JPH0771778A - オゾン含有空気吐出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 湿度や汚れに影響されず良好なオゾン生成状
態を維持でき、しかもファン等が故障した場合において
も装置内でオゾン濃度が急上昇することがないオゾン含
有空気吐出装置を提供する。 【構成】 右端部に空気吸入口７が形成され左端部に空
気吐出口８が形成された筒状のケース２と、ケース２内
に周方向全周に等間隔で交互に配置された直流電圧が印
加されることによって正のコロナ放電を発生させる放電
電極３及び負のコロナ放電を発生させる放電電極４と、
両放電電極３，４で包囲された空間に回動可能に遊挿さ
れ、正及び負のコロナ放電で外周面の周方向全周が正及
び負に交互に帯電される絶縁体からなる回転円筒５と、
該回転円筒５に設けられ、該回転円筒５と一体に回転す
ることによって空気吸入口７から吸入された空気を負の
コロナ放電で生成されたオゾンとともに空気吐出口８ま
で移送する羽根車６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、オゾンによっ
て空気を殺菌及び脱臭する空気清浄装置等に用いられる
オゾン含有空気吐出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の空気清浄装置としては、エアフィ
ルターで空気中の塵埃等を除去すると共に装置内でオゾ
ンを発生させて装置内を通過する空気を殺菌及び脱臭す
るものが知られている。オゾンを発生させる手段として
は、セラミックス基板上に直接放電電極を設けてコロナ
放電を発生させ、これによりオゾンを生成する所謂沿面
コロナ放電が適用されている。

【０００３】ところが、このように沿面コロナ放電を適
用すると、空気の湿度が高くなったり、あるいは塵埃に
よって放電電極表面が汚れてくると、湿分や塵埃を介し
て漏洩電流が流れて放電沿面の絶縁性が劣化し、良好な
コロナ放電が発生しなくなり、極端な場合にはコロナ放
電が停止してオゾンが生成されなくなるという不都合が
ある。

【０００４】また、装置内で生成されたオゾンは空気と
ともにファン等によって下流側に移送されるが、オゾン
発生が正常に行われているときに該ファンが故障等によ
って停止した場合には、装置内でオゾン濃度が急上昇し
て、プラスチックや金属等の構造体を劣化させるという
不都合がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消するためになされたものであり、湿度や汚れに影
響されず良好なオゾン生成状態を維持できるとともに、
ファン等が故障した場合においても装置内でオゾン濃度
が急上昇することがないオゾン含有空気吐出装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のオゾン含有空気
吐出装置は、かかる目的を達成するために、一端部に空
気吸入口が形成され他端部に空気吐出口が形成された筒
状のケースと、該ケース内に周方向全周に所定の間隔を
存して交互に配置された直流電圧が印加されることによ
って正のコロナ放電を発生させる放電電極及び直流電圧
が印加されることによって負のコロナ放電を発生させる
放電電極と、両放電電極で包囲された空間に回動可能に
遊挿され、前記正及び負のコロナ放電で外周面の周方向
全周が正及び負に交互に帯電されることにより前記放電
電極との静電気による吸引力と反発力とによって回転す
る絶縁体からなる回転筒と、該回転筒に設けられ、該回
転筒と一体に回転することによって前記空気吸入口から
吸入された空気を前記負のコロナ放電で生成されたオゾ
ンとともに前記空気吐出口まで移送する羽根車とを備え
たことを特徴とするものである。

【０００７】また、本発明は、前記空気吸入口に、エア
フィルターを設置したことを特徴とするものである。

【０００８】さらに、本発明は、前記空気吐出口に、オ
ゾン分解手段を設置したことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、両放電電極に直流電圧を印加
すると、ケース内において周方向全周に正のコロナ放電
と負のコロナ放電が交互に発生し、該コロナ放電によっ
て生成された正及び負の空気イオンが回転筒の外周面に
供給されて該回転筒の外周面が周方向全周に正及び負に
交互に帯電される。これにより両放電電極と回転筒との
間に静電気による吸引力と反発力が働いて回転筒が回転
する。回転時においては、回転筒は両放電電極で包囲さ
れた空間に遊挿されているので、両放電電極と回転筒の
外周面との間には空気層が形成され、該空気がコロナ放
電によって局所的に絶縁破壊されて空気のイオン化が行
われるため、湿気や塵埃等の汚れによる影響をほとんど
受けることがない。そして回転筒が回転すると、該回転
筒に設けられた羽根車が一体に回転し、この羽根車の回
転によって空気吸入口から空気が吸い込まれて空気吐出
口まで移送される。このとき、上記負のコロナ放電時に
生成されたオゾンは該空気に合流して混合され該空気と
ともに空気吐出口から吐き出される。

