JP2003080058A - 反応性ガスの発生方法およびその発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型でエネルギー効率が高く、安定した放電が
得られ、かつ、生成される活性酸素種やラジカル種等を
オゾン処理以外の処理に有効利用できる反応性ガス発生
装置を得る。 【解決手段】本発明の反応性ガス発生装置は 高電圧電
極14と低電圧電極15とを所定の放電空間を介して対向さ
せた反応器10と、放電電極に高電圧を印加する高圧電源
とを備え、放電電極に電圧を印加し放電空間に原料ガス
12を導入することにより反応性ガスを生成するもので、
反応器の前段に設けた原料ガスの導入部と、反応器の後
段に設けた反応性ガスの取出部20とを備え、放電空間の
圧力が取出部の圧力よりも高くなるように原料ガスを導
入し、この状態でパルス高電圧を印加することにより低
温プラズマを生成させる構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理対象物を処
理する処理室と低温プラズマ生成部を隣接させ、圧力の
高い状態で低温プラズマを発生させるガス発生装置、お
よびこれを用いたガス発生方法に関するものであり、特
に上下水処理、汚染水の無害化処理、有害物質処理を行
うガス発生装置およびその発生方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ガスの化学的処理、汚染水の
無害化処理、有害物質および有害廃棄物処理、表面処理
を含めた新材料開発、半導体製造プロセスにおけるレジ
スト剥離や酸化膜形成などにおける反応処理および反応
促進手段として、放電プラズマ法の利用が行われてい
る。放電プラズマの利用方法は、放電から発生する熱に
よる熱プラズマ（例えばアーク放電）を利用する方法
と、高エネルギーの電子を生成し、放電による熱よりも
むしろ電子と物質との衝突解離を利用する方法がある。
特に後者は、電子温度（電子エネルギー）が高く、ガス
温度（中性粒子や各種イオンのエネルギー）の低い、熱
的非平衡放電プラズマ（以降、低温プラズマとする）と
呼ばれ、コロナ放電やストリーマ放電、電子線照射など
により生成される。放電プラズマ中に導入されるガスの
種類により対象分野が区別されるとともに、低温で生じ
るガスのイオン化や各種ラジカルで化学反応を促進する
際の有力な手段となりうる。低温プラズマを利用したも
のとしては、活性酸素種およびラジカル種を発生させ利
用する上下水や廃液の無害化処理や工業的な酸化処理が
ある。活性酸素種の一つであるオゾンは、他の活性酸素
種に比べて寿命が長いことと、自然界ではフッ素に次ぐ
強酸化性を有することを特長とするため、様々な工業的
酸化処理工程で用いられる。従来の上下水処理の中で
は、例えば特開平8-243572号公報に記載された下方注入
式多段型オゾン接触層とその制御方法（以降、開示例1
と呼ぶ）について記載されている。以下、簡単に図面を
用いて説明する。図9では、40はオゾン接触槽、41は流
入管、42はオゾンガス注入部、43はオゾン発生装置、44
は被処理水、45はオゾンガス導入管、46は排オゾンガス
である。以上の構成において、オゾン発生装置43で水処
理に利用する反応ガスであるオゾンガスを発生させ、前
記オゾンガスをオゾンガス導入管45を介してオゾンガス
注入部42へ送り込み、前記オゾンガス注入部のオリフィ
ス部において被処理水44に前記オゾンガスを溶解させ、
流入管41を通してオゾン接触槽40へ導入し、処理に使わ
れなかったオゾンガスは排オゾンガス46として排出して
いる。上記のような構成では、前記オリフィス部におい
て前記オゾンガスを前記被処理水に比較的効率よく溶解
させることができるとともに、後段に前記オゾン接触槽
を設けることで前記オゾンガスと前記被処理水との反応
時間（滞留時間ともいう）を比較的長くできることで水
処理効率の向上を図っている。同様に活性酸素種やラジ
カル種を用いた方法として、特開平5-319807号公報（以
降、開示例2と呼ぶ）では被処理水槽に高電圧印加用電
極を直接挿入し、その電極間に微細孔を有する多数の中
空糸膜より空気または酸素を微細気泡として発生させ、
前記気泡内で放電を発生させることで活性酸素種の生成
