JPH06364A - プラズマリアクタ - Google Patents
プラズマリアクタInfo
- Publication number
- JPH06364A JPH06364A JP20420192A JP20420192A JPH06364A JP H06364 A JPH06364 A JP H06364A JP 20420192 A JP20420192 A JP 20420192A JP 20420192 A JP20420192 A JP 20420192A JP H06364 A JPH06364 A JP H06364A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- corona discharge
- streamer corona
- acute
- metal
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- Pending
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】オゾン生成や各種のガス処理，プラズマ処理，
プラズマ化学合成反応等を効率よく行うため，ストリー
マコロナ放電を原理としたプラズマリアクタの電極構成
方法について示している． 本発明により，プラズマ化
学反応効率の向上，ストリーマコロナ放電電力の増大，
誘電体損失の無いプラズマリアクタの製作などを可能に
した． 【構成】ストリーマコロナ放電を安定に連続して生じさ
せるための電極構成方法として，外部円筒電極３１の中
に中心電極３２を置いた同軸円筒構造電極を示してい
る． 中心電極３２上に，鋭角部を複数個有する金属３
３と絶縁体３４を交互に配置した電極構成にして，外部
円筒電極３１と中心電極３２の間に高電圧を印加して，
電極間にストリーマコロナ放電を発生させている．
プラズマ化学合成反応等を効率よく行うため，ストリー
マコロナ放電を原理としたプラズマリアクタの電極構成
方法について示している． 本発明により，プラズマ化
学反応効率の向上，ストリーマコロナ放電電力の増大，
誘電体損失の無いプラズマリアクタの製作などを可能に
した． 【構成】ストリーマコロナ放電を安定に連続して生じさ
せるための電極構成方法として，外部円筒電極３１の中
に中心電極３２を置いた同軸円筒構造電極を示してい
る． 中心電極３２上に，鋭角部を複数個有する金属３
３と絶縁体３４を交互に配置した電極構成にして，外部
円筒電極３１と中心電極３２の間に高電圧を印加して，
電極間にストリーマコロナ放電を発生させている．
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】ストリーマコロナ放電を基本原理
としたプラズマリアクタは，オゾン生成や燃焼ガス，排
出ガス中のＮＯＸ、ＳＯ２、ＣＯ２の処理，フロンガス
等有害物質の分解，化学合成反応炉，プラスチックの表
面処理，気体放電励起型レーザへの応用，プラズマＣＶ
Ｄへの応用などがある．この他，水素、酸素、窒素など
比較的安定な分子ガスも原子化することができるので，
各種のイオン源，電子源として，半導体産業をはじめハ
イテク分野にも広く応用の道が開かれている．
としたプラズマリアクタは，オゾン生成や燃焼ガス，排
出ガス中のＮＯＸ、ＳＯ２、ＣＯ２の処理，フロンガス
等有害物質の分解，化学合成反応炉，プラスチックの表
面処理，気体放電励起型レーザへの応用，プラズマＣＶ
Ｄへの応用などがある．この他，水素、酸素、窒素など
比較的安定な分子ガスも原子化することができるので，
各種のイオン源，電子源として，半導体産業をはじめハ
イテク分野にも広く応用の道が開かれている．
【０００２】
【発明の技術的背景】コロナ放電により生成される電子
やイオンは，数千度の高い電子温度，イオン温度の状態
を形成することができ，周辺の気体分子と衝突し，これ
を電離、励起、イオン化して、反応性に富んだ化学的活
性種（ラジカル、励起分子、イオン等）を生成すること
ができる． しかも，ガス温度は装置温度に近く，低温
プラズマ（非平衡プラズマ）の状態を保つことができる
ので，オゾン生成や有機化合物合成など，各種の有益な
プラズマ化学反応過程に用いられている．
やイオンは，数千度の高い電子温度，イオン温度の状態
