(57)【要約】【課題】酸素負イオン発生方法及び酸素負イオンの発生装置を提供する。【解決手段】アルミナセメント２の一部に設けられた酸素が供給される酸素供給電極部２Ａとアルミナセメントから離隔配置された捕集電極部５との間に電圧を印加して、アルミナセメント２から酸素負イオン１０を発生させるようにした酸素負イオンの発生方法であって、アルミナセメント２を加熱する段階と、捕集電極部５にアルミナセメントの酸素供給電極部２Ａよりも高い電圧を印加する段階と、アルミナセメントの酸素供給電極部２Ａへ酸素ガス７または少なくとも酸素ガスを含むガス７Ａを供給する段階と、を含み、アルミナセメント２から酸素負イオン１０を発生させる。Ｏ−　イオンとして、２μＡ／ｃｍ２　以上の電流密度が得られる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナセメントの一部に設けられた酸素が供給される酸素供給電極部と該アルミナセメントから離隔配置された捕集電極部との間に電圧を印加して、上記アルミナセメントから酸素負イオンを発生させるようにした酸素負イオンの発生方法であって、
上記アルミナセメントを加熱する段階と、
上記捕集電極部に上記アルミナセメントの酸素供給電極部よりも高い電圧を印加する段階と、
上記アルミナセメントの酸素供給電極部へ酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスを供給する段階と、を含み、
アルミナセメントから酸素負イオンを発生させることを特徴とする、酸素負イオンの発生方法。
【請求項２】
前記アルミナセメントが、１２ＣａＯ−７Ａｌ２　Ｏ３　の組成を有し、単位格子では、〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・Ｘ４−（ここで、Ｘは任意の原子または分子である。）の構造を有することを特徴とする、請求項１に記載の酸素負イオンの発生方法。
【請求項３】
前記アルミナセメントが、
〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・２Ｏ２−，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｏ−　，
〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｏ２　−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｈ−　，
〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｈ２　−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・２Ｈ２−，
〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４ＯＨ−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｃｌ−　，
〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｆ−　の何れか１つの単位格子を有するアルミナセメント、または、これらの単位格子の混合物からなるアルミナセメントであることを特徴とする、請求項２に記載の酸素負イオンの発生方法。
【請求項４】
前記アルミナセメントが、６５０℃以上に加熱されることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の酸素負イオンの発生方法。
【請求項５】
前記捕集電極部と前記アルミナセメントの酸素供給電極部に印加される電圧を、前記捕集電極部とアルミナセメントの酸素負イオン発生部との距離で除した電界強度が、１００Ｖ／ｃｍ以上となるようにしたことを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の酸素負イオンの発生方法。
【請求項６】
アルミナセメントから酸素負イオンを発生させるようにした酸素負イオンの発生装置であって、
容器と、
少なくとも一部が上記容器の中に配設されて酸素負イオン発生部となるアルミナセメントと、
上記アルミナセメントを加熱するヒーターと、
上記アルミナセメントの一部に形成されていて酸素を供給する酸素供給電極部と、
上記アルミナセメントの酸素供給電極部に供給される酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスと、
上記アルミナセメントから離隔配置され上記容器内に設けられた酸素負イオンを引き出すための捕集電極部と、
上記捕集電極部へ上記アルミナセメントの酸素供給電極部よりも高電圧を印加し得る電源と、を備え、
上記アルミナセメントを加熱して、上記捕集電極部に上記アルミナセメントの酸素供給電極部よりも高い電圧を印加すると共に、上記アルミナセメントの酸素供給電極部へ酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスを供給することにより、上記筒状アルミナセメントから酸素負イオンを発生させることを特徴とする、酸素負イオンの発生装置。
【請求項７】
アルミナセメントから酸素負イオンを発生させるようにした酸素負イオンの発生装置であって、
容器と、
筒状の閉じた一端側を上記容器の中に配設した筒状のアルミナセメントと、
上記容器内のアルミナセメントの一端側の外表面に形成した酸素負イオン発生部と、
上記筒状アルミナセメントを加熱するヒーターと、
上記筒状アルミナセメントの内表面の少なくとも一部に形成した酸素を供給する酸素供給電極部と、
上記筒状アルミナセメントの酸素供給電極部に供給する酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスと、
上記筒状アルミナセメントから離隔配置され上記容器内に設けた酸素負イオンを引き出すための捕集電極部と、
上記捕集電極部へ上記筒状アルミナセメントの酸素供給電極部よりも高電圧を印加し得る電源と、を備え、
上記筒状アルミナセメントを加熱して、上記捕集電極部に上記筒状アルミナセメントの酸素供給電極部よりも高電圧を印加すると共に、上記筒状アルミナセメントの酸素供給電極部へ酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスを供給することにより、上記筒状アルミナセメントから酸素負イオンを発生させることを特徴とする、酸素負イオンの発生装置。
【請求項８】
