DE19735362A1

DE19735362A1 - Gasreaktor

Info

Publication number: DE19735362A1
Application number: DE19735362A
Authority: DE
Inventors: Yuji Hayashi; Steven L Suib; Hiroshige Matsumoto; Masao Hiyane; Shuji Tanabe
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Fujitsu Ltd; Hokushin Corp; University of Connecticut
Current assignee: THE UNIVERSITY OF CONNECTICUT, STORRS, CONN., US; Honda Motor Co Ltd; Fujitsu Ltd; Synztec Co Ltd
Priority date: 1996-08-14
Filing date: 1997-08-14
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2017-08-15
Also published as: DE19735362C2

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Gas reaktoren zum Synthetisieren eines Gases oder Zersetzen eines Gases, und betrifft im besonderen einen Gasreaktor zum Synthetisieren eines Gases oder Zersetzen eines Gases basie rend auf Plasmaentladung und Katalysewirkung.

2. Beschreibung der verwandten Technik

In hochindustrialisierten Gesellschaften von heute stellen verschiedene Verunreinigungen Gefahren für die Gesundheit des Menschen dar. Beispiele von solchen Verunrei nigungen enthalten solche Verunreinigungsgase wie NO_x, CO_x, SO_x, etc., die von Automotoren emittiert werden. Diese und andere Verunreinigungsgase müssen vor der Freisetzung an die Atmosphäre in unschädliche Gase zersetzt werden, um resul tierende Gesundheitsprobleme zu verhindern.

USP Nr. 5,474,747 und Nr. 5,492,678, die für einen der Erfinder der vorliegenden Erfindung und für andere Miterfin der herausgegeben wurden, sind auf die obige Notwendigkeit ausgerichtet, indem ein Gasreiniger vorgestellt wird, der Verunreinigungsgase auf der Basis eines synergistischen Ef fektes von Plasmaentladung und Katalysewirkung effektiv zer setzt. USP Nr. 5,474,747 offenbart einen Gasreiniger, der Kontaktzungen, englisch reeds, umfaßt, die mit einem Kata lysator wie z. B. Rhodium versehen sind. Zwischen den Kon taktzungen wird eine Glimmentladung erzeugt, um eine Plasma wirkung hervorzurufen, die Gase synergistisch mit der Kata lysewirkung zersetzt. USP Nr. 5,492,678 offenbart einen Gas reiniger, bei dem dasselbe Prinzip des synergistischen Ef fektes zwischen der Plasmawirkung und der Katalysewirkung genutzt wird, bei dem aber eine rotierende Ventilatorkon figuration eingesetzt wird, um die Gasreinigung noch effek tiver zu betreiben. Dieser Ventilator hat Blätter (oder wenigstens ein Blatt), die mit einer Katalysatorschicht versehen sind, und eine Glimmentladung wird in einer Lücke zwischen den Blättern und einer Innenwand des Gehäuses des Ventilators erzeugt.

Die oben beschriebenen Gasreiniger sind speziell zur Zersetzung von Gasen konstruiert. Es ist jedoch herausgefun den worden, daß die Kombination von Plasmawirkung und Kata lysewirkung zum effektiven Synthetisieren eines Gases aus verschiedenen Gasen genutzt werden kann. Das heißt, der synergistische Effekt von Plasmawirkung und Katalysewirkung kann nicht nur zur Zersetzung von Gasen sondern auch zur Synthese von Gasen genutzt werden.

Daher wird ein Gasreaktor benötigt, der eine geeignete Konfiguration zur Gassynthese auf der Basis des synergisti schen Effektes von Plasmawirkung und Katalysewirkung hat.

Zusammenfassung der Erfindung

Daher ist es eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dem oben beschriebenen Bedarf gerecht zu werden.

Es ist ein anderes und spezifischeres Ziel der vorlie genden Erfindung, einen Gasreaktor vorzusehen, der eine geeignete Konfiguration zur Gassynthese auf der Basis des synergistischen Effektes von Plasma- und Katalysewirkung hat.

Um die obigen Ziele gemäß der vorliegenden Erfindung zu erreichen, enthält ein Gasreaktor ein dielektrisches Ge häuse, das aus dielektrischem Material hergestellt ist und eine erste Leitung zum Leiten eines ersten Gases in eine Richtung bildet, eine erste Elektrode, die innerhalb des dielektrischen Gehäuses längs einer allgemeinen Mitte von ihm positioniert ist und sich in der Richtung erstreckt, wenigstens eine Katalysatorschicht, die auf einer Oberfläche der ersten Elektrode gebildet ist, und eine zweite Elek trode, die eine Außenwand des dielektrischen Gehäuses um gibt. Der Gasreaktor enthält ferner eine Energiezuführein heit, die Wechselstromenergie zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode anwendet, um innerhalb des dielek trischen Gehäuses eine Glimmentladung zu erzeugen.

In dem oben beschriebenen Gasreaktor wird die Glimment ladung zwischen der ersten Elektrode und einer Innenwand des dielektrischen Gehäuses erzeugt. Da das dielektrische Ge häuse aus einem dielektrischen Material hergestellt ist, wird innerhalb des Gehäuses eine stabile und gleichförmige Glimmentladung ohne weiteres aufrechterhalten. Wenigstens eine Katalysatorschicht, die auf der Oberfläche der ersten Elektrode gebildet ist, kann eine Vielzahl von verschiedenen Katalysatoren enthalten, um die Anregung von verschiedenen Gasen zu erleichtern, wenn das erste Gas ein Gemisch aus den verschiedenen Gasen ist. Ferner kann wenigstens eine Kataly satorschicht einen oder mehrere Katalysatoren zur Aktivie rung des ersten Gases enthalten, das durch einen synergisti schen Effekt zwischen der Glimmentladung und der Katalyse wirkung angeregt wurde, und solch ein aktiviertes erstes Gas kann mit einem zweiten Gas vermischt werden, um eine weitere Gasreaktion zu bewirken.

Andere Ziele und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Konfi guration eines Gasreaktors gemäß einer ersten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Gas reaktors von Fig. 1;

Fig. 3A und 3B sind Querschnittsansichten des Gasreak tors von Fig. 1 längs einer Ebene, die zu einer Ausdehnung eines Gehäuses an einem Entladungsbereich rechtwinklig ist;

Fig. 4 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Serien verbindung von Gasreaktoren zeigt;

Fig. 5 ist eine erläuternde Zeichnung, die einen Gas reaktor von Fig. 4 zeigt;

Fig. 6 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Paral lelverbindung der Gasreaktoren von Fig. 5 zeigt;

Fig. 7 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Konfi guration eines Gasreaktors gemäß einer zweiten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8A ist eine erläuternde Zeichnung eines Rotors mit der Vielzahl von Blättern, von einer Richtung eines Gasflus ses in Fig. 7 aus gesehen;

Fig. 8B ist eine vergrößerte Ansicht des Blattes, das an einem Umfang des Rotors vorgesehen ist;

Fig. 9A und 9B sind erläuternde Zeichnungen, die eine alternative Konfiguration des Rotors der zweiten Ausfüh rungsform zeigen;

Fig. 10 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Konfi guration eines Gasreaktors gemäß einer dritten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 11 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung eines Reaktionsteils des Gasreaktors von Fig. 10 zeigt;

Fig. 12 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung einer unteren Elektrode des Gasreaktors von Fig. 10 zeigt;

Fig. 13 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung einer Katalysatorschicht zeigt, die auf einem Ende einer oberen Elektrode des Gasreaktors von Fig. 10 vorgese hen ist;

Fig. 14 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung der unteren Elektrode zeigt;

Fig. 15 ist eine erläuternde Zeichnung, die einen Gas reaktor gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 16 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung eines dielektrischen Behälters des Gasreaktors von Fig. 15 zeigt;

Fig. 17 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung einer schwimmenden Elektrode des Gasreaktors von Fig. 15 zeigt;

Fig. 18 ist eine erläuternde Zeichnung, die einen Gas reaktor gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 19 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine detaillierte Konfiguration von Blättern von Fig. 18 zeigt;

Fig. 20A bis 20C sind erläuternde Zeichnungen, die einen Gasreaktor gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 21 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung des Gasreaktors von Fig. 20A bis 20C zeigt;

Fig. 22 ist eine erläuternde Zeichnung, die einen Gas reaktor gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 23 ist ein Diagramm, das einen günstigen Effekt des Koppelns hinsichtlich einer besonderen chemischen Reak tion zeigt;

Fig. 24 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung zeigt; und

Fig. 25 ist eine erläuternde Zeichnung, die einen Gas reaktor gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die beiliegen den Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 1 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Konfi guration eines Gasreaktors gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

In Fig. 1 umfaßt ein Gasreaktor 10 eine Innenelektrode 11, eine Außenelektrode 12, ein Gehäuse 13, einen ersten Katalysator 14, einen zweiten Katalysator 15, einen dritten Katalysator 16, eine Gasinjektionsleitung 20 zum Hindurch leiten von Gas A, eine Gasinjektionsleitung 21 zum Hindurch leiten von Gas B, eine Gasemissionsleitung 22 zum Hindurch leiten von Gas C, einen Fensterhalter 23, ein Filter 24 und eine Energiezuführung 30.

Die Innenelektrode 11 und die Außenelektrode 12 sind zum Beispiel aus Kupfer, und die Energiezuführung 30 wendet zwischen der Innenelektrode 11 und der Außenelektrode 12 Wechselstromenergie an, um eine Glimmentladung zu bewirken.

Das Gehäuse 13 ist eine runde Röhre, die aus einem dielek trischen Material wie z. B. Glas hergestellt ist. Die Innen elektrode 11 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, ein Stab, der in einem Innenraum des Gehäuses 13 inkorporiert ist. Die Außen elektrode 12 hat eine runde Röhrenform, die das Gehäuse 13 umgibt, und ist in einer Richtung beweglich, die in Fig. 1 durch einen Pfeil gekennzeichnet ist.

Wenn zwischen der Innenelektrode 11 und der Außenelek trode 12 durch die Energiezuführung 30 Wechselstromenergie angewendet wird, wird zwischen der Innenelektrode 11 und der Außenelektrode 12 über das Gehäuse 13 eine Glimmentladung erzeugt. Das heißt, die Glimmentladung tritt an einer Lücke zwischen der Innenelektrode 11 und dem Gehäuse 13 in einem Bereich auf, der von dem Gehäuse 13 umgeben ist. Dieser Bereich ist in Fig. 1 als Entladungsbereich gezeigt.

Gas A wird durch die Gasinjektionsleitung 20 injiziert und in den Innenraum des Gehäuses 13 geleitet, wo das Gas A der Glimmentladung ausgesetzt wird.

Die Innenelektrode 11 ist mit Deckschichten aus wenig stens zwei verschiedenen Metallkatalysatoren versehen. Einer der Metallkatalysatoren wird zur Anregung des Gases A ver wendet, und der andere wird zur Aktivierung des Gases A ver wendet. Für die Anregung des Gases A kann mehr als ein Metallkatalysator vorgesehen sein, und ferner kann mehr als ein Metallkatalysator zur Aktivierung des Gases A vorgesehen sein. In Fig. 1 sind zwei Metallkatalysatorschichten zur Anregung, d. h., der erste Katalysator 14 und der zweite Katalysator 15, auf der Innenelektrode 11 vorgesehen, und eine Metallkatalysatorschicht zur Aktivierung, d. h., der dritte Katalysator 16, ist auf der Innenelektrode 11 an einem Ende des Stabes vorgesehen.

Der erste Katalysator 14 und der zweite Katalysator 15 werden zur Anregung von verschiedenen Gases verwendet. Zum Beispiel kann das Gas A ein Gemisch aus zwei verschiedenen Gasen wie z. B. Methan und CO₂ sein. Rhodium kann ein geeig neter Katalysator zur Anregung von Methan sein, und Nickel kann ein geeigneter Katalysator zur Anregung von CO₂ sein. Wenn das injizierte Gas A ein Gemisch aus verschiedenen Gasen ist, sollte sich auf diese Weise das Vorsehen von ver schiedenen Katalysatoren, die zur Anregung dieser Gase ge eignet sind, als nützlich erweisen.

Das Gas A, das durch die Glimmentladung mit Hilfe des ersten Katalysators 14 und des zweiten Katalysators 15 ange regt wird, fließt von dem Entladungsbereich in einen Raum, wo der dritte Katalysator 16 vorgesehen ist. Mit Hilfe des dritten Katalysators 16 wird das Gas A auf angeregten Ni veaus zur chemischen Reaktion aktiviert.

