專利名稱：臭氧發生裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及臭氧發生裝置，特別涉及其大容量化。
圖25示出例如在刊物《臭氧發生裝置手冊》(ォゾナィザハソドブック)(電氣學會臭氧發生裝置事業委員會編，日冕公司社刊，1960年，第249頁)中所示的、稱為奧托板(Otto-Plate)，型的先有臭氧發生裝置的主要部分，(a)為剖面圖，(b)為左半部分的正視圖。圖25中，1為電源，2為接地的金屬電極，3為與接地電極2相對設置、與電源1相連、加了高壓的高壓電極，4為設置于接地電極2及高壓電極3的表面上的電介質(玻璃片)，5為發生放電的放電空間；6為用于形成放電空間5的電絕緣性(電介質)隔片。7、8分別為表示供氣口、排氣口的箭頭，9為臭氧化氣體的排出管。借助于接地電極2、高壓電極3及配置于這些電極之間的電介質4，構成一個放電單元。
其次，說明有關操作。先有的臭氧發生裝置在接地電極2、高壓電極3及電介質片4的中央部開有排氣用的孔。在上述奧托板型的文獻中并未涉及隔片6，但是，在實際中，為了保持電介質4的間隔(空隙長度)，如圖25所示，在放電空間5的周圍、以不妨礙氣體流入的形式設置了電絕緣性的隔片。
從臭氧發生裝置的周邊部的整個周邊、沿著箭頭7的方向導入含有氧的原料氣體，通過電源裝置1外加高壓，當其通過正在放電的放電空隙5時，一部分氧變成臭氧，通過排氣管9、沿著箭頭8的方向把含有該臭氧的氣體作為臭氧化氣體排出。
在上述放電空間5內，放電空間因放電而發熱，所以，如不有效地冷卻通過該放電空間的氣體，則放電空間5內氣體的溫度將上升，臭氧的產生量減少。為此，利用絕緣油等電絕緣性的液體冷卻接地電極2及高壓電極3，抑制氣體溫度的上升。
先有臭氧發生裝置如上所述那樣地構成，為了謀求大容量化，如圖25所示，如果把放電單元多級層疊起來，則臭氧的產生量與層疊數成正比而增加。因為在水處理、紙漿漂白等工業應用中使用該臭氧發生裝置，所以，進而需要幾十臺以上的組件，該組件又由幾十個以上的放電單元層疊而構成。為此，在構成大容量的臭氧生產系統時，電極個數及連接零件的個數與層疊數及裝置的臺數成正比而增加，產生了制作成本變高、裝置空間增大、維修操作變多的困難。
還有，雖然可以借助于增大一個放電單元的放電面積來增加臭氧的產生量，但是，如果電極直徑過大的話，則存在著為得到給定精度的平坦度而使電極的厚度變厚、變得相當重等問題，另外，由于電介質的機械強度差，也難得到平坦度，故在增大面積方面是有界限的。
本發明是為了消除上述問題而提案的，第一，其目的在于實現這樣的臭氧發生裝置不使面積變大時、為得到給定精度的平坦度就必須使厚度加厚的電極及機械強度差、也難得到平坦度的電介質大型化，而能夠通過小型化、零件個數少且容易制作來產生大容量的臭氧。
第二，其目的在于實現單元的層疊、檢查、更換等各種操作都很容易的大容量臭氧發生裝置。
有關本發明第一方面的臭氧發生裝置是這樣的裝置，放電體具有多個放電單元，該放電單元通過對共同接地電極配置多個電介質或/和高壓電極而構成。
有關本發明第二方面的臭氧發生裝置是這樣的裝置，有關本發明第一方面的接地電極或高壓電極在片狀電介質的一個面上具有導電膜，構成為把上述導電膜與片狀金屬體電氣連接并供電。
有關本發明第三方面的臭氧發生裝置是這樣的裝置，有關本發有第一方面的接地電極或高壓電極在放電面上具有電介質膜。
有關本發明第四方面的臭氧發生裝置是這樣的裝置，在有關本發明的第一方面中，接地電極由輕金屬或輕合金形成。
有關本發明第五方面的臭氧發生裝置是這樣的裝置，在有關本發明的第一方面中，接地電極形成為多角形。
有關本發明第六方面的臭氧發生裝置是這樣的裝置，在有關本發明的第一方面中，對電極的至少一部分施行了耐臭氧加工。
有關本發明第七方面的臭氧發生裝置是這樣的裝置，在有關本發明的第一方面中，接地電極具有冷卻用媒體流通的中空部，對與上述接地電極的上述冷卻用媒體的接觸面施行了耐蝕處理。
有關本發明第八方面的臭氧發生裝置是這樣的裝置，接地電極支持著電介質及高壓電極。
有關本發明第九方面的臭氧發生裝置是這樣的裝置，接地電極在側面支持著連接到高壓電源與電極之間的防止過流用保險絲。
有關本發明第十方面的臭氧發生裝置是這樣的裝置，把在電極之間外加高壓的臭氧發生用電源的至少高壓發生電路單元接近臭氧發生裝置主體而配置，把至少逆變器控制電路單元遠離上述臭氧發生裝置主體而配置。
有關本發明第十一方面的臭氧發生裝置是這樣的裝置，具有至少三個高壓電極，構成至少三個放電單元，利用三相交流電源分別把相位不同的三相交流施加到上述三個放電單元上。
有關本發明第十二方面的臭氧發生裝置是這樣的裝置，通過與電介質保持給定間隔的連接棒將放電體多級層疊起來。
有關本發明第十三方面的臭氧發生裝置是這樣的裝置，把放電體沿著垂直方向層疊起來。
