JPH1157460A - 表面波プラズマによりガスを励起するためのデバイス、およびそのデバイスを組み込んだガス処理装置 - Google Patents

表面波プラズマによりガスを励起するためのデバイス、およびそのデバイスを組み込んだガス処理装置

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JPH1157460A
JPH1157460A JP10115369A JP11536998A JPH1157460A JP H1157460 A JPH1157460 A JP H1157460A JP 10115369 A JP10115369 A JP 10115369A JP 11536998 A JP11536998 A JP 11536998A JP H1157460 A JPH1157460 A JP H1157460A
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hollow
plasma
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JP10115369A
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Michel Moisan
ミシェル・モワザン
Roxane Etemadi
ロクサンヌ・エテマディ
Jean-Christophe Rostaing
− クリストフ・ロスタン ジャン
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Publication date
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    • 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
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】サーファトロンガイドよりも安価であり、大気
圧で動作し得るサーファガイドタイプのガス励起デバイ
スを提供する。 【解決手段】サーファガイドタイプのガス励起デバイス
は、導電性材料で作られ、導波管を構成する中空構造２
４を備える。この中空構造２４は、マイクロ波発生器に
接続されることが意図され、励起すべきガスが流れる中
空誘電性管４０を通すための通路３８と、マイクロ波発
生器により発生されたマイクロ波放射を中空誘電性管４
０に集中させるための領域３０とを備える。このデバイ
スは、導電性材料で作られ、中空構造２４に固定され、
中空誘電性管を囲むように前記通路３８の範囲に沿って
延びる少なくとも１つの電磁スクリーニングスリーブを
さらに備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面波プラズマ、
特に大気圧表面波プラズマによりガスが励起されるとこ
ろの、サーファガイド（surfaguide）タイプのガス励起
デバイスに関する。
【０００２】本発明は、また、そのような励起デバイス
を組み込んだガス処理装置にも関する。
【０００３】
【従来の技術】上記タイプのデバイスのほかに、この用
途のためのもう１つの効果的な励起デバイスは、「サー
ファトロンガイド（surfatron-guide）の名称により知
られている。
【０００４】これらタイプのデバイスの１つの特に有利
な適用例は、ペルフッ素化温室効果ガス状化合物または
揮発性有機化合物からなる不純物を含有する化学的に非
反応性のガスのプラズマ処理である。
【０００５】これを行うために、処理すべきガスとそれ
が含有する不純物とを、ガス分子を電離させることによ
って電気放電を生じさせるに十分に強い電場中に置く。
この放電は、初期には中性のガス分子から電子を引き抜
くことにより生じる。
【０００６】放電の作用下で、ガスの分子は、初期分子
よりも小さいサイズのラジカル、および従って、適切で
あれば、個々の原子を生成すべく解離される。このよう
に励起されたこれら原子または分子断片は、いずれの化
学反応をも知覚し得る程度には生じさせない。
【０００７】かくして、放電を通過した後、ガス原子も
しくは分子は、放電を出るときに再び完全となる前に、
励起を解かれるようになり、それぞれ再結合する。
