JP2005246353A - Gas reforming apparatus - Google Patents
Gas reforming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005246353A JP2005246353A JP2004064642A JP2004064642A JP2005246353A JP 2005246353 A JP2005246353 A JP 2005246353A JP 2004064642 A JP2004064642 A JP 2004064642A JP 2004064642 A JP2004064642 A JP 2004064642A JP 2005246353 A JP2005246353 A JP 2005246353A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- potential
- electrode
- gas
- reference electrode
- reforming apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002407 reforming Methods 0.000 title claims abstract description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 59
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 40
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 62
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 7
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 O − Chemical class 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- ZFRKQXVRDFCRJG-UHFFFAOYSA-N skatole Chemical compound C1=CC=C2C(C)=CNC2=C1 ZFRKQXVRDFCRJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 1
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000002497 iodine compounds Chemical class 0.000 description 1
- INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N iodomethane Chemical compound IC INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229940074386 skatole Drugs 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Drying Of Gases (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
本発明は、気体改質装置に関する。 The present invention relates to a gas reforming apparatus.
従来、気体中の有害物質を除去する除害装置として、負極に直流高電圧を印加してコロナ放電を発生させ、このコロナ放電により生じた電子を酸素や有害物質等の気体分子に捕獲させて負イオンを生成する共に、この負イオンが有害物質や水分子を付着してクラスターになり、これらの負イオン及びクラスターを正極で捕集するものが知られている(例えば、非特許文献1参照)。
しかしながら、このような除害装置では、負イオンの形成量が少なく、また、コロナ放電により生じた負イオンが強い電場により高速で移動してしまい有害物質分子を捕獲する機会が少なく、有害物質を効率良く除去できないといった問題がある。 However, in such an abatement apparatus, the amount of negative ions formed is small, the negative ions generated by corona discharge move at a high speed due to a strong electric field, and there are few opportunities to capture harmful substances. There is a problem that it cannot be removed efficiently.
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、気体中の有害物質を効率良く除去する共に、気体中の水分を除去し、性能の向上が図られた気体改質装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and is capable of efficiently removing harmful substances in the gas and removing moisture in the gas to improve the performance. An object is to provide an apparatus.
本発明による気体改質装置は、水分子を含む気体が流動する流路と、当該流路内に、パルス電圧又は交流電圧が印加されてプラズマを発生させると共にこのプラズマを気体に曝すように配置された電極対と、流路に設けられ接地された導電体を有する捕集部と、を備え、電極対は、当該電極対の一方の電極を基準電極としてこの基準電極の電位を、正電位又は負電位とする直流バイアスが印加されていることを特徴としている。 A gas reforming apparatus according to the present invention includes a flow path through which a gas containing water molecules flows, a pulse voltage or an AC voltage applied to the flow path to generate plasma, and the plasma is exposed to the gas. And a collector having a grounded conductor provided in the flow path, and the electrode pair uses the one electrode of the electrode pair as a reference electrode, and the potential of the reference electrode is a positive potential. Alternatively, a DC bias having a negative potential is applied.
このように構成された気体改質装置によれば、パルス電圧又は交流電圧が印加されて放電を生じガス分子の一部が電離したプラズマが発生し、このプラズマを流路内の気体に曝すように電極対が配置される。また、正電位又は負電位の直流バイアスが印加された基準電極を備える電極対と流路に設けられ接地された捕集部とにより、これらの電極対と捕集部との間に適度な電場が形成され、このようにして形成された電場により、プラズマ中のイオンは捕集部に向かって低速で引き出され、イオンが気体中の水分子及び有害物質に接触して、イオンを核として周囲に水分子や有害物質を付着したクラスターの生成量が増やされ、これらのイオン及びクラスターは、捕集部上の水膜に捕集される。 According to the gas reforming apparatus configured as described above, a plasma in which a pulse voltage or an alternating voltage is applied to generate a discharge and a part of gas molecules is ionized is generated, and this plasma is exposed to the gas in the flow path. An electrode pair is disposed on the substrate. In addition, an electrode pair including a reference electrode to which a positive potential or a negative potential DC bias is applied and a collecting unit provided in a flow path and grounded, can provide an appropriate electric field between the electrode pair and the collecting unit. Due to the electric field thus formed, ions in the plasma are extracted at a low speed toward the collection part, and the ions come into contact with water molecules and harmful substances in the gas, and the ions are used as the nuclei. The amount of clusters with water molecules or harmful substances attached thereto is increased, and these ions and clusters are collected in the water film on the collection part.
