气体处理装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请基于2014年3月24日递交的日本专利申请2014-060064号并要求其优先 权的权益，这里通过引用并入该日本专利申请的全部内容。
技术领域
[0003] 本文描述的实施例概括而言涉及气体处理装置。
【背景技术】
[0004] 有这样的情况：在生活空间、冰箱、仓库等等中的大气气体和来自处理单元的废气 中包含有害物质、恶臭物质等等。需要一种高效率地对这些有害物质、恶臭物质等等进行分 解、消毒等等（以下将称为气体分解）的小尺寸气体分解装置（包括空气净化装置、空气净 化空调和气体净化装置）（JP2008-289801A)。
[0005] 一般地，在气体分解装置中，分解对象气体被吹风机引入到气体分解腔中，并且通 过放电、分解催化剂、光催化剂或者自由基（臭氧等等）被分解和净化。
[0006] 此外，也公开了一种利用等离子致动器来将处理对象气体吹到净化处理装置的技 术。
[0007] 然而，在气体分解装置中高速地分解很难分解的气体是不一定容易的。
[0008] 在气体分解装置中，气体分解比率的提高意味着一个较大的气体流速和较大的气 体分解反应速率的过程。这些在下面描述。
[0009] A)大流速过程
[0010] 通过催化剂进行的气体分解方法是简单且容易的，并且经常被使用。然而，此方法 使用通过催化剂表面处的反应进行的气体的吸收和分解反应。从而，当表面面积相对于气 体流路不足够大时，就变得难以确保反应速率。此时，使用带细孔的催化剂携带过滤器来增 大表面表积。结果，压力损耗变大，并且难以实现大流速。为了克服压力损耗，必须有大量 的吹气，从而引发了装置的大尺寸化、价格的增加以及功率消耗的增大。另外，为了解决堵 塞，过滤器的定期更换变得必要。
[0011] 在光催化剂的情况下，反应只在照射光的表面处发生，因此，既要求分解对象气体 到达表面又要求光照射，并且难以扩大分解效率。此外，为了实现上述目的，大表面面积变 得必要，从而装置变大。
[0012] 通过放电进行的气体分解使用气相中的分解反应。然而，大气压力中的放电范围， 例如针状电极的放电范围是非常小的，例如针的尖部的约Imm以下。从而，必须要密集地布 置电极组以避免由气体的越过引起的未分解。结果，压力损耗变大，并且为了实现大流速， 大容量和大尺寸的吹风机变得必要。
[0013] 即，在一般的气体分解装置中，气体分解比率和压力损耗是折衷关系。因此，为了 实现气体分解过程的大流速，大尺寸装置变得必要。即，装置的小尺寸化变得困难，并且过 滤器的更换变得必要。
[0014] B)大气体分解反应速率
[0015] 气体分解反应速率是由引起分解的化学物种的量和反应速率决定的（当通过氧 化反应来执行气体分解时，是由氧化剂的量和氧化反应速率（氧化势）决定的）。臭氧容易 通过放电生成，高密度供应是可能的，此外寿命较长，因此其经常被用于气体分解过程。臭 氧对于氨和甲醛气体的分解是有效的。然而，臭氧对于很难分解的气体（例如，甲苯和乙醛 气体）的分解缺乏氧化力。因此，即使以高浓度供应臭氧，也难以以高速分解很难分解的气 体。
[0016] 具有活性氧的OH自由基、O自由基具有强得多的氧化力，并且能够以高速分解很 难分解的气体。然而，OH自由基和0自由基的反应率较高，并且因此其寿命较短，并且难以 以高密度将其供应给分解对象气体。
[0017] 有一种方法，其中反应物被保持在过滤器、筛孔等处以增加引发分解的化学物种。 然而，在此方法中对象气体向表面的扩散和供应也是必要的，结果难以大批地实现氧化剂 和对象气体的接近和反应。
【发明内容】
[0018] 本发明的一个目的是提供一种气体处理装置来有效地处理气体。
[0019] -个实施例的一种气体处理装置包括：与彼此相面对的第一电介质基板和第二电 介质基板；分别布置在电介质基板的一对相面对的主表面上的第一放电电极和第二放电电 极；分别布置在电介质基板的所述主表面的相反侧的一对主表面上的第一地电极和第二地 电极；气体流路，被配置为在放电电极之间供应要处理的气体;AC电源，被配置为通过在第 一放电电极与第一地电极之间以及第二放电电极与第二地电极之间施加 AC电压以离子化 气体来在第一放电电极侧生成第一等离子诱发流并且在第二放电电极侧生成第二等离子 诱发流；以及从放电电极起在等离子诱发流的下游在电介质基板之间布置的区域，并且电 介质基板之间的间隙是等离子诱发流的厚度之和的1. 3倍以下。
