JP4066949B2

JP4066949B2 - オゾン発生装置の運転方法

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Description

本発明はオゾン発生装置の運転方法に関し、詳細には空気又は酸素を原料にしてオゾンを発生させるオゾン発生装置の運転方法に関する。

従来のオゾン発生装置は、誘電体基板の表面に設けられた放電電極と、その放電電極と対向する位置に設けられた誘導電極とで構成されたオゾン発生電極を備えている。そして、放電電極と誘導電極との間に交流高電圧が印加されると、無声放電が発生し、空気中の酸素がオゾンに変換される。このようなオゾン発生装置のオゾン発生電極は、誘電体基板が多孔質のセラミックで形成されるため、オゾン発生装置を長期間使用しなかった場合には、表面が水分を含んだ外気にさらされ、その水分を吸着（吸湿）してしまうことがある。そして、装置停止中にオゾン発生電極が吸湿してしまった場合は、オゾン発生電極の静電容量が著しく増大し、運転（放電）開始時に各電極間に高電圧を印加する高電圧回路に過大な電流が流れてしまい、装置に組み込まれたヒューズが溶断して装置の運転が停止してしまうという問題点があった。

そこで、例えば、装置停止後の運転開始時において、抵抗材料により形成された接地電極（誘導電極）と高圧電極（放電電極）とに、高周波高電圧を印加することにより電極を発熱させるセラミックオゾン発生用放電体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このセラミックオゾン発生用放電体では、接地電極および高圧電極が発熱することにより、高圧電極の上部に覆設された表面保護層（絶縁性保護層）に吸着した水分が素早く蒸発するため、放電が安定化し、所定量のオゾンを発生させることができる。また、放電電極が形成された誘電体基板の裏面側にヒータを設けることにより、放電電極を常時加熱し、水分の付着を防止できるオゾン発生装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
実開平６−３３９３３号公報特許第３３３９５９０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のセラミックオゾン発生用放電体では、表面保護層が吸湿してしまうと、セラミックオゾン発生用放電体自体の静電容量が著しく増大する。すると、このようなセラミックオゾン発生用放電体を備えたオゾン発生装置では、水分を蒸発させるために高周波高電圧を印加して熱を発生させなければならないため、電力コストが高くなるという問題点があった。また、特許文献２に記載のオゾン発生装置では、誘電体基板の裏面にヒータを設けるため、部品コストがかかり、さらにヒータで加熱するための電力コストも高くなるという問題点があった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、コストを増大させることなく、長期間不使用で吸湿した電極を乾燥できるオゾン発生装置の運転方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載のオゾン発生装置の運転方法では、誘電体基板の表面に形成された放電電極と、当該放電電極と対向する誘導電極とで構成されたオゾン発生電極と、当該オゾン発生電極に乾燥空気又は酸素を供給する原料気体供給手段と、前記オゾン発生電極に交流高電圧を印加する高電圧印加手段と、前記原料気体供給手段と前記高電圧印加手段とにオン／オフを指示する運転スイッチと、当該運転スイッチのオン／オフの指示に基づいて、前記原料気体供給手段と、前記高電圧印加手段との駆動を制御して、オゾンを発生させるオゾン発生制御手段と、前記運転スイッチがオフとされてからオンとされるまでのオフ時間が所定時間以上であるか否かを判断する不使用時間判断手段とを備え、前記運転スイッチがオンとされた場合、前記不使用時間判断手段が、前記運転スイッチがオンとされる前のオフ時間が所定時間以上であると判断した場合は、前記オゾン発生制御手段は、前記原料気体供給手段を駆動させ、かつ前記高電圧印加手段を所定時間遅延させて駆動させることを特徴とする。

また、請求項２に記載のオゾン発生装置の運転方法では、誘電体基板の表面に形成された放電電極と、当該放電電極と対向する誘導電極とで構成されたオゾン発生電極と、当該オゾン発生電極に乾燥空気又は酸素を供給する原料気体供給手段と、前記オゾン発生電極に交流高電圧を印加する高電圧印加手段と、前記原料気体供給手段と前記高電圧印加手段とにオン／オフを指示する運転スイッチと、当該運転スイッチのオン／オフの指示に基づいて、前記原料気体供給手段と、前記高電圧印加手段との駆動を制御して、オゾンを発生させるオゾン発生制御手段と、前記運転スイッチがオフとされてからオンとされるまでのオフ時間が所定時間以上であるか否かを判断する不使用時間判断手段とを備え、前記運転スイッチがオンとされた場合、前記不使用時間判断手段が、前記運転スイッチがオンとされる前のオフ時間が所定時間以上であると判断した場合は、前記オゾン発生制御手段は、前記原料気体供給手段を駆動させ、前記オゾン発生電極に印加する電圧を、所定時間だけ通常よりも低く設定して、前記高電圧印加手段を駆動させることを特徴とする。

さらに、請求項３に記載のオゾン発生装置の運転方法では、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記運転スイッチがオフとされた時からのオフ時間を計数するオフ時間カウンタと、前記運転スイッチがオンとされた時からのオン時間を計数するオン時間カウンタと、当該オン時間カウンタの計数するオン時間が所定時間に到達したか否かを判断する経過時間判断手段とを備え、前記運転スイッチがオンされた場合、前記不使用時間判断手段は、前記オフ時間カウンタの計数するオフ時間が、所定時間以上であるか否かを判断し、所定時間以上であると判断した場合は、前記オゾン発生制御手段は、前記原料気体供給手段を駆動させ、前記オン時間カウンタが計数するオン時間が所定時間到達後に、前記高電圧印加手段を駆動させることを特徴とする。

さらに、請求項４に記載のオゾン発生装置の運転方法では、請求項２に記載の発明の構成に加えて、前記運転スイッチがオフとされた時からのオフ時間を計数するオフ時間カウンタと、前記運転スイッチがオンとされた時からのオン時間を計数するオン時間カウンタと、当該オン時間カウンタの計数するオン時間が所定時間に到達したか否かを判断する経過時間判断手段とを備え、前記運転スイッチがオンされた場合、前記不使用時間判断手段は、前記オフ時間カウンタの計数するオフ時間が、所定時間以上であるか否かを判断し、所定時間以上であると判断した場合は、前記オゾン発生制御手段は、前記原料気体供給手段を駆動させ、前記経過時間判断手段が、前記オン時間カウンタが計数するオン時間が所定時間に到達したと判断するまで、前記オゾン発生電極に印加する電圧を低く設定して、前記高電圧印加手段を駆動させることを特徴とする。

さらに、請求項５に記載のオゾン発生装置の運転方法では、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、制御用のデータを記憶する揮発性メモリからなる記憶手段と、当該記憶手段のバックアップ電源としてのバックアップ用コンデンサと、前記記憶手段に記憶されているデータの有無を判別するデータ判別手段とを備え、前記運転スイッチがオンとされた場合、前記データ判別手段が、前記記憶手段に記憶されていたデータが消失していると判別した場合は、前記不使用時間判断手段は、前記運転スイッチがオンとされる前のオフ時間が所定時間以上であると判断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の運転方法では、運転スイッチがオンにされると、不使用時間判断手段が、オンにされるまでのオフ時間が所定時間以上であるか否かを判断する。そして、オフ時間が所定時間以上であると判断された場合、オゾン発生制御手段は、まず、原料気体供給手段を運転させる。次いで、運転スイッチがオンとされてから所定時間遅延させてから高電圧印加手段を駆動させる。即ち、長期間運転スイッチがオンとされずに放置され、水分を含んだ外気の侵入などにより吸湿したオゾン発生電極に対して、原料気体供給手段による送気により、吸湿したオゾン発生電極を所定時間乾燥させてから、オゾン発生電極に交流高電圧を印加することができる。したがって、長期間使用されず吸湿したオゾン発生電極に、交流高電圧が印加されるのを防ぐことができるため、高電圧印加手段に過大な電流が流れるのを防止することができる。また、高電圧印加手段に過大な電流が流れることによって、ヒューズなどが溶断して作動が停止するのを防ぐことができる。さらに、ヒータなどの熱源や他部品などを組み付けることもないので、コストを増大させることなく、吸湿したオゾン発生電極を乾燥させることができ、オゾン発生装置の作動停止を防止することができる。

また、請求項２に記載のオゾン発生装置の運転方法では、運転スイッチがオンにされると、不使用時間判断手段が、オンにされるまでのオフ時間が所定時間以上であるか否かを判断する。そして、オフ時間が所定時間以上であると判断された場合、オゾン発生制御手段は、原料気体供給手段を運転させるとともに、オゾン発生電極に、所定時間だけ通常よりも低い交流高電圧を印加し、その後は通常の交流高電圧に戻すように高電圧印加手段を制御する。即ち、長期間運転スイッチがオンとされずに放置され、水分を含んだ外気の侵入などにより吸湿したオゾン発生電極に対して、低い交流高電圧が印加されるため、通常よりも弱い放電が生じ、その放電による発熱を利用して吸湿したオゾン発生電極を所定時間乾燥させてからオゾン発生電極に交流高電圧を印加するため、高電圧印加手段に過大な電流が流れることがない。したがって、高電圧印加手段に過大な電流が流れ、ヒューズが溶断するなどして作動が停止することを防ぐことができる。さらに、ヒータなどの熱源や他部品などを組み付ける必要もないので、コストを増大させることなくオゾン発生装置の作動停止を防止することができる。

