JP4046224B2 - 気体励起用の電極 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体励起用の電極に関する。本発明の気体励起用電極によれば、耐用期間を長期化することができる。
【０００２】
【従来の技術】
交流高圧放電条件下に気体を誘導して気体分子を励起し、低温プラズマを発生させる気体励起装置としては種々の装置が知られており、例えば、特開平９−１９９２６１号公報（特許文献１）や米国特許第５，４８３，１１７号明細書（特許文献２）にも、気体励起装置が記載されている。こうした従来公知の気体励起装置の代表的な態様を図１に示す。図１は、気体励起装置５０のハウジング５１の側壁の一部を切り欠いて示す模式的斜視図である。前記気体励起装置５０は、被処理気体Ｇの流入用開口部５２と処理済み気体Ｃの排出用開口部５３とを備えた大略直方体状のハウジング５１を有し、前記ハウジング５１の内部には、多数の保護電極５４を備えている。前記の保護電極５４は、図２の模式的断面図に示すとおり、芯電極５５と、その芯電極５５の周囲を包囲する円筒状鞘体５６とを含み、前記の円筒状鞘体５６は、絶縁体材料からなる。更に、前記の保護電極５４は、２系列の電極群５４Ａ，５４Ｂに分かれており、それぞれ電線５７Ａ，５７Ｂに接続し、電線５７Ａ，５７Ｂは交流電源５８と接続している。また、一方の系列の電極群５４Ｂに接続する電線５７Ｂは、アースされている。なお、図２に示すとおり、ハウジング５１内部において最も外側に配置され、ハウジング５１の内壁と対向する各保護電極５４Ｂは、それぞれ、ハウジング５１の内壁との間で放電が発生しないように、アースされる電線５７Ｂに接続するのが好ましい。原理的にはハウジング５１それ自体をアースする必要はないが、安全上の観点からハウジング５１それ自体をアースするのが好ましい。
【０００３】
更に、前記の気体励起装置によって発生する低温非平衡プラズマを利用する脱臭装置や空気浄化装置が知られている。例えば、特開２００１−２９３０７９号公報（特許文献３）には、低温プラズマを発生する高圧放電部と、その下流に配置され、酸化促進触媒が充填されている触媒部とを有する低温プラズマ脱臭装置が記載されている。前記高圧放電部では、被処理気体に対して高圧放電により解離エネルギーを与えることによりラジカルを発生させる。すなわち、放電により気体中に放出された電子が、臭気ガス中の気体分子に射突し、分子を活性化させる。その活性分子の一部は解離してラジカルとなり、臭気ガス中の悪臭物質を酸化分解したり、あるいは、オゾンを生成させるものと考えられる。ラジカルにより生成された前記オゾンも、悪臭物質を酸化させ、悪臭物質の処理に貢献するものと考えられる。また、放電そのものの有するエネルギーによっても、悪臭物質の酸化分解が行われる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１９９２６１号公報
【特許文献２】
米国特許第５，４８３，１１７号明細書
【特許文献３】
特開２００１−２９３０７９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１に示すタイプの気体励起装置においては、従来から絶縁体鞘体として比較的廉価なガラス管が広く使用されていた。しかしながら、従来のガラス管では、連続運転を約４ヶ月程度継続すると、ガラス管の破損発生率が急激に上昇していた。従って、電極交換作業が必要となり、ランニングコストが高価になると共に、気体励起装置もその都度停止させなければならないという欠点があった。
従って、本発明の課題は、図１に示すタイプの気体励起用電極の寿命を延長させ、コスト低減を図ることにある。特には、比較的廉価なガラス製鞘体を有する電極の寿命を延長させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、気体励起用の少なくとも一対の電極の組み合わせとして、
（Ａ）円柱状芯電極と、その円柱状芯電極を取り囲む円筒状ガラス製鞘体とを含み、そのガラス製鞘体の外側表面が被処理気体と接触する保護電極同士の組み合わせ、又は
（Ｂ）前記の保護電極と、被処理気体と直接に接触する露出電極との組み合わせ
で用いる気体励起用の保護電極であって、
前記保護電極の横断面の円の面積に対して、前記円筒状ガラス製鞘体の断面積が８０％以上であり、前記保護電極の横断面の円の面積に対して、前記円柱状芯電極と前記円筒状ガラス製鞘体との空隙部の占める断面積が２％以上であり、前記空隙部に空気を充填することを特徴とする、前記の保護電極によって解決することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による気体励起用電極は、気体励起装置に装着して使用することができる。一般的な気体励起装置は、被処理気体の流入用開口部と処理済み気体の排出用開口部とを有するハウジング内に、交流電源と接続する少なくとも一対の電極を備える。そして、前記の一対の電極の組み合わせは、例えば、
（Ａ）芯電極と、その芯電極の周囲を包囲する絶縁体鞘体とを含み、その絶縁体鞘体の外側表面が被処理気体と接触する保護電極同士の組み合わせ（すなわち、保護電極同士の組み合わせ）であるか、又は
（Ｂ）（１）前記の保護電極と、（２）被処理気体と直接に接触する露出電極との組み合わせ（すなわち、保護電極と露出電極との組み合わせ）である。なお、前記組み合わせ（Ｂ）においては、前記露出電極と前記ハウジングとが共にアースされている。
本発明による気体励起用電極は、前記の気体励起装置において、保護電極として使用される。
【０００８】
本明細書において、前記組み合わせ（Ａ）の電極を有する装置を、以下に「保護電極型装置」と称し、前記組み合わせ（Ｂ）の電極を有する装置を、以下に「露出電極型装置」と称することにする。前記の保護電極型装置は、従来から公知であるが、前記の露出電極型装置は、従来は知られていない（特願２００２−３４１１５８号明細書参照）。前記の「保護電極型装置」は、例えば、特開平９−１９９２６１号公報（前記特許文献１）や米国特許第５，４８３，１１７号明細書（前記特許文献２）に記載されている気体の励起装置と同様の装置である。
【０００９】