アルミナセメントから酸素負イオンを発生させるようにした酸素負イオンの発生装置であって、
容器と、
上記容器を貫通して配設した筒状のアルミナセメントと、
上記容器内の筒状アルミナセメントの外表面の少なくとも一部に形成した酸素負イオン発生部と、
上記筒状アルミナセメントを加熱するヒーターと、
上記筒状アルミナセメントの内表面の少なくとも一部に形成された酸素を供給する酸素供給電極部と、
上記筒状アルミナセメントの酸素供給電極部に供給する酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスと、
上記筒状アルミナセメントから離隔配置され上記容器内に設けた酸素負イオンを引き出すための捕集電極部と、
上記捕集電極部へ上記筒状アルミナセメントの酸素供給電極部よりも高電圧を印加し得る電源と、を備え、
上記筒状アルミナセメントを加熱して、上記捕集電極部に上記筒状アルミナセメントの酸素供給電極部よりも高い電圧を印加すると共に、上記筒状アルミナセメントの酸素供給電極部へ酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスを供給することにより、上記筒状アルミナセメントから酸素負イオンを発生させることを特徴とする、酸素負イオンの発生装置。
【請求項９】
前記アルミナセメントが、１２ＣａＯ−７Ａｌ２　Ｏ３　の組成を有し、単位格子では、〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・Ｘ４−（ここで、Ｘは任意の原子または分子である。）の構造を有することを特徴とする、請求項６〜８の何れかに記載の酸素負イオンの発生装置。
【請求項１０】
前記アルミナセメントが、
〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・２Ｏ２−，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｏ−　，
〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｏ２　−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｈ−　，
〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｈ２　−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・２Ｈ２−，
〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４ＯＨ−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｃｌ−　，
〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｆ−　の何れか１つの単位格子を有するアルミナセメント、または、これらの単位格子の混合物からなるアルミナセメントであることを特徴とする、請求項９に記載の酸素負イオンの発生装置。
【請求項１１】
前記アルミナセメントが、６５０℃以上に加熱されることを特徴とする、請求項６〜８の何れかに記載の酸素負イオンの発生装置。
【請求項１２】
前記捕集電極部と前記アルミナセメントの酸素供給電極部に印加される電圧を、前記捕集電極部とアルミナセメントの酸素負イオン発生部との距離で除した電界強度が、１００Ｖ／ｃｍ以上となるようにしたことを特徴とする、請求項６〜８の何れかに記載の酸素負イオンの発生装置。
【請求項１３】
前記容器が、密閉容器であり、その内部が所定の圧力の不活性ガスまたは真空状態に保持されることを特徴とする、請求項６〜８の何れかに記載の酸素負イオンの発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、酸素負イオンの発生方法及び酸素負イオンの発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
酸素負イオン原子は、Ｏ−　，Ｏ２−，Ｏ２　−　などの化学式で表わされ、特にＯ−　イオンは活性の高い化学種であり、例えば、気体中での酸化反応に使用できる。Ｏ−　イオンの応用例としては、新規な物質の合成や改質への応用が期待され、メタン（ＣＨ４　）の低温酸化によるメタノール（ＣＨ３　ＯＨ）化や、汚染物質であるＮＯｘ　やＳＯｘ　などの酸化による無害処理化などがある。
半導体装置や液晶表示装置などの製造における各種の加工方法へのＯ−　イオンの応用例としては、イオン注入法、ＣＶＤ法、エッチングなどのほか、半導体のシリコン酸化膜の製造などが挙げられる。
さらに、食品加工への応用としては、イチゴなどの果実の防黴、マグロなどの魚介類の鮮度保持などがある。
【０００３】
第１の従来例の酸素負イオンの製造方法として、放電などによって発生したプラズマ中の酸素原子に低エネルギー電子を付着させることにより、酸素負イオンを製造する方法が知られている。
【０００４】
第２の従来例の酸素負イオンの製造方法として、酸素ガス中で放電を行うことにより、オゾンを発生させ、発生したオゾンに紫外線を照射することにより、低エネルギー電子が酸素に付着した酸素負イオンを発生させる方法が、特開昭６２−２３７７３３号公報に開示されている。
【０００５】
第３の従来例として、固体電解質材料の表面に電圧を印加して、酸素負イオンを発生させる方法が試みられている（Ｍ．Ｔｏｒｉｍｏｔｏ，Ａ．Ｈｉｒａｎｏ，Ｔ．Ｓｕｄａ，ａｎｄ　Ｍ．Ｓａｄａｋａｔａ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３６，ｐ．２３８，１９９７年、Ｍ．Ｔｏｒｉｍｏｔｏ，Ｋ．Ｓｈｉｍａｄａ，Ｔ．Ｎｉｓｈｉｏｋａ，ａｎｄ　Ｍ．Ｓａｄａｋａｔａ，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｅｎｇ．Ｊｐｎ．，Ｖｏｌ．３３，ｐ．９１４，２０００年）。
固体電解質材料としては、安定化ジルコニアであるＹＳＺ（（Ｙ２　Ｏ３　）０．２　（ＺｒＯ２　）０．８　）が使用されている。Ｏ−　イオンの発生が確認されると共に、発生したＯ−　イオンと同時に５０％の電子が発生することが観測されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
第１及び第２の従来例の場合には、高真空装置と、放電のためのエネルギー源としての高周波発振器や、さらにオゾンを分解するための紫外線光源などが必要となるため、装置が大型となり、消費電力が大きいという課題がある。
