JP2010149053A - 誘電性構造体、誘電性構造体を用いた放電装置、流体改質装置、および反応システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 誘電性構造体U1は、第1表面S1と第2表面S2との間に少なくとも1つの貫通孔3を有する誘電体2と、誘電体における第1表面S1と第2表面S2との間に設けられ、少なくとも一部が貫通孔3の内周面に沿って位置する第1導電体4と、誘電体2における第1導電体4と第2表面S1との間、又は第2表面S2上に設けられ、少なくとも一部が貫通孔に沿って位置する第2導電体6とを有する。貫通孔3は、第1表面S1における開口の開口面積が、第2表面S2における開口の開口面積よりも大きい。
【選択図】図2
Description
本発明の放電装置は、前記の第1〜9誘電性構造体のいずれかと、前記第1導電体と前記第2導電体との間に交流電圧またはパルス電圧を印加するための第1電源とを備えた放電装置である。この放電装置を第1放電装置という。
図1は、本発明の第1の実施の形態による誘電性構造体の正面図であり、図2は、図1におけるA−A’線における断面図である。本実施の形態による誘電性構造体U1は、誘電体からなる基体2を備える。この基体2は、対向する第1表面S1および第2表面S2の間を貫通する貫通孔3を有する。基体2の内部には、対向する第1表面S1と第2表面S2との間に第1導電体4が配設される。第1導電体4は、基体2の貫通孔3に対応する位置に貫通孔5を有している。この貫通孔5の径は、基体2の貫通孔3の径よりも大きく、貫通孔5の開口は、貫通孔3の開口に沿って位置している。
また、例えば、CnHm(有機物)は、酸素濃度が10%程度以上の酸素条件下において、下記の式(2)に示された反応により酸化改質して、CO2及びH2Oが生成される。
なお、第1導電体4と第2導電体6との間に沿面放電を発生させるために、第1導電体4と第2導電体6との間には周波数の高い交流電圧が印加される。印加される交流電圧は、必要とされる沿面放電の強度等によって適宜選択される。例えば、ディーゼルエンジンの排気ガス中のC(すす)を改質する誘電性構造体U1において印加される交流電圧の周波数は、例えば、1kHz〜100MHzである。
また、例えば、CnHm(有機物)は、酸素濃度が10%程度以上の酸素条件下において、下記の式(2)に示された反応により酸化改質して、CO2及びH2Oが生成される。
さらに、流体中の微粒子状不純物の一部は、プラズマによって正または負に帯電される。
図8は、本発明の第2の実施の形態による誘電性構造体の、図2に対応した断面図である。図8において、図2と同一の構成には、同一の符号を付す。図8に示すように、本実施の形態による誘電性構造体U2は、基体2の第1表面S1上に第3導電体16を有する。
この第3導電体16には、第1導電体4に基準電位を供給した場合に、第2導電体6と同様に、交流電位が供給される。すわなち、第1導電体4と第3導電体16との間に交流電圧が印加される。このとき、第3導電体16の表面近傍には沿面放電が発生する。
図9は、本発明の第3の実施の形態による誘電性構造体の断面図である。図9において、図2と同一の構成には、同一の符号を付す。図9に示すように、本実施の形態による誘電性構造体U3は、複数の基体2を配列して形成されている。ここで、誘電性構造体U3は、第1表面と第2表面との間に少なくとも1つの貫通孔3a,3b,3cを有する複数の基体2a,2b,2cと、各基体2a,2b,2cにおける第1表面と第2表面との間にそれぞれ設けられた第1導電体4a,4b,4cと、各基体2a,2b,2cにおける第2表面上にそれぞれ設けられ、外縁部が第2表面上に位置する第2導電体6a,6b,6cとを有している。複数の基体2a,2b,2cは、第1導電体4a,4b,4cと第2導電体6a,6b,6cが交互に位置するとともに、各基体2に設けられた貫通孔3a,3b,3cが連通するように配列されている。
(第4の実施の形態)
図10は、本発明の第4の実施の形態による誘電性構造体の、図2に対応した断面図である。図10において、図2と同一の構成には、同一の符号を付す。図10に示すように、本実施の形態による誘電性構造体U4は、第1表面S1における開口の開口面積が、第2表面S2における開口の開口面積よりも大きい。そして、誘電性構造体U3を貫通孔3の貫通方向に投影したとき貫通方向に沿って離間した貫通孔3の任意の2箇所のうち、配列方向における一方の端部に位置する第2表面S1に近い箇所の内周面の位置が、配列方向における他方の端部に位置する第1表面S1に近い箇所の内周面の位置と同じ、又はより内側にある。
