WO1994006184A1

WO1994006184A1 - Polyphase alternating current multi-electrode discharger, powdery waste disposal apparatus using this discharger, ozone generator, and light source apparatus

Info

Publication number: WO1994006184A1
Application number: PCT/JP1993/001166
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Tsujino
Original assignee: Hiroshi Tsujino
Priority date: 1992-08-27
Filing date: 1993-08-20
Publication date: 1994-03-17
Also published as: CA2121359A1; AU4762093A; EP0609466A4; NO941503L; CN1083628A; EP0609466A1; TW244338B; NO941503D0; FI941660A0; FI941660A; AU660849B2

Description

明細書多相交流多電極放電装置と、これを用いた粉末廃棄物処理装置、オゾン発生装置、及び光源装置技術分野

本発明は、多相交流を順序良く多電極間に印加することによって、多電極間に絶え間なく連続的に高速回転する平面状放電を生起する多相交流多電極放電装置と、この多相交流多電極放電装置が生起する平面状ァーク放電により得られる超高温を粉末廃棄物の溶融処理に利用する廃棄物処理装置と、同多相交流多電極放電装置が生起する平面状コロナ放電を利用することにより高効率にオゾンを生成することのできるオゾン発生装置と、同多相交流多電極放電装置が生起する平面状放電を利用することにより平面全体が一様に発光する光源装置とに関する。背景技術

周知のとおり、気体放電現象には、気圧、電流の大きさによりコロナ放電、グロ一放電、アーク放電などの各種形態があり、各放電現象はそれぞれ、高温、高輝度光、或いは単極性荷電体などの供耠源として様々な機器に広く利用されている。そして、この放電現象を利用する各分野において、放電に伴って発せられる高エネルギーを高効率に利用すべく種々の研究開発が進められている。

例えば、アーク放電を利用する分野では、アークプラズマを拘束安定化させるため、放電電極に水冷ノズル等を周設したり、放電電極へアルゴン等の動作ガスを噴射したりして、プラズマ流の高温性、高速性、並びに収束性を向上させる工夫が為されており、またコ πナ放電をオゾン生成に利用する分野では、電極表面上をコロナ放電が絶えず移動するようにするため、表面を均一にした平板電極の平行配置を極めて高精度に行なったり、この平行度を保つたまま電極が回転するように構成したりする改良が加えられている。コロナ放電により得られる放電電子をより効率良く酸素分子と衝突させるためにコロナ放電の移動を促すのである < この他、放電に伴う高エネルギーを高効率に利用するため、各分野で数多くの改良が為されており、それぞれ相応の効果が挙げられている。しかし、従来の改良技術は、上述したように、放電電極或いはその周辺部に関するものが殆どであり、高エネルギーを発生する放電現象そのものに対する改良は殆どなかった。つまり、従来の放電利用装置は何れも、単相交流あるいは直流を電源とする一対の電極をその基本的な構成としており、生起される放電現象そのものは、全て線状放電であることには変わりなかったのである。高エネルギー発生源である放電現象自体が、利用し難い線形状に為されている限り、たとえ放電電極等に効果的な改良が加えられるとしても、エネルギー利用効率の改善にも自ずと限界があつたのである。

そこで、本発明は、正多角形を形成する多電極間に、多相交流を順序良く印加することによって、多電極間に絶え間なく高速回転する平面状放電を生起することのできる多相交流多電極放電装置を提供することを目的としている。

また、本発明は、この多相交流多電極放電装置が生起する平面状ァーク放電により得られる超高温を、焼却灰等の粉末廃棄物の溶融処理熱源として有効に利用する廃棄物処理装置と、同多栢交流多電極放電装置が生起する平面状コロナ放電を利用することにより高効率にオゾンを生成するオゾン発生装置と、同多相交流多電極放電装置が生起する平面状の放電を利用することによつて放電室全体が一様に発光する光源装置とを提供することを目的としている。発明の開示