【０００７】
また、第３の従来例の場合には、固体電解質材料に電圧を印加することで、酸素負イオンとして活性なＯ−　イオンを発生できる。従って、装置の構成は、第１の従来例や第２の従来例と比べて簡単になる。しかし、Ｏ−　イオンの生成量が、１ｎＡ／ｃｍ２　程度と非常に小さいという課題がある。また、Ｏ−　イオンの５０％位の電子放出が同時にあるので、Ｏ−　イオンによる各種の処理装置への適用には、Ｏ−　イオンの単一性がよくないという課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、高真空装置や放電エネルギーを必要とせずに、アルミナセメントから連続的に酸素負イオンの得られる、新規な酸素負イオン発生方法及び酸素負イオンの発生装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は、アルミナセメントの一部に設けられた酸素が供給される酸素供給電極部とアルミナセメントから離隔配置された捕集電極部との間に電圧を印加して、アルミナセメントから酸素負イオンを発生させるようにした酸素負イオンの発生方法であって、アルミナセメントを加熱する段階と、捕集電極部にアルミナセメントの酸素供給電極部よりも高い電圧を印加する段階と、アルミナセメントの酸素供給電極部へ酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスを供給する段階と、を含み、アルミナセメントから酸素負イオンを発生させることを特徴とする。
上記構成において、アルミナセメントは、１２ＣａＯ−７Ａｌ２　Ｏ３　の組成を有し、単位格子では、〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・Ｘ４−（ここで、Ｘは任意の原子または分子である。）の構造を有していればよい。
また、アルミナセメントが、〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・２Ｏ２−，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｏ−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｏ２　−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｈ−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｈ２　−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・２Ｈ２−，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４ＯＨ−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｃｌ−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｆ−　の何れか１つの単位格子を有するアルミナセメント、または、これらの単位格子の混合物からなるアルミナセメントであれば、好適である。
上記アルミナセメントは、好ましくは６５０℃以上に加熱される。
また、捕集電極部とアルミナセメントの酸素供給電極部に印加される電圧を、捕集電極部とアルミナセメントの酸素負イオン発生部との距離で除した電界強度が、１００Ｖ／ｃｍ以上とすればよい。
この方法によれば、アルミナセメントを加熱することによりアルミナセメントに包蔵される酸素負イオンのイオン伝導を生じさせる。そして、アルミナセメントの酸素負イオン発生部に離隔配置された捕集電極部にアルミナセメントの酸素供給電極部よりも高い電圧を加えることにより、アルミナセメントから酸素負イオンを外部に引き出すことができる。
さらに、アルミナセメントの酸素供給電極部に酸素または少なくとも酸素ガスを含むガスを供給することによりアルミナセメントへ酸素負イオンを供給し、効率よく酸素負イオン発生させることができる。
【００１０】
また、本発明の酸素負イオンの発生装置は、アルミナセメントから酸素負イオンを発生させるようにした酸素負イオンの発生装置であって、容器と、少なくとも一部が容器の中に配設されて酸素負イオン発生部となるアルミナセメントと、アルミナセメントを加熱するヒーターと、アルミナセメントの一部に形成されていて酸素を供給する酸素供給電極部と、アルミナセメントの酸素供給電極部に供給される酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスと、アルミナセメントから離隔配置され容器内に設けられた酸素負イオンを引き出すための捕集電極部と、捕集電極部へアルミナセメントの酸素供給電極部よりも高電圧を印加し得る電源と、を備え、アルミナセメントを加熱して、捕集電極部にアルミナセメントの酸素供給電極部よりも高い電圧を印加すると共に、アルミナセメントの酸素供給電極部へ酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスを供給することにより、筒状アルミナセメントから酸素負イオンを発生させることを特徴とする。
上記構成において、アルミナセメントは、１２ＣａＯ−７Ａｌ２　Ｏ３　の組成を有し、単位格子では、〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・Ｘ４−（ここで、Ｘは任意の原子または分子である。）の構造を有していればよい。
また、アルミナセメントが、〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・２Ｏ２−，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｏ−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｏ２　−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｈ−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｈ２　−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・２Ｈ２−，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４ＯＨ−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｃｌ−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｆ−　の何れか１つの単位格子を有するアルミナセメント、または、これらの単位格子の混合物からなるアルミナセメントであれば、好適である。
