(57)【要約】  本発明は、第１の圧電トランス（１）と、第２の圧電トランス（１０１）と、入力電圧を圧電トランス（１，１０１）の各々に印加するように構成された駆動回路とを備える非熱的大気圧プラズマを生成する装置に関し、第１のトランス（１）に印加される入力電圧は、第２のトランス（１０１）に印加される入力電圧に対して９０°位相シフトしている。本発明はさらに、少なくとも１つの第１の圧電トランス（１）および第２の圧電トランス（１０１）を用いて非熱的大気圧プラズマを生成する方法に関する。【選択図】  図２Ｃ
2019507943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非熱的大気圧プラズマを生成する装置であって、第１の圧電トランス（１）と、第２の圧電トランス（１０１）と、前記圧電トランス（１，１０１）の各々に入力電圧を印加するように構成された駆動回路とを備え、前記第１の圧電トランス（１）に印加される入力電圧が、前記第２の圧電トランス（１０１）に印加される入力電圧に対して９０°位相シフトしている、装置。
【請求項２】
前記第１の圧電トランス（１）と前記第２の圧電トランス（１０１）とが、互いに５ｃｍ未満の距離で配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記駆動回路が、前記第１の圧電トランス（１）に印加される入力電圧と、前記第２の圧電トランス（１０１）に印加される入力電圧とが同じ周波数を有するように構成されている、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
別の圧電トランス（２０１，３０１）を備え、前記駆動回路が、互いに直近に配置された前記第１および第２の圧電トランス（１，１０１）の入力電圧がそれぞれ互いに９０°位相シフトしているように、前記第１、第２および別の圧電トランス（１，１０１，２０１，３０１）に入力電圧を印加するように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記圧電トランス（１，１０１，２０１，３０１）が、互いに平行に配置されて単一の行を形成している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記圧電トランス（１，１０１，２０１，３０１）が、互いに平行に配置されて、少なくとも２つの行と少なくとも２つの列とを含むアレイを形成しており、前記駆動回路が、前記アレイの同一対角線上に配置された前記圧電トランス（１，３０１）の入力電圧がそれぞれ互いに０°位相シフトしているように、前記圧電トランス（１，１０１，２０１，３０１）に入力電圧を印加するように構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の圧電トランス（１）および前記第２の圧電トランス（１０１）が、それぞれの出力側前面（１０，１１０）が互いに対向するように配置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
第１の組の圧電トランスが、互いに平行に配置されて単一の行を形成する、前記第１の圧電トランス（１）および別の圧電トランスを備え、第２の組の圧電トランスが、互いに平行に配置されて単一の行を形成する、前記第２の圧電トランス（１０１）および別の圧電トランスを備え、前記第１の組の圧電トランスおよび前記第２の組の圧電トランスが互いに対向して配置されており、前記駆動回路が、互いに直近に配置された圧電トランスの入力電圧がそれぞれ互いに９０°位相シフトしているように、さらに、互いに対向する前記圧電トランスの入力電圧がそれぞれ互いに９０°位相シフトしているように、前記行の前記圧電トランスの各々に入力電圧を印加するように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
