JP2006130391A - Plasma reactor for gas treatment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガス処理用のプラズマリアクタに関する。すなわち、プラズマ発生領域を形成して、通過する有害ガスを分解浄化する、プラズマリアクタに関するものである。 The present invention relates to a plasma reactor for gas processing. That is, the present invention relates to a plasma reactor that forms a plasma generation region and decomposes and purifies the passing harmful gas.
《従来技術について》
図3の(3)図,(4)図は、この種従来例のプラズマリアクタを示し、(3)図は斜視図、(4)図は側断面図である。
排出規制対象ともなっている揮発性有機化合物VOC,その他の有害物質を含有した有害ガスを分解浄化すべく、従来よりプラズマリアクタ1が使用されている。そして、この種のプラズマリアクタ1は、図示したように、中心電極である1次電極F1と、この1次電極F1の外側に間隔を存しつつ誘電体2を介して配設された2次電極F2と、を備えてなる。
そこで、1次電極F1と2次電極F2間に電圧を印加して、両者間でプラズマ放電させ、もって生起された低温プラズマのプラズマ発生領域Aに、有害ガスを通過させることにより、含有された有害物質を分解除去していた。
《About conventional technology》
FIGS. 3 (3) and 3 (4) show this type of conventional plasma reactor, FIG. 3 (3) is a perspective view, and FIG. 4 (4) is a side sectional view.
Conventionally, a
Therefore, a voltage was applied between the primary electrode F1 and the secondary electrode F2 to cause plasma discharge between the two, and the harmful gas was allowed to pass through the plasma generation region A of the low temperature plasma generated. Hazardous substances were decomposed and removed.
《先行技術文献情報》
このような従来例としては、例えば、次の特許文献1に示されたものが挙げられる。
As such a conventional example, for example, the one disclosed in
《問題点について》
ところで、このような従来例のガス処理用のプラズマリアクタ1については、多量の有害ガスを分解浄化することが困難である、という問題が指摘されていた。
すなわち、有害ガスを確実に分解浄化させるためには、プラズマ発生領域Aにおいて、有害ガスをプラズマに十分に接触させることが必要である。つまり、有害ガスとプラズマとの接触が十分に確保され、接触時間も十分長く確保されることが必要である。
そこで、多量の有害ガスを分解浄化する場合には、少量の有害ガスを分解浄化する場合に比し、プラズマ発生領域Aの断面積が大きいと共に長さも長いプラズマリアクタ1、つまり太くて長いプラズマリアクタ1が必要となる。しかしながら、この種従来例では、このように断面積が大きく長さも長いプラズマリアクタ1は、製造困難とされていた。
About the problem
By the way, regarding such a
That is, in order to reliably decompose and purify the harmful gas, it is necessary that the harmful gas is sufficiently brought into contact with the plasma in the plasma generation region A. That is, it is necessary that contact between the harmful gas and the plasma is sufficiently ensured and that the contact time is sufficiently long.
Therefore, in the case of decomposing and purifying a large amount of harmful gas, compared to the case of decomposing and purifying a small amount of harmful gas, the
この点について、更に詳述する。まず、その1次電極F1と2次電極F2間の間隔距離を大きくし過ぎると、プラズマが発生しにくくなるので、プラズマ発生領域Aの断面積を大きくすることには、限界があった。もって、小さな断面積のプラズマ発生領域Aのプラズマリアクタ1しか製造されていなかった。
これに加え更に、プラズマ発生領域Aの長さが長いプラズマリアクタも、製造が容易でなかった。すなわち一般的に、中心電極である1次電極F1は、円柱ロッド状の電極材3よりなり、外側の2次電極F2は、円筒パイプ状の誘電体2の外周に1枚の幅広面状の電極材3を被せた構造よりなるが、このような2次電極F2について、その誘電体2に電極材3を全体的,平均的に密着,止着することは容易でなかった。そこで、長さの長い2次電極F2そして長さの長いプラズマ発生領域Aのプラズマリアクタ1を製造することは、実際上困難とされていた。
このように、この種従来例では、断面積が大きく長さも長いプラズマ発生領域Aのプラズマリアクタ1、つまり太くて長いプラズマリアクタ1は、製造困難とされていた。つまり、断面積が小さく長さも短いプラズマリアクタ1しか製造されておらず、多量の有害ガスをそのまま供給して分解浄化することは、困難とされていた。
This point will be further described in detail. First, if the distance between the primary electrode F1 and the secondary electrode F2 is too large, plasma is hardly generated, and there is a limit to increasing the cross-sectional area of the plasma generation region A. Therefore, only the
In addition, a plasma reactor having a long plasma generation region A is not easy to manufacture. That is, generally, the primary electrode F1 that is a central electrode is made of a cylindrical rod-
Thus, in this type of conventional example, the
《本発明について》
本発明のガス処理用のプラズマリアクタは、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものである。
そして、その電極について、誘電体に帯状の電極材を螺旋状に巻き付けた構造を採用したこと、を特徴とする。更に、電極材に波板を用いたり、電極を同心円状に多重に配設したこと、を特徴とする。
もって本発明は、第1に、プラズマ発生領域の長さが増加し、第2に、プラズマ発生領域の断面積も増加し、第3に、誘電体への電極材の密着性が向上し、第4に、プラズマ放電が効果的に行われる、ガス処理用のプラズマリアクタを提案すること、を目的とする。
<< About the present invention >>
In view of such a situation, the plasma reactor for gas treatment of the present invention has been made in order to solve the problems of the conventional example.
