(57)【要約】【課題】熱の放散や減圧に伴うエネルギーロスがなく、除去水分の回収を必要としない吸湿体の乾燥方法を提供する。【解決手段】対を成す電極１間に吸湿した吸湿体２を配置し、電極１間に高電圧を印加して放電を生じさせることにより吸湿体２を乾燥させる。本発明は、高電界を掛けられた物体が乾燥する現象に着目して成されたものであり、水分子の電気分解およびＯＨ（ヒドロキシラジカル）の生成により水分は酸素分子等にガス化して消失するため、吸湿体が乾燥すると共にドレイン水は生じない。また、印加した電気エネルギーは水分子とわずかな酸素分子にのみ与えられる。これにより、熱の放散や減圧に伴うエネルギーロスがなく、除去水分の回収を必要としない吸湿体の乾燥方法とすることができる。【選択図】        図１
2004230369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対を成す電極（１）間に吸湿した吸湿体（２）を配置し、
前記電極（１）間に高電圧を印加して放電を生じさせることにより前記吸湿体（２）を乾燥させることを特徴とする吸湿体の乾燥方法。
【請求項２】
前記電極（１）と前記吸湿体（２）との間に、電気伝導性が低く誘電率の高い誘電部材（３）を配置したことを特徴とする請求項１に記載の吸湿体の乾燥方法。
【請求項３】
対を成す電極（１）と、
前記電極（１）間に吸湿した吸湿体（２）とを備え、
前記電極（１）間に高電圧を印加して放電を生じさせることにより前記吸湿体（２）を乾燥させることを特徴とする吸湿体の乾燥装置。
【請求項４】
前記電極（１）と前記吸湿体（２）との間に、電気伝導性が低く誘電率の高い誘電部材（３）を配置したことを特徴とする請求項３に記載の吸湿体の乾燥装置。
【請求項５】
前記吸湿体（２）からなる通気性ロータ（２１）と、
前記通気性ロータ（２１）をその中心軸（２１ａ）回りに回転駆動させる駆動手段と、
前記通気性ロータ（２１）の回転通過域を少なくとも除湿ゾーンと再生ゾーンとに分割する分割手段と、
前記除湿ゾーンにて処理空気を前記通気性ロータ（２１）に通過させる送風手段と、
前記再生ゾーンにて前記通気性ロータ（２１）を挟むように配置した前記電極（１）とを備え、
前記電極（１）間に高電圧を印加して放電を生じさせることにより前記通気性ロータ（２１）の前記再生ゾーンを通過している部分を乾燥させることを特徴とする請求項３に記載の吸湿体の乾燥装置。
【請求項６】
前記電極（１）と前記通気性ロータ（２１）との間に、電気伝導性が低く誘電率の高い誘電部材（３）を配置したことを特徴とする請求項５に記載の吸湿体の乾燥装置。
【請求項７】
前記吸湿体（２）として吸着性能もしくは触媒性能をもつ浄化部材（２２）を配置し、前記電極（１）間に高電圧を印加して放電を生じさせることにより前記浄化部材（２２）を乾燥させることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の吸湿体の乾燥装置。
【請求項８】
原料空気を除湿するための前記吸湿体（２）と、
この吸湿体（２）を乾燥させるために請求項３ないし請求項７のいずれかに記載の吸湿体の乾燥装置とを備えた除湿装置（２０）と、
この除湿装置（２０）により除湿された原料空気をオゾン化するオゾン発生手段（３０）とを備えていることを特徴とするオゾン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸湿体の乾燥方法および乾燥装置と、その吸湿体と乾燥装置とを用いたオゾン発生装置に関し、特に放電のエネルギーを用いた乾燥方法および乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、無声放電・沿面放電によるオゾン発生装置においては、原料空気の湿度が高いと、無声放電によるオゾンの生成効率が低下する他、大気汚染の原因となるＮＯｘの発生量が増大したり、装置の腐蝕を早め、装置の耐久性を低下させたりするおそれがある。そこで、装置外部から取り入れた原料空気を、シリカゲルやゼオライトなどの吸湿剤を用いた除湿器を通過させて除湿した後、オゾン発生器に供給することが行なわれている。
【０００３】