上記アルミナセメントは、好ましくは、６５０℃以上に加熱される。
また、捕集電極部とアルミナセメントの酸素供給電極部に印加される電圧を、捕集電極部とアルミナセメントの酸素負イオン発生部との距離で除した電界強度が、１００Ｖ／ｃｍ以上とすればよい。
さらに、容器が密閉容器であり、その内部が所定の圧力の不活性ガスまたは真空状態に保持されれば好ましい。
この構成によれば、少なくとも容器内に配設されるアルミナセメントを加熱して、捕集電極部にアルミナセメントの酸素供給電極部よりも高い電圧を印加すると共に、アルミナセメントの酸素供給電極部へ酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスを供給することにより、アルミナセメントから効率よく酸素負イオンを発生させる装置を、低コストで提供することができる。
【００１１】
また、本発明の酸素負イオンの発生装置は、容器と、筒状の閉じた一端側を容器の中に配設した筒状のアルミナセメントと、容器内のアルミナセメントの一端側の外表面に形成した酸素負イオン発生部と、筒状アルミナセメントを加熱するヒーターと、筒状アルミナセメントの内表面の少なくとも一部に形成した酸素を供給する酸素供給電極部と、筒状アルミナセメントの酸素供給電極部に供給する酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスと、筒状アルミナセメントから離隔配置され容器内に設けた酸素負イオンを引き出すための捕集電極部と、捕集電極部へ筒状アルミナセメントの酸素供給電極部よりも高電圧を印加し得る電源と、を備え、筒状アルミナセメントを加熱して、捕集電極部に筒状アルミナセメントの酸素供給電極部よりも高電圧を印加すると共に、筒状アルミナセメントの酸素供給電極部へ酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスを供給することにより、筒状アルミナセメントから酸素負イオンを発生させることを特徴とする。この構成によれば、筒状のアルミナセメントの閉じた一端側を容器の中に配設し、容器内のアルミナセメントの一端側の外表面に酸素負イオン発生部を形成し、筒状アルミナセメントの内表面の少なくとも一部に酸素供給電極部を形成したことを特徴としている。
本発明によれば、この筒状アルミナセメントを加熱して、捕集電極部に筒状アルミナセメントの酸素供給電極部よりも高い電圧を印加すると共に、筒状アルミナセメントの酸素供給電極部へ酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスを供給することにより、筒状アルミナセメントから効率よく酸素負イオンを発生させる装置を、低コストで提供することができる。
【００１２】
さらに、本発明の酸素負イオンの発生装置は、容器と、容器を貫通して配設した筒状のアルミナセメントと、容器内の筒状アルミナセメントの外表面の少なくとも一部に形成した酸素負イオン発生部と、筒状アルミナセメントを加熱するヒーターと、筒状アルミナセメントの内表面の少なくとも一部に形成された酸素を供給する酸素供給電極部と、筒状アルミナセメントの酸素供給電極部に供給する酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスと、筒状アルミナセメントから離隔配置され容器内に設けた酸素負イオンを引き出すための捕集電極部と、捕集電極部へアルミナセメントの酸素供給電極部よりも高電圧を印加し得る電源と、を備え、筒状アルミナセメントを加熱して、捕集電極部に筒状アルミナセメントの酸素供給電極部よりも高い電圧を加えると共に、筒状アルミナセメントの酸素供給電極部へ酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスを供給することにより、筒状アルミナセメントから酸素負イオンを発生させることを特徴とする。
この構成によれば、容器を貫通して配設した筒状のアルミナセメントと、容器内の筒状アルミナセメントの外表面の少なくとも一部に酸素負イオン発生部を形成し、筒状アルミナセメントの内表面の少なくとも一部に酸素を供給する酸素供給電極部を形成したことを特徴としている。
本発明によれば、この筒状アルミナセメントを加熱して、捕集電極部に筒状アルミナセメントの酸素供給電極部よりも高い電圧を印加すると共に、筒状アルミナセメントの酸素供給電極部へ酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスを供給することにより、筒状アルミナセメントから効率良く酸素負イオンを発生させる装置を、低コストで提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面により詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態にかかる酸素負イオンの発生装置１の構成を示す図である。
図１において、酸素負イオンの発生装置１は、酸素負イオンを包蔵できるアルミナセメント２と、アルミナセメント２を保持する容器３と、アルミナセメント２の加熱用のヒーター４と、アルミナセメント２から酸素負イオンを引き出すための捕集電極部５と、電源６と、アルミナセメント２に設けられた酸素を供給する酸素供給電極部２Ａと、この酸素供給電極部２Ａへ供給される酸素ガス７または少なくとも酸素ガスを含むガス７Ａと、から構成される。
【００１４】
アルミナセメント２は、例えば、筒状の一端を閉じた円筒形状を有している。そして、アルミナセメント２の筒状の閉じた一端側が容器３に配設されている。この筒状アルミナセメント２の内表面の少なくとも一部に電極２Ａが形成されている。後述するが、この電極２Ａへは、電源６から電子が供給されると共に、酸素ガス７が供給されるようになっており、酸素供給電極部２Ａと称する。
また、筒状アルミナセメント２の容器３に収容された閉じた一端側の外表面が、アルミナセメントの酸素負イオン発生部２Ｂとなっている。
そして、アルミナセメント２の開放端から、アルミナセメントの酸素供給電極部２Ａへ酸素ガス７が供給される。酸素ガス７は、少なくとも酸素ガスを含むガス７Ａでもよく、例えば、乾燥空気などを用いることができる。