第１の組の圧電トランスが、互いに平行に配置されて少なくとも２つの列と少なくとも２つの行とを含むアレイを形成する、前記第１の圧電トランス（１）および別の圧電トランスを備え、第２の組の圧電トランスが、互いに平行に配置されて少なくとも２つの列と少なくとも２つの行とを含むアレイを形成する、前記第２の圧電トランス（１０１）および別の圧電トランスを備え、前記第１の組の圧電トランスおよび前記第２の組の圧電トランスが互いに対向して配置されており、前記駆動回路が、互いに直近に配置された圧電トランスの入力電圧がそれぞれ互いに９０°位相シフトしているように、前記アレイの同一対角線上に配置された圧電トランスの入力電圧がそれぞれ互いに０°位相シフトしているように、さらに、互いに対向する前記圧電トランスの入力電圧がそれぞれ互いに９０°位相シフトしているように、前記圧電トランスの各々に入力電圧を印加するように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの第１の圧電トランス（１）および第２の圧電トランス（１０１）を用いて非熱的大気圧プラズマを生成する方法であって、互いに９０°位相シフトした入力電圧が、前記第１の圧電トランス（１）および前記第２の圧電トランス（１０１）にそれぞれ印加される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非熱的大気圧プラズマを生成する装置およびプラズマを生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この装置は、特に、第１の圧電トランスと第２の圧電トランスとを備え、装置の出力側ではプロセスガスのイオン化に使用することができる高電位が生成される。圧電トランスによって生成されるプラズマが作用することができる体積は、原理的には、圧電トランスの出力側の前の領域に制限される。多くの場合、特に工業用途では、より大きな領域を処理することが必要である。トランスの相互障害をもたらすことなく可能な限り互いに近接して配置される複数の圧電トランスは、このために適切に使用されるべきである。
【０００３】
１８０°位相シフトした入力電圧を含む、互いに短い距離で配置された複数の圧電トランスを動作させることは、欧州特許第１９０２５９９号明細書によって公知である。しかしここで、トランスによって生成されたプラズマの相互消火は不可避であることが見出されている。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の目的は、特に、トランスの相互障害をもたらすことなく複数の圧電トランスを互いに小さな間隔で配置することを可能にする非熱的大気圧プラズマを生成するための改善された装置を開示することである。さらなる目的は、非熱的大気圧プラズマを生成するための改善された方法を開示することである。
【０００５】
これらの目的は、請求項１に記載の装置および第２の独立請求項に記載の方法によって達成される。
【０００６】
第１の圧電トランスと、第２の圧電トランスと、駆動回路とを備える非熱的大気圧プラズマ発生装置が提案されている。駆動回路は、入力電圧を各圧電トランスに印加するように構成され、第１のトランスに印加される入力電圧は、第２のトランスに印加される入力電圧に対して９０°位相シフトしている。
【０００７】
本明細書における位相シフトは常に相対的に述べられる。したがって、プラス方向９０°の正の位相シフトまたはマイナス方向９０°の負の位相シフトが明示的に言及される場合を除いて、９０°の位相シフトの引用は位相シフトの大きさとみなすことができる。
【０００８】
両方の圧電トランスが互いに９０°シフトした入力電圧で動作すると、第１の圧電トランスおよび第２の圧電トランスにおいてプラズマ生成が常に交互に発生する。このようにして、２つのトランスがプラズマを同時に生成することを回避することが可能であり、それによって２つのプラズマ生成が互いに悪影響を与える。第１のトランスおよび第２のトランスを用いてプラズマを交互に生成することによって、改善されたプラズマ生成率を達成することができる。
【０００９】
第１の圧電トランスおよび第２の圧電トランスを、互いに５ｃｍ未満の距離で配置することができる。トランス間の短い距離は、２つのトランスがプラズマ生成中に互いに干渉しないので有効である。２つのトランスは、互いに少なくとも５ｍｍの距離を有するべきである。
【００１０】
駆動回路は、圧電トランスに印加される入力電圧の各々が同じ周波数を有するように構成することができる。さもなければ、異なる周波数の結果として入力電圧が離れて移動するので、９０°の位相シフトを連続動作で維持することができなくなる。ビート周波数および関連するビート周波数効果もまた、この場合に生じる。ビート周波数の形成は、トランスが同じ周波数で駆動されるので回避することができる。
【００１１】