【０００８】これに対し、不純物は、励起により、初期
分子の化学的性質とは異なる性質を有し、従って適切な
後処理によりガスから抽出される新たな分子断片をつく
ることにより不可逆的解離と不可逆的変換を受ける。
【０００９】サーファトロンガイドは、導電性材料で作
られ、短絡を形成する移動可能な導波管プランジャーに
より閉じられた第１の端と、第１の部分に対して直角に
延び、その中に誘電性材料で形成された管が同軸的に設
けられた第２の部分を有する中空構造を備える。上記管
中を処理すべきガスが流れる。
【００１０】上記第２の部分は、当該デバイスのインピ
ーダンスを整合させるために軸方向に移動し得る同調プ
ランジャーを備えている。
【００１１】このタイプの電磁場アプリケータは、大気
圧で表面波プラズマを作るためには満足できるものであ
る。
【００１２】しかしながら、このタイプのアプリケータ
は、いくつかの欠点、特にコストに起因する欠点があ
る。その構成が一層複雑であるからである。
【００１３】これに対し、他のタイプのガス励起デバイ
スが、知られており、それは、「サーファガイド」と呼
ばれている。
【００１４】このタイプの励起デバイスは、導電性材料
で作られた、導波管を構成する中空構造であって、マイ
クロ波発生器に接続されることが意図され、励起すべき
ガスが流れるところの誘電性材料で形成された中空放電
管を通すことが意図された通路と、マイクロ波発生器に
より発生されたマイクロ波放射を中空放電管に集中させ
るように設計された波集中領域とを備えた中空構造を有
し、操作中に、該ガス中に表面波プラズマを生じさせる
ことを目的とする。
【００１５】このサーファガイドは、同調プランジャー
を持たず、それ故サーファトロンガイドより安価であ
る。さらに、サーファガイドにより発生されたプラズマ
の長さは、同じパワーで比較すると、サーファトロンガ
イドにより発生されたプラズマの長さよりもやや長い。
【００１６】しかしながら、サーファトロンガイドによ
り発生されたプラズマカラムの密度は、サーファガイド
についてよりも局部的に高い。
【００１７】加えて、ある操作条件の下では、２０ｍｍ
を超える直径を有する放電管を２．４５ＧＨｚの周は数
で使用したとき、サーファガイドは、サーファトロンガ
イドよりも効率的でない。
【００１８】さらに、高い操作パワーについては、サー
ファガイドの環境中に放射損失が生じ、これは、当該デ
バイスのエネルギーバランスに対して非常に不利であ
り、また信頼性および安全性の問題を生じさせる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、上記デバイスの欠点を克服して、サーファトロンガ
イドよりも安価であり、大気圧で動作し得るガス励起デ
バイスを提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば、導電性材料で作られ、導波管を構
成し、マイクロ波発生器に接続されることが意図された
中空構造であって、励起すべきガスが流れる中空誘電性
管を通すことが意図された通路と、前記マイクロ波発生
器により発生されたマイクロ波放射を前記中空誘電性管
に集中させるように設計された波集中領域とを備えた前
記中空構造を有し、操作中に、前記ガス中に表面波プラ
ズマを生じさせることを目的とするサーファガイドタイ
プのガス励起デバイスにおいて、導電性材料で作られ、
前記中空構造に固定され、前記中空誘電性管を囲むよう
に前記通路の範囲に沿って延びる少なくとも１つの電磁
スクリーニングスリーブをさらに備えたことを特徴とす
るガス励起デバイスが提供される。
【００２１】本発明の励起デバイスは、以下の特徴の１
またはそれ以上をさらに含むことができる。すなわち、 −前記導波管を構成する中空構造が、軸方向に延びる一
般的形状を有し、かつ前記マイクロ波発生器に接続され
ることが意図された第１の開放端、短絡（short-circui
t）を形成する手段を備えることが意図された第２の開
放端、および前記第１の開放端と前記第２の開放端との
間に延び、前記波集中領域を規定する狭い断面の領域を
含むこと； −前記狭い断面の領域が、前記第１の開放端と前記第２
の開放端とに向かって直線的に増大する断面を有する２
つの部分の間に延び、前記通路を備えた一定の断面を有
する中央部を含むこと； −前記少なくとも１つのスリーブが、前記ガス中に生じ
