臭氧發(fā)生裝置制造方法
【專利摘要】實施方式的臭氧發(fā)生裝置，相對于圓筒狀的高壓電極，同軸地配置圓筒狀的低壓電極，在高壓電極與低壓電極之間夾著電介質(zhì)施加規(guī)定的高電壓而放電，通過放電產(chǎn)生臭氧。這里，使放電間隙長d為0.3mm～0.5mm。進而，低壓電極或高壓電極中的任一方形成為金屬電極，另一方形成為電介質(zhì)電極。并且，在與電介質(zhì)電極對置的金屬電極的內(nèi)周面設有突起群，該突起群具有用于使該金屬電極相對于電介質(zhì)電極保持放電間隙長的同時保持同軸的多個突起。
【專利說明】臭氧發(fā)生裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明的實施方式涉及臭氧發(fā)生裝置。

【背景技術】
[0002] 通常的臭氧發(fā)生裝置具備在氣密容器內(nèi)配置的電介質(zhì)電極和金屬電極。并且，在 電介質(zhì)電極與金屬電極之間插入了用于形成放電間隙的間隔件。這里，在電介質(zhì)電極的內(nèi) 面設有導電膜。
[0003] 在這樣的臭氧發(fā)生裝置中，從氣體入口導入到氣密容器內(nèi)的原料氣體流過在電介 質(zhì)電極與金屬電極之間形成的放電間隙。并且，流過放電間隙的原料氣體從氣體出口流出。
[0004] 與該原料氣體的導入并行地，從高壓電源將交流高電壓經(jīng)由熔絲（fuse)及高壓 供電端子向電介質(zhì)電極與金屬電極之間施加。
[0005] 當施加了交流高電壓，則在放電間隙形成電介質(zhì)阻擋放電，產(chǎn)生臭氧。另外，電介 質(zhì)阻擋放電簡稱為阻擋放電，或者也稱為無聲放電。
[0006] 由該電介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的熱被供給到由金屬電極和氣密容器形成的冷卻水流 路內(nèi)的冷卻水冷卻。由此，抑制放電間隙的氣體溫度上升，能夠有效地得到臭氧。
[0007] 以往的通常的臭氧發(fā)生裝置中，放電間隙長d設為0. 6mm?I. 3mm。此外，作為原 料氣體的空氣的氣壓P設為〇. 17?0. 28MPa(絕對壓）。
[0008] 此外，原料氣體的氣壓p與放電間隙長d之積通常稱為Pd積。通過使該Pd積固 定，放電的相似法則成立。這是因為，Pd積表示放電間隙中的氣體分子數(shù)。
[0009] 例如，在放電間隙中通過的電子的倍增用氣體的電離系數(shù)α與放電間隙長d之積 ad表示。
[0010] 并且，將積ad如下式那樣改寫。
[0011] ad= (a/p) (pd)
[0012] 這里，/p表示由單一碰撞導致的電離，pd積表示放電間隙中包含的分子數(shù)。這是 因為，有名的提供放電開始電壓的Paschen法則是pd積的函數(shù)。
[0013] 以往采用的放電間隙長d如上述那樣在0· 6mm以上的區(qū)域。放電間隙長d= 0· 6mm 以上的區(qū)域中，pd積相對于臭氧收獲率的最優(yōu)值為接近20kPa·cm的固定值。因此，臭氧 收獲率的進一步提高是困難的。
[0014] 現(xiàn)有技術文獻
[0015] 專利文獻
[0016] 專利文獻1:日本特開平10 - 182109號公報 發(fā)明概要
[0017] 發(fā)明要解決的課題
[0018] 因而，為了提高臭氧收獲率，可以考慮將放電間隙長d設為小于0. 6mm的最優(yōu)值。