さらに、請求項３に記載のオゾン発生装置の運転方法では、請求項１に記載の発明の効果に加えて、運転スイッチがオフとされていた時間を、オフ時間カウンタが計数し、不使用時間判断手段は、その計数値から、運転スイッチがオンとされた時までのオフ時間が所定時間以上であるか否かを判断する。そして、オフ時間が所定時間以上である場合には、原料気体供給手段だけを先に運転させる。そして、運転スイッチがオンとされてから、オン時間カウンタがオン時間を計数し、その計数値が所定時間に到達したか否かを経過時間判断手段が判断する。次いで、経過時間判断手段が、オン時間が所定時間に到達したと判断した場合、オゾン発生制御手段は、オゾン発生電極に交流高電圧を印加するように、高電圧印加手段を駆動させる。したがって、長期間使用されず吸湿したオゾン発生電極に交流高電圧が印加されるのを防ぐことができるため、高電圧印加手段に過大な電流が流れてヒューズが溶断されるのを防止することができる。また、高電圧印加手段に過大な電流が流れることによる作動停止などを防ぐことができる。さらに、ヒータなどの熱源や他部品などを組み付けることもないので、コストを増大させることなく、吸湿したオゾン発生電極を乾燥させることができ、長期間不使用後のオゾン発生装置の作動停止を防止することができる。

また、請求項４に記載のオゾン発生装置の運転方法では、請求項２に記載の発明の効果に加えて、運転スイッチがオフとされていた時間を、オフ時間カウンタが計数し、不使用時間判断手段は、その計数値から、運転スイッチがオンとされた時までのオフ時間が所定時間以上であるか否かを判断する。そして、オフ時間が所定時間以上である場合には、原料気体供給手段だけを先に運転させる。そして、運転スイッチがオンとされてから、オン時間カウンタがオン時間を計数し、その計数値が所定時間に到達したか否かを経過時間判断手段が判断する。次いで、経過時間判断手段が、オン時間が所定時間に到達したと判断した場合、オゾン発生制御手段は、オゾン発生電極に交流高電圧を印加するように、高電圧印加手段を制御する。即ち、長期間運転スイッチがオンとされずに放置され、水分を含んだ外気の侵入などにより吸湿したオゾン発生電極に対して、低い交流高電圧が印加されるため、高電圧印加手段に過大な電流が流れることがない。したがって、高電圧印加手段に過大な電流が流れることによる作動停止などを防ぐことができる。さらに、ヒータなどの熱源や他部品などを組み付ける必要もないので、コストを増大させることなく、長期間不使用後のオゾン発生装置の作動停止を防止することができる。

さらに、請求項５に記載のオゾン発生装置の運転方法では、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、データ判別手段が、バックアップ用コンデンサからバックアップ電源を得ている記憶手段の、データの有無を検知する。そして、揮発性メモリからなる記憶手段に記憶されていたデータが消失されている場合は、バックアップ用コンデンサのチャージ切れと判断し、オゾン発生装置が長期間使用されていなかったと判断することができる。したがって、記憶手段に記憶されていた制御用のデータの有無を判断するだけで、オゾン発生装置が長期間使用されなかったか否か、即ち、オゾン発生電極が吸湿している可能性があるか否かを間接的に判断することができるため、コストを増大させることなく、オゾン発生装置の長期間の不使用を判断でき、オゾン発生装置の高電圧印加手段に過大な電流が流れてヒューズが溶断するのを防止することができる。

以下、本発明の第１の実施形態であるオゾン発生装置１の運転方法について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態のオゾン発生装置１のブロック図である。なお、第１の実施形態であるオゾン発生装置１の運転方法は、長期間不使用後（休止後）に運転させた場合、所定時間は酸素濃縮装置２のみを運転させて、吸湿したオゾン発生電極４を乾燥させることにより、オゾン発生電極４全体の静電容量を正常に戻すものである。

はじめに、オゾン発生装置１の概略構成について説明する。まず、図１に示すように、オゾン発生装置１は、空気を原料にして濃縮酸素を生成する酸素濃縮装置２と、当該酸素濃縮装置２の下流側に接続され、オゾン発生電極４を内部に備え、酸素濃縮装置２で生成された濃縮酸素を原料としてオゾンを発生するオゾン発生器３と、当該オゾン発生器３に接続され、交流高電圧をオゾン発生電極４に印加する高電圧回路９と、当該高電圧回路９に保護ヒューズ７を介して接続された交流電源５と、酸素濃縮装置２および高電圧回路９に接続されたコントローラ１０と、当該コントローラ１０に接続され、オゾン発生装置１のオン／オフを指示する運転スイッチ１２とから構成されている。

次に、酸素濃縮装置２について説明する。図１に示す酸素濃縮装置２は、ＰＳＡ方式（圧力変動吸着方式）の一般的な酸素濃縮装置である。このＰＳＡ方式の酸素濃縮装置は、吸着筒に充填された吸着剤に窒素ガスを吸着させ、吸着筒内の圧力を変動させることにより、吸着された窒素ガスを脱着して濃縮酸素を繰り返し生成することができる。そして、オゾン発生装置１に組み込まれた酸素濃縮装置２は、このようなＰＳＡ方式の特性を利用することにより、９４〜９６％濃度の濃縮酸素を生成することができる。さらに、図１に示すように、酸素濃縮装置２は、生成した濃縮酸素を、図示外の配管によって接続されたオゾン発生器３に供給する。なお、図１に示す酸素濃縮装置２が、「原料気体供給手段」に相当する。

次に、オゾン発生器３について、図１および図２を参照して説明する。図２は、オゾン発生器３の内部に設けられたオゾン発生電極４の断面図である。図１に示すオゾン発生器３は、外枠を構成する筐体（図示外）と、当該筐体の一側面に設けられ、酸素濃縮装置２から濃縮酸素を受け入れる濃縮酸素流入口（図示外）と、濃縮酸素を原料にしてオゾンを発生する略直方体状のオゾン発生電極４と、当該オゾン発生電極４で生成され、筐体の、濃縮酸素流入口が設けられた一側面とは反対の他側面に設けられたオゾンを外部に放出するためのオゾン放出口（図示外）とから主に構成されている。なお、後述するが、第１の実施形態のオゾン発生器３のオゾン発生電極４は、沿面放電型のオゾン発生電極である。

次に、オゾン発生電極４の構造について説明する。図２に示すように、オゾン発生電極４は、所定の厚みを有する板状の第１誘電体基板２０、当該第１誘電体基板２０の上面に形成された誘導電極２１、当該誘導電極２１を埋設するように、第１誘電体基板２０の上面に貼り合わされ、第１誘電体基板２０よりも薄く形成された板状の第２誘電体基板２２、当該第２誘電体基板２２の上面に形成された放電電極２３、当該放電電極２３の表面を保護するために、ペースト状に覆設された絶縁性保護層２４などから構成され、各部材が順に積層された形となっている。さらに、図２に示すように、放電電極２３および誘導電極２１には交流高圧電源を印加するための電線２５，２５が各々引き出されている。そして、第１誘電体基板２０，第２誘電体基板２２および絶縁性保護層２４は、セラミックで形成されている。また、このように構成されたオゾン発生電極４は、全体を焼成され、一体化して形成されている。

次に、オゾン発生器３におけるオゾン生成原理について、図１および図２を参照して説明する。まず、図１に示すように、オゾン発生器３には、酸素濃縮装置２によって生成された濃縮酸素が、図示外の配管を通じて供給される。次いで、オゾン発生器３の内部に設けられたオゾン発生電極４に濃縮酸素が供給される。そして、高電圧回路９によって、図２に示すオゾン発生電極４に設けられた放電電極２３と、誘導電極２１とに、電線２５，２５を介して交流高電圧が印加される。すると、放電電極２３の周囲に沿って沿面放電が発生する。さらに、放電電極２３の周囲に沿面放電が発生することにより、オゾン発生電極４の周囲の空間に存在する濃縮酸素中に電子が放出される。そして、濃縮酸素中に存在する安定した酸素分子（Ｏ_２）に、放出された電子が衝突することにより、１つの酸素分子（Ｏ_２）が２つの酸素原子（Ｏ）に各々解離する。そして、解離して生成された各酸素原子（Ｏ）が、酸素雰囲気中の他の酸素分子（Ｏ_２）と結合することによりオゾン（Ｏ_３）が生成する。なお、この沿面放電を利用したオゾン発生器３は、比較的簡単な構造で安定した無声放電を得ることができるので、安定したオゾンを常時生成することができる。