また、上記の吸湿剤を用いた除湿器においては、吸湿剤が飽和して吸湿能力が失われた際に、吸湿剤を交換しなければならず、交換に手間が掛かるという問題があった。しかも除湿器内に充填される吸湿剤は空気開放のため、装置の運転・停止に関係なく吸湿を続ける性質があるため、装置の運転を停止していても、時間の経過と共に除湿効率が低下し、オゾン発生装置の運転効率が低下するという問題があった。これらの問題に対して特許文献１に示されるオゾン発生装置では、吸湿剤とヒータとを組み合わせることで、吸湿剤に吸着された水分をヒータの加熱により除去する方法が取られている。
【０００４】
吸湿体を乾燥させる従来方法としては、上記の加熱乾燥や、凍結させた後に真空に近い状態に置いて水分を蒸発させる凍結乾燥（フリーズドライ）等の方法がある。加熱乾燥を用いた他の例として、特許文献２に示す吸湿ハニカムを用いた除湿装置がある。これは概略、円盤状の吸湿ハニカムと加熱（水分脱離）部分とからなり、ハニカムを回転させながら吸湿させて除湿を行ないつつ、水分によって飽和した部分は加熱部での加熱により吸着した水分を脱離して再生され、再度、除湿に回るようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２３３８２号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平６−６３３４５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した加熱乾燥の例では、理想的には吸湿剤やハニカムの表面から水分を引き離すだけの熱量で充分なはずが、実際には脱離水蒸気によって周囲へ持ち出される熱量が無視できないくらい大きくある。また、脱離した水分はドレイン水として排出しなければならない。このように、加熱乾燥・凍結乾燥のいずれもエネルギーを多量に必要とし、また、除去した水分の回収が必要である。
【０００８】
本発明は、上記従来に鑑みて成されたものであり、その目的は、熱の放散や減圧に伴うエネルギーロスがなく、除去水分の回収を必要としない吸湿体の乾燥方法、乾燥装置およびそれを用いたオゾン発生装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項７に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、対を成す電極（１）間に吸湿した吸湿体（２）を配置し、電極（１）間に高電圧を印加して放電を生じさせることにより吸湿体（２）を乾燥させることを特徴とする。
【００１０】
本発明は、高電界を掛けられた物体が乾燥する現象に着目して成されたものであり、水分子の電気分解およびＯＨ（ヒドロキシラジカル）の生成により水分は酸素分子等にガス化して消失する（後述の実施形態中に記載する作用を参照）ため、吸湿体（２）が乾燥すると共にドレイン水は生じない。また、印加した電気エネルギーは水分子とわずかな酸素分子にのみ与えられる。これにより、熱の放散や減圧に伴うエネルギーロスがなく、除去水分の回収を必要としない吸湿体（２）の乾燥方法とすることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、電極（１）と吸湿体（２）との間に、電気伝導性が低く誘電率の高い誘電部材（３）を配置したことを特徴とする。これにより、吸湿体（２）への電流の作用を均一化することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、対を成す電極（１）と、電極（１）間に吸湿した吸湿体（２）とを備え、電極（１）間に高電圧を印加して放電を生じさせることにより吸湿体（２）を乾燥させることを特徴とする。
【００１３】
これにより、水分子の電気分解およびＯＨ（ヒドロキシラジカル）の生成により水分は酸素分子等にガス化して消失するため、吸湿体が乾燥すると共にドレイン水は生じない。また、印加した電気エネルギーは水分子とわずかな酸素分子にのみ与えられる。これにより、熱の放散や減圧に伴うエネルギーロスがなく、除去水分の回収を必要としない吸湿体（２）の乾燥装置とすることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、電極（１）と吸湿体（２）との間に、電気伝導性が低く誘電率の高い誘電部材（３）を配置したことを特徴とする。これにより、吸湿体（２）への電流の作用を均一化することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、吸湿体（２）からなる通気性ロータ（２１）と、通気性ロータ（２１）をその中心軸（２１ａ）回りに回転駆動させる駆動手段と、通気性ロータ（２１）の回転通過域を少なくとも除湿ゾーンと再生ゾーンとに分割する分割手段と、除湿ゾーンにて処理空気を通気性ロータ（２１）に通過させる送風手段と、再生ゾーンにて通気性ロータ（２１）を挟むように配置した電極（１）とを備え、
