CN103442799A - 等离子体发生装置、等离子体产生方法以及抑制臭氧产生的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于在增加活性物种的产生量的同时抑制臭氧产生。等离子体发生装置（100）包括：一对电极（21，22），在其至少一个相对的面上设置有介电膜（21a、21b）；电压施加单元（4），将脉冲电压施加在电极（21、22）之间以使等离子体放电；流体流通孔（21b、22b），分别设置在与电极（21、22）对应的位置中，并且被构造为完全穿过电极（21、22）。等离子体发生装置还被构造为使得穿过流体流通孔（21b、22b）的流体与等离子体接触，产生离子或自由基，其中，电压施加单元（4）改变施加在电极（21、22）两端的脉冲电压的峰值和/或脉冲宽度。
Description
技术领域
本发明涉及一种等离子体发生装置、一种等离子体产生方法以及一种用来抑制在等离子体发生装置中产生臭氧的臭氧产生抑制方法。
背景技术
近来，由于感染风险的增加，例如所见的特异性、哮喘和过敏症状携带者的增加以及新型流感的流行爆发，对例如杀菌和除臭的控制生活环境的空气质量的需求不断增加。此外，随着生活变得富裕，增加了食物的贮藏量及贮藏剩余食物的机会。因此，在以冷藏库为代表的贮藏设备中环境控制的重要性也在增加。
在以控制生活环境的空气质量为目的的现有技术中，一般使用以过滤器为代表的物理控制。通过物理控制可以俘获空气中漂浮的相对大的灰尘和碎屑，并且根据滤孔的尺寸还可以俘获细菌、病毒或类似物。此外，当具有无数诸如活性炭的吸附点时也可以俘获恶臭分子。然而存在以下问题：为了俘获空间中要被控制的空气要求其均匀通过过滤器，增大了装置的尺寸并且还增加了例如过滤器更换的维护费用，但是对附着物质还是无效的。因此，作为能够对附着物质进行杀菌和除臭的手段，可以是例如向希望进行杀菌除臭的空间释放化学活性物种。在喷洒化学品或释放芳香剂或除臭剂的情况下，需要提前准备活性物种且将对其定期补给是必不可少的。另一方面，使用通过在大气中产生等离子体所产生的化学活性物种进行杀菌和除臭的手段在近年来不断增加。
通过等离子体的放电在大气中所产生的离子和自由基（以下称为“活性物种”）进行杀菌和除臭的技术可以被分为以下两种。
（1）一种是被称为被动型等离子体发生器，其中在大气中浮游的细菌和病毒（以下称为“浮游菌”）或恶臭物质（以下称为“臭味”）与活性物种在装置中的有限的容积内反应（例如专利文献1）。
（2）一种是被称为主动型等离子体发生器，其中通过等离子体产生部产生的活性物种被释放到具有比（1）的容积大的容积的密闭空间（例如，起居室、卫生间或车内等）中，且大气中的活性物种通过碰撞与浮游菌和臭味反应（例如专利文献2）。
（1）的被动型等离子体发生器优点在于，由于通过在小容积内产生的等离子体所产生的活性物种浓度高，因此可以期待高效的杀菌和除臭效果。另一方面，该装置的缺点在于，由于浮游菌和臭味需要被引入该装置中，因此其尺寸增加；并且由于在等离子体产生过程中很可能产生作为副产物的臭氧，所以为了阻止臭氧泄露至装置外需要单独安装用于吸附或分解的过滤器。
接着，（2）的主动型等离子体发生器优点在于，该装置可以相对较小，并且除了杀灭空气中的浮游菌以及分解空气中的臭味之外，还可以期待杀灭附着于衣物表面的细菌（以下称为“附着菌”）且分解被吸附在表面上的臭味。另一方面，该装置的缺点在于，由于活性物种扩散到相对于该装置的体积非常大的密闭空间中并且活性物种的浓度低，因此只能够期待寿命长的活性物种的杀菌和除臭的效果。结果，在具有高臭味浓度（是活性物种浓度10000倍的高浓度）的空间内，除臭效果无法接近预期。
通过上文，在被动型等离子体发生器中，效果受限于仅针对包含在流入该装置的空气流中的浮游菌和臭味。另一方面，在主动型等离子体发生器中，仅能期待针对低浓度的浮游菌、附着菌、以及臭味的效果。换言之，通过利用现有技术仅可以实现“对浮游菌的杀灭和除臭”或“杀灭具有低浓度的浮游菌和附着菌以及去除附着臭味”。
然而，在日常的生活环境中有一些要求同时执行杀灭高浓度的附着菌以及去除高浓度臭味的情况。最典型的示例就是冷藏库的冷冻室，在冷藏库的冷冻室中，存在大量附着在食物表面和贮藏容器表面的细菌，还存在由食物本身及腐烂的剩饭产生的臭味。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-224211号公报
