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等离子体发生器及等离子体产生方法

阅读：848发布：2021-02-22

IPRDB可以提供等离子体发生器及等离子体产生方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明实现了通过活性物种除臭的功能和通过将活性物种释放到装置外部来杀灭浮游菌和附着菌的功能。本发明设置有一对电极（21,22），电极（21）在面向电极（22）的表面上布置有介电膜（21a），电极（22）在面向电极（21）的表面上布置有介电膜（22a），其中，当在电极（21,22）之间施加预定电压时，等离子体放电。本发明以将流体流通孔（21b，22b）在对应的位置上设置在每个电极（21,22）上且穿过每个电极（21,22）设置的方式进行构造，并且其特征在于当从该电极的面板方向观看时，对应流体流通孔（21b，22b）的轮廓的至少一部分位于相互不同的位置。，下面是等离子体发生器及等离子体产生方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种等离子体发生器，包括一对电极，在电极之间施加预定电压以使等离子体放电的情况下，流体流通孔分别设置在每个电极的对应位置处并且穿过电极，当从电极的面板方向观看时，每个对应流体流通孔的轮廓的至少一部分布置在相互不同的位置处。

2.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述一对电极的至少一侧设置有介电膜。

3.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，在所述一对电极的一侧的电极中形成的流体流通孔的尺寸形成为比在另一侧的电极中形成的流体流通孔的尺寸小10μm以上。

4.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，在所述一侧的电极中形成的流体流通孔的尺寸和在另一侧的电极中形成的流体流通孔配置为同心圆形状。

5.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述一对电极的对应流体流通孔设置为多个。

6.根据权利要求5所述的等离子体发生器，其中，流体流通孔具有相同的截面形状，或者具有从一个开口行进至另一个开口而减小的直径或变大的直径。

7.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，当从电极的板面方向观看时，流体流通孔具有圆形、椭圆形、矩形、线状狭缝形、同心圆状狭缝形、波状狭缝形、新月形、梳形、蜂窝形和星形中的至少任意一种形状。

8.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，在每个电极中形成的流体流通孔的总开口面积在相对于每个电极的总面积的2%～90%的范围内。

9.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，在一侧的电极中与流体流通孔分开设置有通孔，且所述通孔在其面对的表面的开口处被另一侧的电极阻塞。

10.根据权利要求9所述的等离子体发生器，其中，所述通孔的开口尺寸形成为比流体流通孔的开口尺寸小10μm以上。

11.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述介电膜的表面粗糙度为0.1μm至100μm。

12.根据权利要求1所述的等离子体发生器，所述等离子体发生器还包括向所述流体流通孔强制吹风的鼓风机构。

13.一种等离子体发生器，包括一对电极，在电极之间施加预定电压以使等离子体放电，流体流通孔分别设置在每个电极的对应位置处并且穿过贯通电极，在一侧的电极中与流体流通孔分开地设置有通孔，并且所述通孔在其面对的表面的开口处被另一侧的电极阻塞。

14.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，施加到每个电极的电压形成为脉冲形状，所述电压的峰值设定为在100V至5000V的范围内，且脉冲宽度设定在0.1μs至

300μs的范围内。

15.根据权利要求1所述的等离子体发生器，所述等离子体发生器还包括防爆机构，其中，所述防爆机构具有设置于所述一对电极的外侧的保护壳，并且被构造为由通过将易燃气体引入到流体流通孔中的等离子体产生的火焰没有越过所述保护壳散播到外部。

16.根据权利要求15所述的等离子体发生器，其中，所述保护壳具有设置于所述一对电极的外侧的金属网，每个金属网的线径在1.5mm以下的范围内，并且金属网的开口率为

30%以上。

17.一种使用一对电极的等离子体产生方法，其中，流体流通孔分别设置在每个电极的对应位置处并且穿过电极，当从电极的面板方向观看时，每个对应流体流通孔的轮廓的至少一部设置在相互不同的位置处，从而在电极之间施加预定电压而使等离子体放电。