電極（１）間に高電圧を印加して放電を生じさせることにより通気性ロータ（２１）の再生ゾーンを通過している部分を乾燥させることを特徴とする。
【００１６】
これにより、熱の放散や減圧に伴うエネルギーロスがなく、除去水分の回収を必要としない吸湿体（２）の乾燥装置を用いた除湿装置とすることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、電極（１）と通気性ロータ（２１）との間に、電気伝導性が低く誘電率の高い誘電部材（３）を配置したことを特徴とする。これにより、通気性ロータ（２１）への電流の作用を均一化することができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、吸湿体（２）として吸着性能もしくは触媒性能をもつ浄化部材（２２）を配置し、電極（１）間に高電圧を印加して放電を生じさせることにより浄化部材（２２）を乾燥させることを特徴とする。これにより、熱の放散や減圧に伴うエネルギーロスがなく、除去水分の回収を必要としない吸湿体（２）の乾燥装置を用いた空気浄化装置とすることができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明では、原料空気を除湿するための吸湿体（２）と、この吸湿体（２）を乾燥させるための乾燥装置とを備えた除湿装置（２０）と、この除湿装置（２０）により除湿された原料空気をオゾン化するオゾン発生手段（３０）とを備えていることを特徴とする。
【００２０】
これにより、原料空気の湿度が高いことから無声放電によるオゾンの生成効率が低下したり、大気汚染の原因となるＮＯｘの発生量が増大したり、装置の腐蝕を早めて装置の耐久性を低下させたりすることが防げる。また、時間の経過と共に除湿効率が低下してオゾン発生装置の運転効率が低下するということもない。尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。図１は本発明の第１基本構成を表す模式図であり、図２は第２基本構成を表す模式図である。図１の第１基本構成が基本形であり、吸湿体２を一対の電極１で挟む構成となっている。吸湿体２は一定以上の電気抵抗を持つことが必要である。また、電極の形状は平板・金属メッシュ・線状・針状・ウール状が可能である。
【００２２】
尚、電極１と吸湿体２との密着度は厳密でなくとも良い。そして、電極１間に高電圧Ｖを印加して放電を生じさせることにより吸湿体２を乾燥させることとなる。印加する電圧波形は、望ましくは直流か、片側極性の矩形波や脈流であるが、両側極性の交流であっても良い。
【００２３】
次に、その作用を図面に基づき説明する。図３は本発明の作用の一つを表す模式図であり、図４は別の作用を表す模式図である。電界による乾燥は、次の２つの作用で生じる。
【００２４】
（１）水分子の電気分解（図３参照）
水分が液体の状態であればＯＨ−とＨ＋とのイオンが存在する。電極１近傍の電界により、陽極側では４ＯＨ−→２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２＋２ｅの反応、陰極側では２Ｈ＋＋２ｅ→Ｈ２の反応が起き、これにより水分子が電気分解して消失する。
【００２５】
（２）ＯＨ（ヒドロキシラジカル）の生成（図４参照）
電界によって気中放電が生じている場合、酸素分子がＯ２＋ｅ→２Ｏ＋ｅと解離して酸素原子を生成している。気中放電は電極１近傍だけでなく、吸湿体２中の空隙でも生じる。これが、Ｈ２Ｏ＋Ｏ→Ｈ２Ｏ２→２ＯＨと変化し、これにより水分子が消失する。
【００２６】
従来の加熱乾燥の場合は、空気全体に熱を与えるため、エネルギーロスが大きいのに対し、上記の反応は印加した電気エネルギーが水分子とわずかな酸素分子にのみ与えられるためエネルギーロスが少ない。また、水分は酸素分子等にガス化するのでドレイン水が生じない。
【００２７】
図２の第２基本構成は、図１の第１基本構成の電極１と吸湿体２との間に、電気伝導性が低く誘電率の高い誘電部材３を配置したものである。誘電部材３は、二酸化チタン・チタン酸バリウム・チタン酸ストロンチウムの一種類以上を、混合または複合化した材料で作ってあるか、もしくは上記材料を担持させたものである。これにより、吸湿体２への電流の作用を均一化することができる。尚、誘電部材３は片側もしくは両側でも良く、電極１と吸湿体２との密着度も厳密でなくとも良い。
