(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気中における沿面コロナ放電によりオゾンを生成するコロナ放電素子と、  この放電素子の放電面を含む空気流路と、  この空気流路に空気流を送る手段と、  を備えるオゾン発生装置であって；
上記放電素子の放電面が、上記空気流路の側壁の一部を構成し、
上記放電面に対向する側壁部分から該放電面近傍に向かって延びており、放電領域における空気流速を速くする仕切板が設けられていることを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項２】
上記コロナ放電素子が、空気流路の側壁から、空気流上流側は側壁とほぼ面一であり、下流側に行くにしたがって空気流路の中央方向、すなわち仕切り板に近づく方向に突出して内側斜めにはり出すように設けられている請求項１記載のオゾン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沿面コロナ放電によりオゾンを生成するオゾン発生装置に関する。特には、放電面における気流を操作することにより、コロナ放電素子やファンの能力が従来のままでもオゾン発生量を増加させることのできるオゾン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来より使用されている一般的なオゾン発生装置の構造を示す模式的断面図である。
図６のオゾン発生装置１０１は、ケ−シング３や、コロナ放電素子１１、ファン１５等からなる。ケ−シング３は、その内部に空気流路７を有する。空気流路７の右端にはファン１５が配置されている。このファン１５が回転すると、左端の空気吸込口５から空気が吸い込まれ、空気流路７内を左から右に空気が流れる。
【０００３】
ケ−シング３は空気流路７の側壁を兼ねており、その一部にコロナ放電素子１１が取り付けられている。コロナ放電素子１１の放電面１２は、ケ−シング３の内側の空気流路７に向いている。コロナ放電素子１１は、放電電極や誘導電極、誘電体基板等からなる。放電面１２の表面で沿面コロナ放電が生じ、放電域１３で空気中のＯ２  の一部がオゾンＯ３  に変換される。このオゾンＯ３  を含む空気は、ファン１５から空気流路７の外に送り出される。
【０００４】
図６のオゾン発生装置においては、オゾン発生量を増減する場合には、一般的には、▲１▼コロナ放電素子の放電量を調整する、▲２▼ファンの送風量を調整する、▲３▼空気流路の断面積を調整する、の３方式をとっていた。
このうち、▲３▼の空気流路の断面積を調整する方式での実験例を説明する。
空気流路長８０ｍｍ、空気流路幅（図６の紙面直角方向の幅）５４ｍｍで、空気流路の高さＨを変えた時のオゾン発生量の変化を調べた。このときコロナ放電素子及びファンは同一のものを使用した。
【０００５】
図２の白抜き丸の付された曲線が、その試験の結果を示すグラフである。これを見ると、Ｈ＝２．５ｍｍからＨ＝６ｍｍに増やしたところでは、オゾン発生量は大きく増大（約１．５倍）している。しかし、その後は、空気流路高さを増してもオゾン発生量は徐々に減少し、Ｈ＝１６ｍｍ以上では、オゾン発生量はほぼ一定となっている。
【０００６】
これは、以下の理由によると考えられる。
（１）オゾン発生に関与する酸素は放電域１３部分を通過するものだけであるので、空気流路の高さをある程度以上大きくしてもオゾン発生量は変化しない。
（２）放電域１３における空気流速、あるいは放電面１２に当たる空気の流速が高いことがオゾン発生量増大の一つの要因であり、ファンが同じままで空気流路高さを高くすると、そのような流速が落ちるためオゾン発生量が下がる。
（３）空気流速が速くかつ流量も確保できるような空気流路高さにおいて、最もオゾン発生量が多い。そのような空気流路高さよりも高さを低くすると、空気の流量自体が減ってしまい、オゾン生成に使われる空気が減少するためオゾン発生量が低下する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来のオゾン発生装置において、オゾン発生量の最大値が得られる空気流路高さにした場合であってもオゾン発生量が不足する場合には、コロナ放電素子を放電能力の高いものにするか、ファンの送風能力を上げるかのいずれかを行うことが必要となり、装置の大型化とコストアップを招いていた。
【０００８】