ここで、上記作用を奏する捕集部の構成としては、具体的には、捕集部は流路の内壁とする構成が挙げられ、電極対で生成されたイオンは、電極対と流路内壁との間に形成された電場により、流路内壁に向かって引き出されて、クラスターと共に捕集される。 Here, as a configuration of the collection unit that exhibits the above-described action, specifically, a configuration in which the collection unit is an inner wall of the flow path is exemplified, and ions generated by the electrode pair are generated by the electrode pair and the inner wall of the flow path. Are drawn out toward the inner wall of the flow path by the electric field formed between the two and collected together with the cluster.
また、上記作用を効果的に奏する捕集部の構成としては、具体的には、捕集部が、電極対より上流側に配置された接地グリッドを有している構成が挙げられ、電極対で生成されたイオンは、電極対と接地グリッドとの間に形成された電場により、気体流に逆らって上流側へ低速で引き出され、イオンを核として周囲に水分子や有害物質を付着したクラスターの生成量が増やされる。また、接地グリッドにより、さらに上流側に引き出されたイオン及びクラスターは、接地グリッド上の水膜に捕集される。また、質量が増え電界による移動度が低下したクラスターは、気体流により電極対に向かって戻されてプラズマ中に流入し、プラズマ中の電子とクラスターとの衝突による水分子の解離が促進され、OHラジカルが生成される。このOHラジカルは、有害物質と接触して当該有害物質を分解する。 In addition, as a configuration of the collection unit that effectively exhibits the above-described operation, specifically, a configuration in which the collection unit includes a grounding grid disposed on the upstream side of the electrode pair can be cited. The ions generated in the above are drawn to the upstream side at a low speed against the gas flow by the electric field formed between the electrode pair and the grounding grid, and the ions are used as clusters to attach water molecules and harmful substances to the surroundings. The production amount of is increased. In addition, ions and clusters drawn further upstream by the grounding grid are collected in a water film on the grounding grid. In addition, the cluster whose mass is increased and mobility due to the electric field is lowered is returned toward the electrode pair by the gas flow and flows into the plasma, and the dissociation of water molecules due to collision between the electrons in the plasma and the cluster is promoted. OH radicals are generated. This OH radical contacts a harmful substance and decomposes the harmful substance.
また、上記作用を効果的に奏する構成としては、具体的には、基準電極より下流側に配置されると共に直流電圧が印加されるグリッド電極を備え、基準電極の電位が正電位の場合には、グリッド電極の電位を、基準電極の電位より正側の電位差を有する電位とし、基準電極の電位が負電位の場合には、グリッド電極の電位を、基準電極の電位より負側の電位差を有する電位とする構成が挙げられる。気体流により、電極対にかかる電圧が0V時に当該電極対より下流側に流されたクラスターは、電極対とグリッド電極との間に形成された電場により、気体流に逆らって上流側へ押し戻されてプラズマ中に流入して、OHラジカルが生成される。このOHラジカルは、有害物質と接触して当該有害物質を分解する。 In addition, as a configuration that effectively exhibits the above-described operation, specifically, a grid electrode that is arranged downstream of the reference electrode and to which a DC voltage is applied is provided, and when the potential of the reference electrode is a positive potential, When the potential of the grid electrode is a potential having a positive potential difference from the potential of the reference electrode, and the potential of the reference electrode is a negative potential, the potential of the grid electrode has a negative potential difference from the potential of the reference electrode An example of the configuration is a potential. When the voltage applied to the electrode pair is 0 V due to the gas flow, the cluster flowed downstream from the electrode pair is pushed back upstream by the electric field formed between the electrode pair and the grid electrode. OH radicals are generated by flowing into the plasma. This OH radical contacts a harmful substance and decomposes the harmful substance.
また、捕集部が、電極対より下流側に配置された接地グリッドを有している構成としても良く、このように構成すると、電極対で生成されたイオンは、電極対と接地グリッドとの間に形成された電場により、電極対の下流側にもイオンが引き出されて、質量が増加した巨大クラスター及びミストはイオンにより帯電し、下流に配置された接地グリッドにも捕集される。 In addition, the collection unit may have a ground grid disposed on the downstream side of the electrode pair. With this configuration, ions generated by the electrode pair are generated between the electrode pair and the ground grid. Ions are drawn out to the downstream side of the electrode pair by the electric field formed between them, and the massive clusters and mist with increased mass are charged by the ions and collected by the ground grid disposed downstream.
