JP2983153B2

JP2983153B2 - オゾン発生装置

Info

Publication number: JP2983153B2
Application number: JP7047647A
Authority: JP
Inventors: 昌樹葛本; 要一郎田畑; 重典八木; 憲治吉沢; 正啓向井; 順二越智; 建樹小沢
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 1999-11-29
Anticipated expiration: 2014-11-29
Also published as: EP0891941A2; EP1069071A2; CA2147534C; DE69527469T2; JPH0812304A; EP0893406A2; EP0893406A3; EP0891941A3; US5948374A; EP0893405A3; CA2147534A1; EP1829823A2; EP1069071A3; US6093289A; EP0679608A3; EP0893405A2; EP0679608A2; EP0679608B1; EP1069071B1; US5759497A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、オゾン発生装置、特
に高濃度オゾンを高効率で発生することの可能なオゾン
発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４７は例えば「オゾナイザハンドブッ
ク」（電気学会オゾナイザ専門委員会編，昭和３５年，
コロナ社刊）249 頁に示されたOtto-Plate（オットー・
プレート）型と呼ばれる従来のオゾン発生装置と同一の
ものを示す断面図（同図（１））及び左半分の正面図
（同図（２））であり、図において、１は電源、２は接
地された金属電極、３は接地電極２に対向して設けら
れ、電源１に接続され高電圧の印加された高圧電極、４
は接地電極２および高圧電極３の表面に置かれた誘電体
（ガラス板）、５は放電の発生する放電空間、６は放電
空間５を形成するための電気絶縁性（誘電体）スペーサ
である。７、８はそれぞれガスの供給口及び排出口を示
す矢印、９はオゾン化ガスの排出管である。また、図４
８は、たとえば、S.D.Razumovskii 他著「Ozone and it
s reactions with organic compounds（オゾンと有機化
合物を用いたその反応）」ELSEVIER社刊（1984年）に示
されるLowther Plate （ローザー・プレート）型と呼ば
れるオゾン発生装置を示す断面図（同図（１））及び同
図（１）のＡ−Ａ断面図（同図（２））である。図にお
いて、図４７と同様の機能を持つ部分には、同一の図番
を付けてその説明を省略する。４１は接地電極２、３上
にコーティングされたセラミックス層であり、ガラス板
４と同様の機能をもつ。

【０００３】次に動作について説明する。従来のオゾン
発生装置は接地電極２、高圧電極３、誘電体板４の中央
部にはガス排出用の穴があけられている。上述のオット
ー・プレート型の文献にはスペーサ６に関する記述はな
いが、実際には図４７に示すように、誘電体４，４の間
隔（空隙長）を保持するため、ガスの流入を邪魔しない
ような形で放電空間５の周囲に電気絶縁性のスペーサが
設置されている。酸素を含む原料ガスはオゾン発生装置
の周辺部全周から矢印７の方向に導入され、電源装置１
によって高電圧が印加されて放電している放電空間５を
通過する際に酸素の一部がオゾンとなり、このオゾンを
含むガスがオゾン化ガスとして中央部のガス排出管９を
通して矢印８の方向に取り出される。

【０００４】前記放電空間５では放電による発熱がある
ため、該放電空間５を通過するガスを有効に冷却しない
と放電空間５内のガス温度が上昇し、オゾンの発生量が
減少する。そのため、接地電極２および高圧電極３は絶
縁オイルなど電気絶縁性の液体で冷却し、ガス温度の上
昇を抑えている。

【０００５】図４８のオゾン発生装置も基本構成は図４
７のオゾン発生装置と同様である。ただし、ガスの供給
口及び排出口が別途設けられており、図に示す方向にガ
スが流れる点で図４７のオゾン発生装置と異なる。ま
た、図４８のオゾン発生装置では電気絶縁性（例えばシ
リコン製）のスペーサ６が図示されており、このスペー
サ６が電極２，３間の間隔（空隙長）を保持し、さらに
ガスが放電空間から漏れださないためのシール材として
用いられている。

【０００６】以下、上記従来のオゾン発生装置の特性を
図４９乃至図５２にしたがって説明する。図４９〜図５
２の各図中、Ｑ_N は原料ガスの流量（STP 換算）、Ｗは
放電電力、Ｃ_O3は放電部のガス排出口におけるオゾン濃
度（STP 換算）、Ｔ_W は冷却水の温度、ｄは放電空隙
長、Ｓは電極２，３間の放電面積、ηはオゾン収率を表
す。Ｗ／Ｑ_N はガス１分子あたりに消費される放電電力
であり、オゾン発生特性の重要なパラメータになる。Ｗ
／Ｓは電極２，３間の放電空間の単位面積あたりの放電
電力（電力密度）であり、ガス温度を反映するパラメー
タである。オゾン収率ηは単位放電電力あたりのオゾン
発生量であり、η＝Ｃ_O3／（Ｗ／Ｑ_N ）となる。オゾン
発生装置の性能（コンパクト性、効率）としては、ηお
よびＷ／Ｓが大きいほうが望ましく、Ｃ_O3も大きいほう
がよい。

【０００７】図４９は電力密度Ｗ／Ｓおよび放電空隙長
ｄを一定として冷却水温を変化させた場合の分子あたり
消費電力Ｗ／Ｑ_N とオゾン濃度Ｃ_O3の関係を示したもの
である。前述のように分子あたり消費電力Ｗ／Ｑ_N はオ
ゾン発生に関する基本的パラメータであり、該消費電力
Ｗ／Ｑ_N の増大にともないオゾン収率ηは低下する。
（図中の直線はオゾン収率ηが一定の線を示し、上方に
ある直線ほどオゾン収率ηが大きい。）また、消費電力
Ｗ／Ｑ_N が小さいところでは冷却水温度Ｔ_W の影響が小
さいが、消費電力Ｗ／Ｑ_N が大きくなると冷却水温度Ｔ
_W が低いほどオゾン濃度Ｃ_O3（従ってオゾン収率η）が
大きくなる。すなわち、高濃度のオゾンを得るために
は、冷却水温を低く設定し、ガス温度を低く保つことが
重要となる。

【０００８】図５０は冷却水温度Ｔ_W および放電空隙長
ｄを一定として、電力密度Ｗ／Ｓを変化させた場合の消
費電力Ｗ／Ｑ_N とオゾン濃度Ｃ_O3の関係を示したもので
ある。電力密度Ｗ／Ｓが大きくなることは上記図４９で
冷却水温Ｔ_W が高くなるのと同様の効果をもっているこ
とがわかる。電力密度Ｗ／Ｓが大きくなるのも、冷却水
温度Ｔ_W が高くなるのも、放電空間５のガス温度上昇に
対して同様の効果をもつからである。

【０００９】図５１は冷却水温度Ｔ_W および電力密度Ｗ
／Ｓを一定として放電空隙長ｄを０．８mmから１．６mm
まで変化させた場合の消費電力Ｗ／Ｑ_N に対するオゾン
濃度Ｃ_O3を示したものである。放電空隙長ｄの増加も冷
却水温Ｔ_W の上昇と良く似た効果をもつ。

【００１０】ここで、放電空間の平均ガス温度θ_avを式
（１）のように定義すると、電極の片側のみ冷却した場
合のオゾン発生装置の放電空間の平均ガス温度は式
（２）となる。ただし、ｘは空隙方向の距離、ｄは放電
空隙長、θ（ｘ）は距離ｘでのガス温度、ｋａはガスの
熱伝導率、Ｔ_W は冷却水温を表す。また、電極の両側を
冷却した場合には式（３）となる。

【００１１】

【数１】

【００１２】上式（１）〜（３）より、電極の冷却方式
によって係数は異なるものの、平均ガス温度θ_avは放電
電力密度Ｗ／Ｓおよび空隙長ｄに比例することがわか
る。すなわち、同一の大きさの電力を投入しても、空隙
長ｄを短く設定すれば、平均ガス温度θ_avを低く抑える
ことができ、図５１のｄ＝０．８mmの時のように高濃度
オゾンが得られる。ところが、空隙長ｄをあまり短く設
定すると、複数のオゾン発生ユニットを多段に構成した
とき、各オゾン発生ユニットの放電空間の空隙長ｄのば
らつきが大きくなる。したがって、各放電空間に流れる
ガス流量Ｑ_N がばらつき、さらに各放電空間に投入され
る放電電力Ｗもばらつくため、等価的な消費電力Ｗ／Ｑ
_N が増加し、図４９から図５１に示すようにオゾンの発
生効率が低下する。また図５２に示すように、空隙長ｄ
をあまり小さくするとオゾンの励起効率自体が低下して
しまうことが知られている。図５２は、「J. Phys.（物
理学会誌）」B38(1988) の Czechの論稿（同誌 648頁,
Fig.7 ）から転載した図であり、横軸は空隙長、縦軸は
オゾン発生効率である。○，＋によりそれぞれ空気と酸
素を原料ガスにしたときの結果を示している。該論文で
はオゾン発生に関して最適な空隙長は０．８mmから１．
１mm程度であるとされている（ 645頁，第１行）。特に
０．６mm程度以下の短空隙での励起効率の低下が強調さ
れている。したがって、従来のオゾン発生装置は、空隙
長ｄが０．８mmから１．５mmの範囲で使用され、熱的問
題は電力密度Ｗ／Ｓの小さい領域で使用することにより
回避していた。すなわち、装置を大きく構成し、放電面
積を大きく設計することにより、オゾンの発生効率を高
くしていた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来のオゾン発生装置
は以上のように構成されているので、放電空間のガス温
度を低く保つために、オゾン発生装置を大きく構成し、
放電面積Ｓを大きくすることによって、電力密度Ｗ／Ｓ
を低く抑える必要があるなどの問題点があった。

【００１４】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、第１に、０．６mm程度以下のご
く短い空隙長を精度よく構成することができ、ガスの冷
却能力が高く、構造が簡単で、かつ形状がコンパクト
で、高濃度のオゾンを得ることのできるオゾン発生装置
を得ることを目的とする。

【００１５】第２に、部品点数が少なく製作が容易で安
価なオゾン発生装置を得ることを目的とする。

【００１６】第３に、オゾンの発生効率が良く、大容量
のオゾン発生装置を得ることを目的とする。

【００１７】第４に、水漏れの虞れのある場合やガス流
路での圧力損失を低く抑える必要がある場合にも適した
オゾン発生装置を得ることを目的とする。

【００１８】第５に、耐久性の良いオゾン発生装置を得
ることを目的とする。

【００１９】第６に、電極の組み入れ、点検、交換等の
各作業が容易なオゾン発生装置を得ることを目的とす
る。

【００２０】第７に、ガス漏れの発生することのないオ
ゾン発生装置を得ることを目的とする。

【００２１】第８に、各オゾン発生ユニットの電極設置
の位置決めが容易で、メンテナンスも短時間で行うこと
のできるオゾン発生装置を得ることを目的とする。

【００２２】第９に、各オゾン発生ユニットの組み立て
作業が容易で本体内の水漏れの危険性の少ないオゾン発
生装置を得ることを目的とする。

【００２３】第１０に、オゾン発生ユニットを積層して
多段に構成する場合に、積層したオゾン発生ユニットを
収納する容器を格別に設けなくとも該オゾン発生ユニッ
ト中を流動するガスが漏れることのないオゾン発生装置
を得ることを目的とする。

【００２４】第１１に、冷却能力に優れ、安価で軽量な
オゾン発生装置を得ることを目的とする。

【００２５】第１２に、複数のオゾン発生ユニットを水
平方向に積層する場合にも容易に電極間にスペーサを取
り付けることのできる組立の容易なオゾン発生装置を得
ることを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るオ
ゾン発生装置は、放電空間のガス圧力を１気圧以上、放
電空隙長を０．４mm以下に設定し、生成したオゾンの解
離過程が無視できなくなるような高濃度オゾン領域動作
するようにしたものである。

【００２７】請求項２の発明に係るオゾン発生装置は、
放電空隙長を０．６mm以下、該放電空隙長ｄとガス圧力
ｐとの積ｐｄを１２０Torr・cm 以上にしたものである。

【００２８】請求項３の発明に係るオゾン発生装置は、
オゾン発生ユニットの放電空間全域にわたって前記電極
間に電極間距離を一定に保つための部材を分散的に挿入
することにより前記放電の発生しない非放電部を分散配
置したものである。

【００２９】請求項４の発明に係るオゾン発生装置は、
隣り合うユニット同士を互いに逆の向きに積層し、該隣
り合うオゾン発生ユニットの隣り合う電極を同一の電位
としたものである。

【００３０】請求項５の発明に係るオゾン発生装置は、
オゾン発生ユニットの放電部に対応した領域に導電層を
形成し、該導電層を少なくとも一方の電極として用いた
ものである。

【００３１】請求項６の発明に係るオゾン発生装置は、
オゾン発生ユニットの非導電部の面積を放電部の面積の
０．５％から１２０％程度としたものである。

【００３２】請求項７の発明に係るオゾン発生装置は、
オゾン発生ユニットの接地電極と非導電部とを一体的に
構成したものである。

【００３３】請求項８の発明に係るオゾン発生装置は、
金属電極の表面に形成した凸部と凹部により非導電部と
導電部とを形成したものである。

【００３４】請求項９の発明に係るオゾン発生装置は、
オゾン発生ユニットの誘電体と非放電部とを一体的に構
成したものである。

【００３５】請求項１０の発明に係るオゾン発生装置
は、オゾン発生ユニットの誘電体の表面に形成した凸部
及び凹部により非放電部と放電空間とを形成したもので
ある。

【００３６】請求項１１の発明に係るオゾン発生装置
は、オゾン発生ユニットの電極の表面に同種又は異種の
材料を堆積することにより凸部及び凹部を形成したもの
である。

