JP7481786B1 - 活性ガス生成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は本開示の実施の形態1である活性ガス生成装置71の平面構造を模式的に示す平面図である。
図1に示すように、活性ガス生成装置71は、複数の電極ユニットとして電極ユニット51~53と、筐体内空間S1(図8参照)に電極ユニット51~53を収容し、導電性を有する筐体1とを備えている。
誘電体膜支持部材10の段差部102は、筐体1の平坦面1F上に設けられ、高圧側誘電体膜2を下方から支持する支持面10Fとなる上面を有している。この際、誘電体膜支持部材10の側面と筐体1の筐体底部1aの導体収容空間6Sの側面とが一致するように、誘電体膜支持部材10は平坦面1F上に配置される。
図15~図17に示すように、筐体1の導体収容空間6S内に収容される接地導体6は、平面視して円状を呈しており、底面の端部領域に原料ガスバッファ空間61及びスリット空間62を有している。
上述したように、第2の電極構成部である接地側電極構成部E2は接地側誘電体膜3及び導電膜7を含んでいる。
図2に示すように、筐体1の筐体底部1aは筐体開口部41を有している。筐体開口部41は活性ガス用バッファ空間68と平面視して重複する領域に設けられ、筐体底部1aを貫通している。
図31は本開示の実施の形態2である活性ガス生成装置72の平面構造を模式的に示す平面図である。図32は図31のD-D断面の断面構造を示す断面図である。
図33及び図34は本開示の実施の形態3である活性ガス生成装置73の電極ユニット51~53それぞれで用いられる給電体5Bの構造を示す説明図である。図33は給電体5Bの平面構造を示しており、図34は図33のE-E断面における断面構造を示している。
図36は実施の形態3の変形例である活性ガス生成装置73Xにおける冷却構造を模式的に示す説明図である。
第2の冷媒流通条件…中継導通管132を介して、第1の冷媒出口と中継用冷媒流路135との間に冷媒が流れる条件、
第3の冷媒流通条件…中継導通管133を介して、中継用冷媒流路135と第2の冷媒入口との間に冷媒が流れる条件、
第4の冷媒流通条件…中継導通管134及び貫通流路137を介して、第2の冷媒出口と電流導入部材14Bの導通管141との間に冷媒が流れる条件、
このように、変形例である活性ガス生成装置73Xでは、電極ユニット51及び52間で電流導入部材14A及び14Bを共用している。
図37は実施の形態4の活性ガス生成装置74で用いられる電極ユニット50Xの断面構造を示す説明図である。なお、電極ユニット50Xは実施の形態1で示した電極ユニット51~53のいずれかに対応する。また、活性ガス生成装置74の全体構成は図1で示した活性ガス生成装置71と同様な構成である。
2,2B 高圧側誘電体膜
3 接地側誘電体膜
4 放電空間
5,5B 給電体
6 接地導体
7 導電膜
8 カバー誘電体膜
9 シールド誘電体膜
9S 活性ガス用バッファ空間
10 誘電体膜支持部材
11 誘電体膜抑圧部材
12 押圧部材
13 バッファ導体
14A,14B 電流導入部材
21 ガス流路
22 冷却路
24 碍子構造部分
41 筐体開口部
50,50X,51~53 電極ユニット
56 冷媒入口
57 冷媒出口
58 冷媒流路
61 原料ガスバッファ空間
62 スリット空間
63 側面空間
69 ガス噴出口
71~74,73X 活性ガス生成装置
131~134 中継導通管
E1 高圧側電極構成部
E2 接地側電極構成部
Claims (8)
- 放電空間に供給された原料ガスを活性化して活性ガスを生成する活性ガス生成装置であって、
電極ユニットと、
筐体内空間に前記電極ユニットを収容し、導電性を有する筐体とを備え、
前記筐体は、平坦面と前記平坦面から深さ方向に凹んだ導体収容空間とを含む筐体底部を有し、
前記電極ユニットは、
第1の電極構成部と、
前記第1の電極構成部の下方に設けられる第2の電極構成部と、
