管型臭氧生成裝置及其制造方法
【專利摘要】一種包括臭氧生成單元（30A）的管型臭氧生成裝置（1）。臭氧生成單元（30A）具有外側(cè)電極管（31）、和隔著放電間隙（36）設(shè)置在外側(cè)電極管的內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)電極管（32）。內(nèi)側(cè)電極管（32）具有介電體管（33）、和與介電體管（33）的內(nèi)周面緊密接觸的圓筒狀電極（34）。電極（34）以可被取下的狀態(tài)插入介電體管（33）中。
【專利說明】管型臭氧生成裝置及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管型臭氧生成裝置及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]臭氧具有很強(qiáng)的氧化作用，作用后的臭氧分解為無害氧等。因此，在半導(dǎo)體制造、食品制造、水處理等領(lǐng)域在進(jìn)行清洗、殺菌、脫臭等處理中多使用臭氧。
[0003]已進(jìn)入實(shí)用階段的臭氧生成裝置多數(shù)采用無聲放電方式。
[0004]無聲放電方式的臭氧生成裝置中，隔著介電體在彼此相對(duì)的一對(duì)電極之間設(shè)置有空隙(放電間隙)。當(dāng)在兩電極間施加高電壓時(shí)，會(huì)在放電間隙發(fā)生無聲放電。向放電間隙通入含氧的原料氣體以后，原料氣體就會(huì)臭氧化而生成臭氧。
[0005]根據(jù)構(gòu)造的不同，這樣的無聲放電方式臭氧生成裝置包括板型與管型兩類。板型臭氧生成裝置中生成臭氧的單元呈板狀。相對(duì)于此，管型臭氧生成裝置中生成臭氧的單元
呈管狀。
[0006]板型臭氧生成裝置具有不適合大型化的傾向，相對(duì)于此，管型臭氧生成裝置則不會(huì)產(chǎn)生上述問題，能夠增加單元的數(shù)量。因此，管型臭氧生成裝置與板型臭氧生成裝置相比具有易于大型化的優(yōu) 點(diǎn)。
[0007]與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)例如有專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2。
[0008]專利文獻(xiàn)I中公開了管型臭氧生成裝置。該臭氧生成裝置中設(shè)置有一端被封閉為球面狀的圓筒狀玻璃制介電體管。在該介電體管的內(nèi)表面，具體而言，在介電體管的自球面狀端部到側(cè)部的那一部分的內(nèi)表面上形成有由不銹鋼等金屬形成的第一電極。
[0009]在介電體管內(nèi)部設(shè)置有與高壓電源電氣連接的棒狀高壓供電部件。第一電極經(jīng)不銹鋼毛絨材與該高壓供電部件電氣連接。圓筒狀第二電極被設(shè)置成將介電體管外側(cè)包圍起來，在介電體管與第二電極之間形成放電間隙。
[0010]原料氣體在通過被施加高電壓的放電間隙的時(shí)間內(nèi)臭氧化。已臭氧化的氣體自球面狀端部所在的臭氧化氣體弓丨出口引出。
[0011]專利文獻(xiàn)2中也公開有與專利文獻(xiàn)I 一樣的管型臭氧生成裝置。具體而言，以蒸鍍或?yàn)R射等方法在相當(dāng)于玻璃制介電體管的介電體電極內(nèi)表面形成有相當(dāng)于第一電極的導(dǎo)電膜。
[0012]扭曲梳狀不銹鋼線束安裝在相當(dāng)于高壓供電部件的供電棒上。這些線壓接在安裝在導(dǎo)電膜的一部分內(nèi)表面上的圓筒狀金屬板上，導(dǎo)電膜與供電棒電氣連接。
[0013]專利文獻(xiàn)1:日本公開特許公報(bào)特開2012-144425號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)2:W0-A1-2010021022
