WO2024084640A1 - 活性ガス生成装置 - Google Patents

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WO2024084640A1
WO2024084640A1 PCT/JP2022/039029 JP2022039029W WO2024084640A1 WO 2024084640 A1 WO2024084640 A1 WO 2024084640A1 JP 2022039029 W JP2022039029 W JP 2022039029W WO 2024084640 A1 WO2024084640 A1 WO 2024084640A1
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WO
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dielectric film
electrode
space
refrigerant
dielectric
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Application number
PCT/JP2022/039029
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English (en)
French (fr)
Inventor
廉 有田
Original Assignee
東芝三菱電機産業システム株式会社
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Publication date
Application filed by 東芝三菱電機産業システム株式会社 filed Critical 東芝三菱電機産業システム株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma

Definitions

  • This disclosure relates to an active gas generator that has a parallel plate electrode structure and uses dielectric barrier discharge to generate active gas.
  • Conventional activated gas generators use a parallel plate dielectric barrier discharge method, which generates a dielectric barrier discharge in a discharge space and activates the raw material gas introduced into this discharge space to generate activated gas.
  • An example of an active gas generator that uses parallel plate dielectric barrier discharge is the active gas generator disclosed in Patent Document 1.
  • Activated gases generally have a short lifespan (the period during which they remain highly reactive) and must be supplied to the space in which they are used in a short period of time.
  • active gases are deactivated by collision with other substances, it is not advisable to supply them to the space in which they are used via winding pipes, etc.
  • the object to be treated (the object to which the active gas is sprayed) is large in the space in which the active gas is used, it is necessary to provide a first improved structure that provides gas outlets for supplying the active gas to the space in which the active gas is used, or a second improved structure that provides multiple discharge spaces corresponding to each of the multiple gas outlets.
  • the first improved structure described above employs a method of providing multiple through holes in one dielectric film. Therefore, with the first improved structure, it is necessary to enlarge the dielectric film to match the object to be processed, which poses the problem of the device configuration becoming larger.
  • the first improved structure had no mechanism for removing the heat generated by the discharge, and the heat generated by the discharge could damage the dielectric film.
  • the second improved structure described above requires the provision of multiple discharge spaces, which creates a problem of large device configuration.
  • Patent Document 1 had the problem that the cooling efficiency of the dielectric film was poor because it was cooled by purge gas. This is because the conventional active gas generator was air-cooled, and therefore had a low heat removal rate.
  • the purpose of this disclosure is to provide an active gas generator that solves the problems described above and is structured to at least prevent dielectric breakdown of the dielectric film.
  • the active gas generating device disclosed herein is an active gas generating device that generates an active gas by activating a raw material gas supplied to a discharge space, and includes an electrode unit and a conductive housing that houses the electrode unit in a space within the housing, the housing having a housing bottom including a flat surface and a conductor accommodating space recessed in a depth direction from the flat surface, the electrode unit includes a first electrode configuration portion, a second electrode configuration portion provided below the first electrode configuration portion, and a reference potential conductor that is provided below the second electrode configuration portion and accommodated in the conductor accommodating space, the first electrode configuration portion includes a first electrode dielectric film and a first electrode conductive film formed on an upper surface of the first electrode dielectric film, the second electrode configuration portion includes a second electrode conductive film formed on an upper surface of the first electrode dielectric film, the reference potential conductor has an active gas buffer space at an upper portion thereof, the second electrode component is disposed so as to close the active gas buffer space, the second electrode dielectric film has a dielectric through-hole penetr
  • the dielectric film for the first electrode is suppressed from above in the dielectric contact region by the dielectric film suppressing member. Therefore, the region in which the dielectric film suppressing member applies a load to the dielectric film for the first electrode can be limited to only the region below the dielectric contact region.
  • the active gas generating device disclosed herein can fix the dielectric film for the first electrode between the dielectric contact area of the dielectric film suppression member and the support surface of the dielectric film support member without applying unnecessary bending stress to the dielectric film for the first electrode.
  • the dielectric non-contact region of the dielectric film suppression member which is set to a reference potential and has electrical conductivity, overlaps with the intermediate region of the dielectric film for the first electrode in a planar view.
  • the electric field strength of the conductive film for the first electrode can be alleviated and the potential of the intermediate region of the dielectric film for the first electrode can be reduced, so that the electrode unit in the active gas generating device disclosed herein can prevent dielectric breakdown in the gap between the dielectric film for the first electrode and the dielectric film support member.
  • FIG. 1 is a plan view that illustrates a schematic planar structure of an active gas generation device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure taken along line AA of FIG. 1.
  • FIG. 1 is a first explanatory diagram illustrating a planar structure of an electrode unit.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a cross-sectional structure taken along line BB of FIG. 3.
  • FIG. 2 is a second explanatory diagram illustrating a schematic planar structure of the electrode unit.
  • 6 is an explanatory diagram showing a cross-sectional structure taken along the line CC of FIG. 5.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a planar structure of a housing.
  • FIG. 1 is a plan view that illustrates a schematic planar structure of an active gas generation device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure taken along line
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional structure of a housing.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a planar structure of a high-voltage side dielectric film.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional structure of a high-voltage side dielectric film.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a planar structure of a ground-side dielectric film.
  • 4 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional structure of a ground-side dielectric film.
  • FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a planar structure of a power supply body.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional structure of a power supply body.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a planar structure of a ground conductor.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional structure of a ground conductor.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram showing details of a region of interest in FIG. 16 .
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a planar structure of a cover dielectric film.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional structure of a cover dielectric film.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a planar structure of a ground-side electrode configuration portion.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional structure of a ground-side electrode configuration portion.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional structure of a ground-side electrode configuration portion.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a planar structure of a shielding dielectric film.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional structure of a shielding dielectric film.
  • 2 is an explanatory diagram illustrating a planar structure of a dielectric film support member;
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a schematic cross-sectional structure of a dielectric film support member.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a planar structure of a dielectric film suppressing member;
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a schematic cross-sectional structure of a dielectric film suppressing member.
  • FIG. FIG. 28 is an explanatory diagram showing details of a region of interest in FIG. 27 .
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a planar structure of a pressing member.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional structure of a pressing member.
  • FIG. 11 is a plan view that illustrates a schematic planar structure of an active gas generation device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • 32 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure taken along the line DD of FIG. 31.
  • 11 is an explanatory diagram showing a schematic planar structure of a power supply body used in an electrode unit in an active gas generation device of embodiment 3.
  • FIG. 34 is an explanatory diagram showing a cross-sectional structure taken along line E-E of FIG. 33.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a refrigerant function in the basic configuration of the third embodiment.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a refrigerant function in a modified example of the third embodiment.
  • 13 is an explanatory diagram showing a cross-sectional structure of an electrode unit in an active gas generation device of embodiment 4.
  • FIG. 38 is an explanatory diagram illustrating a schematic planar structure of the high-voltage side dielectric film shown in FIG. 37. 38 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional structure of the high-voltage side dielectric film shown in FIG. 37.
  • FIG. 1 is a plan view that typically illustrates a planar structure of an active gas generation device 71 according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the active gas generating device 71 As shown in the figure, in the active gas generating device 71, three electrode units 51 to 53 are housed in a housing 1. A raw material gas G1 is supplied to each of the electrode units 51 to 53 via a gas flow path 21. Each of the electrode units 51 to 53 activates the raw material gas G1 supplied to the discharge space 4 to generate an active gas G2.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of the A-A section in FIG. 1.
  • FIGS. 3 to 6 are explanatory diagrams partially explaining the structure of the electrode unit 50. Note that the electrode unit 50 corresponds to any one of the electrode units 51 to 53. Note that the electrode units 51 to 53 have the same structure.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic planar structure of the electrode unit 50.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the cross-sectional structure of the B-B cross section of FIG. 3.
  • FIGS. 3 and 4 are the first explanatory diagrams showing the structure of the ground conductor 6 and its surroundings.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic planar structure of the electrode unit 50.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the cross-sectional structure of the C-C section of FIG. 5.
  • FIGS. 5 and 6 are the second explanatory diagrams showing the detailed structure of the ground conductor 6 and its surroundings.
  • FIGS. 7 to 30 are explanatory diagrams showing the details of the components of the electrode unit 50.
  • FIG. 7 and FIG. 8 are explanatory diagrams showing the structure of the housing 1 in schematic form.
  • FIG. 7 shows the planar structure of the housing 1
  • FIG. 8 shows the cross-sectional structure of the housing 1.
  • FIGS. 9 and 10 are explanatory diagrams each showing a schematic structure of the high-voltage side dielectric film 2.
  • FIG. 9 shows the planar structure of the high-voltage side dielectric film 2
  • FIG. 10 shows the cross-sectional structure of the high-voltage side dielectric film 2.
  • FIGS. 11 and 12 are explanatory diagrams each showing a schematic structure of the ground side dielectric film 3.
  • FIG. 11 shows the planar structure of the ground side dielectric film 3
  • FIG. 12 shows the cross-sectional structure of the ground side dielectric film 3.
  • FIGS. 13 and 14 are explanatory diagrams each showing a schematic structure of the power feeder 5.
  • FIG. 13 shows the planar structure of the power feeder 5
  • FIG. 14 shows the cross-sectional structure of the power feeder 5.
  • FIGS. 15 to 17 are explanatory diagrams each showing a schematic structure of the ground conductor 6.
  • FIG. 15 shows the planar structure of the ground conductor 6
  • FIG. 16 shows the cross-sectional structure of the ground conductor 6
  • FIG. 17 shows details of the region of interest R1 in FIG. 16.
  • FIGS. 18 and 19 are explanatory diagrams each showing a schematic structure of the cover dielectric film 8.
  • FIG. 18 shows the planar structure of the cover dielectric film 8
  • FIG. 19 shows the cross-sectional structure of the cover dielectric film 8.
  • FIGS. 20 and 21 are explanatory diagrams each showing a schematic structure of the ground side electrode configuration part E2.
  • FIG. 20 shows the planar structure of the ground side electrode configuration part E2
  • FIG. 21 shows the cross-sectional structure of the ground side electrode configuration part E2.
  • the ground side electrode configuration part E2 includes a combined structure of the ground side dielectric film 3, the conductive film 7, and the cover dielectric film 8.
  • FIGS. 22 and 23 are explanatory diagrams each showing a schematic structure of the shielding dielectric film 9.
  • FIG. 22 shows the planar structure of the shielding dielectric film 9
  • FIG. 23 shows the cross-sectional structure of the shielding dielectric film 9.
  • Figures 24 and 25 are explanatory diagrams each showing a schematic structure of the dielectric film support member 10.
  • Figure 24 shows the planar structure of the dielectric film support member 10
  • Figure 25 shows the cross-sectional structure of the dielectric film support member 10.
  • FIGS. 26 to 28 are explanatory diagrams each showing a schematic structure of the dielectric film suppression member 11.
  • FIG. 26 shows the planar structure of the dielectric film suppression member 11
  • FIG. 27 shows the cross-sectional structure of the dielectric film suppression member 11
  • FIG. 28 shows details of the region of interest R2 in FIG. 27.
  • Figures 29 and 30 are explanatory diagrams each showing a schematic structure of the pressing member 12.
  • Figure 29 shows the planar structure of the pressing member 12
  • Figure 30 shows the cross-sectional structure of the pressing member 12.
  • Figures 1 to 30 each show a schematic representation of the active gas generator 71, the electrode unit 50, or components of the electrode unit 50, and the shapes, including the scale, do not necessarily match between Figures 1 to 30. Also, an XYZ Cartesian coordinate system is shown in each of Figures 1 to 30.
  • the active gas generator 71 includes a plurality of electrode units 51 to 53, and a conductive housing 1 that houses the electrode units 51 to 53 in a housing internal space S1 (see FIG. 8).
  • the housing 1 has a housing bottom 1a that includes a flat surface 1F and a conductor accommodating space 6S recessed in the depth direction from the flat surface 1F.
  • the housing 1 has a housing bottom 1a, a housing side 1b, and a housing top 1c, and the housing bottom 1a, the housing side 1b, and the housing top 1c form an internal housing space S1 that houses the electrode units 51 to 53.
  • the electrode units 51 to 53 are each housed in the housing space S1 of the housing 1 with the ground conductor 6 disposed in the conductor housing space 6S. As shown in FIG. 7, the raw material gas G1 supplied from the outside is supplied to the raw material gas flow space provided on the underside and side of the ground conductor 6 disposed in the conductor housing space 6S via a gas flow path 21 provided in the housing bottom 1a.
  • the electrode unit 51 (50) includes a high-voltage side electrode component E1, which is a first electrode component, and a ground side electrode component E2, which is a second electrode component provided below the high-voltage side electrode component E1, which is the first electrode component.
  • the electrode unit 51 is provided below the ground side electrode component E2, which is the second electrode component, and further includes a ground conductor 6, which is a reference potential conductor housed in the conductor housing space 6S.
  • the ground conductor 6 is made of a conductor such as a metal.
  • the high-voltage side electrode configuration E1 includes a high-voltage side dielectric film 2, which is a dielectric film for the first electrode, and a power supply 5, which is a conductive film for the first electrode formed on the upper surface of the high-voltage side dielectric film 2.
  • the power supply 5, which is a conductive film for the first electrode, is provided on a power supply placement recess 28 provided in the center of the high-voltage side dielectric film 2, which is a dielectric film for the first electrode.
  • the high-voltage side dielectric film 2 is made of a dielectric material, and the power supply 5 is made of a conductor such as a metal.
  • the power supply 5 is made of a metal.
  • the ground side electrode configuration portion E2 includes a ground side dielectric film 3 which is a dielectric film for the second electrode, and a conductive film 7 which is a conductive film for the second electrode formed on the lower surface of the ground side dielectric film 3. Note that since the conductive film 7 is thin, it is not shown in Figure 2 and other figures, and the formation area of the conductive film 7 is shown in Figures 20 and 21.
  • the ground side dielectric film 3 is made of a dielectric material
  • the conductive film 7 is made of a conductor such as a metal.
  • the ground conductor 6, which is a reference potential conductor, has a non-penetrating active gas buffer space 9S at the top, and the ground side electrode component E2 is arranged to block the active gas buffer space 9S. Therefore, outside the active gas buffer space 9S, the lower surface of the conductive film 7 and the upper surface of the ground conductor 6 are in contact with each other.
  • the ground side dielectric film 3, which is the dielectric film for the second electrode, has a dielectric penetration hole 3h penetrating the ground side dielectric film 3 in a region overlapping with the active gas buffer space 9S in a planar view
  • the conductive film 7, which is the conductive film for the second electrode has a conductive film opening 7h in a region overlapping with the active gas buffer space 9S in a planar view, and the conductive film opening 7h overlaps with the dielectric penetration hole 3h in a planar view.
