(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスから放電によりオゾンを発生させる放電ユニットを複数個内包する放電モジュールが、積層方向に複数個積層して配置され、
各前記放電モジュールには、全前記放電ユニットの放電を制御する放電制御部がそれぞれ設置され、
前記放電ユニットに電圧を印加して前記放電を形成する電源部と、
冷媒を送出して各前記放電ユニットを冷却する冷却部とを備え、
前記冷却部は、積層方向の一端側に設置され、前記放電モジュールの積層方向と同一方向に冷媒を送出するオゾン発生装置。
【請求項２】
前記電源部は、各前記放電モジュールにそれぞれ設置された請求項１に記載のオゾン発生装置。
【請求項３】
各前記放電モジュールが、前記電源部に並列に接続される請求項１に記載のオゾン発生装置。
【請求項４】
各前記放電制御部の動作は、各前記放電モジュール間で個別に行われる請求項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。
【請求項５】
各前記放電モジュール内の全前記放電ユニットは、前記放電制御部に並列に接続される請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のオゾン発生装置。
【請求項６】
１つの前記放電モジュールの各前記放電ユニットは、積層方向と直交する直交方向にあらかじめ設定された間隔を隔てて並んで配置される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のオゾン発生装置。
【請求項７】
積層方向に隣接する前記放電モジュール間において、各前記放電モジュールの各前記放電ユニットは、直交方向において互いにずれた位置に配置される請求項６に記載のオゾン発生装置。
【請求項８】
前記放電モジュールの動作と連動して、前記放電モジュール内の全前記放電ユニットに前記原料ガスが供給される請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のオゾン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、オゾン発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オゾン（Ｏ３）は強い酸化力を有し、その強い酸化力を利用して上下水処理等の水環境浄化、殺菌滅菌、脱臭、および半導体洗浄等、多岐に亘る分野で利用されている。近年の環境意識の高まりおよび電子機器の需要増加に伴い、コンパクトかつ多量のオゾンを発生可能なオゾン発生装置の需要が高まっている。オゾンを工業的に発生する方法としては、酸素（Ｏ２）または酸素を含む原料ガスを放電空隙に供給し、放電空隙に高電圧を印加して無声放電を発生し、この放電エネルギーによりオゾンを生成する方法が一般的である。【０００３】
しかし従来のオゾン発生装置では、投入電力のうちオゾン生成に寄与するエネルギーが１０％程度であり、残りの９０％は放電空隙に熱として放出される。ここで、放出された熱により放電空隙が高温になると、発生したオゾンが熱分解されオゾンの発生効率が低下する。そこで、水または空気などの冷媒を用いて放電空隙を冷却する手法が用いられている。【０００４】
放電空隙の温度は冷媒による冷却能力と放電に投入される電力のバランスで決まることから、空隙単位容積あたりに投入可能な放電電力およびオゾン発生量には上限がある。このため、所望するオゾン発生量を得るため、一般にオゾン発生装置内に複数の放電ユニットが設けられる。また、放電ユニットの冷却性能は放電ユニットと冷媒の接触面積に依存する。従って、高い冷却性能を得るには放電ユニットの間隔を空けることが好ましいが、これは装置寸法の増大につながる。すなわち装置寸法と冷却性能はトレードオフの関係にある。【０００５】
