專利名稱：臭氧發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有疊層的多個平板狀高壓電極及低壓電極并且在其間施加交流電壓使其放電生成臭氧氣體的平板疊層型臭氧發(fā)生裝置，特別涉及，作為該平板疊層型臭氧發(fā)生裝置的主要部分具有高壓電極及低壓電極并且供給氧氣生成臭氧氣體的臭氧發(fā)生器。
背景技術(shù)：
圖27為例如專利第3113885號“臭氧發(fā)生裝置用放電單元”所述的以往的臭氧發(fā)生器剖面圖。以往的氧氣發(fā)生器如圖27所示，將近似平板狀的剛性體構(gòu)成的多個低壓電極7在板厚方向重疊并夾住兩側(cè)的一對塊狀體25，通過這樣構(gòu)成多個電極組件的疊層體。電極組件疊層體在電極壓板22及底座24之間，利用在疊層方向貫通兩側(cè)部分的多個固緊螺栓21固緊。
各電極組件具有上下一對低壓電極7、夾在該低壓電極7與7之間的兩側(cè)的一對塊狀體25、位于塊狀體25與25內(nèi)側(cè)并配置在低壓電極7與7之間的電介質(zhì)單元30、以及設(shè)置在電介質(zhì)單元30的兩面用來形成放電間隙6的多個放電間隙形成用的彈性體襯墊26。彈性體襯墊26形成沿相對于紙面沿垂直方向延伸的圓形截面的棒狀體。
兩側(cè)的一對塊狀體25是由不銹鋼板等導(dǎo)電性板材制成的剛性體，由于通過低壓電極7之間的兩側(cè)部分，這樣，在它們之間形成與塊狀體厚度相等間隔量的空間。
另外，圖中將上下方向的尺寸都加以放大，實(shí)際厚度例如低壓電極7為3mm以下，塊狀體25為3mm以下，都做得非常薄。
上下一對低壓電極7在內(nèi)部形成冷卻水通路9，兼作為散熱器。另外，在一側(cè)的塊狀體25中也形成冷卻水通路9。然后，低壓電極7內(nèi)的冷卻水通路9，為了使作為制冷劑的冷卻水流通，通過塊狀體25而與設(shè)置在底座24的冷卻水出入口12連通。
另外，在低壓電極7的與放電間隙6相對的主表面，例如，通過蝕刻等加工形成臭氧氣體通路8。該臭氧氣體通路8經(jīng)由塊狀體25上形成的臭氧氣體通路8與設(shè)置在底座24的臭氧氣體出口11連通。另外，在放電間隙6的兩側(cè)部分，設(shè)置在面向紙面的垂直方向上向放電間隙6供給氧氣的氧氣入口10。
在由上下一對低壓電極7與兩側(cè)的一對塊狀體25包圍的空間中所配置的電介質(zhì)單元30，是在作為電介質(zhì)的上下一對玻璃5之間夾住高壓電極3的、形成的“三明治”結(jié)構(gòu)的薄板狀剛性體。高壓電極3由不銹鋼板等導(dǎo)電性薄板制成，其一部分作為未圖示的饋電端被引出到外面。
在電介質(zhì)單元30的兩表面?zhèn)壬蠟榱诵纬煞烹婇g隙6而設(shè)置的放電間隙形成用彈性體襯墊26，是具有耐臭氧性及彈力性的、截面為圓形的細(xì)樹脂線材，將其以規(guī)定間隔配置在放電間隙6內(nèi)。各襯墊26的厚度(外徑)設(shè)定為在不壓縮的狀態(tài)下比放電間隙6的各間隙量大5~6％左右。
根據(jù)該設(shè)定，彈性體襯墊26被低壓電極7及電介質(zhì)單元30從上下壓縮，由于該壓縮，電介質(zhì)單元30從上下以相等的壓力被彈性按壓，并保持在上述空間內(nèi)的上下方向中央部位。結(jié)果，在電介質(zhì)單元30的兩面形成相等間隙量的放電間隙6。
另外，在采用剛性體襯墊代替彈性體襯墊26時，采用的剛性體襯墊的直徑肯定比在固緊塊狀體25時所決定的放電間隙長度(放電間隙在疊層方向的高度)要小。因此，在放電間隙中沿疊層方向沒有壓縮襯墊。
下面說明工作情況。
一旦在低壓電極7與高壓電極3之間施加交流高電壓時，則通過電介質(zhì)5在放電間隙6產(chǎn)生電介質(zhì)阻擋(barrier)放電。利用該放電，氧氣暫時分離為氧原子，幾乎同時該氧原子與其它的氧分子和壁面等引起三體碰撞，生成臭氧氣體。利用該組合，通過對放電間隙6連續(xù)供給氧氣，則通過放電生成臭氧氣體能夠從臭氧氣體出口11作為臭氧化氣體連續(xù)取出。
在該放電中取出的臭氧發(fā)生效率一般最大約為20％。即放電功率的80％用于加熱電極而消耗掉。另外，臭氧氣體的發(fā)生效率取決于電極溫度(嚴(yán)格講是放電氣體溫度)，電極溫度越低，發(fā)生效率越高。因此，通過用冷卻水等直接冷卻電極，或縮短放電間隙6的間隙長，以抑制放電間隙6中的氣體溫度上升，而且通過提高電子溫度，以提高臭氧生成效率，抑制臭氧分解，結(jié)果能夠構(gòu)成高效率取出高濃度臭氧氣體的臭氧發(fā)生器。
在這樣構(gòu)成的以往的臭氧發(fā)生器中，電極的冷卻是低壓電極7側(cè)的單面冷卻，并沒有冷卻高壓電極3。因此，與冷卻高低壓電極的兩面冷卻方式相比，投入相同功率時，放電間隙6的氣體溫度約為4倍左右。而且，由于該氣體溫度上升，將生成的臭氣進(jìn)行分解的量增大，因此不能進(jìn)一步提高投入到電極的放電功率密度，不能高效產(chǎn)生臭氧氣體。
另外，在采用彈性體襯墊26時，在放電間隙6內(nèi)存在因放電而具有相當(dāng)高能量的電子，用有機(jī)材料形成的彈性體襯墊26，由于受該放電作用，高能量電子(放電能)碰撞，受到化學(xué)鍵游離的損傷。而且，若連續(xù)運(yùn)行臭氧發(fā)生器，則與金屬襯墊相比，其缺點(diǎn)在于，襯墊26在短時間內(nèi)會產(chǎn)生劣化，由于該劣化，就不可能使氣體均勻流動，效率急劇下降，裝置的壽命縮短。
另外，在使用有耐臭氧性的特氟綸(Teflon，登記商標(biāo))制的彈性體襯墊時，上述高能量電子(放電能)也會碰撞并受到化學(xué)鍵游離的損傷。再有，即使采用在空氣中一般是“阻燃性物質(zhì)”的物質(zhì)，而在高濃度臭氧及氧氣氣氛中也與“可燃性物質(zhì)”一樣，若設(shè)置在放電空間直接接觸的部分上，則存在的問題在于，由于放電能量的作用，彈性體襯墊的升華反應(yīng)活化，不能得到純凈的臭氧氣體。
另外，在采用剛性體襯墊代替彈性體襯墊26時，要進(jìn)行這樣設(shè)計(jì)，以使得其直徑肯定比在通過塊狀體25進(jìn)行固緊時所決定的放電間隙長度要小。因此，在想要使放電間隙6形成微小間隙而以產(chǎn)生高濃度臭氧時，與放電氣體通路的壓力損失(與圖27的低面垂直的氣體通路的壓力損失)相比，以放電間隙形成用襯墊26隔開的間隙的壓力損失(放電間隙形成襯墊26與電介質(zhì)5之間的微小間隙的壓力損失)非常小。因此，很難利用放電間隙形成用襯墊26使電流均勻流過。結(jié)果存在的問題有，臭氧發(fā)生效率下降，不能構(gòu)成緊湊的臭氧發(fā)生器等。
一般，若不使襯墊26形成的間隙的壓力損失為在放電通路部分的壓力損失的約10倍以上，則不能使氣流均勻流過。例如，放電間隙6為0.1mm左右時，對于襯墊26的厚度與放電間隙之間的縫隙，要求非常高的精度。因此，要以這樣的精度制成襯墊26并且要不與放電間隙接觸而配置，這是非常困難的。由于這樣的原因，為了高精度制成襯墊26，成本就會上升，不可能以低價制成裝置。
另外，在這樣構(gòu)成的以往的臭氧發(fā)生器中，由上下一對低壓電極7、夾在該低壓電極7與7之間的兩側(cè)一對塊狀體25、位于塊狀體25與25內(nèi)側(cè)并配置在低壓電極7與7之間的電介質(zhì)單元30、以及設(shè)置在電介質(zhì)單元30的兩面用來形成放電間隙6的多個放電間隙形成用的彈性體襯墊26構(gòu)成電極組件，將多個電極組件隔著低壓電極7疊層，作為固定手段，以電極組件兩側(cè)位置上的在疊層方向貫通的固緊螺栓21，將設(shè)置在上端的電極壓板22與設(shè)置在下端的底座24之間進(jìn)行固緊。即在夾住電極組件的低壓電極7的兩端上進(jìn)行固緊而構(gòu)成，因此電極組件的兩邊成為支點(diǎn)，這樣存在的問題有，原來應(yīng)該是平面的低壓電極7變形為圓弧狀，特別是在0.1mm厚度的放電間隙中，間隙長變得不均勻，不能夠得到高濃度的臭氧。
再有，以往的臭氧氣體通路8是不進(jìn)行氣密而作成的。因此，對于由各疊層的低壓電極7夾住的電極組件，不能100％供給原料氧氣。即產(chǎn)生氧氣不通過電極組件的放電通路而直接泄漏到臭氧氣體出口11的這種“旁路現(xiàn)象”。若發(fā)生該“旁路現(xiàn)象”，則產(chǎn)生的問題有，電極組件的臭氧發(fā)生效率下降，同時不能生成高濃度的臭氧，進(jìn)而放電間隙6產(chǎn)生的臭氧濃度因原料氧氣的旁路流量而降低，再者，得不到高濃度的臭氧氣體。
本發(fā)明是為總結(jié)并解決上述若干個問題而提出的。
第1目的在于，提供具有不損害臭氧發(fā)生性能且可靠性高的電極組件結(jié)構(gòu)、并能夠延長電極組件壽命的臭氧發(fā)生器。
第2目的在于，提供能夠以簡單的操作將非常薄的平板狀電極組件進(jìn)行疊層組裝、并進(jìn)一步能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊組件化的臭氧發(fā)生器。
第3目的在于，提供具有能夠?qū)Ω邏弘姌O3及低壓電極7的兩種電極進(jìn)行很好冷卻的結(jié)構(gòu)的臭氧發(fā)生器。
第4目的在于，提供對電極的至少一方同時具有冷卻結(jié)構(gòu)及臭氧取出結(jié)構(gòu)、并能夠形成又薄又輕而且又便宜、質(zhì)量又好的電極的臭氧發(fā)生器。
第5目的在于，提供生成的臭氧氣體的純度高、即能夠生成純凈臭氧氣體的臭氧發(fā)生器。
第6目的在于，提供使臭氧發(fā)生器內(nèi)的零部件功能合并以能夠減少零部件數(shù)量或降低零部件成本的臭氧發(fā)生器。
本發(fā)明是為達(dá)到上述目的而進(jìn)行的，得到的臭氧發(fā)生器能夠容易支持電極組件，能夠?qū)㈦姌O組件間的原料氣體可靠密封，同時能夠容易進(jìn)行電極定位，并能夠支持多個電極組件，而不產(chǎn)生放電間隙的差異，而且良好。
另外，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)耐臭氧性優(yōu)異、結(jié)構(gòu)緊湊且壽命長、高質(zhì)量的臭氧發(fā)生器。
另外，能夠獲得一種臭氧發(fā)生器，它的放電間隙的結(jié)構(gòu)不采用專利第3113885號所用的放電間隙內(nèi)的彈性體，也不需要直徑小于間隙長度的高精度的剛性體襯墊，能夠采用厚度等于放電間隙長度的襯墊。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的臭氧發(fā)生器中，具有平板狀的低壓電極；分別與低壓電極兩主表面相對設(shè)置的平板狀第1高壓電極及第2高壓電極；設(shè)置在低壓電極與第1高壓電極之間的平板狀第1電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第1放電間隙用的第1襯墊；設(shè)置在低壓電極與第2高壓電極之間的平板狀第2電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第2放電間隙的第2襯墊；相對于第1高壓電極的與第1放電間隙相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻第1高壓電極的第1電極冷卻板；相對于第2高壓電極的與第2放電間隙相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻第2高壓電極的第2電極冷卻板；夾在第1高壓電極與第1電極冷卻板之間的第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板；以及夾在第2高壓電極與第2電極冷卻板之間的第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板，并且，在低壓電極與第1高壓電極之間、以及在低壓電極與第2高壓電極之間分別施加交流電壓，在注入氧氣的第1放電間隙及第2放電間隙產(chǎn)生放電，使其產(chǎn)生臭氧氣體。
