本申請(qǐng)涉及等離子體生成裝置。

背景技術(shù)：

專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)了一種電源裝置，為了在液體中持續(xù)生成等離子體，而高速持續(xù)地施加大電流高電壓脈沖。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2012-18890號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N等離子體生成裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)從由電源小型化、降低成本以及降低耗電構(gòu)成的組中選擇的至少一項(xiàng)。

用于解決問(wèn)題的手段

本申請(qǐng)的一個(gè)方式所涉及的等離子體生成裝置具備：電極對(duì)，通過(guò)在電極對(duì)之間施加電壓，使大氣壓中產(chǎn)生等離子體；以及電源。所述電源包括：升壓變壓器，具有0.9以上且0.9999以下的耦合系數(shù)，生成向所述電極對(duì)之間施加的所述電壓。

此外，本申請(qǐng)的另一個(gè)方式所涉及的等離子體生成裝置具備：電極對(duì)，通過(guò)在電極對(duì)之間施加電壓，使大氣壓中產(chǎn)生等離子體；以及電源。所述電源包括：升壓變壓器，生成向所述電極對(duì)之間施加的所述電壓；以及電感器，配置在所述升壓變壓器的二次側(cè)與所述電極對(duì)之間，具有相對(duì)于所述升壓變壓器的所述二次側(cè)的電感值為0.01％以上且10％以下的電感值。

發(fā)明效果

根據(jù)本申請(qǐng)所涉及的等離子體生成裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)從由電源小型化、降低成本以及抑制耗電構(gòu)成的組中選擇的至少一項(xiàng)。

附圖說(shuō)明

圖1為表示實(shí)施方式1中的等離子體生成裝置的構(gòu)成例的框圖。

圖2為表示實(shí)施方式1中的電源的構(gòu)成例以及電容性負(fù)載的電路圖。

圖3為表示實(shí)施方式1中的在電極對(duì)之間產(chǎn)生的電壓的波形例的圖。

圖4為表示實(shí)施方式1中的在電極對(duì)之間產(chǎn)生的電壓的波形例以及開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的圖。

圖5為表示實(shí)施方式1中的漏電感以及向電極對(duì)之間施加的最大電壓的圖。

圖6為表示實(shí)施方式2中的電源的構(gòu)成例以及電容性負(fù)載的電路圖。

圖7為表示在圖6的電極對(duì)之間產(chǎn)生的電壓的波形例的圖。

圖8為表示實(shí)施方式3中的電源的構(gòu)成例以及電容性負(fù)載的電路圖。

圖9為表示在圖8的電極對(duì)之間產(chǎn)生的電壓的波形例的圖。

圖10為表示實(shí)施方式1中的升壓變壓器的耦合系數(shù)與等離子體生成裝置的耗電的關(guān)系的曲線圖。

圖11為表示實(shí)施方式1中的升壓變壓器的耦合系數(shù)與等離子體生成裝置的耗電的關(guān)系的圖表。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

100 等離子體生成裝置

101 第1金屬電極

102 第2金屬電極

103 絕緣體

104 電源

105 供給泵

106 反應(yīng)槽

107 處理槽

108 循環(huán)泵

109 導(dǎo)管

110 被處理液

115 等離子體

116 氣泡

119 控制電路

20 升壓變壓器

20L 電感器

21、21a 開(kāi)關(guān)

21i 反相器(inverter)

22、23 二極管

24 電容性負(fù)載

25 整流電路

25a、25b、25c、25d 整流二極管

a 一端

b 中間抽頭

c 另一端

cont 開(kāi)關(guān)控制信號(hào)

DC 直流電壓

具體實(shí)施方式

(成為本申請(qǐng)的基礎(chǔ)的見(jiàn)解)

