JP2017160068A - オゾン発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺の電極の全体にわたって撓みを抑制し放電ギャップ厚みを所定の値できるシンプルな構造のオゾン発生装置を提供する。【解決手段】オゾン発生装置は、容器と、容器の内部で軸方向に間隔を空けて設けられた複数の端板と、容器に形成されて複数の端板と容器の内壁とで囲まれた領域に冷却媒体を供給する冷却媒体供給部と、容器に形成されて領域から冷却媒体を排出する冷却媒体排出部と、複数の端板に両端部が接続されて領域内に支持された筒状の第一電極と、延在部を有し、第一電極の筒状の内壁面との間に放電ギャップをあけた状態で配置された第二電極と、第一電極と第二電極との間に介在され第一電極の軸方向が鉛直方向に向けられた状態で第二電極の軸方向の下端部を支持する第一位置決め部材と、第一電極と第二電極との間に介在され、第一電極の軸方向が鉛直方向に向けられた状態で放電ギャップを所定値に保つ第二位置決め部材と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、オゾン発生装置に関する。

従来、誘導体で構成された筒状の誘導体部材の内周面に設けられた電極と、誘導体部材との間に所定の放電ギャップをあけて誘導体部材を囲むように配置された電極とを備えたオゾン発生装置がある。このオゾン発生装置では、誘電体部材側の第二電極と、誘電体部材を囲む第一電極との間に誘電体バリア放電（無声放電）を行い、第一電極と誘電体部材との間を通過する原料ガスからオゾンを発生させる。この種のオゾン発生装置の場合、第一電極の中心および第二電極の中心に対して放電ギャップが同心円状に形成されることでオゾンの発生効率（放電に使用する単位電力あたりのオゾン発生量（オゾン収率））を担保している。

ところで、上述したようなオゾン発生装置は、メンテナンスの際には、容器に形成された鏡板（蓋）を開けて内部の第一電極や第二電極の点検やクリーニングを行うことになる。このようなメンテナンスを効率的に行うために、オゾン発生装置の容器は水平設置されている場合が多い。つまり、容器の内部に収納された第一電極や第二電極の中心軸が水平となるように設置される構造になっている。この場合、第一電極の内部で放電ギャップを介して配置されている第二電極が自重により鉛直方向に垂れ下がってしまう場合があった。つまり、第一電極の中心軸に一致していた第二電極の中心軸が鉛直方向に撓んでしまうことで放電ギャップの厚みが不均一になる傾向があった。そのため、水平設置されたオゾン発生装置の放電ギャップ厚みを所定の値に維持するための構造が提案されている。例えば支持突起等を設けて、水平姿勢の第二電極が撓むことを抑制する構造が提案されている。

特開２０１４−３４５０１号公報

オゾン発生装置の放電ギャップ厚みを所定の値に維持する場合、長尺の電極の全体にわたって撓みを抑制する必要があるが、よりシンプルな構造で放電ギャップの均一化ができれば、製造工程の簡略化や製造コストの削減に寄与できて有用である。

実施形態にかかるオゾン発生装置は、容器と、複数の端板と、冷却媒体供給部と、冷却媒体排出部と、第一電極と、第二電極と、第一位置決め部材と、第二位置決め部材と、を備える。複数の端板は、容器の内部で軸方向に間隔を空けて設けられる。冷却媒体供給部は、容器に形成されて複数の端板と容器の内壁とで囲まれた領域に冷却媒体を供給する。冷却媒体排出部は、容器に形成されて領域から冷却媒体を排出する。第一電極は、複数の端板に両端部が接続されて領域内に支持された筒状である。第二電極は、延在部を有し、第一電極の筒状の内壁面との間に放電ギャップをあけた状態で配置される。第一位置決め部材は、第一電極と第二電極との間に介在され、第一電極の軸方向が鉛直方向に向けられた状態で第二電極の軸方向の下端部を支持する。第二位置決め部材は、第一電極と第二電極との間に介在され、第一電極の軸方向が鉛直方向に向けられた状態で放電ギャップを所定値に保つ。

