JP2015056407A - Liquid plasma generating device - Google Patents
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Abstract
Description
非平衡プラズマによって形成された反応生成物を化学反応に供して、新たに物質を合成
、もしくは変性、分解する分野に用いられる装置である。 特にプラズマ領域が、プラズ
マによって処理されるべき物質に隣接し、且つ非処理物と混在することなく独立に存在す
べきところにおいてその特徴が発揮される。 例えば液中プラズマ処理である。 液中プ
ラズマに於いて、プラズマは液中に単相状態で形成される。 具体的には浄排水場、飲料
水、食品工場、半導体工場、液晶工場、養魚水槽、および水族館などにおける殺菌処理、
汚染水処理における有機物の分解、工場廃液の処理、溶液中での材料合成、などが挙げら
れる。 気体中プラズマ処理においては、プラズマ領域と反応領域を分離したリモートプ
ラズマCVD、リモートプラズマ表面処理などが挙げられる。 また大気中の汚染物質を分
解する空気清浄機としても用いることができる。
It is an apparatus used in the field where a reaction product formed by non-equilibrium plasma is subjected to a chemical reaction to newly synthesize, modify, or decompose a substance. In particular, the characteristics are exhibited where the plasma region should be adjacent to the material to be treated by the plasma and should exist independently without intermingling with the untreated material. For example, in-liquid plasma treatment. In the liquid plasma, the plasma is formed in a single phase state in the liquid. Specifically, sterilization treatment in water purification plants, drinking water, food factories, semiconductor factories, liquid crystal factories, fish tanks, aquariums, etc.
Examples include decomposition of organic matter in contaminated water treatment, treatment of factory waste liquid, and material synthesis in solution. Examples of plasma treatment in gas include remote plasma CVD in which a plasma region and a reaction region are separated, and remote plasma surface treatment. It can also be used as an air purifier that decomposes pollutants in the atmosphere.
本発明の背景をなす基本技術の第一は大気圧非平衡誘電体バリア放電プラズマに関わる
技術である。 該技術はオゾン発生装置として既に実用化がされており、150年以上の歴
史を有する。 オゾンは浄水場における最終処理や下水処理場における汚泥減容処理など
において大規模に用いられている(例えば非特許文献1参照)。 オゾン処理装置は空気
あるいは酸素を原料として、大気圧誘電体バリア放電により発生させたオゾンを気流によ
って輸送し、処理水中に導入して気液接触により処理を行うものである。
The first basic technology that forms the background of the present invention is a technology related to atmospheric pressure non-equilibrium dielectric barrier discharge plasma. This technology has already been put into practical use as an ozone generator and has a history of more than 150 years. Ozone is used on a large scale in final treatment at water purification plants and sludge volume reduction treatment at sewage treatment plants (see Non-Patent
本発明の背景技術の第二は液中放電技術である。 液中でプラズマを形成し、水質の改
善や廃液処理を行う技術開発が進行している。 目的は水溶液中の難分解性有機物質の分
解や殺菌である。 オゾンでは分解できないダイオキシンなどの難分解性有機物をプラズ
マと水との反応によって形成されるヒドロキシラジカル(・OH)によって分解することを
特徴とする。 これは促進酸化法と呼ばれ、他に紫外線を用いる方法や、過酸化水素を用
いる方法などが知られている。 液中で放電プラズマを生成する方法は、大別して直流、
および低周波によるものと、高周波、およびマイクロ波によるものがある。 前者の例と
して直流パルス放電による水中のストリーマ、アーク放電(非特許文献2参照)と誘電体
バリア放電(特許文献1、2、3,4参照)を挙げることができる。 誘電体バリア放電の場
合は積極的に気体を介在させ、該気体内に放電プラズマを誘起する方法が用いられる。
特許文献1では水の表面と電極との喫水線上で放電を誘起している。 特許文献2,3,4で
は、いずれも気泡と水から成る2相領域を電極で挟持する構造を用いている。 後者の例
としてはRF放電、およびマイクロ波放電が挙げられる。 この場合も気泡が援用されてい
る。 導入あるいは生成された気泡が電磁波のエネルギーを吸収してプラズマが生成され
る(非特許文献3、4参照)。 水中放電技術全般については、非特許文献3にレビューさ
れている。
The second background art of the present invention is a submerged discharge technique. Technological development is progressing to form plasma in liquid to improve water quality and waste liquid treatment. The purpose is to decompose or sterilize persistent organic substances in aqueous solution. It is characterized by decomposing difficult-to-decompose organic substances such as dioxins that cannot be decomposed by ozone with hydroxy radicals (.OH) formed by the reaction between plasma and water. This is called an accelerated oxidation method, and other methods using ultraviolet rays, methods using hydrogen peroxide, and the like are known. The method of generating discharge plasma in liquid is roughly divided into direct current,