次に、高電圧回路９について、図１および図３を参照して説明する。図３は、オゾン発生装置１の電気的構成を示した電気回路図である。図１および図３に示すように、高電圧回路９は、交流電源５に、保護ヒューズ７を介して接続されている。そして、交流電源５からは、ＡＣ１００Ｖの交流が供給されるが、オゾン発生器３のオゾン発生電極４にオゾンを発生させるのに必要な交流電圧は、例えば６ｋＶｐ−ｐである。そのため、高電圧回路９は、交流電源５から供給される交流電圧１００Ｖを、６ｋＶｐ−ｐまでに昇圧させている。なお、後述するが、図３に示すように、この高電圧回路９は、ＰＷＭ変換回路２５、ＦＥＴ駆動回路１１、整流用シリコンダイオードブリッジ１５、電解コンデンサ１６、トランス１８およびスイッチング用ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１９から構成されている（図３参照）。これらの各部品間の詳細な構成については後述する。なお、図１に示す交流電源５および高電圧回路９が、「高電圧印加手段」に相当する。

次に、コントローラ１０について説明する。図１に示すように、このコントローラ１０には、中央演算処理装置としてのＣＰＵ１０ａを中心に相互に接続されたＲＯＭ１０ｂ、ＲＡＭ１０ｃおよび揮発性メモリ１０ｅを備えている。ＲＡＭ１０ｃは実行中のプログラムを一時的に記憶したり、各種データなどを記憶する読み出し・書き込み可能なメモリであり、ＲＯＭ１０ｂは内蔵されている各種プログラムなどを記憶する読み出し専用のメモリである。さらに、揮発性メモリ１０ｅは、制御用データを記憶するメモリであり、バックアップ用コンデンサ１３に接続されている。このバックアップ用コンデンサ１３は、電源断時に揮発性メモリ１０ｅにバックアップ電源を供給している。また、ＣＰＵ１０ａは高電圧印加の制御信号を高電圧回路９に与えている。なお、図１に示すＣＰＵ１０ａが、「オゾン発生制御手段」に相当する。

次に、オゾン発生装置１の電気的構成について、図３を参照して説明する。このオゾン発生装置１は、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御を用いた電気回路で構成され、内部にオゾン発生器３に印加する交流高電圧を発生させる高電圧回路９を備えている。この高電圧回路９は、上述したように、交流電源５から供給される交流電圧を、オゾン発生器３でオゾンを生成するのに必要な電圧まで昇圧させる。その時、ＰＷＭ制御を用いることにより、昇圧の度合を調整し、発生する高電圧の電圧値を調整するため、オゾン発生器３から生成されるオゾン発生量を調節することができる。

図３に示すように、交流電源５（例えば、１００Ｖ）には、保護ヒューズ７を介して整流用シリコンダイオードブリッジ１５が接続され、そのプラス出力側にはアースに接続された電解コンデンサ１６と、トランス１８とが接続されている。したがって、平滑化された電圧がトランス１８に印加されるようになっている。また、そのトランス１８にはスイッチング用ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１９のドレイン側が接続され、そのソース側はアースに接続され、ゲート側には、ＦＥＴ駆動回路１１の出力側が接続されている。またＦＥＴ駆動回路１１にはＰＷＭ変換回路２５が接続され、ＰＷＭ変換回路２５には、コントローラ１０内に設けられたＣＰＵ１０ａが接続され、このＣＰＵ１０ａからの制御信号がＰＷＭ変換回路２５に送られるようになっている。よってＰＷＭ変換回路２５から出力されるＰＷＭ制御信号に基づいて、ＦＥＴ駆動回路１１からスイッチング用ＦＥＴ１９に電流が供給される。そして、スイッチング用ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１９のスイッチング作用によってトランス１８の一次側に断続的に電流が流れ、トランス１８の２次側に接続されたオゾン発生器３のオゾン発生電極４に交流高電圧（例えば、６ｋＶｐ−ｐ）が印加される構造になっている。

次に、オゾン発生器３のＰＷＭ制御について説明する。コントローラ１０において、ＣＰＵ１０ａから出力される制御信号に基づいて、ＰＷＭ変換回路２５から出力されるＰＷＭ制御信号のＤｕｔｙ比を制御する。そして、Ｄｕｔｙ比を制御することにより、オゾン発生器３に印加する駆動電圧および運転周波数を変化させ、酸素からオゾンへの変換効率を制御する。例えば、Ｄｕｔｙ比が３０％の場合、オゾン発生器３に印加される交流波形の振幅は小さくなり、逆にＤｕｔｙ比が５０％の場合は、交流波形の振幅は大きくなる。このように、Ｄｕｔｙ比の割合を調整することによって、オゾン発生器３のオゾン発生電極４に印加される交流高電圧を変化させ、オゾン発生量を制御することができる。

次に、上記の構成を有するオゾン発生装置１の運転方法について、図４のタイミングチャートおよび図５のフローチャートを参照して説明する。図４は、オゾン発生装置１の運転方法について示すタイミングチャートであり、図５は、オゾン発生装置１の運転方法について示すフローチャートである。まず、図５に示すように、運転スイッチ１２がオフとされた状態では、オフ時間を計測するためのオフ時間タイマカウンタｔが、オゾン発生装置１のオフ時間をカウントし、オゾン発生装置１が運転を開始するまで、ｔの値をインクリメントする（Ｓ１）。

そして、ＣＰＵ１０ａは、運転スイッチ１２がオンとされたか否かを判断し（Ｓ２）、運転スイッチ１２がオフのままで、オゾン発生装置１が運転されない場合には、（Ｓ２：ＮＯ）、オゾン発生装置１のオフ時間を引き続きカウントする（Ｓ１）。次いで、図４に示すｔ１タイミングで運転スイッチ１２がオンとされた場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、オゾン発生装置１は運転を開始する。そして、オゾン発生装置１のオン時間を計測するためのオン時間タイマカウンタｋをスタートさせる（Ｓ３）。

さらに、ＣＰＵ１０ａは、オゾン発生装置１のｔ１タイミング直前までのオフ時間が、４日以上であるか否かを判断する（Ｓ４）。そして、オゾン発生装置１のオフ時間が４日未満であった場合、即ち、オフ時間タイマカウンタｔの値が、４日未満に相当する値であれば（Ｓ４：ＮＯ）、図４に示すｔ１タイミング時に、酸素濃縮装置２およびオゾン発生器３を同時に運転させる（Ｓ５）。即ち、オゾン発生器３に交流高電圧を印加するように高電圧回路９に制御信号を出力する。次いで、運転スイッチ１２がオフされたか否かを判断する（Ｓ６）。そして、運転スイッチ１２がオフされるまでは（Ｓ６：ＮＯ）、Ｓ５に戻りオゾンを発生し続ける。また、図４に示すｔ３タイミングで、運転スイッチ１２がオフされた場合（Ｓ６：ＹＥＳ）は、高電圧回路９にオフ信号を出力してオゾン発生器３の運転を停止させる（Ｓ１２）。さらに、酸素濃縮装置２にもオフ信号を出力し、酸素濃縮装置２を停止させることにより（Ｓ１３）、オゾン発生装置１が停止する。そして、オフ時間タイマカウンタｔおよびオン時間タイマカウンタｋを各々リセットする（Ｓ１４）。そして、オフ時間タイマカウンタｔのカウントを再度インクリメントさせ（Ｓ１）、処理を繰り返す。

一方、オゾン発生装置１が、４日以上もの長期間使用されていなかった場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、図２に示すオゾン発生器３の内部に水分を含んだ外気が侵入する可能性が高い。そして、オゾン発生器３の内部に設けられたオゾン発生電極４の第１誘電体基板２０、第２誘電体基板２２および絶縁性保護層２４（図２参照）は、セラミックで形成され、多孔質を有するために吸湿していると判断される。したがって、オゾン発生電極４の静電容量が著しく増大するため、この状態で放電させると、高電圧回路９に過大な電流が流れ、保護ヒューズ７が溶断し、オゾン発生装置１が停止してしまう。

そこで、ＣＰＵ１０ａは、図４に示すｔ１タイミングで酸素濃縮装置２だけを運転させ（Ｓ７）、オゾン発生器３は運転させない。そして、酸素濃縮装置２は、空気を吸引して乾燥した濃縮酸素を生成し、生成された濃縮酸素は図示外の配管を通じてオゾン発生器３に流入する。さらに、オゾン発生器３に流入する濃縮酸素は、交流高電圧が印加されていないオゾン発生電極４に直接吹き込まれる。すると、吸湿していたオゾン発生電極４が、乾燥した濃縮酸素にさらされることにより、水分が蒸発して乾燥する。そして、ここでも、運転スイッチ１２がオフとされたか否かを判断し（Ｓ８）、運転スイッチ１２がオフとされた場合は（Ｓ８：ＹＥＳ）、酸素濃縮装置２の運転を停止させ（Ｓ１３）、オフ時間タイマカウンタｔおよびオン時間タイマカウンタｋを各々リセットする（Ｓ１４）。そして、オフ時間タイマカウンタｔのカウントを再度インクリメントさせ（Ｓ１）、処理を繰り返す。

