特許 6774345 ガス処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6774345

(24)【登録日】2020年10月6日

(45)【発行日】2020年10月21日

(54)【発明の名称】ガス処理装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/32 20060101AFI20201012BHJP

   B01D 53/38 20060101ALI20201012BHJP

   B01D 53/44 20060101ALI20201012BHJP

   B01D 53/50 20060101ALI20201012BHJP

   B01D 53/62 20060101ALI20201012BHJP

   B01D 53/76 20060101ALI20201012BHJP

   B01F 15/04 20060101ALI20201012BHJP

   B01D 53/56 20060101ALI20201012BHJP

   B01D 53/70 20060101ALI20201012BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/32

   B01D53/38 100

   B01D53/44 100

   B01D53/50ZAB

   B01D53/62

   B01D53/76

   B01F15/04 D

   B01D53/56 400

   B01D53/70

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-12381(P2017-12381)

(22)【出願日】2017年1月26日

(65)【公開番号】特開2018-118219(P2018-118219A)

(43)【公開日】2018年8月2日

【審査請求日】2019年9月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(72)【発明者】

【氏名】大矢 康裕

(72)【発明者】

【氏名】岩田 昌之

(72)【発明者】

【氏名】井口 俊丸

【審査官】 壷内 信吾

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０１８２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１３７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０１５０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３４２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０２１２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−２００７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５２２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２３９２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１５８７７８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−０２３９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１１８２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１１８２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２７５９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０２６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７０７９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ５３／３４−５３／７３，５３／７４−５３／８５，５３／９２，５３／９６

Ｂ０１Ｆ１５／００−１５／０６

Ｈ０５Ｈ１／００−１／５４

Ａ６１Ｌ９／００−９／２２

Ｂ０１Ｄ５３／００，５３／２４，５３／３０，５３／３２

Ｂ０１Ｊ１０／００−１２／０２，１４／００−１９／３２

Ｆ２４Ｆ６／００−６／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理対象ガスを浄化し処理済みガスとして出力するように構成されたガス処理装置において、
通風路に配置され、前記通風路を流れる前記処理対象ガスに加湿を行うように構成された水処理部と、
前記水処理部よりも前記通風路の下流側に設けられ、前記水処理部によって加湿された処理対象ガスを第１のガスとし、前記水処理部によって加湿される前の処理対象ガスあるいは前記処理済みガスを第２のガスとし、前記第１のガスと前記第２のガスとを混合することによって湿度調整を行うように構成された混合部と、
前記混合部よりも前記通風路の下流側に設けられ、前記混合部において湿度調整が行われた前記処理対象ガスが混合処理対象ガスとして通過する多数の貫通孔を有するハニカム構造体、および前記混合処理対象ガスが通過する方向に対して前記ハニカム構造体の上流側と下流側にそれぞれ配置された電極を有し、この電極間に印加される電圧によって前記ハニカム構造体の前記貫通孔にプラズマを発生させるように構成されたプラズマ処理部と、
前記混合部から前記プラズマ処理部に向かう前記混合処理対象ガスの絶対湿度を第１の絶対湿度として計測するように構成された第１の湿度計測部と、
前記プラズマ処理部を通過した前記混合処理対象ガスを前記処理済みガスとし、この処理済みガスの絶対湿度を第２の絶対湿度として計測するように構成された第２の湿度計測部と、
前記第１の絶対湿度が目標値となるように前記混合部における前記第１のガスと前記第２のガスとの混合比を制御するように構成された混合比制御部と、
前記第１の絶対湿度と前記第２の絶対湿度との差が所定の湿度差の範囲に入るように前記プラズマ処理部に印加される電圧を制御するように構成された印加電圧制御部と
を備えることを特徴とするガス処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載されたガス処理装置において、
前記印加電圧制御部は、
前記第１の絶対湿度と前記第２の絶対湿度との差が大きく、前記所定の湿度差の範囲を外れている場合、前記プラズマ処理部における前記混合処理対象ガスに対するガス処理能力を抑制するように前記プラズマ処理部に印加される電圧を制御するように構成されている
ことを特徴とするガス処理装置。

【請求項3】

請求項１に記載されたガス処理装置において、
前記印加電圧制御部は、
前記第１の絶対湿度と前記第２の絶対湿度との差が小さく、前記所定の湿度差範囲を外れている場合、前記プラズマ処理部における前記混合処理対象ガスに対するガス処理能力を高めるように前記プラズマ処理部に印加される電圧を制御するように構成されている
ことを特徴とするガス処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、処理対象ガスを浄化するガス処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、排気ガス中で高電圧放電を行ってプラズマ状態を作ることで、排気ガスを浄化する技術が知られている。近年、この技術は、脱臭を目的として、工場の排気を浄化する浄化装置や室内の空気を浄化する空気清浄機に応用されつつある。