以往，為了通過(guò)脈沖放電生成等離子體，需要對(duì)產(chǎn)生放電的空間施加大電流高電壓脈沖。此外，若放電開(kāi)始電壓因放電空間的狀態(tài)(液體種類(lèi)或氣體種類(lèi))而變高，則為了維持該放電開(kāi)始電壓并持續(xù)放電，而招致耗電的增大或裝置的大型化。此外，以往的用于生成等離子體的電源裝置需要由變壓器升壓來(lái)生成產(chǎn)生放電的放電開(kāi)始電壓，裝置變得大型化。

于是，本發(fā)明人為了提供如下等離子體生成裝置而進(jìn)行了潛心研究，該等離子體生成裝置通過(guò)降低升壓變壓器的升壓比(boosting ratio)，能夠?qū)崿F(xiàn)從電源小型化、降低成本以及降低耗電構(gòu)成的組中選擇的至少一項(xiàng)。以下，更詳細(xì)地說(shuō)明成為本申請(qǐng)的基礎(chǔ)的見(jiàn)解。

關(guān)于在“背景技術(shù)”部分中記載的等離子體生成裝置，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題。

在以往的等離子體生成裝置中，為了生成能產(chǎn)生等離子體放電的電源電壓，升壓比變大，因此需要大的升壓變壓器，電源系統(tǒng)變大。此外，若使高電壓持續(xù)，則存在發(fā)熱或功率增大的問(wèn)題，為了延長(zhǎng)放電時(shí)間而需要大型化。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)等離子體生成裝置的電源通過(guò)具備擁有耦合系數(shù)0.9以上且0.9999以下的值的升壓變壓器，能夠生成大于由升壓比確定的電壓的電壓。

換言之，通過(guò)電源具備具有耦合系數(shù)0.9以上且0.9999以下(即90％以上且99.99％以下)的值的升壓變壓器，能夠?qū)崿F(xiàn)與如下?tīng)顟B(tài)等效的狀態(tài)，即在升壓變壓器的二次側(cè)與放電的電極對(duì)之間，存在具有相對(duì)于升壓變壓器的二次側(cè)的L值(電感值)為0.01％以上且10％以下的L值的電感器。該電感器既可以為物理性元件，也可以基于二次繞組的漏電感。并且，將放電的電極間視為電容性負(fù)載，將二次繞組的電阻成分、該電感器以及電極對(duì)之間的電容性負(fù)載視為RLC串聯(lián)電路，通過(guò)其共振作用在電容性負(fù)載的兩端，生成大于以升壓變壓器的升壓比確定的電壓的電壓。一般而言，在RLC串聯(lián)電路共振時(shí)，在電容C中，產(chǎn)生電源電壓(在此是在升壓變壓器的二次繞組產(chǎn)生的電壓)的Q倍的大電壓。Q又稱(chēng)“Q值”、“Q因數(shù)(Quality factor：品質(zhì)因數(shù))”，為表示共振的尖銳度的參數(shù)，以(1/R)√(L/C)表現(xiàn)。其中，R為二次繞組的電阻成分，L為電感器的電感或二次繞組的漏電感，C為電極之間的靜電電容。

如此地，通過(guò)LC共振的作用使電極對(duì)之間產(chǎn)生大于以升壓變壓器的升壓比確定的電壓的電壓，能夠在電極對(duì)之間產(chǎn)生放電。

于是，本申請(qǐng)的一個(gè)方式所涉及的等離子體生成裝置具備：電極對(duì)，通過(guò)在電極對(duì)之間施加電壓，使大氣壓中產(chǎn)生等離子體；以及電源。所述電源n包括具有0.9以上且0.9999以下的耦合系數(shù)且生成向所述電極對(duì)之間施加的所述電壓的升壓變壓器。

據(jù)此，通過(guò)升壓變壓器的輸出側(cè)(即二次繞組側(cè))的電感器與電極對(duì)之間的電容性負(fù)載的LC共振，在電極對(duì)之間生成大于以升壓變壓器的升壓比確定的電壓的電壓。利用該大電壓能夠在電極對(duì)之間產(chǎn)生放電。因此，無(wú)需為了產(chǎn)生放電而使升壓比自身變大，因而能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、抑制耗電。所述升壓變壓器的耦合系數(shù)也可以為0.9以上且0.99以下。

