JP2016004728A - Plasma generator, plasma generating body and plasma generating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラズマ発生装置、プラズマ発生体及びプラズマ発生方法に関し、特に、大気圧下でプラズマを発生させるプラズマ発生装置、プラズマ発生体及びプラズマ発生方法に関する。 The present invention relates to a plasma generator, a plasma generator, and a plasma generation method, and more particularly to a plasma generator, a plasma generator, and a plasma generation method for generating plasma under atmospheric pressure.
従来、光ファイバの端面の清掃には、有機溶剤などを用いた清掃方法が採用されている。この清掃方法では、作業者は、アルコールを含ませた布や専用クリーナなどにより光ファイバの端面を拭いて清掃する。この拭き取り清掃の作業は、光ファイバの端面が数mm(例えば、2.5mm)程度と小さいため、作業者にとって気を遣う作業になっている。 Conventionally, a cleaning method using an organic solvent or the like has been employed for cleaning the end face of an optical fiber. In this cleaning method, an operator wipes and cleans the end face of the optical fiber with a cloth soaked in alcohol or a dedicated cleaner. This wiping and cleaning work is a work that cares for the operator because the end face of the optical fiber is as small as several millimeters (for example, 2.5 mm).
一方、ガラス基板などの清掃には、プラズマを用いた清掃装置が採用されている。この清掃装置としては、大気圧下でプラズマ(大気圧プラズマ)を発生させ、そのプラズマによってガラス基板の表面に付着した汚染物(有機物)を除去する清掃装置が開発されている。この清掃装置は、所定空間に窒素などの気体を流しながら高電圧により電界を生じさせ、大気圧プラズマを発生させる装置である。 On the other hand, a cleaning device using plasma is employed for cleaning glass substrates and the like. As this cleaning device, a cleaning device has been developed that generates plasma (atmospheric pressure plasma) under atmospheric pressure and removes contaminants (organic matter) attached to the surface of the glass substrate by the plasma. This cleaning apparatus is an apparatus that generates atmospheric pressure plasma by generating an electric field with a high voltage while flowing a gas such as nitrogen in a predetermined space.
しかしながら、前述の作業者による拭き取り清掃では、作業者によって技量が異なるため、作業者毎に清掃効果が変わったり、また、布やクリーナなどが光ファイバの端面に直接触れるため、光ファイバの端面に傷がついたりする。一方、前述のプラズマを用いて清掃を行う場合には、出力300Wのような大型電源(インバータ電源)を用いて大気圧下でプラズマを発生させるため、その容量が大きく、プラズマの熱によって光ファイバの端面がダメージ(例えば、熱劣化)を受けることがある。このようなことから、光ファイバなどの清掃対象物の損傷を抑えつつ、その清掃対象物を確実に清掃することが求められている。 However, in the above-mentioned wiping and cleaning by the worker, since the skill varies depending on the worker, the cleaning effect varies depending on the worker, and the cloth or cleaner directly touches the end surface of the optical fiber. It can be scratched. On the other hand, when cleaning is performed using the above-described plasma, plasma is generated under atmospheric pressure using a large power source (inverter power source) such as an output of 300 W, so that the capacity is large and the optical fiber is generated by the heat of the plasma. In some cases, the end surface of the substrate may be damaged (for example, heat deterioration). For this reason, there is a demand for reliably cleaning the cleaning object while suppressing damage to the cleaning object such as an optical fiber.
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、その目的は、清掃対象物の損傷を抑えつつ、その清掃対象物を確実に清掃することができるプラズマ発生装置、プラズマ発生体及びプラズマ発生方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a plasma generator, a plasma generator, and a plasma generation method capable of reliably cleaning an object to be cleaned while suppressing damage to the object to be cleaned. Is to provide.
