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(In Japanese)プラズマ生成装置

Patent code P150012050
Posted date Jun 18, 2015
Application number P2013-543061
Patent number P6083093
Date of filing Nov 12, 2012
Date of registration Feb 3, 2017
International application number JP2012079297
International publication number WO2013069799
Date of international filing Nov 12, 2012
Date of international publication May 16, 2013
Priority data
  • P2011-247680 (Nov 11, 2011) JP
Inventor
  • (In Japanese)三沢 達也
  • (In Japanese)林 信哉
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人佐賀大学
Title (In Japanese)プラズマ生成装置
Abstract (In Japanese)放電が局在し、高温を発してしまうアーク放電を抑制し、大気圧放電プラズマを室温程度の低温で、高い生成効率で、安定的かつ空間的に偏りなく生成することができるプラズマ生成装置を提供する。プラズマ生成装置は、複数の電極を対向してなるプラズマ生成装置において、前記複数の各電極間に配設され、温度の上昇に伴って誘電率が減少する特性を有するとともに分極性を有する流体からなる逆特性物質を、誘電体で形成される容器に収納して形成される放電位置制御手段を備え、前記逆特性物質が、前記複数の各電極に対して離隔される。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

大気圧プラズマとは、大気圧下で放電により発生させるプラズマである。大気圧プラズマは、滅菌、殺菌、消毒、ガス分解、材料表面のプラズマ改質などの各種技術に利用されており、各種殺菌消毒に用いられるオゾンの生成、オゾンを用いた水の清浄化技術、及び医療分野などにおける酸素プラズマを用いた滅菌技術など広範に用いられている。大気圧プラズマを生成するプラズマ生成装置としては、金属などの導電性電極および電極表面に誘電体を張り付けた誘電体電極が主に用いられている。上記の用途を含む多様なニーズのなか、特定の領域に局在せず安定してプラズマを発生するような、高品質な大気圧プラズマ生成技術が要求されている。従来のプラズマ生成装置としては、対向する一対の電極の少なくとも一方の対向面に、固体誘電体部材を設置し、被処理物を吸着して固定させることによって、被処理物に対して均一なプラズマ処理を行うものがある(例えば、特許文献1参照)。また、エッチング装置用の上部電極の中央部に、誘電体を注入するための空間である凹部を設け、生成するプラズマの電界強度の面内分布に応じて凹部内に誘電体を供給することで、電界強度の面内分布を均一とさせるものがある(例えば、特許文献2参照)。また、従来のプラズマ生成装置では、電源供給手段から放電電圧が印加される第1電極と、第1電極と所定間隔が離隔され、第1電極を取り囲む誘電体と、第1電極と誘電体との間の空間に充填される液体誘電体と、誘電体と所定間隔が離隔されるように設置される第2電極とを備えるものがあり、電極間の隙間や電極周辺の境界領域等に発生するような余分なプラズマを抑制するものがある(例えば、特許文献3参照)。また、二重管誘電体の内管内側に処理対象ガスとキャリアガスを流通させ、内管と外管の間に流通させる導電性液体を外部電極とし、羽根部が配設され、当該羽根部の長手外周部に敷設した導電性連続コイルを内部電極とし、内管内側に流通する処理対象ガスを処理するものがある(例えば、特許文献4参照)。

このように、従来のプラズマ生成装置としては、被処理物に対して均一なプラズマを生成させるものや、電極が液体に浸漬される構成により余分なプラズマの発生を抑制するものや、効率よく処理対象ガスを処理するようにプラズマを生成させるものが提案されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、放電プラズマを生成するプラズマ生成装置に関し、特に大容量で安定した大気圧プラズマを生成するプラズマ生成装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
複数の電極を対向してなるプラズマ生成装置において、
前記複数の各電極間に配設され、温度の上昇に伴って誘電率が減少する特性を有するとともに分極性を有する液体の流体からなる逆特性物質を、誘電体で形成される容器に収納して形成される放電位置制御手段を備え、
前記逆特性物質が、前記複数の各電極に対して離隔されることを
特徴とするプラズマ生成装置。

【請求項2】
 
請求項1に記載のプラズマ生成装置において、
前記流体の熱伝導率が4W/(m・K)以下であることを
特徴とするプラズマ生成装置。

【請求項3】
 
請求項1または請求項2に記載のプラズマ生成装置において、
前記放電位置制御手段が、前記複数のいずれかの電極に対向する逆特性物質を複数に区切る仕切部を備えることを
特徴とするプラズマ生成装置。

【請求項4】
 
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のプラズマ生成装置において、
前記複数の電極の一の電極が直線状の導体で形成され、
前記一の電極の電極の軸方向外周に隙間からなるプラズマ発生部を介して円筒状に形成された放電位置制御手段が配設され、
当該放電位置制御手段の外周辺に前記複数の電極の他の電極を周回して配設され、
前記プラズマ発生部にプラズマ発生ガスを供給してプラズマを発生させることを
特徴とするプラズマ生成装置。

【請求項5】
 
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のプラズマ生成装置において、
前記複数の電極が、前記放電位置制御手段の外周に等間隔で配設され、前記放電位置制御手段が、内側にプラズマ処理対象物を収納する処理空間部を備えることを
特徴とするプラズマ生成装置。

【請求項6】
 
請求項5に記載のプラズマ生成装置において、
前記複数の電極が、各々電源を接続され、当該電源が、隣接相互間で位相差が各々等間隔で異なり、全体で360°の位相差となるように制御されることを
特徴とするプラズマ生成装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
  • 2G084AA07
  • 2G084AA14
  • 2G084AA18
  • 2G084AA25
  • 2G084BB05
  • 2G084BB07
  • 2G084BB24
  • 2G084CC03
  • 2G084CC08
  • 2G084CC19
  • 2G084CC34
  • 2G084DD01
  • 2G084DD18
  • 2G084DD22
  • 2G084DD25
  • 2G084DD35
  • 2G084DD61
  • 2G084DD63
  • 2G084DD68
  • 2G084GG02
  • 2G084GG07
  • 2G084GG12
  • 2G084GG14
Drawing

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JP2013543061thum.jpg
State of application right Registered
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