(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間的に分離した第１電極(21)及び第２電極(22)と、放電電極である第１電極(21)と対向電極である第２電極(22)に放電電圧を印加するように接続された電源手段(24)とを備え、両電極(21,22) が被処理流体の流通空間に配置され、両電極(21,22) 間でストリーマ放電を発生させることにより被処理流体を処理するように構成されたプラズマ反応器であって、
第１電極(21)及び第２電極(22)が通風可能に構成されるとともに、第２電極(22)が面状電極(22)により構成され、
被処理流体を処理するための処理部材(23)を備え、
該処理部材(23)が、両電極(21,22) の間またはその下流側における上記面状電極(22)の近傍であってストリーマ放電がフレア状に拡がる位置に配置されていることを特徴とするプラズマ反応器。
【請求項２】
処理部材(23)が、両電極(21,22) の間に配置されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ反応器。
【請求項３】
処理部材(23)が、被処理流体に対する処理を促進する触媒物質を有することを特徴とする請求項１または２記載のプラズマ反応器。
【請求項４】
触媒物質が、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｃｏ，Ｏｓ，Ｒｕ，Ｆｅ，Ｒｅ，Ｔｃ，Ｍｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｗ，Ｍｏ，Ｃｒのうちの少なくとも１種を含んでいることを特徴とする請求項３記載のプラズマ反応器。
【請求項５】
触媒物質が、マンガン系触媒を１０〜６０質量％含有していることを特徴とする請求項３記載のプラズマ反応器。
【請求項６】
触媒物質が、マンガン系触媒を３０〜４０質量％含有していることを特徴とする請求項５記載のプラズマ反応器。
【請求項７】
処理部材(23)が、被処理流体に含まれる被処理成分を吸着する吸着剤を含んでいることを特徴とする請求項１から６のいずれか１記載のプラズマ反応器。
【請求項８】
吸着剤が、多孔質セラミックス、活性炭、活性炭繊維、ゼオライト、モルデナイト、フェリエライト、シリカライトのうちの少なくとも１種であることを特徴とする請求項７記載のプラズマ反応器。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１記載のプラズマ反応器(20)と、
該プラズマ反応器(20)が内部に収納されるケーシング(10)とを備え、
上記ケーシング(10)内に被処理空気を導入して第１電極(21)と第２電極(22)の間の放電場(D) 及び処理部材(23)を通過させることにより、該被処理空気中の臭気成分または有害成分を処理するように構成されていることを特徴とする空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストリーマ放電により低温プラズマを生成して空気浄化などのガス処理を行うプラズマ反応器と、このプラズマ反応器を使った空気浄化装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、低温プラズマを利用したプラズマ反応器は、例えば空気や排ガスなどに含まれる有害成分や臭気成分をプラズマにより発生する活性種の作用で分解して無害化または無臭化する空気浄化装置やガス処理装置に利用されている。例えば、特開平８−１５５２４９号公報及び特開平９−８６９号公報には、針状の放電電極と面状の対向電極の間でストリーマ放電を起こしてプラズマを生成し、その放電場にガスを導入してガス処理を行う装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の装置では、被処理流体であるガスの種類などによっては、十分な処理能力が得られない場合があった。
【０００４】
また、ストリーマ放電は、一般に、放電電極と対向電極の間の柱状空間で発生し、該柱状空間で低温プラズマを生成できる放電方式であり、放電領域を大きくすれば低温プラズマの発生領域を大きくして処理能力を高めることが可能となるが、その場合には装置が大型化してしまうことになる。