最初に、前記の保護電極型装置の代表的態様について、添付図面に沿って説明する。図１は、保護電極型装置５０のハウジング５１の側壁の一部を切り欠いて示す模式的斜視図である。前記保護電極型装置５０は、大略直方体状のハウジング５１の上面に相当する部分に被処理汚染気体（例えば大気）Ｇの流入用開口部５２を備え、前記ハウジング５１の底面に相当する部分に処理済み気体（例えば大気）Ｃの排出用開口部５３を備えている。また、高圧放電処理が実施される前記ハウジング５１の内部には、多数の保護電極５４を備えている。前記の保護電極５４は、図２の模式的断面図に示すとおり、円柱状芯電極５５と、その芯電極５５の周囲を包囲する円筒状鞘体５６とを含む。多数の保護電極５４は、それぞれ相互に間隔を隔てて平行に、しかも被処理汚染気体の流れ方向に対して垂直方向に配置されており、それら各電極の両端部は、それぞれハウジング５１の支持壁５１Ａ，５１Ｂで支持されている。
【００１０】
複数の保護電極５４は２系統に分割されており、それぞれがグループ化されて電線５７Ａ，５７Ｂに一括して接続し、電線５７Ａ，５７Ｂは交流電源５８と接続している。また、一方の系列の保護電極５４Ｂに接続する電線５７Ｂは、アースされている。なお、図２に示すとおり、ハウジング５１内部において最も外側に配置され、ハウジング５１の内壁と対向する各保護電極５４Ｂは、それぞれ、ハウジング５１の内壁との間で放電が発生しないように、アースされる電線５７Ｂに接続するのが好ましい。原理的にはハウジング５１それ自体をアースする必要はないが、安全上の観点からハウジング５１それ自体をアースするのが好ましい。
【００１１】
こうした保護電極型装置５０の流入用開口部５２から、例えば被処理気体（例えば大気）Ｇを流入し、２系統の電極群５４Ａ，５４Ｂに交流電源５８によって高電圧を印加すると、２系統の電極群５４Ａ，５４Ｂ間で放電が起こり、気体分子が励起状態となってラジカルが発生する。これらのラジカルにより、被処理気体中の悪臭物質が酸化分解されたり、あるいは、オゾンを生成させるので、被処理気体は酸化処理される。また、こうして発生したラジカル及びオゾンと共に被処理気体を排出用開口部５３から排出し、酸化促進触媒が充填されている触媒部（図示せず）に送付して、ラジカル及びオゾンと被処理気体との反応を更に進行させ、気体の処理を続行することができる。更に、２系統の電極群５４Ａ，５４Ｂに交流電源５８によって高電圧を印加すると、２系統の電極群５４Ａ，５４Ｂ間で放電が起こり、各電極の表面、すなわち、それぞれの円筒状鞘体５６の表面に被処理気体（例えば大気）中の浮遊粒子、特には浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）を付着させることができる。
【００１２】
前記の保護電極型装置内で、複数の保護電極群の配置は、ハウジング内部で放電がほぼ均等に発生し、各電極間を通過する被処理気体がほぼ均等に処理されるように配置されている。しかしながら、複数の保護電極群を、相互に間隔を隔てて平行に、しかも被処理気体の流れ方向に対して垂直方向に配置すると共に、一方の電極系列５４Ａの１つの保護電極が、もう一方の電極系列５４Ｂの４つの保護電極により包囲され、逆に、もう一方の電極系列５４Ｂの１つの保護電極が、一方の電極系列５４Ａの４つの保護電極により包囲される状態で配置するのが好ましい。
【００１３】
次に、露出電極型装置を添付図面に沿って説明する。露出電極型装置は、前記図１及び図２に示すタイプの従来型装置を改良した装置である。最初に、露出電極型装置と前記保護電極型装置との基本構造の差異を図３及び図４に沿って説明する。
図３は、前記図１及び図２に示す保護電極型装置の基本的構造を示す模式的断面図である。保護電極型装置５０は、前記のとおり、被処理汚染気体Ｇの流入用開口部５２と処理済み気体Ｃの排出用開口部５３とを備えたハウジング５１を有し、前記ハウジング５１の内部には、保護電極５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｂを備えている。前記の保護電極５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｂは、それぞれ芯電極５５と、その芯電極５５の周囲を包囲する鞘体５６とを含む。前記電極５４Ａは電線５７Ａに接続し、前記電極５４Ｂ，５４Ｂはそれぞれ電線５７Ｂに接続し、電線５７Ａ，５７Ｂは交流電源５８と接続している。また、電極５４Ｂ，５４Ｂは、ハウジング５１内の外側に配置され、ハウジング５１の内壁と対向するので、それらと接続する電線５７Ｂは、アースされている。
【００１４】
一方、図４は、露出電極型装置の基本的構造を示す模式的断面図である。露出電極型装置１０は、被処理汚染気体Ｇの流入用開口部２と処理済み気体Ｃの排出用開口部３とを備えたハウジング１を有し、前記ハウジング１の内部には、保護電極４Ａと、露出電極４Ｂ，４Ｂとを備えている。保護電極型装置５０は、前記のとおり、保護電極５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｂを備えているのに対し、露出電極型装置１０は、保護電極５４Ｂ，５４Ｂの代わりに、露出電極４Ｂ，４Ｂを備えている点で異なる。前記の保護電極４Ａは、保護電極型装置５０と同様に、芯電極５と、その芯電極５の周囲を包囲する鞘体６とを含む。また、保護電極４Ａは電線７Ａと接続し、露出電極４Ｂ，４Ｂは、それぞれ電線７Ｂに接続し、電線７Ａ，７Ｂは交流電源８と接続している。また、露出電極４Ｂ，４Ｂに接続する電線７Ｂは、アースされている。更に、露出電極型装置１０では、ハウジング１もアースする必要があり、この点でも保護電極型装置５０と相違する。なお、露出電極型装置１０においては、保護電極４Ａ側に高電圧を印可するのが好ましいので、保護電極４Ａをハウジング１内部において最も外側に配置するのは好ましくない。すなわち、図４に示すとおり、露出電極４Ｂ，４Ｂをハウジング１内部において最も外側に配置して、ハウジング１の内壁と対向させるのが好ましい。
【００１５】
図３に示す保護電極型装置では、保護電極５４Ａ内の芯電極５５と両側の各保護電極５４Ｂ内の芯電極５５との間で放電が起こる。この放電では、１対の芯電極５５，５５の間に、２つの鞘体５６の絶縁体層の２層が介在する。一方、図４に示す露出電極型装置１０では、保護電極４Ａ内の芯電極５と両側の各露出電極４Ｂとの間で放電が起こる。この放電では、１つの芯電極５と露出電極４Ｂとの間には、１つの鞘体６の絶縁体層の１層のみが介在するだけであり、励起能力が向上するので、ラジカル発生量が増大し、オゾンの生成量も増大する。なお、図４に示す露出電極型装置１０では、ハウジング１と露出電極４Ｂ，４Ｂとがいずれもアースされているので、ハウジング１と露出電極４Ｂ，４Ｂとの間で放電が発生しない。