前記第2の電極構成部の下方に設けられ、前記導体収容空間内に収容される基準電位導体とを備え、
前記第1の電極構成部は、第1の電極用誘電体膜と前記第1の電極用誘電体膜の上面上に形成される第1の電極用導電膜とを含み、
前記第2の電極構成部は、第2の電極用誘電体膜と前記第2の電極用誘電体膜の下面上に形成される第2の電極用導電膜とを含み、
前記基準電位導体は、上部に活性ガス用バッファ空間を有し、前記第2の電極構成部は前記活性ガス用バッファ空間を塞いで配置され、
前記第2の電極用誘電体膜は平面視して前記活性ガス用バッファ空間と重複する領域に、前記第2の電極用誘電体膜を貫通する誘電体貫通口を有し、前記第2の電極用導電膜は平面視して前記活性ガス用バッファ空間と重複する領域に導電膜開口部を有し、前記導電膜開口部は平面視して前記誘電体貫通口と重複し、
前記筐体底部は外部から原料ガスを受けるガス流路を有し、
前記基準電位導体と前記筐体の前記導体収容空間との間に原料ガス用流通空間が設けられ、
前記第1の電極用誘電体膜と前記第2の電極用誘電体膜とが対向する空間が主要誘電体空間として規定され、
前記放電空間は、前記主要誘電体空間内において前記第1及び第2の電極用導電膜が平面視して重複する領域である主要放電空間を含み、
原料ガスは前記ガス流路及び前記原料ガス用流通空間を介して前記放電空間に導かれ、
前記第1の電極用導電膜に交流電圧が印加され、前記筐体及び前記基準電位導体を介して前記第2の電極用導電膜が基準電位に設定され、
前記活性ガス生成装置は、
前記筐体の前記平坦面上に設けられ、前記第1の電極用誘電体膜を下方から支持する支持面を有する誘電体膜支持部材と、
前記第1の電極用誘電体膜を上方から抑圧するための誘電体膜抑圧部材とをさらに備え、前記誘電体膜抑圧部材は平面視して前記第1の電極用導電膜と重複せず、
前記誘電体膜抑圧部材の下面は、前記第1の電極用誘電体膜の上面と接触する誘電体接触領域と前記第1の電極用誘電体膜の上面と接触しない誘電体非接触領域と有し、前記誘電体接触領域は平面視して前記第1の電極用誘電体膜の周辺領域及び前記誘電体膜支持部材の前記支持面と重複し、前記誘電体非接触領域は平面視して前記第1の電極用誘電体膜の中間領域と重複し、前記中間領域は前記周辺領域から前記第1の電極用導電膜側に隣接する領域であり、
前記誘電体膜抑圧部材は導電性を有し、前記基準電位に設定され、
前記第1の電極用誘電体膜は、前記誘電体接触領域において上方から前記誘電体膜抑圧部材によって抑圧される、
活性ガス生成装置。 - 請求項1記載の活性ガス生成装置であって、
前記原料ガス用流通空間は、
前記基準電位導体の下面側に設けられ、前記ガス流路を介して原料ガスを受ける原料ガスバッファ空間と、
前記基準電位導体の下面側に設けられ、前記原料ガスバッファ空間に繋がるスリット空間と、
前記基準電位導体の側面側に設けられ、前記スリット空間に繋がる側面空間とを含み、前記原料ガスバッファ空間、前記スリット空間及び前記側面空間を経由して、原料ガスは前記放電空間に導かれ、
前記スリット空間は、前記原料ガスバッファ空間で原料ガスが一時的に滞留した後、前記スリット空間を流れるように、前記原料ガスバッファ空間と比較的して原料ガスが流れにくい空間に設定される、
活性ガス生成装置。 - 請求項1または請求項2記載の活性ガス生成装置であって、
前記第2の電極用導電膜における前記導電膜開口部の外周線が電極境界線として規定され、
前記第2の電極構成部は、前記活性ガス用バッファ空間内において前記第2の電極用導電膜の前記電極境界線を覆うカバー誘電体膜をさらに含み、前記カバー誘電体膜は平面視して前記誘電体貫通口と重複する領域に前記カバー誘電体膜を貫通するカバー貫通口を有し、
前記活性ガス生成装置は、
前記活性ガス用バッファ空間の底面上において、平面視して前記誘電体貫通口及び前記カバー貫通口に重複する領域に設けられるシールド誘電体膜と、
前記シールド誘電体膜の周辺領域において前記基準電位導体を貫通して設けられるガス噴出口とをさらに備え、前記ガス噴出口は平面視して前記カバー誘電体膜と重複し、かつ、平面視して前記誘電体貫通口及び前記カバー貫通口と重複せず、