[0015]一發(fā)明要解決的技術(shù)問題一
[0016]在專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2的管型臭氧生成裝置中，介電體管的端部中原料氣體流動(dòng)的上游側(cè)端部開放，臭氧流動(dòng)的下游側(cè)端部封閉。因此，通常情況下，即使出現(xiàn)原料氣體進(jìn)入介電體管內(nèi)部的情況，臭氧也不會(huì)進(jìn)入介電體管內(nèi)部。[0017]但是，臭氧生成裝置停止時(shí)則具有以下可能性，臭氧朝著介電體管上游側(cè)倒流或擴(kuò)散，臭氧進(jìn)入介電體管內(nèi)部。若臭氧進(jìn)入介電體管內(nèi)部則會(huì)出現(xiàn)以下情況，即出現(xiàn)生銹等不良現(xiàn)象而需要更換電極。
[0018]然而，因?yàn)楝F(xiàn)有臭氧生成裝置中的電極是采用蒸鍍等方法形成的，所以該電極是一種無法從介電體管上分離下來的構(gòu)造。因此，在需要更換電極的情況下，不得不對(duì)整個(gè)介電體管進(jìn)行更換。
[0019]在利用蒸鍍等形成電極的情況具有以下不利之處:需要很多工序，生產(chǎn)性欠佳等。
[0020]于是，本發(fā)明的目的在于:提供一種電極易于更滑的管型臭氧生成裝置及其制造方法。
[0021]—用以解決技術(shù)問題的技術(shù)方案一
[0022]本發(fā)明涉及包括管狀臭氧生成單元的管型臭氧生成裝置。所述臭氧生成單元具有:圓筒狀外側(cè)電極管、和隔著放電間隙布置在所述外側(cè)電極管的內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)電極管，所述內(nèi)側(cè)電極管具有:圓筒狀介電體管、和與所述介電體管的內(nèi)周面緊密接觸的圓筒狀電極，所述電極以可被取下的狀態(tài)插在所述介電體管中。
[0023]也就是說，在該臭氧生成裝置中，與介電體管的內(nèi)周面緊密接觸的圓筒狀電極以可被取下狀態(tài)插在介電體管中。因此，能夠?qū)㈦姌O自介電體管上取下來以進(jìn)行更換。
[0024]具體而言，可以如此，所述電極由具有彈性的板狀導(dǎo)體形成，電極利用其自身的彈力在所述介電體管的內(nèi)部擴(kuò)張，而與該介電體管的內(nèi)周面緊密接觸。
[0025]若如此，僅卷起導(dǎo)體并將其插入介電體管內(nèi)即能夠?qū)㈦姌O安裝在介電體管內(nèi)，電極的更換由此而變得簡(jiǎn)單。
[0026]在該情況下，例如可以使所述電極經(jīng)自該電極延伸的端子引線與外部電源電氣連接。
[0027]例如，所述內(nèi)側(cè)電極管可以進(jìn)一步具有已插入所述介電體管內(nèi)的端子棒，沿半徑方向延伸的所述導(dǎo)體的一端與所述端子棒接合，所述電極經(jīng)所述端子棒與外部電源電氣連接。
[0028]在使用端子引線的情況下，能夠利用包括以下工序的制造方法加以制造。例如將所述導(dǎo)體卷成筒狀的準(zhǔn)備工序、將已卷成筒狀的所述導(dǎo)體插入所述介電體管內(nèi)的插入工序、以及在所述介電體管的內(nèi)部不對(duì)所述導(dǎo)體施加外力地使所述導(dǎo)體擴(kuò)張的擴(kuò)張工序。
[0029]在使用端子棒的情況下，能夠利用包括以下工序的制造方法加以制造。例如使所述導(dǎo)體的端部與所述端子棒接合的接合工序、將所述導(dǎo)體纏繞在所述端子棒上的纏繞工序、將已纏繞上所述導(dǎo)體的所述端子棒插入所述介電體管內(nèi)的插入工序、以及在所述介電體管的內(nèi)部不對(duì)所述導(dǎo)體施加外力地使所述導(dǎo)體擴(kuò)張的擴(kuò)張工序。
[0030]一發(fā)明的效果一
