臭氧气体供给系统的制作方法

专利名称：臭氧气体供给系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种臭氧气体供给系统，该臭氧气体供给系统可提高所供给的原料气体的品质，并可提高所输出的臭氧气体的品质，且可对气体流量、浓度进行控制，以将稳定的臭氧气体供给至多个臭氧处理装置。
背景技术：
在将臭氧气体供给至由多个臭氧处理装置构成的多臭氧处理装置的情况下，一般可考虑构筑如下的臭氧气体供给系统，对于多个臭氧处理装置，分别将纯度为99. 99%且露点为一 70°C以下的高纯度氧气等原料气体供给至臭氧发生器，并设置包括臭氧电源、流量控制器(MFC)等在内的多个臭氧发生机构(元件)，从而对与各臭氧发生机构单独对应的臭氧处理装置供给臭氧气体。
S卩，臭氧气体供给系统设置有与多臭氧处理装置的系统数相应数量的原料气体配管系统、输出气体配管系统等，其中，在上述原料气体配管系统中，将纯度为99. 99%且露点为一 70°C以下的高纯度氧气等原料气体供给至臭氧发生器，并通过臭氧电源、对臭氧气体或原料气体流量进行控制的MFC等流量调节元件将原料气体供给至臭氧发生器，在上述输出气体配管系统中，具有对臭氧发生器内的气体气氛压力进行控制的自动压力控制器(APC)等压力调节元件，并且具有对从臭氧发生器输出的臭氧气体进行检测的臭氧浓度检测器、臭氧流量计。在将臭氧气体供给至由多个臭氧处理装置构成的多臭氧处理装置的情况下，一般可考虑构筑如下的臭氧气体供给系统，对于多个臭氧处理装置，分别设置包括臭氧发生器、臭氧电源、流量控制器(MFC)等在内的多个臭氧发生机构，从而对与各臭氧发生机构单独对应的臭氧处理装置供给臭氧气体。即，臭氧气体供给系统设置有与多臭氧处理装置的系统数相应数量的原料气体配管系统、输出气体配管系统等，其中，在上述原料气体配管系统中，通过臭氧发生器、臭氧电源、对原料气体流量进行控制的MFC等将原料气体供给至臭氧发生器，在上述输出气体配管系统中，具有对从臭氧发生器输出的臭氧气体进行检测的臭氧浓度检测器、臭氧流量计。为了构筑这种与多臭氧处理装置相对应的臭氧发生系统，需要非常大的空间，此夕卜，在构筑对多臭氧处理装置进行统一控制来供给臭氧气体的系统的情况下，会变为更大的系统结构，因而，具有成本方面、配置空间等的问题，在实用上存在很多不利之处。因此，以往，作为对多臭氧处理装置供给臭氧的臭氧供给方式，例如可如专利文献I所公开的那样采用如下方式的臭氧气体供给系统，在该臭氧气体供给系统中，通过增大单式臭氧发生器的容量，并将输出臭氧气体的配管系统分成多个配管，从而将规定流量、浓度的臭氧气体逐步输出至多臭氧处理装置中的各臭氧处理装置中。图24是表示从专利文献I所公开的内容想到的现有的臭氧气体供给系统70的内部结构的框图。在图24中，具有原料气体配管系统和输出气体配管系统，其中，在上述原料气体配管系统中，通过一个臭氧发生器71、臭氧电源72、对原料气体流量进行控制的流量控制器(MFC) 73、对发生器的压力进行监视的压力计62将原料气体供给至臭氧发生器71，在上述输出气体配管系统中，将位于具有阀开关61、臭氧浓度计75、臭氧流量计67的输出配管之后的输出气体配管系统分成多个配管，其中，上述阀开关61根据臭氧发生器71的压力变动对阀的开闭进行调节。此外，在臭氧气体供给系统70中，在分出的输出气体配管系统中分别设置单个臭氧气体流量控制器(MFC) 68 — I 68 — n，从而将臭氧气体独立供给至与单个MFC68 — I 68 — n对应设置的多个臭氧处理装置12 — I 12 — n。超过利用各单个MFC68 — I 68 — n供给的臭氧气体的量的臭氧气体会在流量排出单元69中排出。现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利特表2009 — 500855号公报(图2、图3、图5)
现有的对多臭氧处理装置供给臭氧的臭氧气体供给系统是如上所述构成的，将原料气体供给至臭氧发生器，并从一个臭氧发生器71输出臭氧气体，且对输出的配管系统分配配管。因此，存在以下技术问题臭氧气体流量及臭氧浓度只能以恒定的状态供给至多臭氧处理装置(臭氧处理装置12 — I 12 — n)，对各臭氧处理装置供给臭氧的臭氧供给条件仅为一个条件且共用，无法使多个臭氧处理装置分别独立地对臭氧气体流量及浓度进行可变控制。此外，由于从一个臭氧发生器向多臭氧处理装置供给臭氧气体，因此，存在一旦臭氧发生器出现故障，就要停止对作为供给对象的所有臭氧处理装置供给臭氧气体等，臭氧气体供给的可靠性低之类的问题。除此之外，如图26所示，由于臭氧发生器71、臭氧电源72、气体配管系统是分离的，因此，存在如下问题包括臭氧发生器71、臭氧电源72及气体配管系统在内的臭氧发生部所占的空间变大，实际构筑具有多台这样的臭氧发生部的臭氧气体供给系统是非常困难的，此外，臭氧发生部的维护性较差。

发明内容
发明所要解决的技术问题本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于得到一种臭氧发生单元及具有多台上述臭氧发生单元的臭氧气体供给系统，上述臭氧发生单元不仅具有臭氧发生器、臭氧电源、气体配管系统等的原料气体供给功能，还具有与臭氧产生等相关的各种功能及将所产生的臭氧气体输出的功能，并且实现了小型化。解决技术问题所采用的技术方案本发明的臭氧发生单元是将设定为规定的供给流量、浓度的臭氧气体供给至臭氧处理装置的臭氧发生单元，其包括臭氧发生器，该臭氧发生器产生臭氧气体；臭氧电源，该臭氧电源对供给至上述臭氧发生器的电力进行控制；控制元件，该控制元件与上述臭氧发生器关联，上述控制元件具有流量检测/流量调节元件、气体过滤元件、压力检测/压力调节元件及臭氧浓度检测元件中的至少两个元件，其中，上述流量检测/流量调节元件包括对输入至上述臭氧发生器的原料气体流量进行控制的质量流量控制器，上述气体过滤器元件对上述臭氧发生器输出的臭氧气体进行除去杂质或异物的处理，上述压力检测/压力调节元件包括对上述臭氧发生器内的压力即内部压力进行自动控制的自动压力控制器，上述臭氧浓度检测元件包括对上述臭氧发生器输出的臭氧气体的臭氧浓度值进行检测的臭氧浓度计，上述臭氧发生单元还包括原料气体供给口，该原料气体供给口用于将原料气体从外部供给至上述臭氧发生器；臭氧气体输出口，该臭氧气体输出口将从上述臭氧发生器经由上述控制元件的至少一部分而获得的臭氧气体输出至外部；以及冷却水出入口，该冷却水出入口用于将从外部获得的冷却水供给至上述臭氧发生器或将其从上述臭氧发生器排出，上述臭氧发生单元将上述臭氧发生器、上述臭氧电源、上述控制元件、上述原料气体供给口、上述臭氧气体输出口及上述冷却水出入口集成而形成为一体化结构。发明效果由于本发明的臭氧发生单元将臭氧发生器、臭氧电源、控制元件(流量检测/流量调节元件、气体过滤元件、压力检测/压力调节元件及臭氧浓度检测元件中的至少两个元件)、原料气体供给口、臭氧气体输出口以及冷却水出入口集成而形成为一体化结构，因此，与现有的相同结构相比，能实现大幅的小型化。本发明的目的、特征、情形及优点可通过以下详细的说明和附图得以更加清楚。


图I是表示本发明实施方式I的臭氧气体供给系统的结构的框图。图2是表示图I所示的臭氧气体供给系统中的臭氧气体输出流量管理单元的内部结构的说明图。图3是示意表示实施方式I的臭氧气体供给系统中的主操作面板的显示状态的说明图。图4是表示图I所示的臭氧发生单元内的臭氧控制部的结构的框图。图5是示意表示图I所示的臭氧发生单元内的数据存储器的存储内容的说明图。图6是表示对图I所示的臭氧发生单元进行输出浓度控制后的输出浓度控制波形的图表。图7是表示一台臭氧发生单元中的臭氧电源的接收电力与臭氧发生器中所产生的臭氧浓度特性的图表。图8是表示设于实施方式2的臭氧发生单元内的臭氧电源的内部结构的详细情况的电路图。图9是示意表示实施方式2的臭氧发生单元的组装结构的立体图。图10是表示图I所示的臭氧气体供给系统中的、实施方式3的臭氧气体输出流量管理单元的内部结构的说明图。图11是示意表示实施方式3的臭氧发生单元的组装结构的立体图。图12是表示本发明实施方式4的臭氧气体供给系统的结构的框图。图13是表示本发明实施方式5的臭氧气体供给系统的结构的框图。图14是示意表示实施方式5的臭氧发生单元的组装结构的立体图。图15是表示本发明实施方式6的臭氧气体供给系统的结构的框图。图16是示意表示实施方式6的臭氧发生单元的组装结构的立体图。图17是表示本发明实施方式6的臭氧气体供给系统的其它方式的结构的框图。
图18是示意表示实施方式6的臭氧发生单元的其它方式的组装结构的立体图。图19是表示本发明实施方式7的臭氧气体供给系统的结构的框图。图20是表示本发明实施方式8的臭氧气体供给系统的结构的框图。图21是示意表示实施方式8的臭氧发生单元的组装结构的立体图。图22是表示本发明实施方式6的臭氧气体供给系统的其它方式的结构的框图。图23是示意表示实施方式6的臭氧发生单元的其它方式的组装结构的立体图。图24是表示现有的臭氧气体供给系统70的内部结构的框图。图25是示意表示与实施方式2的臭氧发生单元相对应的现有结构的说明图。 图26是表示原料气体的露点与原料气体所含的水分量之间的关系的说明图。
具体实施例方式<实施方式I >以下，基于图I至图6对本发明实施方式I进行说明。以下是图I 图6的简要说明。图I是表示本发明实施方式I的臭氧气体供给系统的结构的框图。图2是表示图I所示的臭氧气体供给系统中的臭氧气体输出流量管理单元的内部结构的说明图。图3是示意表示实施方式I的臭氧气体供给系统中的主操作面板的显示状态的说明图。图4是表示图I所示的臭氧发生单元内的臭氧控制部的结构的框图。图5是示意表示图I所示的臭氧发生单元内的数据存储器的存储内容(用于进行臭氧发生单元的浓度、流量控制的初始条件等)的说明图。图6是表示对图I所示的臭氧发生单元7进行输出浓度控制后的输出浓度控制波形的图表。(整体结构)如图I所示，臭氧气体供给系统10在内部具有n(彡2)个臭氧发生单元7 — I 7 — n。以下,取出臭氧发生单兀7 — I 7 — n中的臭氧发生单兀7 — 2为代表，并参照图I的中间部分对其内部结构进行说明。臭氧发生器I的内部填充有含氧气的气体，从臭氧气体供给系统10内的臭氧电源2对臭氧发生器I内的电极之间施加高频高电压HV、LV，从而在上述电极之间进行电介质阻挡放电(无声放电)，藉此，放电空间内的气体会因放电而产生臭氧气体。另外，臭氧电源2将在后面进行详细说明，其是由转换器2a、逆变器2b及高电压电路部2c构成的。在本实施方式中，作为臭氧发生器1，以无声放电式的臭氧发生器结构为代表进行了说明，但作为产生臭氧的功能，可以是利用沿面放电或辉光放电的臭氧发生器结构、利用超高频或微波放电的臭氧发生器结构，此外也可以是利用电解介质的臭氧发生器，上述臭氧发生器均可。从臭氧气体供给系统10的原料气体供给口 14、臭氧发生单元7 — 2的原料气体供给口 14 一 2得到的规定的原料气体流量Q的原料气体通过气体流量控制器(MFC)3，以恒定流量被供给至臭氧发生器I。作为使臭氧发生器I内的压力恒定的元件，具有对发生器内的气体压力进行检测的元件，臭氧发生器系统具有通过对检测出的输出至发生器的臭氧气体量进行微调来使臭氧发生器I内的压力恒定的功能。作为其中一个方法，具有自动将发生器压力调节至规定压力的自动压力控制器(APC) 4，该自动压力控制器(APC) 4设置在臭氧发生器的臭氧气体输出配管气体管线上。作为臭氧气体输出配管气体管线的具体结构，在将臭氧发生器I内生成的臭氧气体通入用于从臭氧气体中除去杂质或异物的气体过滤器51之后，使其经由臭氧浓度计5、自动将发生器压力调节至规定压力的自动压力控制器(APC) 4来生成具有规定臭氧浓度C的臭氧(经臭氧化反应后的氧气)气体，并将该具有规定臭氧浓度C的臭氧气体连续地从臭氧气体输出口 15 — 2输出至臭氧发生单元7 - 2的外部。有时会在臭氧气体输出配管气体管线上设置用于将输出臭氧气体流量恒定输出的臭氧气体流量控制器(MFC)。在本实施方式中，没有设置上述臭氧气体流量控制器(MFC)。因此，输出的臭氧气体的流量Qx为从原料气体流量Q变换至臭氧的臭氧流量Qc和没有变换至臭氧的原料氧气流量Qn之和。也就是说，臭氧(经臭氧化反应后的氧气)气 体的流量Qx由基于原料(氧气)气体流量Q、臭氧浓度C的式(A) {Qx = F(Q，C)…(A) }来确定。通过上述气体流量控制器(MFC) 3将供给至臭氧发生器的原料气体流量控制为恒定值。另外，APC4通过对在臭氧发生器I的臭氧气体的输出配管路径内流动的臭氧气体的压力进行控制，来自动将臭氧发生器I的气体压力控制为恒定值。臭氧发生单元7 — 2将具有使臭氧气体产生的元件的臭氧发生器I、具有将规定的电力供给至臭氧气体的元件的臭氧电源2、具有将所供给的原料气体流量控制为恒定值的元件的MFC3、具有将臭氧发生器I内的压力值控制为恒定值的元件的APC4、具有捕获所输出的臭氧气体中的杂质气体的元件的气体过滤器51以及具有对所输出的臭氧浓度值进行检测的元件的臭氧浓度计5等多个功能元件集成来构成为一个单位的封装单元。臭氧发生单元7 — I 7 — n各自的结构均是相同的(除7 — 2之外均未图示)，因此呈现以臭氧发生单元7 — 2为代表进行说明的内部结构。在各臭氧发生单元7 (臭氧发生单元7 — I 7 — n)的底面上设有漏水传感器6，用于监视各臭氧发生单元7有无漏水。即，从漏水传感器6处得到的信息可通过系统总括管理单元8内的EMO电路(紧急停止电路)81获得，并在系统管理控制部84的控制下受到监视。此外，设于臭氧气体供给系统10内的系统总括管理单元8接收排气传感器23、臭氧泄漏传感器24各自的检测信息，其中，上述排气传感器23、臭氧泄漏传感器24用于监视通过排气管道11对装置内抽真空而处于的负压状态。此外，系统总括管理单元8 —旦接收到来自排气传感器23的排气异常、来自臭氧泄漏传感器24的泄漏异常，则通过系统管理控制部84对所有臭氧发生单元7 — I 7 — n发出指令停止的臭氧发生单元控制信号86 —I 86 — n,从而使臭氧发生单元7 — I 7 — n停止运转。此外，系统总括管理单元8内的系统管理控制部84从臭氧处理装置12 — I 12 — n经由用户信息I/F83接收包括要求臭氧流量Qsl2及要求臭氧浓度Csl2在内的处理臭氧气体事件信号16 — I 16 — n。