And the electrode employ | adopted the structure which wound the strip | belt-shaped electrode material around the dielectric material helically. Further, the present invention is characterized in that corrugated plates are used for the electrode material, or that the electrodes are arranged in multiple concentric circles.
Accordingly, the present invention firstly increases the length of the plasma generation region, secondly increases the cross-sectional area of the plasma generation region, and thirdly improves the adhesion of the electrode material to the dielectric, Fourthly, an object is to propose a plasma reactor for gas treatment in which plasma discharge is effectively performed.
《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請求項1については次のとおり。
請求項1のガス処理用のプラズマリアクタは、誘電体を介し間隔を存して配設された対をなす電極間に電圧を印加し、形成されたプラズマ発生領域を通過する有害ガスを分解浄化する。そして該電極は、それぞれ断面円形の該誘電体の外周に、帯状の電極材を螺旋状に巻き付けた構造よりなり、相互間が同心円状に配設されていること、を特徴とする。
請求項2については次のとおり。請求項2のガス処理用のプラズマリアクタは、請求項1において、対をなす少なくとも一方の該電極が、その電極材として波板を用いてなること、を特徴とする。
<About each claim>
The technical means of the present invention for solving such a problem is as follows. First,
The plasma reactor for gas treatment according to
請求項3については次のとおり。請求項3のガス処理用のプラズマリアクタは、請求項1において、該電極が、少なくとも3個以上用いられ、略相似形をなし同心円状に多重に配設されると共に、同極のものが中心側から外側に交互に配されており、もって該電極間のプラズマ発生領域が、同心円の複数層状に形成されること、を特徴とする。
請求項4については次のとおり。請求項4のガス処理用のプラズマリアクタは、請求項1において、該電極間のプラズマ発生領域に、粒子状誘電体が充填されていること、を特徴とする。
請求項5については次のとおり。請求項5のガス処理用のプラズマリアクタは、請求項1において、中心の該電極が、請求項1の記載にかかわらず、帯状の該電極材を該誘電体に巻き付けた構造ではなく、代わりに、ロッド状やパイプ状の該電極材を用いた構造よりなること、を特徴とする。
《作用について》
本発明のガス処理用のプラズマリアクタは、このようになっているので、次のようになる。
(1)このプラズマリアクタでは、電圧印加によりプラズマ放電して、プラズマ発生領域が形成され、通過する有害ガスが分解浄化される。
(2)そして各電極は、誘電体に帯状の電極材を螺旋状に巻き付けた構造よりなり、相互間が同心円状に配設され、波板製や平板製の電極材を用いてなる。なお中心電極は、これによらず、ロッド状やパイプ状の電極材を用いてもよい。
(3)又、3個以上の電極を、同極のものを交互に同心円状に多重に設ける構成が考えられ、この場合は、プラズマ発生領域が同心円の複数層状に形成される。更に、プラズマ発生領域に、粒子状誘電体を充填することも考えられる。
<About action>
Since the plasma reactor for gas treatment of the present invention is configured as described above, it is as follows.
(1) In this plasma reactor, plasma is discharged by applying a voltage, a plasma generation region is formed, and harmful gas passing therethrough is decomposed and purified.
(2) Each electrode has a structure in which a strip-shaped electrode material is spirally wound around a dielectric, and is disposed concentrically with each other, and is made of a corrugated or flat electrode material. The center electrode is not limited to this, and a rod-shaped or pipe-shaped electrode material may be used.
(3) A configuration in which three or more electrodes having the same polarity are alternately provided in multiple concentric circles is conceivable. In this case, the plasma generation region is formed in a plurality of concentric circular layers. It is also conceivable to fill the plasma generation region with a particulate dielectric.
