JP2878635B2 - オゾン発生回路 - Google Patents

オゾン発生回路

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JP2878635B2
JP2878635B2 JP8004439A JP443996A JP2878635B2 JP 2878635 B2 JP2878635 B2 JP 2878635B2 JP 8004439 A JP8004439 A JP 8004439A JP 443996 A JP443996 A JP 443996A JP 2878635 B2 JP2878635 B2 JP 2878635B2
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住雄 森山
英史 大森
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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、沿面放電体に高
電圧を印加して、オゾンを発生させるオゾン発生回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】オゾン発生装置には、ファインセラミッ
クを誘電層とする沿面放電体に、自励発振器からの交流
信号を昇圧トランスで昇圧した高電圧を印加し、沿面放
電体の放電により空気を反応させてオゾンを得るように
したものがある。この種のオゾン発生装置において、オ
ゾン発生用放電体に付着物(汚れ)の防止や、硝酸塩ミ
スト等の改善等、放電時の不具合を解決するために、圧
電素子を付設し、圧電素子駆動用の別電源を設けて圧電
素子を駆動するようにしている(特開昭62−2016
38号、63−190702号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】オゾン発生装置は、種
々の環境で使用され、原料(酸素)となるべき空気中の
湿度や温度変化の影響を最も受け易く、低湿度時と高湿
度時間にはオゾン発生量で4〜5倍程度の発生変化が生
じる。しかしながら従来のオゾン発生装置では、湿度変
化等に対しても安定してオゾンを発生させ得る調整手段
を持たないため、常に利用上、必要量のオゾンが得られ
るとは限らず、安全性の高い装置を得ることができない
という問題があった。
【0004】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たものであって、湿度、温度の変化が生じても放電量が
一定となり、安定な必要量のオゾンを確保し得るオゾン
発生回路を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明のオゾン発生回
路は、自励発振回路で発生した信号を昇圧トランスで昇
し、その昇圧した電圧を沿面放電体に印加してオゾン
を発生するオゾン回路において、前記沿面放電体を流れ
る放電電流を検出する放電電流検出回路と、検出された
放電電流よりの所定の周波数領域の成分のみを導出する
フィルタ回路と、このフィルタ回路の出力を前記自励発
振回路にフィードバックして前記放電電流が大となると
きには前記自励発振回路の発振を弱くするように、前記
放電電流が小なるときには前記自励発振回路の発振を強
くするように制御するフィードバック回路とを特徴的に
備えている。
【0006】このオゾン発生回路では、例えば湿度が低
くなると、空気中の放電が多くなり、オゾン量が多くな
る。したがって放電体の駆動用放電電流とは別な高い周
波数の空気中放電電流成分が比例して多くなる。その放
電電流から空気中放電電流成分に対応した周波数成分の
みがフィルタ回路で導出され、その出力がフィードバッ
ク回路により自励発振回路にフィードバックされ、フィ
ードバック成分が大きいと、自励発振回路の発振を弱く
し、駆動用放電電流を小さくするように作用し、放電電
流は一定となるように制御されている。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。図1は、この発明の一実施
形態オゾン発生回路を示す回路図である。この実施形態
オゾン発生回路において、抵抗R4 、コンデンサC3
トランジスタ6、昇圧トランス3及び沿面放電体1でト
ランス結合自励発振回路が構成されており、高圧を沿面
放電体1に印加するようになっている。昇圧トランス3
の2次巻線N s の一端が抵抗R5 を介してGND(接
地)接続されている。この抵抗R5 で放電電流検知回路
9を構成している。昇圧トランスNs と抵抗R5 の接続
