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JP7572814B2 - Ozone generator and method for generating ozone - Google Patents

Ozone generator and method for generating ozone Download PDF

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JP7572814B2
JP7572814B2 JP2020144662A JP2020144662A JP7572814B2 JP 7572814 B2 JP7572814 B2 JP 7572814B2 JP 2020144662 A JP2020144662 A JP 2020144662A JP 2020144662 A JP2020144662 A JP 2020144662A JP 7572814 B2 JP7572814 B2 JP 7572814B2
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Description

本発明は、エキシマランプなどを備えたオゾン発生装置に関する。 The present invention relates to an ozone generator equipped with an excimer lamp, etc.

エキシマランプなどを備えたオゾン発生装置では、酸素を含むガスや液体に紫外線を照射することによってオゾンを発生させ、装置外部に放出する。これによって、殺菌、脱臭処理などが行われる。 Ozone generators equipped with excimer lamps generate ozone by irradiating oxygen-containing gas or liquid with ultraviolet light, and release the ozone outside the device. This allows for sterilization, deodorization, and other processes.

オゾンは水分との反応性が高く、湿度(相対湿度)の低い空気に紫外線を照射した方が、湿度の高い空気と比べてオゾン発生効率が高まる。また、発生したオゾンは、湿度が高い環境下ほど早期に分解されて酸素になる。そのため、流路にエキシマランプを配置したオゾン発生装置において、湿度30%以下のガスを流路に送り込むことによって、効果的にオゾンが発生することが知られている(特許文献1参照)。 Ozone is highly reactive with moisture, and irradiating air with low humidity (relative humidity) with ultraviolet light produces ozone more efficiently than irradiating air with high humidity. In addition, the higher the humidity of the environment, the more quickly the generated ozone decomposes into oxygen. For this reason, it is known that in an ozone generator with an excimer lamp arranged in the flow path, ozone can be generated effectively by feeding gas with a humidity of 30% or less into the flow path (see Patent Document 1).

特開2017-43513号公報JP 2017-43513 A

オゾン発生装置は、病室、公共施設など屋内施設で殺菌処理などを行うとき、長時間(数時間単位)使用される場合がある。一般的な屋内環境では平均湿度が高いため、オゾンを含む低湿度のガスを装置から放出し続けると、屋内湿度が低下していく。屋内の湿度低下によってオゾン分解速度が低下すると、屋内環境下で想定以上のオゾン量が発生し、屋内の製品などに悪影響を与える恐れがある。特に、有人環境下では人体への悪影響の考慮によって許容できるオゾン濃度が非常に低く、想定以上のオゾン量発生はその使用を困難にする。 Ozone generators may be used for long periods of time (several hours) when performing sterilization and other processes in indoor facilities such as hospital rooms and public facilities. In general indoor environments, the average humidity is high, so if low-humidity gas containing ozone is continuously released from the device, the indoor humidity will decrease. If the rate of ozone decomposition decreases due to a decrease in indoor humidity, more ozone than expected will be generated in the indoor environment, which may have adverse effects on indoor products. In particular, in manned environments, the acceptable ozone concentration is very low due to consideration of the adverse effects on the human body, and the generation of more ozone than expected makes its use difficult.

したがって、湿度の異なる使用環境下において、外部に影響を与えずにオゾンを発生させるオゾン発生装置を提供することが求められる。 Therefore, there is a need to provide an ozone generator that can generate ozone in environments with different humidity levels without affecting the outside world.

本発明の一態様であるオゾン発生装置は、酸素を含む流体が流れる流路と、紫外線を照射し、流路に配置される光源とを備える。例えば、光源は、波長200nm以下にピーク波長を有する紫外線を放射するエキシマランプで構成することが可能であり、ランプ軸が流体の流れる方向に沿うように配置することができる。例えば、オゾン発生装置は、流体の流れる流路管を備え、また、流路に沿って送風機を備える。 The ozone generator according to one aspect of the present invention comprises a flow path through which a fluid containing oxygen flows, and a light source that irradiates ultraviolet light and is disposed in the flow path. For example, the light source can be an excimer lamp that emits ultraviolet light having a peak wavelength of 200 nm or less, and the lamp axis can be disposed along the direction of the flow of the fluid. For example, the ozone generator comprises a flow path pipe through which the fluid flows, and also comprises a blower disposed along the flow path.

