(57)【要約】      （修正有）【課題】ＰＡＣＴを「炭素微粉体の製造装置」として産業上に有効活用する事を目的にしたものである。しかし電極上に生成する炭素微粉体の物性を損なわずに電極上から効率よく剥離させる手法の確立が必要である。【解決手段】主として形状記憶合金の加熱による形状復元性を利用して機械的に反応生成物を剥離出来る様構成した形状記憶合金部製部材を電極周辺に配置する事により、ＰＡＣＴを炭素微粉体製造装置として効率活用できる。なお、一次投入ガスの変性装置としての機能を併せて活用する事は言うまでもない。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒を担持した電極を有する事を特徴とした大気圧放電による非平衡プラズマ発生装置において、１種または２種以上の材料で構成され、内部電極表面を接触または非接触状態で往復移動する様成形された１種または２種以上のバネ部材を配置する事を特徴する粉末製造装置。
【請求項２】
請求項１で、バネ部材の材質の１種以上が形状記憶合金である事を特徴とする粉末製造装置。
【請求項３】
請求項１および請求項２において微粉体が炭素およびまたは炭素複合体である事を特徴とする粉末製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒を担持した電極を有する事を特徴とした大気圧放電による非平衡プラズマ発生装置（Plasma Assisted Catalytic Technology,以降ＰＡＣＴと称する）を介して、炭化水素系ガス体から炭素およびまたは炭素複合体粉末を直接製造する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＡＣＴ法によるプラズマ放電はその優れたガス変性化機能はガス浄化機能が高いことが確認され、有効な環境対策装置として脚光を浴びている。投入された一次ガスはＰＡＣＴのプラズマ放電により別のガス成分および固形成分に分解される事がその基本的機能である。
【０００３】
炭化水素系のガスをＰＡＣＴで分解した際に二次生成物として炭素およびまたは炭素複合体が粉末形状で生成する事は公知である。電極に付着生成する炭素およびまたは炭素複合体形態の粉末はプラズマ分解効率を低下させるので、その除去に主眼を置いた各種の方策が講じられている。
【０００４】
しかし、粉末形態の炭素およびまたは炭素複合体はその特性上極めて有効活用できる事は公知であり、その応用範囲は広い。
【０００５】
そこで、電極上に付着して二次生成する炭素およびまたは炭素複合体の形態を損なう事なく効率よくＰＡＣＴ装置から採取できれば、ＰＡＣＴを「炭素およびまたは炭素複合体粉末の製造装置」として新規な展開が可能である。
【特許文献１】特開平７−２０４４６９号公報
【特許文献２】特開２００１−３００２９７号公報
【非特許文献１】林  佑二「大気圧プラズマ触媒除外技術」応用物理  第72巻                第４号（2003年）,p 448〜452
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はＰＡＣＴを「炭素およびまたは炭素複合体粉末の製造装置」として産業上に有効活用する事を目的にしたものである。しかし電極上に生成する炭素微粉体の物性を損なわずに電極上から効率よく剥離させる手法の確立が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
主として形状記憶合金の加熱による形状復元性を利用して機械的に反応生成物を剥離出来る様構成した形状記憶合金部製部材を電極周辺に配置する事により、ＰＡＣＴを炭素およびまたは炭素複合体粉末の製造装置として効率活用できる。なお、一次投入ガスの変性装置としての機能を併せて活用する事は言うまでもない。
【０００８】
（図１）において、プラズマ分解装置１はガラス製である。プラズマを発生させるため、汎用外部電極２と内部電極、３は向き合うように配置されている。支持機構４は内部電極３を固定するためのものである。一次ガスとして投入したメタンはプラズマ分解装置１の電極間に発生させたプラズマにより目的とする成分に分解され、その固体反応生成物である炭素粉末８は内部電極３に付着生成する。
【０００９】
電極に付着生成した炭素粉末を効率よく機械的に剥離するのにバネの特性を利用する。（図２）に概要をしめした。内部電極３に取り付けた永久コイルバネ５のバネ性を利用して伸縮させることによって付着している反応生成物を剥離させることができる。ここで、バネ５は炭素およびまたは炭素複合体粉末の剥離用工具７を介して外力を与えて伸縮させることもできる。バネ５を形状記憶合金で形成すれば、プラズマ分解装置１の内部温度を変化させることによってバネ５の伸縮を制御できる。形状記憶合金製バネと汎用の永久バネとの組み合わせが最も有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により機能性炭素およびまたは炭素複合体粉末が各種の炭化水素系ガスから直接製造できる。従来機能性炭素およびまたは炭素複合体粉末は、椰子殻、木炭等から焼成して得た炭素前駆体をプラズマ処理して機能性を付与しているが、本発明によれば、機能性炭素およびまたは炭素複合体粉末が直接製造できるので、経済的効果が極めて大きい。  
