JP7235545B2 - Plasma device - Google Patents
Plasma device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7235545B2 JP7235545B2 JP2019050380A JP2019050380A JP7235545B2 JP 7235545 B2 JP7235545 B2 JP 7235545B2 JP 2019050380 A JP2019050380 A JP 2019050380A JP 2019050380 A JP2019050380 A JP 2019050380A JP 7235545 B2 JP7235545 B2 JP 7235545B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- wire
- plasma generator
- shield layer
- high voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Description
本発明の実施形態は、プラズマ装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to plasma devices.
近年、プラズマ、または、プラズマにより生成された化学活性種を用いて、治療や殺菌などを行う手法が注目されている。例えば、化学活性種は消炎作用を有しており、化学活性種により炎症組織の修復作用が増強されることが知られている。また、常温および常圧のプラズマを生成することが可能となり、プラズマ、または、化学活性種を含む活性ガスを生体へ直接照射することも可能となっている。 In recent years, attention has been focused on techniques for treatment, sterilization, and the like using plasma or chemically active species generated by plasma. For example, chemically active species have an anti-inflammatory effect, and are known to enhance the repairing effect of inflamed tissue. In addition, it is possible to generate plasma at normal temperature and normal pressure, and it is also possible to directly irradiate a living body with plasma or an active gas containing chemically active species.
プラズマの生成には極めて高い電圧を印加する必要があるため、その影響も大きい。例えば、高電圧の電流が流れることにより生じる電磁波が、周囲の装置に影響を及ぼす恐れがある。また、プラズマまたは活性ガスを照射対象に照射するには、照射対象の付近でプラズマを生成し素早く照射する必要がある。そのため、プラズマの生成位置を安全性が確保された特定エリアに限定することもできない。ゆえに、プラズマ装置に対する安全性の確保が重要となる。 Since it is necessary to apply an extremely high voltage to generate plasma, the effect is also great. For example, electromagnetic waves generated by the flow of high-voltage current may affect surrounding devices. Further, in order to irradiate an irradiation target with plasma or active gas, it is necessary to generate plasma near the irradiation target and irradiate it quickly. Therefore, the plasma generation position cannot be limited to a specific area where safety is ensured. Therefore, it is important to ensure the safety of plasma equipment.
本発明は、従来よりも安全性の高いプラズマ装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plasma apparatus that is safer than conventional ones.
