CN104144874A - 臭氧产生机构以及臭氧产生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的臭氧产生机构具备具有形成放电空间(305)的放电电极(30)的臭氧产生装置(3)、气体供给装置(1)、向放电电极(30)供给功率的电源装置、调节放电电极(30)的温度的温度调节装置(7)、控制臭氧产生装置(3)的运转的控制部(4)、检测臭氧产生装置(3)中的臭氧产生参数(Di)的检测部(25)，控制部(4)根据从检测部(25)输出的臭氧产生参数(Di)的值，从通常的运转模式向洁净化运转模式转移，在该洁净化运转模式中，联合控制温度调节装置(7)和气体供给装置(1)或者温度调节装置(7)和电源装置，使放电电极(30)的温度上升到使五氧化二氮气化的温度，并使在放电空间(305)中的臭氧的产生继续的状态下，将放电电极(30)表面以及放电空间(305)洁净化。

Description

臭氧产生机构以及臭氧产生方法
技术领域
本发明涉及利用放电产生臭氧的臭氧产生机构以及臭氧产生方法。
背景技术
一般已知在将空气、氧中添加了氮的气体用于原料并利用放电来产生臭氧(O3)的臭氧产生机构中，随着臭氧的生成，副产氮氧化物(NOX)。另外，由于副产的氮氧化物与臭氧共存，所以，基本上以五氧化二氮(N2O5)这样的构造存在。N2O5的物性是在30℃以下的常温下为固体，在通常的运转条件下，存在作为放电生成物附着在臭氧产生装置内的大体全部区域的可能性。
另一方面，厂家推荐在一般的臭氧产生机构中，3年到5年进行一次定期检修，此时，使机构全部停止，进而，实施将臭氧产生装置向大气开放，并将电极取出进行洁净化的维护作业。若在固体的N2O5附着的状态下将臭氧产生装置向大气开放，则担心金属部件因N2O5与大气中的水分反应而生成的硝酸(HNO3)被腐蚀。因此，附着物积累在臭氧产生装置内，发生臭氧生成效率下降、在成为臭氧生成空间的管内堵塞，难以维持稳定的动作状态。
因此，提出了通过在使用热水装置加热维持臭氧产生装置容器后进行大气开放，来将附着在臭氧产生装置内部的N2O5气体化并除去的臭氧产生装置的应对方法(例如，参见专利文献1。)、具有使用惰性气体、洗涤液清洗臭氧产生装置内的构件的臭氧产生器(例如，参见专利文献2。)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002－265204号公报(第0025～0035段、图1～图3)
专利文献2：日本特开2001－180916号公报(第0034、0050～0051段、图1～图3)
发明内容
发明要解决的课题
然而，在上述的加热维持臭氧产生装置的方法中，为了加热，需要额外的能量，且需要停止臭氧产生装置的运转。另外，在进行清洗的情况下，也需要中断臭氧的生成，每当此时就需要停止使用生成的臭氧进行处理的机器。
本发明是为解决上述那样的课题做出的发明，其目的是得到一种不中断臭氧的生成而维持稳定的动作状态且可靠性高的臭氧产生机构。
用于解决课题的手段
本发明的臭氧产生机构的特征在于，具备：臭氧产生装置，其具有被相向配置并形成放电空间的放电电极；气体供给装置，其向前述放电空间供给作为用于产生臭氧的原料气体的含有氧的气体；电源装置，其向前述放电电极供给用于放电的功率；温度调节装置，其调节前述放电电极的温度；控制部，其控制前述气体供给装置、前述电源装置和前述温度调节装置，并控制前述臭氧产生装置的运转；和检测部，其检测前述臭氧产生装置中的臭氧产生参数，前述控制部根据从前述检测部输出的臭氧产生参数的值，控制前述臭氧产生装置的运转，以便从通常的运转模式向洁净化运转模式转换，在所述洁净化运转模式中，联合控制前述温度调节装置和前述气体供给装置或者前述温度调节装置和前述电源装置，使前述放电电极的温度上升到五氧化二氮气化的温度，在使臭氧在前述放电空间的产生继续的状态下，将前述放电电极表面以及前述放电空间洁净化。
另外，本发明的臭氧产生方法是向具有相向配置并形成放电空间的放电电极的臭氧产生装置供给含有氧的气体，利用前述放电空间中的放电产生臭氧的臭氧产生方法，其特征在于，检测前述臭氧产生装置中的臭氧产生参数，联合控制冷却前述放电电极的冷却水的温度和前述气体的压力或者冷却前述放电电极的冷却水的温度和向前述放电电极的投入功率，根据前述臭氧产生参数的值，使前述放电电极的温度上升到五氧化二氮气化的温度，在臭氧在前述放电空间中的产生继续的状态下，将前述放电电极表面以及前述放电空间洁净化。
发明效果
根据本发明的臭氧产生机构或臭氧产生方法，因为当在臭氧产生中检测到异常时，使电极的温度上升，以便使五氧化二氮的饱和蒸气压比气体压力高，所以，能够得到使五氧化二氮气化，不中断臭氧产生而维持稳定的动作状态且可靠性高的臭氧产生机构或进行臭氧的产生。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的臭氧产生机构的结构的系统图。
图2是表示设置在作为本发明的实施方式1的臭氧产生机构的构成要素的臭氧产生装置上的放电电极部的构造的剖视图。
图3是用于说明本发明的实施方式1的臭氧产生机构的运转方法的流程图。
图4是用于说明本发明的实施方式1的臭氧产生机构中的运转条件范围的图。
图5是表示N2O5的温度和蒸气压的关系的图。
图6是表示本发明的实施方式2的臭氧产生机构的结构的系统图。
图7是表示本发明的实施方式3的臭氧产生机构的结构的系统图。
图8是表示本发明的实施方式4的臭氧产生机构的结构的系统图。
图9是表示本发明的实施方式5的臭氧产生机构的结构的系统图。
图10是表示本发明的实施方式6的臭氧产生机构的结构的系统图。
图11是表示本发明的实施方式7的臭氧产生机构的结构的系统图。
图12是表示本发明的实施方式8的臭氧产生机构的结构的系统图。
图13是用于说明本发明的实施方式8的臭氧产生机构的运转方法的流程图。
具体实施方式
实施方式1.
图1～图6是用于说明本发明的实施方式1的臭氧产生机构及其运转方法的图，图1是表示臭氧产生机构的机器结构、控制系统、流动系统等的系统图，图2(a)和图2(b)是用于表示臭氧产生装置的放电电极部的结构的图，图2(a)是放电电极部的与气体流动方向平行的切断面的剖视图，图2(b)是与气体流动方向垂直的方向的截面，是图2(a)的A-A线的剖视图。另外，图3是用于说明臭氧产生机构的运转方法的流程图，图4是表示臭氧产生机构的运转条件范围的图，按照向臭氧产生装置供给的冷却水的温度和放电电极部的电极管温度的关系来表示。而且，图5是表示作为放电电极部的除去对象的N2O5的温度和蒸气压的关系的图。
对本发明的实施方式1的臭氧产生机构的结构进行说明。
臭氧产生机构如图1所示，具备：用于将作为原料气体的空气加压并供给的气体供给装置1；臭氧产生装置3，从由气体供给装置1供给的加压空气生成臭氧并输出臭氧化气体；排臭氧处理部5，从使用被输出的臭氧化气体进行臭氧处理的臭氧利用设备200排出的剩余臭氧化气体或者没有经臭氧利用设备200而被输送来的臭氧化气体清除臭氧；冷却系统(温度调节装置7)，作为调节臭氧产生装置3的温度的温度调节器，通过冷却来调节温度；和进行该机构的运转控制的控制部4。这样，将所使用的臭氧产生装置3称为空气源臭氧产生装置。
而且，在图中用极粗的线表示的气体流动系统中，具备：露点计量部2，计量从气体供给装置1向臭氧产生装置3供给的气体的露点；测定由臭氧产生装置3产生的差压的差压计量部6；以及阀14、15，用于对是将臭氧产生装置3输出的臭氧化气体向臭氧利用设备200输送、还是向排臭氧处理部5输送进行切换或者调节向两者输送的比例。
气体供给装置1表示了高压储气瓶设备、压缩机或者鼓风机等，根据需要，设置由原料气体冷却·干燥装置构成的水分除去部。该水分除去部使用加热再生式或者压力再生式。原料气体供给作为含氧的气体的加压了的空气。臭氧利用设备200表示了水处理设备、排水处理设备、各种氧化处理设备以及半导体·液晶制造设备等。例如，在应用于水处理装置等的情况下，也就是在臭氧产生量为几kg/h～几十kg/h的情况下，在考虑了性价比时，优选气体供给装置1采用鼓风机，水分除去部可以采用加热再生式。
冷却系统(温度调节装置7)具备：使用于冷却臭氧产生装置3的冷却水循环的循环泵9；冷却器8，对吸收由臭氧产生装置3产生的热且温度上升了的冷却水进行冷却；用于调节冷却系统(温度调节装置7)内的冷却水流量的流量调节阀11和12；以及温度调节器13，用于调节流量调节阀11和12的开度，对向臭氧产生装置3供给的水温进行调节。
而且，臭氧产生装置3、循环泵9、冷却器8、流量调节阀11由图中用粗线表示的配管连接成环状，构成在臭氧产生装置3、循环泵9和冷却器8之间循环的主冷却管线。另一方面，在循环泵9和冷却器8之间的配管与冷却器8和流量调节阀11之间的配管途中经流量调节阀12连接旁通配管10，构成在臭氧产生装置3和循环泵9之间循环的旁通管线。据此，通过由温度调节器13调节流量调节阀11和12的开度，调整向臭氧产生装置3供给的水温，控制臭氧产生装置3的温度。
冷却器8是表示液体-液体型、液体-气体型的各种热交换型冷却器、液体-氟利昂制冷剂型的制冷机等。这里，作为冷却水，表示了一般的自来水，但是，也有混入防冻液、除垢剂等的情况，或者使用离子交换水、纯水的情况。
另外，图中，从露点计量部2、差压计量部6以及温度调节器13起用细线连结的目的地的用“○”标记的部分分别表示气体流动系统中的露点传感器、压力传感器以及冷却管线中的温度传感器、或它们的采样端口的设置位置。另外，点划线表示从露点计量部2、差压计量部6向控制部4的数据信号线，虚线表示来自控制部4、温度调节器13的控制信号线。
在这样的臭氧产生机构中，从气体供给装置1供给的原料气体经露点计量部2被导入臭氧产生装置3，在臭氧产生装置3中生成的臭氧化气体经阀14向臭氧利用设备200供给或者经阀15向排臭氧处理部5供给。另外，经过了臭氧利用设备200后的剩余臭氧化气体也被输送到排臭氧处理部5。此时，向臭氧产生装置3供给的原料气体的露点和在臭氧产生装置3产生的压力损失分别由露点计量部2和差压计量部6计量，由控制部4监视。而且，在臭氧产生装置3内虽然产生热，但是，由冷却系统(温度调节装置7)通过使指定温度的冷却水循环来控制温度。