And those due to low frequencies and those due to high frequencies and microwaves. Examples of the former include underwater streamers by DC pulse discharge, arc discharge (see Non-Patent Document 2), and dielectric barrier discharge (see
In
オゾン生成装置及びオゾン処理装置においてはエネルギー効率の向上が課題である。
化学反応(1式)から導出されるオゾン量は1.25g/Whであるが、実機において、酸素を
原料として誘電体バリア放電で生成されるオゾン量は0.05g/Whから0.07g/Wh程度であり
、そのエネルギー効率
3/2O2 → O3 ΔH=1.5eV ・・・・・・・・・ (1)
は4%〜6%である。 空気を原料とした場合は2%〜3%であり、窒素が三体反応に寄与す
る結果となっている。 エネルギー効率が低い最大の原因は反応メカニズムに起因するが
、理論および実験の結果を参照すると理論効率の30%までは期待できる(非特許文献4参
照)。 しかしながら実用機になると効率はさらに低下する。 原因は、生成場から反応
場への輸送途中におけるオゾンの分解消滅である。 その主たる要因は輸送管壁や他粒子
との衝突によるオゾン分子の分解、さらには温度上昇による分解の促進である。 実用シ
ステムにおいてはさらにガス循環ポンプや冷却機などの付帯動力負荷が大きく、システム
としてのエネルギー効率はさらに低下する。 エネルギー効率が低下すると装置は大掛か
りなものとなり、実用化は大型プラントに限られてくる。
In the ozone generator and the ozone treatment apparatus, improvement of energy efficiency is a problem.
The amount of ozone derived from the chemical reaction (formula 1) is 1.25 g / Wh, but the actual amount of ozone generated by dielectric barrier discharge using oxygen as the raw material is about 0.05 to 0.07 g / Wh. Yes, its energy efficiency
3 / 2O2 → O3 ΔH = 1.5eV (1)
Is 4% to 6%. When air is used as a raw material, it is 2% to 3%, and nitrogen contributes to the three-body reaction. The largest cause of low energy efficiency is due to the reaction mechanism, but up to 30% of theoretical efficiency can be expected by referring to theoretical and experimental results (see Non-Patent Document 4). However, the efficiency is further reduced when it becomes a practical machine. The cause is decomposition and extinction of ozone during transportation from the production field to the reaction field. The main factor is the decomposition of ozone molecules due to collision with the transport pipe wall and other particles, and further the promotion of decomposition due to temperature rise. In practical systems, additional power loads such as gas circulation pumps and coolers are greater, and the energy efficiency of the system is further reduced. When energy efficiency is reduced, the equipment becomes large, and its practical application is limited to large plants.
水中あるいは液中放電における課題は、電源容量の低減とプラズマ反応領域の拡大であ
る。 水の絶縁破壊電界強度は1MV/cm以上である。 直流パルス放電によってストリー
マ放電を水中に生成するためには、電界集中効果を利用しても20KV以上の電圧供給が必要
なのが現状である。 そして、放電反応領域を広げるためには電極面積を拡大する必要が
ある。 従って電源容量は大きく、装置は大掛かりなものとなっているのが現状である。
水中へ気泡を導入することで放電は容易になる。 誘電体バリア放電の場合、開始電圧
は低減できるが、そのためには電極間距離は短く保ち、電極間を気泡が架橋した構造が安
定して得られることが必要となる。 バリア放電は安定したストリーマコロナ放電と考え
られており、必要な放電開始電圧はパッシェンの式(2式)で与えられる値(Vs)よりも低
くなる。
Vs = Bpd/ln(Apd/ln(1+1/γ)) ・・・・・・・・・ (2)
A,B : 定数
p : 圧力
γ : γ係数
d : 放電ギャップ長
しかしながら既報の液中誘電体バリア放電では先行特許1、2、3、4に示されるように、気
泡と液体の2相混合領域を電極で挟持する方法を用いている。 該方法によると、負荷容
量が大きくなるとともに外部動力をもって2相流を形成する必要がある。 また、電極間
を気泡が架橋した構造をとることが放電の条件となるが、これを定常的に得ることは困難
である。 一方、高周波放電では気泡中での電荷のトラップによりVsは下がるが、プラズ
マによる高周波電力の吸収が大きくなり電源容量は大きくなってしまう。
The problem in submerged or submerged discharge is to reduce the power supply capacity and expand the plasma reaction region. The dielectric breakdown electric field strength of water is 1 MV / cm or more. In order to generate streamer discharge in water by DC pulse discharge, it is necessary to supply a voltage of 20 KV or higher even if the electric field concentration effect is used. And in order to expand a discharge reaction area | region, it is necessary to expand an electrode area. Therefore, the power supply capacity is large and the apparatus is currently large.