図１は、実施形態１にかかるオゾン発生装置を示す模式図である。 図２は、実施形態１にかかるオゾン発生装置の電極部分の構造を示す断面図である。 図３は、実施形態１にかかるオゾン発生装置の第一位置決め部材の配置および支持状態を示す模式図である。 図４は、実施形態１にかかるオゾン発生装置の第二位置決め部材の配置および支持状態を示す模式図である。 図５は、実施形態２にかかるオゾン発生装置における給排部の形状と形成位置を示す外観図である。 図６は、実施形態２にかかるオゾン発生装置の部分断面図である。 図７は、実施形態３にかかるオゾン発生装置の姿勢を変化させる支持機構の構成の一例を示す外観図である。 図８は、実施形態４にかかるオゾン発生装置の外観図である。 図９は、実施形態４にかかるオゾン発生装置を構成する容器と第一電極の構成を示す模式図である。

以下の例示的な実施形態や変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が省略される場合がある。

＜実施形態１＞
本実施形態において、一例として図１に示すようなオゾン発生装置１０は、容器１２と、この容器１２に収容され、誘電体バリア放電（無声放電）により原料ガスからオゾンを発生させるオゾン発生部１４と、を備えている。原料ガスは、酸素を含むものであり、例えば、乾燥空気や酸素ガスなどである。

容器１２は、一例として、円筒状（筒状）の筒部１２ａ（本体部）と、筒部１２ａの中心軸方向Ｏの両端部に設けられた端壁部１２ｂ，１２ｃ（鏡板）と、を有している。本実施形態では、端壁部１２ｃは、筒部１２ａに対して開閉できる扉として構成されて、内部に収容したオゾン発生部１４の点検やクリーニングなどのメンテナンスを可能としている。また、筒部１２ａには、オゾン生成の際の原料となる原料ガスが流入するガス入口１２ｄと、オゾン発生部１４で発生したオゾンが流出するガス出口１２ｅと、が設けられている。また、筒部１２ａには、オゾン発生部１４（オゾン発生装置１０）を冷却するための冷却媒体を容器１２内部に供給する冷却媒体供給部１２ｆと、冷却作用済みの冷却媒体を排出する冷却媒体排出部１２ｇと、が設けられている。容器１２は、ステンレス鋼によって構成することができる。また、冷却媒体としては、冷却水や冷却油が利用できる。

オゾン発生部１４は、図１、図２に示すように、複数の誘電体部材１６（電極管、放電管、第二電極）と、誘電体部材１６と中心軸を同軸にした状態で誘電体部材１６を囲むように配置された、ステンレス鋼からなる筒状の第一電極１８（金属電極）と、を有している。つまり、第一電極と第二電極は、均一な厚みの放電ギャップをあけた状態で誘電体を介して配置されている。

誘電体部材１６は、一端部が閉じられ他端部が開放された略円筒状（筒状）に形成されている。そして誘電体部材１６は、互いの中心軸が平行となるように相互に均等な間隔を保った状態で容器１２内に配置されている。図１の場合、図示の簡略化のため、誘電体部材１６は４個のみ示してある。なお、各誘電体部材１６の中心軸も、容器１２の筒部１２ａの中心軸（軸方向Ｏ）と平行である。

図２には、誘電体部材１６およびその周辺の構造の詳細が示されている。誘電体部材１６は、一端部が閉じられ他端部が開放された略円筒状（筒状）の誘電体ケース２０と、誘電体ケース２０の内面に設けられた電極被膜層２２（第二電極）と、を有している。誘電体ケース２０は、延在した円筒状の筒部２０ａ（延在部）と、筒部２０ａの閉じられた一端部を形成する壁部２０ｂとを有し、例えば石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、高ケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス等のガラスや、セラミックス等の誘電体によって構成されている。

電極被膜層２２（第二電極、高電位側電極）は、導電性材料によって構成されている。この電極被膜層２２は、例えば、筒部２０ａの内周面２０ｃを含む誘電体ケース２０の内面に対して、例えば金や銀、銅、ステンレス、クロム、錫、亜鉛、ニッケルカーボン等の導電性材料を、スパッタリング、溶射、蒸着、無電解めっき、電解めっき、塗布することによって形成される。

