JPH09201527A

JPH09201527A - ガス反応装置

Info

Publication number: JPH09201527A
Application number: JP8013306A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yanobu; 剛弥延; Akinori Ishii; 昭典石井; Yuji Hayashi; 佑二林; Yasushige Matsumoto; 泰重松本
Original assignee: Hokushin Industries Corp; Fujitsu Ltd; Hokushin Industry Co Ltd
Current assignee: Hokushin Industries Corp; Fujitsu Ltd; Hokushin Industry Co Ltd
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1996-01-29
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマのボリュームを大きくでき、効率的
にガスを改質できるガス反応装置を提供する。【解決手段】本発明に係るガス反応装置では、リング
状の第２電極２０の内面にリング状の金属酸化物触媒層
２２が設けられており、回転羽根２４の先端部には、触
媒作用を有する金属層が形成された第１電極２４Ａが形
成されている。プラズマ発生手段によって微小ギャップ
２８に発生したプラズマは、ファン２６の回転によっ
て、リング状とされ、プラズマと、改質されるべきガス
との接触確率が高められる。さらに、本発明では、金属
酸化物触媒層２２の表面上に均一に電荷が集中し、電荷
が金属酸化物触媒層２２表面に均一に集中して発生する
ので、プラズマは電極全面に発生することになる。した
がって、微小ギャップ２８にプラズマが飛躍的に大きく
形成されるようになり、プラズマと、改質されるべきガ
スの接触確率は大幅に高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定脱硝装置、自
動車吸気系、化学プラント、消臭装置等に適用可能なガ
ス反応装置に関するものであり、より詳しくは、ガスを
効率よく合成、分解できるガス反応装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工業技術の発展に伴って、各種工場の排
気ガス中に含まれる有害成分が、地域住民の健康を害
し、ぜんそくなどの呼吸器系の病気を引き起こすばかり
でなく、大気汚染の重要な要因となってきたことは周知
のとおりである。また、近年、とみに自動車産業の発展
に伴って、自動車、とくにディーゼル車から排出される
ＣＯ_X 、ＮＯ_X 、ＳＯ_X などの汚染ガスが、大気汚染の
原因となっていることは、全世界的な問題として認識さ
れており、その対策が急がれている。

【０００３】その対策としては、例えば、工場排気ガス
のように大規模な対策が必要なものから、自動車のよう
に比較的コンパクトな装置が要求されるものまで、さま
ざまな排気ガス装置が提案され、その一例として、例え
ば、プラズマ放電を利用したガス反応装置、触媒を利用
したガス反応装置などが有効なものとして使用されてき
ている。

【０００４】本発明者らは、本発明に先立って、プラズ
マ放電を利用したガス浄化装置（特開平７−２０４４６
９号公報参照）を提案した。その概要は以下の通りであ
る。すなわち、ハウジングに吸気口と排気口を形成する
と共に、少なくとも一枚の回転羽根を有するファンを、
回転羽根の先端とハウジングの内面とに微小ギャップを
有した状態に配置する。さらに、回転羽根の先端及びハ
ウジング内面にロジウム、白金等の排ガスに対して分解
効果のある触媒金属をメッキし、回転羽根先端とハウジ
ング内面との間に負荷をかけることにより、前記微小ギ
ャップにプラズマを発生させ、プラズマ作用と触媒金属
による作用の相乗効果によってガスの浄化を行うという
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記提案に係るガス浄
化装置によれば、電圧をかけることにより発生したプラ
ズマは、ファンの回転によって、リング状に形成され、
プラズマと、改質されるべきガスとの接触確率が高めら
れ、ガスの改質効率が向上する。しかしながら、プラズ
マのボリュームをより大きくして、ガスの改質効率をよ
り良くしたいという要請がある。