本申請(qǐng)的一個(gè)方式所涉及的等離子體生成裝置具備：電極對(duì)，通過(guò)在電極對(duì)之間施加電壓，使大氣壓中產(chǎn)生等離子體；以及電源。所述電源包括：升壓變壓器，生成向所述電極對(duì)之間施加的所述電壓；以及電感器，配置在所述升壓變壓器的二次側(cè)與所述電極對(duì)之間，具有相對(duì)于所述升壓變壓器的所述二次側(cè)的電感值為0.01％以上且10％以下的電感值。

據(jù)此，通過(guò)電感器與電極對(duì)之間的電容性負(fù)載的LC共振，在電極對(duì)之間生成大于以升壓變壓器的升壓比確定的電壓的電壓。利用該電壓能夠在電極對(duì)之間產(chǎn)生放電。因此，無(wú)需為了產(chǎn)生放電而使升壓比自身變大，因而能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、抑制耗電。

在此，所述電源向所述電極對(duì)施加的電壓也可以具有周期性的電壓波形，在各周期具有：第1電壓，具有在所述電極對(duì)之間產(chǎn)生放電的電壓值；以及第2電壓，具有低于所述第1電壓的電壓值并且使所產(chǎn)生的所述放電持續(xù)的電壓值。

據(jù)此，由于具有產(chǎn)生放電的第1電壓、以及具有低于所述第1電壓的電壓值并且使所產(chǎn)生的所述放電持續(xù)的電壓值的第2電壓，因此無(wú)需持續(xù)施加高電壓的第1電壓，能夠?qū)崿F(xiàn)抑制耗電。

在此，所述電源也可以還具備整流電路，針對(duì)向所述電極對(duì)之間施加的電壓進(jìn)行整流。

據(jù)此，通過(guò)具備整流電路，能夠通過(guò)變更設(shè)置路徑(例如調(diào)換升壓變壓器與電極對(duì)的連接)來(lái)切換為以正向電壓或反向電壓引起放電，從而實(shí)現(xiàn)抑制耗電。此外，因?yàn)樵谕ㄟ^(guò)正向電壓以及反向電壓這雙方產(chǎn)生等離子體的情況下、以及在只通過(guò)正向或反向中的一方產(chǎn)生等離子體的情況下，由等離子體生成的活性種的種類(lèi)不同，所以能夠控制活性種的種類(lèi)。

在此，所述電極對(duì)也可以配置在液體內(nèi)，在所述液體內(nèi)的氣相空間中放電并生成等離子體。

據(jù)此，在電極對(duì)之間配置在液體內(nèi)時(shí)，電極對(duì)成為電阻性負(fù)載，在正極處于液體內(nèi)的氣相空間中時(shí)，電極對(duì)成為電容性負(fù)載。在正極處于液體內(nèi)的氣相空間中時(shí)，通過(guò)電感器與電極對(duì)之間的電容性負(fù)載的LC共振生成大于以升壓變壓器的升壓比確定的電壓的電壓。利用該電壓能夠在電極對(duì)之間產(chǎn)生放電。因此，無(wú)需為了產(chǎn)生放電而使升壓比自身變大，因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、抑制耗電。另外，在本說(shuō)明書(shū)中，大氣壓是913hPa以上且1113hPa以下的氣壓，也包括液體內(nèi)的氣相空間的氣壓。所述電極對(duì)也可以在963hPa以上且1063hPa以下的大氣壓中生成所述等離子體。

