JP2000268938A - コロナ放電器 - Google Patents

コロナ放電器

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JP2000268938A
JP2000268938A JP11073938A JP7393899A JP2000268938A JP 2000268938 A JP2000268938 A JP 2000268938A JP 11073938 A JP11073938 A JP 11073938A JP 7393899 A JP7393899 A JP 7393899A JP 2000268938 A JP2000268938 A JP 2000268938A
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JP
Japan
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electrode
ozone
discharge
ions
corona
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JP11073938A
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Kenichi Kato
憲一 加藤
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Toto Ltd
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Toto Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 負イオンや正イオンを選択的に選択可能で、
かつ大量のイオンを発生可能なコロナ放電器を提供す
る。 【解決手段】 コロナ放電によりオゾンを発生するオゾ
ン電極と、高電圧高周波を発生する高電圧発生器からな
るコロナ放電器において、コロナ放電によりイオンを発
生する空間放電型の放電電極を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オゾン発生装置、
脱臭装置、集塵装置、あるいはイオン発生装置等に用い
られるコロナ放電器に関する。
【0002】
【従来の技術】オゾン発生器は、例えばオゾン電極の電
極間に高周波高電圧を印加して沿面放電を発生させ、そ
れによりオゾンを発生するものである。オゾンは強い酸
化作用を持ち、脱臭、殺菌、漂白などに利用されてい
る。この構成として、従来は、特開平5−116906
号に見られるようなものがある。これを図7に示す。
【0003】図7は、特開平5−116906号に開示
された集塵効果をも有するオゾン発生器の概要を示す概
念図である。このオゾン発生装置は、オゾン電極100
や負電位駆動電源107、集塵電極104等により構成
されるオゾン電極100は、基板(絶縁層)101と、
基板101の下面に形成された誘導電極102と、基板
101の上面に形成された放電電極103よりなる。誘
導電極は、リ−ド線105により、負電位駆動電源10
7の零電位側の出力端子107aに接続されている。放
電電極103は、リ−ド線106により、負電位駆動電
源107の負電位側の出力端子107bに接続されてい
る。零電位側の出力端子107aは、接地されており、
誘導電極102は、実質的に常に零電位に維持される。
【0004】負電位駆動電源107により、負の高圧高
周波電圧が放電電極103に印加されると、放電電極1
03と誘導電極102との間の電位差に起因して、放電
電極103周囲に沿面放電型のコロナ放電が生じる。そ
して、放電電極103上を通過する空気中の酸素の一部
がオゾンに変換される。さらに、放電電極103周囲の
コロナ放電は、負電界プラズマ領域となっていて、正イ
オンよりも負イオンのほうが多く存在する。そのため、
この領域の近傍を通過する空気中に含まれている塵埃は
負に帯電する。
【0005】一方、オゾン電極100のコロナ放電面に
対向して、集塵電極104が配置されている。集塵電極
104は、リ−ド線109により、零電位の端子107
aに接続されている。したがって、集塵電極104は、
基本的に零電位であり、負に帯電している塵埃から見れ
ば正電位となっているため、塵埃は集塵電極104に引
き付けられて除塵される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オゾン発生装置は、上述の通り、オゾンとともに負イオ
ンによる集塵作用を併せ持っているため、次のような問
題があった。
【0007】同オゾン発生装置は、負イオン発生のため
の電極をオゾン発生のための沿面放電型オゾン電極と併
用しているために、負イオン発生量が少なく、オゾン電
極のコロナ放電面に対向して集塵電極が配置されている
ため、負イオンを積極的に外部へ供給することが不可能
であった。また、負イオン発生量が少ないため、集塵能
力が小さいという問題もあった。
【0008】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、本発明の目的は、負イオンや正イオンを選
択的に選択可能で、かつ大量のイオンを発生可能なコロ
