JP7053191B2 - Ozone generator and UV irradiation device - Google Patents
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特許法第30条第2項適用 平成29年4月5日に東京ビックサイトにおいて開催された第27回ファインテックジャパンにおいて、オゾン発生装置を公開した。Application of
本発明は、エキシマランプなどの光源から放射される紫外線によってオゾンを生成するオゾン生成装置に関する。 The present invention relates to an ozone generator that generates ozone by ultraviolet rays emitted from a light source such as an excimer lamp.
エキシマランプなどによって紫外線を照射することによってオゾンを生成するオゾン生成装置が知られている。オゾンは除菌、殺菌作用をもつことから、オゾン生成装置は脱臭機、除菌器として構成することが可能である。 An ozone generator that generates ozone by irradiating ultraviolet rays with an excimer lamp or the like is known. Since ozone has a sterilizing and sterilizing effect, the ozone generator can be configured as a deodorizer and a sterilizer.
例えば、円筒状のケーシング内にオゾナイザを配置し、その下方に空気ファンを設置する脱臭機が知られている。外気が空気ファンによってケーシング内部に吸入されると、放電によってオゾンがケーシング内で発生する。発生したオゾンは、ケース上部に設けられた放出口から放出され、これによって臭気成分が分解される(例えば、特許文献1参照)。 For example, there is known a deodorizer in which an ozonizer is arranged in a cylindrical casing and an air fan is installed below the ozonizer. When outside air is sucked into the casing by an air fan, ozone is generated inside the casing by electric discharge. The generated ozone is released from the discharge port provided in the upper part of the case, whereby the odorous component is decomposed (see, for example, Patent Document 1).
脱臭機などのオゾン生成装置が動作している間、ランプ点灯中であってもケース内部に収容されているため、ケース外側からその動作状態を確認することができない。したがって、オゾン生成装置に点灯インジケータを設けてユーザがそれを確認するか、装置の傍まで行って動作中であるか否かを確認する必要がある。 While the ozone generator such as a deodorizer is operating, it is housed inside the case even when the lamp is lit, so the operating state cannot be confirmed from the outside of the case. Therefore, it is necessary to provide a lighting indicator in the ozone generator to check it by the user, or to go to the side of the device to check whether it is in operation.
しかしながら、オゾン自体が人体に影響するため、ユーザがオゾン生成装置の傍に近寄るのは好ましくなく、ある程度離れた場所でオゾン生成装置の動作状態を確認する必要がある。その場合、インジケータなどを設けても、照明環境などによって動作中であるか否かを確認することが難しい。 However, since ozone itself affects the human body, it is not preferable for the user to approach the ozone generator, and it is necessary to check the operating state of the ozone generator at a certain distance. In that case, even if an indicator or the like is provided, it is difficult to confirm whether or not it is operating depending on the lighting environment or the like.
したがって、オゾン生成装置の動作状態を、離れた場所でも容易に確認できることが求められる。 Therefore, it is required that the operating state of the ozone generator can be easily confirmed even at a remote place.
本発明のオゾン生成装置は、放電によって紫外線を放射するエキシマランプと、エキシマランプを収容し、オゾン生成のための紫外線を照射する内部空間を区画する筐体とを備え、筐体において、紫外線とともに前記エキシマランプから放射される可視光を透過する窓が、形成されている。 The ozone generator of the present invention includes an excimer lamp that emits ultraviolet rays by discharge, and a housing that houses the excimer lamp and partitions an internal space that radiates ultraviolet rays for ozone generation. A window that transmits visible light emitted from the excimer lamp is formed.