【００３７】請求項１２の発明に係るオゾン発生装置
は、オゾン発生ユニットの誘電体の表面に同種又は異種
の材料を堆積することにより凸部及び凹部を形成したも
のである。

【００３８】請求項１３の発明に係るオゾン発生装置
は、オゾン発生ユニットの電極の少なくとも一方と、非
放電部と、誘電体とを一体的に形成したものである。

【００３９】請求項１４の発明に係るオゾン発生装置
は、オゾン発生ユニットの電極の少なくとも一方を誘電
体に嵌合したものである。

【００４０】請求項１５の発明に係るオゾン発生装置
は、オゾン発生ユニット中の放電部と非放電部とにより
ガス流路を構成したものである。

【００４１】請求項１６の発明に係るオゾン発生装置
は、ガス流路を放射状に構成するように非放電部を配置
したものである。

【００４２】請求項１７の発明に係るオゾン発生装置
は、非放電部を生じせしめる非放電部材をオゾン発生ユ
ニットの電極間で飛び石状に配置したものである。

【００４３】請求項１８の発明に係るオゾン発生装置
は、ガス供給機構が、オゾン発生ユニットの電極の外周
部からガスを電極間に供給し、ガス流路に沿って電極の
中心部へ吐出するように構成したものである。

【００４４】請求項１９の発明に係るオゾン発生装置
は、スペーサを放電空間中に挿入し、該スペーサにより
放電のなされない非放電部を形成したものである。

【００４５】請求項２０の発明に係るオゾン発生装置
は、スペーサを板状に構成したものである。

【００４６】請求項２１の発明に係るオゾン発生装置
は、スペーサをオゾン発生ユニットの電極面の全域にわ
たって分散配置したものである。

【００４７】請求項２２の発明に係るオゾン発生装置
は、オゾン発生ユニットの電極の一方の背面に該電極背
面のほぼ全域にわたって弾性体を設けたものである。

【００４８】請求項２３の発明に係るオゾン発生装置
は、弾性体としてバネ体を用いたものである。

【００４９】請求項２４の発明に係るオゾン発生装置
は、前記弾性体を耐オゾン性を有する素材により構成し
たものである。

【００５０】請求項２５の発明に係るオゾン発生装置
は、弾性体の面積を電極の面積より小さくし、かつ該弾
性体を同電位の電極により囲繞したものである。

【００５１】請求項２６の発明に係るオゾン発生装置
は、積層したオゾン発生ユニットの複数の積層面間に１
個の割合で弾性体を間挿したものである。

【００５２】請求項２７の発明に係るオゾン発生装置
は、積層したオゾン発生ユニットのそれぞれの位置を設
定する支持柱を設けたものである。

【００５３】請求項２８の発明に係るオゾン発生装置
は、オゾン発生ユニット間の少なくとも１カ所に弾性体
を間挿し、該弾性体により前記オゾン発生ユニットを加
圧せしめたものである。

【００５４】請求項２９の発明は、オゾン発生ユニット
の電極の少なくとも一方が、該オゾン発生ユニットを積
層したときに隣り合って積層されたオゾン発生ユニット
の電極とともに、前記オゾン発生ユニットの電極間及び
隣り合って積層されたオゾン発生ユニットのみに前記ガ
スを流動させる密閉空間を形成するものである。

【００５５】請求項３０の発明に係るオゾン発生装置
は、オゾン発生ユニットを収納する容器を設け、該容器
は該容器を摺動させる摺動手段を具備したものである。

【００５６】請求項３１の発明に係るオゾン発生装置
は、少なくとも一方の電極には冷却水を流通させるため
の水路が形成されているものである。

【００５７】請求項３２の発明に係るオゾン発生装置
は、水路の一部が他の部分に比して断面積が小さく形成
されているものである。

【００５８】請求項３３の発明に係るオゾン発生装置
は、少なくとも一方の電極に該電極を移動せしめる移動
手段が設けられているものである。

【００５９】請求項３４の発明に係るオゾン発生装置
は、少なくとも一方の電極に、誘電体の位置を設定する
位置決め手段が設けられているものである。

【００６０】請求項３５の発明に係るオゾン発生装置
は、少なくとも一方の電極に、スペーサを係止する凹部
を設け、該スペーサの一部に前記電極の凹部に嵌合する
嵌合部を形成したものである。

【００６１】請求項３６の発明に係るオゾン発生装置
は、電極の一方が他方の電極及び誘電体をその中に収容
する空間を構成し、該収容された他方の電極に高電圧を
供給する給電端子を設けたものである。

【００６２】請求項３７の発明に係るオゾン発生装置
は、オゾン発生ユニットの電極の一方の背面のスペーサ
の設置位置に対応する位置に弾性体を設けたものであ
る。

【００６３】

【作用】請求項１の発明におけるオゾン発生装置は、ガ
ス圧力ｐを１気圧以上、放電空隙長ｄを０．４mm以下に
設定してあるため、換算電界の大きな、即ち電子エネル
ギーの大きな放電が実現できる。そのため、低エネルギ
ー電子によるオゾン分解を抑えることができ、非常に高
濃度のオゾンを得ることができる。

【００６４】請求項２の発明におけるオゾン発生装置
は、放電空隙長ｄを０．６mm以下、該放電空間の空隙長
ｄとガス圧力ｐとの積ｐｄを１２０Torr・cm 以上に設定
してあるため、放電空隙長が短い場合でも、窒素酸化物
ＮＯｘの生成を抑えることができ、窒素分圧の高い原料
ガスを用いても、高効率なオゾン生成を実現することが
できる。

【００６５】請求項３の発明におけるオゾン発生装置
は、対向して配置されその間に高電圧が印加されること
により放電を発生せしめる２個の電極と、該電極間に設
置される少なくとも１個の誘電体と、前記電極間に酸素
を含むガスを供給して前記放電によりオゾンを発生する
ガス供給機構とを備えた少なくとも１個のオゾン発生ユ
ニットを有するオゾン発生装置において、前記オゾン発
生ユニットの電極面全域にわたって前記電極に電極間距
離を一定に保つための部材を分散的に挿入することによ
り、前記放電の発生しない非放電部を分散配置した高効
率な大容量のオゾン発生装置を実現することができる。

【００６６】請求項４の発明におけるオゾン発生装置
は、隣り合うオゾン発生ユニットが逆向きに積層され、
隣り合う電極が同一電位とされているので、構造が簡単
でコンパクトなオゾン発生装置が得られる。

【００６７】請求項５の発明におけるオゾン発生装置
は、放電空間にのみ電圧が印加され非放電部には給電さ
れないため、非放電部を誘導電流が流れることがなく、
上記作用のほかに効率的に電力を放電部に注入できる作
用を奏する。

【００６８】請求項６の発明におけるオゾン発生装置
は、非放電部の面積が放電部の面積の０．５％〜１２０
％程度であるので、１０％以上オゾンの発生効率が高く
なる作用を奏する。

【００６９】請求項７の発明におけるオゾン発生装置
は、電極と非導電部とを一体的に構成したので、部品点
数が少なく、製作が容易で安価なオゾン発生装置が得ら
れる。

【００７０】請求項８の発明におけるオゾン発生装置
は、金属電極の表面に凸部と凹部とを形成することによ
り放電部と非放電部とを形成したので、部品点数が少な
く、製作が容易で安価なオゾン発生装置が得られる。

【００７１】請求項９の発明におけるオゾン発生装置
は、誘電体と非放電部とを一体的に構成したので、部品
点数が少なく、製作が容易で安価なオゾン発生装置が得
られる。

【００７２】請求項１０の発明におけるオゾン発生装置
は、誘電体の表面に凸部及び凹部を形成することにより
非放電部と放電空間とを形成するので、部品点数が少な
く、製作が容易で安価なオゾン発生装置が得られる。

【００７３】請求項１１の発明におけるオゾン発生装置
は、電極の表面に同種又は異種の材料を堆積することに
より凹部及び凸部を形成するので、加工が容易で部品点
数の少ない安価なオゾン発生装置が得られる。

【００７４】請求項１２の発明におけるオゾン発生装置
は、誘電体の表面に同種又は異種の材料を堆積すること
により凹部及び凸部を形成するので、加工が容易で部品
点数の少ない安価なオゾン発生装置が得られる。

【００７５】請求項１３の発明におけるオゾン発生装置
は、電極、非放電部及び誘電体を一体的に形成したの
で、部品点数が少なく、製作が容易で安価なオゾン発生
装置が得られる。

【００７６】請求項１４の発明におけるオゾン発生装置
は、電極を誘電体に嵌合して製作するので、上記作用の
ほかに、電極の位置精度を上げることができる作用を奏
する。

【００７７】請求項１５の発明におけるオゾン発生装置
は、放電部と非放電部とによりガス流路を構成したの
で、超短空隙の放電空間が実現でき、高効率にガスを冷
却でき、オゾンの熱的分解反応を抑えることができる。

【００７８】請求項１６の発明におけるオゾン発生装置
は、ガス流路を放射状に構成したので、均一で超短空隙
の放電空間が実現でき、高効率にガスを冷却でき、オゾ
ンの熱的分解反応を抑えることができる。

【００７９】請求項１７の発明におけるオゾン発生装置
は、非放電部材が飛び石状に配置されているので、均一
で超短空隙の放電空間が実現でき、高効率にガスを冷却
でき、オゾンの熱的分解反応を抑えることができる。

【００８０】請求項１８の発明におけるオゾン発生装置
は、ガスがオゾン発生ユニットの外周部から中心部に向
かって流れるので、上記作用のほかに、ガス下流域で比
較的低圧力損失となり、また、放電空間の水分量が増加
することがなく、従って水漏れの虞れのある場合やガス
流路の圧力損失を低く抑える必要がある場合に好適な作
用を奏する。

【００８１】請求項１９の発明におけるオゾン発生装置
は、スペーサにより非放電部を形成しているので、オゾ
ン発生ユニットの電極間の空隙精度が良好に保たれると
共に、放電空間を自由に画定でき、均一で超短空隙の放
電空間を実現できる。従って、コンパクトな形状で高濃
度のオゾンを発生できる。

【００８２】請求項２０の発明におけるオゾン発生装置
は、スペーサを板状としたので、容易に精度の高い空隙
長を形成できる。

【００８３】請求項２１の発明におけるオゾン発生装置
は、スペーサが電極面の全域に分散配置されているの
で、均一で超短空隙長の放電空間を実現できる。

【００８４】請求項２２の発明におけるオゾン発生装置
は、オゾン発生ユニットの電極の一方の背面に該電極背
面のほぼ全域にわたって弾性体が設けられているので、
誘電体の破壊、放電空間の空隙精度の低下を未然に防止
でき、安定したオゾン発生装置が実現できる。

【００８５】請求項２３の発明におけるオゾン発生装置
は、弾性体がバネ体であるので、安価で、取り付け、交
換の容易な弾性体を提供できる。

【００８６】請求項２４の発明におけるオゾン発生装置
は、弾性体を耐オゾン性を有する素材により構成したの
で、耐久性の高いオゾン発生装置が得られる。

【００８７】請求項２５の発明におけるオゾン発生装置
は、弾性体を導電の電極により囲続したので、弾性体内
に電界が発生せず、ボイド放電が発生して素材が劣化す
ることがない。

【００８８】請求項２６の発明におけるオゾン発生装置
は、弾性体が複数のオゾン発生ユニット間に１個の割合
で間挿されているので、誘電体の破壊、放電空間の空隙
精度の低下を未然に防止できる作用と共に、部品点数を
減らしてコストを削減できる作用も奏する。

【００８９】請求項２７の発明におけるオゾン発生装置
は、オゾン発生ユニットのそれぞれの位置を支持柱によ
り設定するので、各オゾン発生ユニットの電極設置の位
置決めが容易で、メンテナンスも短時間で行うことがで
きる。

【００９０】請求項２８の発明におけるオゾン発生装置
は、弾性体により前記オゾン発生ユニットを加圧せしめ
ているので、放電空間が安定して支持され、誘電体の破
壊、放電空間の空隙精度の低下を未然に防止できる。

【００９１】請求項２９の発明におけるオゾン発生装置
は、オゾン発生ユニットを積層した際、各オゾン発生ユ
ニットの電極同士がガスを流動させる密閉空間を形成す
るので、単にオゾン発生ユニットを積層したのみで多段
のオゾン発生装置を構成することができる作用を奏す
る。

【００９２】請求項３０の発明におけるオゾン発生装置
は、オゾン発生ユニットを収納する容器を設け、該容器
に該容器を摺動させる摺動手段を設けたので、オゾン発
生ユニットの組立時、点検時、交換時等の各作業が容易
になる。

【００９３】請求項３１の発明におけるオゾン発生装置
は、電極中に冷却水を流通させる水路を形成したので、
電極の温度上昇を効率的に防止でき、効率的にオゾンを
発生することができる。また、安価で軽量の金属電極を
用いることができる。

【００９４】請求項３２の発明におけるオゾン発生装置
は、水路の一部の断面積を小さく形成してあるので、複
数の電極に並列に冷却水を流しても一部の電極のみに大
量の冷却水が流れることがない。従って、各電極間に流
れる冷却水の量が均一化され、冷却能力のばらつきのな
い安定したオゾン発生装置が得られる。

【００９５】請求項３３の発明におけるオゾン発生装置
は、電極に移動手段が設けられているため、電極間に誘
電体を挿入又は撤去する際に、その各作業を容易に行う
ことができ、作業中の誘電体の破損を防止できる。

