JPS63158799A - 多段無電極高周波プラズマ反応装置 - Google Patents
多段無電極高周波プラズマ反応装置Info
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- JPS63158799A JPS63158799A JP61305682A JP30568286A JPS63158799A JP S63158799 A JPS63158799 A JP S63158799A JP 61305682 A JP61305682 A JP 61305682A JP 30568286 A JP30568286 A JP 30568286A JP S63158799 A JPS63158799 A JP S63158799A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ、発明の目的
〔産業上の利用分野〕
本発明は、純度の高い反応生成物を生成するための高周
波プラズマ反応装置に関する。
波プラズマ反応装置に関する。
一般に高周波プラズマ炎は、純度の高い物質の生成に最
適であるが、反応物質注入法や炎の安定性に問題があっ
た。
適であるが、反応物質注入法や炎の安定性に問題があっ
た。
これらの欠点を解決するために直流アークプラズマトー
チを具えた高周波磁場結合アークプラズマ反応装置が発
明された（特願昭５３−１０４８３０号−特開昭５５−
３２３１７号公報参照）、然し、この場合、放電用電極
の腐蝕や損耗によって高周波プラズマ中に、電極構成物
質が不純物として混入する欠点があり、また炎内に反応
物質を長時間滞留することができず、連続操業性に欠け
るなど、企業的には充分でなかった。
チを具えた高周波磁場結合アークプラズマ反応装置が発
明された（特願昭５３−１０４８３０号−特開昭５５−
３２３１７号公報参照）、然し、この場合、放電用電極
の腐蝕や損耗によって高周波プラズマ中に、電極構成物
質が不純物として混入する欠点があり、また炎内に反応
物質を長時間滞留することができず、連続操業性に欠け
るなど、企業的には充分でなかった。
このために、放電電極を使用しない無電極高周波プラズ
マ反応装置が発明された（特願昭８０−２０７４０４号
）。
マ反応装置が発明された（特願昭８０−２０７４０４号
）。
この無電極高周波プラズマ反応装置を単体反応装置とし
て用いる場合には不純物の混入もなく、反応物質の炎内
滞留時間もアークプラズマ方式に比し長くとれるように
はなったが、プラズマガスの安定流速３０米毎秒でも、
１０ミリ秒程度の反応時間しかとれず、ジェット炎の半
径方向の温度勾配を考えると充分満足とは云えない。
て用いる場合には不純物の混入もなく、反応物質の炎内
滞留時間もアークプラズマ方式に比し長くとれるように
はなったが、プラズマガスの安定流速３０米毎秒でも、
１０ミリ秒程度の反応時間しかとれず、ジェット炎の半
径方向の温度勾配を考えると充分満足とは云えない。
一般に、化学反応を生じさせるには、物質を励起状態に
置くために充分のエネルギーを必要時間加える必要があ
るが、従来の単体反応装置では、注入する反応物質の種
類や形状に応じて、注入個所や注入速度を最適に制御す
ることが困難である。
置くために充分のエネルギーを必要時間加える必要があ
るが、従来の単体反応装置では、注入する反応物質の種
類や形状に応じて、注入個所や注入速度を最適に制御す
ることが困難である。
無電極プラズマ反応装置では、補助プラズマトーチを使
用することで一応の安定化が計られているが、大口径大
出力のプラズマ反応装置では。
用することで一応の安定化が計られているが、大口径大
出力のプラズマ反応装置では。
反応物質の大量注入に対して、プラズマ炎の安定性を確
保するために、大形の補助プラズマトーチを必要とする
。
保するために、大形の補助プラズマトーチを必要とする
。
一方多種類の反応物質を使用する場合には、それぞれの
励起エネルギーが異なっているので、最適の励起エネル
ギーを与えて、好ましい励起状態物質を選択的に作り出
すことが必要であるが、単体の無電極高周波プラズマで
は、投入個所や、反応時間の調整が困難であるため、反
応物質のそれぞれに好ましい励起エネルギーを与えるこ
とは困難であった番 本発明は以上の点に鑑み、長時間の運転に耐え、大量の
処理能力があり、その上多種類の反応物質を、その特性
に応じて、最適条件下で同時に処理する無電極高周波反
応装置を提供することを目的とする。
励起エネルギーが異なっているので、最適の励起エネル
ギーを与えて、好ましい励起状態物質を選択的に作り出
すことが必要であるが、単体の無電極高周波プラズマで
は、投入個所や、反応時間の調整が困難であるため、反
応物質のそれぞれに好ましい励起エネルギーを与えるこ
とは困難であった番 本発明は以上の点に鑑み、長時間の運転に耐え、大量の
処理能力があり、その上多種類の反応物質を、その特性
に応じて、最適条件下で同時に処理する無電極高周波反
応装置を提供することを目的とする。
口、発明の構成
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、単体の無電極高周波プラズマ反応装置の下に
、数段の高周波プラズマ反応装置を積み重ね、それぞれ
上部の反応器を補助プラズマ発生装置として使用するこ
とによって、大口径大出力の高周波プラズマ反応装置と
するものである。また多種類の反応物質を同時に処理す
るには、反応物質の特性に応じた最適の反応器に、各反
応物質を注入することによって、それぞれ最適の処理を
選択する。
、数段の高周波プラズマ反応装置を積み重ね、それぞれ
上部の反応器を補助プラズマ発生装置として使用するこ
とによって、大口径大出力の高周波プラズマ反応装置と
するものである。また多種類の反応物質を同時に処理す
るには、反応物質の特性に応じた最適の反応器に、各反
応物質を注入することによって、それぞれ最適の処理を
選択する。