【００１０】ここで、オゾンの発生量は、空気イオンの
発生量と同様に放電電流の大きさに比例する。従って、
放電電流が増加するとオゾン発生量及び空気イオン発生
量は共に増加し、一方、放電電流が減少するとオゾン発
生量及び空気イオン発生量は共に減少する。このため、
放電電流が大きい場合には、ケース内に多量のオゾンが
発生するが、同時に回転筒の回転速度が速くなって羽根
車による空気の移送量が多くなり、一方、放電電流が小
さい場合には、回転筒の回転速度が遅くなって空気の移
送量が少なくなるが、同時にオゾン発生量も減少するた
め、ケース内のオゾン濃度は羽根車の回転数にかかわら
ず常に適正に保たれる。

【００１１】また、空気吸入口に、エアフィルターを設
置することにより、塵埃が除去された空気をケース内に
流入させる。

【００１２】さらに、空気吐出口に、オゾン分解手段を
設置することにより、該吐出口からオゾンを含まない
（又はオゾン濃度が所定の濃度に低下された）殺菌・脱
臭済の空気が吐き出される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３を参照
して説明する。図１は本発明の実施の一例であるオゾン
含有空気吐出装置の縦断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ
線断面図、図３は回転円筒と両放電電極の配置を説明す
るための説明的斜視図である。

【００１４】図１及び図２に従って全体構成を説明する
と、オゾン含有空気吐出装置（以下、単に「装置」とい
う。）１は、円筒状のケース２内に、放電電極３，４が
周方向全周に等間隔で交互に配置され、両放電電極３，
４で包囲された空間に回転円筒５が回動可能に遊挿さ
れ、回転円筒５内に羽根車６が一体に設けられている。

【００１５】ケース２は、図１に示すように、右端部に
空気吸入口７が形成され、左端部に空気吐出口８が形成
されている。また、ケース２はその左端部が右端部より
小径に形成されている。ケース２の右端部の内部には、
放電電極３，４がケース２と同心で周方向全周に等間隔
で交互に配置されている。

【００１６】両放電電極３，４は、図３に示すように、
ナイフエッジ状に形成されており、回転円筒５の外周面
に対して、そのエッジを傾けて配置されている。両放電
電極３，４はケース２の右端部開口に嵌め込まれた短円
筒状の支持部９に支持棒１０を介して支持されている。
また、両放電電極３，４は、配線（図示せず。）を介し
て直流高圧電源（図示せず。）に接続されており、該直
流高圧電源によって両放電電極３，４に直流高電圧を印
加することにより、放電電極３に正のコロナ放電が発生
し、放電電極４に負のコロナ放電が発生する。両放電電
極３，４で包囲された空間には、回転円筒５が回動可能
に同心に遊挿されている。

【００１７】回転円筒５は、例えば、テフロン等の絶縁
体で形成されており、放電電極３，４による正及び負の
コロナ放電によってその外周面の周方向全周が正及び負
に交互に帯電され、これにより、両放電電極３，４との
静電気による吸引力と反発力とによって回転するように
なっている。なお、回転円筒５の内周面には、導電性素
材１１（例えば、金属板，金属箔，導電性塗料の塗膜
等）が裏打ちされており、これにより、回転円筒５の外
周面への電荷の集中を良好にしている。回転円筒５の内
部には羽根車６が一体に設けられている。

【００１８】羽根車６は、回転円筒５と一体に回転する
ことによって空気吸入口７から吸入された空気を上述し
た負のコロナ放電で生成されたオゾンと共に空気吐出口
８まで移送するためのものであり、回転円筒５内に同心
に配置された羽根固定筒部１２と該羽根固定筒部１２の
外周面と回転円筒５の内周面との間に、周方向に等間隔
で複数配置された羽根１３とを備えている。羽根固定筒
部１２の右端部には軸部１４が延出しており、該軸部１
４は、支持部９内の中心部に配置された軸受け部１５に
回動可能に支持されている。これにより、羽根車６と回
転円筒５とが一体に回動可能になっている。なお、軸受
け部１５は、その外周面と支持部９の内周面との間に介
在された支持腕１６によって支持されている。