本発明は、 n相交流を出力する n相交流出力器と、先端部を正 n角形各頂点位置付近に配置した放電電極〜T _n とを含む多相交流多電極放電装置において、前記 η相交流出力器の各相出力端子をその相順に、前記放電電極〜T _n へ右または左回り順に接続してある。このことによって、前記放電電極〜Τ _η 間において絶え間なく連続的に高速回転する平面状の放電を生起することが可能となる。

また、本発明は、上記の多相交流多電極放電装置に、焼却灰等の粉末廃棄物を収納する廃棄物ホッパーと、当該廃棄物ホッパーから放電電極

T j 〜T n 間へ粉末廃棄物を送出する送出器と、溶融処理した処理済物を排出する排出器とを設けた。このことによって、放電電極 Τ , 〜Τ _η 間における平面状アーク放電により得られる超高温を、溶融処理する際の熱源として有効に利用することが可能となり、粉末廃棄物を能率良く溶融処理することができるようになった。

さらにまた、本発明は、上記の多相交流多電極放電装置に、放電電極

Τ , 〜Τ η を取り囲み、酸素或いは含酸素気体が流通するオゾン発生室を設けた。このことによって前記放電電極 Τ ! ~Τ„ 間に発生する平面状コ πナ放電部へ、酸素或いは含酸素気体を効率良く通過させることができ、高効率なオゾン生成が可能となった。

Τ , 〜Τ η を包容し、気体あるいは蒸気が封入された放電室とを設けた。このことによって、放電室全体が一様に発光を行なう光源装置を構成することが可能となった。図面の簡単な説明

第 1図は本発明実施例の 6相交流 6電極放電装置の構成および結線を示す概略説明図、第 2図は本発明実施例の 6相交流 6電極放電装置における各電極間に印加される交流の電圧べクトル図、第 3図は本発明実施例の 6相交流 6電極放電装置における各電極間に印加される交流の合成べクトル図、第 4図は本発明実施例の 6相交流 6電極放電装置が生起する平面状放電の放電経路説明図、第 5図は本発明 n相交流 n電極放電装置の任意の電極間距離を示す説明図、第 6図は本発明実施例の 6相交流 6電極放電装置を用いた粉末廃棄物処理装置の構成を示す概略説明図、第 7図、及び第 8図は本発明実施例の 6相交流 6電極放電装置を用いたオゾン発生装置の構成を示す概略説明図、第 9図は本発明実施例の 6相交流 6電極放電装置を用いた光源装置の構成を示す概略説明図、第 10図は本発明実施例光源装置の放電室の断面図、第 11図は本発明実施変形例の光源装置の構成を示す概略説明図である。発明を実施するための最良の形態

まず、本発明に係る多相交流多電極放電装置について 6相交流 6電極放電装置を例に説明する（第 1図〜第 4図参照）。本実施例 6相交流 6 電極放電装置は、 6相交流を出力する 6相交流出力器と、 6本の放電電極〜Ί\ とから構成されている。図面上、符号 1で指示するものは、 6本の棒状放電電極〜T s を保持する絶縁性の電極ホルダーであり、この電極ホルダー 1によって 6本の放電電極〜Τ _β は、先端部を正六角形の各頂点位置付近に近接配置した状態で保持される。

第 1図中、符号 U— V、 V— W、及び W—Uで指示するものは、 3相交流電源とデルタ結線（或いはスター結線でも良い）した 3相交流出力端子であり、端子 U— Vには変圧器 . S ₄ 、端子 V— Wには変圧器 S₆ · S₂ 、そして端子 W— Uには変圧器 S₃ - S₈ という具合に、各相毎に 2台ずつ 3組 6台の単相変圧器を並列接続している。この変圧器 Si 〜S_e には磁気漏れ変圧器を使用している。これら各相 2台の変圧器のうち、一方の変圧器の二次巻線の巻き終わりと他方の変圧器の二次巻線の巻き始めとを接続し、この接続線を更に他の 2組の変圧器について同様に接続した 2本の接続線と結線する。そして、変圧器二次巻線の共通結線していない側の 6つの端子を、 6相交流の出力端子とするのでめる。