【００９６】請求項３４の発明におけるオゾン発生装置
は、電極に誘電体の位置決め手段を設けたので、電極間
に誘電体を挟み込むのみで容易に高い位置精度を得るこ
とができる。

【００９７】請求項３５の発明におけるオゾン発生装置
は、電極に凹部を設け、スペーサの一部に該凹部への嵌
合部を形成したので、複数のオゾン発生ユニットを水平
方向に積層する場合にも容易に電極間にスペーサを取り
付けることができる。

【００９８】請求項３６の発明におけるオゾン発生装置
は、電極の一方で他方を収納する空間を形成し、収納さ
れた電極に給電端子から給電するので、形状のコンパク
トなオゾン発生装置が得られる。

【００９９】請求項３７の発明におけるオゾン発生装置
は、電極の背面のスペーサに設置位置に対応する位置に
弾性体を設けたので、弾性体の圧力により誘電体が破損
される恐れがない。

【０１００】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
はこの発明の実施例１を示す断面図であり、図４７に示
した従来例と同一の構成要素には同一の符号を付し、そ
の説明を省略する。図１において、１１はヒューズ１２
を介して電源１に接続された給電板、３１は給電板１１
に電気接触された導電層（電極）である。この導電層３
１は図４７の従来例の高圧電極３に相当する。４は誘電
体であり、アルミナセラミックス板により形成されてい
る。このセラミックス板４と導電層３１の大きさの関係
を図２に示す。図２中、３２はガス通路のためにセラミ
ックス板４の中央部に設けられた穴（ガス供給機構）で
ある。この導電層３１はセラミックス板４の片面に厚み
４０ミクロンの銀メタライズ層で形成されている。給電
板１１と導電層３１の一部でも接触しておれば給電板１
１と導電層３１は同電位となる。したがって、たとえ給
電板１１とセラミックス板４の間に隙間が生じても、両
者が同電位であるため、その隙間には電界がかからず、
したがってボイド放電が発生することはない。また、セ
ラミックス板４の外周部もしくは内周部を伝って接地電
極２に沿面放電が飛ばないように（図１参照）、セラミ
ックス板４の全面に導電層３１を形成せず、外周部と内
周部に導電層３１の形成されていない領域を設けてい
る。沿面放電を防止するための導電層３１と接地電極２
との距離は、印加電圧にもよるが、通常十分な２mm以上
に設定してある。

【０１０１】６１は金属製のスペーサであり、接地電極
２とセラミックス板４との間に挿入されている。該スペ
ーサ６１を介してセラミックス板４と接地電極２によ
り、放電の発生する放電空間５が形成され、導電層３１
及び接地電極２の間に発生する放電により、該放電空間
５へのガス供給口（ガス供給機構）７から供給された酸
素を含むガスの一部が放電空間５内でオゾン化される。
用いるガスは酸素単独でも、窒素と酸素の混合ガスでも
空気でもよい。ただし、水分量はなるべく少なく、酸素
濃度はなるべく高いほうが効率的である。セラミックス
板４、接地電極２はそれぞれ金属スペーサ６１を介して
面接触されており、セラミックス板４での発熱は、スペ
ーサ６１を介して、冷却された接地電極２で有効に吸収
される。

【０１０２】図１に示す実施例１では、２組のオゾン発
生ユニットが対向して設けられており、該２組のオゾン
発生ユニットの間に、オゾン耐性のあるエチレンプロピ
レンゴム（以下「ＥＰゴム」と略記する）で構成された
ストレス緩衝板（弾性体）１００を挿入して、上部の接
地電極２を矢印Ａの方向から図示しない加圧機構により
押圧することにより装置を組み立てている。すなわち、
接地電極２とセラミックス板４との間にスペーサ６１を
介在させるとともに、セラミックス板４の背後から弾性
体であるストレス緩衝板１００の抗力で押圧することに
より、放電空間５の空隙長を一定に保っている。すなわ
ち、機械的や熱的ストレスによりセラミックス板４等に
生じる力をストレス緩衝板１００により吸収している。
従って、主にセラミックス板４の歪みにより空隙長の精
度が悪化したり、セラミックス板４が破壊されたりする
ことがこのストレス緩衝板１００により防止される。

【０１０３】図４８に示した従来例のように、電極２，
３あるいはセラミックス層（誘電体）４１により構成さ
れる空隙間で、放電しない外周部にシリコン製のスペー
サ６を挿入する方法では、電極２，３の熱歪みにより空
隙長が変化してしまう。この問題を回避するために、本
実施例においては、図３に示すストレス緩衝板１００を
用いた。図３において、１００はＥＰゴムよりなるスト
レス緩衝板、１０１はガス通路のための開口部（ガス供
給機構）、１０２はオゾンによりＥＰゴムが腐食される
ことを防ぐために、ＥＰゴムの表面にフッ素樹脂コート
した部分を示す。このストレス緩衝板１００は放電空間
５とほぼ同程度の大きさを持ち、図１に示すように導電
層３１の背面に設置することにより、放電空間５の外側
から全面にわたって均質に配置することができ、前述し
たスペーサ６１の空隙長を保持する作用を助けて放電空
間５の空隙長を高精度に保つことができる。すなわち、
例えば熱膨張によりセラミックス板４の厚みが変化し、
この変化を緩衝すべくストレス緩衝板１００の厚みが変
化しても、本実施例の構成では空隙長が変化することが
ない。

【０１０４】従って、数百ミクロン程度の超短空隙が要
求される場合には、本実施例の構成は特に有効である。
また、図１に示すように同電位の高圧導電層３１の間に
挟持され該導電層３１に取り囲まれているため、ストレ
ス緩衝板１００に電界がかかることはなく、沿面放電の
恐れもない。なお、沿面放電によるストレス緩衝板１０
０の劣化を防ぐためにも、図１に示すように、該ストレ
ス緩衝板１００の面積は、セラミックス板４の表面に施
された導電層３１の面積等しいかそれよりも小さくし、
ストレス緩衝板１００が同電位の導電体３１に取り囲ま
れているほうが望ましい。なお、ストレス緩衝板１００
は全体的にフッ素樹脂で構成してもよい。

【０１０５】次に動作について説明する。ガスは図１に
おいて接地電極２の周囲部から矢印７の方向に吸い込ま
れ、放電空間５を通過後、矢印８１の方向に流れ、ガス
排出管（ガス供給機構）９を通って矢印８の方向に排出
される。動作ガス圧力は２気圧（atm ）である。動作ガ
ス圧力を０．５atm から３atm まで変化したときの、空
隙長ｄとオゾン発生効率ηの関係を実験した結果を図４
に示す。この結果は原料ガスとして酸素を用いたときの
結果である。ガス圧力を増加していくと、最適な空隙長
ｄが変化していくことがわかる。すなわち、ガス圧力の
増加に伴い、短い空隙での励起効率が上昇し、長い空隙
での励起効率が減少している。この現象は、次の理由に
よることが本発明者の実験で明らかになり、以下の如く
説明できる。

【０１０６】（１）接地電極２、導電層３１の近傍には大量の正イオ
ンよりなるシース領域が存在する。イオンは電子に比べ
オゾンを発生する能力が圧倒的に小さいため、空隙長ｄ
が短くなるとイオンシースの影響が大きくなりオゾン発
生効率ηは減少する。ガス圧力を増加させると正イオン
によるシース部の長さが減少するため、短空隙中での励
起効率が改善される。通常１気圧でのシース長は０．０
０３mm程度であり、空隙長ｄに対するシース長の比が５
０％程度になると励起効率は急激に減少する。したがっ
て短空隙中では圧力の増加に伴いオゾン発生効率ηは急
激に増加する。（２）放電の安定性を示すパラメータの１つに空隙長ｄ
とガス圧力ｐの積（ｐｄ値）が知られているが、無声放
電式オゾナイザの場合、ｐｄ値が０．３atm ・cmを超え
ると、空間的にピンチした放電形態に変化することが明
らかになった。放電がピンチすると、空間のガス温度が
局所的に上昇し、オゾンの熱分解過程が促進され、オゾ
ン発生効率ηが低下する。長空隙領域で、ガス圧力の増
加と共にオゾン発生効率が低下しているのはこのためで
ある。

【０１０７】ところで、従来図５２に示したデータ以外
には、０．５mm以下の短空隙中でのオゾン発生特性は、
ほとんど報告されていない。これは、図４８に示す従来
のオゾン発生装置では、高圧力で運転するとオゾンが漏
れだすため実験ができなかったこと、空隙精度の良い実
験機が製作できないため、超短空隙のオゾン発生装置は
実用性がないと判断されたことなどによると思われる。
いずれにせよ、図５２は１気圧での結果であるために、
短空隙長での励起効率が低かったものと思われる。すな
わち、本発明者によるオゾン発生装置は、上述の構成を
とることにより精度良く０．６mm以下の空隙が構成でき
たこと、及び１．５気圧程度以上の高圧ガスを使用した
ことにより、高効率、コンパクトなオゾン発生装置を実
現できたものである。

【０１０８】これまでの説明は、投入電力が小さく、オ
ゾン濃度が低い場合の結果についてのものである。オゾ
ン濃度が低い場合には、図４に示すように、各放電空隙
長において最適な圧力を用いれば、オゾン発生効率に大
きな差が見られず、装置のコンパクト化の観点からは、
放電空隙長が短いほうが有利であることが分かる。さら
に電力を投入し、オゾン濃度を高めていった場合のオゾ
ン発生特性の変化を図５に示す。図５の横軸はガス１分
子あたりに投入されるエネルギーＷ／Ｑ_N 、縦軸はオゾ
ン濃度Ｃを表す。ここでは、放電空隙長の差に起因する
ガス温度上昇の影響を除くため、放電空間のガス温度が
３００゜Ｋになる条件での結果を示している。即ち、放
電面積が放電空隙長に比例する電極を用いて、放電によ
るガス温度上昇が放電空隙長により変化しないようにし
た。

【０１０９】前述したように、オゾン濃度の低い領域で
はオゾン発生効率は実験条件にあまり依存しない。とこ
ろが、図５に示すように、オゾン濃度が高くなるに従
い、各特性に差が見られる。実験データの検討の結果、
これらの各特性の変化はガス圧力ｐと放電空隙長ｄとの
積ｐｄに依存していることが判明した。図６は電子衝突
によるオゾン生成（酸素解離）速度ｋＯ₂ とオゾン解離
反応速度ｋＯ₃ との比ｋと積ｐｄとの関係をまとめたも
のである。同図より、積ｐｄが大きくなるほど比ｋが大
きくなることが分かる。比ｋが大きくなるということは
電子によるオゾン解離反応が大きくなることを意味し、
高オゾン濃度領域でオゾン生成効率が低下することを意
味する。オゾン濃度が低い場合には、オゾン発生効率
は、オゾン生成速度ｋＯ₂ にのみ依存し、比ｋには依存
しない。図６より、高濃度オゾンを発生するためには、
比ｋを小さく抑える必要がある。このためには、同図よ
り、積ｐｄを３０Torr・cm 以下に設定すればよい。ただ
し、オゾンは酸素原子と酸素分子と第３体との３体衝突
により生成されるため、ガス圧力ｐがあまり低いとオゾ
ン発生効率は低下してしまう。即ち、ガス圧力ｐを１気
圧（７６０Torr）程度以上に高くしておく必要がある。
この条件を考慮すると放電空隙長ｄは０．４mm以下にす
る必要があると結論できる。

【０１１０】図６の結果は以下のようにしても説明でき
る。即ち、図７は電子エネルギー分布を換算電界Ｅ／Ｎ
（ただしＮはガス分子の粒子数）の関数としてまとめた
ものであり、図における換算電界１００Td（Td＝１０
^-17Vcm² ）、２００Td、３００Tdはそれぞれｐｄ＝７６
Torr・cm、２５．８Torr・cm、１３Torr・cmに相当する
ことが本発明の発明者の実験から判明している。図７に
おいて、酸素の解離エネルギーは６−８eVであり、オゾ
ンの解離エネルギーは２eV及び４eV付近である。また、
同図において、８eV付近の電子の存在確率は、あまり換
算電界Ｅ／Ｎ（もしくは積ｐｄ）に依存しない。従っ
て、低オゾン濃度領域におけるオゾン発生効率は、換算
電界Ｅ／Ｎ（もしくは積ｐｄ）に依存しない。一方、２
−４eV付近の電子エネルギーの存在確率は、換算電界Ｅ
／Ｎが高いほど（即ち積ｐｄが低いほど）小さい。この
ことは、換算電界Ｅ／Ｎが高いほど電子によるオゾンの
解離反応が小さく、高濃度域でのオゾン発生効率が高く
なることを予想させる。このことにより、図６の実験結
果、即ち積ｐｄが小さいほど高濃度オゾンが得られるこ
とを定性的に説明できる。なお、オゾン濃度が増加した
場合、電子エネルギー分布自身も変化するため、オゾン
の電子衝突断面積が得られないと定量的な評価は困難で
ある。

【０１１１】ここで、原料ガスの酸素濃度が低い場合に
は、上記電子エネルギー分布に与える換算電界の影響は
小さくなるため、上記の最適値は、原料ガスとして酸素
濃度が高いガスを用いたときに特に有効である。

