JP5431537B2 - プラズマ発生装置、ラジカル生成方法および洗浄浄化装置 - Google Patents
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Description
また、この場合には、効率的に放電を発生させるために、第1電極は、所定の方向にそれぞれ延在する線状電極および内側筒状電極のいずれかとされ、第2電極は、第1電極を囲むようにして所定の方向に延在する外側筒状電極とされることがより好ましい。
より具体的には、第1電極と第2電極とは互いに平行に配設され、第1電極と第2電極との間に、沿面放電させるための誘電体部を介在させていることが好ましい。
その隔壁部はセラミックス部材を含むことが好ましい。
本発明の実施の形態1に係るプラズマ発生装置とそのラジカル生成方法について説明する。図1に示すように、プラズマ発生装置1では、円筒状のケース部材3の内側に同心状に円筒状の多孔質セラミックス部材6が配設されている。ケース部材3の両端部には、ケース部材3と多孔質セラミックス部材6との隙間を塞ぐリング状の外側シール材8が装着されている。また、多孔質セラミックス部材6の両端部には、円筒状の多孔質セラミックス部材6の内側の領域を塞ぐ内側シール材9が配設されている。多孔質セラミックス部材6の外径寸法は数cm程度で、長さは用途に応じて数cm〜数十cmとされる。
に、アルゴンガス(Ar)と水蒸気(H2O)が含まれることが好ましい。
印加される。
実施の形態2では、電極の配置のバリエーションの一例について説明する。図8および図9に示すように、円筒状の多孔質セラミックス部材6の内側の領域14に線状電極21が配設され、多孔質セラミックス部材6の液体に臨む外側表面6a上に円筒状電極22が配設されている。線状電極21は直径約0.1mm〜1mm程度とされ、円筒状の多孔質セラミックス部材6のほぼ中心に配置されている。また、線状電極21の表面は誘電体(図示せず)によって被覆されている。
実施の形態3では、電極の配置のバリエーションの他の例について説明する。図15および図16に示すように、円筒状の多孔質セラミックス部材6の内側の領域14に内側円筒状電極23が配設され、多孔質セラミックス部材6の液体に臨む外側表面6a上に外側円筒状電極24が配設されている。内側円筒状電極23は、円筒状の多孔質セラミックス部材6の内側表面6b上に配設されていている。なお、この内側円筒状電極23は、内側表面6bから距離約0.1mm〜3mm程度隔てられた位置に配設されていてもよい。
上述した各実施の形態では、微細な気泡を発生させる多孔質セラミックス部材として、円筒状の多孔質セラミックス部材を例に挙げて説明した。多孔質セラミックス部材としては円筒状のものに限られず、たとえば図21に示すように、平板状の多孔質セラミックス部材6を適用してもよい。この場合には、ほぼ直方体のケース部材3に配設された平板状の多孔質セラミックス部材6の下方に位置する領域に、少なくとも酸素を含んだガスが導入される。
実施の形態4では、プラズマ発生装置1を用いた洗浄浄化装置の一例について説明する。図22に示すように、プラズマ発生装置1を備えた洗浄浄化装置2では、円筒状の多孔質セラミックス部材6を収容する円筒状のケース部材3の液体導入口4には、被洗浄処理対象部50の液体を送り込む配管51が接続され、液体排出口5には処理の完了した液体を被洗浄処理対象部50へ戻す配管52が接続されている。なお、これ以外の構成については実施の形態1において説明したプラズマ発生装置1と同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を省略する。
実施の形態5では、プラズマ発生装置1を用いた洗浄浄化装置の他の例について説明する。図27に示すように、プラズマ発生装置1を備えた洗浄浄化装置2では、多孔質セラミックス部材6に設けられたガス導入口10とガス供給部12との間に、ガス供給部12から送られるガスをあらかじめプラズマ化するプラズマ発生部16が配設されている。また、多孔質セラミックス部材6の内側には、誘導電極61と放電電極62が配設されている。図28に示すように、誘導電極61はセラミック部材63によって被覆されている。放電電極62は、セラミック部材63の表面に配設され、そして、セラミックコート部材64によって被覆されている。なお、これ以外の構成については実施の形態1において説明したプラズマ発生装置1と同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を省略する。
Claims (25)
- 液体を収容する液体収容部と、
気体を収容する気体収容部と、
前記液体収容部と前記気体収容部とを隔て、前記気体収容部中の前記気体の流通を許容して前記気体を前記液体収容部へ導くガス通路が形成された隔壁部と、
前記気体収容部に配設された第1電極と、
前記第1電極と距離を隔てられ、少なくとも前記第1電極と対向する側の部分が前記液体収容部中の前記液体と接触しないように配設された第2電極と、
前記気体収容部の前記気体を前記ガス通路を介して前記液体収容部へ圧送させる態様で、前記気体収容部に少なくとも酸素を含むガスを供給するガス供給部と、
前記第1電極と前記第2電極との間に所定の電圧を供給して前記第1電極と前記第2電極との間に放電を発生させることにより、前記気体収容部に導入された前記ガスをプラズマ化するプラズマ電源部と
を備え、
前記第1電極は、前記隔壁部と距離を隔てられている態様および前記隔壁部における前記気体収容部に臨む表面に密着する態様のいずれかの態様で配設され、
