JPH1111909A - オゾン発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 窒素酸化物（特に硝酸アンモニウム）の生成
によるオゾン発生効率の低下を防止すると共に、放電を
目視し易くしたオゾン発生器を提供する。 【解決手段】 絶縁性の筒体１と、筒体１の両端にそれ
ぞれ係止された端子３，４と、筒体１内に張設されると
共に、一端が端子３に取付けられ、他端が端子４に取付
けられた金属線（放電側の電界形成用電極）２と、筒体
１の外周に設けられた非放電側の電界形成用電極９と、
筒体１の一方側（右側）から他方側（左側）に空気と水
を切り換えて流す流体制御手段とを備える。周期的に筒
体１内に水を流すことで、筒体１内を洗浄し、筒体１の
内壁の白濁化を防止して、オゾンの良好な発生状態を安
定して維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、殺菌や消臭等の目
的に使用されるオゾン発生器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のオゾン発生器は、例えば図３に示
すような構造である。図３のオゾン発生器は、ガラス等
からなる絶縁性の筒体２１と、この筒体２１内に斜めに
直線状に張設され、両端がそれぞれ可撓性のチューブ２
３で挟持・固定された金属線（銅、鉄、タングステン等
からなる放電側の電界形成用電極）２２と、筒体２１の
外周に設けられた非放電側の電界形成用電極（例えば銅
板からなる管状物）２４とを備える。又、金属線２２の
一端にはリード線２５が接続され、非放電側の電界形成
用電極２４にはリード線２６が接続されている。

【０００３】このオゾン発生器では、電極２２，２４間
に高電圧を印加すると、筒体２１内で金属線２２からの
放電によりイオンが生じ、筒体２１内の空気とイオンが
接触することにより、オゾンが発生し、このオゾンが筒
体２１の外部に取り出される。なお、通常は、オゾン発
生時には、筒体２１の一方側から空気を送り込み、他方
側からオゾンを回収するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なオゾン発生器では、大気中の酸素を原料としてオゾン
発生を行う場合、大気に含まれるＮＯとオゾンとの反応
により窒素酸化物（ＮＯ _X ）が生成され、その窒素酸化
物が特に硝酸塩（硝酸アンモニウム：ＮＨ₄ ＮＯ ₃ ）と
なって、オゾン流出側の筒体２１の内壁に白濁として付
着する。筒体２１の内壁に硝酸アンモニウムが付着する
と、イオンの発生能力が低下し、オゾンの発生効率が悪
くなる。又、筒体２１の内壁が白濁になると、筒体２１
の内部が見え難くなる結果、放電を目視し難くなり、オ
ゾンの発生状況を確認できなくなる。

【０００５】この発明は、そのような問題点に着目して
なされたもので、窒素酸化物（特に硝酸アンモニウム）
の生成によるオゾン発生効率の低下を防止すると共に、
放電を目視し易くしたオゾン発生器を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載のオゾン発生器は、絶縁性の
筒体と、筒体の両端にそれぞれ係止された端子と、筒体
内に張設されると共に、一端が一方の端子に取付けら
れ、他端が他方の端子に取付けられた金属線（放電側の
電界形成用電極）と、筒体の外周に設けられた非放電側
の電界形成用電極と、筒体の一方側から他方側に空気と
水を切り換えて流す流体制御手段とを備えることを特徴
とする。

【０００７】このオゾン発生器では、流体制御手段によ
り筒体内に空気と水が切り換えられて流される。即ち、
オゾン発生時には、筒体の一方側から他方側に向かって
空気を送り込み、発生オゾンを他方側から回収する。オ
ゾン発生に伴って、窒素酸化物（特に硝酸アンモニウ
ム）が筒体の他方側の内壁に白濁に付着してくると、水
を筒体の一方側から他方側に向かって流し込む。硝酸ア
ンモニウムは水溶性であるから、水に溶出して他方側か
ら流出するので、筒体内壁の白濁を除去することができ
る。この水洗が終了した後は、例えば空気を流して筒体
内や流体路を乾燥させた後、再び放電を開始しオゾンを
発生させる。

【０００８】なお、水洗は頻繁に行う必要はないので、
一定周期で一定時間だけ水を筒体に流すようにすればよ
い。又、流体制御手段が流す水は、常温水のみならず、
冷水や温水も含む。請求項５記載のオゾン発生器は、絶
縁性の透明な筒体と、筒体の両端にそれぞれ係止された
端子と、筒体内に張設されると共に、一端が一方の端子
に取付けられ、他端が他方の端子に取付けられた金属線
（放電側の電界形成用電極）と、筒体の外周に設けられ
た透明導電膜からなる非放電側の電界形成用電極とを備
えることを特徴とする。

