JP2005270849A - プラズマ処理装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型のプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】 接地側電極と高圧側電極とを交互に羽状に配置したファン型電極を有するプラズマリアクタを有するプラズマ処理装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被処理ガス、特に各種の工業的処理工程などから排出される揮発性有害物質を含有する気体、悪臭をプラズマ反応を利用して処理するプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。

被処理ガス、特に各種処理工程などから排出される揮発性有害物質を含有する気体（排ガス）、悪臭を分解して無害化するガス処理装置として、大気圧状態で発生させたプラズマにより前記排ガスをプラズマ処理して分解するプラズマ処理装置が幾つか提案されている。これらのプラズマ処理装置においては、大気圧状態でプラズマを発生するための放電方式として、無声放電、沿面放電、或いは強誘電体ペレット充填放電などが採用されている。これらの放電方式は、いずれも、大気圧或いはそれに近い圧力状態の所定の空間に対し、その空間の近傍に位置する電極に電圧を加えることで所定の空間をプラズマ状態にするもので、その際、前記プラズマ状態にされた空間に前記揮発性有害物質を含有する気体、悪臭を有する気体を導入することで、該気体中の前記有害物質または悪臭物質はプラズマ処理されて分解される。

上述したように常圧（大気圧）下で放電を生起してプラズマを発生させて被処理ガス、特に前記排ガスをプラズマ処理する場合、送気用ファン等により被処理ガスをプラズマリアクター部へ強制的に導入する必要がある。しかし無声放電、沿面放電、或いは強誘電体ペレット充填放電におけるプラズマリアクター内ガス流路は、放電を効果的に生起させる理由から、非常に狭いものとなっている。そのため通気抵抗が大きくなることから、送気用ファンの大型化、またそれに伴う騒音、運転コスト向上が大きな問題となっていた。そして特許文献１および特許文献２では、放電電極部分がファン型構造を有する放電装置が提案されている。
特開平１１−５５２号公報 特開平１１−１５６１８５号公報

これら特許文献に記載の放電装置は、電極間距離が短い為、大流量処理が困難であり、またブロワとしての機能を要していない。

本発明は、上記課題を解決し、揮発性有害物質、悪臭物質を含有する気体等の被処理ガスのプラズマ処理の省スペース化、効率化を可能とするプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することを目的とする。

よって本発明は、
接地側電極と高圧側電極とを有するプラズマリアクタと、
導入された被処理ガスを処理し排出するためのファンとを有するプラズマ処理装置において、
前記ファンは羽部分を有する回転ファンであり且つプラズマリアクタであり、
前記回転ファンの羽部分が、
それぞれ複数交互に配置される前記接地側電極と前記高圧側電極によって構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。

また本発明は、
接地側電極と高圧側電極との間の放電空間に被処理ガスを導入することで前記被処理ガスを処理するプラズマ処理方法において、
前記放電空間を有し、羽部分がそれぞれ複数交互に配置される前記接地側電極と前記高圧側電極によって構成されているプラズマリアクタである回転ファンに、
前記被処理ガスを導入し、前記放電空間で処理し、排出する工程を有することを特徴とするプラズマ処理方法を提供する。

本発明により揮発性有機化合物、悪臭物質を含有する気体等の被処理ガスのプラズマ処理の省スペース化、効率化が可能となる。

以下に、図１を用いて、本発明の実施態様例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は、それぞれ、本発明のプラズマ処理装置の一例を示す構成図である。図２は、それぞれ、本発明のプラズマ処理装置におけるファン型プラズマ電極の一例を示す図である。尚、本発明のプラズマ処理装置におけるプラズマリアクターの形状、電極構造は、図１、図２に示すものに限定されるものではない。

図１に示すプラズマ処理装置は、被処理ガスを導入するためのガス導入部Ｂ、ガス導入部Ｂから流入する被処理ガスをプラズマ処理するためのプラズマ処理室Ａ、及びプラズマ処理室Ａから排出するプラズマ処理されたガスを系外に排出するためのガス排出部Ｃを有する。プラズマリアクタとは少なくともファン構造の電極とそれを回転させる駆動手段（本実施形態の場合モータ）とそれらを収容するプラズマ処理室Ａを指す。つまり回転ファンがプラズマリアクタを兼ねている。

本実施形態の場合プラズマ処理装置はプラズマリアクタのほかにガス導入部Ｂおよび排出部Ｃを更に有している。プラズマ処理室Ａ内には、羽根型接地側電極１と羽根型高圧側電極２とを交互に配した構造を有するシロッコファン型プラズマ電極が設けられている。図２は、シロッコファン型プラズマ電極構造を示した図である。電極の形状は、シロッコファン型に限らず、クロスフローファン型、軸流ファン型等、羽根の構造が放電可能な形状であればいずれの形状であってもよい。本実施形態では各電極は隣に配置されている電極と対向する面に対して垂直な断面形状が湾曲形状である（図２右図参照）。この形状は送風機能を向上させるために好ましい。また放電均一にすることが出来る程度に各電極の湾曲形状は同一である。

