JP6104630B2 - スライディング放電用の電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、スライディング放電用の電源装置に係り、放電の電気流体力学的作用や化学作用の活用を目的に開発が進められているスライディング放電を駆動する電源を単純化し、電源の自己制御性を利用してスライディング放電の安定化を図る際に利用可能な電源装置に関する。

スライディング放電はレーザ励起用に開発され、最近では航空機の翼や風力発電機の回転翼の境界層の制御を目的に検討されているが、ディーゼルエンジン等の排ガス処理をはじめ、プラズマリアクタなどへの広範な応用も有望視される新しい放電形態である。

図８はスライディング放電装置の基本形式を示した説明図である。同図に示されるスライディング放電装置では、絶縁誘電体４の同一面上に、励起電極１とスライディング電極２とを一定間隔の放電ギャップ６をあけて配置し、前記２電極とは絶縁誘電体４を挟んで、前記放電ギャップ６を覆うようにして、絶縁誘電体４の裏面に背面電極３を配置した３電極構造が採用されている。
ただし、必要に応じて複数のユニットを並列にして使用することもできる。（非特許文献１参照）

上記の基本形式では励起電極１には交流高電圧電源７が接続され、絶縁誘電体４を隔てて設置された背面電極３との間に高い交流電界が印加されるため、励起電極１の端部には励起用バリア放電５が発生する。

該背面電極３の役割は、励起電極１の端部に励起用バリア放電５を発生することだけでなく、正ストリーマを絶縁誘電体４の表面にできるだけ引き寄せてスライディング電極２に到達するように電気映像力を作用させることである。したがって、スライディング放電（表面プラズマ）の延伸をさほど大きくしなくても良い場合には背面電極３を簡略化し、局部的なバリア放電を発生させるための補助電極で代用することもある。

上記のように、スライディング放電は絶縁誘電体４の表面に沿って、表面プラズマが広い範囲に延伸する放電方式であるため、プラズマで発生した種々の化学的活性種を絶縁誘電体４の表面に付着、吸着させ、それが強い化学作用を持つと考えられることから、特に不均一触媒反応に対しては顕著な効果が期待できる。このため、通常のプラズマリアクタで用いられる誘電体バリア放電よりもスライディング放電の方が、化学作用が強いことが報告されている。（非特許文献２参照）

スライディング電極２には励起電極１に対し、直流電源８により負電位が印加され、励起用バリア放電５で発生した正ストリーマがスライディング電極２に引き寄せられ、絶縁誘電体４の表面の放電ギャップ６上を表面プラズマがスライディング電極２まで延伸し、スライディング放電として目視される。なおスライディング電極２に逆電位を印加した場合には、安定したスライディング放電を発生することなく、印加電圧を高くするといきなり火花放電に移行する。

特開平９−２４７９４５号公報（第４頁図２） 特開平５−０６４４４２号公報（第５頁図１および第７頁図４） 特開平６−０１４４６２号公報（第７頁図１）

R.Sosa, H.Kelly, D.Grondona,A.Marquaez, V.Lago and G.Artana著"Electrical and plasma characteristics of a quasi-steady sliding discharge"Journal of Physics D:Applied Physics. vol.41(2008) pp35202-35210 M.A.Malik, J.F.Kolb, Y.Sunand K.H.Schoenbach著"Comparative study of NO removal in surface-plasma and volume-plasma reactorsbased on corona discharges" Journal of Hazardous Matters vol.197(2011) pp220-228

一方、スライディング放電をプラズマリアクタに使用するためには安定した運転ができる温度範囲を広くする必要があるが、スライディング放電は雰囲気温度が上昇するにつれ火花放電を生じやすくなり、不安定になる。図９は励起電極１とスライディング電極２の間での火花放電電圧の温度依存性に関する実測結果の一例である。

図９から解るように、出力電圧が固定されている直流電源８をスライディング電極２に直結した場合には、ある温度以上で火花放電が発生し、交直両電源にパルス状の大電流が流れるため、最悪の場合には電源装置を破損する。このため、図８の電極では安定抵抗９ａで放電電流を制限して安定化を図っている。なお、バイパスコンデンサ９ｂは交流のバリア放電電流に対するインピーダンスを低くするために取り付けてある。

しかしながら、図８の基本形式では励起電極１、スライディング電極２および背面電極３の全ての電極に高電圧がかかるため、全ての電極と筐体との間で、電気的な絶縁を確保しなければならないばかりでなく、高価な給電用のブッシング碍子１０が少なくとも２個以上必要になる。とくに高温での電気絶縁の確保は容易でなく、費用もかかる。

