| 【発明の名称】 |
放電ガス処理装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】川北 有
【氏名】加藤 茂
【氏名】桑原 拓哉
【氏名】内藤 健太
【氏名】芝野 均
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| 【要約】 |
【課題】放電と触媒とを併用する効果を高めて被処理物質の除去性能を向上させると共に、触媒と放電との接触を防いで触媒の劣化を防止する。
【解決手段】この放電ガス処理装置は、筒状の外部電極２２内に線状の内部電極２８を同軸状に配置した構造の放電処理部２０を備えている。被処理物質を含むガス１２はこの放電処理部２０に交差する方向に流される。外部電極２２は、その側面に多孔状のガス流入部２４およびガス流出部２６を有する。この放電処理部２０の外部電極２２と内部電極２８との間に放電電源１４からパルス電圧を印加して、両電極２２、２８間にパルスコロナ放電３０を発生させる。この放電処理部２０のガス流出部２６に近接させて触媒１８を配置している。これによって、放電３０によって発生するラジカル類および光を触媒１８に到達させることができる。かつ、放電３０と触媒１８との接触を防止することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 放電を発生させて被処理物質を含むガス中の当該被処理物質を改質する放電処理部と、この放電処理部に前記放電を発生させる電力を供給する放電電源と、前記放電処理部を通過した前記ガス中の被処理物質を分解する触媒とを備える放電ガス処理装置において、前記放電処理部のすぐ下流側に前記触媒を、当該放電処理部における放電によって発生する光が当該触媒に入射することを許容しかつ当該放電と当該触媒との接触を防止する手段を介在させて配置していることを特徴とする放電ガス処理装置。
【請求項２】 放電を発生させて被処理物質を含むガス中の当該被処理物質を改質する放電処理部と、この放電処理部に前記放電を発生させる電力を供給する放電電源と、前記放電処理部を通過した前記ガス中の被処理物質を分解する触媒とを備える放電ガス処理装置において、前記放電処理部は、側面に多孔状のガス流入部およびガス流出部を有する筒状の外部電極内に線状の内部電極を同軸状に配置した構造をしており、前記放電電源は、この放電処理部の外部電極と内部電極との間にパルス電圧を印加して両電極間にパルスコロナ放電を発生させるパルス電源であり、かつ当該放電処理部のガス流出部に近接させて前記触媒を配置していることを特徴とする放電ガス処理装置。
【請求項３】 放電を発生させて被処理物質を含むガス中の当該被処理物質を改質する放電処理部と、この放電処理部に前記放電を発生させる電力を供給する放電電源と、前記放電処理部を通過した前記ガス中の被処理物質を分解する触媒とを備える放電ガス処理装置において、前記放電処理部は、誘電体の一方の面に線状のコロナ電極を配置し、他方の面に面状の非コロナ電極をコロナ電極に沿って配置した構造をしており、前記放電電源は、この放電処理部のコロナ電極と非コロナ電極との間にパルス電圧または高周波電圧を印加して、コロナ電極から誘電体の表面に沿う沿面コロナ放電を発生させる電源であり、かつ当該放電処理部のコロナ電極側の近傍に、しかも当該コロナ電極との間に隙間をあけて、前記触媒を配置していることを特徴とする放電ガス処理装置。
【請求項４】 放電を発生させて被処理物質を含むガス中の当該被処理物質を改質する放電処理部と、この放電処理部に前記放電を発生させる電力を供給する放電電源と、前記放電処理部を通過した前記ガス中の被処理物質を分解する触媒とを備える放電ガス処理装置において、一方端から前記ガスが流入し他方端から当該ガスが流出する筒状の外部電極と、この外部電極内に同軸状に配置された線状の内部電極と、この内部電極に直列にしかも飛び飛びに挿入されていて当該内部電極よりも太い複数の中間電極とを備えていて、当該外部電極と内部電極との間に前記放電処理部が形成されており、当該外部電極と各中間電極との間に、しかも隣接する放電処理部において発生する放電との間に隙間をあけて前記触媒が設けられており、かつ前記放電電源は、当該外部電極と内部電極との間にパルス電圧を印加して両電極間にパルスコロナ放電を発生させるパルス電源であることを特徴とする放電ガス処理装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばＮＯｘ、ＳＯｘ、硫化水素、アンモニア等の有害物質や悪臭物質等から成る被処理物質を含むガスを、放電と触媒との併用によって処理して当該ガス中から被処理物質を除去する放電ガス処理装置に関し、より具体的には、放電と触媒とを併用する効果を高めて被処理物質の除去性能を向上させる手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の放電ガス処理装置の従来例を図７に示す。