[0031]根據(jù)本發(fā)明的臭氧生成裝置等，可做到易于更滑臭氧生成單元的電極。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是示出第一實(shí)施方式中臭氧生成裝置的概略立體圖。
[0033]圖2是示出裝置主體的內(nèi)部構(gòu)造的略圖。
[0034]圖3是沿 圖2中的X-X線剖開的概略剖視圖。[0035]圖4是示出臭氧生成單元的構(gòu)造的概略剖視圖。
[0036]圖5是沿圖4中的Y — Y線剖開的概略剖視圖。
[0037]圖6 (a)、圖6 (b)是示出第一實(shí)施方式中臭氧生成裝置的一部分制造工序的概略立體圖。
[0038]圖7 (a)、圖7 (b)是示出第一實(shí)施方式中臭氧生成裝置的一部分制造工序的概略立體圖。
[0039]圖8是示出第二實(shí)施方式中臭氧生成裝置的概略剖視圖。
[0040]圖9是示出第二實(shí)施方式中臭氧生成裝置的一部分制造工序的概略立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，以下說明僅僅是針對(duì)本質(zhì)示例而言的，并不限制本發(fā)明、其適用范圍或者其用途。
[0042]<第一實(shí) 施方式>
[0043](臭氧生成裝置的構(gòu)造)
[0044]圖1示出本實(shí)施方式的管型臭氧生成裝置I。臭氧生成裝置I包括:裝置主體2、由與裝置主體2協(xié)同動(dòng)作的控制設(shè)備、操作盤等構(gòu)成的附屬設(shè)備3等。
[0045]裝置主體2是耐腐蝕性優(yōu)良的不銹鋼制耐壓容器，在其內(nèi)部生成臭氧。裝置主體2具有圓筒狀軀體部11與封閉軀體部11兩端的兩個(gè)蓋部12。裝置主體2在橫置狀態(tài)下由一對(duì)腿部13、13支承。蓋部12中的一蓋部利用鉸鏈安裝在軀體部11，是一個(gè)可打開、關(guān)閉的門。
[0046]裝置主體2上連接有原料氣體管道14、臭氧管道15、冷卻管道16等。具體而言，原料氣體管道14連接在未圖示的原料氣體供給源上，氧、空氣等原料氣體經(jīng)原料氣體管道14供給裝置主體2。臭氧管道15與未圖示的臭氧供給目的地連接，在裝置主體2內(nèi)生成的臭氧經(jīng)臭氧管道15送給其供給目的地。
[0047]冷卻管道16包括用于進(jìn)水及用在排水的兩根冷卻管道16a、16b，分別連接在未圖示的熱交換器等上。冷卻水經(jīng)這些冷卻管道16a、16b循環(huán)著供向裝置主體2。
[0048]如圖2所示，裝置主體2內(nèi)部由兩塊不銹鋼制隔板17、17分隔出原料氣體室18、冷卻室19及臭氧室20。原料氣體室18布置在裝置主體2的一端部，與原料氣體管道14連通。臭氧室20布置在裝置主體2的另一端部，與臭氧管道15連通。
[0049]冷卻室19布置在原料氣體室18與臭氧室20之間，占據(jù)裝置主體2的大部分。冷卻室19在該臭氧室20側(cè)的下方角部與用于進(jìn)水的冷卻管道16a連通，在該原料氣體室18側(cè)的上方角部與用于排水的冷卻管道16b連通。在冷卻室19內(nèi)部多個(gè)限制板21按規(guī)定間隔設(shè)置。所做設(shè)計(jì)保證:這些限制板21在冷卻室19的內(nèi)部交替著與上或下接觸，以便冷卻水蛇行著流動(dòng)。
[0050]如圖3所示，多個(gè)管狀臭氧生成單元30A以密集狀態(tài)設(shè)置在裝置主體2的內(nèi)部。各臭氧生成單元30A被設(shè)置成:橫切冷卻室19，沿著軀體部11的軸向方向延伸。各臭氧生成單元30A的兩端部中上游側(cè)端部朝著原料氣體室18突出，下游側(cè)端部朝著臭氧室20突出。
