JP2014520060A

JP2014520060A - オゾン発生器

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Publication number: JP2014520060A
Application number: JP2014514506A
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Inventors: デイビッド・ケイ・オーウェンス; ポール・エム・メネギーニ
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Abstract

オゾン発生器セルは、結合剤が無い状態で該セルの種々の層間の接触を維持する二つの熱伝導板を含む。該セルは、該セルの放電領域にアルミニウム含有材料を欠いている。

Description

ここに記述した本発明は、オゾン発生器及びオゾンを発生させる方法に関する。

先行技術オゾン発生器は、ドーパント（例えば窒素）無しでは、長時間にわたって有益な量のオゾンを作り出すことができない。その上、オゾン発生器は、高濃度のオゾンを生産するのに必要な非常に低い温度で動作することもできない。

そのため、改良されたオゾン発生器及びオゾン発生方法のニーズが存在する。

本発明の実施形態は、オゾン発生器セルの構成要素間の剪断応力を低減するシステムを有するオゾン発生器及び高濃度の高純度オゾンを作り出すための方法を含む。これらのシステムは低温で動作可能であり、慣用システムに比べ実用性が改善している。

本発明は、一側面において、高電圧電極層及び二つの絶縁層を含むオゾン発生器セルを特徴とする。第１絶縁層は、高電圧電極層の第１側面上に配置され、第２絶縁層は、高電圧電極層の反対側の第２側面上に配置される。オゾン発生器セルはまた、二つの低電圧電極層を含む。一つの低電圧電極層が二つの絶縁層各々上に配置される。オゾン発生器セルはまた、二つの放電領域を含む。すなわち、高電圧電極層と、高電圧電極層の第１側面上に配置された絶縁層と、高電圧電極層の第１側面上に配置された低電圧電極層とにより部分的に規定される第１放電領域と、高電圧電極層と、高電圧電極層の第２側面上に配置された絶縁層と、高電圧電極層の第２側面上に配置された低電圧電極層とによって部分的に規定される第２放電領域である。オゾン発生器セルはまた、二つの熱伝導板を含む。すなわち、高電圧電極層の第１側面上の低電圧電極層と接触する第１熱伝導板と、高電圧電極層の第２側面上の低電圧電極層と接触する第２熱伝導板である。二つの熱伝導板は、結合剤の無い状態（結合剤の不存在下）で該熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持する。

ある実施形態において、結合剤が無い状態で第１及び第２熱伝導板間における高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持することは、低減した厚さの絶縁層及び高電圧電極層の組合せを作り出す。ある実施形態において、前記低減した厚さは、低電圧電極層と高電圧電極層間の増長した静電容量を作り出す。ある実施形態において、絶縁層、低電圧電極層、及び高電圧電極層は、アルミニウム無含有材料を用いて製造される。

ある実施形態において、オゾン発生器セルは、各低電圧電極層の表面から絶縁層の表面に向かって突出するスペーサシムを含む。ある実施形態において、第１絶縁層は、低電圧電極層の一方の表面から突出するスペーサシムと高電圧電極層の第１側面との間に挟まれる。第２絶縁層は、低電圧電極層の他方の表面から突出するスペーサシムと高電圧電極層の第２側面との間に挟まれる。ある実施形態において、スペーサシムは、低電圧電極層と一体部分であるか、又は絶縁層と低電圧電極層との間に挟まれた別個の構成部分である。

本発明は、別の側面において、オゾン発生器セルを製造するための方法を特徴とする。該方法は、高電圧電極層の第１側面上に第１絶縁層を配置する工程と、高電圧電極層の反対側の第２側面上に第２絶縁層を配置する工程とを含む。該方法はまた、第１絶縁層上に第１低電圧電極層を配置し、高電圧電極層と第１絶縁層と第１低電圧電極層とにより第１放電領域を規定する工程を含む。該方法はまた、第２絶縁層上に第２低電圧電極層を配置し、高電圧電極層と第２絶縁層と第２低電圧電極層とにより第２放電領域を規定する工程を含む。該方法はまた、第１低電圧電極層上に第１熱伝導板を配置する工程と、第２低電圧電極層上に第２熱伝導板を配置する工程とを含む。該方法はまた、第１及び第２熱伝導板間に配置されたすべての高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層に圧力を適用して、結合剤の無い状態で第１及び第２熱伝導板間の高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持する工程を含む。