【００２８】
（第１実施形態）
図５（ａ）は本発明の第１実施形態における除湿装置の吸湿部の基本構成を表す模式図である。この吸湿部は、内部に空気通路を有する図示しない筐体内に配置される。そして、その空気通路中に吸湿体２からなる通気性ロータ２１が配置される。この通気性ロータ２１は、その中心軸２１ａ回りに図示しない駆動手段であるモータ等のアクチュエータにより回転駆動される。
【００２９】
そして、通気性ロータ２１の回転通過域は、少なくとも除湿ゾーンと再生ゾーンとに分割手段としてのケース等により分割されており、除湿ゾーンには処理空気を通気性ロータ２１に通過させるための図示しない送風手段としてのファン等が配置されている。また、再生ゾーンには通気性ロータ２１を挟むように対を成す電極１が配置されている。
【００３０】
次に、上記構成における作動を説明する。モータにより通気性ロータ２１をゆっくり回転させながら、ファンで処理空気を送ると共に電極１間に高電圧Ｖを印加する。除湿ゾーンでは通過する処理空気から通気性ロータ２１が吸湿することで処理空気の除湿を行ないつつ、水分によって飽和した部分は再生ゾーンに回って放電による乾燥が行なわれ、再生された部分が再度除湿ゾーンに回るようになっている。
【００３１】
尚、図５（ｂ）は電極１部分での部分断面図であり第１基本構成に基づく構成のもの、図５（ｃ）は同じく電極１部分での部分断面図であり、第２基本構成に基づき電極１と吸湿体２との間に誘電部材３を配置した構成のものである。
【００３２】
次に、本実施形態の特徴と、その効果を述べる。まず、対を成す電極１と、その電極１間に吸湿した吸湿体２とを備え、電極１間に高電圧を印加して放電を生じさせることにより吸湿体２を乾燥させている。
【００３３】
水分子の電気分解およびＯＨ（ヒドロキシラジカル）の生成により水分は酸素分子等にガス化して消失するため、吸湿体２が乾燥すると共にドレイン水は生じない。また、印加した電気エネルギーは水分子とわずかな酸素分子にのみ与えられる。これにより、熱の放散や減圧に伴うエネルギーロスがなく、除去水分の回収を必要とせず吸湿体２の乾燥を行なうことができる。
【００３４】
また、吸湿体２からなる通気性ロータ２１と、通気性ロータ２１をその中心軸２１ａ回りに回転駆動させるモータと、通気性ロータ２１の回転通過域を少なくとも除湿ゾーンと再生ゾーンとに分割するケースと、除湿ゾーンにて処理空気を通気性ロータ２１に通過させるファンと、再生ゾーンにて通気性ロータ２１を挟むように配置した電極１とを備え、電極１間に高電圧Ｖを印加して放電を生じさせることにより通気性ロータ２１の再生ゾーンを通過している部分を乾燥させている。
【００３５】
これにより、熱の放散や減圧に伴うエネルギーロスがなく、除去水分の回収を必要としない吸湿体２の乾燥装置を用いた除湿装置となっている。また、電極１と通気性ロータ２１との間に、誘電部材３を配置している。これにより、通気性ロータ２１への電流の作用を均一化することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態における空気浄化装置の浄化部の基本構成を表す模式図であり、放電による乾燥を用いた空気浄化装置である。従来、電極間でコロナ放電や沿面放電を生じさせ、その放電エネルギーによりガス状汚染物質を分解・除去する空気浄化装置がある。また、このような放電のエネルギーで活性化される触媒も開発されており、そのような触媒を、気中放電を起こしている高圧電極間に配することで、高い浄化性能が得られるものとなる。また、上記のような放電のエネルギーで活性化される触媒以外の触媒や吸着剤であっても、放電下では蓄積物質が除去されて、再生することが知られている。
【００３７】
しかし、空気浄化装置に用いられる吸着剤や触媒は、一般に空気中の湿分によって性能が低下する。これは、水分の吸着力が非常に強いため、吸着剤や触媒を覆ってしまうためである。そこで、吸湿体２として吸着性能もしくは触媒性能をもつ浄化部材２２を配置し、電極１間にて適宜高電圧を印加して放電を生じさせることにより水分を放散させながら浄化部材２２を乾燥させ、その性能低下を防いでいる。
【００３８】
これにより、熱の放散や減圧に伴うエネルギーロスがなく、除去水分の回収を必要としない浄化部材２２の乾燥装置を用いた空気浄化装置とすることができる。浄化部材２２は通気性で電界の方向と通風の向きは無関係である。