この放電ガス処理装置は、パルスコロナ放電８を発生させてガス１２中の前述したような被処理物質を改質（例えば分解）する放電処理部２と、この放電処理部２（より具体的にはその電極４、６間）にパルスコロナ放電８を発生させる電力を供給する放電電源１４と、この放電処理部２の下流側に接続管１６を経由して直列に配置されていて、放電処理部２を通過したガス１２中の被処理物質を分解する触媒１８とを備えている。
【０００３】放電処理部２は、この例では、筒状の外部電極４内に線状の内部電極６を同軸状に配置した構造をしている。１０は絶縁碍子である。
【０００４】放電電源１４は、この例では、高圧のパルス電圧を出力するパルス電源である。
【０００５】触媒１８は、例えばオゾン分解触媒、光触媒等である。
【０００６】上記放電処理部２に被処理物質を含むガス（例えば空気）１２を導入してパルスコロナ放電８を発生させることによって、当該被処理物質が分解されると共に、種々のラジカル類が生成される。例えば、Ｏ3 （オゾン）、ＯＨ- （水酸イオン）、Ｏ* （励起酸素）が生成される。
【０００７】その後、上記ガス１２は接続管１６を経て触媒１８に導かれる。この触媒１８によって、ガス１２中に残留している被処理物質が吸着され分解される。このとき、上記ラジカル類の内の一部が触媒１８に達することによって、当該ラジカル類と触媒１８とが反応し、被処理物質の除去性能が高まる。
【０００８】このように、放電処理部２と触媒１８とを併用することによって、いずれか一方のみの場合に比べて、ガス１２中の被処理物質の除去性能を高めることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記放電ガス処理装置では、放電処理部２と触媒１８とが離れているため、放電処理部２で生成されたラジカル類の内の寿命の短いもの（例えば前記ＯＨ- 、Ｏ* ）は途中で消滅し、寿命の長いもの（例えば前記Ｏ3 ）しか触媒１８へ達することができない。そのため、放電処理部２で生成されたラジカル類を有効利用することができない。
【００１０】また、放電処理部２ではパルスコロナ放電８に伴って光（主として紫外光）も生じるけれども、この光は接続管１６を介して接続された触媒１８に達しないので、この光を有効利用することもできない。
【００１１】その結果、上記のような従来の放電ガス処理装置では、放電処理部２と触媒１８とを併用する効果が小さく、ガス１２中の被処理物質の除去性能があまり高くない。
【００１２】これに対しては、触媒１８中で放電を発生させることが考えられるけれども、そのようにすると、触媒１８が放電に触れて熱劣化等を起こすので、触媒１８の寿命が非常に短くなるという問題が生じる。
【００１３】そこでこの発明は、放電と触媒とを併用する効果を高めて被処理物質の除去性能を向上させると共に、触媒と放電との接触を防いで触媒の劣化を防止することのできる放電ガス処理装置を提供することを主たる目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明に係る放電ガス処理装置の一つは、放電処理部のすぐ下流側（直後）に触媒を、当該放電処理部における放電によって発生する光が当該触媒に入射することを許容しかつ当該放電と当該触媒との接触を防止する手段を介在させて配置していることを特徴としている。
【００１５】上記放電ガス処理装置によれば、放電処理部のすぐ下流側に触媒を配置しているので、放電処理部で生成されたラジカル類は、寿命の長いものも短いものも全て、触媒へ達することができる。従って、放電処理部で生成されたラジカル類を触媒部で有効利用することができる。
【００１６】更に、放電処理部における放電によって発生する光が触媒に入射することを許容する手段を介在させているので、放電によって生じる光も触媒部で有効利用することができる。
