JP2009165939A - ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用電力量を削減する。安定したガス処理能力と高いガス処理能力を得る。コストダウンを図る。
【解決手段】ダクト１の入口から出口へ向かう方向に沿ってハニカム構造体４を間隔を設けて配置する。このハニカム構造体４のうち最も上流に配置されるハニカム構造体４−１の上流側に上流側電極８を配置し、最も下流に配置されるハニカム構造体４−４の下流側に下流側電極９を配置し、上流側電極８と下流側電極９との間に休止期間を設けて断続的に高電圧Ｖを印加し、ハニカム構造体４の貫通孔４ａとハニカム構造体４間の空間ギャップ１２にプラズマを発生させる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、処理対象ガスに含まれる有害ガスを浄化するガス処理装置に関するものである。

従来より、排気ガス中で高電圧放電を行ってプラズマ状態を作ることで、排気ガスに含まれる有害ガスの浄化を行う技術が知られている。近年、この技術は、脱臭を目的として、工場の排気を浄化する浄化装置や室内の空気を浄化する空気清浄機に応用されつつある。

熱的に非平衡な状態、つまり気体の温度やイオン温度に比べ、電子温度が非常に高い状態のプラズマ（非平衡プラズマ（以下、単にプラズマと言う））は、電子衝突でつくられるイオンやラジカルが常温では起こらない化学反応を促進させるので、有害ガスを効率的に除去あるいは分解することが可能な媒体として有害ガス処理において有用であると考えられている。実用化で肝心なことは、処理時のエネルギーの効率の向上と、プラズマで処理した後に完全に安全な生成物質へと変換されることである。

一般に、大気圧でのプラズマは気体放電や電子ビームなどによって生成される。現在において、適用が考えられているものに、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、フロン、ＣＯ₂ ，揮発性有機溶剤（ＶＯＣ）などがある。中でもＮＯｘは車の排ガスなどに含まれているので早急な実用化が必要となっている。

ＮＯｘ除去における放電プラズマ（気体放電によって生成されたプラズマ）内の現象は、電子衝突によって１次的に生成されたイオンやラジカルが最初の反応を起こし、その後の反応を通してＮ₂ ，Ｈ₂ Ｏ，ＮＨ₄ ＮＯ₃ などの各粒子に変換されて行くものと考えられている。

また、有害ガスを例えばアセトアルデヒドやホルムアルデヒドとした場合、この有害ガスをプラズマを通すことによって、ＣＯ₂ とＨ₂ Ｏに変換される。この場合、副生成物として、オゾン（Ｏ₃ ）が発生する。

図１３に放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する（例えば、特許文献１参照）。同図において、１は処理対象ガス（有害ガスを含む空気）ＧＳが流れるダクト（通風路）であり、ダクト１内には、ダクト１の入口から出口へ向かう方向に沿って放電電極２とアース電極３とが交互に配置され、これら電極２，３間にセルと呼ばれる多数の貫通孔４ａを有するハニカム構造体４が配設されている。貫通孔４ａはハニカム構造体４に蜂の巣状に設けられている。５は高電圧電源である。なお、ハニカム構造体４はセラミックス等の絶縁体で形成されており、特許文献２にもその使用例がある。

放電電極２は、金属製メッシュ、極細ワイヤ、または針状体等で形成されている。各放電電極２は、導線６によって高電圧電源５の＋極に接続されている。アース電極３は、金属性メッシュ等で形成されている。各アース電極３は、導線７によって高電圧電源５の−極に接続されている。

このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１に流し、放電電極２とアース電極３との間に高電圧電源５からの高電圧（数ｋＶ〜数１０ｋＶ）を印加する。これにより、各ハニカム構造体４の貫通孔４ａ内にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。

特開２０００−１４０５６２号公報 特開２００１−２７６５６１号公報

しかしながら、上述した従来のガス処理装置では、次の(１)〜（３）のような問題があった。

(１)多数のハニカム構造体４を有するが、ばらつきなく均一なプラズマを発生させる技術が確立されておらず、ハニカム構造体４の性能にばらつきが出てしまう。例えば、同じハニカム構造体４同士でもインピータンス値が異なることがあり、また１つのハニカム構造体４内でも例えばその上下でインピーダンス値が異なるというようなこともあり、全体として均一なプラズマが発生せず、ガス処理能力が不安定となる。また、貫通孔４ａだけでのプラズマ発生なので、プラズマの発生量が少なく、ガス処理能力が低い。

(２)ハニカム構造体４は吸湿すると低インピーダンスに、乾燥すると高インピーダンスになる特性を持っており、ハニカム構造体４が低インピーダンスになると、流れる電流が増大し放電電極２とアース電極３との間に印加される高電圧値が低下し、ハニカム構造体４が高インピーダンスになると、流れる電流が減少し放電電極２とアース電極３との間に印加される高電圧値が上昇する。このような高電圧値の変化に対し、所望のプラズマの発生量を確保し得る高電圧値を得ることのできる高電圧電源５は、その設計に要する工数も含めて非常に高価となる。

