Устройство зажигания, двигатель внутреннего сгорания, свеча зажигания, плазменное оборудование, устройство для разложения отработавшего газа, озонообразующее/стерилизующее/дезинфицирующее устройство и устройство для устранения запахов

Устройство зажигания, двигатель внутреннего сгорания, свеча зажигания, плазменное оборудование, устройство для разложения отработавшего газа, озонообразующее/стерилизующее/дезинфицирующее устройство и устройство для устранения запахов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСЯТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к устройству зажигания, используемому в тепловом двигателе, таком как поршневой двигатель с кривошипно-шатунным механизмом, роторный двигатель, реактивный двигатель и газотурбинный двигатель, или в плазменном оборудовании.

Настоящее изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания, для которого соответственно применяется устройство зажигания в соответствии с настоящим изобретением.

Настоящее изобретение относится к свече зажигания, которая соответственно применяется для устройства зажигания в соответствии с настоящим изобретением.

Настоящее изобретение относится к плазменному оборудованию, которое используется в сфере принятия мер, противодействующих загрязнению окружающей среды (на предприятии и в конце производственного цикла), таких как уменьшение и снижение опасных текучих отходов (CO₂, NO_x и несгоревшего углеводорода), летучих органических соединений, взвешенных твердых частиц, сажи и тому подобного или обработка и повторное использование гудрона (смолы), осадка и стоков, и в области медицины/санитарии, такой как использование технологий стерилизации, пастеризации и очистки.

Настоящее изобретение относится к устройству для разложения отработавшего (выхлопного) газа, для которого соответственно применяется плазменное оборудование в соответствии с настоящим изобретением.

Настоящее изобретение относится к озонообразующему/стерилизующему/дезинфицирующему устройству и устройству для устранения запахов, для которого соответственно применяется плазменное оборудование в соответствии с настоящим изобретением.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Раньше зажигание смеси в двигателе внутреннего сгорания, таком как поршневой двигатель с кривошипно-шатунным механизмом и роторный двигатель, выполнялось с помощью свечи зажигания для осуществления искрового разряда. Тем не менее, было предложено устройство зажигания, которое выполняет зажигание посредством использования электромагнитной волны с частотой несколько гигагерц (ГГц), которая представляет собой сверхвысокочастотную волну, независимо от искрового разряда, поскольку электромагнитные помехи, которые имеют место вследствие искрового разряда, вызывают некорректную работу электронного устройства, установленного на транспортном средстве.

Например, устройства зажигания, в которых микроволновод выполнен с возможностью соединения его с камерой сгорания/реакционной камерой (в цилиндре) и разрядный электрод для создания сверхвысокочастотного разряда, предусмотрен в камере сгорания/реакционной камере, раскрыты в патентных документах 1-4.

В устройстве зажигания сверхвысокочастотные импульсы, созданные устройством для создания сверхвысокочастотных волн (магнетроном), передаются посредством микроволновода во внутреннее пространство камеры сгорания/реакционной камеры, а сверхвысокочастотный коронный разряд создается разрядным электродом для воспламенения смеси в камере сгорания/реакционной камере.

Например, в соответствии с патентным документом 5 раскрыт бензиновый двигатель внутреннего сгорания, в котором генератор высокочастотного электрического поля (магнетрон) предусмотрен в камере сгорания/реакционной камере (в цилиндре), так что генератор высокочастотного электрического поля образует высокочастотное электрическое поле в камере сгорания во время стадии хода сжатия в двигателе для осуществления диэлектрического нагрева, воспламенения и сжигания смеси в камере сгорания.

В обычном плазменном оборудовании, используемом в технологиях, обеспечивающих противодействие загрязнению окружающей среды, как правило, высокотемпературная термически равновесная плазма создается посредством увеличения подвода энергии в плазму, созданную посредством осуществления разряда при низком давлении, для нагрева опасных текучих отходов, химических веществ, взвешенных твердых частиц, сажи и тому подобного до высокой температуры с тем, чтобы вызвать их окисление и разложение.