従来は、複数の放電ユニットと、放電ユニットに高電圧を印加する高電圧電源と、冷媒を送出して放電ユニットを冷却する冷却器とを備えるオゾン発生装置、および複数のオゾン発生モジュールを備えたマルチモジュール式オゾン発生装置が開示されている。そして、複数の円柱状の放電ユニットが円柱の軸に平行な配列方向に配列され、放電ユニットの配列方向に冷媒が送出される。複数の放電ユニットは並列に高電圧電源に接続されている。これにより、オゾン生成量を増やすために放電ユニットの数を増やした場合でもオゾン発生装置の大型化を抑制している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６６０８５７１号（特許請求の範囲、図１〜図１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のマルチモジュール式のオゾン発生装置では、各モジュールに高電圧電源と冷却器とが備えられており、モジュール毎に独立にオゾン発生と放電ユニットの冷却が行われていた。そのため、例えば１つのモジュールが停止した場合、他のモジュールの運転に影響することなく、停止したモジュール分のオゾン生成量が低下する。すなわち、オゾン発生装置の全体としての空間利用率が低下するという問題点があった。【０００８】
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、複数の放電モジュールを備えるオゾン発生装置において、ある放電モジュールが停止した場合においても、オゾン発生量の低下を抑制し、装置の空間を有効に活用できる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】
【０００９】
本願に開示されるオゾン発生装置は、
原料ガスから放電によりオゾンを発生させる放電ユニットを複数個内包する放電モジュールが、積層方向に複数個積層して配置され、
各前記放電モジュールには、全前記放電ユニットの放電を制御する放電制御部がそれぞれ設置され、
前記放電ユニットに電圧を印加して前記放電を形成する電源部と、
冷媒を送出して各前記放電ユニットを冷却する冷却部とを備え、
前記冷却部は、積層方向の一端側に設置され、前記放電モジュールの積層方向と同一方向に冷媒を送出するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本願に開示されるオゾン発生装置によれば、
複数の放電モジュールを備えるオゾン発生装置において、ある放電モジュールが停止した場合においても、オゾン発生量の低下を抑制し、装置の空間を有効に活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１によるオゾン発生装置の構成を示す図である。
【図２Ａ】図１に示したオゾン発生装置の構成を示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示したオゾン発生装置の構成を示す図である。
【図３Ａ】図１に示したオゾン発生装置の放電モジュールの構成を示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示した放電モジュールの構成を示す上面図である。
【図４】実施の形態２によるオゾン発生装置の構成を示す図である。
【図５】実施の形態３によるオゾン発生装置の構成を示す図である。
【図６】実施の形態４によるオゾン発生装置の構成を示す図である。
【図７】図６に示したオゾン発生装置における原料ガスの流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本願は、例えば、水処理設備等に利用されるオゾン化ガスを工業的に生成するオゾン発生装置に関するものである。尚、以下の実施の形態では、オゾン発生装置は、原料ガスとして酸素（Ｏ２）ガスを供給して放電によりオゾン（Ｏ３）ガスを生成する場合について説明するが、これ以外のオゾン発生装置、例えば、排ガス処理装置についても同様に本願は適用可能である。
【００１３】
実施の形態１．
