JP2001314751A - Plasma reaction vessel - Google Patents

Plasma reaction vessel

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JP2001314751A
JP2001314751A JP2000140244A JP2000140244A JP2001314751A JP 2001314751 A JP2001314751 A JP 2001314751A JP 2000140244 A JP2000140244 A JP 2000140244A JP 2000140244 A JP2000140244 A JP 2000140244A JP 2001314751 A JP2001314751 A JP 2001314751A
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Japan
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electrodes
reaction vessel
gas
electrode
dielectric
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JP2000140244A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Minobe
剛 弥延
Hideyuki Fujishiro
秀行 藤代
Kenji Dousaka
健児 堂坂
Minoru Torii
稔 鳥居
Kazuo Ando
和夫 安藤
Koji Kotani
耕爾 小谷
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Honda Motor Co Ltd
Hokushin Industries Corp
Hokushin Industry Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Hokushin Industries Corp
Hokushin Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a reaction vessel compact and simultaneously to improve reaction efficiency by uniformizing the flow velocity distribution of a gas passing in the vessel. SOLUTION: This plasma reaction vessel is provided with the first metallic flat-plate electrode 11A and second metallic flat-plate electrode 11B opposed to each other, a dielectric 12 interposed between the electrodes 11A and 11B and a means for imparting a potential difference between the electrodes 11A and 11B, and a high voltage is impressed between the electrodes 11A and 11B to plasma-decompose the introduced gas 15 in the region 16 between the electrodes 11A and 11B. The electrodes 11A and 11B and dielectric 12 are formed into a doughnut-shaped disk, respectively, and placed on one another, and a gas passage is provided inside and outside the gap between the electrodes 11A and 11B, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高効率でガスをプ
ラズマ処理により改質するプラズマ反応容器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma reactor for reforming a gas by a plasma treatment with high efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、環境中の汚染ガス(例えばN
x、VOC(揮発性有機化合物、Volatile
Organic Compound)、エチレンなどの
有害物質)を浄化する方法として、例えば放電(無声放
電、バリア放電)によるガスプラズマ分解処理方法が知
られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, polluting gases in the environment (for example, N
Ox , VOC (volatile organic compound, Volatile
As a method of purifying harmful substances such as organic compounds and ethylene, for example, a gas plasma decomposition treatment method using discharge (silent discharge, barrier discharge) is known.

【0003】以下、この従来のガスのプラズマ処理方法
について説明する。
Hereinafter, this conventional gas plasma processing method will be described.

【0004】図9は、従来技術にかかる管状型のガス反
応装置の構成図である。
FIG. 9 is a block diagram of a tubular gas reactor according to the prior art.

【0005】図9に示すように従来の管状型ガス反応装
置は、金属製の外側円筒状電極01の内表面に被覆して
なる円筒状の誘電体02と、該円筒状の誘電体02の軸
心と略同軸となるように配設された中心電極03と、前
記電極01、03間に高電圧を印加する高圧電源04と
から構成されており、電極01、03間に交流高電圧を
印加して誘電体03を極間に介在させた状態でプラズマ
放電を発生させている。この装置によれば、電極01,
03間に高圧電源04から交流高電圧を印加することで
リング状の放電が発生し、放電空間部05に分解するガ
ス06を供給することで、プラズマ分解処理がなされて
いる。
[0005] As shown in FIG. 9, a conventional tubular gas reactor comprises a cylindrical dielectric 02 formed by coating an inner surface of a metal outer cylindrical electrode 01 and a cylindrical dielectric 02. It comprises a central electrode 03 arranged substantially coaxially with the axis, and a high-voltage power supply 04 for applying a high voltage between the electrodes 01 and 03. An AC high voltage is applied between the electrodes 01 and 03. The plasma discharge is generated in a state where the voltage is applied and the dielectric 03 is interposed between the poles. According to this device, the electrodes 01,
A ring-shaped discharge is generated by applying an AC high voltage from a high-voltage power supply 04 during the period 03, and a gas 06 to be decomposed is supplied to the discharge space 05 to perform a plasma decomposition process.

【0006】図10は、他のプラズマ分解処理技術であ
る平行平板型ガス反応装置の構成図である。
FIG. 10 is a block diagram of a parallel plate type gas reactor which is another plasma decomposition processing technique.