(4)さてそこで、このプラズマリアクタによると、第1に、誘電体に帯状の電極材を螺旋状に巻き付けた電極を採用したので、電極材の両端部を誘電体に止着することにより、電極の長さが長くても、誘電体に電極材を確実に密着させることができる。もって、電極材の巻き数を増やすことにより、容易に電極を長くすることができ、多量の有害ガスを分解浄化可能な、長さの長いプラズマ発生領域のプラズマリアクタを、容易に製造可能である。
第2に、プラズマを発生可能な電極間の間隔距離には限界が存するが、電極を多重に配設して、プラズマ発生領域を複数層状に形成することにより、断面積を増加させることができる。もって、この面からも多量の有害ガスを分解浄化可能な、断面積の大きなプラズマ発生領域のプラズマリアクタを、容易に製造可能である。
第3に、このプラズマリアクタは、電極の電極材として波板を用いた場合は、スプリング効果により誘電体への密着性が向上して、電極間の間隔距離が均一に保持され、もってプラズマ放電が安定する。
第4に、更にプラズマ発生領域に粒子状誘電体を充填することにより、プラズマ発生量が増加し、プラズマ作用が持続し、有害ガス通過時間も長くなる。
又、電極間の間隔距離が近いポイントにおいて、プラズマが集中発生する傾向があるが、このプラズマリアクタでは、巻かれた帯状の電極材の両側縁や、波板製の電極材の頂部や谷部において、この電極間の間隔距離が近いポイントが形成される。もって、プラズマの集中発生ポイントが、規則的にバランス良く形成され、ランダムに偏在形成されることは回避される。
(4) Now, according to this plasma reactor, first, since an electrode in which a strip-shaped electrode material is spirally wound around the dielectric is adopted, by fixing both ends of the electrode material to the dielectric, Even if the length of the electrode is long, the electrode material can be reliably adhered to the dielectric. Therefore, by increasing the number of turns of the electrode material, the electrode can be lengthened easily, and a plasma reactor in a long plasma generation region that can decompose and purify a large amount of harmful gas can be easily manufactured. .
Second, although there is a limit to the distance between electrodes capable of generating plasma, the cross-sectional area can be increased by arranging the electrodes in multiple layers and forming the plasma generation region in a plurality of layers. . Therefore, a plasma reactor having a large cross-sectional area and capable of decomposing and purifying a large amount of harmful gas can be easily manufactured from this aspect.
Third, in the case of using a corrugated plate as the electrode material of the electrode, this plasma reactor improves the adhesion to the dielectric due to the spring effect, and the distance between the electrodes is uniformly maintained. Is stable.
Fourth, by further filling the plasma generation region with the particulate dielectric, the amount of plasma generation increases, the plasma action continues, and the harmful gas passage time becomes longer.
In addition, plasma tends to be concentrated at the point where the distance between the electrodes is short, but in this plasma reactor, both side edges of the wound strip-shaped electrode material, and the top and valley of the corrugated electrode material The point where the distance between the electrodes is short is formed. Therefore, the plasma concentration points are regularly formed in a well-balanced manner and are not randomly distributed.
《本発明の特徴》
本発明に係るガス処理用のプラズマリアクタは、このように電極について、誘電体に帯状の電極材を螺旋状に巻き付けた構造を採用したこと、を特徴とする。更に、電極材に波板を用いたり、電極を同心円状に多重に配設したこと、を特徴とする。
そこで本発明は、次の効果を発揮する。
<Features of the present invention>
The plasma reactor for gas treatment according to the present invention is characterized by adopting a structure in which a strip-shaped electrode material is spirally wound around a dielectric as described above. Further, the present invention is characterized in that corrugated plates are used for the electrode material, or that the electrodes are arranged in multiple concentric circles.
Therefore, the present invention exhibits the following effects.
《第1の効果》
第1に、プラズマ発生領域の長さが増加する。すなわち、本発明のプラズマリアクタでは、誘電体に電極材を螺旋状に巻き付けた電極を採用したので、容易に電極の長さを長くすることができる。
前述したこの種従来例、つまり誘電体に1枚の幅広面状の電極材を被せていたこの種従来例に比し、長さが長くても、誘電体に電極材を確実に密着させることができる。
そこで、前述したこの種従来例の長さの短いプラズマ発生領域のプラズマリアクタに比し、長さの長い電極つまりプラズマ発生領域の長さが増加したプラズマリアクタが、容易に製造可能となる。このプラズマリアクタは、多量の有害ガスを分解浄化可能である。
<< First effect >>
First, the length of the plasma generation region increases. That is, in the plasma reactor of the present invention, an electrode in which an electrode material is spirally wound around a dielectric is employed, so that the length of the electrode can be easily increased.
Compared to this kind of conventional example, that is, this kind of conventional example in which a dielectric material is covered with one wide-surface electrode material, the electrode material is securely adhered to the dielectric material even if the length is long. Can do.
Therefore, it is possible to easily manufacture a plasma reactor in which the length of the long electrode, that is, the plasma generation region is increased as compared with the plasma reactor in the plasma generation region having a short length as described above. This plasma reactor can decompose and purify a large amount of harmful gas.
