JP7398409B2 - オゾン発生器 - Google Patents

Description

本発明は、オゾン発生器に関する。

特許文献１には、オゾン発生器が開示されている。このオゾン発生器は、気体の流路内にオゾン発生部が設けられている。オゾン発生部は、セラミック板の上に一対の電極を取り付けて構成されている。オゾン発生部は、気体を取り込みつつ電極間に電圧を印加することで、誘電体バリア放電によりオゾンを発生させる。

特開平６－９０９９５号公報

特許文献１に開示されるようなオゾン発生器では、流路内におけるオゾン発生部の配置の仕方によっては電極間に十分に気体が入り込まず、オゾンの発生効率が低下してしまうおそれがある。

本発明は、オゾン発生効率を向上させる技術を提供する。

［１］本発明のオゾン発生器は、気体の流路が内側に設けられた流路構成部と、流路に中心軸を中心とした旋回流を生じさせ、流路の吸気口側から排気口側に向けて気体を送り込む軸流ファンと、第１電極と、第１電極を覆う第１誘電体と、第２電極と、第２電極を覆う第２誘電体と、を有し、第１誘電体の一端と第２誘電体の一端とが流路構成部に支持されるとともに、第１誘電体の他端と第２誘電体の他端とが流路構成部の内壁面と離間し、第１誘電体と第２誘電体との間に放電空間が設けられるオゾン発生体と、を備えている。第１誘電体の一端及び他端と異なる端部と、第１誘電体の端部に対向する第２誘電体の端部と、を含んで気体導入口が構成されている。気体導入口から気体が入り込む方向が、中心軸に対して軸流ファンの回転方向に傾いている。

この構成によれば、気体導入口から気体が入り込む方向が、中心軸に対して軸流ファンの回転方向に傾いているため、気体導入口から放電空間に気体が導入され易くなる。そのため、オゾン発生器によるオゾン発生効率が向上する。

［２］上記軸流ファンは、ロータと、ロータから径方向に突出する羽根部と、を有していてもよい。第１誘電体及び第２誘電体は、ロータよりも径方向外側に位置していてもよい。

この構成によれば、気体導入口全体を中心軸に対して軸流ファンの回転方向に傾かせることができ、気体導入口に旋回流を入り込ませ易くなる。

［３］上記オゾン発生体は、気体導入口とは反対側に設けられ、気体導入口から導入された気体を放出する気体放出口を有していてもよい。気体放出口から気体が抜け出る方向に流路構成部が位置していてもよい。

この構成によれば、流路の排気口側から気体放出口を介して放電空間を視認しにくくなり、紫外線の直視を抑制できる。

［４］上記第１誘電体は、第２誘電体に対して軸流ファン側に配されていてもよい。第１電極の気体放出口側の縁部を第１縁部とし、第２誘電体の気体放出口側の縁部を第２縁部としたとき、第１縁部と第２縁部とを通り気体放出口側に延びる直線が流路構成部と交わっていてもよい。

この構成によれば、流路の排気口側から気体放出口を介して第１電極付近を視認し難くなり、第１電極付近で生じる紫外線の直視を抑制できる。

［５］上記オゾン発生体よりも排気口側に設けられる遮蔽部を備えていてもよい。遮蔽部の少なくとも一部は、中心軸の軸方向から見て、オゾン発生体に重なっていてもよい。

この構成によれば、流路の排気口側から気体放出口を介してオゾン発生体を視認し難くできる。

［６］上記軸流ファンの回転により生じる旋回流の中心軸に対する傾き角度を旋回流角度とし、旋回流角度に対して－３０°以上３０°以下の範囲内の角度を加算した角度を加算角度とし、気体導入口から気体が入り込む方向が、中心軸に対して軸流ファンの回転方向に加算角度で傾いていてもよい。

この構成によれば、遮蔽部によってオゾン発生体の視認を難しくしつつ、気体導入口から放電空間に気体を導入し易くしてオゾン発生効率の向上を図ることができる。

［７］上記オゾン発生体は、気体導入口とは反対側に設けられ、気体導入口から導入された気体を放出する気体放出口を有していてもよい。遮蔽部は、中心軸の軸方向から見て、気体放出口に重なっていてもよい。

この構成によれば、流路の排気口側から気体放出口を視認し難くなり、紫外線の直視を抑制できる。

本発明によれば、オゾン発生効率が向上する。

図１は、第１実施形態のオゾン発生器の斜視図である。 図２は、オゾン発生器の断面の斜視図である。 図３は、図２とは異なる切断面におけるオゾン発生器の断面図である。 図４は、オゾン発生体の斜視図である。 図５は、オゾン発生体を短手方向から見た図である。 図６は、オゾン発生体を並び方向から見た図である。 図７は、オゾン発生体の分解斜視図である。 図８は、オゾン発生体のホルダを取り付ける前の状態を示す斜視図である。 図９は、図６のＡ－Ａ線断面図である。 図１０は、オゾン発生体が保持部に保持された状態を示す斜視図である。 図１１は、図２と同じ切断面の側方から見た断面図である。 図１２は、第２実施形態のオゾン発生器における図１１相当の断面の一部を示す図である。 図１３は、第３実施形態のオゾン発生器における図１１相当の断面図である。 図１４は、旋回流角度の測定方法を説明する説明図である。 図１５は、オゾン発生器の電気的構成を示すブロック図である。

１．第１実施形態
１－１．オゾン発生器１００の構成
図１に示すオゾン発生器１００は、外部の空気（酸素を含む空気）を吸い込み、誘電体バリア放電により空気中の酸素からオゾンを発生させ、外部に排出させる装置である。オゾン発生器１００は、図２及び図３に示すように、気体の流路１と、ファン２と、オゾン発生体３と、を有する。

流路１は、吸気口５と、排気口６と、を有する。吸気口５は、オゾン発生器１００の外部の気体（例えば空気）を流路１内に取り込む。排気口６は、流路１内の気体を、オゾン発生器１００の外部に排出する。流路１は、吸気口５から吸い込んだ気体を排気口６から排出させる。