を行い、水処理を行っている（図10）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のガス発生装
置は、前述の開示例1および2で示されるように活性酸素
種およびラジカル種を放電プラズマ法により生成し、種
々の方法により被処理対象物と反応処理を行っている。
しかしながら、前述の開示例1では、生成されたオゾン
ガスはそれ自体が不安定であり、オゾン発生部（オゾン
発生装置）と被処理水との接触部（オゾンガス注入部）
が完全に分離されているため、加圧やオゾンガス注入部
への輸送、水への溶解時に生じるオゾンガスの壁面接触
や熱による分解等により生成されたオゾンガスの利用率
が低かった。オゾンガスの溶解はオリフィス部で発生す
る差圧を利用しているためオゾンガスの溶解効率が十分
であるとは限らず、処理に寄与しなかった排オゾンガス
が多量に発生する問題があった。比較的長いオゾンガス
導入管を介するため、オゾン発生器から被処理水との溶
解までの時間遅れが発生し、オゾン以外の処理に有効な
活性酸素種を利用できていなかった。また、十分な処理
反応を得るために大規模なオゾン接触槽が必要となって
いた。前述の開示例2では、、電極が水に浸漬した状態
では、生成される高酸化性物質（オゾンやOHラジカル
等）に常に曝されるため、電極表面が腐食される問題が
あり、装置の寿命の点で問題があった。また、水は比誘
電率の大きいキャパシタの役目を果たしてしまうため、
電極間に投入したエネルギーの多くはジュール熱となっ
て液層の温度を上昇させるために使われ、高い電力効率
と安定した活性酸素種の生産性能を確保することが難し
かった。そこで、本発明は上記の点を考慮してなされた
もので、小型でエネルギー効率が高く、安定した放電が
得られ、かつ、生成される活性酸素種やラジカル種等を
有効利用できる反応性ガス発生装置を提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明の反応性ガス発生装置は、つぎの構成にして
いる。 （1）高電圧電極と低電圧電極とを所定の放電空間を介
して対向させた反応器と、高電圧電源とを備え、前記放
電空間に原料ガスを導入して前記高電圧電極に高電圧を
印加し、発生したプラズマにより前記原料ガスを反応性
ガスにする反応性ガス発生装置において、前記反応器の
前段に設けた前記原料ガスの導入部と、前記反応器の後
段に設けた前記反応性ガスの取出部と、前記高電圧電源
を特定したパルス電源とを備え、前記放電空間の圧力が
前記取出部の圧力よりも高くなるように前記原料ガスを
導入し、この状態でパルス高電圧を印加して低温プラズ
マを発生させるものである。低温プラズマ部の圧力を取
出部後段の圧力よりも高くすることにより、高密度の反
応性ガスを供給できるとともに、高圧力状態で被処理対
象物と接触するため反応時間を短くすることができ、効
率の良い処理が可能となる。また、電極の構造により前
記反応性ガスの被処理対象物と接触するまでの時間を短
くすることで、比較的寿命の長い活性酸素種等を失活さ
せることなく効率よく処理に利用することができる。 （2）前記反応性ガスの取出部に前記原料ガスの導入部
よりも小さい断面積を有するノズル部を設け、前記反応
性ガスを前記取出部へ高速で噴出させるものである。取
出部をノズル形状とすることにより、放電空間は取出部
後段の微小な圧力変動に影響されず安定した圧力を保持
できる。また、反応性ガスを高速噴出させるため、被処
理対象物との高い溶解効率を得ることができるととも
に、反応性ガスが指向性を有するため部分的な局所処理
も可能となる。 （3）前記パルス高電圧を、単極性または両極性のパルス
高電圧とし、立ち上がりの急峻なパルス高電圧としてい
る。立ち上がりが急峻な高電圧パルス電圧を用いること
により、高圧力下においてもガス分子や種々のイオンを
加速するためのエネルギーの損失を抑え、電子のみを加
速して電子エネルギーを高める事ができ、高密度の低温
プラズマ発生の安定性を向上させることができる。ま
た、高圧力下ではストリーマ放電が形成されるため放電
体積を大きくとることが可能となり、放電空間利用率を
高くできることで、電極間に注入された電力を有効に利
用できる。 （4）前記高電圧電極と低電圧電極の少なくとも一方の
表面を凹凸状にしている。電極表面を凹凸状にすること
により、不平等な電界場を形成できるので、ガスの高密