【０００６】

【発明の目的】そこで、本発明の目的は、プラズマのボ
リュームを大きくでき、効率的にガスを改質できるガス
反応装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、提案されたものであり、下記の構成からな
ることを特徴とするものである。すなわち、本発明によ
れば、先端部に第１電極が形成された少なくとも１枚の
回転羽根を有するファンと、吸気口及び排気口を備え、
かつ内面の周方向全体に沿って円筒状の第２電極が形成
されると共に前記第１電極が前記第２電極に対して微小
ギャップを有した状態に前記吸気口と排気口との間に前
記ファンを収容するハウジングからなり、前記第１電極
及び前記第２電極のいずれか一方には金属酸化物触媒層
が形成され、該金属酸化物触媒層が形成されていない他
方の電極には触媒作用を有する金属層が形成され、前記
第１電極と第２電極との間に高周波を印加し前記微小ギ
ャップにプラズマを発生させるプラズマ発生手段を備え
てなることを特徴とするガス反応装置が提供される。

【０００８】また、本発明によれば、先端部に第１電極
が形成された少なくとも１枚の回転羽根を有するファン
と、吸気口及び排気口を備え、かつ内面の周方向全体に
沿って円筒状の第２電極が形成されると共に前記第１電
極が前記第２電極に対して微小ギャップを有した状態に
前記吸気口と排気口との間に前記ファンを収容するハウ
ジングからなり、前記第１電極及び第２電極のそれぞれ
には金属酸化物触媒層が形成され、前記第１電極と第２
電極間の微小ギャップにプラズマを発生させるための、
プラズマ発生手段を備えてなることを特徴とするガス反
応装置が提供される。

【０００９】また、本発明によれば、少なくとも内面が
周方向全体に沿って導電性を有するアウターシリンダー
と、前記アウターシリンダー内面に微小ギャップを有し
た状態にアウターシリンダー内に配置され少なくとも外
面が周方向全体に沿って導電性を有するインナーシリン
ダーと、前記微小ギャップと連通する吸気口及び排気口
を有するハウジングからなり、前記アウターシリンダー
の内面及びインナーシリンダーの外面のいずれか一方に
は金属酸化物触媒層が形成され、前記アウターシリンダ
ーの内面及びインナーシリンダーの外面の金属酸化物触
媒層が形成されていない面には触媒作用を有する金属層
が形成され、前記アウターシリンダーの内面及びインナ
ーシリンダーの外面間の微小ギャップにプラズマを発生
させるためのプラズマ発生手段を備えてなることを特徴
とするガス反応装置が提供される。

【００１０】また、本発明によれば、少なくとも内面が
周方向全体に沿って導電性を有するアウターシリンダー
と、前記アウターシリンダー内面に微小ギャップを有し
た状態にアウターシリンダー内に配置され少なくとも外
面が周方向全体に沿って導電性を有するインナーシリン
ダーと、前記微小ギャップと連通する吸気口及び排気口
を有するハウジングからなり、前記アウターシリンダー
の内面及び前記インナーシリンダーの外面にはそれぞれ
金属酸化物触媒層が形成され、前記アウターシリンダー
の内面及びインナーシリンダーの外面間の微小ギャップ
にプラズマを発生させるためのプラズマ発生手段を備え
てなることを特徴とするガス反応装置が提供される。

【００１１】また、本発明によれば、請求項２又は４記
載のガス反応装置であって、前記第１金属酸化物触媒層
及び第２金属酸化物触媒層の少なくとも一方に、複数個
の凹部が形成されており、前記凹部内面に触媒作用を有
する金属粉末が形成されてなるガス反応装置が提供され
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の最大の技術的特徴は、フ
ァンの回転羽根の先端に形成された第１電極と、ハウジ
ングの内面の周方向全体に沿って形成された円筒状の第
２電極との間の微小ギャップにプラズマ発生手段によっ
て発生されたプラズマが、ファンによる回転による作用
に加えて、第１電極及び前記第２電極の一方に形成され
た金属酸化物触媒層による作用によって、プラズマのボ
リュームが極めて大きな状態とされる点にあり、かかる
構成により、効率的にガスが改質される。

