臭氧产生装置的制作方法

本发明涉及通过施加电场来产生臭氧的臭氧产生装置，特别涉及带加热器的臭氧产生装置。

背景技术：

以往，设计并实用化了各种臭氧产生装置。例如，在专利文献1记载的臭氧产生装置具备基板、绝缘层、感应电极、放电用电极、片式电阻。介电电极配置在基板的表面。绝缘层覆盖介电电极而配置在基板的表面。在绝缘层的表面(与基板相反侧的面)配置有放电用电极。通过该结构，实现放电用电极和介电电极隔着绝缘层对置的结构。放电用电极和介电电极与高压高频电源连接。通过从高压高频电源施加放电用的电压，从而在放电用电极与介电电极之间产生放电并产生臭氧。

在基板的背面配置有片式电阻。片式电阻与加热器电源连接。通过从加热器电源施加加热器用电压，从而片式电阻发热。通过该热，放电用电极以及介电电极被加热。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-217411号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，在上述的结构中，必须将臭氧产生用的电源(高压高频电源)和加热用的电源(加热器电源)独立地设置。因此，臭氧产生装置会大型化。

因此，本发明的目的在于，提供一种可进行臭氧的产生和产生臭氧的电极的加热的小型的臭氧产生装置。

用于解决课题的技术方案

本发明的一个方式中的臭氧产生装置具备通过放电产生臭氧的第一放电用电极以及第二放电用电极、和加热器电极。加热器电极的第一端与第一放电用电极连接，加热器电极的第二端与第二放电用电极连接。将经由第一放电用电极和第二放电用电极连接第一端和第二端的电流路径设为第一路径，将第一路径的电压相对于电流之比设为第一电阻值。将经由加热器电极连接第一端和第二端的电流路径设为第二路径，将第二路径的电压相对于电流之比设为第二电阻值。在比在第一放电用电极与第二放电用电极之间产生放电的放电开始电压高的电压范围，第二电阻值比第一电阻值高。另外，在本说明书等中，所谓连接，包括被电连接的情况。

在该结构中，在产生了放电的状态下，第一放电用电极以及第二放电用电极的电流变得比加热器电极的电流高。因此，可从一个电源对第一放电用电极以及第二放电用电极和加热器电极施加放电开始电压以上的高电压，并稳定地同时进行放电和加热。

此外，在本发明的一个方式中的臭氧产生装置中，优选地，在比放电开始电压低的电压范围，第二电阻值比第一电阻值低。

在该结构中，在未产生放电的状态下，能够对加热器电极高效地进行电流供给，高效地进行利用加热器电极的加热。

此外，在本发明的一个方式中的臭氧产生装置中，优选为如下的结构。第一放电用电极和第二放电用电极各自具备多个电极指。第一放电用电极的多个电极指和第二放电用电极的多个电极指沿着给定方向交替地且相互对置地配置。

在该结构中，能够增大第一放电用电极与第二放电用电极的对置面积，放电开始电压下降。由此，能够进行加热器电极的低电阻化，变得容易形成加热器电极。

此外，在本发明的一个方式中的臭氧产生装置中，优选为如下的结构。臭氧产生装置具备壳体和电介质层。壳体形成有第一放电用电极、第二放电用电极、以及加热器电极，壳体是绝缘性的。电介质配置在壳体的表面。第一放电用电极以及第二放电用电极以被电介质层覆盖的形状配置在壳体的表面。

在该结构中，通过适当地选择电介质层的介电常数，从而能够进行放电开始电压的下降等放电开始电压的控制。

此外，在本发明的一个方式中的臭氧产生装置中，加热器电极优选由正特性热敏电阻构成。

在该结构中，变得容易在比放电开始电压高的电压范围提高电阻值，并在比放电开始电压低的电压范围降低电阻值。此外，容易增大比放电开始电压高的电压范围中的电阻值与比放电开始电压低的电压范围中的电阻值之差。

