特許 7598658 複合環状非熱プラズマ反応器のコア

(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】

(24)【登録日】2024-12-04

(45)【発行日】2024-12-12

(54)【発明の名称】複合環状非熱プラズマ反応器のコア

(51)【国際特許分類】

   B01J 19/08 20060101AFI20241205BHJP

   A61L 2/14 20060101ALI20241205BHJP

   A61L 9/22 20060101ALI20241205BHJP

   H05H 1/24 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

B01J19/08 E

A61L2/14

A61L9/22

H05H1/24

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022510965

(86)(22)【出願日】2020-08-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-31

(86)【国際出願番号】 US2020047295

(87)【国際公開番号】W WO2021071594

(87)【国際公開日】2021-04-15

【審査請求日】2023-08-01

(31)【優先権主張番号】62/889,732

(32)【優先日】2019-08-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】513283512

【氏名又は名称】ザ レジェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】クラック、ヘレク エル．

(72)【発明者】

【氏名】メロッティ、ケヴィン ディー．

【審査官】隅川 佳星

(56)【参考文献】

【文献】特表２００１－５１５７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５１９１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１９０７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００３－５２２８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００４－５０６８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０２３９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１７８８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５０６０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／００４４６６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０００－００３０２６７（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｌ ２／００ － ２／２８

９／００ － ９／２２

１１／００ － １２／１４

Ｂ０１Ｊ １０／００ － １９／３２

Ｈ０５Ｈ １／００ － １／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外側部材と、
前記外側部材内に配置された非熱プラズマ内側部材スリーブであって、前記非熱プラズマ内側部材スリーブは、中心コア容積部を画定し、前記非熱プラズマ内側部材スリーブは、前記外側部材よりも寸法的に小さく、前記非熱プラズマ内側部材スリーブと前記外側部材との間に環状容積部を画定し、前記非熱プラズマ内側部材スリーブは、内面境界および外面境界を有し、前記内面境界は、前記外面境界と同軸であり、間にスリーブ容積部を画定し、前記内面境界および前記外面境界は透過性であり、前記環状容積部と前記中心コア容積部との間の気流を可能にするように構成される、非熱プラズマ内側部材スリーブと、
前記スリーブ容積部内に配置されている誘電材料と、
前記スリーブ容積部内に延在する少なくとも第１の電極、および前記内側部材スリーブに結合された少なくとも第２の電極であって、前記第１の電極および前記第２の電極は、電位を形成して前記スリーブ容積部内に非熱プラズマを生成するように構成され、前記非熱プラズマは、前記環状容積部と前記中心コア容積部との間を流れるときに前記気流に接触する、第１の電極および第２の電極と
を備える、非熱プラズマ反応器システム。

【請求項2】

前記非熱プラズマ内側部材スリーブの前記内面境界と前記外面境界との間の前記スリーブ容積部は、複数の別個のチャンバを含む、請求項１に記載の非熱プラズマ反応器システム。

【請求項3】

前記複数の別個のチャンバは、前記非熱プラズマ内側部材スリーブの周りに放射状に配置されている、請求項２に記載の非熱プラズマ反応器システム。

【請求項4】

前記複数の別個のチャンバの各々は、チャンバ壁によって前記複数の別個のチャンバの隣接するものから分離されている、請求項２に記載の非熱プラズマ反応器システム。

【請求項5】

前記少なくとも第１の電極は、各々が前記複数の別個のチャンバのうちの１つを通って延在する複数の電極を含む、請求項２に記載の非熱プラズマ反応器システム。

【請求項6】

前記誘電材料は誘電ビーズを含む、請求項１に記載の非熱プラズマ反応器システム。

【請求項7】

前記誘電材料は誘電コーティングを含む、請求項１に記載の非熱プラズマ反応器システム。

【請求項8】

前記内面境界および前記外面境界はそれぞれ、内部に形成された開口部を備える、請求項１に記載の非熱プラズマ反応器システム。

【請求項9】

前記開口部は複数の貫通孔を含む、請求項８に記載の非熱プラズマ反応器システム。

【請求項10】

前記開口部は複数のスロットを含む、請求項８に記載の非熱プラズマ反応器システム。

【請求項11】

前記誘電材料は誘電ビーズを含み、前記誘電ビーズの直径は、前記内面境界および前記外面境界に形成された前記開口部よりも大きい、請求項８に記載の非熱プラズマ反応器システム。