【０００９】このオゾン発生器では、筒体及び非放電側
の電界形成用電極（透明導電膜）が透明であるため、筒
体内での放電を目視することができ、オゾンの発生状況
を容易に確認できるだけでなく、筒体内壁の白濁化を視
認できる。なお、本発明において、絶縁性の筒体は、絶
縁性（且つ好ましくは耐熱性）であれば材料に特に限定
はなく、ガラス（例えば製品名：パイレックスガラ
ス）、石英、セラミック、プラスチックが例示される。
又、筒体は、オゾンの発生状況を確認できるように透明
であるのが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
いて説明する。その実施形態に係るオゾン発生器の一部
破断縦断面図を図１に、その平面図を図２に示す。この
オゾン発生器では、前記材料からなる絶縁性で透明な筒
体１内に、放電側の電界形成用電極としての金属線２が
直線状に張設されている。ここで金属線２としては、前
記の銅、鉄、タングステン等でよいが、タングステンに
特別の表面処理を施したものを使用するのが好ましい。
このタングステン線には、ブラックタングステン線、電
解研磨タングステン線、鏡面電解研磨タングステン線、
酸化タングステン線（ブラック線、電解線、鏡面電解
線）、金メッキタングステン線、白金クラッドタングス
テン線がある。

【００１１】ブラックタングステン線は、表面にカーボ
ン層を付着させ、伸線ダイスを通し平滑化したもので、
電解研磨タングステン線は、電解研磨によりカーボン層
及び酸化層を除去したもので、鏡面電解研磨タングステ
ン線は、強電解研磨によりワイヤ表面のダイスマークを
除去したもので、酸化タングステン線は、通常の加工線
に特別な処理を施し、表面に薄い酸化物層を生成させた
もので、金メッキタングステン線は、電解研磨したタン
グステン線に０．３〜１．５μｍの金メッキを施したも
ので、白金クラッドタングステン線は、タングステン線
に純白金を１５〜３０ｗｔ％クラッドし、伸線処理した
ものである。

【００１２】筒体１の両端には、それぞれ例えばステン
レスからなるＴ字状の端子（コネクタ）３，４が係止さ
れている。端子３は、薄板状のもので、金属線２を取付
けるための孔３ａを有する。端子４も、端子３とほぼ同
様の形状であり、金属線２を取付けるための孔４ａを有
する。端子３，４は薄板状であるため、筒体１の両端に
取付けても、筒体１への空気や水の流入、筒体１からの
発生オゾンや水の流出に支障はない。

【００１３】端子３の孔３ａには引張部材としてのコイ
ルバネ５の一端が係止され、このコイルバネ５の他端が
金属線２の一端にハンダ付けにより取付けられた金具６
に係止されることで、金属線２の一端がコイルバネ５を
介して端子３に取付けられる。一方、端子４の孔４ａに
は同様に引張部材としてのコイルバネ７の一端が係止さ
れ、このコイルバネ７の他端が金属線２の他端にハンダ
付けにより取付けられた金具８に係止されることで、金
属線２の他端がコイルバネ７を介して端子４に取付けら
れる。従って、金属線２はコイルバネ５，７により両端
側から引っ張られ、緊張状態に常時付勢される。なお、
引張部材としては、コイルバネ以外にも、金属線２を緊
張状態に維持でき、しかもオゾンによる酸化を受けない
ものであればよい。

【００１４】筒体１の外周には、非放電側の電界形成用
電極９が図２の長さＬの範囲にわたって設けられてい
る。この電極９は、従来と同様に例えば銅板からなる管
状物であって、銅板を筒体１の外周に巻回して固定して
もよいが、透明導電膜を筒体１の外周に設けるのが好ま
しい。この場合、導電膜が透明であることから、前記し
たように筒体１も透明にするのが好適である。

【００１５】筒体１上に設ける透明導電膜としては、例
えばコルコート株式会社製の商品名：ＳＰ−２００１、
ＳＰ−２００２を使用するのがよい。このＳＰ−２００
１、ＳＰ−２００２は、導電性金属酸化物の超微粒子を
含有する極めて安定な水溶液であり、この水溶液を基材
に塗布することで導電性薄膜を形成し、電気絶縁材料を
導電化処理することができる。因みに、ＳＰ−２００
１、ＳＰ−２００２の組成は、下記に示す通りである。

【００１６】 ＳＰ−２００１ ＳＰ−２００２ 樹脂系 オレフィン ポリエステル 有効成分（％） ２５ ２５ ＰＨ ９．３ ５．５ 溶媒 水 水 ＳＰ−２００１、ＳＰ−２００２を導電膜に形成する方
法としては、通常の塗布、スピンコート塗布、スプレー
塗布、グラビヤロール塗布、リバースロール塗布、刷毛
塗布、浸漬塗布等から、筒体１の形状、大きさ、表面状
態により適宜選定すればよい。なお、下記の冷却フィン
１０との兼ね合いから、透明導電膜は、熱伝導性の良い
ものであるのが望ましい。

