２の各対向面には誘電体３，３がコーティングに
より形成されている。そして、誘電体３，３の間に所定
のギャップ量の放電空隙４を形成するために、この間に
はスペーサ５が設けられている。
従来の代表的な放電セルの構造を図８に示す。この放電
セルは、所定の隙間をあけて対向配置された面状の高圧
電極１及び接地電極２を備えている。高圧電極１及び接
地電極２の各対向面には誘電体３，３がコーティングに
より形成されている。そして、誘電体３，３の間に所定
のギャップ量の放電空隙４を形成するために、この間に
はスペーサ５が設けられている。
【０００３】一方、高圧電極１及び接地電極２の外面側
にはヒートシンク６，７が密着して設けられている。高
圧電極１の側のヒートシンク６は高圧電源８の高圧端子
と接続され、接地電極２の側のヒートシンク７は、高圧
電源８の接地端子と共に接地されている。
にはヒートシンク６，７が密着して設けられている。高
圧電極１の側のヒートシンク６は高圧電源８の高圧端子
と接続され、接地電極２の側のヒートシンク７は、高圧
電源８の接地端子と共に接地されている。
【０００４】オゾンを発生させる場合は、ヒートシンク
６，７に接続された高圧電源８により高圧電極１と接地
電極２の間に高電圧を印加し、誘電体３，３間の放電空
隙４に無声放電を発生させる。この状態で放電空隙４に
酸素ガス、空気等の原料ガスを流通させることにより、
原料ガスの一部が無声放電に曝されてオゾン化される。
６，７に接続された高圧電源８により高圧電極１と接地
電極２の間に高電圧を印加し、誘電体３，３間の放電空
隙４に無声放電を発生させる。この状態で放電空隙４に
酸素ガス、空気等の原料ガスを流通させることにより、
原料ガスの一部が無声放電に曝されてオゾン化される。
【０００５】実際のプレート型オゾン発生装置では、上
記の放電セルを１モジュールとしてその複数を厚み方向
に積層して使用する場合が多い。
記の放電セルを１モジュールとしてその複数を厚み方向
に積層して使用する場合が多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のオゾン発生装置用放電セルには次のような問
題がある。
うな従来のオゾン発生装置用放電セルには次のような問
題がある。
【０００７】誘電体３，３の間に所定のギャップ量の放
電空隙４を形成するために、この間にスペーサ５が設け
られている。このスペーサ５としては、放電セルを複数
積層するときの締め付け力から誘電体３，３を保護する
ために、弾力性のあるシリコンシートが使用されてい
る。スペーサ５が硬いと、複数の放電セルを積層して締
め付けたときの力により、誘電体３，３が破損するおそ
れがあるからである。
電空隙４を形成するために、この間にスペーサ５が設け
られている。このスペーサ５としては、放電セルを複数
積層するときの締め付け力から誘電体３，３を保護する
ために、弾力性のあるシリコンシートが使用されてい
る。スペーサ５が硬いと、複数の放電セルを積層して締
め付けたときの力により、誘電体３，３が破損するおそ
れがあるからである。
【０００８】しかし、オゾンは天然の酸化剤のなかでは
フッ素に次ぐ酸化力を有している。このため、シリコン
シートは耐酸化性に優れるとはいえ、オゾンに長期間さ
らされるとその酸化力ゆえに変質や劣化を避けえない。
この点において、従来の放電セルは耐久性に問題があっ
た。
フッ素に次ぐ酸化力を有している。このため、シリコン
シートは耐酸化性に優れるとはいえ、オゾンに長期間さ
らされるとその酸化力ゆえに変質や劣化を避けえない。
この点において、従来の放電セルは耐久性に問題があっ
た。
【０００９】シリコンシートからなるスペーサ５は、放
電空隙４の気密性を確保するために、誘電体３，３に対
して接着剤により接合されているが、その接合力は強固
なものではない。このため、放電空隙４を流通する原料
ガスの圧力が制限される。
電空隙４の気密性を確保するために、誘電体３，３に対
して接着剤により接合されているが、その接合力は強固
なものではない。このため、放電空隙４を流通する原料
ガスの圧力が制限される。
【００１０】高圧電極１及び接地電極２は無声放電発生
時その放電エネルギーにより発熱する。この発熱は生成
されたオゾンの分解を促進するために、オゾン発生効率
を低下させる原因になる。これを改善するために、ヒー
トシンク６，７が直接又はアルミ箔等の熱伝導性に優れ
た材料のシートを介して高圧電極１及び接地電極２に密
着されている。
時その放電エネルギーにより発熱する。この発熱は生成
されたオゾンの分解を促進するために、オゾン発生効率
を低下させる原因になる。これを改善するために、ヒー
トシンク６，７が直接又はアルミ箔等の熱伝導性に優れ
た材料のシートを介して高圧電極１及び接地電極２に密
着されている。
【００１１】ここで、接地電極２の側のヒートシンク７
としては冷却効率の高い水冷式が採用されるが、高圧電
極１の側のヒートシンク６としては、絶縁抵抗率の低い
冷却水による短絡を防止するために、空冷式が採用され
る。しかし、空冷式は水冷式と比べて冷却効率が悪い。
このため、従来の放電セルでは、オゾン発生効率の低下
を余儀なくされる。
としては冷却効率の高い水冷式が採用されるが、高圧電
極１の側のヒートシンク６としては、絶縁抵抗率の低い
冷却水による短絡を防止するために、空冷式が採用され
る。しかし、空冷式は水冷式と比べて冷却効率が悪い。
このため、従来の放電セルでは、オゾン発生効率の低下
を余儀なくされる。
【００１２】加えて、ヒートシンク６，７は他の構成部
材に比べて大きく、空冷式のヒートシンク６は特に大型
となる。このため、放電セルの小型化が困難である。
材に比べて大きく、空冷式のヒートシンク６は特に大型
となる。このため、放電セルの小型化が困難である。
【００１３】本発明の目的は、耐久性に優れると共に、
高い原料ガス圧力を確保でき、しかも小型でオゾン発生
効率の高いオゾン発生装置用放電セル及びその製造方法
を提供することにある。
高い原料ガス圧力を確保でき、しかも小型でオゾン発生
効率の高いオゾン発生装置用放電セル及びその製造方法
を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のオゾン発生装置用放電セルは、複数のセラ
ミック層が層厚方向に積層され一体化されて形成された
１又は複数のセラミックブロックを構成体とする。
に、本発明のオゾン発生装置用放電セルは、複数のセラ
ミック層が層厚方向に積層され一体化されて形成された
１又は複数のセラミックブロックを構成体とする。
【００１５】具体的には、例えば図３〜図５に示すよう
に、複数のセラミック層１１，１２・・が層厚方向に積
層され一体化されて形成されたセラミックブロック１０
と、セラミックブロック１０内の中間のセラミック層１
３をスペーサとして当該セラミック層１３を挟む２つの
セラミック層１２，１４間に形成された放電空隙２０
と、放電空隙２０を挟む２つのセラミック層１２，１４
の反空隙側にあって、隣接する２つのセラミック層１
１，１２間及び１４，１５間に封入された２つの面状電
極３０，３０とを具備する。
に、複数のセラミック層１１，１２・・が層厚方向に積
層され一体化されて形成されたセラミックブロック１０
と、セラミックブロック１０内の中間のセラミック層１
３をスペーサとして当該セラミック層１３を挟む２つの
セラミック層１２，１４間に形成された放電空隙２０
と、放電空隙２０を挟む２つのセラミック層１２，１４
の反空隙側にあって、隣接する２つのセラミック層１
１，１２間及び１４，１５間に封入された２つの面状電
極３０，３０とを具備する。
【００１６】図３〜図５の放電セルでは、放電空隙２０
に面する一対のセラミック層１２，１４が誘電体として
機能することにより、放電空隙２０で放電が発生し、こ
こを流通する原料ガスの一部がオゾン化される。ここ
で、放電空隙２０を形成するスペーサは、中間のセラミ
ック層１３により構成されている。このため、スペーサ
がオゾンに長期間さらされても、そのスペーサに変質や
劣化は生じない。
に面する一対のセラミック層１２，１４が誘電体として
機能することにより、放電空隙２０で放電が発生し、こ
こを流通する原料ガスの一部がオゾン化される。ここ
で、放電空隙２０を形成するスペーサは、中間のセラミ
ック層１３により構成されている。このため、スペーサ
がオゾンに長期間さらされても、そのスペーサに変質や
劣化は生じない。
【００１７】中間のセラミック層１３を挟む一対のセラ
ミック層１２，１４は、その間のセラミック層１３や他
のセラミック層と積層されて一体化されているために、
締め付け部のセラミック厚が大きくなる。このため、ス
ペーサが硬いセラミック層１３によって構成されている