流路１は、所定のＺ方向（本実施形態では上下方向）に沿って延びている。吸気口５は、Ｚ方向の一端側（本実施形態では下端側）に配置され、Ｚ方向の一端側（本実施形態では下方）に開口している。吸気口５の吸気方向は、Ｚ方向の他端側（本実施形態では上方）である。排気口６は、Ｚ方向の他端側（本実施形態では上端側）に配置され、Ｚ方向の他端側（本実施形態では上方）に開口している。排気口６の排気方向は、Ｚ方向の他端側（本実施形態では上方）である。

吸気口５は、Ｚ方向を軸方向とした環状（具体的には円環状）に沿って配置されている。排気口６は、吸気口５が配置される環状部分よりも内側に配置されている。排気口６は、円形状に配置されている。

流路１は、第１流路７と、第１流路７よりも下流側の第２流路８と、を有する。第１流路７は、吸気口５から排気口６側に延びている。第１流路７は、環状の吸気口５から吸い込まれた気体を吸気口５の内周よりも内側に誘導する。第２流路８は、第１流路７の下流側の端部から排気口６側に向けてＺ方向の他端側（本実施形態では上方）に延びている。第２流路８の下流側の端部は、排気口６につながっている。第２流路８は、環状の吸気口５の内周よりも外形が小さく、第１流路７によって内側に誘導された気体を排気口６側（本実施形態では上方）に誘導し、排気口６から排出させる。

ファン２は、流路１に気流（具体的には旋回流）を生成する装置であり、本実施形態では軸流ファンである。ファン２は、流路１に中心軸Ｌ（図１１参照）を中心とした旋回流を生じさせる。ファン２は、流路の吸気口５側から排気口６側に向けて気体を送り込む送風動作を行う。ファン２は、ロータ２Ａと、ロータ２Ａから径方向に突出する複数の羽根部２Ｂと、モータ（図示略）と、を有している。ファン２は、電力が供給されることでモータが駆動し、送風動作を行う。ファン２は、流路１（具体的には第２流路８）に設けられる。ファン２は、ファン２の中心軸Ｌ（図１１参照）をＺ方向に向けた状態で配置される。ファン２は、Ｚ方向を軸方向として回転する。具体的には、ファン２は、軸方向の他端側（図１１では上端側）から見て時計回りに回転する。

オゾン発生体３は、交流電圧が印加されることによって後述する放電空間ＤＳで誘電体バリア放電を生じさせ、吸気口５から吸い込まれた空気中の酸素を原料として流路１にオゾンを発生させるものである。オゾン発生体３は、図４から図７に示すように、第１電極１０と、第２電極３０と、第１誘電体１１と、第２誘電体３１と、第１端子１２と、第２端子３２と、支持部５０と、を有する。

第１電極１０及び第２電極３０は、金属製であり、本実施形態ではタングステン（Ｗ）を材料として形成される。なお、第１電極１０及び第２電極３０は、タングステンに限らず、例えばモリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）などを材料として形成されてもよい。第１電極１０及び第２電極３０は、薄い金属層として構成され、所定方向に長い形態をなしている。第１電極１０及び第２電極３０（金属層）の厚さは、密着強度を確保する観点から１０μｍ以上であることが望ましく、厚過ぎることによる剥がれを抑制する観点から５０μｍ以下とすることが望ましい。第１電極１０及び第２電極３０の幅と長さは、必要なオゾン発生量に応じて任意に設定される。第１電極１０及び第２電極３０の幅ＷＥ（図６参照）は、１ｍｍとする。第１電極１０及び第２電極３０の長さは、第１電極１０と第２電極３０との間に支持部５０が存在しない部分の長さＬＥ（図５参照）を基準に設定される。長さＬＥは、１０ｍｍとする。

第１誘電体１１及び第２誘電体３１は、本実施形態ではアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を材料として形成される。なお、第１誘電体１１及び第２誘電体３１は、アルミナに限らず、ガラス（ＳｉＯ_２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）等の別のセラミックやそれらの混合物を材料として形成されてもよい。第１誘電体１１は、第１電極１０を覆い、第２誘電体３１は、第２電極３０を覆う。第１誘電体１１及び第２誘電体３１は、それぞれ板状をなしている。

第１誘電体１１及び第２誘電体３１は、第１誘電体１１及び第２誘電体３１の厚さ方向に並んで配置される。つまり、第１誘電体１１及び第２誘電体３１は、第１誘電体１１及び第２誘電体３１の厚さ方向に対向する。第１誘電体１１と第２誘電体３１との間には、放電空間ＤＳが形成される。互いに対向する面は、それぞれ平坦な面であり、矩形状をなす。互いに対向する面のうち一方の面は、他方の面に沿って延びる。互いに対向する面のうち一方の面は、他方の面に対して平行であってもよいし、平行でなくてもよい。第１電極１０及び第２電極３０の厚さ方向は、第１誘電体１１及び第２誘電体３１の厚さ方向と同じである。第１誘電体１１及び第２誘電体３１の並び方向を、以下では「並び方向」という。

第１電極１０は、並び方向において、第１誘電体１１内の第２電極３０側に寄った位置に配置される。第２電極３０は、並び方向において、第２誘電体３１内の第１電極１０側に寄った位置に配置される。第１電極１０及び第２電極３０は、薄く形成された誘電体層の上面に印刷等により配置される。その上に、更に厚めの誘電体層を形成することで第１電極１０を覆う第１誘電体１１及び第２電極３０を覆う第２誘電体３１が製造される。