此外，在本发明的一个方式中的臭氧产生措置中，加热器电极优选具有多个弯曲部。

在该结构中，能够在不使加热器电极的厚度变厚的情况下提高电阻值。

此外，在本发明的一个方式中的臭氧产生装置中，优选为如下的结构。臭氧产生装置具备在第一端与第二端之间施加电压的一个电源。电源施加比放电开始电压高的电压。

在该结构中，电源为一个，可将包含电源的臭氧产生装置小型化。

此外，本发明的一个方式中的臭氧产生装置优选为如下的结构。电源交替地具有施加比放电开始电压高的电压的第一期间和施加比放电开始电压低的电压的第二期间。

在该结构中，在需要放电的期间，可同时进行放电和加热，在不需要放电的期间，可仅高效地进行加热。

发明效果

根据本发明，能够小型地实现可进行臭氧的产生和产生臭氧的电极的加热的臭氧产生装置。

附图说明

图1的(a)是本发明的第一实施方式涉及的臭氧产生装置的前视图，图1的(b)是本发明的第一实施方式涉及的臭氧产生装置的后视图。

图2的(a)是图1的(a)中的本发明的第一实施方式涉及的臭氧产生装置的a-a剖面的图，图2的(b)是图1的(a)中的本发明的第一实施方式涉及的臭氧产生装置的b-b剖面的图。

图3是表示本发明的第一实施方式涉及的臭氧产生装置的各构成要素的电流电压特性、即电阻值的特性的曲线图。

图4是本发明的第二实施方式涉及的臭氧产生装置的功能框图。

图5的(a)是本发明的第三实施方式涉及的臭氧产生装置的前视图，图5的(b)是本发明的第三实施方式涉及的臭氧产生装置10的侧视剖视图。

具体实施方式

图1的(a)是本发明的第一实施方式涉及的臭氧产生装置的前视图，图1的(b)是本发明的第一实施方式涉及的臭氧产生装置的后视图。图1的(a)是省略了绝缘体层以及电介质层的状态下的前视图。图2的(a)是图1的(a)中的本发明的第一实施方式涉及的臭氧产生装置的a-a剖面的图。图2的(b)是图1的(a)中的本发明的第一实施方式涉及的臭氧产生装置的b-b剖面的图。

如图1的(a)、图1的(b)、图2的(a)、以及图2的(b)所示，臭氧产生装置10具备绝缘性的壳体20、第一放电用电极30、第二放电用电极40、加热器电极50、外部连接电极61、62、电介质层70、层间连接电极81、82。

壳体20为大致长方体形状。壳体20是层叠多个绝缘体层201、202、203、204而成的。壳体20例如由低温烧结陶瓷等构成。

第一放电用电极30和第二放电用电极40形成在壳体20的表面。第一放电用电极30和第二放电用电极40由导电性高的材料(例如，ruo2、ag、cu、pd等)构成。

第一放电用电极30具备多个电极指31和多个引绕电极32。多个电极指31配置在壳体20的表面的第一方向以及第二方向上的中央区域。

电极指31是具有给定宽度的电极图案。电极指31具有在第一方向上延伸的第一部分电极和在第二方向上延伸的第二部分电极。第一部分电极为两个，在第二方向上空开间隔而配置。两个第一部分电极的一端部通过第二部分电极连接。即，第一放电用电极30在延伸的方向上的中途具有多个弯曲部。多个电极指31沿着第二方向空开间隔而配置。多个电极指31通过在第二方向上延伸的电极连接。此时，多个电极指31被连接，使得连成一条线。通过该结构，多个电极指31被连接，使得在俯视下作为整体成为大致曲折形状(meandershape)。

多个引绕电极32各自分别独立地连接于多个电极指31中的第二方向上的两端的电极指31。俯视壳体20的表面，引绕电极32在第二方向上配置在比多个电极指31的形成区域更靠一端侧的位置。

第二放电用电极40具备多个电极指41和多个引绕电极42。多个电极指41配置在壳体20的表面的第一方向以及第二方向上的中央区域。即，在壳体20的表面的第一方向以及第二方向上，多个电极指41的形成区域和多个电极指31的形成区域部分地重叠。

电极指41是具有给定宽度的电极图案。电极指41优选为与电极指31相同的宽度且为相同的厚度。电极指41具有在第一方向上延伸的第三部分电极和在第二方向上延伸的第四部分电极。第三部分电极为两个，在第二方向上空开间隔而配置。两个第三部分电极的一端部通过第四部分电极连接。即，第二放电用电极40在延伸的方向上的中途具有多个弯曲部。多个电极指41沿着第二方向空开间隔而配置。多个电极指41通过在第二方向上延伸的电极连接。此时，多个电极指41被连接，使得连成一条线。通过该结构，多个电极指41被连接，使得在俯视下作为整体成为大致曲折形状。

