JP2001220112A

JP2001220112A - オゾン及びコロナ発生器

Info

Publication number: JP2001220112A
Application number: JP2000307353A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kinoshita; 木下幸雄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2001-08-14

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】オゾンやコロナ発生に際し電極間に印加する
電圧をできるだけ低くすること。両電極をオゾンやコ
ロナ発生部所では電気的に完全に隔離すること。オゾ
ンやコロナ発生時に伴うＮＯｘによる影響をなくするこ
と。オゾンやコロナ発生量をより効率よく発生させる
こと。生産性を向上すること等【解決手段】オゾンの発生部２の電極の一方を絶縁体の
外皮で覆い長い線状、帯状、棒状または板状にし、もう
一方の電極をそれぞれの形状にあわせて裸線１３にして
他の絶縁芯線４に沿わせて平行、直角、螺旋、網状ある
いはジグザグ状などに密着配置し、電圧を低くする。両
電極を絶縁物にて電気的機械的に切り離す。オゾンやコ
ロナ発生容器外にゼオライトなどによる窒素除去装置を
もうける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】殺菌・脱臭・化学物質分解・
化学反応促進などに使うオゾンやコロナ発生装置にかか
わる。

【０００２】

【従来の技術】従来のオゾン発生装置は絶縁破壊を起こ
さない程度に離した相対峙した電極間（空間または絶縁
物）に高電圧の直流単独または交流を重畳したり、単独
に交流電圧を印加して発生させている。この場合安全上
空間距離や絶縁物を介して高電圧を印加するため高価と
なり経済的ではない。また、コロナ放電時に空気中で行
わせる場合ＮＯｘが必ず陰極部に発生し、絶縁劣化や漏
洩のため、機能停止やオゾン発生量の低下で頻繁に保守
をして機能維持をしないと実用に供しないものになって
いる。又、高温雰囲気でのオゾンやコロナ発生に供し得
るものは見当たらない。また、マイクロ波を用いたコロ
ナ発生装置は見当たらない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】オゾンやコロナ発生
に際し電極間に印加する電圧をできるだけ低くするこ
と。両電極をオゾンやコロナ発生部所では完全に隔離
すること。オゾンやコロナ発生時に伴うＮＯｘによる
影響をなくすること。オゾンやコロナ発生量をより効
率よく発生させること。生産性を向上すること等。

【０００４】

【課題を解決するための手段】オゾンやコロナ発生に際
し電極間に印加する電圧をできるだけ低くすることの実
現についてのべる。電極の一方を絶縁体の外皮で覆い長
い線状、帯状、棒状または板状にし、もう一方の電極を
それぞれの形状にあわせて裸線にして、絶縁芯線に沿わ
せて平行、直角、螺旋、網状あるいはジグザグ状などに
密着配置して行うことにより、電圧を低くすることが可
能となる。両電極をオゾンやコロナ発生部所では完全に
隔離することの実現について述べる。この手段の基本は
両電極をオゾンやコロナ発生部所では表面及び空間的に
おいても、電気的及び機械的に完全に隔離することであ
る。で説明した線状等の電極対のオゾンやコロナ発生
部を発生容器内に配置し、両端の異極端子間を適当な絶
縁距離または絶縁体で隔離する。この場合片方を完全に
絶縁して発生容器内に置き、片方のみ容器外に隔離して
電極端子を形成してもよい。この場合空間を有効に活用
して複数の電極対で構成してもよい。オゾンやコロナ発
生時に伴うＮＯｘによる影響をなくすることの実現につ
いてのべる。オゾンやコロナ発生容器外にゼオライトな
どによる窒素除去装置をもうけて、ほとんど酸素雰囲気
でオゾンやコロナ発生を行えばＮＯｘを発生せずにオゾ
ンやコロナを効率よく発生できる。また、オゾンやコロ
ナ発生を空気中で行う場合、ＮＯｘの発生は避けてとお
れないので、運転中に発生容器内を空気または水でＮＯ
ｘを除去する機構を容器外に設ける。空気の場合は圧搾
空気を容器内に適宜吹き込むことにより、またＮＯｘ自
身は水によく溶けるためオゾンやコロナ発生容器内の天
井または側壁にシャワーのノズルを取り付けて噴射洗浄
除去し、下部に設けた排水孔より排水するようにする。
また、圧搾空気と水シャワーを組み合わせてもよい。ま
た、絶縁被覆材料を耐熱性の高い材料たとえばテフロ
ン、耐熱シリコン樹脂、ガラスやセラミックスなどで作
ることにより、外部からの熱風や蒸気などにより洗浄性
をより高めることもできる。また外部の裸線や絶縁芯線
に通電してヒーターとして機能させ、より洗浄、浄化や
反応等の効果を上げることも可能となる。オゾンやコロ
ナ発生量をより効率よく発生させることの実現について
のべる。裸電極線の形状や構造を単純な細い単線を平行
に絶縁芯線に這わせるのみでなく、絶縁芯線外皮表面に
網状に被服したり、螺旋状に敷設したり、さらに素線自
身を毛ばらせたりすることによりコロナ発生を容易にし
て、オゾンやコロナの発生量を増加させることができ
る。また、高電圧の直流に重畳したり、単独のパルスや
交流の周波数（１〜３０ｋｚ）を変化させるか，周期的
に変化させることにより、コロナ発生をより効果的に行
わせることができる。また、コロナ発生と同時に発生す
る紫外線の波長を変化して、絶縁芯線の外皮や発生容器
の内壁に塗布した酸化チタンや増長剤のパラジウムなど
からの活性酸素の発生をより効果的に行わせることによ
りオゾンやコロナの発生を大幅に増加できる。また、外
表面に突起を持つ活性炭素、金属、金属をメッキしたも
の、セラミックスに蒸着したもの等の粒子をセラミック
スやガラス容器に入れその外部から電子レンジ等に使う
マイクロ波で照射すると粒子の突起部からコロナや火花
放電が起こり、空気や酸素雰囲気ではオゾンが大量に発
生する。コロナや火花放電は有機ガスやデイーゼル排ガ
ス等の有害ガスは勿論、化学反応の促進にも有効で、高
電圧を直接使用せずに電磁波を使うので装置を安全に纏
めることが出来る。この場合オゾンが放電に伴って出来
るので、脱臭、殺菌や化学反応促進などを行うことがで
きるのは勿論である。また、容器内や容器自身にセラミ
ックスやガラス等の耐熱誘電体を用いることにより、マ
イクロ波でこれらを直接加熱が出来、殺菌、化学反応の
触媒作用を効果的に行わせることが可能となる。高圧放
電線の絶縁被覆にこれらの耐熱誘電体を用いればこの誘
電体をヒーターとして利用することも出来る。勿論高圧
線の芯線や外部に布設する放電線をヒーターとして本来
機能のコロナ発生の他に活用することも出来る。生産性
を向上することの実現についてのべる。コロナ発生部は
電極対になった細長い単数または複数の電極対になって
おり、電線や光フアイバーの製造技術で簡単に製造で
き、これをランダムまたは電極対間の間隔に意を用いず
に配置するだけで構成できるので、従来の針電極など用
いるオゾンやコロナ発生器に比べ格段の生産性アップと
なり大幅なコスト低減が可能となる。また、マイクロ波
を用いた導電性粒子によるコロナ発生は高電圧を直接扱
わずに電磁波にて行うので、構造が簡単で安全性に優
れ、メンテ性が抜群で、トータルの生産性も優れてい
る。