  • the housing bottom 1a of the housing 1 has a gas flow path 21 that receives the raw material gas G1 from the outside, and a raw material gas flow space is provided between the ground conductor 6 and the conductor storage space 6S of the housing 1.
  • the raw material gas flow space includes a raw material gas buffer space 61, a slit space 62, and a side space 63, as described below.
  • the raw gas G1 is introduced into the main discharge space of the discharge space 4 via the gas flow path 21 and the raw gas flow space.
  • the main discharge space refers to the discharge space 4 in the dielectric space 18 between the high-voltage side dielectric film 2 and the ground side dielectric film 3, as described below.
  • the AC voltage applied from the AC power source 15 is applied to the power supply 5, which is the conductive film for the first electrode, via electrical connection means such as electrical wiring or a lead-in terminal. Note that the illustration showing the electrical connection means is omitted in Figure 2 and other figures.
  • the housing 1 is set to the ground potential, which is the reference potential. Therefore, the conductive film 7, which is the conductive film for the second electrode, is set to the ground potential via the housing 1 and the ground conductor 6.
  • the electrode unit 51 (50) further includes auxiliary members such as a dielectric film support member 10, a dielectric film suppression member 11, and a pressing member 12.
  • the step portion 102 of the dielectric film support member 10 is provided on the flat surface 1F of the housing 1, and has an upper surface that serves as a support surface 10F that supports the high-voltage side dielectric film 2 from below.
  • the dielectric film support member 10 is placed on the flat surface 1F so that the side surface of the dielectric film support member 10 coincides with the side surface of the conductor accommodating space 6S of the housing bottom 1a of the housing 1.
  • the dielectric film suppression member 11 is a member for suppressing the high-voltage side dielectric film 2 from above, and does not overlap with the power supply body 5 in a plan view. In other words, there is an exposed area EX2 on the upper surface of the high-voltage side dielectric film 2 where the dielectric film suppression member 11 and the power supply body 5 are not formed.
  • the bottom surface of the dielectric film suppression member 11 has a dielectric contact region 112 that contacts the top surface of the high-voltage side dielectric film 2 and a dielectric non-contact region 111 that does not contact the top surface of the high-voltage side dielectric film 2.
  • the dielectric contact region 112 is a region that contacts the high-voltage side dielectric film 2 and applies a load
  • the dielectric non-contact region 111 is a region that does not contact the high-voltage side dielectric film 2 and protrudes toward the power supply 5 on the top surface of the high-voltage side dielectric film 2.
  • the dielectric contact area 112 overlaps with the peripheral area of the high-voltage side dielectric film 2 and the support surface 10F of the dielectric film support member 10 in a planar view, while the dielectric non-contact area 111 overlaps with the middle area inside the peripheral area of the high-voltage side dielectric film 2 in a planar view.
  • the middle area is the area adjacent to the power supply 5 side from the peripheral area of the high-voltage side dielectric film 2.
  • the dielectric film suppression member 11 is made of metal or the like, is conductive, and is set to the ground potential, which is the reference potential, via the housing 1, the mounting bolt 31, and the pressing member 12.
  • the mounting bolt 31 and the pressing member 12 are also conductive.
  • the high-voltage side dielectric film 2 is suppressed from above by the dielectric film suppressing member 11 in the dielectric contact area 112.
  • the combined structure of the dielectric film support member 10, the dielectric film suppressing member 11, and the pressing member 12 will be described in detail below.
  • the pressing member 12 is placed on the top surface of the dielectric film support member 10, and the pressing member 12 and the dielectric film support member 10 are fixed onto the housing bottom 1a of the housing 1 by mounting bolts 31.
  • the dielectric film support member 10 has a circular shape with a central opening 100 in the center when viewed from above.
  • a step structure consisting of a step portion 102 and a peripheral upper surface 101 is provided in an annular shape around the central opening 100.
  • the upper surface of the step portion 102 becomes the support surface 10F.
  • a plurality of through holes 10h are provided in a circular shape on the peripheral upper surface 101 on the outer periphery side of the step portion 102 (support surface 10F).
  • the high-voltage side dielectric film 2 has a circular shape with a power supply placement recess 28 in the center when viewed from above.
  • a peripheral surface area 27 is provided in an annular shape around the power supply placement recess 28.
  • the high-voltage side dielectric film 2 also has a circular recess bottom surface 26 when viewed from above, and the bottom surface around the recess bottom surface 26 becomes a circular protrusion bottom surface 23 when viewed from above.
  • the power supply 5 has a cylindrical shape.
  • the power supply 5 is placed on the upper surface of the high-voltage side dielectric film 2 with the bottom surface of the power supply 5 positioned on the power supply placement recess 28 of the high-voltage side dielectric film 2.
  • the power supply placement recess 28 includes the power supply 5 in plan view and has a planar shape that is slightly wider than the power supply 5.
  • the high-voltage side dielectric film 2 is arranged on the dielectric film support member 10 in such a manner that the support surface 10F of the dielectric film support member 10 contacts the convex bottom surface 23 of the high-voltage side dielectric film 2.
  • the high-voltage side dielectric film 2 and the dielectric film support member 10 are in contact with each other via a sealing material such as an O-ring (not shown).
  • the dielectric film suppression member 11 has a circular shape with a central opening 110 in the center when viewed from above.
  • the annular lower surface region provided on the outer periphery of the central opening 110 becomes the dielectric non-contact region 111
  • the annular lower surface region provided on the outer periphery of the dielectric non-contact region 111 becomes the dielectric contact region 112.
  • the dielectric contact region 112 protrudes downward (in the -Z direction) from the dielectric non-contact region 111, and is in contact with the upper surface U2 of the high-voltage side dielectric film 2.
  • the dielectric non-contact region 111 is not in contact with the upper surface U2 of the high-voltage side dielectric film 2.
  • the pressing member 12 has a circular shape with a central opening 120 in the center when viewed from above.
  • a plurality of inner through holes 121h are provided in a circular pattern in an outer peripheral region 125 on the outer periphery side of the central opening 120, and a plurality of outer through holes 122h are provided in a circular pattern on the outer periphery side of the plurality of inner through holes 121h.
  • a plurality of inner through holes 121h and a plurality of outer through holes 122h are provided in the outer peripheral region 125 of the pressing member 12.
  • Each of the plurality of inner through holes 121h is a tapped through hole.
  • a portion of the outer peripheral region 125 of the pressing member 12 having the above-described structure is placed on the dielectric film support member 10, and the dielectric film support member 10 and pressing member 12 are fixed to the housing bottom 1a of the housing 1 by a plurality of mounting bolts 31.
  • the threaded portions of the plurality of mounting bolts 31 pass through the plurality of outer through-holes 122h and the plurality of through-holes 10h, and are attached to the housing bottom 1a.
  • the pressing member 12 is arranged in a region that overlaps with the dielectric film support member 10 and the dielectric film suppression member 11 in a plan view.
  • a plurality of suppression auxiliary members 32 are attached to the pressing member 12 in a manner that the suppression auxiliary members 32 penetrate the plurality of inner through holes 121h of the pressing member 12.
  • the suppression auxiliary members 32 may be bolts or set screws.
  • the suppression auxiliary members 32 are attached within the plurality of inner through holes 121h so that the dielectric film suppression member 11 is pressed by the suppression auxiliary members 32.
  • the suppression auxiliary members 32 are provided at positions that overlap the dielectric contact region 112 of the dielectric film suppression member 11 and the convex bottom surface 23 of the high-voltage side dielectric film 2 in a plan view.
  • the high-voltage side dielectric film 2 is suppressed from the upper dielectric contact area 112 by the dielectric film suppression member 11, which receives the pressing force of the multiple suppression auxiliary members 32.
  • the high-voltage side dielectric film 2 which is the first electrode dielectric film
  • the dielectric film suppression member 11 which receives the pressing force of multiple suppression auxiliary members 32. Therefore, the area where the load is applied to the high-voltage side dielectric film 2 by the dielectric film suppression member 11 can be limited to only the area below the dielectric contact area 112.
  • the active gas generating device 71 of embodiment 1 can stably fix the high-pressure side dielectric film 2 between the dielectric contact area 112 of the dielectric film suppressing member 11 and the support surface 10F of the dielectric film support member 10 without applying unnecessary bending stress to the high-pressure side dielectric film 2.
  • the dielectric film suppression member 11 is set to a ground potential, which is a reference potential, and is conductive.
  • the dielectric non-contact region 111 of the dielectric film suppression member 11 overlaps with the middle region of the high-voltage side dielectric film 2 in a plan view.
  • the electrode unit 50 can reduce the electric field strength of the power supply 5 by using the dielectric film suppression member 11 having the dielectric non-contact area 111 to reduce the potential of the intermediate area of the high-voltage side dielectric film 2, thereby reducing the potential in the outer diameter direction between the high-voltage side dielectric film 2 and the ground side dielectric film 3.
  • the electrode unit 50 in the active gas generator 71 of embodiment 1 can reliably prevent dielectric breakdown in the gap 20 between the high-voltage side dielectric film 2 and the dielectric film support member 10.
  • the ground conductor 6 accommodated in the conductor accommodating space 6S of the housing 1 has a circular shape when viewed in a plane, and has a raw material gas buffer space 61 and a slit space 62 in the end region of the bottom surface.
  • the raw material gas buffer space 61 is formed in a flat circular shape and is connected to the gas flow path 21 as shown in FIG. 2, so that the raw material gas G1 supplied from the outside can be taken into the raw material gas buffer space 61 via the gas flow path 21.
  • a plurality of slit spaces 62 are provided at intervals around the raw material gas buffer space 61. As shown in FIG. 17, each of the plurality of slit spaces 62 is connected to the raw material gas buffer space 61, and raw material gas G1 can be circulated from the raw material gas buffer space 61 to the slit space 62.
  • the side space 63 is a gap space between the inner peripheral side surface of the conductor accommodating space 6S and the outer peripheral side surface of the ground conductor 6, and is provided in a circular ring shape when viewed in a plane.
  • the dielectric film support member 10 and the ground conductor 6 have the positional relationship shown in Figures 3 and 4, so that the raw material gas G1 that passes through the side space 63 is supplied to the lower side region R10 of the dielectric film support member 10.
  • the raw material gas buffer space 61 is provided on the lower surface side of the ground conductor 6 and receives the raw material gas G1 via the gas flow path 21.
  • Each of the multiple slit spaces 62 is provided on the lower surface side of the ground conductor 6 and is connected to the raw material gas buffer space 61.
  • the side space 63 is provided on the side of the ground conductor 6 and is connected to the multiple slit spaces.
  • the raw material gas flow space includes the raw material gas buffer space 61, the multiple slit spaces 62, and the side space 63.
  • the raw material gas G1 supplied from the outside to the gas flow path 21 is guided to the discharge space 4 via the raw material gas buffer space 61, the slit space 62, and the side space 63.
  • Each of the multiple slit spaces 62 is set to a narrow space through which the raw material gas does not flow easily compared to the raw material gas buffer space 61 so that the raw material gas G1 flows into each of the multiple slit spaces 62 after being temporarily retained in the raw material gas buffer space 61.
  • the multiple slit spaces 62 have a smaller conductance, which is a coefficient that represents the ease of flow of the raw material gas G1, compared to the raw material gas buffer space 61 and the side space 63.
  • the active gas generator 71 of the first embodiment can supply the raw material gas G1 spatially uniformly to the discharge space 4.
  • the raw material gas G1 is supplied uniformly from the periphery of the circular dielectric space 18 in plan view toward the central discharge space 4.
  • the pressure difference between the raw material gas buffer space 61 and the side space 63 increases, and the variation in the flow rate of the raw material gas G1 flowing through each of the multiple slit spaces 62 is reduced. Therefore, the raw material gas G1 is supplied uniformly toward the discharge space 4.
  • the flow rate of the raw material gas G1 is adjusted, for example, by a mass flow controller (MFC) or the like provided upstream of the gas flow path 21.
  • MFC mass flow controller
  • the active gas generating device 71 of embodiment 1 can supply the raw material gas G1 uniformly, so the above-mentioned problem does not occur.
  • the ground side electrode configuration portion E2 which is the second electrode configuration portion, includes the ground side dielectric film 3 and the conductive film 7.
  • the ground side dielectric film 3 is circular in plan view and has a circular dielectric through hole 3h in the center.
  • the cover dielectric film 8 is circular in plan view and has a circular cover through hole 8h in the center. It is preferable that the cover dielectric film 8 is made of the same material as the ground side dielectric film 3. This is to prevent distortion when the thermal expansion coefficients of the cover dielectric film 8 and the ground side dielectric film 3 differ. Materials with similar thermal expansion coefficients may also be selected as the materials for the cover dielectric film 8 and the ground side dielectric film 3.
  • the conductive film 7 is circular in plan view and has a conductive film opening 7h in the center that is also circular in plan view.
  • the dielectric through hole 3h and the conductive film opening 7h each overlap with the active gas buffer space 68 in plan view, and as shown in FIG. 21, the conductive film opening 7h includes the dielectric through hole 3h in plan view and has a wider shape than the dielectric through hole 3h.
  • the conductive film 7 is provided on the lower surface of the ground side dielectric film 3 with the center positions of the ground side dielectric film 3 and the conductive film 7 aligned.
  • the diameter of the conductive film 7 is set to be approximately the same as the diameter of the ground side dielectric film 3, but the formation area of the conductive film 7 is narrower than the formation area of the ground side dielectric film 3 because a conductive film opening 7h wider than the dielectric through hole 3h is provided in the center.
  • the conductive film inner boundary 7e which forms the circumferential outer periphery of the conductive film opening 7h, is the end of the conductive film 7 on the conductive dielectric through hole 3h side, and the conductive film 7 is not formed in the area inside the conductive film inner boundary 7e.
  • the conductive film inner boundary 7e becomes the electrode boundary line of the conductive film 7. Therefore, as shown in FIG. 21, the formation area A7 of the conductive film 7 on the lower surface of the ground side dielectric film 3 is the area from the outer periphery of the ground side dielectric film 3 to the conductive film inner boundary 7e.
  • the cover dielectric film 8 is provided in a circular shape from the lower surface of the ground side dielectric film 3 to the lower surface of the conductive film 7, including the conductive film inner boundary 7e.
  • the cover dielectric film 8 has a cover through hole 8h in the center. In other words, the outer diameter of the conductive film opening 7h of the conductive film 7 is shorter than the outer diameter of the cover dielectric film 8.
  • the cover through hole 8h has a shape similar to that of the dielectric through hole 3h, and the cover through hole 8h is included in the conductive film opening 7h and has a narrower shape than the conductive film opening 7h. Therefore, the cover dielectric film 8 covers the conductive film inner boundary 7e (electrode boundary line) of the conductive film 7. And, the lower surface of the conductive film 7 that is not covered by the cover dielectric film 8 and the upper surface of the ground conductor 6 are in contact with each other.
