(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024009426
(43)【公開日】2024-01-23
(54)【発明の名称】オゾン発生装置
(51)【国際特許分類】
C01B 13/11 20060101AFI20240116BHJP
【FI】
C01B13/11 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022110928
(22)【出願日】2022-07-11
(71)【出願人】
【識別番号】595001044
【氏名又は名称】オーニット株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】591060980
【氏名又は名称】岡山県
(74)【代理人】
【識別番号】110003085
【氏名又は名称】弁理士法人森特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中西 優
(72)【発明者】
【氏名】平垣 圭介
(72)【発明者】
【氏名】仁戸田 昌典
(72)【発明者】
【氏名】下山 力生
【テーマコード(参考)】
4G042
【Fターム(参考)】
4G042CA01
4G042CB10
4G042CC11
(57)【要約】 (修正有)
【課題】オゾンの発生効率を上昇させたオゾン発生装置を提供する。
【解決手段】送風部2aと、原料空気中に含まれるアンモニア又は窒素酸化物を吸着する吸着フィルター31aを通過させた空気を供給する給気部3aと、給気部から排出された空気からオゾンを発生させるオゾン発生部4aと、送風部から供給された空気を駆動力として、給気部から原料空気を吸引して吸着フィルターを通過させた空気を原料としてオゾン発生部でオゾンを含有する気体を発生させ、オゾンを含有する気体を吸引して、送風部から排出された空気とオゾンを含有する気体とを混合及び搬送して排出する気体の搬送部5aと、絞り部6aとを有し、オゾン発生部は無声放電によりオゾンを発生させる電極を備え、絞り部は流速を上昇させた空気を電極に供給するオゾン発生装置1aである。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
送風部と、
原料空気中に含まれるアンモニア又は窒素酸化物を吸着する吸着フィルターを通過させた空気を供給する給気部と、
前記給気部から排出された空気からオゾンを発生させるオゾン発生部と、
前記送風部から供給された空気を駆動力として、前記給気部から原料空気を吸引して、前記吸着フィルターを通過させた空気を原料として前記オゾン発生部でオゾンを含有する気体を発生させて、前記オゾンを含有する気体を吸引して、送風部から排出された空気と前記オゾンを含有する気体とを混合及び搬送して排出する気体の搬送部と、絞り部とを有するオゾン発生装置であり、
前記オゾン発生部は、無声放電によりオゾンを発生させる電極を備えており、
前記オゾン発生部は、前記電極を内蔵する流路を備えており、
前記給気部は、前記吸着フィルターを内蔵する流路を備えており、
前記絞り部は、前記吸着フィルターの下流、かつ前記電極の上流に設けられており、
前記絞り部の開口面積は、前記吸着フィルターの下流かつ前記電極を内蔵する流路の上流における給気部の流路の開口面積に比して、小さく構成されるオゾン発生装置。
【請求項2】
前記給気部の流路と、前記オゾン発生部の流路とは、可撓性を有するチューブを介さずに、直接に接続された形状である請求項1に記載のオゾン発生装置。
【請求項3】
前記オゾン発生部の流路と、前記搬送部とは、可撓性を有するチューブを介さずに、直接に接続された形状である請求項1又は2に記載のオゾン発生装置。
【請求項4】
前記給気部の流路には、原料空気を取り込むための開口部が設けられており、
前記開口部の開口面積は、前記絞り部の開口面積に比して、大きく構成される請求項1又は2に記載のオゾン発生装置。
【請求項5】
前記給気部の流路には、開口部が設けられており、
当該開口部には、複数の通気用の貫通孔が設けられたカバーが設けられており、前記複数の貫通孔は原料空気を取り込むための開口部として機能する請求項1又は2に記載のオゾン発生装置。
【請求項6】
前記給気部に内蔵される吸着フィルターの下流、かつ前記電極の上流には、整流部が設けられており、
整流部は、吸着フィルターを通過した空気を通過させる複数の長孔を有する請求項1又は2に記載のオゾン発生装置。
【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。
【背景技術】
【0002】
空気を原料としてオゾンガスを発生する装置が知られている。例えば、以下の特許文献1には、中空のガラス管の内部に導電性を有する銀ペーストを充填した一対の電極を用いて、空気を原料として、オゾンガスを発生させる技術が記載されている。具体的には、空気中において、一対の電極間で無声放電を生じさせることにより、空気中に存在する酸素からオゾンが生成する。
【0003】
特許文献2には空気を原料としてオゾンガスを発生させる際に、空気にアンモニアが含まれる場合は、電極の周囲で生じたNOxと反応して、硝酸アンモンが生じ、当該硝酸アンモンが電極に付着して、オゾンの生成量が徐々に低下する旨が記載されている。引用文献2のオゾン発生装置では、ゴミを除去するフィルタ、アンモニア吸着剤、及びオゾン発生器の順に空気を通過させて、オゾンを発生させる。空気は、エアーポンプ又はエゼクタにより、吸気するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】WO2008/108331号公報
【特許文献2】特開平11-263604号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献2では、空気に含まれるアンモニアが、電極付近で生成されたNOxと反応して、硝酸アンモニウムが生じるとされている。本発明者らが検討したころ、空気中に含まれるアンモニアから生じる硝酸アンモニウムの量は微量であり、むしろ、空気中に含まれる窒素酸化物(NOx)と、オゾン発生器で発生したオゾンとが反応して生じる硝酸アンモニウムが主であることを確認している。
【0006】
いずれにしても、オゾン発生器に供給する原料空気に不純物が含まれると、硝酸アンモニウムが生じてオゾンの発生効率の点で好ましくない場合がある。このため、原料空気を、浄化した後、オゾン発生器の電極に供給することが好ましい。
【0007】
特許文献2に記載のオゾン発生装置では、空気を吸着材で浄化し、浄化した空気を、電極に供給するため、硝酸アンモニウムの付着が防止され、硝酸アンモニウムによって、オゾンの生成効率が徐々に低下する現象が防止されるものと推測される。
【0008】
しかしながら、引用文献2のオゾン発生装置において、エゼクタにより空気を吸引する構成を採用した場合には、オゾン発生装置に供給される空気の流量が小さくなり、それに伴ってオゾンの発生効率も低下するという問題があった。本発明の発明者らが検討したところでは、空気の流量が小さくなると、電極が空冷されにくくなるためか、流量が大きい場合に比べて、オゾンの生成効率が低下することが分かった。