有關本發明第十四方面的臭氧發生裝置是這樣的裝置，把接地電極及高壓電極通過電介質相向配置起來，在上述電極之間外加高壓，把多個發生放電的放電體層疊、連接起來而構成塊，把上述塊多層層疊、連接起來而構成組件，把含有氧的氣體供給到上述電極之間，借助于上述放電產生臭氧。
有關本發明第十五方面的臭氧發生裝置是這樣的裝置，在有關本發明的第十四方面中，放電體具有多個放電單元，該放電單元通過對共同的接地電極配置多個電介質和/或高壓電極而構成。
圖1為示出根據本發明實施形態1的臭氧發生裝置主要部分的平面圖；圖2為示出根據本發明實施形態1的臭氧發生裝置主要部分的剖面圖；圖3為示出根據本發明實施形態2的臭氧發生裝置主要部分的平面圖；圖4為示出根據本發明實施形態2的臭氧發生裝置主要部分的剖面圖；圖5為示出根據本發明實施形態3的臭氧發生裝置主要部分的剖面圖；圖6為示出根據本發明實施形態4的臭氧發生裝置主要部分的剖面圖7為示出根據本發明實施形態4的另一臭氧發生裝置主要部分的剖面圖；圖8為示出根據本發明實施形態5的臭氧發生裝置主要部分的剖面圖；圖9為示出根據本發明實施形態6的臭氧發生裝置主體及電源電路的結構圖；圖10為示出根據本發明實施形態7的臭氧發生裝置主體及電源電路的結構圖；圖11為示出根據本發明實施形態8的臭氧發生裝置主體及電源電路的結構圖；圖12為示出根據本發明實施形態9的臭氧發生裝置主要部分的平面圖；圖13為示出根據本發明實施形態9的臭氧發生裝置主要部分的剖面圖；圖14為示出根據本發明實施形態9的另一臭氧發生裝置主要部分的平面圖；圖15為示出根據本發明實施形態9的另一臭氧發生裝置主要部分的剖面圖；圖16為示出根據本發明實施形態10的臭氧發生裝置主要部分的結構圖；圖17為示出根據本發明實施形態11的臭氧發生裝置主要部分的結構圖；圖18為示出根據本發明實施形態12的臭氧發生裝置主要部分的平面圖；圖19為示出根據本發明實施形態12的臭氧發生裝置主要部分的平面圖；圖20為示出根據本發明實施形態13的臭氧發生裝置主要部分的平面圖；圖21為示出根據本發明實施形態13的臭氧發生裝置主要部分的平面圖；圖22為示出根據本發明實施形態14的臭氧發生裝置主要部分的平面圖23為示出根據本發明實施形態14的臭氧發生裝置主要部分的平面圖；圖24為示出根據本發明實施形態15的臭氧發生裝置主要部分的平面圖；圖25示出了先有臭氧發生裝置的主要部分，(a)為剖面圖，(b)為左半部分的正視圖。
實施形態1下面，參照
本發明的一個實施形態。圖1、2示出了根據本發明實施形態1的臭氧發生裝置的主要部分，圖1為平面圖，圖2為圖1中A-A線的剖面圖。另外，圖1示出了從圖2中箭頭方向看B-B線的情況。圖中，1a、1b、1c為臭氧發生用電源，2x、2y為變形六角形的接地電極。300a、300b、300c為圓片形電介質，在各電介質300a、300b、300c的一個面上形成導電膜30a、30b、30c，構成電介質高壓電極3a、3b、3c。32為具有導電性的彈性體、即金屬彈簧，33為用于供給高壓的供電片，構成為通過金屬彈簧32與電介質電極3a、3b、3c的導電膜30a、30b、30c面電氣連接，這樣來從供電片33供給高電壓。
在本實施形態中，把成為放電面的、具有高精度的平坦度的圓片形導電構件2ax、2bx、(2cx未圖示)分別連接到從變形六角形接地電極2的中心、以120°角度三等分的接地電極面上，把三個電介質電極3a、3b、3c分別相對配置于這些導電構件2ax、2bx、2cx上。這樣，把具有公共接地電極2x和一個電介質電極3a、3b或3c的放電部分分別稱為臭氧發生放電單元10a、10b(、10c未圖示)。在本實施形態中，構成在共同的接地電極2x上具有三個放電單元10a、10b、10c的放電體，即放電裝置。20a、20b、20c為氣體導入孔，21為絕緣子。22a、22b、22c為防止過流用保險絲，通過絕緣子21將其支持在接地電極2的側面上。
23a、23b為接地電極2x、2y的冷卻用媒體(即水)的入口和出口，24a、24b為管道，25a、25b為用于冷卻多個接地電極的中斷集合冷卻管，26a、26b為主冷卻管的排出口及吹入口，構成為使冷卻水可在設于接地電極上的中空部內流通。27為示出冷卻水流動的箭頭，5為發生放電的放電空間，6為用于形成放電空間的隔片，31為具有彈性的氣體密封材料，7為原料氣體供給口，8為示出臭氧化氣體排出方向的箭頭，9a、9b、9c為臭氧化氣體的排出管，100為壓力容器。
其次，說明有關操作。圖中，從供電片33把利用臭氧發生用電源1a、1b、1c產生的高壓通過設在接地電極2x、2y側面上的防止過流用保險絲22a、22b、22c，通過金屬彈簧32供給電介質高壓電極3a、3b、3c。如果從設在壓力容器100上的原料氣體導入口7導入含有氧的原料氣體的話，就把原料氣體從臭氧發生放電單元10a、10b、10c的外周方向吸入放電空間5，如果在放電空間5內進行無聲放電的話，原料氣體就變成臭氧化氣體。把離開放電空間5的臭氧化氣體引入導入孔20a、20b、20c，使之沿箭頭8的方向、從臭氧排出管9a、9b、9c向外部排出。
