JP5826720B2

JP5826720B2 - オゾン発生装置

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Publication number: JP5826720B2
Application number: JP2012154728A
Authority: JP
Inventors: 正浩菊池; 幸弘日高; 義和片岡
Original assignee: IHI Shibaura Machinery Corp
Current assignee: IHI Shibaura Machinery Corp
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2032-07-10
Also published as: JP2014015361A

Description

本発明は、オゾン発生装置に関する。特に、携帯型のオゾン発生装置に関する。

従来、オゾン発生装置は、筐体内にオゾンを発生させるための電極を備えた反応器等（オゾン発生部）と、当該電極に印加する高電圧電流を発生させる高圧発生器やこれらを制御する制御装置（電源部）とが配置されたものが知られている。このようなオゾン発生装置は、電極に高電圧の電流を印加することで放電を発生させる。そして、発生させた放電により空気中の酸素分子を解離してオゾンを発生させるものである。例えば特許文献１の如くである。

特許文献１に記載のオゾン発生装置は、発生させたオゾンをファンで強制的に排出するものが記載されている。しかし、オゾン発生装置若しくはファンに異常が発生した場合、又は筐体の内部の環境がオゾンの発生に適していない場合、筐体の内部に残留するオゾンによるオゾン発生部及び周辺機器の早期劣化や破損、漏電等が生じる可能性がある。また、高圧発生器等の電源部の冷却が不十分な場合や電源部にオゾンが流入した場合においても、電源部の早期劣化や破損が生じる可能性がある。このため、オゾン発生装置の耐久性が低下する点で不利であった。

特開２０００−１３０４号公報

本発明の目的は、耐久性を向上させることができるオゾン発生装置の提供を目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、オゾン発生部と送風ファンとが配置されるオゾン発生室と、制御装置を含む電源部が配置される電源室とが構成されるオゾン発生装置において、前記制御装置は、オゾンの発生を開始する場合、前記送風ファンを所定時間作動させた後に、前記オゾン発生部に電流を印加し、オゾンの発生を停止する場合、前記オゾン発生部に印加している電流を停止してから、所定時間経過後に前記送風ファンを停止させ、前記電源室には、冷却ファンが配置され、前記制御装置は、オゾンの発生を開始する場合、前記オゾン発生部に電流を印加すると同時に、前記冷却ファンを作動させ、オゾンの発生を停止する場合、前記送風ファンを停止させてから所定の操作が行われるまで、前記冷却ファンの作動を継続させるものである。

請求項２においては、前記制御装置は、前記オゾン発生部の異常、若しくは、前記送風ファンの異常を検出すると、前記オゾン発生部に印加している電流を停止すると共に、前記送風ファンの作動を停止させ、所定の操作が行われるまで、前記冷却ファンの作動を継続させるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、筐体の内部にオゾンが残留することがない。また、送風ファンが作動を開始してからオゾンが発生するまでに時間差があるので、その間に作業者が室外に出てドアを閉めることで、作業者がオゾンにさらされることがなく安全である。

これにより、オゾン発生装置の耐久性を向上させることができる。

また、電源部の熱による劣化が防止される。また、筐体の外部の残留オゾンが筐体の内部に流入してくることがない。これにより、オゾン発生装置の耐久性を向上させることができる。

請求項２においては、換気等によりオゾンが除去され、作業者によるオゾン発生装置の停止操作がされるまで、冷却ファンが作動しているのでオゾンが筐体の内部に流入してくることがない。これにより、オゾン発生装置の耐久性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るオゾン発生装置の全体的な構成を示す正面図。本発明の一実施形態に係るオゾン発生装置の斜視図。本発明の一実施形態に係るオゾン発生装置の図２におけるＣ断面図。本発明の一実施形態に係るオゾン発生装置の図３におけるＤ断面図。本発明の一実施形態に係るオゾン発生装置の基本制御態様を示すフローチャート図。本発明の一実施形態に係るオゾン発生装置の通常時運転制御の態様を示すフローチャート図。本発明の一実施形態に係るオゾン発生装置の異常時運転制御の態様を示すフローチャート図。

