JP2011502238A - 冷房装置 - Google Patents

Abstract

【構成】 冷房装置は、スパークギャップ（２−１３）を渡って放電する高電圧、たとえば４４．５ｋＶの、１００ナノ秒より短い持続時間の単向性パルスによる冷却効果に基づく。冷却効果は、スパークギャップから電気的に絶縁されている２つの同軸金属管（３−２，３−４）を含む放出器（２−１２）によって空間的に広げられる。
【効果】このような冷房装置は、住居や輸送への適用に特に適する。そして、危険な冷媒を使わず、省電力であり、環境に優しい冷房装置である。
【選択図】 図３

Description

この発明は、温度調整の分野、特に、囲繞されまたは閉じられた空間を冷房または冷却するための装置に関する。

部屋、車あるいは他の囲繞された空間を快適な温度に維持するための冷房装置がよく知られている。その多くのものは、空気の冷却という形を取り入れた強制空冷方式に基づく。冷房は、一般的には、冷媒ガスの凝縮および蒸発の熱力学に基づく。ガスの液体への凝縮のとき、環境へ熱が戻され、液体の蒸発のときに熱が吸収される。蒸発／凝縮サイクルは圧縮によって駆動される。従来の空気調和（空調）ユニットにおいては、通常はモータによって与えられる機械的な仕事によって駆動される。あるいは、アンモニアのような冷媒ガス（または吸着質）の固体のまたは固体／液体の吸着剤による吸着または吸収によって収着（sorption：吸収と吸着）が駆動される。

これら先行技術の空調システムに伴う大きな問題点は、それらが動作するのに比較的多くの電力を消費するということである。効果的な動作は通常大量の電気を必要とし、それはそれ自体環境に対して幾分かのコストを発生していると思われる。収着サイクルに基づく装置は幾つかの改良点を提案するが、この技術は、成熟した手段によるものではなく、ごくわずかな実用的な装置が開発されているだけである。活発な発展途上国における空調ユニットに対する要求における実質的な増大につれて、電力供給に置かれた負担が危機的になってきている。したがって、空調装置のエネルギ効率を改善することについての高まる要求がある。特に、よりエネルギ効率のよいシステムは、電力グリッドのインフラとは独立して動作され得るという可能性を提供する。このことは、もっと遠隔な地域における使用のためだけでなく、地下鉄の客車のような移動環境においても適する。

従来技術の冷房装置によって提示されるさらなる問題点は、使用される冷媒ガスの潜在的に危険な性質である。アンモニア、アルコール、水素、炭化水素、ハイドロフルオロカーボン（hydrofluorocarbons）および炭酸ガスが冷房システムにおいてすべて用いられてきた。このような物質を用いることに起因する潜在的なリスクは、地下室や客車のような閉空間において使用するとき当然に大きい。従来のほとんどの冷房装置はまた、高いＣＯ_２の放出を欠点として持っていて、それは環境をさらに害する。

そのため、従来技術において知られているものより環境に優しい、冷房装置の代替的な形式を提供することについて高まりつつある要求がある。

この発明は、火花（スパーク）ギャップに接続されかつタイミング手段によって制御される高電圧電源を備える冷房装置であり、高電圧電源およびタイミング手段は単向性の高電圧パルスを発生し、そのパルスはスパークギャップを渡る短い規則的なインパルス（impulse）において放電され、冷房装置はまた、スパークギャップの電極の近傍に配置されかつそれらとは電気的に絶縁された放出器（emitter）を含む。

この発明に従った装置は、スパークギャップを通して、非常に短いインパルス、好ましくは１００ナノ秒より短い持続時間で放電される高電圧直流パルスの発生源を作る。このプロセスの結果として、スパークギャップを取り巻く雰囲気（空気）から熱を回収する。冷却効果は放電スパークの周りに高度に局在化され、そして放出器が非局在化の手段を提供するために使用される。つまり、放出器はより大きな体積に渡って冷却効果を分配する。

この原理に従って動作する冷房装置は従来技術において公知のものから根本的に異なる。従来技術の装置が冷媒の凝縮／蒸発サイクルに基づくのに対し、この発明の装置は高電圧放電によって生成される冷却効果に基づく。