【０００５】

【実施の形態】以下、この発明の実施の形態をオゾン発
生に絞り、図面を参照して説明する。図１はオゾン発生
器で、図１ａ、ｂは本発明のオゾン発生器の断面図及び
側断面図を示し、オゾン発生部２を有し、その断面形状
は細い円形、帯状、板状やそれらの中空形状よりなって
おる。絶縁芯線４の外部に密着して平行に張られた、裸
の単線や撚り線をはじめ、螺旋巻や網状などの裸電極線
１３で構成され、一本（図示）又は複数本のものをオゾ
ン発生容器１の中に通気性を保ちながら、ランダム又は
規則正しく収納されている。高圧電源３にて発生した、
直流単独（５０００Ｖ以上）又は１ｋＨｚから３０ｋＨ
ｚのパルスや高周波電圧（直流の１／３程度）を重畳し
たり、交流単独の電圧をオゾン発生部２の端子に印加し
てオゾンを大量に発生させる。１７は導体１３からの漏
電や感電などからの安全確保のための絶縁電線で、オゾ
ン発生容器１の口出し部や高圧電源間に用いられてい
る。ａは空気や酸素の吸入口でｂはオゾン吹き出し口で
ある。図１ｃ，ｄは従来の針電極７と円筒状の電極６と
の間に、高圧電源３’にて発生した高電圧の直流又は交
流を重畳した電気を印加して、コロナ放電を起こさせて
付随的にオゾンを発生させるもので、積極的にオゾンを
発生させる本案のものに比べ数倍劣る。同じオゾンの量
を発生させようとすると、大型で、構造が複雑で、コス
トも非常に高くなる。４’，１７’は高電圧電線であ
る。ｃはｈ針電極に対峙する円筒電極の吸入口である。

【０００６】図２は本案オゾン発生部２を活用したオゾ
ン発生器を示し、気中コロナ放電によるオゾン発生に付
き物のＮＯｘ対策を施したシステムとなっている。オゾ
ン発生時に生成されるＮｏｘは裸電極線１３の周辺に付
着して、電気的漏洩やオゾン発生機能を低下させる。機
能維持の為には頻繁にメンテをしないとだめで、手間と
費用が膨大となる。そこで、ＮＯｘ除去のシステムを盛
り込んでそれを解消しようとするものである。即ち、圧
搾空気や蒸気、水にて、コロナ放電にて生成したＮＯｘ
を必要に応じて除去してしまうものである。これを可能
にするため、オゾン発生部２の絶縁芯線４を電気的に完
全にシールして、即ち、裸線１３とは電気的に完全に隔
絶して初めて実現出来るものである。発生器８を容器１
外に設けて水や蒸気を発生させ、ノズル１１より噴射さ
せたり、さらに、圧搾空気の発生器９をも備え、ＮＯｘ
や塵埃の除去をはじめ洗浄後の乾燥により効果を発揮出
来るようになっている。又、それぞれ単独に設置しても
勿論良い。次に、ＮＯｘの発生を完全に抑えるための酸
素雰囲気でのオゾン発生システムとして、、ゼオライト
等の吸着式酸素発生器２０や酸素ボンベを備えても良
い、オゾンの発生も酸素１００％の雰囲気では、オゾン
発生効率も飛躍的に向上する。１１ａは酸素や圧搾空気
噴射用のノズルで、１０は排水用のドレン口である。

