JPH082903A

JPH082903A - オゾン発生装置

Info

Publication number: JPH082903A
Application number: JP6133001A
Authority: JP
Inventors: Shunji Namikawa; 俊次並河; Yasushi Iwasaki; 靖岩崎
Original assignee: SHINTOO KK
Current assignee: SHINTOO KK
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 1996-01-09
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JP2644973B2

Abstract

(57)【要約】【目的】家庭内の浴室、トイレ等、冷蔵庫内、空調機
器内に付設しうる小型軽量かつ安価であって、しかも効
率が高いオゾン発生装置を提供する。【構成】高周波発振回路（２５）と、その発振出力を
昇圧するトランス（２６）と、そのトランスの高圧巻線
側に接続され、かつ互いに近接して並設された２本の単
極型放電管（２７Ａ）（２７Ｂ）を有し、この放電管に
は希ガスが封入されており、高周波電場に置かれると高
周波プラズマ放電を行い、管内のガスが電極の役目を果
して電極間の酸素をオゾン化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気体プラズマ放電によ
るオゾン発生装置に関し、特に、主として民生用の、脱
臭、殺菌、消毒、防カビ、アルカリイオン水の製造など
に用いうるオゾン発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１に従来例として最も普及しているオ
ゾン発生装置の基本構造を示す。金属よりなる電極板
１、２が相対向して配設されて、両電極板間に交流・高
電圧が印加され、電極板１、２の内面の片方（ａ図）ま
たは双方（ｂ図）に誘電体層３、４が設けられている。
この誘電体層３、４は放電が電極板の一点に集中せず板
面全面に分布した無声放電を生じさせるために必要であ
る。電極間の空間５に酸素（Ｏ₂）が送られると、その
一部がオゾン化されて（Ｏ₂＋Ｏ₃）となる。

【０００３】この従来例によれば、金属板に高電圧が印
加されるので、これを家庭用に実施する場合は充分な感
電防止手段が必要であり、また、誘電体層３、４の厚み
だけ電極間距離ｄが増大するため、電界強度（Ｖ／ｄ）
が低下してオゾン発生効率が低下する欠点がある。

【０００４】図２は、この基本構造に基づきながら、電
極形状を円筒形とし、浄水場での水処理、ゴミ処理場で
の脱臭処理等の産業分野において大量にオゾンを発生さ
せる大規模な装置例を示している。横型槽６は２枚の内
部仕切板７、８により３領域に仕切られ、この２枚の仕
切板７、８により多数のステンレス管９‥‥９が保持さ
れ、このステンレス管内に、ステンレス管内径との間に
所定の空隙を有する外径のガラス管１０‥‥１０が挿
入、固定されている。この各ガラス管１０‥‥１０の軸
心に電極となる棒状または線状の金属が挿入されてお
り、すべての電極が内部リード線１１により並列接続さ
れ、端子１２より外部リード線１３を経て高周波、高電
圧発生装置１４に接続されている。内部仕切板７の外側
に空気導入口１５が設けられ、もう一つの内部仕切板８
の外側にオゾン取出口１６が設けられ、空気導入口１５
から導入された空気はステンレス管９とガラス管１０の
空隙を通り抜ける間にオゾン化されてオゾン取出口１６
から取り出される。内部仕切板７の内側に冷却水導入口
１７が設けられ、もう一つの内部仕切板８の内側に冷却
水取出口１８が設けられ、ガラス管等の過熱を防止して
いる。