本発明の一実施形態であるプラズマ装置は、プラズマ発生器と、供給器と、高圧線と、アース線と、を備える。前記プラズマ発生器は、プラズマを発生させる。前記供給器は、前記プラズマ発生器に電力を供給する。前記高圧線は、前記供給器からの電力を前記プラズマ発生器に伝送する。前記アース線は、前記プラズマ発生器を電気的に接地する。また、前記アース線は、第1導体と、第1絶縁層と、第1シールド層と、を備える。前記第1導体は、電気的に接地されている。前記第1絶縁層は、前記導体の外周を覆うように設けられている。前記第1シールド層は、導電性であり、前記第1絶縁層の外周を覆うように設けられている。 A plasma apparatus, which is one embodiment of the present invention, includes a plasma generator, a supply, a high voltage line, and a ground line. The plasma generator generates plasma. The supply supplies power to the plasma generator. The high voltage line carries power from the supply to the plasma generator. The ground wire electrically grounds the plasma generator. Also, the ground wire includes a first conductor, a first insulating layer, and a first shield layer. The first conductor is electrically grounded. The first insulating layer is provided so as to cover the outer periphery of the conductor. The first shield layer is conductive and provided so as to cover the outer periphery of the first insulating layer.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(本発明の一実施形態)
図1は、本発明の一実施形態に係るプラズマ装置の一例を示す概略図である。本発明の一実施形態に係るプラズマ装置1は、プラズマ発生器11と、供給器12と、接続ケーブル13と、を備える。接続ケーブル13内には、高圧線131と、アース線132と、ガス供給管133と、が収容されている。
(One embodiment of the present invention)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a plasma apparatus according to one embodiment of the present invention. A
本実施形態のプラズマ装置1は、大気圧中でプラズマを発生させ、当該プラズマにより生成された化学活性種を含むガスを照射する装置である。ここでは、化学活性種を含むガスを大気圧プラズマと記載する。化学活性種は、反応性の高い状態にある原子、分子、イオンなどである。化学活性種としては、活性酸素種や活性窒素種を例示できる。活性酸素種としては、ヒドロキシルラジカル、一重項酸素、オゾン、過酸化水素、スーパーオキシドアニオンラジカル等を例示できる。活性窒素種としては、一酸化窒素、二酸化窒素、ペルオキシナイトライト、過酸化亜硝酸、三酸化二窒素等を例示できる。但し、本実施形態のプラズマ装置1により生成される化学活性種が、例示したものに限られるわけではない。
The
大気圧プラズマは、殺菌性、細胞活性化などの効力を有する。ゆえに、大気圧プラズマを患部に照射することにより、ヒト、動物などの生体に対し、治療を行うことが可能である。例えば、大気圧プラズマを用いることにより、歯周病が改善することが知られている。但し、プラズマ装置1は、医療用途に限られるものではなく、植物の生長促進、機器の殺菌など、様々な用途に使用することができる。
Atmospheric pressure plasma has efficacy such as bactericidal and cell activation. Therefore, by irradiating an affected area with atmospheric pressure plasma, it is possible to treat a living body such as a human or an animal. For example, it is known that periodontal disease is improved by using atmospheric pressure plasma. However, the
化学活性種の拡散可能な距離は極めて短いため、大気圧プラズマは、大気圧プラズマの照射対象の近くで生成され、照射される必要がある。例えば、大気圧プラズマの照射口から照射対象までの距離を5mm程度とする場合もある。そのため、大気圧プラズマを生成し照射する器具は、手指で把持されて照射対象に近づけることができるようなサイズおよび重さにする必要がある。ゆえに、高電圧を発生させる高電圧発生回路、大気圧プラズマの生成に必要なガスなどは、当該器具内に含めることができない。 Since the distance that chemically active species can diffuse is extremely short, the atmospheric pressure plasma must be generated and irradiated near the irradiation target of the atmospheric pressure plasma. For example, the distance from the irradiation port of the atmospheric pressure plasma to the irradiation target may be about 5 mm. Therefore, an instrument that generates and irradiates atmospheric pressure plasma must be of a size and weight that can be held by fingers and brought close to the irradiation target. Therefore, a high voltage generation circuit for generating high voltage, gas required for generating atmospheric pressure plasma, etc. cannot be included in the instrument.
