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JP2001276561A - Discharge apparatus equipped with honeycomb structure - Google Patents

Discharge apparatus equipped with honeycomb structure

Info

Publication number
JP2001276561A
JP2001276561A JP2000096294A JP2000096294A JP2001276561A JP 2001276561 A JP2001276561 A JP 2001276561A JP 2000096294 A JP2000096294 A JP 2000096294A JP 2000096294 A JP2000096294 A JP 2000096294A JP 2001276561 A JP2001276561 A JP 2001276561A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
honeycomb structure
electric field
pulse
discharge
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000096294A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuji Iida
克二 飯田
Tatsuhiko Hatano
達彦 波多野
Wataru Shionoya
亘 塩野谷
Takeshi Sakuma
健 佐久間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP2000096294A priority Critical patent/JP2001276561A/en
Publication of JP2001276561A publication Critical patent/JP2001276561A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/4697Generating plasma using glow discharges
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/2406Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2245/00Applications of plasma devices
    • H05H2245/10Treatment of gases
    • H05H2245/17Exhaust gases

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode structure for generating pulse discharge over the whole of a honeycomb structure, in a discharge apparatus capable of efficiently decomposing a harmful substance contained in exhaust gas, which flows through the through-holes of the honeycomb structure, to a harmless substance by pulse discharge plasma generated along the through-holes. SOLUTION: The electrodes provided to both end surfaces of the electric insulating honeycomb structure are connected to a pulse power supply to generate pulse discharge plasma along the through-holes of the honeycomb structure and exhaust gas is passed through the through-holes to be reacted with high energy electrons or radicals formed in the pulse discharge plasma to decompose a harmful substance. A non-uniform electric field forming electrode, which intentionally generates non-uniform electric field distribution on at least one end surface of the honeycomb structure partially on the whole and also generates a large number of pulse streamers at the same time, is provided to at least one end surface of the honeycomb structure so as to generate discharge over the whole of the honeycomb structure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、第1の端面から第
2の端面に至る複数の貫通孔を互いに平行に形成した電
気絶縁性のハニカム構造体と、このハニカム構造体の第
1および第2の端面に配置され、前記貫通孔に沿って放
電プラズマを発生させるためのパルス電圧を印加する第
1および第2の電極とを具える放電装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically insulating honeycomb structure having a plurality of through-holes extending from a first end face to a second end face formed in parallel with each other, and first and second honeycomb structures. 2 and a first electrode for applying a pulse voltage for generating a discharge plasma along the through hole.

【0002】[0002]

【従来の技術】都市型のごみ焼却炉や産業廃棄物の焼却
設備の燃焼炉から排出される排気ガス中には種々の有害
物質が含まれているが、NO、SOの他に最近はダ
イオキシンが有害物質して注目されている。これらの有
害物質を安全なレベル以下に減少させた後に大気中へ排
出することが重要であり、そのために種々の処理方法が
提案されている。
BACKGROUND ART Exhaust gas discharged from the combustion furnace incinerators of urban waste incinerators and industrial waste includes various harmful substances but, NO x, recently in addition of the SO x Is attracting attention as dioxin is a harmful substance. It is important to reduce these harmful substances to a safe level or less and then discharge them to the atmosphere. For this purpose, various treatment methods have been proposed.

【0003】しかしながら、従来提案されているものは
何れも設備が大掛かりになったり、処理効率が低かった
り、ランニングコストが高かったり、メンテナンスが面
倒であるなどといった欠点があり、実用化の点で多くの
問題がある。例えば、多くの焼却設備では電気集塵装置
が用いられているが、ダイオキシン発生源の一つと考え
らえており、電気集塵装置に代わってバグフィルタが用
いられるようになってきたが、バグフィルタは耐久性に
乏しいと共に保守管理が面倒である。
[0003] However, all of the conventional proposals have drawbacks such as large-scale equipment, low processing efficiency, high running cost, and troublesome maintenance. There is a problem. For example, many incinerators use electric dust collectors, but they are considered to be one of the sources of dioxin, and bag filters have been used instead of electric dust collectors. Is poor in durability and troublesome in maintenance.

【0004】このような欠点を軽減するものとして、コ
ロナ放電や誘電体バリヤ放電などによって発生させた電
子を上述した有害物質と反応させて無害な物質へ変換し
たり捕捉促進を図ったりすることが提案されている。例
えば、図1に示すように、同軸円筒型反応容器と称され
る導電性のパイプ1の中心にワイヤ電極2を設け、これ
らパイプとワイヤ電極との間にパルス電源3を接続し
て、パイプ内にコロナ放電を発生させ、排出ガスをパイ
プ1の一端から他端へ流し、コロナ放電で生成されるラ
ジカルや加速された電子をダイオキシンやNOやSO
と反応させて分解し、無害な物質へ変成することが知
られている。
In order to reduce such a drawback, electrons generated by corona discharge or dielectric barrier discharge are reacted with the above-mentioned harmful substances to convert them into harmless substances or to promote trapping. Proposed. For example, as shown in FIG. 1, a wire electrode 2 is provided at the center of a conductive pipe 1 called a coaxial cylindrical reaction vessel, and a pulse power source 3 is connected between these pipes and the wire electrode. to generate a corona discharge within the exhaust gas flow from one end of the pipe 1 to the other, radicals or accelerated electrons dioxin and NO x and SO generated by corona discharge
It is known that it reacts with x to decompose and transform into harmless substances.

【0005】上述したパルス放電プラズマを利用した排
気ガス処理方法の変形例として図2に示すような誘電体
バリヤ放電を利用したものも提案されている。この方法
では、導電材料より成るパイプ1の内周に誘電体よりな
るパイプ4を設け、この誘電体パイプの中心にワイヤ電
極2を配置したものである。また、この場合には、導電
性パイプ1とワイヤ電極2との間に交流電源5を接続し
てバリヤ放電を起こすようにしている。
As a modification of the above-mentioned exhaust gas processing method using pulse discharge plasma, a method using a dielectric barrier discharge as shown in FIG. 2 has been proposed. In this method, a pipe 4 made of a dielectric material is provided on the inner periphery of a pipe 1 made of a conductive material, and a wire electrode 2 is arranged at the center of the dielectric pipe. In this case, an AC power supply 5 is connected between the conductive pipe 1 and the wire electrode 2 to cause a barrier discharge.

【0006】このような従来の排ガス処理方法では、比
較的広い断面積を有する流体通路の中心にワイヤ電極を
配置しているので、流体が流れる空間に亘って放電プラ
ズマが均一に発生しないという問題がある。例えば、図
1に示した例では、図3および4に示すようにワイヤ電
極2の周辺にのみ放電プラズマが集中してしまい、その
外側での放電プラズマは非常に弱い。このように放電プ
ラズマが流体通路において局在化していると、流体中に
含まれる特定の物質がプラズマによって生成される電子
と反応する確率が低くなり、処理効率が低いという問題
がある。
In such a conventional exhaust gas treatment method, since the wire electrode is disposed at the center of the fluid passage having a relatively large cross-sectional area, the problem that the discharge plasma is not uniformly generated over the space where the fluid flows. There is. For example, in the example shown in FIG. 1, the discharge plasma is concentrated only around the wire electrode 2 as shown in FIGS. 3 and 4, and the discharge plasma outside the wire electrode is very weak. When the discharge plasma is localized in the fluid passage as described above, there is a problem that the probability that a specific substance contained in the fluid reacts with the electrons generated by the plasma is low, and the processing efficiency is low.