[0019] 以往，為了形成放電間隙而使用不銹鋼鈑金制的間隔件（鈑金間隔件）。
[0020] 然而，從強度的觀點來看，可以使用的環(huán)狀的鈑金間隔件的板厚為0. 2mm左右。例 如，在希望使放電間隙長為〇.4_的情況下，實際上將空間全部填充，其使用是困難的。
[0021] 此外，雖然向鈑金間隔件插入電介質(zhì)電極，但在結構上，僅在兩端部的2個部位能 夠插入。此外，金屬電極（例如不銹鋼管）和電介質(zhì)電極（放電管）都多少有彎曲。因此，在 鈑金間隔件無法插入的中央部，放電間隙長d不成為所希望的值，結果，臭氧發(fā)生效率（g/ kWh)比理論值更低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]
[0023] 因此，本發(fā)明的目的在于，提供即使在使放電間隙長小于0.6mm的情況下，也能夠 將放電間隙長在長度方向上維持固定而達成更高的臭氧收獲率的臭氧發(fā)生裝置。
[0024] 用于解決課題的手段
[0025] 實施方式的臭氧發(fā)生裝置，相對于圓筒狀的高壓電極，同軸地配置圓筒狀的低壓 電極，在高壓電極與低壓電極之間夾著電介質(zhì)施加規(guī)定的高電壓而放電，通過放電產(chǎn)生臭 氧。
[0026] 這里，放電間隙長d設為0. 3mm?0. 5mm。
[0027] 進而，低壓電極或高壓電極中的任一方形成為金屬電極，另一方形成為電介質(zhì)電 極。
[0028] 并且，在與上述電介質(zhì)電極對置的上述金屬電極的內(nèi)周面設有突起群，該突起群 具有多個突起，該多個突起用于使該金屬電極相對于上述電介質(zhì)電極保持上述放電間隙長 并保持為同軸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是實施方式的臭氧發(fā)生裝置的概要結構剖面圖。
[0030] 圖2是實施方式的臭氧發(fā)生裝置的臭氧發(fā)生原理說明圖。
[0031] 圖3A是電介質(zhì)電極的加工尺寸圖。
[0032] 圖3B是形成了突起的金屬電極的加工尺寸圖。
[0033] 圖3C是圖3B的A-A剖面圖。
[0034] 圖3D是在金屬電極內(nèi)插入了電介質(zhì)電極的狀態(tài)的說明圖。
[0035] 圖4A是突起形成的原理說明圖（其1)。
[0036] 圖4B是突起形成的原理說明圖（之2)。
[0037] 圖5A是金屬電極的長度方向上的各突起群的配置位置的優(yōu)化時的研宄模型的說 明圖（之1)。
[0038] 圖5B是金屬電極的長度方向上的各突起群的配置位置的優(yōu)化時的研宄模型的說 明圖（之2)。
[0039] 圖6A是電介質(zhì)電極和金屬電極的一個峰部的彎曲的狀態(tài)的說明圖。
[0040] 圖6B是電介質(zhì)電極和金屬電極的兩個以上峰部的彎曲的狀態(tài)的說明圖。
[0041] 圖7A是電介質(zhì)電極插入前的金屬電極的狀態(tài)的說明圖。
[0042] 圖7B是在金屬電極彎曲時將電介質(zhì)電極插入到金屬電極中的情況下的放電間隙 的狀態(tài)的說明圖。
[0043] 圖8A是有限要素法模型的整體圖。
[0044] 圖8B是有限要素法模型的端部放大圖。
[0045] 圖8C是有限要素法模型的剖面說明圖。
[0046] 圖9A是突起與電介質(zhì)電極接觸的情況下（接觸時）的點一面接觸要素模型的說 明圖。
[0047] 圖9B是突起沒有與電介質(zhì)電極接觸的情況下（非接觸時）的點一面接觸要素模 型的說明圖。