そのため、本実施形態では、プラズマ装置を、プラズマ発生器11と、供給器12と、に別々の筐体に分け、接続ケーブル13により、プラズマ発生器11と供給器12とを接続している。プラズマ発生器11は、手指で把持されて照射対象に近づけることができるようなサイズおよび重さであり、プラズマおよび大気圧プラズマを発生させて、照射する。大気圧プラズマの発生に必要な電力およびガスは、プラズマ発生器11とは異なる筐体の供給器12から接続ケーブル13を介して供給される。より具体的には、当該電力は高圧線131を介して供給され、当該ガスはガス供給管133を介して供給される。なお、大気圧プラズマと区別するため、以降、当該ガスを大気圧プラズマ発生用ガスと記載する。
Therefore, in this embodiment, the plasma apparatus is divided into separate housings for the
供給器12は、例えば、家庭用などの一般電源からの交流電流を、内蔵する高電圧発生回路を用いて昇圧し、高電圧にしてプラズマ発生器11に供給する。供給される交流電圧は12から14kVpp程度を想定するが、適宜に定めてよい。例えば、発生するプラズマの温度を低く抑えるために、20kVpp以下であることが好ましい。また、プラズマを効率的に生成するために、5kVpp以下であることが好ましい。なお、交流電圧を表す単位「Vpp(Volt peak to peak)」は、交流電圧波形の最高値と最低値との電位差である。なお、一般電源ではなく、ポータブル電源が用いられてもよい。
The
プラズマ発生器11に供給される交流電流の周波数は、7kHz程度を想定するが、適宜に定めてよい。0.5kHz以上20kHz未満が好ましく、1kHz以上15kHz未満がより好ましく、2kHz以上10kHz未満がさらに好ましく、3kHz以上9kHz未満が特に好ましく、4kHz以上8kHz未満が最も好ましい。各上限値は、発生するプラズマの温度を低く抑えるために設けられており、各下限値は、プラズマを発生効率のために設けられている。
The frequency of the alternating current supplied to the
供給器12は、大気圧プラズマ発生用ガスを貯蔵する容器と接続され、当該容器内の大気圧プラズマ発生用ガスを所定の供給速度でプラズマ発生器11に供給する。供給速度の調整は、自動制御バルブ等の流量コントローラを用いればよい。大気圧プラズマ発生用ガスの供給速度は、毎分3L(3L/min)程度が想定されるが、適宜に定めてよい。例えば、照射対象の温度上昇を抑制するために、1L/min以上あることが好ましい。また、大気圧プラズマによる清浄化、賦活化、または治癒促進のために、10L/min以下であることが好ましい。プラズマ発生器11の構造にもよるが、供給圧としては、0.2から0.25MPaであることが想定される。なお、当該容器は、供給器12内に収容されてもよいし、供給器12に外付けされてもよい。
The
大気圧プラズマ発生用ガスは、化学活性種を発生させることが可能なガスであれば、特に限られるものではない。大気圧プラズマ発生用ガスとして用いることができるガスは、窒素、希ガスなどが例示できる。また、これらのガスは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、プラズマ発生用ガスは、窒素を主成分とすることが好ましい。ここで、窒素を主成分とするとは、プラズマ発生用ガスにおける窒素の含有量が50体積%超であることをいう。即ち、プラズマ発生用ガスにおける窒素の含有量は、50体積%超が好ましく、70体積%以上がさらに好ましく、90体積%~100体積%が特に好ましい。プラズマ発生用ガス中、窒素以外のガス成分は、特に制限はなく、例えば、酸素、希ガス等を例示できる。 The gas for generating atmospheric pressure plasma is not particularly limited as long as it is a gas capable of generating chemically active species. Examples of gases that can be used as the atmospheric pressure plasma generating gas include nitrogen and rare gases. Moreover, these gases may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types. In addition, it is preferable that the gas for plasma generation contains nitrogen as a main component. Here, "mainly composed of nitrogen" means that the content of nitrogen in the plasma generating gas is more than 50% by volume. That is, the nitrogen content in the plasma generating gas is preferably more than 50% by volume, more preferably 70% by volume or more, and particularly preferably 90% to 100% by volume. Gas components other than nitrogen in the plasma generating gas are not particularly limited, and examples thereof include oxygen and rare gases.