以下參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)的實(shí)施方式。另外，在以下說(shuō)明的實(shí)施方式均表示本申請(qǐng)的一具體例。在以下的實(shí)施方式所示的數(shù)值、形狀、材料、構(gòu)成要素、構(gòu)成要素的配置位置以及連接方式等僅為一例，并非對(duì)本申請(qǐng)的限定。另外，關(guān)于以下的實(shí)施方式的構(gòu)成要素中的在表示本申請(qǐng)的最上位概念的獨(dú)立權(quán)利要求中并未記載的構(gòu)成要素，作為構(gòu)成更優(yōu)選的方式的任意的構(gòu)成要素來(lái)說(shuō)明。此外，各圖是示意圖，不一定表示嚴(yán)格的尺寸。

(實(shí)施方式1)

[1.1等離子體生成裝置的構(gòu)成]

首先，說(shuō)明等離子體生成裝置100的構(gòu)成。

圖1為表示實(shí)施方式1中的等離子體生成裝置的構(gòu)成例的框圖。

如該圖，等離子體生成裝置100具備第一金屬電極101、第二金屬電極102、絕緣體103、電源104、供給泵105、反應(yīng)槽106、處理槽107、循環(huán)泵108、導(dǎo)管109以及控制電路119。

第一金屬電極101例如為棒狀的電極，配置為至少一部分露出到裝有被處理液110的反應(yīng)槽106內(nèi)。被處理液110例如為純水或處理對(duì)象的液體。在被處理液110為純水時(shí)，等離子體生成裝置100生成等離子體液。在被處理液110為處理對(duì)象的液體時(shí)，等離子體生成裝置100給該液體帶來(lái)殺菌作用。

第二金屬電極102例如為棒狀的電極，配置為至少一部分露出到反應(yīng)槽106內(nèi)。

絕緣體103形成為在第一金屬電極101的外周設(shè)置通氣用的空隙，安裝在反應(yīng)槽106的開(kāi)口。

電源104具有向由第一金屬電極101與第二金屬電極102構(gòu)成的電極對(duì)之間施加電壓的升壓變壓器。通過(guò)由升壓變壓器向電極對(duì)之間施加電壓，使電極對(duì)之間產(chǎn)生等離子體115。通過(guò)產(chǎn)生等離子體115，在被處理液110中產(chǎn)生OH原子團(tuán)等各種活性種。

供給泵105對(duì)第一金屬電極101與絕緣體103之間的空隙供給氣體。據(jù)此，在絕緣體103以及第一金屬電極101的前端部分持續(xù)地產(chǎn)生氣泡116。即使沒(méi)有該氣泡116也會(huì)在電極對(duì)之間產(chǎn)生等離子體115，但由于存在氣泡116能夠提高由等離子體115帶來(lái)的活性種的產(chǎn)生效率。此外，若由第一金屬電極101以及第二金屬電極102構(gòu)成的電極對(duì)之間配置在液體內(nèi)，則電極對(duì)成為電阻性負(fù)載，若第一金屬電極101以及第二金屬電極102的至少一方處于液體內(nèi)的氣相空間中，則電極對(duì)成為電容性負(fù)載。

反應(yīng)槽106最初貯存作為等離子體液的原液的純水作為被處理液110，產(chǎn)生等離子體115后貯存等離子體液。

處理槽107與反應(yīng)槽106經(jīng)導(dǎo)管連接，在產(chǎn)生等離子體115時(shí)，在與反應(yīng)槽106之間通過(guò)循環(huán)泵108使水(之后為等離子體液)循環(huán)。

控制電路119通過(guò)執(zhí)行例如記錄在存儲(chǔ)器中的程序，來(lái)控制等離子體生成裝置100整體?？刂齐娐?19可以是例如中央運(yùn)算處理裝置(CPU)或微型計(jì)算機(jī)(微機(jī))等集成電路。

[1.2電源的構(gòu)成]