【０００５】
以上のことから、プラズマ反応器において装置を大型化せずに処理能力を高めることが望まれる。本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的とするところは、ストリーマ放電により低温プラズマを生成して被処理流体を処理するプラズマ反応器において、大型化を抑えながら被処理流体に対する十分な処理能力が得られるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ストリーマ放電によって低温プラズマを発生させて被処理流体を処理するプラズマ反応器(20)において、触媒や吸着剤などを低温プラズマと併用するようにしたものである。
【０００７】
具体的に、本発明が講じた第１の解決手段は、空間的に分離した第１電極(21)及び第２電極(22)と、放電電極である第１電極(21)と対向電極である第２電極(22) に放電電圧を印加するように接続された電源手段(24)とを備え、両電極(21,22) が被処理流体の流通空間に配置され、両電極(21,22) 間でストリーマ放電を発生させることにより被処理流体を処理するように構成されたプラズマ反応器(20)を前提としている。そして、このプラズマ反応器(20)は、第１電極(21)及び第２電極(22)が通風可能に構成されるとともに、第２電極(22)が面状電極(22)により構成され、被処理流体を処理するための触媒や吸着剤を有する処理部材(23)を備え、該処理部材(23)が、両電極(21,22) の間またはその下流側における上記面状電極(22)の近傍であってストリーマ放電がフレア状に拡がる位置に配置されていることを特徴としている。この構成において、電源手段(24)には、直流、交流、またはパルスなどの高圧電源を用いることができる。また、処理部材(23)は、第１電極(21)と第２電極(22)の間の放電場(D) から若干離れた配置にしても、その位置がプラズマの作用する範囲であれば、該処理部材(23)による効果を得ることはできる。
【０００８】
この第１の解決手段においては、第１電極(21)と第２電極(22)に電源手段(24)から放電電圧を印加するとストリーマ放電が発生する。そして、被処理流体は、ストリーマ放電の放電場(D) においてプラズマ化され、該プラズマにより発生する高速電子やイオン、各種の活性種（例えば、ヒドロキシラジカルなどのラジカルや、励起酸素分子、励起窒素分子、励起水分子などの励起分子）の作用を受けるとともに、放電場(D) を通過する際に触媒や吸着剤などを含む処理部材の作用も受ける。例えば、被処理流体が有害物質や臭気物質などの被処理成分を含む空気である場合、これらの被処理成分は、プラズマにより分解されて無臭化または無害化されるとともに、処理部材によっても処理が行われる。また、ストリーマ放電が広がるところに処理部材(23)が配置されるので、ストリーマ放電の活性種が処理部材(23)に対して広い範囲で作用する。また、上記面状電極(22)を、開口部(22a) などを設けて面と直交する方向に通風可能とすることにより、被処理流体は、第１電極(21)と第２電極(22)の間の放電場(D) を流れるときに、第２電極(22)の開口部(22a) などを通過し、確実にプラズマの作用を受ける。
【０００９】
また、本発明が講じた第２の解決手段は、上記第１の解決手段に係るプラズマ反応器(20)において、処理部材(23)が、両電極(21,22) の間に配置されていることを特徴としている。
【００１０】
この第２の解決手段によれば、処理部材(23)の配置を特定したことにより、被処理流体がプラズマの作用を受けるとともに、処理部材(23)の位置を確実に通る。
【００１１】
また、本発明が講じた第３の解決手段は、上記第１または第２の解決手段に係るプラズマ反応器(20)において、処理部材(23)が、被処理流体に対する処理を促進する触媒物質を有することを特徴としている。
【００１２】
この第３の解決手段においては、処理部材(23)に触媒物質を含ませるようにしているので、被処理流体は、放電場(D) において、プラズマによる作用に加えて、触媒による作用も受けることとなる。したがって、プラズマと触媒の相乗効果により被処理流体の無臭化や無害化などが促進される。
【００１３】
