(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気ガスを浄化する排気浄化システムに用いられて前記排気ガスに含まれる一酸化窒素の一部を酸化するオゾンを発生させるオゾン発生装置であって、
原料ガスを生成する原料ガス生成部と、
前記原料ガスからオゾンを発生させるオゾン発生部と、
前記原料ガス生成部と前記オゾン発生部とを接続して前記原料ガス生成部の生成した前記原料ガスが前記オゾン発生部に向けて流れる第１の流路空間と、冷媒が流れる第２の流路空間とが、前記第１の流路空間の延在方向に沿って設けられる熱交換部によって区画された配管部であって、前記第２の流路空間における前記冷媒の入口と前記冷媒の出口とが、前記第１の流路空間の延在方向に沿って並ぶ前記配管部と、を備え、
前記配管部は、前記第２の流路空間を形成する管を取り囲む断熱層を形成する断熱部材を有する
オゾン発生装置。
【請求項２】
前記冷媒が循環する循環流路であって前記循環流路の途中に前記冷媒を冷却する冷却機を有する前記循環流路を備え、
前記循環流路において前記冷却機を基準とした往路に前記第２の流路空間が形成されている
請求項１に記載のオゾン発生装置。
【請求項３】
前記第１の流路空間が金属管の管内空間であり、
前記熱交換部が前記金属管の周壁である
請求項１または２に記載のオゾン発生装置。
【請求項４】
前記配管部は、内管と前記内管の外側に周壁を有する外管とから構成される二重管構造を有し、
前記第１の流路空間が前記内管の周壁で囲まれる空間であり、
前記第２の流路空間が前記内管の周壁と前記外管の周壁とによって囲まれる空間である
請求項３に記載のオゾン発生装置。
【請求項５】
前記外管が樹脂製である
請求項４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、自動車に搭載されるオゾン発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する排気浄化システムとして、選択還元型触媒を用いた排気浄化システムが実用化されている。選択還元型触媒を用いた排気浄化システムでは、排気ガスに含まれる一酸化窒素（ＮＯ）と二酸化窒素（ＮＯ２）とのモル比が１に近づくほど、ＮＯ及びＮＯ２が窒素（Ｎ２）に還元されやすくなる。例えば特許文献１には、排気ガスに含まれるＮＯの一部を酸化してＮＯ２に変換するべく、無声放電方式のオゾン発生器にて発生させたオゾンを選択還元型触媒の上流に添加する排気浄化システムが開示されている。
【０００３】
無声放電方式のオゾン発生器は、例えば特許文献２のように、誘電体を介して対向配置された一対の電極の間の空間を放電空間として有し、一方の電極に交流電圧を印加しながら放電空間に原料ガスを供給することによりオゾンを発生させる。また、放電空間の温度が高いほどオゾンが分解しやすく、また、電圧の印加により発熱する電極によって放電空間が昇温されるため、特許文献２では、放電空間に原料ガスを供給する供給口にて原料ガスと冷却液との熱交換を行うことで原料ガスを冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９３６２０号公報
【特許文献２】特開平１−１６０８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えば、貨物自動車のような大型自動車は、燃料消費量が多く、単位時間あたりに必要とされるオゾンの量も普通自動車に比べて多い。そのため、大型自動車に搭載されるオゾン発生装置には、普通自動車よりも多くの原料ガスが必要とされるとともに、その必要とされる分の原料ガスを冷却できるように冷却能力を高めることも求められる。また、このように原料ガスの冷却能力を高める要請は、オゾンの供給を安定させるという観点では、大型自動車に限らず、普通自動車のような他の車両においても共通する。
【０００６】