また、上記作用を効果的に奏する構成としては、具体的には、気体の流れ方向に、電極対を複数並設し、基準電極の電位が正電位の場合には、当該基準電極の電位を、気体の流れ方向に順に正側に電位差を有する電位とし、基準電極の電位が負電位の場合には、当該基準電極の電位を、気体の流れ方向に順に負側に電位差を有する電位とする構成が挙げられ、これらの並列される電極対により、イオンの生成量が増やされて、クラスターの生成量も増やされる。これらのイオン及びクラスターは、流路に設けられた捕集部上の水膜に捕集される。 Further, as a configuration that effectively exhibits the above-described operation, specifically, when a plurality of electrode pairs are arranged in parallel in the gas flow direction and the potential of the reference electrode is a positive potential, the potential of the reference electrode is When the potential of the reference electrode is a negative potential in order in the gas flow direction and the potential of the reference electrode is a negative potential, the potential of the reference electrode is the potential having a potential difference on the negative side in the gas flow direction. A configuration is mentioned, and these parallel electrode pairs increase the generation amount of ions and increase the generation amount of clusters. These ions and clusters are collected in a water film on a collection unit provided in the flow path.
ここで、捕集部に、紫外線が照射されると水膜を形成可能な光触媒コーティングが塗布されていると、プラズマからの紫外線により水膜が捕集部上に好適に形成されて、イオン、クラスター及び分解生成物は水膜に捕集される。 Here, when a photocatalyst coating capable of forming a water film when applied with ultraviolet rays is applied to the collection part, a water film is suitably formed on the collection part by ultraviolet rays from plasma, and ions, Clusters and decomposition products are collected in the water film.
さらに、流路が当該流路内の水を排出可能な排水口を備えていると、流路内に滞留した水が良好に排出される。 Furthermore, if the flow path is provided with a drain port that can discharge the water in the flow path, the water remaining in the flow path is discharged well.
このように本発明による気体改質装置によれば、イオン及びこのイオンを核として周囲に水分子や有害物質を付着したクラスターの生成量が増やされ、これらのイオン及びクラスターが捕集されるため、気体中の有害物質が効率良く除去されると共に、気体中の水分が除去されて、性能の向上が図られる。 As described above, according to the gas reforming apparatus of the present invention, the amount of ions and clusters produced by adhering water molecules and harmful substances around the ions as the nucleus is increased, and these ions and clusters are collected. As a result, harmful substances in the gas are efficiently removed, and moisture in the gas is removed, thereby improving the performance.
以下、本発明による気体改質装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。図1は、本発明の第1実施形態に係る気体改質装置を示す概略構成図、図2及び図3は、図1中の各電極における電位を示す線図である。 Hereinafter, a preferred embodiment of a gas reforming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a gas reforming apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are diagrams showing potentials at respective electrodes in FIG.
図1に示すように、本実施形態の気体改質装置1は、例えば下水処理場等に設置され、下水から蒸発した水蒸気及び硫化水素等を含む空気の脱臭及び除湿等に適用されるものである。この気体改質装置1は概略、処理される空気が流入するダクト(流路)2内に、プラズマを発生させる電極組(電極対)4を備え、このプラズマにより生成された負イオンを、水分子及び有害物質等に接触させてクラスターを生成して、このクラスター等を捕集部で捕集するものである。
As shown in FIG. 1, the
ダクト2は、例えば炭素鋼、ステンレス鋼等の導電体から構成されて角筒状又は円筒状を成し、内部に、接地グリッド3、電極組4、グリッド電極5を、空気の流れ方向Gに沿って並設して備えている。また、ダクト2には、内部のドレンを系外に排出すべくサイホン式のドレンノズル(排水口)10が設けられている。
The duct 2 is made of a conductor such as carbon steel or stainless steel, and has a rectangular tube shape or a cylindrical shape. Inside the duct 2, the
