(57)【要約】【課題】  構成を簡素化したオゾン発生装置を提供することにより、製造手間、及び、製造コストの削減を図る。【解決手段】  内部に空間が形成され、この空間内でプラズマを発生させることが可能なガラスの容器１１と、このガラスの容器１１の外側に放電電極１３を備え、ガラスの容器１１の内側でプラズマが発生した状態で、放電電極１３に高電圧を印加することで、ガラスの容器１１の外面に沿面放電が発生し、この放電によりオゾンを発生させるオゾン発生装置１。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空間が形成され、この空間内でプラズマを発生させることが可能な誘電体と、
この誘電体の外側に存在する導電性の放電電極を備え、
誘電体の内側でプラズマが発生した状態で、放電電極に高電圧を印加することで、誘電体の外面に沿面放電が発生し、この放電によりオゾンを発生させる
ことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項２】
請求項１記載のオゾン発生装置において、
誘電体が光透過性の素材を用いて成る
ことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のオゾン発生装置において、
誘電体内部のプラズマから発生させた紫外光を外部に放つ
ことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項４】
請求項３記載のオゾン発生装置において、
紫外光は、１８５ｎｍ付近の波長域を有するものである
ことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項５】
請求項３記載のオゾン発生装置において、
紫外光は、２５３．７ｎｍ付近の波長域を有するものである
ことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載のオゾン発生装置において、
誘電体内部で発生させた赤外光を外部に放つ
ことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項７】
請求項１又は２記載のオゾン発生装置において、
誘電体内部で発生させた可視光を外部に放つ
ことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項８】
請求項７記載のオゾン発生装置において、
誘電体内部で発生させた可視光を外部に放つものとして、蛍光灯が利用可能である
ことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のオゾン発生装置において、
誘電体外部の放電電極から所定間隔を隔てた外側に誘導体及び誘導電極を備え、
沿面放電と無声放電を同時に生成する重畳放電が発生可能である
ことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載のオゾン発生装置において、
誘電体外部の放電電極から所定間隔を隔てた外側に誘導電極を備え、
沿面放電とストリーマ放電を同時に生成する重畳放電が発生可能である
ことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のオゾン発生装置において、
誘電体内部でプラズマが発生するとともに、誘電体外側で放電が発生している状態と、誘電体内部でプラズマは発生しているが、誘電体外側で放電が発生していない状態とに切り替えるスイッチを具備した
ことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載のオゾン発生装置において、
誘電体内部でプラズマを発生させる電源と、誘電体外側に放電を発生させる電源が同一の電源であることを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載のオゾン発生装置において、
放電電極を耐オゾン性及び耐スパッタ性を有する素材で構成した
ことを特徴とするオゾン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オゾン（Ｏ3）は、自然界で二番目に強い酸化力をもっているため、殺菌、脱臭、脱色など様々な分野で利用することが出来る。オゾンを発生させる方法として主に放電を用いたものが利用されている（例えば特許文献１）。放電形式にも様々なものが存在し、オゾン発生装置に一般的に用いられている放電は、沿面放電、無声放電である。例として、本発明でも使用している沿面放電を用いたオゾン発生装置について説明する。
【０００３】
沿面放電電極構造、沿面放電の発生の様子を図４に示す。沿面放電電極１００はセラミック、ガラス等の誘電体１０１を二つの導電体１０２、１０３で挟んだ構造をしている。この二つの誘電体は放電電極１０２と誘導電極１０３である。放電電極１０２と誘導電極１０３の電極のサイズは異なり、誘導電極１０３の方がサイズは大きくなっている。誘導電極１０３を接地し、放電電極１０２に高電圧を印加することで放電電極１０２から誘導電極１０３に向けて高電界が発生し、放電電極１０２から誘電体１０１表面に向けて沿面放電が発生する。
【０００４】
オゾンを生成する原料として酸素が含まれるガスを用いる。放電により酸素分子（Ｏ2）が酸素原子（Ｏ）に分解され、酸素分子と酸素原子と第三体目のガスが衝突すること（三対衝突）でオゾン（Ｏ3）が生成される。
【０００５】
