(57)【要約】【課題】針状電極の汚れを容易に且つ充分に除去することが可能なオゾン風発生装置を提供することを提供する。【解決手段】オゾン風発生装置１は、針状電極２を有し、針状電極２からコロナ放電を生じさせることにより、オゾン風を発生させる。オゾン風発生装置１は、針状電極２に対向して配置された対向電極３と、針状電極２の表面に電子が衝突するように、針状電極２と対向電極３との間に所定の第１電圧を印加する放電制御部４とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
針状電極を有し、前記針状電極からコロナ放電を生じさせることにより、オゾン風を発生させるオゾン風発生装置であって、
前記針状電極に対向して配置された対向電極と、
前記針状電極の表面に電子が衝突するように、前記針状電極と前記対向電極との間に所定の第１電圧を印加する放電制御部とを有する、オゾン風発生装置。
【請求項２】
前記放電制御部は、前記針状電極と前記対向電極との間に前記所定の第１電圧とは異なる極性の第２電圧を印加することにより、前記コロナ放電を発生可能に構成されているとともに、前記針状電極と前記対向電極との間に印加する電圧を、前記第１電圧と前記第２電圧とに切り替え可能に構成されている、請求項１に記載のオゾン風発生装置。
【請求項３】
前記放電制御部は、正極端子および負極端子を有する電源部と、前記正極端子および前記負極端子と前記針状電極との接続を切り替える切替部とを有する、請求項２に記載のオゾン風発生装置。
【請求項４】
前記放電制御部は、前記針状電極と前記対向電極との間に、前記第１電圧と前記第２電圧とを交互に印加する、請求項２または３に記載のオゾン風発生装置。
【請求項５】
前記対向電極は、中心軸を囲むように環状に形成された電極であり、
前記針状電極は、先端部が、前記対向電極の前記中心軸の延長線上で前記対向電極側に向かって延びるように配置されている、請求項１〜４のいずれか一つに記載のオゾン風発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コロナ放電によりオゾン風を発生させるオゾン風発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気中の臭い、衣類等に染み付いた臭い等を除去するため、コロナ放電を利用して低濃度オゾン風を発生させるオゾン風発生装置が普及している。オゾンは、臭いの元となる物質を分解して不活性化させることにより、臭いを除去する。また、オゾンは、酸化力が非常に強いため、除菌、ウイルス除去等にも効果を発揮する。
【０００３】
オゾン風発生装置は、針状電極と、該針状電極に対向して配置された対向電極との間に所定の電圧を印加してコロナ放電を発生させることにより、オゾン風を発生させる。例えば、特許文献１には、多重リング式コロナ放電によるオゾン風およびイオン風発生装置が開示されている。特許文献１に開示されているオゾン風およびイオン風発生装置では、対向電極が環状に形成されていて、その中心軸の延長線上で先端部が対向電極の中心に向かって延びるように針状電極が配置されている。これにより、針状電極の先端と環状の対向電極との距離が、該対向電極の全周に亘って概ね等しくなる。よって、針状電極と対向電極との間で生じる放電のばらつきを小さくすることができる。その結果、オゾン風およびイオン風発生装置による消臭効果および除菌効果を向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７５９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
オゾン風発生装置は、継続して使用することにより、空気中に含まれる有機ガス分子の酸化物、化合物および分解物等が汚れとして電極に付着する。その結果、オゾン風発生装置におけるオゾンの発生量が減少するという問題があった。
【０００６】
従来、対向電極は装置本体から取り外すことができ、水洗い等により充分にクリーニングを行うことが可能であった。一方、針状電極は、先端が尖っているため、取扱い上の安全性の観点から装置に固定されていて、取り外すことができなかった。そのため、針状電極は、綿棒等でふき取る等の方法でクリーニングを行っていた。針状電極は、対向電極に比べて汚れが少ないものの、このようなクリーニング方法では、針状電極に付着した微小な汚れを除去することができなかった。よって、従来のクリーニング方法では、針状電極のクリーニングが充分に行われているとは言えず、該クリーニングによって出荷時と同等のオゾン発生量を得ることは容易でなかった。
【０００７】
本発明は、前記現状に鑑みてなされたものであり、針状電極の汚れを容易に且つ充分に除去することが可能なオゾン風発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題について種々検討を行ったところ、針状電極と、該針状電極に対向して配置された対向電極との間に所定の電圧を印加して、前記針状電極の表面に電子を衝突させることにより、針状電極の汚れを容易に且つ充分に除去できることを見出した。
