JP2010532253A - 表面プラズマガス処理 - Google Patents
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Abstract
Description
・誘電バリアはより安全性が高く、プラズマの分布がより均一である。
・冷却流体回路を必要に応じて誘電バリアに組み込むことができる。
・このタイプの反応炉は、特に産業分野での応用に適した容量の処理を達成するためには、容易に拡張可能である。
・大気圧での運転において適用可能である。
・互いに平行な活性面および後面を有する誘電性支持部と、
・上記支持部の活性面によって担持されている第1の電極と、
・上記支持部の後面によって担持されており、第1の電極に対して上記支持部に平行な方向にオフセットされている第2の電極と、
・上記支持部の活性面の上方に配置された、光触媒(4)の少なくとも一部分と、を備え、上記光触媒が放射を受けるとガス処理を開始させることができるガス処理ユニットを提案する。
・上記処理ユニットは、もう一つの表面プラズマを支持部の後面で形成するようにさらに構成され、光触媒の少なくとも1つの他の部分がこの後面上に配置され、当該光触媒の他の部分が上記もう一つのプラズマによって生成された放射を受けるとガス処理を開始させることができてもよい。
・第3の電極が、上記支持部の活性面によって担持され、第2の電極に対して上記支持部に平行な方向に第1の電極とは反対向きにオフセットされ、電圧が第2の電極と第3の電極との間に印加されると上記プラズマゾーンを増加させることができてもよい。
・前述の少なくとも1つの処理ユニットと、
・プラズマゾーンにおいてガスを光触媒の薄膜上に導くことのできるガス流誘導手段と、
・第1の電極および第2の電極に接続された電源とである。
(1)2つの平行な面を有する支持膜を準備するステップと、
(2)光触媒の薄膜を堆積するためのツールを使用することによって、該光触媒の層を上記支持膜の少なくとも一方の面上に堆積するステップと、
(3)2つの導電部が上記膜に平行な方向にオフセットされ、2つの導電部のうち1つが少なくとも部分的に上記光触媒の薄膜に被さるように、少なくとも第1の導電部および第2の導電部をそれぞれ、上記支持膜の2つの面上に配置するステップとである。
図1aと図1bはそれぞれ、本発明の第1の実施形態のガス処理ユニットの断面図および平面図である。
図2aと図2bは、図1aと図1bにそれぞれ対応し、本発明の第2の実施形態の場合を示している。
図3は、本発明の複数の処理ユニットが組み込まれたガス処理装置の概略的な斜視図である。
・電極1および電極2は非常に薄くてもよく、幅xは1mmのオーダであってもよい。さらに、互いに対して数mmの距離dによってオフセットされていてもよい。そして、各支持部3は、ガス流の流れにそって連続して配置された電極1および2の組を多数備えていてもよい。
・適切な触媒を使用することによって、汚染物質濃度を支持部の表面で局所的に増加させることが可能になる。ガスがさらに効率的に処理でき、特に汚染物質が非常に低い濃度で存在しているときには一層効率的に処理できる。
・ガスの処理は、ガスが連続的なストリームの形態で供給されるのか、あるいはガスが一定量ずつある任意の期間、処理装置中に滞在して連続的に処理されるのかに応じて、連続的もしくは順に実施してもかまわない。
・上記ガス処理装置は、ガスが表面プラズマによって処理されている間に生成される可能性のあるオゾン分子を分解するためのセクションをさらに備えていてもよい。このようなセクションは、例えば酸化マンガン(MnO2)もしくはアルミナ(γ−Al2O3)などの多孔質の物質を組み込んでもよい。
・処理対象となるガスの流れは、各ユニットの支持部3に平行である限り、電極1および電極2のオフセット方向Lに関してはどのような向きに配置してもかまわない。
Claims (19)
- 活性面(S1)、および該活性面に平行な後面(S2)を有する誘電性支持部(3)と、
上記支持部の活性面によって担持されている第1の電極(1)と、
上記支持部の後面によって担持されており、上記第1の電極に対して上記支持部に平行な方向(L)にオフセットされている第2の電極(2)と、
上記支持部の上記活性面の上方に配置された、光触媒(4)の少なくとも一部分と、を備え、上記光触媒が放射を受けるとガスの処理を開始させることができるガス処理ユニット(11)であって、
上記ガス処理ユニットは、上記第1の電極および上記第2の電極が電源(10)の2つの端子に接続されると、上記第1の電極(1)から上記第2の電極(2)に向かって拡がるゾーン(P1)において、上記支持部の上記活性面(S1)の上方で表面プラズマが形成されるように構成されており、上記プラズマは上記光触媒が受ける放射を生成しており、
上記ガス処理ユニットは、
上記光触媒の部分(4)が、上記支持部の活性面(S1)上に配置された薄膜であること、ならびに
第1の電極(1)が、上記薄膜における上記支持部と反対の面上に、少なくとも上記光触媒の薄膜(4)の一部分に被さるように配置されていることを特徴とするガス処理ユニット。 - 請求項1に記載のユニットであって、第1の電極(1)における上記プラズマゾーン(P1)側の1つの縁(B1)が、上記光触媒の薄膜(4)に被さるように配置されているユニット。