【０００７】図３は本発明のオゾン発生部２を容器１へ
収納する場合の実施例を示す図で、図３ａ，ｂは単一の
発生部にて構成している。勿論容器１内の端部は完全に
電気的、機械的にシールされていて、容器１からの出口
は一個所となっている。発生部２がフレキシブルな細い
線にて出来ている場合、設置の時ごみを丸めて捨てるが
如く無造作に容器１に押し込んでもよく、生産性は抜群
に向上し、コストも飛躍的に安くなる。図３c，ｄはオ
ゾン発生部２’が比較的リジットなもので出来ていて、
複数のものを組み合わせて、容器１に収納にてオゾン発
生器を構成する例である。その場合の特殊な応用例とし
て、発生部の絶縁芯線４を中空にして、その中に導電性
の溶液を密封して芯部の電極を形成したり、中空部を適
当な太さの菅にして溶液を循環させるようにして、発生
容器内が発熱したり、高温になった時にオゾンの消滅温
度４００度以下に抑えるため、冷却水を流してオゾンの
発生効果の低下を防ぐようにするのに用いることもでき
る。

【０００８】図４、５は断面が円形の細長のオゾン発生
部２の構成例を示す図である。図５の芯線１２ｄ，ｅは
中空になっている。図４ａ，ｃ，ｅは細長方向の断面図
で、図４ｂ、ｄ、ｆは断面図を示す。図４ａ，ｂは芯線
１２を絶縁物５にて被服している。芯線と平行に密着配
置した裸線１３の端子部は絶縁物５ａにて被覆してい
る。製造方法は電線や光フアイバーの製造技術で簡単に
でき，コストパフオ−マンス抜群である。耐熱性を持た
せるために、絶縁物５にテフロン、ガラス、セラミック
スなどをもちいる。この絶縁物の外皮部分にナノ粒子の
酸化チタン等金属酸化物やパラジウムを塗布してオゾン
発生とともに発生する紫外線に反応して活性酸素の生成
を助長し、オゾンの発生を効果的にすることもできる。
更に、発生容器１の内壁に同じように塗布してその効果
を上げることもできる。図５で芯線を中空にしたり、ま
たは絶縁物５のみにて中空を形成して、その中空部に導
電性の溶液を充填して芯線を形成したり、この中空部を
閉鎖ループにしてポンプでこの溶液を循環させるてオゾ
ン発生部の冷却や非常時に消火の機能を持たせ、オゾン
の消滅温度４００℃以下に下げるようにすることもでき
る。又、中空電極の場合、形状が複雑になっても対応が
容易で、コスト的にも安価にできる。裸線１３は化学的
に安定な炭素繊維を用いて腐食による断線を防ぎメンテ
ナンスや耐熱性向上に有効である。裸線１３と絶縁芯線
４を密着させなくても、平行にバラで容器内にランダム
または規則正しく敷設してもよいことは勿論である。図
４ｃ，ｄは裸線１３ａを螺旋状に絶縁芯線４ａに布設し
た例を示し、図４ｅ，ｆは細い素線を網状に編んだ裸線
１３ｂを絶縁芯線４ｂの外皮に布設した例を示してい
る。これらの裸線１３の素線の外皮の面に突起を設けて
オゾン発生効果を更に増すようにしてもよい。

【０００９】図６ａ，ｂは長方形の絶縁芯線４ａ’の断
面の長尺面に裸線１３’の複数本を芯線１２’に平行し
て布設した例を示し、図６ｃ，ｄは絶縁芯線４ｂ’の外
皮に芯線１２ａ’に沿って裸線１３ａ’を螺旋状に布設
した例を示している。図５ｅ，ｆ及び図５ｇ，ｈはそれ
ぞれ網状裸線１３ｂ’を用いて絶縁芯線４ｃ’の外皮に
布設した例を、また、ジグザグ状裸線１３ｃ’を用いて
絶縁芯線４ｄ’の外皮に布設した例を示している。

【００１０】図７は絶縁芯線４”や中空絶縁芯線４ａ”
を横糸に裸線１６，１６ａを縦糸に布状に編んでオゾン
発生部を形成した例を示し、機械式積層フイルターを形
成できるようにして、単独または複合機能を持たせるよ
うにしたものである。束ねた絶縁電極１７”は縦糸状素
線１６を連結線１４にて束ねている。一枚を折りたたん
で容器に入れて使ったり、複数のものを積層して用いて
もよい。また、絶縁芯線４”と放電線としての素線１６
をそれぞれ布状にしたものを交互に積層などして構成し
てもよい。図７ｂは中空の絶縁芯線４ａ”を図５に示す
芯線１２ｄ，ｅに電解液などを充填して形成し、これを
横糸状に裸素線１６ａを縦糸として布状に織り、中空の
中の溶液を密封して固定的に使用したり、電解液を循環
して使用したりして、冷却性能を持たせるようにしてい
る。束ねた絶縁電極１７ａ”は縦糸状素線１６ａを連結
線１４ａにて束ねている。オゾン発生雰囲気が高温の場
合に有効である。