专利文献2：日本特开2003-79714号公报
发明内容
技术问题
因此，本发明是一种同时实现附着菌的杀灭和除臭的技术，且本发明的主要目的在于在增加所提供的活性物种的产生量的同时抑制臭氧的产生量，从而同时包括通过等离子体的产生使用活性物种对附着菌除臭的被动功能以及将活性物种释放到装置外部以杀灭附着菌的主动功能。
技术方案
根据本发明的一方面，一种等离子体发生器包括：一对电极，在其至少一个面对的表面上设置介电膜；电压施加单元，将脉冲电压施加在电极之间以使等离子体放电；流体流通孔，分别设置在与相应的电极对应的位置处，使得所述相应的电极被构造为作为整体而被贯通，等离子体发生器被构造为当流体穿过流体流通孔时通过与等离子体接触产生离子或自由基，其中，电压施加单元改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值或脉冲宽度，或者改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值和脉冲宽度二者。这里，对应的位置是指，当从每个电极的面板方向观看时，形成在这对电极中的流体流通孔基本位于相同的位置并且面对。另外，所述对应的位置是指在正交坐标系中，当从z轴方向观看x-y平面上的这对电极时，在两个电极处为基本相同的坐标位置（x，y）。
根据这种构造，通过施加脉冲电压以及改变脉冲电压的峰值或脉冲宽度或者改变所述峰值和脉冲宽度二者，能够在增加诸如离子或自由基的活性物种的产生量的同时抑制臭氧的产生量。
作为为了在增加例如离子或自由基的活性物种的产生量的同时抑制臭氧的产生量来实施脉冲电压的峰值的一方面，电压施加单元可以将施加在电极之间施加的脉冲电压的峰值调节在500V至2000V的范围内，优选地为500V至2000V的范围，更优选地为800V至1400V的范围。
作为具体实现脉冲电压的实施例，脉冲电压的半峰宽可以为300μs以下。更优选地，脉冲电压的半峰宽可以为100μs以下。
作为为了在增加例如离子或自由基的活性物种的产生量的同时抑制臭氧的产生量来实施脉冲电压的脉冲宽度的一方面，电压施加单元可以将施加在电极之间的脉冲电压的脉冲宽度调节在1μs至100μs的范围内，优选地在1μs至50μs的范围。
当脉冲电压的峰值或峰值增大时，臭氧的产生量增加。由于该原因，为了适当地减少臭氧的产生量，电压施加单元可以执行重复电压施加时段和施加停止时段的间歇式操作，所述电压施加时段在预定的时间段内在电极之间施加脉冲电压，在所述施加停止时段在电极之间不施加脉冲电压。在这种情况下，在间歇式操作中，电压施加时段与间歇式操作的一个周期的比例可以是0.1至0.9，更优选地为0.3至0.8。
为了符合被构造为确保等离子体发生器的环境标准，在距离一对电极1cm的距离处测量的臭氧浓度可以为0.1ppm以下。
为了在减少功耗的同时增加活性物种的产生量，电压施加单元可以施加电压，使得脉冲电压的极性在其峰值后反转且反转后的峰值设定为原始峰值的1/100以上的电压。
根据本发明的另一方面，提供了一种使用等离子体发生器的等离子体产生方法，等离子体发生器包括：一对电极，在所述一对电极的至少一个面对的表面上设置有介电膜；电压施加单元，将脉冲电压施加在电极之间以使等离子体放电；流体流通孔，在分别设置在与相应的电极对应的位置处，使得将所述相应的电极构造为作为整体而被贯通，等离子体发生器被构造为当流体穿过流体流通孔时通过与等离子体接触产生离子或自由基，该等离子体产生方法包括改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值或脉冲宽度，或者改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值和脉冲宽度二者。
根据本发明的另一方面，一种在等离子体发生器中抑制臭氧产生的方法，等离子体发生器包括：一对电极，在所述一对电极的至少一个面对的表面上设置有介电膜；电压施加单元，将脉冲电压施加在电极之间以使等离子体放电；流体流通孔，分别设置在与相应的电极对应的位置处，使得所述相应的电极被构造为作为整体而被贯通，等离子体发生器被构造为当流体穿过流体流通孔时通过与等离子体接触产生离子或自由基，该抑制臭氧产生的方法包括改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值或脉冲宽度，或者改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值和脉冲宽度二者。
