特開 2024-164386 オゾンガス発生装置及び冷媒流量調整方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024164386

(43)【公開日】2024-11-27

(54)【発明の名称】オゾンガス発生装置及び冷媒流量調整方法

(51)【国際特許分類】

   C01B 13/11 20060101AFI20241120BHJP

【ＦＩ】

C01B13/11 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079829

(22)【出願日】2023-05-15

(71)【出願人】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】株式会社ＴＭＥＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】西村 真一

【テーマコード（参考）】

4G042

【Ｆターム（参考）】

4G042CA01

4G042CB23

4G042CC04

4G042CD03

4G042CE04

(57)【要約】

【課題】冷媒の使用量を必要最小限に抑え、かつ、比較的高い生成量のオゾンガスを安定性良く発生することができるオゾンガス発生装置を得ることを目的とする。
【解決手段】電気制御部１９は、オゾン発生器１のオゾン生成処理の実行期間中に、冷媒調整弁１４の開閉度合を制御する冷媒流量調整処理を実行する。冷媒流量調整処理は、オゾン濃度Ｃ１及び電力情報Ｓ２のうち少なくとも一つを含む制御パラメータを用いて、目標オゾン生成量ＧＭに達するための必要冷媒流量Ｌ２を求め、冷媒流路ＲＣを流れる冷媒（冷却水）の流量が必要冷媒流量Ｌ２になるように冷媒調整弁１４の開閉度合を制御する処理である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

放電空間に誘電体バリア放電を発生させ、前記放電空間に供給した原料ガスからオゾンガスを生成するオゾン生成処理を実行するオゾン発生器と、
前記オゾン発生器に電源電力を付与するオゾン用電源と、
前記オゾン発生器により生成されたオゾンガスの濃度を測定してオゾン濃度を得るオゾンガス濃度計と、
一部が前記オゾン発生器の内部に設けられ、冷媒を循環させる冷媒流路と、
前記冷媒流路を流れる前記冷媒の流量を計測して計測冷媒流量を得る冷媒流量計と、
前記冷媒流路に設けられ、開閉度合を変化させることにより、前記冷媒流路を流れる前記冷媒の流量を増減させる冷媒調整弁と、
設定電源電力値及び目標オゾン生成量を設定する初期設定処理と、前記オゾン発生器の前記オゾン生成処理の実行期間中に、前記冷媒調整弁の開閉度合を制御する冷媒流量調整処理とを実行する制御部とを備え、
前記オゾン用電源から前記制御部に前記電源電力に関連する電力情報が付与され、
前記初期設定処理は、前記オゾン発生器における前記電源電力とオゾン生成量との関係を示す第１の計算式に基づき実行され、前記オゾン用電源から前記オゾン発生器に付与される前記電源電力は前記設定電源電力値に設定され、
前記冷媒流量調整処理は、前記オゾン濃度及び前記電力情報のうち少なくとも一つを含む制御パラメータを用いて、前記目標オゾン生成量に達するための必要冷媒流量を求め、前記冷媒流路を流れる前記冷媒の流量が前記必要冷媒流量になるように前記冷媒調整弁の開閉度合を制御する処理である、
オゾンガス発生装置。

【請求項2】

請求項１記載のオゾンガス発生装置であって、
前記冷媒流量計は前記計測冷媒流量を示す流量信号を出力し、
前記制御パラメータは前記電力情報であり、
前記冷媒流量調整処理は、
(a) 前記オゾン用電源から前記電力情報を受け、前記電力情報に基づき現電源電力を認識するステップと、
(b) 前記流量信号を受け、前記流量信号が示す前記計測冷媒流量を現冷媒流量として認識するステップと、
(c) 前記オゾン発生器における前記電源電力と必要な冷媒流量との関係を示す第２の計算式に前記現電源電力を適用して、前記冷媒流路に流すべき前記冷媒の流量を第１の必要冷媒流量として求めるステップとを備え、前記必要冷媒流量は前記第１の必要冷媒流量を含み、
(d) 前記第１の必要冷媒流量と前記現冷媒流量との差分値である第１の差分流量に基づき、前記第１の差分流量が“０”になるように、前記冷媒調整弁の開閉度合を変化させるステップをさらに備える、
オゾンガス発生装置。

【請求項3】

請求項１記載のオゾンガス発生装置であって、
前記冷媒流量計は前記計測冷媒流量を示す流量信号を出力し、
前記オゾンガス濃度計は前記オゾン濃度を示す濃度信号を出力し、
前記制御パラメータは前記オゾン濃度であり、
前記冷媒流量調整処理は、
(a) 前記濃度信号を受け、前記濃度信号が示す前記オゾン濃度に基づき、現オゾン生成量を算出するステップと、
(b) 前記流量信号を受け、前記流量信号が示す前記計測冷媒流量を現冷媒流量として認識するステップと、
(c) 前記現オゾン生成量に前記第１の計算式を適用して得られる前記電源電力を推定電源電力として求めるステップと、
(d) 前記オゾン発生器における前記電源電力と必要な冷媒流量との関係を示す第２の計算式に前記推定電源電力を適用して、前記冷媒流路に流すべき前記冷媒の流量を第２の必要冷媒流量として求めるステップとを備え、前記必要冷媒流量は前記第２の必要冷媒流量を含み、
(e) 前記第２の必要冷媒流量と前記現冷媒流量との差分値である第２の差分流量に基づき、前記第２の差分流量が“０”になるように、前記冷媒調整弁の開閉度合を変化させるステップをさらに備える、
オゾンガス発生装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載のオゾンガス発生装置であって、
前記制御部は前記必要冷媒流量を示す冷媒表示信号を出力し、
前記オゾンガス発生装置は、
前記冷媒表示信号を受け、前記冷媒表示信号が示す前記必要冷媒流量を、視覚認識可能に表示する、必要流量表示器をさらに備える、
オゾンガス発生装置。

【請求項5】

請求項１記載のオゾンガス発生装置であって、
前記冷媒流量計は前記計測冷媒流量を示す流量信号を出力し、
前記流量信号を受け、前記流量信号が示す前記計測冷媒流量を積算して積算冷媒流量を求め、視覚認識可能に前記積算冷媒流量を表示する、積算流量表示器をさらに備える、
オゾンガス発生装置。

【請求項6】

請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載のオゾンガス発生装置であって、
前記制御部は
前記必要冷媒流量と前記計測冷媒流量との差が基準流量差より大きい場合、冷媒流量異常低下を示す警告信号を出力する流量異常警告処理をさらに実行する、
オゾンガス発生装置。

【請求項7】

請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載のオゾンガス発生装置であって、
前記オゾン発生器は、
前記オゾン用電源より前記電源電力を受ける高圧側電極と、
基準電圧を受ける低圧側電極と、
前記高圧側電極に対し絶縁板を介して配置される冷却電極とを含み、
前記高圧側電極と前記低圧側電極との間に前記放電空間が形成され、
前記オゾン発生器は、
前記冷却電極の内部を流れる高圧側冷媒流路と、
前記低圧側電極の内部を流れる低圧側冷媒流路とをさらに含み、
前記冷媒流路は前記高圧側冷媒流路及び前記低圧側冷媒流路を含む、
オゾンガス発生装置。