この電気絶縁の問題を軽減するためには、交流高電圧に直流高電圧を重畳した放電励起用の高電圧を発生させ、それを励起電極１だけに印加すればスライディング電極２と背面電極３は接地でき、かつブッシング碍子１０の個数も削減できる。つまり、交流電源７と直流電源８を直列にして図１０のように構成すれば、交流電圧に直流電圧を重畳できる。

即ち、スライディング放電の励起に用いるバリア放電には商用周波数でなく、１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの高電圧交流を用いることが効率的であるので、図１０のように発振器１２と増幅器（あるいはインバータ）１１を用い、図１０の昇圧トランス７ａ、インダクタ（あるいはトランスの漏洩インダクタ）７ｂおよびシステム容量も含めた共振コンデンサ７ｃで構成された交流高電圧電源（共振回路）７で交流高電圧を発生させるのが実際的である。（特許文献１）

一方で、図１０のように電源７，８を直列に構成した場合は、直流電源８の絶縁耐力を交流電圧の重畳分だけ高くしなければならない。仮に、電源の接続順序を逆転したとしても交流電源７の絶縁耐力を高くしなければならず、状況は変らない。

図１１は交流電源７と直流電源８を並列に使用した場合である。この場合、電源の絶縁耐力の問題は軽減できるが、交直両電源が必要であることには変わりないし、安定抵抗９ａには交流成分も流れるので交流電源７の電流容量を大きくしたり、直流電源８にバイパスコンデンサを付加するなどの対策が必要になる。

前記のいずれの場合でも安定抵抗９ａを使用しているため、それによる電力損失が無視できない。つまり、火花放電の発生を軽減するための安定抵抗９ａは、電力消費量の増大を招くとともに、安定抵抗９ａによる電圧降下の分だけ、直流電源８の出力電圧に余裕を持たせる必要がある。

前述のように、交流高電圧に直流高電圧を重畳する方法は既に公開されているが（特許文献２および３）、上記の問題点を解消するものではなく、かつスライディング放電の安定化には一切の考慮がない。
また、前記の通り、スライディング放電には交流と直流の独立した２つの電源７，８が必要であり、電源構成が複雑化するという課題がある。

本発明は、このような事情に鑑み、簡略な１電源によって安定したスライディング放電を可能とするスライディング放電用の電源装置の提供を目的とする。

加えて、安定抵抗による電力消費を避けることが可能であり、電源および電極の能力を十分に発揮させることができる電源装置の提供を目的とする。

（１）上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、励起電極、スライディング電極の少なくとも２つの電極、或いは背面電極を加えた３つの電極系で構成されたスライディング放電装置に対し、交流高電圧に直流高電圧を重畳した高電圧を励起電極のみに加えることにより、スライディング放電を生ぜしめることを目的にした電源装置であって、交流高電圧電源と、該交流高電圧電源から供給される交流高電圧を整流する整流回路とを具備し、前記励起電極のみに高電圧を印加し、スライディング電極と背面電極を接地して電気絶縁上の問題を軽減するため、該交流高電圧電源から出力される交流高電圧を、該整流回路によって整流しつつ直流高電圧を該交流高電圧に重畳することを特徴としている。
（２）請求項２記載の発明は、上記１項において、前記整流回路として、コッククロフト・ウォルトン回路が用いられ、前記交流高電圧電源から出力される交流高電圧に直流高電圧を重畳する際、コッククロフト・ウォルトン回路における通常の交流入力端子と接地端子とを逆転して、該コッククロフト・ウォルトン回路の通常の接地端子に交流高電圧を供給することにより、該コッククロフト・ウォルトン回路の出力端子に直流高電圧が重畳された交流高電圧が得られるように構成されていることを特徴としている。
（３）請求項３記載の発明は、上記１項及び２項において、交流高電圧の発生源としてLC共振回路とコッククロフト・ウォルトン回路の出力インピーダンスの特性を利用して、電力を消費する安定抵抗を用いることなく、スライディング放電を適切に安定化する自己制御性を電源に付与することを特徴としている。
（４）請求項４記載の発明は、上記１項〜３項のうち、何れか１項において、広範な温度変化によるスライディング放電装置の放電電流や静電容量変化に適切に追従させるために、LC共振回路へ供給する電圧の周波数を共振周波数付近で調整して行うことを特徴としている。