Недавно был исследован способ (возбуждение плазмы по типу коаксиального резонатора) возбуждения атмосферной термически неравновесной плазмы посредством сверхвысокочастотного разряда. Возбужденная плазма представляет собой реакционноспособную плазму, в которой температура электронов составляет десятки тысяч градусов и температура газа находится в интервале от нормальной температуры до 1000°С. Кроме того, плазменное оборудование для стерилизации/дезинфекции/устранения запахов, используемое в области медицины/санитарии, было создано посредством использования эффекта сильной химической реакции OH-радикала, O₃ (озона) и тому подобного, созданных посредством плазмы (Innovation Japan 2005; http://ccr.ccr.tokushima-u.ac.jp/topic/050927-01.pdf).

Плазменное оборудование, в котором используется сверхвысокочастотная волна, обеспечивает возможность возбуждения газа с давлением, близким к атмосферному давлению, посредством сверхвысокочастотной волны с тем, чтобы образовать газ в состоянии плазмы.

Например, сверхвысокочастотное плазменное оборудование раскрыто в патентных документах 6 и 7. В сверхвысокочастотном плазменном оборудовании неметаллическая труба для образования канала для потока газа расположена вдоль центра центрального проводника, и газы, вводимые под давлением с одного конца, возбуждаются под действием сверхвысокочастотной волны в зазоре, в котором неметаллическая труба не закрыта центральным проводником, и тогда возбуждается плазма (возбуждение плазмы по типу коаксиального резонатора) и выходит из другого конца.

[Патентный документ 1] JP-А-57-186067

[Патентный документ 2] JP-А-3-31579

[Патентный документ 3] JP-А-2000-230426

[Патентный документ 4] JP-А-2001-73920

[Патентный документ 5] JP-А-2000-274249

[Патентный документ 6] JP-А-2001-035692

[Патентный документ 7] JP-А-2004-172044

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Тем не менее, в последние годы существует необходимость в уменьшении удельного расхода топлива в тепловом двигателе, таком как поршневой двигатель с кривошипно-шатунным механизмом, роторный двигатель, реактивный двигатель и газотурбинный двигатель, или в плазменном оборудовании. Для уменьшения удельного расхода топлива может быть предложено уменьшение отношения количества топлива к количеству воздуха в топливной смеси и выполнение сгорания/реакции в бедной смеси. Тем не менее, когда отношение количества топлива к количеству воздуха в топливной смеси обычного двигателя внутреннего сгорания и тому подобного уменьшается, снижается стабильность сгорания/реакции, например, цикл сжигания будет неустойчивым. В результате возникают проблемы, такие как снижение эффективной мощности двигателя.

Соответственно для уменьшения удельного расхода топлива в тепловом двигателе или плазменном оборудовании необходимо осуществить устойчивое и высокоэффективное сгорание/реакцию даже в том случае, когда отношение количества топлива к количеству воздуха в топливной смеси уменьшено и осуществляется сгорание бедной смеси/реакция в бедной смеси.

Устройство зажигания, в котором используется вышеупомянутый сверхвысокочастотный коронный разряд, вряд ли может быть использовано на практике, поскольку невозможно ожидать уменьшения удельного расхода топлива и устойчивости сгорания/реакции по сравнению со способом зажигания, при котором используется обычный искровой разряд.

Кроме того, в бензиновом двигателе внутреннего сгорания, в котором используется вышеупомянутый генератор высокочастотного электрического поля, магнетрон установлен непосредственно на двигателе, так что возникают различные проблемы с точки зрения долговечности, виброустойчивости, ограничений пространства для установки, температуры окружающей среды (то есть температура двигателя повышается) и предотвращения неправильного срабатывания системы управления вследствие прохождения сверхвысокочастотных волн. По этой причине бензиновый двигатель внутреннего сгорания данного типа вряд ли может быть использован на практике.

Следовательно, настоящее изобретение создано с учетом вышеупомянутых проблем, и его целью является разработка устройства зажигания, способного обеспечить увеличение эффективной мощности, улучшение очистки отработавшего газа и снижение удельного расхода топлива посредством осуществления устойчивого и высокоэффективного сгорания/реакции даже в том случае, когда отношение количества топлива к количеству воздуха в топливной смеси уменьшается и сгорание/реакция выполняется для бедной смеси в тепловом двигателе, таком как поршневой двигатель с кривошипно-шатунным механизмом, роторный двигатель, реактивный двигатель и газотурбинный двигатель, или в плазменном оборудовании.