Discharging is facilitated by introducing bubbles into the water. In the case of dielectric barrier discharge, the starting voltage can be reduced, but in order to do so, it is necessary to keep the distance between the electrodes short and stably obtain a structure in which bubbles are bridged between the electrodes. The barrier discharge is considered to be a stable streamer corona discharge, and the required discharge starting voltage is lower than the value (Vs) given by Paschen's equation (2 equation).
Vs = Bpd / ln (Apd / ln (1 + 1 / γ)) (2)
A, B: Constant
p: pressure γ: γ coefficient
d: Discharge gap length
However, in the previously reported dielectric barrier discharge in liquid, as shown in the
以上の既存技術に鑑み、本発明の解決すべき課題を次のように設定した。
1) 液中誘電体バリア放電において放電プラズマを安定して定常的に生成すること、且
つ
2) 該プラズマが該液と接触すること、且つ
3) 小型軽量、低消費電力化可能であること。
In view of the above existing technology, the problems to be solved by the present invention are set as follows.
1) Stable and steady generation of discharge plasma in dielectric barrier discharge in liquid, and
2) the plasma is in contact with the liquid, and
3) Small size, light weight and low power consumption.
上記課題を解決するため、従来の方法において、気液2層混合相がバリア放電電極で挟
持されるのに対し、液相内に気相単独空間を放電電極を用いて分離形成した。 また、電
極を貫通して設けられた細孔を通してプラズマと液の接触を確保した。
In order to solve the above problems, in the conventional method, the gas-liquid two-layer mixed phase is sandwiched between the barrier discharge electrodes, whereas a gas-phase single space is separated and formed in the liquid phase using the discharge electrodes. In addition, the contact between the plasma and the liquid was ensured through the pores provided through the electrodes.
液中プラズマ生成装置の電源容量を低減し、小型軽量化を実現した。 これにより局所
場における処理に対応できるとともに、処理量、環境に応じた処理システムの構築が容易
になった。 また、民生用機器としても液中プラズマを活用することが可能になった。従
来のオゾン処理装置に比しては、エネルギー効率が改善され、且つ促進酸化の効果が付与
された。
The power supply capacity of the in-liquid plasma generator was reduced, and the size and weight were reduced. As a result, it is possible to cope with processing in a local field, and it is easy to construct a processing system according to the processing amount and environment. In addition, it has become possible to use plasma in liquids as a consumer device. Compared with the conventional ozone treatment apparatus, the energy efficiency was improved and the effect of accelerated oxidation was imparted.