【0009】
本発明は、給気部から原料空気を吸引して、前記吸着フィルターを通過させた空気を原料として前記オゾン発生部でオゾンを含有する気体を発生させるオゾン発生装置において、オゾンの発生効率を上昇させた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】
【0010】
送風部と、原料空気中に含まれるアンモニア又は窒素酸化物を吸着する吸着フィルターを通過させた空気を供給する給気部と、前記給気部から排出された空気からオゾンを発生させるオゾン発生部と、前記送風部から供給された空気を駆動力として、前記給気部から原料空気を吸引して、前記吸着フィルターを通過させた空気を原料として前記オゾン発生部でオゾンを含有する気体を発生させて、前記オゾンを含有する気体を吸引して、送風部から排出された空気と前記オゾンを含有する気体とを混合及び搬送して排出する気体の搬送部と、絞り部とを有するオゾン発生装置であり、前記オゾン発生部は、無声放電によりオゾンを発生させる電極を備えており、前記オゾン発生部は、前記電極を内蔵する流路を備えており、前記給気部は、前記吸着フィルターを内蔵する流路を備えており、前記絞り部は、前記吸着フィルターの下流、かつ前記電極の上流に設けられており、前記絞り部の開口面積は、前記吸着フィルターの下流かつ前記電極を内蔵する流路の上流における給気部の流路の開口面積に比して、小さく構成されるオゾン発生装置により、上記の課題を解決する。
【0011】
上記の発明では、給気部から原料空気を吸引して、前記吸着フィルターを通過させた空気を原料として前記オゾン発生部でオゾンを含有する気体を発生させるオゾン発生装置において、絞り部によって流速を上昇させた空気を電極に供給することができる。これにより、絞り部を設けていないオゾン発生装置に比して、オゾンの発生効率を上昇させることができる。本発明によれば、吸引型の流量が小さいオゾン発生装置において、オゾンの発生効率を上昇させることができる。
【0012】
前記オゾン発生装置において、前記給気部の流路と、前記オゾン発生部の流路とは、可撓性を有するチューブを介さずに、直接に接続された形状とすることが好ましい。電極を内蔵する流路と、吸着フィルターを内蔵する流路とを、可撓性を有するチューブを介して接続せず、直接に接続することで、前記チューブが意図せず折れて、気体の流通が遮断され事故に至ることを防止することができる。また、オゾン発生装置において、電極を内蔵する流路と、吸着フィルターを内蔵する流路とを、省スペースに配置することができる。また、前記チューブによる場合、前記チューブの長さの分だけ流路が長くなり、摩擦抵抗による圧力損失が生じ、電極に供給される空気の流量が低下する。給気部の流路と、オゾン発生部の流路とを、直接に接続することで、流量の低下を比較的に小さくすることができる。
【0013】
前記オゾン発生装置において、前記オゾン発生部の流路と、前記搬送部とは、可撓性を有するチューブを介さずに、直接に接続された形状とすることが好ましい。上記と同様に、前記チューブの折れによる問題と前記チューブの長さによる圧力損失の問題とを解消し、電極を内蔵する流路と搬送部とを省スペースに配置することができる。
【0014】
前記オゾン発生装置において、前記給気部の流路には、原料空気を取り込むための開口部が設けられており、前記開口部の開口面積は、前記絞り部の開口面積に比して、大きく構成することが好ましい。給気部の開口部の開口面積を大きくすることにより、オゾン発生装置に取り込まれる空気の流量を大きくして、オゾンの発生効率を上昇させることができる。
【0015】
前記オゾン発生装置において、前記給気部の流路には、開口部が設けられており、当該開口部には、複数の通気用の貫通孔が設けられたカバーが設けられており、前記複数の貫通孔は原料空気を取り込むための開口部として機能するものとすることができる。通気用の貫通孔の開口面積を、適宜変更することにより、要求される仕様に応じて、オゾン発生装置から排出されるオゾンを含む気体の流量、オゾン発生装置内に取り込まれる原料空気の流量を調節することにより、オゾンの濃度を変更することができる。また、前記カバーを設けることによって、吸着フィルターに供給される空気の流れの偏りを修正し、整えることができる。
【0016】
前記オゾン発生装置において、前記給気部に内蔵される吸着フィルターの下流、かつ前記電極の上流には、整流部が設けられており、整流部は、吸着フィルターを通過した空気を通過させる複数の長孔を有する構成とすることが好ましい。整流部により、電極に供給される空気の流れの偏りを修正し整えることができる。これによって、オゾン発生装置から排出される気体に含まれるオゾン濃度を安定させることができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、給気部から原料空気を吸引して、前記吸着フィルターを通過させた空気を原料として前記オゾン発生部でオゾンを含有する気体を発生させるオゾン発生装置において、オゾンの発生効率を上昇させた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】
【0018】
【
図1】第1実施形態に係るオゾン発生装置の断面図である。
【
図2】
図1のオゾン発生装置の給気部、及びオゾン発生部の拡大図である。
【
図3】
図1のオゾン発生装置の絞り部を上流側から見た状態を示す図である。
【
図4】
図1のオゾン発生装置を構成する電極ユニットを上流側から見た状態を示す図である。
【
図6】第2実施形態に係るオゾン発生装置の給気部を示す斜視図である。
【
図12】第3実施形態に係るオゾン発生装置の給気部の断面図である。
【
図13】第4実施形態に係るオゾン発生装置の給気部の断面図である。
【
図14】第5実施形態に係るオゾン発生装置の給気部の断面図である。
【
図15】
図14のオゾン発生装置の絞り部を上流側から見た状態を示す図である。
【
図16】第6実施形態に係るオゾン発生装置の給気部の断面図である。
【
図17】第7実施形態に係るオゾン発生装置の給気部の断面図である。
【
図18】第8実施形態に係るオゾン発生装置の給気部の断面図である。
【
図19】第9実施形態に係るオゾン発生装置の給気部の断面図である。
【
図20】試験用のオゾン発生装置の構成を示す断面図である。
【
図21】試験用のオゾン発生装置の構成を示す断面図である。
【
図22】空気の流量とオゾンの生成量との関係を示すグラフである。
【
図23】可撓性を有するチューブで各部を接続したオゾン発生装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明のオゾン発生装置の実施形態について説明する。以下に示す各実施形態と使用例は、本発明の限られた実施形態に過ぎず、本発明の技術的範囲は例示した実施形態に限定されるものではない。
【0020】
[第1実施形態]
第1実施形態に係るオゾン発生装置を
図1ないし
図5に示す。
【0021】