一方、運転スイッチ１２がオフとされず、オンの場合は（Ｓ８：ＮＯ）、引き続き酸素濃縮装置２だけが運転し、オゾン発生器３のオゾン発生電極４を乾燥させる。そして、オン時間タイマカウンタｋの値が、１０秒に相当する値に到達したか否かを判断する（Ｓ９）。そして、オン時間タイマカウンタｋの値が、１０秒に相当する値に到達していない場合は（Ｓ９：ＮＯ）、Ｓ８に戻り、運転スイッチ１２のオン・オフの監視を行い、引き続きカウントを続行する。そして、オン時間タイマカウンタｋの値が、１０秒に相当する値に到達した場合には（Ｓ９：ＹＥＳ）、酸素濃縮装置２から送気される濃縮酸素により、吸湿していたオゾン発生電極４は乾燥した状態であると判断される。そこで、ＣＰＵ１０ａは、図４に示すｔ２タイミングにおいて、オゾン発生器３のオゾン発生電極４に交流高電圧を印加するように、高電圧回路９に制御信号を出力する（Ｓ１０）。そして、オゾン発生器３に設けられたオゾン発生電極４全体の静電容量は正常に戻っているため、高電圧回路９に過大な電流が流れず、オゾン発生電極４に交流高電圧が印加され、安定したオゾンを発生することができる。そして、酸素濃縮装置２およびオゾン発生器３の何れもが運転状態となり、安定したオゾンを発生する。次いで、ＣＰＵ１０ａは、運転スイッチ１２がオフとされたか否かを監視し（Ｓ１１）、運転スイッチ１２がオフとされるまでは（Ｓ１１：ＮＯ）、オゾン発生器３に交流高電圧が印加され（Ｓ１０）、オゾンを発生し続ける。なお、運転スイッチ１２がオンとされてから、オゾン発生電極４に交流高電圧を印加させるまでの遅延時間は、オゾン発生電極４を乾燥させるのに十分な時間、例えば１０秒として設定されている。

次いで、運転中であるオゾン発生装置１において、図４に示すｔ３タイミングで運転スイッチ１２がオフとされた場合は（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０ａは、高電圧回路９にも停止信号を出力して、オゾン発生器３のオゾン発生電極４に印加されていた交流高電圧を停止させ、オゾンの発生を停止させる（Ｓ１２）。さらに、酸素濃縮装置２に停止信号を出力して、酸素濃縮装置２を停止させる（Ｓ１３）。したがって、オゾン発生装置１は停止状態となるため、オフ時間タイマカウンタｔおよびオン時間タイマカウンタｋを共にリセットする（Ｓ１４）。そして、Ｓ１に戻り、再びオフ時間タイマカウンタｔをインクリメントさせ、オゾン発生装置１の停止時間を計測する。なお、図５に示すフローチャートのＳ４の判断処理を実行するＣＰＵ１０ａが、「不使用時間判断手段」に相当し、同じフローチャートのＳ９の判断処理を実行するＣＰＵ１０ａが、「経過時間判断手段」に相当する。

以上、説明したように、第１の実施形態のオゾン発生装置１の運転方法によれば、オゾン発生装置１が長期間不使用であった場合、オゾン発生電極４が吸湿し、オゾン発生電極４全体の静電容量が著しく大きくなる。このまま、オゾン発生電極４に交流高電圧が印加されると、高電圧回路９に過大な電流が流れ、保護ヒューズ７が溶断されてしまう。そこで、コントローラ１０のＣＰＵ１０ａは、運転スイッチ１２がオンとされてから所定時間（例えば１０秒間）は、酸素濃縮装置２だけを運転させる。そして、吸湿したオゾン発生電極４に乾燥した濃縮酸素を吹き込むことより、オゾン発生電極４を乾燥させることができる。そして、運転スイッチ１２がオンとされてから、所定時間乾燥させたオゾン発生電極４に、交流高電圧を印加させると、オゾン発生電極４全体の静電容量が正常に戻り、高電圧回路９に過大な電流が流れることがなく、保護ヒューズ７が溶断することがない。したがって、オゾン発生装置１を長期間使用せず放置した場合でも、オゾン発生装置１が作動停止してしまうのを防止できる。また、吸湿したオゾン発生電極４を乾燥させるのに、ヒータなどの部材を組み付ける必要もなく、ＣＰＵ１０ａの制御だけで解決できるため、コストアップする必要もない。

次に、本発明の第２の実施形態であるオゾン発生装置１００の運転方法について、図６を参照して説明する。図６は、本発明の第２の実施形態のオゾン発生装置１００のブロック図である。この第２の実施形態のオゾン発生装置１００の運転方法によれば、第１の実施形態のオゾン発生装置１の運転方法と同様にオフ時間を計測し、長期間不使用であった場合は、作動時より所定時間だけはオゾン発生電極４に印加する電圧を、通常よりも低く設定するものである。そのため、オゾン発生電極４が吸湿してオゾン発生電極４全体の静電容量が大きくなっていても、高電圧回路９には過大な電流が流れず、また通常よりも弱い放電が生じ、その放電による発熱を利用してオゾン発生電極４を乾燥させ、オゾン発生電極４全体の静電容量を正常に戻すことができ、保護ヒューズ７の溶断によるオゾン発生装置１の作動停止を防止できる。

はじめに、第２の実施形態のオゾン発生装置１００の構造について、図６を参照して説明する。図６は、第２の実施形態であるオゾン発生装置１００のブロック図である。図６に示すように、オゾン発生装置１００は、第１の実施形態であるオゾン発生装置１とほぼ同じ構成となっており、内部にコントローラ１０とは運転方法の異なるコントローラ５０を備えている。したがって、オゾン発生装置１００の構造の説明は第１の実施形態のオゾン発生装置１の構造の説明を援用し、コントローラ５０のみ説明する。

次に、コントローラ５０について説明する。図６に示すように、このコントローラ５０には、中央演算処理装置としてのＣＰＵ５０ａを中心に相互に接続されたＲＯＭ５０ｂ、ＲＡＭ５０ｃおよび揮発性メモリ５０ｅを備えている。ＲＡＭ５０ｃは実行中のプログラムを一時的に記憶したり、各種データなどを記憶する読み出し・書き込み可能なメモリであり、ＲＯＭ５０ｂは内蔵されている各種プログラムなどを記憶する読み出し専用のメモリである。さらに、揮発性メモリ５０ｅは、制御用データを記憶するメモリであり、バックアップ用コンデンサ５３に接続されている。このバックアップ用コンデンサ５３は、電源断時に揮発性メモリ５０ｅにバックアップ電源を供給している。また、ＣＰＵ５０ａは高電圧印加の制御信号を高電圧回路９に与えている。なお、図６に示すＣＰＵ５０ａが、「オゾン発生制御手段」に相当する。

次に、上記の構成を有するオゾン発生装置１００の運転方法について、図７のタイミングチャートおよび図８のフローチャートを参照して説明する。図７は、オゾン発生装置１００の運転方法について示すタイミングチャートであり、図８は、オゾン発生装置１００の運転方法について示すフローチャートである。まず、図８に示すように、運転スイッチ１２がオフとされた状態では、オフ時間を計測するためのオフ時間タイマカウンタｔが、オゾン発生装置１００のオフ時間をカウントし、オゾン発生装置１００が運転を開始するまで、ｔの値をインクリメントする（Ｓ２１）。

そして、ＣＰＵ５０ａは、運転スイッチ１２がオンとされたか否かを判断し（Ｓ２２）、運転スイッチ１２がオフのままで、オゾン発生装置１００が運転されない場合には、（Ｓ２２：ＮＯ）、オゾン発生装置１００のオフ時間を引き続きカウントする（Ｓ２１）。次いで、図７に示すｔ１タイミングで運転スイッチ１２がオンとされた場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、オゾン発生装置１００は、ｔ１タイミングで運転を開始する。まず、オゾン発生装置１００のオン時間を計測するためのオン時間タイマカウンタｋをスタートさせる（Ｓ２３）。