ここでの「内部空間」は、筐体によって装置外と装置内とに区画されたときの装置内の少なくとも一部空間であって、殺菌、脱臭などに利用されるオゾンを生成する空間を示す。例えば脱臭機などの場合、エキシマランプを内部空間で生成されたオゾンの流れる方向に沿って配置し、生成されたオゾンが筐体から外部に放出されるように構成すればよい。 The "internal space" here refers to at least a part of the space inside the device when it is divided into the outside of the device and the inside of the device by a housing, and indicates a space that generates ozone used for sterilization, deodorization, and the like. .. For example, in the case of a deodorizer or the like, the excimer lamp may be arranged along the direction in which the ozone generated in the internal space flows, and the generated ozone may be discharged from the housing to the outside.
窓の形成位置、形状、大きさなどは任意に形成することができる。例えば、放電発生領域から可視光が放射される場合、放電発生領域を視認可能な位置に形成すればよい。エキシマランプが筐体内部の装着状態に合わせて窓を形成することで視認性を向上させることを考慮すると、筐体の鉛直方向に沿った表面に形成すればよい。例えば、両端部を鉛直方向に沿って設置する筒状筐体の場合、筐体側面に形成することができる。 The position, shape, size, etc. of the window can be arbitrarily formed. For example, when visible light is emitted from the discharge generation region, the discharge generation region may be formed at a visible position. Considering that the excimer lamp forms a window according to the mounting state inside the housing to improve visibility, it may be formed on the surface along the vertical direction of the housing. For example, in the case of a tubular housing in which both ends are installed along the vertical direction, it can be formed on the side surface of the housing.
鉛直方向に沿って配置されたエキシマランプの放電発生領域全体を視認できるようにすることを考慮すると、窓の鉛直方向長さを、筐体鉛直方向長さの半分以上の長さにすることが可能である。エキシマランプが水平方向に設置されている場合、窓の水平方向長さを、筐体水平方向長さの半分以上の長さにすることができる。 Considering that the entire discharge generation area of the excimer lamps arranged along the vertical direction can be visually recognized, the vertical length of the window can be set to be more than half of the vertical length of the housing. It is possible. When the excimer lamp is installed horizontally, the horizontal length of the window can be more than half the horizontal length of the housing.
窓については、ランプ消灯時における美観性などの観点から、筐体外部からの可視光の少なくとも一部を反射する光学部材を備えるように構成することが可能である。 The window can be configured to include an optical member that reflects at least a part of visible light from the outside of the housing from the viewpoint of aesthetics when the lamp is turned off.
エキシマランプは、局所的放電によって紫外線を放射するように構成することが可能である。また、エキシマランプは、紫外線よりもスペクトル強度の小さい可視光を、紫外線とともに放射することができる。 Excimer lamps can be configured to emit ultraviolet light by local discharge. Further, the excimer lamp can emit visible light having a spectral intensity smaller than that of ultraviolet rays together with ultraviolet rays.
エキシマランプから放射される可視光の波長域は、400nm~450nmおよび500nm~650nmの少なくともいずれかの波長域を含むようにすることが可能である。例えば、545nm付近の波長を含む可視光を放射することが可能である。 The wavelength range of visible light emitted from the excimer lamp can be set to include at least one of the wavelength ranges of 400 nm to 450 nm and 500 nm to 650 nm. For example, it is possible to emit visible light having a wavelength in the vicinity of 545 nm.
本発明の他の態様における紫外線照射装置は、エキシマランプによって紫外線を照射する内部空間を区画する筐体を備え、筐体において、エキシマランプに生じた局所的放電を視認可能な位置にエキシマランプから放射される可視光を透過する窓が、形成されている。 The ultraviolet irradiation device according to another aspect of the present invention includes a housing that partitions an internal space for radiating ultraviolet rays by the excimer lamp, and the local discharge generated in the excimer lamp is visible from the excimer lamp in the housing. A window is formed that allows the emitted visible light to pass through.
本発明によれば、オゾン生成装置などの動作状態を、容易な構成で確実に確認することができる。 According to the present invention, the operating state of the ozone generator or the like can be reliably confirmed with a simple configuration.
以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、オゾン生成装置の概略的斜視図である。図2は、オゾン生成装置の概略的平面図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view of an ozone generator. FIG. 2 is a schematic plan view of the ozone generator.
