JPH0864339A - 無声放電発生装置、オゾン発生装置及び脱臭装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無声放電を確実に発生させ、かつ、安定に持
続し得る用にすると共に、製造組立を容易化する。 【構成】 誘電体１は相対向する２つの面１０１、１０
２が凹凸のない面を構成している。放電電極２１、２２
は誘電体１を間に挟んで面１０１、１０２のそれぞれと
対向して設けられている。放電電極２１、２２は、誘電
体１の面１０１、１０２との間に無声放電発生領域とな
る空隙３１、３２が生じるように配置され、かつ、空隙
３１、３２の間隔が最小間隔と最大間隔との間で、連続
して変化するように、形状または配置が選定されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無声放電発生装置、オ
ゾン発生装置及び脱臭装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無声放電発生装置は、主として、オゾン
発生装置の主要部分として用いられ、オゾン発生装置は
脱臭装置として用いられる。従来よりよく知られた無声
放電発生装置としては、一対の平板状の放電電極を、誘
電体の両側に、誘電体の面から空隙を隔てて、ほぼ平行
に配置し、放電電極間に交流高電圧を印加し、空隙に無
声放電を発生させるタイプのものがある。無声放電発生
装置を利用してオゾンを発生させるには、無声放電装置
を空気中に配置し、誘電体と放電電極との間に形成され
た空隙に発生した無声放電によって、空気中の酸素を酸
化し、それによってオゾンを発生させる。

【０００３】オゾン発生装置としては、上述した周知の
無声放電発生装置を利用するタイプの他、特開平５ー１
１６９０９号公報に開示されたものが知られている。こ
の先行文献に記載されたオゾン発生装置は、誘電体を多
数設けると共に、各誘電体の表面に傾斜面を設け、誘電
体と放電電極との間に前記傾斜面による鋭角の角度を生
じさせることにより、沿面コロナ放電を発生し易くした
ものである。

【０００４】更に、特開平５ー２０１７０３号公報は、
誘電体を多数設けると共に、各誘電体の表面に６０度以
下の傾斜面を設け、誘電体と放電電極との間に前記傾斜
面による６０度以下の角度を生じさせることにより、比
較的低電圧で無声放電を発生させるようにしたオゾン発
生装置を開示している。

【０００５】上述したオゾン発生装置を用いて脱臭装置
を構成するには、例えば特開平２ー２４６９７７号公報
に開示されているように、オゾン発生装置によって発生
したオゾンの脱臭作用及び殺菌作用を利用する。脱臭装
置内で発生したオゾンは、触媒体によって分解され、人
体に無害な酸素として、外部に放出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した各種のオゾン
発生装置のうち、一対の平板状の放電電極を、誘電体の
両側に、誘電体の面から空隙を隔てて、ほぼ平行に配置
する構造の無声放電発生装置を利用するものは、無声放
電を安定して発生させるために、誘電体と放電電極との
間の空隙距離を、高精度と設定しなければならない。一
般的には、数ｍｍ以下に精度よく設定しなければならな
い。このため、製造、組立が非常に困難である。しか
も、無声放電開始電圧が、放電電極と誘電体との間の空
隙によって定まる高い値になるため、無声放電が発生し
にくい。

【０００７】特開平５ー１１６９０９号公報や特開平５
ー２０１７０３号公報に開示されたオゾン発生装置は、
比較的低電圧で沿面コロナ放電または無声放電を開始で
きるという利点はあるが、傾斜面を設けた特殊形状の誘
電体を用いなければならないという難点がある。また、
特開平５ー１１６９０９号に開示の技術の場合、対の放
電電極の平行度を高精度に保つ必要があるため、製造、
組立が容易でないこと、沿面コロナ放電を利用するた
め、高湿雰囲気中においてオゾンの発生効率が悪くるこ
と等の問題がある。

