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プラズマ生成装置、表面処理装置、および流体改質装置

国内特許コード P09A014460
整理番号 1552
掲載日 2009年5月8日
出願番号 特願2006-313632
公開番号 特開2008-130343
登録番号 特許第4982851号
出願日 平成18年11月20日(2006.11.20)
公開日 平成20年6月5日(2008.6.5)
登録日 平成24年5月11日(2012.5.11)
発明者
  • 酒井 道
  • 橘 邦英
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 プラズマ生成装置、表面処理装置、および流体改質装置
発明の概要 【課題】プラズマ生成を低電圧で安定して行うことのできるプラズマ生成装置、およびこのプラズマ生成装置を用いた表面処理装置、表示装置、流体改質装置を提供する。
【解決手段】プラズマ生成装置10は、導体線4と絶縁層5からなる第1絶縁被覆線1と、導体線6と絶縁層7からなる第2絶縁被覆線2とを撚り合わせた撚線構造からなるプラズマ生成部8を設け、両絶縁被覆線1,2間に交流電圧を印加することで、両絶縁被覆線間1,2に生じる微小な隙間においてプラズマPを生成する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


従来より、大気圧下でプラズマを生成するプラズマ生成装置として、例えば、アーク放電、熱プラズマジェット、誘電体バリア放電などを利用したプラズマ生成装置が提案されている。



一例として、誘電体バリア放電の放電形態を説明する。誘電体バリア放電を用いたプラズマ生成装置では、2枚の導体板が互いに離間して対向配置されており、その両方あるいはどちらか一方の表面に絶縁性の誘電体層が配置されている。そして、両導体板の間に交流電圧を印加すると、パッシェンの法則(気体中に置いた2枚の平板間の放電電圧は、気体密度(圧力)と放電距離との積の関数となるという法則)の放電開始条件が整ったときに、プラズマが生成される。プラズマが生成されると両導体板間の電位差によりプラズマ中の荷電粒子が絶縁層の表面に蓄積され、プラズマ生成が終了する。次に、電圧を前回のプラズマ生成時と反対極性で印加すると、前回のプラズマ生成時に絶縁層の表面に蓄積された荷電粒子が作る電界と両導体板間に印加された電圧による電界とによって再びプラズマ生成が開始される。このようなプラズマ生成が繰り返される。



また、非特許文献1には、細管状の医療器具の内部滅菌を行うためのプラズマ生成方法として、誘電体によって被覆された直線状の電極の周囲に帯状の電極を螺旋状に取り巻け、両電極間に正弦波電圧を印加することでプラズマを生成する方法が開示されている。



また、本願発明者の一人は、特許文献1において、複数の貫通孔を有する金属基板の表面に誘電体層を設け、当該金属基板を前記貫通孔が一致するように複数重ね合わせた電極部と、表面処理用ガスないし反応性ガスを前記貫通孔に向けて供給するガス供給部と、前記金属基板間に電圧を印加する電圧印加部とを備えたプラズマ処理装置(プラズマ生成装置)を提案している。
【非特許文献1】
大野嘉仁、江藤洋幸、荻野明久、永津雅章、「メートル長細線状誘電体バリア放電プラズマの生成特性」、2006年8月29日、応用物理学会、第67回応用物理学会学術講演会講演予稿集
【特許文献1】
特開2004-227990号公報(2004年8月12日公開)

産業上の利用分野


本発明は、プラズマ生成装置、およびこのプラズマ生成装置を用いた表面処理装置、表示装置、流体改質装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
第1導電体と、第2導電体と、上記第1導電体と上記第2導電体との間に備えられた少なくとも1層の絶縁層とを備えたプラズマ生成部を有し、上記第1導電体と上記第2導電体との間に電圧を印加することによってプラズマを生成するプラズマ生成装置であって、
上記第1導電体と上記第2導電体とは上記絶縁層を介して互いに接触しており、
上記第1導電体と上記第2導電体とが上記絶縁層を介して互いに接触する接触部の周囲における、上記第1導電体と上記絶縁層との間、上記第2導電体と上記絶縁層との間、上記絶縁層同士の間のいずれか1つ以上に、プラズマ化する流体に晒された隙間が形成されており、
上記プラズマ生成部は、上記第1導電体と上記第2導電体とを撚り合わせた撚線構造、または上記第1導電体と上記第2導電体とを組み合わせた組紐構造を有することを特徴とするプラズマ生成装置。

【請求項2】
上記プラズマ生成部は、上記撚線構造同士、上記組紐構造同士、または上記撚線構造と上記組紐構造との組み合わせからなるファブリック構造を有することを特徴とする請求項1に記載のプラズマ生成装置。

【請求項3】
上記プラズマ生成部は、上記第1導電体と上記第2導電体とが上記絶縁層を介して互いに接触する接触部が3次元方向に分布した構成であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ生成装置。

【請求項4】
上記プラズマ生成部は、上記第1導電体と上記第2導電体とを撚り合わせた撚線構造、上記第1導電体と上記第2導電体とを組み合わせた組紐構造、または、上記撚線構造同士の組み合わせ、上記組紐構造同士の組み合わせ、または上記撚線構造と上記組紐構造との組み合わせからなるファブリック構造のうちのいずれか1つ以上の構造の集合体によって形成されていることを特徴とする請求項に記載のプラズマ生成装置。

【請求項5】
上記プラズマ生成部は、外力を付与することによって形状を変形可能であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ生成装置。

【請求項6】
上記プラズマ生成部は、上記第1導電体、上記第2導電体、および上記絶縁層によって上記隙間が形成された構造を保持していることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ生成装置。

【請求項7】
上記第1導電体における上記絶縁層との接触面、上記第2導電体における上記絶縁層との接触面、上記絶縁層における上記第1導電体との接触面、上記絶縁層における上記第2導電体との接触面、上記第1導電体と上記第2導電体との間に配置された複数の絶縁層のうちのいずれか1層以上の絶縁層における他の絶縁層との接触面、のうちのいずれか1つ以上が曲面であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ生成装置。

【請求項8】
上記隙間の少なくとも一部が、上記第1導電体と上記第2導電体とを結ぶ直線上に位置することを特徴とする請求項1に記載のプラズマ生成装置。

【請求項9】
上記第1導電体および上記第2導電体のうちの少なくとも一方は、上記絶縁層によって被覆されていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ生成装置。

【請求項10】
大気圧の気体をプラズマ化させることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ生成装置。

【請求項11】
大気組成の気体をプラズマ化させることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ生成装置。

【請求項12】
液体をプラズマ化させることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ生成装置。

【請求項13】
上記プラズマ生成部に気泡を供給する気泡供給手段を備えていることを特徴とする請求項12に記載のプラズマ生成装置。

【請求項14】
上記気泡供給手段は、
上記液体中で電気分解を生じさせることで上記気泡を生成することを特徴とする請求項13に記載のプラズマ生成装置。

【請求項15】
請求項1に記載のプラズマ生成装置を用いて被処理材の表面処理を行うことを特徴とする表面処理装置。

【請求項16】
請求項1に記載のプラズマ生成装置を用いて流体の改質処理を行う流体改質装置であって、
上記流体中でプラズマを生成させて上記流体を改質処理することを特徴とする流体改質装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006313632thum.jpg
出願権利状態 登録
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