[0048] 圖IOA是有限要素法模型的局部截斷放大立體圖。
[0049] 圖IOB是點一面接觸要素的配置說明圖。
[0050] 圖IOC是圖IOB的A-A剖面圖。
[0051] 圖IOD是圖IOB的B-B剖面圖。
[0052] 圖IOE是圖IOB的C一C剖面圖。
[0053] 圖IlA是采用有限要素法模型的解析狀態(tài)的說明圖（之1)。
[0054] 圖IlB是采用有限要素法模型的解析狀態(tài)的說明圖（之2)。
[0055] 圖IlC是采用有限要素法模型的解析狀態(tài)的說明圖（之3)。
[0056] 圖12A是金屬電極18的Y方向位移量的說明圖。
[0057] 圖12B是電介質(zhì)電極17的Y方向位移量的說明圖。
[0058] 圖13是有限要素法模型的部分剖面立體圖。
[0059] 圖14是脫離量的說明圖。
[0060] 圖15是長度L3與最大脫離量的關系的說明圖。
[0061] 圖16是金屬電極彎曲為正弦曲線狀的情況的長度L3與最大脫離量的關系的說明 圖。
[0062] 圖17A是電介質(zhì)電極插入前的金屬電極的狀態(tài)的說明圖。
[0063] 圖17B是插入前的電介質(zhì)電極的狀態(tài)的說明圖。
[0064] 圖17C是伴隨著金屬電極的彎曲的、電介質(zhì)電極插入時的摩擦的問題的說明圖 (之 1)。
[0065] 圖17D是伴隨著金屬電極的彎曲的、電介質(zhì)電極插入時的摩擦的問題的說明圖 (之 2)。
[0066] 圖18是表示放電間隙與臭氧收獲率的關系的圖。
[0067] 圖19是表示變更了放電間隙長d時由突起31產(chǎn)生的反作用力的合計值（N)的圖。
[0068] 圖20是突起的高度與接觸到電介質(zhì)電極的突起的數(shù)量（接觸點數(shù)）之間的關系 的說明圖。
[0069] 圖21是突起的高度=0. 39mm的情況下的突起的接觸狀態(tài)的說明圖。
[0070] 圖22是突起的高度=0. 41mm的情況下的接觸狀態(tài)的說明圖。
[0071] 圖23A是突起的高度=0. 41mm的情況下的接觸狀態(tài)的模擬結果的說明圖。
[0072] 圖23B是突起的高度=0. 41mm的情況下的接觸狀態(tài)的實際狀態(tài)的說明圖。
[0073] 圖24A是構成突起群的突起的數(shù)量=3的情況的說明圖。
[0074] 圖24B是構成突起群的突起的數(shù)量=4的情況的說明圖。
[0075] 圖24C是構成突起群的突起的數(shù)量=5的情況的說明圖。
[0076] 圖24D是構成突起群的突起的數(shù)量=5的情況的說明圖。
[0077]圖25是突起的數(shù)量=3的情況下的斥力計算條件的說明圖。
[0078] 圖26是突起數(shù)和反作用力合計的平均值的說明圖。
[0079] 圖27是對突起數(shù)=3的情況下的反作用力的平衡進行說明的圖。
[0080] 圖28是用于對電介質(zhì)電極與金屬電極的同軸度進行研宄的圖。
[0081] 圖29是對突起的數(shù)量與最小間隙比突起高度小的程度之間的關系進行說明的 圖。
[0082] 圖30A是用于說明更具體的突起的形狀的、金屬電極的突起群的形成部附近的局 部截斷立體圖。
[0083] 圖30B是圖30A的A方向向視放大剖面圖。
[0084] 圖31是實施方式的變形例的說明圖。

【具體實施方式】
[0085] 接下來，參照附圖對實施方式進行說明。
[0086] 圖1是實施方式的臭氧發(fā)生裝置的概要結構剖面圖。
