JPH0734389B2 - 被覆細線極型活性種発生装置 - Google Patents

被覆細線極型活性種発生装置

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JPH0734389B2
JPH0734389B2 JP2279621A JP27962190A JPH0734389B2 JP H0734389 B2 JPH0734389 B2 JP H0734389B2 JP 2279621 A JP2279621 A JP 2279621A JP 27962190 A JP27962190 A JP 27962190A JP H0734389 B2 JPH0734389 B2 JP H0734389B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ナゾナイザや各種排ガス中の有害成分除去に
代表される気相放電使用の活性種発生装置に関する。
〔従来の技術〕
気相放電によるプラズマの発生は、各種物質の合成や、
固相面上への薄膜合成等に広く用いられている。気相放
電によって発生したプラズマの中には、電子、イオン、
各種励起種等の気相反応を生じる種、即ち活性種が生
じ、気相反応を進行させるものとなっている。
活性種発生装置の代表的な実用例は、放電を利用してオ
ゾンを合成するナゾナイザであり、放電による有害物質
（窒素酸化物等）の除去等も、同様に活性種を発生さ
せ、その活性種から生じる反応を利用するものである。
このような活性種発生装置では、気相放電時に電子が気
相中の分子と如何に効率よく衝突するかということ、即
ち、衝突の際の電子エネルギーがどれだけ無駄なく分子
の活性種化に利用できるかが重要になる。そのために、
実用オゾナイザでは、金属−金属間の放電によらず、金
属−金属間に誘電体層を介在させることにより、放電を
空間に分散させてマイクロ放電化していることは周知で
ある。
更に、発生する電子エネルギーを制御するために、金属
線を網状等に密集させて電極とした活性種発生装置も、
特公昭61−32242号公報に開示されている。この装置を
オゾナイザに用いた場合の典型的な構造を第10図に示
す。
円筒状の誘電体91の内面側には、金属線を錯綜状態に密
集させた立体的な密集電極92が挿入されている。密集電
極92と対をなす電極としては、金属層からなる面状電極
93が誘電体91の外周面に被覆されている。そして、誘電
体91内に空気、酸素等の原料ガスを流通させると共に、
誘電体91内の軸心部に挿入された給電棒94を介して密集
電極92と面状電極93との間に電圧を印加することによ
り、誘電体91と密集電極92との間にコロナ放電が生じ、
原料ガスがオゾン化される（OZONE SCIENCE ＆ ENGINEE
RING Vol.10.pp.137-151参照）。
〔発明が解決しようとする課題〕
このような活性種発生装置は、密集電極における線径の
調整、嵩密度の調整等により、コロナ放電の開始電圧を
広範囲に制御できる特徴がある。その結果、オゾナイザ
では、放電開始電圧近くの低放電電圧領域で極めて高い
オゾン生成効率が得られる。また、気体の流れの断面形
状が自由に設定できるため、気体の流れに対する圧力損
失が、通常オゾナイザの平板型、円筒型電極間に誘電体
を介在させた放電空間に比して著しく小さい。更に、他
の面でも通常型と同様の効果を合せ持つことが確認され
ている。
しかし、その一方では、放電領域が誘電体の表面に沿っ
た二次元的な領域に制限されるという不利益があり、金
属線の立体的な固まりからなる密集電極の利得が充分に
活用されているとは言い難い。
本発明の目的は、放電領域を誘電体に接する平面的な狭
い制限されることなく、細線の存在する全領域に展開さ
せた高効率な被覆細線極型活性種発生装置を提供するこ
とにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の被覆細線極型活性種発生装置は、表面に誘電体
をコーティングした誘電性線材を規則的又は不規則に密
集させた密集電極の極性の異なるどうしを組合せて三次
元に展開する放電領域を形成したことを特徴としてな
る。
密集電極は、立体的なものでも平面的なものでもよい。
密集電極が平面的な場合も、これを組合せることによ
り、三次元に展開する広い放電領域が形成される。
密集電極は更に、導電性線材が不規則に密集されたもの
