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公開番号2025068883
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2023178972
出願日2023-10-17
発明の名称オゾン発生装置
出願人個人,日研輝工株式会社,大分精密工業株式会社
代理人
主分類C01B 13/11 20060101AFI20250422BHJP(無機化学)
要約【課題】低濃度のオゾンを発生して、オゾン混入による室内健康環境管理、等々の優れた利用効果を呈するオゾン発生装置の製造方法を提供する。
【解決手段】石英管パイプ式放電管(200)の石英パイプ(202)に高周波電源(21)から高周波電流を供給すると共にAirポンプ(22)からAirを供給してオゾンガスを発生させるオゾン発生装置であって、
前記石英管パイプ式放電管の石英パイプの外表面に、予めW又はMo又はZr又はNbのいずれか一つと、及びTi又はCr又はNiのいずれか一つとの二種類の金属を蒸着コーティングし、
更に前記石英管パイプの内表面に、硼酸と塩化銅の粉体フラックスを融解焼付けコーティングし、
この前記蒸着コーティング及び前記融解焼付けコーティングした前記石英パイプの空気導入側にエゼクター(203)を接続し、出側にネオジ磁石(204)を配置した磁石室(205)を接続したことを特徴とするオゾン発生装置
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
AIPのターゲットにＷやＭｏなどの難融金属を同時発射して、Ｃｒ+Ｗ、Ｔｉ+Ｗ、Ｃｒ＋Ｍｏ、Ｔｉ＋Ｍｏ、と二種類の異種の蒸発・イオン化金属を同時にコーティングした石英パイプ、又は硼酸と塩化銅を各粉体で所定比配合したフラックス状にし、このフラックス上に石英パイプを対流方式でmax700℃を保持して融解焼付けしてSiO
2
＋H
3
BO
3
+CuCl
2
の化学鍍金を施した石英パイプを用いたことを特徴とするオゾン発生装置の石英パイプ式放電管。
続きを表示（約 170 文字）【請求項２】
前記石英パイプ式放電管は、空気吸入側をエゼクター203方式にして入口airを増しＯ
３
の発生量も増し、出側は一次空気を受け止める合計9000～9800Ｇのネオジ磁石204配置してＯ
３
の分解を遅くした磁場室205を設置したことを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置の石英パイプ式放電管。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン発生装置の石英パイプ式放電管に関するものである。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
オゾン発生放電管に金属イオンを付着させて連続雷を落とす方法として、AIP法（：真空中のアーク放電によってターゲット金属を蒸発・イオン化させて、母材に薄膜をコーティングする技術）による鍍金と琺瑯方式のフラックスにて焼付法にて石英パイプに金属イオンを溶着させる方法がある。
従来の技術は、石英パイプに100％金属イオンは付けていない。空気は非常に電気を通さない。一般にオゾンは積乱雲中で生まれる。数万ボルト（数百万ボルト～数千万ボルト）であり一般の大気中の雷は室中で放電し地上に達する。これと同じことを石英ガラス管の中で作ることによってオゾンＯ
３
が発生する。
【０００３】
雷は仮に３本の木が高さ20ｍ、10ｍ、5ｍとあったとすると、雷はまず20ｍの木に落ちる。
外径15ｍｍ×内径13ｍｍ×長50ｍｍの短管の中で連続的にこの凸凹の落差を作らない限り絶縁体の空気の中でコロナ放電を発生させることは非常に高い高周波電源が必要になる。かと言って石英（SiO
2
）は非常にエッチングも困難であるHF（弗素）に３０分浸してもμｍ単位の薄厚も無理である。王水（硫酸-1）（塩酸-3）を作って実験したが発明者らが思う凸凹は生まれなかった。王水＋クロム酸、王水+佛酸、王水+三価鉄などの実験結果も凸凹1/100も不可能で限界であった。（金属イオン付着の為のアンカー効果のためにエッチングが必要であった。）
【０００４】