【００１１】図８は活性炭素、金属、金属をメッキした
もの、セラミックスに蒸着したもの等の外表面が突起を
持つ粒子にマイクロ波をあてて、火花やコロナ放電を起
こして、空気や酸素雰囲気等でオゾンを大量に発生する
装置の構造図である。図８ａはマイクロ波単独で行った
場合を示し、図８ｂは前述の高圧放電線を用いたコロナ
やオゾン発生装置と組み合わせた一例を示している。処
理するガスは入り口ａ部より入れ、処理後排出口ｂ部よ
り取り出すようになっている。充填している粒子の大き
さや密度により、通気抵抗が大きい場合は高静圧タイプ
の送風機（不図示）で圧力補償を行ってやる。この金属
や活性炭素等の突起性金属粒子４０で多孔性のものは
銅、ニッケル、チタン、パラジウム等の金属酸化物を担
持させたり、多孔性でないものは表面にこれらの金属酸
化物を接着や焼き付け等で固着させ触媒作用を持たせ
て、有機ガスや微粒子、ＮＯＸ等の分解に有効に働かせ
るようにしている。３０、３０ａはマイクロ波発生装
置、３１、３１ａはマイクロ波噴射ノズルでコロナ発生
容器１ａ、１ｂ内に電磁波を噴射するようになってい
る。コロナ発生容器１ａ、１ｂはマイクロ波が外部に漏
れないように電磁気シール構造になっている。３３、３
３ａはガラスやアルミナや耐熱シリコーン樹脂やテフロ
ン等の耐熱誘電体で出来た耐熱誘電性隔壁で、電磁波の
透過性が良く、マイクロ波による誘電加熱に十分耐える
構造になっている。３２、３２ａは通気性のある隔壁で
突起性金属粒子４０を確実に保持するようになってい
る。３４は隔壁ｂで、コロナ発生部２ａをマイクロ波か
ら保護する為のものである。３ａは高圧電源である。

【００１２】図９ａは図８ａのマイクロ波によるコロナ
やオゾン発生装置の金属や活性炭素等で出来た突起性金
属粒子４０と併置した絶縁芯線２ｂを容器内に設けたも
ので、絶縁芯線２ｂと突起性金属粒子４０との間でコロ
ナや火花放電を起こさせ、マイクロ波による放電と重畳
して付加的に機能させるようにすると同時に、絶縁芯線
外皮にセラミックスや耐熱シリコーン等を用いことによ
り、マイクロ波による加熱によってヒーター機能も持た
せてガス分解反応等の効果を助長させるようにしてい
る。絶縁芯線外皮表面に酸化金属などの触媒を塗布した
り蒸着したりして、必要に応じ触媒効果もあわせ持たせ
ている。図９ｂは図９aの突起性金属粒子４０の代わり
にセラミックス等の耐熱誘電体で出来たボール状等の耐
熱誘電体ボール４１に置き換えると同時に絶縁芯線２ｂ
の代わりに絶縁外皮が耐熱性セラミックス誘電体などで
出来たコロナ発生部２ｃを併設した構成となっており、
高圧電源３ｃにより高圧交流を２ｃに印加してコロナ放
電を容器内で発生させると同時に放電線から出る紫外線
で絶縁芯線外皮に塗布した金属酸化物や耐熱誘電体ボー
ル４１に担持、塗布した金属酸化物から出る活性酸素に
より反応を助けるようになっている。この際必要な熱は
マイクロ波による絶縁芯線外皮や耐熱誘電体ボール４１
の誘電加熱で持たせるようになっている。３ｂ、３ｃは
高圧電源、３０ｂ、３０ｃはマイクロ波発生装置、３１
b、３１ｃはマイクロ波噴射ノズル、３２b，３２ｃは隔
壁、３３b，３３ｃは耐熱誘電性隔壁、１ｃ，１ｄはコ
ロナ発生容器を示す。

【００１３】図１０ａは図９ａで、マイクロ波による放
電や加熱の代わりに、放電は絶縁芯線２ｄで行わせ、加
熱は通常のＩＨなどの誘導性ヒーター５０や抵抗ヒータ
ー（不図示）を用いるようにした構成になっている。ま
た、図１０ｂは図８ｂに誘導性ヒーター５０ａや抵抗ヒ
ーター（不図示）を付加した構成になっていて、加熱容
量を上げて触媒作用を活性化しガス分解や特に粒子状物
質等のガス化反応をより確実なものにしたものである。
３ｄ、３ｅは高圧電源、２ｅはコロナ発生部、３０ｄは
マイクロ波発生装置、３１ｄはマイクロ波噴射ノズル、
３２ｄ，３２ｅは隔壁、３３ｄ，３３ｅは耐熱誘電性隔
壁，３４ａは隔壁ｂ、１e，１ｆはコロナ発生容器を示
す。