[0051]并非一定需要臭氧生成單元30A的端部朝著原料氣體室18、臭氧室20突出。臭氧生成單元30A的端部可以位于冷卻室19內(nèi)部或冷卻室19與原料氣體室18等的交界處。在這些臭氧生成單元30A的各臭氧生成單元30A中都是自原料氣體生成臭氧。
[0052](臭氧生成單元的構(gòu)造)
[0053]圖4示出臭氧生成單元30A的詳細(xì)情況。臭氧生成單元30A由外側(cè)電極管31和內(nèi)側(cè)電極管32構(gòu)成。
[0054]外側(cè)電極管31由圓筒狀不銹鋼管形成，其各端部與各隔板17無間隙地接合。外側(cè)電極管31經(jīng)隔板17電氣接地，構(gòu)成低電壓側(cè)電極。外側(cè)電極管31的周圍充滿冷卻水，各臭氧生成單元30A被冷卻水冷卻。在該外側(cè)電極管31的內(nèi)側(cè)同圓心地布置有內(nèi)側(cè)電極管32。
[0055]本實(shí)施方式的內(nèi)側(cè)電極管32由介電體管33、電極34、端子棒35等構(gòu)成。
[0056]介電體管33是一端部被封閉的圓筒狀細(xì)長(zhǎng)部件，由陶瓷、玻璃等形成。介電體管33的外周面隔著微小的間隙(放電間隙36)與外側(cè)電極管31的內(nèi)周面相對(duì)。介電體管33的被封閉端部(封閉端部33a)位于臭氧室20內(nèi)；介電體管33的開放端部(開放端部33b)位于原料氣體室18。
[0057]端子棒35由不銹鋼等細(xì)長(zhǎng)棒狀導(dǎo)體形成。端子棒35的前端插到介電體管33中封閉端部33a附近。端子棒35的后端從開放端部33b突出。外部電源37的高電壓側(cè)連接在該后端上。
[0058]電極34利用具有高彈性且導(dǎo)電性優(yōu)良的矩形細(xì)長(zhǎng)薄板狀導(dǎo)體40，例如不銹鋼彈簧鋼板等形成為圓筒狀 。
[0059]具體而言，如圖5所示，導(dǎo)體40的較長(zhǎng)的一邊(固定端40a)與端子棒35接合。利用導(dǎo)體40以其自身的彈力在介電體管33內(nèi)部朝著直徑方向外側(cè)擴(kuò)張，導(dǎo)體40中導(dǎo)體40的較長(zhǎng)的另一邊(浮動(dòng)端40b)被朝著直徑方向外側(cè)壓去，而與介電體管33的內(nèi)周面緊密接觸。
[0060]該浮動(dòng)端40b在介電體管33的內(nèi)周面上與導(dǎo)體40的中間部分內(nèi)外相重，介電體管33的整個(gè)內(nèi)周面被導(dǎo)體40覆蓋，由此即形成圓筒狀電極34。
[0061]也就是說，在該臭氧生成單元30A的情況下，導(dǎo)體40被彎曲成剖面呈螺旋狀，且具有沿圓周方向延伸形成電極34的部分和沿直徑方向延伸將電極34和端子棒35連接起來的部分(中繼部34a)。電極34直接與端子棒35連接，經(jīng)端子棒35與外部電源37電氣連接。
[0062](臭氧生成裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)情況等)
[0063]冷卻水循環(huán)著供向冷卻室19，各臭氧生成單元30A被冷卻。在該狀態(tài)下，利用外部電源37將高電壓施加在各臭氧生成單元30A的外側(cè)電極管31與內(nèi)側(cè)電極管32之間。由此而在各放電間隙36產(chǎn)生無聲放電。
[0064]當(dāng)原料氣體自原料氣體室18流入各放電間隙36時(shí)，原料氣體供向裝置主體2在原料氣體通過放電間隙36的時(shí)間內(nèi)會(huì)生成臭氧。已生成的臭氧流出到臭氧室20內(nèi)，經(jīng)臭氧管道15送給供給目的地。于是，因原料氣體源源不斷地流入運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的原料氣體室18，故不會(huì)出現(xiàn)臭氧進(jìn)入原料氣體室18的情況。
