JP2001345163A

JP2001345163A - 放電素子

Info

Publication number: JP2001345163A
Application number: JP2000165066A
Authority: JP
Inventors: Yoshibumi Fuchigami; 義文渕上
Original assignee: KANKI KK
Current assignee: KANKI KK
Priority date: 2000-06-01
Filing date: 2000-06-01
Publication date: 2001-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】塵埃の付着がなくオゾンおよびイオンを含む
気体を長期間安定的に発生させること。【解決手段】ステンレス等の導電性金属線から構成す
るコイル状電極体１と、線状な金属薄板を捻じった構造
をしている線状らせん電極体２とからなる放電電極体
を、共にプラスチック等の絶縁材料からなるほぼ四辺形
の電極体取り付け部材３に取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，放電素子に関
し、特に、オゾンおよびイオンを含む気体を発生させる
直流コロナ放電素子として有用な放電素子である。

【０００２】

【従来の技術】従来から直流コロナ放電素子を利用した
オゾン発生器が知られている。たとえば、実開平４−２
９６２８号公報では、絶縁性の筐体とこの筐体の内部に
収容された放電用の線状電極体と、筐体の外周部に設け
られ、この線状電極体と対応する対応電極体とを有し、
両電極体間に電圧を印加することにより、この筐体の長
手方向に沿って内部に放電領域を形成してイオンを発生
し、放電領域を通る酸素含有ガスよりオゾンを製造する
際、線状電極体を、放電電極に亘って、筒体の長手方向
をコイル軸方向として筒体の内周部に沿ってコイル状に
券回して配設するようにしている。すなわち、このオゾ
ン発生器では、絶縁性の筐体を用いて各電極体を保持し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たオゾン発生器では、線状電極体に集中して放電が発生
して線状電極体が発熱すると、生成されたオゾンが熱に
よって分解されてしまうため、オゾンの発生効率が悪く
なる問題点があった。また、電極体面にホコリが付着す
るなどにより放電が不安定となるなど、長期間安定的に
オゾンを発生させることができず、しかも筒体内部の電
極体の清掃が容易にはできないという問題点があった。

【０００４】この発明は、上記に鑑みてなされたもの
で、冷却効率を良くするとともに容易に清掃を行えるよ
うにすることによって、電極体が高温になるのを防ぐと
ともに電極体面にホコリが付着するの防いで、オゾンお
よびイオンを含む気体を長期間安定的に発生させること
ができる放電素子を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１にか
かる放電素子は、線状に配置した一方の電極体と、前記
一方の電極体を空隙を持って囲むようにして通気可能に
配置した他方の電極体とを備え、各電極体間に高電圧を
かけて局在させる電場の領域に放電を起させるようにし
たことを構成上の特徴とする。したがって、各電極体
が、従来のように筒体によって覆われていないため、放
熱がし易くなって冷却効率が良くなり、また、各電極体
は従来のように筒体に覆われていないため清掃もし易く
なり、電極体が高温になるのを防ぐとともに電極体面に
ホコリが付着するの防いで、オゾンおよびイオンを含む
気体を長期間安定的に発生させることができるようにな
る。

【０００６】この発明の請求項２にかかる放電素子は、
請求項１において、前記一方の電極体は、帯状部材で形
成したことを構成上の特徴とする。したがって、この放
電素子では帯状部材のエッジから放電が起こるため、エ
ッジの無い線状部材による場合よりも、放電効率が良く
なる。

【０００７】この発明の請求項３にかかる放電素子は、
請求項１において、前記一方の電極体を、帯状部材によ
ってらせん状に捻じって形成したことを構成上の特徴と
する。たとえば、厚さ２０μｍ程度の線状の銅薄板をら
せん状に捻じって一方の電極体を形成させた場合には、
オゾン等の放電結果物の発生効率を高めることができ
る。

【０００８】この発明の請求項４にかかる放電素子は、
請求項１〜３において、前記他方の電極体を、前記一方
の電極体を中心にした円周上に配置させたことを構成上
の特徴とする。