本発明は、原料ガスの冷却能力を高めることが可能な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】
【０００７】
上記課題を解決するオゾン発生装置は、原料ガスを生成する原料ガス生成部と、前記原料ガスからオゾンを発生させるオゾン発生部と、前記原料ガス生成部と前記オゾン発生部とを接続して前記原料ガス生成部の生成した前記原料ガスが前記オゾン発生部に向けて流れる第１の流路空間と、冷媒が流れる第２の流路空間とが、前記第１の流路空間の延在方向に沿って設けられる熱交換部によって区画された配管部であって、前記第２の流路空間における前記冷媒の入口と前記冷媒の出口とが、前記第１の流路空間の延在方向に沿って並ぶ前記配管部と、を備える。
【０００８】
上記構成によれば、第１の流路空間と第２の流路空間とが、第１の流路空間の延在方向に沿った熱交換部によって区画されるため、第１の流路空間を流れる原料ガスは、熱交換部を介した冷媒との熱交換を通じて冷却される。そして、第２の流路空間の入口と第２の流路空間の出口が第１の流路空間の延在方向に沿って並ぶため、こうした入口と出口との間の距離が長いほど、熱交換の効率が高まる。その結果、原料ガスの冷却能力が高まる。
【０００９】
上記オゾン発生装置は、前記冷媒が循環する循環流路であって前記循環流路の途中に前記冷媒を冷却する冷却機を有する前記循環流路を備え、前記循環流路において前記冷却機に対する往路に前記第２の流路空間が形成されていることが好ましい。
上記構成によれば、熱交換部に到達するまでの流路における冷媒の温度上昇が抑えられる。
【００１０】
上記オゾン発生装置では、前記第１の流路空間が金属管の管内空間であり、前記熱交換部が前記金属管の周壁であることが好ましい。
上記構成のように、熱交換部を金属管の周壁とすることにより熱交換部における熱伝導率が高まる。
【００１１】
上記オゾン発生装置において、前記配管部は、内管と前記内管の外側に周壁を有する外管とから構成される二重管構造を有し、前記第１の流路空間が前記内管の周壁で囲まれる空間であり、前記第２の流路空間が前記内管の周壁と前記外管の周壁とによって囲まれる空間であることが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、第１の流路を取り囲むように熱交換部が形成されることから、第１の流路の単位長さあたりの伝熱面積が大きくなる。
上記オゾン発生装置では、前記外管が樹脂製であることが好ましい。
上記構成によれば、外管の材質を金属よりも熱伝導率の低い樹脂とすることにより、外管を介した熱交換による冷媒の温度上昇が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態のオゾン発生装置の概略構成の一例を示す図であって、オゾン発生装置が搭載される排気浄化システムとともに示す図である。
【図２】第１実施形態における配管部の断面構造の一例を示す図である。
【図３】第２実施形態における配管部の断面構造の一例を示す図である。
【図４】第３実施形態における配管部の断面構造の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
図１及び図２を参照して、オゾン発生装置の第１実施形態について説明する。
図１に示されるように、排気浄化システム２０は、エンジン１０の排気通路１１の途中に配設された各種触媒と、排気通路１１を流れる排気ガスに対して各種添加剤を添加する装置とを備える。
【００１５】
ディーゼル酸化触媒２１は、排気通路１１の途中に設けられたタービン１２の下流に位置する。ディーゼル酸化触媒２１に流入する排気ガスにおいて、窒素酸化物（ＮＯｘ）は、大部分が一酸化窒素（ＮＯ）である。ディーゼル酸化触媒２１は、排気ガスに含まれる炭化水素を酸化して水に変換するとともに、排気ガスに含まれる一酸化炭素を酸化して二酸化炭素に変換する。ディーゼル酸化触媒２１は、排気ガスに含まれるＮＯの一部を酸化して二酸化窒素（ＮＯ２）に変換する。ディーゼル酸化触媒２１を通過した排気ガスは、ＤＰＦ２２に流入する。