接着，系统管理控制部84基于处理臭氧气体事件信号16 — I 16 — n的指令内容，将臭氧发生单元控制信号86 - I 86 — n输出至臭氧发生单元7 — I 7 — n，并将控制信号S8输出至臭氧气体输出流量管理单元9。其结果是，能进行对从臭氧发生单元7 — I 7 — n分别输出的臭氧气体的流量、浓度的控制和对臭氧气体输出流量管理单元9中的臭氧气体控制阀9a等的开闭控制，从而能将与处理臭氧气体事件信号16 — I 16 — n的指令内容相应的气体流量、浓度的臭氧气体供给至臭氧处理装置12 — I 12 — n。以下，对系统总括管理单元8进行更详细地说明。系统总括管理单元8具有进行装置的紧急停止的EMO电路81、单元信息I/F82、用户信息I/F83、系统管理控制部84及主操作面板85。如上所述，EMO电路81是对从各臭氧发生单元7的漏水传感器6处获得的系统的异常信号进行监视的电路。具体而言，一旦EMO电路81接收到来自漏水传感器6的漏水异常的检测信号，就将该信息传输至系统管理控制部84，通过系统管理控制部84，对与检测出漏水异常的漏水传感器6相对应的臭氧发生单元7发出臭氧发生单元控制信号86 (臭氧发生单元控制信号86 — I 86 — n中的任一个)，从而使该臭氧发生单元7停止。 单元信息I/F82接收来自臭氧发生单元7 — I 7 — n的单元信息信号17 — I 17 — n。如上所述，用户信息I/F83接收来自臭氧处理装置12 — I 12 — n的指令信号即处理臭氧气体事件信号16 — I 16 — n(指示要求臭氧流量Qs 12、要求臭氧浓度Csl2、运转信息Y、装置编号等)。系统管理控制部84输出用于控制臭氧气体输出流量管理单元9内的臭氧气体控制阀(9a、9b、9c、9ab、9bc、9ca)打开、关闭的指令即控制信号S8,从而进行臭氧气体输出流量管理单元9内的总括控制。系统管理控制部84还进行与主操作面板85的信息交换。如图I所示，臭氧气体供给系统10具有冷却水入口 13A及冷却水出口 13B，将来自未图示的外部冷却装置的冷却水从冷却水入口 13A经由冷却水入口 13a — I 13a — n取至臭氧发生单元7 — I 7 — n内，并将冷却后的水从臭氧发生单元7— I 7 — n经由冷却水出口 13b — I 13b — n从冷却水出口 13B输出至外部。臭氧气体供给系统10具有原料气体供给口 14，并将来自外部的原料气体从原料气体供给口 14经由原料气体供给口 14 一 I 14 一 n取至臭氧发生单元7 — I 7 — n内。臭氧发生单元7 — I 7 — n的臭氧气体输出口 15 — I 15 — n与内部的臭氧气体输出流量管理单元9连接，从而将臭氧气体从臭氧气体输出流量管理单元9经由臭氧气体输出口 25 — I 25 — n输出至臭氧气体供给系统10的外部。从n台臭氧处理装置12 — I 12 — n输出的处理臭氧气体事件信号16 — I
16— n经由用户信息I/F83而被取至系统管理控制部84。处理臭氧气体事件信号16 (16 一I 16 — n)指示要求臭氧流量Qsl2、原料气体设定浓度Csl2及运转信息Y等。系统管理控制部84基于处理臭氧气体事件信号16 — I 16 — n，来输出对臭氧发生单元7 — I 7 - n进行控制的臭氧发生单元控制信号86 — I 86 — n。臭氧发生单元7 — I 7 — n具有臭氧发生单元用操作面板85 — I 85 — n。此外，单元信息信号17 — I 17 — n从臭氧发生单元7 — I 7 — n经由系统总括管理单元8的单元信息I/F82传输至系统管理控制部84。单元信息信号17(17 — I 17 — n)是指示各臭氧发生单元7中的臭氧发生器I的故障及运转、停止状态的信息信号。包含在处理臭氧气体事件信号16中的运转信息Y相当于表示各臭氧处理装置12(12 — I 12 — n)的故障及运转、停止状态信息信号的用户信息信号，如上所述，其被取至系统总括管理单元8内的用户信息I/F83中。此外，臭氧发生单元7 — I 7 — n分别具有臭氧控制部19。如下文详细说明的那样，臭氧控制部19是接收原料气体流量的设定流量Qs、检测流量Q、臭氧发生器I的发生器压力的设定压力Ps、检测压力P及从各臭氧发生单元7输出的臭氧浓度C，并通过控制臭氧电源2来对由臭氧发生器I产生的臭氧气体的臭氧浓度、气体流量等进行控制的控制部。此外，臭氧控制部19在臭氧浓度计5、MFC3、APC4及臭氧电源2之间进行信号交换。(臭氧气体输出流量管理单元的控制)如图2所不,臭氧气体输出流量管理单兀9与臭氧发生单兀7 — I 7 — n的输 出部对应地具有臭氧气体输入口 29 — I 29 — n，并与臭氧处理装置12 — I 12 — n的输入部对应地具有臭氧气体输出口 39 — I 39 — n。此外，在臭氧气体输出口 39 — I 39 — n (臭氧气体输出口 25 — I 25 — n)与臭氧处理装置12 — I 12 — n之间插设有臭氧气体开闭阀22 — I 22 — n。臭氧处理装置12 — I 12 — n在供给臭氧气体时使臭氧气体开闭阀22 — I 22 — n处于打开状态。本臭氧气体供给系统10为设有臭氧气体输出口 39 — I 39 — n共n个臭氧气体输出口的系统，但在用户侧的臭氧处理装置数少于n个时，可将不进行输出的臭氧气体输出口 39部分的配管接头换为帽套接头，来堵住输出气体就可应对。臭氧气体输出流量管理单元9在内部具有臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab、9ca，臭氧气体控制阀9a、9b、9c是常开的(NO)，臭氧气体控制阀9bc、9ab、9ca是常闭的(NC)。另外，为便于说明，在图2中，具体示出n = 3的情况。另外，作为臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab、9ca，可考虑能通过电气或空气压力进行打开、关闭的电动阀或空压阀。臭氧气体控制阀9a 9c插设在臭氧发生单元7 — I 7 — n的臭氧气体输入口29 — I 29 — n与臭氧气体输出口 39 — I 39 — n之间。臭氧气体控制阀9ab设置在臭氧气体控制阀9a、9b的输出通路之间,臭氧气体控制阀9bc设置在臭氧气体控制阀9b、9c的输出通路之间，臭氧气体控制阀9ca设置在臭氧气体控制阀9c、9a的输出通路之间。此外，基于来自系统总括管理单元8的系统管理84的控制信号S8，来控制臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab、9ca各自的打开状态、关闭状态。图2中，示出了在臭氧处理装置12 — I 12 — n中，只有臭氧气体开闭阀22 —2为打开状态(涂黑)的臭氧处理装置12 - 2 一台运转，且作为流入臭氧处理装置12 -2的臭氧气体流量，供给30SLM(L/min)的臭氧气体时的臭氧气体输出流量管理单元9的状态。即，臭氧处理装置12 — 2根据处理臭氧气体事件信号16 - 2内的要求臭氧流量Qs 12来指示30SLM的臭氧流量。系统总括管理单元8内的系统管理控制部84根据臭氧发生单元控制信号86 —I 86 — n来进行控制，以通过臭氧发生单元7 — I 7 — n分别供给10SLM的臭氧气体。而且，系统管理控制部84根据控制信号S8对臭氧气体输出流量管理单元9内的臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab、9ca的开闭状态进行控制。具体而言，将使臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab为打开状态(涂黑)、使臭氧气体控制阀9ca为关闭状态(空心)的控制信号S8输出至臭氧气体输出流量管理单元9。另一方面，如上所述，在臭氧气体开闭阀22 — I 22 — n中，仅有臭氧气体开闭阀22 — 2为打开状态,臭氧气体开闭阀22 — I及22 — n为关闭状态。在此，对利用臭氧气体开闭阀22 — I 22 — n使不使用的臭氧处理装置12处于关闭状态的方式进行了说明，但也可以在25 — I 25 — n的部分处通过配管接头强制堵住，以使臭氧气体不会供给至不使用的臭氧处理装置。这样，系统管理控制部84根据臭氧发生单元控制信号86 — I 86 — n来从臭氧发生单元7 — I 7 — n分别供给10SLM流量的臭氧气体，并通过根据控制信号S8来对臭氧气体输出流量管理单元9进行控制，就可对臭氧处理装置12 — 2供给气体流量为30SLM(10SLMX3)的臭氧气体。(主操作面板)如图3所示，在臭氧气体供给系统10的主操作面板85的显示面上，分别对应于臭 氧发生单元7— I 7— n及臭氧处理装置12 — I 12 — n,示出了臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab、9ca的开闭状态。而且,示出了臭氧处理装置12 — I 12 — n的要求臭氧流量Qs 12 (SLM)、要求臭氧浓度Cs 12 (g/m3)。在图3所示的例子中，仅臭氧处理装置12 — 2要求使要求臭氧流量Qs12 = 30SLM、要求臭氧浓度Csl2 = 280 (g/m3)。因此，从臭氧发生单元7 — I 7 — n分别输出臭氧流量为10 (SLM)、臭氧浓度为280 (g/m3)的臭氧气体，并使臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab为打开状态，使臭氧气体控制阀9ca为关闭状态，从而能对臭氧处理装置12 - 2供给臭氧流量为30 (SLM)、臭氧浓度为280 (g/m3)的臭氧气体。(臭氧控制部)如图4所示，设于各臭氧发生单元7内的臭氧控制部19通过对臭氧电源2进行控制来对臭氧发生器I的臭氧发生情况(气体流量、臭氧气体浓度)进行控制。臭氧电源2由转换器2a、逆变器2b、高电压电路部2c及电流传感器2d构成，其中，上述转换器2a对商用交流电压ACl O AC30进行整流，上述逆变器2b将直流电压转换为最适于臭氧发生器I的高频，并通过控制输出电压来将规定电力供给至臭氧发生器1，上述高电压电路部2c用于使从逆变器2b输出的电压升高至高电压，直至达到可发生用于生成臭氧发生器I的放电的电压为止。按转换器2a、逆变器2b及高电压电路部2c的顺序串联连接，并将电流传感器2d插设在转换器2a与逆变器2b之间。为了对在臭氧发生器I中产生的臭氧气体情况(气体流量Q、臭氧浓度C)进行控制，臭氧控制部19对臭氧发生器I施加高电压电路部2c的输出即高频、高电压HV、LV,并利用放电现象从作为原料气体的氧气中生成规定臭氧量的臭氧气体。臭氧控制部19具有原料气体流量设定器ISl、选择器1S2、臭氧浓度设定器1S3、模拟开关1S4 — A 1S4 - F以及反转器1S5 — 1、1S5 — 2，其中，上述模拟开关1S4 — A 1S4 — F通过打开一关闭来对各控制信号进行控制，上述反转器1S5 — 1、1S5 — 2将各控制信号转换为反转信号。臭氧控制部19还具有数据存储器1S6和电流信号变换器1S7，其中，上述数据存储器1S6接收原料气体设定流量Qs、设定浓度Cs及臭氧发生器I的设定压力Ps的信号，并存储生成最合适的臭氧量所需要的设定电力Ws，上述电流信号变换器1S7从设定电力Ws变换为用于将所需要的电流注入臭氧电源的电流信号。除此之外，臭氧控制部19具有计时器1S8和PID控制电路1S9，其中，计时器1S8根据初始电流指令使逆变器2b驱动，并通过MFC3及臭氧浓度计5接收实际流动中的原料气体流量Q及生成臭氧浓度C，然后切换为PID控制，上述PID控制电路1S9基于比较结果来对臭氧浓度C与气体设定浓度Cs进行PID控制。此外，臭氧控制部19具有事件调节器1S10，该事件调节器ISlO从系统管理控制部84接收臭氧发生单元控制信号86，并基于臭氧发生单元控制信号86所指示的要求臭氧流量Qs8、要求臭氧浓度Cs8及运转信息Y8对设定流量Qs、设定臭氧浓度Cs信号进行调节。此外，臭氧控制部19具有压力设定器1S11、初始脉冲宽度设定器1S12和电流变换器1S13，其中，上述初始脉冲宽度设定器1S12基于电流信号变换器1S7的输出电流对用于控制注入电力的逆变器2b接通时的初始脉冲宽度进行设定，上述电流变换器1S13接收由 臭氧浓度计5检测出的臭氧浓度C及设定臭氧浓度Cs，并基于臭氧浓度C与原料气体设定浓度Cs的比较结果，变换为用于控制逆变器2b的注入电力的电流信号。(数据存储器1S6)如图5所示，存储有臭氧发生单元7的臭氧浓度、用于对臭氧流量进行控制的初始条件的数据存储器1S6具有以臭氧发生器I的设定压力Ps为参数的多个存储体(memorybank)BKl BK4(在图5中，为便于说明，示出具有四个的情况)，只要确定了臭氧发生器I的设定压力Ps，就可选出与设定压力Ps相对应的存储体BKx(l 4中的任一个)。在选择出的一个存储体BK中，如图5所示，以臭氧气体流量的设定流量Qs为地址，将横轴(X轴)按每AQ分割为多个。以臭氧浓度的设定浓度Cs为地址，将纵轴(Y轴)按每AC分割为多个。数据存储器1S6接收作为横轴(X轴)、纵轴(Y轴)的地址起作用的设定流量Qs、设定浓度Cs的信号，并将产生规定臭氧量所需要的设定电力量W(A11 A17、……、A61 A67)写入由X轴和Y轴的地址确定的存储地址中，然后将上述设定电力量Ws输出至臭氧量控制部19内的电流信号变换器1S7。结果是，其在电流信号变换器1S7中被变换为电流信号，将电流信号经由模拟开关1S4 - E送至初始脉冲宽度设定器1S12，从而通过初始脉冲宽度设定器1S12将用于实现设定电力量Ws的规定频率、规定脉冲宽度的脉冲信号Tw输出至逆变器2b。如图6所示，进行完臭氧发生单元7的输出浓度控制的输出浓度控制波形对应于向臭氧发生单元7发出的运转指令信号(包括在运转信息Y8中)，在由设定时间To规定的初始状态时，基于来自数据存储器1S6的设定电力量Ws，来设定逆变器2b的注入电力。接着，在经过设定时间To之后，利用由计时器1S8进行的时间控制来切换至由PID控制电路1S9进行的PID控制。PID控制电路1S9基于电流变换器1S13的电流信号(根据臭氧气体浓度C (通过臭氧浓度计5检测出)与气体设定浓度Cs的比较结果确定得到的信号)，使脉冲信号Tw的脉冲宽度A Tw微小变化，来执行逆变器2b的注入电力的PID控制。其结果是，从臭氧发生器I产生的臭氧浓度(C)示出了图6(a)所示的控制响应性波形。以下，对图6所示的浓度控制进行详细说明。首先，对不基于臭氧发生单元控制信号86的臭氧发生单元7单体的动作进行说明。