接着，对臭氧产生装置3的结构进行说明。
臭氧产生装置3是在电极间夹有电介质的无声放电式的臭氧产生装置。电极形状能够应用平行平板式、圆筒管式等各种各样的形态，但是，这里，如图2所示，以圆筒管式的放电电极部30为例进行说明。在放电电极部30上设置高压电极管304，该高压电极管304由作为高电压电极的呈圆筒状的高电压电极303和与高电压电极303一体化成将高电压电极303的外周面和一端侧覆盖的玻璃管的电介质302构成。而且，作为接地电极设置接地电极(管)301，该接地电极(管)301与高压电极管304同心地被设置成使内周面相对于高压电极管304的外周面空开指定的间隔(＝后述的空隙长度(缝隙长度)d)相向，且被形成为冷却水306在外周侧流动。
而且，电介质302的外周面和接地电极(管)301的内周面的空隙成为放电空间305。放电空间305是使原料气体在图中用箭头表示的方向流动的气体流通路径，也是通过施加在接地电极(管)301和高压电极管304之间的交流高电压来产生放电的空间。另外，在高电压电极303的内部从被开放的另一端侧被插入用于施加高电压的供电部件307，在由电介质302覆盖的一端侧的端部设置用于抑制沿面放电的电场缓和层308。另外，在图2(b)中，省略供电部件307的记载。
在臭氧产生装置3中，上述那样的放电电极部30与需要的臭氧产生量相应地并联连接多个，被收纳在1个容器内。而且，具备未图示出的施加交流高电压的电源装置等，由通过控制部4的控制而被驱动的电源装置向各放电电极部30施加指定的交流电压。据此，向各放电电极部30的放电空间305被供给原料气体，且经供电部件307被施加交流高电压，生成臭氧。
接着，对与本实施方式1以及以后的实施方式的臭氧产生机构共通的适合以空气或富氮的氧混合气体为原料气体的情况的臭氧产生装置3的结构以及运转条件进行说明。
作为各实施方式的臭氧产生装置3的放电电极部30的结构，将放电空间305的空隙长度d(下面称为缝隙长度d)设定在0.3mm以上，0.6mm以下，优选设定在0.4mm以上，0.6mm以下。通过将缝隙长度d设定在0.6mm以下，确认了提高放电空间305的冷却效率，臭氧产生效率提高，另一方面，若将缝隙长度d设定为不足0.3mm，则放电空间305的电场强度过大，氮氧化物的产生量增大，臭氧产生效率下降。再有，若将缝隙长度d设定为超过0.6mm的值，则放电空间305的温度过度地上升，臭氧产生效率下降。因此，在以空气或富氮的氧混合气体作为原料气体的情况下，缝隙长度d存在最佳值，设定在0.3mm以上，0.6以下。
再有，臭氧产生效率不仅因前述缝隙长度d变化，还因放电空间305内的气体压力P变化。作为各实施方式的臭氧产生机构的运转条件，气体压力P被设定在0.2MPaG(G：表压)以下，优选设定在0.1MPaG以上、不足0.2MPaG。气体压力P的上升抑制放电空间305中的氮氧化物的生成。另外，气体压力P还根据气体供给装置1的排出压力，例如在为鼓风机的情况下根据最大排出压力0.2MPaG左右以及臭氧利用设备200所需要的臭氧化气体压力(例如在为水处理装置的情况下为0.1MPaG左右)决定上下限。另外，通过将气体压力P设定在不足0.2MPaG，使得臭氧产生装置3不符合第二种压力容器规定，法令上的制约得以减轻，应对等变得容易。
也就是说，在各实施方式中，将缝隙长度d设定在0.3mm以上，0.6mm以下，优选设定在0.4mm以上，0.6mm以下，再有，作为臭氧产生效率高且能够进一步抑制氮氧化物的产生量的气体压力P，设定在0.1MPaG以上，不足0.2MPaG。
另外，向臭氧产生装置3投入的投入功率密度(每电极面积的投入功率)为0.05～0.6W/cm2，优选为0.1W/cm2～0.3W/cm2。投入功率密度也是表示臭氧产生装置3的尺寸的指标，投入功率密度越大，装置越小。另一方面，投入功率密度的上升招致放电空间305的温度上升，臭氧产生效率下降。由于从抑制因放电造成的臭氧产生以及氮氧化物生成的观点出发，优选放电空间305的温度为低温，所以，需要使投入功率密度不会过度地大。然而，若投入功率密度不足0.05W/cm2，则放电状态产生偏差，不再能够维持稳定的放电，因此并不优选。
接着，对在上述的构造、运转条件下的臭氧产生装置3内产生的现象以及以往的臭氧产生机构中的问题点进行说明。
供臭氧产生装置3的原料气体的露点一般被设定在-60℃以下(大气压露点)。当然，因为若露点变高，则伴随着原料气体向臭氧产生装置3流入的水分量变多，所以，对臭氧产生效率造成影响以及引起臭氧产生装置3内的硝酸生成，因此，推荐以比该露点高的露点进行运转。
然而，若将露点为-60℃的原料气体的水分量换算为原料气体中的体积浓度，则约为10ppmv，甚至在露点-70℃也伴随几ppmv的水分。本发明者发觉，只要露点被保持在-60℃以下，臭氧产生效率方面的影响变少，但是，即使将露点降低到-60℃～-80℃左右，长期持续运转的结果也是处于臭氧产生装置3内的生成物积累以及硝酸生成因微量水分的影响而增加的趋势。
例如，在上述结构的臭氧产生装置3的标准的动作条件下，放电空间305的温度在冷却水温度高的夏季为40℃左右，在冷却水温度低的冬季为18℃左右。若考虑上述的气体压力P的范围和后述的N2O5的饱和蒸气压，则认为即使在夏季，臭氧产生装置3的温度也是作为放电生成物的N2O5成为固体状态的温度。再有，盛夏季以外，臭氧产生装置3的温度也低于大气压下的N2O5的升华点(32.4℃)，具有吸湿性的固体状态的N2O5与微量水分反应，生成硝酸。进而，由于硝酸的生成，还生成作为具有潮解性的固体的硝酸铁Fe(NO3)3，并积累于臭氧产生装置3。然而，在以往的臭氧产生机构中，以将臭氧产生装置3向大气开放，实施定期的接地电极(管)301以及高压电极管304的洁净化等维护为前提，在上述露点范围中，实用上没有大的问题。
再有，若露点在-40℃以上，则水分浓度超过10ppmv，在-20℃时，原料气体伴随有超过1000ppmv的水分。在这种情况下，臭氧产生效率产生急剧的下降，不能避免作为固体存在的N2O5的硝酸化、Fe(NO3)3在装置内的积累、粘附以及对金属部件的很大的硝酸腐蚀。另一方面，为了实现被认为对臭氧产生装置内的硝酸的生成影响小的0.1ppmv以下的水分浓度，需要使原料气体的露点在约-90℃以下，用于实现它的气体供给装置以及水分除去装置在技术上难以实现且极其高价，并不现实。
因此，从上述的观点出发，厂家也推荐通过定期维护进行电极部的洁净化作业等。也就是说，已知作为最低条件需要将气体露点保持在-80℃～-60℃的范围，但是，即使在一般没有问题的该露点范围中，在长期运行时，需要充分注意放电生成物以及硝酸的生成·积累。
另一方面，在将上述的缝隙长度d调整到0.6mm以下的臭氧产生装置3中的差压，也就是气体压力损失为几kPa～几十kPa，随着缝隙长度d变短而上升。再有，由于若放电生成物粘附在面向放电空间305的电极部，则压力损失增大，所以，能够根据压力损失来掌握放电空间中的生成物的粘附·堆积状态。如前面阐述的那样，放电生成物的粘附依存于伴随原料气体的水分量和放电空间305的温度。由于能够在臭氧产生装置3的差压中确认上升现象是从将水分导入臭氧产生装置3、生成物粘附开始的时刻开始的，所以，能够通过基于气体露点的监视预先防止放电生成物的粘附，能够通过基于差压的监视在放电生成物的粘附变很大前进行确认。因此，虽然最好的是监视气体露点以及差压这两者，但是，即使是仅对差压的监视，也可以早期发现放电生成物的粘附·堆积。在缝隙长度d超过0.6mm的以往的臭氧产生装置中，差压本身的值小，不能敏感地检查到放电生成物的粘附。因此，在能够检查到的阶段，放电生成物的粘附已经很大，不能像上述那样预先防止粘附。
另外，在臭氧产生装置3中，存在将装置入口侧气体压力调整为一定的情况和将装置出口侧压力调整为一定的情况这2种气体压力控制方式。在为前者的情况下，若装置的压力损失增大，则装置出口侧气体压力下降，在后者的情况下，装置入口侧气体压力上升。在本实施方式中，最合适的当然是对装置的差压进行管理，但是，也能够根据臭氧产生装置3的压力控制方式，仅监视装置入口侧或者出口侧的压力的任意一方，通过对针对各个指定值的变动进行管理来作为差压监视的替代。
如上所述，在本实施方式的臭氧产生机构中，将缝隙长度较短地设定在0.6mm以下，使将空气作为原料气体的臭氧产生装置3的动作条件最佳化。然而，发明者们的实验的结果可知，存在产生在以往的臭氧产生装置中未考虑到事态的可能性。在由于将缝隙长度设定在0.6mm以下，存在因来自气体供给装置1的原料气体露点，使得臭氧产生装置3的放电空间305在运行时堵塞的可能性。
在臭氧产生装置3中，在初期运行时以作为接地电极(管)301的构成部件的不锈钢为起因的金属氧化物附着在接地电极(管)301以及高压电极管304表面，所以，臭氧产生装置3的差压稍微上升，但是该差压的上升在几十小时运行后，稳定化。然而，在本实施方式的缝隙长度d短的臭氧产生装置3中，即使在气体露点为-60℃以下，在长期间运行中，由于N2O5以及Fe(NO3)3向臭氧产生装置3内的积累，而处于差压进一步增加的趋势。
例如，确认了在放电空间305的温度为比N2O5的升华点低的状态下，在原料气体露点在-50℃以上的情况下，放电生成物的向接地电极(管)301以及高压电极管304的粘附变得显著，在气体露点在-40℃以上的情况下，液体从臭氧化气体出口附近析出。再有，确认了在气体露点在-20℃以上的情况下，极其接近浓硝酸的液体积存在臭氧化气体出口附近。还确认了在上述液体析出时，相对于初期差压，具有10kPa左右的急剧的差压上升。伴随着放电生成物的粘附的显著化，接地电极(管)301和高压电极管304粘附，成为不可取出的状态。即，在这样的状态下，在不可进行基于大气开放的维护的基础上，还由于大气中的水分，使得放电电极部30的状态进一步恶化，发明者们得出需要不将臭氧产生装置3开放而进行放电电极部30的维护这样的结论。
在本实施方式的臭氧产生装置3中，通过将缝隙长度d设定在0.6mm以下，与缝隙长度d超过0.6mm的以往的臭氧产生装置相比，处于所生成的氮氧化物量增加的趋势。再有，通过使作为流通路径的放电空间305的间隔(缝隙长度d)变窄，臭氧产生装置3的放电空间305在运行时堵塞的可能性也增加。然而，另一方面，臭氧产生装置3的差压比以往大，能够从臭氧产生装置3的外部敏感地检查到在放电空间305产生的放电生成物的堆积·粘附。在以往的臭氧产生装置中，由于臭氧产生装置的差压小，所以，不能从臭氧产生装置的外部检查到放电空间的状态。