るプラズマの長さと少なくとも等しい長さを有するこ
と； −各スリーブの自由端が、前記誘電性管を通すための穴
を設けたフランジを有すること； −前記少なくとも１つのスリーブが、前記プラズマの長
さと真空中での前記マイクロ波放射の波長との合計に等
しい長さを有すること； −前記少なくとも１つのスリーブの壁が、前記プラズマ
を見るための少なくとも１つのオリフィスを備え、前記
オリフィスは、前記放射の貫通を防止するように設計さ
れた寸法を有すること； −前記少なくとも１つのスリーブが、前記中空管の断面
に少なくとも等しい断面を有する円筒状の一般的形状を
有すること； −デバイスが、前記中央部の両側に、それぞれ互いの長
さに延びる２つのスリーブを有すること； −各スリーブが、端部設置プレートを含み、各設置プレ
ートは、前記設置プレートをボルト締めすることにより
前記スリーブを前記中空構造に固定するために前記中央
部を過ぎって横方向に延びること； −前記通路の直径が、前記中空管の外径よりも大きいこ
とである。
【００２２】また、本発明によれば、マイクロ波発生器
に接続され、その中を中空誘電性管が通り、前記管の中
を励起すべきガスが流れるところのガス励起デバイスを
備えたガス処理装置であって、前記ガス励起デバイス
は、反応性ガス状化合物を形成する目的で処理すべきガ
スの分子を電離させ、励起するための大気プラズマを前
記ガス中に生じさせるべく前記発生器により発生された
マイクロ波放射を前記誘電性管に集中させるための手段
を備え、前記装置は、前記反応性化合物を処理するため
の少なくとも１つのユニットを前記中空誘電性区だの下
流側に有し、前記ガス励起デバイスは、本発明のガス励
起デバイスからなることを特徴とするガス処理装置が提
供される。
【００２３】本発明の他の特徴および利点は、図面を参
照してもなされる以下の記述から明らかとなるであろ
う。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
【００２５】図１は、総括的符号１０で示される従来タ
イプのサーファガイドを概略的に示す斜視図である。
【００２６】このサーファガイド１０は、導電性材料で
作られた中空構造１２から主としてなり、この構造は、
マイクロ波発生器（図示せず）に接続されるべき第１の
端部１４と、この構造１２の長手軸に対して横断的に配
置され、短絡を構成するプレートにより閉じられるべき
開放対向端１６を有する。図１には、短絡プレートは示
されていない。
【００２７】構造１２の中央部には、誘電材料で作られ
た放電管２０を横断的に通すためのオリフィス１８が設
けられている。放電管を通ってガスカラムが流れる。
【００２８】操作に当たり、マイクロ波により作られた
マイクロ波放射は、構造１２により案内され、この構造
は、入射放射を放電管２０上に集中させて、放電管中お
よびそれが含有する電離ガス混合物中において、移動す
る電磁表面波を伝播させる。その関連する電場は、ガス
カラム中に放電を発生させ、維持する。
【００２９】先に述べたように、このタイプの励起器
は、ガス混合物の励起および励起された化学種をプラズ
マの作用の下で対応する反応性化合物と反応させてそれ
らを入ってくるガスもしくはガス混合物から除去するこ
とによって、種々のタイプのガス状流出物を、その精製
を目的として、またはガス混合物中に含まれるペルフル
オロカーボン化合物もしくは揮発性有機化合物を破壊す
ることを目的として、プラズマ処理する分野に使用する
ことができる。
【００３０】しかしながら、先に指摘したように、この
タイプの励起器は、いくつかの不利点を有する。
【００３１】まず第１に、図２からわかるように、例え
ばＳＦ6 、Ｏ2 およびＡｒからなるガス混合物中のＳＦ
6 の１００％除去を達成するために必要な最小入射パワ
ーは、同じ流量についてサーファトロンガイドによる１
００％破壊に必要なパワーよりも大きくなければならな
い。
【００３２】さらに、Ｃ2 Ｆ6 を含有するガス混合物の
場合に得られる破壊程度を従来のサーファガイドとサー
ファトロンガイドとの間で、両者で非常に近似している
入射マイクロ波パワーについて比較すると、図３からわ
かるように、Ｃ2 Ｆ6 の濃度４．５％については、両方
のアプリケータにとって安定な放電を維持するために必
要なパワーはわずか７９０Ｗである。これらの条件の下
で、サーファガイドで達成される破壊程度は、サーファ