【０１１２】なお、原料ガスに窒素が含まれる場合、こ
れまでの特性と全く異なったオゾン発生特性が得られる
ことが判明した。酸素と窒素の分率比が１対４である空
気を原料ガスに用いて、放電空隙長ｄ、ガス圧力ｐを変
化させてオゾン発生特性を調べたものが図８である。高
消費電力Ｗ／Ｑ_N 領域では、消費電力Ｗ／Ｑ_N の増加に
対してオゾン濃度は減少することが確認されているが、
ここではその領域については示していない。同図より、
放電空隙長ｄが大きいほど、あるいはガス圧力ｐが高い
ほど高濃度オゾンが得られることが分かる。

【０１１３】図８の結果を放電空隙長ｄとガス圧力ｐと
の積ｐｄでまとめた結果を図９に示す。同図より、積ｐ
ｄを大きくしたほうが、高濃度オゾンが得られることが
分かる。所定の高濃度オゾンを得るためには、積ｐｄを
１２０Torr・cm以上にする必要がある。この結果は、酸
素を原料ガスとして用いて行った実験結果（図５）と全
く逆の傾向である。

【０１１４】また、窒素分率が酸素分率とほぼ等しい場
合にも図９と同様な特性が得られることが判明した。さ
らに、これ以上に窒素分率を高めていった場合、即ち窒
素濃度の高い原料ガスを用いた場合には、放電により生
成される窒素酸化物（ＮＯｘ）がオゾンを破壊し、高濃
度オゾンが得られないという現象が生じる。また、電子
エネルギーが高いほど、即ち積ｐｄが小さいほど、窒素
酸化物（ＮＯｘ）はできやすいため、積ｐｄの小さい領
域では、高濃度オゾンが得られない。この物理モデルは
放電空隙長ｄが０．８mm以上の領域では公知の事実であ
るが、０．６mm以下の放電空隙長でも同様な現象の発生
することが上記実験により初めて確認できた。

【０１１５】次に、図１及び図９を参照して接地電極
２、金属スペーサ６１の部分を詳しく説明する。図示し
ていないが接地電極２は水冷されている。この実施例の
構成では、冷却する部分はすべて接地電位であるため、
通常の水を使用することができ、絶縁油や純水を用いる
必要はない。もちろん、接地電極に冷却用のフィンを取
付け空冷しても、ヒートパイプ冷却でも、チラー水で直
冷しても同じ効果が得られる。また、接地電極２の放電
部に対応する面に誘電体層をコーティングするか、ある
いは接地電極２上に誘電体板を設置しておくと安定な放
電が得やすい。接地電極２の上に図に示すような放射状
の金属スペーサ６１が設置され、このスペーサ６１の上
にセラミックス板４が置かれ、放電空間５を形成する。
したがって、接地電極２上でスペーサ６１の存在しない
部分が放電空間５となり、スペーサ６１が存在する空間
は非放電部となる。この構成では、放電部とガス通路は
完全に一致し、ガス通路を別途設ける必要がない。ま
た、スペーサ６１に用いる材料の厚みで任意の空隙長ｄ
が実現できる。さらに、放電電極面積にしめるスペーサ
（非放電部）６１の割合が大きく、放電領域全域にスペ
ーサ６１が存在するため、空隙精度を空間全域に均一に
構成することができ、このスペーサ６１を介してセラミ
ックス板４を間接的に冷却できる効果もあわせ持つこと
が判明した。

【０１１６】また、非放電部の面積を増加して行くと、
ガスの冷却効果が増加していく。ただし、あまり非放電
部の面積を増加すると、有効放電部面積が減少し、オゾ
ン発生特性が劣化する。放電部の面積Ｓ_d と非放電部の
面積Ｓ_n の比Ｒ_s ＝Ｓ_n ／Ｓ_d を変化してオゾン発生特
性を調べたものが図１１である。Ｒ_s ＝０の付近ではＲ
_s の増加に伴いオゾン発生効率が急激に増加している。
さらにＲ_s を増加するとオゾン発生効率は最大値を迎
え、やがて低下してゆく。従来のスペーサを使用しない
場合に比較して１０％以上オゾンの発生効率が高くなる
領域は、スペーサの材料、電力密度、オゾン濃度等、他
の条件によって変化するが、およそ５％≦Ｒ_s ≦１００
％の範囲となる。図１１は、ギャップ長０．８mmにおけ
る結果であるが、スペーサによる除熱効果は放電ギャッ
プ長に大きく依存する。ギャップ長を変えて、比Ｒ_s と
オゾン発生効率の相対比を示した結果が図１２である。
図１２から明らかなように、ギャップ長が大きくなる
と，スペーサを介して除熱される効果が高くなるため非
放電部の割合を大きくした方が除熱効果が高い。逆にギ
ャップ長が小さい場合には、ガス中を効率的に熱が伝わ
るため、スペーサによる除熱効果は低くなる。従って、
非放電部の割合を小さく設定したほうが除熱効率が高
い。ギャツプ長が０．１mmから１．２mmの範囲で、スペ
ーサのない場合と比較してオゾン発生特性が多少とも改
善される領域は、図１２に示すように、０．５％≦Ｒ_s
≦１２０％であった。もちろん金属スペーサにアルミ、
銅などの熱伝導率の高い材料を用いれば冷却効果は上が
り、最大オゾン発生量も増加する。また、腐食の問題を
重視する場合には、上記熱伝導率の高い材料にオゾン耐
性の材料をメッキ、もしくはコーティングするか、ステ
ンレスを用いることが有効である。

【０１１７】実施例２．上記実施例１では、電極を接地して接地電極２とし、導
電層３１に電源１から高電圧を印加して、接地電極２及
び導電層３１間に高電圧電界を生じさせていたが、図１
３に示すように、設置電極２に電源１から高電圧を印加
し、導電層３１をヒューズ１２を介して接地して接地電
極として、両電極間に高電圧電界を生じさせるようにし
てもよい。

【０１１８】実施例３．また、図１４に示すように、中点接地電源１’を用い
て、電極２及び導電層３１に該中点接地電源１’から逆
層の高電圧を印加して両電極間に高電圧電界を生じさせ
るようにしてもよい。このようにすることにより、実施
例１，２のように一方の電極を接地した場合に比して両
電極の接地電位との電位差を半分にすることができる。
すなわち、図１５（１），（２）に示すように、一方の
電極を接地した場合の高電圧側の電極電位のピーク値を
ｖとすると、中点接地電源１’を用いた場合の両電極の
電位のピーク値はｖ／２となる。このことにより、電極
とオゾン発生装置のアースとの絶縁距離を半分にするこ
とができ、形状のコンパクトなオゾン発生装置を得るこ
とができる。

【０１１９】実施例４．上記実施例１〜３では、板状のスペーサ６１を放電空間
５に挿入する場合について述べたが、図１６に示すよう
に、糸状のスペーサ６２を用いても同様の効果を奏す
る。この場合、糸状材料の直径が放電空隙長に相当する
ので、スペーサが安価に構成でき、空隙長ｄも任意の長
さに設定することができる。

【０１２０】実施例５．上記実施例１〜４では放射状ガス通路を形状するスペー
サ６１，６２について説明したが、ガス通路、スペーサ
ともに形状は任意であり、図１７に示すように、非放電
部を形成するスペーサ６３が放電領域のほぼ全域に飛び
石状に分布していてもよく、放電部との面積比率が上記
条件を満たしておれば同様の効果を奏する。

【０１２１】実施例６．図１８は実施例５の変形であるが、非放電部を形成する
スペーサ６４を螺旋状に構成することにより、放電部の
ガスの流れを均質化することも可能である。

【０１２２】実施例７．なお、これまでは金属製のスペーサについて実施例を示
してきたが、絶縁性の材料でスペーサを構成すれば非放
電部を伝って流れる無効誘導電流を低減することがで
き、電力投入において力率を高くすることができる。こ
の場合には、誘電率が低く、耐電圧が高く、誘電正接(t
anδ) が小さく、さらに熱伝導率の高い材料が効果的で
ある。それぞれ比誘電率２０以下耐電圧５kV／mm以上 tanδ ０．１％以下熱伝導率０．１Ｗ／ (cm・deg) が概略の目安となる。ただし、耐電圧、誘電正接以外は
必ずしも上記条件を満たす必要はない。代表的な材料と
してはアルミナセラミックス、ベリリア、ガラス、ダイ
ヤモンドなどがある。

【０１２３】実施例８．セラミックス４の表面に放電部に対応する部分だけ導電
層３１を設けることは、前記無効誘導電流を防止する上
で重要な意味を有する。図１９は図１０に示す放射状の
放電空間に対応するセラミックス４の表面を示す。図１
０においてスペーサ６１のない部分が放電部になるた
め、この実施例８では図１９に示すように、図１０の放
電部に対応した部分に導電層３１が設けられている。図
中３２はガス流路のためセラミックス板４の中央部にあ
けられた穴である。この実施例８の場合、放電部にのみ
電圧が印加され、非放電部（スペーサのある部分）には
給電されないため、非放電部を誘導電流が流れることは
ない。したがって、効率的に電力を放電部に注入するこ
とができる。

【０１２４】実施例９．接地電極２と非放電部材を一体的に形成すると部品点数
を減らすことができる。図２０は接地電極２に放電部に
相当する溝部を加工することにより、接地電極２と、ス
ペーサの機能を同時に果たしている。図において、２１
は削られた溝部（凹部）を表し、２２は母材表面（凸
部）である。従って、この接地電極２の上に誘電体電極
を乗せると、溝部２１が放電部になり、表面２２が非放
電部になる。この溝加工の方法としては、通常の機械加
工でも可能であるが、エッチング法も有効な手段であ
る。

【０１２５】実施例１０．また、実施例９では、接地電極２に溝を加工する場合に
ついて示したが、電極材料と同種材料もしくは異種材料
の層を形成し、非放電部に対応する層を形成することも
有効な方法である。この場合には図２０において、２１
が母材表面で、２２がデポジション部となり、それぞ
れ、放電部、非放電部に対応する。層の形成方法とし
て、溶射、ＣＶＤ（ケミカルベーパーデポジション）、
プラズマＣＶＤなどが有効である。溶射材料としては、
アルミニュウムを代表とする金属材料、セラミックス、
ガラスを代表とする誘電体材料がある。

【０１２６】実施例１１．誘電体と非放電部材を一体で形成することも有効であ
る。図２１は誘電体板に凸凹をつけ、スペーサの機能を
持たせたものである。図において、４はセラミックス
板、４２はセラミックス板４の表面、４３は同一材料の
セラミックスを溶射した層であり、表面が平板の接地電
極２と組み合わせると４２が放電部、４３が非放電部と
なる。図２１はセラミックス表面に凸部を設けた場合に
ついて示したが、実施例９、１０と同様に溶射などで凸
部を設けても、エッチングなどで凹部を設けてもよい。
凸部の材料は、金属材料でも、誘電体材料でもよい。

【０１２７】実施例１２．勿論、図２２に示すように接地電極２とセラミックス板
４に凸凹を設けて、両者を嵌合させ、放電空間５を構成
すれば、電極の位置精度をあげることができる。図にお
いて、２１は接地電極２の切削部、４２はセラミックス
板４の表面（誘電体）、４４はエッチング部（凹部）を
示す。接地電極２の堀込み部（放電空間５）の長さと、
セラミックス板４のエッチング部４４の長さの差が放電
空隙長となる。同様に金属電極の凸部と誘電体の凹部で
空隙を構成しても同様の効果が得られることはいうまで
もない。

【０１２８】実施例１３．さらに、図２３に示すように電極を構成すれば接地電
極、誘電体電極、スペーサの機能をすべて一体型で構成
することができる。図２３において２は金属製の接地電
極で、４１は接地電極２の上にコーティングされた、た
とえばセラミックス、ガラス等により構成される誘電体
層、４３はエッチング、もしくは機械加工で削られた部
分を示す。こうして完成した一体型の電極を図のように
重ねてゆけば、削った部分４３で放電空間を、削らない
部分で非放電空間を非常にシンプルに構成することがで
きる。もちろん、図２４に示すように、図２３で誘電体
をコーティングした反対側の面にも誘電体をコーティン
グすれば、より安定な放電が得られる。

【０１２９】実施例１４．図１に、ＥＰゴムで構成したストレス緩衝板１００を示
したが、ストレス緩衝板１００間もしくはストレス緩衝
板１００とセラミックス板４との間をガスが漏れること
がある。この問題を回避するには、図２５に示すよう
に、セラミックス板４の間を例えばシリコンゴム製の充
填材等、柔軟性のある材料１１０でモールドし、一体型
に構成することにより、ガス漏れの問題はなくなる。も
ちろん、セラミックス板４まで同時にモールドしなくて
も、ストレス緩衝板１００部と給電板１１をモールドす
れば、ストレス緩衝板１００の間からのガス漏れは回避
できる。尚、図２５では、給電板１１とセラミックス板
４との間に設けられる導電層３１の図示は省略してあ
る。

【０１３０】実施例１５．また、図２６に示すように、ベローズ等のバネ状の金属
環１２０（弾性体）を２枚のセラミックス板４の間に挿
入し、図示しない導電層３１の表面に設置される給電板
１１と金属環１２０の円周部を接合して構成すれば、ガ
ス漏れは完全に回避でき、ストレス緩衝効果も十分に得
られる。本実施例においては、金属環１２０は、厚さ
０．５mmで径の異なる２種類のコバール材で構成され、
その上下の円周部が、誘電体板４上に形成された導電層
３１に接合されている。