このような構成の電極被膜層２２には、ヒューズ２４を介して、電源２６（図１参照）に電気的に接続されている。ヒューズ２４は、規定以上の電流が流れたときに、電源２６と電極被膜層２２との電気的接続を遮断する。このヒューズ２４は、外形が円柱状（棒状）を呈しており、一対の端子２４ｃ，２４ｄを有している。ヒューズ２４は、誘電体部材１６（誘電体ケース２０）に挿入されているとともに、端子２４ｃが誘電体部材１６の内部に位置し、端子２４ｄが誘電体部材１６の外部に位置している。端子２４ｃは、導電性の接続部２８を介して、電極被膜層２２に電気的に接続されている。本実施形態では、接続部２８は、端子２４ｃに結合された金属製の円筒形給電子と、この給電子と電極被膜層２２との間に介在して両者を弾性的に支持するステンレス鋼ウール材と、を有している。一方、端子２４ｄは、配線３０に接続され、高圧碍子３０ａ（図１参照）を介して、電源２６に電気的に接続されている。端子２４ｄには雌ねじ２４ｅが設けられて、雄ねじ２４ｆ（締結部材）との締結によって配線３０と接続されている。また、ヒューズ２４と誘電体ケース２０との間には、ヒューズホルダ３２が介在している。ヒューズホルダ３２は中心に挿通孔を持つ円盤状の部材であり、ヒューズ２４が挿通された状態で誘電体ケース２０の内壁に係合している。電極被膜層２２（誘電体部材１６）は、電源２６から電力（高圧電力）の供給を受け、高電位側電極として機能する。

第一電極１８は、筒部２０ａの外周面２０ｄに面している。第一電極１８の表面の一部は凸状に形成され、これらは第一位置決め部材３４ａと第二位置決め部材３４ｂとして第一電極１８内での誘電体部材１６の位置決めと姿勢決めを行うとともに、所定厚みの放電ギャップ３６を確保している。

各第一電極１８の一端部は、端板３８によって相互に結合され、各第一電極１８の他端部は、端板４０によって相互に結合されている。このように一体化した複数の第一電極１８と端板３８，４０とは、金属電極集合体４２を構成している。また、金属電極集合体４２は接地されており、第一電極１８は低電位側電極として機能する。なお、第一電極１８および誘電体部材１６の数は、オゾン発生装置１０に要求されるオゾン発生能力や装置サイズ等にしたがい適宜決めることができる。

金属電極集合体４２には、冷却媒体通路４４が設けられている。冷却媒体通路４４は、容器１２の内部で当該容器１２の軸方向Ｏ（図１参照）に間隔を空けて設けられた一対の端板３８，４０と、容器１２の筒部１２ａの内壁と、第一電極１８の外周面１８ｂで囲まれた領域により規定されている。また、冷却媒体通路４４は、図１に示すように冷却媒体供給部１２ｆと冷却媒体排出部１２ｇとに連通しており、冷却媒体供給部１２ｆから流入した冷却媒体は、冷却媒体通路４４を通って、冷却媒体排出部１２ｇから流出する。本実施形態の場合、冷却媒体排出部１２ｇは、冷却媒体供給部１２ｆに対して、軸方向Ｏに所定距離ずれた位置に形成されている。すなわち、冷却媒体が通る冷却媒体通路４４の表面積が大きくなるように構成されている。このようにして、第一電極１８の内部に供給される原料ガスと外部に供給される冷却媒体との間で熱交換が行われる。

上記構成において、ガス入口１２ｄから容器１２内に供給された原料ガスは、誘電体ケース２０と第一電極１８との間の放電ギャップ３６を流れる。この際、オゾン発生装置１０では、電源２６から交流電流を電極被膜層２２（誘電体部材１６）に供給し、放電ギャップ３６内に誘電体バリア放電を発生させて、該放電ギャップ３６内を通過する原料ガスからオゾンを発生させる。発生したオゾンを含むガスは、ガス出口１２ｅから流出する。また、この際、冷却媒体供給部１２ｆから冷却媒体通路４４に供給された冷却水によって、誘電体バリア放電で発生する熱が冷却される。熱交換により高温となった冷却水は冷却媒体排出部１２ｇから排出される。