本発明によれば、交流高電圧に直流高電圧を重畳させた直流重畳交流高電圧電源が安価に構成でき、スライディング放電の利用が簡単化されると同時に、スライディング放電装置の電気的絶縁の問題も軽減できる。

しかも、電源を構成する共振回路およびコッククロフト・ウォルトン回路には電力を消費する要素（安定抵抗等）を含まないので、スライディング放電における電力損失を大幅に低減することができる。

また、自己制御性の調整は共振回路を駆動する電源周波数を適切に選定することによって行なうことができ、通常は運転中の調整は不要である。

更に広範な雰囲気温度やガス組成などの環境変化に対応するために、共振回路を含む交流高電圧電源の駆動周波数の調整を手動制御あるいは自動制御によることも可能であるため、安定抵抗を使用する場合と異なり、運転の中断を要する素子等の交換は不要になる。

本発明に係るスライディング放電用の電源装置における実施例１の構成を示した概略図であって、交流単一電源を用いて交流電圧に直流電圧を重畳する構成を示している。 実施例１における絶縁誘電体としてアルミナ管を用いたスライディング放電装置を示す写真である。 実施例１の電源装置を用いたスライディング放電時の様子を示す写真である。 実施例１の電源装置における自己制御性を示す実測結果を示すグラフであり、雰囲気温度と励起電圧およびスライディング放電電力との関係を示している。 ４種の駆動周波数について火花放電が生じないようにアンプの出力電圧を火花放電限界値に固定したときの雰囲気温度とスライディング放電電力との関係を示すグラフである。 ディーゼルエンジン排ガス処理用のプラズマリアクタに使用される放電装置を本発明に係る電源装置によって駆動した場合の写真である。 本発明に係るスライディング放電用の電源装置が適用可能なプラズマリアクタの筐体内部に設置される電極の構造を示す概略説明図である。 従来におけるスライディング放電用の電極の基本構成、並びに当該放電装置を駆動する電源系を示した概略図である。 励起電極とスライディング電極との間での火花放電電圧の温度依存性に関する実測結果を示すグラフの一例である。 交流電圧に直流電圧を重畳してスライディング放電装置を駆動する際に、交直両電源を直列にした場合を示す概略図である。 交流電圧に直流電圧を重畳してスライディング放電装置を駆動する際に、交直両電源を並列にした場合を示す概略図である。

以下、添付図面にしたがって本発明に係るスライディング放電用の電源装置について説明する。

（実施例１）
図１は本発明に係わるスライディング放電用の電極構造とともに、当該電極を駆動する電源装置の概略構成を示す説明図である。
図１に示されるスライディング放電用の電極構造自体は図８の基本形式と同じであり、絶縁誘電体４の同一面上に、励起電極１とスライディング電極２を１０〜１００ｍｍ程度の一様な間隔になるように配置されて構成されている。そして、絶縁誘電体４を挟んでその裏面側に、励起電極１とスライディング電極２の間隙を覆うように、背面電極３を配置した３電極構造が採られている。しかし、基本形式とはスライディング電極２と背面電極３が接地されている点が異なる。

励起電極１には、交流高電圧に直流高電圧を重畳した電圧が印加される。これによって、励起電極１と絶縁誘電体４の間に高い交流電界が加わり、励起電極１の端部には励起用バリア放電５が発生する。印加した直流電圧成分の作用により、放電ギャップ６には励起用バリア放電５から発した表面プラズマが生じ、スライディング放電として目視される。

図１において、交流高圧電源７は高電圧トランス７ａ，共振用インダクタ７ｂ，共振コンデンサ７ｃ，アンプ（インバータ）１１及び発振器１２等を備えたＬＣ共振回路であり、アンプ（インバータ）１１の出力を高電圧トランス７ａに入力し、得られた高周波高電圧交流をコッククロフト・ウォルトン回路１３に供給して、交流高電圧に直流高電圧を重畳したスライディング放電駆動用の高電圧を発生させる。

この実施例では、共振用インダクタ７ｂは高電圧トランス７ａの漏洩インダクタンス（約０．８Ｈ）で、また共振コンデンサ７ｃは放電装置などのシステム容量（約１４０ｐＦ）で構成した。このときの無放電時の共振周波数は約１５ｋＨｚであった。コッククロフト・ウォルトン回路１３のコンデンサ１３ｂおよび１３ｃの静電容量は、それぞれ１１ｎＦおよび２２ｎＦとした。

