JP6315482B2 - 電極上に導電体突出部を有する誘電体障壁放電方式のプラズマ発生電極構造体 - Google Patents
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Description
コロナは、尖った形態の陰極と平板形態の対応電極で構成される。陰極線に陰の高圧が印加されると、この電極から放出された電子が粒子と衝突して陽イオンが生成され、この陽イオンは、電気的な引力により陰極に加速され、陰極と衝突して高エネルギーの二次電子を放出させる。このような高エネルギー電子と重い粒子は非弾性衝突を起こして化学的に反応性のある化学種を生成する。図1は、コロナ放電の電極構造類型であり、(a)は、一針型 (b)は、多重針型を示す。
誘電体障壁は、大気圧で高出力放電を発生させることができ、また複雑なパルス電力供給機がなくても良いので、産業体で広く利用されている。特に、オゾン発生、CO2レーザー、紫外線光源、汚染物質処理などに広く応用されている。
図3のように、セラミック板の表面に銀などの金属電極を設置し、セラミック板内部に板状の対応電極を設置して二つの電極の間に交流電圧を印加すると、セラミックス板上の縞模様の電極の周囲に火花放電(Glow Discharge)が発生する。この放電は、放電時に騷音が発生して後述する無声放電(Silent Discharge)と区別される。この方式は、オゾン発生に効果的で、これに関する従来技術として大韓民国登録特許10−0747178号公報に開示された発明を挙げることができる。
典型的な誘電体障壁の電極構造として、平行な電極の間に一側または両側電極にガラスなどの絶縁物を挟んで間隔を数mmにし、交流電圧を印加すると、火花放電(Glow Discharge)を起こさないでパルス状の小さい放電が無数に発生する。これを無声放電と言う。無声放電は、活性イオン発生による有害ガス除去などの産業分野にたくさん応用されている。
水中放電は、水中で微細気泡を形成させてプラズマ作用により水酸基(OH)と活性酸素(O−、O2、O3)及び過酸化水素(H2O2)のように殺菌力が強い気体を水中に含有させて、水中に含有された細菌及びウイルスを除去するすることに利用することができ、その応用先では、洗濯機、冷暖房機、空気清浄器及び加湿器のような家電製品及び殺菌消毒水が必要な食品加工や飲食業、畜産業または病院などがある。
したがって、本発明は前述のような問題点を解決すべくなされたものであって、その目的は、プラズマの安全性があるだけではなく活性イオンの発生量も大きくて、殺菌力が優秀でオゾンの発生量と消耗電力が少ないと共に経済性がある誘電体障壁放電方式のプラズマ発生電極構造体を提供することにある。
上述の目的を達成するための本発明は、上部導体電極と下部導体電極;前記上部導体電極と下部導体電極が対向する内側で、前記上部導体電極と下部導体電極の中で少なくとも一つの一表面に形成された一つ以上の導体電極突出部;前記上部導体電極と下部導体電極が対向する内側で、前記上部導体電極と下部導体電極の中で少なくとも一つの一表面に実質的に均一な厚さに形成された誘電体層;前記上部導体電極と下部導体電極を密着させる時、前記導体電極突出部の突出効果により上下部導体電極の中で一つと誘電体層間の間または相互対向する誘電体層間の間に形成される所定の間隔(d);を含み、前記上部導体電極と下部導体電極にパルスまたは交流の電源を印加してプラズマを発生させる電極構造体に関する。
上述の構造による本発明のプラズマ電極構造体は、騷音が少なくて、プラズマ効率がすぐれて、生成される活性種が多くて構造体の寿命が長いだけではなく、空気の逆圧が少なくて消耗電力面ですぐれた構造であり、空気の浄化、殺菌はもちろんエアコンのにおいなどの根本的な除去が可能である。
以下、本発明について詳しく説明する。
以下、実施例を通じて本発明を詳しく説明する。