【0007】図10に示すように従来の平行平板型ガス
反応装置は、対向する金属製の平板型電極07A,07
Bと、一方の電極(図中下面側)07Bの表面に配して
なる誘電体08と、前記電極間07A,07Bに高電圧
を印加する高圧電源04とから構成されており、電極間
に交流高電圧を印加してプラズマ放電を発生させてい
る。この装置では、電極07A,07B間に高圧電源0
4から交流高電圧を印加することにより、平板状に一様
に広がった放電が発生し、放電空間部05に分解するガ
ス06を供給することで、プラズマ分解処理がなされて
いる。
As shown in FIG. 10, the conventional parallel plate type gas reaction apparatus has opposed flat plate electrodes 07A and 07 made of metal.
B, a dielectric 08 disposed on the surface of one of the electrodes (lower side in the figure) 07B, and a high-voltage power supply 04 for applying a high voltage between the electrodes 07A and 07B. Plasma discharge is generated by applying an AC high voltage. In this device, a high-voltage power supply 0 is connected between the electrodes 07A and 07B.
By applying an AC high voltage from 4, a discharge uniformly spread in a flat plate shape is generated, and a gas 06 to be decomposed is supplied to the discharge space 05, whereby plasma decomposition processing is performed.

【0008】このように誘電体を電極間に挿入した無声
放電、バリア放電を利用することにより、大気圧付近の
比較的高ガス圧下においても放電体積を拡大することが
でき、その結果、流入ガスのプラズマ化確率が高まり、
効率的にガス反応(分解)を行うことができる。
By utilizing the silent discharge and the barrier discharge in which the dielectric is inserted between the electrodes as described above, the discharge volume can be increased even under a relatively high gas pressure near the atmospheric pressure. Increases the probability of
Gas reaction (decomposition) can be performed efficiently.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図9に
示す従来のような管状型反応器においては、より大流量
のガスを処理しようとする場合、反応容器のコンパクト
化が困難である、という問題がある。
However, in the conventional tubular reactor shown in FIG. 9, it is difficult to reduce the size of the reaction vessel when processing a larger flow rate of gas. There is.

【0010】すなわち、放電を利用してガス反応を行う
反応容器においては、処理ガス流量の増大に応じプラズ
マ体積を大きくしていく必要があるが、図9に示すよう
な管状型反応器において反応容器の径の拡大を行う場合
を検討すると、大気圧付近のガス圧下、一般的に実現可
能な数キロボルト程度の電圧で放電を生じさせるには、
放電間隔を数ミリ程度にする必要があり、円筒状誘電体
の径の拡大に応じて中心電極の径も大きくする必要があ
る。この結果、反応容器に占める放電体積の割合が低下
することになり、放電体積よりも反応容器自体の体積が
それ以上に拡大してしまうという問題がある。
That is, in a reaction vessel in which a gas reaction is performed by utilizing discharge, it is necessary to increase the plasma volume in accordance with an increase in the flow rate of the processing gas. However, in a tubular reactor as shown in FIG. Considering the case of enlarging the diameter of the container, it is necessary to generate a discharge at a voltage of about several kilovolts that is generally feasible under gas pressure near atmospheric pressure.
The discharge interval needs to be about several millimeters, and the diameter of the center electrode needs to be increased as the diameter of the cylindrical dielectric increases. As a result, the ratio of the discharge volume in the reaction vessel is reduced, and there is a problem that the volume of the reaction vessel itself becomes larger than the discharge volume.

【0011】また、反応容器長さを長くすることを検討
する場合に、反応容器のコンパクト化のためには、反応
容器自体を屈曲させる等を行う必要があるが、生産技術
的に困難であると共に、そのための製造費用が別途増大
するという問題がある。
When considering increasing the length of the reaction vessel, it is necessary to bend the reaction vessel itself in order to make the reaction vessel compact, but this is difficult in terms of production technology. At the same time, there is a problem that the manufacturing cost for that purpose increases separately.

【0012】一方、平行平板型反応容器では、電極を積
層構造にするなどの手法により、反応容器のコンパクト
化を図ることは容易であるが、図11に示すように、反
応容器内を通過するガス06の流速分布が放電空間部の
電極近傍と中心部分とではガス流速に相違があるので、
流速分布が不均一になるという問題がある。この結果、
高流速部(空間中心部)のプラズマ中におけるガスの滞
在時間が短くなり、高効率の反応を行うことができない
という問題がある。
On the other hand, in a parallel plate type reaction vessel, it is easy to make the reaction vessel compact by a technique such as forming electrodes in a laminated structure, but as shown in FIG. 11, the reaction vessel passes through the inside of the reaction vessel. Since the flow velocity distribution of the gas 06 is different between the vicinity of the electrode in the discharge space and the central part,
There is a problem that the flow velocity distribution becomes non-uniform. As a result,
There is a problem that the residence time of the gas in the plasma at the high flow velocity portion (center of the space) becomes short, and a highly efficient reaction cannot be performed.