【0007】また、上述した従来の物質処理方法では、
2つの電極間にパルス電源や交流電源を接続している
が、例えば排気ガス中に含まれるダイオキシンを分解す
るために相当高いエネルギー、典型的には3〜10eV
程度のエネルギーを持った電子と反応させる必要がある
が、このような高エネルギー電子を効率よく生成するこ
とについて深く考察されていない。すなわち、単なる交
流電圧を電極間に印加しても所望の高エネルギーを持っ
た電子を効率よく発生させることはできない。すなわ
ち、交流電源を使用する場合には、図5のグラフの曲線
Aで示すように、1eV程度のエネルギーを持った電子
が最も多く発生されるが、5eV前後のエネルギーを持
った電子の密度は低くなる。一方、ダイオキシンを効率
よく分解するには3〜10eV程度のエネルギーを有す
る電子の密度は低く、処理効率が低くなる。
Further, in the above-mentioned conventional material processing method,
Although a pulse power supply or an AC power supply is connected between the two electrodes, for example, a considerably high energy for decomposing dioxin contained in exhaust gas, typically 3 to 10 eV
It is necessary to react with electrons having a certain level of energy, but there is no deep consideration on efficiently generating such high-energy electrons. That is, even if a simple AC voltage is applied between the electrodes, electrons having a desired high energy cannot be efficiently generated. That is, when an AC power supply is used, as shown by the curve A in the graph of FIG. 5, the electrons having the energy of about 1 eV are generated most, but the density of the electrons having the energy of about 5 eV is as follows. Lower. On the other hand, to efficiently decompose dioxin, the density of electrons having an energy of about 3 to 10 eV is low, and the processing efficiency is low.

【0008】さらに、パルス電源を用いる場合でも、ダ
イオキシンを効率よく分解するには3〜10eV程度の
エネルギーを有する電子の発生のためには、放電電極間
に発生する電圧パルスの立ち上がりを急峻とすることが
重要であると共にパルス幅を短くすることが重要であ
る。このためにはサイラトロンを能動素子として用いた
パルス電源を用いることが考えられる。サイラトロンを
用いたパルス電源では、立ち上がりが急峻で、パルス幅
も短く、放電電流も大きいという特長があるが、大型に
なる、電力効率が低い、価格が高価となる、寿命が短
い、特性が経時的に変化し、保守に手間が掛かるなどの
問題がある。特に、ごみ焼却設備で使用する場合には、
カソードヒータなどでの電力消費が大きく、交換コスト
等の点で高価となり、寿命が短く、保守に手間が掛かる
という点で適当でない。
Further, even when a pulse power source is used, in order to efficiently decompose dioxin, in order to generate electrons having an energy of about 3 to 10 eV, the rising of a voltage pulse generated between discharge electrodes is made steep. It is important to make the pulse width short. For this purpose, it is conceivable to use a pulse power source using a thyratron as an active element. A pulse power supply using a thyratron has the characteristics of a steep rise, a short pulse width, and a large discharge current. Problems, such as a change in the system, which takes time for maintenance. Especially when used in refuse incineration facilities,
It is not suitable in that it consumes a large amount of power in a cathode heater or the like, is expensive in terms of replacement costs, has a short life, and requires a lot of maintenance.

【0009】このような問題を解決するためには、電力
効率が高く、寿命が半永久的な半導体素子をスイッチン
グ素子として用いたパルス電源を用いることが望まし
い。この半導体素子としては、GTO(Gate Turn-off
Thyristor)や IGBT(Insulated Gate Bipolar Tra
nsistor)などがあるが、GTOでは立ち上がりが非常
に緩やかであると共にパルス幅も長く、磁気圧縮回路な
どの付帯する大掛かりな回路を多段に設けない限り、所
望のエネルギーを持った電子を高い密度で生成すること
はできない。また、IGBTでもGTOよりも立ち上が
りが急峻でパルス幅も短いが、ダイオキシンを効率よく
分解するための3〜10eV程度のエネルギーを有する
電子を高密度で発生させるのに十分なパルス立ち上がり
特性を実現することは困難である。
In order to solve such a problem, it is desirable to use a pulse power supply using a semiconductor element having high power efficiency and a semi-permanent life as a switching element. As this semiconductor device, GTO (Gate Turn-off
Thyristor) and IGBT (Insulated Gate Bipolar Tra)
GTO has a very slow rise and a long pulse width. Unless multiple large-scale circuits such as magnetic compression circuits are provided in multiple stages, electrons with the desired energy can be collected at a high density. Cannot be generated. Although the IGBT also has a steeper rise and a shorter pulse width than the GTO, it realizes a pulse rise characteristic sufficient to generate electrons having energy of about 3 to 10 eV at a high density for efficiently decomposing dioxin. It is difficult.

【0010】本願人は、このような従来技術の種々の欠
点を解消若しくは軽減し、処理すべき物質を含む流体を
通過させる通路に沿って均一に放電プラズマを発生させ
ることによって物質を効率よく処理することができ、所
定の高いエネルギーを持った電子を高い密度で生成する
パルス放電プラズマによって物質を効率よく処理するこ
とができる物質処理技術を提案している。本願にはさら
に、上述した所定の高いエネルギーを持った電子を生成
するパルス放電プラズマを半導体素子をスイッチング素
子とする高速パルス電源によって発生させることができ
る物質処理技術も提案している。このような処理技術に
よれば、例えば廃棄物の焼却設備から排出される排出ガ
スに含まれるダイオキシンなどの有害物質をパルス放電
プラズマにより効率良く無害な物質へ分解することがで
きる。
The present applicant has solved or mitigated the various drawbacks of the prior art and efficiently treated a substance by uniformly generating a discharge plasma along a passage through which a fluid containing the substance to be treated passed. And proposes a material processing technique capable of efficiently processing a substance by a pulse discharge plasma that generates electrons having a predetermined high energy at a high density. The present application further proposes a material processing technique capable of generating the above-described pulse discharge plasma for generating electrons having predetermined high energy by a high-speed pulse power supply using a semiconductor element as a switching element. According to such a processing technique, for example, harmful substances such as dioxin contained in exhaust gas discharged from waste incineration equipment can be efficiently decomposed into harmless substances by pulse discharge plasma.

【0011】本願人が開発した物質処理方法は、処理す
べき物質を含む流体が通過する複数の貫通孔を有する電
気絶縁性のハニカム構造体の内部で放電プラズマを発生
させ、貫通孔を通過する流体中の特定物質をこの放電プ
ラズマ中に生成されたラジカルや加速された電子と反応
させて処理するようにしたものである。
According to the substance processing method developed by the present applicant, discharge plasma is generated inside an electrically insulating honeycomb structure having a plurality of through holes through which a fluid containing a substance to be processed passes, and the discharge plasma passes through the through holes. In this method, a specific substance in a fluid is reacted with radicals generated in the discharge plasma or accelerated electrons.