最上部の無電極高周波反応装置で補助プラズマ炎を発生
させ、これを種火として次段の反応器で出力の大きなプ
ラズマ炎を作り、かくして多段の積み重ねによって次第
に大出力のプラズマ炎とし、多量の反応物質を安定に処
理させる。また多種類の反応物質を使用する際も、各反
応器に注入口を具えておけば、その物質の特性に適した
反応器へ注入することによって、調整が容易になる。
させ、これを種火として次段の反応器で出力の大きなプ
ラズマ炎を作り、かくして多段の積み重ねによって次第
に大出力のプラズマ炎とし、多量の反応物質を安定に処
理させる。また多種類の反応物質を使用する際も、各反
応器に注入口を具えておけば、その物質の特性に適した
反応器へ注入することによって、調整が容易になる。
図は多段無電極高周波プラズマ反応装置を例示する縦面
図で、３段の場合を示している。Ａは補助プラズマ炎発
生部で、ＢおよびＣは第１および第２主プラズマ反応器
である。
図で、３段の場合を示している。Ａは補助プラズマ炎発
生部で、ＢおよびＣは第１および第２主プラズマ反応器
である。
これら反応器は６芙ガラス管で作られており、補助プラ
ズマトーチ発生部では、上部のキャリヤガス注入口５Ｉ
からプラズマガスが注入され、高周波コイル６鳳で高周
波磁界が作られると共に。
ズマトーチ発生部では、上部のキャリヤガス注入口５Ｉ
からプラズマガスが注入され、高周波コイル６鳳で高周
波磁界が作られると共に。
管外のテスラコイル９に高電圧を加えてトリガすること
によってプラズマ１１が発生する。
によってプラズマ１１が発生する。
冷却空間２１には、３１から冷却媒体（木等）を流して
冷却し、４．から流出させている。補助プラズマジェッ
トは、管壁の冷却と、ガスの注入圧によって、下部反応
器内に噴出する。
冷却し、４．から流出させている。補助プラズマジェッ
トは、管壁の冷却と、ガスの注入圧によって、下部反応
器内に噴出する。
次段の反応器Ｂでは、注入口５２からのガスが、高周波
コイル６２で高周波磁界を加えられ、上部からの補助ジ
ェットによって点火され、第１の主プラズマ炎１２とな
る。冷却空間２２は、注入口３２から入り、流出口４２
へ抜ける冷却媒体によって冷却されている０反応物質は
注入ロアから注入され、補助プラズマの運動エネルギー
によって、第１の主プラズマ１２の中央部に突入し、通
過中に反応する。
コイル６２で高周波磁界を加えられ、上部からの補助ジ
ェットによって点火され、第１の主プラズマ炎１２とな
る。冷却空間２２は、注入口３２から入り、流出口４２
へ抜ける冷却媒体によって冷却されている０反応物質は
注入ロアから注入され、補助プラズマの運動エネルギー
によって、第１の主プラズマ１２の中央部に突入し、通
過中に反応する。
最下段の反応器Ｃでは、Ｂで作られた第１の主プラズマ
ジェットを補助ジェットとして使い、５３から注入した
ガスが、高周波コイル６３の磁界エネルギーで点火され
、第２の主プラズマ炎１３となる。同様に冷却空間２３
は、注入口３３から出口４３へ抜ける冷却媒体で冷却さ
れている０反応物質は８から加える。
ジェットを補助ジェットとして使い、５３から注入した
ガスが、高周波コイル６３の磁界エネルギーで点火され
、第２の主プラズマ炎１３となる。同様に冷却空間２３
は、注入口３３から出口４３へ抜ける冷却媒体で冷却さ
れている０反応物質は８から加える。
反応器Ａとして内径２０■履の石英管を使い、キャリヤ
ガスにアルゴンを用い、高周波コイルには２７．１２Ｍ
）ｌｚ、２．５に−の高周波電力を加え。
ガスにアルゴンを用い、高周波コイルには２７．１２Ｍ
）ｌｚ、２．５に−の高周波電力を加え。
反応器Ｂには内径５０ｍｍの石英管を使い、１３．５６
ＭＨｚ、 ｌ０ＫＷの高周波電力を印加し。
ＭＨｚ、 ｌ０ＫＷの高周波電力を印加し。
反応器Ｃは内径１００ｍｍｃ７）石英管で、４ＭＨｚ、
３５ＫＷの高周波電力を加えて、プラズマジェットを
発生させ、注入ロアと８から反応物質を供給して安定し
た大量処理が可能であった。
３５ＫＷの高周波電力を加えて、プラズマジェットを
発生させ、注入ロアと８から反応物質を供給して安定し
た大量処理が可能であった。
ハ、発明の効果
本発明は図示のように多段の反応器を縦続させていて、
それぞれに適当な高周波電力を印加することによって調
整制御を容易にしている。これによって。
それぞれに適当な高周波電力を印加することによって調
整制御を容易にしている。これによって。
（１） 反応器を積み重ねることによって、大出力の
補助トーチを作ることができるので、大口径、大出力の
主プラズマ炎が安定に保たれ、従って多数の反応物質の
処理が可能となり、長時間の運転ができる。
補助トーチを作ることができるので、大口径、大出力の
主プラズマ炎が安定に保たれ、従って多数の反応物質の
処理が可能となり、長時間の運転ができる。
（の 反応物質の特性に応じて、必要な励起エネルギー
と滞留時間を得ることができる。
と滞留時間を得ることができる。
（３） 多種類の反応物質を使用する場合、それぞれ
の物質の特性に応じた最適状態の調整が可能である。
の物質の特性に応じた最適状態の調整が可能である。
図は本発明の実施例を示す縦断面図である。
Ａ・・・補助プラズマ発生部、Ｂ・・・第１主プラズマ
反応器、Ｃ・・・第２主プラズマ反応器、１１・・・補
助プラズマ炎、１２・・・第１主プラズマ炎、１３・・
・第２主プラズマ炎、２１・２２・２３・・・冷却空間
、３１ ・３２・３３・・・冷却媒体注入口、４１ ・
４２・４３・・・冷却媒体出口、５１・５２・５３・・
・プラズマガス注入口、６Ｉ ・６２・６３・・・高周
波コイル、７・８・・・反応物質注入口、９・・・テス
ラコイル。
反応器、Ｃ・・・第２主プラズマ反応器、１１・・・補
助プラズマ炎、１２・・・第１主プラズマ炎、１３・・
・第２主プラズマ炎、２１・２２・２３・・・冷却空間
、３１ ・３２・３３・・・冷却媒体注入口、４１ ・
４２・４３・・・冷却媒体出口、５１・５２・５３・・
・プラズマガス注入口、６Ｉ ・６２・６３・・・高周