【００１６】
図４に示すとおり、露出電極型装置１０においては、図１及び図２に示す保護電極型装置５０における一対の保護電極５４Ａ，５４Ｂの代わりに、保護電極４Ａと露出電極４Ｂとの組み合わせを用いる点が異なるだけある。そこで、前記の露出電極型装置の或る態様を、図５及び図６に沿って説明する。すなわち、図５は、露出電極型装置１０のハウジング１の側壁の一部を切り欠いて示す模式的斜視図であり、図６はその模式的断面図である。
【００１７】
図５及び図６に示すように、露出電極型装置１０は、保護電極型装置５０と同様に、大略直方体状のハウジング１の上面に相当する部分に被処理気体（例えば大気）Ｇの流入用開口部２を備え、前記ハウジング１の底面に相当する部分に処理済み気体（例えば大気）Ｃの排出用開口部３を備えている。また、高圧放電処理が実施される前記ハウジング１の内部には、複数の円筒状保護電極４Ａ及び複数の円筒状露出電極４Ｂが、それぞれ相互に間隔を隔てて平行に、しかも被処理汚染気体（例えば大気）の流れ方向に対して垂直方向に配置されており、それら各電極の両端部は、それぞれハウジング１の支持壁１Ａ，１Ｂで支持されている。
【００１８】
一方、円筒状露出電極４Ｂは、前記保護電極４の円筒状鞘体６とほぼ同様の寸法を有し、電極表面が露出しているので、被処理気体（例えば大気）と直接に接触する。複数の保護電極４Ａと複数の露出電極４Ｂとは、それぞれがグループ化されて電線７Ａ，７Ｂに一括して接続し、電線７Ａ，７Ｂは交流電源８と接続している。また、ハウジング１内の最も外側には露出電極４Ｂが配置され、複数の露出電極４Ｂに接続する電線７Ｂは、アースされている。更に、ハウジング１もアースする。
【００１９】
こうした露出電極型装置１０の流入用開口部２から被処理汚染気体（例えば大気）Ｇを流入し、２系統の電極群４Ａ，４Ｂに交流電源８によって高電圧を印加すると、２系統の電極群４Ａ，４Ｂ間で放電が起こり、気体分子が励起状態となってラジカルが発生する。これらのラジカルにより、被処理気体中の悪臭物質が酸化分解されたり、あるいは、オゾンを生成させるので、被処理気体は酸化処理される。また、こうして発生したラジカル及びオゾンと共に被処理気体を排出用開口部３から排出し、酸化促進触媒が充填されている触媒部（図示せず）に送付して、ラジカル及びオゾンと被処理気体との反応を更に進行させ、気体の処理を続行することができる。更に、２系統の電極群４Ａ，４Ｂに交流電源８によって高電圧を印加すると、２系統の電極群４Ａ，４Ｂ間で放電が起こり、露出電極４Ｂの表面、及び保護電極４Ａの表面、すなわち、円筒状鞘体６の表面に気体（例えば大気）中の浮遊粒子、特には浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）を付着させることができる。
【００２０】
前記の露出電極型装置で用いる露出電極は、任意の導電性材料から構成することができ、例えば、アルミニウム若しくはその合金、銅、炭素質材料、鉄若しくはその合金、あるいはタングステンを挙げることができる。なお、前記の露出電極は、被処理気体（例えば汚染大気）と直接に接触するので、耐蝕性を有し、清浄操作や取替え操作などのメンテナンスが容易な金属、例えば、ステンレススチール（例えば、ＳＵＳ）を用いるのが好ましい。
また、前記の露出電極の形状も特に限定されるものではないが、棒状体（例えば、筒状体若しくは柱状体、特には、円筒状体若しくは円柱状体）、あるいは、導線を撚って製造した撚り線型電極であることもできる。
【００２１】
前記の露出電極型装置内で、複数の露出電極群と複数の保護電極群との配置は、それぞれハウジング内部で放電がほぼ均等に発生し、各電極間を通過する被処理汚染大気がほぼ均等に処理されるように配置されている。しかしながら、複数の露出電極群と複数の保護電極群とを、相互に間隔を隔てて平行に、しかも被処理汚染大気の流れ方向に対して垂直方向に配置すると共に、１つの露出電極が４つの保護電極により包囲され、しかも１つの保護電極が４つの露出電極により包囲される状態で配置するのが好ましい。
【００２２】
本発明による気体励起用電極は、前記の通り、例えば、前記の保護電極型や露出電極型の気体励起装置において、保護電極として使用することができる。
本発明による気体励起用電極の構造を、模式的に図７（断面図）に示す。すなわち、本発明による気体励起用電極４０は、円柱状芯電極４１と、その円柱状芯電極４１を取り囲む円筒状絶縁体鞘体４２とを含む。また、円柱状芯電極４１と円筒状絶縁体鞘体４２との間には、空隙部４３を含むことがある。
【００２３】
本発明による気体励起用電極は、横断面の円の面積に対して、前記円筒状絶縁体鞘体が占める断面積が７０％以上である。前記円筒状絶縁体鞘体が占める断面積が７０％未満になると、長期間の連続的使用に対する耐用期間が短くなる。前記円筒状絶縁体鞘体が占める断面積は、好ましくは７５％以上であり、より好ましくは８０％以上である。
【００２４】
前記円筒状絶縁体鞘体は、絶縁体製である限り、特に限定されないが、円筒状鞘体の外側表面は、被処理気体（例えば、汚染大気）と直接に接触する。従って、耐蝕性を有し、清浄操作や取替え操作などのメンテナンスが容易な材料、例えば、合成樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）、又はセラミックスを用いるのが好ましく、ガラス製であることが、強度及びコスト面からはより好ましい。ガラスとしては、任意のガラスを用いることができるが、例えば、ホウ珪酸ガラスを用いると、耐熱性と強度の点で好ましい。
【００２５】
前記円柱状芯電極は、任意の導電性材料から構成することができ、例えば、アルミニウム若しくはその合金、銅、炭素質材料、鉄若しくはその合金、あるいはタングステンを挙げることができる。なお、前記の芯電極は、被処理汚染気体と直接に接触しないので、特に耐蝕性を有する必要はない。また、前記の芯電極の形状も特に限定されるものではないが、棒状体（例えば、筒状体若しくは柱状体、特には、円筒状体若しくは円柱状体）、あるいは、導線を撚って製造した撚り線型電極であることもできる。
【００２６】