プラズマ発生器11は、このようにして供給された電力および大気圧プラズマ発生用ガスを用いて、大気圧プラズマを生成する。プラズマ発生器11における大気圧プラズマの生成について説明する。図2は、プラズマ発生器11の内部の構造例を模式的に示す図である。図2では、プラズマ発生器11の長手方向に平行な断面が示されている。また、図2では、大気圧プラズマの生成に関連する部位を示し、その他の部位については省略されている。図2に示すように、プラズマ発生器11は、管状誘電体111と、内部電極112と、外部電極113と、を備える。
The
管状誘電体111は、円筒状の誘電体である。管状誘電体111は、管状誘電体111の軸方向がプラズマ発生器11の長手方向と略平行になるように、設置されている。ガス供給管133の端部は、管状誘電体111の中空内に存在または近接している。ガス供給管133は、供給器12からプラズマ発生器11に大気圧プラズマ発生用ガスを伝送する。そのため、大気圧プラズマ発生用ガスは、図2の矢印Gにて示されているように、ガス供給管133から管状誘電体111の中空内に流れ込む。また、大気圧プラズマ発生用ガスは、プラズマ発生器11の先端に向かって流れる。なお、ここでは、プラズマ発生器11の接続ケーブル13と接続されている端部を末端とし、反対側を先端とする。
管状誘電体111の中空内に、管状誘電体111の内壁とは離間して、内部電極112が設置される。内部電極112は、導電体であり、内部電極112の長手方向が管状誘電体111の軸方向と略平行になるように、設置されている。図2の例では、低電力でプラズマを生成し維持するために、内部電極112の外周面にねじ山が形成されている。しかし、外部電極113との間にプラズマを発生することができるならば、内部電極112の形状は限定されるものではない。例えば、内部電極112がコイル状であってもよい。
An
内部電極112には高圧線131が接続されている。高圧線131は、供給器12とも接続されており、供給器12からの電力Vをプラズマ発生器11(詳細には、プラズマ発生器11内の内部電極112)に伝送する。
A
なお、プラズマの生成の開始および停止を、プラズマ発生器11に設けられた操作スイッチにより、制御することも考えられる。その場合、高圧線131は操作スイッチにも接続される。
It is also conceivable to control the start and stop of plasma generation with an operation switch provided on the
また、管状誘電体111の外周を覆うように、円筒状の導電体である外部電極113が設置される。また、図2に示すように、外部電極113は、外部電極113の中空内に内部電極112の一部が存在するように設置される。
An
また、外部電極113はアース線132の一端と接続されている。アース線132は、アース線132の他端に接続された金具等を介して、アースと電気的に接触している。つまり、アース線132は、プラズマ発生器11を電気的に接地する。
Also, the
内部電極112に電力が供給されると、図2の点線の枠にて示された、管状誘電体111内のプラズマ発生領域114においてプラズマが発生する。プラズマ発生領域114を通過した大気圧プラズマ発生用ガスは、プラズマと反応して電離され、化学活性種となる。これにより、大気圧プラズマが生成される。
When electric power is supplied to the
プラズマ発生器11の先端は、照射口として開口されており、当該照射口は、管状誘電体111まで到達している。また、プラズマ発生器11の先端側にある管状誘電体111の端部も開口されている。そのため、管状誘電体111内にて生成された大気圧プラズマは、図2の矢印Pにて示されているように、照射口を通じて外部に照射される。なお、図2のように、照射対象に大気圧プラズマをより照射しやすくするために、プラズマ発生器11の先端部に、照射口を覆うノズルが付いていてもよい。
The tip of the
このように、内部電極112と外部電極113の間に高電圧が印加されることにより、大気圧プラズマが生成される。大気圧プラズマの生成時において、高圧線131には高電圧の電流が流れ、高圧線131の周囲に電磁波が発生する。高圧線131は、プラズマ発生器11と供給器12との間においては、接続ケーブル内に収容されてはいるものの、プラズマ発生器11および供給器12の各筐体の外部に存在している。ゆえに、高圧線131を含む接続ケーブル13の周囲の機器等が、当該電磁波の影響を受けて、つまり、電磁干渉(EMI:Electromagnetic Interference)により、誤作動などの不具合を起こす恐れがある。そのため、電磁波が接続ケーブル13から漏れ出さないようにする必要がある。
By applying a high voltage between the
また、大気圧プラズマの生成時に、内部電極112と外部電極113の間に放電電流が流れ、この放電電流により、アース線132に保護導体電流が流れる。ゆえに、高圧線131だけでなく、アース線132からも電磁波が発生する。したがって、高圧線131だけでなく、アース線132に対しても電磁波漏洩対策を行うのが好ましい。