上述のように構成されるオゾン発生装置１０は、放電ギャップ３６の厚み、すなわち、誘電体部材１６（誘電体ケース２０）の外周面２０ｄと第一電極１８の内周面１８ａ（内壁面）との距離を、誘電体部材１６の軸方向Ｏにわたって均一に設定することで、オゾン収率の安定化を担保し、効率的なオゾン発生を実現することが知られている。

ところで、オゾン発生装置は、前述したようにメンテナンス時には端壁部を開けて内部に収容した誘電体部材等の交換やクリーニングを行う場合がある。そのときの作業性を考慮して容器が設置面に対して水平方向を向くような構造になっている場合が多い。この場合、第一電極および誘電体部材のそれぞれの中心軸が水平方向を向くことなる。その結果、第一電極の内部に収容した長尺の誘電体部材が自重により鉛直方向に撓み、第一電極との間に形成される放電ギャップの厚みが誘電体部材の軸方向において不均一になり、オゾン収率が低下してしまう場合があった。そのため、従来のオゾン発生装置の場合、誘電体部材の撓みを抑制して放電ギャップの厚みを所定の値に維持するための構造、例えば水平方向に延在する誘電体部材とその鉛直方向下側にて接触することで，当該誘電体部材を支持する支持突起を複数形成していた。また、そのような支持突起は、誘電体部材を構成する誘電体ケースの筒部を鉛直方向の下方で接触させる必要があるため、オゾン発生装置の組立時や設置時に支持突起の位置に注意を払いながら作業をする必要があった。

そこで、本実施形態のオゾン発生装置１０は、第一電極１８の軸方向および誘電体部材１６の軸方向を鉛直方向に向けた場合に、放電ギャップ３６の厚みが適正な値になるように第一電極１８および誘電体部材１６を支持できるような第一位置決め部材３４ａおよび第二位置決め部材３４ｂを備える。

第一位置決め部材３４ａは、第一電極１８の軸方向が鉛直方向に向けられた際に誘電体部材１６の軸方向の下端部を支持する。図３は、図２に示す誘電体部材１６を壁部２０ｂ側から見た場合の模式図である。図３において、第一位置決め部材３４ａは、誘電体部材１６および第一電極１８と同軸円上に等間隔（１２０°間隔）で３つ配置されている。第一位置決め部材３４ａは、第一電極１８の内周面１８ａに、第一電極１８と一体形成または第一電極１８に取り付けられている。第一位置決め部材３４ａが第一電極１８に一体的に形成される場合、第一電極１８と同じ材質で形成することができる。また、第一電極１８に第一位置決め部材３４ａを後付けする場合は、第一電極１８と同じ材質でもよいし、他の材質、例えば樹脂等で形成してもよい。

図３に示す例の場合、第一位置決め部材３４ａは球形状であり、各第一位置決め部材３４ａの曲面と接する内接円４６は、誘電体部材１６（誘電体ケース２０）の外周面２０ｄより小さく形成されている。また、図２に示すように誘電体部材１６の中心軸が鉛直方向と一致し、荷重が図２中の重力方向Ｍに作用する場合にも、誘電体部材１６を鉛直方向に支持できる形状になっている。また、等間隔に配置された第一位置決め部材３４ａは、誘電体部材１６（誘電体ケース２０）の壁部２０ｂと接触した場合に、複数の第一位置決め部材３４ａが誘電体部材１６の底部分をその周方向から実質的に均一に接触することで、誘電体部材１６の中心軸が鉛直方向に一致する状態を保ちながら支持できる。

図３に示す例の場合、３つの第一位置決め部材３４ａを円周方向に等間隔に配置する例を示したが、第一位置決め部材３４ａの数は適宜変更可能である。その際、原料ガスや発生したオゾンの流通の妨げにならないように決定することが望ましい。なお、第一位置決め部材３４ａの形状の一例として半球形状を示し、誘電体部材１６を凸曲面で点支持する形態を説明したが、形状は適宜選択可能である。例えば、凹曲面による面支持や、矩形状による面支持、さらには鋭角状として点支持を採用することもできる。

