JPH06163188A - High frequency plasma generating device - Google Patents

High frequency plasma generating device

Info

Publication number
JPH06163188A
JPH06163188A JP4310637A JP31063792A JPH06163188A JP H06163188 A JPH06163188 A JP H06163188A JP 4310637 A JP4310637 A JP 4310637A JP 31063792 A JP31063792 A JP 31063792A JP H06163188 A JPH06163188 A JP H06163188A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
discharge
discharge tube
plasma
tube
coupling coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4310637A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Yasuoka
康一 安岡
Takeshi Sato
健 佐藤
Akira Ishii
彰 石井
Toru Tamagawa
徹 玉川
Yuji Okita
裕二 沖田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba FA Systems Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba FA Systems Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba FA Systems Engineering Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4310637A priority Critical patent/JPH06163188A/en
Publication of JPH06163188A publication Critical patent/JPH06163188A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a high frequency plasm generating device capable of easily introducing a processing substance and performing a stable substance process, by a simple constitution. CONSTITUTION:A gas flow direction control unit 5 by an insulator is provided in both end parts of a cylindrical discharge tube 1. Suction and exhaust ports 1a, 1b are provided between an internal wall of the discharge tube 1 and the gas flow direction control unit 5. An introducing port 7 is provided in the center of the gas flow direction control unit 5. A coupling coil 2 is provided in the periphery of the discharge tube 1. The coupling coil 2 is connected to a high frequency power supply 3. An electric discharge medium 6 is allowed to flow in the vicinity of an internal wall of the discharge tube 1 from the suction port 1a to the discharge port 1b. A current flows in the coupling coil 2 to generate electric discharge plasma 4 in the discharge tube 1. In the electric discharge plasma 4, the volume is reduced by separating from a tube wall by the electric discharge medium 6. Current density of the electric discharge plasma 4 is increased, to generate a high temperature. A processing substance 8 is introduced to the electric discharge plasma from the suction port 7, to perform a predetermined process.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高温高気圧プラズマの
熱および光を用いて、物質の合成、分解をおこなう高周
波プラズマ発生装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a high frequency plasma generator for synthesizing and decomposing substances by using heat and light of high temperature and high pressure plasma.

【0002】[0002]

【従来の技術】高温高気圧プラズマはアーク燈やアーク
溶接などに利用されてきたが、近年、この高温高気圧プ
ラズマによって、産業廃棄物等の物質の合成や分解をお
こなう分野が開けてきている。プラズマによって物質を
合成、分解するためには、アーク放電によってできるプ
ラズマの温度を非常に高温にしなければならない。この
ような装置の一つに、プラズマジェット装置がある。こ
のプラズマジェット装置は、アーク放電の陽極をノズル
状にしてプラズマを噴出させるもので、アーク放電の陽
光柱を絞ることにより電流密度を上げ、プラズマの温度
を高めている。
2. Description of the Related Art High-temperature and high-pressure plasma has been used for arc lamps and arc welding, but in recent years, the field of synthesizing and decomposing substances such as industrial waste by the high-temperature and high-pressure plasma has been opened up. In order to synthesize and decompose substances by plasma, the temperature of plasma generated by arc discharge must be extremely high. One of such devices is a plasma jet device. In this plasma jet device, the anode of arc discharge is made into a nozzle shape to eject plasma, and the current density is increased and the plasma temperature is increased by narrowing the positive column of arc discharge.

【0003】しかし、このようなプラズマジェット装置
では高温となったプラズマが電極と接触して電極の成分
が溶融し、不純物がプラズマ中に混入するという問題が
あった。そこで、電極を用いない高周波プラズマ発生装
置が開発されている。この高周波プラズマ発生装置は、
高周波電源を使用するもので、アーク放電と接触する電
極がないため、電極物質がプラズマに混入することがな
く、クリーンなプラズマが得られるという利点を有す
る。また、高周波プラズマ発生装置は、放電媒質ガスが
比較的自由に選択できること、プラズマ制御がしやすい
こと、非処理物質となる微粉体の導入が容易なこと、処
理物質のプラズマ内滞留時間が長いことなどを特徴とす
る。
However, in such a plasma jet apparatus, there is a problem that plasma having a high temperature comes into contact with the electrodes to melt the components of the electrodes, and impurities are mixed into the plasma. Therefore, a high-frequency plasma generator that does not use electrodes has been developed. This high-frequency plasma generator is
Since a high frequency power source is used and there is no electrode in contact with the arc discharge, there is an advantage that electrode material does not mix into plasma and clean plasma can be obtained. Further, the high-frequency plasma generator is capable of relatively freely selecting the discharge medium gas, is easy to control the plasma, is easy to introduce the fine powder as the non-treatment substance, and is long in the plasma residence time of the treatment substance. And the like.