【０００９】
本発明は、前記知見に基づいてなされたものであり、その要旨は、以下の通りである。
【００１０】
［１］針状電極を有し、前記針状電極からコロナ放電を生じさせることにより、オゾン風を発生させるオゾン風発生装置であって、
前記針状電極に対向して配置された対向電極と、
前記針状電極の表面に電子が衝突するように、前記針状電極と前記対向電極との間に所定の第１電圧を印加する放電制御部とを有する、オゾン風発生装置。
【００１１】
前記放電制御部は、前記針状電極の表面に電子が衝突するように、前記針状電極と前記対向電極との間に所定の第１電圧を印加する。この際、前記対向電極は、負に帯電することにより電子を放出する。そして、前記電子が、正に帯電した前記針状電極の表面に向かって衝突する。その結果、前記針状電極の表面に付着した汚れが前記電子によって弾き飛ばされるため、前記針状電極の表面に付着した汚れを充分に除去することができる。また、綿棒等を用いて前記針状電極の表面に付着した汚れを除去する必要がないため、前記針状電極のクリーニングを容易に行うことができる。
【００１２】
［２］前記放電制御部は、前記針状電極と前記対向電極との間に前記所定の第１電圧とは異なる極性の第２電圧を印加することにより、前記コロナ放電を発生可能に構成されているとともに、前記針状電極と前記対向電極との間に印加する電圧を、前記第１電圧と前記第２電圧とに切り替え可能に構成されている、前記［１］に記載のオゾン風発生装置。
【００１３】
前記放電制御部は、前記針状電極と前記対向電極との間に前記所定の第１電圧とは異なる極性の第２電圧を印加する。この際、前記針状電極は負に帯電し、前記対向電極は正に帯電することにより、前記コロナ放電を発生させることができる。したがって、前記放電制御部が、前記針状電極と前記対向電極との間に印加する電圧を、前記第１電圧と前記第２電圧とに切り替え可能に構成されていることにより、前記針状電極と前記対向電極との間で、前記コロナ放電と前記針状電極のクリーニングとを切り替えて行うことができる。
【００１４】
また、前記コロナ放電を行う際の正極と、前記針状電極のクリーニングを行う際の負極とは、同じ対向電極を兼用することができるため、オゾン風発生装置の小型化を図ることができる。
【００１５】
［３］前記放電制御部は、正極端子および負極端子を有する電源部と、前記正極端子および前記負極端子と前記針状電極との接続を切り替える切替部とを有する、前記［２］に記載のオゾン風発生装置。
【００１６】
前記放電制御部が前記切替部を有することにより、前記針状電極と前記対向電極との間に印加される電圧の極性を切り替えることができる。よって、異なる極性を有する２つの電源を用いることなく、前記［２］の構成を実現することができる。
【００１７】
［４］前記放電制御部は、前記針状電極と前記対向電極との間に、前記第１電圧と前記第２電圧とを交互に印加する、前記［２］または［３］に記載のオゾン風発生装置。
【００１８】
前記放電制御部が、前記針状電極と前記対向電極との間に、前記第１電圧と前記第２電圧とを交互に印加することにより、前記コロナ放電と、前記針状電極のクリーニングとを交互に行うことができる。その結果、前記コロナ放電により前記針状電極に付着した汚れを定期的に落として、前記針状電極に汚れを付着しにくくすることができる。
【００１９】
［５］前記対向電極は、中心軸を囲むように環状に形成された電極であり、
前記針状電極は、先端部が、前記対向電極の前記中心軸の延長線上で前記対向電極側に向かって延びるように配置されている、前記［１］〜［４］のいずれか一つに記載のオゾン風発生装置。
【００２０】
前記針状電極を上述のように配置することにより、前記針状電極の先端部と前記対向電極との距離が、前記対向電極の全周に亘って概ね等しくなる。したがって、後述するコロナ放電の際に、放電のばらつきを小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一実施形態によれば、針状電極の汚れを容易に且つ充分に除去することが可能なオゾン風発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係るオゾン風発生装置１の概略構成を示す回路図である。
【図２】オゾン風発生装置１において、放電制御部４が針状電極２と対向電極３との間に所定の第１電圧を印加した状態を示す回路図である。
【図３】その他の実施形態に係るオゾン風発生装置１０の概略構成を示す回路図である。
【図４】その他の実施形態に係るオゾン風発生装置２１の概略構成を示す回路図である。
【図５】オゾン風発生装置２１において、針状電極２と対向電極３’との間に所定の第１電圧が印加した状態を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００２４】