18.根据权利要求17所述的等离子体产生方法，其中，在所述一对电极的至少一侧设置有介电膜。

1.一种等离子体发生器，包括一对电极，在电极之间施加预定电压以使等离子体在所述一对电极的面对的表面之间放电的情况下，流体流通孔分别设置在每个电极的对应位置处并且穿过电极，当从电极的面板方向观看时，每个对应流体流通孔的轮廓的至少一部分布置在相互不同的位置处。

2.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，在每个电极中形成的流体流通孔的总开口面积在相对于每个电极的总面积的60%～90%的范围内。

5.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述一对电极的对应流体流通孔设置为多个。

6.根据权利要求5所述的等离子体发生器，其中，流体流通孔具有相同的截面形状，或者具有从一个开口行进至另一个开口而减小的直径或变大的直径。

8.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述一对电极的至少一侧设置有介电膜。

10.根据权利要求9所述的等离子体发生器，其中，所述通孔的开口尺寸形成为比流体流通孔的开口尺寸小10μm以上。

11.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其中，所述介电膜的表面粗糙度为0.1μm至100μm。

12.根据权利要求1所述的等离子体发生器，所述等离子体发生器还包括向所述流体流通孔强制吹风的鼓风机构。

300μs的范围内。

16.根据权利要求15所述的等离子体发生器，其中，所述保护壳具有设置于所述一对

说明书全文

等离子体发生器及等离子体产生方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种等离子体发生器及一种等离子体产生方法。

背景技术

[0002] 近来，由于感染风险的增加，例如所见的特异性、哮喘和过敏症状的携带者的增加以及新型流感的流行爆发，对例如杀菌和除臭的控制生活环境的空气质量的需求不断增加。此外，随着生活变得富裕，增加了食物的贮藏量及贮藏剩余食物的机会。因此，在以冷藏库为代表的贮藏设备中环境控制的重要性也在增加。

[0003] 在以控制生活环境的空气质量为目的的现有技术中，一般使用以过滤器为代表的物理控制。通过物理控制可以俘获空气中漂浮的相对大的灰尘和碎屑，并且根据滤孔的尺寸还可以俘获细菌、病毒或类似物。此外，当具有无数诸如活性炭之类的吸附点时，也可以俘获恶臭分子。然而存在以下问题：为了俘获空间中要被控制的空气要求其均匀通过过滤器，增大了装置的尺寸并且还增加了例如过滤器更换的维护费用，但是对附着物质还是无效的。因此，作为能够对附着物质进行杀菌和除臭的手段，可以是例如向希望进行杀菌除臭的空间释放化学活性物种。在喷洒化学品或释放芳香剂或除臭剂的情况下，需要提前准备活性物种且对其定期补给是必不可少的。另一方面，使用通过在大气中产生等离子体所产生的化学活性物种进行杀菌和除臭的手段在近年来不断增加。

[0004] 通过等离子体的放电在大气中所产生的离子和自由基（以下称为“活性物种”）进行杀菌和除臭的技术可以被分为以下两种。

[0005] （1）一种是被称为被动型等离子体发生器，其中在大气中浮游的细菌和病毒（以下称为“浮游菌”）或恶臭物质（以下称为“臭味”）与活性物种在装置中的有限的容积内反应（例如专利文献1）。

[0006] （2）一种是被称为主动型等离子体发生器，其中通过等离子体产生部产生的活性物种被释放到具有比（1）的容积大的容积的密闭空间（例如，起居室、卫生间或车内等）中，且大气中的活性物种通过碰撞与浮游菌和臭味反应（例如专利文献2）。

[0007] （1）的被动型等离子体发生器优点在于，由于通过在小容积内产生的等离子体所产生的活性物种浓度高，因此可以期待高效的杀菌和除臭效果。另一方面，该装置的缺点在于，由于浮游菌和臭味需要被引入该装置中，因此其尺寸增加；并且由于在等离子体产生过程中很可能产生作为副产物的臭氧，所以为了阻止臭氧泄露至装置外需要单独安装用于吸附或分解的过滤器。

[0008] 接着，（2）的主动型等离子体发生器优点在于，该装置可以相对较小，并且除了杀灭空气中的浮游菌以及分解空气中的臭味之外，还可以期待杀灭附着于衣物表面的细菌（以下称为“附着菌”）且分解被吸附在表面上的臭味。另一方面，该装置的缺点在于，由于活性物种扩散到相对于该装置的体积非常大的密闭空间中而且活性物种的浓度低，因此只能够期待寿命长的活性物种的杀菌和除臭的效果。结果，在具有高臭味浓度（是活性物种浓度10000倍的高浓度）的空间内，除臭效果可能无法接近预期。

