JP5328262B2

JP5328262B2 - オゾン発生装置

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Publication number: JP5328262B2
Application number: JP2008210557A
Authority: JP
Inventors: 慎吾峯
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2028-08-19
Also published as: JP2010047429A

Description

この発明は、オゾン発生装置に関するもので、特にオゾン発生器に異常が発生した際の異常検知に係るものである。

オゾンは、乾燥した空気または酸素を原料として、オゾン発生器内の無声放電によって生成される。そしてオゾンは強力な酸化力を持ち、かつ無公害であるため、水処理分野等で広く適用されている。

オゾン発生器には、定格に対応して複数のオゾン発生部にヒューズ、内面に電極が形成されたガラス管であるガラス電極管、接地電極管が設けられ、これら主要構成品によってオゾンを生成しているが、電源につながるヒューズに接続されたガラス電極管が何らかの理由によって破損すると、接地電極管との間に電流が集中して流れ、接地電極管の一部が発熱して溶融し、穴が形成されるという現象が発生する場合がある。

このようなオゾン発生器の異常を検出する技術として、ガラス電極管の破損などによるオゾン発生器の異常発生時に生じる電圧降下を検知するために、オゾン発生器とこのオゾン発生器に電力を供給する昇圧変圧器との間に分岐して、第１の時定数で電圧降下を出力する第１の電圧Ｖ_１の出力回路と、第１の時定数より遅い第２の時定数で電圧降下を出力する第２の電圧Ｖ_２の出力回路とを設け、これらに接続される比較器が第２の電圧出力Ｖ_２＞第１の電圧出力Ｖ_１となったとき、異常発生信号を出力するようにしたものがある。（特許文献１参照）

特開２００７−２１７２３７号公報

特許文献１に示されるものは、オゾン発生器のガラス電極管が破損し、オゾン発生器の高圧部と低圧部（接地電位）が短絡した場合にのみ、オゾン発生器の異常の検出が可能なものである。このようなオゾン発生器の異常検出器は、オゾン発生器の高圧部と低圧部（接地電位）が短絡していない状態でオゾン濃度が低下した場合、例えば原料ガスの露点が基準値より高くなることによりオゾン発生効率が低下してオゾン濃度が低下した場合や、実際にはオゾン濃度が低下していないが、オゾン濃度計が故障したために、低下したオゾン濃度が計測される場合などは、異常を検出することが出来ないという課題が有った。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、オゾン濃度の測定が正常に行なわれない場合にも、オゾン発生器の異常を検知出来るようにしたオゾン発生装置を提供することを目的としている。

この発明のオゾン発生装置は、所定周波数で所定電圧の交流電圧が印加されて無声放電を発生させ、原料ガス源より送られる酸素を含む原料ガスから無声放電によりオゾンを含むオゾン化ガスを生成するオゾン発生器と、オゾン発生器で生成されたオゾン化ガス中のオゾン濃度を測定するオゾン濃度計と、オゾン発生器に供給される原料ガスの流量を測定する流量計と、オゾン発生器に供給される電力に応じて変化する状態量を計測する状態量計測手段と、流量計で計測された流量、および状態量計測手段で計測された状態量が入力され、状態量を流量で除算した除算値を演算する除算手段と、除算手段により求められた除算値とオゾン濃度計で計測されたオゾン濃度値とが入力され、オゾン濃度値と比較するオゾン濃度基準値を除算値に対して求め、オゾン濃度値がオゾン濃度基準値以下の場合に、オゾン発生器の異常と判断する判別器とを備え、オゾン濃度基準値は、オゾン発生器が正常動作時に生成するオゾン濃度である正常オゾン濃度を除算値に対して予め求めたオゾン濃度特性より、正常オゾン濃度の４０乃至６０％の範囲内の濃度値を除算値に対して求めた値に設定したものである。

