本发明是关于有可能用于例如饮水、游泳池的水质净化、烟草、 宠物、厕所、垃圾等的除臭或霉、细菌等的灭菌消毒，此外还有食品冷 冻库的鲜度保持等各种装置的放电器型低温等离子体发生器的发 明。

利用放电器的设备，可以举出臭氧发生装置加以说明。以往的臭 氧发生器主要用于工业上，利用放电作用，在干燥的空气中产生臭氧 (O3)。这样生成的臭氧，由于其性能活泼，用于除恶臭和灭菌消毒。 生成臭氧的放电器，大型的有用金属(导体)平板夹着玻璃或陶瓷(电 介质)而成的，小型的有①在陶瓷板(电介质)上附有金属(导体)平板 而成的和②使金属(导体)上被覆玻璃(电介质)的电极相向配设而成 的等。

近年来，为了在饮水和游泳池水的净化、食品冷冻库等的保鲜方 面利用臭氧的上述特有性质，对其作着种种调查研究。但是，如上所 述的已有的放电器，不适合用于高湿度空气和水中。前面的陶瓷板附 有金属平板的放电器、暴露于高湿度空气中或水中的导体放电受抑 制，不能很好产生臭氧。后面的金属被覆玻璃的电极相向配置而成的 放电器，有可能用于高湿度空气中或水中，但是，在放电的高压下，玻 璃的耐久性有问题。

放电器中的导电体在高湿度空气中或水中暴露，①由于导体的 静电电容的变化招致电介质的绝缘电阻下降，②共存气体(硅气体、 氨气等)在导体上的吸附造成放电不良，是妨碍臭氧发生的原因。于 是，为了将导体与高湿度空气或水隔开来，着眼于用玻璃(也就是电 介质)覆盖导体的手段。但是，如前所述，玻璃的耐久性有问题，因而 着手研究①玻璃的替代材料，②具备能在高湿空气中或水中稳定放 电的机械强度，同时，③放电特性在高湿空气中或水中与干燥空气中 不同，可有效利用的放电器。

作为其结果，研制出的东西是，把棒状导体插入棒状陶瓷电介质 材料的长度方向上的贯通孔中，再用玻璃、无机系或有机系粘合剂将 前述导电体及电介质两端接合成一体，制成密封电极，以隔着陶瓷电 介质成线接触的状态将多个电极接合起来组成低温等离子发生器。 用作导体的除金属外，还包含导电性陶瓷等。导体、陶瓷电介质的断 面也可以是各种多边形，但没有角的圆滑的为好，最希望都是圆形 的。

接合、密封导体与电介质的粘合剂除向来广泛使用着玻璃 (400℃—1800℃，通常是800—1200℃融化)外，作为无机系粘合剂 也可使用含有硅酸钠、氧化铝凝胶、氧化铬、硅酸钙、氧化硼-氧化铅- 氧化锌系及氧化硼-氧化铅-氧化硅系化合物(也有添加氧化硅、氧化 铝、氧化锆的情况)的材料，在常温—1500℃，通常是在600—1200℃ 下进行热处理使其硬化。

作为有机粘合剂，除了使用例如酚醛树脂系粘合剂、α烯烃树脂 系粘合剂、环氧树脂粘合剂、醋酸乙烯树脂系(溶液型)粘合剂、醋酸 乙烯树脂乳胶系粘合剂、丙烯酸乳胶系粘合剂、氰基丙烯酸酯系粘合 剂、聚氨酯系粘合剂、氯丁二烯橡胶系粘合剂、腈橡胶系粘合剂、SBR 系粘合剂、乙烯共聚树脂系粘合剂和纤维素系粘合剂外，作为密封材 料，可以使用聚硫化合物系、硅系、改性硅系、聚氨酯系、丙烯酸系和 异丁橡胶系材料，在常温至200℃下烘干，使其硬化。

而且，除了上述结构的放电器外，也有将数根棒状导体插入在陶 瓷板电介质表面方向上按规定间隔设置的长度方向贯通孔，用玻璃、 无机系或有机系粘合剂把前述导体与电介质粘合在一起，构成密封 的电极组，在大致位于该电极组中相邻棒状导体中间的陶瓷电介质 表面上，沿导体长度方向设槽而成的低温等离子体发生器。导体的断 面为圆形，设于陶瓷电介质的槽的断面最好是做成以对导体偏心的 圆弧相向凸起的形状。

本发明的低温等离子体发生器，为了将材料不同的导体和电介 质粘合、密封，只要在棒状导体、棒状或板状陶瓷电介质表面涂布含 有金属元素、稀土元素或它们的无机盐或有机金属化合物的表面处 理材料后，进行热处理即可。

前述表面处理材料是溶解Si、Ti、Al、Zr、W、Mo、V、Mn、Fe、 Co、Ni、Cu、Zn等金属元素或稀土元素、含有以上金属元素或稀土元 素中的一种或多种的有机物或无机盐的溶液，在导体及电介质表面 涂布后，通常用600℃—800℃加热分解，使其氧化。但有的材料只采 取常温—1500℃热处理使水分蒸发掉而已。