Das Gas B wird durch die Gasinjektionsleitung 21 inji ziert, und es trifft an einem Schnittpunkt, wo das angeregte und aktivierte Gas A aus dem Innenraum, der durch das Ge häuse 13 definiert ist, in das Gas B fließt, auf das Gas A. Hier erfolgt eine chemische Reaktion zwischen dem Gas A und dem Gas B, und ein resultierendes Gas C wird durch die Gas emissionsleitung 22 geleitet.

Die Außenelektrode 12 ist, wie zuvor erwähnt, in der Richtung, die durch den Pfeil in Fig. 1 gekennzeichnet ist, beweglich. Diese Bewegung wird für eine Einstellung einer Länge l verwendet, die in Fig. 1 gezeigt ist. Hier ist die Länge l ein Abstand zwischen dem Ende des Entladungsberei ches und dem Schnittpunkt, wo das Gas A mit dem Gas B ver mischt wird. Das Gas A, das in dem Entladungsbereich ange regt wird, hat eine inhärente Anregungslebenszeit, so daß durch die Einstellung der Länge l durch die Bewegung der Außenelektrode 12 der Anteil des angeregten Gases A gesteu ert werden kann, der den Schnittpunkt erreicht, um auf das Gas B zu treffen, während es sich auf angeregten Niveaus befindet.

Das Filter 24 ist neben dem Schnittpunkt vorgesehen, wo das Gas A auf das Gas B trifft, so daß der Entladungsbereich durch das Filter 24 beobachtet werden kann. Das Filter 24 besteht aus KBr, wodurch eine Strahlung im infrarotnahen Bereich von der Glimmentladung durch eine extern vorgesehene Vorrichtung (nicht gezeigt) beobachtet wird. Auf der Basis einer Spektralanalyse der Strahlung im infrarotnahen Bereich können Faktoren wie z. B. die Lebenszeit eines besonderen angeregten Gases gemessen werden. Solche Faktoren werden zur Einstellung der Länge l zurückgeführt.

Ein Beispiel für Gasreaktionen, die durch den Gasreak tor 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bewirkt werden, enthält die Synthese von Methanol aus Methan und Sauerstoff. In diesem Fall ist Methan das Gas A von Fig. 1 und ist Sauerstoff das Gas B. Methan, das dem Gasreaktor 10 injiziert wird, wird angeregt und aktiviert und mit Sauerstoff vermischt, wodurch die Synthese von Methanol bewirkt wird.

Fig. 2 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Gas reaktors 10. In Fig. 2 sind die Gasinjektionsleitung 20, die Gasinjektionsleitung 21 und die Gasemissionsleitung 22 aus runden Rohren gebildet, die in der Industrie üblicherweise verwendet werden. Ein Verbindungsteil 25 wird zur Verbindung der Gasinjektionsleitung 20 mit dem Gehäuse 13 verwendet, und ein Verbindungsteil 26 wird zur Verbindung der Gasinjek tionsleitung 21, des Gehäuses 13 und der Gasemissionsleitung 22 verwendet. Fig. 2 zeigt einen demontierten Gasreaktor 10, in dem der Verbindungsteil 25 und der Verbindungsteil 26 von dem Gehäuse 13 in Richtungen, die durch Pfeile gekennzeich net sind, getrennt sind.

Der Verbindungsteil 25 und der Verbindungsteil 26 stehen üblicherweise auch industriell zur Verfügung. Die Kombination aus der Gasinjektionsleitung 20, der Gasinjekti onsleitung 21, der Gasemissionsleitung 22, dem Verbindungs teil 25 und dem Verbindungsteil 26 verleiht dem Gasreaktor 10 eine ausreichende Präzision, wodurch das Lecken von Gas oder dergleichen vermieden wird.

Fig. 3A und 3B sind Querschnittsansichten des Gasreak tors 10 längs einer Ebene, die zu der Ausdehnung des Gehäu ses 13 in dem Entladungsbereich rechtwinklig ist. In Fig. 3A und 3B ist die Außenelektrode 12 der Klarheit der Figuren halber weggelassen.

Die Innenelektrode 11 kann, wie in Fig. 3A gezeigt, einen runden Querschnitt haben, und Abstandshalter 27 können zwischen der Innenelektrode 11 und dem Gehäuse 13 vorgesehen sein, um eine gleichförmige Lücke (Entladungsbereich) um den Kreis herum zu gewährleisten. Die Abstandshalter 27 sind nicht unbedingt erforderlich, und das Positionieren der Innenelektrode 11 innerhalb des Gehäuses 13 kann auf der Präzision des Verbindungsteils 25 (Fig. 2) beruhen, der die Innenelektrode 11 stützt.

Fig. 3B zeigt eine Veränderung der Innenelektrode 11. Die Innenelektrode 11 kann, wie in der Figur gezeigt, einen Querschnitt einer regelmäßigen Vieleckform haben, und Ab standshalter 28 können an Rändern des regelmäßigen Vielecks vorgesehen sein. Die Abstandshalter 28 sind, wie in Fig. 3A, nicht unbedingt erforderlich, und die Innenelektrode 11 kann innerhalb des Gehäuses 13 hauptsächlich durch den Verbin dungsteil 25 gestützt sein.

Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 ist die Gasinjek tionsleitung 21 zum Injizieren des Gases B nicht unbedingt erforderlich. Besonders wenn der Gasreaktor 10 als Gasreak tor zum Zersetzen von Gasen verwendet wird, kann der Gasre aktor 10 nur mit einer Gasinjektionsleitung und einer Gas emissionsleitung versehen sein. Im folgenden wird eine Serien- oder Parallelverbindung von solchen Gasreaktoren beschrieben.

Fig. 4 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Serien verbindung von Gasreaktoren 10A zeigt. Fig. 5 ist eine er läuternde Zeichnung, die einen Gasreaktor 10A zeigt.

Der Gasreaktor 10A von Fig. 5 unterscheidet sich von dem Gasreaktor 10 von Fig. 1 nur darin, daß die Gasinjekti onsleitung 20, die Gasinjektionsleitung 21 und die Gasemis sionsleitung 22 entfernt sind und daß ein Verbindungsteil 26A, der nur ein Gasemissionsloch (oder eine Gasemissi onsöffnung) hat, den Verbindungsteil 26 ersetzt, der ein Gasemissionsloch (oder eine Gasemissionsöffnung) und ein Gasinjektionsloch (oder eine Gasinjektionsöffnung) hat.

In Fig. 4 sind die Gasreaktoren 10A-1 bis 10A-4 (derselbe Typ wie der Gasreaktor 10A) über eine Verbindungs leitung 31, eine Verbindungsleitung 32 und eine andere Ver bindungsleitung (nicht gezeigt) seriell verbunden. Eine Gas injektionsleitung 20A ist mit dem Gasreaktor 10A-1 verbun den, und der Gasreaktor 10A-1 und der Gasreaktor 10A-2 sind durch die Verbindungsleitung 31 verbunden. Der Gasreaktor 10A-2 und Gasreaktor 10A-3 sind durch eine andere Verbin dungsleitung verbunden, die von dem Ansichtspunkt der Figur aus nicht gesehen werden kann. Der Gasreaktor 10A-3 ist mit dem Gasreaktor 10A-4 durch die Verbindungsleitung 32 verbun den, und der Gasreaktor 10A-4 ist mit einer Gasemissionslei tung 22A versehen.

Jede der Außenelektroden 12 der Gasreaktoren 10A-1 bis 10A-4 ist mit einer jeweiligen Leitung 34 verbunden, die von einer Energiezuführung 30A vorgesehen ist. Ferner erstreckt sich eine gemeinsame Leitung 33 von der Energiezuführung 30A, und sie ist mit jeder der Innenelektroden 11 der Gas reaktoren 10A-1 bis 10A-4 verbunden. Die Energiezuführung 30A sieht eine Wechselstromenergie zwischen den Innenelek troden 11 und den Außenelektroden 12 vor, um eine Glimment ladung zu erzeugen.

Gas, das von der Gasinjektionsleitung 20A injiziert wird, fließt durch die Gasreaktoren 10A-1 bis 10A-4, während in ihnen Gasreaktionen stattfinden. Dann wird von der Gas emissionsleitung 22A synthetisiertes Gas oder zersetztes Gas emittiert.

In der Konfiguration von Fig. 5 fließt Gas durch meh rere Stufen von Gasreaktionen, so daß die Effektivität der Gaszersetzung oder Gassynthese verstärkt oder vergrößert werden kann. Eine Gaskonvertierungsrate bei der Gasreaktion durch einen einzelnen Gasreaktor 10A ist im Vergleich zu Verfahren nach dem verwandten Stand der Technik relativ hoch. So hoch sie auch sein mag, die Gaskonvertierungsrate des injizierten Gases ist nicht höher als zum Beispiel eine Konvertierungsrate von 20%. Die Serienverbindung des Gas reaktors 10A gestattet eine viel höhere Konvertierungsrate, indem das injizierte Gas den mehreren Stufen der Gasreaktio nen ausgesetzt wird.

Fig. 6 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Paral lelverbindung der Gasreaktoren 10A zeigt.

In Fig. 6 ist eine Vielzahl der Gasreaktoren 10A zwi schen einer Verbindungsleitung 35 und einer Verbindungslei tung 36 parallel verbunden. Die Verbindungsleitung 35 und die Verbindungsleitung 36 haben eine runde Form. Die Verbin dungsleitung 36 ist mit den Verbindungsteilen 25 der Gas reaktoren 10A verbunden, so daß ein Innenraum der Verbin dungsleitung 36 mit den Innenräumen der Verbindungsteile 25 verbunden ist. Die Verbindungsleitung 35 ist mit den Verbin dungsteilen 24 der Gasreaktoren 10A verbunden, so daß ein Innenraum der Verbindungsleitung 35 mit den Innenräumen der Verbindungsteile 24 verbunden ist.

Die Verbindungsleitung 35 und die Verbindungsleitung 36 sind mit einer Gasemissionsleitung 37 bzw. einer Gasinjek tionsleitung 38 verbunden. Gas, das durch die Gasinjektions leitung 38 injiziert wird, wird den Gasreaktoren 10A durch die Verbindungsleitung 36 zugeführt und fließt durch die Gasreaktoren 10A, wo Gasreaktionen stattfinden. Das resul tierende Gas wird zu der Verbindungsleitung 35 geführt oder geleitet und von der Gasemissionsleitung 37 emittiert.

Daher gestattet es die Konfiguration von Fig. 6, daß eine große Gasmenge der Gasreaktion ausgesetzt werden kann, ohne einen Gasreaktor mit großen Abmessungen zu verwenden.

Die Gasreaktoren 10A können, wie in Fig. 4 und Fig. 6 gezeigt, in verschiedenen Konfigurationen angeordnet sein, wie z. B. in einer Serien- oder einer Parallelverbindung. Da der Gasreaktor 10A mit anderen Gasreaktoren 10A in flexibler Anordnung verbunden sein kann, kann der kombinierte Gasreak tor auf die verschiedenen Bedürfnisse für Gasreaktionspro zesse zugeschnitten sein.

Fig. 7 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Konfi guration eines Gasreaktors gemäß einer zweiten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung zeigt. Die zweite Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Verbesse rung gegenüber der Gasreinigungsvorrichtung dar, die in USP Nr. 5,492,678 offenbart ist.

In Fig. 7 umfaßt ein Gasreaktor 100 ein Gehäuse 101, einen Rotor 102, der in dem Gehäuse 101 untergebracht ist, eine Vielzahl von Blättern 103, die an einem Umfang des Ro tors 102 vorgesehen sind, eine Katalysatorschicht 104 auf einem äußersten Ende von jedem Blatt 103, eine Außenelek trode 105, die innerhalb des Gehäuses 101 vorgesehen ist, um den Rotor 102 zu umgeben, einen Isolator 106, der zwischen der Außenelektrode 105 und einer Innenwand des Gehäuses 101 angeordnet ist, einen Schaft 107, einen Motor 108, eine Gas injektionsöffnung 110 und eine Gasemissionsöffnung 111.

Fig. 8A ist eine erläuternde Zeichnung des Rotors 102 mit der Vielzahl der Blätter 103, von einer Richtung aus ge sehen, die durch einen Pfeil gekennzeichnet ist, der einen Fluß des Gases A in Fig. 7 angibt. Der Rotor 102 hat, wie in Fig. 8A gezeigt, eine runde Form und ist an seinem Umfang mit der Vielzahl von Blättern 103 versehen. Der Rotor 102 rotiert in einer Richtung, die in Fig. 8A durch einen ge krümmten Pfeil gekennzeichnet ist.

Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 7 besteht der Rotor 102 aus leitfähigem Material, und er ist in dem Gehäuse 101 untergebracht. Der Motor 108 nutzt den Schaft 107, um den Rotor 102 innerhalb des Gehäuses 101 zu rotieren. Da der Motor 108 in dieser Konfiguration außerhalb des Gehäuses 101 vorgesehen ist, kann der Gasreaktor 100 ohne weiteres für eine Reaktion im flüssigen Zustand verwendet werden.