[0087] 實施方式的臭氧發(fā)生裝置10構成為電介質(zhì)阻擋放電式的臭氧發(fā)生裝置。
[0088] 臭氧發(fā)生裝置10大致具備：臭氧發(fā)生裝置主體11、將臭氧發(fā)生裝置主體11以氣 密狀態(tài)進行收納的收納容器12、以及經(jīng)由高壓絕緣子13向收納容器12內(nèi)的臭氧發(fā)生裝置 主體11供給臭氧發(fā)生用電力的高壓電源（高壓交流電源）14。
[0089] 收納容器12內(nèi)的臭氧發(fā)生裝置主體11配置有：多個電介質(zhì)電極17,經(jīng)由與高壓 絕緣子13電連接的連接板15及熔絲16提供臭氧發(fā)生用電力；以及圓筒狀的不銹鋼鋼制的 金屬電極18,與電介質(zhì)電極17的外周面分別對置，保持規(guī)定的放電間隙長d且保持為同軸 狀態(tài)。
[0090] 這里，圖1中，電介質(zhì)電極17從左右兩方向被同軸地插入到金屬電極18內(nèi)。并且， 電介質(zhì)電極17由于被供給高壓電源，因此作為高電位側電極發(fā)揮功能。
[0091] 此外，在金屬電極18的與電介質(zhì)電極17對置的面的相反面?zhèn)?，與金屬電極18 - 體地形成有冷卻水流路19。即，作為整體，成為蜂窩狀的金屬電極集合體18A。這里，金屬 電極集合體18A接地，金屬電極18作為低電位側電極發(fā)揮功能。
[0092] 在該金屬電極18的背面設置的冷卻水流路19配置在，設置于收納容器12的將冷 卻水導入的冷卻水入口 21與將冷卻水導出的冷卻水出口 22之間。
[0093] 進而，收納容器12設有將原料氣體導入的氣體入口 23以及將未反應的原料氣體 和臭氧（O3)導出的氣體出口 24。
[0094] 圖2是實施方式的臭氧發(fā)生裝置的臭氧發(fā)生原理說明圖。
[0095] 如上所述，在收納容器12內(nèi)，配置有圓筒狀的電介質(zhì)電極17。對置于該電介質(zhì)電 極17的外周面，以保持規(guī)定的放電間隙長d的狀態(tài)配置有圓筒狀的金屬電極18。
[0096] 這里，對電介質(zhì)電極的詳細結構進行說明。
[0097] 電介質(zhì)電極17,作為具有耐熱性及耐電壓性的電介質(zhì)，具備由熱膨脹系數(shù)小的石 英玻璃等形成且形成為圓筒狀（試驗管狀）的圓筒狀電介質(zhì)25。在圓筒狀電介質(zhì)25的內(nèi) 周面，形成有作為導電電極（高電位側電極）的電極皮膜層26。該電極皮膜層26與經(jīng)熔絲 16連接于高壓電源14的高壓供電端子27連接。
[0098] 在上述結構中，圓筒狀電介質(zhì)25由石英玻璃、硼硅酸鹽玻璃，高硅玻璃、鋁硅酸鹽 玻璃、陶瓷等形成。
[0099] 此外，電極皮膜層26將金、銀、銅、不銹鋼、鉻、錫、鋅、鎳碳（Ni-C)或者鋁通過濺 射、噴鍍、蒸鍍、無電解鍍、電解鍍、塗料涂敷等形成。
[0100] 在上述結構中，與放電間隙長d的距離相當?shù)姆烹婇g隙長d被設定為，比以往的通 常的臭氧發(fā)生裝置的放電間隙長即〇. 6mm短的0. 3mm?0. 5mm。
[0101] 接著，對為了設定為間隙長d= 0. 30mm?0. 50mm、對金屬電極18的突起31的形 成方法進行詳細說明。
[0102] 以下的說明中，根據(jù)實驗結果，在放電間隙長d的范圍內(nèi)，以臭氧收獲率更高的放 電間隙長d= 0. 40mm的情況為主來說明。