Also, when atmospheric pressure plasma is generated, a discharge current flows between the
図3は、高圧線131およびアース線132の内部の構成例を模式的に示す図である。図3(A)は、高圧線131の長手方向に垂直な断面が示されている。図3(A)に示すように、高圧線131は、導体1311と、絶縁層1312と、導電性のシールド層1313と、を備える。導体1311は、高圧線131の中心に存在している。導体1311の外周を覆うように絶縁層1312が設けられている。さらに、絶縁層1312の外周を覆うようにシールド層1313が設けられている。
FIG. 3 is a diagram schematically showing an internal configuration example of the high-
図3(B)は、アース線132の長手方向に垂直な断面が示されている。図3(B)に示すように、アース線132は、導体1321と、絶縁層1322と、導電性のシールド層1323と、を備える。導体1321は、アース線132の中心に存在している。導体1321の外周を覆うように絶縁層1322が設けられている。さらに、絶縁層1322の外周を覆うようにシールド層1323が設けられている。図3の例では、構成要素の符号を変えてはいるが、高圧線131とアース線132は同じ構成要素により構成されている。
FIG. 3B shows a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the
高圧線131の導体1311は、供給器12からの電力をプラズマ発生器11に伝送する。一方、アース線132の導体1321は、電気的に接地されており、保護導体電流を通す。導体1311および1321の材料として、銅、銅箔糸、銅合金、銅覆鋼線、アルミニウムなどの一般的に電線の導体として使用される材料を用いてよい。導体の構造も、一般的な構造でよく、可撓性を有する撚り線とすることが想定される。
絶縁層1312および1322は、絶縁体により構成され、それぞれ、導体1311および1321を外部から絶縁する。絶縁体の材料として、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂といった一般の電線の絶縁体に使用される材料を用いてよい。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリロニトリルーブタジエンースチレン樹脂(ABS樹脂)等を例示できる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂等を例示できる。
Insulating
シールド層1313および1323は、それぞれ、導体1311および1321を流れる電流により生じた電磁波が外部へ漏洩することを防ぐ。シールド層1313および1323として、編組された導電体、つまり、編組線を用いてもよい。編組線は、繊維状の導電体を網状に編み込んだものである。編組線により、隙間なく、また十分な可撓性を有するシールド層1313および1323を形成することができる。編組の材料としては、金属素線、銅箔糸、それらの組み合わせなどが例示される。金属素線は、銅線、銅合金線、または、それらにめっきを施したものが例示される。銅箔糸は、絶縁性の糸に銅箔を巻き付けたものである。なお、編組線ではなく、導線、導電性テープ、金属箔などを絶縁体に巻き付けることによりシールド層を構成してもよい。
なお、シールド層1313および1323は、複数の層により構成されていてもよい。例えば、各層において、編組の材料、巻き方などを変えることが想定される。 The shield layers 1313 and 1323 may be composed of multiple layers. For example, it is assumed that the braid material, winding method, etc. are changed in each layer.
さらに、シールド層1313および1323は、電気的に接地されて、プラズマ発生器11を接地する役割も担うことができる。これにより、プラズマ発生器11の筐体に触れた生体に接触電流が流れるのを防ぐことができる。また、シールド層1313および1323が電気的に接地された場合、電磁波の遮蔽効果が高まり、電磁波の漏洩をより防ぐことができる。
In addition, the shield layers 1313 and 1323 can also be electrically grounded and serve to ground the
例えば、シールド層1313および1323を、プラズマ発生器11の筐体と、供給器12の筐体と、に接触させる。また、供給器12の筐体は、供給器12が用いる一般電源のアース線により電気的に接地されているとする。この場合、プラズマ発生器11は、供給器12とともに電気的に接地されていることになる。なお、アース線132の絶縁層1322の一部を取り除き、露出した導体1321を、プラズマ発生器11の筐体の内側と接触させることにより、プラズマ発生器11を電気的に接地することもできる。このように、シールド層1313および1323は、電磁波をシールドする機能だけでなく、プラズマ発生器11等を電気的に接地する機能も有することができる。
For example,
図4は、プラズマ発生器11の末端付近の内部の構造例を模式的に示す図である。図4には、高圧線131とアース線132が示され、ガス供給管133は省略されている。図4の例では、シールド層1313および1323が編組線により形成されている。編組線は電気的に接地されているとする。また、図4に示すように、シールド層1313には金属箔1314が巻かれており、シールド層1323には金属箔1324が巻かれている。そのため、高圧線131およびアース線132の金属箔が巻かれた部分の外径は、他の部分の外径よりも太くなっている。