図１は実施の形態１によるオゾン発生装置の構成を示す図である。図２Ａは図１に示したオゾン発生装置のＡ−Ａ線方向から見た構成を示す断面図である。図２Ｂは図２Ａに示したオゾン発生装置の矢印Ｂの方向から矢視した構成を示す図である。図３Ａは図１に示したオゾン発生装置の１台の放電モジュールの構成を示す斜視図である。図３Ｂは図３Ａに示した放電モジュールの構成を示す上面図である。
【００１４】
図１において、オゾン発生装置１００は、複数、図では４個の放電モジュール１０１、１０２、１０３、１０４（以下、これらを総称して示す場合には、放電モジュール１と示す。）を積層方向Ｙに積層して配置される。各放電モジュール１は、積層方向Ｙに直交する直交方向Ｘに並ぶ複数、図では４個の放電ユニット２０１、２０２、２０３、２０４（以下、これらを総称して示す場合には、放電ユニット２と示す。）を有する。４個の放電ユニット２０１、２０２、２０３、２０４は、直交方向Ｘにあらかじめ設定された間隔を隔てて並んで配置される。また、放電ユニット２０１、２０２、２０３、２０４は後述にて説明するが、円柱状にて形成されており、円柱の軸が同軸方向に配置される。尚、放電モジュール１の積層個数、および、放電モジュール１の放電ユニット２の個数は、４個に限られるものはなく、複数個であれば同様に行うことができる。
【００１５】
さらに、各放電モジュール１内には、放電ユニット２０１、２０２、２０３、２０４に電圧を印加して放電を形成する電源部としての高電圧電源３０１、３０２、３０３、３０４（以下、これらを総称して示す場合には、高電圧電源３と示す。また、以下の実施の形態においては、高電圧電源が１台の場合においても高電圧電源３と示す。）と、全放電ユニット２０１、２０２、２０３、２０４の放電を制御する放電制御部としてのスイッチ素子４０１、４０２、４０３、４０４（以下、これらを総称して示す場合には、スイッチ素子４と示す。）とをそれぞれ備える。そして、各放電モジュール１０１、１０２、１０３、１０４内の全放電ユニット２０１、２０２、２０３、２０４は、各スイッチ素子４０１、４０２、４０３、４０４に並列に接続される。冷却部である送風ファン５は、オゾン発生装置１００の積層方向Ｙの一端側Ｙ１、ここでは最上部に設置される。よって、送風ファン５は、積層方向Ｙの一端側Ｙ１から他端側Ｙ２に向かって、冷媒としての冷却空気６を放電ユニット２に送出して冷却する。
【００１６】
図２において、放電ユニット２は、原料ガスとしての酸素ガスから放電によりオゾンを発生させるものである。具体的に、放電ユニット２は、ガラス管１０と、外周電極８と、ヒートシンク７と、導電層１１と、給電部１２とを備える。ガラス管１０は、積層方向Ｙと直交方向Ｘと直交する軸方向Ｚに軸を有する円柱状にて形成され、一端が塞がれ形成される。また、ガラス管１０の内面には導電層１１が形成され、軸方向Ｚの他端の塞がれていない側近傍には給電部１２が設置される。外周電極８は、ガラス管１０と放電空隙９を保持して設置される。ヒートシンク７は、外周電極８の外面を覆うように設置される。高電圧電源３の出力の一方がスイッチ素子４を介して給電部１２に接続され、もう一方は外周電極８に接続される。放電に曝される酸素ガスは放電空隙９の軸方向Ｚの一方の端部から他方の端部へと流れる。
【００１７】
本実施の形態１のオゾン発生装置１００は、４個の放電モジュール１を有しているため、同様の形状を有する放電ユニット２を合計１６個備える。また、図３Ａ、図３Ｂに示すように、４個の放電ユニット２を備えた１台の放電モジュール１の外観は、図に示したように形成されている。そして、図３に示したような放電モジュール１が、図１に示したように積層方向Ｙに積層して配置される。そして、図３に示すように、直交方向Ｘに隣接する放電ユニット２間は、あらかじめ設定された間隔を隔てて配置されており、直交方向Ｘに隣接する放電ユニット２間は、積層方向Ｙにおいて貫通して形成される。よって、直交方向Ｘに隣接する放電ユニット２間には、冷却空気６が積層方向Ｙにおいて通過可能である。
【００１８】
次に、上記のように構成された実施の形態１のオゾン発生装置１００の動作について説明する。まず、外部から放電ユニット２のそれぞれに酸素ガスを供給する。次に、送風ファン５を動作させ、オゾン発生装置１００内において冷却空気６を積層方向Ｙの一端側Ｙ１から他端側Ｙ２に流す。そして、全ての高電圧電源３を駆動させ、全てのスイッチ素子４をＯＮすることで全ての放電ユニット２に高電圧を印加し、放電空隙９に放電を発生させる。これにより、原料ガスである酸素ガスの一部がオゾンへと変換される。