《第2の効果》
第2に、プラズマ発生領域の断面積も増加する。すなわち、本発明のプラズマリアクタは、電極を多重に配設することにより、プラズマ発生領域が同心円の複数層状に形成され、容易にその断面積を増加させることができる。単層構造の前述したこの種従来例に比し、断面積を大きく太くすることができる。
このように、この種従来例の断面積の小さなプラズマ発生領域よりなるプラズマリアクタに比し、プラズマ発生領域の断面積が増加したプラズマリアクタが、容易に製造可能となる。もって、このプラズマリアクタは、この面からも、多量の有害ガスを分解浄化可能となる。
<< Second effect >>
Second, the cross-sectional area of the plasma generation region also increases. That is, in the plasma reactor of the present invention, the plasma generation region is formed in a plurality of concentric layers by arranging the electrodes in multiple layers, and the cross-sectional area can be easily increased. Compared to the conventional example of this type having a single-layer structure, the cross-sectional area can be greatly increased.
Thus, a plasma reactor having an increased cross-sectional area of the plasma generation region can be easily manufactured as compared with a plasma reactor having a plasma generation region having a small cross-sectional area of this type of conventional example. Therefore, this plasma reactor can decompose and purify a large amount of harmful gas also from this aspect.
《第3の効果》
第3に、誘電体への電極材の密着性が向上する。本発明のプラズマリアクタにおいて、波板製の電極材を用いると、誘電体への密着性が向上し、電極間の間隔距離が均一に保持される。そこで、安定したプラズマ放電が実現されるようになり、性能面に優れている。
《Third effect》
Third, the adhesion of the electrode material to the dielectric is improved. When the corrugated electrode material is used in the plasma reactor of the present invention, the adhesion to the dielectric is improved and the distance between the electrodes is kept uniform. Therefore, stable plasma discharge is realized, and the performance is excellent.
《第4の効果》
第4に、プラズマ放電が、効果的に行われるようになる。本発明のプラズマリアクタでは、プラズマ発生領域に粒子状誘電体を充填することにより、プラズマ発生量が増加し、プラズマ作用が維持され、有害ガス通過時間も延長される。
又、巻かれた電極材の帯状の側縁や、波板製の電極材の波の谷部等において、プラズマが集中発生するようになり、プラズマが集中発生するポイントが、規則的にバランス良く形成され、ランダムに偏在することなく形成されるようになる。
これらにより、このプラズマリアクタでは、プラズマ放電が効果的に行われ、有害ガスが効率よく分解浄化されるようになる。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
<< 4th effect >>
Fourth, plasma discharge is effectively performed. In the plasma reactor of the present invention, by filling the plasma generation region with the particulate dielectric, the plasma generation amount is increased, the plasma action is maintained, and the harmful gas passage time is extended.
In addition, the plasma is concentrated at the strip-shaped side edges of the wound electrode material and the wave troughs of the corrugated electrode material, and the point where the plasma is concentrated is regularly balanced. It is formed without being unevenly distributed at random.
Thus, in this plasma reactor, plasma discharge is effectively performed, and harmful gases are efficiently decomposed and purified.
As described above, the effects exerted by the present invention are remarkably large, such as all the problems existing in this type of conventional example are solved.
《図面について》
以下、本発明のガス処理用のプラズマリアクタを、図面に示した発明を実施するための最良の形態に基づいて、詳細に説明する。
そして図1は、その第1実施例を示し、(1)図は、1次電極の斜視図、(2)図は、2次電極の斜視図、(3)図は、全体の正断面図である。図2は、その第2実施例を示し、(1)図は、全体の正断面図、(2)図は、全体の側断面図である。図3の(1)図は、平板の斜視図、(2)図は、波板の斜視図である。
《About drawing》
Hereinafter, the plasma reactor for gas treatment of the present invention will be described in detail based on the best mode for carrying out the invention shown in the drawings.
FIG. 1 shows the first embodiment, (1) FIG. 1 is a perspective view of a primary electrode, (2) FIG. 1 is a perspective view of a secondary electrode, and (3) FIG. It is. FIG. 2 shows the second embodiment, wherein (1) is a front sectional view of the whole, and (2) is a side sectional view of the whole. FIG. 3A is a perspective view of a flat plate, and FIG. 3B is a perspective view of a corrugated plate.