【請求項8】

オゾンガス発生装置における冷媒流量調整方法であって、
前記オゾンガス発生装置は、
放電空間に誘電体バリア放電を発生させ、前記放電空間に供給した原料ガスからオゾンガスを生成するオゾン生成処理を実行するオゾン発生器と、
前記オゾン発生器に電源電力を付与するオゾン用電源と、
一部が前記オゾン発生器の内部に設けられ、冷媒を循環させる冷媒流路と、
前記冷媒流路に設けられ、開閉度合を変化させることにより、前記冷媒流路を流れる前記冷媒の流量を増減させる冷媒調整弁とを備え、
前記オゾン用電源は前記電源電力に関連する電力情報を出力し、
前記オゾンガスのオゾン生成量は目標オゾン生成量に設定され、前記オゾン用電源から前記オゾン発生器に付与される前記電源電力は設定電源電力値に設定されており、
(a) 前記オゾンガスのオゾン濃度及び前記電力情報のうち少なくとも一つを制御パラメータとするステップと、
(b) 前記制御パラメータを用いて前記目標オゾン生成量に達するための必要冷媒流量を求めるステップと、
(c) 前記冷媒流路を流れる前記冷媒の流量が前記必要冷媒流量になるように前記冷媒調整弁の開閉度合を制御するステップとを備える、
冷媒流量調整方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、オゾンガスを発生するオゾン発生器及びその冷却機能を有するオゾンガス発生装置に関する。

【背景技術】

【0002】

オゾンガス発生装置が採用するオゾンガスを発生する方式として、紫外線を用いた方式、電気分解を用いた方法、及び放電現象を利用した方式等が挙げられる。高濃度なオゾンガスを生成するオゾンガス発生装置は、放電現象を利用してオゾンガスを発生する放電式を採用することが一般的であった。放電式を採用したオゾンガス発生装置は、オゾンガスを発生させるための電源電力を供給するオゾン用電源と、オゾンガス生成用の放電セル（オゾン発生セル）を内蔵したオゾン発生器との組合せを主要構成要素としている。

【0003】

放電セルは、誘電体を介した放電空間を有しており、オゾン用電源からオゾン発生器に付与される電源電力は高電圧のオゾン発生用交流電圧を有している。このため、オゾン発生器は、放電セルの放電空間内で誘電体バリア放電（無声放電）を発生させ原料ガスに放電エネルギーを与えることにより、高濃度のオゾンガスを生成することができる。放電セルは放電によって熱が発生するため、放電セルに近接配置された冷媒流路に冷却水等の冷媒を流すことにより放電セルの温度上昇を抑制している。オゾンガスは熱によって分解しやすい性質を有しているため、放電セルの冷却はオゾンガスの分解抑制を兼ねている。

【0004】

オゾン発生器の冷却機能を有するオゾンガス発生装置として例えば特許文献１で開示されたオゾンガス供給システムがある。

【0005】

高濃度なオゾンガスを供給できるオゾンガス発生装置は半導体成膜分野の酸化膜成膜に利用されている。

【0006】

例えば、高濃度なオゾンガスを用いた熱方式の成膜方法は基板にシリコン酸化膜を成膜する場合や金属酸化膜を成膜する際に、他の酸化源を使用した熱方式や、光方式、またはプラズマ方式など成膜方法の一種として使用される。他の酸化源として、酸素、水、水蒸気等が考えられる。

【0007】

また、オゾンガスを用いた熱方式では他の酸化源を使用した熱方式に比べ、低温で成膜でき、早く成膜できる利点や、プラズマ方式と比較して基材へのダメージが少なくなるといった利点がある。

【0008】

半導体素子の高性能化、サイズダウンに伴い、線幅の微細化が進んでいる。この場合、目に見えないほどの小さな凹凸のある表面に均一に成膜することが求められ、また、近年、従来にない穴径と深さの比(アスペクト比)が大きい穴への均一な成膜が求められている。このため、オゾンガス発生装置としてもオゾン生成量をさらに増やすことのできる高純度のオゾンガスの提供が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特許第５６２７０２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

半導体成膜分野の傾向により、オゾンガス発生装置に要求されるオゾン生成量は年々増えることが予想される。これは装置の大型化だけに留まらず、必要な電力や冷却水流量の増大に繋がる。

【0011】

その場合、環境の面から用力の増大は歓迎できることではなくオゾンガスの発生量を増やしつつ、必要な用力は抑制することが望ましい。なお、「用力」とは、製品の製造のために必要な電力、ガス、圧縮空気、装置排気、冷却水等を意味する。通常、冷却水の流量は装置の最大出力を想定し決定しているが、装置の運用状況によっては常に最大出力に合わせた冷却水流量が必要のない可能性も考えられる。

【0012】

オゾンガス発生装置の冷却に必要な冷却水流量は仕様書等に明記されており、オゾンガス発生装置の最大出力時を想定した「最大冷却水流量」として決定されている。しかし、客先によってはオゾンガス発生装置を低出力で稼働するような場所もあり、その場合に最大冷却水流量で冷却水を供給することは、冷却水を必要以上に使用することになる。

【0013】

すなわち、オゾンガス発生装置の低出力稼働時において最大冷却水流量で冷却水を長期間使用することは、必要以上の冷却水を流すことになり、冷却に係る電力や環境負荷が高くなる状況にある。例えば、冷却水を流すにはチラーと呼ばれる産業機器が必要になり、チラーは流す冷却水の流量や冷やす温度機能によって電力を消費するため、必要以上の冷却水を流すことはチラーの負担を不要に高くすることになる。

【0014】

従来のオゾンガス発生装置は以上のように構成されており、稼動状態に適した流量で冷媒（冷却水）を供給できていないという問題点があった。

【0015】

本開示は上記問題点を解決するためになされたもので、冷媒の使用量を必要最小限に抑え、かつ、比較的高い生成量のオゾンガスを安定性良く発生することができるオゾンガス発生装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本開示に係るオゾンガス発生装置は、放電空間に誘電体バリア放電を発生させ、前記放電空間に供給した原料ガスからオゾンガスを生成するオゾン生成処理を実行するオゾン発生器と、前記オゾン発生器に電源電力を付与するオゾン用電源と、前記オゾン発生器により生成されたオゾンガスの濃度を測定してオゾン濃度を得るオゾンガス濃度計と、一部が前記オゾン発生器の内部に設けられ、冷媒を循環させる冷媒流路と、前記冷媒流路を流れる前記冷媒の流量を計測して計測冷媒流量を得る冷媒流量計と、前記冷媒流路に設けられ、開閉度合を変化させることにより、前記冷媒流路を流れる前記冷媒の流量を増減させる冷媒調整弁と、設定電源電力値及び目標オゾン生成量を設定する初期設定処理と、前記オゾン発生器の前記オゾン生成処理の実行期間中に、前記冷媒調整弁の開閉度合を制御する冷媒流量調整処理とを実行する制御部とを備え、前記オゾン用電源から前記制御部に前記電源電力に関連する電力情報が付与され、前記初期設定処理は、前記オゾン発生器における前記電源電力とオゾン生成量との関係を示す第１の計算式に基づき実行され、前記オゾン用電源から前記オゾン発生器に付与される前記電源電力は前記設定電源電力値に設定され、前記冷媒流量調整処理は、前記オゾン濃度及び前記電力情報のうち少なくとも一つを含む制御パラメータを用いて、前記目標オゾン生成量に達するための必要冷媒流量を求め、前記冷媒流路を流れる前記冷媒の流量が前記必要冷媒流量になるように前記冷媒調整弁の開閉度合を制御する処理である。

【発明の効果】

【0017】

本開示のオゾンガス発生装置の制御部は、冷媒流路を流れる冷媒の流量が必要冷媒流量になるように上述した冷媒流量調整処理を実行することにより、冷媒の使用量を必要最小限に抑え、かつ、比較的高い生成量のオゾンガスを安定性良く発生することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本開示の実施の形態１であるオゾンガス発生装置の構成を示すブロック図である。