【請求項12】

前記誘電材料のサイズは、前記スリーブ容積部内に含まれるのに十分である、請求項１に記載の非熱プラズマ反応器システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、非熱プラズマシステムに関するものであり、より具体的には、流れる液体または気体中に存在する化学的汚染物質の破壊および／または生物学的病原体の不活化に特によく適合した複合環状非熱プラズマ反応器のコアに関するものである。

【背景技術】

【0002】

本セクションは、必ずしも先行技術ではない本開示に関連する背景情報を提供する。本セクションは、開示の一般的な概要を提供するものであり、その構成のすべてのその全範囲の包括的な開示ではない。

【0003】

病気の発生に対する国民の関心の高まりは、感染性病原体がどのように伝染するか、そして伝染に対してどのような健康保護対策を使用できるかについての国民の関心を高めている。つまり、空気中の化学的汚染物質および生物学的病原体は、目に見えないために国民の関心のレベルを高める可能性があり、それによって健康への影響が深刻な場合、または発生源が拡散している、識別できない、および／または制御されていない場合に国民の関心を高める。

【0004】

先進国の急性疾患の約７５％は呼吸器系であり、これらの疾患の約８０％は、屋内環境で感染することが多いウイルスによって引き起こされる。屋内環境での病気の伝染の顕著な例は、換気システムを介して運ばれる糞便で汚染されたエアロゾルが、香港のアモイガーデンズ高層アパートブロックに集中したＳＡＲＳ感染の大規模なクラスターの原因であることが判明した２００３年のＳＡＲＳコロナウイルスの大流行である。世界の人口が増加し続け、都市の人口が地方から都市への移住パターンから増加し続け、その結果、住宅および商業ビルの居住者密度が増加し続けるにつれて、室内空気質の重要性は増し続けるであろう。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、集中型の暖房、換気、および空調（ＨＶＡＣ）システムは、多くの場合、ダクトの狭窄および空気の流れの障害を補償するように注意深く設計されている。関連する背圧は、より大きな空気処理システムおよびモーターを必要とする可能性があり、それによって、そのようなＨＶＡＣシステムのサイズ、エネルギー使用、およびコストが増加する。また、最新の集中型ＨＶＡＣシステムは、最小限の屋外または新鮮な空気の追加で、調整を受ける空気の大部分を再循環させる。その結果、１つの屋内空間で放出された化学的または生物学的汚染物質は、２つの屋内空間がＨＶＡＣシステムによって接続されるもう１つの屋内空間に輸送され得る。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本教示の原理によれば、微粒子フィルターを必要とせずに集中型ＨＶＡＣシステムを介した感染性ウイルスおよび細菌の伝播の防止が提供され、それにより、外部の生物学的因子による屋内環境の汚染または建物のＨＶＡＣシステムによって接続された屋内空間の間の汚染の伝播を防止する。さらに、本教示の原理によれば、感染性ウイルスおよび細菌の伝播のそのような防止は、他のシステムで経験される関連する背圧なしに、そしてコンパクトなサイズを維持しながら達成することができる。

【0007】

いくつかの実施形態では、本教示は、放電を誘発する、および／または、さもなければ気流からの感染性のエアロゾルを同時に荷電し、取り除き、および／または非感染性にする電場を課す１つまたは複数の電極を使用する。すなわち、本教示は、いくつかの実施形態において、化学汚染物質を破壊する、および／または気流内の生物学的病原体を不活性化および／または非感染性にするプラズマを開始する放電を誘発する１つまたは複数の電極を使用する。本教示はさらに、流れ制限の従来の不利な点なしにプラズマの動作の効率を改善する非熱プラズマシステムを提供する。これにより、粒子フィルターに関連するエネルギー損失なしで、粒子フィルター全体にわたる実質的な圧力差を回避しながら、集中型ＨＶＡＣシステムでの使用、またはポータブルまたはウェアラブルシステムへの小型化の可能性が提供される。