《プラズマリアクタ4の概要について》
まず、プラズマリアクタ4の概要について、図1の(3)図,図2の(1)図を参照して、説明する。このガス処理用のプラズマリアクタ4は、誘電体5を介し間隔を存して配設された、対をなす電極E間に電圧を印加し、形成されたプラズマ発生領域Bを通過する有害ガスCを分解浄化する。
すなわち、このプラズマリアクタ4は、間隔を存して互いに絶縁され、放電極と接地極として対をなす内外の電極E間に、誘電体5が挟み込まれており、トランスで昇圧された高電圧の交流が印加される。もって、両電極E間でプラズマ放電させ、生起された低温プラズマにより、プラズマ発生領域Bを形成する。
そして、形成されたプラズマ発生領域Bに、有害ガスCを滞留,通過させることにより、有害ガスC中に含有された有害物質を分解除去して、有害ガスCを浄化する。
有害ガスCとしては、例えば塩素系溶剤,その他の揮発性有機化合物を含有した排気ガスや、窒素酸化物,粒子状物質等を含有したディーゼルエンジンの排気ガスが、代表的である。そして、プラズマ放電により生起されたプラズマエネルギーの高速電子やイオンが、これらの有害物質と衝突,反応して、これらの有害物質を分解除去する。
プラズマリアクタ4は、概要このようになっている。
<< About the outline of the
First, an outline of the
That is, the
Then, the harmful gas C is retained and passed through the formed plasma generation region B, whereby the harmful substances contained in the harmful gas C are decomposed and removed, and the harmful gas C is purified.
As the harmful gas C, for example, exhaust gas containing a chlorinated solvent and other volatile organic compounds, and exhaust gas of a diesel engine containing nitrogen oxide, particulate matter and the like are typical. Then, high-speed electrons and ions of plasma energy generated by the plasma discharge collide with and react with these harmful substances to decompose and remove these harmful substances.
The outline of the
《電極Eについて》
次に、このようなプラズマリアクタ4の電極Eについて、図1,図2,図3の(1)図,(2)図を参照して、説明する。この電極Eは、それぞれ断面円形の誘電体5の外周に、帯状の電極材Eを螺旋状に巻き付けた構造よりなる。
このような電極Eについて、更に詳述する。まず、電極Eの電極材6としては、例えばステンレス箔その他の金属箔製の1枚の細帯状をなす、平板7(図3の(1)図を参照)や波板8(図3の(2)図を参照)が、使用される。波板8は、波形の凹凸が、短手方向に直線的に平行で、長手方向に繰り返し連続的に、所定ピッチと高さで折曲形成されてなる。
電極Eの誘電体5としては、ガラス製が代表的であるが、セラミックス,アルミナ,樹脂等の誘電材料製のものも使用される。そして、誘電体5は断面円形をなし、通常は円筒パイプ状をなすが、中心電極である1次電極E1については、円柱ロッド状のものが使用されることが多い。
そして電極Eでは、帯状の電極材6が、誘電体5の外周に螺旋状に巻き付けられている。すなわち、図1の(1)図に示したように、巻き付けられた相互間に巻き間隔が存せず密に接して、螺旋状に巻き付けられるか、又は、図1の(2)図に示したように、巻き付けられた相互間に若干の巻き間隔を存しつつ、螺旋状に巻き付けられている。このような巻き間隔の存否については、適宜選択設定される。
又、電極材6として、平板7を使用するか波板8を使用するかも、適宜選択設定される。すべて平板7、又はすべて波板8とすることも可能であるが、対をなす一方が平板7で他方が波板8とする組み合わせも、代表的である。
<About electrode E>
Next, the electrode E of the
Such an electrode E will be further described in detail. First, as the
The
In the electrode E, a strip-shaped
Whether the
なお、中心電極である1次電極E1については、上述によらない構造が可能である。すなわち、中心の1次電極E1は、帯状の電極材6を誘電体5に巻き付けた構造ではなく、代わりに、ロッド状やパイプ状の電極材6を用いた構造としてもよい。
つまり、中心電極である1次電極E1については、2次電極E2との間に誘電体5が位置すればよく、平板7や波板8を使用することなく、ステンレス製その他の金属製の円柱ロッドや円筒パイプとしてもよい。
電極Eは、このようになっている。
In addition, about the primary electrode E1 which is a center electrode, the structure which is not based on the above-mentioned is possible. That is, the central primary electrode E1 may have a structure using a rod-shaped or pipe-shaped
That is, for the primary electrode E1 that is the center electrode, the dielectric 5 only needs to be positioned between the secondary electrode E2, and the cylindrical plate made of stainless steel or other metal is used without using the
The electrode E is like this.