(３)ハニカム構造体４のそれぞれに対して放電電極２とアース電極３を設けているため、部品点数が多く、構造も複雑となり、高価となる。
(４)ハニカム構造体４の全てに常に高電圧を印加しているため、使用電力量が大きく、運用コストがアップする。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、使用電力量を削減すると共に、安定したガス処理能力と高いガス処理能力とを備えたガス処理装置を安価に提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、通風路内に間隔を設けて配置され、通風路内を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数の多孔体と、複数の多孔体のうち処理対象ガスの通過方向の最も上流に配置される多孔体の上流側に配置される上流側電極と、複数の多孔体のうち処理対象ガスの通過方向の最も下流に配置される多孔体の下流側に配置される下流側電極と、上流側電極と下流側電極との間に休止期間を設けて高電圧を断続的に印加し多孔体の貫通孔および多孔体間の空間にプラズマを発生させる高電圧印加手段とを設けたものである。

この発明によれば、通風路内に複数の多孔体が間隔を設けて配置され、この複数の多孔体のうち最も上流に配置される多孔体の上流側に上流側電極が配置され、最も下流に配置される多孔体の下流側に下流側電極が配置され、上流側電極と下流側電極との間に休止期間を設けて高電圧が断続的に印加される。この高電圧の印加により、多孔体の貫通孔および多孔体間の空間にプラズマが発生し、このプラズマを通過する際に処理対象ガスに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。

この発明において、プラズマは多孔体の貫通孔だけではなく、多孔体間の空間（空気層）にも発生する。このため、貫通孔内での有害ガスの分子分解効果に加え、多孔体間の空間での有害ガスの分子分解効果が加わり、さらにこの貫通孔内での分子分解効果と多孔体間の空間での分子分解効果との相乗効果により、有害ガスの無害な物質への分解が促進される。また、多孔体間の空間には、均一なプラズマが大量に発生する。

また、この発明において、多孔体間には空気層が設けられるので、上流側電極と下流側電極との間のインピーダンスが安定し、多孔体の吸湿・乾燥によるインピーダンス変化に対して流れる電流の変化が小さくなり、専用に設計された特殊な高電圧電源を使用する必要がなくなる。
また、この発明において、電極は上流側電極と下流側電極の２個の電極のみでよく、多孔体毎に電極を配置する必要がなくなり、部品点数が削減され、構造が簡単となり、組立工数も少なくて済む。

また、この発明において、多孔体には休止期間を設けて高電圧が断続的に印加されるので、休止期間中の電力消費が軽減され、使用電力量が削減される。
また、この発明では、高電圧が印加されない休止期間中に、多孔体に処理対象ガスを吸着させ、高電圧印加中に、休止期間中に吸着させた分も含めて処理対象ガスを多孔体で分解処理するようにして、ガス処理を効率的に行わせることが可能となる。

本発明では、複数の多孔体のうち隣り合う複数の多孔体を１群の多孔体群とし、これら多孔体群毎にその両端に位置する多孔体の外側に第１および第２の電極を配置し、高電圧印加手段によって、多孔体群間で高電圧が印加されている期間と印加されていない期間とが重なる休止期間が生じるように、各多孔体群の第１の電極と第２の電極との間に個別に高電圧を印加し、多孔体の貫通孔および多孔体間の空間にプラズマを発生させるようにしてもよい。

例えば、複数の多孔体が第１の多孔体群と第２の多孔体群とに分けられた場合、第１の多孔体群の両端に位置する多孔体群の外側に第１の電極と第２の電極を配置し、第２の多孔体群の両端に位置する多孔体群の外側に第１の電極と第２の電極を配置し、第１の多孔体群の第１の電極と第２の電極との間と第２の多孔体群の第１の電極と第２の電極との間に、多孔体群間で高電圧が印加されている期間と印加されていない期間とが重なる休止期間が生じるように、個別に高電圧を印加する。

これにより、休止期間中の電力消費が軽減され、使用電力量が削減される。また、高電圧が印加されない休止期間中に、多孔体に処理対象ガスを吸着させ、高電圧印加中に、休止期間中に吸着された分も含めて処理対象ガスを多孔体で分解処理するようにして、ガス処理を効率的に行わせることが可能となる。また、各多孔体群の第１の電極と第２の電極との間に個別に高電圧を印加するので、多孔体間の空間での電位を安定的に高電界状態に保ち、プラズマを安定して発生させることが可能となる。

なお、この場合、第１の多孔体群に対して配置する第１の電極および第２の電極と、第２の多孔体群に対して配置する第１の電極および第２の電極とが存在することになるが、第１の多孔体群に対して配置する第２の電極と第２の多孔体群に対して配置する第１の電極とを共通電極とするなどとしてもよい。

本発明において、各多孔体群の第１の電極と第２の電極との間に個別に高電圧を印加するようにした場合、電圧値が異なる高電圧として印加するようにしたり、電圧種別が異なる高電圧として印加するようにしたり、周波数が異なる高電圧として印加するようにしてもよい。電圧種別を異ならせたり、周波数を異ならせたりすることにより、多孔体間の空間の電位を複雑な高電界状態にして、プラズマを安定して発生させることが可能となる。また、本発明において、多孔体は、処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有していればよく、その貫通孔は必ずしも蜂の巣状に設けられていなくてもよい。

