(57)【要約】【課題】  オゾン発生効率を向上させることができるオゾン発生装置を提供する。【解決手段】  オゾン発生装置は、酸素をオゾンにするために光を放射する発光部を有する柱状のランプと、ランプを収容し、酸素を含む気体が内部を流通する筒状の本体と、発光部から放射される光を反射する反射部と、を備え、本体は、気体が入るための入口部と、気体が出るための出口部と、を備え、反射部は、発光部よりも、出口部側に配置される。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素をオゾンにするために光を放射する発光部を有する柱状のランプと、
前記ランプを収容し、酸素を含む気体が内部を流通する筒状の本体と、
前記発光部から放射される光を反射する反射部と、を備え、
前記本体は、気体が入るための入口部と、気体が出るための出口部と、を備え、
前記反射部は、前記発光部よりも、前記出口部側に配置される、オゾン発生装置。
【請求項２】
前記ランプに前記出口部側で隣接する隣接体を備える、請求項１に記載のオゾン発生装置。
【請求項３】
前記隣接体は、前記出口部に向けて延びるように、配置される、請求項２に記載のオゾン発生装置。
【請求項４】
前記隣接体は、前記本体と前記ランプとを接続する、請求項２又は３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、オゾンを発生させるオゾン発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オゾン発生装置として、光を放射する柱状のランプと、ランプを収容する本体とを備えるオゾン発生装置が、知られている（例えば、特許文献１）。斯かるオゾン発生装置によれば、本体の内部を流通する酸素が、ランプから放射される光により、オゾンになる。そして、オゾン発生装置においては、高いオゾン発生効率であることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３７６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、課題は、オゾン発生効率を向上させることができるオゾン発生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
オゾン発生装置は、酸素をオゾンにするために光を放射する発光部を有する柱状のランプと、前記ランプを収容し、酸素を含む気体が内部を流通する筒状の本体と、前記発光部から放射される光を反射する反射部と、を備え、前記本体は、気体が入るための入口部と、気体が出るための出口部と、を備え、前記反射部は、前記発光部よりも、前記出口部側に配置される。
【０００６】
また、オゾン発生装置は、前記ランプに前記出口部側で隣接する隣接体を備える、という構成でもよい。
【０００７】
また、オゾン発生装置においては、前記隣接体は、前記出口部に向けて延びるように、配置される、という構成でもよい。
【０００８】
また、オゾン発生装置においては、前記隣接体は、前記本体と前記ランプとを接続する、という構成でもよい。
【発明の効果】
【０００９】
以上の如く、オゾン発生装置は、オゾン発生効率を向上させることができる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係るオゾン発生装置の全体概要図である。
【図２】同実施形態に係るオゾン発生装置の要部概要図である。
【図３】同実施形態に係るオゾン発生装置の要部概要図である。
【図４】図３のIV−IV線拡大断面図である。
【図５】比較例に係るオゾン発生装置の気体の流れを説明する要部断面図である。
【図６】同比較例に係るオゾン発生装置の光の照射を説明する要部断面図である。
【図７】他の実施形態に係るオゾン発生装置の光の照射を説明する要部断面図である。
【図８】図２〜図４に係るオゾン発生装置の気体の流れを説明する要部断面図である。
【図９】図２〜図４に係るオゾン発生装置の光の照射を説明する要部断面図である。
【図１０】さらに他の実施形態に係るオゾン発生装置の要部概要図である。
【図１１】さらに他の実施形態に係るオゾン発生装置の要部断面図である。
【図１２】さらに他の実施形態に係るランプの要部断面図である。
【図１３】さらに他の実施形態に係るランプの要部断面図である。
【図１４】さらに他の実施形態に係るオゾン発生装置の要部概要図である。