本発明に係るプラズマ発生装置は、絶縁性を有し、気体が流れる管と、管内に電界を生じさせるための第1の電極及び第2の電極と、第1の電極及び第2の電極に対し、絶縁破壊を生じさせてプラズマを発生させる第1のパルス及び発生したプラズマを維持する第2のパルスを組み合わせて印加する電圧印加部とを備える。 The plasma generator according to the present invention has an insulating property, a tube through which a gas flows, a first electrode and a second electrode for generating an electric field in the tube, and a first electrode and a second electrode. On the other hand, a voltage applying unit that applies a combination of a first pulse that generates plasma by causing dielectric breakdown and a second pulse that maintains the generated plasma is provided.
また、前述の本発明に係るプラズマ発生装置において、管に挿入されて設けられた金属管をさらに備え、第1の電極は、金属管から気体の流れ方向の上流側に離されて管の外周面に設けられており、第2の電極は、金属管に接続されていることが望ましい。 The plasma generator according to the present invention further includes a metal tube inserted into the tube, and the first electrode is separated from the metal tube to the upstream side in the gas flow direction, and the outer periphery of the tube. It is desirable that the second electrode is provided on the surface and connected to the metal tube.
また、前述の本発明に係るプラズマ発生装置において、管に挿入されて設けられた金属管をさらに備え、第1の電極は、金属管から気体の流れ方向の上流側に離されて管の外周面に設けられており、第2の電極は、金属管に管を介して対向するように位置付けられて管の外周面に設けられていることが望ましい。 The plasma generator according to the present invention further includes a metal tube inserted into the tube, and the first electrode is separated from the metal tube to the upstream side in the gas flow direction, and the outer periphery of the tube. It is desirable that the second electrode is provided on the outer peripheral surface of the tube so as to be positioned so as to face the metal tube via the tube.
本発明に係るプラズマ発生体は、絶縁性を有し、気体が流れる管と、管に挿入されて設けられた金属管と、金属管から気体の流れ方向の上流側に離間され、管の外周面に設けられた第1の電極と、金属管に接続された第2の電極とを備える。 The plasma generator according to the present invention has insulating properties, a tube through which a gas flows, a metal tube inserted into the tube, and is spaced from the metal tube to the upstream side in the gas flow direction. A first electrode provided on the surface; and a second electrode connected to the metal tube.
本発明に係るプラズマ発生体は、絶縁性を有し、気体が流れる管と、管に挿入されて設けられた金属管と、金属管から気体の流れ方向の上流側に離間され、管の外周面に設けられた第1の電極と、金属管に管を介して対向するように位置付けられ、管の外周面に設けられた第2の電極とを備える。 The plasma generator according to the present invention has insulating properties, a tube through which a gas flows, a metal tube inserted into the tube, and is spaced from the metal tube to the upstream side in the gas flow direction. A first electrode provided on the surface; and a second electrode provided on the outer peripheral surface of the tube, positioned to face the metal tube via the tube.
本発明に係るプラズマ発生方法は、絶縁性を有して気体が流れる管内に電界を生じさせるための第1の電極及び第2の電極に対し、絶縁破壊を生じさせてプラズマを発生させる第1のパルス及び発生したプラズマを維持する第2のパルスを組み合わせて印加する。 The plasma generation method according to the present invention is a first method of generating plasma by causing dielectric breakdown to the first electrode and the second electrode for generating an electric field in a tube having an insulating property and through which a gas flows. And a second pulse for maintaining the generated plasma are applied in combination.