にもかかわらず、締め付けを大きくしても、一対のセラ
ミック層１２，１４が破損せず、セラミック層１３を含
む他のセラミック層も破損しない。
ミック層１２，１４は、その間のセラミック層１３や他
のセラミック層と積層されて一体化されているために、
締め付け部のセラミック厚が大きくなる。このため、ス
ペーサが硬いセラミック層１３によって構成されている
にもかかわらず、締め付けを大きくしても、一対のセラ
ミック層１２，１４が破損せず、セラミック層１３を含
む他のセラミック層も破損しない。
【００１８】従って、本発明のオゾン発生装置用放電セ
ルは耐久性に優れる。
ルは耐久性に優れる。
【００１９】また、セラミック層１３とこれを挟むセラ
ミック層１２，１４が一体化されているために、セラミ
ック層１２，１４間に形成される放電空隙２０の気密性
に優れる。従って、高い原料ガス圧力を確保することも
できる。
ミック層１２，１４が一体化されているために、セラミ
ック層１２，１４間に形成される放電空隙２０の気密性
に優れる。従って、高い原料ガス圧力を確保することも
できる。
【００２０】面状電極３０，３０の冷却については、セ
ラミック層が電気的な絶縁層となり、また、放電空隙２
０と同様に、セラミック層をスペーサとすることによ
り、厚みの薄い冷媒流通路４０が形成される。このた
め、高圧電極側においても水冷による効率的な冷却が可
能となる。また、冷却構造の大型化が回避される。
ラミック層が電気的な絶縁層となり、また、放電空隙２
０と同様に、セラミック層をスペーサとすることによ
り、厚みの薄い冷媒流通路４０が形成される。このた
め、高圧電極側においても水冷による効率的な冷却が可
能となる。また、冷却構造の大型化が回避される。
【００２１】従って、本発明のオゾン発生装置用放電セ
ルは小型となり、合わせて高いオゾン発生効率を確保で
きる。
ルは小型となり、合わせて高いオゾン発生効率を確保で
きる。
【００２２】面状電極３０，３０としては、導電板でも
よいが、セラミック層の表面にメタライズにより形成し
た導電性薄膜が、印刷焼成で一体化できる点などから好
ましい。この薄膜は、例えば誘電体を構成するセラミッ
ク層１２，１４の反空隙側の表面に形成することができ
る。また、セラミック層１２，１４を挟む２つのセラミ
ック層１１，１５の空隙側の表面に形成することもでき
る。いずれの場合にも、形成された薄膜は、セラミック
層１２，１４とセラミック層１１，１５の間に封入され
る。この封入は、周辺電極や部品との間の耐電圧向上の
点、及び組立時の部品点数の低減による組立性向上の点
などから好ましい。なお、面状電極３０，３０の一方は
放電空隙２０に露出させることが可能である。
よいが、セラミック層の表面にメタライズにより形成し
た導電性薄膜が、印刷焼成で一体化できる点などから好
ましい。この薄膜は、例えば誘電体を構成するセラミッ
ク層１２，１４の反空隙側の表面に形成することができ
る。また、セラミック層１２，１４を挟む２つのセラミ
ック層１１，１５の空隙側の表面に形成することもでき
る。いずれの場合にも、形成された薄膜は、セラミック
層１２，１４とセラミック層１１，１５の間に封入され
る。この封入は、周辺電極や部品との間の耐電圧向上の
点、及び組立時の部品点数の低減による組立性向上の点
などから好ましい。なお、面状電極３０，３０の一方は
放電空隙２０に露出させることが可能である。
【００２３】放電空隙２０に原料ガスを導入するガス導
入路２１、及び放電空隙２０で生じたオゾンガスを外部
に排出するガス排出路２２は、複数のセラミック層１
１，１２・・を層厚方向に貫通して形成するのが、構造
簡略化、小型化等の点から好ましい。
入路２１、及び放電空隙２０で生じたオゾンガスを外部
に排出するガス排出路２２は、複数のセラミック層１
１，１２・・を層厚方向に貫通して形成するのが、構造
簡略化、小型化等の点から好ましい。
【００２４】冷媒流通路４０に冷媒を導入する冷媒導入
路４１、及び冷媒導入路４１から外部へ冷媒を排出する
冷媒排出路４２についても、複数のセラミック層１１，
１２・・を層厚方向に貫通して形成するのが、構造簡略
化、小型化等の点から好ましい。
路４１、及び冷媒導入路４１から外部へ冷媒を排出する
冷媒排出路４２についても、複数のセラミック層１１，
１２・・を層厚方向に貫通して形成するのが、構造簡略
化、小型化等の点から好ましい。
【００２５】放電空隙２０及び冷媒流通路４０は、図３
〜図５では流通方向に直角な方向に分割された複数の流
通路により構成されている。これは流体の均一分布の点
から好ましく、放電空隙２０ではギャップを精度よく保
持できる点、更には沿面放電を期待できる点からも好ま
しい。
〜図５では流通方向に直角な方向に分割された複数の流
通路により構成されている。これは流体の均一分布の点
から好ましく、放電空隙２０ではギャップを精度よく保
持できる点、更には沿面放電を期待できる点からも好ま
しい。
【００２６】このようなオゾン発生装置用放電セルは、
セラミックブロック１０を構成する複数のセラミック層
１１，１２・・に各対応する複数枚のセラミックシート
を作製するべく、複数枚の焼成前のセラミックシートに
加工及び／又は処理を行い、作製された複数枚のセラミ
ックシートを重ね合わせて焼成してセラミックブロック
１０となす方法により、簡単に製造される。
セラミックブロック１０を構成する複数のセラミック層
１１，１２・・に各対応する複数枚のセラミックシート
を作製するべく、複数枚の焼成前のセラミックシートに
加工及び／又は処理を行い、作製された複数枚のセラミ
ックシートを重ね合わせて焼成してセラミックブロック
１０となす方法により、簡単に製造される。
【００２７】なお、セラミックとしては、例えばサファ
イア、アルミナ、ジルコニア等を挙げることができる。
特に好ましいセラミックは電極を入れて一体焼成が可能
なアルミナ９０％以上である。
イア、アルミナ、ジルコニア等を挙げることができる。
特に好ましいセラミックは電極を入れて一体焼成が可能
なアルミナ９０％以上である。
【００２８】図３〜図５の放電セルでは、放電空隙２０
に面するセラミック層１２，１４が誘電体として機能す
る。放電空隙２０に接するセラミック層表面にはＳｉＯ
2 をコーティングするのが好ましい。なぜなら、セラミ
ック層を誘電体に使用すると、オゾン発生効率やオゾン
濃度の安定性が低下する場合があるが、放電空隙２０に
接するセラミック層表面にＳｉＯ2 をコーティングする
と、これらの低下が防止されるからである。その理由は
定かではないが、セラミック層の粗い表面が、ＳｉＯ2
のコーティングにより平滑化されることが関係している
と考えられる。このコーティング膜は、例えば焼成前の
セラミックシートの表面にＳｉＯ2 のペーストを塗布
し、セラミックシートと共に焼成することで、簡単に形
成される。また、焼成後にＳｉＯ2 を溶射することでも
簡単に形成される。
に面するセラミック層１２，１４が誘電体として機能す
る。放電空隙２０に接するセラミック層表面にはＳｉＯ
2 をコーティングするのが好ましい。なぜなら、セラミ
ック層を誘電体に使用すると、オゾン発生効率やオゾン
濃度の安定性が低下する場合があるが、放電空隙２０に
接するセラミック層表面にＳｉＯ2 をコーティングする
と、これらの低下が防止されるからである。その理由は
定かではないが、セラミック層の粗い表面が、ＳｉＯ2
のコーティングにより平滑化されることが関係している
と考えられる。このコーティング膜は、例えば焼成前の
セラミックシートの表面にＳｉＯ2 のペーストを塗布
し、セラミックシートと共に焼成することで、簡単に形
成される。また、焼成後にＳｉＯ2 を溶射することでも
簡単に形成される。
【００２９】オゾン発生装置用放電セルにおける最近の
傾向として、放電空隙２０のギャップを小さくすること
が進められている。これは、放電空隙２０のギャップを
狭くすることにより、放電空隙２０内の冷却効率が上が
り、これによりオゾンガスの高濃度化が可能になるこ
と、電子エネルギーレベルの関係でオゾン発生に適した
放電効果が得られることなどが理由とされている。
傾向として、放電空隙２０のギャップを小さくすること
が進められている。これは、放電空隙２０のギャップを
狭くすることにより、放電空隙２０内の冷却効率が上が
り、これによりオゾンガスの高濃度化が可能になるこ
と、電子エネルギーレベルの関係でオゾン発生に適した
放電効果が得られることなどが理由とされている。
【００３０】図３〜図５の放電セルでは、この放電空隙
１０のギャップ量がセラミック層１３、即ちこれに対応
するセラミックシートの厚みによって決定されるため、
０．１ｍｍ程度までの厚みなら容易に確保される。しか