FIG. 4 is a diagram schematically showing an internal structural example near the end of the
また、高圧線131とアース線132に挟まれたネジ穴115が示されている。プラズマ発生器11の筐体は、いくつかの部品から構成されており、このネジ穴115は、部品同士を繋ぎ止めるネジを止めるものである。このネジ穴115と筐体の内壁との間の隙間に、高圧線131とアース線132が置かれている。これにより、高圧線131とアース線132の移動を制限して、固定部材なしで、金属箔1314および1324が当該筐体に物理的に接触するようにしている。このようにして、プラズマ発生器11の筐体を電気的に接地することができる。
A
また、図4の例のように、シールド層1313および1323の双方がアースの役割を担うことが好ましい。シールド層1313および1323が編組線である場合、仮にどちらか一方の編組線が断線等により接地の効果を得られなくなったとしても、他方の編組線を介して、接地を確保することができる。
Also, as in the example of FIG. 4, both
なお、金属箔を巻き付ける回数は、高圧線131とアース線132とで異なっていてもよい。当該回数が高圧線131とアース線132とで等しい場合、アース線132の外径は高圧線131の外径よりも小さいままとなる。そのため、図4のように、高圧線131およびアース線132がそれぞれ置かれる隙間がほぼ等しい場合、固定部材なしでは、アース線132は、高圧線131よりも、筐体から離れやすくなる。ゆえに、図4のような設置場所の場合、アース線132に、高圧線131よりも、金属箔を多く巻き付けることにより、アース線132と高圧線131の外径をほぼ等しくすることが考えられる。これにより、アース線132と筐体との電気的な接続度合いが、高圧線131と筐体との電気的な接続度合いと、ほぼ等しくなる。このように電気的な接続度合いを等しくしたほうが、筐体に対する接地の確保という点で好ましい。このように、金属箔を巻き付ける回数を調整することにより、金属箔の厚さを調整し、プラズマ発生器11の筐体との接触度合を強固にすることが考えられる。
The number of times the metal foil is wound may differ between the high-
なお、プラズマ発生器11の筐体を絶縁性の材料を用いて形成することにより、接触電流を防いでもよい。絶縁性の材料は、絶縁層1312および1322を構成する絶縁体と同じでよい。
The contact current may be prevented by forming the housing of the
なお、高圧線131およびアース線132が、上述された以外の層を有してもいてもよい。例えば、シールド層1313および1323の外側に、損傷を防ぐための層を設けてもよい。また、四層以上ある場合において、シールド層と絶縁層の間に別の層があってもよい。
Note that the high-
また、図1に示したように、高圧線131およびアース線132は、少なくともプラズマ発生器11と供給器12との間において、接続ケーブル13に収容される。接続ケーブル13は、絶縁体により被膜された中空のケーブル、つまりシースケーブルであることが想定される。なお、シースケーブルは、高圧線131およびアース線132を覆うシールド層を有していてもよい。接続ケーブル13内のシールド層内に高圧線131およびアース線132が収容されていることにより、さらに電磁波の漏洩を防ぐことができる。
Also, as shown in FIG. 1 , the
しかし、上述のように、高圧線131、アース線132、および接続ケーブル13のそれぞれが有する層が多くなると、接続ケーブル13の可撓性が問題となる。接続ケーブル13は、プラズマ発生器11の移動を妨げないように可撓性を有することが好ましいが、これらの有する層が多くなるにつれて、接続ケーブル13の可撓性が減少する。また、図1に示すように、ガス供給管133も接続ケーブル13内に収容されると、さらに可撓性が減少してしまう。
However, as described above, when the number of layers of each of the high-
接続ケーブル13の可撓性のために、アース線132の外径は、高圧線131の外径よりも小さいことが好ましい。高圧線131はプラズマ発生のための電流を流すのに十分な外径が必要であるが、アース線132を高圧線131と同じにすると、高圧線131を収容するシースケーブルの外径が大きくなり、シースケーブルの可撓性が減少する。ゆえに、アース線132は、高圧線131と同じケーブルを用いることも可能だが、高圧線131とは異なるケーブルを用いて、アース線132の外径を高圧線131の外径よりも小さくすることが好ましい。具体的には、アース線132の外径が、高圧線131の外径より3分の2未満であることが好ましい。言い換えれば、高圧線131の外径が、アース線132の外径よりも1.5倍以上であることが好ましい。このようにして、接続ケーブル13の外径を小さく抑え、また接続ケーブル13内に十分な空間を確保して、接続ケーブル13の可撓性を維持するほうが好ましい。
Due to the flexibility of the
なお、プラズマ発生器11の動かしやすさの観点からは、接続ケーブル13の長手方向に垂直な断面が、円形であるほうが好ましい。ゆえに、高圧線131およびアース線132の外径は、当該円形が保たれるように調整されるほうが好ましい。例えば、高圧線131の外径を、アース線132の外径の3倍以下に抑えることにより、当該円形が歪むことを防ぐことが考えられる。
