JP2005137781A - プラズマ発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 放電に伴うオゾンの発生を確実に防止または抑制しながら、大気中に含まれる有害物質に対する分解効果または除去効果を確実に発現することができる新規な構成のプラズマ発生装置を提供すること。
【解決手段】 プラズマ発生装置は、大気が導入されるプラズマ形成用空間を備え、このプラズマ形成用空間において、帯板状の第１電極と帯板状の第２電極とが誘電体を介して対向して配設され、第１電極と第２電極との間に電圧を印加することにより生ずる放電によりプラズマを発生させるものであって、第１電極と第２電極とが、特定の関係式を満足するよう、誘電体の表面方向に対して相対的に偏位した状態とされていることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プラズマ発生装置に関し、詳しくは、例えば、一対の電極間の放電によりプラズマを発生させて活性種を生成し、大気中に含まれる人体に対する有害物質を分解または除去するために用いられるプラズマ発生装置に関する。

現在、プラズマは、当該プラズマ中において、電子衝突によって生成されるイオンまたは活性種（ラジカル）がその他の原子または分子との化学反応を促進させるので、大気中に含まれる有害物質、例えば菌、ウィルス、花粉等の有機物を効率的に除去または分解して無害化することが可能な媒体として有用なものであると考えられており、例えば脱臭装置、殺菌装置、空気清浄装置などに利用されている（例えば特許文献１〜特許文献３参照）。

このような脱臭装置や空気清浄装置を構成するある種のプラズマ発生装置においては、図６に示されているように、例えばセラミックスや石英ガラスよりなる誘電体３０を介して一対の電極３１、３２を、これらの電極の配設中心位置Ｃ１、Ｃ２が一致する状態で互いに対向して配設し、当該電極３１、３２間に電圧を印加することにより生ずる放電によりプラズマを発生させる電極構造体を備えた構成とされている。
而して、誘電体を用いた放電（気体放電）を利用した構成のプラズマ発生装置においては、電極間の放電に伴ってオゾンが不可避的に発生し、オゾンは人体に対して有害なものであるから、例えば脱臭装置、殺菌装置、空気清浄装置に適用する場合には、オゾンの発生を防止または抑制することが必要とされている。例えば、日本空気清浄協会で規定されたオゾンについての環境基準（濃度）は０．０５ｐｐｍ以下とされている。
特開２００２−１０５５号公報 特開２００３−１３５５７１号公報 特開２００２−７８７８８号公報

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、誘電体を介して配設された一対の電極間の放電によりプラズマを発生させるプラズマ発生装置であって、放電に伴うオゾンの発生を確実に防止または抑制しながら、大気中に含まれる有害物質に対する分解効果または除去効果を確実に発現することができる新規な構成のプラズマ発生装置を提供することを目的とする。

本発明のプラズマ発生装置は、大気が導入されるプラズマ形成用空間を備え、このプラズマ形成用空間において、帯板状の第１電極と帯板状の第２電極とが誘電体を介して対向して配設され、第１電極と第２電極との間に電圧を印加することにより生ずる放電によりプラズマを発生させるプラズマ発生装置であって、
第１電極と第２電極とが、下記（式１）〜（式３）を満足するよう、誘電体の表面方向に対して相対的に偏位した状態とされていることを特徴とする。

上記（式１）〜（式３）中において、Ｌ１は、第１電極におけるいずれか一方の端縁位置と、当該第１電極の端縁位置より電極の偏位方向に対して外方側に位置され、当該第１電極の端縁位置と最近接する第２電極の端縁位置との誘電体の表面方向における離間距離、θ₂ は、前記第１電極の端縁と、前記第２電極の端縁とを含む仮想平面の、誘電体の厚み方向に対してなす角、ｄは、誘電体の厚み〔ｍ〕、Ｖは、第１電極と第２電極との間に印加される電圧の大きさ〔Ｖ〕、θ₁ は、誘電体と大気層との境界面における、誘電体中の電界の出射角、Ｅ₁ （ｍａｘ）は、電極の端面における電界の最大値〔Ｖ／ｍ〕を、それぞれ、示す。