【００１３】すなわち、微小ギャップに発生したプラズ
マは、ファンの回転によって、リング状とされ、プラズ
マと、改質されるべきガスとの接触確率が高められる。
そして、この構成に加えて、本発明では、第１電極及び
前記第２電極の一方に形成された金属酸化物触媒層は、
絶縁性であるが故に、ＲＦ負荷を印加することにより、
金属酸化物触媒層の表面上に均一に電荷が集中し、この
電荷の集中により、エネルギー差が生じ、ある値（放電
開始電圧）を越えたところで放電が開始される。本発明
においては、上述したように、電荷が金属酸化物触媒層
表面に均一に集中した発生するので、プラズマは電極全
面に発生することになる。したがって、微小ギャップに
プラズマが飛躍的に大きく形成されるようになり、プラ
ズマと、改質されるべきガスの接触確率は同様に大幅に
高くなる。なお、本発明において、プラズマ発生手段に
よって、電極間に印加される負荷はＲＦ領域であり、電
圧は放電開始電圧以上であり（電極間距離が０．３ｍｍ
で３．０Ｋ_P-P ）、周波数は電極間距離によっても異な
るが、通常、１ＫＨｚ以上である。

【００１４】改質されるべきガスの反応は、ＲＦ負荷と
して与えた電圧のレベルによって決定され種々の励起種
が発生する。これらの励起種が触媒金属層及び金属酸化
物触媒層の表面に吸着後、触媒金属層表面に結合する段
階を経たり、励起種同士が相互に衝突したりして、選択
的に反応後の生成物が得られる。さらに、電極に形成さ
れる触媒作用を有する金属層及び金属酸化物触媒層によ
る触媒効果によって生成ガスは選択的に決定される。

【００１５】本発明において、金属酸化物触媒層として
は、ソーダ石灰ガラス、石英ガラス、鉛ガラス等のガラ
ス類、ステアタイト磁器、チタニア磁器、アルミナ磁
器、ジルコニア磁器、マグネシア磁器等のセラミック類
を例示でき、特に、ガラス類、セラミック類を使用する
のが耐熱性の点で好ましい。また、本発明において、金
属酸化物触媒層を電極に形成する方法としては、融着、
接着、蒸着、浸漬等の方法を例示でき、安定した状態に
金属酸化物触媒層を形成できる点において、融着による
方法を採用するのが好ましい。

【００１６】また、本発明における触媒作用を有する金
属層としては、例えば、遷移金属として分類されるイリ
ジウム、クロム、コバルト、ジルコニウム、セシウム、
タングステン、タンタル、チタン、鉄、テルル、ニオ
ブ、ニッケル、白金、バナジウム、ハフニウム、パラジ
ウム、マンガン、モリブデン、ルテニウム、レニウム、
ロジウムなどが例示される。これらの金属層を形成する
には、自体公知の電気メッキ方法または化学メッキ方法
によるメッキ法が好ましく採用されるが、該金属を箔状
にして接着剤で固着するなどの方法、浸漬等により形成
する方法も採用できる。

【００１７】ハウジングを構成する材質は、金属、ガラ
ス、セラミックス、ポリフェニレンエーテルなどの機能
性高分子材料で構成することができる。本発明のファン
は、回転羽根に金属層を形成することが必要であると共
に、回転時に回転羽根からプラズマが生じることが必要
であり、その絶縁性、耐熱性の点から、セラミック、ポ
リフェニレンエーテルなどの材質で構成されていること
が好ましい。

【００１８】本発明のガス反応装置におけるファンは、
動力源のＯＮ／ＯＦＦで、始動／停止するように構成し
た場合は、回転速度の調整が任意にできることから、一
層有効なガス浄化効率を達成することができるが、あえ
て動力源を使用しなくとも、装置内に吹き込まれるガス
の流体圧によってもファンを始動させる構成とすること
ができる。

【００１９】なお、本発明におけるガス反応装置は、火
力発電所、ごみ焼却炉等における固定脱硝装置、自動車
吸気系、メタノール合成、エチレン合成、アセチレン合
成等の化学プラント、アンモニア分解、有機悪臭ガスの
分解等による消臭装置等に好適に使用されるものであ
る。