一方、本発明との比較のための多重針コロナ方式の電極構造体では、紫外線生成量は、300程度として、本発明に比べて約10%に過ぎなかった。陰イオン発生量は、1450/cm3であり、滅菌効果は、72時間経過後にも些細であった。また、プラズマを発生させるために電圧が2kV以上印加されたので、使用上の取り扱いにおいて危険性がとても高く現われた。
Claims (11)
- 上部導体電極と下部導体電極と、
前記上部導体電極と下部導体電極が対向する内側で前記上部導体電極と下部導体電極の中で少なくとも一つの一表面に形成された一つ以上の導体電極突出部と、
前記上部導体電極と下部導体電極が対向する内側で前記上部導体電極と下部導体電極の中で少なくとも一つの一表面に実質的に均一な厚さに形成された誘電体層と、
前記上部導体電極と下部導体電極を密着させる時、前記導体電極突出部の突出効果により上下部導体電極の中で一つと誘電体層の間または相互対向する誘電体層の間に形成される所定の間隔(d)と、
前記導体電極突出部の上部に均一な厚さに誘電体が形成された誘電体層突出部と、を含み、
前記上部導体電極、前記下部導体電極及び前記誘電体層には、前記上部導体電極から前記下部導体電極を貫通する貫通孔が少なくとも一つ形成されており、
前記上部導体電極と下部導体電極にパルスまたは交流の電源を印加してプラズマを発生させることを特徴とする誘電体障壁放電方式の電極構造体。 - 前記パルスまたは交流の電源は、パルス幅100μs以下、電圧1000V以下のパルスまたは交流電源であることを特徴とする請求項1に記載の誘電体障壁放電方式の電極構造体。
- 前記所定の間隔(d、d1、d2、d3)で放電電流20mA以下のプラズマを発生させることを特徴とする請求項1に記載の誘電体障壁放電方式の電極構造体。
- 前記導体電極突出部の高さは、1000μm以下の高さに形成されたことを特徴とする請求項1に記載の誘電体障壁放電方式の電極構造体。
- 前記導体電極突出部は、円形、四角形、多角形、楕円形、星形及びこれらの組合せの中でいずれかの一つの模様を有することを特徴とし、その形成方法は、プレス加工、エッチング加工、溶接加工、金属スペーサ(spacer)、金属成形加工及びこれらの組合せの中でいずれかの一つの方法で形成されることを特徴とする請求項1に記載の誘電体障壁放電方式の電極構造体。
- 前記上部導体電極または下部導体電極は、格子(網)形状を有することを特徴とする請求項1に記載の誘電体障壁放電方式の電極構造体。
- 前記貫通孔は、円形、四角形、楕円形、多角形、星形、その他形状及びこれらの組合せの中でいずれの一つの模様を成すことを特徴とする請求項1に記載の誘電体障壁放電方式の電極構造体。
- 前記誘電体層は、噴射(スプレー)、プラズマ溶射、塗布、沈積及びスクリーン印刷工程及びこれらの組合せの中でいずれかの一つの工程で形成されることを特徴とする請求項1に記載の誘電体障壁放電方式の電極構造体。
- 前記誘電体層は、各々少なくとも一つ以上の層であり、各誘電体層は、同一な材質であるか、他の材質であることを特徴とする請求項1に記載の誘電体障壁放電方式の電極構造体。
- 前記上部導体電極の表面、下部導体電極の表面及び誘電体層の表面の中で選択された1種以上の表面に、保護コーティング層、他の誘電体層、特殊技能層(オゾン除去機能層、臭い除去機能層、絶縁体層)の中で選択された1種以上が追加に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の誘電体障壁放電方式の電極構造体。
- 前記電極構造体は、2個以上が直列形態で間隔を置いて配列されているか、その構造体間に絶縁されて相互密着されているか、または電気極性を交代に異にして2個以上に積層されているか、並列で拡張配列されていることを特徴とする請求項1に記載の誘電体障壁放電方式の電極構造体。
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