《第1実施例について》
次に、図1の第1実施例について説明する。この第1実施例のプラズマリアクタ4は、単層タイプよりなる。そして、中心電極である1次電極E1の外側に、間隔を存し同心円状にこれと対をなす2次電極Eが、配されている。
このような第1実施例のプラズマリアクタ4について、更に詳述する。まず、中心電極である1次電極E1は、図1の(1)図に示したように、円柱ロッド状をなす樹脂製の誘電体5の外周に、帯状で平板7製の電極材6が、密に螺旋状に巻き付けられている。
2次電極E2は、図1の(2)図に示したように、1次電極E1より径大の円筒パイプ状をなすガラス製の誘電体5の外周に、帯状で平板7製(又は波板8製でもよい)の電極材6が、若干の相互巻き間隔を存しつつ、螺旋状に巻き付けられている。
そして、図1の(3)図に示したように、このような1次電極E1と2次電極E2とが、同心円状に配設され、相互間の間隔に単層のプラズマ発生領域Bが形成される。
第1実施例は、このようになっている。
<< About the first embodiment >>
Next, the first embodiment of FIG. 1 will be described. The
The
As shown in FIG. 1 (2), the secondary electrode E2 is a belt-shaped flat plate 7 (or a wave) on the outer periphery of a
As shown in FIG. 1 (3), the primary electrode E1 and the secondary electrode E2 are arranged concentrically, and a single-layer plasma generation region B is formed in the space between them. It is formed.
This is the first embodiment.
《第2実施例について》
次に、図2の第2実施例について説明する。この第2実施例のプラズマリアクタ4は、3層タイプよりなる。そして、電極Eが4個用いられており、略相似形をなし同心円状に多重に配設されると共に、同極のものが中心側から外側に交互に配されており、対をなす一方が平板7製で、他方が波板8製となっている。そしてプラズマ発生領域Bが、同心円で3層形成されている。
このような第2実施例のプラズマリアクタ4について、更に詳述する。まず、その1次電極E1や2次電極E2は、上述した第1実施例のものに準じるが、2次電極E2については、平板7製に代え波板8製の電極材6が使用されている。
3次電極E3は、2次電極E2より径大の円筒パイプ状をなすガラス製の誘電体5の外周に、1次電極E1と同様に帯状で平板7製の電極材6が、螺旋状に巻き付けられている。4次電極E4は、3次電極E3より更に径大の円筒パイプ状をなすガラス製の誘電体5の外周に、2次電極E2と同様に帯状で波板8製の電極材6が、螺旋状に巻き付けられている。
そして、このような1次電極E1,2次電極E2,3次電極E3,4次電極E4等が、等間隔の同心円状に多重に配設されている。これと共に、1次電極E1と3次電極E3とが、配線9にて同極に接続され、又、2次電極E2と4次電極E4とが、配線9にて1次電極E1や3次電極E3とは異極に接続されている。
もって、1次電極E1と2次電極E2間の間隔、2次電極E2と3次電極E3間の間隔、3次電極E3と4次電極E4間の間隔に、それぞれ、プラズマ発生領域Bが形成される。つまり、計3個のプラズマ発生領域Bが、それぞれ層状に形成される。
第2実施例は、このようになっている。
<< About 2nd Example >>
Next, the second embodiment of FIG. 2 will be described. The
The
The tertiary electrode E3 is a belt-
Such primary electrode E1, secondary electrode E2, tertiary electrode E3, quaternary electrode E4, and the like are arranged in multiple concentric circles at equal intervals. At the same time, the primary electrode E1 and the tertiary electrode E3 are connected to the same polarity by the
Accordingly, a plasma generation region B is formed in the interval between the primary electrode E1 and the secondary electrode E2, the interval between the secondary electrode E2 and the tertiary electrode E3, and the interval between the tertiary electrode E3 and the quaternary electrode E4, respectively. Is done. That is, a total of three plasma generation regions B are formed in layers.
The second embodiment is as described above.
《その他》
なお第1に、上述した図2の第2実施例では、3層のプラズマ発生領域Bが形成されるが、本発明はこれに限定されるものではなく、2層,4層,その他多層のプラズマ発生領域Bを形成することも可能である。すなわち、3個以上の電極Eを、同心円状に多重に適宜組み合わせ数で採用することにより、各種複数層のプラズマ発生領域Bを形成可能である。
なお第2に、各電極E間のプラズマ発生領域Bに、粒子状誘電体5を充填するようにしてもよい。例えば、図1の第1実施例では、第1電極E1と第2電極E2間のプラズマ発生領域Bについて、図2の第2実施例では、更に第2電極E2と第3電極E3間のプラズマ発生領域B、第3電極E3と第4電極E4間のプラズマ発生領域Bについて、それぞれ、粒子状とされたアルミナその他の誘電材料を、充填しておく構成も考えられる。
なお第3に、図1,図2中、10はカバーである。このカバー10は、例えば円筒パイプ状のガラス製よりなり、最外周に配され、もって絶縁用や全体の位置決め保持用として用いられている。
なお第4に、カバー10の両端部、つまり上流側と下流側の端部には、各電極Eを位置決め保持する放射クロス枠やOリングが、付設されている。
このプラズマリアクタ4は、このようになっている。
<Others>
First, in the second embodiment of FIG. 2 described above, the three-layer plasma generation region B is formed. However, the present invention is not limited to this, and two-layer, four-layer, and other multilayers are formed. It is also possible to form the plasma generation region B. That is, various three or more plasma generation regions B can be formed by employing three or more electrodes E in a suitable combination in a concentric manner.