度状態においても容易に安定した低温プラズマを形成す
ることができる。 （5）前記高電圧電極と低電圧電極の少なくとも一方の
表面は、前記放電空間側が誘電体で被覆されている。電
極表面を誘電体で覆うことで、スパッタ等による電極劣
化が起こらず放電電極の寿命を長くすることができると
ともにメンテナンス性も向上し、放電屑のないクリーン
な反応性ガスを生成する事が可能となる。 （6）前記高電圧電極と低電圧電極は、円筒形状同士ま
たは円筒形状と線状の組み合せとし、一方の円筒形状の
電極の中に他方の円筒形状または線状の電極を同軸に配
置している。 （7）前記原料ガスは空気または酸素であり、前記反応
性ガスは酸素原子（O）や励起酸素分子（O₂*）、オゾン
（O₃）、ヒドロキシラジカル（OH）等の活性酸素種とラ
ジカル種としている。原料ガスと反応性ガスを特定する
ことにより、オゾンよりも反応性の高い活性酸素種を有
効に利用できる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図1は本発明により高圧力下で発生する
低温プラズマを用いたガス発生装置の断面図である。図
において共通する部分には同一符号を用いており、10は
反応器であり、14の高電圧電極と15の低電圧電極と16a
および16bの誘電体と19の原料ガスの導入部と20の反応
性ガスの取出部と21のノズル部より構成されている。11
は被処理対象物と反応処理させるための処理室であり、
12は反応性ガスを生成するための原料ガス、13は低温プ
ラズマにより発生する反応性ガス、17は低温プラズマ、
18はパルス電源である。次に、本装置の動作について図
1を参照しながら説明する。被処理対象物の配置されて
いる処理室11よりも高い圧力下にて原料ガス12を導入部
19より反応器10内部へ導入すると、反応性ガス13の取出
部20と前記処理室との境界付近でガスの流れが妨げられ
るため、前記反応器内部は前記処理室よりも高い圧力が
発生する。この状態の下、前記取出部近傍に配置された
高電圧電極14と低電圧電極15の間にパルス電源18よりパ
ルス高電圧を印加すると、ガス圧力の増加に伴い中性粒
子密度が増加し高気圧放電が形成され、高密度の低温プ
ラズマ17が発生する。高密度の前記低温プラズマにより
活性酸素種やラジカル種を含んだ高密度な前記反応性ガ
スが発生する。前記反応性ガスは前記取出部付近と隣接
する前記処理室の圧力差を利用して、前記反応性ガスは
前記処理室へ直ちに送り込まれ、被処理対象物と接触し
処理反応が行われる。次に、前述の動作を適用したガス
発生装置の一例を示す。 （第１実施例）図1は、本発明の第１実施例を示すガス
発生装置の断面図である。反応性ガス13の取出部20の近
傍に高電圧電極14と低電圧電極15を所定のギャップ長を
介して対向配置している。前記高電圧電極を平滑面では
なく凹凸面とすることで突起の先端部で強電解場を形成
することができ、高エネルギーの電子を生成することが
できるとともに、低温プラズマ17発生部の圧力上昇に伴
い高密度状態での放電発生を比較的容易にすることがで
きる。 （第2実施例）図2は、本発明の第２実施例を示すガス発
生装置の断面図である。反応性ガス13の取出部20の近傍
に高電圧電極14と誘電体16bで被覆された低電圧電極15
を所定のギャップ長を介して対向配置している。前記低
電圧電極表面およびその近傍を誘電体で被覆すること
で、高密度状態での放電時にアーク放電等の熱プラズマ
を生成することなく低温プラズマのみを形成することが
できる。また、前述の実施例1と同様に高電圧電極を平
滑面ではなく凹凸面とすることで、処理反応に寄与する
高エネルギーの電子を生成することができるとともに、
放電の発生を比較的容易にすることができる。 （第3実施例）図3は、本発明の第３実施例を示すガス発
生装置の断面図である。反応性ガス13の取出部20の近傍
に誘電体16aで被覆された高電圧電極14と誘電体16bで被
覆された低電圧電極15を所定のギャップ長を介して対向
配置している。前記高電圧電極ならびに前記低電圧電極
はそれぞれ誘電体で覆われているため、高密度の低温プ
ラズマ17による電極表面のスパッタリングや生成される
反応性ガスによる電極の腐食を防ぎ、電極寿命を延ばす
ことができる。また、放電くずによる放電の不安定性や