【００１７】又、この実施形態では、筒体１の外周にお
いて非放電側の電極９（即ち透明導電膜）上には、放熱
部材としての冷却フィン１０が取付けられている。ここ
では、１１枚の冷却フィン１０が等間隔で取付けられて
いるが、これは一例であり、各種形態が考えられる。例
えば、冷却フィン１０の形状自体も、円形状、矩形状等
が示されるなど、放熱面積を増やして熱放散を効率良く
行えるのであれば、どのような形態であってもよい。放
電により発生した熱は、筒体１から電極９を通じて冷却
フィン１０に伝わり、冷却フィン１０から空気中に放散
される。

【００１８】更に、非放電側の電極９にはリード線１１
がハンダ付けにより接続されている。放電側の電極であ
る金属線２につながる端子３又は４にはリード線は示さ
れていないが、例えば端子４に同様にリード線をハンダ
付けにより接続すればよい。一方、筒体１の一方側（こ
こでは図面の右側）から他方側（左側）に空気と水を切
り換えて流す流体制御手段は、この実施形態では図示の
ような構成となっている。即ち、筒体１の右端及び左端
に、それぞれ三方弁機能を有するサポート１２，１３が
ネジ等により気密に取付けられ、このサポート１２，１
３の弁を切り換えることにより、筒体１内に空気又は水
を流すようになっている。サポート１２の第１の流路
（例えば水流路）にはエルボ１４が取付けられ、エルボ
１４にパイプ（又はチューブ）１５が連結される。第２
の流路（空気流路）１６には、図では何も示されていな
いが、パイプ等が連結される。同様に、サポート１３の
第１の流路（水流路）にはエルボ１７が取付けられ、エ
ルボ１７にパイプ（又はチューブ）１８が連結される。
第２の流路（空気流路）１９にはパイプ等（図示せず）
が連結される。

【００１９】水洗用の水は、パイプ１５、エルボ１４、
筒体１、エルボ１７、パイプ１８の順に流れ（矢印Ａ，
Ｃ参照）、空気は、流路１６、筒体１、流路１９の順に
流れる（矢印Ｂ，Ｄ参照）。この水と空気の流出入の切
り換えは、サポート１２，１３の弁を切り換えることに
より自動的に行われる。又、水洗は頻繁に行う必要はな
いので、一定周期で一定時間だけ水を筒体１に流すよう
にすればよく、例えば、１時間に１回だけ水洗を行えば
よい。つまり、オゾン発生を５５分間連続させた後、５
分間水洗を行う。但し、水洗後は、空気の送り込みによ
り筒体１内を乾燥させてから、放電を開始するのが好ま
しい。

【００２０】このように構成したオゾン発生器では、流
体制御手段により流路１６を通じて筒体１内に空気を送
り込みながら、金属線（放電側の電極）２と非放電側の
電極９との間に高電圧（例えば２５ＫＨｚで７〜１０Ｋ
Ｖ）を印加すると、金属線２からの放電により筒体１内
にイオンが生じ、筒体１内の空気とイオンが接触するこ
とにより、オゾンが発生する。発生オゾンは、筒体１の
左側から流路１９を通じて空気と共に回収され、所望の
用途に使用される。

【００２１】オゾン発生に伴い、筒体１の内壁（特に空
気が右側から左側に流れるので筒体１の左側の内壁）に
は、前記したように、放電時における大気中のＮＯとオ
ゾンとの反応により、窒素酸化物（特に硝酸アンモニウ
ム）が白濁として付着する。しかしながら、放電が一定
時間行われると、高電圧の印加及び空気の送り込みが一
時停止した後、水が筒体１内に流されるので、筒体１の
内壁に付着した硝酸アンモニウムは水に溶け、筒体１の
外部に流れる。従って、筒体１の内壁が洗浄され、筒体
１の透明度が元に戻る。

【００２２】次いで、空気が筒体１内に送り込まれ、筒
体１内が乾燥される。その後、再び金属線２と電極９と
の間に高電圧が印加され、オゾンの発生が開始される。
ここに、水洗により筒体１内が洗浄されているので、イ
オンの発生能力は低下せず、オゾンの良好な発生状態が
安定して維持される。一方、筒体１は透明で、電極９で
ある導電膜も透明であるため、筒体１内で発生する放電
を目視できる。又、筒体１内を目視できるので、筒体１
の内壁の白濁化も容易に視認することができ、これを利
用して空気と水との切り換えを手動で任意に行うように
してもよい。