し、セラミックシートの使用では、０．１ｍｍ以下のギ
ャップ量の実現は難しい。０．１ｍｍ以下のギャップ量
を確保するためには、図６及び図７に示すように、複数
のセラミック層１１，１２・・が層厚方向に積層されて
一体化された２つのセラミックブロック１０Ａ，１０Ｂ
を、スペーサ及び接着層を兼ねるガラス層９０を介して
接合する構成が好ましい。ガラス層９０によると、ギャ
ップ量が０．１ｍｍ以下の放電空隙２０も簡単に形成さ
れる。
１０のギャップ量がセラミック層１３、即ちこれに対応
するセラミックシートの厚みによって決定されるため、
０．１ｍｍ程度までの厚みなら容易に確保される。しか
し、セラミックシートの使用では、０．１ｍｍ以下のギ
ャップ量の実現は難しい。０．１ｍｍ以下のギャップ量
を確保するためには、図６及び図７に示すように、複数
のセラミック層１１，１２・・が層厚方向に積層されて
一体化された２つのセラミックブロック１０Ａ，１０Ｂ
を、スペーサ及び接着層を兼ねるガラス層９０を介して
接合する構成が好ましい。ガラス層９０によると、ギャ
ップ量が０．１ｍｍ以下の放電空隙２０も簡単に形成さ
れる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００３２】図１は本発明の実施形態にかかる放電セル
を用いたオゾン発生装置の側面図、図２は同オゾン発生
装置に使用される上段のエンドプレートの平面図及び底
面図、図３は同放電セルの斜視図、図４は図３のＡ−Ａ
線断面矢示図、図５は同放電セルを構成する複数のセラ
ミック層を便宜上分解して示した斜視図である。
を用いたオゾン発生装置の側面図、図２は同オゾン発生
装置に使用される上段のエンドプレートの平面図及び底
面図、図３は同放電セルの斜視図、図４は図３のＡ−Ａ
線断面矢示図、図５は同放電セルを構成する複数のセラ
ミック層を便宜上分解して示した斜視図である。
【００３３】オゾン発生装置は、図１に示すように、複
数（図では４つ）の放電セル１００，１００・・を重ね
合わせて上下のエンドプレート６０，７０の間に挟み、
それらの四隅部を貫通する４本のタイロッド８０，８０
・・により、エンドプレート６０，７０の間に固定した
構造になっている。
数（図では４つ）の放電セル１００，１００・・を重ね
合わせて上下のエンドプレート６０，７０の間に挟み、
それらの四隅部を貫通する４本のタイロッド８０，８０
・・により、エンドプレート６０，７０の間に固定した
構造になっている。
【００３４】各放電セル１００は、図３〜図５に示すよ
うに、偏平な直方体形状をしたセラミックブロック１０
を備えている。セラミックブロック１０は、７層のセラ
ミック層１１〜１７を層厚方向に積層して一体化した構
成になっている。各セラミック層は正方形の薄板である
が、それぞれの構造については後で説明する。なお図５
では、７層のセラミック層１１〜１７が分離して示され
ているが、これは構造及び製法を説明するためであり、
実際は層厚方向（積層方向）に一体化されて境界のない
セラミックブロック１０を形成している。
うに、偏平な直方体形状をしたセラミックブロック１０
を備えている。セラミックブロック１０は、７層のセラ
ミック層１１〜１７を層厚方向に積層して一体化した構
成になっている。各セラミック層は正方形の薄板である
が、それぞれの構造については後で説明する。なお図５
では、７層のセラミック層１１〜１７が分離して示され
ているが、これは構造及び製法を説明するためであり、
実際は層厚方向（積層方向）に一体化されて境界のない
セラミックブロック１０を形成している。
【００３５】セラミックブロック１０の中には、放電用
の上下一対の面状電極３０，３０が、セラミックブロッ
ク１０の上下面に沿って封入されている。面状電極３
０，３０の間には、原料ガスが流通する放電空隙２０
が、面状電極３０，３０に沿って形成されている。セラ
ミックブロック１０の下面には、冷媒としての冷却水が
流通する冷媒流通路４０が、面状電極３０，３０に沿っ
て形成されている。下段の面状電極３０と冷媒流通路４
０の間には、アース用の面状電極５０が、面状電極３
０，３０に沿って封入されている。放電空隙２０及び冷
媒流通路４０は、流体流通方向に直角な方向に分割され
ている。
の上下一対の面状電極３０，３０が、セラミックブロッ
ク１０の上下面に沿って封入されている。面状電極３
０，３０の間には、原料ガスが流通する放電空隙２０
が、面状電極３０，３０に沿って形成されている。セラ
ミックブロック１０の下面には、冷媒としての冷却水が
流通する冷媒流通路４０が、面状電極３０，３０に沿っ
て形成されている。下段の面状電極３０と冷媒流通路４
０の間には、アース用の面状電極５０が、面状電極３
０，３０に沿って封入されている。放電空隙２０及び冷
媒流通路４０は、流体流通方向に直角な方向に分割され
ている。
【００３６】セラミックブロック１０の前後の縁部に
は、放電空隙２０に対して原料ガスの導入及び排出を行
うガス導入路２１及びガス排出路２２が、セラミックブ
ロック１０を上下方向に貫通して形成されている。セラ
ミックブロック１０の左右の縁部には、冷媒流通路４０
に対して冷媒の導入及び排出を行う冷媒導入路４１及び
冷媒排出路４２が、セラミックブロック１０を上下方向
に貫通して形成されている。
は、放電空隙２０に対して原料ガスの導入及び排出を行
うガス導入路２１及びガス排出路２２が、セラミックブ
ロック１０を上下方向に貫通して形成されている。セラ
ミックブロック１０の左右の縁部には、冷媒流通路４０
に対して冷媒の導入及び排出を行う冷媒導入路４１及び
冷媒排出路４２が、セラミックブロック１０を上下方向
に貫通して形成されている。
【００３７】セラミックブロック１０を構成する７つの
セラミック層１１〜１７のうち、上から１層目のセラミ
ック層１１は絶縁体である。２層目のセラミック層１２
は放電用の誘電体である。３層目のセラミック層１３
は、放電空隙２０を形成するためのスペーサである。４
層目のセラミック層１４は放電用の誘電体である。５層
目のセラミック層１５は絶縁体である。６層目のセラミ
ック層１６はアースである。７層目、即ち一番下のセラ
ミック層１７は、冷媒流通路４０を形成するためのスペ
ーサである。これらセラミック層の詳細な構造は以下の
通りである。
セラミック層１１〜１７のうち、上から１層目のセラミ
ック層１１は絶縁体である。２層目のセラミック層１２
は放電用の誘電体である。３層目のセラミック層１３
は、放電空隙２０を形成するためのスペーサである。４
層目のセラミック層１４は放電用の誘電体である。５層
目のセラミック層１５は絶縁体である。６層目のセラミ
ック層１６はアースである。７層目、即ち一番下のセラ
ミック層１７は、冷媒流通路４０を形成するためのスペ
ーサである。これらセラミック層の詳細な構造は以下の
通りである。
【００３８】なお、絶縁体である５層目のセラミック層
１５の厚みが十分に厚い場合は、６層目のアース用セラ
ミック層１６がなくても冷媒への電流漏洩が防止される
ので、セラミック層１６は省略可能である。
１５の厚みが十分に厚い場合は、６層目のアース用セラ
ミック層１６がなくても冷媒への電流漏洩が防止される
ので、セラミック層１６は省略可能である。
【００３９】絶縁体である１層目のセラミック層１１に
は、ガス導入路２１及びガス排出路２２を形成するため
の開口部１１ａ，１１ａが、前後の縁部に位置して設け
られている。また、冷媒導入路４１及び冷媒排出路４２
を形成するための開口部１１ｂ，１１ｂが、左右の縁部
に位置して設けられている。セラミック層１１の厚みは
例えば３．０ｍｍである。
は、ガス導入路２１及びガス排出路２２を形成するため
の開口部１１ａ，１１ａが、前後の縁部に位置して設け
られている。また、冷媒導入路４１及び冷媒排出路４２
を形成するための開口部１１ｂ，１１ｂが、左右の縁部
に位置して設けられている。セラミック層１１の厚みは
例えば３．０ｍｍである。
【００４０】誘電体である２層目のセラミック層１２の
上面には、導電性の薄膜からなる面状電極３０が、縁部
を除いて被覆されている。面状電極３０は接地電極であ
り、その一部をセラミックブロック１０の外に引き出す
ために、セラミック層１２には側方に突出する端子部１
２ｃが設けられており、その上面にも面状電極３０が被
覆されている。一方、セラミック層１２の下面にはＳｉ
Ｏ2 がコーティングさている。また、セラミック層１２
の前後の縁部には、ガス導入路２１及びガス排出路２２
を形成するための開口部１２ａ，１２ａが設けられてお
り、左右の縁部には、冷媒導入路４１及び冷媒排出路４
２を形成するための開口部１２ｂ，１２ｂが設けられて
いる。セラミック層１２の厚みは例えば０．３ｍｍであ
る。面状電極３０の厚みは例えば１０〜２０μｍであ