【0012】このような物質処理方法においては、ハニ
カム構造体の貫通孔に沿って処理すべき物質を含む気体
または液体、すなわち流体を流し、この貫通孔の内部に
放電プラズマを発生させるようにしたので、流体通路の
断面全体に亘って放電プラズマが均一に発生されるよう
になり、物質が放電プラズマ中のラジカルや電子と反応
する確率が高くなり、処理効率が著しく向上することに
なる。したがって、このような物質処理方法は、種々の
用途に適用することができるが、特に都市型のごみや産
業廃棄物の焼却設備から排出される排出ガスに含まれる
ダイオキシンやNOやSOなどの有害物質をハニカ
ム構造体の内部で発生させるプラズマとの反応によって
無害な物質へ分解する用途に適用するのが好適である。
このような用途においては、ハニカム構造体の内部で発
生させる放電プラズマをパルス放電プラズマとし、ダイ
オキシンなどの有害物質を効率良く分解する高エネルギ
ー電子を特異的に多量に発生するようなパルス放電を行
うのが特に好適である。このパルス放電はパルスコロナ
放電とするが、以下簡単のため単にパルス放電と称す
る。
In such a material treatment method, a gas or a liquid containing a substance to be treated, that is, a fluid is caused to flow along the through-hole of the honeycomb structure, and discharge plasma is generated inside the through-hole. Therefore, the discharge plasma is generated uniformly over the entire cross section of the fluid passage, the probability that the substance reacts with radicals and electrons in the discharge plasma is increased, and the processing efficiency is significantly improved. Accordingly, such materials processing methods can be applied to various applications, in particular urban dioxin and NO x and SO x contained in exhaust gas discharged from the incinerator of garbage and industrial waste etc. It is preferable to apply the present invention to a use in which the harmful substance is decomposed into a harmless substance by a reaction with plasma generated inside the honeycomb structure.
In such applications, the discharge plasma generated inside the honeycomb structure is referred to as pulse discharge plasma, and pulse discharge is performed to specifically generate a large amount of high-energy electrons that efficiently decompose harmful substances such as dioxin. Is particularly preferred. This pulse discharge is a pulse corona discharge, but is hereinafter simply referred to as a pulse discharge for simplicity.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】図6は、上述した本願
人が提案した物質処理方法で使用する放電装置の一例を
示すものである。処理すべき物質を通す通路を構成する
と共にプラズマを発生させる放電空間を構成する部材と
して電気絶縁材料より成るハニカム構造体11に形成し
た複数の貫通孔12の延在方向と平行な方向に放電プラ
ズマ用の電界を印加するために、ハニカム構造体11の
両端面にそれぞれメッシュ電極13および14が取り付
けられ、これらのメッシュ電極はパルス電源15に接続
されている。
FIG. 6 shows an example of a discharge device used in the above-described substance processing method proposed by the present applicant. Discharge plasma is formed in a direction parallel to the extending direction of a plurality of through holes 12 formed in a honeycomb structure 11 made of an electrically insulating material as a member constituting a passage through which a substance to be treated passes and constituting a discharge space for generating plasma. In order to apply an electric field, mesh electrodes 13 and 14 are attached to both end faces of the honeycomb structure 11, respectively, and these mesh electrodes are connected to a pulse power supply 15.

【0014】ハニカム構造体11はセラミックス等の絶
縁体で形成され、1平方センチ当たりほぼ5個の割合で
貫通孔12が形成されている。また、メッシュ電極13
および14は40メッシュのメッシュサイズを有するで
構成されている。したがって、メッシュ電極13および
14のメッシュは、ハニカム構造体11に形成されてい
る貫通孔12のメッシュ構造よりも遥かに細かいもので
ある。ハニカム構造体11の長さおよび直径は、それぞ
れ1〜100cmおよび5〜20cmである。また、貫
通孔12の内接円の直径は、5〜10mmの間で選定さ
れている。
The honeycomb structure 11 is made of an insulator such as ceramics, and has through holes 12 at a rate of approximately 5 per square centimeter. Also, the mesh electrode 13
And 14 have a mesh size of 40 mesh. Therefore, the mesh of the mesh electrodes 13 and 14 is much finer than the mesh structure of the through holes 12 formed in the honeycomb structure 11. The length and diameter of the honeycomb structure 11 are 1 to 100 cm and 5 to 20 cm, respectively. The diameter of the inscribed circle of the through hole 12 is selected between 5 and 10 mm.

【0015】パルス電源15を用いることによりハニカ
ム構造体11の貫通孔12ではパルス放電プラズマが発
生されるが、このパルス電源15を、パルス放電プラズ
マ中に、ダイオキシンを有効に分解することができる高
いエネルギーを有する高エネルギー電子およびラジカル
を特異的に高い密度で生成するようなものに構成されて
いる。
By using the pulse power supply 15, pulse discharge plasma is generated in the through-hole 12 of the honeycomb structure 11. However, the pulse power supply 15 can effectively decompose dioxin into the pulse discharge plasma. It is configured to specifically generate high-energy electrons and radicals having energy at a high density.

【0016】このようなパルス電源15を用いことによ
って、パルス放電プラズマ中に生成される電子のエネル
ギーと密度との関係を表す図5の曲線Bに示すように、
ダイオキシンを効率よく分解できるほぼ3〜10eVの
高いエネルギーを持った電子を高い密度で発生させるこ
とができ、したがって処理能率を著しく向上することが
できる。
By using such a pulse power supply 15, as shown by a curve B in FIG. 5 showing the relationship between the energy and density of electrons generated in the pulse discharge plasma,
Electrons having a high energy of about 3 to 10 eV, which can efficiently decompose dioxin, can be generated at a high density, so that the processing efficiency can be significantly improved.

【0017】このようにダイオキシンを効率よく分解で
きるほぼ3〜10eVの高いエネルギーを持った電子を
高い密度で発生させるパルス電源16としては、パルス
電流立ち上がり特性が、5×1010アンペア/秒以
上、好ましくは1×1011アンペア/秒以上の急峻な
特性を有し、エネルギー消費が少なく、10〜70KV
の高電圧を有し、導通時の電流を数千アンペアとするこ
とができるパルス電源を用いるのが好適である。このよ
うな電源により放電電極間に発生するパルス電圧の電圧
上昇率は、1×1012V/s程度である。また、パル
ス幅は、数ナノ秒から数百ナノ秒とするのが好適であ
る。このようなパルス放電を出力することができるパル
ス電源としては、サイラトロンをスイッチングデバイス
として用いた電源が考えられるが、大型になり、消費電
力が大きく、コストが高く、寿命が短く、取り替えなど
の保守も面倒である。
As described above, the pulse power supply 16 for generating electrons having a high energy of about 3 to 10 eV capable of efficiently decomposing dioxin at a high density has a pulse current rising characteristic of 5 × 10 10 amps / sec or more. It preferably has a sharp characteristic of 1 × 10 11 amps / sec or more, consumes little energy, and has a power consumption of 10 to 70 KV.
It is preferable to use a pulse power supply which has a high voltage and can make the current at the time of conduction several thousand amperes. The voltage rise rate of the pulse voltage generated between the discharge electrodes by such a power supply is about 1 × 10 12 V / s. It is preferable that the pulse width be several nanoseconds to several hundred nanoseconds. As a pulse power supply that can output such a pulse discharge, a power supply using a thyratron as a switching device is conceivable, but it becomes large, consumes a large amount of power, has a high cost, has a short life, and requires maintenance such as replacement. Is also troublesome.

