(57)【要約】【課題】不純物として固体状あるいは液体状の微小物体（以下、微粒子という）を含むガスから微粒子を除去して浄化することのできる放電型ガス浄化装置およびガスの浄化方法を提供する。【解決手段】対向配置された実効面積の異なる電極２ａ，２ｂと、前記電極に電圧を印加して前記電極間に高周波放電を発生させる高周波電源１と、前記電極間に微粒子を含むガスを通流させるガス通流手段とを備えている構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された実効面積の異なる電極と、前記電極に電圧を印加して前記電極間に高周波放電を発生させる高周波電源と、前記電極間に微粒子を含むガスを通流させるガス通流手段とを備えていることを特徴とする放電型ガス浄化装置。
【請求項２】
前記電極の少なくとも一方の対向面が誘電体で覆われていることを特徴とする請求項１記載の放電型ガス浄化装置。
【請求項３】
前記電極の実効面積の小さい方は複数の電気的に接続された短冊状の金属板からなり、他方は１枚の平板からなることを特徴とする請求項１記載の放電型ガス浄化装置。
【請求項４】
前記複数の短冊状の金属板は格子状に結合されていることを特徴とする請求項３記載の放電型ガス浄化装置。
【請求項５】
前記電極の実効面積の小さい方は複数の孔を有する金属平板からなり、他方は１枚の平板からなることを特徴とする請求項１記載の放電型ガス浄化装置。
【請求項６】
対向配置された電極と、前記電極に電圧を印加して前記電極間に高周波放電を発生させる高周波電源と、前記高周波電源に直列に接続された直流電源と、前記電極間に微粒子を含むガスを通流させるガス通流手段とを備えていることを特徴とする放電型ガス浄化装置。
【請求項７】
前記直流電源と並列にコンデンサが接続されていることを特徴とする請求項６記載の放電型ガス浄化装置。
【請求項８】
前記電極は複数組のものが積層して設けられていることを特徴とする請求項１または６に記載の放電型ガス浄化装置。
【請求項９】
前記電極を備えてなる放電処理部の前段にガス中の微粒子を帯電させるイオン化装置を備えていることを特徴とする請求項１または６に記載の放電型ガス浄化装置。
【請求項１０】
対向配置され電位バイアスを有する電極間に高周波放電を発生させ、前記電極間に微粒子を含むガスを通流させ、前記微粒子を前記電極に捕捉し分解することを特徴とするガスの浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害物質等を含むガスを放電によって浄化する放電型ガス浄化装置およびガスの浄化方法に関する。 
【背景技術】
【０００２】
水処理施設、家畜飼育施設、工場などから排出される悪臭や有害物質の除去は、現代の重要な技術開発課題である。この排気ガス処理法には、吸着材や触媒を使う方法、薬剤の水溶液に溶解吸収させる方法、放電プラズマを用いる方法など、さまざまな方法が開発されてきている（特許文献１）。この中で、放電プラズマを用いる方法は、被処理物質を含む廃材の量が少なくてすむという特長を持つ。
【０００３】
従来の放電プラズマを適用した排ガス浄化装置の例として、プラズマ脱臭装置について図面を参照して説明する。図１０はプラズマ脱臭装置の概略ブロック図であり、２１は放電処理部、２２は吸着分解処理部、２３は排気ファン、２４は排気ダクトである。排気ファン２３によって排気ダクト２４に吸引された臭気成分を大量に含む空気は、放電処理部２２においてまず放電プラズマによって分解される。放電プラズマによって処理されない成分は、吸着分解処理部２２に備えられた活性炭に吸着され、あるいは触媒によって分解される。また、放電処理部２１で発生するオゾンは寿命が長いので、例えば吸着分解処理部２２内に長時間滞在して、臭気成分の分解等に寄与する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の放電型ガス浄化装置が扱ってきた不純物は、気体状物質であるが、工場からの燃焼煙や船舶、自動車のディーゼルエンジンやガソリンエンジンから排出されるすすなどの微粒子を含む排ガス処理への適用の期待も大きい。  
しかし従来の放電型ガス浄化装置は、排ガスに微粒子が含まれる場合にも微粒子の処理を考慮していなかった。
【０００５】
そこで本発明は、不純物として固体状あるいは液体状の微小物体（以下、微粒子という）を含むガスから微粒子を除去して浄化することのできる放電型ガス浄化装置およびガスの浄化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、対向配置された実効面積の異なる電極と、前記電極に電圧を印加して前記電極間に高周波放電を発生させる高周波電源と、前記電極間に微粒子を含むガスを通流させるガス通流手段とを備えている構成とする。  