る。
上面には、導電性の薄膜からなる面状電極３０が、縁部
を除いて被覆されている。面状電極３０は接地電極であ
り、その一部をセラミックブロック１０の外に引き出す
ために、セラミック層１２には側方に突出する端子部１
２ｃが設けられており、その上面にも面状電極３０が被
覆されている。一方、セラミック層１２の下面にはＳｉ
Ｏ2 がコーティングさている。また、セラミック層１２
の前後の縁部には、ガス導入路２１及びガス排出路２２
を形成するための開口部１２ａ，１２ａが設けられてお
り、左右の縁部には、冷媒導入路４１及び冷媒排出路４
２を形成するための開口部１２ｂ，１２ｂが設けられて
いる。セラミック層１２の厚みは例えば０．３ｍｍであ
る。面状電極３０の厚みは例えば１０〜２０μｍであ
る。
【００４１】放電空隙２０を形成するためのスペーサで
ある３層目のセラミック層１３には、その放電空隙２０
の形成のために、前縁部から後縁部に延びる複数のスリ
ット１３ｄ，１３ｄ・・が幅方向に等間隔で設けられて
いる。セラミック層１３の左右の縁部には、冷媒導入路
４１及び冷媒排出路４２を形成するための開口部１３
ｂ，１３ｂが設けられている。ガス導入路２１及びガス
排出路２２は放電空隙２０に連通するので、ガス導入路
２１及びガス排出路２２を形成するための開口部は設け
られていない。セラミック層１３の厚みは、放電空隙２
０のギャップを狭くするために例えば０．２ｍｍと薄く
されている。
ある３層目のセラミック層１３には、その放電空隙２０
の形成のために、前縁部から後縁部に延びる複数のスリ
ット１３ｄ，１３ｄ・・が幅方向に等間隔で設けられて
いる。セラミック層１３の左右の縁部には、冷媒導入路
４１及び冷媒排出路４２を形成するための開口部１３
ｂ，１３ｂが設けられている。ガス導入路２１及びガス
排出路２２は放電空隙２０に連通するので、ガス導入路
２１及びガス排出路２２を形成するための開口部は設け
られていない。セラミック層１３の厚みは、放電空隙２
０のギャップを狭くするために例えば０．２ｍｍと薄く
されている。
【００４２】誘電体である４層目のセラミック層１４
は、２層目のセラミック層１２を裏返したものである。
従って、セラミック層１４の下面には、導電性の薄膜か
らなる面状電極３０が被覆されている。この面状電極３
０は高圧電極である。高圧電極の一部をセラミックブロ
ック１０の外に引き出すために、セラミック層１４には
側方に突出する端子部１４ｃが設けられており、その下
面にも面状電極３０が被覆されている。一方、セラミッ
ク層１４の上面にはＳｉＯ2 がコーティングされてい
る。また、セラミック層１４の前後の縁部には、ガス導
入路２１及びガス排出路２２を形成するための開口部１
４ａ，１４ａが設けられており、左右の縁部には、冷媒
導入路４１及び冷媒排出路４２を形成するための開口部
１４ｂ，１４ｂが設けられている。セラミック層１４の
厚みは、セラミック層１２と同じ例えば０．３ｍｍであ
る。面状電極３０の厚みもセラミック層１２と同じ例え
ば１０〜２０μｍｍｍである。
は、２層目のセラミック層１２を裏返したものである。
従って、セラミック層１４の下面には、導電性の薄膜か
らなる面状電極３０が被覆されている。この面状電極３
０は高圧電極である。高圧電極の一部をセラミックブロ
ック１０の外に引き出すために、セラミック層１４には
側方に突出する端子部１４ｃが設けられており、その下
面にも面状電極３０が被覆されている。一方、セラミッ
ク層１４の上面にはＳｉＯ2 がコーティングされてい
る。また、セラミック層１４の前後の縁部には、ガス導
入路２１及びガス排出路２２を形成するための開口部１
４ａ，１４ａが設けられており、左右の縁部には、冷媒
導入路４１及び冷媒排出路４２を形成するための開口部
１４ｂ，１４ｂが設けられている。セラミック層１４の
厚みは、セラミック層１２と同じ例えば０．３ｍｍであ
る。面状電極３０の厚みもセラミック層１２と同じ例え
ば１０〜２０μｍｍｍである。
【００４３】絶縁体である５層目のセラミック層１５
は、１層目のセラミック層１１と同じものである。この
セラミック層１５には、ガス導入路２１及びガス排出路
２２を形成するための開口部１５ａ，１５ａが、前後の
縁部に位置して設けられている。また、冷媒導入路４１
及び冷媒排出路４２を形成するための開口部１５ｂ，１
５ｂが、左右の縁部に位置して設けられている。セラミ
ック層１５の厚みは、セラミック層１１と同じ例えば
３．０ｍｍである。
は、１層目のセラミック層１１と同じものである。この
セラミック層１５には、ガス導入路２１及びガス排出路
２２を形成するための開口部１５ａ，１５ａが、前後の
縁部に位置して設けられている。また、冷媒導入路４１
及び冷媒排出路４２を形成するための開口部１５ｂ，１
５ｂが、左右の縁部に位置して設けられている。セラミ
ック層１５の厚みは、セラミック層１１と同じ例えば
３．０ｍｍである。
【００４４】アースである６層目のセラミック層１６
は、２層目のセラミック層１２と同じものである。セラ
ミック層１６の上面には、導電性の薄膜からなるアース
用の面状電極５０が、縁部を除いて被覆されている。面
状電極５０の一部をセラミックブロック１０の外に引き
出すために、セラミック層１６には側方に突出する端子
部１６ｃが設けられており、その上面にも面状電極５０
が被覆されている。セラミック層１６の前後の縁部に
は、ガス導入路２１及びガス排出路２２を形成するため
の開口部１６ａ，１６ａが設けられており、左右の縁部
には、冷媒導入路４１及び冷媒排出路４２を形成するた
めの開口部１６ｂ，１６ｂが設けられている。セラミッ
ク層１６の厚みは、セラミック層１２と同じ例えば０．
３ｍｍである。面状電極５０の厚みは、面状電極３０，
３０と同じ例えば１０〜２０μｍである。
は、２層目のセラミック層１２と同じものである。セラ
ミック層１６の上面には、導電性の薄膜からなるアース
用の面状電極５０が、縁部を除いて被覆されている。面
状電極５０の一部をセラミックブロック１０の外に引き
出すために、セラミック層１６には側方に突出する端子
部１６ｃが設けられており、その上面にも面状電極５０
が被覆されている。セラミック層１６の前後の縁部に
は、ガス導入路２１及びガス排出路２２を形成するため
の開口部１６ａ，１６ａが設けられており、左右の縁部
には、冷媒導入路４１及び冷媒排出路４２を形成するた
めの開口部１６ｂ，１６ｂが設けられている。セラミッ
ク層１６の厚みは、セラミック層１２と同じ例えば０．
３ｍｍである。面状電極５０の厚みは、面状電極３０，
３０と同じ例えば１０〜２０μｍである。
【００４５】冷媒流通路４０を形成するためのスペーサ
である７層目のセラミック層１７は、放電空隙２０を形
成する３層目のセラミック層１３を９０度回転させた平
面形状をしている。即ち、このセラミック層１７には、
冷媒流通路４０を形成するために、一方の側縁部から他
方の側縁部に延びる複数のスリット１７ｄ，１７ｄ・・
が幅方向に等間隔で設けられている。セラミック層１７
の前後の縁部には、ガス導入路２１及びガス排出路２２
を形成するための開口部１７ａ，１７ａが設けられてい
る。冷媒導入路４１及び冷媒排出路４２は冷媒流通路４
０に連通するので、冷媒導入路４１及び冷媒排出路４２
を形成するための開口部は設けられていない。セラミッ
ク層１７の厚みはセラミック層１３より厚い例えば２．
０ｍｍである。
である７層目のセラミック層１７は、放電空隙２０を形
成する３層目のセラミック層１３を９０度回転させた平
面形状をしている。即ち、このセラミック層１７には、
冷媒流通路４０を形成するために、一方の側縁部から他
方の側縁部に延びる複数のスリット１７ｄ，１７ｄ・・
が幅方向に等間隔で設けられている。セラミック層１７
の前後の縁部には、ガス導入路２１及びガス排出路２２
を形成するための開口部１７ａ，１７ａが設けられてい
る。冷媒導入路４１及び冷媒排出路４２は冷媒流通路４
０に連通するので、冷媒導入路４１及び冷媒排出路４２
を形成するための開口部は設けられていない。セラミッ
ク層１７の厚みはセラミック層１３より厚い例えば２．
０ｍｍである。
【００４６】セラミックブロック１０は、以上７つのセ
ラミック層１１〜１７を一体化することにより構成され
ている。従って、セラミックブロック１０の３層目には
放電空隙２０・・が形成され、７層目には冷媒流通路４
０が形成される。また、放電空隙２０に連通するガス導
入路２１及びガス排出路２２、並びに冷媒流通路４０に
連通する冷媒導入路４１及び冷媒排出路４２が各層を貫
通して形成される。
ラミック層１１〜１７を一体化することにより構成され
ている。従って、セラミックブロック１０の３層目には
放電空隙２０・・が形成され、７層目には冷媒流通路４