図12は、本発明の第5の実施の形態による誘電性構造体の構成例を示す断面図である。図12では、第1の実施の形態による誘電性構造体U1と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。本実施の形態による誘電性構造体U5では、第2導電体6が、第2表面S2ではなく、第1表面S1に設けられている。また、第2導電体6は、貫通孔7の貫通方向に垂直な断面積が貫通方向に沿って第1表面S1から離れるに従って小さくなっている。そして、貫通孔7の径は、第1表面S1から離れるに従って大きくなっている。
図13は、本発明の第6の実施の形態に係る反応装置100の構造的な構成を示す概念図である。なお、第1の実施の形態と同様の構成については、第1の実施の形態と同一符号を付して説明を省略する。
B、第3分岐部107aC(以下、単に「分岐部107a」といい、これらを区別しないことがある。)に分岐し、第1分岐部107aA〜第3分岐部107aCは、それぞれ貫通孔3A〜貫通孔3Cに連通している。なお、排出管107は、省略されてもよい。例えば、処理後の被処理流体が貫通孔3から大気へ直接的に排出されてもよい。
冷媒源111は、例えば、熱交換器を含んで構成され、排出用流動管50Bからの冷却媒体の温度を熱交換器により降下させて供給用流動管50Aに供給する。なお、冷媒源111は、冷却媒体を供給することができればよく、排出用流動管50Bからの冷却媒体を受け入れて冷却媒体を循環させるものでなくてもよい。すなわち、排出用流動管50Bからの冷却媒体は、冷媒源111とは異なる場所へ排出されてよい。例えば、冷却媒体として水道水が利用されるような場合に、排出用流動管50Bからの水は、冷媒源111としての水源とは異なる場所へ排出されてよい。逆に、冷却媒体が循環される構成である場合には、冷媒源111は省略されてもよい。
2・・・・・・基体
3・・・・・・貫通孔
4・・・・・・第1導電体
5・・・・・・第1導電体の貫通孔
6・・・・・・・第2導電体
7・・・・・・・第2導電体の貫通孔
8、9・・・・・外部端子
Claims (16)
- 第1表面と第2表面との間に少なくとも1つの貫通孔を有する誘電体と、
前記誘電体における前記第1表面と前記第2表面との間に設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔の内周面に沿って位置する第1導電体と、
前記誘電体における前記第1表面上、前記第1表面と前記第2表面との間、又は前記第2表面上に設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔に沿って位置する第2導電体と
を有し、
前記貫通孔は、前記第1表面における開口の開口面積が、前記第2表面における開口の開口面積よりも大きい誘電性構造体。 - 前記貫通孔の貫通方向に投影したとき、前記貫通方向に沿って離間した前記貫通孔における任意の2箇所のうち前記第2表面に近い箇所の内周面の位置が、前記第1表面に近い箇所の内周面の位置と同じ、又はより内側にある請求項1に記載の誘電性構造体。
- 第1表面と第2表面との間に少なくとも1つの貫通孔を有する誘電体と、
前記誘電体における前記第1表面と前記第2表面との間に設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔の内周面に沿って位置する第1導電体と、
前記誘電体における前記第1導電体と前記第2表面との間、又は前記第2表面上に設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔に沿って位置する第2導電体と、
前記誘電体における前記第1表面上に設けられた第3導電体と
を有し、
前記第3導電体は、前記貫通孔の貫通方向に垂直な断面積が、該貫通方向に沿って前記第1表面から離れるに従って小さくなる誘電性構造体。 - 第1表面と第2表面との間に少なくとも1つの貫通孔を有する誘電体と、
前記誘電体における前記第1表面と前記第2表面との間に設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔の内周面に沿って位置する第1導電体と、