另外，低壓電極是將在主表面上形成溝槽的2片以上的金屬平板以使溝槽相對而粘合制成，通過這樣在內(nèi)部形成臭氧氣體通路及冷卻水通路。
另外，第1電極冷卻板及第2電極冷卻板是將在主表面形成溝槽的2片以上金屬平板以使溝槽相對貼合而制成，通過這樣在內(nèi)部形成冷卻水通路。
另外，金屬平板是僅通過加熱及加壓貼合。
另外，低壓電極的與第1放電間隙及第2放電間隙相對的兩主表面被由無機(jī)物形成的電介質(zhì)膜覆蓋。
另外，電介質(zhì)膜由陶瓷材料制成。
另外，電介質(zhì)膜由玻璃材料制成。
另外，第1電介質(zhì)的與第1高壓電極相對的主表面被由具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電膜覆蓋，導(dǎo)電膜與第1高壓電極接觸，第2電介質(zhì)的與第2高壓電極相對的主表面被具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電膜覆蓋，導(dǎo)電膜與第2高壓電極接觸。
另外，第1電介質(zhì)與第1高壓電極、以及第2電介質(zhì)與第2高壓電極分別用導(dǎo)電性粘結(jié)劑貼合。
另外，導(dǎo)電膜的外周邊緣部分被由無機(jī)物形成的絕緣保護(hù)膜覆蓋。
另外，導(dǎo)電性粘結(jié)劑的外周邊緣部分被由無機(jī)物形成的絕緣保護(hù)膜覆蓋。
另外，第1高壓電極及第2高壓電極的外徑小于電介質(zhì)的外徑。
另外，第1高壓電極及第2高壓電極的外徑小于覆蓋電介質(zhì)的導(dǎo)電膜的外徑。
另外，在第1高壓電極與第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板之間、以及在第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板與第1電極冷卻板之間分別使得與兩者接觸而夾入具有伸縮性的導(dǎo)熱片，在第2高壓電極與第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板之間、以及在第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板與第2電極冷卻板之間使與兩者接觸而分別夾入具有伸縮性的導(dǎo)熱片。
另外，導(dǎo)熱片用硅制成，在導(dǎo)熱片的兩主表面涂付陶瓷粉末。
另外，在本發(fā)明的臭氧發(fā)生器中，具有平板狀的低壓電極；分別與低壓電極兩主表面相對設(shè)置的平板狀第1高壓電極及第2高壓電極；設(shè)置在低壓電極與第1高壓電極之間的平板狀的第1電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第1放電間隙的第1襯墊；設(shè)置在低壓電極與第2高壓電極之間的平板狀第2電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第2放電間隙的第2襯墊；相對于第1高壓電極的與第1放電間隙的相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻第1高壓電極的第1電極冷卻板；相對于第2高壓電極的與第2電間隙的相反側(cè)主表面設(shè)置的、用于冷卻第2高壓電極的第2電極冷卻板；夾在第1高壓電極與第1電極冷卻板之間的具有伸縮性的第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板；以及夾在第2高壓電極與第2電極冷卻板之間的具有伸縮性的第2導(dǎo)熱·電氣絕緣片，在低壓電極與第1高壓電極之間，以及在低壓電極與第2高壓電極之間分別施加交流電壓，在注入氧氣的第1放電間隙及第2放電間隙產(chǎn)生放電，使其產(chǎn)生臭氧氣體。
另外，具有分別設(shè)置在所述低壓電極與所述第1電極冷卻板之間、以及所述低壓電極與所述第2電極冷卻板之間的，形成冷卻水通路或者臭氧氣體通路的總管塊狀體(manifold block)，所述冷卻水通路將分別設(shè)置在所述低壓電極、所述第1電極冷卻板、以及所述第2電極冷卻板的冷卻水通路相互連接起來，所述臭氧氣體通路連接于設(shè)置在該低壓電極上的臭氧氣體通路。
另外，總管塊狀體具有在低壓電極、第1高壓電極及第2高壓電極的疊層方向有彈性功能的彈性結(jié)構(gòu)。
另外，襯墊配置在與低壓電極的形成冷卻水通路的筋條相對的位置。
另外，在本發(fā)明的臭氧發(fā)生器中，具有平板狀的低壓電極；分別與低壓電極兩主表面相對設(shè)置的平板狀第1高壓電極及第2高壓電極；設(shè)置在低壓電極與第1高壓電極之間的平板狀第1電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第1放電間隙的第1襯墊；設(shè)置在低壓電極與第2高壓電極之間的平板狀第2電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第2放電間隙的第2襯墊；相對于第1高壓電極的與第1放電間隙相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻第1高壓電極的第1電極冷卻板；相對于第2高壓電極的與第2放電間隙相反側(cè)主表面設(shè)置的、用于冷卻第2高壓電極的第2電極冷卻板；夾在第1高壓電極與第1電極冷卻板之間的第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板；夾在第2高壓電極與第2電極冷卻板之間的第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板；以及形成冷卻水通路或臭氧氣體通路的總管塊狀體，所述冷卻水通路將在低壓電極與第1電極冷卻板之間、以及低壓電極與第2電極冷卻板之間分別設(shè)置的冷卻水通路和在低壓電極、第1電極冷卻板及第2電極冷卻板分別設(shè)置的冷卻水通路相互連接起來，所述臭氧氣體通路將在低壓電極設(shè)置的臭氧氣體通路連接起來，低壓電極的與第1放電間隙及第2放電間隙相對的兩主表面被無機(jī)物形成的電介質(zhì)膜覆蓋，第1電介質(zhì)的與第1高壓電極相對的主表面被具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電膜覆蓋，導(dǎo)電膜與第1高壓電極接觸，第2電介質(zhì)的與第2高壓電極相對的主表面被具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電膜覆蓋，導(dǎo)電膜與第2高壓電極接觸，在第1高壓電極與第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板之間、以及在第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板與第1電極冷卻板之間夾入分別使得與兩者接觸并有伸縮性的導(dǎo)熱片，在第2高壓電極與第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板之間以及在第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板與第2電極冷卻板之間夾入分別使其與兩者接觸并有伸縮性的導(dǎo)熱片，在低壓電極與第1高壓電極之間以及在低壓電極與第2高壓電極之間分別施加交流電壓，在注入氧氣的第1放電間隙及第2放電間隙產(chǎn)生放電，使其產(chǎn)生臭氧氣體。
另外，將多個具有低壓電極、第1及第2高壓電極、第1及第2電介質(zhì)、第1及第2襯墊、第1及第2電極冷卻板、以及第1及第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板的電極組件進(jìn)行疊層。


圖1為說明本發(fā)明的臭氧發(fā)生器模式性的示意圖。
圖2為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生器電極的模式性的詳細(xì)剖面圖。
圖3表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的臭氧發(fā)生器的低壓電極7俯視圖。
圖4為沿圖3的A-A線的箭頭方向的剖面圖。
圖5為沿圖3的B-B線的箭頭方向的剖面圖。
圖6為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的臭氧發(fā)生器的電極冷卻板1的俯視圖。
圖7為沿圖6的C-C線的箭頭方向的剖面圖。
圖8為沿圖6的D-D線的箭頭方向的剖面圖。
圖9為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生器電極的詳細(xì)剖面圖。
圖10為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)6的臭氧發(fā)生器的低壓電極7俯視圖。
圖11為沿圖10的E-E線的箭頭方向的剖面圖。
圖12為沿圖10的F-F線的箭頭方向的剖面圖。
圖13為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)7的臭氧發(fā)生器的低壓電極7俯視圖。
圖14為沿圖13的G-G線的箭頭方向的剖面圖。
圖15為沿圖13的H-H線的箭頭方向的剖面圖。
圖16為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)8的臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生器電極的詳細(xì)剖面圖。
圖17為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)9的臭氧發(fā)生器的高壓電極3及電介質(zhì)5的側(cè)視圖。
圖18為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)10的臭氧發(fā)生器的電介質(zhì)5的俯視圖及側(cè)視圖。
圖19為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)11的臭氧發(fā)生器的高壓電極3及電介質(zhì)5的側(cè)視圖。
圖20為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)13的臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生器電極的詳細(xì)剖面圖。
圖21為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)14的臭氧發(fā)生器的導(dǎo)熱片17的俯視圖及側(cè)視圖。
