氣體處理裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)基于2014年3月24日遞交的日本專利申請(qǐng)2014-060064號(hào)并要求其優(yōu)先 權(quán)的權(quán)益，這里通過引用并入該日本專利申請(qǐng)的全部內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本文描述的實(shí)施例概括而言涉及氣體處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0004] 有這樣的情況：在生活空間、冰箱、倉庫等等中的大氣氣體和來自處理單元的廢氣 中包含有害物質(zhì)、惡臭物質(zhì)等等。需要一種高效率地對(duì)這些有害物質(zhì)、惡臭物質(zhì)等等進(jìn)行分 解、消毒等等（以下將稱為氣體分解）的小尺寸氣體分解裝置（包括空氣凈化裝置、空氣凈 化空調(diào)和氣體凈化裝置）（JP2008-289801A)。
[0005] 一般地，在氣體分解裝置中，分解對(duì)象氣體被吹風(fēng)機(jī)引入到氣體分解腔中，并且通 過放電、分解催化劑、光催化劑或者自由基（臭氧等等）被分解和凈化。
[0006] 此外，也公開了一種利用等離子致動(dòng)器來將處理對(duì)象氣體吹到凈化處理裝置的技 術(shù)。
[0007] 然而，在氣體分解裝置中高速地分解很難分解的氣體是不一定容易的。
[0008] 在氣體分解裝置中，氣體分解比率的提高意味著一個(gè)較大的氣體流速和較大的氣 體分解反應(yīng)速率的過程。這些在下面描述。
[0009] A)大流速過程
[0010] 通過催化劑進(jìn)行的氣體分解方法是簡單且容易的，并且經(jīng)常被使用。然而，此方法 使用通過催化劑表面處的反應(yīng)進(jìn)行的氣體的吸收和分解反應(yīng)。從而，當(dāng)表面面積相對(duì)于氣 體流路不足夠大時(shí)，就變得難以確保反應(yīng)速率。此時(shí)，使用帶細(xì)孔的催化劑攜帶過濾器來增 大表面表積。結(jié)果，壓力損耗變大，并且難以實(shí)現(xiàn)大流速。為了克服壓力損耗，必須有大量 的吹氣，從而引發(fā)了裝置的大尺寸化、價(jià)格的增加以及功率消耗的增大。另外，為了解決堵 塞，過濾器的定期更換變得必要。
[0011] 在光催化劑的情況下，反應(yīng)只在照射光的表面處發(fā)生，因此，既要求分解對(duì)象氣體 到達(dá)表面又要求光照射，并且難以擴(kuò)大分解效率。此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，大表面面積變 得必要，從而裝置變大。
[0012] 通過放電進(jìn)行的氣體分解使用氣相中的分解反應(yīng)。然而，大氣壓力中的放電范圍， 例如針狀電極的放電范圍是非常小的，例如針的尖部的約Imm以下。從而，必須要密集地布 置電極組以避免由氣體的越過引起的未分解。結(jié)果，壓力損耗變大，并且為了實(shí)現(xiàn)大流速， 大容量和大尺寸的吹風(fēng)機(jī)變得必要。
[0013] 即，在一般的氣體分解裝置中，氣體分解比率和壓力損耗是折衷關(guān)系。因此，為了 實(shí)現(xiàn)氣體分解過程的大流速，大尺寸裝置變得必要。即，裝置的小尺寸化變得困難，并且過 濾器的更換變得必要。
[0014] B)大氣體分解反應(yīng)速率
[0015] 氣體分解反應(yīng)速率是由引起分解的化學(xué)物種的量和反應(yīng)速率決定的（當(dāng)通過氧 化反應(yīng)來執(zhí)行氣體分解時(shí)，是由氧化劑的量和氧化反應(yīng)速率（氧化勢(shì)）決定的）。臭氧容易 通過放電生成，高密度供應(yīng)是可能的，此外壽命較長，因此其經(jīng)常被用于氣體分解過程。臭 氧對(duì)于氨和甲醛氣體的分解是有效的。然而，臭氧對(duì)于很難分解的氣體（例如，甲苯和乙醛 氣體）的分解缺乏氧化力。因此，即使以高濃度供應(yīng)臭氧，也難以以高速分解很難分解的氣 體。
[0016] 具有活性氧的OH自由基、O自由基具有強(qiáng)得多的氧化力，并且能夠以高速分解很 難分解的氣體。然而，OH自由基和0自由基的反應(yīng)率較高，并且因此其壽命較短，并且難以 以高密度將其供應(yīng)給分解對(duì)象氣體。
[0017] 有一種方法，其中反應(yīng)物被保持在過濾器、篩孔等處以增加引發(fā)分解的化學(xué)物種。 然而，在此方法中對(duì)象氣體向表面的擴(kuò)散和供應(yīng)也是必要的，結(jié)果難以大批地實(shí)現(xiàn)氧化劑 和對(duì)象氣體的接近和反應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種氣體處理裝置來有效地處理氣體。
[0019] -個(gè)實(shí)施例的一種氣體處理裝置包括：與彼此相面對(duì)的第一電介質(zhì)基板和第二電 介質(zhì)基板；分別布置在電介質(zhì)基板的一對(duì)相面對(duì)的主表面上的第一放電電極和第二放電電 極；分別布置在電介質(zhì)基板的所述主表面的相反側(cè)的一對(duì)主表面上的第一地電極和第二地 電極；氣體流路，被配置為在放電電極之間供應(yīng)要處理的氣體;AC電源，被配置為通過在第 一放電電極與第一地電極之間以及第二放電電極與第二地電極之間施加 AC電壓以離子化 氣體來在第一放電電極側(cè)生成第一等離子誘發(fā)流并且在第二放電電極側(cè)生成第二等離子 誘發(fā)流；以及從放電電極起在等離子誘發(fā)流的下游在電介質(zhì)基板之間布置的區(qū)域，并且電 介質(zhì)基板之間的間隙是等離子誘發(fā)流的厚度之和的1. 3倍以下。