因此，即使冒着生成硝酸的风险，也必须进行基于大气开放的维护，实际上，必须目视确认放电电极部。或者，在大气开放了的时点，因在放电空间内的放电生成物的堆积·粘附状态而产生的损害会变很大。这点在本实施方式的臭氧产生装置3中，由于能够利用臭氧产生装置3的差压比以往大的情况来从外部确认放电空间305以及放电电极部30的状态，所以，可预先检查到放电生成物的堆积·粘附。因此，不需要以往实施的基于大气开放的维护。
因此，在本实施方式的臭氧产生机构中，构成为进行下面那样的动作控制。
在该臭氧产生机构中设定(1)通常运转模式、(2)维护模式这2个动作模式。而且，控制部4根据来自露点计量部2以及差压计量部6的信号，检查到作为放电电极部30内的异常的征兆的差压上升或气体露点的上升，维持着用于在臭氧产生装置3内生成臭氧的放电继续的状态，切换动作模式。另外，这里所示的“异常”表示放电生成物的堆积·粘附的征兆或者初期阶段，并非表示放电、绝缘这样的电气性的异常。
如图3所示，若开始臭氧产生机构的运转，则与在臭氧利用设备200中所需要的臭氧量相应地开始用于产生臭氧的通常运转模式下的动作(步骤S10)。该通常运转模式与臭氧利用设备200中的要求相应地一直继续到没有检查到上述的异常的征兆(在步骤S20中为“否”)为止。另一方面，控制部4若以来自差压计量部6的信号为基础，在差压超过指定值或上升速度超过指定值这样的情况下，判断为放电生成物积累在放电电极部30的内部或存在其征兆(在步骤S20中为“检测异常＝是”)，则开始后述的维护模式下的动作(步骤S30)。或者若以来自露点计量部2的信号为基础，露点提高到指定值以上，则判断为放电生成物积累在放电电极部30的内部或存在其征兆(在步骤S20中“检测异常＝是”)，开始维护模式下的动作(步骤S30)。
而且，该维护模式依然是根据差压或露点判断异常是否被消除(步骤S40)，在未消除(在步骤S40中为“否”)的情况下继续。另外，在臭氧产生机构的一般的运用方法，也就是本实施方式中的通常运转模式中，并不限于总是以一定的臭氧产生量、投入功率密度以及冷却水温度进行动作，运用条件根据臭氧利用设备200侧的条件、与季节变化相伴的冷却水温度变化等而变化。
下面，还包括通常运转模式在内，对详细的动作条件以及与之相伴的现象进行说明。
在本实施方式中讨论的放电生成物的粘附能够通过放电空间305内的平均温度以及与放电空间305相接的电极管(接地电极301的内周面、高压电极管304的外周面)的表面温度控制。详细地说，面向放电空间305的高压电极管的表面温度与放电空间305的平均温度相比肯定高几℃～10℃左右，另外，恒定状态下的各自的温度根据在被设置于放电电极部30的流路中流动的冷却水的温度、投入功率密度以及缝隙长度d唯一地决定。作为例子，通过高压电极管的表面温度(下面称为电极管温度。)，讨论本实施方式的动作模式。
图4表示向本实施方式中的臭氧产生装置3供给的冷却水温度和电极管温度的关系。图中，用虚线包围的区域A成为将缝隙长度d、向臭氧产生装置3的投入功率密度、被供给的冷却水温度作为操作参数的情况下的电极管温度的变动范围。缝隙长度d的范围为0.3～0.6mm，投入功率密度的范围为0.05～0.6W/cm2，冷却水温度的范围为5℃(冬季)～35℃(夏季)。在分别使缝隙长度d、投入功率密度、冷却水温度为最大值(d＝0.6mm；0.6W/cm2；35℃)时，电极管温度最高(100℃)。另一方面，在使缝隙长度d、投入功率密度、冷却水温度分别为最小值(d＝0.3mm；0.05W/cm2；5℃)时，电极管温度最低(7℃)。
然而，对作为电介质302的玻璃管设定动作允许温度，电极管温度的上限为80℃。这考虑了因玻璃管的温度上升造成的绝缘破坏强度下降，若玻璃管的温度超过80℃，则绝缘破坏强度开始下降，成为绝缘破坏概率上升的起因。因此，在区域A中的用实线包围的区域B成为作为臭氧产生装置3能够动作的温度范围。另外，图中，例如使实线和虚线的位置错开来记载，但这仅仅为了方便而错开，以便容易区分实线和虚线，实际上是重叠。
在本实施方式公开的通常运转模式以及维护模式下，电极管温度因冷却水温度、投入功率密度以及缝隙长度d(对于每个装置固定)而变化，但是，需要管理到区域B的范围内(以电介质302为起因的上限温度以下)，在控制部4载入该条件。在超过该温度条件的情况下，由于存在臭氧产生装置3产生故障的可能性，所以，停止放电。
接着，对各动作模式进行说明。
＜通常运转模式＞
通常运转模式是将生成的臭氧化气体直接向臭氧利用设备200供给的情况，并非是通过从露点计量部2以及差压计量部6输出的信号判定为是表示异常的征兆那样的状态的状态，而是表示像通常那样运行的状态。例如，在气体露点被保持在-60℃以下，差压不足初期差压的约1.5倍，不存在急的变化的情况下，控制部4判断无异常征兆(在步骤S20中为“否”)，使通常运转模式继续。此时，为了能够控制投入功率密度和冷却水温度，以便将电极管温度的温度条件纳入图4的区域B的范围内，向未图示出的臭氧产生装置3的驱动电源以及冷却系统(温度调节装置7)的温度调节器13发出指令。
即，在判断为无异常征兆的状况下，即使假设存在与臭氧一起产生的N2O5、因原料气体水分和N2O5的反应而生成的硝酸以及因硝酸和金属部件的反应而生成的Fe(NO3)3，也是相对于臭氧产生装置3的动作完全不会成为问题的水平的存在量。在该状态下，在冷却系统(温度调节装置7)中，流量调节阀11为开状态，流量调节阀12为闭状态，冷却水没有在旁通配管10流动。也就是说，被冷却到与冷却器8的能力相应的温度的冷却水被供给到臭氧产生装置3。这里，应当说该旁通配管10是有别于供一般的冷却设备的流量调整用的配管的配管。一般的旁通配管由于相对于被冷却体，考察冷却器以及循环泵所需要的冷却容量以及供给冷却水流量，决定其规格，用于调整其冷却能力，所以，通常是被装入冷却器中的旁通配管。然而，本实施方式所示的旁通配管10并不是用于调整前述冷却器·循环泵侧的能力的旁通配管。
＜维护模式＞
维护模式在从露点计量部2或者差压计量部6的至少一方发出表示控制部4判断为产生了异常的征兆那样的数据的信号时被执行。即，是在通过与臭氧一起产生的N2O5、因原料气体水分和N2O5的反应而生成的硝酸以及因硝酸和金属部件的反应而生成的Fe(NO3)3的显著化，判断为是产生了相对于臭氧产生装置3的动作的异常的预兆或者产生异常的状态时执行的动作模式。也就是说，该动作模式相对于前述生成物在臭氧产生装置3内的粘附量超过正常动作时的值的可能性高或者已超过的状态来执行。
具体地说，在维护模式下，控制部4将动作条件设定为电极管温度进入图4中的区域C(影线部)内。该区域C是作为可进行运转动作的范围的区域B中的将后述的固体的N2O5气化除去所需要的温度下限以上的范围。因为基本上是提高温度的模式，所以，执行投入功率密度上升以及冷却水温度上升的至少一方。因此，由于所产生的臭氧量产生变化，所以，与供给臭氧化气体的处理工艺侧的条件相应地，经阀14向臭氧利用设备200或者/并且经阀15向排臭氧处理部5供给臭氧化气体。
通过冷却系统(温度调节装置7)的操作，使温度上升，也就是像下述那样调节冷却水的温度。温度调节器13使流量调节阀11以及流量调节阀12均为开状态，据此，冷却水不仅在冷却器8，还在旁通配管10中流动。即，向臭氧产生装置3供给的冷却水的流量得以维持，但是，一部分未被冷却器8夺取热地返回臭氧产生装置3，因此，向臭氧产生装置3供给的冷却水的温度比通常运转模式时高。
这里，在控制部4中保存表示电极管温度的相对于投入功率密度和冷却水温度的关系的表格。而且，例如，在不使投入功率密度变化，仅使冷却水温度变化的情况下，温度调节器13根据向臭氧产生装置3投入的功率密度，向温度调节器13输出冷却水温度的指示值，以便电极管温度达到在维护模式中所需要的温度。温度调节器13调整流量调节阀11以及流量调节阀12的开度，以便成为被指示的冷却水温度。
若由温度调节器13进行的流量调节阀11、12的控制开始，则向臭氧产生装置3供给的冷却水温度上升，与此相伴，电极管温度也上升(当然，伴随着电极管温度的上升，放电空间305的平均温度也上升)。在这种情况下，进一步对向臭氧产生装置3投入的功率密度进行操作，进行微调节，以便将电极管温度维持在区域C内。
为使电极管温度上升并稳定在区域C内，需要适宜地控制冷却水温度和投入功率密度这双方，通过两者的联合控制，能够迅捷且精度好地控制·稳定化电极管温度。在向维护模式转移时，与某个运转状态的投入功率密度相应地进行流量调节阀11以及12的开度调整，以便将电极管温度维持在区域C内。
考虑到在臭氧产生装置3那样的放电负荷中，存在在运转(臭氧产生)状态下的急剧的动作条件变更会产生设想外的不良状况(极端地说，产生电极管的破损、异常放电)的可能性。因此，优选缓慢地实施条件的变更。由于气体压力、电极管材料的介电常数、介电损失也追随电极管温度以及放电空间的温度变化而变化，所以，放电负荷的电气特性变化。因此，并不希望忽视该放电负荷的变化的急剧的动作条件变更。与冷却水温度的上升相伴的电极管温度的上升是比较缓慢的事态，从该观点来说，冷却水温度的操作作为动作条件变更的第一阶段合适。然而，由于是缓慢的事态，所以，在电极管温度到达设定温度为止需要时间，另外，仅通过流量调节阀11、12的开度调整，也就是冷却水温度的上升，也难以能够迅捷且高精度地将电极管温度维持在区域C内。
另一方面，因由臭氧产生装置3的电流、电压以及功率的至少任意一个控制的投入功率密度的操作而产生的电极管温度的上升，为调整向电极管本身的电气的负荷，其温度上升是快速的变化，另外，由于能够进行微量控制，所以，能够实现高精度的操作·控制。因此，在第一阶段的由温度调节器13进行的流量调节阀11、12的开度调整时，通过使电极管温度缓慢地变化，一面抑制相对于放电负荷的急剧的负荷，一面进行使电极管温度到达区域C近旁或区域C内那样的比较宏观的调整。而且，通过作为第二阶段的投入功率密度的操作，相对于在第一阶段调整的电极管温度，实施高精度且稳定地维持在区域C内的联合控制，能够实施迅捷且可靠性高的动作模式变更以及维护模式的实现。