事件调节器ISlO以未图示的运转指令的输入为触发器来使计时器1S8起动。此时，事件调节器ISio对原料气体流量比较器1S2进行控制，以选择原料气体流量设定器ISl的原料气体设定流量Qs，并使模拟开关1S4 - A、1S4 - D处于接通状态，而使模拟开关1S4 — B、1S4 — C处于断开状态。另一方面，起动之后的计时器1S8使模拟开关1S4 — E处于接通状态，并使模拟开关1S4 - F处于断开状态。这样，在数据存储器1S6中，由压力设定器ISll得到设定压力Ps、由原料气体流量设定器ISl得到原料气体设定流量Qs、由臭氧浓度设定器1S3得到原料气体设定浓度Cs，其结果是，如上所述，将设定电力量Ws输出至电流信号变换器1S7。结果是，通过初始脉冲宽度设定器1S12来产生初始脉冲宽度的脉冲信号Tw。对应于上述脉冲信号Tw的“H”、“L”，来控制逆变器2b的打开、关闭。这样，在计时器1S8处于动作状态的设定时间To内，执行基于数据存储器1S6的设定电力量Ws的初始控制。
然后，一旦在计时器1S8起动后经过设定时间To，就结束初始状态，并将模拟开关1S4 — E切换为断开状态,而将模拟开关1S4 — F切换为接通状态。这样，PID控制电路1S9基于来自电流变换器1S13的电流信号，反映由臭氧浓度计5得到的臭氧浓度C与气体设定浓度Cs的比较结果，从而对臭氧电源2进行以使脉冲信号Tw的脉冲宽度微小偏移(ATw)为主的PID控制。另外，PID控制电路1S9根据电流传感器2d的检测电流I也可发生微小偏移ATw。这样，在从运转指令开始经过设定时间To之后，切换为PID控制(W)。接着，对臭氧发生单元7单体基于臭氧发生单元控制信号86的动作进行说明。事件调节器ISlO以指示要求臭氧流量Qs8、要求臭氧浓度CsS及运转信息Y8的臭氧发生单元控制信号86的输入为触发器来使计时器1S8起动。此时，使模拟开关1S4 -A、1S4 — D处于断开状态，使模拟开关1S4 - BUS4 一 C处于接通状态。而且，起动之后的计时器1S8使模拟开关1S4 - E处于接通状态，并使模拟开关1S4 - F处于断开状态。另外，基于来自臭氧处理装置12 — I 12 — n的处理臭氧气体事件信号16 —I 16 — n所指示的要求臭氧流量Qsl2及要求臭氧浓度Csl2，通过系统管理控制部84来确定要求臭氧流量Qs8及要求臭氧浓度Cs8。这样，在数据存储器1S6中，通过压力设定器ISll得到设定压力Ps，并将臭氧发生单元控制信号86指示的要求臭氧流量QsS及要求臭氧浓度CsS作为设定流量Qs及设定浓度Cs，其结果是，如上所述，将设定电力量Ws输出至电流信号变换器1S7。结果是，通过初始脉冲宽度设定器1S12来产生初始脉冲宽度的脉冲信号Tw。这样，即便根据臭氧发生单元控制信号86的输入，也可在计时器1S8处于动作状态的设定时间To内，基于数据存储器1S6的设定电力量Ws来执行初始控制。然后，一旦在计时器1S8起动后经过设定时间To，就结束初始状态，并将模拟开关1S4 — E切换为断开状态,而将模拟开关1S4 — F切换为接通状态。这样，PID控制电路1S9基于来自电流变换器IS 13的电流信号，对臭氧电源2进行以使脉冲信号Tw的脉冲宽度发生微小偏移(ATw)为主的PID控制。这样，臭氧控制部19进行对臭氧电源2的初始控制、PID控制。图7是表示一台臭氧发生单元7的2. 5KW的臭氧电源2的接收电力与在臭氧发生器I中产生的臭氧浓度特性的图表。在图7中，示出了臭氧浓度特性Lll是供给臭氧气体流量Q为1.25L/min(=1.25SLM)时产生的臭氧浓度特性。此时，若使接收电力在100W I. OkW之间可变，则所产生的臭氧浓度可设定为在大约Og/m3 360g/m3之间可变。同样地，臭氧浓度特性L12示出了供给臭氧气体流量Q为2. 5SLM时的臭氧浓度特性。此时，若使接收电力在IOOW 2kW之间可变，则所产生的臭氧浓度可设定为在大约Og/m3 360g/m3之间可变。臭氧浓度特性L13示出的是供给臭氧气体流量Q为5. OSLM时的臭氧浓度特性，臭氧浓度特性L14示出的是供给臭氧气体流量Q为7. 5SLM时的臭氧浓度特性，臭氧浓度特性L15示出的是供给臭氧气体流量Q为IOSLM时的臭氧浓度特性，臭氧浓度特性L16示出的是供给臭氧气体流量Q为20SLM时的臭氧浓度特性，臭氧浓度特性L17示出的是供给臭氧气体流量Q为30SLM时的臭氧浓度特性。
在从一台臭氧发生单元7供给臭氧气体流量Q为5SLM的臭氧气体时，在接收电力为2. 5kff下最大产生的臭氧浓度为350g/m3 (参照臭氧浓度特性L13)，在供给臭氧气体流量Q为7. 5SLM的臭氧气体时，在接收电力为2. 5kW下最大产生的臭氧浓度为300g/m3(参照臭氧浓度特性L14)。此外，在供给臭氧气体流量Q为IOSLM的臭氧气体时，在接收电力为2. 5kW下最大产生的臭氧浓度为280g/m3 (参照臭氧浓度特性L15)，在供给臭氧气体流量Q为20SLM的臭氧气体时，在接收电力为2. 5kW下最大产生的臭氧浓度为180g/m3(参照臭氧浓度特性L16)，在供给臭氧气体流量Q为30SLM的臭氧气体时，在接收电力为2. 5kW下最大产生的臭氧浓度仅为140g/m3 (参照臭氧浓度特性L17)。在接收电力为2. 5KW的臭氧电源2即臭氧发生单元7中维持280g/m3的臭氧浓度的情况下，一台臭氧发生器I能供给的最大流量为10SLM，即在从一台臭氧发生器I满足臭氧浓度为280g/m3的情况下，无法供给臭氧气体流量IOSLM以上的气体流量。另一方面，本实施方式的臭氧气体供给系统10采用输出臭氧气体输出控制方式，通过臭氧气体输出流量管理单元9将从n台臭氧发生单元7 — I 7 — n供给来的n个臭氧气体输出的一个或多个的组合选择性地输出至臭氧处理装置12 — I 12 — n中任意的臭氧处理装置12。因此，在实施方式I的臭氧气体供给系统10中，若按图2及图3所示的方式进行在设于臭氧气体输出流量管理单元9的各单元之间设置的臭氧气体输出流量管理单元9内的臭氧气体控制阀9ab、9bc、9ca的开闭控制,则能将从n台臭氧发生单元7 — I 7 — n产生的臭氧气体全部供给至一台臭氧处理装置12 - 2。因此，通过从臭氧发生单元7 — I 7 - n分别输出气体流量为10SLM、臭氧气体浓度为280g/m3的臭氧气体，能对臭氧处理装置12 — 2供给气体流量为30SLM的臭氧A气体，此时的臭氧浓度能升高至280g/m3。其结果是，具有能利用现有的臭氧发生器来大幅提高臭氧处理装置的处理能力即处理速度、性能提升等效果。此外，在用臭氧发生单元7供给IOSLM的原料气体的情况下，最大只能输出280g/m3的臭氧浓度，但若利用在设于臭氧气体输出流量管理单元9的各单元之间设置的臭氧气体控制阀9ab、9bc、9ca的开闭控制，则能提高臭氧浓度。
例如，若如图2及图3所示进行臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab、9ca的开闭控制来使从三台臭氧发生单元7分别供给的气体流量为3. 3SLM，则能将输出浓度提高至3. 3SLM的臭氧浓度的最大值，如假想点P3所示，能以大约330g/m3的臭氧浓度来供给总计10SLM的臭氧气体，从而具有可提高接收臭氧气体供给的臭氧处理装置12 - 2的臭氧处理能力这样的效果。此外，在采用装设n台臭氧发生单元7并由臭氧气体输出流量管理单元9构成的输出臭氧气体输出控制方式的本实施方式的臭氧气体供给系统10中，即便臭氧发生单元7 — I 7 — n中的任一个发生故障，也不会使与之对应的臭氧处理装置12无法使用，能通过打开、关闭臭氧气体控制阀9ab、9bc、9ca来供给从没有发生故障的臭氧发生单元7输出的臭氧气体，从而能得到臭氧气体供给的可靠性更高的臭氧气体供给系统。例如，在与臭氧处理装置12 — 2相对应的臭氧发生单元7 — 2发生故障时，通过使臭氧气体控制阀9a、9ab、臭氧气体开闭阀22 — 2处于打开状态，就能将从臭氧发生单元7 - I供给来的臭氧气体供给至臭氧处理装置12 - 2。
此外，即便在n台臭氧处理装置12 — I 12 — n中的任一个发生故障或停止运转的情况下，通过取入处理臭氧气体事件信号16中的运转信息Y，就可以立即利用臭氧发生单元控制信号86来使将臭氧气体供给至发生故障的臭氧处理装置12的臭氧发生单元7的动作停止。(效果等)在上述实施方式I中，一个臭氧气体供给系统10包括多个臭氧发生单元7 — I 7 - n，各臭氧发生单元7装设有臭氧发生器I、臭氧电源2、MFC3、APC4以及臭氧浓度计5，其中，上述臭氧电源2对供给用于臭氧发生的电力进行控制，上述MFC对臭氧气体流量Q进行控制，上述APC4对臭氧发生器I内的压力P进行自动控制，上述臭氧浓度计5对输出的臭氧浓度值C进行检测。此外，臭氧气体供给系统10与来自各臭氧发生器I的输出臭氧气体配管相对应地设置有开闭阀(臭氧气体控制阀9a 9c)，且在上述各臭氧发生器I的输出臭氧气体配管 之间还设置了设有开闭阀(9bc、9ab、9ca)的臭氧气体输出流量管理单元9。实施方式I的臭氧气体供给系统10具有系统总括管理单元8 (臭氧气体输出流量管理单元)，该系统总括管理单元8可执行臭氧气体输出流量控制，在该臭氧气体输出流量控制中，通过打开、关闭臭氧气体输出流量管理单元9内的臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab、9ca的动作，将从臭氧发生单元7 — I 7 — n输出的多个臭氧气体的一个或两个以上的组合选择地输出至臭氧处理装置12 - I中的任一个。因此，通过使臭氧气体控制阀9a、9b、9c处于打开状态，使臭氧气体控制阀9ab、9bc、9ca处于关闭状态，并使臭氧气体开闭阀22 — I 22 — n处于打开状态，从而能将臭
氧气体从--对应的臭氧发生单元7 — I 7 — c供给至臭氧处理装置12 — I 12 — n,
藉此，能在臭氧处理装置12 — I 12 — n中分别独立地对所供给的臭氧的气体流量、臭氧气体浓度进行控制。除此之外，如图2及图3所示，通过将两个以上的臭氧气体输出的组合供给至一个臭氧处理装置(臭氧处理装置12 - 2)，从而能供给多样化的气体流量及浓度的臭氧气体。此外，即便臭氧发生单元7 — I 7 — n中的一部分发生异常，也能利用正常动作的剩余臭氧发生单元7将臭氧气体供给至臭氧处理装置12 — I 12 — n中的任一个，因此，能实现可靠性高的臭氧气体供给。这样，臭氧气体供给系统10能根据来自系统管理控制部84的控制信号S8对臭氧气体输出流量管理单兀9进行控制,来进行从臭氧发生单兀7 — I 7 — n输出的臭氧气体的组合、选择处理，从而能将所希望的气体流量、臭氧气体浓度的臭氧气体输出至臭氧处理装置12。此外，在实施方式I的臭氧气体供给系统10中，设于臭氧气体输出流量管理单元9内的臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab、9ca为能通过电气或空气压力进行打开、关闭的电动阀或空压阀，从而能在控制信号S8的控制下，对从各臭氧发生单元7内的臭氧发生器I输出至外部的臭氧气体的气体流量、臭氧气体浓度进行集中管理。此外，由于系统总括管理单元8包括漏水传感器6、EMO电路81、单元信息I/F82、系统管理控制部84等，因此，在臭氧发生单元7 — I 7 — n中的任一个中检测到紧急停止、漏水的情况下，能使对应的上述臭氧发生单元停止。 此外，由于具有排气传感器23、臭氧泄漏传感器24、系统管理控制部84等，因此，在系统整体上检测出排气异常、臭氧泄漏异常时，能使臭氧发生单元7 — I 7 — n全部停止。如上所述，由于实施方式I的臭氧气体供给系统10包括在各臭氧发生单元7异常时、臭氧气体供给系统10整体异常时等的安全停止功能，因此，能实现安全性高的系统。<实施方式2>在实施方式2中，着眼于分别与臭氧气体供给系统10内的臭氧发生单元7 — I 7 - n相当的一个单位的臭氧发生单元7，具有可实现臭氧发生单元7小型化的特征。图8是表示臭氧电源2的内部结构的详细情况的电路图。图9是示意表示实施方式2的臭氧发生单元7X的组装结构的立体图。以下，参照图8、图9对臭氧发生单元7X的小型化进行说明。另外，臭氧发生单元7X是指作为实施方式I的臭氧发生单元7 — I 7 — n中的每一个构成的一个单位的臭氧发生单元。在图9所示的臭氧发生单元7X中，使臭氧电源部2、臭氧发生器I分别小型化，除了紧凑化的臭氧电源部2、臭氧发生器I之外，还将对原料气体流量进行控制的MFC3、臭氧气体过滤器51、臭氧浓度计5、APC4集成并封装化,从而在结构上实现一个单位的臭氧发生单元7X。此外，由于形成将原料气体配管(原料气体供给口 14)及输出气体配管系统(臭氧气体输出口 15)与气体配管集成块30 —体化的气体配管集成块结构，因此,能将臭氧发生器I、臭氧电源2、气体配管系统封装化来使臭氧发生单元7X更小型。因此，即便如实施方式I的臭氧气体供给系统10那样，装设多台臭氧发生单元7X作为臭氧发生单元7 — I 7 — n，也不会使装置整体变大，从而能实现性能提升且可靠性提高的臭氧气体供给系统。(臭氧电源2的紧凑化)图8示出了实现臭氧发生器I及臭氧电源部2的主要部件的一体化而变得紧凑的电路结构。