を形成することができ，周辺の気体分子と衝突し，これ
を電離、励起、イオン化して、反応性に富んだ化学的活
性種（ラジカル、励起分子、イオン等）を生成すること
ができる． しかも，ガス温度は装置温度に近く，低温
プラズマ（非平衡プラズマ）の状態を保つことができる
ので，オゾン生成や有機化合物合成など，各種の有益な
プラズマ化学反応過程に用いられている．
【０００３】 従来から，コロナ放電を応用した各種の
ガス処理装置やオゾン発生装置などが産業上用いられて
いるが，そのほとんどはガラスやセラミック等の誘電体
を介して，交流高電圧や高周波電圧，パルス電圧などを
印加して無声放電を生じさせたものである． 無声放電
は時間的にも空間的にも不均一な放電となるうえ，誘電
体を介した放電のために，誘電体損失などの熱損失が生
じ，エネルギ効率が低い欠点があった．
ガス処理装置やオゾン発生装置などが産業上用いられて
いるが，そのほとんどはガラスやセラミック等の誘電体
を介して，交流高電圧や高周波電圧，パルス電圧などを
印加して無声放電を生じさせたものである． 無声放電
は時間的にも空間的にも不均一な放電となるうえ，誘電
体を介した放電のために，誘電体損失などの熱損失が生
じ，エネルギ効率が低い欠点があった．
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ストリーマコロナ放電
は，均一で広い電離空間を形成することができるので，
電子やイオンと気体分子との衝突確率が高く，プラズマ
化学反応効率を高めることができる．また，ストリーマ
コロナ自体の高い抵抗性や周期性により，安定な放電の
持続が可能になり，電極間に誘電体を介在すること無く
広い電離空間を形成することができる． 本発明を用い
ることにより，この様なストリーマコロナ放電の特性を
用いて，ストリーマコロナ放電の安定な発生と持続，プ
ラズマ化学反応効率の増大，ストリーマコロナ放電電力
の増大，誘電体損失のないプラズマリアクタの製作など
を可能にしている．
は，均一で広い電離空間を形成することができるので，
電子やイオンと気体分子との衝突確率が高く，プラズマ
化学反応効率を高めることができる．また，ストリーマ
コロナ自体の高い抵抗性や周期性により，安定な放電の
持続が可能になり，電極間に誘電体を介在すること無く
広い電離空間を形成することができる． 本発明を用い
ることにより，この様なストリーマコロナ放電の特性を
用いて，ストリーマコロナ放電の安定な発生と持続，プ
ラズマ化学反応効率の増大，ストリーマコロナ放電電力
の増大，誘電体損失のないプラズマリアクタの製作など
を可能にしている．
【０００５】
【課題を解決するための手段】外部円筒電極の中に中心
電極を設けた，同軸円筒構造の電極において，鋭角部を
複数個有する金属（以後この金属をフィンと略記す
る．）を中心電極上に取り付けることにより，中心電極
に不平等電界を形成させる一方，外部円筒電極の内面は
極めて滑にし，中心電極と外部円筒電極間に高電圧を印
加すると，平等電界の中に著しい不平等電界点が存在す
る電極構成となり，フィンからストリーマコロナを安定
に持続して発生させることができる．
電極を設けた，同軸円筒構造の電極において，鋭角部を
複数個有する金属（以後この金属をフィンと略記す
る．）を中心電極上に取り付けることにより，中心電極
に不平等電界を形成させる一方，外部円筒電極の内面は
極めて滑にし，中心電極と外部円筒電極間に高電圧を印
加すると，平等電界の中に著しい不平等電界点が存在す
る電極構成となり，フィンからストリーマコロナを安定
に持続して発生させることができる．
【０００６】 中心電極は円筒構造または円柱構造と
し，中心電極上には一定間隔おきにフィンを設ける．フ
ィンは，ステンレス，タングステン，チタン，導電性セ
ラミックス，半導電性金属などで構成することができ
る． フィンを多数一定間隔に取り付けることにより，
フィンの数に比例してストリーマコロナ放電電力を増大
させることができる．
し，中心電極上には一定間隔おきにフィンを設ける．フ
ィンは，ステンレス，タングステン，チタン，導電性セ
ラミックス，半導電性金属などで構成することができ
る． フィンを多数一定間隔に取り付けることにより，
フィンの数に比例してストリーマコロナ放電電力を増大
させることができる．