【００１６】
ＤＰＦ２２は、排気ガスに含まれる粒子状物質を補足する。補足された粒子状物質は、ＤＰＦ２２に流入する排気ガスを昇温させることで焼却される。尿素水添加装置２３は、ＤＰＦ２２を通過した排気ガスに尿素水を添加する。
【００１７】
排気ガスに添加された尿素水は、熱によって加水分解されてアンモニアガスと二酸化炭素とに変換される。オゾン発生装置３０は、アンモニアガスを含む排気ガスにオゾン（Ｏ３）を添加する。
【００１８】
オゾン発生装置３０は、空気を原料ガスとしてオゾンを発生させ、その発生させたオゾンを含むオゾンガスをオゾン添加ノズル２４から排気ガスに添加する。排気ガスに含まれるＮＯは、ＮＯ＋Ｏ３→ＮＯ２＋Ｏ２で示される反応式のもとにオゾンによって酸化されてＮＯ２に変換される。その後、排気ガスは、選択還元型触媒２５に流入する。
【００１９】
選択還元型触媒２５は、アンモニアとＮＯｘとを反応させることでＮＯｘを窒素と水とに還元する。アンモニア酸化触媒２６は、選択還元型触媒２５の下流に位置し、選択還元型触媒２５を通過したアンモニアを酸化して窒素と水とに変換する。
【００２０】
オゾン発生装置３０は、原料ガス生成部３２と、オゾン発生部３６と、配管部４５と、を備える。原料ガス生成部３２において、コンプレッサー３３は、大気中の空気を圧縮したガスを原料ガスとしてエアドライヤー３４へ供給する。エアドライヤー３４は、原料ガスに含まれる水分を除去する。酸素富化膜３５は、原料ガスの窒素と酸素とを分離させ、原料ガスの酸素濃度を高める。原料ガス生成部３２は、水分含有量が少なく、且つ、酸素濃度の高い原料ガスを配管部４５を通じてオゾン発生部３６に供給する。
【００２１】
オゾン発生部３６は、配管部４５を通じて原料ガス生成部３２から供給された原料ガスからオゾンを含むオゾンガスを生成する。オゾン発生部３６で生成されたオゾンガスは、オゾン添加ノズル２４から排気ガスに添加される。オゾン発生部３６は、無声放電方式のオゾン発生器である。オゾン発生部３６は、電源３７に接続されたワイヤ状の放電電極３８と、放電電極３８を取り囲むとともに放電電極３８に対して誘電体３９を介して対向する接地電極４０と、を備える。放電電極３８と誘電体３９との間の空間は、放電空間４１である。電源３７は、放電電極３８に対して交流電圧を印加する。
【００２２】
配管部４５は、原料ガスが流れる第１の流路４６と冷媒が流れる第２の流路４７とを備える。冷媒は、不凍液である。配管部４５では、原料ガスと冷媒との間で熱交換が行われる。配管部４５は、冷媒が循環する循環流路４８の一部を第２の流路４７として有する。
【００２３】
循環流路４８の途中には、循環流路４８に対して所定流量の冷媒を圧送するポンプ４９と、冷媒を例えば−２０℃程度まで冷却する冷却機５０と、が備えられる。循環流路４８は、冷却機５０に対する往路と復路とを有する。循環流路４８では、ポンプ４９によって圧送された冷媒が冷却機５０によって冷却される。そして冷媒は、原料ガスとの熱交換を行いながら第２の流路４７を流れたのち、再びポンプ４９によって圧送される。
【００２４】
図２に示されるように、第１実施形態の配管部４５は、内管５１と外管５２とで構成される二重管構造を有する。内管５１は、例えば銅やアルミ、ステンレスといった金属管である。内管５１は、曲げ加工可能なものが好ましい。内管５１の周壁５１Ｓで囲まれる空間である第１の流路４６は、第１の流路空間である。内管５１の周壁５１Ｓは、外管５２の周壁５２Ｓによって囲まれている。外管５２は、例えばフッ素樹脂製の樹脂管である。外管５２は、内管５１よりも熱伝導率の低いものが好ましい。内管５１の周壁５１Ｓと外管５２の周壁５２Ｓとによって囲まれる空間である第２の流路４７は、第２の流路空間である。第２の流路４７は、循環流路４８の往路に形成されることが好ましい。
【００２５】