ナ放電器を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1は、コロナ放電によりオゾンを発生するオゾ
ン電極と、高電圧高周波を発生する高電圧発生器からな
るコロナ放電器において、コロナ放電によりイオンを発
生する空間放電型の放電電極を設けるようにした。これ
により、沿面放電型に比較して約一桁多いイオンを発生
させ、消滅し易いイオンを積極的に外部へ供給すること
が可能となる。また、オゾン電極と空間放電型の放電電
極が高電圧発生器に並列に接続された構成としているた
め、前記オゾン電極と空間放電型の放電電極にかかる電
圧が、オゾン電極の放電電圧に依存することから、空間
放電型の放電電極に過剰な電圧がかかることを防止でき
るため、空間放電型の放電電極の耐久性が向上する。
【0010】また、請求項2においては、高電圧発生器
を負電位駆動とした。これにより、負イオンを選択的に
生成することができる。負イオンは空気のビタミンとも
言われ、人間に対してストレスを和らげ、体内を活性化
するなどの森林浴効果があるため、負イオン発生装置と
しての応用が可能となる。
【0011】また、請求項3においては、高電圧発生器
を正電位駆動とした。これにより、正イオンを選択的に
生成することができる。
【0012】また、請求項4においては、空間放電型の
放電電極に対向するように設けた集塵電極を有するよう
にした。これにより、多く発生したイオンにより、多く
の塵埃の帯電が可能となり、集塵能力を大幅に向上でき
る。
【0013】また、請求項5においては、空間放電型の
放電電極と集塵電極が、オゾン電極よりも空気流路の上
流側にあるようにした。これにより、オゾン電極表面へ
の塵埃の付着を低減でき、耐久性向上を図ることが可能
となる。
【0014】また、請求項6においては、高電圧発生器
が圧電トランスを含んで構成されているため、回路の簡
素化・小型化・軽量化ができる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の内容を、より理解しやす
くするため、以下に実施例を用いて詳説する。
【0016】図1は、本発明の1実施例に係るコロナ放
電器を示す図である。(A)はコロナ放電器の模式的な
側面を、(B)はオゾン電極を、(C)は空間放電型の
放電電極の1実施例として針状電極を示している。この
コロナ放電器1は、オゾン電極2と針状電極3と駆動電
源4から構成されている。
【0017】図2は、駆動電源として正電位駆動電源5
を有するコロナ放電器の電気回路図である。正電位駆動
電源5は、高圧高周波電源6を有する。高圧高周波電源
6は、発振器7で発生された低圧高周波電圧を変圧器で
昇圧し、二次コイル8には、高圧高周波電圧(一例とし
て60kHz、5.0kVp−p)が生じる。正電位駆
動電源5中で、二次コイル8の一端9は、コンデンサ1
1の一端に接続されている。コンデンサ11の他端は、
ダイオ−ド12のカソ−ド側端子13に接続されてい
る。このカソ−ド側端子13は、配線15を介してオゾ
ン電極2の誘導電極17と、配線16を介して針状電極
3に接続されている。一方、二次コイル8の他端10
は、ダイオ−ド12のアノ−ド側端子14に接続されて
いる。アノ−ド端子14は、配線19を介してオゾン電
極2の放電電極18に接続されている。また、アノ−ド
側端子14はア−スされている。
【0018】上述のように、構成されている図2の回路
においては、二次コイル8の電圧Voが正の半サイクル
においては、正電荷が放電電極側端子10からダイオ−
ド12を経てコンデンサ11の図の左側に充電される。
そして、Voが負の半サイクルとなった時点で、コンデ
ンサ11に充電されていた正電荷は、配線15を通って
誘導電極17に印加される。一方、放電電極18は、配
線19によってア−スされているので、実質的には零電
位に保たれる。
【0019】図3は、駆動電源の高圧高周波電源中に圧
電トランス20を有するコロナ放電器の電気回路図であ
る。高圧高周波電源6’の発振器7で発生された低圧高
周波電圧は、圧電トランス20の低圧側電極21、22
間に印加される。圧電トランス20の基体23は、低圧
側電極に印加される高周波電圧に共振して機械的に振動
し、その振動により生起された高圧電圧が低圧側電極2
1と高圧側電極24間にかかる。このようなメカニズム
によって圧電トランス20中で電圧は数百倍にも昇圧さ
れる。
【0020】図3の回路においては、圧電トランス20
は、図2の回路中の変圧器とコンデンサ11の役割を両
方果たす。したがって、上述と同様の作用により、オゾ
ン電極2の誘導電極17とイオン発生電極3には正電位
の高圧高周波電圧が印加される。圧電トランス20は、
変圧器と比べて小型ででも同じ出力が出せる。さらに、
コンデンサ11の役割も果たすため、変圧器で回路を構
成するよりも、回路を簡単化・小型化・軽量化できる。
【0021】図4は、駆動電源として負電位駆動電源5
‘を有するコロナ放電器の電気回路図である。図2の回
路と比較して、ダイオ−ド11の方向が逆になっている
点を除き、他は同じである。
【0022】図5は、駆動電源として負電位駆動電源
5’を有するコロナ放電器の電気回路図である。図3の
回路と比較して、ダイオ−ド12の方向が逆になってい
る点を除き、他は同じである。負イオン発生型のコロナ
放電器について、前述の従来技術のコロナ放電器と、本
発明のコロナ放電器を同一の部品を用いて構成し、イオ
ンテスタ(神戸電波工業(株)製KST−900)を用