【０００７】 中心電極上にフィンを数多く取り付ける
際に，フィンとフィンの間及びフィン周辺の電極表面上
を，絶縁体（ゴム，プラスチック，樹脂，テフロン，ビ
ニール，各種誘電体，半導体等）で被覆又は離隔するこ
とにより，電極表面上の電界は緩和され，フィン先端の
電界は強められる． このことにより，全てのフィンか
ら均一にストリーマコロナ放電を発生させることができ
る．印加電圧は直流，交流，高周波電圧，パルス電圧を
印加することができる．また，外部円筒電極の周囲を冷
却したり，中心電極をパイプ状として，その中をにガス
を流通させることにより電極を冷却して，オゾン発生効
率を増大できる．
際に，フィンとフィンの間及びフィン周辺の電極表面上
を，絶縁体（ゴム，プラスチック，樹脂，テフロン，ビ
ニール，各種誘電体，半導体等）で被覆又は離隔するこ
とにより，電極表面上の電界は緩和され，フィン先端の
電界は強められる． このことにより，全てのフィンか
ら均一にストリーマコロナ放電を発生させることができ
る．印加電圧は直流，交流，高周波電圧，パルス電圧を
印加することができる．また，外部円筒電極の周囲を冷
却したり，中心電極をパイプ状として，その中をにガス
を流通させることにより電極を冷却して，オゾン発生効
率を増大できる．
【０００８】
【作用】本発明により，ストリーマコロナ放電を容易に
発生させ，安定に持続させることができ，誘電体を介在
することなく，安定な電離空間を形成することができる
ので，プラズマ化学反応効率の向上や，エネルギー効率
を高めることができる．また，中心電極上にフィンと絶
縁体を交互に幾段も重ねて行くことにより，フィンの数
に応じたストリーマコロナ放電電力を得ることができ，
出力を増大させることができる．
発生させ，安定に持続させることができ，誘電体を介在
することなく，安定な電離空間を形成することができる
ので，プラズマ化学反応効率の向上や，エネルギー効率
を高めることができる．また，中心電極上にフィンと絶
縁体を交互に幾段も重ねて行くことにより，フィンの数
に応じたストリーマコロナ放電電力を得ることができ，
出力を増大させることができる．
【０００９】
【実施例】図１はプラズマリアクタの断面図の一例であ
る． ステンレスのパイプで構成した外部円筒電極１１
と，中心電極１２の周囲にステンレス製のフィン１３を
一定間隔に装着して構成している．この様な電極構成に
おいて，中心電極に正極性の直流高電圧を印加すると，
各々のフィン先端の鋭角部より，正ストリーマコロナが
発生し，外部円筒電極との間に電離したプラズマ空間を
形成する．
る． ステンレスのパイプで構成した外部円筒電極１１
と，中心電極１２の周囲にステンレス製のフィン１３を
一定間隔に装着して構成している．この様な電極構成に
おいて，中心電極に正極性の直流高電圧を印加すると，
各々のフィン先端の鋭角部より，正ストリーマコロナが
発生し，外部円筒電極との間に電離したプラズマ空間を
形成する．
【００１０】 図２はフィンの形状の一例を示したもの
で，歯車状に形成し，歯先は０．１ｍｍ程度に先鋭にし
て鋭角部を形成している．歯車の厚さは１ｍｍ〜５ｍｍ
で，フィンの中心には，穴２５を開けておき，この穴２
５を通して数多くのフィンを一定間隔に中心電極に取り
付けることができる． ストリーマコロナは歯先の両端
から生じさせることができる．
で，歯車状に形成し，歯先は０．１ｍｍ程度に先鋭にし
て鋭角部を形成している．歯車の厚さは１ｍｍ〜５ｍｍ
で，フィンの中心には，穴２５を開けておき，この穴２
５を通して数多くのフィンを一定間隔に中心電極に取り
付けることができる． ストリーマコロナは歯先の両端
から生じさせることができる．
【００１１】 図３は中心電極上に設けたフィン間，並
びにフィンの両端に絶縁体を設けたプラズマリアクタの
断面図である．ステンレス製のパイプで構成した外部円
筒電極３１と，ステンレス製のフィン３３と絶縁体３４
を交互に中心電極３２上に配置して構成している． こ
の様に，フィンの周辺を絶縁体で被覆することにより，
中心電極上の電界は緩和され，フィン先端の電界は強め
られる． このことにより，各々のフィンの電界を均一
にすることができ，全てのフィンからストリーマコロナ
を生じさせることができる．
びにフィンの両端に絶縁体を設けたプラズマリアクタの
断面図である．ステンレス製のパイプで構成した外部円