点にコンデンサC1 の一端が接続され、コンデンサC1
の他端がトランジスタ7のベースに接続されており、こ
のコンデンサC1 の他端とGND間に抵抗R1 が接続さ
れている。このコンデンサC1 と抵抗R1 でフィルタ1
0を構成している。トランジスタ7は、フィルタ10か
らの信号を増幅するために設けられており、エミッタが
GNDに接続されるとともに、コレクタが抵抗R3 を介
して+12V電源に接続されている。また、トランジス
タ7のコレクタには整流用のダイオードDが接続され、
このダイオードDの出力側にコンデンサC2 と抵抗R2
の並列回路が接続されており、自励発振回路の発振状態
を制御するトランジスタ8のベースに接続されている。
又、抵抗R4 は可変抵抗であり、発振強度の調整用とな
っている。
【0008】この実施形態回路において、沿面放電体1
に流れる電流の波形は図2に示すものとなる。この中波
形aは、主成分であり、放電電極間のコンデンサ成分に
流れる充放電電流であり、周波数は20KHz〜40K
Hzのものである。波形bは、空気中の放電にて主成分
に重畳される1μsec(1MHz以上)以上のパルス
性のノイズである。この成分bは空気中の放電強さに比
例する。したがって、実施例では、抵抗R5 にて沿面放
電体1に流れる電流を検出し、さらにフィルタ10でパ
ルス成分bのみを導出し、これをトランジスタ7で増幅
し、さらにダイオードDで整流し、平滑回路11で平滑
した直流電圧をトランジスタ8にフィードバックし、フ
ィードバック電圧が大なる場合には自励発振を弱くし
て、逆にフィードバック電圧が小なる場合には、自励発
振を強くして、結果としてフィードバック制御により、
一定の放電量とする。なお、抵抗R2 、コンデンサC2
の時定数により、フィードバック応答スピードを安定化
している。
【0009】図3、図4に、本実施形態の湿度対策をし
た場合と、しない場合のオゾン発生特性を示しており、
格段の効果が認められることは明らかである。図5は、
図1に示した実施形態オゾン発生回路を組み込んだオゾ
ン発生装置の全体回路を示す回路図である。図1の回路
は、図5において、回路部分31に相当する。以下、図
5において、図1以外の回路部分について説明する。
【0010】図5の回路部分30は、図6に原理的構成
を示すように、1はファインセラミックを誘電層に用い
たオゾン発生用の沿面放電体であり、付着物(汚れ)等
の防止用に圧電素子2が付着されている。昇圧トランス
3の2次巻線Ns が沿面放電体1の両電極に接続され、
また昇圧トランス3の1次巻線のA点に直流電源4の一
端が接続され、直流電源4の他端が、トランジスタ6の
エミッタ、コレクタを経て昇圧トランス3のB点に接続
されている。なお、トランジスタ6のベースには発振源
5が接続されている。また、昇圧トランス3の1次巻線
は巻線NP1に対し、さらに巻線NP2が巻増して、タップ
C点とタップA点が圧電素子2に接続されている。
【0011】このオゾン発生装置において、直流電源4
の直流電圧は、発振源5からの信号によりトランジスタ
6がON/OFFすることに応じてトランス3を含み自
励発振し、昇圧トランス3でNs /NP1の比率で昇圧さ
れた電圧V1 が沿面放電体1に印加され、沿面放電体1
が放電し、その際に空気が反応してオゾンが発生する。
また、巻線NP1と、この巻線NP1にさらに巻増されたN
P2とによる電圧V2 が圧電素子2に印加され、圧電素子
2を振動させる。
【0012】この回路で、今電源4の電圧をDC12V
とし、放電電圧V1 =2800VP- P 、発振源5の周波
数を19.5KHzにおいて、圧電素子2の電圧V2
50VP-P (正弦波)となり、これにより目的とする振
動効果が得られた。従来技術では昇圧トランス3とは別
に圧電素子駆動回路を設けた場合では17KHz、20
P-P までの制御しかできず、振動効果が極端に小さか
ったのに比し、格段の進歩である。
【0013】図5の回路において、回路部分32のP1
は+電源接続端子である。端子P2と端子P4 にはファ
ン22が接続され、端子P3 には、ファン22の回転数
に応じたパルス信号が導出される。この端子P3 にはコ
ンデンサC5 、R7 で構成される積分回路が構成され、
この端子P3 がOR回路12、AND回路13を経てフ
リップフロップ14のセット入力端Sに接続されてい
る。フリップフロップ14は、端子P3 のスイッチング
波形がスレッショルドレベルを越えると、ファン22の
異常を検出したことになり、フリップフロップ14をセ
ットする。同様に沿面放電体1の電流(20KHz)の