また、本発明が講じた第４の解決手段は、上記第３の解決手段に係るプラズマ反応器において、触媒物質が、Ｐｔ（白金），Ｐｄ（パラジウム），Ｎｉ（ニッケル），Ｉｒ（イリジウム），Ｒｈ（ロジウム），Ｃｏ（コバルト），Ｏｓ（オスミウム），Ｒｕ（ルテニウム），Ｆｅ（鉄），Ｒｅ（レニウム），Ｔｃ（テクネチウム），Ｍｎ（マンガン），Ａｕ（金），Ａｇ（銀），Ｃｕ（銅），Ｗ（タングステン），Ｍｏ（モリブデン），Ｃｒ（クロム）のうちの少なくとも１種を含んでいることを特徴としている。なお、このうち、ＦｅやＭｎを始め、一部の物質は酸化物（例えばＦｅ２Ｏ３、ＭｎＯ２ など）の形態で含ませるとよい。
【００１４】
この第４の解決手段において特定した触媒物質は、被処理流体に含まれる被処理成分を処理する際に、例えばストリーマ放電により発生する種々の活性種（オゾン、ヒドロキシラジカル、励起酸素分子、励起窒素分子、励起水分子など）をさらに励起する。このため、これら活性種がより活性の高められた状態となって上記被処理成分に作用する。また、触媒の表面に多くの活性種を活性状態のまま吸着する作用も働く。したがって、これらの作用により被処理流体を処理する際の化学反応が促進されるので、被処理流体が例えば有害成分または臭気成分を含む空気である場合、無臭化または無害化が促進される。
【００１５】
また、本発明が講じた第５の解決手段は、上記第３の解決手段に係るプラズマ反応器(20)において、触媒物質がマンガン系触媒（ＭｎまたはＭｎ酸化物（ＭｎＯ２ やＭｎ２Ｏ３など））を１０〜６０質量％含有していることを特徴としており、本発明が講じた第６の解決手段は、上記第５の解決手段に係るプラズマ反応器(20)において、触媒物質がマンガン系触媒を３０〜４０質量％含有していることを特徴としている。
【００１６】
上記第５，第６の解決手段においては、Ｍｎ、ＭｎＯ２ 、またはＭｎ２Ｏ３などのマンガン系触媒の含有量を特定しているため、プラズマ反応器(20)の処理性能が最適化される。逆に言うと、触媒物質中のＭｎ、ＭｎＯ２ 、またはＭｎ２Ｏ３などの含有量が少なすぎると有害物質などの処理能力が不十分となり、含有量が多すぎると触媒の比表面積が逆に小さくなって性能が低下するのに対し、最適な性能が得られる。
【００１７】
また、本発明が講じた第７の解決手段は、上記第１から第６のいずれか１の解決手段に係るプラズマ反応器(20)において、処理部材(23)が、被処理流体に含まれる被処理成分を吸着する吸着剤を含んでいることを特徴としている。
【００１８】
さらに、本発明が講じた第８の解決手段は、上記第７の解決手段に係るプラズマ反応器(20)において、吸着剤が、多孔質セラミックス、活性炭、活性炭繊維、ゼオライト（アルミノシリケート）、モルデナイト、フェリエライト、シリカライト（シリカゲル）のうちの少なくとも１種であることを特徴としている。
【００１９】
上記第７，第８の解決手段において、被処理流体に含まれる被処理成分は、吸着剤に吸着される。そして、このように吸着剤に吸着された被処理成分に対してプラズマによる処理作用が行われる。特に、処理部材(23)に触媒を設けたものにおいて吸着剤も含ませた場合には、吸着した成分を触媒の存在下で分解するので、処理性能が高められる。
【００２０】
また、本発明が講じた第９の解決手段は、上記第１から第８のいずれか１の解決手段に係るプラズマ反応器(20)を用いた空気浄化装置に関するものである。この空気浄化装置(1) は、該プラズマ反応器(20)が内部に収納されるケーシング(10)を備え、このケーシング(10)内に被処理空気を導入して第１電極(21)と第２電極(22)の間の放電場(D) 及び処理部材(23)を通過させることにより、該被処理空気中の臭気成分または有害成分を処理するように構成されていることを特徴としている。
【００２１】
この第９の解決手段では、被処理空気中の臭気成分または有害成分をストリーマ放電により生成した低温プラズマで処理するとともに、触媒による分解作用や、吸着剤による吸着作用も行われて、被処理空気が浄化される。
【００２２】
【発明の効果】