【0013】本発明はこのような事情に鑑み、反応容器
のコンパクト化を実現すると同時に、該反応容器内を通
過するガスの流速分布を均一にしたプラズマ反応容器を
提供することを課題とする。
In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a plasma reaction vessel which realizes a compact reaction vessel and has a uniform flow velocity distribution of a gas passing through the reaction vessel.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の第1の態様は、相対向する第1の平板型電極及び第
2の平板型電極と、これら第1及び第2の電極間に介装
される誘電体と、前記第1及び第2の電極間に電位差を
付与する電位差付与手段とを備えてなり、前記第1及び
第2の電極間に高電圧を印加して導入したガスを電極間
のプラズマ分解領域で分解するプラズマ反応容器におい
て、前記第1及び第2の電極と誘電体とをドーナツ円盤
状にして積層配置すると共に、これらドーナツ円盤状の
前記第1及び第2の電極の間の隙間の内周側及び外周側
にそれぞれ流通するガス流路を設けたことを特徴とする
プラズマ反応容器にある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a first plate type electrode and a second plate type electrode which are opposed to each other, and a first plate type electrode and a second plate type electrode which are opposed to each other. And a potential difference applying means for applying a potential difference between the first and second electrodes, and a high voltage is applied between the first and second electrodes for introduction. In a plasma reaction vessel for decomposing gas in a plasma decomposition region between electrodes, the first and second electrodes and a dielectric material are stacked in a donut disk shape, and the first and second donut disk shapes are stacked and arranged. A gas flow path that is respectively circulated on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the gap between the electrodes.

【0015】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記第1の電極、誘電体及び第2の電極の内周側及
び外周側の少なくとも一方が、ガス透過性の内側筒体又
は外側筒体で支持されていることを特徴とするプラズマ
反応容器にある。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, at least one of the inner peripheral side and the outer peripheral side of the first electrode, the dielectric, and the second electrode is a gas-permeable inner cylinder. Alternatively, the plasma reaction container is supported by an outer cylinder.

【0016】本発明の第3の態様は、第1又は2の態様
において、前記誘電体を介装した極を1ユニットとし、
該ユニットを複数個積層してなることを特徴とするプラ
ズマ反応容器にある。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the dielectric-interposed pole is defined as one unit,
A plasma reaction vessel comprising a plurality of the units laminated.

【0017】本発明の第4の態様は、第3の態様におい
て、隣接した前記ユニット間で第1の電極及び第2の電
極のどちらか一方を共用することを特徴とするプラズマ
反応容器にある。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a plasma reaction vessel according to the third aspect, wherein one of the first electrode and the second electrode is shared between adjacent units. .

【0018】本発明の第5の態様は、第1〜4の何れか
の態様において、前記誘電体の表面の両面または何れか
一方に凸状部を複数形成してなることを特徴とするプラ
ズマ反応容器にある。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, a plurality of convex portions are formed on both surfaces or any one of the surfaces of the dielectric. In the reaction vessel.

【0019】本発明の第6の態様は、第5の態様におい
て、前記誘電体の表面に形成した凸状部の平面形状が菱
形、多角形、円、長円、楕円形状の何れかであることを
特徴とするプラズマ反応容器にある。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the planar shape of the convex portion formed on the surface of the dielectric is any one of a rhombus, a polygon, a circle, an ellipse, and an ellipse. A plasma reaction vessel characterized in that:

【0020】本発明の第7の態様は、第6の態様におい
て、前記誘電体の表面に形成してなる凸状部の一部を低
くしてなることを特徴とするプラズマ反応容器にある。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a plasma reaction vessel according to the sixth aspect, wherein a part of a convex portion formed on the surface of the dielectric is lowered.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments.

【0022】(第1の実施の形態)図1に本実施の形態
にかかるガス反応器の概略図を示す。図2はそのII−
II線矢視断面図である。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a schematic view of a gas reactor according to the present embodiment. FIG. 2 shows the II-
FIG. 2 is a sectional view taken along line II.