【０１３１】実施例１６．上記実施例１５の構造では、誘電体板４間からのガスの
漏洩は防止できるが、金属環１２０の両円環部で取り囲
まれた内部の空間も完全に密封されてしまい、外気圧の
変化に応じて両円環部及び誘電体板４に対してストレス
を発生してしまう恐れがある。この問題を回避するため
には、金属環１２０の外側の円環部と誘電体層３１との
接合を完全に密閉する形では行わず、スポット接合して
空気の抜け穴（隙間）を設けておけばよい。外側の円環
部をスポット接合するのは、誘電体板４の中心部には活
性なオゾンガスが存在するからである。

【０１３２】実施例１７．また、図２７に示すように、金属環１２０の側壁の一部
に空気抜きの孔１０Ａ（隙間）を設けても良い。この場
合も、誘電体板４の中心部には活性なオゾンが存在する
ため、外側の円環部の一部に空気抜きの孔１０Ａを設け
るのが望ましい。

【０１３３】実施例１８．また、図２８に示すように、金属環１２０の側壁の形状
を、中央部に折り返し１２０Ａが存在するような形状に
することにより該金属環１２０の弾性定数を最的な値に
調整することができる。

【０１３４】実施例１９．更に、図２９に示すように、金属環１２０の側壁の断面
形状に複数の折り返し部１２０Ｂ，１２０Ｃを設けるこ
とによっても、該金属環１２０の弾性定数を最適な値に
調整することができる。

【０１３５】実施例２０．以上の実施例ではセラミックス板４を含んだ導電層３
１、給電板１１等の電極部の円盤状形状に合わせて、金
属環１２０として円環状のものを用いたが、勿論、セラ
ミックス板４、導電層３１、給電板１１等の電極部が３
角形、４角形等の多角形形状の板状部材として形成され
ていれば、金属環１２０も、この電極部の形状に合わせ
て、中空３角柱、中空４角柱等の中空多角形形状に形成
すべきである。

【０１３６】実施例２１．前述した各図においては、図示を省略したが、接地電極
２には、図３０に示すように、冷却水を流すための空洞
２３（水路）が設けられている。この空洞２３の上面に
はオゾン発生装置の放電空間の空隙長を一定にするため
の上板２４（電極）が設けられている。なお、スペーサ
６１，セラミックス板４，導電層３１，給電板１１及び
ストレス緩衝板１００等の構成部品は図示を省略してい
る。

【０１３７】オゾン発生装置は、通常１．５atm 以上の
高圧ガスを流通させて動作するため、上板２４の上下の
ガス流通路と冷却水流通路との間で圧力差が生じ、上板
２４が、図３０に示すように、空洞２３側に撓んでしま
う場合がある。このときの撓み量をδとすると、撓み量
δ波、水路の半径ａと上板２４の厚みｔにより、次式の
ように表せる（Raymond J. Roark及び W. C. Young著
「Formulas for Stressand Strain（圧力と張力の公
式）」第５版、1986年、マグローヒル(McGraw-Hill)社
刊 International Editions 339頁参照）。 δ＝Ｋ₁ ×ｑａ⁴ ／ＤＤ＝Ｅｔ³ ／｛１２（１−ν² ）｝ここで、ｑは上板２４の荷重（kg/cm² ）、Ｅは上板２
４のヤング率（kg/cm²）、νは上板２４のポアソン比、
ｂ，ａはそれぞれ上板２４の内周の半径（cm）及び外周
の半形（cm）である。Ｋ₁ はｂ／ａにより決まる定数で
あり、ｂ／ａ＝０．１のときＫ₁ ＝０．００６である。

【０１３８】上式より明らかなように、上板２４の厚み
ｔを増せば撓み量δを小さくできるが、通常接地電極２
はステンレスで製作するため、熱伝導率が低く、厚みｔ
を厚く設計すると上板２４が高温になってしまうので、
厚みｔは厚く設計ことができない。例えば、放電空間の
空隙長が０．２mmのとき、接地電極２の厚みｔは４mm程
度以下にする必要がある。このため、接地電極２の上板
２４はある程度撓むことを考慮して設計せざるを得な
い。上板２４が撓んだときには、放電空隙長が変化し、
オゾン発生効率η等のオゾン発生特性が劣化する恐れが
ある（図４，図１２参照）。

【０１３９】本実施例は、上述の点を考慮し、接地電極
２の上板２４が撓んだ場合にも、放電空間の空隙長が変
化しないようにしたものである。即ち、上板２４に対向
して設けられているセラミックス板４（図１参照）を上
板２４の撓みに対応して撓ませることにより、該上板２
４の撓みを相殺するものである。具体的には、例えば図
２６乃至図２９に示した実施例１５乃至１９のように、
セラミックス板４の背面に金属環１２０等の反発力を有
する付勢部材を設け、セラミックス板４に荷重を印加す
るようにする。セラミックス板４に印加するこの荷重を
ｑ_d 、接地電極２の上板２４のヤング率をＥ_e 、上板２
４の厚みをｔ_e 、セラミックス板４のヤング率をＥ_d 、
セラミックス板４の厚みをｔ_d 、上板２４に掛かる高圧
ガスと冷却水との圧力差をｑ_e とすると、荷重ｑ_d は圧
力差ｑ_e に対して次の式を満足すればよい。ｑ_d ≒ｑ_e ×（Ｅ_d ／Ｅ_e ）×（ｔ_d ／ｔ_e ）³

【０１４０】荷重ｑ_d が上式を満足する値よりも極端に
大きな値となるとセラミックス板４は破損され、また極
端に小さな値となると放電空間の空隙長が一定の値に維
持できなくなる。通常の構成では荷重ｑ_d は、０．１〜
０．５kg/cm²程度の値であればよい。荷重の掛け方は、
バネ定数ｋ（kgf/mm）のｎ個の付勢部材をｌmm圧縮さ
せ、ｑ_d ×Ｓ＝ｎｋｌとなるように設計すればよい。こ
こで、Ｓは上板２４の面積である。

【０１４１】実施例２２．また、図３１に示すように、２枚のステンレス板（金属
板）２５，２５の間に、例えば銅等の熱伝導率の良い金
属で形成された径の異なる円環部材（金属）２６，２６
を２個挟み込んで接地電極２を構成すれば、熱伝導率の
良い円環部材２６を介して効率的にステンレス板２５を
冷却することができるため、空洞２３の外周の半径ａを
小さく、内周の半径ｂを大きく、即ち空洞２３の容積を
小さく設計できる。これにより、ステンレス板２５の板
厚を小さくしても接地電極２の機械的強度を大きく保つ
ことができる。この様に構成する場合には、ステンレス
板２５と円環部材２６との接合はロー付けにより行い、
ステンレス板２５と円環部材２６との接触面にロー材を
流し込むようにして接合を行うと、除熱効率を高くする
ことができる。

【０１４２】実施例２３．以上に記載した実施例では、２個の放電空間からなる１
組のオゾン発生ユニットに１個のストレス緩衝板１００
を挿入する場合について説明したが単一の放電空間から
構成される低容量のオゾン発生装置にストレス緩衝板１
００を用いても同様の効果がある。すなわち、例えば図
１の下半分のみの構成の１個のオゾン発生ユニットから
成るオゾン発生装置に１枚のストレス緩衝板１００を用
いることにより、該オゾン発生装置の放電空間の空隙長
の保守、誘電体の破損の防止等の前述した効果が得られ
る。さらに、１組のオゾン発生ユニットに１組のストレ
ス緩衝板がある必要はなく、図３２に示すように、複数
組のオゾン発生ユニット１０に１枚のストレス緩衝板１
００を設けるだけでも効果があり、このようにすれば、
部品点数の削減、ストレス緩衝板１００からのガス漏れ
の回避等の効果が得られる。

【０１４３】実施例２４．図１に示した実施例１においては、酸素を含むガスは放
電空間５の外周部から吸い込まれ、非放電部と放電部と
で構成されたガス流路を伝って中央部の排出口からオゾ
ン化ガスとなって排出される。このようなガスの流れを
採用することには、以下のような大きな利点がある。す
なわち、（１）オゾンを含む活性化の強いガスは放電空間５の外
周部には全く漏れないため、放電空間５の外で使用する
材料はオゾン耐性を必要とせず、任意の材料が使用でき
る。（２）オゾン濃度が高く放電が不安定になる放電部ガス
下流域では、ガス流速が速くなり、高オゾン濃度下でも
安定な放電が得やすい。従って、放電が不安定になるよ
うな高オゾン濃度下での使用、あるいは安価な材料で装
置を構成する必要のある場合はこの方式が有効である。

【０１４４】しかるに、図３３のようにオゾン発生装置
の中心部からガスを送り込み、放電空間５の外周部にガ
スを排出する構成を採用した場合には以下の利点が得ら
れる。すなわち、（１）放電空間のガス下流に行くほど、ガス流路の断面
積が大きくなる。一般に、ガス下流域では、ガス温度が
あがって流速が速くなり、流路の圧力損失が急増する
が、この構成を採った実施例では比較的低圧力損失で流
路を構成することができる。（２）放電空間の水分量が増加するとオゾン発生効率が
減少することが知られているが、この構成では電極冷却
水が多少もれても放電空間の水分量が増加することがな
く、水によるオゾンの発生効率の低下はない。水漏れの
恐れのある場合、ガス流体系の圧力損失を低く抑える必
要がある場合には、この方式が有効である。

【０１４５】実施例２５．図３４は図１に示した１組のオゾン発生ユニットを４０
組重ねて構成した大容量オゾン発生装置を示す。この構
成で一時間に５kgのオゾンを発生することができる。図
において２００は圧力容器（容器）、２５０は図１に示
したオゾン発生ユニットを横方向に積層したオゾン発生
ユニット群、２１０は冷却水供給口ポート、２１１は冷
却水排出口ポート、２２０は高電圧の供給ポート、２３
０は接地ポートである。２４０は支持柱を示し、２箇の
支持柱２４０によってオゾン発生ユニット群２５０はそ
れぞれ位置決めされている。圧力容器２００の外部から
導入された酸素を含むガス（図示せず）は、オゾン発生
ユニット群２５０の周辺から吸い込まれ、排気口から矢
印８の方向にオゾン化ガスとなって排出される。オゾン
発生装置に２本の支持柱２４０を配設し、オゾン発生ユ
ニット群２５０を横方向に積層したことにより、オゾン
発生ユニット群の設置の位置決めが容易になり、メンテ
ナンスも短時間で行える。

【０１４６】実施例２６．図３５は、大容量オゾン発生装置の他の実施例を示す図
であり、図３５（２）はその一部切り欠き側面図、図３
５（１）はその左方向から見た透視図、図３５（３）は
その右正面図である。

【０１４７】本実施例は、図１に示したオゾン発生ユニ
ットを１２組積層したオゾン発生ユニット群２５０を、
前述のストレス緩衝板１００を介して、電極ユニット押
さえバネ３２０（弾性体）で圧着固定したものである。
押さえバネ３２０は、上記実施例２１で示した式を満足
する荷重ｇをオゾン発生ユニット群２５０に印加するよ
うに設定されており、バネ定数が５kg/mm で３mm圧縮さ
れ、オゾン発生ユニット群２５０に１５kg wの圧力を印
加する。４２０は、各オゾン発生ユニットのセラミック
ス板４の位置精度を保つための位置決め板（位置決め手
段）であり、各オゾン発生ユニットの接地電極２に取り
付けられている。

【０１４８】オゾン発生ユニット群２５０は、圧力容器
２００中に載置され、高電圧供給ポート２２０を介し
て、各オゾン発生ユニットに対して高電圧が印加され
る。また、オゾンを発生する原料ガスは、ガス供給口７
１から圧力容器２００中に導入され、各オゾン発生ユニ
ットの外周部から放電空間中に吸入され、該原料ガスの
一部が該放電空間でオゾン化され、ガス排出口７２から
排出される。

【０１４９】オゾン発生器の各発生ユニットは定期的に
点検する必要があるので、圧力容器２００にはガイドロ
ーラ３１０（摺動手段）が取り付けられており、圧力容
器２００が全体としてレール３１１上に載置され、図３
５（２）の左方向に移動できるようになっている。点検
時には、圧力容器２００を左方向に移動させ、オゾン発
生ユニット群２５０を露出させて点検する。このとき、
オゾン発生ユニットの電極を交換するときには、押さえ
バネ３２０を弛めて接地電極２間に挿入されている、導
電層３１の形成されたセラミックス板４を引き出して電
極の交換を行う。このため、接地電極２には該電極２を
摺動させるためのベアリング４１０（移動手段）が取り
付けられ、接地電極２はこのベアリング４１０がレール
４１１上を回転することによって左右方向に摺動して移
動できる。また、接地電極２に接続されている冷却水供
給口ポート２１０及び冷却水排出口ポート２１１は、図
３５（１），（２）に示すように、水平方向に移動でき
るようになっている。

【０１５０】実施例２７．次に、図３５の如く積層して用いるのに適した接地電極
２の実施例について説明する。図３６は、接地電極２の
１実施例を示す上半分切り欠き平面図（１）と、側面図
（２）であり、側面図（２）の上半分は平面図（１）の
中心線Ｉ−Ｉ線に沿った断面図となっている。接地電極
２は、基板２Ａの両面に平板２Ｂ，２Ｃが溶接されて構
成されており、平板２Ｂ，２Ｃが放電面を形成する。基
板２Ａには打ち抜きプレスにより、冷却水用の流路５１
２が形成されている。図において、符号４１２は接地電
極２を摺動させるためのベアリング４１０を取り付ける
ための切り込み部を表し、この切り込み部４１２により
接地電極２の位置決めが行われる。符号４１３は接地電
極２を積層するための取り付け穴を表し、該取り付け穴
４１３中に支持柱を嵌挿することにより接地電極２を積
層する。符号５１０は冷却水の供給口を表し、符号５２
０は冷却水の排出口を表す。冷却水は、供給口５１０か
ら接地電極２中に導入され、流路５１２中を流れて、排
出口５２０から排出される。供給口５１０の穴径は、他
の流路５１２の断面積より十分に小さく構成されてお
り、冷却水の圧力損失が大きくなる。この様に構成する
ことにより、複数個の接地電極２に均等に冷却水を流通
させることができる。もし、この圧力損失の大きな部分
が設けられていないと、図３５に示す冷却水供給口ポー
ト２１０に近い接地電極２には大量の冷却水が流れ、冷
却水供給口ポート２１０から遠い接地電極２には冷却水
があまり流れないという不都合が生じる。