【0018】このような欠点を解消するために、パルス
電源15として、静電誘導サイリスタをスイッチング素
子とするパルス電源を用いる。このような静電誘導サイ
リスタは、立ち上がりが急峻であり、大きな電流を流す
ことができるものである。勿論、静電誘導サイリスタは
半導体素子であるので、小型化でき、消費電力も非常に
小さく、コストも低く、寿命も半永久的で、保守の手間
も掛からないものである。このような静電誘導サイリス
タを能動素子とするパルス電源15を用いて、電圧振幅
が10〜70kV程度で、繰り返し周波数が数kHzか
ら10kHz程度のパルスを発生させる。
In order to solve such a drawback, a pulse power supply using an electrostatic induction thyristor as a switching element is used as the pulse power supply 15. Such an electrostatic induction thyristor has a steep rise and can flow a large current. Of course, since the electrostatic induction thyristor is a semiconductor device, it can be miniaturized, consumes very little power, has low cost, has a semi-permanent life, and requires no maintenance. Using a pulse power supply 15 having such an electrostatic induction thyristor as an active element, a pulse having a voltage amplitude of about 10 to 70 kV and a repetition frequency of about several kHz to about 10 kHz is generated.

【0019】図7は、本願人が提案している放電装置の
他の例の構成を示すものである。本例では、パルス電源
15に接続した電極13および14をハニカム構造体1
1の互いに対向する両端面に被着した導電層を以て形成
したものである。このように電極13および14をハニ
カム構造体11の端面に被着した導電層で形成すること
により、貫通孔12の開口部を電極で塞ぐようなことは
なくなる。また、このような電極13および14のメッ
シュは、ハニカム構造体11の貫通孔12のメッシュと
等しいものとなる。
FIG. 7 shows the configuration of another example of the discharge device proposed by the present applicant. In this example, the electrodes 13 and 14 connected to the pulse power source 15 are connected to the honeycomb structure 1.
1 is formed with a conductive layer attached to both end surfaces facing each other. By thus forming the electrodes 13 and 14 with the conductive layer adhered to the end face of the honeycomb structure 11, the opening of the through hole 12 is not blocked by the electrode. Further, the mesh of the electrodes 13 and 14 is the same as the mesh of the through hole 12 of the honeycomb structure 11.

【0020】上述した図6および7に示した放電装置で
は、ハニカム構造体11の貫通孔12に沿ってパルスコ
ロナ放電が起こり、したがって処理すべきガスが放電プ
ラズマと接触する領域が広くなり、ガス中の有害物質を
効率よく分解して無害な物質或いは捕獲が容易な物質へ
変換することができる。しかしながら、このような放電
がハニカム構造体11の内部全体に亘って発生せず、図
8に示すように、放電箇所が周辺部に偏在してしまうこ
とを確かめた。放電が発生した部位では、ハニカム構造
体11の貫通孔12の内壁の全長に亘って放電が発生す
るので、有害物質を効率良く分解できるが、放電が全く
発生していない部位や弱い放電しか発生していない部位
では、有効な処理が行なわれない。
In the above-described discharge device shown in FIGS. 6 and 7, a pulse corona discharge occurs along the through-hole 12 of the honeycomb structure 11, so that the region where the gas to be treated comes into contact with the discharge plasma is widened, It is possible to efficiently decompose the harmful substances therein and convert them to harmless substances or substances that can be easily captured. However, it was confirmed that such discharge did not occur over the entire inside of the honeycomb structure 11, and that the discharge location was unevenly distributed in the peripheral portion as shown in FIG. At the site where the discharge occurs, the discharge occurs over the entire length of the inner wall of the through hole 12 of the honeycomb structure 11, so that the harmful substance can be efficiently decomposed. However, only the site where no discharge occurs or only the weak discharge occurs No effective processing is performed in a part where the processing is not performed.

【0021】このように放電が周辺部に偏在する理由
は、放電メカニズムの複雑さの故に十分には解明できな
いが、電極13および14間にパルス電圧が印加された
ときに、周辺部以外では電極の部分部分により発生する
電界がお互いの電界を弱め合うことにより平等化され、
電極周辺部に電界の集中する部分が発生してしまうため
であると考えられる。このように、ハニカム構造体を用
い、その両端面にハニカム構造体11の貫通孔12のメ
ッシュに等しいかそれよりも狭いメッシュを有する電極
を配置した放電装置においては、ハニカム構造体の全体
に亘って放電が発生せず、したがってガス処理能力がそ
れほど高くならないという問題がある。
The reason why the discharge is unevenly distributed in the peripheral portion cannot be sufficiently clarified because of the complexity of the discharge mechanism. However, when a pulse voltage is applied between the electrodes 13 and 14, the electrode is not located outside the peripheral portion. The electric fields generated by the parts of are equalized by weakening each other's electric fields,
It is considered that this is because a portion where the electric field is concentrated occurs around the electrode. As described above, in the discharge device using the honeycomb structure and arranging electrodes having meshes equal to or smaller than the mesh of the through holes 12 of the honeycomb structure 11 on both end surfaces, the entire honeycomb structure is provided. As a result, there is a problem that no electric discharge occurs and therefore the gas processing capacity does not become so high.

【0022】したがって、本発明の目的は、上述した問
題を解決し、ハニカム構造体の全体に亘って均一に放電
を発生させることができ、したがって所定の物質を一層
効率よく処理することができる放電装置を提供しようと
するものである。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to generate a discharge uniformly over the entire honeycomb structure, and to discharge a predetermined substance more efficiently. It is intended to provide a device.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】本発明による放電装置
は、第1の端面から第2の端面に至る複数の貫通孔を互
いに平行に形成した電気絶縁性のハニカム構造体と、こ
のハニカム構造体の第1および第2の端面に配置された
第1および第2の電極と、これら電極に、前記貫通孔に
沿って放電プラズマを発生させるためのパルス電圧を印
加するパルス電源とを具え、前記第1および第2の電極
の少なくとも一方を、パルス電圧の印加時に、全体から
見ると部分的に不平等な電界分布を全面に生成し、多数
のパルスストリーマをハニカム構造体のほぼ全体におい
て同時に発生させるような構造を有する不平等電界生成
電極としたことを特徴とするものである。
An electric discharge device according to the present invention comprises an electrically insulating honeycomb structure having a plurality of through-holes extending from a first end face to a second end face formed in parallel with each other, and this honeycomb structure. A first and a second electrode disposed on the first and second end faces, and a pulse power supply for applying a pulse voltage for generating a discharge plasma along the through hole to the electrodes. At least one of the first and second electrodes generates a partially uneven electric field distribution over the entire surface when a pulse voltage is applied, and a large number of pulse streamers are simultaneously generated in almost the entire honeycomb structure. An uneven electric field generating electrode having such a structure as to cause the uneven electric field generation.