当然，也可以在上述的第一阶段的时点，一面实施由温度调节器13进行的控制，也就是同时实施流量调节阀11以及12的开度调整和投入功率密度的操作，一面双方相互监视两者的相对于电极管温度的效果。但是，在这种情况下，由于不再是前述第一阶段初期的缓慢的控制，所以，需要在考虑因冷却水温度的上升而造成的电极管温度上升的时间延迟、气体压力等前述的各种物性变化的基础上，对投入功率密度进行操作。但是，在更迅捷地实施模式转移的情况下较适合。在该情形中，电极管温度的区域C内的稳定的维持也可以通过基于投入功率密度的操作进行的微调整来实施。
在上述的模式转移时，在没有进行与投入功率密度的联合控制的情况下，也就是在仅通过由温度调节器13进行的流量调节阀的开度调整将电极管温度维持在区域C内的情况下，如上所述，由于是缓慢的变化，所以，不会给出对放电负荷的急剧的影响地能够实现模式转移。但是，存在模式转移所需要的时间变长这样的缺点，且阀11、12的开度调整是比较粗糙的控制，与投入功率密度的控制相比，难以进行稳定的温度控制。再有，在假设陷入到电极管温度欲超过区域C的温度上限的状态，需要进行使温度匆忙下降的控制的情况下，由于控制的效果的发现，也就是温度变化缓慢，所以，存在超过区域C上限，判断臭氧产生装置3为装置异常，将装置停止的可能性。因此，本实施方式所示的模式转移以及维护模式的实现需要温度调节器13和臭氧产生装置3的投入功率密度，也就是和电源的联合控制。尤其是，对于电极管温度的区域C内的微调整以及稳定维持而言，基于投入功率密度的控制是必须的。
在本实施方式的臭氧产生机构中，调整向臭氧产生装置3供给的冷却水温度以及投入功率密度，以便作为维护模式下的电极管温度区域，例如在气体供给压力(≒放电空间305内的气体压力P)为0.1MPaG(≒0.2MPa)时超过42℃，在为0.2MPaG(≒0.3MPa)时，超过47.5℃。通过使臭氧产生装置3在这样的条件下运行，能够使臭氧产生装置3内的作为放电生成物的N2O5存在于升华点以上的温度空间。
这里，使用图5，说明区域C的温度下限。
图5是N2O5的蒸气压曲线，横轴是饱和蒸气压的绝对压标记，纵轴是温度。也就是说，若使横轴为放电空间305内的气体压力P，则在升高到与之对应的温度以上时，N2O5的饱和蒸气压在环境压力以上，能够使之100％气化。这里，由于在本实施方式中最佳化了的臭氧产生装置3的动作压力范围在0.2～0.3MPa(绝对压)，所以，动作压力下的N2O5的升华温度与大气压时的32.4℃不同，在0.2MPa时为42℃，在0.3MPa时为47.5℃。
在以往的臭氧产生装置中，由于有关放电生成物的维护要停止臭氧产生装置，并在大气压下开放，所以，以大气压下的N2O5的升华温度(32.4℃)为基准设定了维护温度。然而，在设置了维护模式，以便在臭氧产生装置3的动作中将N2O5除去的本实施方式中，需要考虑动作压力下的N2O5的升华温度(蒸气压曲线)，需要设定比以往的臭氧产生装置的维护温度高的电极管温度。换言之，在以往的臭氧产生装置的温度设定方法中，包括不能使N2O5升华的温度区域，与此相对，在本实施方式的臭氧产生机构的在维护模式下设定的温度区域中，理论上能够使N2O5全部升华。
因此，在本实施方式1的臭氧产生机构中，在运转中将电极管温度设定为在气体供给压力为0.1MPaG时超过42℃，在为0.2MPaG时超过47.5℃。也就是说，将电极管温度设定为N2O5的饱和蒸气压成为运转中的放电空间305内的气体压力P以上的温度。据此，存在于放电空间305内的N2O5由于从固体向气体相变化，所以，在放电空间305内的滞留概率以及滞留时间大幅减少。
再有，即使N2O5与原料气体中的微量水分反应，也由于生成的硝酸向臭氧产生装置3的后级侧被排气，而使得在硝酸的放电空间305内的滞留概率以及滞留时间也大幅减少。因此，运行时的臭氧产生装置3内的金属腐蚀的可能性格外地减少。另外，因N2O5和水分的反应而生成的Fe(NO3)3的产生概率也伴随着硝酸的滞留概率以及滞留时间的减少而减少。这里，由于若将电极管温度设定在50℃以上，则Fe(NO3)3分解，所以，具有潮解性的Fe(NO3)3的存在减少，另一方面，生成硝酸。然而，由于Fe(NO3)3本身的产生量减少，所以，因Fe(NO3)3的分解而生成的硝酸量也极少，以伴随着气体的形式逐渐向臭氧产生装置3的后级侧流动。
如上所述，由于通过该维护模式，电极管以及放电空间305的温度成为足以使放电生成物的状态变化的值，所以，可以物理性地将放电空间305内的放电生成物除去，另外，还能够大幅地抑制臭氧产生装置3内的硝酸的滞留概率以及滞留时间。因此，不需要停止臭氧产生机构，并将臭氧产生装置3向大气开放，就能够比以往大幅地削减开放检修次数。另外，也不需要追加新的维护用的机器等，即使是用户方面也能够轻易地实施基于不将臭氧产生装置3开放的放电部的洁净化。再有，由于还能够预先防止放电空间305的堵塞，抑制金属部件、高电压电极303的腐蚀，所以，能够使可靠性高的高效率臭氧产生继续。
以往的基于大气开放的维护需要很多时间，对用户而言，机构的停止时间以及维护费用成为负担，但是，在本实施方式中，如上所述，可以大幅削减开放检修次数。尤其是由于即使不进行大气开放，也能够将放电部洁净化，所以，不需要以往的基于大气开放的维护结束后的臭氧产生装置内的气体露点的恢复工序，在省略其需要的很多的时间这点也有很大的效果。另外，还能够降低不用于臭氧的产生而是向气体露点恢复所需要的原料气体的消耗量。
另外，就基于上述维护模式的运转控制而言，记载了假定放电空间305内的气体压力P为一定，对电极管温度(冷却水温度)以及投入功率密度进行操作，但是，并不局限于此。例如，也可以通过使放电空间305内的气体压力P降低到比N2O5的饱和蒸气压低来使N2O5气化。或者也可以通过将气体压力与电极管温度以及投入功率密度一起组合操作，来使N2O5的饱和蒸气压比放电空间305内的气体压力高。
一般来说，在放电负荷中，若在其运行时使气体压力下降，则存在放电状态变化，对放电部产生不良影响的情况。在本实施方式的臭氧产生机构中，在使气体压力P在维护模式中降下时，在臭氧产生装置3中，容易因阻抗的下降而产生放电，有时会担心产生异常的放电、功率的增大。然而，在本实施方式中的臭氧产生机构中所使用的臭氧产生装置3所设定的缝隙长度d以及气体压力P的范围内，用于维持放电所需要的电压的变化量最大也就是1.5kV左右。这种程度的变化量不妨碍臭氧产生所需要的放电稳定性。
另外，在施加给臭氧产生装置3的电压为一定的情况(10kV左右)下，存在施加给放电空间以外的电介质的电压伴随着气体压力P的下降而上升1.5kV左右的可能性，但是，由于电介质的绝缘设计能够承受使用电压的至少1.5倍以上的电压，所以，产生异常放电、破损的可能性极低。再有，换言之，由于能够以比气体压力下降前低的施加电压将指定的功率投入臭氧产生装置3，所以，在施加电压为一定的情况下，投入功率增大。由于投入功率的增大与电极管温度的上升等价，所以，根据气体压力P的操作量，在气体压力操作的效果的基础上，还产生电极管温度的上升效果，N2O5进一步气化。由于电极管温度在本实施方式所示的维护模式下，根据图4(收纳入所示的区域C内)控制，所以，不存在例如在使电极管破损那样的温度区域使臭氧产生装置3运行的情况。
如上所述，通过使气体压力P变化，能够促进N2O5的气化。虽然并非是因气体压力P的变化而有损放电的稳定性的水平，但是，希望尽可能避免急剧的动作条件的变化。在这种情况下，通过实施温度调节器13和气体压力即与气体供给装置1的联合控制，能够使N2O5的饱和蒸气压比放电空间305内的气体压力高。在这种情况下，由于能够使气体压力的下降量减少，所以，对放电的影响极少。
在进行模式转移时，为使电极管温度上升，由温度调节器13实施流量调节阀11以及12的开度调整，使之向将电极管温度维持在区域C内的方向变化。将该动作作为第一阶段。第一阶段的动作是缓慢的变化，对放电负荷的影响小，对于该控制较适合。因此，在比较粗糙的控制下，没有问题。经过第一阶段的动作或者在使动作继续的同时，使气体压力P下降。将它作为第二阶段。气体压力P的下降能够通过使气体供给装置1的排出压力下降(使气体供给量降低)或者增大臭氧产生装置3的臭氧化气体出口侧阀的开度简单地实现。这样，伴随着冷却水温度的上升，电极管温度上升，N2O5的饱和蒸气压也上升。再有，通过使气体压力P下降，能够使N2O5的饱和蒸气压比放电空间305内的气体压力高。在进行气体压力P的操作前，通过电极管温度的上升，使N2O5的饱和蒸气压上升，据此，能够使气体压力P的下降的量(变化量)与单独操作气体压力P的情况相比较少。
当然，也可以在上述的第一阶段时点，一面实施由温度调节器13进行的控制，也就是同时实施流量调节阀11以及12的开度调整和气体压力P的操作，一面双方相互监视两者的相对于N2O5的饱和蒸气压的效果。但是，在这种情况下，由于不再是前述第一阶段初期的缓慢的控制，所以，需要在考虑因冷却水温度的上升而造成的电极管温度上升的时间延迟的基础上，对气体压力P进行操作。在更迅捷地实施模式转移的情况下较适合。
基于温度调节器13的冷却水温度的上升是缓慢事态，另一方面，气体压力P的变化是快的事态。因此，与对冷却水温度单独的操作相比，在使用了温度调节器13和气体供给装置1的联合控制的情况下，能够实现快速的模式转移。另外，同样，在温度调节器13和气体供给装置1的基础上，还将投入功率密度的操作也加入到联合动作，据此，能够实现精度更高且稳定的模式转移以及维护模式。尤其是，对于电极管温度的在区域C内的维持及其稳定性而言，投入功率密度的微调整较适合。
维护模式如图3所示，在控制部4根据从露点计量部2以及差压计量部6输出的露点或者差压的数据判断为异常被消除的阶段(步骤S40中为“是”)结束，臭氧产生装置3在运行的状态下，自动地返回通常运转模式。即，投入功率密度以及向臭氧产生装置3供给的冷却水温度自动地返回初期的运行条件，使正常动作继续。
但是，在该维护模式下，由于与通常动作模式相比，向电极管温度以及放电空间305的平均温度上升的方向转移，所以，臭氧产生装置3的臭氧产生效率下降。也就是说，若将原料气体供给量维持为一定，则被输出的臭氧浓度下降。在应用本实施方式的臭氧产生机构的臭氧利用设备200不知晓维护模式下的臭氧浓度暂时下降那样的情况下，只要像前述那样直接将输出臭氧化气体向排臭氧处理部5输送，至少到臭氧浓度恢复为止，在自动恢复到通常运转模式后，向臭氧利用设备200供给臭氧化气体即可。