ある実施形態において、結合剤の無い状態で第１及び第２熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持することは、低電圧電極層と高電圧電極層間の増長した静電容量を作り出す。

ある実施形態において、結合剤の無い状態で第１及び第２熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持することは、オゾン発生器セルにおける熱変動効果を低減する。ある実施形態において、オゾン発生器セルは、結合剤が無いため、広範囲の温度にわたって作動され得る。

ある実施形態において、結合剤が無い状態で第１及び第２熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持することは、低減した厚さの絶縁層及び高電圧電極層の組合せを作り出す。ある実施形態において、該方法は、絶縁層、低電圧電極層、及び高電圧電極層を、アルミニウム無含有材料を用いて製造することを含む。ある実施形態において、該方法は、第１絶縁層、高電圧電極層、第２絶縁層、第１低電圧電極層、第２低電圧電極層、第１熱伝導板、及び第２熱伝導板を相互に配置するための組立治具を用いることを含む。

ある実施形態において、スペーサシムは、各低電圧電極層の表面から絶縁層の表面に向かって突出する。ある実施形態において、第１絶縁層は、低電圧電極層の一方の表面から突出するスペーサシムと高電圧電極層の第１側面との間に挟まれる。第２絶縁層は、低電圧電極層の他方の表面から突出するスペーサシムと高電圧電極層の第２側面との間に挟まれる。

本発明は、別の側面において、高電圧電極層及び二つの絶縁層を含むオゾン発生器セルを特徴とする。第１絶縁層は、高電圧電極層の第１側面上に配置される。第２絶縁層は、高電圧電極層の反対側の第２側面上に配置される。オゾン発生器セルはまた、タングステンからなる二つの低電圧電極層を含む。一つの低電圧電極層が二つの絶縁層各々上に配置される。オゾン発生器セルはまた、二つの放電領域を含む。第１放電領域は、高電圧電極層と高電圧電極層の第１側面上に配置された絶縁層と高電圧電極層の第１側面上に配置された低電圧電極層とにより部分的に規定される。第２放電領域は、高電圧電極層と高電圧電極層の第２側面上に配置された絶縁層と高電圧電極層の第２側面上に配置された低電圧電極層とにより部分的に規定される。オゾン発生器セルはまた、二つの熱伝導板を含む。すなわち、高電圧電極層の第１側面上の低電圧電極層と接触する第１熱伝導板と、高電圧電極層の第２側面上の低電圧電極層と接触する第２熱伝導板である。該二つの熱伝導板は、結合剤の無い状態で熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持する。

ある実施形態において、結合剤の無い状態で第１及び第２熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持することは、低減した厚さの絶縁層及び高電圧電極層の組合せを作り出す。ある実施形態において、オゾン発生器セルは、各低電圧電極層の表面から絶縁層の表面に向かって突出するスペーサシムを含む。ある実施形態において、第１絶縁層は、低電圧電極層の一方の表面から突出するスペーサシムと、高電圧電極層の第１側面との間に挟まれ、また、第２絶縁層は、低電圧電極層の他方の表面から突出するスペーサシムと、高電圧電極層の第２側面との間に挟まれる。ある実施形態において、スペーサシムは、低電圧電極層の一体部分であるか、又は絶縁層と低電圧電極層との間に挟まれた別個の構成部分である。