【０００８】本発明の課題は、無声放電を確実に生じさ
せ得る無声放電発生装置、オゾン発生装置及び脱臭装置
を提供することである。

【０００９】本発明のもう一つの課題は、無声放電を安
定に持続し得る無声放電発生装置、オゾン発生装置及び
脱臭装置を提供することである。

【００１０】本発明の更にもう一つの課題は、製造組立
の容易な無声放電発生装置、オゾン発生装置及び脱臭装
置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題解決のた
め、本発明に係る無声放電発生装置は、誘電体と、少な
くとも一対の放電電極とを含む。前記誘電体は、相対向
する２つの面が凹凸のない面を構成している。前記放電
電極は、前記誘電体を間に挟んで前記面のそれぞれと対
向して設けられている。前記放電電極の少なくと一つ
は、前記誘電体の前記面の一つとの間に無声放電発生領
域となる空隙が生じるように配置され、かつ、前記空隙
の間隔が最小間隔と最大間隔との間で、連続して変化す
るように、形状または配置が選定されている。

【００１２】一つの好ましい例において、前記放電電極
は、端縁が前記誘電体の前記面の面内にある。

【００１３】別の好ましい例では、前記放電電極の少な
くとも一つは、平板状であって、前記誘電体の前記面に
対して角度θで傾斜して配置されている。かかる構造を
取る場合、前記角度θは５度から３０度の範囲内にある
ことが好ましい。

【００１４】別の好ましい例では、前記放電電極の少な
くとも一つは、前記誘電体の前記面と対向する中間位置
に、少なくとも１つの屈曲点を有し、前記屈曲点の両側
に前記最小間隔及び最大間隔を生じさせる。この構造を
更に進めて、前記屈曲点は、間隔を隔てて複数設けられ
ていてもよい。

【００１５】更に別の好ましい例では、前記放電電極の
少なくとも一方は、前記最小間隔となる位置で、前記誘
電体の前記面に接触する。

【００１６】次に本発明に係るオゾン発生装置は、無声
放電発生装置を含む。前記無声放電発生装置は、上述し
た本発明に係る無声放電発生装置の何れかであり、空気
中に配置される。

【００１７】更に本発明に係る脱臭装置は、オゾン発生
装置と、触媒手段とを含む。前記オゾン発生装置は、上
述した本発明に係る装置である。前記触媒手段は、前記
オゾン発生装置によって発生した余剰のオゾンを分解す
る。

【００１８】

【作用】少なくとも一対備えられる放電電極は、誘電体
を間に挟んで、誘電体の面のそれぞれと対向して設けら
れており、放電電極の少なくと一つは、誘電体の面の一
つとの間に無声放電発生領域となる空隙が生じるように
配置されている。従って、放電電極間に交流高電圧を印
加することにより、放電電極と誘電体の面との間に形成
された空隙内で、無声放電を発生させることができる。

【００１９】少なくとも一対備えられる放電電極の少な
くとも一つは、空隙の間隔が最小間隔と最大間隔との間
で、連続して変化するように、形状または配置が選定さ
れているから、一対の放電電極間に交流高電圧が印加さ
れた場合、最初に最小間隔の空隙部で無声放電が発生
し、次に最大間隔となっている方向に向って、無声放電
が伝搬してゆく。このため、無声放電開始電圧が低く、
無声放電を確実に生じさせ得る無声放電発生装置が得ら
れる。

【００２０】しかも、放電電極の少なくとも一つは、空
隙の間隔が最小間隔と最大間隔との間で、連続して変化
するように、形状または配置が選定されているから、最
小間隔と最大間隔との間で、無声放電開始電圧が連続し
て変化する。このため、仮に、印加電圧が変動したり、
あるいは空隙の雰囲気が変化した場合でも、無声放電を
安定に持続し得る。

【００２１】誘電体は相対向する２つの面が凹凸のない
面を構成しているおり、この誘電体に対して、凹凸のな
い面のそれぞれと対向して、放電電極を設けられた構造
であるから、誘電体として、特殊な形状のものを用いる
必要がない。このため、製造及び組立が容易になる。