【００１４】図１１は図８での突起性金属粒子４０の代
わりにセラミックス等の耐熱誘電性ボール４１に置き換
えた構成になっている。図１１ａはマイクロ波発生装置
３０ｅで発生したマイクロ波をマイクロ波噴射ノズル３
１ｅから出して耐熱誘電性粒子４１を誘電加熱で加熱し
てその発生した高温下で耐熱誘電性粒子４１に担持した
金属酸化物等による触媒作用で高分子廃棄物やバイオマ
スのガス化、さらに有害ガス等を分解無害化しようとす
るものである。この場合は高温下での触媒作用のみで行
うので反応部分の温度は高温状態で行われる。また、図
１１ｂは図１１ａにシステムの前段階で高電圧によるオ
ゾンやコロナ発生部２ｆを設けていて、オゾンによる作
用を付加してガス分解などの反応を助ける構成になって
いる。３ｆは高圧電源、３０e，３０ｆはマイクロ波発
生装置、３１ｅ、３１ｆはマイクロ波噴射ノズル、３２
f、３２ｇは隔壁、３３f、３３ｇは耐熱誘電性隔壁、３
４ｂは隔壁ｂ、１ｇ，１ｈはコロナ発生容器を示す。

【００１５】図１２ａは図９ａにおいて、突起性金属粒
子４０に耐熱誘電体ボール４１を付加して構成したもの
である。また、図１２ｂは図１１ｂにおいて、耐熱誘電
体ボール４１に突起金属粒子４０を付加して構成したも
のである。図１２ａでの作用効果はは図９ａにおいて説
明した作用効果の他耐熱誘電体ボール４１とマイクロ波
や高圧放電線との作用が重畳的に付加されることにな
り、高性能なガス分解の装置を提供可能となる。また同
様に。図１２ｂでの作用効果は図１１ｂにおいて説明し
た作用効果の突起性金属粒子４０とマイクロ波や高圧放
電線との作用が重畳的に付加されることになり、高性能
なガス分解の装置を提供可能となる。これに誘導加熱や
抵抗加熱を付加して高温状況を作り出し、触媒効果を一
層高めることは差し支えない。３g、３ｈは高圧電源、
２gは絶縁芯線、２ｈはコロナ発生部、３０ｇ，３０ｈ
はマイクロ波発生装置、３１ｇ、３１ｈはマイクロ波噴
射ノズル、３２ｈ、３２ｉは隔壁、３３ｈ、３３ｉは耐
熱誘電性隔壁、３４ｃは隔壁ｂ、１ｉ，１ｊはコロナ発
生容器を示す。

【００１６】図１３は図１１において、付加的に誘導加
熱ヒーター５０ｂ、５０ｃや抵抗ヒーター（不図示）を
付加して、機能をさらに活性化させたものである。３ｉ
は高圧電源、２ｉはコロナ発生部、３０ｉ，３０ｊはマ
イクロ波発生装置、３１ｉ、３１ｊはマイクロ波噴射ノ
ズル、３２ｊ、３２ｋは隔壁、３３ｊ、３３ｋは耐熱誘
電性隔壁、３４ｄは隔壁ｂ、１ｋ，１ｌはコロナ発生容
器を示す。以上述べたオゾン及びコロナ発生器は従来の
発生器に比べ比較的簡単な構造で、格段に多量に放電時
に生ずるコロナに伴ってオゾンを発生でき、オゾンやコ
ロナを必要とするあらゆる分野に活用できる。その有用
性は言うまでもない。殺菌、脱臭はいうに及ばず、自動
車、ボイラー、エンジンなどの公害対策や化学反応促進
や燃焼促進、有害物質などの分解に大いに効果的に活用
できる。しかも電線や光フアイバー及び電子レンジ等の
進んだ生産技術で製造でき、品質、生産性に優れた構造
簡単でコストも非常に安いオゾンやコロナ発生器を提供
できる。また、自動車、エンジン、ボイラー等の高温雰
囲気での有害物質の分解にも対応できるマイクロ波によ
るコロナ発生機構や冷却構造、リアルタイムに対応でき
るメンテナンス容易なオゾンやコロナ発生器を提供でき
る。