【0008】

本教示は、ＨＶＡＣシステム、無菌室の汚染物質制御、航空機および宇宙船のキャビン環境制御、人間および動物のバイオセキュリティ、閉じ込められた動物の操作、および個人用空気清浄機システムなどを含むがこれらに限定されない多種多様なアプリケーションでの有用性を見出すことができる。本教示は、フィルターがないこと、粒子フィルターと比較してサイズと運用コストが削減されていること、調整可能であること、今日の技術では達成できないＥＰＡの推奨事項を達成できることを含むがこれらに限定されない多くの利点を実現している。

【0009】

適用可能なさらなる領域は、本明細書で提供される説明から明らかになるであろう。この要約の説明および特定の例は、例示の目的のみを意図しており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。

【0010】

本明細書に記載の図面は、選択された実施形態の例示のみを目的としており、すべての可能な実施例ではなく、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1A】本教示のいくつかの実施形態に係る、空気滅菌のための非熱プラズマ反応器のコアの環状設計を示す断面斜視図である。

【図1B】本教示のいくつかの実施形態に係る、空気滅菌のための非熱プラズマ反応器のコアの環状設計を示す断面側面図である。

【図2A】本教示のいくつかの実施形態に係る環状ＮＴＰ反応器のコアを通過した後、最初に環状気流が管流に移行することを示す複合環状非熱プラズマ反応器のコアを示す断面斜視図である。

【図2B】本教示のいくつかの実施形態に係る環状ＮＴＰ反応器のコアを通過した後、最初に環状気流が管流に移行することを示す複合環状非熱プラズマ反応器のコアを示す拡大断面側面図である。

【図3】本教示のいくつかの実施形態に係る、電極および誘電ビーズを説明するために明らかにされた、開放チャンバを備えた例示的な複合環状非熱プラズマ反応器のコアを示す上面斜視図である。

【図4】図２Ａ～図３の実施形態のチャンバ壁ならびに関連する電極および誘電層を示す部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

対応する符号は、図面のいくつかの図全体を通して対応する部品を示している。

【0013】

次に、例示的な実施形態を、添付の図面を参照してより完全に説明する。

【0014】

例示的な実施形態は、本開示が完全であり、当業者に範囲を完全に伝えるように提供される。本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の構成要素、装置、および方法の例など、多数の特定の詳細が示されている。特定の詳細を採用する必要がないこと、例示的な実施形態が多くの異なる形態で具体化され得ること、およびどちらも本開示の範囲を制限すると解釈されるべきではないことは当業者には明らかであろう。いくつかの例示的な実施形態では、周知のプロセス、周知の装置構造、および周知の技術は詳細に説明されていない。

【0015】

本明細書で使用される用語は、特定の例示的な実施形態を説明することのみを目的としており、限定することを意図するものではない。本明細書で使用される場合、単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他のことを示さない限り、複数形も含むことを意図し得る。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は包括的であり、したがって、記載された構成、整数、ステップ、操作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の構成、整数、ステップ、操作、要素、構成要素、および／またはそれらの群の存在または追加を排除するものではない。本明細書に記載の方法のステップ、プロセス、および操作は、実行の順序として具体的に特定されない限り、説明または図示された特定の順序でのそれらの実行を必ずしも必要とすると解釈されるべきではない。追加または代替のステップを使用できることも理解すべきである。

【0016】

要素または層が別の要素または層「の上にある（ｏｎ）」、「に係合されている（ｅｎｇａｇｅｄ ｔｏ）」、「に接続されている（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ）」、または「に結合されている（ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ）」と表現される場合、それは直接、他の要素の上にある、他の要素に係合されている、他の要素に接続されている、または他の要素に結合されていることが可能である、または介在する要素または層が存在することが可能である。対照的に、要素が別の要素または層「のすぐ上にある（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」、「に直接接続されている（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｅｎｇａｇｅｄ ｔｏ）」、「直接接続されている（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ）」、または「直接結合されている（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ）」と表現される場合、介在する要素または層が存在しない可能性がある。要素間の関係を説明するために使用される他の単語は、同様の方法で解釈する必要がある（例えば、「の間に（ｂｅｔｗｅｅｎ）」と「の間に直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｂｅｔｗｅｅｎ）」、「隣接して（ａｄｊａｃｅｎｔ）」と「直接隣接して（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｄｊａｃｅｎｔ）」など）。本明細書で使用される場合、「および／または」という用語は、関連するリストアップされたアイテムのうちの１つまたは複数のありとあらゆる組み合わせを含む。