【0003】

熱的に非平衡な状態、つまり気体の温度やイオン温度に比べ、電子温度が非常に高い状態のプラズマ（非平衡プラズマ（以下、単にプラズマと言う））は、電子衝突でつくられるイオンやラジカルが常温では起こらない化学反応を促進させるので、有害ガスを効率的に除去あるいは分解することが可能な媒体として有害ガス処理において有用であると考えられている。この技術の実用化上で肝心なことは、処理時のエネルギーの効率の向上と、プラズマで処理した後に完全に安全な生成物質へと変換されることである。

【0004】

一般に、大気圧でのプラズマは気体放電や電子ビームなどによって生成される。現在において、適用が考えられているものに、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、フロン、二酸化炭素（ＣＯ₂） ，揮発性有機溶剤（ＶＯＣ）などがある。中でもＮＯｘは車の排ガスなどに含まれているので早急な実用化が必要となっている。

【0005】

この種の処理対象ガスを浄化するガス処理装置として、多数の貫通孔を有するハニカム構造体を通風路内に配置し、ハニカム構造体の両端に配置された電極間に高電圧を印加し、ハニカム構造体の貫通孔内にプラズマを発生させるタイプのものがある。このガス処理装置では、ハニカム構造体の貫通孔に発生しているプラズマにより、この貫通孔を通過する処理対象ガスに含まれている有害ガスが無害な物質に分解される（例えば、特許文献１参照）。

【0006】

このタイプのガス処理装置では、ハニカム構造体内において全体として均一なプラズマを発生させる技術が確立されておらず、ガス処理能力が不安定となる。一方、ハニカム構造体の内部でのプラズマの発生状態は、処理対象ガス中の水分が多いほど活発に行われ、水分が少ないと抑制されるという特性がある。すなわち、処理対象ガス中の水分が多いほどガス処理能力が高まり、水分が少ないとガス処理能力が低下するという特性がある。

【0007】

そこで、特許文献２には、電極とハニカム構造体との間の空間へ加湿装置によって水分を送り込み、処理対象ガス中の水分濃度を高め、プラズマ放電を活性化させて、ガス処理能力を高めるようにしたガス処理装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０００−１４０５６２号公報

【特許文献2】特開２００４−０８９７０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献２に開示された技術では、加湿装置によって送り込む水分量を制御していないため、供給する水分量が過小であれば、プラズマ放電の発生が不十分でガス処理能力が不足し、処理物質が完全に分解されずに副生成物が発生する虞がある。供給する水分量が過多であれば、ガス処理能力は高まるが、放電が激しくなり、火花放電のような異常放電が発生する虞がある。また、プラズマ処理後の空気を室内に供給するものとした場合、室内に供給される空気の湿度が高くなってしまい、室内にいる人に不快な思いを感じさせてしまうという問題も生じる。

【0010】

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ハニカム構造体内の湿度環境を一定に保ち、ガス処理能力の安定化を図ることが可能なガス処理装置を提供することにある。
また、プラズマ処理後の空気の湿度が高くなって室内にいる人に不快な思いを感じさせてしまうということがないガス処理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

このような目的を達成するために本発明は、処理対象ガスを浄化し処理済みガスとして出力するように構成されたガス処理装置（１００）において、通風路（Ａ）に配置され、通風路を流れる処理対象ガスに加湿を行うように構成された水処理部（１）と、水処理部よりも通風路の下流側に設けられ、水処理部によって加湿された処理対象ガスを第１のガスとし、水処理部によって加湿される前の処理対象ガスあるいは処理済みガスを第２のガスとし、第１のガスと第２のガスとを混合することによって湿度調整を行うように構成された混合部（２）と、混合部よりも通風路の下流側に設けられ、混合部において湿度調整が行われた処理対象ガスが混合処理対象ガスとして通過する多数の貫通孔（３１ａ）を有するハニカム構造体（３１）、および混合処理対象ガスが通過する方向に対してハニカム構造体の上流側と下流側にそれぞれ配置された電極（３２，３３）を有し、この電極間に印加される電圧によってハニカム構造体の貫通孔にプラズマを発生させるように構成されたプラズマ処理部（３）と、混合部からプラズマ処理部に向かう混合処理対象ガスの絶対湿度を第１の絶対湿度として計測するように構成された第１の湿度計測部（Ｓ１）と、プラズマ処理部を通過した混合処理対象ガスを処理済みガスとし、この処理済みガスの絶対湿度を第２の絶対湿度として計測するように構成された第２の湿度計測部（Ｓ２）と、第１の絶対湿度が目標値となるように混合部における第１のガスと第２のガスとの混合比を制御するように構成された混合比制御部（６）と、第１の絶対湿度と第２の絶対湿度との差が所定の湿度差の範囲に入るようにプラズマ処理部に印加される電圧を制御するように構成された印加電圧制御部（７）とを備えることを特徴とする。