【０００９】この発明の請求項５にかかる放電素子は、
請求項４において、前記他方の電極体は、その円周上に
コイル状に配置させたことを構成上の特徴とする。この
コイル状の他方の電極体によると、線間に間隔があるた
め送風方向を自由に設定できるとともに、冷却効率がさ
らによくなる。

【００１０】この発明の請求項６にかかる放電素子は、
請求項１〜５において、前記他方の電極体の開口部側
に、いずれの電極体とも接触させないで第３の負の電極
体を配置し、その第３の負の電極体側にイオンを発生さ
せるようにしたことを構成上の特徴とする。

【００１１】この発明の請求項７にかかる放電素子は、
請求項１〜６において、前記一方の電極体および前記他
方の電極体を保持する板状絶縁体をさらに備えたことを
構成上の特徴とする。したがって、この放電素子では、
確実に保持できるとともに小型軽量化を促進している。

【００１２】この発明の請求項８にかかる放電素子は、
請求項１〜７において、電極体間で起こる放電によりイ
オンを発生させるようにしたことを構成上の特徴とす
る。

【００１３】この発明の請求項９にかかる放電素子は、
請求項１〜８において、電極体間で起こる放電をコロナ
放電とし、このコロナ放電によりオゾンを発生させるよ
うにしたことを構成上の特徴とする。

【００１４】この発明の請求項１０にかかる放電素子
は、帯状部材を線状に配置した一方の電極体と、前記一
方の電極体と異なる極性を与える他方の電極体とを備
え、各電極体間に高電圧をかけて局在させる電場の領域
に放電を起させるようにしたことを構成上の特徴とす
る。したがって、この放電素子では帯状部材のエッジか
ら放電が起こるため、エッジの無い線状部材による場合
よりも、放電効率が良くなる。

【００１５】この発明の請求項１１にかかる放電素子
は、請求項１０において、前記一方の電極体を、帯状部
材によってらせん状に捻じって形成したことを構成上の
特徴とする。たとえば、従来のような筒体の電極体で覆
われていても、また、他方の電極体を筒体によって構成
した場合でも、一方の電極体を、厚さ２０μｍ程度の銅
薄板をらせん状に捻じって形成することによって、オゾ
ン等の放電結果物の発生効率を高めることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
かかる放電素子の実施の形態を詳細に説明する。なお、
これによりこの発明が限定されるものではなく、オゾン
発生器としての放電素子を説明する。

【００１７】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１である放電素子の説明図である。図１（ａ）
は、高電圧発生器２０に接続した放電素子１０の正面図
であり、図１（ｂ）は、放電素子１０の側面図である。
図１において、コイル状電極体１は、ステンレス等の導
電性金属線で形成される。線状らせん電極体２は、線状
の金属薄板を捻じった構造である。コイル状電極体１と
線状らせん電極体２とからなる放電電極体は，共にプラ
スチック等の絶縁材料からなるほぼ四辺形の板状部材で
ある電極体取り付け部材３に取り付けられている。

【００１８】また、この電極体取り付け部材３上には、
配線部４ａ，４ｂを有する。配線部４ａは、コイル状電
極体１をはんだ付け等により接続するとともに、はんだ
付け等によりリード線５ａを接続する。リード線５ａ
は、コネクタ２１を介して高電圧発生器２０に接続させ
る。これによって、高電圧発生器２０によって発生され
る電圧は、コイル状電極体１に印加される。ここで、コ
イル状電極体１の端部１ｂは、自由端となっている。

【００１９】また、配線部４ｂは、線状らせん電極体２
の端部２ａがはんだ付け等により接続するとともに、は
んだ付け等によりリード線５ｂに接続する。リード線５
ｂは、コネクタ２２を介して高電圧発生器２０に接続さ
れる。これによって、高電圧発生器２０によって発生さ
れる電圧は、線状らせん電極体２に印加される。ここ
で、線状らせん電極体２の端部２ｂは、固定部４ｃで電
極体取り付け部材３に固定し、電気的に開放している。
なお、以上の電気的接続構造によって、コイル状電極体
１と線状らせん状電極体２との間に放電空間が形成され
る。