接著，說(shuō)明電源104的構(gòu)成例。

圖2為表示實(shí)施方式1中的電源104的構(gòu)成例以及電容性負(fù)載24的電路圖。如該圖，電源104具備升壓變壓器20、電感器20L、開(kāi)關(guān)21、二極管22以及二極管23。此外，該圖的電容性負(fù)載24表現(xiàn)由圖1的第一金屬電極101以及第二金屬電極102構(gòu)成的電極對(duì)。

升壓變壓器20具有一次繞組、二次繞組以及芯體(例如鐵芯)。一次繞組與二次繞組經(jīng)由芯體進(jìn)行電磁耦合。升壓變壓器20的耦合系數(shù)具有0.9以上且0.9999以下的值。一次繞組具有一端a、中間抽頭b、另一端c這3個(gè)端子。升壓變壓器20的繞組比(匝數(shù)比)例如為1：1：40。該繞組比為從一次繞組的一端a到中間抽頭b的匝數(shù)、從一次繞組的中間抽頭b到另一端c的匝數(shù)、二次繞組的匝數(shù)這三者之比。升壓變壓器20的二次繞組經(jīng)由電感器20L向電極對(duì)之間施加電壓。

圖10以及圖11為表示實(shí)施方式1中的升壓變壓器20的耦合系數(shù)與電源104的耗電的關(guān)系的曲線圖以及圖表。如圖10以及圖11所示，在升壓變壓器20的耦合系數(shù)為0.9以上且0.99以下時(shí)，尤其能夠?qū)崿F(xiàn)降低耗電。在后述的實(shí)施方式2以及實(shí)施方式3中也同樣地在0.9以上且0.99以下時(shí)，尤其能夠?qū)崿F(xiàn)降低耗電。

電感器20L具有相對(duì)于二次繞組的電感值為0.01％以上且10％以下的電感值。電感器20L既可以為升壓變壓器20的二次繞組的漏電感，也可以為有別于二次繞組的電感器元件。二次繞組的電阻成分R、電感器20L的電感L以及電容性負(fù)載24的靜電電容C形成RLC串聯(lián)共振電路?；蛘?，電感器20L的電感L以及電容性負(fù)載24的靜電電容C形成LC串聯(lián)共振電路。如上說(shuō)明，在RLC串聯(lián)電路共振時(shí)施加在電容性負(fù)載24上的第1電壓會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)于電源電壓(在此為在二次繞組上產(chǎn)生的電壓或在電阻成分R上產(chǎn)生的電壓)的2倍大小的電壓，以Vc＝-Vcosωt+V表達(dá)。此外，其頻率以表達(dá)。因此，在電容性負(fù)載24產(chǎn)生大于以升壓變壓器20的升壓比確定的電壓的電壓。因此，由于升壓變壓器20無(wú)需是升壓比自身大的升壓變壓器，因此能夠?qū)崿F(xiàn)電源104的小型化、抑制耗電。

開(kāi)關(guān)21為開(kāi)關(guān)晶體管，切換在一次繞組的中間抽頭b與另一端c之間是否施加直流電壓DC。開(kāi)關(guān)21的導(dǎo)通以及斷開(kāi)通過(guò)來(lái)自控制電路119的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)cont控制。

在開(kāi)關(guān)21斷開(kāi)期間，二極管22阻止從中間抽頭b向另一端c的電流。

在開(kāi)關(guān)21斷開(kāi)期間，二極管23阻止從一端a向另一端b的電流，并阻止從中間抽頭b向一端a的電流。

電容性負(fù)載24表示由第一金屬電極101以及第二金屬電極102構(gòu)成的電極對(duì)。另外，通過(guò)對(duì)直流電壓DC進(jìn)行切換而作為交流輸入到升壓變壓器20的一次繞組(更準(zhǔn)確而言為中間抽頭b與上述的另一端c之間)，但也可以輸入商用電源等的正弦波。

[1.3電壓波形的一例]

接著，說(shuō)明向電容性負(fù)載24施加的電壓。

圖3為表示實(shí)施方式1中的在電極對(duì)之間(即電容性負(fù)載24)產(chǎn)生的電壓的波形例的圖。在該圖中，升壓變壓器20的繞組比為上述的1：1：40，輸入的直流電壓DC為50V。