筒電極３１と，ステンレス製のフィン３３と絶縁体３４
を交互に中心電極３２上に配置して構成している． こ
の様に，フィンの周辺を絶縁体で被覆することにより，
中心電極上の電界は緩和され，フィン先端の電界は強め
られる． このことにより，各々のフィンの電界を均一
にすることができ，全てのフィンからストリーマコロナ
を生じさせることができる．
【００１２】 図４はフィンの形状を変えた応用例で，
中心電極４２にフィン４３を装着した時の外観と中心電
極の軸方向に垂直な面Ｂ−Ｂ’の断面図を示している．
フィン４３は薄いステンレスの板または円筒を用いて
形成し，フィンの先端は０．１ｍｍ程度に先鋭にしたも
のを数多く設けている．
中心電極４２にフィン４３を装着した時の外観と中心電
極の軸方向に垂直な面Ｂ−Ｂ’の断面図を示している．
フィン４３は薄いステンレスの板または円筒を用いて
形成し，フィンの先端は０．１ｍｍ程度に先鋭にしたも
のを数多く設けている．
【００１３】 図５は厚さ０．１ｍｍの薄いステンレス
の板の一部に，数多くの切れ目を入れて，鋭角部を形成
し，円筒状にしたフィン５３を，中心電極５２上に装着
して，ストリーマコロナの発生点を形成している．
の板の一部に，数多くの切れ目を入れて，鋭角部を形成
し，円筒状にしたフィン５３を，中心電極５２上に装着
して，ストリーマコロナの発生点を形成している．
【００１４】
【発明の効果】本発明を用いることにより，ストリーマ
コロナ放電を原理としたプラズマリアクタを製作するこ
とができる． 本リアクタの特徴は，大気圧空気中にお
いても，安定したストリーマコロナ放電を形成すること
ができ，均一で広い電離空間を形成するので，プラズマ
化学反応効率を高め，オゾン生成など有用なプラズマ化
学反応を行うことができる．
コロナ放電を原理としたプラズマリアクタを製作するこ
とができる． 本リアクタの特徴は，大気圧空気中にお
いても，安定したストリーマコロナ放電を形成すること
ができ，均一で広い電離空間を形成するので，プラズマ
化学反応効率を高め，オゾン生成など有用なプラズマ化
学反応を行うことができる．
【００１５】 フィン間を絶縁体で被覆して構成にする
ことにより，フィンの電界強度は強まるとともに各々の
フィンの電界を均一にすることができ，数多くのフィン
から同時にストリーマコロナを生じさせることができ
る． このことにより，フィンの数に比例したストリー
マコロナ放電電力を得ることができるので放電出力を増
大することができる．
ことにより，フィンの電界強度は強まるとともに各々の
フィンの電界を均一にすることができ，数多くのフィン
から同時にストリーマコロナを生じさせることができ
る． このことにより，フィンの数に比例したストリー
マコロナ放電電力を得ることができるので放電出力を増
大することができる．
【００１６】 ストリーマコロナの高い絶縁抵抗とパル
ス性により安定な放電を持続するので，電極間に誘電体
を介しないプラズマリアクタの作製が可能となる．
ス性により安定な放電を持続するので，電極間に誘電体
を介しないプラズマリアクタの作製が可能となる．
【００１７】
【図１】 は中心電極１２に多数のフィン１３を一定間
隔をおいて装着した電極により，ストリーマコロナ放電
を発生させるためのプラズマリアクタで，その断面図の
一部を示している．
隔をおいて装着した電極により，ストリーマコロナ放電
を発生させるためのプラズマリアクタで，その断面図の
一部を示している．
【図２】 は中心電極に装着するフィンの形状の一例
で，歯車状に構成したフィン２３の歯先は鋭角に形成し
て，ストリーマコロナを生じやすくしている．フィンの
中心には，穴２５を開けて，この穴に中心電極を貫通し
て装着することが出来るようにしている．
で，歯車状に構成したフィン２３の歯先は鋭角に形成し
て，ストリーマコロナを生じやすくしている．フィンの
中心には，穴２５を開けて，この穴に中心電極を貫通し
て装着することが出来るようにしている．
【図３】 はプラズマリアクタの構成例を示す断面図の
一部で，フィンとフィンの間に絶縁体を設けることを特
徴としている．
一部で，フィンとフィンの間に絶縁体を設けることを特
徴としている．
【図４】 は数多くの薄いステンレスを中心電極の周辺
に取り付けた場合の中心電極の外観の概念図である．