Кроме того, цель настоящего изобретения заключается в разработке двигателя внутреннего сгорания, способного решить различные проблемы с точки зрения долговечности, виброустойчивости, ограничений пространства для установки и температуры окружающей среды (то есть температура двигателя повышается) и неправильного срабатывания системы управления вследствие прохождения сверхвысокочастотных волн, имеющего место, когда магнетрон установлен непосредственно на двигателе в бензиновом двигателе внутреннего сгорания.

Цель настоящего изобретения заключается в разработке двигателя внутреннего сгорания, для которого вышеупомянутое устройство зажигания в соответствии с изобретением соответственно применяется. Кроме того, цель настоящего изобретения заключается в разработке свечи зажигания, соответственно применяемой в вышеупомянутом устройстве зажигания в соответствии с настоящим изобретением.

Кроме того, в обычном способе возбуждения плазмы большое количество энергии расходуется для непрерывного возбуждения высокотемпературной плазмы, само устройство является очень дорогим (3000000 иен или более), эксплуатационные расходы являются сравнительно большими, и транспортировка затруднена, поскольку само устройство имеет большие размеры. Кроме того, научные исследования и разработки технологии, в которой используется атмосферная термически неравновесная плазма, только начались. Вышеупомянутый разряд между центральными проводниками используется для зажигания посредством плазмы, но большая выходная мощность (в диапазоне от нескольких сотен Вт до 5 кВт или около этого) по-прежнему необходима для непрерывного возбуждения устойчивой плазмы. В настоящее время в области технологий, обеспечивающих противодействие загрязнению окружающей среды, и прикладных технологий для медицины/санитарии, в которых используется плазменное оборудование, требуется низкая цена в качестве характеристики продукта, представляющего собой подобную технологию, обеспечивающую противодействие загрязнению. Например, цена составляет 300000 иен или менее за единицу, и расходы на электроэнергию составляют приблизительно 30000 иен в месяц для малогабаритного устройства для обработки летучих органических соединений, обрабатывающего менее 1 тонны в год (Министерство экономики, 2004; задача разработки технологий, снижающих опасность химических материалов).

Плазма в соответствии с настоящим изобретением представляет собой микроволновую плазму, образованную воздухом, находящимся при низкой температуре/атмосферном давлении. В плазме вредные текучие отходы, химические вещества, взвешенные твердые частицы, сажа и тому подобное не нагреваются до высокой температуры, а окисляются и вступают в химическую реакцию с продуктами, созданными плазмой (OH-радикалом и озоном (O₃)), так что уменьшается количество и содержание опасных текучих отходов и тому подобного, и происходит их обезвреживание. Плазма имеет новизну и эффективность, полностью отличающие ее от обычной технологии, в которой используется высокотемпературная плазма. В прошлом большое количество энергии и устройство большого размера требовались для возбуждения плазмы для обезвреживания опасных текучих отходов. Кроме того, было мало недорогих и малогабаритных устройств, способных легко возбуждать плазму в воздухе, находящемся под атмосферным давлением, и образовывать большое число радикалов.

По этой причине настоящее изобретение было создано с учетом вышеупомянутых обстоятельств, и его цель заключается в разработке недорогого и малогабаритного плазменного оборудования, способного обеспечить легкое возбуждение плазмы в воздухе, находящемся под атмосферным давлением, и образование большого количества радикалов.

Другая цель настоящего изобретения заключается в разработке плазменного оборудования, выполненного с возможностью применения его не только в технологиях, обеспечивающих противодействие загрязнению окружающей среды и используемых в конце производственного цикла, но и в технологиях, обеспечивающих противодействие загрязнению окружающей среды на предприятии. Кроме того, цель настоящего изобретения заключается в разработке соответствующего плазменного оборудования, способного обеспечить выполнение устойчивого и высокоэффективного сгорания в различных камерах сгорания, так что процесс сгорания улучшается (обеспечивается экономия энергии за счет объемного воспламенения и увеличения предела воспламеняемости бедной топливной смеси благодаря химическому окислению и реакции с сильнодействующими OH-радикалами), и количество и содержание опасных текучих отходов уменьшаются посредством разложения и полного сгорания несгоревшего топлива без снижения эффективной выходной мощности.