如該圖，在電極對(duì)之間產(chǎn)生的電壓波形具有在各周期擁有第1電壓與第2電壓的周期性的電壓波形。第1電壓具有在電極對(duì)之間產(chǎn)生放電的電壓值。第2電壓具有低于第1電壓的電壓值并且使產(chǎn)生的放電持續(xù)的電壓值。第1電壓相對(duì)于第2電壓重疊，從第1電壓到第2電壓大致單調(diào)遞減。

在圖3中，第1電壓約4kV，第2電壓約2kV。第2電壓為以升壓變壓器20的繞組比確定的電壓，為50V的40倍。第1電壓為經(jīng)電感器20L與電極對(duì)之間的電容性負(fù)載24的LC共振產(chǎn)生的電壓，為大于以升壓變壓器20的升壓比確定的電壓的電壓。第1電壓的最大值為第2電壓的2倍以上。

如此地，向電極對(duì)之間施加的電壓波形具有產(chǎn)生放電的第1電壓、以及具有低于所述第1電壓的電壓值并且使所產(chǎn)生的所述放電持續(xù)的電壓值的第2電壓，從而無(wú)需持續(xù)施加高電壓的第1電壓，能夠?qū)崿F(xiàn)抑制耗電。

[1.4電壓波形與開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的例子]

接著，說(shuō)明一次繞組側(cè)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)以及輸入電壓。

圖4為表示實(shí)施方式1中的在電極對(duì)之間產(chǎn)生的電壓的波形例以及一次繞組側(cè)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)cont的圖。

該圖上部與圖3相同。該圖下部表示控制開(kāi)關(guān)21的導(dǎo)通以及斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)cont。在開(kāi)關(guān)控制信號(hào)cont為H電平(即高電平)時(shí)開(kāi)關(guān)21處于導(dǎo)通狀態(tài)，而在開(kāi)關(guān)控制信號(hào)cont為L(zhǎng)電平(即低電平)時(shí)開(kāi)關(guān)21處于斷開(kāi)狀態(tài)。通過(guò)開(kāi)關(guān)21按照這樣的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)cont進(jìn)行導(dǎo)通以及斷開(kāi)，在升壓變壓器20的一次繞組的中間抽頭b與另一端c之間，輸入由波形與圖4下部大致相同且擁有50V的振幅的矩形波構(gòu)成的交流信號(hào)。

開(kāi)關(guān)控制信號(hào)cont由控制電路119生成，從控制電路119供給到開(kāi)關(guān)21。開(kāi)關(guān)控制信號(hào)cont的頻率在例如從大致20kHz到100kHz的范圍內(nèi)輸入。據(jù)此，在二次側(cè)的電極對(duì)之間，按照升壓比升壓而得的第2電壓以及由LC共振產(chǎn)生的第1電壓重疊地施加。只要滿(mǎn)足這些條件，圖2的一次繞組側(cè)的電路也可以為其他電路構(gòu)成。

[1.5漏電感以及向電極對(duì)之間施加的最大電壓的例子]

接著，說(shuō)明示出電感器20L的大小和第1電壓的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(仿真結(jié)果)。

圖5為表示實(shí)施方式1中漏電感以及向電極對(duì)之間施加的最大電壓的圖。在該圖中，電感器20L設(shè)為漏電感。升壓變壓器20與上述的例子相同，具有1：1：40的繞組比，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)cont的頻率設(shè)為25kHz。該圖的最大值為第1電壓的最大值。

在該圖中，在漏電感8.5mH處最大值為5.02kV。同樣地，在28·9mH處最大值為4.63kV，在35.4mH處最大值為4.49kV，在42.1mH處最大值為4.36kV，在55.3mH處最大值為3.99kV。在任一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，第1電壓的最大值都是以升壓比確定的電壓(第2電壓)的大致2倍以上。在圖5中，可以想到漏電感越小，向電極對(duì)之間施加的電壓的頻率與共振頻率的誤差越小。