【００２０】図２は、線状らせん電極体２の構成を示す
拡大図である。この線状らせん電極体２は、たとえば、
厚さ２０μｍ程度の線状の銅薄板をらせん状に捻じって
形成させる。このように、らせん状に捻じることで、オ
ゾン発生効率がよくなることが実験的に確かめられてい
る。このオゾン発生効率は、つぎに示すオゾン発生器か
らのオゾン量を測定することによって確かめることがで
きる。

【００２１】図３は、オゾン発生器の全体構成を示す斜
視図である。このオゾン発生器は、高電圧発生器３１
と、高電圧発生器３１とを電気的に接続する放電素子３
２を内蔵する。密閉容器３０の一方の側面には、ブロワ
−ポンプ３３が設置され、ブロワ−ポンプ３３は、密閉
容器３０に酸素を含む空気を送風する。密閉容器３０の
他の側面には、塩化ビニール管３４が配置され、この塩
化ビニール管３４を介してオゾンやイオンを含んだ空気
をブロワ−ポンプ３３の送風によって外部に送出させる
ようになっている。

【００２２】ここで、線状らせん電極体２のねじり回数
に対応したオゾン発生効率の測定結果について説明す
る。図４は、本発明にかかるオゾン発生体のらせん電極
体のねじり回数とオゾン発生濃度の関係を示す図であ
る。なお、線状らせん電極体２は厚さ２０μｍ、幅１ｍ
ｍの金属銅製の薄板をねじって長さ４５ｍｍのらせん状
に形成したもの、コイル状電極体１は直径１ｍｍのステ
ンレス線を用いて内径１８ｍｍ，１０巻きのコイル状に
形成したもので行った。また、後述する実施の形態３で
の構成である針状電極体を備えてある場合を示し、その
針状電極体を０．１ｍｍ厚，３ｍｍ幅の銅板を用いて先
端が開口部中心に位置するように形成したものとする。
さらに、電極体取り付け部材３は、厚さ１．６ｍｍ，５
０×４０ｍｍのガラスエポキシ製基板とした。

【００２３】さらに、線状らせん電極体２側にー７００
０Ｖ，コイル状電極体１側に＋７０００Ｖを印可し，室
内空気（湿度４０％，２０℃）を風量毎分４０リットル
で送気した場合を示している。

【００２４】図４に示すように、線状らせん電極体２
は、ねじり回数５回で最も発生濃度が高くなっている。
この濃度は、オゾン濃度１．８ppmであり、イオン数は
１００〜２００万個／ｃｍ³となっている。つまり、所
定の捻じり回数に応じて、オゾン発生濃度の最も高くな
るピーク値を持っている。したがって、このピーク値に
対応するねじり回数に設定することによって、効率の良
いオゾン発生を実現できる放電素子１０を得ることがで
きる。

【００２５】つぎに、本発明の放電素子１０のオゾン・
イオン発生動作を説明する。なお、コイル状電極体１を
正極とし、線状らせん電極体２を負極とするが、その逆
であってもよい。この放電素子１０では、コイル状電極
体１と線状らせん電極体２に高電圧がかかるとコロナ放
電が起きる。このコロナ放電により、線状らせん電極体
２の近傍では、空気中の分子と電子による電離衝突が発
生し、この電離衝突よって電離域が形成される。この電
離域では、空気構成分子による正・負イオンが発生する
とともに、オゾンが生成される。ここで負イオンは、陽
極のコイル状電極体１に引っ張られて外部に向けて移動
する。この負イオンの流れに押されて、発生したオゾン
もまた外部に向けて移動する。

【００２６】なお、オゾン発生器３０では、ブロワーポ
ンプ３３が送風することによって、発生したオゾンを外
部に流出させるとともに、この送風によってコイル状電
極体１と線状らせん電極体２の放熱が促進されることに
なる。また、ブロワーポンプ３３の送風角度を自由に設
計することができるようになるため、放電素子の取り付
け角度や形状に制限がなくなり、取り付け作業が容易に
なる効果が得られる。

