容量連結型マルチギャップを用いたプラズマ生成とその制御

使用电容耦合多间隙进行等离子体生成和控制

• 批准号: 16040201
• 负责人: 高木 浩一
• 金额: $ 4.1万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16040201/
• 关键词: プラズマ・核融合; 大気汚染防止・浄化; バリア放電; 自己消弧; マイクロ放電; CCMD

誘電体バリア放電(DBD)は,簡便に非熱平衡プラズマが得られることから,産業界で幅広く利用されている.本研究では,放電の自己消弧用の誘電体バリアをコンデンサで置き換えることで,新たなプラズマ源の開発を目指す.本方式のDBDに対する利点は,1)消弧用コンデンサの容量で放電への投入エネルギーが容易に制御できる,2)DC駆動が可能,3)体積放電のみで沿面放電が起こらないため,プラズマの空間制御性に優れるなどである.上記の新しいプラズマ源を用いて,広い範囲で投入エネルギーを変えたときのプラズマの諸量(密度や温度)を明らかにすること,またこのプラズマ源に適した応用について提案することが研究の目的になる.実験では小容量のコンデンサを電極と接地部の間に直列に挿入して,バリア放電同様の原理で短時間のうちに放電を消弧する容量連結放電を大気圧プラズマ源として提案し,基礎特性や応用について調べた.実験を通して,以下の知見を得た.小容量のキャパシタを電極に付けることで,放電は短時間の間に消弧された.消弧キャパシタとして9.4pFを用いた場合,放電は約10nsで消弧された.放電1回で移動する電荷量は30nC程度,また消費エネルギーは0.24mJであり,ともに針対平板型のバリア放電と比較して2桁程度大きな値となった.プラズマへの投入電力は印加電圧の増加に対して,線形的には増加せず,階段状に増加した.また印加電圧の周波数や消弧キャパシタの容量を増やすと増加した.これらの結果は,理論式の予測と一致した.また,発生方式の比較としてバリア放電方のマイクロプラズマを生成した.短ギャップでは,ギャップ全体で放電が起こるのではなく,自己組織化といったクーロン力のつりあいで,配置が決定されることなどが明らかになった.気流を利用することで,プラズマは下流域で取り出せることなども明らかになった.そのほかの研究成果として,プラズマから壁にくる熱量を,複屈率を有する結晶でモニターできること,着火のプラグ放電として利用することで,燃焼の着火状態を制御できることなどがある.

Induced electric バ リ ア discharge (DBD) は, simple に non thermal equilibrium プ ラ ズ マ が have ら れ る こ と か ら, industry で picture hiroo く using さ れ て い る. This study で は, discharge の himself with arc suppression の electricity body バ リ ア を コ ン デ ン サ で buy き in え る こ と で, new た な プ ラ ズ マ open source の 発 を refers す. This way の DBD に す seaborne る tartness は, 1) arc suppression with コ ン デ ン サ の capacity で discharge へ の into エ ネ ル ギ ー が easy に suppression で き る, 2) DC 駆 が may, 3) volume discharge の み で creeping discharge が up こ ら な い た め, プ ラ ズ マ の royal sex に space system optimal れ る な ど で あ る. Written の new し い プ ラ ズ マ source を with い て, hiroo い van 囲 で into エ ネ ル ギ ー を - え た と き の プ ラ ズ マ の や temperature (density) the quantity を Ming ら か に す る こ と, ま た こ の プ ラ ズ マ source に optimum し た 応 with に つ い て proposal す る こ と purpose の が study に な る. Be 験 で は small capacity の コ ン デ ン サ を と grounding electrode between department の に inline に scions into し て, バ リ ア discharge with others の principle で short time の う ち に discharge を arc suppression す る link capacity discharge を big 気 圧 プ ラ ズ マ source と し し て proposal, basic features や 応 with に つ い て adjustable べ た. Be 験 を tong し て, the following の knowledge を た. Small capacity の キ ャ パ シ タ を electrode に pay け る こ と で, discharge は short time between の に arc suppression さ れ た. Arc suppression キャパシタと, て, 9.4pFを. In the case of キャパシタと た, discharge キャパシタと approximately 10nsで for arc suppression された. Discharge 1 move back で す る charge は 30 degree, nc ま た consumption エ ネ ル ギ ー は 0.24 mJ で あ り, と も に needle flat seaborne の バ リ ア discharge と compare し て 2 degree of girder き な numerical と な っ た. プ ラ ズ マ へ の input power は Inca electric 圧 の raised plus に し seaborne て, linear に は raised plus せ ず, phase state に raised add し た. ま た 圧 Inca electricity の cycle for や arc suppression キ ャ パ シ タ の capacity を raised や す と raised plus し た. こ れ ら は の results, theoretical type の be consistent と し た. ま た, 発 way の is と し て バ リ ア discharge party の マ イ ク ロ プ ラ ズ マ を generated し た. Short ギ ャ ッ プ で は, ギ ャ ッ プ が up all で discharge こ る の で は な く, their organizational と い っ た ク ー ロ ン force の つ り あ い で, configuration が decided さ れ る こ と な ど が Ming ら か に な っ た. を 気 flow using す る こ と で, プ ラ ズ マ は basin under で take り out せ る こ と な ど も Ming ら か に な っ た. そ の ほ か の research と し て, プ ラ ズ マ か ら wall に く る heat を, compound rate of flexor を have す る crystallization で モ ニ タ ー で き る こ と, fire の プ ラ グ discharge と し て using す る こ と で, burning 焼 の fire state を suppression で き る こ と な Youdaoplaceholder2 がある.

项目成果

大電流窒素グロー放電の電流電圧特性のギャップ長と気圧依存性

大电流氮气辉光放电电流电压特性的间隙长度和气压依赖性

• 发表时间: 2005
• 期刊: 電気学会論文誌A 125
• 作者: 細川真人;野田千春;向川政治;高木浩一;藤原民也
• 通讯作者: 藤原民也

高周波放電プラズマにおける基板への熱流束と電力測定

高频放电等离子体中基材的热通量和功率测量

• 发表时间: 2005
• 期刊: 電気学会論文誌A 125(3)
• 作者: 三浦英俊;蜂谷憲一郎 ほか
• 通讯作者: 蜂谷憲一郎 ほか

誘電体バリア放電方式オゾナイザの電極形状による高効率化

通过介质阻挡放电型臭氧发生器的电极形状提高效率

• 发表时间: 2005
• 期刊: 電気学会論文誌A 125
• 作者: 清水雅樹;佐藤 徹;加藤昭二;向川政治;高木浩一;藤原民也
• 通讯作者: 藤原民也

Ferro-Electric Pellet Shape Effect on C2F6 Removal by a Packed Bed Type Non-Thermal Plasma Reactor

铁电颗粒形状对填充床型非热等离子体反应器去除 C2F6 的影响

• 发表时间: 2004
• 期刊: IEEE Transactions on Plasma Science 32・6
• 作者: K.Takaki;K.Urashima;J.S.Chang
• 通讯作者: J.S.Chang

Energy control of capacity-coupled discharge in atmospheric air

大气中电容耦合放电的能量控制

• 发表时间: 2006
• 期刊: JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 45 (3A)
• 作者: Takaki K;Ohmukai R;Mukaigawa S;Fujiwara T;et al.
• 通讯作者: et al.