また、この発明のオゾン発生装置は、所定周波数で所定電圧の交流電圧が印加されて無声放電を発生させ、原料ガス源より送られる酸素を含む原料ガスから無声放電によりオゾンを含むオゾン化ガスを生成するオゾン発生器と、オゾン発生器で生成されたオゾン化ガス中のオゾン濃度を測定するオゾン濃度計と、オゾン発生器に供給される電圧に応じて変化する状態量を計測する状態量計測手段と、状態量計測手段で計測された状態量とオゾン濃度計で計測されたオゾン濃度値とが入力され、オゾン濃度値と比較するオゾン濃度基準値を状態量に対して求め、オゾン濃度値がオゾン濃度基準値以下の場合に、オゾン発生器の異常と判断する判別器とを備え、オゾン濃度基準値は、オゾン発生器が正常動作時に生成するオゾン濃度である正常オゾン濃度を状態量に対して予め求めたオゾン濃度特性より、正常オゾン濃度の４０乃至６０％の範囲内の濃度値を状態量に対して求めた値に設定したものである。

この発明は、オゾン発生器への投入エネルギーに対して決まる正常オゾン濃度値に対して、測定されたオゾン濃度値が低い場合に異常として検出するようにしているから、原料ガスの露点異常、オゾン濃度計の故障などのときに、原料ガスの露点異常、オゾン濃度計の故障の信号が得られない場合も、オゾン発生器の異常として検知出来る効果がある。したがってオゾン濃度の測定が正常に行われなかった場合、オゾン発生器に過大な電力が投入されるのを防ぎ、ガラス電極管が破損するのを防止できる。

実施の形態１．
以下、この発明による実施の形態１のオゾン発生装置を図に基づいて説明する。図１は実施の形態１におけるオゾン発生装置の構成を示すブロック図、図２はこの発明の実施の形態１によるオゾン発生器電力／原料ガス量に対するオゾン濃度特性を示す特性図である。

図１において、オゾン発生装置は、酸素ボンベまたは空気タンクなどの原料ガス源１と、この原料ガス源１より後述するオゾン発生器３に供給される酸素を含むガスである原料ガスの流量を測定する流量計２と、原料ガス源１より送られる原料ガスの酸素から無声放電によってオゾンを生成するオゾン発生器３と、このオゾン発生器３で生成されたオゾンを含むガスであるオゾン化ガスのオゾン濃度を測定するオゾン濃度計４を備えている。原料ガス源１とオゾン発生器３間に流量計２を設け、オゾン発生器３のオゾン出口側にオゾン濃度計４を接続している。
なお原料ガスとしては、ほぼ１００％の酸素を用いてもよいし、また酸素が所定％以上含み放電により有害物質を生成しないガスであれば原料ガスはどのようなガスでもよい。

またオゾン発生装置は、オゾン発生器３に投入する電力源として、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源を直流に変換するコンバータ５と、このコンバータ５からの直流を所望の周波数を持った交流に変換するインバータ６と、このインバータ６の出力電圧を調整することによりオゾン発生器３に投入する電力を調整する出力調整器７と、インバータ６の出力電圧を昇圧する昇圧変圧器８を備え、昇圧変圧器８の２次側をオゾン発生器３に接続している。なお、コンバータ５とインバータ６により商用電源の交流を直流−交流に変換する電力変換装置が構成される。

さらにオゾン発生装置は、オゾン発生装置の異常を検出する手段として、オゾン発生器に供給される電力を測定する電力計９と、電力計９で測定した電力信号Ｐと流量計２で測定した原料ガス流量信号Ｑを入力し、電力信号Ｐを原料ガス流量信号Ｑで除算する除算器１０と、除算器１０からの出力信号とオゾン濃度計４からのオゾン濃度の出力信号Ｚを入力し、電力信号を原料ガス流量信号で除した値Ｐ／Ｑに対して正常動作時のオゾン発生器３の動作データから求められたオゾン濃度値を正常オゾン濃度値としたとき、この正常オゾン濃度値より低い値のオゾン濃度値をオゾン濃度基準値として設定し、オゾン濃度計４で測定したオゾン濃度値がオゾン濃度基準値以下となった時に異常として判別する判別器１１とを備えている。
電力計９で計測したオゾン発生器３に供給される電力が、オゾン発生器３に供給される電力に応じて変化する状態量であり、電力計９が状態量計測手段である。除算器１０が状態量を流量で除算した除算値を求める除算手段である。