【０００５】特開平５−１１６９０６号公報には、誘電
体からなる平板状基体の片面に誘導電極を形成し、他面
に放電電極を形成して両電極間に脈流の高電圧を印加し
て放電電極の周辺に無声放電を生じさせるオゾン発生装
置、並びに、この基体を円筒形とし、外周に誘導電極を
形成し内周に放電電極を設けて無声放電を生じさせると
ともに、円筒の軸心に沿って合成樹脂よりなる棒状の集
塵電極を設け、この円筒内に空気を通すとき、集塵によ
り清浄化すると同時にオゾン化を行う装置が記載されて
いる。この従来例も、電極材料として金属を用いている
点で前記した各従来例と共通している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑み為
されたものであって、電極間距離が小さく、従って、電
界強度が格段に増大してオゾン発生能率がよく、構造が
きわめて簡素で小型軽量であるため、冷蔵庫内、空調機
内、食卓内、アンカ内、浴室内、寝室内等に容易に付設
することができ、しかも大層安価に大量生産しうる新規
なオゾン発生装置の提供を解決課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段、すなわち本発明によるオゾン発生装置の構成
は、互いに近接して並設された２本の単極型ガス封入放
電管と、その２本の放電管の電極に高周波の高電圧を印
加する手段を有することにより特徴づけられる。

【０００８】本発明における単極型ガス封入放電管に封
入されているガスはアルゴンＡｒ、クリプトンＫｒ、キ
セノンＸｅ、ネオンＮｅ、ヘリウムＨｅ、等の希ガス
（レアガス）および窒素Ｎから選ぶことが好ましい。Ａ
ｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｎｅ，Ｈｅは地球上の存在量がはなは
だ少いので、この名があり、希有ガス、貴ガス、不活性
ガスとも呼ばれる。

【０００９】本発明の最も特徴とする構造は、電極に金
属を使用せず、ガス封入放電管を用いていることであ
る。この放電管内のガスがプラズマ状態になるときその
プラズマ状態のガスが電極となり、誘電体を設けること
なく無声放電が生じると共に、プラズマ状態のガスが電
極となって強電界をつくる。

【００１０】本発明における「高周波」の周波数範囲
は、１ＫＨ_Z以上１０ＭＨ_Z以下が好ましい。１ＫＨ_Z
より低くなると、放電が不安定になるとともに、トラン
ス、共振回路等の回路要素が大形化、重量化するので好
ましくない。また１０ＭＨ_Zより高くなると大電力用発
振器の構造が複雑かつ大形化するので好ましくない。

【００１１】本発明における「高電圧」の範囲は、その
実効値が５００Ｖ以上であることが好ましい。１ＫＶよ
り低くなると電極間の電界強度が低下してオゾン発生量
が低下するので好ましくない。

【００１２】

【作用】高周波電場では、陰極からの電子放出による補
給を受けることなく、電子のイン化作用だけで放電を持
続させることができる。また、プラズマ放電状態の単極
型放電管が電極を構成しているので、その間に誘電体層
を介在させることなく無声放電が持続し、構造が簡単化
されるばかりでなく、電極間距離が非常に小さくなり、
従って強い電界強度が容易に得られ、消費電力に対する
オゾン発生効率が高い。

【００１３】

【実施例】図３に本発明の実施例の回路図を示し、図４
に放電管の縦断面図を示し、図５に図４のＡ−Ａ′断面
図を示す。

【００１４】商用交流電源に接続される電源端子２０は
電源スイッチ２１を介して整流器２２の交流入力端子に
接続され、整流器２２の直流出力端子に平滑用コンデン
サ２３と抵抗２４が接続されて平滑直流電源が得られ
る。上記の電源回路に代えて、電池を用いてもよい。

【００１５】この直流電源により高周波発振回路２５が
駆動され、その発振出力が昇圧トランス２６により高電
圧に昇圧されて２本の単極型放電管２７Ａ、２７Ｂの電
極に印加される。高周波発振回路２５は、トランジスタ
Ｑを用いたコレクタ同調形のＬＣ発振回路であって、コ
レクタ（Ｃ）に接続されたコンデンサＣとインダクタン
スにより発振周波数ｆが定まり、その周波数ｆは、ｆ＝１／２π（ＬＣ）^1/2 である。このトランジスタＱのベース回路に、発振状態
であることを示す発光ダイオード２８が接続されてい
る。なおＲ₁はトランジスタＱのエミッタ電位を定める
抵抗器、Ｒ₂，Ｒ₃はトランジスタＱのベース電位を定
める抵抗器である。本発明の高周波発振回路は上記実施
例に限らず、ＲＣ発振回路、水晶発振回路、マグネトロ
ン等、公知の発振回路、発振装置により実施することが
できる。