芯電極は、放電時に一般的には膨張するので、芯電極の表面と円筒状鞘体の内側表面との間には、空隙部を設けて、少なくとも０．０５ｍｍの間隔を設けるのが好ましい。その空隙部には空気又は適当な不活性ガス（例えば、窒素ガス、アルゴンガス）、あるいは絶縁性液体（例えば、フッ素系不活性液体）を充填することができ、あるいは減圧若しくは真空状態にすることもできる。後述するように、空気を充填するのが好ましい。なお、芯電極の表面と円筒状鞘体の内側表面との間が広くなり過ぎ、例えば、１．０ｍｍ以上になると、芯電極の表面と円筒状鞘体の内側表面との間で放電が発生する場合があるので好ましくない。
【００２７】
本発明による気体励起用電極において、電極の寸法も特に限定されるものではないが、一般的に広く使用されている電極では、電極外径が約３ｍｍ〜１０ｍｍである。また、電極の長さも特に限定されないが、一般的に広く使用されている電極では、長さが約５０ｍｍ〜１０００ｍｍである。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
【電極破壊試験】
電極破壊試験は、実際の気体励起装置よりも厳しい条件下で放電を実施し、短時間で耐久性を評価した。具体的には、図８に示すように、円柱状芯電極４１Ａと円筒状絶縁体鞘体４２Ａとを含む試験対象保護電極４０Ａをカッター６０の刃６１の上に直角に載置し、保護電極４０Ａの一方の端部に設けた端子４５を交流電源４８と接続し、更に、その交流電源４８から前記カッター６０の端部６２と接続させた。前記交流電源４８と前記カッター６０との間でアースした。なお、円柱状芯電極４１Ａと円筒状絶縁体鞘体４２Ａと間の空隙部は図示していない。
【００２９】
【ガラス厚の評価例】
（１）アルミニウム製芯電極（直径＝１．５ｍｍ）とその芯電極を包囲するガラス製円筒状保護鞘体（外径＝４ｍｍ；ガラス厚さ＝１．２ｍｍ）とから電極１０本を製造した。前記電極の断面積に占める芯電極の面積は１４％であり、円筒状保護鞘体の面積は８４％であり、空隙部の占める面積は２％であった。なお、前記空隙部には、空気を充填した。これらの電極について、図８に示す方法で、試験電圧１８．１ｋＶ（一定）を印加して、電極破壊試験を実施し、ガラス製円筒状保護鞘体が破壊するまでの時間を測定した。
【００３０】
（２）アルミニウム製芯電極（直径＝２ｍｍ）とその芯電極を包囲するガラス製円筒状保護鞘体（外径＝４ｍｍ；ガラス厚さ＝０．８ｍｍ）とから電極１０本を製造した。前記電極の断面積に占める芯電極の面積は２５％であり、円筒状保護鞘体の面積は６４％であり、空隙部の占める面積は１１％であった。なお、前記空隙部には、空気を充填した。これらの電極について、前項（１）と同様に、図８に示す方法で、試験電圧１８．１ｋＶ（一定）を印加して、電極破壊試験を実施し、ガラス製円筒状保護鞘体が破壊するまでの時間を測定した。
【００３１】
（３）結果を以下の表１に示す。
【表１】
【００３２】
【充填物の評価例】
（１）アルミニウム製芯電極（直径＝１．５ｍｍ）とその芯電極を包囲するガラス製円筒状保護鞘体（外径＝４ｍｍ；ガラス厚さ＝１．２ｍｍ）とから電極を製造した。前記電極の断面積に占める芯電極の面積は１４％であり、円筒状保護鞘体の面積は８４％であり、空隙部の占める面積は２％であった。なお、前記空隙部には、空気又はフッ素系不活性液体（フロリナート；３Ｍ社，米国）を充填した。
また、アルミニウム製芯電極（直径＝２ｍｍ）とその芯電極を包囲するガラス製円筒状保護鞘体（外径＝４ｍｍ；ガラス厚さ＝０．８ｍｍ）とから電極を製造した。前記電極の断面積に占める芯電極の面積は２５％であり、円筒状保護鞘体の面積は６４％であり、空隙部の占める面積は１１％であった。なお、前記空隙部には、空気又はフッ素系不活性液体（フロリナート；３Ｍ社，米国）を充填した。
これらの各電極について、図８に示す方法で、試験電圧１８ｋＶ（一定）又は１８．５ｋＶ（一定）を印加し、電極破壊試験を実施した。
【００３３】
（２）結果を以下の表２に示す。
【表２】
試験の結果、高電圧側電極の保護鞘体のガラス面積比が８４％である電極は、６４％の電極よりもはるかに寿命が長いことがわかった。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、気体励起用電極の寿命を延長させ、コスト低減を達成することができる。特には、比較的廉価なガラス製鞘体を有する電極の寿命を延長させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電極が使用可能な保護電極型気体励起装置のハウジングの側壁の一部を切り欠いて示す模式的斜視図である。
【図２】図１の保護電極型気体励起装置の模式的断面図である。
【図３】保護電極型気体励起装置の基本的構造を示す模式的断面図である。
【図４】本発明装置の基本的構造を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の電極が使用可能な露出電極型気体励起装置のハウジングの側壁の一部を切り欠いて示す模式的斜視図である。
【図６】図５の露出電極気体励起装置の模式的断面図である。
【図７】本発明による気体励起用電極の構造を模式的に示す断面図である。
【図８】気体励起用電極の破壊試験の実施方法を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１・・・ハウジング；１Ａ，１Ｂ・・・支持壁；２・・・流入用開口部；
３・・・排出用開口部；４Ａ・・・保護電極；
４Ａ−１０，４Ａ−２０・・・保護電極列；
４ａ−１１，４ａ−１２・・・保護電極群；
４ａ−２１，４ａ−２２・・・保護電極群；
４Ｂ・・・露出電極；５・・・芯電極；６・・・円筒状鞘体；
７Ａ，７Ｂ・・・電線；８，４８・・・交流電源；１０・・・気体励起装置；
４０・・・気体励起用電極；４０Ａ・・・試験対象保護電極；
４１，４１Ａ・・・円柱状芯電極；４２，４２Ａ・・・円筒状絶縁体鞘体；
４３・・・空隙部；４５・・・端子；５０・・・気体励起装置；
５１・・・ハウジング；５２・・・流入用開口部；
５３・・・排出用開口部；５４（５４Ａ，５４Ｂ）・・・保護電極；
５５・・・芯電極；５６・・・円筒状鞘体；５７Ａ，５７Ｂ・・・電線；
５８・・・交流電源；６０・・・カッター；６１・・・カッターの刃；
６２・・・カッターの端部；
Ｇ・・・被処理気体；Ｃ・・・処理済み気体。
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体励起用の電極に関する。本発明の気体励起用電極によれば、耐用期間を長期化することができる。
【０００２】
【従来の技術】