Еще одна цель настоящего изобретения заключается в разработке эффективного устройства разложения отработавшего газа, озонообразующего/стерилизующего/дезинфицирующего устройства и устройства для устранения запахов посредством образования большого количества OH-радикалов и O₃, которое постоянно работает при низких затратах.

Для решения вышеупомянутых проблем и достижения вышеуказанной цели устройство зажигания в соответствии с настоящим изобретением имеет любую из следующих конфигураций.

[Конфигурация 1]

В соответствии с одним аспектом изобретения предложено устройство зажигания, включающее в себя средство регулирования диэлектрической проницаемости для регулирования диэлектрической проницаемости смеси в зоне сгорания/реакции посредством введения воды и/или отработавшего газа, образованного в зоне сгорания/реакции, в зону сгорания/реакции, где выполняется сгорание смеси/реакция в смеси или плазменная реакция в смеси, при этом смесь реакционноспособного газа и газообразного окислителя находится в тепловом двигателе или плазменном оборудовании; средство излучения сверхвысокочастотных волн для излучения сверхвысокочастотной волны в зону сгорания/реакции для повышения температуры смеси в зоне сгорания/реакции и осуществления плазменного разряда в зоне сгорания/реакции для повышения концентрации радикалов, так что характеристики зажигания от пламенного запала улучшаются и увеличивается скорость распространения пламени; средство зажигания для воспламенения смеси в зоне сгорания/реакции посредством осуществления разряда и средство излучения сверхвысокочастотных волн для осуществления разряда в смеси в зоне сгорания/реакции для повышения концентрации радикалов при сгорании/реакции или в плазменном газе, так что характеристики зажигания от пламенного запала улучшаются и увеличивается скорость распространения пламени, при этом средство регулирования диэлектрической проницаемости обеспечивает регулирование диэлектрической проницаемости смеси перед осуществлением сгорания смеси/реакции в смеси в зоне сгорания/реакции для обеспечения резонанса резонансной частоты смеси в зоне сгорания/реакции с частотой сверхвысокочастотной волны, излучаемой средством излучения сверхвысокочастотных волн.

[Конфигурация 2]

В соответствии с другим аспектом изобретения предложено устройство зажигания, включающее в себя средство регулирования диэлектрической проницаемости для регулирования диэлектрической проницаемости смеси в зоне сгорания/реакции посредством введения воды и/или отработавшего газа, образованного в зоне сгорания/реакции, в зону сгорания/реакции, где выполняется сгорание смеси/реакция в смеси или плазменная реакция в смеси, при этом смесь реакционноспособного газа и газообразного окислителя находится в тепловом двигателе или плазменном оборудовании; средство излучения сверхвысокочастотных волн для излучения сверхвысокочастотной волны в зону сгорания/реакции для повышения температуры смеси в зоне сгорания/реакции и осуществления плазменного разряда в зоне сгорания/реакции для повышения концентрации радикалов, так что характеристики зажигания от пламенного запала улучшаются и увеличивается скорость распространения пламени; средство зажигания для воспламенения смеси в зоне сгорания/реакции посредством осуществления разряда; средство излучения сверхвысокочастотных волн для осуществления плазменного разряда в зоне сгорания/реакции для повышения концентрации радикалов в зоне сгорания/реакции, так что характеристики зажигания от пламенного запала улучшаются и увеличивается скорость распространения пламени; и средство управления для управления средством излучения сверхвысокочастотных волн и средством зажигания, при этом средство управления управляет средством излучения сверхвысокочастотных волн и средством зажигания так, чтобы обеспечить повторение цикла, который представляет собой процесс, посредством которого средство излучения сверхвысокочастотных волн излучает сверхвысокочастотную волну в зону сгорания/реакции для повышения температуры смеси в зоне сгорания/реакции и создает плазменный разряд в зоне сгорания/реакции для повышения концентрации радикалов, так что характеристики зажигания от пламенного запала улучшаются и увеличивается скорость распространения пламени; средство зажигания обеспечивает воспламенение смеси посредством использования разряда; и затем средство излучения сверхвысокочастотных волн создает плазменный разряд в зоне сгорания/реакции посредством излучения сверхвысокочастотной волны в зону сгорания/реакции для повышения концентрации радикалов, так что характеристики зажигания от пламенного запала улучшаются, скорость распространения пламени увеличивается и ускоряется сгорание смеси/реакция в смеси в зоне сгорания/реакции.