【0012】

この発明において、第１の湿度計測部は、混合部からプラズマ処理部に向かう混合処理対象ガスの絶対湿度を第１の絶対湿度（ｈＦ）として計測し、第２の湿度制御部は、プラズマ処理部を通過した混合処理対象ガス（処理済みガス）の絶対湿度を第２の絶対湿度（ｈＲ）として計測する。混合比制御部は、第１の絶対湿度（ｈＦ）が目標値（ｈｓｐ）となるように、第１のガス（水処理部によって加湿された処理対象ガス）と第２のガス（水処理部によって加湿される前の処理対象ガスあるいは処理済みガス）との混合比（Ｍ）を制御する。これにより、混合部からプラズマ処理部に向かう混合処理対象ガスの絶対湿度（ｈＦ）が目標値（ｈｓｐ）とされ、この絶対湿度（ｈＦ）が目標値（ｈｓｐ）とされた混合処理対象ガスがプラズマ処理部に送り込まれる。

【0013】

一方、印加電圧制御部は、第１の絶対湿度（ｈＦ）と第２の絶対湿度（ｈＲ）との差（Δｈ＝ｈＦ−ｈＲ）が所定の湿度差の範囲（ΔｈＢ±α）に入るように、プラズマ処理部の電極間に印加される電圧（Ｖ）を制御する。
例えば、第１の絶対湿度（ｈＦ）と第２の絶対湿度（ｈＲ）との差（Δｈ）が大きく、所定の湿度差の範囲を外れている場合（Δｈ＞ΔｈＢ＋α）、プラズマ処理部における混合処理対象ガスに対するガス処理能力を抑制するように、プラズマ処理部の電極間に印加される電圧（Ｖ）を制御する。ガス処理能力が抑制されると、プラズマ処理部での水分の消費量が減り、第２の絶対湿度（ｈＲ）が高くなり、第１の絶対湿度（ｈＦ）と第２の絶対湿度（ｈＲ）との差（Δｈ）が小さくなって、第１の絶対湿度（ｈＦ）と第２の絶対湿度（ｈＲ）との差（Δｈ）が所定の湿度差の範囲（ΔｈＢ±α）に入るようになる。
例えば、第１の絶対湿度（ｈＦ）と第２の絶対湿度（ｈＲ）との差（Δｈ）が小さく、所定の湿度差範囲を外れている場合（Δｈ＜ΔｈＢ−α）、プラズマ処理部における混合処理対象ガスに対するガス処理能力を高めるように、プラズマ処理部の電極間に印加される電圧（Ｖ）を制御する。ガス処理能力が高められると、プラズマ処理部での水分の消費量が増え、第２の絶対湿度（ｈＲ）が低くなり、第１の絶対湿度（ｈＦ）と第２の絶対湿度（ｈＲ）との差（Δｈ）が大きくなって、第１の絶対湿度（ｈＦ）と第２の絶対湿度（ｈＲ）との差（Δｈ）が所定の湿度差の範囲（ΔｈＢ±α）に入るようになる。

【0014】

このようにして、本発明では、第１の絶対湿度（ｈＦ）が目標値（ｈｓｐ）となるように第１のガスと第２のガスとの混合比（Ｍ）が制御され、第１の絶対湿度（ｈＦ）と第２の絶対湿度（ｈＲ）との差（Δｈ）が所定の湿度差の範囲（ΔｈＢ±α）に入るようにプラズマ処理部の電極間に印加される電圧（Ｖ）が制御される。これにより、ハニカム構造体内の湿度環境が一定に保たれ、ガス処理能力の安定化が図られるものとなる。また、プラズマ処理後の空気の湿度が高くなって室内にいる人に不快な思いを感じさせてしまうというような問題も生じないものとなる。