  • the active gas buffer space 68 provided above the ground conductor 6 is circular in plan view, and multiple gas outlets 69 are provided around the bottom surface 65 of the active gas buffer space 68.
  • the formation area of the cover dielectric film 8 is also shown in Figures 15 and 16. As shown in these figures, the outer periphery of the cover dielectric film 8 is approximately the same as the outer periphery of the active gas buffer space 68.
  • a shielding dielectric film 9 is provided on the bottom surface 65 of the active gas buffer space 68.
  • the shielding dielectric film 9 is formed to a predetermined thickness and has a circular shape when viewed in a plan view.
  • the shielding dielectric film 9 is provided on the bottom surface 65 of the active gas buffer space 68 such that the central positions of the active gas buffer space 68 and the shielding dielectric film 9 are aligned.
  • the multiple gas outlets 69 overlap with the cover dielectric film 8 in plan view, but do not overlap with the dielectric through holes 3h and the cover through holes 8h in plan view.
  • a plurality of gas outlets 69 are provided around the bottom surface 65 of the active gas buffer space 68, penetrating the ground conductor 6. That is, a plurality of gas outlets 69 are provided in the peripheral region of the shielding dielectric film 9 in plan view.
  • the raw material gas G1 is supplied from outside the metal housing 2 to the discharge space 4 via the gas flow path 21 and the raw material gas flow space, as described above.
  • the raw material gas G1 When raw material gas G1 is supplied to the discharge space 4 where the dielectric barrier discharge is occurring, the raw material gas G1 is activated to become active gas G2, which passes through the dielectric through hole 3h and the cover through hole 8h and is introduced into the active gas buffer space 68.
  • the active gas G2 that has entered the active gas buffer space 68 passes through multiple gas outlets 69 provided on the bottom surface of the active gas buffer space 68 and is supplied to the subsequent processing space.
  • the main dielectric space where the high-voltage side dielectric film 2, which is the dielectric film for the first electrode, and the ground side dielectric film 3, which is the dielectric film for the second electrode, face each other becomes the dielectric space 18.
  • the dielectric space 18 has a circular shape in a plan view.
  • the space where the high-voltage side dielectric film 2 and the shield dielectric film 9 face each other is defined as the auxiliary dielectric space.
  • the discharge space 4 includes a main discharge space where the power supply 5 and the conductive film 7 overlap in a plan view within the dielectric space 18.
  • the high-voltage side dielectric film 2 and the ground side dielectric film 3 are installed in correspondence with each other so that they are at a certain distance in the height direction (Z direction), and the above-mentioned main discharge space of the discharge space 4 exists in the dielectric space 18 between the high-voltage side dielectric film 2 and the ground side dielectric film 3.
  • the discharge space 4 further includes an auxiliary discharge space 44 consisting of the dielectric through hole 3h, the cover through hole 8h, and a part of the active gas buffer space 68 on the shield dielectric film 9 within the auxiliary dielectric space.
  • the bottom surface area below the bottom surface 65 of the ground conductor 6 is used as a conductive film for the ground electrode set to ground potential, and a discharge voltage is applied between the power supply 5, which receives an AC voltage from the AC power source 15, and the conductive film for the ground electrode, thereby generating an auxiliary discharge space 44.
  • the auxiliary discharge space 44 includes the dielectric through hole 3h, the cover through hole 8h, and a part of the active gas buffer space 68.
  • the discharge space 4 formed in embodiment 1 includes the main discharge space in the dielectric space 18 and the auxiliary discharge space 44.
  • the paths leading from the auxiliary discharge space 44 to each of the multiple gas outlets 69 are defined as active gas flow paths.
  • the auxiliary discharge space 44 which is part of the discharge space 4, includes the dielectric through hole 3h, the cover through hole 8h, and part of the active gas buffer space 68, so that the volume of the active gas flow path from the auxiliary discharge space 44 to the multiple gas outlets 69 can be kept to the minimum necessary, thereby suppressing the amount of deactivation of the active gas G2.
  • the cover dielectric film 8 in the ground side electrode configuration part E2 of the electrode unit 50 covers the conductive film inner boundary 7e, which is the electrode boundary line of the conductive film 7, within the active gas buffer space 68, and overlaps with the multiple gas outlets 69 in a plan view, thereby suppressing the surface deactivation phenomenon in which the active gas G2 disappears as the active gas G2 collides with the conductive film 7.
  • the active gas generating device 71 of embodiment 1 can supply high-concentration active gas G2 from multiple gas outlets 69 to the downstream processing space.
  • the electrode unit 50 of embodiment 1 has the structure described above, so that the parts facing the discharge space 4 are only the parts made of dielectric materials, which are insulators (high voltage side dielectric film 2, ground side dielectric film 3, cover dielectric film 8, and shield dielectric film 9).
  • dielectric materials which are insulators (high voltage side dielectric film 2, ground side dielectric film 3, cover dielectric film 8, and shield dielectric film 9).
  • the housing bottom 1a of the housing 1 has a housing opening 41.
  • the housing opening 41 is provided in a region overlapping with the active gas buffer space 68 in a plan view, and penetrates the housing bottom 1a.
  • the active gas G2 ejected from the multiple gas ejection ports 69 is guided to the processing space below through the housing opening 41.
  • the housing opening 41 provided in the housing bottom 1a has an opening area that increases downward, and has a tapered shape with a bottom outer edge 41L, as shown in FIG. 2 and FIG. 7.
  • the housing opening 41 provided in the housing bottom 1a of the housing 1 has a tapered shape in which the opening area becomes wider as it goes downward.
  • the active gas generating device 71 of the first embodiment can minimize losses caused by the active gas G2 ejected from the multiple gas ejection ports 69 colliding with the bottom part 1a of the housing, and can supply a high concentration of active gas G2 to the processing space below.
  • Fig. 31 is a plan view that typically illustrates a planar structure of an active gas generator 72 according to the second embodiment of the present disclosure
  • Fig. 32 is a cross-sectional view that illustrates a cross-sectional structure along the line DD in Fig. 31.
  • three electrode units 51 to 53 which are multiple electrode units, are housed in the space S1 inside the housing 1X.
  • a raw material gas G1 is supplied to each of the electrode units 51 to 53 via the gas flow path 21.
  • a cooling path 22 for flowing a refrigerant is provided in the housing bottom 1a of the housing 1X of the active gas generator 72. As shown in Figures 31 and 32, the cooling path 22 is provided below the ground conductor 6 of each of the electrode units 51 to 53. In other words, the cooling path 22 and the ground conductor 6 of each of the electrode units 51 to 53 overlap in plan view.
  • the active gas generator 72 of the second embodiment configured as described above has the following advantages in addition to those of the first embodiment.
  • the housing bottom 1a of the housing 1X has a cooling passage 22 through which a refrigerant flows, so that the ground conductors 6 of each of the electrode units 51 to 53 and the ground-side dielectric film 3 arranged above the ground conductor 6 can be cooled.
  • the active gas generator 72 of the second embodiment is capable of high-power discharge in each of the electrode units 51 to 53, and the active gas G2 can be highly concentrated.
  • ⁇ Third embodiment> 33 and 34 are explanatory diagrams showing the structure of a power supply body 5B used in each of the electrode units 51 to 53 of an active gas generator 73 according to the third embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 33 shows the planar structure of the power supply body 5B
  • Fig. 34 shows the cross-sectional structure taken along the line E-E of Fig. 33.
  • the active gas generator 73 of the third embodiment is characterized in that the power supply 5 is replaced with a power supply 5B, as compared with the first embodiment. Therefore, the overall structure of the active gas generator 73 and the overall structure of the electrode unit 50 (5G10) are similar to the structures of the first embodiment shown in Figures 1 to 30 or the second embodiment shown in Figures 31 and 32.
  • the lower surface of the power supply body 5B in the electrode unit 50 and the upper surface of the high-voltage side dielectric film 2 are in contact with each other via a conductive liquid.
  • a conductive liquid is "Galinstan” (registered trademark).
  • the power supply 5B which is the conductive film for the first electrode, has a refrigerant flow path 58 through which a refrigerant flows inside the power supply 5B.
  • the refrigerant flow path 58 is provided in most of the area of the power supply 5B, meandering in a plan view, so that the refrigerant flows throughout the entire power supply 5B.
  • the power supply body 5B has a refrigerant inlet 56 on its surface for receiving refrigerant from the outside and supplying the refrigerant to the refrigerant flow path 58, and a refrigerant outlet 57 for discharging the refrigerant that has flowed through the refrigerant flow path 58 to the outside.
  • FIG. 35 is an explanatory diagram showing a schematic diagram of the refrigerant structure in the basic configuration of embodiment 3.
  • the refrigerant is supplied from the outside along refrigerant flow D1 and is discharged to the outside along refrigerant flow D2.
  • the refrigerant function is realized by current introducing members 14A and 14B and power supply body 5B.
  • each of the multiple electrode units, electrode units 51 to 53, is provided with a cooling structure as shown in FIG. 35.
  • current introducing members 14A and 14B are each provided by penetrating the upper housing 1c of the housing 1 (1X).
  • Current introducing members 14A and 14B which are the first and second current introducing members, have the same structure.
  • current introducing member 14A will be described as a representative of current introducing members 14A and 14B.
  • the current introducing member 14A includes a conductive tube 141, a flange 142, and an insulator 143 as its main components.
  • the conductive tube 141 and the flange 142 are both conductive, and the insulator 143 is insulating.
  • the conductive pipe 141 is used as an electrical connection between the AC power source 15 and the power supply 5B, and has a through hole through which the refrigerant can be transported.
  • the conductive tube 141 and the insulator 143 are joined, and the flange 142 and the insulator 143 are joined, so that the conductive tube 141, the flange 142, and the insulator 143 have an integrated structure.
  • the insulator 143 is provided between the conductive tube 141 and the flange 142 to prevent the conductive tube 141 and the flange 142 from being electrically connected.
  • the first current introducing member, current introducing member 14A is electrically connected to power supply body 5B and is connected to power supply body 5B so that refrigerant can be supplied from refrigerant inlet 56 to refrigerant flow path 58 via conductive tube 141. That is, current introducing member 14A is electrically connected to power supply body 5B via conductive tube 141, and refrigerant flowing through conductive tube 141 is supplied from refrigerant inlet 56 to refrigerant flow path 58.
  • the second current-introducing member, current-introducing member 14B is electrically connected to power supply body 5B and is connected to power supply body 5B so that the refrigerant can be discharged from refrigerant outlet 57 to the outside via conductive tube 141. That is, current-introducing member 14B is electrically connected to power supply body 5B via conductive tube 141, and the refrigerant flowing through conductive tube 141 is supplied to the outside.
  • the means for connecting the conductive tube 141 to the power supply body 5B is a welding joint or a connection via a joint.
  • the active gas generator 73 which is the basic configuration of the third embodiment, has the following advantages in addition to the advantages of the first embodiment.
  • the power supply 5B has a refrigerant flow path 58 inside, so that the refrigerant supplied from the refrigerant inlet 56 flows through the refrigerant flow path 58, and the refrigerant that has flowed through the refrigerant flow path 58 is discharged to the outside through the refrigerant outlet 57, thereby circulating the refrigerant, thereby cooling the power supply 5B and the high-pressure side dielectric film 2 provided below the power supply 5B.
  • the current introducing members 14A and 14B in addition to the current introducing function of applying AC voltage from the AC power source 15 to the power supply 5B, are equipped with a cooling structure that circulates refrigerant in the refrigerant flow path 58 of the power supply 5B, so that the number of parts can be kept to a minimum and each of the current introducing members 14A and 14B can be cooled.
  • the allowable current of the current introducing members 14A and 14B is determined by the allowable temperature of the current introducing members 14A and 14B, so by configuring the current introducing members 14A and 14B themselves to be coolable, the allowable current can be significantly increased even for current introducing members 14A and 14B that use conductive tubes 141 made of thin conductors.
  • the thermal conductivity between the power supply 5B and the high-voltage side dielectric film 2 can be improved, and problems such as tiny gaps occurring between the power supply 5B and the high-voltage side dielectric film 2 due to processing tolerances and surface roughness can be eliminated.
  • the electrode units 51 to 53 in the active gas generator 71 of embodiment 3 are each capable of discharging at high power, thereby achieving a high concentration of the active gas G2.
  • FIG. 36 is an explanatory diagram that illustrates a cooling structure in an active gas generation device 73X that is a modification of the third embodiment.
  • electrode units 51 and 52 are shown as the first and second electrode units.
  • the same components as those in the active gas generator 71 of embodiment 1 and the active gas generator 73, which is the basic configuration of embodiment 3, are given the same reference numerals, and the following description focuses on the characteristic features of the active gas generator 73X, which is a modified example of embodiment 3.
  • the refrigerant flow path 58, refrigerant inlet 56, and refrigerant outlet 57 of the power supply 5B in the electrode unit 51, which is the first electrode unit, are defined as the first refrigerant flow path, the first refrigerant inlet, and the first refrigerant outlet below.
  • the refrigerant flow path 58, the refrigerant inlet 56, and the refrigerant outlet 57 in the electrode unit 52, which is the second electrode unit, are defined as the second refrigerant flow path, the second refrigerant inlet, and the second refrigerant outlet.
  • the modified active gas generator 73X has a buffer conductor 13 and relay conduits 131 to 134 added as new components.
  • the buffer conductor 13 serves as a refrigerant relay member, and the relay conduits 131 to 134 serve as the first to fourth relay conduits.
  • the buffer conductor 13 which is a refrigerant relay member, is conductive and has a relay refrigerant flow path 135 provided inside, and through-flow paths 136 and 137, which are first and second through-flow paths that each penetrate from the top surface to the bottom surface.
  • the first to fourth relay conduits, 131 to 134, are each electrically conductive and have a refrigerant transport function.
  • each of the relay conduits 131-134 has a portion bellows-shaped.
  • the reason for making a portion of the relay conduits 131-134 bellows-shaped is to absorb the deviation in the distance between the buffer conductor 13 and the upper surface of the power feeder 5B caused by the tolerance of the parts, that is, to absorb the tolerance when manufacturing the active gas generator 73X.
  • the above tolerances are calculated by adding up not only the length tolerances of the relay conductive pipes 131 to 134, but also the height tolerances of the power feeder 5B and the thickness tolerances of the high-voltage side dielectric film 2 and other components located at the bottom of the power feeder 5.
  • the first to fourth relay conduits 131 to 134 are arranged between the buffer conductor 13, which is a refrigerant relay member, and the power supply 5B of each of the electrode units 51 and 52, so as to satisfy the following first to fourth refrigerant flow conditions.
