JPH0643137Y2

JPH0643137Y2 - オゾン発生装置

Info

Publication number: JPH0643137Y2
Application number: JP14210488U
Authority: JP
Inventors: 邦昭堀越
Original assignee: 株式会社インパル; 東洋エレメント工業株式会社
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1994-11-09
Anticipated expiration: 2003-10-31
Also published as: JPH0261937U

Description

【考案の詳細な説明】〔考案の目的〕（産業上の利用分野）本考案は、オゾン発生装置に関する。

（従来の技術）オゾンは脱臭力や殺菌力を有する気体である。それに着
目し、オゾン発生装置が業務用冷蔵庫に設置され、ある
いは、業務用浴場施設等に設置されている。

第４図はこのようなオゾン発生装置の一例を示す。すな
わち、このオゾン発生装置は、空気圧縮用コンプレッサ
１と、送風管２を介してコンプレッサ１と連通し、且つ
内部に回転放電電極3Aと固定放電電極3Bが配設されてい
る回転式オゾン発生機３と、それらの電極3A,3Bに印加
する高電圧を発生する高電圧発生回路４と、コンプレッ
サ１及び回転電極3Bをシャフト５によりそれぞれ回転駆
動するモータ６とから構成されている。

このように構成されたオゾン発生装置においては、コン
プレッサ１の稼働により、空気が、吸入管1aから吸入さ
れ、コンプレッサ１内で圧縮された後吐出管1bより吐出
される。吐出管1bより吐出された圧縮空気は送風管２内
を通り、導入管3aからオゾン発生機３の内部へ導入され
る。このとき、オゾン発生機３内の放電電極3A,3Bに
は、高電圧発生回路４からの高電圧が印加されており、
放電が生じる。この放電によりオゾンが発生し、そのオ
ゾンを含む空気が排出管3bより外部へ排出される。

第５図は、上記の高電圧発生回路４の一例の詳細を示す
回路図である。高電圧発生回路４は商用電源等の交流低
電圧を入力し、それを交流高電圧に変えてオゾン発生機
３内の放電電極3A,3Bに供給する。

この高電圧発生回路４の動作をより詳細に説明する。入
力端子９に商用電源等交流電圧を印加する。この交流電
圧は、直流電源回路10のノイズ防止用フィルタ10a及び
整流ブリッジ10bにより整流されて直流電圧となる。

その整流ブリッジ10bの正端子10b₁はリアクトルL₁を介
して高圧トランス７の一次巻線7aの一方の端子7a₁に接
続されている。そのリアクトルL₁は、後述する発振回路
の一部を構成するものである。その一次巻線7aの他方の
端子7a₂はサイリスタSCRを介して整流ブリッジ10bの負
端子10b₂に接続されている。以上の接続により、整流ブ
リッジ10bの正、負端子10b₁,10b₂間に主回路が接続構成
されている。