第１誘電体１１のうち第１電極１０よりも放電空間ＤＳ側の厚さ（第１電極１０の放電空間ＤＳ側の面と第１誘電体１１の放電空間ＤＳ側の面との距離）をＤ１とする（図５参照）。第２誘電体３１のうち第２電極３０よりも放電空間ＤＳ側の厚さ（第２電極３０の放電空間ＤＳ側の面と第２誘電体３１の放電空間ＤＳ側の面との距離）をＤ２とする（図５参照）。この場合、Ｄ１＋Ｄ２の最小値は、下記式（１）によって求められる。
（Ｄ１＋Ｄ２の最小値）＝（オゾン発生体３に印加する電圧［ｋＶ］）／（第１誘電体１１及び第２誘電体３１の材料の耐電圧（ｋＶ／ｍｍ）・・・式（１）
アルミナの耐電圧は１５ｋＶ／ｍｍであり、高圧の交流電圧のピーク値を４．５ｋＶとすると、Ｄ１＋Ｄ２の最小値は、０．３ｍｍとなる。
他方、Ｄ１，Ｄ２が厚過ぎると、第１誘電体１１及び第２誘電体３１での損失が大きくなり、電力効率が低下する。このため、Ｄ１＋Ｄ２の最大値は、Ｄ１＋Ｄ２の最小値の２倍程度となる。具体的には、Ｄ１＋Ｄ２は、０．３ｍｍ以上且つ０．６ｍｍ以下であることが好ましい。つまり、Ｄ１，Ｄ２は、それぞれ０．１５ｍｍ以上且つ０．３ｍｍ以下であることが好ましい。本実施形態では、製造の容易さを考慮して、Ｄ１，Ｄ２をそれぞれ０．１５ｍｍとしている。

第１電極１０及び第２電極３０の延び方向（長手方向）は、第１誘電体１１及び第２誘電体３１の長手方向（以下、単に「長手方向」という）と同じである。長手方向は、「第１誘電体及び第２誘電体の並び方向に対して直交する直交方向」の一例に相当する。なお、第１誘電体１１及び第２誘電体３１の短手方向は、以下では、単に「短手方向」という。

第１誘電体１１は、第１誘電体本体１３と、第１張出部１４と、第１凹部１５と、を有する。第１誘電体本体１３は、板状をなし、直方体形状をなす。第１誘電体本体１３は、第１電極１０を覆う。第１張出部１４は、長手方向の一端側において、第１誘電体１１の外側（第２誘電体３１側とは反対側）に張り出した形態をなしている。第１張出部１４は、第１誘電体１１における短手方向全領域にわたって形成されている。第１張出部１４は、第１誘電体１１の長手方向の一端まで形成されている。第１凹部１５は、第１誘電体１１の外側（第２誘電体３１側とは反対側）の面において、長手方向の一端側に形成されている。第１凹部１５は、第１張出部１４を凹ませた形態をなしている。第１凹部１５は、第１誘電体１１の長手方向の一端に開口している。

第２誘電体３１は、第２誘電体本体３３と、第２張出部３４と、第２凹部３５と、を有する。第２誘電体本体３３は、板状をなし、直方体形状をなす。第２誘電体本体３３は、第２電極３０を覆う。第２誘電体本体３３は、第１誘電体本体１３と対向し、第１誘電体本体１３との間に放電空間ＤＳを形成する。第２張出部３４は、長手方向の一端側において、第２誘電体３１の外側（第１誘電体１１側とは反対側）に張り出した形態をなしている。第２張出部３４は、第２誘電体３１における短手方向全領域にわたって形成されている。第２張出部３４は、第２誘電体３１の長手方向の一端まで形成されている。第２凹部３５は、第２誘電体３１の外側（第１誘電体１１側とは反対側）の面において、長手方向の一端側に形成されている。第２凹部３５は、第２張出部３４を凹ませた形態をなしている。第２凹部３５は、第２誘電体３１の長手方向の一端に開口している。

第１誘電体１１（具体的には第１誘電体本体１３）と第２誘電体３１（具体的には第２誘電体本体３３）との距離である誘電体間ギャップＧＣ（図５参照）は、空気の耐電圧が３．０ｋＶ／ｍｍ程度であることを考慮すると、オゾン発生体３に印加する交流電圧のピーク値を４．５ｋＶとする場合、放電させるためには１．５ｍｍ未満とする必要がある。しかし、放電時間を長くし安定した放電を維持するためには、その３分の１以下、つまり０．５ｍｍ以下にすることが好ましい。他方、誘電体間ギャップＧＣが小さくなりすぎると、供給される空気が不足し、オゾン発生量が低下する。このため、誘電体間ギャップＧＣは、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。例えば、誘電体間ギャップＧＣは、０．３７ｍｍであることが好ましい。なお、誘電体間ギャップＧＣは、第１誘電体１１及び第２誘電体３１の互いの対向面が平行でない場合、第１電極１０及び第２電極３０の先端（長手方向の他端）の位置を基準とする。

第１電極１０及び第２電極３０は、互いに同一の大きさで且つ同一形状をなしており、面対称となる位置関係で配置される。第１誘電体１１及び第２誘電体３１は、互いに同一の大きさで且つ同一形状をなしており、面対称となる位置関係で配置される。

第１端子１２及び第２端子３２は、それぞれ金属製であり、板状をなす。第１端子１２は、第１凹部１５に配置され、第２端子３２は、第２凹部３５に配置される。第１端子１２は、第１電極１０に電気的に接続され、第２端子３２は、第２電極３０に電気的に接続される。第１端子１２及び第２端子３２は、それぞれ短手方向から見てＬ字型をなす。

第１端子１２は、第１接続部２１と、第１突出部２２と、第３接続部２３と、を有する。第１接続部２１は、図５及び図６に示すように、第１誘電体１１に設けられた第１導電部２４を介して第１電極１０に電気的に接続される。第１導電部２４は、本実施形態では、第１誘電体１１に形成されるビアである。第１導電部２４は、第１電極１０から第１誘電体１１の外側（第２誘電体３１側とは反対側）の面まで延びている。第１誘電体１１の外側（第２誘電体３１側とは反対側）の面には、第１導電部２４が露出しており、第１導電部２４の露出部分にランドが形成される。このランドに対して、第１接続部２１がロウ付けされる。これにより、第１端子１２が第１電極１０に電気的に接続される。第１突出部２２は、第１接続部２１の一端に連なり、第１誘電体１１の端部よりも一端側に突出している。第３接続部２３は、第１突出部２２の先端（一端側の端部）から屈曲して並び方向に延びている。