有益效果
根据具有这种构造的本发明，能够在增加活性物种的产生量的同时抑制臭氧的产生量。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明实施例的等离子体发生器的图。
图2是示出电极部的局部放大俯视图和剖视图。
图3是示出脉冲电压波形的参数的图。
图4是示出根据驱动方法的离子数密度的差异的图。
图5是示出根据驱动方法的臭氧浓度的差异的图。
图6是示出对离子数密度和臭氧浓度的脉冲宽度的依赖性的图。
图7是示出间歇式操作的代表性示例的图。
图8是示出根据除臭能力的间歇式操作的ON/OFF比率的差异的图。
图9是示出波形脉冲宽度的类型的图。
图10是示意性地示出脉冲电压的极性的图。
图11是示意性地示出反向脉冲的图。
图12是示出驱动电路部的框图。
图13是示出对在0.1ppm臭氧浓度下的除臭速率的施加电压的峰值电压依赖性的图。
图14是示出对在0.1ppm臭氧浓度下的除臭速率的施加电压的脉冲宽度依赖性的图。
图15是示出充分在0.1ppm臭氧浓度下的除臭速率的间歇式操作的占空比依赖性的图。
符号说明
100：等离子体发生器
21：一侧的电极
22：另一侧的电极
21a、22a；介电膜
21b、22b；流体流通孔
4：电压施加单元
41；电源
42：驱动电路部
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本发明的实施例。
根据本发明的等离子体发生器100用于诸如冷藏库、洗衣机、清洁器、衣物干燥机、空调或空气净化器的家用电器，并且起着对家用电器的内部或外部的空气除臭以及对家用电器的内部或外部的浮游菌或附着菌杀菌的作用。
具体来说，如图1所示，等离子体发生器100包括：等离子体电极部2，使用微间隙等离子体（Micro Gap Plasma）产生诸如离子和自由基的活性物种；鼓风机构3，设置在等离子体电极部2的外部，以向等离子体电极部2强制吹风（空气流）；电压施加单元4，向等离子体电极部2施加预定的电压以使等离子体放电。
以下，将参照附图对相应的部分2至4进行描述。
如图2所示，等离子体电极部2具有一对在其各自面对的表面上设置有介电膜21a和22a的电极21和22，并且起着通过电压施加单元4在电极21和22之间施加预定电压以使等离子体放电的作用。每个电极21和22在平面图中（当从电极21或22的面板方向观看时）具有基本矩形的形状，并且例如由诸如SUS403的不锈钢制成。尽管未示出，但是等离子体电极部2的电极21或22的边缘部形成有电压施加单元4向其施加电压的施加端子。
此外，如图2所示，例如，电极21和22的相应的面对的表面通过涂敷诸如钛酸钡的电介质形成有介电膜21a和22a。介电膜21a和22a的表面粗糙度（在本实施例中是计算平均粗糙度Ra）为0.1μm至100μm。也可以使用最大高度Ry及十点平均粗糙度Rz定义这些其他表面粗糙度。通过将介电膜21a和22a的平面粗糙度调整为上述范围内的值且仅使相应的电极21和22重叠，在面对的表面限定间隙，从而在该间隙中产生等离子体。因此，不需要在相应的电极21和22之间限定用于等离子体形成的间隙的空间。此外，考虑通过溅射控制介电膜21a和22a的表面粗糙度。此外，氧化铝、氧化钛、氧化镁、钛酸锶、氧化硅、磷酸银、锆钛酸铅、碳化硅、氧化铟、氧化镉、氧化铋、氧化锌、氧化铁或碳纳米管等也可以作为电介质应用于电极中
此外，电极21和22分别在与各自的电极21和22对应的位置处设置有流体流通孔21b和22b，从而将各个电极21和22构造为通过流体流通孔21b和22b的连通来作为整体而贯通。
鼓风机构3设置在等离子体电极部2的另一电极22的一侧上，并且具有向在等离子体电极部2中形成的流体流通孔（全开口部）21b和22b强制送风的鼓风扇。具体来说，鼓风机构3允许穿过流体流通孔21b和22b的风的流速在0.1m/s至10m/s的范围内。
电压施加单元4包括电源41和驱动电路部42，驱动电路部42将来自于电源的电压转换为脉冲电压并且将脉冲电压施加至每个电极。此外，驱动电路部42的具体构造将在随后描述。电压施加单元4使施加到每个电极21或22的电压形成为脉冲形状，其峰值在100V至5000V的范围内，并且其脉冲宽度在0.1μs至300μs的范围内。
