ガス処理装置
【課題】大容量の高電圧電源を不要としコストダウンを図る。
【解決手段】
高電圧印加手段２０を設ける。ハニカム構造体４の第１の電極８を高電圧印加手段２０の正電圧供給端子Ｔ１に接続する。ハニカム構造体４の第２の電極９を高電圧印加手段２０の負電圧供給端子Ｔ２に接続する。高電圧印加手段２０のトランジスタＱ１，Ｑ２のベースに駆動パルスＰＳを与え、第１の電極８に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧＋Ｖ１を、第２の電極９に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧−Ｖ２を、交互に切り換えて印加する。これにより、第１の電極８と第２の電極９との間に、正電圧＋Ｖ１と負電圧−Ｖ２との差電圧Ｖ１＋Ｖ２（高電圧）が周期的に印加されるものとなり、大容量の高電圧電源が不要となる。
【解決手段】
高電圧印加手段２０を設ける。ハニカム構造体４の第１の電極８を高電圧印加手段２０の正電圧供給端子Ｔ１に接続する。ハニカム構造体４の第２の電極９を高電圧印加手段２０の負電圧供給端子Ｔ２に接続する。高電圧印加手段２０のトランジスタＱ１，Ｑ２のベースに駆動パルスＰＳを与え、第１の電極８に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧＋Ｖ１を、第２の電極９に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧−Ｖ２を、交互に切り換えて印加する。これにより、第１の電極８と第２の電極９との間に、正電圧＋Ｖ１と負電圧−Ｖ２との差電圧Ｖ１＋Ｖ２（高電圧）が周期的に印加されるものとなり、大容量の高電圧電源が不要となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、処理対象ガスに含まれる有害ガスを浄化するガス処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気ガス中で高電圧放電を行ってプラズマ状態を作ることで、排気ガスに含まれる有害ガスの浄化を行う技術が知られている。近年、この技術は、脱臭を目的として、工場の排気を浄化する浄化装置や室内の空気を浄化する空気清浄機に応用されつつある。
【０００３】
熱的に非平衡な状態、つまり気体の温度やイオン温度に比べ、電子温度が非常に高い状態のプラズマ（非平衡プラズマ（以下、単にプラズマと言う））は、電子衝突でつくられるイオンやラジカルが常温では起こらない化学反応を促進させるので、有害ガスを効率的に除去あるいは分解することが可能な媒体として有害ガス処理において有用であると考えられている。実用化で肝心なことは、処理時のエネルギーの効率の向上と、プラズマで処理した後に完全に安全な生成物質へと変換されることである。
【０００４】
一般に、大気圧でのプラズマは気体放電や電子ビームなどによって生成される。現在において、適用が考えられているものに、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、フロン、ＣＯ2 ，揮発性有機溶剤（ＶＯＣ）などがある。中でもＮＯｘは車の排ガスなどに含まれているので早急な実用化が必要となっている。
【０００５】
ＮＯｘ除去における放電プラズマ（気体放電によって生成されたプラズマ）内の現象は、電子衝突によって１次的に生成されたイオンやラジカルが最初の反応を起こし、その後の反応を通してＮ2 ，Ｈ2 Ｏ，ＮＨ4 ＮＯ3 などの各粒子に変換されて行くものと考えられている。
【０００６】
また、有害ガスを例えばアセトアルデヒドやホルムアルデヒドとした場合、この有害ガスをプラズマを通すことによって、ＣＯ2 とＨ2 Ｏに変換される。この場合、副生成物として、オゾン（Ｏ3 ）が発生する。
【０００７】
図９に放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する（例えば、特許文献１参照）。同図において、１は処理対象ガス（有害ガスを含む空気）ＧＳが流れるダクト（通風路）であり、ダクト１内には、ダクト１の入口から出口へ向かう方向に沿って放電電極２とアース電極３とが交互に配置され、これら電極２，３間にセルと呼ばれる多数の貫通孔４ａを有するハニカム構造体４が配設されている。貫通孔４ａはハニカム構造体４に蜂の巣状に設けられている。５は高電圧電源である。なお、ハニカム構造体４はセラミックス等の絶縁体で形成されており、特許文献２にもその使用例がある。
【０００８】
放電電極２は、金属製メッシュ、極細ワイヤ、または針状体等で形成されている。各放電電極２は、導線６によって高電圧電源５の＋極に接続されている。アース電極３は、金属性メッシュ等で形成されている。各アース電極３は、導線７によって高電圧電源５の−極に接続されている。
【０００９】
このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１に流し、放電電極２とアース電極３との間に高電圧電源５からの高電圧（数ｋＶ〜数１０ｋＶ）を印加する。これにより、各ハニカム構造体４の貫通孔４ａ内にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１４０５６２号公報
【特許文献２】特開２００１−２７６５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した従来のガス処理装置では、ハニカム構造体４の放電電極２とアース電極３との間に高電圧電源５からの電圧を一定値として常に印加するようにしており、この電圧の値を大きくしなければ高いガス処理能力を得ることができない。このため、高電圧電源５として、絶縁距離を十分確保した大容量の電源を用いなければならず、高価となる。
【００１２】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、大容量の高電圧電源を不要とし、コストダウンを図ることが可能なガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的を達成するために本発明は、通風路内に配置され、通風路内を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する多孔体と、この多孔体の外側の一方および他方に配置される第１および第２の電極と、第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧を第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧を交互に切り換えて印加し多孔体の貫通孔にプラズマを発生させる高電圧印加手段とを設けたものである。
【００１４】
この発明によれば、通風路内に多孔体が配置され、この多孔体の外側の一方および他方に第１の電極および第２の電極が配置され、第１の電極への正電圧（＋Ｖ）の印加と第２の電極への負電圧（−Ｖ）の印加とが交互に行われる。この場合、第１の電極に正電圧（＋Ｖ）が印加されると、それまで負電圧（−Ｖ）が印加されていた第２の電極の電位が接地電位に戻される。また、第２の電極に負電圧（−Ｖ）が印加されると、それまで正電圧（＋Ｖ）が印加されていた第１の電極の電位が接地電位に戻される。
【００１５】
ここで、第１の電極に正電圧（＋Ｖ）を印加する電圧の切換時には、第２の電極への印加電圧が接地電位に戻されるまでの間、第１の電極と第２の電極との間には正電圧（＋Ｖ）と負電圧（−Ｖ）との差電圧（２Ｖ）が印加される。また、第２の電極に負電圧（−Ｖ）を印加する電圧の切換時には、第１の電極への印加電圧が接地電位に戻されるまでの間、第１の電極と第２の電極との間には正電圧（＋Ｖ）と負電圧（−Ｖ）との差電圧（２Ｖ）が印加される。これにより、正電圧（＋Ｖ）や負電圧（−Ｖ）が低電圧であっても、第１の電極と第２の電極との間に印加される差電圧（２Ｖ）が高電圧となり、大容量の高電圧電源を用いなくても、高いガス処理能力を得ることが可能となる。
【００１６】
また、本発明は、通風路内に間隔を設けて配置され、通風路内を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数の多孔体と、複数の多孔体のうち処理対象ガスの通過方向の最も上流に配置される多孔体の上流側に配置される上流側電極と、複数の多孔体のうち処理対象ガスの通過方向の最も下流に配置される多孔体の下流側に配置される下流側電極と、上流側電極および下流側電極の一方を第１の電極、他方を第２の電極とし、第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧を第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧を交互に切り換えて印加し、多孔体の貫通孔および多孔体間の空間にプラズマを発生させる高電圧印加手段とを設けたものである。
【００１７】
この発明によれば、通風路内に間隔を設けて多孔体が配置され、この複数の多孔体のうち最も上流に配置される多孔体の上流側に上流側電極が配置され、最も下流に配置される多孔体の下流側に下流側電極が配置され、上流側電極および下流側電極の一方を第１の電極、他方を第２の電極とし、第１の電極への正電圧（＋Ｖ）の印加と第２の電極への負電圧（−Ｖ）の印加とが交互に行われる。この場合、第１の電極に正電圧（＋Ｖ）が印加されると、それまで負電圧（−Ｖ）が印加されていた第２の電極の電位が接地電位に戻される。また、第２の電極に負電圧（−Ｖ）が印加されると、それまで正電圧（＋Ｖ）が印加されていた第１の電極の電位が接地電位に戻される。
【００１８】
この発明において、プラズマは多孔体の貫通孔だけではなく、多孔体間の空間（空気層）にも発生する。このため、貫通孔内での有害ガスの分子分解効果に加え、多孔体間の空間での有害ガスの分子分解効果が加わり、さらにこの貫通孔内での分子分解効果と多孔体間の空間での分子分解効果との相乗効果により、有害ガスの無害な物質への分解が促進される。また、多孔体間の空間には、均一なプラズマが大量に発生する。
【００１９】
また、この発明において、多孔体間には空気層が設けられるので、上流側電極と下流側電極との間のインピーダンスが安定し、多孔体の吸湿・乾燥によるインピーダンス変化に対して流れる電流の変化が小さくなり、専用に設計された特殊な高電圧電源を使用する必要がなくなる。
また、この発明において、電極は上流側電極と下流側電極の２個の電極のみでよく、多孔体毎に電極を配置する必要がなくなり、部品点数が削減され、構造が簡単となり、組立工数も少なくて済む。
【００２０】
また、本発明は、通風路内に間隔を設けて配置され、通風路内を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数の多孔体と、複数の多孔体のうち隣り合う複数の多孔体を１群の多孔体群とし、これら多孔体群毎にその両端に位置する多孔体の外側に配置された第１および第２の電極と、各多孔体群の第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧を第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧を交互に切り換えて印加し、多孔体の貫通孔および多孔体間の空間にプラズマを発生させる高電圧印加手段とを設けたものである。
【００２１】