第２端子３２は、第２接続部４１と、第２突出部４２と、第４接続部４３と、を有する。第２接続部４１は、第２誘電体３１に設けられる第２導電部４４を介して第２電極３０に電気的に接続される。第２導電部４４は、本実施形態では、第２誘電体３１に形成されるビアである。第２接続部４１は、上述した第１接続部２１と第１電極１０との接続と同様に、第２電極３０に接続される。第２突出部４２は、第２接続部４１の一端に連なり、第２誘電体３１の端部よりも一端側に突出している。第４接続部４３は、第２突出部４２の先端（一端側の端部）から屈曲して並び方向に延びている。第３接続部２３及び第４接続部４３は、互いに反対方向に延びている。

支持部５０は、第１誘電体１１及び第２誘電体３１を支持する。支持部５０は、第１誘電体１１及び第２誘電体３１を長手方向の一端側で片持ち支持する。つまり、支持部５０は、第１誘電体１１及び第２誘電体３１を同じ側で片持ち支持する。支持部５０は、例えば樹脂（例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ＰＰなど）を材料として形成される。支持部５０は、スペーサ５１と、ホルダ５２と、を有する。

スペーサ５１は、長手方向の一端側において第１誘電体１１と第２誘電体３１との間に配置され、長手方向の他端側において第１誘電体１１と第２誘電体３１との間に放電空間ＤＳを形成させる。スペーサ５１は、板状をなしている。スペーサ５１は、厚さ方向を、第１誘電体１１及び第２誘電体３１の並び方向に向けて配置される。スペーサ５１は、第１誘電体１１と第２誘電体３１との間に配置されるスペーサ部５３と、スペーサ部５３から長手方向の一端側に延びて第１突出部２２と第２突出部４２との間に配置される延設部５４と、を有する。

スペーサ部５３は、板状をなす。スペーサ部５３は、短手方向において、第１誘電体１１及び第２誘電体３１の範囲内に収まる。スペーサ部５３の長手方向の一端は、第１誘電体１１及び第２誘電体３１の長手方向の一端よりも他端側に配置され、スペーサ部５３の長手方向の他端は、第１張出部１４及び第２張出部３４の他端よりも一端側に配置される。

延設部５４は、板状をなす。延設部５４は、スペーサ部５３よりも厚さが小さい。なお、延設部５４は、スペーサ部５３よりも厚さが小さくなくてもよく、例えばスペーサ部５３と同じ厚さであってもよい。延設部５４は、短手方向において、第１端子１２及び第２端子３２の両側の端部よりも外側まで延びている。延設部５４は、長手方向において、第１端子１２及び第２端子３２の一端側の端部よりも一端側に延びている。

オゾン発生体３は、スペーサ５１に、第１誘電体１１及び第２誘電体３１を接着させる両面テープ５５を有する。第１誘電体１１及び第２誘電体３１は、それぞれ両面テープ５５によってスペーサ５１のスペーサ部５３に接着される。

ホルダ５２は、スペーサ５１を挟んだ第１誘電体１１及び第２誘電体３１を保持する部材である。ホルダ５２は、環状（具体的には角筒状）をなしており、スペーサ５１を挟んだ第１誘電体１１及び第２誘電体３１の外周を囲むように配置される。なお、ホルダ５２は、円環状であってもよいし、円環状以外であってもよい。ホルダ５２は、ホルダ本体５６と、係止部５７と、第１切欠部５８と、第２切欠部５９と、を有する。

ホルダ本体５６は、環状（具体的には角筒状）をなしている。なお、ホルダ本体５６は、円環状であってもよいし、円環状以外であってもよい。ホルダ本体５６は、並び方向の両側に配置される一対の第１壁部５６Ａと、短手方向の両側に配置される一対の第２壁部５６Ｂと、を有する。

係止部５７は、ホルダ本体５６における長手方向の他端側の内面から内側に突出する形態をなしている。係止部５７は、一対の第１壁部５６Ａの内面からそれぞれ突出している。係止部５７は、第１壁部５６Ａにおける短手方向全領域にわたって形成されている。

第１切欠部５８は、第１端子１２及び第２端子３２を露出させるように切り欠いた形態をなしている。第１切欠部５８は、一対の第１壁部５６Ａにおける長手方向の一端側の端部を切り欠いた形態をなしている。

第２切欠部５９は、放電空間ＤＳを露出させるように切り欠いた形態をなしている。第２切欠部５９は、一対の第２壁部５６Ｂにおける長手方向の他端側の端部を切り欠いた形態をなしている。第２切欠部５９の長手方向の一端は、第１切欠部５８の長手方向の他端よりも他端側に配置されている。第２切欠部５９の幅（並び方向の間隔）は、誘電体間ギャップＧＣよりも大きいことが好ましい。

ホルダ５２は、図８に示すように、スペーサ５１を挟んだ第１誘電体１１及び第２誘電体３１に対し、長手方向の他端側から挿し通される。ホルダ５２は、係止部５７が第１誘電体１１の第１張出部１４及び第２誘電体３１の第２張出部３４の長手方向の端部に接触することで、位置決めされる。なお、図９に示すように、並び方向において、スペーサ５１を挟んだ状態の第１誘電体本体１３及び第２誘電体本体３３の外面同士の間隔をＬ１とし、スペーサ５１を挟んだ状態の第１張出部１４及び第２張出部３４の外面同士の間隔をＬ２とし、ホルダ５２の一対の第２壁部５６Ｂの内面同士の最小の間隔をＬ３とし、ホルダ５２の一対の係止部５７の内面同士の間隔をＬ４とした場合、以下の式（２）及び式（３）が成り立つ。
Ｌ１≦Ｌ４ ・・・式（２）
Ｌ４＜Ｌ２≦Ｌ３ ・・・式（３）

オゾン発生器１００は、図２及び図３に示すように、流路構成部６０と、周壁部６１と、底部６２と、天井部６３と、フィンガーガード６４と、吸気部６５と、を有する。

流路構成部６０は、流路１を構成する部位である。流路構成部６０の内側に、流路１が設けられている。流路構成部６０は、周方向に複数（本実施形態では２）の分割体に分割される構造となっている。具体的には、流路構成部６０は、周方向に分割された第１分割体６０Ａ及び第２分割体６０Ｂを有し、第１分割体６０Ａ及び第２分割体６０Ｂを連結させることで構成される。