【図2】図１で示したオゾン発生器の内部構造を模式的に示す説明図である。

【図3】内部流路を含むオゾン発生器内の電極構造を模式的に示す説明図である。

【図4】図１で示したオゾン用電源の内部構成の一例を示すブロック図である。

【図5】オゾン発生器における電源電力とオゾン生成量との関係を示すグラフである。

【図6】図１で示した電気制御部が実行する初期設定処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図7】オゾン発生器における電源電力と冷却水流量との関係を示すグラフである。

【図8】実施の形態１の電気制御部が実行する冷媒流量調整処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図9】実施の形態２の電気制御部が実行する冷媒流量調整処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図10】実施の形態３であるオゾンガス発生装置の構成を示すブロック図である。

【図11】実施の形態４であるオゾンガス発生装置の構成を示すブロック図である。

【図12】実施の形態５であるオゾンガス発生装置の構成を示すブロック図である。

【図13】実施の形態５の電気制御部による流量異常警告処理の処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

＜実施の形態１＞
図１は本開示の実施の形態１であるオゾンガス発生装置１００の構成を示すブロック図である。

【0020】

同図に示すように、オゾンガス発生装置１００は、オゾン発生器１、オゾン用電源２、オゾンガス濃度計１３、冷媒調整弁１４、冷媒圧力計１５、冷媒温度計１６、冷媒流量計１７、冷媒開閉弁１８及び電気制御部１９を主要構成要素として含んでいる。

【0021】

なお、図１において、破線で示す矢印は電気制御部１９への入力信号（情報）と電気制御部１９からの出力信号（制御信号）の入出力形態を示している。また、電気制御部１９は例えばソフトウェアによるプログラムを実行することにより実現される機能である。

【0022】

オゾン発生器１はオゾン用電源２より電源電力を受ける。電源電力は比較的高い高電圧ＨＶを有する高周波な交流電力である。オゾン発生器１は、放電空間に誘電体バリア放電を発生させ、放電空間に供給した原料ガスからオゾンガスを生成するオゾン生成処理を実行する。

【0023】

原料ガスとなる酸素ガスは酸素供給設備２０からオゾンガス発生装置１００に供給される。オゾンガス発生装置１００内において酸素ガスは原料ガス供給経路３１を経由してオゾン発生器１に供給される。

【0024】

前述したように、オゾン発生器１は放電空間に供給した酸素ガスからオゾンガスを生成するオゾン生成処理を実行する。オゾン発生器１から生成されたオゾンガスはオゾンガス出力経路３２を介して外部のオゾン供給先２１に供給される。オゾン供給先２１として例えば成膜装置が考えられる。

【0025】

オゾンガス発生装置１００内においてオゾンガス出力経路３２上にオゾンガス濃度計１３が設けられており、オゾンガス濃度計１３はオゾン発生器１により生成されたオゾンガスの濃度を測定してオゾン濃度Ｃ１を得る。そして、オゾンガス濃度計１３はオゾン濃度Ｃ１を示す濃度信号Ｓ１３を電気制御部１９に出力する。

【0026】

オゾンガス発生装置１００は冷媒である冷却水を流すための冷媒流路ＲＣを内部に有している。冷媒流路ＲＣは外部流路Ｒ１と内部流路Ｒ２（図１では図示せず）とを有し、外部流路Ｒ１がオゾン発生器１の外部に設けられた流路であり、内部流路Ｒ２はオゾン発生器１内に設けられた流路である。

【0027】

冷媒である冷却水は冷媒供給設備２２から外部流路Ｒ１を介してオゾン発生器１内の内部流路Ｒ２を流れた後、外部流路Ｒ１を介して冷媒供給設備２２に出力される。すなわち、冷媒供給設備２２から供給される冷却水は冷媒流路ＲＣ（外部流路Ｒ１＋内部流路Ｒ２）を介して、冷媒供給設備２２、オゾン発生器１及び冷媒供給設備２２間を循環する。なお、図１では見かけ上、２つの冷媒供給設備２２を図示しているが、実際には冷媒供給設備２２は１つ設けられる。冷媒供給設備２２はチラーとして機能する。

【0028】

冷媒流路ＲＣの外部流路Ｒ１上に冷媒調整弁１４、冷媒圧力計１５、冷媒温度計１６、冷媒流量計１７及び冷媒開閉弁１８が設けられる。したがって、冷媒流路ＲＣによって、冷媒供給設備２２から供給される冷却水が冷媒流量計１７、オゾン発生器１、冷媒温度計１６、冷媒圧力計１５、冷媒調整弁１４及び冷媒開閉弁１８を介して冷媒供給設備２２に戻る冷却水の循環経路が確保される。このように、冷媒流路ＲＣは一部がオゾン発生器１の内部に設けられ、冷媒である冷却水を循環させている。

【0029】

図２はオゾン発生器１の内部構造を模式的に示す説明図である。同図に示すように、電極構成部１１内に放電セルを構成する電極構成部１１及び１２が設けられる。電極構成部１１は高圧側電極である金属電極１１ａと金属電極１１ａの下面上に設けられる誘電体層１１ｂとにより構成される。電極構成部１２は低圧側電極である金属電極１２ａと金属電極１２ａの上面上に設けられる誘電体層１２ｂとにより構成される。なお、誘電体層１１ｂ及び１２ｂのうち少なくとも一方を設ければ、誘電体バリア放電を発生するオゾン発生器１を構成することができる。

【0030】

高圧側の電極構成部１１の誘電体層１１ｂと低圧側の電極構成部１２の誘電体層１２ｂとの間において、金属電極１１ａと金属電極１２ａとが平面視して重複する領域が放電空間８となる。

【0031】

外部流路Ｒ１に繋がる内部流路Ｒ２はオゾン発生器１内に設けられ、金属電極１１ａの近傍を流れる電極近接流路Ｒ２１と金属電極１２ａの近傍を流れる電極近接流路Ｒ２２とを有している。したがって、電極近接流路Ｒ２１に冷却水を流すことにより金属電極１１ａを含む電極構成部１１を冷却することができ、電極近接流路Ｒ２２に冷却水を流すことにより金属電極１２ａを含む電極構成部１２を冷却することができる。

【0032】

図３は内部流路Ｒ２を含むオゾン発生器１内の電極構造を模式的に示す説明図である。同図に示すように、金属電極１２ａ内に低圧側冷媒流路Ｒ２２ｉを設け、低圧側冷媒流路Ｒ２２ｉに冷却水を流している。なお、金属電極１２ａは基準電圧である接地電圧に設定されている。

【0033】

図３において、低圧側冷媒流路Ｒ２２ｉが図２の電極近接流路Ｒ２２の具体例となり、低圧側冷媒流路Ｒ２２ｉに冷却水を流すことにより、直接的に金属電極１２ａを冷却することができる。

【0034】

図３に示すように、金属電極１１ａの上面上に絶縁板２４が設けられ、絶縁板２４上に冷却電極２５が設けられる。絶縁板２４及び冷却電極２５は電極近接流路Ｒ２２用の補助部材となる。そして、冷却電極２５内に高圧側冷媒流路Ｒ２１ｅを設け、高圧側冷媒流路Ｒ２１ｅに冷却水を流している。なお、金属電極１１ａには、オゾン用電源２から付与される電源電力の高電圧ＨＶが印加されている。