[0009] 通过上文，在被动型等离子体发生器中，效果受限于仅针对包含在流入该装置的空气流中的浮游菌和臭味。另一方面，在主动型等离子体发生器中，仅能期待针对低浓度的浮游菌、附着菌、以及臭味的效果。换言之，通过利用现有技术仅可以实现“对浮游菌的杀菌和除臭”或“对具有低浓度的浮游菌和附着菌的杀菌以及对附着臭味的除臭”。

[0010] 然而，在日常的生活环境中有一些要求同时执行对高浓度的附着菌杀菌以及对高浓度臭味的去除的情况。最典型的示例就是冷藏库的冷冻室，在冷藏库的冷冻室中，存在大量附着在食物表面和贮藏容器表面的细菌，还存在由食物本身及腐烂的剩饭产生的臭味。

[0011] 现有技术文献

[0012] 专利文献

[0013] 专利文献1：日本特开2002-224211号公报

[0014] 专利文献2：日本特开2003-79714号公报

发明内容

[0015] 技术问题

[0016] 因此，本发明是一种同时实现对附着菌的杀灭和除臭的技术，且本发明的主要目的在于增加活性物种的产生量，从而同时包括通过等离子体的产生使用活性物种对附着菌除臭的被动功能以及将活性物种释放到装置外部以杀灭附着菌的主动功能。

[0017] 技术方案

[0018] 根据本发明的一方面，一种等离子体发生器包括一对电极，在电极之间施加预定电压以使等离子体放电，流体流通孔分别设置在每个电极的对应位置处并且穿过电极，当从电极的面板方向观看时，每个对应流体流通孔的轮廓的至少一部分布置在相互不同的位置处。这里，对应位置是指当从每个电极的面板方向观看时，在这对电极中形成的流体流通孔在基本相同的位置并且彼此面对。另外，对应位置是指在正交坐标系中，当从z轴方向观看x-y平面上的这对电极时，这两个电极处的基本相同的坐标位置（x，y）。

[0019] 根据这种构造，由于每个对应流体流通孔的轮廓的至少一部分布置在相互不同的位置，因此能够增加穿过流体流通孔的流体与等离子体之间的接触面积。因此，能够增加例如离子或自由基的活性物种的产生量，并且能够有效地实现通过活性物种的除臭功能以及将活性物种释放到装置外部以杀灭浮游菌和附着菌的功能。

[0020] 这里，该对电极中的至少一侧设置有介电膜，因此不需要在相应的电极21和22之间限定用于形成等离子体的间隙的隔离件，且该间隙可以限定在面对的表面之间。

[0021] 作为具体实现为每个对应流体流通孔的轮廓的至少一部分布置在相互不同的位置的一方面，在该对电极的一侧的电极中形成的流体流通孔的尺寸可以形成为比在另一侧的电极中形成的流体流通孔的尺寸小10μm以上。另外，也可以将具有相同开口尺寸的流体流通孔布置为偏离其开口中心。

[0022] 为了在每个对应流体流通孔的轮廓的至少一部分布置在相互不同的位置的情况下最大限度地增加流体与等离子体之间的接触面积，每个流体流通孔可以具有圆形形状，并且形成在一侧的电极中的流体流通孔和形成在另一侧的电极中的流体流通孔可以布置为同心圆形状。

[0023] 当该对电极的对应流体流通孔设置为多个时，能够增加对活性物种的除臭功能以及对浮游菌和附着菌的杀灭功能。

[0024] 为了在增加穿过流体流通孔的流体中包含的活性物种的数量的同时抑制产生的臭氧浓度，在每个电极中形成的流体流通孔的总开口面积可以在相对于每个电极的总面积的2%～90%的范围内。