[0065]但是，當(dāng)臭氧生成裝置I停止而導(dǎo)致停止供給原料氣體時(shí)，便有可能出現(xiàn)殘存在放電間隙36、臭氧室20的臭氧逆向流動(dòng)并進(jìn)入原料氣體室18的情況。若臭氧進(jìn)入原料氣體室18并侵入介電體管33內(nèi)部，電極34等會(huì)被腐蝕。[0066]在該臭氧生成裝置I的情況下，僅僅是電極34插在介電體管33內(nèi)部，因此即使需要更換電極34等，也是能夠很容易地將該電極34取下來的。具體而言，只要自介電體管33中將端子棒35與電極34 —起拔出即可。如果是大型臭氧生成裝置I，臭氧生成單元30A會(huì)達(dá)到數(shù)百根，因此能夠大幅度地減少更換電極所需的成本。
[0067](臭氧生成裝置的制造方法)
[0068]圖6、圖7示出臭氧生成裝置I的制造工序。這些圖示了出在臭氧生成單元30A的制造過程中將端子棒35和電極34設(shè)置在介電體管33內(nèi)部的工序。
[0069]如圖6(a)所示，首先，使導(dǎo)體40的端部與端子棒35接合(接合工序)。具體而言，進(jìn)行點(diǎn)焊，使導(dǎo)體40的固定端40a部分與端子棒35接合。如圖6 (b)所示，將導(dǎo)體40纏繞在端子棒35上(纏繞工序)。
[0070]接下來,如圖7 (a)所示，將已纏繞上導(dǎo)體40的端子棒35插入介電體管33中(插入工序)。最后，如圖7 (b)所示，解除對(duì)導(dǎo)體40的束縛，讓該導(dǎo)體40朝著與往端子棒35上纏繞的方向相反的方向適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)等，使導(dǎo)體40在介電體管33內(nèi)部擴(kuò)張，直至成為圖5所示的狀態(tài)(擴(kuò)張工序)。
[0071]如此極其簡(jiǎn)單地即能夠制造出臭氧生成單元30A。因臭氧生成裝置I中設(shè)置有很多臭氧生成單元30A，所以根據(jù)該制造方法能夠提高生產(chǎn)性。
[0072]<第二實(shí)施方式>
[0073]圖8示出本實(shí)施方式的臭氧生成裝置的主要部分即臭氧生成單元30B。本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的不同之處在于:本實(shí)施方式在臭氧生成單兀30B中無端子棒35。
[0074]因裝置主體2等其它構(gòu)造與第一實(shí)施方式的臭氧生成裝置I相同，所以用同一符號(hào)表示相同構(gòu)造，省略說明。
[0075]在該臭氧生成單元30B中，電極34經(jīng)端子引線與外部電源37電氣連接。具體而言，導(dǎo)電性優(yōu)良、不銹鋼等的細(xì)長(zhǎng)金屬板片50與位于開放端部33b —側(cè)的電極34的一端接合。金屬板片50的一部分自開放端部33b突出構(gòu)成端子引線，與外部電源37電氣連接。
[0076]在該臭氧生成單元30B的情況下，也是很容易地進(jìn)行制造。
[0077]例如，事先讓金屬板片50與導(dǎo)體40的較短的一邊接合好。然后，如圖9所示，在使金屬板片50朝向內(nèi)側(cè)的狀態(tài)下將導(dǎo)體40卷成筒狀(準(zhǔn)備工序)，從導(dǎo)體40的較短的另一邊將導(dǎo)體40插入介電體管33 (插入工序)。此時(shí)，為對(duì)這些工序有幫助，可以將導(dǎo)向棒G插入已卷成筒狀的導(dǎo)體40的內(nèi)側(cè)。
[0078]之后，與第一實(shí)施方式中臭氧生成裝置I 一樣，讓導(dǎo)體40在介電體管33內(nèi)部擴(kuò)張(擴(kuò)張工序)。在使用導(dǎo)向棒G的情況下，此時(shí)將導(dǎo)向棒G拔出即可。
[0079]在該臭氧生成單元30B的情況下，因?yàn)檎麄€(gè)導(dǎo)體40沿介電體管33的內(nèi)周面擴(kuò)張，所以導(dǎo)體40僅具有沿圓周方向延伸形成電極34的部分，無沿直徑方向延伸的部分。