図１に示したコッククロフト・ウォルトン回路１３の二つの入力端子１３ｄ、１３ｅのうち、通常は１３ｄを接地し１３ｅに交流電圧を加えて、出力端子１３ｆに直流高電圧を得ている。しかし本実施例では入力端子１３ｄ、１３ｅを意図的に逆転し、出力端子１３ｆに直流高電圧が重畳された交流電圧を得て、励起電極１に供給している。

このように、実施例１では、３電極系のスライディング放電に利用できる簡便な電源を提供するために、LC共振回路による交流高電圧電源（共振回路）７の出力を、変形したコッククロフト・ウォルトン回路１３により、高周波交流高電圧に高電圧直流バイアスを重畳した高電圧を発生させ、それを励起電極１にのみ給電することにより、スライディング電極２並びに背面電極３を接地可能とする。これにより、励起電極１とこれに給電する配電線のみに対して電気絶縁を施せばよいことになる。

なお、コッククロフト・ウォルトン回路１３のコンデンサ１３ｂの静電容量は放電装置の静電容量の５〜２０倍とし、コンデンサ１３ｃは、コンデンサ１３ｂの２倍にするのが原則であるが、これらの静電容量を変化させることによっても出力電圧の低下特性をある程度調整可能である。

また、図１におけるコッククロフト・ウォルトン回路１３では、暫定的に２段構成（倍電圧整流）として描いてあるが、重畳する直流電圧を更に高めたいとき、あるいは交流電源の電圧を下げたいときには段数を増やすことによって対応できる。

図２は、スライディング放電の放電装置の構成部材となる絶縁誘電体４としてアルミナ管を用いた場合を示す写真である。
図２に示される放電装置は外径１００ｍｍ、肉厚５ｍｍの高純度アルミナ管の外表面端部に、厚さ４０μｍのステンレステープを一周巻き付けてスライディング電極２とした。スライディング電極２から放電ギャップ４０ｍｍ±０．５ｍｍを隔てて厚さ４０μｍのステンレステープをアルミナ管外表面に一周巻き付け、励起電極１とした。またアルミナ管の内面には幅７０ｍｍにわたりステンレステープを貼って背面電極３とした。

図３は実施例１の電源装置によって放電電極にスライディング放電を発生させた状態を示す写真であり、同図に示されるように、コッククロフト・ウォルトン回路１３の出力を放電装置の励起電極１に供給し、他の電極は接地して、スライディング電極２と励起電極１との間の４０ｍｍの放電ギャップ６に一様なスライディング放電を発生させた。

図４はこのときの電源の自己制御性を示す実測結果である（高電圧トランスの入力電圧および周波数は一定値に固定してある）。図４のうち、白丸をプロットしたカーブがスライディング放電電力、黒丸をプロットしたカーブが平均励起電圧を示している。
同図に示されるように、雰囲気温度の上昇に伴い放電電力（電流）が増加するが、電源の自己制御性が発揮されて、安定抵抗を用いることなく、放電電力（電流）増加に応じて放電の平均励起電圧が自然に低下し（自己制御性）、火花放電の発生を防止している。この例では励起電圧の低下があってもスライディング放電電力の温度依存性はほぼ平坦であり、広い温度範囲で好ましい放電状態が実現できている。

（実施例２）
前述の実施例１では電源と、放電装置の電力吸収能力とがよくマッチしているために、試験温度範囲（１００〜３００℃）では火花放電が全く起らない。ここでは放電装置の電力吸収能力を故意に小さくした電極を製作し、周波数による電源の自己制御性の調整を可能ならしめた実施例について例示する。

スライディング放電用の電源は実施例１と同じものを使用した。放電装置は実施例１の励起電極１の長さを１／５（約６０ｍｍ）にし、放電ギャップも３０ｍｍに短縮した。その結果、放電の電流密度が増加し、火花放電が容易に起きるようになる。

図５は電源の共振周波数付近で与えられた周波数に対して、８０℃〜３００℃の雰囲気温度範囲で火花放電が生じないようにアンプの出力電圧の限界値を予め探り、その限界値に固定したときの雰囲気温度とスライディング放電電力の関係を示すグラフである。
このシステムの共振周波数は、低電圧印加時（無放電時）では１５．３ｋＨｚ、室温雰囲気で火花放電直前まで印加電圧を増加した場合、約１４ｋＨｚであるが、雰囲気温度が上がると更に低下する。