【図１５】さらに他の実施形態に係るオゾン発生装置の要部概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、オゾン発生装置における一実施形態について、図１〜図９を参照しながら説明する。なお、各図（図１０〜図１５も同様）において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面の間での寸法比も、必ずしも一致していない。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態に係るオゾン発生装置１は、酸素をオゾンにするために光を放射する柱状のランプ２と、ランプ２を収容し、酸素を含む気体が内部を流通する筒状の本体３と、ランプ２に隣接される隣接体４とを備えている。オゾン発生装置１は、本体３の内部に気体を導入する導入部５と、本体３の内部から気体を導出する導出部６と、ランプ２に電力を供給する電源７とを備えている。なお、図１（図２以降も同様）において、矢印二点鎖線は、気体の流れ方向を示している。
【００１３】
導入部５は、気体が内部を流通する筒状の導入路５ａと、導入路５ａの内部に気体を供給するファン５ｂと備えており、導出部６は、気体が内部を流通する筒状の導出路６ａを備えている。そして、気体（例えば、空気）は、オゾン発生装置１の内部を、導入路５ａ、本体３、導出路６ａの順に流通している。
【００１４】
本実施形態においては、導入路５ａ及び導出路６ａは、気体の流れる方向が変わるように形成されている。具体的には、導入路５ａは、気体の流れる方向が第２方向Ｄ２から第１方向Ｄ１に変わるように形成されており、導出路６ａは、気体の流れる方向が第１方向Ｄ１から第２方向Ｄ２に変わるように形成されている。
【００１５】
図２及び図３に示すように、ランプ２は、酸素をオゾン化するために、例えば、紫外光（例えば、波長が２００ｎｍ以下の光であって、例えば、１７２ｎｍの光）を放射している。そして、ランプ２は、軸線（以下、「ランプ軸線」ともいう）２ａから放射状に光を放射している。例えば、ランプ２は、エキシマランプや水銀ランプであって、本実施形態においては、エキシマランプとしている。
【００１６】
本体３は、気体が内部に入るための入口部３１と、気体が内部から出るための出口部３２とを備えている。そして、本体３は、互いに平行に配置されて対面する第１及び第２内平面３３，３４と、互いに平行に配置されて対面する第３及び第４内平面３５，３６とを備えている。具体的には、本体３は、四角筒状に形成されている。
【００１７】
これにより、本体３は、入口部３１から出口部３２に亘って同じ内空間となるように、形成されている。具体的には、本体３は、入口部３１から出口部３２に亘って、軸線３ａと直交する断面が矩形状である内空間を有している。したがって、気体は、入口部３１と出口部３２とが対面する方向、即ち、本体３の軸線（以下、「本体軸線」ともいう）３ａと平行な方向に、本体３の内部を流通する。
【００１８】
ところで、ランプ２は、軸線２ａが本体軸線３ａと直交するように、配置されている。また、ランプ２は、軸線２ａが第１及び第２内平面３３，３４と直交し且つ第３及び第４内平面３５，３６に対して平行となるように、配置されている。
【００１９】
隣接体４は、ランプ２に対して、出口部３２側に隣接されている。そして、隣接体４は、出口部３２に向けて延びるように、配置されている。具体的には、隣接体４は、出口部３２まで延びている。そして、隣接体４は、ランプ２を本体３に固定するために、本体３とランプ２とを接続している。
【００２０】
隣接体４は、内部に冷却媒体（例えば、冷水）を流通させるために、冷却媒体を内部に流入するための流入部４１と、冷却媒体を内部から流出させるための流出部４２とを備えている。これにより、隣接体４は、ランプ２を支持する機能を有すると共に、ランプ２を冷却する機能を有している。
【００２１】
図４に示すように、ランプ２は、透光性を有する管状の管体２１と、管体２１の内部から光を放射する発光部２２とを備えている。そして、オゾン発生装置１は、ランプ２と隣接体４との間に配置される反射部８を備えている。なお、反射部８は、管体２１の外周面に固定されている。したがって、隣接体４は、反射部８を介在して、ランプ２と固定している。
【００２２】