本実施形態のオゾン発生装置1aは、送風部2aと、原料空気中に含まれるアンモニア又は窒素酸化物を吸着する吸着フィルター31aを通過させた空気を供給する給気部3aと、前記給気部3aから排出された空気からオゾンを発生させるオゾン発生部4aと、前記送風部2aから供給された空気を駆動力として、前記給気部3aから原料空気を吸引して、前記吸着フィルター31aを通過させた空気を原料として前記オゾン発生部4aでオゾンを含有する気体を発生させて、前記オゾンを含有する気体を吸引して、送風部2aから排出された空気と前記オゾンを含有する気体とを混合及び搬送して排出する気体の搬送部5aと、絞り部6aとを有する。送風部2aと搬送部5aは、気密に接続され、気体を開口部96aから開口部97aへと搬送する第1の経路を構成する。給気部3aとオゾン発生部4aは、気密に接続され、空気を開口部91aから開口部94aへと搬送する第2の経路を構成する。オゾン発生部4aと搬送部5aとは、気密に接続され、第1の経路と第2の経路は、第1の経路の中ほどで合流する。
【0022】
オゾン発生装置1aでは、送風部2aは、シロッコファン21aと、シロッコファン21aから排出された空気を後述する搬送部5aへ排出する送風管22aとを有する。送風部2aは、この例に限定されず、搬送部5aへ空気を供給できるものであればよい。
【0023】
送付部としては、例えば、プロペラファンのような軸流式送風機;ターボファン、若しくはシロッコファンのような遠心式送風機;斜流ファンのような斜流式送風機;又は横流ファン、若しくは貫流ファンのような横断流式送風機などの公知の装置を使用することができる。
【0024】
給気部3aは、吸着フィルター31aを内蔵する流路32aで構成される。流路32aは、円筒状であり、内部の空間に吸着フィルター31aを内蔵する。流路32aは、板状の側壁321aと、板状の上部322aと、板状の底部323aとを有する。流路32aの上部322aには、原料空気を取り込むための開口部91aが設けられている。開口部91aは、流路の内部空間と連通する円形の貫通孔であり、原料となる空気を取り込む孔として機能する。
【0025】
給気部3aの底部323aの上方は、吸着フィルター31aが充填されていない円筒状の空間とされており、側壁321aに設けられた開口部92aを介して、後述するオゾン発生部4aと連通する。開口部92aは、正面視において、角部を円弧状に形成した長方形状の貫通孔である。
【0026】
給気部は、吸着フィルターを内蔵し、吸着フィルターを通過させた空気をオゾン発生部に供給することが可能な形状であればよい。
【0027】
吸着フィルター31aは、給気部3aの内部に着脱可能な状態で充填される。吸着フィルター31aは、多孔質材である複数の活性炭のペレット311aと、活性炭のペレット311aと上記の開口部91aとの間に充填される不織布312aと、活性炭のペレット311aの下部に充填される不織布312aとで構成される。上流側の不織布312aにより、空気に含まれる有形の塵が捕集される。下流側の不織布312aにより、活性炭のペレット311aが下流へ漏出するのを防止する。活性炭フィルターにより、空気中に含まれるアンモニア又は窒素酸化物が吸着される。吸着フィルターは、例えば、流路32aの内壁に、突条から構成されるフランジ等の固定部を設けて、着脱可能な状態で構成すればよい。
【0028】
吸着フィルターは、上記の例に限定されず、アンモニア又は窒素酸化物を吸着することができるものであればよい。吸着フィルターとしては、例えば、ゼオライトなどの多孔質材を紙や繊維などの基材に担持させたフィルター、粉末状の活性炭を紙や繊維などの基材に担持させたフィルターなどを公知のものを使用することができる。上記の不織布は、必須ではなく省略可能であり、その他の公知の塵芥捕集用のフィルターに替えてもよい。
【0029】
オゾン発生部4aは、
図4及び5に示したように一対の電極41aを備えており、電極間で生じる無声放電により、オゾンを発生させる。各電極は、円筒状の絶縁材411aの中に導電材412aを充填した形状である。
図4に示したように、一方の電極41aの導電材412aと、他方の電極41aの導電材412aとが重なる部分が形成されるように、一方の電極41aと他方の電極41aとが対向しかつ接触するようにしている。電極41aに所定の電圧を印加すると、絶縁破壊が生じて、
図4において双方向の矢印で示したように、電極間で無声放電が生じる。当該無声放電は、
図4において、L1で示したように、導電材が対向する領域において、生じる。
【0030】
図4に示したように、電極41aは、電子基板を内蔵する筐体421に取り付けられており、電極ユニット42の一部とされている。筐体421の下端部が、後述するオゾン発生部の流路43aに挿入された状態で固定される。電極ユニット42の下端部には、一対の電極41aを露出させる開口部が設けられている。
図4に示したように、開口部は、電極41aを基準として、上流側に第1開口部422を備え、下流側に第2開口部423を備える形状である。上述の給気部3aから排出された空気は、第1開口部422を経て、電極41aに到達し、第2開口部423を経て、電極41aの下流へと流れる。第1開口部422、及び第2開口部423は、電極41aの軸方向に長く、前記軸方向に交差する方向に短い、長孔である。当該長孔は、電極41aにおいて無声放電が生じる領域であるL1の長さと同一又はL1よりも大きく構成される。L1の長さは、特に限定されないが、例えば、2mmから20mmにすることができる。
【0031】
オゾン発生部4aは、
図2に示したように、電極41aを内蔵する流路43aを有する。流路43aは、横断面が角部を円弧状に形成した長方形の筒状であり、その内部を給気部3aから取り込んだ空気が流通する。流路43aの上流側の端部と下流側の端部との間の壁には、上記の電極ユニット42を嵌めるための貫通孔が設けられる。この貫通孔に電極ユニット42を嵌めることにより、電極41aに対して給気部3aから取り込まれた空気が接触する位置に、電極41aが固定される。
【0032】
流路43aの上流の端部に配される開口部93aは、給気部3aの開口部92aに連通するように気密に接続される。流路43aの下流側の端部に配される開口部94aは、後述する搬送部5aの開口部95aと連通するように気密に接続される。
図2に示したように、流路43aの下流側の端部に配される開口部94aには、流路43aの内径を下流に向かって徐々に拡大する傾斜部931aが設けられる。傾斜部931aによりテーパー面が形成される。これによって、流路43aと搬送部5aとの接続部において、空気の流れが乱れにくくなり、圧力損失が生じにくくなる形状としている。
【0033】
電極を構成する導電材は、特に限定されないが、銀ペーストである。その他の公知の導電材を充填してもよい。電極を構成する絶縁材は、特に限定されないが、ガラス管である。その他の公知の絶縁材を使用してもよい。
【0034】
電極の本数は、2本に限定されず、適宜変更することができる。金属などの導電材料と1本の電極との間で無声放電を生じさせてもよい。
【0035】
本実施形態のオゾン発生装置1aでは、絞り部6aとして、オゾン発生部4aの流路43aに狭窄部を設けている。絞り部6aは、前記吸着フィルター31aの下流、かつ前記電極41aの上流に設けられる。絞り部6aは、流路43aの内径を下流に向かって縮小する傾斜部62aと、貫通孔61aと、貫通孔61aから流路43aの径方向の外側に延びる段部63aとを有する。段部63aは、流路43aの軸方向の下流側から見ると角部を円弧状に形成した長方形をなし、流路43aは、