【0023】これらの図面に示すように、本実施の形態
にかかるガス反応器は、ドーナツ円盤状の相対向する第
1の金属製平板型電極(以下単に電極ともいう)11A
及び第2の金属製平板型電極(以下単に電極ともいう)
11Bと、該第2の金属製平板型電極11Bの表面を被
覆してなるドーナツ円盤状の誘電体12と、該第1の金
属製平板型電極11Aと誘電体12が被覆された第2の
金属製平板型電極11Bのドーナツ円盤の内側と外側と
を嵌装するガス透過性の二重管からなる内側筒状絶縁管
13及び外側筒状絶縁管14とから構成されており、こ
れらが一体となって容器本体10内に内装されている。
また、前記電極11A、11B間には、図示しない電源
ユニットから交流電圧を印加することでプラズマ放電を
生成させ、内側筒状絶縁管13から導入されたガス15
は、放電空間部16内でプラズマ処理がなされてガスが
改質され、改質されたガス17が排出されている。内側
筒状絶縁管13は、電極11A、11B及び誘電体12
の保持固定のために設けられている。
As shown in these drawings, the gas reactor according to the present embodiment has a donut disk-shaped opposed first metal flat plate-shaped electrode (hereinafter, also simply referred to as an electrode) 11A.
And a second metal plate electrode (hereinafter, also simply referred to as an electrode)
11B, a donut disk-shaped dielectric 12 covering the surface of the second metal plate electrode 11B, and a second metal plate-shaped dielectric 11A covered with the first metal plate electrode 11A. The inner cylindrical insulating tube 13 and the outer cylindrical insulating tube 14 are each formed of a gas-permeable double tube in which the inside and outside of the donut disk of the metal flat electrode 11B are fitted. And is housed inside the container body 10.
A plasma discharge is generated between the electrodes 11A and 11B by applying an AC voltage from a power supply unit (not shown), and the gas 15 introduced from the inner cylindrical insulating tube 13 is discharged.
The plasma processing is performed in the discharge space 16 to reform the gas, and the reformed gas 17 is discharged. The inner cylindrical insulating tube 13 includes the electrodes 11A and 11B and the dielectric 12
It is provided for holding and fixing.

【0024】また、内側筒状絶縁管13の上端部は閉塞
部材18により、閉塞されており、ガス導入管19によ
り導入されるガス15は内側筒状絶縁管13の細孔を介
して電極11A、11B間の放電空間部16に導入さ
れ、中心部から外側に向かってプラズマ中を通過する間
に反応し、ガスの改質がなされる。
The upper end of the inner tubular insulating tube 13 is closed by a closing member 18, and the gas 15 introduced by the gas introducing tube 19 is supplied to the electrode 11 A through the pores of the inner tubular insulating tube 13. , 11B, and reacts while passing through the plasma from the center to the outside to reform the gas.

【0025】改質された改質ガス17は外側筒状絶縁管
14の細孔を介して外部へ排出される。
The reformed reformed gas 17 is discharged outside through the pores of the outer cylindrical insulating tube 14.

【0026】外側筒状絶縁管14の材質を無数の細孔を
有するセラミックス製としてもよいが、その他にはガス
透過を容易とする細孔又は部分的な開口を穿設させても
よい。この場合には、セラミックス製に限定されるもの
ではなく、勿論、外側筒状絶縁管14を必ずしも設けな
くてもよい。
The material of the outer cylindrical insulating tube 14 may be made of ceramics having an infinite number of pores. Alternatively, pores or partial openings for facilitating gas permeation may be provided. In this case, the outer cylindrical insulating tube 14 is not necessarily required to be provided.

【0027】なお、ガス15の導入方法は、内側から導
入する以外に、外側から導入するようにしてもよい。
The gas 15 may be introduced from the outside instead of from the inside.

【0028】このように、処理ガスの大流量化に対応す
るための放電体積の拡大もドーナツ円盤状の電極11
A、11Bの径を大きくすることで、容易に対処するこ
とができる。
As described above, the expansion of the discharge volume in order to cope with an increase in the flow rate of the processing gas is also achieved by the donut-shaped electrode 11.
By increasing the diameters of A and 11B, it is possible to easily cope with the problem.

【0029】また、ドーナツ円盤状の第1の電極11A
と第2の電極11Bと該電極間に挿入された誘電体12
とを1ユニットとし、このユニットを一単位として複数
積層することにより、所望の体積を容易に確保すること
ができる。
The first electrode 11A having a donut disk shape is also provided.
And the second electrode 11B and the dielectric 12 inserted between the electrodes
And a single unit, and by stacking a plurality of such units as one unit, a desired volume can be easily secured.