[0020] 該氣體處理裝置可以有效地處理要處理的氣體。
【附圖說明】
[0021] 圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的氣體分解裝置10的整體配置的側(cè)視圖。
[0022] 圖2是示出構(gòu)成處理單元U的氣體分解元件20的細(xì)節(jié)的放大示意視圖。
[0023] 圖3是概念性地示出氣體分解元件20的操作狀態(tài)的放大側(cè)視圖。
[0024] 圖4是示出等離子誘發(fā)流Fp的流速V的分布的圖表。
[0025] 圖5是示出等離子誘發(fā)流Fp的最大流速Vmax的施加電壓Vrf依存關(guān)系的圖表。
[0026] 圖6是示出氣體G、氣體分解比率Rc和流速Q(mào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖表。
[0027] 圖7是示出氣體G和氣體分解速率Vr之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖表。
[0028] 圖8是示出等離子誘發(fā)流Fp的流速V的分布的圖表。
[0029] 圖9是示出氣體分解比率Rs的施加電壓Vrf依存關(guān)系的圖表。
[0030] 圖10是示出使用等離子生成臭氧的氣體分解裝置的氣體分解/去除性能的圖表。
[0031] 圖11是示出使用等離子生成臭氧的氣體分解裝置的氣體分解/去除性能的圖表。
[0032] 圖12是示出甲苯的分解時(shí)間特性的圖表。
[0033] 圖13是示出根據(jù)修改例1的處理單元U的側(cè)視圖。
[0034] 圖14是示出根據(jù)修改例2的處理單元U的側(cè)視圖。
[0035] 圖15是示出根據(jù)修改例3的處理單元U的側(cè)視圖。
[0036] 圖16是示出根據(jù)修改例4的處理單元U的側(cè)視圖。
[0037] 圖17是示出根據(jù)修改例5的處理單元U的側(cè)視圖。
[0038] 圖18是示出根據(jù)修改例6的處理單元U的側(cè)視圖。
[0039] 圖19是示出根據(jù)第二實(shí)施例的氣體分解裝置10的整體配置的側(cè)視圖。
[0040] 圖20是示出根據(jù)第三實(shí)施例的氣體分解裝置10的整體配置的側(cè)視圖。
[0041] 圖21是示出根據(jù)第四實(shí)施例的氣體分解裝置10的整體配置的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 以下，參考附圖詳細(xì)描述實(shí)施例。
[0043] (第一實(shí)施例）
[0044] 圖1示出了根據(jù)第一實(shí)施例的氣體分解裝置10的整體配置。
[0045] 在氣體分解裝置10中，通過由在放電電極和地電極之間施加的AC高電壓生成的 放電來分解大氣或處理廢氣中包含的分解對(duì)象氣體（至少包含碳或氮的任一者的氣體，例 如甲醛、甲苯、乙醛、氨氣）。氣體分解裝置10起到處理氣體的氣體處理裝置的作用。
[0046] 氣體分解裝置10包括進(jìn)氣口 11、流路放大部12、預(yù)濾器13、氣體分解腔14、臭氧 處理腔15和出氣口 16,并且在這些內(nèi)部是氣流空間。
[0047] 包含分解對(duì)象氣體的氣體被引入到進(jìn)氣口 11中。
[0048] 流路放大部12放大從進(jìn)氣口 11到預(yù)濾器13、氣體分解腔14的流路。流路放大部 12是被配置為在放電電極22之間（或者在放電電極22和氣流分隔物26之間）供應(yīng)氣體 的氣體流路。
[0049] 預(yù)濾器13去除在氣體分解腔14中流動(dòng)的氣體中的塵埃、微粒等等。
[0050] 在氣體分解腔14中，布置了包括多個(gè)氣體分解元件20(1)至20(5)的處理單元U 來處理氣體。注意，稍后描述處理單元U的細(xì)節(jié)。
[0051] 臭氧處理腔15包括臭氧處理器（未示出，例如臭氧催化劑），并且處理并分解在氣 體分解腔14處生成的高濃度的臭氧氣體、NOx或SOx。
[0052] 包含經(jīng)分解的分解對(duì)象氣體的氣體從出氣口 16流出。
[0053] 氣體被從進(jìn)氣口 11引入，經(jīng)過預(yù)濾器13、氣體分解腔14(處理單元U)和臭氧處理 腔15,并且從出氣口 16被排出。
[0054] 圖2放大地示出了構(gòu)成處理單元U的氣體分解元件20的細(xì)節(jié)。
[0055] 處理單元U包括氣體分解元件20 (20(1)至20 (5))和氣流分隔物26。這里，處理 單元U中包括的氣體分解元件20的數(shù)目被設(shè)定為五個(gè)，但這可被適當(dāng)?shù)馗淖儭?br>[0056] 氣體分解元件20包括電介質(zhì)基板21 (21a、21b)、放電電極22(22a、22b)、地電極 23、絕緣密封層24、光催化劑層25 (25a、25b)和氣流分隔物26。
[0057] 電介質(zhì)基板21是電介質(zhì)材料（例如，石英、硅橡膠和kapton(-種聚酰亞胺））的 基板。例如，厚度為1mm的石英板可用作電介質(zhì)基板21。
[0058] 放電電極22、地電極23各自由金屬等等的導(dǎo)電體構(gòu)成。例如，可以