[0025] 为了增加穿过流体流通孔的流体或通过流体的除臭以及杀灭包含在该流体中的浮游菌或者释放的活性物种的量，可以在一侧的电极中与流体流通孔分开地设置通孔，且该通孔在其面对的表面的开口处被另一侧的电极阻塞。因此，穿过流体流通孔后的流体被引入到该通孔中从而与等离子体接触，或者在穿过流体流通孔之前的流体被引入到该通孔中从而与等离子体接触，因此可以使本发明更高效。

[0026] 作为通孔的具体实施例的一方面，通孔的开口尺寸可以形成为比流体流通孔的开口尺寸小10μm以上。

[0027] 介电膜的表面粗糙度可以为0.1μm至100μm。这样，即使在层压该对电极而不使用隔离件时，也能够因表面粗糙度形成产生等离子体的空间。

[0028] 为了通过使流体高效地通过流体流通孔来促进活性物种的产生并且增加除臭效果，等离子体发生器可以包括向流体流通孔强制吹风的鼓风机构。

[0029] 鼓风机构可以允许穿过流体流通孔的风的流速在0.1m/s至10m/s的范围内。

[0030] 根据本发明另一方面的实现对浮游菌的杀灭和除臭的等离子体发生器包括一对电极，在电极之间施加预定电压以使等离子体放电，流体流通孔分别设置在每个电极的对应位置处并且穿过电极，在一侧的电极中与流体流通孔相独立地设置有通孔，且该通孔在其面对的表面的开口处被另一侧的电极阻塞。

[0031] 根据这种构造，穿过流体流通孔的流体可以与穿过通孔的等离子体接触，或者，穿过流体流通孔之前的流体可以与穿过该通孔的等离子体接触。因此，能够增加例如离子或自由基的活性物种的产生量，并且能够有效地实现通过活性物种的除臭功能以及将活性物种释放到装置外部以从而杀灭浮游菌和附着菌的功能。

[0032] 为了在增加穿过流体流通孔的流体中包含的活性物种的数量的同时抑制产生的臭氧浓度，施加到每个电极的电压可以形成为脉冲形状，其峰值可以设定在100V至5000V的范围内，且脉冲宽度可以设定在0.1μs至300μs的范围内。

[0033] 另外，对应于CFC消除的冷藏库使用易燃气体作为制冷剂，在等离子体发生器应用于使用易燃气体的冷藏库中存在着问题。因此，等离子体发生器可以包括防爆机构，其中，该防爆机构具有设置于该对电极的外侧的保护壳，并且被构造为由通过引入易燃气体进入流体流通孔的等离子体产生的火焰不会越过保护壳散播到外部。

[0034] 为了确保等离子体发生器的安全，该保护壳可以具有设置于该对电极外侧的金属网，每个金属网的线径在1.5mm以下的范围内，并且金属网的开口率为30%以上。

[0035] 根据本发明的又一方面，提供了一种使用一对电极的等离子体产生方法，其中，流体流通孔分别设置在每个电极的对应位置处并且穿过电极，当从电极的面板方向观看时，每个对应流体流通孔的轮廓的至少一部布置在相互不同的位置处，从而在电极之间施加预定电压而使等离子体放电。