圖22為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)15的臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生器電極的詳細(xì)剖面圖。
圖23為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)16的臭氧發(fā)生器的總管塊狀體23的剖面圖。
圖24為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)17的臭氧發(fā)生器的低壓電極7俯視圖。
圖25為沿圖24的I-I線的箭頭方向的剖面26為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)18的臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生器電極的詳細(xì)剖面圖。
圖27為以往的臭氧發(fā)生器的剖面圖。
符號說明1 電極冷卻板，1-1 第1電極冷卻板，1-2 第2電極冷卻板，2 導(dǎo)熱·電氣絕緣板，2-1 第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板，2-2 第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板，3 高壓電極，3-1 第1高壓電極，3-2 第2高壓電極，5 電介質(zhì)，5-1 第1電介質(zhì)，5-2 第2電介質(zhì)，6 放電間隙，6-1 第1放電間隙，6-2 第2放電間隙，7 低壓電極，8 臭氧氣體通路，9 冷卻水通路，11 臭氧氣體出口，12 冷卻水出入口，13 電介質(zhì)膜，13a 陶瓷電介質(zhì)膜，13a1 陶瓷電介質(zhì)放電間隙用襯墊，13b玻璃電介質(zhì)膜，13b1 玻璃電介質(zhì)放電間隙用襯墊，13b2 粘結(jié)劑，14 導(dǎo)電膜，15 導(dǎo)電性粘結(jié)劑，16 絕緣保護(hù)膜，17 導(dǎo)熱片，18 陶瓷粉末，19 導(dǎo)熱·電氣絕緣片，23 總管塊狀體，23a 上側(cè)總管塊狀體，23b 下側(cè)總管塊狀體，23c O形圈，23d 盤形彈簧，100 臭氧發(fā)生器，101 臭氧發(fā)生器電極，102 電極組件。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)

本發(fā)明。
圖1是模式性說明平板疊層型臭氧發(fā)生裝置的示意圖，平板疊層型臭氧發(fā)生裝置由作為產(chǎn)生臭氧的主要構(gòu)成部分的臭氧發(fā)生器100、對該臭氧發(fā)生器100供給的臭氧變壓器200及高頻逆變器300構(gòu)成。
高頻逆變器300將從電源輸入端404輸入的功率變換為所需要的頻率，并輸出給逆變器輸出電纜403。臭氧變壓器將該功率升壓至規(guī)定的電壓，將產(chǎn)生臭氧所需要的功率供給臭氧發(fā)生器100。高頻逆變器300還具有對電流/電壓進(jìn)行控制的功能，以控制供給的功率輸入量。
由臭氧變壓器200供給的高電壓，從高壓電纜401通過套管120供給臭氧發(fā)生器100的高壓電極3。另外，低電壓從低壓電纜402通過底座24供給低壓電極7。
臭氧發(fā)生器100包括具有高壓電極3及低壓電極7的多個電極組件102，將規(guī)定個數(shù)的電極組件102在底座24上沿圖中箭頭Z方向疊層并構(gòu)成臭氧發(fā)生器電極101。臭氧發(fā)生器電極101被發(fā)生器外殼110覆蓋。在發(fā)生器外殼110上設(shè)置供給包含微量氮、二氧化碳等的氧氣的臭氧發(fā)生器的氧氣入口130。供給的氧氣充滿在發(fā)生器外殼110，并進(jìn)入后述的放電間隙。另外，在底座上設(shè)置將在后述的放電間隙生成的臭氧氣體從臭氧發(fā)生器100送出到外部的臭氧氣體出口11及冷卻電極組件102的冷卻水出入用的冷卻水出入口12。
在這樣結(jié)構(gòu)的平板疊層型臭氧發(fā)生裝置中，本發(fā)明特別涉及的臭氧發(fā)生裝置的主要部分即臭氧發(fā)生器100，詳細(xì)地說，涉及臭氧發(fā)生器100的臭氧發(fā)生器電極101及電極組件102的構(gòu)造。
實(shí)施形態(tài)1圖2為模式性表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生器電極的剖面示意圖。在圖2中，臭氧發(fā)生器電極101具有平板狀低壓電極7、分別與低壓電極7的兩主表面相對設(shè)置的平板狀第1及第2高壓電極3(3-1)及3(3-2)、設(shè)置在低壓電極7與第1高壓電極3(3-1)之間的平板狀第1電介質(zhì)5(5-1)及用于在疊層方向上形成厚度小的第1放電間隙6(6-1)用的未圖示的第1襯墊、以及設(shè)置在低壓電極7與第2高壓電極3(3-2)之間的平板狀第2電介質(zhì)5(5-2)及用于在疊層方向上形成厚度小的形成第2放電間隙6(6-2)的未圖示的第2襯墊。
臭氧發(fā)生器電極101還具有相對于第1高壓電極3(3-1)的與第1放電間隙6(6-1)的相反側(cè)的主表面設(shè)置的用于冷卻第1高壓電極3(3-1)第1電極冷卻板1(1-1)、相對于第2高壓電極3(3-2)的與第2放電間隙6(6-2)的相反側(cè)的主表面設(shè)置的用于冷卻第2高壓電極3(3-2)的第2電極冷卻板1(1-2)、夾在第1高壓電極3(3-1)與第1電極冷卻板1(1-1)之間的第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板2(2-1)、以及夾在第2高壓電極3(3-2)與第2電極冷卻板1(1-2)之間的第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板2(2-2)。
然后，臭氧發(fā)生器電極101在低壓電極7與第1高壓電極3(3-1)之間、以及在低壓電極7與第2高壓電極3(3-2)之間分別施加交流電壓，在注入氧氣的第1放電間隙6(6-1)及第2放電間隙6(6-2)產(chǎn)生放電，使得產(chǎn)生臭氧氣體。
從圖1所示的臭氧變壓器200通過高壓套管120向高壓電極3的饋電端4供電。高壓電極3用不銹鋼或鋁等金屬成。電介質(zhì)5的主表面與高壓電極3貼緊。電介質(zhì)5用陶瓷、玻璃或硅等材料制成。在電介質(zhì)5與低壓電極7之間，利用后述的襯墊形成放電間隙6。在本實(shí)施形態(tài)中，放電間隙6形成圓板狀，從放電間隙6的周圍向中心方向注入充滿圖1的發(fā)生器外殼110的氧氣。
通過在高壓電壓3與低壓電極7之間施加交流高電壓，將流過放電間隙6的氧氣變換為臭氧。在放電間隙6變換為臭氧化氧氣的臭氧氣體，從低壓電極7的中心部分經(jīng)由設(shè)置在低壓電極7內(nèi)的臭氧氣體通路8，引導(dǎo)到臭氧氣體出口11。
低壓電極7是將不銹鋼等制成的2片導(dǎo)電板接并在板間形成臭氧氣體通路8的薄板狀導(dǎo)電性剛體。在低壓電極7中，除了臭氧氣體通路8以外，還設(shè)置提高臭氧發(fā)生效率的冷卻水通路9。然后，通過在該冷卻水通路9流過冷卻水，來降低放電間隙6內(nèi)的氣體溫度。
另外，為了冷卻高壓電極3，對各高壓電極3隔者導(dǎo)熱·電氣絕緣板2配置水冷式電極冷卻板1。電極冷卻板1是將不銹鋼等制成的2片鋼板接合、在板間形成冷卻水通路9的薄板狀剛體。即在電極冷卻板1內(nèi)也設(shè)置冷卻水通路9，冷卻水流過該冷卻水通路9。
低壓電極7內(nèi)形成的臭氧氣體通路8，經(jīng)由總管塊狀體23形成的臭氧氣體通路8，與底座24設(shè)置的臭氧氣體出口11連通。另外，電極冷卻板1及低壓電極7形成的冷卻水通路9，經(jīng)由總管塊狀體23形成的冷卻水通路9與底座24設(shè)置的冷卻水出入口12連通。
圖中未特別圖示，在電極冷卻板1或低壓電極7與總管塊狀體23或底座24之間，夾入O形圈等墊圈材料進(jìn)行冷卻水的密封。另外，為了對臭氧氣體進(jìn)行密封，還夾入O形圈等墊圈材料。
在低壓電極7、高壓電極3、電介質(zhì)5、襯墊、電極冷卻板1及導(dǎo)熱·電氣絕緣板2構(gòu)成的電極組件102，提供貫通各構(gòu)成要素的固緊螺栓21，在電極壓板22與底座24之間徑向緊固。放電間隙6利用總管塊狀體23在疊層方向保持規(guī)定的厚度。
另外，本實(shí)施形態(tài)在高壓電極3與低壓電極7之間設(shè)置無聲(電介質(zhì)阻擋)放電所必須的電介質(zhì)5，然后在該電介質(zhì)5與低壓電極7之間配置襯墊并設(shè)置放電間隙6。但是，也可以在高壓電極3與電介質(zhì)5之間配置襯墊并設(shè)置放電間隙6。
下面說明工作情況。若對高壓電極3與低壓電極7施加交流高電壓，則在放電間隙6產(chǎn)生無聲(電介質(zhì)阻擋)放電。若對該放電間隙6通以氧氣，則使氧氣發(fā)生變化，產(chǎn)生臭氧。充滿發(fā)生器外殼110的氧氣通過在形成在低壓電極7與電介質(zhì)5之間的放電間隙6，在此期間變換成臭氧。在本實(shí)施形態(tài)中，電介質(zhì)5、高壓電極3及形成在兩者之間的放電間隙6，分別近似形成圓板狀。然后，氧氣從電介質(zhì)5的周圍向中心流動，在放電間隙6形成臭氧化氧氣。
為了高效地生成臭氧，特別必須要高精度保持厚度很薄的空間即放電間隙6。通過在電極壓板22與底座24之間，在兩側(cè)部分配置塊狀體23，利用在疊層方向貫通多個固緊螺栓21將電極組件疊層體固緊，以獲得規(guī)定的間隙精度。然后，利用配置在低壓電極7表面上的、未圖示的放電間隙用襯墊來形成放電間隙6。即利用該放電間隙用襯墊的高度來設(shè)定放電間隙6的厚度(疊層方向的高度)。通過對該放電間隙用襯墊的高度進(jìn)行均勻加工以及用固緊螺栓21將各電極固緊，可確保放電間隙6的精度。
作為高效生成臭氧的另一個手段，存在降低放電間隙6內(nèi)的溫度的方法。作為電極，設(shè)置了高壓電極3及低壓電極7，研究采用水或氣體等冷卻該兩電極的方法。水與氣體的冷卻效果中，水的冷卻效果大，在用水的情況下，由于對高壓電極3要施加高電壓，因此必須減小冷卻水的電導(dǎo)率(采用離子交換水等)。另外，在用氣體的情況下，雖不需要上述條件，但構(gòu)造復(fù)雜，噪聲大，另外制冷劑的熱容量小等等，因此各有優(yōu)缺點(diǎn)。
在本實(shí)施形態(tài)中，與低壓電極7相鄰地形成放電間隙6，通過在低壓電極7內(nèi)設(shè)置冷卻水通路9，來冷卻放電間隙6。另外，為了冷卻高壓電極3，是隔著導(dǎo)熱·電氣絕緣板2設(shè)置電極冷卻板1，這樣形成將高壓電極3的熱量進(jìn)行散熱的結(jié)構(gòu)。高壓電極3產(chǎn)生的熱量，通過導(dǎo)熱性好、電氣絕緣性優(yōu)異的導(dǎo)熱·電氣絕緣板2，利用作為散熱器的電極冷卻板1由冷卻水進(jìn)行冷卻。這樣，通過同時冷卻高壓電極3及低壓電極7，能夠?qū)⒎烹婇g隙6的氣體溫度維持在較低。
另外，由于其結(jié)構(gòu)是在低壓電極7的兩側(cè)隔著2片電介質(zhì)5用2個高壓電極3夾住，再隔著電氣絕緣板2能夠用電極冷卻板1來冷卻2個高壓電極3，因此沒有必要減小流過電極冷卻板1的冷卻水的電導(dǎo)率，也可以用一般的自來水。所以其優(yōu)點(diǎn)在于，能夠與冷卻低壓電極7的冷卻水通用。