本実施形態のオゾン発生装置１０の場合、放電ギャップ３６の厚みを適正に維持するために、誘電体部材１６の誘電体ケース２０の外周面２０ｄの鉛直方向の一部、好ましくは、中間部分または中間部分よりヒューズ２４に近い側に第二位置決め部材３４ｂを設けている。そして、第二位置決め部材３４ｂは、第一電極１８の軸方向が鉛直方向に向けられた際に放電ギャップ３６の厚みを所定値に保つように配置される。

図４は、図２に示す誘電体部材１６をヒューズ２４の挿入側から見た場合の模式図である。図４において、第二位置決め部材３４ｂは、誘電体部材１６および第一電極１８と同軸円上に等間隔（１２０°間隔）で３つ配置されている。第二位置決め部材３４ｂは、第一電極１８の内周面１８ａに、第一電極１８と一体形成または第一電極に取り付けられている。第二位置決め部材３４ｂが第一電極１８に一体的に形成される場合、第一電極１８と同じ材質で形成することができる。また、第一電極１８に第二位置決め部材３４ｂを後付けする場合は、第一電極１８と同じ材質でもよいし、他の材質、例えば樹脂等で形成してもよい。

図４に示す例の場合、第二位置決め部材３４ｂは球形状であり、各第二位置決め部材３４ｂの曲面と接する内接円４８は、誘電体ケース２０の外周面２０ｄとほぼ一致する。そして、第二位置決め部材３４ｂは、誘電体部材１６の中心軸が図２に示すように鉛直方向と一致し、荷重が図２中の重力方向Ｍに作用する姿勢を保つように、誘電体部材１６をその周囲から支えて放電ギャップ３６の厚みを所定値に維持する。このように、誘電体部材１６が第一位置決め部材３４ａと第二位置決め部材３４ｂによって支持されることで、均一で厚みのばらつきが無い放電ギャップ３６をより高精度に形成できる。そしてその結果、オゾン収率の安定化に寄与できる。

図３に示す例の場合、第二位置決め部材３４ｂは、３つを円周方向に等間隔に配置する例を示したが、第二位置決め部材３４ｂの数は適宜変更可能である。なお、第二位置決め部材３４ｂの数は、原料ガスや発生したオゾンの流通の妨げにならないように決定することが望ましい。

ところで、前述したように、オゾン発生装置の中心軸が水平となるように設置（水平設置）する場合、誘電体部材を支持する支持部材を誘電体部材の延設方向に沿って複数箇所、例えば、誘電体部材の壁部側（先端側）、中間位置、ヒューズ側（後端側）の３カ所に配置することで撓みを抑制するのが一般的である。また、誘電体部材の中心軸が水平方向にずれることを抑制するために、誘電体部材の周方向にも支持部材を配置することが多い。

一方、本実施形態のように、誘電体部材１６の中心軸および第一電極１８の中心軸が鉛直方向を向くように設置することにより、誘電体部材１６の自重を鉛直方向のみに作用させて撓みの発生を最大限に抑制できる。そのため、第二位置決め部材３４ｂは、鉛直方向下向きＭに吊り下げられる誘電体部材１６（第二電極）に対して水平方向へのずれや振動を抑制だけでよく、第二位置決め部材３４ｂは、筒部２０ａの周囲に接触していればよい。つまり、誘電体部材１６の筒部２０ａ（延在部）の鉛直方向の少なくとも１カ所で当該筒部２０ａの周りに例えば、３つの第二位置決め部材３４ｂが設けられればよい。この場合、第二位置決め部材３４ｂは、誘電体部材１６を第一電極１８の内周面１８ａの内側の所定位置に導入するためのガイド部材としても機能することができる。このように、本実施形態のオゾン発生装置１０は、水平設置タイプに比べて、第一電極１８の内周面１８ａに配置する支持部材（第二位置決め部材３４ｂ）の数が低減可能となり、第一電極１８の形状のシンプル化や製造コストの低減に寄与できる。

＜実施形態２＞
以下の各実施形態に係るオゾン発生装置の外観は、図１に示すオゾン発生装置の外観と異なる部分を含むが、同等の機能を有する部材には同じ符号を付して重複する説明は省略する。