【００１７】この二つの理由によって、放電と触媒とを併用する効果が高くなり、被処理物質の除去性能が向上する。
【００１８】しかも、放電処理部における放電と触媒との接触を防止する手段を介在させているので、触媒と放電との接触を防いで触媒の劣化を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る放電ガス処理装置の一例を示す概略断面図である。図２は、図１の線Ａ−Ａに沿う概略断面図である。図７に示した従来例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該従来例との相違点を主に説明する。
【００２０】この放電ガス処理装置は、筒状の外部電極２２内に線状の内部電極２８を同軸状に配置した構造の放電処理部２０を備えている。外部電極２２の左右両端部と内部電極２８との間には絶縁碍子３２が設けられている。
【００２１】被処理物質を含む前述したガス１２は、上記放電処理部２０に対して交差（例えば直交）する方向に流される。そのために、外部電極２２は、その側面に共に多孔状（例えばメッシュ状）のガス流入部２４およびガス流出部２６を有している。外部電極２２の側面のほぼ全体を多孔状のガス流入部２４およびガス流出部２６にしても良いし、一部分をそのようにしても良い。
【００２２】外部電極２２の断面形状は、この例では図２に示すように四角形（即ち外部電極２２は四角筒状）であるが、その他の多角形（即ち外部電極２２は多角筒状）でも良いし、円形（即ち外部電極２２は円筒状）でも良い。
【００２３】この放電処理部２０の外部電極２２と内部電極２８との間に放電電源１４が接続されている。この放電電源１４は、この例では、両電極２２、２８間に高圧（例えば数十ｋＶ〜１００ｋＶ程度。以下同じ）のパルス電圧を印加して両電極２２、２８間にパルスコロナ放電３０を発生させるパルス電源である。パルス電圧は正パルスでも良いし負パルスでも良い（以下同じ）。パルスコロナ放電３０は、細くて電界強度の高い内部電極２８側から外側の外部電極２２に向けて伸展する。
【００２４】上記放電処理部２０のガス流出部２６に近接させて、前述した触媒１８を配置している。
【００２５】なお、ガス１２の入口部３４と放電処理部２０との間、および触媒１８とガス１２の出口部３５との間は、この例では拡幅管３６および縮幅管３７によってそれぞれ接続されている。
【００２６】この例では、上記多孔状のガス流出部２６が、放電処理部２０におけるパルスコロナ放電３０によって発生する光が触媒１８に入射することを許容しかつパルスコロナ放電３０と触媒１８との接触を防止する手段を構成している。
【００２７】上記放電処理部２０にガス１２を流すと共に、放電電源１４からパルス電圧を印加すると、内部電極２８と外部電極２２との間にパルスコロナ放電３０が生じ、それによって、ガス１２中の被処理物質が改質（分解）されると共に、前述したようなラジカル類および光が発生する。
【００２８】この放電処理部２０のガス流出部２６に近接させて触媒１８を配置しているので、放電処理部２０で生成されたラジカル類は、寿命の長いもの（例えばＯ3 ）も寿命の短いもの（例えばＯＨ- 、Ｏ* ）も全て、途中で消滅することなく触媒１８へ達することができる。従って、放電処理部２０で生成されたラジカル類を触媒１８で有効利用することができる。
【００２９】更に、ガス流出部２６は多孔状をしているので、放電処理部２０におけるパルスコロナ放電３０によって発生する光（例えば紫外光）を触媒１８に入射させることができる。従って、パルスコロナ放電３０によって生じた光も触媒１８で有効利用することができる。
【００３０】このようにして、ラジカル類および光を触媒１８において有効利用することができれば、触媒１８での被処理物質の除去性能が高まることは前述のとおりである。従ってこの放電ガス処理装置では、放電３０と触媒１８とを併用する効果が高くなり、ガス１２中の被処理物質の除去性能が向上する。
【００３１】しかも、多孔状のガス流出部２６によって、放電処理部２０におけるパルスコロナ放電３０と触媒１８との接触を防止することができるので、触媒１８の劣化を防止することができる。ひいては、この放電ガス処理装置のランニングコスト、メンテナンスコスト等の低減が可能になる。
【００３２】なお、ガス１２は、通常は、有害ガス等の被処理物質を含む空気であり、その場合に放電によって発生するラジカルの代表例がオゾンであるので、触媒１８には、オゾン分解触媒を用いるのが好ましい。また、光触媒も高い酸化力を持つので、有害ガス等の被処理物質を酸化分解するのに有効である。