【0015】

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。

【発明の効果】

【0016】

以上説明したことにより、本発明によれば、第１の絶対湿度が目標値となるように混合部における第１のガスと第２のガスとの混合比を制御し、第１の絶対湿度と第２の絶対湿度との差が所定の湿度差の範囲に入るようにプラズマ処理部の電極間に印加される電圧を制御するようにしたので、ハニカム構造体内の湿度環境を一定に保ち、ガス処理能力の安定化を図ることが可能となる。また、プラズマ処理後の空気の湿度が高くなって室内にいる人に不快な思いを感じさせてしまうというような問題も生じないものとなる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係るガス処理装置の要部を示す図である。

【図2】図２は、このガス処理装置におけるスクラバーユニットの構成を示す概略図である。

【図3】図３は、このガス処理装置におけるプラズマ処理部の構成を示す概略図である。

【図4】図４は、このガス処理装置における制御装置のハードウェア構成の概略を示す図である。

【図5】図５は、制御装置のＣＰＵが実行する処理動作（ミキシング制御部が行う処理動作）を説明するためのフローチャートである。

【図6】図６は、制御装置のＣＰＵが実行する処理動作（印加電圧制御部が行う処理動作）を説明するためのフローチャートである。

【図7A】図７Ａは、第１の絶対湿度ｈＦと第２の絶対湿度ｈＲとの差Δｈが大きく、基準湿度差範囲ΔｈＢ±αを外れている状態（Δｈ＞ΔｈＢ＋α）を示す図である。

【図7B】図７Ｂは、第１の絶対湿度ｈＦと第２の絶対湿度ｈＲとの差Δｈが基準湿度差範囲ΔｈＢ±αに入った状態を示す図である。

【図8A】図８Ａは、第１の絶対湿度ｈＦと第２の絶対湿度ｈＲとの差Δｈが小さく、基準湿度差範囲ΔｈＢ±αを外れている状態（Δｈ＜ΔｈＢ−α）を示す図である。

【図8B】図８Ｂは、第１の絶対湿度ｈＦと第２の絶対湿度ｈＲとの差Δｈが基準湿度差範囲ΔｈＢ±αに入った状態を示す図である。

【図9】図９は、ミキシング制御部の要部の機能ブロック図である。

【図10】図１０は、印加電圧制御部の要部の機能ブロック図である。

【図11】図１１は、スクラバーユニットによって加湿される前の処理対象ガスを第２のガスとしてミキシング部に供給するようにした例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係るガス処理装置１００の要部を示す図である。

【0019】

このガス処理装置１００は、通風路Ａに配置された、スクラバーユニット（水処理部）１、ミキシング部（混合部）２およびプラズマ処理部３と、ミキシング部２に供給する処理済みガスＥの流量の制御およびプラズマ処理部３の電極間に印加される電圧（以下、印加電圧とも呼ぶ。）Ｖの制御を行う制御装置４とを備えている。

【0020】

このガス処理装置１００において、通風路ＡにはダクトＡ１が接続されている。ダクトＡ１は、プラズマ処理部３の下流側からミキシング部２に延びるダクトであり、処理済みガスＥの一部をミキシング部２に戻す役割を果たす。ダクトＡ１には、ミキシング部２へ戻す処理済みガスＥの流量を調整するための給気弁５が設けられている。

【0021】

また、このガス処理装置１００において、スクラバーユニット１は、通風路Ａを流れる処理対象ガスＢに加湿を行う。ミキシング部２は、スクラバーユニット１よりも通風路Ａの下流側に設けられ、スクラバーユニット１によって加湿された処理対象ガスＣを第１のガスＧ１とし、ダクトＡ１を介する処理済みガスＥを第２のガスＧ２とし、第１のガスＧ１と第２のガスＧ２とを混合することによって湿度調整を行う。プラズマ処理部３は、ミキシング部２よりも通風路Ａの下流側に設けられ、ミキシング部２において湿度調整が行われた処理対象ガスを混合処理対象ガスＤとして入力し、この入力される混合処理対象ガスＤを浄化して処理済みガスＥとする。

【0022】

また、このガス処理装置１００において、ミキシング部２とプラズマ処理部３との間の通風路Ａには、ミキシング部２からプラズマ処理部３に向かう混合処理対象ガスＤの絶対湿度を第１の絶対湿度ｈＦとして計測する湿度センサＳ１が設けられている。また、プラズマ処理部３の下流側の通風路Ａには、プラズマ処理部３を通過した処理済みガスＥの絶対湿度を第２の絶対湿度ｈＲとして計測する湿度センサＳ２が設けられている。