石英パイプに硝子ビーズ噴射のエッチングで凹凸は作れるため、焼付フラックス（一種の琺瑯）は100％密着した。CuBF
4
コーティング後800℃でも焼付はCuBF
4
＋H
2
BＯ
３
は100％成功したが、テトラフルオロ硼酸銅（Cu+BF
4
）2：45％溶液が凹凸に100％付着するが単品では焼付かない。（CH
3
)
2
N-C-N(CH
3
)
2
化合体にしないと焼付は出来なかった。
【０００５】
本発明者は特許第6111385号にてガラス鍍金方法を開発した為、並みの技術では不可能と思われた。そこでまず高価な塩化パラジウム（PdC
l2
）、（TRC
l2
）、（PtC
l2
）等を使わないことにした。ガラスピーズエッチングにて数μｍ単位で表面内面の凹凸が作れるためである。還元剤無しで考えたのは、焼付と言う鍍金と違う為である。650～800℃の琺瑯の世界であり、電気伝導率をupするにはギリギリNiイオン迄である。CuCl
2
、Cu(BF
4
)
2
、CuCO
3
と確実に銅イオンを入れる必要は沿岸放電を低い電圧にて起こす為である。一般の銀鑞フラックス、KHF
2
、KBF
4
、H
2
BO
3
、Na
2
B
4
O
4
、KF、NaFとの組み合わせから入ったが単純に言うと鑞付と琺瑯は温度もフラックスも似ているが混合すればするほど密着性が悪かった。SiO
2
は弗化物、塩化物のフラックスが入ると受け付けなかった。
【０００６】
SiO
2
+H
3
BO
3
のみ受け付けると言う発見であった
H
3
BO
3
は180～800℃迄フラックスとしての酸化を守る。その為H+Oは分解して蒸発してしまい残ったBのみがSiO
2
+Bの化合ガラスになる為である。CuCl
2
、Cu(BF
4
)
2
のみ銅色カラーを示した。発明者らは鍍金から離れることが出来ず通常の化学鍍金では高価なPdCl
2
を使ってもSiO
2
には鍍金が不可能であった。
高温炉中にSUS304の容器の中にMAX800℃迄は酸素は入ってこなく、SUS304容器が高温酸化にてO
2
を喰うため（B）が残る。Bは融点2076℃、沸点4000℃、と単体は600～800℃と反応は不可能であるがカーケンドル効果にSiO
2
+Bのガラスが作られる。この時金属イオンのCuイオンが付着することが判明した。
【０００７】
100％硼珪酸ガラスは熱膨張率は3×10
-6
/Kと通常のガラスの1/3のため熱衝撃にも強い。何回も水令、加熱を繰り返しても割れ無いという利点があるが、100％石英ガラス中に超微量のBが入る為鍍金が可能となるのだろうと思うが、放電率をupするためであり、外径15ｍｍ×内径13ｍｍ×長50ｍｍの表面に0.5μｍ程度と思う。600～800℃にての焼付は琺瑯と言える。
そこで従来特許文献で紹介されている技術を紹介する。
【０００８】
特許文献１の装置は日本の大手メーカの大出力オゾン発生装置である。この装置は全部水冷方式である。水道水の殺菌用はairの代わりに純酸素を使用して一瞬に多量のオゾンを発生させて、注入殺菌のため使用するものは食品工場など10
9
ｍ
3
と大きな建物一体を夜間に殺菌する。0.1～0.5ppmの人体ギリギリ、ゴキブリ、ネズミ対策として1ppm～5ppm処理する為本発明のように病院大室でも85ｍ3である空冷式で0.01～0.03 ｐｐｍ内に入るように設計のため全部空冷方式である。（建屋容積÷2.14＝xｐｐｍが基本である。）
【０００９】
特許文献２の装置は、オゾン発生電極の放電空隙間の冷却を向上させるため高圧電極側の水冷化と誘電体冷却が同時に可能となるため発熱を抑えることを可能にしたものである。
本発明は空冷方式である
【００１０】
特許文献３のオゾン発生器は、石英パイプの内外に通電Airの絶縁体を被せてコロナ放電にてmax1000ｇ/ｈ程度で5ppm以内の小型オゾン発生器であるが、外側パイプに金属イオン鍍金をし更に800～1000メッシュの銅の金網を巻き付けて（+）陽極の空冷式オゾン発生器である。超大型とすると10000～50000PPM/ｈとなり装置全体を水冷しなければならない。
本発明はmax5ppm以内の装置である（16時間半減を常に計算に入れている）
（【００１１】以降は省略されています）

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