【００１９】
このように、各放電モジュール１に内包される放電ユニット２の放電は、同一の放電モジュール１に備えられる高電圧電源３とスイッチ素子４とにより生成制御される。例えば、放電モジュール１０１においては、高電圧電源３０１を駆動させスイッチ素子４０１をＯＮすることで、放電モジュール１０１内の放電ユニット２０１、２０２、２０３、２０４の全てに放電が生成される。放電で生じた熱の一部が冷却空気６によりヒートシンク７から除去されることで、放電モジュール１０１内の放電ユニット２０１、２０２、２０３、２０４の過熱が抑制される。
【００２０】
そして、冷却空気６は、一端側Ｙ１に位置する放電モジュール１０４から他端側Ｙ２の放電モジュール１０１に向けて一連の流れを形成する。このため、放電モジュール１０４を通過する際の冷却空気６の温度が最も低く、下流に進むに従って温度が上昇し、放電モジュール１０１を通過する際の温度が最も高くなる。このため、冷却空気６による冷却能力は、放電モジュール１０４において最も高く、下段に位置する放電モジュールほど低下する。
【００２１】
次に、いずれかの放電ユニット２の動作が停止した場合のオゾン発生について説明する。例えば、放電モジュール１０４内のいずれかの放電ユニット２の不具合、あるいはオゾン需要の減少により放電モジュール１０４を停止させた場合を想定する。この場合、冷却空気６の温度は、放電モジュール１０４を通過しても、放電モジュール１０４内の放電ユニット２が駆動していないため発熱源がなく上昇しない。従って、下段に位置する放電モジュール１０３、１０２、１０１を通過する冷却空気６の温度は、放電モジュール１０４が駆動している場合と比較して低くなる。
【００２２】
このため放電モジュール１０４が停止した際の放電モジュール１０３、１０２、１０１の冷却は向上し、それによりオゾン発生性能は、放電モジュール１０４が稼働している場合と比較して高くなる。結果的に、オゾン発生装置１００全体としては、放電モジュール１０４停止によるオゾン発生量の低下が、本実施の形態１を適用しない場合と比較して抑制される。
【００２３】
実施の形態１では、各放電モジュール１０１、１０２、１０３、１０４に対して独立した高電圧電源３０１、３０２、３０３、３０４が接続されている。このため、高電圧電源３０１、３０２、３０３、３０４の動作条件を個別に制御できる。例えば、冷却空気６の流れの一端側Ｙ１から他端側Ｙ２に向けて、放電モジュール１に供給される電力が低下するように動作することも可能である。この場合、冷却空気６の他端側Ｙ２における放電モジュール１０１の放電ユニット２０１、２０２、２０３、２０４の過熱を抑制し、オゾン発生装置１００全体としてのオゾン発生性能を向上できる。
【００２４】
尚、高電圧電源３は安定して交流高電圧が発生できればよく、正弦波に限らず、矩形、三角、パルスなどの波形であってもよい。また、交流高電圧の電圧波高値およびデューティ比などは、放電空隙９の幅またはガラス管１０の厚さなど放電ユニット２の構造、原料ガスの組成等の諸条件に応じて適宜決定できる。一般に、電圧波高値は１ｋＶ〜２０ｋＶが望ましい。１ｋＶ以下では安定した放電が形成されず、また５０ｋＶ超とするには、電源の大型化および電気絶縁の高度化が必要になり、製造および保守のコストが著しく増大する。
【００２５】
外周電極８は導電性材料で構成され、特にステンレス鋼またはチタンなどの耐腐食性に優れた金属材料を用いることが望ましい。外周電極８は、その機械強度が維持できる範囲で薄くできる。外周電極８を薄くすることで、外周電極８の厚さ方向の熱伝導を促進し、放電ユニット２の冷却性能を向上できる。また、外周電極８の放電空隙９と面している範囲を耐食性に優れた絶縁材料で被覆することもできる。外周電極８を耐腐食性に優れた絶縁材料で被覆することで、外周電極８に耐腐食性の劣る汎用の導電性材料を使用でき、放電ユニット２の製造コストを低下できる。