本発明に係るプラズマ発生装置、プラズマ発生体又はプラズマ発生方法によれば、清掃対象物の損傷を抑えつつ、その清掃対象物を確実に清掃することができる。詳しくは、第1のパルス及び第2のパルスが組み合わされて第1の電極及び第2の電極に印加され、第1のパルスによりプラズマが発生し、その発生したプラズマが第2のパルスにより維持される。これにより、従来に比べて小型の電源(パルス電源)を用いてプラズマを安定して発生させることが可能となる。さらに、このプラズマによって清掃対象物(例えば、光ファイバなど)に付着した汚染物を除去する際、作業者は清掃対象物にプラズマを当てれば良く、拭き取り清掃を行う必要が無くなる。このため、作業者毎の技量に依らず、清掃対象物を確実に清掃することができ、加えて、拭き取り清掃による清掃対象物の損傷を防止することができる。また、小型の電源を用いており、その容量は小さいため、プラズマの熱による清掃対象物の損傷を抑止することが可能である。このようにして、清掃対象物の損傷を抑えつつ、その清掃対象物を確実に清掃することができる。 According to the plasma generator, the plasma generator, or the plasma generation method according to the present invention, the cleaning object can be reliably cleaned while suppressing damage to the cleaning object. Specifically, the first pulse and the second pulse are combined and applied to the first electrode and the second electrode, plasma is generated by the first pulse, and the generated plasma is maintained by the second pulse. Is done. This makes it possible to stably generate plasma using a smaller power source (pulse power source) than in the past. Furthermore, when removing the contaminants attached to the object to be cleaned (for example, an optical fiber) by this plasma, the operator only has to apply the plasma to the object to be cleaned, and it is not necessary to perform wiping and cleaning. For this reason, the cleaning object can be reliably cleaned regardless of the skill of each worker, and in addition, the cleaning object can be prevented from being damaged by the wiping cleaning. In addition, since a small power source is used and its capacity is small, it is possible to suppress damage to the cleaning object due to the heat of the plasma. In this way, the cleaning object can be reliably cleaned while suppressing damage to the cleaning object.
また、管に挿入されて設けられた金属管をさらに備え、第1の電極が、金属管から気体の流れ方向の上流側に離されて管の外周面に設けられており、第2の電極が、金属管に接続されている場合には、電圧が適切に印加され、管内で電流が適切に流れる。このため、プラズマの形成が促され、プラズマの発光強度が強まる。すなわち、プラズマの密度が高くなるため、所望の高密度プラズマを得ることが可能となり、清掃対象物をより確実に清掃することができる。 The apparatus further includes a metal tube inserted into the tube, and the first electrode is provided on the outer peripheral surface of the tube, separated from the metal tube on the upstream side in the gas flow direction. However, when it is connected to a metal tube, a voltage is appropriately applied and a current flows appropriately in the tube. For this reason, the formation of plasma is promoted, and the emission intensity of plasma increases. That is, since the density of plasma becomes high, it is possible to obtain a desired high-density plasma, and the object to be cleaned can be more reliably cleaned.
また、管に挿入されて設けられた金属管をさらに備え、第1の電極が、金属管から気体の流れ方向の上流側に離されて管の外周面に設けられており、第2の電極が、金属管に管を介して対向するように位置付けられて管の外周面に設けられている場合には、管内部の金属管と管外部の第2の電極とによりキャパシタンスが形成されるため、印加パルスが短パルスである場合には、電流パスが形成されやすくなり、管内で電流が適切に流れる。これにより、プラズマの形成が促され、プラズマの発光強度が強まる。すなわち、プラズマの密度が高くなるため、所望の高密度プラズマを得ることが可能となり、清掃対象物をより確実に清掃することができる。 The apparatus further includes a metal tube inserted into the tube, and the first electrode is provided on the outer peripheral surface of the tube, separated from the metal tube on the upstream side in the gas flow direction. However, when the metal tube is positioned so as to face the metal tube through the tube and is provided on the outer peripheral surface of the tube, a capacitance is formed by the metal tube inside the tube and the second electrode outside the tube. When the applied pulse is a short pulse, a current path is easily formed, and the current flows appropriately in the tube. Thereby, the formation of plasma is promoted, and the emission intensity of plasma is increased. That is, since the density of plasma becomes high, it is possible to obtain a desired high-density plasma, and the object to be cleaned can be more reliably cleaned.