ここで、単相変圧器〜Ss から出力される単相交流をそれぞれ符号 A! 〜A₆ で表すと、並列接続した変圧器、 S₄ から、それぞれ出力する交流 A, と交流 A₄ とは互いに逆相になり、同様に交流 A₆ と交流 A₂ 、交流 A₃ と交流 A₆ も逆相関係を有する。また、変圧器 Si、 S₅ 、 S₃ からそれぞれ出力する交流 A！、 A₅ 、 A₃ は互いに位相差 1 2 0° の関係を有し、交流 Α₄ 、 Α₂ 、 Α_β についても同様である。交流 A, 〜Α₈ が有するこれらの位相関係により、当該 6相交流出力器は、位相差 6 0° の 6つの単相交流を出力するのである。

本実施例で採用した 6相交流出力器にあっては、構成の複雑化を伴うことなくただ一種類の変圧器を使用するだけで、 3相交流から 6相交流への変換を行なうことができるので、放電装置を頗る安価に提供することができる。

この 6相交流出力器と前記放電電極〜T₈ とを以下の接続方法にて接続する。即ち、 6相交流出力器から出力される 6つの単相交流 Α, 〜Α₆ をその位相順に、放電電極〜T_S へ右回り（あるいは左回りでも良い）順に接続するのである。交流 A, を放電電極 T へ通電し、交流 A ₂ を電極 Ti の隣の電極 T ₂ へ通電するならば、交流 A ₃ は電極 T₃ へ、交流 Α ₄ は電極 T₄ へ、交流 Α_δ は電極 Τ₅ へ、交流 A 8 は電極 T₈ へとそれぞれ通電する。

この接続法を採り放電を開始すると、各電極間で絶えず複数の放電が発生し、しかもこれらが高速回転するため、放電電極〜Τ_β で囲まれた領域において平面状に放電が為されることになる。以下、放電電極〜Τ₆ 間に発生する平面状放電の様子を、第 2図、第 3図を参照しながら説明する。

6相交流出力器により各放電電極 Τ, 〜Τ_β に各々印加される電圧は、電極 1\ ； sin とすると、電極 T₂ sin ( θ +2π/β 、電極 Τ₃ ； sin (0+4 r/6) 、電極 Τ₄ sin (0+6^/6) 、電極 Τ₆ ； sin (0+8π/6) 、電極 Τ₈ sin (0 +107T/6) 、で表すことができる。従って、

電極 — Τ₂ 間電圧； sin0— sin (0 +2 r/6) =-cos(0 + ^/6) となり同様に、電極一 Τ₃ 間電圧 -V 3 cos (θ+2π/β) 、

電極 T 一 Τ 間電圧一 2 cos (θ+3π/6) 、

電極一 T₅ 間電圧 3 cos (θ+Απ/β) 、電極 Ί 一 Τ₈ 間電圧 -cos となる, ここで、注目すべき点は、各電極間に印加される電圧の最大値が、その電極間の距離に対応しているということである。つまり、放電電極〜Τ_β は正六角形の頂点位置に配置されているので、電極 Τ!— Τ₂ 間距離を Lとすると、

電極 Ti— Ta 間距離； 31^、電極 T】一 T₄ 間距離： 2L、電極一 T₅ 間距離； "3 L、電極一 T₆ 間距離； Lとなる。この各電極間距離と上記電極間電圧との関係から分かるように、本実施例放電装置にあっては、どの電極間においても電極間単位距離に対する印加最大電圧が等しくなり、距離の短い隣接電極間での放電だけでなく、他の電極との間にも放電が為されるのである。次に、放電電極から他電極 Τ ₂ 〜Τ₈ への放電の経時変化を説明する。