【0004】このような高周波プラズマ発生装置の従来
例として、「プラズマ電流」、神沢淳著、信山社サイテ
ック株式会社(1992年)に記載されたものを以下に
説明する。すなわち、図6に示すように、円筒状の放電
管1の周囲に結合コイル2が形成され、この結合コイル
2は高周波電源3に接続されている。放電管1は、絶縁
物もしくは金属円筒の一部を絶縁物で置き換えた構造を
している。また、放電管1内には、希ガス等の放電媒質
が封入されている。
As a conventional example of such a high-frequency plasma generator, the one described in "Plasma Current", written by Atsushi Kanzawa, Shinyamasha Cytec Co., Ltd. (1992) will be described below. That is, as shown in FIG. 6, a coupling coil 2 is formed around a cylindrical discharge tube 1, and the coupling coil 2 is connected to a high frequency power source 3. The discharge tube 1 has a structure in which a part of an insulator or a metal cylinder is replaced with an insulator. A discharge medium such as a rare gas is sealed in the discharge tube 1.

【0005】以上のように構成される高周波プラズマ発
生装置において、結合コイル2に電流を流すと、方位角
方向の電界が発生する。放電管1は絶縁物によって形成
されているので、電界は短絡せずに、放電管1内に円柱
あるいはトーラス状の放電プラズマ4を発生させる。そ
して、この放電プラズマ4に磁界を印加することによっ
て、または放電プラズマ4の周囲に方位角方向の旋回水
流、旋回ガス流等を流すことによって、放電プラズマ4
の陽光柱を絞り体積を減少させる。すると、放電プラズ
マ4の電流密度が上がり、放電プラズマ4が高温にな
る。そこで、この放電プラズマ4内に処理物質を導入す
ることにより、その処理物質の合成、分解をおこなう。
なお、以上のような放電プラズマ4は、それ自体を発光
光源として用いることもできる。
In the high frequency plasma generator configured as described above, when a current is passed through the coupling coil 2, an electric field in the azimuth direction is generated. Since the discharge tube 1 is formed of an insulator, the electric field is not short-circuited, and a columnar or torus discharge plasma 4 is generated in the discharge tube 1. Then, by applying a magnetic field to the discharge plasma 4 or by causing a swirling water flow, a swirling gas flow, etc. in the azimuth direction to flow around the discharge plasma 4,
Squeeze the positive columns to reduce the volume. Then, the current density of the discharge plasma 4 increases and the discharge plasma 4 becomes high in temperature. Therefore, by introducing a treatment substance into the discharge plasma 4, the treatment substance is synthesized and decomposed.
The discharge plasma 4 as described above can be used as a light emission source itself.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような高周波プラズマ発生装置の従来例には以下のよう
な問題点があった。すなわち、放電プラズマ4中に処理
物質を導入するときに、放電プラズマ4に加えられてい
る磁界や、放電プラズマ4の周囲に流れている旋回ガス
流等が乱れやすく、放電プラズマ4の形状が安定しな
い。そして、磁界を加えるための機構や旋回ガス流等を
流すための機構を備えると、高周波プラズマ発生装置の
構成が複雑となる。また、放電プラズマ4の形状は円柱
あるいはトーラス状に制限され、処理する物質に合わせ
て放電プラズマ4の形状を変化させることが困難であ
る。よって、処理物質の形状、種類にふさわしい処理時
間を選択することができないので、処理効率があまりよ
くない。さらに、放電プラズマ4の形状が限定されるこ
とによりその発光形状が限定されてしまうので、発光光
源としての用途範囲が狭くなる。
However, the conventional example of the above high-frequency plasma generator has the following problems. That is, when the processing substance is introduced into the discharge plasma 4, the magnetic field applied to the discharge plasma 4 and the swirling gas flow flowing around the discharge plasma 4 are easily disturbed, and the shape of the discharge plasma 4 is stable. do not do. If a mechanism for applying a magnetic field and a mechanism for flowing a swirling gas flow etc. are provided, the configuration of the high frequency plasma generator becomes complicated. Further, the shape of the discharge plasma 4 is limited to a cylindrical shape or a torus shape, and it is difficult to change the shape of the discharge plasma 4 according to the substance to be treated. Therefore, it is not possible to select the processing time suitable for the shape and type of the processing substance, and the processing efficiency is not so good. Further, since the shape of the discharge plasma 4 is limited and the emission shape is limited, the application range as a light emitting light source is narrowed.

【0007】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたもので、その目的は、単純
な構成で処理物質を容易に導入でき、安定した物質処理
が可能な高周波プラズマ発生装置を提供することであ
る。また、本発明の他の目的は、放電プラズマの形状を
任意に制御することにより効率良い物質処理をおこなう
ことが可能な高周波プラズマ発生装置を提供することで
ある。
The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the object thereof is to easily introduce a treatment substance with a simple structure and to perform stable substance treatment. A high frequency plasma generator is provided. Another object of the present invention is to provide a high-frequency plasma generator capable of efficiently performing substance treatment by arbitrarily controlling the shape of discharge plasma.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1記載の本発明は、高温高気圧プラズマを閉
じ込めるための放電管と、前記放電管内に高温高気圧プ
ラズマを発生させる高周波電源および結合コイルとを備
えた高周波プラズマ発生装置において、前記放電管の端
部の、前記放電管の中心軸上に、処理物質を導入する導
入口を設け、前記放電管の端部に放電媒質および他の物
質を供給、排出する吸気口および排気口を備え、前記放
電媒質が前記放電管内壁近傍を流れるように、前記吸気
口および排気口を放電管内壁近傍に設けたことを特徴と
する。
In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 provides a discharge tube for confining high temperature and high pressure plasma, a high frequency power source for generating high temperature and high pressure plasma in the discharge tube, and In a high-frequency plasma generator provided with a coupling coil, an inlet for introducing a treatment substance is provided at an end of the discharge tube on a central axis of the discharge tube, and a discharge medium and other materials are provided at an end of the discharge tube. And a discharge port for supplying and discharging the substance, and the suction port and the discharge port are provided near the inner wall of the discharge tube so that the discharge medium flows near the inner wall of the discharge tube.