具有这种构造的等离子体发生器100通过在两个相对的电极21和22之间的间隙中产生等离子体并且使用鼓风机构3向流体流通孔21b和22b送风来执行在电极21和22的附近的除臭，并且通过将等离子体中产生的活性物种释放到密闭空间来执行对附着菌的杀菌。在此，由于等离子体中产生的产物全部被风输送至下游，因此需要限制对人体有害的臭氧的产生。因此，通过本实施例的优化施加到电极21或22的脉冲电压波形的参数，能够抑制臭氧产生并且能够同时进行除臭和杀菌。
接着，以下将针对使用本实施例的等离子体发生器100的实验示例进行描述。通过空气离子测量和臭氧浓度测量来执行对电极驱动波形的优化，从而同时进行附着菌的杀灭和除臭。这两种测量均在可以在相对于等离子体电极部2的下游安装测量仪器的距离（在这种情况下，入口在臭氧浓度测量安装1cm的位置处，并且在离子数密度测量中安装在10cm的位置处）内执行。空气离子测量是一种间接但测量简便的方法。在空气离子测量方法中，尽管将被测量的对象是在等离子体中产生的活性物种中带有特别电荷且寿命长的离子，但是在产生恒定等离子体的条件下，可以利用空气离子数密度与活性物种的密度之间的相关性。即，离子数的密度高意味着在杀菌和除臭中有效的活性物种的密度高。同时，由于作为等离子体的副产物的臭氧与离子相比具有非常长的寿命（数十分钟或更长），因此在等离子体的附近的浓度与在远离下游的位置的浓度之间没有明显的差别。即便如此，为了增加测量值的绝对值并且捕捉臭氧产生量的小变化，测量仪器的采样入口安装在距离电极21的下游1cm处。在这种测量体系中，当基于臭氧浓度来使离子数密度最大化时，直接与电极驱动波形形状的最优化相关联。
驱动电路部42是抑制臭氧产生且增加活性物种的产生的脉冲产生电路。如图3所示，脉冲形状限定为相应的参数。由于电极21和22之间的间隙距离等于表面粗糙度，所以根据帕邢定律，电压峰值在100V至5000V的范围内，并且脉冲宽度按半峰宽来定义并且在0.1μs至300μs的范围内。
尽管能够通过向电极21和22施加高电压来产生等离子体，但是图4和图5示出了对施加交流（AC）电压时和施加本实施例的脉冲电压时之间的对比。AC电压允许使用外部变压器和可变自耦变压器将峰值电压被调节至1000V并且将频率调整至60Hz。另一方面，脉冲电压允许将具有5μs脉冲宽度的电压的峰值调节至1000V，并且允许将脉冲重复频率调节至60Hz，从而峰值和脉冲重复频率被调节成与AC电压的峰值和脉冲重复频率相同并且被进行施加。如图4所示，当施加AC电压时，不可能确认出离子的产生。另一方面，如图5所示，测定出臭氧呈非常高的浓度。另一方面，当施加脉冲电压时，确认足以测定离子数量的产生量，并且测定的臭氧的浓度低于施加AC电压时的浓度。因此，可以理解，脉冲电压驱动对抑制臭氧产生以及增加被称为活性物种的离子的产生量是有效的。
进一步地，通过将高电压脉冲的脉冲宽度控制为小，可以增加活性物种的产生量。当将脉冲重复频率和峰值电压值恒定地保持为1k而仅改变脉冲宽度时，测量图6中示出的对离子数密度和臭氧浓度的脉冲宽度的依存性。如图6所示，在100μs以下的脉冲宽度，测定出离子数且臭氧浓度降低。因此，随着脉冲宽度变小，离子数增加而臭氧浓度降低。
除了如上所述的通过减小脉冲宽度来抑制臭氧的产生量和增加离子的产生量的手段之外，还可以通过依靠使用驱动电路部42控制脉冲电压的重复的方法来增加每单位时间活性物种的产生量。当增加特定恒定脉冲电压的重复频率时，每单位时间的臭氧的产生量增加。因此，如图7所示，通过执行重复电压施加时段（图7中的“ON操作（TON）”）和施加停止时段（图7中的“OFF（TOFF）”）能够抑制臭氧的产生量并且仅增加离子数密度，其中，电压施加时段是在预定的时间段内将脉冲电压施加在这对电极之间，在施加停止时段不向这对电极施加脉冲电压。。也就是说，通过控制ON操作（TON）和OFF操作（TOFF）的时间比（占空比=（TON/（TON＋TOFF）））或者通过使脉冲重复时段在ON操作中均匀化或变化，能够控制更密集的活性物种的产生。