本発明では、オゾン発生装置が、流路の流入口または流入口付近と流出口または流出口付近との相対湿度差が、所定値以下となるように、オゾンを発生させる。「所定値」は、無人環境下、友人環境下など使用環境に応じて定めることが可能であり、例えば、使用環境下の平均湿度、湿度変化の範囲などに基づく。 In the present invention, the ozone generator generates ozone so that the relative humidity difference between the inlet or near the inlet of the flow path and the outlet or near the outlet is equal to or less than a predetermined value. The "predetermined value" can be determined according to the usage environment, such as an unmanned environment or an unattended environment, and is based on, for example, the average humidity in the usage environment, the range of humidity change, etc.

無人環境下での使用などを考慮すると、流路の流入口または流入口付近と流出口または流出口付近との相対湿度差が30%以下となるように、オゾンを発生させればよい。また、有人環境下での使用などを考慮すると、流路の流入口または流入口付近と流出口または流出口付近との相対湿度差が10%以下となるように、オゾンを発生させればよい。 When considering use in an unmanned environment, ozone should be generated so that the relative humidity difference between the inlet or near the inlet and the outlet or near the outlet of the flow path is 30% or less. When considering use in a manned environment, ozone should be generated so that the relative humidity difference between the inlet or near the inlet and the outlet or near the outlet of the flow path is 10% or less.

オゾン発生装置は、流路の構成、流路内での光源の配置構成、光源の点灯制御、または送風機の風量制御などによって、所定値以下となるようにオゾンを発生させることができる。例えば、流体管の管壁とエキシマランプの表面との距離が、紫外線強度比が10%となる紫外線到達距離よりも大きくなるように、流路内で光源を配置することができる。特に、流体管の管壁とエキシマランプの表面との距離が、紫外線到達距離の2倍以上になるように構成すればよい。 The ozone generator can generate ozone at or below a predetermined value by configuring the flow path, arranging the light source in the flow path, controlling the light source on, or controlling the air volume of the blower. For example, the light source can be arranged in the flow path so that the distance between the wall of the fluid pipe and the surface of the excimer lamp is greater than the ultraviolet light reach distance at which the ultraviolet light intensity ratio is 10%. In particular, it is sufficient to configure the distance between the wall of the fluid pipe and the surface of the excimer lamp to be at least twice the ultraviolet light reach distance.

また、オゾン発生装置は、少なくとも流路の流入口または流入口付近の相対湿度を検出する湿度センサを備え、制御部が、湿度センサによって検出される相対湿度に応じて、光源の点灯制御および送風機の風量制御の少なくともいずれか一方を行う構成にすることも可能である。制御部は、検出される相対湿度に応じて、送風機の風量を調整し、あるいは、制御部が、検出される相対湿度に応じて、光源の一時的消灯を行うことが可能である。 The ozone generator may also be configured to include a humidity sensor that detects at least the relative humidity at or near the inlet of the flow path, and the control unit may control at least one of turning on the light source and controlling the air volume of the blower depending on the relative humidity detected by the humidity sensor. The control unit may adjust the air volume of the blower depending on the detected relative humidity, or the control unit may temporarily turn off the light source depending on the detected relative humidity.

また、オゾン発生装置において、上エキシマランプが、ランプ軸が流体の流れる方向に沿うように配置されている場合、エキシマランプより上流側に配置される送風機は、エキシマランプ周囲において、非一様流のガスの流れを形成することができる。 In addition, in an ozone generator, if the upper excimer lamp is positioned so that the lamp axis is aligned with the direction of fluid flow, a blower positioned upstream of the excimer lamp can create a non-uniform gas flow around the excimer lamp.

本発明の一態様であるオゾン発生方法は、酸素を含む流体が流れる流路に対し、ランプ軸が流体の流れ方向に沿うようにエキシマランプを配置し、流路の流入口または流入口付近と流出口または流出口付近との相対湿度差が、所定値以下となるように、オゾンを発生させる。 In one aspect of the present invention, an ozone generation method is to place an excimer lamp in a flow path through which an oxygen-containing fluid flows, with the lamp axis aligned with the direction of the fluid flow, and generate ozone so that the relative humidity difference between the inlet or near the inlet and the outlet or near the outlet of the flow path is equal to or less than a predetermined value.

本発明によれば、オゾン発生装置において、湿度の異なる使用環境下において、外部に影響を与えずにオゾンを発生させることができる。 According to the present invention, an ozone generator can generate ozone in environments with different humidity levels without affecting the outside.