這樣，在本實施形態中，為增大放電面積和大容量化，通過與共同的接地電極2x相對配置多個高壓電極30a、30b、30c及電介質300a、300b、300c，使得不將機械強度差且難得到平坦度的電介質300a、300b、300c及為得到給定精度的平坦度而必須加厚的高壓電極30a、30b、30c大型化而實現大容量化成為可能，可謀求減少接地電極及接地電極冷卻接頭等的接地電極零件個數，使臭氧的產生量大容量化。還有，通過把多個放電單元有效地配置到共同的接地電極上，可以實現小型化的裝置。
再者，由于共同的接地電極2x把成為放電面的、具有高精度的平坦度的圓片形導電構件2ax、2bx、2cx分別連接起來，所以，可以得到給定精度的平坦度。
還有，在本實施形態中，因為接地電極2x、2y的形狀為變形六角形，所以，在圓筒形壓力容器100與接地電極2x、2y之間產生了空的空間、把防止過電流用保險絲22a、22b、22c通過絕緣子21設置到該空的空間(即接地電極側面)內，并配置接地電極冷卻用媒體的給排機構，這對使整個裝置節省空間方面是有效的；而且，使防止過電流用保險絲22a、22b、22c作為一個整體支持在共同的接地電極2x、2y上，這使得可以把臭氧發生放電單元看作一個部件，其有易于層疊的優點。
進而，放電空間上外加的電壓為1KHz-幾十KHz、幾千伏量級的高頻高壓，當將臭氧發生放電裝置多級層疊起來時，因為防止過流用保險絲22a、22b、22c放置在各臭氧發生放電單元10a、10b、10c附近，所以，外加在各臭氧發生放電單元之間的高頻高壓配線可以非常短，在各臭氧發生放電單元之間幾乎不出現與相鄰放電單元的高頻高壓配線接觸或接近的情況，為此，具有降低各條高壓配線引起絕緣不良的可能性的優點。
還有，如圖1所示，如果預先把防止過流用保險絲22a、22b、22c作為一個整體支持在接地電極上的話，如因放電單元10a、10b或10c發生故障而流過過電流、使保險絲22a、22b或22c熔斷時，可將具有該發生故障的放電單元的放電裝置更換，同時，也能更換防止過流用保險絲22a、22b、22c，容易進行電極的維護，在維修操作方面是有效的。
另外，在本實施形態中，說明了對共同的接地電極2x排列三個高壓電極3a、3b、3c、構成三個放電單元時將防止過流用保險絲作為一個整體支持在接地電極側面上的情況，但是，在一個接地電極上配置一個高壓電極時，也把防止過流用保險絲作為一個整體支持在接地電極上，也同樣使層疊及維護變得容易了。
另外，在本實施形態中，為了使臭氧的產生量大容量化，接地電極2x、2y在一個接地電極面上構成三個臭氧發生放電單元10a、10b、10c，因此，接地電極2x、2y變大；如果用不銹鋼制作接地電極的話，則接地電極變得非常重，使臭氧發生放電單元的層疊操作變得困難，而且使裝置整體的總重量變重，裝置的運輸成為難題；但是，當用鋁及鈦等輕金屬及輕合金構成接地電極2x、2y的話，就能夠輕量化，使層疊的操作性變好，特別是對大容量化的大型臭氧發生裝置是有效的，對裝置的運輸也是有效的。
把冷卻用媒體(即冷卻水)導入中繼集合冷卻管25a中，通過管道24a、水的入口23a供給到共同的接地電極2x、2y的中空部內，防止放電空間5的氣體溫度上升，維持臭氧的產生性能。離開公共接地電極2x、2y的冷卻水，同樣地通過水的出口23b、管道24b排出到中繼集合冷卻管25b。這樣，當冷卻水流入接地電極2x、2y時，雖然接地電極與冷卻媒體(即水)接觸的面有受到電氣腐蝕的可能性，但是，借助于在該面上施行了玻璃涂敷及陶瓷涂敷等耐腐蝕加工，能夠防止電氣腐蝕。
另外，對小容量臭氧發生裝置、即小的接地電極面進行玻璃涂敷等耐腐蝕加工時，加工成本的比例較高，但是，在本實施形態這樣的大型臭氧發生裝置中而且是對與公共接地極2x、2y的冷卻用媒體接觸的面施行耐腐蝕加工，故加工成本的比例變低是特別有效的。
另外，與接地電極2x、2y的電介質高壓電極3a、3b、3c相對的面促進了由放電中產生的臭氧產生金屬氧化物(銹)，這種銹附著在電介質300a、300b、300c的表面及裝置內，有產生絕緣不良的可能性。因此，對與接地電極2x、2y的電介質高壓電極3a、3b、3c相對的面施行玻璃涂敷及陶瓷涂敷等耐臭氧加工，對防止臭氧所引起的氧化是有效的手段。
另外，電介質高壓電極3a、3b、3c的電氣供電面(即，與導電膜30a、30b、30c的供電片33相對的面)也有因臭氧而劣化的可能性，故施行玻璃涂敷及陶瓷涂敷等耐臭氧加工對防止劣化也是有效的解決方法。
雖然在小容量臭氧發生裝置中的玻璃涂敷等耐腐蝕加工的成本所占比例較高，但是，在本實施形態這樣的大型臭氧發生裝置中，借助于進行防止氧化的加工使加工成本的比例變低，是特別有效的。
實施形態2圖3、4示出了根據本發明實施形態2的臭氧發生裝置的主要部分，圖3為平面圖，圖4為圖3中A-A線的剖面圖。另外，圖3示出了從圖4中箭頭方向看B-B線的情況。圖中，34ax、34ay、34bx、34by、34cx、34cy為由金屬構成的圓片形高壓電極。