第 2図は、ある瞬間における放電電極の他電極 T ₂ 〜T_S に対する印加電圧のべクトル図である。電極の他電極 T₂ 〜Ts に対する各放電は、刻々と変化していくわけであるが、これら放電変化は統一的に行なわれる。即ち、第 3図に示すように電極 T! の他電極 Τ₂〜Τ_βに対する放電べクトルを全て合成して得た合成べクトル U が楕円形状の軌跡を描いて回転するように、各放電が連続的に変化していくのであるそして、第 3図に表したように、電極 Ti の合成ベクトル I が、電極 T₄ と電極 Τ₅ との中間点を指向する瞬間には、放電は分割されつつ曲げられながら、電極 Ti から主として電極 T ₄ と電極 T₅ に到達する c つまり、本実施例放電装置は、電極 Τ, と多電極 Τ₂ 〜Τ₈ を結ぶ直線上の放電だけでなく他の空間へも放電が及ぶのである。このような合成ベクトル V は、他の電極 Τ ₂ 〜Τ_β にも同様に存在する。これら複数の回転合成べクトルが連係し、全体として放電電極〜Τ_β 間に、均一で安定した平面伏放電が発生するのである。この放電電極 Ti 〜T₈ 間の平面状放電の様子を第 4図に示す。

第 4図には、位相が 30°進む毎の各瞬間における放電柽路を表している。図中の太矢印は、その電極間に電圧最大値が印加され矢印方向に放電電流が流れることを示しており、細矢印はその電極間に最大値ではないが電圧印加されて矢印方向に放電電流が流れることを示している。なお、第 4図においては、放電の様子を簡明にするため放電経路を直線で表現しており、全体の放電経路は網目状になっているが、実際の放電は、上述したように分割されたり曲げられたりするため、放電電極 1 〜T₈ 間において平面的に為される。

第 4図からも明らかなように、本実施例放電装置にあっては、どの瞬間においても必ず同時に複数の放電が発生し、しかもこれら複数の放電が向きを揃え且つ回転することになる。放電が交流 1周期につき 1回転するので、周波数 5 0又は 6 0 H zの電源を用いた場合、向きの揃った複数の放電が形成する平面状放電は毎秒 5 0又は 6 0回の高速回転を行なうのである。

次に、本実施例 6相交流 6電極放電装置に対して、日本国福井県工業技術センター、及び福井県衛生研究所放射能課において行なつた測定試験の結果を示す。

隣接電極間隔； 1〜5睡、放電電圧； 6 5 V、放電電流； 2 0 0 A の条件にて、アーク放電を発生させたところ、プラズマ温度は 1 0000°C 近くに達し、有効輝度 3 0000 W/cm²の強力紫外線の放射を得た。このプラズマジットを、 1300°Cで焼却処理された残灰に 30秒間照射したところ、残灰は容積約 1 5のガラス状物質となった。また、同プラズマジエツトを溶解温度 1350°Cの耐火煉瓦に 30秒間照射したところ、この耐火煉瓦に直径 7〜8 cm、深さ 3 ~ 5咖の溶解による窪みを生じた。この窪み部は超硬ドリルではきずが付かない程の硬度を呈する。

また、放電電圧； 4 0 V、放電電流； 2 0 O Aの条件にてアーク放電を開始すると、高熱の他、波長 1 0 _⁷m付近の紫外線が得られ、放電電圧； 6 5 V、放電電流； 2 0 0 Aの場合には波長 1 0 _ ⁸ m付近の紫外線が得られ、放電電圧； 2 0 0 V、放電電流； 2 0 0 Aの場合では、波長 1 0 _ ⁹ m付近の電磁波（数秒間のみ測定可能）が得られた。

以上、 6相交流 6電極放電装置を実施例に、その特徴を説明してきたが、これらの特徴は、勿論、多相交流多電極放電装置全般について言うことができる。第 5図を参照しながら説明する。

n相交流を出力する n相交流出力器と、直径 D円に内接する正 n角形の各頂点位置に配置した放電電極〜T _n とから構成され、 η相交流出力器の各相出力端子をその相順に、放電電極〜T_n へ右回り順に接続してある η相交流 η電極放電装置において、