【0035】

図３において、高圧側冷媒流路Ｒ２１ｅが図２の電極近接流路Ｒ２１の具体例となり、高圧側冷媒流路Ｒ２１ｅに冷却水を流すことにより、絶縁板２４を介して間接的に金属電極１１ａを冷却することができる。

【0036】

このように、高圧側電極である金属電極１１ａを冷却電極２５内に設けられた高圧側冷媒流路Ｒ２１ｅによって冷却し、低圧側電極である金属電極１２ａの内部を流れる低圧側冷媒流路Ｒ２２ｉによって金属電極１２ａ自体を冷却している。

【0037】

このため、実施の形態１のオゾンガス発生装置１００は、オゾン発生器１の動作に悪影響を与えることなく、冷媒流路ＲＣに冷媒である冷却水を流すことによりオゾン発生器１を冷却することができる。

【0038】

電気制御部１９は、オゾン用電源２、オゾンガス濃度計１３、冷媒調整弁１４、冷媒圧力計１５、冷媒温度計１６、冷媒流量計１７、冷媒開閉弁１８を一括して制御している。また、電気制御部１９は、オゾン用電源２の電源電力を制御することにより、オゾン発生器１のオゾン生成処理を間接的に制御している。

【0039】

冷媒流量計１７は外部流路Ｒ１を流れる冷却水の流量を測定して計測冷媒流量Ｌ１７を得る。そして、冷媒流量計１７は計測冷媒流量Ｌ１７を示す流量信号Ｓ１７を電気制御部１９に出力する。

【0040】

冷媒圧力計１５は外部流路Ｒ１を流れる冷却水の圧力を測定して計測冷媒圧力を得る。そして、冷媒圧力計１５は計測冷媒圧力を示す圧力信号Ｓ１５を電気制御部１９に出力する。したがって、電気制御部１９は、圧力信号Ｓ１５に基づき外部流路Ｒ１を流れる冷却水の圧力を監視することができる。例えば、計測冷媒圧力が一定値以上にならないように、電気制御部１９は外部流路Ｒ１の圧力管理を行うことができる。

【0041】

冷媒温度計１６は外部流路Ｒ１を流れる冷却水の温度を測定して計測冷媒温度を得る。そして、冷媒温度計１６は計測冷媒温度を示す温度信号Ｓ１６を電気制御部１９に出力する。したがって、電気制御部１９は、温度信号Ｓ１６に基づき外部流路Ｒ１を流れる冷却水の温度を監視することができる。

【0042】

前述したように、オゾン発生器１から出力されるオゾンガスの濃度であるオゾン濃度Ｃ１はオゾンガス濃度計１３にて測定されている。したがって、オゾンガス濃度計１３から、オゾン濃度Ｃ１を示す濃度信号Ｓ１３が電気制御部１９にフィードバックされることにより、オゾン用電源２からの電源電力を調整して後述する目標オゾン生成量ＧＭとなるようにオゾンガスを安定して供給することができる。

【0043】

冷媒調整弁１４は電気制御部１９より制御信号ＳＣ１４を受け、制御信号ＳＣ１４の指示内容にしたがって弁の開閉度合を設定する。すなわち、冷媒調整弁１４は、冷媒流路ＲＣに含まれる外部流路Ｒ１に設けられ、開閉度合を変化させることにより、外部流路Ｒ１を流れる冷却水の流量を増減させている。

【0044】

冷媒開閉弁１８は電気制御部１９より制御信号ＳＣ１８を受け、制御信号ＳＣ１８の指示に従い弁を開／閉設定する弁の開閉動作を実行する。すなわち、冷媒開閉弁１８は、冷媒流路ＲＣに含まれる外部流路Ｒ１に設けられ、開閉動作を実行することにより、外部流路Ｒ１による冷却水の供給の有／無を設定している。したがって、冷媒開閉弁１８が閉じた状態では、冷媒流路ＲＣは使用不能となる。

【0045】

電気制御部１９は、オゾン用電源２より電力情報Ｓ２を受ける。電力情報Ｓ２はオゾン用電源２からオゾン発生器１に供給される電源電力に関する情報を示している。電力情報Ｓ２として例えば電源電力の電圧値を示す高電圧ＨＶが考えられる。

【0046】

図４はオゾン用電源２の内部構成の一例を示すブロック図である。以下、同図を参照して、オゾン用電源２の内部構成を説明する。

【0047】

オゾン用電源２は、商用交流電圧ＡＣ１φ～ＡＣ３φを整流するコンバータ２ａ、直流電圧をオゾン発生器１に最適な高周波に変換し、ＩＮＶ出力［ｋＷ］を得るインバータ２ｂ、インバータ２ｂからのＩＮＶ出力におけるＩＮＶ電圧を、オゾン発生器１を生成するための放電を発生させる高電圧ＨＶに昇圧させて最終的な電源電力［ｋＷ］を得る高電圧回路部２ｃ及び電流センサ２ｄから構成されている。コンバータ２ａ、インバータ２ｂ及び高電圧回路部２ｃの順で直列に接続され、コンバータ２ａ，インバータ２ｂ間に電流センサ２ｄが介挿される。

【0048】

オゾン発生器１で発生するオゾンガス内容（ガス流量Ｑ、オゾン濃度Ｃ）を制御するため、高電圧回路部２ｃの出力である電源電力がオゾン発生器１に印加される。電源電力は高周波な高電圧ＨＶ及び基準電圧ＬＶを有している。オゾン用電源２から電源電力が付与されたオゾン発生器１は、原料ガス供給経路３１より供給される、原料ガスである酸素ガスから放電現象によって所定のオゾン濃度Ｃのオゾンガスを生成させている。なお、基準電圧ＬＶは例えば接地電圧に設定される。

【0049】

前述したように、オゾン用電源２は、高電圧ＨＶ等の電力情報Ｓ２を電気制御部１９に出力する。このように、電気制御部１９はオゾン用電源２より電力情報Ｓ２を受けている。

【0050】

図１に戻って、電気制御部１９は上述した電力情報Ｓ２に加え、濃度信号Ｓ１３、圧力信号Ｓ１５、温度信号Ｓ１６及び流量信号Ｓ１７を受けている。

【0051】

電気制御部１９は、設定電源電力値ＷＰ及び目標オゾン生成量ＧＭを設定する初期設定処理と、オゾン発生器１のオゾン生成処理の実行期間中に、冷媒調整弁１４の開閉度合を制御する冷媒流量調整処理を実行する。すなわち、電気制御部１９は、冷媒調整弁である冷媒調整弁１４の開閉度合を制御する冷媒流量調整処理を実行する制御部として機能している。

【0052】

初期設定処理は、オゾン発生器１における電源電力とオゾン生成量との関係を示す第１の計算式に基づき実行される。

【0053】

図５はオゾン発生器１における電源電力とオゾン生成量との関係を示すグラフである。なお、電源電力の単位は［ｋＷ］であり、オゾン生成量の単位は［ｇ／ｈ］である。このように、オゾン生成量は単位時間（１ｈ）当たりに生成されるオゾンガスの量（ｇ）を示している。

【0054】

図５に示すように、オゾン生成量は電源電力に比例しており、電源電力と正の相関を有している。したがって、オゾン発生器１におけるオゾン生成量ＯＧと電源電力ＳＰとは以下の式(1)で表される。

【0055】

ＯＧ＝α×ＳＰ…(1)
なお、式(1)において、「α」は定数である。

【0056】

したがって、オゾン発生器１から生成するオゾン生成量として目標オゾン生成量ＧＭを設定した場合、ＯＧ＝ＧＭとして式(1)を解法して得られる電源電力ＳＰを、設定電源電力値ＷＰとして求めることができる。このように、式(1)が上述した第１の計算式となる。