内管５１は、外管５２の端壁５２Ｅの各々に一体的に形成された筒状の挿通部５３を通じて外管５２から突出する。各挿通部５３は、内管５１の外径と略同径の内径を有する。内管５１は、挿通部５３に通された状態で金属製の締結バンド５４が締結されることで外管５２に取り付けられる。内管５１の両端には、例えばリングジョイントといった管継手５５が取り付けられる。
【００２６】
外管５２は、周壁５２Ｓの両端部の各々に筒状の流出入部５６を有する。流出入部５６の一方は冷媒の入口５６Ａであり、流出入部５６の他方は冷媒の出口５６Ｂである。流出入部５６には、流出入部５６の内径と略同径の外径を有する金属製の連結管５７が装着される。連結管５７は、連結管５７の一部が流出入部５６に通された状態で金属製の締結バンド５８が締結されることで外管５２に取り付けられる。一方の連結管５７は、第２の流路４７に流入する冷媒が通る入口流路を形成し、他方の連結管５７は、第２の流路４７を通過した冷媒が通る出口流路を形成する。第２の流路４７を流れる冷媒は、第１の流路４６を流れる原料ガスに対する対向流に設定されることが好ましい。
【００２７】
第１実施形態のオゾン発生装置３０の作用について説明する。
配管部４５において、原料ガスは、内管５１の周壁５１Ｓを介して冷媒との熱交換を行いながら第１の流路４６を流れる。すなわち、内管５１の周壁５１Ｓは、第１の流路４６の延在方向に沿って設けられる熱交換部であり、換言すれば、第１の流路４６に並行して設けられる熱交換部である。そして、第２の流路４７の入口と出口とが第１の流路４６の延在方向に沿って並ぶため、配管部４５の長さが長いほど、原料ガスと冷媒との熱交換が行われる部位の面積である伝熱面積が大きく、かつ、熱交換が行われる時間である熱交換時間が長くなり、熱交換の効率が高まる。その結果、原料ガスの冷却能力が高まる。
【００２８】
第１実施形態のオゾン発生装置３０によれば、以下に列挙する作用効果が得られる。
（１）オゾン発生装置３０における原料ガスの冷却能力が高められる。
（２）（１）によりオゾン発生部３６におけるオゾンの発生効率が高まることから、オゾン発生部３６の小型化が図られる。
【００２９】
（３）配管部４５を備えたオゾン発生装置３０は、貨物自動車のような大型自動車に対して特に有効である。大型自動車においては、積載スペースの確保という観点から原料ガス生成部３２及びオゾン発生部３６の設置位置に制約があり、原料ガス生成部３２とオゾン発生部３６とを例えば３ｍ以上離れた位置に搭載せざるを得ない場合が少なくない。しかし、オゾン発生装置３０では、原料ガス生成部３２とオゾン発生部３６とを離れた位置に搭載せざるを得ないこと、そのことにより原料ガスの冷却能力が高まる。すなわち、オゾン発生装置３０が大型自動車に適用される場合には、原料ガスの冷却能力を高めつつ、原料ガス生成部３２及びオゾン発生部３６の設置位置に関する自由度も向上する。
【００３０】
（４）冷媒との熱交換による原料ガスの冷却を配管部４５を用いることなく行うとなれば、十分な伝熱面積や熱交換時間が確保されにくい。そのため、冷媒を冷却する冷却機５０には、非常に高い冷却能力が要求される。こうした要求は、冷却機５０の消費電力の増大及び冷却機５０の大型化を招く。
【００３１】
この点、上記オゾン発生装置３０では、配管部４５の熱交換部によって十分な伝熱面積及び熱交換時間が確保されるため、冷却機５０に要求される冷却能力が抑えられる。その結果、冷却機５０の消費電力が抑えられるとともに冷却機５０の小型化が図られる。
【００３２】
（５）冷却機５０に対する循環流路４８の往路に第２の流路４７が形成されることで、冷媒が熱交換部に到達するまでの間における冷媒の温度上昇が抑えられる。
（６）金属管である内管５１によって第１の流路４６が形成され、且つ、熱交換部が内管５１の周壁５１Ｓであることから、熱交換部における熱伝導率が高まる。
【００３３】
（７）第１の流路４６は、内管５１の周壁５１Ｓを介して第２の流路４７で囲まれている。その結果、第１の流路４６の単位長さに対する伝熱面積が大きくなる。