でも規則的に密集されたものでもよい。
極性の異なる密集電極の組合せ体は、導電性線材が相互
に規則的又は不規則にからみ合った集合体であってもよ
いし、密集電極どうしが所定間隔で配列された互いの導
電性線材のからみ合わないものでもよい。
最も好ましい組合せ体としては、自由な空間形状での放
電が可能で、電極間の放電ギャップ調整も全く不要であ
る等、その製作が特に容易な点から、導電性線材が相互
に不規則にからみ合った集合体であるものを挙げること
ができる。
密集電極を構成する導電性線材としては、例えば金属線
を挙げることができる。金属線の材質は特に限定され
ず、Ag,Au,Pd,Fe,Al,Cu,その他ステンレス鋼等の合金類
などを適宜使用することができる。線径として通常選択
される範囲は0.01〜1.0mmである。
導電性線材の表面にコーティングされる誘電体は、有機
系、無機系のいずれの物質でもよい。有機系物質として
はポリエステル、ポリウレタン、ポリイアミド等があ
り、無機系物質としてはAl2O3等のセラミックス、ガラ
ス、ホーロー等がある。誘電体の厚みとして通常選択さ
れる範囲は１〜1000μｍである。
〔作用〕
本発明の被覆細線極型活性種発生装置では、密集電極を
構成する導電性線材の表面に誘電体がコーティングされ
ている。そのため、極性の異なる密集電極どうしの組合
された三次元空間全体に放電領域が広く展開される。従
って、活性種発生効率の向上が達成される。
密集電極乃至はその組合せ体における導電性線材の線径
および嵩密度は、放電エネルギーを制御し、優れた活性
種発生効率が得られるように適宜選択される。
〔実施例〕
以下に本発明の被覆細線極型活性種発生装置における放
電構造を図面に基づいて説明する。
第１図の放電構造では、耐熱性、耐食性を有する外筒10
の内部に、不規則に密集された導電性線材21a,21bが、
さらに規則性なく相互にからまり合った集合状態で収容
されている。
導電性線材21aは一方の密集電極20aを構成し、その両端
は電源30の一方の極31aに接続されている。導電性線材2
1bは他方の密集電極20bを構成し、その両端は電源30の
他方の極31bに接続されている。そして、導電性線材21
a,21bのいずれも、その表面に誘電体をコーティングし
た構造になっている。この誘電体は、両導電性線材21a,
21b間で発生させる放電をさらに空間に分散させてマイ
クロ放電化するためのものである。
なお、40は外筒10の両端部に取付けたメッシュ状のスト
ッパである。
外筒10の内部に気体を流通させた状態で、電源30により
密集電極20a,20b間に所定の電圧を印加することによ
り、不規則にからみ合った導電性線材21a,21bの集合体
においては、両導電性線材が最適に接近する箇所で放電
が生じ、外筒10内の空間全体が放電領域となる。従っ
て、気体は全てこの広い放電領域を通過する結果、空気
分子と放電により生じる活性種との気相反応が盛んとな
り、オゾン等の発生効率が高まる。
第１図の放電構造のように、極性の異なる密集電極20a,
20bの組合せ体20が、相互にからみ合った導電性線材21
a,21bの集合体である場合は、その集合体の嵩密度が平
均空隙長を決定する。
第２図の放電構造では、規則的なＵ状に束ねられ、両端
が電源30の各極31a,31bに接続された導電性線材21a,21b
の各束が、それぞれ極性の異なる密集電極20a,20bを構
成し、外筒10の両端から外筒10内へ挿入されて、外筒10
の中央部で相互に規則的にからまり合った集合状態にな
っている。このような放電構造でも、密集電極20a,20b
の組合された空間全体が放電領域になる。
密集電極20a,20bの組合せ体20は、第３図に示すよう
に、外筒10に対して着脱自在なカートリッジ式とするこ
とができる。
また、第４図に示すように、導電性線材21a,21b…をそ
れぞれ規則的なＵ字状に束ねた極性の異なる多数の密集
電極20a,20b…をダクト50内に、気体の流通方向に略直
角に挿入することにより、各密集電極の導電性線材がそ
のＵ字状下部において、規則的にからみ合った集合体と
なる放電構造であってもよい。
以上は、密集電極の組合せ体が、相互にからみ合った規
則的又は不規則な導電性線材の集合体である場合の例で
あるが、第５図〜第９図は、いずれも極性の異なる密集
電極どうしが、所定間隔で配列された導電性線材の相互
にからみ合わない組合せ例を示している。