交流高圧放電条件下に気体を誘導して気体分子を励起し、低温プラズマを発生させる気体励起装置としては種々の装置が知られており、例えば、特開平９−１９９２６１号公報（特許文献１）や米国特許第５，４８３，１１７号明細書（特許文献２）にも、気体励起装置が記載されている。こうした従来公知の気体励起装置の代表的な態様を図１に示す。図１は、気体励起装置５０のハウジング５１の側壁の一部を切り欠いて示す模式的斜視図である。前記気体励起装置５０は、被処理気体Ｇの流入用開口部５２と処理済み気体Ｃの排出用開口部５３とを備えた大略直方体状のハウジング５１を有し、前記ハウジング５１の内部には、多数の保護電極５４を備えている。前記の保護電極５４は、図２の模式的断面図に示すとおり、芯電極５５と、その芯電極５５の周囲を包囲する円筒状鞘体５６とを含み、前記の円筒状鞘体５６は、絶縁体材料からなる。更に、前記の保護電極５４は、２系列の電極群５４Ａ，５４Ｂに分かれており、それぞれ電線５７Ａ，５７Ｂに接続し、電線５７Ａ，５７Ｂは交流電源５８と接続している。また、一方の系列の電極群５４Ｂに接続する電線５７Ｂは、アースされている。なお、図２に示すとおり、ハウジング５１内部において最も外側に配置され、ハウジング５１の内壁と対向する各保護電極５４Ｂは、それぞれ、ハウジング５１の内壁との間で放電が発生しないように、アースされる電線５７Ｂに接続するのが好ましい。原理的にはハウジング５１それ自体をアースする必要はないが、安全上の観点からハウジング５１それ自体をアースするのが好ましい。
【０００３】
更に、前記の気体励起装置によって発生する低温非平衡プラズマを利用する脱臭装置や空気浄化装置が知られている。例えば、特開２００１−２９３０７９号公報（特許文献３）には、低温プラズマを発生する高圧放電部と、その下流に配置され、酸化促進触媒が充填されている触媒部とを有する低温プラズマ脱臭装置が記載されている。前記高圧放電部では、被処理気体に対して高圧放電により解離エネルギーを与えることによりラジカルを発生させる。すなわち、放電により気体中に放出された電子が、臭気ガス中の気体分子に射突し、分子を活性化させる。その活性分子の一部は解離してラジカルとなり、臭気ガス中の悪臭物質を酸化分解したり、あるいは、オゾンを生成させるものと考えられる。ラジカルにより生成された前記オゾンも、悪臭物質を酸化させ、悪臭物質の処理に貢献するものと考えられる。また、放電そのものの有するエネルギーによっても、悪臭物質の酸化分解が行われる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１９９２６１号公報
【特許文献２】
米国特許第５，４８３，１１７号明細書
【特許文献３】
特開２００１−２９３０７９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１に示すタイプの気体励起装置においては、従来から絶縁体鞘体として比較的廉価なガラス管が広く使用されていた。しかしながら、従来のガラス管では、連続運転を約４ヶ月程度継続すると、ガラス管の破損発生率が急激に上昇していた。従って、電極交換作業が必要となり、ランニングコストが高価になると共に、気体励起装置もその都度停止させなければならないという欠点があった。
従って、本発明の課題は、図１に示すタイプの気体励起用電極の寿命を延長させ、コスト低減を図ることにある。特には、比較的廉価なガラス製鞘体を有する電極の寿命を延長させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、気体励起用の少なくとも一対の電極の組み合わせとして、
（Ａ）円柱状芯電極と、その円柱状芯電極を取り囲む円筒状ガラス製鞘体とを含み、そのガラス製鞘体の外側表面が被処理気体と接触する保護電極同士の組み合わせ、又は
（Ｂ）前記の保護電極と、被処理気体と直接に接触する露出電極との組み合わせ
で用いる気体励起用の保護電極であって、
前記保護電極の横断面の円の面積に対して、前記円筒状ガラス製鞘体の断面積が８０％以上であり、前記保護電極の横断面の円の面積に対して、前記円柱状芯電極と前記円筒状ガラス製鞘体との空隙部の占める断面積が２％以上であり、前記空隙部に空気を充填することを特徴とする、前記の保護電極によって解決することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による気体励起用電極は、気体励起装置に装着して使用することができる。一般的な気体励起装置は、被処理気体の流入用開口部と処理済み気体の排出用開口部とを有するハウジング内に、交流電源と接続する少なくとも一対の電極を備える。そして、前記の一対の電極の組み合わせは、例えば、
（Ａ）芯電極と、その芯電極の周囲を包囲する絶縁体鞘体とを含み、その絶縁体鞘体の外側表面が被処理気体と接触する保護電極同士の組み合わせ（すなわち、保護電極同士の組み合わせ）であるか、又は
（Ｂ）（１）前記の保護電極と、（２）被処理気体と直接に接触する露出電極との組み合わせ（すなわち、保護電極と露出電極との組み合わせ）である。なお、前記組み合わせ（Ｂ）においては、前記露出電極と前記ハウジングとが共にアースされている。
本発明による気体励起用電極は、前記の気体励起装置において、保護電極として使用される。
【０００８】
本明細書において、前記組み合わせ（Ａ）の電極を有する装置を、以下に「保護電極型装置」と称し、前記組み合わせ（Ｂ）の電極を有する装置を、以下に「露出電極型装置」と称することにする。前記の保護電極型装置は、従来から公知であるが、前記の露出電極型装置は、従来は知られていない（特願２００２−３４１１５８号明細書参照）。前記の「保護電極型装置」は、例えば、特開平９−１９９２６１号公報（前記特許文献１）や米国特許第５，４８３，１１７号明細書（前記特許文献２）に記載されている気体の励起装置と同様の装置である。
【０００９】
最初に、前記の保護電極型装置の代表的態様について、添付図面に沿って説明する。図１は、保護電極型装置５０のハウジング５１の側壁の一部を切り欠いて示す模式的斜視図である。前記保護電極型装置５０は、大略直方体状のハウジング５１の上面に相当する部分に被処理汚染気体（例えば大気）Ｇの流入用開口部５２を備え、前記ハウジング５１の底面に相当する部分に処理済み気体（例えば大気）Ｃの排出用開口部５３を備えている。また、高圧放電処理が実施される前記ハウジング５１の内部には、多数の保護電極５４を備えている。前記の保護電極５４は、図２の模式的断面図に示すとおり、円柱状芯電極５５と、その芯電極５５の周囲を包囲する円筒状鞘体５６とを含む。多数の保護電極５４は、それぞれ相互に間隔を隔てて平行に、しかも被処理汚染気体の流れ方向に対して垂直方向に配置されており、それら各電極の両端部は、それぞれハウジング５１の支持壁５１Ａ，５１Ｂで支持されている。