图8示出了作为通过间歇式操作增加活性物种的产生量的示例在使脉冲电压的峰值电压和脉冲宽度保持一定的情况下改变间歇式操作的ON时间时的除臭能力的变化。当在室温下将2ppm的三甲胺（TMA）作为臭味注入到由树脂制成的容积为100L的容器中并使本实施例的离子发生器100间歇式操作时，通过臭味的分解率得到除臭能力。如图8所示，除臭能力被确定为根据ON时间的间歇式操作时段的比率而改变。这表明：通过产生的活性物种的浓度与分解臭味的浓度之间的平衡存在最佳条件，从而可以通过对驱动方法的最优化来实现除臭能力的最优化。
如图9所示，代表性的脉冲形状的示例包括矩形波形状、正弦波形状、三角波形状或纺锤波形状。除了矩形波之外的波形是宽度随着电压升高而减小的波形。此外，脉冲形状还包括电压伴随着对负载的充电和放电沿饱和曲线上升并且电压沿衰减曲线下降的波形。而且，在脉冲波的具体形状中，脉冲波包括对称波形和不对称波形，在对称波形中电压上升过程中的形状与电压下降过程中的形状相同，在不对称波形中各个形状互不相同。实际上，等离子体的产生带来电压变得足够高后放电的持续时间比半峰宽小且脉冲宽度变得更小的同等效果。
如图10所示，对于脉冲电压的极性，脉冲为当一侧的电极21接地时向另一侧的电极22施加正电压的正极脉冲，负极脉冲为向电极22施加负电压时的脉冲，或者以上两种情形。
此外，当施加负极脉冲时，如图11所示，通过峰值之后的反向脉冲例如过冲，可以减小能耗。在这种情况下，通过正极脉冲的1/100以上的反向脉冲可以预期与施加负极脉冲相同的效果。换言之，可以以大致一半的施加到阴极和阳极脉冲双方的电力来产生等量的活性物种。
为了实现这样的脉冲驱动电路部42，开关元件和升压器由DC电压组合而成，从而能够抑制能耗以及简化电路。作为驱动电路部42的示例，如图12所示，对升压器的第一侧给予通过来自DC低电压的开关控制的低电压脉冲施加，从而在其第二侧产生与变压器的绕组比相对应的高电压脉冲。向连接的等离子体放电电极施加高电压脉冲，因此在电极之间产生等离子体并且产生对杀菌和除臭有效的活性物种。
可以通过使用低电压开关控制部增加和减少开关时间来控制高电压脉冲的峰值电压。控制部与具有温度特性的元件一起使用，从而起到反馈电路的作用以感测温度因变压器的发热的变化和电极部的环境温度的变化。此外，控制部可以通过调整开关时间来补偿因改变温度引起的活性物种的产生量的变化。
此外，高电压脉冲的最大峰值受限于并联连接到升压器的第一侧的电压限幅电路，比所需要的电压高的电压被施加到变压器的第二侧绕组之间的布线乃至电极以及施加到电极自身，从而可以增强安全性而不会发生诸如短路的现象。另一方面，当产生短路的减少时，通过相对于变压器的第二侧上的电极串联连接的过电流检测电路（例如，感测微电阻端的电压）检测到短路中产生下降，并且将其反馈至并入在低电压开关控制部中的反馈控制电路。因此，执行闩锁控制以不再产生因过电流的产生引起的短路现象，并且保护了变压器的第二侧高电压所施加到的区域。
接着，图13至图15示出了当通过电压施加单元改变所施加电压的每个参数时的除臭性能。在除臭性能试验中，在室温下，将本实施例的等离子体发生器安装在由树脂制成的100L容积的容器内，将作为臭味组分的甲硫醇到容器中，并且使等离子体发生器工作2小时，然后通过残留臭味组分的浓度得到除臭速率。接着，得到由等离子体发生器产生的臭氧浓度，从而将距该对电极1cm的距离处测量到的臭氧浓度设定为0.1ppm以上。
图13示出了在等离子体发生器中当臭氧浓度设定为0.1ppm且峰值电压由600V变为1400V时的除臭速率（ppb/min）。此外，图13示出了脉冲宽度被固定到50μs且峰值由600V变为1400V的情形的结果、脉冲宽度被固定到10μs且峰值由600V变为1400V的情形的结果、以及脉冲宽度被固定到5μs且峰值由600V变为1400V的情形的结果。
如从图13可以看出，即使在脉冲宽度为50μs、10μs和5μs中的任意一种的情形下，也可以看出，当施加电压的峰值由600V变为900V变化时除臭速率增大，并且当施加电压的峰值由900V变为1400V时，除臭速率在设定为900V的除臭速率之后降低。结果，即使在任意脉冲宽度，脉冲电压的峰值优选设定为800V至1400V。
接着，图14示出了在等离子体发生器中当臭氧浓度设定为0.1ppm以及脉冲电压的脉冲宽度由0μs变为300μs时的除臭速率（ppb/min）。另外，图14示出了在峰值被固定为800V且脉冲宽度由0μs变为300μs的情形的结果、在峰值被固定为900V且脉冲宽度由0μs变为300μs的情形的结果、在峰值被固定为1200V且脉冲宽度由0μs变为300μs的情形的结果、以及在峰值被固定为1400V且脉冲宽度由0μs变为300μs的情形的结果。