[0036] 发明效果

[0037] 根据具有这种构造的本发明，能够同时实现通过活性物种的除臭功能以及将活性物种释放到装置外部以杀灭浮游菌和附着菌的功能。

附图说明

[0038] 图1是示出根据本发明实施例的等离子体发生器的图。

[0039] 图2是示出该等离子体发生器的操作的图。

[0040] 图3是示出电极部的俯视图。

[0041] 图4是示出电极部和防爆机构的剖视图。

[0042] 图5是示出电极部的面对表面的构造的放大剖视图。

[0043] 图6是示意性地示出流体流通孔和通孔的局部放大俯视图和剖视图。

[0044] 图7是示出离子数密度和臭氧浓度的开口率依赖性的图表。

[0045] 图8是示出根据电极形状每单位周长的离子数密度（对于对称形式的比率）的图。

[0046] 图9是示出通过改变电极结构增加离子数密度的图。

[0047] 图10是示出根据电极形状的杀菌效果的差异的图。

[0048] 图11是示出根据电极形状的除臭效果的差异的图。

[0049] 图12是示意性地示出等离子体产生和除臭反应场的示图。

[0050] 图13是示意性地示出通过释放的活性物种对附着菌杀菌的示图。

[0051] 图14是示意性地示出通过本实施例的流体流通孔提高除臭效率的示图。

[0052] 图15是示意性地示出通过本实施例的流体流通孔对活性物种的释放的示图。

[0053] 图16是示意性地示出通过本实施例的通孔的高浓度活性物种区域对除臭率的改善的示图。

[0054] 图17是示意性地示出在本实施例中在通孔中对高浓度活性物种的释放的示图。

[0055] 图18是示意性地示出异常时的等离子体的点火和通过防爆机构阻止火焰扩散的示图。

[0056] 图19是示意性地示出满足防爆能力和离子释放效率的金属网的参数区域的曲线图。

[0057] 符号说明

[0058] 100：等离子体发生器

[0059] 21：一侧的电极

[0060] 22：另一侧的电极

[0061] 21a、22a：介电膜

[0062] 21b、22b：流体流通孔

[0063] 21c：通孔

[0064] 3：鼓风机构

[0065] 4：防爆机构

[0066] 41：保护壳

[0067] 411：金属网

具体实施方式

[0068] 以下，将参照附图来描述本发明的实施例。

[0069] 根据本发明的等离子体发生器100用于例如冷藏库、洗衣机、清洁器、衣物干燥机、空调、或空气净化器的家用电器，并且起着对家用电器的内部或外部的空气除臭以及对家用电器的内部或外部的浮游菌或附着菌杀菌的作用。

[0070] 具体来说，如图1和图2所示，等离子体发生器100包括：等离子体电极部2，利用微间隙等离子体（Micro Gap Plasma）产生诸如离子和自由基的活性物种；鼓风机构3，设置在等离子体电极部2的外部，以向等离子体电极部2强制吹风（空气流）；防爆机构4，设置在该等离子体电极部2的外部，从而防止通过等离子体电极部2产生的火焰不被扩散至外部；电源5，向该电极部施加高电压。

[0071] 以下，将参照附图描述相应的部分2至5。

[0072] 如图2至图6所示，等离子体电极部2具有一对在其面向的表面上设置有介电膜21a和22a的电极21和22，并且用于在电极21和22之间施加预定电压并且使等离子体放电。特别是，如图3所示，每个电极21和22在平面图中（当从电极21或22的面板方向观看时）具有基本矩形的形状，并且例如由诸如SUS403的不锈钢制成。电极部2的电极21或
22的边缘部形成有由电源5施加电压的施压端子T（见图3）。在此，通过电源5向等离子体电极部2施加电压的方法是，施加到每个电极21或22的电压为脉冲形状，将其峰值设定在100V至5000V的范围，并且将设宽度定冲在0.1μs至300μs的范围内。

[0073] 此外，如图5所示，例如，电极21和22的相应的面对的表面通过涂敷诸如钛酸钡的电介质形成有介电膜21a和22a。介电膜21a和22a的表面粗糙度（在本实施例中是计算的平均粗糙度Ra）为0.1μm至100μm。也可以使用最大高度Ry及十点平均粗糙度Rz定义这些其他表面粗糙度。通过将介电膜21a和22a的平面粗糙度调整为上述范围内的值且仅使相应的电极21和22重叠，在面对的表面之间限定间隙，从而在该间隙中产生等离子体。因此，不需要在相应的电极21和22之间限定用于等离子体形成的间隙的空间。此外，考虑通过溅射控制介电膜21a和22a的表面粗糙度。此外，氧化铝、氧化钛、氧化镁、钛酸锶、氧化硅、磷酸银、锆钛酸铅、碳化硅、氧化铟、氧化镉、氧化铋、氧化锌、氧化铁、碳纳米管或类似物也可以作为电介质应用于电极中。

[0074] 此外，如图3、图4和图6所示，在各电极21和22的对应的位置，电极21和22各自设有流体流通孔21b和22b，使得各电极21和22被构造为通过流体流通孔21b和22b的连通来作为整体而贯通。同时，每个对应的流体流通孔21b或22b的轮廓的至少一部分被构造为布置在相互不同的位置。换言之，从平面图观看时的形成在一侧的电极21中的流体流通孔21b的形状不同于从平面图观看时的形成在在另一侧的电极21中的流体流通孔22b的形状。