本実施形態であるオゾン発生装置の概略的構成図である。1 is a schematic diagram of an ozone generator according to an embodiment of the present invention; 図1のエキシマランプの周囲を示した概略的構成図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the periphery of the excimer lamp shown in FIG. 1. 制御部によるオゾン発生制御フローを示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a flow of ozone generation control by a control unit.

図1は、本実施形態であるオゾン発生装置の概略的構成図である。 Figure 1 is a schematic diagram of the ozone generator of this embodiment.

オゾン発生装置10は、図示しないケーシング内に、エキシマランプ20、流路管30、送風機40とを備える。エキシマランプ20は、流路管30の一端(以下、流入口という)30Aに流入する酸素を含むガスに対して紫外線を照射し、これによって、オゾンが発生する。オゾンを含むガスは、流路管30の他端(以下、流出口という)30Bから流出して装置外部へ放出され、除菌、殺菌処理などが行われる。 The ozone generator 10 includes an excimer lamp 20, a flow tube 30, and a blower 40 in a casing (not shown). The excimer lamp 20 irradiates oxygen-containing gas flowing into one end 30A of the flow tube 30 with ultraviolet light, thereby generating ozone. The ozone-containing gas flows out from the other end 30B of the flow tube 30 (hereinafter referred to as the outlet) and is released outside the device, where it is subjected to sterilization, disinfection, and other processes.

エキシマランプ20は、そのランプ軸Eがガスの流れる方向に沿うように、流路管30に対して同軸的に配置されている。エキシマランプ20は、ここでは例えば、172nmにピーク波長を有する紫外線を放射する。 The excimer lamp 20 is arranged coaxially with the flow tube 30 so that its lamp axis E is aligned with the direction of gas flow. The excimer lamp 20 emits ultraviolet light having a peak wavelength of, for example, 172 nm.

流路管30の流入口30Aには、軸流ファン形式の送風機40が流路管30に対して同軸的に配置されている。また、流路管30の流入口30A、流出口30B付近は、湿度センサ60が、湿度センサ70がそれぞれ設けられている。湿度センサ60、湿度センサ70は、相対湿度を検出する。 An axial fan type blower 40 is arranged coaxially with the flow pipe 30 at the inlet 30A of the flow pipe 30. In addition, a humidity sensor 60 and a humidity sensor 70 are provided near the inlet 30A and the outlet 30B of the flow pipe 30, respectively. The humidity sensor 60 and the humidity sensor 70 detect the relative humidity.

制御部50は、オゾン発生装置10におけるオゾン発生動作を制御し、作業者の入力操作に応じてエキシマランプ20の点灯、送風機40の運転を行うことで、オゾンを発生させる。それとともに、外気湿度の流入ガスに対する流出ガスの湿度変化を抑制するため、流入口30A付近の湿度と流出口30B付近の相対湿度との差が、所定値(%)以下となるように、オゾンを発生させる。具体的には、湿度センサ60、70から送られてくる相対湿度のデータに応じて、エキシマランプ20の点灯/消灯の切り替え、送風機40の風量調整などを実行する。 The control unit 50 controls the ozone generation operation in the ozone generator 10, and generates ozone by turning on the excimer lamp 20 and operating the blower 40 in response to input operations by the operator. At the same time, in order to suppress humidity changes in the outflow gas relative to the inflow gas with outside air humidity, ozone is generated so that the difference in humidity between the inlet 30A and the outlet 30B is equal to or less than a predetermined value (%). Specifically, the excimer lamp 20 is switched on/off and the air volume of the blower 40 is adjusted in response to the relative humidity data sent from the humidity sensors 60 and 70.

相対湿度差の許容範囲については、装置の使用環境に応じて定めればよい。屋内の外気の湿度が30%を下回るとオゾンの分解速度が顕著に減少すること、無人環境下で使用する場合、人への直接的影響がなく、一般的な屋内の外気の相対湿度が60%程度であることや、外気湿度がある程度コントロールされているなどの事情に基づき、相対湿度差が30%以下となるように、オゾンを発生させればよい。このように相対湿度差に制御することで、相対湿度の低下によりオゾンが過剰に生じることを抑制できる。 The allowable range of the relative humidity difference can be determined according to the environment in which the device is used. The decomposition rate of ozone drops significantly when the humidity of the outdoor air indoors falls below 30%, and when used in an unmanned environment, there is no direct impact on people, the relative humidity of the outdoor air indoors is generally around 60%, and the outdoor air humidity is controlled to a certain extent. Based on these factors, ozone can be generated so that the relative humidity difference is 30% or less. By controlling the relative humidity difference in this way, it is possible to prevent excessive ozone from being generated due to a drop in relative humidity.