波コイル、７・８・・・反応物質注入口、９・・・テス
ラコイル。
Claims (2)
- （１）高周波磁場を利用して誘導的に高周波プラズマを
発生させる多数の反応器を、共有中心軸上に縦続させ、
下部反応器に対して、それぞれの上部反応器を補助プラ
ズマジェット発生器として使用することを特長とする多
段無電極高周波プラズマ反応装置。 - （２）反応性物質の供給口を各段に設ける特許請求の範
囲第１項記載の多段無電極高周波プラズマ反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61305682A JPS63158799A (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 多段無電極高周波プラズマ反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61305682A JPS63158799A (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 多段無電極高周波プラズマ反応装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63158799A true JPS63158799A (ja) | 1988-07-01 |
Family
ID=17948088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61305682A Pending JPS63158799A (ja) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | 多段無電極高周波プラズマ反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63158799A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03211284A (ja) * | 1990-01-17 | 1991-09-17 | Nippon Koshuha Kk | 多段熱プラズマ反応装置 |
| JPH03288539A (ja) * | 1990-04-04 | 1991-12-18 | Nippon Koshuha Kk | 合成高周波プラズマ反応装置 |
| JP2008544454A (ja) * | 2005-06-17 | 2008-12-04 | パーキンエルマー・インコーポレイテッド | 増強装置及びその使用方法 |
| US8786394B2 (en) | 2010-05-05 | 2014-07-22 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Oxidation resistant induction devices |
| US8829386B2 (en) | 2010-05-05 | 2014-09-09 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Inductive devices and low flow plasmas using them |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61161138A (ja) * | 1985-01-09 | 1986-07-21 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | プラズマ利用化学反応装置 |
-
1986
- 1986-12-22 JP JP61305682A patent/JPS63158799A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61161138A (ja) * | 1985-01-09 | 1986-07-21 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | プラズマ利用化学反応装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03211284A (ja) * | 1990-01-17 | 1991-09-17 | Nippon Koshuha Kk | 多段熱プラズマ反応装置 |
| JPH03288539A (ja) * | 1990-04-04 | 1991-12-18 | Nippon Koshuha Kk | 合成高周波プラズマ反応装置 |
| JP2008544454A (ja) * | 2005-06-17 | 2008-12-04 | パーキンエルマー・インコーポレイテッド | 増強装置及びその使用方法 |
| US8786394B2 (en) | 2010-05-05 | 2014-07-22 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Oxidation resistant induction devices |
| US8829386B2 (en) | 2010-05-05 | 2014-09-09 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Inductive devices and low flow plasmas using them |
| US10096457B2 (en) | 2010-05-05 | 2018-10-09 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Oxidation resistant induction devices |
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