さらに、ＣＰＵ５０ａは、オゾン発生装置１００の図７に示すｔ１タイミング直前までのオフ時間が、４日以上であるか否かを判断する（Ｓ２４）。そして、オゾン発生装置１００のオフ時間が４日未満であった場合、即ち、オフ時間タイマカウンタｔの値が、４日未満に相当する値であれば（Ｓ２４：ＮＯ）、図４に示すｔ１タイミング時に、酸素濃縮装置２およびオゾン発生器３を同時に運転させる（Ｓ２５）。即ち、オゾン発生器３に通常の交流高電圧（例えば、６ｋＶｐ−ｐ）を印加するように高電圧回路９に制御信号を出力する。次いで、運転スイッチ１２がオフされたか否かを判断する（Ｓ２６）。そして、運転スイッチ１２がオフされるまでは（Ｓ２６：ＮＯ）、Ｓ２５に戻りオゾンを発生し続ける。また、運転スイッチ１２がオフされた場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）は、高電圧回路９にオフ信号を出力してオゾン発生器３の運転を停止する（Ｓ３３）。さらに、酸素濃縮装置２にもオフ信号を出力し、酸素濃縮装置２を停止させることにより（Ｓ３４）、オゾン発生装置１００が停止する。オフ時間タイマカウンタｔおよびオン時間タイマカウンタｋを共にリセットする（Ｓ３５）。そして、Ｓ２１に戻り、再びオフ時間タイマカウンタｔをスタートさせ、オゾン発生装置１００の停止時間を計測する。

一方、オゾン発生装置１００が、４日以上もの長期間使用されていなかった場合には（Ｓ２４：ＹＥＳ）、図６に示すオゾン発生器３の内部に水分を含んだ外気が侵入する可能性が高い。そして、オゾン発生器３の内部に設けられたオゾン発生電極４の第１誘電体基板２０、第２誘電体基板２２および絶縁性保護層２４（図２参照）は、セラミックで形成され、多孔質を有するために吸湿していると判断される。したがって、オゾン発生電極４の静電容量が著しく増大するため、この状態で放電させると、高電圧回路９に過大な電流が流れ、保護ヒューズ７が溶断し、オゾン発生装置１００が停止してしまう。

そこで、ＣＰＵ５０ａは、酸素濃縮装置２を運転させる（Ｓ２７）。そして、図７に示すように、オゾン発生電極４に印加する電圧値を通常（例えば、６ｋＶｐ−ｐ）よりも低い電圧値（例えば、３ｋＶｐ−ｐ）に設定する（Ｓ２８）。したがって、オゾン発生電極４全体の静電容量が増大していても、高電圧回路９には過大な電流が流れない。そして、ここでも、運転スイッチ１２がオフとされたか否かを判断し（Ｓ２９）、運転スイッチ１２がオフとされた場合は（Ｓ２９：ＹＥＳ）、高電圧回路９に停止信号を出力し、オゾン発生器３の運転を停止させる（Ｓ３３）。そして、酸素濃縮装置２の運転を停止し（Ｓ３４）、オフ時間タイマカウンタｔおよびオン時間タイマカウンタｋを各々リセットする（Ｓ３５）。そして、オフ時間タイマカウンタｔのカウントを再度インクリメントさせ（Ｓ２１）、処理を繰り返す。

一方、運転スイッチ１２がオフとされず、オンの場合は（Ｓ２９：ＮＯ）、引き続きオゾン発生器３のオゾン発生電極４には、通常よりも低い電圧（例えば、３ｋＶｐ−ｐ）が印加される。また、オゾン発生電極４に交流高電圧が印加されている間は、オゾン発生電極４は発熱するため、吸湿したオゾン発生電極４の水分は蒸発する。そして、オン時間タイマカウンタｋの値が、１０秒に相当する値に到達したか否かを判断する（Ｓ３０）。そして、オン時間タイマカウンタｋの値が、１０秒に相当する値に到達していない場合は（Ｓ３０：ＮＯ）、Ｓ２９に戻り、運転スイッチ１２のオン・オフの監視を行い、引き続きカウントを続行する。そして、オン時間タイマカウンタｋの値が、１０秒に相当する値に到達した場合には（Ｓ３０：ＹＥＳ）、吸湿していたオゾン発生電極４は乾燥した状態であると判断される。そこで、ＣＰＵ５０ａは、図７に示すｔ２タイミングにおいて、オゾン発生器３のオゾン発生電極４に、通常の交流高電圧（例えば、６ｋＶｐ−ｐ）を印加するように、高電圧回路９に制御信号を出力する（Ｓ３１）。そして、オゾン発生器３に設けられたオゾン発生電極４全体の静電容量は正常に戻るため、高電圧回路９に過大な電流が流れず、オゾン発生電極４に交流高電圧が印加され、安定したオゾンを発生することができる。そして、酸素濃縮装置２およびオゾン発生器３の何れもが運転状態となり、安定したオゾン量を発生することができる。次いで、ＣＰＵ５０ａは、運転スイッチ１２がオフとされたか否かを監視し（Ｓ３２）、運転スイッチ１２がオフとされるまでは（Ｓ３２：ＮＯ）、オゾン発生器３には通常の交流高電圧が印加され（Ｓ３１）、オゾンを発生し続ける。

次いで、運転中であるオゾン発生装置１００において、図７に示すｔ３タイミングで運転スイッチ１２がオフとされた場合は（Ｓ３２：ＹＥＳ）、高電圧回路９に停止信号を出力して、オゾン発生器３に印加させる交流高電圧を停止させ、オゾン発生を停止させる（Ｓ３３）。さらに、酸素濃縮装置２に停止信号を出力して、酸素濃縮装置２を停止させる（Ｓ３４）。したがって、オゾン発生装置１００は停止状態となるため、オフ時間タイマカウンタｔおよびオン時間タイマカウンタｋを共にリセットする（Ｓ３５）。そして、Ｓ２１に戻り、再びオフ時間タイマカウンタｔをスタートさせ、オゾン発生装置１００の停止時間を計測する。なお、図８に示すフローチャートのＳ２４の判断処理を実行するＣＰＵ５０ａが、「不使用時間判断手段」に相当し、同じフローチャートのＳ３０の判断処理を実行するＣＰＵ５０ａが、「経過時間判断手段」に相当する。

以上、説明したように、第２の実施形態のオゾン発生装置１００の運転方法によれば、オゾン発生装置１００が長期間にわたって不使用であった場合、オゾン発生電極４が吸湿し、オゾン発生電極４全体の静電容量が大きくなる。このまま、オゾン発生電極４に交流高電圧が印加されると、高電圧回路９に過大な電流が流れ、保護ヒューズ７が溶断されてしまうため、運転スイッチ１２がオンとされてから、所定時間（例えば１０秒間）は、酸素濃縮装置２を運転させるとともに、オゾン発生電極４には通常（例えば、６ｋＶｐ−ｐ）よりも低い電圧（例えば、３ｋＶｐ−ｐ）を印加する。したがって、高電圧回路９には、過大な電流が流れないので、保護ヒューズ７が溶断するのを防止できる。そして、オゾン発生電極４に、交流高電圧が印加されている間は、オゾン発生電極４は発熱するため、吸湿したオゾン発生電極４の水分は蒸発する。したがって、オゾン発生電極４全体の静電容量は正常に戻るため、オンから１０秒経過後に、通常の交流高電圧がオゾン発生電極４に印加されても、高電圧回路９に過大な電流が流れず、安定した状態でオゾンを発生させることができる。このように、オゾン発生装置１００が長期間使用せず放置された後でも、オゾン発生装置１００が作動停止するのを防止することができる。また、吸湿したオゾン発生電極４を乾燥させるのに、ヒータなどの部材を組み付ける必要もなく、ＣＰＵ５０ａの制御だけで解決できるため、コストアップする必要もない。

次に、本発明の第３の実施形態であるオゾン発生装置２００の運転方法について、図９および図１０を参照して説明する。図９は、本発明の第３の実施形態のオゾン発生装置２００のブロック図であり、図１０は、オゾン発生装置２００の運転方法について示すフローチャートである。この第３の実施形態のオゾン発生装置２００の運転方法によれば、運転スイッチ１２がオンとされた時に、バックアップ用コンデンサ６３からバックアップ電源が供給されている揮発性メモリ６０ｅにおいて、記憶されている制御用データの有無を検出して、記憶されていたデータが消失している場合は、長期間使用されていなかったと判断し、第１の実施形態のオゾン発生装置１と同様の運転方法を行うものである。

はじめに、第３の実施形態のオゾン発生装置２００の構造について、図９を参照して説明する。図９に示すように、オゾン発生装置２００は、第１の実施形態のオゾン発生装置１とほぼ同じ構成となっており、内部に第１の実施形態のコントローラ１０とは運転方法の異なるコントローラ６０を備えている。したがって、オゾン発生装置２００の構造の説明は第１の実施形態であるオゾン発生装置１の構造の説明を援用し、コントローラ６０のみ説明する。