Die Außenelektrode 105 hat eine Ringform, um den Rotor 102 zu umgeben, so daß zwischen der Außenelektrode 105 und jedem der Blätter 103 eine Lücke vorgesehen ist. Jedes Blatt 103 ist aus einem leitfähigen Material wie Cu gebildet und hat an seinem oberen Ende eine Katalysatorschicht 104. Die Außenelektrode 105 besteht aus einem leitfähigen Material wie Pt.

Die Gasinjektionsöffnung 110 ist an einer Fläche des Gehäuses 101 vorgesehen, um einen Weg vorzusehen, durch den das Gas A in das Gehäuse 101 fließt. Die Gasemissionsöffnung 111 ist an einer gegenüberliegenden Fläche des Gehäuses 101 vorgesehen, so daß das Gas A′, das durch die Gasreaktion innerhalb des Gehäuses 101 erzeugt wird, durch die Gasemis sionsöffnung 111 herausfließt.

Wenn zwischen dem Rotor 102 und der Außenelektrode 105 Wechselstromenergie angewendet wird, wird zwischen der Kata lysatorschicht 104 und der Außenelektrode 105 eine Glimment ladung erzeugt. Die Glimmentladung, die mit der Katalysewir kung synergistisch arbeitet, bewirkt eine effektive Gasreak tion, um Gas A in Gas A′ zu konvertieren.

Ein Vorteil der Konfiguration der zweiten Ausführungs form gegenüber der Konfiguration, die in USP Nr. 5,492,678 offenbart ist, ist die Entfernbarkeit der Blätter 103. Fig. 8B ist eine vergrößerte Ansicht eines Blattes 103, das an dem Umfang des Rotors 102 vorgesehen ist. Fig. 8B zeigt nur ein Beispiel von Konfigurationen, die die Entfernbarkeit der Blätter 103 vorsehen.

Eine Nut 120, die in Form und Größe einer Basis 121 des Blattes 103 entspricht, ist, wie in Fig. 8B gezeigt, längs des Umfanges des Rotors 102 gebildet. Die Basis 121 des Blattes 103 ist in die Nut 120 eingelassen, um in dem Umfang des Rotors 102 befestigt zu sein. Das Blatt 103 kann von dem Rotor 102 entfernt werden, indem das Blatt 103 in eine Rich tung geschoben wird, die zu dem Blatt der Figur rechtwinklig ist. Die Basis 121 des Blattes 103 nimmt in der Breite hin zu dem Boden zu. Diese Form verhindert, daß das Blatt 103 durch die Zentrifugalkraft von dem Rotor 102 gelöst wird, wenn der Rotor 102 rotiert wird.

Die Entfernbarkeit der Blätter 103 gestattet das Aus wechseln eines Satzes der Blätter 103 gegen einen anderen Satz von Blättern 103. Dadurch wird es möglich, einen ande ren Katalysator für andere Gasreaktionen zu verwenden. Der selbe Gasreaktor 100 kann nämlich für verschiedene Gasreak tionen verwendet werden, indem ein Satz der Blätter 103 durch einen anderen Satz von Blättern 103 ersetzt wird, der für eine gewünschte Gasreaktion geeignet ist. Ferner gestat tet die Entfernbarkeit der Blätter 103 den Einsatz eines Elektroplattierprozesses zum Bilden der Katalysatorschicht 104 auf dem oberen Ende des Blattes 103. Auf Grund der Ent fernbarkeit der Blätter 103 können des weiteren Nebenpro dukte, die auf der Katalysatorschicht 104 und den Blättern 103 gebildet werden, unter Verwendung eines chemischen Pro zesses leicht entfernt werden. Solche Nebenprodukte können auf Grund der Entfernbarkeit auch ohne weiteres zur Analyse einer Gasreaktion verwendet werden.

Ein anderer Vorteil der Konfiguration der zweiten Aus führungsform gegenüber der Konfiguration, die in USP Nr. 5,492,678 offenbart ist, ist das Vorsehen von einer Vielzahl von Katalysatorschichten. Zwei verschiedene Katalysator schichten 104a und 104b sind jeweilig auf einem oberen Ende eines entsprechenden Blattes 103 vorgesehen, wie in Fig. 8A gezeigt. Die Blätter 103 sind so angeordnet, daß dieselbe Katalysatorschicht auf einem oberen Ende von jedem zweiten Blatt vorhanden ist.

In dieser Konfiguration können auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform verschiedene Katalysatoren zur Anregung von verschiedenen Gasen dienen. Wenn nämlich das injizierte Gas A ein Gemisch aus verschiedenen Gasen ist, ist das Vorsehen von verschiedenen Katalysatoren, die zur Anregung dieser Gase geeignet sind, vorteilhaft. Wenn ferner verschiedene Katalysatoren vorgesehen sind, kann ein Kataly sator zur Anregung von Gas und der andere Katalysator zur Aktivierung des Gases dienen. Kombinationen aus der Kataly satorschicht 104a und der Katalysatorschicht 104b enthalten eine Kombination aus Pt und Al₂O₃, Ru und Cu, Pt und Sn, Pt und Re, SiO₂ und Al₂O₃, NiO und Al₂O₃, etc. Zum Beispiel ist die Kombination aus Pt und Al₂O₃ zur Dehydrierung nützlich, und die Kombinationen aus Ru und Cu, Pt und Sn oder Pt und Re sind für die Oligomerisation nützlich.

Fig. 9A und 9B sind erläuternde Zeichnungen, die eine alternative Konfiguration des Rotors der zweiten Ausfüh rungsform zeigen. Fig. 9A zeigt einen Rotor 102A mit den Blättern 103, und Fig. 9B zeigt eine vergrößerte Teilansicht des Rotors 102A um eines der Blätter 103.

Der Rotor 102A ist, wie in Fig. 9A und 9B gezeigt, an seinem Umfang mit Katalysatorschichten 122 versehen. Die Katalysatorschichten 122 sind durch die dazwischenliegenden Blätter 103 voneinander getrennt und können in jedem Zwi schenraum zwischen den Blättern 103 verschiedene Katalysato ren umfassen. In dieser Konfiguration ist es vorzuziehen, daß die Katalysatorschichten 122 von dem Blatt 103 ent fernbar sind.

Der Gasreaktor gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, wie oben beschrieben, daß die Blätter von dem Rotor entfernbar sind, so daß ein ande rer Satz der Blätter für andere Gasreaktionen verwendet wer den kann. Des weiteren sehen die entfernbaren Blätter eine leichtere Bildung und Eliminierung der Katalysatorschichten auf den Blättern vor.

Fig. 10 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Konfi guration eines Gasreaktors gemäß einer dritten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung zeigt.

In Fig. 10 enthält ein Gasreaktor 220 ein Mikrometer 200 und einen Reaktionsteil 210. Das Mikrometer 200 enthält einen Knopf 201, eine Skale 202, einen Befestigungsteil 203, eine obere Elektrode 204 und eine Katalysatorschicht 205. Der Reaktionsteil 210 enthält eine Gasinjektionsleitung 211, eine Gasemissionsleitung 212, ein oberes Loch 213, ein unte res Loch 214, ein Befestigungsloch 215 und eine untere Elek trode 208.

Die obere Elektrode 204 ist in einer Richtung, die durch einen Pfeil gekennzeichnet ist, bezüglich des Mikro meters 200 beweglich. Die relative Position der oberen Elek trode 204 in dieser Richtung kann durch Drehen des Knopfes 201 des Mikrometers 200 eingestellt werden. Die Skale 202, die für das Mikrometer 200 vorgesehen ist, ermöglicht ein Ablesen einer Distanz zwischen der oberen Elektrode 204 des Mikrometers 200 und der unteren Elektrode 208 des Reaktions teils 210. Der Knopf 201 und die Skale 202 sehen ein Mittel zum Messen der Lücke zwischen den zwei Elektroden vor.

Der Befestigungsteil 203 ist am unteren Ende des Mikro meters 200 vorgesehen, und Schraubgewinde sind in die Ober fläche des Befestigungsteils 203 geschnitten. Das Befesti gungsloch 215 des Reaktionsteils 210 ist ein Gewindeloch, so daß der Befestigungsteil 203 des Mikrometers 200 in das Be festigungsloch 215 des Reaktionsteils 210 eingesetzt werden kann. Wenn der Befestigungsteil 203 in das Befestigungsloch 215 eingesetzt ist, ist die obere Elektrode 204 innerhalb des oberen Loches 213 des Reaktionsteils 210 positioniert. Die Einstellung der Position der oberen Elektrode 204 wird durch Verschieben der oberen Elektrode 204 in dem Befesti gungsloch 215 des Reaktionsteils 210 durch Rotieren des Knopfes 201 bewirkt.

Die Gasinjektionsleitung 211 und die Gasemissionslei tung 212 sind durch den Reaktionsteil 210 hindurch gebildet. Ferner hat der Reaktionsteil 210 das untere Loch 214, um die untere Elektrode 208 innerhalb des unteren Loches 214 zu be festigen. Die Katalysatorschicht 205 ist auf dem oberen Ende der oberen Elektrode 204 aufgebracht. Zwischen der oberen Elektrode 204 und der unteren Elektrode 208 wird eine Span nung angewendet, um zwischen den Elektroden eine Glimmentla dung zu bewirken.

Gas A wird von der Gasinjektionsleitung 211 aus inji ziert und fließt durch die Lücke zwischen der oberen Elek trode 204 und der unteren Elektrode 208. Eine Gasreaktion wird durch synergistisches Zusammenwirken zwischen der Glimmentladung und der Katalysewirkung durch die Katalysa torschicht 205 erreicht. Ein resultierendes Gas A′ wird von der Gasemissionsleitung 212 emittiert.

Da das Mikrometer 200 von dem Reaktionsteil 210 durch Lösen des Befestigungsteils 203 des Mikrometers 200 aus dem Befestigungsloch 215 des Reaktionsteils 210 entfernbar ist, können die obere Elektrode 204 und die Katalysatorschicht 205 durch eine andere Elektrode und Katalysatorschicht aus getauscht werden. Deshalb können verschiedene Vorteile er reicht werden, wie z. B. die Verwendung eines geeigneten Katalysators für eine gegebene Gasreaktion, das Analysieren der verwendeten Elektrode und Katalysatorschicht bei der Analyse der Gasreaktion, eine leichte Bildung der Katalysa torschicht auf der Elektrode, etc.

In der Konfiguration der dritten Ausführungsform wird die Lücke zwischen der oberen Elektrode 204 und dem unteren Loch 214 durch den Skalenmechanismus des Mikrometers 200 genau eingestellt. Deshalb kann ohne weiteres eine geeignete Einstellung der Lücke zwischen den Elektroden erfolgen. Die dritte Ausführungsform ist mit einem besonderen Beispiel des Mikrometers beschrieben worden. Es ist jedoch offensicht lich, daß irgendwelche Teile oder Vorrichtungen, die einen Skalenmechanismus haben, der dem des Mikrometers ähnlich ist, in der dritten Ausführungsform verwendet werden können.

Fig. 11 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung des Reaktionsteils 210 der dritten Ausführungsform zeigt. Fig. 11 zeigt eine Draufsicht auf den Reaktionsteil 210 längs einer horizontalen Ebene.

In Fig. 11 enthält der Reaktionsteil 210 ein Fenster 216, eine Filterkappe 217, ein Filter 218 und eine Injekti onsleitung 219 für Nichtanregungsgas. Das Fenster 216 ist angeordnet, um einen Blick auf einen Glimmentladungsbereich in der Lücke freizugeben. Am Ende des Fensters 216 ist das Filter 218 durch die Filterkappe 217, die fest montiert ist, an dem Reaktionsteil 210 befestigt. Das Filter 218 ist der selbe Typ wie das Filter 24, das in der ersten Ausführungs form verwendet wird. Deshalb kann durch eine externe Vor richtung eine Strahlung im infrarotnahen Bereich von der Glimmentladung gemessen werden, um eine Spektralanalyse der Gasreaktion auszuführen.

Die Injektionsleitung 219 für Nichtanregungsgas des Re aktionsteils 210 wird zum Injizieren von nichtangeregtem Gas verwendet, das mit angeregtem und aktiviertem Gas zu vermi schen ist. Das heißt, die Injektionsleitung 219 für Nichtan regungsgas spielt dieselbe Rolle wie die Gasinjektionslei tung 21 der ersten Ausführungsform.

Fig. 12 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung der unteren Elektrode 208 der dritten Ausführungsform zeigt. Bei dieser Veränderung ist eine dielektrische Schicht 209 auf dem oberen Ende der unteren Elektrode 208 aufge bracht. So kann eine zweckmäßige Glimmentladung bewirkt wer den.