【0023】

なお、処理対象ガスＢに含まれる有毒ガスには、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、フロン、二酸化炭素（ＣＯ₂） ，揮発性有機溶剤（ＶＯＣ）などがある。また、処理対象ガスＢに含まれる粉塵には、金属粉、岩石粉などの無機粉塵、綿埃などの有機粉塵があり、本発明では、物の燃焼に伴い発生する煤塵や、自動車などの排気ガスに含まれる粒子状物質なども粉塵に含むものとする。

【0024】

図２は、このガス処理装置１００におけるスクラバーユニット１の構成を示す概略図である。図２に示されるように、スクラバーユニット１の槽１１の内部は、仕切板１２によって下部が連通した状態の２つの空間１３−１，１３−２に仕切られている。一方の空間１３−１には、槽１１の内壁１１ａと仕切板１２とにより充填材１４が支持され、充填材１４の上方に、充填材１４に向けて水を霧状に散布する散布部１５が設けられている。

【0025】

また、散布部１５の上方の位置の槽１１には、充填材１４を通過した相対湿度１００％の処理対象ガスＣを通風路Ａに排気する排気口１６が設けられている。また、充填材１４が支持されている空間１３−１とは他方の空間１３−２を形成する槽１１には、通風路Ａに接続され、処理対象ガスＢを吸気する吸気口１７が設けられている。また、充填材１４は、繊維状に加工されたポリエステル、ポリプロピレンなどの樹脂により構成され、繊維状の樹脂間には空隙が形成されている。

【0026】

槽１１の底部には、水を貯留する水槽１８が設けられており、水槽１８に対してはこの水槽１８の水を散布部１５に揚水するポンプ１９が設けられている。また、水槽１８の底面には、排水ホース２０が接続されており、排水ホース２０には、排水弁２１が設けられている。また、槽１１には、給水口２２が設けられ、給水口２２には給水ホース２３が接続されている。

【0027】

水槽１８に貯留される水は循環水として利用され、ポンプ１９により揚水され、散布部１５により散布されるサイクルを繰り返す。汚れなどにより、循環水を交換する必要が生じた際には、排水弁２１を開いて排水ホース２０より排水し、給水ホース２３が接続された給水口２２より新たな水を供給する。

【0028】

このように構成されたスクラバーユニット１では、吸気口１７から槽１１内に送り込まれた処理対象ガスＢが、充填材１４内の空隙を上昇する際に、散布部１５より散布される霧状の水と気液接触する。本実施の形態では、処理対象ガスＢを水と気液接触させることにより、流入した処理対象ガスＢの相対湿度を１００％とする。相対湿度１００％の処理対象ガスＣはスクラバーユニット１の排気口１６から排気される。

【0029】

ミキシング部２は、スクラバーユニット１側から吸気された相対湿度１００％の処理対象ガスＣを第１のガスＧ１とし、ダクトＡ１を介する処理済みガスＥを第２のガスＧ２とし、第１のガスＧ１と第２のガスＧ２とを混合することによって、湿度が調整された混合処理対象ガスＤを作る。

【0030】

ミキシング部２において、第２のガスＧ２として供給される処理済みガスＥは、混合処理対象ガスＤよりも湿度が低下している。すなわち、プラズマ処理部３で混合処理対象ガスＤの水分が消費されることによって、処理済みガスＥ中の水分濃度は混合処理対象ガスＤの水分濃度よりも低下する。ミキシング部２は、この混合処理対象ガスＤよりも湿度の低い処理済みガスＥと相対湿度１００％の処理対象ガスＣと混合する。この場合、混合処理対象ガスＤの湿度は、第１のガスＧ１と第２のガスＧ２との混合比Ｍ（Ｍ＝Ｇ１／Ｇ２）によって定められる。この混合比Ｍを制御装置４中のミキシング制御部６が制御する。ミキシング制御部６による混合比Ｍの制御については後述する。

【0031】

図３は、このガス処理装置１００におけるプラズマ処理部３の構成を示す概略図である。図３に示されるように、プラズマ処理部３は、混合処理対象ガスＤが通過するハニカム構造体３１と、ハニカム構造体３１の上流側に配置される第１の電極３２と、ハニカム構造体３１の下流側に配置される第２の電極３３と、第１の電極３２と第２の電極３３との間に高電圧を印加する高電圧電源３４とを備えている。