为了得到所需要的臭氧发生量，臭氧发生器I需要必要面积来作为用于生成臭氧的放电面积。为了减小发生器的占地面积，可形成较薄的电极单体且缩小一个电极单体的截面积，并形成多层层叠的电极单体类型来构成臭氧发生器1，因此，可实现占地面积非常小的臭氧发生器I。臭氧电源2具有转换器2a、逆变器2b和高电压电路部2c，其中，上述转换器2a对商用交流电压进行整流，上述逆变器2b将直流电压转换为最适于臭氧发生器的高频，并控制输出电压，来将规定电力供给至臭氧发生器，上述高电压电路部2c用于将从逆变器2b输出的电压升高至高电压，直至达到可发生用于在臭氧发生器I中进行生成的放电的电压为止，通过臭氧控制部19对臭氧电源的注入电力进行控制。转换器2a是通过将整流电路2al、电容器组2a2、平滑扼流圈2a3、斩波电路部2a4及斩波控制电路部2a5串联连接构成的，逆变器2b是由逆变器电路2b I和逆变器控制电路2b2构成的，对上述臭氧电源2的转换器2a和逆变器2b的各部件进行分类，并使各部件模 块化，从而实现电路结构的小型化。S卩，通过形成使整流电路2al、电容器组2a2以及平滑扼流圈2a3—体并模块化而成的直流平滑电路部2ax，从而实现电路结构的小型化，并能提高部件品质。此外，由于构成转换器2a的斩波电路部2a4和构成逆变器2b的逆变器电路2b I均由FET元件、IGBT元件等功率半导体构成且需要用冷却翅片进行冷却，因此，通过将斩波电路部2a4和逆变器电路2bl形成一个半导体模块来进行模块化，就可有效地实现小型化的功率元件部2p。通过将转换器2a的斩波控制电路2a5和逆变器2b的逆变器控制电路2b2以一个基板或是集成IC的方式形成，从而可实现非常小型化的电源控制基板2q。高电压电路部2c由对逆变器输出电流进行限流的串联扼流圈L0、升压至高压的高压变压器Tr及功率因数改进用的并联扼流圈Lb构成，是各部件大且重的部件，但以使串联扼流圈LO与并联扼流圈LB形成一体且使高压变压器Tr带有功能的方式，形成了特殊变压器。也就是说，以串联扼流圈LO能利用高压变压器的一次漏电感并形成一体结构的方式，设计了一种变压器。此外，采用了并联扼流圈Lb能获取较大的变压器的励磁电感的变压器设计，从而可使并联扼流圈Lb在变压器中追加功能。此外，由于以几十kHz使该高压变压器Tr高频化，因而用轻量、高频特性好的铁氧体芯来形成变压器，使变压器Tr成为设置面积缩小且能确保规定容量的变压器，因此，通过以多台并联连接的方式形成较小的变压器并将多台(图中为三台)变压器立式设置，从而可实现非常小的高电压电路部2c。但是，对于限制逆变器的输出电流的串联扼流圈LO来说，也可以不与变压器一体化，而由独立的、小型扼流圈LO形成。(臭氧发生单元的组装结构)图9示出了将臭氧发生器I、臭氧电源2、MFC3、气体过滤器51、臭氧浓度计5、APC4及气体配管集成块30集成的一个单位的臭氧发生单元7X。在图9中，在前表面(图中左侧)设有操作面板85 — i(i = I n中的任一个)，并在背面具有集成的臭氧控制部19 (未图示)，该臭氧控制部19通过集成设置的臭氧发生器I及臭氧电源2 (块BL1、BL2)、以及MFC3、臭氧浓度计5及APC4的电信号连接。以下，以操作面板85 - i存在的方向为臭氧发生单元7X的前表面来进行说明。臭氧发生器I和臭氧电源2如图8所示通过将各部件形成模块化等来减少部件数量，使各个部件紧凑化且使设置面积减小，并且如图9所示，在一个臭氧发生单元7X中，以臭氧发生器I为中心，将臭氧电源2的直流平滑电路部lAx、功率元件部2p、电源控制基板作为一个块BLl并配置在前表面上，并将多台小型变压器纵向层叠，将高电压电路部2c形成为块BL2来进行分散配置，从而可实现集成化。对于臭氧发生器1，需要包括供给原料气体的MFC3的气体供给配管系统、将生成的臭氧气体经由气体过滤器51、臭氧浓度计5、APC4而输出至外部的臭氧气体输出配管系统以及对臭氧发生器I的电极进行冷却的冷却配管系统(冷却水入口 13A、冷却水出口13B)。由于这些配管系统必须立体配置，因此，当通过现有的气体配管、冷却配管等将各部件连接时，配管与部件之间的连接接头变多，为了连接上述接头，必须确保连接空间，因而，在连接这些配管系统时，需要非常大的空间。以往，例如在背面上设置与臭氧发生单元(臭氧发生器)不同的配管单元，并在背面进行与发生器单元之间的配管连接。因此，很难将臭氧发生单元与气体供给配管系统、臭氧气体输出配管系统及冷却配管系统13A、13B —体化。 在实施方式2中，将这些配管系统全部集成为一个气体配管集成块30，并在上述气体配管集成块30内组装气体供给配管、臭氧气体输出配管、冷却配管用的配管路径，使该气体配管集成块30形成立体结构，并将臭氧发生器I、MFC3、气体过滤器51、臭氧浓度计5、APC4(以下有时也将它们总称为“臭氧发生器I等”)相邻配置在各个面上。此外，由于通过在臭氧发生器I等与气体配管集成块30之间的连接部部分隔着0形环进行螺钉旋紧等，就可确保能保持气密且高精度的配管路径，因此，可实现臭氧发生器I等与气体配管集成块30的一体化配置。此外，可使臭氧发生器I等的各部件的安装、拆卸变得容易，从而能提高维护性。如上所述，实施方式2的臭氧发生单元7X使臭氧发生器I等紧贴安装于气体配管集成块30。以下，对图9所示的利用了气体配管集成块30的臭氧发生单元7X的配管路径进行说明。呈现了一种气体配管集成块30在内部具有配管路径R30a 30f，冷却水入口13A、冷却水出口 13B、原料气体供给口 14及臭氧气体输出口 15安装在侧面上，并使用臭氧发生器安装用螺栓Btl Bt4安装臭氧发生器I的结构。此外，通过MFC安装用块33、33夹着MFC3来将其安装于气体配管集成块30，通过APC安装用块34、34夹着APC4来将其安装于气体配管集成块30，并通过臭氧浓度计安装用块35、35以夹着的方式安装臭氧浓度计5。在这些安装用块33 35内也形成有用于确保配管路径的块内流路B3 B5。此外，使用气体过滤器安装用块31将气体过滤器51安装于气体配管集成块30。从供给原料气体Gm的原料气体供给口 14经由MFC3至臭氧发生器I的臭氧发生器输入部ETl的原料气体输入配管路径是由按原料气体供给口 14、配管路径R30a、块内流路B3、MFC3、块内流路B3、配管路径R30b以及臭氧发生器输入部ETl的顺序形成的路径构成的。此时，设于臭氧发生器I的臭氧发生器输入部ETl周边的部分通过臭氧发生器安装用螺栓Btl而被安装于气体配管集成块30。这样，就使用气体配管集成块30形成了原料气体Gm的输入配管路径。从接收由臭氧发生器I输出的臭氧气体的臭氧发生器输出部EXl经由气体过滤器51、臭氧浓度计5及APC4而从臭氧气体输出口 15输出的臭氧气体输出配管是由按臭氧发生器输出部EX1、配管路径R30c、气体过滤器安装用块31内部、气体过滤器51、气体过滤器安装用块31内部、配管路径R30d、块内流路B5、臭氧浓度计5、块内流路B5、配管路径R30e、块内流路B4、APC4、块内流路B4、配管路径R30f以及臭氧气体输出口 15的顺序形成的路径构成的。此时，设于臭氧发生器I的臭氧发生器输出部EXl周边的部分通过臭氧发生器安装用螺栓Bt2而被安装于气体配管集成块30。这样，就使用气体配管集成块30形成了臭氧气体的输出配管路径。图25是示意表示与臭氧发生单元7X相对应的现有结构的说明图。如图25所示，以往，与臭氧发生单元7X相对应的结构一般为将气体控制单元400、逆变器控制单元500、臭氧发生单元600分开构成的结构。气体控制单元400在内部具有MFC73、APC74、臭氧浓度计75及气体过滤器91。逆变器控制单元500在内部具有转换器2a、逆变器2b、臭氧控制部79、操作面板85 — i、串联扼流圈LO等。臭氧发生单元600由臭氧发生器71及高压变压器Tr、串联扼流圈Lb构成。此外，转换器2a内部由整流电路2al、电容器组2a2、平滑扼流圈2a3、斩波电路部 2a4、斩波控制电路部2a5构成，逆变器2b由逆变器电路2bl及逆变器控制电路2b2构成。另外，省略对连接关系、动作内容的说明。在现有的臭氧气体供给系统和现有的臭氧发生装置中，如图25所示，在分割成气体控制单元400、与臭氧电源相当的逆变器控制单元500及臭氧发生单元600这三个块彼此之间，仅能电连接或通过气体配管连接，是不能实现图9所示的结构的。如图9所示，臭氧发生单元7X将这三个单元(400、500、600)集成，与图25所示的结构相比，能实现大幅小型化。这样，臭氧发生单元7 — I 7 — n分别作为实施方式2的臭氧发生单元7X，呈现了将臭氧发生器I、臭氧电源2、MFC3、APC4、臭氧浓度计5及气体过滤器51集成为一个，并封装成一个单位的结构。其结果是，如实施方式I的臭氧气体供给系统10那样，能在内部装设多个臭氧发生单元7X，并用气体控制阀9将臭氧发生单元7X的输出配管彼此连接，因此，如实施方式I所述，能将臭氧气体分散供给至臭氧处理装置12 — I 12 — n的各臭氧处理装置12，将大量的臭氧气体或高浓度的臭氧气体选择供给至一个臭氧处理装置12。这样，在实施方式2的臭氧发生单元7X中，通过将臭氧发生器I、臭氧电源2、MFC3、气体过滤器51、APC4、臭氧浓度计5、原料气体供给口 14、臭氧气体输出口 15、冷却水入口 13A及冷却水出口 13B集成而形成为一体化结构，与现有的相同结构相比，能实现大幅小型化。除此之外，由于臭氧发生单元7X中的气体配管集成块30具有多个内部配管路径即配管路径R30a R30f，因此，通过将配管路径R30a R30f与臭氧发生器1、MFC3、气体过滤器51、APC4、臭氧浓度计5、原料气体供给口 14、臭氧气体输出口 15以及冷却水入口 13A及冷却水出口 13B分别连接，就可形成上述原料气体Gm的输入配管路径及上述臭氧气体的输出配管路径，从而能有效地实现包括上述配管路径在内的小型化。这样,臭氧发生单元7 — I 7 — n通过分别形成实施方式2的臭氧发生单元7X来实现小型化，从而能在实用水平上实现实施方式I所示的臭氧气体供给系统10。其结果是，如实施方式I的臭氧气体供给系统10那样，能在内部装设多个臭氧发生单元7X，并用气体控制阀9将臭氧发生单元7X的输出配管彼此连接，因此，如实施方式I所述，能将臭氧气体分散供给至臭氧处理装置12 — I 12 — n的各臭氧处理装置12，将大量的臭氧气体或高浓度的臭氧气体选择供给至一个臭氧处理装置12。<实施方式3>在实施方式3中，与实施方式2 —样，着眼于一个单位的臭氧发生单元7，可实现组装有臭氧气体输出流路管理单元9的臭氧发生单元7的小型化。(臭氧气体输出流量管理单元的控制)图10是表示与图I所示的臭氧气体供给系统10相当的、实施方式3的臭氧气体供给系统20的臭氧气体输出流量管理单元的内部结构的说明图。如图10所示，在与实施方式I的臭氧气体输出流量管理单元9相当的实施方式3的臭氧气体输出流量管理单元9Y中，将与臭氧发生单元7 — I 7 — n分别对应的部分一 体形成。以下，在图10中，为便于说明，以n = 3的情况为例进行说明。与臭氧发生单元7 — I 7 — n对应地一体设有臭氧气体控制阀9a 9c,并以与臭氧气体控制阀9a 9c紧密接触的方式设有安装块93a 93c。在安装块93a、93b及93c的一方路径侧(图中上方)设有臭氧气体控制阀9ab、臭氧气体控制阀9bc及臭氧气体控制阀9ca。此外，靠安装块93a的一方路径侧的臭氧气体控制阀9ab经由配管接头98u、单元间臭氧气体配管95ab、配管接头98d而与安装块93ab的另一方路径(图中下方)相连。同样地，靠安装块93ab的一方路径侧的臭氧气体控制阀9ab经由配管接头98u、单元间臭氧气体配管95bc以及配管接头98d而与安装块93ac的另一方路径相连，靠安装块93ac的一方路径侧的臭氧气体控制阀9ca经由配管接头98u、单元间臭氧气体配管95ca及配管接头98d而与安装块93a的另一方路径相连。接着，从安装块93a 93c的输出部(图中右方)经由臭氧气体输出口 25 — I 25 - n输出至实施方式3的臭氧气体供给系统20的外部。因此，臭氧气体输出流量管理单元9Y具有在回路结构上与臭氧气体输出流量管理单元9相同的臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab、9ca。此外，在臭氧气体输出口 25 — I 25 — n与臭氧处理装置12 — I 12 — n之间插设有臭氧气体开闭阀22 — I 22 — n。在构成臭氧气体输出流量管理单元9Y的臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab、9ca中，臭氧气体控制阀9a、9b、9c是常开型的(NO)，臭氧气体控制阀9bc、9ab、9ca是常闭型的(NC)。此外，将来自系统总括管理单元8的系统管理控制部84的控制信号S8a送至臭氧气体控制阀9a及臭氧气体控制阀9ab，将控制信号SSb送至臭氧气体控制阀9b及臭氧气体控制阀9bc,将控制信号S8c送至臭氧气体控制阀9c及臭氧气体控制阀9ca。这样，基于来自系统总括管理单元8的系统管理控制部84的控制信号S8(S8a S8c),能控制臭氧气体输出流量管理单元9Y的臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab、9ca的打开状态、关闭状态。在图10中，示出了臭氧处理装置12 — I 12 — n中只有臭氧处理装置12 — 2这一台运转(臭氧气体开闭阀22 - 2为打开状态)，作为流入臭氧处理装置12 - 2的臭氧气体流量，供给30SLM的臭氧气体时的臭氧气体输出流量管理单元9Y的状态。即，根据来自系统管理控制部84的臭氧发生单元控制信号86 — I 86 — n来分别从臭氧发生单元7 — I 7 — n输出10SLM的臭氧气体,并使臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab处于打开状态(涂黑)，而使臭氧气体控制阀9ca处于关闭状态(空心)。 另一方面，如上所述，在臭氧气体开闭阀22 — I 22 — n中，仅使臭氧气体开闭阀22 - 2处于打开状态，而使臭氧气体开闭阀22 — I及22 — n处于关闭状态。在仅使用臭氧处理装置12 - 2而不使用其它臭氧处理装置12的情况下，使臭氧气体开闭阀22处于关闭，但在完全没有臭氧处理装置的情况下，也可以用配管帽套接头将不使用的臭氧气体出口即25 — 1、25 — n的配管部分强制堵住。此外，在没有对臭氧气体供给系统10内的各臭氧发生单元间连接配管95ab、95bc、95ca中的任一个进行配管的情况下，通过将配管接头98u、98d中的任一个换作配管帽套接头来堵住，就可将输出臭氧气体阻断，这点是自不待言的。如上所述，通过对臭氧发生单元7 — I 7 — n及臭氧气体输出流量管理单元9Y 进行控制，来分别从臭氧发生单元7 — I 7 一 n输出10SLM流量的臭氧气体,从而能经由臭氧气体输出流量管理单元9对臭氧处理装置12 - 2供给气体流量为30SLM的臭氧气体。