Fig. 13 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung der Katalysatorschicht 205 zeigt, die auf dem oberen Ende der oberen Elektrode 204 vorgesehen ist. In Fig. 13 sind drei verschiedene Katalysatorschichten 205a bis 205c auf konzentrische Weise anstelle der einzelnen Katalysator schicht 205 vorgesehen. Eine Anordnung der Katalysator schichten 205a bis 205c ist nicht auf eine konzentrische Anordnung begrenzt, und verschiedene Anordnungen können ver wendet werden. Ferner ist die Anzahl der Katalysatorschich ten nicht auf drei begrenzt, sondern irgendeine geeignete Anzahl der Katalysatorschichten kann zum Einsatz kommen.

In der Konfiguration von Fig. 13 ist mehr als eine Katalysatorschicht vorgesehen. Deshalb können verschiedene Katalysatoren zur Anregung von verschiedenen Gasen auf die selbe Weise wie bei den ersten und zweiten Ausführungsformen dienen. Wenn nämlich das injizierte Gas A ein Gemisch aus verschiedenen Gasen ist, ist es vorteilhaft, verschiedene Katalysatoren vorzusehen, die für die Anregung dieser Gase geeignet sind. Ferner kann, wenn verschiedene Katalysatoren vorgesehen sind, ein Katalysator zur Anregung von Gas und der andere Katalysator zur Aktivierung des Gases dienen.

Fig. 14 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung der unteren Elektrode 208 zeigt. In Fig. 14 ist die untere Elektrode 208 in drei untere Elektroden 208a, 208b und 208c geteilt, die jeweilig mit Energiezuführungen V1 bis V3 verbunden sind. Die Widerstände R1 bis R3 sind jeweilig mit den Energiezuführungen V1 bis V3 seriell verbunden.

In dieser Konfiguration kann Wechselstromenergie unab hängig auf jede der unteren Elektroden 208a bis 208c ange wendet werden. Somit können ein Wechselstromenergiepegel und eine Wechselstromenergiewellenform, die auf jede der unteren Elektroden 208a bis 208c angewendet werden, verschieden sein. Diese Konfiguration erleichtert eine komplexere Gas reaktion auf der Basis von mehrfachen Glimmentladungen, die durch unabhängige Energiezuführsysteme unabhängig gesteuert werden.

Fig. 15 ist eine erläuternde Zeichnung, die einen Gas reaktor gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Gasreaktor 300 von Fig. 15 enthält einen dielektrischen Behälter 301, eine schwimmende Elek trode 302, eine Außenelektrode 303, eine Katalysatorschicht 304, eine mittlere Elektrode 305, ein Gasausstoßloch 306, eine obere Kappe 307, eine Gasemissionsleitung 308, eine untere Kappe 309, eine Gasinjektionsleitung 310 und eine Energiezuführung 311.

Der dielektrische Behälter 301 ist aus einem dielektri schen Material wie z. B. Glas hergestellt und hat eine Röh renform mit einem runden horizontalen Querschnitt. Oben auf den dielektrischen Behälter 301 ist die obere Kappe 307 auf feststehende Weise montiert. Die untere Kappe 309 ist auf feststehende Weise an den Boden des dielektrischen Behälters 301 montiert. Der Gasreaktor 300 ist vertikal angeordnet, so daß der Boden des dielektrischen Behälters 301 hin zu dem Erdboden gerichtet ist.

Die mittlere Elektrode 305 ist zwischen der oberen Kappe 307 und der unteren Kappe 309 befestigt und hat Schraubgewinde, die in deren Oberfläche geschnitten sind. Die mittlere Elektrode 305 ist ein Hohlrohr, das als Leitung für das Gas B dient, das von dem Boden der mittleren Elek trode 305 aus injiziert wird und aus dem Gasausstoßloch 306 ausgestoßen wird.

Die schwimmende Elektrode 302 hat ein Gewindeloch 302a in ihrer Mitte, und die mittlere Elektrode 305 erstreckt sich durch das Gewindeloch 302a. Die schwimmende Elektrode 302 bewegt sich in einer Richtung, die durch einen Pfeil A-B gekennzeichnet ist, längs der mittleren Elektrode 305 durch Rotieren um die mittlere Elektrode 305 aufwärts und abwärts. Da der Gasreaktor 300 vertikal angeordnet ist, wird die schwimmende Elektrode 302 konstant Gravitationskräften aus gesetzt, die in der Richtung A wirken.

Die untere Kappe 309 hat die Gasinjektionsleitung 310, durch die das Gas A injiziert wird. Das Gas A fließt inner halb des dielektrischen Behälters 301 aufwärts und wird von der Gasemissionsleitung 308 emittiert, die an der oberen Kappe 307 vorgesehen ist. Da das Gas A in die Richtung B fließt, wird die schwimmende Elektrode 302 einer aufwärts gerichteten Kraft des Gasflusses ausgesetzt.

Die Außenelektrode 303 ist aus einem leitfähigen Mate rial wie z. B. Cu und ist vorgesehen, um den dielektrischen Behälter 301 zu umgeben. Die Energiezuführung 311 wendet eine Wechselstromenergie zwischen der Außenelektrode 303 und der mittleren Elektrode 305 an. Die schwimmende Elektrode 302 ist mit der mittleren Elektrode 305 elektrisch verbunden und ist aus einem elektrisch leitfähigen Material herge stellt. Ferner ist auf der Seitenoberfläche der schwimmenden Elektrode 302 die Katalysatorschicht 304 gebildet. Somit wird, wenn Wechselstromenergie zwischen der mittleren Elek trode 305 und der Außenelektrode 303 angewendet wird, eine Glimmentladung zwischen der Katalysatorschicht 304 und der Außenelektrode 303 über den dielektrischen Behälter 301 er zeugt.

Die Glimmentladung und die Katalysewirkung bewirken zusammen eine Gasreaktion des injizierten Gases A. Ferner wird das Gas B, das der mittleren Elektrode 305 injiziert wird, aus dem Gasausstoßloch 306 ausgestoßen, um mit dem angeregten und aktivierten Gas A vermischt zu werden. Als Resultat der Gasreaktion des Gases A und des Gases B wird das Gas C gebildet, um von der Gasemissionsleitung 308 emit tiert zu werden. Das Gasausstoßloch 306 muß in dem Gasreak tor 300 nicht unbedingt vorgesehen sein. Falls das Gasaus stoßloch 306 nicht vorgesehen ist, dient der Gasreaktor 300 nur als Gasreaktor für das Gas A, das durch die Gasinjekti onsleitung 310 injiziert wird.

Wenn von der Gasinjektionsleitung 310 aus kein Gas injiziert wird, wird keine aufwärts gerichtete Kraft auf die schwimmende Elektrode 302 angewendet, so daß die schwimmende Elektrode 302 anfangs auf dem Boden des dielektrischen Be hälters 301 positioniert ist, wie durch eine gestrichelte Form der schwimmenden Elektrode 302 gezeigt, die durch P1 gekennzeichnet ist. An dieser Position wird keine Glimment ladung erzeugt, da die schwimmende Elektrode 302 von der Außenelektrode 303 entfernt angeordnet ist.

Wenn Gas A injiziert wird, wird eine aufwärts gerich tete Kraft durch den Gasfluß auf die schwimmende Elektrode 302 angewendet, so daß die schwimmende Elektrode 302 zum Beispiel zu einer Position schwimmt, die durch P2 gekenn zeichnet ist. An dieser Position wird zwischen der schwim menden Elektrode 302 und der Außenelektrode 303 eine Glimmentladung erzeugt, da die schwimmende Elektrode 302 zu einer Position wandert, die von der Außenelektrode 303 umge ben ist. Auf diese Weise kann die Bewegung der schwimmenden Elektrode 302 als Schalter zum Einschaltung der Glimmentla dung dienen.

Wenn eine größere Menge des Gases A pro Zeiteinheit von der Gasinjektionsleitung 310 aus injiziert wird, wird auf die schwimmende Elektrode 302 eine stärkere Aufwärtskraft durch den Gasfluß angewendet. In diesem Fall gelangt die schwimmende Elektrode 302 zum Beispiel an eine Position, die durch P3 gekennzeichnet ist. Auf diese Weise ändert sich eine vertikale Position der schwimmenden Elektrode 302 gemäß der Gasmenge A, die pro Zeiteinheit injiziert wird.

Wie in Fig. 15 gezeigt, ändert sich eine Größe der Lücke zwischen der schwimmenden Elektrode 302 (Katalysator schicht 304) und dem dielektrischen Behälter 301 in Abhän gigkeit von einer Position des dielektrischen Behälters 301. Die Lückengröße beträgt nämlich D1, wenn die schwimmende Elektrode 302 an der Position P1 positioniert ist, und sie beträgt D2, wenn die schwimmende Elektrode 302 an der Posi tion P2 positioniert ist. Schließlich beträgt sie D3, wenn die schwimmende Elektrode 302 an der Position P3 positio niert ist. Auf diese Weise wird die Lücke nach dem oberen Ende des dielektrischen Behälters 301 hin größer. Das heißt, die Lücke wird größer, wenn die Gasmenge pro Zeiteinheit erhöht wird.

In dieser Konfiguration wird angenommen, daß die Wech selstromenergie, die durch die Energiezuführung 311 angewen det wird, konstant ist. Bei konstanter Wechselstromenergie ist die Größe des elektrischen Feldes zu der Lückengröße reziprok, so daß diese Größe schwächer wird, wenn die Gas menge pro Zeiteinheit vergrößert wird. Das heißt, diese Kon figuration gestattet eine Einstellung der Größe des elektri schen Feldes trotz der konstanten Wechselstromenergie, die durch die Energiezuführung 311 angewendet wird.

Verschiedene Größen des elektrischen Feldes sind für verschiedene Gasreaktionen geeignet. Zum Beispiel wird eine geeignete Größe des elektrischen Feldes für die Gasreaktion von C, CH, CH₂, CH₃ oder CH₄ in dieser Reihenfolge schwächer (d. h., die schwächste für Gasreaktionen von CH₄). Somit ist es vorteilhaft, die Größe des elektrischen Feldes einstellen zu können, um eine geeignete Größe für eine gewünschte Gas reaktion durch Verändern der Menge des Gases zu erhalten, das pro Zeiteinheit injiziert wird.

Fig. 16 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung des dielektrischen Behälters 301 der vierten Ausfüh rungsform zeigt. Eine Konfiguration von Fig. 16 ist dieselbe wie die Konfiguration von Fig. 15, außer der Form des di elektrischen Behälters 301. So sind in Fig. 16 nur notwen dige Elemente zum Erläutern der Differenzen zwischen Fig. 15 und Fig. 16 gezeigt, und die anderen Elemente, die dieselben wie jene von Fig. 15 sind, sind weggelassen.

In Fig. 16 ersetzt ein dielektrischer Behälter 301a den dielektrischen Behälter 301 von Fig. 15. Der dielektrische Behälter 301a unterscheidet sich von dem dielektrischen Be hälter 301 nur in seiner Form. Der dielektrische Behälter 301 hatte von oben bis zu seinem Boden eine gleichförmige Dicke. Andererseits hat der dielektrische Behälter 301a von Fig. 16 eine Dicke, die hin zu seinem Boden dicker wird. In dieser Konfiguration wird die Größe des elektrischen Feldes an einer gegebenen vertikalen Position durch die Dicke des dielektrischen Behälters 301a sowie die Lückengröße D zwi schen der Innenwand des dielektrischen Behälters 301a und der schwimmenden Elektrode 302 bestimmt. So kann das elek trische Feld mit einer gewünschten Größenverteilung in der vertikalen Richtung vorgesehen werden, indem die Dicke des dielektrischen Materials eingestellt wird. In Abhängigkeit von dem Typ der Gasreaktion kann die Glimmentladung, die durch solche Verteilungen des elektrischen Feldes erzeugt wird, zum Erleichtern der Gasreaktionen nützlich sein.

Die schwimmende Elektrode 302 kann eine regelmäßige Zylinderform mit einem konstanten Durchmesser von dem Boden bis nach oben haben. Selbst in diesem Fall kann die Verwen dung des dielektrischen Behälters 301a eine gleichförmige Verteilung der Größe des elektrischen Feldes zwischen der schwimmenden Elektrode 302 und der Innenwand des dielektri schen Behälters 301a vorsehen, falls die Dicke des dielek trischen Behälters 301a so eingestellt ist. Auf diese Weise gibt es viele Veränderungen der Form der schwimmenden Elek trode 302 und der Form des dielektrischen Behälters 301. Die besonderen Beispiele, die hier beschrieben wurden, sollen den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung in dieser Hin sicht nicht begrenzen.