[Конфигурация 3]

В устройстве зажигания в соответствии с конфигурацией 1 или 2 дополнительно могут быть предусмотрены антенна для излучения сверхвысокочастотных волн, служащая в качестве средства излучения сверхвысокочастотных волн, и блок зажигания/разрядный блок, служащий в качестве средства зажигания, при этом антенна для излучения сверхвысокочастотных волн и блок зажигания/разрядный блок предусмотрены в изоляторе, выполненном как одно целое.

[Конфигурация 4]

В устройстве зажигания в соответствии с любой из конфигураций 1-3 сверхвысокочастотная волна, излучаемая средством излучения сверхвысокочастотных волн, может представлять собой одну или более регулируемых прерывистых волн.

Двигатель внутреннего сгорания в соответствии с настоящим изобретением имеет любую из следующих конфигураций.

[Конфигурация 5]

В соответствии с одним аспектом изобретения предложен двигатель внутреннего сгорания, включающий в себя камеру сгорания/реакционную камеру, включающую в себя цилиндр и поршень, в которую подается смесь реакционноспособного газа и газообразного окислителя и в которой выполняются сгорание смеси/реакция в смеси или плазменная реакция в смеси; и средство излучения сверхвысокочастотных волн для излучения сверхвысокочастотной волны в камеру сгорания/реакционную камеру для повышения температуры смеси в камере сгорания/реакционной камере и для создания плазменного разряда в камере сгорания/реакционной камере для повышения концентрации радикалов, так что характеристики зажигания от пламенного запала улучшаются и скорость распространения пламени увеличивается, при этом вогнутый элемент для предотвращения прохождения сверхвысокочастотной волны образован на наружной периферийной поверхности поршня, входящей в контакт с внутренней стенкой цилиндра.

[Конфигурация 6]

В соответствии с другим аспектом изобретения предложен двигатель внутреннего сгорания, включающий в себя камеру сгорания/реакционную камеру, включающую в себя цилиндр и поршень, в которую подается смесь реакционноспособного газа и газообразного окислителя и в которой выполняются сгорание смеси/реакция в смеси или плазменная реакция в смеси; клапан для открытия и закрытия впускного канала и выпускного канала, выполненных в камере сгорания/реакционной камере; и средство излучения сверхвысокочастотных волн для излучения сверхвысокочастотной волны в камеру сгорания/реакционную камеру для повышения температуры смеси в камере сгорания/реакционной камере и для создания плазменного разряда в камере сгорания/реакционной камере для повышения концентрации радикалов, так что характеристики зажигания от пламенного запала улучшаются и скорость распространения пламени увеличивается, при этом структура для фокусировки сверхвысокочастотной волны на одной или более нижних поверхностях клапана образована на поверхности клапана, обращенной к камере сгорания/реакционной камере.

[Конфигурация 7]

В соответствии с еще одним аспектом изобретения предложен двигатель внутреннего сгорания, включающий в себя камеру сгорания/реакционную камеру, включающую в себя цилиндр и поршень, в которую подается смесь реакционноспособного газа и газообразного окислителя и в которой выполняются сгорание смеси/реакция в смеси или плазменная реакция в смеси; средство зажигания для воспламенения смеси в камере сгорания/реакционной камере посредством осуществления разряда и магнит, установленный на периферии средства зажигания или периферии цилиндра, при этом магнитное поле, созданное магнитом, обеспечивает возможность того, что электрическое поле иона или плазмы, образованной [возбужденной] в камере сгорания/реакционной камере, будет иметь направление поршня, так что ион или плазма, образованная сгоревшим/прореагировавшим газом в зоне пламени/реакции или на последующей стадии в зоне пламени/реакции, ускоряются до наружной периферийной стороны цилиндра.

В двигателе внутреннего сгорания характеристики зажигания посредством использования плазмы, образованной посредством сверхвысокочастотной волны на поверхности пламени и на последующей стадии, улучшаются, и обеспечивается увеличение скорости распространения пламени.