反射部８は、発光部２２から放射される光を反射する。具体的には、反射部８は、発光部２２よりも出口部３２側に配置されることで、発光部２２から出口部３２側（下流側）に向けて放射された光を、例えば、入口部３１側（上流側）に向けて反射する。
【００２３】
反射部８は、ランプ２の周方向において、６０°以上で且つ１８０°以下の範囲に配置されている。なお、反射部８は、ランプ２の周方向において、好ましくは９０°以上、より好ましくは１２０°以上の範囲に配置されている。また、反射部８は、ランプ２の周方向において、好ましくは１６５°以下、より好ましくは１５０°以下の範囲に配置されている。
【００２４】
反射部８は、発光部２２から放射される光の少なくとも１０％を反射するように、形成されている。なお、反射部８は、発光部２２から放射される光に対して、好ましくは少なくとも３０％、より好ましくは少なくとも５０％、さらに好ましくは少なくとも７０％を反射するように、形成されている。
【００２５】
隣接体４の幅方向Ｄ３の寸法は、反射部８の幅方向Ｄ３の寸法以下となっている。また、隣接体４の幅方向Ｄ３の寸法は、ランプ２の外径（幅方向Ｄ３の寸法）以下となっている。本実施形態においては、隣接体４の幅方向Ｄ３の寸法は、ランプ２の外径より小さくなっており、反射部８の幅方向Ｄ３の寸法と同じとなっている。また、隣接体４の幅方向Ｄ３の寸法は、出口部３２に向けて一定の寸法となっている。
【００２６】
本実施形態に係るオゾン発生装置１の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係るオゾン発生装置１の作用について、図５〜図９を参照しながら説明する。
【００２７】
まず、比較例について、図５及び図６を参照しながら説明する。比較例は、上記実施形態に係るオゾン発生装置１に対して、隣接体４及び反射部８を備えていない。
【００２８】
ランプ軸線２ａが気体の流れ方向と直交しているため、図５に示すように、ランプ２の下流側（図５においては、左側）の領域（以下、「気体滞留領域」ともいう）Ａ１に、気体が滞留する。したがって、図６に示すように、ランプ２の発光部２２から放射状に光が放射されると、気体滞留領域Ａ１にも光が放射される。
【００２９】
そして、気体が気体滞留領域Ａ１に滞留しているため、例えば、気体滞留領域Ａ１の気体に対して、ランプ２が過度に光を照射したり、また、例えば、気体滞留領域Ａ１の気体の温度が上昇することで、気体滞留領域Ａ１の気体に含まれるオゾンが熱分解したりする。その結果、オゾンの発生効率（エネルギーに対するオゾン発生率）が低下する。
【００３０】
次に、上記実施形態に係るオゾン発生装置１に対して、隣接体４を備えていない実施例について、図７を参照しながら説明する。
【００３１】
ランプ軸線２ａが気体の流れ方向と直交しているため、図７に示すように、ランプ２の下流側（図７においては、左側）の気体滞留領域Ａ１に、気体が滞留する。しかしながら、反射部８が発光部２２よりも下流側に配置さているため、発光部２２から気体滞留領域Ａ１に向けて放射された光は、反射部８で反射される。図７（図９も同様）において、矢印破線は、直接、管体２１を経由して放射される光を示しており、矢印実線は、反射部８で反射される光を示している。
【００３２】
これにより、例えば、気体滞留領域Ａ１の気体に対して、ランプ２が過度に光を照射することを抑制できたり、また、例えば、気体滞留領域Ａ１の気体の温度が上昇してオゾンが熱分解することを抑制できたりする。その結果、オゾンの発生効率を向上させることができる。
【００３３】
次に、上記実施形態に係るオゾン発生装置１の実施例について、図８及び図９を参照しながら説明する。
【００３４】
図８に示すように、隣接体４が、ランプ２に対して、下流側に隣接されている。これにより、気体が隣接体４に案内されて流れるため、ランプ２の下流側（図８においては、左側）で気体が滞留することを抑制することができる。しかも、図９に示すように、反射部８が発光部２２よりも下流側で隣接体４を覆うように配置されているため、発光部２２から隣接体４に向けて放射された光は、反射部８で反射される。その結果、オゾンの発生効率を効率的に向上させることができる。
【００３５】
以上より、本実施形態に係るオゾン発生装置１は、酸素をオゾンにするために光を放射する発光部２２を有する柱状のランプ２と、前記ランプ２を収容し、酸素を含む気体が内部を流通する筒状の本体３と、前記発光部２２から放射される光を反射する反射部８と、を備え、前記本体３は、気体が入るための入口部３１と、気体が出るための出口部３２と、を備え、前記反射部８は、前記発光部２２よりも、前記出口部３２側に配置される。