本発明によれば、通風路内に複数の多孔体を間隔を設けて配置し、この複数の多孔体のうち処理対象ガスの通過方向の最も上流に配置される多孔体の上流側に上流側電極を配置し、最も下流に配置される多孔体の下流側に下流側電極を配置し、上流側電極と下流側電極との間に休止期間を設けて高電圧を断続的に印加するようにしたので、ハニカム構造体の貫通孔だけではなく、ハニカム構造体間の空間にもプラズマが発生するものとなり、貫通孔内での有害ガスの分子分解効果に加え、ハニカム構造体間の空間での有害ガスの分子分解効果が加わり、さらにこの貫通孔内での分子分解効果とハニカム構造体間の空間での分子分解効果との相乗効果により、有害ガスの無害な物質への分解が促進され、ガス処理能力が高まる。また、ハニカム構造体間の空間には、均一なプラズマが大量に発生するので、ガス処理能力が安定する。

また、本発明によれば、ハニカム構造体間に空気層が設けられるので、上流側電極と下流側電極との間のインピーダンスが安定し、ハニカム構造体の吸湿・乾燥によるインピーダンス変化に対して流れる電流の変化が小さくなり、専用に設計された特殊な高電圧電源を使用する必要がなくなり、市販されている安価な高電圧電源を用いることができるようになる。
また、本発明によれば、上流側電極と下流側電極の２個の電極のみでよく、ハニカム構造体毎に電極を配置する必要がない。これにより、部品点数が削減され、構造が簡単となり、組立工数も少なくて済み、コストダウンが図られる。

また、本発明によれば、多孔体に休止期間を設けて高電圧が断続的に印加されるので、休止期間中の電力消費が軽減され、使用電力量が削減される。
また、本発明によれば、高電圧が印加されない休止期間中に、多孔体に処理対象ガスを吸着させ、高電圧印加中に、休止期間中に吸着された分も含めて処理対象ガスを多孔体で分解処理するようにして、ガス処理を効率的に行わせることが可能となる。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。同図において、図１３と同一符号は図１３を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。

この実施の形態１では、ダクト１内にダクト１の入口から出口へ向かう方向に沿って所定の間隔Ｇ（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）を設けてハニカム構造体４（４−１〜４−４）を配置し、このハニカム構造体４のうち最も上流に配置されるハニカム構造体４−１の上流側に上流側電極８を、最も下流に配置されるハニカム構造体４−４の下流側に下流側電極９を配置し、上流側電極８を導線１６によって高電圧電源５の＋極に接続し、下流側電極９を導線１７によって高電圧電源５の−極に接続している。

また、下流側電極９と高電圧電源５の−極との間の導線１７に、抵抗Ｒ１とトランジスタＴｒ１のコレクタとの間に接続されたリレーＲｙの常開接点Ｓａを挿入接続している。トランジスタＴｒ１のエミッタは接地されており、トランジスタＴｒ１のベースには所定時間幅ＴＷのパルス信号を所定周期で与えるようにしている。

この実施の形態１では、高電圧電源５と、常開接点Ｓａを含むリレーＲｙと、抵抗Ｒ１と、トランジスタＴｒ１と、導線１６，１７とによって、高電圧印加手段２０が構成されている。

ハニカム構造体４は、セラミックス等の絶縁体で形成されており、処理対象ガスＧＳが通過する多数の貫通孔（セル）４ａを有している。各ハニカム構造体４の単位面積当たりの貫通孔４ａの数は等しくされている。すなわち、本実施の形態では、単位面積当たりの貫通孔４ａの数が等しい同一種類のハニカム構造体４−１〜４−４を使用している。上流側電極８および下流側電極９は、処理対象ガスＧＳが通過するように、金属製メッシュとされている。

また、この実施の形態１において、ハニカム構造体４−１と４−２との間の間隔Ｇ１と、ハニカム構造体４−２と４−３との間の間隔Ｇ２と、ハニカム構造体４−３と４−４との間の間隔Ｇ３とは等しく、例えば０．５ｍｍ〜数ｍｍとされている。これにより、ハニカム構造体４−１と４−２との間に空気層１２−１が形成され、ハニカム構造体４−２と４−３との間に空気層１２−２が形成され、ハニカム構造体４−３と４−４との間に空気層１２−３が形成されている。以下、空気層１２（１２−１〜１２−３）を空間ギャップと呼ぶ。

このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１内に流し、上流側電極８と下流側電極９との間に高電圧電源５からの高電圧（数ｋＶ〜数１０ｋＶ）Ｖを印加する。この上流側電極８と下流側電極９との間への高電圧Ｖの印加は、トランジスタＴｒ１のベースに所定周期で与えられる所定時間幅ＴＷのパルス信号により、図２に示すように、休止期間Ｔを設けて断続的に行われる。

この高電圧Ｖの印加により、ハニカム構造体４の貫通孔４ａおよびハニカム構造体４間の空間ギャップ１２にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。