(臭氧发生单元的组装结构)图11是示意表示实施方式2的一个单位的臭氧发生单元的组装结构的立体图。如图11所示，实施方式2的臭氧发生单元7Y除了臭氧发生器I、臭氧电源2、MFC3、臭氧浓度计5、气体过滤器51、臭氧浓度计5、APC4及气体配管集成块30之外，还集成了臭氧气体输出流量管理单元9的结构部分。如图11所示，为了将臭氧气体输出流量管理单元9的结构部分安装至气体配管集成块30上，以块主体930a及930b (相当于图10中的安装块93a 93c中的任一个)为中心，设置了臭氧气体控制阀收纳部931、932、臭氧气体输出部933、臭氧气体分支部934、935。臭氧气体控制阀收纳部931在内部收纳有臭氧气体控制阀90x(相当于臭氧气体控制阀9a 9c中的任一个)，臭氧气体控制阀收纳部932在内部收纳有臭氧气体控制阀90xy (相当于臭氧气体控制阀9ab、9bc及9ca中的任一个)。臭氧气体输出部933相当于图9所示的实施方式2的臭氧发生单元7X的臭氧气体输出口 15，其与图10的臭氧气体输出口 25相连。臭氧气体分支部934起到与图10所示的配管接头98u相连的一方路径侧的分支部(单元间臭氧气体空压阀配管连接口)的作用，臭氧气体分支部935起到与图10所示的配管接头98d相连的另一方路径侧的分支部(单元间臭氧气体空压阀配管连接口)的作用。在实施方式3中，与实施方式2 —样，将气体供给配管系统、臭氧气体输出配管系统及冷却配管系统13A、13B全部集成为一个气体配管集成块30，并组装臭氧气体输出流量管理单元9Y的结构部分，以将气体供给配管、臭氧气体输出配管、冷却配管各自的配管路径装入气体配管集成块30内。从供给原料气体Gm的原料气体供给口 14经由MFC3至臭氧发生器I的臭氧发生器输入部ETl的原料气体输入配管与实施方式2的臭氧发生单元7X基本相同，其是由按原料气体供给口 14、配管路径R30a、块内流路B3、MFC3、块内流路B3、配管路径R30b及臭氧发生器输入部ETl的顺序形成的路径构成的。从臭氧发生器I的臭氧发生器输出部EXl经由气体过滤器51、臭氧浓度计5及APC4直至块主体930b的臭氧气体输出配管是由按臭氧发生器输出部EX1、配管路径R30c、气体过滤器安装用块31内部、气体过滤器51、气体过滤器安装用块31内部、配管路径R30d、块内流路B5、臭氧浓度计5、块内流路B5、配管路径R30e、块内流路B4、APC4、块内流路B4、配管路径R30f、块主体930a(内侧部分)、臭氧气体控制阀90x、配管路径R30g、块主体930b (外侧部分)的顺序形成的路径构成的。另外，也可以将块主体930a及930b —体构成，并以贯穿气体配管集成块30内部的方式形成。在块主体930b内，形成有一方分支路径、另一方分支路径和合流路径，其中，上述一方分支路径经由臭氧气体控制阀90xy与臭氧气体分支部934相连,上述另一方分支路径与臭氧气体分支部935相连，上述合流路径在将上述一方及另一方分支路径与上述臭氧气体输出配管合流之后从臭氧气体输出部933输出。
另外，由于其它结构及配管路径等与图9所示的臭氧发生单元7X相同，因此，省略说明。在实施方式3的臭氧气体供给系统20中，多个臭氧气体控制阀收纳部931、932紧贴安装于分别对应的臭氧发生单元7Y中的气体配管集成块30，并插设在上述臭氧气体的输出配管路径上，其中，上述多个臭氧气体控制阀收纳部931、932各自收纳有臭氧气体控制阀 90x、90xy。因此，在臭氧气体供给系统20内，能起到可实现臭氧气体输出流量管理单元9Y及臭氧发生单元7 — I 7 — n的组装结构小型化这样的效果。这样，实施方式3的臭氧发生单元7Y除了具有实施方式2的臭氧发生单元7X的特征之外，还实现了臭氧气体输出流量管理单元9的结构部分的大半部分与气体配管集成块30的一体化，与实施方式2的将臭氧发生单元7X与臭氧气体输出流量管理单元9分体构成的情况相比，能实现更小型化。<实施方式4(基本结构第一形态)>图12是表示本发明实施方式4(基本结构第一形态)的臭氧气体供给系统的结构的框图。(整体结构)如图12所示，臭氧气体供给系统101在内部具有n(彡2)个臭氧发生单元7 —I 7 — n，并在臭氧发生单元7 — I 7 — n之间具有一个共用的水分除去过滤器59。水分除去过滤器59具有能捕获(除去)从原料气体供给口 14供给来的原料气体所含的微量的水分的功能。如上所述，实施方式4的臭氧气体供给系统101在使从原料气体供给口 14供给来的原料气体经过水分除去过滤器59之后，将其供给至臭氧发生单元7 — I 7 — n的原料气体供给口 14 一 I 14 一 n。以下，取出臭氧发生单元7 — I 7 — n中的臭氧发生单元7 — 2为代表，并参照图12的中间部分对其内部结构进行说明。原料气体在从臭氧气体供给系统101的原料气体供给口 14经过水分除去过滤器59之后，经由原料气体供给口 14 一 2及MFC3供给至臭氧发生单元7 — 2内的臭氧发生器I。臭氧发生器I的内部充满含氧气的高纯度气体(原料气体)，通过从臭氧气体供给系统101内的臭氧电源2对臭氧发生器I内的电极之间施加高频高电压HV、LV，并在上述电极之间进行电介质阻挡放电(无声放电)，放电空间内的气体就可在放电作用下电离出氧气，变为氧原子，通过使氧原子与氧气(氧分子)化学结合，从而如以下的式(I)、式(2)所示生成臭氧气体。另外，臭氧电源2将在后面进行详细说明，其是由转换器2a、逆变器2b及高电压电路部2c构成的。此外，式(2)的M是指三体碰撞的第三体。[化学式I]
O2+ (无声放电)马0 + 0 (I)[化学式2]
0 + O2 + M = O3 …⑵(三体碰撞)通过原料气体的氧气(O2)与无声放电，利用上述式(I)、式(2)所示的化学反应来生成臭氧气体(O3)，但在原料气体中，除氧气之外，还含有I 2PPM左右(1014个/cm3)的氮气(N2)等杂质。此外，由于通常气体的露点被控制在一 70°C左右，因此，如图26所示，原料气体所含的水分量在IPPM(1014个/cm3) 10PPM(1015个/cm3)左右。另外，图26是表示原料气体的露点与原料气体所含的水分量之间的关系的说明图。上述氮气和水分也通过无声放电电离出分子气体，从而在臭氧气体发生器内生成氮氧化物、氢氧化物、氮氢化合物即联氨(N2H4)化合物等的气体，并与臭氧气体一起输出。—旦由这种化合物气体特别是经过以下式(3) 式(7)所示的过程生成了活性气体，则由于是非常活性的气体，因此，在用于取出臭氧气体的配管路径、APC4、MFC3、气体开闭阀(阀门)等与臭氧气体的接触部分处，会在金属表面发生腐蚀化学反应，从而会使部件发热、金属腐蚀，而成为上述部件等发生故障的原因。此外，输出的臭氧气体自身也变为含有大量因金属腐蚀而产生的金属污染物(金属污染)的气体，从而使臭氧气体的品质变差。[化学式3]
HO + (无声放电)马」H + (〕 (3)[化学式4]
2H + O2 + NU + (无声放电)与圈03(硝酸簇)…(幻[化学式5]
O2+ O3 + (无声放电)与O(U) + ZV …(5)[化学式6]
O(1D) + H2O + (无声放电)与20H(0H自由基)…(6)[化学式7]
O3 + H2O + (无声放电)4 HOn + OH" (0H自由基离子)…(7)如上所述，经过式(3)及式(4)的化学反应，通过水解反应生成了硝酸簇气体(HNO3),经过式(5) 式(7)的化学反应，生成了 OH自由基气体。由于原料气体中所含的水分，如上述化学式(3) (7)所示，会在臭氧发生器I内生成硝酸簇气体、OH自由基、OH自由基离子等非常有活性、寿命较长的气体，并与生成的臭氧气体一起输出。因此，通过实验等可知，会在配管路径、APC、MFC、气体开闭阀等与臭氧气体的接触部分，在金属表面发生腐蚀化学反应，使部件发热、金属腐蚀，从而成为上述部件等发生故障的原因。由此可知，为了减少上述活性气体的生成量，重要的是减少供给至臭氧气体的原料气体中所含的水分量。上述原料气体中所含的氮气等杂质或水分量在正常情况下由气体的成分量确定，在实际工作的装置中，在装置开始运转时及维护等过渡时，在气体供给部等的配管面上也会附着有氮气及水分，若上述附着的物质与原料气体一起被放出，则超过I 2PPM的杂质量及水分量会进入臭氧发生器1，产生上述不良影响的气体混入臭氧气体而被输出。考虑到上述点可知，为了将供给至臭氧发生器I的原料气体中所含的水分除去，在臭氧气体供给系统101内的原料气体供给口 14旁边设置水分除去过滤器59是非常有效 的，其中，上述水分除去过滤器59通过吸附等方式除去所供给的原料气体中的水分。另外，通过使用吸附用的硅胶、利用加热器加热的结构能实现水分除去过滤器59。作为水分除去过滤器59的性能，特别是能使原料气体所含的水分量不足300PPB的水分除去过滤器59是优选的。在本实施方式中，作为臭氧发生器1，以无声放电式的臭氧发生器结构为代表进行了说明，但作为产生臭氧的功能，可以是利用沿面放电或辉光放电的臭氧发生器结构、利用超高频或微波放电的臭氧发生器结构，此外也可以是利用电解介质的臭氧发生器，上述臭氧发生器均可。为了稳定输出臭氧，对供给至臭氧发生器I的原料气体的气体种类进行限定，特别是对原料气体所含的水分量进行抑制是重要的，此外，重要的是将流量值、臭氧发生器内的气体压力、对电极进行冷却的水温、水量等环境条件调节至恒定的性能。即，在抑制原料气体所含的水分量时使用水分除去过滤器59，在调节上述流量值时使用MFC3，在调节臭氧发生器I内的气体压力时使用APC3，为了将对电极进行冷却的水温、水量等环境条件设为恒定，使用由来自冷却水入口 13a — I 13a — n的冷却水发挥的冷却性能。具有这种功能的控制元件(MFC3、APC4、臭氧浓度计5及气体过滤器51)如下所述。从臭氧气体供给系统101的原料气体供给口 14、水分除去过滤器59、臭氧发生单元7 — 2的原料气体供给口 14 - 2得到的规定的原料气体流量Q的原料气体通过气体流量控制器(MFC) 3被以恒定流量供给至臭氧发生器I。作为使臭氧发生器I内的压力恒定的元件，具有对发生器内的气体压力进行检测的元件，臭氧发生器系统具有通过对检测出的输出至发生器的臭氧气体量进行微调来使臭氧发生器I内的压力恒定的功能。作为其中一个方法，具有自动将发生器压力调节至规定压力的自动压力控制器(APC) 4，该自动压力控制器(APC) 4设置在臭氧发生器的臭氧气体输出配管气体管线上。作为臭氧气体输出配管气体管线的具体结构，在将臭氧发生器I内生成的臭氧气体通入用于从臭氧气体中除去杂质或异物的气体过滤器51之后，使其经由臭氧浓度计5、自动将发生器压力调节至规定压力的自动压力控制器(APC) 4来生成具有规定臭氧浓度C的臭氧(经臭氧化反应后的氧气)气体，并将该具有规定臭氧浓度C的臭氧气体连续地从臭氧气体输出口 15 — 2输出至臭氧发生单元7 - 2的外部。有时会在臭氧气体输出配管气体管线上设置用于将输出臭氧气体流量恒定输出的臭氧气体流量控制器(MFC)。在本实施方式中，没有设置上述臭氧气体流量控制器(MFC)。因此，输出的臭氧气体的流量Qx为从原料气体流量Q变换至臭氧的臭氧流量Qc和没有变换至臭氧的原料氧气流量Qn之和。也就是说，臭氧(经臭氧化反应后的氧气)气体的流量Qx由基于原料(氧气)气体流量Q、臭氧浓度C的式(A) {Qx = F(Q，C)…(A) }来确定。通过上述气体流量控制器(MFC) 3将供给至臭氧发生器的原料气体流量控制为恒 定值。另外，APC4通过对在臭氧发生器I的臭氧气体的输出配管路径内流动的臭氧气体的压力进行控制，来自动将臭氧发生器I的气体压力控制为恒定值。臭氧发生单元7 — 2将具有使臭氧气体产生的元件的臭氧发生器I、具有将规定的电力供给至臭氧气体的元件的臭氧电源2、具有将所供给的原料气体流量控制为恒定值的元件的MFC3、具有将臭氧发生器I内的压力值控制为恒定值的元件的APC4、具有捕获所输出的臭氧气体中的杂质气体的元件的气体过滤器51以及具有对所输出的臭氧浓度值进行检测的元件的臭氧浓度计5等多个功能元件集成来构成为一个单位的封装单元。臭氧发生单元7 — I 7 — n各自的结构均是相同的(除7 — 2之外均未图示)，因此呈现以臭氧发生单元7 - 2为代表进行说明的内部结构。由上述MFC3、APC4、臭氧浓度计5及气体过滤器51构成与臭氧发生器I关联的控制元件。作为控制元件，从供给稳定的臭氧气体出发，具有MFC3、APC4、臭氧浓度计5及气体过滤器51中的至少两个元件是理想的。在各臭氧发生单元7 (臭氧发生单元7 — I 7 — n)的底面上设有漏水传感器6，用于监视各臭氧发生单元7有无漏水。即，从漏水传感器6处得到的信息可通过系统总括管理单元8内的EMO电路(紧急停止电路)81获得，并在系统管理控制部84的控制下受到监视。此外，设于臭氧气体供给系统101内的系统总括管理单元8接收排气传感器23、臭氧泄漏传感器24各自的检测信息，其中，上述排气传感器23、臭氧泄漏传感器24用于监视通过排气管道11对装置内抽真空而处于的负压状态。此外，系统总括管理单元8 —旦接收到来自排气传感器23的排气异常、来自臭氧泄漏传感器24的泄漏异常，则通过系统管理控制部84对所有臭氧发生单元7 — I 7 — n发出指令停止的臭氧发生单元控制信号86 —I 86 — n,从而使臭氧发生单元7 — I 7 — n停止运转。此外，系统总括管理单元8内的系统管理控制部84从臭氧处理装置12 — I 12 - n经由用户信息I/F83接收包括要求臭氧流量Qs 12及要求臭氧浓度Csl2在内的处理臭氧气体事件信号16 — I 16 — n。接着，系统管理控制部84基于处理臭氧气体事件信号16 — I 16 — n的指令内容，将臭氧发生单元控制信号86 - I 86 — n输出至臭氧发生单元7 — I 7 — n，并将控制信号S8输出至臭氧气体输出流量管理单元9。其结果是，能进行对从臭氧发生单元7 — I 7 — n分别输出的臭氧气体的流量、浓度的控制和对臭氧气体输出流量管理单元9中的臭氧气体控制阀9a等的开闭控制，从而能将与处理臭氧气体事件信号16 — I 16 — n的指令内容相应的气体流量、浓度的臭氧气体供给至臭氧处理装置12 — I 12 — n。以下，对系统总括管理单元8进行更详细地说明。系统总括管理单元8具有进行装置的紧急停止的EMO电路81、单元信息I/F82、用户信息I/F83、系统管理控制部84及主操作面板85。如上所述，EMO电路81是对从各臭氧发生单元7的漏水传感器6处获得的系统的异常信号进行监视的电路。具体而言，一旦EMO电路81接收到来自漏水传感器6的漏水异常的检测信号，就将该信息传输至系统管理控制部84，通过系统管理控制部84，对与检测 出漏水异常的漏水传感器6相对应的臭氧发生单元7发出臭氧发生单元控制信号86 (臭氧发生单元控制信号86 — I 86 — n中的任一个)，从而使该臭氧发生单元7停止。单元信号I/F82具有与臭氧发生单元7 — I 7 — n交换单元信息信号17 — I