【００１１】
なお機械的剥離法は、（１）余分な回路や電力コストが削減できる。（２）分解の流れをスムーズに制御することができる等のＰＡＣＴ装置の改善ができると言う付随的効果がある。
【００１２】
本発明は一次投入ガスを変えて、炭素およびまたは炭素複合体以外の固形反応生成が生成する場合でも有効活用できる事は言うまでもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ＰＡＣＴ法によりメタンガスを分解して、水素ガスを効率よく生成できる。得られた水素ガスは燃料電池用燃料としての活用が期待されている。コンビニエンスストアー等の食料量販店から排出される生ゴミの堆肥から発生するメタンを活用した地域エネルギーシステムにＰＡＣＴは有効活用されつつある。地域エネルギーシステムの一環として、水素生成の副産物として「機能性炭素およびまたは炭素複合体粉末」が製造できる。
【実施例１】
【００１４】
（図３）において、完全伸長状態を形状記憶させかつ変体点を常温以上に調整した形状記憶合金製コイルバネ６配置する。併せてバネ定数を最適化した汎用のコイルバネ５を配置する。これらのバネ部材５、６の配置は内外入れ替えできるし、それぞれのバネは多重に設置できる。それぞれのバネは支持機構４で固定されている。両バネの他端に、可動式の炭素およびまたは炭素複合体粉末の剥離用工具７を接合する。
【００１５】
以下のプロセスで本発明装置を機能させた。
（１）一次ガスとしてメタンガスを用い、ＰＡＣＴ反応を進行させると、内部電極３上に炭素およびまたは炭素複合体８が付着堆積する。
（２）プラズマ制御により形状記憶合金製バネ６を加熱する。なお、高周波加熱等別の加熱源も活用できる事は言うまでもない。
（３）加熱により、形状記憶合金製バネ６のピッチ間隔が大きくなり、先端に設置した炭素およびまたは炭素複合体粉末の剥離用工具７が堆積した炭素およびまたは炭素複合体粉末８の方向に移動する。
（４）形状記憶合金のその温度に於ける弾性力で工具７を押し、工具７を介して、内部電極に付着堆積した炭素およびまたは炭素複合体粉末を内部電極３から剥離分離する。
（５）形状記憶合金バネ６のピッチが最大に達した時点で、加熱用熱源をオフとする。
（６）温度低下と共に形状記憶合金バネ６の弾性力が低下し、形状記憶合金バネ６に追随してきた汎用永久バネ５の収縮弾性力により、形状記憶合金バネ６はピッチを低減し開始時のピッチに戻る。
【００１６】
この様にして、乱層構造化した炭素微粉末を良好に製造する事ができた。
【実施例２】
【００１７】
（図４）に示す様に、バネ部材５、６の垂直位置上にその一部が位置する様配した特殊外部電極９を用いた。併せて、バネ部材５にはニッケルコートを施した。
【００１８】
実施例１と同様にＰＡＣＴ処理を以下の様に実施した。
（１）一次ガスとしてメタンガスを用い、ＰＡＣＴ反応を進行させると、内部電極３上に炭素およびまたは炭素複合体８が付着堆積する。
（２）プラズマ制御により形状記憶合金製バネ６を加熱する。なお、高周波加熱等別の加熱源も活用できる事は言うまでもない。
（３）加熱により、形状記憶合金製バネ６のピッチ間隔が大きくなり、先端に設置した炭素およびまたは炭素複合体粉末の剥離用工具７が堆積した炭素およびまたは炭素複合体粉末８の方向に移動する。
（４）形状記憶合金のその温度に於ける弾性力で工具７を押し、工具７を介して、内部電極に付着堆積した炭素およびまたは炭素複合体粉末を内部電極３から剥離分離する。
（５）形状記憶合金バネ６のピッチが最大に達した時点で、加熱用熱源をオフとする。
（６）温度低下と共に形状記憶合金バネ６の弾性力が低下し、形状記憶合金バネ６に追随してきた汎用永久バネ５の収縮弾性力により、形状記憶合金バネ６はピッチを低減し開始時のピッチに戻る。
【００１９】
得られた炭素およびまたは炭素複合体粉末は実施例１と同様な乱層構造化した炭素微粉末であり、粉末はさらに微細化されていた。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
近い将来展開が予測されるＰＡＣＴを中核とした地域エネルギーシステム等において、エレクトロニクス用機能性炭素微粉体が低廉生産できる。      
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ＰＡＣＴの基本構造を示す原理図である。
【図２】本発明の原理図である。
【図３】本発明を具体的に実施する為の詳細図である。
【図４】本発明を具体的に実施する為の詳細図で、得られる炭素およびまたは炭素複合体粉末をさらに高機能化する説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１．ＰＡＣＴによるプラズマ分解装置
２．汎用外部電極
３．内部電極
４．支持機構
５．汎用の永久コイルバネ
６．形状記憶合金製のコイルバネ
７．炭素およびまたは炭素複合体粉末の剥離用の工具
８．内部電極上に堆積生成した炭素およびまたは炭素複合体の粉末
９．特殊外部電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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