【0030】しかも、放電中を通過するガスの流速分布
が中心から外周へ向かって一様なガス流となり、ガスの
流れが均一化されるので、ガス分解反応効率を大幅に向
上させることができる。
In addition, the flow velocity distribution of the gas passing through the discharge becomes a uniform gas flow from the center to the outer periphery, and the gas flow is made uniform, so that the efficiency of the gas decomposition reaction can be greatly improved. .

【0031】(第2の実施の形態)図3(a)に本実施
の形態にかかるガス反応器の概略図を、図3(b)に電
気配線の状態をそれぞれ示す。図4(a)はそのIV−
IV線矢視断面図である。図4(b)は、凸状部が菱形
の場合のIV−IV線矢視断面図である。
(Second Embodiment) FIG. 3A shows a schematic view of a gas reactor according to the present embodiment, and FIG. 3B shows the state of electric wiring. FIG. 4A shows the IV-
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line IV-IV when the convex portion is a rhombus.

【0032】図3(a)および図4(a)に示すよう
に、本実施の形態にかかるガス反応器は、第1及び第2
の電極と誘電体からなるユニットを2つ積層したもので
ある以外は、基本的構成は第1の実施形態と同様である
ので、同符号を付して部材の説明は省略する。
As shown in FIGS. 3A and 4A, the gas reactor according to the present embodiment has first and second gas reactors.
The basic configuration is the same as that of the first embodiment except that two units each composed of an electrode and a dielectric are laminated, and thus the same reference numerals are given and the description of the members is omitted.

【0033】すなわち、ドーナツ円盤状の第2の電極1
1Bの両側に、それぞれ第1の電極11Aを配置し、そ
れぞれの間に誘電体12を配置したものである。又、誘
電体12は両側の表面に半球形状の凸状部20を複数個
有し、第1及び第2の電極11A、11Bとは非接触状
態で配置されている。このように本実施形態では一方の
電極を2つのユニットで共有し、第1の電極11Aをそ
れぞれ高電圧を印加するようにし、共有した第2の電極
11BをGNDとしている。
That is, the second electrode 1 in the form of a donut disk
A first electrode 11A is arranged on each side of 1B, and a dielectric 12 is arranged between the first electrodes 11A. The dielectric 12 has a plurality of hemispherical convex portions 20 on the surfaces on both sides, and is arranged in a non-contact state with the first and second electrodes 11A and 11B. As described above, in the present embodiment, one electrode is shared by two units, a high voltage is applied to each of the first electrodes 11A, and the shared second electrode 11B is set to GND.

【0034】本実施形態によれば、互いに独立した複数
の凸状部20の存在により、導入されたガス分子は各凸
状部20の間を分岐、合流しながら流れることにより、
衝突頻度が高まり、これにより、反応効率の向上を図る
ことができる。
According to this embodiment, the presence of the plurality of protrusions 20 independent of each other allows the introduced gas molecules to flow between the protrusions 20 while branching and merging.
The frequency of collisions increases, whereby the reaction efficiency can be improved.

【0035】また、凸状部20は両面に形成する必要が
ない場合には、片側のみに形成するようにしてもよい。
If it is not necessary to form the convex portions 20 on both sides, they may be formed on only one side.

【0036】なお、凸状部20の形状は本実施形態のよ
うな半球形状に限定されるものではなく、ガス衝突頻度
を高めることができるような形状、例えば、多角形状、
円形状、長円形状、楕円形状などの任意の形状としても
よい。
The shape of the convex portion 20 is not limited to a hemispherical shape as in the present embodiment, but may be a shape that can increase the frequency of gas collision, for example, a polygonal shape,
Any shape such as a circular shape, an elliptical shape, and an elliptical shape may be used.

【0037】また、凸状部20を電極と接触させた状態
としてもよく、この場合には凸状部20の間をガスが流
れることになる。図5に凸状部20が半球形状の場合の
ガス流路を示す。
Further, the convex portions 20 may be brought into contact with the electrodes. In this case, gas flows between the convex portions 20. FIG. 5 shows a gas flow path when the convex portion 20 has a hemispherical shape.

【0038】(第3の実施の形態)図6に本実施の形態
にかかるガス反応器の要部概略図を示す。
(Third Embodiment) FIG. 6 is a schematic view of a main part of a gas reactor according to the present embodiment.