17— n的功能。如上所述，用户信息I/F83具有接收来自臭氧处理装置12 — I 12 — n的指令信号即处理臭氧气体事件信号16 — I 16 — n(指示要求臭氧流量Qsl2、要求臭氧浓度Csl2、运转信息Y、装置编号等)的功能。系统管理控制部84输出用于控制臭氧气体输出流量管理单元9内的臭氧气体控制阀(9a、9b、9c、9ab、9bc、9ca)打开、关闭的指令即控制信号S8,从而进行臭氧气体输出流量管理单元9内的总括控制。系统管理控制部84具有进行与主操作面板85的信息交换的功能。如图12所示，臭氧气体供给系统101具有冷却水入口 13A及冷却水出口 13B，将来自未图示的外部冷却装置的冷却水从冷却水入口 13A经由冷却水入口 13a — I 13a — n取至臭氧发生单元7 — I 7 — n内，并将冷却后的水从臭氧发生单元7 — I 7 — n经由冷却水出口 13b — I 13b — n从冷却水出口 13B输出至外部。在此，虽然没有记载详细情况，但来自外部的冷却装置的冷却水的水量及水温被控制成能供给恒定值的水量及水温。臭氧气体供给系统101具有原料气体供给口 14，将来自外部的原料气体从原料气体供给口 14经过水分除去过滤器59，进而经由原料气体供给口 14 一 I 14 一 n取至臭氧发生单兀7— I 7 — n内。臭氧发生单元7 — I 7 — n的臭氧气体输出口 15 — I 15 — n与内部的臭氧气体输出流量管理单元9连接，从而将臭氧气体从臭氧气体输出流量管理单元9经由臭氧气体输出口 25 — I 25 — n输出至臭氧气体供给系统101的外部。从n台臭氧处理装置12 — I 12 — n输出的处理臭氧气体事件信号16 — I 16 — n经由用户信息I/F83而被取至系统管理控制部84。处理臭氧气体事件信号16 (16 一I 16 — n)指示要求臭氧流量Qsl2、原料气体设定浓度Csl2及运转信息Y等。系统管理控制部84具有基于处理臭氧气体事件信号16 — I 16 — n输出对臭氧发生单元7 — I 7 - n进行控制的臭氧发生单元控制信号86 — I 86 — n的功能。
臭氧发生单元7 — I 7 — n具有臭氧发生单元用操作面板85 — I 85 — n。此外，单元信息信号17 — I 17 — n从臭氧发生单元7 — I 7 — n经由系统总括管理单元8的单元信息I/F82传输至系统管理控制部84。单元信息信号17(17 — I 17 — n)是指示各臭氧发生单元7中的臭氧发生器I的故障及运转、停止状态的信息信号。包含在处理臭氧气体事件信号16中的运转信息Y相当于表示各臭氧处理装置12(12 — I 12 — n)的故障及运转、停止状态信息信号的用户信息信号，如上所述，其被取至系统总括管理单元8内的用户信息I/F83中。此外，臭氧发生单元7 — I 7 — n分别具有臭氧控制部19。如下文详细说明的那样，臭氧控制部19是接收原料气体流量的设定流量Qs、检测流量Q、臭氧发生器I的发生器压力的设定压力Ps、检测压力P及从各臭氧发生单元7输出的臭氧浓度C，并通过控制臭氧电源2来对由臭氧发生器I产生的臭氧气体的臭氧浓度、气体流量等进行控制的控制部。此外，臭氧控制部19在臭氧浓度计5、MFC3、APC4及臭氧电源2之间进行信号交换。(臭氧气体输出流量管理单元的控制) 由于臭氧气体供给系统101的臭氧气体输出流量管理单元9的结构及动作与图2所示的实施方式I的臭氧气体供给系统10中的臭氧气体输出流量管理单元9相同，因此，省略说明。(主操作面板)由于臭氧气体供给系统101的主操作面板85与图3所示的实施方式I的臭氧气体供给系统10中的主操作面板85相同，因此，省略说明。(臭氧控制部(数据存储器1S6))由于臭氧气体供给系统101中的臭氧控制部19的结构及动作包括内部的数据存储器1S6，且与图4 图7所示的实施方式I的臭氧气体供给系统10中的臭氧控制部19及数据存储器1S6的情况相同，因此，适当省略说明。(效果等)在上述实施方式4中，将水分除去过滤器59安装在原料气体供给口 14，并在一个臭氧气体供给系统101中设有多个臭氧发生单元7 — I 7 — n，各臭氧发生单元7装设有臭氧发生器I、臭氧电源2、MFC3、进行自动控制的APC4及臭氧浓度计5，其中，上述臭氧发生器I具有可产生臭氧气体的元件，上述臭氧电源2具有对供给用于臭氧发生的电力进行供给和控制的元件，上述MFC3具有将原料气体或臭氧气体流量Q控制至恒定值的元件，上述APC4具有将臭氧发生器I内的压力P控制至恒定值的元件，上述臭氧浓度计5具有对所输出的臭氧气体的浓度值C进行检测的元件。此外，臭氧气体供给系统101与来自各臭氧发生器I的输出臭氧气体配管相对应地设置有开闭阀(臭氧气体控制阀9a 9c)，且在上述各臭氧发生器I的输出臭氧气体配管之间还设置了设有开闭阀(9bc、9ab、9ca)的臭氧气体输出流量管理单元9。实施方式4的臭氧气体供给系统101具有系统总括管理单元8 (臭氧气体输出流量管理单元)，该系统总括管理单元8可执行臭氧气体输出流量控制，在该臭氧气体输出流量控制中，通过打开、关闭臭氧气体输出流量管理单元9内的臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab、9ca的动作,将从臭氧发生单元7 — I 7 — n输出的多个臭氧气体的一个或两个以上的组合选择地输出至臭氧处理装置12 - I中的任一个。
由于利用设置在臭氧气体供给系统101内的水分除去过滤器59，能将原料气体供给口 14供给来的原料气体中所含的水分量从I 10PPM左右降低至10 100PPB左右，因此，能在生成臭氧的同时，减少因水分、杂质和无声放电而生成的硝酸簇(HN03)、OH自由基气体、OH自由基离子气体、HO3+离子等活性气体。因此，能抑制设于臭氧发生器I的臭氧气体输出部的APC4、MFC3、臭氧浓度计5(臭氧监视器)、气体开闭阀(阀门)、臭氧处理装置12 — I 12 — n因硝酸离子簇(HNO3)、0H自由基离子、HO3+离子等活性气体而导致消耗或故障。此外，能提供硝酸簇(HNO3)、0H自由基气体、金属污染物少、品质高的臭氧气体，作为输出的臭氧气体。如上所述，在实施方式4的臭氧气体供给系统101中，通过设置具有能捕获供给至原料气体供给口 14的原料气体所含的微量水分的功能的水分除去过滤器59，可起到如 下效果通过水分除去过滤器59，能使供给至臭氧发生器I的原料气体所含的水分量达到300PPB以下,从而能供给品质高的臭氧气体。如上所述，在实施方式5的臭氧气体供给系统101中，安装了水分除去过滤器59.其结果是，不仅能提供露点更高的臭氧气体，还能通过安装的水分除去过滤器59来除去水分量，因此，还具有能大幅缩短产生臭氧气体前吹出清扫气体的时间，从而能大幅缩短装置的调试时间这样的效果。除此之外，通过使臭氧气体控制阀9a、9b、9c处于打开状态，使臭氧气体控制阀9ab、9bc、9ca处于关闭状态，并使臭氧气体开闭阀22 — I及22 — n处于打开状态，从而将
臭氧气体从--对应的臭氧发生单元7 — I 7 — c供给至臭氧处理装置12 — I 12 —
n，藉此，能在臭氧处理装置12 — I 12 — n中分别独立地对所供给的臭氧的气体流量、臭氧气体浓度进行控制。此外，实施方式4的臭氧气体供给系统101与实施方式I 一样，如图2及图3所示，通过将两个以上的臭氧气体输出的组合供给至一个臭氧处理装置(臭氧处理装置12 — 2)，就能供给具有多样化的气体流量及浓度的臭氧气体。此外，即便臭氧发生单元7 — I 7 — n中的一部分发生异常，也能利用正常动作的剩余臭氧发生单元7将臭氧气体供给至臭氧处理装置12 — I 12 — n中的任一个，因此，不仅能实现可靠性高的臭氧气体供给，还能提供一种输出的臭氧气体所含的活性气体少、品质闻的臭氧气体。这样，实施方式4的臭氧气体供给系统101与实施方式I的臭氧气体供给系统10一样，根据来自系统管理控制部84的控制信号S8对臭氧气体输出流量管理单元9进行控制，来进行从臭氧发生单元7 — I 7 — n输出的臭氧气体的组合、选择处理，从而能将具有所希望的气体流量、臭氧气体浓度的臭氧气体输出至臭氧处理装置12。此外，在实施方式4的臭氧气体供给系统101中，使设于臭氧气体输出流量管理单元9内的臭氧气体控制阀9a、9b、9c、9bc、9ab、9ca为能通过电气或空气压力进行打开、关闭的电动阀或空压阀，从而能在控制信号S8的控制下，对从各臭氧发生单元7内的臭氧发生器I输出至外部的臭氧气体的气体流量、臭氧气体浓度进行集中管理。此外，由于系统总括管理单元8包括漏水传感器6、EMO电路81、单元信息I/F82、系统管理控制部84等，因此，在臭氧发生单元7 — I 7 — n中的任一个中检测到紧急停止、漏水的情况下，能使对应的上述臭氧发生单元停止。此外，由于具有排气传感器23、臭氧泄漏传感器24、系统管理控制部84等，因此，在系统整体上检测出排气异常、臭氧泄漏异常时，能使臭氧发生单元7 — I 7 — n全部停止。如上所述，由于实施方式4的臭氧气体供给系统101 (第一形态)具有在各臭氧发生单元7异常时、臭氧气体供给系统101整体异常时等的安全停止功能，因此，能实现安全性高的系统。<实施方式4的第二形态>实施方式4的第二形态与图8及图9所示的实施方式2 —样，分别实现臭氧电源部2、臭氧发生器I的小型化，此外，除了供给紧凑化的电力并具有对电力量进行控制的元件的臭氧电源部2、具有产生臭氧气体的元件的臭氧发生器I之外，还将具有对原料气体流 量进行控制的元件的MFC3、具有除去臭氧气体的杂质的元件的气体过滤器51、具有对所输出的臭氧气体浓度进行检测的元件的臭氧浓度计5、具有将臭氧发生器内的气体压力控制至恒定值的元件的APC4进行集成并封装，从而能在结构上实现一个单位的臭氧发生单元7X。(臭氧电源2的紧凑化)在实施方式4中，通过采用实施方式I的图8所示的电路结构，实现了臭氧发生器I及臭氧电源部2的主要部件的一体化，从而实现了紧凑化的电路结构。(臭氧发生单元的组装结构)在实施方式4中，与图9所示的实施方式I 一样，也能实现将臭氧发生器I、臭氧电源2、MFC3、气体过滤器51、臭氧浓度计5、APC4及气体配管集成块30集成的一个单位的臭氧发生单元7X。在现有的臭氧气体供给系统和现有的臭氧发生装置中，如在实施方式I所说明的图25所示，在分割成气体控制单元400、与臭氧电源相当的逆变器控制单元500及臭氧发生单元600这三个块彼此之间，仅能电连接或通过气体配管连接，是不能实现图9所示的结构的。此外，由于将所设置的设施(utility)中的原料气体直接供给至臭氧气体供给系统，因此，不具有对供给至臭氧发生器的原料气体中所含的水分量进行控制的元件，设于臭氧气体输出部的气体控制设备的故障率较高。在实施方式4的第二形态中，也与实施方式I 一样，如图9所示，臭氧发生单元7X集成了上述三个单元(400、500、600)，与图25所示的结构相比，能大幅实现小型化，并且，由于将水分除去过滤器59安装在图12所示的臭氧气体供给系统101的原料气体供给口14，因此，能减少设于臭氧气体输出部的气体控制设备的故障率，并能提供高品质的臭氧气体。这样，实施方式4的臭氧发生单元7 — I 7 — n与实施方式I 一样，作为臭氧发生单元7X，呈现了一种将臭氧发生器I、臭氧电源2、MFC3、APC4及臭氧浓度计5集成为一个并封装成一个单位的结构。其结果是，如实施方式4的臭氧气体供给系统101那样，能在内部装设多个臭氧发生单元7X，并用气体控制阀9将臭氧发生单元7X的输出配管彼此连接，因此，如实施方式4所述，能将臭氧气体分散供给至臭氧处理装置12 — I 12 — n的各臭氧处理装置12，将大量的臭氧气体或高浓度的臭氧气体选择供给至一个臭氧处理装置12。<实施方式4的第三形态>作为实施方式4的第三形态，与图10及图11所示的实施方式3—样，着眼于一个单位的臭氧发生单元7，能实现组装有臭氧气体输出流量管理单元9的臭氧发生单元7的小型化。(臭氧气体输出流量管理单元的控制)通过将实施方式3所示的图10的臭氧气体供给系统20形成为与图12所示的臭氧气体供给系统101相当的结构，从而能实现实施方式4的第三形态。(臭氧发生单元的组装结构)
如实施方式3所示的图11的臭氧发生单元7Y那样，通过分别构成臭氧气体供给系统101的臭氧发生单元7— I 7 — n，从而能实现实施方式4的第三形态。<实施方式5>图13是表示本发明实施方式5的臭氧气体供给系统的结构的框图。在实施方式5的臭氧气体供给系统102中，与实施方式4的臭氧气体供给系统101一样，在臭氧气体供给系统102的结构内设置了水分除去过滤器59 — I 59 — 2，以捕获从原料气体供给口 14供给来的原料气体中所含的水分。其中，水分除去过滤器59 - I 59 — n与臭氧发生单兀7 — I 7 — n 对应设置，并设置在臭氧发生单兀7 — I 7 —n各自的原料气体供给部入口旁边。水分除去过滤器59 — I 59 — n具有如下特征通过对分别供给至臭氧发生单元7 — I 7 — n内的原料气体的水分量进行控制，来提高在各臭氧发生单元7 — I 7 — n内生成的臭氧气体的品质。如上所述，实施方式5的臭氧气体供给系统102在使从原料气体供给口 14供给来的原料气体经过水分除去过滤器59 -I 59 — n之后，将其供给至臭氧发生单元7 — I 7 — n的原料气体供给口 14 一 I 14 — n。特别是，实施方式5的臭氧发生单元7 — I 7 — n分别具有如下特征通过将捕获气体中所含的水分的水分除去过滤器59 (水分除去过滤器59 — I 59 — n中的任一个)安装在一个单位的臭氧发生单元7的原料气体入口部，能实现与实施方式2相同的组装而成的臭氧发生单元7的小型化。(原料气体的气体纯度管理)图14是示意表示实施方式5的一个单位的臭氧发生单元7X2的组装结构的立体图。如图13、图14所示，通过将水分除去过滤器59(59 — I 59 — n)安装在臭氧发生单元7 — I 7 — n各自的原料气体入口 14 一 I 14 一 n的容易更换的位置上，从而可一体形成。以下，在图13中，为便于说明，以n = 3的情况为例进行说明。此外，由于上述水分是空气中所含的气体，因此，一旦将原料气体配管路径的一部分配管朝大气开放，就可立即将水分吸附在配管面上。一旦使原料气体在吸附有上述水的原料气体配管中流动，不仅高纯度原料气体所含的水分量，附着于配管的水分也会因气体流动而脱离，从而使供给的原料气体的露点如图26所示变高，原料气体中所含的水分量有时会升高至10PPM以上。