オゾン生成装置100は、ここでは脱臭機として構成されており、筐体10内部に紫外線を照射するエキシマランプ30、40を配置した構成となっている。筐体10は、筒状側面10Sと、側面10Sの上方端部を覆う円板状の天井面10Uとを備え、側面10Sには、外部空気を吸入するためのスリット状開口部10Kが水平方向に沿って周方向全体に渡って形成される一方、オゾン放出用の環状開口部10Tが、側面10Sと天井面10Uとの隙間に形成されている。
The
筐体10内部には、エキシマランプ30、40とともに、ランプ電源部50、送風ファン(軸流ファン)60が筐体10の中心軸Xに沿ってエキシマランプ30、40の下方に設けられている。開口部10Kから筐体10内の内部空間10Rに入り込んだ空気は、送風ファン60によって天井面10Uの方向へ上昇していく。
Inside the
エキシマランプ30、40が紫外線を照射すると、内部空間10Rを流れる空気に紫外線が当たり、これによってオゾンが生成される。生成されたオゾンは、送風ファン60によって開口部10Tから装置外部に放出される(図2の矢印参照)。放出されたオゾンにより、オゾン生成装置100の周囲に対し、臭いの元となる臭気成分が分解される。
When the excimer lamps 30 and 40 irradiate with ultraviolet rays, the ultraviolet rays hit the air flowing through the
エキシマランプ30、40は、石英ガラスから成る石英管32、42を備え、石英管32、42の内部には、管軸に沿って延びる内側電極(図示せず)が配置されている。内側電極は、柱状の誘電体(石英ガラス)によって被覆されており、放電空間に露出せずに誘電体内に埋設されている。石英管32、42の外面に配設された外側電極(図示せず)は、管軸に沿って配置されている。内側電極の端部に接続される給電線(図示せず)は、ランプ電源部50と接続しており、給電線を介してエキシマランプ30、40に電力が供給される。内側電極と外側電極との間で誘電体バリヤ放電が生じ、所定スペクトル(例えば、172nm)の紫外線が放射される。
The
エキシマランプ30、40は、筐体中心軸Xに沿って配置され、その両側に配置されたカバー34、44をそれぞれ備え、カバー34、44内には給電線(図示せず)が設けられている。エキシマランプ30、40は、筐体中心軸Xに対して回転対称的な位置に配置されており、中心軸Xに沿った配置位置も同じである。
The
側面10Sには、タイマースイッチボタン20S1、オゾン濃度調整ダイヤル20S2、電源ボタン20S3を設けた操作面10Mが設けられており、操作面10Mを挟んで、2つの窓10W1、10W2が設けられている。窓10W1、10W2は、操作面10Mの反対側にある同じサイズの面にまで渡って側面10Sの一部を形成し、その周方向幅は同じであり、中心軸Xに関して対称的な配置となっている。
The
窓10W1、10W2は、それぞれエキシマランプ30、40と向かい、中心軸X(鉛直方向)に沿った長さは、エキシマランプ30、40の石英管32、42よりも長い。また、窓10W1、10W2の水平方向(周方向)長さは、筐体10の水平方向(周方向)長さの半分以上の長さに定められている。窓10W1、10W2は、ここではアクリル樹脂で成形されており、可視光を透過する光透過特性をもつ。例えば、400nm以上の可視光を80%以上透過する光透過特性をもたせることができる。
The windows 10W1 and 10W2 face the
一方、窓10W1、10W2を介してオゾン生成装置100の外部に紫外線を放射するのを抑制することを考慮し、400nmより短波長(紫外線領域)の光に対しては透過性を低くするのがよい。なお、172nmに代表されるような強い紫外線を放射するエキシマランプ30、40を使用する場合、172nmの波長が酸素に強く吸収されて放射距離が短くなるため、窓10W1、10W2まで到達しない。したがって、窓10W1、10W2の材料は特に限定されず、高価な合成石英ガラスなどにする必要は無い。
On the other hand, in consideration of suppressing the emission of ultraviolet rays to the outside of the
また、窓10W1、10W2の内面には、ビームスプリッタ(ミラーガラス)が形成されている。これによって、可視光がオゾン生成装置100の内部空間10Rから窓10W1、10W2を通って外部に進行することができる一方、オゾン生成装置100外部(筐体10外部)の可視光は、窓10W1、10W2で反射する。
Further, a beam splitter (mirror glass) is formed on the inner surface of the windows 10W1 and 10W2. As a result, visible light can travel from the
本実施形態のエキシマランプ30、40は、局所的放電を生じ、紫外線と可視光とをほぼ同時に放射する。具体的には、172nmの紫外線とともに、400nm~800nmの波長域の可視光が放射される。以下、これについて説明する。
The