（全体構成）
図１は、実施形態に係るオゾン風発生装置１の概略構成を示す回路図である。この図１は、放電制御部４が針状電極２と対向電極３との間に所定の第２電圧を印加した状態を示す回路図である。図２は、オゾン風発生装置１において、針状電極２と対向電極３との間に所定の第１電圧が印加した状態を示す回路図である。
【００２５】
図１および図２に示すようにオゾン風発生装置１は、針状電極２と、針状電極２に対向して配置された対向電極３と、針状電極２と対向電極３との間に電圧を印加する放電制御部４とを有する。
【００２６】
針状電極２は、鋭く尖った先端部２１を有する針状の電極である。本実施形態では、針状電極２は、針状に形成されているが、この限りではなく、尖った先端部を有する形状であれば、どのような形状であってもよい。
【００２７】
対向電極３は、平面視で環状の平板状の電極である。すなわち、対向電極３には、円形状の板状部材の中央部分に、円形状の貫通穴３１が設けられている。図１および図２に示す符号Ｘは、貫通穴３１の中心軸である。なお、対向電極３の形状は、円形状、楕円形状、多角形状等であってもよい。また、対向電極３は、貫通穴が設けられていない平板状の電極であってもよい。
【００２８】
針状電極２および対向電極３の材質としては、ステンレス、ニッケル、アルミ、銅、タングステン、シリコン等が挙げられるが、汎用性および加工性の観点から、ステンレスであることが好ましい。
【００２９】
針状電極２は、対向電極３の中心軸Ｘの延長線上に、尖った先端部２１が位置するように配置されている。詳しくは、針状電極２は、先端部２１が、対向電極３の中心軸Ｘの延長線上に位置し、且つ、対向電極３の貫通穴３１の中心（対向電極３側）に向かって延びるように配置されている。これにより、針状電極２の先端と環状の対向電極３との距離が、対向電極３の全周に亘って概ね等しくなる。したがって、後述するコロナ放電の際に、放電のばらつきが小さくなる。
【００３０】
放電制御部４は、針状電極２に電圧を印加する電源部５と、電源部５と針状電極２とを接続する回路に設けられていて、電源部５から針状電極２に印加される電圧の極性を変更する切替部６と、切替部６を制御するための制御部６１とを有する。なお、対向電極３はグランド７に接続されている。
【００３１】
電源部５は、針状電極２に対して所定の電圧を供給する電源装置である。電源部５は、電圧を外部に出力するための正極端子５１および負極端子５２を有する。電源部５は、直流電源であってもよいし、交流電源の出力を直流に変換する電力変換装置を備えた構成であってもよい。
【００３２】
切替部６は、電源部５の負極端子５２に対して針状電極２またはグランド７を接続するスイッチ部８ａと、電源部５の正極端子５１に対してグランド７または針状電極２を接続するスイッチ部８ｂとを有する。具体的には、スイッチ部８ａは、負極端子５２に対して、針状電極２およびグランド７を選択的に接続するように、負極端子５２と針状電極２との接続状態および負極端子５２とグランド７との接続状態を切り替え可能に構成されている。また、スイッチ部８ｂは、正極端子５１に対して、グランド７および針状電極２を選択的に接続するように、正極端子５１とグランド７との接続状態および正極端子５１と針状電極２との接続状態を切り替え可能に構成されている。
【００３３】
なお、本実施形態では、切替部６は、制御部６１によってスイッチ部８ａ，８ｂの切替が制御されているが、この限りではなく、スイッチ部８ａ，８ｂを手動で切り替え可能に構成されていてもよい。
【００３４】
なお、オゾン風発生装置１では、互いに対向して配置される針状電極２および対向電極３の組が、複数組配置されていてもよい。
【００３５】
（コロナ放電）
次に、針状電極２と対向電極３との間でコロナ放電が生じる場合のオゾン風発生装置１の動作について、図１を用いて説明する。
【００３６】
図１に示すように、針状電極２と対向電極３との間でコロナ放電を行う場合には、切替部６のスイッチ部８ａが電源部５の負極端子５２と針状電極２とを電気的に接続するとともに、切替部６のスイッチ部８ｂが電源部５の正極端子５１とグランド７とを電気的に接続する。これにより、針状電極２は負の電位を有するため、針状電極２とゼロ電位の対向電極３との間に所定の第２電圧が印加される。前記第２電圧は、針状電極２と対向電極３との間の最短距離が約１ｃｍである場合、４，０００〜６，０００Ｖであることが好ましい。
【００３７】
針状電極２と対向電極３との間に前記第２電圧が印加されると、針状電極２から電子が放出されるため、コロナ放電が生じる。上述のように、オゾン風発生装置１では、針状電極２の先端と環状の対向電極３との距離が、対向電極３の全周に亘って概ね等しくなるように配置されている。そのため、コロナ放電のばらつきを小さくすることができる。
【００３８】