上記主回路の通断はサイリスタSCRを制御するチョッパ
制御回路11によって行なわれる。このチョッパ制御回路
11はサイリスタSCRを直流チョッパとして機能させるも
のである。即ち、整流ブリッジ10bによって得られる直
流電圧が抵抗R₁,R₂で分圧される。分圧された電圧が抵
抗R₃及び可変抵抗VRを介してコンデンサC₁に加えられ
る。それらの抵抗R₃,VR及びコンデンサC₁はRC積分回路1
1aを構成するものである。コンデンサC₁は、時定数（r₃
＋vr）c₁〔r₃,vrは抵抗R₃,VRの抵抗値、c₁はコンデンサ
C₁の容量〕の値に応じた速度で充電電圧が上昇する。そ
の充電電圧が所定値になるとトリガーダイオードとして
のダイアック（商用名）TDが導通してサイリスタSCRに
トリガパルスが加えられる。即ち、ダイアックTDの導通
により、コンデンサC₁の充電電荷が抵抗R₄及びサイリス
タSCRのゲートＧ、カソードＫを介して放電されると共
に、抵抗R₅を介して放電される。サイリスタSCRのゲー
トＧ、カソードＫを介しての放電により、即ち、トリガ
パルスによりサイリスタSCRがオンする。そのオンによ
り主回路に電流が流れる。即ち、整流ブリッジ10bの正
端子10b₁から、リアクトルL₁、高圧トランス７の一次巻
線7a及びサイリスタSCRを介して負端子10b₂に電流が流
れる。サイリスタSCRのオンに伴って、さらに、コンデ
ンサC₂の充電電荷が放電する。即ち、その充電電荷は、
高圧トランス７の一次側巻線7aの端子7a₁,7a₂及びサイ
リスタSCRを介して放電する。その放電に使われる放電
回路に含まれるコンデンサC₂と一次巻線7aとは先に述べ
たリアクトルL₁と共に発振回路を構成する。よってコン
デンサC₂の第５図に示された向きに充電された充電電荷
が一旦放電し終わると、そのコンデンサC₂はそれまでと
逆向きに充電される。それにより、サイリスタSCRには
逆方向電圧が加わり、オンからオフに切り換わる。これ
により、高圧トランス７の一次巻線7aに流れる電流は瞬
間的に停止する。以上の動作が連続的に繰り返される。
これにより、高圧トランス７の一次巻線7aにはパルス電
流が流れることになる。

なお、高圧トランス７の一次巻線7aに並列に接続された
抵抗R₆とコンデンサC₃の直列回路は、サージ吸収用スナ
バ回路である。また、サイリスタSCRに並列に接続され
たダイオードＤは、サイリスタ保護用の雑音防止ダイオ
ードである。

上記の如く、高圧トランス７の一次巻線7aに瞬間的にパ
ルス電流が流れることが繰り返されることから、二次巻
線7bに高電圧が誘起される。その高電圧が回転式オゾン
発生機３の固定及び回転放電電極3A,3Bに加えられる。
これにより、それらの電極3A,3B間に放電が生じ、オゾ
ンが発生する。

第６図は、上記高圧トランス７の詳細を示すものであ
る。同図に示すように、コア21としてはロッド形（オー
プン形）の低効率のものが用いられる。ロッド形のもの
が用いられるのは、二次巻線7bに接続された放電電極3
A,3Bに放電が生じることに着目し、即ち二次巻線7bが短
絡することに着目し、その短絡によっても一次巻線7aが
焼損しないようにするためである。このため、ロッド形
以外のより効率の良い形のコアは実際上用いることがで
きない。そして、そのコア21の中央に一次巻線7aを巻回
している。その一次巻線7aの両端に二次巻線7bを分割し
て直列に巻回している。即ち、一次巻線7aを挟んだコア
11の両端に第１の二次巻線7b′と第２の二次巻線7b″と
を巻回している。第１及び第２の二次巻線7b′,7b″は
巻き方向が同じで且つ巻き数も同じとしてある。

（考案が解決しようとする課題）上記第６図に示した高圧トランス７においてはロッド形
のコア11を用いている。これは、前述のように、効率を
低いものとして、二次巻線7bの短絡時の一次巻線7aの焼
損を防ぐためである。しかしながら、効率の低いコア11
を用いたことから、高圧トランス７の一次側から二次側
へのエネルギーの伝達が十分には行なわれない。エネル
ギーの伝達が不十分であることに起因して放電電極3A,3
Bでの放電によっては十分なオゾンが得られない。

本考案は、上記に鑑みてなされたもので、その目的は、
コアとしてロッド形のものを用いつつも、一次及び二次
巻線の巻き方を変えることにより、より多くのオゾンを
発生させることのできるオゾン発生装置を提供すること
にある。

〔考案の構成〕

（課題を解決するための手段）本考案のオゾン発生装置は、高圧トランスの一次側に交
流電力を加え、その高圧トランスの二次側に接続した一
対の放電電極間に放電を生じさせ、その放電によりオゾ
ンを発生させるようにしたオゾン発生装置において、前記高圧トランスは、入力端子に対して並列な２つの一
次巻線をロッド形のコアに巻回し、それらの２つの一次
巻線に挟まれた位置において１つの二次巻線を前記コア
に巻回したものとして構成される。