次に、コントローラ６０について説明する。図９に示すように、このコントローラ６０には、中央演算処理装置としてのＣＰＵ６０ａを中心に相互に接続されたＲＯＭ６０ｂ、ＲＡＭ６０ｃおよび揮発性メモリ６０ｅを備えている。ＲＡＭ６０ｃは実行中のプログラムを一時的に記憶したり、各種データなどを記憶する読み出し・書き込み可能なメモリであり、ＲＯＭ６０ｂは内蔵されている各種プログラムなどを記憶する読み出し専用のメモリである。さらに、揮発性メモリ６０ｅは、制御用データを記憶するメモリであり、バックアップ用コンデンサ６３に接続されている。このバックアップ用コンデンサ６３は、電源断時に揮発性メモリ６０ｅにバックアップ電源を供給している。また、ＣＰＵ６０ａは高電圧印加の制御信号を高電圧回路９に与えている。なお、図９に示すＣＰＵ６０ａが、「オゾン発生制御手段」に相当し、揮発性メモリ６０ｅが、「記憶手段」に相当する。

次に、上記の構成を有するオゾン発生装置２００の運転方法について、図１０のフローチャートを参照して説明する。まず、図１０に示すように、オゾン発生装置１００が停止状態において、ＣＰＵ６０ａは、まず、運転スイッチ１２がオンとされたか否かを判断する（Ｓ４１）。そして、運転スイッチ１２がオンにされた場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、オゾン発生装置２００は運転を開始する。そして、ＣＰＵ６０ａは、オゾン発生装置２００のオン時間を計測するためのオン時間タイマカウンタｋをリセットし（Ｓ４２）、続いてオン時間タイマカウンタｋをスタートさせる（Ｓ４３）。なお、運転スイッチ１２がオフの場合には、（Ｓ４１：ＮＯ）、Ｓ４１に戻り、再度運転スイッチ１２がオンとされたか否かを監視する。

さらに、ＣＰＵ６０ａは、揮発性メモリ６０ｅに記憶されていた制御用データの有無を検出する（Ｓ４４）。そして、揮発性メモリ６０ｅに記憶されていた制御用データが依然記憶されていると判断した場合には（Ｓ４４：ＹＥＳ）、揮発性メモリ６０ｅにバックアップ電源を供給しているバックアップ用コンデンサ６３のチャージが保持されていると考えられ、不使用期間はそれほど長くなかったと考えられる。したがって、運転スイッチ１２がオンとされた時に、酸素濃縮装置２およびオゾン発生器３を同時に運転させる（Ｓ４５）。即ち、オゾン発生器３に交流高電圧を印加するように高電圧回路９に制御信号を出力する。次いで、運転スイッチ１２がオフされたか否かを判断する（Ｓ４６）。そして、運転スイッチ１２がオフされるまでは（Ｓ４６：ＮＯ）、Ｓ４５に戻りオゾンを発生し続ける。また、運転スイッチ１２がオフされた場合（Ｓ４６：ＹＥＳ）は、高電圧回路９にオフ信号を出力してオゾン発生器３の運転を停止させる（Ｓ５２）。さらに、酸素濃縮装置２にもオフ信号を出力し、酸素濃縮装置２を停止させることにより（Ｓ５３）、オゾン発生装置２００が停止する。

一方、ＣＰＵ６０ａが揮発性メモリ６０ｅに記憶されていた制御用データが消失していると判断した場合には（Ｓ４４：ＮＯ）、揮発性メモリ６０ｅにバックアップ電源を供給しているバックアップ用コンデンサ６３のチャージ切れと考えられ、不使用期間は長期間であったと判断される。オゾン発生装置２００が、長期間使用されていなかった場合には、図９に示すオゾン発生器３の内部に水分を含んだ外気が侵入する可能性が高い。そして、オゾン発生器３の内部に設けられたオゾン発生電極４の第１誘電体基板２０、第２誘電体基板２２および絶縁性保護層２４（図２参照）は、セラミックで形成され、多孔質を有するために吸湿していると判断される。したがって、オゾン発生電極４の静電容量が著しく増大するため、この状態で放電させると、高電圧回路９に過大な電流が流れ、保護ヒューズ７が溶断し、オゾン発生装置２００が停止してしまう。

そこで、第３の実施形態のオゾン発生装置２００の運転方法では、ＣＰＵ６０ａは、まず、酸素濃縮装置２だけを運転させ（Ｓ４７）、オゾン発生器３は運転させない。そして、酸素濃縮装置２は、空気を吸引して濃縮酸素を生成し、生成された濃縮酸素は図示外の配管を通じてオゾン発生器３に流入する。さらに、オゾン発生器３に流入する濃縮酸素は、交流高電圧が印加されていないオゾン発生電極４に直接吹き込まれる。すると、吸湿していたオゾン発生電極４が、濃縮酸素にさらされることにより、水分が蒸発して乾燥する。そして、ここでも、運転スイッチ１２がオフとされたか否かを判断し（Ｓ４８）、運転スイッチ１２がオフとされた場合は（Ｓ４８：ＹＥＳ）、酸素濃縮装置２の運転を停止させる（Ｓ５３）。そして、Ｓ４１に戻り、再び、運転スイッチ１２がオンとされたか否かの監視を続ける。

一方、運転スイッチ１２がオフとされず、オンの場合は（Ｓ４８：ＮＯ）、引き続き酸素濃縮装置２だけが運転し、オゾン発生器３のオゾン発生電極４を乾燥させる。そして、オン時間タイマカウンタｋの値が、１０秒に相当する値に到達したか否かを判断する（Ｓ４９）。そして、オン時間タイマカウンタｋの値が、１０秒に相当する値に到達していない場合は（Ｓ４９：ＮＯ）、Ｓ４８に戻り、運転スイッチ１２のオン・オフの監視を行い、引き続きカウントを続行する。そして、オン時間タイマカウンタｋの値が、１０秒に相当する値に到達した場合には（Ｓ４９：ＹＥＳ）、酸素濃縮装置２から送気される濃縮酸素により、吸湿していたオゾン発生電極４は乾燥した状態であると判断される。そこで、ＣＰＵ６０ａは、オゾン発生器３のオゾン発生電極４に交流高電圧を印加するように、高電圧回路９に制御信号を出力する（Ｓ５０）。そして、オゾン発生器３に設けられたオゾン発生電極４全体の静電容量は正常に戻るため、高電圧回路９に過大な電流が流れず、オゾン発生電極４に交流高電圧が印加され、安定したオゾンを発生することができる。そして、酸素濃縮装置２およびオゾン発生器３の何れもが運転状態となり、安定したオゾンを発生する。次いで、ＣＰＵ６０ａは、運転スイッチ１２がオフとされたか否かを監視し（Ｓ５１）、運転スイッチ１２がオフとされるまでは（Ｓ５１：ＮＯ）、オゾン発生器３に交流高電圧が印加され（Ｓ５０）、オゾンを発生し続ける。

次いで、運転中であるオゾン発生装置２００において、運転スイッチ１２がオフとされた場合は（Ｓ５１：ＹＥＳ）、高電圧回路９に停止信号を出力して、オゾン発生器３に印加させる交流高電圧を停止させ、オゾン発生を停止させる（Ｓ５２）。さらに、酸素濃縮装置２に停止信号を出力して、酸素濃縮装置２を停止させる（Ｓ５３）。したがって、オゾン発生装置２００は停止状態となる。そして、Ｓ４１に戻り、再び、運転スイッチ１２がオンとされたか否かの監視を続ける。なお、図１０に示すフローチャートのＳ４４の判断処理を実行するＣＰＵ６０ａが、「データ判別手段」に相当する。

以上、説明したように、第３の実施形態のオゾン発生装置２００の運転方法によれば、オゾン発生装置２００が長期間にわたって不使用であった場合、オゾン発生電極４が吸湿し、オゾン発生電極４全体の静電容量が大きくなる。このまま、オゾン発生電極４に交流高電圧が印加されると、高電圧回路９に過大な電流が流れ、保護ヒューズ７が溶断されてしまう。そこで、ＣＰＵ６０ａは、揮発性メモリ６０ｅに記憶されている制御用データの有無を検出し、記憶されていた制御用データが消失されている場合は、揮発性メモリ６０ｅにバックアップ電源を供給しているバックアップ用コンデンサ６３のチャージ切れと判断する。そして、バックアップ用コンデンサ６３のチャージ切れの場合、オゾン発生装置２００が長期間不使用であったと考えられる。この場合、所定時間（例えば１０秒間）は、酸素濃縮装置２だけ運転させる。そして、吸湿したオゾン発生電極４に濃縮酸素を吹き込むことより、オゾン発生電極４を乾燥させることができる。そして、運転スイッチ１２がオンとされてから、所定時間乾燥させたオゾン発生電極４に、交流高電圧を印加させることにより、オゾン発生電極４全体の静電容量が正常に戻り、高電圧回路９に過大な電流が流れることがなく、保護ヒューズ７が溶断することがない。したがって、長期間使用せず放置した後でも、オゾン発生装置２００が作動停止するのを防止することができる。また、吸湿したオゾン発生電極４を乾燥させるのに、ヒータなどの部材を組み付ける必要もなく、ＣＰＵ６０ａの制御だけで解決できるため、コストアップする必要もない。