【0017】

第１、第２、第３などの用語は、本明細書では、様々な要素、構成要素、領域、層、および／またはセクションを説明するために使用することができ、これらの要素、構成要素、領域、層、および／またはセクションは、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、１つの要素、構成要素、領域、層、またはセクションを別の領域、層、またはセクションと区別するためにのみ使用され得る。本明細書で使用される場合の「第１」、「第２」などの用語および他の数値用語は、文脈によって明確に示されない限り、順序または順番を意味するものではない。したがって、以下で論じられる第１の要素、構成要素、領域、層、またはセクションは、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層、またはセクションと呼ばれることができる。

【0018】

「内側（ｉｎｎｅｒ）」、「外側（ｏｕｔｅｒ）」、「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「下（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上（ｕｐｐｅｒ）」などのような空間的に相対的な用語は、図に示されているように、１つの要素または構成の別の要素または構成との関係を説明するための説明を容易にするために本明細書で使用され得る。空間的に相対的な用語は、図に示されている方向に加えて、使用中または動作中の装置の異なる方向を包含することを意図することができる。例えば、図の装置がひっくり返されると、他の要素または構成の「下（ｂｅｌｏｗ）」または「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」と記述されている要素は、他の要素または構成の「上（ａｂｏｖｅ）」に向けられる。したがって、「下（ｂｅｌｏｗ）」という例示的な用語は、上（ａｂｏｖｅ）と下（ａｂｏｖｅ）の両方の方向を包含することができる。装置は、他の方法で方向付けられる（９０度または他の方向に回転される）ことができ、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子をそれに応じて解釈することができる。

【0019】

本教示の原理によれば、添付の図に示されるように、非熱プラズマ（ＮＴＰ）反応器システム１０が、入れ子になった通路アセンブリ１２内の気流を非熱プラズマに曝露させるために提供される。より具体的には、いくつかの実施形態では、非熱プラズマ（ＮＴＰ）反応器システム１０の入れ子になった通路アセンブリ１２は、外側部材１４と、外側部材１４内に入れ子にされた内側部材１６とを含むことができる。したがって、内側部材１６は、外側部材１４と比較してより小さな断面積を有することができ、これにより、外側部材１４は、長手方向に沿って内側部材１６を完全に含むことができる。いくつかの実施形態では、外側部材１４および内側部材１６は、各々が円筒形に成形され、同軸関係に配置することができる。しかしながら、本教示の原理は、外側部材１４および内側部材１６が類似のおよび／または異なる断面形状を有する構成に等しく適用可能であることを理解すべきである。すなわち、非限定的な例として、外側部材１４および内側部材１６は各々が、楕円形、角丸長方形、正方形、長方形、または他の任意の良い結果を導くような断面形状などの同様の断面形状を画定することができる。同様に、外側部材１４および内側部材１６は各々が、本明細書に記載されるように、気流および非熱プラズマへの曝露を促進するように、異なる断面形状またはプロファイルを画定することができる。

【0020】

したがって、いくつかの実施形態では、外側部材１４および内側部材１６は、内側部材１６が外側部材１４の半径または直径よりも小さい半径または直径を有し、その結果、環状容積部１８が外側部材１４と内部部材１６との間に存在するように、円筒形状を画定することができる。この構成では、外側部材１４が断面の観点から内側部材１６を完全に包含するように、内側部材１６を外側部材１４内に入れ子にすることができる。いくつかの実施形態では、内側部材１６は、環状容積部１８が外側部材１４と内側部材１６との間で等距離および／または半径方向に等しいサイズになるように、外側部材１４と同軸にすることができる。

【0021】

いくつかの実施形態では、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、空気は、環状容積部１８を通って流れ、非熱プラズマに曝露されるときに環状容積部１８内に留まり、それにより、非熱プラズマのすべての曝露は、気流と同じ環状容積部（例えば、環状容積部１８）で起こる。この実施形態では、気流は軸方向のままである。すなわち、空気は、外側部材１４および／または内側部材１６の長手方向軸に平行な方向に流れる。