【0009】また、請求項2記載の本発明は、前記放電
管の端部の、前記放電管の中心軸上以外の部分に、放電
媒質および他の物質を排出する排気口と処理物質を導入
する導入口とを設け、前記放電管の中心軸上に前記放電
媒質および他の物質を供給する絶縁円筒を配設し、前記
絶縁円筒表面に前記放電媒質および他の物質を噴出する
ための孔を複数個設けたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, an exhaust port for discharging a discharge medium and other substances and a treatment substance are introduced into a portion of the end portion of the discharge tube other than on the central axis of the discharge tube. And an insulating cylinder for supplying the discharge medium and other substances are provided on the central axis of the discharge tube, and a hole for ejecting the discharge medium and other substances onto the surface of the insulating cylinder. It is characterized in that a plurality of are provided.

【0010】さらに、請求項3記載の本発明は、前記結
合コイルを前記放電管と相似形状に設置したことを特徴
とする。
Further, the present invention according to claim 3 is characterized in that the coupling coil is installed in a shape similar to that of the discharge tube.

【0011】[0011]

【作用】以上のような構成を有する本発明の高周波プラ
ズマ発生装置の作用は次の通りである。すなわち、請求
項1記載の本発明においては、吸気口および排気口が放
電管の内壁近傍に設けられているので、放電媒質を吸気
口から放電管内に導入すると、放電媒質は放電管の内壁
近傍を流れ、排出口から排出される。つぎに、高周波電
源によって結合コイルに電流を流すと、放電管内に電界
が誘起され、放電プラズマが発生する。この放電プラズ
マは、放電管の内壁近傍を流れる放電媒質により管壁か
ら離されるので、放電プラズマの体積が減る。すると、
放電プラズマの電流密度が上がり、放電プラズマが高温
になる。そして、処理物質を導入口から放電管内の放電
プラズマに導入し、所定の処理をおこなう。
The operation of the high frequency plasma generator of the present invention having the above construction is as follows. That is, in the present invention according to claim 1, since the intake port and the exhaust port are provided in the vicinity of the inner wall of the discharge tube, when the discharge medium is introduced into the discharge tube from the intake port, the discharge medium is in the vicinity of the inner wall of the discharge tube. Through the discharge port. Next, when a current is passed through the coupling coil by the high frequency power source, an electric field is induced in the discharge tube and discharge plasma is generated. Since the discharge plasma is separated from the tube wall by the discharge medium flowing near the inner wall of the discharge tube, the volume of the discharge plasma is reduced. Then,
The current density of the discharge plasma increases and the discharge plasma becomes hot. Then, the treatment substance is introduced into the discharge plasma in the discharge tube through the introduction port to perform a predetermined treatment.

【0012】また、請求項2記載の本発明においては、
結合コイルにより発生する放電プラズマは、ガス導入管
および結合コイルの形状に影響されトーラス形状とな
る。そして、ガス導入管の孔から放電媒質を噴出させる
と、トーラス形状の放電プラズマの大半径が大きくな
る。すると、放電プラズマの断面積が減少するので電流
密度が上がり、高温になる。そこで、処理物質を導入口
から導入し、所定の処理をおこなう。
According to the present invention of claim 2,
The discharge plasma generated by the coupling coil is influenced by the shapes of the gas introduction pipe and the coupling coil and becomes a torus shape. Then, when the discharge medium is ejected from the hole of the gas introduction pipe, the large radius of the torus-shaped discharge plasma increases. Then, since the cross-sectional area of the discharge plasma is reduced, the current density is increased and the temperature becomes high. Therefore, the treatment substance is introduced from the introduction port to perform a predetermined treatment.

【0013】さらに、請求項3記載の本発明において
は、処理物質の形状、種類に対応させて、放電管の形状
を変える。結合コイルは放電管と相似形なので、結合コ
イルにより発生する放電プラズマは、放電管の断面と相
似形となる。そして、処理物質を導入口から導入し、所
定の処理をおこなう。
Further, in the present invention according to claim 3, the shape of the discharge tube is changed according to the shape and type of the treatment substance. Since the coupling coil is similar to the discharge tube, the discharge plasma generated by the coupling coil is similar to the cross section of the discharge tube. Then, the treatment substance is introduced from the introduction port to perform a predetermined treatment.

【0014】[0014]

【実施例】本発明による高周波プラズマ発生装置の実施
例を図面にしたがって以下に説明する。なお、従来例と
同一の部材は同一の符号を付す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a high frequency plasma generator according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The same members as those in the conventional example are designated by the same reference numerals.

【0015】(1)第1実施例 本発明による高周波プラズマ発生装置の第1実施例を以
下に説明する。この第1実施例は、請求項1記載の高周
波プラズマ発生装置に対応するものである。
(1) First Embodiment A first embodiment of the high frequency plasma generator according to the present invention will be described below. The first embodiment corresponds to the high frequency plasma generator according to the first aspect.