【0032】

ハニカム構造体３１は、通風路Ａを流れる混合処理対象ガスＤを通過させる方向に、蜂の巣状に形成された多数の貫通孔３１ａを有し、セラミックなどで構成されている。第１の電極３２は、導線を介して高電圧電源３４のプラス極に接続され、金属製メッシュなどで構成されている。第２の電極３３は、導線を介して高電圧電源３４のマイナス極に接続され、金属製メッシュなどで構成されている。第１の電極３２および第２の電極３３のメッシュ形状は、ハニカム構造体３１に形成されている貫通孔３１ａより粗いものとされている。高電圧電源３４は、第１の電極３２と第２の電極３３との間に数ｋＶ〜数１０ｋＶの高電圧を電圧Ｖとして印加する。

【0033】

このプラズマ処理部３において、第１の電極３２と第２の電極３３との間に高電圧が印加されると、ハニカム構造体３１の貫通孔３１ａの内部にプラズマが発生する。これにより、プラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、混合処理対象ガスＤに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。また、混合処理対象ガスＤに含まれる粉塵が、第１の電極３２および第２の電極３３に帯電付着し、吸着除去される。プラズマ処理部３によって処理されたガスは、処理済みガスＥとして通風路Ａの下流側に排気される。

【0034】

このガス処理装置１００において、制御装置４は、ミキシング制御部６と印加電圧制御部７とを備えている。図４に制御装置４のハードウェア構成の概略を示す。

【0035】

制御装置４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）４−１と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４−２と、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）４−３と、インタフェース４−４，４−５と、これらを接続する母線４−６とを備えている。また、この制御装置４には、本実施の形態特有のプログラムとして、混合比印加電圧制御プログラムがインストールされている。

【0036】

ＣＰＵ４−１は、インタフェース４−４を介して入力される情報を処理することで、ＲＡＭ４−２やＲＯＭ４−３にアクセスしながら、制御装置４にインストールされている混合比印加電圧制御プログラムに従って動作する。この制御装置４において、ミキシング制御部６および印加電圧制御部７は、ＣＰＵ４−１の処理機能として実現される。

【0037】

以下、この混合比印加電圧制御プログラムに従うＣＰＵ４−１の処理動作について、図５および図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、ここでは、ミキシング制御部６が図６に示したフローチャートに従う処理動作を、印加電圧制御部７が図７に示したフローチャートに従う処理動作を行うものとして説明する。

【0038】

〔混合比の制御〕
ミキシング制御部６は、湿度センサＳ１が計測する第１の絶対湿度ｈＦを取り込み（図５：ステップＳ１０１）、また予め設定されている目標値ｈｓｐを読み出し（ステップＳ１０２）、この取り込んだ第１の絶対湿度ｈＦと読み出した目標値ｈｓｐとを比較する（ステップＳ１０３）。

【0039】

ここで、第１の絶対湿度ｈＦが目標値ｈｓｐと一致していなければ（ステップＳ１０３のＮＯ）、ミキシング制御部６は、第１の絶対湿度ｈＦと目標値ｈｓｐとが一致するように、給気弁５の開度θを調整する（ステップＳ１０４）。すなわち、ミキシング制御部６は、ミキシング部２に供給する処理済みガスＥの流量を調整することによって、第１の絶対湿度ｈＦと目標値ｈｓｐとが一致するように、ミキシング部２における第１のガスＧ１と第２のガスＧ２との混合比Ｍを調整（制御）する。

【0040】

この実施の形態では、目標値ｈｓｐの設定によって、混合処理対象ガスＤの相対湿度が約９０％となるように、第１のガスＧ１と第２のガスＧ２との混合比Ｍを調整する。これにより、相対湿度が約９０％とされた混合処理対象ガスＤがプラズマ処理部３に送りこまれる。

【0041】

ここで、混合処理対象ガスＤの相対湿度として設定する約９０％とは、プラズマ放電の発生に十分な水分量、且つ火花放電のような異常放電の発生を抑制する水分量である。なお、この例では、混合処理対象ガスＤの相対湿度を約９０％とするが、これはあくまでも一例に過ぎない。プラズマ放電の発生に十分な水分量、且つ火花放電のような異常放電を発生を抑制する水分量であれば、混合処理対象ガスＤの相対湿度の設定値すなわち第１の絶対湿度ｈＦに対して定める目標値ｈｓｐは、適宜変更可能である。