前記第2電極は、前記隔壁部における前記液体収容部に臨む表面に密着するように配設され、
少なくとも、前記第2電極は、前記ガス通路の開口端部において、前記ガス通路に向かって張出したオーバーハング部を含む、プラズマ発生装置。 - 前記第1電極は、前記隔壁部における前記気体収容部に臨む表面に密着する態様で配設され、
前記第1電極は、前記ガス通路の開口端部において、前記ガス通路に向かって張出したオーバーハング部を含む、請求項1記載のプラズマ発生装置。 - 前記隔壁部は筒状体であり、
前記筒状体の内側の領域が前記気体収容部とされ、
前記筒状体の外側の領域が前記液体収容部とされた、請求項1または2に記載のプラズマ発生装置。 - 前記第1電極は、所定の方向にそれぞれ延在する線状電極および内側筒状電極のいずれかとされ、
前記第2電極は、前記第1電極を囲むようにして前記所定の方向に延在する外側筒状電極とされた、請求項3記載のプラズマ発生装置。 - 前記内側筒状電極および前記外側筒状電極はメッシュ状である、請求項4記載のプラズマ発生装置。
- 前記第1電極および前記第2電極の少なくとも一方は誘電体で被覆された、請求項1〜5のいずれかに記載のプラズマ発生装置。
- 前記液体収容部では、前記隔壁部における前記液体収容部に臨む面に沿って液体が流される、請求項1〜6のいずれかに記載のプラズマ発生装置。
- 前記隔壁部は平板状体である、請求項1記載のプラズマ発生装置。
- 前記隔壁部はセラミックス部材を含む、請求項1〜8のいずれかに記載のプラズマ発生装置。
- 前記ガス通路は、前記セラミックス部材に存在する孔とされた、請求項9記載のプラズマ発生装置。
- 前記プラズマ電源部は、前記第1電極と前記第2電極との間にパルス電圧および高周波電圧のいずれかを印加する機能を含む、請求項1〜10のいずれかに記載のプラズマ発生装置。
- 前記ガス供給部は、さらにアルゴンおよび水蒸気の少なくともいずれかを供給する機能を含む、請求項1〜11のいずれかに記載のプラズマ発生装置。
- 前記ガス供給部は、大気中の空気を供給する機能を含む、請求項1〜11のいずれかに記載のプラズマ発生装置。
- 前記ガス供給部と前記気体収容部との間に、前記ガス供給部から送られるガスをプラズマ化するプラズマ発生部を備えた、請求項1〜13のいずれかに記載のプラズマ発生装置。
- 請求項1〜14のいずれかに記載のプラズマ発生装置におけるラジカル生成方法であって、
液体を収容する液体収容部と気体を収容する気体収容部とを、前記気体の流通を許容するガス通路が形成された隔壁部によって隔て、前記気体収容部の前記気体を前記ガス通路を介して前記液体収容部へ圧送させる態様で前記気体収容部に少なくとも酸素を含むガスを供給する工程と、
前記気体収容部および前記隔壁部の領域の少なくともいずれかの領域においてプラズマを生成することにより、前記ガスに含まれる前記酸素の酸素ラジカルを生成する工程と、生成した前記酸素ラジカルを前記気体とともに前記液体収容部へ圧送することにより、前記ガス通路の前記液体収容部側の開口端において前記酸素ラジカルを含んだ気泡を成長させる工程と、
前記液体収容部の前記液体の流れにより、前記気泡を前記隔壁部からせん断して前記液体中に前記気泡を放出する工程と
を備えた、ラジカル生成方法。 - 前記ガスを供給する工程では、さらにアルゴンおよび水蒸気の少なくともいずれかが供給される、請求項15記載のラジカル生成方法。
- 前記ガスを供給する工程では、大気中の空気が供給される、請求項15記載のラジカル生成方法。
- 前記酸素ラジカルを生成する工程では、前記プラズマは所定の1対の対向電極間にパルス電圧を印加することによって生成される、請求項15〜17のいずれかに記載のラジカル生成方法。
- 前記酸素ラジカルを生成する工程では、前記プラズマは所定の1対の対向電極間に高周波電圧を印加することによって生成される、請求項15〜17のいずれかに記載のラジカル生成方法。
- 前記ガスを供給する工程では、前記ガスはあらかじめプラズマ化されて供給される、請求項15〜19のいずれかに記載のラジカル生成方法。
- 請求項1〜14のいずれかに記載のプラズマ発生装置を備えた洗浄化装置であって、
前記気体収容部に取付けられ、前記気体収容部に前記ガスを供給するガス導入口と、
前記液体収容部に取付けられ、前記液体収容部に前記液体を導入する液体導入口および前記液体収容部の前記液体を排出する液体排出口と、
前記気体収容部へ供給された前記ガスをプラズマ化することにより生成した、前記ガスに含まれる前記酸素の酸素ラジカルを、前記気体とともに前記ガス通路を介して前記液体収容部へ圧送させて、前記酸素ラジカルを含んだ気泡を前記液体に放出する機能と
を備えた、洗浄浄化装置。 - 前記液体収容部は、前記気泡に含まれる少なくとも前記酸素ラジカルにより導入された前記液体を浄化する液体浄化部とされた、請求項21記載の洗浄浄化装置。
- 前記液体収容部は、少なくとも前記酸素ラジカルを含んだ前記気泡を放出することで前記液体を洗浄液として生成する洗浄液生成部とされた、請求項21記載の洗浄浄化装置。
- 前記液体導入口および前記液体排出口は、前記液体収容部において前記隔壁部に沿って前記液体が流れる所定の位置関係に配置された、請求項21〜23のいずれかに記載の洗浄浄化装置。
- 筒状の前記隔壁部を周方向から取囲むように同心状に配設された筒状のケース部材を備え、
筒状の前記隔壁部と筒状の前記ケース部材との間の領域が前記液体収容部とされた、請求項21〜24のいずれかに記載の洗浄浄化装置。
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