Second, the
Thirdly, in FIGS. 1 and 2, 10 is a cover. The
Fourth, a radiation cross frame and an O-ring for positioning and holding each electrode E are attached to both ends of the
The
《作用等》
本発明のガス処理用のプラズマリアクタ4は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
(1)このプラズマリアクタ4では、誘電体5を介し間隔を存して配設された対をなす電極E間に、電圧を印加すると、→プラズマ放電により、プラズマ発生領域Bが形成される。→そして、形成されたプラズマ発生領域Bに、有害ガスCを供給,通過させて、プラズマに接触させることにより、→有害ガスCに含有された有害物質が、分解除去される。→もって、有害ガスCが浄化されて排出される(図1の(3)図,図2の(1)図等を参照)。
《Action etc.》
The
(1) In this
(2)そして、このプラズマリアクタ4の各電極Eは、それぞれ断面円形の誘電体5の外周に、帯状の電極材6を螺旋状に巻き付けた構造よりなり、相互間が同心円状に配設されている(図1,図2を参照)。又、これらの電極Eは、電極材6として平板7や波板8が用いられている(図3の(1)図,(2)図も参照)。
なお、中心電極である第1電極E1は、このように、帯状の電極材6を誘電体5に巻き付けた構造ではなく、代わりに、ロッド状やパイプ状の電極材6を用いた構造としてもよい。
(2) Each electrode E of the
The first electrode E1, which is the center electrode, does not have a structure in which the strip-shaped
(3)又、このプラズマリアクタ4については、電極Eを少なくとも3個以上用いる構成が考えられる(例えば、図2の第2実施例を参照)。すなわち、略相似形をなす電極Eを、同心円状に多重に配設すると共に、同極のものを、中心側から外側に交互に配する構成が考えられ、この場合には、プラズマ発生領域Bが、同心円の複数層状に形成される。
更に、電極E間のプラズマ発生領域Bに、粒子状誘電体を充填する構成も考えられる。
(3) The
Furthermore, the structure which fills the plasma generation area | region B between the electrodes E with a particulate dielectric material is also considered.
(4)さてそこで、本発明のガス処理用のプラズマリアクタ4によると、次の第1,第2,第3,第4のようになる。
第1に、このプラズマリアクタ4は、電極Eとして、誘電体5に帯状の電極材6を螺旋状に巻き付けた構造のものを、採用したので、→巻かれた電極材6の両端部を、それぞれ誘電体5に対し、例えばバンド等にて止着することにより、→電極Eの長さが長くても、誘電体5に対し電極材6を全体的,平均的に、確実に密着させることができる。
そこで、→電極材6の巻き数を増やすことにより、容易に、電極Eの長さを長くすることができる。→もって有害ガスCを、プラズマに十分に時間も長く接触させることが可能となり、→多量の有害ガスCを分解浄化可能な、プラズマ発生領域Bの長さの長いプラズマリアクタ4が、容易に製造可能である。
(4) Now, according to the
First, since this
Therefore, by increasing the number of turns of the
第2に、このプラズマリアクタ4は、電極Eを、同極のものを交互に配しつつ、同心円状に多重に配設したことにより、→プラズマ発生領域Bが、同心円の複数層状に形成され、→もって容易に、その断面積を増加させることができる。
すなわち、プラズマ放電によりプラズマを発生可能な電極E間の間隔距離寸法には、自ずと限界が存するが、→このように、電極Eを多重に組合せて、プラズマ発生領域Bを多層化することにより、→その断面積を、広く大きくすることができる。
→もってこの面からも、有害ガスCをプラズマに十分かつ確実に接触させることが可能となり、→多量の有害ガスCを分解浄化可能な、断面積の増加したプラズマリアクタが、容易に製造可能である。
Secondly, in this
That is, there is a limit to the distance between the electrodes E that can generate plasma by plasma discharge, but in this way, by combining the electrodes E in multiple layers, the plasma generation region B is multilayered. → The cross-sectional area can be increased widely.
→ From this aspect, it is possible to bring the harmful gas C into sufficient and reliable contact with the plasma. → A plasma reactor with an increased cross-sectional area that can decompose and purify a large amount of the harmful gas C can be easily manufactured. is there.