次にこの発明の実施の形態１におけるオゾン発生装置の動作について説明する。
図１に示すように、３相２００Ｖ、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電圧をコンバータ５に入力し、コンバータ５で交流を直流に整流し、直流２７０Ｖに変換する。次にインバータ６によって直流２７０Ｖを単相２ｋＨｚの交流に逆変換する。このときインバータ６はＰＷＭ制御されており、その出力電圧は出力調整器７からのパルス幅を指定する出力調整信号Ｓにより可変できる。インバータ６の出力電圧は昇圧変圧器８によって１０ｋＶ（波高値）まで昇圧し、オゾン発生器３に印加する。

一方、オゾン発生器３には原料ガス源１によって酸素または空気が通気され、オゾン発生器３に昇圧変圧器８から高電圧が印加されることによって、オゾン発生器３は無声放電によりオゾンを生成する。
ここで、オゾン発生器３の冷却水温度、オゾン発生器３内の原料ガス圧力が決まれば、除算器１０で電力計９の電力信号Ｐを原料ガス流量計２の原料ガス流量信号Ｑで除した値Ｐ／Ｑに対するオゾン濃度値Ａ１のオゾン濃度特性は、図２のグラフＧ２１のように決まる。図２の横軸は、電力信号Ｐ（ｗ）を原料ガス流量信号Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）で除した値Ｐ／Ｑ（ｗ・ｍｉｎ／Ｌ）、図２の縦軸は、オゾン濃度（ｇ／ｍ^３）を示す。
この図２のグラフＧ２１において、電力信号Ｐを原料ガス流量信号Ｑで除した値に対して一義的に決まるオゾン濃度値Ａ１を正常オゾン濃度値とする。

図２のグラフＧ２２は、グラフＧ２１の正常オゾン濃度値より低い値のオゾン濃度値を、オゾン発生装置の異常時のオゾン濃度基準値Ｂ１として設定したオゾン濃度特性で、このオゾン濃度基準値Ｂ１は、これまでの実績からグラフＧ２１の正常オゾン濃度値Ａ１の４０％〜６０％、好ましくは５０％として決めることが出来る。図２のグラフＧ２２はオゾン濃度基準値Ｂ１を正常オゾン濃度値Ａ１の５０％としたオゾン濃度特性である。
判別器１１は、上記した電力信号Ｐを原料ガス流量信号Ｑで除した値Ｐ／Ｑに対するオゾン濃度基準値Ｂ１を記憶しておき、除算器１０からの出力信号とオゾン濃度計４からの出力信号Ｚを入力する。判別器１１は、除算器１０からの出力信号（電力信号Ｐを原料ガス流量信号Ｑで除した値Ｐ／Ｑ）に対して、オゾン濃度計４で測定したオゾン濃度値がオゾン濃度基準値Ｂ１以下となった時に、オゾン発生器３の異常として判別する。

このように実施の形態１の発明では、オゾン発生器３への投入電力Ｐを原料ガスの流量Ｑで除した値Ｐ／Ｑ（以下、比電力と称す）に対するオゾン濃度によってオゾン発生器の異常を検出することが出来る効果がある。
この実施の形態では、昇圧変圧器８によりインバータ６の出力電圧を昇圧したが、インバータの出力電圧を高くして昇圧変圧器を省略してもよい。また除算器１０により電力信号Ｐを原料ガス流量信号Ｑで除した値Ｐ／Ｑを求めたが、ソフトウェアにより計算してもよい。その場合にはソフトウェアおよびソフトウェアが実行されるＣＰＵなどが除算手段になる。

実施の形態２．
次に、この発明による実施の形態２のオゾン発生装置を図に基づいて説明する。図３は実施の形態２におけるオゾン発生装置の構成を示すブロック図、図４はこの発明の実施の形態２によるコンバータ入力電力／原料ガス量に対するオゾン濃度特性を示す特性図である。