アーク放電への転移を抑え、かつクリーンな高密度低温
プラズマ処理を行うことが可能となる。 （第4実施例）図4は、本発明の第４実施例を示すガス発
生装置の断面図である。反応性ガス13の取出部にノズル
部21を設け、前記ノズル部の近傍に誘電体16aで被覆され
た高電圧電極14と誘電体16bで被覆された低電圧電極15
を所定のギャップ長を介して対向配置している。前記ノ
ズル部により反応器10内部は処理室11の微小な圧力変動
によらず安定した圧力を保持できるため、低温プラズマ
17を比較的安定に発生させることができる。前記ノズル
部により反応性ガスの高速噴出が可能となるため、被処
理対象物との高い溶解効率を得ることができるととも
に、部分的な局所処理も可能となる。また、前記高電圧
電極ならびに前記低電圧電極はそれぞれ誘電体で覆われ
ているため、実施例3と同様の電極の腐食防止、放電の不
安定性やアーク放電への転移の抑制、クリーンな高密度
低温プラズマ処理が可能となる。 （第５実施例）図5は、本発明の第５実施例を示すガス
発生装置の断面図である。低温プラズマ17発生部の高電
圧電極14表面を凹凸状に形成して低電圧電極15の中心軸
上に適度なギャップ長を保った状態で同軸円筒状に配置
している。前述の実施例1と同様に突起の先端部で強電
解場を形成することができるため処理に寄与する高エネ
ルギーの電子を生成することができるとともに、低温プ
ラズマ17発生部の圧力上昇に伴い高密度状態での放電発
生を比較的容易にすることができる。また、同軸円筒状
に構成することで原料ガス12は必ず低温プラズマ17中を
通過することになるとともに、反応器10の構造を容易に
することができる。 （第６実施例）図6は、本発明の第６実施例を示すガス
発生装置の断面図である。誘電体16aで被覆された棒状
または線状の高電圧電極14を誘電体16bで被覆された低
電圧電極15の中心軸上に適度なギャップ長を保った状態
で同軸円筒状に配置している。前述の実施例3と同様に
高密度の低温プラズマ17による電極表面のスパッタリン
グや生成される反応性ガスによる電極の腐食を防ぎ、電
極寿命を延ばすことができる。また、放電くずによる放
電の不安定性やアーク放電への転移を抑え、かつクリー
ンな高密度低温プラズマ処理を行うことが可能となる。
また、前述の実施例5と同様に同軸円筒状に構成するこ
とで原料ガス12は必ず前記低温プラズマ中を通過するこ
とになるとともに、反応器10の構造を容易にすることが
できる。 （第７実施例）図7は、本発明の第７実施例を示すガス
発生装置の断面図である。反応性ガス13の取出部20にノ
ズル部21を設け、前記ノズル部の近傍に高電圧電極14表
面を凹凸状に形成して低電圧電極15の中心軸上に適度な
ギャップ長を保った状態で同軸円筒状に配置している。
前述の実施例4と同様に、前記ノズル部により反応器10
内部は比較的安定した圧力を保持できるとともに、低温
プラズマ17を比較的安定に発生させることができる。ま
た、前記ノズル部により反応性ガスの高速噴出が可能と
なり、被処理対象物との溶解効率の向上と、部分的な局
所処理が可能となる。前記高電圧電極表面を凹凸状にし
たことで、前述の実施例1と同様に低温プラズマ17発生
部の圧力上昇に伴う放電発生を容易にできるとともに、
同軸円筒状に構成することで原料ガス12は必ず前記低温
プラズマ中を通過することができ、前記反応器の構造を
も容易にすることができる。図1から図7に示されるガス
発生装置の高電圧電極14および低電圧電極15で構成され
る放電電極は、低温プラズマ17発生部において適度のギ
ャップ長で保持されかつ平行に配置されるものとし、誘
電体16aおよび16bは電極の腐食等を防ぐことを目的とす
る場合は、実施例の有無に関係なく使用してもよい。高
電圧電極14および低電圧電極15の低温プラズマ17発生部
の形状は、平面状および突起状のいずれの組み合わせを
行うことができ、突起形状は溝切り凹凸形状、らせん突
起形状、同心円突起形状、ワイヤ等の電極表面に凹凸形
状を構成できるものを配置した形状、ワイヤおよびロッ
ド形状、メッシュ形状、針形状等、不平等電界場を形成
できる構造であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
形状であればその形状は問わない。ノズル部21を有する