電極 1 と、電極 T, から数えて i番目の電極 T, との距離 L, は、

L , = Dsin((i-l)^/n) (1) 電極へ対地電圧 sin0の交流を印加するとすれば、電極 T,へは、電圧 sin(0 + 2(i-l) z7n) の交流を印加することになり、従って、 T!一 T,間電圧； sin0— sin(0 + 2 (i- 1)7τ/η)

=- 2sin((i— l)7r/n)cos(0+(i— 1)τζ7η) ·'·'(2) 上記（1)式の Dsin((i- l) r/n) と (2)式の一 2sin ((i-l)^/n) とは、比例関係にあることにより、当該 n相交流 n電極放電装置においても、電極間単位距離に対する印加最大電圧はどの電極間でも等しくなることが分かる。距離の短い隣接電極間の放電だけでなく、他電極との間にも放電が生じ平面状放電が生起されるのである。

以上のように、本発明に係る多相交流多電極放電装置にあっては、コロナ放電、グロ一放電、アーク放電などの各種放電が、多電極で囲んだ領域において、絶え間なく高速回転しながら生起するので、各種放電現象に伴う高熱、高輝度光などの高エネルギーを高効率に発生させることができ、しかもこれらの放電が平面形状に為されるため、放電に伴う高エネルギーの利用が頗る容易になるのである。以下、この多相交流多電極放電装置を利用した粉末廃棄物処理装置、オゾン発生装置、及び光源装置について各々説明していく。まず、 6相交流 6電極放電装置を用いた粉末廃棄物処理装置について、第 6図を参照しながら説明する。

最近、一般廃棄物、産業廃棄物を焼却処理した際生じる焼却灰を溶融処理してガラス状に固結せしめ、減量化を進めると共に各種骨材として廃棄物を資源化する試みが為されている。ところが、溶融処理するための高温熱源の確保に課題が残り、未だ実用化されるには到っていない。本発明に係る廃棄物処理装置は、上述の多相交流多電極放電装置が生起する平面状ァーク放電により得られる超高温を、この粉末廃棄物溶融処理の熱源として利用するものである。多相交流多電極放電装置によれば、高温を伴うアーク放電が平面形状に為されるため、放電平面中心部分の高温状態がほとんど熱損失なく保たれることになり、さらにこの平面状放電が高速回転してプラズマジットを収束せしめるので、従来装置では熱損失等が多く困難であつた超高温の獲得も容易になるのである。第 6図中、符号 5で指示するものは、焼却灰等の粉末廃棄物をプラズマ高熱により溶融処理する溶融処理部である。この溶融処理部 5は、粉末廃棄物を収納する廃棄物ホッパー 2、プラズマ高熱を発する放電電極 T , 〜T _S 、前記廃棄物ホッパー 2から放電電極〜T ₆ へ粉末廃棄物を送出する送出器 3、そして溶融処理された処理済物を排出する排出器 4とから構成されている。尚、放電電極〜T ₆ に 6相交流を印加する 6相交流出力器は図示していない。

本実施例においては、スクリユーコンベアから成る送出器 3を、放電電極〜Τ _β の上方に配置しているため、スクリューコンベアにより送出器 3から送出された粉末廃棄物は、そのまま自由落下し、放電電極 T j 〜Τ _β に生起される平面状放電部に達することになる。放電部に達した廃棄物は、プラズマ高熱に曝され溶融し球形状になる。溶融廃棄物は、さらに落下を続けるので、放電部から離れるに従い冷却され、直径 1/100〜数隱程度の球形ガラス状物質となり、溶融処理部 5の底部に設けた排出器 4に集積される。そして、排出器 4のベルトコンベア 41が、集積したビーズ状処理済廃棄物をビーズ排出口 42へ運搬するのである。また、この溶融処理部 5における溶融廃棄物が冷却落下する部分の内壁には、溶融処理時の廃熱を後述する熱交換器 61にて効率良く回収すべく断熱材 51が貼設されている。