在本實施形態中，通過隔片6、分別將圓片形電介質300a、300b、300c與圓片形高壓電極34ax、34bx、34cx相對配置、在各電介質300a、300b、300c與接地電極相對的面上形成導電膜30a、30b、30c，通過把該導電膜30a、30b、30c面與公共接地電極2x在電氣上接觸起來，形成電介質接地電極。
在本實施形態中，也是分別對公共接地電極2x配置三個高壓電極34ax、34bx、34cx及電介質300a、300b、300c，構成三個放電單元，在此情況下，與上述實施形態1相同，在大容量化方面也是有利的。
實施形態3圖5為示出了根據本發明實施形態3的臭氧發生裝置的主要部分的剖面圖。圖中，301x、301y為在共同的接地電極2x、2y的放電面上形成的共同的電介質膜。作為圖4中三個圓片形電介質300a、300b、300c的替代物，在接地電極2x、2y的放電側的整個面上形成電介質膜301x、301y，作為附屬于電介質膜301x、301y的接地電極。另外，因為電介質模301x、301y是借助于噴鍍密貼在接地電極2x、2y上形成的，所以，即使在大面積下，其機械強度及平坦度也由接地電極2x、2y來保持。
在本實施形態中，也是對共同的接地電極2x配置共同的電介質膜301x及三個高壓電極34ax、34bx、34cx，構成三個放電單元，在這種情況下，也與上述實施形態1相同，對大容量化方面是有利的。
實施形態4圖6為示出了根據本發明實施形態4的臭氧發生裝置的主要部分的剖面圖，示出了實施形態2的變形例。圖中，2sax、2sbx、2say、2sby為彈簧密封片。將彈簧密封片2sax、2sbx(、2scx未圖示)夾到導電膜面(與在一個面上形成導電膜的實施形態2中圖4所示相同的圓片形電介質300a、300b(、300c未圖示)的導電膜面)與接地電極的圓片形導電構件2ax、2bx(、2cx未圖示)之間，使電介質300a、300b、300c的導電膜面與接地電極2x的電氣接觸良好，同時，完成對電介質300a、300b、300c與接地電極2x間的氣體漏泄的密封任務以及電介質300a、300b、300c緩沖件的任務。
另外，雖然圖6中是高壓電極由圓片形高壓電極34ax、34bx(、34cx圖未示)、金屬彈簧32、氣體密封件31及供電片33等4種部件構成，但是，也可以如圖7所示由一個高壓電極3構成。此時，對共同的接地電極2x配置共同的高壓電極3及在一個面上形成了導電膜的圓片形電介質300a、300b(、300c未圖示)，構成三個放電單元，在此情況下，與上述實施形態1相同，在大容量化方面也是有利的。
實施形態5圖8為示出根據本發明實施形態5的臭氧發生裝置的主要部分的剖面圖。圖中，Zx、Zy為冷卻管26a、26b的絕緣環，Z0為臭氧管9a、9b的絕緣環，Zb為供電端子的絕緣環。1為高壓電源，25a、25b為彈簧密封片。高壓電極3具有冷卻媒體流通用的中空部，除了變成能夠冷卻的構造外，與圖7相同。
本實施形態在容器100與兩個電極的電極2、3之間，利用上述絕緣環Zx、Zy、Zo、Zb進行電氣絕緣。而且，兩個電極的電極2、3都成為利用冷卻媒體能夠冷卻的構造，即是變成為雙面冷卻結構的例子。
這樣，如果冷卻兩個電極2、3的話，則增大了放電空間5的氣體冷卻效果，具有能夠以更高效率產生更高濃度的臭氧的優點。
實施形態6圖9為表示根據本發明實施形態6的臭氧發生裝置主體及電源電路的結構圖。圖中，99為臭氧發生裝置主體，例如是與圖1相同的裝置。1x為臭氧發生用電源，為了用一臺電源實現實施形態1中的臭氧發生用電源1a、1b、1c，故電源為能夠產生三相交流高壓的電源。臭氧發生用電源1x由三相整流電路101、三相逆變電路102、三相逆變電路102的驅動電路103、三相逆變電路102的控制電路104、串聯扼流圈105a、105b、三相高壓變壓器106、并聯扼流圈107a、107b、107c構成。
另外，圖9中，雖然以三相逆變電路102中的控制兼用作用于使電壓值及電流可變的變換部，但是，也可以在三相逆變電路的前級或末級重新設置變換電路單元。
其次，說明有關臭氧發生電源1x的操作。圖9中，三相整流電路101把工業用頻率的三相交流電壓變換成一次(初步)直流。利用三相逆變電路102把已變換成直流的電壓變換成例如三相、10KHz交流電壓，通過串聯扼流圈105a、105b將其輸入到三相高壓變壓器106的輸入側。三相高壓變壓器106的初級為Δ連接，次級為Y連接，利用變壓器升壓到高壓。把Y連接的中性點作為地，將其連接到臭氧發生裝置100的接地電極2上。把Y連接的各端子連接到臭氧發生裝置主體99的各防止過流用保險絲22a、22b、22c上，把相位不同的高壓施加到各臭氧發生放電單元上。
另外，把并聯扼流圈107a、107b、107c插入到三相高壓變壓器的接地端子(中性點)與高壓端子之間，并聯扼流圈107a、107b、107c及串聯扼流圈105a、105b完成改善臭氧發生裝置主體99放電負載的功率因數的任務。