如从图14可以看出，即使在峰值为800V、900V、1200V和1400V中的任意一种的情况，也可以看出，直到脉冲宽度接近50μs为止除臭速率快，并且当脉冲宽度增加至50μs以上时，除臭速率因臭氧产生而降低。
接着，图15示出了当臭氧浓度设定为0.1ppm以及电压施加时段与脉冲电压的间歇式操作的一个时段的的比率（图15中的占空比）由0变为1时的除臭速率（ppb/min）。另外，如图7所示，间歇操作是重复电压施加时段（TON）和施加停止时段（TOFF）的操作，其中，电压施加时段是在预定的时间段内将脉冲电压施加在这对电极之间，在施加停止时段在这对电极之间不施加脉冲电压占空比定义为（TON/（TON＋TOFF）。图15示出了在峰值电压设定为850V以及脉冲宽度间歇式操作50μs的脉冲电压的情形的结果，以及在峰值电压设定为1100V以及脉冲宽度间歇式操作10μs的脉冲电压的情形的结果。
如从图15可以看出，除臭速率随着占空比增加而变快，但是当占空比超过大致一半0.5时，除臭速率降低。由于臭氧的产生量在占空比较大时增加，而相应与臭味的反应并没有增加，因此依赖于除臭速率的占空比存在最大值。
按照根据本实施例的具有这种构造的等离子体发生器100，由于施加脉冲电压并且将脉冲电压设定为半峰宽为300μs以下，所以能够在增加例如离子或自由基的活性物种的产生量的同时抑制臭氧的产生量。
另外，本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，能够进行各种变型。
产业上的可利用性
根据本发明，能够在增加活性物种的产生量的同时抑制臭氧的产生量。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种等离子体发生器，包括：一对电极，在所述一对电极的至少一个面对的表面上设置有介电膜；电压施加单元，将脉冲电压施加在电极之间以使等离子体放电；流体流通孔，分别设置在与相应的电极对应的位置处，使得所述相应的电极被构造为作为整体而被贯通，等离子体发生器被构造为当流体穿过流体流通孔时通过与等离子体接触产生离子或自由基，
其中，所述电压施加单元改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值或脉冲宽度，或者改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值和脉冲宽度二者。
2.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加单元为：在预定电压以上的宽度施加100μs以下的脉冲电压。
3.根据权利要求2所述的等离子体发生器，其中，施加的脉冲电压的宽度为半峰全宽。
4.根据权利要求2所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加单元在1μs至100μs的范围内调节施加在电极之间的脉冲电压的脉冲宽度。
5.根据权利要求2所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加单元在1μs至50μs的范围内调节施加在电极之间的脉冲电压的脉冲宽度。
6.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加电压在100V至5000V的范围内调节施加在电极之间的脉冲电压的峰值。
7.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加单元在500V至2000V的范围内调节施加在电极之间的脉冲电压的峰值。
8.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加单元在800V至1400V的范围内调节施加在电极之间的脉冲电压的峰值。
9.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加单元执行重复电压施加时段和施加停止时段的间歇式操作，所述电压施加时段在预定的时间段内在电极之间施加脉冲电压，在所述施加停止时段在电极之间不施加脉冲电压。
10.根据权利要求9所述的等离子体发生器，其中，在所述间歇式操作中，电压施加时段与所述间歇式操作的一个周期的比例是0.1至0.9。