実施の形態を添付図に添って具体的に説明する。 図1に、本発明による液中放電電極1
の断面構造図を示す。 放電部10は放電電極A2と放電電極B3によって挟まれた空間であり
、そのギャップ長は1mm以下である。 望ましくは0.5mm±0.1mmが適切である。
電極支持基板18と放電電極B3で囲まれた空間の機密性はОリング16によって保たれるが、
プラズマの原料となる気体は気体導入管7により圧力調整室12へ導かれ、電極支持基板18
に設けられた気体導入口8から放電部10へ導入される。 放電部10でプラズマガスとなっ
た後、放電電極B3に設けられた気液接触口9から液中へ排出される。 この時、プラズマ
は気液接触口9で液と接触する。 放電部10への液の侵入は圧力調整弁11によって気体圧
力を調整することで達成できる。 圧力調整室12を設けることでその調整はより容易にな
る。
The embodiment will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a submerged
FIG. The
The confidentiality of the space surrounded by the
The gas that is the raw material of the plasma is guided to the pressure adjustment chamber 12 by the
The gas is introduced into the
気液接触口9内に液面をとどめ、放電部10への液の侵入を防ぐことは本発明におけるも
っとも重要な事項の一つである。 液が侵入し、電極表面を濡らした場合、液に導電性が
あれば靜電遮蔽により気泡20内に電界は生じない。 もし図2に示すように、一部に放電
部10が出来たとしても、他の対向電極面は導電性液で短絡し、そのために負荷容量が大き
くなり電源容量は増大する。 液の侵入を防ぐためには圧力調整が不可欠である。 同時
に気液接触口9の開口径を適正に決定しなければならない。 実験検討を重ねた結果、開
口径は電極間ギャップ長以下であることが合理的であることを見出した。 図3に放電電
極B3の断面図を示す。 通常該電極は接地して使用される。 放電電極B3は誘電体で被覆
されていてもよいが、開口部を有することから、導電性があり、熱伝導性が良く、耐食性
が良く、且つ加工性のよい金属材料材料であることが望ましい。 具体的には、Al合金、
ステンレス鋼、ニッケル合金、チタン合金などを用いることができる。 複合材料を用い
ることも可能である。 具体的にはプラスチック樹脂やセラミクスの板に多孔を設け、導
電性薄膜をコーティングしたものが挙げられる。 開口径をあまり小さくすると、表面張
力による液の侵入が懸念される。 これを防ぐため、図4に示すように、気液接触口9を液
相面32から気相面31に向けて口径が広がるように側壁に傾斜を持たせることが有効である
。 これは圧力損失の低減にも効果がある。
It is one of the most important matters in the present invention to keep the liquid level in the gas-
Stainless steel, nickel alloy, titanium alloy and the like can be used. It is also possible to use composite materials. Specifically, a plastic resin or ceramic plate provided with a hole and coated with a conductive thin film can be used. If the opening diameter is too small, there is a concern that liquid may enter due to surface tension. In order to prevent this, as shown in FIG. 4, it is effective to incline the side wall so that the diameter of the gas-
図5に放電電極A2の断面構造を示す。 通常該電極には高電圧が印加される。 電極は
金属部34と、誘電体部33とから成り、給電配線A4が接続されている。 誘電体部33の放電
面35側は放電部10への印加電圧が大きくなるようにできる限り薄いことが望ましいが、誘
電体の耐圧、厚さの制御性、機械的強度、加工容易性を考慮して決定される。 誘電体の
支持面36側は、負荷容量の低減と、電極支持基板18への高電圧印加回避のために厚い方が
望ましい。 金属部34の材料は、誘電体との熱膨張係数差が小さいこと、誘電体との密着
性が良いこと、加工が容易なこと、および加工による給電配線A4との接続が可能であるこ
とが必要条件である。 実験検討の結果、誘電体としてソーダライムガラス、金属として
フェライト系テンレス鋼(SUS403系)もしくはマルテンサイト系ステンレス鋼(SUS410系
)板を用い、熱圧着して形成する条件を見いだした。 このとき放電面35側の誘電体厚は
0.5mm、支持面側36の誘電体厚は20mmであった。 またステンレス鋼板の板厚は0.5m
mであった。 他に、誘電体としてセラミクスを、また金属に代わる導電性物質として半
導体を使用してもよく、形成方法もメッキやCVD、蒸着、熱酸化、印刷などの膜形成手法
を用いてもよい。
FIG. 5 shows a cross-sectional structure of the discharge electrode A2. Usually, a high voltage is applied to the electrode. The electrode is composed of a
The dielectric thickness on the
m. In addition, ceramics may be used as a dielectric, and a semiconductor may be used as a conductive material instead of metal. A film forming method such as plating, CVD, vapor deposition, thermal oxidation, or printing may be used as a forming method.