本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本実施形態に係るプラズマ発生装置1は、清掃対象物(例えば、光ファイバなど)に照射するプラズマを発生させるプラズマ発生体2と、そのプラズマ発生体2に電圧を印加する電圧印加部3と、その電圧印加部3を制御する制御部4とを備えている。
As shown in FIG. 1, a
プラズマ発生体2は、図2に示すように、清掃処理用の気体(ガス)が流れる管2aと、その管2aの先端に存在する金属管2bと、管2a内に電界を生じさせるための第1の電極2c及び第2の電極2dと、それらの各部2a、2b、2c及び2dを支持する支持板2eとを備えている。
As shown in FIG. 2, the
管2aは、支持板2eを二分する中央に位置付けられ、絶縁性を有する支持板2e上に固定されて設けられている。この管2aは絶縁性を有しており、ガスチューブ11が挿入される第1の挿入口H1と、金属管2bが挿入される第2の挿入口H2とを具備している。気体はガスチューブ11から管2a内に供給され、その管2a内を上から下(図2中)に流れる。管2aとしては、例えばガラス管を用いることが可能である。また、供給ガスとしては、例えばヘリウムガスを用いることが可能であり、その供給時の流量は、例えば5l/minで一定になっている。
The
金属管2bは、管2aの第2の挿入口H2に挿入されて設けられ、その一部が管2aから突出している。この金属管2bは、大気圧下で発生したプラズマ(大気圧プラズマ)を排出する排出口H3を有している。金属管2bの許容寸法は管2aの内径と同等であり、金属管2bは管2aの内壁に密着している。金属管2bとしては、例えば銅管を用いることが可能である。
The
第1の電極2cは、支持板2e上の管2aの右側(図2中)に位置付けられ、支持板2e上に固定されて設けられている。この第1の電極2cの一部(アーム部)は、管2aの先端から突出する金属管2bから気体の流れ方向の上流側に離間され、さらに、管2aの外周面に密着するように巻かれている。第1の電極2cには、第1のケーブル12の一端がネジなどの第1の固定部材13により固定されて接続されている。第1のケーブル12の他端はグランドに接続されており、第1の電極2cは電気的に接地されている。第1の電極2cとしては、例えば銅板電極を用いることが可能である。
The
第2の電極2dは、支持板2e上の管2aの左側(図2中)に位置付けられ、支持板2e上に固定されて設けられている。この第2の電極2dの一部(アーム部)は、管2aの先端から突出する金属管2bの外周面に密着するように巻かれ、その金属管2bに接続されている。第2の電極2dには、第2のケーブル14の一端がネジなどの第2の固定部材15により固定されて接続されている。第2のケーブル14の他端は電圧印加部3に接続されており、第2の電極2dは電圧印加部3に電気的に接続されている。第2の電極2dとしては、例えば銅板電極を用いることが可能である。なお、この第2電極2dが負極とされている。
The
図1に戻り、電圧印加部3は、高圧パルス(高電圧パルス)を発生させる高圧パルス発生器3aと、低圧パルス(低電圧パルス)を発生させる低圧パルス発生器3bとを具備しており、それらの高圧パルス及び低圧パルスを組み合わせてプラズマ発生体2の一対の電極2c及び2dに印加する。
Returning to FIG. 1, the voltage application unit 3 includes a high
高圧パルス発生器3aは、絶縁破壊を生じさせて管2a内にプラズマを発生させる高圧パルス(第1のパルス)を生成するパルス発生器であり、第1のパルス発生器として機能する。この高圧パルス発生器3aは、低圧パルス発生器3bに同期信号を送信する。
The high-
低圧パルス発生器3bは、管2a内で発生したプラズマを維持する低圧パルス(第2のパルス)を生成するパルス発生器であり、第2のパルス発生器として機能する。この低圧パルス発生器3bは、高圧パルス発生器3aから同期信号を受信し、その同期信号に基づいて高圧パルス発生器3aとの同期を取ることが可能である。
The low-
制御部4は、高圧パルス発生器3a及び低圧パルス発生器3bの双方の周期(周波数)やパルス幅などの各種条件を設定し、高圧パルス発生器3a及び低圧パルス発生器3bを制御する。例えば、制御部4は、キーボードやスイッチなどの入力部(図示せず)に対する操作者の入力操作に応じて、高圧パルス発生器3aにおける高圧パルスの周期やパルス幅などの各種条件を設定し、同様に、低圧パルス発生器3bにおける低圧パルスの周期やパルス幅などの各種条件を設定する。この制御部4としては、例えば、コンピュータやファンクションジェネレータなどを用いることが可能である。
The
所定の高圧パルスは、設定済の各種条件に基づいて高圧パルス発生器3aにより生成され、さらに、所定の低圧パルスも、設定済の各種条件に基づいて低圧パルス発生器3bにより生成される。これらの高圧パルス及び低圧パルスが組み合わされ、プラズマ発生体2の一対の電極2c及び2dに印加されることになる。
The predetermined high-voltage pulse is generated by the high-
例えば、図3に示すように、所定の高圧パルスA1及び所定の低圧パルスA2が組み合わされた合成パルス(パルス電圧)が、プラズマ発生体2の一対の電極2c及び2dに印加される。これにより、高圧(高電圧)及び低圧(低電圧)がそれぞれの所定時間毎に交互に一対の電極2c及び2dに与えられることになる。
For example, as shown in FIG. 3, a combined pulse (pulse voltage) obtained by combining a predetermined high voltage pulse A1 and a predetermined low voltage pulse A2 is applied to a pair of