【００３３】上記のような放電処理部２０および触媒１８を複数組並設しても良く、そのようにすればガス１２の処理能力を高めることができる。
【００３４】次に、他の実施例を、上記実施例との相違点を主体に説明する。
【００３５】図３および図４に示す放電ガス処理装置は、放電処理部２０が沿面コロナ放電を生じさせる場合の例である。
【００３６】即ちこの例の放電処理部２０は、円筒状の誘電体３８の側面に線状のコロナ電極４０を沿わせて配置し、この誘電体３８の内面に面状の非コロナ電極４２をコロナ電極４０に沿って配置した構造をしている。誘電体３８の断面は多角形（即ち誘電体３８は多角筒状）でも良い。コロナ電極４０は１本でも良いし複数本並設しても良い。非コロナ電極４２は、誘電体３８の内面の全面に設けても良いし、一部分（例えば図示例のように半円程度）に設けても良い。また、非コロナ電極４２は、誘電体３８内を埋める柱状のものでも良い。
【００３７】この放電処理部２０のコロナ電極４０と非コロナ電極４２との間に前記放電電源１４が接続されている。この例の放電電源１４は、両電極４０、４２間に高圧のパルス電圧を印加して、コロナ電極４０から誘電体３８の表面に沿うパルス状の沿面コロナ放電４４を発生させるパルス電源でも良いし、両電極４０、４２間に高周波電力を供給して、コロナ電極４０から誘電体３８の表面に沿う高周波状の沿面コロナ放電４４を発生させる高周波電源でも良い。
【００３８】上記放電処理部２０のコロナ電極４０側の近傍に、しかも当該コロナ電極４０との間に隙間４６をあけて、前述した触媒１８を配置している。
【００３９】この例では、上記隙間４６が、放電処理部２０における沿面コロナ放電４４によって発生する光が触媒１８に入射することを許容しかつ沿面コロナ放電４４と触媒１８との接触を防止する手段を構成している。
【００４０】この例の場合も、上記放電処理部２０（より具体的にはそのコロナ電極４０）に対して、交差（例えば直交）方向にガス１２を流す。放電処理部２０における上記沿面コロナ放電４４によって、ガス１２中の被処理物質が分解されると共に、前述したようなラジカル類および光が発生する。
【００４１】この放電処理部２０のコロナ電極４０の近傍に触媒１８を配置しているので、放電処理部２０で生成されたラジカル類は、寿命の長いものも寿命の短いものも全て、途中で消滅することなく触媒１８へ達することができる。従って、放電処理部２０で生成されたラジカル類を触媒１８で有効利用することができる。
【００４２】更に、コロナ電極４０と触媒１８との間には隙間４６が存在するだけであって、放電処理部２０における沿面コロナ放電４４によって発生する光を遮るものが存在しないので、当該光を触媒１８に入射させることができる。従って、沿面コロナ放電４４によって生じた光も触媒１８で有効利用することができる。
【００４３】従ってこの例の場合も、放電４４と触媒１８とを併用する効果が高くなり、ガス１２中の被処理物質の除去性能が向上する。
【００４４】しかも、上記隙間４６によって、放電処理部２０における沿面コロナ放電４４と触媒１８との接触を防止することができるので、触媒１８の劣化を防止することができる。ひいては、この放電ガス処理装置のメンテナンスコスト、ランニングコスト等の低減が可能になる。
【００４５】上記放電処理部２０は、より具体的にはその誘電体３８および非コロナ電極４２は、図５に示す例のように平板状でも良い。その場合は、例えば図５に示す例のように、ガス１２は、コロナ電極４０側の表面に沿って流れた後に触媒１８に入るように流せば良い。
【００４６】図６に示す放電ガス処理装置は、一つの筒状の外部電極４８内に放電処理部２０と触媒１８とを交互に設けた例である。
【００４７】この放電ガス処理装置は、筒状の外部電極４８と、この外部電極４８内に同軸状に配置された線状の内部電極５０と、この内部電極５０に直列にしかも飛び飛びに挿入されていて、内部電極５０よりも太い複数の中間電極５２とを備えている。５８は絶縁碍子である。前述したガス１２は、この外部電極４８の一方端側から導入され、外部電極４８内をそれに沿って流れて、その他方端側から導出される。