０が形成される。また、放電空隙２０に連通するガス導
入路２１及びガス排出路２２、並びに冷媒流通路４０に
連通する冷媒導入路４１及び冷媒排出路４２が各層を貫
通して形成される。
【００４７】一方、１層目のセラミック１１と２層目の
セラミック層１２の間には、上段の面状電極３０が端子
用の突部を除いて封入される。４層目のセラミック１４
と５層目のセラミック層１５の間には、下段の面状電極
３０が端子用の突部を除いて封入され、５層目のセラミ
ック１５と６層目のセラミック層１６の間には、アース
用の面状電極５０が端子用の突部を除いて封入される。
セラミック層１２の間には、上段の面状電極３０が端子
用の突部を除いて封入される。４層目のセラミック１４
と５層目のセラミック層１５の間には、下段の面状電極
３０が端子用の突部を除いて封入され、５層目のセラミ
ック１５と６層目のセラミック層１６の間には、アース
用の面状電極５０が端子用の突部を除いて封入される。
【００４８】そして、オゾン発生装置は、上記の放電セ
ル１００を重ね合わせて上下のエンドプレート６０，７
０間に挟み、それらの四隅部を貫通する４本のタイロッ
ド８０，８０・・により、エンドプレート６０，７０間
に固定することにより構成される。隣接する放電セル１
００，１００の間はエポキシ接着剤やろう付け等により
接合される。ろう付けの場合は、両方の接合面にタング
ステン等を焼成し、その表面にＮｉメッキ等を施す。各
セラミックブロック１０のセラミック層１１〜１７の四
隅部には、タイロッド８０を通すための貫通孔が形成さ
れている。
ル１００を重ね合わせて上下のエンドプレート６０，７
０間に挟み、それらの四隅部を貫通する４本のタイロッ
ド８０，８０・・により、エンドプレート６０，７０間
に固定することにより構成される。隣接する放電セル１
００，１００の間はエポキシ接着剤やろう付け等により
接合される。ろう付けの場合は、両方の接合面にタング
ステン等を焼成し、その表面にＮｉメッキ等を施す。各
セラミックブロック１０のセラミック層１１〜１７の四
隅部には、タイロッド８０を通すための貫通孔が形成さ
れている。
【００４９】放電セル１００を重ね合わせることによ
り、各セラミックブロック１０のガス導入路２１同士、
ガス排出路２２同士、冷媒導入路４３同士及び冷媒排出
路４２同士は、相互に連通することになる。また、１〜
３段目のセラミックブロック１０，１０，１０の各下面
に形成された冷媒流通路４０は、その下面が下段のセラ
ミックブロック１０の上面により閉じられ、４段目のセ
ラミックブロック１０の下面に形成された冷媒流通路４
０は、その下面が下段のエンドプレート７０の上面によ
り閉じられる。
り、各セラミックブロック１０のガス導入路２１同士、
ガス排出路２２同士、冷媒導入路４３同士及び冷媒排出
路４２同士は、相互に連通することになる。また、１〜
３段目のセラミックブロック１０，１０，１０の各下面
に形成された冷媒流通路４０は、その下面が下段のセラ
ミックブロック１０の上面により閉じられ、４段目のセ
ラミックブロック１０の下面に形成された冷媒流通路４
０は、その下面が下段のエンドプレート７０の上面によ
り閉じられる。
【００５０】エンドプレート６０，７０は、いずれもス
テンレス鋼板等の金属板からなる。上段のエンドプレー
ト６０の上面には、図２に示すように、ガス導入管６
１、ガス排出管６２、冷媒導入管６３及び冷媒排出管６
４が取り付けられている。一方、エンドプレート６０の
下面には、４つの凹部６５，６６，６７，６８が設けら
れている。エンドプレート６０，７０各四隅部には、タ
イロッド８０を通すための貫通孔が形成されている。
テンレス鋼板等の金属板からなる。上段のエンドプレー
ト６０の上面には、図２に示すように、ガス導入管６
１、ガス排出管６２、冷媒導入管６３及び冷媒排出管６
４が取り付けられている。一方、エンドプレート６０の
下面には、４つの凹部６５，６６，６７，６８が設けら
れている。エンドプレート６０，７０各四隅部には、タ
イロッド８０を通すための貫通孔が形成されている。
【００５１】ガス導入管６１は、エンドプレート６０の
下面に設けられた凹部６５を介して各セラミックブロッ
ク１０のガス導入路２１に連通する。ガス排出管６２
は、エンドプレート６０の下面に設けられた凹部６６を
介して各セラミックブロック１０のガス排出路２２に連
通する。冷媒導入管６３は、エンドプレート６０の下面
に設けられた凹部６７を介して各セラミックブロック１
０の冷媒導入路４１に連通する。冷媒排出管６４は、エ
ンドプレート６０の下面に設けられた凹部６８を介して
各セラミックブロック１０の冷媒排出路４２に連通す
る。
下面に設けられた凹部６５を介して各セラミックブロッ
ク１０のガス導入路２１に連通する。ガス排出管６２
は、エンドプレート６０の下面に設けられた凹部６６を
介して各セラミックブロック１０のガス排出路２２に連
通する。冷媒導入管６３は、エンドプレート６０の下面
に設けられた凹部６７を介して各セラミックブロック１
０の冷媒導入路４１に連通する。冷媒排出管６４は、エ
ンドプレート６０の下面に設けられた凹部６８を介して
各セラミックブロック１０の冷媒排出路４２に連通す
る。
【００５２】このようにして構成されたオゾン発生装置
の機能は以下の通りである。
の機能は以下の通りである。
【００５３】エンドプレート６０，７０間に固定された
４つの放電セル１００，１００・・においては、接地電
極である上段の面状電極３０及びアース用の面状電極５
０は接地され、高圧電極である下段の面状電極３０は高
圧電源の高圧端子に接続される。
４つの放電セル１００，１００・・においては、接地電
極である上段の面状電極３０及びアース用の面状電極５
０は接地され、高圧電極である下段の面状電極３０は高
圧電源の高圧端子に接続される。
【００５４】各セラミックブロック１０においては、ガ
ス導入路２１同士、ガス排出路２２同士、冷媒導入路４
３同士及び冷媒排出路４２同士は、相互に連通してい
る。また、１〜３段目のセラミックブロック１０，１
０，１０の各下面に形成された冷媒流通路４０は、その
下面が下段のセラミックブロック１０の上面により閉じ
られ、４段目のセラミックブロック１０の下面に形成さ
れた冷媒流通路４０は、その下面が下段のエンドプレー
ト７０の上面により閉じられている。
ス導入路２１同士、ガス排出路２２同士、冷媒導入路４
３同士及び冷媒排出路４２同士は、相互に連通してい
る。また、１〜３段目のセラミックブロック１０，１
０，１０の各下面に形成された冷媒流通路４０は、その
下面が下段のセラミックブロック１０の上面により閉じ
られ、４段目のセラミックブロック１０の下面に形成さ
れた冷媒流通路４０は、その下面が下段のエンドプレー
ト７０の上面により閉じられている。
【００５５】従って、ガス導入管６１から装置内に導入
された原料ガスは、各セラミックブロック１０の放電空
隙２０に並列に供給され、ガス排出管６２から装置外に
排出される。同様に、冷媒導入管６３から装置内に導入
された冷却水は、各セラミックブロック１０の冷媒流通
路４０に並列に供給され、冷媒排出管６４から装置外に
排出される。
された原料ガスは、各セラミックブロック１０の放電空
隙２０に並列に供給され、ガス排出管６２から装置外に
排出される。同様に、冷媒導入管６３から装置内に導入
された冷却水は、各セラミックブロック１０の冷媒流通
路４０に並列に供給され、冷媒排出管６４から装置外に
排出される。
【００５６】この状態で高圧電源を作動させると、面状
電極３０，３０間に高電圧が印加される。ここで、面状
電極３０，３０は、セラミック層１３の内側に形成され
た放電空隙２０に、セラミック層１２，１４を挟んで対
向している。このため、放電空隙２０で無声放電が発生
し、ここを流通する原料ガスがオゾン化される。放電空
隙２０は、流通方向に直角な方向に分割された構成であ
るので、内圧制御等に対して放電ギャップ量を精度良く
保持することができる。また、沿面放電による放電の重
畳が期待でき、これによる電力効率及びオゾン発生効率
が可能になる。更に、放電空隙２０に接するセラミック
層１２，１４の表面にＳｉＯ2 がコーティングされてい
るので、オゾン発生効率の更なる向上や、オゾン濃度の
安定化も図られる。なお、セラミック層１２，１４の表
面全体にＳｉＯ2 がコーティングされた場合、セラミッ
ク層１２，１３の間、及びセラミック層１２，１３の間
には薄いＳｉＯ2 層が介在するが、これもセラミック層
であるので、セラミック層１１〜１７の一体性は損なわ
れない。
電極３０，３０間に高電圧が印加される。ここで、面状
電極３０，３０は、セラミック層１３の内側に形成され
た放電空隙２０に、セラミック層１２，１４を挟んで対