[0080]< 其它 >
[0081]端子引線可以與構(gòu)成電極34的導(dǎo)體40形成為一體。也就是說，只要使構(gòu)成端子引線的突出部自導(dǎo)體40的較短的一邊部分地突出即可。可以在擴(kuò)張工序之后再安裝構(gòu)成端子引線的金屬板片50。
[0082] 因?yàn)殡姌O34能夠更換，所以并非一定需要其具有較高的耐腐蝕性。因此，電極34的形成材料可以使用不銹鋼以外的廉價(jià)且導(dǎo)電性優(yōu)良的金屬導(dǎo)體。一臺(tái)臭氧生成裝置上只要安裝至少一個(gè)臭氧生成單元即可。
[0083]—符號(hào)說明一
[0084]I臭氧生成裝置
[0085]2裝置主體
[0086]30A、30B臭氧生成單元
[0087]31外側(cè)電極管
[0088]32內(nèi)側(cè)電極管
[0089]33介電體管
[0090]34 電極
[0091]35端子棒
[0092]36放電間隙 [0093]37外部電源
[0094]40 導(dǎo)體
【權(quán)利要求】
1.一種管型臭氧生成裝置，其包括管狀臭氧生成單元，其特征在于: 所述臭氧生成單元具有:圓筒狀外側(cè)電極管、和隔著放電間隙布置在所述外側(cè)電極管的內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)電極管， 所述內(nèi)側(cè)電極管具有:圓筒狀介電體管、和與所述介電體管的內(nèi)周面緊密接觸的圓筒狀電極， 所述電極以可被取下的狀態(tài)插在所述介電體管中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管型臭氧生成裝置，其特征在于: 所述電極由具有彈性的板狀導(dǎo)體形成且靠其自身的彈力在所述介電體管的內(nèi)部擴(kuò)張，由此而與該介電體管的內(nèi)周面緊密接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管型臭氧生成裝置，其特征在于: 所述電極經(jīng)自該電極開始延伸的端子引線與外部電源電氣連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管型臭氧生成裝置，其特征在于: 所述內(nèi)側(cè)電極管進(jìn)一步具有插在所述介電體管中的端子棒， 沿半徑方向延伸的所述導(dǎo)體的一端與所述端子棒接合， 所述電極經(jīng)所述端子棒與外部電源電氣連接。
5.一種制造權(quán)利要求3所述的管型臭氧生成裝置的制造方法，其特征在于包括以下工序: 將所述導(dǎo)體卷成筒狀的準(zhǔn)備工序， 將已卷成筒狀的所述導(dǎo)體插入所述介電體管中的插入工序，以及 在所述介電體管的內(nèi)部不對(duì)所述導(dǎo)體施加外力地使所述導(dǎo)體擴(kuò)張的擴(kuò)張工序。
6.一種制造權(quán)利要求4所述的管型臭氧生成裝置的制造方法，其特征在于包括以下工序: 使所述導(dǎo)體的端部與所述端子棒接合的接合工序， 將所述導(dǎo)體纏繞在所述端子棒上的纏繞工序， 將已纏繞上所述導(dǎo)體的所述端子棒插入所述介電體管中的插入工序，以及 在所述介電體管的內(nèi)部不對(duì)所述導(dǎo)體施加外力地使所述導(dǎo)體擴(kuò)張的擴(kuò)張工序。
【文檔編號(hào)】C01B13/11GK103958399SQ201380000830
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月19日
【發(fā)明者】片山信英, 鳥谷部真法, 寺島裕二, 木本齊, 吉田久次 申請(qǐng)人:住友精密工業(yè)株式會(huì)社