本発明は、別の側面において、アルミニウム無含有材料を用いて製造された高電圧電極層を含む高濃度オゾン発生器セルを特徴とする。該セルはまた、二つの絶縁層を含む。すなわち、高電圧電極層の第１側面上に配置された第１絶縁層と、高電圧電極層の反対側の第２側面上に配置された第２絶縁層である。該セルはまた、二つの低電圧電極層を含み、一つの低電圧電極層がアルミニウム無含有材料を用いて製造された二つの絶縁層各々上に配置される。該セルはまた、アルミニウム含有材料を欠いた二つの放電領域を含む。すなわち、高電圧電極層と高電圧電極層の第１側面上に配置された絶縁層と高電圧電極層の第１側面上に配置された低電圧電極層とによって部分的に規定された第１放電領域と、高電圧電極層と高電圧電極層の第２側面上に配置された絶縁層と高電圧電極層の第２側面上に配置された低電圧電極層とによって部分的に規定された第２放電領域である。該セルはまた、二つの熱伝導板を含む。すなわち、高電圧電極層の第１側面上の低電圧電極層と接触する第１熱伝導板と、高電圧電極層の第２側面上の低電圧電極層と接触する第２熱伝導板とである。該二つの熱伝導板は、結合剤の無い状態で第１及び第２熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持し、オゾン発生器セルの剪断応力を低減する。

本発明の他の側面及び利点は、ほんの一例として本発明の原理を例示する添付図面と共に以下に詳述する説明から明らかとなろう。

本発明の種々の形態の上述した特徴は、添付図面の以下の詳細な説明を参照することにより容易に理解される。

図１は、本発明の例示実施形態に従うオゾン発生器の概略図である。図２Ａは、本発明の例示実施形態に従うオゾン発生器セルの分解概略図である。図２Ｂは、本発明の例示実施形態に従う、図２Ａのオゾン発生器セルの一部のより詳細な図である。図２Ｃは、本発明の例示実施形態に従う、図２Ａの低電圧電極層の表面の概略図である。図２Ｄは、本発明の例示実施形態に従う、図２Ａのオゾン発生器セルの組立て概略図である。図２Ｅは、本発明の例示実施形態に従う、図２Ｄのオゾン発生器セルの一部のより詳細な図である。図３は、本発明の例示実施形態に従うオゾン発生器セルの概略図である。

図１は、本発明の例示実施形態に従うオゾン発生器１００の概略図である。オゾン発生器１００は、誘電性バリア放電（ＤＢＤ）形態と一般的に称される放電形態で動作するように構成される。該誘電性バリア形態は、少なくとも一つの絶縁体によって分離された二つの平面状又は円筒状の通電金属電極を含むものとして典型的に記述される。該二つの金属電極間への高振幅ＡＣ電圧の適用は、該電極間の領域に一連の一時的放電（マイクロ放電）をもたらす。酸素、又は酸素とドーパント（例えば窒素）の混合物が上記間隙及び放電領域に供給される場合、オゾンが作り出される。

オゾン発生器１００は、五つのオゾン発生器セル１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、及び１０４ｅ（全体的に１０４）を含む。各オゾン発生器セル１０４は、高電圧電極層１０８（例えば金属電極（例えばタングステン電極））を含む。各セル１０４は、二つの絶縁層（１１２ａ及び１１２ｂ、全体的に１１２）をも含む。第１絶縁層１１２ａは、高電圧電極層１０８の第１側面に配置され、第２絶縁層１１２ｂは高電圧電極層１０８の第２すなわち反対側の側面に配置される。

セル１０４はまた、二つの低電圧電極層（第１低電圧電極層１１６ａ及び第２低電圧電極層１１６ｂ、全体的に１１６）を含む。一つの低電圧電極層１１６は、前記二つの絶縁層１１２各々上に／隣接して配置される（例えば低電圧電極層１１６ａは絶縁層１１２ａ上に配置される）。いくつかの実施形態において、低電圧電極層１１６は、電気接地されたタングステン電極である。放電領域におけるアルミニウムの存在（例えば、電極層がアルミニウムを用いて製造された場合）は、オゾン発生効率を低下させ、オゾン発生器セルの寿命を短縮するであろう。放電領域における構成要素（すなわち、絶縁層、低電圧電極層及び高電圧電極層）は、アルミニウム無含有材料を用いて製造されるので、高濃度のオゾンを生産しかつシステムの長期的劣化を防ぐオゾン発生器を作り出すことが可能である。放電領域にアルミニウムが存在しないので、オゾン発生器に供給される酸素にドーパント（例えば窒素）を含める必要はもはやない。