このガス処理装置において、プラズマはハニカム構造体４の貫通孔４ａだけではなく、ハニカム構造体４間の空間ギャップ１２にも発生する。このため、貫通孔４ａ内での有害ガスの分子分解効果に加え、ハニカム構造体４間の空間ギャップ１２での有害ガスの分子分解効果が加わり、さらにこの貫通孔４ａ内での分子分解効果とハニカム構造体４間の空間ギャップ１２での分子分解効果との相乗効果により、有害ガスの無害な物質への分解が促進され、ガス処理能力が高まる。

また、このガス処理装置において、ハニカム構造体４間の空間ギャップ１２には、対向する貫通孔４ａの縁面から電界が広がって、均一なプラズマが大量に発生する。これにより、貫通孔４ａ内に発生するプラズマのばらつきによる影響が小さくなり、ガス処理能力が安定する。

また、このガス処理装置において、ハニカム構造体４間には空気層である空間ギャップ１２が設けられるので、この空間ギャップ１２により上流側電極８と下流側電極９との間のインピーダンスが安定し、ハニカム構造体の吸湿・乾燥によるインピーダンス変化に対して流れる電流の変化が小さくなる。これにより、上流側電極８と下流側電極９との間に加わる高電圧値の変化が小さくなり、高電圧電源５として、専用に設計された特殊な高電圧電源ではなく、市販されている安価な高電圧電源を使用することができるようになる。

また、このガス処理装置において、電極は上流側電極８と下流側電極９の２個の電極のみでよく、ハニカム構造体４毎に電極を配置する必要がない。これにより、部品点数が削減され、構造が簡単となり、組立工数も少なくて済み、コストダウンが図られる。

また、このガス処理装置において、ハニカム構造体４−１〜４−４には休止期間Ｔを設けて高電圧Ｖが断続的に印加されるので、休止期間Ｔ中の電力消費が軽減され、使用電力量が削減される。

また、このガス処理装置では、高電圧Ｖが印加されない休止期間Ｔ中に、ハニカム構造体４−１〜４−４に処理対象ガスが吸着され、高電圧Ｖの印加中に、休止期間Ｔ中に吸着された分も含めて処理対象ガスがハニカム構造体４−１〜４−４で分解処理されるので、ガス処理が効率的に行われるものとなる。

〔実施の形態２〕
実施の形態１では、ダクト１の入口から出口へ向かう方向に沿って複数のハニカム構造体４をダクト１内に設けるようにしたが、図３に示すように、ダクト１の入口から出口へ向かう方向に対し直交する方向に沿って複数のハニカム構造体４をダクト１内に設けるようにしてもよい。

このようにすると、各ハニカム構造体４がダクト１の入口から出口へ向かう方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置されるので、ダクト１の入口から出口へ向かう方向に沿って配置される場合よりも、処理対象ガスＧＳが各ハニカム構造体４の貫通孔４ａやハニカム構造体４間の空間ギャップ１２でプラズマに晒される時間が長くなる。これにより、ガス分解が行われる機会が多くなり、ガス処理能力が向上し、高速流におけるガス処理能力の低下を防ぐことが可能となる。

〔実施の形態３〕
図４にこの発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態３）の要部を示す。この実施の形態３では、ハニカム構造体４−１と４−２との間に間隔Ｇ１を設けて、ハニカム構造体４−３と４−４との間に間隔Ｇ２を設けて、ハニカム構造体４−１〜４−４をダクト１内に配置している。

また、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−１と４−２を第１のハニカム構造体群４Ａとし、この第１のハニカム構造体群４Ａの両端に位置するハニカム構造体４−１および４−２の外側に、第１の電極として電極８を、第２の電極として電極９を配置している。

同様にして、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−３と４−４を第２のハニカム構造体群４Ｂとし、この第２のハニカム構造体群４Ｂの両端に位置するハニカム構造体４−３および４−３の外側に、第１の電極として電極９を、第２の電極として電極１０を配置している。

なお、この実施の形態３において、電極９は第１のハニカム構造体群４Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極とを兼ねた共通電極とされているが、第１のハニカム構造体群４Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極とを独立した電極とするようにしてもよい。

電極８，９および１０は、処理対象ガスＧＳが通過するように、金属製メッシュとされている。また、この実施の形態３では、電極８が導線１６によってリレーＲｙの常開接点Ｓａを介して高電圧電源５の＋極に接続され、電極１０が導線１７によってリレーＲｙの常閉接点Ｓｂを介して高電圧電源５の＋極に接続されている。高電圧電源５の−極および電極９は接地されている。

この実施の形態３では、高電圧電源５と、常開接点Ｓａおよび常閉接点Ｓｂを含むリレーＲｙと、抵抗Ｒ１と、トランジスタＴｒ１と、導線１６，１７とによって、高電圧印加手段２１が構成されている。

このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１内に流し、電極８と電極９との間にリレーＲｙの常開接点Ｓａを介する高電圧電源５からの高電圧ＶＡを印加し、電極９と電極１０との間にリレーＲｙの常閉接点Ｓｂを介する高電圧ＶＢを印加する。