例えば、この発明において、複数の多孔体を第１の多孔体群と第２の多孔体群とに分けた場合、第１の多孔体群の両端に位置する多孔体群の外側に第１の電極と第２の電極が配置され、第２の多孔体群の両端に位置する多孔体群の外側に第１の電極と第２の電極が配置され、第１の多孔体群の第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧が第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧が交互に切り換えて印加され、第２の多孔体群の第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧が第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧が交互に切り換えて印加される。
【００２２】
なお、この場合、第１の多孔体群に対して配置する第１の電極および第２の電極と、第２の多孔体群に対して配置する第１の電極および第２の電極とが存在することになるが、第１の多孔体群に対して配置する第２の電極と第２の多孔体群に対して配置する第１の電極とを共通電極とするなどとしてもよい。
また、本発明において、多孔体は、処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有していればよく、その貫通孔は必ずしも蜂の巣状に設けられていなくてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、第１の電極に正電圧を印加する電圧の切換時には、第１の電極と第２の電極との間に正電圧と負電圧との差電圧が印加され、第２の電極に負電圧を印加する電圧の切換時には、第１の電極と第２の電極との間に正電圧と負電圧との差電圧が印加されるものとなり、正電圧や負電圧が低電圧であっても差電圧を高電圧として、大容量の高電圧電源を用いなくても、高いガス処理能力を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。同図において、図９と同一符号は図９を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
【００２５】
この実施の形態１では、ダクト１内にハニカム構造体４を配置し、このハニカム構造体４の外側の一方および他方に第１の電極８および第２の電極９を配置し、第１の電極８を導線１６によって高電圧印加手段２０の正電圧供給端子Ｔ１に接続し、第２の電極９を導線１７によって高電圧印加手段２０の負電圧供給端子Ｔ２に接続している。
【００２６】
ハニカム構造体４は、セラミックス等の絶縁体で形成されており、処理対象ガスＧＳが通過する多数の貫通孔（セル）４ａを有している。第１の電極８および第２の電極９は、処理対象ガスＧＳが通過するように、金属製メッシュとされている。
【００２７】
高電圧印加手段２０は、トランスＴＲ１，ＴＲ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、スイッチング用集積回路ＩＣ１，ＩＣ２を備えている。高電圧印加手段２０において、トランジスタＱ１のコレクタはトランスＴＲ２の１次巻線の一端に接続され、トランジスタＱ１のエミッタは接地されている。トランスＴＲ２の１次巻線の他端には電源電圧Ｖｃが印加されている。
【００２８】
また、高電圧印加手段２０において、トランジスタＱ２のコレクタは抵抗Ｒ１を介して高電位電源に接続され、トランジスタＱ２のエミッタは接地されている。トランジスタＱ３のコレクタはトランスＴＲ１の１次巻線の一端に接続され、トランジスタＱ３のエミッタは接地されている。トランスＴＲ１の１次巻線の他端には電源電圧Ｖｃが印加されている。トランジスタＱ３のベースはスイッチング用集積回路ＩＣ２を介しトランジスタＱ２のコレクタと抵抗Ｒ１との接続点に接続され、スイッチング用集積回路ＩＣ２とトランジスタＱ３のベースとの接続ラインには抵抗Ｒ３を介して高電位電源が接続されている。また、トランジスタＱ１のベースはスイッチング用集積回路ＩＣ１を介しトランジスタＱ２のベースに接続され、スイッチング用集積回路ＩＣ１とトランジスタＱ１のベースとの接続ラインには抵抗Ｒ２を介して高電位電源が接続されている。
【００２９】
また、高電圧印加手段２０において、トランスＴＲ１の２次巻線の一端と正電圧供給端子Ｔ１との間には、そのカソードを正電圧供給端子Ｔ１側としてダイオードＤ１が接続されており、ダイオードＤ１のカソードとトランスＴＲ１の２次巻線の他端との間にはコンデンサＣ１が接続されている。コンデンサＣ１とトランスＴＲ１の２次巻線の他端との接続ラインは接地されている。更に、トランスＴＲ１の非動作時の電圧降下防止用のダイオードＤ３が、そのカソードをダイオードＤ１のカソード側に向けて、そのアノードを接地側に向けて、コンデンサＣ１と並列に接続されている。
【００３０】
また、高電圧印加手段２０において、トランスＴＲ２の２次巻線の一端と負電圧供給端子Ｔ２との間には、そのアノードを負電圧供給端子Ｔ２側としてダイオードＤ２が接続されており、ダイオードＤ２のアノードとトランスＴＲ２の２次巻線の他端との間にはコンデンサＣ２が接続されている。コンデンサＣ２とトランスＴＲ２の２次巻線の他端との接続ラインは接地されている。更に、トランスＴＲ２の非動作時の電圧降下防止用のダイオードＤ４が、そのアノードをダイオードＤ２のアノード側に向けて、そのカソードを接地側に向けて、コンデンサＣ２と並列に接続されている。
【００３１】
このガス処理装置では、高電圧印加手段２０のスイッチング用集積回路ＩＣ１およびＩＣ２に所定時間幅ＴＷのパルス信号（駆動パルス）ＰＳを所定周期で与える。この例では、図２（ａ）に示すように、オン期間Ｔonとオフ期間Ｔoff とが等しいデューティ比５０％の駆動パルスＰＳをスイッチング用集積回路ＩＣ１およびＩＣ２に与える。なお、この実施の形態において、スイッチング用集積回路ＩＣ１およびＩＣ２は、「４９４」タイプのスイッチングコントロールＩＣを用いている。
【００３２】
〔駆動パルスＰＳが「Ｈ」レベルとなった場合〕
高電圧印加手段２０において、駆動パルスＰＳが「Ｈ」レベルとなると（図２（ａ）：ｔ１点）、トランジスタＱ２がオンとされる。トランジスタＱ２がオンとされると、スイッチング用集積回路ＩＣ２のデッドタイムコントロール端子ｄｃ２が「Ｌ」レベルとなり、スイッチング用集積回路ＩＣ２から高周波スイッチングパルスが出力される。この高周波スイッチングパルスによりトランジスタＱ３がオン、オフされ、トランスＴＲ１の１次巻線に電流が流れ、トランスＴＲ１の２次巻線側に電圧Ｖ１が発生する（図３参照）。この電圧Ｖ１は、コンデンサＣ１によって平滑され、ダイオードＤ１を介してハニカム構造体４の第１の電極８に印加される。すなわち、ハニカム構造体４の第１の電極８に、接地電位（ＧＮＤ）から正方向に立ち上がる正電圧＋Ｖ１が印加される（図２（ｂ）：ｔ１点）。
【００３３】
また、駆動パルスＰＳが「Ｈ」レベルとなると（図２（ａ）：ｔ１点）、スイッチング用集積回路ＩＣ１のデッドタイムコントロール端子ｄｃ１が「Ｈ」レベルとなり、スイッチング用集積回路ＩＣ１からの高周波スイッチングパルスの出力が中断される。これによりトランジスタＱ１がオフとされ、トランスＴＲ２の２次巻線を流れる電流が遮断される。これにより、コンデンサＣ２の蓄積電荷がダイオードＤ２，トランスＴＲ２の２次巻線の経路で放電し、それまでハニカム構造体４の第２の電極９に印加されていた負電圧−Ｖ２（後述）が接地電位（ＧＮＤ）に向かって変化する（図２（ｃ）：ｔ１点）。
【００３４】
ここで、駆動パルスＰＳが「Ｈ」レベルとなった時点、すなわち第１の電極８に正電圧＋Ｖ１を印加する電圧の切換時には、第２の電極９への印加電圧が接地電位（ＧＮＤ）に戻されるまでの間、第１の電極８と第２の電極９との間には正電圧＋Ｖ１と負電圧−Ｖ２との差電圧Ｖ１＋Ｖ２が印加される。この場合、Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖとすると、倍電圧２Ｖが第１の電極８と第２の電極９との間に印加されることになる。
【００３５】
〔駆動パルスＰＳが「Ｌ」レベルとなった場合〕
高電圧印加手段２０において、駆動パルスＰＳが「Ｌ」レベルとなると（図２（ａ）：ｔ２点）、スイッチング用集積回路ＩＣ１のデッドタイムコントロール端子ｄｃ１が「Ｌ」レベルとなり、スイッチング用集積回路ＩＣ１から高周波スイッチングパルスが出力される。この高周波スイッチングパルスが出力によりトランジスタＱ１が高周波スイッチングパルスの出力を行い、トランジスタＱ１がオン、オフされ、トランスＴＲ２の１次巻線に電流が流れ、トランスＴＲ２の２次巻線側に電圧Ｖ２が発生する（図４参照）。この電圧Ｖ２は、コンデンサＣ１によって平滑され、ダイオードＤ２を介してハニカム構造体４の第２の電極９に印加される。すなわち、ハニカム構造体４の第２の電極９に、接地電位（ＧＮＤ）から負方向に立ち下がる負電圧−Ｖ２が印加される（図２（ｃ）：ｔ２点）。
【００３６】
また、駆動パルスＰＳが「Ｌ」レベルとなると（図２（ａ）：ｔ２点）、トランジスタＱ２がオフとされる。トランジスタＱ２がオフとされると、スイッチング用集積回路ＩＣ２のデッドタイムコントロール端子ｄｃ２が「Ｈ」レベルとなり、スイッチング用集積回路ＩＣ２からの高周波スイッチングパルスの出力が中断される。これによりトランジスタＱ３がオフとされ、トランスＴＲ１の２次巻線を流れる電流が遮断される。これにより、コンデンサＣ１の蓄積電荷がトランスＴＲ１の２次巻線，ダイオードＤ１の経路で放電し、それまでハニカム構造体４の第１の電極８に印加されていた正電圧＋Ｖ１が接地電位（ＧＮＤ）に向かって変化する（図２（ｂ）：ｔ２点）。
【００３７】
ここで、駆動パルスＰＳが「Ｌ」レベルとなった時点、すなわち 第２の電極９に負電圧−Ｖ２を印加する電圧の切換時には、第１の電極８への印加電圧が接地電位（ＧＮＤ）に戻されるまでの間、第１の電極８と第２の電極９との間には正電圧＋Ｖ１と負電圧−Ｖ２との差電圧Ｖ１＋Ｖ２が印加される。この場合、Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖとすると、倍電圧２Ｖが第１の電極８と第２の電極９との間に印加されることになる。
【００３８】
このようにして、本実施の形態では、第１の電極８と第２の電極９との間に周期的に正電圧＋Ｖ１と負電圧−Ｖ２との差電圧Ｖ１＋Ｖ２が印加され、この差電圧Ｖ１＋Ｖ２を例えば数ｋＶ〜数１０ｋＶの高電圧とすることにより、ハニカム構造体４の貫通孔４ａにプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解されるものとなる。
【００３９】
以上の説明から分かるように、本実施の形態によれば、正電圧＋Ｖ１や負電圧−Ｖ２が低電圧であっても、第１の電極８と第２の電極９との間に印加される差電圧Ｖ１＋Ｖ２が高電圧となり、大容量の高電圧電源を用いなくても、高いガス処理能力を得ることが可能となる。
【００４０】
また、本実施の形態において、差電圧Ｖ１＋Ｖ２を印加した後、次の周期で差電圧Ｖ１＋Ｖ２を印加するまでの期間を高電圧の休止期間とすれば、この高電圧の期間中にハニカム構造体４に処理対象ガスを吸着させ、高電圧（差電圧Ｖ１＋Ｖ２）の印加中に、休止期間中に吸着された分も含めて処理対象ガスをハニカム構造体４で分解処理するようにして、ガス処理を効率的に行わせることができるようになる。