トランスは、研削加工によって同じ長さ、したがって同じ共振周波数に調整することができる。装置の圧電トランスの共振周波数の平均値から得られる周波数を、トランスの駆動のために代替的に選択することができる。
【００１２】
この装置は別の圧電トランスをさらに備えることができ、駆動回路は、互いに直近に配置されたトランスの入力電圧がそれぞれ互いに９０°位相シフトしているように、入力電圧をトランスに印加するように構成されてもよい。
【００１３】
別の圧電トランスを用いることにより、圧電トランスの数を増加させることで同時に処理することができる面積が増大するような装置で大面積を処理することが可能になる。
【００１４】
圧電トランスを互いに平行に配置して、単一の行を形成することができる。
【００１５】
圧電トランスを互いに平行に配置して、少なくとも２つの行と少なくとも２つの列とを含むアレイを形成することができる。駆動回路を、アレイの同一対角線上に配置されたトランスの入力電圧がそれぞれ互いに０°位相シフトしているように、入力電圧をトランスに印加するように構成することができる。
【００１６】
第１の圧電トランスおよび第２の圧電トランスを、それぞれの出力側前面が互いに対向するように配置することができる。ここで、例えば箔などの処理される物体は、２つのトランスの出力側前面の間に形成された間隙を通過することができる。物体の２つの互いに反対側の表面を、装置によって生成されたプラズマに同時に適切にさらすことができる。
【００１７】
代替的または追加的に、装置は、互いに平行に配置され、かつ単一の行を形成する第１の圧電トランスおよび別の圧電トランスを備える第１の組の圧電トランスと、互いに平行に配置され、かつ単一の行を形成する第２の圧電トランスおよび別の圧電トランスを備える第２の組の圧電トランスとを備えることができる。第１の組の圧電トランスおよび第２の組の圧電トランスを互いに対向して配置することができ、駆動回路は、互いに直近に配置されたトランスの入力電圧がそれぞれ互いに９０°位相シフトしているように、さらに、互いに対向するトランスの入力電圧がそれぞれ互いに９０°位相シフトしているように、入力電圧を行の各トランスに印加するように構成される。
【００１８】
代替的または追加的に、装置は、互いに平行に配置され、かつ少なくとも２つの列と少なくとも２つの行とを含むアレイを形成する第１の圧電トランスおよび別の圧電トランスを備える第１の組の圧電トランスと、互いに平行に配置され、かつ少なくとも２つの列と少なくとも２つの行とを含むアレイを形成する第２の圧電トランスおよび別の圧電トランスを備える第２の組の圧電トランスとを備えることができる。第１の組の圧電トランスおよび第２の組の圧電トランスを互いに対向して配置することができ、駆動回路は、互いに直近に配置されたトランスの入力電圧がそれぞれ互いに９０°位相シフトしているように、アレイの同一対角線上に配置されたトランスの入力電圧がそれぞれ互いに０°位相シフトしているように、さらに、互いに対向するトランスの入力電圧がそれぞれ互いに９０°位相シフトしているように、入力電圧を各トランスに印加するように構成される。
【００１９】
さらなる態様によれば、本発明は、少なくとも１つの第１の圧電トランスおよび第２の圧電トランスを用いて非熱的大気圧プラズマを生成する方法に関し、互いに９０°位相シフトした入力電圧が、第１の圧電トランスおよび第２の圧電トランスにそれぞれ印加される。
【００２０】
この方法は、特に上記の装置を用いて実施することができる。したがって、装置に関連して開示された各機能的特徴および構造的特徴もまた、この方法に関連していてもよい。
【００２１】
本発明を、図面を参照して以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】圧電トランスの斜視図を示す図である。
【図２Ａ】２つの圧電トランスを用いたプラズマ生成を示しており、図中の各トランスに印加される入力電圧は、互いに位相シフトが変化する。
【図２Ｂ】２つの圧電トランスを用いた別のプラズマ生成を示しており、図中の各トランスに印加される入力電圧は、互いに位相シフトが変化する。
【図２Ｃ】２つの圧電トランスを用いたさらに別のプラズマ生成を示しており、図中の各トランスに印加される入力電圧は、互いに位相シフトが変化する。
【図３】トランスの出力側前面で生成される出力電圧の曲線を示す図である。
【図４】トランスの出力側前面で生成される出力電圧の別の曲線を示す図である。
【図５】圧電トランスが単一の行に配置されたプラズマ生成装置を示す図である。