第 6図中、符号 6で指示するものは、前記溶融処理部 5からの排気を処理する排気処理部である。この排気処理部 6は、溶融処理時の廃熱を取り出す熱交換器 61、装置全体の気流を生起するブ πァー 62、排気中の塵埃をろ過するバッグフィルター 63、及び排気中のオゾンを回収するォゾン回収器 64から構成されている。バッグフィルター 63には、その下部にろ過した塵埃を集積し排出するダスト排出口 63 aが設けてある。ォゾン回収器 64は、放電電極〜T ₆ 間におけるアーク放電により高熱と共に放射される紫外線にて生じたオゾンを回収するものであり、上部から順に、散水器 64 b、オゾン分解層 64 d、オゾン吸収層 64 e、及びォゾン水排出口 64 aが設置されている。オゾン回収が為された排気は、ォゾン回収器 64上部に設けた排気口 64 cから排気される。

本実施例の 6相交流 6電極放電装置を用いた粉末廃棄物処理装置においては、放電電極〜T ₈ への粉末廃棄物の投入を、廃棄物の自由落下を利用して連続的に行なうことができるので、粉末廃棄物を能率良く連続処理することが可能となる。 6相交流 6電極放電装置によって、ァ一ク放電がある程度面積をもつて平面状に為されるので、この投入方法が採用できるのである。また、溶融した廃棄物も溶融処理部 5の内壁に触れることなく自由落下しつつ冷却されるので、廃棄物溶融体が壁面に付着することにより起こる溶融処理部 5の寿命短縮等の問題もない。さらに、放電電極 ~T ₆ からの超高熱、それに加えて放射される強烈紫外線、及びその紫外線によつて発生されるォゾン等の相乗的作用によって、粉末廃棄物の溶融処理時に発生する例えばダイォキシンなどの有害な物質も瞬間に分解するので、当該処理装置によれば、排気問題も同時に解決できるのである。次に、 6相交流 6電極放電装置を用いたオゾン発生装置について、第 7図〜第 8図を参照しながら説明する。

コ口ナ放電を利用してオゾンを大量に発生させるには、コロナ放電によって生じる放電電子を、効率良く酸素分子に衝突させる必要がある。本実施例オゾン発生装置は、 6相交流 6電極放電装置が生起する均一で安定した平面状コ πナ放電部へ酸素分子を通過せしめる構成を採っているため、放電電子を酸素分子に効率良く衝突させることができ、極めて高能率にオゾンを生成することが可能となる。

本実施例オゾン発生装置における放電電極〜Τ _β は、第 7図に示すように、上部に屈曲部を有する直径 2画のステンレス棒にて構成してある。これら放電電極 Τ , 〜Τ ₈ は、碍子を介して図示しない電極ホルダによって、その先端部を正六角形頂点位置付近に近接させた状態で保持されている。

第 8図中、符号 7で指示するものは、酸素あるいは含酸素気体（以下、原料気体と呼ぶ。）が流通する内径 90讓の円筒形状のオゾン発生室である。このオゾン発生室 7の内部に前記放電電極 Τ , 〜Τ ₆ が配置され、コ πナ放電が平面形状に為されるのである。その他、本実施例のオゾン発生装置には、原料気体に乾燥処理を施す隔膜式乾燥器 81や、 C a Oを用いた乾燥塔 84や、前記オゾン発生室 7へ送る原料気体の圧力、流量を調節するレギュレーター 82や、流量調節バルブ 83や、流量計 85が設置されている。また、オゾン発生室 7にて生じたオゾンガスは、オゾン濃度計 86にて濃度計測され、そして各種の用途に供される。なお、放電電極 T j 〜T _B へ 6相交流を印加する 6相交流出力器は、図示していない。本実施例の 6相交流 6電極放電装置を用いたォゾン発生装置に対して行なつた測定試験の結果を以下に記す。