【００２０】以下に本発明に係るガス反応装置の具体例
を図面を用いて説明する。まず請求項１の発明に係るガ
ス反応装置を図面を用いて具体的に説明する。図２に示
す如く、ガス反応装置１０は、フッ素樹脂製のハウジン
グ１２を備えている。フッ素樹脂は、反応性に乏しくし
かも耐熱性に優れるので、ハウジング１２の材料として
好ましいものである。ハウジング１２は、図１にも示す
如く、分割体１１、１３からなるものであり、各々の分
割体１１、１３は、図２に示す如く、Ｏリング１５を介
して気密状態で互いに密着されている。分割体１１に
は、ガスが流入される吸気口１１Ａが形成されており、
分割体１３には、反応後のガスを外部へ排出するための
排出口１３Ａが形成されている。また、ハウジング１２
には、装置本体収容部１４が形成されており、この装置
本体収容部１４にガス反応装置本体１６が収容されてい
る。

【００２１】図３に示す如く、装置本体収容部１４の内
面１４Ｂは、円筒状とされており、この内面全体にわた
ってリング状で、ガス反応装置本体１６の一部を構成す
る第２電極２０が固着されており、第２電極２０には、
その内面全体にわたってリング状の金属酸化物触媒層２
２が固着されている。また、装置本体収容部１４内に
は、周方向へ等間隔となるように６枚の回転羽根２４が
形成されたファン２６が設けられている。回転羽根２４
の先端部には、表面に触媒作用を有する金属層が形成さ
れた第１電極２４Ａが形成されている。第１電極２４Ａ
に形成された触媒作用を有する金属層と、金属酸化物触
媒層２２との間には、微小ギャプ２８が形成されてお
り、図示しないプラズマ発生手段により、第１電極２４
Ａと、第２電極２０との間にＲＦ負荷が印加されること
により、微小ギャップ２８にプラズマが発生されるよう
になっている。

【００２２】本具体例のガス反応装置では、上記の如
く、第２電極２０に金属酸化物触媒層２２が形成されて
おり、この金属酸化物触媒層２２は、ＲＦ負荷を印加す
ることにより、金属酸化物触媒層の表面上に均一に電荷
が集中し、電荷が金属酸化物触媒層２２表面に均一に集
中して発生するので、プラズマは電極全面に発生するよ
うになる。したがって、微小ギャップ２８にプラズマが
飛躍的に大きく形成されるようになり、プラズマと、吸
気口１６Ａから流入される改質されるべきガスの接触確
率は大幅に高くなって、効率的に改質された後に排気口
１８Ａより排気される。

【００２３】また、本具体例において、金属酸化物触媒
層２２の肉厚は、１．０μｍない５．０ｍｍ、とくに１
ｍｍないし３ｍｍとするのが好ましい。誘電体層２２の
肉厚が１．０μｍよりも小さい時は絶縁効果が充分に発
揮されなくなる虞があるし、５．０ｍｍを超えた場合は
大気圧下では放電しにくくなる傾向にある。また、第１
電極２４Ａ及び第２電極２０の材料としては、特に限定
されないが、銅やステンレス鋼を好適に使用できる。

【００２４】図４には、本発明の他の態様に係るガス反
応装置本体が示されている。図３においては、図４と基
本的に同様の構成は同一符号を付してその説明を省略す
る。本具体例では、金属酸化物触媒層２２を形成する場
所が、図３の具体例とは異なっている。すなわち、本具
体例では、第２電極２０には金属酸化物触媒層２２は形
成されておらず、回転羽根２４の第１電極２４Ａの表面
全体にわたって金属酸化物触媒層２２が形成されてお
り、一方、第２電極２０には、その周方向に沿って触媒
作用を有する金属層２７が形成されてなるものである。
本具体例において、金属酸化物触媒層２２の肉厚は、１
μｍないし５ｍｍ、とくに１ないし３ｍｍとするのが好
ましい。本具体例では、上記の如く、触媒作用を有する
金属層２７が、第２電極２０の周方向に沿って形成され
ており、金属層２７の表面積を充分に確保できるので、
ガスの反応効率を向上させることができる。