トロンガイドの場合に観察されるものよりわずかに少な
い。
【００３３】しかしながら、より高い濃度である８％の
Ｃ2 Ｆ6 濃度では、安定な放電を維持するための最小パ
ワーは顕著に高い。このパワーは、両デバイス間でほと
んど変わりがないが、特にサーファトロンガイドの場合
に観察される完全に近い優れた値と比較すると、サーフ
ァガイドの場合には破壊効率は劣ったものとなる。これ
に対応して、上に述べたように、これらの高いパワーに
ついて、当該デバイスの環境中で有意の放射損失が生じ
る。これらの損失は、それゆえ、装置のエネルギーバラ
ンスに対して非常に不利となり、信頼性と安全性の問題
を生じさせる。
【００３４】図４および図５に、これら不利点を軽減し
得る本発明のガス励起デバイスが示されている。
【００３５】図４に示されるように、この励起器２２
は、軸方向に延びる形状（longitudinal shape）を有
し、意図された用途に適切な導電性材料、特に金属で作
られた中空構造２４を有する。
【００３６】この中空構造２４は、好ましくは、平行六
面体の断面を有し、２つの開放端２６および２８を有す
る。一方の開放端は、マイクロ波発生器に接続されるこ
とが意図されており、他方の開放端は、短絡を形成する
ための好適な手段、好ましくは横断的に配置されかつ軸
方向に調節可能に配置される導電性プレートに接続され
ることが意図されている。
【００３７】２つの端部領域２６および２８の間に、構
造２４は、端部領域２６および２８に向かって直線的に
増大する断面を有する２つの部分３４および３６の間に
延びる一定の断面の中央部３２を含む狭い断面の領域３
０を有する。
【００３８】図５をも参照すると、中央部３２を構成す
る壁は、それぞれ、オリフィス３８のようなオリフィス
を備え、これらオリフィスは、シリカのような誘電材料
で作られた管４０のための通路（図４では、仮想的に切
り取られている）を形成する。励起されるべきガスカラ
ムは、管４０中を流れる。
【００３９】本発明によれば、中央部３２の大きな面の
それぞれにスリーブ４２、４４が設置されており、この
スリーブは、好ましくは構造２４を形成する材料と同じ
材料である導電性材料で作られている。これらスリーブ
は、好ましくは、円筒状であり、オリフィス３８によっ
て形成される通路に対して同軸的に置かれる。
【００４０】これらスリーブ４２および４４は、電気的
良導体で作られなければならないことが認識される。さ
らに、これらスリーブの構造２４との接触は、電気的に
優れていなければならない。それは、２．４５ＧＨｚの
周波数を有する電磁波について、導電におけるどのよう
な不連続性も、非常に密な機械的接合をもってさえ、発
生器により発生された放射に対し外部への漏れ経路を提
供する傾向にあるからである。
【００４１】かくして、構造２４並びにスリーブ４２お
よび４４は、これら部品を固定するための領域において
絶縁性の酸化物層が生成することを防止すべく、黄銅で
作製することが好ましい。
【００４２】図４および図５は、導波管２４に対面して
設置されるスリーブ４２および４４の端部がそれぞれ設
置プレート４６のような設置プレートを備えていること
を示している。これら設置プレート４６は、ボルト４８
のようなボルトにより中央部３２に対してクランプされ
ている。こうして、金属表面同士の非常に密な接触が得
られる。
【００４３】さらに、スリーブ４２および４４の自由端
は、それぞれ、それら自由端にボルト締めすることによ
り固定されたフランジ５０のようなフランジを備えてい
る。後者は、誘電性管４０を通すためのオリフィス５２
のようなオリフィスを備えている。
【００４４】以下述べるように、フランジ５０は、導電
性材料または絶縁性材料で形成することができ、あるい
は場合により、それらは、スリーブの長さに応じて省略
することもできる。
【００４５】最後に、図４に示すように、各スリーブの
壁は、当該デバイスの操作中にガスカラム中のプラズマ
を見ることを可能とするオリフィス５４を備えている。
【００４６】操作に当たり、導波管２４は、発生器から
の入射マイクロ波放射をマイクロ波を特に誘電管４０上
に集中させる領域を構成する狭い断面の領域３０に向け
て案内する。
【００４７】これは、狭い断面の領域３０は、管４０中
およびそれが含有するガスカラム中において、移動する