形状を用いる場合は、反応器10内部は原料ガス12の導入
部19から反応性ガス13の取出部20に向かい前記原料ガス
の流れ方向に対して垂直方向の断面積が小さくなる構
造、もしくは前記通気路全体が加圧される構造としても
よい。また、前記ノズル部の有無によらず、前記導入部
および前記取出部の数は1ヶ所である必要はなく、低温
プラズマ14発生部において大気圧以上もしくは被処理対
象物の雰囲気圧力以上の圧力を形成できる構造であれば
その形状は問わない。生成される反応性ガス13の性質に
より、高電圧電極14および低電圧電極15に冷却構造を設
けることで、低温プラズマ14発生部および被処理対象物
との反応処理が行われるまでの部分で発生する前記反応
性ガスの熱的分解や、高密度状態の前記低温プラズマに
より発生された前記反応性ガスの温度上昇に伴う爆発等
の抑制、および前記反応性ガスの生成効率の改善を行う
ことができる。反応性ガス13の取出部20またはノズル部
21は、被処理対象物の反応器10内部への逆流防止機構を
備えた構造を付加してもよい。次に上記のように構成さ
れた図1から図7のガス発生装置を用いて、パルス電源18
より印加される電圧の印加例について図8を交えて説明
する。図1から図7のいずれの場合も単極性または両極性
のパルス高電圧を使用することができ、低温プラズマ17
の発生形式としてフィラメント状の放電であるストリー
マ放電が形成され、大気圧近傍の圧力よりも高い圧力下
で反応性ガス13を生成することができる。立ち上がり時
間31が数ns〜数10ns程度の極めて短い単極性または両極
性の前記パルス高電圧を使用すると、ガス分子との衝突
で一度エネルギーを失った電子は、次の衝突までに再度
十分加速されるため、高圧力下においてもガス分子の解
離効率を上昇させることができるとともに、立ち上がり
が速い前記パルス高電圧では高エネルギーの電子を生成
することができるため、高密度の前記低温プラズマ発生
の安定化を図ることができる。目的とする前記反応性ガ
スにより異なるが、例えばオゾン生成は、のように酸素
分子を電子衝突解離させて酸素原子を生成する反応（解
離反応）と、（ただし、Mは第3体）のように解離した酸
素原子と酸素分子と第3体による3体衝突反応（オゾン生
成）があり、衝突解離反応は数nsから数10 nsで完了
し、3体衝突反応は例えば原料ガスとして酸素を用いた
時には数10μsまでに完了する。よって印加する前記パ
ルス高電圧の立ち上がり時間は短かく、かつパルス波頭
値30の大きいパルス電圧は衝突解離反応に寄与し、パル
ス波尾長34ならびにパルス全幅33が短いほど中性粒子や
イオンにエネルギーを与えず電子のみにエネルギー供給
ができるため、オゾン生成の効率は向上する。ここで、
前記立ち上がり時間とは前記パルス波頭値の10%点から9
0%点に至るまでの時間であり、前記パルス波尾長とは前
記パルス波頭値の100%点から0%点に至るまでの時間であ
り、前記パルス全幅とはパルスの開始点（0%点）から終
了点（0%点）までの時間である。両極性のパルス高電圧
を用いる場合は、単極性のパルス高電圧とは異なり、電圧
の極性が反転する際に高電圧電極14および低電圧電極15
に蓄積されたイオン等が前記高電圧電極および前記低電
圧電極と対向する電極に向かって移動するため電極表面
の荷電粒子による放電形成への影響を最小限に抑えるこ
とができる。原料ガス12は空気や酸素等の酸素を含有し
た気体であればよく、効率よく活性酸素種やラジカル種
を生成させるためには酸素を使用するのが好ましい。反
応性の高いOHラジカルを処理反応に効率よく寄与させる
目的で、前記原料ガス中に霧状の水（H₂O）もしくは飽
和水蒸気に比例した水分を含ませてもよい。また、処理
室11を反応器10内に配置してもよく、被処理対象物を前
記原料ガスと同時に霧状にして反応器10へ導入してもよ
い。なお、本発明は前述の実施例に記載された活性酸素
種、ラジカル種を含めた反応性ガスの生成のみに限定さ
れるものではなく、例えば排ガス（NO分解）やダイオキ
シン等の有害物質処理に用いる反応器、半導体プロセス
における酸化処理工程、表面加工処理、食品加工や病院等
で用いられる殺菌・滅菌処理等、その他本発明の要旨を
逸脱しない範囲のガス発生装置およびその発生方法の応
用分野にも適用され、また種々の変更を加え得ることは
むろんである。