Fig. 17 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung der schwimmenden Elektrode 302 der vierten Ausfüh rungsform zeigt. Eine schwimmende Elektrode 302b hat eine Treppenstufenform, wie in Fig. 17 gezeigt. Eine Katalysator schicht 304a und eine Katalysatorschicht 304b sind jeweilig für jede der Treppenstufen vorgesehen.

In der Konfiguration von Fig. 17 kann die Katalysator schicht 304a zur Anregung des Gases A verwendet werden, und die Katalysatorschicht 304b kann zur Aktivierung des ange regten Gases A verwendet werden. Auf Grund der Treppenstu fenform der schwimmenden Elektrode 302b unterscheidet sich die Größe des elektrischen Feldes, das an der Position der Katalysatorschicht 304a gebildet wird, von jener dessen, welches an der Katalysatorschicht 304b gebildet wird. So können in dieser Konfiguration verschiedene Größen des elek trischen Feldes verwendet werden, die jeweilig zur Anregung und zur Aktivierung des Gases A geeignet sind. Tatsächlich ist das Fehlen der Glimmentladung bei der Katalysatorschicht 304b zur Aktivierung des Gases A wünschenswert.

Die Anzahl von Katalysatorschichten ist nicht auf zwei begrenzt, wie bei diesem Beispiel gezeigt, und auch die Form der schwimmenden Elektrode 302 ist nicht auf die Treppenstu fenform begrenzt. Zum Beispiel kann mehr als eine Katalysa torschicht auf der Seitenoberfläche der schwimmenden Elek trode 302 von Fig. 15 ohne jede Veränderung der Form der schwimmenden Elektrode 302 vorgesehen sein. Alternierend kann nur eine Katalysatorschicht auf der Seitenoberfläche einer schwimmenden Elektrode vorgesehen sein, die eine regelmäßige zylindrische Form hat. Alternierend kann mehr als eine Katalysatorschicht auf der Seitenoberfläche von solch einer zylindrischen schwimmenden Elektrode vorgesehen sein.

Fig. 18 ist eine erläuternde Zeichnung, die einen Gas reaktor gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Gasreaktor 400 von Fig. 18 enthält ein Gehäuse 401, eine Außenelektrode 402, einen Rotationsschaft 403, Blätter 404, Unterblätter 404a, eine Katalysatorschicht 405a, eine Katalysatorschicht 405b, eine Reaktionskammer 409, eine Gasinjektionsleitung 410, eine Gasemissionsleitung 411 und eine Gasinjektionsleitung 412 für Nichtanregungsgas.

Das Gehäuse 401 ist aus einem dielektrischen Material wie z. B. Glas hergestellt und enthält die Reaktionskammer 409, in der die Gasreaktion stattfindet. Die Reaktionskammer 409 hat im wesentlichen eine runde Form. Das Gehäuse 401 hat die Gasinjektionsleitung 410 zum Führen oder Leiten des in jizierten Gases A zu der Reaktionskammer 409 und hat eine Gasemissionsleitung 411 zum Leiten von synthetisiertem Gas C von der Reaktionskammer 409 aus dem Gehäuse 401 heraus. Fer ner hat das Gehäuse 401 eine Injektionsleitung 412 für Nichtanregungsgas zum Leiten von Gas B zu der Reaktionskam mer 409.

Die Außenelektrode 402 ist auf feststehende Weise an der Außenwand des Gehäuses 401 um die Reaktionskammer 409 herum angebracht. In der Reaktionskammer 409 ist der Rotati onsschaft 403, der aus einem leitfähigen Material herge stellt ist, in einer allgemeinen Mitte von ihr vorgesehen. An dem Rotationsschaft 403 ist eine Vielzahl von Blättern 404 aus einem leitfähigen Material wie z. B. Cu angebracht. Der Rotationsschaft 403 wird durch einen Antriebsmotor (nicht gezeigt) in einer Richtung rotiert, die durch einen gekrümmten Pfeil gekennzeichnet ist. Wechselstromenergie wird auch zwischen dem Rotationsschaft 403 und der Außen elektrode 402 angewendet, um eine Glimmentladung zwischen äußersten Rändern der Blätter 404 und der Außenelektrode 402 über das dielektrische Material des Gehäuses 401 zu bewir ken.

Fig. 19 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine de taillierte Konfiguration der Blätter 404 zeigt. Fig. 19 zeigt eine Ansicht der Blätter 404 von einer Richtung aus, die zu dem Rotationsschaft 403 rechtwinklig ist. Die Kataly satorschicht 405a ist, wie in Fig. 19 gezeigt, an dem äußer sten Rand des Blattes 404 vorgesehen, und die Katalysator schicht 405b ist auf einer Oberfläche des Blattes 404 vorge sehen, von der aus sich das Unterblatt 404a erstreckt. Die Katalysatorschicht 405a wird zur Anregung des Gases A ver wendet, und die Katalysatorschicht 405b wird zur Aktivierung des angeregten Gases A verwendet.

Da die Blätter 404 innerhalb der Reaktionskammer 409 rotiert werden, bewirkt die Glimmentladung, die in Lücken zwischen den Blättern 404 und der Innenwand der Reaktions kammer 409 erzeugt wird, die Gasreaktion des Gases A syner gistisch mit der Katalysewirkung. Das Gas A, das durch die Glimmentladung und die Katalysewirkung auf der Basis der Katalysatorschicht 405a angeregt wurde, wird durch die Kata lysewirkung auf der Basis der Katalysatorschicht 405b akti viert. Dann wird das angeregte und aktivierte Gas A mit Gas B vermischt, das der Reaktionskammer 409 über die Injekti onsleitung 412 für Nichtanregungsgas injiziert wird. Gas C, das aus der Gasreaktion des Gases A und des Gases B resul tiert, wird dann durch die Gasemissionsleitung 411 emit tiert.

In Fig. 18 verändert sich die Dicke des Gehäuses 401 um die Reaktionskammer 409 herum, wo die Außenelektrode 402 an gebracht ist. Diese Veränderung der Dicke des Gehäuses 401 ist vorgesehen, um eine Glimmentladung zu bewirken, die an verschiedenen Punkten verschiedene Größen hat. In Abhängig keit von dem Typ der Gasreaktion kann solch eine Glimmentla dung zum Erleichtern der Gasreaktion hilfreich sein. Alter nierend kann die Dicke des Gehäuses 401 um die Reaktionskam mer 409 herum gleichförmig sein, um eine konstante Glimment ladung zu erzeugen.

Auf diese Weise kann der Gasreaktor 400 der fünften Ausführungsform eine Gasreaktion zwischen einem angeregten und aktivierten Gas und einem nichtangeregten Gas effektiv bewirken. Die Konfiguration des Gasreaktors 400 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann so sein, daß die Blätter 404 von dem Rotationsschaft 403 auf dieselbe Weise wie bei der zweiten Ausführungsform entfern bar sind. In diesem Fall können verschiedene Katalysatoren für verschiedene Gasreaktionen verwendet werden.

Fig. 20A bis 20C sind erläuternde Zeichnungen, die einen Gasreaktor gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.

Ein Gasreaktor 500 der sechsten Ausführungsform enthält einen dielektrischen Behälter 501, eine schwimmende Elek trode 502, eine Außenelektrode 503, eine Katalysatorschicht 504a, eine Katalysatorschicht 504b, eine mittlere Elektrode 505, einen Widerstand R und eine Energiezuführung V.

Der dielektrische Behälter 501 ist aus einem dielektri schen Material wie z. B. Glas hergestellt und hat eine röh renartige Form, die eine Leitung zum Hindurchführen oder Hindurchleiten des Gases A bildet. Die Außenelektrode 503, die den dielektrischen Behälter 501 umgibt, ist auf der Außenoberfläche des dielektrischen Behälters 501 vorgesehen. Die mittlere Elektrode 505 ist positioniert, um sich längs einer allgemeinen Mitte des dielektrischen Behälters 501 zu erstrecken. Die Energiezuführung V und der Widerstand R sind zwischen der Außenelektrode 503 und der mittleren Elektrode 505 seriell verbunden, um zwischen diesen zwei Elektroden Wechselstromenergie anzuwenden.

Durch eine allgemeine Mitte der schwimmenden Elektrode 502 ist ein Loch gebildet, und die mittlere Elektrode 505 ist in dieses Loch eingesetzt. Die schwimmende Elektrode 502 ist in einer Richtung beweglich, die durch einen Pfeil A-B gekennzeichnet ist, indem sie längs der mittleren Elektrode 505 verschoben wird. Der Gasreaktor 500 ist vertikal ange ordnet, so daß die Gravitationskraft auf die schwimmende Elektrode 502 in der Richtung A wirkt. Die schwimmende Elek trode 502 ist auf dem Boden des dielektrischen Behälters 501 positioniert, wenn kein Gas durch den dielektrischen Behäl ter 501 fließt. Wenn Gas A durch den dielektrischen Behälter 501 in die Richtung B fließt, wird auf die schwimmende Elek trode 502 eine aufwärts gerichtete Kraft durch den Gasfluß angewendet, um die schwimmende Elektrode 502 an einer schwimmenden Position zu halten, wie in Fig. 20B oder Fig. 20C gezeigt.

Die schwimmende Elektrode 502 hat einen unteren Ab schnitt, der einen Abstand D1 von der Innenwand des dielek trischen Behälters 501 beibehält, und einen oberen Ab schnitt, der sich hin zu seinem oberen Ende verjüngt. Der obere Abschnitt der schwimmenden Elektrode 502 behält eine sich verändernde Distanz von der Innenwand des dielektri schen Behälters 501 bei, und diese veränderliche Distanz nimmt von D1 an einer Verbindung mit dem unteren Abschnitt hin zu D2 am oberen Ende der schwimmenden Elektrode 502 zu. Die Katalysatorschicht 504a ist auf der Oberfläche des obe ren Abschnittes der schwimmenden Elektrode 502 vorgesehen. Die Katalysatorschicht 504b ist auf der Oberfläche des unte ren Abschnittes der schwimmenden Elektrode 502 vorgesehen. Die Katalysatorschicht 504a und die Katalysatorschicht 504b können aus verschiedenen Katalysatoren gebildet sein.

Wenn dem dielektrischen Behälter 501 kein Gas injiziert wird, ist die schwimmende Elektrode 502 am Boden des dielek trischen Behälters 501 positioniert, wie in Fig. 20A ge zeigt. In diesem Fall wird die Energiezuführung V gesteuert, um zwischen der mittleren Elektrode 505 und der Außenelek trode 503 keine Wechselstromenergie anzuwenden.

Wenn dem dielektrischen Behälter 501 Gas A von seinem Boden aus injiziert wird, wird die schwimmende Elektrode 502 durch den Gasfluß zum Schwimmen gebracht, wie in Fig. 20B gezeigt. Wenn Gas A injiziert wird, wendet die Energiezufüh rung V Wechselstromenergie zwischen der mittleren Elektrode 505 und der Außenelektrode 503 an. Da nur der obere Ab schnitt der schwimmenden Elektrode 502 innerhalb eines Ent ladungsbereiches 506 positioniert ist, der von der Außen elektrode 503 umgeben ist, wird eine Glimmentladung nur zwi schen der Katalysatorschicht 504a und der Innenwand des di elektrischen Behälters 501 erzeugt. In diesem Fall ist die erzeugte Glimmentladung relativ schwach, da der Abstand zwi schen der Katalysatorschicht 504a und der Innenwand des di elektrischen Behälters 501 relativ groß ist.

Wenn dem dielektrischen Behälter 501 eine größere Menge von Gas A pro Zeiteinheit injiziert wird, schwimmt die schwimmende Elektrode 502 durch den Gasfluß weiter nach oben, wie in Fig. 20C gezeigt. Da der untere Abschnitt sowie der obere Abschnitt der schwimmenden Elektrode 502 innerhalb des Entladungsbereiches 506 liegen, wird zwischen der Kata lysatorschicht 504a und der Innenwand des dielektrischen Be hälters 501 und zwischen der Katalysatorschicht 504b und der Innenwand des dielektrischen Behälters 501 eine Glimmentla dung erzeugt. Der Abstand zwischen der Katalysatorschicht und der Innenwand des dielektrischen Behälters 501 ist, wie zuvor erwähnt, bei dem unteren Abschnitt der schwimmenden Elektrode 502 größer als bei dem oberen Abschnitt der schwimmenden Elektrode 502. So ist die Glimmentladung zwi schen der Katalysatorschicht 504a und der Innenwand des di elektrischen Behälters 501 relativ schwach, und die Glimm entladung zwischen der Katalysatorschicht 504b und der In nenwand des dielektrischen Behälters 501 ist relativ stark.