【図６】圧電トランスのアレイを示す図である。
【図７】圧電トランスが互いに対向しているプラズマ生成装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、圧電トランス１の斜視図を示している。圧電トランス１は、特に非熱的大気圧プラズマを生成する装置に用いることができる。
【００２４】
圧電トランス１は、圧電性に基づく型の共振トランスであり、従来の磁気トランスとは対照的に電気機械システムを表している。圧電トランス１は、例えばローゼン型トランスである。
【００２５】
圧電トランス１は入力領域２と出力領域３とを含み、出力領域３は、長手方向ｚにおいて入力領域２に接続されている。入力領域２では、圧電トランス１は交流電圧が印加される電極４を備える。電極４は、圧電トランス１の長手方向ｚに延在している。電極４は、長手方向ｚに垂直な積層方向ｘにおいて圧電材料５と交互に積層されている。ここで、圧電材料５は積層方向ｘに分極している。
【００２６】
電極４は圧電トランス１の内部に配置され、内部電極とも呼ばれる。圧電トランス１は、第１の側面６と、第１の側面６とは反対側に位置する第２の側面７とを含む。第１の側面６には、第１の外部電極８が配置されている。第２の側面７には、第２の外部電極（図示せず）が配置されている。内部に位置する電極４は、第１の外部電極８または第２の外部電極のいずれかに積層方向ｘにおいて交互に電気的に接続されている。
【００２７】
圧電トランス１は、第１の側面６および第２の側面７に直交して互いに反対側に配置された第３の側面２０および第４の側面２１をさらに含む。第３の側面２０および第４の側面２１の表面に対する法線は、それぞれ積層方向ｘを指している。
【００２８】
入力領域２を、電極４の間に印加される低交流電圧で駆動することができる。入力側に印加された交流電圧は、圧電効果の結果として最初に機械的振動に変換される。この場合、機械的振動の周波数は主に圧電トランス１の形状および機械的構成に依存する。
【００２９】
出力領域３は圧電材料９を備え、内部電極を有さない。出力領域の圧電材料９は、長手方向ｚに分極している。出力領域３の圧電材料９は入力領域２の圧電材料５と同じ材料とすることができ、圧電材料５および９はそれぞれの分極方向が異なってもよい。出力領域３では、圧電材料９は長手方向ｚに完全に分極した単一のモノリシック層に形成される。この場合、出力領域３内の圧電材料９は単一の分極方向のみを有する。
【００３０】
入力領域２内の電極４に交流電圧が印加されると、機械波が圧電材料５および９の内部に生じ、圧電効果により出力電圧が出力領域３に生成される。出力領域３は、出力側前面１０を含む。電圧は、前面１０と入力領域２の電極４の端部との間の出力領域３にこうして生成される。この場合、出力側前面１０に高電圧が発生する。この場合、高い電位差は出力側前面と圧電トランスの環境との間にも生じ、プロセスガスをイオン化する強電界を生成するのに十分である。
【００３１】
このようにして、圧電トランス１は、電気励起によってガスまたは液体をイオン化することが可能な高電界を生成する。ここで、それぞれのガスまたはそれぞれの液体の原子または分子はイオン化されてプラズマを形成する。イオン化は、圧電トランス１の表面における電界強度がプラズマの点火電界強度を超えた場合に常に生じる。原子または分子のイオン化に必要な電界強度は、本明細書ではプラズマの点火電界強度と呼ばれる。
【００３２】
図２Ａ〜図２Ｃは、第１の圧電トランス１と第２の圧電トランス１０１とを備える装置によるプラズマ生成を概略的に示している。装置はさらに、２つのトランス１および１０１の各々に入力電圧を印加することを可能にする駆動回路を備える。
【００３３】
第１のトランス１および第２のトランス１０１は、互いに平行に配置されている。特に、第１のトランス１の出力領域３は、第２のトランス１０１の出力領域１０３の直近に配置されている。第１のトランスの出力側前面１０と第２のトランス１０１の出力側前面１１０との表面法線は互いに平行である。第１のトランス１と第２のトランス１０１との間には間隙１１がある。
【００３４】
非熱的大気圧プラズマを生成する装置において複数の圧電トランス１および１０１を用いることにより、より大きな面積をプラズマによって同時に処理することが可能になる。効率的な処理設計のために、特に工業的用途では、大面積を短い処理時間で非熱的大気圧プラズマにさらすことが可能なことが重要である。