【0039】図6に示すように、本実施の形態にかかる
ガス反応器は、第2の実施形態にかかる誘電体12の表
面に形成してなる凸状部20の高さを一部低くしてなる
凸状部21を配設してなり、第1の金属製平板型電極1
1Aとの間に強電界部を一部分形成し、局所放電を生成
させ、無声放電と共に複合バリア放電を生成するように
することもできる。
As shown in FIG. 6, in the gas reactor according to the present embodiment, the height of the convex portion 20 formed on the surface of the dielectric 12 according to the second embodiment is partially reduced. The first metal flat electrode 1
It is also possible to partially form a strong electric field portion between the first and second electrodes 1A to generate a local discharge and generate a composite barrier discharge together with a silent discharge.

【0040】このように、本実施形態によれば、複数の
凸状部20に一部高さの低い凸状部21を配設させるこ
とにより、霧状バリア放電と雷状局所集中放電との複合
バリア放電が可能となり、プラズマエネルギーレベルの
向上を図り、ガス分解の存在により導入されたガス分子
の衝突頻度が高められ、これにより、ガス反応効率の向
上を図るようにしている。
As described above, according to the present embodiment, by providing the plurality of convex portions 20 with the convex portions 21 partially lower in height, the mist-like barrier discharge and the lightning-like local concentrated discharge can be prevented. A composite barrier discharge is enabled, the plasma energy level is improved, and the frequency of collision of the introduced gas molecules due to the presence of gas decomposition is increased, thereby improving the gas reaction efficiency.

【0041】以下、本発明の好適な実施例について説明
するが、本発明は何らこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these embodiments.

【0042】(実施例1)下記の(1)から(4)の種
々のプラズマ反応容器を用い、CO2の分解試験を行っ
た。
Example 1 CO 2 decomposition tests were carried out using the following various plasma reaction vessels (1) to (4).

【0043】本実施例にかかるCO2ガス分解条件を以
下に示す。 ・ガス組成:CO2(10%)+O2(10%)/N2
(バランス) ・ガス流量:500cc/分 ・目的反応:CO2の分解反応(CO2→CO+1/2O
2) ・反応容器形式
The conditions for decomposing CO 2 gas according to this embodiment are shown below. Gas composition: CO 2 (10%) + O 2 (10%) / N 2
(Balance) ・ Gas flow rate: 500 cc / min ・ Target reaction: CO 2 decomposition reaction (CO 2 → CO + 1 / 2O)
2 ) ・ Reactor type

【0044】(1)管状反応容器 中心電極:径40mm×長さ160mm 反応容器体積:286cc(1) Tubular reaction vessel Central electrode: diameter 40 mm × length 160 mm Reaction vessel volume: 286 cc

【0045】(2)積層型平行平板型反応容器 電極寸法:50mm×150mm 電極ユニット:6段構成 反応容器体積:286cc(2) Laminated parallel plate type reaction vessel Electrode dimensions: 50 mm × 150 mm Electrode unit: 6-stage configuration Reaction vessel volume: 286 cc

【0046】(3)ドーナツ円盤積層型反応容器(誘電
体:平滑面) 電極外径:100mm 電極内径:30mm 電極ユニット:6段構成 反応容器体積:283cc
(3) Donut disk stack type reaction vessel (dielectric: smooth surface) Electrode outer diameter: 100 mm Electrode inner diameter: 30 mm Electrode unit: 6-stage configuration Reaction vessel volume: 283 cc

【0047】(4) ドーナツ円盤積層型反応容器(誘
電体:凸状部有り) 電極外径:100mm 電極内径:30mm 電極ユニット:6段構成 反応容器体積:283cc 誘電体凸状部:Φ3mm 48カ所
(4) Donut disk stack type reaction vessel (dielectric: with convex portion) Electrode outer diameter: 100 mm Electrode inner diameter: 30 mm Electrode unit: 6-stage configuration Reactor container volume: 283 cc Dielectric convex portion: Φ3 mm 48 places

【0048】本実施例の試験結果を、表1及び図7に示
す。
The test results of this example are shown in Table 1 and FIG.

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】表1及び図7に示すように、(1)の従来
技術にかかる管状反応容器は、放電体積が小さいために
反応率が低かった。また、(2)の従来技術にかかる平
板積層型反応容器は、放電体積は十分確保されているも
のの、一部のガスのプラズマ中滞在時間が短く、反応率
が低かった。
As shown in Table 1 and FIG. 7, the reaction rate of the tubular reaction vessel according to the prior art (1) was low because the discharge volume was small. Further, in the flat plate type reaction vessel according to the prior art (2), although the discharge volume was sufficiently ensured, the residence time of some gases in plasma was short, and the reaction rate was low.