【００２６】
また、外周電極８とヒートシンク７との間に放熱グリースまたは伝導性グリースなどを塗布することで、外周電極８とヒートシンク７との間に微小な空隙ができるのを抑制し、外周電極８とヒートシンク７との間の熱伝導を向上できる。
【００２７】
ガラス管１０としては例えば石英、ホウ珪酸のガラスを用いることができる。また、必ずしもガラスである必要はなく、アルミナなどの耐腐食性に優れたセラミックスなどを用いることができる。
【００２８】
導電層１１は導電性材料で構成され、特にガラス管１０の内面に湿式のコーティングまたはメッキ、溶射、真空蒸着、スパッタリングなどの方法で形成された導電性薄膜であることが望ましい。これらの方法で導電層１１を形成することで、ガラス管１０と導電層１１とを密着でき、ガラス管１０と導電層１１との間での異常放電の発生を抑制できる。また、薄膜の導電層１１とすることで、導電層１１の重量を削減できる。
【００２９】
給電部１２は導電性材料で構成され、特にステンレス鋼またはチタンなどの耐腐食性に優れた金属材料を用いることが望ましい。特に、給電部１２の先端を複数の毛を有するブラシ形状とすることで、給電部１２をガラス管１０に挿入した際に複数個所で導電層１１と給電部１２が接触し、より確実に電気的な接続が確保できるため好ましい。放電ユニット２と高電圧電源３との接続において、導電層１１に高電圧を印加し外周電極８を接地すると、導電層１１（高電圧印加部）が外周電極８で覆われるため好適である。但し、接続を逆にしても動作上は問題ない。
【００３０】
放電空隙９の幅は０．１ｍｍ〜１０ｍｍとすることが望ましい。０．１ｍｍ以下では、放電ユニット２の周方向に放電空隙９の幅を均一に保つことが困難になり、放電ユニット２の製造コストが増加する。また、１０ｍｍ以上では放電を形成するために高い電圧が必要になり、製造コストが増加する。放電空隙９の幅は、特に０．２ｍｍ〜０．６ｍｍとすることが好ましい。放電空隙９の幅を０．６ｍｍ以下に設定することにより、放電空隙９の比表面積が増加し、放電空隙９の冷却効率を向上できる。
【００３１】
上記例においては、原料ガスとして酸素ガスを例に示したが、これに限られることはなく、原料ガスとして少なくとも酸素を含んでいればよく、空気、または、酸素、または、希ガスまたは二酸化炭素などの不活性ガスと酸素との混合ガスなどが用いられる。放電空隙９に供給する原料ガスの圧力は０．０５ＭＰａＧ〜０．２ＭＰａＧとすることが望ましい。０．０５ＭＰａＧ以下では酸素分子の数が少なく、オゾン発生量が低下する。また、０．２ＭＰａＧ以上では、外部に設置される原料ガスの供給装置に求められる吐出圧が高くなり、オゾン発生コストが増加する。
【００３２】
原料ガスの圧力を０．０５ＭＰａＧ〜０．２ＭＰａＧとすることで、経済的にオゾン発生効率を向上できる。また、オゾン発生装置１００を大型化した際にも、０．２ＭＰａＧ未満とすることで、オゾン発生装置１００が“第２種圧力容器規定”に該当しなくなり、法令上の制約が軽減されて取り扱いが容易になるなどの利点もある。
【００３３】
ヒートシンク７は熱伝導性に優れた材料で構成され、アルミニウムなどの熱伝導性に優れた導電性材料を用いることが好ましい。特に、安価で加工性に優れたアルミニウムを利用することで、ヒートシンク７の製造コストを低下できる。また、ヒートシンク７を導電性材料で構成した場合、外周電極８とヒートシンク７とを電気的に接続して同電位に保つことで、高電圧電源３の接地電位をヒートシンク７に接続することで、外周電極８を高電圧電源３の接地電位と同電位にできる。
【００３４】
ヒートシンク７の表面に黒色の塗装または黒アルマイト加工などの処理を行ってもよい。ヒートシンク７の表面を黒色とすることで、表面の熱輻射を促進し、放電ユニット２の冷却性能を向上できる。また、ヒートシンク７を耐腐食性に優れた導電性材料で構成することで、外周電極８とヒートシンク７を一体で形成できる。外周電極８とヒートシンク７を一体で形成することで、外周電極８とヒートシンク７との間の熱伝導を高めることができるとともに、オゾン発生装置１００の部品を削減し、製造コストを低下できる。