若在原料气体中含有含氮气体、含碳气体、硫化气体等杂质气体及水分，则不仅生成臭氧气体，还会因放电而生成N自由基、OH自由基气体，因此，通过上述自由基气体与水分的结合，簇状的分子状的气体即硝酸气体或OH自由基也会包含在臭氧气体中被输出。由于上述硝酸及OH自由基的簇分子气体等是活性非常强的气体，因此，会与输出臭氧气体的气体配管及阀等的金属表面发生化学反应，而使配管面腐蚀，是在所输出的臭氧气体中产生腐蚀的金属杂质(金属污染)的原因。一旦输出的臭氧气体所含的金属杂质(金属污染)量升高，则成为利用臭氧气体进行半导体的氧化膜处理后的氧化膜的性能变差的原因。综上所述，通过试验可以确定，若原料气体含有很多水分,输出的臭氧气体的品质会变差。因此，在原料气体的供给部安装了以水分除去为目的的水分除去过滤器59 - I 59 - n。特别是，在实施方式5中，将水分除去过滤器59 — I 59 — n设置在臭氧发生单元7 — I 7 — n各自的原料气体入口 14 一 I 14 一 n的容易更换的位置上，从而除去 水分，将原料气体供给至臭氧发生器I。此外，即便水分除去过滤器59 — I 59 — n中的一部分发生异常，也能利用安装有正常动作的剩余水分除去过滤器59的臭氧发生单元7将臭氧气体供给至臭氧处理装置
12— I 12 — n中的任一个，因此，不仅能实现可靠性高的臭氧气体供给，还能提供一种输出的臭氧气体所含的活性气体少、品质高的臭氧气体。在此，水分除去过滤器59 - I 59 — n采用与臭氧发生单元7 — I 7 — n--
对应设置的结构，但也可以根据杂质气体种类的不同，以串联多级的方式设置多个气体过滤器，或是将杂质气体用的气体过滤器与水分捕获用的气体过滤器形成串联多级结构。另外，由于其它结构及配管路径等与图9所示的实施方式2的臭氧发生单元7X基本相同，因此，适当省略说明，并以与臭氧发生单元7X的不同点为中心进行简单说明。如图14所示，由于形成将原料气体配管(原料气体供给口 14 +水分除去过滤器59)及输出气体配管系统(臭氧气体输出口 15)与气体配管集成块30—体化的气体配管集成块结构，因此，能将臭氧发生器I、臭氧电源2、气体配管系统封装化来使臭氧发生单元7X2更小型。另外，将原料气体供给口 14及水分除去过滤器59彼此连接。从供给原料气体Gm的原料气体供给口 14经由MFC3至臭氧发生器I的臭氧发生器输入部ETl的原料气体输入配管路径是由按原料气体供给口 14、水分除去过滤器59、配管路径R30a、块内流路B3、MFC3、块内流路B3、配管路径R30b以及臭氧发生器输入部ETl的顺序形成的路径构成的。此时，设于臭氧发生器I的臭氧发生器输入部ETl周边的部分通过臭氧发生器安装用螺栓Btl而被安装于气体配管集成块30。这样，就使用气体配管集成块30形成了原料气体Gm的输入配管路径。如实施方式5所示，通过与臭氧发生单元7 — I 7 — n背面的原料气体供给口14连接，从而将水分除去过滤器59 (水分除去过滤器59 — I 59 — n)安装至容易更换的部分。其结果是，不仅能提供露点更高的臭氧气体，还能通过安装的水分除去过滤器59来除去水分量，因此，还具有能大幅缩短产生臭氧气体前吹出清扫气体的时间，从而能大幅缩短装置的调试时间这样的效果。<实施方式6>图15是表示本发明实施方式6的臭氧气体供给系统的结构的框图。
在实施方式6中，具有实施方式2的“着眼于分别与臭氧发生单元7 — I 7 — n相当的一个单位的臭氧发生单元7，可实现臭氧发生单元7小型化”的特征。特别是，除去了实施方式5的设于臭氧发生器I的原料气体的输入部的MFC3，取而代之，将作为流量控制元件的MFC53配置在臭氧发生器I产生的臭氧气体的输出部，从而实现臭氧发生单元7的小型化。(臭氧气体流量控制器)图15所示的实施方式6的臭氧气体供给系统103相当于图12所示的实施方式4的臭氧气体供给系统101。图16是示意表示实施方式6的一个单位的臭氧发生单元的组装结构的立体图。如图15、图16所示，从功能上来讲，实施方式6是将实施方式I、实施方式4及实施方式5所示的、将对气体流量进行控制的元件即MFC3设于原料气体供给部的结构，变为 将MFC53设于产生的臭氧气体配管系统的实施方式。即，在将实施方式6的臭氧气体供给系统103与图12所示的实施方式4的臭氧气体供给系统101进行比较的情况下，在除去MFC3、将新的MFC53插设在臭氧浓度计5与APC4之间、不设置水分除去过滤器59这点上不同。另外，由于在装置的动作等上，与实施方式I、实施方式4及实施方式5基本相同，因此，省略说明。如上所述，实施方式6的臭氧发生单元7X3将臭氧发生器I等紧贴安装于气体配管集成块30。以下，对利用了图16所示的气体配管集成块30的臭氧发生单元7X3的配管路径进行说明。气体配管集成块30呈现了在内部具有配管路径R30c 30f，将冷却水入口13A、冷却水出口 13B、原料气体供给口 14及臭氧气体输出口 15安装在侧面上，使用臭氧发生器安装用螺栓Btl Bt4安装臭氧发生器I的结构。此外，通过APC安装用块34、34夹着APC4来将其安装于气体配管集成块30，通过APC安装用块34、MFC安装用块153夹着MFC53来将其安装于气体配管集成块30，并通过臭氧浓度计安装用块35、35以夹着的方式安装臭氧浓度计5。在上述安装用块33 34、153及35内也形成有用于确保配管路径的块内流路B3、B4、B153及B5。此外，使用气体过滤器安装用块31将气体过滤器51安装于气体配管集成块30。将供给有原料气体Gm的原料气体供给口 14直接设于臭氧发生器I的臭氧发生器输入部ET1，输入配管路径是由按原料气体供给口 14及臭氧发生器输入部ETl的顺序形成的路径构成的。此时，设于臭氧发生器I的臭氧发生器输入部ETl周边的部分通过臭氧发生器安装用螺栓Btl而被安装于气体配管集成块30。这样，就使用气体配管集成块30形成了原料气体Gm的输入配管路径。从接收由臭氧发生器I输出的臭氧气体的臭氧发生器输出部EXl经由气体过滤器51、臭氧浓度计5、MFC53及APC4而从臭氧气体输出口 15输出的臭氧气体输出配管是由按臭氧发生器输出部EX1、配管路径R30c、气体过滤器安装用块31内部、气体过滤器51、气体过滤器安装用块31内部、配管路径R30d、块内流路B5、臭氧浓度计5、块内流路B5、配管路径R30e、块内流路B53、MFC53、块内流路B4、APC4、块内流路B4、配管路径R30f以及臭氧气体输出口 15的顺序形成的路径构成的。此时，设于臭氧发生器I的臭氧发生器输出部EXl周边的部分通过臭氧发生器安装用螺栓Bt2而被安装于气体配管集成块30。这样，就使用气体配管集成块30形成了臭氧气体的输出配管路径。
在实施方式6中，由于通过MFC53对所产生的臭氧气体自身的输出臭氧量进行控制，因此，具有能正确控制输出的臭氧气体流量，并能正确控制输出的臭氧量这样的效果。此外，在原料气体(输入)配管系统中，不用安装配管周边部件，只要直接对原料气体供给口 14进行配管即可，在臭氧气体输出配管部形成对气体过滤器51、MFC53、臭氧浓度计5、APC—并安装气体配管部件的结构。因此，只需输出气体配管系统就能实现配管的集成配管结构，其结果是，能使配管更紧凑，并能使一体化的集成配管结构的部件数减少，从而使部件的更换更容易。(其它形态)作为实施方式6的臭氧气体供给系统的其它形态，如图17所示，与实施方式4 一样，也可以增加水分除去过滤器59，该水分除去过滤器59具有能捕获从原料气体供给口 14供给来的原料气体所含的微量的水分的功能。此外，与图13所示的实施方式5—样，也可以采用将水分除去过滤器59 — I 59 — n设置在臭氧发生单元7 — I 7 — n的原料气体供给口 14 一 I 14 一 n旁边的结构(未图示)。此时，如图18所示，将原料气体供给口 14及水分除去过滤器59 (水分除去过滤器59 — I 59 — n中的任一个)串联设置在臭氧发生器输入部ET1。即，如图18所示，能得到具有将原料气体配管(原料气体供给口 14 +水分除去过滤器59)及输出气体配管系统(臭氧气体输出口 15)与气体配管集成块30—体化而成的气体配管集成块结构的臭氧发生单元7X4。<实施方式7 (基本结构第一形态)>图19是表示本发明实施方式7 (第一形态)的臭氧气体供给系统的结构的框图。(整体结构)如图19所示，臭氧气体供给系统104在内部具有n (彡2)个臭氧发生单元7 —I 7 — n,并在臭氧发生单兀7 — I 7 — n之间设有一个共用的气体过滤器52 (原料气体用过滤器)。气体过滤器52除去从原料气体供给口 14供给来的原料气体所含的微量的杂质及杂质气体，通过气体过滤器52将原料气体的纯度控制在稳定状态。另外，由于除了将水分除去过滤器59更换为气体过滤器52这点之外，与图12所示的实施方式4的臭氧气体供给系统101相同，因此，适当省略对结构及动作的说明。臭氧气体供给系统104具有原料气体供给口 14，将来自外部的原料气体从原料气体供给口 14经过气体过滤器52，进而经由原料气体供给口 14 一 I 14 一 n取至臭氧发生单元7 — I 7 — n内。即，在外部的原料气体的入口即原料气体供给口 14设有用于除去原料气体中的微量的杂质及杂质气体的气体过滤器52，从而将原料气体的纯度控制在稳定状态。(效果等)由于利用设置在实施方式7的臭氧气体供给系统104内的气体过滤器52，来减少从原料气体供给口 14供给来的原料气体中所含的杂质及杂质气体，因此，能在生成臭氧的同时，减少因水分、杂质和无声放电而生成的硝酸簇(HNO3)、OH自由基气体、OH自由基离子气体、HO3+离子等活性气体。因此，能抑制设于臭氧发生器I的臭氧气体输出部的APC4、MFC3、臭氧浓度计5、气体开闭阀、臭氧处理装置12 — I 12 — n因硝酸离子簇(HNO3 > )、OH自由基气体、HO3+离子等活性气体而导致消耗或故障。此外，能提供硝酸簇(HNO3)、0H自由基气体、金属污染物少、品质高的臭氧气体，作为输出的臭氧气体。如上所述，在实施方式7的臭氧气体供给系统104中，通过设置具有能捕获供给至原料气体供给口 14的原料气体所含的杂质及杂质气体的功能的气体过滤器52，可起到如下效果通过气体过滤器52，降低供给至臭氧发生器I的原料气体所含的杂质气体等来供给闻品质的臭氧气体。<实施方式7的第二形态>实施方式7的第二形态与图8及图9所示的实施方式2 —样，分别实现臭氧电源部2、臭氧发生器I的小型化，此外，除了供给紧凑化的电力并具有对电力量进行控制的元件的臭氧电源部2、具有产生臭氧气体的元件的臭氧发生器I之外，还将具有对原料气体流 量进行控制的元件的MFC3、具有除去臭氧气体的杂质的元件的气体过滤器51、具有对所输出的臭氧气体浓度进行检测的元件的臭氧浓度计5、具有将臭氧发生器内的气体压力控制至恒定值的元件的APC4进行集成并封装，从而能在结构上实现一个单位的臭氧发生单元7X。(臭氧电源2的紧凑化)在实施方式7中，通过采用实施方式I的图8所示的电路结构，实现了臭氧发生器I及臭氧电源部2的主要部件的一体化，从而实现了紧凑化的电路结构。(臭氧发生单元的组装结构)在实施方式7中，与图9所示的实施方式I 一样，也能实现将臭氧发生器I、臭氧电源2、MFC3、气体过滤器51、臭氧浓度计5、APC4及气体配管集成块30集成的一个单位的臭氧发生单元7X。<实施方式7的第三形态>作为实施方式7的第三形态，与图10及图11所示的实施方式3—样，着眼于一个单位的臭氧发生单元7，能实现组装有臭氧气体输出流量管理单元9的臭氧发生单元7的小型化。(臭氧气体输出流量管理单元的控制)通过将实施方式3所示的图10的臭氧气体供给系统20形成为与图19所的臭氧气体供给系统104相当的结构，从而能实现实施方式7的第三形态。(臭氧发生单元的组装结构)如实施方式3所示的图11的臭氧发生单元7Y那样，通过分别构成臭氧气体供给系统104的臭氧发生单元7— I 7 — n，从而能实现实施方式7的第三形态。<实施方式8>图20是表示本发明实施方式8的臭氧气体供给系统的结构的框图。在实施方式8的臭氧气体供给系统105中，与实施方式7的臭氧气体供给系统104一样，在臭氧气体供给系统105的结构内设置(原料气体用)气体过滤器52 — I 52 —2，以捕获从原料气体供给口 14供给来的原料气体中所含的杂质及杂质气体。其中，气体过滤器52 — I 52 — n与臭氧发生单元7 — I 7 — n —一对应设置，并设置在臭氧发生单元7 — I 7 — n各自的原料气体供给部入口旁边。气体过滤器52 — I 52 — n具有通过增加分别供给至臭氧发生单元7 — I 7 — n内的原料气体的纯度,来提高在臭氧气体供给系统105内生成的臭氧气体的纯度这样的特征。特别是，实施方式8的臭氧发生单元7 — I 7 — n中的每一个与实施方式2 —样，具有通过将捕获气体中所含的杂质及杂质气体的气体过滤器52安装在一个单位的臭氧发生单元7的原料气体入口部，来实现组装的臭氧发生单元7的小型化这样的特征。(原料气体的气体纯度管理)图21是示意表示实施方式8的一个单位的臭氧发生单元7X5的组装结构的立体图。如图20、图21所示，通过与臭氧发生单元7 — I 7 — n各自的原料气体入口14 一 I 14 一 n连接，就可将气体过滤器52 (52 — I 52 — n)安装在容易更换的位置上，从而可形成一体。以下，在图20中，为便于说明，以n = 3的情况为例进行说明。