【００４１】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、ダクト１内にハニカム構造体４を１つしか配置しなかったが、ダクト１内にハニカム構造体４を複数配置するようにしてもよい。
【００４２】
図５にダクト１内にハニカム構造体４を複数配置した例（実施の形態２）を示す。この実施の形態２では、ダクト１内にダクト１の入口から出口へ向かう方向に沿って所定の間隔Ｇ（Ｇ１，Ｇ２）を設けてハニカム構造体４（４−１〜４−３）を配置し、このハニカム構造体４のうち最も上流に配置されるハニカム構造体４−１の上流側に第１の電極（上流側電極）８を、最も下流に配置されるハニカム構造体４−３の下流側に第２の電極（下流側電極）９を配置し、上流側電極８を導線１６によって高電圧印加手段２０の正電圧供給端子Ｔ１に接続し、下流側電極９を導線１７によって高電圧印加手段２０の負電圧供給端子Ｔ２に接続するようにしている。高電圧印加手段２０は実施の形態１で使用したものと同じである。
【００４３】
この実施の形態２において、各ハニカム構造体４の単位面積当たりの貫通孔４ａの数は等しくされている。すなわち、ハニカム構造体４−１〜４−３として、単位面積当たりの貫通孔４ａの数が等しい同一種類のハニカム構造体４を使用している。また、ハニカム構造体４−１と４−２との間の間隔Ｇ１と、ハニカム構造体４−２と４−３との間の間隔Ｇ２とは等しく、例えば０．５ｍｍ〜数ｍｍとされている。これにより、ハニカム構造体４−１と４−２との間に空気層１２−１が形成され、ハニカム構造体４−２と４−３との間に空気層１２−２が形成されている。以下、空気層１２（１２−１，１２−２）を空間ギャップと呼ぶ。
【００４４】
このガス処理装置においても、高電圧印加手段２０のトランジスタＱ１およびＱ２のベースに駆動パルスＰＳを与える。これにより、実施の形態１と同様にして、上流側電極（第１の電極）８と下流側電極（第２の電極）９との間に周期的に正電圧＋Ｖ１と負電圧−Ｖ２との差電圧Ｖ１＋Ｖ２が印加される。この差電圧Ｖ１＋Ｖ２の印加により、ハニカム構造体４の貫通孔４ａおよびハニカム構造体４間の空間ギャップ１２にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００４５】
このガス処理装置において、プラズマはハニカム構造体４の貫通孔４ａだけではなく、ハニカム構造体４間の空間ギャップ１２にも発生する。このため、貫通孔４ａ内での有害ガスの分子分解効果に加え、ハニカム構造体４間の空間ギャップ１２での有害ガスの分子分解効果が加わり、さらにこの貫通孔４ａ内での分子分解効果とハニカム構造体４間の空間ギャップ１２での分子分解効果との相乗効果により、有害ガスの無害な物質への分解が促進され、ガス処理能力が高まる。
【００４６】
また、このガス処理装置において、ハニカム構造体４間の空間ギャップ１２には、対向する貫通孔４ａの縁面から電界が広がって、均一なプラズマが大量に発生する。これにより、貫通孔４ａ内に発生するプラズマのばらつきによる影響が小さくなり、ガス処理能力が安定する。
【００４７】
また、このガス処理装置において、ハニカム構造体４間には空気層である空間ギャップ１２が設けられるので、この空間ギャップ１２により上流側電極８と下流側電極９との間のインピーダンスが安定し、ハニカム構造体の吸湿・乾燥によるインピーダンス変化に対して流れる電流の変化が小さくなる。これにより、上流側電極８と下流側電極９との間に加わる高電圧値の変化が小さくなり、専用に設計された特殊な高電圧電源を使用する必要がなくなる。
【００４８】
また、このガス処理装置において、電極は上流側電極８と下流側電極９の２個の電極のみでよく、ハニカム構造体４毎に電極を配置する必要がない。これにより、部品点数が削減され、構造が簡単となり、組立工数も少なくて済み、コストダウンが図られる。
【００４９】
〔実施の形態３〕
実施の形態２では、ダクト１の入口から出口へ向かう方向に沿って複数のハニカム構造体４をダクト１内に設けるようにしたが、図６に示すように、ダクト１の入口から出口へ向かう方向に対し直交する方向に沿って複数のハニカム構造体４をダクト１内に設けるようにしてもよい。
【００５０】
このようにすると、各ハニカム構造体４がダクト１の入口から出口へ向かう方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置されるので、ダクト１の入口から出口へ向かう方向に沿って配置される場合よりも、処理対象ガスＧＳが各ハニカム構造体４の貫通孔４ａやハニカム構造体４間の空間ギャップ１２でプラズマに晒される時間が長くなる。これにより、ガス分解が行われる機会が多くなり、ガス処理能力が向上し、高速流におけるガス処理能力の低下を防ぐことが可能となる。
【００５１】
〔実施の形態４〕
図７にこの発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態４）の要部を示す。この実施の形態４では、ハニカム構造体４−１と４−２との間に間隔Ｇ１を設けて、ハニカム構造体４−３と４−４との間に間隔Ｇ２を設けて、ハニカム構造体４−１〜４−４をダクト１内に配置している。
【００５２】
また、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−１と４−２を第１のハニカム構造体群４Ａとし、この第１のハニカム構造体群４Ａの両端に位置するハニカム構造体４−１および４−２の外側に、第１の電極として電極８を、第２の電極として電極９を配置している。
【００５３】
同様にして、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−３と４−４を第２のハニカム構造体群４Ｂとし、この第２のハニカム構造体群４Ｂの両端に位置するハニカム構造体４−３および４−３の外側に、第１の電極として電極９を、第２の電極として電極１０を配置している。
【００５４】
なお、この実施の形態４において、電極９は第１のハニカム構造体群４Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極とを兼ねた共通電極とされているが、第１のハニカム構造体群４Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極とを独立した電極とするようにしてもよい。
【００５５】
電極８，９および１０は、処理対象ガスＧＳが通過するように、金属製メッシュとされている。また、この実施の形態４では、電極８および１０を導線１６および１８によって高電圧印加手段２０の正電圧供給端子Ｔ１に接続し、電極９を導線１７によって高電圧印加手段２０の負電圧供給端子Ｔ２に接続するようにしている。高電圧印加手段２０は実施の形態１で使用したものと同じである。
【００５６】
このガス処理装置においても、高電圧印加手段２０のトランジスタＱ１およびＱ２のベースに駆動パルスＰＳを与える。これにより、実施の形態１と同様にして、第１のハニカム構造体群４Ａの第１の電極８と第２の電極９との間および第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極９と第２の電極１０との間に周期的に正電圧＋Ｖ１と負電圧−Ｖ２との差電圧Ｖ１＋Ｖ２が印加される。この差電圧Ｖ１＋Ｖ２の印加により、ハニカム構造体４の貫通孔４ａおよびハニカム構造体４間の空間ギャップ１２にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００５７】
このガス処理装置では、第１のハニカム構造体群４Ａの第１の電極８と第２の電極９との間および第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極９と第２の電極１０との間に差電圧Ｖ１＋Ｖ２を個別に印加しているので、空間ギャップ１２−１，１２−２での電位を安定的に高電界状態に保ち、プラズマを安定して発生させることが可能となる。
【００５８】
なお、このガス処理装置において、第１のハニカム構造体群４Ａおよび第２のハニカム構造体群４Ｂに対して高電圧印加手段２０を個別に設け、第１のハニカム構造体群４Ａに印加する差電圧Ｖ１＋Ｖ２（＝ＶＡ）と第２のハニカム構造体群４Ｂに印加する差電圧Ｖ１＋Ｖ２（＝ＶＢ）とを異なる値とするようにしてもよい。差電圧ＶＡと差電圧ＶＢの値を異ならせるようにすると、第１のハニカム構造体群４Ａと第２のハニカム構造体群４Ｂとでプラズマの発生量を変えて、分解可能な有害ガスの種類を異ならせたりすることが可能となる。
【００５９】
〔実施の形態５〕
図８にこの発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態５）の要部を示す。この実施の形態５では、ハニカム構造体４−１と４−２との間に間隔Ｇ１を設けて、ハニカム構造体４−３と４−４との間に間隔Ｇ２を設けて、ハニカム構造体４−５と４−６との間に間隔Ｇ３を設けて、ハニカム構造体４−１〜４−６をダクト１内に配置している。
【００６０】
また、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−１と４−２を第１のハニカム構造体群４Ａとし、この第１のハニカム構造体群４Ａの両端に位置するハニカム構造体４−１および４−２の外側に、第１の電極として電極８を、第２の電極として電極９を配置している。
【００６１】
同様にして、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−３と４−４を第２のハニカム構造体群４Ｂとし、この第２のハニカム構造体群４Ｂの両端に位置するハニカム構造体４−３および４−３の外側に、第１の電極として電極９を、第２の電極として電極１０を配置している。
【００６２】
同様にして、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−５と４−６を第３のハニカム構造体群４Ｃとし、この第３のハニカム構造体群４Ｃの両端に位置するハニカム構造体４−５および４−６の外側に、第１の電極として電極１０を、第２の電極として電極１１を配置している。
【００６３】
なお、この実施の形態５において、電極９は第１のハニカム構造体群４Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極とを兼ねた共通電極とされているが、第１のハニカム構造体群４Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極とを独立した電極とするようにしてもよい。また、電極１０は第２のハニカム構造体群４Ｂの第２の電極と第３のハニカム構造体群４Ｃの第１の電極とを兼ねた共通電極とされているが、第２のハニカム構造体群４Ｂの第２の電極と第３のハニカム構造体群４Ｃの第１の電極とを独立した電極とするようにしてもよい。
【００６４】
電極８，９，１０および１１は、処理対象ガスＧＳが通過するように、金属製メッシュとされている。また、この実施の形態５では、電極８および１０を導線１６および１８によって高電圧印加手段２０の正電圧供給端子Ｔ１に接続し、電極９および１１を導線１７および１９によって高電圧印加手段２０の負電圧供給端子Ｔ２に接続するようにしている。高電圧印加手段２０は実施の形態１で使用したものと同じである。
【００６５】