向している。このため、放電空隙２０で無声放電が発生
し、ここを流通する原料ガスがオゾン化される。放電空
隙２０は、流通方向に直角な方向に分割された構成であ
るので、内圧制御等に対して放電ギャップ量を精度良く
保持することができる。また、沿面放電による放電の重
畳が期待でき、これによる電力効率及びオゾン発生効率
が可能になる。更に、放電空隙２０に接するセラミック
層１２，１４の表面にＳｉＯ2 がコーティングされてい
るので、オゾン発生効率の更なる向上や、オゾン濃度の
安定化も図られる。なお、セラミック層１２，１４の表
面全体にＳｉＯ2 がコーティングされた場合、セラミッ
ク層１２，１３の間、及びセラミック層１２，１３の間
には薄いＳｉＯ2 層が介在するが、これもセラミック層
であるので、セラミック層１１〜１７の一体性は損なわ
れない。
【００５７】また、面状電極３０，３０は、その下方の
冷媒流通路４０を流通する冷却水により冷却される。最
上段の放電セル１００を除いた放電セル１００では、面
状電極３０，３０が上下から冷却水により冷却される。
最上段の放電セル１００では、上段のエンドプレート６
０による上方からの冷却も期待できる。従って、各段の
放電セル１００では、面状電極３０，３０が効果的に冷
却される。
冷媒流通路４０を流通する冷却水により冷却される。最
上段の放電セル１００を除いた放電セル１００では、面
状電極３０，３０が上下から冷却水により冷却される。
最上段の放電セル１００では、上段のエンドプレート６
０による上方からの冷却も期待できる。従って、各段の
放電セル１００では、面状電極３０，３０が効果的に冷
却される。
【００５８】ここで、下段の面状電極３０は高圧電極で
あるが、その下方の冷媒流通路４０との間には、セラミ
ック層１５，１６と、この間に封入されたアース用の面
状電極５０とが設けられているので、冷却水による短絡
は発生しない。
あるが、その下方の冷媒流通路４０との間には、セラミ
ック層１５，１６と、この間に封入されたアース用の面
状電極５０とが設けられているので、冷却水による短絡
は発生しない。
【００５９】セラミック層１５の厚みによっては、アー
スである面状電極５０付きのセラミック層１６を省略す
ることができる。また、冷媒流通路４０は、面状電極３
０，３０の下方だけでなく上下両方に設けることも可能
である。
スである面状電極５０付きのセラミック層１６を省略す
ることができる。また、冷媒流通路４０は、面状電極３
０，３０の下方だけでなく上下両方に設けることも可能
である。
【００６０】放電セル１００の厚み、即ちセラミックブ
ロック１０の厚みは、例えば約７ｍｍとなる。この厚み
には冷却部分も含まれている。同一規模の従来装置の場
合、冷却部分であるヒートシンクが厚くなるために、上
下の放電セル間でヒートシンクを共用する場合にも、セ
ル１個当たりの厚さは６０ｍｍ程度となる。これに比べ
ると、放電セル１００は極めて薄型であることが明かで
ある。
ロック１０の厚みは、例えば約７ｍｍとなる。この厚み
には冷却部分も含まれている。同一規模の従来装置の場
合、冷却部分であるヒートシンクが厚くなるために、上
下の放電セル間でヒートシンクを共用する場合にも、セ
ル１個当たりの厚さは６０ｍｍ程度となる。これに比べ
ると、放電セル１００は極めて薄型であることが明かで
ある。
【００６１】面状電極３０，３０間に放電セル２０を形
成するためのスペーサであるセラミック層１３は、オゾ
ンと長期間接触しても変質や劣化を生じない。
成するためのスペーサであるセラミック層１３は、オゾ
ンと長期間接触しても変質や劣化を生じない。
【００６２】セラミックブロック１０は、タイロッド８
０，８０・・により厚み方向に締め付けられても、締め
付け部の厚みが例えば約７ｍｍも確保されるので、締め
付け力が大きい場合も破損を生じない。
０，８０・・により厚み方向に締め付けられても、締め
付け部の厚みが例えば約７ｍｍも確保されるので、締め
付け力が大きい場合も破損を生じない。
【００６３】放電セル２０を形成するセラミック層１３
は、誘電体である上下のセラミック層１２，１４と一体
化しているので、放電セル２０に高い気密性を付与す
る。従って、原料ガス圧力を高くできる。
は、誘電体である上下のセラミック層１２，１４と一体
化しているので、放電セル２０に高い気密性を付与す
る。従って、原料ガス圧力を高くできる。
【００６４】次に、放電セル１００の製造方法について
説明する。
説明する。
【００６５】セラミックブロック１０は、基本的に各セ
ラミック層に対応するグリーンシートと呼ばれる焼成前
のセラミックシートを重ね合わせ、焼成することにより
作製される。
ラミック層に対応するグリーンシートと呼ばれる焼成前
のセラミックシートを重ね合わせ、焼成することにより
作製される。
【００６６】即ち、セラミックブロック１０の１，５層
目のセラミック層１１，１５に対応する焼成前のセラミ
ックシートには、ガス・冷媒導入路用及びガス・冷媒排
出路用の開口部を形成するための打ち抜き加工を行う。
セラミックブロック１０の２，４，６層目のセラミック
層１２，１４，１６に各対応するセラミックシートに
は、流路形成用の開口部を形成するための打ち抜き加工
を行うと共に、電極形成用のペーストをスクリーン印刷
により塗布する。また、セラミック層１２，１４の反電
極側表面にはＳｉＯ2 を塗布する。セラミックブロック
１０の３，７層目のセラミック層１３，１７に対応する
焼成前のセラミックシートには、ガス・冷媒導入路用及
びガス・冷媒排出路用の開口部、並びにガス・冷媒流通
路用の開口部を形成するための打ち抜き加工を行う。
目のセラミック層１１，１５に対応する焼成前のセラミ
ックシートには、ガス・冷媒導入路用及びガス・冷媒排
出路用の開口部を形成するための打ち抜き加工を行う。
セラミックブロック１０の２，４，６層目のセラミック
層１２，１４，１６に各対応するセラミックシートに
は、流路形成用の開口部を形成するための打ち抜き加工
を行うと共に、電極形成用のペーストをスクリーン印刷
により塗布する。また、セラミック層１２，１４の反電
極側表面にはＳｉＯ2 を塗布する。セラミックブロック
１０の３，７層目のセラミック層１３，１７に対応する
焼成前のセラミックシートには、ガス・冷媒導入路用及
びガス・冷媒排出路用の開口部、並びにガス・冷媒流通
路用の開口部を形成するための打ち抜き加工を行う。
【００６７】これらのセラミックシートを重ね合わせ、
１００℃程度に加熱した状態で、プレス機により一体化
させた後、還元性雰囲気中で１５００℃程度に加熱し
て、セラミックを焼結する。
１００℃程度に加熱した状態で、プレス機により一体化
させた後、還元性雰囲気中で１５００℃程度に加熱し
て、セラミックを焼結する。
【００６８】これによりセラミックブロック１０が完成
し、放電セル１００が製造される。製造された放電セル
１００の使用方法は前述した通りである。
し、放電セル１００が製造される。製造された放電セル
１００の使用方法は前述した通りである。
【００６９】このように、放電セル１００は非常に簡単
に製造される。また、量産にも適している。更に、スペ
ーサを任意の形状に加工することができるので、放電空
隙２０を設計する際の自由度が上がる。放電空隙２０を
流通方向に直角な方向に分割したものは、前述した通
り、沿面放電による電力効率の向上、オゾン発生効率の
向上及びオゾン濃度の安定化を期待できる。
に製造される。また、量産にも適している。更に、スペ
ーサを任意の形状に加工することができるので、放電空
隙２０を設計する際の自由度が上がる。放電空隙２０を
流通方向に直角な方向に分割したものは、前述した通
り、沿面放電による電力効率の向上、オゾン発生効率の
向上及びオゾン濃度の安定化を期待できる。
【００７０】セラミックシートとしては、アルミナの純
度が９０％以上のものが電極との一体焼成の点から好ま
しい。電極形成のためのペーストとしてはタングステ
ン，モリブデン又は銀を主成分とするものを使用するこ
とができる。
度が９０％以上のものが電極との一体焼成の点から好ま
しい。電極形成のためのペーストとしてはタングステ
ン，モリブデン又は銀を主成分とするものを使用するこ
とができる。
【００７１】図６は本発明の別の実施形態にかかる放電
セルの斜視図、図７は同放電セルの分解斜視図である。
セルの斜視図、図７は同放電セルの分解斜視図である。
【００７２】この放電セルは、２つのセラミックブロッ
ク１０Ａ，１０Ｂを、ガラス層９０を介して接合した構
造である。セラミックブロック１０Ａは、前述したセラ
ミック１１，１２により構成されている。セラミックブ
ロック１０Ｂは、前述したセラミック１４，１５，１
６，１７により構成されている。ガラス層９０は放電空