図3は、エキシマランプ30の局所的放電の一例を示した図である。局所的放電の一例として、エキシマランプ30の石英管32内で誘電体バリヤ放電を生じるとき、放電空間の径方向に沿って微細な放電が局所的に生じる(微細放電)。局所的放電では、瞬間的に発生・消滅を繰り返すような放電状態となり、放電ガスがエキシマ発光することによって172nmの紫外線が放射される。石英管、電極、放電空間圧(封入ガス圧)、印加電圧の周波数などは、局所的放電を生じるように定められている。
FIG. 3 is a diagram showing an example of local discharge of the
それとともに、エキシマランプ30、40では、可視光が放射される。可視光の放射は、石英管32、42などによって放電管を構成し、その石英管の種類や熱処理の条件、封入する放電ガスの種類、放射する紫外線の波長などを適宜調整することによって実現される。また、これらの調整によって、異なる波長域の可視光を放射することができる。
At the same time, visible light is emitted from the
例えばエキシマランプ30、40は、400nm~450nmの波長域、500nm~650nmの波長域の可視光を放射することが可能であり、青色および緑~赤色の波長域の光によって赤紫色系の光が放射される。またエキシマランプ30、40は、545nm付近の波長をもつ緑色系の光を放射することも可能である。なお、紫外線の発光効率を落とさないためにも、可視光線の最大スペクトル強度は、172nmの紫外線の発光スペクトル強度のおよそ20パーセント以下に抑えられている。
For example,
図3は、局所的放電の様子を示す一例であり、放電形状を限定するものではない。図3のように微細放電と偏った放電DLが併存するような構成にしてもよい。例えば、局所的放電を生じさせる構成として、平板状の電極を石英管32、42の外周面に線接触させた構成を採ることもできる。この構成では、局所的放電の一例として、エキシマランプ30の石英管32内で誘電体バリヤ放電を生じるとき、石英管32に沿って配置された電極(図示せず)の傍に偏った放電DLが生じる。
FIG. 3 is an example showing the state of local discharge, and does not limit the discharge shape. As shown in FIG. 3, the configuration may be such that a fine discharge and a biased discharge DL coexist. For example, as a configuration for generating a local discharge, a configuration in which a flat plate-shaped electrode is in line contact with the outer peripheral surfaces of the
図1、2で示したように、筐体10は、オゾン生成のためエキシマランプ30、40によって紫外線を照射する空間である内部空間10Rを形成する一方、窓10W1、10W2を設けていることによって、エキシマランプ30、40から放射される可視光が窓10W1、10W2を通って装置外部に照射される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
これにより、ユーザはエキシマランプ30、40の放電を視認することができ、エキシマランプ30、40が点灯状態である、すなわちオゾン生成装置100が動作していることを、オゾン生成装置100の周囲から離れた場所で視認することができる。
As a result, the user can visually recognize the discharge of the
また、エキシマランプ30、40から放射される可視光は、筐体10の側面10Sにあって半分以上の表面領域をもつ窓10W1、10W2から照射されるため、ユーザは、エキシマランプ30、40それぞれの点灯状態をどの方向からも確認することができる。特に、窓10W1、10W2が石英管32、42のサイズよりも大きなサイズを持つことから、ユーザはエキシマランプ30、40の放電領域全体を視認することができる。
Further, since the visible light emitted from the
オゾン生成装置100に近づくことなく点灯状態を確認できるため、ユーザはオゾンの影響を受けなくて済む。また、点灯状態を示すインジケータなどを別途設けるような、視認性が悪くコストがかかる構造にする必要がなくなる。
Since the lighting state can be confirmed without approaching the
上述したように、エキシマランプ30、40は、青色に応じた短波長域、緑色~赤色の長波長域の光を照射するように構成することができる。そのため、オゾン生成装置100の設置された室内照明が比較的明るく、スペクトル強度が比較的小さい可視光が放射される状況であっても、ユーザは点灯状態を視認することができる。特に、視覚的に感度の高い緑色に応じた光を照射することで視認性を高めることができる。
As described above, the