另外，雖然在本實施形態中把串聯扼流圈105a、105b插入到三相高壓變壓器106的初級側，但是，串聯插入到次級側也可收到同樣的效果。
如本實施形態所示，通過把三相交流的高壓發生電源作為臭氧發生電源1x，利用一個電源就能夠驅動三個臭氧發生放電單元，可以謀求電源的小型化，能夠廉價。
另外，雖然串聯扼流圈105a、105b需要三個，但是，使用兩個就可以，高壓變壓器106具有可解決一個的效果。
實施形態7圖10為表示根據本發明實施形態7的臭氧發生裝置主體及電源電路的結構圖。在本實施形態中，把臭氧發生用電源1x分成產生高壓的高壓發生電路單元1xa及用于整流和高頻率化的整流·逆變電路單元1xb。
高壓發生電路單元1xa包括大容量變壓器106和扼流圈105a、105b、107a、107b、107c，所以很重，變壓器106的次級側為高壓。為此，最好是把臭氧發生裝置主體99的結構與高壓發生電路單元1xa一體化。即，如果做成一體化的話，臭氧發生裝置主體與臭氧發生電源的高壓配線就裝入已一體化的裝置內，而且，能夠縮短從高壓發生電路單元1xa到臭氧發生裝置主體99的配線距離，能夠防止高壓配線間的電暈放電及沿面放電等引起的漏電等故障。
另外，來自逆變器102的輸出配線108a、108b、108c最好是低壓配線，易于長距離配線，因為整流·逆變電路單元1xb進一步變輕變小了，所以，可以將其放到與臭氧發生裝置主體99不同的機殼內。
實施形態8雖然在上述實施形態7中示出了分離成三相交流臭氧發生電源的高壓發生電路單元1xa及整流逆變電路單元1xb的情況，但是，如圖11所示，在利用三臺單相交流臭氧發生電源時，也能夠與上述實施形態7相同地構成，具有同樣的效果。圖11中，101a、101b、101c為三相整流電路，102a、102b、102c為三相逆變電路，103a、103b、103c為驅動電路，104a、104b、104c為逆變控制電路，105c為串聯扼流圈，106a、106b、106c為高壓變壓器。
另外，雖然在上述實施形態7、8中示出了分離成高壓發生電路單元1xa、三相整流電路101、101a、101b、101c、三相逆變電路102、102a、102b、102c以及驅動電路103、103a、103b、103c的情況，但是，也可以使高壓發生電路單元1xa、三相整流電路101、101a、101b、101c、三相逆變電路102、102a、102b、102c以及驅動電路103、103a、103b、103c與臭氧發生裝置主體99一體化而構成，只使逆變控制電路104、104a、104b、104c能夠遙控。
實施形態9圖12、13為表示根據本發明實施形態9的臭氧發生裝置的主要部分，圖12為平面圖，圖13為圖12中A-A線的剖面圖。另外，圖12示出了從圖13中箭頭方向看B-B線的情況。
在本實施形態中，在一個接地電極2上，把六個電介質高壓電極3ax、3ay、3bx、3by(、3cx、3cy未圖示)、六個隔片6ax、6bx(、6cx未圖示)、6ay、6by(、6cy未圖示)、三個氣體密封件31a、31b(、31c未圖示)、三個彈簧32a、32b(、32c未圖示)、三個供電片33a、33b(、33c未圖示)一體化。
把六個隔片6xa、6bx、6cx、6ay、6by、6cy與接地電極2一體化，把彈簧32a、32b、32c與氣體密封件31a、31b、31c通過點焊及螺旋夾等在各自的供電片33a、33b、33c上一體化。291a、291b、291c是把電介質高壓電極3ax、3ay、3bx、3by、3cx、3cy及供電片33a、33b、33c支持在接地電極2的外用部上的支持件A；292是把電介質高壓電極3ax、3ay、3bx、3by、3cx、3cy及供電片33a、33b、33c支持在接地電極2上的支持件B。293a、293b、293c、293d為把多個臭氧發生放電體多級層疊起來時、為了使連接棒通過而設置于接地電極2的非放電面上的貫穿孔。
借助于支持件A291a、291b、291c及支持件B292，把用電介質高壓電極2夾起來的、把彈簧32a、32b、32c與氣體密封件31a、31b、31c一體化了的供電片33a、33b、33c支持固定到與隔片6ax、6bx、6cx、6ay、6by、6cy一體化了的接地電極2上。
如本實施形態那樣，通過把多個電介質、高壓電極及隔片在共同接地電極上一體化，就可以把多個放電單元視為一個放電部件，通過使該放電零件多級化，就能夠簡單地將其層疊起來，當維護時，如果把整個一體化了的接地電極整體更換成新的，就能在非常短的時間內進行維護。
