[发明专利]臭氧发生器

说明书

本申请是申请日为2003年5月21日的、申请号为“03140937.7”的、发明名称为“臭氧发生器”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有被积层的多个平板状的高压电极及低压电极、其间迭加交流电压使放电发生从而生成臭氧气体的平板积层型臭氧发生装置，特别在这种平板积层型臭氧发生装置的关键部分中，具有高压电极及低压电极、供给含氧气的气体、生成臭氧气体的臭氧发生器，本发明特别涉及在谋求臭氧发生器的薄型、大容量化及削减装置的部件数量的同时、谋求装置小型化构造的臭氧发生装置。

背景技术

以图49为例，在日本特公昭59-48761号公报中揭示的以往的同轴圆筒方式臭氧发生装置的侧剖视图。图50是沿图49的同轴圆筒方式臭氧发生装置中的F-F线的剖视图。在图49及图50，同轴圆筒方式臭氧发生装置，包括：向高压电极3迭加高电压的电源1300、直径φ40mm、长度约1m的玻璃感应体管5、由形成于该玻璃感应体管5的内周面的导电膜层构成的高压电极3、与形成该高压电极3的玻璃感应体管5同轴配置的外径φ50mm、长度约1.2m的圆筒型接地电极管7、形成于该圆筒型接地电极管7与玻璃感应体管5间的放电空隙106、用以形成该放电空隙、设置于两电极的对抗部的发条状的撑挡113。在收纳这些构成部件的容器1100上，设置着含氧原料气体的供给口1010及排出口111。此外，在容器1100的圆筒型接地电极管7的外周侧设置着冷却空间109。

玻璃感应体管5，与圆筒型接地电极管7构成二重管构造，在圆筒型接地电极与高压电极间形成插入感应体的电极对。通过向高压电极3迭加高电压、在放电空隙106产生放电，使臭氧气体发生。在冷却空间109，水(冷媒)从流入口12a流向流出口112b，进行冷却。

把在玻璃感应体管5的外周的一部设置发条状的撑挡113的构件嵌入圆筒型接地电极管7，在该圆筒型接地电极管7与玻璃感应体管5之间以大约0.6mm左右的间隔(放电间隙)形成放电空隙106。在该放电间隙间，使原料气体的氧气或空气在气体压力约0.1Mpa的条件下流动，形成使通过装置的气体取出的构成。通常，在前述外径φ50mm、长度约1.2m的1个臭氧发生单元中，使臭氧高效地发生用的功率注入密度低于0.2W/cm²。

在利用圆筒型接地电极管7及内周面形成高压电极3的玻璃感应体管5构成的电极间(间隙间)迭加交流高电压，使发生功率密度0.2W/cm²左右的感应体势垒放电(无声放电)，将原料气体变换成臭氧浓度100g/m³左右的臭氧化气体。这样生成的臭氧化气体使原料气体流动，连续地从排出口111取出。通常，在前述的外径φ50mm、长度约1.2m的1个臭氧发生单元中，每个产生约25g/h的臭氧发生量。得到1kg/h的臭氧气体需要的臭氧效率约为10kWh/kg。此外，这1个臭氧发生装置的容积为2000m³左右。

臭氧化气体，可用于半导体·液晶制造装置的洗净、成膜及保护膜剥离工序，此外，在水处理装置及纸张的漂白装置也能应用，但该领域要求大容量的臭氧。在前述半导体·液晶制造领域中使用的臭氧发生量，每单机约几十g/h～500g/h，装置方面，除了臭氧发生性能、还强烈要求小型性。例如，仅臭氧发生量250g/h的臭氧发生器部，要求幅度小于20cm，高度小于20cm，深度小于50cm，容积小于20000cm³(0.02m³)。此外，在水处理装置及纸张的漂白领域，需要发生量为10～60kg/h的大容量臭氧。此时，如果用多个前述那样的φ50mm-1.2m的臭氧发生单元、构成60kg/h级的臭氧发生装置，大约需要2400个(＝60000g/h/25g/h)臭氧发生单元，这以便体积相当大、制造成本及维护成本也相当高。60kg/h级的臭氧发生装置的大小，理论计算为4.8m³，(＝2400个×2000cm³)实际大约为6m³左右的大型装置。图51及图52中表示将该臭氧发生单元作成多管的装置的情形。在该装置中用8个臭氧发生单元构成，而以往的大型装置的构成如图53所示，在60kg/h级的臭氧发生装置的实际装置中装入了2400支玻璃感应体管5。