【００２５】図５には本発明に係るガス反応装置本体の
他の態様が示されている。図５においても、図４と基本
的に同様の構成は同一符号を付してその説明を省略す
る。本具体例においては、第１電極２４Ａの全面に第１
金属酸化物触媒層２１が形成されており、第２電極２０
の全面に第２金属酸化物触媒層２３がリング状に形成さ
れている。また、第１金属酸化物触媒層２１に触媒作用
を有する金属層２１Ａが形成されている。

【００２６】なお、図５の具体例では、第１金属酸化物
触媒層２１のみに触媒作用を有する金属層２１Ａを形成
しているが、第２金属酸化物触媒層のみに触媒作用を有
する金属層を形成してもよく、第１金属酸化物触媒層２
１及び第２金属酸化物触媒層２３の双方に触媒作用を有
する金属層を形成してもよい。本具体例において、第１
金属酸化物触媒層２１及び第２金属酸化物触媒層２３の
肉厚は、１μｍないし５．０ｍｍとするのが好ましく、
また触媒作用を有する金属層の肉厚は、５ないし２０μ
ｍとするのが好ましい。

【００２７】図６には、本発明に係るガス反応装置本体
の他の態様が示されている。図３と基本的に同様の構成
は同一符号を付してその説明を省略する。本具体例は、
第１電極２４Ａの全面に第１金属酸化物触媒層２１が形
成されており、第２電極２０の全面に第２金属酸化物触
媒層２３がリング状に形成されている点においては、図
５の具体例と同様であるが、本具体例では、第１金属酸
化物触媒層２１及び第２金属酸化物触媒層２３の構造が
図５の具体例と異なっている。

【００２８】すなわち、各々の金属酸化物触媒層には、
複数個の凹部２５が形成されており、各々の凹部２５に
触媒作用を有する金属微粉末が保持されている。この金
属微粉末は、メッキ、蒸着、浸漬等の方法で保持させる
ことができる。本具体例において、第１金属酸化物触媒
層２１及び第２金属酸化物触媒層２３の肉厚は、１μｍ
ないし５．０ｍｍとするのが好ましい。また、凹部２５
の径寸法は、１ないし１００μｍ、特に２０ないし５０
μｍとするのが好ましい。触媒作用を有する金属微粉末
の粒径は、０．１ないし５０μｍ、特に１ないし５μｍ
とするのが好ましい。

【００２９】なお、上記具体例では、第１金属酸化物触
媒層２１、第２金属酸化物触媒層２３の双方に凹部２５
が形成されており、この凹部２５に触媒作用を有する金
属層を保持させているが、第１電極２４Ａ及び第２電極
２０の一方に、凹部２５が形成された金属酸化物触媒層
を形成し、凹部２５に触媒作用を有する金属層を形成し
てもよい。

【００３０】また、図７には、本発明の他の態様に係る
ガス反応装置本体が示されている。本具体例において
は、ハウジング１２の装置本体収容部１４（図１参照）
にアウターシリンダー３０が収容されており、アウター
シリンダー３０の内方には、アウターシリンダー３０と
軸線が一致した状態にインナーシリンダー３２が設けら
れている。アウターシリンダー３０及びインナーシリン
ダー３２は金属導電体によって形成されており、アウタ
ーシリンダー３０の内面及びインナーシリンダー３２の
外面に図示しないプラズマ発生手段によってＲＦ負荷が
印加されるようになっている。

【００３１】アウターシリンダー３０の内面には、周方
向全体に沿って金属酸化物触媒層３４が筒状に形成され
ており、インナーシリンダー３２の外面には、周方向全
体に沿って触媒作用を有する金属層３６が筒状に形成さ
れている。金属酸化物触媒層３４と触媒作用を有する金
属層との間には、筒状の微小ギャップ３８が形成されて
おり、この微小ギャップ３８は、図１に示すハウジング
１２の前段部の吸気口１６Ａ、及び後段部１８の排気口
１８Ａに連通されている。