【発明の効果】本発明の効果は絶縁体にて被覆された細
長い電極の外皮に沿って密着した裸電極との間に比較的
低い高電圧の直流または交流にてコロナ放電を起こし、
効率的にオゾンを発生できる。本発明ではオゾン発生容
器内外ともに高圧電極間を完全に電気的に隔離し、使用
時に塵埃や電極周辺にコロナにて発生するＮＯｘにて漏
電、スパークなどを発生することが少なくでき、在来の
機器に比べメンテナンス期間を大幅に伸ばすことができ
る。さらに、酸素発生器などを備え、ＮＯｘを発生させ
ずにオゾンやコロナを効率的に発生させることも可能で
ある。塵埃やＮＯｘ除去を機器内でできる清浄、除去及
び乾燥などの機能を備え、従来機器が頻繁にメンテナン
スを必要とするのに対し抜群のメンテナンスフリーを実
現可能となる。絶縁物に耐熱性の高いテフロン、耐熱シ
リコン樹脂、ガラスやセラミックスなどが容易に適用で
きる構造になっており、高温雰囲気でのオゾンやコロナ
発生が可能になる。中空電極に液体電解液を用い、循環
させることにより、冷却機能を持たせることが可能とな
りさらに高温雰囲気での範囲を広げることができる。耐
熱性を上げることにより、清掃、付着塵埃除去や反応促
進時に電極線に通電してヒーターとして働かせより効果
を上げることも可能となる。オゾンやコロナ発生の効率
を上げるため、絶縁芯線の外皮に密着して布設している
裸電極線の形状を平行な単線をはじめ、螺旋状、網状等
とし、さらに素線の外面に突起物などを形成している。
直流高電圧に重畳したり、単独に印可するパルスや高周
波の周波数を変化させたり、周期的に周波数を変化する
ことによりオゾンやコロナの発生を容易に起こさせるこ
とが可能となる。絶縁芯線の外皮やオゾンやコロナ発生
容器の内面に紫外線により活性酸素を発生、増長する酸
化金属例えば酸化チタンやパラジウムなどを塗布して、
その近傍の裸電極でコロナやコロナ発生時に発生する紫
外線をまともに浴びて多量の活性酸素を発生し、オゾン
生成を増長することになる。また、本発明の布状のオゾ
ンやコロナ発生器は一枚のものを折り重ねたり、複数枚
のものを重ねて機械式フイルター機能を持たせながら、
そのものでオゾンやコロナ発生をも行わせる複合機能を
持たせることができる。さらに、マイクロ波によるオゾ
ンやコロナ発生、加熱を上記のオゾン及びコロナ発生装
置に単独又は付加的に組み合わせることにより、性能、
安全性及び生産性において画期的な装置を構築できる。
次に生産性についても、本発明のオゾンやコロナ発生部
は電極対になった細長い単数または複数の電極対になっ
ており、電線や光フアイバーの製造技術で簡単に製造で
き、これをランダムまたは電極対間の間隔に意を用いず
に配置するだけで構成できるので、従来の針電極など用
いる複雑なオゾンやコロナ発生器に比べ格段の生産性ア
ップとなり大幅なコスト低減が可能となる等数多くの効
果を期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明及び在来のオゾン発生器を示す断面図及
び側断面図。

【図２】本発明のＮＯｘの発生対策を示す説明図。

【図３】本発明のオゾンやコロナ発生部の発生容器への
収納の状況を説明する図。

【図４】本発明の円形断面を有するオゾンやコロナ発生
部の構造の実施例を示す図。

【図５】本発明の芯線を中空にしたオゾンやコロナ発生
部の例を示す図

【図６】本発明の直方形断面を有するオゾンやコロナ発
生部の構造の実施例を示す図。

【図７】本発明の布状のオゾンやコロナ発生部の構造の
実施例を示す図。

【図８】本発明の突起金属粒子をマイクロ波で励起して
オゾンやコロナを発生させる構造と本発明の高圧放電線
を用いたオゾンやコロナ発生部を単純に組み合わせた例
を示す図。

【図９】本発明の突起金属粒子や耐熱誘電体ボールに本
発明の高圧放電線を用いたオゾンやコロナ発生部を併置
した構成にてマイクロ波で励起して付加的にオゾンやコ
ロナを発生させるようにした構造を説明する図。

【図１０】本発明の突起金属粒子に本発明の高圧放電線
を用いたオゾンやコロナ発生部を併置した構成にて誘導
加熱を付加した構造と、本発明の高圧放電線を用いたオ
ゾンやコロナ発生部を単純に組み合わせたオゾンやコロ
ナを発生させるものに誘導加熱を付加した構造を説明す
る図。

【図１１】本発明の耐熱誘電体ボールをマイクロ波で励
起してオゾンやコロナを発生させる構造と本発明の高圧
放電線を用いたオゾンやコロナ発生部を単純に組み合わ
せた例を示す図。

【図１２】本発明の突起金属粒子と耐熱誘電体ボールを
混合したものに本発明の高圧放電線を用いたオゾンやコ
ロナ発生部を併置した構造と、本発明の高圧放電線を用
いたオゾンやコロナ発生部を単純に組み合わせてオゾン
やコロナを発生させるもの構造を説明する図。

【図１３】本発明の耐熱誘電体ボールをマイクロ波で励
起してオゾンやコロナを発生させるものに誘導加熱を付
加した構造と本発明の高圧放電線を用いたオゾンやコロ
ナ発生部を単純に組み合わせものに誘導加熱を付加した
例を示す図。