いて、イオン発生量を比較した。その結果、従来技術の
コロナ放電器の負イオン発生量が4,300個/ccで
あったのに対して、本発明のコロナ放電器は45,00
0個と、ほぼ一桁大きくなった。
【0023】図6は、本発明のコロナ放電器をオゾン脱
臭・殺菌装置に応用した場合の概略図である。本オゾン
脱臭・殺菌装置25は、空気流路26、ファン27、触
媒28、集塵電極29とコロナ放電器1からなり、ファ
ン27によって、風路26に持ち込まれた空気をオゾン
電極2にで生成したオゾンと混合し、触媒28上で消臭
・殺菌する。また、空気とともに持ち込まれた塵埃を針
状電極3によって生成したイオンで帯電させ、集塵電極
29で集塵を行う。本集塵作用により、オゾン電極2上
への塵埃の付着(オゾン発生量の低下)、触媒28への
塵埃の付着(目詰まりの原因)を低減できるため、オゾ
ン脱臭・殺菌装置25の耐久性向上が図れる。
【0024】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項1では、コロナ放電によりオゾンを発生す
るオゾン電極(イオンも発生する)と、コロナ放電によ
りイオンを発生する空間放電型の放電電極と、それぞれ
設けることにより、イオン発生量を増大させることが可
能となる。さらに、オゾン電極と空間放電型の放電電極
が高電圧発生器に並列に接続された構成としているた
め、前記オゾン電極と空間放電型の放電電極にかかる電
圧が、オゾン電極の放電電圧に依存することから、空間
放電型の放電に過剰な電圧がかかることを防止できるた
め、空間放電型の放電電極の耐久性が向上する。
【0025】請求項2、3では、電源を正・負電位駆動
にそれぞれ切り替えることにより、容易に発生イオンを
選択できる。
【0026】請求項4では、集塵電極を設けることによ
り、従来よりも一桁多く発生したイオンにより、多くの
塵埃を帯電させることが可能なため、集塵効果を大幅に
向上できる。
【0027】請求項5では、空間放電型の放電電極と集
塵電極が、オゾン電極よりも空気流路の上流側にあるた
め、オゾン電極表面への塵埃の付着を低減でき、耐久性
向上を図ることが可能となる。
【0028】請求項6では、変圧器と比べて小型ででも
同じ出力が出せる圧電トランスを用いるため、回路が簡
単になり、機器の小型化・軽量化もできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係るコロナ放電器を示す図
【図2】本発明の駆動電源として正電位駆動電源5を有
するコロナ放電器の電気回路図
【図3】本発明の駆動電源の高圧高周波電源中に圧電ト
ランス20を有するコロナ放電器の電気回路図
【図4】本発明の駆動電源として負電位駆動電源5’を
有するコロナ放電器の電気回路図
【図5】本発明の駆動電源の高圧高周波電源中に圧電ト
ランス20を有するコロナ放電器の電気回路図
【図6】本発明のコロナ放電器をオゾン脱臭・殺菌装置
に応用した場合の概略図
【図7】特開平5−116906号に開示された集塵機
能をも有するオゾン発生装置の概略を示す斜視図
【符号の説明】
1…コロナ放電器、2…オゾン電極、3…針状電極、4
…駆動電源、5…正電位駆動電源、6…高圧高周波電
源、7…発振器、8…二次コイル、9,10…二次コイ
ルの一端、11…コンデンサ、12…ダイオード、13
…ダイオードのカソード側端子、14…ダイオードのア
ノード側端子、15,16,19…配線、17…オゾン
電極の誘導電極、18…オゾン電極の放電電極、20…
圧電トランス、21…圧電トランス低圧側電極、22…
圧電トランス低圧側電極、23…圧電トランス基体、2
4…圧電トランス高圧側電極、25…オゾン脱臭・殺菌
装置概略、26…空気流路、27…ファン、28…触
媒、29…集塵電極、100…オゾン電極、101…基
板(絶縁層)、102…誘導電極、103…放電電極、
104…集塵電極、105…リード線、107…負電位
駆動電源、107a…負電位駆動電源の零電位側出力端
子、107b…負電位駆動電源の負電位側出力端子、1
09…リード線

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コロナ放電によりオゾンを発生するオゾ
    ン電極と、高電圧高周波を発生する高電圧発生器からな
    るコロナ放電器において、コロナ放電によりイオンを発
    生する空間放電型の放電電極を設けたことを特徴とする
    コロナ放電器。
  2. 【請求項2】 前記高電圧発生器が負電位駆動であるこ
    とを特徴とする請求項1記載のコロナ放電器。
  3. 【請求項3】 前記高電圧発生器が正電圧駆動であるこ
    とを特徴とする請求項1記載のコロナ放電器。
  4. 【請求項4】 前記空間放電型の放電電極に対向するよ
    うに設けられた集塵電極を有することを特徴とする請求
    項1から3記載のコロナ放電器。
  5. 【請求項5】 前記空間放電型の放電電極と前記集塵電
    極が、オゾン電極よりも空気流路の上流側にあることを
    特徴とする請求項4記載のコロナ放電器。
  6. 【請求項6】 前記コロナ放電器において、前記高電圧
    発生器が圧電トランスを含んで構成されていることを特
    徴とする請求項1から5記載のコロナ放電器。
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