また、エキシマランプ30、40が局所的放電するため、コントラストが高く、視認性がよい。特に、瞬間的な発生・消滅を繰り返すような微細放電は目立ちやすく、さらに視認性を高める。一方で、窓10W1、10W2の内側面にはビームスプリッタが形成されているため、オゾン生成装置100周囲の照明が強い場合でも、ランプ点灯状態を確認することができる。逆に、エキシマランプ30、40が点灯していない状態では、装置外部からエキシマランプ30、40(内部空間10R)を視認できない(視認しにくい)。そのため、エキシマランプ30、40の消灯時において、オゾン生成装置100の美観を損ねることがない。
Further, since the
このように本実施形態によれば、筒状筐体10内にエキシマランプ30、40を配置し、その下方に送風ファン60を設けたオゾン生成装置100において、筐体10の側面10Sに窓10W1、10W2を設ける。エキシマランプ30、40が放電によって紫外線を照射することで、筐体10の内部空間10Rにオゾンを生成するとともに、エキシマランプ30、40から紫外線とともに放射される可視光が、窓10W1、10W2を透過する。
As described above, according to the present embodiment, in the
次に、図4を用いて、第2の実施形態であるオゾン生成装置について説明する。第2の実施形態では、窓のサイズがエキシマランプサイズに応じている。 Next, the ozone generator according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the size of the window depends on the size of the excimer lamp.
図4は、第2の実施形態におけるオゾン生成装置の概略的斜視図である。 FIG. 4 is a schematic perspective view of the ozone generator according to the second embodiment.
オゾン生成装置1000は、側面100S、天井面100Uを備えた筐体100と、エキシマランプ130とを備えている。側面100Sには、外部空気を吸入するためのスリット状開口部100Kが水平方向に沿って周方向全体に渡って形成される一方、オゾン放出用の環状開口部100Tが、側面100Sと天井面100Uとの間に形成されている。筐体100の側面100Sには、操作面100Mを挟んで2つの窓100W(図4では1つのみ図示)が設けられている。窓100Wの軸方向(鉛直方向)長さは、筐体100の側面(鉛直方向)長さの半分以上の長さを有する。
The
窓100Wは、その周方向幅がエキシマランプ130のサイズに応じた幅であり、ユーザが筐体100の操作面100Mを見る方向から見たときに点灯状態を確認することができるように、窓100Wは操作面100Mの傍に形成されている。このような窓100Wを形成することによっても、ランプ点灯中、すなわちオゾン生成装置1000の動作中であることを確認することができる。
The width of the
なお、オゾン生成装置内のエキシマランプ配置に関しては、オゾンの流れる方向に合わせて設置すればよく、例えば、筐体を矩形状に構成し、エキシマランプを水平方向に沿って配置してもよい。この場合、窓の周方向長さが筐体の周方向長さの半分以上の長さに定めるのがよい。側面以外の天井面に窓を設けることも可能であり、窓のサイズ、数なども任意である。また、ランプ本数に応じた窓の数にしてもよい。放電発生領域が視認できるような窓を筐体表面に設ければよい。 Regarding the arrangement of the excimer lamps in the ozone generator, the excimer lamps may be arranged according to the direction in which ozone flows. For example, the housing may be configured in a rectangular shape and the excimer lamps may be arranged along the horizontal direction. In this case, it is preferable to set the circumferential length of the window to be at least half the circumferential length of the housing. It is also possible to provide windows on the ceiling surface other than the side surface, and the size and number of windows are arbitrary. Further, the number of windows may be set according to the number of lamps. A window may be provided on the surface of the housing so that the discharge generation area can be visually recognized.