本発明のプラズマ発生装置においては、前記仮想平面の、誘電体の厚み方向に対してなす角θ₂ が、４５°以上であることが好ましい。
また、本発明のプラズマ発生装置においては、第１電極におけるいずれか一方の端縁位置と、当該第１電極の端縁位置より電極の偏位方向に対して外方側に位置され、当該第１電極の端縁位置と最近接する第２電極の端縁位置との誘電体の表面方向における離間距離Ｌ１と、誘電体の厚みｄとの比（Ｌ１／ｄ）が、１〜３であることが好ましい。
さらに、本発明のプラズマ発生装置においては、第１電極と第２電極との間に印加される電圧が２．５〜３．５ｋＶであることが好ましい。

本発明のプラズマ発生装置は、大気が導入されるプラズマ形成用空間を備え、このプラズマ形成用空間内において、帯板状の第１電極と帯板状の第２電極とが、誘電体の肉厚中における同一平面内において、あるいは誘電体の表面において、少なくとも一方の電極の表面に誘電体被膜が形成された状態で、互いに離間して配設されてなり、第１電極と第２電極との間の離間距離をＬ２〔ｍ〕、第１電極と第２電極との間に印加される電圧をＶ 〔Ｖ〕とするとき、下記（式４）を満足する電極配置構造を有することを特徴とする。

本発明のプラズマ発生装置によれば、特定の条件を満足する電極配置構造を有することにより、放電場（空気中における電界）における電子のエネルギーの平均値が所定の値以下に小さく抑制されるので、放電場における電子がオゾンの衝突断面積を大きくしてオゾンとの衝突が起こりやすくなる結果、当該低エネルギーの電子の衝突によってオゾンの分解が促進され、その結果、放電に伴ってオゾンが発生することが確実に防止または抑制されながら、しかも、低エネルギー電子が、そのエネルギーが気体分子との弾性衝突の回数が増加することによって増大されたものとなり、その結果として、酸素の分解に寄与して活性酸素種が確実に生成されて大気中に含まれる有害物質についての所要の分解効果または除去効果が確実に発現される。
また、第１電極および第２電極が互いに偏位された状態で配設されていることにより、静電容量を大幅に低下させることなしに、放電場における電子のエネルギーの大きさを小さく調整することができるので、プラズマの作用による活性種の生成効率を低下させることがなく、従って、大気中に含まれる有害物質に対する所期の分解効果が得られると共に、オゾンに対する分解効果が確実に発現される。

以下、本発明について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明のプラズマ発生装置に係る電極構造体の一例における構成の概略を示す説明用斜視図、図２は、図１に示す電極構造体の、誘電体の長手方向における中央断面を示す縦断面図である。
このプラズマ発生装置は、有害物質が含まれる大気が導入されるプラズマ形成用空間を備え、当該プラズマ形成用空間内に、例えば平板状の誘電体２０と、この誘電体２０の一面において互いに誘電体２０の表面方向（図２において左右方向）に離間して並ぶよう配設された複数の帯板状の第１電極１１と、誘電体２０の他面において当該誘電体２０を介して配設された、それぞれ第１電極１１と電極対をなす複数の帯板状の第２電極１２とにより構成された電極構造体１０が設けられており、第１電極１１および第２電極１２には、図示しない電圧印加手段が接続されている。ここに、第１電極１１および第２電極１２は、プラズマを実質的に均一に発生させることができることから、等間隔毎に配設されていることが好ましい。

誘電体２０を構成する材料としては、従来より用いられているものを用いることができ、例えばセラミックスやガラス等の絶縁材料を例示することができる。

第１電極１１および第２電極１２を構成する材料としては、例えばステンレス鋼などの導電体が用いられる。

電圧印加手段としては、例えば商用電源（１００Ｖ）が用いられ、例えば２．５〜３．５Ｖに昇圧されて第１電極１１と第２電極１２との間に印加される構成とされている。

この電極構造体１０における電極対の各々は、第１電極１１および第２電極１２が、下記（式１）〜（式３）を満足するよう、電極の配列方向に対して相対的に偏位した状態で、配設されて構成されている。