【００１０】
複数の保護電極５４は２系統に分割されており、それぞれがグループ化されて電線５７Ａ，５７Ｂに一括して接続し、電線５７Ａ，５７Ｂは交流電源５８と接続している。また、一方の系列の保護電極５４Ｂに接続する電線５７Ｂは、アースされている。なお、図２に示すとおり、ハウジング５１内部において最も外側に配置され、ハウジング５１の内壁と対向する各保護電極５４Ｂは、それぞれ、ハウジング５１の内壁との間で放電が発生しないように、アースされる電線５７Ｂに接続するのが好ましい。原理的にはハウジング５１それ自体をアースする必要はないが、安全上の観点からハウジング５１それ自体をアースするのが好ましい。
【００１１】
こうした保護電極型装置５０の流入用開口部５２から、例えば被処理気体（例えば大気）Ｇを流入し、２系統の電極群５４Ａ，５４Ｂに交流電源５８によって高電圧を印加すると、２系統の電極群５４Ａ，５４Ｂ間で放電が起こり、気体分子が励起状態となってラジカルが発生する。これらのラジカルにより、被処理気体中の悪臭物質が酸化分解されたり、あるいは、オゾンを生成させるので、被処理気体は酸化処理される。また、こうして発生したラジカル及びオゾンと共に被処理気体を排出用開口部５３から排出し、酸化促進触媒が充填されている触媒部（図示せず）に送付して、ラジカル及びオゾンと被処理気体との反応を更に進行させ、気体の処理を続行することができる。更に、２系統の電極群５４Ａ，５４Ｂに交流電源５８によって高電圧を印加すると、２系統の電極群５４Ａ，５４Ｂ間で放電が起こり、各電極の表面、すなわち、それぞれの円筒状鞘体５６の表面に被処理気体（例えば大気）中の浮遊粒子、特には浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）を付着させることができる。
【００１２】
前記の保護電極型装置内で、複数の保護電極群の配置は、ハウジング内部で放電がほぼ均等に発生し、各電極間を通過する被処理気体がほぼ均等に処理されるように配置されている。しかしながら、複数の保護電極群を、相互に間隔を隔てて平行に、しかも被処理気体の流れ方向に対して垂直方向に配置すると共に、一方の電極系列５４Ａの１つの保護電極が、もう一方の電極系列５４Ｂの４つの保護電極により包囲され、逆に、もう一方の電極系列５４Ｂの１つの保護電極が、一方の電極系列５４Ａの４つの保護電極により包囲される状態で配置するのが好ましい。
【００１３】
次に、露出電極型装置を添付図面に沿って説明する。露出電極型装置は、前記図１及び図２に示すタイプの従来型装置を改良した装置である。最初に、露出電極型装置と前記保護電極型装置との基本構造の差異を図３及び図４に沿って説明する。
図３は、前記図１及び図２に示す保護電極型装置の基本的構造を示す模式的断面図である。保護電極型装置５０は、前記のとおり、被処理汚染気体Ｇの流入用開口部５２と処理済み気体Ｃの排出用開口部５３とを備えたハウジング５１を有し、前記ハウジング５１の内部には、保護電極５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｂを備えている。前記の保護電極５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｂは、それぞれ芯電極５５と、その芯電極５５の周囲を包囲する鞘体５６とを含む。前記電極５４Ａは電線５７Ａに接続し、前記電極５４Ｂ，５４Ｂはそれぞれ電線５７Ｂに接続し、電線５７Ａ，５７Ｂは交流電源５８と接続している。また、電極５４Ｂ，５４Ｂは、ハウジング５１内の外側に配置され、ハウジング５１の内壁と対向するので、それらと接続する電線５７Ｂは、アースされている。
【００１４】
一方、図４は、露出電極型装置の基本的構造を示す模式的断面図である。露出電極型装置１０は、被処理汚染気体Ｇの流入用開口部２と処理済み気体Ｃの排出用開口部３とを備えたハウジング１を有し、前記ハウジング１の内部には、保護電極４Ａと、露出電極４Ｂ，４Ｂとを備えている。保護電極型装置５０は、前記のとおり、保護電極５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｂを備えているのに対し、露出電極型装置１０は、保護電極５４Ｂ，５４Ｂの代わりに、露出電極４Ｂ，４Ｂを備えている点で異なる。前記の保護電極４Ａは、保護電極型装置５０と同様に、芯電極５と、その芯電極５の周囲を包囲する鞘体６とを含む。また、保護電極４Ａは電線７Ａと接続し、露出電極４Ｂ，４Ｂは、それぞれ電線７Ｂに接続し、電線７Ａ，７Ｂは交流電源８と接続している。また、露出電極４Ｂ，４Ｂに接続する電線７Ｂは、アースされている。更に、露出電極型装置１０では、ハウジング１もアースする必要があり、この点でも保護電極型装置５０と相違する。なお、露出電極型装置１０においては、保護電極４Ａ側に高電圧を印可するのが好ましいので、保護電極４Ａをハウジング１内部において最も外側に配置するのは好ましくない。すなわち、図４に示すとおり、露出電極４Ｂ，４Ｂをハウジング１内部において最も外側に配置して、ハウジング１の内壁と対向させるのが好ましい。
【００１５】
図３に示す保護電極型装置では、保護電極５４Ａ内の芯電極５５と両側の各保護電極５４Ｂ内の芯電極５５との間で放電が起こる。この放電では、１対の芯電極５５，５５の間に、２つの鞘体５６の絶縁体層の２層が介在する。一方、図４に示す露出電極型装置１０では、保護電極４Ａ内の芯電極５と両側の各露出電極４Ｂとの間で放電が起こる。この放電では、１つの芯電極５と露出電極４Ｂとの間には、１つの鞘体６の絶縁体層の１層のみが介在するだけであり、励起能力が向上するので、ラジカル発生量が増大し、オゾンの生成量も増大する。なお、図４に示す露出電極型装置１０では、ハウジング１と露出電極４Ｂ，４Ｂとがいずれもアースされているので、ハウジング１と露出電極４Ｂ，４Ｂとの間で放電が発生しない。
【００１６】
図４に示すとおり、露出電極型装置１０においては、図１及び図２に示す保護電極型装置５０における一対の保護電極５４Ａ，５４Ｂの代わりに、保護電極４Ａと露出電極４Ｂとの組み合わせを用いる点が異なるだけある。そこで、前記の露出電極型装置の或る態様を、図５及び図６に沿って説明する。すなわち、図５は、露出電極型装置１０のハウジング１の側壁の一部を切り欠いて示す模式的斜視図であり、図６はその模式的断面図である。