隙２０を形成するためのスペーサと接着層を兼ねてい
る。つまり、この放電セルは、放電空隙２０を形成する
ためのセラミック層１３を、ガラス層９０に代えたもの
である。
ク１０Ａ，１０Ｂを、ガラス層９０を介して接合した構
造である。セラミックブロック１０Ａは、前述したセラ
ミック１１，１２により構成されている。セラミックブ
ロック１０Ｂは、前述したセラミック１４，１５，１
６，１７により構成されている。ガラス層９０は放電空
隙２０を形成するためのスペーサと接着層を兼ねてい
る。つまり、この放電セルは、放電空隙２０を形成する
ためのセラミック層１３を、ガラス層９０に代えたもの
である。
【００７３】この放電セルの製造方法は以下の通りであ
る。セラミックシートを用いてセラミックブロック１０
Ａ，１０Ｂを作製する。セラミックブロック１０Ａの下
面及びセラミックブロック１０Ｂの上面にはＳｉＯ2 を
コーティングしておく。この方法としてはセラミックの
焼成後にＳｉＯ2 を溶射する方法でもよい。またガラス
層９０の形成用に、例えば０．０５ｍｍ厚の薄いガラス
板をスペーサ形状に打ち抜き、その両面に封着用の低融
点ガラスを塗布する。最後に、ガラス板を挟んでセラミ
ックブロック１０Ａ，１０Ｂを重ね合わせ融着する。
る。セラミックシートを用いてセラミックブロック１０
Ａ，１０Ｂを作製する。セラミックブロック１０Ａの下
面及びセラミックブロック１０Ｂの上面にはＳｉＯ2 を
コーティングしておく。この方法としてはセラミックの
焼成後にＳｉＯ2 を溶射する方法でもよい。またガラス
層９０の形成用に、例えば０．０５ｍｍ厚の薄いガラス
板をスペーサ形状に打ち抜き、その両面に封着用の低融
点ガラスを塗布する。最後に、ガラス板を挟んでセラミ
ックブロック１０Ａ，１０Ｂを重ね合わせ融着する。
【００７４】このようにして製造される上記放電セルで
は、放電空隙２０のギャップ量を０．１ｍｍ以下にする
ことができる。しかも、セラミックブロック１０Ａ，１
０Ｂは強固に接合され、前述したセラミックブロック１
０と同様の機能を奏する。ガラス板に代えてガラス材の
印刷焼成を用いることができる。また、セラミック材の
溶射により極薄のスペーサを形成することも可能であ
る。
は、放電空隙２０のギャップ量を０．１ｍｍ以下にする
ことができる。しかも、セラミックブロック１０Ａ，１
０Ｂは強固に接合され、前述したセラミックブロック１
０と同様の機能を奏する。ガラス板に代えてガラス材の
印刷焼成を用いることができる。また、セラミック材の
溶射により極薄のスペーサを形成することも可能であ
る。
【００７５】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明のオゾン発
生装置用放電セルは、複数のセラミック層を積層して一
体化する構成を採用するので、スペーサ部分を含めた全
体の耐久性に著しく優れ、機械的強度も高い。しかも、
放電空隙に高い気密性を付与できるので、高い原料ガス
圧力を確保できる。更に、小型であり、なおかつ高い冷
却効率を確保できるので、オゾン発生効率が高い。
生装置用放電セルは、複数のセラミック層を積層して一
体化する構成を採用するので、スペーサ部分を含めた全
体の耐久性に著しく優れ、機械的強度も高い。しかも、
放電空隙に高い気密性を付与できるので、高い原料ガス
圧力を確保できる。更に、小型であり、なおかつ高い冷
却効率を確保できるので、オゾン発生効率が高い。
【００７６】また、本発明の放電セルの製造方法は、こ
の小型で高性能かつ高品質なオゾン発生装置用放電セル
を簡単に製造でき、その製造コストを低減できる。
の小型で高性能かつ高品質なオゾン発生装置用放電セル
を簡単に製造でき、その製造コストを低減できる。
【図１】本発明の実施形態に係る放電セルを用いたオゾ
ン発生装置の側面図である。
ン発生装置の側面図である。
【図２】同オゾン発生装置に使用される上段のエンドプ
レートの平面図及び底面図である。
レートの平面図及び底面図である。
【図３】同オゾン発生装置に使用される放電セルの斜視
図である。
図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面矢示図である。
【図５】同放電セルを構成する複数のセラミック層を便
宜上分解して示した斜視図である。
宜上分解して示した斜視図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る放電セルの斜視図
図である。
図である。
【図７】同放電セルの分解斜視図である。
【図８】従来の放電セルの断面図である。
１０ セラミックブロック １０Ａ，１０Ｂ セラミックブロック １１〜１７ セラミック層 ２０ ガス流通路 ２１ ガス導入路 ２２ ガス排出路 ３０ 放電用の面状電極 ４０ 冷媒流通路 ４１ 冷媒導入路 ４２ 冷媒排出路 ５０ アース用の面状電極 ６０，７０ エンドプレート ８０ タイロッド ９０ ガラス層 １００ 放電セル
Claims (12)
- 【請求項１】 一対の面状電極の間に誘電体を介して形
成された放電空隙を有し、該放電空隙に流通する原料ガ
スを放電によりオゾン化するプレート型オゾン発生装置
用放電セルであって、複数のセラミック層が層厚方向に
積層され一体化されて形成された１又は複数のセラミッ
クブロックを構成体とすることを特徴とするオゾン発生
装置用放電セル。 - 【請求項２】 前記放電空隙は、セラミックブロック内
の中間のセラミック層をスペーサとして当該セラミック
層を挟む２つのセラミック層の間に形成されていること
を特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置用放電セ
ル。 - 【請求項３】 前記放電空隙は、スペーサ及び接着層を
兼ねるガラス層を介して接合された２つのセラミックブ
ロックの間に形成されていることを特徴とする請求項１
に記載のオゾン発生装置用放電セル。 - 【請求項４】 前記放電空隙は、セラミック層に沿って
ガス流通方向に直角な方向に複数分割されていることを
特徴とする請求項２又は３に記載のオゾン発生装置用放
電セル。 - 【請求項５】 前記誘電体は、前記放電空隙に面するセ
ラミック層により構成されていることを特徴とする請求
項１、２、３又は４に記載のオゾン発生装置用放電セ
ル。 - 【請求項６】 前記誘電体を構成するセラミック層の放
電空隙に接する表面にはＳｉＯ2 がコーティングされて
いることを特徴とする請求項５に記載のオゾン発生装置
用放電セル。 - 【請求項７】 前記面状電極は、前記放電空隙に面する
セラミック層の反空隙側に設けられていることを特徴と
する請求項１、２、３、４、５又は６に記載のオゾン発
生装置用放電セル。 - 【請求項８】 前記面状電極は、隣接する２つのセラミ
ック層の間に封入されていることを特徴とする請求項７
に記載のオゾン発生装置用放電セル。 - 【請求項９】 前記セラミックブロックは、複数のセラ
ミック層を層厚方向に貫通して形成されて放電空隙に連
通するガス導入路及びガス排出路を有することを特徴と
する請求項１、２、３、４、５、６、７又は８に記載の
オゾン発生装置用放電セル。 - 【請求項１０】 前記セラミックブロックは、面状電極
から絶縁された位置に、特定のセラミック層をスペーサ
として形成された冷媒流通路を有することを特徴とする
請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９に記載の
オゾン発生装置用放電セル。 - 【請求項１１】 前記セラミックブロックは、複数のセ
ラミック層を層厚方向に貫通して形成されて冷媒流通路
に連通する冷媒導入路及び冷媒排出路を有することを特
徴とする請求項１０に記載のオゾン発生装置用放電セ
ル。 - 【請求項１２】 請求項１、２、３、４、５、６、７、
８、９、１０又は１１に記載のオゾン発生装置用放電セ
ルを製造する方法であって、セラミックブロックを構成
する複数のセラミック層に各対応する複数枚のセラミッ
クシートを作製するために、焼成前のセラミックシート
に加工及び／又は処理を行う工程と、作製された複数枚
のセラミックシートを重ね合わせて焼成することにより
セラミックブロックを作製する工程とを包含することを
特徴とするオゾン発生装置用放電セルの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09670298A JP3654409B2 (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | オゾン発生装置用放電セル及びその製造方法 |
| US09/187,828 US6284203B1 (en) | 1998-03-24 | 1998-11-09 | Ozonizer discharge cell and its manufacturing method |