有人環境下での使用の場合、人体への影響を考慮して空間のオゾン濃度を0.1ppm以下にする必要があること、一般な屋内(40畳以下)ではオゾンの発生量は10mg/h以下のオゾン発生量とすることが求められ、特に日中を通じてオゾンを発生させる場合は低濃度のオゾン発生装置(オゾン発生量が5mg/h以下のオゾン発生装置)が用いられること、一日を通じて屋内湿度が40~90%の範囲で変化することなどを考慮し、相対湿度差が10%以下となるように、オゾンを発生させればよい。より好ましくは、5%以下となるようにするのがよい。このように相対湿度差を制御することで外気への影響を可能な限り抑制し、オゾン濃度がごくわずかしか許容されない空間においても、オゾン発生装置10を連続的に長時間使用することができる。 When used in a manned environment, the ozone concentration in the space must be kept below 0.1 ppm in consideration of the effects on the human body; in a typical indoor space (40 tatami mats or less), the amount of ozone generated must be 10 mg/h or less, and when generating ozone throughout the day, a low-concentration ozone generator (an ozone generator generating 5 mg/h or less) is used; and indoor humidity varies within a range of 40-90% throughout the day. Taking these factors into consideration, ozone should be generated so that the relative humidity difference is 10% or less. More preferably, it should be 5% or less. By controlling the relative humidity difference in this way, the effects on the outside air can be suppressed as much as possible, and the ozone generator 10 can be used continuously for long periods of time even in spaces where only a very low ozone concentration is permitted.

図2は、図1のエキシマランプ20の周囲を示した概略的構成図である。 Figure 2 is a schematic diagram showing the surroundings of the excimer lamp 20 in Figure 1.

エキシマランプ20の表面20Sから流路管30の管壁30Sまでの距離Dは、エキシマランプ20から放射される紫外線の紫外線強度比に基づいて定められている。紫外線強度比は、紫外線が進行するにつれて減衰するときの紫外線到達地点における減衰比として表される。 The distance D from the surface 20S of the excimer lamp 20 to the tube wall 30S of the flow path tube 30 is determined based on the ultraviolet intensity ratio of the ultraviolet rays emitted from the excimer lamp 20. The ultraviolet intensity ratio is expressed as the attenuation ratio at the point where the ultraviolet rays reach when they attenuate as they travel.

ここでは、エキシマランプ20の表面20Sから紫外線強度比が10%となる距離dよりも距離Dが大きくなるように、流路管30の内径Rが定められている。例えば、172nmの紫外線を放射するエキシマランプ20に対し、距離Dが距離dの2倍以上となるように、内径Rを定めることができる。この場合、エキシマランプ20の表面20S付近でオゾンが発生する一方、流路管30の管壁30S付近でオゾンがほとんど発生しない。 Here, the inner diameter R of the flow path tube 30 is determined so that the distance D is greater than the distance d at which the ultraviolet ray intensity ratio from the surface 20S of the excimer lamp 20 becomes 10%. For example, for an excimer lamp 20 that emits ultraviolet rays of 172 nm, the inner diameter R can be determined so that the distance D is at least twice the distance d. In this case, ozone is generated near the surface 20S of the excimer lamp 20, while almost no ozone is generated near the tube wall 30S of the flow path tube 30.

また、エキシマランプ20の表面20S付近では、エキシマランプ20の点灯中、温度上昇に伴って相対湿度が低下する。一方、エキシマランプ20の表面20Sから離れた流路管30の管壁30S付近では、温度上昇の影響を受けにくく、湿度は維持される。 In addition, near the surface 20S of the excimer lamp 20, the relative humidity decreases as the temperature rises while the excimer lamp 20 is on. On the other hand, near the tube wall 30S of the flow path tube 30, which is away from the surface 20S of the excimer lamp 20, the humidity is maintained as it is less affected by the temperature rise.