接地グリッド3及びグリッド電極5は、例えば炭素鋼、ステンレス鋼等の導電体から構成され、格子状を成し、ダクト2の横断面に対応する大きさとされ、空気流方向Gに対面するように配置されている。
The
電極組4は、金属製の基準電極6及び励起電極7を備え、これらの基準電極6及び励起電極7は、各々棒状を成し、ダクト2の横断面に対応する長さとされて、空気流方向Gに直交する方向に交互に複数並設されている。基準電極6及び励起電極7の数量は、これらの電極6,7間に生じるプラズマが、ダクト2内を通過する空気流全体に接触するように設定されている。
The
捕集部は、ダクト2内壁及び接地グリッド3を備え、接地されている。また、捕集部2,3の表面には、紫外線が照射されると水膜を形成する酸化チタン光触媒コーティングが塗布され、プラズマからの紫外線により好適な水膜が形成されている。
The collection unit includes an inner wall of the duct 2 and a
次に、電極組4及びグリッド電極5と各電源等との接続について説明する。電極組4は、その基準電極6が直流電源11の負端子及び高周波(交流)電源8に接続され、所定の負電位(図2参照)とされると共に、励起電極7が高周波電源8に接続されて図2の示す電位とされ、励起電極7とこれに隣接する基準電極6との間に、各々プラズマを生じさせる。因みに、電源8をパルス電源とした場合には、基準電極6及び励起電極7は、図3に示す電位とされる。
Next, connection between the
グリッド電極5は、図1に示すように、直流電源12の負端子に接続され、図2及び図3に示すように、基準電極6の電位より負側に電位差を有する所定の電位とされている。
The
すなわち、電源8が高周波電源の場合、ダクト2内壁及び接地グリッド3、基準電極6、グリッド電極5が、図2示すように、順に負側に電位差を有する電位とされている。
That is, when the
同様に、電源8がパルス電源の場合、ダクト2内壁及び接地グリッド3、基準電極6、グリッド電極5が、図3示すように、順に負側に電位差を有する電位とされている。
Similarly, when the
このように構成された気体改質装置1によれば、電源8によりパルス電圧又は交流電圧が印加されて、基準電極6と励起電極7との間に、放電によってガス分子の一部が電離したプラズマが発生し、このプラズマをダクト2内の空気流に曝すように電極組4が配置される。プラズマの中では、空気中の例えば酸素分子、窒素分子及び水分子等は電離して正イオンを形成して電子を放出し、オゾン、酸素分子及びラジカル等は電子を捕獲して負イオンを形成する。また、悪臭の主成分である硫化水素は負イオンになり、その他の悪臭物質も多くが負イオンとなる。また、負電位の直流バイアスが印加された基準電極6を備える電極組4と接地された捕集部2,3とにより、これらの電極組4と捕集部2,3との間に適度な電場が形成される。このようにして形成された電場により、電極組4で発生した負イオンは、空気流に逆らって上流側へ低速で引き出される。この移動の際に、空気中の水分子が負イオンに接触してクラスターを形成する。さらに、このクラスターに有害物質が接触して周囲に有害物質を付着したクラスターを形成する。特に、有害物質がO−、OH−、O2 −、O3 −等の負イオンやこれらの負イオンを核としたクラスターに接触すると、これらの負イオン及びクラスターにより捕獲される。なお、これらの負イオン及びクラスターにより捕獲される有害物質としては、例えば硫黄化合物、アセトアルデヒド及びヨウ化メチル等が挙げられる。
According to the
負イオン及びクラスターは、電極組4と捕集部2,3との間に形成された電場により、捕集部2,3に向かって引き出され、具体的には、ダクト2内壁、接地グリッド3に引き出されて、捕集部2,3上の水膜に捕集されると共に重力で流れ落ち、ドレンノズル10を通り系外に排出される。すなわち、有害物質を付着したクラスターが水膜に吸収されて系外に排出される。
Negative ions and clusters are drawn toward the
接地グリッド3を通過した空気流は電極組4のプラズマ中に流入し、また、多量の水分子を付着して電界による移動度が低下したクラスターも、空気流により、接地グリッド3より下流側に流され電極組4のプラズマ中に流入する。
The air flow that has passed through the
電極組4のプラズマ中では、種々のエネルギーを有する電子が存在し、単独の水分子に衝突してもエネルギーが大きすぎて水分子の解離を起こさせない電子であっても、クラスターの水分子に衝突して水分子の解離を起こさせる。具体的には、電子がクラスターに衝突して、そのエネルギーが水分子の振動及び励起に消費され、分子の解離に適したエネルギーの電子とされる。これにより、水分子の解離が容易に起こりOHラジカルが生成される。また、酸素分子の解離で生じたOラジカルが、クラスターの水分子とラジカル反応してOHラジカルを生成する。これらによりOHラジカルの生成量が増やされる。また、Oラジカルが、酸素分子と反応してオゾンを生成する。 Electrons having various energies exist in the plasma of the electrode set 4, and even if the electrons do not cause dissociation of the water molecules because the energy is too large even when colliding with a single water molecule, Collisions cause water molecules to dissociate. Specifically, the electrons collide with the clusters, the energy is consumed for vibration and excitation of water molecules, and the electrons have energy suitable for molecular dissociation. Thereby, dissociation of water molecules occurs easily and OH radicals are generated. In addition, O radicals generated by dissociation of oxygen molecules react with the water molecules of the cluster to generate OH radicals. These increase the amount of OH radicals produced. O radicals react with oxygen molecules to generate ozone.