还有，上述等离子体发生器中，最好是棒状导体与棒状或板状陶 瓷电介质之间不紧靠，留有一些间隙，构成电极或电极组，或是电极 或电极组用玻璃质的物质覆盖。这种玻璃质的物质，是一般的硅酸盐 玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等玻璃，此外，也可以用例如烧制陶器 时用的釉。

本发明的低温等离子体发生器，用陶瓷电介质覆盖导体，极大抑 制着陶瓷电介质的静电电容的变化，而且也可以防止共存气体的附 着。于是就能实现稳定放电，而不管是在干燥空气中、高湿度空气中、 还是在水中，使低温等离子体产生。结果，在干燥空气中，氧分子分 解，生成臭氧，在高湿度空气中或水中，水分子分解生成氢氧根，引起 主要是有机物的氧化反应。而且，陶瓷电介质的机械强度比玻璃玻璃 高得多，可以提高低温等离子体发生器的机械强度。

用棒状陶瓷电介质覆盖棒状导体构成的低温等离子体发生器， 导体与电介质的断面形状分别做成圆形，因而，①在圆周方向上，从 导体表面到电介质表面的距离为一定，在该圆周方向上的电位分布 均匀，也就是说，放电没有偏向某一方向；②可以使多个电极在横向 线接触，用粘结剂简单粘合，同时③将相向的电介质断面的圆弧做成 具有合适间隔的放电面。

用板状陶瓷电介质覆盖多根棒状导电体的状态下的低温等离子 体发生器，导电体的断面形状成圆形，设在陶瓷电介质上的槽的断面 做成圆弧凸出相向的形状，从而能具有前述①及③的功能。

表面处理材料在含有的金属元素或稀土元素、无机盐或有机金 属化合物附着或被迫附着于导体或电介质表面的状态下热分解，构 成氧化物，使各材料表面的物理或化学性质近似，从而使不同材料组 成的导体(金属或导电性陶瓷)、绝缘体(陶瓷)、密封材料(玻璃、无机 系粘结剂或有机系粘合剂)具有相同的粘合性能。而且确保作为吸收 热膨胀率不同的前述材料由于附加高电压而发生的伸长的缓冲票材 料的功能，和电极的机械结合强度。

为不使棒状导体与陶瓷介质密切接触而设置的间隙，抑制由于 放电而产生的导体损耗，使其更加经久耐用。而且抑制放电引起的发 热，结果是，可以更有效地从所加的电压取得氧分子或水分子等所需 的分解能量。再用玻璃质材料覆盖上述电极构成的低温等离子体发 生器，可以使绝缘性、防湿性和防水性得以提高，特别是能够提高在 高湿空气或水中的低温等离子体发生器的放电性能。

图1是由两个电极组成的低温等离子体发生器的部分剖面的斜 视图。

图2是图1的I-I剖面图。

图3是导线的接线方法不同的低温等离子体发生器的、与图1 相当的斜视图。

图4是由4个电极组成的低温等离子体发生器的、与图1相当 的斜视图。

图5是由圆环状排列的电极组成的低温等离子体发生器的、与 图1相当的斜视图。

图6是使用板状电介质的低温等离子体发生器的部份断面的斜 视图。

图7是图6中的II—II剖面图。

下面参照附图对本发明的低温等离子发生器的实施例加以说 明。图1是将金属制的棒状导体1插入圆形薄壁管陶瓷电介质2上 所设的、长度方向上的贯通孔3，在导体1的一端，在相同方向上连 接着高压交流电源的导线4的两电极线接触连接，电介质2两端与 导体一起用陶瓷密封体6塞住而形成的低温等离子体发生器的部分 剖面斜视图。图2是同一低温等离子体发生器在图1中的I—I剖面 图。

构成低温等离子体发生器的整体电极5，如图1所示，棒状导体 1与陶瓷电介质2都是圆形断面的。导体1与电介质2，相对的面互 不接触，留有一点间隙7。该间隙7被认为起着防止因放电引起导体 氧化的作用，可以延长导体的寿命。通常，棒状导体，直径为0.6— 4.5mm，陶瓷电介质2的直径为1—5mm，前述间隙7大小在1mm 以下，长度为25—50mm左右，但上述数值可以根据需要的形状、能 力任意决定。导体1及电介质2，在涂布表面处理材料、对该表面处 理材料进行热分解后，两端用玻璃密封体6熔融粘接、密封。

涂布于导体1及电介质2表面的表面处理材料，使用Si、Zr-Al有机化合物及含铝无机盐溶解而成的溶液，将导体1插入电介质2 再浸入前述溶液，而后进行热分解，使导体1及电介质2表面形成氧 化物。密封体利用现有的玻璃。