（作用）ロッド形のコアの中央に二次巻線を巻き、その二次巻線
を挟んだ位置に２つの一次巻線を巻き、それらの一次巻
線を入力端子に対して並列としたことから、一次側に流
れる電流値が低下し、消費電力が少なくなり、且つオゾ
ン発生量が著しく増大する。

（実施例）第２図は、本考案の一実施例（第１図）に組み込まれる
高圧トランスの詳細を示す。即ち、この高圧トランス31
の一次巻線32は、ロッド形のコア21の両端に巻かれた並
列な第１及び第２の一次巻線32A,32Bからなる。それら
の一次巻線32A,32Bの巻き方向は同じとしてある。それ
らの一次巻線32A,32Bの巻き数は同じであるが、もちろ
ん異なる巻数とすることもできる。第１及び第２の一次
巻線32A,32Bの巻き始め端（あるいは巻き終り端）32a₁,
32b₁を互いに接続して高圧トランス31の一方の入力端33
a₁に接続している。第１及び第２の一次巻線32A,32Bの
巻き終り端（あるいは巻き始め端）32a₂,32b₂を互いに
接続して高圧トランス31の他方の入力端33a₂に接続して
いる。即ち、端子33a₁,33a₂に第１及び第２の一次巻線3
2A,32Bを並列に接続している。

このような２つの一次巻線32A,32Bに対して二次巻線34
は次のように巻回される。即ち、第１及び第２の２つの
一次巻線32A,32Bの間に挟まれた位置において二次巻線3
4はコア21に巻かれる。二次巻線34の巻き方向は、２つ
の一次巻線32A,32Bの巻き方向と同じであっても逆であ
ってもよい。この二次巻線34の両端を高圧トランス31の
一方及び他方の出力端34a₁,34a₂としている。

上記高圧トランス31は第５図及び第６図の高圧トランス
７に代えて用いられる。第１図は高圧トランス７に代え
て高圧トランス31を用いた本考案の一実施例を示す。こ
の第１図において、第５図と同一の符号を付した構成部
材は、第５図と同一のものを示す。

この第１図の構成のオゾン発生装置によれば、第５図の
従来のオゾン発生装置よりも著しく多量のオゾンを発生
させることができる。

以下に、本考案者が行なった本考案の効果を確認するた
めの実験について詳細に説明する。

以下の各実験は、第４図の装置のうち高電圧発生回路４
の高圧トランスのみを以下に述べる各種のものに代えて
行った。実験環境は室温22.1℃、湿度59.5％であった。

回転式オゾン発生機３の仕様は次の通りである。

固定放電電極3A 材質ステンレス外径 72mmφ 肉厚 3mm 長さ 80mm 内面にシリコン膜を2mmの厚さに形成回転放電電極3B 材質ステンレス外径 52mmφ 肉厚 3mm 長さ 50mm 回転数1380rpm 高圧トランスとしては第３図（ａ）〜（ｅ）に示す５種
類のものを用いた。その結果は第１〜５表に示される。

第３図（ａ）は第６図の従来の高圧トランス、同図
（ｅ）は本考案の一実施例の高圧トランスである。

各トランスのコアは全て同じものを用いた。その仕様
は、材質：フェライト、直径10mmφ、長さ80mmである。
巻線の線径（mm）及び巻数（Ｔ）は各図に記載した通り
である。各図において、Ｓは巻き始め、Ｅは巻き終りを
示し、一次側の２個のコイル同士及び二次側の２個のコ
イル同士はそれぞれ巻き方向を同じとしてある。

実験は次の順序で行った。第３図（ａ）〜（ｅ）の各ト
ランスについて無負荷、即ち、トランスの二次側に回転
式オゾン発生機３を接続しない無負荷状態で、且つスイ
ッチSW（第１図参照）をオフとして電流計（アンメー
タ）Ａを動作状態とし、高電圧発生回路４の入力に100
V、50Hzを加えた。このときの実験値は、第１〜５表に
おける欄１に示される。各表において、Ｘの欄はもとも
と測定することができないことを示し、−の欄は測定し
なかったことを示す。第１〜５表中の欄Ｉから判断する
に次のことがわかる。第３図（ｅ）（本考案実施例）の
場合（1.9KV）には、第３図（ａ）（従来例）の場合
（1.3KV）よりも高い電圧が得られる。