この電極８と電極９との間への高電圧ＶＡの印加、電極９と電極１０との間への高電圧ＶＢの印加は、トランジスタＴｒ１のベースに所定周期で与えられる所定時間幅ＴＷのパルス信号により、図５に示すように、第１のハニカム構造体群４Ａと第２のハニカム構造体群４Ｂとの間で、高電圧が印加されている期間と印加されていない期間とが重なる休止期間Ｔ１，Ｔ２（Ｔ１≒Ｔ２）を設けて、断続的に行われる。

これにより、休止期間Ｔ１，Ｔ２中の電力消費が軽減され、使用電力量が削減される。また、高電圧ＶＡが印加されない休止期間Ｔ１中にハニカム構造体群４Ａのハニカム構造体４−１，４−２に処理対象ガスが吸着され、高電圧ＶＡの印加中に、休止期間Ｔ１中に吸着された分も含めて処理対象ガスがハニカム構造体４Ａで分解処理され、高電圧ＶＢが印加されない休止期間Ｔ２中にハニカム構造体群４Ｂのハニカム構造体４−３，４−４に処理対象ガスが吸着され、高電圧ＶＢの印加中に、休止期間Ｔ２中に吸着された分も含めて処理対象ガスがハニカム構造体４Ｂで分解処理されるので、ガス処理が効率的に行われるものとなる。また、ハニカム構造体群４Ａでの休止期間Ｔ１中には、ハニカム構造体群４Ｂで処理対象ガスの分解処理が行われ、ハニカム構造体群４Ｂでの休止期間Ｔ２中には、ハニカム構造体群４Ａで処理対象ガスの分解処理が行われるので、処理対象ガスの分解処理が行われない期間が生じないものとなる。

また、このガス処理装置では、第１のハニカム構造体群４Ａの第１の電極８と第２の電極９との間に高電圧電源５からの高電圧ＶＡを、第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極９と第２の電極１０との間に高電圧電源５からの高電圧ＶＢを個別に印加しているので、空間ギャップ１２−１，１２−２での電位を安定的に高電界状態に保ち、プラズマを安定して発生させることが可能となる。

なお、このガス処理装置において、第１のハニカム構造体群４Ａおよび第２のハニカム構造体群４Ｂに対して高電圧電源５を個別に設け、第１のハニカム構造体群４Ａに印加する高電圧ＶＡと第２のハニカム構造体群４Ｂに印加する高電圧ＶＢとを異なる値とするようにしてもよい。高電圧ＶＡと高電圧ＶＢの値を異ならせるようにすると、第１のハニカム構造体群４Ａと第２のハニカム構造体群４Ｂとでプラズマの発生量を変えて、分解可能な有害ガスの種類を異ならせたりすることが可能となる。

また、このガス処理装置では、高電圧ＶＡが印加されない休止期間Ｔ１と高電圧ＶＢが印加されない休止期間Ｔ２とをほゞ等しくしているが、図６に示すように、高電圧ＶＡが印加されない休止期間Ｔ１を高電圧ＶＢが印加されない休止期間Ｔ２よりも長くするようにしてもよい。高電圧ＶＡが印加されない休止期間Ｔ１を長くすると、第１のハニカム構造体群４Ａにおいて処理対象ガスが大量に吸着されるものとなり、すなわちダクト１に入った直後に直ぐに処理対象ガスが第１のハニカム構造体群４Ａにおいて大量に吸着されるものとなり、この大量に吸着された処理対象ガスを高電圧ＶＡの印加中に一挙に分解処理することによって、ガス処理の効率をさらにアップすることができる。

また、このガス処理装置では、休止期間Ｔ１やＴ２を固定としているが、休止期間Ｔ１やＴ２を処理対象ガスＧＳの速度によって変化させたり、処理対象ガスＧＳの温度によって変化させたり、処理対象ガスＧＳの湿度によって変化させたりするようにしてもよい。例えば、処理対象ガスＧＳの速度が上昇すれば、処理対象ガスの吸着量が減るので、休止期間Ｔ１を長くして、処理対象ガスの吸着量を増加させるようにする。また、処理対象ガスＧＳの温度が高くなったり、湿度が低くなると、処理対象ガスに含まれる水分が減るので、休止期間Ｔ１を長くして、処理対象ガスの水分の吸着量を増加させるようにする。ハニカム構造体は、湿度が高いほど電流が流れ易くなり、プラズマの発生量が大となり、高電圧印加時の分解処理能力がアップする。

また、このガス処理装置では、第１のハニカム構造体群４Ａと第２のハニカム構造体群４Ｂとに、互いに重ならないように高電圧ＶＡとＶＢを印加するようにしているが、例えば図７に期間ＴＭとして示すように、その一部が重なるように高電圧ＶＡと高電圧ＶＢを印加するようにしてもよい。

〔実施の形態４〕
図８にこの発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態４）の要部を示す。この実施の形態４では、ハニカム構造体４を６つとし、ハニカム構造体４−１と４−２との間に間隔Ｇ１を設けて、ハニカム構造体４−３と４−４との間に間隔Ｇ２を設けて、ハニカム構造体４−５と４−６との間に間隔Ｇ３を設けて、ハニカム構造体４−１〜４−６をダクト１内に配置している。

