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微粒子搬送装置及びこの装置を用いた微粒子の浄化方法

国内特許コード P120007563
整理番号 S2011-0090-N0
掲載日 2012年5月21日
出願番号 特願2010-242718
公開番号 特開2012-091925
登録番号 特許第5688651号
出願日 平成22年10月28日(2010.10.28)
公開日 平成24年5月17日(2012.5.17)
登録日 平成27年2月6日(2015.2.6)
発明者
  • 高奈 秀匡
  • 篠原 圭介
  • 西山 秀哉
出願人
  • 国立大学法人東北大学
発明の名称 微粒子搬送装置及びこの装置を用いた微粒子の浄化方法
発明の概要 【課題】効率のよい微粒子搬送や大気汚染微粒子の除去を行うために、微粒子の撹拌搬送及び浄化を可能とする微粒子搬送装置及びそれを用いた微粒子の浄化方法を提供する。
【解決手段】微粒子搬送装置1は、微粒子2を搬送するための搬送管3と、搬送管3に配設される電極4と、電極4に接続されて搬送管3内の雰囲気5を放電させる交流電源6と、を備える。微粒子搬送装置1によれば、キャリアガスを使用しないで、かつ単相の交流電源6による放電を利用した簡単な構成で、静電気力による微粒子撹拌とプラズマ誘起流によって微粒子2の搬送を行うことができる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


通常のガス流による微粒子搬送では,微粒子を内径数mmの搬送管に送り、搬送方向にガスを流して微粒子をガスによって搬送している。



現在、サブマイクロメータ(サブμm)程度の微粒子を搬送する際には、静電気力で粒子を搬送する技術が知られている(特許文献1~3参照)。非特許文献1には、約30μmから100μm位の微粒子を直流の静電気力で搬送することが報告されている。



しかしながら、従来の静電気力で微粒子を搬送する技術では、微粒子がチューブ内で摩擦帯電し、クーロン力により微粒子が搬送管壁面に付着や堆積が生じて、微粒子の供給量が時間的に変動したり、搬送管が微粒子によって閉塞される場合があった。



さらに、近年、自動車の排気ガスや工場から発する煤煙などによる大気汚染が深刻化しており、環境への配慮が責務である産業界にとっては環境汚染対策が喫緊の課題になっている。汚染された大気中には粒子状物質が浮遊しており、吸入した場合には肺や気管などに沈着して、呼吸器に悪影響を及ぼすことが知られている(例えば、非特許文献2参照)。

産業上の利用分野


本発明は、微粒子搬送装置及びこの装置を用いた微粒子の浄化方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
微粒子を搬送するための搬送管と、
上記搬送管に配設される電極と、
上記電極に接続されて上記搬送管内の雰囲気を放電させる単相の交流電源と、
を備
上記電極は、上記単相の交流電源の一端に接続される第1の電極と上記単相の交流電源の他端に接続される第2の電極とからなり、
上記単相の交流電源により上記第1の電極と上記第2の電極との間に誘電体バリヤ放電を生じさせ、
上記微粒子が、上記誘電体バリヤ放電によって帯電した該微粒子に作用する静電気力により撹拌されると共に、上記誘電体バリヤ放電で生じるプラズマ誘起流により搬送され、
上記プラズマ誘起流の流速が、上記第1及び第2の電極の上記搬送管の軸方向に対する角度により調整され、上記微粒子の搬送量及び搬送速度が、上記単相の交流電源により制御される、微粒子搬送装置。

【請求項2】
微粒子を搬送するための搬送管と、
上記搬送管にキャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、
上記搬送管に配設される電極と、
上記電極に接続されて上記搬送管内の雰囲気を放電させる単相の交流電源と、を備
上記電極は、上記単相の交流電源の一端に接続される第1の電極と上記単相の交流電源の他端に接続される第2の電極とからなり、
上記単相の交流電源により上記第1の電極と上記第2の電極との間に誘電体バリヤ放電を生じさせ、
上記微粒子が、上記誘電体バリヤ放電によって帯電した該微粒子に作用する静電気力により撹拌されると共に、上記誘電体バリヤ放電で生じるプラズマ誘起流及びキャリアガスにより搬送され、
上記プラズマ誘起流の流速が、上記第1及び第2の電極の上記搬送管の軸方向に対する角度により調整され、上記微粒子の搬送量及び搬送速度が、上記単相の交流電源により制御される、微粒子搬送装置。

【請求項3】
前記第1の電極は前記搬送管の外側に巻回され、前記第2の電極は前記搬送管の内側に巻回されている、請求項1又は2に記載の微粒子搬送装置。

【請求項4】
前記第1及び第2の電極は、前記搬送管の軸方向に対して90度より小さな角度をつけて配設されている、請求項に記載の微粒子搬送装置。

【請求項5】
前記搬送管は上部の壁と下部の壁と側壁とからなり、該上部の壁の表面には第1の電極が配設され、該下部の壁の表面には第2の電極が配設されている、請求項1又は2に記載の微粒子搬送装置。

【請求項6】
前記第1の電極は、前記上部の壁の外周部と該外周部に接続される複数の線状電極部とを有しており、該複数の線状電極部は、該外周部から前記上部の壁の中心部に放射状に伸びていて中心部側の各先端は互いに接続されていない、請求項に記載の微粒子搬送装置。

【請求項7】
前記第2の電極は、前記下部の壁の中心部と該中心部に接続される複数の線状電極部とを有しており、該複数の線状電極部は、中心部から放射状に伸びていて外周部側の各先端は互いに接続されていない、請求項に記載の微粒子搬送装置。

【請求項8】
前記第1の電極の各線状電極部は、該各線状電極のそれぞれに最も近接する前記第2の電極の各線状電極部と一定の間隔で互いに平行となるように配置されている、請求項の何れかに記載の微粒子搬送装置。

【請求項9】
前記搬送管の内部に電極支持部材が配設されており、該電極支持部材には、所定の幅の誘電体膜が螺旋状に巻回され、該誘電体膜に電極が形成されている、請求項1又は2に記載の微粒子搬送装置。

【請求項10】
前記誘電体膜の表面側には第1の電極が形成され、前記誘電体膜の裏面側には第2の電極が形成されている、請求項に記載の微粒子搬送装置。

【請求項11】
前記搬送管は、少なくとも一つ以上の入口を備えている、請求項1~10の何れかに記載の微粒子搬送装置。

【請求項12】
請求項1~11の何れかに記載の微粒子搬送装置を用いた微粒子の浄化方法であって、
大気と微粒子からなる被浄化物とが含まれている前記雰囲気を、前記搬送管に導入し、
前記雰囲気を前記単相の交流電源によって放電してオゾンを含む反応性ガスを発生し、
上記反応性ガスによって前記雰囲気中の被浄化物を処理する、微粒子の浄化方法。

【請求項13】
前記プラズマ誘起流の流速を、前記第1及び第2の電極の前記搬送管の軸方向に対する角度により調整する、請求項12に記載の微粒子の浄化方法。

【請求項14】
前記微粒子の搬送量及び搬送速度を、前記単相の交流電源により制御する、請求項12に記載の微粒子の浄化方法。

【請求項15】
前記被浄化物を、黄砂、煙、穀物、該穀物に付着した塵、有機物の何れかとする、請求項12~14の何れかに記載の微粒子の浄化方法。

【請求項16】
前記浄化を繰り返して行う、請求項12~15の何れかに記載の微粒子の浄化方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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