【0057】

図６は電気制御部１９が実行する初期設定処理の処理手順を示すフローチャートである。以下、同図を参照して初期設定処理の処理内容を説明する。

【0058】

まず、ステップＳＴ１において、電気制御部１９はオゾン発生器１から生成されるオゾンガスの目標オゾン生成量ＧＭを設定する。例えば、図示しないキーボード等の入力装置を用いて、オゾンガス発生装置１００の使用者が電気制御部１９に所望の値を入力すると、所望の値が目標オゾン生成量ＧＭとして設定される。

【0059】

次に、ステップＳＴ２において、設定電源電力値ＷＰを設定する。具体的には、電気制御部１９は、ＯＧ＝ＧＭとして上述した式(1)を適用することにより、設定電源電力値ＷＰを求め、電気制御部１９から設定電源電力値ＷＰを指示する制御信号ＳＣ２をオゾン用電源２に出力する。

【0060】

すると、オゾン用電源２は制御信号ＳＣ２が指示する設定電源電力値ＷＰの電源電力をオゾン発生器１に付与する。ステップＳＴ２の実行後、オゾン用電源２からオゾン発生器１に付与される電源電力は設定電源電力値ＷＰに設定される。

【0061】

その後、ステップＳＴ３において、冷媒供給設備２２から供給できる冷却水の最大流量を最大冷媒流量ＬＸとして設定する。

【0062】

最大冷媒流量ＬＸは、従来同様、オゾンガス発生装置１００の最大出力、すなわち、オゾン発生器１に最大の電源電力が付与された際に必要な冷却水の流量に設定される。

【0063】

電気制御部１９が実行する冷媒流量調整処理は、オゾン濃度Ｃ１及び電源電力のうち少なくとも一つである制御パラメータを用いて目標オゾン生成量ＧＭに達するための必要冷媒流量Ｌ２を求め、冷媒流路ＲＣを流れる冷却水の流量が必要冷媒流量Ｌ２になるように冷媒調整弁１４の開閉度合を制御する処理となる。

【0064】

すなわち、冷媒流量調整処理は、冷媒流路ＲＣを流れる冷却水の流量が必要冷媒流量Ｌ２になるように冷媒調整弁１４の開閉度合を制御する処理となる。以下、電気制御部１９が実行する冷媒流量調整処理について詳述する。

【0065】

図７はオゾン発生器１における電源電力とオゾン発生器１の冷却に必要な冷却水流量との関係を示すグラフである。なお、電源電力の単位は［ｋＷ］であり、冷却水流量の単位は［Ｌ／ｍｉｎ］である。

【0066】

図７に示すように、必要とする冷却水流量は電源電力に比例しており、電源電力と正の相関を有している。したがって、オゾン発生器１の電源電力ＳＰと冷媒流路ＲＣに流すべき必要最小限の冷却水流量ＬＲは以下の式(2)で表される。

【0067】

ＬＲ＝β×ＳＰ×γ…(2)
なお、式(2)において、「β」は定数であり、「γ」は安全率であり、「γ」は一定値となる。

【0068】

したがって、オゾン用電源２の設定電源電力値ＷＰを設定した場合、ＳＰ＝ＷＰとして式(2)を解法して得られる冷却水流量ＬＲを、必要冷媒流量Ｌ２として求めることができる。式(2)が後述する第２の計算式となる。必要冷媒流量Ｌ２は設定電源電力値ＷＰの電源電力を受けたオゾン発生器１がオゾン生成処理を実行する際に必要とする冷却水の必要最小限の流量となる。

【0069】

このように、冷媒流量調整処理は、電源電力ＳＰと冷媒流路ＲＣに流すべき冷媒流量との関係を示す第２の計算式（式(2)）に基づき、冷媒流路ＲＣに流すべき冷却水の流量を必要冷媒流量Ｌ２として求める処理を含んでいる。

【0070】

図８は実施の形態１の電気制御部１９が実行する冷媒流量調整処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、実施の形態１と後述する実施の形態２との間で冷媒流量調整処理の内容が異なっており、必要冷媒流量Ｌ２に関し、実施の形態１で用いる必要冷媒流量Ｌ２を必要冷媒流量Ｌ２１として説明する。以下、図８を参照して冷媒流量調整処理の処理内容を説明する。

【0071】

ステップＳＴ１１において、オゾン用電源２から電力情報Ｓ２を受け、電力情報Ｓ２に基づき、オゾン用電源２からオゾン発生器１に供給されている電源電力である現電源電力Ｗ１を認識する。

【0072】

前述したように、電力情報Ｓ２は例えば高電圧ＨＶを示している。電圧回路部２ｃを流れる電流値は予め認識できているため、高電圧ＨＶに基づき電源電力を求めることができる。

【0073】

次に、ステップＳＴ１２において、流量信号Ｓ１７が示す計測冷媒流量Ｌ１７が現冷媒流量Ｌ１として認識される。

【0074】

その後、ステップＳＴ１３において、オゾン発生器１における電源電力ＳＰと冷媒流路ＲＣを流れる冷媒流量である冷却水流量との関係を示す第２の計算式（式(2)）に現電源電力Ｗ１を適用して、現電源電力Ｗ１が設定された際に冷媒流路ＲＣに流すべき冷却水の流量を必要冷媒流量Ｌ２１として求める。

【0075】

具体的には、ＳＰ＝Ｗ１として式(2)を解法して得られる冷却水流量ＬＲが必要冷媒流量Ｌ２１となる。この必要冷媒流量Ｌ２１が第１の必要冷媒流量となり、必要冷媒流量Ｌ２に含まれる。

【0076】

最後に、ステップＳＴ１４において、第１の必要冷媒流量である必要冷媒流量Ｌ２１と現冷媒流量Ｌ１との差分値である差分流量ΔＬ１（第１の差分流量）に基づき、差分流量ΔＬ１が“０”になる冷媒調整弁１４の開閉度合を求め、当該開閉度合を示す制御信号ＳＣ１４を冷媒調整弁１４に出力する。すると、冷媒調整弁１４の開度調整がなされ、冷媒調整弁１４は制御信号ＳＣ１４が示す開閉度合に変化する。

【0077】

すなわち、ステップＳＴ１４は、必要冷媒流量Ｌ２１と現冷媒流量Ｌ１との差分流量ΔＬ１（第１の差分流量）に基づき、差分流量ΔＬ１（＝Ｌ２１－Ｌ１）が“０”になるように、冷媒調整弁１４の開閉度合を変化させるステップとなる。

【0078】

実施の形態１のオゾンガス発生装置１００の制御部である電気制御部１９は、冷媒流路ＲＣを流れる冷却水（冷媒）の流量が必要冷媒流量Ｌ２１になるように上述した冷媒流量調整処理を実行している。

【0079】

このため、実施の形態１のオゾンガス発生装置１００は、冷媒となる冷却水の使用量を無駄なく必要最小限に抑え、かつ、比較的高い生成量（目標オゾン生成量ＧＭ）のオゾンガスを安定性良く発生することができる。

【0080】

なぜなら、目標オゾン生成量ＧＭが減少すると設定電源電力値ＷＰも減少し、設定電源電力値ＷＰに基づき必要冷媒流量Ｌ２１を減少させることができるからである。

【0081】

さらに、実施の形態１のオゾンガス発生装置１００は、電源電力を制御パラメータとした冷媒流量調整処理として、電力情報Ｓ２に基づく現電源電力Ｗ１を用いたステップＳＴ１１～ＳＴ１４を含む処理を実行している。