【００３６】
斯かる構成によれば、反射部８が発光部２２よりも出口部３２側に配置されているため、発光部２２から出口部３２側に向けて放射された光が反射部８で反射される。これにより、ランプ２の出口部３２側の領域（例えば、気体が滞留している領域や、隣接体４が配置されることで気体が存在していない領域）に、光が照射されることを抑制することができる。したがって、オゾン発生効率を向上させることができる。
【００３７】
また、本実施形態に係るオゾン発生装置１は、前記ランプ２に前記出口部３２側で隣接する隣接体４を備える、いう構成である。
【００３８】
斯かる構成によれば、隣接体４が、ランプ２に出口部３２側で隣接しているため、気体がランプ２の出口部３２側に滞留することを抑制することができる。これにより、気体が本体３の内部を円滑に流通するため、オゾン発生効率を向上させることができる。
【００３９】
また、本実施形態に係るオゾン発生装置１においては、前記隣接体４は、前記出口部３２に向けて延びるように、配置される、という構成である。
【００４０】
斯かる構成によれば、隣接体４が、出口部３２に向けて延びているため、気体は、ランプ２の出口部３２側から出口部３２に向けて、隣接体４に案内される。これにより、気体が本体３の内部をさらに円滑に流通するため、オゾン発生効率をさらに向上させることができる。
【００４１】
また、本実施形態に係るオゾン発生装置１においては、前記隣接体４は、前記本体３と前記ランプ２とを接続する、という構成である。
【００４２】
斯かる構成によれば、隣接体４が本体３とランプ２とを接続しているため、ランプ２が本体３に固定されている。これにより、隣接体４は、気体がランプ２の出口部３２側に滞留することを抑制する機能と、ランプ２を本体３に固定する機能とを併せ持っている。
【００４３】
なお、オゾン発生装置は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、オゾン発生装置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に一つ又は複数選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【００４４】
上記実施形態に係るオゾン発生装置１においては、ランプ２は、軸線２ａが本体軸線３ａと直交するように、配置されている、という構成である。しかしながら、オゾン発生装置１は、斯かる構成に限られない。例えば、図１０に示すように、ランプ２は、軸線２ａが本体軸線３ａと傾斜して交差するように、配置されている、という構成でもよい。
【００４５】
ランプ軸線２ａと本体軸線３ａとの交差角度は、１５°〜７５°であることが好ましい。なお、当該交差角度は、３０°以上であることがより好ましく、そして、４０°以上であることがさらに好ましい。また、当該交差角度は、６０°以下であることがより好ましく、そして、５０°以下であることがさらに好ましい。
【００４６】
また、上記実施形態に係るオゾン発生装置１においては、隣接体４は、出口部３２まで延びている、という構成である。しかしながら、オゾン発生装置１は、斯かる構成に限られない。例えば、図１１に示すように、隣接体４は、出口部３２よりも上流側の位置まで延びている、という構成でもよい。
【００４７】
図１１に係る隣接体４は、出口部３２に向けて、即ち、下流側に向けて、幅狭となるように（幅方向Ｄ３の寸法が小さくなるように）形成されている。また、図１１に係る隣接体４は、凹状の曲面に形成される側面４３，４４を備えている。これにより、側面４３，４４の接線と本体軸線３ａとの交差角度が、出口部３２（下流側）に向けて、小さくなる。したがって、側面４３，４４の両側から流れる気体が合流した際に、流れが乱れることを抑制することができる。
【００４８】