周壁部６１は、環状（具体的には筒状、より具体的には円筒状）をなしており、流路構成部６０及び流路１の外周を囲む形態をなしている。オゾン発生器１００の外周の直径（周壁部６１の外径）は、例えば２２５ｍｍであり、オゾン発生器１００の高さは、例えば２０４ｍｍである。

底部６２は、載置面に載置される部位である。底部６２は、上側に配置される流路構成部６０を支持する。底部６２は、環状に配置される吸気口５の内側に収まる形態をなしている。また、底部６２は、周壁部６１の内周よりも小さい外形をなしている。

天井部６３は、オゾン発生器１００におけるＺ方向の他端側に配置され、Ｚ方向を軸方向とした環状をなしている。天井部６３の内側には、排気口６が形成されている。天井部６３は、外周が周壁部６１の他端側の端部（本実施形態では上端部）に連結されており、周壁部６１と一体に形成されている。周壁部６１及び天井部６３は、フィンガーガード６４を間に挟んで流路構成部６０の上側に配置され、流路構成部６０に支持される。周壁部６１は、載置面から浮いた状態で支持される。

フィンガーガード６４は、複数の貫通孔が形成された平面状（本実施形態では円板状）の部位である。貫通孔は、スリット状に形成されている。フィンガーガード６４は、流路１内の排気を許容しつつ、外部からの異物（例えば指など）の侵入を抑制する機能を有する。フィンガーガード６４は、流路構成部６０及び天井部６３とは別部材として構成されている。フィンガーガード６４は、オゾン発生体３よりも下流側に配置される。

吸気部６５は、吸気口５を形成する部位であり、環状をなしている。吸気部６５は、周壁部６１の下端側の内周側と、底部６２の上端側の外周側との間に配置され、流路構成部６０に対して係止される。吸気部６５は、複数の吸気口５が形成されている。複数の吸気口５は、環状の吸気部６５に沿って環状に並んで配置されている。吸気口５は、径方向に長い形状をなしている。

オゾン発生器１００は、図３及び図１０に示すように、保持部７０と、第１相手側端子７１と、第２相手側端子７２と、ねじ７３と、交流電源７４と、を有する。

保持部７０は、オゾン発生体３を保持する部位である。保持部７０は、第１収容部７５と、端子固定部７６と、第２収容部７７と、を有する。第１収容部７５は、底面と、底面から突出してホルダ５２の外周を囲む囲み部と、を有する。第１収容部７５には、ホルダ５２における長手方向の一端側が収容される。ホルダ５２の少なくとも一部は、第１収容部７５の開口端から突出する。第１収容部７５は、オゾン発生体３の第１端子１２及び第２端子３２が嵌まる切欠溝７５Ａを有する。端子固定部７６は、第１端子１２及び第２端子３２のそれぞれに対応して設けられている。端子固定部７６は、雌ねじ部を有する。第１端子１２の第３接続部２３は、一方の端子固定部７６に対し、ねじ７３によって第１相手側端子７１と共締めされる。第２端子３２の第４接続部４３は、他方の端子固定部７６に対し、ねじ７３によって第２相手側端子７２と共締めされる。第１相手側端子７１及び第２相手側端子７２は、それぞれ交流電源７４に電気的に接続される。

第２収容部７７は、第１収容部７５に収容されたオゾン発生体３における長手方向の一端側を収容し、少なくとも第１端子１２及び第２端子３２の全体を収容する。第２収容部７７の内部は、少なくとも第１端子１２及び第２端子３２の全体が埋まる位置まで樹脂モールドされる。ホルダ５２の少なくとも一部（具体的には、少なくとも第２切欠部５９の長手方向の一端よりも他端側）は、モールドされた樹脂から突出した状態となる。

保持部７０は、流路構成部６０の外側面に対して固定される。保持部７０は、図３に示すように、流路１の壁面１Ａの外側に配置され。壁面１Ａの外側でオゾン発生体３の支持部５０を保持する。これにより、第１誘電体１１の長手方向の一端、及び第２誘電体３１の長手方向の一端は、流路構成部６０に支持される。流路１の壁面１Ａには、オゾン発生体３を内側に突出させる開口部１Ｂが形成されている。オゾン発生体３の第１誘電体１１及び第２誘電体３１は、開口部１Ｂから壁面１Ａの内側に突出した状態で配置される。第１電極１０の少なくとも一部及び第２電極３０の少なくとも一部は、壁面１Ａよりも内側に配置される。また、ホルダ５２も、開口部１Ｂから壁面１Ａの内側に突出した状態で配置される。これにより、第１誘電体１１の長手方向の他端、及び第２誘電体３１の長手方向の他端は、流路構成部６０の内壁面（壁面１Ａ）と離間している。

交流電源７４は、トランスを有し、交流電力を供給しうる。交流電源７４は、オゾン発生器１００の外部の商用電源から供給される電力に基づいて所望の交流電力を生成し、オゾン発生体３等に供給する。

図１１に示すように、第１誘電体１１は、流路構成部６０において、第２誘電体３１に対してファン２側に配されている。オゾン発生体３には、気体導入口３Ａが設けられている。気体導入口３Ａは、放電空間ＤＳ内に気体（酸素を含む空気）を入り込ませる開口部である。なお、気体導入口３Ａは、放電空間ＤＳの一部を構成する。気体導入口３Ａは、第１誘電体１１の端部１１Ａ（一端及び他端と異なる端部）と、第１誘電体１１の端部１１Ａに対向する第２誘電体３１の端部３１Ａと、を含んで構成されている。第１誘電体１１の端部１１Ａ、及び第２誘電体３１の端部３１Ａとは、長手方向の両端とは異なる端部であり、長手方向および並び方向と直交する方向の一端である。気体導入口３Ａは、第１電極１０及び第２電極３０の延び方向（長手方向）に沿って延びている。気体導入口３Ａは、主に第１誘電体１１及び第２誘電体３１においてスペーサ５１（より具体的には、スペーサ部５３）よりも他端側の部分に設けられる。