沿面放電を発生させる電極の形式としては、図４に図示した構造の他に様々な形が存在する。図４に図示した構造の応用例として、図５、図６に図示したような沿面放電電極２００が存在する。円筒の誘電体２０１の内側に誘導電極としての導電層２０２があり、誘電体２０１の外側に放電電極としてワイヤ２０３がらせん状に巻かれている。誘導電極としての導電層２０２を接地し、放電電極としてのワイヤ２０３に高電圧を印加することで、放電電極のワイヤ２０３から誘電体２０１の外面に放電が発生する。
【特許文献１】特開２００２−１６７２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図５、図６のように円筒タイプの誘電体２０１を用いてその表面に配置される放電電極であるワイヤ２０３から沿面放電を発生させる従来のオゾン発生装置の場合、安定な放電を得るために、誘電体２０１の内側に金属等の導電物質を均一に塗布して導電層２０２を形成する必要があった。円筒の内側に導電物質を塗布する技術が難しく、オゾン発生装置の製造コストを上げる要因になっている。
【０００７】
本発明は誘電体内側の誘導電極を、導電性の固体や液体ではなく、プラズマによって構成することで、装置の機械的構成を簡略化するオゾン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】
請求項１の発明は、内部に空間が形成され、この空間内でプラズマを発生させることが可能な誘電体と、この誘電体の外側に存在する導電性の放電電極を備え、誘電体の内側でプラズマが発生した状態で、放電電極に高電圧を印加することで、誘電体の外面に沿面放電が発生し、この放電によりオゾンを発生させることを特徴とするオゾン発生装置である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のオゾン発生装置において、誘電体が光透過性の素材を用いて成ることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のオゾン発生装置において、誘電体内部のプラズマから発生させた紫外光を外部に放つことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のオゾン発生装置において、紫外光は、１８５ｎｍ付近の波長域を有するものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項３記載のオゾン発生装置において、紫外光は、２５３．７ｎｍ付近の波長域を有するものであることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１又は２記載のオゾン発生装置において、誘電体内部で発生させた赤外光を外部に放つことを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項１又は２記載のオゾン発生装置において、誘電体内部で発生させた可視光を外部に放つことを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項７記載のオゾン発生装置において、誘電体内部で発生させた可視光を外部に放つものとして、蛍光灯が利用可能であることを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載のオゾン発生装置において、誘電体外部の放電電極から所定間隔を隔てた外側に誘導体及び誘導電極を備え、沿面放電と無声放電を同時に生成する重畳放電が発生可能であることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載のオゾン発生装置において、誘電体外部の放電電極から所定間隔を隔てた外側に誘導電極を備え、沿面放電とストリーマ放電を同時に生成する重畳放電が発生可能であることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載のオゾン発生装置において、誘電体内部でプラズマが発生するとともに、誘電体外側で放電が発生している状態と、誘電体内部でプラズマは発生しているが、誘電体外側で放電が発生していない状態とに切り替えるスイッチを具備したことを特徴とする。
【００１９】
請求項１２記載の発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載のオゾン発生装置において、誘電体内部でプラズマを発生させる電源と、誘電体外側に放電を発生させる電源が同一の電源であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１３記載の発明は、請求項１〜１２のいずれかに記載のオゾン発生装置において、放電電極を耐オゾン性及び耐スパッタ性を有する素材で構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る発明の構成を採った場合、誘電体内部でプラズマが発生し、このプラズマが誘導電極の役目を果たすため、誘電体内部に誘電体内部に誘導電極となる固体或いは液体の導電物質を必要としない。したがって、装置の構成を簡素化することが可能となり、製造コストの削減等を行うことが可能となる。
【００２２】
請求項２に係る発明の構成を採った場合、誘電体は光透過性の性質を有しているため、プラズマにより発生する光を誘電体の外部に放つことが可能となる。
【００２３】