図１のプラズマ処理装置による被処理ガスのプラズマ処理は、例えば、次のように実施される。ファン駆動用モーター３により、ファン型電極４が回転し、ガス導入部Ｂから揮発性有害物質を含有するガス等が引き込まれる。ファン型電極４は、電源（図示せず）より羽根型接地側電極１と羽根型高圧側電極２との間に電圧を印加することにより常圧下で前記電極間にプラズマを生起した状態にある。ファン型電極４の回転により、引き込まれた前記揮発性有害物質を含有するガスは、前記電極間に生起されたプラズマ空間を通過することにより、分解して無害化する。無害化されたガスは、ガス排出部Ｃに導かれ、系外に排出される。

本発明の特徴を以下の実施例により具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって何ら限定されるものではない。

図３にシロッコファン型放電電極を用いたプラズマ処理装置構成図を示す。図３に示すプラズマ処理装置は、被処理ガスを導入するためのガス導入部Ｂから流入する被処理ガスをプラズマ処理するためのプラズマ処理室Ａ、及びプラズマ処理室Ａから排出するプラズマ処理されたガスを系外に排出するためのガス排出部Ｃを有する。図４は、前記プラズマ処理装置に用いられているシロッコファン型電極である。シロッコファン型電極は、羽根型高圧側電極５及び羽根型接地側電極６を図４に示すように組合すことで構成され、前記羽根型高圧側電極５と前記羽根型接地側電極６とが直接接触し、通電することを防ぐ為に、絶縁体７が挟み込まれた構造を有している。図５は、前記シロッコファン型電極への電圧印加方法を示したものである。パルス電源８から導電体９を介してファン型電極へ高電圧が印加され、電極間にプラズマが生起される。導電体９とファン型電極４の間には、導電性の材質からなるベアリング１１が配されており、前記シロッコファン電極の回転により生ずる前記シロッコファン電極部４と導電体９の摩擦を低減することが可能である。絶縁材料で構成されたファン駆動用枠板１４を介し、ファン駆動用モーター１２により、１４前記シロッコファン型電極１３が回転し、ガス導入部Ｂから被処理ガスが引き込まれる。被処理ガスは、プラズマ処理室枠板１５面からプラズマ処理部Ａに導入され、前記羽根型高圧側電極と羽根型接地側電極との間に生起されたプラズマ空間を通過することにより、分解、無害化される。無害化されたガスは、ガス排出部Ｃに導かれ、系外に排出される。

本発明のプラズマ処理装置の代表的構成図である。 本発明のプラズマ処理装置におけるファン型電極の代表的構成図である。 実施例において使用したプラズマ処理装置の構成図である。 実施例において使用したシロッコファン型電極の構成図である。 実施例において使用したシロッコファン型電極への電圧印加方法示す図である。

符号の説明

Ａ プラズマ処理室
Ｂ ガス導入部
Ｃ ガス排出部
１ 羽根型接地側電極
２ 羽根型高圧側電極
３ ファン駆動用モーター
４ ファン型電極
５ 羽根型高圧側電極
６ 羽根型接地側電極
７ 絶縁体
８ パルス電源
９ 導電体
１１ ベアリング
１２ ファン駆動用モーター
１３ ファン型電極
１４ ファン駆動用枠板
１５ プラズマ処理室枠板

Claims (6)

1. 接地側電極と高圧側電極とを有するプラズマリアクタと、
   導入された被処理ガスを処理し排出するためのファンとを有するプラズマ処理装置において、
   前記ファンは羽部分を有する回転ファンであり且つプラズマリアクタであり、
   前記回転ファンの羽部分が、
   それぞれ複数交互に配置される前記接地側電極と前記高圧側電極によって構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記プラズマ処理装置は常圧下で放電することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記放電はグロー放電であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記被処理ガスは、揮発性有機化合物を含有する気体であることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
5. 接地側電極と高圧側電極との間の放電空間に被処理ガスを導入することで前記被処理ガスを処理するプラズマ処理方法において、
   前記放電空間を有し、羽部分がそれぞれ複数交互に配置される前記接地側電極と前記高圧側電極によって構成されているプラズマリアクタである回転ファンに、
   前記被処理ガスを導入し、前記放電空間で処理し、排出する工程を有することを特徴とするプラズマ処理方法。
6. 前記被処理ガスは、揮発性有機化合物を含有する気体であることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理方法。
   

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