另外，在维护模式下，与通常运转模式相比，也是在需要维持臭氧产生量的情况下，臭氧浓度下降，但是，通过使原料气体供给量增加，能够确保臭氧产生量。反之，在需要维持臭氧浓度的情况下，虽然臭氧产生量下降，但是，通过使原料气体供给量减少，能够确保臭氧浓度。在知晓这些状态的情况下，能够继续向臭氧利用设备200供给臭氧化气体。
如上，根据本发明的实施方式1的臭氧产生机构具备：放电电极(放电电极部)30，其相向地配置，以便形成用于产生臭氧的放电空间305；气体供给装置1，向放电空间305供给作为臭氧产生的原料气体的加压空气；向放电电极(放电电极部30)供给用于放电的功率的臭氧产生装置3内的未图示出的电源装置；调节放电电极(放电电极部30)的温度的作为温度调节装置发挥功能的冷却系统(温度调节装置7)；控制部4，联合控制气体供给装置1、电源装置和温度调节装置7，并控制放电空间305的臭氧的产生；以及作为计量部发挥功能的露点计量部2和差压计量部6，计量向放电空间305供给的原料气体的露点以及放电空间305内的原料气体的压力损失中的至少一方，控制部4被构成为，在放电空间305的臭氧的产生过程中，根据从露点计量部2、差压计量部6输出的露点以及压力损失中的至少一方的值，判断是否存在放电空间305内的异常或者其征兆，若判断为存在放电空间305内的异常或者其征兆，则在使放电空间305的臭氧的产生继续的状态下，使放电电极(放电电极部30)的温度上升，也就是执行维护模式，以便使与放电电极(放电电极部30)的温度对应的五氧化二氮(N2O5)的饱和蒸气压比放电空间305内的气体压力P高。
因此，能够准确地判断因固体的五氧化二氮在放电空间305内积累而产生的异常或其征兆。而且，在通过该判断清楚了异常或其征兆的情况下，能够在使运转(臭氧产生)继续的状态下，使N2O5气化，将异常状态解除。据此，能够得到不将臭氧生成中断而维持稳定的动作状态，且可靠性高的臭氧产生机构。
也就是说，不使臭氧产生装置3的放电停止，另外，不将臭氧产生装置3向大气开放，就能够将积累、粘附在放电空间305以及放电电极(放电电极部30)上的放电生成物除去。因此，能够大幅削减针对以往厂家推荐的定期维护的劳力、费用以及时间，与大气开放相伴的硝酸的产生得以抑制。据此，能够大幅提高装置的可靠性。
尤其是，若控制部4被构成为控制向放电空间305投入的投入功率密度、在放电电极(放电电极部30)流通的冷却水温度以及放电空间305内的气体压力P，使放电电极(放电电极部30)的温度上升，则能够实现更高精度且稳定的模式转移以及维护模式。
或者，若控制部4被构成为将放电空间305内的气体压力P降低到超过大气压的指定压力，以便使与放电电极(放电电极部30)的温度对应的五氧化二氮的饱和蒸气压比放电空间305内的气体压力P高，则即使不使温度大幅变化，也能够使N2O5气化，将异常状态解除。或者，因为能够使气体压力P迅速地变化，所以，显露出与温度上升带来的效果相比将N2O5除去得快的效果。
尤其是，在放电空间305内的气体压力P被设定成按表压在0.1MPa以上，不足0.2MPa的情况下，存在不能在40℃左右的温度气化的情况，但是，若在42℃～47.5℃的范围，与气体压力P相应地升温，则臭氧产生效率提高，且显著地显露出使N2O5气化的效果。
尤其是，在作为放电电极(放电电极部30)的间隔的空隙长度d在0.3mm以上且在0.6mm以下的情况下，臭氧产生效率提高，且特别显著地显露出上述效果。
另外，放电电极部30被构成为用于将在放电电极部30产生的热除去的冷却水能够流通(通过接地电极301以及成为臭氧产生装置3的筐体的容器)，温度调节装置是具有将冷却水向臭氧产生装置3循环供给的循环泵9和通过吸热来冷却冷却水的冷却器8的冷却系统(温度调节装置7)，再有，设有从放电电极(放电电极部30)(设有它的臭氧产生装置3)出来的冷却水穿过冷却器8并向臭氧产生装置3返回的主配管和不穿过冷却器8而向臭氧产生装置3返回的旁通配管10，通过使向旁通配管10流动的冷却水的比率增加，使向臭氧产生装置3供给的冷却水的水温上升。也就是说，因为被构成为通过使冷却器8从冷却水的吸热量减少，使冷却水的水温上升，使放电电极部30的温度上升，所以，不需要加热那样的额外的能量。尽管如此，也能够得到不将臭氧的生成中断而维持稳定的动作状态且可靠性高的臭氧产生机构。
另外，如上所述，根据本发明的实施方式1的臭氧产生方法，是向放电电极部30所形成的放电空间305供给作为原料气体的加压空气且产生放电，产生臭氧的臭氧产生方法，上述放电电极部30为隔开间隔d相向的电极，该臭氧产生方法构成为，在产生臭氧过程中的通常模式运转中(步骤S10)，计量向放电空间305供给的原料气体的露点以及放电空间305的原料气体的压力损失中的至少一方，根据计量的露点以及压力损失中的至少一方的数据，判断是否存在放电空间305内的异常或者其征兆(步骤S20)，若判断为存在放电空间305内的异常或者其征兆(步骤S20中为“是”)，则在使臭氧的产生继续的状态下，向使放电电极部30的温度上升的维护模式转移(步骤S30)，以便使与作为放电电极部30的温度的电极管温度对应的五氧化二氮的饱和蒸气压比放电空间305内的气体压力P高。
因此，能够准确地判断因固体的五氧化二氮积累在放电空间305内而产生的异常或其征兆。而且，在通过该判断清楚了存在异常或其征兆的情况下，能够在使运转(臭氧的产生)继续的状态下，使N2O5气化，将异常状态解除。据此，能够得到不将臭氧生成中断而维持稳定的动作状态，且可靠性高的臭氧产生方法。
实施方式2.
对本发明的实施方式2的臭氧产生机构进行说明。本实施方式2的臭氧产生机构虽然基本的结构以及动作与实施方式1相同，但是，将硝酸浓度计量部和硝酸捕集器装入臭氧产生装置和臭氧利用设备之间这点是特征。图6是表示本实施方式2的臭氧产生机构的机器结构、控制系统、流动系统等的系统图。图中，对与实施方式1的臭氧产生机构的构成机器相同或对应的部件标注相同的符号，在没有特别必要的情况下，省略说明。
如图6所示，在本实施方式2的臭氧产生机构中，具备成为气体流动系统的后级的设置在臭氧产生装置3和臭氧利用设备200(严密地说是阀14)之间的硝酸浓度计量部16和硝酸捕集器17以及控制气体向硝酸捕集器17的流动的阀18和阀19。硝酸浓度计量部16在通常运转模式下，与露点计量部2和差压计量部6同样地实施状态监视，计量臭氧化气体中含有的硝酸浓度，向控制部4进行信号输出。这里，控制部4在表示从硝酸浓度计量部16输出的信号以正常运转时的2倍左右的硝酸浓度作为第1阈值并达到第1阈值的情况下，与通过实施方式1中的图3的步骤S20所说明的情况同样，判断为产生了异常或其征兆，向维护模式转移。而且，作为维护模式，如实施方式1说明的那样，向温度调节器13发指令，以便使冷却水温度上升到指定值以上。
另一方面，在本实施方式2中，在维护模式下，在从硝酸浓度计量部16输出的硝酸浓度比更大的第2阈值大的情况下，进一步进行控制，以便将从臭氧产生装置3输出的气体向硝酸捕集器17或/和排臭氧处理部5输送。
异常或其征兆的有无在从露点计量部2以及差压计量部6输出的露点或差压的数据的基础上，还考虑从硝酸浓度计量部16输出的硝酸浓度的数据来判断。因此，维护模式除露点或差压的数据外，还根据硝酸浓度的数据，在判断为异常被消除的阶段(与实施方式1中的步骤S40对应)结束，臭氧产生装置3在运行的状态下自动地返回通常运转模式。即，投入功率密度以及向臭氧产生装置3供给的冷却水温度自动地返回初期的运行条件，使正常动作继续。
这里，例如，在硝酸浓度比第2阈值小的情况下，能够操作阀18以及19(阀18：开，阀19：闭)，不经由硝酸捕集器17而是经阀14向臭氧利用设备200输送气体，或者/并且经阀15向排臭氧处理部5输送气体。再有，通过控制部4与来自硝酸浓度计量部16的输出相应地输出阀14以及阀15的开闭指令，还能够自动地决定臭氧化气体的供给目的地。
硝酸捕集器17例如能够应用气体的水洗涤装置。由于能够通过硝酸捕集器17，控制从臭氧产生装置3向后级的金属配管内的硝酸附着量，所以，还能够降低硝酸对金属配管的腐蚀。再有，由于硝酸向排臭氧处理部5的导入也降低，所以，还能够实现排臭氧处理部的长寿化。
另外，在本实施方式中，设置硝酸浓度计量部16，对于维护模式转移条件采用硝酸浓度，但是，也可以将硝酸浓度计量部16变更为NOX浓度计量部，将NOX浓度作为转移条件来采用。
如上所述，根据本发明的实施方式2的臭氧产生机构，与实施方式1同样，具备能够执行维护模式的结构，且包括计量从臭氧产生装置3(严格地说是放电空间305)输出的臭氧化气体中的硝酸浓度的硝酸浓度计量部16或者计量NOX浓度的未图示出的NOX浓度计量部，将臭氧化气体中的硝酸成分清除的作为硝酸除去部的硝酸捕集器17被设置在臭氧产生装置3的下游，控制部4被构成为，在从硝酸浓度计量部16输出的硝酸浓度的值或者从NOX浓度计量部输出的NOX浓度比第1值高的情况下，判断为存在臭氧产生装置3内的异常或者其征兆，在硝酸浓度的值或者NOX浓度的值比高于第1值的第2值高的情况下，与其浓度相应地进行控制，以便使臭氧化气体的至少一部分通向硝酸除去部(硝酸捕集器17)。
因此，与实施方式1同样，不使臭氧产生装置3的放电停止，另外，不将臭氧产生装置3向大气开放，就能够将积累、粘附在放电空间305以及放电电极部30的放电生成物除去。因此，能够大幅削减针对以往厂家推荐的定期维护的劳力、费用以及时间，且能够大幅提高装置的可靠性。
再有，作为实施方式2的特征，由于设置了计量从臭氧产生装置3排出的硝酸的浓度的硝酸浓度计量部16以及捕集硝酸的作为硝酸除去部的硝酸捕集器17，所以，在通常运转时，作为维护模式转移条件，能够在气体露点以及差压的基础上利用硝酸浓度，由于在维护模式下，能够与计量的硝酸浓度相应地选择硝酸捕集器的利用以及臭氧化气体的供给目的地，所以，即使不能将组成与通常运转模式不同的臭氧化气体使用于处理工艺的情况下，也能够由排臭氧处理部5直接处理，因此，完全不需要使臭氧产生装置3停止。
实施方式3.