11.根据权利要求9所述的等离子体发生器，其中，在所述间歇式操作中，电压施加时段与所述间歇式操作的一个周期的比例是0.3至0.8。
12.根据权利要求1所述的等离子体发生器，所述等离子体发生器还包括向所述流体流通孔强制鼓风的鼓风装置。
13.根据权利要求1所述的等离子体体发生器，其中，在距离所述一对电极1cm的距离处测量的臭氧浓度为0.1ppm以下。
14.根据权利要求1所述的等离子发生器，其中，所述介电膜的表面粗糙度为0.1μm至100μm。
15.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加单元施加电压，使得脉冲电压的极性在脉冲电压的峰值后反转且反转后的峰值设定为原始峰值的1/100以上。
16.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述脉冲电压的脉冲形状为矩形波形状、正弦波形状、三角波形状或纺锤波形状。
17.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述脉冲电压的脉冲形状还包括电压伴随着对负载的充电和放电沿饱和曲线上升而电压沿衰减曲线下降的波形。
18.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述脉冲电压的脉冲形状包括对称波形和不对称波形，在对称波形中电压上升时的形状与电压下降时的形状相同，在不对称波形中各个形状互不相同。
19.一种使用等离子体发生器的等离子体产生方法，等离子发生器包括：一对电极，在所述一对电极的至少一个面对的表面上设置有介电膜；电压施加单元，将脉冲电压施加在电极之间以使等离子体放电；流体流通孔，分别设置在与相应的电极对应的位置处，使得所述相应的电极被构造为作为整体而被贯通，等离子体发生器被构造为当流体穿过流体流通孔时通过与等离子体接触产生离子或自由基，
所述等离子体产生方法包括改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值或脉冲宽度，或者改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值和脉冲宽度二者。
20.一种抑制在等离子发生器中臭氧产生的方法，等离子发生器包括：一对电极，在所述一对电极的至少一个面对的表面上设置有介电膜；电压施加单元，将脉冲电压施加在电极之间以使等离子体放电；流体流通孔，分别设置在与相应的电极对应的位置处，使得所述相应的电极被构造为作为整体而被贯通，等离子体发生器被构造为当流体穿过流体流通孔时通过与所述等离子体接触产生离子或自由基，
抑制臭氧产生的方法包括改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值或脉冲宽度，或者改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值和脉冲宽度二者。
Claims (20)
1.一种等离子体发生器，包括：一对电极，在所述一对电极的至少一个面对的表面上设置有介电膜；电压施加单元，将脉冲电压施加在电极之间以使等离子体放电；流体流通孔，分别设置在与相应的电极对应的位置处，使得所述相应的电极被构造为作为整体而被贯通，等离子体发生器被构造为当流体穿过流体流通孔时通过与等离子体接触产生离子或自由基，
其中，所述电压施加单元改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值或脉冲宽度，或者改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值和脉冲宽度二者。
2.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加单元在100V至5000V的范围内调节施加在电极之间的脉冲电压的峰值。
3.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加单元在500V至2000V的范围内调节施加在电极之间的脉冲电压的峰值。
4.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加单元在800V至1400V的范围内调节施加在电极之间的脉冲电压的峰值。