前記放電空間は、前記主要放電空間に加え、前記誘電体貫通口、前記カバー貫通口及び前記活性ガス用バッファ空間の一部を含む補助放電空間を有し、
前記補助放電空間から前記ガス噴出口に至る経路が活性ガス流通経路として規定される、
活性ガス生成装置。 - 請求項3記載の活性ガス生成装置であって、
前記筐体の前記筐体底部は前記活性ガス用バッファ空間と平面視して重複する領域に筐体開口部を有し、前記ガス噴出口から噴出される活性ガスは、前記筐体開口部を介して下方に導かれ、
前記筐体開口部は下方に向かうに従い開口面積が広くなるテーパー形状を有する、
活性ガス生成装置。 - 請求項1または請求項2記載の活性ガス生成装置であって、
前記電極ユニットは複数の電極ユニットを含み
前記筐体の前記筐体底部は内部に冷媒を流す冷却路を有し、前記冷却路は前記複数の電極ユニットそれぞれの前記基準電位導体の下方に設けられる、
活性ガス生成装置。 - 請求項1または請求項2記載の活性ガス生成装置であって、
前記第1の電極用導電膜の上面と前記第1の電極用誘電体膜の下面とは導電性を有する液体を介して接触関係を有し、
前記第1の電極用導電膜は給電体であり、
前記給電体は、
内部に設けられ、冷媒を流す冷媒流路と、
外部より冷媒を受け、前記冷媒流路に冷媒を供給するための冷媒入口と、
前記冷媒流路を流れた冷媒を外部に冷媒を排出するための冷媒出口とを有し、
前記活性ガス生成装置は、
前記交流電圧を印加する交流電源と、
各々が導電性を有し、かつ前記交流電圧を受ける第1及び第2の電流導入部材と備え、前記第1及び第2の電流導入部材はそれぞれ冷媒を輸送可能な導通管を有し、
前記第1の電流導入部材は、前記給電体と電気的接続関係を有し、かつ、前記導通管を介して前記冷媒入口から前記冷媒流路に冷媒が供給できるように前記給電体に接続され、
前記第2の電流導入部材は、前記給電体と電気的接続関係を有し、かつ、前記冷媒出口から前記導通管を介して外部へ冷媒の排出ができるように前記給電体に接続される、
活性ガス生成装置。 - 請求項6記載の活性ガス生成装置であって、
前記電極ユニットは第1及び第2の電極ユニットを含み、
前記第1の電極ユニットの前記冷媒流路、前記冷媒入口及び前記冷媒出口は、第1の冷媒流路、第1の冷媒入口及び第1の冷媒出口と規定され、
前記第2の電極ユニットの前記冷媒流路、前記冷媒入口及び前記冷媒出口は、第2の冷媒流路、第2の冷媒入口及び第2の冷媒出口と規定され、
前記活性ガス生成装置は、
導電性を有し、内部に設けられる中継用冷媒流路と、各々が上面から下面を貫通して設けられる第1及び第2の貫通流路とを含む冷媒中継部材と、
各々が導電性を有し、かつ、各々が冷媒輸送機能を有する第1~第4の中継導通管とをさらに備え、
前記第1~第4の中継導通管は第1~第4の冷媒流通条件を満足するように、前記冷媒中継部材と前記第1及び第2の電極ユニットそれぞれの前記給電体との間に配置され、
前記第1の冷媒流通条件は、前記第1の貫通流路及び前記第1の中継導通管を介して、前記第1の電流導入部材と前記第1の冷媒入口との間に冷媒が流れる条件であり、
前記第2の冷媒流通条件は、前記第2の中継導通管を介して、前記第1の冷媒出口と前記中継用冷媒流路との間に冷媒が流れる条件であり、
前記第3の冷媒流通条件は、前記第3の中継導通管を介して、前記中継用冷媒流路と前記第2の冷媒入口との間に冷媒が流れる条件であり、
前記第4の冷媒流通条件は、前記第4の中継導通管及び前記第2の貫通流路を介して、前記第2の冷媒出口と前記第2の電流導入部材との間に冷媒が流れる条件である、
活性ガス生成装置。 - 請求項6記載の活性ガス生成装置であって、
前記第1の電極用誘電体膜は、平面視して前記給電体及び前記誘電体膜抑圧部材と重複しない上面上に凹凸構造を有する、
活性ガス生成装置。
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