【００３５】
ヒートシンク７に耐腐食性の劣る汎用の導電性材料を使用する場合であっても、放電空隙９と対向する面の範囲を耐食性に優れた絶縁材料で被覆することで、外周電極８とヒートシンク７とを兼用できる。
【００３６】
スイッチ素子４は高電圧電源３と放電ユニット２の電気接続を開閉できればよく、メカニカルスイッチまたは半導体スイッチ、または、ヒューズを用いることができる。また、高電圧電源３とスイッチ素子４は必ずしも独立に設ける必要はなく、放電生成を制御できればよい。例えば高電圧電源３に含まれるインバータを操作することで放電生成を制御できる。本実施の形態１の放電ユニット２として同軸方向に配置される円柱状の構成を示したが、放電ユニット２の形状はこれに限定されるものではなく、例えば平行平板型にて構成することも可能である。
【００３７】
また、ガラス管１０を外周電極８の内面に接するように設けてもよい。この場合、導電層１１は独立した管として設置され、導電層１１の管の外面とガラス管１０の内面の間に形成された空隙の間で放電が形成される。
【００３８】
上記のように構成された実施の形態１のオゾン発生装置によれば、
原料ガスから放電によりオゾンを発生させる放電ユニットを複数個内包する放電モジュールが、積層方向に複数個積層して配置され、
各前記放電モジュールには、全前記放電ユニットの放電を制御する放電制御部がそれぞれ設置され、
前記放電ユニットに電圧を印加して前記放電を形成する電源部と、
冷媒を送出して各前記放電ユニットを冷却する冷却部とを備え、
前記冷却部は、積層方向の一端側に設置され、前記放電モジュールの積層方向と同一方向に冷媒を送出するので、
複数の放電モジュールの積層方向と、冷媒の流れ方向とが同一方向であるため、ある放電モジュールが停止した場合であっても、それに応じて発熱量が減少することで冷媒の温度上昇量が減少し、他の放電モジュールの放電ユニットの冷却特性は改善され、オゾン発生装置の空間を有効に活用され、オゾン発生装置全体としてのオゾン発生量の減少量が抑制される。
【００３９】
また、前記電源部は、各前記放電モジュールにそれぞれ設置されるので、
各放電モジュールの制御が行い易くなる。
【００４０】
また、各前記放電制御部の動作は、各前記放電モジュール間で個別に行われるので、
各放電モジュールを個別に運転制御でき、冷却状況に応じた最適な運転が可能となる。
【００４１】
また、各前記放電モジュール内の全前記放電ユニットは、前記放電制御部に並列に接続されるので、
各放電制御部は、１つの放電モジュール内の全放電ユニットの放電を制御できる。
【００４２】
また、１つの前記放電モジュールの各前記放電ユニットは、積層方向と直交する直交方向にあらかじめ設定された間隔を隔てて並んで配置されるので、
直交方向に隣接する放電ユニット間においても冷媒が通過可能となり、冷却効率が向上できる。
【００４３】
実施の形態２．
図４は実施の形態２によるオゾン発生装置の構成を示す図である。図において、上記実施の形態１と同様の部分は同一の符号を付し説明を省略する。積層方向Ｙの他端側Ｙ２に電源部としての１台の高電圧電源３を内包する電源モジュール１３を備える。４個の放電モジュール１０１、１０２、１０３、１０４の外には、それぞれスイッチ素子４０１、４０２、４０３、４０４が設置される。そして、スイッチ素子４０１、４０２、４０３、４０４は高電圧電源３に対して並列に接続されており、１台の高電圧電源３と放電モジュール１０１、１０２、１０３、１０４との電気接続の開閉が制御される。
【００４４】
上記のように構成された実施の形態２のオゾン発生装置１００の動作について、上記実施の形態１と異なる点を中心に説明する。まず、本実施の形態２においては、１つの高電圧電源３により全ての放電モジュール１内の放電ユニット２を駆動させる。その際、スイッチ素子４０１、４０２、４０３、４０４により放電モジュール１０１、１０２、１０３、１０４の動作を独立に制御する。よって例えば、スイッチ素子４０４を操作し放電モジュール１０４への給電を停止させることで例えば放電モジュール１０４の動作を停止できる。