請求項２の発明は、前記電極の少なくとも一方の対向面が誘電体で覆われている構成とする。
【０００７】
請求項３の発明は、前記電極の実効面積の小さい方は複数の電気的に接続された短冊状の金属板からなり、他方は１枚の平板からなる構成とする。  
請求項４の発明は、前記複数の短冊状の金属板は格子状に結合されている構成とする。
【０００８】
請求項５の発明は、前記電極の実効面積の小さい方は複数の孔を有する金属平板からなり、他方は１枚の平板からなる構成とする。  
請求項６の発明は、対向配置された電極と、前記電極に電圧を印加して前記電極間に高周波放電を発生させる高周波電源と、前記高周波電源に直列に接続された直流電源と、前記電極間に微粒子を含むガスを通流させるガス通流手段とを備えている構成とする。
【０００９】
請求項７の発明は、前記直流電源と並列にコンデンサが接続されている構成とする。  
請求項８の発明は、前記電極は複数組のものが積層して設けられている構成とする。  
請求項９の発明は、前記電極を備えてなる放電処理部の前段にガス中の微粒子を帯電させるイオン化装置を備えている構成とする。
【００１０】
請求項１０の発明は、対向配置され電位バイアスを有する電極間に高周波放電を発生させ、前記電極間に微粒子を含むガスを通流させ、前記微粒子を前記電極に捕捉し分解する方法とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、不純物として固体状あるいは液体状の微小物体（以下、微粒子という）を含むガスから微粒子を除去して浄化することのできる放電型ガス浄化装置およびガスの浄化方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１〜第９の実施の形態を図面を参照して説明する。  
まず、第１の実施の形態を図１により説明する。図１（ａ）は本実施の形態の放電型ガス浄化装置の放電処理部の構成を示す図、図１（ｂ）は電極間の電圧波形を示す図である。
【００１３】
図１（ａ）において、１は高周波電源、２ａと２ｂは平行に設置された電極である。３は電極２ａ，２ｂ間に生成された放電プラズマであり、４はコンデンサである。微粒子を含むガスは図中の矢印の方向に流れ、放電空間で酸化分解される。
【００１４】
本実施の形態の放電型ガス浄化装置では、対向する平行な電極２ａ，２ｂの大きさが異なり、且つ、電極２ａがコンデンサ４を介して接地点５と接続されている。こうすることによって、電極間の電圧が、図１（ｂ）に示すように、０Ｖラインに対して非対称になり、電極２ｂの平均電位がプラスになる。これを、自己バイアスという。この結果、放電プラズマ３中で帯電した微粒子は、電界によって一方の電極に引き寄せられ、電極面に捕集される。微粒子の反応の時定数はガスより長い。従って、この様に電極に付着させることで、プラズマに曝される時間を長くし、処理量を増やすことができる。
【００１５】
本実施の形態の放電型ガス浄化装置は、平行平板を対向させた放電電極２ａ，２ｂの一方の面積を他方より小さくし、高周波放電を生成した時に電極２ａ，２ｂ間に定常的な電位差を生じさせている。この放電型ガス浄化装置においては、ガス中の微粒子は電極間で帯電すると同時に、電極間に発生している静電界の作用でどちらかの電極に引き寄せられ、そこに付着する。これを、放電プラズマの作用で処理することによって、ガス状不純物と同時に、ガスに含まれる微粒子も除去することができる。
【００１６】
図２は、本発明の第２の実施の形態の放電型ガス浄化装置の放電処理部の要部の構成を示す図である。すなわち、一方の電極２ａの表面を絶縁材６で覆ってある。こうすることによって、絶縁材６によって電極２ａ，２ｂ間のアーク放電が抑制され、放電プラズマに安定に高エネルギーを投入することができ、ガス浄化の処理能力が向上する。
【００１７】
図３は、本発明の第３の実施の形態を説明する概略図である。この実施の形態においては、図３（ａ）に示すように、放電処理部を構成する電極２ａと２ｃの外形形状と寸法はほぼ同じである。そして全面１枚の金属平板製の電極２ａに対して、電極２ｃは、図３（ｂ）に示すように、電気的に接続された複数枚の短冊状の金属板２ｃ１と２ｃ２で構成されており、電極２ｃの実効面積は電極２ａより小さくなっている。この結果、図１（ａ）に示した電極２ａ，２ｂと同様に、自己バイアスが生じ、電極２ａ，２ｃ間に定常電界が発生する。
【００１８】
図４は、本発明の第４の実施の形態を説明する概略図である。この実施の形態は、図３（ａ）に示した電極構成における一方の電極２ｃが、短冊状の金属板２ｃ１と２ｃ３が格子状に結合されて構成されている。この実施の形態においても図３（ｂ）と同様に、電極２ｃの実効面積が対向する電極２ａより小さくなっている。この結果、図１（ａ）に示した電極２ａ，２ｂと同様に、自己バイアスが生じ、電極２ａ，２ｃ間に定常電界が発生する。