如以上說(shuō)明，根據(jù)本實(shí)施方式的等離子體生成裝置100，通過(guò)升壓變壓器20的輸出側(cè)(即二次繞組側(cè))的電感20L與電極對(duì)之間的電容性負(fù)載的LC共振，在電極對(duì)之間生成大于以升壓變壓器的升壓比確定的第2電壓的第1電壓。第1電壓擁有能夠在電極對(duì)之間新產(chǎn)生放電的電壓值，第2電壓擁有使放電持續(xù)的電壓值。

因此，無(wú)需為了產(chǎn)生放電而使升壓比自身變大，因而能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、抑制耗電。

(實(shí)施方式2)

在實(shí)施方式1中，說(shuō)明了電源104中僅在升壓變壓器20的一次繞組的夾著中間抽頭b的單側(cè)(即中間抽頭b與另一端c之間)施加脈沖的構(gòu)成例。相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明在升壓變壓器20的一次繞組的夾著中間抽頭b的兩側(cè)(即中間抽頭b與另一端c之間以及中間抽頭b與一端a之間)中的每一側(cè)施加脈沖的構(gòu)成例。

圖6為表示實(shí)施方式2中的電源104的構(gòu)成例以及電容性負(fù)載24的電路圖。

該圖的電源104與圖2相比不同之處在于，追加了開(kāi)關(guān)21a與反相器21i。本實(shí)施方式所涉及的電源104的其他構(gòu)成與實(shí)施方式2所涉及的電源104的構(gòu)成相同。以下，以不同之處為中心來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

開(kāi)關(guān)21a為開(kāi)關(guān)晶體管，切換在一次繞組的中間抽頭b與一端a之間是否施加直流電壓DC。開(kāi)關(guān)21a的導(dǎo)通以及斷開(kāi)通過(guò)將開(kāi)關(guān)控制信號(hào)cont反轉(zhuǎn)后的信號(hào)控制。

反相器21i將開(kāi)關(guān)控制信號(hào)cont反轉(zhuǎn)，將反轉(zhuǎn)后的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)cont供給到開(kāi)關(guān)21a。據(jù)此，開(kāi)關(guān)21a與開(kāi)關(guān)21排他性地導(dǎo)通。

通過(guò)該構(gòu)成，在圖6的電源104中，在升壓變壓器20的一次繞組的夾著中間抽頭b的兩側(cè)(即中間抽頭b與另一端c之間、中間抽頭b與一端a之間)交替而排他性地施加脈沖。

圖7為表示在圖6的電極對(duì)之間產(chǎn)生的電壓的波形例的圖。圖7與圖3相比，將具有第1電壓與第2電壓的區(qū)間(與圖4中開(kāi)關(guān)控制信號(hào)為H的區(qū)間對(duì)應(yīng)的電壓波形)反轉(zhuǎn)后的電壓波形也出現(xiàn)在負(fù)側(cè)。負(fù)側(cè)的電壓波形具有負(fù)的第1電壓與負(fù)的第2電壓。

在實(shí)施方式1中，在電極對(duì)之間的放電僅在開(kāi)關(guān)控制信號(hào)cont的高電平區(qū)間進(jìn)行。與之相對(duì)，在實(shí)施方式2中，在電極對(duì)之間的放電無(wú)論在開(kāi)關(guān)控制信號(hào)cont的高電平區(qū)間還是在低電平區(qū)間都進(jìn)行。

如此地，在實(shí)施方式2中，電極對(duì)之間的放電次數(shù)倍增，電極對(duì)之間的放電極性每次都反轉(zhuǎn)。通過(guò)放電次數(shù)倍增，能夠?qū)崿F(xiàn)放電的高速化。通過(guò)電極對(duì)之間的放電極性每次反轉(zhuǎn)，可以想到產(chǎn)生更多種類(lèi)的活性種。