ここで、図3では、一例として、高圧パルスA1の高圧を15kVとし、高圧パルス幅を200nsとし、高圧パルス周波数を約1kHzとしており、また、低圧パルスA2の低圧を0.8kVとし、低圧パルス幅(矩形部分全体のパルス幅)を0.5msとし、低圧パルスA2の周期(矩形部分全体の周期)を高圧パルスの周期と同じにしている。この低圧パルスA2の印加では、チョッパ制御(ON/OFF制御)が行われる。チョッパ制御による矩形波の幅は0.05msであり、矩形波の周波数(低圧パルス周波数)は10kHzであり、矩形波の最大値は0.8kVであり、最小値は0.6kVである。このチョッパ制御(チョッピング)によれば、印加電圧が一定である場合(一定の電界)に比べ、変動する電界を管2a内に生成することが可能であるため、プラズマの生成及び維持能力を向上させることができる。
Here, in FIG. 3, as an example, the high voltage of the high voltage pulse A1 is 15 kV, the high voltage pulse width is 200 ns, the high voltage pulse frequency is about 1 kHz, and the low voltage of the low voltage pulse A2 is 0.8 kV. The width (pulse width of the entire rectangular portion) is 0.5 ms, and the cycle of the low-pressure pulse A2 (cycle of the entire rectangular portion) is the same as the cycle of the high-pressure pulse. In the application of the low-pressure pulse A2, chopper control (ON / OFF control) is performed. The width of the rectangular wave by chopper control is 0.05 ms, the frequency of the rectangular wave (low-pressure pulse frequency) is 10 kHz, the maximum value of the rectangular wave is 0.8 kV, and the minimum value is 0.6 kV. According to this chopper control (chopping), it is possible to generate a fluctuating electric field in the
なお、所望の発光強度(所望密度)のプラズマを得るための各種条件を決定するためには、例えば、前述のように高圧パルスの高圧を15kVとし、高圧パルス幅を200nsとし、高圧パルス周波数を約1kHzとし、さらに、低圧パルスの低圧を0.8kVとして固定した状態で、制御部4により低圧パルス幅や低圧パルス周波数などを調整し、所望の発光強度のプラズマを得たときの各種条件を求める。この各種条件が、入力部に対する操作者の入力操作に応じ、制御部4によって高圧パルス発生器3a及び低圧パルス発生器3bに設定される。
In order to determine various conditions for obtaining a plasma having a desired emission intensity (desired density), for example, as described above, the high voltage pulse has a high voltage of 15 kV, a high voltage pulse width of 200 ns, and a high voltage pulse frequency of In a state where the low pressure pulse is fixed at 0.8 kV and the low pressure pulse is fixed at 0.8 kV, the
ここで、高圧パルス及び低圧パルスに関して、例えば、高圧は10から20kVの範囲以内であり、低圧は5kV以下である。また、一例として、高圧パルス周波数は1kHz以下であり、高圧パルス幅は高圧パルス周期の1/100以下である。低圧パルス周波数及び低圧パルス幅は、高圧パルス周波数及び高圧パルス幅に応じて決定される。 Here, regarding the high voltage pulse and the low voltage pulse, for example, the high voltage is within the range of 10 to 20 kV, and the low voltage is 5 kV or less. As an example, the high voltage pulse frequency is 1 kHz or less, and the high voltage pulse width is 1/100 or less of the high voltage pulse period. The low pressure pulse frequency and the low pressure pulse width are determined according to the high pressure pulse frequency and the high pressure pulse width.