図3に示した長方形状の流路と同一幅、かつ高さの小さい長方形状の筒状の空間を形成する。貫通孔61aの開口面積は、前記吸着フィルター311aの下流かつ前記電極41aを内蔵する流路43aの上流における給気部3aの流路32aの開口面積Sに比して、小さく構成される。開口面積Sは、
図2に示したように、吸着フィルター31aの不織布321aの下方の円筒状部の開口面積である。なお、本実施形態の例では、貫通孔61aは、
図3に示したように、電極41aが延在する方向に長辺を有し、電極41aに直交する方向に短辺を有する長孔であり、長孔の角部は円弧状に角取りされた形状である。貫通孔61aの幅方向の長さは、上述の電極41aにおいて無声放電が生じる領域であるL1の長さよりと同一、又はそれ以上の長さに設定している。これにより、貫通孔61aで絞られた空気が電極41aにおいて無声放電が生じる全領域にあたるように構成されている。
【0036】
傾斜部62aは、
図3に示したように、貫通孔61aを取り囲むように、貫通孔61aの上方と下方と左と右とに設けられ、傾斜部62aは、漏斗のように貫通孔61aに向かって流路43aの内径が徐々に絞られる傾斜面を形成する。
【0037】
オゾン発生部4aの流路43aは、電極41の下流の端部に、流路の内径を下流に向かって徐々に拡大する傾斜部931aを有する。傾斜部931aは、流路43aの軸方向から見た場合、角部を円弧状に形成した長方形状である。傾斜部931aは、漏斗状の傾斜面を形成し、オゾン発生部4aの開口部94aを形成し、後述する搬送部5aの開口部95aと連通する。
【0038】
絞り部6aの開口面積は、上述の給気部3aの開口面積Sに比して小さいため、給気部3aの吸着フィルター31aを通過した後における原料空気の流速に比して、絞り部6aを流れる空気の流速が上昇する。絞り部6aで流速を上昇させた前記空気を前記電極41に対して供給することにより、オゾンの発生効率を上昇させることができる。
【0039】
電極41aに供給される空気の流速を上昇させることにより、オゾンの発生効率が上昇する詳細な原理は不明であるが、無声放電によるオゾンの発生に伴って、発熱する。空気の流速を上昇させることにより、電極の冷却効率が上昇し、それに伴って、オゾンの発生効率も上昇すると推測される。
【0040】
搬送部5aは、
図1に示したように、内部の空間に送風部2aから供給された空気を流通させる内部に円筒状の流路を備える部材であり、一端部に前記送風部2aの送風管22aに連通する開口部96aを備えており、他端部にオゾンを含む気体を排出する開口部97aを備えており、一端部の開口部96aと他端部の開口部97aとの間に上述のオゾン発生部4aの流路43aの端部に配される開口部94aと連通する開口部95aを備える部材である。一端部の開口部96aは、搬送部5aの側方に設けられ、開口部96aは六面体形状の空間に連通し、当該六面体形状の空間は、後述する第1流路51aに連通する。
【0041】
搬送部5aでは、一端部の開口部96aと他端部の開口部97aとを連通させる第1流路51aに、送風部2aから排出された空気が流れる。前記第1流路51aに対して交差する方向に第2流路52aが設けられており、第1流路51aと第2流路52aとは連通する。第2流路52aは、開口部95aと連通する。搬送部内には、下流に向かって内径が小さくなる方向に傾斜する第1傾斜部511aと、下流に向かって内径が大きくなる方向に傾斜する第2傾斜部512aとが設けられており、第1流路51aと第2流路52aとが交差する部分は、第1傾斜部511aと第2傾斜部512aとによって、狭窄部53aとなっており、送風部2aから供給された空気により、前記狭窄部において負圧が生じる。搬送部5aの狭窄部は、エゼクタの吸引部として機能する。第1傾斜部511a、及び第2傾斜部512aは、共に断面が円形の流路であり、内壁は徐々に内径が変化するテーパー面とされている。狭窄部は、円形の貫通孔である。第2流路52aは、断面が円形の貫通孔からなる流路である。
【0042】
搬送部5aでは、送風部2aから供給された空気を駆動力として、給気部3aから原料空気を吸引し、吸着フィルター31aを通過させた空気を原料として前記オゾン発生部でオゾンを含有する気体を発生させて、オゾンを含有する気体を搬送部5aの内部に吸引して、送風部2aから排出された空気と前記オゾンを含有する気体とを混合及び搬送して、搬送部5aの他端部に配された開口部97aより排出する。搬送部5aの他端部の開口部97aより排出されたオゾンを含有する気体は、消臭、殺菌などの任意の用途に利用することができる。
【0043】
本実施形態のオゾン発生装置1aでは、搬送部5aで生じさせる負圧を利用して給気部3aから原料空気を吸引し、オゾンを発生させる。負圧を利用して原料空気を装置内に取り込むため、給気部3aの開口部91aにおける空気の流量は、0.5~5.0L/分あり、小さい。空気の流量が大きい場合に比べると、空気の流量が小さい装置では、吸着フィルターに供給される空気の量が小さくなるため、吸着フィルターの使用可能期間がより長くなる。吸着フィルターの取り換え期間が短くなり、ユーザーの負担を低減することが可能である。給気部3aの開口部91aにおける流量は、0.5~4.0L/分、又は0.5~3.0L/分のようにより小さくしてもよい。
【0044】
本実施形態のオゾン発生装置1aでは、絞り部6aにより、給気部3aの吸着フィルター31aの下流における原料空気の流速に比して、流速を上昇させた前記空気を前記電極41aに対して供給することで、流量を増加させずに、オゾンの発生効率を上昇させることが可能である。これにより、吸着フィルター31aの使用期間を長くし、かつオゾンの発生効率を上昇させることが可能である。
【0045】
オゾン発生装置1aでは、絞り部6a(貫通孔61a)の開口面積に比して、給気部3aの開口部91aの開口面積が大きくなるように構成される。これにより、オゾン発生装置1aに取り込まれる空気の流量を大きくし、オゾンの発生効率を上昇させることができる。また、絞り部6a(貫通孔61a)の開口面積に比して、上述の給気部3aの流路32aの開口面積S、オゾン発生部4aにおける絞り部61aを除く流路43aの開口面積、及び搬送部5aの開口部95aの開口面積が大きくなるように構成されている。各流路の開口面積を大きくすることにより、圧力損失を低減させるように構成されている。
【0046】
[第2実施形態]
本実施形態のオゾン発生装置1bは、
図6ないし11に示したように、給気部以外の構成は、上記のオゾン発生装置1aと同一であり、給気部3bの構成のみが相違する。送風部、オゾン発生部、搬送部、及び絞り部の構成は、上記のオゾン発生装置1aと同一であるので、説明を省略する。なお、第1実施形態のオゾン発生装置1aと同様の構成については、図面において、同一の符号を使用する。以下においても、同様とする。
【0047】
給気部3bは、円筒形の流路32bと、流路32bの上端部の開口部91bに嵌め込まれるカバー33と、整流部34とを有する。整流部34は、円筒形の流路32bの底部の上方の空間に配される。流路32bは、流路32aと同様に、側壁321bと底部323bとを備えており、上端部はカバー33の凸部が嵌め込まれる開口部91bとされている。