【００１６】放電管２７Ａ，２７Ｂは真直な円筒形ガラ
ス管の一端に電極が設けられ、管内に希ガスが封入され
たもので、２本の放電管が例えば１ｍｍの間隙を保って
ホルダ２９、３０により支持されている。この２本の放
電管２７Ａ，２７Ｂの間の電場を通る酸素はオゾン化さ
れる。

【００１７】本発明実施例のデータ（試験結果）を次に
示す。点火電圧７〜８ＫＶ点灯周波数２０〜３０ＫＨｚ放電管の長さ３０ｍｍ放電管の内径１ｍｍφ 入力エネルギ３Ｗオゾン出力１０〜１８ｐｐｍ次に本発明の他の実施例について説明する。本発明の単
極型ガス封入放電管は、円筒形のものに限らず、例えば
図６（Ａ）に示すような扁平形、図６（Ｂ）に示すよう
な半円形など任意の断面形状により実施することができ
る。これら図６に示したものは、電極面積が増大し、オ
ゾン発生能率が向上する。また、２本の並設された放電
管の間の空隙は必ずしも必要でなく、例えば、互いに当
接させて間隙を無くしても、その周辺に高電界の電場が
つくられるから、オゾンを発生させることができる。ま
た、本発明の２本の放電管２７Ａ，２７Ｂは、図４に示
すように同じ向きに配設されるものに限らず、図７に示
すように、互いに逆向きに配設してもよい。この実施例
によれば、電極リード線の距離が大きくなり、リード線
間の絶縁構造が簡単化される。本発明の放電管は一対に
限らず、通常は複数対のものを並設して用いられる。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、金属製電極を用いず、
単極型放電管を電極として用いているので、従来のよう
に電極間に誘電体を介在させる必要がなく、構造の簡単
なイオン発生装置が得られる。また、電極となる放電管
を非常に近接させ、あるいは当接させて配設しているの
で、電極間距離が小さくなり、電場の電界強度が増大
し、オゾン発生効率が向上する。さらに、電極となるプ
ラズマ状態のガスが、ガラス管等の絶縁体内に封入され
ているので、高電圧が印加されても、感電、漏電のおそ
れがなく、安全であり、しかも電極保持機構が簡単化さ
れる。

【００１９】従って、例えば、浴室の滅菌と防カビ、ト
イレの消臭、冷蔵庫内の滅菌と消臭、アルカリイオン水
の製造等のための家庭用オゾン発生装置を非常に安価に
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、従来例の基本的構成図である。

【図２】は、産業用の従来例を示す断面図である。

【図３】は、本発明実施例の回路図である。

【図４】は、本発明実施例の放電管の縦断面図である。

【図５】は、図４の横断面図である。

【図６】は、本発明の放電管の他の実施例の横断面図で
ある。

【図７】は、本発明の２本の放電管の配列の他の実施例
を示す縦断面図である。

【符号の説明】

２５・・・・高周波発振回路２６・・・・昇圧トランス２７・・・・２本の単極型放電管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに近接して並設された２本の単極型
ガス封入放電管と、その２本の放電管の電極に高周波の
高電圧を印加する手段を有する、オゾン発生装置。
【請求項２】上記放電管に封入されたガスが希ガス
（不活性ガス）である請求項１に記載のオゾン発生装
置。
【請求項３】上記高周波の周波数が１ＫＨ_Z以上、１
０ＭＨ_Z以下の範囲である、請求項１に記載のオゾン発
生装置。
【請求項４】上記高電圧の実効値が５００Ｖ以上の範
囲である、請求項１に記載のオゾン発生装置。
【請求項５】発振回路と、その発振回路の出力を昇圧
するトランスと、そのトランスの高圧巻線側に接続さ
れ、かつ互いに近接して並設された２本の単極型放電管
を有するオゾン発生装置。