オゾン発生器セル１０４はまた、二つの熱伝導板１２０ａ及び１２０ｂ（全体的に１２０）を含む。第１熱伝導板１２０ａは、高電圧電極層１０８の第１側面上の第１低電圧電極層１１６ａと接触する。第２熱伝導板１２０ｂは、高電圧電極層１０８の第２側面上の第２低電圧電極層１１６ｂと接触する。二つの熱伝導板１２０ａ及び１２０ｂは、該板間に配置された構成要素（例えば、高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層）にある力を適用して、結合剤が無い状態で、該板間に配置された層間の接触を維持するように構成される。結合剤が構成要素間に用いられていないので、構成要素間の剪断応力が低減する。該剪断応力は、オゾン発生にとって好ましい非常に低い温度に対してシステムの感度及び脆性を低下させる。更に、剪断応力の低減は、オゾン発生器が広範囲の温度にわたって作動することを可能にする。

この実施形態において、熱伝導板１２０は、流体入力部１３６ａ及び流体出力部１３６ｂを有する。流体入力部１３６ａは、冷却流体源（図示せず）から熱伝導板１２０内に設けられたキャビティへと流体を受け入れるように構成される。流体出力部１３６ｂは、前記キャビティから流体を出力するように構成される。排出プロセスによって発生した、熱伝導板１２０に適用された熱は、キャビティ内の流体に伝えられる。該熱は、次いで、流体が流体出力部１３６ｂから出力される際に除去される。

各オゾン発生器セル１０４は、二つの熱伝導板１２０によって結合される。別のオゾン発生器セル１０４に隣接して配置されるオゾン発生器セル１０４は、共通熱伝導板を共有する。例えば、熱伝導板１２０ｂは、オゾン発生器セル１０４ａ及びオゾン発生器セル１０４ｂにより共有／使用され、それぞれのオゾン発生器セルの構成要素に対し力を付加し、かつオゾン発生器セルを冷却する。

オゾン発生器１００はまた、取り付けベース１２４及びばね荷重クランプ板１２８を含む。ばね荷重クランプ板１２８は、複数のねじによりベース板１２４に取り付けられ、これによりばね荷重クランプ板１２８は、これらの間に配置されたオゾン発生器セル１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ及び１０４ｅの積層体に力を加える。オゾン発生器１００はまた、カバー（図を明瞭にするために図示せず）を含む。カバーはベース板１２４の溝付き面１４０にてベース板１２４と連結する。カバーは、カバーがベース板１２４に連結された際、オゾン発生器セル及び板１２８がその中に配置される密封チャンバ−を作り出す。

図２Ａは、本発明の例示実施形態に従うオゾン発生器セル２０４（例えば、図１のセル１０４）の概略分解図である。オゾン発生器セル２０４は高電圧電極層２０８を含む。セル２０４はまた、二つの絶縁層２１２ａ及び２１２ｂを含む。第１絶縁層２１２ａは、高電圧電極層２０８の第１側面２１０ａ上に配置され、第２絶縁層２１２ｂは、高電圧電極層２０８の第２すなわち反対側側面２１０ｂ上に配置される。

セル２０４はまた、第１低電圧電極層２１６ａ及び第２低電圧電極層２１６ｂを含む。低電圧電極層２１６ａは第１絶縁層２１２ａ上に配置される。低電圧電極層２１６ｂは、第２絶縁層２１２ｂ上に配置される。図２Ｂは、図２Ａのオゾン発生器セル２０４の一部のより詳細な図である。第２低電圧電極層２１６ｂは、第２低電圧電極層２１６ｂの表面２５０ｂに設けられた複数のスペーサシム２４０を含む。これらスペーサシムは、第２絶縁層２１２ｂ及び高電圧電極層２０８に向かって突出する（図２Ａ参照）。図２Ｃは、図２Ａ及び２Ｂの低電圧電極層２１６ｂの表面２５０ｂの概略図である。スペーサシム２４０は、低電圧電極層２１６ｂの表面２５０ｂ全体にわたって分散される。