In dem Gasreaktor 500 wird, wie oben beschrieben, wenn die Menge der Gasinjektion pro Zeiteinheit kleiner als eine vorbestimmte Menge ist, eine schwache Glimmentladung bei der Katalysatorschicht 504a erzeugt. Wenn die Menge der Gasin jektion pro Zeiteinheit größer als eine vorbestimmte Menge ist, wird eine schwache Glimmentladung bei der Katalysator schicht 504a erzeugt und eine starke Glimmentladung bei der Katalysatorschicht 504b erzeugt. Deshalb kann gemäß der Menge der Gasinjektion pro Zeiteinheit eine geeignete Gas reaktion stattfinden.

Fig. 21 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung des Gasreaktors 500 von Fig. 20A bis 20C zeigt. In Fig. 21 sind dieselben Elemente wie jene von Fig. 20A bis 20C mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschrei bung von ihnen wird weggelassen.

Der Gasreaktor 500a von Fig. 21 enthält eine Gasleitung 510 für Nichtanregungsgas zusätzlich zu all den Elementen, die in dem Gasreaktor 500 vorgesehen sind. Gas B wird durch die Gasleitung 510 für Nichtanregungsgas dem dielektrischen Behälter 501 injiziert, um mit dem angeregten und aktivier ten Gas A vermischt zu werden. Das Vermischen des Gases B mit dem Gas A erfolgt hinsichtlich des Gasflusses im Ver gleich zu dem Entladungsbereich 506 stromabwärts. Das heißt, das Vermischen erfolgt an einem Punkt, der höher liegt als der obere Rand der Außenelektrode 503. So haben die Glimm entladung und die Katalysewirkung keinen Einfluß auf das Gas B selbst, und das Gas B bleibt unangeregt, wenn es mit dem Gas A vermischt wird.

Auf diese Weise kann gemäß der Veränderung der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Gasreaktion zwischen einem nichtangeregten Gas und einem angeregten und aktivierten Gas auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausfüh rungsform erfolgen.

Fig. 22 ist eine erläuternde Zeichnung, die einen Gas reaktor gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Wenn das Gas A mit dem Gas B vermischt wird, um durch chemische Reaktion das Gas C zu bilden, versetzen die vor hergehenden Ausführungsformen nur eines von dem Gas A und dem Gas B in einen angeregten und aktivierten Zustand. Es ist jedoch herausgefunden worden, daß sich die Anregung und Aktivierung sowohl des Gases A als auch des Gases B hin sichtlich der Erleichterung der chemischen Reaktion als nützlich erweisen. Die siebte Ausführungsform von Fig. 22 ist auf das Erreichen dieses Ziels gerichtet.

Ein Gasreaktor 600 von Fig. 22 enthält ein Y-förmiges Gehäuse 601, Außenelektrode 602a und 602b und Innenelektro den 603a und 603b. Das Y-förmige Gehäuse 601 ist aus dielek trischem Material wie z. B. Glas hergestellt und kann eine runde Röhrenform haben, damit das Gas darin fließen kann. Das Y-förmige Gehäuse 601 enthält eine Gasinjektionsleitung 601a, eine Gasinjektionsleitung 601b und eine Gasausstoßlei tung 601c, die an einem Ende miteinander verbunden sind, um eine Y-Form zu bilden.

Die Außenelektrode 602a ist vorgesehen, um die Gasin jektionsleitung 601a zu umgeben, und die Außenelektrode 602b umhüllt die Gasinjektionsleitung 60lb. Die Außenelektroden 602a und 602b sind aus Kupfer oder dergleichen.

Die Innenelektroden 603a und 603b sind innerhalb der Gasinjektionsleitungen 601a bzw. 601b in einer allgemeinen Mitte des runden Querschnittes angeordnet. Die Innenelektro den 603a und 603b können aus Kupfer oder dergleichen mit einer aufgebrachten Katalysatorschicht sein, oder sie können aus einem Katalysator hergestellt sein.

Wechselstromenergie wird zwischen der Außenelektrode 602a und der Innenelektrode 603a sowie zwischen der Außen elektrode 602b und der Innenelektrode 603b angewendet, um innerhalb des Y-förmigen Gehäuses 601 eine Glimmentladung zu erzeugen. Die Glimmentladung regt das Gas A und das Gas B an, und der Katalysator trägt dazu bei, das angeregte Gas A und Gas B zu aktivieren. Das angeregte und aktivierte Gas A und Gas B werden vermischt, um eine chemische Reaktion zu bewirken, wodurch das Gas C erzeugt wird, das aus der Gas ausstoßleitung 601c ausgestoßen wird.

Die Außenelektroden 602a und 602b sind längs der Aus dehnung der Gasinjektionsleitungen 601a bzw. 601b beweglich. Wenn die Außenelektroden 602a und 602b am nächsten an dem Schnittpunkt zwischen den Gasinjektionsleitungen 601a und 601b angeordnet sind, wie durch gestrichelte Linien in Fig. 22 gezeigt, können das Gas A und das Gas B vermischt werden, während eine Plasmawirkung stattfindet, die durch die Glimm entladung hervorgerufen wird. Das heißt, die Plasmawirkung ist da vorhanden, wo das angeregte und aktivierte Gas A auf das angeregte und aktivierte Gas B trifft. Diese Bedingung kann die chemische Reaktion weiter erleichtern. Im folgenden wird diese Bedingung als "Kopplung" bezeichnet.

In der Konfiguration von Fig. 22 hängt es von der Posi tion der Außenelektroden 602a und 602b längs der Ausdehnung der Gasinjektionsleitungen 601a bzw. 601b ab, ob die Kopp lungsbedingung hergestellt wird. Alternierend können die Außenelektroden 602a und 602b vorgesehen sein, um die volle Länge der Gasinjektionsleitungen 601a bzw. 601b zu bedecken, und die Innenelektroden 603a und 603b können mehr oder weni ger in die Gasinjektionsleitungen 601a bzw. 601b eingesetzt sein, um das Ausmaß des Bereiches einzustellen, wo die Glimmentladung erzeugt wird.

Fig. 23 ist ein Diagramm, das einen günstigen Effekt des Koppelns hinsichtlich einer besonderen chemischen Reak tion zeigt.

Fig. 23 zeigt eine chemische Reaktion zwischen CO₂ und H₂, die durch den Gasreaktor 600 von Fig. 22 bewirkt wird, wenn CO₂ und H₂ den Gasinjektionsleitungen 601a bzw. 602a injiziert werden. Bei der Darstellung von Fig. 23 wird Eisen als Material für die Innenelektroden 603a und 603b verwen det. Wechselstromenergie, die zwischen der Außenelektrode 602a und der Innenelektrode 603a sowie zwischen der Außen elektrode 602b und der Innenelektrode 603b angewendet wird, hat eine Spannung von 9,3 kV und eine Frequenz von 8,2 kHz. Ferner hat das Y-förmige Gehäuse 601 einen Durchmesser von 10 mm an Abschnitten, die eine gerade Röhrenform haben.

In Fig. 23 gibt die Abszisse den Zeitverlauf an, und die Ordinate gibt die Dichte von jeder Gaskomponente an, gemessen in Mol. Zu einer Zeit A wird die Glimmentladung nur bezüglich CO₂ gestartet. Auf Grund der chemischen Reaktion zwischen CO₂ und H₂ nimmt die Dichte von CO₂ ab, wie in der Figur gezeigt, und gleichzeitig nehmen CO und H₂O, die als Produkte der Reaktion erhalten werden, in der Dichte zu.

Nachdem einige Zeit vergangen ist, stabilisieren sich die Dichten von CO₂, CO und H₂O auf konstanten Pegeln.

Zu einer Zeit B wird die Glimmentladung auch bezüglich H₂ gestartet, und die Kopplungsbedingung wird aufgebaut. Wie aus der Figur hervorgeht, wird durch das Koppeln zusätzlich zu der Plasmawirkung sowohl von CO₂ und H₂ eine höhere Rate der chemischen Reaktion erreicht. Zu einer Zeit C wird die Glimmentladung gestoppt, und die Außenelektroden 602a und 602b werden zurück zu ihrer Ausgangsposition gebracht. Die Dichte von jedem Gas kehrt auf ihren Ausgangspegel zurück. Zu einer Zeit D wird die Glimmentladung bezüglich CO₂ als auch H₂ erzeugt, aber es erfolgt kein Koppeln. Die Dichte von CO₂ nimmt ab, während die Dichten von CO und H₂O zuneh men. Die Verringerung des CO₂ und die Zunahmen des CO und H₂O sind höher, als wenn nur CO₂ der Plasmawirkung ausge setzt wird, aber sie erreichen nicht die Pegel, die durch das Koppeln erhalten werden.

Wie aus Fig. 23 hervorgeht, wird diese besondere chemi sche Reaktion am meisten erleichtert, wenn sowohl CO₂ als auch H₂ der Plasmawirkung unter der Kopplungsbedingung aus gesetzt werden.

Die unten vorgesehene Tabelle 1 zeigt eine andere che mische Reaktion, d. h., eine chemische Reaktion zwischen H₂ und CO.

Tabelle 1

Wenn H₂ und CO verwendet werden, werden zwei konkurrie rende Reaktionen wie folgt beobachtet.

CO + H₂ = CH₄ + H₂O (1)

2CO + 2H₂ = CO₂ + CH₄ (2)

In Tabelle 1 stellt die Spalte, die mit CO(%) überschrieben ist, eine Konvertierungsrate dar, mit der injiziertes CO in etwas anderes konvertiert wird. Das heißt, die Konvertie rungsrate ist genauso wie der verringerte Betrag von CO, dargestellt als Prozentsatz zu der gesamten injizierten Menge von CO. Die Spalten, die mit H₂O(%), CO₂(%) und CH₄(%) überschrieben sind, stellen jeweilig Selektivitäten von H₂O, CO₂ und CH₄ dar. Die Selektivität von H₂O stellt zum Beispiel einen Prozentsatz dar, für den H₂O in der Gesamtmenge von ausgegebenen Produkten verantwortlich ist. Ferner bedeutet ein Sternchen "*", daß ein Gas, das mit diesem Symbol gekennzeichnet ist, der Plasmawirkung ausgesetzt wird. Das Symbol "+" stellt ein einfaches Vermischen von H₂ und CO dar, während das Symbol "/" ein Koppeln von H₂ und CO dar stellt.

Wie aus der Tabelle 1 hervorgeht, erreicht das Koppeln die höchste Konvertierungsrate von CO und die höchste Selek tivität von H₂O. Das heißt, wenn das Koppeln angewendet wird, wird CO mit einer Rate, die höher als in anderen Fäl len ist, in andere Produkte konvertiert, und die Reaktion (1), die H₂O produziert, ist gegenüber der Reaktion (2), die CO₂ erzeugt, begünstigt. Andererseits begünstigt ein nicht koppelndes Vermischen von Plasma-CO und Plasma-H₂ die Reak tion (2) gegenüber der Reaktion (1), wodurch mehr CO₂ und weniger H₂O als im Falle der Kopplung produziert werden.

Der Gasreaktor der siebten Ausführungsform gestattet es, wie oben beschrieben, daß sowohl das Gas A als auch das Gas B der Plasmawirkung unterzogen werden, die durch die Glimmentladung bewirkt wird, und vermischt das Gas A und das Gas B, um das Gas C zu produzieren. Falls gewünscht, kann der Gasreaktor der siebten Ausführungsform das Gas A und das Gas B vermischen, während sie der Plasmawirkung ausgesetzt sind. Es ist offensichtlich, daß der Gasreaktor der siebten Ausführungsform die Glimmentladung hinsichtlich nur eines von dem Gas A und dem Gas B erzeugen kann. Eine Entscheidung bezüglich dessen, welche von den obigen Bedingungen verwen det werden soll, kann angesichts einer beabsichtigten chemi schen Reaktion getroffen werden.

Fig. 24 ist eine erläuternde Zeichnung, die eine Verän derung der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung zeigt.

Ein Gasreaktor 610 von Fig. 24 enthält ein T-förmiges Gehäuse 611, eine Außenelektrode 612 und eine Innenelektrode 613. Das T-förmige Gehäuse 611 ist aus einem dielektrischen Material wie z. B. Glas hergestellt und kann eine runde Röh renform haben, damit das Gas in ihm fließen kann. Das T-förmige Gehäuse 611 enthält eine Gasinjektionsleitung 611a, eine Gasinjektionsleitung 611b und eine Gasausstoßleitung 611c, die an einem Ende miteinander verbunden sind, um eine T-Form zu bilden.