【0048】
図7ないし
図9に示したように、カバー33は、給気部3bの開口部に嵌め込まれる板状の部材であり、カバー33を貫通する複数の円形の貫通孔331と、カバー33を貫通するスリット孔332とを有する。貫通孔331の開口面積は、カバー33の面積よりも小さく構成される。円形の貫通孔331は、カバー33の外側に配され、スリット孔332はカバー33の内側に配され、円形の貫通孔331とスリット孔332とは連通する。原料空気は、複数の円形の貫通孔331から取り込まれて、スリット孔332を経て、下流の吸着フィルター31aを通過する。吸着フィルター31aの構成は、上記の吸着フィルター31aと同様である。
【0049】
カバーは、必須の構成ではなく省略してもよい。カバーの構成は、上記の例に限定されず、例えば、カバーの面積よりも小さい貫通孔で構成される、複数の長孔だけで構成してもよい。また、例えば、カバーの面積よりも小さい単一の貫通孔だけで構成してもよい。この場合、単一の開口孔の開口面積は、例えば、10~90mm2にすることができる。
【0050】
給気部の上端部の開口部の形状は、ニップルのような単一の中空管が突出する形状にしてもよい。
【0051】
スリット孔332は、放射状に複数の長孔が径方向の外側に延びる形状であり、複数の長孔と連通する円周状の長孔とを有する形状である。円形の貫通孔331から取り込まれた空気は、スリット孔332を通過する際に、整流されて、空気の流れの偏りが修正されて、吸着フィルター31aに流入する。これにより、偏った空気の流れによって、吸着フィルター31aの寿命の低下を防ぐことができる。
【0052】
給気部3bの下端部には、整流部34が設けられる。整流部34は、中心部から放射状に延びる複数の長孔342と、中心部に配される棒状部341と、排出部343とを有する。排出部343は、複数の長孔342と連通しており、側壁321bに設けられた電極の軸方向に直交する方向に長軸を有する長方形状の開口部92bを介して、オゾン発生部4aへ空気を排排する。長孔342は、中実な側壁321bに設けられる貫通孔であり、半径方向に長く、円周方向に短い孔である。長孔の基部、すなわち棒状部の周囲には、円周方向に延びる略円形の孔が配置される。長孔342と棒状部341とは、原料空気が流通する方向に延びる形状である。整流部34は、上端部に凸部を備えており、側壁321bの下端部の開口部に嵌め込まれる。排出部343は、軸方向から見た形状が、長方形の筒状である。整流部の形状は、上記の例に限定されない。
【0053】
本実施形態のオゾン発生装置1bにおいては、貫通孔61aの開口面積は、前記吸着フィルター311aの下流かつ前記電極41aを内蔵する流路43aの上流における給気部3bの流路32bの開口面積S2に比して、小さく構成される。開口面積S2は、
図8及び
図10に示したように、吸着フィルター31aの不織布321aの下方に配される花のような形状をした長孔342の開口面積である。
【0054】
本実施形態のオゾン発生装置1bでは、絞り部6aにより、給気部3bの吸着フィルター31aの下流における原料空気の流速に比して、流速を上昇させた前記空気を前記電極41aに対して供給することで、流量を増加させずに、オゾンの発生効率を上昇させることが可能である。これにより、吸着フィルター31aの使用期間を長くし、かつオゾンの発生効率を上昇させることが可能である。
【0055】
本実施形態のオゾン発生装置1bにおいては、原料空気を取り込むための開口部の面積は、カバー33に設けられた各貫通孔331の開口面積の合計値とする。原料空気を取り込むための開口面積は、絞り部6aの開口面積に比して、大きく構成されている。これにより、オゾン発生装置1bに取り込まれる空気の流量を大きくし、オゾンの発生効率を上昇させることができる。
【0056】
[第3実施形態]
本実施形態のオゾン発生装置1cは、
図12に示したように、オゾン発生部に設けられる絞り部の構成以外は、上記のオゾン発生装置1aと同一であり、絞り部の構成のみが相違する。給気部、送風部、オゾン発生部、及び搬送部の構成は、上記のオゾン発生装置1aと同一であるので、説明を省略する。
【0057】
オゾン発生装置1cの絞り部6cは、前記吸着フィルター31aの下流、かつ前記電極41aの上流に設けられる。絞り部6cは、流路43cの内壁から流路43cの径方向の内側に向かって延びる第1段部62cと、貫通孔62cと、貫通孔62cから流路43cの径方向の外側に向かって延びる第2段部63cとを有する。貫通孔61aの構成は、上記の貫通孔61aと同様である。
【0058】
絞り部6cは、オリフィスと同様の形状である。絞り部6cがオリフィスと同様の形状である点以外は、オゾン発生部4cの形状は、上述のオゾン発生部4aの形状と同様である。
【0059】
絞り部6cの開口面積は、給気部3aの開口面積Sに比して小さいため、給気部3aの吸着フィルター31aの下流における原料空気の流速に比して、絞り部6cを流れる空気の流速が上昇する。絞り部6cで流速を上昇させた前記空気を前記電極41aに対して供給することにより、オゾンの発生効率を上昇させることができる。
[第4実施形態]
本実施形態のオゾン発生装置1dは、
図13に示したように、オゾン発生部4dに設けられる絞り部6dの構成以外は、上記のオゾン発生装置1aと同一であり、絞り部の構成のみが相違する。給気部、送風部、オゾン発生部、及び搬送部の構成は、上記のオゾン発生装置1aと同一であるので、説明を省略する。
【0060】
オゾン発生装置1dの絞り部6dは、前記吸着フィルター31aの下流、かつ前記電極41aの上流に設けられる。絞り部6dは、流路43dの内壁から流路43dの下流に向かって流路の内径を縮小する方向に傾斜する第1傾斜部62dと、貫通孔61dと、貫通孔61dから流路43dの下流に向かって流路43cの内径を拡大するように傾斜する第2傾斜部63dとを有する。貫通孔61dの構成は上記の貫通孔61aと同様である。第1傾斜部62d、及び第2傾斜部63dは、上述のオゾン発生部4aと同様の漏斗状の傾斜面を構成する。
【0061】
絞り部6dは、ベンチュリと同様の形状である。絞り部6dがベンチュリと同様の形状である点以外は、オゾン発生部4dの形状は、上述のオゾン発生部4aの形状と同様である。
【0062】
絞り部6dの開口面積は、給気部3aの開口面積Sに比して小さいため、給気部3aの吸着フィルター31aの下流における原料空気の流速に比して、絞り部6dを流れる空気の流速が上昇する。絞り部6dで流速を上昇させた前記空気を前記電極41aに対して供給することにより、オゾンの発生効率を上昇させることができる。
[第5実施形態]
本実施形態のオゾン発生装置1eは、
図14に示したように、オゾン発生部に設けられる絞り部6eと給気部3eの下端部以外の構成は、上記のオゾン発生装置1aと同一であり、絞り部6eと給気部3eの下端部の構成のみが相違する。下端部を除く吸気部、送風部、オゾン発生部、及び搬送部の構成は、上記のオゾン発生装置1aと同一であるので、説明を省略する。
【0063】