上記第１の解決手段によれば、ストリーマ放電により低温プラズマを生成して発生させた各種の活性種（高速電子、イオン、ラジカル、その他励起分子など）の作用と処理部材(23)の作用とで被処理流体を処理するようにしているので、低温プラズマのみを利用する従来のものと比べて処理性能を大幅に高められる。また、被処理流体の成分に合わせて処理部材(23)の触媒や吸着剤を選定することにより、処理能力をさらに高められる。また、この解決手段によれば処理能力を高めることができるので、装置を大型にしなくても十分な性能を得ることが可能となる。また、ストリーマ放電が面状電極(22)に向かってフレア状に広がるように電極(21,22) を構成して、ストリーマ放電が広がるところに処理部材(23)を配置しているので、処理部材(23)を広い範囲で活用することができ、効率的な処理を行える。また、被処理流体が面状電極(22)を通過するようにしたことにより、被処理流体がプラズマの作用を確実に受けるので、処理を確実にすることができる。
【００２３】
また、上記第２の解決手段によれば、被処理流体がプラズマの作用を受けるとともに、処理部材(23)の位置を確実に通るので、処理能力をさらに高めることができる。
【００２４】
また、上記第３の解決手段によれば、処理部材(23)に被処理流体の処理を促進する触媒物質を含ませて、被処理流体がプラズマによる処理作用と触媒による分解作用を受けるようにしているので、反応器(20)の処理性能を十分に高めることができる。
【００２５】
また、上記第４の解決手段によれば、被処理流体に含まれる被処理成分を処理する際に、ストリーマ放電により低温プラズマを生成して発生させた種々の活性種（オゾン、ヒドロキシラジカル、励起酸素分子、励起窒素分子、励起水分子など）を触媒でさらに励起して活性を高めたり、触媒上に活性状態のまま吸着したりして化学反応を促進することができるので、処理性能を確実に高められる。
【００２６】
また、上記第５，第６の解決手段によれば、Ｍｎ、ＭｎＯ２ 、またはＭｎ２Ｏ３などのマンガン系触媒の含有量を最適範囲に特定しているため、プラズマ反応器(20)の処理性能をより高めることができる。
【００２７】
上記第７及び第８の解決手段によれば、被処理流体に含まれる被処理成分を吸着剤に吸着して、プラズマによる処理作用を行うようにしているので、処理性能を高められる。特に、処理部材(23)に触媒を設けたものにおいて吸着剤も含ませた場合には、吸着した成分を触媒の存在下で分解するので、より処理性能が高められる。
【００２８】
また、上記第９の解決手段によれば、被処理空気中の臭気成分または有害成分を、ストリーマ放電により生成した低温プラズマと触媒や吸着剤を用いて確実に処理することができるので、被処理空気を効率的に浄化できる。
【００２９】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
この実施形態は、被処理空気中の臭気成分または有害成分を酸化分解などにより処理して空気を浄化する空気浄化装置(1) に関するものである。図１は、この空気浄化装置(1) の概略構成を示している。
【００３１】
図示するように、この空気浄化装置(1) はケーシング(10)内に各機能部品が収納された構成であり、機能部品として、集塵フィルタ(11)と遠心ファン(12)とプラズマ反応器(20)とがケーシング(10)内に収納されている。なお、図１に符号(13)で示しているのは、プラズマ反応器(20)での放電により発生するオゾンを分解するためのオゾン分解触媒である。
【００３２】
ケーシング(10)の一つの側面（図の右側の側面）には、ケーシング(10)内に空気を吸い込むための空気吸込口(15)が形成され、上面には浄化空気を吹き出すための空気吹出口(16)が形成されている。空気吸込口(15)には吸込グリル(15a) が設けられ、空気吹出口(16)には吹出グリル(16a) が設けられている。また、空気吸込口(15)には、吸込グリル(15a) の内側に上記集塵フィルタ(11)を配置して、吸込空気中に含まれる塵埃を捕集するようにしている。
【００３３】
空気吹出口(16)は、ケーシング(10)の上面において、空気吸込口(15)とは反対側の縁部（図１の左側の縁部）に形成されている。そして、この空気吹出口(16)に対応して、上記遠心ファン(12)がケーシング(10)内に設けられている。この遠心ファン(12)には、ファン用電源(12a) が接続されている。以上の構成において、ケーシング(10)の内部は、空気吸込口(15)と空気吹出口(16)の間が被処理空気の流通空間となっている。そして、遠心ファン(12)を起動すると、被処理空気が空気吸込口(15)の吸込グリル(15a) 及び集塵フィルタ(11)を通してケーシング(10)内に吸い込まれる。被処理空気は、下記に詳述する反応器(20)での処理後に、空気吹出口(16)の吹出グリル(16a) からケーシング(10)の外に吹き出される。