このガス処理装置においても、高電圧印加手段２０のトランジスタＱ１およびＱ２のベースに駆動パルスＰＳを与える。これにより、実施の形態１と同様にして、第１のハニカム構造体群４Ａの第１の電極８と第２の電極９との間、第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極９と第２の電極１０との間および第３のハニカム構造体群４Ｃの第１の電極１０と第２の電極１１との間に周期的に正電圧＋Ｖ１と負電圧−Ｖ２との差電圧Ｖ１＋Ｖ２が印加される。この差電圧Ｖ１＋Ｖ２の印加により、ハニカム構造体４の貫通孔４ａおよびハニカム構造体４間の空間ギャップ１２にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００６６】
このガス処理装置では、第１のハニカム構造体群４Ａの第１の電極８と第２の電極９との間、第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極９と第２の電極１０との間および第３のハニカム構造体群４Ｃの第１の電極１０と第２の電極１１との間に差電圧Ｖ１＋Ｖ２を個別に印加しているので、空間ギャップ１２−１，１２−２，１２−３での電位を安定的に高電界状態に保ち、プラズマを安定して発生させることが可能となる。
【００６７】
なお、このガス処理装置において、第１のハニカム構造体群４Ａ、第２のハニカム構造体群４Ｂおよび第３のハニカム構造体群４Ｃに対して高電圧印加手段２０を個別に設け、第１のハニカム構造体群４Ａに印加する差電圧Ｖ１＋Ｖ２（＝ＶＡ）と、第２のハニカム構造体群４Ｂに印加する差電圧Ｖ１＋Ｖ２（＝ＶＢ）と、第３のハニカム構造体群４Ｃに印加する差電圧Ｖ１＋Ｖ２（＝ＶＣ）とを異なる値とするようにしてもよい。差電圧ＶＡと差電圧ＶＢと差電圧ＶＣの値を異ならせるようにすると、第１のハニカム構造体群４Ａと第２のハニカム構造体群４Ｂと第３のハニカム構造体群４Ｃとでプラズマの発生量を変えて、分解可能な有害ガスの種類を異ならせたりすることが可能となる。
【００６８】
なお、上述した実施の形態２〜５では、ハニカム構造体４（４−１〜４−６）の単位面積当たりの貫通孔４ａの数を等しくしているが、ハニカム構造体（４−１〜４−６）の単位面積当たりの貫通孔４ａの数を選択的に異ならせるようにしてもよい。
【００６９】
例えば、図７に示した構成において、ハニカム構造体４−１，４−２については単位面積当たりの貫通孔４ａの数を少なし、ハニカム構造体４−３，４−４については単位面積当たりの貫通孔４ａの数を多くするようにしたり、ハニカム構造体４−１，４−２，４−３，４−４の順で単位面積当たりの貫通孔４ａの数を多くするなどとしてもよい。
【００７０】
ハニカム構造体４−１，４−２，４−３，４−４の順で単位面積当たりの貫通孔４ａの数を多くすると、ハニカム構造体４−１，４−２，４−３，４−４の順でプラズマの発生量が大きくなり、各ハニカム構造体４で分解可能な有害ガスの種類を異ならせることが可能となる。
【００７１】
例えば、その分子が持つエネルギー準位が順に高い有害ガスＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが処理対象ガスＧＳに含まれていたものとした場合、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスＡをハニカム構造体４−１で分解し、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスＢをハニカム構造体４−２で分解し、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスＣをハニカム構造体４−３で分解し、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスＤをハニカム構造体４−４で分解するなど、各ハニカム構造体４で分解可能な有害ガスの種類を異ならせることができる。
【００７２】
この場合、ハニカム構造体４−２での有害ガスＢの分解に際し、ハニカム構造体４−１によって分解しきれなかった有害ガスＡの分解が行われ、ハニカム構造体４−３での有害ガスＣの分解に際し、ハニカム構造体４−１，４−２で分解しきれなかった有害ガスＡ，Ｂの分解が行われ、ハニカム構造体４−４での有害ガスＤの分解に際し、ハニカム構造体４−１，４−２，４−３で分解しきれなかった有害ガスＡ，Ｂ，Ｃの分解が行われる。
【００７３】
このような方法とすると、１つのハニカム構造体４で全ての有害ガスＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの分解を行うようにした場合よりも、有害ガスの分解に際して発生する副生成物（例えば、オゾン）の発生量を少なくすることができる。
【００７４】
また、上述した実施の形態２〜５ではハニカム構造体４間の間隔Ｇ（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）を等しくしているが、異ならせるようにしてもよい。例えば、図８に示した構成において、ハニカム構造体４間の間隔Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を異ならせると、空間ギャップ１２−１，１２−２，１２−３でのプラズマの発生量が異なるものとなり、ハニカム構造体４−１〜４−６の単位面積当たりの貫通孔４ａの数を選択的に異ならせた場合と同様の作用・効果を得ることができる。この場合、ハニカム構造体４−１〜４−６を単位面積当たりの貫通孔４ａの数が等しい同一種類のハニカム構造体とすることができるので、部品の種類を増やさずに済む。
【００７５】
また、上述した実施の形態１〜５において、ハニカム構造体４はオゾンを分解する触媒機能を備えたものとしてもよく、例えば、図７に示した構成において、ハニカム構造体４−４の下流位置にオゾンを分解する触媒を設けるようにしてもよい。
【００７６】
また、上述した実施の形態２，３（図５，図６）において、ハニカム構造体４の数は、２つ以上あれば、幾つあっても構わない。また、上述した実施の形態４（図７）において、ハニカム構造体４の数は、２つ以上のハニカム構造体群を形成することができればよく、幾つあっても構わない。実施の形態５（図８）では、実施の形態４の変形例として、ハニカム構造体群を３つ設けた例を示している。
【００７７】
また、上述した実施の形態１〜５において、副生成物としてオゾンを大量に発生させ、オゾン発生器として転用するようにしてもよい。
また、上述した実施の形態１〜５において、ハニカム構造体４には貫通孔４ａが蜂の巣状に設けられているが、多数の貫通孔４ａが設けられていればよく、蜂の巣状に限られるものではない。
【００７８】
なお、本ガス処理装置は、燃料電池等に用いられる水素を効率的に生成する目的で、炭化水素類等から水素含有ガスを生成する、いわゆる改質にも適用することができる。例えばオクタン（ガソリンの平均分子量に比較的近い物質）Ｃ8Ｈ18の場合は、本ガス処理装置に供給すると下記（１）式で示される化学反応が促進され、その結果水素ガスを効率よく生成することができる。
Ｃ8Ｈ18＋８Ｈ2Ｏ＋４（Ｏ2＋４Ｎ2）→８ＣＯ2＋１７Ｈ2＋１６Ｎ2・・・・（１）
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。
【図２】このガス処理装置における駆動パルスＰＳおよびこの駆動パルスに従うハニカム構造体の電極への印加電圧の変化を示すタイムチャートである。
【図３】駆動パルスＰＳが「Ｈ」レベルとなった時のハニカム構造体の電極間への高電圧の印加状況を説明する図である。
【図４】駆動パルスＰＳが「Ｌ」レベルとなった時のハニカム構造体の電極間への高電圧の印加状況を説明する図である。
【図５】本発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態２）の要部を示す図である。
【図６】本発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態３）の要部を示す図である。
【図７】本発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態４）の要部を示す図である。
【図８】本発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態５）の要部を示す図である。
【図９】放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…ダクト（通風路）、４（４−１〜４−６）…ハニカム構造体、４ａ…貫通孔（セル）、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…ハニカム構造体群、８〜１１…電極、１２（１２−１〜１２−３）…空間ギャップ、１６〜１９…導線、Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）…間隔、ＧＳ…処理対象ガス、２０…高電圧印加手段、ＴＲ１，ＴＲ２…トランス、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４…ダイオード、Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３…トランジスタ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３…抵抗、Ｔ１…正電圧供給端子、Ｔ２…負電圧供給端子、ＩＣ１，ＩＣ２…スイッチング用集積回路。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、処理対象ガスに含まれる有害ガスを浄化するガス処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気ガス中で高電圧放電を行ってプラズマ状態を作ることで、排気ガスに含まれる有害ガスの浄化を行う技術が知られている。近年、この技術は、脱臭を目的として、工場の排気を浄化する浄化装置や室内の空気を浄化する空気清浄機に応用されつつある。
【０００３】
熱的に非平衡な状態、つまり気体の温度やイオン温度に比べ、電子温度が非常に高い状態のプラズマ（非平衡プラズマ（以下、単にプラズマと言う））は、電子衝突でつくられるイオンやラジカルが常温では起こらない化学反応を促進させるので、有害ガスを効率的に除去あるいは分解することが可能な媒体として有害ガス処理において有用であると考えられている。実用化で肝心なことは、処理時のエネルギーの効率の向上と、プラズマで処理した後に完全に安全な生成物質へと変換されることである。
【０００４】
一般に、大気圧でのプラズマは気体放電や電子ビームなどによって生成される。現在において、適用が考えられているものに、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、フロン、ＣＯ2 ，揮発性有機溶剤（ＶＯＣ）などがある。中でもＮＯｘは車の排ガスなどに含まれているので早急な実用化が必要となっている。
【０００５】
ＮＯｘ除去における放電プラズマ（気体放電によって生成されたプラズマ）内の現象は、電子衝突によって１次的に生成されたイオンやラジカルが最初の反応を起こし、その後の反応を通してＮ2 ，Ｈ2 Ｏ，ＮＨ4 ＮＯ3 などの各粒子に変換されて行くものと考えられている。
【０００６】
また、有害ガスを例えばアセトアルデヒドやホルムアルデヒドとした場合、この有害ガスをプラズマを通すことによって、ＣＯ2 とＨ2 Ｏに変換される。この場合、副生成物として、オゾン（Ｏ3 ）が発生する。