  • First coolant flow condition a condition in which a coolant flows between the conduction pipe 141 of the current introducing member 14A and the first coolant inlet via the through-flow passage 136 and the relay conduction pipe 131;
  • Second refrigerant flow condition a condition in which the refrigerant flows between the first refrigerant outlet and the relay refrigerant flow path 135 via the relay conduit 132;
  • Third refrigerant flow condition a condition in which the refrigerant flows between the relay refrigerant flow path 135 and the second refrigerant inlet through the relay conduit 133;
  • Fourth coolant flow condition a condition in which the coolant flows between the second coolant outlet and the conduction pipe 141 of the current introducing member 14B via the relay conduction pipe 134 and the through passage 137;
  • the activated gas generator 73X which is a modified example of the third embodiment having the above configuration, provides the following effects in addition to the effects of the basic configurations of the first and third embodiments.
  • the active gas generator 73X which is a modification of the third embodiment, has relay conductors 131-134 arranged between the buffer conductor 13 and the power feeders 5B of the electrode units 51 and 52, respectively, so as to satisfy the first to fourth refrigerant flow conditions described above.
  • the modified active gas generator 73X can circulate the refrigerant in one refrigerant loop to cool both the power feeder 5B of the electrode unit 51 and the power feeder 5B of the electrode unit 52.
  • one refrigerant loop includes a current introducing member 14A, a through flow passage 136, a relay conduit 131, a first refrigerant inlet, a first refrigerant flow passage, a first refrigerant outlet, a relay conduit 132, a relay refrigerant flow passage 135, a relay conduit 133, a second refrigerant inlet, a second refrigerant flow passage, a second refrigerant outlet, a relay conduit 134, a through flow passage 137, and a current introducing member 14B.
  • the power supply 5B and high-voltage side dielectric film 2 of each of the electrode units 51 and 52 can be cooled with the minimum necessary device configuration of adding the buffer conductor 13 and relay conductive tubes 131 to 134 without increasing the number of relatively expensive current introducing members 14A and 14B.
  • modified example shown in FIG. 36 shows a cooling structure for the combination of electrode units 51 and 52, but the cooling structure of the modified example can be expanded to realize a cooling structure for the combination of electrode units 51 to 53 using only current introducing members 14A and 14B.
  • ⁇ Fourth embodiment> 37 is an explanatory diagram showing a cross-sectional structure of an electrode unit 50X used in an active gas generator 74 of embodiment 4.
  • the electrode unit 50X corresponds to any one of the electrode units 51 to 53 shown in embodiment 1.
  • the overall configuration of the active gas generator 74 is similar to that of the active gas generator 71 shown in FIG.
  • Figures 38 and 39 are explanatory diagrams each showing a schematic structure of the high-voltage side dielectric film 2B.
  • Figure 38 shows the planar structure of the high-voltage side dielectric film 2B
  • Figure 39 shows the cross-sectional structure of the high-voltage side dielectric film 2B.
  • the electrode unit 50X is characterized by replacing the high-voltage side dielectric film 2 of the electrode unit 50 of embodiment 1 with a high-voltage side dielectric film 2B.
  • the high-voltage side dielectric film 2B has an insulator structure portion 24 with a triple circular structure in a plan view on the peripheral surface area 27 around the power feeder placement recess 28.
  • the insulator structure portion 24 has an uneven structure provided on the upper surface of the high-voltage side dielectric film 2B.
  • Figure 38 shows the insulator structure portion 24 formed from the same dielectric material as the high-voltage side dielectric film 2B.
  • the high-voltage side dielectric film 2B in the electrode unit 50X has an insulator structure portion 24 with an uneven structure on its upper surface that does not overlap with the power supply 5 and the dielectric film suppression member 11 in a plan view. That is, in embodiment 4, an insulator structure portion 24 is provided on the upper surface corresponding to the exposed area EX2 of the high-voltage side dielectric film 2 in embodiment 1 shown in Figure 2 etc.
  • Figure 37 shows an insulator structure portion 24 formed of a dielectric.
  • the electrode unit 50X of embodiment 4 has an insulator structure portion 24 between the dielectric film suppression member 11 and the power supply 5 on the upper surface of the high-voltage side dielectric film 2B.
  • the following first and second methods can be considered as methods for forming the insulator structure portion 24.
  • the first method is a method in which the flat upper surface of the basic structure of the high-voltage side dielectric film 2B is cut to produce a high-voltage side dielectric film 2B that selectively has the insulator structure portion 24 on its upper surface.
  • the insulator structure portion 24 is made of the same material as the high-voltage side dielectric film 2B.
  • the second method is to manufacture the high-voltage side dielectric film 2B by separately manufacturing the insulator structure portion 24 and then selectively bonding the insulator structure portion 24 to the flat upper surface of the basic structure of the high-voltage side dielectric film 2B with an adhesive.
  • the insulator structure portion 24 may be made of the same constituent material as the high-voltage side dielectric film 2B or a different constituent material.
  • the high-voltage side dielectric film 2B of the electrode unit 50X has an uneven insulator structure portion 24 on the upper surface between the dielectric film suppression member 11 and the power supply 5, so that creeping discharge between the power supply 5 and the dielectric film suppression member 11 can be prevented.
  • the insulator structure portion 24 is made of the same dielectric material as the high-voltage side dielectric film 2B, but the insulator structure portion 24 may be made of a different material than the high-voltage side dielectric film 2B, other than a dielectric.

Landscapes

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Abstract

本開示は、誘電体膜の絶縁破壊を防止する構造の活性ガス生成装置を提供することを目的とする。本開示の活性ガス生成装置（７１）の電極ユニット（５１）において、誘電体膜支持部材（１０）は、高圧側誘電体膜（２）を下方から支持する支持面（１０Ｆ）を有している。接地側誘電体膜（３）の上方に設けられる誘電体膜抑圧部材（１１）の下面は、平面視して高圧側誘電体膜（２）の周辺領域及び誘電体膜支持部材（１０）の支持面（１０Ｆ）と重複する誘電体接触領域（１１２）と、平面視して高圧側誘電体膜（２）の中間領域と重複する誘電体非接触領域（１１１）とを有している。複数の抑圧補助部材（３２）の押圧力を受ける誘電体膜抑圧部材（１１）によって、上方の誘電体接触領域（１１２）から高圧側誘電体膜（２）が抑圧される。