同図のグラフに示されるように、室温での共振周波数直近（１４〜１５ｋＨｚ）で運転するとスライディング放電電力は雰囲気温度の影響が少なく、ほぼ平坦である。周波数を上記の共振周波数より低くするとスライディング放電電力が高温域で倍増できる。ただし低温域ではスライディング放電電力が急減し、放電電力が平坦な温度範囲は狭くなる。

上記の例のように、周波数の調整によって、使用目的に適した放電状態を実現する自己制御性を電源に付与できることが確認できた。

かくして、放電装置の能力を最大限、発揮させつつ、かつ広い温度範囲で火花放電を発生させないために、放電部の温度上昇に伴う放電電流の増加に応じた出力電圧の低下特性を、共振周波数付近で運転される交流高電圧電源（共振回路）７に付与しているので、負荷電流に対する出力電圧の自己制御性を調整できる。これは交流高電圧電源（共振回路）７に加える駆動電圧の周波数を共振周波数付近で適切に選定することにより可能である。

（実施例３）
次に、プラズマリアクタ用の電源として、本発明に係る電源装置を利用する場合の実施例について説明する。
プラズマリアクタは、ディーゼルエンジンの排ガス処理装置、メタンやメタノールのリフォーミングなど、水素発生を目的にしたプラズマリアクタへの広範な応用が企図されており、本実施例はプラズマ反応に際してバリア放電とスライディング放電を併用した例である。

図６はディーゼルエンジンの排ガス処理装置のプラズマリアクタに用いられた放電装置を駆動したときの写真である。同図に示される放電装置は前述した二つの実施例より大きく、外径１６０ｍｍ、肉厚６ｍｍ、長さ４００ｍｍの高純度アルミナ管を使用している。この管の外表面の両端に放電ギャップ６５ｍｍのスライディング放電部６を設けた。ここで、本実施例でも前述した実施例と同一の符号を使用している。

上記アルミナ管表面の中央部２５０ｍｍの区間には直径０．５ｍｍのステンレス線を間隔５ｍｍで４５周巻き付けて励起電極１に接続し、バリア放電高圧側電極とした。スライディング放電のギャップ６に対応する管の内壁の部分にはステンレステープで幅約７５ｍｍの背面電極３を形成した。管内壁の背面電極３の間は約９ｍｍの間隔で５０本のステンレス線を管軸方向に管の内壁に沿わせて貼り付けて、接地してある。この接地線の周りにもバリア放電が生じる。

電源は公称最大出力１２００Ｗの市販品で、４００Ｖ、１５ｋＨｚのインバータ出力を昇圧トランスで片振幅１０ｋＶに昇圧している。共振用のインダクタは３５ｍＨ、電極系も含めたシステム容量は８００ｐFに固定されているため、共振周波数は約３０ｋＨｚとなるが、実際の運転周波数は共振周波数の１／２の１５ｋＨｚに固定されている。これは市販の電源が、その出力インピーダンスがあまり高くならないように選定された結果であると思われる。コッククロフト・ウォルトン回路１３は前記２例と同じものを用いた。

図６の放電状態の写真に示されるように、ステンレス線の周り見られる放電はバリア放電であり、雰囲気温度に関係なく発生するが、管の端部に設けた６５ｍｍの放電ギャップ６に生じるスライディング放電は雰囲気温度が１５０℃以上で発生する。写真は雰囲気温度が約１８０℃の状態である。この雰囲気温度では良好な放電状態であるが、雰囲気温度が２５０℃程度に上昇するとスライディング放電は火花放電に移行し、電源のブレーカーが作動して放電が停止する。これは電源の周波数が共振周波数の１／２に固定されているため、電源の出力特性がスライディング放電装置に整合できていないことによる。電源周波数をある範囲内で可変にして適切な自己制御性を電源に付与すれば実施例１のように安定した放電状態を実現できる。

次に、前述した構成とは異なる形態のプラズマリアクタに本発明に係る電源装置を利用する場合について説明する。
図７はリアクタを構成する筐体内部に設置されている電極の構造を示す概略説明図で、図７（Ａ）は筐体内部に設置される電極（放電ユニット）を横方向から視た説明図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＡ−Ａ断面の矢視説明図である。

図７に示されるプラズマリアクタの平板状放電ユニットは、処理対象気流経路（ガス流路）１５に面する側に図７（Ｂ）に示されるような励起電極１およびスライディング電極２が絶縁誘電体平板４上に形成され、絶縁誘電体平板の内面あるいは背面に背面電極３が該励起電極１と電気的に絶縁された状態で配置される。なお、図７（A）では励起電極１とスライディング電極２が重なって描かれるため、励起電極１を描いていない。