また、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−１と４−２を第１のハニカム構造体群４Ａとし、この第１のハニカム構造体群４Ａの両端に位置するハニカム構造体４−１および４−２の外側に、第１の電極として電極８を、第２の電極として電極９を配置している。

同様にして、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−３と４−４を第２のハニカム構造体群４Ｂとし、この第２のハニカム構造体群４Ｂの両端に位置するハニカム構造体４−３および４−４の外側に、第１の電極として電極９を、第２の電極として電極１０を配置している。

同様にして、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−５と４−６を第３のハニカム構造体群４Ｃとし、この第２のハニカム構造体群４Ｃの両端に位置するハニカム構造体４−５および４−６の外側に、第１の電極として電極１０を、第２の電極として電極１１を配置している。

なお、この実施の形態４において、電極９は第１のハニカム構造体群４Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極とを兼ねた共通電極とされているが、第１のハニカム構造体群４Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極とを独立した電極とするようにしてもよい。また、電極１０は第２のハニカム構造体群４Ｂの第２の電極と第３のハニカム構造体群４Ｃの第１の電極とを兼ねた共通電極とされているが、第２のハニカム構造体群４Ｂの第２の電極と第３のハニカム構造体群４Ｃの第１の電極とを独立した電極とするようにしてもよい。

電極８，９，１０および１１は、処理対象ガスＧＳが通過するように、金属製メッシュとされている。また、この実施の形態４では、高電圧電源として、第１の高電圧電源５−１と第２の高電圧電源５−２とが設けられ、電極８が導線１６によって高電圧電源５−１の＋極に接続され、電極９が導線１８によって接地されると共に、リレーＲｙの常開接点Ｓａを介して高電圧電源５−１の−極に接続されている。また、電極１０が導線１９によって高電圧電源５−２の＋極に接続され、電極１１が導線１７によって接地されると共に、リレーＲｙの常閉接点Ｓｂを介して高電圧電源５−２の−極に接続されている。

この実施の形態４では、高電圧電源５−１，５−２と、常開接点Ｓａおよび常閉接点Ｓｂを含むリレーＲｙと、抵抗Ｒ１と、トランジスタＴｒ１と、導線１６〜１９とによって、高電圧印加手段２２が構成されている。

このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１内に流し、電極８と電極９との間にリレーＲｙの常開接点Ｓａを介する高電圧電源５−１からの高電圧ＶＡを印加し、電極９と電極１０との間および電極１０と電極１１との間にリレーＲｙの常閉接点Ｓｂを介する高電圧ＶＢおよびＶＣを印加する。

この電極８と電極９との間への高電圧ＶＡの印加、電極９と電極１０との間および電極１０と電極１１との間への高電圧ＶＢおよびＶＣの印加は、トランジスタＴｒ１のベースに所定周期で与えられる所定時間幅ＴＷのパルス信号により、図９に示すように、第１のハニカム構造体群４Ａと第２のハニカム構造体群４Ｂおよび第３のハニカム構造体群４Ｃとの間で、高電圧が印加されている期間と印加されていない期間とが重なる休止期間Ｔ１，Ｔ２を設けて、断続的に行われる。

これにより、休止期間Ｔ１，Ｔ２中の電力消費が軽減され、使用電力量が削減される。また、高電圧ＶＡが印加されない休止期間Ｔ１中にハニカム構造体群４Ａのハニカム構造体４−１，４−２に処理対象ガスが吸着され、高電圧ＶＡの印加中に、休止期間Ｔ１中に吸着された分も含めて処理対象ガスがハニカム構造体４Ａで分解処理され、高電圧ＶＢおよびＶＣが印加されない休止期間Ｔ２中にハニカム構造体群４Ｂおよび４Ｃのハニカム構造体４−３，４−４および４−５，４−６に処理対象ガスが吸着され、高電圧ＶＢおよびＶＣの印加中に、休止期間Ｔ２中に吸着された分も含めて処理対象ガスがハニカム構造体群４Ｂおよび４Ｃで分解処理されるので、ガス処理が効率的に行われるものとなる。

また、ハニカム構造体群４Ａでの休止期間Ｔ１中には、ハニカム構造体群４Ｂおよび４Ｃで処理対象ガスの分解処理が行われ、ハニカム構造体群４Ｂおよび４Ｃでの休止期間Ｔ２中には、ハニカム構造体群４Ａで処理対象ガスの分解処理が行われるので、処理対象ガスの分解処理が行われない期間が生じないものとなる。

なお、この実施の形態４では、第２のハニカム構造体群４Ｂと第３のハニカム構造体群４Ｃとに同タイミングで高電圧ＶＢおよびＶＣを印加するようにしたが、図１０に示すように、第１のハニカム構造体群４Ａへの高電圧ＶＡと、第２のハニカム構造体群４Ｂへの高電圧ＶＢと、第３のハニカム構造体群４Ｃへの高電圧ＶＣとを順番にずらして印加するようにし、休止期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を得るようにしてもよい。

〔実施の形態５〕
実施の形態４では、高電圧電源を直流の高電圧電源５−１と５−２との組合せ（ＤＣ＋ＤＣ）としたが、交流の高電圧電源同士の組合せ（ＡＣ＋ＡＣ）としたり、直流と交流の高電圧電源の組合せ（ＤＣ＋ＡＣ）としたり、パルス電源と交流電源との組合せ（パルス＋ＡＣ）としたするなどしてもよい。