コロナ放電では、針状電極２の先端部２１に負の極性の高電圧がかかる。そのため、空気中に含まれる有機ガス分子の酸化物および微小な粒子等が、コロナ放電のエネルギーにより正に帯電し、針状電極２の先端部２１に汚れとして付着する。その結果、コロナ放電により発生するオゾン量が減少する。そこで、以下に示す針状電極２のクリーニングを行う。
【００３９】
（針状電極のクリーニング）
上述のように、針状電極２の先端部２１に汚れが付着した場合には、以下のような針状電極２の先端部２１のクリーニングを行う。以下で、針状電極２の先端部２１のクリーニングについて、図２を用いて説明する。
【００４０】
図２に示すように、針状電極２の先端部２１のクリーニングを行う場合には、切替部６のスイッチ部８ａが電源部５の正極端子５１と針状電極２とを電気的に接続するとともに、切替部６のスイッチ部８ｂが電源部５の負極端子５２とグランド７とを電気的に接続する。これにより、針状電極２が正の電位を有するため、針状電極２とゼロ電位の対向電極３との間に所定の第１電圧が印加される。前記第１電圧は、針状電極２と対向電極３との間の最短距離が約１ｃｍである場合、４，０００〜６，０００Ｖであることが好ましい。
【００４１】
針状電極２と対向電極３との間に前記第１電圧が印加されると、対向電極３から電子が放出されるとともに、該電子が針状電極２の表面に向かって衝突する。これにより、針状電極２の表面に付着した汚れが電子によって弾き飛ばされる。上述のように、オゾン風発生装置１では、針状電極２の先端と環状の対向電極３との距離が、対向電極３の全周に亘って概ね等しくなるように配置されている。そのため、対向電極３から放出される電子のばらつきを小さくすることができる。その結果、針状電極２の表面に付着した汚れをより効率的に除去することができる。また、綿棒等を用いて針状電極２の表面に付着した汚れを除去する必要がないため、針状電極２のクリーニングを容易に行うことができる。
【００４２】
このように、放電制御部４が切替部６を有することにより、針状電極２と対向電極３との間に印加される電圧を、極性の異なる前記第２電圧と前記第１電圧とに切り替えることができる。よって、オゾン発生装置１は、異なる極性の電圧を出力する２つの電源を用いる必要がないため、装置全体の小型化を図ることができる。
【００４３】
また、コロナ放電を行う際の正極、および、針状電極２のクリーニングを行う際の負極は、同じ対向電極３を兼用することができるため、オゾン発生装置１を小型化することができる。
【００４４】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【００４５】
制御部６１は、スイッチ部８ａが電源部５の負極端子５２と針状電極２とを接続し、且つ、スイッチ部８ｂが電源部５の正極端子５１とグランド７とを接続するコロナ放電状態（すなわち、図１に示す状態）と、スイッチ部８ａが電源部５の正極端子５１と針状電極２とを接続し、且つ、スイッチ部８ｂが電源部５の負極端子５２とグランド７とを接続するクリーニング状態（すなわち、図２に示す状態）とを、交互に切り替えてもよい。これにより、放電制御部４は、針状電極２と対向電極３との間に、前記第２電圧と前記第１電圧とを交互に印加する。
【００４６】
したがって、オゾン風発生装置１は、針状電極２と対向電極３との間のコロナ放電と、針状電極２のクリーニングとを交互に行うことができる。その結果、コロナ放電により針状電極２に付着した汚れを定期的に落とすことができるため、針状電極２に汚れが付着しにくくすることができる。
【００４７】
上述のような構成の場合、制御部６１は、時間に応じて、切替部６の接続状態を、前記コロナ放電状態と前記クリーニング状態とに交互に切り替えることが好ましい。その際、制御部６１は、切替部６に対して、前記コロナ放電状態を第１所定時間（例えば３０分間）継続した後、前記クリーニング状態を第２所定時間（例えば１分間）継続するという動作を、交互に行わせる。
【００４８】
なお、前記第１所定時間は、針状電極２の先端部２１に汚れが付着することによってオゾンの発生量がある程度低下するような時間に設定されてもよいし、針状電極２の先端部２１に汚れがあまり付着していない時間に設定されてもよい。また、前記第２所定時間は、針状電極２の先端部２１の汚れを充分に除去可能な時間に設定されていてもよいし、先端部２１の汚れをある程度除去可能な時間に設定されていてもよい。
【００４９】
なお、制御部６１は、コロナ放電時の電流量に応じて、切替部６の接続状態を、前記コロナ放電状態と前記クリーニング状態とに交互に切り替えてもよい。コロナ放電時の電流量は、オゾンの発生量に比例する。すなわち、針状電極２に汚れが付着することによりオゾンの発生量が低くなれば、コロナ放電時の電流量が低くなる。そのため、制御部６１は、切替部６に対して、前記コロナ放電状態を、前記コロナ放電時の電流が第１所定値以下になるまで継続した後、前記クリーニング状態を、前記クリーニング時の電流が第２所定値以上になるまで継続するという動作を、交互に行わせてもよい。