オゾン生成装置としては、脱臭機以外の除菌器、殺菌器などとして構成することも可能であり、紫外線照射装置として構成することも可能である。また、172nm以外の紫外線の波長を放射するエキシマランプでもよく、エキシマランプ以外の紫外線とともに可視光を放射可能な放電ランプを使用してもよい。 The ozone generator can be configured as a sterilizer, a sterilizer, or the like other than the deodorizer, or can be configured as an ultraviolet irradiation device. Further, an excimer lamp that radiates a wavelength of ultraviolet rays other than 172 nm may be used, or a discharge lamp that can radiate visible light together with ultraviolet rays other than the excimer lamp may be used.
10 筐体
10R 内部空間
10S 側面
10W1 窓
10W2 窓
30 エキシマランプ
40 エキシマランプ
100 オゾン生成装置
10
Claims (12)
前記エキシマランプを収容し、装置外と装置内とに区画するケーシングであって、紫外線を照射してオゾンを生成する内部空間を装置内に形成する筐体とを備え、
前記筐体において、紫外線とともに前記エキシマランプから放射される可視光を透過する窓が、形成されていることを特徴とするオゾン生成装置。 Excimer lamps that emit ultraviolet rays by electric discharge,
A casing that houses the excimer lamp and divides it into the outside of the device and the inside of the device, and includes a housing that forms an internal space inside the device by irradiating ultraviolet rays to generate ozone .
An ozone generator characterized in that, in the housing, a window that transmits visible light radiated from the excimer lamp together with ultraviolet rays is formed.
前記エキシマランプを収容し、紫外線を照射してオゾンを生成する内部空間を区画する筐体とを備え、
前記筐体において、紫外線とともに前記エキシマランプから放射される可視光を透過する窓が、放電発生領域を視認可能なように、装置設置状態における前記筐体の側面および/または天井面に形成されていることを特徴とするオゾン生成装置。 Excimer lamps that emit ultraviolet rays by electric discharge,
It is equipped with a housing that houses the excimer lamp and partitions the internal space that irradiates ultraviolet rays to generate ozone .
In the housing, a window that transmits visible light radiated from the excimer lamp together with ultraviolet rays is formed on the side surface and / or the ceiling surface of the housing in the device installation state so that the discharge generation region can be visually recognized. An ozone generator characterized by being present .
生成されたオゾンが前記筐体から外部に放出されることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載のオゾン生成装置。 The excimer lamp is arranged along the direction of flow of ozone generated in the internal space.
The ozone generation device according to any one of claims 1 to 10, wherein the generated ozone is released from the housing to the outside.
前記筐体において、前記エキシマランプに生じた局所的放電を視認可能な位置に、前記エキシマランプから放射される可視光を透過する窓が、形成されていることを特徴とする紫外線照射装置。
It is a casing that divides the outside of the device and the inside of the device, and is equipped with a housing that forms an internal space inside the device for sterilization and sterilization by irradiation with ultraviolet rays from an excimer lamp.
An ultraviolet irradiation device characterized in that, in the housing, a window that transmits visible light emitted from the excimer lamp is formed at a position where a local discharge generated in the excimer lamp can be visually recognized.
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