根據(jù)上述情況，在本實(shí)施形態(tài)中，能夠提高放電間隙6的冷卻效率，以及能夠很好地降低放電間隙6的溫度。這樣，不會降低臭氧發(fā)生效率，并能提高功率密度，能夠減少電極組件個數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置小型化及降低價格。再有，由于隔著導(dǎo)熱·電氣絕緣板2來冷卻高壓電極3，因此作為冷卻水也可以不使用電導(dǎo)率小的離子交換水等，而可以使用一般的自來水作冷卻水。所以，不需要電導(dǎo)率監(jiān)視裝置及離子交換水循環(huán)設(shè)備，由于減少裝置構(gòu)成數(shù)量而能夠降低價格及減少維持費(fèi)用。
實(shí)施形態(tài)2圖3為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的臭氧發(fā)生器的低壓電極7俯視圖。圖4為沿圖3的A-A線的箭頭方向剖面圖，圖5為沿圖3的B-B線的箭頭方向剖面圖。低壓電極7如圖4及圖5中所示，由上側(cè)低壓電極7a與下側(cè)低壓電極7b這2片金屬電極構(gòu)成。在2個電極7a與7b的單側(cè)主表面上預(yù)先通過蝕刻或機(jī)械加工而形成深度為若干mm的溝槽。然后將2個電極7a與7b貼合并使該溝槽相對，制成低壓電極7。相對的構(gòu)槽在低壓電極7的內(nèi)部形成臭氧氣體通路8及冷卻水通路9。
另外，在低壓電極7的單側(cè)端部(圖3的左側(cè))的臭氧氣體及冷卻水取出部分900，形成沿疊層方向延伸的臭氧氣體通路8及冷卻水通路9。這里，冷卻水通路9分為冷卻水入口9a及冷卻水出口9b。連通冷卻水入口9a及冷卻水出口9b的冷卻水通路9如圖3的虛線所示，形成在低壓電極7的內(nèi)部幾乎所有整體中。即在近似圓形的低壓電極放電部分700從中心到外周部分形成多個同心圓形狀。另外，相鄰?fù)膱A狀的冷卻水通路9利用寬度很窄的筋條隔開。另外，形成在低壓電極7內(nèi)部的臭氧氣體通路8從單側(cè)端部沿疊層方向延伸的通路起向中心部分延伸，并與形成在中心部分兩主表面上的開口連通。
設(shè)置在低壓電極7的單側(cè)端部的沿疊層方向延伸的臭氧氣體通路8以及冷卻水通路9，與設(shè)置在總管塊狀體23的臭氧氣體通路以及冷卻水通路連接，最后與與設(shè)置在底座24的臭氧氣體出口11以及冷卻水出入口12連接。
在2個電極7a與7b中的、與為形成臭氧氣體通路8及冷卻水通路9而形成溝槽的面的相反側(cè)面上，同樣地通過蝕刻或機(jī)械加工在整個主表面上形成多個用于形成放電間隙6的圓形突起。上述臭氧氣體通路8與形成該放電間隙6的面上所形成的開口連通。
產(chǎn)生的臭氧氣體從低壓電極7的中心部分，通過設(shè)置在低壓電極7內(nèi)的臭氧氣體通路8，而到達(dá)設(shè)置在低壓電極7單側(cè)端部的臭氧氣體及冷卻水取出部分900上的、沿疊層方向延伸的臭氧氣體通路8。另外，在整個低壓電極7的內(nèi)部流動的冷卻水從臭氧氣體及冷卻水取出部分900的冷卻水入口孔9a進(jìn)入低壓電極7，冷卻低壓電極放電部分700的整個面，然后流向臭氧氣體及冷卻水取出部分900的冷卻水出口孔9b。
設(shè)置在低壓電極7的端部上的臭氧氣體及冷卻水取出部分900的臭氧氣體出口集合及冷卻水出入口的集合結(jié)構(gòu)，同與低壓電極7相鄰設(shè)置的總管塊狀體23一起，連接到設(shè)置在底座24的臭氧氣體出口11及冷卻水出入口12。這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，通過在低壓電極7及總管塊狀體23內(nèi)形成通路，實(shí)現(xiàn)不需要集合接頭及管道構(gòu)件，減少這些接頭及管道構(gòu)件占用的空間，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊、簡化的臭氧發(fā)生器。
根據(jù)上述情況，在本實(shí)施形態(tài)中，由于利用蝕刻或機(jī)械加工對低壓電極7進(jìn)行數(shù)mm以內(nèi)的凹凸加工，將這樣凹凸加工后的至少2片金屬板貼合，通過這樣構(gòu)成氣密流通空間，使臭氧氣體通路8及冷卻水通路9氣密分離而形成，因此能夠減小低壓電極7的厚度，實(shí)現(xiàn)裝置小型化。另外，由于不需要冷卻水及臭氧氣體取出用管道，因此能夠提供一種能簡單組裝、分解并且廉價的臭氧發(fā)生器。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，將2個電極7a與7b接合制成低壓電極7，但也可以是3個以上電極接合并在內(nèi)部形成臭氧氣體通路8及冷卻水通路9。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，在低壓電極7與電介質(zhì)5之間設(shè)置放電間隙6并在低壓電極7內(nèi)形成臭氧氣體通路8，但也可以在高壓電極3與電介質(zhì)5之間設(shè)置放電間隙，在高壓電極3內(nèi)形成臭氧氣體通路。另外，也可以在電極冷卻板1內(nèi)形成臭氧氣體通路。
實(shí)施形態(tài)3圖6為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的臭氧發(fā)生器的電極冷卻板1俯視圖。圖7為沿圖6的C-C線的箭頭方向剖面圖，圖8為沿圖6的D-D線的箭頭方向剖面圖。電極冷卻板1如圖7及圖8中所示，由上側(cè)冷卻板1a下側(cè)冷卻板1B這2片金屬板構(gòu)成，在2片金屬板1a及1b的單側(cè)主表面上預(yù)先通過蝕刻或機(jī)械加工而形成深度數(shù)mm以內(nèi)的溝槽。然后將2片金屬板1a與1b貼合并使該溝槽相對，制成電極冷卻板1。相對的溝槽在電極冷卻板1的內(nèi)部形成冷卻水通路9。
在電極冷卻板1的單側(cè)端部(圖6的左側(cè))，與實(shí)施形態(tài)2的低壓電極7的臭氧氣體及冷卻水取出部分900相同，形成沿疊層方向延伸的臭氧氣體通路8及冷卻水通路9。這里，冷卻水通路9分為冷卻水入口9a及冷卻水出口9b。連通冷卻水入口9a及冷卻水出口9b的冷卻水通路9如圖6的虛線所示，形成在電極冷卻板1的內(nèi)部幾乎遍布整個范圍。即在近似圓形的主要部分從中心到外周部分形成多個同心圓形狀。另外，相鄰?fù)膱A狀的冷卻水通路9利用寬度很窄的筋條而隔開。
設(shè)置在電極冷卻板1的單側(cè)端部的、沿疊層方向延伸的臭氧氣體通路8及冷卻水通路9，與設(shè)置在總管塊狀體23的臭氧氣體通路及冷卻水通路連接，最后與設(shè)置在底座24的臭氧氣體出口11及冷卻水出入口12連接。
根據(jù)上述情況，在本實(shí)施形態(tài)中，由于利用蝕刻或機(jī)械加工對電極冷卻板1進(jìn)行數(shù)mm以內(nèi)的凹凸加工，將這樣凹凸加工的至少2片金屬板貼合，通過這樣構(gòu)成氣密流通空間，形成冷卻水通路9，因此能夠減小電極冷卻板1的厚度，實(shí)現(xiàn)裝置小型化。另外，由于不需要冷卻水及臭氧氣體取出用管道，因此能夠提供能簡單裝配、分解并且廉價的臭氧發(fā)生器。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，是2片金屬板1a及1b接合制成電極冷卻板1，但也可以是3個以上的電極接合，在內(nèi)部形成臭氧氣體通路8及冷卻水通路9。
實(shí)施形態(tài)4本實(shí)施形態(tài)是關(guān)于金屬板的接合方法。作為2片金屬板接合的一般方法，有采用釬料作為接合劑的釬焊方式。但是，臭氧氣體通路8由于有臭氧流通，因此產(chǎn)生臭氧氣體與釬料的氧化反應(yīng)，產(chǎn)生臭氧氣體的分解，生成氧化物等，這些對于臭氧發(fā)生器是不好的現(xiàn)象。所以，在本實(shí)施形態(tài)中，不采用該一般的釬焊方式。
即在實(shí)施形態(tài)2的2個電極7a與7b的接合中，以及在實(shí)施形態(tài)3的2片金屬板1a與1b的接合中，不采用該一般的釬焊方式。在本實(shí)施形態(tài)中，關(guān)于2片金屬板的接合，是采用加熱加壓式接合方法。該方法是一面將2片金屬板加熱，一面在疊層方向上施加大的壓力進(jìn)行壓緊，在接觸面使兩金屬熔融接合。金屬在該金屬特有的熔點(diǎn)熔融。因此，通過取決于該接合材料的規(guī)定加熱及規(guī)定加壓，能夠?qū)⒔饘俳雍?。該方法不僅不使用釬料，而且也完全不使用其它接合劑。因此，不因臭氧而生成氧化反應(yīng)物，能夠生成純凈的臭氧。
根據(jù)上述情況，在本實(shí)施形態(tài)中，涉及2片以上金屬板的貼合方法，由于不使用接合劑，采用僅利用加熱及加壓的接合方法，因此能夠獲得不會產(chǎn)生臭氧對接合劑的腐蝕并且使用壽命長、可靠性高的臭氧發(fā)生器。
實(shí)施形態(tài)5圖9為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生器電極詳細(xì)剖面圖。在本實(shí)施形態(tài)中，低壓電極7的與放電間隙6相對的整個放電面被無機(jī)材料構(gòu)成的電介質(zhì)膜13覆蓋。該電介質(zhì)膜13面向放電間隙6。該電介質(zhì)膜13的厚度具有能夠充分阻止金屬離子的厚度。
在這樣構(gòu)成的臭氧發(fā)生器中，產(chǎn)生無聲放電的放電間隙6的兩面變?yōu)槎急粺o機(jī)材料包圍，向該間隙中通氧氣，這樣能夠產(chǎn)生無金屬污染的純凈的臭氧。
實(shí)施形態(tài)6圖10為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)6的臭氧發(fā)生器的低壓電極7俯視圖。圖11為沿圖10的E-E線的箭頭方向的剖面圖。圖12為沿圖10的F-F線的箭頭方向的剖面圖。在本實(shí)施形態(tài)中，低壓電極7的與放電間隙6相對的整個放電面被陶瓷電介質(zhì)膜13a覆蓋。該陶瓷電介質(zhì)膜13a面向放電間隙6。在陶瓷電介質(zhì)膜13a上，為了形成放電間隙6，配置小型圓片狀的多個陶瓷電介質(zhì)放電間隙用襯墊13a1。
在這樣構(gòu)成的臭氧發(fā)生器中，氧氣從低壓電極7的外周部分流入放電間隙6內(nèi)，一面通過陶瓷電介質(zhì)放電間隙用襯墊13a1之間，一面利用無聲放電生成臭氧，從形成在低壓電極7的中心的臭氧氣體通路8，通過低壓電極7的內(nèi)部而流出到外部。這是，由于放電間隙6的兩面都用無機(jī)材料包圍，連襯墊也是無機(jī)材料，因此能夠更進(jìn)一步產(chǎn)生無金屬污染的純凈的臭氧。
另外，陶瓷電介質(zhì)膜13a是利用噴鍍方式形成，能夠?qū)⑵淠ず窨刂茷閹爪蘭。另外，利用該噴鍍方式，也能夠同時形成陶瓷電介質(zhì)放電間隙用襯墊13a1。
實(shí)施形態(tài)7圖13為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)7的臭氧發(fā)生器的低壓電極7俯視圖。圖14為沿圖13G-G線的箭頭方向的剖面圖。圖15為沿圖13的H-H線的箭頭方向的剖面圖。在本實(shí)施形態(tài)中，低壓電極7的與放電間隙6相對的整個放電面被玻璃電介質(zhì)膜13b覆蓋。該玻璃電介質(zhì)膜13b面向放電間隙6。在玻璃電介質(zhì)膜13b上，為了形成放電間隙6，配置小型圓片狀的多個玻璃電介質(zhì)放電間隙用襯墊13b1。