Description

活性ガス生成装置
　本開示は、平行平板方式の電極構造を有し、誘電体バリア放電を利用して活性ガスを生成する活性ガス生成装置に関する。
　平行平板方式の電極構造を有し、誘電体バリア放電を採用した従来の活性ガス生成装置は、互いに対向する金属電極（電極用導電膜）と誘電体膜（電極用誘電体膜）との空隙、または、互いに対向する誘電体膜同士の空隙が放電空間となる。
　従来の活性ガス生成装置は、放電空間に誘電体バリア放電を発生させ、この放電空間に投入された原料ガスを活性化して活性ガスを生成するという、平行平板方式誘電体バリア放電を採用している。
　平行平板方式誘電体バリア放電を採用した活性ガス生成装置として、例えば、特許文献１で開示された活性ガス生成装置がある。
　活性ガスは一般に、活性ガスとしての寿命(活性ガスが高い反応性を保っている時間)が短く、短時間で活性ガスを使用する空間へ供給する必要がある。また、活性ガスは他の物質に衝突することでも失活することから、曲がりくねったパイプ等を経由して活性ガスを使用する空間へ供給することは望ましくない。
　このため、活性ガスを使用する空間において、処理対象物(活性ガスを吹きかける対象)が大きい場合、活性ガスを使用する空間へ供給するためのガス噴出孔を設ける第１の改良構造や、複数のガス噴出孔それぞれに対応する放電空間が複数存在する第２の改良構造を設ける必要がある。
国際公開第２０１９／１３８４５６号
　上述した第１の改良構造については、一つの誘電体膜に対して複数の貫通穴を設けるという手法が採用されている。したがって、第１の改良構造では、処理対象物に合わせて誘電体膜を大きくする必要があり、装置構成が大型化するという問題点があった。
　加えて、第１の改良構造は、放電によって発生する熱の除去機構がなく、放電による発熱で誘電体膜が破損してしまうという問題点もあった。
　上述した第２の改良構造では、放電空間を複数設ける必要があるため、装置構成が大型化してしまう問題点があった。
　また、特許文献１で開示された活性ガス生成装置では、誘電体膜に差圧がかかる場合、誘電体膜を厚くするなどの対応が必要となり、誘電体膜を厚くすると必要な印加電圧が増加する。印加電圧が増加すると、不要な部位の絶縁破壊対策や、高電圧に対応するために導入端子の大型化等の措置が必要となってしまう問題点があった。
　加えて、特許文献１で開示された従来の活性ガス生成装置では、誘電体膜の冷却はパージガスによる冷却のため、冷却効率がよくないという問題点があった。なぜなら、従来の活性ガス生成装置は、空冷のため、熱除去率が低いからである。
　本開示では、上記のような問題点を解決し、少なくとも誘電体膜の絶縁破壊を防止する構造の活性ガス生成装置を提供すること目的とする。
　本開示における活性ガス生成装置は、放電空間に供給された原料ガスを活性化して活性ガスを生成する活性ガス生成装置であって、電極ユニットと、筐体内空間に前記電極ユニットを収容し、導電性を有する筐体とを備え、前記筐体は、平坦面と前記平坦面から深さ方向に凹んだ導体収容空間とを含む筐体底部を有し、前記電極ユニットは、第１の電極構成部と、前記第１の電極構成部の下方に設けられる第２の電極構成部と、前記第２の電極構成部の下方に設けられ、前記導体収容空間内に収容される基準電位導体とを備え、前記第１の電極構成部は、第１の電極用誘電体膜と前記第１の電極用誘電体膜の上面上に形成される第１の電極用導電膜とを含み、前記第２の電極構成部は、第２の電極用誘電体膜と前記第２の電極用誘電体膜の下面上に形成される第２の電極用導電膜とを含み、前記基準電位導体は、上部に活性ガス用バッファ空間を有し、前記第２の電極構成部は前記活性ガス用バッファ空間を塞いで配置され、前記第２の電極用誘電体膜は平面視して前記活性ガス用バッファ空間と重複する領域に、前記第２の電極用誘電体膜を貫通する誘電体貫通口を有し、前記第２の電極用導電膜は平面視して前記活性ガス用バッファ空間と重複する領域に導電膜開口部を有し、前記導電膜開口部は平面視して前記誘電体貫通口と重複し、前記筐体底部は外部から原料ガスを受けるガス流路を有し、前記基準電位導体と前記筐体の前記導体収容空間との間に原料ガス用流通空間が設けられ、前記第１の電極用誘電体膜と前記第２の電極用誘電体膜とが対向する空間が主要誘電体空間として規定され、前記放電空間は、前記主要誘電体空間内において前記第１及び第２の電極用導電膜が平面視して重複する領域である主要放電空間を含み、原料ガスは前記ガス流路及び前記原料ガス用流通空間を介して前記放電空間に導かれ、前記第１の電極用導電膜に交流電圧が印加され、前記筐体及び前記基準電位導体を介して前記第２の電極用導電膜が基準電位に設定され、前記活性ガス生成装置は、前記筐体の前記平坦面上に設けられ、前記第１の電極用誘電体膜を下方から支持する支持面を有する誘電体膜支持部材と、前記第１の電極用誘電体膜を上方から抑圧するための誘電体膜抑圧部材とをさらに備え、前記誘電体膜抑圧部材は平面視して前記第１の電極用導電膜と重複せず、前記誘電体膜抑圧部材の下面は、前記第１の電極用誘電体膜の上面と接触する誘電体接触領域と前記第１の電極用誘電体膜の上面と接触しない誘電体非接触領域と有し、前記誘電体接触領域は平面視して前記第１の電極用誘電体膜の周辺領域及び前記誘電体膜支持部材の前記支持面と重複し、前記誘電体非接触領域は平面視して前記第１の電極用誘電体膜の中間領域と重複し、前記中間領域は前記周辺領域から前記第１の電極用導電膜側に隣接する領域であり、前記誘電体膜抑圧部材は導電性を有し、前記基準電位に設定され、前記第１の電極用誘電体膜は、前記誘電体接触領域において上方から前記誘電体膜抑圧部材によって抑圧される。
　本開示の活性ガス生成装置において、第１の電極用誘電体膜は、誘電体接触領域において上方から誘電体膜抑圧部材によって抑圧される。このため、誘電体膜抑圧部材によって第１の電極用誘電体膜に荷重がかかる領域は誘電体接触領域の下方領域のみに制限することができる。
　その結果、本開示の活性ガス生成装置は、第１の電極用誘電体膜へ不要な曲げ応力を与えることなく、誘電体膜抑圧部材の誘電体接触領域と誘電体膜支持部材の支持面との間で第１の電極用誘電体膜を固定することができる。
　さらに、基準電位に設定され、導電性を有する誘電体膜抑圧部材の誘電体非接触領域は、平面視して第１の電極用誘電体膜の中間領域と重複している。
　その結果、第１の電極用導電膜の電界強度を緩和して第１の電極用誘電体膜の中間領域の電位を低下させることができるため、本開示の活性ガス生成装置における電極ユニットは、第１の電極用誘電体膜と誘電体膜支持部材との空隙における絶縁破壊を防止することができる。
　本開示の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
本開示の実施の形態１である活性ガス生成装置の平面構造を模式的に示す平面図である。 図１のＡ－Ａ断面の断面構造を示す断面図である。 電極ユニットの平面構造を模式的に示す説明図（その１）である。 図３のＢ－Ｂ断面の断面構造を示す説明図である。 電極ユニットの平面構造を模式的に示す説明図（その２）である。 図５のＣ－Ｃ断面の断面構造を示す説明図である。 筐体の平面構造を模式的に示す説明図である。 筐体の断面構造を模式的に示す説明図である。 高圧側誘電体膜の平面構造を模式的に示す説明図である。 高圧側誘電体膜の断面構造を模式的に示す説明図である。 接地側誘電体膜の平面構造を模式的に示す説明図である。 接地側誘電体膜の断面構造を模式的に示す説明図である。 給電体の平面構造を模式的に示す説明図である。 給電体の断面構造を模式的に示す説明図である。 接地導体の平面構造を模式的に示す説明図である。 接地導体の断面構造を模式的に示す説明図である。 図１６の着目領域における詳細を示す説明図である。 カバー誘電体膜の平面構造を模式的に示す説明図である。 カバー誘電体膜の断面構造を模式的に示す説明図である。 接地側電極構成部の平面構造を模式的に示す説明図である。 接地側電極構成部の断面構造を模式的に示す説明図である。 シールド誘電体膜の平面構造を模式的に示す説明図である。 シールド誘電体膜の断面構造を模式的に示す説明図である。 誘電体膜支持部材の平面構造を模式的に示す説明図である。 誘電体膜支持部材の断面構造を模式的に示す説明図である。 誘電体膜抑圧部材の平面構造を模式的に示す説明図である。 誘電体膜抑圧部材の断面構造を模式的に示す説明図である。 図２７の着目領域における詳細を示す説明図である。 押圧部材の平面構造を模式的に示す説明図である。 押圧部材の断面構造を模式的に示す説明図である。 本開示の実施の形態２である活性ガス生成装置の平面構造を模式的に示す平面図である。 図３１のＤ－Ｄ断面の断面構造を示す断面図である。 実施の形態３の活性ガス生成装置における電極ユニットで用いられる給電体の平面構造を模式的に示す説明図である。 図３３のＥ－Ｅ断面における断面構造を示す説明図である。 実施の形態３の基本構成における冷媒機能を模式的に示す説明図である。 実施の形態３の変形例における冷媒機能を模式的に示す説明図である。 実施の形態４の活性ガス生成装置における電極ユニットの断面構造を示す説明図である。 図３７で示した高圧側誘電体膜の平面構造を模式的に示す説明図である。 図３７で示した高圧側誘電体膜の断面構造を模式的に示す説明図である。
　＜実施の形態１＞
　図１は本開示の実施の形態１である活性ガス生成装置７１の平面構造を模式的に示す平面図である。
　同図に示すように、活性ガス生成装置７１において、筐体１内に３つの電極ユニット５１～５３が収容されている。電極ユニット５１～５３それぞれにガス流路２１を介して原料ガスＧ１が供給される。そして、電極ユニット５１～５３それぞれは、放電空間４に供給された原料ガスＧ１を活性化して活性ガスＧ２を生成している。
　図２は図１のＡ－Ａ断面の断面構造を示す断面図である。図３～図６は電極ユニット５０の構造を部分的に説明する説明図である。なお、電極ユニット５０は電極ユニット５１～５３のいずれかに相当する。なお、電極ユニット５１～５３は互いに同一構造を呈している。
　図３は電極ユニット５０の平面構造を模式的に示す説明図である。図４は図３のＢ－Ｂ断面の断面構造を示す説明図である。図３及び図４は接地導体６及びその周辺の構造を示す第１の説明図となる。
　図５は電極ユニット５０の平面構造を模式的に示す説明図である。図６は図５のＣ－Ｃ断面の断面構造を示す説明図である。図５及び図６は接地導体６及びその周辺の詳細構造を示す第２の説明図となる。
　図７～図３０は、電極ユニット５０の構成部品の詳細を示す説明図である。図７及び図８は筐体１の構造を模式的に示す説明図である。図７は筐体１の平面構造を示しており、図８は筐体１の断面構造を示している。
　図９及び図１０はそれぞれ高圧側誘電体膜２の構造を模式的に示す説明図である。図９は高圧側誘電体膜２の平面構造を示しており、図１０は高圧側誘電体膜２の断面構造を示している。
　図１１及び図１２はそれぞれ接地側誘電体膜３の構造を模式的に示す説明図である。図１１は接地側誘電体膜３の平面構造を示しており、図１２は接地側誘電体膜３の断面構造を示している。
　図１３及び図１４はそれぞれ給電体５の構造を模式的に示す説明図である。図１３は給電体５の平面構造を示しており、図１４は給電体５の断面構造を示している。
　図１５～図１７はそれぞれ接地導体６の構造を模式的に示す説明図である。図１５は接地導体６の平面構造を示しており、図１６は接地導体６の断面構造を示しており、図１７は図１６の着目領域Ｒ１における詳細を示している。
　図１８及び図１９はそれぞれカバー誘電体膜８の構造を模式的に示す説明図である。図１８はカバー誘電体膜８の平面構造を示しており、図１９はカバー誘電体膜８の断面構造を示している。
　図２０及び図２１はそれぞれ接地側電極構成部Ｅ２の構造を模式的に示す説明図である。図２０は接地側電極構成部Ｅ２の平面構造を示しており、図２１は接地側電極構成部Ｅ２の断面構造を示している。接地側電極構成部Ｅ２は接地側誘電体膜３、導電膜７及びカバー誘電体膜８の組合せ構造を含んでいる。
　図２２及び図２３はそれぞれシールド誘電体膜９の構造を模式的に示す説明図である。図２２はシールド誘電体膜９の平面構造を示しており、図２３はシールド誘電体膜９の断面構造を示している。
　図２４及び図２５はそれぞれ誘電体膜支持部材１０の構造を模式的に示す説明図である。図２４は誘電体膜支持部材１０の平面構造を示しており、図２５は誘電体膜支持部材１０の断面構造を示している。
　図２６～図２８はそれぞれ誘電体膜抑圧部材１１の構造を模式的に示す説明図である。図２６は誘電体膜抑圧部材１１の平面構造を示しており、図２７は誘電体膜抑圧部材１１の断面構造を示しており、図２８は図２７の着目領域Ｒ２における詳細を示している。
　図２９及び図３０はそれぞれ押圧部材１２の構造を模式的に示す説明図である。図２９は押圧部材１２の平面構造を示しており、図３０は押圧部材１２の断面構造を示している。
　なお、図１～図３０はそれぞれ活性ガス生成装置７１、電極ユニット５０または電極ユニット５０の構成部品を模式的に示しており、縮尺を含む形状は図１～図３０間で必ずしも一致しない。また、図１～図３０それぞれにＸＹＺ直交座標系を記している。
　以下、上述した図１～図３０を適宜参照して、実施の形態１の活性ガス生成装置７１について説明する。
　（全体構造）
　図１に示すように、活性ガス生成装置７１は、複数の電極ユニットとして電極ユニット５１～５３と、筐体内空間Ｓ１（図８参照）に電極ユニット５１～５３を収容し、導電性を有する筐体１とを備えている。
　図２及び図７に示すように、筐体１は、平坦面１Ｆと平坦面１Ｆから深さ方向に凹んだ導体収容空間６Ｓとを含む筐体底部１ａを有している。
　図８に示すように、筐体１は筐体底部１ａ、筐体側部１ｂ及び筐体上部１ｃを有し、筐体底部１ａ、筐体側部１ｂ及び筐体上部１ｃによって、電極ユニット５１～５３を内部に収容する筐体内空間Ｓ１を形成している。
　電極ユニット５１～５３はそれぞれ接地導体６が導体収容空間６Ｓ内に配置される態様で筐体１の筐体内空間Ｓ１内に収容される。図７に示すように、外部により供給される原料ガスＧ１は、筐体底部１ａ内に設けられたガス流路２１を介して導体収容空間６Ｓ内に配置された接地導体６の下面及び側面に設けられる原料ガス用流通空間に供給される。
　電極ユニット５１（５０）は、第１の電極構成部である高圧側電極構成部Ｅ１と、第１の電極構成部である高圧側電極構成部Ｅ１の下方に設けられる第２の電極構成部である接地側電極構成部Ｅ２とを備えている。
　電極ユニット５１は、第２の電極構成部である接地側電極構成部Ｅ２の下方に設けられ、導体収容空間６Ｓ内に収容される基準電位導体である接地導体６をさらに備えている。接地導体６は金属等の導電体を構成材料としている。
　高圧側電極構成部Ｅ１は第１の電極用誘電体膜である高圧側誘電体膜２と高圧側誘電体膜２の上面上に形成される第１の電極用導電膜である給電体５とを含んでいる。なお、第１の電極用導電膜である給電体５は、第１の電極用誘電体膜である高圧側誘電体膜２の中央に設けられた給電体配置用凹部２８上に設けられる。
　高圧側誘電体膜２は誘電体を構成材料としており、給電体５は金属等の導電体を構成材料としている。例えば、給電体５は金属製で構成される。
　接地側電極構成部Ｅ２は、第２の電極用誘電体膜である接地側誘電体膜３と接地側誘電体膜３の下面上に形成される第２の電極用導電膜である導電膜７とを含んでいる。なお、導電膜７の膜厚は薄いため、図２等では図示が省略され、図２０及び図２１で導電膜７の形成領域が示されている。