【００５０】
なお、前記第１所定値は、針状電極２の先端部２１に汚れが付着することによってオゾンの発生量が低下したときの電流値に設定される。また、前記第２所定値は、針状電極２の先端部２１の汚れが充分に除去されたときの電流値に設定されていてもよいし、先端部２１の汚れがある程度除去されたときの電流値に設定されていてもよい。
【００５１】
本実施形態に係るオゾン風発生装置１は切替部６を有する。しかしながら、切替部６を設けない代わりに、出力される電圧の極性を切り替え可能な電源部１５を設けてもよい。以下、図３を用いて具体的に説明する。なお、図１および２と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図３は、その他の実施形態に係るオゾン風発生装置１１の概略構成を示す回路図である。オゾン風発生装置１１において、放電制御部１４は、電圧を出力するための第１端子１５１および第２端子１５２を備えた電源部１５を有する。第１端子１５１は、グランド７に電気的に接続されている。第２端子１５２は、針状電極２に電気的に接続されている。なお、対向電極３もグランド７に接続されている。
【００５３】
電源部１５は、第１端子１５１および第２端子１５２から出力する電圧の極性をそれぞれ変えることができる。すなわち、コロナ放電を発生させる際は、第１端子１５１を正極、且つ、第２端子１５２を負極として、針状電極２と対向電極３との間に前記第２電圧を印加する。一方、針状電極２のクリーニングを行う際は、第１端子１５１を負極、且つ、第２端子１５２を正極として、針状電極２と対向電極３との間に前記第１電圧を印加する。
【００５４】
本実施形態では、対向電極３がコロナ放電を行う際には正極として機能するとともに、針状電極２の先端部２１をクリーニングする際には負極として機能する。しかしながら、オゾン風発生装置１，１１は、コロナ放電を行う際の正極である対向電極と、針状電極のクリーニングを行う際の負極である対向電極とが別の電極であってもよい。以下、図４および図５を用いて具体的に説明する。なお、図１〜３と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
図４は、その他の実施形態に係るオゾン風発生装置２１の概略構成を示す回路図である。この図４は、針状電極２と対向電極３との間に所定の第２電圧が印加した状態を示す回路図である。図５は、オゾン風発生装置２１において、針状電極２と対向電極３’との間に所定の第１電圧が印加した状態を示す回路図である。
【００５６】
図４および図５に示すように、オゾン風発生装置２１は、対向電極３，３’とグランド７との間に切替部２６を有する。切替部２６は、対向電極３とグランド７との接続および非接続を切り替えるスイッチ部２８ａと、対向電極３’とグランド７との接続および非接続を切り替えるスイッチ部２８ｂとを有する。図４に示すように、針状電極２と対向電極３との間でコロナ放電を行う場合には、切替部２６のスイッチ部２８ａが対向電極３とグランド７とを電気的に接続するとともに、スイッチ部２８ｂが対向電極３’とグランド７とを電気的に非接続にする。これにより、針状電極２とゼロ電位の対向電極３との間に所定の第２電圧が印加される。一方、図５に示すように、針状電極２の先端部２１のクリーニングを行う場合には、切替部２６のスイッチ部２８ｂが対向電極３’とグランド７とを電気的に接続するとともに、スイッチ部２８ａが対向電極３とグランド７とを電気的に非接続にする。これにより、針状電極２とゼロ電位の対向電極３’との間に所定の第１電圧が印加される。以上の構成により、オゾン風発生装置２１は、コロナ放電を行う際の正極である対向電極３と、針状電極２のクリーニングを行う際の負極である対向電極３’とを別の電極にすることができる。そのため、針状電極２のクリーニングを行う際にオゾン風を発生させたくない場合、オゾン風が発生しにくい形状の対向電極３’を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本実施形態に係るオゾン風発生装置は、空気中の臭い、衣類等に染み付いた臭い等の除去、除菌、ウイルス除去等に用いられる清浄機等に利用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  オゾン風発生装置
２  針状電極
３  対向電極
４  放電制御部
【図１】
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【図２】
2018041575.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018041575.tif 000006
【図５】
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