図１１に示すように、気体導入口３Ａから気体が入り込む方向（以下、開口方向ともいう）が、中心軸Ｌに対してファン２の回転方向に傾いている。「開口方向」とは、第１電極１０及び第２電極３０の延び方向（長手方向）と、第１誘電体１１及び第２誘電体３１の並び方向と、に直交する方向である。また、開口方向は、第１誘電体１１の端部１１Ａと第２誘電体３１の端部３１Ａとによって挟まれる領域に直交する方向である。開口方向は、第１誘電体１１と第２誘電体３１との隙間（放電空間ＤＳ）に沿っている。例えば、図１１に示すように、第１電極１０及び第２電極３０の延び方向（長手方向）から見た断面（ファン２の中心軸Ｌとオゾン発生体３とが重なって見える断面）において、右側上方を向く方向（図１１の矢印Ａ１の方向）である。「ファン２の回転方向」とは、軸方向の他端側（図１１では上端側）から見て時計回り方向である。例えば、「ファン２の回転方向」は、図１１に示す断面において、右側の羽根部（羽根部２ＢＸとする）が紙面手前側に回転し、左側の羽根部（羽根部２ＢＹとする）が紙面奥側に回転する方向である。

ファン２によって生じさせる旋回流は、Ｚ方向の他端側（上方側）から見て時計回りに回る流れである。例えば、図１１に示す断面において、矢印Ａ３で示すように、流路１には右側上方に向かう気流が生じる。そのため、気体導入口３Ａの開口方向が、中心軸Ｌに対してファン２の回転方向に傾く構成とすることで、旋回流が向かう方向と、気体導入口３Ａの開口方向とが重なり易くなる。したがって、気体導入口３Ａから放電空間ＤＳに気体が導入され易くなり、オゾン発生体３によるオゾン発生効率を向上させることができる。

例えば、気体導入口３Ａの開口方向の中心軸Ｌに対してファン２の回転方向への傾き角度（単に傾き角度ともいう）は、０°より大きく８０°以下が好ましい。気体導入口３Ａの開口方向の傾き角度は、例えば５０°以下であることが好ましい。

図３に示すように、第１誘電体１１の長手方向の他端（以下、他端１１Ｂという）を含む全体、及び第２誘電体３１の長手方向の他端（以下、他端３１Ｂという）を含む全体は、Ｚ方向（上下方向）から見て、ロータ２Ａよりも径方向外側に位置している。「第１誘電体１１及び第２誘電体３１がロータ２Ａよりも径方向外側に位置する」とは、第１誘電体１１の長手方向他端を含む第１誘電体１１の全体、及び第２誘電体３１の長手方向他端を含む第２誘電体３１の全体が、Ｚ方向（上下方向）から見てロータ２Ａを超えていない（跨っていない）ことを意味する。すなわち、第１誘電体１１及び第２誘電体３１は、ファン２のロータ２ＡにＺ方向（上下方向）で重なっていない。第１誘電体１１及び第２誘電体３１は、Ｚ方向（上下方向）でファン２の羽根部２Ｂと重なる位置にある。そのため、気体導入口３Ａ全体を中心軸Ｌに対してファン２の回転方向に傾かせることができ、気体導入口３Ａに旋回流を入り込ませ易くなる。また、旋回流は、回転軸Ｌから遠いほど速い流れになるため、壁面１Ａ側に位置した気体導入口３Ａへ旋回流が入り込みやすくなる。さらに、放電空間ＤＳが壁面１Ａ側に位置していることから、気流導入口３Ａから流入した旋回流によって効率的にオゾン生成が行われる。

図１１に示すように、オゾン発生体３には、気体放出口３Ｂが設けられている。気体放出口３Ｂは、気体導入口３Ａから導入された気体を放出する。気体放出口３Ｂは、放電空間ＤＳの一部を構成する。気体放出口３Ｂは、気体導入口３Ａとは反対側に設けられている。気体放出口３Ｂは、気体導入口３Ａと同様の構成である。気体放出口３Ｂは、第１誘電体１１の端部１１Ｃ（端部１１Ａとは反対側の端部）と、第１誘電体１１の端部１１Ａに対向する第２誘電体３１の端部３１Ｃと、を含んで構成されている。図１１に示すように、気体放出口３Ｂから気体が抜け出る方向（放出方向ともいう）に、流路構成部６０が位置している。本実施形態では、「放出方向」とは、気体導入口３Ａの開口方向と同じ方向である。放出方向は、第１誘電体１１の端部１１Ｃと第２誘電体３１の端部３１Ｃとによって挟まれる領域に直交する方向である。例えば、図１１に示す断面において、右側上方を向く方向（図１１の矢印Ａ４の方向）である。図１１に示すように、気体放出口３Ｂの放出方向（気体放出口３Ｂから延びる直線上）に流路構成部６０が位置していることで、排気口６側から気体放出口３Ｂを視認しにくくなる。そのため、気体放出口３Ｂを介して放電空間ＤＳを視認しにくくなり、放電時に生じる紫外線を直視することを抑制できる。

オゾン発生器１００は、図１５に示すように、制御部８０と、操作部８１と、オゾン検出部８２と、表示部８３と、音出力部８４と、を有する。制御部８０は、オゾン発生器１００の動作を制御する。制御部８０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、駆動回路等を有する。

操作部８１は、例えば押圧によってオンオフ状態が切り替わるスイッチであり、例えばタクトスイッチである。操作部８１の操作結果を示す信号は、制御部８０に入力される。オゾン検出部８２は、オゾン発生器１００の外部の空気のオゾン濃度を検出する。オゾン検出部８２の検出値を示す信号は、制御部８０に入力される。

制御部８０は、交流電源７４を介して、オゾン発生体３の動作を制御しうる。制御部８０は、オゾン発生体３に印加する交流電圧を制御することで、オゾン発生体３が発生させるオゾンの量を調整しうる。制御部８０は、操作部８１の操作結果に基づいてオゾンの発生量を調整しうる。制御部８０は、オゾン検出部８２で検出されたオゾン濃度に基づいて、オゾン濃度が目標値に近づくようにオゾン発生体３の動作をフィードバック制御しうる。