また、交流の高電圧電源を用いた場合、周波数を異ならせるなどしてもよい。また、ハニカム構造体群の数を増やし、個別に印加する高電圧電源の種類をさらに増やしたり、周波数を異ならせたりするようにしてもよい。電圧種別を異ならせたり、周波数を異ならせたりすることにより、ハニカム構造体４間の空間の電位を複雑な高電界状態にして、プラズマを安定して発生させることが可能となる。

図１１に高電圧電源５を交流の高電圧電源同士の組合せとした例（実施の形態５）を示す。この例では、第１の高電圧電源として交流の高電圧電源５−３を用い、第２の高電圧電源として交流の高電圧電源５−４を用いている。

このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１内に流し、電極８と電極９との間にリレーＲｙの常開接点Ｓａを介する高電圧電源５−３からの交流の高電圧ＶＡを印加し、電極９と電極１０との間にリレーＲｙの常閉接点Ｓｂを介する交流の高電圧ＶＢを印加する。

この電極８と電極９との間への交流の高電圧ＶＡの印加、電極９と電極１０との間への交流の高電圧ＶＢの印加は、トランジスタＴｒ１のベースに所定周期で与えられる所定時間幅ＴＷのパルス信号により、図１２に示すように、第１のハニカム構造体群４Ａと第２のハニカム構造体群４Ｂとの間で、高電圧が印加されている期間と印加されていない期間とが重なる休止期間Ｔ１，Ｔ２を設けて、断続的に行われる。このようにしても実施の形態４と同様の効果を得ることができる。

なお、上述した実施の形態１〜５では、ハニカム構造体４−１〜４−６の単位面積当たりの貫通孔４ａの数を等しくしているが、ハニカム構造体４−１〜４−６の単位面積当たりの貫通孔４ａの数を選択的に異ならせるようにしてもよい。

例えば、図１に示した構成において、ハニカム構造体４−１，４−２については単位面積当たりの貫通孔４ａの数を少なし、ハニカム構造体４−３，４−４については単位面積当たりの貫通孔４ａの数を多くするようにしたり、ハニカム構造体４−１，４−２，４−３，４−４の順で単位面積当たりの貫通孔４ａの数を多くするなどとしてもよい。

ハニカム構造体４−１，４−２，４−３，４−４の順で単位面積当たりの貫通孔４ａの数を多くすると、ハニカム構造体４−１，４−２，４−３，４−４の順でプラズマの発生量が大きくなり、各ハニカム構造体４で分解可能な有害ガスの種類を異ならせることが可能となる。

例えば、その分子が持つエネルギー準位が順に高い有害ガスＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが処理対象ガスＧＳに含まれていたものとした場合、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスＡをハニカム構造体４−１で分解し、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスＢをハニカム構造体４−２で分解し、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスＣをハニカム構造体４−３で分解し、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスＤをハニカム構造体４−４で分解するなど、各ハニカム構造体４で分解可能な有害ガスの種類を異ならせることができる。

この場合、ハニカム構造体４−２での有害ガスＢの分解に際し、ハニカム構造体４−１によって分解しきれなかった有害ガスＡの分解が行われ、ハニカム構造体４−３での有害ガスＣの分解に際し、ハニカム構造体４−１，４−２で分解しきれなかった有害ガスＡ，Ｂの分解が行われ、ハニカム構造体４−４での有害ガスＤの分解に際し、ハニカム構造体４−１，４−２，４−３で分解しきれなかった有害ガスＡ，Ｂ，Ｃの分解が行われる。

このような方法とすると、１つのハニカム構造体４で全ての有害ガスＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの分解を行うようにした場合よりも、有害ガスの分解に際して発生する副生成物（例えば、オゾン）の発生量を少なくすることができる。

また、上述した実施の形態１〜５ではハニカム構造体４間の間隔Ｇ（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）を等しくしているが、異ならせるようにしてもよい。例えば、図１に示した構成において、ハニカム構造体４間の間隔Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を異ならせると、空間ギャップ１２−１，１２−２，１２−３でのプラズマの発生量が異なるものとなり、ハニカム構造体４−１〜４−４の単位面積当たりの貫通孔４ａの数を選択的に異ならせた場合と同様の作用・効果を得ることができる。この場合、ハニカム構造体４−１〜４−４を単位面積当たりの貫通孔４ａの数が等しい同一種類のハニカム構造体とすることができるので、部品の種類を増やさずに済む。

また、上述した実施の形態１〜５において、ハニカム構造体４はオゾンを分解する触媒機能を備えたものとしてもよく、例えば、図１に示した構成において、ハニカム構造体４−４の下流位置にオゾンを分解する触媒を設けるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態１，２において、ハニカム構造体４の数は、２つ以上あれば、幾つあっても構わない。また、上述した実施の形態３〜５において、ハニカム構造体４の数は、２つ以上のハニカム構造体群を形成することができればよく、幾つあっても構わない。