オゾン発生装置1eの下端部における吸着フィルター31aの下方には、傾斜部33eが設けられる。当該傾斜部33eによって、吸着フィルター31aの下方には、下流(下方)に向かって内径が小さくなる略円錐台状の空間331eが構成される。給気部3eの開口部92eの部分には、傾斜部が形成されておらず、完全な円錐台形状にはされていない。開口部92eは、角部が円弧状に形成された長方形状の開口部であり、上側の縁部921が、後述するオゾン発生部4eの傾斜部62eと連続するように斜めに形成された形状である。開口部92eは、流路43eの上流端に設けられた開口部93eと連通する。
【0064】
オゾン発生装置1eの絞り部6eは、前記吸着フィルター31aの下流、かつ前記電極41aの上流に設けられる。絞り部6eは、流路43eの下流に向かって流路の内径を縮小する方向に傾斜する傾斜部62eと、貫通孔61eと、貫通孔61eから流路43eの径方向の外側に延びる段部63eを有する。段部63eの構成は、上述の段部63aと同様である。貫通孔61dより下流部の構成は、オゾン発生部4aと同様である。貫通孔61eの構成も貫通孔61aと同様である。
【0065】
傾斜部62eは、
図15に示したように、貫通孔61eの上方、左、及び右に形成される。貫通孔61eの下方は、開口部92eの下縁部と連続し、流路43eの軸方向に沿って延在する面として構成される。傾斜部62eは、貫通孔61eの下縁部以外の部分においては、漏斗状の傾斜面を構成する形状とされている。
【0066】
絞り部6eの開口面積は、給気部3aの開口面積Sに比して小さいため、給気部3aの吸着フィルター31aの下流における原料空気の流速に比して、絞り部6eを流れる空気の流速が上昇する。絞り部6eで流速を上昇させた前記空気を前記電極41aに対して供給することにより、オゾンの発生効率を上昇させることができる。
【0067】
[第6実施形態]
本実施形態のオゾン発生装置1fは、
図16に示したように、給気部3fに設けられる傾斜部33fと吸着フィルター31f以外の構成は、上記のオゾン発生装置1eと同一であり、給気部の下端部と吸着フィルター31fの構成のみが相違する。共通する部分についての説明は省略する。
【0068】
給気部3fの下端部に設けられる傾斜部33fの上端は、開口部92eの上側の縁部921に比して、さらに高い位置にあり、傾斜部33fの下端は、給気部3fの流路32fの底部323aにまで達する形状である。傾斜部33fの高さが高いため、吸着フィルター31fの厚みは、給気部3fの高さの1/3以下に小さくなる。活性炭のペレット311fの厚みも薄くされている。その他の点では、流路43fの構成は、上述の流路43eの構成と同様である。傾斜部62eによって、吸着フィルター31fの下方に略円錐台形状の空間331fが形成される。
【0069】
絞り部6eの開口面積は、給気部3aの開口面積Sに比して小さいため、給気部3aの吸着フィルター31fの下流における原料空気の流速に比して、絞り部6eを流れる空気の流速が上昇する。絞り部6eで流速を上昇させた前記空気を前記電極41aに対して供給することにより、オゾンの発生効率を上昇させることができる。
【0070】
[第7実施形態]
本実施形態のオゾン発生装置1gは、
図17に示したように、オゾン発生部4gに設けられる絞り部6gの構成以外は、上記のオゾン発生装置1aと同一であり、絞り部の構成のみが相違する。給気部、送風部、オゾン発生部、及び搬送部の構成は、上記のオゾン発生装置1aと同一であるので、説明を省略する。
【0071】
オゾン発生装置1gの絞り部6gは、前記吸着フィルター31aの下流、かつ前記電極41aの上流に設けられる。絞り部6gは、流路43gの内壁から流路43gの下流に向かって流路の内径を縮小する方向に傾斜する傾斜部62gと、貫通孔61gとを有する。貫通孔61gの開口面積及び形状は、電極41aよりも下流の流路43gの形状の開口面積及び形状と同一である。流路43gは、上述と同様の構成を有する傾斜部931aに接続される形状とされる。
【0072】
流路43gは、断面形状が角部を円弧状に形成した長方形の筒状であり、軸方向の上流側及び下流側から見た貫通孔の形状は、上記の実施形態と同様に角部を円弧状に形成した長方形状の長孔である。傾斜部62gは、漏斗状の傾斜面を形成する。
【0073】
貫通孔61gの途中には、電極ユニット42を嵌めるための第1孔と第2穴とが設けられる。電極ユニット42は、第1孔と第2穴とに嵌め込むことで固定する。
【0074】
絞り部6gの開口面積は、給気部3aの開口面積Sに比して小さいため、給気部3aの吸着フィルター31aの下流における原料空気の流速に比して、絞り部6gを流れる空気の流速が上昇する。絞り部6gで流速を上昇させた前記空気を前記電極41aに対して供給することにより、オゾンの発生効率を上昇させることができる。
【0075】
[第8実施形態]
本実施形態のオゾン発生装置1hは、
図18に示したように、オゾン発生部4hに設けられる絞り部6hの構成以外は、上記のオゾン発生装置1aと同一であり、絞り部6hの構成のみが相違する。給気部、送風部、オゾン発生部、及び搬送部の構成は、上記のオゾン発生装置1aと同一であるので、説明を省略する。
【0076】
オゾン発生装置1hの絞り部6hは、前記吸着フィルター31aの下流、かつ前記電極41aの上流に設けられる。絞り部6hは、流路43hの開口面積、すなわち断面積を、給気部3aの開口部91aの開口面積Sより小さく構成したものである。電極41a、電極ユニット42の構成は、オゾン発生装置1aと同様である。流路43hの端部には、傾斜部が設けられていない。流路43hは、断面が角部を円弧状に形成した長方形の筒状である。絞り部6gには、流れを絞るための凸部は形成されていない。
【0077】
絞り部6hの開口面積は、給気部3aの開口面積Sに比して小さいため、給気部3aの吸着フィルター31aの下流における原料空気の流速に比して、絞り部6hを流れる空気の流速が上昇する。絞り部6hで流速を上昇させた前記空気を前記電極41aに対して供給することにより、オゾンの発生効率を上昇させることができる。
【0078】
[第9実施形態]
本実施形態のオゾン発生装置1iは、
図19に示したように、送風部2i、及び搬送部5iの構成以外は、上記のオゾン発生装置1aと同一であり、送風部2i、及び搬送部5iの構成のみが相違する。給気部、及びオゾン発生部の構成は、上記のオゾン発生装置1aと同一であるので、説明を省略する。
【0079】
搬送部5iは、一端部に設けられる第1開口部96iと、他端部に設けられる第2開口部97iと、第1開口部96i及び第2開口部97iの間に存する周壁に設けられる開口部95iとを有する筒状の部材である。送付部2iを作動させると、空気は、第1開口部96iから取り込まれて、筒状の流路を流れて、第2開口部97iから排出される。
【0080】
送風部2iは、第2開口部97iに設けられる。本実施形態では、送風部2iは、軸流ファンを使用している。
【0081】
第1開口部96iの開口面積は、第2開口部97iの開口面積に比して、小さく構成されている。このため、送風部2iにより搬送部5iに空気を流入させると、給気時の抵抗が大きくなり、周壁に設けられる前記開口部95iに負圧が生じる。当該開口部には、給気部3aとオゾン発生部4aとが接続されている。前記負圧により、給気部3aの開口部から原料空気が取り込まれる。原料空気に含まれる酸素から、オゾン発生部4aにおける無声放電によってオゾンが生成する。生成したオゾンを含む気体は、前記負圧により、前記開口部95iから搬送部5iに取り込まれて、第1開口部96iから取り込まれた空気と混合され、前記他端部の第2開口部97iから排出される。