本発明は、沿面コロナ放電によりオゾンを生成するオゾン発生装置であって、放電面における気流を操作することにより、コロナ放電素子やファンの能力を従来の同じとした場合であってもオゾン発生量を増加させることのできるオゾン発生装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のオゾン発生装置は、  大気中における沿面コロナ放電によりオゾンを生成するコロナ放電素子と、  この放電素子の放電面を含む空気流路と、  この空気流路に空気流を送る手段と、  を備えるオゾン発生装置であって；
上記放電素子の放電面が、上記空気流路の側壁の一部を構成し、
上記放電面に対向する側壁部分から該放電面近傍に向かって延びており、放電領域における空気流速を速くする仕切板が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
オゾンを効率よく生成するためには、コロナ放電素子の放電領域にいかに多くの空気を供給できるかにかかっている。そこで、本発明では、空気流路内に仕切板を設置する等の手段により、コロナ放電素子の放電部分に空気を集中して当てることとし、コロナ放電素子とファンの能力はそのままでオゾン発生量を増加させることができる。さらに、放電部分の風速が増加することにより、コロナ放電素子に付着しやすい硝酸塩を吹き飛ばしオゾン発生量の安定化がはかれる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のオゾン発生装置においては、  上記放電素子の放電面が、上記空気流路の側壁の一部を構成し、  上記空気流の集中手段が、該放電面に対向する側壁部分から該放電面近傍に向かって延びる仕切板である。つまり、空気流路全体は広くしておいて、コロナ放電素子の放電領域のみは絞るのである。それによって、空気流路全体の通風損失はあまり増大させないで、放電領域における空気流速を速くすることができる。
【００１２】
この場合、上記仕切板の設けられている部分における空気流路の開口率が５〜３０％であることが好ましい。上述の通風損失と放電領域における空気流速とのバランスが良く、オゾン発生効率の高いオゾン発生装置を提供できる。
【００１３】
以下、図面を参照しつつより詳しく説明する。
図１は、本発明の１実施例に係るオゾン発生装置の構成を模式的断面図である。
図１のオゾン発生装置１は、ケ−シング３や、コロナ放電素子１１、ファン１５等からなる。ケ−シング３は、その内部に空気流路７を有する。空気流路７の右端にはファン１５が配置されている。このファン１５が回転すると、左端の空気吸込口５から空気が吸い込まれ、空気流路７内を左から右に空気が流れる。
【００１４】
ケ−ジング３は空気流路７の側壁を兼ねており、その一部にコロナ放電素子１１が取り付けられている。コロナ放電素子１１の放電面１２は、ケ−シング３の内側の空気流路７に向いている。コロナ放電素子１１は、放電電極や誘導電極、誘電体基板等からなり、その構造は、公知（特開平７−６８５６、特開平８−１７１９７７等）のものである。放電面１２の表面で沿面コロナ放電が生じ、放電域１３で空気中のＯ２  の一部がオゾンＯ３  に変換される。このオゾンＯ３  を含む空気は、ファン１５から空気流路７の外に送り出される。
【００１５】
この実施例のオゾン発生装置の特徴的構造として、コロナ放電素子１１に対向する空気流路側壁３ａの部分から、コロナ放電素子１１の放電面１２に向かって延びるように、仕切板９が突設されている。すなわち、仕切板９は、コロナ放電素子１１の放電領域１３及びその近傍を除いて、空気流路７を閉ざすような形で設けられている。
【００１６】
この結果、空気流路７内の空気流は、図中に破線で示すように、コロナ放電素子１１の部分で、同素子１１の放電面１２近傍に集中する。また、空気流は、放電面１２に衝突するように指向されつつ、放電領域１３に入る。したがって、放電領域１３での流速が速まり、かつ入り乱れた流れとなるために、オゾン生成に使われる空気の割合が増えることとなり、オゾン発生量が増大する。
一方、空気流路７は、仕切板９の部分を除いては広いので、空気流路７全体の通風抵抗はそれほど増すわけではなく、全体の空気量（通風量）もある程度以上確保できる。
【００１７】
図１の実施例について、仕切板９の高さ（仕切板９先端とコロナ放電素子放電面１２との隙間の厚さｔ）を変えた時のオゾン発生量の変化を調べた。実験の諸元は、以下のとおりである。なお、これらは、前述の図６の従来のオゾン発生装置における実験の条件と同じであった。
空気流路：長さ８０ｍｍ、幅５４ｍｍ（図１の紙面直角方向の幅）
ファン：２．９Ｗ、定格通風量１００リットル／ｍｉｎ
コロナ放電素子：電圧４．０ｋＶｐ．ｐ  、周波数２５ｋＨｚ
【００１８】