【0024】このような本発明の放電装置においては、
上述した不平等電界生成電極を、ハニカム構造体の第1
および第2の端面の両方に配置することができる。この
場合には、互いに平行な電極素子を有する第1および第
2の不平等電界生成電極を、ハニカム構造体の第1およ
び第2の端面に、前記互いに平行な電極素子が互いに直
交するように配置するのが好適である。或いはまた、本
発明による放電装置においては、上述した不平等電界生
成電極を、ハニカム構造体の一方の端面にのみ配置する
こともできる。
In such a discharge device of the present invention,
The uneven electric field generating electrode described above is used as the first electrode of the honeycomb structure.
And the second end face. In this case, the first and second uneven electric field generating electrodes having mutually parallel electrode elements are arranged on the first and second end faces of the honeycomb structure so that the mutually parallel electrode elements are orthogonal to each other. It is preferable to arrange them. Alternatively, in the discharge device according to the present invention, the above-mentioned uneven electric field generating electrode can be arranged only on one end face of the honeycomb structure.

【0025】上述したように、ハニカム構造体の第1お
よび第2の電極の内の、少なくとも一方の電極を不平等
電界生成電極として構成すると、電極間にパルス電圧を
印加したときに、不平等な電界が生じる部位を意図的に
ハニカム構造体の端面全体に亘って分布させることがで
き、したがって端面のほぼ全体に亘って放電を発生させ
ることができる。
As described above, when at least one of the first and second electrodes of the honeycomb structure is configured as an uneven electric field generating electrode, the uneven electric field is generated when a pulse voltage is applied between the electrodes. It is possible to intentionally distribute the site where a large electric field is generated over the entire end face of the honeycomb structure, and therefore, it is possible to generate a discharge over almost the entire end face.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】図9は本発明による放電装置の第
1の実施例の基本的な構成を示す線図である。処理すべ
き物質を通す通路を構成すると共にプラズマを発生させ
る放電空間を構成する部材として電気絶縁材料より成る
ハニカム構造体21に複数の貫通孔22を互いに平行に
形成する。この貫通孔22の断面形状は必ずしも六角形
に限られるものではなく、三角形、四角形、円形などと
することができる。ハニカム構造体21の第1の端面2
1aには不平等電界生成電極23を配置する。本例で
は、この不平等電界生成電極23を、複数の電極素子2
3aが、ハニカム構造体21の貫通孔22のピッチと等
しいピッチで互いに平行に配列された格子状の電極とし
て構成し、ハニカム構造体の貫通孔を規定する壁の端面
上にのみ存在し、貫通孔を跨がないように配置する。ま
た、ハニカム構造体21の第2の端面21bにはステン
レス製のメッシュ電極24を配置する。このメッシュ電
極23は、上述した図6に示したメッシュ電極と同じも
のであり、そのメッシュはハニカム構造体21の貫通孔
22のメッシュよりも細かいものである。本例では、こ
のような不平等電界生成電極23やメッシュ電極24を
ステンレスワイヤを加工して製作したが、本発明では電
極材料はステンレスに限られるものではないと共に、そ
の形状もワイヤにのみ限定されるものではない。また、
本例では、メッシュ電極24のメッシュをハニカム構造
体のメッシュよりも細かいものとしたが、ハニカム構造
体のメッシュと同じかまたはそれよりも粗いメッシュと
することもできる。
FIG. 9 is a diagram showing a basic configuration of a first embodiment of the discharge device according to the present invention. A plurality of through-holes 22 are formed in a honeycomb structure 21 made of an electrically insulating material in parallel with each other as a member constituting a passage through which a substance to be treated passes and constituting a discharge space for generating plasma. The cross-sectional shape of the through hole 22 is not necessarily limited to a hexagon, but may be a triangle, a quadrangle, a circle, or the like. First end face 2 of honeycomb structure 21
An uneven electric field generating electrode 23 is arranged in 1a. In this example, the uneven electric field generating electrode 23 is connected to a plurality of electrode elements 2.
3a are configured as grid-like electrodes arranged in parallel with each other at a pitch equal to the pitch of the through holes 22 of the honeycomb structure 21, and are present only on the end face of the wall that defines the through holes of the honeycomb structure. Arrange so that it does not straddle the hole. A mesh electrode 24 made of stainless steel is arranged on the second end face 21b of the honeycomb structure 21. The mesh electrode 23 is the same as the mesh electrode shown in FIG. 6 described above, and the mesh is smaller than the mesh of the through hole 22 of the honeycomb structure 21. In this example, such an uneven electric field generating electrode 23 and a mesh electrode 24 were manufactured by processing a stainless steel wire. However, in the present invention, the electrode material is not limited to stainless steel, and the shape is also limited to only the wire. It is not something to be done. Also,
In this example, the mesh of the mesh electrode 24 is finer than the mesh of the honeycomb structure, but may be the same as or coarser than the mesh of the honeycomb structure.

【0027】ハニカム構造体21の第1および第2の端
面21aおよび21bに設けた不平等電界生成電極23
およびメッシュ電極24は、パルス電源25に接続す
る。このパルス電源24は、上述した図6および7に示
したパルス電源15と同様のものであり、静電誘導サイ
リスタを能動素子として急速に立ち上がる大きなパルス
電流を流すことができるものである。勿論、静電誘導サ
イリスタは半導体素子であるので、小型化でき、消費電
力も非常に小さく、コストも低く、寿命も半永久的で、
保守の手間も掛からないものである。したがって、静電
誘導サイリスタを能動素子とするパルス電源を用いるこ
とは本発明による放電装置を物質処理装置として使用す
る場合のパルス電源として最適である。また、ハニカム
構造体21は、図6および7に示したハニカム構造体1
1と同様にセラミックス等の絶縁体で形成する。
An uneven electric field generating electrode 23 provided on the first and second end faces 21a and 21b of the honeycomb structure 21
The mesh electrode 24 is connected to a pulse power supply 25. The pulse power supply 24 is the same as the pulse power supply 15 shown in FIGS. 6 and 7, and can flow a large pulse current that rapidly rises using an electrostatic induction thyristor as an active element. Of course, since the electrostatic induction thyristor is a semiconductor device, it can be miniaturized, consumes very little power, has low cost, has a semi-permanent life,
Maintenance work is not required. Therefore, the use of a pulse power supply using an electrostatic induction thyristor as an active element is optimal as a pulse power supply when the discharge device according to the present invention is used as a substance processing device. The honeycomb structure 21 is the same as the honeycomb structure 1 shown in FIGS.
As in the case of 1, it is formed of an insulator such as ceramics.