【0051】一方、本発明にかかる(3)及び(4)の
ドーナツ円盤積層型反応容器は、(2)の容器よりも放
電体積が少ないにもかかわらず高い反応率を示した。
On the other hand, the donut disk-stacked reaction vessels (3) and (4) of the present invention exhibited a higher reaction rate than the vessel (2), despite the smaller discharge volume.

【0052】(実施例2)上記(1)から(4)の種々
のプラズマ反応容器を用い、NOxの分解試験を行っ
た。
[0052] using a variety of plasma reactor (Example 2) from above (1) (4) was subjected to decomposition test of NO x.

【0053】本実施例にかかるNOxガス分解条件を以
下に示す。 ・ガス組成:NO(500ppm)+O2(10%)/
2(バランス) ・ガス流量:500cc/分 ・電源:電圧(3.2kVp),周波数(10kH
z),波形(矩形波)
The conditions for decomposing NO x gas according to this embodiment are shown below. Gas composition: NO (500ppm) + O 2 (10%) /
N 2 (balance) Gas flow rate: 500 cc / min Power supply: voltage (3.2 kVp), frequency (10 kHz)
z), waveform (rectangular wave)

【0054】本実施例の試験結果を表2及び図8に示
す。
The test results of this example are shown in Table 2 and FIG.

【0055】[0055]

【表2】 [Table 2]

【0056】表2及び図8に示すように、(1)の管状
反応容器は、放電体積が小さいために反応率が低かっ
た。また、(2)の平板積層型反応容器は、放電体積は
十分確保されているものの、(1)の容器よりは分解効
率が良いがガスの一部においてプラズマ中の滞在時間が
短く、反応率が低かった。
As shown in Table 2 and FIG. 8, the reaction rate of the tubular reaction vessel (1) was low because the discharge volume was small. In addition, the flat plate type reaction vessel of (2) has a sufficient discharge volume, but has a higher decomposition efficiency than the vessel of (1), but has a short residence time in plasma in a part of the gas, and has a high reaction rate. Was low.

【0057】一方、本発明にかかる(3)及び(4)の
ドーナツ円盤積層型反応容器は、(2)の容器よりも放
電体積が少ないにもかかわらずいずれも高い反応率を示
した。
On the other hand, the donut disk-stacked reaction vessels (3) and (4) according to the present invention exhibited a high reaction rate even though the discharge volume was smaller than that of the vessel (2).

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明によれば、ドーナツ円盤状の電極
としたので、放電体積を大きくすることなくガスの分解
効率の向上を図ることができ、高効率ガスの改質が可能
となる。
According to the present invention, since a donut disk-shaped electrode is used, the gas decomposition efficiency can be improved without increasing the discharge volume, and high-efficiency gas reforming becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態にかかるプラズマ反応容器の
概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a plasma reaction vessel according to a first embodiment.

【図2】図1のII−II矢視断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.

【図3】第2の実施の形態にかかるプラズマ反応容器の
概略図である。
FIG. 3 is a schematic view of a plasma reactor according to a second embodiment.

【図4】図3のIV−IV矢視断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3;

【図5】第2の実施の形態にかかる反応容器内のガスの
流路である。
FIG. 5 is a gas flow path in a reaction vessel according to a second embodiment.

【図6】第3の実施の形態にかかるプラズマ反応容器の
概略図である。
FIG. 6 is a schematic view of a plasma reactor according to a third embodiment.

【図7】実施例1にかかるCO2反応率の比較図であ
る。
FIG. 7 is a comparison diagram of a CO 2 reaction rate according to Example 1.

【図8】実施例2にかかるNOx反応率の比較図であ
る。
FIG. 8 is a comparison diagram of a NO x reaction rate according to Example 2.

【図9】従来技術にかかる管状反応容器の概略図であ
る。
FIG. 9 is a schematic view of a tubular reaction vessel according to the prior art.

【図10】従来技術にかかる平行平板型反応容器の概略
図である。
FIG. 10 is a schematic view of a parallel plate type reaction vessel according to the prior art.