【００４５】
上記のように構成された実施の形態２のオゾン発生装置によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、各前記放電モジュールが、前記電源部に並列に接続されるので、
複数の放電モジュールのそれぞれに電源部を備える必要がなく低コストとなる。
【００４６】
実施の形態３．
図５は実施の形態３によるオゾン発生装置の構成を示す図である。図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一の符号を付し説明を省略する。本実施の形態３は、上記各実施の形態と異なり、積層方向Ｙに隣接する放電モジュール１に備えられた放電ユニット２は、互いが直交方向Ｘにおいてずれた位置に配置されている。
【００４７】
上記実施の形態１では、積層方向Ｙに隣接する放電モジュール１の放電ユニット２が、直交方向Ｘに同一位置に配備される。このため、積層方向Ｙの一端側Ｙ１の放電ユニット２によって加熱された冷却空気６が、他端側Ｙ２の放電ユニット２を通過することになり、冷却空気６の温度が局所的に上昇して冷却性能が低下する。
【００４８】
これに対し、実施の形態３によれば、積層方向Ｙに隣接する放電モジュール１の放電ユニット２が、直交方向Ｘにずれた位置に配置される。このため、冷却空気６が全体的に均一に加熱され、冷却性能の低下を抑制できる。この場合、放電ユニット２の配置が異なる複数種の放電モジュール１を用意し、積層方向Ｙに互い違いに並べることで本実施の形態３を容易に構成できる。
【００４９】
上記のように構成された実施の形態３のオゾン発生装置によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するとともに、積層方向に隣接する前記放電モジュール間において、各前記放電モジュールの各前記放電ユニットは、直交方向において互いにずれた位置に配置されるので、
冷却性能の低下を抑制できる。
【００５０】
実施の形態４．
図６は実施の形態４によるオゾン発生装置の構成を示す図である。図７は図６に示したオゾン発生装置における原料ガスの流れを示す図である。図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一の符号を付し説明を省略する。上記各実施の形態においては、放電モジュール１の積層方向Ｙが上下方向に構成される例を示したが、本実施の形態５においては、放電モジュール１の積層方向Ｙが左右方向に構成される例について示す。
【００５１】
図６において、オゾン発生装置１００は、放電モジュール１０１、１０２、１０３、１０４が積層方向Ｙ、ここでは左右方向に積層される。そして、各放電モジュール１の放電ユニット２は、直交方向Ｘ、ここでは上下方向に間隔を隔てて設置される。さらに、積層方向Ｙの一端側Ｙ１、ここでは、左側に、冷却部としての複数の送風ファン５０１、５０２、５０３、５０４（以下、これらを総称して示す場合には、送風ファン５と示す。）が直交方向Ｘの各放電ユニット２０１、２０２、２０３、２０４と対応する位置に配置される。
【００５２】
さらに、４個の放電モジュール１０１、１０２、１０３、１０４内には、放電制御部としてのそれぞれヒューズ１４１、１４２、１４３、１４４が設置される。１台の高電圧電源３の出力は、４つの並列回路に分割され、それぞれにヒューズ１４１、１４２、１４３、１４４が接続される。各並列回路はさらに４つの並列回路に分割され、それぞれ放電ユニット２に接続される。よって、１台の高電圧電源３と、ヒューズ１４１、１４２、１４３、１４４の正常または破断により各放電モジュール１０１、１０２、１０３、１０４への電気接続が制御される。
【００５３】
図７において、オゾン発生装置１００には外部に設置された供給装置１６から原料ガスが供給される。オゾン発生装置１００内で分岐された４系統のそれぞれにバルブ１５１、１５２、１５３、１５４が設置される。分岐された配管のそれぞれは、さらに４系統に分岐され、１６個の放電ユニット２に対して原料ガスとしての酸素ガスの供給が行われる。各放電ユニット２で生成されたオゾンガスは合流され、オゾン発生装置１００の外に搬送される。