請求項３に係る発明の構成を採った場合、放電によって発生させたオゾンによる殺菌だけでなく、プラズマから発生させた紫外光により殺菌を行うことが可能となる。したがって、殺菌効果をより向上させることが可能となる。また、紫外光発生装置とオゾン発生装置とを兼用することが可能となり、配置スペースを小さくすることが可能となる。
【００２４】
請求項４に係る発明の構成を採った場合、１８５ｎｍ付近の波長域の紫外光でオゾンを生成することが可能となるため、より効率よくオゾンを生成することが可能となり、殺菌効果をより向上させることが可能となる。
【００２５】
請求項５に係る発明の構成を採った場合、２５３．７ｎｍ付近の波長域の紫外光でオゾンを分解し、オゾンより殺菌能力の高いＯラジカルを生成することが可能となるため、殺菌効果をより向上させることが可能となる。
【００２６】
請求項６に係る発明の構成を採った場合、赤外線ランプとオゾン発生装置とを兼用することが可能となり、両方を配置する必要がある場合、配置スペースを小さくすることが可能となる。
【００２７】
請求項７に係る発明の構成を採った場合、プラズマにより可視光を供給している箇所をオゾンで殺菌、脱臭を行う場合、可視光発生装置とオゾン発生装置を兼用することが可能となり、配置スペースを小さくすることが可能となる。
【００２８】
請求項８に係る発明の構成を採った場合、蛍光灯が点灯している箇所をオゾンで殺菌、脱臭を行う場合、蛍光灯とオゾン発生装置とを兼用することが可能となり、両方を配置する必要がある場合、配置スペースを小さくすることが可能となる。
【００２９】
請求項９に係る発明の構成を採った場合、沿面放電のみならず無声放電も同時に発生させることが可能となるため、より効率よくオゾンを発生させることが可能となり、殺菌効果をより向上させることが可能となる。
【００３０】
請求項１０に係る発明の構成を採った場合、沿面放電のみならずストリーマ放電も同時に発生させることが可能となるため、より効率よくオゾンを発生させることが可能となり、殺菌効果をより向上させることが可能となる。
【００３１】
請求項１１に係る発明の構成を採った場合、スイッチにより誘電体内部のプラズマと誘電体外側での放電を同時に発生させる状態と、誘電体内部のプラズマのみを発生させる状態とに切り替えることが可能となる。したがって、オゾンによる殺菌、脱臭を必要とせず、紫外光、可視光、赤外光のみ供給したい場合、スイッチを切り替えてオゾンを発生させない状態にすることが可能となる。
【００３２】
請求項１２に係る発明の構成を採った場合、誘電体内部でプラズマを発生させるための電気を供給する電源と誘電体外側に放電を発生させる電源を共有化することが可能となるため、装置の構成を簡素化することが可能となる。
【００３３】
請求項１３に係る発明の構成を採った場合、放電電極は耐オゾン性及び耐スパッタ性を有するため、オゾン発生による劣化を防ぐことが出来、装置の長寿化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の実施の形態につき、図を用いて説明する。図１、図２では、プラズマにより光を供給しているランプ１０を用いた場合のオゾン発生装置について説明する。ランプ１０はガラスの容器１１（誘電体）で出来ており、放電を発生させるための放電電極と、ランプ１０内にプラズマを生起させるための電極１２を備えている。ランプ１０の内部は低圧になっているため、プラズマが発生しやすい。このプラズマから光が発生する。ガラスの容器１１は光透過性を有し、プラズマから発生した光をランプ１０の外部に放出する。ガラスの容器１１の外周にはワイヤ１３がらせん状に巻かれており、ワイヤ１３が沿面放電の放電電極を構成している（以下、放電電極１３と称す）。放電電極１３の片方は、ランプ１０の電極１２の一方に、抵抗１４及び接続端子１５を介して接続してある。当該抵抗１４によりランプ１０の内部にプラズマを生起する為に必要な電圧に調整される。抵抗１４に接続されていない方の電極１２は接続端子１５を介して接地されている。電源１６により高電圧が放電電極１３に印加され、同時に所定の値に分圧された電圧がランプ１０の電極１２間に印加され、ランプ１０内部でプラズマが生成される。このプラズマが沿面放電の誘導電極の役割を果たし、放電電極１３とプラズマの間に高電界が発生し放電電極１３からガラスの容器１１の表面に沿面放電が発生する。
【００３５】
ランプ１０に電気を供給するための回路１７中のスイッチ１８は、ランプ１０の発光と沿面放電の発生を同時に行う状態と、ランプ１０の発光のみを行う状態に切り替えるためのものである。端子ｉ１９に接続されている場合、放電電極１３に高電圧が印加され、ランプ１０の発光と、沿面放電の発生が同時に行われる。端子ｉｉ２０に接続されている場合、放電電極１３には高電圧が印加されず、ランプ１０のほうに電圧が印加される材料で形成されており、このため、沿面放電は発生せず、ランプ１０の発光のみが行われる。
【００３６】
また、放電電極１３は、耐オゾン性及び耐スパッタ性を有するため、オゾン発生及び放電による劣化を防ぐことが出来、装置の長寿命化を図ることが可能となる。
【００３７】
ランプ１０のガラスの容器１１及び放電電極１３の外側には、ストリーマ放電用誘導電極２１が配置されている。ストリーマ放電用誘導電極２１とガラスの容器１１及び放電電極１３との間には、一定の間隔が設けられている。ストリーマ放電用誘導電極２１は、金属等の導電性の材質で形成されており、接地点に接続されている。スイッチ１８が端子ｉ１９に接続されている場合、放電電極１３とストリーマ放電用誘導電極２１との間でストリーマ放電が行われる。すなわち、スイッチ１８が端子ｉ１９に接続されることで、沿面放電のみならずストリーマ放電も同時に生成することが可能となる。