【0082】

したがって、実施の形態１のオゾンガス発生装置１００は、電源電力を制御パラメータとして冷媒流量調整処理の実行に必要な情報を、電力情報Ｓ２、計測冷媒流量となる計測冷媒流量Ｌ１７及び第２の計算式（式(2)）に抑えることができる。

【0083】

（冷媒流量調整方法）
実施の形態１のオゾンガス発生装置１００における冷媒流量調整方法として、上述した電気制御部１９による冷媒流量調整処理が実行されている。

【0084】

すなわち、オゾンガス発生装置１００における冷媒流量調整方法は以下のステップ(a)～(c)を備えている。

【0085】

ステップ(a)は、オゾン用電源２からの電力情報Ｓ２に基づき得られた電源電力を制御パラメータとするステップである。なお、ステップ(a)は図８で示したステップＳＴ１１の処理内容を含んでいる。実施の形態１ではオゾン濃度Ｃ１及び電源電力のうち電源電力を制御パラメータとしている。

【0086】

ステップ(b)は、上記制御パラメータである電源電力を用いて目標オゾン生成量ＧＭに達するための必要冷媒流量Ｌ２として必要冷媒流量Ｌ２１を求めるステップである。なお、ステップ(b)は図８で示したステップＳＴ１３の処理内容を含んでいる。

【0087】

ステップ(c)は、冷媒流路ＲＣを流れる冷却水の流量が必要冷媒流量Ｌ２１になるように冷媒調整弁１４の開閉度合を制御するステップである。なお、ステップ(c)は図８で示したステップＳＴ１２，ＳＴ１４の処理内容を含んでいる。

【0088】

実施の形態１のオゾンガス発生装置１００における冷媒流量調整方法は、上述したステップ(a)～(c)を実行することにより、冷媒となる冷却水の使用量を無駄なく必要最小限に抑え、かつ、比較的高い生成量のオゾンガスを安定性良く発生させることができる。

【0089】

（電力情報Ｓ２について）
なお、実施の形態１では電力情報Ｓ２として電源電力が算出可能な高電圧ＨＶを例に挙げたが、ＩＮＶ電圧を電力情報Ｓ２として用い、ＩＮＶ電圧からＩＮＶ出力［ｋＷ］を求めるようにしても良い。

【0090】

図４で示したインバータ２ｂを流れる電流値は予め認識できているため、ＩＮＶ電圧に基づきＩＮＶ出力を求めることができる。

【0091】

オゾン発生器１におけるＩＮＶ出力とオゾン生成量との関係は、電源電力とオゾン生成量との関係と同様、図５のグラフや式(1)で示す関係と等価な関係となる。

【0092】

オゾン発生器１におけるＩＮＶ出力とオゾン発生器１の冷却に必要な冷却水流量との関係は、電源電力と冷却水との関係と同様、図７のグラフや式(2)で示す関係と等価な関係となる。

【0093】

したがって、電源電力をＩＮＶ出力に変更しても、上述した初期設定処理や冷媒流量調整処理と実質的に同様な処理が行える。

【0094】

なお、実施の形態１では、電力情報Ｓ２として高電圧ＨＶやＩＮＶ電圧を例に挙げたが、電源電力やＩＮＶ出力を算出可能な全ての情報が電力情報Ｓ２に含まれる。

【0095】

＜実施の形態２＞
実施の形態２のオゾンガス発生装置１００Ｂの構成は、図１～図４で示した実施の形態１であるオゾンガス発生装置１００の構成と同様である。冷媒流量調整処理の内容が実施の形態１と異なる。

【0096】

図９は、実施の形態２のオゾンガス発生装置１００Ｂ内の電気制御部１９が実行する冷媒流量調整処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、実施の形態２の冷媒流量調整処理では、必要冷媒流量Ｌ２を必要冷媒流量Ｌ２２として説明する。以下、図９を参照して実施の形態２の冷媒流量調整処理の処理内容を説明する。

【0097】

まず、ステップＳＴ２１において、オゾンガス濃度計１３から得られる濃度信号Ｓ１３が示すオゾン濃度Ｃ１が認識される。

【0098】

次に、ステップＳＴ２２において、オゾン濃度Ｃ１に基づき現オゾン生成量Ｇ１が算出される。具体的には、現オゾン生成量Ｇ１(ｇ／ｈ)はオゾン濃度Ｃ１(ｇ／ｍ^３)に原料ガスとなる酸素ガスの流量Ｏ１(Ｌ／ｍｉｎ)を乗算することにより算出される。具体的には、現オゾン生成量Ｇ１は演算式｛Ｇ１＝Ｃ１・Ｏ１・６０（時間）／１０００｝を用いて求めることができる。なお、「１０００」は単位合わせ用の定数である。

【0099】

なお、酸素ガスの流量は予め認識したり、原料ガス供給経路３１に流量コントローラ（ＭＦＣ（Mass Flow Controller））を設け、ＭＦＣで検出される流量を電気制御部１９に送信したりすることができる。

【0100】

次に、ステップＳＴ２３において、流量信号Ｓ１７が示す計測冷媒流量Ｌ１７が現冷媒流量Ｌ１として認識される。

【0101】

続いて、ステップＳＴ２４において、現オゾン生成量Ｇ１に基づき推定電源電力Ｗ２が算出される。具体的には、ＯＧ＝Ｇ１として式(1)（第１の計算式）を解法して得られる電源電力ＳＰを、推定電源電力Ｗ２として求めることができる。

【0102】

その後、ステップＳＴ２５において、オゾン発生器１における電源電力ＳＰと冷媒流路ＲＣを流れる冷媒流量である冷却水流量との関係を示す第２の計算式（式(2)）に推定電源電力Ｗ２を適用して、推定電源電力Ｗ２が設定された際に冷媒流路ＲＣに流すべき冷却水の流量を必要冷媒流量Ｌ２２として求める。

【0103】

具体的には、ＳＰ＝Ｗ２として式(2)を解法して得られる冷却水流量ＬＲが必要冷媒流量Ｌ２２となる。この必要冷媒流量Ｌ２２が第２の必要冷媒流量となり、理想流量である必要冷媒流量Ｌ２に含まれる。

【0104】

最後に、ステップＳＴ２６において、第２の必要冷媒流量である必要冷媒流量Ｌ２２と現冷媒流量Ｌ１との差分値である差分流量ΔＬ２（第２の差分流量）に基づき、差分流量ΔＬ２が“０”になる冷媒調整弁１４の開閉度合を求め、当該開閉度合を示す制御信号ＳＣ１４を冷媒調整弁１４に出力する。すると、冷媒調整弁１４の開度調整がなされ、冷媒調整弁１４は制御信号ＳＣ１４が示す開閉度合に変化する。

【0105】

すなわち、ステップＳＴ２６は、必要冷媒流量Ｌ２２と現冷媒流量Ｌ１との差分流量ΔＬ２（第２の差分流量）に基づき、差分流量ΔＬ２（＝Ｌ２２－Ｌ１）が“０”になるように、冷媒調整弁１４の開閉度合を変化させるステップとなる。

【0106】

実施の形態２のオゾンガス発生装置１００Ｂの制御部である電気制御部１９は、冷媒流路ＲＣを流れる冷却水（冷媒）の流量が必要冷媒流量Ｌ２２になるように上述した冷媒流量調整処理を実行している。

