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2008 年度 実績報告書

圧電トランスを用いた小型プラズマリアクタの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18360140
研究機関千葉工業大学

研究代表者

伊藤 晴雄  千葉工業大学, 工学部, 教授 (90083849)

研究分担者 鈴木 進  千葉工業大学, 工学部, 准教授 (00265472)
寺西 研二  徳島大学, 大学院, 助教 (80435403)
下村 直行  徳島大学, 大学院, 准教授 (90226283)
キーワード圧電トランス / プラズマリアクタ / 誘電体バリア放電 / 電子放出 / 自己組織化
研究概要

本年度は圧電トランス(PT)により希ガス中で発生する誘電体バリア放電(DBD)の自己組織化現象(SOP)に関する検討とこれまでに得られた研究成果を論文にまとめ投稿した。
前年度までにArやHeガスに少量の空気を混入した際にSOPが発生することを明らかにした。そこで、Arに混入するガス種やPTの印加電圧、ガス圧力を変えながらDBDを生成しSOPの発生条件を調べたところ、SOP形成には酸素と窒素の両方が必要であるという結果を得た。SOPはガス圧力100〜300Torr(空気混合率0.4〜1.0%)の間で観測され、ガス圧力増加に伴いグロー状からDBDの放電モードへ遷移する境界域で観測されることがわかった。これらの成果は2008年7月に開催された第19回電離気体中原子分子の物理に関する欧州会議(ESCAMPIG)で発表し、IEEE Trans. on Plasma Science誌に論文として掲載された。更に、SOPの発光をICCDカメラにより時間分解撮影した結果、PT表面電位が正負に立ち上がる半周期中で、先ず6角形に整列したスポット状放電が発生し、このスポット状放電が消滅した後グロー状の放電が観測された。このグロー状放電はそれ以前に生じたスポット状放電を避けるように発生し、これが6角形に整列した暗黒点として観測された。通常、DBDは誘電体電極上に蓄積した放電電荷が後続放電を断つと論じられているが、本研究では蓄積電荷の存在を放電発光観測により実証することができた。これらの成果は2008年10月に開催された第61回気体エレクトロニクス会議(GEC)で発表し、電気学会論文誌に速報として掲載が決まっている。前年度に検討したDBD型オゾン発生器の誘電体電極材料がオゾン生成特性に及ぼす影響については、論文にまとめPlasma Sources, Science and Technology誌に投稿中である。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] 誘電体電極上の蓄積電荷により誘起されるDBDの自己組織化現象2009

    • 著者名/発表者名
      伊藤晴雄
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A (掲載決定) 129

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Investigations of Ozone Zero Phenomenon2009

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Murayama
    • 雑誌名

      European Physical Journal Applied Physics 47

      ページ: 22814-1-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 圧電トランスによる放電プラズマ生成とその応用2008

    • 著者名/発表者名
      伊藤晴雄
    • 雑誌名

      放電研究 51

      ページ: 3-10

  • [雑誌論文] Self-Organized Patterns of Dielectric Barrier Discharge Generated by Piezoelectric Transformer2008

    • 著者名/発表者名
      Haruo Itoh
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Plasma Sci. 36

      ページ: 1348-1349

    • 査読あり
  • [雑誌論文] VUV Spectroscopic Measurement for Dielectric Barrier Discharge Excited by Piezoelectric Transformer in He-Xe Mixture2008

    • 著者名/発表者名
      Kenji Teranishi
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Plasma Sci. 36

      ページ: 1340-1341

    • 査読あり
  • [学会発表] 放電の自己組織化現象と誘電体電極上の蓄積電荷2009

    • 著者名/発表者名
      小林和人
    • 学会等名
      平成21年電気学会全国大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-03-19
  • [学会発表] 圧電トランス型オソナイザの電極温度がオゾン生成に及ぼす影響2009

    • 著者名/発表者名
      寺西研二
    • 学会等名
      平成21年電気学会全国大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-03-19
  • [学会発表] 圧電トランスを用いた小型Xe^*_2エキシマランプの開発2009

    • 著者名/発表者名
      守屋康平
    • 学会等名
      平成21年電気学会全国大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-03-17
  • [学会発表] 圧電トランスを用いたDBD型エキシマランプ2008

    • 著者名/発表者名
      守屋康平
    • 学会等名
      2008年放電学会年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2008-11-15
  • [学会発表] 圧電トランス型オゾン発生器の電極温度がオゾン生成に及ぼす影響2008

    • 著者名/発表者名
      島田洋司
    • 学会等名
      2008年放電学会年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2008-11-15
  • [学会発表] 圧電トランス型プラズマリアクタの表面電位分布と放電電力の測定2008

    • 著者名/発表者名
      寺西研二
    • 学会等名
      2008年放電学会年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2008-11-15
  • [学会発表] 圧電トランスによる放電プラズマ生成とその応用2008

    • 著者名/発表者名
      伊藤晴雄
    • 学会等名
      2008年放電学会若手セミナー
    • 発表場所
      八王子セミナーハウス
    • 年月日
      2008-11-14
  • [学会発表] Traces of Accumulated Charges on Dielectric Electrode in Self-Organization2008

    • 著者名/発表者名
      Haruo Itoh
    • 学会等名
      61th Gaseous Electronics Conference
    • 発表場所
      Texas, USA
    • 年月日
      2008-10-15
  • [学会発表] Experimental Investigations of Ozone Zero Phenomenon2008

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Murayama
    • 学会等名
      11th International Symposium on High Pressure Low Temperature Plasma Chemistry
    • 発表場所
      Oleron Island, France
    • 年月日
      2008-09-09
  • [学会発表] 圧電トランスを用いた誘電体バリア放電型プラズマリアクタの動作特性2008

    • 著者名/発表者名
      寺西研二
    • 学会等名
      平成20年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      千葉工業大学
    • 年月日
      2008-08-22
  • [学会発表] Occurrence condition of self-organization in barrier discharge generated by piezoelectric transformer2008

    • 著者名/発表者名
      Kenji Teranishi
    • 学会等名
      19th Europhysics Conference on the Atomic a nd Molecular Physics of Ionized Gases
    • 発表場所
      Granada, Spain
    • 年月日
      2008-07-17
  • [学会発表] DBD-type Ozone Generator Using Piezoelectric Transformers : Effect of Barrier Electrode Material on Ozone Generation2008

    • 著者名/発表者名
      Kenji Teranishi
    • 学会等名
      28th IEEE International Power Modulator Con ference
    • 発表場所
      Nevada, USA
    • 年月日
      2008-05-28
  • [学会発表] PT型オゾナイザのオゾン生成効率2008

    • 著者名/発表者名
      伊藤晴雄
    • 学会等名
      第18回日本オゾン協会年次研究講演会
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2008-05-27

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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