Die Außenelektrode 612 ist vorgesehen, um das T-förmige Gehäuse 611 um einen Schnittpunkt herum, wo sich die Gas injektionsleitung 611a, die Gasinjektionsleitung 611b und die Gasausstoßleitung 611c treffen, zu umgeben. Die Außen elektrode 612 ist aus Kupfer oder dergleichen.

Die Innenelektrode 613 ist innerhalb des T-förmigen Gehäuses 611 in einer allgemeinen Mitte des runden Quer schnittes angeordnet. Die Innenelektrode 613 kann aus Kupfer oder dergleichen mit einer aufgebrachten Katalysatorschicht sein, oder sie kann aus einem Katalysator hergestellt sein.

Zwischen der Außenelektrode 612 und der Innenelektrode 613 wird Wechselstromenergie angewendet, um innerhalb des T-förmigen Gehäuses 611 eine Glimmentladung zu erzeugen. Die Glimmentladung regt das Gas A und das Gas B an, und der Katalysator trägt dazu bei, das angeregte Gas A und Gas B zu aktivieren. Das angeregte und aktivierte Gas A und Gas B werden vermischt, um eine chemische Reaktion zu bewirken, wodurch Gas C produziert wird, das aus der Gasausstoßleitung 611c ausgestoßen wird.

Wie aus der Konfiguration von Fig. 24 ersichtlich ist, ist eine Plasmawirkung vorhanden, wo das angeregte und akti vierte Gas A auf das angeregte und aktivierte Gas B trifft. Diese Bedingung, die wie in der vorherigen Ausführungsform als "Kopplung" bezeichnet wird, erleichtert eine beabsich tigte chemische Reaktion noch mehr.

Wie oben beschrieben, gestattet es der Gasreaktor einer Veränderung der siebten Ausführungsform, daß sowohl das Gas A als auch das Gas B der Plasmawirkung ausgesetzt werden, die durch Glimmentladung bewirkt wird, und er vermischt das Gas A und das Gas B, während sie der Plasmawirkung ausge setzt sind. Auf Grund der Plasmawirkung und Kopplung beider Gase A und B können eine höhere Konvertierungsrate und eine höhere Selektivität hinsichtlich einer beabsichtigten chemi schen Reaktion erreicht werden.

Ein Gasreaktor 700 von Fig.3796 00070 552 001000280000000200012000285910368500040 0002019735362 00004 03677OL< 25 enthält ein Gehäuse 701, eine Außenelektrode 702 und eine Innenelektrode 703. Das Ge häuse 701 ist aus dielektrischem Material wie z. B. Glas hergestellt und hat eine runde Röhrenform. Die Außenelek trode 702 ist an dem Gehäuse 701 angebracht und umhüllt es. Die Außenelektrode 702 ist aus Kupfer oder dergleichen. Die Innenelektrode 703 kann aus Kupfer oder dergleichen mit einer auf ihr aufgebrachten Katalysatorschicht sein, oder sie kann aus einem Katalysator hergestellt sein. Die Innenelektrode 703 hat eine Hohlstruktur wie die einer runden Röhre, und eines oder mehrere Löcher, wie z. B. die Löcher 703a bis 703c, sind vorgesehen, um zwischen der Innenseite und Außenseite der Innenelektrode 703 zu verbin den. Gas A wird dem Gehäuse 701 injiziert, und Gas B wird der Innenelektrode 703 injiziert. Das Gas B tritt aus der Innenelektrode 703 durch die Löcher 703a bis 703c aus. Einige der Löcher 703a bis 703c können innerhalb des Entladungsbereiches vorgesehen sein, wo die Glimmentladung zwischen der Außenelektrode 702 und der Innenelektrode 703 erfolgt. Deshalb werden beide Gase A und B der Glimmentla dung unterzogen und durch Katalysewirkung mit dem Katalysa tor aktiviert. Die angeregten und aktivierten Gase A und B werden in dem Entladungsbereich, wo die Plasmawirkung statt findet, vermischt, so daß die Bedingung des Koppelns, wie zuvor beschrieben, in der Konfiguration von Fig. 25 aufge baut wird. Die Anzahl und die Positionen der Löcher 703a bis 703c kann hinsichtlich einer besonderen chemischen Reaktion im voraus bestimmt werden. Solch eine Entscheidung kann auf der Basis von Konvertierungsraten und Selektivitäten getroffen werden, die bei einem Test gemessen werden, der unter ver schiedenen Bedingungen hinsichtlich Anzahlen und Positionen der Löcher ausgeführt wird. In Abhängigkeit von den Umstän den kann es einen Fall geben, bei dem nur ein Loch außerhalb des Entladungsbereiches an solch einer Position wie jener des Lochs 703c vorgesehen ist. Die Konfiguration der achten Ausführungsform betrifft den Gasreaktor 300 der vierten Ausführungsform, der in Fig. 15 gezeigt ist. In Fig. 15 ist das Gasausstoßloch 306 außer halb des Entladungsbereiches stromabwärts hinsichtlich des Flusses des Gases A vorgesehen. So ist in Fig. 15 das Gas B, das durch das Gasausstoßloch 306 ausgestoßen wird, weder angeregt noch aktiviert, wenn es mit dem angeregten und aktivierten Gas A vermischt wird. Die Konfiguration des Gasreaktors 300, der in Fig. 15 gezeigt ist, kann so verändert werden, daß das Gasausstoß loch 306 in dem Entladungsbereich vorgesehen ist. Ferner können eines oder mehrere Löcher ähnlich wie das Gasausstoß loch 306 zusätzlich zu dem Gasausstoßloch 306 vorgesehen sein. Bei solch einer neuen Konfiguration kann der Gasreak tor 300 die Kopplung des Gases A und des Gases B bewirken, um eine höhere Konvertierungsrate und eine Selektivität für eine beabsichtigte chemische Reaktion zu erreichen. Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt, sondern Veränderungen und Ab wandlungen können vorgenommen werden, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Gasreaktor mit:
einem dielektrischen Gehäuse, das aus einem di elektrischen Material ist und in dem eine erste Leitung zum Leiten von erstem Gas in eine Richtung gebildet ist;
einer ersten Elektrode, die innerhalb des dielek trischen Gehäuses längs einer allgemeinen Mitte von ihm positioniert ist und sich in der dieser Richtung erstreckt;
wenigstens einer Katalysatorschicht, die auf einer Oberfläche der ersten Elektrode gebildet ist;
einer zweiten Elektrode, die eine Außenwand des dielektrischen Gehäuses umgibt; und
einer Energiezuführeinheit, die Wechselstromener gie zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode anwendet, um innerhalb des dielektrischen Gehäuses eine Entladung zu erzeugen.

2. Gasreaktor nach Anspruch 1, bei dem die zweite Elektrode einen Entladungsbereich definiert, der einen Anfangspunkt und einen Endpunkt in der genannten Richtung hat, um die Entladung nur innerhalb des Entladungsbereiches zu erzeugen, und bei dem die wenigstens eine Kata lysatorschicht umfaßt:
wenigstens eine Anregungskatalysatorschicht, die auf der Oberfläche der ersten Elektrode im wesentlichen innerhalb des Entladungsbereiches gebildet ist; und
wenigstens eine Aktivierungskatalysatorschicht, die auf der Oberfläche der ersten Elektrode im wesentlichen außerhalb des Entladungsbereiches gebildet ist,
wobei die wenigstens eine Anregungskatalysator schicht zur Anregung des ersten Gases vorgesehen ist und die wenigstens eine Aktivierungskatalysatorschicht zur Aktivie rung des ersten Gases vorgesehen ist.

3. Gasreaktor nach Anspruch 1, ferner mit einer zwei ten Leitung zum Hindurchleiten eines zweiten Gases, welche zweite Leitung ein Ende hat, das mit einem Ende der dielek trischen Leitung verbunden ist, bei dem das erste Gas, wel ches das dielektrische Gehäuse durchlaufen hat, mit dem zweiten Gas vermischt wird, welches die zweite Leitung durchlaufen hat.

4. Gasreaktor nach Anspruch 2, ferner mit einer zwei ten Leitung zum Hindurchleiten eines zweiten Gases, welche zweite Leitung ein Ende hat, das mit einem Ende der dielek trischen Leitung verbunden ist, bei dem das erste Gas, wel ches das dielektrische Gehäuse durchlaufen hat, mit dem zweiten Gas vermischt wird, welches die zweite Leitung durchlaufen hat.

5. Gasreaktor nach Anspruch 4, ferner mit einem Fil ter, wodurch Strahlung im infrarotnahen Bereich, die durch die Entladung erzeugt wird, durch eine externe Meßvor richtung beobachtet werden kann.

6. Gasreaktor nach Anspruch 4, bei dem die zweite Elektrode in der genannten Richtung beweglich ist, so daß eine Position des Entladungsbereiches in der Richtung einstellbar ist.

7. Gasreaktor nach Anspruch 1, ferner mit einer Viel zahl von Abstandshaltern, die zwischen dem dielektrischen Gehäuse und der ersten Elektrode eingefügt sind.

8. Gasreaktorsystem mit:
einer Vielzahl von Gasreaktoren, die seriell ver bunden sind; und
einer Energiezuführeinheit, die der Vielzahl von Gasreaktoren Wechselstromenergie zuführt,
bei dem jeder von der Vielzahl von Gasreaktoren umfaßt:
ein dielektrisches Gehäuses, das aus einem dielek trischen Material ist und in dem eine Leitung zum Leiten von Gas in eine Richtung gebildet ist;
eine erste Elektrode, die innerhalb des dielektri schen Gehäuses längs einer allgemeinen Mitte von ihm posi tioniert ist und sich in der Richtung erstreckt;
wenigstens eine Katalysatorschicht, die auf einer Oberfläche der ersten Elektrode gebildet ist; und
eine zweite Elektrode, die eine Außenwand des di elektrischen Gehäuses umgibt, bei dem die Wechselstromener gie zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angewendet wird, um eine Entladung innerhalb des di elektrischen Gehäuses zu erzeugen.

9. Gasreaktorsystem nach Anspruch 8, bei dem die Energiezuführeinheit die Wechselstromenergie unabhängig zu jedem von der Vielzahl von Gasreaktoren zuführt, so daß die Wechselstromenergie für jeden von der Vielzahl von Gasreak toren verschieden sein kann.

10. Gasreaktorsystem mit:
einer Vielzahl von Gasreaktoren, die parallel ver bunden sind; und
einer Energiezuführeinheit, die der Vielzahl von Gasreaktoren Wechselstromenergie zuführt,
bei dem jeder von der Vielzahl von Gasreaktoren umfaßt:
ein dielektrisches Gehäuses, das aus einem dielek trischen Material ist und in dem eine Leitung zum Leiten von Gas in eine Richtung gebildet ist;
eine erste Elektrode, die innerhalb des dielektri schen Gehäuses längs einer allgemeinen Mitte von ihm posi tioniert ist und sich in der Richtung erstreckt;
wenigstens eine Katalysatorschicht, die auf einer Oberfläche der ersten Elektrode gebildet ist; und
eine zweite Elektrode, die eine Außenwand des di elektrischen Gehäuses umgibt, bei dem die Wechselstromener gie zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angewendet wird, um eine Entladung innerhalb des di elektrischen Gehäuses zu erzeugen.

11. Gasreaktorsystem nach Anspruch 10, bei dem die Energiezuführeinheit die Wechselstromenergie unabhängig zu jedem von der Vielzahl von Gasreaktoren zuführt, so daß die Wechselstromenergie für jeden von der Vielzahl von Gasreak toren verschieden sein kann.

12. Gasreaktor mit:
einem Gehäuse, das eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung hat;
einem Rotor, der innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist;
einem Schaft, der an einer Mitte des Rotors ange bracht ist;
einem Motor, der außerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, um den Rotor innerhalb des Gehäuses über den Schaft zu rotieren;
entfernbaren Blättern, die an einem Umfang des Rotors vorgesehen sind, welche entfernbaren Blätter von dem Rotor entfernbar sind;
einer Katalysatorschicht aus wenigstens einem Katalysatortyp, die auf einem oberen Ende von jedem der ent fernbaren Blätter vorgesehen ist;
einer Elektrode, die auf einer Innenwand des Ge häuses vorgesehen ist, um den Umfang des Rotors zu umgeben;
einer Energiezuführeinheit, die eine Entladung zwischen dem oberen Ende der entfernbaren Blätter und der Elektrode erzeugt,
bei dem Gas, das von der ersten Öffnung aus inji ziert wird, durch Rotation der entfernbaren Blätter zu der Entladung geleitet wird, bevor es aus der zweiten Öffnung ausgestoßen wird.

13. Gasreaktor nach Anspruch 12, bei dem die Katalysa torschicht aus wenigstens einem Typ eine Katalysatorschicht aus einem ersten Typ und eine Katalysatorschicht aus einem zweiten Typ umfaßt, wobei jeder des ersten Typs und des zweiten Typs auf dem oberen Ende von jedem zweiten der ent fernbaren Blättern vorgesehen ist.