[0103] 在形成本實施方式的金屬電極18時，在不銹鋼管的內(nèi)周面形成例如4個凸狀的突 起31〇
[0104] 并且，使與4個突起31的頂端內(nèi)切的內(nèi)切圓的直徑D比作為放電管的電介質(zhì)電極 17的直徑稍大。結果，通過向金屬電極18插入圓筒狀的電介質(zhì)電極17,從而通過4個突起 31而使放電間隙長d成為所希望的值（上述例子的情況為0. 4_)。
[0105] 以下，將用于在構成金屬電極18的不銹鋼管上形成突起31的加工稱作間隔 (spacing)加工。
[0106] 如上所述，電介質(zhì)電極17是在內(nèi)周面（內(nèi)側）形成有電極皮膜層26的管狀（試 驗管狀）的電介質(zhì)（玻璃或陶瓷）。
[0107] 圖3A是電介質(zhì)電極的加工尺寸圖。
[0108] 圖3B是形成了突起的金屬電極的加工尺寸圖。
[0109] 圖3C是圖3B的A-A剖面圖。
[0110] 圖3D是向金屬電極內(nèi)插入了電介質(zhì)電極的狀態(tài)的說明圖。
[0111] 圖3B?圖3D中，為了容易理解，將突起31相對于作為金屬電極18的不銹鋼管的 直徑夸張地圖示。
[0112] 如圖3A所示，將電介質(zhì)電極（放電管）17的外徑設為D1，并假設電介質(zhì)電極17在 制造上有±0. 15mm的偏差。
[0113] 這里，將突起31的頂端與在金屬電極18內(nèi)插入的電介質(zhì)電極17之間的隙間設為 α?？紤]到制造上的偏差，為了使所制造的全部的電介質(zhì)電極17能夠插入到金屬電極18 內(nèi)，需要如圖3Β及圖3C所示那樣，對具有突起31的金屬電極18進行加工，以使得與全部 的突起31的頂端內(nèi)切的內(nèi)切圓CI的直徑D滿足⑴式。
[0114] D= (D1+0. 15)+a[mm] (I)
[0115] 當向如上述那樣加工的金屬電極18內(nèi)插入電介質(zhì)電極17時，即使金屬電極18或 者電介質(zhì)電極17中發(fā)生了在制造時設想的彎曲，也如圖3D所示那樣，長度方向中央部CP 處的放電間隙長d在設計范圍內(nèi)。
[0116] 接著，對突起31的形成方法進行說明。
[0117] 圖4A是突起形成的原理說明圖（之1)。
[0118] 圖4B是突起形成的原理說明圖（之2)。
[0119] 首先，如圖4A所示，向構成金屬電極18的不銹鋼管之中插入模具（淬火鋼）41。 并且，例如，在同一圓周上形成4處突起31的情況下，將可動型的沖頭（punch)Pl、P2配置 在錯開90度的位置。進而，在與沖頭P1、P2分別對置的位置，分別配置固定型的沖頭P11、 P12〇
[0120] 接著，將可動型的沖頭Pl向箭頭Al方向按壓，將沖頭P2向箭頭A2方向按壓。
[0121] 結果，沖頭P1、P2、P11、P12全部與金屬電極18抵接。于是，原樣繼續(xù)對沖頭Pl及 沖頭P2的按壓。結果，緩慢形成突起31，如圖4B所示那樣，使形成的突起31的頂端碰撞到 模具41。
[0122] 此時，考慮到按壓停止后的返回量來設定模具41的尺寸。通過該設定，能夠得到 所希望的突起31的高度（例如，0. 40mm)。
[0123] 以上是對突起31的形成方法的說明，但該情況下，最優(yōu)的突起31需要是怎樣的突 起、即求取突起31的設計最優(yōu)值成為重要的課題。
[0124] 以下，對求取突起31的設計最優(yōu)值時應考慮的事項進行研宄。