上記（式１）〜（式３）中において、Ｌ１は、第１電極１１の誘電体２０の表面における一方の端縁Ａの位置（この例においては、第１電極１１の左端位置）と、当該第１電極１１の端縁Ａの位置より電極の偏位方向に対して外方側に位置され、当該第１電極１１の端縁Ａの位置と最近接する第２電極の誘電体２０の表面における端縁Ｂの位置（この例においては、第２電極１２の左端位置）との誘電体２０の表面方向における離間距離（以下、「偏位量」という。）を示し、θ₂ は、前記第１電極１１の端縁Ａと、前記第２電極の端縁Ｂとを含む仮想平面Ｎの、誘電体２０の厚み方向に対してなす角（以下、「偏位角」という。）を示し、ｄは、誘電体２０の厚み〔ｍ〕であり、Ｖは、第１電極１１と第２電極１２との間に印加される電圧の大きさ〔Ｖ〕、θ₁ は、誘電体２０と大気層との境界面における、誘電体２０中の電界Ｅ₂ の出射角（図３参照）、Ｅ１（ｍａｘ）は、電極の端面における電界の最大値〔Ｖ/ｍ〕を、それぞれ、示す。

第１電極１１と第２電極１２との偏位角θ₂ は、例えば４５°以上であることが好ましく、また、第１電極１１と第２電極１２と偏位量Ｌ１と、誘電体２０の厚みｄとの比（Ｌ１／ｄ）が例えば１〜３となるよう、第１電極１１と第２電極１２との偏位量Ｌ１、誘電体２０の厚みｄが設定されることが好ましい。
このような電極配置構造を有することにより、十分な静電容量が確保されて所要の活性種の生成効率が確実に得られると共に、放電場における電子のエネルギーの平均値が所定の値以下に小さく抑制されてオゾンに対する所要の分解効率が確実に得られる。一方、偏位角θ₂ が４５°未満である場合には、活性種の生成効率は向上する反面、放電場における電子のエネルギーが高くなり大気中の酸素や窒素の分解が促進され、高濃度のオゾンや窒素酸化物を発生させやすくなる。

上記（式３）は、電極構造体１０において、所定の大きさの電圧Ｖが第１電極１１と第２電極１２との間に印加されて形成される電界の、電極の端面における最大値を規定するものである。
上記（式３）の右項で示される電極の端面における電界の最大値Ｅ₁ （ｍａｘ）は、次のようにして導かれる。すなわち、図３に示されているように、誘電体２０中における偏位角θ₂ 方向の電界Ｅ₂ は、誘電体２０（比誘電率ε２）とプラズマ形成用空間内の雰囲気である大気（比誘電率ε１＝１）との境界面において屈折し、誘電体２０中における電界Ｅ₂ と第１電極１１近傍の空気中における電界Ｅ₁ との間には次式の関係が成立する。なお、空気中における電界Ｅ₁ は、第１電極１１が導体よりなるため、第１電極１１の端面（図２における左側面）に対して垂直な方向に作用する。

そして、空気中における電界Ｅ₁ の仕事が電位差ΔＶ₁ 、誘電体２０中における電界Ｅ₂ の仕事が電位差ΔＶ₂ で示され、第１電極１１と第２電極１２との間に印加される電圧Ｖとの関係において、次式が成立する。下記（式７）において、Ｓは、第１電極１１の端面における電界Ｅ₁ が到達する高さを示す。

そして、上記（式６）および（式７）により、第１電極１１の端面における電界Ｅ₁ は次式で示される。

従って、第１電極１１の端面における電界Ｅ₁ が最大となる位置はＳ＝０である位置（電極の端縁Ａの位置）であり、電界の最大値Ｅ₁ （ｍａｘ）は、次式で示される。

一方、空気中において、電子が他の分子または原子に衝突することなしに移動可能な距離である電子の平均自由工程をλ〔μｍ〕とすると、空気中（電界の強さＥ₁ ）における、電子の平均自由工程に基づいて得られるエネルギーμ〔ｅＶ〕は、次式で導かれる。