【符号の説明】

１’、１a、１b、１c、１d、１e、１f、１g、１h、１
ｉ、１j、１ｋ、１ｌ：コロナ発生容器２、２’、２a、２c、２e、２f、、２h、２ｉ
：コロナ発生部３、３’、３a、３b、３c、３d、３e、３f、３g、３h、
３ｉ：高圧電源２b、２d、２g、４、４’、４ａ，４ｂ，４ａ’，４
ｂ’，４ｃ’，４ｄ’：絶縁芯線５，５ａ，５’：絶縁物６：円筒状電極７：針電極８：水シャワー及び蒸気発生器９：圧搾空気発生器１０：排水口１１、１１ａ：ノズル１２、１２’，１２ａ、１２ｂ，１２ｄ、１２ｅ，１２
ａ’，１２ｂ’，１２ｃ’：芯電極１３，１３ａ，１３ｂ，１３’，１３ａ’，１３ｂ’，
１３ｃ’，１３”，１３ａ” ：裸電極１４：連結線１５，１５ａ：バルブ１６，１６ａ：裸素線１７，１７’、１７”、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７
ｄ，１７ａ’，１７ｂ’，１７ｃ’，１７ｄ’１７
ａ”，：絶縁電線２０：酸素発生器２１：空気バルブａ：吸入口ｂ：吐出口ｃ：円筒電極部吸入口３０、３０a、３０b、３０c、３０d、３０e、３０f、３
０g、３０h、３０ｉ、３０j
：マイクロ波発生装置３１、３１a、３１b、３１c、３１d、３１ｅ、３１ｆ、
３１ｇ、３１ｈ、３１ｉ、３１ｊ
：マイクロ波噴射ノズル３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２
ｆ、３２ｇ、３２ｈ、３２I、３２j、３２ｋ
：隔壁３３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３
ｆ、３３ｇ、３３ｈ、３３ｉ、３３ｊ、３３ｋ
：耐熱誘電性隔壁３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ
：隔壁ｂ４０
：突起性金属粒子４１
：耐熱誘電体ボール５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ
：誘導性ヒーター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極間に印加する電圧をできるだけ低くす
るため、電極の一方を長い線状、帯状、棒状または板状
などにして絶縁体の外皮で覆い、もう一方の電極をそれ
ぞれの形状にあわせて裸線にして、絶縁芯線に沿わせて
平行、直角、螺旋、網状あるいはジグザグ状などに密着
配置してオゾンを効果的に発生させるようにしたことを
特徴とするオゾン発生器。。
【請求項２】請求項１で説明した線状や帯状等の電気的
に完全に隔離された対電極にて、空間を有効に活用して
単数か複数設けたオゾン発生部を発生容器内に配置し、
片方または両端の異極端子間を適当な絶縁距離または絶
縁体で隔離して同極端子相互を結束してオゾン発生容器
外に設置して、オゾンを効果的に発生できるように構成
したことを特徴とするオゾン発生器。
【請求項３】オゾン発生容器外にゼオライトなどによる
窒素除去装置をもうけて、オゾン発生容器内をほとんど
酸素雰囲気としてオゾン発生を行い、ＮＯｘを発生せず
にオゾンを効率よく発生できるようにし、絶縁芯線外皮
の絶縁体に耐熱、耐アーク、耐塩基性等に勝れた例えば
アルミナや超耐熱性シリコーン樹脂などを使った、特に
過酷な雰囲気中にても耐久性に勝れていることを特徴と
するオゾン発生器。
【請求項４】オゾン発生を空気中で行う場合、運転中に
発生容器内を空気または水でＮＯｘを除去する機構を容
器外に設け、空気の場合は圧搾空気を容器内に適宜吹き
込み、、水の場合はＮＯｘ自身が水によく溶ける性質を
利用してオゾン発生容器内の天井または側壁にシャワー
ノズルを取り付けて適宜噴射して洗浄除去し、下部に設
けた排水孔より排水し、さらに圧搾空気と水シャワーを
組み合わせてＮＯｘ除去効果を増したことを特徴とする
オゾン発生器。
【請求項５】絶縁芯線の絶縁被覆材料を耐熱、耐アー
ク、耐塩基性の高い材料例えばテフロン（登録商標）、
耐熱シリコーン樹脂、ガラスやセラミックスなどで作る
ことにより、外部からの熱風や蒸気や化学溶剤などによ
り洗浄性をより高め、また外部の裸線や絶縁芯線に通電
してヒーターとして機能させ、分解、洗浄及び清浄等を
より効果的にしたことを特徴とするオゾン発生器。
【請求項６】裸電極線の形状において、細い単線を平行
に絶縁芯線に這わせたり、絶縁芯線外皮表面に網状に被
服したり、螺旋状に敷設したり、素線自身を毛ばらせる
などの突起物を形成したりすることによりコロナ発生を
容易にして、オゾンの発生量を増加させることを特徴と
するオゾン発生器。
【請求項７】高電圧の直流に重畳したり、単独に印加す
るパルスや交流の周波数（１〜３０ｋＨｚ）を変化させ
るか、周期的に変化させることにより、コロナ発生をよ
り効果的に行わせるようにしたことを特徴とするオゾン
発生器。
【請求項８】高電圧の直流に重畳したり、単独に印加す