前記誘電体における前記第1導電体と前記第2表面との間、又は前記第2表面上に設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔に沿って位置する第2導電体と、
前記誘電体における前記第1表面上に設けられた第3導電体と、
前記第3導電体において前記第1表面に隣接する面と反対側の面に設けられた誘電性部材と
を有し、
前記誘電性部材は、前記貫通孔の貫通方向に垂直な断面積が、該貫通方向に沿って前記第1表面から離れるに従って小さくなる誘電性構造体。 - 第1表面と第2表面との間に少なくとも1つの貫通孔を有する複数の誘電体と、
前記各誘電体における前記第1表面と前記第2表面との間にそれぞれ設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔の内周面に沿って位置している第1導電体と、
前記各誘電体における前記第1表面上、前記第1表面と前記第2表面との間、又は前記第2表面上にそれぞれ設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔に沿って位置する第2導電体と
を有し、
複数の前記誘電体は、前記第1導電体と前記第2導電体が交互に位置するとともに、前記各誘電体に設けられた前記貫通孔が連通するように配列されており、
前記複数の誘電体の配列方向において一方の端部に位置する前記第1表面における前記貫通孔の開口面積は、前記配列方向において他方の端部に位置する前記第2表面における前記貫通孔の開口面積よりも大きい誘電性構造体。 - 連通した複数の前記貫通孔からなる連続貫通孔の貫通方向に投影したとき、前記貫通方向に沿って離間した前記連続貫通孔における任意の2箇所のうち、前記配列方向における一方の端部に位置する前記第2表面に近い箇所の内周面の位置が、前記配列方向における他方の端部に位置する前記第1表面に近い箇所の内周面の位置と同じ、又はより内側にある請求項5に記載の誘電性構造体。
- 前記第1導電体および前記第2導電体は、前記貫通孔に対応する位置に貫通孔をそれぞれ有した平板状の導体である請求項1から請求項6のいずれかに記載の誘電性構造体。
- 前記貫通孔の貫通方向に投影したときに、前記第2導電体の外縁部は、前記第1導電体の外縁部の内側に位置する請求項1から請求項7のいずれかに記載の誘電性構造体。
- 前記第2導電体は、前記貫通孔に対応する位置以外にも貫通孔を有する請求項1から請求項8のいずれかに記載の誘電性構造体。
- 請求項1から請求項9のいずれかに記載の誘電性構造体と、前記第1導電体と前記第2導電体との間に交流電圧またはパルス電圧を印加するための第1電源とを備えた放電装置。
- 前記第1導電体と前記第2導電体との間に直流電圧を印加するための第2電源を備えた請求項10に記載の放電装置。
- 請求項3または請求項4に記載の誘電性構造体と、前記第1導電体と前記第2導電体との間に交流電圧またはパルス電圧を印加するための第1電源と、前記第1導電体と前記第3導電体との間に交流電圧を印加するための第2電源とを備えた放電装置。
- 請求項3または請求項4に記載の誘電性構造体と、前記第1導電体と前記第2導電体との間に交流電圧またはパルス電圧を印加するための第1電源と、前記第1導電体と前記第3導電体との間に交流電圧を印加するための第2電源と、前記第1導電体と前記第2導電体の間および前記第1導電体と前記第3導電体の少なくとも一方に直流電圧を印加する第3電源とを備えた放電装置。
- 請求項10から請求項13のいずれかに記載の放電装置と、前記貫通孔に前記第1表面側から前記第2表面側に流体を流す流体供給部と、前記放電装置の下流に設けられた集塵部を備えた流体改質装置。
- 請求項10または請求項12に記載の放電装置と、前記貫通孔に前記第1表面側から前記第2表面側に流体を流す流体供給部と、前記誘電性構造体に関して前記流体供給部と反対側に設けられた電極と、前記電極と前記第1導電体との間に直流電位を供給する第3電源と、前記誘電性構造体と前記電極との間に設けられた集塵部とを備えた反応システム。
- 請求項11に記載の放電装置と、前記貫通孔における前記第1表面側から前記第2表面側に流体を流す流体供給部と、前記誘電性構造体に関して前記流体供給部と反対側に設けられた電極と、前記誘電性構造体と前記電極との間に設けられた集塵部と、前記第2電源を、前記第1導電体と前記第2導電体との間および前記電極と前記第1導電体との間で切り換える切り換え部とを備える反応システム。
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