【0016】(a)実施例の構成 第1実施例の構成は以下の通りである。すなわち、図1
に示すように、円筒状の放電管1が、石英やセラミック
スなどの絶縁物によって形成されている。放電管1の一
端部には、ガス流方向制御装置5が備えられていて、放
電管1の管壁とガス流方向制御装置5との間には、希ガ
ス等の放電媒質6が通過可能な吸気口1aが設けられて
いる。このガス流方向制御装置5には、その中央部で放
電管1の中心軸上に導入口7が設けられ、この導入口7
から処理物質8が導入可能となっている。また、放電管
1の反対側端部にもガス流方向制御装置5が備えられて
いて、放電管1の管壁とガス流方向制御装置5との間に
は、放電媒質6が通過可能な排気口1bが設けられてい
る。
(A) Configuration of the Embodiment The configuration of the first embodiment is as follows. That is, FIG.
As shown in, the cylindrical discharge tube 1 is formed of an insulating material such as quartz or ceramics. A gas flow direction control device 5 is provided at one end of the discharge tube 1, and a discharge medium 6 such as a rare gas can pass between the wall of the discharge tube 1 and the gas flow direction control device 5. An intake port 1a is provided. The gas flow direction control device 5 is provided with an inlet 7 on the central axis of the discharge tube 1 at the center thereof.
Therefore, the treatment substance 8 can be introduced. A gas flow direction control device 5 is also provided at the opposite end of the discharge tube 1, and a discharge medium 6 can pass between the tube wall of the discharge tube 1 and the gas flow direction control device 5. An exhaust port 1b is provided.

【0017】また、放電管1の周囲に設けられた結合コ
イル2の形状は放電管の外形形状と相似形となってい
る。この結合コイル2は高周波電源3に直接もしくは適
切なインピーダンス整合回路(図示せず)を介して接続
されている。
The shape of the coupling coil 2 provided around the discharge tube 1 is similar to the outer shape of the discharge tube. The coupling coil 2 is connected to the high frequency power source 3 directly or via an appropriate impedance matching circuit (not shown).

【0018】(b)実施例の作用 第1実施例の作用を以下に説明する。すなわち、放電管
1内には室温以下の放電媒質6を吸気口1aから放電管
1内に導入する。この放電媒質6は排出口1bから排出
されるが、吸気口1aおよび排気口1bは放電管1の管
壁近傍に設けられているので、放電媒質6は放電管1の
内壁近傍を流れるように制御される。放電媒質6のガス
流速分布は放電管壁で高く、中心軸上で低くなってい
る。つぎに、高周波電源3によって結合コイル2に電流
を流すと、放電管1内に方位角方向の電界が誘起され、
円柱形状の放電プラズマ4が発生する。この放電プラズ
マ4は、放電管1の内壁近傍を流れる放電媒質6により
内壁から離されて、直径が減少するので体積が減る。す
ると、放電プラズマ4の電流密度が上がり、放電プラズ
マ4が高温になる。このように高温となった放電プラズ
マ4が形成された時点で、放電媒質6のガス流あるいは
重力等の外力の作用によって、処理物質8を導入口7か
ら放電管1内の高温の放電プラズマ4に導入し所定の処
理をおこなう。
(B) Operation of the Embodiment The operation of the first embodiment will be described below. That is, the discharge medium 6 at room temperature or lower is introduced into the discharge tube 1 through the intake port 1a. The discharge medium 6 is discharged from the discharge port 1b, but the intake port 1a and the exhaust port 1b are provided near the wall of the discharge tube 1, so that the discharge medium 6 flows near the inner wall of the discharge tube 1. Controlled. The gas flow velocity distribution of the discharge medium 6 is high on the wall of the discharge tube and low on the central axis. Next, when a current is passed through the coupling coil 2 by the high frequency power source 3, an electric field in the azimuth direction is induced in the discharge tube 1,
A cylindrical discharge plasma 4 is generated. The discharge plasma 4 is separated from the inner wall by the discharge medium 6 flowing in the vicinity of the inner wall of the discharge tube 1 and has a reduced diameter, so that the volume thereof is reduced. Then, the current density of the discharge plasma 4 increases and the discharge plasma 4 becomes high in temperature. When the high-temperature discharge plasma 4 is formed in this manner, the treatment material 8 is introduced into the discharge tube 1 through the inlet 7 by the action of the gas flow of the discharge medium 6 or an external force such as gravity. Introduce to and perform predetermined processing.

【0019】(c)実施例の効果 以上のような第1実施例によれば、放電管1における吸
気口1aから排気口1bまでの内壁近傍を流れる放電媒
質6が、放電プラズマ4の直径を減少させるので、単純
な機構でプラズマ温度を上昇させ、高温高気圧のプラズ
マを得ることができる。また、導入口7は放電管1の中
心軸上に設けられているので、処理物質8を導入して
も、放電管1の内壁近傍を流れる放電媒質6を乱すこと
がない。よって、プラズマ形状が安定するため、効率の
よい物質処理が可能となる。
(C) Effect of Embodiment According to the first embodiment as described above, the discharge medium 6 flowing near the inner wall of the discharge tube 1 from the intake port 1a to the exhaust port 1b changes the diameter of the discharge plasma 4 to Since it is decreased, the plasma temperature can be raised by a simple mechanism to obtain high temperature and high pressure plasma. Further, since the introduction port 7 is provided on the central axis of the discharge tube 1, even if the treatment substance 8 is introduced, the discharge medium 6 flowing near the inner wall of the discharge tube 1 is not disturbed. Therefore, the plasma shape is stable, and efficient material treatment is possible.