まず、図１から図４を用いて、本発明の一実施形態に係るオゾン発生装置１について説明する。

オゾン発生装置１は、主として筐体２、送風ファン１５、オゾン発生部１６、ダクト１８、オゾン分解触媒１９、冷却ファン２０、電源部２１、を具備する。

図１に示すように、筐体２は、オゾン発生装置１を構成する主な部材であり、オゾン発生部１６や電源部２１が収められる容器である（図３参照）。筐体２は、板材によって略直方体状に形成される。筐体２の前側面２ａ（図１における紙面手前側）には、オゾン発生装置１を操作するための操作パネル３が設けられる。操作パネル３には、オゾン発生部１６又は送風ファン１５の異常を示す異常発生灯３ａを具備する。また、筐体２の前側面２ａの上方には、オゾンの発生を示す運転警告灯４が設けられる。筐体２の上側面２ｂには、オゾン発生装置１を移動させる際に、手で把持するための把持部５が設けられる。筐体２の下側面２ｃには、ゴム材等から構成される脚部６が四隅に設けられる。

筐体２は、内部に仕切り板７が水平に設けられて上下に分割される。仕切り板７よりも下側の空間は、後述の電源部２１（図３、図４参照）が配置される電源室８として構成される。仕切り板７よりも上側の空間は、後述のオゾン発生部１６（図２、図３参照）が配置されるオゾン発生室９として構成される。筐体２内の電源室８とオゾン発生室９とは、仕切り板７によって完全に分離されてオゾン発生室９の内部の空気が電源室８の内部に流入しないように構成される。

図２に示すように、筐体２は、仕切り板７よりも上側の横側面である右側面２ｄ及び左側面２ｅと上側面２ｂとが一体的に形成される。つまり、筐体２の仕切り板７よりも上側の右側面２ｄ及び左側面２ｅと上側面２ｂとは、オゾン発生室９を覆うカバー１０として一体的に構成される。また、カバー１０は、筐体２から着脱自在に構成される。

図２及び図３に示すように、筐体２の上側面２ｂには、筐体２の外部からオゾン発生室９に空気を取り入れるための第一吸引口１１が形成される。第一吸引口１１には、粉塵除去用のフィルター１１ａが設けられる。筐体２の右側面２ｄには、オゾン発生室９から筐体２の外部にオゾンが含まれる空気を排出する第一排出口１２が形成される。つまり、オゾン発生室９は、カバー１０の上側面２ｂに第一吸引口１１が形成され、右側面２ｄに第一排出口１２が形成される。

図３に示すように、筐体２の仕切り板７よりも下側の横側面である左側面２ｆには、筐体２の外部から電源室８に空気を取り入れるための第二吸引口１３が形成される。筐体２の仕切り板７よりも下側の横側面である右側面２ｇには、電源室８から筐体２の外部に空気を排出する第二排出口１４が形成される。つまり、電源室８は、対向する左右の両側面に第二吸引口１３と第二排出口１４とが形成される。

図２及び図３に示すように、送風ファン１５は、筐体２の外部からオゾン発生室９に空気を取り入れ、オゾン発生室９から筐体２の外部に空気を排出する。送風ファン１５は、シロッコファンから構成される。送風ファン１５は、空気の吸引部１５ａが第一吸引口１１に対向するようにオゾン発生室９に配置される。また、送風ファン１５は、排出部１５ｂが第一排出口１２に向くように配置される。つまり、送風ファン１５は、オゾン発生装置１の上方の第一吸引口１１から空気を吸引し、オゾン発生装置１の右方の第一排出口１２からオゾンを含む空気を排出可能に構成される。なお、本実施形態において、送風ファン１５をシロッコファンとしたがこれに限定するものではなく、筐体２の外部からオゾン発生室９に空気を取り込み、オゾン発生室９から筐体２の外部へ空気を排出することができるものであればよい。