電極支持基板18、および側壁15は高電圧に対する良好な絶縁性が要求される。 通常は
加工性のよい樹脂が用いられるが、セラミクスを用いてもよい。 特に電極支持基板18に
はプラズマに対する耐性が要求される。 また、放電による放電電極A2の温度上昇を考慮
して耐熱特性の良いものが良い。 水処理においては少なくとも100℃で変形のないこと
が望ましい。 具体的には、フッ素系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリフェニレンサル
ファイド樹脂などが用いられる。 上板14は、金属性ボルト・ナット19を用いる場合は絶
縁体である、樹脂、もしくはセラミクスを用いなければならない。 金属性ボルト・ナッ
ト19に代わって絶縁性の結合方式を用いる場合はアルミ合金やステンレス鋼などの金属材
料を用いることができる。
The
図6に本発明に基づく液処理装置の系統図を示す。 液中放電電極1が装着された液処理
槽26に非処理液体19が充填され、気体供給装置24から気体が、気体導入管7を経て液体放
電電極1に送り込まれる。 液中放電電極1内でプラズマが生成され、プラズマが液体19と
接触するとともに、生成された活性種などのプラズマ反応生成物が気泡18となって液体19
中へ送り出される。 気泡18は液体18中を浮揚、拡散してフィルター27を通過して外部へ
放出される。 フィルター27は排ガス中の有害物質を捕獲するために設けられる。 放電
用電力は給電配線A4、および給電配線B5により高圧電源25から液中放電電極1へ供給され
る。 電源は商用電源29であってもよいし、太陽電池30であってもよい。 該液処理装置
が屋外に設置され、常時運転が望まれるような場合は補助電源を備えた太陽電池30による
電力供給がエコシステムとして合理的である。 オゾンを用いた液処理装置である場合は
、気体供給装置24は送風ポンプ、もしくは酸素供給装置であり、フィルター27はオゾン分
解フィルターとなる。
FIG. 6 shows a system diagram of the liquid processing apparatus according to the present invention. The
Sent out. The
図7に、局所場において液中放電を実施する形態を示す。 配管28内に液中放電電極1が
挿入され、給電配線A4、給電配線B5、および気体導入管7から電力およびプラズマ原料と
なる気体が送り込まれ、液体19がプラズマ処理される。 図に示したように、液の滞留部
位などの特定点に電極を設置することができる。
FIG. 7 shows an embodiment in which liquid discharge is performed in a local field. The submerged
図8に本発明を実施する際に用いた高電圧駆動回路を示す。 発振回路はウイーンブリ
ッジ回路であり、可変抵抗で発振周波数、および利得を調整する。 本実施で用いた発振
周波数は26KHzであった。 放電電極Aの金属部のサイズは2cm×2cm、放電面側誘電
体厚さ1mm、支持基板側誘電体厚さ20mm、誘電体電極容量は20pFであった。 該金属
部としてフェライト系ステンレス鋼を、また該誘電体部としてはソーダライムガラス板を
用い、両者を熱圧着して成型した。 放電ギャップ長0.5mmであった。 電極支持基18
、上板14、および側壁15はポリアセタール樹脂板を用いて作製した。 電源は商用100VAC
を整流して用い、高圧トランスの巻線比は1:28とした。 放電電圧は2.8kV、 皮相電
力は10Wであった。 気体供給装置24として吐出量3500cc/分のエアーポンプを用いた。
FIG. 8 shows a high-voltage drive circuit used when implementing the present invention. The oscillation circuit is a Wien bridge circuit, and the oscillation frequency and gain are adjusted with a variable resistor. The oscillation frequency used in this embodiment was 26 kHz. The size of the metal part of the discharge electrode A was 2 cm × 2 cm, the discharge surface side dielectric thickness was 1 mm, the support substrate side dielectric thickness was 20 mm, and the dielectric electrode capacitance was 20 pF. Ferritic stainless steel was used as the metal part, and a soda lime glass plate was used as the dielectric part. The discharge gap length was 0.5 mm.
The
The winding ratio of the high-voltage transformer was 1:28. The discharge voltage was 2.8 kV and the apparent power was 10 W. An air pump having a discharge rate of 3500 cc / min was used as the
これらを用いて全体を図6の様に構成し、色素メチレンブルーの脱色を行った。 図9に
、処理液の分光透過特性の経時変化を示す。 この結果から算出されたメチレンブルー分
解エネルギー効率は0.180g/kWhと算出された。 当該化学反応は放電プラズマによって生
成された酸化性活性種が作用して起こるものである。 求められた効率は既報のパルスコ
ロナ放電による結果に比して約2倍から3倍高い結果となっている(非特許文献4参照)。
図10には本実施例中に測定された、水中プラズマの発光分光の結果を大気中プラズマと対
比して示す。 水中放電に於いて、明らかにヒドロキシラジカルの発生が認められる。
Using these, the whole was constructed as shown in FIG. 6, and the dye methylene blue was decolorized. FIG. 9 shows the change over time of the spectral transmission characteristics of the treatment liquid. The methylene blue decomposition energy efficiency calculated from this result was calculated to be 0.180 g / kWh. The chemical reaction is caused by the action of oxidizing active species generated by the discharge plasma. The required efficiency is about 2 to 3 times higher than that of the previously reported pulse corona discharge (see Non-Patent Document 4).