另外，雖然圖12、13示出的是把用電介質高壓電極3ax、3ay、3bx、3by、3cx、3cy夾起來的、把彈簧32a、32b、32c與氣體密封件31a、31b、31c一體化了的供電片33a、33b、33c配置到接地電極2的一個面上的例子，但是，也可以分別如圖14、15的平面圖及剖面圖中所示，用支持件291ax、291bx、291cx、292x把供電片33a、33b、33c及電介質高壓電極3ax、3bx、3cx支持固定到接地電極2的一個面上，用其它支持件291ay(、291by、291cy、292y未圖示)把中介質高壓電極3ay、3by、3cy支持固定到接地電極2的另一個面上，把多個電介質、高壓電極及隔片固定起來。
另外，雖然在本實施形態中說明的是有關把電介質、高壓電極及隔片作為一個整體支持到對共同的接地電極排列三個高壓電極3a、3b、3c、構成三個放電單元時的接地電極上的情況，但是，在一個接地電極上配置一個高壓電極時，也把電介質、高壓電極及隔片作為一個整體支持在接地電極上，也同樣使層疊及維護變得容易了。
實施形態10圖16為示出了根據本發明實施形態10的臭氧發生裝置的主要部分的構成圖，共同的接地電極2的形狀為四角形，在一個接地電極2的一個面上形成四個臭氧發生放電單元。圖中，1d為臭氧發生用電源，3d為電介質高壓電極，20d為氣體導入孔，22d為防止過流用保險絲，291d為支持件A，292為支持件B，293e為貫穿孔，294a、294b、294c、294d為設置于接地電極2的側面上的鉤環。
在多級層疊的情況下，連接棒通過設在接地電極2的非放電面上的支持用的貫穿孔293a、293b、293c、293d、293e及設在接地電極2側面上的鉤環294a、294b、294c、294d、通過用螺母將連接棒固緊來保持各放電單元間的距離。
如本實施形態所示，如果共同的接地電極2的形狀為四角形的話，則與上述各實施形態中所示那樣的變形六角形相比，具有接地電極2變得容易制作、制作成本變低等優點。
實施形態11圖17為示出根據本發明實施形態11的臭氧發生裝置的主要部分的構成圖。圖中，251x、251y為用了冷卻接地電極的中繼集中冷卻管，250x、250y為主集中冷卻管，250x、251x為冷卻水供給用管道，250y、251y為冷卻水排出用管道。295a、295b、295c。295d及297a、297b、297c、297d、297e為連接棒。
該裝置使接地電極2的配置從圖16所示轉動45°，使用于冷卻接地電極2的管道250x、250y、251x、251y沿著四角形接地電極的一組對邊走，使防止過流用保險絲22a～22d集中放置到另一組對邊上。
這樣，通過把接地電極2轉動45°，使位于接地電極2最高部的接地電極2部分較窄，因為冷卻水能夠從該部分排出，故能防止氣泡在接地電極2的中空部內積存。
實施形態12圖18、19為示出根據本發明實施形態12的臭氧發生裝置的主要部分的平面圖。圖18示出從圖19中箭頭方向看B-B線的情況；圖19示出從圖18中箭頭方向看A-A線的情況。圖中，296x、296y為塊固定螺母。
在本實施形態中，把四對與實施形態9相同的、在共同的接地電極2上一體化了的裝置層疊起來，把塊固定用連接棒295a(、295b、295c未圖示)插入鉤環294a、294b、294c中，用塊固定螺母296x、296y固定連接，構成具有七層臭氧發生裝置(即，放電體)的臭氧發生放電塊。把該臭氧發生放電塊進一步多級層疊起來，把連接棒(297未圖示)插入貫穿孔293a、293b、293c、293d中，用螺母固定連接構成組件，借此，謀求更大的容量。
如本實施形態那樣，通過把層疊幾級臭氧發生放電裝置(即放電體)的裝置歸攏在一起、預先進行分塊，就能夠把每一塊層疊，與實施形態9那樣把每一層放電體分別層疊相比，能夠更簡單地在短時間內層疊起來。
另外，即使一個地方的放電單元變得不合格了，如果把每一塊取下來、更換每一個不合格的塊，就能夠簡單地在短時間內完成保養，能夠快速地恢復運輸。
還有，因為每一塊設有中繼集中冷卻管251x與251y，所以，保養時，可使水管道的連接時間變短。
另外，通過在每幾級上放置中繼集中冷卻管251x、251y，能夠使各接地電極中流動的水的流量均等化，使冷卻能力取得平衡，具有使各放電單元得到穩定的臭氧產生性能的優點。
實施形態13雖然在上述實施形態12中示出的是有關放電體為具有多個放電單元的放電單元的情況，但是，也可以如圖20、21中分別以來自不同方向的平面圖所示的那樣，將一個放電單元構成的放電體多級層疊起來，將其歸攏在一起構成臭氧發生放電塊，進而，將該臭氧發生放電塊多級層疊固定構成組件。
這時，也與實施形態12相同，可以得到能夠簡單地在短時間內進行層疊、能夠簡單地在短時間內進行裝置的分解及更換的效果。
實施形態14圖22、23示出了根據本發明實施形態14的臭氧發生裝置的主要部分的平面圖。圖22示出從圖23中箭頭方向看B-B線的情況；圖23示出從圖22中箭頭方向看A-A線的情況。本實施形態示出例如把圖1所示放電單元多級層疊、連接起來的情況。圖中，110為高壓供電匯流條。