【００２３】他方、金属線２の材料により程度の差はあ
るが、オゾン発生時に、金属線２が高温になり、その長
さが熱膨張により増大する。しかしながら、金属線２は
コイルバネ５，７によって両端から引っ張られているの
で、伸長分がコイルバネ５，７により吸収され、金属線
２は弛まずに緊張状態を維持する。従って、金属線２の
弛みによるイオンの発生能力の低下は起こらず、オゾン
は常に安定して発生する。又、温度の高低変化が生じる
と、金属線２が伸縮し、緊張したり弛んだりする他、弛
緩状態にあっても弛む度合いが大きくなったり小さくな
ったりして、オゾンの発生が安定しなくなるが、コイル
バネ５，７により金属線２が常に緊張状態にあるため、
そのようなことは起こらず、オゾンが安定して発生す
る。

【００２４】更に、放電時に筒体１は高温になるが、こ
の熱は電極９（透明導電膜）を通じて冷却フィン１０か
ら放散されるので、筒体１の放熱が良好である。上記実
施形態では、流体制御手段として、三方弁機能を有する
サポート１２，１３を使用しているが、これに代えて、
筒体１の両端にそれぞれパイプ（又はチューブ）を直結
し、別途設けた切り換え弁等により切り換えられた空気
又は水を筒体１に流すようにしてもよい。又、水を矢印
Ａ，Ｃの流路に流し、空気を矢印Ｂ，Ｄの流路に流して
いるが、水を矢印Ｂ，Ｄの流路に、空気を矢印Ａ，Ｃの
流路に流すようにしてもよい。或いは、空気と水は図中
の右側から左側に流すようにしているが、左側から右側
に流しても構わない。

【００２５】又、上記実施形態では、金属線２の両端を
コイルバネ５，７を介して端子３，４に取付けている
が、一端のみをコイルバネを介して端子に取付けてもよ
い。更に、端子３，４の形状や、金属線２の一端と端子
３との接続形態、金属線２の他端と端子４との接続形態
等は、図示したものに限定されないのは勿論である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、流体制御手段により筒体内に水が流されるの
で、放電時における大気中のＮＯとオゾンとの反応によ
り筒体の内壁に白濁として付着した窒素酸化物（特に硝
酸アンモニウム）が水洗され、筒体内の白濁化を防止す
ることができる。それにより、イオンの発生能力が低下
せず、オゾンの良好な発生状態を安定して維持すること
ができる。

【００２７】請求項３の発明によれば、金属線が引張部
材により緊張状態に維持されるので、オゾン発生時の高
温による熱膨張で金属線の長さが増大しても、金属線は
弛まずに緊張状態を維持する。従って、イオンの発生能
力は低下せず、オゾンの発生が安定する。又、温度の高
低変化が生じても、金属線の緊張状態が維持されるた
め、オゾンが安定して発生する。

【００２８】請求項４の発明によれば、オゾン発生時の
発熱が放熱部材により効率良く放散される。請求項５の
発明によれば、筒体及び非放電側の電界形成用電極（透
明導電膜）が透明であるため、筒体内での放電を目視す
ることができ、オゾンの発生状況を容易に確認できるだ
けでなく、筒体内壁の白濁化を視認でき、水洗の頻度や
時間を任意に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係るオゾン発生器の一部破断縦断面
図である。

【図２】同オゾン発生器の平面図である。

【図３】従来例に係るオゾン発生器の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 筒体 ２ 金属線（放電側の電界形成用電極） ３，４ 端子 ５，７ コイルバネ（引張部材） ９ 非放電側の電界形成用電極 １０ 冷却フィン（放熱部材） １２，１３ サポート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性の筒体と、筒体の両端にそれぞれ係
   止された端子と、筒体内に張設されると共に、一端が一
   方の端子に取付けられ、他端が他方の端子に取付けられ
   た金属線（放電側の電界形成用電極）と、筒体の外周に
   設けられた非放電側の電界形成用電極と、筒体の一方側
   から他方側に空気と水を切り換えて流す流体制御手段と
   を備えることを特徴とするオゾン発生器。
2. 【請求項２】前記流体制御手段は、一定周期で一定時間
   だけ水を筒体に流すことを特徴とする請求項１記載のオ
   ゾン発生器。
3. 【請求項３】前記金属線の少なくとも一端は、引張部材
   を介して端子に取付けられていることを特徴とする請求
   項１又は請求項２記載のオゾン発生器。
4. 【請求項４】前記筒体の外周に放熱部材が設けられてい
   ることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記
   載のオゾン発生器。
5. 【請求項５】絶縁性の透明な筒体と、筒体の両端にそれ
   ぞれ係止された端子と、筒体内に張設されると共に、一
   端が一方の端子に取付けられ、他端が他方の端子に取付
   けられた金属線（放電側の電界形成用電極）と、筒体の
   外周に設けられた透明導電膜からなる非放電側の電界形
   成用電極とを備えることを特徴とするオゾン発生器。