图26是表示原料气体的露点与原料气体所含的水分量之间的关系的说明图。供给至臭氧气体供给系统104的原料气体一般使用99. 99%以上的高纯度原料气体，但在上述高纯度原料气体中，作为原料气体之外的气体，含有0. I 几PPM左右的含氮气体、含碳气体、硫化气体等杂质气体，此外，气体中所含的水分量也在I 几PPM(参照图26)。供给至臭氧气体供给系统105的原料气体一般使用99. 99%以上的高纯度原料气体，但在上述高纯度原料气体中，作为原料气体之外的气体，含有0. I 几PPM左右的含氮气体、含碳气体、硫化气体等杂质气体，此外，气体中所含的水分量也在I 几PPM。此外，由于上述杂质气体及水分是空气中所含的气体，因此，一旦将原料气体配管路径的一部分配管朝大气开放，就可立即将水分及氮气等杂质气体吸附在配管面上。因此，一旦使原料气体在吸附有上述杂质气体的原料气体配管中流动，不仅是高纯度原料气体所含的杂质气体及水分量，附着于配管的杂质气体也因气体流动而脱离，从而使供给的原料气体的纯度变差。若在原料气体中含有含氮气体、含碳气体、硫化气体等杂质气体及水分，则不仅生成臭氧气体，还会因放电而生成N自由基及OH自由基气体，因此，由于上述自由基气体与水分的结合，簇状的分子状的气体即硝酸或过氧化氢也包含在臭氧气体中被输出。由于上述硝酸、过氧化氢的簇分子气体等是活性非常强的气体，因此，会与输出臭氧气体的气体配管及阀等的金属表面发生化学反应，而使配管面腐蚀，是在所输出的臭氧气体中产生腐蚀的金属杂质(金属污染)的原因。—旦输出的臭氧气体所含的金属杂质(金属污染)量升高，则成为利用臭氧气体进行半导体的氧化膜处理后的氧化膜的性能变差的原因。综上所述，通过试验可以确定，若原料气体含有杂质气体、水分，则输出的臭氧气体的品质变差。因此，将以捕获杂质气体为目的的气体过滤器安装到原料气体的供给部。特别是，在实施方式8中,将气体过滤器52 — I 52 — n设置在臭氧发生单兀7 — I 7 —n各自的原料气体入口 14 一 I 14 一 n的容易更换的位置上，从而除去杂质气体。在此，虽然采用了设置一个气体过滤器52 — I 52 — n的结构，但根据杂质气体种类的不同，可以以串联多级的方式设置多个气体过滤器，或将杂质气体用的气体过滤器与水分捕获用的气体过滤器形成为串联多级结构。另外，由于除了将水分除去过滤器59更换为气体过滤器52这点之外，其它结构及配管路径等均与图14所示的臭氧发生单元7X2相同，因此，省略说明。
如图21所示，由于形成将原料气体配管(原料气体供给口 14 +气体过滤器52)及输出气体配管系统(臭氧气体输出口 15)与气体配管集成块30 —体化的气体配管集成块结构，因此，能将臭氧发生器I、臭氧电源2、气体配管系统封装化来使臭氧发生单元7X5更小型。另外，将原料气体供给口 14及气体过滤器52彼此连接。如实施方式8所述，由于将气体过滤器52 (气体过滤器52 — I 52 — n)安装在臭氧发生单元7 — I 7 — n背面的原料气体供给口 14的容易更换的部分上，因此，不仅能提供更高纯度的臭氧气体，还能通过安装的气体过滤器52除去杂质气体，从而具有能大幅缩短产生臭氧气体前吹出清扫气体的时间这样的效果。<实施方式6的其它形态(与实施方式7、实施方式8关联)>作为实施方式6的臭氧气体供给系统的其它形态，如图22所示，与实施方式7 —样，也可以增加气体过滤器52，该气体过滤器52具有能捕获从原料气体供给口 14供给来的原料气体所含的杂质的功能。
此外，与图20所不的实施方式8 一样,也可以通过将气体过滤器52 — I 52 —n设置在臭氧发生单元7 — I 7 — n的原料气体供给口 14 一 I 14 一 n旁边的结构来实现。此时，如图23所示，将原料气体供给口 14及气体过滤器52 (气体过滤器52 — I 52 — n中的任一个)串联设置在臭氧发生器输入部ET1。即，如图23所示，能得到具有将原料气体配管(原料气体供给口 14+气体过滤器52)及输出气体配管系统(臭氧气体输出口 15)与气体配管集成块30 —体化而成的气体配管集成块结构的臭氧发生单元7X6。< 其它 >以上，在实施方式I 实施方式8中，作为臭氧处理装置，主要对在需要臭氧发生量为几十g/h 500g/h左右的臭氧的半导体制造装置中使用的臭氧气体的多处理装置中的供给具有规定的臭氧流量、臭氧浓度的臭氧气体的系统进行了说明。除了上述臭氧处理装置12之外，也可以是需要的臭氧气体量更大的制浆的臭氧漂白装置及游泳池的水的臭氧处理装置、给排水的臭氧处理装置、化学车间的臭氧处理装置。例如，只要是需要lkg/h 几kg/h的臭氧气体的处理装置，通过将多台臭氧发生单元7 — I 7 — n装设在上述臭氧气体供给系统10 (20、101 105)内，从而具有如下效果能比较廉价且容易地在臭氧发生单元7 — I 7 — n之间将输出臭氧气体汇总供给至一个臭氧处理装置，并能扩大维护性非常好的臭氧气体供给系统的利用领域。虽然对本发明进行了详细说明，但上述说明在所有的情况下仅是例示，本发明并不局限于此。应当了解能在不脱离本发明范围的情况下想到没有例示的无数实施例。工业上的可利用性本发明是涉及具有用于供给臭氧气体的多个元件的带有功能的臭氧发生单元及将臭氧气体供给至多个臭氧处理装置的臭氧气体供给系统的发明，其目的在于获得一种可实现具有用于输出臭氧气体的多个元件的带有功能的臭氧发生器单元的小型化的臭氧发生单元及上述臭氧发生单元。但是，在臭氧气体之外的气体发生单元及将产生气体供给至多个气体处理装置的气体供给系统中，通过安装除去原料气体中所含的水分的水分除去过滤器59、除去原料气体中所含的杂质气体的气体过滤器52，就可提高输出在发生器中生成的气体时的气体品质。此外，可以想到理想的是将具有用于输出气体的多个元件 的带有功能的气体发生器单元一体化、小型化，并装设多台气体发生单元来构筑气体发生系统。
权利要求
1.一种臭氧发生单元(7X、7Y)，其将设定为规定的供给流量、浓度的臭氧气体供给至臭氧处理装置，其特征在于，包括 臭氧发生器(I)，该臭氧发生器(I)产生臭氧气体； 臭氧电源(2)，该臭氧电源(2)对供给至所述臭氧发生器的电力进行控制；以及 控制元件(3 5、51)，该控制元件(3 5、51)与所述臭氧发生器关联， 所述控制元件具有流量检测/流量调节元件、气体过滤元件(51)、压力检测/压力调节元件及臭氧浓度检测元件中的至少两个元件， 其中，所述流量检测/流量调节元件包括对输入至所述臭氧发生器的原料气体流量(Q)进行控制的质量流量控制器(MFC) (3)， 所述气体过滤元件(51)对所述臭氧发生器输出的臭氧气体进行除去杂质或异物的处理， 所述压力检测/压力调节元件包括对所述臭氧发生器内的压力即内部压力进行自动控制的自动压力控制器(APC) (4)， 所述臭氧浓度检测元件包括对所述臭氧发生器输出的臭氧气体的臭氧浓度值进行检测的臭氧浓度计(5)， 所述臭氧发生单元还包括 原料气体供给口(14)，该原料气体供给口(14)用于将原料气体从外部供给至所述臭氧发生器； 臭氧气体输出口(15)，该臭氧气体输出口(15)将从所述臭氧发生器经由所述控制元件的至少一部分而获得的臭氧气体输出至外部；以及 冷却水出入口(14A、14B)，该冷却水出入口(14A、14B)用于将从外部获得的冷却水供给至所述臭氧发生器或将其从所述臭氧发生器排出， 所述臭氧发生单元将所述臭氧发生器、所述臭氧电源、所述控制元件、所述原料气体供给口、所述臭氧气体输出口及所述冷却水出入口集成而形成为一体化结构。
2.如权利要求I所述的臭氧发生单元，其特征在于， 还包括水分除去过滤器(59(59 — I 59 — n))，该水分除去过滤器(59(59 — I 59 — n))将从所述原料气体供给口(14(14 一 I 14 一 n))供给来的所述原料气体中所含的水分除去后，供给至所述臭氧发生单元内， 所述臭氧发生单元也将所述水分除去过滤器集成而形成为一体化结构。
3.如权利要求I所述的臭氧发生单元，其特征在于， 还包括原料气体用气体过滤器(52(52 — I 52 — n))，该原料气体用气体过滤器(52(52 一 I 52 — n))将从所述原料气体供给口(14(14 一 I 14 一 n))供给来的所述原料气体中所含的杂质气体除去后，供给至所述臭氧发生单元内， 所述臭氧发生单元也将所述原料气体用气体过滤器集成而形成为一体化结构。
4.如权利要求I至3中任一项所述的臭氧发生单元，其特征在于， 还包括臭氧控制部(19)，该臭氧控制部(19)以规定的设定电力量(Ws)使所述臭氧电源驱动来作为所述臭氧电源的初始动作，在经过规定时间后，基于由所述臭氧浓度计检测出的臭氧浓度(C)与设定好的臭氧浓度(Cs)的比较，对所述臭氧电源供给的电力进行PID控制。
5.如权利要求I至3中任一项所述的臭氧发生单元，其特征在于， 所述控制元件全部包括所述流量检测/流量调节元件、所述气体过滤元件、所述压力检测/压力调节元件以及臭氧浓度检测元件， 所述臭氧发生单元还包括气体配管集成块(30)，该气体配管集成块(30)将所述臭氧发生器、所述流量检测/流量调节元件、所述气体过滤元件、所述压力检测/压力调节元件、所述臭氧浓度检测元件、所述原料气体供给口、所述臭氧气体输出口以及所述冷却水出入口彼此紧贴来进行安装， 所述气体配管集成块具有多个内部配管路径(R30a R30f)， 通过将所述多个内部配管路径与所述臭氧发生器、所述流量检测/流量调节元件、所述气体过滤元件、所述压力检测/压力调节元件、所述臭氧浓度检测元件、所述原料气体供给口、所述臭氧气体输出口以及所述冷却水出入口连接，形成了从所述原料气体供给口经由所述压力检测/压力调节元件直至所述臭氧气体发生器的原料气体输入配管路径、以及从所述臭氧发生器经由所述气体过滤元件、所述臭氧浓度检测元件、所述压力检测/压力调节元件直至所述臭氧气体输出口的臭氧气体输出配管路径。
6.一种臭氧气体供给系统(20)，其具有多个臭氧发生单元(7 — I 7 — n)，并将设定为规定的供给流量、浓度的臭氧气体供给至多个臭氧处理装置，其特征在于， 所述多个臭氧发生单元各自包括权利要求5所述的臭氧发生单元， 所述臭氧气体供给系统还包括 臭氧气体输出流量管理单元(9)，该臭氧气体输出流量管理单元(9)接收来自所述多个臭氧发生单元内的多个所述臭氧发生器的多个臭氧气体输出，并通过设于内部的多个臭氧气体控制阀(9a、9b、9c、9bc、9ab、9ca)的开闭动作，从而能执行将所述多个臭氧气体输出中的一个或多个的组合选择地输出至所述多个臭氧处理装置中的任意的臭氧处理装置的臭氧气体输出流量控制；以及 臭氧气体输出流量管理单元控制部(8)，该臭氧气体输出流量管理单元控制部(8)基于来自所述多个臭氧处理装置的处理臭氧气体事件信号(16)，对所述多个臭氧发生单元各自的所述臭氧气体的输出情况进行控制，并对所述臭氧气体输出流量管理单元进行所述臭氧气体输出流量控制。
7.如权利要求6所述的臭氧气体供给系统，其特征在于， 所述多个臭氧气体控制阀包括能通过电气或空气压力进行打开、关闭的电动阀或空压阀， 所述臭氧气体输出流量管理单元控制部输出所述控制信号，以使供给至所述多个臭氧处理装置中的各臭氧处理装置的臭氧流量、臭氧浓度达到所希望的值。
8.如权利要求6所述的臭氧气体供给系统，其特征在于， 所述臭氧气体输出流量管理单元还包括与所述多个臭氧气体控制阀(90x、90xy)相对应的多个臭氧气体控制阀收纳部(931、932)， 所述多个臭氧气体控制阀(90x、90xy)设置在各自对应的所述臭氧气体控制阀收纳部(931,932)内， 所述多个臭氧气体控制阀收纳部以与各自对应的所述臭氧发生单元中的所述气体配管集成块紧贴的方式安装，并设置在所述臭氧气体输出配管路径上。
9.一种臭氧发生单元(7X、7Y)，其将设定为规定的供给流量、浓度的臭氧气体供给至臭氧处理装置，其特征在于，包括 臭氧发生器(I)，该臭氧发生器(I)产生臭氧气体； 臭氧电源(2)，该臭氧电源(2)对供给至所述臭氧发生器的电力进行控制；以及 控制元件(4、5、51、53)，该控制元件(4、5、51、53)与所述臭氧发生器关联， 所述控制元件具有流量检测/流量调节元件、气体过滤元件(51)、压力检测/压力调节元件及臭氧浓度检测元件中的至少两个元件， 其中，所述流量检测/流量调节元件包括对从所述臭氧发生器输出的臭氧气体流量进行控制的质量流量控制器(MFC) (53)， 所述气体过滤元件(51)对所述臭氧发生器输出的臭氧气体进行除去杂质或异物的处理， 所述压力检测/压力调节元件包括对所述臭氧发生器内的压力即内部压力进行自动控制的自动压力控制器(APC) (4)， 所述臭氧浓度检测元件包括对所述臭氧发生器输出的臭氧气体的臭氧浓度值进行检测的臭氧浓度计(5) 所述臭氧发生单元还包括 原料气体供给口(14)，该原料气体供给口(14)用于将原料气体从外部供给至所述臭氧发生器； 臭氧气体输出口(15)，该臭氧气体输出口(15)将从所述臭氧发生器经由所述控制元件的至少一部分而获得的臭氧气体输出至外部；以及 冷却水出入口(14A、14B)，该冷却水出入口(14A、14B)用于将从外部获得的冷却水供给至所述臭氧发生器或将其从所述臭氧发生器排出， 所述臭氧发生单元将所述臭氧发生器、所述臭氧电源、所述控制元件、所述原料气体供给口、所述臭氧气体输出口及所述冷却水出入口集成而形成为一体化结构。
全文摘要
本发明的目的在于得到一种臭氧发生单元及上述臭氧发生单元，其中上述臭氧发生单元可实现具有用于输出臭氧气体的多个元件且设有控制元件的臭氧发生器单元的小型化。此外，在本发明中，气体配管集成块(30)具有多个内部配管路径(R30a～R30f)，通过将上述多个内部配管路径与臭氧发生器(1)、控制元件(MFC(3)、气体过滤器(51)及APC(4))、原料气体供给口(14)、臭氧气体输出口(15)及冷却水出入口(13A、13B)连接，从而形成将从原料气体供给口经由APC直至臭氧气体发生器的原料气体输入配管路径、及从臭氧发生器经由臭氧过滤器、臭氧浓度计(5)、MFC(3)直至臭氧气体输出口的臭氧气体输出配管路径一体化的单元。
文档编号C01B13/11GK102770369SQ20108005358
公开日2012年11月7日 申请日期2010年9月6日 优先权日2009年11月26日
发明者中村纪幸, 伊藤信之, 冲原雄二郎, 四元初男, 田畑要一郎, 西津徹哉 申请人:东芝三菱电机产业系统株式会社