次に、前述のプラズマ発生装置1のプラズマ発生動作について説明する。
Next, the plasma generation operation of the
まず、気体がプラズマ発生体2の管2a内にガスチューブ11から供給され、その管2a内を流れる。この気体供給状態で、電圧印加部3は、高圧パルス発生器3aにより所定の高圧パルスを発生させ、その高圧パルスに同期させて低圧パルス発生器3bにより所定の低圧パルスを発生させ、さらに、それらの高圧パルス及び低圧パルスを組み合わせてプラズマ発生体2の一対の電極2c及び2dに印加する。所定の高圧パルス及び所定の低圧パルスの各種条件は前述のように予め制御部4により設定されている。
First, gas is supplied from the
高圧パルスの高電圧が一対の電極2c及び2dに与えられると、それらの電極2c及び2d間に電界が生じ、絶縁破壊により放電が開始してプラズマが発生する。このプラズマは管2aの先端から突出する金属管2bの排出口H3から放出され、大気中の他分子と衝突し、励起、解離及び電離を行う。次に、高圧パルスの高電圧に続いて低圧パルスの低電圧が一対の電極2c及び2dに与えられ、前述で発生したプラズマ(管2a内のプラズマ状態)が維持される。その後、再び、高圧パルスの高電圧が一対の電極2c及び2dに与えられてプラズマが発生し、次に、低圧パルスの低電圧が一対の電極2c及び2dに与えられてプラズマが維持される。この高電圧及び低電圧の印加が順次行われ、プラズマの発生及び維持が繰り返される。
When a high voltage of a high voltage pulse is applied to the pair of
前述の排出口H3から放出されたプラズマが清掃対象物、例えば、光ファイバの端面に照射されると、その光ファイバの端面に対して洗浄に必要な活性種が効率的に供給され、光ファイバの端面に付着した汚染物(有機物)が分解されて光ファイバの端面から完全に除去される。このとき、作業者は、プラズマ発生体2を持って光ファイバの端面にプラズマを当てれば良く、拭き取り清掃を行う必要が無くなる。このため、作業者毎の技量に依らず、光ファイバの端面を確実に清掃することができ、さらに、拭き取り清掃による清掃対象物の損傷を防止することができる。また、プラズマ発生体2は数cm〜十数cmと小型であり、作業者はプラズマ発生体2を持って清掃作業を容易に行うことができる。
When the plasma emitted from the discharge port H3 is irradiated onto the cleaning object, for example, the end face of the optical fiber, active species necessary for cleaning are efficiently supplied to the end face of the optical fiber, and the optical fiber. Contaminants (organic matter) adhering to the end face of the optical fiber are decomposed and completely removed from the end face of the optical fiber. At this time, the operator may hold the
また、高圧パルス及び低圧パルスが組み合わされて用いられ、高電圧によるプラズマの発生及び低電圧によるプラズマの維持が繰り返される。これにより、印加電圧を抑えつつも安定してプラズマを発生させることができる。したがって、従来のように300W程度の大型電源(インバータ電源)を用いず、15W程度の小型電源(パルス電源)を用いてプラズマを安定して生成することが可能になるので、その容量は小さく、プラズマの熱による光ファイバの端面のダメージ(例えば、熱劣化)も抑止することができ、さらに、省エネルギー化を実現することができる。 Further, a high voltage pulse and a low voltage pulse are used in combination, and the generation of plasma by a high voltage and the maintenance of plasma by a low voltage are repeated. Thereby, it is possible to stably generate plasma while suppressing the applied voltage. Therefore, since it becomes possible to stably generate plasma using a small power supply (pulse power supply) of about 15 W without using a large power supply (inverter power supply) of about 300 W as in the prior art, its capacity is small, Damage to the end face of the optical fiber due to the heat of the plasma (for example, thermal degradation) can be suppressed, and energy saving can be realized.