このアルミナセメント２は、抵抗加熱炉などによるヒーター４により、６００℃以上の温度に加熱される。図示しないが、アルミナセメント２の温度は熱電対などにより測温され、ヒーター４が温度制御される。
【００１５】
容器３は、密閉容器３Ａで構成してもよい。また、容器３または密閉容器３Ａの内部の雰囲気９は、不活性ガスのアルゴンなどでパージし、水分の含まれない乾燥状態に保持しておくことが好ましく、パージが済んだら停止してもよい。また、密閉容器３Ａの内部９は、真空に保持してもよい。この容器３や密閉容器３Ａは、ステンレス、あるいは、ガラスなどで製作することができる。
【００１６】
捕集電極５は、図示するように、アルミナセメントの酸素負イオン発生部２Ｂから所定の距離ｄで離隔配置されている。さらに、捕集電極部５は、酸素負イオンの通路となるようにその中心に穴部を有し、例えば、ステンレス板で作製される。そして、捕集電極部５は、アルミナセメント２から酸素負イオン１０を引き出すために、酸素供給電極部２Ａよりも高い電圧が印加される。
【００１７】
電源６は、捕集電極部５へアルミナセメントの酸素供給電極部２Ａよりも高電圧を印加し得る電源であって、直流または交流でよい。さらに、パルス波でもよい。
また、電源６をオン，オフするスイッチ８が、捕集電極部５と電源６の間に挿入される。電源６は、商用の交流電源をダイオードで整流した半波または全波整流の脈流でもよい。電源６により、例えば直流電圧Ｖを捕集電極部５と、酸素供給電極部２Ａに印加したとき、アルミナセメント２の厚さが薄いものとして、電極間隔を上記のｄと近似すれば、電界強度Ｅは、Ｅ＝Ｖ／ｄで計算できる。
ここで、印加できる電界強度の上限は、容器３の雰囲気ガス９において、印加した電界強度で、雰囲気ガス９による放電が発生する電界である。雰囲気ガス９による放電が始まると、酸素負イオン以外のイオンや電子が急激に増加し、酸素負イオンの単一性が低下するので好ましくない。
従って、本発明の酸素負イオン発生装置２０を、例えば商用の交流電源を使用し、直接整流した電源６により動作させる場合には、最適な電界強度が得られるように、電極間隔ｄを適宜調整すればよい。
【００１８】
図２のアルミナセメント２’は、両端を開放し内面に酸素供給電極部２Ａが形成された筒形状をなし、容器３を貫通して配設されている。容器３内のアルミナセメント２’の外表面の少なくとも一部が、アルミナセメントの酸素負イオン発生部２Ｂとなる。そして、この筒状のアルミナセメント２’の内表面の少なくとも一部に、酸素供給電極部２Ａが形成されている。アルミナセメント２’の内表面に、酸素供給電極部２Ａが形成されていてもよい。
また、捕集電極部５Ａは多数の孔を有し、多量の酸素負イオン１０を引き出せる構成としている。そして、アルミナセメント２’を加熱するヒーター４Ａは、発生する酸素負イオン１０が通る穴部を設けた構造としている。他の構成部分の符号は、図１と同じ構成であるので、説明は省略する。
【００１９】
次に、本発明の酸素負イオン発生装置に使用するアルミナセメントについて説明する。
アルミナセメント２は、１２ＣａＯ−７Ａｌ２　Ｏ３　（以下、Ｃ１２Ａ７と称する。）の組成を有し、単位格子中には１２箇所のゲージをもち、〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・Ｘ４−（ここで、Ｘは任意の原子または分子である。）と表わされる。Ｘは、負イオンも含めて表わすと、Ｏ−　，Ｏ２−，Ｏ２　−　，ＯＨ−　，Ｃｌ−　，Ｆ−　などでよく、かつ、Ｘ４−となったときの負イオン数が４となっていればよい。
このようなアルミナセメントとして、〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・２Ｏ２−，
〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｏ−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｏ２　−　，
〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｈ−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｈ２　−　，
〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・２Ｈ２−，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４ＯＨ−　，
〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｃｌ−　，〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・４Ｆ−　の何れか１つの単位格子を有するアルミナセメント、または、これらの単位格子の混合物からなるアルミナセメント、の何れか１つであればよい。
【００２０】
次に、ＸがＯである場合のアルミナセメント２について説明する。この場合には、アルミナセメント２の単位格子が〔Ｃａ２４Ａｌ２８Ｏ６４〕４＋・２Ｏ２−となる。
図３は、本発明に使用するアルミナセメントのゲージ２つ分の構造を模式的に示す図である。
図において、Ａｌ，Ｃａ，Ｏ原子は、矢印で示している大きさである。アルミナセメント２は、その構造中に約４Åの空隙をもつケージ構造を有している。このケージの中には、酸素負イオンであるＯ−　，Ｏ２−，Ｏ２　−　を包蔵させることができる。
Ｃ１２Ａ７は、原材料であるγアルミナと炭酸カルシウムを、Ｃａ：Ａｌをモル比６：７で混合し、所望の形状に加圧成形したのち、乾燥酸素雰囲気中で１３５０℃で、所定の時間で焼成することにより得られる。
【００２１】
次に、本発明の酸素負イオンの発生装置に使用するアルミナセメントに酸素供給電極部を形成する方法について説明する。
アルミナセメントに酸素供給電極部２Ａを形成する方法としては、（ａ）酸素供給電極部２Ａを構成する金属を導電性樹脂と混練して作られた金属ペーストを、アルミナセメント２に塗布する方法、（ｂ）金属をスパッタ法や電子ビーム蒸着法でアルミナセメント２に蒸着する方法、（ｃ）金属を化学蒸着法（ＣＶＤ法）によりアルミナセメント２に堆積させる方法などがある。
これらの方法により、酸素をアルミナセメント２の内部に浸透させることのできる多孔質の酸素供給電極部２Ａを形成することが好ましい。
ここで、多孔質とは、アルミナセメントの酸素供給電極部２Ａの孔から、酸素がアルミナセメント２の内部と反応できることである。