【０００７】
図９に放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する（例えば、特許文献１参照）。同図において、１は処理対象ガス（有害ガスを含む空気）ＧＳが流れるダクト（通風路）であり、ダクト１内には、ダクト１の入口から出口へ向かう方向に沿って放電電極２とアース電極３とが交互に配置され、これら電極２，３間にセルと呼ばれる多数の貫通孔４ａを有するハニカム構造体４が配設されている。貫通孔４ａはハニカム構造体４に蜂の巣状に設けられている。５は高電圧電源である。なお、ハニカム構造体４はセラミックス等の絶縁体で形成されており、特許文献２にもその使用例がある。
【０００８】
放電電極２は、金属製メッシュ、極細ワイヤ、または針状体等で形成されている。各放電電極２は、導線６によって高電圧電源５の＋極に接続されている。アース電極３は、金属性メッシュ等で形成されている。各アース電極３は、導線７によって高電圧電源５の−極に接続されている。
【０００９】
このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１に流し、放電電極２とアース電極３との間に高電圧電源５からの高電圧（数ｋＶ〜数１０ｋＶ）を印加する。これにより、各ハニカム構造体４の貫通孔４ａ内にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１４０５６２号公報
【特許文献２】特開２００１−２７６５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した従来のガス処理装置では、ハニカム構造体４の放電電極２とアース電極３との間に高電圧電源５からの電圧を一定値として常に印加するようにしており、この電圧の値を大きくしなければ高いガス処理能力を得ることができない。このため、高電圧電源５として、絶縁距離を十分確保した大容量の電源を用いなければならず、高価となる。
【００１２】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、大容量の高電圧電源を不要とし、コストダウンを図ることが可能なガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的を達成するために本発明は、通風路内に配置され、通風路内を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する多孔体と、この多孔体の外側の一方および他方に配置される第１および第２の電極と、第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧を第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧を交互に切り換えて印加し多孔体の貫通孔にプラズマを発生させる高電圧印加手段とを設けたものである。
【００１４】
この発明によれば、通風路内に多孔体が配置され、この多孔体の外側の一方および他方に第１の電極および第２の電極が配置され、第１の電極への正電圧（＋Ｖ）の印加と第２の電極への負電圧（−Ｖ）の印加とが交互に行われる。この場合、第１の電極に正電圧（＋Ｖ）が印加されると、それまで負電圧（−Ｖ）が印加されていた第２の電極の電位が接地電位に戻される。また、第２の電極に負電圧（−Ｖ）が印加されると、それまで正電圧（＋Ｖ）が印加されていた第１の電極の電位が接地電位に戻される。
【００１５】
ここで、第１の電極に正電圧（＋Ｖ）を印加する電圧の切換時には、第２の電極への印加電圧が接地電位に戻されるまでの間、第１の電極と第２の電極との間には正電圧（＋Ｖ）と負電圧（−Ｖ）との差電圧（２Ｖ）が印加される。また、第２の電極に負電圧（−Ｖ）を印加する電圧の切換時には、第１の電極への印加電圧が接地電位に戻されるまでの間、第１の電極と第２の電極との間には正電圧（＋Ｖ）と負電圧（−Ｖ）との差電圧（２Ｖ）が印加される。これにより、正電圧（＋Ｖ）や負電圧（−Ｖ）が低電圧であっても、第１の電極と第２の電極との間に印加される差電圧（２Ｖ）が高電圧となり、大容量の高電圧電源を用いなくても、高いガス処理能力を得ることが可能となる。
【００１６】
また、本発明は、通風路内に間隔を設けて配置され、通風路内を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数の多孔体と、複数の多孔体のうち処理対象ガスの通過方向の最も上流に配置される多孔体の上流側に配置される上流側電極と、複数の多孔体のうち処理対象ガスの通過方向の最も下流に配置される多孔体の下流側に配置される下流側電極と、上流側電極および下流側電極の一方を第１の電極、他方を第２の電極とし、第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧を第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧を交互に切り換えて印加し、多孔体の貫通孔および多孔体間の空間にプラズマを発生させる高電圧印加手段とを設けたものである。
【００１７】
この発明によれば、通風路内に間隔を設けて多孔体が配置され、この複数の多孔体のうち最も上流に配置される多孔体の上流側に上流側電極が配置され、最も下流に配置される多孔体の下流側に下流側電極が配置され、上流側電極および下流側電極の一方を第１の電極、他方を第２の電極とし、第１の電極への正電圧（＋Ｖ）の印加と第２の電極への負電圧（−Ｖ）の印加とが交互に行われる。この場合、第１の電極に正電圧（＋Ｖ）が印加されると、それまで負電圧（−Ｖ）が印加されていた第２の電極の電位が接地電位に戻される。また、第２の電極に負電圧（−Ｖ）が印加されると、それまで正電圧（＋Ｖ）が印加されていた第１の電極の電位が接地電位に戻される。
【００１８】
この発明において、プラズマは多孔体の貫通孔だけではなく、多孔体間の空間（空気層）にも発生する。このため、貫通孔内での有害ガスの分子分解効果に加え、多孔体間の空間での有害ガスの分子分解効果が加わり、さらにこの貫通孔内での分子分解効果と多孔体間の空間での分子分解効果との相乗効果により、有害ガスの無害な物質への分解が促進される。また、多孔体間の空間には、均一なプラズマが大量に発生する。
【００１９】
また、この発明において、多孔体間には空気層が設けられるので、上流側電極と下流側電極との間のインピーダンスが安定し、多孔体の吸湿・乾燥によるインピーダンス変化に対して流れる電流の変化が小さくなり、専用に設計された特殊な高電圧電源を使用する必要がなくなる。
また、この発明において、電極は上流側電極と下流側電極の２個の電極のみでよく、多孔体毎に電極を配置する必要がなくなり、部品点数が削減され、構造が簡単となり、組立工数も少なくて済む。
【００２０】
また、本発明は、通風路内に間隔を設けて配置され、通風路内を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数の多孔体と、複数の多孔体のうち隣り合う複数の多孔体を１群の多孔体群とし、これら多孔体群毎にその両端に位置する多孔体の外側に配置された第１および第２の電極と、各多孔体群の第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧を第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧を交互に切り換えて印加し、多孔体の貫通孔および多孔体間の空間にプラズマを発生させる高電圧印加手段とを設けたものである。
【００２１】
例えば、この発明において、複数の多孔体を第１の多孔体群と第２の多孔体群とに分けた場合、第１の多孔体群の両端に位置する多孔体群の外側に第１の電極と第２の電極が配置され、第２の多孔体群の両端に位置する多孔体群の外側に第１の電極と第２の電極が配置され、第１の多孔体群の第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧が第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧が交互に切り換えて印加され、第２の多孔体群の第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧が第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧が交互に切り換えて印加される。
【００２２】
なお、この場合、第１の多孔体群に対して配置する第１の電極および第２の電極と、第２の多孔体群に対して配置する第１の電極および第２の電極とが存在することになるが、第１の多孔体群に対して配置する第２の電極と第２の多孔体群に対して配置する第１の電極とを共通電極とするなどとしてもよい。
また、本発明において、多孔体は、処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有していればよく、その貫通孔は必ずしも蜂の巣状に設けられていなくてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、第１の電極に正電圧を印加する電圧の切換時には、第１の電極と第２の電極との間に正電圧と負電圧との差電圧が印加され、第２の電極に負電圧を印加する電圧の切換時には、第１の電極と第２の電極との間に正電圧と負電圧との差電圧が印加されるものとなり、正電圧や負電圧が低電圧であっても差電圧を高電圧として、大容量の高電圧電源を用いなくても、高いガス処理能力を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。同図において、図９と同一符号は図９を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
【００２５】
この実施の形態１では、ダクト１内にハニカム構造体４を配置し、このハニカム構造体４の外側の一方および他方に第１の電極８および第２の電極９を配置し、第１の電極８を導線１６によって高電圧印加手段２０の正電圧供給端子Ｔ１に接続し、第２の電極９を導線１７によって高電圧印加手段２０の負電圧供給端子Ｔ２に接続している。
【００２６】
ハニカム構造体４は、セラミックス等の絶縁体で形成されており、処理対象ガスＧＳが通過する多数の貫通孔（セル）４ａを有している。第１の電極８および第２の電極９は、処理対象ガスＧＳが通過するように、金属製メッシュとされている。
【００２７】
高電圧印加手段２０は、トランスＴＲ１，ＴＲ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、スイッチング用集積回路ＩＣ１，ＩＣ２を備えている。高電圧印加手段２０において、トランジスタＱ１のコレクタはトランスＴＲ２の１次巻線の一端に接続され、トランジスタＱ１のエミッタは接地されている。トランスＴＲ２の１次巻線の他端には電源電圧Ｖｃが印加されている。
【００２８】