るパルスや交流の周波数を変化させ、コロナ発生と同時
に発生する紫外線の波長を変化して、絶縁芯線の外皮や
発生容器の内壁等に塗布した酸化チタンなどからの活性
酸素の発生をより効果的に行わせることによりオゾンの
発生を助長させるようにしたことを特徴とするオゾン発
生器。
【請求項９】コロナ発生部は細長い単数または複数の電
極対になっており、これを単数や複数の電極対線で構成
する場合などにランダムにオゾン発生容器に入れるのみ
で、また複数の電極対を相互間の距離を気にすることな
く配置するだけで構成でき、著しく生産性を向上したこ
とを特徴とするオゾン発生器。
【請求項１０】コロナ発生部を細長い単線の絶縁芯線と
放電線で布状にしたり、絶縁芯線と放電線をそれぞれ布
状にしたものを交互に積層などしてオゾンの発生を効果
的にすると同時に、機械的フイルター機能をも持たせた
ことを特徴とするオゾン発生器。
【請求項１１】オゾン発生器の絶縁芯線を中空にして、
その中に電解液にて充填し電極として用いたり、電解液
をポンプで循環してオゾン発生部を冷却、消火等の機能
を持たせたことを特徴とするオゾン発生器。
【請求項１２】絶縁芯線に沿わせてコロナを発生させる
裸線の材質を化学的に安定な炭素線を用いたことを特徴
とするオゾン発生器。
【請求項１３】ガラスやセラミックスの容器の中に外表
面が尖った突起を持つ活性炭素や金属の一体又は表面メ
ッキを施した粒子状物質を詰め、その容器の外部から電
子レンジ等で使われているマイクロ波長の電磁波を照射
し、金属性粒子状物質の突起部からコロナを発生させ
て、容器内を流れる空気や酸素中ではオゾンを発生させ
るようにしたり、コロナやオゾンのエネルギーを用いて
粒子中に担持させた銅、ニッケル、チタンやパラジウム
等の金属酸化物の触媒作用により、有機ガスやＮＯｘ等
の有害ガスを分解するようにしたことを特徴とするオゾ
ン発生器。
【請求項１４】請求項１から１２の高電圧コロナを利用
するものと請求項１４のマイクロ波によるオゾン及びコ
ロナ発生装置を組み合わせることにより、殺菌、脱臭、
ガス分解及び化学反応等の機能をより高めたことを特徴
とするオゾン発生器。
【請求項１５】請求項１５の中で絶縁芯線と活性炭素や
金属等のの突起性金属粒子とをガラスやセラミックスの
容器の中に併置して高電圧によるコロナ発生とマイクロ
波によるコロナ発生を同時に粒子表面で起こしてより機
能を高めたり、絶縁芯線をヒーターとして活用したり、
その外皮をマイクロ波で誘電加熱し、容器内の温度を粒
子中に担持した触媒が十分機能するようにしたことを特
徴とするオゾン発生器。
【請求項１６】請求項１５において活性炭素や金属粒子
の代わりに、セラミックや耐熱シリコーン樹脂等の耐熱
誘電体ボールなどと置き換え、耐熱誘電体ボールをマイ
クロ波で誘電加熱し、粒子中に担持した触媒の反応温度
に十分な加熱を行わせ、殺菌や廃棄ガス等の分解を効果
的に行わせるようにしたことを特徴とするオゾン発生
器。
【請求項１７】請求項１から１２の高電圧によるコロナ
発生装置と請求項１６のマイクロ波によるオゾン及びコ
ロナ発生装置を組み合わせることにより、殺菌、脱臭、
ガス分解及び化学反応等の機能をより高めたことを特徴
とするオゾン発生器。
【請求項１８】請求項１６において活性炭素や金属粒子
の代わりに、耐熱誘電体ボール等の誘電体粒子と置き換
え、さらに絶縁芯線の代わりに高圧放電線と置き換えた
システムにおいて、耐熱誘電体ボールをマイクロ波で誘
電加熱し、粒子中に担持した触媒の反応温度に十分な加
熱を行わせると共に、高圧放電線からのコロナやオゾン
の作用とあいまって、殺菌や廃棄ガス等の分解を効果的
に行わせるようにしたことを特徴とするオゾン発生器。
【請求項１９】活性炭素や金属粒子の温度をコントロー
ルするため、マイクロ波による加熱ではなく、低周波か
らＩＨ等で使用される高周波の誘導加熱や電気抵抗を利
用した加熱で、制御性やコスト的に勝れたヒーターを熱
源にしたことを特徴とするオゾン発生器。
【請求項２０】請求項１４から１９項においては粒子状
物質に導電性か非導電性かの単独にての特徴機能を有し
ているが、両物質を混合した粒子状物質にしてそれぞれ
の特徴を持たせ、より高度な機能を発現出来るようにし
たことを特徴とするオゾン発生器。
【請求項２１】粒子状物質の加熱手段としてマイクロ波
単独、誘電加熱単独、か抵抗加熱単独ではなく、これら
加熱手段を組み合わせることにより、温度の均一性や精
度を高めてより触媒反応を効果的にコントロール出来る
ようにし、より機能性を高めたことを特徴とするオゾン
発生装置。
【請求項２２】空気や酸素雰囲気以外の気体中で使用し
て、デイーゼル排ガス、ボイラーの排ガスなどに代表さ
れるＮＯｘなどの汚染ガス、や有機物質等の分解や反応
等のエネルギーとして利用する際に、請求項１〜２１に
記載した本案の構造、発生機構でシステム等を構築し、
より効果的にコロナを発生出来るようにしたことを特徴
とするコロナ発生装置。