【0022】

図１Ａおよび図１Ｂを引き続き参照すると、いくつかの実施形態では、非熱プラズマソースシステム３０は、単一の一体型部材を画定するために内側部材１６として形成される電極部材３２および誘電層３４を含むことができる。軸方向のみの流れの実施形態では、内側部材１６は不透過性であることを理解すべきである。いくつかの実施形態では、対向する電気接地３６および誘電層３８を外側部材１４として形成して、単一の一体型部材を画定することができる。電極部材３２と接地３６との間に電場を達成して、環状容積部１８を横切って延在する非熱プラズマを生成することができる。気流が環状容積部１８を軸方向に通過するとき、気流は、本教示の原理に従って非熱プラズマに曝露される。

【0023】

図１Ａおよび図１Ｂの実施形態の環状容積部１８の環状距離が増加するにつれて、一貫した均一な非熱プラズマを達成することがより困難になる可能性があることを理解すべきである。同様に、この環状距離を短くすると、非熱プラズマの性能が向上する可能性があるが、これは、環状容積部１８内の気流の制限をもたらす可能性がある。換言すれば、図１Ａおよび図１Ｂの実施形態では、環状容積部１８の寸法は、２つの競合する優先事項：（ｉ）流体の流れを促進し、差圧を最小化するために、環状断面を最大化すること、および（ｉｉ）電場強度およびプラズマ生成を最大化するために、環状断面を最小化することによって制約され得る。気流内の制限は、気流速度の増加をもたらす可能性があることを理解すべきである。非熱プラズマで空気ユニット内の汚染物質を適切に処理するために、一般的に、気流は、汚染物質の特定の性質に応じて変化する所定量の時間、非熱プラズマに曝露されるべきであると考えられている。この目的のために、気流速度が増加する場合、適切なプラズマ曝露期間を確保するために非熱プラズマの長さを延長する必要があり得る。これは、いくつかの実施形態および／または用途では問題にならない場合がある。

【0024】

しかしながら、不注意に気流制限を引き起こさず、それによって追加の流れの長さを必要とせずに非熱プラズマ性能を改善することが望まれるアプリケーションでは、図２Ａ～図３に示されるいくつかの実施形態は、内側部材１６として形成される非熱プラズマ内側部材スリーブ４０を含むことができる。いくつかの実施形態では、図３に示されるように、内側部材スリーブ４０は、内面境界４２と、その間にスリーブ容積部４６を画定する外面境界４４とを有する略円筒形の部材を含むことができる。外面境界４４は、内面境界４２と同軸にすることができる。さらに、いくつかの実施形態では、スリーブ容積部４６は、内側部材スリーブ４０の周りに放射状に配置された複数の別個のチャンバ４８を含むことができる。複数の別個のチャンバ４８の各々は、チャンバ壁４９によって隣接する別個のチャンバ４８から分離することができる。このようにして、複数の別個のチャンバ４８の各々は、一般的に、しかしながら正確ではないが、等脚台形になり得る（しかしながら、ベース面は、内面境界４２および外面境界４４の半径によって画定される）。

【0025】

内側部材スリーブ４０の内面境界４２および外面境界４４は、各々が透過性であり、空気が環状容積部１８から内側部材スリーブ４０内の中心コア容積部５０に流れることを可能にする。この実施形態では、気流は、軸方向および半径方向の両方に流れる、すなわち、空気は、環状容積部１８から中心コア容積部５０に通過するとき、外側部材１４および／または内側部材スリーブ４０の長手方向軸に平行な方向（すなわち、軸方向）に流れ、また、半径方向にも流れる。しかしながら、空気は、中心コア容積部５０から環状容積部１８へと反対方向に流れることができるが、これもまた軸方向の流れと半径方向の流れの両方であると考えられることを理解すべきである。

【0026】

内面境界４２および外面境界４４の透過性は、透過機構５８を提供する任意の数のソリューションに従って達成することができる。いくつかの実施形態では、透過機構５８は、内面境界４２および外面境界４４に形成された複数の貫通孔５２を含むことができる。同様に、透過機構５８は、そこを通る空気の流れを可能にするために使用することができるスロット、材料の多孔性、または他の構成を含むことができ、それによって透過性を生み出す。