さらに、別の方法として、アルミナセメントを焼成する前の加圧成形した後に、アルミナセメントの酸素供給電極部２Ａとなる部位に金属ペーストを塗り、アルミナセメント２と一体として焼成することにより、多孔質のアルミナセメントの酸素供給電極部２Ａを形成してもよい。この方法によれば、金属がアルミナセメント２に浸透して好ましい。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施の形態である酸素負イオンの発生方法について説明する。
第１の段階として、酸素負イオンの発生装置１の容器３を、真空排気あるいはアルゴンガスでパージした後に、アルミナセメント２をヒーター５により６５０℃以上、例えば７００〜８１０℃に加熱する。
第２の段階として、電源６から１００〜２５００Ｖの電圧を、アルミナセメントの酸素供給電極部２Ａと捕集電極部５へ印加する。
第３の段階として、酸素ガス７を１〜７６０Ｔｏｒｒの圧力で供給する。ここで、第２の段階と第３の段階は、同時に行ってもよい。
これにより、アルミナセメント２の表面の一部である酸素負イオン発生部２Ｂから、酸素負イオン１０としてＯ−　イオンが発生する。
【００２３】
ここで、電極間隔が１０ｍｍのときに、１００Ｖ／ｃｍから２．５ｋＶ／ｃｍまでの電界を印加することにより、酸素負イオン１０としてＯ−　イオンを得ることができる。また、酸素負イオン１０の発生は、電源６をスイッチ８によりオフにすれば停止する。
【００２４】
なお、酸素ガス７または少なくとも酸素ガスを含むガス７Ａに、水分が含まれていることは好ましくない。これは、水分がアルミナセメント２に包蔵される酸素負イオンと反応し、酸素負イオンを減じるからである。従って、少なくとも酸素ガスを含むガス７Ａは、水分を除去した乾燥空気などが使用できる。
【００２５】
次に、本発明のアルミナセメントによる酸素負イオンの発生方法の機構について説明する。
図４は、アルミナセメントの結晶構造における酸素負イオンの発生を説明する模式図である。図において、アルミナセメント２の有するケージ構造を六角形で示している。アルミナセメントの酸素供給電極部２Ａと酸素ガス７は、アルミナセメント２の下部に示している。酸素負イオン１０は、アルミナセメント２の表面の酸素負イオン発生部２Ｂから発生する。
【００２６】
先ず、アルミナセメント２中の酸素負イオンのイオン伝導について説明する。アルミナセメント２は、焼結の条件により、Ｏ−　，Ｏ２−，Ｏ２　−　イオンを包蔵させることができる。アルミナセメント２が、６５０℃以上に加熱されると、ケージの空隙は約４Åであるので、これらのイオンの中で、分子の大きいＯ２　−　イオンよりも、より原子の小さいＯ−　イオンとＯ２−イオンがケージを介して移動し易くなり、所謂イオン伝導が生じる。ここで、Ｏ−　イオンは、アルミナセメントの酸素供給電極部２Ａから電子が供給されると、Ｏ２−イオンになりケージ中をイオン伝導する。また、Ｏ２　−　イオンは、アルミナセメントの酸素供給電極部２Ａから電子が供給されると、２個のＯ−　イオンになりケージ中をイオン伝導する。
【００２７】
次に、アルミナセメント２からのＯ−　イオンの電界放出について説明する。
ケージ中をイオン伝導するＯ−　イオンは、結晶格子を組んで結合しているＣａ，Ａｌ，Ｏとは異なり、結晶格子との束縛エネルギーは小さく、アルミナセメントの酸素供給電極部２Ａと捕集電極部５に印加される電圧によって生じる電界により、イオン伝導し、アルミナセメント２の捕集電極部５に対向するアルミナセメント２の表面であるアルミナセメントの酸素負イオン発生部２Ｂへ移動し、アルミナセメント２の外部へ放出される。
この、所謂電界放出により、酸素負イオン１０としてＯ−　イオンが発生する。また、ケージ中をイオン伝導するＯ２　−　イオンは、Ｏ−　イオンと同様に、アルミナセメント２の表面において、上記電界により電子を放出してＯ−　イオンとなり、外部に放出され易いものと推測される。
このようにして、アルミナセメントの酸素負イオン発生部２ＢからＯ−　イオンが発生する。
【００２８】
しかし、アルミナセメント２に包蔵されているＯ−　イオンが放出されてしまうと、Ｏ−　イオンの放出は停止する。
次に、アルミナセメントから連続的にＯ−　イオンを発生させるための、アルミナセメント２への酸素供給について説明する。
酸素ガス７は分子が大きいため、直接アルミナセメント２のケージへ浸入できないので、次式で示される反応式により、アルミナセメント２へ酸素負イオンを補給していると推定される。
【００２９】
Ｏ２　（供給酸素）＋Ｏ２−（ケージ）→　Ｏ−　（ケージ）＋Ｏ２　−　（ケージ）
この反応により、酸素ガス７が、ケージ中のＯ２−イオンと反応して、アルミナセメント２のケージ中にＯ−　イオンとＯ２　−　イオンを発生させる。
このように、アルミナセメント２へ酸素ガス７を供給することで、ケージ内にＯ−　イオンとＯ２　−　イオンが補給され、アルミナセメント２の表面から外部に引き出されるＯ−　イオンを補う。
少なくとも酸素ガスを含むガス７Ａにおいても、その中に含まれる酸素が、ケージ内にＯ−　イオンとＯ２　−　イオンを補給する。これにより、アルミナセメントから、連続的に効率よく酸素負イオンであるＯ−　イオンを発生させることができる。
また、本発明の酸素負イオンの発生装置は構造が簡単で、アルミナセメントの原材料はＹＳＺ（安定化ジルコニア）に比べて安価であるので、低コストで酸素負イオンの発生装置を提供することができる。
【００３０】
次に、酸素負イオンの発生装置の実施例を示す。
図５は、実施例に用いた酸素負イオンの発生装置の構成を示す図である。図において、酸素負イオンの発生装置２０は、密閉容器３Ａの内部９を真空排気装置４により真空にした点が図１の構成と異なる。密閉容器３Ａには、真空排気装置４との接続孔３Ｂを設けている。
真空排気装置４は、開閉用のゲートバルブ、油回転ポンプ、ターボ分子ポンプなどから構成される真空ポンプ、真空計、真空排気のための制御装置などからなる。他の構成部分の符号は図１と同じ構成であるので、説明は省略する。
【００３１】
アルミナセメント２は、Ｃ１２Ａ７であり、原材料である粒径が１μｍのγアルミナと、炭酸カルシウムを、Ｃａ：Ａｌをモル比６：７で混合した。
この原材料を円筒の一端を閉じた所謂タンマン管形状に加圧成形し、１３５０℃で、乾燥酸素中で６時間焼成して形成した。タンマン管の形状は、外径２０ｍｍ、長さ４０ｍｍ、厚さ３ｍｍである（電気化学工業（株）製）。この際、焼結時の酸素分圧を０．１気圧から１気圧として、水蒸気分圧は、１０−２気圧から１０−５気圧とした。水は酸素負イオンと反応し、アルミナセメント２に包蔵される酸素負イオンを減少させるので排除することが必要である。