次に、本発明の第４の実施形態であるオゾン発生装置３００の運転方法について、図１１および図１２を参照して説明する。図１１は、本発明の第４の実施形態のオゾン発生装置３００のブロック図であり、図１２は、オゾン発生装置３００の運転方法について示すフローチャートである。この第４の実施形態のオゾン発生装置２００の運転方法によれば、運転スイッチ１２がオンとされた時に、バックアップ用コンデンサ７３からバックアップ電源が供給されている揮発性メモリ７０ｅにおいて、記憶されている制御用データの有無を検出して、記憶されていたデータが消失している場合は、長期間使用されていなかったと判断し、第２の実施形態のオゾン発生装置１００と同様の運転方法を行うものである。

はじめに、第４の実施形態のオゾン発生装置３００の構造について、図１１を参照して説明する。図１１に示すように、オゾン発生装置３００は、第１の実施形態のオゾン発生装置１とほぼ同じ構成となっており、内部に第１の実施形態のコントローラ１０とは運転方法の異なるコントローラ７０を備えている。したがって、オゾン発生装置３００の構造の説明は第１の実施形態であるオゾン発生装置１の構造の説明を援用し、コントローラ７０のみ説明する。

次に、コントローラ７０について説明する。図１１に示すように、このコントローラ７０には、中央演算処理装置としてのＣＰＵ７０ａを中心に相互に接続されたＲＯＭ７０ｂ、ＲＡＭ７０ｃおよび揮発性メモリ７０ｅを備えている。ＲＡＭ７０ｃは実行中のプログラムを一時的に記憶したり、各種データなどを記憶する読み出し・書き込み可能なメモリであり、ＲＯＭ７０ｂは内蔵されている各種プログラムなどを記憶する読み出し専用のメモリである。さらに、揮発性メモリ７０ｅは、制御用データを記憶するメモリであり、バックアップ用コンデンサ７３に接続されている。このバックアップ用コンデンサ７３は、電源断時に揮発性メモリ７０ｅにバックアップ電源を供給している。また、ＣＰＵ７０ａは、高電圧印加の制御信号を高電圧回路９に与えている。なお、図１１に示すＣＰＵ７０ａが「オゾン発生制御手段」に相当し、揮発性メモリ７０ｅが、「記憶手段」に相当する。

次に、上記の構成を有するオゾン発生装置３００の運転方法について、図１２のフローチャートを参照して説明する。まず、図１２に示すように、オゾン発生装置３００が停止状態において、ＣＰＵ７０ａは、まず、運転スイッチ１２がオンとされたか否かを判断する（Ｓ６１）。そして、運転スイッチ１２がオフの場合には、（Ｓ６１：ＮＯ）、Ｓ６１に戻り、再度運転スイッチ１２がオンとされたか否かを監視する。そして、運転スイッチ１２がオンにされた場合（Ｓ６１：ＹＥＳ）、オゾン発生装置３００は運転を開始する。そして、オゾン発生装置３００のオン時間を計測するためのオン時間タイマカウンタｋをリセットし（Ｓ６２）、続いてオン時間タイマカウンタｋをスタートさせる（Ｓ６３）。

さらに、ＣＰＵ７０ａは、揮発性メモリ７０ｅに記憶されていた制御用データの有無を検出する（Ｓ６４）。そして、揮発性メモリ７０ｅに記憶されていた制御用データが依然記憶されている場合には（Ｓ６４：ＹＥＳ）、揮発性メモリ７０ｅにバックアップ電源を供給しているバックアップ用コンデンサ７３のチャージが保持されていると考えられ、不使用期間はそれほど長くなかったと考えられる。したがって、運転スイッチ１２がオンとされた時に、酸素濃縮装置２およびオゾン発生器３を同時に運転させる（Ｓ６５）。即ち、オゾン発生器３に交流高電圧を印加するように高電圧回路９に制御信号を出力する。次いで、運転スイッチ１２がオフされたか否かを判断する（Ｓ６６）。そして、運転スイッチ１２がオフされるまでは（Ｓ６６：ＮＯ）、Ｓ６５に戻りオゾンを発生し続ける。また、運転スイッチ１２がオフされた場合（Ｓ６６：ＹＥＳ）は、高電圧回路９にオフ信号を出力してオゾン発生器３の運転を停止する（Ｓ７３）。さらに、酸素濃縮装置２にもオフ信号を出力し、酸素濃縮装置２を停止させることにより（Ｓ７４）、オゾン発生装置３００が停止する。そして、Ｓ６１に戻り、運転スイッチ１２がオンされたか否かを監視し続ける。

一方、揮発性メモリ７０ｅに記憶されていた制御用データが消失していると判断された場合には（Ｓ６４：ＮＯ）、揮発性メモリ７０ｅにバックアップ電源を供給しているバックアップ用コンデンサ７３のチャージ切れと考えられ、不使用期間は長期間であったと判断される。オゾン発生装置３００が、長期間使用されていなかった場合には、図１１に示すオゾン発生器３の内部に水分を含んだ外気が侵入する可能性が高い。そして、オゾン発生器３の内部に設けられたオゾン発生電極４の第１誘電体基板２０、第２誘電体基板２２および絶縁性保護層２４（図２参照）は、セラミックで形成され、多孔質を有するために吸湿していると判断される。したがって、オゾン発生電極４の静電容量が著しく増大するため、この状態で放電させると、高電圧回路９に過大な電流が流れ、保護ヒューズ７が溶断し、オゾン発生装置３００が停止してしまう。

そこで、第４の実施形態のオゾン発生装置３００の運転方法では、ＣＰＵ７０ａは、まず、酸素濃縮装置２を運転させる（Ｓ６７）。そして、オゾン発生電極４に印加する電圧を通常（例えば、６ｋＶｐ−ｐ）よりも低い電圧値（例えば、３ｋＶｐ−ｐ）を印加する（Ｓ６８）。したがって、オゾン発生電極４全体の静電容量が増大していても、高電圧回路９には過大な電流が流れない。そして、ここでも、運転スイッチ１２がオフとされたか否かを判断し（Ｓ６９）、運転スイッチ１２がオフとされた場合は（Ｓ６９：ＹＥＳ）、高電圧回路９に停止信号を出力し、オゾン発生器３の運転を停止させる（Ｓ７３）。そして、酸素濃縮装置２の運転を停止する（Ｓ７４）。そして、Ｓ６１に戻り、運転スイッチ１２がオンされたか否かを監視し続ける。

一方、運転スイッチ１２がオフとされず、オンの場合は（Ｓ６９：ＮＯ）、引き続きオゾン発生器３のオゾン発生電極４には、通常よりも低い電圧（例えば、３ｋＶｐ−ｐ）が印加される。また、オゾン発生電極４に交流高電圧が印加されている間は、オゾン発生電極４は発熱するため、吸湿したオゾン発生電極４の水分は蒸発する。そして、オン時間タイマカウンタｋの値が、１０秒に相当する値に到達したか否かを判断する（Ｓ７０）。そして、オン時間タイマカウンタｋの値が、１０秒に相当する値に到達していない場合は（Ｓ７０：ＮＯ）、Ｓ６９に戻り、運転スイッチ１２のオン・オフの監視を行い、引き続きカウントを続行する。そして、オン時間タイマカウンタｋの値が、１０秒に相当する値に到達した場合には（Ｓ７０：ＹＥＳ）、吸湿していたオゾン発生電極４は乾燥した状態であると判断される。そこで、ＣＰＵ７０ａは、オゾン発生器３のオゾン発生電極４に、通常の交流高電圧（例えば、６ｋＶｐ−ｐ）を印加するように、高電圧回路９に制御信号を出力する（Ｓ７１）。そして、オゾン発生器３に設けられたオゾン発生電極４全体の静電容量は正常に戻るため、高電圧回路９に過大な電流が流れず、オゾン発生電極４に交流高電圧が印加され、安定したオゾンを発生することができる。そして、酸素濃縮装置２およびオゾン発生器３の何れもが運転状態となり、安定したオゾンを発生する。次いで、ＣＰＵ７０ａは、運転スイッチ１２がオフとされたか否かを監視し（Ｓ７２）、運転スイッチ１２がオフとされるまでは（Ｓ７２：ＮＯ）、オゾン発生器３には通常の交流高電圧が印加され（Ｓ７１）、オゾンを発生し続ける。

次いで、運転中であるオゾン発生装置３００において、運転スイッチ１２がオフとされた場合は（Ｓ７２：ＹＥＳ）、高電圧回路９にも停止信号を出力して、オゾン発生器３に印加させる交流高電圧を停止させ、オゾン発生を停止させる（Ｓ７３）。さらに、酸素濃縮装置２に停止信号を出力して、酸素濃縮装置２を停止させる（Ｓ７４）。したがって、オゾン発生装置３００は停止状態となる。そして、Ｓ６１に戻り、運転スイッチ１２がオンされたか否かを監視し続ける。なお、図１２に示すフローチャートのＳ６４の判断処理を実行するＣＰＵ７０ａが、「データ判別手段」に相当する。