エキシマランプ20の上流側に配置された送風機40は、流路管30内において非一様流のガスの流れを形成する。時間平均で流路方向の速度を表すことができない複雑な流れの状態を形成し、また、旋回流などの流れをエキシマランプ20の周囲に形成する。ちなみに、図1の矢印は、流路管30の上流側から下流側への流れを単に示しているだけである。 The blower 40, located upstream of the excimer lamp 20, creates a non-uniform gas flow in the flow tube 30. It creates a complex flow state in which the velocity in the flow direction cannot be expressed as a time average, and also creates a flow such as a swirling flow around the excimer lamp 20. Incidentally, the arrows in Figure 1 simply indicate the flow from the upstream side to the downstream side of the flow tube 30.

そのため、エキシマランプ20の周囲では、エキシマランプ20の表面20S付近と流路管30の管壁30S付近のガスが混合しながら通過し、結果的に、オゾン発生量および相対湿度に偏りがない均質なガスが流出口30Bから流出する。 As a result, around the excimer lamp 20, the gas near the surface 20S of the excimer lamp 20 and the gas near the tube wall 30S of the flow path tube 30 mix as they pass through, resulting in homogeneous gas with no bias in the amount of ozone generated and relative humidity flowing out from the outlet 30B.

このようなエキシマランプ20の流路管30に対する距離および非一様な流れの形成によって、エキシマランプ20の点灯の影響による湿度低下でオゾン含有量が多い一部のガスが装置外へそのまま放出されることが抑制される。そして、例えばオゾン発生量を増やすために、エキシマランプ20の点灯電力を増加させ、紫外線放射量の増加およびエキシマランプ20の表面20S付近の湿度を低下させても、流出するガスの相対湿度が過剰に低下することを抑制できる。 Due to the distance of the excimer lamp 20 from the flow path tube 30 and the formation of a non-uniform flow, it is possible to prevent some gas with a high ozone content from being directly discharged outside the device due to a decrease in humidity caused by the lighting of the excimer lamp 20. Even if the lighting power of the excimer lamp 20 is increased to increase the amount of ozone generated, thereby increasing the amount of ultraviolet radiation and decreasing the humidity near the surface 20S of the excimer lamp 20, it is possible to prevent the relative humidity of the outflowing gas from decreasing excessively.

さらにオゾン発生装置10は、エキシマランプ20の一時的消灯および送風機40の風量調整によって、相対湿度差が許容範囲を超えないようにオゾンを発生させる。 Furthermore, the ozone generator 10 generates ozone by temporarily turning off the excimer lamp 20 and adjusting the air volume of the blower 40 so that the relative humidity difference does not exceed the allowable range.

図3は、制御部50によるオゾン発生制御フローを示した図である。ここでは、定められた時間間隔で処理が実行される。 Figure 3 shows the flow of ozone generation control by the control unit 50. Here, processing is performed at set time intervals.

流路管30の流入口30A付近に設置された湿度センサ60と流出口30B付近に設置された湿度センサ70によってそれぞれ検出される相対湿度に基づき、相対湿度差が求められる(S101)。そして、相対湿度差が所定値(%)以下であるか否かが判断される(S102)。例えば、無人環境下で30%、有人環境下で10%または5%が、所定値として設定される。 The relative humidity difference is calculated based on the relative humidity detected by the humidity sensor 60 installed near the inlet 30A of the flow pipe 30 and the humidity sensor 70 installed near the outlet 30B (S101). Then, it is determined whether the relative humidity difference is equal to or less than a predetermined value (%) (S102). For example, the predetermined value is set to 30% in an unmanned environment, and 10% or 5% in a manned environment.

相対湿度差が所定値以下の場合、送風機40の動作、エキシマランプ20の点灯がそのまま維持される。一方、相対湿度差が所定値を超える場合、エキシマランプ20を一定期間消灯させるとともに、送風機40の風量を所定量だけ上げる(S103)。 If the relative humidity difference is equal to or less than the predetermined value, the operation of the blower 40 and the illumination of the excimer lamp 20 are maintained. On the other hand, if the relative humidity difference exceeds the predetermined value, the excimer lamp 20 is turned off for a certain period of time, and the air volume of the blower 40 is increased by a predetermined amount (S103).

エキシマランプ20の一時的消灯によって、エキシマランプ20の表面20S付近で温度上昇が抑えられ、それに伴って相対湿度低下が抑制される。また、流路管30内での風量増加によって相対湿度低下が抑制される。なお、エキシマランプ20の点灯/消灯制御のみ実行することも可能であり、また、送風機40の風量制御のみを実行するようにしてもよい。 By temporarily turning off the excimer lamp 20, the temperature rise near the surface 20S of the excimer lamp 20 is suppressed, and the decrease in relative humidity is suppressed accordingly. In addition, the decrease in relative humidity is suppressed by increasing the air volume in the flow path pipe 30. It is also possible to only execute the on/off control of the excimer lamp 20, or to only execute the air volume control of the blower 40.