多个引绕电极42各自分别独立地连接于多个电极指41中的第二方向上的两端的电极指41。俯视壳体20的表面，引绕电极42在第二方向上配置在比多个电极指41的形成区域更靠另一端侧的位置。

在此，多个电极指41和多个电极指31沿着第二方向(对应于本发明的“给定方向”。)交替地配置。由此，多个电极指41和多个电极指31沿着第二方向具备多个沿着第一方向具有给定的长度的对置部。由此，能够降低基于第一放电用电极30和第二放电用电极40的放电开始电压。

加热器电极50形成在壳体20的背面。加热器电极50包含具有所希望的电阻率的材料(例如，镍铬、w、ruo2等)。通过在加热器电极50流过电流，从而加热器电极50发热，对第一放电用电极30和第二放电用电极40进行加热。由此，能够抑制第一放电用电极30和第二放电用电极40的腐蚀。

俯视臭氧产生装置10(壳体20)，加热器电极50的形成区域与第一放电用电极30和第二放电用电极40的形成区域重叠。另外，虽然加热器电极50的形成区域优选与第一放电用电极30和第二放电用电极40的形成区域重叠，但是并不限于此。通过加热器电极50的形成区域与第一放电用电极30和第二放电用电极40的形成区域重叠，从而能够通过加热器电极50对第一放电用电极30和第二放电用电极40高效地进行加热。

加热器电极50是在延伸的方向上的中途位置多次弯曲的形状。例如，加热器电极50是曲折形状。通过该结构，能够加长加热器电极50，能够在抑制加热器电极50的大型化的同时提高电阻值。

加热器电极50的延伸的方向上的第一端经由层间连接电极81与第一放电用电极30的引绕电极32连接。加热器电极50的延伸的方向上的第二端经由层间连接电极82与第二放电用电极40的引绕电极42连接。另外，层间连接电极81、82由具有给定的导电率的材料构成，例如，将包含银的导电膏固化而成。

电介质层70具有给定的相对介电常数。电介质层70覆盖壳体20的表面。此时，电介质层70形成为至少覆盖第一放电用电极30和第二放电用电极40的形成区域(壳体20的第二方向上的中央区域)。通过具备这样的电介质层70，从而能够使放电开始电压进一步下降。

外部连接电极61、62形成在壳体20的背面，在俯视下为矩形的电极。外部连接电极61形成在壳体20的第一方向上的一端附近。外部连接电极61与加热器电极50的第一端连接。外部连接电极62形成在壳体20的第一方向上的另一端附近。外部连接电极62与加热器电极50的第二端连接。

像这样，外部连接电极61和外部连接电极62是经由第一放电用电极30以及第二放电用电极40的电流路径(第一路径)与经由加热器电极50的电流路径(第二路径)的公共的端部。

外部连接电极61和外部连接电极62连接后述的电源90(参照图4)。即，电源90是针对经由第一放电用电极30以及第二放电用电极40的电流路径(第一路径)和经由加热器电极50的电流路径(第二路径)的仅一个电源(公共的电源)。

通过设为这样的结构，可以不单独准备放电用电源和加热用电源。因此，能够将可进行臭氧的产生和产生臭氧的电极的加热的臭氧产生装置小型化。

图3是表示本发明的第一实施方式涉及的臭氧产生装置的各构成要素的电流电压特性、即电阻值的特性的曲线图。在图3中，横轴是电流i，纵轴是电压v。在图3中，虚线示出第一路径(第一放电用电极30以及第二放电用电极40侧)的电压相对于电流之比(第一电阻值)，单点划线示出第二路径(加热器电极50侧)的电压相对于电流之比(第二电阻值)，实线示出第一路径和第二路径的并联连接路径(臭氧产生装置10的结构本身)的电压相对于电流之比(第三电阻值)。

如图3所示，在比仅第一路径中的放电开始电压vdch1高的电压区域，第二电阻值比第一电阻值高。通过设为这样的结构，从而在对第一路径和第二路径施加了相同的电压的情况下，在比放电开始电压vdch1高的电压区域中，与第二路径相比电流更容易流到第一路径。因此，即使从一个电源90对第一路径和第二路径供给电压，也能够稳定地、持续地实现放电。进而，在第二路径也能够流过给定的电流，即使从个电源90对第一路径和第二路径供给电压，也能够可靠地实现利用了加热器电极50的加热。