【００２２】本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を
参照して、更に詳しく説明する。

【００２３】

【実施例】図１は本発明に係る無声放電発生装置の斜視
図、図２は図１に示した無声放電発生装置の正面図であ
る。図示するように、本発明に係る無声放電発生装置
は、誘電体１１と、少なくとも一対の放電電極２１、２
２とを含む。誘電体１は、相対向する２つの面１０１、
１０２が凹凸のない面を構成している。放電電極２１、
２２は、誘電体１を間に挟んで、面１０１、１０２のそ
れぞれと対向して設けられている。放電電極２１、２２
は、誘電体１の面１０１、１０２との間に無声放電発生
領域となる空隙３１、３２が生じるように配置され、か
つ、空隙３１、３２の間隔が、最小間隔と最大間隔との
間で、連続して変化するように配置されている。図示で
は、放電電極２１、２２の両者とも、空隙３１、３２の
間隔が、最小間隔と最大間隔との間で、連続して変化す
るように配置されているが、少なくとも一方のみがその
ような構造を備える場合もあり得る。

【００２４】放電電極２１、２２は、誘電体１を間に挟
んで、誘電体１の面１０１、１０２のそれぞれと対向し
て設けられており、放電電極２１、２２は、誘電体１の
面１０１、１０２との間に無声放電発生領域となる空隙
３１、３２が生じるように配置されているから、放電電
極２１ー２２間に交流高電圧Ｅを印加することにより、
放電電極２１、２２と誘電体１の面１０１、１０２との
間に形成された空隙３１、３２内で、無声放電を発生さ
せることができる。

【００２５】放電電極２１、２２は、空隙３１、３２の
間隔が最小間隔と最大間隔との間で、連続して変化する
ように配置されているから、放電電極２１ー２２間に交
流高電圧が印加された場合、最初に最小間隔の空隙部で
無声放電が発生し、次に最大間隔となっている方向に向
って、無声放電が伝搬してゆく。このため、無声放電開
始電圧が低く、無声放電を確実に、かつ、安定に生じさ
せ得る無声放電発生装置が得られる。

【００２６】しかも、放電電極２１、２２は、空隙３
１、３２の間隔が最小間隔と最大間隔との間で、連続し
て変化するように、形状または配置が選定されているか
ら、最小間隔と最大間隔との間で、無声放電開始電圧が
連続して変化する。このため、仮に、印加電圧が変動し
たり、あるいは空隙３１、３２の雰囲気が変化した場合
でも、無声放電を安定に持続し得る。

【００２７】誘電体１は相対向する２つの面１０１、１
０２が凹凸のない面１０１、１０２を構成しており、こ
の誘電体１に対して、凹凸のない面１０１、１０２のそ
れぞれと対向して、放電電極２１、２２を設けた構造で
あるから、誘電体１として、特殊な形状のものを用いる
必要がない。このため、製造及び組立が容易になる。

【００２８】誘電体１はアルミナ等のセラミック材料、
ガラス系無機材料、有機材料またはこれらの複合材料等
によって構成できる。放電電極２１、２２はオゾンによ
る酸化に対する強さに優れ、放電による電極劣化が少な
く、しかも加工性に優れた材料を用いる。そのような材
料の好ましい例としては、ステンレス（特にＳＵＳ３０
４）や、高融点材料として知られるタングステン、モリ
ブデン等がある。

【００２９】実施例において、放電電極２１、２２は端
縁が誘電体１の面１０１、１０２の面内にある。具体的
には、放電電極２１、２２の幅は誘電体１の幅より狭く
なっており、放電電極２１、２２の端縁が全周にわたっ
て、誘電体１の面１０１、１０２の面１０１、１０２の
内部に位置するように配置されている。このような構造
であると、周知の端縁効果により、電界が放電電極２
１、２２の端縁に集中ので、無声放電を効率よく発生さ
せることができる。