高電圧放電が冷却効果を生じさせ得るということは公知である。自然界において、落雷のあった地域における大気冷却が観察されている。温度低下がまた、冷陰極アークスイッチに接続された電線の大きなコイルにおいて計測されたことがある。そのような効果は、熱のまたは量子ゼロ点変動エネルギ（ゼロ点エネルギフィールド：Zero Point Energy Field）のような不安定なエネルギを組織化（または結合化）することから結果的に生じるものと考えられている。高電圧電源のパルス化された破裂がシステムのＺＰＥＦをかき乱し、それは、結果的に、その周囲から熱を吸収することになる。つまり、冷却効果はＺＰＥＦから刺激される。この効果を利用する装置が、それが配置されている空間を冷房するために使用され得る。

この原理に基づく冷房装置は、潜在的に危険な冷媒を使用しない冷房を有利に達成する。さらに、適した放電を発生させるに必要な電力は、従来の冷房装置を運転するために必要な電力よりはるかに小さい。装置は、同じ効果を達成するために、現在の冷房技術によって使用されるエネルギの１％以下しか消費しないように簡単に構成され得る。

そのような装置は、基本的に空調の分野において、数多くの適用ないし応用を有する。それの環境的な保証書（credentials）に加えて、この発明の装置は、現在利用可能な空調ユニットよりはるかに小型である。このことが、列車、車、船および移動住宅（トレーラーハウス）のような移動するもしくは変化する場所での適用に対して、装置を一層魅力的にする。

冷却効果を提供するために、高電圧電源は、小さくても３ｋＶの、さらに好ましくは、小さくても４ｋＶの電圧を与えるように構成されることが好ましい。

高電圧電源は、中電圧電源、その中電圧電源からの電力出力を中電圧パルスにタイミング調整するためのタイミング制御手段、中電圧パルスを高電圧パルスに変換するように構成されたトランス、および高電圧パルスを単向性信号に変換するように構成された整流器を備えてもよい。そのような構成は、パルス整形および操作の大部分が中電圧の体系（レジーム）の中で行われることを意味する。高電圧を制御することができる部品は製造するのにかなり高価であり、また信頼性の問題を持っている。したがって、基本的に中電圧体系において動作させることによって、安価でより信頼性のある電気部品を容易に利用可能であり、それによって、冷房装置を動作においてより信頼性を高め、構築するのにより経済性を高める。

中電圧電源それ自体は中電圧において電荷を蓄えるためのかつタイミング制御手段の操作によって放電されるストレージ装置を含んでもよい。ストレージ装置は単一のキャパシタまたはキャパシタのバンク(bank)であってよい。適した容量は５０μＦの領域、好ましくはおよそ４７μＦである。それはまた代替的にインダクタであってよい。

キャパシタは好ましくは、低電圧電源、低電圧電源から交流信号を生成するように構成されたパルス発生器、低電圧入力を中電圧出力へ変換するように構成された第２トランス、および交流信号入力を直流電流出力に整流するように構成された整流器を含む回路によって充電される。

スパークギャップは好ましくは、チャンバ内に封止されかつ絶縁ギャップによって分離された第１および第２電極を備える。封止チャンバは、電極が、放電スパークの発生を阻害するかもしれない汚染された状態になるのを防止する。

電極は好ましくは、ドーム形状にされ、そのドーム形状によって、それらの表面上の特定の点でのスパーク放射を抑制し、そしてそれゆえに、それらの使用可能な寿命を長くすることができる。

さらに好ましくは、電極は、クロムまたはニッケルでコーティングされた鉄（スチール）からなる。チャンバはアルゴンやその他の不活性ガスを充填されてもよい。

放出器は、内および外の薄い壁で形成された同軸管を備え、その同軸管は電極接続リードに同軸的に組み立てられる。この同軸管は良導電体でなければならず、そしてそのために、好ましくは、金属製でありもしくは高い導電率を有するセラミック材料で作られる。金属は一般に安価であり、したがって、好ましい。

同軸管は好ましくは６mm‐１４mmの範囲の内径と７mm‐２０mmの範囲の長さを有する。

第２の局面において、この発明は、冷却効果を発生する方法を提供し、その方法は
(a) ガス環境にある１対の電極間に高電圧の、単向性パルスの電力を繰り返し与え、それによってその電極間にスパークを生じさせるステップ、および
(b) 電極の近傍に配置された放出器によってそのスパークから結果的に生じる冷却効果を拡散するステップを含む。