对本发明的实施方式3的臭氧产生机构进行说明。本实施方式3的臭氧产生机构虽然基本的结构以及动作与实施方式1相同，但是，在冷却系统中，替代设置旁通配管、对冷却器的动作进行控制这点是特征。图7是表示本实施方式3的臭氧产生机构的机器结构、控制系统、流动系统等的系统图。图中，对与实施方式1的臭氧产生机构的构成机器相同或对应的部件标注相同的符号，在没有特别必要的情况下，省略说明。
如图7所示，在本实施方式3的臭氧产生机构中，冷却系统(温度调节装置7)具备：循环泵9，使用于冷却臭氧产生装置3的冷却水循环；冷却器8，将吸收由臭氧产生装置3产生的热且温度上升了的冷却水冷却；和温度调节器13，用于调节向臭氧产生装置3供给的水温。
而且，臭氧产生装置3、循环泵9、冷却器8由图中用粗线表示的配管连接成环状，构成在臭氧产生装置3、循环泵9和冷却器8之间循环的冷却管线。另一方面，能够根据温度调节器13的指示来控制(可动/停止)冷却器8的冷却(热交换)功能，据此，能够调整从冷却器8输出的冷却水的水温。
而且，在本实施方式3中，也与实施方式1同样地设定(1)通常运转模式和(2)维护模式这2个动作模式，以若控制部4检查到异常或其征兆，则维持着使臭氧产生装置3的放电继续的状态不变地切换两模式为特征。即，在通过原料气体露点以及臭氧产生装置3的差压检查到在通常运转模式下运行的臭氧产生装置3中的硝酸生成以及放电生成物的积累并判断为异常的情况下，能够维持着使放电(臭氧产生)继续的状态不变地向维护模式转移。
若从露点计量部2或者差压计量部6的至少一方发出表示控制部4判断为产生异常的征兆这样的数据的信号，向维护模式转移，则温度调节器13使冷却器8的冷却(热交换)功能停止。据此，在冷却系统(温度调节装置7)流通的冷却水的温度通过以循环泵9的轴动力为基础的热能量和臭氧产生装置3的发热而上升，能够使臭氧产生装置3内的电极管以及放电空间305的温度上升，直至进入实施方式1所示的温度范围。此后，通过适宜地对冷却器8的功能进行接通/断开控制，能够将冷却水的温度控制在所希望的范围。另外，在进行冷却功能的控制的同时，在冷却器8中，通过降低向臭氧产生装置3的排出流量，也能够提高冷却水的温度上升速度。
也就是说，在本实施方式3的臭氧产生机构中，也能够将电极管温度设定为N2O5的饱和蒸气压在运转中的放电空间305内的气体压力P以上的温度。据此，由于存在于放电空间305内的N2O5从固体向气体相变化，所以，抑制放电生成物向放电空间305以及电极部的粘附。因此，通过该模式，不使臭氧的产生停止，不将臭氧产生装置开放，就能够实施电极部的维护。
维护模式与通过实施方式1中的图3所说明的情况相同，在控制部4根据从露点计量部2以及差压计量部6输出的露点或差压的数据判断为异常被消除的阶段(步骤S40中为“是”)结束，臭氧产生装置3在运行的状态下自动地返回通常运转模式。即，投入功率密度以及向臭氧产生装置3供给的冷却水温度自动地返回初期的运行条件，使正常动作继续。
另外，虽然表示了通过对冷却器8的冷却(热交换)功能的控制(运行/停止)来控制冷却水的温度的情况，但是，在冷却器8为制冷机的情况下，也可以维持热交换的功能，接收来自控制部4的信号，使循环水(向臭氧产生装置3供给的冷却水)的设定温度上升。
另外，也可以通过控制冷却器8的一次侧(未图示出)的热媒质(水、空气等)的一次侧循环流量来抑制热交换功能，控制二次侧(向臭氧产生装置3的冷却水)的温度。能够通过在一次侧热媒质回路内设置接收来自控制部4的信号并动作的流量调整阀、旁通回路来实现。
如上所述，根据本实施方式3的臭氧产生机构，放电电极(放电电极部30)被构成为用于将在放电电极部30产生的热除去的冷却水能够流通(通过接地电极301以及成为臭氧产生装置3的筐体的容器)，温度调节装置是具有将冷却水向臭氧产生装置3循环供给的循环泵9和通过吸热来冷却冷却水的冷却器8的冷却系统(温度调节装置7)，再有，能够调整冷却器8本身的冷却器功能，通过减少冷却器8的冷却能力，使冷却水的水温上升。也就是说，因为被构成为通过使冷却器8本身的能力变化，减少从冷却水的吸热量，而使冷却水的水温上升，使放电电极部30的温度上升，所以，不需要加热那样的额外的能量。尽管如此，也能够得到不将臭氧的生成中断而维持稳定的动作状态且可靠性高的臭氧产生机构。另外，因为不需要主系统和旁通系统那样的冷却水的配管系统的切换，所以，冷却水量、水温的变化平缓，能够顺畅地进行维护模式和通常运转模式的切换。
因此，与实施方式1同样，不使臭氧产生装置3的放电停止，另外，不将臭氧产生装置3向大气开放，就能够将积累、粘附在放电空间305以及放电电极部30的放电生成物除去。因此，能够大幅削减针对以往厂家推荐的定期维护的劳力、费用以及时间，与大气开放相伴的硝酸的产生得到抑制。据此，能够大幅地提高装置的可靠性。
实施方式4.
对本发明的实施方式4的臭氧产生机构进行说明。本实施方式4的臭氧产生机构是将实施方式2的臭氧产生机构的气体流动系统和实施方式3的臭氧产生机构的冷却系统组合而成的臭氧产生机构。此外，基本的结构以及动作与实施方式1～3相同。
图8是表示本实施方式4的臭氧产生机构的机器结构、控制系统、流动系统等的系统图。图中，对与实施方式1～3的臭氧产生机构的构成机器相同或对应的部件标注相同的符号，在没有特别必要的情况下，省略说明。如图8所示，在本实施方式4的臭氧产生机构中，具备设置在臭氧产生装置3和臭氧利用设备200之间的硝酸浓度计量部16和硝酸捕集器17以及控制气体向硝酸捕集器的流动的阀18和阀19。
而且，冷却系统(温度调节装置7)具备：循环泵9，使用于冷却臭氧产生装置3的冷却水循环；冷却器8，对吸收由臭氧产生装置3产生的热且温度上升了的冷却水进行冷却；和温度调节器13，用于调节向臭氧产生装置3供给的水温，根据温度调节器13的指示，能够控制(停止/实施)冷却器8的冷却(热交换)功能。
如上所述，根据本实施方式4的臭氧产生机构，由于设置了与实施方式1～3相同的维护模式，所以，不使臭氧产生装置3的放电停止，另外，不将臭氧产生装置3向大气开放，就能够将积累、粘附在放电空间305以及放电电极部30的放电生成物除去。因此，能够大幅削减针对以往厂家推荐的定期维护的劳力、费用以及时间，与大气开放相伴的硝酸的产生得到抑制。因此，能够大幅提高装置的针对腐蚀的可靠性。
再有，由于与实施方式2同样，设置了计量从臭氧产生装置3排出的硝酸的浓度的硝酸浓度计量部16以及捕集硝酸的硝酸除去部(硝酸捕集器17)，所以，在通常运转时，作为维护模式转移条件，能够在气体露点以及差压的基础上利用硝酸浓度，在维护模式下，能够与计量的硝酸浓度相应地选择硝酸捕集器17的利用以及臭氧化气体的供给目的地，因此，由于即使在组成与通常运转模式不同的臭氧化气体不能使用于处理工艺的情况下，也能够由排臭氧处理部5直接处理，所以，完全不需要使臭氧产生装置3停止。
实施方式5.
对本发明的实施方式5的臭氧产生机构进行说明。本实施方式5的臭氧产生机构相对于实施方式3的臭氧产生机构，在冷却系统中设置进行使臭氧产生装置驱动的电源装置的排热和冷却水的热交换的热交换器这点是特征。此外，基本的结构以及动作与上述各实施方式1～4所说明的情况相同。
图9是表示本实施方式5的臭氧产生机构的机器结构、控制系统、流动系统等的系统图。图中，对与各实施方式1～4的臭氧产生机构的构成机器相同或对应的部件标注相同的符号，在没有特别必要的情况下，省略说明。如图9所示，在本实施方式5的臭氧产生机构中，在冷却系统(温度调节装置7)中，在臭氧产生装置3和循环泵9之间设置热交换器20，其进行使臭氧产生装置3驱动的电源装置的排热和冷却水的热交换。
而且，臭氧产生装置3、热交换器20、循环泵9、冷却器8由图中用粗线表示的配管连接成环状，构成在臭氧产生装置3、热交换器20、循环泵9和冷却器8之间循环的冷却管线。据此，能够调整从冷却器8输出的冷却水的水温，且能够由从热交换器20付与的热来提高水温的上升速度。
而且，在本实施方式5中，也与实施方式1同样，设定(1)通常运转模式和(2)维护模式这2个动作模式，以若控制部4检查到异常或其征兆，则在维持使臭氧产生装置3的放电继续的状态不变地切换两模式为特征。即，在根据原料气体露点以及臭氧产生装置3的差压检查到在通常运转模式下运行的臭氧产生装置3中的硝酸生成以及放电生成物的积累而被判断为异常的情况下，能够维持着使放电继续的状态不变地向维护模式转移。
若从露点计量部2或者差压计量部6的至少一方发出表示控制部4判断为产生异常的征兆那样的数据的信号，向维护模式转移，则温度调节器13使冷却器8的冷却(热交换)功能停止。据此，在冷却系统(温度调节装置7)中流通的冷却水的温度不仅通过以循环泵9的轴动力为基础的热能量，还通过基于热交换器20的电源设备的排热和臭氧产生装置3的发热，比实施方式3快地上升。因此，能够缩短截止到使臭氧产生装置3内的电极管以及放电空间305的温度进入指定的温度范围为止的时间。
也就是说，即使在本实施方式5的臭氧产生机构中，也能够将电极管温度设定为N2O5的饱和蒸气压为运转中的放电空间305内的气体压力P以上的温度。再有，能够通过来自热交换器20的热，轻易地迅捷地升温到优选的温度。据此，使存在于放电空间305内的N2O5迅速地从固体向气体相变化，抑制放电生成物向放电空间305以及电极部的粘附。因此，通过该模式，不使臭氧的产生停止，不将臭氧产生装置开放，就能够实施电极部的维护。
维护模式与实施方式3同样，在控制部4根据从露点计量部2以及差压计量部6输出的露点或差压的数据判断为异常被消除的阶段(步骤S40中为“是”)结束，臭氧产生装置3在运行的状态下自动地返回通常运转模式。即，投入功率密度以及向臭氧产生装置3供给的冷却水温度自动地返回初期的运行条件，使正常动作继续。
如上所述，根据本实施方式5的臭氧产生机构，放电电极部30被构成为用于将在放电电极部30产生的热除去的冷却水能够流通(通过接地电极301以及成为臭氧产生装置3的筐体的容器)，因为温度调节装置是具有将冷却水向臭氧产生装置3循环供给的循环泵9、通过吸热来冷却冷却水的冷却器8、还有通过来自用于在放电空间305产生放电的电源的排热将冷却水加温的热交换器20的冷却系统(温度调节装置7)，所以，不需要加热那样的额外的能量。因此，与上述实施方式1～4的臭氧产生机构相比，能够使冷却水的水温迅捷地上升。
实施方式6.