【００３５】
図２Ａは、それぞれの入力電圧が２つのトランス１および１０１に印加される、本発明以外による配置を示しており、第１のトランス１の入力電圧および第２のトランス１０１の入力電圧は、互いに位相シフトしていない。この場合、正弦波入力電圧は２つのトランス１および１０１の各々に印加される。したがって、出力側前面１０および１１０で生成された電位の時間的経過もまた、同じ時点で２つのトランス１および１０１において最大電位が生成される正弦波進行に続く。
【００３６】
２つのトランス１および１０１によって生成された電位の電界パターンは、図２Ａにおいて破線で示されている。ここで、破線はそれぞれ等電位線である。
【００３７】
図２Ａでは、それぞれの出力側前面１０および１１０の２つのトランス１および１０１において最大電位が生成されるある時点における、電位の進行が観察されている。電位の進行の結果、２つのトランス１と１０１との間の間隙１１の電位はほぼ一定のままである。これとは対照的に、間隙１１から離れる出力側前面１０および１１０の縁部には高電界勾配が生じる。本図に破線で描かれた等電位線は互いに近接している。
【００３８】
プラズマを点火するには、高電界勾配が必要である。したがって、２つの圧電トランス１と１０１との間の間隙１１の領域において、電位の等化のためにプラズマが点火されない状況では、プラズマ生成とともに２つのトランス１および１０１が同相駆動される。この場合に限って、十分な高電界勾配が存在するので、プラズマ点火は、間隙１１から見て外方を向く出力側前面１０および１１０の縁部でのみ行われる。
【００３９】
圧電トランス１および１０１のこの駆動で生成することができるプラズマの量は、単一の圧電トランス１によって達成可能なプラズマの量よりもそれほど多くはない。
【００４０】
図２Ｂは、本発明以外による２つの圧電トランス１および１０１のさらなる駆動を示している。ここで、それぞれの正弦波入力電圧は２つの圧電トランス１および１０１の各々に印加され、前記電圧は互いに１８０°位相シフトしている。
【００４１】
したがって、同じ時点で第２の圧電トランス１０１の出力側前面１１０が最大負電位となる場合、第１の圧電トランス１の出力側前面１０が最大正電位となる。
【００４２】
この場合、高電界勾配が、特に２つの圧電トランス１と１０１との間の間隙１１に生じる。したがって、第１の圧電トランス１では、第２の圧電トランス１０１に強く向けたプラズマビームが生成されるプラズマ点火が行われる。第２の圧電トランス１０１では、第１の圧電トランス１に強く向けたプラズマビームが生成されるプラズマ点火が行われる。
【００４３】
間隙１１から離れる出力側前面１０および１１０の縁部には、間隙１１と比較してより低い電界勾配が生じる。したがって、プラズマ点火はこれらの縁部では行われない。したがって、この場合に生成されるプラズマ量は、全体として、単一の圧電トランス１によって同時に生成可能なプラズマの量よりも著しく大きくはない。
【００４４】
ここで、図２Ｃでは、第２の圧電トランス１０１に印加される入力電圧に対して９０°位相シフトした入力電圧を第１の圧電トランス１に印加する駆動が観察されている。２つの入力電圧は、各々が正弦波の進行を有する。
【００４５】
この場合、第１の圧電トランス１の出力側前面１０に生成される電位は、第２の圧電トランス１０１が本質的に電界を伴わない場合に最大電位に達する。したがって、第１の圧電トランス１によるプラズマ生成は、第２の圧電トランス１０１の影響を大きく受けない。
【００４６】
第２の圧電トランス１０１の出力側前面１１０に生成される電位は、第１の圧電トランス１が本質的に電界を伴わない場合に最大電位にさらに達する。したがって、第２の圧電トランス１０１によるプラズマ生成もまた、第１の圧電トランス１の影響を大きく受けない。
【００４７】
したがって、図２Ｃに記載の構成は、単一の圧電トランス１で達成可能なプラズマ生成速度よりも著しく高いプラズマ生成速度をもたらす。さらに、生成されたプラズマは正面方向に生成され、大きな立体角にわたって均一に分布される。
【００４８】
図３は、第１の圧電トランス１の出力側前面１０で生成された電位と、第２の圧電トランス１０１の出力側前面１１０で生成された電位との時間的経過を示している。ここで、曲線Ｕ１は、第１の圧電トランス１の出力側前面１０で生成された電位の時間的経過を示し、曲線Ｕ２は、第２の圧電トランス１０１の出力側前面１１０で生成された電位の時間的経過を対応的に示している。第２の圧電トランス１０１に印加される入力電圧は、第１の圧電トランス１に印加される入力電圧に対してプラス方向に９０°位相シフトしている。