【００２７】上述した実施の形態１によると、従来のよ
うに筒体によって覆われていないため、放熱がし易くな
って冷却効率が良くなり、また、各電極体は剥き出しの
状態であるため、清掃もし易くなり、電極体が高温にな
るのを防ぐとともに電極体面にホコリが付着するの防い
で、オゾンおよびイオンを含む気体を長期間安定的に発
生させることができるようになる。

【００２８】（実施の形態２）つぎに、この発明の実施
の形態２について説明する。上述した実施の形態１で
は、電極体取り付け部材３によって、コイル状電極体１
と線状らせん電極体２とを確実に保持するようにしてい
たが、この実施の形態２では、さらに、簡易な構成によ
って、コイル状電極体１と線状らせん電極体２とを確実
に保持するようにしている。

【００２９】図５は、この発明の実施の形態２である放
電素子の説明図である。図５（ａ）は、この発明の実施
の形態２である放電素子１０の正面図であり、図５
（ｂ）は、放電素子１０の側面図である。図５におい
て、コイル状電極体１は、ステンレス等の導電性金属線
で形成される。線状らせん電極体２は、線状の金属薄板
を捻じった構造である。電極体取り付け部材１３は、コ
イル状電極体１と線状らせん電極体２とを取り付けてい
る。電極体取り付け部材１３は、ほぼコ字型の板状部材
であって、プラスチック等の絶縁材料によって形成され
ている。したがって、電極体取り付け部材１３は、電極
体取り付け部材３の上端が取り除かれた簡易な構造とな
って、放熱効果が一層促進される。その他の構成は、実
施の形態１と同じであり、同一構成部分には、同一符号
を付している。

【００３０】上述した実施の形態２では、上記実施の形
態１の効果を得ることが可能であり、さらに、コイル状
電極体が露出しているため、放熱効率が良くなる。

【００３１】（実施の形態３）つぎに、この発明の実施
の形態３について説明する。図６は、この発明の実施の
形態３である放電素子の説明図である。この実施の形態
３では、コイル状電極体１の開口部側に、負の針状電極
体６を配置し、その針状電極体６側にイオンを発生する
ようにしている。この針状電極体６は、図示しないが、
配線部４ｂと接続し、その配線部４ｂを介して高電圧発
生器２０（図１参照）に電気的に接続しているが、その
配線部４ｂを介さずに高電圧発生器２０に接続するよう
にしてもよい。その他の構成は、実施の形態１と同じで
あり、同一構成部分には、同一符号を付している。

【００３２】このコイル状電極体１と線状らせん電極体
２および針状電極体６とからなる放電電極体は、共にプ
ラスチック等の絶縁材料からなるほぼ四辺形の電極体取
り付け部材３に取り付けられている。針状電極体６はコ
イル状電極体１の開口部の外側に隣接しかつそのほぼ中
心に位置づけられている。

【００３３】つぎに、本発明の放電素子１０のオゾン・
イオン発生動作を説明する。なお、コイル状電極体１を
正極とし、線状らせん電極体２を負極とするが、その逆
であってもよい。また、針状電極体６は、負極とする。
この放電素子１０では、コイル状電極体１と線状らせん
電極体２および針状電極体６に高電圧がかかるとコロナ
放電が起きる。

【００３４】このコロナ放電により、線状らせん電極体
２の近傍では、空気中の分子と電子による電離衝突が発
生し、この電離衝突よって電離域が形成される。この電
離域では、空気構成分子による正・負イオンが発生する
とともに、オゾンが生成される。ここで負イオンは、陽
極のコイル状電極体１に引っ張られて外部に向けて移動
する。この負イオンの流れに押されて、発生したオゾン
もまた外部に向けて移動する。なお、オゾン発生器３０
では、ブロワーポンプ３３が送風することによって、発
生したオゾンを外部に流出させるとともに、この送風に
よってコイル状電極体１と線状らせん電極体２の放熱が
促進されることになる。

【００３５】一方、そのコロナ放電により、線状らせん
電極体２の近傍でも、空気中の分子と電子による電離衝
突が発生し、この電離衝突よって電離域が形成される。
この電離域では、空気構成分子による正・負イオンが発
生するとともに、オゾンが生成される。ここで生成され
た正・負イオンおよびオゾンは、線状らせん電極体２の
近傍で発生したイオンやオゾンの流れに押されて、外部
に向けて移動する。