在這樣構(gòu)成的臭氧發(fā)生器中，氧氣從低壓電極7的外周部分流入放電間隙6內(nèi)，一面通過玻璃電介質(zhì)放電間隙用襯墊13b1之間，一面利用無聲放電生成臭氧，從形成在低壓電極7的中心的臭氧氣體通路8，通過低壓電極7的內(nèi)部而流出到外部。這時，由于放電間隙6的兩面都用無機(jī)材料包圍，連襯墊也是無機(jī)材料，因此能夠更進(jìn)一步產(chǎn)生無金屬污染的純凈的臭氧。
另外，為了制成玻璃電介質(zhì)膜13b，首先對石英材料的玻璃板利用掩膜進(jìn)行噴砂處理，形成凸起的玻璃電介質(zhì)放電間隙用襯墊13b1。然后將該玻璃電介質(zhì)膜13b用粘結(jié)劑13b2與低壓電極7粘貼。
實(shí)施形態(tài)8圖16為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)8的臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生器電極詳細(xì)剖面圖。在本實(shí)施形態(tài)中，電介質(zhì)5的高壓電極3一側(cè)的主表面被導(dǎo)電膜14覆蓋整個面。
在不設(shè)置導(dǎo)電膜14時，若不采用粘結(jié)等方法而僅利用機(jī)械壓力將高壓電極3的表面與電介質(zhì)5的表面互相壓接時，不能夠使高壓電極3的表面與電介質(zhì)5的表面很好貼緊接觸。因而，接觸面的一部分產(chǎn)生間隙，在該間隙中會產(chǎn)生異常放電(局部放電)。該異常放電導(dǎo)致的問題在于，會損壞電介質(zhì)5，或降低臭氧發(fā)生效率，或妨礙產(chǎn)生純凈的臭氧。
在本實(shí)施形態(tài)中，通過在電介質(zhì)5表面涂布導(dǎo)電膜14，則即使不能完全很好貼緊接合的情況下，而由于電介質(zhì)5的導(dǎo)電膜14與高壓電極3處于同電位，因此即使接觸面的一部分形成間隙，也能夠防止異常放電(局部放電)，能夠阻止產(chǎn)生金屬污染。
實(shí)施形態(tài)9圖17為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)9的臭氧發(fā)生器的高壓電極3及電介質(zhì)5的側(cè)視圖。在本實(shí)施形態(tài)中，高壓電極3與電介質(zhì)5之間無間隙，利用導(dǎo)電性粘結(jié)劑粘結(jié)。在這樣的結(jié)構(gòu)中，也能夠提高高壓電極3與電介質(zhì)5的貼附性，能夠防止異常放電，能夠阻止產(chǎn)生金屬污染。而且，不需要進(jìn)行定位等調(diào)整，組裝容易。
實(shí)施形態(tài)10圖18為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)10的臭氧發(fā)生器的電介質(zhì)5的俯視圖及側(cè)視圖。本實(shí)施形態(tài)具有防止導(dǎo)電膜14的邊緣部分產(chǎn)生金屬污染的結(jié)構(gòu)。對導(dǎo)電膜14施加高電壓的電位，在其邊緣部分將會產(chǎn)生異常輝光放電。該異常輝光放電的產(chǎn)生成為產(chǎn)生金屬污染的主要原因。在本實(shí)施形態(tài)中，在導(dǎo)電膜14的外周部分形成臺階的部分，遍及整個外周覆蓋絕緣保護(hù)膜16。因此能夠防止在邊緣部分產(chǎn)生異常輝光放電，能夠防止產(chǎn)生金屬污染。
其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施形態(tài)8相同。
實(shí)施形態(tài)11圖19為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)11的臭氧發(fā)生器的高壓電極3及電介質(zhì)5的側(cè)視圖。在本實(shí)施形態(tài)中，遍及導(dǎo)電性粘結(jié)劑15外周部分中形成臺階的部分，覆蓋絕緣保護(hù)膜16。因此，能夠防止在導(dǎo)電性粘結(jié)劑15的邊緣部分產(chǎn)生的異常輝光放電，能夠防止產(chǎn)生金屬污染。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施形態(tài)9相同。
實(shí)施形態(tài)12在本實(shí)施形態(tài)中，高壓電極3的外徑小于電介質(zhì)5的外徑及設(shè)置在電介質(zhì)5表面的導(dǎo)電膜14的外徑。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施形態(tài)8相同。
由于使高壓電極3的外徑小于電介質(zhì)5及導(dǎo)電膜14的外徑，因而不會產(chǎn)生異常輝光放電，能夠防止金屬污染。在導(dǎo)電膜14的外徑小于高壓電極3時，在高壓電極3與電介質(zhì)5之間要產(chǎn)生放電，成為產(chǎn)生金屬污染的主要原因。
實(shí)施形態(tài)13圖20為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)13的臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生器電極詳細(xì)剖面圖。在本實(shí)施形態(tài)中，在高壓電極3與導(dǎo)熱·電氣絕緣板2之間、以及在電極冷卻板1與導(dǎo)熱·電氣絕緣板2之間分別夾入用伸縮性優(yōu)異且熱導(dǎo)率高的材料，例如硅橡膠等制成的導(dǎo)熱片17。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施形態(tài)1相同。
在高壓部分的冷卻中，使高壓電極3產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱·電氣絕緣板2而從電極冷卻板1散熱。由于高壓電極3、電極冷卻板1與導(dǎo)熱·電氣絕緣板2的各接合面的加工精度的原因，在高壓電極3與導(dǎo)熱·電氣絕緣板2之間、以及在電極冷卻板1與導(dǎo)熱·電氣絕緣板2之間產(chǎn)生間隙。氧氣的熱導(dǎo)率非常低，間隙的存在增大了熱阻。因此為了高效進(jìn)行高壓電極3的冷卻，必須消除該間隙。
本實(shí)施形態(tài)的導(dǎo)熱片17，由于是用伸縮性優(yōu)異且熱導(dǎo)率高的材料制成，因此能夠消除因加工精度不同而產(chǎn)生的間隙，能夠?qū)⒏邏弘姌O3的發(fā)熱傳遞給電極冷卻板1，很好地降低高壓電極3的溫度。
根據(jù)上述情況，在本實(shí)施形態(tài)中，能夠消除在高壓電極3與導(dǎo)熱·電氣絕緣板2之間、以及在導(dǎo)熱·電氣絕緣板2與電極冷卻板1之間的微小空間，能夠消除使導(dǎo)熱性惡化的微小空間，改善高壓電極3與電極冷卻板1之間的導(dǎo)熱性，提高放電間隙6的冷卻效率，很好地降低放電間隙6的溫度，提高臭氧發(fā)生效率。另外，導(dǎo)熱片17由于具有伸縮性，因此從通過從兩面施加規(guī)定的壓力，將其壓緊，還具有很好的氣密效果。
另外，導(dǎo)熱片17不限于硅橡膠，只要是伸縮性優(yōu)異且熱導(dǎo)率高的材料，都能夠得到規(guī)定的效果。
實(shí)施形態(tài)14圖21為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)14的臭氧發(fā)生器的導(dǎo)熱片17的俯視圖及側(cè)視圖。本實(shí)施形態(tài)中，導(dǎo)熱片17是在其兩個主表面的整個面上涂布陶瓷粉末18，其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施形態(tài)13相同。
作為導(dǎo)熱片17所用的材料，必須是伸縮性及導(dǎo)熱性優(yōu)異而且加工性優(yōu)異的材料。作為最適合的材料有硅凝膠。但硅凝膠的粘結(jié)性好，在高壓電極3、導(dǎo)熱·電氣絕緣板2與電極冷卻板1之間貼附時，存在在其接合面混入氣泡(微小空間)的加工上的問題。若產(chǎn)生間隙，則如前所述，冷卻效率惡化。為了解決這一問題，在本實(shí)施形態(tài)中，對導(dǎo)熱片17涂布陶瓷粉末18。若將陶瓷粉末18輕輕噴涂在有粘結(jié)性的導(dǎo)熱片上，則導(dǎo)熱片的粘結(jié)性消失。這樣，不會產(chǎn)生氣泡，而且容易貼附導(dǎo)熱片17。
根據(jù)上述情況，在本實(shí)施形態(tài)中，由于使用表面上涂附陶瓷粉末18的硅凝膠作為實(shí)施形態(tài)13的導(dǎo)熱片17，因此能夠抑制導(dǎo)熱片17的粘結(jié)性，容易消除導(dǎo)熱片17與高壓電極3、導(dǎo)熱·電氣絕緣板2及電極冷卻板1之間的氣泡，容易安裝導(dǎo)熱片13，能夠提供廉價的臭氧發(fā)生器。
實(shí)施形態(tài)15圖22為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)15的臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生器電極詳細(xì)剖面圖。在本實(shí)施形態(tài)中，在高壓電極3與電極冷卻板1之間夾入伸縮性優(yōu)異、熱導(dǎo)率高且電氣絕緣性好的材料例如硅橡膠等制成的導(dǎo)熱·電氣絕緣片19。即在高壓電極3與電極冷卻板1之間夾入導(dǎo)熱·電氣絕緣片19，以代替實(shí)施形態(tài)1的導(dǎo)熱·電氣絕緣板2。
作為對高壓電極3與電極冷卻板1之間的材料所要求的功能，是能夠?qū)⒏唠妷旱碾娂右越^緣的絕緣功能及高效導(dǎo)熱的導(dǎo)熱功能。本實(shí)施形態(tài)的導(dǎo)熱·電氣絕緣片19，除了該兩特性外，再施加伸縮性優(yōu)異。因此，能夠在高壓電極3與電極冷卻板1之間消除間隙，能夠?qū)⒏邏弘姌O3的發(fā)熱傳遞給電極冷卻板1，能夠很好地降低高壓電極3的溫度。除此之外，能夠省略實(shí)施形態(tài)1的導(dǎo)熱·電氣絕緣板2，能夠減少零部件數(shù)量、實(shí)現(xiàn)小型化并降低成本。
即在本實(shí)施形態(tài)中，由于采用的結(jié)構(gòu)是在高壓電極3與電極冷卻板1之間夾入具有絕緣功能及導(dǎo)熱功能且伸縮性優(yōu)異的導(dǎo)熱·電氣絕緣片19，以代替實(shí)施形態(tài)1的臭氧發(fā)生器中導(dǎo)熱·電氣絕緣板2，因此能夠?qū)?dǎo)熱片13、導(dǎo)熱·電氣絕緣板2及導(dǎo)熱片13這3個零部件縮減為1個零部件，能夠降低裝置價格。
實(shí)施形態(tài)16圖23為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)16的臭氧發(fā)生器的總管塊狀體23剖面圖。總管塊狀體23沿疊層方向分為2個構(gòu)件，即上側(cè)總管塊狀體23a及下側(cè)總管塊狀體23b。在兩者中，形成沿疊層方向穿通的臭氧氣體通路8及冷卻水通路9。這些臭氧氣體通路8及冷卻水通路9，與設(shè)置在低壓電極7及電極冷卻板1中的臭氧氣體通路8及冷卻水通路9連通。