【0028】図10は本発明による放電装置の第2の実
施例を示す線図であり、前例と同様の部分には前例と同
じ符号を付けて示し、その詳細な説明は省略する。図9
に示した第1の実施例ではハニカム構造体21の第1の
端面21aに不平等電界生成電極23を配置し、第2の
端面21bにメッシュ電極24を配置したが、本例では
ハニカム構造体22の第2の端面21bにも、第2の不
平等電界生成電極26を配置したものである。本例で
は、この第2の不平等電界生成電極26も電極素子26
aを互いに平行に配列した格子状に構成し、ハニカム構
造体22の貫通孔22を規定する壁の端面のみに存在
し、貫通孔を跨いでは存在しないように配置する。
FIG. 10 is a diagram showing a second embodiment of the discharge device according to the present invention. The same parts as those in the previous example are denoted by the same reference numerals as those in the previous example, and detailed description thereof will be omitted. FIG.
In the first embodiment shown in FIG. 1, the uneven electric field generating electrode 23 is arranged on the first end face 21a of the honeycomb structure 21, and the mesh electrode 24 is arranged on the second end face 21b. The second uneven electric field generating electrode 26 is also arranged on the second end surface 21b of the second 22. In this example, the second uneven electric field generating electrode 26 is also an electrode element 26
a are arranged in a lattice pattern arranged in parallel with each other, and are arranged so as to be present only on the end face of the wall defining the through hole 22 of the honeycomb structure 22 and not to extend over the through hole.

【0029】図11は本発明による放電装置の第3の実
施例を示す線図であり、前例と同様の部分には前例と同
じ符号を付けて示し、その詳細な説明は省略する。本例
では、図10に示した第2の実施例における第1および
第2の不平等電界生成電極23および26を.その格子
状の電極素子23aおよび26aが互いに直交するよう
に配置したものである。
FIG. 11 is a diagram showing a third embodiment of the discharge device according to the present invention, in which parts similar to those of the previous example are denoted by the same reference numerals as those of the previous example, and detailed description thereof will be omitted. In this example, the first and second unequal electric field generating electrodes 23 and 26 in the second embodiment shown in FIG. The grid-like electrode elements 23a and 26a are arranged so as to be orthogonal to each other.

【0030】上述した図9〜11に示すように、ハニカ
ム構造体21の少なくとも第1の端面21aに、不平等
な電界を意図的に生成する不平等電界生成電極24、2
6を配置したので、両端面の電極間にパルス電圧を印加
した場合、電界の集中がハニカム構造体の端面のほぼ全
面に亘って生じ、両端面間に多数のパルスストリーマが
同時に発生し、その結果としてハニカム構造体の端面の
ほぼ全面において放電が発生するようになる。したがっ
て、ハニカム構造体11の内部全体に亘ってパルスコロ
ナ放電が発生し、パルス放電プラズマと排ガスとの反応
によって有害物質を効率よく分解することができる。
As shown in FIGS. 9 to 11 described above, at least the first end face 21a of the honeycomb structure 21 has unequal electric field generating electrodes 24, 2 that intentionally generate an unequal electric field.
When a pulse voltage is applied between the electrodes on both end faces, the concentration of the electric field occurs over almost the entire end face of the honeycomb structure, and a large number of pulse streamers are simultaneously generated between both end faces. As a result, discharge is generated on almost the entire end face of the honeycomb structure. Therefore, a pulse corona discharge is generated throughout the inside of the honeycomb structure 11, and the harmful substances can be efficiently decomposed by a reaction between the pulse discharge plasma and the exhaust gas.

【0031】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例え
ば、図9〜11に示した実施例では、不平等電界生成電
極23および26をステンレスワイヤを加工して製作し
たが、導電ペーストをハニカム構造体の端面に塗布して
形成したり、銅テープをハニカム構造体の端面に貼付し
て形成することもできる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and many modifications and variations are possible. For example, in the embodiment shown in FIGS. 9 to 11, the non-uniform electric field generating electrodes 23 and 26 are manufactured by processing a stainless steel wire. However, the conductive paste is applied to the end face of the honeycomb structure, and the conductive paste is formed. May be attached to the end face of the honeycomb structure.

【0032】本発明による不平等電界生成電極は、上述
した実施例のように複数の電極素子を格子状に互いに平
行に配列したものだけに限られるものではなく、図12
〜20に示すように種々の形状とすることができる。こ
こで、図12に示す不平等電界生成電極31は、電極素
子31aを互いに平行に配列し、その一端をベース素子
31bに連結した櫛歯形状としたものである。図13に
示した不平等電界生成電極32は、互いに平行に配列さ
れた複数の電極素子32aの一端をベース素子32bに
連結して櫛歯形状に配列し、さらにこれら電極素子32
aの各々に、長さの短い電極素子32cを直交して配置
した形状に構成したものである。
The non-uniform electric field generating electrode according to the present invention is not limited to the one in which a plurality of electrode elements are arranged in a grid pattern in parallel with each other as in the above-described embodiment.
As shown in FIGS. Here, the unequal electric field generating electrode 31 shown in FIG. 12 has a comb-tooth shape in which electrode elements 31a are arranged in parallel with each other and one end thereof is connected to a base element 31b. The non-uniform electric field generating electrode 32 shown in FIG. 13 has a plurality of electrode elements 32a arranged in parallel with each other, one end of which is connected to a base element 32b and arranged in a comb shape.
In each of a, the electrode elements 32c having a short length are configured to be orthogonally arranged.

【0033】図14に示す不平等電界生成電極33は、
一本の電極素子33をジグザグ状に折り返して構成した
形状としたものである。また、図15に示す不平等電界
生成電極34は、一本の電極素子34を、矩形の渦巻き
状に巻回した形状となるように構成したものである。さ
らに、図16および17に示す不平等電界生成電極35
および36は、それぞれ一本の電極素子35aおよび3
6aを、それぞれの図面に示すように折り曲げた形状に
構成したものである。
The uneven electric field generating electrode 33 shown in FIG.
This is a shape in which one electrode element 33 is folded back in a zigzag shape. The non-uniform electric field generating electrode 34 shown in FIG. 15 is configured such that one electrode element 34 is formed into a rectangular spiral shape. Further, the uneven electric field generating electrode 35 shown in FIGS.
And 36 are one electrode element 35a and 3 respectively.
6a is formed in a bent shape as shown in each drawing.

【0034】さらに、図18に示す不平等電界生成電極
37は、それぞれを花壇状に折り曲げた複数の電極素子
37aを互いに平行に配列した形状に構成したものであ
る。また、図19に示す不平等電界生成電極38は、そ
れぞれがジグザグ状に折り曲げられた複数の電極素子3
8aを、順次に凹凸の向きが逆となるように互いに平行
に配列した形状に構成したものである。さらに、図20
に示す不平等電界生成電極39は、互いに平行に配列さ
れた複数の電極素子39aをベース素子39bに連結
し、各電極素子39aに、比較的長い素子39cを直交
して配置した形状に構成したものである。
The non-uniform electric field generating electrode 37 shown in FIG. 18 has a configuration in which a plurality of electrode elements 37a each of which is bent in a flower bed shape are arranged in parallel with each other. The uneven electric field generating electrode 38 shown in FIG. 19 has a plurality of electrode elements 3 each of which is bent in a zigzag shape.
8a are formed in a shape arranged in parallel with each other so that the directions of the concavities and convexities are sequentially reversed. Further, FIG.
The non-uniform electric field generating electrode 39 shown in FIG. 3 is configured such that a plurality of electrode elements 39a arranged in parallel with each other are connected to a base element 39b, and a relatively long element 39c is arranged orthogonal to each electrode element 39a. Things.

