[发明专利]等离子体生成方法及生成装置

说明书

技术领域

本发明涉及在流体和电介质之间产生放电的等离子体生成方法及生成装置。

背景技术

近年来，在上下水处理设施、化学工厂、药品工厂、食品工厂等中，为了进行细菌类、真菌类及酵母等的杀菌、醛、硫化合物、氮化合物等臭气物质的脱臭、粪便及染料废液的脱色、使有机溶剂等有害物质无害化，使用了臭氧发生装置。

该技术通常是用放电式臭氧发生器生成臭氧，在扩散器、喷射器、静态混合器等的气液混合部与处理所需要的水进行混合，从而使气液接触的技术。

但是，臭氧是氧的同素异形体，并且还是非常不稳定的气体，所以在常温下会分解成氧。因此，难以保存，需要在使用臭氧的现场进行生成，同时，与利用氯进行的处理相比，存在处理成本高昂这样的问题。

针对该问题，提出了如下的臭氧水处理装置：在多孔陶瓷管的内部中央放置高电压电极，在多孔陶瓷管和高电压电极之间形成气体通路，在多孔陶瓷管的外部放置接地电极，并且在该多孔陶瓷管的外侧面直接形成待处理的水的通路，通过在这些高电压电极和接地电极间连接高电压高频电源或高电压脉冲电源，在该气体通路中生成臭氧(例如，参照专利文献1)。

但是，在上述臭氧水处理装置的情况下，在多孔陶瓷管的内部中央放置高电压电极，施加的是采用高电压高频电源或高电压脉冲电源的高电压或脉冲高电压，为了产生稳定的放电，需要高电压电极的精密的定位及电极表面的稠密的电介质的包覆处理，而且需要昂贵的脉冲电源。

另外，与此相对，提出了一种水处理装置，其具有设置于用于加压输送被处理水的加压部的后段的气蚀发生部、及由高压侧电极及接地侧电极构成的对电极，所述气蚀发生部具有使通水管路的内径缩小的喷嘴，且用于产生气蚀泡，所述对电极与气蚀发生部的后段附近相对设置，通过在对电极间施加高电压而产生放电等离子体，进行处理水中所含的有机物等被处理物质的分解或合成等处理，其中，以沿着气蚀发生部内部的通水管路的内面而在管路表面上形成沿面放电的方式配置对电极(例如，参照专利文献2)。

但是，在上述等离子体生成装置的情况下，预先溶存于被处理液中的气体由于气蚀而产生气泡，进行在气液界面上的放电，难以任意地调节气体量，在被处理液已脱气的情况下，不产生气蚀泡，另外，在生成气蚀泡的区域以外不进行放电，因此具有难以大型化这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-126769号公报

专利文献2：日本特开2009-119347号公报

发明内容

发明要解决的问题

鉴于上述问题，本发明人进行深入研究的结果发现，通过一边在电介质管内通过流体一边产生放电，能够以任意的流量控制任意的流体及任意的气体，此外，通过形成抽吸结构，能够使气体高效地溶于流体中，并且在气相及液相产生等离子体，从而提供一种等离子体生成方法及生成装置。

解决问题的方法

对于本发明的等离子体生成方法及生成装置而言，其第一方面涉及一种等离子体生成方法，其是通过对供给的气体施加电压而利用电介质管内的放电来生成等离子体的方法，其特征在于，高电压电极设置在该电介质管的外侧，在该电介质管的内周具有间隙的状态下对排出到该电介质管内的流体设置接地电极，通过对与电源装置连接的该高电压电极和该接地电极施加电压而在该电介质管的内壁和该流体之间产生放电。

另外，本发明第二方面涉及的等离子体生成方法的特征在于，向所述电介质管中排出流体的通水管配置在该电介质管的内部或上方。

本发明的第三方面涉及一种等离子体生成方法，其是通过对供给的气体施加电压而利用电介质管内的放电来生成等离子体的方法，其特征在于，高电压电极设置在该电介质管的外侧，在该电介质管的内部配置流体通过的通水管，在该电介质管的内周具有间隙的状态下对通过通水管排出到该电介质管内的流体设置接地电极，通过对与电源装置连接的该高电压电极和该接地电极施加电压而在该电介质管的内壁和该通水管之间产生放电。

此外，本发明第四方面涉及的等离子体生成方法的特征在于，供给的所述气体的量和流体的量为气液比0.5以下，本发明第五方面涉及的等离子体生成方法的特征在于，供给的所述气体为至少含有氧的气体、非活性气体中的任意气体。