【００３４】
図２はプラズマ反応器(20)の概略構成を示す断面図、図３は斜視図である。このプラズマ反応器(20)は、低温プラズマを発生させるための放電手段としての放電電極（第１電極）(21)及び対向電極（第２電極）(22)と、これらの電極(21,22) の間で対向電極(22)に近接して配置された処理部材(23)とを備えている。つまり、処理部材(23)は放電場(D) 中に配置されている。
【００３５】
この処理部材(23)は、空気の流れ方向に沿って貫通する多数の小孔(23b) を有するハニカム形状の基材(23a) から構成され、その表面に触媒物質を担持している。具体的に、この処理部材(23)は、触媒物質として、Ｍｎ、ＭｎＯ２ 、またはＭｎ２Ｏ３などのマンガン系触媒を３０〜４０質量％含有している。この含有量は好適な範囲を特定したものであるが、触媒物質には、Ｍｎ、ＭｎＯ２ 、またはＭｎ２Ｏ３などを１０〜６０質量％含有するものを用いてもよい。
【００３６】
また、上記処理部材(23)の触媒物質は、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｃｏ，Ｏｓ，Ｒｕ，Ｆｅ，Ｒｅ，Ｔｃ，Ｍｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｗ，Ｍｏ，Ｃｒのうちの少なくとも１種を含んだものとしてもよい。これらの触媒物質は、被処理空気を処理する際の化学反応を促進するものである。
【００３７】
上記処理部材(23)は、基材(23a) の表面に、触媒物質とともに吸着剤も担持している。吸着剤は、被処理空気中に含まれる臭気物質や有害物質などの被処理成分を吸着するものであり、例えば活性炭やゼオライトなどが用いられる。なお、吸着剤には、多孔質セラミックス、活性炭繊維、モルデナイト、フェリエライト、シリカライトなどを使用してもよく、これらのうちの少なくとも１種を用いるとよい。
【００３８】
上記放電電極(21)は、電極板(21b) と、この電極板(21b) にほぼ直交するように固定された複数の針電極(21a) とから構成されている。電極板(21b) は、メッシュ材やパンチングメタルなどからなり、その面直角方向に空気が通過する多数の開口部(21c) を有している。また、対向電極(22)にもメッシュ材やパンチングメタルなどのように面直角方向に空気が通過する多数の開口部(22a) を有する電極板が用いられている。そして、放電電極(21)は、電極板(21b) が対向電極(22)とほぼ平行で、針電極(21a) が対向電極(22)とほぼ直角になるように配置されている。
【００３９】
両電極(21,22) には、高電圧パルス電源（電源手段）(24)が接続されており、放電電極(21)と対向電極(22)の間でストリーマ放電が生じるようにしている。このストリーマ放電により、放電場(D) には低温プラズマが発生する。低温プラズマにより、活性種（被処理空気中に含まれる臭気物質や有害物質などの被処理成分に作用する因子）として、高速電子、イオン、オゾン、ヒドロキシラジカルなどのラジカルや、その他励起分子（励起酸素分子、励起窒素分子、励起水分子など）などが生成される。
【００４０】
本実施形態では、パルス高電圧を用いて各針電極(21c) についての放電領域を広くするようにしており、このことにより、針電極(21c) の本数を比較的少なくしてもプラズマ発生領域を広げられるようにしている。具体的には、パルスの立ち上がり時間が１００ｎｓ以下程度と短く、パルス幅が１μｓ以下程度の急峻なパルス高電圧を両電極間に印加して、フレア状に広がった比較的広い範囲をプラズマ化するようにしている。このようにパルス波形を特定するとストリーマ放電が広い領域で生成される理由としては、(1)電圧の印加時間が短いために、通常の放電ではスパークに至ってしまうような高い電圧を瞬間的に印加できること、(2)印加電圧を高くすると全ての場所で放電が起きやすくなること、(3)電圧立ち上がりが急峻なために空間電荷効果による放電の抑制が少ないこと、(4)立ち上がり時間が短いために一様な放電が起きやすいことなどを挙げることができる。