隣接電極間隔： 1 0隨、消費電力； 3 5 0 Wで、コロナ放電を発生させ、原料気体として空気（酸素約 2 0 % ) を 2 ^ /minで送給したところ、 1 6 0 mg/min (オゾン濃度 8 O /m³) のオゾン発生が確認された。このときのオゾン発生効率は、 0. 4 6 mg/Wmin( 2 7 . 4 g / WH) に達するものであり、この値は、原料気体として、 9 0 %酸素の気体を用いた従来装置の発生効率 2 5 g /KWHに匹敵するものであった。この試験結果により、本発明装置が 9 0 %酸素の気体を原料気体として用いてオゾン生成を行なつた場合、従来装置の効率を凌駕することは明らかである。

次に、 6相交流 6電極放電装置を用いた光源装置について、第 9図〜第 11図を参照しながら説明する。

放電を利用した光源装置（放電灯）は、気体あるいは蒸気中において放電を行ない、励起原子から可視光線や紫外線放射を得るものであり、一般に、目的波長の電磁波を他の光源より効率良く得ることができるので、照明の分野や、集中した紫外線エネルギーを必要とする分野などで広く用いられている。しかし、従来の光源装置は何れも、線状に為される放電を利用するものであるため、放電密度を向上させるにも限界があり、また照明に用いる場合では、点光源あるいは線光源として利用されるのみであった。

本実施例光源装置は、 6相交流 6電極放電装置が生起する均一で安定した平面状放電を利用することによって、目的波長の可視光線あるいは紫外線等を、極めて高輝度に且つ電極で囲んだ領域全体から一様に放射することが可能になる。第 9図、第 10図中、符号 9で指示するものは、圧力；数 Torrのアルゴンガスを封入した放電室であり、この放電室 9は直径 7 0 0 隱、高さ 4 0卿の中空円盤形状に成形した厚さ 5 〜 6謹の石英ガラスにより形成されている。この放電室 9の内側壁に、先端部を正六角形各頂点に位置させるごとく放電電極 Τ , 〜T ₆ を等間隔に突設し、平面状放電を行なうのである。なお、本実施例において放電室 9に石英ガラスを使用したのは、石英ガラスが可視光線から紫外線までの光の透過性や耐熱性に優れているのに加え、高強度であるためであり、強度に問題がない場合には、放電室 9に普通ガラスを用いても良い。

本実施例光源装置を、放電電圧；約 1 K V、放電電流；約 2 0 m Aにて作動させたところ、グロ一放電が生じアルゴン特有の赤紫色光が、放電室 9全体から一様に発せられた。放電室 9に封入する気体はアルゴンに限定されるものではなく、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン等の不活性ガスや、重水素や、ナトリウム、水銀、ハ πゲン化金属等の蒸気を用いても良く、これら封入ガスの種類を選択し、封入ガスの圧力を調整することによって、各用途に必要な波長の光を高効率に得ることができる。

また、本発明に係る多相交流多電極放電装置を用いた光源装置は、第 11図に示す実施変形例のように、放電に先立って放電電極を予熱できるように構成しても良い。 6相交流を出力する変圧器 S i 〜S _e の二次側卷線に、 6相交流出力端子とは別に、電極予熱用端子 P , 〜P ₆ をそれぞれ設け、この予熱用端子 ~ P s を、先端部を螺旋形フィラメントとした放電電極 Τ , 〜T ₈ へ、スィッチ〜Q _e を介在させて接続するのである。このことによって放電を容易に開始させることができる。即ち、放電電極〜T ₈ へ 6相交流を印加するとき、スィッチ〜 Q _e を閉じれば、各々の放電電極にある程度の電流が流れ、そのジユール熱により各フイラメントが加熱される。フイラメントの温度上昇により熱電子が放出され、電極間での放電が容易に開始されるようになるのである。一旦、放電が開始されれば、スィッチ〜Q s を開いても放電は維持される。