なお、隣接体４の出口部３２に向けて延びる距離は、ランプ２の外径の１／２以上の距離であることが好ましく、ランプ２の外径以上の距離であることがより好ましく、ランプ２の外径の２倍以上の距離であることがさらに好ましい。また、図１１に係る隣接体４においては、側面４３，４４は、平面に形成されてもよく、また、凸状の曲面に形成されてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態に係るオゾン発生装置１においては、反射部８は、ランプ２の外部に配置されている、という構成である。しかしながら、オゾン発生装置１は、斯かる構成に限られない。例えば、図１２及び図１３に示すように、反射部２３は、ランプ２の内部に配置されている、という構成でもよい。なお、図１２及び図１３に係るランプ２は、エキシマランプである。
【００５０】
図１２に係るランプ２（シングル管タイプのエキシマランプ）は、誘電体である管体２１と、管体２１の内部に配置される内部電極２４と、管体２１の外部に配置される外部電極２５とを備えている。そして、管体２１の内部には、放電ガスが充填されているため、発光部２２は、管体２１の内部の領域となる。そして、反射部２３は、管体２１の内周面に固定されていることで、発光部２２よりも、下流側（出口部３２側）に配置されている。
【００５１】
図１３に係るランプ２（ダブル管タイプのエキシマランプ）は、誘電体である管体２１と、管体２１の内部に配置される誘電体の内管体２６と、内管体２６の内部に配置される内部電極２４と、管体２１の外部に配置される外部電極２５とを備えている。そして、管体２１と内管体２６との間には、放電ガスが充填されているため、発光部２２は、管体２１と内管体２６との間の領域となる。そして、反射部２３は、管体２１の内周面に固定されていることで、発光部２２よりも、下流側（出口部３２側）に配置されている。
【００５２】
また、上記実施形態に係るオゾン発生装置１においては、隣接体４と反射部８とが密接しており、また、反射部８とランプ２とが密接している、という構成である。しかしながら、オゾン発生装置１は、斯かる構成に限られない。例えば、ランプ２と反射部８との間、ランプ２と隣接体４との間、隣接体４とランプ２との間に、小さい隙間が形成されている、という構成でもよい。
【００５３】
また、上記実施形態に係るオゾン発生装置１においては、ファン５ｂは、導入部５に備えられている、という構成である。しかしながら、オゾン発生装置１は、斯かる構成に限られない。例えば、図１４に示すように、ファン６ｂは、導出部６に備えられている、という構成でもよい。また、例えば、ファン５ｂ，６ｂは、導入部５と導出部６との両方に備えられている、という構成でもよい。
【００５４】
また、上記実施形態に係るオゾン発生装置１においては、導入路５ａ及び導出路６ａは、気体の流れる方向が変わるように形成されている、という構成である。しかしながら、オゾン発生装置１は、斯かる構成に限られない。例えば、図１５に示すように、導入路５ａ及び導出路６ａは、気体の流れる方向が本体３の軸線３ａと平行な方向に沿って一定となるように、形成されている、という構成でもよい。
【００５５】
図１５においては、導入路５ａは、本体３の入口部３１側（下流側）に向けて内空間が大きくなるように、形成されており、導出路６ａは、本体３の出口部３２側（上流側）に向けて内空間が大きくなるように、形成されている。なお、本体３は、内空間が軸線３ａに亘って一定（完全に同じだけでなく、略同じ（±１０％の変動）も含む）となるように、形成されている。
【００５６】
また、上記実施形態に係るオゾン発生装置１においては、本体３は、四角筒状に形成されている、という構成である。しかしながら、オゾン発生装置１は、斯かる構成に限られない。例えば、本体３は、円筒状に形成されている、という構成でもよい。また、例えば、本体３は、三角筒状又は五角以上の角筒状に形成されている、という構成でもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１…オゾン発生装置、２…ランプ、２ａ…ランプ軸線、３…本体、３ａ…本体軸線、４…隣接体、５…導入部、５ａ…導入路、５ｂ…ファン、６…導出部、６ａ…導出路、６ｂ…ファン、７…電源、８…反射部、２１…管体、２２…発光部、２３…反射部、２４…内部電極、２５…外部電極、２６…内管体、３１…入口部、３２…出口部、３３…第１内平面、３４…第２内平面、３５…第３内平面、３６…第４内平面、４１…流入部、４２…流出部、４３…側面、４４…側面、Ａ１…気体滞留領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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