[0075] 具体来说，从平面图观看时，各自形成在各电极21和22的对应的位置处的流体流通孔21b和22b为基本圆形的形状（见图3）。在一侧的电极21中形成的流体流通孔21b的开口尺寸（开口直径）比（在另一侧的电极22中形成的流体流通孔22b的开口尺寸（开口直径）小（例如,开口直径小10μm以上）。

[0076] 另外，如图3和图6所示，使在一侧的电极21中形成的流体流通孔21b和在另一侧的电极22中形成的流体流通孔22b形成为同心圆形状。在本实施例中，在一侧的电极21中形成的多个流体流通孔21b作为一个整体具有相同的形状，并且在另一侧的电极22中形成的多个流体流通孔22b也作为一个整体具有相同的形状。在一侧的电极21中形成的所有流体流通孔21b都比在另一侧的电极22中形成的流体流通孔22b小。尽管在本实施例中所示为基本圆形的形状从而实现效果，但是开口部并不限定于形成圆形的形状。例如，，每个相应流体流通孔的轮廓的至少一部分在从平面观看时可被构造为布置在相互不同的位置。

[0077] 进一步地，在每个电极21或22中形成的流体流通孔21b或22b的总开口面积在相对于每个电极21或22的总面积的2%至90%的范围内。具体来说，在另一侧的电极22中形成的流体流通孔22b的总开口面积被设定为在相对于该电极22的总面积的2%至90%的范围内。此外，在一侧的电极21中形成的流体流通孔21b的总开口面积也可以设定在2%至90%的范围内。

[0078] 然而，如图3和图6所示，在本实施例中的等离子体电极部2被构造为使得通孔21c在一侧的电极21中与流体流通孔21b及22b分开设置的，并且通孔21c在其面对的表面的开口处被另一侧的电极22阻塞。以下，由在每个电极21或22中形成的流体流通孔
21b或22b构成的部分称为全开口部，而由通孔21c形成的部分称为半开口部。

[0079] 通孔21c的开口尺寸被形成为比流体流通孔21b的开口尺寸小10μm以上。通孔21c通过替换规则布置的流体流通孔21b的一部分而形成，且通孔21c设置在流体流通孔
21b的周围（见图3）。

[0080] 鼓风机构3设置于等离子体电极部2的另一电极22的一侧上，并且具有向形成于等离子体电极部2中的流体流通孔（全开口部）21b和22b强制送风的鼓风扇。具体来说，鼓风机构3允许通过流体流通孔21b和22b的风的流速在0.1m/s至10m/s的范围内。

[0081] 如图4所示，防爆机构4具有设置于一对电极21和22外侧的保护壳41，并且被构造为使得通过将易燃气体引入到流体流通孔21b和22b中由等离子体产生的火焰没有越过保护壳41散播到外部。具体来说，防爆机构4具有金属网411，在金属网411中，保护壳41设置在这对电极21及22的外部。每个金属网411的线径在1.5mm以下的范围内，并且金属网411的开口率为30%以上。

[0082] 具有这种构造的等离子体发生器100通过在两个相对的电极21和22之间的间隙中产生等离子体以及将风送到液体流通孔21b和22b中来在电极21和22的附近执行除臭，并且通过向密闭空间释放等离子体中产生的活性物种来执行对附着菌的杀菌。在此，由于等离子体中产生的产物全部被风输送至下游，因此需要限制对人体有害的臭氧的产生。因此，通过优化诸如每个电极21或22的全开口部的结构、半开口部的增加、开口部的形状、电压控制和风速的参数，可以使得抑制臭氧的产生以及既能够除臭又能够杀菌成为可能。另外，即使在密闭空间充满易燃气体时，设置的防爆机构4仍安全操作，且由于防爆机构4得利执行了优化而不使除臭和杀菌的性能降低。