に取り付けた場合の中心電極の外観の概念図である．
【図５】 は０．１ｍｍの薄いステンレスの板の一部分
に，数多くの切れ目をいれて，鋭角部を有するフィンを
多数形成し，中心電極上に設けた例である．
に，数多くの切れ目をいれて，鋭角部を有するフィンを
多数形成し，中心電極上に設けた例である．
１１，３１はそれぞれ外部円筒電極． １２，３２，４２，５２はそれぞれ中心電極． １３，２３，３３，４３，５３はそれぞれフィン． ３４は絶縁体である． ２５は中心電極を貫通する穴．
Claims (5)
- 【請求項１】 円筒電極（以後，外部円筒電極と記述す
る．）と，その外部円筒電極の中に同軸状に配置された
中心電極からなる同軸円筒構造電極において，中心電極
上に鋭角部を複数個有する金属を間隔をおいて複数個設
け，中心電極と外部円筒電極との間に高電圧を印加する
ことにより，中心電極上に設けた鋭角部を複数個有する
金属から，ストリーマコロナを発生させることを特徴と
したプラズマリアクタ． - 【請求項２】 請求項１を特徴とする同軸円筒構造電極
の中心電極上に，鋭角部を複数個有する金属と絶縁体を
交互に配置することにより，鋭角部を複数個有する金属
間を絶縁体で被覆または離隔し，鋭角部を複数個有する
金属からストリーマコロナを発生させる方法． - 【請求項３】 請求項１又は請求項２を特徴とする電極
において，鋭角部を複数個有する金属を，間隔をおいて
複数個設けることにより，コロナ放電電力を増大する方
法． - 【請求項４】 請求項１又は請求項２を特徴とする電極
を用いてコロナ放電を均一に発生させ，安定化する方
法． - 【請求項５】 請求項１又は請求項２を特徴とした電極
を装着した装置．
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20420192A JPH06364A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | プラズマリアクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20420192A JPH06364A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | プラズマリアクタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06364A true JPH06364A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=16486510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20420192A Pending JPH06364A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | プラズマリアクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06364A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11278810A (ja) * | 1998-03-30 | 1999-10-12 | Koganei Corp | オゾンおよびイオンの発生装置 |
| JP2010241999A (ja) * | 2009-04-08 | 2010-10-28 | Unitika Ltd | フィルムの製造方法 |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP20420192A patent/JPH06364A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11278810A (ja) * | 1998-03-30 | 1999-10-12 | Koganei Corp | オゾンおよびイオンの発生装置 |
| JP2010241999A (ja) * | 2009-04-08 | 2010-10-28 | Unitika Ltd | フィルムの製造方法 |
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