　接地側誘電体膜３は誘電体を構成材料としており、導電膜７は金属等の導電体を構成材料としている。
　基準電位導体である接地導体６は、上部に非貫通の活性ガス用バッファ空間９Ｓを有し、接地側電極構成部Ｅ２は活性ガス用バッファ空間９Ｓを塞いで配置される。したがって、活性ガス用バッファ空間９Ｓ外において、導電膜７の下面と接地導体６の上面とが接触関係を有する。
　第２の電極用誘電体膜である接地側誘電体膜３は平面視して活性ガス用バッファ空間９Ｓと重複する領域に、接地側誘電体膜３を貫通する誘電体貫通口３ｈを有し、第２の電極用導電膜である導電膜７は平面視して活性ガス用バッファ空間９Ｓと重複する領域に導電膜開口部７ｈを有し、導電膜開口部７ｈは平面視して誘電体貫通口３ｈと重複している。
　筐体１の筐体底部１ａは外部から原料ガスＧ１を受けるガス流路２１を有し、接地導体６と筐体１の導体収容空間６Ｓとの間に原料ガス用流通空間が設けられる。原料ガス用流通空間は後述するように、原料ガスバッファ空間６１、スリット空間６２及び側面空間６３を含んでいる。
　原料ガスＧ１はガス流路２１及び上記原料ガス用流通空間を介して、放電空間４の主要放電空間に導かれる。なお、主要放電空間は、後述するように、高圧側誘電体膜２と接地側誘電体膜３との間の誘電体空間１８内における放電空間４を意味する。
　交流電源１５から印加される交流電圧は、電気配線や導入端子等の電気的接続手段を介して、第１の電極用導電膜である給電体５に印加される。なお、電気的接続手段を示す図示は図２等では省略している。
　一方、筐体１は基準電位である接地電位に設定される。したがって、筐体１及び接地導体６を介して第２の電極用導電膜である導電膜７が接地電位に設定される。
　電極ユニット５１（５０）は、さらに誘電体膜支持部材１０、誘電体膜抑圧部材１１及び押圧部材１２等の補助部材を備えている。
　（高圧側誘電体膜２の固定）
　誘電体膜支持部材１０の段差部１０２は、筐体１の平坦面１Ｆ上に設けられ、高圧側誘電体膜２を下方から支持する支持面１０Ｆとなる上面を有している。この際、誘電体膜支持部材１０の側面と筐体１の筐体底部１ａの導体収容空間６Ｓの側面とが一致するように、誘電体膜支持部材１０は平坦面１Ｆ上に配置される。
　誘電体膜抑圧部材１１は、高圧側誘電体膜２を上方から抑圧するための部材であり、平面視して給電体５と重複しない。すなわち、高圧側誘電体膜２の上面に、誘電体膜抑圧部材１１及び給電体５が形成されていない露出領域ＥＸ２が存在する。
　図６、図２７及び図２８に示すように、誘電体膜抑圧部材１１の下面は、高圧側誘電体膜２の上面と接触する誘電体接触領域１１２と高圧側誘電体膜２の上面と接触しない誘電体非接触領域１１１と有している。誘電体接触領域１１２は高圧側誘電体膜２と接して荷重を加える領域となり、誘電体非接触領域１１１は高圧側誘電体膜２とは接触関係を有することなく、高圧側誘電体膜２の上面上で給電体５側にせり出す領域となる。
　誘電体接触領域１１２は平面視して高圧側誘電体膜２の周辺領域及び誘電体膜支持部材１０の支持面１０Ｆと重複し、誘電体非接触領域１１１は平面視して高圧側誘電体膜２膜の周辺領域より内側の中間領域と重複している。すなわち、中間領域は高圧側誘電体膜２の周辺領域から給電体５側に隣接する領域となる。
　誘電体膜抑圧部材１１は金属等で構成され、導電性を有し、筐体１、取付用ボルト３１、及び押圧部材１２を介して基準電位である接地電位に設定される。取付用ボルト３１及び押圧部材１２も導電性を有している。
　したがって、高圧側誘電体膜２は、誘電体接触領域１１２において上方から誘電体膜抑圧部材１１によって抑圧される。以下、誘電体膜支持部材１０、誘電体膜抑圧部材１１及び押圧部材１２の組合せ構造について詳述する。
　図２に示すように、誘電体膜支持部材１０の上面上に押圧部材１２が配置され、取付用ボルト３１によって押圧部材１２及び誘電体膜支持部材１０が筐体１の筐体底部１ａ上に固定される。
　図２４及び図２５に示すように、誘電体膜支持部材１０は平面視して中央に中央開口部１００を有する円状を呈している。中央開口部１００の周辺に段差部１０２と周辺部上面１０１とからなる段差構造が円環状に設けられる。段差部１０２の上面が支持面１０Ｆとなる。段差部１０２（支持面１０Ｆ）の外周側の周辺部上面１０１に複数の貫通口１０ｈが離散して円状に設けられる。
　一方、図９及び図１０に示すように、高圧側誘電体膜２は平面視して中央に給電体配置用凹部２８を有する円状を呈している。給電体配置用凹部２８の周辺に円環状に周辺表面領域２７が設けられる。また、高圧側誘電体膜２は平面視して円状の凹部底面２６を有し、凹部底面２６の周辺の底面が平面視して円環状の凸部底面２３となる。
　図１３及び図１４に示すように、給電体５は円柱形状を有している。給電体５の底面が高圧側誘電体膜２の給電体配置用凹部２８上に位置する態様で、給電体５は高圧側誘電体膜２の上面上に配置される。
　第１の電極用導電膜である給電体５には交流電源１５より交流電圧が印加される。なお、図５に示すように、給電体配置用凹部２８は平面視して給電体５を含み、給電体５より少し広い平面形状を有している。
　高圧側誘電体膜２は誘電体膜支持部材１０の支持面１０Ｆと高圧側誘電体膜２の凸部底面２３とが接触する態様で、高圧側誘電体膜２は誘電体膜支持部材１０上に配置される。高圧側誘電体膜２と誘電体膜支持部材１０とは、図示しないＯリング等のシール材を介して接触させている。
　また、図２６及び図２７に示すように、誘電体膜抑圧部材１１は平面視して中央に中央開口部１１０を有する円状を呈している。中央開口部１１０の外周側に設けられる円環状の下面領域が誘電体非接触領域１１１となり、誘電体非接触領域１１１の外周側に設けられる円環状の下面領域が誘電体接触領域１１２となる。
　図２８に示すように、誘電体接触領域１１２は誘電体非接触領域１１１より下方（－Ｚ方向）に突出しており、高圧側誘電体膜２の上面Ｕ２と接触関係を有する。一方、誘電体非接触領域１１１は高圧側誘電体膜２の上面Ｕ２との間に隙間ＳＰ１１が存在するため、高圧側誘電体膜２の上面Ｕ２と非接触となる。
　図２９及び図３０に示すように、押圧部材１２は平面視して中央に中央開口部１２０を有する円状を呈している。中央開口部１２０の外周側の外周領域１２５に複数の内側貫通口１２１ｈが離散して円状に設けられ、複数の内側貫通口１２１ｈの外周側に複数の外側貫通口１２２ｈが離散して円状に設けられる。
　このように、押圧部材１２の外周領域１２５に複数の内側貫通口１２１ｈと複数の外側貫通口１２２ｈとが設けられる。なお、複数の内側貫通口１２１ｈはそれぞれタップを切った貫通口となる。
　上述した構造の押圧部材１２の外周領域１２５の一部が誘電体膜支持部材１０上に載置され、複数の取付用ボルト３１によって、誘電体膜支持部材１０及び押圧部材１２は筐体１の筐体底部１ａに固定される。複数の取付用ボルト３１のねじ部は複数の外側貫通口１２２ｈ及び複数の貫通口１０ｈを貫通し、筐体底部１ａに取り付けられる。
　図２～図６に示すように、押圧部材１２は、平面視して誘電体膜支持部材１０及び誘電体膜抑圧部材１１と重複する領域に配置されている。
　一方、押圧部材１２の複数の内側貫通口１２１ｈを貫通させる態様で複数の抑圧補助部材３２を押圧部材１２に取り付けている。抑圧補助部材３２としてボルトや止めねじ等を考えられる。複数の抑圧補助部材３２によって誘電体膜抑圧部材１１を押圧するように、複数の抑圧補助部材３２が複数の内側貫通口１２１ｈ内に取り付ける。複数の抑圧補助部材３２は平面視して誘電体膜抑圧部材１１の誘電体接触領域１１２と高圧側誘電体膜２の凸部底面２３と重複する位置に設けられる。
　したがって、複数の抑圧補助部材３２の押圧力を受ける誘電体膜抑圧部材１１によって、上方の誘電体接触領域１１２から高圧側誘電体膜２が抑圧される。
　上述したように、実施の形態１の活性ガス生成装置７１の電極ユニット５０において、第１の電極用誘電体膜である高圧側誘電体膜２は、複数の抑圧補助部材３２の押圧力を受ける誘電体膜抑圧部材１１によって、上方の誘電体接触領域１１２から抑圧される。このため、誘電体膜抑圧部材１１によって高圧側誘電体膜２に荷重がかかる領域は誘電体接触領域１１２の下方領域のみに制限することができる。
　その結果、実施の形態１の活性ガス生成装置７１は、高圧側誘電体膜２に不要な曲げ応力を与えることなく、誘電体膜抑圧部材１１の誘電体接触領域１１２と誘電体膜支持部材１０の支持面１０Ｆとの間で高圧側誘電体膜２を安定性良く固定することができる。
　誘電体膜抑圧部材１１は、基準電位である接地電位に設定され、導電性を有している。誘電体膜抑圧部材１１の誘電体非接触領域１１１は、平面視して高圧側誘電体膜２の中間領域と重複している。
　したがって、電極ユニット５０は、誘電体非接触領域１１１を有する誘電体膜抑圧部材１１によって給電体５の電界強度を緩和して高圧側誘電体膜２の中間領域の電位を低下させることができるため、高圧側誘電体膜２と接地側誘電体膜３との外径方向の電位を低下させることができる。
　その結果、実施の形態１の活性ガス生成装置７１における電極ユニット５０は、高圧側誘電体膜２と誘電体膜支持部材１０との空隙２０における絶縁破壊を確実に防止することができる。
　（接地導体６）
　図１５～図１７に示すように、筐体１の導体収容空間６Ｓ内に収容される接地導体６は、平面視して円状を呈しており、底面の端部領域に原料ガスバッファ空間６１及びスリット空間６２を有している。
　原料ガスバッファ空間６１は平面して円環状に形成されており、図２に示すように、ガス流路２１と繋がっており、外部から供給される原料ガスＧ１をガス流路２１を介して原料ガスバッファ空間６１内に取り込むことができる。
　原料ガスバッファ空間６１の周辺に複数のスリット空間６２が離散して設けられる。図１７に示すように、複数のスリット空間６２はそれぞれ原料ガスバッファ空間６１と繋がっており、原料ガスバッファ空間６１からスリット空間６２にかけて原料ガスＧ１を流通されることができる。
　図６及び図１７に示すように、側面空間６３は導体収容空間６Ｓの内周側面と接地導体６の外周側面との間の隙間空間であり、平面視して円環状に設けられる。
　誘電体膜支持部材１０と接地導体６とは、図３及び図４に示すような位置関係を有するため、側面空間６３を通過した原料ガスＧ１は誘電体膜支持部材１０の下方側面領域Ｒ１０に供給される。
　このように、原料ガスバッファ空間６１は、接地導体６の下面側に設けられ、ガス流路２１介して原料ガスＧ１を受けている。複数のスリット空間６２はそれぞれ、接地導体６の下面側に設けられ、原料ガスバッファ空間６１に繋がっている。
　側面空間６３は、接地導体６の側面側に設けられ、複数の前記スリット空間に繋がっている。上述したように、原料ガス用流通空間は、原料ガスバッファ空間６１、複数のスリット空間６２及び側面空間６３を含んでいる。
　したがって、外部からガス流路２１に供給される原料ガスＧ１は、原料ガスバッファ空間６１、スリット空間６２及び側面空間６３を経由して、放電空間４に導かれる。
　複数のスリット空間６２はそれぞれ、原料ガスＧ１が原料ガスバッファ空間６１で一時的に滞留した後、複数のスリット空間６２それぞれに流れるように、原料ガスバッファ空間６１と比較的して原料ガスが流れにくい狭い空間に設定される。すなわち、複数のスリット空間６２は、原料ガスバッファ空間６１や側面空間６３と比較して原料ガスＧ１の流れ易さを表す係数であるコンダクタンスを小さくしている。
　その結果、実施の形態１の活性ガス生成装置７１は、放電空間４へ原料ガスＧ１を空間的に均一に供給することができる。すなわち、平面視して円状の誘電体空間１８の周辺部から中心の放電空間４に向かって均一に原料ガスＧ１が供給される。
　スリット空間６２のコンダクタンスを下げることによって、原料ガスバッファ空間６１と側面空間６３との差圧が大きくなり、複数のスリット空間６２それぞれを流れる原料ガスＧ１の流量のばらつきが低減化される。したがって、原料ガスＧ１は放電空間４に向けて均一に供給される。なお、原料ガスＧ１の流量は、例えば、ガス流路２１の上流に設けられたマスフローコントローラー(MFC)等よって調整される。
　したがって、一般的な活性ガス生成装置は、原料ガスＧ１が均一に供給されないと、原料ガスＧ１が放電空間４を通過する時間が変わる結果、活性ガスＧ２の生成効率が悪化する不具合が生じる。実施の形態１の活性ガス生成装置７１は、原料ガスＧ１を均一に供給することができるため、上記した不具合は生じない。
　（接地側電極構成部Ｅ２と活性ガス用バッファ空間９Ｓ）
　上述したように、第２の電極構成部である接地側電極構成部Ｅ２は接地側誘電体膜３及び導電膜７を含んでいる。
　図１１及び図１２に示すように、接地側誘電体膜３は平面視して円状を呈しており、中央に円状の誘電体貫通口３ｈを有している。
　図１８及び図１９に示すように、カバー誘電体膜８は平面視して円状を呈しており、中央に円状のカバー貫通口８ｈを有している。なお、カバー誘電体膜８は接地側誘電体膜３と同じ構成材料を用いることが望ましい。これは、カバー誘電体膜８と接地側誘電体膜３との間で熱膨張係数が異なる場合に、歪が生じることを防ぐためである。また、熱膨張係数が近い材料を、カバー誘電体膜８及び接地側誘電体膜３それぞれの材料として選択しても良い。
　図２０及び図２１に示すように、導電膜７は平面視して円状を呈しており、中央に平面視して円状の導電膜開口部７ｈを有している。
　誘電体貫通口３ｈ及び導電膜開口部７ｈはそれぞれ平面視して活性ガス用バッファ空間６８と重複しており、図２１に示すように、導電膜開口部７ｈは平面視して誘電体貫通口３ｈを含み、誘電体貫通口３ｈより広い形状を呈している。
　接地側誘電体膜３及び導電膜７それぞれの中心位置を一致させた態様で接地側誘電体膜３の下面上に導電膜７が設けられる。導電膜７の径は接地側誘電体膜３の径と同程度に設定されるが、中央に誘電体貫通口３ｈより広い導電膜開口部７ｈが設けられている分、導電膜７の形成面積は接地側誘電体膜３の形成面積より狭い。
　導電膜開口部７ｈの円周状の外周線となる導電膜内側境界７ｅは、導電膜７における導誘電体貫通口３ｈ側の端部となり、導電膜内側境界７ｅより内側の領域には導電膜７が形成されていない。導電膜内側境界７ｅが導電膜７の電極境界線となる。したがって、図２１に示すように、接地側誘電体膜３の下面上における導電膜７の形成領域Ａ７は、接地側誘電体膜３の外周位置から導電膜内側境界７ｅに至る領域となる。
　図２０及び図２１に示すように、カバー誘電体膜８は接地側誘電体膜３の下面上から導電膜内側境界７ｅを含んで導電膜７の下面上にかけて円状に設けられる。ただし、カバー誘電体膜８は中心にカバー貫通口８ｈを有している。すなわち、導電膜７の導電膜開口部７ｈの外径は、カバー誘電体膜８の外径より短くなる寸法関係となる。
　カバー貫通口８ｈは誘電体貫通口３ｈと同程度の形状を有し、カバー貫通口８ｈは導電膜開口部７ｈに含まれ、導電膜開口部７ｈより狭い形状を有している。したがって、カバー誘電体膜８は導電膜７の導電膜内側境界７ｅ（電極境界線）を覆っている。そして、カバー誘電体膜８が覆われていない導電膜７の下面と接地導体６の上面とが接触関係を有することになる。
　図１５及び図１６に示すように、接地導体６の上部に設けられる活性ガス用バッファ空間６８は平面視して円状を呈しており、活性ガス用バッファ空間６８の底面６５の周辺に複数のガス噴出口６９が設けられる。
　図１５及び図１６にカバー誘電体膜８の形成領域も併せて示している。これらの図にしめすように、カバー誘電体膜８の外周線は活性ガス用バッファ空間６８の外周線とほぼ同じになる。
　図２及び図１６に示すように、活性ガス用バッファ空間６８の底面６５上にシールド誘電体膜９が設けられる。