【0082】
本実施形態のオゾン発生装置では、第1開口部96iの縁に鍔部を設けて、第1開口部の開口面積を小さく構成して、開口部95iに負圧を生じさせている。第1開口部96iに上記と同様のカバー33を取り付けることにより、開口面積を小さくしてもよい。また、第1開口部をテーパー形状にすることにより、第1開口部の開口面積を小さくしてもよい。また、不織布などの流れの抵抗となるものを第1開口部に設けてもよい。
【0083】
[効果]
上記各実施形態のオゾン発生装置では、負圧を利用して、給気部から吸気される空気の流量を小さくする。これにより、吸着フィルターを長寿命化することが可能になり、吸着フィルターの取り換え頻度を少なくすることができる。また、絞り部によって、電極に供給される空気の流速を上昇させることで、流量を小さくしたことによる、オゾン発生効率の低下を補うことができる。
【0084】
上記の各実施形態の構造から明らかなように、前記吸着フィルターの下流かつ前記電極を内蔵する流路の上流における給気部の流路の開口面積に比して、開口面積を小さくした絞り部により、給気部の吸着フィルターの下流における原料空気の流速に比して、流速を上昇させた空気を電極に対して供給することができる。流速を上昇させた空気を電極に供給することにより、オゾンの発生効率を上昇させることができる。
【0085】
上記の各実施形態において示したように、例えば、給気部における吸着フィルターの下流部、電極の上流部に配される絞り部、電極の下流のオゾン発生部と搬送部との接続部分、搬送部における狭窄部のうち少なくとも一つ以上の位置に、傾斜部によるテーパー面を設けることによって、渦の生成等による圧力損失を低減することができる。これらの部分において、流路の内径を傾斜部によって、緩やかに変化させて、圧力損失を低減することにより、例えば、吸着フィルターの体積を増加させることが可能になる。吸着フィルターの体積を増加させると、特に吸着フィルターの厚みが大きくなると、空気が通過する体積が大きくなり圧力損失が生じるが、上述のようにして圧力損失を低減することにより、吸着フィルターの体積の増加による圧力損失を補填することが可能になる。なお、吸着フィルターの体積を増加させることにより、吸着フィルターの交換頻度を少なくすることが可能である。また、例えば、絞り部の開口面積を小さくすると、圧力損失が生じるが、上述のようにして圧力損失を低減することにより、絞り部の開口面積をより小さくし、電極に供給する空気の流速をより上昇させて、よりオゾンの発生効率を上昇させることができる。
【0086】
絞り部と電極との間に距離が空くと、オゾンの発生効率を上昇させる効果が低下する。このため、絞り部は、オゾン発生部を構成する流路における、電極の上流側に設けることが好ましい。また、絞り部は、オゾン発生部を構成する流路の内壁に、凸部を設けることにより、狭窄部を設ける構成とすることが好ましい。この構成によれば、凸部の以外の部分の流路の内径は大きく構成することも可能であり、設計の自由度が高くなる。例えば、凸部以外の部分の流路の内径を大きくすることにより、圧力損失を低下させ、かつ、凸部に気体の流れをより大きく絞って、電極に供給される気体の流速をより大きくすることが可能になる。なお、凸部には、上述の第1段部、又は第2段部などの段部;第1傾斜部、第2傾斜部などの傾斜部が含まれる。凸部には、傾斜部によるテーパー面を設けることが好ましい。
【0087】
凸部を利用することにより、凸部以外の電極を内蔵する流路の内径を大きくすることが可能になる。これにより、流路における圧力損失を低減することが可能になる。上記と同様に、吸着フィルターの体積を増大させることも可能になる。
【0088】
圧力損失を低下させるには、例えば、給気部の開口部の開口面積を100~1000mm2にして、給気部の開口面積を大きくする、給気部において最も流路の開口面積が小さくなる部分の開口面積を500~1500mm2にして、給気部の流路を太くする、オゾン発生部において絞り部を除く流路の開口面積を100~300mm2にしてオゾン発生部の流路の内径を太くする、上述のように傾斜部によるテーパー面を利用して緩やかに流路の内径を変化させる、又は可撓性のチューブを使用せず各部を直接に接続するといった構成により、実現することが可能である。また、搬送部の開口部を110~330mm2にして当該開口部の開口面積を大きくすることによっても、圧力損失を低下させることができる。
【0089】
給気部の開口部における流量は、特に限定されないが、例えば、0.5~5.0L/分にすることができる。給気部の開口部における流量は、0.5~4.0L/分、又は0.5~3.0L/分のように小さくしてもよい。
【0090】
給気部の吸着フィルターの下流部に原料空気の流速は、特に限定されないが、例えば、0.001~0.24m/秒にすることができる。絞り部における空気の流速は、特に限定されないが、例えば、0.2~3.0m/秒にすることができる。
【0091】
絞り部における開口面積は、特に限定されないが、例えば、20~290mm2にすることができる。絞り部における開口面積は、より好ましくは、20~100mm2である。
【0092】
後述する絞りの倍率は、1.2~50倍とすることが好ましく、5~40倍がより好ましい。絞りの倍率は、吸着フィルターの下流かつ前記電極を内蔵する流路の上流における給気部の流路の開口面積(S又はS2)を、絞り部の開口面積で除することにより、求められる。
【0093】
絞り部における開口面積は、給気部の開口部の開口面積、及び給気部において最も流路の開口面積が小さくなる部分の開口面積に比して、小さくなるようにすることが好ましい。例えば、
図8の例では、給気部において最も流路の面積が小さくなる部分は、長孔342の部分である。
【0094】
上記の各実施形態に係るオゾン発生装置では、オゾン発生部の流路と、給気部の流路とは、可撓性を有するチューブを介さずに、直接に接続された形状である。また、上記の各実施形態に係るオゾン発生装置では、オゾン発生部の流路と、前記搬送部とは、可撓性を有するチューブを介さずに、直接に接続された形状である。
【0095】
図23に示したように、吸着フィルター31jを内蔵する給気部3jと、オゾン発生部4jと、搬送部(図示略)とを可撓性を有するチューブ8で接続したオゾン発生装置1jにおいては、前記チューブ8を曲げることで、給気部3j、オゾン発生部4j、及び搬送部(図示略)の位置を、自在に変更することが可能であり、各部のレイアウトをオゾン発生装置の筐体の形状に合わせて、変更することができる。しかし、前記チューブ8を曲げる際に、意図せず前記チューブ8が折れ曲がり、給気部3jから取り込んだ気体の流通が遮断され事故に至る可能性がある。また、前記チューブ8の長さの分だけ流路が長くなり、摩擦抵抗による圧力損失が生じ、電極41aに供給される空気の流量が低下する。
【0096】