また、高電圧印加手段２０において、トランジスタＱ２のコレクタは抵抗Ｒ１を介して高電位電源に接続され、トランジスタＱ２のエミッタは接地されている。トランジスタＱ３のコレクタはトランスＴＲ１の１次巻線の一端に接続され、トランジスタＱ３のエミッタは接地されている。トランスＴＲ１の１次巻線の他端には電源電圧Ｖｃが印加されている。トランジスタＱ３のベースはスイッチング用集積回路ＩＣ２を介しトランジスタＱ２のコレクタと抵抗Ｒ１との接続点に接続され、スイッチング用集積回路ＩＣ２とトランジスタＱ３のベースとの接続ラインには抵抗Ｒ３を介して高電位電源が接続されている。また、トランジスタＱ１のベースはスイッチング用集積回路ＩＣ１を介しトランジスタＱ２のベースに接続され、スイッチング用集積回路ＩＣ１とトランジスタＱ１のベースとの接続ラインには抵抗Ｒ２を介して高電位電源が接続されている。
【００２９】
また、高電圧印加手段２０において、トランスＴＲ１の２次巻線の一端と正電圧供給端子Ｔ１との間には、そのカソードを正電圧供給端子Ｔ１側としてダイオードＤ１が接続されており、ダイオードＤ１のカソードとトランスＴＲ１の２次巻線の他端との間にはコンデンサＣ１が接続されている。コンデンサＣ１とトランスＴＲ１の２次巻線の他端との接続ラインは接地されている。更に、トランスＴＲ１の非動作時の電圧降下防止用のダイオードＤ３が、そのカソードをダイオードＤ１のカソード側に向けて、そのアノードを接地側に向けて、コンデンサＣ１と並列に接続されている。
【００３０】
また、高電圧印加手段２０において、トランスＴＲ２の２次巻線の一端と負電圧供給端子Ｔ２との間には、そのアノードを負電圧供給端子Ｔ２側としてダイオードＤ２が接続されており、ダイオードＤ２のアノードとトランスＴＲ２の２次巻線の他端との間にはコンデンサＣ２が接続されている。コンデンサＣ２とトランスＴＲ２の２次巻線の他端との接続ラインは接地されている。更に、トランスＴＲ２の非動作時の電圧降下防止用のダイオードＤ４が、そのアノードをダイオードＤ２のアノード側に向けて、そのカソードを接地側に向けて、コンデンサＣ２と並列に接続されている。
【００３１】
このガス処理装置では、高電圧印加手段２０のスイッチング用集積回路ＩＣ１およびＩＣ２に所定時間幅ＴＷのパルス信号（駆動パルス）ＰＳを所定周期で与える。この例では、図２（ａ）に示すように、オン期間Ｔonとオフ期間Ｔoff とが等しいデューティ比５０％の駆動パルスＰＳをスイッチング用集積回路ＩＣ１およびＩＣ２に与える。なお、この実施の形態において、スイッチング用集積回路ＩＣ１およびＩＣ２は、「４９４」タイプのスイッチングコントロールＩＣを用いている。
【００３２】
〔駆動パルスＰＳが「Ｈ」レベルとなった場合〕
高電圧印加手段２０において、駆動パルスＰＳが「Ｈ」レベルとなると（図２（ａ）：ｔ１点）、トランジスタＱ２がオンとされる。トランジスタＱ２がオンとされると、スイッチング用集積回路ＩＣ２のデッドタイムコントロール端子ｄｃ２が「Ｌ」レベルとなり、スイッチング用集積回路ＩＣ２から高周波スイッチングパルスが出力される。この高周波スイッチングパルスによりトランジスタＱ３がオン、オフされ、トランスＴＲ１の１次巻線に電流が流れ、トランスＴＲ１の２次巻線側に電圧Ｖ１が発生する（図３参照）。この電圧Ｖ１は、コンデンサＣ１によって平滑され、ダイオードＤ１を介してハニカム構造体４の第１の電極８に印加される。すなわち、ハニカム構造体４の第１の電極８に、接地電位（ＧＮＤ）から正方向に立ち上がる正電圧＋Ｖ１が印加される（図２（ｂ）：ｔ１点）。
【００３３】
また、駆動パルスＰＳが「Ｈ」レベルとなると（図２（ａ）：ｔ１点）、スイッチング用集積回路ＩＣ１のデッドタイムコントロール端子ｄｃ１が「Ｈ」レベルとなり、スイッチング用集積回路ＩＣ１からの高周波スイッチングパルスの出力が中断される。これによりトランジスタＱ１がオフとされ、トランスＴＲ２の２次巻線を流れる電流が遮断される。これにより、コンデンサＣ２の蓄積電荷がダイオードＤ２，トランスＴＲ２の２次巻線の経路で放電し、それまでハニカム構造体４の第２の電極９に印加されていた負電圧−Ｖ２（後述）が接地電位（ＧＮＤ）に向かって変化する（図２（ｃ）：ｔ１点）。
【００３４】
ここで、駆動パルスＰＳが「Ｈ」レベルとなった時点、すなわち第１の電極８に正電圧＋Ｖ１を印加する電圧の切換時には、第２の電極９への印加電圧が接地電位（ＧＮＤ）に戻されるまでの間、第１の電極８と第２の電極９との間には正電圧＋Ｖ１と負電圧−Ｖ２との差電圧Ｖ１＋Ｖ２が印加される。この場合、Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖとすると、倍電圧２Ｖが第１の電極８と第２の電極９との間に印加されることになる。
【００３５】
〔駆動パルスＰＳが「Ｌ」レベルとなった場合〕
高電圧印加手段２０において、駆動パルスＰＳが「Ｌ」レベルとなると（図２（ａ）：ｔ２点）、スイッチング用集積回路ＩＣ１のデッドタイムコントロール端子ｄｃ１が「Ｌ」レベルとなり、スイッチング用集積回路ＩＣ１から高周波スイッチングパルスが出力される。この高周波スイッチングパルスが出力によりトランジスタＱ１が高周波スイッチングパルスの出力を行い、トランジスタＱ１がオン、オフされ、トランスＴＲ２の１次巻線に電流が流れ、トランスＴＲ２の２次巻線側に電圧Ｖ２が発生する（図４参照）。この電圧Ｖ２は、コンデンサＣ１によって平滑され、ダイオードＤ２を介してハニカム構造体４の第２の電極９に印加される。すなわち、ハニカム構造体４の第２の電極９に、接地電位（ＧＮＤ）から負方向に立ち下がる負電圧−Ｖ２が印加される（図２（ｃ）：ｔ２点）。
【００３６】
また、駆動パルスＰＳが「Ｌ」レベルとなると（図２（ａ）：ｔ２点）、トランジスタＱ２がオフとされる。トランジスタＱ２がオフとされると、スイッチング用集積回路ＩＣ２のデッドタイムコントロール端子ｄｃ２が「Ｈ」レベルとなり、スイッチング用集積回路ＩＣ２からの高周波スイッチングパルスの出力が中断される。これによりトランジスタＱ３がオフとされ、トランスＴＲ１の２次巻線を流れる電流が遮断される。これにより、コンデンサＣ１の蓄積電荷がトランスＴＲ１の２次巻線，ダイオードＤ１の経路で放電し、それまでハニカム構造体４の第１の電極８に印加されていた正電圧＋Ｖ１が接地電位（ＧＮＤ）に向かって変化する（図２（ｂ）：ｔ２点）。
【００３７】
ここで、駆動パルスＰＳが「Ｌ」レベルとなった時点、すなわち 第２の電極９に負電圧−Ｖ２を印加する電圧の切換時には、第１の電極８への印加電圧が接地電位（ＧＮＤ）に戻されるまでの間、第１の電極８と第２の電極９との間には正電圧＋Ｖ１と負電圧−Ｖ２との差電圧Ｖ１＋Ｖ２が印加される。この場合、Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖとすると、倍電圧２Ｖが第１の電極８と第２の電極９との間に印加されることになる。
【００３８】
このようにして、本実施の形態では、第１の電極８と第２の電極９との間に周期的に正電圧＋Ｖ１と負電圧−Ｖ２との差電圧Ｖ１＋Ｖ２が印加され、この差電圧Ｖ１＋Ｖ２を例えば数ｋＶ〜数１０ｋＶの高電圧とすることにより、ハニカム構造体４の貫通孔４ａにプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解されるものとなる。
【００３９】
以上の説明から分かるように、本実施の形態によれば、正電圧＋Ｖ１や負電圧−Ｖ２が低電圧であっても、第１の電極８と第２の電極９との間に印加される差電圧Ｖ１＋Ｖ２が高電圧となり、大容量の高電圧電源を用いなくても、高いガス処理能力を得ることが可能となる。
【００４０】
また、本実施の形態において、差電圧Ｖ１＋Ｖ２を印加した後、次の周期で差電圧Ｖ１＋Ｖ２を印加するまでの期間を高電圧の休止期間とすれば、この高電圧の期間中にハニカム構造体４に処理対象ガスを吸着させ、高電圧（差電圧Ｖ１＋Ｖ２）の印加中に、休止期間中に吸着された分も含めて処理対象ガスをハニカム構造体４で分解処理するようにして、ガス処理を効率的に行わせることができるようになる。
【００４１】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、ダクト１内にハニカム構造体４を１つしか配置しなかったが、ダクト１内にハニカム構造体４を複数配置するようにしてもよい。
【００４２】
図５にダクト１内にハニカム構造体４を複数配置した例（実施の形態２）を示す。この実施の形態２では、ダクト１内にダクト１の入口から出口へ向かう方向に沿って所定の間隔Ｇ（Ｇ１，Ｇ２）を設けてハニカム構造体４（４−１〜４−３）を配置し、このハニカム構造体４のうち最も上流に配置されるハニカム構造体４−１の上流側に第１の電極（上流側電極）８を、最も下流に配置されるハニカム構造体４−３の下流側に第２の電極（下流側電極）９を配置し、上流側電極８を導線１６によって高電圧印加手段２０の正電圧供給端子Ｔ１に接続し、下流側電極９を導線１７によって高電圧印加手段２０の負電圧供給端子Ｔ２に接続するようにしている。高電圧印加手段２０は実施の形態１で使用したものと同じである。
【００４３】
この実施の形態２において、各ハニカム構造体４の単位面積当たりの貫通孔４ａの数は等しくされている。すなわち、ハニカム構造体４−１〜４−３として、単位面積当たりの貫通孔４ａの数が等しい同一種類のハニカム構造体４を使用している。また、ハニカム構造体４−１と４−２との間の間隔Ｇ１と、ハニカム構造体４−２と４−３との間の間隔Ｇ２とは等しく、例えば０．５ｍｍ〜数ｍｍとされている。これにより、ハニカム構造体４−１と４−２との間に空気層１２−１が形成され、ハニカム構造体４−２と４−３との間に空気層１２−２が形成されている。以下、空気層１２（１２−１，１２−２）を空間ギャップと呼ぶ。
【００４４】
このガス処理装置においても、高電圧印加手段２０のトランジスタＱ１およびＱ２のベースに駆動パルスＰＳを与える。これにより、実施の形態１と同様にして、上流側電極（第１の電極）８と下流側電極（第２の電極）９との間に周期的に正電圧＋Ｖ１と負電圧−Ｖ２との差電圧Ｖ１＋Ｖ２が印加される。この差電圧Ｖ１＋Ｖ２の印加により、ハニカム構造体４の貫通孔４ａおよびハニカム構造体４間の空間ギャップ１２にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００４５】
このガス処理装置において、プラズマはハニカム構造体４の貫通孔４ａだけではなく、ハニカム構造体４間の空間ギャップ１２にも発生する。このため、貫通孔４ａ内での有害ガスの分子分解効果に加え、ハニカム構造体４間の空間ギャップ１２での有害ガスの分子分解効果が加わり、さらにこの貫通孔４ａ内での分子分解効果とハニカム構造体４間の空間ギャップ１２での分子分解効果との相乗効果により、有害ガスの無害な物質への分解が促進され、ガス処理能力が高まる。
【００４６】
また、このガス処理装置において、ハニカム構造体４間の空間ギャップ１２には、対向する貫通孔４ａの縁面から電界が広がって、均一なプラズマが大量に発生する。これにより、貫通孔４ａ内に発生するプラズマのばらつきによる影響が小さくなり、ガス処理能力が安定する。
【００４７】
また、このガス処理装置において、ハニカム構造体４間には空気層である空間ギャップ１２が設けられるので、この空間ギャップ１２により上流側電極８と下流側電極９との間のインピーダンスが安定し、ハニカム構造体の吸湿・乾燥によるインピーダンス変化に対して流れる電流の変化が小さくなる。これにより、上流側電極８と下流側電極９との間に加わる高電圧値の変化が小さくなり、専用に設計された特殊な高電圧電源を使用する必要がなくなる。
【００４８】
また、このガス処理装置において、電極は上流側電極８と下流側電極９の２個の電極のみでよく、ハニカム構造体４毎に電極を配置する必要がない。これにより、部品点数が削減され、構造が簡単となり、組立工数も少なくて済み、コストダウンが図られる。