如以上那樣地，根據(jù)本實(shí)施方式中的等離子體生成裝置100，與實(shí)施方式1相比，能夠使放電次數(shù)倍增，并使電極對(duì)之間的放電極性每次反轉(zhuǎn)。

(實(shí)施方式3)

在實(shí)施方式2中，說(shuō)明了在升壓變壓器20的一次繞組的夾著中間抽頭b的兩側(cè)(即中間抽頭b與另一端c之間以及中間抽頭b與一端a之間)中的每一側(cè)施加脈沖，且每次放電極性反轉(zhuǎn)的構(gòu)成例。在實(shí)施方式3中，說(shuō)明在升壓變壓器20的一次繞組的夾著中間抽頭b的兩側(cè)中的每一側(cè)施加脈沖，而放電極性不反轉(zhuǎn)的構(gòu)成例。

圖8為表示實(shí)施方式3中的電源104的構(gòu)成例以及電容性負(fù)載的電路圖。該圖的電源104與圖6相比不同之處在于，追加了整流電路25。本實(shí)施方式所涉及的電源104的其他構(gòu)成與實(shí)施方式2所涉及的電源104的構(gòu)成相同。以下，以不同之處為中心來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

整流電路25具備整流二極管25a、25b、25c以及25d，針對(duì)向電極對(duì)之間施加的電壓進(jìn)行整流。整流二極管25a、25b、25c以及25d與升壓變壓器20的二次繞組橋接，對(duì)從二次繞組輸出的交流電壓進(jìn)行整流，并將整流后的電壓向電極對(duì)之間施加。

圖9為表示在圖8的電極對(duì)之間產(chǎn)生的電壓的波形例的圖。圖9的波形為將圖7所示的波形的負(fù)側(cè)反轉(zhuǎn)到正側(cè)而得的波形。因此，電極對(duì)之間的放電極性總是相同而不反轉(zhuǎn)。

如此地，在實(shí)施方式3的等離子體生成裝置100中，與實(shí)施方式1相比，使放電次數(shù)倍增，并且不使放電極性反轉(zhuǎn)。因?yàn)椴皇狗烹姌O性反轉(zhuǎn)，能夠縮減因等離子體而產(chǎn)生的活性種的種類(lèi)。

此外，電源104具備整流電路25，從而能夠通過(guò)變更設(shè)置路徑(例如調(diào)換升壓變壓器與電極對(duì)的連接)來(lái)切換為以正向電壓或反向電壓引起放電，能夠?qū)崿F(xiàn)抑制耗電。

此外，因?yàn)樵谕ㄟ^(guò)正向電壓以及反向電壓這雙方產(chǎn)生等離子體的情況下、以及在只通過(guò)正向或反向中的一方產(chǎn)生等離子體的情況下，由等離子體生成的活性種的種類(lèi)不同，所以能夠限制產(chǎn)生的活性種的種類(lèi)。

以上基于實(shí)施方式說(shuō)明本申請(qǐng)所涉及的等離子體生成裝置100，但本申請(qǐng)不限于實(shí)施方式。只要不脫離本發(fā)明的主旨，針對(duì)本實(shí)施方式實(shí)施本領(lǐng)域技術(shù)人員所想到的各種變形而成的方式、或者任意組合實(shí)施方式以及變形例中的一部分構(gòu)成要素來(lái)構(gòu)筑的其他方式，都包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。根據(jù)本申請(qǐng)所涉及的等離子體生成裝置100，由于無(wú)需使升壓變壓器的升壓比自身變大，因此能夠?qū)崿F(xiàn)從由小型化、降低成本以及抑制耗電構(gòu)成的組中選擇的至少一項(xiàng)。

工業(yè)實(shí)用性

本申請(qǐng)能夠利用于從水生成等離子體液的等離子體生成裝置。