FIG. 10 shows the results of emission spectroscopy of the underwater plasma measured in the present example in comparison with the atmospheric plasma. In the discharge in water, the generation of hydroxy radicals is clearly observed.
図11、および図12に、多孔質材料、および微細加工シリコン基板を構成部材の一部とす
る放電電極Bの構造をそれぞれ示した。 いずれの構造においても良好な放電特性が得ら
れた。 多孔質材料においては、バルク質、粉体質、および繊維質のいずれの場合でも良
好な放電が実現された。 この場合、各材質が非導電性であれば電解質である被処理液体
が導電性を確保して電極となる。
FIGS. 11 and 12 show the structures of the discharge electrode B having a porous material and a microfabricated silicon substrate as part of the constituent members, respectively. In any structure, good discharge characteristics were obtained. In the case of the porous material, good discharge was realized in any of bulk, powder, and fiber. In this case, if each material is non-conductive, the liquid to be treated which is an electrolyte ensures conductivity and becomes an electrode.
液体処理の領域において、エネルギー効率のよいオゾン水処理装置、具体的には上水処
理、下水処理装置として利用できる。 また、エネルギー効率のよい生物処理後の汚泥減
容処理装置としても利用できる。 同様に水族館やプールにおける殺菌処理に利用できる
。 さらに半導体や液晶工場における複雑な純水配管内、および食品工場や病院における
局所場の滅菌処理に利用できる。 また、メッキ工場の排液処理やクリーニング場の廃液
処理、化学工場の廃液処理に利用できる。 さらに民生用機器として貯水タンクの殺菌処
理や給排水管内の除菌、有機物質の除去に利用できる。 また、井戸水などの屋外設置飲
料用水の殺菌処理に対して太陽電池を電源としたエコシステムを実現できる。 さらに消
毒、および清掃用オゾン水の製造に利用するこができる。
In the area of liquid treatment, it can be used as an energy efficient ozone water treatment device, specifically, a water treatment device or a sewage treatment device. It can also be used as a sludge volume reduction device after biological treatment with good energy efficiency. Similarly, it can be used for sterilization treatment in aquariums and pools. Furthermore, it can be used for sterilization treatment in complicated pure water pipes in semiconductor and liquid crystal factories and in local fields in food factories and hospitals. It can also be used for wastewater treatment at plating plants, wastewater treatment at cleaning plants, and wastewater treatment at chemical plants. Furthermore, it can be used as a consumer device for sterilization of water storage tanks, disinfection in water supply and drainage pipes, and removal of organic substances. In addition, an ecosystem using a solar cell as a power source can be realized for sterilization treatment of water for outdoor installation such as well water. Furthermore, it can utilize for manufacture of ozone water for disinfection and cleaning.
気体処理の領域にも利用できる。 リモートプラズマ装置として水素を用いた還元処理
、酸素を用いた酸化処理が可能であることから、界面形成前のイオンダメージのない表面
処理に用いられる。 具体的には半田接続前の表面処理、半導体や液晶プロセスにおける
半導体デバイスの機能性界面形成プロセスなどである。 減圧を導入すればリモートプラ
ズマCVD装置としての応用も可能であり、半導体やフラットパネルディスプレイプロセス
における薄膜形成に利用することができる。 民生用機器としては空気清浄機として用い
ることができる。
It can also be used in the area of gas processing. As a remote plasma apparatus, reduction treatment using hydrogen and oxidation treatment using oxygen are possible, and therefore, it is used for surface treatment without ion damage before the interface formation. Specifically, surface treatment before solder connection, functional interface formation process of a semiconductor device in a semiconductor or liquid crystal process, and the like. If reduced pressure is introduced, it can be applied as a remote plasma CVD apparatus and can be used for thin film formation in semiconductor and flat panel display processes. It can be used as an air cleaner as a consumer device.