【0020】(2)第2実施例 本発明による高周波プラズマ発生装置の第2実施例を以
下に説明する。この第2実施例は請求項1記載の高周波
プラズマ発生装置に対応するものであり、図2に示すよ
うに、第1実施例の放電管1の直径を拡大させて形成し
たものである。この第2実施例によれば、放電管1周囲
の結合コイル2の形状に影響され、発生する放電プラズ
マ4は結合コイル2とほぼ相似のトーラス形状となる。
この放電プラズマ4に対応させて、導入口7はガス流方
向制御装置5の中央ではなく、その周囲の複数箇所に設
けられている。以上のような第2実施例は、第1実施例
と同様の効果があるとともに、以下のような利点を有す
る。すなわち、導入口7を複数箇所に設けることができ
るので、処理物質8が導入しやすく作業効率が向上す
る。
(2) Second Embodiment A second embodiment of the high frequency plasma generator according to the present invention will be described below. This second embodiment corresponds to the high-frequency plasma generator according to claim 1, and is formed by enlarging the diameter of the discharge tube 1 of the first embodiment as shown in FIG. According to the second embodiment, the shape of the coupling coil 2 around the discharge tube 1 influences the generated discharge plasma 4 to have a torus shape which is substantially similar to that of the coupling coil 2.
Corresponding to the discharge plasma 4, the introduction ports 7 are provided not at the center of the gas flow direction control device 5 but at a plurality of locations around it. The second embodiment as described above has the same effects as the first embodiment and has the following advantages. That is, since the introduction ports 7 can be provided at a plurality of places, the treatment substance 8 can be easily introduced and the working efficiency is improved.

【0021】(3)第3実施例 本発明による高周波プラズマ発生装置の第3実施例を以
下に説明する。この第3実施例は、請求項2記載の高周
波プラズマ発生装置に対応するものである。そして、請
求項2記載の絶縁円筒はガス導入管、孔は細孔とする。
また、第1実施例および第2実施例と同様の部材は同一
の符号を付し、説明を省略する。すなわち、第3実施例
においては、図3に示すように、絶縁体で形成された円
筒状のガス導入管9が、放電管1両端部を貫通するよう
に設けられている。そして、放電管1内部のガス導入管
9には、多数個の細孔9aが設けられている。また、導
入口7は第2実施例と同様の位置に設けられている。
(3) Third Embodiment A third embodiment of the high frequency plasma generator according to the present invention will be described below. The third embodiment corresponds to the high frequency plasma generator according to the second aspect. The insulating cylinder according to claim 2 is a gas introducing pipe, and the holes are fine holes.
The same members as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 3, a cylindrical gas introduction tube 9 made of an insulator is provided so as to penetrate both ends of the discharge tube 1. The gas introduction tube 9 inside the discharge tube 1 is provided with a large number of pores 9a. The inlet 7 is provided at the same position as in the second embodiment.

【0022】このような構成を有する第3実施例の作用
は以下の通りである。すなわち、低温の放電媒質6がガ
ス導入管9から導入され、細孔9aを通って放電管1内
に噴出される。また、放電管1内のガス圧は排気口1b
によって調節される。放電プラズマ4は、第2実施例と
同様に、結合コイル2の形状に影響されトーラス状とな
るが、ガス導入管9の細孔9aから噴出する低温の放電
媒質6の作用で、トーラス状の放電プラズマ4の大半径
が大きくなる。すると、放電プラズマ4の断面積が減少
するので電流密度が上がり、高温になる。そこで、処理
物質8を導入口7から導入し、所定の処理をおこなう。
The operation of the third embodiment having such a structure is as follows. That is, the low temperature discharge medium 6 is introduced from the gas introduction tube 9 and ejected into the discharge tube 1 through the pores 9a. The gas pressure in the discharge tube 1 is the exhaust port 1b.
Regulated by The discharge plasma 4 has a torus shape influenced by the shape of the coupling coil 2 as in the second embodiment, but the discharge plasma 4 has a torus shape due to the action of the low-temperature discharge medium 6 ejected from the pores 9 a of the gas introduction tube 9. The large radius of the discharge plasma 4 becomes large. Then, the cross-sectional area of the discharge plasma 4 is reduced, so that the current density is increased and the temperature becomes high. Therefore, the treatment substance 8 is introduced through the introduction port 7 to perform a predetermined treatment.