【0042】

〔印加電圧の制御〕
印加電圧制御部７は、湿度センサＳ１が計測する第１の絶対湿度ｈＦと湿度センサＳ２が計測する第２の絶対湿度ｈＲを取り込み（図６：ステップＳ２０１，Ｓ２０２）、この取り込んだ第１の絶対湿度ｈＦと第２の絶対湿度ｈＲとの差Δｈ（Δｈ＝ｈＦ−ｈＲ）を算出する（ステップＳ２０３）。

【0043】

そして、印加電圧制御部７は、所定の温度差の範囲として予め設定されている基準湿度差範囲ΔｈＢ±αを読み出し（ステップＳ２０４）、第１の絶対湿度ｈＦと第２の絶対湿度ｈＲとの差Δｈがこの基準湿度差範囲ΔｈＢ±αに入るように、プラズマ処理部３の電極間に印加される電圧Ｖを調整（制御）する（ステップＳ２０５〜Ｓ２０８）。

【0044】

すなわち、図７Ａに示すように、第１の絶対湿度ｈＦと第２の絶対湿度ｈＲとの差Δｈが大きく、基準湿度差範囲ΔｈＢ±αを外れている場合（Δｈ＞ΔｈＢ＋α、ステップＳ２０５のＹＥＳ）、印加電圧制御部７は、プラズマ処理部３の電極間に印加される電圧Ｖを下げる（ステップＳ２０６）。

【0045】

これにより、プラズマ処理部３における混合処理対象ガスＤに対するガス処理能力が抑制され、プラズマ処理部３での水分の消費量が減り、第２の絶対湿度ｈＲが高くなり、第１の絶対湿度ｈＦと第２の絶対湿度ｈＲとの差Δｈが小さくなって、第１の絶対湿度ｈＦと第２の絶対湿度ｈＲとの差Δｈが基準湿度差範囲ΔｈＢ±αに入るものとなる（図７Ｂ参照）。

【0046】

また、図８Ａに示すように、第１の絶対湿度ｈＦと第２の絶対湿度ｈＲとの差Δｈが小さく、基準湿度差範囲ΔｈＢ±αを外れている場合（Δｈ＜ΔｈＢ−α、ステップＳ２０７のＹＥＳ）、印加電圧制御部７は、プラズマ処理部３の電極間に印加される電圧Ｖを上げる（ステップＳ２０８）。

【0047】

これにより、プラズマ処理部３における混合処理対象ガスＤに対するガス処理能力が高まり、プラズマ処理部３での水分の消費量が増え、第２の絶対湿度ｈＲが低くなり、第１の絶対湿度ｈＦと第２の絶対湿度ｈＲとの差Δｈが大きくなって、第１の絶対湿度ｈＦと第２の絶対湿度ｈＲとの差Δｈが基準湿度差範囲ΔｈＢ±αに入るものとなる（図８Ｂ参照）。

【0048】

このようにして、本実施の形態では、第１の絶対湿度ｈＦが目標値ｈｓｐとるように第１のガスＧ１と第２のガスＧ２との混合比Ｍが調整（制御）され、第１の絶対湿度ｈＦと第２の絶対湿度ｈＲとの差Δｈが基準湿度差範囲ΔｈＢ±αに入るようにプラズマ処理部３の電極間に印加される電圧Ｖが調整（制御）されるものとなる。

【0049】

これにより、本実施の形態では、ハニカム構造体３１内の湿度環境が一定に保たれ、ガス処理能力の安定化が図られるものとなる。また、プラズマ処理後の空気を室内に供給するものとした場合、プラズマ処理後の空気の湿度が高くなって室内にいる人に不快な思いを感じさせるというようなこともなくなる。

【0050】

図９に、ミキシング制御部６の要部の機能ブロック図を示す。ミキシング制御部６は、第１の絶対湿度取込部６１と、目標値記憶部６２と、湿度比較部６３と、開度調整部（混合比調整部）６４とを備えている。

【0051】

このミキシング制御部６において、第１の絶対湿度取込部６１は、湿度センサＳ１が計測する第１の絶対湿度ｈＦを取り込む。目標値記憶部６２には、予め設定される目標値ｈｓｐが記憶されている。湿度比較部６３は、第１の絶対湿度取込部６１が取り込んだ第１の絶対湿度ｈＦと目標値記憶部６２に記憶されている目標値ｈｓｐとを比較する。開度調整部（混合比調整部）６４は、湿度比較部６３からの比較結果に基づいて、第１の絶対湿度ｈＦと目標値ｈｓｐとが一致するように、給気弁５の開度θ（ミキシング部２における混合比Ｍ）を調整する。