[0020] 该气体处理装置可以有效地处理要处理的气体。
【附图说明】
[0021] 图1是示出根据第一实施例的气体分解装置10的整体配置的侧视图。
[0022] 图2是示出构成处理单元U的气体分解元件20的细节的放大示意视图。
[0023] 图3是概念性地示出气体分解元件20的操作状态的放大侧视图。
[0024] 图4是示出等离子诱发流Fp的流速V的分布的图表。
[0025] 图5是示出等离子诱发流Fp的最大流速Vmax的施加电压Vrf依存关系的图表。
[0026] 图6是示出气体G、气体分解比率Rc和流速Q之间的对应关系的图表。
[0027] 图7是示出气体G和气体分解速率Vr之间的对应关系的图表。
[0028] 图8是示出等离子诱发流Fp的流速V的分布的图表。
[0029] 图9是示出气体分解比率Rs的施加电压Vrf依存关系的图表。
[0030] 图10是示出使用等离子生成臭氧的气体分解装置的气体分解/去除性能的图表。
[0031] 图11是示出使用等离子生成臭氧的气体分解装置的气体分解/去除性能的图表。
[0032] 图12是示出甲苯的分解时间特性的图表。
[0033] 图13是示出根据修改例1的处理单元U的侧视图。
[0034] 图14是示出根据修改例2的处理单元U的侧视图。
[0035] 图15是示出根据修改例3的处理单元U的侧视图。
[0036] 图16是示出根据修改例4的处理单元U的侧视图。
[0037] 图17是示出根据修改例5的处理单元U的侧视图。
[0038] 图18是示出根据修改例6的处理单元U的侧视图。
[0039] 图19是示出根据第二实施例的气体分解装置10的整体配置的侧视图。
[0040] 图20是示出根据第三实施例的气体分解装置10的整体配置的侧视图。
[0041] 图21是示出根据第四实施例的气体分解装置10的整体配置的侧视图。
【具体实施方式】
[0042] 以下，参考附图详细描述实施例。
[0043] (第一实施例）
[0044] 图1示出了根据第一实施例的气体分解装置10的整体配置。
[0045] 在气体分解装置10中，通过由在放电电极和地电极之间施加的AC高电压生成的 放电来分解大气或处理废气中包含的分解对象气体（至少包含碳或氮的任一者的气体，例 如甲醛、甲苯、乙醛、氨气）。气体分解装置10起到处理气体的气体处理装置的作用。
[0046] 气体分解装置10包括进气口 11、流路放大部12、预滤器13、气体分解腔14、臭氧 处理腔15和出气口 16,并且在这些内部是气流空间。
[0047] 包含分解对象气体的气体被引入到进气口 11中。
[0048] 流路放大部12放大从进气口 11到预滤器13、气体分解腔14的流路。流路放大部 12是被配置为在放电电极22之间（或者在放电电极22和气流分隔物26之间）供应气体 的气体流路。
[0049] 预滤器13去除在气体分解腔14中流动的气体中的尘埃、微粒等等。
[0050] 在气体分解腔14中，布置了包括多个气体分解元件20(1)至20(5)的处理单元U 来处理气体。注意，稍后描述处理单元U的细节。
[0051] 臭氧处理腔15包括臭氧处理器（未示出，例如臭氧催化剂），并且处理并分解在气 体分解腔14处生成的高浓度的臭氧气体、NOx或SOx。
[0052] 包含经分解的分解对象气体的气体从出气口 16流出。
[0053] 气体被从进气口 11引入，经过预滤器13、气体分解腔14(处理单元U)和臭氧处理 腔15,并且从出气口 16被排出。
[0054] 图2放大地示出了构成处理单元U的气体分解元件20的细节。
[0055] 处理单元U包括气体分解元件20 (20(1)至20 (5))和气流分隔物26。这里，处理 单元U中包括的气体分解元件20的数目被设定为五个，但这可被适当地改变。
[0056] 气体分解元件20包括电介质基板21 (21a、21b)、放电电极22(22a、22b)、地电极 23、绝缘密封层24、光催化剂层25 (25a、25b)和气流分隔物26。
[0057] 电介质基板21是电介质材料（例如，石英、硅橡胶和kapton(-种聚酰亚胺））的 基板。例如，厚度为1mm的石英板可用作电介质基板21。
[0058] 放电电极22、地电极23各自由金属等等的导电体构成。例如，可以