図５、図６に示すオゾン発生装置１０Ａは、上述したオゾン発生装置１０の変形例であり、メンテナンス時に洗浄媒体（例えば、水、洗浄液）を効率的に供給または排出させる給排部５０を備えた例である。給排部５０は、高圧碍子３０ａが形成された側とは反対側の端部に形成されている。給排部５０を容器１２の端部に形成することで容器１２の内部の洗浄を効率的に行うことができる。

オゾン発生装置１０Ａは、上述したオゾン発生装置１０と同様に、稼働時（オゾン発生操作時）には、第一電極１８の軸方向は鉛直方向を向く。すなわち、第一電極１８の内部に収容される誘電体部材１６（図１参照）も軸方向が鉛直方向を向いた状態に設置されている。そして、第一位置決め部材３４ａおよび第二位置決め部材３４ｂによって、誘電体部材１６の鉛直方向に向く姿勢が保たれ、放電ギャップ３６の均一性が維持されるようになっている。

オゾン発生装置１０Ａを点検する場合、容器１２の端壁部１２ｃ（蓋）を開けて、劣化した誘電体部材１６の交換や誘電体部材１６の清掃を行う。また、誘電体部材１６を取り出したのち、第一電極１８の内周面１８ａの清掃を行う。このように各部品のメンテナンスを行うことで、オゾン発生装置１０Ａの製品性能の維持、長寿命化を図ることが可能となる。

オゾン発生装置１０Ａの内面清掃の際には、断面円形の給排口５０ａに締結部材５０ｃ（ボルト等）で固定された円盤状の蓋部５０ｂを取り外す。洗浄を行う場合は、まず、オゾン発生装置１０Ａ内に残留する冷却水を冷却媒体排出部１２ｇや給排部５０から排出する。その後、給排部５０から水道水や洗浄剤を含む洗浄媒体を注入して洗浄作業を行う。

なお、図５、図６に示す例の場合、冷却媒体排出部１２ｇとは別に給排部５０を設ける場合を示したが、冷却媒体排出部１２ｇと給排部５０とを共用してもよい。また、容器１２における給排部５０の形成位置や形状は、メンテナンス作業性を考慮して適宜選択可能である。

＜実施形態３＞
実施形態２で説明したように、オゾン発生装置１０Ａのメンテナンスを行う場合、誘電体部材１６を容器１２から取り出す場合がある。オゾン発生装置１０Ａの中心軸が鉛直方向を向くように設置されている場合、誘電体部材１６の抜き取り作業は点検台等を設けての高所作業を伴うことになる。そこで、本実施形態のオゾン発生装置１０Ｂは、姿勢を変化させる支持機構５２を備える。この支持機構５２は、オゾン発生装置１０Ｂの稼働時（オゾン発生時）には、容器１２を当該容器１２（第一電極１８、誘電体部材１６）の軸方向が鉛直方向を向く第一姿勢に設定するとともに、メンテナンス時や清掃時には、容器１２を第一姿勢とは異なる第二姿勢に設定することができる。第二姿勢としては、例えば、容器１２（第一電極１８、誘電体部材１６）の軸方向が水平方向を向く姿勢である。

支持機構５２は、支持本体部５４、旋回アーム５６、ウインチアーム５８、ウインチ６０等で構成されている。支持本体部５４は、オゾン発生装置１０Ｂが設置される場所の基礎部分に立設され強固に固定される部材で、支柱構造、フレーム構造等を有する。旋回アーム５６は、支持本体部５４の先端部に回動可能に固定され、例えば、９０°の旋回が可能な構成になっている。本実施形態では、図７に示すように、オゾン発生装置１０Ｂの軸方向を鉛直方向に向けた第一姿勢から旋回アーム５６が図中時計回り方向に９０°旋回し、支持本体部５４の先端部でオゾン発生装置１０Ｂの軸方向が水平方向に向けられた第二姿勢をとることができる。旋回アーム５６は、例えば、逆回転防止機構を備え、オゾン発生装置１０Ｂを任意の旋回角度で停止させてその旋回姿勢を維持できるようになっている。