（８）外管５２が樹脂製であることから、外管５２を介した外気との熱交換に起因した冷媒の温度上昇が抑えられる。
【００３４】
（９）配管部４５では、原料ガスと冷媒とが対向流に設定されることで原料ガスの冷却効率が高まる。
（１０）配管部４５は、少なくとも第２の流路４７の分だけ占有スペースが増大するものの、その増大分が配管部４５の全体にわたって分散される。そのため、占有スペースの増大が、他の機器の搭載位置に与える影響が小さい。
【００３５】
なお、第１実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・外管５２は、樹脂製に限らず、金属製であってもよい。
・外管５２は、端壁５２Ｅが金属製、且つ、周壁５２Ｓが樹脂製であってもよい。この際、端壁は、周壁の内側に位置する状態で周壁に対して締結バンドによって締結される。
【００３６】
・第２の流路４７の一部が冷却機５０に対する循環流路４８の復路に含まれてもよい。
・配管部４５では、原料ガスと冷媒との間の熱交換によって原料ガスが冷却されればよい。そのため、配管部は、例えばプレート式の熱交換器のように第１の流路と第２の流路とが交互に重なる構造を有していてもよい。
【００３７】
・配管部４５は、外管５２を取り囲む断熱層を形成する断熱部材をさらに備えていてもよい。断熱部材は、例えば、外管５２を取り囲む空気層を形成する管状の部材であってもよいし、外管５２に巻き回されるメッシュ状のガラスウールであってもよい。
【００３８】
・配管部４５では、原料ガスと冷媒とが互いに並行流に設定されてもよい。
・循環流路４８は、第２の流路４７を通過した冷媒が流れる流路をオゾン発生部３６に有していてもよい。
・内管５１は、外周面にフィンを有していてもよい。こうした構成によれば、原料ガスの冷却能力がさらに高まる。
【００３９】
（第２実施形態）
図３を参照して、オゾン発生装置の第２実施形態について説明する。
なお、第２実施形態のオゾン発生装置は、第１実施形態におけるオゾン発生装置３０に対して配管部の構成が異なる。そのため、第２実施形態においては、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、第１実施形態と同様の部分については同様の符号を付すことによりその詳細な説明は省略する。
【００４０】
図３に示されるように、第２実施形態の配管部６０は内管６１と外管５２とを備える。
内管６１は、例えば銅やアルミ、ステンレスといった金属管であり、第１の流路４６と第２の流路４７の一部である下流側流路４７Ｂとが一体的に形成された金属管である。内管６１は、第１の流路４６と下流側流路４７Ｂとの間に、第１の流路４６と下流側流路４７Ｂとが並ぶ方向に連続する部位であって第１の流路４６及び下流側流路４７Ｂの双方に面する部位である共通部６３を有する。内管６１は、共通部６３と協働して第１の流路４６を形成する周壁６４を有し、また、共通部６３と協働して下流側流路４７Ｂを形成する周壁６５を有する。
【００４１】
内管６１は、外管５２の端壁５２Ｅの各々に形成された挿通部５３を通じて外管５２から突出するとともに締結バンド５４によって外管５２に締結される。内管６１の各端部には、第１の流路４６に対応する管継手と下流側流路４７Ｂに対応する管継手とが取り付けられる。外管５２は、例えばフッ素樹脂製の樹脂管である。外管５２と内管６１との間の隙間は、第２の流路４７の一部である上流側流路４７Ａである。
【００４２】
上流側流路４７Ａは、循環流路４８における下流側流路４７Ｂの上流に位置する。上流側流路４７Ａは、循環流路４８の往路に形成されることが好ましい。下流側流路４７Ｂは、循環流路４８の復路に含まれていてもよい。第１の流路４６を流れる原料ガスに対し、上流側流路４７Ａを流れる冷媒が並行流に設定され、下流側流路４７Ｂを流れる冷媒が対向流に設定されてもよい。
【００４３】
第２実施形態のオゾン発生装置３０の作用について説明する。