低電圧電極層２１６、高電圧電極層２０８、絶縁層２１２、熱伝導板２２０は、同軸状に整列した孔２８０を有する。オゾン発生器セルに供給された気体は、オゾン発生器セルの外側縁へと流入しオゾン発生器セルの中心へ向かって流れる。気体がオゾン発生器セルの中心に向かって流れる際、オゾン発生器セル内で放電が作り出される（例えば、図２Ｅに関連して記述されるように）。放電は、オゾンを作り出し、オゾンが次いで中心孔２８０を通ってオゾン発生器の気体出力部へと流れる。

スペーサシム２４０は、種々の方法を用いて作り出すことができる。いくつかの実施形態において、スペーサシム２４０は、スペーサシムの望ましい位置の周りの第２低電圧電極の表面２５０ｂを、スペーサシムが表面２５０ｂから突き出るようにエッチングすることによって作り出される。ある実施形態において、スペーサシム２４０の材料が表面２５０ｂ上を覆うようにし、次いで焼かれてスペーサシム２４０を作り出す。ある実施形態では、スペーサシム２４０は、第２低電圧電極２１６ｂの表面２５０ｂに窪みを作り出すことによって形成される（例えば、パンチ又は他の機械的方法を用いて第２低電圧電極層の材料を凹ませることにより）。他の方法が代替実施形態で使用され得る（例えば、メッキ、真空蒸着、スパッタリング）。いくつかの実施形態において、スペーサシム２４０は、低電圧電極層２１６ｂの表面２５０ｂと第２絶縁層２１２ｂと間に摩擦により所定個所に保持されて配置された材料（複数材料）の別個の部分である。

図示はしないが、第１低電圧電極層２１６ａはまた、第１低電圧電極層２１６ａの表面に配置された複数のスペーサシムを含む。該スペーサシムは第１絶縁層２１２ａ及び高電圧電極層２０８（図２Ａ参照）に向かって突出する。

オゾン発生器セル２０４はまた、二つの熱伝導板２２０ａ及び２２０ｂを含む（図２Ａ参照）。第１熱伝導板２２０ａは、高電圧電極層２０８の第１側面２１０ａ上の第１低電圧電極層２１６上に配置される。第２熱伝導板２２０ｂは、高電圧電極層２０８の第２側面２１０ｂ上の第２低電圧電極層２１６ｂ上に配置される。二つの熱伝導板２２０ａ及び２２０ｂは、結合剤が無くても該板間における層間の接触を保ち、板間に配置された構成要素に力を適用するように構成される。

図２Ｄは、オゾン発生器の構成要素が第１及び第２熱伝導板２２０ａ及び２２０ｂ間に共に挟まれた後の図２Ａのオゾン発生器セル２０４の概略分解図である。図２Ｅは、図２Ｄのオゾン発生器セル２０４の一部のより詳細な図である。間隙（ギャップ）２６０は、第２絶縁層２１２ｂと低電圧電極層２１６ｂとスペーサシム２４０との組合せによって規定される。高電圧リード線（図示せず）が、低電圧電極層２１６ｂに比べて高電圧電極層２０８に間隙２６０の領域で放電を発生させるのに十分な電圧レベルで電圧を印加する。酸素がオゾン発生器セル２０４の間隙２６０に導入されると、放電がオゾンを生成する。