焼成後は、５５０℃までは約１０℃／分でゆっくり降温し、さらに室温まで約１００℃／分で急冷した。
このアルミナセメント２の焼結後に包蔵されるＯ−　イオンと、Ｏ２−イオンの密度は、電子スピン共鳴法による測定によれば、それぞれ、２×１０２０ｃｍ−３、４×１０２０ｃｍ−３である。
【００３２】
このアルミナセメント２の内壁底部に、金ペースト（日本金液ＳＥ−１８４５）を塗布し、乾燥酸素雰囲気中で、８００℃で１０時間の焼結によりアルミナセメントの酸素供給電極部２Ｃを形成した。捕集電極部５は、ステンレス板により製作し、中心部に０．２ｍｍの孔を設けた。また、電極間隔ｄは、１０ｍｍとした。
【００３３】
次に、図５で説明した酸素負イオンの発生装置による酸素負イオンの発生方法の実施例を示す。
酸素負イオンの発生装置２０の真空排気装置４により密閉容器３Ａの内部を１０−５Ｔｏｒｒまで真空排気を行い、アルミナセメント２は、ヒーター４により６５０℃〜８１０℃に加熱した。酸素負イオン１０の供給源となる酸素ガス７は、１００Ｔｏｒｒの圧力で印加した。
【００３４】
図６は、アルミナセメントから発生させたＯ−　イオンの発生量と時間の関係を示す図である。
図において、縦軸は、後述するように走行時間型の質量分析装置を用いて測定した酸素負イオン１０のＯ−　イオン電流（ｎＡ）であり、横軸は、電圧印加後の時間（分）である。
このときの酸素ガス７の圧力は１００Ｔｏｒｒで、電界強度は４００Ｖ／ｃｍである。図は、アルミナセメント２の温度を６００℃，７００℃，７２５℃のときのＯ−　イオンによる電流を示している。
６００℃において、殆どイオン電流は発生しない。７００℃及び７２５℃において、電圧印加後３０分程度は、多くのＯ−　イオンが放出し、その後は、ほぼ安定して、Ｏ−　イオンが３００分、即ち５時間発生していることが分かる。また、アルミナセメント２の温度が７００℃から７２５℃に上昇すると、Ｏ−　イオンが増加する。
【００３５】
ここで、最初の約３０分程度までの過剰なＯ−　イオンの放出現象について説明する。
この過剰なＯ−　イオンの放出現象は、電圧印加前にアルミナセメント２の内部に包蔵されたＯ−　イオンによる過渡的な放出と、アルミナセメント２への酸素取り込みとＯ−　イオンの放出が同時発生していることによると推察される。
また、おおよそ３０分以降は、アルミナセメント２の内部に包蔵されたＯ−　イオンの放出は無くなり、アルミナセメント２への酸素取り込みとＯ−　イオンの放出だけになり、一定のＯ−　イオンの放出に至るものと考えられる。
【００３６】
次に、アルミナセメント２から発生する酸素負イオンを質量分析装置により調べた結果について説明する。
図７は、酸素負イオンの発生装置に、質量分析装置を付加した構成を示す図である。走行時間型の質量分析装置１２は、密閉容器３Ａの酸素負イオン１０の直進方向に、密閉容器３Ａに設けた質量分析装置１１に連通する微小孔３Ｃを介して接続している。質量分析装置１２を付加した以外は、図４と同一であるので、説明は省略する。
【００３７】
図８は、酸素負イオンの発生装置２０により発生させた酸素負イオンの質量分析結果を示す図である。図において、横軸は質量数で、縦軸は走行時間型の質量分析装置１２を用いて測定したイオンの信号強度（任意目盛り）である。
この図から、発生した酸素負イオン１０は、質量が１６のＯ−　イオンであることが分かる。さらに、質量１６付近の拡大図から、Ｏ−　イオンのほかに少量の電子が発生していることが分かる。
【００３８】
次に、図９は、酸素負イオン発生装置２０により発生させたＯ−　イオンの時間変化を測定した結果を示す図である。
図において、横軸は時間（分）で、縦軸は走行時間型の質量分析装置１２を用いて測定したＯ−　イオンと電子の信号強度（任意目盛り）である。また、図中の小さい四角はＯ−　イオンで、大きい四角は電子を示している。
図から、平均すると、Ｏ−　イオンが９０％以上であり、電子は１０％以下と極めて少なく、単一性のよいＯ−　イオンが発生していることが分かる。
【００３９】
次に、本発明の酸素負イオンの発生装置により発生できるＯ−　イオン電流密度に対するアルミナセメントの加熱温度と、電界強度の関係について説明する。
図１０は、酸素負イオンの発生装置２０により発生させたＯ−　イオンの電流密度とアルミナセメントの加熱温度の関係を示す図である。
図において、横軸は温度（℃）で、縦軸は走行時間型質量分析装置により測定した電流密度（μＡ／ｃｍ２　）である。また、図中の○はＯ−　イオン電流密度、◆は電子電流密度、■はＯ−　イオン電流密度と電子電流密度の合計である全電流密度を示している。
ここで、印加した電圧は３７５Ｖであり、電界強度はおおよそ３７５Ｖ／ｃｍである。また、酸素ガス７は、１００Ｔｏｒｒの圧力で供給している。
アルミナセメント２の温度が、おおよそ６５０℃から、Ｏ−　イオンが発生し始め、７００℃を越えるとＯ−　イオンの電流密度は直線的に増加し始めることが分かる。８１０℃において、Ｏ−　イオン電流密度は０．２５μＡ／ｃｍ２　であり、このときの電子電流密度は、Ｏ−　イオン電流密度の約１０％以下であり、Ｏ−　イオンの単一性のよいことが分かる。
【００４０】
図１１は、酸素負イオンの発生装置２０により発生させたＯ−　イオンの電流密度と電界強度の関係を示す図である。
図において、横軸は電界強度（Ｖ／ｃｍ）で、縦軸は走行時間型の質量分析装置１２により測定した電流密度（μＡ／ｃｍ２　）である。また、図中の○はＯ−　イオン電流密度、▲は電子電流密度、◆はＯ−　イオン電流密度と電子電流密度の合計である全電流密度を示している。
ここで、アルミナセメント２の温度は、８００℃であり、酸素ガス７を１００Ｔｏｒｒの圧力で供給している。
【００４１】
走行時間型の質量分析装置１２による測定から、Ｏ−　イオンは電界強度が３５Ｖ／ｃｍから発生する。
電界強度が１００ｋＶ／ｃｍのときに、Ｏ−　イオン電流密度が０．１μＡ／ｃｍ２　発生する。電界強度をさらに増加させることによりＯ−　イオン電流密度は増加し始めることが分かる。
電界強度として、１１００ｋＶ／ｃｍ，１７００ｋＶ／ｃｍ，２１３０ｋＶ／ｃｍを印加したときに発生するＯ−　イオンの電流密度は、それぞれ、１μＡ／ｃｍ２　，２μＡ／ｃｍ２　，２．７μＡ／ｃｍ２　である。このときの電子電流密度は、何れもＯ−　イオン電流密度の約１０％以下である。