【0027】

図２Ａ～図３を引き続き参照すると、いくつかの実施形態では、電源５５に結合された１つまたは複数のロッド電極５４は、複数の別個のチャンバ４８のうちの１つまたは複数内に配置することができ、誘電材料５６は、ロッド電極５４を取り囲む関連する別個のチャンバ４８内に配置することができる。誘電材料５６は、誘電ビーズ５６が別個のチャンバ４８の各々の中に確実に留まるようにするために、内面境界４２および外面境界４４の関連する透過機構５８よりも大きい外径を有する誘電ビーズを含むことができることを理解すべきである。さらに、エンドキャップ部材６０は、各々の別個のチャンバ４８の長手方向端部に配置することができる。

【0028】

いくつかの実施形態では、図４に示されるように、複数の別個のチャンバ４８の各々を分離するチャンバ壁４９は、対応する第２の電極６２および誘電層６４を含むことができる。より具体的には、各々のチャンバ壁４９は、一対の誘電層６４によって対向する面で挟まれた第２の電極である中心電極層６２を含むことができ、一対の誘電層６４は、接着剤または他の適切な手段を介して中心電極層６２に結合することができる。電極層６２は、電源５５に結合される。このようにして、電源５５は、各々のロッド電極５４とチャンバ壁４９の電極層６２との間で１つまたは複数の放電を使用することができ、その結果、内側スリーブ部材４０のスリーブ容積部４６内に非熱プラズマが生成される。

【0029】

気流が環状容積部１８と中心コア容積部５０との間を通過するとき、気流は、本教示の原理に従って、スリーブ容積部４６内の非熱プラズマに曝露される。

【0030】

このようにして、ロッド電極５４とチャンバ壁４９の電極層６２との間の距離を減少させて、環状容積部１８および／または中心コア容積部５０内の気流抵抗に実質的に影響を与える、または気流抵抗を増加させることなく、スリーブ容積部４６内の非熱プラズマの動作を促進することができる。さらに、非熱プラズマを使用して、化学的汚染物質を効果的かつ効率的に破壊する、および／または気流内の生物学的病原体を不活化および／または非感染性にすることができる。

【0031】

いくつかの実施形態では、外側部材１４および内側部材１６（または内側部材スリーブ４０）の長手方向の長さは、互いに異なり得る。例えば、図２Ａ～図３に示されるようないくつかの実施形態では、内側部材１６／内側部材スリーブ４０は、外側部材１４の長さよりも短い長さを有することができる。したがって、バリア部材６０は、環状容積部１８と中心コア容積部５０との間の気流を強制する遮断面を提供することによって気流を促進するために使用することができる。

【0032】

図２Ａ～図３から理解されるはずであるように、気流が中心コア容積部５０から環状容積部１８に入る（またはその逆の）とき、空気は、スリーブ容積部４６を通過しながらプラズマに曝露される。このようにして、プラズマ形成を促進する非常に狭い領域を可能にしながら、はるかに大きな流量範囲が提示される（流れの制限と差圧が減少する）。さらに、オゾン生成は、一般的に、放電が維持される表面積に比例するため、この構成では、従来の設計よりもはるかに少ない放電領域が使用され、気流中のオゾン濃度の低下をもたらす。

【0033】

誘電ビーズおよび／または内側部材スリーブ４０を使用せずにプラズマの生成を容易にするために、内側部材１６および／または外側部材１４に誘電コーティングを使用することを含むがこれらに限定されない代替構成が想定されることを理解すべきである。

【0034】

実施形態の前述の説明は、例示および説明の目的で提供されている。それは、網羅的であるか、または開示を制限することを意図したものではない。特定の一実施形態の個々の要素または構成は、一般的に、その特定の実施形態に限定されないが、適用可能な場合、相互交換可能であり、具体的に図示されていないかまたは説明されていない場合でも、選択された実施形態で使用することができる。同じことはまた、多くの方法で変えることができる。そのような変形は、開示からの逸脱と見なされるべきではなく、そのようなすべての修正は、開示の範囲内に含まれることが意図されている。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】