【0035】さらに、上述した実施例では、不均一電界
生成電極を構成する電極素子を、ハニカム構造体の貫通
孔を規定する壁のピッチに等しいピッチを有するものと
したが、電極素子のピッチをハニカム構造体の貫通孔を
規定する壁のピッチの整数倍とすることもできる。
Further, in the above-described embodiment, the electrode elements constituting the non-uniform electric field generating electrode have a pitch equal to the pitch of the walls defining the through holes of the honeycomb structure. It may be an integral multiple of the pitch of the wall defining the through hole of the honeycomb structure.

【0036】また、上述したすべての実施例において、
不均一電界生成電極をハニカム構造体の端面に密着する
ように配置したが、本発明においては、ハニカム構造体
の端面から離間して不均一電界生成電極或いはメッシュ
電極を配置することもできる。
In all of the above-described embodiments,
Although the non-uniform electric field generating electrode is disposed so as to be in close contact with the end face of the honeycomb structure, in the present invention, the non-uniform electric field generating electrode or the mesh electrode may be disposed apart from the end face of the honeycomb structure.

【0037】上述した本発明による種々の不平等電界生
成電極においては、電極はハニカム構造体の貫通孔を規
定する壁の端面にのみ存在し、貫通孔とは交差しないよ
うに配置する。このように構成すると、ハニカム構造体
の全体に亘って放電が発生するようになるが、電極が貫
通孔を跨ぐように構成すると、貫通孔を規定する壁と電
極素子との交差箇所においてのみ放電が発生するように
なり、ハニカム構造体の全体に亘って放電が発生しなく
なる。
In the various non-uniform electric field generating electrodes according to the present invention described above, the electrodes exist only on the end surfaces of the walls defining the through holes of the honeycomb structure, and are arranged so as not to cross the through holes. With this configuration, discharge occurs over the entire honeycomb structure. However, when the electrode is formed so as to straddle the through hole, discharge occurs only at the intersection between the wall defining the through hole and the electrode element. Is generated, and no discharge occurs over the entire honeycomb structure.

【0038】上述した実施例では、本発明による放電装
置を都市型のごみや産業廃棄物の焼却施設において排ガ
ス中に含まれる有害物質を分解するのに適用したが、本
発明による放電装置は他の施設での排ガス処理や、有機
化合物のプラズマ合成や、シランの分解によるケイ素の
堆積などにも適用することができる。また、フロン類、
トリクロールエチレンなどの処理にも適用できる。
In the above-described embodiment, the discharge device according to the present invention is applied to decompose harmful substances contained in exhaust gas in an incineration facility for municipal waste and industrial waste. It can also be applied to the treatment of exhaust gas, the plasma synthesis of organic compounds, and the deposition of silicon by decomposition of silane. Also, CFCs,
It can also be applied to the treatment of trichlorethylene.

【0039】[0039]

【発明の効果】上述したように本発明による放電装置に
よれば、ハニカム構造体の少なくとも一方の端面に、全
体から見ると部分的に不平等な電界分布を意図的に全面
に生成し、多数のパルスストリーマを同時に発生させる
不平等電界生成電極を配置したので、ハニカム構造体の
端面間にパルス電圧を印加したときに、端面のほぼ全面
においてパルスコロナ放電を発生させることができる。
したがって、この放電プラズマ中に生成される電子と、
ハニカム構造体の貫通孔を流れる処理すべき物質とを有
効に反応させることができ、処理効率を改善することが
できる。
As described above, according to the discharge device of the present invention, a non-uniform electric field distribution that is partially partially viewed as a whole is intentionally generated on at least one end face of the honeycomb structure. Since the non-uniform electric field generating electrodes for simultaneously generating the pulse streamers are arranged, when a pulse voltage is applied between the end faces of the honeycomb structure, a pulse corona discharge can be generated on almost the entire end faces.
Therefore, electrons generated in this discharge plasma,
The substance to be treated flowing through the through holes of the honeycomb structure can be effectively reacted, and the treatment efficiency can be improved.

【0040】また、放電プラズマを発生させる電源とし
て静電誘導サイリスタをスイッチング素子とする高速パ
ルス電源を用いることによって、排ガス中のダイオキシ
ンを有効に分解することができる高エネルギー電子を選
択的に高い密度で生成することができるので、従来分解
が困難であったダイオキシンを効率よく無害な物質へ分
解することができる。したがって都市型ごみや産業廃棄
物の焼却施設に適用するのに適している。静電誘導サイ
リスタは大電流を急激に立ち上げることができ、しかも
小型で、消費電力が小さく、寿命も半永久的であり、保
守が容易であり、イニシャルコストだけでなくランニン
グコストも低くすることができる。
In addition, by using a high-speed pulse power supply using an electrostatic induction thyristor as a switching element as a power supply for generating discharge plasma, high-energy electrons capable of effectively decomposing dioxin in exhaust gas can be selectively supplied to a high density. Thus, dioxin, which has been difficult to decompose in the past, can be decomposed efficiently into harmless substances. Therefore, it is suitable for application to incineration facilities for urban waste and industrial waste. Electrostatic induction thyristors can rapidly start a large current, are small, consume little power, have a semi-permanent life, are easy to maintain, and have low initial costs as well as running costs. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】パイプ状電極とワイヤ電極とを用いて発生させ
たコロナ放電を利用した従来の排ガス処理装置の構成を
示す線図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a conventional exhaust gas treatment apparatus utilizing corona discharge generated using a pipe-shaped electrode and a wire electrode.

【図2】誘電体バリア放電を利用した従来の排ガス処理
装置の構成を示す線図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a conventional exhaust gas treatment apparatus using dielectric barrier discharge.

【図3】図1に示した従来の排ガス処理装置におけるコ
ロナ放電の発生状況を示す横断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state of occurrence of corona discharge in the conventional exhaust gas treatment device shown in FIG.

【図4】図1に示した従来の排ガス処理装置におけるコ
ロナ放電の発生状況を示す縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a state of occurrence of corona discharge in the conventional exhaust gas treatment device shown in FIG.

【図5】従来の高周波プラズマ中に生成される電子のエ
ネルギーと密度との関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between energy and density of electrons generated in a conventional high-frequency plasma.

【図6】本願人が既に提案している放電装置の一例の構
成を示す線図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an example of a discharge device already proposed by the present applicant.

【図7】本願人が既に提案している放電装置の他の例の
構成を示す線図である。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of another example of a discharge device already proposed by the present applicant.

【図8】本願人が既に提案している放電装置における放
電状態を示す線図である。
FIG. 8 is a diagram showing a discharge state in a discharge device already proposed by the present applicant.

【図9】本発明による放電装置の第1の実施例の構成を
示す線図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a discharge device according to the present invention.

