JP2010017698A - 直流ストリーマ放電の放電素子および有害物質除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流によるストリーマ放電の有害物質除去装置は使用電力が少なく、これかの期待される装置ではあるが直流によるストリーマ放電は放電の安定度が悪く電流の投入増加が得られず又放電プラズマに接触せずに通過し有害物質の除去率に難点があった。
【解決手段】直流ストリーマ放電素子は放電ピンの密度を高くしても電流の増加は望めない。放電ピン配置と間隔が重要な要素になっている。最適な間隔を選定すると同時に密度を変えずに放電素子のピン配列をＶ字型にすることで放電投入電流と放電領域を拡大出来、より安定した放電が得られる。又有害物質を効率よく除去しようとするにはストリーマ放電によって出来るプラズマの中を集中して放電領域を複数段通過させる事も重要な要素である。強制的にプラズマの中を通過させる構造により高効率な有害物質除去率を達成することが出来た。
【選択図】図７

Description

本発明は、直流電流によるストリーマ放電に使用する放電素子、およびこのストリーマ放電の放電素子による有害物質除去装置に関する。

ストリーマ放電が有害物質を除去できる能力は各研究機関の成果として認められているが実用化レベルに達した研究成果は得られないのが現状である。たとえばゴミ処理時に出る悪臭はワンパスで臭気を通常空気の臭気と同程度にしなければ環境問題の解決にならない。そのための装置が大電力を消費するような装置であるならば違った面での公害問題にすり替わるだけである。低消費電力で高効率の有害物質除去を行う装置が求められている。高い除去率のための放電素子や装置構造の開発が重要となっている。

従来の有害物質除去構造は図１，３に示す様に、気体が放電プラズマに必ずしも接触しない構造であり、直線放電ピン１に示すような直線ピンを配置した構造によって除去を行っている。このような構造では、気体がピン間等の間隔を通過していまい除去効率を落としていた。

本発明は、直流電流でのストリーマ放電で安定した状態を維持し、有害物質の除去を向上させることを目的とする。

本発明は、放電素子へのプラズマ分解物質に高い効率でふれさせ、また、電流の増加と放電領域の増加によって除去効率を高める。

本発明の直流ストリーマ放電の放電素子は、直流電流の印加によるストリーマ放電を発生させる放電素子であって、直流電流を印加する複数本のピンを備え、この複数本のピンの先端を所定角度を有して開き、Ｖ字状に配置する構成とする。

このＶ字状配置の構成によって、ピンの密度を維持しながらストリーマ放電領域を広げ同時に放電電流を増加し、また放電を安定して維持することができる。

また、直流ストリーマ放電の放電素子は、直流電流の印加によるストリーマ放電を発生させる放電素子であって、直流電流を印加するピンと、ピンの長さよりも短い気体通過防止板とを備え、気体の流れる方向に対して前方位置に気体通過防止板を後方位置にピンを隣接させて配置し、気体通過防止板によって気体をピンの先端部分に向かわせる。

この気体通過防止板の構成によって、ストリーマ放電の安定化に影響なく、有害物質をストリーマ放電のプラズマ部分に通過させて、除去効率を向上させることができる。

また、本発明の直流ストリーマ放電の放電素子は、Ｖ字状に配置した放電素子と気体通過防止板との構成を組み合わせる構成であって、直流電流を印加する複数本のピンと、ピンの長さよりも短い気体通過防止板とを備え、複数本のピンの先端を所定角度を有して開いてＶ字状に配置し、気体の流れる方向に対して前方位置に気体通過防止板を後方位置にピンを隣接させて配置し、気体通過防止板によって気体をピンの先端部分に向かわせる構成とする。

また、本発明の有害物質除去装置は、直流電流を印加する複数本のピンと、ピンの長さよりも短い気体通過防止板と、放電素子を長さ方向に複数枚取り付ける箱状本体とを備え、複数本のピンの先端を所定角度を有して開いてＶ字状に配置し、気体の流れる方向に対して前方位置に気体通過防止板を後方位置にピンを隣接させて配置し、箱状本体内において気体通過防止板によって気体を前記ピンの先端部分に向かわせ、箱状本体内に取り込んだ有害物質を放電素子によるストリーマ放電で生成されるラジカルによって酸化して除去する構成とする。