[0125] 本實施方式中，如圖3所示，在金屬電極18的長度方向兩端部CT1、CT2以及長度 方向中央部CP這3處的同一圓周上分別配置有由多個（圖3中為4個）突起31構成的突 起群。即，對1個金屬電極18,形成了合計12個（3處X4個）突起31。
[0126] 本實施方式中，對以下3點進行研宄。
[0127] (1)金屬電極的長度方向上的各突起群的配置位置的優(yōu)化
[0128] 在將突起群設置在金屬電極18的長度方向兩端部CTl、CT2以及長度方向中央部 CP這3處的情況下，設置在長度方向中央部CP的突起群最優(yōu)選的是設置在放電區(qū)域的中 央。
[0129] 另一方面，設置在金屬電極18的長度方向兩端部CT1、CT2的突起群的位置（距放 電區(qū)域的兩端的距離）具有選擇的自由度。
[0130] 相對于此，在從突起31抵接的位置遠離的部位，存在放電間隙長d與突起31的高 度不同的情況。特別是在金屬電極18或電介質(zhì)電極17彎曲了的情況下，放電間隙長d與 突起31的高度不同。
[0131] 因而，考慮到即使在金屬電極18或電介質(zhì)電極17彎曲了的情況下、也存在使放電 間隙長d與突起31的高度之差為最小的突起群的位置，從而對金屬電極18的長度方向上 的各突起群的最優(yōu)的配置位置進行了研宄。
[0132] (2)突起頂端與電介質(zhì)電極之間的間隔的優(yōu)化
[0133] 在電介質(zhì)電極17或金屬電極18彎曲了的情況下，當將電介質(zhì)電極17向金屬電極 18內(nèi)插入時，電介質(zhì)電極17及金屬電極18分別彈性變形。
[0134] 結果，在突起31中發(fā)生反作用力。突起31發(fā)生反作用力的結果是，電介質(zhì)電極17 向金屬電極18插入時產(chǎn)生摩擦力。這里，為了減小摩擦力，需要使突起31的頂端的內(nèi)切圓 CI(參照圖3)的直徑D比電介質(zhì)電極17的直徑Dl大一些。另一方面，若使內(nèi)切圓CI的直 徑D過大，則放電間隙長d會變化，因此存在上限。
[0135] 于是，對于使內(nèi)切圓CI的直徑D比電介質(zhì)電極17的直徑Dl大一些時的量（突起 頂端與放電管的間隔）的最優(yōu)值進行了研宄。
[0136] (3)突起數(shù)的優(yōu)化
[0137] 如上述那樣，在本實施方式中，1個突起群的突起31的數(shù)量是4個。為了將電介質(zhì) 電極17在金屬電極18內(nèi)同軸地保持，突起數(shù)需要設置至少3個以上。另一方面，其上限受 金屬電極18的尺寸限制，若過多則加工中的性價比降低。
[0138] 于是，對于突起31的數(shù)量，從電介質(zhì)電極17或金屬電極18彎曲時的電介質(zhì)電極 17的插入摩擦力的觀點出發(fā)，在突起31的數(shù)量為3個?10個的范圍內(nèi)對突起31的個數(shù)的 最優(yōu)值進行了研宄。
[0139] 首先，對金屬電極的長度方向上的各突起群的配置位置的優(yōu)化進行研宄。
[0140] 圖5A是金屬電極的長度方向上的各突起群的配置位置的優(yōu)化時的研宄模型的說 明圖（之1)。
[0141] 圖5B是金屬電極的長度方向上的各突起群的配置位置的優(yōu)化時的研宄模型的說 明圖（之2)。
[0142] 本實施方式中，假設突起群如上所述，設置在金屬電極18的長度方向兩端部CT1、 CT2以及長度方向中央部CP這3處。
[0143] 金屬電極18的長度方向上的各突起群的配置位置的優(yōu)化是指，在圖5A、圖5B中求 取長度Li、L2、L3、L4的最優(yōu)值的問題。