[0083] 接着，以下针对使用本实施例的等离子体发生器100的实验示例进行描述。为了同时进行除臭和杀灭附着菌，通过空气离子测量和臭氧浓度测量来执行对电极形状的优化。这两种测量均在可以在相对于等离子体电极部2的下游安装测量仪器的距离（在这种情况下，入口在臭氧浓度测量中安装在1cm的位置处，并且在离子数密度测量中安装在10cm的位置处）内执行。空气离子测量是一种间接但简便的测量方法。在空气离子测量方法中，尽管将要测量的对象是在等离子体中产生的活性物种中带有特别电荷且寿命长的离子，但是在产生恒定等离子体的条件下，利用空气离子数密度与活性物种的密度之间的相关性。即，离子数密度高意味着在杀菌和除臭中有效的活性物种的密度高。同时，由于作为等离子体的副产物的臭氧与离子相比具有非常长的寿命（数十分钟或更长），因此在等离子体的附近的浓度与在远离下游的位置的浓度之间没有明显的差别。即便如此，为了增加测量值的绝对值并且捕捉臭氧产生量的微小变化，测量设备的采样入口安装在距离电极21的下游1cm处。在这种测量体系中，当基于臭氧浓度来使离子数密度最大化时，直接与电极形状的最优化相关联。

[0084] 图7示出了当流体流通孔22b（流体流通孔21b）的开口率变化时的臭氧浓度的离子数密度的测量结果。伴随着开口率的增加离子数的密度增加，而臭氧浓度降低。如从图7所可以看出的，形成于电极22中的流体流通孔22b的总开口面积与电极22的总面积的比率（开口率）优选设定在40%至90%的范围内，更优选地在40%至80%的范围内。

[0085] 以上电极的非对称结构和离子的产生量因半开口部的增加确认如下。

[0086] 准备如下具有相同开口率的三种电极：

[0087] 1）仅包括对称的全开口部（流体流通孔21b和流体流通孔21b具有相同的形状）电极作为基准；

[0088] 2）将全开口部改变为不对称结构（本实施例中的结构）的电极；以及[0089] 3）包括半开口部以及对称的全开口部的电极。

[0090] 调整施加的电压使得臭氧浓度在各电极中保持恒定，且通过上述方法测量在上述条件下产生的离子数密度。接着，由测量的离子数密度计算出电极上的开口部的周长的总延伸量，并且由测量的离子数密度计算每单位周长的离子数浓度。电极1）和2）被直接相互比较并且改变为非对称形式，因此得到增加量，并且从电极3)的离子数密度中减去1）的离子数密度求出因半开口部的增加量。图8示出了对于对称的全开口部的离子的产生量的比率。如图8所示，确定的是：通过改变为不对称形式（本实施例中的全开口部）离子的产生量增加2倍以上，并且来自于半开口部的离子的产生成量比对称形式增加了3倍以上。进一步地，通过改进电极的这种结构以及在不对称的全开口部及半开口部的电极上的布置，能够将活性物种的产生量最大程度地增加100倍。

[0091] 图10示出了通过改变电极结构及增加活性物种的产生量来提高杀菌能力的结果。将被杀菌的对象是大肠菌，针对室温下大肠菌在100L的容器内所涂敷的培养基释放活性物种6个小时，接着在在该培养基上培养细菌，数出形成的大肠菌的数量。结果，通过在仅有对称开口部的电极上增加半开口部，杀菌率增加了一个数量级以上。在活性物种的生成条件下，预测在8小时内实现大致完全灭菌（99.9%）。例如，在运输冷藏库一天过程中该杀菌能力足以杀灭贮藏室中的附着菌。

[0092] 类似地，图11示出了通过改变电极结构的除臭能力的改变。当在室温下将2ppm的三甲胺（TMA）作为臭味注入到由树脂制成的容积为100L的容器中并使本实施例的等离子体发生器间歇式操作2个小时时，通过臭味的分解速率得到除臭能力。通过增加半开口部可以使除臭率增加将近2倍。

[0093] 将在电极附近执行的除臭反应认定如下。考虑通过等离子体产生的活性物种的浓度与通过空气流输送的除臭浓度之间的差异。如图12所示，由于在由电极表面上的电介质限定的间隙中产生的等离子体的一部分扩散至全开口部的开口的内部，所产生的活性物种与由送风部提供的空气流相互作用。在置于电介质之间的空间中产生的等离子体的电子密15 3 13 3
度为大约10 /cm，离子或自由基的密度相同。分子数密度为10 /cm。