【００３９】
尚、図６（ａ）は空気浄化装置の浄化部の基本構成であり第１基本構成に基づく構成のもの、図５（ｂ）は同じく空気浄化装置の浄化部の基本構成であり、第２基本構成に基づき電極１と浄化部材２２との間に誘電部材３を配置した構成のものである。
【００４０】
尚、誘電部材３に通気性が必要な場合はハニカムや繊維の綿状・織布・不織布や発泡体とする。これにより、処理空気を通過させるための通気性を持たせることができる。また、誘電部材３は浄化部材２の空気流れ上流にあることが好ましいが、浄化部材２の空気流れ下流、もしくは浄化部材２の両面に配置しても良い。
【００４１】
次に、本実施形態の特徴と、その効果を述べる。吸湿体２として吸着性能もしくは触媒性能をもつ浄化部材２２を配置し、電極１間に高電圧Ｖを印加して放電を生じさせることにより浄化部材２２を乾燥させている。これにより、熱の放散や減圧に伴うエネルギーロスがなく、除去水分の回収を必要としない吸湿体２の乾燥装置を用いた空気浄化装置とすることができる。
【００４２】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態であり、本発明の乾燥装置を採用したオゾン発生装置１０の概略構成図である。放電型のオゾン発生器（オゾン発生手段）３０の前段に、前述の第１実施形態で説明したハニカム状の吸湿体２からなる通気性ロータ２１をもちいた除湿装置２０を配置し、ハニカム吸湿体２にて除湿を行ない、乾燥した原料空気を放電型のオゾン発生器３０へ送って放電によるオゾンを発生するものである。オゾン発生器３０には、密封形ガラス製の円筒内に放電装置を有する無声放電タイプのものが使用されている。尚、放電の種類は厳密でなくても良い。
【００４３】
ハニカム状の吸湿体２からなる通気性ロータ２１は回転しており、空気が通過する部分で除湿を行ない、水分を吸って飽和したハニカム吸湿体２は電極１の部分で乾燥されて再び除湿が可能となる（図５参照）。更に気中放電の際に酸素分子が解離し、酸素原子が生成されると同時にオゾンが生成される。また酸素原子の生成より、後段でのオゾン発生装置３０でのオゾン生成効率が向上する。
【００４４】
このように、本実施形態でのオゾン発生装置１０は、原料空気を除湿するための吸湿体２と、この吸湿体２を乾燥させるための乾燥装置とを備えた除湿装置２０と、この除湿装置２０により除湿された原料空気をオゾン化するオゾン発生器３０とを備えている。これにより、原料空気の湿度が高いことから無声放電によるオゾンの生成効率が低下したり、大気汚染の原因となるＮＯｘの発生量が増大したり、装置の腐蝕を早めて装置の耐久性を低下させたりすることが防げる。また、時間の経過と共に除湿効率が低下してオゾン発生装置の運転効率が低下するということもない。
【００４５】
（その他の実施形態）
電極１と吸湿体２・通気性ロータ２１・浄化部材２２と誘電部材３とは基本構成であるため、当然、複数対の電極１と複数の吸湿体２・通気性ロータ２１・浄化部材２２と複数の誘電部材３とを積層する構造としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１基本構成を表す模式図である。
【図２】本発明の第２基本構成を表す模式図である。
【図３】本発明の作用の一つを表す模式図である。
【図４】本発明の別の作用を表す模式図である。
【図５】（ａ）は本発明の第１実施形態における除湿装置の吸湿部の基本構成を表す模式図であり、（ｂ）・（ｃ）は電極部分での部分断面図である。
【図６】（ａ）・（ｂ）とも本発明の第２実施形態における空気浄化装置の浄化部の基本構成を表す模式図である。
【図７】本発明の第３実施形態であり、本発明の乾燥装置を採用したオゾン発生装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１  電極
２  吸湿体
３  誘電部材
２０  除湿装置
２１  通気性ロータ
２１ａ  中心軸
２２  浄化部材
３０  オゾン発生器（オゾン発生手段）
【図１】
2004230369.tif 000003
【図２】
2004230369.tif 000004
【図３】
2004230369.tif 000005
【図４】
2004230369.tif 000006
【図５】
2004230369.tif 000007
【図６】
2004230369.tif 000008
【図７】
2004230369.tif 000009