【０００６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の反応性ガス
発生方法およびその装置によれば、つぎの効果がある。 (1)高電圧電極と低電圧電極を所定のギャップ長を介し
て反応器内部の反応性ガスの取出部近傍に配置し、放電
空間の圧力が取出部の外の雰囲気圧力よりも高くなるよ
うに原料ガスを導入し、パルス高電圧の印加により生成
する低温プラズマから発生する反応性ガスを取出部より
取出すようにしたので、高密度の反応性ガスを供給でき
るとともに、取出部後段の被処理対象物との反応時間を
短くすることができ、効率の良い処理ができる。 (2)反応器の取出部をノズル形状としたので、安定した圧
力を保持でき反応性ガスの被処理対象物への高い溶解効
率が得られるとともに部分的な局所処理もできる。 (3)立ち上がりが急峻な高電圧パルス電圧を用いたの
で、高圧力下においてもガス分子や種々のイオンを加速
するためのエネルギーの損失を抑え、電子のみを加速し
て電子エネルギーを高める事ができ、高密度の低温プラ
ズマ発生の安定性を向上させることができる。また、高
圧力下ではストリーマ放電が形成されるため放電体積を
大きくとることが可能となり、放電空間利用率を高くで
きることで、電極間に注入された電力を有効に利用でき
る。 (4)電極表面を凹凸状にし不平等な電界場を形成できる
ので、ガスの高密度状態においても容易に安定した低温
プラズマを形成することができる。 (5)電極表面を誘電体で覆うようにしたので、スパッタ
等による電極劣化が起こらず電極の寿命を長くすること
ができ、メンテナンス性も向上し、放電屑のないクリー
ンな反応性ガスを生成することができる。 (6)原料ガスおよび反応性ガスを特定したので、オゾン
よりも反応性の高い活性酸素種を有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の第１実施例を示すガス発生装置の断面
図である。