オゾン発生部１６は、オゾンを発生させるものである。オゾン発生部１６は、主に二本の筒状の反応器１７から構成される。オゾン発生部１６は、反応器１７の一側端が第一排出口１２に近接して対向するようにオゾン発生室９に着脱自在に配置される。また、オゾン発生部１６は、反応器１７の他側端が送風ファン１５の排出部１５ｂに向くように配置される。なお、本実施形態において、オゾン発生部１６を二本の反応器１７から構成したがこれに限定するものではなく、紫外線照射灯によるものでもよい。

ダクト１８は、送風ファン１５からの空気を案内する。ダクト１８は、板状部材から構成され、一辺が開放された矩形状の断面に形成される。ダクト１８は、一側端が第一排出口１２に近接して対向するようにオゾン発生室９に配置される。また、ダクト１８は、他側端が送風ファン１５の排出部１５ｂに近接して配置される。この際、ダクト１８は、開放部分を下方にむけてオゾン発生部１６の反応器１７に被せるようにして仕切り板７に着脱自在に固定される。すなわち、ダクト１８は、その内部にオゾン発生部１６が配置され、送風ファン１５の排出部１５ｂから排出される空気を第一排出口１２まで案内する。

図３及び図４に示すように、オゾン分解触媒１９は、オゾンを分解するものである。オゾン分解触媒１９は、セラミック等の無機材料から構成される。オゾン分解触媒１９は、第二吸引口１３に密接するようにして配置される。これにより、第二吸引口１３から電源室８に取り入れられる空気は、オゾン分解触媒１９を通過するように構成される。なお、本実施形態において、オゾン分解触媒１９をセラミック等の無機材料から構成したがこれに限定するものではなく、オゾンを分解する触媒であればよい。

冷却ファン２０は、筐体２の外部から電源室８に空気を取り入れ、電源室８から筐体２の外部に空気を排出する。冷却ファン２０は、空気の吸引部２０ａがオゾン分解触媒１９に密接するようにして電源室８に配置される。また、冷却ファン２０は、排出部２０ｂが第二排出口１４に向くように配置される。これにより、冷却ファン２０は、電源室８の左方の第二吸引口１３からオゾン分解触媒１９を介して空気を電源室８の内部に吸引可能に構成される。そして、冷却ファン２０は、電源室８の右方に向かって空気を送風可能に構成される。冷却ファン２０によって送風された空気は、第二排出口１４から排出されるように構成される。なお、本実施形態において、冷却ファン２０は、筐体２の外部から電源室８に空気を取り込み、電源室８から筐体２の外部へ空気を排出することができるものであればよい。

電源部２１は、オゾン発生部１６の制御や電源を供給する。電源部２１は、主にオゾン発生部１６及び電源部２１を制御する制御装置２２、高圧電流を発生させる高圧発生器２３、外部電源からの電力を高圧発生器２３に供給する電源装置２４を具備する。

制御装置２２は、板状の基盤から構成される。制御装置２２は、電源室８の内部であって筐体２の前側面２ａに設けられる操作パネル３の裏側に配置される。制御装置２２は、これらのプログラム等に従って所定の演算を行うことができ、当該演算の結果等を記憶することができる。

制御装置２２は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。

制御装置２２は、操作パネル３に接続され、操作パネル３から入力される運転時間等を取得することが可能である。

制御装置２２は、送風ファン１５や冷却ファン２０に接続され、送風ファン１５や冷却ファン２０の動作を制御することが可能である。

制御装置２２は、オゾン発生部１６や電源部２１に設けられる高圧発生器２３に接続され、オゾン発生部１６の動作を制御することが可能である。

制御装置２２は、電源装置２４に接続され、電源装置２４電力の供給を受けることが可能である。

高圧発生器２３は、オゾン発生部１６に高圧の電流を供給する。矩形状の基材に各種の電源用部品が配置されて構成される。高圧発生器２３は、オゾン発生部１６に接続される。高圧発生器２３は、一側端が冷却ファン２０の排出部２０ｂに近接して電源室８に配置される。また、高圧発生器２３は、他側端が第二排出口１４に向くように配置される。この際、高圧発生器２３は、冷却ファン２０によって第二吸引口１３から吸引される空気の流れ方向に対して所定の角度θになるように配置される。