発明者等によって行われた実験は、適切な金属電極を有する無ドーパントオゾン発生器におけるオゾンの主要源が光触媒起源であることを実証した。いくつかの実施形態において、酸化タングステンがこの材料の光触媒特性により用いられる。酸化タングステンは、使用中、わずかに酸素が不足するようになり、結果として生じる酸化物はｎ−タイプ半導体である。分子酸素は負に帯電し、また、それが電子を惹き付けると、Ｏ₂ ^-を形成する。これは、ｎ−タイプ酸化タングステンの表面上にＯ₂ ^-の層を作り出す。酸化タングステンがフォトン光子（γ）を吸収すると、電子空孔対が形成される。該孔は、Ｏ⁺であり、前記表面へと移行し、Ｏ₂ ^-と結合してオゾンを形成する。この反応で消費された酸化タングステンからの光子酸素は、酸化物と放電との接触及び酸化タングステンを通じての酸素の拡散により再度満たされる。放電中の電子は、放電中の酸素種との自由−自由衝突及び自由境界衝突により光子を作り出す。電子はまたオゾンを破壊し、分子酸素を励起及び非励起する。光子は、光触媒面（例えば、低電圧電極層２１６ｂの酸化タングステン面）にオゾンを作り出し、気相中のオゾンを破壊する。気相反応は、気相中に存在する酸素種を結合し、オゾン及び分子酸素を作り出す。

得られた洞察の一つは、気相反応が、光触媒において引き起こされたソース（源）オゾンの破壊によってもたらされた原子酸素からオゾンを作り出すということの認識である。気相反応は温度に依存し、気体温度が上昇するにつれ反応速度が低下する。このタイプの典型的発生器に見られる気体温度を高めることによるオゾン発生の低下は、気相反応の低下によるもので、オゾンの熱的破壊によるものではない。放電により発せられる光子は、間隙２６０における放電空間のオゾンに吸収される。吸収は二つの影響（結果、効果）をもたらす。すなわち、吸収は、オゾンを破壊し、光触媒面に対する、オゾンが作り出した光子のフラックスを低減する。これらの影響は、間隙２７０（第２低電圧電極層２１６ｂと第２絶縁層２１２ｂ間の間隔）をより小さくすることによってオゾン含有気体を通る光子の路長（路程）を極力短くすることにより、最小化され得る。間隙２７０をより小さくすることの追加的利点は、高電圧電極層２０８と絶縁層２１２の組合せの静電容量が増長する点である。増長した静電容量は、オゾンを作り出すために高電圧電極層に供給される電圧の大きさを低減する。

図３は、本発明の例示的実施形態に従うオゾン発生器３０の概略図である。オゾン発生器３００は、複数の積層されたオゾン発生器セル３０４（例えば、図１のセル１０４）を含む。オゾン発生器セル３０４は、カバー３１６によって規定された密封室３１８内に配置される。カバー３１６は、ベース板３２０（図１のベース板１２４）に取り付けられる（例えば溶接される）。オゾン発生器３００は高電圧供給部３０８を含み、高電圧供給部３０８は高電圧信号をオゾン発生器セル３０４の高電圧電極層３１２（例えば、図１のオゾン発生器セル１０４の高電圧層１０８）に供給する。

オゾン発生器３００はまた、冷却液（冷却流体）源３２４及び冷却流体排出部３２８を含む。冷却液供給部３２４は、オゾン発生器セル３０４の熱伝導板３３４の流体入力部３３２に冷却液を供給する。冷却液は、伝導板３３４内の空洞を通って流れ、オゾン発生器セル３０４の流体出力部３３６を介して冷却液を冷却液排出部３２８へと出力する。

オゾン発生器セル３００はまた、密封室３１８に気体の流れを供給する気体供給部３４０（例えば酸素供給部）を含む。気体は、オゾン発生器セル３０４の縁部３５０へと流入し、該オゾン発生器セルの中心３５４に向かって流れる。気体がオゾン発生器セル３０４の中心３５４に向かって流れる際、オゾン発生器セル３０４内に放電が作り出される（例えば、図２Ｅに関して上述したように）。放電は、オゾンを作り出す。オゾンは、次いで、オゾン発生器セル３０４の孔（例えば、図２Ｃの中心孔２８０）を通じて気体出力部３４４へと流れる。

備える形、含む形、及び／又は複数形それぞれは開放式であり、列挙した部分を含むと共に列挙していない追加の部分を含む。及び／又は、開放式は、列挙された部分及び列挙された部分の組合せの一つ又は複数を含む。

当業者は、本発明が、本発明の精神又は本質的特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で具現化され得ることを認識する。そのため、既述した実施形態は、本発明をここに記述したものに限定するのではなく、あらゆる点で例示的なものであると考えられるべきである。本発明の範囲は、上記記述によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等な意味及び範囲内の変更は、特許請求の範囲に含まれることが企図される。