【０１５１】冷却水の流路５１２は、接地電極２の全面
を均等に冷却できるように、曲がりくねった細長い溝状
に構成されており、該溝状の流路５１２の断面積は、各
溝部分を流れる冷却水の流速がおよそ１m/s 以上となる
ように、設計されている。更に、流路５１２中に発生す
る気泡を有効に排出するために、流路５１２の一部に細
孔（バイパス）５１３が設けられている。この細孔５１
３は、図３６に示すように、流体力学的に気泡の発生し
やすい流路５１２の湾曲部に設けられている。

【０１５２】実施例２８．図３７は、接地電極２の他の実施例を示す上半分切り欠
き平面図（１）と、側面図（２）であり、側面図（２）
の上半分は平面図（１）の中心線II−II線に沿った断面
図となっている。本実施例においては、基板２Ａの流路
５１２として用いられる溝は、止まり溝５１２ａとして
構成されており、基板２Ａの裏側表面を放電面として利
用することができる。これにより、平板２Ｂを１枚基板
２Ａに溶接するのみで接地電極２を構成することがで
き、部品点数の削減、ひいてはコストの低減が可能とな
る。

【０１５３】実施例２９．上述した各実施例において、スペーサ６１〜６４を接地
電極２又はセラミックス板４に接着又は溶接して固定す
ると、接着剤又は溶接部の厚みによりスペーサ６１〜６
４の厚みが変化してしまい精度が落ちる恐れがある。そ
のため、スペーサ６１〜６４の固定方法としては、十分
な厚み精度を有するスペーサ６１〜６４を接地電極２と
セラミックス板４との間に挟み込んで、締め付ける方法
が用いられている。これにより、安価に高精度の空隙長
が確保できる。この方法による場合、図３２に示したよ
うに、垂直方向にオゾン発生ユニット１０を積層してオ
ゾン発生装置を構成する場合には、スペーサ６１〜６４
を固定するのは容易である。しかるに、図３４及び図３
５に示すように、水平方向にオゾン発生ユニットを積層
してオゾン発生装置を構成する場合には、スペーサ６１
〜６４を仮固定しておかないと、各オゾン発生ユニット
を積層するのが困難である。

【０１５４】本実施例はこの様な問題を解決するもので
あり、その構成を図３８に示す。図３８（１）は、本実
施例の接地電極２にスペーサ６５を懸下した状態を示す
平面図、図３８（２）は図３８（１）のIII −III 線に
沿った断面を示す断面図である。図３８に示すように、
スペーサ６５の上端部は直角に折り曲げられて爪部４２
２（嵌合部）が形成されており、該爪部４２２が、接地
電極２の上端部に設けられたスペーサの位置固定用溝
（凹部）４２１に嵌合するようになっている。この様に
構成することにより、図３４あるいは図３５に示すよう
にオゾン発生ユニットを水平方向に積層する場合、各オ
ゾン発生ユニットの接地電極２の溝４２１にスペーサ６
５の爪部４２０を嵌合させてスペーサ６５を接地電極２
に懸下して保持できる。このようにして、各オゾン発生
ユニットの接地電極２とセラミックス板４との間にスペ
ーサ６５を保持した状態で、オゾン発生ユニットを全体
的に積層方向に締め付けることにより、オゾン発生装置
を容易に構成できる。即ち、スペーサ６５は爪部４２０
で接地電極２に保持されているので、オゾン発生装置の
組立工程で、スペーサ６５の位置がずれたり、スペーサ
６５が落下したりすることがない。なお、セラミックス
板４が多少湾曲していても、オゾン発生ユニットを全体
的に積層方向に圧着する事により、ストレス緩衝板１０
０によりセラミックス板４が圧迫されセラミックス板４
の湾曲は矯正されて、各オゾン発生ユニットの放電空間
の空隙長の精度はスペーサ６５の精度と一致する。この
ため非常に安価に高精度の空隙長を実現することがで
き、かつオゾン発生装置の組立、またオゾン発生ユニッ
トの交換等の作業を容易に行うことができるようにな
る。

【０１５５】実施例３０．もちろん図３９に示すように、支持柱２４０でオゾン発
生ユニット群２５０の位置決めを行い、該オゾン発生ユ
ニット群２５０を縦方向に積層してもよい。

【０１５６】実施例３１．さらに、図４０に示すように、籠形支持柱２４１に各オ
ゾン発生ユニットの接地電極２、セラミックス板４を順
次嵌挿してオゾン発生装置を組み立てるようにすると、
オゾン発生ユニットの各構成部品の位置決めをより容易
に、かつ安価に行うことができる。

【０１５７】実施例３２．オゾン発生ユニットを横方向、もしくは縦方向に多段に
積層した場合、各金属電極を冷却する方法が複雑とな
る。小容量のオゾン発生装置の場合は、前述したように
金属電極にフィンを設けて空冷する方法が有効である。
しかし、コンパクトにオゾン発生装置を設計するために
は、水などの冷媒で直接冷却する必要がある。この場
合、各電極において、水の出入りのための配管を各２本
接続する必要がある。多段構成を採用する場合、すべて
の配管をいちいち給水ポートに接続していては、作業が
面倒であり、装置の信頼性にかける。実施例３２はこの
問題を解決するものであり、図４１にその配管構成を示
す。実施例３２のオゾン発生装置は、接地電極２、セラ
ミックス板４をストレス緩衝板１００を介して多段に積
層し、接地電極２には図に示すように予め電極の外側を
半周とりまく金属配管（冷媒流通機構）２１２が溶接さ
れている。もう一方の水用の口には配管用ジョイント
（冷媒流通機構）２１３が接続されている。このような
状態の接地電極２にセラミックス板４、ストレス緩衝板
１００で構成されるオゾン発生ユニットをたとえば５段
重ねて構成し、それぞれのジョイント２１３に配管２１
２を接続する。こうしてできあがった１モジュールを本
体に移し、給水ポート２１０のジョイント２１３に配管
（冷媒流通機構）２１４で接続する。このように構成す
ることにより、オゾン発生モジュールはオゾン発生装置
本体の外部で組み立てることができ、本体内の作業は給
水ポート２１０との接続だけですむ。したがって、作業
効率は改善され、本体内での水漏れの危険性は非常に小
さくなる。

【０１５８】実施例３３．図４２はこの発明の実施例３３を示す断面図である。こ
の実施例は１個の放電空間５を有する小容量のオゾン発
生装置である。接地電極２には冷却水２１１を循環させ
るための空洞２３が底部に設けられ、また周辺部の壁面
の上面には、ガス密封用のゴム板３３０を介して上板２
４が設けられている。このようにして、ガス供給口７１
とガス排出口７２を除いて密閉された状態となってい
る。接地電極２の内側の底面上にはスペーサ６１を介し
てセラミックス板４が載置され、放電空間５を形成して
いる。

【０１５９】２２０は高電圧を供給する給電端子であ
り、給電板２２００が先端に接続されている。給電板２
２００はストレス緩衝板１００を押圧しており、ストレ
ス緩衝板１００により導電層３１を介してセラミックス
板４が押圧されることにより放電空間５の空隙長が適正
に保たれる。また、ストレス緩衝板１００の表面は導電
性の薄膜１００１により被覆されており、給電板２２０
０はこの薄膜１００１を介して導電層３１と電気的に接
続されている。このように構成することによりストレス
緩衝板１００として絶縁性の材料を用いることができ、
広い範囲の材料を用いることが可能となる。また、スト
レス緩衝板１００の表面は導電性の薄膜１００１により
被覆されているため、ストレス緩衝板１００の内部には
電界が発生せず、従ってボイド放電が発生して素材が劣
化することがない。

【０１６０】オゾンを発生する原料ガスはガス供給口７
１から接地電極２と上板２４とにより形成される空間に
導入され、導電層３１と接地電極２との間で高電圧電界
が印加された放電空間５中でその原料ガスの一部がオゾ
ン化され、オゾンを含むオゾン化ガスとしてガス排出口
７２から排出される。

【０１６１】実施例３４．図４３はこの発明の実施例３４を示す図であり、図４３
（１）はスペーサ６１とストレス緩衝部材１００２（弾
性体）との位置関係を示す一部省略正面透視図、図４３
（２）は図（１）のIV−IV線に沿って取った断面図であ
る。本実施例においては、ストレス緩衝部材１００２は
バネ状部材であり、複数個のストレス緩衝部材１００２
はそれぞれスペーサ６１の上に位置するように設けられ
ている。ストレス緩衝部材１００２としてバネ状部材を
用いることによりセラミックス板４へ印加される加重の
調整が容易となり、また、ストレス緩衝部材１００２を
スペーサ６１の上に配置することによりセラミックス板
４の損傷を防止できる。さらに、ストレス緩衝部材１０
０２は接地電極２が最も撓む位置、即ち空洞２３の中心
位置の上方に配置され、セラミックス板４を接地電極２
の撓みに合わせて変形させ、放電空間５の空隙長を一定
に保つようにしている。

【０１６２】実施例３５．図４４はこの発明の実施例３５を示す図であり、図４４
（１）はスペーサ６１とストレス緩衝部材１００２との
位置関係を示す一部省略正面透視図、図４４（２）は図
（１）のＶ−Ｖ線に沿って取った断面図である。本実施
例においては、絶縁物で構成された部材２２１０がゴム
板３３０と給電板２２００との間に挿入されている。こ
れにより、セラミックス板４に印加される加重が該部材
２２００により吸収され、該加重が給電端子２２０には
なんら負荷が掛からず、給電端子２２０がストレス緩衝
部材１００２からの反力により破損される恐れがない。

【０１６３】実施例３６．図４４はこの発明の実施例３６を示す平面図（同図
（１））及び断面図（同図（２））である。図４４
（２）に示すように、本実施例においては、各オゾン発
生ユニットの接地電極２の端部が、各オゾン発生ユニッ
トを積層した場合に、ガスが流動するガス連結孔３５０
と放電空間５を除いて密閉される空間を形成する。図に
おいて、２２５は電極３に高電圧を給電する高電圧給電
継手、２６０は積層された各オゾン発生ユニットを押圧
する押圧用冷却水ジョイント、２７０は各オゾン発生ユ
ニットを押圧する押さえ板、２８０はオゾン発生ユニッ
ト用ガス継手、２９０はオゾン発生ユニット用冷却継
手、３００はオゾン発生ユニット押さえボルト、３１０
はオゾン発生ユニット上板、３１１はオゾン発生ユニッ
ト底板、３２０はヒューズ止めＯリング、３３０はガス
密閉Ｏリング、３４０は放電空間５にガスを供給するガ
ス供給室（密閉空間）、３５０はガス継手２８０を介し
て各ガス供給室にオゾン発生のためのガスを供給するガ
ス連結孔である。

【０１６４】本実施例の接地電極２の片面の周辺部には
円周状にＯリング溝が構成されており、各オゾン発生ユ
ニットを積層する際該Ｏリング溝にＯリング３３０を嵌
合せしめることによりガス供給室３４０からのガス漏れ
が防止される。ガスは、図の矢印７から本実施例のオゾ
ン発生装置に供給され、ガス継手２８０、ガス連結孔３
５０、ガス供給室３４０を介して各オゾン発生ユニット
の放電空間５に供給され、該放電空間５における電極
２，３間の放電現象により発生したオゾンガスを含んで
矢印８からガス供給継ぎ手２８０を介して放出される。

【０１６５】本実施例においては、上述の如く、単に各
オゾン発生ユニットを積層することにより接地電極２に
よりガス供給室３４０が形成されるので、積層したオゾ
ン発生ユニットを収納してガス流路を形成するための容
器が不要となる。

【０１６６】実施例３７．これまでの実施例においては、電極の中央部にガスの排
出口（もしくは供給口）を設け、ガスが外周部から中心
部、もしくは中央部から外周部に流れるものであった
が、図４６に示すように、１つの放電空間のオゾン発生
ユニットにガス供給口７１、ガス排出口７２をそれぞれ
備え、放電の発生しない非放電部を形成するスペーサ６
１を互い違いに交差した２組の櫛歯状に設けることによ
り、ガス流が放電空間内部を図の左右方向へ交互に通流
するように構成できる。図において、２は接地電極、７
１，７２はそれぞれガスの供給口、排出口である。６１
は非放電部を構成するスペーサであり、供給口７１から
導入されたガスは、放電部でオゾンに変換されながら図
中矢印８１の方向に流れ、排出口７２から排気される。
図４８に示す従来のオゾナイザでは放電空間の空隙長が
均一に保てない、放電空間内のガスの流れが規定でき
ず、放電してもガスが流れない部分があったが、本実施
例のごとくガスを通流することにより上記問題点は解決
でき、効率のよいオゾン発生が得られる。勿論、図４６
の電極の外周部に従来のように例えばシリコンゴム等か
らなるシール材を用いて、放電空間からガスが漏れるこ
とを防止することもできる。