この例における電極構造体１０においては、誘電体２０を構成する材料としては、上述したように、セラミックスやガラスなどが用いられ、その比誘電率ε２は平均で８であり、空気中における電子の平均自由工程λは約０．３８μｍ程度である。
また、空気中における電子のエネルギーμ〔ｅＶ〕と（解離）衝突断面積との関係において、電子とオゾンとの衝突が起こりやすくなる電子のエネルギーの範囲は、例えば２〜１００ｅＶである（葛本昌樹，高濃度オゾンの発生と応用，化学工学，社団法人化学工学会，平成１４年１２月５日，第６６巻，第１２号，ｐ．７６２−７６５）。
具体的に説明すると、放電場における電子のエネルギーが低い場合には、当該電子によるオゾンの衝突断面積の大きさが例えば酸素や窒素の衝突断面積に比して大きく、電子のエネルギーが大きくなるに従って、オゾンの衝突断面積の大きさが小さくなる一方で、酸素や窒素の衝突断面積の大きさが大きくなる傾向にある。そして、電子のエネルギーと衝突断面積との関係は、ガスの種類に関わらず、電子のエネルギーの増加に伴って衝突断面積の大きさが大きくなり、更に、電子のエネルギーが増加すると、衝突断面積の大きさが小さくなる、すなわち、衝突断面積は所定の大きさのエネルギーにおいてピーク値（極大値）を有し、例えばオゾンについては、電子のエネルギーが５ｅＶ程度の時に衝突断面積がピーク値を示し、電子のエネルギーの大きさを例えば１０ｅＶ以下とすることにより、放電場における電子によるオゾンの衝突断面積が大きくなってオゾンとの衝突が起こりやすくなり、その結果、オゾンの分解が促進されて高い分解効率が得られる。

以上のような理由から、電子のエネルギーの平均値を例えば１０ｅＶ以下とするためには、上記（式１０）により、第１電極１１の端面における電界の最大値Ｅ₁ （ｍａｘ）を２６×１０⁶ 〔Ｖ／ｍ〕以下とすればよいことになる。
一方、空気中における電界の最大値Ｅ₁ （ｍａｘ）が２６×１０⁶ 〔Ｖ／ｍ〕より大きい場合には、オゾンよりも酸素あるいは窒素に対する電子衝突が起こりやすくなり、酸素あるいは窒素の分解が促進される結果、高濃度のオゾンや窒素酸化物（ＮＯｘ）が発生しやすくなる。

上記のプラズマ発生装置においては、各々の電極対における第１電極１１と第２電極１２との間に電圧印加手段によって所定の大きさの電圧が印加されることにより、誘電体２０の表面と第１電極１１との間、および誘電体２０の表面と第２電極１２との間で放電が生じてプラズマ（弱電離プラズマ）が生成され、有害物質を含む大気がプラズマ形成用空間内に導入されることにより、当該プラズマ中において、電子の非弾性衝突により、空気中の原子または分子に励起、解離、電離などの反応が起こり、その結果、活性種（例えば活性酸素種）が生成され、当該生成された活性種の作用およびプラズマそれ自体の作用によって、有害物質が分解される。

而して、上記のプラズマ発生装置によれば、特定の条件を満足する電極配置構造を有することにより、放電場における電子のエネルギーの大きさが所定の値以下に小さく抑制されるので、放電場における電子がオゾンの衝突断面積を大きくしてオゾンとの衝突が起こりやすくなる結果、当該低エネルギーの電子の衝突によってオゾンの分解が促進され、その結果、放電に伴ってオゾンが発生することが確実に防止または濃度が０．０６ｐｐｍ以下の極めて少ない状態に抑制されながら、しかも、低エネルギーの電子がそのエネルギーが気体分子との弾性衝突の回数が増加することによって増大されたものとなり、その結果として、酸素の分解に寄与して活性酸素種が確実に生成されてプラズマそれ自体の作用および生成される活性酸素種の作用によって大気中に含まれる有害物質についての所要の分解効果または除去効果が確実に発現される。