另外，仅第一路径中的放电开始电压vdch1和第一路径与第二路径的并联连接路径中的放电开始电压vdch0虽然存在稍许差异，但是大致相同。因此，也可以在比放电开始电压vdch1高的电压区域中，将第二电阻值设定得比第一电阻值高。

此外，如图3所示，在比放电开始电压vdch1低的电压区域中，第二电阻值优选比第一电阻值低。由此，在不进行放电时，能够对加热器电极50高效地供给电流，利用加热器电极50的加热变得高效。

此外，通过持续地进行利用加热器电极50的加热，从而能够有效地抑制第一放电用电极30和第二放电用电极40的腐蚀。此时，由于可高效地进行加热器电极50的加热，从而能够实现高效的腐蚀的抑制。

进而，像上述的那样，在臭氧产生装置10的结构中，根据第一放电用电极30与第二放电用电极40的对置配置形状和电介质层70的配置，放电开始电压变低。因此，能够将施加于第一放电用电极30和第二放电用电极40的电压设定得低。由此，无需将加热器电极50设为大幅高的电阻值。另一方面，由于加热器电极50为上述的形状，从而与片式电阻等相比较，耐电压高，能够容易地实现高电阻。

因此，通过使用本实施方式涉及的臭氧产生装置10的结构，从而即使是像上述那样使用一个电源90的方式，也能够稳定地实现放电和加热，能够实现高的可靠性。

另外，除了壳体20的背面以外，加热器电极50还能够配置在壳体20的厚度方向、即多个绝缘体层201、202、203、204的层叠方向上的中途位置。

接着，参照图对第二实施方式涉及的臭氧产生装置进行说明。图4是本发明的第二实施方式涉及的臭氧产生装置的功能框图。

如图4所示，臭氧产生装置100相对于第一实施方式涉及的臭氧产生装置10，不同点在于，追加了电源90。在图4中，对于与第一实施方式涉及的臭氧产生装置10相同的部位，标注相同的附图标记。

臭氧产生装置100的臭氧产生部分(包含加热部)采用了第一实施方式涉及的臭氧产生装置10的构造。

电源90具备dc电源901、电压切换电路902、基准电压生成电路903、比较电路904、振荡电路905、振荡用晶体管906、变压器907、直流恒压电源908、以及输出电压检测电路909。

dc电源901将给定的直流电源电压(例如，12v)供给到电压切换电路902。电压切换电路902进行直流电源电压的电压变换，并输出第一直流电压和第二直流电压中的任一者。第一直流电压与第二直流电压相比为高电压，例如，第一直流电压为5v，第二直流电压为3v。电压切换电路902将第一直流电压或第二直流电压输出到基准电压生成电路903。基准电压生成电路903产生与第一直流电压或第二直流电压相应的基准电压，并输出到比较电路904。

变压器907的检测用线圈973产生与输出电压成比例的电压，输出电压检测电路909对该电压进行检测。输出电压检测电路909将该检测电压输出到比较电路904。

比较电路904将输出电压检测电路909的检测电压和基准电压进行比较，并输出到振荡电路905。若将比较电路904的基准电压设定得高，则能够将输出电压(在变压器907的二次侧线圈972产生的电压)调整得低，如果将比较电路904的基准电压设定得低，则能够将输出电压(在变压器907的二次侧线圈972产生的电压)调整得高。由此，可得到稳定的输出电压。

振荡电路905将与比较结果相应的基极电压输出到振荡用晶体管906。

振荡用晶体管906的集电极与一次侧线圈971的一端连接。振荡用晶体管的发射极与接地连接，在接地经由直流恒压电源908连接有一次侧线圈971的另一端。振荡用晶体管906根据该基极电压对变压器907的一次侧线圈971供给电流。即，该振荡利用了基于变压器907的电感和变压器的分布电容以及起因于臭氧产生部分的构造(第一实施方式涉及的臭氧产生装置10的构造)的电容的lc振荡。而且，通过从振荡电路905提供给振荡用晶体管906的基极电压，对输出电压的电压值进行控制。