すなわち、第５図の電極構造では、導電性線材21a,21b
…が蛇行により所定間隔で規則的に並列されて平面的な
密集電極20a,20b…を構成している。密集電極20a,20b…
は、通気性の支持板60,60…にそれぞれ取付けられ、気
体の流通方向に所定間隔で配列されている。
第６図の電極構造では、導電性線材21a,21b…を支持棒2
2,22…の周囲に規則的なコイル状に巻回して立体的な密
集電極20a,20b…を構成している。導電性線材の径が大
きい場合は、コイル状に形成後、支持棒22を抜いた構成
としても良いことは当然である。また、第６図の電極構
造でオゾンを発生させる場合は、支持棒22として複数本
の細い棒を円形に構成したものを使用すれば良く、逆
に、特に沿面放電を発生させたい場合は、１本の管状又
はむくの支持棒上に、正・負極を構成する２本の細線を
交互に巻いて電極を構成すれば良い。
第７図の電極構造では、耐熱性、耐食性、絶縁性のある
ガラスファイバ等からなる蛇行状の縦線23を支持体とし
て、これに誘電体をコーティングした導電性線材である
横線24を規則的な蛇行状にからませて平面的な網状の密
集電極20a,20b…を構成している。第８図に示された密
集電極20a,20bも網状であるが、これは、縦横の網線全
体を表面に誘電体をコーティングした導電性線材21a,21
bとした点で、横線のみが線状電極である第７図の密集
電極20a,20bとは相違している。
第８図の密集電極20a,20bは、例えば第９図に示すよう
に、環状のスペーサ70を用いて気体流通方向に所定間隔
で整列させることができる。
このように、第５図〜第９図の電極構造では、極性の異
なる密集電極20a,20b…を互いの導電性線材21a,21bをか
らみ合わせず、所定間隔で配列させることにより、放電
のギャップを一定値にとって放電エネルギーを制御し、
密集電極20a,20b…の配列空間全体を放電領域としてい
る。
〔発明の効果〕
本発明の被覆細線極型活性種発生装置は、密集電極を構
成する導電性線材の表面に誘電体をコーティングしたの
で、極性の異なる密集電極を組合せることにより、これ
らの密集電極が組合された空間全体での放電を可能にす
る。従って、放電領域の気体流路に占める比率が飛躍的
に広がり、活性種発生効率が向上する。
特に、密集電極の組合せ体が、第１図に示す相互にから
み合った不規則な導電性線材の集合体である場合は、円
筒型や平板型という既存の放電構造にとらわれることな
く、自由な空間形状での放電が可能になり、円筒型や平
板型の誘電体も不用になる。しかも放電ギャップ調整等
の厳しい寸法の管理が不必要となり、安価、容易に製作
できる。
また、密集電極の構造にかかわらず、線径、嵩密度の調
整による放電電圧制御や、放電開始電圧の低下による電
源小型化が可能である。また、低電圧化により、過大な
エネルギーを持つ電子の誘電体への衝突がなくなること
で、発熱も少ない。従って、誘電体の寿命も長く、装置
の信頼性も高くなる。更に、気体の流れに対する圧力損
失も一層低下し、送風機等の省エネ化も可能になる。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第９図は本発明の被覆細線極型活性種発生装置
における電極構造の説明図、第10図は従来の活性種発生
装置における電極構造の説明図である。 20:組合せ体、20a,20b…：密集電極、21a,21b…：導電
性線材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平川 雅弘 兵庫県尼崎市西長洲本通２丁目６番地 住 友精密工業株式会社内 (72)発明者 笠井 一夫 兵庫県尼崎市西長洲本通２丁目６番地 住 友精密工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】表面に誘電体をコーティングした導電性線
    材を規則的又は不規則に密集させた密集電極の極性の異
    なるどうしを組合せて三次元に展開する放電領域を形成
    したことを特徴とする被覆細線極型活性種発生装置。
  2. 【請求項２】前記密集電極の組合せ体が、相互にからみ
    合った不規則な導電性線材の集合体であることを特徴と
    する請求項１に記載の被覆細線極型活性種発生装置。
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