上記の各実施形態に係るオゾン発生装置では、可撓性を有するチューブ8を介さずに、給気部とオゾン発生部とを直接に接続し、またオゾン発生部と搬送部とを直接に接続しているので、上記のような問題を解消することができる。
【0097】
例えば、
図1に示したように、給気部3aの長手方向が上下に延在する形状にし、給気部3aの側方にオゾン発生部4aを配置し、給気部3a及びオゾン発生部4aの下方に送風部2を配置し、オゾン発生部4aと送風部2aの側方に、搬送部の長手方向が上下に延在するように配置した形状ことにより、隙間を極力小さくし、省スペースに各部を配置することができる。これによって、オゾン発生装置1aをさらに小型化することが可能になる。給気部3aに内蔵させる吸着フィルター31aの体積を増大させる場合は、オゾン発生部4aの上方に給気部3aが突出するようにしてもよい。上記のオゾン発生装置1aにおいて、送風部2aの空気の流れ方向は横方向であり、給気部3a及びオゾン発生部4aにおける空気の流れ方向は、上から下へ流れ側方に流れるL字形である。
【実施例0098】
図20、及び
図21に示した試験装置を使用して、気体の流量(L/分)と、1時間当たりのオゾンの生成量(mg/時間)との関係を調べた。
【0099】
図20に示した装置は、
図8に示したオゾン発生装置と同様の給気部3bと、
図1に示したオゾン発生部と同様のオゾン発生部4aとを有しており、絞り部6aを備えるものである。オゾン発生部における電極ユニットとしては、オーニット株式会社製のSFG1210を使用した。この電極ユニットは、オゾンを10mg/hの効率で生成するものである。搬送部に替えて、内部が漏斗状にされたブロック71を介して、オゾン発生部4aから排出された気体の流れを絞って、絞った気体をオゾン濃度計72へ流入させた。オゾン濃度計72は、荏原実業株式会社のEG-3000Dを使用した。
図20に示した装置は、
図1に示したのと同様の絞り部6aを備えており、絞り部6aの貫通孔61aの開口面積は、31.142mm
2である。この絞り部を、「絞り部1」と称する。
図20に示した装置は、
図8に示したのと同様の給気部3bを備えており、給気部3bに設けられる複数の貫通孔331の開口面積を合計して原料空気を取り込むための開口部の開口面積を求めた、給気部3bの開口部の開口面積は、213.628mm
2である。また、給気部3bにおいて、最も開口面積が小さくなる部分は、整流部34の長孔342の部分であり、その開口面積S2は674.557mm
2である。
【0100】
上記のオゾン濃度計72は、上流から下流に向けて順に、試料セルと、流量計と、ポンプとを備えている。ポンプによってオゾン発生部4aで発生させたオゾンを含む気体を吸引し、試料セル、及び流量計の順に前記気体を流通させて、排出する。試料セルにおいて、紫外線(253.7nm)の透過量を測定し、次式に基づいて、自動的にオゾン濃度(ppm)を自動的に算出する。
C=K・log(I0/Ix)
ただし、Cはオゾン濃度であり、
kは比例定数であり、
I0は、オゾンを含まない試料、すなわち空気の光透過量であり、
Ixは、オゾンを含む試料の光透過量である。
【0101】
オゾン濃度(ppm)は、次式により、1時間当たりのオゾン発生量(mg/時間)に換算した。
オゾン発生量(mg/時間)=オゾン濃度(ppm)×10-6×計測流量(L/毎分)×60(分)×48(オゾン分子量)÷22.4(1mol)×1000
【0102】
図21に示した装置の給気部3kは、
図8の給気部と基本的な構成は同様であるが、オゾン発生部4kの流路43kに接続される給気部の開口部の内径が、オゾン発生部4kの流路43kの内径にあわせて拡大されている。給気部3kに設けられる複数の貫通孔331の開口面積を合計して求めた、給気部3kの原料空気を取り込むための開口部の開口面積は、213.628mm
2である。オゾン発生部4kの流路43kにおける電極41aの上流における流路43kの開口面積S3は、226.265mm
2である。給気部3kにおいて、最も開口面積が小さくなる部分は、整流部34の長孔342の部分であり、その開口面積S2は674.557mm
2である。当該開口面積S2は、吸着フィルター31aの下流かつ電極41aを内蔵する流路43kの上流における給気部3kの流路32kの開口面積である。流路43kの開口面積S3は、給気部3aの開口面積S2よりも小さく、絞り部を構成する。当該絞り部を以下、「絞り部2」と称する。なお、内部が漏斗状のブロック71kは、オゾン発生部の流路の内径に合せて変更した。オゾン濃度計72は、上記同様の装置を使用した。
【0103】
図20に係る装置の絞り部1の絞りの倍率は、開口面積を基準とすると、674.557÷31.142により、約21.7倍である。
図21に係る装置の絞り部2の絞りの倍率は、674.557÷226.265により、約3倍である。なお、絞りの倍率は、開口面積S2を絞り部の開口面積で除して求めた。
【0104】
以下の条件で、
図20、及び
図21の装置をそれぞれ使用して、気体の流量(L/分)と、1時間当たりのオゾンの生成量(mg/時間)との関係を調べた。なお、「気体の流量」は、上述のオゾン濃度計の試料セルの直後に設けた流量計で測定した流量(L/分)のことであり、オゾン濃度計とオゾン発生部とは気密に接続され、給気部から吸気された空気がオゾン発生部の電極を通過する構成であるため、電極が配置された流路内の流量と同視することができる。
環境温度:22.1℃
湿度:16%RH
空気中の水分量:3.128g/m
3
露点:-4.863℃
【0105】
図20のオゾン発生装置(絞り部1)、及び
図21のオゾン発生装置(絞り部2)について、気体の流量とオゾンの生成量との関係を
図22のグラフに示した。
【0106】
図22のグラフから明らかなように、オゾン発生装置内を流れる気体の流量が大きくなると、それに相関して、1時間当たりのオゾンの生成量、すなわちオゾンの生成効率も増加することがわかった。
【0107】
例えば、オゾン発生装置内を流れる気体の流量を3.0L/分から1.5L/分に減少させた場合、
図21のオゾン発生装置(絞り部2)では、1時間当たりのオゾン発生量は、37%低下する。しかし、流量1.5L/分であっても、絞り部の絞りの倍率により、1時間当たりのオゾンの発生量が異なってくる。
図21の装置ように比較的に絞りの倍率が低いオゾン発生装置では、1時間当たりのオゾン発生量は、流量1.5L/分の場合、10mg程度であるのに対して、
図20のように比較的に絞りの倍率を高くしたオゾン発生装置では、1時間当たりのオゾン発生量は、流量1.5L/分の場合、12mg程度となる。この例では、絞り部の倍率を高くしたことにより、より流速が大きい空気が電極に供給され、1時間当たりのオゾン発生量が14%向上したことがわかる。絞り部を設けなかった場合は、1時間当たりのオゾンの生成量は、
図21の装置よりも、さらに小さくなる。
【0108】
以上のように、オゾン発生装置では、原料空気の流量を低下させたことによるオゾンの発生効率の低下を、絞り部によって向上させることができる。吸引式の装置では原料空気の流量は小さくされているので、原料空気の流量を大きく設定したオゾン発生装置に比して、吸着フィルターの寿命を延ばし、吸着フィルターの交換頻度を少なくすることができる。