【００４１】
なお、この実施形態では、電源としてパルス高電圧電源を使用しているが、電源には、直流や交流の高圧電源を用いてもよい。
【００４２】
−運転動作−
次に、この空気浄化装置(1) の運転動作について説明する。
【００４３】
この空気浄化装置(1) の運転を開始し、遠心ファン(12)が起動すると、まず、空気吸込口(15)から被処理空気が吸い込まれて、この空気に含まれる塵埃が集塵フィルタ(11)によって捕集される。装置(1) の運転時は、プラズマ反応器(20)の放電電極(21)と対向電極(22)の間でストリーマ放電が生じており、集塵フィルタ(11)で塵埃が除去された空気は、両電極(21,22) の間の放電場(D) を通過する。
【００４４】
上記被処理空気は、放電場(D) を通過すると、ストリーマ放電の作用によりプラズマ化し、低温プラズマが生成される。そして、この放電によって生成される各種の活性種は、処理部材(23)の触媒と接触することによりさらに高度に励起されて活性が高められ、有害物質や臭気物質と効率よく反応して、これらの物質を分解除去する。このため、空気中の有害物質や臭気物質は、プラズマと触媒の相乗効果によって素早く分解される。
【００４５】
具体的には、例えば、触媒に含まれているＭｎ、ＭｎＯ２ 、またはＭｎ２Ｏ３などのマンガン系触媒は、低温プラズマにより発生したオゾンを酸素と活性酸素に分解し、オゾンよりも反応性の高い活性酸素が被処理空気中の有害物質や臭気物質と反応する。同様に、上述した他の触媒物質を含ませた場合、これらの触媒物質は活性酸素を始めとして低温プラズマの各種活性種をさらに励起して活性をより高くしたり、活性種を活性状態のまま吸着する働きがあるので、空気中の有害物質や臭気物質がプラズマと触媒の相乗効果によって素早く分解されることになる。
【００４６】
さらに、処理部材(23)には吸着剤も含まれているため、被処理空気中の有害物質や臭気物質が吸着剤に吸着され、低温プラズマの活性種がこれらの成分に確実に作用して、分解処理を促進する。つまり、触媒と吸着剤とを一つの処理部材(23)に含ませるようにしたことによって、より安定した処理が行われる。
【００４７】
−実施形態１の効果−
本実施形態１によれば、ストリーマ放電により低温プラズマを生成して発生させた各種の活性種の作用と触媒及び吸着剤の作用とで被処理流体を処理するようにしているので、低温プラズマのみを利用する従来のプラズマ反応器(20)と比べて処理性能を大幅に高められる。また、このプラズマ反応器(20)では、被処理流体の成分に合わせた触媒を選定して処理を行えるので、大型化しなくても処理能力を十分に高めることが容易である。
【００４８】
また、処理部材(23)を放電場中で対向電極の近傍に配置して、被処理流体がプラズマの作用を受けるときに処理部材(23)を確実に通過するようにしているので、処理能力を確実に高めることができる。
【００４９】
さらに、図４には本反応器(20)によるトルエン分解効率を縦軸に、ＭｎＯ２ の含有率を横軸にとったグラフを示しているが、このグラフから明らかなように、ＭｎＯ２ を１０〜６０質量％含有する触媒であれば比較的高い分解効率を得ることができ、特にＭｎＯ２ を３０〜４０質量％含有する触媒であれば、極めて高い分解効率を得ることができるので、プラズマ反応器(20)の処理性能をより高めることができる。
【００５０】
【発明の実施の形態２】
上記実施形態１は、ストリーマ放電により生成される低温プラズマに触媒及び吸着剤を組み合わせたプラズマ反応器(20)を用いて、被処理空気中の臭気成分または有害成分を酸化分解などにより処理して空気を浄化する空気浄化装置(1) を構成したものであるが、このプラズマ反応器(20)は、被処理ガス中の窒素酸化物を還元分解などにより処理する窒素酸化物浄化装置(2) に適用することもできる。この場合、触媒には、実施形態１で説明した元素の中から、窒素酸化物の処理に適したものが選定される。
【００５１】