【0107】

このため、実施の形態２のオゾンガス発生装置１００は、冷却水の使用量を無駄なく必要最小限に抑え、かつ、比較的高いオゾン生成量のオゾンガスを安定性良く発生することができる。

【0108】

なぜなら、現オゾン生成量Ｇ１が減少すると推定電源電力Ｗ２も減少し、推定電源電力Ｗ２に基づき必要冷媒流量Ｌ２２を減少させることができるからである。

【0109】

さらに、実施の形態２のオゾンガス発生装置１００Ｂは、オゾン濃度Ｃ１を制御パラメータとした冷媒流量調整処理として、オゾンガス濃度計１３から得られた濃度信号Ｓ１３（オゾン濃度Ｃ１を指示）を用いたステップＳＴ２１～ＳＴ２６を含む処理を実行している。

【0110】

したがって、実施の形態２のオゾンガス発生装置１００Ｂは、オゾン濃度Ｃ１を制御パラメータとした冷媒流量調整処理の実行に必要な情報を、オゾン濃度Ｃ１、計測冷媒流量Ｌ１７並びに第１及び第２の計算式（式(1)及び式(2)）に抑えることができる。

【0111】

（冷媒流量調整方法）
実施の形態２のオゾンガス発生装置１００Ｂにおける冷媒流量調整方法として、上述した電気制御部１９による冷媒流量調整処理が実行されている。

【0112】

すなわち、オゾンガス発生装置１００Ｂにおける調整方法は以下のステップ(a)～(c)を備えている。

【0113】

ステップ(a)は、オゾンガス濃度計１３より得られる濃度信号Ｓ１３が示すオゾン濃度Ｃ１を制御パラメータとするステップである。なお、ステップ(a)は図９で示したステップＳＴ２１の処理内容を含んでいる。実施の形態２ではオゾン濃度Ｃ１及び電源電力のうちオゾン濃度Ｃ１を制御パラメータとしている。

【0114】

ステップ(b)は、上記制御パラメータであるオゾン濃度Ｃ１を用いて目標オゾン生成量ＧＭに達するための必要冷媒流量Ｌ２として必要冷媒流量Ｌ２２を求めるステップである。なお、ステップ(b)は図９で示したステップＳＴ２２，ＳＴ２４，ＳＴ２５の処理内容を含んでいる。

【0115】

ステップ(c)は、冷媒流路ＲＣを流れる冷却水の流量が必要冷媒流量Ｌ２２になるように冷媒調整弁である冷媒調整弁１４の開閉度合を制御するステップである。なお、ステップ(c)は図９で示したステップＳＴ２３，ＳＴ２６の処理内容を含んでいる。

【0116】

実施の形態２のオゾンガス発生装置１００Ｂにおける冷媒流量調整方法は、上述したステップ(a)～(c)を実行することにより、冷媒となる冷却水の使用量を無駄なく必要最小限に抑え、かつ、比較的高い生成量のオゾンガスを安定性良く発生させることができる。

【0117】

＜実施の形態３＞
図１０は本開示の実施の形態３であるオゾンガス発生装置１００Ｃの構成を示すブロック図である。

【0118】

実施の形態３のオゾンガス発生装置１００Ｃは、図１～図４で示した実施の形態１であるオゾンガス発生装置１００の構成と同様であり、新たに必要流量表示器４１を設けた点及び電気制御部１９を電気制御部１９Ｂに置き換えた点が実施の形態１と主要な変更点となる。

【0119】

以下、実施の形態３のオゾンガス発生装置１００Ｃに関し、実施の形態１と同様な構成要素は同一符号を付して説明を適宜省略し、実施の形態３の特徴箇所について説明する。

【0120】

制御部である電気制御部１９Ｂは、必要冷媒流量Ｌ２（必要冷媒流量Ｌ２１，Ｌ２２）を示す冷媒表示信号ＳＤ４１を必要流量表示器４１に出力している。

【0121】

必要流量表示器４１は、冷媒表示信号ＳＤ４１を受け、冷媒表示信号ＳＤ４１が示す必要冷媒流量Ｌ２を、視覚認識可能に表示する。

【0122】

上述したように、実施の形態３のオゾンガス発生装置１００Ｃは、必要流量表示器４１を備えている。このため、オゾンガス発生装置１００Ｃの使用者は、必要流量表示器４１を参照することにより、必要冷媒流量Ｌ２の変化を速やかに認識することができる。

【0123】

また、必要流量表示器４１を参照して必要冷媒流量Ｌ２を定期的に確認することにより、オゾンガス発生装置１００Ｃの劣化による流量変更への対応を事前に実施することができる。

【0124】

＜実施の形態４＞
図１１は本開示の実施の形態４であるオゾンガス発生装置１００Ｄの構成を示すブロック図である。

【0125】

実施の形態４のオゾンガス発生装置１００Ｄは、図１～図４で示した実施の形態１であるオゾンガス発生装置１００の構成と同様であり、新たに積算流量表示器４２を設けた点が実施の形態１との主要変更点となる。

【0126】

以下、実施の形態４のオゾンガス発生装置１００Ｄに関し、実施の形態１と同様な構成要素は同一符号を付して説明を適宜省略し、実施の形態４の特徴箇所について説明する。

【0127】

実施の形態１～実施の形態３と同様、冷媒流量計１７は、計測冷媒流量Ｌ１７を示す流量信号Ｓ１７を出力している。実施の形態４では、流量信号Ｓ１７は電気制御部１９に加え、積算流量表示器４２にも出力される。

【0128】

積算流量表示器４２は、流量信号Ｓ１７を時々刻々と受け、流量信号Ｓ１７が示す計測冷媒流量Ｌ１７を順次積算して積算冷媒流量を求め、視覚認識可能に積算冷媒流量を表示する。すなわち、積算流量表示器４２は計測冷媒流量Ｌ１７の積算機能と積算冷媒流量の表示機能とを有している。なお、計測冷媒流量Ｌ１７の積算機能を電気制御部１９に持たせる変形例も考えられる。この場合、積算冷媒流量に関する情報は電気制御部１９から積算流量表示器４２に伝達されることになる。

【0129】

なお、積算冷媒流量の積算期間として例えば１日や１ヶ月等が考えられる。１ヶ月を積算期間とする場合、例えば、「１ヶ月の冷却水使用量(2022/11/21～2022/12/21)：○○Ｌ（リットル）」等を積算流量表示器４２上に表示する表示態様が考えられる。

【0130】

上述したように、実施の形態４のオゾンガス発生装置１００Ｄは積算流量表示器４２を備えている。このため、オゾンガス発生装置１００Ｄの使用者は、積算流量表示器４２を参照することにより、積算冷媒流量を正確かつ速やかに認識することができる。

【0131】

例えば、積算冷媒流量から環境への影響の確認することができる。すなわち、積算冷媒流量から現在の用力の使用状況を確認することができ、その結果、環境への貢献度を継続的に確認することができる。

【0132】

また、放電セルを構成する電極構成部１１及び１２は劣化が進むと印加する高電圧ＨＶを上昇させる必要があり、高電圧ＨＶの上昇に伴い電源電力（ＩＮＶ出力）が増大することになる結果、必要冷媒流量も増加する。

【0133】

したがって、積算冷媒流量を参照することにより、間接的にオゾンガス発生装置１００Ｄの劣化状況を確認することができ、積算冷媒流量をオーバーホール(O/H)の実施時期の目安として活用することができる。