在下側(cè)總管塊狀體23b中，形成包圍臭氧氣體通路8及冷卻水通路9而設(shè)置的面向圖的上方并豎立的圓筒部分。另外，上側(cè)總管塊狀體23a具有該圓筒部分能插入的凹孔。在該凹孔的中心形成臭氧氣體通路8及冷卻水通路9。該圓筒部分與凹孔具有沿疊層方向能夠滑動的間隙，就像汽缸與活塞的關(guān)系那樣進(jìn)行配合。然后，在該圓筒部分與凹孔之間為保持氣密性，設(shè)置O形圈23c。另外，在上側(cè)總管塊狀體23a與下側(cè)總管塊狀體23b之間設(shè)置盤形彈簧23d，使得在疊層方向有彈性。本實(shí)施形態(tài)的總管塊狀體由于是這樣的結(jié)構(gòu)，因此具有與設(shè)置在低壓電極7及電極冷卻板1上的臭氧氣體通路8及冷卻水通路9連通的、沿疊層方向延伸的通路，同時在電極疊層方向上可進(jìn)行伸縮。
如實(shí)施形態(tài)1所述，為了提高臭氧發(fā)生效率，還必須提高放電間隙6的精度。因此，通過提高放電間隙6形成用襯墊的高度的精度，再將整個電極用電極壓板22及固緊螺栓21固緊在底座24上，這樣使放電間隙6的精度提高。但是，與總管塊狀體23相鄰地設(shè)置低壓電極7及電極冷卻板1，若與總管塊狀體23的連接力強(qiáng)時，則對電極固緊產(chǎn)生惡劣影響，有可能無法保持放電間隙6的精度。
即例如實(shí)施形態(tài)2的圖2中，在圖2的右側(cè)疊層包括高壓電極3及低壓電極7在內(nèi)的多個構(gòu)件，并用固緊螺栓21在底座24上固緊。然后，在該疊層體中利用放電間隙6形成用襯墊形成放電間隙6。另外，在該疊層體中，由于多個構(gòu)件疊層，因此各構(gòu)件的尺寸誤差會積累，在縱方向上將產(chǎn)生一定程度的誤差。而且，電極冷卻板1及低壓電極7例如是由不銹鋼等制成的剛體。因此，即使無論如何以高精度制成夾在電極冷卻板1與低壓電極7之間的塊狀體，但由于疊層體在縱方向的誤差，電極冷卻板1及低壓電極7要產(chǎn)生變形。若產(chǎn)生該變形，則不可能以高精度形成放電間隙6。與上不同的是，本實(shí)施形態(tài)的總管塊狀體23具有在電極疊層方向上有彈性的結(jié)構(gòu)。因此，能夠吸收疊層體在縱方向的誤差，能夠高精度地形成放電間隙6。
根據(jù)上述情況，在本實(shí)施形態(tài)中，由于設(shè)置了形成將設(shè)置與各電極上的冷卻水通路9相互連接的冷卻水通路9、或者與臭氧氣體通路8連接的臭氧氣體通路8的總管塊狀體23，因此能夠減少設(shè)置冷卻水用管道的空間或設(shè)置取出臭氧氣體用50管道的空間，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化、減輕重量、減少零部件數(shù)量及提高裝置質(zhì)量。
另外，總管塊狀體23具有在電極的疊層上方向有彈性功能的彈性結(jié)構(gòu)。因此，總管塊狀體23可以消除因固緊產(chǎn)生的對放電間隙的惡劣影響，能夠提高放電間隙的精度。
實(shí)施形態(tài)17圖24為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)17的臭氧發(fā)生器的低壓電極7的俯視圖。圖25為沿圖24的I-I向的箭頭方向的剖面圖。本實(shí)施形態(tài)涉及形成放電間隙6的放電間隙用襯墊7c的配置。在2個電極7a及7b的單側(cè)主表面上預(yù)先利用蝕刻或機(jī)械加工而形成深度數(shù)mm的溝槽。然后，將該溝槽相對，形成臭氧氣體通路8及冷卻水通路9。在相鄰的溝槽與溝槽之間，設(shè)置將通路隔開的筋條7d。然后，本實(shí)施形態(tài)的放電間隙用襯墊7c配置在與筋條7d相對的位置上。即放電間隙用襯墊7c配置在低壓電極7的與放電氣隙6相對的面上，配置在沿疊層方向筋條對應(yīng)的位置上。
在低壓電極7的內(nèi)部，在遍及整個面上形成冷卻水通路9。而且，為了盡量增大該冷卻水通路9的面積，使得通路隔開的筋條7d的厚度盡量薄，另外，對于形成放電間隙6的放電間隙用襯墊7c，為了增大放電間隙6，希望其直徑盡可能小。低壓電極7是用不銹鋼等制成的，但整體上形成薄的剛體，當(dāng)在疊層方向施力時，有筋條7d的部分不易變形，而沒有筋條7d的部位容易變形。即產(chǎn)生凹陷。本實(shí)施形態(tài)的放電間隙用襯墊7c，由于配置在與筋條7d相對的位置，因此低壓電極7幾乎不變形。結(jié)果，能夠抑制放電間隙6的變形，能夠形成高精度的放電間隙6。
根據(jù)上述情況，在本實(shí)施形態(tài)中，將襯墊7c配置在低壓電極7的與形成冷卻水通路9的筋條7d相對的位置上。因此，低壓電極7不會產(chǎn)生變形，能夠消除因電極固緊所產(chǎn)生的對放電間隙6的惡劣影響，能夠提高臭氧發(fā)生效率。
實(shí)施形態(tài)18圖26為表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)18的臭氧發(fā)生器的臭氧發(fā)生器電極的詳細(xì)剖面圖。在本實(shí)施形態(tài)中，具有將低壓電極7的與放電間隙6相對的整個放電面用無機(jī)材料形成的電介質(zhì)膜13覆蓋的實(shí)施形態(tài)5的結(jié)構(gòu)、將電介質(zhì)5的整個高壓電極3一側(cè)的主表面用導(dǎo)電膜14覆蓋的實(shí)施形態(tài)8的結(jié)構(gòu)、以及分別在電極冷卻板1和導(dǎo)熱·電氣絕緣板2和高壓電極3之間夾入導(dǎo)熱片17的實(shí)施形態(tài)13的結(jié)構(gòu)。
因此，能夠形成不產(chǎn)生金屬污染、生成純凈臭氧的放電間隙6，同時能夠提高放電間隙6的冷卻性。
實(shí)施形態(tài)19下面用圖1及圖2說明本實(shí)施形態(tài)。本實(shí)施形態(tài)的臭氧發(fā)生器電極101如圖2所示，將電極組件102如圖1中N-1、N-2、N-3、…、N-7、N-8所示那樣，全部由8個疊層而構(gòu)成，所述電極組件102具有平板狀的低壓電極7；分別與低壓電極7的兩主表面相對設(shè)置的平板狀第1及第2高壓電極3(3-1)及3(3-2)；設(shè)置在低壓電極7與第1高壓電極3(3-1)之間的平板狀第1電介質(zhì)5(5-1)及用于在疊層方向上形成厚度小的第1放電間隙6(6-1)的未圖示的第1襯墊；設(shè)置在低壓電極7與第2高壓電極3(3-2)之間的平板狀第2電介質(zhì)5(5-2)及用于在疊層方向上形成厚度小的第2放電間隙6(6-2)的未圖示的第2襯墊；相對于第1高壓電極3(3-1)的與第1放電間隙6(6-1)的相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻第1高壓電極3(3-1)的第1第1冷卻板1(1-1)、相對于第2高壓電極3(3-2)的與第2放電間隙6(6-2)相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻第2高壓電極3(3-2)的第2電極冷卻板1(1-2)；夾在第1高壓電極3(3-1)與第1電極冷卻板1(1-1)之間的第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板2(2-1)；以及夾在第2高壓電極3(3-2)與第2電極冷卻板1(1-2)之間的第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板2(2-2)。
這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，由于將多個電極組件102疊層，因此能夠增大容量，同時構(gòu)成緊湊的裝置。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，疊層了8個電極組件102，但若疊層不限于8個的多個電極組件102，也能夠得到同樣的效果。
在本發(fā)明的臭氧發(fā)生器中，具有；平板狀的低壓電極；分別與低壓電極兩主表面相對設(shè)置的平板狀第1高壓電極及第2高壓電極；設(shè)置在低壓電極與第1高壓電極之間的平板狀第1電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第1放電間隙的第1襯墊；設(shè)置在低壓電極與第2高壓電極之間的平板狀第2電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第2放電間隙的第2襯墊；相對于第1高壓電極的與第1放電間隙相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻第1高壓電極的第1電極冷卻板；相對于第2高壓電極的與第2放電間隙相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻第2高壓電極的第2電極冷卻板；夾在第1高壓電極與第1電極冷卻板之間的第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板；以及夾在第2高壓電極與第2電極冷卻板之間的第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板，并且，在低壓電極與地1高壓電極之間、以及在低壓電極與第2高壓電極之間分別施加交流電壓，在注入氧氣的第1放電間隙及第2放電間隙產(chǎn)生放電，使得產(chǎn)生臭氧氣體。因此，能夠提高放電間隙的冷卻效率，另外能夠有效地降低放電間隙的溫度。這樣，能夠不降低臭氧發(fā)生效率，而提高功率密度，能夠減少電極組件數(shù)量能夠力圖實(shí)現(xiàn)裝置小型化及降低價格。再有，由于隔著導(dǎo)熱·電氣絕緣板來冷卻高壓電極，因此作為冷卻水也可以不使用電導(dǎo)率小的離子交換水等，可以使用一般的自來作冷卻水。所以，不需要電導(dǎo)率監(jiān)視裝置及離子交換水循環(huán)設(shè)備，能夠由于減少裝置構(gòu)成數(shù)量而實(shí)現(xiàn)降低價格及減少維持費(fèi)用。
另外，低壓電極是將主表面形成溝槽的2片以上金屬平板使溝槽相對貼合而制成，通過這樣在內(nèi)部形成臭氧氣體通路及冷卻水通路。因此，能夠減小低壓電極的厚度，實(shí)現(xiàn)裝置小型化。另外，由于不需要冷卻水及臭氧氣體取出用管道，因此能夠提供一種簡單組裝及分解、廉價的臭氧發(fā)生器。
另外，第1電極冷卻板及第2電極冷卻板是將主表面形成溝槽的2片以上金屬平板使溝槽相對貼合而制成，通過這樣在內(nèi)部形成冷卻水通路。因此，能夠減小電極冷卻板的厚度，實(shí)現(xiàn)裝置小型化。另外，由于不需要冷卻水及臭氧氣體取出用管道，因此，能夠提供一種簡單進(jìn)行組裝及分解、廉價的臭氧發(fā)生器。
另外，金屬平板僅通過加熱及加壓貼合而成。因此，不產(chǎn)生因臭氧導(dǎo)致的接合劑的腐蝕，能夠形成壽命長、可靠性高的臭氧發(fā)生器。
另外，低壓電極的與第1放電間隙及第2放電間隙相對的兩主表面用無機(jī)物形成的電介質(zhì)膜覆蓋。因此，該結(jié)構(gòu)的放電間隙全部用無機(jī)物包圍，能夠抑制因放電產(chǎn)生的金屬飛濺而導(dǎo)致的金屬污染，能夠提供產(chǎn)生純凈臭氧氣體的臭氧發(fā)生器。
另外，電介質(zhì)膜用陶瓷材料制成。因此，能夠利用噴涂方式容易形成，另外能夠控制膜厚為數(shù)μm。再有，利用該噴涂方式還能夠同時形成陶瓷電介質(zhì)放電間隙用襯墊。