パルスは好ましくは４ｋＶより高い電圧のものであり、１００ナノ秒より短い持続時間のものである。

この発明によれば、環境にやさしい、新規な、冷房装置が得られる。

例示の目的のためだけに、この発明に従って作られた冷房装置を、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は環境に優しい冷房を達成することができるスパークを発生するプロセスの全体図である。 図２は冷却放電を発生するために適した回路設計の概略である。 図３はスパークギャップおよび放出器の詳細図である。 図４は冷房を達成するのに適したスパークを発生するための詳細な回路設計を示す。

まず、図１および図２を参照して、この発明によって達成されるステップおよびこの発明に従った冷房装置のための電気回路の構成がそこに示される。最初のステップ１において、およそ２２５Ｖの単向性中電圧直流電圧が作られかつ制御キャパシタ２−６（図２）中に蓄積される。あるいは、キャパシタのバンクが用いられてもよい。

ステップ２において、キャパシタ２−６が第１昇圧トランス２−９（図２）の１次巻線中にタイマ回路２−８の制御の下で放電し、およそ４５００Ｖの交流パルスを作る。

ステップ３で、第１昇圧トランス２−９から出力された４．５ｋＶが整流されて高電圧単向性パルスを作る。

ステップ４において、パルスは、１００ナノ秒より短い持続時間の非常に短いインパルスにおいて、放出器２−１２の近傍に配置されたスパークギャップ２−１３を通して放電される。この放出器２−１２はインパルス放電によって刺激された冷却効果を広げまたは拡張する。したがって、このことによって放出器／スパークギャップ環境から熱を回収し（withdraw）、周囲温度を低下させる。典型的な応用例では、放出器２−１２およびスパークギャップ２−１３を含む装置は部屋に置かれ、その部屋内の空気を冷却するために使用される。

冷却効果を増加する、単向性高電圧インパルスを発生するために使用される電気部品が図２を参照してより詳細に説明される。図２は、この発明に従った冷房装置を作るのに使用され得る放出器に関連するスパークを発生するために適した回路設計の概略を図解する。適した放電スパークの発生の中心的なものは、制御キャパシタ２−６の放電である。

電圧調整されたコンセントからのアダプタやバッテリのような低電圧直流電源２−１が方形波発生器２−２に電源を供給し、この方形波発生器２−２の出力は、次いで、第２昇圧トランス２−３に接続される。ブリッジ整流器２−４はトランス２−３の出力からその入力を取り、それの出力に並列に接続されたダイオード２−５および制御キャパシタ２−６を有する。

これらの部品は以下のように、キャパシタ２−６を充電するために使用される。低電圧直流電源２−１は典型的には、９Ｖのおよそ５００ｍＡを与える。方形波発生器２−２はこの信号を方形波に変換し、その方形波は第２昇圧トランス２−３へ印加される。このトランス２−３は９Ｖ入力をおよそ２２５Ｖの中電圧出力に変換するように構成される。トランス２−３からの出力信号はしたがって、およそ２２５Ｖの交流信号である。ブリッジ整流器２−４はこの信号を、中電圧レベルに維持したまま直流に変換する。ダイオード２−５によって逆流が防止される。中電圧単向性直流はキャパシタ（またはキャパシタバンク）２−６に蓄積される。典型的には、このキャパシタまたはキャパシタバンクによって提供されるキャパシタンスはおよそ４７μＦである。

一旦エネルギがキャパシタ２−６に蓄積されると、このキャパシタの中電圧レベルでの放電が、プロセスにおける次のステップ２（図１）である。タイミング制御回路２−８および第１トランス２−９への入力は、キャパシタ２−６の出力に直列に接続される。タイミング回路２−８はそれによって、トランス２−９の１次巻線へのキャパシタの放電を調整する。タイミング回路２−８がオンのとき、電流がキャパシタ２−６から放電されて第１昇圧トランス２−９へ入力される。タイミング回路２−８がオフのとき、制御キャパシタ２−６が上述のように再充電される。タイミング回路２−８は典型的には、集積回路タイマによって制御されるオン／オフタイミングを有するトランジスタスイッチであり、それはキャパシタ２−６の１５マイクロ秒またはそれ以下の期間中の放電を許容する。第１昇圧トランス２−９は、中電圧レベルの入力電圧をおよそ４５００Ｖの高電圧出力へ上昇させるように構成される。タイミング回路２−８の制御の下で、この出力がパルス化される。