配管部６０において、原料ガスは、内管６１の共通部６３を介して、下流側流路４７Ｂを流れる冷媒との熱交換を行いながら第１の流路４６を流れる。また、原料ガスは、第１の流路４６を形成する内管６１の周壁６４を介して、上流側流路４７Ａを流れる冷媒との熱交換を行いながら第１の流路４６を流れる。すなわち、第１の流路４６を形成する共通部６３及び周壁６４は、第１の流路４６の延在方向に沿って設けられる熱交換部であり、換言すれば、第１の流路４６に並行して設けられる熱交換部である。
【００４４】
また、下流側流路４７Ｂを流れる冷媒は、上流側流路４７Ａを流れる冷媒よりも温度が高い。そのため、下流側流路４７Ｂを流れる冷媒は、内管６１の周壁６５を介して、上流側流路４７Ａを流れる冷媒と熱交換を行う。すなわち、下流側流路４７Ｂを流れる冷媒は、上流側流路４７Ａを流れる冷媒によって冷却される。これにより、冷却機５０に流入する冷媒の温度上昇が抑えられ、冷却機５０に要求される冷却能力が抑えられる。
【００４５】
第２実施形態のオゾン発生装置３０によれば、第１実施形態に記載した（１）〜（４）、（６）（８）（１０）に準ずる効果に加えて、以下に示す効果が得られる。
（１１）冷却機５０に対する循環流路４８の往路に上流側流路４７Ａが形成されることで、上流側流路４７Ａに到達するまでの間における冷媒の温度上昇が抑えられる。
【００４６】
（１２）上流側流路４７Ａを流れる冷媒によって、下流側流路４７Ｂを流れる冷媒が冷却されるため、冷却機５０に要求される冷却能力が抑えられる。その結果、冷却機５０の消費電力がさらに抑えられるとともに冷却機５０のさらなる小型化が図られる。
【００４７】
なお、第２実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・第２実施形態では、上流側流路４７Ａを流れる冷媒によって、第１の流路４６を流れる原料ガスと、下流側流路４７Ｂを流れる冷媒とが冷却される構成であればよい。そのため、配管部は、外管５２の内部空間に、互いに異なる第１の内管と第２の内管とを有し、第１の内管が第１の流路４６を形成し、第２の内管が下流側流路４７Ｂを形成してもよい。この際、第１の内管と第２の内管は、外管５２の内部空間において接触していてもよいし、接触していなくともよい。また、配管部は、内管、外管、内管と外管との間の空間に中間管を備えた３重管構造を有していてもよい。こうした場合、内管６１と中間管との間の隙間が上流側流路４７Ａに設定される。
【００４８】
・循環流路４８は、上流側流路４７Ａの下流にオゾン発生部３６を冷却する冷却流路をさらに含んでいてもよい。すなわち、下流側流路４７Ｂでは、上流側流路４７Ａを通過した冷媒が冷却されればよく、オゾン発生部３６を冷却したあとの冷媒が冷却されてもよいし、オゾン発生部３６を冷却する前の冷媒が冷却されてもよい。
【００４９】
・第１の流路４６を流れる原料ガスに対し、上流側流路４７Ａを流れる冷媒が対向流に設定され、下流側流路４７Ｂを流れる冷媒が並行流に設定されてもよい。また、双方が対向流あるいは並行流に設定されてもよい。
【００５０】
（第３実施形態）
図４を参照して、オゾン発生装置の第３実施形態について説明する。
なお、第３実施形態のオゾン発生装置は、第１及び第２実施形態におけるオゾン発生装置３０に対して配管部の構成が異なる。そのため、第３実施形態においては、第１及び第２実施形態と異なる部分について詳細に説明し、第１及び第２実施形態と同様の部分については同様の符号を付すことによりその詳細な説明は省略する。
【００５１】
図４に示されるように、第３実施形態の配管部７０は、第１の配管７１、第２の配管７２、第３の配管７３、及び、これら３つの配管７１〜７３を取り囲む断熱部７４を備える。第１〜第３の配管７１〜７３は、例えば銅やアルミ、ステンレスといった金属管である。第１の配管７１は第１の流路４６を形成する。第２の配管７２は上流側流路４７Ａを形成する。第３の配管７３は下流側流路４７Ｂを形成する。第１〜第３の配管７１〜７３の両端部には、例えばリングジョイントといった管継手が取り付けられる。