以上、説明したように、第４の実施形態のオゾン発生装置３００の運転方法によれば、オゾン発生装置３００が長期間にわたって不使用であった場合、オゾン発生電極４が吸湿し、オゾン発生電極４全体の静電容量が大きくなる。このまま、オゾン発生電極４に交流高電圧が印加されると、高電圧回路９に過大な電流が流れ、保護ヒューズ７が溶断されてしまう。そこで、ＣＰＵ７０ａは、揮発性メモリ７０ｅに記憶されている制御用データの有無を検出し、記憶されていた制御用データが消失されている場合は、揮発性メモリ７０ｅにバックアップ電源を供給しているバックアップ用コンデンサ７３のチャージ切れと判断する。そして、バックアップ用コンデンサ７３のチャージ切れの場合、オゾン発生装置３００が長期間不使用であったと考えられる。この場合は、運転スイッチ１２がオンとされてから、所定時間（例えば１０秒間）は、酸素濃縮装置２を運転させ、オゾン発生電極４には通常（例えば、６ｋＶｐ−ｐ）よりも低い電圧（例えば、３ｋＶｐ−ｐ）を印加する。したがって、高電圧回路９には、過大な電流が流れないので、保護ヒューズ７が溶断するのを防止できる。そして、オゾン発生電極４に、交流高電圧が印加されている間は、オゾン発生電極４は発熱するため、吸湿したオゾン発生電極４の水分は蒸発する。したがって、オゾン発生電極４全体の静電容量は正常に戻るため、オンから１０秒経過後に、通常の交流高電圧がオゾン発生電極４に印加されても、高電圧回路９に過大な電流が流れず、安定した状態でオゾン発生させることができる。このように、長期間使用せず放置した後でも、オゾン発生装置３００が作動停止するのを防止することができる。また、吸湿したオゾン発生電極４を乾燥させるのに、ヒータなどの部材を組み付ける必要もなく、ＣＰＵ７０ａの制御だけで解決できるため、コストアップする必要もない。

なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されることなく、各種の変形が可能である。
例えば、オゾン発生電極４に供給する原料としての濃縮酸素を生成するために酸素濃縮装置２を設けたが、濃縮酸素の代わりに乾燥空気をオゾン発生電極４に供給してもよく、その際には酸素濃縮装置２の代わりにエアドライヤなどを設けてもよい。また、上記実施形態の酸素濃縮装置２はＰＳＡ酸素濃縮装置であるが、ＰＳＡ方式以外の酸素濃縮装置でもよい。

また、上記実施形態のオゾン発生器３のオゾン発生電極４は、無声放電型のオゾン発生電極であるが、コロナ放電型のオゾン発生電極を用いたオゾン発生器を用いてもよい。

本発明のオゾン発生装置の運転方法は、オゾンを発生させる装置のみならず、ガスを発生するガス発生装置に適用できる。

本発明の第１の実施形態のオゾン発生装置１のブロック図である。オゾン発生器３の内部に設けられたオゾン発生電極４の断面図である。オゾン発生装置１の電気的構成を示した電気回路図である。オゾン発生装置１の運転方法について示すタイミングチャートである。オゾン発生装置１の運転方法について示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態のオゾン発生装置１００のブロック図である。オゾン発生装置１００の運転方法について示すタイミングチャートである。オゾン発生装置１００の運転方法について示すフローチャートである。本発明の第３の実施形態のオゾン発生装置２００のブロック図である。オゾン発生装置２００の運転方法について示すフローチャートである。本発明の第４の実施形態のオゾン発生装置３００のブロック図である。オゾン発生装置３００の運転方法について示すフローチャートである。

符号の説明

１オゾン発生装置
２酸素濃縮装置
３オゾン発生器
４オゾン発生電極
５交流電源
９高電圧回路
１０ａＣＰＵ
１２運転スイッチ
２０第１誘電体基板
２１誘導電極
２２第２誘電体基板
２３放電電極
５０ａＣＰＵ
６０ａＣＰＵ
６０ｅ揮発性メモリ
６３バックアップ用コンデンサ
７０ａＣＰＵ
７０ｅ揮発性メモリ
７３バックアップ用コンデンサ
１００オゾン発生装置
２００オゾン発生装置
３００オゾン発生装置

Claims

誘電体基板の表面に形成された放電電極と、当該放電電極と対向する誘導電極とで構成されたオゾン発生電極と、
当該オゾン発生電極に乾燥空気又は酸素を供給する原料気体供給手段と、
前記オゾン発生電極に交流高電圧を印加する高電圧印加手段と、
前記原料気体供給手段と前記高電圧印加手段とにオン／オフを指示する運転スイッチと、
当該運転スイッチのオン／オフの指示に基づいて、前記原料気体供給手段と、前記高電圧印加手段との駆動を制御して、オゾンを発生させるオゾン発生制御手段と、
前記運転スイッチがオフとされてからオンとされるまでのオフ時間が所定時間以上であるか否かを判断する不使用時間判断手段と
を備え、
前記運転スイッチがオンとされた場合、前記不使用時間判断手段が、前記運転スイッチがオンとされる前のオフ時間が所定時間以上であると判断した場合は、前記オゾン発生制御手段は、前記原料気体供給手段を駆動させ、かつ前記高電圧印加手段を所定時間遅延させて駆動させることを特徴とするオゾン発生装置の運転方法。
誘電体基板の表面に形成された放電電極と、当該放電電極と対向する誘導電極とで構成されたオゾン発生電極と、
当該オゾン発生電極に乾燥空気又は酸素を供給する原料気体供給手段と、
前記オゾン発生電極に交流高電圧を印加する高電圧印加手段と、
前記原料気体供給手段と前記高電圧印加手段とにオン／オフを指示する運転スイッチと、
当該運転スイッチのオン／オフの指示に基づいて、前記原料気体供給手段と、前記高電圧印加手段との駆動を制御して、オゾンを発生させるオゾン発生制御手段と、
前記運転スイッチがオフとされてからオンとされるまでのオフ時間が所定時間以上であるか否かを判断する不使用時間判断手段と
を備え、
前記運転スイッチがオンとされた場合、前記不使用時間判断手段が、前記運転スイッチがオンとされる前のオフ時間が所定時間以上であると判断した場合は、前記オゾン発生制御手段は、前記原料気体供給手段を駆動させ、前記オゾン発生電極に印加する電圧を、所定時間だけ通常よりも低く設定して、前記高電圧印加手段を駆動させることを特徴とするオゾン発生装置の運転方法。
前記運転スイッチがオフとされた時からのオフ時間を計数するオフ時間カウンタと、
前記運転スイッチがオンとされた時からのオン時間を計数するオン時間カウンタと、
当該オン時間カウンタの計数するオン時間が所定時間に到達したか否かを判断する経過時間判断手段と
を備え、
前記運転スイッチがオンされた場合、前記不使用時間判断手段は、前記オフ時間カウンタの計数するオフ時間が、所定時間以上であるか否かを判断し、所定時間以上であると判断した場合は、前記オゾン発生制御手段は、前記原料気体供給手段を駆動させ、前記オン時間カウンタが計数するオン時間が所定時間到達後に、前記高電圧印加手段を駆動させることを特徴とする請求項１に記載のオゾン発生装置の運転方法。
前記運転スイッチがオフとされた時からのオフ時間を計数するオフ時間カウンタと、
前記運転スイッチがオンとされた時からのオン時間を計数するオン時間カウンタと、
当該オン時間カウンタの計数するオン時間が所定時間に到達したか否かを判断する経過時間判断手段と
を備え、
前記運転スイッチがオンされた場合、前記不使用時間判断手段は、前記オフ時間カウンタの計数するオフ時間が、所定時間以上であるか否かを判断し、所定時間以上であると判断した場合は、前記オゾン発生制御手段は、前記原料気体供給手段を駆動させ、前記経過時間判断手段が、前記オン時間カウンタが計数するオン時間が所定時間に到達したと判断するまで、前記オゾン発生電極に印加する電圧を低く設定して、前記高電圧印加手段を駆動させることを特徴とする請求項２に記載のオゾン発生装置の運転方法。
制御用のデータを記憶する揮発性メモリからなる記憶手段と、
当該記憶手段のバックアップ電源としてのバックアップ用コンデンサと、
前記記憶手段に記憶されているデータの有無を判別するデータ判別手段と
を備え、
前記運転スイッチがオンとされた場合、前記データ判別手段が、前記記憶手段に記憶されていたデータが消失していると判別した場合は、前記不使用時間判断手段は、前記運転スイッチがオンとされる前のオフ時間が所定時間以上であると判断することを特徴とする請求項１又は２に記載のオゾン発生装置の運転方法。