| 研究概要 |
希ガス・酸素混合および純酸素ガス無声放電によるオゾナイザのオゾン生成効率を実験的に調査すると共に,その放電特性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。
希ガス・酸素混合無声放電によるオゾナイザのオゾン生成効率を測定した結果,放電間隙長が1mm以下の場合希ガス混入率の増加に伴いオゾン生成効率は単調に減少する一方,間隙長が2mm以上の場合生成効率は希ガス混入率の増加に伴い増加した。特に,間隙長を3mmとした時,ネオン混入率80%のネオン・酸素無声放電によるオゾナイザは純酸素無声放電によるオゾナイザと比べて生成効率が1.4倍程度高くなった。時間変調式電力供給源を用いた酸素無声放電のオゾン生成効率に関する実験的研究において,時間変調電力供給源を用いた場合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%改善された。
流体モデルによるシミュレーションを行い,キセノン・酸素混合無声放電の放電特性を調査した。キセノン・酸素混合無声放電は均一なグロー放電とフィラメント状放電とが混在した過渡的放電であること,1%程度の酸素混入量でさえ放電内の荷電粒子の密度組成は酸素ガス主導の組成となること,および放電内の電気負性度は3桁もの広範囲で時間的・空間的に変化することが明らかになった。さらに,印加電圧の周波数を1kHzと低周波にした場台の大気圧酸素無声放電の解析から大気圧酸素放電は荷電粒子密度が最大でもせいぜい10^<10>cm^<-3>程度と低いためグロー放電は形成されず、多重のタウンゼント様放電であることが予測できた。また,計算したオゾン濃度およびオゾン生成効率は実験値と比較して,よい一致を示した。
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