【００３２】本具体例において、微小ギャップ３８の大
きさは、アウターシリンダー３０及びインナーシリンダ
ー３２の径寸法等によっても異なるが、０．１ないし
６．０ｍｍとするのが好ましい。また、金属酸化物触媒
層３４の肉厚は、１μｍないし５．０ｍｍとするのが好
ましい。さらに、触媒作用を有する金属層の肉厚は、５
ないし２０μｍとするのが好ましい。

【００３３】上記具体例では、アウターシリンダー３０
及びインナーシリンダー３２は、金属導電体で形成され
ているが、各々をセラミック等の金属酸化物で形成し、
アウターシリンダー３０の内面及びインナーシリンダー
内面に筒状の電極を形成する構成にすることもできる。
なお、アウターシリンダー３０及びインナーシリンダー
３２に使用する金属導電体としては、銅やＳＵＳを好適
に使用できる。

【００３４】本具体例では、吸気口１６Ａより、流入さ
れたガスは、微小ギャップ３８に至り、プラズマ発生手
段（図示せず）によって発生したプラズマによって、ガ
スが改質される。このガスの改質においては、アウター
シリンダー３０の内面に金属酸化物触媒層３４が形成さ
れており、この金属酸化物触媒層３４は、ＲＦ負荷を印
加することにより、金属酸化物触媒層３４の表面上に均
一に電荷が集中し、電荷が金属酸化物触媒層３４の表面
に均一に集中して発生するので、プラズマは電極全面に
発生するようになる。

【００３５】したがって、微小ギャップ３８にプラズマ
が飛躍的に大きく形成されるようになり、プラズマと、
吸気口１６Ａから流入される改質されるべきガスの接触
確率は大幅に高くなって、効率的に改質された後に排気
口１８Ａより排気される。本具体例では、アウターシリ
ンダー３０が円筒状に形成されており、金属酸化物触媒
層３４を軸線方向へ充分な長さ確保できるので、より効
率的にガスが改質される。

【００３６】また、図８は本発明の他の態様に係るガス
反応装置本体を示すものである。本具体例では、金属酸
化物触媒層３４はアウターシリンダー３０には形成され
ておらず、インナーシリンダー３２の外面全体にわたっ
て筒状に形成されており、アウターシリンダー３０の内
面には、触媒作用を有する金属層３６が周方向全体にわ
たって筒状に形成されているものである。本具体例にお
いて、金属酸化物触媒層３４の肉厚は、１μｍないし
５．０ｍｍとするのが好ましく、触媒作用を有する金属
層３６の肉厚は、５ないし２０μｍとするのが好まし
い。

【００３７】また、図９には、本発明の他の態様に係る
ガス反応装置本体が示されている。本具体例において
は、アウターシリンダー３０の内面全体に第１金属酸化
物触媒層４０が筒状に形成されており、インナーシリン
ダー３２の外面全体にわたって第２金属酸化物触媒層４
２が筒状に形成されている。さらに、第１金属酸化物触
媒層４０の内面に触媒作用を有する金属層４４が筒状に
形成されており、第２金属酸化物触媒層４２の外面に触
媒作用を有する金属層４６が筒状に形成されているもの
である。

【００３８】なお、上記図９の具体例では、触媒作用を
有する金属層４４、４６の各々をアウターシリンダー３
０及びインナーシリンダー３２の各々に形成している
が、アウターシリンダー３０の内面全体、及びインナー
シリンダー３２の外面全体の一方に形成してもよい。本
具体例において、第１金属酸化物触媒層４０及び第２金
属酸化物触媒層４２の肉厚は、１μｍないし５．０ｍｍ
とするのが好ましく、また触媒作用を有する金属層の肉
厚は、５ないし２０μｍとするのが好ましい。