電源装置２４は、高圧発生器２３に電流を供給する。矩形状の基材に各種の電源用部品が配置されて構成される。電源装置２４は、送風ファン１５、冷却ファン２０、制御装置２２及び高圧発生器２３に接続される。電源装置２４は、第二排出口１４の近傍に配置される。なお、本実施形態において、高圧発生器２３と電源装置２４とはそれぞれ独立した基材に構成されているが、これに限定するものではなく、高圧発生器２３と電源装置２４とを一体的に構成してもよい。

図３に示すように、上述の如く構成されるオゾン発生装置１は、オゾン発生室９に送風ファン１５によって第一吸引口１１から筐体２の外部の空気が取り込まれる。取り込まれた空気は、送風ファン１５の排出部１５ｂ近傍に配置されるダクト１８に供給される。ダクト１８に供給された空気は、ダクト１８の内部に配置されるオゾン発生部１６からのオゾンが混合される。ダクト１８内でオゾンが混合された空気は、送風ファン１５の送風圧力によって第一排出口１２から排出される。

電源室８には、冷却ファン２０によって筐体２の外部の空気が第二吸引口１３を介して電源室８の内部に取り込まれる。電源室８の内部に取り込まれる空気は、オゾン分解触媒１９によってオゾンが除去される。取り込まれた空気は、冷却ファン２０の排出部２０ｂ近傍に配置される高圧発生器２３に向けて送られる。図４に示すように、空気は、流れ方向に対して所定の角度θ傾いて配置されている高圧発生器２３の短辺部分（図４における矢印ｘ）と長辺部分（図４における矢印ｙ）とに沿って流れて高圧発生器２３を冷却する。高圧発生器２３によって加熱された空気は、電源装置２４を通過して第二排出口１４から排出される。

以下では、図５から図７を用いて、本発明に係るオゾン発生装置１の制御態様について説明する。

制御装置２２は、運転開始信号を取得すると送風ファン１５を作動させる。制御装置２２は、送風ファン１５の作動から所定時間ｔ１が経過すると冷却ファン２０及びオゾン発生部１６に電流を印加してオゾンを発生させる。制御装置２２は、オゾン発生部１６への電流の印加時間が操作パネル３から入力された運転時間ｔ０を経過するとオゾン発生部１６への電流の印加を停止してオゾンの発生を停止させる。制御装置２２は、オゾン発生部１６への電流の印加停止から所定時間ｔ２が経過すると送風ファン１５を停止させる。制御装置２２は、冷却ファン２０の停止信号を取得すると冷却ファン２０を停止させる。

次に、本発明に係るオゾン発生装置１の制御態様について具体的に説明する。

図５に示すように、オゾン発生装置１の電源が「入」にされると、ステップＳ０１０において、制御装置２２は、オゾン発生部１６、若しくは送風ファン１５のいずれかの異常信号を取得したか否か判定する。その結果、オゾン発生部１６、若しくは送風ファン１５のいずれかの異常信号を取得していないと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０２０に移行させる。一方、オゾン発生部１６、若しくは送風ファン１５のいずれかの異常信号を取得したと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０６０に移行させる。

ステップＳ０２０において、制御装置２２は、操作パネル３の操作により入力される運転時間ｔ０についての入力信号を取得し、ステップをステップＳ０３０に移行させる。

ステップＳ０３０において、制御装置２２は、オゾン発生装置１の運転開始信号を取得したか否か判定する。その結果、オゾン発生装置１の運転開始信号を取得したと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０４０に移行させる。一方、オゾン発生装置１の運転開始信号を取得していないと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０１０に戻す。