これらのOHラジカルは、極めて酸化力が強く、空気中の有害物質及びクラスターに付着する有害物質と連鎖反応的に接触して、これらの有害物質を分解する。また、オゾンも有害物質を分解する。因みにオゾンにより分解される有害物質としては、ヨウ素化合物、スカトール及びトリメチルアミン等が挙げられる。 These OH radicals have extremely strong oxidizing power, and come into contact with the harmful substances in the air and the harmful substances attached to the clusters in a chain reaction to decompose these harmful substances. Ozone also decomposes harmful substances. Incidentally, examples of harmful substances decomposed by ozone include iodine compounds, skatole and trimethylamine.
空気流は電極組4を通過し、電極組4にかかる電圧が0V時に当該電極組4から下流側に流された負イオン及びこれを核とするクラスターは、電極組4とグリッド電極5との間に形成された電場により、空気流に逆らって上流側へ押し戻されてプラズマ中に流入し、プラズマ中のクラスターの量が増やされ、電子とクラスターの衝突による水分子の解離が促進され、OHラジカルの生成量が増やされる。
The air flow passes through the electrode set 4, and when the voltage applied to the electrode set 4 is 0 V, the negative ions and the clusters centering on the negative ions flowed from the electrode set 4 are formed between the electrode set 4 and the
このように本実施形態においては、パルス電圧又は交流電圧が印加されて、基準電極6と励起電極7との間に、放電によりガス分子の一部が電離したプラズマが発生し、このプラズマ中では酸素分子やOHラジカルに電子が付着して負イオンを生ずる。負イオンは、電極組4と捕集部2,3との間に形成された電場により、捕集部2,3に向かって引き出されると共に、クラスターを生成し、捕集部2,3に捕集される。その結果、空気中の有害物質が効率良く除去されると共に、空気中の水分が除去されて、性能の向上が図られる。
As described above, in the present embodiment, a pulse voltage or an alternating voltage is applied, and a plasma in which part of gas molecules is ionized by discharge is generated between the reference electrode 6 and the excitation electrode 7. Electrons attach to oxygen molecules and OH radicals to generate negative ions. The negative ions are extracted toward the
また、本実施形態においては、負電位の直流バイアスが印加された基準電極6を備える電極組4と接地された捕集部2,3とにより、これらの電極組4と捕集部2,3との間に適度な電位差が生じる。その結果、簡素な構成で電場が形成される。
Further, in the present embodiment, the electrode set 4 including the reference electrode 6 to which a negative direct current DC bias is applied and the grounded
また、本実施形態においては、捕集部2,3はダクト2内壁を含んでいるため、広範囲の捕集部2,3を容易に得ることができる。その結果、有害物質及び水分の除去性能が一層向上されている。
Moreover, in this embodiment, since the
また、特に本実施形態においては、捕集部として接地グリッド3を有しているため、電極組4で生成された負イオンは、空気流に逆らって上流側へ低速で引き出され、負イオンを核としたクラスターの生成量が増やされて、このクラスターは、気体流により電極組4のプラズマ中に流入し、OHラジカルが生成されると共に負イオンも生成される。その結果、有害物質及び水分の除去効率が一層向上されている。
In particular, in the present embodiment, since the
因みに、本実施形態の気体改質装置1では、電極組4と捕集部2,3との間に形成された電界強度を100〜1000V/cmと設定して、負イオンの移動速度を2〜20m/sとすると、良好に有害物質及び水分が除去される。
Incidentally, in the
また、本実施形態においては、電極組4より下流側に流された負イオン及びクラスターは、電極組4とグリッド電極5との間に形成された電場により、空気流に逆らって上流側へ押し戻されプラズマ中に流入し、OHラジカルが生成されると共に負イオンも生成される。その結果、有害物質及び水分の除去効率が一層向上されている。
Further, in the present embodiment, the negative ions and clusters flowed downstream from the electrode set 4 are pushed back upstream by the electric field formed between the electrode set 4 and the
図4は、本発明の第2実施形態に係る気体改質装置を示す概略構成図である。この第2実施形態の気体改質装置21が第1実施形態の気体改質装置1と違う点は、電極組及びこの電極組に接続される電源を複数備えた点である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a gas reforming apparatus according to the second embodiment of the present invention. The
すなわち、気体改質装置21は、各電極組4a〜4cを、空気流方向Gに沿って並設して備え、各基準電極6a〜6cは、負の電位が空気流方向Gの下流側に向かって順に大となる直流電源11a〜11cの負端子に各々接続され、接地グリッド3、基準電極6a〜6c、グリッド電極5の電位は、空気流方向Gの下流側に向かって順に負側に電位差を有する電位とされている。
That is, the
このように構成すると、電極組4a〜4cを複数備えているため、これらの並列される電極組4a〜4cにより、負イオンの生成量が増やされる。その結果、第1実施形態に比して有害物質が一層除去されて、性能の向上が図られる。 If comprised in this way, since the electrode sets 4a-4c are provided with two or more, the production | generation amount of a negative ion is increased by these electrode sets 4a-4c arranged in parallel. As a result, harmful substances are further removed as compared with the first embodiment, and performance is improved.