【００４９】
誘電体バリア放電（ＤＢＤ）を介して圧電トランス１によって、プラズマおよびオゾンを生成することができる。誘電体バリア放電によるプラズマ生成は、出力側前面１０および１１０で生成された電位の変化率に大きく依存する。ここで、図３に示すように、互いに直近に配置された２つの圧電トランス１および１０１で生成された電位が互いに９０°シフトしている場合、電位はそれぞれ交互に最大変化率を示す。
【００５０】
曲線Ｕ１は、例えば時点ｔ１における最大上昇率を示す。その一方で、曲線Ｕ２は時点ｔ１において最小の変化しか示さない。時点ｔ１において、プラズマは第１の圧電トランス１で適切に点火される一方で、プラズマは第２の圧電トランス１０１では点火されない。その結果、２つのトランス１および１０１は常に互いに交互にプラズマを生成するので、互いのプラズマ生成と干渉しない。
【００５１】
図４はまた、第１の圧電トランス１および第２の圧電トランス１０１の出力側前面１０および１１０で生成される電位の進行を示しており、ここで、第２の圧電トランス１０１の入力電圧は第１の圧電トランス１の入力電圧に対して９０°位相シフトしている。それぞれの他方のトランス１および１０１がほぼ一定の電位を示すと、各々が出力側の電位の最大上昇率を達成するので、２つのトランス１および１０１が常に互いに交互にプラズマを生成する図３において既に説明した構成に再び発展する。
【００５２】
したがって、２つのトランス１および１０１が駆動によって９０°オフセットすることにより、幾何学的電界勾配、および２つのトランス１および１０１によって生成されたプラズマ量を最大にすることができるように生成された電界の変化率の時間的経過の両方の最適化が可能になる。
【００５３】
図５は、第１の圧電トランス１および第２の圧電トランス１０１に加えて、第３のトランス２０１と第４のトランス３０１とを備える非熱的大気圧プラズマを生成する装置を示している。さらに、装置はさらに多くの圧電トランスを備えることができる。ここで、圧電トランス１、１０１、２０１および３０１は互いに並列に配置されている。圧電トランスの出力側前面の表面法線は互いに平行である。
【００５４】
圧電トランス１、１０１、２０１および３０１はさらに、互いに小さな間隔で配置されている。圧電トランス１、１０１、２０１および３０１を、互いに５ｍｍ以上５ｃｍ未満の間隔で配置することができる。圧電トランス１、１０１、２０１および３０１は、一列に並ぶように配置されている。単一の行における圧電トランス１、１０１、２０１および３０１のこの配置は、例えば組立ライン上の箔をプラズマに効果的にさらすことを可能にする。
【００５５】
第１のトランス１は、第２のトランス１０１に直近に配置されている。第２のトランス１０１は、第１のトランス１および第３のトランス２０１などに直近に配置されている。
【００５６】
この装置はさらに、入力電圧を圧電トランス１、１０１、２０１および３０１の各々に印加する駆動回路を備える。ここで、入力電圧は、入力電圧が各々が互いに９０°位相シフトしており、互いに直近に配置されたそれぞれの圧電トランスに印加されるように印加される。
【００５７】
ここで、第１の圧電トランス１、第２の圧電トランス１０１、第３の圧電トランス２０１および第４の圧電トランス３０１の駆動を例として考慮する。
【００５８】
第１の例示的な実施形態によれば、駆動回路は、同一の入力電圧を第１の圧電トランス１および第３の圧電トランス２０１にそれぞれ印加することができ、これは、第２の圧電トランス１０１および第４の圧電トランス３０１に、互いに位相シフトしていない入力電圧をそれぞれ印加し、かつ、第１のトランス１および第３のトランス２０１の入力電圧に対して９０°位相シフトした入力電圧をそれぞれ印加することを意味している。
【００５９】
第２の例示的な実施形態では、第１のトランス１の入力電圧は０°の位相シフトを有し、第２のトランス１０１および第４のトランス３０１の入力電圧は、それぞれプラス方向９０°の位相シフトを有し、第３のトランス２０１の入力電圧はプラス方向１８０°の位相シフトを有する。第１の圧電トランス１、第２の圧電トランス１０１、第３の圧電トランス２０１および第４の圧電トランス３０１に印加される入力電圧のさらなる可能な位相シフトは、以下の表から得ることができる。この場合、位相シフトは常に互いに関連して考慮されるべきである。したがって、正負の算術符号を含む全ての配列およびｎ°を介した位相シフトもまた可能である。