1 ・・・ 液中放電電極、 2 ・・・ 放電電極A、 3 ・・・ 放電電極B、 4 ・
・・ 給電配線A、 5 ・・・ 給電配線B、 6 ・・・ 絶縁管、 7 ・・・ 気体
導入管、 8 ・・・ 気体導入口、 9 ・・・ 気液接触口、 10 ・・・ 放電部、
11 ・・・ 圧力調整弁、 12 ・・・圧力調整室、 13 ・・・ 導入管、 14 ・
・・ 上板、 15 ・・・ 側壁、 16 ・・・ フランジ、 17 ・・・ Оリング、
18 ・・・ 電極支持基板、 19 ・・・ ボルト・ナット、 20 ・・・ 気泡、
21 ・・・ 液体、 22 ・・・ 電極金属部、 23 ・・・ 電極誘電体部、 24 ・
・・ 気体供給装置、 25 ・・・ 高圧電源、 26 ・・・ 液処理槽、 27 ・・・
フィルター、 28 ・・・ 配管、 29 ・・・ 商用電源、 30 ・・・ 太陽電池
、 31 ・・・ 気相面、 32 ・・・ 液相面、 33 ・・・ 誘電体部、 34 ・・
・ 金属部、 35 ・・・ 放電面、 36 ・・・ 支持面、 37 ・・・ 多孔質部位
、 38 ・・・ 微細加工シリコン基板部位
1 ・ ・ ・ Discharge electrode in liquid, 2 ・ ・ ・ Discharge electrode A, 3 ・ ・ ・ Discharge electrode B, 4 ・
・ ・ Power supply wiring A, 5 ・ ・ ・ Power supply wiring B, 6 ・ ・ ・ Insulation tube, 7 ・ ・ ・ Gas introduction pipe, 8 ・ ・ ・ Gas introduction port, 9 ・ ・ ・ Gas-liquid contact port, 10 ・ ・ ・Discharge part,
11 ・ ・ ・ Pressure regulating valve, 12 ・ ・ ・ Pressure regulating chamber, 13 ・ ・ ・ Introducing pipe, 14 ・
.. Upper plate, 15 ... side wall, 16 ... flange, 17 ... О ring,
18 ... Electrode support substrate, 19 ... Bolts and nuts, 20 ... Air bubbles,
21 ・ ・ ・ Liquid, 22 ・ ・ ・ Electrode metal part, 23 ・ ・ ・ Electrode dielectric part, 24 ・
・ ・ Gas supply device, 25 ・ ・ ・ High voltage power supply, 26 ・ ・ ・ Liquid treatment tank, 27 ・ ・ ・
Filter, 28 ... Piping, 29 ... Commercial power supply, 30 ... Solar cell, 31 ... Gas phase surface, 32 ... Liquid phase surface, 33 ... Dielectric part, 34 ...
・ Metal part, 35 ・ ・ ・ Discharge surface, 36 ・ ・ ・ Support surface, 37 ・ ・ ・ Porous part, 38 ・ ・ ・ Micro-processed silicon substrate part
Claims (11)
誘電体で被覆された電極と、
放電部と、
前記放電部を介して前記誘電体で被覆された電極に対向し、前記放電部を液体から分離するように配置された電極であって、前記放電部の側に位置する気相面と、前記液体の側に位置する液相面とを有し、前記気相面と前記液相面とを連結する複数の貫通孔を有する電極と、
前記放電部に気体を供給し、前記気体と前記液体との界面を前記複数の貫通孔を有する電極における各貫通孔内に形成する気体供給装置と、
を備える、液中プラズマ装置。 A submerged plasma apparatus for performing dielectric barrier discharge,
An electrode coated with a dielectric;
A discharge part;
An electrode disposed to face the electrode covered with the dielectric via the discharge part and to separate the discharge part from the liquid, the gas phase surface located on the discharge part side; and An electrode having a liquid phase surface located on the liquid side and having a plurality of through holes connecting the gas phase surface and the liquid phase surface;
A gas supply device for supplying a gas to the discharge unit, and forming an interface between the gas and the liquid in each through hole in the electrode having the plurality of through holes;
A submerged plasma apparatus.
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