5.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加单元为：在预定电压以上的宽度施加300μs以下的脉冲电压。
6.根据权利要求5所述的等离子体发生器，其中，所施加的脉冲电压的宽度是半峰全宽。
7.根据权利要求5所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加单元在1μs至100μs的范围内调节施加在电极之间的脉冲电压的脉冲宽度。
8.根据权利要求5所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加单元在1μs至50μs的范围内调节施加在电极之间的脉冲电压的脉冲宽度。
9.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加单元执行重复电压施加时段和施加停止时段的间歇式操作，所述电压施加时段在预定的时间段内在电极之间施加脉冲电压，在所述施加停止时段在电极之间不施加脉冲电压。
10.根据权利要求9所述的等离子体发生器，其中，在所述间歇式操作中，电压施加时段与所述间歇式操作的一个周期的比例是0.1至0.9。
11.根据权利要求9所述的等离子体发生器，其中，在所述间歇式操作中电压施加时段与所述间歇式操作的一个周期的比例是03至08
12.根据权利要求1所述的等离子体发生器，所述等离子体发生器还包括向所述流体流通孔强制鼓风的鼓风装置。
13.根据权利要求1所述的等离子体体发生器，其中，在距离所述一对电极1cm的距离处测量的臭氧浓度为0.1ppm以下。
14.根据权利要求1所述的等离子发生器，其中，所述介电膜的表面粗糙度为0.1μm至100μm。
15.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述电压施加单元施加电压，使得脉冲电压的极性在脉冲电压的峰值后反转且反转后的峰值设定为原始峰值的1/100以上。
16.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述脉冲电压的脉冲形状为矩形波形状、正弦波形状、三角波形状或纺锤波形状。
17.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述脉冲电压的脉冲形状还包括电压伴随着对负载的充电和放电沿饱和曲线上升而电压沿衰减曲线下降的波形。
18.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述脉冲电压的脉冲形状包括对称波形和不对称波形，在对称波形中电压上升时的形状与电压下降时的形状相同，在不对称波形中各个形状互不相同。
19.一种使用等离子体发生器的等离子体产生方法，等离子发生器包括：一对电极，在所述一对电极的至少一个面对的表面上设置有介电膜；电压施加单元，将脉冲电压施加在电极之间以使等离子体放电；流体流通孔，分别设置在与相应的电极对应的位置处，使得所述相应的电极被构造为作为整体而被贯通，等离子体发生器被构造为当流体穿过流体流通孔时通过与等离子体接触产生离子或自由基，
所述等离子体产生方法包括改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值或脉冲宽度，或者改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值和脉冲宽度二者。
20.一种抑制在等离子发生器中臭氧产生的方法，等离子发生器包括：一对电极，在所述一对电极的至少一个面对的表面上设置有介电膜；电压施加单元，将脉冲电压施加在电极之间以使等离子体放电；流体流通孔，分别设置在与相应的电极对应的位置处，使得所述相应的电极被构造为作为整体而被贯通，等离子体发生器被构造为当流体穿过流体流通孔时通过与所述等离子体接触产生离子或自由基，
抑制臭氧产生的方法包括改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值或脉冲宽度，或者改变施加在电极之间的脉冲电压的峰值和脉冲宽度二者。
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