【００３０】放電電極２１、２２は、平板状であって、
誘電体１の面１０１、１０２に対して角度θで傾斜して
配置されている。従って、放電電極２１ー２２間に交流
高電圧が印加された場合、最初に最小間隔の空隙部を構
成する右端（図２において）で無声放電が発生し、次に
最大間隔となっている左方向（図２において）に向っ
て、無声放電が伝搬してゆく。このため、低い電圧で無
声放電を開始させ、無声放電を確実に生じさせることが
できる。

【００３１】角度θは５度から３０度の範囲内にあるこ
とが好ましい。この角度範囲では、１０ｋｖ以下の交流
高電圧を印加した状態で、誘電体１の表面または放電電
極２１、２２の表面に水滴が付着したり、あるいは空隙
３１、３２が高湿度雰囲気になっても、確実に無声放電
を生じさせることができる。角度θが３０度を越すと、
１０ｋｖ以下の交流高電圧を印加した状態では、誘電体
１の表面１０１、１０２と放電電極２１、２２との間の
空隙３１、３２の間隔が大きくなり過ぎ、無声放電が空
隙３１、３２の小さい限られた部分で発生するのみとな
り、効率が悪くなる。角度θが５度よりも小さくなる
と、空隙３１、３２が狭くなり過ぎ、高湿度雰囲気中で
使用した場合に、誘電体１の面１０１、１０２や放電電
極２１、２２の対向面に水滴が付着し、放電電極２１、
２２と誘電体１とが低インピーダンスの水滴によって短
絡された状態になる。このため、放電が生じにくくな
り、効率が低下する。上述の角度θの範囲は、１０ｋｖ
以下の交流高電圧を印加した場合に適した角度範囲であ
り、上記とは異なる印加電圧値が選択された場合には、
それに対応した角度θに選定する必要がある。

【００３２】更に、この実施例では、放電電極２１、２
２は最小間隔となる端部位置で、誘電体１の面１０１、
１０２に接触している。このような構造であると、接触
部分に形成される微小空間で高電界になり、コロナ放電
が発生し、それが図２において、左側に伝搬して行く。
このため、無声放電の開始電圧を最小にし、無声放電を
確実に、かつ、安定に発生させることができる。

【００３３】次に図３〜図１０を参照して、本願発明に
係る無声放電発生装置の他の好ましい実施例を説明す
る。

【００３４】図３の実施例では、放電電極２１、２２
は、誘電体１の面１０１、１０２と対向する中間位置
に、面１０１、１０２から離れる方向に屈曲する凸状の
屈曲点Ｐ１を有する。

【００３５】図４の実施例では、放電電極２１、２２
は、誘電体１の面１０１、１０２と対向する中間位置
に、面１０１、１０２に接近する方向に屈曲する凹状の
屈曲点Ｐ１を有する。屈曲点Ｐ１の両側に空隙３１１、
３１２、３２１、３２２が生じる。

【００３６】図５の実施例では、図３及び図４に示した
構造を更に進めて、複数の屈曲点Ｐ１〜Ｐ３は間隔を隔
てて設けた例を示している。図６の実施例は、屈曲点の
数ｍを更に増大させたものである。屈曲点Ｐ１〜Ｐｍに
対応して、空隙３１１〜３１ｎ、３２１〜３２ｎが生じ
ている。

【００３７】図７の実施例及び図８の実施例は放電電極
２１、２２を、平板状ではなく、弧状に湾曲させた例を
示している。

【００３８】図９の実施例は、筒状の誘電体１を用いた
例を示している。誘電体１は相対向する外周面１０１及
び内周面１０２が凹凸のない曲面を構成している。放電
電極２１、２２は、誘電体１を間に挟んで、外周面１０
１及び内周面１０２のそれぞれと対向して設けられてい
る。放電電極２１は、誘電体１の外周面１０１との間に
無声放電発生領域となる空隙３１が生じるように配置さ
れている。空隙３１の間隔は、最小間隔と最大間隔との
間で、連続して変化する。放電電極２１は、複数に分割
された電極枝２１１と、電極枝２１１を共通に接続する
短絡環２１２、２１３とを有する。無声放電は、主とし
て、各電極枝２１１と誘電体１との間で発生する。各電
極枝２１１は前述した金属板材または線材を用いて構成
できる。放電電極２２は誘電体１の内周面１０２に密着
して設けてもよいし、あるは放電電極２１と類似した構
成としてもよい。