ステップＳ０４０において、制御装置２２は、通常時運転制御Ａを開始し、ステップをステップＳ０４１に移行させる（図６参照）。通常時運転制御Ａが終了するとオゾン発生装置１の制御を終了する。

ステップＳ０６０において、制御装置２２は、異常時運転制御Ｂを開始し、ステップをステップＳ０６１に移行させる（図７参照）。通常時運転制御Ａが終了するとオゾン発生装置１の制御を終了する。

制御装置２２は、ステップＳ０４０の通常時運転制御Ａ、若しくはステップＳ０６０の異常時運転制御Ｂが終了するとオゾン発生装置１の電源を「切」とする。つまり、制御装置２２は、後述の冷却ファン２０の停止信号を取得することでオゾン発生装置１の電源を切るように制御する。

図６に示すように、ステップＳ０４１において、制御装置２２は、運転警告灯４を点灯させて、送風ファン１５を作動させ、ステップをステップＳ０４２に移行させる。

ステップＳ０４２において、制御装置２２は、送風ファン１５を作動させてから所定時間ｔ１が経過したか否か判定する。その結果、送風ファン１５を作動させてから所定時間ｔ１が経過したと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０４３に移行させる。一方、送風ファン１５を作動させてから所定時間ｔ１が経過していないと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０４２に戻す。

ステップＳ０４３において、制御装置２２は、運転警告灯４を点滅させて、冷却ファン２０を作動させ、オゾン発生部１６への電流の印加を開始して、ステップをステップＳ０４４に移行させる。

ステップＳ０４４において、オゾン発生部１６、若しくは送風ファン１５のいずれかの異常信号を取得したか否か判定する。その結果、オゾン発生部１６、若しくは送風ファン１５のいずれかの異常信号を取得していないと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０４５に移行させる。一方、オゾン発生部１６、若しくは送風ファン１５のいずれかの異常信号を取得したと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０６０に移行させる。

ステップＳ０４５において、制御装置２２は、オゾン発生部１６への電流の印加を開始してから運転時間ｔ０が経過したか否か判定する。その結果、オゾン発生部１６への電流の印加を開始してから運転時間ｔ０が経過したと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０４６に移行させる。一方、オゾン発生部１６への電流の印加を開始してから運転時間ｔ０が経過していないと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０４４に戻す。

ステップＳ０４６において、制御装置２２は、オゾン発生部１６への電流の印加を停止して、ステップをステップＳ０４７に移行させる。

ステップＳ０４７において、制御装置２２は、オゾン発生部１６への電流の印加を停止してから所定時間ｔ２が経過したか否か判定する。その結果、オゾン発生部１６への電流の印加を停止してから所定時間ｔ２が経過したと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０４８に移行させる。一方、オゾン発生部１６への電流の印加を停止してから所定時間ｔ２が経過していないと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０４７に戻す。

ステップＳ０４８において、制御装置２２は、運転警告灯４を消灯させて、送風ファン１５を停止させて、ステップをステップＳ０４９に移行させる。

ステップＳ０４９において、制御装置２２は、冷却ファン２０の停止信号を取得したか否か判定する。その結果、冷却ファン２０の停止信号を取得したと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０５０に移行させる。一方、冷却ファン２０の停止信号を取得していないと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０４９に戻す。

ステップＳ０５０において、制御装置２２は、冷却ファン２０を停止させて、通常時運転制御Ａを終了する。

図７に示すように、ステップＳ０６１において、制御装置２２は、オゾン発生装置１の運転開始信号を取得したか否か判定する。その結果、オゾン発生装置１の運転開始信号を取得したと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０６２に移行させる。一方、オゾン発生装置１の運転開始信号を取得していないと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０６３に移行する。

ステップＳ０６２において、制御装置２２は、送風ファン１５を停止させ、オゾン発生部１６への電流の印加を停止して、運転警告灯４を消灯させて、ステップをステップＳ０６３に移行させる。