ウインチアーム５８は、支持本体部５４から略水平方向に延設され、ウインチ６０がワイヤ６０ａを巻き上げる際にスムーズかつ低駆動力で動作できるようにオゾン発生装置１０Ｂの引き上げ角度を確保するためのアームである。ウインチ６０がワイヤ６０ａを巻き上げるための駆動力は、モータによる電動駆動の他、手動による巻き上げも可能である。

このように、オゾン発生装置１０Ｂを支持機構５２で支持する構成とすることで、誘電体部材１６等の抜き取り作業や容器１２内の洗浄作業等のメンテナンス作業を効率的に行うことができる。また、これらの作業を実施するための作業足場等を設置する必要がなく、作業性が向上する。

なお、オゾン発生装置１０Ｂの稼働時（オゾン発生時）には、ウインチ６０は基本的には不要となるので、ウインチアーム５８、ウインチ６０、ワイヤ６０ａ等は、着脱式または収納式としてもよい。例えば、ウインチアーム５８の場合、非使用時は、支持本体部５４から完全に分離できるようにしてもよいし、図中時計回り方向に例えば略９０°旋回して支持本体部５４の側面部に移動できたり、支持本体部５４内部に収納できるようにしてもよい。また、ウインチ６０やウインチ６０を支持機構５２から分離できる構造にすれば、支持本体部５４に支持されたオゾン発生装置１０Ｂが複数存在する場合には、各オゾン発生装置１０Ｂに対してウインチ６０やワイヤ６０ａの共用が可能になる。なお、オゾン発生装置１０Ｂに対するワイヤ６０ａの接続部は、例えば、フックやカラビナ等で接続できるようにすることが好適である。このようにウインチアーム５８、ウインチ６０、ワイヤ６０ａ等を着脱式または収納式とすることにより、オゾン発生装置１０Ｂの運用時の必要スペースが軽減可能になる。

＜実施形態４＞
図８、図９は、実施形態４のオゾン発生装置１０Ｃの構成を説明する外観図および模式図である。

本実施形態に係るオゾン発生装置１０Ｃは、第一電極１８が容器１２に対して着脱自在に構成されている。第一電極１８の着脱機構は、具体的には、第一電極１８の両端部に形成されたフランジ６２ａ，６２ｂと、このフランジ６２ａと端板３８との間およびフランジ６２ｂと端板４０との間に介在させるガスケット６４等のシール部材と、押圧部材を兼ねたカバー６６および端板３８とカバー６６を固定するための締結部材としてのボルト６８で構成される。

図９に示すように、誘電体部材１６を収容した第一電極１８は、容器１２に対して中子として構成される。容器１２には、その一端側の開口部に略リング状に形成された端板３８が固定され、また他端側の内部に略リング状に形成された端板４０が固定されている。中子形状の第一電極１８のフランジ６２ｂを端板３８側から容器１２内部に挿入し、ガスケット６４を介してフランジ６２ｂを端板４０に密着させる。同様に、第一電極１８のフランジ６２ａをガスケット６４を介して端板３８に密着させる。そして、ガスケット６４を介してカバー６６をフランジ６２ｂに密着させて、ボルト６８で固定する。このようにして、容器１２の内部に液密状態の冷却媒体通路４４が形成されるとともに、冷却水を流通するための冷却媒体供給部１２ｆおよび冷却媒体排出部１２ｇと連通する。また、第一電極１８と誘電体部材１６との間に形成される放電ギャップ３６は、フランジ６２ａの開口部を介してガス出口１２ｅと連通するとともに、フランジ６２ｂの開口部を介してガス入口１２ｄと連通する。このように、中子形状の誘電体部材１６を備えるオゾン発生装置１０Ｃは、オゾン発生装置１０Ａやオゾン発生装置１０Ｂと同様に機能して、高い収率でオゾンを発生させることができる。

このように、オゾン発生装置１０Ｃを中子態様の誘電体部材１６で構成することにより、誘電体部材１６の交換が容易になりメンテナンス性が向上する。

本実施形態のオゾン発生装置１０Ｃの構造の場合、放電ギャップ３６の選択を中子態様の誘電体部材１６の選択で容易に行うことができる。また、直径の異なる第一電極１８を複数種類準備しておき、オゾン発生装置１０Ｃの運用条件により変更される放電空間のガス圧に適した放電ギャップ３６が形成されるように、適切な直径の第一電極１８を選択して容器１２に装着することができる。つまり、本実施形態のオゾン発生装置１０Ｃの構造の場合、放電ギャップ３６の選択を中子態様の誘電体部材１６の選択で容易に行うことができる。その結果、効率の良いオゾン発生条件を容易に提供することが可能となる。