電磁表面波を伝播させる目的で入射放射を中央領域３２
へ集中させるためであり、関連するその電場は、通常の
ように、ガス粒子を励起し電離させるためにガスカラム
中にプラズマを発生させ、維持する。
【００４８】一定断面の導波管の波とは異なる波の相の
空間的変動を生じ易い、２つの遷移部分３４および３６
中に多重反射が現れることを防止するために、２つの端
部領域と中央部３２との間の遷移部分は、伝播波長の半
分λｇ／２の倍数にほぼ等しい遷移領域長さを用いるこ
とにより、実質的に漸次的なものである。
【００４９】さらに、各スリーブの直径は、放電を生じ
させる表面波の伝播を妨害しないために十分は大きさに
選ばれるべきである。
【００５０】この選択は、２つの考慮事項により指示さ
れる。
【００５１】一方では、この直径が小さすぎると、スリ
ーブの壁におけるマイクロ波場が非常に高くなり得、関
連する電場の値は管４０の壁からほぼ対数的に減少す
る。従って、金属の導電性は無限大でないので、スリー
ブの構成壁において加熱損失が生じ得る。加えて、この
加熱がスリーブを損傷させ得る。
【００５２】かくして、最小直径は、プラズマ中に注入
することが望まれるマイクロ波パワーに、すなわち、デ
バイスの操作条件に依存する。好ましくは、損失を制限
するために、スリーブの直径は、管４０のそれの２倍に
等しくなるように選ばれる。
【００５３】他方、上記直径が大きすぎると、電磁場の
構造がその移動性表面波特性を失い、共振空洞タイプの
結合が生じ、これは、空洞モードと表面波のそれとの間
のエネルギー交換により放電の操作条件が不安定にす
る。
【００５４】これら２つの考慮事項の間の妥協は、管４
０の直径の３倍ないし４倍の直径を選ぶことにある。例
えば、２．４５ＧＨｚの入射波長については、６０ない
し８０ｍｍの直径を選ぶ。
【００５５】また、スリーブの長さは、プラズマがスリ
ーブ内に全体が存在するように、プラズマの長さと少な
くとも等しく選ばれる。
【００５６】スリーブの長さがプラズマの長さよりもご
くわずかに大きいだけである場合、放射が外部に逃げる
ことを防止するために、フランジ５０は、好ましくは、
導電性材料で作られる。
【００５７】しかしながら、先に述べたように、これら
フランジ５０は、導電性材料により形成される必要はな
い。プラズマの限界を超えるこの領域において、マイク
ロ波の強度は小さいからである。
【００５８】特に、プラズマの長さと放射の波長との合
計に等しいスリーブ長さについては、スリーブ４２およ
び４４の端縁において放射の強度は実質的にゼロであ
る。この場合には、フランジ５０は省略することができ
る。
【００５９】今述べたサーファガイドデバイスは、非常
に簡単な構造を有することがわかるであろう。これは、
発生器からのマイクロ波のための入口とは反対側で、導
波管構造２４の一方の端部に接続された単一のインピー
ダンス整合手段を有するだけである。他方、サーファト
ロンガイドは、追加の固有整合手段（intrinsic matchi
ng means）を有する。しかしながら、導波管に対し、マ
イクロ波パワー入口側に、導波管の大きな側中に既知の
３つのスクリュータイプのプランジャーからなるインピ
ーダンス整合器を付け加えることが有利である。
【００６０】しかしながら、事実それはサーファトロン
ガイドの効率に匹敵する効率を達成させ得る。
【００６１】上記励起デバイスを用いたガス処理装置を
図６を参照して以下に説明する。
【００６２】図６に示す装置は、例えばＣ2 Ｆ6 、Ｏ2
およびＡｒからなり、矢印Ｆにより示されているように
放電管４０中のその一端から導入されたガス混合物中の
Ｃ2Ｆ6 を破壊することを意図されている。
【００６３】図６は、図４および図５に示した励起器と
同じサーファガイド２２が、その一端２６を介してマイ
クロ波発生器５６に接続され、その他端２８は短絡を形
成する導電性プレート５８を備えていることを示してい
る。このプレート５８は、横断的に配設され、軸方向に
調節可能である。
【００６４】処理すべきガスの流れの方向に対し下流側
で、放電管４０が、内部を水が循環する室内に収容され
た、例えばコイルを備えた熱交換器からなる、処理すべ
きガスが流れる冷却カートリッジ６２を介してパイプ６
０に入り込んでいる。
【００６５】パイプ６０は、プラズマ６４の作用により
励起されたガスを、破壊すべき励起された化学種との反
応に好適な要素、例えばソーダ石灰やアルカリ性水溶液