図７に示されるように、プラズマリアクタの筐体は、上下壁面１６ａ，１６ａ、側壁面１６ｂ，１６ｂ、図示しない前後壁面によって直方体状の筐体が形成されている。
このプラズマリアクタでは、スライディング電極２並びに背面電極３を、リアクタの筐体を介して接地可能としたため、絶縁に必要な碍子などが不要となり、結果的にプラズマリアクタの構造を簡素化かつ小型化することが可能となり、製作費用のコストダウンを図ることができる。

図７に示すプラズマリアクタでは、各放電ユニットを、その放電面が互いに向き合うように配置することにより、励起電極１から出発する正ストリーマが、対向する面からの静電気的な反発によって、放電面付近からあまり拡散することなくスライディング電極２に向かう。このため、発生した表面プラズマの拡散を防止し局在させて、プラズマ反応を促進することが可能になっている。

以上説明したように、スライディング放電において励起電極１のみに給電する方式は実用上の大きな利点があり、本発明に係る電源装置はこのような電極構造に対して極めて有用である。

本発明によれば、例えば、ディーゼルエンジンの排ガス処理装置や、燃料電池に重要なメタンリフォーミングなどを目的としたプラズマリアクタ用の電源装置として極めて適合性に優れ、簡便かつ安価な構成を採ることを可能にするものであり、スライディング放電の安定化に寄与する。

１ 励起電極
２ スライディング電極
３ 背面電極
４ 絶縁誘電体
５ 励起用バリア放電
６ 放電ギャップ（スライディング放電部）
７ 交流高電圧電源（共振回路含む）
７ａ 高電圧トランス
７ｂ インダクタ（漏洩インダクタ）
７ｃ 共振コンデンサ（電極等のシステム容量を含む）
８ 直流高圧電源
９ 安定器
９ａ 安定抵抗
９ｂ バイパスコンデンサ
１０ ブッシング碍子
１１ アンプ（インバータ）
１２ 発振器
１３ コッククロフト・ウォルトン回路（２段）
１３ａ 高電圧整流ダイオード
１３ｂ 高電圧コンデンサ
１３ｃ 高電圧コンデンサ
１３ｄ コッククロフト・ウォルトン回路入力端子（高圧側）
１３ｅ コッククロフト・ウォルトン回路入力端子（接地側）
１３ｆ コッククロフト・ウォルトン回路出力力端子
１４ 放電駆動電圧供給用リード線
１５ 処理対象気流流路
１６a １６ａ 上下壁面
１６b １６ｂ 側壁面（放電ユニット取付け側）

Claims (4)

1. 励起電極、スライディング電極の少なくとも２つの電極、或いは背面電極を加えた３つの電極系で構成されたスライディング放電装置に対し、交流高電圧に直流高電圧を重畳した高電圧を励起電極のみに加えることにより、スライディング放電を生ぜしめることを目的にした電源装置であって、
   交流高電圧電源と、該交流高電圧電源から供給される交流高電圧を整流する整流回路とを具備し、
   前記励起電極のみに高電圧を印加し、スライディング電極と背面電極を接地して電気絶縁上の問題を軽減するため、該交流高電圧電源から出力される交流高電圧を、該整流回路によって整流しつつ直流高電圧を該交流高電圧に重畳することを特徴とするスライディング放電用の電源装置。
2. 前記整流回路として、コッククロフト・ウォルトン回路が用いられ、前記交流高電圧電源から出力される交流高電圧に直流高電圧を重畳する際、コッククロフト・ウォルトン回路における通常の交流入力端子と接地端子とを逆転して、該コッククロフト・ウォルトン回路の通常の接地端子に交流高電圧を供給することにより、該コッククロフト・ウォルトン回路の出力端子に直流高電圧が重畳された交流高電圧が得られるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスライディング放電用の電源装置。
3. 交流高電圧の発生源としてLC共振回路とコッククロフト・ウォルトン回路の出力インピーダンスの特性を利用して、電力を消費する安定抵抗を用いることなく、スライディング放電を適切に安定化する自己制御性を電源に付与することを特徴とする請求項１及び２に記載のスライディング放電用の電源装置。
4. 広範な温度変化によるスライディング放電装置の放電電流や静電容量変化に適切に追従させるために、LC共振回路へ供給する電圧の周波数を共振周波数付近で調整して行うことを特徴とする請求項１〜３のうち、何れか１項に記載のスライディング放電用の電源装置。