[0144] 該情況下，由于對稱性，L1=L2,L3=L4。因此，長度方向中央部的支承點成為放 電空間的中央。由此，未知數(shù)僅是L3( =L4)，成為求取長度L3與全長L之比的問題。
[0145] 這里，針對電介質(zhì)電極17及金屬電極18,對彎曲進行考察。
[0146] 圖6A是電介質(zhì)電極及金屬電極的1個峰部的彎曲的狀態(tài)的說明圖。
[0147] 圖6B是電介質(zhì)電極及金屬電極的2個以上峰部的彎曲的狀態(tài)的說明圖。
[0148] 電介質(zhì)電極17及金屬電極18通常多少會有彎曲。在經(jīng)驗上，作為彎曲的狀態(tài)，基 本上是具有一個峰部（一次成分）的彎曲的情況。另一方面，基本上沒有具有兩個以上峰 部的彎曲的情況（二次成分以上）。此外，一個峰部的情況的彎曲程度設為振幅δ1，兩個 峰部的情況的彎曲程度設為振幅S2，
[0149] 貝丨Jδ1 >>δ2，
[0150] 通常，
[0151] δη>>δη+1〇
[0152] 假設將彎曲的狀態(tài)下的峰部的數(shù)量設為η時將彎曲成分稱作η次成分，則上述經(jīng) 驗規(guī)則能夠換言為"二次成分的振幅S2比一次成分的振幅δ1小。"。按照該經(jīng)驗規(guī)則，峰 部的一次成分即振幅S1最大。彎曲的管通常具有一次成分（振幅δ1)到η次成分（δη)。
[0153] 但是，實際上，如圖6Β所示那樣，彎曲的一次成分（相當于振幅δ1)大到支配彎 曲整體的程度。因此，即使忽視二次以上的成分（包含振幅S2)也沒問題。
[0154] 另外，即使以少數(shù)的比例觀測到2個以上的峰部，該管也只是不包含彎曲的一次 成分（振幅S1)。此外，如上所述，由于二次成分（振幅δ2)本來就比一次成分小，因此可 以認為對放電間隙長d的不均一的影響量較小。
[0155] 基于以上內(nèi)容，在本實施方式中，設為管的彎曲為"1個峰部"的情況進行研宄。
[0156] 首先，描述當長度L3F適當時會產(chǎn)生怎樣的問題。
[0157] 圖7A是電介質(zhì)電極插入前的金屬電極的狀態(tài)的說明圖。
[0158] 圖7B是在金屬電極彎曲時將電介質(zhì)電極插入到金屬電極中的情況下的放電間隙 的狀態(tài)的說明圖。
[0159] 如圖7A所示，在金屬電極18彎曲的狀態(tài)下直接將電介質(zhì)電極17插入到金屬電極 18中的情況下，成為圖7B所示的狀態(tài)。
[0160] 即，圖7B中，如虛線圓內(nèi)所示，在突起31與電介質(zhì)電極17抵接的部分，放電間隙 長d變得與突起31的高度相等。另一方面，如實線圓內(nèi)所示，在突起31與電介質(zhì)電極17 不抵接的部分，放電間隙長d變得與突起31的高度不同。
[0161] 將此時的突起31與電介質(zhì)電極17不抵接的各部分中的放電間隙長d與突起31 的高度之差的大小稱作脫離量。該脫離量的程度依賴于與突起31的形成位置相當?shù)木喾?電空間端部的長度（距離）L3。
[0162] 因而，作為制品設計，需要求取使放電間隙長d的脫離量最少的長度（距離）L3。
[0163] 這里，更具體地進行研宄。
[0164] 以下，將電介質(zhì)電極17及金屬電極18分別作為管（pipe)來處理，利用有限要素 法求出了脫離量和脫離量最少的突起311的最優(yōu)位置。
[0165] 該情況下，在計算上，僅考慮電介質(zhì)電極17及金屬電極18的剖面，分別設為用直 線及函數(shù)y=f(X)表示的曲線來處理。