図5は、本発明の第3実施形態に係る気体改質装置を示す概略構成図である。この第3実施形態の気体改質装置31が第1実施形態の気体改質装置1と違う点は、図1に示すグリッド電極5に代えて、図5に示すように、接地グリッド3を電極組4の下流側にも備えた点である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a gas reforming apparatus according to the third embodiment of the present invention. The
このように構成すると、負イオンが電極組4の下流側にも引き出され、質量が増加した巨大クラスター及びミストは負に帯電し、下流側に配置された接地グリッド3にも捕集される。その結果、第1実施形態に比して水分が一層除去されて、性能の向上が図られる。
If comprised in this way, a negative ion will be drawn out also to the downstream of the
図6は、本発明の第4実施形態に係る気体改質装置を示す概略構成図である。この第4実施形態の気体改質装置41が第3実施形態の気体改質装置31と違う点は、図5に示す下流側に配置された接地グリッド3より更に下流側に、第3実施形態と同様の電極組4及び接地グリッド3を、空気流方向Gに沿って並設して備えた点である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a gas reforming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The difference between the
このように構成すると、電極組4及び接地グリッド3が増やされているため、負イオンの生成量及び捕集部2,3が増やされる。その結果、第3実施形態に比して有害物質及び水分が一層除去されて、性能の向上が図られる。
If comprised in this way, since the electrode set 4 and the
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態の気体改質装置1,31,41にあっては、基準電極6を直流電源11の負端子に接続し、負電位とする構成としているが、基準電極6を直流電源11の正端子に接続し、正電位とする構成としても良い。このように構成すると、電極組4と捕集部2,3との間に形成された電場により正イオンは捕集部2,3に向かって引き出されて、正イオンが空気中の水分子及び有害物質に接触して、正イオンを核として周囲に水分子や有害物質を付着したクラスターの生成量が増やされ、これらの正イオン及びクラスターは、捕集部2,3上に形成された水膜に捕集される。その結果、空気中の有害物質が効率良く除去されると共に、空気中の水分が除去されて、性能の向上が図られる。また、このような正イオンを捕集部2,3に向けて引き出させる気体改質装置1においては、グリッド電極5を、直流電源12の正端子に接続し、基準電極6の電位より正側の電位差を有する電位とする。このようにすると、空気流により、電極組4にかかる電圧が0V時に当該電極組4から下流側に流されたクラスターは、電極組4とグリッド電極5との間に形成された電場により、空気流に逆らって上流側へ押し戻されてプラズマ中に流入し、プラズマ中のクラスターの量が増やされ、電子とクラスターの衝突による水分子の解離が促進され、OHラジカルが生成されると共に負イオンも生成される。その結果、有害物質及び水分の除去効率が一層向上される。
As mentioned above, although this invention was concretely demonstrated based on the embodiment, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the
また、上記第2実施形態において、気体改質装置21は、接地グリッド3、基準電極6a〜6c、グリッド電極5の電位を、空気流方向Gの下流側に向かって順に負側に電位差を有する電位とする構成としているが、接地グリッド3、基準電極6a〜6c、グリッド電極5の電位を、空気流方向Gの下流側に向かって順に正側に電位差を有する電位とする構成としても良い。このように構成すると、正イオンを空気流に逆らって上流側へ引き出させる電場が生じ、これらの正イオン及びクラスターは、流路に設けられた捕集部2,3上の水膜に捕集される。
Moreover, in the said 2nd Embodiment, the
また、上記第2実施形態の気体改質装置21では、電極組4cの下流にグリッド電極5を配置する構成としているが、グリッド電極5に代えて、接地グリッド3を配置する構成としても良い。これにより、イオン及びクラスターは、下流側の接地グリッド3にも捕集される。
In the
また、上記実施形態では、気体改質装置1,21,31,41を下水処理場等の空気の処理に適用したが、各種工場等から排出される排ガスの処理、その他の気体の処理にも適用可能であり、また、クリーンルーム等の空気清浄等に適用してもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態の気体改質装置1,21,31,41は、気体中の細菌をクラスターに付着させて捕集すると共に、O−等の負イオン、オゾン及びOHラジカルにより気体中の細菌を死滅させるため、気体の除菌及び殺菌等にも適用可能であり、例えば病院、一般家庭、冷蔵庫等に適用してもよい。
In addition, the
また、上記実施形態では、基準電極6及び励起電極7をダクト2の横断面に沿って一列に配置したが、空気の流れ方向Gに対して位置を変化させても良く、要は、基準電極6、励起電極7間にプラズマが発生し、このプラズマをダクト2内の空気に曝すように基準電極6及び励起電極7を配置すれば良い。 Moreover, in the said embodiment, although the reference electrode 6 and the excitation electrode 7 were arrange | positioned in a line along the cross section of the duct 2, you may change a position with respect to the flow direction G of air, and the point is a reference electrode. 6. The plasma is generated between the excitation electrodes 7 and the reference electrode 6 and the excitation electrode 7 may be arranged so that the plasma is exposed to the air in the duct 2.