第3に、このプラズマリアクタ4では、多くの場合、電極Eの電極材6として、波板8が部分的又は全体的に用いられている。→そしてその場合には、波板8のスプリング効果により、電極材6の誘電体5への密着性が向上し、たるみ等の発生が防止されるので、→電極E間の間隔距離寸法が、均一に保持される。
特に、前述したように電極Eの長さを長くすべく、帯状の電極材6の巻き数を増やすと、→電極材6が、たるみ等を起こし易いが、→波板8製の電極材6の採用により、これらは解消される。→もって、電極E間の間隔距離寸法が均一保持され、プラズマ放電が安定する。
Thirdly, in this
In particular, when the number of turns of the strip-shaped
第4に、このプラズマリアクタ4では、電極E間のプラズマ発生領域Bに、粒子状誘電体を充填することにより、→プラズマ放電がより活発化し、プラズマ発生量が増加する。しかも、発生したプラズマが長持ちし、その作用がより持続化する。更に、有害ガスCの通過時間・滞留時間も、長くなる。
ところで、プラズマリアクタ4では、電極E間の間隔距離寸法が小さく近いポイントにおいて、プラズマ放電が活発化し、プラズマが集中して強く発生する傾向がある。→これに対し、このプラズマリアクタ4では、螺旋状に巻かれた帯状の電極材6の両側縁や、波板8製の電極材6の波の頂部や谷部において、このような、電極E間の間隔距離寸法が小さく近いポイントが形成されるようになる。
従って、→プラズマが集中発生するポイントが、直線的に,一定間隔で,繰り返し,規則的に、形成されるようになる。→すなわち、電極E間の芯ズレ,間隔距離寸法の不均一,電極材6のたるみや凹凸等に起因して、プラズマが集中発生するポイントが、ランダムに,不均一に,偏在して形成されることは、回避される。→プラズマが集中発生するポイントは、電極材6の側縁や波の頂部や谷部において、芯ズレ,間隔不均一,たるみや凹凸等に優先して形成されるようになり、もって安定的に,バランス良く形成される。
Fourthly, in this
By the way, in the
Therefore, points where plasma is concentrated are formed linearly, repeatedly at regular intervals, and regularly. → In other words, the points where plasma is concentrated due to the misalignment between the electrodes E, the non-uniformity of the distance between the electrodes E, the slack or unevenness of the
1 プラズマリアクタ(従来例)
2 誘電体(従来例)
3 電極材(従来例)
4 プラズマリアクタ(本発明)
5 誘電体(本発明)
6 電極材(本発明)
7 平板
8 波板
9 配線
10 カバー
A プラズマ発生領域(従来例)
B プラズマ発生領域(本発明)
C 有害ガス
E 電極
E1 1次電極(本発明)
E2 2次電極(本発明)
E3 3次電極
E4 4次電極
F1 1次電極(従来例)
F2 2次電極(従来例)
1 Plasma reactor (conventional example)
2 Dielectric (conventional example)
3 Electrode material (conventional example)
4 Plasma reactor (present invention)
5 Dielectric (Invention)
6 Electrode material (present invention)
7
B Plasma generation region (present invention)
C Toxic Gas E Electrode E1 Primary Electrode (Invention)
E2 secondary electrode (present invention)
E3 tertiary electrode E4 quaternary electrode F1 primary electrode (conventional example)
F2 secondary electrode (conventional example)
Claims (5)
該電極は、それぞれ断面円形の該誘電体の外周に、帯状の電極材を螺旋状に巻き付けた構造よりなり、相互間が同心円状に配設されていること、を特徴とするガス処理用のプラズマリアクタ。 A plasma reactor for gas treatment, in which a voltage is applied between a pair of electrodes arranged at intervals via a dielectric to decompose and purify harmful gas passing through a formed plasma generation region,
Each of the electrodes has a structure in which a strip-shaped electrode material is spirally wound around the outer periphery of the dielectric having a circular cross section, and the electrodes are disposed concentrically with each other. Plasma reactor.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004320329A JP2006130391A (en) | 2004-11-04 | 2004-11-04 | Plasma reactor for gas treatment |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2927483A1 (en) * | 2008-02-12 | 2009-08-14 | Renault Sas | Power supply device for dielectric-barrier discharge type plasma reactor in motor vehicle, has elaborating unit elaborating signals from increased voltage, where signals are respectively transmitted to electrodes of plasma reactor |
KR101281543B1 (en) | 2013-03-05 | 2013-07-03 | 김상민 | Plasma air cleaner |
CN103341307A (en) * | 2013-06-19 | 2013-10-09 | 浙江大学 | Method and apparatus for removing durable organic pollutants from large flow incinerator exhaust |
CN104138712B (en) * | 2013-05-06 | 2016-02-24 | 孙红梅 | Wind wheel electrode discharge device |
JPWO2015181945A1 (en) * | 2014-05-30 | 2017-04-20 | 富士機械製造株式会社 | Plasma irradiation method and plasma irradiation apparatus |
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-
2004
- 2004-11-04 JP JP2004320329A patent/JP2006130391A/en active Pending
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