ステップ３に移って、図１に示すように、高電圧交流パルスは第２昇圧トランス２−９から出力され、この実施例ではダイオードである第２整流器２−１０へ入力される。したがって、このパルスは４．５ｋＶの領域における高電圧直流信号に変換される。スパークギャップ２−１３は、第２キャパシタ２−１１に並列に、第１トランス２−９からの整流出力に接続される。この整流信号は、次いで、その持続時間が回路パラメータ、一義的にはトランス２−９のインダクタンスとキャパシタ２−１１のキャパシタンス値、によって制御される短いインパルス中においてスパークギャップ２−１３中へ放電される。このインパルス持続時間は、１００ナノ秒以上であってはならない。トランスのインダクタンスのような柔軟性のない要素について考察した結果、キャパシタ２−１１は満足する動作のためには、２２ｐＦの領域のキャパシタンスを持つべきである。放出器２−１２がスパークギャップ２−１３の近傍に配置され、そしてそれから電気的に絶縁される。スパークギャップ２−１３における放電インパルスの結果として、放出器は静電エネルギ変化の影響を受け、周囲の領域が冷却される。

図３はこの発明での使用のためのスパークギャップ２−１３および放出器２−１２の適した設計を示す回路図である。図３（ａ）は側面図であり、図３（ｂ）が線ＡＡに沿った断面であり、図３（ｃ）が線ＢＢに沿った断面である。スパークギャップ２−１３は、典型的には０．７mmの領域にあるギャップによって分離される第１および第２電極３−１ａおよび３−１ｂで形成される。電極３−１ａおよび３−１ｂはドーム形状にされ、典型的にはニッケルまたはクロムでコーティングされた鉄（スチール）からなる。この発明の好ましい実施例においては、電極はアルゴン環境を含有するセラミックチャンバ内に封止される。空気に加えて他の不活性ガスがまた適する。しかしながら、スパークギャップは、インパルスの放電を阻害するかもしれない電極上への物質の堆積を防止するために、密封されなければならない。この電極配置または類似の電極配置によれば、周囲のガスを通して放電電流を生じさせ、結果的に電極３−１ａおよび３−１ｂの端部間でのスパークを生じるに必要な電圧は３０００Ｖ以上である。ドーム形状は、電極の基端位置だけに限定されるのではなく、スパークが電極間ギャップ全体に広がるのを許容するという利点がある。

放出器２−１２は第１電極３−１ａに当接し、それからは電気的に絶縁される。放出器は薄い壁で形成された金属の内管３−２および外管３−４からなり、それらの管はスパークギャップ２−１３に対して電極の反対側で、電極リードに関して同軸的に組み立てられる。管３−２および３−４の両端に配置されたプラスチックのエンドキャップ３−３はそれらの管を電極およびそれのためのリードから電気的に絶縁する働きをする。管３−２および３−４は典型的には、電解めっきされた銅またはステンレススチールから作られる。内管３−２はおよそ８mmの外径とおよそ９mmの長さを有する。外管３−４はおよそ１２mmの外径とおよそ１３mmの長さを有する。電極３−１ａと内管３−２の内壁との間の径方向ギャップは、通常、放出器内にスパークが生じるのを防止するために、２mm以上である。プラスチックのエンドキャップ３−３は外金属管３−４の円周を越えて延び、放出器の外壁と電極３−１ａのドーム形状の頭部との間でスパークが生じるのを防止する。

装置の動作中、放出器の管３−２および３−４はスパークギャップ２−１３を渡るインパルス放電の結果として静電的に充電される。静電電荷が変化することの結果として、それらの管が冷却効果を生起し、周囲環境、典型的には空気から自然熱（natural heat）を回収する。

放出器にその効果を生じさせるために、重要なことは、スパークギャップ２−１３に印加されるインパルス電圧が特定の極性を有するということである。特に、それは、小さくても３ｋＶの、好ましくは４ｋＶの直流インパルスでなければならない。この電圧は１００ナノ秒より長くないタイムスケール（時間尺度）において放電される必要がある。これらの特徴を有して、インパルスは、スパークギャップ２−１３の近傍に配置されているけれどもそれとは電気的に絶縁されている放出器２−１２を静電的に充電する。