【図10】本発明による放電装置の第2の実施例の構成
を示す線図である。
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a second embodiment of the discharge device according to the present invention.

【図11】本発明による放電装置の第3の実施例の構成
を示す線図である。
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of a third embodiment of the discharge device according to the present invention.

【図12】本発明の放電装置に用いる不平等電界生成電
極の他の例を示す線図である。
FIG. 12 is a diagram showing another example of the uneven electric field generation electrode used in the discharge device of the present invention.

【図13】本発明の放電装置に用いる不平等電界生成電
極の他の例を示す線図である。
FIG. 13 is a diagram showing another example of the uneven electric field generation electrode used in the discharge device of the present invention.

【図14】本発明の放電装置に用いる不平等電界生成電
極の他の例を示す線図である。
FIG. 14 is a diagram showing another example of the uneven electric field generating electrode used in the discharge device of the present invention.

【図15】本発明の放電装置に用いる不平等電界生成電
極の他の例を示す線図である。
FIG. 15 is a diagram showing another example of the uneven electric field generating electrode used in the discharge device of the present invention.

【図16】本発明の放電装置に用いる不平等電界生成電
極の他の例を示す線図である。
FIG. 16 is a diagram showing another example of the uneven electric field generating electrode used in the discharge device of the present invention.

【図17】本発明の放電装置に用いる不平等電界生成電
極の他の例を示す線図である。
FIG. 17 is a diagram showing another example of the uneven electric field generating electrode used in the discharge device of the present invention.

【図18】本発明の放電装置に用いる不平等電界生成電
極の他の例を示す線図である。
FIG. 18 is a diagram showing another example of the uneven electric field generating electrode used in the discharge device of the present invention.

【図19】本発明の放電装置に用いる不平等電界生成電
極の他の例を示す線図である。
FIG. 19 is a diagram showing another example of the uneven electric field generating electrode used in the discharge device of the present invention.

【図20】本発明の放電装置に用いる不平等電界生成電
極の他の例を示す線図である。
FIG. 20 is a diagram showing another example of the uneven electric field generating electrode used in the discharge device of the present invention.

【図21】本発明の放電装置に用いる不平等電界生成電
極のさらに他の例を示す線図である。
FIG. 21 is a diagram showing still another example of the uneven electric field generating electrode used in the discharge device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 ハニカム構造体、 22 貫通孔、 23、 不
平等電界生成電極、24 メッシュ電極、 25 パル
ス電源、 31〜39 不平等電界生成電極
Reference Signs List 21 honeycomb structure, 22 through-hole, 23, non-uniform electric field generating electrode, 24 mesh electrode, 25 pulse power supply, 31-39 non-uniform electric field generating electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01D 53/74 B01D 53/34 122Z B01J 19/08 129C H01T 19/00 (72)発明者 塩野谷 亘 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 佐久間 健 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日 本碍子株式会社内 Fターム(参考) 4D002 AA02 AA12 AA21 AC04 BA07 4G075 AA03 AA37 BA05 BD05 CA14 CA18 CA47 EB42 EC21 EE33 FB04 FC15 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B01D 53/74 B01D 53/34 122Z B01J 19/08 129C H01T 19/00 (72) Inventor Wataru Shionoya Aichi 2nd 56, Suda-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi Nihon Insulators Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Takeshi 2-56, Suda-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term in Nihon Insulators Co., Ltd. 4D002 AA02 AA12 AA21 AC04 BA07 4G075 AA03 AA37 BA05 BD05 CA14 CA18 CA47 EB42 EC21 EE33 FB04 FC15

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の端面から第2の端面に至る複数の貫
通孔を互いに平行に形成した電気絶縁性のハニカム構造
体と、このハニカム構造体の第1および第2の端面に配
置された第1および第2の電極と、これら電極に、前記
貫通孔に沿って放電プラズマを発生させるためのパルス
電圧を印加するパルス電源とを具え、前記第1および第
2の電極の少なくとも一方を、パルス電圧の印加時に、
全体から見ると部分的に不平等な電界分布を全面に生成
し、多数のパルスストリーマをハニカム構造体のほぼ全
体において同時に発生させる構造を有する不平等電界生
成電極としたことを特徴とするハニカム構造体を具える
放電装置。
1. An electrically insulating honeycomb structure having a plurality of through holes extending from a first end face to a second end face formed in parallel with each other, and disposed on the first and second end faces of the honeycomb structure. First and second electrodes, and a pulse power supply for applying a pulse voltage for generating a discharge plasma along the through-hole to the electrodes, and at least one of the first and second electrodes is provided. , When pulse voltage is applied,
A honeycomb structure characterized by an uneven electric field generating electrode having a structure in which an uneven electric field distribution is partially generated over the entire surface and a large number of pulse streamers are simultaneously generated in almost the entire honeycomb structure. Discharge device with body.
【請求項2】前記ハニカム構造体の第1および第2の端
面に配置した第1および第2の電極の両方を、前記不平
等電界生成電極で構成したことを特徴とする請求項1に
記載のハニカム構造体を具える放電装置。
2. The uneven electric field generating electrode according to claim 1, wherein both the first and second electrodes disposed on the first and second end faces of the honeycomb structure are constituted by the non-uniform electric field generating electrodes. Discharge device comprising a honeycomb structure of the above.
【請求項3】互いに平行な電極素子を有する第1および
第2の不平等電界生成電極を、ハニカム構造体の第1お
よび第2の端面に、前記互いに平行な電極素子が互いに
直交するように配置したことを特徴とする請求項2に記
載のハニカム構造体を具える放電装置。
3. A first and a second non-uniform electric field generating electrode having electrode elements parallel to each other are provided on the first and second end faces of the honeycomb structure so that the electrode elements parallel to each other are orthogonal to each other. A discharge device comprising the honeycomb structure according to claim 2, wherein the discharge device is arranged.
【請求項4】前記ハニカム構造体の第1および第2の端
面に配置した第1および第2の電極の一方のみを、前記
不平等電界生成電極で構成したことを特徴とする請求項
1に記載のハニカム構造体を具える放電装置。
4. The non-uniform electric field generating electrode according to claim 1, wherein only one of the first and second electrodes disposed on the first and second end faces of the honeycomb structure is constituted by the non-uniform electric field generating electrode. A discharge device comprising the honeycomb structure according to claim 1.
【請求項5】前記不平等電界生成電極を、前記ハニカム
構造体の壁の端面に沿ってのみ形成したことを特徴とす
る請求項1〜4の何れかに記載のハニカム構造体を具え
る放電装置。
5. A discharge comprising a honeycomb structure according to claim 1, wherein said uneven electric field generating electrode is formed only along an end face of a wall of said honeycomb structure. apparatus.
【請求項6】前記パルス電源を、静電誘導サイリスタを
能動素子とする高速パルス電源で構成したことを特徴と
する請求項1〜4の何れかに記載のハニカム構造体を具
える放電装置。
6. A discharge device comprising a honeycomb structure according to claim 1, wherein said pulse power supply is a high-speed pulse power supply using an electrostatic induction thyristor as an active element.
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