流入口30A、流出口30Bの相対湿度を正確に測るため、流入口30A、流出口30Bに湿度センサを設けてもよく、あるいは、流入口30Aよりも上流側、流出口30Bよりも下流側に湿度センサを設けてもよい。 To accurately measure the relative humidity at the inlet 30A and outlet 30B, humidity sensors may be provided at the inlet 30A and outlet 30B, or a humidity sensor may be provided upstream of the inlet 30A and downstream of the outlet 30B.

上述したオゾン発生の制御フローでは、流入口30A付近および流出口30B付近の相対湿度をそれぞれリアルタイムで測定しているが、流入口30A付近の湿度のみを検出してもよい。例えば、あらかじめ、計測実験やシミュレーションによって、エキシマランプ20の点灯時間、送風機40の風量、流路管30のサイズ、エキシマランプ20のサイズおよび配置箇所などを変えながら、流入口30Aおよび流出口30Bの相対湿度を計測し、流入口の相対湿度と相対湿度差との関係性を表すデータをメモリなどに記憶させればよい。 In the above-described control flow for ozone generation, the relative humidity near the inlet 30A and the outlet 30B are measured in real time, but it is also possible to detect only the humidity near the inlet 30A. For example, the relative humidity at the inlet 30A and the outlet 30B can be measured in advance by measurement experiments or simulations while changing the lighting time of the excimer lamp 20, the air volume of the blower 40, the size of the flow path tube 30, the size and placement location of the excimer lamp 20, etc., and data showing the relationship between the relative humidity at the inlet and the relative humidity difference can be stored in a memory or the like.

制御部50は、メモリに記憶されているデータに基づいて、流入口30A付近で検出される相対湿度から相対湿度差を推定することができる。また、流入口30A付近のみ湿度センサを設けることにより、発生したオゾンによるセンサ破損、誤作動を防ぐことができる。 The control unit 50 can estimate the relative humidity difference from the relative humidity detected near the inlet 30A based on the data stored in the memory. In addition, by providing a humidity sensor only near the inlet 30A, damage to the sensor and malfunction due to the generated ozone can be prevented.

一方、エキシマランプ20の点灯開始からの時間経過と相対湿度差の変化との関係性を実験などで取得することによって、フィードバック制御ではなくフィードフォワード制御によるオゾン発生制御を行ってもよい。例えば、相対湿度差が所定値を超える前に、エキシマランプ20を定期的に消灯させることが可能である。また、送風機40に対し、定期的に所定期間だけ風量を増加させる制御を行ってもよい。 On the other hand, ozone generation control may be performed using feedforward control rather than feedback control by obtaining the relationship between the time elapsed since the excimer lamp 20 started to be turned on and the change in the relative humidity difference through experiments, etc. For example, it is possible to periodically turn off the excimer lamp 20 before the relative humidity difference exceeds a predetermined value. In addition, the blower 40 may be controlled to periodically increase the air volume for a predetermined period of time.

装置やエキシマランプ20の大きさや形状、必要とされるオゾン発生量等によっては、流路管30の管壁30Sとエキシマランプ20の表面20Sとの距離を十分長く確保することが難しい。その場合、エキシマランプ20の消灯および/または送風機40の風量調整によって、相対湿度差を抑制したオゾン発生制御を実行すればよい。エキシマランプ20を、ランプ軸が流路管30の軸に沿うように配置しない構成も可能である。 Depending on the size and shape of the device and excimer lamp 20, the amount of ozone required to be generated, etc., it may be difficult to ensure a sufficiently long distance between the tube wall 30S of the flow path tube 30 and the surface 20S of the excimer lamp 20. In such cases, ozone generation control that suppresses the relative humidity difference can be performed by turning off the excimer lamp 20 and/or adjusting the air volume of the blower 40. It is also possible to configure the excimer lamp 20 so that the lamp axis is not aligned with the axis of the flow path tube 30.