この実施変形例の光源装置における放電室 9に圧力；数 Torrの重水素を封入し、各放電電極に 6相交流を印加してスィッチ〜Q ₈ を 1 〜 2秒間閉じたところ、放電電極 T】〜Τ ₈ に囲まれた領域全体に平面状のアーク放電が発生し（放電電圧；約 1 2 0 V、放電電流；約 6 A ) 、波長 1 6 0〜3 0 O nmの紫外線が放電室 9全体から放射された。また、この重水素の封入圧力を低くすると放射紫外線の波長は短くなり、重水素の封入圧力を高くすると紫外線波長が長くなることも確認された。以上のように、本発明に係る多相交流多電極放電装置を用いた光源装置を作動させると、放電室内の放電電極で囲まれた領域で、絶え間なく平面状放電が為され、この領域全体が一様に発光することになる。また、この平面状放電は、向きを揃えた複数の放電が高速回転しつつ為されるので、従来装置に比して格段に発光効率が向上し、しかも従来のように単相交流交番時の放電点滅によって生じるチラツキも解消されるのである。本発明光源装置を、例えば平面全体が一様に発光する平面蛍光灯として大ホール等に設置すれば、照明効果は格段に向上する。産業上の利用可能性

以上のように、本発明に係る多相交流多電極放電装置は、コ πナ放電、グロ一放電、アーク放電等の各種放電を、多電極で囲んだ領域において、絶え間なく高速回転させながら生起することができるので、各種放電現象に伴う高熱、高輝度光、荷電体等が高効率に発生し、しかもこれらの放電が平面形状に為されるので、各種放電に伴う高エネルギーの利用がとても容易になる。さらに、このような効果を、構造の複雑化を伴うことなくシンプルな構成にて実現できるので、その実用的価値は頗る高いものがあり、例えば超高温や強烈な紫外線放射等を必要とする各種廃棄物の焼却や分解、廃水の浄化や殺菌等を行なう分野は勿論のこと、多電極間の一様な放電を利用して光源装置としても有用であり、本発明装置の応用は頗る広範囲に及ぶ。

Claims

請求の範囲

1 . n相交流を出力する n相交流出力器と、先端部を正 n角形の各頂点位置付近に配置した放電電極〜T _n とを含み、

前記 η相交流出力器の各相出力端子をその栢順に、前記放電電極 T j ~T„ へ右または左回り順に接続せしめることを特徴とする多相交流多電極放電装置。

2 . η相交流を出力する η相交流出力器と、先端部を正 η角形の各頂点位置付近に配置した放電電極〜T _n と、粉末廃棄物を収納する廃棄物ホッパーと、当該廃棄物ホッパーから前記放電電極 Τ\ 〜Τ _η 間へ粉末廃棄物を送出する送出器と、溶融処理した処理済物を排出する排出器とを含み、

前記 η相交流出力器の各相出力端子をその栢順に、前記放電電極〜Τ_η へ右または左回り順に接続せしめることを特徴とする粉末廃棄物処理装置。

3 . η相交流を出力する η相交流出力器と、先端部を正 η角形の各頂点位置付近に配置した放電電極 Τ , 〜Τ _η と、当該放電電極〜Τ _η を取り囲み酸素あるいは含酸素気体が流通するオゾン発生室とを含み、前記 η相交流出力器の各相出力端子をその相順に、前記放電電極 Τ , ~Τ„へ右または左回り順に接続せしめることを特徴とするオゾン発生

4 . η相交流を出力する η相交流出力器と、先端部を正 η角形の各頂点位置付近に配置した放電電極 Τ 〜Τ _η と、当該放電電極〜T _n を包容し気体或いは蒸気が封入された放電室とを含み、

前記 η相交流出力器の各相出力端子をその相順に、前記放電電極〜 Τ _η へ右または左回り順に接続せしめることを特徴とする光源装置。