【００４９】
〔実施の形態３〕
実施の形態２では、ダクト１の入口から出口へ向かう方向に沿って複数のハニカム構造体４をダクト１内に設けるようにしたが、図６に示すように、ダクト１の入口から出口へ向かう方向に対し直交する方向に沿って複数のハニカム構造体４をダクト１内に設けるようにしてもよい。
【００５０】
このようにすると、各ハニカム構造体４がダクト１の入口から出口へ向かう方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置されるので、ダクト１の入口から出口へ向かう方向に沿って配置される場合よりも、処理対象ガスＧＳが各ハニカム構造体４の貫通孔４ａやハニカム構造体４間の空間ギャップ１２でプラズマに晒される時間が長くなる。これにより、ガス分解が行われる機会が多くなり、ガス処理能力が向上し、高速流におけるガス処理能力の低下を防ぐことが可能となる。
【００５１】
〔実施の形態４〕
図７にこの発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態４）の要部を示す。この実施の形態４では、ハニカム構造体４−１と４−２との間に間隔Ｇ１を設けて、ハニカム構造体４−３と４−４との間に間隔Ｇ２を設けて、ハニカム構造体４−１〜４−４をダクト１内に配置している。
【００５２】
また、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−１と４−２を第１のハニカム構造体群４Ａとし、この第１のハニカム構造体群４Ａの両端に位置するハニカム構造体４−１および４−２の外側に、第１の電極として電極８を、第２の電極として電極９を配置している。
【００５３】
同様にして、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−３と４−４を第２のハニカム構造体群４Ｂとし、この第２のハニカム構造体群４Ｂの両端に位置するハニカム構造体４−３および４−３の外側に、第１の電極として電極９を、第２の電極として電極１０を配置している。
【００５４】
なお、この実施の形態４において、電極９は第１のハニカム構造体群４Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極とを兼ねた共通電極とされているが、第１のハニカム構造体群４Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極とを独立した電極とするようにしてもよい。
【００５５】
電極８，９および１０は、処理対象ガスＧＳが通過するように、金属製メッシュとされている。また、この実施の形態４では、電極８および１０を導線１６および１８によって高電圧印加手段２０の正電圧供給端子Ｔ１に接続し、電極９を導線１７によって高電圧印加手段２０の負電圧供給端子Ｔ２に接続するようにしている。高電圧印加手段２０は実施の形態１で使用したものと同じである。
【００５６】
このガス処理装置においても、高電圧印加手段２０のトランジスタＱ１およびＱ２のベースに駆動パルスＰＳを与える。これにより、実施の形態１と同様にして、第１のハニカム構造体群４Ａの第１の電極８と第２の電極９との間および第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極９と第２の電極１０との間に周期的に正電圧＋Ｖ１と負電圧−Ｖ２との差電圧Ｖ１＋Ｖ２が印加される。この差電圧Ｖ１＋Ｖ２の印加により、ハニカム構造体４の貫通孔４ａおよびハニカム構造体４間の空間ギャップ１２にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００５７】
このガス処理装置では、第１のハニカム構造体群４Ａの第１の電極８と第２の電極９との間および第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極９と第２の電極１０との間に差電圧Ｖ１＋Ｖ２を個別に印加しているので、空間ギャップ１２−１，１２−２での電位を安定的に高電界状態に保ち、プラズマを安定して発生させることが可能となる。
【００５８】
なお、このガス処理装置において、第１のハニカム構造体群４Ａおよび第２のハニカム構造体群４Ｂに対して高電圧印加手段２０を個別に設け、第１のハニカム構造体群４Ａに印加する差電圧Ｖ１＋Ｖ２（＝ＶＡ）と第２のハニカム構造体群４Ｂに印加する差電圧Ｖ１＋Ｖ２（＝ＶＢ）とを異なる値とするようにしてもよい。差電圧ＶＡと差電圧ＶＢの値を異ならせるようにすると、第１のハニカム構造体群４Ａと第２のハニカム構造体群４Ｂとでプラズマの発生量を変えて、分解可能な有害ガスの種類を異ならせたりすることが可能となる。
【００５９】
〔実施の形態５〕
図８にこの発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態５）の要部を示す。この実施の形態５では、ハニカム構造体４−１と４−２との間に間隔Ｇ１を設けて、ハニカム構造体４−３と４−４との間に間隔Ｇ２を設けて、ハニカム構造体４−５と４−６との間に間隔Ｇ３を設けて、ハニカム構造体４−１〜４−６をダクト１内に配置している。
【００６０】
また、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−１と４−２を第１のハニカム構造体群４Ａとし、この第１のハニカム構造体群４Ａの両端に位置するハニカム構造体４−１および４−２の外側に、第１の電極として電極８を、第２の電極として電極９を配置している。
【００６１】
同様にして、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−３と４−４を第２のハニカム構造体群４Ｂとし、この第２のハニカム構造体群４Ｂの両端に位置するハニカム構造体４−３および４−３の外側に、第１の電極として電極９を、第２の電極として電極１０を配置している。
【００６２】
同様にして、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−５と４−６を第３のハニカム構造体群４Ｃとし、この第３のハニカム構造体群４Ｃの両端に位置するハニカム構造体４−５および４−６の外側に、第１の電極として電極１０を、第２の電極として電極１１を配置している。
【００６３】
なお、この実施の形態５において、電極９は第１のハニカム構造体群４Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極とを兼ねた共通電極とされているが、第１のハニカム構造体群４Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極とを独立した電極とするようにしてもよい。また、電極１０は第２のハニカム構造体群４Ｂの第２の電極と第３のハニカム構造体群４Ｃの第１の電極とを兼ねた共通電極とされているが、第２のハニカム構造体群４Ｂの第２の電極と第３のハニカム構造体群４Ｃの第１の電極とを独立した電極とするようにしてもよい。
【００６４】
電極８，９，１０および１１は、処理対象ガスＧＳが通過するように、金属製メッシュとされている。また、この実施の形態５では、電極８および１０を導線１６および１８によって高電圧印加手段２０の正電圧供給端子Ｔ１に接続し、電極９および１１を導線１７および１９によって高電圧印加手段２０の負電圧供給端子Ｔ２に接続するようにしている。高電圧印加手段２０は実施の形態１で使用したものと同じである。
【００６５】
このガス処理装置においても、高電圧印加手段２０のトランジスタＱ１およびＱ２のベースに駆動パルスＰＳを与える。これにより、実施の形態１と同様にして、第１のハニカム構造体群４Ａの第１の電極８と第２の電極９との間、第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極９と第２の電極１０との間および第３のハニカム構造体群４Ｃの第１の電極１０と第２の電極１１との間に周期的に正電圧＋Ｖ１と負電圧−Ｖ２との差電圧Ｖ１＋Ｖ２が印加される。この差電圧Ｖ１＋Ｖ２の印加により、ハニカム構造体４の貫通孔４ａおよびハニカム構造体４間の空間ギャップ１２にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００６６】
このガス処理装置では、第１のハニカム構造体群４Ａの第１の電極８と第２の電極９との間、第２のハニカム構造体群４Ｂの第１の電極９と第２の電極１０との間および第３のハニカム構造体群４Ｃの第１の電極１０と第２の電極１１との間に差電圧Ｖ１＋Ｖ２を個別に印加しているので、空間ギャップ１２−１，１２−２，１２−３での電位を安定的に高電界状態に保ち、プラズマを安定して発生させることが可能となる。
【００６７】
なお、このガス処理装置において、第１のハニカム構造体群４Ａ、第２のハニカム構造体群４Ｂおよび第３のハニカム構造体群４Ｃに対して高電圧印加手段２０を個別に設け、第１のハニカム構造体群４Ａに印加する差電圧Ｖ１＋Ｖ２（＝ＶＡ）と、第２のハニカム構造体群４Ｂに印加する差電圧Ｖ１＋Ｖ２（＝ＶＢ）と、第３のハニカム構造体群４Ｃに印加する差電圧Ｖ１＋Ｖ２（＝ＶＣ）とを異なる値とするようにしてもよい。差電圧ＶＡと差電圧ＶＢと差電圧ＶＣの値を異ならせるようにすると、第１のハニカム構造体群４Ａと第２のハニカム構造体群４Ｂと第３のハニカム構造体群４Ｃとでプラズマの発生量を変えて、分解可能な有害ガスの種類を異ならせたりすることが可能となる。
【００６８】
なお、上述した実施の形態２〜５では、ハニカム構造体４（４−１〜４−６）の単位面積当たりの貫通孔４ａの数を等しくしているが、ハニカム構造体（４−１〜４−６）の単位面積当たりの貫通孔４ａの数を選択的に異ならせるようにしてもよい。
【００６９】
例えば、図７に示した構成において、ハニカム構造体４−１，４−２については単位面積当たりの貫通孔４ａの数を少なし、ハニカム構造体４−３，４−４については単位面積当たりの貫通孔４ａの数を多くするようにしたり、ハニカム構造体４−１，４−２，４−３，４−４の順で単位面積当たりの貫通孔４ａの数を多くするなどとしてもよい。
【００７０】
ハニカム構造体４−１，４−２，４−３，４−４の順で単位面積当たりの貫通孔４ａの数を多くすると、ハニカム構造体４−１，４−２，４−３，４−４の順でプラズマの発生量が大きくなり、各ハニカム構造体４で分解可能な有害ガスの種類を異ならせることが可能となる。
【００７１】
例えば、その分子が持つエネルギー準位が順に高い有害ガスＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが処理対象ガスＧＳに含まれていたものとした場合、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスＡをハニカム構造体４−１で分解し、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスＢをハニカム構造体４−２で分解し、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスＣをハニカム構造体４−３で分解し、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスＤをハニカム構造体４−４で分解するなど、各ハニカム構造体４で分解可能な有害ガスの種類を異ならせることができる。
【００７２】