【００５４】
次に上記のように構成された実施の形態４におけるオゾン発生装置１００の動作について説明する。冷却空気６は送風ファン５から積層方向Ｙに送出され、それぞれ配置された放電ユニット２を冷却する。オゾン発生装置１００の積層方向Ｙの一端側Ｙ１、ここでは、左側には、冷却部である送風ファン５が設置される。送風ファン５は、積層方向Ｙの一端側Ｙ１から他端側Ｙ２に向かって、すなわち、左側から右側に向かって冷媒である冷却空気６を送出する。
【００５５】
そして、１つの放電ユニット２（例えば、左最上部に位置するもの）において電極の破損などにより短絡が生じた場合、ヒューズ１４４が破断し、放電モジュール１０４の４個の放電ユニット２０１、２０２、２０３、２０４への給電が停止する。そして、他の放電モジュール１０１、１０２、１０３の放電ユニット２は運転を継続する。さらに、この動作と連動して、バルブ１５４を閉じることで、給電が停止した放電モジュール１０４の放電ユニット２０１、２０２、２０３、２０４への原料ガスの供給を停止させる。
【００５６】
この時、送風ファン５０１、５０２、５０３、５０４は運転を継続する。これにより、全放電ユニット２が運転している場合と比較して運転を継続する放電ユニット２の冷却能力が向上し、オゾン発生装置１００全体としてオゾン発生量の低下が抑制される。また、運転が停止した放電ユニット２への原料ガスの供給が停止されることから、余分な原料ガスの消費が抑制される。
【００５７】
上記のように構成された実施の形態４のオゾン発生装置によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するとともに、前記放電モジュールの動作と連動して、前記放電モジュール内の全前記放電ユニットに前記原料ガスが供給されるので、
原料ガスを有効に使用できる。
【００５８】
本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００５９】
１  放電モジュール、１０１  放電モジュール、１０２  放電モジュール、１０３  放電モジュール、１０４  放電モジュール、１０  ガラス管、１００  オゾン発生装置、１１  導電層、１２  給電部、１３  電源モジュール、１４１  ヒューズ、１４２  ヒューズ、１４３  ヒューズ、１４４  ヒューズ、１５１  バルブ、１５２  バルブ、１５３  バルブ、１５４  バルブ、１６  供給装置、２  放電ユニット、２０１  放電ユニット、２０２  放電ユニット、２０３  放電ユニット、２０４  放電ユニット、３  高電圧電源、３０１  高電圧電源、３０２  高電圧電源、３０３  高電圧電源、３０４  高電圧電源、４  スイッチ素子、４０１  スイッチ素子、４０２  スイッチ素子、  ４０３  スイッチ素子、４０４  スイッチ素子、５  送風ファン、６  冷却空気、７  ヒートシンク、８  外周電極、９  放電空隙、Ｘ  直交方向、Ｙ  積層方向、Ｚ  軸方向。
【要約】
原料ガスから放電によりオゾンを発生させる放電ユニット（２０１〜２０４）を複数個内包する放電モジュール（１０１〜１０４）が、積層方向（Ｙ）に複数個積層して配置され、各放電モジュール（１０１〜１０４）には、各放電モジュール（１０１〜１０４）内の全放電ユニット（２０１〜２０４）の放電を制御する放電制御部（４０１〜４０４）がそれぞれ設置され、放電ユニット（２０１〜２０４）に電圧を印加して放電を形成する電源部（３）と、冷媒を送出して各放電ユニット（２０１〜２０４）を冷却する冷却部（５）とを備え、冷却部（５）は、積層方向（Ｙ）の一端側に設置され、放電モジュール（１０１〜１０４）の積層方向（Ｙ）と同一方向に冷媒を送出する。【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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