变压器907的二次侧线圈972与臭氧产生部分(第一实施方式涉及的构造的臭氧产生装置10)的外部连接电极61、62连接。外部连接电极62与接地连接。

在这样的结构中，在进行放电的期间，电压切换电路902输出第一直流电压。由此，比放电开始电压高的电压(图3的v1)被输出到变压器907的二次侧线圈972，并施加于外部连接电极61、62。由此，在第一放电用电极30与第二放电用电极40之间产生放电，并且进行利用了加热器电极50的加热。另一方面，在不进行放电的期间，电压切换电路902输出第二直流电压。由此，比放电开始电压低的电压(图3的v2)被输出到变压器907的二次侧线圈972，并施加于外部连接电极61、62。由此，在第一放电用电极30与第二放电用电极40之间不产生放电，仅进行利用了加热器电极50的加热。

像这样，通过使用本实施方式涉及的臭氧产生装置100的结构，从而能够仅在所需的期间进行放电，且能够与有无放电无关地持续地进行加热。此外，臭氧产生装置100能够交替地执行进行放电的期间和不进行放电的期间，能够容易地实现该切换。像这样，臭氧产生装置100能够根据状况实现高效的放电以及加热。

另外，虽然在上述的说明中，示出了切换基准电压的方式，但是也可以切换输出电压检测电路909的输出电压的检测灵敏度。

接着，参照图对第三实施方式涉及的臭氧产生装置进行了说明。图5的(a)是本发明的第三实施方式涉及的臭氧产生装置的前视图，图5的(b)是本发明的第三实施方式涉及的臭氧产生装置10的侧视剖视图。图5的(b)示出图5的(a)的c-c剖面。

如图5的(a)、图5的(b)所示，本实施方式涉及的臭氧产生装置10a相对于第一实施方式涉及的臭氧产生装置10，在第一放电用电极30a和第二放电用电极40a的形状以及配置上不同。臭氧产生装置10a的其它结构与臭氧产生装置10是同样的，省略同样的部位的说明。

第一放电用电极30a形成在壳体20的表面。第一放电用电极30a具备主电极31a和引绕电极32a。主电极31a在俯视下为u字形。引绕电极32a在第一方向上配置在主电极31a的壳体20a的一端侧，并与主电极31a连接。引绕电极32a经由未图示的层间连接电极与外部连接电极61连接。

第二放电用电极40a形成在壳体20的内部。更具体地，第二放电用电极40a形成在构成壳体20的绝缘体层(形成壳体20的表面的绝缘体层)201和与其抵接的绝缘体层202的界面。第二放电用电极40a具备主电极41a和引绕电极42a。主电极41a在俯视下为u字形。主电极41a具有在俯视下与主电极31a重叠的部分和不重叠的部分。引绕电极42a在第一方向上配置在主电极41a的壳体20a的另一端侧，并与主电极41a连接。引绕电极42a经由未图示的层间连接电极与外部连接电极62连接。

即使是这样的结构，也可得到与第一实施方式同样的作用效果。此外，对于该实施方式涉及的臭氧产生装置10a，也能够利用第二实施方式涉及的电源90，可得到与第二实施方式同样的作用效果。

另外，在上述的各实施方式中，也可以由正特性热敏电阻构成加热器电极50。由此，在比放电开始电压高的电压范围，容易使第二电阻值比第一电阻值高，在比放电开始电压低的电压范围，容易使第二电阻值比第一电阻值低。进而，能够抑制过度的加热。

附图标记说明

10、10a：臭氧产生装置；

20、20a：壳体；

30、30a：第一放电用电极；

31：电极指；

31a：主电极；

32：引绕电极；

32a：电极；

40、40a：第二放电用电极；

41：电极指；

41a：主电极；

42：引绕电极；

50：加热器电极；

61：外部连接电极；

62：外部连接电极；

70：电介质层；

81、82：层间连接电极；

90：电源；

100：臭氧产生装置；

201-204：绝缘体层；

901：dc电源；

902：电压切换电路；

903：基准电压生成电路；

904：比较电路；

905：振荡电路；

906：振荡用晶体管；

907：变压器；

908：直流恒压电源；

909：输出电压检测电路；

971：一次侧线圈；

972：二次侧线圈；

973：检测用线圈；

vdch0：放电开始电压；

vdch1：放电开始电压。