図３において、実施の形態１における電力計９の代わりにコンバータ５の入力に接続された電力計１２を設けたもので、電力計１２はコンバータ５の入力電力を測定するものである。電力計１２からの電力信号Ｐは除算器１０に入力している。
その他の構成は、図１の構成と同様であり、同一又は相当する部分には同一符号をつけて重複説明を省略する。
電力計１２で計測したコンバータ５の入力電力がオゾン発生器３に供給される電力に応じて変化する状態量であり、電力計１２が状態量計測手段である。

次にこの発明の実施の形態２におけるオゾン発生装置の動作について説明する。
図３に示すように、３相２００Ｖ、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電圧をコンバータ５に入力し、コンバータ５で交流を直流に整流し、直流２７０Ｖに変換する。次にインバータ６によって直流２７０Ｖを単相２ｋＨｚの交流に逆変換する。このときインバータ６の出力電圧は出力調整器７からの出力調整信号Ｓにより可変できる。インバータ６の出力電圧は昇圧変圧器８によって１０ｋＶ（波高値）まで昇圧し、オゾン発生器３に印加する。

一方、オゾン発生器３には原料ガス源１によって酸素または空気が通気され、オゾン発生器３に昇圧変圧器８から高電圧が印加されることによって、オゾン発生器３は無声放電によりオゾンを生成する。
ここで、オゾン発生器３の冷却水温度、オゾン発生器３内の原料ガス圧力が決まれば、除算器１０で電力計１２の電力信号Ｐを原料ガス流量計２の原料ガス流量信号Ｑで除した値Ｐ／Ｑに対するオゾン濃度値Ａ２のオゾン濃度特性は、図４のグラフＧ４１のように決まる。図４の横軸は、電力信号Ｐ（ｗ）を原料ガス流量信号Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）で除した値Ｐ／Ｑ（ｗ・ｍｉｎ／Ｌ）、図２の縦軸は、オゾン濃度（ｇ／ｍ^３）を示す。
この図４のグラフＧ４１において、電力信号Ｐを原料ガス流量信号Ｑで除した値に対して一義的に決まるオゾン濃度値Ａ２を正常オゾン濃度値とする。

図４のグラフＧ４２は、グラフＧ４１の正常オゾン濃度値より低い値のオゾン濃度値を、オゾン発生装置の異常時のオゾン濃度基準値Ｂ２として設定したオゾン濃度特性で、このオゾン濃度基準値Ｂ２は、これまでの実績からグラフＧ４１の正常オゾン濃度値Ａ２の４０％〜６０％、好ましくは５０％として決めることが出来る。図４のグラフＧ４２はオゾン濃度基準値Ｂ２を正常オゾン濃度値Ａ２の５０％としたオゾン濃度特性である。
判別器１１は、上記した電力信号Ｐを原料ガス流量信号Ｑで除した値Ｐ／Ｑに対するオゾン濃度基準値Ｂ２を記憶しておき、除算器１０からの出力信号とオゾン濃度計４からの出力信号Ｚを入力する。判別器１１は、除算器１０からの出力信号（電力信号Ｐを原料ガス流量信号Ｑで除した値Ｐ／Ｑ）に対して、オゾン濃度計４で測定したオゾン濃度値がオゾン濃度基準値Ｂ２以下となった時に、オゾン発生器３の異常として判別する。

このように実施の形態２の発明では、コンバータ５の入力電力Ｐを原料ガスの流量Ｑで除した値Ｐ／Ｑ（比電力と称す）に対するオゾン濃度によってオゾン発生器の異常を検出することが出来る。また電力計１２は商用周波数タイプのもので良いため、実施の形態１の電力計９に比較して安価であり、オゾン発生装置が安価に構成できる。

実施の形態３．
次に、この発明による実施の形態３のオゾン発生装置を図に基づいて説明する。図５は実施の形態３におけるオゾン発生装置の構成を示すブロック図、図６はこの発明の実施の形態３によるコンバータ出力電流／原料ガス量に対するオゾン濃度特性を示す特性図である。