- 請求項1または2に記載のユニットであって、上記光触媒の薄膜(4)が上記第1の電極(1)と上記支持部(3)との間で連続しているユニット。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のユニットであって、上記光触媒の薄膜(4)が10nmと100μmとの間、好ましくは50nmと200nmとの間の厚さを有するユニット。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のユニットであって、上記ガスの処理が、当該ガスの少なくとも部分的な汚染制御、当該ガスの臭気削減、細菌処理、およびこれらの処理のうちの少なくとも2つの処理の組み合わせから選択されるように構成されているユニット。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のユニットであって、もう一つの表面プラズマ(P2)を上記支持部の後面(S2)でさらに形成するように構成されており、光触媒(5)の少なくとも1つの他の部分が上記支持部の後面上に配置されており、上記光触媒の上記他の部分が上記もう一つのプラズマによって生成された放射を受けるとガスの処理を開始させることができるユニット。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のユニットであって、上記支持部の活性面(S1)によって担持されており、上記第2の電極(2)に対して上記支持部に平行な方向(L)に上記第1の電極(1)とは反対向きにオフセットされている第3の電極(6)をさらに備え、電圧が上記第2の電極と第3の電極との間に印加されると上記プラズマゾーンを増加させるように構成されているユニット。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のユニットであって、上記支持部(3)が積層構造を有するユニット。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のユニットであって、上記支持部(3)自体が基板、および該基板によって担持されている基層を備えており、上記基層が上記支持部(S1)の活性面を形成し、上記光触媒の薄膜(4)を担持しているユニット。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載のユニットであって、上記支持部(3)が、0.4と2.0mmとの間の厚さを有する板状ガラス、もしくは有機材料からなる膜を備えているユニット。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載のユニットであって、上記光触媒(4)がレドックス効果を有する材料であるユニット。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載のユニットであって、上記支持部(3)と上記第1の電極(1)との間に配置された上記光触媒の薄膜(4)の部分が、6.0を超える比誘電率を有するユニット。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の、少なくとも1つの処理ユニット(11〜13)と、
上記プラズマゾーン(P1)において上記ガスを上記光触媒の薄膜(4)上に導くように構成されているガス流誘導手段と、
上記第1の電極および上記第2の電極に接続された電源(10)と、を備えたガス処理装置。 - 請求項13に記載の装置であって、互いに平行に並んで配置された複数の処理ユニット(11〜13)を備え、当該装置における隣接する2つのユニットは、当該2つのユニットが上記ガス流誘導手段の一部分を形成するように調整された距離(e)で離間している装置。
- (1)2つの平行な面(S1、S2)を有する支持膜(3)を準備するステップと、
(2)光触媒(4)の薄膜を堆積するためのツールを使用することによって、該光触媒の層を上記支持膜(S1)の少なくとも一方の面上に堆積するステップと、
(3)2つの導電部が上記膜に平行な方向(L)にオフセットされ、2つの導電部のうち1つが少なくとも部分的に上記光触媒の薄膜(2)に被さるように、少なくとも第1の導電部(1)および第2の導電部(2)をそれぞれ、上記支持膜における2つの面(S1、S2)上に配置するステップと、を含む、ガス処理ユニット(11)の製造方法。 - 請求項15に記載の方法であって、請求項1〜12のいずれか1項に記載のガス処理ユニット(11)を製造するために使用する方法。
- 請求項15または16に記載の方法であって、
上記支持膜(3)が複数の処理ユニットに対応する長さを有し、
上記光触媒の薄膜を堆積させるための上記ツール内で上記支持膜(3)を平行移動させることによってステップ(2)を連続的に実施し、
つぎに、上記支持膜を各処理ユニットに対応する寸法にそれぞれ切断する、方法。 - 請求項17に記載の方法であって、上記支持膜(3)が折り曲げ可能であり、ステップ(2)において使用される上記光触媒の薄膜を堆積させるための上記ツールを、上記支持膜の供給用ロールから引き出された状態の支持膜の下流に配置する方法。
- 請求項15〜18のいずれか1項に記載の方法であって、導電性材料の薄膜を堆積させるためのツールを使用すること、もしくはスクリーン印刷によって、上記導電部(1、2)の少なくとも1つを形成する方法。
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