【００５２】
配管部７０は、第１の配管７１と第２の配管７２とが互いに接触する接触部分７５を有する。配管部７０は、第１の配管７１及び第２の配管７２から離れた位置に第３の配管７３を有する。接触部分７５は、第１の流路４６に並行に設けられ、この接触部分７５を介して冷媒と原料ガスとの熱交換が行われる。すなわち、接触部分７５は、第１の流路４６の延在方向に沿って設けられる熱交換部であり、換言すれば、第１の流路４６に並行して設けられる熱交換部である。配管部７０では、第１の流路４６を流れる原料ガスに対し、上流側流路４７Ａを流れる冷媒が対向流に設定されることが好ましい。
【００５３】
断熱部７４は、第１〜第３の配管７１〜７３の各々よりも低い熱伝導率を有する。断熱部７４は、第１〜第３の配管７１〜７３の各々における周壁を介した外気との熱交換を抑える。断熱部７４は、例えば、第１〜第３の配管７１〜７３を取り囲んだ状態で第１の流路４６に沿って延びる樹脂製の被覆管７６により形成される空気層である。
【００５４】
第３実施形態のオゾン発生装置３０によれば、第１実施形態に記載した（１）〜（６）（１０）に準ずる効果、並びに、第２実施形態に記載した（１１）に準ずる効果に加えて、以下の作用効果が得られる。
（１３）上流側流路４７Ａを流れる冷媒は、下流側流路４７Ｂの冷媒を冷却することなく、第１の流路４６の原料ガスを冷却する。その結果、原料ガスの冷却効率が高まる。
【００５５】
（１４）配管部７０が断熱部７４を有することから、各配管７１〜７３において周壁を介した外気との熱交換が抑えられる。
【００５６】
なお、第３実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・配管部７０は、第２の配管７２が第１の配管７１に巻き回されることにより、螺旋状の接触部分７５を有してもよい。こうした構成によれば、第１の配管７１の単位長さあたりにおける伝熱面積が大きくなる。この際、第１及び第２の配管７１，７２の双方が螺旋状をなしていてもよいし、直線状の第１の配管７１に対して第２の配管７２に巻き回されていてもよい。
【００５７】
・断熱部７４は、第１〜第３の配管７１〜７３の各々よりも低い熱伝導率を有し、第１〜第３の配管７１〜７３の各々における周壁を介した外気との熱交換を抑えるものであればよい。そのため、断熱部７４は、上述した空気層に限らず、例えば、第１〜第３の配管７１〜７３に巻き回されたメッシュ状のグラスウールであってもよい。
【００５８】
・第２及び第３の配管７２，７３は、１つの配管がＵ字状に折り曲げられた１つの配管であってもよい。この場合、冷媒の入口と出口は、被覆管７６の一端部に設けられる。
【符号の説明】
【００５９】
１０…エンジン、１１…排気通路、１２…タービン、２０…排気浄化システム、２１…ディーゼル酸化触媒、２２…ＤＰＦ、２３…尿素水添加装置、２４…オゾン添加ノズル、２５…選択還元型触媒、２６…アンモニア酸化触媒、３０…オゾン発生装置、３２…原料ガス生成部、３３…コンプレッサー、３４…エアドライヤー、３５…酸素富化膜、３６…オゾン発生部、３７…電源、３８…放電電極、３９…誘電体、４０…接地電極、４１…放電空間、４５…配管部、４６…第１の流路、４７…第２の流路、４７Ａ…上流側流路、４７Ｂ…下流側流路、４８…循環流路、４９…ポンプ、５０…冷却機、５１…内管、５１Ｓ…周壁、５２…外管、５２Ｅ…端壁、５２Ｓ…周壁、５３…挿通部、５４…締結バンド、５５…管継手、５６…流出入部、５６Ａ…入口、５６Ｂ…出口、５７…連結管、５８…締結バンド、６０…配管部、６１…内管、６３…共通部、６４，６５…周壁、７０…配管部、７１…第１の配管、７２…第２の配管、７３…第３の配管、７４…断熱部、７５…接触部分、７６…被覆管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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