【0023】以上のような第3実施例の効果は以下の通
りである。すなわち、放電プラズマの大半径を、ガス導
入管9の細孔9aから噴出する放電媒質6の作用で大き
くさせて、放電プラズマ4の温度を上昇させることがで
きるため、単純な機構で高温高気圧のプラズマが得られ
る。また、導入口7は第2実施例と同様に放電プラズマ
4に対応した位置に設けられているので、処理物質8を
導入しても、ガス導入管9から噴出する放電媒質6を乱
すことがない。よって、プラズマ形状が安定するため、
効率のよい物質処理が可能となる。さらに、放電管1の
側面あるいは両端面を光を透過する材質で構成すること
により、高強度の放電光発生装置として利用することが
できる。
The effects of the third embodiment described above are as follows. That is, since the large radius of the discharge plasma can be increased by the action of the discharge medium 6 ejected from the pores 9a of the gas introduction tube 9, the temperature of the discharge plasma 4 can be raised, and therefore, the high temperature and high pressure of the discharge plasma 4 can be increased by a simple mechanism. A plasma is obtained. Further, since the introduction port 7 is provided at a position corresponding to the discharge plasma 4 as in the second embodiment, even if the treatment substance 8 is introduced, the discharge medium 6 ejected from the gas introduction pipe 9 can be disturbed. Absent. Therefore, since the plasma shape is stable,
Efficient material processing becomes possible. Furthermore, by constructing the side surface or both end surfaces of the discharge tube 1 with a material that transmits light, it can be used as a high-strength discharge light generator.

【0024】(4)第4実施例 本発明による高周波プラズマ発生装置の第4実施例を以
下に説明する。この第4実施例は、請求項3記載の高周
波プラズマ発生装置に対応するものである。そして、第
1実施例および第2実施例と同様の部材は同一の符号を
付し、説明を省略する。すなわち、第4実施例において
は、図4に示すように、放電管1が断面が長楕円の筒状
体に形成されている。また、結合コイル2はこれらの放
電管1と相似形状に設けられている。そして、各々の結
合コイル2は高周波電源3に接続されている。
(4) Fourth Embodiment A fourth embodiment of the high-frequency plasma generator according to the present invention will be described below. The fourth embodiment corresponds to the high frequency plasma generator of the third aspect. The same members as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. That is, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 4, the discharge tube 1 is formed into a tubular body having an oblong cross section. The coupling coil 2 is provided in a shape similar to those of the discharge tube 1. Each coupling coil 2 is connected to the high frequency power source 3.

【0025】以上のように構成された第4実施例の作
用、効果は以下の通りである。すなわち、結合コイル2
は放電管1と相似形なので、結合コイル2の電界により
発生する放電プラズマ4は、放電管1の断面と相似形と
なる。そして、処理物質8の導入は上述の実施例と同様
におこなう。
The operation and effect of the fourth embodiment constructed as described above are as follows. That is, the coupling coil 2
Is similar to the discharge tube 1, the discharge plasma 4 generated by the electric field of the coupling coil 2 is similar to the cross section of the discharge tube 1. Then, the treatment substance 8 is introduced in the same manner as in the above-mentioned embodiment.

【0026】このような第4実施例によれば、放電管1
および結合コイル2の形状を変えることにより、放電プ
ラズマ4の形状を任意に選択することができる。よっ
て、処理物質8の形状が棒状、リング状もしくは粉体状
等であっても、それらに合わせて放電プラズマ4の形状
を選択し、それぞれの処理物質8に最もふさわしい反応
時間で処理できるので、効率良い物質処理が可能とな
る。また、上述のように放電プラズマ4の形状を任意に
選択することができるので、放電プラズマ4の発光形状
が円柱あるいはトーラス状に限定されない。よって、放
電管1を光を透過する材質で構成することにより高強度
の放電光発生装置として利用する場合に、その用途範囲
が広くなる。また、放電管1の設置角度を変えると、プ
ラズマ4内における重力が働く位置も変わるので、処理
物質8に対応させて放電管1の角度を変えて処理効率を
上げることも可能となる。
According to such a fourth embodiment, the discharge tube 1
And the shape of the discharge plasma 4 can be arbitrarily selected by changing the shape of the coupling coil 2. Therefore, even if the shape of the treatment substance 8 is rod-shaped, ring-shaped, powder-like, or the like, the shape of the discharge plasma 4 can be selected in accordance with the shape, and the treatment can be performed with the reaction time most suitable for each treatment substance 8. Efficient substance processing becomes possible. Further, since the shape of the discharge plasma 4 can be arbitrarily selected as described above, the emission shape of the discharge plasma 4 is not limited to the columnar shape or the torus shape. Therefore, when the discharge tube 1 is made of a light-transmitting material, it can be used in a wide range when used as a high-strength discharge light generator. Further, when the installation angle of the discharge tube 1 is changed, the position where gravity acts in the plasma 4 also changes, so that it is possible to increase the processing efficiency by changing the angle of the discharge tube 1 corresponding to the processing substance 8.

【0027】なお、結合コイル2は、放電管1と相互に
相似形状であればよい。たとえば、図5に示すように、
放電管1を断面が三角形の筒状体に形成し、結合コイル
2をこの放電管1に相似形状にすることによって、処理
物質8の種類、形状に対応させることができる。さら
に、結合コイル2は、放電管1上もしくは放電管1内側
に配設されていてもよい。
The coupling coil 2 may have a shape similar to that of the discharge tube 1. For example, as shown in FIG.
By forming the discharge tube 1 into a tubular body having a triangular cross section and forming the coupling coil 2 into a similar shape to the discharge tube 1, it is possible to adapt to the type and shape of the treatment substance 8. Furthermore, the coupling coil 2 may be arranged on the discharge tube 1 or inside the discharge tube 1.