电极5.5之间形成的放电面8，如图2所示，由在剖面上圆弧处 于凸出相向关系的电介质侧面9构成。该电介质侧面9，是在圆周方 向上与导体表面10的距离一定的等电位放电面，与相向的面距离近 的部份，即距离电介质的线接触部分比规定值小的范围发生放电。而 有否放电以及放电的程度，除了与导体、电介质的直径、放电面的间 隔有关外，还与所加的交流电压的大小、频率等有关。本实施例中，电 极为一对，因而放电面8只有上下两外。

本发明的低温等离子体发生器，用陶瓷电介质与密封体6将导 体密封住，因而，不受共存气体的影响，在各种环境下都将实现稳定 放电。该放电产生的低温等离子体，在干燥空气中分解氧化子(O2) 生成臭氧(O3)，在高湿度空气中或水中，分解水分子(H2O)生成氢氧 根(O-H)，特别是在高湿空气中或水中，产生有机物的氧化反应。于 是可在干燥空气中借助于臭氧，在高湿度下借助于氢氧根的氧化力 进行杀菌、灭菌、灭菌或脱臭等。

低湿等离子体发生器的结构，除上面所述外，还可以作种种考 虑。图3是两电极5在不同方向上连接着来自高压交流电源的导线 4的低温等离子体发生器的、与图1相当的斜视图。图4是4个电极 5在不同方向上连接着来自高压电源的导线4的低温等离子体发生 器的、与图1相当的斜视图。图5是金属制的棒状导体，用陶瓷电介 质2被覆的电极5(相当于图1)圆环状排列而成的低温等离子体发 生器的斜视图。能够这样随意选择结构，这一点也是本发明低温等离 子体发生器的特征。

构成本发明的低温等离子体发生器的电极不具有特别的方向 性，因而，当然导线连接也可以随意进行。图3为其例子，图4为其应 用。而且，例如，像图5所示，如果将电极5圆环状排列，则不存在位 于端部的电极，因而所有的电极5.5之间都形成放电面8(因为断面 为圆形，任一对电极5.5都能形成如图2所示的放电面8)，可望发 生高效率的放电。

本发明的低温等离子体发生器，如果从一开始就采取陶瓷电介 质结合在一起的形态，就可以省去粘合各电极的手续，从而可以提高 生产效率和机械强度。图6是在设于板状陶瓷电介质11的长度方向 上的贯通孔12中分别插入金属制的棒状导体13，构成并排设置的 电极组，在各棒状导体13的大致中间的位置上的陶瓷电介质11面 上沿长度方向设槽15(断面为圆弧状)，再在导体13及电介质11表 面涂布表面处理材料、热处理、而后将来自高压电源的导线14同方 向连接到各棒状导体13，用陶瓷密封体16密封的低温等离子体发 生器的部分剖面斜视图。图7是该低温等离子体发生器在图6的 II—II剖面图。

图6与图1比较即可了解到，一个个分开制造的电极用粘合剂 接合起来的前述实施例与从一开始就整体制造的例子，在构造上几 乎没有差异，但是，包覆着各棒状导电体13的陶瓷电介质11，不用 粘合剂，而在结构上连在一起，因而有①可以简化制造工艺；②可以 提高低温等离子体发生器的机械强度等优点。

比较图7与图2可以明白，因为将设于板状陶瓷电介质11的槽 15的断面形状做成相向的圆弧形状，所以放电面17可能接近前述 使断面为圆形的陶瓷电介质线接触的实施例。而且如果该沟的断面 形状有尖角，所加的电压会发生偏差，放电集中于尖角上，结果会产 生局部劣化，这是不希望的。因而，槽的断面形状以图7所示的圆弧 状或平滑的连续面为好。

本发明的低温等离子体发生器，用耐交流高压的陶瓷被覆导电 体，更以密封体密封，因而，不管是在干燥空气中，还是在高湿度空气 或水中，都能进行稳定的放电，也就是说，在干燥空气中像以往那样 放电以使氧分子分离而生成臭氧，而在高湿度空气中或水中，低温等 离子体使水分子等分离，而实现有机物的氧化反应，发挥在各种环境 下放电灭菌、杀菌或脱臭等效果。

即使不进行特别的机械制作、加工，也能用断面呈圆形的导体与 电介质构成合适的放电面，实现效率良好的放电。而且，在导体与陶 瓷电介质之间设置的间隙，不仅能防止导体的损耗，而且能抑制随着 放电发生的热，可以以良好的效率取得放电分解氧分子和水分子等 的能量。由于以上原因，本发明的低温等离子体发生器，放电稳定性 与分解能量获取效率都好，具有减少放电所需的电力消耗和降低使 用成本的优点。

而且，整体成形制成覆盖导体的板状陶瓷电介质等做法可以降 低制造成本。这样，本发明的低温等离子发生器，在成本上也比已有 的放电器低，且因为能在干燥空气、潮湿空气及水中各种环境下放 电，可用于家用碱性净水器、净化机器等进行的饮料用净水净化、游 泳池水质净化等以及烟草、宠物、厕所、垃圾等的除恶臭和细菌的灭 菌、消毒、此外还有食品冷柜中的脱臭、灭菌、保鲜等多方面的应用。