另外，電介質(zhì)膜用玻璃材料制成。因此，能夠利用粘結(jié)劑將石英材料的玻璃板貼在低壓電極上，這樣容易形成電介質(zhì)膜。另外，在將該玻璃板貼在低壓電極上之前，利用掩膜進(jìn)行噴砂處理，通過這樣能夠容易形成突起的玻璃電介質(zhì)放電間隙用襯墊。
另外，第1電介質(zhì)的與第1高壓電極相對的主表面用具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電膜覆蓋，導(dǎo)電膜與第1高壓電極接觸，第2電介質(zhì)的與第2高壓電極相對的主表面用具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電膜覆蓋，導(dǎo)電膜與第2高壓電極接觸。因此，該結(jié)構(gòu)使用導(dǎo)電膜覆蓋電介質(zhì)的單面，使得用該導(dǎo)電膜覆蓋的面與高壓電極貼緊，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使高壓電極與電介質(zhì)之間存在間隙，但高壓電極的電位與導(dǎo)電膜為同電位，因此能夠消除局部放電，能夠防止產(chǎn)生金屬污染。另外，由于僅通過簡單的壓接就能夠?qū)⒏邏弘姌O與電介質(zhì)接合，因此能夠容易組裝及分解，對于零部件的再生利用也有效果。
另外，第1電介質(zhì)與第1高壓電極、以及第2電介質(zhì)與第2高壓電極分別用導(dǎo)電性粘結(jié)劑貼合。因此，能夠消除電介質(zhì)與高壓電極之間的間隙，防止局部放電，能夠防止產(chǎn)生金屬污染。
另外，導(dǎo)電膜的外周邊緣部分用無機(jī)物形成的絕緣保護(hù)膜覆蓋。因此，能夠抑制在導(dǎo)電膜的外周邊緣部分產(chǎn)生的異常輝光放電，能夠防止產(chǎn)生金屬污染。
另外，導(dǎo)電性粘結(jié)劑的外周邊緣部分用無機(jī)物形成的絕緣保護(hù)膜覆蓋。因此，能夠抑制在導(dǎo)電性粘結(jié)劑的外周邊緣部分產(chǎn)生的異常輝光放電，能夠防止產(chǎn)生金屬污染。
另外，第1高壓電極及第2高壓電極的外徑小于電介質(zhì)的外徑。因此，能夠消除異常輝光放電，防止產(chǎn)生金屬污染。另外，能夠抑制電介質(zhì)損傷，能夠提供電介質(zhì)壽命長、可靠性高的臭氧發(fā)生器。
另外，第1高壓電極及第2高壓電極的外徑小于覆蓋電介質(zhì)的導(dǎo)電膜的外徑。因此，能夠更進(jìn)一步消除異常輝光放電，防止產(chǎn)生金屬污染。另外，能夠更進(jìn)一步抑制電介質(zhì)損傷，能夠提供電介質(zhì)壽命長、可靠性高的臭氧發(fā)生器。
另外，在第1高壓電極與第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板之間、以及在第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板與第1電極冷卻板之間分別夾入使得與兩者接觸并具有伸縮性的導(dǎo)熱片，在第2高壓電極與第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板之間、以及在第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板與第2電極冷卻板之間分別夾入使得與兩者接觸并具有伸縮性的導(dǎo)熱片。因此，能夠消除高壓電極與導(dǎo)熱·電氣絕緣板之間、以及導(dǎo)熱·電氣絕緣板與電極冷卻板之間的微小空間，并能夠消除使導(dǎo)熱性惡化的微小空間，改善高壓電極與電極冷卻板之間的導(dǎo)熱性，提高放電間隙的冷卻效率，有效降低放電間隙的溫度，提高臭氧發(fā)生效率。另外，由于導(dǎo)熱片具有伸縮性，因此利用從兩面施加規(guī)定的壓力進(jìn)行按壓，還具有優(yōu)異的氣密效果。
另外，導(dǎo)熱片用硅制成，在導(dǎo)熱片的兩主表面涂附陶瓷粉末。因此，提供的臭氧發(fā)生器能夠抑制導(dǎo)熱片的粘結(jié)性，能夠容易消除導(dǎo)熱片與高壓電極之間、以及在導(dǎo)熱·電氣絕緣板與電極冷卻板之間的微小空間，并且，導(dǎo)熱片容易安裝，裝置價格便宜。
另外，在本發(fā)明的臭氧發(fā)生器中，具有平板狀的低壓電極；分別與低壓電極兩主表面相對設(shè)置的平板狀第1高壓電極及第2高壓電極；設(shè)置在低壓電極與第1高壓電極之間的平板狀第1電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第1放電間隙的第1襯墊；設(shè)置在低壓電極與第2高壓電極之間的平板狀第2電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第2放電間隙的第2襯墊；相對于第1高壓電極的與第1放電間隙相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻第1高壓電極的第1電極冷卻板；相對于第2高壓電極的與第2放電間隙相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻第2高壓電極的第2電極冷卻板；夾在第1高壓電極與第1電極冷卻板之間的具有伸縮性的第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板；以及夾在第2高壓電極與第2電極冷卻板之間的具有伸縮性的第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板，在低壓電極與第1高壓電極之間、以及在低壓電極與第2高壓電極之間分別施加交流電壓，在注入氧氣的第1放電間隙及第2放電間隙產(chǎn)生放電，使得產(chǎn)生臭氧氣體。因此，能夠提高放電間隙的冷卻效率，另外能夠有效降低放電間隙的溫度。這樣，能夠不降低臭氧發(fā)生效率，而提高功率密度，能夠減少電極組件數(shù)量，能夠力圖實(shí)現(xiàn)裝置小型化及降低價格。再有，由于隔著導(dǎo)熱·電氣絕緣板來冷卻高壓電極，因此作為冷卻水也可以不使用電導(dǎo)率小的離子交換水等，可以使用一般的自來水作冷卻水。所以，不需要電導(dǎo)率監(jiān)視裝置及離子交換水循環(huán)設(shè)備，能夠由于減少裝置構(gòu)成數(shù)量而降低價格及減少維持費(fèi)用。另外，能夠減少零部件數(shù)量，能夠降低裝置價格。
另外，具有分別設(shè)置在低壓電極與第1電極冷卻板之間、以及低壓電極與第2電極冷卻板之間的，形成冷卻水通路或者臭氧氣體通路的總管塊狀體，該冷卻水通路將分別設(shè)置在低壓電極、第1電極冷卻板、以及第2電極冷卻板的冷卻水通路相互連接起來，該臭氧氣體通路連接于設(shè)置在低壓電極上的臭氧氣體通路。
因此，能夠減少設(shè)置冷卻水用管道的空間及設(shè)置取出臭氧氣體用管道的空間，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置小型化、減輕重量、減少零部件數(shù)量及提高裝置質(zhì)量。
另外，總管塊狀體具有在低壓電極、第1高壓電極及第2高壓電極的疊層方向有彈性功能的彈性結(jié)構(gòu)。因此，能夠消除總管塊狀體因固緊而產(chǎn)生的對放電間隙的間隙長的不良影響，能夠提高放電間隙的精度。
另外，襯墊配置在與低壓電極的形成冷卻水通路的筋條相對的位置。因此，低壓電極不會產(chǎn)生變形，結(jié)果能夠抑制放電間隙的變形，能夠形成高精度的放電間隙。
另外，在本發(fā)明的臭氧發(fā)生器中，具有平板狀的低壓電極；分別與低壓電極兩主表面相對設(shè)置的平板狀第1高壓電極及第2高壓電極；設(shè)置在低壓電極與第1高壓電極之間的平板狀第1電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第1放電間隙的第1襯墊；設(shè)置在低壓電極與第2高壓電極之間的平板狀第2電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第2放電間隙的第2襯墊；相對于第1高壓電極的與第1放電間隙相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻第1高壓電極的第1電極冷卻板；相對于第2高壓電極的與第2放電間隙相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻第2高壓電極的第2電極冷卻板；夾在第1高壓電極與第1電極冷卻板之間的第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板；夾在第2高壓電極與第2電極冷卻板之間的第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板；以及形成冷卻水通路或臭氧氣體通路的總管塊狀體，所述冷卻水通路將分別設(shè)置在低壓電極與第1電極冷卻板之間，以及低壓電極與第2電極冷卻板之間的冷卻水通路和分別設(shè)置在低壓電極、第1電極冷卻板及第2電極冷卻板的冷卻水通路相互連接起來，所述臭氧氣體通路將設(shè)置在低壓電極的臭氧氣體通路連接起來，低壓電極的與第1放電間隙及第2放電間隙相對的兩主表面被無機(jī)物形成的電介質(zhì)膜覆蓋，第1電介質(zhì)的與第1高壓電極相對的主表面用具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電膜覆蓋，導(dǎo)電膜與第1高壓電極接觸，第2電介質(zhì)的與第2高壓電極相對的主表面用具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電膜覆蓋，導(dǎo)電膜與第2高壓電極接觸，在第1高壓電極與第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板之間、以及在第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板與第1電極冷卻板之間夾入分別使得與兩者接觸并有伸縮性的導(dǎo)熱片，在第2高壓電極與第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板之間、以及在第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板與第2電極冷卻板之間夾入分別使得與兩者接觸并有伸縮性的導(dǎo)熱片，在低壓電極與第1高壓電極之間、以及在低壓電極與第2高壓電極之間分別施加交流電壓，在注入氧氣的第1放電間隙及第2放電間隙產(chǎn)生放電，使得產(chǎn)生臭氧氣體。因此能夠形成不產(chǎn)生金屬污染、生成純凈的臭氧的放電間隙，能夠提高放電間隙的冷卻性。
另外，將多個具有低壓電極、第1及第2高壓電極、第1及第2電介質(zhì)、第1及第2襯墊、第1及第2電極冷卻板、以及第1及第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板的電極組件進(jìn)行疊層。因此，能夠利用電極組件的疊層數(shù)來改變裝置的容量，能夠容易增大容量，另外即使增大容量，也能夠形成緊湊的裝置。
權(quán)利要求