【００１９】
図５は、本発明の第５の実施の形態を説明する概略図である。この実施の形態は、図３（ａ）のように平板電極２ａに対向する電極２ｃを多数の孔を有する金属平板によって構成して、実効面積を電極２ａより小さくしたものである。この結果、図１（ａ）に示した電極２ａ，２ｂと同様に、自己バイアスが生じ、電極２ａ，２ｃ間に定常電界が発生する。
【００２０】
図６は、本発明の第６の実施の形態を説明する概略図である。この実施の形態は、放電電極部２と直列に直流電源７を接続した構成である。この直流電源７によって、図１（ｂ）でに示した自己バイアス電位がさらに大きくなり、微粒子の捕集効率が向上する。なお、直流電源７の接続の極性は図示のものと逆でもよい。また、直流電源７によって電位バイアスを与えるので、対向する電極の面積は同じでもよい。
【００２１】
図７は、本発明の第７の実施の形態を説明する概略図である。この実施の形態は、放電電極部２と直列に接続した直流電源７に並列にコンデンサ４を接続した構成である。直流電源７は、高周波に対して十分に低いインピーダンスを持たなければならないが、それが十分でないとき、コンデンサ４によって高周波のインピーダンスを低く抑えることができる。なお、直流電源７の接続の極性は図示のものと逆でもよい。また、対向する電極の面積は同じでもよい。
【００２２】
図８は、本発明の第８の実施の形態を説明する放電処理部の概略図である。この実施の形態は、同電位の一組の電極２ａ１，２ａ２，２ａ３と、他の同電位の一組の電極２ｂ１，２ｂ２を交互に配置して、各電極間にに放電プラズマ３が形成されるようにしたものである。この実施の形態によれば、矢印で示した方向からのガスの流れに対して、処理断面積が増大し、大流量のガスに対しても十分な処理能力が得られる。なお、電極２ａ２，２ｂ１，２ｂ２は電極２ａ１の電位と電極２ａ３の電位の間の浮いた電位としてもよい。
【００２３】
図９は、本発明の第９の実施の形態の放電型ガス浄化装置の全体概略図である。この実施の形態は、放電処理部２１の前段に、排ガス中の微粒子を帯電させるためのイオン化装置９を設置した構成である。この実施の形態によれば、放電処理部２１の作用だけでなく、イオン化装置９によって、さらにガス中の微粒子の帯電量が増加し、放電空間での微粒子の捕集効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態の放電型ガス浄化装置を示し、（ａ）は放電処理部の構成を示す図、（ｂ）は電極間の電圧波形を示す図。
【図２】本発明の第２の実施の形態の放電型ガス浄化装置に備えられる放電処理部の要部の構成を示す図。
【図３】本発明の第３の実施の形態の放電型ガス浄化装置を示し、（ａ）は放電処理部の要部構成を示す図、（ｂ）は一方の電極の構成を示す図。
【図４】本発明の第４の実施の形態の放電型ガス浄化装置における放電処理部に備えられる一方の電極の構成を示す図。
【図５】本発明の第５の実施の形態の放電型ガス浄化装置における放電処理部に備えられる一方の電極の構成を示す図。
【図６】本発明の第６の実施の形態の放電型ガス浄化装置に備えられる放電処理部の構成を示す図。
【図７】本発明の第７の実施の形態の放電型ガス浄化装置に備えられる放電処理部の構成を示す図。
【図８】本発明の第８の実施の形態の放電型ガス浄化装置に備えられる放電処理部の電極の構成を示す図。
【図９】本発明の第９の実施の形態の放電型ガス浄化装置の構成を示す図。
【図１０】従来の放電型ガス浄化装置を示す図。
【符号の説明】
【００２５】
１…高周波電源、２…放電電極部、２ａ，２ａ１，２ａ２，２ａ３，２ｂ，２ｂ１，２ｂ２，２ｃ…電極、２ｃ１，２ｃ２，２ｃ３…短冊状の金属板、３…放電プラズマ、４…コンデンサ、５…接地、６…絶縁材、７…直流電源、９…イオン化装置、２１…放電処理部、２２…吸着分解処理部、２３…排気ファン、２４…排気ダクト。
【図１】
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【図２】
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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】
2005288239.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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