对本发明的实施方式6的臭氧产生机构进行说明。本实施方式6的臭氧产生机构是将实施方式2的臭氧产生机构的气体流动系统和实施方式5的臭氧产生机构的冷却系统组合的臭氧产生机构。此外，基本的结构以及动作与实施方式1～5相同。
图10是表示本实施方式6的臭氧产生机构的机器结构、控制系统、流动系统等的系统图。图中，对与实施方式1～5的臭氧产生机构的构成机器相同或对应的部件标注相同的符号，在没有特别必要的情况下，省略说明。如图10所示，在本实施方式6的臭氧产生机构中，具备设置在臭氧产生装置3和臭氧利用设备200之间的硝酸浓度计量部16和硝酸捕集器17以及对气体向硝酸捕集器的流动进行控制的阀18和阀19。
另外，在冷却系统(温度调节装置7)中，在臭氧产生装置3和循环泵9之间设置热交换器20，其进行使臭氧产生装置3驱动的电源装置的排热和冷却水的热交换。而且，臭氧产生装置3、热交换器20、循环泵9、冷却器8由图中用粗线表示的配管连接成环状，构成在臭氧产生装置3、热交换器20、循环泵9和冷却器8之间循环的冷却管线。因为冷却器8能够根据温度调节器13的指示，将热交换功能接通断开，所以，能够调整从冷却器8输出的冷却水的水温，且能够通过从热交换器20付与的热而提高水温的上升速度。
也就是说，与实施方式5相比，由于设置了计量从臭氧产生装置3排出的硝酸的浓度的硝酸浓度计量部16以及捕集硝酸的硝酸除去部(硝酸捕集器17)，所以，在通常运转时，作为维护模式转移条件，能够在气体露点以及差压的基础上利用硝酸浓度，由于在维护模式下，能够与计量的硝酸浓度相应地选择硝酸捕集器的利用以及臭氧化气体的供给目的地，所以，即使不能将组成与通常运转模式不同的臭氧化气体使用于处理工艺的情况下，也能够由排臭氧处理部5直接处理，因此，完全不需要使臭氧产生装置3停止。再有，通过将回收来自臭氧产生装置3的电源的排热的热交换器20设置于冷却系统(温度调节装置7)，能够轻易、迅捷地提高到优选的温度以上。据此，使存在于放电空间305内的N2O5迅速地从固体向气体相变化，抑制放电生成物向放电空间305以及电极部的粘附。因此，通过维护模式，不使臭氧的产生停止，不将臭氧产生装置开放，就能够实施电极部的维护。
实施方式7.
对本发明的实施方式7的臭氧产生机构进行说明。本实施方式7的臭氧产生机构的基本的结构以及动作与实施方式1～6的臭氧产生机构相同，但是，在导入臭氧产生装置的原料气体为氧气体这点是特征。
图11是表示本实施方式7的臭氧产生机构的机器结构、控制系统、流动系统等的系统图。图中，对与实施方式1～6的臭氧产生机构的构成机器相同或对应的部件标注相同的符号，在没有特别必要的情况下，省略说明。如图11所示，在本实施方式7的臭氧产生机构中，向臭氧产生装置22供给原料气体的气体供给装置21供给上述的富氧的混合气体，这点与实施方式1～6不同。另外，针对放电电极部(与实施方式1～6的放电电极部30对应)的结构，援用实施方式1中使用的图2进行说明。
在实施方式1～6中，臭氧产生装置3的原料气体是空气或富氮的氧混合气体。本实施方式中的原料气体使用富氧的混合气体。氧气体从液体氧、氧气体高压储气瓶供给，通过相对于其氧量添加0.1～2.0％的氮气体而生成的混合气体或者从基于VPSA(Vaccum PressureSwing Adsorption；真空变压吸附)、PSA(Pressure Swing Adsorption；变压吸附)的氧制造装置供给的混合气体(氧纯度90％以上)作为原料气体被使用。本实施方式中的臭氧产生装置22被称为氧源臭氧产生装置。
向臭氧产生装置22供给的原料气体在液体氧、氧气体高压储气瓶的情况下，如上所述，需要添加微量的氮气体。尤其是在使用纯度高的氧的情况下，确认了若完全不添加氮气体，则臭氧产生效率极其下降的现象，为了避免该现象，添加上述的氮气体量。在氮量不足0.1％的情况下，臭氧产生效率的改善效果不充分，通过添加0.1％以上，看到了改善。另一方面，由于若超过2.0％，则NOX生成量开始增加，所以，产生臭氧产生效率的下降。因此，本实施方式中的氮添加量为0.1～2.0％。
与实施方式1～6所示的将空气作为原料气体的空气源臭氧产生装置(臭氧产生装置3)的情况相比，在本实施方式中，由于原料气体中的氮成分少，所以，由臭氧产生装置22生成的NOX量也降低。即，放电部中的放电生成物的堆积·粘附的风险与空气源相比，格外地缓和。因此，本实施方式中的臭氧产生装置22的动作条件与空气源的情况相比稍微不同。
在使用富氧的混合气体的情况下，作为本实施方式的臭氧产生装置22的放电电极部的结构，放电空间(与图2的放电空间305对应)的缝隙长度d被设定在0.2mm以上，0.6mm以下，优选设定在0.2mm以上，0.4mm以下。在使用富氧的原料气体的情况下，即使比实施方式1～6所示的作为缝隙长度d的下限值的0.3mm短，也就是电场强度高，NOX的产生量与实施方式1～6相比也极少，因此，对臭氧产生效率的影响小。相反，氧源臭氧产生装置(臭氧产生装置22)中的电场强度的提高抑制了生成的臭氧的分解效果，因此，臭氧产生效率提高。
另一方面，虽然若缝隙长度d不足0.2mm的情况下，能够期待效率更高的臭氧产生，但是，难以遍及放电空间全部区域形成均匀的缝隙长度，因此，在制造上并不优选。向臭氧产生装置22投入的投入功率密度为0.05W/cm2～0.6W/cm2，优选为0.3W/cm2～0.6W/cm2。其起因是，由于通过使缝隙长度d的下限值变小，促进放电空间的冷却，所以，与实施方式1～6的情况相比，可增大能够投入的功率。气体压力P与实施方式1～6同样，被设定为0.2MPaG以下，优选被设定为0.1MPaG以上，不足0.2MPaG。
在将上述氧源臭氧产生装置(臭氧产生装置22)应用在实施方式1～6的情况下，N2O5的瞬间产生量与空气源臭氧产生装置相比极少。但是，若长时间运转，则因伴随着原料气体的水分量而在臭氧产生装置22内产生生成物的积累以及硝酸的生成，这与实施方式1～6相同。因此，在氧源臭氧产生装置中，应用实施方式1～6所示的维护模式也有效果。
在控制部4中，在检查到放电电极部内的异常的征兆的情况下，即，若从通常运转模式向维护模式转移，则通过操作向臭氧产生装置22投入的功率密度以及向臭氧产生装置22供给的冷却水温度的至少一方，使电极管温度上升，以便将电极管温度维持在与图4所示的区域C等同的氧源臭氧产生装置中的区域C内，使与电极管温度对应的N2O5的饱和蒸气压比放电空间内的气体压力高。或者使气体压力下降，以便使与电极管温度对应的N2O5的饱和蒸气压比放电空间内的气体压力变高。
由于通过上述情况，使电极管以及放电空间的温度成为足以使放电生成物的状态变化的值，所以，可将放电空间内的放电生成物物理性地除去，另外，还能够大幅削减臭氧产生装置22内的硝酸的滞留概率以及滞留时间。因此，不必使臭氧产生机构停止，将臭氧产生装置22向大气开放，就能够与以往相比大幅削减开放检修次数。另外，也不需要追加新的维护用的机器等，即使是用户方面，也能够轻易地实施臭氧产生装置22的基于无开放的放电部的洁净化。再有，由于还能够预先防止放电空间的堵塞，抑制金属部件、高电压电极的腐蚀，所以，能够使可靠性高的高效率臭氧的产生继续。
以往的基于大气开放的维护需要很多时间，对用户来说，机构的停止时间以及维护费用成为负担。本实施方式中，如上所述，可大幅削减开放检修次数，尤其即使不向大气开放，也能够将放电部洁净化，因此，不需要以往的基于大气开放的维护结束后的臭氧产生装置内的气体露点的恢复工序，还能够省略它所需要的很多的时间，这点也有很大的效果。另外，还能够降低不用于臭氧产生而是气体露点的恢复所需要的原料气体的消耗量。
如上所述，根据本实施方式7的臭氧产生机构，在氧源臭氧产生装置(臭氧产生装置22)的情况下，将放电空间(与图2的放电空间305对应)的缝隙长度d设定在0.2mm以上，0.6mm以下，优选设定在0.2mm以上，0.4mm以下，据此，能够进行有效的运用。
实施方式8.