制御部８０は、ファン２の動作を制御しうる。制御部８０は、ファン２にＰＷＭ信号を与えることで、ファン２をＰＷＭ制御する。これにより、制御部８０は、風量を調整しうる。

制御部８０は、表示部８３の動作を制御しうる。表示部８３は、例えばＬＥＤランプである。表示部８３は、ＬＥＤの点灯状態によって、電源のオンオフ状態や、ファン２の動作状態、外部のオゾン濃度などを示す。

制御部８０は、音出力部８４の動作を制御しうる。音出力部８４は、音を出力するものであり、例えばブザーである。音出力部８４は、例えばオゾン発生器１００に異常が生じた場合に警報音を出力する。

１－２．第１実施形態の効果
第１実施形態では、気体導入口３Ａから気体が入り込む方向（開口方向）が、中心軸Ｌに対してファン２の回転方向に傾いているため、気体導入口３Ａから放電空間ＤＳに気体が導入され易くなる。そのため、オゾン発生器１００によるオゾン発生効率が向上する。

更に、第１誘電体１１及び第２誘電体３１は、ロータ２Ａよりも径方向外側に位置している。このため、気体導入口３Ａ全体を中心軸Ｌに対してファン２の回転方向に傾かせることができ、気体導入口３Ａに旋回流を入り込ませ易くなる。

更に、気体放出口３Ｂから気体が抜け出る方向（放出方向）に、流路構成部６０が位置している。このため、流路１の排気口６側から気体放出口３Ｂを介して放電空間ＤＳを視認しにくくなり、紫外線の直視を抑制できる。

更に、第１電極１０の第１縁部１０Ａと第２誘電体３１の第２縁部３１Ｄとを通り気体放出口３Ｂ側に延びる直線Ｘが、流路構成部６０と交わっている。このため、流路１の排気口６側から気体放出口３Ｂを介して第１電極１０付近を視認し難くなり、第１電極１０付近で生じる紫外線の直視を抑制できる。

２．第２実施形態
図１２は、第２実施形態のオゾン発生器の一部を例示する図面である。第２実施形態は、流路１に対するオゾン発生体３の組み付け角度が異なる点が主に第１実施形態と異なっている。それ以外の構成は、第１実施形態と同じであり、詳しい説明を省略する。

図１２に示すように、第１電極１０の気体放出口３Ｂ側の縁部を第１縁部１０Ａとし、第２誘電体３１の気体放出口３Ｂ側の縁部を第２縁部３１Ｄとする。第１縁部１０Ａと第２縁部３１Ｄとを通り気体放出口３Ｂ側に延びる直線Ｘは、流路構成部６０と交わっている。なお、図１１では、直線Ｘが、第１縁部１０Ａの所定位置を通るように例示したが、第１縁部１０Ａのその他の位置（長手方向で別の位置）を通っていても流路構成部６０と交わっていることが好ましい。同様に、直線Ｘが、第２縁部３１Ｄのその他の位置（長手方向で別の位置）を通っていても流路構成部６０と交わっていることが好ましい。以上のような構成によって、流路１の排気口６側から気体放出口３Ｂを介して、第１電極１０側の第１電極１０を視認し難くなる。そのため、電極間で生じる紫外線の直視を抑制できる。

３．第３実施形態
図１３は、第３実施形態のオゾン発生器の一部を例示する図面である。第３実施形態は、オゾン発生器が拡散板６６を有する点が主に第１実施形態と異なっている。それ以外の構成は、第１実施形態と同じであり、詳しい説明を省略する。

第３実施形態のオゾン発生器２００は、図１３に示すように、拡散板６６を有している。拡散板６６は、本開示の「遮蔽部」の一例に相当する。拡散板６６は、オゾン発生体３が発生させたオゾンを流路１内に拡散させるものである。拡散板６６の材質は、オゾン耐性があることが好ましく、例えばＡＢＳ樹脂である。拡散板６６は、流路１のうちオゾン発生体３よりも下流側に配置される。拡散板６６は、流路１の壁面１Ａから内側に突出した形態をなしている。拡散板６６は、壁面１Ａの周方向の一部から突出している。拡散板６６は、壁面１Ａから離れるにつれて幅が小さくなっている。拡散板６６は、扇形状をなしている。拡散板６６は、流路構成部６０（具体的には第１分割体６０Ａ（図３参照））と一体に形成されている。拡散板６６は、中心軸Ｌの軸方向（例えばＺ方向の他端側）から見た場合に、オゾン発生体３（具体的にはオゾン発生体３の気体放出口３Ｂ側の一部）と重なる位置に配置される。より具体的には、拡散板６６は、中心軸Ｌの軸方向から見た場合に、気体放出口３Ｂに重なっている。これにより、流路１の排気口６側から気体放出口３Ｂを介してオゾン発生体３を視認し難くできる。

拡散板６６は、図１３に示すように、流路１の壁面１Ａにおける周方向の一部から中心に向けて内側に突出し、壁面１Ａから離れるにつれて周方向の幅が小さくなっている。Ｚ方向から見た拡散板６６の先端側がなす角度は、例えば１５度以上４５度以下であり、図１３に示す例では３０度である。拡散板６６は、壁面１Ａから中心に向けて突出しており、先端側に向けて徐々に厚さが小さくなっている。拡散板６６の厚さは、例えば壁面１Ａ側においては２ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で定められ、先端側（中心側）においては１ｍｍ程度とされる。

気体導入口３Ａの開口方向は、以下のようにして決定してもよい。ファン２の回転により生じる旋回流の中心軸Ｌに対する傾き角度を、旋回流角度とする。旋回流角度は、例えば図１４に示す方法で測定することができる。図１４は、流路１（具体的には第２流路８）に見立てた円筒を概略的に示す模式図である。ファン２の送風動作で旋回流を生じさせつつ、円筒の下端側から発煙筒を焚き、図１４に示すように、壁面（壁面１Ａに相当する面）に残った煙の痕跡Ｓ等から旋回流の向きを特定する。煙の痕跡Ｓに対して、例えば一方側の縁に沿った直線Ｘ２を特定する。上下方向に延びる直線Ｘ３に対する直線Ｘ２の角度θを測定し、旋回流角度とする。角度θは、例えば円筒を平面上に展開した状態で測定する。旋回流角度θは、例えば２０°であることが好ましい。