通過把連接棒297插入貫穿孔293a、293b、293c、293d并用螺母固定，來進行放電裝置的連接。另外，調整各貫穿孔293a、293b、293c、293d與電介質高壓電極3ax、3bx、3cx、3ay、3by、3cy之間的距離d，以保持連接棒297與各個電介質高壓電極3ax、3bx、3cx、3ay、3by、3cy的規定距離(3mm以上)。另外，圖22中，為了防止使圖復雜而難讀，只把連接棒297插入兩個貫穿孔293b、293c中；但是，連接棒297也插入其余的貫穿孔293a、293d。
如果連接棒297與電介質高壓電極3ax、3bx、3cx、3ay、3by、3cy接觸或接近的話，在外加著高壓的電介質導電膜的邊緣部分及電介質與連接棒接近的部分上，就產生部分放電(沿面放電)及無聲放電，產生因該不正常放電而使電介質的絕緣惡化和因放電而使電介質破裂等問題。為此，使各個電介質與連接棒不接觸且使之保持至少3mm以上的間隔，如果把放電體多級層疊起來，雖然是實驗結果，但是，不在上述那樣電介質導電膜的邊緣部分及電介質與連接棒接近的部分上產生沿面放電及無聲放電，能夠防止電介質的絕緣劣化和因放電而使電介質破裂等問題，這時，也能夠以小型的結構實現大容量化。
實施形態15圖24為示出根據本發明實施形態15的臭氧發生裝置的主要部分的平面圖。雖然上面各實施形態中示出的都是使臭氧發生放電體直立、沿著水平方向層疊的情況，但是，也可以使臭氧發生放電單元平放、沿著垂直方向層疊，這時，各放電體能夠很容易地進行堆壘。還有，不需要用連接棒297來支持如沿水平方向層疊時那樣多級層疊了的放電體的自重。還有，因為裝置的設置面積小，所以，能夠在狹小的空間內、依靠升降設備等把放電體層疊起來，能夠很容易地進行裝置的大容量化。
另外，雖然圖24中示出的是把實施形態14中說明的、圖23所示裝置沿著垂直方向層疊的情況，但是，并不局限于此，例如，當然也能用于把已分塊了的裝置層疊的情況。
雖然上面各實施形態示出的都是有關在臭氧發生裝置中使臭氧產生量大容量化的情況，但是，利用構造相同的放電體，如果不是將含氧原料氣體、而是將例如從工廠排出的有毒氣體等導入該裝置，則也能應用于利用有毒氣體放電的分解裝置。
如上所述，如果根據有關本發明的第一方面，則因為放電體具有多個放電單元，該放電單元通過對共同的接地電極配置多個電介質和/或高壓電極而構成，所以，不使面積變大時、為得到給定精度的平坦度就必須使厚度加厚的電極及機械強度差、也難得到平坦度的電介質大型化，而是能夠通過小型化、零件個數少且容易制作來得到產生大容量的臭氧的臭氧發生裝置。
如果根據本發明的第二方面，則因為上述有關本發明第一方面中的接地電極或高壓電極在片狀電介質的一個面上具有導電膜，構成為把上述導電膜連接到片狀金屬體上并供電，所以，使電極與電介質貼緊，提高了放電效率。
如果根據本發明的第三方面，則因為上述有關本發明第一方面中的接地電極或高壓電極在放電面上具有電介質膜，所以，使電極與電介質貼緊，提高了放電效率。
如果根據本發明的第四方面，則因為在上述本發明的第一方面中，接地電極由輕金屬或輕合金形成，所以，能夠輕量化，提高層疊的操作性，對裝置的運輸方面也是有效的。
如果根據本發明的第五方面，則因為在上述本發明的第一方面中，接地電極以多角形形成，所以，在與圓筒形壓力容器間產生了空間，能夠把防止過電流用保險絲及接地電極冷卻用媒體的給排機構配置到該空間內，對使整個裝置節省空間化是有效的。
如果根據根據本發明的第六方面，則因為在上述本發明的第一方面中，對電極的至少一部分施行了耐臭氧加工，所以，能夠防止臭氧引起的電極氧化及劣化。
如果根據根據本發明的第七方面，則因為在上述本發明的第一方面中，接地電極具有冷卻用媒體流通的中空部，對與上述接地電極的上述冷卻用媒體的接觸面施行了耐蝕處理，所以，能夠防止冷卻用媒體引起的腐蝕。
如果根據本發明的第八方面，則因為接地電極支持著電介質及高壓電極，所以，放電體的層疊及維護是容易的。
如果根據本發明的第九方面，則因為接地電極在側面支持著連接到高壓電源與電極之間的防止過流用保險絲，所以，維護變得容易了。
如果根據本發明的第十方面，則因為把在電極間施加高壓的臭氧發生用電源的至少高壓發生電路單元配置為接近臭氧發生裝置主體，把至少逆變器控制電路單元配置為遠離上述臭氧發生裝置主體，所以，能夠縮短從高壓發生電路單元到臭氧發生裝置主體的配線距離，能夠防止高壓配線間電暈放電及沿面放電暈所引起的漏電等故障。另外，來自逆變器的輸出配線最好是低壓配線，易于長距離配線，因為逆變器控制電路進一步變輕變小，所以，可以將其放到與臭氧發生裝置主體不同的機殼內。
如果根據本發明的第十一方面，則因為具有至少三個高壓電極、構成至少三個放電單元，利用三相交流電源分別把相位不同的三相交流外加到上述三個放電單元上，所以，利用一個電源就能夠驅動三個放電單元，可以謀求電源的小型化，能夠廉價。
如果根據本發明的第十二方面，則因為把放電體通過與電介質保持給定間隔的連接棒多級層疊起來，所以，在電介質與連接棒接近的部分及在電介質上形成了導電膜的情況下，在電介質與導電膜的邊緣部分上難以引起不正常的放電，能夠防止不正常放電引起運轉中的電介質絕緣劣化和使電介質破裂等問題，使穩定的運轉成為可能。