また、本発明の有害物質除去装置は、直流電流を印加する複数本のピンと、ピンの長さよりも短い気体通過防止板と、内部に前記放電素子を周方向に複数枚取り付けた筒状本体とを備え、複数本のピンの先端を所定角度を有して開いてＶ字状に配置し、気体の流れる方向に対して前方位置に気体通過防止板を後方位置にピンを隣接させて配置し、筒状本体内において気体通過防止板によって気体を前記ピンの先端部分に向かわせ、筒状本体内に取り込んだ有害物質を放電素子によるストリーマ放電で生成されるラジカルによって酸化して除去する構成とする。

本発明の有害物質除去装置によれば、プラズマ分解物質をストリーマ放電のプラズマの中だけを連続してくぐらせることで、高除去率とし、の他の有害物質除去装置に比べて消費電力を１０分の１から１００分の１の程度とすることが期待される。

従来から直流ストリーマ放電は大量の有害物質除去に向いている方式だと言われていたが放電の安定さに欠けると同時に電流量の投入に限界があり実用化が問題であった。放電ピンの配置をＶ字型放電ピン５の様にＶ字にすることにより放電電流増加等の諸問題の解決がはかれる。又有害物質の除去率の改善は気体阻止板４を手前に配置し同時に放電素子を数段配置する事により有害物質が必ずプラズマの中を順次通過することになる。この構造では有害物質除去率を向上させることが出来るようになる。

本発明によれば、直流電流でのストリーマ放電で安定した状態を維持し、有害物質の除去を向上させることができる。

直流ストリーマ放電は発生させる装置の簡便さに加え処理量の多さも利点である。しかし今迄開発してきた構造は放電素子間又は放電していない部分に有害物質が通過してしまい除去効率を低下させていた。図６，７のように放電させているピンの先端の高さより若干低い気体阻止板４を配置しストリーマ放電の先端だけに気体を当てる。こうする事でストリーマ放電の安定化に影響なく同時に有害物質がストリーマのプラズマ部分を通過することになる。このような放電素子を数段配置することにより効率を上げる事が出来る。

ピン間隔の選定が重要な要素であり電流を増やそうとして密集させても安定した放電を得る事は出来ないと同時に電流量の増加も得る事が出来ない。又ピンの間隔を最適な状態で選定することで安定した放電は得られるが放電領域２を増やすことは出来ない。放電ピンの形状は直線ではなく図６，７の様にピンを交互に広げＶ字型放電ピン５のようにＶ字型にする。こうする事でピンの密度を維持しながらストリーマ放電領域２を広げ同時に放電電流を増加し、又放電の安定維持が出来る様になる。

円筒型有害物質除去装置のロータリーに平行に放電素子を取り付けた断面図である。 円筒型有害物質除去装置本体を上から見た図面である。 箱形有害物質除去装置本体の側面図である。 箱形有害物質除去装置本体に放電素子を取り付けた断面図である。 箱形有害物質除去装置本体に複数枚Ｖ字型放電素子と気体通過防止板を設置した側面図である。 箱形有害物質除去装置本体に複数枚Ｖ字型放電素子と気体通過防止板を設置した断面図である。 円筒型有害物質除去装置に直列複数枚Ｖ字型放電素子と気体通過防止板を取り付けた断面図である。 円筒型有害物質除去装置本体を上から見た図面である。

符号の説明

１ 直線放電ピン
２ 放電領域
３ 気体の流れ方向
４ 気体通過阻止板
５ Ｖ字型放電ピン

Claims (2)

1. 放電素子の配置方法及び気体通過防止板を取り付ける事によってストリーマ放電の有害物質除去能力を向上させる方法。
2. 放電素子のピンをＶ字型の配置構造にする事によって放電領域の拡大と安定維持が出来る方法。

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