【0028】(5)その他の実施例 本発明は、上記のような実施例に限定されるものではな
く、各部材の形状、寸法、材質等は適宜変更可能であ
る。たとえば、放電管1は、金属円筒の一部を絶縁物で
置き換えた構造にしてもよい。そして、放電媒質6だけ
でなく、微粉体の非処理物質を放電管内に流動させるこ
とによって、クリーンで安定した放電プラズマ4を得る
ことができる。また、前記第4実施例を他の実施例と組
み合わせることによって、処理効率をさらに向上させる
ことができる。
(5) Other Examples The present invention is not limited to the above examples, but the shape, size, material, etc. of each member can be changed as appropriate. For example, the discharge tube 1 may have a structure in which a part of the metal cylinder is replaced with an insulator. Then, not only the discharge medium 6 but also the fine powder non-treated substance is caused to flow into the discharge tube, so that the clean and stable discharge plasma 4 can be obtained. In addition, the processing efficiency can be further improved by combining the fourth embodiment with other embodiments.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、放
電管の端部の内壁近傍に設けるという単純な構成または
放電管の中心軸上に孔を設けた絶縁円筒を設けるという
単純な構成によって、処理物質を容易に導入でき、安定
した物質処理が可能な高周波プラズマ発生装置を提供す
ることができる。また、本発明によれば、結合コイルを
放電管と相似形状にすることによって、放電プラズマの
形状を任意に制御し、効率良い物質処理が可能な高周波
プラズマ発生装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, a simple structure is provided in the vicinity of the inner wall of the end portion of the discharge tube, or a simple structure is provided in which an insulating cylinder having a hole is provided on the central axis of the discharge tube. According to the configuration, it is possible to provide a high-frequency plasma generator capable of easily introducing a treatment substance and performing stable substance treatment. Further, according to the present invention, it is possible to provide a high-frequency plasma generator capable of controlling the shape of discharge plasma arbitrarily and efficiently performing material treatment by forming the coupling coil into a shape similar to that of the discharge tube.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による高周波プラズマ発生装置の第1実
施例を示す縦断面図
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a first embodiment of a high-frequency plasma generator according to the present invention.

【図2】本発明による高周波プラズマ発生装置の第2実
施例を示す縦断面図
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the high-frequency plasma generator according to the present invention.

【図3】本発明による高周波プラズマ発生装置の第3実
施例を示す縦断面図
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the high-frequency plasma generator according to the present invention.

【図4】本発明による高周波プラズマ発生装置の第4実
施例を示す横断面図
FIG. 4 is a transverse sectional view showing a fourth embodiment of the high-frequency plasma generator according to the present invention.

【図5】本発明による高周波プラズマ発生装置の第4実
施例を示す横断面図
FIG. 5 is a transverse sectional view showing a fourth embodiment of the high-frequency plasma generator according to the present invention.

【図6】従来の高周波プラズマ発生装置の一例を示す縦
断面図
FIG. 6 is a vertical sectional view showing an example of a conventional high-frequency plasma generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…放電管 1a…吸気口 1b…排気口 2…結合コイル 3…高周波電源 4…放電プラズマ 5…ガス流方向制御装置 6…放電媒質 7…導入口 8…処理物質 9…ガス導入管 9a…細孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Discharge tube 1a ... Intake port 1b ... Exhaust port 2 ... Coupling coil 3 ... High frequency power source 4 ... Discharge plasma 5 ... Gas flow direction control device 6 ... Discharge medium 7 ... Inlet port 8 ... Treatment substance 9 ... Gas inlet pipe 9a ... pore

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 健 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号株式 会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 石井 彰 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号株式 会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 玉川 徹 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号株式 会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 沖田 裕二 東京都府中市晴見町2丁目24番地の1東芝 エフエーシステムエンジニアリング株式会 社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Ken Sato 2-1, Ukishimacho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Stock Company, Toshiba Hamakawasaki Plant (72) Akira Ishii 2-1-1, Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. Shares in Toshiba Hamakawasaki Plant (72) Inventor Toru Tamagawa No. 2 Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Shares in Toshiba Hamakawasaki Plant (72) Inventor Yuji Okita 2-24 Harumi-cho, Fuchu-shi, Tokyo 1 Toshiba FA System Engineering Co., Ltd. In-house