如果根據本發明的第十三方面，則因為把放電體沿著垂直方向層疊起來，所以，不需要用連接棒來支持放電體的自重。還有，因為裝置的設置面積小，所以，能夠在狹小的空間內依靠升降設備等把放電體層疊起來，能夠很容易地進行裝置的大容量化。
如果根據本發明的第十四方面，則因為把接地電極及高壓電極通過電介質相向配置起來，在上述電極間外加高壓，把發生放電的放電體多級層疊連接起來而構成塊，把上述塊多級層疊連接起來而構成組件，所以，使層疊體的安裝及維護變得容易了。
如果根據本發明的第十五方面，則因為在上述有關本發明的第十四方面中，放電體具有多個放電單元，該放電單元通過對共同的接地電極配置多個電介質和/或高壓電極而構成，所以，除了上述效果這外，還有能夠得到制作容易、能夠產生大容量臭氧的臭氧發生裝置。
權利要求
1.一種臭氧發生裝置，具有把接地電極及高壓電極通過電介質相向配置起來、在所述電極間外加高壓發生放電的放電體，把含有氧的氣體供到所述電極間，借助于所述放電產生臭氧，其特征在于，所述放電體具有多個放電單元，該放電單元通過對共同的所述接地電極配置多個所述電介質及高壓電極而構成。
2.根據權利要求1中所述的臭氧發生裝置，其特征在于，所述接地電極或高壓電極在片狀電介質的一個面上具有導電膜，構成為把所述導電膜電氣連接到片狀金屬體上并供電。
3.根據權利要求1中所述的臭氧發生裝置，其特征在于，所述接地電極或高壓電極在放電面上具有電介質膜。
4.根據權利要求1～3中任一項所述的臭氧發生裝置，其特征在于，所述接地電極由輕金屬或輕合金形成，
5.根據權利要求1中所述的臭氧發生裝置，其特征在于，所述接地電極以多角形形成。
6.根據權利要求1中所述的臭氧發生裝置，其特征在于，對所述電極的至少一部分施行了耐臭氧加工。
7.根據權利要求1中所述的臭氧發生裝置，其特征在于，所述接地電極具有冷卻用媒體流通的中空部，對與所述接地電極的所述冷卻用媒體接觸的面施加了耐蝕處理。
8.一種臭氧發生裝置，具有把接地電極及高壓電極通過電介質相向配置起來、在所述電極間外加高壓發生放電的放電體，把含有氧的氣體供給到所述電極間，借助于所述放電產生臭氧，其特征在于，所述接地電極支持著所述電介質及高壓電極。
9.一種臭氧發生裝置，具有把接地電極及高壓電極通過電介質相向配置起來、在所述電極間外加高壓發生放電的放電體，把含有氧的氣體供給到所述電極間，借助于所述放電產生臭氧，其特征在于，所述接地電極在側面支持著連接到高壓電源與所述電極間的防止過流用保險絲。
10.一種臭氧發生裝置，具有把接地電極及高壓電極通過電介質相向配置起來、在所述電極間外加高壓發生放電的放電體，把含有氧的氣體供給到所述電極之間，借助于所述放電產生臭氧，其特征在于，把在所述電極間外加高壓的臭氧發生用電源的至少高壓發生電路單元配置為接近臭氧發生裝置主體，把至少逆變器控制電路單元配置為遠離所述臭氧發生裝置主體。
11.一種臭氧發生裝置，具有把接地電極及高壓電極通過電介質相向配置起來、在所述電極間外加高壓發生放電的放電體，把含有氧的氣體供給到所述電極之間，借助于所述放電產生臭氧，其特征在于，具有至少三個所述高壓電極，構成至少三個放電單元，利用三相交流電源分別把相位不同的三相交流外加到所述三個放電單元上。
12.一種臭氧發生裝置，具有把接地電極及高壓電極通過電介質相向配置起來、在所述電極間外加高壓發生放電的放電體，把含有氧的氣體供給到所述電極間，借助于所述放電產生臭氧，其特征在于，把所述放電體通過與電介質保持給定間隔的連接棒多級層疊起來。
13.一種臭氧發生裝置，具有把接地電極及高壓電極通過電介質相向配置起來、在所述電極間外加高壓發生放電的放電體，把含有氧的氣體供給到所述電極間，借助于所述放電產生臭氧，其特征在于，把所述放電體沿著垂直方向層疊起來。
14.一種臭氧發生裝置，其特征在于，把接地電極及高壓電極通過電介質相向配置起來，在所述電極間外加高壓，把發生放電的放電體多級層疊、連接起來構成塊，把所述塊多級層疊、連接起來構成組件，把含有氧的氣體供到所述電極間，借助于所述放電產生臭氧。
15.根據權利要求14中所述的臭氧發生裝置，其特征在于，所述放電體具有多個放電單元，該放電單元通過對共同的接地電極配置多個所述電介質和/或高壓電極而構成。
全文摘要
以小型化實現大容量的臭氧發生裝置,進而實現安裝及維護容易的臭氧發生裝置。臭氧發生裝置包括把接地電極及高壓電極通過電介質相對配置、在上述電極間外加高壓發生放電的放電體;把含氧氣體供到電極間,借助于放電產生臭氧,其中,放電體具有多個放電單元,該放電單元通過對共同的接地電極配置多個電介質和/或電極而構成。把放電體多級層疊、連接起來構成塊,把塊多級層疊、連接起來構成組件。
文檔編號C01B13/11GK1188070SQ97113630
公開日1998年7月22日 申請日期1997年6月20日 優先權日1996年7月10日
發明者田畑要一郎, 葛本昌樹, 廣辻淳二 申請人:三菱電機株式會社