【0052】

図１０に、印加電圧制御部７の要部の機能ブロック図を示す。印加電圧制御部７は、第１の絶対湿度取込部７１と、第２の絶対湿度取込部７２と、湿度差算出部７３と、基準湿度差範囲記憶部７４と、印加電圧調整部７５とを備えている。

【0053】

この印加電圧制御部７において、第１の絶対湿度取込部７１は、湿度センサＳ１が計測する第１の絶対湿度ｈＦを取り込み、第２の絶対湿度取込部７２は、湿度センサＳ２が計測する第２の絶対湿度ｈＲを取り込む。湿度差算出部７３は、湿度センサＳ１によって計測された第１の絶対湿度ｈＦと湿度センサＳ２によって計測された第２の絶対湿度ｈＲとの差Δｈ（Δｈ＝ｈＦ−ｈＲ）を算出する。基準湿度差範囲記憶部７４には、予め設定されている基準湿度差範囲ΔｈＢ±αが記憶されている。

【0054】

印加電圧調整部７５は、湿度差算出部７３によって算出された湿度の差Δｈが基準湿度差範囲ΔｈＢ±α内にあるか否かを確認し、算出された湿度の差Δｈが基準湿度差範囲ΔｈＢ＋αよりも大きい場合にはプラズマ処理部３の電極間に印加される電圧Ｖを下げるように、算出された湿度の差Δｈが基準湿度差範囲ΔｈＢ−αよりも小さい場合にはプラズマ処理部３の電極間に印加される電圧Ｖを上げるように、プラズマ処理部３の電極間に印加される電圧Ｖを調整する。

【0055】

なお、上述した実施の形態では、印加電圧制御部７によってプラズマ処理部３の電極間に印加される電圧Ｖの値（レベル）を調整（制御）するようにしたが、プラズマ処理部３の電極間に周期的に電圧Ｖを印加するものとし、この印加される電圧Ｖのデューティ比（１周期内のオン時間とオフ時間との割合）を調整（制御）するなどしてもよい。

【0056】

また、上述した実施の形態では、スクラバーユニット１が処理対象ガスＢの相対湿度を１００％に調整するものとしたが、スクラバーユニット１が調整する相対湿度は１００％に限られるものではない。すなわち、安定した高湿度の処理対象ガスＢを得ることができれば、スクラバーユニット１が調整する相対湿度の設定値は適宜設定可能である。

【0057】

また、上述した実施の形態では、プラズマ処理部３の下流側からミキシング部２に延びるダクトＡ１を設け、処理済みガスＥを第２のガスＧ２としてミキシング部２に供給するようにしたが、図１１に示すように、スクラバーユニット１の上流側からミキシング部２に延びるダクトＡ２を設け、スクラバーユニット１によって加湿される前の処理対象ガスＢを第２のガスＧ２としてミキシング部２に供給するようにしてもよい。

【0058】

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0059】

本発明のガス処理装置は、燃料電池等に用いられる水素を効率的に生成する目的で、炭化水素類等から水素含有ガスを生成する、いわゆる改質にも適用することができる。
例えばオクタン（ガソリンの平均分子量に比較的近い物質）Ｃ₈Ｈ₁₈の場合は、本ガス処理装置に供給すると下記（１）式で示される化学反応が促進され、その結果水素ガスを効率よく生成することができる。
Ｃ₈Ｈ₁₈＋８Ｈ₂Ｏ＋４（Ｏ₂＋４Ｎ₂）→８ＣＯ₂＋１７Ｈ₂＋１６Ｎ₂・・・・（１）

【符号の説明】

【0060】

１…スクラバーユニット（水処理部）、２…ミキシング部（混合部）、３…プラズマ処理部、４…制御装置、４−１…ＣＰＵ、４−２…ＲＡＭ、４−３…ＲＯＭ、４−４，４−５…インタフェース、５…給気弁、６…ミキシング制御部、７…印加電圧制御部、Ａ…通風路、Ａ１，Ａ２…ダクト、Ｓ１，Ｓ２…湿度センサ、３１…ハニカム構造体、３２，３３…電極、６１…第１の絶対湿度取込部、６２…目標値記憶部、６３…湿度比較部、６４…開度調整部（混合比調整部）、７１…第１の絶対湿度取込部、７２…第２の絶対湿度取込部、７３…湿度差算出部、７４…基準湿度差範囲記憶部、７５…印加電圧調整部、１００…ガス処理装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】