例えば図６に示されているような電極配置構造、あるいは、例えば第２電極がその幅寸法が第１電極より過大である平板状のものであり、第１電極の各々に共通の対電極として機能する電極配置構造を有するプラズマ発生装置であれば、電極の端面における電界の最大値Ｅ₁ （ｍａｘ）は本発明に係る電極配置構造を有するものに比して８倍もの大きさとなり、その結果、高い電子密度が得られて活性（酸素）種の生成や有機物それ自体の分解には有利である反面、放電場における電子のエネルギーが大きくなってオゾンよりも酸素または窒素に対する衝突断面積が大きくなり、酸素または窒素に対して高い分解効率を示し、高濃度のオゾンや窒素酸化物が生成されやすくなる、という問題が、本発明に係る電極配置構造によれば実質的に生ずることがない。
従って、本発明に係るプラズマ発生装置は、人体に対して悪影響を及ぼすオゾンや窒素酸化物等を発生させることなしに、大気中に混入された有機物に対する所期の分解機能が確実に得られること、また、第１電極１１と第２電極１２との間の放電によりマイナスイオンが発生し、当該マイナスイオンによる人に対するリラクゼーション効果が得られることなどの理由から、例えば脱臭装置や空気清浄化装置に適用することが極めて有用である。

また、第１電極１１と第２電極１２とが互いに偏位された状態で配設されていることにより、例えば図６に示すような電極配置構造を有するものに比して静電容量を大幅に低下させることなしに、放電場における電子のエネルギーの大きさを小さく調整することができるので、プラズマの作用による活性種の生成効率を低下させることがなく、従って、大気中に含まれる有害物質に対する所期の分解効果が得られると共に、オゾンに対する分解効果が確実に発現される。
さらに、放電に伴って発生するオゾンの抑制または除去効果が、電極の端面における電界の制御、すなわち所期のオゾン分解機能を確実に発現させるための電子のエネルギーの制御を行うことにより発現されるので、オゾンを処理するための機構を別個に設ける必要がなく、装置それ自体を小型のものとして構成することができ、有利に製造することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、図４に示されているように、第２電極１２がその他方の端縁Ｂの位置が第１電極１１の一方の端縁Ｂの位置より電極の偏位方向に対して外方側に位置されてなる電極配置構造を有する構成のものとすることができる。この場合においても、上記（式１）〜 （式３）の関係を満足する状態とすればよいが、偏位量Ｌ１は、第１電極１１の誘電体２０の表面における一方の端縁Ａの位置（この例においては、第１電極１１の左端位置）と、当該第１電極１１の端縁Ａの位置より電極の偏位方向に対して外方側に位置され、当該第１電極１１の端縁Ａの位置と最近接する第２電極の誘電体２０の表面における端縁Ｂの位置（この例においては、第２電極１２の左端位置）との誘電体２０の表面方向における離間距離で示される。

このような電極配置構造を有するものにおいても、図１および図２に示す電極配置構造を有するものと同様の効果が得られる。

また、図５に示されているように、第１電極１１および第２電極１２が互いに離間した状態で誘電体２０の肉厚中の同一平面上に埋設されてなる電極配置構造を有する構成のものとすることができる。
このような構成の電極構造体においては、第１電極１１と第２電極１２との間の離間距離をＬ２〔ｍ〕、第１電極１１と第２電極１２との間に印加される電圧をＶ〔Ｖ〕とするとき、下記（式４）を満足する状態に設定される。

このような電極配置構造を有することにより、第１電極１１と第２電極１２との間の誘電体２０の表面近傍において形成される放電場における電子エネルギーの大きさの平均値が所定の値以下に小さく抑制されるので、放電場における電子がオゾンの衝突断面積を大きくしてオゾンとの衝突が起こりやすくなる結果、当該低エネルギーの電子の衝突によってオゾンの分解が促進され、その結果、放電に伴ってオゾンが発生することが確実に防止または抑制されながら、しかも、低エネルギーの電子が、そのエネルギーが気体分子との弾性衝突の回数が増加することによって増大されたものとなり、その結果として、酸素の分解に寄与して活性酸素種が確実に生成されてプラズマそれ自体の作用および生成される活性酸素種の作用によって大気中に含まれる有害物質についての所要の分解効果または除去効果が確実に発現される。