[Конфигурация 8]

В соответствии с еще одним аспектом изобретения предложен двигатель внутреннего сгорания, включающий в себя камеру сгорания/реакционную камеру, включающую в себя цилиндр и поршень, в которую подается смесь реакционноспособного газа и газообразного окислителя и в которой выполняются сгорание смеси/реакция в смеси или плазменная реакция в смеси; средство зажигания для воспламенения смеси в камере сгорания/реакционной камере посредством осуществления разряда и средство регулирования напряжения для регулирования напряжения, подаваемого к средству зажигания, при этом средство регулирования напряжения, регулирующее напряжение, подаваемое к средству зажигания, обеспечивает разряд с энергией, которая меньше энергии искры зажигания для несгоревшей/непрореагировавшей смеси в камере сгорания/реакционной камере, для возбуждения плазмы в смеси и/или инициирования разряда для сгоревшей/прореагировавшей смеси для возбуждения плазмы в смеси.

В двигателе внутреннего сгорания существует возможность образования плазмы как до, так и после зажигания посредством применения обычной свечи зажигания без использования сверхвысокочастотной волны. То есть в том случае, когда в двигателе внутреннего сгорания напряжение, подаваемое к средству зажигания, представляет собой прерывистую волну и его амплитуда и продолжительность регулируются, существует возможность обеспечения образования устойчивого пламени и увеличения скорости распространения пламени при различных состояниях, обусловленных разными нагрузками, концентрациями смеси, частотами вращения, установкой опережения зажигания и тому подобным.

[Конфигурация 9]

В соответствии с еще одним аспектом изобретения предложен двигатель внутреннего сгорания, включающий в себя камеру сгорания/реакционную камеру, включающую в себя цилиндр и поршень, в которую подается смесь реакционноспособного газа и газообразного окислителя и в которой выполняются сгорание смеси/реакция в смеси или плазменная реакция в смеси; средство самовоспламенения для автоматического воспламенения смеси посредством введения смеси реакционноспособного газа и газообразного окислителя под высоким давлением для сжатия смеси реакционноспособного газа и газообразного окислителя и повышения температуры; средство излучения сверхвысокочастотных волн для излучения сверхвысокочастотной волны в камеру сгорания/реакционную камеру; и средство управления для управления средством самовоспламенения и средством излучения сверхвысокочастотных волн, при этом средство управления обеспечивает управление средством самовоспламенения и средством излучения сверхвысокочастотных волн так, чтобы обеспечить повторение цикла, который представляет собой процесс, посредством которого средство излучения сверхвысокочастотных волн излучает сверхвысокочастотную волну в камеру сгорания/реакционную камеру так, что большое количество гидроксильных (OH) радикалов и озона (O₃) образуется из влаги смеси в камере сгорания/реакционной камере и, следовательно, обеспечивает окисление и вступает в химическую реакцию; а средство самовоспламенения обеспечивает воспламенение смеси, так что сгорание смеси в камере сгорания/реакционной камере ускоряется за счет большого количества гидроксильных (ОН) радикалов и озона (O₃).

[Конфигурация 10]

В двигателе внутреннего сгорания в соответствии с конфигурацией 5 или 9 могут быть дополнительно предусмотрены измерительные датчики для измерения плотностей O₂, NO_x, CO и сажи из газа, выпускаемого из камеры сгорания/реакционной камеры, при этом сгорание смеси/реакция в смеси или плазменная реакция в смеси реакционноспособного газа и газообразного окислителя выполняются в камере сгорания/реакционной камере. В результате существует возможность выполнения регулирования процесса сгорания таким образом, что характеристики состояния сгорания измеряются в реальном времени для уменьшения количества отработавшего газа.

Свеча зажигания в соответствии с настоящим изобретением имеет следующую конфигурацию.

[Конфигурация 11]

В соответствии с одним аспектом изобретения предложена свеча зажигания, включающая в себя антенну для излучения сверхвысокочастотных волн для излучения сверхвысокочастотной волны в зону сгорания/реакции, в которой выполняются сгорание смеси/реакция в смеси, при этом смесь реакционноспособного газа и газообразного окислителя находится в тепловом двигателе или плазменном оборудовании; и блок зажигания/разрядный блок для воспламенения смеси в зоне сгорания/реакции, при этом антенна для излучения сверхвысокочастотной волны и блок зажигания/разрядный блок предусмотрены в изоляторе, выполненном как одно целое.