　図２２及び図２３に示すようにシールド誘電体膜９は所定の膜厚で平面視して円状に形成されている。
　シールド誘電体膜９は、活性ガス用バッファ空間６８及びシールド誘電体膜９それぞれの中心位置を一致させた態様で活性ガス用バッファ空間６８の底面６５上に設けられる。
　図１５及び図１６に示すように、複数のガス噴出口６９は平面視してカバー誘電体膜８と重複し、かつ、平面視して誘電体貫通口３ｈ及びカバー貫通口８ｈとは重複しない。
　図１６に示すように、活性ガス用バッファ空間６８の底面６５の周辺に接地導体６を貫通して複数のガス噴出口６９が設けられる。すなわち、平面視してシールド誘電体膜９の周辺領域に複数のガス噴出口６９が設けられる。
　このような構造の実施の形態１の活性ガス生成装置７１において、原料ガスＧ１は金属筐体２の外部から、前述したように、ガス流路２１及び原料ガス用流通空間を経由して放電空間４に供給される。
　誘電体バリア放電が発生している放電空間４に原料ガスＧ１が供給されると、原料ガスＧ１は活性化され活性ガスＧ２となり、誘電体貫通口３ｈ及びカバー貫通口８ｈを通過して活性ガス用バッファ空間６８に導入される。活性ガス用バッファ空間６８内に入った活性ガスＧ２は、活性ガス用バッファ空間６８の底面に設けられた複数のガス噴出口６９を通過して後段の処理空間に供給される。
　このような構成の実施の形態１の活性ガス生成装置７１において、第１の電極用誘電体膜である高圧側誘電体膜２と、第２の電極用誘電体膜である接地側誘電体膜３とが対向する主要誘電体空間が誘電体空間１８となる。誘電体空間１８は平面視して円状を呈している。また、高圧側誘電体膜２とシールド誘電体膜９とが対向する空間が補助誘電体空間として規定される。放電空間４は、誘電体空間１８内において給電体５と導電膜７とが平面視して重複する主要放電空間を含んでいる。
　上記主要放電空間を形成するために、高圧側誘電体膜２と接地側誘電体膜３が高さ方向（Ｚ方向）に一定の距離となるように対応して設置されており、高圧側誘電体膜２と接地側誘電体膜３との間の誘電体空間１８内に放電空間４の上記主要放電空間が存在している。
　放電空間４は、さらに、上記補助誘電体空間内において誘電体貫通口３ｈ、カバー貫通口８ｈ、及びシールド誘電体膜９上の活性ガス用バッファ空間６８の一部からなる補助放電空間４４を含んでいる。
　接地導体６において底面６５下の底面領域を接地電位に設定された接地電極用導電膜として用い、交流電源１５より交流電圧を受ける給電体５と上記接地電極用導電膜との間に放電電圧を印加することにより、補助放電空間４４を生成することができる。
　前述したように、補助放電空間４４は誘電体貫通口３ｈ、カバー貫通口８ｈ及び活性ガス用バッファ空間６８の一部を含んでいる。このように、実施の形態１で形成される放電空間４は、誘電体空間１８内の主要放電空間及び補助放電空間４４を含んでいる。
　実施の形態１の活性ガス生成装置５１において、補助放電空間４４から複数のガス噴出口６９それぞれに至る経路が活性ガス流通経路として規定される。
　実施の形態１の活性ガス生成装置７１において、放電空間４の一部である補助放電空間４４は誘電体貫通口３ｈとカバー貫通口８ｈと活性ガス用バッファ空間６８の一部とを含んでいるため、補助放電空間４４から複数のガス噴出口６９に至る活性ガス流通経路を必要最小限の体積に抑えて活性ガスＧ２の失活量を抑制することができる。
　さらに、電極ユニット５０の接地側電極構成部Ｅ２におけるカバー誘電体膜８は、活性ガス用バッファ空間６８内において導電膜７の電極境界線である導電膜内側境界７ｅを覆い、かつ、平面視して複数のガス噴出口６９と重複しているため、活性ガスＧ２が導電膜７に衝突することに伴い活性ガスＧ２が消失する表面失活現象を抑制することができる。
　その結果、実施の形態１の活性ガス生成装置７１は、高濃度な活性ガスＧ２を複数のガス噴出口６９から後段の処理空間に供給することができる。
　実施の形態１の電極ユニット５０は、上記述した構造を有することにより、放電空間４に面する部分は絶縁体である誘電体を構成材料とした部品（高圧側誘電体膜２，接地側誘電体膜３，カバー誘電体膜８及びシールド誘電体膜９）のみとなる。金属材料が放電に面すると容易にイオン化し、ガス中に金属イオンが含まれることとなり、コンタミネーションの原因となる。一方、誘電体は放電に面しても容易にイオン化はしないため、ガス中へのコンタミネーションを防止することができる。
　（筐体開口部４１）
　図２に示すように、筐体１の筐体底部１ａは筐体開口部４１を有している。筐体開口部４１は活性ガス用バッファ空間６８と平面視して重複する領域に設けられ、筐体底部１ａを貫通している。
　したがって、複数のガス噴出口６９噴出される活性ガスＧ２は、筐体開口部４１を介して下方の処理空間に導かれる。
　図２に示すように、筐体底部１ａに設けられた筐体開口部４１は、下方に向かうに従い開口面積が広くなり、図２及び図７に示すように、最下外周縁４１Ｌを有するテーパー形状を有している。
　実施の形態１の活性ガス生成装置７１において、筐体１の筐体底部１ａに設けられる筐体開口部４１は下方に向かうに従い開口面積が広くなるテーパー形状を有している。
　このため、実施の形態１の活性ガス生成装置７１は、複数のガス噴出口６９から噴出される活性ガスＧ２が筐体底部１ａに衝突することによる損失を最小限に抑え、高濃度な活性ガスＧ２を下方の処理空間に供給することができる。
　＜実施の形態２＞
　図３１は本開示の実施の形態２である活性ガス生成装置７２の平面構造を模式的に示す平面図である。図３２は図３１のＤ－Ｄ断面の断面構造を示す断面図である。
　以下、図１～図３０で示した実施の形態１の活性ガス生成装置７１と同一の構成部分は同一符号を付して、実施の形態２の活性ガス生成装置７２の特徴部分を中心に説明する。
　実施の形態２の活性ガス生成装置７２において、筐体１Ｘの筐体内空間Ｓ１に複数の電極ユニットである３つの電極ユニット５１～５３が収容されている。電極ユニット５１～５３それぞれにガス流路２１を介して原料ガスＧ１が供給される。
　さらに、活性ガス生成装置７２の筐体１Ｘの筐体底部１ａにおいて、ガス流路２１に加え、冷媒を流す冷却路２２をさらに設けている。図３１及び図３２に示すように、冷却路２２は電極ユニット５１～５３それぞれの接地導体６の下方に設けられる。すなわち、冷却路２２と電極ユニット５１～５３それぞれの接地導体６とは平面視して重複している。
　上記構成の実施の形態２の活性ガス生成装置７２は、実施の形態１の効果に加え、以下の効果を奏する。
　実施の形態２の活性ガス生成装置７２において、筐体１Ｘの筐体底部１ａは冷媒を流す冷却路２２を有しているため、電極ユニット５１～５３それぞれの接地導体６及び接地導体６の上方に配置される接地側誘電体膜３を冷却することができる。
　したがって、放電空間４における誘電体バリア放電によって発生した熱を、冷却された接地側誘電体膜３によって除去することができる。その結果、実施の形態２の活性ガス生成装置７２は、電極ユニット５１～５３それぞれにおいて高電力での放電が可能となり、活性ガスＧ２の高濃度化を図ることができる。
　＜実施の形態３＞
　図３３及び図３４は本開示の実施の形態３である活性ガス生成装置７３の電極ユニット５１～５３それぞれで用いられる給電体５Ｂの構造を示す説明図である。図３３は給電体５Ｂの平面構造を示しており、図３４は図３３のＥ－Ｅ断面における断面構造を示している。
　実施の形態３の活性ガス生成装置７３は、実施の形態１と比較して、給電体５を給電体５Ｂに置き換えたことを特徴としている。したがって、活性ガス生成装置７３の全体構造及び電極ユニット５０（５Ｇ１０）の全体構造は、図１～図３０で示した実施の形態１または図３１及び図３２で示した実施の形態２の構造と同様である。
　この際、電極ユニット５０における給電体５Ｂの下面と高圧側誘電体膜２の上面とは導電性を有する液体を介して接触関係を有している。このような液体として例えば「ガリンスタン」（登録商標）が考えられる。
　以下、実施の形態１の活性ガス生成装置７１と同一の構成部分は同一符号を付して、実施の形態３の活性ガス生成装置７３の特徴部分を中心に説明する。
　第１の電極用導電膜である給電体５Ｂは、給電体５Ｂの内部に冷媒を流す冷媒流路５８を有している。図３３及び図３４に示すように、給電体５Ｂの全体に冷媒を流すべく、冷媒流路５８は平面視して蛇行させながら給電体５Ｂの大部分の領域に設けられる。
　給電体５Ｂは、外部より冷媒を受け、冷媒流路５８に冷媒を供給するための冷媒入口５６と、冷媒流路５８を流れた冷媒を外部に冷媒を排出するための冷媒出口５７とを表面に有している。
　図３５は実施の形態３の基本構成における冷媒構造を模式的に示す説明図である。図３５に示すように、冷媒は冷媒の流れＤ１に沿って外部から供給され、冷媒の流れＤ２に沿って外部に排出される。同図に示すように、冷媒機能は、電流導入部材１４Ａ及び１４Ｂと給電体５Ｂとによって実現される。
　なお、実施の形態３の基本構成では、複数の電極ユニットである電極ユニット５１～５３それぞれにおいて、図３５で示す冷却構造を設けている。
　同図に示すように、電流導入部材１４Ａ及び１４Ｂはそれぞれ筐体１（１Ｘ）の筐体上部１ｃを貫通して設けられる。第１及び第２の電流導入部材となる電流導入部材１４Ａ及び１４Ｂは同一構造である。以下、電流導入部材１４Ａ及び１４Ｂのうち電流導入部材１４Ａを代表して説明する。
　電流導入部材１４Ａは導通管１４１、フランジ１４２及び碍子１４３を主要構成要素として含んでいる。導通管１４１及びフランジ１４２はそれぞれ導電性を有し、碍子１４３は絶縁性を有している。
　導通管１４１は交流電源１５と給電体５Ｂとの電気的接続手段として用いられ、かつ、冷媒を輸送可能な貫通口を有している。
　電流導入部材１４Ａにおいて、導通管１４１と碍子１４３とが接合され、フランジ１４２と碍子１４３とが接合され、導通管１４１、フランジ１４２及び碍子１４３は一体化構造を呈している。ただし、導通管１４１とフランジ１４２との間に碍子１４３が設けられることにより、導通管１４１とフランジ１４２とが電気的に接続されることを防止している。
　電流導入部材１４Ａ及び１４Ｂはそれぞれフランジ１４２によって筐体１Ｘの筐体上部１ｃに固定される。
　第１の電流導入部材である電流導入部材１４Ａは、給電体５Ｂと電気的接続関係を有し、かつ、導通管１４１を介して冷媒入口５６から冷媒流路５８に冷媒が供給できるように給電体５Ｂに接続される。すなわち、電流導入部材１４Ａにおいて、導通管１４１によって給電体５Ｂとの電気的に接続が図られ、導通管１４１内を流れる冷媒を冷媒入口５６から冷媒流路５８に供給している。
　第２の電流導入部材である電流導入部材１４Ｂは、給電体５Ｂと電気的接続関係を有し、かつ、冷媒出口５７から導通管１４１を介して外部へ冷媒の排出ができるように給電体５Ｂに接続される。すなわち、電流導入部材１４Ｂにおいて、導通管１４１によって給電体５Ｂとの電気的に接続が図られ、導通管１４１内を流れる冷媒を外部に供給している。
　なお、電流導入部材１４Ａ及び１４Ｂそれぞれにおいて、導通管１４１と給電体５Ｂとの接続手段として、溶接による接合や継手を介した接続等が採用される。
　上記構成の実施の形態３の基本構成である活性ガス生成装置７３は、実施の形態１の効果に加え、以下の効果を奏する。
　実施の形態３の活性ガス生成装置７３において、給電体５Ｂは内部に冷媒流路５８を有しているため、冷媒入口５６から供給される冷媒を冷媒流路５８に流し、冷媒流路５８を流れた冷媒を冷媒出口５７から外部に排出して冷媒を循環させることにより、給電体５Ｂ及び給電体５Ｂの下方に設けられる高圧側誘電体膜２を冷却することができる。
　さらに、電流導入部材１４Ａ及び１４Ｂは、給電体５Ｂに交流電源１５からの交流電圧を付与する電流導入機能に加え、給電体５Ｂの冷媒流路５８に冷媒を循環される冷却構造を備えるため、部品点数を必要最小限に抑えて、電流導入部材１４Ａ及び１４Ｂそれぞれを冷却することができる。
　一般に、電流導入部材１４Ａ及び１４Ｂの許容電流は、電流導入部材１４Ａ及び１４Ｂの許容温度によって定まるため、電流導入部材１４Ａ及び１４Ｂ自体も冷却可能な構成とすることによって、細い導体からなる導通管１４１を使用した電流導入部材１４Ａ及び１４Ｂであっても、許容電流を大幅に増大させることができる。
　さらに、高圧側誘電体膜２と給電体５Ｂとの間に導電性を有する液体を設けることにより、給電体５Ｂと高圧側誘電体膜２との間の熱伝導率を向上させ、かつ、加工上の公差や面粗さにより給電体５Ｂと高圧側誘電体膜２との間に微小な隙間が生じるといった問題を解消することができる。
　以上の効果によって、実施の形態３の活性ガス生成装置７１における電極ユニット５１～５３はそれぞれ高電力での放電が可能となり、活性ガスＧ２の高濃度化が実現できる。
　（変形例）
　図３６は実施の形態３の変形例である活性ガス生成装置７３Ｘにおける冷却構造を模式的に示す説明図である。
　図３６では第１及び第２の電極ユニットとして電極ユニット５１及び５２を示している。以下、実施の形態１の活性ガス生成装置７１や実施の形態３の基本構成である活性ガス生成装置７３と同一の構成部分は同一符号を付して、実施の形態３の変形例である活性ガス生成装置７３Ｘの特徴部分を中心に説明する。
　以下では、説明の都合上、第１の電極ユニットである電極ユニット５１における給電体５Ｂの冷媒流路５８、冷媒入口５６及び冷媒出口５７を、第１の冷媒流路、第１の冷媒入口及び第１の冷媒出口と規定する。
　同様に、第２の電極ユニットである電極ユニット５２における冷媒流路５８、冷媒入口５６及び冷媒出口５７を、第２の冷媒流路、第２の冷媒入口及び第２の冷媒出口と規定する。
　図３６に示すように、変形例の活性ガス生成装置７３Ｘは、バッファ導体１３、及び中継導通管１３１～１３４を新たな構成要素として追加している。バッファ導体１３が冷媒中継部材となり、中継導通管１３１～１３４が第１～第４の中継導通管となる。
　冷媒中継部材であるバッファ導体１３は、導電性を有し、内部に設けられる中継用冷媒流路１３５と、各々が上面から下面を貫通して設けられる第１及び第２の貫通流路である貫通流路１３６及び１３７とを有している。
　第１～第４の中継導通管である中継導通管１３１～１３４はそれぞれ導電性を有し、かつ、冷媒輸送機能を有している。
　中継導通管１３１～１３４はそれぞれ一部が蛇腹状となっていることが望ましい。中継導通管１３１～１３４の一部を蛇腹状とする理由は、部品の公差によるバッファ導体１３と給電体５Ｂの上面との距離のズレを吸収させるため、すなわち、活性ガス生成装置７３Ｘを製作する際の公差吸収を行うためである。
　上記した公差は、中継導通管１３１～１３４の長さの公差だけでなく、給電体５Ｂの高さの公差や、給電体５の下部にある高圧側誘電体膜２等の厚さ公差が積算されて求められる。
　第１～第４の中継導通管である中継導通管１３１～１３４は以下の第１～第４の冷媒流通条件を満足するように、冷媒中継部材であるバッファ導体１３と電極ユニット５１及び５２それぞれの給電体５Ｂとの間に配置される。
　第１の冷媒流通条件…貫通流路１３６及び中継導通管１３１を介して、電流導入部材１４Ａの導通管１４１と第１の冷媒入口との間に冷媒が流れる条件、
　第２の冷媒流通条件…中継導通管１３２を介して、第１の冷媒出口と中継用冷媒流路１３５との間に冷媒が流れる条件、
　第３の冷媒流通条件…中継導通管１３３を介して、中継用冷媒流路１３５と第２の冷媒入口との間に冷媒が流れる条件、
　第４の冷媒流通条件…中継導通管１３４及び貫通流路１３７を介して、第２の冷媒出口と電流導入部材１４Ｂの導通管１４１との間に冷媒が流れる条件、
　このように、変形例である活性ガス生成装置７３Ｘでは、電極ユニット５１及び５２間で電流導入部材１４Ａ及び１４Ｂを共用している。