一部を抵抗R5 、R6 で取り出し、OR回路12、AN
D13を介してフリップフロップ14のセット入力端S
に加えている。正常時の2倍程度の電流でフリップフロ
ップ14のスレッショルドレベル電圧となるように抵抗
6 、R5 を選択する。また、タイマ16が設けられて
おり、電源ON時の立上がり電圧を抵抗R8 、OR回路
15を介してタイマ16をリセットし、その後2秒でA
ND回路13に論理“1”を入力し、“10分”の出力
でOR回路15を経て自身をリセットしている。フリッ
プフロップ14の出力端子QはON/OFFスイッチ1
7、18に接続されており、セット出力Q=“1”でO
N/OFFスイッチの17、18をOFFするようにな
っている。
【0014】このオゾン発生装置で、今ファン22が正
常に回転している場合を想定すると、端子P3 に入力さ
れる波形は図7のt1 までのものであり、フリップフロ
ップ14への入力もスレッショルドレベルTHを越えな
い。従ってフリップフロップ14はセットされていな
い。しかし、ファン22の回転速度が低下し、60rpm
以下となると、図7のt2 時点に示すように、スレッシ
ョルドレベルTHを越え、フリップフロップ14がセッ
トされ、そのセット出力Qにより、スイッチ17及び1
8がOFFされ、放電が停止されるとともに、ファンへ
の電力供給も遮断される。もっとも上述のように動作開
始約2秒間はAND回路13の一端が“1”とならない
ので、フリップフロップ14はセットされず、したがっ
て遮断機能も働かない。 また、ファンが正常に動作し
ている場合でも、水滴等により異常に大なる電流が流れ
ると抵抗R5 、R6 により、OR回路12に入力される
電圧大となり、スレッショルドレベルを越え、フリップ
フロップ14をセットする。このセット出力でスイッチ
17がOFFされ、放電が停止され、同様にスイッチ1
8がOFFして、ファンも動作を停止する。
【0015】なお、フリップフロップ14は、タイマ1
6の10分信号でリセットし、瞬時の異常の場合は、1
0分後に再び使用できる。
【0016】
【発明の効果】この発明によれば、放電電流検出回路で
沿面放電体に流れる電流を検出し、さらにその検出電流
の中から、空気放電に比例して発生する放電成分のみを
フィルタ回路で導出し、この周波数成分の信号を自励発
振回路にフィードバックして放電電流が大きいときに自
励発振回路の発振を弱くし、放電電流が小さいときに自
励発振回路の発振を強くするように制御し、放電電流が
一定となるようにしているので、たとえ湿度、温度の変
化が生じても、それによる放電量の変化にはフィードバ
ック制御により常に一定に保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態オゾン発生回路を示す回
路図である。
【図2】同実施形態オゾン発生回路の動作を説明するた
めの波形図である。
【図3】同実施形態オゾン発生回路の湿度対策有のオゾ
ン発生特性を示す図である。
【図4】同実施形態オゾン発生回路の湿度対策無しのオ
ゾン発生特性を示す図である。
【図5】同実施形態オゾン発生回路を組み込んだオゾン
発生装置の全体回路を示す回路図である。
【図6】同オゾン発生装置の一部分回路を示す回路接続
図である。
【図7】図5に示すオゾン発生装置の動作を説明するた
めの波形図である。
【符号の説明】
1 沿面放電体 3 駆動トランス 6 発振用トランジスタ 8 制御用トランジスタ 9 放電電流検知回路 10 フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C01B 13/11 H01T 15/00 H01T 23/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】自励発振回路で発生した信号を昇圧トラン
    スで昇圧し、その昇圧した電圧を沿面放電体に印加して
    オゾンを発生するオゾン回路において、 前記沿面放電体を流れる放電電流を検出する放電電流検
    出回路と、検出された放電電流よりの所定の周波数領域
    の成分のみを導出するフィルタ回路と、このフィルタ回
    路の出力を前記自励発振回路にフィードバックして前記
    放電電流が大となるときには前記自励発振回路の発振を
    弱くするように、前記放電電流が小なるときには前記自
    励発振回路の発振を強くするように制御するフィードバ
    ック回路とを備えたことを特徴とするオゾン発生回路。
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