図２は、図１の実施例のオゾン発生装置と図６の従来例のオゾン発生装置のオゾン発生量を比較したグラフである。黒丸のプロットしてある線が実施例であり、白丸のプロットしてある線が従来例である。横軸は、コロナ放電素子放電面の前面の空気流路高さ（図１の隙間ｔ、図６の空気流路高さＨ）であり、縦軸はオゾン発生量（ｍｇ／ｈｒ）である。なお、オゾン発生量の測定は、ＥＧ−２００１Ｅ（荏原実業（株）製オゾン濃度測定器）により行った。
【００１９】
図２からわかるように、本実施例の場合のオゾン発生量は、従来例のオゾン発生量と比較して５０％近く増大している。例えば、Ｈ＝ｔ＝６ｍｍの場合、本実施例のオゾン発生量は１４．８ｍｇ／ｈｒ  なのに対して、従来例のオゾン発生量は１０．３ｍｇ／ｈｒ  である。これは、上述のコロナ放電素子放電領域への空気流集中効果が表れているものと考えられる。
【００２０】
本実施例のオゾン発生量曲線の傾向は従来のそれと同様である。すなわち、ｔ＝６までは、オゾン発生量はかなり急な立ち上がりを見せ、ｔ＝６近辺でピークを迎え、その後はｔの増加とともにオゾン発生量は徐々に減少する。
【００２１】
図３は、図１の実施例のオゾン発生装置において、コロナ放電素子３と仕切り板５との距離ｔを一定とし、仕切板５の厚みＬを変えた場合のオゾン発生量を測定した例である。この図３に示されているように、仕切板の厚みＬにも最適な範囲のあることがわかる。
すなわち、Ｌ＝１〜１５ｍｍの範囲でオゾン発生量が多く、Ｌ＝１５ｍｍを越えると、オゾン発生量は徐々に低下する。
【００２２】
本実施例では、従来例と同じコロナ放電素子及び送風ファンを使用しながら、オゾン発生量を５０％近く増加させるというきわめて重大な成果を得ることができた。
【００２３】
なお。図１、２及び３に示した実施例は、あくまでも本発明の一実施形態に関するものであって、本発明がそれに限定されるものではない。図１の実施例のオゾン発生装置については次のような変形を加えることもできる。
▲１▼  仕切板の断面（図１で見た状態）を３角形としてその頂点をコロナ放電素子に向ける。
▲２▼  コロナ放電素子を空気流路の中央部に設置し、仕切板を両側の空気流路側壁から中央部に向けて突設する。
▲３▼  仕切板という形態ではなく、同様の効果をもたすべく、図５に示すように、流路を仕切板と類似した形９′でしぼる。
【００２４】
図４は、図１のオゾン発生装置の変形例を示す模式的断面図である。このオゾン発生装置１′においてはコロナ放電素子３が空気流路の側壁から内側に斜めにはり出すように設けられている。すなわち、コロナ放電素子３の空気流上流側は、側壁とほぼ面一であるが、下流側に行くにしたがって空気流路中央方向（仕切板に近づく方向）に突出している。この斜めの角度θは５〜４５°が適当である。このようにすることによりコロナ放電素子に風が当たりやすくなり、オゾン発生量をさらに増大させることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コロナ放電素子および送風ファンの性能を上げることなく、オゾン発生量を増大及び安定化させることが可能であるため、コストアップすることなく、小型で高性能のオゾン発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例に係るオゾン発生装置の構成を模式的断面図である。
【図２】図１の実施例のオゾン発生装置と図５の従来例のオゾン発生装置のオゾン発生量を比較したグラフである。黒丸のプロットしてある線が実施例であり、白丸のプロットしてある線が従来例である。
【図３】図１の実施例のオゾン発生装置において、コロナ放電素子３と仕切り板５との距離ｔを一定とし、仕切板５の厚みＬを変えた場合のオゾン発生量を測定した例である。
【図４】図１のオゾン発生装置の変形例を示す模式的断面図である。
【図５】図１のオゾン発生装置の変形例を示す模式的断面図である。
【図６】従来より使用されている一般的なオゾン発生装置の構造を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１  オゾン発生装置                ３  ケーシング（空気流路側壁）
５  空気吸込口                    ７  空気流路
９  仕切板                      １１  コロナ放電素子
１２  放電面                      １３  放電域
１５  ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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