【図2】本発明の第２実施例を示すガス発生装置の断面
図である。

【図3】本発明の第３実施例を示すガス発生装置の断面
図である。

【図4】本発明の第４実施例を示すガス発生装置の断面
図である。

【図5】本発明の第５実施例を示すガス発生装置の断面
図である。

【図6】本発明の第６実施例を示すガス発生装置の断面
図である。

【図7】本発明の第７実施例を示すガス発生装置の断面
図である。

【図8】印加するパルス高電圧の説明図である。

【図9】従来の反応性ガスを利用した処理装置を示す断
面図である。

【図10】従来の他の反応性ガス発生装置を示す置断面図
である。

【符号の説明】

10 反応器 11 処理室 12 原料ガス 13 反応性ガス 14 高電圧電極 15 低電圧電極 16a, 16b 誘電体 17 低温プラズマ 18 パルス電源 19 導入部 20 取出部 21 ノズル部 30 パルス波頭値 31 立ち上がり時間 32 電圧上昇速度 33 パルス全幅 34 パルス波尾長 40 オゾン接触槽 41 流入管 42 オゾンガス注入部 43 オゾン発生装置 44 被処理水 45 オゾンガス導入管 46 排オゾンガス 47 高電圧電源 48 中空糸膜

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】 高電圧電極と低電圧電極とを所定の放電
   空間を介して対向させて反応器を形成し、前記放電空間
   に原料ガスを導入して前記高電圧電極に高電圧を印加
   し、発生したプラズマにより前記原料ガスを反応性ガス
   にする反応性ガス発生方法において、 前記反応器の前段に前記原料ガスの導入部を、後段に前
   記反応性ガスの取出部を設け、前記放電空間の圧力を前
   記取出部の圧力よりも高くなるように前記原料ガスを導
   入し、この状態でパルス高電圧を印加して低温プラズマ
   を発生させることを特徴とする反応性ガス発生方法。
2. 【請求項２】 高電圧電極と低電圧電極とを所定の放電
   空間を介して対向させた反応器と、高電圧電源とを備
   え、前記放電空間に原料ガスを導入して前記高電圧電極
   に高電圧を印加し、発生したプラズマにより前記原料ガ
   スを反応性ガスにする反応性ガス発生装置において、 前記反応器の前段に設けた前記原料ガスの導入部と、前
   記反応器の後段に設けた前記反応性ガスの取出部と、前
   記高電圧電源を特定したパルス電源とを備え、前記放電
   空間の圧力が前記取出部の圧力よりも高くなるように前
   記原料ガスを導入し、この状態でパルス高電圧を印加し
   て低温プラズマを発生させることを特徴とする反応性ガ
   ス発生装置。
3. 【請求項３】 前記反応性ガスの取出部に前記原料ガス
   の導入部よりも小さい断面積を有するノズル部を設け、
   前記反応性ガスを前記取出部へ高速で噴出させることを
   特徴とする請求項２に記載の反応性ガス発生装置。
4. 【請求項４】 前記パルス高電圧発生部は、立ち上がり
   の急峻なパルス高電圧を発生し、かつ単極性または両極
   性の両方を有することを特徴とする請求項２または３記
   載の反応性ガス発生装置。
5. 【請求項５】 前記高電圧電極と低電圧電極の少なくと
   も一方の表面は、凹凸状であることを特徴とする請求項
   ２から４のいずれか１項に記載の反応性ガス発生装置。
6. 【請求項６】 前記高電圧電極と低電圧電極の少なくと
   も一方の表面は、前記放電空間側が誘電体で被覆されて
   いることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に
   記載の反応性ガス発生装置。
7. 【請求項７】 前記高電圧電極と低電圧電極は、円筒形
   状同士または円筒形状と線状の組み合せとし、一方の円
   筒形状の電極の中に他方の円筒形状または線状の電極を
   同軸に配置したことを特徴とする請求項２から６のいず
   れか１項に記載の反応性ガス発生装置。
8. 【請求項８】 前記原料ガスは空気または酸素であり、
   前記反応性ガスは酸素原子（O）や励起酸素分子（O
   ₂*）、オゾン（O₃）、ヒドロキシラジカル（OH）等の活
   性酸素種とラジカル種であることを特徴とする請求項２
   から７のいずれか１項に記載の反応性ガス発生装置。