本発明の酸素負イオンの発生装置によるＯ−　イオン電流密度の大きさは、従来例３の固体電解質材料ＹＳＺのＯ−　イオン電流密度の１ｎＡ／ｃｍ２　と比べると、約２０００倍以上が容易に得られる。
また、本発明の酸素負イオンの発生装置による電子電流密度は、Ｏ−　イオン電流密度の約１０％以下であり、ＹＳＺの電子電流密度がＯ−　イオンの５０％であったのに比べると、１／５以下となり、発生するＯ−　イオンの単一性が大幅に改善される。
【００４２】
次に、酸素負イオンの発生装置の別の実施例を示す。
図１２は、酸素負イオンの発生装置の別の実施例の構成を示す図である。図において、酸素負イオンの発生装置２５は、密閉容器３Ａの内部雰囲気９をアルゴン雰囲気９とした点が、図７の酸素負イオンの発生装置２０と異なる。他の構成部分の符号は、図７と同じであるので、説明は省略する。
ここで、アルゴン雰囲気９は、密閉容器３Ａを真空排気し、アルゴンガスを所定の圧力で封入密閉することで得られる。アルゴンガス圧は、例えば、１０−５Ｔｏｒｒから７６０Ｔｏｒｒとする。
【００４３】
次に、図１２で説明した酸素負イオンの発生装置２５による酸素負イオンの発生方法の実施例を示す。
酸素負イオンの発生装置２０の真空排気装置４により密閉容器３Ａの内部を１０−５Ｔｏｒｒまで真空排気を行い、アルゴンガス９を封入した。アルミナセメント２は、ヒーター４より７３０℃に加熱した。また、酸素ガス７は、１００Ｔｏｒｒの圧力で供給した。
【００４４】
図１３は、図１２の酸素負イオンの発生装置から発生させたＯ−　イオン電流と、捕集電極部に印加する電圧の関係におけるアルゴンガス圧力依存性を示す図である。
図において、横軸は捕集電極部５の電圧（Ｖ）で、縦軸はＯ−　イオン電流（μＡ）である。また、図中の◆印，■印，▲印は、アルゴンガス９の圧力であり、それぞれ、アルゴンガスを印加しない真空排気したときの圧力が０．００１Ｔｏｒｒ以下，０．０１Ｔｏｒｒ，０．０５Ｔｏｒｒを示している。
図から明らかなように、捕集電極部５の電圧が５００Ｖ程度までは、Ｏ−　イオン電流は、アルゴンガスの圧力に依存しない。
【００４５】
捕集電極部５の電圧が、５００Ｖ以上において、アルゴンガス９の圧力による差が生じる。
アルゴンガス９の圧力が０．０１Ｔｏｒｒの場合に、アルゴンガス９の圧力のない０．００１Ｔｏｒｒ以下のときよりもイオン電流が減少するのは、アルミナセメントの酸素負イオン発生部２Ｂで発生したＯ−　イオンがアルゴンガス９に衝突して電子を失うためと推察される。
これにより、密閉容器３の内部をアルゴンガス雰囲気９としても、酸素負イオン１０を発生させることができる。
このときには、適切なアルゴンガスの圧力とし、また、捕集電極部５の電圧を調整して、アルゴンガスとＯ−　イオンとの衝突電離が生じないようにすることが好ましい。
【００４６】
本発明は、上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。例えば、上記実施の形態で説明した容器の構造やアルミナセメントと酸素供給電極部や捕集電極部の形状、または、アルミナセメントと容器との保持方法などは、必要なＯ−　イオンの電流密度により適宜設計製作し適用し得ることは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】
上記説明から理解されるように、本発明は以上のように構成することにより、高真空装置や放電エネルギーを必要とせずに、アルミナセメントから連続的に酸素負イオンの得られる、酸素負イオンの発生方法及び酸素負イオンの発生装置を提供することができる。
【００４８】
また、本発明によれば、アルミナセメント（１２ＣａＯ−７Ａｌ２　Ｏ３　）を、６５０℃以上に加熱し、電極に印加する電界強度を１００Ｖ／ｃｍ以上とし、酸素ガスまたは少なくとも酸素ガスを含むガスをアルミナセメントに供給することにより、従来の固体電解質材料のＹＳＺの２０００倍のＯ−　イオン電流密度を、連続的に発生させることができる。また、Ｏ−　イオンと共に発生する電子の電流密度は１０％以下であり、単一性のよいＯ−　イオンを発生させることができる。
【００４９】
さらに本発明によれば、酸素負イオンの発生装置の構成が簡略化でき、また、アルミナセメントの原材料はＹＳＺに比べて安価であるので、各種の応用に対して低コストの酸素負イオンの発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる酸素負イオンの発生装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる酸素負イオンの発生装置の別の構成を示す図である。
【図３】本発明に使用するアルミナセメントのゲージ２つ分の構造模式図である。
【図４】アルミナセメントの結晶構造における酸素負イオンの発生を説明する模式図である。
【図５】実施例に用いた酸素負イオンの発生装置の構成を示す図である。
【図６】アルミナセメントから発生させたＯ−　イオンの発生量と時間の関係を示す図である。
【図７】酸素負イオンの発生装置に、質量分析装置を付加した構成を示す図である。
【図８】酸素負イオンの発生装置により発生させた酸素負イオンの質量分析結果を示す図である。
【図９】酸素負イオンの発生装置により発生させたＯ−　イオンの時間変化を示す図である。
【図１０】酸素負イオンの発生装置により発生させたＯ−　イオンの電流密度とアルミナセメントの加熱温度の関係を示す図である。
【図１１】酸素負イオンの発生装置により発生させたＯ−　イオンの電流密度と電界強度の関係を示す図である。
【図１２】酸素負イオンの発生装置の別の実施例の構成を示す図である。
【図１３】図１２の酸素負イオンの発生装置から発生させたＯ−　イオン電流と捕集電極部に印加する電圧の関係におけるアルゴンガス圧力依存性を示す図である。
【符号の説明】
１，２０，２５　　　酸素負イオン発生装置
２，２’　　　アルミナセメント
２Ａ，２Ｃ　　酸素供給電極部
２Ｂ　　　酸素負イオン発生部
３　　　　容器
３Ａ　　　密閉容器
３Ｂ　　　接続孔
３Ｃ　　　微小孔
４，４Ａ　ヒーター
５，５Ａ　捕集電極部
６　　　　電源
７　　　　酸素ガス
７Ａ　　　酸素ガスを含むガス
８　　　　スイッチ
９　　　　容器の内部の雰囲気
１０　　　酸素負イオン
１１　　　真空排気装置
１２　　　質量分析装置
【図１】
2004075431.tif 000003
【図２】
2004075431.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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