図５において、実施の形態１における電力計９の代わりにコンバータ５の出力に接続された電流計１３を設けたもので、電流計１３はコンバータ５の出力電流を測定するものである。電流計１３からの電流信号Ｉは除算器１０に入力している。
その他の構成は、図１の構成と同様であり、同一又は相当する部分には同一符号をつけて重複説明を省略する。
電流計１３で計測したコンバータ５の出力電流がオゾン発生器３に供給される電力に応じて変化する状態量であり、電流計１３が状態量計測手段である。

次にこの発明の実施の形態３におけるオゾン発生装置の動作について説明する。
図５に示すように、３相２００Ｖ、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電圧をコンバータ５に入力し、コンバータ５で交流を直流に整流し、直流２７０Ｖに変換する。次にインバータ６によって直流２７０Ｖを単相２ｋＨｚの交流に逆変換する。このときインバータ６の出力電圧は出力調整器７からの出力調整信号Ｓにより可変できる。インバータ６の出力電圧は昇圧変圧器８によって１０ｋＶ（波高値）まで昇圧し、オゾン発生器３に印加する。

一方、オゾン発生器３には原料ガス源１によって酸素または空気が通気され、オゾン発生器３に昇圧変圧器８から高電圧が印加されることによって、オゾン発生器３は無声放電によりオゾンを生成する。
ここで、オゾン発生器３の冷却水温度、オゾン発生器３内の原料ガス圧力が決まれば、除算器１０で電流計１３の電流信号Ｉを原料ガス流量計２の原料ガス流量信号Ｑで除した値Ｉ／Ｑに対するオゾン濃度値Ａ３のオゾン濃度特性は、図６のグラフＧ６１のように決まる。図６の横軸は、電流信号Ｉ（Ａ）を原料ガス流量信号Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）で除した値Ｉ／Ｑ（Ａ・ｍｉｎ／Ｌ）、図２の縦軸は、オゾン濃度（ｇ／ｍ^３）を示す。
この図６のグラフＧ６１において、電流信号Ｉを原料ガス流量信号Ｑで除した値に対して一義的に決まるオゾン濃度値Ａ３を正常オゾン濃度値とする。

図６のグラフＧ６２は、グラフＧ６１の正常オゾン濃度値より低い値のオゾン濃度値を、オゾン発生装置の異常時のオゾン濃度基準値Ｂ３として設定したオゾン濃度特性で、このオゾン濃度基準値Ｂ３は、これまでの実績からグラフＧ６１の正常オゾン濃度値Ａ３の４０％〜６０％、好ましくは５０％として決めることが出来る。図６のグラフＧ６２はオゾン濃度基準値Ｂ３を正常オゾン濃度値Ａ３の５０％としたオゾン濃度特性である。
判別器１１は、上記した電流信号Ｉを原料ガス流量信号Ｑで除した値Ｉ／Ｑに対するオゾン濃度基準値Ｂ３を記憶しておき、除算器１０からの出力信号とオゾン濃度計４からの出力信号Ｚを入力する。判別器１１は、除算器１０からの出力信号（電流信号Ｉを原料ガス流量信号Ｑで除した値Ｉ／Ｑ）に対して、オゾン濃度計４で測定したオゾン濃度値がオゾン濃度基準値Ｂ３以下となった時に、オゾン発生器３の異常として判別する。

このように実施の形態３の発明では、コンバータ５の出力電流Ｉを原料ガスの流量Ｑで除した値Ｉ／Ｑに対するオゾン濃度によってオゾン発生器の異常を検出することが出来る。また電流計１３は実施の形態１および実施の形態２の電力計９、１２に比較して安価であり、オゾン発生装置がより安価に構成できる。

実施の形態４．
次に、この発明による実施の形態４のオゾン発生装置を図に基づいて説明する。図７は実施の形態４におけるオゾン発生装置の構成を示すブロック図、図８はこの発明の実施の形態４によるオゾン発生器電圧に対するオゾン濃度特性を示す特性図である。