また、第１電極と第２電極とが、誘電体の表面において、当該誘電体の表面方向に互いに離間した状態で配設されてなる電極配置構造を有するものであっても、上記（式４）を満足する状態とされていることにより、実際上十分な効果が得られる。この場合においては、第１電極および第２電極の少なくとも一方の電極が、その表面に誘電体被膜が形成されたものとされる。

第１電極および第２電極は、互いに同一の幅寸法を有するものであっても、異なる幅寸法を有するものであってもよい。
また、第１電極および第２電極は、例えば図７に示されているように、側縁が波状の平面形状を有する構成のものとすることができ、このような構成の電極１１（１２）によれば、側縁が直線状の平面形状を有するもの（例えば図１乃至図５に示すもの）に比して一層安定した放電場を形成することができ、また、尖頭状部分を有さない滑らかな曲線状とされていることにより、過大な電界が作用して電極が破損することが防止され、所期の性能が確実に得られる。

以下に、本発明の効果を確認するために行った実験例を示す。

＜実験例１＞
図１および図２に示す構成を有する本発明のプラズマ発生装置に係る電極構造体を製造した。具体的な構成条件は以下に示す通りである。
（１）第１電極および第２電極；
第１電極および第２電極は、いずれも、幅寸法が０．６ｍｍ、長さが２０ｍｍ、厚みが０．０５ｍｍであるステンレス鋼よりなる帯板状のものを用い、それぞれ、２個の電極を、隣接する電極の間の離間距離が１ｍｍとなる状態で配設した。
（２）誘電体；
誘電体は、厚み（ｄ）が０．１５ｍｍ、幅１２ｍｍ、長さが２８ｍｍであるセラミックスよりなる平板状のものを用いた。
（３）第１電極および第２電極の配置位置；
第１電極と第２電極との偏位量（Ｌ１）を０．１５ｍｍ、第１電極と第２電極との偏位角（θ₂ ）を４５°に設定した。

第１電極と第２電極との間に３ｋＶの電圧を印加してプラズマ発生装置を作動させてオゾンの濃度を以下に示す方法により計測したところ、オゾン濃度は０．０６ｐｐｍ以下であり、オゾンに対して十分に高い分解効率が得られることが確認された。
また、アセトアルデヒドが８ｐｐｍの割合で含まれる空気をプラズマ発生装置に導入して、当該プラズマ発生装置を３０分間連続して作動させることにより、当該空気中に含まれるアセトアルデヒドを、自然減衰に比して１２．５％以上多く除去することができることが確認された。

〔オゾン濃度の測定方法〕
図８に示されているように、製造した電極構造体（４０）を、直径が５０ｍｍ、長さが２５０ｍｍのガラス管（４１）内に配置し、電極構造体（４０）を作動させてから５分間以上の時間が経過して電極構造体（４０）の作動状態が安定した後、空気をガラス管（４１）内に導入し、オゾンガスモニター（オゾン濃度計）「ＥＧ−２００１」（ＥＢＡＲＡ ＪＩＴＳＵＧＹＯＵ）（４２）によってガラス管（４１）の内部空間に発生したオゾンの濃度の測定を１０回行い、その平均値を算出した。測定条件は、ガラス管（４１）内に導入される空気の流量を１．５リットル／ｍｉｎとした。同図において、４３は商用電源、４４はオゾン分解装置である。