【００３９】図１０には、本発明の他の具体例に係るガ
ス反応装置本体が示されている。本具体例に係る具体例
では、アウターシリンダー３０の内面全体に第１金属酸
化物触媒層４０が筒状に形成されており、インナーシリ
ンダー３２の外面全体にわたって第２金属酸化物触媒層
４２が筒状に形成されている。この点においては、図９
の具体例と同様であるが、第１金属酸化物触媒層４０及
び第２金属酸化物触媒層４２の構造が異なっている。す
なわち、各々の金属酸化物触媒層には、複数個の凹部４
１が形成成されており、各々の凹部４１に触媒作用を有
する金属微粉末が保持されている。この金属微粉末は図
６の具体例と同様の方法で保持させることができる。

【００４０】なお、上記具体例では、第１金属酸化物触
媒層４０、４２の双方に凹部４１が形成されており、凹
部４１に触媒作用を有する金属粉末を保持させている
が、アウターシリンダー３０の外面、及びインナーシリ
ンダー３２の内面のいずれか一方に、凹部４１が形成さ
れた金属酸化物触媒層を形成し、この凹部４１に触媒作
用を有する金属粉末を形成してもよい。本具体例におい
て、第１金属酸化物触媒層４０及び第２金属酸化物触媒
層４２の肉厚は、１μｍないし５．０ｍｍとするのが好
ましい。また、凹部４１の径寸法は、１ないし１００μ
ｍ、特に２０ないし５０μｍとするのが好ましく、触媒
作用を有する金属微粉末の粒径は、０．１ないし５０μ
ｍ、特に１ないし５μｍとするのが好ましい。

【００４１】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
この実施例は、本発明の理解を助けるために開示するも
のであって、本発明を制限するためのものではない。し
たがって、上記本発明の技術思想を逸脱しない限りにお
いて、本発明の技術的範囲に包含されるものであること
が理解されるであろう。

【００４２】ガス反応装置の仕様及び反応条件は以下の
通りである。図３に示すタイプのガス反応装置を用い
た。銅製で内径が６３．６ｍｍの第２電極２０を用い、
この第２電極２０の内面に、けい酸ガラスを肉厚２ｍｍ
にコーティングした。回転羽根２４の先端部に、触媒金
属層としてロジウムが肉厚１０μｍでメッキされてなる
鉄製の第１電極２４Ａを形成した。

【００４３】上記の構成からなるガス反応装置に、第１
電極２４Ａと第２電極２０との間にプラズマ発生手段に
よってＲＦ負荷（１００ＫＨｚ、３．５ＫＶ_P-P ）印加
すると共に、ガス流量１００ｍｌ／ｍｉｎでＮ₂ ＋ＮＯ
なる混合ガス（但し、ＮＯの濃度は１０００ｐｐｍ）を
吸気口１６Ａより装置内部へ導入した。なお、第１電極
２４Ａと第２電極２０はフッ素樹脂によって絶縁保持し
た。また、素子の前後には、モデルガスと外気を遮断す
るためのアタッチメントを着用した。

【００４４】本実施例におけるガスの分解効果を確認
し、図１１に実線Ａで示した。なお、縦軸は、ＮＯ_x 分
解量（ミリリットル／ｍｉｎ）を示しており、横軸は、
ガス流量（リットル／ｍｉｎ）を示している。なお、実
線Ｂは１００％分解時の理論曲線を示している。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、プラズマのボリューム
を大きくでき、効率的にガスを改質できるガス反応装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス反応装置の外観を示す平面図であ
る。

【図２】本発明に係るガス反応装置本体がハウジングに
収容された状態を示す断面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】本発明のガス反応装置の他の具体例を示す断面
図である。