図７において、実施の形態１における電力計９の代わりに電圧計１４を設けたもので、電圧計１４はオゾン発生器３に印加される電圧を測定するものである。電圧計１４からの電圧信号Ｖは判別器１１に入力され、実施の形態１における除算器１０は省略されている。
その他の構成は、図１の構成と同様であり、同一又は相当する部分には同一符号をつけて重複説明を省略する。
電圧計１４で計測したオゾン発生器３に印加される電圧がオゾン発生器に供給される電圧に応じて変化する状態量であり、電圧計１４が状態量計測手段である。

次にこの発明の実施の形態４におけるオゾン発生装置の動作について説明する。
図７に示すように、３相２００Ｖ、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電圧をコンバータ５に入力し、コンバータ５で交流を直流に整流し、直流２７０Ｖに変換する。次にインバータ６によって直流２７０Ｖを単相２ｋＨｚの交流に逆変換する。このときインバータ６の出力電圧は出力調整器７からの出力調整信号Ｓにより可変できる。インバータ６の出力電圧は昇圧変圧器８によって１０ｋＶ（波高値）まで昇圧し、オゾン発生器３に印加する。

一方、オゾン発生器３には原料ガス源１によって酸素または空気が通気され、オゾン発生器３に昇圧変圧器８から高電圧が印加されることによって、オゾン発生器３は無声放電によりオゾンを生成する。
ここで、オゾン発生器３の冷却水温度、オゾン発生器３内の原料ガス圧力が決まれば、電圧計１４の電圧信号Ｖに対するオゾン濃度値Ａ４のオゾン濃度特性は、図８のグラフＧ８１のように決まる。図８の横軸はオゾン発生器の電圧信号（実効値）Ｖ（ｋＶｒｍｓ）、図２の縦軸はオゾン濃度（ｇ／ｍ^３）を示す。
この図８のグラフＧ８１において、電圧信号Ｖの値に対して一義的に決まるオゾン濃度値Ａ４を正常オゾン濃度値とする。

図８のグラフＧ８２は、グラフＧ８１の正常オゾン濃度値より低い値のオゾン濃度値を、オゾン発生装置の異常時のオゾン濃度基準値Ｂ４として設定したオゾン濃度特性で、このオゾン濃度基準値Ｂ４は、これまでの実績からグラフＧ８１の正常オゾン濃度値Ａ４の４０％〜６０％、好ましくは５０％として決めることが出来る。図８のグラフＧ８２はオゾン濃度基準値Ｂ４を正常オゾン濃度値Ａ４の５０％としたオゾン濃度特性である。
判別器１１は、上記した電圧信号Ｖに対するオゾン濃度基準値Ｂ４を記憶しておき、電圧計１４からの出力信号Ｖとオゾン濃度計４からの出力信号Ｚを入力する。判別器１１は、電圧計１４からの出力信号に対して、オゾン濃度計４で測定したオゾン濃度値がオゾン濃度基準値Ｂ４以下となった時に、オゾン発生器３の異常として判別する。

このように実施の形態４の発明では、オゾン発生器３に印加する電圧に対するオゾン濃度によってオゾン発生器の異常を検出することが出来る。また電圧計１４は実施の形態１および実施の形態２の電力計９、１２に比較して安価であり、オゾン発生装置がより安価に構成できる。

実施の形態５．
次に、この発明による実施の形態５のオゾン発生装置を図に基づいて説明する。図９は実施の形態５におけるオゾン発生装置の構成を示すブロック図、図１０はこの発明の実施の形態５によるインバータの出力調整信号に対するオゾン濃度特性を示す特性図である。

図９において、実施の形態１における電力計９および除算器１０は省略され、インバータ６の出力を調整する出力調整器７の出力調整信号Ｓを判別器１１に入力している。
その他の構成は、図１の構成と同様であり、同一又は相当する部分には同一符号をつけて重複説明を省略する。
出力調整器７の出力信号Ｓがオゾン発生器３に供給される電圧に応じて変化する状態量であり、出力調整器７が状態量計測手段である。