図５には、窒素酸化物浄化装置(2) の断面構造を模式的に示している。この窒素酸化物浄化装置(2) は、ケーシング(10)の一対の側壁にガス導入口（実施形態１の空気吸込口に相当する）(15)とガス排出口（同じく空気吹出口に相当する）(16)とが対向して設けられ、ケーシング(10)内にはガス導入口(15)に沿って集塵フィルタ(11)が配置されている。また、プラズマ反応器(20)は、電極(21,22) の構造が実施形態１と同じであり、放電電極(21)と対向電極(22)の間には、触媒物質や吸着剤を担持したハニカム状の処理部材(23)が配置されている。
【００５２】
この装置(2) では、ケーシング(10)内にファンが設けられていない。そして、この装置(2) では、被処理成分として窒素酸化物を含有する被処理ガスの流路に上記ガス導入口(15)とガス排出口(16)の向きを合わせてケーシング(10)を配置することで、被処理ガスが放電場(D) を通過するようにしている。
【００５３】
この窒素酸化物浄化装置(2) では、窒素酸化物を含有する被処理ガスがガス導入口(15)からケーシング(10)内に導入され、ストリーマ放電による放電場(D) を通過する。したがって、被処理ガスがプラズマ化され、そのガス中に含まれる活性種が処理部材(23)を通過するときにさらに励起されて、窒素酸化物を窒素ガスに還元する。
【００５４】
この実施形態２においても、ストリーマ放電により発生したプラズマの作用と触媒及び吸着剤の作用を組み合わせて被処理流体を処理するようにしているので、低温プラズマにより発生した種々の活性種が処理に有効に利用され、化学反応を飛躍的に促進することができる。したがって、プラズマ反応器(20)の処理能力を高めることができるため、窒素酸化物浄化装置(2) としての能力も大幅に高めることができ、大型化も防止できる。
【００５５】
−実施形態２の変形例−
（変形例１）
上記実施形態２は、ストリーマ放電による低温プラズマを用いたプラズマ反応器(20)を窒素酸化物浄化装置(2) に適用した例であるが、このプラズマ反応器(20)は、燃焼排ガス浄化装置(3) に適用することもできる。燃焼排ガス浄化装置(3) は、燃焼排ガス中の窒素酸化物を還元分解などにより処理するとともに、未燃燃料及びハイドロカーボンを酸化分解などにより処理するものである。この場合、触媒には、実施形態１で説明した触媒物質の中から、窒素酸化物の処理と未燃燃料及びハイドロカーボンの処理に適したものが選定される。
【００５６】
この燃焼排ガス浄化装置(3) の構成は、上記窒素酸化物浄化装置(2) とともに図５に示しており、構成は同じで適用対象のみが異なっている。このため、燃焼排ガス浄化装置(3) の構成についての具体的な説明は省略するが、この装置(3) においても、ストリーマ放電により発生したプラズマの作用と触媒及び吸着剤の作用を組み合わせて被処理流体を処理することで、低温プラズマにより発生した活性種を有効に利用して化学反応を促進するようにしているので、被処理ガスの処理性能を大幅に高められる。また、装置(3) の大型化も防止できる。
【００５７】
（変形例２）
本発明のプラズマ反応器(20)は、空気浄化装置(1) 、窒素酸化物浄化装置(2) 、及び燃焼排ガス浄化装置(3) の他に、ダイオキシン分解装置(4) にも適用することができる。ダイオキシン分解装置(4) は、燃焼排ガス中のダイオキシンを酸化分解などにより処理するものである。この場合、触媒には、実施形態１で説明した触媒物質の中から、ダイオキシンの処理に適したものが採用される。
【００５８】
このダイオキシン分解装置(4) も、窒素酸化物浄化装置(2) 等と同様に、両電極(21,22) の間に触媒や吸着剤を含む処理部材(23)を配置した構成としている。したがって、ストリーマ放電に触媒及び吸着剤を組み合わせて被処理流体を処理することで、低温プラズマにより発生した活性種を有効に利用して化学反応を促進することができるので、被処理ガスの処理性能を大幅に高められる。
【００５９】
(変形例３)
さらに、本発明のプラズマ反応器(20)は、空気浄化装置(1) 、窒素酸化物浄化装置(2) 、燃焼排ガス浄化装置(3) 、及びダイオキシン分解装置(4) の他に、フロンガス分解装置(5) に適用することもできる。フロンガス分解装置(5) は、フロンガスを第１電極(21)と第２電極(22)の間の放電場(D) 及び処理部材(23)を通過させることにより、該フロンガスを分解するものである。この場合、触媒には、実施形態１で説明した触媒物質の中から、フロンガスの分解に適したものが採用される。