【００４８】この内部電極５０（およびそれに接続された中間電極５２）と外部電極４８との間に、前述した放電電源１４から高圧のパルス電圧が印加される。即ちこの放電電源１４はパルス電源である。その場合、細くて電界強度の大きい内部電極５０の部分でパルスコロナ放電５４が発生するけれども、太くて電界強度の小さい中間電極５２の部分では放電が発生しないように、パルス電圧の大きさや中間電極５２の太さ等を設定している。
【００４９】即ちこの放電ガス処理装置では、内部電極５０と外部電極４８との間に、パルスコロナ放電５４を生じさせる複数の放電処理部２０が形成されている。かつ、放電の発生しない各中間電極５２と外部電極４８との間に触媒１８をそれぞれ配置している。このようにして、複数の放電処理部２０と複数の触媒１８とを、ガス１２の流れ方向に沿って交互に配置している。
【００５０】しかも、各触媒１８と、それに隣接する放電処理部２０において発生するパルスコロナ放電５４との間に隙間５６をあけて、パルスコロナ放電５４が触媒１８に接触することを防止している。各中間電極５２の両端部をこの例のように半球状にしておけば、上記隙間５６の形成が容易になる。
【００５１】この例では、上記隙間５６が、放電処理部２０におけるパルスコロナ放電５４によって発生する光が触媒１８に入射することを許容しかつパルスコロナ放電５４と触媒１８との接触を防止する手段を構成している。
【００５２】この放電ガス処理装置においても、各放電処理部２０と各触媒１８とを隣接配置しているので、各放電処理部２０で生成されたラジカル類は、寿命の長いものも短いものも全て、途中で消滅することなく隣の触媒１８へ達することができる。従って、各放電処理部２０で生成されたラジカル類をその隣の触媒１８で有効利用することができる。
【００５３】更に、各放電処理部２０と触媒１８との間には隙間５６が存在するだけであって、各放電処理部２０におけるパルスコロナ放電５４によって発生する光を遮るものが存在しないので、当該光を隣の触媒１８に入射させることができる。従って、パルスコロナ放電５４によって生じた光も触媒１８で有効利用することができる。
【００５４】従ってこの例の場合も、放電５４と触媒１８とを併用する効果が高くなり、ガス１２中の被処理物質の除去性能が向上する。
【００５５】しかも、上記隙間５６によって、放電処理部２０におけるパルスコロナ放電５４と触媒１８との接触を防止することができるので、触媒１８の劣化を防止することができる。ひいては、この放電ガス処理装置のメンテナンスコスト、ランニングコスト等の低減が可能になる。
【００５６】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、放電処理部で生成されたラジカル類は、寿命の長いものも短いものも全て触媒へ達することができるので、放電処理部で生成されたラジカル類を触媒部で有効利用することができる。更に、放電処理部における放電によって発生する光も触媒に入射することができるので、放電によって生じる光も触媒部で有効利用することができる。従って、放電と触媒とを併用する効果が高くなり、被処理物質の除去性能が向上する。
【００５７】しかも、放電処理部における放電と触媒との接触を防止することができるので、触媒と放電との接触を防いで触媒の劣化を防止することができる。ひいては、この放電ガス処理装置のメンテナンスコスト、ランニングコスト等の低減が可能になる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３９４２
【氏名又は名称】日新電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年８月２３日（１９９９．８．２３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８８６６１
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 惠二
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| 【公開番号】 |
特開２００１−５８１１６（Ｐ２００１−５８１１６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月６日（２００１．３．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２３５２５６ |
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