【図５】本発明のガス反応装置の他の具体例を示す断面
図である。

【図６】本発明のガス反応装置の他の具体例を示す断面
図である。

【図７】本発明のガス反応装置の他の具体例を示す断面
図である。

【図８】本発明のガス反応装置の他の具体例を示す断面
図である。

【図９】本発明のガス反応装置の他の具体例を示す断面
図である。

【図１０】本発明のガス反応装置の他の具体例を示す断
面図である。

【図１１】本発明に係るガス反応装置によるガスの分解
効果を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ガス反応装置１２ハウジング２０第２電極２１第１金属酸化物触媒層２２金属酸化物触媒層２３第２金属酸化物触媒層２４回転羽根２５凹部２６ファン２７触媒作用を有する金属層２８微小ギャップ３０アウターシリンダー３２インナーシリンダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石井昭典神奈川県横浜市鶴見区尻手２丁目３番６号北辰工業株式会社内 (72)発明者林佑二神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者松本泰重神奈川県横浜市鶴見区尻手２丁目３番６号北辰工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端部に第１電極が形成された少なくと
も１枚の回転羽根を有するファンと、吸気口及び排気口を備え、かつ内面の周方向全体に沿っ
て円筒状の第２電極が形成されると共に前記第１電極が
前記第２電極に対して微小ギャップを有した状態に前記
吸気口と排気口との間に前記ファンを収容するハウジン
グからなり、前記第１電極及び前記第２電極のいずれか一方には金属
酸化物触媒層が形成され、該金属酸化物触媒層が形成さ
れていない他方の電極には触媒作用を有する金属層が形
成され、前記第１電極と第２電極との間には高周波を印
加し前記微小ギャップにプラズマを発生させるプラズマ
発生手段を備えてなることを特徴とするガス反応装置。
【請求項２】先端部に第１電極が形成された少なくと
も１枚の回転羽根を有するファンと、吸気口及び排気口を備え、かつ内面の周方向全体に沿っ
て円筒状の第２電極が形成されると共に前記第１電極が
前記第２電極に対して微小ギャップを有した状態に前記
吸気口と排気口との間に前記ファンを収容するハウジン
グからなり、前記第１電極及び第２電極のそれぞれには金属酸化物触
媒層が形成され、前記第１電極と第２電極との間の微小ギャップにプラズ
マを発生させるためのプラズマ発生手段を備えてなるこ
とを特徴とするガス反応装置。
【請求項３】少なくとも内面が周方向全体に沿って導
電性を有するアウターシリンダーと、前記アウターシリンダー内面に微小ギャップを有した状
態にアウターシリンダー内に配置され少なくとも外面が
周方向全体に沿って導電性を有するインナーシリンダー
と、前記微小ギャップと連通する吸気口及び排気口を有する
ハウジングからなり、前記アウターシリンダーの内面及びインナーシリンダー
の外面のいずれか一方には周方向全体に沿って金属酸化
物触媒層が形成され、前記アウターシリンダーの内面及びインナーシリンダー
の外面の金属酸化物触媒層が形成されていない面には触
媒作用を有する金属層が形成され、前記アウターシリンダーの内面及びインナーシリンダー
の外面間の微小ギャップにプラズマを発生させるプラズ
マ発生手段を備えてなることを特徴とするガス反応装
置。
【請求項４】少なくとも内面が周方向全体に沿って導
電性を有するアウターシリンダーと、前記アウターシリンダー内面に微小ギャップを有した状
態にアウターシリンダー内に配置され少なくとも外面が
周方向全体に沿って導電性を有するインナーシリンダー
と、前記微小ギャップと連通する吸気口及び排気口を有する
ハウジングからなり、前記アウターシリンダーの内面には周方向全体に沿って
第１金属酸化物触媒層が形成され、前記インナーシリンダーの外面には周方向全体に沿って
第２金属酸化物触媒層が形成され、前記アウターシリンダーの内面及びインナーシリンダー
の外面間の微小ギャップにプラズマを発生させるための
プラズマ発生手段を備えてなることを特徴とするガス反
応装置。
【請求項５】前記第１金属酸化物触媒層及び第２金属
酸化物触媒層の少なくとも一方に、複数個の凹部が形成
されており、前記凹部内面に触媒作用を有する金属粉末
が形成されてなる請求項２又は４記載のガス反応装置。