2004 Fiscal Year Annual Research Report
高効率オゾン発生装置を目指した高圧酸素高周波放電の基礎的研究
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16560242
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
木村 高志 名古屋工業大学, 工学研究科, 助教授 (60225042)
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| Keywords | 大気圧 / 高周波放電 / 無声放電 / オゾン / オゾン生成効率 / ヘリウム・酸素混合 |
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| Research Abstract |
連続方式と時間変調方式の2方式の電力供給源を用いて酸素無声放電ならびにヘリウム・酸素混合ガス高周波(13.56MHz)放電の放電特性,オゾン生成効率等に関する実験研究を行った。さらに,大気圧高周波放電の放電特性ならびにプラズマ組成を明らかにするため流体モデルによるシミュレーションを行った。結果を以下に記す。
酸素無声放電によるオゾン生成に関する実験研究では,時間変調方式(低周波)でのオゾン生成効率は放電への投入電力の増加に伴い減少するが,従来の連続方式(低周波)電力供給源を用いた場合に比べオゾン生成効率は最大で約20%改善できることが明らかになった。
ヘリウム・酸素混合ガス高周波放電の研究では,酸素混入率が5%を超えるとグロー放電からアーク放電へ移行すること,酸素混入量に比例して放電開始電圧が増加すること,連続方式ではオゾン生成効率は低いこと等を実験的に明らかにした。しかしながら,時間変調式(高周波)電力供給源を使用した場合のオゾン生成を調査したところ,オゾン生成効率は改善され,連続方式(高周波)に比べ最大でおよそ20倍改善された。
流体モデルによるシミュレーションを行い,ヘリウム・酸素混合ガス高周波放電の酸素混入の影響について調査した。その結果,プラズマ中のイオン組成は,0.1%程度の微少酸素混入時でさえ純ヘリウム放電のイオン組成とはかなりの差異があり,正イオンとしては酸素分子正イオン,負の荷電粒子としては酸素原子負イオンがそれぞれ支配的となった。
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