　上記構成の実施の形態３の変形例である活性ガス生成装置７３Ｘは、実施の形態１及び実施の形態３の基本構成の効果に加え、以下の効果を奏する。
　実施の形態３の変形例である活性ガス生成装置７３Ｘは、上述した第１～第４の冷媒流通条件を満足するように、バッファ導体１３と電極ユニット５１及び５２それぞれの給電体５Ｂとの間に中継導通管１３１～１３４を配置している。その結果、変形例の活性ガス生成装置７３Ｘは、一つの冷媒ループに冷媒を循環させて、電極ユニット５１の給電体５Ｂと電極ユニット５２の給電体５Ｂとを併せて冷却することができる。
　なお、一つの冷媒ループは、電流導入部材１４Ａ、貫通流路１３６、中継導通管１３１、第１の冷媒入口、第１の冷媒流路、第１の冷媒出口、中継導通管１３２、中継用冷媒流路１３５、中継導通管１３３、第２の冷媒入口、第２の冷媒流路、第２の冷媒出口、中継導通管１３４、貫通流路１３７、及び電流導入部材１４Ｂを含んでいる。
　その結果、実施の形態３の変形例の活性ガス生成装置７３Ｘにおいて、比較的高価な電流導入部材１４Ａ及び１４Ｂの数を増加させることなく、バッファ導体１３と中継導通管１３１～１３４とを追加するという必要最小限の装置構成で、電極ユニット５１及び５２それぞれの給電体５Ｂ及び高圧側誘電体膜２を冷却することができる。
　なお、図３６で示した変形例は、電極ユニット５１及び５２の組合せに関する冷却構造を示したが、変形例の冷却構造を拡張して、電極ユニット５１～５３の組合せに関する冷却構造を、電流導入部材１４Ａ及び１４Ｂのみで実現することができる。
　＜実施の形態４＞
　図３７は実施の形態４の活性ガス生成装置７４で用いられる電極ユニット５０Ｘの断面構造を示す説明図である。なお、電極ユニット５０Ｘは実施の形態１で示した電極ユニット５１～５３のいずれかに対応する。また、活性ガス生成装置７４の全体構成は図１で示した活性ガス生成装置７１と同様な構成である。
　図３８及び図３９はそれぞれ高圧側誘電体膜２Ｂの構造を模式的に示す説明図である。図３８は高圧側誘電体膜２Ｂの平面構造を示しており、図３９は高圧側誘電体膜２Ｂの断面構造を示している。
　電極ユニット５０Ｘは、実施の形態１の電極ユニット５０の高圧側誘電体膜２を高圧側誘電体膜２Ｂに置き換えたことを特徴としている。
　以下、実施の形態１の電極ユニット５０と同一の構成部分は同一符号を付して、実施の形態４の電極ユニット５０Ｘの特徴部分を中心に説明する。
　図３８に示すように、高圧側誘電体膜２Ｂは給電体配置用凹部２８の周辺の周辺表面領域２７上に平面視して三重の円構造の碍子構造部分２４を有している。碍子構造部分２４は高圧側誘電体膜２Ｂの上面上に設けられる凹凸構造となる。図３８では高圧側誘電体膜２Ｂと同じ構成材料の誘電体で形成される碍子構造部分２４を示している。
　図３７に示すように、電極ユニット５０Ｘにおける高圧側誘電体膜２Ｂは、平面視して給電体５及び誘電体膜抑圧部材１１と重複しない上面に凹凸構造の碍子構造部分２４を有している。すなわち、実施の形態４では、図２等で示す実施の形態１の高圧側誘電体膜２の露出領域ＥＸ２に対応する上面上に碍子構造部分２４を設けている。図３７では誘電体で形成される碍子構造部分２４を示している。
　したがって、図３７に示すように、実施の形態４の電極ユニット５０Ｘは、高圧側誘電体膜２Ｂの上面上において、誘電体膜抑圧部材１１と給電体５との間に碍子構造部分２４を有している。
　碍子構造部分２４の形成方法として以下の第１及び第２の方法が考えられる。第１の方法は、高圧側誘電体膜２Ｂの基本構造体における平坦の上面に対し切削加工を施し、上面に選択的に碍子構造部分２４を有する高圧側誘電体膜２Ｂを製造する方法である。第１の方法の場合、碍子構造部分２４は高圧側誘電体膜２Ｂと同一構成材料となる。
　第２の方法は、碍子構造部分２４を別途製作した後、高圧側誘電体膜２Ｂの基本構造体における平坦な上面に対し選択的に碍子構造部分２４を接着剤によって接着することにより、高圧側誘電体膜２Ｂを製造する方法である。第２の方法の場合、碍子構造部分２４は高圧側誘電体膜２Ｂと同一構成材料であっても異なる構成材料であっても良い。
　実施の形態４の活性ガス生成装置７４において、電極ユニット５０Ｘの高圧側誘電体膜２Ｂは上面上において、誘電体膜抑圧部材１１と給電体５との間に凹凸構造の碍子構造部分２４を有するため、給電体５と誘電体膜抑圧部材１１との間の沿面放電を防止することができる。
　なお、図３７～図３９で示した実施の形態４では、碍子構造部分２４の構成材料を高圧側誘電体膜２Ｂと同じ誘電体で形成したが、誘電体以外の高圧側誘電体膜２Ｂと異なる構成材料で碍子構造部分２４を設けるようにしても良い。
　本開示は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、本開示がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
　すなわち、本開示は、その開示の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
　１，１Ｘ　筐体
　２，２Ｂ　高圧側誘電体膜
　３　接地側誘電体膜
　４　放電空間
　５，５Ｂ　給電体
　６　接地導体
　７　導電膜
　８　カバー誘電体膜
　９　シールド誘電体膜
　９Ｓ　活性ガス用バッファ空間
　１０　誘電体膜支持部材
　１１　誘電体膜抑圧部材
　１２　押圧部材
　１３　バッファ導体
　１４Ａ，１４Ｂ　電流導入部材
　２１　ガス流路
　２２　冷却路
　２４　碍子構造部分
　４１　筐体開口部
　５０，５０Ｘ，５１～５３　電極ユニット
　５６　冷媒入口
　５７　冷媒出口
　５８　冷媒流路
　６１　原料ガスバッファ空間　
　６２　スリット空間
　６３　側面空間
　６９　ガス噴出口
　７１～７４，７３Ｘ　活性ガス生成装置
　１３１～１３４　中継導通管
　Ｅ１　高圧側電極構成部
　Ｅ２　接地側電極構成部

Claims (8)

  1. 　放電空間に供給された原料ガスを活性化して活性ガスを生成する活性ガス生成装置であって、
    　電極ユニットと、
    　筐体内空間に前記電極ユニットを収容し、導電性を有する筐体とを備え、
    　前記筐体は、平坦面と前記平坦面から深さ方向に凹んだ導体収容空間とを含む筐体底部を有し、
    　前記電極ユニットは、
    　第１の電極構成部と、
    　前記第１の電極構成部の下方に設けられる第２の電極構成部と、
    　前記第２の電極構成部の下方に設けられ、前記導体収容空間内に収容される基準電位導体とを備え、
    　前記第１の電極構成部は、第１の電極用誘電体膜と前記第１の電極用誘電体膜の上面上に形成される第１の電極用導電膜とを含み、
    　前記第２の電極構成部は、第２の電極用誘電体膜と前記第２の電極用誘電体膜の下面上に形成される第２の電極用導電膜とを含み、
    　前記基準電位導体は、上部に活性ガス用バッファ空間を有し、前記第２の電極構成部は前記活性ガス用バッファ空間を塞いで配置され、
    　前記第２の電極用誘電体膜は平面視して前記活性ガス用バッファ空間と重複する領域に、前記第２の電極用誘電体膜を貫通する誘電体貫通口を有し、前記第２の電極用導電膜は平面視して前記活性ガス用バッファ空間と重複する領域に導電膜開口部を有し、前記導電膜開口部は平面視して前記誘電体貫通口と重複し、
    　前記筐体底部は外部から原料ガスを受けるガス流路を有し、
    　前記基準電位導体と前記筐体の前記導体収容空間との間に原料ガス用流通空間が設けられ、
    　前記第１の電極用誘電体膜と前記第２の電極用誘電体膜とが対向する空間が主要誘電体空間として規定され、
    　前記放電空間は、前記主要誘電体空間内において前記第１及び第２の電極用導電膜が平面視して重複する領域である主要放電空間を含み、
    　原料ガスは前記ガス流路及び前記原料ガス用流通空間を介して前記放電空間に導かれ、
    　前記第１の電極用導電膜に交流電圧が印加され、前記筐体及び前記基準電位導体を介して前記第２の電極用導電膜が基準電位に設定され、
    　前記活性ガス生成装置は、
    　前記筐体の前記平坦面上に設けられ、前記第１の電極用誘電体膜を下方から支持する支持面を有する誘電体膜支持部材と、
    　前記第１の電極用誘電体膜を上方から抑圧するための誘電体膜抑圧部材とをさらに備え、前記誘電体膜抑圧部材は平面視して前記第１の電極用導電膜と重複せず、
    　前記誘電体膜抑圧部材の下面は、前記第１の電極用誘電体膜の上面と接触する誘電体接触領域と前記第１の電極用誘電体膜の上面と接触しない誘電体非接触領域と有し、前記誘電体接触領域は平面視して前記第１の電極用誘電体膜の周辺領域及び前記誘電体膜支持部材の前記支持面と重複し、前記誘電体非接触領域は平面視して前記第１の電極用誘電体膜の中間領域と重複し、前記中間領域は前記周辺領域から前記第１の電極用導電膜側に隣接する領域であり、
    　前記誘電体膜抑圧部材は導電性を有し、前記基準電位に設定され、
    　前記第１の電極用誘電体膜は、前記誘電体接触領域において上方から前記誘電体膜抑圧部材によって抑圧される、
    活性ガス生成装置。
  2. 　請求項１記載の活性ガス生成装置であって、
    　前記原料ガス用流通空間は、
    　前記基準電位導体の下面側に設けられ、前記ガス流路を介して原料ガスを受ける原料ガスバッファ空間と、
    　前記基準電位導体の下面側に設けられ、前記原料ガスバッファ空間に繋がるスリット空間と、
    　前記基準電位導体の側面側に設けられ、前記スリット空間に繋がる側面空間とを含み、前記原料ガスバッファ空間、前記スリット空間及び前記側面空間を経由して、原料ガスは前記放電空間に導かれ、
    　前記スリット空間は、前記原料ガスバッファ空間で原料ガスが一時的に滞留した後、前記スリット空間を流れるように、前記原料ガスバッファ空間と比較的して原料ガスが流れにくい空間に設定される、
    活性ガス生成装置。
  3. 　請求項１または請求項２記載の活性ガス生成装置であって、
    　前記第２の電極用導電膜における前記導電膜開口部の外周線が電極境界線として規定され、
    　前記第２の電極構成部は、前記活性ガス用バッファ空間内において前記第２の電極用導電膜の前記電極境界線を覆うカバー誘電体膜をさらに含み、前記カバー誘電体膜は平面視して前記誘電体貫通口と重複する領域に前記カバー誘電体膜を貫通するカバー貫通口を有し、
    　前記活性ガス生成装置は、
    　前記活性ガス用バッファ空間の底面上において、平面視して前記誘電体貫通口及び前記カバー貫通口に重複する領域に設けられるシールド誘電体膜と、
    　前記シールド誘電体膜の周辺領域において前記基準電位導体を貫通して設けられるガス噴出口とをさらに備え、前記ガス噴出口は平面視して前記カバー誘電体膜と重複し、かつ、平面視して前記誘電体貫通口及び前記カバー貫通口と重複せず、
    　前記放電空間は、前記主要放電空間に加え、前記誘電体貫通口、前記カバー貫通口及び前記活性ガス用バッファ空間の一部を含む補助放電空間を有し、
    　前記補助放電空間から前記ガス噴出口に至る経路が活性ガス流通経路として規定される、
    活性ガス生成装置。
  4. 　請求項３記載の活性ガス生成装置であって、
    　前記筐体の前記筐体底部は前記活性ガス用バッファ空間と平面視して重複する領域に筐体開口部を有し、前記ガス噴出口から噴出される活性ガスは、前記筐体開口部を介して下方に導かれ、
    　前記筐体開口部は下方に向かうに従い開口面積が広くなるテーパー形状を有する、
    活性ガス生成装置。
  5. 　請求項１から請求項４のうち、いずれか１項に記載の活性ガス生成装置であって、
    　前記電極ユニットは複数の電極ユニットを含み
    　前記筐体の前記筐体底部は内部に冷媒を流す冷却路を有し、前記冷却路は前記複数の電極ユニットそれぞれの前記基準電位導体の下方に設けられる、
    活性ガス生成装置。
  6. 　請求項１から請求項４のうち、いずれか１項に記載の活性ガス生成装置であって、
    　前記第１の電極用導電膜の上面と前記第１の電極用誘電体膜の下面とは導電性を有する液体を介して接触関係を有し、
    　前記第１の電極用導電膜は給電体であり、
    　前記給電体は、
    　内部に設けられ、冷媒を流す冷媒流路と、
    　外部より冷媒を受け、前記冷媒流路に冷媒を供給するための冷媒入口と、
    　前記冷媒流路を流れた冷媒を外部に冷媒を排出するための冷媒出口とを有し、
    　前記活性ガス生成装置は、
    　前記交流電圧を印加する交流電源と、
    　各々が導電性を有し、かつ前記交流電圧を受ける第１及び第２の電流導入部材と備え、前記第１及び第２の電流導入部材はそれぞれ冷媒を輸送可能な導通管を有し、
    　前記第１の電流導入部材は、前記給電体と電気的接続関係を有し、かつ、前記導通管を介して前記冷媒入口から前記冷媒流路に冷媒が供給できるように前記給電体に接続され、
    　前記第２の電流導入部材は、前記給電体と電気的接続関係を有し、かつ、前記冷媒出口から前記導通管を介して外部へ冷媒の排出ができるように前記給電体に接続される、
    活性ガス生成装置。
  7. 　請求項６記載の活性ガス生成装置であって、
    　前記電極ユニットは第１及び第２の電極ユニットを含み、
    　前記第１の電極ユニットの前記冷媒流路、前記冷媒入口及び前記冷媒出口は、第１の冷媒流路、第１の冷媒入口及び第１の冷媒出口と規定され、
    　前記第２の電極ユニットの前記冷媒流路、前記冷媒入口及び前記冷媒出口は、第２の冷媒流路、第２の冷媒入口及び第２の冷媒出口と規定され、
    　前記活性ガス生成装置は、
    　導電性を有し、内部に設けられる中継用冷媒流路と、各々が上面から下面を貫通して設けられる第１及び第２の貫通流路とを含む冷媒中継部材と、
    　各々が導電性を有し、かつ、各々が冷媒輸送機能を有する第１～第４の中継導通管とをさらに備え、
    　前記第１～第４の中継導通管は第１～第４の冷媒流通条件を満足するように、前記冷媒中継部材と前記第１及び第２の電極ユニットそれぞれの前記給電体との間に配置され、
    　前記第１の冷媒流通条件は、前記第１の貫通流路及び前記第１の中継導通管を介して、前記第１の電流導入部材と前記第１の冷媒入口との間に冷媒が流れる条件であり、
    　前記第２の冷媒流通条件は、前記第２の中継導通管を介して、前記第１の冷媒出口と前記中継用冷媒流路との間に冷媒が流れる条件であり、
    　前記第３の冷媒流通条件は、前記第３の中継導通管を介して、前記中継用冷媒流路と前記第２の冷媒入口との間に冷媒が流れる条件であり、
    　前記第４の冷媒流通条件は、前記第４の中継導通管及び前記第２の貫通流路を介して、前記第２の冷媒出口と前記第２の電流導入部材との間に冷媒が流れる条件である、
    活性ガス生成装置。
  8. 　請求項６または請求項７記載の活性ガス生成装置であって、
    　前記第１の電極用誘電体膜は、平面視して前記給電体及び前記誘電体膜抑圧部材と重複しない上面上に凹凸構造を有する、
    活性ガス生成装置。
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WO2019138456A1 (ja) * 2018-01-10 2019-07-18 東芝三菱電機産業システム株式会社 活性ガス生成装置

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