のようなアルカリ性要素を含有するカートリッジからな
る処理ユニット６６へ、ついで脱水ユニット６８へと送
る。
【００６６】さらに、図６は、パイプ６０が、弁７４お
よび７６のような対応する弁により制御される２つの分
岐アッセンブリー７０および７２を備え、これら分岐ア
ッセンブリーには、漏れ止め的な様態で、フーリエ変換
赤外分光器によりガスを分析し得るサンプリングセル７
８および８０が設けられている。
【００６７】本装置は、脱水ユニット６８の下流側で、
サーファトロンガイドを用いて選られる破壊程度に匹敵
する破壊程度を達成し得る。
【００６８】これは、図７の表に示すように、電磁スク
リーンを構成するスリーブを備えたサーファガイドを使
用する図６の装置がスリーブを備えておらずそれ故幾分
かの放射を漏洩させる従来のサーファガイドの破壊効率
よりもはるかに高い破壊効率を有するからである。
【００６９】図示の態様において、中央部を構成する部
分に設けられ、管４０の通路を規定するオリフィス３８
のようなオリフィスの直径は、この管の外径の値に近い
値を有する。
【００７０】有利な変形例によれば、通路３８の直径
は、管４０の外径よりも大きい。例えば、１５ｍｍにほ
ぼ等しい外径を有する放電管については、中央部３２を
構成する壁と管４０との間にギャップを残すべく、通路
の直径は、好ましくは、２０ないし２２ｍｍである。
【００７１】この態様によれば、マイクロ波エネルギー
は、管４０の壁の直近における当該デバイスの発射ギャ
ップ（launching gap）中にはもはや集中しない。従っ
て、失敗の危険無しにデバイスのより高い効率を達成す
べくより高いパワーで動作させることが可能である。
【００７２】今述べた態様において、スリーブは、円筒
形状を有する。
【００７３】しかしながら、変形例として、例えば、矩
形、楕円形等異なる形状の断面を有するスリーブをデバ
イスに取り付けること、あるいは実質的に切頭円錐台形
状のスリーブを用いることができる。
【００７４】さらにまた、発生したプラズマを見るため
の穴を、少なくとも１つの大きさが放射が外部に至るこ
とによる損失を防止するに十分に小さいところの、グリ
ッドやスロットのような他のタイプの適切な手段により
置き換えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来タイプのサーファガイドを概略的に示す斜
視図。
【図２】図１に示すサーファガイドの効率を示す表図。
【図３】サーファトロンガイドの効率を示す表図。
【図４】本発明による励起デバイスを概略的に示す側面
図。
【図５】図４のデバイスの頂面図。
【図６】図４および図５に示す励起デバイスを用いたガ
ス処理装置の概略図。
【図７】本発明による励起デバイスと図１のサーファガ
イドとの効率を示す表図。
【符号の説明】
１０…サーファガイド １２…中空構造 １４…第１の端 １６…第２の端 １８…オリフィス ２０…放電管 ２２…励起器（デバイス） ２４…中空構造（導波管） ２６，２８…開放端 ３０…断面の狭い領域 ３２…中央部 ３８…オリフィス ４０…放電管 ４２，４４…スリーブ ４６…設置プレート ４８…ボルト ５０…フランジ ５２…オリフィス ５６…マイクロ波発生器 ５８…導電性プレート ６０…パイプ ６２…冷却カートリッジ ６４…プラズマ ６６…処理ユニット ６８…脱水ユニット ７０，７２…分岐アッセンブリー ７８，８０…サンプリングセル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロクサンヌ・エテマディ カナダ国、エイチ３ティー・１ダブリュ ５、ケベック、モントリオール、アブニ ュ・ドゥスレ 26；5600 (72)発明者 ジャン − クリストフ・ロスタン フランス国、78530 ビュク、プラース・ デュ・マルシェ 24

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 導電性材料で作られ、導波管を構成し、
    マイクロ波発生器に接続されることが意図された中空構
    造であって、励起すべきガスが流れる中空誘電性管を通
    すことが意図された通路と、該マイクロ波発生器により
    発生されたマイクロ波放射を該中空誘電性管に集中させ
    るように設計された波集中領域とを備えた該中空構造を