エキシマランプ20の表面20Sと流路管30の管壁30Sとの距離Dは、紫外線強度比に応じた到達距離dに応じて定めているが、装置サイズ、流路管サイズの制限などの事情により、距離Dを短くする構成も可能であり、送風機40によってガスの非一様な流れを意図的に形成しなくてもよい。また、ランプ軸が流路管30の管軸に沿わない構成にすることも可能である。送風機40については、エキシマランプ20より下流側、あるいは流路管30から離れた位置に配置することもできる。 The distance D between the surface 20S of the excimer lamp 20 and the tube wall 30S of the flow path tube 30 is determined according to the reach distance d corresponding to the ultraviolet light intensity ratio, but it is possible to configure the distance D to be shorter due to restrictions on the device size and flow path tube size, and it is not necessary to intentionally create a non-uniform gas flow using the blower 40. It is also possible to configure the lamp axis not to be aligned with the tube axis of the flow path tube 30. The blower 40 can also be placed downstream of the excimer lamp 20 or away from the flow path tube 30.

エキシマランプ20の代わりに、紫外線を放射する他の光源(LEDなど)を用いてもよい。この場合、発光強度を変更することによって、相対湿度差を抑制したオゾン発生を行うことができる。また、紫外線の波長は、用途などに応じて適宜定めることができる。流路管30内には、気体など酸素を含むガスだけでなく、粒や粉体あるいは液体などが含まれる混相流を供給することも可能である。 Instead of the excimer lamp 20, other light sources (such as LEDs) that emit ultraviolet light may be used. In this case, by changing the emission intensity, ozone can be generated with relative humidity differences suppressed. The wavelength of the ultraviolet light can be appropriately determined depending on the application. It is also possible to supply a multiphase flow that contains not only gas such as oxygen, but also particles, powder, or liquid, into the flow tube 30.

以上説明したように、本実施形態のオゾン発生装置10では、流路管30の流入口30A付近の相対湿度と、流出口30B付近の相対湿度との間での相対湿度差が許容範囲内に収まるように、オゾン発生制御を行う。装置外部へ放出されるガスの湿度が外気湿度と大きく相違しないようにオゾンを発生させることで、想定を超えたオゾン発生を抑制することができる。特に多湿環境下において、その効果が顕著になる。 As described above, in the ozone generator 10 of this embodiment, ozone generation is controlled so that the relative humidity difference between the relative humidity near the inlet 30A of the flow path pipe 30 and the relative humidity near the outlet 30B falls within an allowable range. By generating ozone so that the humidity of the gas released outside the device does not differ significantly from the outside air humidity, it is possible to suppress the generation of ozone that exceeds expectations. This effect is particularly noticeable in humid environments.

10 オゾン発生装置
20 エキシマランプ(光源)
30 流路管
40 送風機
50 制御部
60、70 湿度センサ
10 Ozone generator 20 Excimer lamp (light source)
30 Flow path pipe 40 Blower 50 Control unit 60, 70 Humidity sensor

Claims (10)