次にこの発明の実施の形態５におけるオゾン発生装置の動作について説明する。
図９に示すように、３相２００Ｖ、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電圧をコンバータ５に入力し、コンバータ５で交流を直流に整流し、直流２７０Ｖに変換する。次にインバータ６によって直流２７０Ｖを単相２ｋＨｚの交流に逆変換する。このときインバータ６の出力電圧は出力調整器７からの出力調整信号Ｓにより可変できる。インバータ６の出力電圧は昇圧変圧器８によって１０ｋＶ（波高値）まで昇圧し、オゾン発生器３に印加する。

一方、オゾン発生器３には原料ガス源１によって酸素または空気が通気され、オゾン発生器３に昇圧変圧器８から高電圧が印加されることによって、オゾン発生器３は無声放電によりオゾンを生成する。
ここで、オゾン発生器３の冷却水温度、オゾン発生器３内の原料ガス圧力が決まれば、出力調整器７の出力調整信号Ｓに対するオゾン濃度値Ａ５のオゾン濃度特性は、図１０のグラフＧ１０１のように決まる。図１０の横軸はインバータへの出力調整信号Ｓ（ｍＡ）、図１０の縦軸はオゾン濃度（ｇ／ｍ^３）を示す。
この図１０のグラフＧ１０１において、出力調整信号Ｓの値に対して一義的に決まるオゾン濃度値Ａ５を正常オゾン濃度値とする。

図１０のグラフＧ１０２は、グラフＧ１０１の正常オゾン濃度値より低い値のオゾン濃度値を、オゾン発生装置の異常時のオゾン濃度基準値Ｂ５として設定したオゾン濃度特性で、このオゾン濃度基準値Ｂ５は、これまでの実績からグラフＧ１０１の正常オゾン濃度値Ａ５の４０％〜６０％、好ましくは５０％として決めることが出来る。図１０のグラフＧ１０２はオゾン濃度基準値Ｂ５を正常オゾン濃度値Ａ５の５０％としたオゾン濃度特性である。
判別器１１は、上記した出力調整信号Ｓに対するオゾン濃度基準値Ｂ５を記憶しておき、出力調整器７からの出力調整信号Ｓとオゾン濃度計４からの出力信号Ｚを入力する。判別器１１は、出力調整器７からの出力調整信号Ｓに対して、オゾン濃度計４で測定したオゾン濃度値がオゾン濃度基準値Ｂ５以下となった時に、オゾン発生器３の異常として判別する。

このように実施の形態５の発明では、インバータの出力を調整する出力調整器７の出力調整信号Ｓに対するオゾン濃度によってオゾン発生器の異常を検出することが出来る。また出力調整器７はインバータの出力を調整するために元々あるものであり、実施の形態１〜実施の形態４で使用されていた電力計、電流計および電圧計が不要となり、実施の形態１〜実施の形態４に比較してオゾン発生装置がより安価に構成できる。

この発明の実施の形態１によるオゾン発生装置を示すブロック構成図である。この発明の実施の形態１によるオゾン発生器電力／原料ガス量に対するオゾン濃度特性を示す特性図である。この発明の実施の形態２によるオゾン発生装置を示すブロック構成図である。この発明の実施の形態２によるコンバータ入力電力／原料ガス量に対するオゾン濃度特性を示す特性図である。この発明の実施の形態３によるオゾン発生装置を示すブロック構成図である。この発明の実施の形態３によるコンバータ出力電流／原料ガス量に対するオゾン濃度特性を示す特性図である。この発明の実施の形態４によるオゾン発生装置を示すブロック構成図である。この発明の実施の形態４によるオゾン発生器電圧に対するオゾン濃度特性を示す特性図である。この発明の実施の形態５によるオゾン発生装置を示すブロック構成図である。この発明の実施の形態５によるインバータの出力調整器信号に対するオゾン濃度特性を示す特性図である。