【００１７】
図５及び図６に示すように、露出電極型装置１０は、保護電極型装置５０と同様に、大略直方体状のハウジング１の上面に相当する部分に被処理気体（例えば大気）Ｇの流入用開口部２を備え、前記ハウジング１の底面に相当する部分に処理済み気体（例えば大気）Ｃの排出用開口部３を備えている。また、高圧放電処理が実施される前記ハウジング１の内部には、複数の円筒状保護電極４Ａ及び複数の円筒状露出電極４Ｂが、それぞれ相互に間隔を隔てて平行に、しかも被処理汚染気体（例えば大気）の流れ方向に対して垂直方向に配置されており、それら各電極の両端部は、それぞれハウジング１の支持壁１Ａ，１Ｂで支持されている。
【００１８】
一方、円筒状露出電極４Ｂは、前記保護電極４の円筒状鞘体６とほぼ同様の寸法を有し、電極表面が露出しているので、被処理気体（例えば大気）と直接に接触する。複数の保護電極４Ａと複数の露出電極４Ｂとは、それぞれがグループ化されて電線７Ａ，７Ｂに一括して接続し、電線７Ａ，７Ｂは交流電源８と接続している。また、ハウジング１内の最も外側には露出電極４Ｂが配置され、複数の露出電極４Ｂに接続する電線７Ｂは、アースされている。更に、ハウジング１もアースする。
【００１９】
こうした露出電極型装置１０の流入用開口部２から被処理汚染気体（例えば大気）Ｇを流入し、２系統の電極群４Ａ，４Ｂに交流電源８によって高電圧を印加すると、２系統の電極群４Ａ，４Ｂ間で放電が起こり、気体分子が励起状態となってラジカルが発生する。これらのラジカルにより、被処理気体中の悪臭物質が酸化分解されたり、あるいは、オゾンを生成させるので、被処理気体は酸化処理される。また、こうして発生したラジカル及びオゾンと共に被処理気体を排出用開口部３から排出し、酸化促進触媒が充填されている触媒部（図示せず）に送付して、ラジカル及びオゾンと被処理気体との反応を更に進行させ、気体の処理を続行することができる。更に、２系統の電極群４Ａ，４Ｂに交流電源８によって高電圧を印加すると、２系統の電極群４Ａ，４Ｂ間で放電が起こり、露出電極４Ｂの表面、及び保護電極４Ａの表面、すなわち、円筒状鞘体６の表面に気体（例えば大気）中の浮遊粒子、特には浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）を付着させることができる。
【００２０】
前記の露出電極型装置で用いる露出電極は、任意の導電性材料から構成することができ、例えば、アルミニウム若しくはその合金、銅、炭素質材料、鉄若しくはその合金、あるいはタングステンを挙げることができる。なお、前記の露出電極は、被処理気体（例えば汚染大気）と直接に接触するので、耐蝕性を有し、清浄操作や取替え操作などのメンテナンスが容易な金属、例えば、ステンレススチール（例えば、ＳＵＳ）を用いるのが好ましい。
また、前記の露出電極の形状も特に限定されるものではないが、棒状体（例えば、筒状体若しくは柱状体、特には、円筒状体若しくは円柱状体）、あるいは、導線を撚って製造した撚り線型電極であることもできる。
【００２１】
前記の露出電極型装置内で、複数の露出電極群と複数の保護電極群との配置は、それぞれハウジング内部で放電がほぼ均等に発生し、各電極間を通過する被処理汚染大気がほぼ均等に処理されるように配置されている。しかしながら、複数の露出電極群と複数の保護電極群とを、相互に間隔を隔てて平行に、しかも被処理汚染大気の流れ方向に対して垂直方向に配置すると共に、１つの露出電極が４つの保護電極により包囲され、しかも１つの保護電極が４つの露出電極により包囲される状態で配置するのが好ましい。
【００２２】
本発明による気体励起用電極は、前記の通り、例えば、前記の保護電極型や露出電極型の気体励起装置において、保護電極として使用することができる。
本発明による気体励起用電極の構造を、模式的に図７（断面図）に示す。すなわち、本発明による気体励起用電極４０は、円柱状芯電極４１と、その円柱状芯電極４１を取り囲む円筒状絶縁体鞘体４２とを含む。また、円柱状芯電極４１と円筒状絶縁体鞘体４２との間には、空隙部４３を含むことがある。
【００２３】
本発明による気体励起用電極は、横断面の円の面積に対して、前記円筒状絶縁体鞘体が占める断面積が７０％以上である。前記円筒状絶縁体鞘体が占める断面積が７０％未満になると、長期間の連続的使用に対する耐用期間が短くなる。前記円筒状絶縁体鞘体が占める断面積は、好ましくは７５％以上であり、より好ましくは８０％以上である。
【００２４】
前記円筒状絶縁体鞘体は、絶縁体製である限り、特に限定されないが、円筒状鞘体の外側表面は、被処理気体（例えば、汚染大気）と直接に接触する。従って、耐蝕性を有し、清浄操作や取替え操作などのメンテナンスが容易な材料、例えば、合成樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）、又はセラミックスを用いるのが好ましく、ガラス製であることが、強度及びコスト面からはより好ましい。ガラスとしては、任意のガラスを用いることができるが、例えば、ホウ珪酸ガラスを用いると、耐熱性と強度の点で好ましい。
【００２５】
前記円柱状芯電極は、任意の導電性材料から構成することができ、例えば、アルミニウム若しくはその合金、銅、炭素質材料、鉄若しくはその合金、あるいはタングステンを挙げることができる。なお、前記の芯電極は、被処理汚染気体と直接に接触しないので、特に耐蝕性を有する必要はない。また、前記の芯電極の形状も特に限定されるものではないが、棒状体（例えば、筒状体若しくは柱状体、特には、円筒状体若しくは円柱状体）、あるいは、導線を撚って製造した撚り線型電極であることもできる。
【００２６】
芯電極は、放電時に一般的には膨張するので、芯電極の表面と円筒状鞘体の内側表面との間には、空隙部を設けて、少なくとも０．０５ｍｍの間隔を設けるのが好ましい。その空隙部には空気又は適当な不活性ガス（例えば、窒素ガス、アルゴンガス）、あるいは絶縁性液体（例えば、フッ素系不活性液体）を充填することができ、あるいは減圧若しくは真空状態にすることもできる。後述するように、空気を充填するのが好ましい。なお、芯電極の表面と円筒状鞘体の内側表面との間が広くなり過ぎ、例えば、１．０ｍｍ以上になると、芯電極の表面と円筒状鞘体の内側表面との間で放電が発生する場合があるので好ましくない。
【００２７】