【００１９】次に作用を説明する。直流高圧電源によっ
て両放電電極３，４に直流高電圧を印加すると、放電電
極３に正のコロナ放電が発生するとともに、放電電極４
に負のコロナ放電が発生する。この正及び負のコロナ放
電によって正及び負の空気イオンが生成され、該空気イ
オンは回転円筒５の外周面に供給されて該回転円筒５の
外周面の周方向全周が正及び負に交互に帯電される。こ
れにより、回転円筒５と両放電電極３，４との静電気に
よる吸引力と反発力とによって回転円筒５が羽根車６と
一体となって回転する。回転時においては、回転円筒５
は両放電電極３，４で包囲された空間に遊挿されている
ので、両放電電極３，４と回転円筒５の外周面との間に
は空気層Ａが形成され、該空気がコロナ放電によって局
所的に絶縁破壊されることにより空気のイオン化が行わ
れるため、湿気や塵埃等の汚れによる影響をほとんど受
けることがなく、良好なコロナ放電の発生が確保され
る。

【００２０】そして羽根車６が回転すると、空気吸入口
７から空気が吸い込まれ、吸い込まれた空気は回転円筒
５の内部を通って空気吐出口８まで移送される。また、
空気吸入口７から吸い込まれた空気の一部は空気層Ａを
通って空気吐出口８まで移送され回転円筒５内を通って
空気吐出口８まで移送された空気と合流して該空気とと
もに空気吐出口８から吐き出される。このとき、上述し
た負のコロナ放電時においては、負の空気イオンととも
にオゾンが生成されるため、該オゾンは上述した空気層
Ａを通る空気に混合され、該空気とともに回転円筒５内
を通って空気吐出口８まで移送された空気と合流する。
これにより、オゾンが含有された空気が空気吐出口８か
ら吐き出される。

【００２１】ここで、コロナ放電によるオゾンの発生量
は、空気イオンの発生量と同様に放電電流の大きさに比
例するので、放電電流の増加に伴ってオゾン発生量及び
空気イオン発生量は共に増加する。この場合、空気イオ
ン発生量の増加により回転円筒５の外周面における電荷
密度が大きくなって回転円筒５の回転速度は速くなる。
従って、羽根車６によって移送される空気の移送量、す
なわち風量が大きくなる。このため、放電電流の増加に
よってオゾンが多量に発生したとしても該オゾンは空気
吐出口８から迅速に吐き出されてケース２内のオゾン濃
度の上昇が防止される。

【００２２】一方、放電電流が減少するとオゾン発生量
及び空気イオン発生量は共に減少する。この場合、回転
円筒５の外周面における電荷密度は小さくなって回転円
筒５の回転速度は遅くなる。従って、羽根車６によって
移送される空気の移送量は少なくなるが、同時にオゾン
発生量も減少しているため、放電電流が増加した場合と
同様に、ケース２内のオゾン濃度の上昇が防止される。

【００２３】このことから明らかなように、ケース２内
のオゾン濃度は羽根車６の回転数にかかわらず常に適正
に保たれるため、従来のようにオゾン濃度の急上昇によ
る装置のプラスチックや金属等の構造体の劣化が防止さ
れ耐久性に優れた装置１となる。

【００２４】以下、好適な装置１を製作するために行っ
た実験例を説明する。該実験によれば、回転円筒５とし
て直径１２０ｍｍのものを用い、両放電電極３，４を各
８個ずつ配置した。そして両放電電極に±７ｋＶの直流
電圧を印加して、放電電流を１電極あたり０．０４ｍＡ
とした。すると、回転円筒５の回転数は約１９００ｒｐ
ｍで、風量は０．５ｍ³ ／ｍｉｎとなった。また、オゾ
ン発生量は１電極あたり３．２μｇ／ｍｉｎ、８電極で
２５．６μｇ／ｍｉｎであった。従って、オゾンの濃度
は、空気の密度を１．２６ｋｇ／ｍ³ で計算すると、
（２５．６μｇ／ｍｉｎ）／（０．５ｍ³ ／ｍｉｎ×
１．２６ｋｇ／ｍ³ ）＝４０．６μｇ／ｋｇ＝４０．６
ｐｐｂとなる。この値は、工場等における安全作業基準
１００ｐｐｂの半分以下であり、安全な値である。