１００オゾン発生器
１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ（１０４）オゾン発生器セル
１０８高電圧電極層
１１２ａ、１１２ｂ（１１２）絶縁層
１１６ａ、１１６ｂ（１１６）低電圧電極層
１２０ａ、１２０ｂ（１２０）熱伝導板

Claims

オゾン発生器セルであって、
高電圧電極層と、
二つの絶縁層にして、高電圧電極層の第１側面に配置された第１絶縁層、及び高電圧電極層の反対側の第２側面に配置された第２絶縁層と、
前記二つの絶縁層各々上に一つの低電圧電極層が配置される二つの低電圧電極層と、
二つの放電領域にして、高電圧電極層と、高電圧電極層の第１側面上に配置された絶縁層と、高電圧電極層の第１側面上に配置された低電圧電極層とによって部分的に規定された第１放電領域、及び、高電圧電極層と、高電圧電極層の第２側面上に配置された絶縁層と、高電圧電極層の第２側面上に配置された低電圧電極層とによって部分的に規定された第２放電領域と、
二つの熱伝導板にして、高電圧電極層の第１側面上の低電圧電極層と接触する第１熱伝導板、及び高電圧電極層の第２側面上の低電圧電極層と接触する第２熱伝導板とを備え、
前記二つの熱伝導板は、結合剤の無い状態で該熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持するオゾン発生器セル。
結合剤の無い状態で第１及び第２熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持することが、低減した厚さの絶縁層及び高電圧電極層の組合せを作り出す請求項１のオゾン発生器セル。
前記低減した厚さは、低電圧電極層と高電圧電極層との間の静電容量の増長を作り出す請求項２のオゾン発生器セル。
前記絶縁層、低電圧電極層、及び高電圧電極層は、アルミニウム無含有材料を用いて製造される請求項１のオゾン発生器セル。
各低電圧電極層の表面から絶縁層の表面に向かって突出するスペーサシムを備える請求項１のオゾン発生器セル。
前記第１絶縁層は、低電圧電極層の一方の表面から突出するスペーサシムと高電圧電極層の第１側面との間に挟まれ、第２絶縁層は、他方の低電圧電極層の表面から突出するスペーサシムと高電圧電極層の第２側面との間に挟まれる請求項５のオゾン発生器セル。
前記スペーサシムは、低電圧電極層の一体部分であるか、又は絶縁層と低電圧電極層との間に挟まれた別個の構成部分である請求項５のオゾン発生器セル。
オゾン発生器セルを製造するための方法であって、
高電圧電極層の第１側面上に第１絶縁層を配置する工程と、
高電圧電極層の反対側の第２側面上に第２絶縁層を配置する工程と、
第１絶縁層上に第１低電圧電極層を配置し、高電圧電極層と第１絶縁層と第１低電圧電極層との組合せによって第１放電領域を規定する工程と、
第２絶縁層上に第２低電圧電極層を配置し、高電圧電極層と第２絶縁層と第２低電圧電極層との組合せによって第２放電領域を規定する工程と、
第１低電圧電極層上に第１熱伝導板を配置する工程と、
第２低電圧電極層上に第２熱伝導板を配置する工程と、
第１及び第２熱伝導板間に配置されたすべての高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層に圧力を適用し、結合剤の無い状態で第１及び第２熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持する工程とを含む方法。
結合剤の無い状態で第１及び第２熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持することが、低電圧電極層と高電圧電極層との間の静電容量の増長を作り出す請求項８の方法。
結合剤の無い状態で第１及び第２熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持することが、オゾン発生器セルにおける熱変動効果を低減する請求項８の方法。
結合剤が存在しないため、前記オゾン発生器セルは広範囲な温度にわたって作動可能である請求項１０の方法。