【００３９】図１０の実施例は、基本的には図９に示し
た実施例と同様であるが、放電電極２１が金属網体で構
成されている。

【００４０】図３〜図１０の実施例の何れの場合も、本
発明による作用効果を奏する。図示は省略したが、図１
〜図１０の実施例を組み合わせることもできる。

【００４１】図１１は本発明に係るオゾン発生装置の構
成を示す斜視図である。本発明に係るオゾン発生装置
は、上述した本発明に係る無声放電発生装置４を含んで
いる。この無声放電発生装置４は空気中に配置される。

【００４２】無声放電発生装置４の放電電極２１、２２
と誘電体１との間に形成された空隙３１、３２に無声放
電が発生すると、空隙３１、３２にある空気またはその
周りの空気中の酸素が酸化され、それによってオゾンが
発生する。

【００４３】本発明に係るオゾン発生装置は、前述した
本発明に係る無声放電発生装置の無声放電作用を利用し
てオゾンを発生させるものであるから、本発明の無声放
電発生装置の有する作用効果を奏する。

【００４４】図１２は本発明に係るオゾン発生装置の別
の実施例を示す斜視図である。この実施例では、複数の
無声放電発生装置４１〜４４を、空気の流れ方向に沿っ
て、整列して設けた構造となっており、図１１に示す実
施例よりもより多量のオゾンを発生させることができ
る。図示はされていないが、複数の無声放電発生装置４
１〜４４を、空気の流れ方向に対して同一位置となるよ
うに、横並びに配置してもよい。また、図１１及び図１
２は図１及び図２に示した無声放電発生装置を使用した
例を示しているが、図３〜図１０に示した無声放電発生
装置を用いることができることは勿論である。

【００４５】図１３は本発明に係る脱臭装置を示してい
る。本発明に係る脱臭装置は、オゾン発生装置５と、触
媒手段６とを含む。オゾン発生装置５は上述した本発明
に係る装置である。触媒手段６はオゾン発生装置５によ
って発生した余剰のオゾンを分解する。触媒手段６の例
としては、SiO₂、MnO₂またはTiO₂等の金属酸化物の他、
活性炭等を挙げることができる。図示はされていない
が、オゾン発生装置５及び触媒手段６は１つのケース内
に収納する。この脱臭装置は、オゾン発生装置５によっ
て発生したオゾンの脱臭作用及び殺菌作用を利用する。
脱臭装置内で発生したオゾンは、触媒手段６によって分
解され、人体に無害な酸素として、外部に放出される。
図示は省略したが、オゾン発生装置５は、図３〜図１０
に示した無声放電発生装置を用いたもの、または、図１
２に示したように、複数の無声放電発生装置を組合せた
ものを利用できる。

【００４６】図１４は無声放電発生装置、オゾン発生装
置または脱臭装置に用いられる高電圧電源Ｅの回路図で
ある。三端子スイッチ素子Ｄ１がオフとなっている状態
で、端子７１、７２に印加される交流電圧をダイオード
Ｄ２によって半波整流し、整流出力によってコンデンサ
Ｃ１を充電する。コンデンサＣ１を充分に充電した後、
三端子スイッチ素子Ｄ１をターンオンさせる。三端子ス
イッチ素子Ｄ１のターンオンにより、コンデンサＣ１に
蓄積された電荷が、トランスＴ１の一次巻線Ｎ１及び三
端子スイッチ素子Ｄ１を通して放電され、トランスＴ１
の二次巻線Ｎ２に、巻数比等によって定まる高電圧が発
生する。この高電圧がオゾン発生装置または脱臭装置を
構成する無声放電発生装置４に印加される。