酸素を含む流体が流れる流路と、
紫外線を照射し、前記流路に配置される光源と、
前記流路に沿って設けられる送風機と、
前記流路の流入口または流入口付近および流出口または流出口付近の相対湿度を検出する湿度センサと、
前記流路の流入口または流入口付近と流出口または流出口付近との相対湿度差が、所定値以下となるように、前記湿度センサによって検出される相対湿度に応じて、前記光源の点灯制御および前記送風機の風量制御の少なくともいずれか一方を行う制御部と
を備えることを特徴とするオゾン発生装置。
A flow path through which a fluid containing oxygen flows;
A light source that irradiates ultraviolet light and is disposed in the flow path;
A blower provided along the flow path;
a humidity sensor for detecting a relative humidity at an inlet or in the vicinity of the inlet and at an outlet or in the vicinity of the outlet of the flow path;
a control unit that performs at least one of turning on the light source and controlling the air volume of the blower in response to the relative humidity detected by the humidity sensor so that a relative humidity difference between an inlet or the vicinity of the inlet and an outlet or the vicinity of the outlet of the flow path is equal to or less than a predetermined value.
前記流路の流入口または流入口付近と流出口または流出口付近との相対湿度差が30%以下となるように、オゾンを発生させることを特徴とする請求項1に記載のオゾン発生装置。 The ozone generator according to claim 1, characterized in that ozone is generated so that the relative humidity difference between the inlet or near the inlet and the outlet or near the outlet of the flow path is 30% or less. 前記流路の流入口または流入口付近と流出口または流出口付近との相対湿度差が10%以下となるように、オゾンを発生させることを特徴とする請求項1または2に記載のオゾン発生装置。 The ozone generator according to claim 1 or 2, characterized in that ozone is generated so that the relative humidity difference between the inlet or the vicinity of the inlet and the outlet or the vicinity of the outlet of the flow path is 10% or less. 前記光源が、波長172nmにピーク波長を有する紫外線を放射するエキシマランプであって、
前記流路を形成する流体管をさらに備え、
前記流体管の管壁と前記エキシマランプの表面との距離が、紫外線強度比が10%となる紫外線到達距離よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のオゾン発生装置。
The light source is an excimer lamp that emits ultraviolet light having a peak wavelength of 172 nm,
A fluid conduit is further provided to define the flow path.
4. The ozone generator according to claim 1, wherein the distance between the wall of the fluid pipe and the surface of the excimer lamp is greater than the ultraviolet light reachable distance at which the ultraviolet light intensity ratio is 10%.
前記流体管の管壁と前記エキシマランプの表面との距離が、前記紫外線到達距離の2倍以上であることを特徴とする請求項4に記載のオゾン発生装置。 The ozone generator according to claim 4, characterized in that the distance between the wall of the fluid pipe and the surface of the excimer lamp is at least twice the reachable distance of the ultraviolet light. 前記エキシマランプが、ランプ軸が流体の流れる方向に沿うように配置され、
前記流路内で前記エキシマランプより上流側に配置される送風機をさらに備え、
前記送風機が、前記エキシマランプ周囲において、非一様流のガスの流れを形成することを特徴とする請求項4または5のいずれかに記載のオゾン発生装置。
The excimer lamp is disposed so that the lamp axis is aligned with the direction of the fluid flow;
a blower disposed in the flow path upstream of the excimer lamp,
6. The ozone generating device according to claim 4, wherein the blower forms a non-uniform gas flow around the excimer lamp.
酸素を含む流体が流れる流路と、
紫外線を照射し、前記流路に配置される光源と、
前記流路に沿って設けられる送風機と、
少なくとも前記流路の流入口または流入口付近の相対湿度を検出する湿度センサと、
前記流路の流入口または流入口付近と流出口または流出口付近との相対湿度差が、所定値以下となるように、前記湿度センサによって検出される相対湿度に応じて、前記光源の点灯制御および前記送風機の風量制御の少なくともいずれか一方を行う制御部と
を備えることを特徴とするオゾン発生装置。
A flow path through which a fluid containing oxygen flows;
A light source that irradiates ultraviolet light and is disposed in the flow path;
A blower provided along the flow path;
a humidity sensor for detecting a relative humidity at least at an inlet of the flow path or near the inlet;
a control unit that performs at least one of turning on the light source and controlling the air volume of the blower in response to the relative humidity detected by the humidity sensor so that a relative humidity difference between an inlet or the vicinity of the inlet and an outlet or the vicinity of the outlet of the flow path is equal to or less than a predetermined value.
前記制御部が、検出される相対湿度に応じて、前記送風機の風量を調整することを特徴とする請求項7に記載のオゾン発生装置。 The ozone generator according to claim 7, characterized in that the control unit adjusts the air volume of the blower according to the detected relative humidity. 前記制御部が、検出される相対湿度に応じて、前記光源の一時的消灯を行うことを特徴とする請求項7または8に記載のオゾン発生装置。 The ozone generator according to claim 7 or 8, characterized in that the control unit temporarily turns off the light source depending on the detected relative humidity. 酸素を含む流体が流れる流路に対し、ランプ軸が流体の流れ方向に沿うようにエキシマランプを配置し、
前記流路に沿って、送風機を配置し、
少なくとも前記流路の流入口または流出口付近の相対湿度を検出する湿度センサを配置し、
制御部において、前記流路の流入口または流入口付近と流出口または流出口付近との相対湿度差が、所定値以下であるか否かを判断し、所定値を超える場合、前記エキシマランプの点灯制御および前記送風機の風量制御の少なくともいずれか一方を行うことを特徴とするオゾン発生方法。
An excimer lamp is disposed in a flow path through which a fluid containing oxygen flows, with the lamp axis being aligned along the direction of the flow of the fluid;
A blower is disposed along the flow path;
A humidity sensor is disposed to detect the relative humidity at least near the inlet or outlet of the flow path;
a control unit that determines whether a relative humidity difference between an inlet or the vicinity of the inlet of the flow path and an outlet or the vicinity of the outlet is equal to or less than a predetermined value, and if the difference exceeds the predetermined value, performs at least one of controlling the lighting of the excimer lamp and controlling the air volume of the blower.
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