符号の説明

１：原料ガス源、２：流量計、
３：オゾン発生器、４：オゾン濃度計、
５：コンバータ、６：インバータ、
７：インバータの出力調整器、８：昇圧変圧器、
９：電力計、１０：除算器、
１１：判別器、１２：電力計、
１３：電流計、１４：電圧計、
Ｐ：電力信号、Ｑ：原料ガス流量信号、
Ｓ：出力調整信号、Ｉ：電流信号、
Ｖ：電圧信号Ｚ：オゾン濃度信号。

Claims

所定周波数で所定電圧の交流電圧が印加されて無声放電を発生させ、原料ガス源より送られる酸素を含む原料ガスから無声放電によりオゾンを含むオゾン化ガスを生成するオゾン発生器と、
前記オゾン発生器で生成されたオゾン化ガス中のオゾン濃度を測定するオゾン濃度計と、
前記オゾン発生器に供給される原料ガスの流量を測定する流量計と、
前記オゾン発生器に供給される電力に応じて変化する状態量を計測する状態量計測手段と、
前記流量計で計測された前記流量、および前記状態量計測手段で計測された前記状態量が入力され、前記状態量を前記流量で除算した除算値を演算する除算手段と、
前記除算手段により求められた前記除算値と前記オゾン濃度計で計測された前記オゾン濃度値とが入力され、前記オゾン濃度値と比較するオゾン濃度基準値を前記除算値に対して求め、前記オゾン濃度値が前記オゾン濃度基準値以下の場合に、前記オゾン発生器の異常と判断する判別器とを備え、
前記オゾン濃度基準値は、前記オゾン発生器が正常動作時に生成するオゾン濃度である正常オゾン濃度を前記除算値に対して予め求めたオゾン濃度特性より、前記正常オゾン濃度の４０乃至６０％の範囲内の濃度値を前記除算値に対して求めた値に設定したことを特徴とするオゾン発生装置。
前記状態量計測手段が、前記オゾン発生器に供給される電力を測定する電力計であり、前記状態量を前記電力計で測定した電力とすることを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置。
商用電源からの電力を直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して前記オゾン発生器に供給するインバータとを備え、
前記状態量計測手段が、前記コンバータに入力される電力を測定する電力計であり、前記状態量を前記電力計で測定した電力とすることを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置。
商用電源からの電力を直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して前記オゾン発生器に供給するインバータとを備え、
前記状態量計測手段が、前記コンバータが出力する電流を測定する電流計であり、前記状態量を前記電流計で測定した電流とすることを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置。
所定周波数で所定電圧の交流電圧が印加されて無声放電を発生させ、原料ガス源より送られる酸素を含む原料ガスから無声放電によりオゾンを含むオゾン化ガスを生成するオゾン発生器と、
前記オゾン発生器で生成されたオゾン化ガス中のオゾン濃度を測定するオゾン濃度計と、
前記オゾン発生器に供給される電圧に応じて変化する状態量を計測する状態量計測手段と、
前記状態量計測手段で計測された前記状態量と前記オゾン濃度計で計測された前記オゾン濃度値とが入力され、前記オゾン濃度値と比較するオゾン濃度基準値を前記状態量に対して求め、前記オゾン濃度値が前記オゾン濃度基準値以下の場合に、前記オゾン発生器の異常と判断する判別器とを備え、
前記オゾン濃度基準値は、前記オゾン発生器が正常動作時に生成するオゾン濃度である正常オゾン濃度を前記状態量に対して予め求めたオゾン濃度特性より、前記正常オゾン濃度の４０乃至６０％の範囲内の濃度値を前記状態量に対して求めた値に設定したことを特徴とするオゾン発生装置。
前記状態量計測手段が、前記オゾン発生器に印加される電圧を測定する電圧計であり、前記状態量を前記電圧計で測定した電圧とすることを特徴とする請求項５に記載のオゾン発生装置。
商用電源からの電力を直流電力に変換するコンバータと、前記直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して前記オゾン発生器に供給するＰＷＭ制御されるインバータと、前記インバータの出力電力を調整する出力調整器とを備え、
前記状態量計測手段が、前記出力調整器であり、前記状態量を前記出力調整器が出力する出力調整信号とすることを特徴とする請求項５に記載のオゾン発生装置。