この場合、ハニカム構造体４−２での有害ガスＢの分解に際し、ハニカム構造体４−１によって分解しきれなかった有害ガスＡの分解が行われ、ハニカム構造体４−３での有害ガスＣの分解に際し、ハニカム構造体４−１，４−２で分解しきれなかった有害ガスＡ，Ｂの分解が行われ、ハニカム構造体４−４での有害ガスＤの分解に際し、ハニカム構造体４−１，４−２，４−３で分解しきれなかった有害ガスＡ，Ｂ，Ｃの分解が行われる。
【００７３】
このような方法とすると、１つのハニカム構造体４で全ての有害ガスＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの分解を行うようにした場合よりも、有害ガスの分解に際して発生する副生成物（例えば、オゾン）の発生量を少なくすることができる。
【００７４】
また、上述した実施の形態２〜５ではハニカム構造体４間の間隔Ｇ（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）を等しくしているが、異ならせるようにしてもよい。例えば、図８に示した構成において、ハニカム構造体４間の間隔Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を異ならせると、空間ギャップ１２−１，１２−２，１２−３でのプラズマの発生量が異なるものとなり、ハニカム構造体４−１〜４−６の単位面積当たりの貫通孔４ａの数を選択的に異ならせた場合と同様の作用・効果を得ることができる。この場合、ハニカム構造体４−１〜４−６を単位面積当たりの貫通孔４ａの数が等しい同一種類のハニカム構造体とすることができるので、部品の種類を増やさずに済む。
【００７５】
また、上述した実施の形態１〜５において、ハニカム構造体４はオゾンを分解する触媒機能を備えたものとしてもよく、例えば、図７に示した構成において、ハニカム構造体４−４の下流位置にオゾンを分解する触媒を設けるようにしてもよい。
【００７６】
また、上述した実施の形態２，３（図５，図６）において、ハニカム構造体４の数は、２つ以上あれば、幾つあっても構わない。また、上述した実施の形態４（図７）において、ハニカム構造体４の数は、２つ以上のハニカム構造体群を形成することができればよく、幾つあっても構わない。実施の形態５（図８）では、実施の形態４の変形例として、ハニカム構造体群を３つ設けた例を示している。
【００７７】
また、上述した実施の形態１〜５において、副生成物としてオゾンを大量に発生させ、オゾン発生器として転用するようにしてもよい。
また、上述した実施の形態１〜５において、ハニカム構造体４には貫通孔４ａが蜂の巣状に設けられているが、多数の貫通孔４ａが設けられていればよく、蜂の巣状に限られるものではない。
【００７８】
なお、本ガス処理装置は、燃料電池等に用いられる水素を効率的に生成する目的で、炭化水素類等から水素含有ガスを生成する、いわゆる改質にも適用することができる。例えばオクタン（ガソリンの平均分子量に比較的近い物質）Ｃ8Ｈ18の場合は、本ガス処理装置に供給すると下記（１）式で示される化学反応が促進され、その結果水素ガスを効率よく生成することができる。
Ｃ8Ｈ18＋８Ｈ2Ｏ＋４（Ｏ2＋４Ｎ2）→８ＣＯ2＋１７Ｈ2＋１６Ｎ2・・・・（１）
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。
【図２】このガス処理装置における駆動パルスＰＳおよびこの駆動パルスに従うハニカム構造体の電極への印加電圧の変化を示すタイムチャートである。
【図３】駆動パルスＰＳが「Ｈ」レベルとなった時のハニカム構造体の電極間への高電圧の印加状況を説明する図である。
【図４】駆動パルスＰＳが「Ｌ」レベルとなった時のハニカム構造体の電極間への高電圧の印加状況を説明する図である。
【図５】本発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態２）の要部を示す図である。
【図６】本発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態３）の要部を示す図である。
【図７】本発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態４）の要部を示す図である。
【図８】本発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態５）の要部を示す図である。
【図９】放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…ダクト（通風路）、４（４−１〜４−６）…ハニカム構造体、４ａ…貫通孔（セル）、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…ハニカム構造体群、８〜１１…電極、１２（１２−１〜１２−３）…空間ギャップ、１６〜１９…導線、Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）…間隔、ＧＳ…処理対象ガス、２０…高電圧印加手段、ＴＲ１，ＴＲ２…トランス、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４…ダイオード、Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３…トランジスタ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３…抵抗、Ｔ１…正電圧供給端子、Ｔ２…負電圧供給端子、ＩＣ１，ＩＣ２…スイッチング用集積回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通風路内に配置され、前記通風路内を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する多孔体と、
この多孔体の外側の一方および他方に配置される第１および第２の電極と、
前記第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧を前記第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧を交互に切り換えて印加し前記多孔体の貫通孔にプラズマを発生させる高電圧印加手段と
を備えることを特徴とするガス処理装置。
【請求項２】
通風路内に間隔を設けて配置され、前記通風路内を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数の多孔体と、
前記複数の多孔体のうち前記処理対象ガスの通過方向の最も上流に配置される多孔体の上流側に配置される上流側電極と、
前記複数の多孔体のうち前記処理対象ガスの通過方向の最も下流に配置される多孔体の下流側に配置される下流側電極と、
前記上流側電極および前記下流側電極の一方を第１の電極、他方を第２の電極とし、前記第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧を前記第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧を交互に切り換えて印加し、前記多孔体の貫通孔および前記多孔体間の空間にプラズマを発生させる高電圧印加手段と
を備えることを特徴とするガス処理装置。
【請求項３】
通風路内に間隔を設けて配置され、前記通風路内を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数の多孔体と、
前記複数の多孔体のうち隣り合う複数の多孔体を１群の多孔体群とし、これら多孔体群毎にその両端に位置する多孔体の外側に配置された第１および第２の電極と、
前記各多孔体群の第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧を第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧を交互に切り換えて印加し、前記多孔体の貫通孔および前記多孔体間の空間にプラズマを発生させる高電圧印加手段と
を備えることを特徴とするガス処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載されたガス処理装置において、
前記多孔体は、ハニカム構造体である
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項１】
通風路内に配置され、前記通風路内を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する多孔体と、
この多孔体の外側の一方および他方に配置される第１および第２の電極と、
前記第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧を前記第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧を交互に切り換えて印加し前記多孔体の貫通孔にプラズマを発生させる高電圧印加手段と
を備えることを特徴とするガス処理装置。
【請求項２】
通風路内に間隔を設けて配置され、前記通風路内を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数の多孔体と、
前記複数の多孔体のうち前記処理対象ガスの通過方向の最も上流に配置される多孔体の上流側に配置される上流側電極と、
前記複数の多孔体のうち前記処理対象ガスの通過方向の最も下流に配置される多孔体の下流側に配置される下流側電極と、
前記上流側電極および前記下流側電極の一方を第１の電極、他方を第２の電極とし、前記第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧を前記第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧を交互に切り換えて印加し、前記多孔体の貫通孔および前記多孔体間の空間にプラズマを発生させる高電圧印加手段と
を備えることを特徴とするガス処理装置。
【請求項３】
通風路内に間隔を設けて配置され、前記通風路内を流れる処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数の多孔体と、
前記複数の多孔体のうち隣り合う複数の多孔体を１群の多孔体群とし、これら多孔体群毎にその両端に位置する多孔体の外側に配置された第１および第２の電極と、
前記各多孔体群の第１の電極に接地電位から正方向に立ち上がる正電圧を第２の電極に接地電位から負方向に立ち下がる負電圧を交互に切り換えて印加し、前記多孔体の貫通孔および前記多孔体間の空間にプラズマを発生させる高電圧印加手段と
を備えることを特徴とするガス処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載されたガス処理装置において、
前記多孔体は、ハニカム構造体である
ことを特徴とするガス処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１６２４５５（Ｐ２０１０−１６２４５５Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５６０（Ｐ２００９−５５６０）
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]