ステップＳ０６３において、制御装置２２は、冷却ファン２０を作動させ、異常発生灯３ａを点灯させ、ステップをステップＳ０６４に移行させる。

ステップＳ０６４において、制御装置２２は、冷却ファン２０の停止信号を取得したか否か判定する。その結果、冷却ファン２０の停止信号を取得したと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０６５に移行させる。一方、冷却ファン２０の停止信号を取得していないと判定した場合、制御装置２２はステップをステップＳ０６３に戻す。

ステップＳ０６５において、制御装置２２は、冷却ファン２０を停止させ、異常発生灯３ａを消灯させて、異常運転制御Ｂを終了する。

以上の如く、オゾン発生部１６と送風ファン１５とが配置されるオゾン発生室９と、制御装置２２を含む電源部２１が配置される電源室８とが構成されるオゾン発生装置１において、制御装置２２は、オゾンの発生を開始する場合、送風ファン１５を所定時間ｔ１作動させた後にオゾン発生部１６に電流を印加し、オゾンの発生を停止する場合、オゾン発生部１６に印加している電流を停止してから所定時間ｔ２経過後に送風ファン１５を停止させるものである。このように構成することにより、筐体２の内部にオゾンが残留することがない。また、送風ファン１５が作動を開始してからオゾンが発生するまでに時間差があるので、その間に作業者が室外に出てドアを閉めることで、作業者がオゾンにさらされることがなく安全である。これにより、オゾン発生装置１の耐久性を向上させることができる。

また、電源室８は、冷却ファン２０が更に配置され、制御装置２２は、オゾンの発生を開始する場合、オゾン発生部１６に電流を印加すると同時に冷却ファン２０を作動させ、オゾンの発生を停止する場合、送風ファン１５を停止させてから所定の操作が行われるまで冷却ファン２０の作動を継続させるものである。このように構成することにより、電源部２１の熱による劣化が防止される。また、筐体２の外部の残留オゾンが筐体２の内部に流入してくることがない。これにより、オゾン発生装置１の耐久性を向上させることができる。

また、制御装置２２は、オゾン発生部１６の異常、若しくは送風ファン１５の異常を検出すると、オゾン発生部１６に印加している電流を停止すると共に送風ファン１５の作動を停止させ、所定の操作が行われるまで冷却ファン２０の作動を継続させるものである。このように構成することにより、換気等によりオゾンが除去され、作業者によるオゾン発生装置１の停止操作がされるまで冷却ファン２０が作動しているのでオゾンが筐体２の内部に流入してくることがない。これにより、オゾン発生装置１の耐久性を向上させることができる。

１オゾン発生装置
８電源室
９オゾン発生室
１５送風ファン
１６オゾン発生部
２１電源部
ｔ１所定時間
ｔ２所定時間

Claims

オゾン発生部と送風ファンとが配置されるオゾン発生室と、制御装置を含む電源部が配置される電源室とが構成されるオゾン発生装置において、
前記制御装置は、オゾンの発生を開始する場合、前記送風ファンを所定時間作動させた後に、前記オゾン発生部に電流を印加し、
オゾンの発生を停止する場合、前記オゾン発生部に印加している電流を停止してから、所定時間経過後に前記送風ファンを停止させ、
前記電源室には、冷却ファンが配置され、
前記制御装置は、オゾンの発生を開始する場合、前記オゾン発生部に電流を印加すると同時に、前記冷却ファンを作動させ、
オゾンの発生を停止する場合、前記送風ファンを停止させてから所定の操作が行われるまで、前記冷却ファンの作動を継続させる
ことを特徴とするオゾン発生装置。
前記制御装置は、前記オゾン発生部の異常、若しくは、前記送風ファンの異常を検出すると、前記オゾン発生部に印加している電流を停止すると共に、前記送風ファンの作動を停止させ、所定の操作が行われるまで、前記冷却ファンの作動を継続させることを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置。