本発明による気体励起用電極において、電極の寸法も特に限定されるものではないが、一般的に広く使用されている電極では、電極外径が約３ｍｍ〜１０ｍｍである。また、電極の長さも特に限定されないが、一般的に広く使用されている電極では、長さが約５０ｍｍ〜１０００ｍｍである。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
【電極破壊試験】
電極破壊試験は、実際の気体励起装置よりも厳しい条件下で放電を実施し、短時間で耐久性を評価した。具体的には、図８に示すように、円柱状芯電極４１Ａと円筒状絶縁体鞘体４２Ａとを含む試験対象保護電極４０Ａをカッター６０の刃６１の上に直角に載置し、保護電極４０Ａの一方の端部に設けた端子４５を交流電源４８と接続し、更に、その交流電源４８から前記カッター６０の端部６２と接続させた。前記交流電源４８と前記カッター６０との間でアースした。なお、円柱状芯電極４１Ａと円筒状絶縁体鞘体４２Ａと間の空隙部は図示していない。
【００２９】
【ガラス厚の評価例】
（１）アルミニウム製芯電極（直径＝１．５ｍｍ）とその芯電極を包囲するガラス製円筒状保護鞘体（外径＝４ｍｍ；ガラス厚さ＝１．２ｍｍ）とから電極１０本を製造した。前記電極の断面積に占める芯電極の面積は１４％であり、円筒状保護鞘体の面積は８４％であり、空隙部の占める面積は２％であった。なお、前記空隙部には、空気を充填した。これらの電極について、図８に示す方法で、試験電圧１８．１ｋＶ（一定）を印加して、電極破壊試験を実施し、ガラス製円筒状保護鞘体が破壊するまでの時間を測定した。
【００３０】
（２）アルミニウム製芯電極（直径＝２ｍｍ）とその芯電極を包囲するガラス製円筒状保護鞘体（外径＝４ｍｍ；ガラス厚さ＝０．８ｍｍ）とから電極１０本を製造した。前記電極の断面積に占める芯電極の面積は２５％であり、円筒状保護鞘体の面積は６４％であり、空隙部の占める面積は１１％であった。なお、前記空隙部には、空気を充填した。これらの電極について、前項（１）と同様に、図８に示す方法で、試験電圧１８．１ｋＶ（一定）を印加して、電極破壊試験を実施し、ガラス製円筒状保護鞘体が破壊するまでの時間を測定した。
【００３１】
（３）結果を以下の表１に示す。
【表１】
【充填物の評価例】
（１）アルミニウム製芯電極（直径＝１．５ｍｍ）とその芯電極を包囲するガラス製円筒状保護鞘体（外径＝４ｍｍ；ガラス厚さ＝１．２ｍｍ）とから電極を製造した。前記電極の断面積に占める芯電極の面積は１４％であり、円筒状保護鞘体の面積は８４％であり、空隙部の占める面積は２％であった。なお、前記空隙部には、空気又はフッ素系不活性液体（フロリナート；３Ｍ社，米国）を充填した。
また、アルミニウム製芯電極（直径＝２ｍｍ）とその芯電極を包囲するガラス製円筒状保護鞘体（外径＝４ｍｍ；ガラス厚さ＝０．８ｍｍ）とから電極を製造した。前記電極の断面積に占める芯電極の面積は２５％であり、円筒状保護鞘体の面積は６４％であり、空隙部の占める面積は１１％であった。なお、前記空隙部には、空気又はフッ素系不活性液体（フロリナート；３Ｍ社，米国）を充填した。
これらの各電極について、図８に示す方法で、試験電圧１８ｋＶ（一定）又は１８．５ｋＶ（一定）を印加し、電極破壊試験を実施した。
【００３３】
（２）結果を以下の表２に示す。
【表２】
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、気体励起用電極の寿命を延長させ、コスト低減を達成することができる。特には、比較的廉価なガラス製鞘体を有する電極の寿命を延長させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電極が使用可能な保護電極型気体励起装置のハウジングの側壁の一部を切り欠いて示す模式的斜視図である。
【図２】図１の保護電極型気体励起装置の模式的断面図である。
【図３】保護電極型気体励起装置の基本的構造を示す模式的断面図である。
【図４】本発明装置の基本的構造を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の電極が使用可能な露出電極型気体励起装置のハウジングの側壁の一部を切り欠いて示す模式的斜視図である。
【図６】図５の露出電極気体励起装置の模式的断面図である。
【図７】本発明による気体励起用電極の構造を模式的に示す断面図である。
【図８】気体励起用電極の破壊試験の実施方法を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１・・・ハウジング；１Ａ，１Ｂ・・・支持壁；２・・・流入用開口部；
３・・・排出用開口部；４Ａ・・・保護電極；
４Ａ−１０，４Ａ−２０・・・保護電極列；
４ａ−１１，４ａ−１２・・・保護電極群；
４ａ−２１，４ａ−２２・・・保護電極群；
４Ｂ・・・露出電極；５・・・芯電極；６・・・円筒状鞘体；
７Ａ，７Ｂ・・・電線；８，４８・・・交流電源；１０・・・気体励起装置；
４０・・・気体励起用電極；４０Ａ・・・試験対象保護電極；
４１，４１Ａ・・・円柱状芯電極；４２，４２Ａ・・・円筒状絶縁体鞘体；
４３・・・空隙部；４５・・・端子；５０・・・気体励起装置；
５１・・・ハウジング；５２・・・流入用開口部；
５３・・・排出用開口部；５４（５４Ａ，５４Ｂ）・・・保護電極；
５５・・・芯電極；５６・・・円筒状鞘体；５７Ａ，５７Ｂ・・・電線；
５８・・・交流電源；６０・・・カッター；６１・・・カッターの刃；
６２・・・カッターの端部；
Ｇ・・・被処理気体；Ｃ・・・処理済み気体。
Claims (2)
- 気体励起用の少なくとも一対の電極の組み合わせとして、
（Ａ）円柱状芯電極と、その円柱状芯電極を取り囲む円筒状ガラス製鞘体とを含み、そのガラス製鞘体の外側表面が被処理気体と接触する保護電極同士の組み合わせ、又は
（Ｂ）前記の保護電極と、被処理気体と直接に接触する露出電極との組み合わせ
で用いる気体励起用の保護電極であって、
前記保護電極の横断面の円の面積に対して、前記円筒状ガラス製鞘体の断面積が８０％以上であり、前記保護電極の横断面の円の面積に対して、前記円柱状芯電極と前記円筒状ガラス製鞘体との空隙部の占める断面積が２％以上であり、前記空隙部に空気を充填することを特徴とする、前記の保護電極。 - 一対の電極の組み合わせが、保護電極と露出電極との組み合わせである、請求項１に記載の保護電極。
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