【0134】

＜実施の形態５＞
図１２は本開示の実施の形態５であるオゾンガス発生装置１００Ｅの構成を示すブロック図である。

【0135】

実施の形態５のオゾンガス発生装置１００Ｅは、図１～図４で示した実施の形態１であるオゾンガス発生装置１００の構成と同様であり、新たに流量異常表示器４３を設けた点及び電気制御部１９を電気制御部１９Ｃに置き換えた点が実施の形態１との主な変更点となる。

【0136】

以下、実施の形態５のオゾンガス発生装置１００Ｅに関し、実施の形態１と同様な構成要素は同一符号を付して説明を適宜省略し、実施の形態５の特徴箇所について説明する。

【0137】

制御部である電気制御部１９Ｃは、必要冷媒流量Ｌ２（必要冷媒流量Ｌ２１，Ｌ２２）と現冷媒流量Ｌ１との差が基準流量差ΔＳＬより大きい場合、冷媒流量異常低下を示す警告信号ＳＸを出力する流量異常警告処理をさらに実行している。

【0138】

基準流量差ΔＳＬは冷媒流量調整処理の実行後において、冷媒調整弁１４による流量増加機能が発揮できていないことが認識可能な閾値として有意な値に設定される。

【0139】

流量異常表示器４３は、警告信号ＳＸを受け、警告信号ＳＸが冷媒流量異常低下を示す時、視覚認識可能に「流量異常警告」を表示する。

【0140】

図１３は電気制御部１９Ｃによる流量異常警告処理の処理手順を示すフローチャートである。以下、同図を参照して流量異常警告処理の処理内容を説明する。なお、電気制御部１９Ｃが出力する警告信号ＳＸは通常時は正常状態を示している。

【0141】

まず、ステップＳＴ３１において、冷媒流量調整処理が実行される。冷媒流量調整処理は、図８で示した実施の形態１の処理手順で行っても、図９で示した実施の形態２の処理手順で行っても良い。冷媒流量調整処理の実行により必要冷媒流量Ｌ２（Ｌ２１，Ｌ２２）が認識される。

【0142】

ステップＳＴ３１の終了から所定期間経過後、ステップＳＴ３２において、流量信号Ｓ１７を再び受信し、流量信号Ｓ１７が示す計測冷媒流量Ｌ１７を現冷媒流量Ｌ１Ｂとして再認識する。

【0143】

その後、ステップＳＴ３３において、必要冷媒流量Ｌ２とステップＳＴ３２で新たに読み込んだ現冷媒流量Ｌ１Ｂとの差が基準流量差ΔＳＬ（＞０）を超えているかが検証される。すなわち、｛（Ｌ２－Ｌ１Ｂ）＞ΔＳＬ｝の成立の有無が検証される。

【0144】

冷媒供給設備２２から供給される冷却水の最大冷媒流量ＬＸが必要冷媒流量Ｌ２以上の通常時、ステップＳＴ３１の冷媒流量調整処理の実行後は冷媒調整弁１４の開度調整により、外部流路Ｒ１を流れる冷却水の流量は必要冷媒流量Ｌ２に近づくように調整される。このため、冷媒流量調整処理が正常に機能している場合、必ず｛（Ｌ２－Ｌ１Ｂ）≒０＜ΔＳＬ｝が成立する。

【0145】

一方、最大冷媒流量ＬＸが必要冷媒流量Ｌ２を下回る冷媒流量異常低下時においては、冷媒流量調整処理の実行によっても、外部流路Ｒ１を流れる冷却水流量が必要冷媒流量Ｌ２に達することはない。

【0146】

したがって、基準流量差ΔＳＬを閾値として適切な値に設定することにより、ステップＳＴ３３における｛（Ｌ２－Ｌ１Ｂ）＞ΔＳＬ｝の成立の有無により、上記冷媒流量異常低下の有無を的確に認識することができる。

【0147】

最大冷媒流量ＬＸが必要冷媒流量Ｌ２を下回る冷媒流量異常低下時として例えば、冷却水供給設備２２にフィルタ詰まり等の不具合が発生して最大冷媒流量ＬＸが想定流量を大きく下回るケースが考えられる。この場合、異常に低下している最大冷媒流量ＬＸが必要冷媒流量Ｌ２を下回り、｛（Ｌ２－Ｌ１Ｂ）＞ΔＳＬ｝が成立すると冷媒流量異常低下が発生することになる。

【0148】

ステップＳＴ３３において、｛（Ｌ２－Ｌ１Ｂ）＞ΔＳＬ｝が成立する場合(YES)は、ステップＳＴ３４に移行し、｛（Ｌ２－Ｌ１Ｂ）＞ΔＳＬ｝が成立しない場合(NO)は、処理を終了する。すなわち、ステップＳＴ３３がＮＯの場合、上記冷媒流量異常低下は発生していないと判定される。

【0149】

ステップＳＴ３３でＹＥＳの場合に実行されるステップＳＴ３４において、溶媒（冷却水）の用量不足が警告される。具体的には、電気制御部１９Ｃから冷媒流量異常低下を示す警告信号ＳＸが出力され、流量異常表示器４３が視覚認識可能に冷媒流量異常低下状態を表示する。

【0150】

その結果、オゾンガス発生装置１００Ｅの使用者は、流量異常表示器４３を参照することにより、冷媒流量異常低下状態であることを速やかに認識することができる。

【0151】

なお、実施の形態５では、冷媒流量異常低下の警告装置として流量異常表示器４３を示したが、視覚認識可能な出力装置に限定されない。

【0152】

例えば、警告信号ＳＸが冷媒流量異常低下を示す場合に聴覚認識可能な音声出力装置を警告装置として用いても良い。また、電気制御部１９Ｃにブザー等の音声出力機能を設け、電気制御部１９Ｃ自体に警告出力機能を持たせても良い。

【0153】

上述したように、実施の形態５のオゾンガス発生装置１００Ｅは冷媒流量異常低下を示す警告信号ＳＸを出力可能な電気制御部１９Ｃと警告信号ＳＸを受ける流量異常表示器４３とを備えている。このため、オゾンガス発生装置１００Ｅの使用者は、流量異常表示器４３を参照することにより、冷媒供給設備２２から供給される冷却水の最大冷媒流量ＬＸが不十分な上記冷媒流量異常低下であることを速やかに認識することができる。

【0154】

すなわち、実施の形態５のオゾンガス発生装置１００Ｅは、電気制御部１９Ｃからの上記冷媒流量異常低下を示す警告信号ＳＸに基づく警報を発することができるため、用力の不足を周知させることができる。

【0155】

＜その他＞
上述した実施の形態では、冷媒として冷却水を用いたがこれに限定されず、メタノール，エタノール等のアルコール系循環液を含む他の冷媒を用いることができることは勿論である。

【0156】

なお、本開示は、その開示の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0157】

１ オゾン発生器
２ オゾン用電源
２ｂ インバータ
２ｃ 高電圧回路部
８ 放電空間
１１，１２ 電極構成部
１１ａ，１２ａ 金属電極
１１ｂ，１２ｂ 誘電体層
１３ オゾンガス濃度計
１４ 冷媒調整弁
１７ 冷媒流量計
１９，１９Ｂ，１９Ｃ 電気制御部
２０ 酸素供給設備
２１ オゾン供給先
２２ 冷媒供給設備
２５ 冷却電極
４１ 必要流量表示器
４２ 積算流量表示器
４３ 流量異常表示器
１００，１００Ｂ～１００Ｅ オゾンガス発生装置
Ｒ１ 外部流路
Ｒ２ 内部流路
Ｒ２１，Ｒ２２ 電極近接流路
ＲＣ 冷媒流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】