図４はこの発明の冷房装置のための印刷回路基板の詳細な回路設計である。低電圧直流電源２−１はＣＮ２においてこの回路に接続され得る。先に説明したように、この電源は、通常、コンセントアダプタやバッテリによって提供され得る。パッドＰ１およびＰ２によって、外部スイッチが回路への電力を制御するように適合される。方形波発生器が集積回路Ｕ１によって示される。抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３およびＲ４、キャパシタＣ１，Ｃ３およびＣ４、ダイオードＤ３およびＤ４、およびトランジスタＱ１がＵ１で生成される方形波を制御する。この分野の専門家にとっては明らかなことであるが、トランジスタＱ１がオーバヒートしないようにこれらの部品の値が適宜選択される。図４に示される値はトランジスタＱ１が通常オーバヒートしないことを確実にするに適した組み合わせの一例である。第２昇圧トランス２−３はこの回路図ではＴ１によって示され、それは１：２５の昇圧トランスである。Ｕ１によって発生された方形波はしたがって、Ｔ１によって中電圧にまで上昇される（図１のステップ１）。中電圧直流がブリッジ整流器ＢＲ１（２−４）によって整流される。電流の逆流がダイオードＤ１（２−５）によって防止される。ボックス４−１によってこの回路図において囲まれた部品が、制御キャパシタ２−６（図４のＣ７）の中電圧での充電を制御する。

中電圧の単向性直流電流がキャパシタ（１個または複数）Ｃ７に蓄積され、図４のスイッチ回路２−８およびトランジスタＱ２による規則正しい周波数で、短いパルスのエネルギに変換される。抵抗２−７（Ｒ８およびＲ９）は、回路がオフされたとき、キャパシタ２−６（Ｃ７）を確実に放電させる。集積回路Ｕ２およびＵ３、抵抗Ｒ５，Ｒ６およびＲ７、キャパシタＣ４，Ｃ５，Ｃ８，Ｃ９およびＣ１０、ダイオードＤ９およびＤ１０がトランジスタＱ２のスイッチングを制御する。これが図１に示したようなステップ２に対応する。

キャパシタ２−６（Ｃ７）から放電された短いパルス（およそ１５マイクロ秒の持続時間のもの）が第１昇圧トランス２−９（Ｔ２）（これは、この実施例においては、１：２０のトランスである）によって高電圧に上昇される。高電圧電流は、高電圧パルスを作るために、ダイオード２−１０（Ｄ２）によって半波整流される。この高電圧パルスはキャパシタ２−１１（Ｃ６）によって制御されて、１００ナノ秒以下のインパルスにおいて、スパークギャップ２−１３（ＦＳ１）中に放電される。キャパシタ２−６（Ｃ７）の放電および後続する高電圧インパルスへの昇圧は図４におけるボックス４−２に示す部品によって制御される。

ダイオードＤ２は高電圧コロナの発生を防止するために、ポリウレタンまたはシリコーンの封止剤の中に被覆される。

この発明に従った冷房装置を構成するとき、図４に示す回路はケースに入れられ、電源に接続される。装置が一旦動作されると、およそ３００Ｈｚの速さで、スパークギャップ２−１３を渡ってインパルスが放電される。

この分野の専門家にとっては、達成される冷房に影響を与えるスパーク放電の特性を変えるために、回路パラメータを調整できることは明らかである。しかしながら、回路に対する変更を考慮する際に重要なことは、要求される速度および電圧でスパークエミッションを駆動するために、制御キャパシタ２−６に十分なエネルギが蓄積されるようにすることである。つまり、回路４−１の充電部は放電部４−２によって要求されるエネルギを提供できなければならない。たとえば、スパークギャップでの放電周波数を大きくすることは達成される冷房を大きくする。しかしながら、放電スパークへより高速に電力を与えるために必要とされる制御キャパシタ２−６の結果として、蓄積されるトータルエネルギ（１／２ＣＶ^２）が大きくされなければならない。このエネルギを増大させる際に注意しなければならないことは、トランス２−３および２−９が飽和しないことである。飽和すると性能の低下を生じる。第２の例として、小さくても３ｋＶの閾値電圧が冷房を提供できるスパークを発生させるために必要なことがわかっている。この電圧を大きくすることは一般的には冷房性能を改善するが、この効果は、およそ４．５‐５ｋＶで飽和されるようになる。