また、上述した実施の形態１〜５において、副生成物としてオゾンを大量に発生させ、オゾン発生器として転用するようにしてもよい。
また、上述した実施の形態１〜５において、ハニカム構造体４には貫通孔４ａが蜂の巣状に設けられているが、多数の貫通孔４ａが設けられていればよく、蜂の巣状に限られるものではない。

なお、本ガス処理装置は、燃料電池等に用いられる水素を効率的に生成する目的で、炭化水素類等から水素含有ガスを生成する、いわゆる改質にも適用することができる。例えばオクタン（ガソリンの平均分子量に比較的近い物質）Ｃ₈Ｈ₁₈の場合は、本ガス処理装置に供給すると下記（１）式で示される化学反応が促進され、その結果水素ガスを効率よく生成することができる。
Ｃ₈Ｈ₁₈＋８Ｈ₂Ｏ＋４（Ｏ₂＋４Ｎ₂）→８ＣＯ₂＋１７Ｈ₂＋１６Ｎ₂・・・・（１）

本発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。 実施の形態１のガス処理装置の上流側電極と下流側電極との間に休止期間を設けて断続的に印加される高電圧Ｖの印加タイミングを示す図である。 本発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態２）の要部を示す図である。 本発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態３）の要部を示す図である。 実施の形態３のガス処理装置の第１のハニカム構造体群に印加される高電圧ＶＡと第２のハニカム構造体群に印加される高電圧ＶＢの印加タイミングを示す図である。 高電圧ＶＡが印加されない休止期間Ｔ１を高電圧ＶＢが印加されない休止期間Ｔ２よりも長くするようにした例を示す図である。 高電圧ＶＡとＶＢをその一部が重なるように印加するようにした例を示す図である。 本発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態４）の要部を示す図である。 実施の形態４のガス処理装置の第１のハニカム構造体群に印加される高電圧ＶＡと第２のハニカム構造体群および第３のハニカム構造体群に印加される高電圧ＶＢおよびＶＣの印加タイミングを示す図である。 第１のハニカム構造体群への高電圧ＶＡと第２のハニカム構造体群への高電圧ＶＢと第３のハニカム構造体群への高電圧ＶＣとを順番にずらして印加するようにした例を示す図である。 高電圧電源を交流の高電圧電源同士の組合せとした例（実施の形態５）を示す図である。 実施の形態５のガス処理装置の第１のハニカム構造体群に印加される交流の高電圧ＶＡと第２のハニカム構造体群に印加される交流の高電圧ＶＢの印加タイミングを示す図である。 放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する図である。

符号の説明

１…ダクト（通風路）、４（４−１〜４−６）…ハニカム構造体、４ａ…貫通孔（セル）、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…ハニカム構造体群、５（５−１〜５−４）…高電圧電源、８〜１１…電極、１２（１２−１〜１２−３）…空間ギャップ、１６〜１９…導線、Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）…間隔、ＧＳ…処理対象ガス、２０〜２３…高電圧印加手段、Ｒ１…抵抗、Ｒｙ…リレー、Ｔｒ１…トランジスタ、Ｓａ…常開接点、Ｓｂ…常閉接点。

Claims (6)

1. 通風路内に間隔を設けて配置され、前記通風路内を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数の多孔体と、
   前記複数の多孔体のうち前記処理対象ガスの通過方向の最も上流に配置される多孔体の上流側に配置される上流側電極と、
   前記複数の多孔体のうち前記処理対象ガスの通過方向の最も下流に配置される多孔体の下流側に配置される下流側電極と、
   前記上流側電極と前記下流側電極との間に休止期間を設けて高電圧を断続的に印加し前記多孔体の貫通孔および前記多孔体間の空間にプラズマを発生させる高電圧印加手段と
   を備えることを特徴とするガス処理装置。
2. 通風路内に間隔を設けて配置され、前記通風路内を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数の多孔体と、
   前記複数の多孔体のうち隣り合う複数の多孔体を１群の多孔体群とし、これら多孔体群毎にその両端に位置する多孔体の外側に配置された第１および第２の電極と、
   前記多孔体群間で高電圧が印加されている期間と印加されていない期間とが重なる休止期間が生じるように、前記各多孔体群の第１の電極と第２の電極との間に個別に高電圧を印加し、前記多孔体の貫通孔および前記多孔体間の空間にプラズマを発生させる高電圧印加手段と
   を備えることを特徴とするガス処理装置。
3. 請求項２に記載されたガス処理装置において、
   前記高電圧印加手段は、前記各多孔体群の第１の電極と第２の電極との間に電圧値が異なる高電圧を印加する
   ことを特徴とするガス処理装置。
4. 請求項２に記載されたガス処理装置において、
   前記高電圧印加手段は、前記各多孔体群の第１の電極と第２の電極との間に電圧種別が異なる高電圧を印加する
   ことを特徴とするガス処理装置。
5. 請求項２に記載されたガス処理装置において、
   前記高電圧印加手段は、前記各多孔体群の第１の電極と第２の電極との間に周波数が異なる高電圧を印加する
   ことを特徴とするガス処理装置。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載されたガス処理装置において、
   前記多孔体は、ハニカム構造体である
   ことを特徴とするガス処理装置。

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