[0094] 接着，尽管在与电极21和22分隔开的表面上执行杀菌，但是活性物种和附着菌的密度差异决定了杀菌率。如图13所示，通过等离子体产生且在下游释放的活性物种变回为稳定的分子。存在于空气中的离子通过空气离子测量装置来进行测量，并且在等离子体附6 3 2 3 3 3
近为10/cm。附着菌为数百至数千，即，10/cm 至10/cm。

[0095] 在此，通过设计上述全开口部的结构，可以促进活性物种和臭气之间的反应。将2个电极的孔的形状设置为非对称状，可以期待以下2个效果：促进活性物种和臭气之间的反应，以及提高向空气流的输送效率。如图14所示，在沿着空气流的上游至下游的孔的尺寸变小（与一侧的电极21的流体流通孔21b相比，另一侧的电极22的流体流通孔22b大）的情况下，空气流与等离子体之间的相互作用时间变长，除臭的效率变高。

[0096] 另一方面，在开口的尺寸增加的情况下（电极21的所有流体流通孔21b被形成为比电极22的多个流体流通孔22b大小或大），如图15所示，可以通过负压来提高杀菌率。

[0097] 接着，对通过半开口部促进活性物种与臭气的反应以及提高向空气流输送效率进行说明。最初如图16所示，在认为在空气流的上游侧开口的情况下，在通过等离子体生成的活性物种的附近没有空气流，因此形成存在高浓度的活性物种的区域。向两侧的电极21、22的开口部引入的空气流通过与其高浓度活性物种区域相互作用，提高除臭效率。

[0098] 如图17所示，当只有空气流的下游侧开口时，活性物种的浓度在空气流不存在的区域中增加。通过在空气流的界面上与高浓度活性物种的区域相互作用，活性物种被释放，离子数密度增加，且杀菌率增强。

[0099] 当在使用易燃制冷剂的冷藏库中安装本装置时，需要防爆机构4。如图18所示，在等离子体电极部2的周围布置金属网。特别是，如图19所示，当金属网411的线径在1.5mm以下的范围内且开口率在30%以上时，能够在不减少活性物种的产生量的情况下进行操作。因此，可以不降低除臭能力和杀菌能力而保证安全性。

[0100] [本实施例的效果]

[0101] 根据等离子体发生器100，由于每个相应流体流通孔21b或22b的轮廓的至少一部分布置在相互不同的位置，所以能够增加穿过流体流通孔21b或22b的流体与等离子体之间的接触面积。因此，能够增加例如离子或自由基的活性物种的产生量，并且能够通过活性物种充分实现除臭功能以及释放活性物种至装置外部以杀灭浮游菌及附着菌的功能。

[0102] [其他变型实施例]

[0103] 本发明并不限定于上述实施例。例如，尽管在实施例中电极21的多个流体流通孔21b具有相同的形状并且电极22的多个流体流通孔22b具有相同的形状，但是也可以形成其他形状。

[0104] 另外，尽管在上述实施例中，电极21的所有流体流通孔21b都形成为比电极22的多个流体流通孔22b小或大，但是电极21的流体流通孔21b中的一部分可以比电极22的流体流通孔22b小，并且电极21的其余流体流通孔21b可以形成为比电极22的流体流通孔22b大。

[0105] 此外，尽管通孔形成于一侧的电极21或另一侧的电极22处，但是也可以在这两侧均形成通孔（半开口部）。

[0106] 另外，尽管流体流通孔具有相同的横截面形状，但是在电极中形成的流体流通孔可以锥形表面、圆锥形状或碗状。也就是说，流体流通孔可以具有随着从一个开口行进至另一开口而减小的直径或变大的直径。

[0107] 当从电极的面板方向观看时，流体流通孔可以具有圆形、椭圆形、矩形、线状狭缝形、同心圆状狭缝形、波状狭缝形、新月形、梳形、蜂窝形和星形中的至少任意一种形状。

[0108] 此外，本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围和精神的情况下，能够进行各种变型。

[0109] 产业上的可利用性

[0110] 根据本发明，能够在增加活性物种的产生量的同时抑制臭氧的产生量。

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