【００３８】
以上の実施形態の構成を採った場合、ガラスの容器１１の内部でプラズマを発生させ、このプラズマが沿面放電を行うための誘導電極の役割を果たす。したがって、ガラスの容器１１の内部に誘電電極となる固体或いは液体の導電物質を存在させなくても沿面放電を行うことができるため、オゾン発生装置１の構成を簡素化することが可能となり、製造コストの削減などを行うことが可能となる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の具体的構成は、前記実施形態に限定されず、特許請求の範囲内で種々変更可能である。以下、他の実施形態について例を示す。なお、以下に記載した実施形態において、前記実施形態と同構成のものについては、同一符号を付するのみとし、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
（一）  ランプ１０は、紫外光、可視光、赤外光を外部に放出するのもので構成されたものを用いても良い。
【００４１】
（二）  紫外光を外部に放つランプを用いる場合、紫外光による殺菌効果でオゾンと併用することで殺菌効果をより向上させることが可能となる。また、このランプにおいて、１８５ｎｍ付近の波長域の紫外光を外部に放つものを用いると、波長が１８５ｎｍ付近の光はオゾンを生成することが可能であるため、放電によるオゾン生成と同時に１８５ｎｍ付近の光により効率よくオゾンが生成される。さらに、２５３．７ｎｍ付近の波長域の紫外光を外部に放つランプを用いると、波長が２５３．７ｎｍ付近の光はオゾンを分解する効果があり、オゾンを分解することでオゾンより殺菌効果の高いＯラジカルが生成される。したがって、殺菌効果をより向上させることが可能となる。また、紫外光発生装置とオゾン発生装置とを兼用することが可能となり、配置スペースを小さくすることが可能となる。さらに、Ｏラジカルは、殺菌効果のみではなく、揮発性有機化合物等の有害ガスを分解することも可能であり、有害ガス除去に用いることも可能となる。
【００４２】
（三）  可視光を放出するランプを用いる場合においては、可視光を照射している領域をオゾンで殺菌、脱臭を行う場合、可視光発生装置とオゾン発生装置を兼用することが可能となり、配置スペースを小さくすることが可能となる。
【００４３】
（四）  赤外線ランプを用いる場合においては、赤外光により熱を供給している領域の殺菌、脱臭を行う場合、オゾン発生装置と赤外光発光装置を兼用することが可能となり、配置スペースを小さくすることが可能となる。
【００４４】
（五）  本実施形態においては誘電体としてガラスの容器１１を用いているが、誘電体として用いられるものはガラス管に限定されるものではなく、セラミック、耐熱性合成樹脂（耐熱性のポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン（商標名：テフロン）、等）等の絶縁体で形成したものを使用しても良い。
【００４５】
（六）  本実施形態において放電電極は放電電極１３をガラスの容器１１の外周にらせん状に巻きつけることにより構成しているが、ガラスの容器１１の外部に耐オゾン性、耐スパッタ性を有する導電体が存在すればよい。例えば、ガラスの容器１１の外周にメッシュを巻きつける、ガラスの容器１１の外周に導電体を印刷焼成する、プラズマ溶射する、ガラスの容器１１の内壁に導電体を挿入する等、形態に限定がない。
【００４６】
（七）  ランプ１０のガラスの容器１１及び放電電極１３の外側には、ストリーマ放電用誘導電極２１が配置する代わりに、図３に示したように、ガラス等の絶縁体で構成された無声放電用誘電体２２を配置し、その外側に無声放電用誘導電極２３を配置してもよい。この構造を採ると、沿面放電のみならず無声放電も同時に発生させることが可能となる。
【００４７】
（八）  ランプ１０の内部にプラズマを発生させるための電源と、沿面放電、無声放電、及び、ストリーマ放電を行うための電源とは別にしてもよい。ただし、これらの電源は共有化して一つの電源とするほうが、装置の構成を簡素化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態にかかるオゾン発生装置の概略を示した正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態にかかるオゾン発生装置の一部を示した斜視図である。
【図４】従来のオゾン発生装置の概略を示した正面図である。
【図５】従来のオゾン発生装置の概略を示した正面図である。
【図６】従来のオゾン発生装置の概略を示した右側面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１  ガラスの容器（誘電体）
１３  放電電極
１６  電源
１７  回路
１８  スイッチ
２１  ストリーマ放電用誘導電極
２２  無声放電用誘電体
２３  無声放電用誘導電極
【図１】
2005170724.tif 000003
【図２】
2005170724.tif 000004
【図３】
2005170724.tif 000005
【図４】
2005170724.tif 000006
【図５】
2005170724.tif 000007
【図６】
2005170724.tif 000008