【００６０】
このフロンガス分解装置(5) も、窒素酸化物浄化装置(2) 等と同様に、両電極(21,22) の間に触媒や吸着剤を含む処理部材(23)を配置した構成としている。したがって、ストリーマ放電に触媒及び吸着剤を組み合わせて被処理流体を処理することで、低温プラズマにより発生した活性種を有効に利用して化学反応を促進することができるので、被処理ガスの処理性能を大幅に高められる。
【００６１】
【発明のその他の実施の形態】
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００６２】
例えば、上記実施形態１では、触媒物質と吸着剤とを有する処理部材(23)を、放電電極(21)と対向電極(22)の間に形成される放電場(D) 中で対向電極(22)の近傍に配置しているが、処理部材(23)は、図２に仮想線で示すように放電場(D) の下流側で対向電極(22)の近傍に配置してもよい。
【００６３】
また、ハニカム状の処理部材(23)の代わりに、触媒粒子や吸着剤粒子を通気性容器などに充填したものを第１電極(21)と第２電極(22)の間の放電場(D) 中やその下流側に配置してもよい。このようにしても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
さらに、上記実施形態では、一つの処理部材(23)で触媒の作用と吸着剤の作用を行うようにしているが、例えば図６に示すように処理部材(23)を二つに分けて、触媒として作用する第１の処理部材と吸着材として作用する第２の処理部材を別々に配置してもよいし、その一方のみを放電場中またはその下流側に配置してもよい（図示せず）。また、図６の例では、対向電極(22)を挟んで両側に放電電極(21)を配置し、対向電極(22)の両側にハニカム状の処理部材(23,23) を配置しているが、このような構成にする場合、処理部材(23)の一方に触媒を含ませ、他方に吸着剤を含ませたり、両方の処理部材(23)にそれぞれ吸着剤と触媒を含ませたりすることができる。また、図６の例では対向電極(22)の両側に処理部材(23)を配置しているが、対向電極(22)の上流側に第１，第２の処理部材(23,23) の両方を配置してもよい。
【００６５】
また、上記各実施形態では、プラズマ反応器(20)を空気浄化装置(1) 、窒素酸化物浄化装置(2) 、及び燃焼排ガス浄化装置(3) などに適用した例について説明したが、このプラズマ反応器(20)は、空気調和装置や生ゴミ処理機など、被処理流体を処理する他の装置にも適用することが可能である。
【００６６】
また、電極形状も、放電電極(21)を針状に、対向電極(22)を面状にするのに限らず、面状電極同士の組み合わせ、あるいは線状電極などのような他の形態の電極を面状電極などと組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態１に係るプラズマ反応器を備えた空気浄化装置の構造図である。
【図２】  図１の空気浄化装置におけるプラズマ反応器の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】  図１の空気浄化装置におけるプラズマ反応器の構成を模式的に示す斜視図である。
【図４】  プラズマ反応器における被処理ガスの分解効率を示すグラフである。
【図５】  実施形態２に係る窒素酸化物浄化装置の構成を模式的に示す図である。
【図６】  処理部材の配置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
(1)   空気浄化装置
(2)   窒素酸化物浄化装置
(3)   燃焼排ガス浄化装置
(10)  ケーシング
(11)  集塵フィルタ
(12)  遠心ファン
(15)  空気吸込口（ガス導入口）
(16)  空気吹出口（ガス排出口）
(20)  プラズマ反応器
(21)  放電電極
(22)  対向電極
(23)  処理部材
(24)  高圧電源
【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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