14. Gasreaktor nach Anspruch 13, ferner mit Umfangs katalysatorschichten aus wenigstens einem Typ, die auf dem Umfang des Rotors vorgesehen sind.

15. Gasreaktor mit:
einem Gehäuse, das eine Leitung zum Leiten von erstem Gas in eine erste Richtung hat;
einer ersten Elektrode, die das Gehäuse in einer zweiten Richtung durchdringt, die zu der ersten Richtung im allgemeinen rechtwinklig ist, um eine Endoberfläche von ihr für das erste Gas zu exponieren;
einer zweiten Elektrode, deren eine Endoberfläche der Endoberfläche der ersten Elektrode zugewandt ist;
wenigstens einer Katalysatorschicht, die auf wenigstens einer von der Endoberfläche der ersten Elektrode und der Endoberfläche der zweiten Elektrode vorgesehen ist;
einer Energiezuführeinheit, die eine Entladung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode erzeugt;
einem Einstellmechanismus, der eine Lücke zwischen der Endoberfläche der ersten Elektrode und der Endoberfläche der zweiten Elektrode durch Bewegen der ersten Elektrode in der zweiten Richtung einstellt; und
einem Skalenmechanismus, der Informationen bezüg lich einer Größe der Lücke vorsieht.

16. Gasreaktor nach Anspruch 15, ferner mit einem Fil ter, das an dem Gehäuse angebracht ist, bei dem in dem Ge häuse ein Fenster vorgesehen ist, so daß durch das Fenster und das Filter Strahlung im infrarotnahen Bereich beobachtet werden kann, die durch die Entladung erzeugt wird.

17. Gasreaktor nach Anspruch 16, bei dem das Gehäuse ein Gasinjektionsloch zum Injizieren eines zweiten Gases in die Leitung an einem Punkt stromabwärts von der Entladung bezüglich eines Flusses des ersten Gases hat.

18. Gasreaktor nach Anspruch 15, bei dem die zweite Elektrode eine Vielzahl von Elektroden umfaßt, deren eine Endoberfläche der Endoberfläche der ersten Elektrode zuge wandt ist, und die Energiezuführeinheit eine unabhängige Entladung für jede von der Vielzahl von Elektroden erzeugt.

19. Gasreaktor mit:
einem dielektrischen Gehäuse, das aus einem di elektrischen Material ist und in dem eine erste Leitung zum Leiten eines ersten Gases gebildet ist, welches dielektri sche Gehäuse vertikal positioniert ist und einen Innendurch messer hat, der von einem unteren Ende von ihm hin zu einem oberen Ende von ihm zunimmt, welches erste Gas von dem unte ren Ende aus injiziert wird;
einer mittleren Elektrode, die innerhalb des di elektrischen Gehäuses längs einer allgemeinen vertikalen Mitte von ihm vertikal positioniert ist;
einer schwimmenden Elektrode, die ein Loch in einer allgemeinen Mitte von sich hat, zum Anordnen der mitt leren Elektrode durch dieses hindurch, um längs der mittle ren Elektrode beweglich zu sein, welche schwimmende Elek trode eine vertikale Position längs der mittleren Elektrode hat, die durch eine Flußmenge des ersten Gases bestimmt ist;
wenigstens einer Katalysatorschicht, die auf einer Oberfläche der schwimmenden Elektrode gebildet ist und einer inneren Oberfläche des dielektrischen Gehäuses zugewandt ist;
einer Außenelektrode, die eine Außenwand des di elektrischen Gehäuses umgibt; und
einer Energiezuführeinheit, die Wechselstromener gie zwischen der mittleren Elektrode und der Außenelektrode anwendet, um zwischen der schwimmenden Elektrode und einer Innenwand des dielektrischen Gehäuses eine Entladung zu erzeugen.

20. Gasreaktor nach Anspruch 19, bei dem die Außen elektrode einen Entladungsbereich, der ein unteres Ende und ein oberes Ende hat, in einer vertikalen Richtung definiert, um die Entladung nur innerhalb des Entladungsbereiches zu erzeugen, so daß die Entladung nur erfolgt, wenn die schwimmende Elektrode durch das erste Gas nach oben bewegt wird, um im wesentlichen innerhalb des Entladungsbereiches positioniert zu sein.

21. Gasreaktor nach Anspruch 19, bei dem die mittlere Elektrode eine Röhrenform zum Leiten eines zweiten Gases durch einen Innenraum von sich hat und wenigstens ein Loch zum Ausstoßen des zweiten Gases in das dielektrische Gehäuse hat.

22. Gasreaktor nach Anspruch 19, bei dem das dielek trische Gehäuse eine Dicke hat, die gemäß einer vertikalen Höhe von ihm schwankt.

23. Gasreaktor nach Anspruch 19, bei dem die schwim mende Elektrode einen ersten Abschnitt hat, der eine erste Oberfläche hat, und einen zweiten Abschnitt, der eine zweite Oberfläche hat, welche erste Oberfläche und welche zweite Oberfläche der inneren Oberfläche des dielektrischen Gehäu ses zugewandt sind, welche erste Oberfläche dichter als die zweite Oberfläche an der inneren Oberfläche des dielektri schen Gehäuses ist, welche wenigstens eine Katalysator schicht eine erste Katalysatorschicht umfaßt, die auf der ersten Oberfläche gebildet ist, und eine zweite Katalysator schicht, die auf der zweiten Oberfläche gebildet ist.

24. Gasreaktor nach Anspruch 23, bei dem die erste Katalysatorschicht zur Anregung des ersten Gases dient und die zweite Katalysatorschicht zur Aktivierung des ersten Gases dient.

25. Gasreaktor mit:
einem dielektrischen Gehäuse, das aus einem di elektrischen Material hergestellt ist und eine runde Kammer hat;
einer ersten Leitung, die ein erstes Gas in die runde Kammer leitet;
einer zweiten Leitung, die das erste Gas aus der runden Kammer hinaus leitet;
einem Rotationsschaft, der in einer allgemeinen Mitte der runden Kammer vorgesehen ist;
Blättern, die an dem Rotationsschaft angebracht sind;
einer ersten Katalysatorschicht, die an einem obe ren Ende von jedem der Blätter vorgesehen ist;
einer zweiten Katalysatorschicht, die auf einer Oberfläche von jedem der Blätter vorgesehen ist;
einer Elektrode, die auf einer äußeren Oberfläche des dielektrischen Gehäuses vorgesehen ist, um einen Teil der runden Kammer zu umgeben;
einem Motor, der den Rotationsschaft rotiert, so daß die Blätter mit dem Rotationsschaft rotieren;
einer Energiezuführeinheit, die Wechselstromener gie zwischen den Blättern und der Elektrode anwendet, um eine Entladung zwischen einer Innenwand der runden Kammer und dem oberen Ende von jedem der Blätter zu erzeugen; und
einer dritten Leitung zum Leiten von zweitem Gas in die runde Kammer an einem Punkt, nachdem das erste Gas der Entladung ausgesetzt wurde und bevor das erste Gas in die zweite Leitung geleitet wird.

26. Gasreaktor mit:
einem dielektrischen Gehäuse, das aus einem di elektrischen Material hergestellt ist und in dem eine erste Leitung zum Leiten von erstem Gas gebildet ist, welches di elektrische Gehäuse vertikal positioniert ist und welches erste Gas von dessen unterem Ende aus injiziert wird;
einer mittleren Elektrode, die innerhalb des di elektrischen Gehäuses längs einer allgemeinen Mitte von ihm vertikal positioniert ist;
einer schwimmenden Elektrode, die ein Loch in einer allgemeinen Mitte von sich hat, zum Anordnen der mitt leren Elektrode durch dieses hindurch, um längs der mittle ren Elektrode beweglich zu sein, welche schwimmende Elek trode eine vertikale Position längs der mittleren Elektrode hat, die durch eine Flußmenge des ersten Gases bestimmt ist, welche schwimmende Elektrode von ihrem Boden bis zu ihrem oberen Ende eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche hat, die einer Innenwand des dielektrischen Gehäuses zuge wandt sind, welche erste Oberfläche einen konstanten Abstand von der Innenwand des dielektrischen Gehäuses einhält und welche zweite Oberfläche einen schwankenden Abstand von der Innenwand des dielektrischen Gehäuses hat, welcher schwan kende Abstand ab dem konstanten Abstand hin zu dem oberen Ende der schwimmenden Elektrode zunimmt;
einer ersten Katalysatorschicht, die auf der ersten Oberfläche der schwimmenden Elektrode gebildet ist;
einer zweiten Katalysatorschicht, die auf der zweiten Oberfläche der schwimmenden Elektrode gebildet ist;
einer Außenelektrode, die eine Außenwand des di elektrischen Gehäuses umgibt; und
einer Energiezuführeinheit, die Wechselstromener gie zwischen der mittleren Elektrode und der Außenelektrode anwendet, um eine Entladung zwischen der schwimmenden Elektrode und einer Innenwand des dielektrischen Gehäuses zu erzeugen.

27. Gasreaktor nach Anspruch 26, bei dem die Außenelek trode einen Entladungsbereich, der ein unteres Ende und ein oberes Ende hat, in einer vertikalen Richtung definiert, um die Entladung nur innerhalb des Entladungsbereiches zu erzeugen, so daß die Entladung mit einer schwächeren Größe erfolgt, wenn nur die zweite Oberfläche der schwimmenden Elektrode innerhalb des Entladungsbereiches liegt, und teilweise mit einer stärkeren Größe erfolgt, wenn die zweite Oberfläche und die erste Oberfläche der schwimmenden Elek trode innerhalb des Entladungsbereiches liegen.

28. Gasreaktor nach Anspruch 27, ferner mit einer zweiten Leitung zum Leiten eines zweiten Gases, um das zweite Gas mit dem ersten Gas an einem Punkt stromabwärts von dem Entladungsbereich hinsichtlich eines Flusses des ersten Gases zu vermischen.

29. Gasreaktor mit:
einem dielektrischen Gehäuse, das aus einem di elektrischen Material hergestellt ist und in dem eine erste Leitung zum Leiten von erstem Gas, eine zweite Leitung zum Leiten von zweitem Gas und ein Kreuzungsabschnitt, wo sich das erste Gas und das zweite Gas treffen, vorhanden sind;
wenigstens einer Innenelektrode, die innerhalb des dielektrischen Gehäuses vorgesehen ist und wenigstens einen Katalysator enthält;
wenigstens einer Außenelektrode, die eine Außen wand des dielektrischen Gehäuses umgibt; und
einer Energiezuführeinheit, die Wechselstromener gie zwischen der wenigstens einen Innenelektrode und der wenigstens einen Außenelektrode anwendet, um eine Entladung innerhalb des dielektrischen Gehäuses zu erzeugen, so daß eine Plasmawirkung im wesentlichen innerhalb wenigstens von einem von der ersten Leitung, der zweiten Leitung und des Kreuzungsabschnittes vorhanden ist.

30. Gasreaktor nach Anspruch 29, bei dem die wenig stens eine Außenelektrode längs einer Ausdehnung der ersten Leitung und längs einer Ausdehnung der zweiten Leitung beweglich ist, um eine Position der Entladung zu steuern.

31. Gasreaktor nach Anspruch 29, bei dem die wenig stens eine Innenelektrode längs einer Ausdehnung der ersten Leitung und längs einer Ausdehnung der zweiten Leitung beweglich ist, um eine Position der Entladung zu steuern.

32. Gasreaktor mit:
einem dielektrischen Gehäuse, das aus einem di elektrischen Material hergestellt ist und in dem eine erste Leitung zum Leiten von erstem Gas gebildet ist;
einer Innenelektrode, die innerhalb des dielektri schen Gehäuses in einer allgemeinen Mitte von ihm vorgesehen ist und wenigstens einen Katalysator enthält, in welcher Innenelektrode eine zweite Leitung zum Leiten von zweitem Gas und wenigstens ein Loch zum Ausstoßen des zweiten Gases gebildet sind;
einer Außenelektrode, die eine Außenwand des di elektrischen Gehäuses umgibt; und
einer Energiezuführeinheit, die Wechselstromener gie zwischen der Innenelektrode und der Außenelektrode anwendet, um innerhalb des dielektrischen Gehäuses eine Entladung zu erzeugen,
bei dem das wenigstens eine Loch innerhalb eines Bereiches vorgesehen ist, wo die Entladung stattfindet.

33. Gasreaktor nach einem der Ansprüche 1, 8, 10, 12, 15, 19, 25, 26, 29 und 32, bei dem die Entladung eine Glimmentladung ist.