また、第３図（ｅ）の場合の一次側の電流値（43mA）
が、第３図（ａ）の場合の電流値（52mA）よりも、9mA
も少なくない。このことは、消費電力の軽減が大幅に図
れることを示している。

次に、スイッチSWをオンし、同じく無負荷状態で実験を
行った。そのときの結果は、第１〜５表の欄IIに示され
る。

次に、スイッチSWをオンし、且つ負荷をかけた状態で実
験を行った。このときの実験値は第１〜５表の欄IIIに
示される。本実施例の場合（第３図（ｅ））にはオゾン
発生量は0.29g/m³（＝135ppm）となり、従来例の場合
（第３図（ａ））のときの発生量0.1ppmより大幅に増え
ていることがわかる。なお、第３図（ｂ）の場合にはそ
の発生量は0.1g/m³（＝4.66ppm）であり、従来例の場合
よりも多い。しかも、このときの出力電圧は2.9KVであ
り、本実施例のときの3.2KVに近い値を示している。こ
のため、第３図（ｂ）の場合のオゾンの発生量を確かめ
るためさらに次の実験を行った。

即ち、高電圧発生回路４の入力端子９に加える電圧を変
化させて、高圧トランスの二次側の電圧が2.0KVとなる
ようにする実験を第３図（ｂ），（ｅ）について行っ
た。この結果は、第２、４表の欄IVに表される。このと
き入力端子９に加える電圧は、第３図（ｂ）の場合には
82V、同図（ｅ）の場合には84Vであった。このときのオ
ゾン発生量は同図（ｂ）の場合には0.05ppm、同図
（ｅ）の場合には0.02g〜m³（＝9.32ppm）であった。こ
のことから、高圧トランスの二次側の電圧が同じであっ
ても、巻き方が第３図（ｂ）、（ｅ）のように異なって
いる場合には、オゾンの発生量が異なること、即ち、同
図（ｂ）の場合には同図（ｅ）の場合よりも少ないこと
がわかった。

なお、この場合における放電の色は、第３図（ｂ）の場
合にはやや赤く、同図（ｅ）の場合には青いことが視覚
上確認された。即ち、放電電圧が2KVと同じであって
も、コイルの巻き方によって放電の色が異なり、オゾン
発生量も異なることがわかった。

そして、以上の各実験から、第３図（ｅ）の本実施例の
場合には、同図（ａ）〜（ｅ）の巻き方のうちで最もオ
ゾン発生量が多く、且つ消費電力値も小さいことがわか
った。つまり、本実施例によれば、従来よりも少ない電
力消費で従来よりも多量にオゾンを発生させることがで
きる。そして電力消費が少ないことから、高圧トランス
の巻線の径を小さくし、高圧トランスを小形化すること
も可能となる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、少ない電力消費で多量のオゾンを発生
でき、且つ高圧トランスの小形化により装置全体を小形
なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の全体構成図、第２図はその
高圧トランスの詳細図、第３図は本考案の効果を確認す
るために行った実験に用いた各種高圧トランスの詳細
図、第４図は従来例の全体構成図、第５図はその電気回
路の全体構成図、第６図はその高圧トランスの詳細図で
ある。 3A,3B…放電電極、21…コア、31…高圧トランス、32A,3
2B…一次巻線、34…二次巻線。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】高圧トランスの一次側に交流電力を加え、
その高圧トランスの二次側に接続した一対の放電電極間
に放電を生じさせ、その放電によりオゾンを発生させる
ようにしたオゾン発生装置において、前記高圧トランスは、入力端子に対して並列な２つの一
次巻線をロッド形のコアに巻回し、それらの２つの一次
巻線に挟まれた位置において１つの二次巻線を前記コア
に巻回したものであることを特徴とするオゾン発生装
置。