【図11】従来技術にかかる平行平板型反応容器内のガ
ス流速の分布の概略図である。
FIG. 11 is a schematic diagram of a distribution of a gas flow velocity in a parallel plate type reaction vessel according to the prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11A 第1の金属製平板型電極 11B 第2の金属製平板型電極 12 誘電体 13 内側筒状絶縁管 14 外側筒状絶縁管 15 ガス 16 放電空間部 17 改質されたガス 18 閉塞部材 19 ガス導入管 20 凸状部 21 凸状部(低い) Reference Signs List 11A First metal flat electrode 11B Second metal flat electrode 12 Dielectric 13 Inner cylindrical insulating tube 14 Outer cylindrical insulating tube 15 Gas 16 Discharge space 17 Modified gas 18 Closure member 19 Gas Inlet tube 20 Convex part 21 Convex part (low)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤代 秀行 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 堂坂 健児 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 鳥居 稔 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 安藤 和夫 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 小谷 耕爾 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 4G075 AA03 BA01 BA05 CA47 EB42 EC21 FA05 FC15  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hideyuki Fujishiro 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Prefecture Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Kenji Dosaka 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Minoru Torii 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Prefecture Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Kazuo Ando 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Koji Kotani 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama F-term in Honda R & D Co., Ltd. 4G075 AA03 BA01 BA05 CA47 EB42 EC21 FA05 FC15

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相対向する第1の平板型電極及び第2の
平板型電極と、これら第1及び第2の電極間に介装され
る誘電体と、前記第1及び第2の電極間に電位差を付与
する電位差付与手段とを備えてなり、前記第1及び第2
の電極間に高電圧を印加して導入したガスを電極間のプ
ラズマ分解領域で分解するプラズマ反応容器において、 前記第1及び第2の電極と誘電体とをドーナツ円盤状に
して積層配置すると共に、これらドーナツ円盤状の前記
第1及び第2の電極の間の隙間の内周側及び外周側にそ
れぞれ流通するガス流路を設けたことを特徴とするプラ
ズマ反応容器。
A first plate-type electrode and a second plate-type electrode opposed to each other, a dielectric interposed between the first and second electrodes, and a first electrode between the first and second electrodes. And a potential difference applying means for applying a potential difference to the first and second portions.
In a plasma reaction vessel for decomposing a gas introduced by applying a high voltage between the electrodes in a plasma decomposition region between the electrodes, the first and second electrodes and a dielectric are arranged in a donut disc shape and stacked and arranged. A gas flow path which is provided on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the gap between the donut-shaped first and second electrodes, respectively.
【請求項2】 請求項1において、前記第1の電極、誘
電体及び第2の電極の内周側及び外周側の少なくとも一
方が、ガス透過性の内側筒体又は外側筒体で支持されて
いることを特徴とするプラズマ反応容器。
2. The method according to claim 1, wherein at least one of an inner peripheral side and an outer peripheral side of the first electrode, the dielectric, and the second electrode is supported by a gas-permeable inner cylinder or an outer cylinder. A plasma reactor.
【請求項3】 請求項1又は2において、前記誘電体を
介装した第1及び第2の電極を1ユニットとし、該ユニ
ットを複数個積層してなることを特徴とするプラズマ反
応容器。
3. The plasma reaction vessel according to claim 1, wherein the first and second electrodes having the dielectric interposed therebetween constitute one unit, and a plurality of the units are stacked.
【請求項4】 請求項3において、隣接した前記ユニッ
ト間で第1の電極及び第2の電極のどちらか一方を共用
することを特徴とするプラズマ反応容器。
4. The plasma reactor according to claim 3, wherein one of the first electrode and the second electrode is shared between adjacent units.
【請求項5】 請求項1〜4の何れかにおいて、前記誘
電体の表面の両面または何れか一方に凸状部を複数形成
してなることを特徴とするプラズマ反応容器。
5. The plasma reaction vessel according to claim 1, wherein a plurality of convex portions are formed on both surfaces or one of the surfaces of the dielectric.
【請求項6】 請求項5において、前記誘電体の表面に
形成した凸状部の平面形状が菱形、多角形、円、長円、
楕円形状の何れかであることを特徴とするプラズマ反応
容器。
6. The method according to claim 5, wherein the planar shape of the convex portion formed on the surface of the dielectric is a rhombus, a polygon, a circle, an ellipse,
A plasma reaction vessel having any one of elliptical shapes.
【請求項7】 請求項6において、前記誘電体の表面に
形成してなる凸状部の一部を低くしてなることを特徴と
するプラズマ反応容器。
7. The plasma reaction vessel according to claim 6, wherein a part of the convex portion formed on the surface of the dielectric is lowered.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104206026A (en) * 2011-12-08 2014-12-10 三星电子株式会社 Plasma generator

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