1.一種臭氧發(fā)生器，其特征在于，具有平板狀的低壓電極；分別與所述低壓電極兩主表面相對設(shè)置的平板狀的第1高壓電極及第2高壓電極；設(shè)置在所述低壓電極與所述第1高壓電極之間的平板狀的第1電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第1放電間隙的第1襯墊；設(shè)置在所述低壓電極與所述第2高壓電極之間的平板狀的第2電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第2放電間隙的第2襯墊；相對于所述第1高壓電極的與所述第1放電間隙相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻所述第1高壓電極的第1電極冷卻板；相對于所述第2高壓電極的與所述第2放電間隙相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻所述第2高壓電極的第2電極冷卻板；夾在所述第1高壓電極與所述第1電極冷卻板之間的第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板；以及夾在所述第2高壓電極與所述第2電極冷卻板之間的第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板，使得在所述低壓電極與所述第1高壓電極之間、所述低壓電極與所述第2高壓電極之間分別施加交流電壓并注入氧氣的所述第1放電間隙及所述第2放電間隙產(chǎn)生放電，以產(chǎn)生臭氧氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器，其特點(diǎn)在于，所述低壓電極是將在主表面形成溝槽的2片以上金屬平板溝槽相對而貼合制成，以此在內(nèi)部形成臭氧氣體通路及冷卻水通路。
3.如權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器，其特征在于，所述第1電極冷卻板及所述第2電極冷卻板是將在主表面形成溝槽的2片以上的金屬平板溝槽相對貼合制成，以此在內(nèi)部形成冷卻水通路。
4.如權(quán)利要求2或3所述的臭氧發(fā)生器，其特征在于，所述金屬平板僅通過加熱及加壓貼合而成。
5.如權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器，其特征在于，所述低壓電極的與所述第1放電間隙及所述第2放電間隙相對的兩主表面被無機(jī)物形成的電介質(zhì)膜覆蓋。
6.如權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器，其特征在于，所述第1電介質(zhì)的與所述第1高壓電極相對的主表面被具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電膜覆蓋，該導(dǎo)電膜與所述第1高壓電極接觸，所述第2電介質(zhì)的與所述第2高壓電極相對的主表面被具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電膜覆蓋，該導(dǎo)電膜與所述第2高壓電極接觸。
7.如權(quán)利要求6所述的臭氧發(fā)生器，其特征在于，所述導(dǎo)電膜的外周邊緣部分被無機(jī)物形成的絕緣保護(hù)膜覆蓋。
8.如權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器，其特征在于，所述第1高壓電極及所述第2高壓電極的外徑小于所述電介質(zhì)的外徑。
9.如權(quán)利要求6所述的臭氧發(fā)生器，其特征在于，所述第1高壓電極及所述第2高壓電極的外徑小于覆蓋所述電介質(zhì)的所述導(dǎo)電膜的外徑。
10.如權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生器，其特征在于，在所述第1高壓電極與所述第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板之間、以及在所述第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板與所述第1電極冷卻板之間，分別夾入與兩者接觸并具有伸縮性的導(dǎo)熱片，在所述第2高壓電極與所述第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板之間、以及所述第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板與所述第2電極冷卻板之間，分別夾入與兩者接觸并具有伸縮性的導(dǎo)熱片。
11.一種臭氧發(fā)生器，其特征在于，具有平板狀的低壓電極；分別與所述低壓電極兩主表面相對設(shè)置的平板狀的第1高壓電極及第2高壓電極；設(shè)置在所述低壓電極與所述第1高壓電極之間的平板狀的第1電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第1放電間隙的第1襯墊；設(shè)置在所述低壓電極與所述第2高壓電極之間的平板狀的第2電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第2放電間隙的第2襯墊；相對于所述第1高壓電極的與所述第1放電間隙相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻該第1高壓電極的第1電極冷卻板；相對于所述第2高壓電極的與所述第2放電間隙相反側(cè)主表面設(shè)置的、用于冷卻該第2高壓電極的第2電極冷卻板；夾在所述第1高壓電極與所述第1電極冷卻板之間的、具有伸縮性的第1導(dǎo)熱·電氣絕緣片；以及夾在所述第2高壓電極與所述第2電極冷卻板之間的、具有伸縮性的第2導(dǎo)熱·電氣絕緣片，在所述低壓電極與所述第1高壓電極之間、以及所述低壓電極與所述第2高壓電極之間分別施加交流電壓，在注入氧氣的所述第1放電間隙及所述第2放電間隙產(chǎn)生放電，以產(chǎn)生臭氧氣體。
12.如權(quán)利要求1或3或4所述的臭氧發(fā)生器，其特征在于，具有分別設(shè)置在所述低壓電極與所述第1電極冷卻板之間、以及所述低壓電極與所述第2電極冷卻板之間的，形成冷卻水通路或者臭氧氣體通路的總管塊狀體，所述冷卻水通路將分別設(shè)置在所述低壓電極、所述第1電極冷卻板、以及所述第2電極冷卻板的冷卻水通路相互連接起來，所述臭氧氣體通路連接于設(shè)置在該低壓電極上的臭氧氣體通路。
13.如權(quán)利要求12所述的臭氧發(fā)生器，其特征在于，所述總管塊狀體具有在所述低壓電極、所述第1高壓電極及所述第2高壓電極的疊層方向上有彈性功能的彈性結(jié)構(gòu)。
14.一種臭氧發(fā)生器，其特征在于，具有平板狀的低壓電極；分別與所述低壓電極兩主表面相對設(shè)置的平板狀的第1高壓電極及第2高壓電極；設(shè)置在所述低壓電極與所述第1高壓電極之間的平板狀的第1電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第1放電間隙的第1襯墊；設(shè)置在所述低壓電極與所述第2高壓電極之間的平板狀的第2電介質(zhì)及用于在疊層方向上形成厚度小的第2放電間隙的第2襯墊；相對于所述第1高壓電極的與所述第1放電間隙相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻該第1高壓電極的第1電極冷卻板；相對于所述第2高壓電極的與所述第2放電間隙相反側(cè)的主表面設(shè)置的、用于冷卻該第2高壓電極的第2電極冷卻板；夾在所述第1高壓電極與所述第1電極冷卻板之間的第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板夾在所述第2高壓電極與所述第2電極冷卻板之間的第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板；以及分別設(shè)置在所述低壓電極與所述第1電極冷卻板之間、以及所述低壓電極與所述第2電極冷卻板之間的，形成冷卻水通路或者臭氧氣體通路的總管塊狀體，所述冷卻水通路將分別設(shè)置在所述低壓電極、所述第1電極冷卻板、以及所述第2電極冷卻板的冷卻水通路相互連接起來，所述臭氧氣體通路連接于設(shè)置在該低壓電極上的臭氧氣體通路，所述低壓電極的與所述第1放電間隙及所述第2放電間隙相對的兩主表面被無機(jī)物形成的電介質(zhì)膜覆蓋，所述第1電介質(zhì)的與所述第1高壓電極相對的主表面被具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電膜覆蓋，所述導(dǎo)電膜與該第1高壓電極接觸，所述第2電介質(zhì)的與所述第2高壓電極相對的主表面被具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電膜覆蓋，該導(dǎo)電膜與該第2高壓電極接觸，在所述第1高壓電極與所述第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板之間、以及所述第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板與所述第1電極冷卻板之間，夾入分別與兩者接觸并有伸縮性的導(dǎo)熱片，在所述第2高壓電極與所述第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板之間、以及所述第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板與所述第2電極冷卻板之間，夾入分別與兩者接觸并有伸縮性的導(dǎo)熱片，在所述低壓電極與所述第1高壓電極之間、以及在所述低壓電極與所述第2高壓電極之間分別施加交流電壓，使注入氧氣的所述第1放電間隙及所述第2放電間隙產(chǎn)生放電，以產(chǎn)生臭氧氣體。
15.如權(quán)利要求1或14所述的臭氧發(fā)生器，其特征在于，將多個具有所述低壓電極、所述第1及第2高壓電極、所述第1及第2電介質(zhì)、所述第1及第2襯墊、所述第1及第2電極冷卻板、以及所述第1及第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板的電極組件疊層。
全文摘要
提供一種可提高放電間隙冷卻性能并形成產(chǎn)生純凈臭氧的放電間隙的臭氧發(fā)生器，它具有低壓電極7、設(shè)置在低壓電極7兩側(cè)的第1及第2高壓電極3－1及3－2、設(shè)置在低壓電極7與第1高壓電極3－1間的第1電介質(zhì)5－1及第1襯墊、設(shè)置在低壓電極7與第2高壓電極3－2間的第2電介質(zhì)5－2及第2襯墊、設(shè)置在第1高壓電極3－1的與第1放電間隙6－1的反面?zhèn)鹊牡?電極冷卻板1－1、設(shè)置在第2高壓電極3－2的與第2放電間隙6－2的反面?zhèn)鹊牡?電極冷卻板1－2、夾在第1高壓電極3－1與第1電極冷卻板1－1間的第1導(dǎo)熱·電氣絕緣板2－1、以及夾在第2高壓電極3－2與第2電極冷卻板1－2間的第2導(dǎo)熱·電氣絕緣板2－2。
文檔編號C01B13/11GK1421382SQ0212713
公開日2003年6月4日 申請日期2002年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月22日
發(fā)明者沖原雄二郎, 田畑要一郎, 臼井明, 小宮弘道, 眼龍?jiān)Ｋ? 葛本昌樹, 和田昇, 太田幸治, 八木重典, 鐘江裕三 申請人:三菱電機(jī)株式會社