また、上記実施形態では、紫外線が照射されると水膜を形成可能な光触媒コーティングを捕集部2,3に塗布して、水膜を形成する構成としているが、処理気体中に水蒸気が多量に含まれている場合には、光触媒コーティングを塗布しなくてもよい。また、ダクト2内壁、接地グリッド3を露点以下に冷却することで、水膜を形成する構成としても良い。
In the above embodiment, a photocatalyst coating capable of forming a water film is applied to the
なお、上記実施形態のグリッド電極3,5は、金網、多孔板を含んだものとする。
In addition, the
また、上記実施形態の気体改質装置の後段に触媒を配置する構成とすると、捕集部2,3で水分が捕集されて、ダクト2内を流動する気体が除湿されているため、触媒の乾燥状態が持続し、触媒寿命が延びるという利点もある。
Moreover, when it is set as the structure which arrange | positions a catalyst in the back | latter stage of the gas reforming apparatus of the said embodiment, since the moisture which is collected by the
また、上記実施形態の気体改質装置では、捕集部をダクト2内壁、接地グリッド3とする構成としているが、ダクト2内壁のみを捕集部とする構成や、ダクト2を導電体とせずに接地グリッド3のみを捕集部とする構成としても良い。
Moreover, in the gas reforming apparatus of the said embodiment, although the collection part is made into the structure which makes the inner wall of the duct 2 and the
1,21,31,41…気体改質装置、2…ダクト(流路;捕集部)、3…接地グリッド(捕集部)、4,4a〜4c…電極組(電極対)、5…グリッド電極、6…基準電極、10…排水口。 1, 2, 31, 41 ... Gas reforming device, 2 ... Duct (flow path; collection part), 3 ... Grounding grid (collection part), 4, 4a to 4c ... Electrode set (electrode pair), 5 ... Grid electrode, 6 ... reference electrode, 10 ... drain.
Claims (8)
前記流路内に、パルス電圧又は交流電圧が印加されてプラズマを発生させると共にこのプラズマを前記気体に曝すように配置された電極対と、
前記流路に設けられ接地された導電体を有する捕集部と、を備え、
前記電極対には、当該電極対の一方の電極を基準電極としてこの基準電極の電位を、正電位又は負電位とする直流バイアスが印加されていることを特徴とする気体改質装置。 A flow path through which a gas containing water molecules flows;
In the flow path, a pulse voltage or an alternating voltage is applied to generate a plasma, and an electrode pair arranged to expose the plasma to the gas;
A collector having a grounded conductor provided in the flow path, and
A gas reforming apparatus, wherein a direct current bias is applied to the electrode pair, wherein one electrode of the electrode pair is a reference electrode, and a potential of the reference electrode is a positive potential or a negative potential.
前記基準電極の電位が正電位の場合には、
前記グリッド電極の電位を、前記基準電極の電位より正側の電位差を有する電位とし、
前記基準電極の電位が負電位の場合には、
前記グリッド電極の電位を、前記基準電極の電位より負側の電位差を有する電位とすることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の気体改質装置。 A grid electrode disposed on the downstream side of the reference electrode and applied with a DC voltage;
When the potential of the reference electrode is a positive potential,
The potential of the grid electrode is a potential having a potential difference on the positive side from the potential of the reference electrode,
When the reference electrode has a negative potential,
The gas reforming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the potential of the grid electrode is set to a potential having a negative potential difference from the potential of the reference electrode.