また、管2aの先端に挿入された金属管2bに第2の電極2dを接続することによって、電圧が適切に印加され、管2a内で電流が適切に流れる。このため、プラズマの形成が促され、プラズマの発光強度が強まる。すなわち、プラズマの密度が高くなるため、高密度プラズマを得ることが可能となり、光ファイバの端面をより確実に清掃することができる。
Further, by connecting the
なお、電極の極性に関しては、第2の電極2dが負極にされている。気体としてヘリウムガスを用いた場合には、放電開始時に一部のヘリウム原子が電離されてイオン化し、電子が生成される。次いで、生成された電子はヘリウムガスの流れ方向とは逆向きに加速され、ヘリウムイオンは負極側に加速される。生成された電子はヘリウム原子に衝突し、ヘリウム原子が電離されてイオン化する。このとき、ヘリウム原子の電離が促進されることになる。その後、生成されたヘリウムイオンは大きな慣性を有するため、一部のヘリウムイオンが金属管2bの排出口H3から排出され、大気中の他分子と衝突し、励起、解離及び電離を行う。このような現象が繰り返されることから、第2の電極2dが正極である場合に比べ、プラズマの発光強度が強まり、所望の高密度プラズマを得ることが可能となるため、光ファイバの端面をより確実に清掃することができる。
Regarding the polarity of the electrode, the
次に、前述のプラズマ発生体2の変形例について図4を参照して説明する。
Next, a modification of the above-described
図4に示すように、変形例では、第2の電極2dの一部(アーム部)が、管2aの先端に挿入された金属管2bに管2aを介して対向するように位置付けられ、その管2aの外周面に密着するように巻かれている。この場合には、管2a内の金属管2bとその管2a外の第2の電極2dとによりキャパシタンスが形成されるため、印加パルスが短パルスである場合には、電流パスが形成されやすくなり、管2a内で電流が適切に流れる。これにより、プラズマの形成が促され、発光強度が強まる。すなわち、プラズマの密度が高くなるため、所望の高密度プラズマを得ることが可能となり、光ファイバの端面をより確実に清掃することができる。
As shown in FIG. 4, in the modification, a part (arm part) of the
なお、前述の実施形態においては、管2aの第2の挿入口H2に金属管2bを挿入して設けているが、これに限るものではなく、例えば、管2aの第2の挿入口H2に金属管2bを設けなくても良い。この場合には、第2の挿入口H2がプラズマを排出する排出口として機能することになる。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施形態においては、第2の挿入口H2から突出するようにその第2の挿入口H2に金属管2bを挿入して設けているが、これに限るものではなく、例えば、第2の挿入口H2から突出しないようにその第2の挿入口H2に金属管2bを挿入して設けても良い。
In the above-described embodiment, the
最後に、前述の実施形態は例示であり、発明の範囲はそれらに限定されない。前述の実施形態は種々変更可能であり、例えば、前述の実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても良く、さらに、異なる実施形態に係る構成要素が適宜組み合わされても良い。 Finally, the above-described embodiments are illustrative, and the scope of the invention is not limited thereto. The above-described embodiment can be variously modified. For example, some components may be deleted from all the components shown in the above-described embodiment, and further, components according to different embodiments may be appropriately combined. Also good.