| EP99105095A EP0952108B1 (en) | 1998-03-24 | 1999-03-24 | Ozonizer discharge cell and its manufacturing method |
| DE69907316T DE69907316T2 (de) | 1998-03-24 | 1999-03-24 | Ozonisator-Entladungszelle und Verfahren zu seiner Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09670298A JP3654409B2 (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | オゾン発生装置用放電セル及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11268902A true JPH11268902A (ja) | 1999-10-05 |
| JP3654409B2 JP3654409B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=14172104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09670298A Expired - Fee Related JP3654409B2 (ja) | 1998-03-24 | 1998-03-24 | オゾン発生装置用放電セル及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6284203B1 (ja) |
| EP (1) | EP0952108B1 (ja) |
| JP (1) | JP3654409B2 (ja) |
| DE (1) | DE69907316T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007045671A (ja) * | 2005-08-10 | 2007-02-22 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | オゾン発生装置用板型放電セル |
| JP2007119305A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | オゾン発生器 |
| CN100377992C (zh) * | 2005-09-06 | 2008-04-02 | 同方股份有限公司 | 组合板式高频大型臭氧发生器 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3513134B2 (ja) * | 2001-11-22 | 2004-03-31 | 三菱電機株式会社 | オゾン発生器 |
| JP3641608B2 (ja) * | 2001-11-22 | 2005-04-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | オゾン発生器 |
| DE10317475A1 (de) | 2002-05-07 | 2003-11-27 | Hydro Elek K Gmbh | Ozongenerator |
| US7029637B2 (en) | 2003-01-09 | 2006-04-18 | H203, Inc. | Apparatus for ozone production, employing line and grooved electrodes |
| RU2223909C1 (ru) * | 2003-01-27 | 2004-02-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства | Способ и устройство получения озона |
| CN100358798C (zh) * | 2004-09-28 | 2008-01-02 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 自冷式板式高浓度臭氧放电装置 |
| US20070154365A1 (en) * | 2005-11-29 | 2007-07-05 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd. | Discharge cell for ozonizer |
| EP1882673A1 (en) * | 2006-07-28 | 2008-01-30 | Liou, Huei-Tarng | Ozone generator |
| US9102536B2 (en) * | 2009-11-13 | 2015-08-11 | Del Industries Inc. | Ozone generator systems, methods and apparatus |
| KR102140145B1 (ko) * | 2020-03-04 | 2020-07-31 | 그린스펙(주) | 다른 크기와 형태의 방전 공간을 구비하는 고농도 오존 발생 장치 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2983153B2 (ja) * | 1994-04-28 | 1999-11-29 | 三菱電機株式会社 | オゾン発生装置 |
| US5637279A (en) * | 1994-08-31 | 1997-06-10 | Applied Science & Technology, Inc. | Ozone and other reactive gas generator cell and system |
| US5630990A (en) * | 1994-11-07 | 1997-05-20 | T I Properties, Inc. | Ozone generator with releasable connector and grounded current collector |
| EP0732735B1 (en) * | 1995-03-16 | 2005-12-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Monolithic ceramic electronic device and method of manufacturing same |
-
1998
- 1998-03-24 JP JP09670298A patent/JP3654409B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-09 US US09/187,828 patent/US6284203B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-03-24 EP EP99105095A patent/EP0952108B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-24 DE DE69907316T patent/DE69907316T2/de not_active Expired - Lifetime
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| CN100377992C (zh) * | 2005-09-06 | 2008-04-02 | 同方股份有限公司 | 组合板式高频大型臭氧发生器 |
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Also Published As
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| EP0952108B1 (en) | 2003-05-02 |
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| EP0952108A1 (en) | 1999-10-27 |
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| US6284203B1 (en) | 2001-09-04 |
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