【００４７】図１４に示した高電圧電源Ｅは一例であ
り、他のタイプのものを利用できることは言うまでもな
い。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 （ａ）無声放電を確実に生じさせ得る無声放電発生装
置、オゾン発生装置及び脱臭装置を提供することができ
る。 （ｂ）無声放電を安定に持続し得る無声放電発生装置、
オゾン発生装置及び脱臭装置を提供することができる。 （ｃ）製造組立の容易な無声放電発生装置、オゾン発生
装置及び脱臭装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無声放電発生装置の斜視図であ
る。

【図２】図１に示した無声放電発生装置の正面図であ
る。

【図３】本発明に係る無声放電発生装置の別の実施例に
おける正面図である。

【図４】本発明に係る無声放電発生装置の更に別の実施
例における正面図である。

【図５】本発明に係る無声放電発生装置の更に別の実施
例における正面図である。

【図６】本発明に係る無声放電発生装置の更に別の実施
例における正面図である。

【図７】本発明に係る無声放電発生装置の更に別の実施
例における正面図である。

【図８】本発明に係る無声放電発生装置の更に別の実施
例における正面図である。

【図９】本発明に係る無声放電発生装置の更に別の実施
例における斜視図である。

【図１０】本発明に係る無声放電発生装置の更に別の実
施例における斜視図である。

【図１１】本発明に係るオゾン発生装置の構成を示す斜
視図である。

【図１２】本発明に係るオゾン発生装置の別の構成を示
す斜視図である。

【図１３】本発明に係る脱臭装置の斜視図である。

【図１４】無声放電発生装置、オゾン発生装置または脱
臭装置に用いられる高電圧電源の回路図である。

【符号の説明】

１ 誘電体 ２１、２２ 放電電極 ３１、３２ 空隙 ４、４１〜４４ 無声放電発生装置 ５ オゾン発生装置 ６ 触媒体

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体と、少なくとも一対の放電電極と
   を含む無声放電発生装置であって、 前記誘電体は、相対向する２つの面が凹凸のない面を構
   成しており、 前記放電電極は、前記誘電体を間に挟んで前記面のそれ
   ぞれと対向して設けられており、 前記放電電極の少なくと一つは、前記誘電体の前記面の
   一つとの間に無声放電発生領域となる空隙が生じるよう
   に配置され、かつ、前記空隙の間隔が最小間隔と最大間
   隔との間で、連続して変化するように、形状または配置
   が選定されている無声放電発生装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の無声放電発生装置であ
   って、 前記放電電極は、端縁が前記誘電体の前記面の面内にあ
   る無声放電発生装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の無声放電発生
   装置であって、 前記放電電極の少なくとも一つは、平板状であって、前
   記誘電体の前記面に対して角度θで傾斜して配置されて
   いる無声放電発生装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の無声放電発生装置であ
   って、 前記角度θは５度から３０度の範囲内にある無声放電発
   生装置。
5. 【請求項５】 請求項１または２に記載の無声放電発生
   装置であって、 前記放電電極の少なくとも一つは、前記誘電体の前記面
   と対向する中間位置に、少なくとも１つの屈曲点を有
   し、前記屈曲点の両側に前記最小間隔及び最大間隔を生
   じさせる無声放電発生装置。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の無声放電発生装置であ
   って、 前記屈曲点は、間隔を隔てて複数設けられている無声放
   電発生装置。
7. 【請求項７】 請求項１または２に記載の無声放電発生
   装置であって、 前記放電電極の少なくとも一方は、前記最小間隔となる
   位置で、前記誘電体の前記面に接触する無声放電発生装
   置。
8. 【請求項８】 無声放電発生装置を含むオゾン発生装置
   であって、 前記無声放電発生装置は、請求項１乃至７に記載の何れ
   かであり、空気中に配置されるオゾン発生装置。
9. 【請求項９】 オゾン発生装置と、触媒手段とを含む脱
   臭装置であって、 前記オゾン発生装置は、請求項８に記載のものでなり、 前記触媒手段は、前記オゾン発生装置によって発生した
   余剰のオゾンを分解する脱臭装置。