なお、図３に示すように、第一位置決め部材３４ａは半球形状なので、誘電体部材１６の直径が異なる場合でも誘電体部材１６の中心軸方向を第一電極１８の中心軸方向に一致させることが容易にできる。なお、第二位置決め部材３４ｂは、放電ギャップ３６の厚みに応じたものにする必要があるが、放電ギャップ３６に対応した適切な大きさや形状の第二位置決め部材３４ｂを誘電体部材１６側に形成することで容易に対応できる。なお、放電ギャップ３６の厚みを変化させる場合には、誘電体部材１６の外径を変える代わりに、内径の異なる第一電極１８を用いるようにしてもよい。

なお、図８、図９の場合、容器１２に第一電極１８を１つだけ設ける構成を示したが、オゾン発生装置１０Ｃに要求されるオゾン発生能力にしたがって、容器１２に収容する第一電極１８の数は適宜決定することができる。例えば、図９に示すような第一電極１８を並列に複数本配置して図１に示すような金属電極集合体４２を形成してもよい。この場合、メンテナンス時には、金属電極集合体４２を一体的に端板３８，４０から着脱できるようにしてもよい。また、複数の第一電極１８で構成する金属電極集合体４２において、各第一電極１８がそれぞれ端板３８，４０に対して着脱できるようにしてもよい。このように金属電極集合体４２を構成する場合でも、図８、図９に示す第一電極１８を１つだけ設ける場合と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態や変形例を例示したが、上記実施形態や変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態や変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、各実施形態や変形例の構成は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…オゾン発生装置、１２…容器、１２ｆ…冷却媒体供給部、１２ｇ…冷却媒体排出部、１４…オゾン発生部、１６…誘電体部材、１８…第一電極、３４ａ…第一位置決め部材、３４ｂ…第二位置決め部材、３６…放電ギャップ、３８，４０…端板、４２…金属電極集合体、４４…冷却媒体通路、５０…給排部、５２…支持機構、５４…支持本体部、５６…旋回アーム、５８…ウインチアーム、６０…ウインチ、６２ａ，６２ｂ…フランジ。

Claims (5)

1. 容器と、
   前記容器の内部で軸方向に間隔を空けて設けられた複数の端板と、
   前記容器に形成されて前記複数の端板と前記容器の内壁とで囲まれた領域に冷却媒体を供給する冷却媒体供給部と、
   前記容器に形成されて前記領域から前記冷却媒体を排出する冷却媒体排出部と、
   前記複数の端板に両端部が接続されて前記領域内に支持された筒状の第一電極と、
   延在部を有し、前記第一電極の筒状の内壁面との間に放電ギャップをあけた状態で配置された第二電極と、
   前記第一電極と前記第二電極との間に介在され、前記第一電極の軸方向が鉛直方向に向けられた状態で前記第二電極の軸方向の下端部を支持する第一位置決め部材と、
   前記第一電極と前記第二電極との間に介在され、前記第一電極の軸方向が鉛直方向に向けられた状態で前記放電ギャップを所定値に保つ第二位置決め部材と、
   を備えるオゾン発生装置。
2. 前記容器は、当該容器の内部の洗浄を行う洗浄媒体を給排する給排部を備える請求項１に記載のオゾン発生装置。
3. 前記容器を当該容器の軸方向を鉛直方向に向ける第一姿勢と、前記容器を前記第一姿勢とは異なる第二姿勢とで支持可能な支持機構を利用可能に構成してなる請求項１または請求項２に記載のオゾン発生装置。
4. 前記第一電極は、前記複数の端板に対する着脱機構を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のオゾン発生装置。
5. 前記第一位置決め部材は、直径の異なる前記第二電極を当該第二電極の軸方向が前記第一電極の軸方向と対応するように支持可能に構成してなる請求項４に記載のオゾン発生装置。

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