    有し、操作中に、該ガス中に表面波プラズマを生じさせ
    ることを目的とするサーファガイドタイプのガス励起デ
    バイスにおいて、導電性材料で作られ、該中空構造に固
    定され、該中空誘電性管を囲むように該通路の範囲に沿
    って延びる少なくとも１つの電磁スクリーニングスリー
    ブをさらに備えたことを特徴とするガス励起デバイス。
  2. 【請求項２】 該導波管を構成する中空構造が、軸方向
    に延びる一般的形状を有し、かつ該マイクロ波発生器に
    接続されることが意図された第１の開放端、短絡を形成
    する手段を備えることが意図された第２の開放端、およ
    び該第１の開放端と該第２の開放端との間に延び、該波
    集中領域を規定する狭い断面の領域を含むことを特徴と
    する請求項１記載のデバイス。
  3. 【請求項３】 該狭い断面の領域が、該第１の開放端と
    該第２の開放端とに向かって直線的に増大する断面を有
    する２つの部分の間に延び、該通路を備えた一定の断面
    を有する中央部を含むことを特徴とする請求項２記載の
    デバイス。
  4. 【請求項４】 該少なくとも１つのスリーブが、該ガス
    中に生じるプラズマの長さと少なくとも等しい長さを有
    することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項
    記載のデバイス。
  5. 【請求項５】 各スリーブの自由端が、該誘電性管を通
    すための穴を設けたフランジを有することを特徴とする
    請求項４記載のデバイス。
  6. 【請求項６】 該少なくとも１つのスリーブが、該プラ
    ズマの長さと真空中での該マイクロ波放射の波長との合
    計に等しい長さを有する請求項４または５記載のデバイ
    ス。
  7. 【請求項７】 該少なくとも１つのスリーブの壁が、該
    プラズマを見るための少なくとも１つのオリフィスを備
    え、該オリフィスは、該放射の貫通を防止するように設
    計された寸法を有することを特徴とする請求項１ないし
    ６のいずれか１項記載のデバイス。
  8. 【請求項８】 該少なくとも１つのスリーブが、該中空
    管の断面に少なくとも等しい断面を有する円筒状の一般
    的形状を有する請求項１ないし７のいずれか１項記載の
    デバイス。
  9. 【請求項９】 該中央部の両側に、それぞれ互いの長さ
    に延びる２つのスリーブを有することを特徴とする請求
    項３ないし８のいずれか１項記載のデバイス。
  10. 【請求項１０】 各スリーブが、端部設置プレートを含
    み、各設置プレートは、該設置プレートをボルト締めす
    ることにより該スリーブを該中空構造に固定するために
    該中央部を過ぎって横方向に延びることを特徴とする請
    求項９記載のデバイス。
  11. 【請求項１１】 該通路の直径が、該中空管の外径より
    も大きいことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれ
    か１項記載のデバイス。
  12. 【請求項１２】 マイクロ波発生器に接続され、その中
    を中空誘電性管が通り、該管の中を励起すべきガスが流
    れるところのガス励起デバイスを備えたガス処理装置で
    あって、該ガス励起デバイスは、反応性ガス状化合物を
    形成する目的で処理すべきガスの分子を電離させ、励起
    するための大気プラズマを該ガス中に生じさせるべく該
    発生器により発生されたマイクロ波放射を該誘電性管に
    集中させるための手段を備え、該装置は、該反応性化合
    物を処理するための少なくとも１つのユニットを該中空
    誘電性区だの下流側に有し、該ガス励起デバイスは、請
    求項１ないし１１のいずれか１項記載のガス励起デバイ
    スからなることを特徴とするガス処理装置。
JP10115369A 1997-04-25 1998-04-24 表面波プラズマによりガスを励起するためのデバイス、およびそのデバイスを組み込んだガス処理装置 Withdrawn JPH1157460A (ja)

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