【００２５】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変
更可能である。例えば、図４は、空気吸入口７にエアフ
ィルター１７を設置したもので、これにより塵埃を除去
した空気をケース内に流入させることができ、空気吐出
口８から殺菌、脱臭及び除塵がされた清浄な空気が吐き
出される。

【００２６】また、図５は、空気吸入口７にエアフィル
ター１７を設置するとともに、空気吐出口８に活性炭フ
ィルター等のオゾン分解手段１８を設けたもので、例え
ば、半導体等の製造工場内や住居等の室内において安全
性等の観点から空気吐出口８からオゾンを含まない殺菌
・脱臭及び除塵された空気（又はオゾン濃度が所定の濃
度に低下された殺菌・脱臭及び除塵された空気）を吐き
出させる場合に好適な装置である。この場合、オゾン分
解手段１８によるオゾンの分解の他に、羽根車６のとこ
ろで空気とオゾンを良く混合させるとともにオゾンを回
転円筒５等の構造体に衝突させることによってもオゾン
が分解されるため、空気吐出口８近傍の空気の一部を、
空気層Ａを介して逆流させて空気吸入口７側に再循環さ
せ、空気吸入口７から流入する空気に合流させている。

【００２７】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、両放電電極と回転筒の外周面との間に空気層
を形成し、該空気をコロナ放電によって局所的に絶縁破
壊して空気のイオン化を行っているため、湿気や塵埃等
の汚れによる影響をほとんど受けることがなく、良好な
コロナ放電の発生が確保される。

【００２８】また、羽根車による空気の移送量の増減に
連動してオゾン発生量も増減するため、ケース内のオゾ
ン濃度は羽根車の回転数にかかわらず常に適正に保た
れ、従来のように、ファンの故障等によってケース内で
オゾン濃度が急上昇するのが回避され、装置を構成する
プラスチックや金属の構造体の劣化が防止されて耐久性
に優れたものとなる。

【００２９】さらに、空気吸入口に、エアフィルターを
設置することにより、塵埃が除去された空気をケース内
に流入させることができるため、空気吐出口から殺菌・
脱臭及び除塵された清浄な空気が吐き出される。

【００３０】さらに、空気吐出口に、オゾン分解手段を
設置することにより、半導体等の製造工場内や住居等の
室内において安全性等の観点から空気吐出口からオゾン
を含まない殺菌・脱臭及び除塵された清浄な空気（又は
オゾン濃度が所定の濃度に低下された殺菌・脱臭及び除
塵された空気）を吐き出させる場合に好適な装置を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一例であるオゾン含有空気吐出
装置の縦断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】回転円筒と放電電極の配置を説明するための説
明的斜視図である。

【図４】本発明の他の実施例であるオゾン含有空気吐出
装置の縦断面図である。

【図５】本発明の他の実施例であるオゾン含有空気吐出
装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１…オゾン含有空気吐出装置、２…ケース、３，４…放
電電極、５…回転円筒、６…羽根車、７…空気吸入口、
８…空気吐出口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端部に空気吸入口が形成され他端部に空
   気吐出口が形成された筒状のケースと、 該ケース内に周方向全周に所定の間隔を存して交互に配
   置された直流電圧が印加されることによって正のコロナ
   放電を発生させる放電電極及び直流電圧が印加されるこ
   とによって負のコロナ放電を発生させる放電電極と、 両放電電極で包囲された空間に回動可能に遊挿され、前
   記正及び負のコロナ放電で外周面の周方向全周が正及び
   負に交互に帯電されることにより前記放電電極との静電
   気による吸引力と反発力とによって回転する絶縁体から
   なる回転筒と、 該回転筒に設けられ、該回転筒と一体に回転することに
   よって前記空気吸入口から吸入された空気を前記負のコ
   ロナ放電で生成されたオゾンとともに前記空気吐出口ま
   で移送する羽根車とを備えたことを特徴とするオゾン含
   有空気吐出装置。
2. 【請求項２】前記空気吸入口に、エアフィルターを設置
   したことを特徴とする請求項１記載のオゾン含有空気吐
   出装置。
3. 【請求項３】前記空気吐出口に、オゾン分解手段を設置
   したことを特徴とする請求項１又は２記載のオゾン含有
   空気吐出装置。