旋回流角度に対して－３０°以上３０°以下の範囲内の角度を加算した角度を加算角度とする。加算角度は、－１０°以上１０°以下の範囲内の角度がより好ましい。気体導入口３Ａから気体が入り込む方向（開口方向）を、中心軸Ｌに対してファン２の回転方向に加算角度で傾いている構成とする。このように、気体導入口３Ａの開口方向が旋回流角度に近い角度で傾く構成とすることで、気体導入口３Ａに旋回流が入り込み易くなる。したがって、拡散板６６によってオゾン発生体３の視認を難しくしつつ、気体導入口３Ａから放電空間ＤＳに気体を導入し易くしてオゾン発生効率の向上を図ることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上述した実施形態や後述する実施形態の様々な特徴は、矛盾しない組み合わせであればどのように組み合わされてもよい。

上記第１～第３実施形態では、気体導入口３Ａの開口方向と、気体放出口３Ｂの方出方向とが同じ方向であったが、異なる方向であってもよい。

上記第１～第３実施形態では、気体導入口３Ａが１つの開口領域で構成されていたが、分割された複数の開口領域で構成されていてもよい。

上記第１～第３実施形態では、Ｚ方向が上下方向であったが、上下方向に限らない。例えば、Ｚ方向は、上下方向に対して傾斜する方向であってもよい。

なお、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示された範囲内又は特許請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１…流路
１Ａ…内壁面
２…ファン（軸流ファン）
２Ａ…ロータ
２Ｂ…羽根部
３…オゾン発生体
３Ａ…気体導入口
３Ｂ…気体放出口
５…吸気口
６…排気口
１０…第１電極
１０Ａ…第１縁部
１１…第１誘電体
１１Ａ…端部
１１Ｂ…他端
１１Ｃ…端部
３０…第２電極
３１…第２誘電体
３１Ａ…端部
３１Ｂ…他端
３１Ｃ…端部
３１Ｄ…第２縁部
６０…流路構成部
６６…拡散板（遮蔽部）
１００，２００…オゾン発生器
ＤＳ…放電空間
Ｌ…中心軸

Claims (6)

1. 気体の流路が内側に設けられた流路構成部と、
   前記流路に中心軸を中心とした旋回流を生じさせ、前記流路の吸気口側から排気口側に向けて気体を送り込む軸流ファンと、
   第１電極と、前記第１電極を覆う第１誘電体と、第２電極と、前記第２電極を覆う第２誘電体と、を有し、前記第１誘電体の一端と前記第２誘電体の一端とが前記流路構成部に支持されるとともに、前記第１誘電体の他端と前記第２誘電体の他端とが前記流路構成部の内壁面と離間し、前記第１誘電体と前記第２誘電体との間に放電空間が設けられるオゾン発生体と、
   を備え、
   前記第１誘電体の前記一端及び前記他端と異なる端部と、前記第１誘電体の端部に対向する前記第２誘電体の端部と、を含んで気体導入口が構成され、
   前記気体導入口から気体が入り込む方向が、前記中心軸に対して前記軸流ファンの回転方向に傾いており、その傾き角度が０°より大きく８０°以下であるオゾン発生器。
2. 前記軸流ファンは、ロータと、前記ロータから径方向に突出する羽根部と、を有し、
   前記第１誘電体及び前記第２誘電体は、前記ロータよりも径方向外側に位置する請求項１に記載のオゾン発生器。
3. 前記オゾン発生体は、前記気体導入口とは反対側に設けられ、前記気体導入口から導入された気体を放出する気体放出口を有し、
   前記気体放出口から気体が抜け出る方向に前記流路構成部が位置する請求項１又は請求項２に記載のオゾン発生器。
4. 前記第１誘電体は、前記第２誘電体に対して前記軸流ファン側に配され、
   前記第１電極の前記気体放出口側の縁部を第１縁部とし、前記第２誘電体の前記気体放出口側の縁部を第２縁部としたとき、前記第１縁部と前記第２縁部とを通り前記気体放出口側に延びる直線が前記流路構成部と交わる請求項３に記載のオゾン発生器。
5. 気体の流路が内側に設けられた流路構成部と、
   前記流路に中心軸を中心とした旋回流を生じさせ、前記流路の吸気口側から排気口側に向けて気体を送り込む軸流ファンと、
   第１電極と、前記第１電極を覆う第１誘電体と、第２電極と、前記第２電極を覆う第２誘電体と、を有し、前記第１誘電体の一端と前記第２誘電体の一端とが前記流路構成部に支持されるとともに、前記第１誘電体の他端と前記第２誘電体の他端とが前記流路構成部の内壁面と離間し、前記第１誘電体と前記第２誘電体との間に放電空間が設けられるオゾン発生体と、
   を備え、
   前記第１誘電体の前記一端及び前記他端と異なる端部と、前記第１誘電体の端部に対向する前記第２誘電体の端部と、を含んで気体導入口が構成され、
   前記気体導入口から気体が入り込む方向が、前記中心軸に対して前記軸流ファンの回転方向に傾いており、
   前記オゾン発生体よりも前記排気口側に設けられる遮蔽部を備え、
   前記遮蔽部の少なくとも一部は、前記中心軸の軸方向から見て、前記オゾン発生体に重なっており、
   前記軸流ファンの回転により生じる旋回流の前記中心軸に対する傾き角度を旋回流角度とし、
   前記旋回流角度に対して－３０°以上３０°以下の範囲内の角度を加算した角度を加算角度とし、
   前記気体導入口から気体が入り込む方向が、前記中心軸に対して前記軸流ファンの回転方向に前記加算角度で傾いているオゾン発生器。
6. 前記オゾン発生体は、前記気体導入口とは反対側に設けられ、前記気体導入口から導入された気体を放出する気体放出口を有し、
   前記遮蔽部は、前記中心軸の軸方向から見て、前記気体放出口に重なっている請求項５に記載のオゾン発生器。

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