２−１ …低電圧電源
２−２ …方形波発生器
２−３ …第２昇圧トランス
２−４ …ブリッジ整流器
２−５ …半波流器
２−６ …制御キャパシタ（キャパシタバンク）
２−７ …抵抗
２−８ …タイマ回路
２−９ …第１昇圧トランス
２−１０ …第２整流器
２−１１ …第２キャパシタ
２−１２ …放出器
２−１３ …スパークギャップ
３−１ａ …第１電極
３−１ｂ …第２電極
３−２ …内管
３−３ …エンドキャップ
３−４ …外管

Claims (21)

1. スパークギャップ（2-13）に接続されかつタイミング手段（2-11）によって制御される高電圧電源を備える冷房装置であって、
   高電圧電源およびタイミング手段（2-11）は、スパークギャップ（2-13）を渡る短くて規則正しいインパルスにおいて放電される単向性高電圧パルスを発生するように構成され、さらに
   スパークギャップの電極（3-1a）の近傍に配置されかつそれから電気的に絶縁される放出器（2-12）をさらに備える、冷房装置。
2. 高電圧電源は小さくても３ｋＶの電圧を与えるように構成される、請求項１記載の冷房装置。
3. 高電圧電源は小さくても４ｋＶの電圧を与えるように構成される、請求項２記載の冷房装置。
4. タイミング手段（2-11）は、放電を１００ナノ秒以下のタイムスケールに制限するように構成される、請求項１ないし３のいずれかに記載の冷房装置。
5. 高電圧電源は、中電圧電源、前記中電圧電源からの電力出力を中電圧パルスにタイミング調整するタイミング制御手段（2-8）、中電圧パルスを高電圧パルスへ変換するように構成されたトランス（2-9）、および高電圧パルスを単向性信号へ変換するように構成された整流器（2-10）を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の冷房装置。
6. タイミング制御手段はトランジスタ（Q2）を含む、請求項５記載の冷房装置。
7. 中電圧電源は、中電圧において電荷を蓄積し、タイミング制御手段（2-8）の動作によって放電されるストレージ装置（2-6）を含む、請求項５または６記載の冷房装置。
8. ストレージ装置はキャパシタ（2-6）である、請求項７記載の冷房装置。
9. ストレージ装置はキャパシタのバンク（2-6）である、請求項７記載の冷房装置。
10. キャパシタ（2-6）は、低電圧電源（2-1）、低電圧電源から交流信号を生成するように構成されたパルス発生器（2-2）、低電圧入力を中電圧出力へ変換するように構成された第２トランス（2-3）、および交流信号入力を直流出力へ整流するように構成された整流器（2-4,2-5）を含む回路によって充電される、請求項８または９記載の冷房装置。
11. スパークギャップ（2-13）は、チャンバ内に封止されかつ絶縁ギャップによって間隔が隔てられた第１および第２電極（3-1a,3-1b）を含む、請求項１ないし１０のいずれかに記載の冷房装置。
12. 電極（3-1a,3-1b）はドーム形状にされる、請求項１１記載の冷房装置。
13. 電極はクロムまたはニッケルで被覆された鉄（スチール）からなる、請求項１１または１２記載の冷房装置。
14. チャンバは不活性ガスで充填される、請求項１１ないし１３のいずれかに記載の冷房装置。
15. 不活性ガスはアルゴンである、請求項１４記載の冷房装置。
16. 放出器（2-12）は、内（3-2）および外（3-4）の薄い壁で形成された同軸管を含む、請求項１ないし１５のいずれかに記載の冷房装置。
17. 同軸管（3-2,3-4）はセラミックまたは金属材料のような良導電性を有する材料から作られ、電極接続リードに関連して同軸的に組み立てられる、請求項１６記載の冷房装置。
18. 管は６mm‐１４mmの範囲の内径を有する、請求項１６または１７記載の冷房装置。
19. 管は７mm‐２０mmの範囲の長さを有する、請求項１８記載の冷房装置。
20. 冷房効果を発生するための方法であって、
    （ａ）ガス環境において１対の電極間に高電圧の単向性パルスの電力を繰り返し与えてその電極間にスパークを生じさせるステップ、および
    （ｂ）電極の近傍に配置された放出器によってスパークから結果的に生じる冷却効果を拡散するステップを含む、方法。
21. パルスは１００ナノ秒より小さい持続時間のものでありかつ３ｋＶより大きい電圧のものである、請求項２０記載の方法。

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