前記基準電極の電位が正電位の場合には、
当該基準電極の電位を、前記気体の流れ方向に順に正側に電位差を有する電位とし、
前記基準電極の電位が負電位の場合には、
当該基準電極の電位を、前記気体の流れ方向に順に負側に電位差を有する電位とすることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の気体改質装置。 A plurality of the electrode pairs are juxtaposed in the gas flow direction,
When the potential of the reference electrode is a positive potential,
The potential of the reference electrode is a potential having a potential difference on the positive side in order in the gas flow direction,
When the reference electrode has a negative potential,
6. The gas reforming apparatus according to claim 1, wherein the potential of the reference electrode is set to a potential having a potential difference on the negative side in order in the flow direction of the gas.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004064642A JP2005246353A (en) | 2004-03-08 | 2004-03-08 | Gas reforming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004064642A JP2005246353A (en) | 2004-03-08 | 2004-03-08 | Gas reforming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005246353A true JP2005246353A (en) | 2005-09-15 |
Family
ID=35027344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004064642A Pending JP2005246353A (en) | 2004-03-08 | 2004-03-08 | Gas reforming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005246353A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009008519A1 (en) * | 2007-07-12 | 2009-01-15 | Imagineering, Inc. | Gas treatment device, gas treatment system, gas treatment method, and exhaust gas treatment system and internal combustion engine employing it |
JP2011019579A (en) * | 2009-07-14 | 2011-02-03 | Daikoh Shoji Corp | Method and device for cleaning and drying air |
JP2013000636A (en) * | 2011-06-14 | 2013-01-07 | Imagineering Inc | Plasma generator |
US8602005B2 (en) | 2008-03-14 | 2013-12-10 | Imagineering, Inc. | Multiple discharge plasma apparatus |
US8863495B2 (en) | 2007-07-12 | 2014-10-21 | Imagineering, Inc. | Ignition/chemical reaction promotion/flame holding device, speed-type internal combustion engine, and furnace |
-
2004
- 2004-03-08 JP JP2004064642A patent/JP2005246353A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009008519A1 (en) * | 2007-07-12 | 2009-01-15 | Imagineering, Inc. | Gas treatment device, gas treatment system, gas treatment method, and exhaust gas treatment system and internal combustion engine employing it |
US8367005B2 (en) | 2007-07-12 | 2013-02-05 | Imagineering, Inc. | Gas processing apparatus, gas processing system, and gas processing method, and exhaust gas processing system and internal combustion engine using the same |
US8863495B2 (en) | 2007-07-12 | 2014-10-21 | Imagineering, Inc. | Ignition/chemical reaction promotion/flame holding device, speed-type internal combustion engine, and furnace |
US8602005B2 (en) | 2008-03-14 | 2013-12-10 | Imagineering, Inc. | Multiple discharge plasma apparatus |
JP2011019579A (en) * | 2009-07-14 | 2011-02-03 | Daikoh Shoji Corp | Method and device for cleaning and drying air |
JP2013000636A (en) * | 2011-06-14 | 2013-01-07 | Imagineering Inc | Plasma generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100535123B1 (en) | Hybrid type air cleaner for automobile | |
Li et al. | Fundamentals and environmental applications of non-thermal plasmas: multi-pollutants emission control from coal-fired flue gas | |
KR20140030124A (en) | Device and method for purifying air from non-desired components and for eliminating such components | |
RU94669U1 (en) | DEVICE FOR SANITARY-HYGIENIC AIR TREATMENT | |
CN108025252B (en) | Air cleaning apparatus and method | |
CN103742984A (en) | Magnetic-electric micro water curtain air purifying method and device | |
JP2008034220A (en) | Discharge electrode element and ionizer | |
JP2008006371A (en) | Dust collector | |
EP3416742A1 (en) | Systems and methods for gas cleaning using electrostatic precipitation and photoionization | |
CN203797809U (en) | Industrial air purifier | |
JP2005246353A (en) | Gas reforming apparatus | |
JP3679280B2 (en) | Gas separator | |
CN112283849A (en) | Plasma purifier | |
KR20100123787A (en) | Deodor system with dry and wet type package | |
KR20190076432A (en) | Plasma wire having carbon coating layer and dust collector using the same | |
JP2011104558A (en) | Chemical processing apparatus for negative spread corona discharge plasma | |
KR102443712B1 (en) | Harmful gas and odor removal device using indirect plasma reactor | |
KR20160030679A (en) | Air furification apparatus using hydroxyl radical | |
KR100783061B1 (en) | Air cleaning appapatus using different surface discharge | |
JP2006255524A (en) | Air cleaner | |
JP2006192013A (en) | Air cleaning device | |
JP2000300650A (en) | Photocatalyst type air purifying device | |
KR19980034985A (en) | Industrial deodorization and harmful gas removal device | |
KR20120112921A (en) | Air clearing apparatus using photocatalyst and negative ion | |
JP2005246352A (en) | Gas reforming apparatus |