【０１６７】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、放電空間のガス圧力が１気圧以上で、放電空間の放
電空隙長が０．４mm以下に設定し、生成したオゾンの解
離過程が無視できなくなるような高濃度オゾン領域動作
するように構成したので、高オゾン濃度領域で高効率な
オゾン発生が実現でき、高効率、高濃度なオゾン発生装
置を得ることができる。

【０１６８】請求項２の発明によれば、窒素分率が酸素
分率より高く、放電空隙長が０．６mm以下の場合に、ガ
ス圧力ｐと放電空隙長ｄとの積ｐｄが１２０Torr・cm以
上となるように構成したので、窒素を多く含む原料ガス
を用いても、窒素酸化物の生成を抑え、高濃度オゾンを
高効率で発生させることができ、高効率、高濃度なオゾ
ン発生装置を得ることができる。

【０１６９】請求項３の発明によれば、対向して配置さ
れその間に高電圧が印加されることにより放電を発生せ
しめる２個の電極と、該電極間に設置される少なくとも
１個の誘電体と、前記電極間に酸素を含むガスを供給し
て前記放電によりオゾンを発生するガス供給機構とを備
えた少なくとも１個のオゾン発生ユニットを有するオゾ
ン発生装置において、前記オゾン発生ユニットの電極面
全域にわたって前記電極に電極間距離を一定に保つため
の部材を分散的に挿入することにより、前記放電の発生
しない非放電部を分散配置したため、放電電力にばらつ
きがなく、高効率な大容量のオゾン発生装置を実現する
ことができるなどの効果がある。

【０１７０】請求項４の発明によれば、隣り合うオゾン
発生ユニットが逆向きに積層され、隣り合う電極が同一
電位となるように構成したので、構造が簡単でコンパク
トなオゾン発生装置が得られる効果がある。

【０１７１】請求項５の発明によれば、放電空間にのみ
電圧が印加され非放電部には給電されないように構成し
たので、非放電部を誘導電流が流れることがなく、上記
の発明の効果の他に効率的に電力を放電部に注入できる
などの効果がある。

【０１７２】請求項６の発明によれば、非放電部の面積
が放電部の面積の０．５％から１２０％程度であるよう
に構成したので、１０％以上オゾンの発生効率が高くな
るなどの効果がある。

【０１７３】請求項７の発明によれば、電極と非放電部
とを一体的に構成したので、部品点数が少なく製作が容
易で安価なオゾン発生装置が得られる効果がある。

【０１７４】請求項８の発明によれば、金属電極の表面
に凸部と凹部とを形成することにより放電部と非放電部
とを形成するように構成したので、部品点数が少なく、
製作が容易で安価なオゾン発生装置が得られる効果があ
る。

【０１７５】請求項９の発明によれば、誘電体と非放電
部とを一体的に構成したので、部品点数が少なく、製作
が容易で安価なオゾン発生装置が得られる効果がある。

【０１７６】請求項１０の発明によれば、誘電体の表面
に凸部及び凹部を形成することにより非放電部と放電空
間とを形成するように構成したので、部品点数が少な
く、製作が容易で安価なオゾン発生装置が得られる効果
がある。

【０１７７】請求項１１の発明によれば、電極の表面に
同種又は異種の材料を堆積することにより凹部及び凸部
を形成するように構成したので、加工が容易で部品点数
の少ない安価なオゾン発生装置が得られる効果がある。

【０１７８】請求項１２の発明によれば、誘電体の表面
に同種又は異種の材料を堆積することにより凹部及び凸
部を形成するように構成したので、加工が容易で部品点
数の少ない安価なオゾン発生装置が得られる効果があ
る。

【０１７９】請求項１３の発明によれば、電極、非放電
部及び誘電体を一体的に形成するように構成したので、
部品点数が少なく、製作が容易で安価なオゾン発生装置
が得られる効果がある。

【０１８０】請求項１４の発明によれば、電極を誘電体
に嵌合して製作するように構成したので、上記の発明の
効果の他に、電極の位置精度を上げることができる効果
がある。

【０１８１】請求項１５の発明によれば、放電部と非放
電部とによりガス流路を構成したので、超短空隙の放電
空間が実現でき、高効率にガスを冷却でき、オゾンの熱
的分解反応を抑えることができる効果がある。

【０１８２】請求項１６の発明によれば、ガス流路を放
射状に構成したので、均一で超短空隙の放電空間が実現
でき、高効率にガスを冷却でき、オゾンの熱的分解反応
を抑えることができるなどの効果がある。

【０１８３】請求項１７の発明によれば、非放電部材を
飛び石状に配置するように構成したので、均一で超短空
隙の放電空間が実現でき、高効率にガスを冷却でき、オ
ゾンの熱的分解反応を抑えることができる効果がある。

【０１８４】請求項１８の発明によれば、ガスがオゾン
発生ユニットの外周部から中心部に向かって流れるよう
に構成したので、上記の発明の効果の他に、ガス下流域
で比較的低圧力損失となり、また放電空間の水分量が増
加することがないなどの効果がある。

【０１８５】請求項１９の発明によれば、スペーサによ
り非放電部を形成するように構成したので、オゾン発生
ユニットの電極間の空隙精度が良好に保たれると共に、
放電空間を自由に画定でき、均一で超短空隙の放電空間
を実現でき、コンパクトな形状で高濃度のオゾンを発生
できるなどの効果がある。

【０１８６】請求項２０の発明によれば、スペーサを板
状とするように構成したので、容易に精度の高い空隙長
を形成できる効果がある。

【０１８７】請求項２１の発明によれば、スペーサが電
極面の全域に分散配置されるように構成したので、均一
で超短空隙長の放電空間を実現できる効果がある。

【０１８８】請求項２２の発明によれば、オゾン発生ユ
ニットの電極の一方の背面に該電極背面のほぼ全域にわ
たって弾性体を設けるように構成したので、誘電体の破
壊、放電空間の空隙精度の低下を未然に防止でき、安定
したオゾン発生装置が実現できる効果がある。

【０１８９】請求項２３の発明によれば、弾性体がバネ
体であるように構成したので、安価で、取り付け、交換
の容易な弾性体を提供できる効果がある。

【０１９０】請求項２４の発明によれば、弾性体を耐オ
ゾン性を有する素材により構成したので、耐久性の高い
オゾン発生装置が得られる効果がある。

【０１９１】請求項２５の発明によれば、弾性体を同電
位の電極により囲続するように構成したので、弾性体内
に電界が発生せず、ボイド放電が発生して素材が劣化す
ることがない効果がある。

【０１９２】請求項２６の発明によれば、弾性体が複数
のオゾン発生ユニット間に１個の割合で間挿されるよう
に構成したので、誘電体の破壊、放電空間の空隙精度の
低下を未然に防止できると共に、部品点数を減らしてコ
ストを削減できるなどの効果がある。

【０１９３】請求項２７の発明によれば、オゾン発生ユ
ニットのそれぞれの位置を支持柱により設定するように
構成したので、各オゾン発生ユニットの電極設置の位置
決めが容易で、メンテナンスも短時間で行うことができ
るなどの効果がある。

【０１９４】請求項２８の発明によれば、弾性体により
オゾン発生ユニットを加圧せしめるように構成したの
で、放電空間が安定して支持され、誘電体の破壊、放電
空間の空隙精度の低下を未然に防止できるなどの効果が
ある。

【０１９５】請求項２９の発明によれば、オゾン発生ユ
ニットの電極の少なくとも一方が、該オゾン発生ユニッ
トを積層したときに隣り合って積層されたオゾン発生ユ
ニットの電極とともに、前記オゾン発生ユニットの電極
間及び隣り合って積層されたオゾン発生ユニットのみに
前記ガスを流動させる密閉空間を形成するように構成し
たので、オゾン発生ユニットを積層して多段のオゾン発
生装置を構成するときに該オゾン発生ユニットを収納し
てオゾン化するガスのガス流路を形成するための容器を
必要とせず、オゾン発生ユニットを単に積層したのみで
多段のオゾン発生装置を構成できる等の効果がある。

【０１９６】請求項３０の発明によれば、オゾン発生ユ
ニットを収納する容器を設け、該容器に該容器を摺動さ
せる摺動手段を設けて構成したので、オゾン発生ユニッ
トの組立時、点検時、交換時等の各作業が容易になる等
の効果がある。

【０１９７】請求項３１の発明によれば、電極中に冷却
水を流通させる水路を形成するように構成したので、電
極の温度上昇を効率的に防止でき、効率的にオゾンを発
生することができる。また、安価で軽量の冷却能力の高
い金属電極を用いることができる等の効果がある。

【０１９８】請求項３２の発明によれば、水路の一部の
断面積を小さく形成するように構成したので、複数の電
極に並列に冷却水を流しても一部の電極のみに大量の冷
却水が流れることがなく、各電極間に流れる冷却水の量
が均一化され、冷却能力のばらつきのない安定したオゾ
ン発生装置が得られる効果がある。

【０１９９】請求項３３の発明によれば、電極に移動手
段を設けるように構成したので、電極間に誘電体を挿入
又は撤去する際に、その各作業を容易に行うことがで
き、作業中の誘電体の破損を防止できる等の効果があ
る。

【０２００】請求項３４の発明によれば、電極に誘電体
の位置決め手段を設けるように構成したので、電極間に
誘電体を挟み込むのみで容易に高い位置精度を得ること
ができる効果が得られる。

【０２０１】請求項３５の発明によれば、電極に凹部を
設け、スペーサの一部に該凹部への嵌合部を形成するよ
うに構成したので、複数のオゾン発生ユニットを水平方
向に積層する場合にも容易に電極間にスペーサを取り付
けることができる効果が得られる。

【０２０２】請求項３６の発明によれば、電極の一方で
他方を収納する空間を形成し、収納された電極に給電端
子から給電するように構成したので、形状のコンパクト
なオゾン発生装置が得られる効果が得られる。

【０２０３】請求項３７の発明によれば、電極の背面の
スペーサに設置位置に対応する位置に弾性体を設けるよ
うに構成したので、弾性体の圧力により誘電体が破損さ
れる恐れがないという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す断面図である。