Плазменное оборудование в соответствии с настоящим изобретением имеет следующую конфигурацию.

[Конфигурация 12]

В соответствии с одним аспектом изобретения предложено плазменное оборудование, включающее в себя генератор сверхвысокочастотных волн для генерирования заданного диапазона сверхвысокочастотных волн; резонатор сверхвысокочастотных волн для обеспечения резонанса в заданном диапазоне сверхвысокочастотных волн; и средство излучения сверхвысокочастотных волн для излучения сверхвысокочастотной волны в резонатор сверхвысокочастотных волн, при этом средство излучения сверхвысокочастотных волн представляет собой антенну для излучения сверхвысокочастотных волн, имеющую такие форму и размер, чтобы обеспечить образование сильного электрического поля сверхвысокочастотной волны в зоне возбуждения плазмы, образованной посредством сверхвысокочастотной волны.

[Конфигурация 13]

В плазменном оборудовании в соответствии с конфигурацией 13 может быть дополнительно предусмотрено средство зажигания плазмы, которое создает частичный разряд в газе в резонаторе сверхвысокочастотных волн и, следовательно, возбуждает плазму в газе.

[Конфигурация 14]

В плазменном оборудовании в соответствии с конфигурацией 13 могут быть дополнительно предусмотрены средство управления для управления средством излучения сверхвысокочастотных волн и средством зажигания плазмы и измерительное устройство для измерения количества образованных OH-радикалов и O₃ или интенсивности выделения OH-радикалов и O₃, образованных посредством возбуждения плазмы, при этом средство излучения сверхвысокочастотных волн и/или средство зажигания плазмы обеспечивают обработку результата, полученного измерительным устройством, в реальном времени для передачи результирующей величины средству управления.

[Конфигурация 15]

В плазменном оборудовании в соответствии с конфигурацией 13 или 14 средство излучения сверхвысокочастотных волн может включать в себя блок зажигания/разрядный блок, служащий в качестве средства излучения сверхвысокочастотных волн и средства зажигания плазмы, причем средство излучения сверхвысокочастотных волн и блок зажигания/разрядный блок могут быть предусмотрены в изоляторе, выполненном как одно целое.

[Конфигурация 16]

В плазменном оборудовании в соответствии с любой из конфигураций 12 - 15 магнетрон для бытовых электроприборов, имеющий частоту колебаний, составляющую 2,45 ГГц, может быть использован в качестве генератора сверхвысокочастотных волн.

[Конфигурация 17]

В плазменном оборудовании в соответствии с любой из конфигураций 13-15 в средстве зажигания плазмы может использоваться барьерный разряд, который обеспечивает введение изоляционного материала, такого как диэлектрическое тело, между электродами, коронный разряд, который образует неоднородное электрическое поле, и импульсный разряд, который обеспечивает приложение короткого импульса напряжения с продолжительностью менее 1 мкс.

[Конфигурация 18]

В плазменном оборудовании в соответствии с конфигурациями 12, 13, 15 или 16 может быть дополнительно предусмотрено средство передачи сверхвысокочастотных волн.

[Конфигурация 19]

В плазменном оборудовании в соответствии с конфигурацией 18 средство передачи сверхвысокочастотных волн может представлять собой коаксиальный кабель.

[Конфигурация 20]

В плазменном оборудовании в соответствии с конфигурацией 18 средство передачи сверхвысокочастотных волн может представлять собой волновод.

[Конфигурация 21]

В плазменном оборудовании в соответствии с любой из конфигураций 15-17 могут быть дополнительно предусмотрены коаксиальный кабель для передачи сверхвысокочастотной волны, направленный ответвитель для разветвления, изоляции и связи сверхвысокочастотных волн и регулятор для регулирования полного сопротивления всех систем передачи.

Устройство для разложения отработавшего газа в соответствии с настоящим изобретением имеет следующую конфигурацию.