[0166] 并且，將用函數(shù)y=f(x)表示的曲線與直線所間隔的量稱作"翹曲量"。
[0167] 將由金屬電極18的彎曲所引起的翹曲量y記作金屬電極18的長度方向的函數(shù) f(X)，則現(xiàn)實的表現(xiàn)金屬電極的彎曲方法的函數(shù)f(X)可以考慮各種情況。
[0168] 以下，作為代表例，對拋物線的情況和正弦曲線的情況進行研宄。
[0169] ⑷拋物線的情況
[0170] 拋物線的情況下，表現(xiàn)金屬電極的彎曲方法的函數(shù)f (X)例如用（2)式表示。
[0171][數(shù)學式1]
[0172]f(X)=_a(X2-Lx)+a(L32_L·L3) (2)
[0173] 其中，a是正的值。
[0174] X=L3時，（2)式變得如下。
[0175][數(shù)學式2]
[0176] f(L3) =-a(L32-L·L3) = 0 (3)
[0177]SP，突起31的位置上的翹曲量是零。
[0178] 翹曲量在正側取最大值是指
[0179][數(shù)學式3]
[0180] X=-C4) 2
[0181] 的情況。
[0182][數(shù)學式4]

【權利要求】
1. 一種臭氧發(fā)生裝置，相對于圓筒狀的高壓電極，同軸地配置圓筒狀的低壓電極，在上 述高壓電極與上述低壓電極之間夾著電介質(zhì)施加規(guī)定的高電壓而放電，通過上述放電產(chǎn)生 臭氧，其中， 放電間隙長d為0. 3mm?0. 5mm， 上述低壓電極或上述高壓電極中的任一方形成為金屬電極，另一方形成為電介質(zhì)電 極， 在與上述電介質(zhì)電極對置的上述金屬電極的內(nèi)周面設有突起群，該突起群具有多個突 起，該多個突起用于使該金屬電極相對于上述電介質(zhì)電極保持上述放電間隙長并保持為同 軸。
2. 如權利要求1所述的臭氧發(fā)生裝置， 上述突起群至少設置在放電空間的長度方向的中央部、以及分別距上述放電空間的兩 端為規(guī)定距離L3的位置這3處。
3. 如權利要求2所述的臭氧發(fā)生裝置， 上述規(guī)定距離L3規(guī)定為，使上述放電空間中的放電間隙長相對于預先設定的基準放 電間隙長的脫離量為最小。
4. 如權利要求1所述的臭氧發(fā)生裝置， 上述突起群具備4個或5個或6個上述突起。
5. 如權利要求4所述的臭氧發(fā)生裝置， 構成上述突起群的上述突起配置在同一圓周上或具有規(guī)定寬度的圓環(huán)狀的區(qū)域內(nèi)。
6. 如權利要求1?5的任一項所述的臭氧發(fā)生裝置， 相對于上述放電間隙長d，設上述突起的高度為（d - α )的情況下，使 0. 01 < α < 0. 10mm。
7. 如權利要求1?5的任一項所述的臭氧發(fā)生裝置， 上述電介質(zhì)電極被插入上述金屬電極內(nèi)， 上述金屬電極形成有多個移動抑制用突起，該移動抑制用突起，其高度比上述突起的 高度高，與插入的上述電介質(zhì)電極的頂端抵接而限制上述電介質(zhì)電極向插入方向的移動。
【文檔編號】C01B13/11GK104520230SQ201380041828
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年3月14日 優(yōu)先權日:2012年8月9日
【發(fā)明者】高橋良一, 村田隆昭, 納田和彥, 久保貴恵 申請人:株式會社東芝