結合剤の無い状態で第１及び第２熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持することが、低減した厚さの絶縁層及び高電圧電極層の組合せを作り出す請求項８の方法。
前記絶縁層、低電圧電極層、及び高電圧電極層を、アルミニウム無含有材料を用いて製造する工程を含む請求項８の方法。
前記第１絶縁層、高電圧電極層、第２絶縁層、第１低電圧電極層、第２低電圧電極層、第１熱伝導板、及び第２熱伝導板を相互に配置するための組立治具を用いる請求項８の方法。
スペーサシムが各低電圧電極層の表面から絶縁層の表面に向かって突出する請求項８の方法。
前記第１絶縁層は、低電圧電極層の一方の表面から突出するスペーサシムと高電圧電極層の第１側面との間に挟まれ、第２絶縁層は、他方の低電圧電極層の表面から突出するスペーサシムと高電圧電極層の第２側面との間に挟まれる請求項１５の方法。
オゾン発生器セルであって、
高電圧電極層と、
二つの絶縁層にして、高電圧電極層の第１側面上に配置された第１絶縁層、及び高電圧電極層の反対側の第２側面上に配置された第２絶縁層と、
タングステンからなる二つの低電圧電極層にして、前記二つの絶縁層各々上に一つの低電圧電極層が配置される二つの低電圧電極層と、
二つの放電領域にして、高電圧電極層と、高電圧電極層の第１側面上に配置された絶縁層と、高電圧電極層の第１側面上に配置された低電圧電極層とによって部分的に規定された第１放電領域、及び、高電圧電極層と、高電圧電極層の第２側面上に配置された絶縁層と、高電圧電極層の第２側面上に配置された低電圧電極層とによって部分的に規定された第２放電領域と、
二つの熱伝導板にして、高電圧電極層の第１側面上の低電圧電極層と接触する第１熱伝導板、及び高電圧電極層の第２側面上の低電圧電極層と接触する第２熱伝導板とを備え、
前記二つの熱伝導板は、結合剤の無い状態で該熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持するオゾン発生器セル。
結合剤の無い状態で第１及び第２熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持することが、低減した厚さの絶縁層及び高電圧電極層の組合せを作り出す請求項１７のオゾン発生器セル。
各低電圧電極層の表面から絶縁層の表面に向かって突出するスペーサシムを備える請求項１７のオゾン発生器セル。
前記第１絶縁層は、低電圧電極層の一方の表面から突出するスペーサシムと高電圧電極層の第１側面との間に挟まれ、第２絶縁層は、他方の低電圧電極層の表面から突出するスペーサシムと高電圧電極層の第２側面との間に挟まれる請求項１９のオゾン発生器セル。
前記スペーサシムは、低電圧電極層の一体部分であるか、又は絶縁層と低電圧電極層との間に挟まれた別個の構成部分である請求項１９のオゾン発生器セル。
高濃度オゾン発生器セルであって、
アルミニウム無含有材料を用いて製造された高電圧電極層と、
二つの絶縁層にして、高電圧電極層の第１側面に配置された第１絶縁層、及び高電圧電極層の反対側の第２側面に配置された第２絶縁層と、
アルミニウム無含有材料を用いて製造された二つの低電圧電極層にして、前記二つの絶縁層各々上に一つの低電圧電極層が配置される二つの低電圧電極層と、
アルミニウム含有材料を欠いた二つの放電領域にして、高電圧電極層と、高電圧電極層の第１側面上に配置された絶縁層と、高電圧電極層の第１側面上に配置された低電圧電極層とによって部分的に規定された第１放電領域、及び、高電圧電極層と、高電圧電極層の第２側面上に配置された絶縁層と、高電圧電極層の第２側面上に配置された低電圧電極層とによって部分的に規定された第２放電領域と、
二つの熱伝導板にして、高電圧電極層の第１側面上の低電圧電極層と接触する第１熱伝導板、及び高電圧電極層の第２側面上の低電圧電極層と接触する第２熱伝導板とを備え、
前記二つの熱伝導板は、結合剤の無い状態で該熱伝導板間に配置された高電圧電極層、絶縁層、低電圧電極層間の接触を維持し、オゾン発生器セルの剪断応力を低減する高濃度オゾン発生器セル。