1 プラズマ発生装置
2 プラズマ発生体
2a 管
2b 金属管
2c 第1の電極
2d 第2の電極
2e 支持板
3 電圧印加部
3a 高圧パルス発生器
3b 低圧パルス発生器
4 制御部
11 ガスチューブ
12 第1のケーブル
13 第1の固定部材
14 第2のケーブル
15 第2の固定部材
A1 高圧パルス
A2 低圧パルス
H1 第1の挿入口
H2 第2の挿入口
H3 排出口
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記管内に電界を生じさせるための第1の電極及び第2の電極と、
前記第1の電極及び前記第2の電極に対し、絶縁破壊を生じさせてプラズマを発生させる第1のパルス及び発生した前記プラズマを維持する第2のパルスを組み合わせて印加する電圧印加部と、
を備えることを特徴とするプラズマ発生装置。 A tube having an insulating property and flowing gas;
A first electrode and a second electrode for generating an electric field in the tube;
A voltage application unit configured to apply a combination of a first pulse for generating plasma by causing dielectric breakdown to the first electrode and the second electrode and a second pulse for maintaining the generated plasma;
A plasma generator characterized by comprising:
前記第1の電極は、前記金属管から前記気体の流れ方向の上流側に離されて前記管の外周面に設けられており、
前記第2の電極は、前記金属管に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ発生装置。 Further comprising a metal tube provided inserted into the tube,
The first electrode is provided on the outer peripheral surface of the tube, separated from the metal tube on the upstream side in the gas flow direction,
The plasma generating apparatus according to claim 1, wherein the second electrode is connected to the metal tube.
前記第1の電極は、前記金属管から前記気体の流れ方向の上流側に離されて前記管の外周面に設けられており、
前記第2の電極は、前記金属管に前記管を介して対向するように位置付けられて前記管の外周面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ発生装置。 Further comprising a metal tube provided inserted into the tube,
The first electrode is provided on the outer peripheral surface of the tube, separated from the metal tube on the upstream side in the gas flow direction,
2. The plasma generating apparatus according to claim 1, wherein the second electrode is provided on an outer peripheral surface of the tube so as to be opposed to the metal tube via the tube.
前記管に挿入されて設けられた金属管と、
前記金属管から前記気体の流れ方向の上流側に離間され、前記管の外周面に設けられた第1の電極と、
前記金属管に接続された第2の電極と、
を備えることを特徴とするプラズマ発生体。 A tube having an insulating property and flowing gas;
A metal tube provided inserted into the tube;
A first electrode provided on the outer peripheral surface of the tube, spaced from the metal tube upstream in the gas flow direction;
A second electrode connected to the metal tube;
A plasma generator characterized by comprising:
前記管に挿入されて設けられた金属管と、
前記金属管から前記気体の流れ方向の上流側に離間され、前記管の外周面に設けられた第1の電極と、
前記金属管に前記管を介して対向するように位置付けられ、前記管の外周面に設けられた第2の電極と、
を備えることを特徴とするプラズマ発生体。 A tube having an insulating property and flowing gas;
A metal tube provided inserted into the tube;
A first electrode provided on the outer peripheral surface of the tube, spaced from the metal tube upstream in the gas flow direction;
A second electrode provided on the outer peripheral surface of the tube, positioned to face the metal tube via the tube;
A plasma generator characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014125850A JP2016004728A (en) | 2014-06-19 | 2014-06-19 | Plasma generator, plasma generating body and plasma generating method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014125850A JP2016004728A (en) | 2014-06-19 | 2014-06-19 | Plasma generator, plasma generating body and plasma generating method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2016004728A true JP2016004728A (en) | 2016-01-12 |
Family
ID=55223865
Family Applications (1)
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JP (1) | JP2016004728A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018008310A1 (en) * | 2016-07-08 | 2018-01-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Plasma discharge apparatus and air-cleaning machine |
-
2014
- 2014-06-19 JP JP2014125850A patent/JP2016004728A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018008310A1 (en) * | 2016-07-08 | 2018-01-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Plasma discharge apparatus and air-cleaning machine |
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