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高温高気圧プラズマを閉じ込めるための
放電管と、前記放電管内に高温高気圧プラズマを発生さ
せる高周波電源および結合コイルとを備えた高周波プラ
ズマ発生装置において、 前記放電管の端部の、前記放電管の中心軸上に、処理物
質を導入する導入口を設け、 前記放電管の端部に放電媒質および他の物質を供給、排
出する吸気口および排気口を備え、 前記放電媒質が前記放電管内壁近傍を流れるように、前
記吸気口および排気口を放電管内壁近傍に設けたことを
特徴とする高周波プラズマ発生装置。
1. A high-frequency plasma generator comprising a discharge tube for confining high-temperature and high-pressure plasma, a high-frequency power source for generating high-temperature and high-pressure plasma in the discharge tube, and a coupling coil, wherein: An inlet for introducing a treatment substance is provided on the central axis of the discharge tube, and an inlet and an outlet for supplying and discharging a discharge medium and another substance are provided at an end portion of the discharge tube, and the discharge medium is the discharge. A high-frequency plasma generator characterized in that the intake port and the exhaust port are provided near the inner wall of the discharge tube so as to flow near the inner wall of the tube.
【請求項2】 高温高気圧プラズマを閉じ込めるための
放電管と、前記放電管内に高温高気圧プラズマを発生さ
せる高周波電源および結合コイルとを備えた高周波プラ
ズマ発生装置において、 前記放電管の端部の、前記放電管の中心軸上以外の部分
に、放電媒質および他の物質を排出する排気口と処理物
質を導入する導入口とを設け、 前記放電管の中心軸上に前記放電媒質および他の物質を
供給する絶縁円筒を配設し、 前記絶縁円筒表面に前記放電媒質および他の物質を噴出
するための孔を複数個設けたことを特徴とする高周波プ
ラズマ発生装置。
2. A high-frequency plasma generator comprising a discharge tube for confining high-temperature and high-pressure plasma, a high-frequency power source for generating high-temperature and high-pressure plasma in the discharge tube, and a coupling coil, wherein: The portion other than the central axis of the discharge tube is provided with an exhaust port for discharging the discharge medium and other substances and an inlet for introducing the treatment substance, and the discharge medium and other substances are provided on the central axis of the discharge tube. A high-frequency plasma generator characterized in that an insulating cylinder to be supplied is provided, and a plurality of holes for ejecting the discharge medium and other substances are provided on the surface of the insulating cylinder.
【請求項3】 高温高気圧プラズマを閉じ込めるための
放電管と、前記放電管内に高温高気圧プラズマを発生さ
せる高周波電源および結合コイルとを備えた高周波プラ
ズマ発生装置において、 前記結合コイルを前記放電管と相似形状に設置したこと
を特徴とする高周波プラズマ発生装置。
3. A high frequency plasma generator comprising a discharge tube for confining high temperature and high pressure plasma, a high frequency power source for generating high temperature and high pressure plasma and a coupling coil, wherein the coupling coil is similar to the discharge tube. A high-frequency plasma generator characterized by being installed in a shape.
JP4310637A 1992-11-19 1992-11-19 High frequency plasma generating device Pending JPH06163188A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4310637A JPH06163188A (en) 1992-11-19 1992-11-19 High frequency plasma generating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4310637A JPH06163188A (en) 1992-11-19 1992-11-19 High frequency plasma generating device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06163188A true JPH06163188A (en) 1994-06-10

Family

ID=18007654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4310637A Pending JPH06163188A (en) 1992-11-19 1992-11-19 High frequency plasma generating device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06163188A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013120684A (en) * 2011-12-07 2013-06-17 Panasonic Corp Plasma processing device and plasma processing method
JP2013120685A (en) * 2011-12-07 2013-06-17 Panasonic Corp Plasma processing device and plasma processing method
US10147585B2 (en) 2011-10-27 2018-12-04 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Plasma processing apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10147585B2 (en) 2011-10-27 2018-12-04 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Plasma processing apparatus
US10229814B2 (en) 2011-10-27 2019-03-12 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Plasma processing apparatus
JP2013120684A (en) * 2011-12-07 2013-06-17 Panasonic Corp Plasma processing device and plasma processing method
JP2013120685A (en) * 2011-12-07 2013-06-17 Panasonic Corp Plasma processing device and plasma processing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6117401A (en) Physico-chemical conversion reactor system with a fluid-flow-field constrictor
JP4339588B2 (en) Apparatus for processing gases using plasma
US5793013A (en) Microwave-driven plasma spraying apparatus and method for spraying
US4877589A (en) Nitrogen fixation by electric arc and catalyst
US20100201271A1 (en) Dc arc plasmatron and method of using the same
EP0002623B1 (en) Electric arc apparatus and method for treating a flow of material by an electric arc
US20120247674A1 (en) Plasma generator apparatus
US6943316B2 (en) Arrangement for generating an active gas jet
JP3733461B2 (en) Composite torch type plasma generation method and apparatus
JP2527150B2 (en) Microwave thermal plasma torch
JPH06163188A (en) High frequency plasma generating device
CN110482645B (en) Sewage treatment method
CN111559790B (en) Pollutant treatment device of venturi type water mist discharge plasma
CN110550694B (en) Water purification system adopting non-equilibrium plasma jet technology
TWI344179B (en)
CN110642332B (en) Array jet water purifier
CN210528681U (en) Water treatment device adopting liquid injection technology
SU1796269A1 (en) Method and device for fluid spraying
US7665416B2 (en) Apparatus for generating excited and/or ionized particles in a plasma and a method for generating ionized particles
KR100561200B1 (en) Apparatus for plasma reaction
CN115072828B (en) Plasma activated water mist jet system based on gas-liquid two-phase flow
JPH03214600A (en) Microwave heated plasma reaction device
JPH06290896A (en) High frequency plasma heater and its operating method
US20200120764A1 (en) Method of electro-hydrodynamic processing of hydrocarbon substances and the facilities for its implementation
SU683868A1 (en) Plasmatron for arc-working of materials