对本发明的实施方式8的臭氧产生机构进行说明。本实施方式8的臭氧产生机构的基本的结构以及动作与实施方式1～7的臭氧产生机构相同。
图12是表示本实施方式8的臭氧产生机构的机器结构、控制系统、流动系统等的系统图。图中，对与实施方式1～7的臭氧产生机构的构成机器相同或对应的部件标注相同的符号，在没有特别必要的情况下，省略说明。在图12中，在本实施方式8的臭氧产生机构中，向臭氧产生装置23供给原料气体的气体供给装置24可以是上述的氧源或者空气源的任意一种。氧源以及空气源臭氧产生装置的缝隙长度d等动作条件如实施方式1～7记载的那样。另外，针对放电电极部(与实施方式1～6的放电电极部30对应)的结构，援用实施方式1中使用的图2进行说明，针对从通常运转模式向维护模式转移的动作，援用图3进行说明。
在本实施方式中，其特征在于，在实施方式1～7所示的气体露点、臭氧产生装置的差压、臭氧产生装置的入口气体压力及其出口气体压力、实施方式2所示的硝酸浓度、NOX浓度的基础上，还以伴随着臭氧产生装置23的累计水分量、向臭氧产生装置23供给的原料气体流量、从臭氧产生装置23输出的臭氧浓度、臭氧气体流量以及臭氧产生量、臭氧产生效率还有运转时间中的至少一个以上为臭氧产生参数进行检测的检测部25的值为基础，由控制部4检查放电电极部内的异常的征兆，维持着使用于在臭氧产生装置23内的臭氧的生成的放电继续的状态不变地切换动作模式。另外，在图12中，检测部25为了方便，与作为代表的臭氧产生装置23连接，但是，各检测构件的检测部位被配置在与各物理量相应的适当的部位。
对检测部25进行说明。气体露点、臭氧产生装置差压、入口气体压力、出口气体压力、硝酸浓度以及NOX浓度如在实施方式1～7中说明的那样。伴随着臭氧产生装置23的累计水分量是从气体露点换算的水分量的时间累计值，表示臭氧产生装置23中的伴随着一定期间的总水分量。与检查瞬间水分量的气体露点相比，能够更正确地掌握向维护模式转移的必要性。另外，臭氧产生装置23的臭氧浓度、臭氧产生量以及臭氧产生效率是直接表示臭氧产生装置23的性能的值，能够根据装置性能的劣化的预兆，检查向维护模式转移的必要性。原料气体流量以及臭氧气体流量能够使用作为气体压力以及差压的替代。另外，运转时间是能够由用户自由地设定的时间，是用于在预定的机构的停止前、起动时、低负荷时等、或者例如每1年1次等用户决定的电极部洁净化作业时期等事前确定的时期向维护模式转移的时间。
在控制部4中，在检查到放电电极部内的异常的征兆的情况下，即，若从通常运转模式向维护模式转移，则通过操作向臭氧产生装置23投入的功率密度以及向臭氧产生装置23供给的冷却水温度的至少一方，使电极管温度上升，以便将电极管温度维持在与图4的区域C等同的本实施方式中的区域C内，使与电极管温度对应的N2O5的饱和蒸气压比放电空间内的气体压力高。或者使气体压力下降，以便使与电极管温度对应的N2O5的饱和蒸气压比放电空间内的气体压力高。
对维护模式中的动作进行说明。图13表示针对维护模式的控制流程。图中，在多个箭头的前部的纵杠的横向右侧记录〇和箭头的情形是表示若满足多个箭头根侧的任意一个，则按照〇右的箭头行进，就是说像围框所示那样表示OR动作。图中，若以作为臭氧产生参数的检测部25的信号(Di)为基础向维护模式转移，则经控制部4调整的向臭氧产生装置23投入的功率密度(A1)因操作向臭氧产生装置23施加的电压、电流以及功率(OPe)的任意至少一个而被调整。另外，虽未图示出，功率密度(A1)还因调整气体压力P(A3)而变化，因此，也能够认为气体压力P也是功率密度(A1)的操作因素(OPe)之一。
另外，向臭氧产生装置23供给的冷却水温度(A2)可通过利用旁通配管10来调整。另外，虽未图示出，但是，对实施方式2～6所示的对冷却器8的动作控制、对循环泵9的轴动力以及电源装置的排热的利用也有效，能够通过操作这些(OPt)的至少任意一个进行调整。
即，在本实施方式中的臭氧产生机构中，能够根据从多个检测部输出的检测值(Di：臭氧产生参数)的至少一个，同时控制臭氧产生装置23的投入功率密度(A1)、冷却水温度(A2)以及气体压力P(A3)，促进N2O5从固体向气体的相变化。例如，在向维护模式转移的同时，利用旁通配管10调整冷却水温度，使电极管温度上升。此后，通过调整臭氧产生装置23的电流，使投入功率密度上升，实施电极管温度的微调整。另外，在进行维护模式转移的同时，使臭氧产生装置23的气体压力下降。
据此，由于在臭氧产生装置23内阻抗下降，使得容易产生放电，因此，不必大幅调整向臭氧产生装置23的施加电压，就能够使投入功率密度增大。其后，也可以通过对冷却水温度的调整来实施对电极管温度的微调整。当然，并不限于这些操作。由于通过这些操作，能够在使臭氧产生继续的状态下高精度地实现N2O5的从固体向气体的相变化，所以，放电空间内的放电生成物的滞留概率以及滞留时间大幅减少，能够抑制前述放电生成物向放电空间内的积累或者粘附。
通过本实施方式所示的维护模式，电极管以及放电空间的温度成为足以使放电生成物的状态变化的值，因此，可将放电空间内的放电生成物物理性地除去，另外，还能够大幅削减臭氧产生装置23内的硝酸的滞留概率以及滞留时间。因此，不必使臭氧产生机构停止，将臭氧产生装置23向大气开放，就能够与以往相比大幅削减开放检修次数。另外，也不需要追加新的维护用的机器等，即使是用户方面也能够轻易地实施基于不将臭氧产生装置23开放的对放电部的洁净化。再有，还能够预先防止放电空间的堵塞，抑制金属部件、高电压电极的腐蚀，因此，能够使可靠性高的高效率臭氧产生继续。
以往的基于大气开放的维护需要很多时间，对用户来说，机构的停止时间以及维护费用成为负担。在本实施方式中，如上所述，可大幅削减开放检修次数，尤其是即使不大气开放，也能够将放电部洁净化，因此，不需要以往的基于大气开放的维护结束后的臭氧产生装置内的气体露点的恢复工序，还省略它所需要的很多的时间，这点也有很大的效果。另外，还能够降低不用于臭氧产生而是气体露点的恢复所需要的原料气体的消耗量。
而且，在根据上述的臭氧产生参数(检测值Di)转换到维护模式时，通过进行由温度调节装置(严格地说是温度调节器13)和气体供给装置(1、21、24)进行的冷却水的温度(A2)和气体压力(A3)的联合控制或者由温度调节装置和电源装置进行的冷却水的温度(A2)和投入功率(A1)的联合控制，能够实现高精度且稳定的维护模式。
尤其是，通过由温度调节装置和气体供给装置以及电源装置对冷却水的温度(A2)、气体压力(A3)和投入功率(A1)进行联合控制，能够实现更加高精度且稳定的维护模式。
如上所述，根据本实施方式8的臭氧产生机构，因为具备：臭氧产生装置(3、22、23)，其具有相向配置且形成放电空间305的放电电极(放电电极部30)；气体供给装置(1、21、24)，向放电空间305供给作为用于产生臭氧的原料气体的含氧气体；向放电电极(放电电极部30)供给用于放电的功率的未图示出的电源装置；调节放电电极(放电电极部30)的温度的温度调节装置7；控制部4，控制气体供给装置(1、21、24)、电源装置和温度调节装置7并控制臭氧产生装置(3、22、23)的运转；以及检测臭氧产生装置(3、22、23)中的臭氧产生参数(检测值Di)的检测部25，控制部4被构成为根据从检测部25输出的臭氧产生参数(检测值Di)的值，控制臭氧产生装置(3、22、23)的运转，以便从通常的运转模式向联合控制温度调节装置7(严格地说是温度调节器13)和气体供给装置(1、21、24)或者温度调节装置7(严格地说是温度调节器13)和电源装置，并使放电电极(放电电极部30)的温度上升到五氧化二氮气化的温度，且在使放电空间305的臭氧的产生继续的状态下，将放电电极(放电电极部30)表面以及放电空间305洁净化的洁净化运转模式(维护模式)转移，所以，能够得到维持稳定的动作状态，且可靠性高的臭氧产生机构。
另外，如上所述，因为根据本发明的实施方式1的臭氧产生方法，是向臭氧产生装置(3、22、23)供给含氧气体并使用放电空间305中的放电产生臭氧的臭氧产生方法，上述臭氧产生装置(3、22、23)具有相向配置且形成放电空间305的放电电极(放电电极部30)，该臭氧产生方法构成为检测臭氧产生装置(3、22、23)中的臭氧产生参数(检测值Di)，联合控制冷却放电电极(放电电极部30)的冷却水的温度(A2)和气体压力P(A3)或者冷却放电电极(放电电极部30)的冷却水的温度(A2)和向放电电极(放电电极部30)的投入功率(A1)，根据臭氧产生参数(检测值Di)的值，使放电电极(放电电极部30)的温度上升到五氧化二氮气化的温度，在使放电空间305的臭氧的产生继续的状态下，将放电电极(放电电极部30)表面以及放电空间305洁净化，所以，能够得到维持稳定的动作状态且可靠性高的臭氧产生机构。
附图标记说明
1、21、24：气体供给装置；2：露点计量部(检测部)；3、22、23：臭氧产生装置；30：放电电极部(放电电极)；301：接地电极管；304：高压电极管；305：放电空间；4：控制部；5：排臭氧处理部；6：差压计量部(检测部)；7：冷却系统(温度调节装置)；8：冷却器；9：循环泵；10：旁通配管；13：温度调节器；20：热交换器；16：硝酸浓度计量部(检测部)；17：硝酸捕集器(硝酸除去部)；25：检测部；200：臭氧利用设备；A1：投入功率；A2：冷却水温度；Di：检测值(臭氧产生参数)；d：空隙长度(电极的间隔)；P：气体压力(A3)。

Claims (10)

1.一种臭氧产生机构，其特征在于，具备：
臭氧产生装置，其具有被相向配置并形成放电空间的放电电极；
气体供给装置，其向前述放电空间供给作为用于产生臭氧的原料气体的含有氧的气体；
电源装置，其向前述放电电极供给用于放电的功率；
温度调节装置，其调节前述放电电极的温度；
控制部，其控制前述气体供给装置、前述电源装置和前述温度调节装置，并控制前述臭氧产生装置的运转；和
检测部，其检测前述臭氧产生装置中的臭氧产生参数，
前述控制部根据从前述检测部输出的臭氧产生参数的值，控制前述臭氧产生装置的运转，以便从通常的运转模式向洁净化运转模式转换，在所述洁净化运转模式中，联合控制前述温度调节装置和前述气体供给装置或者前述温度调节装置和前述电源装置，使前述放电电极的温度上升到五氧化二氮气化的温度，在使臭氧在前述放电空间中的产生继续的状态下，将前述放电电极表面以及前述放电空间洁净化。
2.如权利要求1所述的臭氧产生机构，其特征在于，前述臭氧产生参数是向前述放电空间供给的原料气体的露点、伴随着前述原料气体的累计水分量、在前述臭氧产生装置产生的差压、前述臭氧产生装置的入口气体压力、前述臭氧产生装置的出口气体压力、前述原料气体的流量、从前述臭氧产生装置输出的臭氧气体的臭氧浓度、前述臭氧气体的流量、前述产生量、臭氧产生效率、前述臭氧气体的硝酸浓度、前述臭氧气体的NOx浓度以及运转时间中的至少一个。
3.如权利要求1或2所述的臭氧产生机构，其特征在于，前述控制部控制向前述放电空间投入的投入功率密度、在前述放电电极流通的冷却水温度以及前述放电空间内的气体压力，使前述放电电极的温度上升。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的臭氧产生机构，其特征在于，前述控制部使前述放电空间内的气体压力下降到超过大气压的指定压力，以便使与前述放电电极的温度对应的五氧化二氮的饱和蒸气压比前述放电空间内的气体压力高。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的臭氧产生机构，其特征在于，前述放电空间内的气体压力按照表压被设定成0.1MPa以上，不足0.2MPa。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的臭氧产生机构，其特征在于，
前述检测部包括计量从前述臭氧产生装置供给的臭氧化气体中的硝酸浓度的硝酸浓度计量部或者计量NOx浓度的NOx浓度计量部，在前述臭氧产生装置的下游设置将前述臭氧化气体中的硝酸成分清除的硝酸除去部，
前述控制部控制成，
在前述硝酸浓度或者前述NOx浓度的值比第1指定值高的情况下，向前述洁净化运转模式转移，
在前述硝酸浓度或者前述NOx浓度的值高于比前述第1指定值高的第2指定值的情况下，将前述臭氧化气体的至少一部分通向前述硝酸除去部。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的臭氧产生机构，其特征在于，前述相向配置的放电电极的间隔在0.2mm以上且在0.6mm以下。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的臭氧产生机构，其特征在于，前述温度调节装置具有：主配管，其被构成为使从前述放电电极出来的冷却水在冷却器穿过并返回前述放电电极；和旁通配管，其被构成为使从前述放电电极出来的冷却水不穿过前述冷却器而返回前述放电电极，
通过使流向前述旁通配管的冷却水的比率增加，来减少前述冷却器的从前述冷却水的吸热量。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的臭氧产生机构，其特征在于，在前述温度调节装置中设置由来自前述电源的排热将从前述放电电极出来的冷却水加温的热交换器。
10.一种臭氧产生方法，所述臭氧产生方法向具有相向配置并形成放电空间的放电电极的臭氧产生装置供给含有氧的气体，利用前述放电空间中的放电产生臭氧，其特征在于，
检测前述臭氧产生装置中的臭氧产生参数，联合控制冷却前述放电电极的冷却水的温度和前述气体的压力或者冷却前述放电电极的冷却水的温度和向前述放电电极的投入功率，根据前述臭氧产生参数的值，使前述放电电极的温度上升到五氧化二氮气化的温度，在臭氧在前述放电空间中的产生继续的状态下，将前述放电电极表面以及前述放电空间洁净化。
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