【図２】この発明の実施例１の誘電体電極を示す平面
図である。

【図３】この発明の実施例１のストレス緩衝板を示す
平面図である。

【図４】空隙長とオゾン発生効率の関係を示すグラフ
図である。

【図５】投入エネルギーとオゾン濃度との関係を示す
グラフ図である。

【図６】オゾン生成速度とオゾン解離反応速度との比
ｋとガス圧力ｐと放電空隙長ｄとの積ｐｄとの関係を示
すグラフ図である。

【図７】電子エネルギー分布を換算電界の関数として
示すグラフ図である。

【図８】酸素と窒素の分率比が１対４である空気原料
ガスに用いた場合のオゾン発生特性を示すグラフ図であ
る。

【図９】図８の結果を放電空隙長ｄとガス圧力ｐとの
積ｐｄでまとめた結果を示すグラフ図である。

【図１０】この発明の実施例１の放射状金属スペーサ
を示す平面図である。

【図１１】非放電部の面積と放電部の面積の比を変化
させたときのオゾン発生効率の変化を示したグラフ図で
ある。

【図１２】非放電部の面積と放電部の面積の比を変化
させたときのオゾン発生効率の変化を放電空間の空隙長
毎に示したグラフ図である。

【図１３】この発明の実施例２を示す断面図である。

【図１４】この発明の実施例３を示す断面図である。

【図１５】図９の実施例３の電極に印加する電圧の波
形を示す波形図である。

【図１６】この発明の実施例４の糸状スペーサを示す
平面図である。

【図１７】この発明の実施例５の飛び石状金属スペー
サを示す平面図である。

【図１８】この発明の実施例６の渦巻き状金属スペー
サを示す平面図である。

【図１９】この発明の実施例７の導電層設置位置を示
す平面図である。

【図２０】この発明の実施例８の削り込み接地電極を
示す平面図である。

【図２１】この発明の実施例１１のデポ型誘電体電極
を示す平面図である。

【図２２】この発明の実施例１２の嵌合型電極構造を
示す断面図である。

【図２３】この発明の実施例１３の一体化した電極構
造を示す断面図である。

【図２４】この発明の実施例１３の一体化した電極の
改良型を示す断面図である。

【図２５】この発明の実施例１４のモールド型緩衝板
を示す断面図である。

【図２６】この発明の実施例１５のストレス緩衝部材
を示す断面図である。

【図２７】この発明の実施例１７のストレス緩衝部材
を示す断面図である。

【図２８】この発明の実施例１８のストレス緩衝部材
を示す断面図である。

【図２９】この発明の実施例１９のストレス緩衝部材
を示す断面図である。

【図３０】この発明の実施例２１の接地電極を示す断
面図である。

【図３１】この発明の実施例２２の接地電極を示す断
面図である。

【図３２】この発明の実施例２３のオゾン発生ユニッ
ト群に１個のストレス緩衝板を設置した状態を示す断面
図である。

【図３３】この発明の実施例２４のガス流逆転状態を
示す断面図である。

【図３４】この発明の実施例２５の横積層型大容量オ
ゾン発生装置を示す断面図及び正面図である。

【図３５】この発明の実施例２６の大容量オゾン発生
装置を示す一部切り欠き側面図、左方向からみた透視図
及び右正面図である。

【図３６】この発明の実施例２７の接地電極の上半分
切り欠き平面図及び側面図である。

【図３７】この発明の実施例２８の接地電極の上半分
切り欠き平面図及び側面図である。

【図３８】この発明の実施例２９の接地電極にスペー
サを懸下した状態を示す平面図及び側面図である。

【図３９】この発明の実施例３０の縦積層型大容量オ
ゾン発生装置を示す正面図及び断面図である。

【図４０】この発明の実施例３１の籠形支持柱を示す
斜視図である。

【図４１】この発明の実施例３２の積層型大容量オゾ
ン発生装置における冷却水配管を示す平面図及び側面図
である。

【図４２】この発明の実施例３３のオゾン発生装置を
示す断面図である。

【図４３】この発明の実施例３４のオゾン発生装置を
示す一部省略正面透視図及び断面図である。

【図４４】この発明の実施例３５のオゾン発生装置を
示す一部省略正面透視図及び断面図である。

【図４５】この発明の実施例３６を示す平面図及び断
面図である。

【図４６】この発明の実施例３７のオゾン発生装置を
示す横断面図である。

【図４７】従来のオゾン発生装置を示す断面図及び正
面図である。

【図４８】従来の他のオゾン発生装置を示す断面図及
び正面図である。

【図４９】従来のオゾン発生装置のオゾン発生特性の
一例を示すグラフ図である。

【図５０】従来のオゾン発生装置のオゾン発生特性の
他の例を示すグラフ図である。

【図５１】従来のオゾン発生装置のオゾン発生特性の
他の例を示すグラフ図である。

【図５２】放電空隙長に対するオゾン発生効率の一例
を示すグラフ図である。

【符号の説明】

２接地電極（金属電極）、３高圧電極、４セラミ
ックス板（誘電体）、５放電空間、６，６１スペー
サ、９ガス排出管（ガス供給機構）、１０オゾン発生
ユニット、１０Ａ孔（隙間）、２１電極切削部（凹
部）、２２電極母材表面（凸部）、２３空洞（水
路）、２４上板（電極）、２５ステンレス板（金属
板）、２６円環部材（金属）、３１導電層（電
極）、３２穴（ガス供給機構）、４４誘電体のエッチ
ング部（凹部）、７１ガス供給口（ガス供給機構）、
７２ガス排出口（ガス供給機構）、１００，１００２
ストレス緩衝板（弾性体）、１０１開口部（ガス供
給機構）、１２０金属環（弾性体）、２００圧力容
器（容器）、２１２金属配管（冷媒流通機構）、２１
３配管用ジョイント（冷媒流通機構）、２１４配管
（冷媒流通機構）、２２０給電端子、２４０支持
柱、２４１籠形支持柱、３１０ガイドローラ（摺動
手段）、３２０押さえバネ（弾性体）、３４０ガス
供給室（密閉空間）、４１０ベアリング（移動手
段）、４２０位置決め板（位置決め手段）、４２１
位置固定用溝（凹部）、４２２爪部（嵌合部）、５１
０冷却水供給口、５１３細孔（バイパス）。

フロントページの続き (72)発明者吉沢憲治尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者向井正啓尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社生産技術センター内 (72)発明者越智順二尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社生産技術センター内 (72)発明者小沢建樹神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号三菱電機株式会社制御製作所内 (56)参考文献特開昭63−242903（ＪＰ，Ａ) 特開平３−170302（ＪＰ，Ａ) ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＰＨＹＳＩＣＳＤ：ＡＰＰＬＩＥＤＰＨＹＳＩＣＳＶｏｌ．20［11］（1987）Ｐ1421− 1437 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C01B 13/11 H01T 23/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対向して配置されその間に高電圧が印加
されることにより放電を発生せしめる２個の電極と、該
電極間に設置される少なくとも１個の誘電体と、前記電
極間に酸素を含むガスを供給して前記放電によりオゾン
を発生するガス供給機構とを備えた少なくとも１個のオ
ゾン発生ユニットを有するオゾン発生装置において、放
電空間のガス圧力が１気圧以上で、該放電空間の放電空
隙長が０．４mm以下に設定し、生成したオゾンの解離過
程が無視できなくなるような高濃度オゾン領域動作する
ことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項２】対向して配置されその間に高電圧が印加
されることにより放電を発生せしめる２個の電極と、該
電極間に設置される少なくとも１個の誘電体と、前記電
極間に酸素と窒素とを含むガスを供給して前記放電によ
りオゾンを発生するガス供給機構とを備えた少なくとも
１個のオゾン発生ユニットを有するオゾン発生装置にお
いて、窒素分率が酸素分率よりも高く、放電空隙長が
０．６mm以下である場合に、放電空間のガス圧力ｐと該
放電空間の放電空隙長ｄとの積ｐｄを１２０Torr・cm 以
上であるようにせしめたことを特徴とするオゾン発生装
置。
【請求項３】対向して配置されその間に高電圧が印加
されることにより放電を発生せしめる２個の電極と、該
電極間に設置される少なくとも１個の誘電体と、前記電
極間に酸素を含むガスを供給して前記放電によりオゾン
を発生するガス供給機構とを備えた少なくとも１個のオ
ゾン発生ユニットを有するオゾン発生装置において、前
記オゾン発生ユニットの電極面全域にわたって前記電極
間に電極間距離を一定に保つための部材を分散的に挿入
することにより、前記放電の発生しない非放電部を分散
配置したことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項４】前記オゾン発生ユニットの隣り合うユニ
ット同士を互いに逆の向きに積層し、該隣り合うオゾン
発生ユニットの隣り合う電極を同一の電位としたことを
特徴とする請求項３記載のオゾン発生装置。
【請求項５】前記オゾン発生ユニットの電極間で放電
の発生する放電部にほぼ対応した前記誘電体上の領域に
導電層を形成し、該導電層を前記電極の少なくとも一方
として用いたことを特徴とする請求項３記載のオゾン発
生装置。
【請求項６】前記オゾン発生ユニットの非放電部の面
積は、前記放電の発生する放電部の面積の０．５％から
１２０％程度であることを特徴とする請求項３記載のオ
ゾン発生装置。
【請求項７】前記オゾン発生ユニットの電極の一方を
接地し、該接地された電極と前記非放電部とを一体的に
構成したことを特徴とする請求項３記載のオゾン発生装
置。
【請求項８】前記オゾン発生ユニットの電極の少なく
とも一方を金属で形成し、該金属で形成された電極の表
面に凸部と凹部とを形成し、該凸部及び凹部とにより前
記非放電部と前記放電を行う放電部とを形成したことを
特徴とする請求項７記載のオゾン発生装置。
【請求項９】前記オゾン発生ユニットの誘電体と前記
非放電部とを一体的に構成したことを特徴とする請求項
３記載のオゾン発生装置。
【請求項１０】前記オゾン発生ユニットの誘電体の表
面に凸部及び凹部を形成し、該凸部及び凹部により前記
非放電部と前記放電のための放電空間とを形成したこと
を特徴とする請求項９記載のオゾン発生装置。
【請求項１１】前記オゾン発生ユニットの電極の表面
に同種又は異種の材料を堆積することにより前記凸部及
び凹部を形成する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１２】前記オゾン発生ユニットの誘電体の表
面に同種又は異種の材料を堆積することにより前記凸部
及び凹部を形成す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１３】前記オゾン発生ユニットの電極の少な
くとも一方と、前記非放電部と、前記誘電体とを一体的
に形成したことを特徴とする請求項３記載のオゾン発生
装置。
【請求項１４】前記オゾン発生ユニットの電極の少な
くとも一方は前記誘電体に嵌合せしめられていることを
特徴とする請求項３記載のオゾン発生装置。
【請求項１５】前記オゾン発生ユニット中の放電部と
前記非放電部とにより前記ガスの通流するガス流路を構
成したことを特徴とする請求項３記載のオゾン発生装
置。
【請求項１６】前記ガス流路を放射状に構成するよう
に前記非放電部を配置したことを特徴とする請求項１５
記載のオゾン発生装置。
【請求項１７】前記非放電部を生じせしめる非放電部
材が前記オゾン発生ユニットの電極間で飛び石状に配置
されていることを特徴とする請求項３記載のオゾン発生
装置。
【請求項１８】前記ガス供給機構が、前記オゾン発生
ユニットの電極の外周部から前記ガスを前記電極間に供
給し、前記ガス流路に沿って前記電極の中心部へ排出す
るように構成したことを特徴とする請求項１５記載のオ
ゾン発生装置。
【請求項１９】対向して配置されその間に高電圧が印
加されることにより放電を発生せしめる２個の電極と、
該電極間に設置され該電極間を絶縁する少なくとも１個
の誘電体と、前記電極間に酸素を含むガスを供給して前
記放電によりオゾンを発生するガス供給機構とを備えた
少なくとも１個のオゾン発生ユニットを有するオゾン発
生装置において、前記オゾン発生ユニットの電極間の距
離を所定距離以上に保持するスペーサを前記放電のなさ
れる放電空間中に挿入し、該スペーサにより放電のなさ
れない非放電部を形成したことを特徴とするオゾン発生
装置。
【請求項２０】前記スペーサが板状であることを特徴
とする請求項１９記載のオゾン発生装置。
【請求項２１】前記スペーサが前記オゾン発生ユニッ
トの電極面の全域にわたって分散配置されていることを
特徴とする請求項１９記載のオゾン発生装置。
【請求項２２】対向して配置されその間に高電圧が印
加されることにより放電を発生せしめる２個の電極と、
該電極間に設置され該電極間を絶縁する少なくとも１個
の誘電体と、前記電極間に酸素を含むガスを供給して前
記放電によりオゾンを発生するガス供給機構とを備えた
少なくとも１個のオゾン発生ユニットを有するオゾン発
生装置において、前記オゾン発生ユニットの電極の一方
の背面に該電極背面のほぼ全域にわたって弾性体を設け
たことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項２３】前記弾性体がバネ体であることを特徴
とする請求項２２記載のオゾン発生装置。
【請求項２４】前記弾性体を耐オゾン性を有する素材
により構成したことを特徴とする請求項２２記載のオゾ
ン発生装置。
【請求項２５】前記弾性体の面積は前記電極の面積よ
り小さく、かつ該弾性体を同電位の電極により囲繞した
ことを特徴とする請求項２２記載のオゾン発生装置。
【請求項２６】対向して配置されその間に高電圧が印
加されることにより放電を発生せしめる２個の電極と、
該電極間に設置され該電極間を絶縁する少なくとも１個
の誘電体と、前記電極間に酸素を含むガスを供給して前
記放電によりオゾンを発生するガス供給機構とを備えた
複数のオゾン発生ユニットを積層し、該積層したオゾン
発生ユニットの複数の積層面間に１個の割合で弾性体を
間挿したことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項２７】対向して配置されその間に高電圧が印
加されることにより放電を発生せしめる２個の電極と、
該電極間に設置され該電極間を絶縁する少なくとも１個
の誘電体と、前記電極間に酸素を含むガスを供給して前
記放電によりオゾンを発生するガス供給機構とを備えた
複数のオゾン発生ユニットを積層し、該積層したオゾン
発生ユニットのそれぞれの位置を設定する支持柱を設け
たことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項２８】剛体により形成され接地された第一の
電極と、該第一の電極に対向し、誘電体薄板により形成
され高電圧の印加される第二の電極と、前記第一の電極
と第二の電極の間に間挿され該両電極の間隔を保持する
ためのスぺーサとを備えた複数のオゾン発生ユニットを
有し、該オゾン発生ユニット間の少なくとも１カ所に弾
性体を間挿し、該弾性体により前記オゾン発生ユニット
を加圧せしめたことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項２９】対向して配置されその間に高電圧が印
加されることにより放電を発生せしめる２個の電極と、
該電極間に設置され該電極間を絶縁する少なくとも１個
の誘電体と、前記電極間に酸素を含むガスを供給して前
記放電によりオゾンを発生するガス供給機構とを備えた
少なくとも１個のオゾン発生ユニットを有するオゾン発
生装置において、前記オゾン発生ユニットの前記電極の
少なくとも一方が、該オゾン発生ユニットを積層したと
きに隣り合って積層されたオゾン発生ユニットの電極と
ともに、前記オゾン発生ユニットの電極間及び隣り合っ
て積層されたオゾン発生ユニットのみに前記ガスを流動
させる密閉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３０】前記オゾン発生ユニットを収納する容
器を設け、該容器は該容器を摺動させる摺動手段を具備
したことを特徴とする請求項３記載のオゾン発生装置。
【請求項３１】前記電極の少なくとも一方の電極には
冷却水を流通させるための水路が形成されていることを
特徴とする請求項３記載のオゾン発生装置。
【請求項３２】前記水路は、その一部が他の部分に比
して断面積が小さく形成されていることを特徴とする請
求項３１記載のオゾン発生装置。
【請求項３３】前記電極の少なくとも一方の電極には
該電極を移動せしめる移動手段が設けられていることを
特徴とする請求項３記載のオゾン発生装置。
【請求項３４】前記電極の少なくとも一方の電極に、
前記誘電体の位置を設定する位置決め手段が設けられて
いることを特徴とする請求項３記載のオゾン発生装置。
【請求項３５】前記電極の少なくとも一方の電極に、
前記スペーサを係止する凹部を設け、該スペーサの一部
に前記電極の凹部に嵌合する嵌合部を形成したことを特
徴とする請求項１９記載のオゾン発生装置。
【請求項３６】前記電極の一方が他方の電極及び前記
誘電体をその中に収容する空間を構成し、該収容された
他方の電極に高電圧を供給する給電端子を設けたことを
特徴とする請求項３記載のオゾン発生装置。
【請求項３７】前記オゾン発生ユニットの電極の一方
の背面の前記スペーサの設置位置に対応する位置に弾性
体を設けたことを特徴とする請求項１９記載のオゾン発
生装置。