[Конфигурация 22]

В соответствии с одним аспектом изобретения предложено устройство для деструкции отработавшего газа, включающее в себя генератор сверхвысокочастотных волн для генерирования заданного диапазона сверхвысокочастотных волн; резонатор сверхвысокочастотных волн для обеспечения резонанса в заданном диапазоне сверхвысокочастотных волн и средство излучения сверхвысокочастотных волн для излучения сверхвысокочастотной волны в резонатор сверхвысокочастотных волн, при этом средство излучения сверхвысокочастотных волн представляет собой антенну для излучения сверхвысокочастотных волн, которая расположена на наружной периферии проточного канала для отработавшего газа в периферийном направлении отработавшего газа и которая имеет такие форму и размер для обеспечения создания однородного сильного электрического поля сверхвысокочастотной волны на участке проточного канала зоной возбуждения плазмы, образованной посредством сверхвысокочастотной волны.

[Конфигурация 23]

В устройстве для разложения отработавшего газа в соответствии с конфигурацией 22 может быть дополнительно предусмотрен полый или сплошной металлический стержень или пластина для образования сильного электрического поля сверхвысокочастотной волны вдоль центральной оси проточного канала, в котором проходит отработавший газ.

[Конфигурация 24]

В устройстве для разложения отработавшего газа в соответствии с конфигурацией 22 или 23 может быть дополнительно предусмотрено средство зажигания плазмы, которое создает частичный разряд в газе в резонаторе сверхвысокочастотных волн и, следовательно, возбуждает плазму в газе.

[Конфигурация 25]

В устройстве для разложения отработавшего газа в соответствии с конфигурацией 24 средство зажигания плазмы может быть реализовано посредством дугового разряда между электродами, расположенными в периферийном направлении проточного канала, в котором проходит отработавший газ, и противоположными друг другу в аксиальном направлении.

[Конфигурация 26]

В устройстве для разложения отработавшего газа в соответствии с любой из конфигураций 22-25 может быть дополнительно предусмотрено средство передачи сверхвысокочастотных волн.

[Конфигурация 27]

В устройстве для разложения отработавшего газа в соответствии с конфигурацией 26 средство передачи сверхвысокочастотных волн может представлять собой коаксиальный кабель.

[Конфигурация 28]

В устройстве для разложения отработавшего газа в соответствии с конфигурацией 26 средство передачи сверхвысокочастотных волн может представлять собой волновод.

Озонообразующее/стерилизующее/дезинфицирующее устройство в соответствии с настоящим изобретением имеет следующую конфигурацию.

[Конфигурация 29]

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложено озонообразующее/стерилизующее/дезинфицирующее устройство, включающее в себя генератор сверхвысокочастотных волн для генерирования заданного диапазона сверхвысокочастотных волн для зоны озонообразования; резонатор сверхвысокочастотных волн, расположенный в зоне озонообразования для обеспечения резонанса в заданном диапазоне сверхвысокочастотных волн, и средство излучения сверхвысокочастотных волн для излучения сверхвысокочастотной волны в резонатор сверхвысокочастотных волн, при этом средство излучения сверхвысокочастотных волн представляет собой антенну для излучения сверхвысокочастотных волн, имеющую такие форму и размер, чтобы обеспечить образование сильного электрического поля сверхвысокочастотной волны в зоне озонообразования, образованной посредством сверхвысокочастотной волны.

[Конфигурация 30]

В озонообразующем/стерилизующем/дезинфицирующем устройстве в соответствии с конфигурацией 29 может быть дополнительно предусмотрено средство зажигания плазмы, которое создает частичный разряд в газе в резонаторе сверхвысокочастотных волн и, следовательно, возбуждает плазму в газе, при этом средство излучения сверхвысокочастотных волн представляет собой антенну для излучения сверхвысокочастотных волн, имеющую такие форму и размер, чтобы обеспечить образование сильного электрического поля сверхвысокочастотной волны в зоне озонообразования, образованной посредством средства зажигания плазмы.

[Конфигурация 31]

В озонообразующем/стерилизующем/дезинфицирующем устройстве в соответствии с конфигурацией 29 или 30 газ в резонаторе сверхвысокочастотных волн может представлять собой воздух, который находится под атмосферным или более высоким давлением.

[Конфигурация 32]

В озонообразующем/