【表１】
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【００６０】
第１の圧電トランス１、第２の圧電トランス１０１、第３の圧電トランス２０１および第４の圧電トランス３０１に印加される入力電圧のそれぞれの位相シフトを表に示す。この場合、位相シフトは常に互いに関連して考慮されるべきである。したがって、正負の算術符号を含む全ての配列もまた可能である。全ての位相シフトが任意の量ｎ°だけシフトしている全てのシフトがさらに含まれる。
【００６１】
図６は、装置のさらなる例示的な実施形態を示している。ここで、装置の圧電トランス１、１０１、２０１および３０１の出力側前面１０および１１０が平面図で示されている。圧電トランスは互いに平行に配置され、複数の行と複数の列とを含むアレイ１、１０１、２０１および３０１を形成する。第１のトランス１および第３のトランス２０１は、例えば１つの行に配置される。第１のトランス１および第２のトランス１０１は、１つの列に配置される。第１のトランス１および第４のトランス３０１は、同じ対角線に沿って配置される。第２のトランス１０１および第３のトランス２０１もまた、同じ対角線に沿って配置される。
【００６２】
トランス１、１０１、２０１および３０１は、互いに９０°位相シフトした入力電圧が互いに直近に配置された圧電トランス１および１０１にそれぞれ供給されるように駆動される。ある対角線上に位置する圧電トランス１および３０１または１０１および２０１のそれぞれには、互いに位相シフトしていない入力電圧が供給される。これにより、対角線に沿ったプラズマの点火が防止される。
【００６３】
図７は、非熱的大気圧プラズマを生成する装置のさらなる例示的な実施形態を示している。ここで、第１の圧電トランス１および第２の圧電トランス１０１は互いに対向して配置されている。特に、第１の圧電トランス１の出力側前面１０は、第２の圧電トランス１０１の出力側前面１１０の方に向いている。
【００６４】
この場合も、２つの圧電トランス１および１０１には、第１の圧電トランス１の入力電圧が、第２の圧電トランス１０１の入力電圧に対して９０°位相シフトしているような性質の入力電圧が、駆動回路によって供給される。
【００６５】
図７に示す装置は、箔の２つの面をプラズマで同時に処理するのに特に適している。ここで、箔は、圧電トランス１および１０１の２つの出力側前面１０と１１０との間に形成された中間領域１２を通過することができる。この場合、箔の上側は第１の圧電トランス１の方に向くことができ、箔の下側は第２の圧電トランス１０１の方に向くことができる。第１の圧電トランス１は箔の上側を処理するプラズマを生成し、第２の圧電トランス１０１は箔の下側をプラズマ処理するプラズマを生成する。
【００６６】
圧電トランス１が単一の行または複数の列および複数の行を含むアレイを形成するように配置された図５および図６に示す例示的な実施形態は、逆向きの配置で実施することができる。ここで、第１の組の圧電トランスは、行またはアレイのいずれかを形成し、かつ、行またはアレイをさらに形成する第２の組の圧電トランスに対向して配置され得る。ここで、トランスには入力電圧が供給されるが、互いに直近に配置されたトランスの各々には互いに９０°だけオフセットする入力電圧が供給されるべきであり、互いに対向するトランスにもまた、互いに９０°だけオフセットする入力電圧が供給されるべきであり、対角線上に配置されたトランスの各々には同相の入力電圧が供給されるべきであることに留意されたい。
【符号の説明】
【００６７】
１  圧電トランス
２  入力領域
３  出力領域
４  電極
５  圧電材料
６  第１の側面
７  第２の側面
８  第１の外部電極
９  圧電材料
１０  出力側前面
１１  間隙
１２  中間領域
１０１  第２の圧電トランス
１０３  出力領域
１１０  出力側前面
２０１  第３の圧電トランス
３０１  第４の圧電トランス
ｘ  積層方向
ｚ  長手方向
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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