【００３６】上述した実施の形態３によると、さらに、
イオンやオゾンを効率良く発生させることが可能にな
る。

【００３７】なお、上記各実施の形態では、コイル状電
極体の場合を説明したが、放熱が効率よく行えて冷却効
率が良い構造であればコイル状電極体に限らず、たとえ
ば、円筒状の電極体に通風孔を多数設けたり、複数の板
状の電極体を一定の間隔を空けて円筒状に配置するよう
にしてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上、説明したとおり、本発明にかかる
放電素子によると、各電極体が、従来のように筒体によ
って覆われていないため、放熱がし易くなるため冷却効
率が良くなる効果が得られ、また、各電極体は、清掃も
し易くなる効果が得られ、さらに、電極体が高温になる
のを防ぐとともに電極体面にホコリが付着するの防ぐこ
とができる効果が得られ、オゾンおよびイオンを含む気
体を長期間安定的に発生させることができる効果が期待
できるようになる。また、送気方向も自由で取り付けの
自由度が高まり、構造が単純なため廉価に製造提供する
ことができる効果が得られる。

【００３９】なお、特に、本発明の放電素子は、一方の
電極体を帯状部材をらせん状に捻じって形成することに
よって、オゾン等の放電結果物の発生効率を高めること
ができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１である放電素子の構成
を示す説明図である。

【図２】線状らせん電極体２の構成を示す拡大図であ
る。

【図３】オゾン発生器の全体構成を示す斜視図である。

【図４】本発明にかかるオゾン発生体のらせん電極体の
ねじり回数とオゾン発生濃度の関係を示す図である。

【図５】この発明の実施の形態２である放電素子の構成
を示す説明図である。

【図６】この発明の実施の形態３である放電素子の構成
を示す説明図である。

【符号の説明】

１コイル状電極体２線状らせん電極体３電極体取り付け部材４ａ，４ｂ配線パターン５ａ，５ｂリード線６針状電極体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】線状に配置した一方の電極体と、前記一方の電極体を空隙を持って囲むようにして通気可
能に配置した他方の電極体と、を備え、各電極体間に高電圧をかけて局在させる電場の領域に放
電を起させるようにしたことを特徴とする放電素子。
【請求項２】前記一方の電極体は、帯状部材で形成し
たことを特徴とする請求項１に記載の放電素子。
【請求項３】前記一方の電極体は、帯状部材をらせん
状に捻じって形成したことを特徴とする請求項１に記載
の放電素子。
【請求項４】前記他方の電極体は、前記一方の電極体
を中心にした円周上に配置させたことを特徴とする請求
項１〜３のいずれか一つに記載の放電素子。
【請求項５】前記他方の電極体は、その円周上にコイ
ル状に配置させたことを特徴とする請求項４に記載の放
電素子。
【請求項６】前記他方の電極体の開口部側に、いずれ
の電極体とも接触させないで第３の負の電極体を配置
し、その第３の負の電極体側にイオンを発生させるよう
にしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに
記載の放電素子。
【請求項７】前記一方の電極体および前記他方の電極
体を保持する板状絶縁体をさらに備えたことを特徴とす
る請求項１〜６のいずれか一つに記載の放電素子。
【請求項８】電極体間で起こる放電によりイオンを発
生させるようにしたことを特徴とする請求項１〜７のい
ずれか一つに記載の放電素子。
【請求項９】電極体間で起こる放電をコロナ放電と
し、このコロナ放電により負の電極体側にオゾンを発生
させるようにしたことを特徴とする請求項１〜８のいず
れか一つに記載の放電素子。
【請求項１０】帯状部材を線状に配置した一方の電極
体と、前記一方の電極体と異なる極性を与える他方の電極体
と、を備え、各電極体間に高電圧をかけて局在させる電場の領域に放
電を起させるようにしたことを特徴とする放電素子。
【請求項１１】前記一方の電極体は、帯状部材をらせ
ん状に捻じって形成したことを特徴とする請求項１０に
記載の放電素子。