＜実験例２＞
図５に示す構成の電極構造体を備えたプラズマ発生装置を製造した。第１電極、第２電極および誘電体の具体的な構成は実験例１において用いたものと同様のものである。
第１電極と第２電極との偏位量（Ｌ２）を０．１５ｍｍに設定すると共に、第１電極および第２電極を誘電体の表面から０．０５ｍｍの位置に埋設した。
そして、第１電極と第２電極との間に３ｋＶの電圧を印加してプラズマ発生装置を作動させてオゾンの濃度を計測したところ、オゾン濃度は０．０５ｐｐｍ以下であり、オゾンに対して十分に高い分解効率が得られることが確認された。
また、アンモニアが２０ｐｐｍの割合で含まれる空気をプラズマ発生装置に導入して、当該プラズマ発生装置を３０分間連続して作動させることにより、当該空気中に含まれるアンモニアを自然減衰に比して１０％以上多く除去することができることが確認された。

＜比較実験例１＞
実験例１において、第１電極と第２電極とを、配設中心位置を一致させた状態で配設したことの他は実験例１と同様の構成の電極構造体（図６に示す構成のもの）を備えた比較用のプラズマ発生装置を製造した。
そして、第１電極と第２電極との間に３ｋＶの電圧を印加してプラズマ発生装置を作動させてオゾンの濃度および窒素酸化物の濃度を計測したところ、オゾンの濃度が０．２ｐｐｍであり、放電に伴うオゾンの発生を抑制することができないことが確認された。この理由は、電界強度の最大値が過大となるため、放電場における電子のエネルギー状態がオゾンよりも酸素に対して高い分解効率を示す状態となり、大気中の酸素の分解が促進されたものと考えられる。

本発明のプラズマ発生装置の一例における電極構造体の構成の概略を示す説明用斜視図である。 図１に示す電極構造体の、誘電体の長手方向における中央断面を示す縦断面図である。 電極の端面における放電場の状態を拡大して示す説明用断面図である。 本発明のプラズマ発生装置に係る電極構造体の他の例における構成の概略を示す説明用断面図である。 本発明のプラズマ発生装置に係る電極構造体の更に他の例における構成の概略を示す説明用断面図である。 従来における電極構造体の一例における構成の概略を示す説明用断面図である。 第１電極および第２電極の他の構成例を示す斜視図である。 実験例における、オゾンの濃度の測定方法を説明するためのフローチャート図である。

符号の説明

１０ 電極構造体
１１ 第１電極
１２ 第２電極
２０ 誘電体
３０ 誘電体
３１、３２ 電極
４０ プラズマ発生装置
４１ ガラス管
４２ オゾンガスモニター
４３ 商用電源
４４ オゾン分解装置

Claims (5)

1. 大気が導入されるプラズマ形成用空間を備え、このプラズマ形成用空間内において、帯板状の第１電極と帯板状の第２電極とが誘電体を介して対向して配設され、第１電極と第２電極との間に電圧を印加することにより生ずる放電によりプラズマを発生させるプラズマ発生装置であって、
   第１電極と第２電極とが、下記（式１）〜（式３）を満足するよう、誘電体の表面方向に対して相対的に偏位した状態とされていることを特徴とするプラズマ発生装置。
   

   
2. 前記仮想平面の、誘電体の厚み方向に対してなす角θ_２が、４５°以上であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
3. 第１電極におけるいずれか一方の端縁位置と、当該第１電極の端縁位置より電極の偏位方向に対して外方側に位置され、当該第１電極の端縁位置と最近接する第２電極の端縁位置との誘電体の表面方向における離間距離Ｌ１と、誘電体の厚みｄとの比（Ｌ１／ｄ）が、１〜３であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ発生装置。
4. 第１電極と第２電極との間に印加される電圧が２．５〜３．５ｋＶであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のプラズマ発生装置。
5. 大気が導入されるプラズマ形成用空間を備え、このプラズマ形成用空間内において、帯板状の第１電極と帯板状の第２電極とが、誘電体の肉厚中における同一平面内において、あるいは誘電体の表面において、少なくとも一方の電極の表面に誘電体被膜が形成された状態で、互いに離間して配設されてなり、第１電極と第２電極との間の離間距離をＬ２ 〔ｍ〕、第１電極および第２電極間に印加される電圧をＶ〔Ｖ〕とするとき、下記（式４）を満足する電極配置構造を有することを特徴とするプラズマ発生装置。
   

   

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