From the viewpoint of ease of movement of the
なお、高圧線131およびアース線132のそれぞれにシールド層を設けるのではなく、高圧線131およびアース線132を覆う共通のシールド層を設けることも考えられるが、十分な可撓性を確保することが難しくなる。また、高圧線131およびアース線132が相互に影響を及ぼす恐れがある。ゆえに、上述のように、高圧線131およびアース線132のそれぞれにシールド層1313および1323を設け、シールド層1313および1323の外径を上述のように異なるようにすることが好ましい。
It is conceivable to provide a common shield layer covering the high-
図5は、接続ケーブル13の内部の構成例を模式的に示す図である。図5では、接続ケーブル13の長手方向に垂直な断面が示されている。接続ケーブル13の中空内に、高圧線131、アース線132、およびガス供給管133が含まれている。接続ケーブル13は、収容されたケーブルを外力から保護できるように、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂等により、生成されていることが考えられる。
FIG. 5 is a diagram schematically showing an internal configuration example of the
なお、ガス供給管133の材料は特に制限はなく、ガス供給管133に用いられる公知の材料を適用することができる。例えば、樹脂製の配管、ゴム製のチューブなどをガス供給管133の材料として用いることができる。接続ケーブル13の可撓性のために、可撓性に優れた材料をガス供給管133に用いることが好ましい。
The material of the
なお、図5の例において、シールド層1313および1323が編組線である場合、つまり、高圧線131の編組線の外径がアース線132の編組線の外径よりも太い場合、双方の編組線の寿命が異なることが考えられる。例えば、接続ケーブル13が折り曲げられたときの損傷の程度は、編組線の外径に応じて異なると考えられる。そこで、接続ケーブル13に対する屈曲試験を行い、屈曲に対する編組線の損傷について調査した。
In the example of FIG. 5, when the shield layers 1313 and 1323 are braided wires, that is, when the outer diameter of the braided wire of the high-
図6は、接続ケーブル13に対する屈曲試験について説明する図である。屈曲試験は、二つの円柱状の冶具2を用いて行われる。冶具2は、図6に示すように、その軸方向が水平になるように配置されている。接続ケーブル13は、両冶具2に挟み込まれるように鉛直方向に通されている。この状態において、接続ケーブル13の下端に一定の荷重Wをかけつつ、接続ケーブル13の上端を一方の冶具2の上側に接するように屈曲させ、続いて、他方の冶具2の上側に接するように屈曲させる。この二つの方向への屈曲が交互に繰り返される。
FIG. 6 is a diagram explaining a bending test for the
本試験では、高圧線131として、外径5.5mm、耐電圧30kVの電線を用いた。高圧線131の導体1311の直径は4.3mm、シールド層1313の厚さは0.3mmである。また、シールド層1313は、0.10mmのニッケルメッキCu線による編組線を用いた。編組密度は99.9%である。また、アース線132として、外径3.2mmの電線を用いた。アース線132の導体1321は18AWG(American wire gauge)相当である。アース線132のシールド層1323は、高圧線131のシールド層1313と同じである。また、接続ケーブル13として、外径14mm、外層の厚さが2mmのシースケーブルを用い、ガス供給管133として、可撓性を有する外径4mmのエアチューブを用いた。
In this test, a wire with an outer diameter of 5.5 mm and a withstand voltage of 30 kV was used as the high-
図7は、屈曲試験の結果を示す図である。図7(A)が高圧線131に対する結果を示す。図7(B)がアース線132に対する結果を示す。図7の横軸は屈曲回数を示し、縦軸は編組線の抵抗値を示す。屈曲により異常が生じると抵抗値がばらつき始め、徐々に上昇する。そのため、抵抗値により異常の発生を認識することができる。
FIG. 7 is a diagram showing the results of bending tests. FIG. 7A shows the results for the
図7(A)が示す通り、高圧線131の編組線の抵抗値には、屈曲回数が20万回に至るまで、ばらつきが見られない。一方、アース線132の編組線の抵抗値は、12万回を超えたあたりで、ばらつき始め、次第に上昇している。したがって、外径が小さい編組線のほうが破損しやすいと考えられる。
As shown in FIG. 7A, there is no variation in the resistance value of the braided wire of the high-
このように、外径の小さいアース線132の編組線は、破損する恐れが高圧線131の編組線よりも高い。ゆえに、アース線132のシールド層1323の破損に備えて、図4に示したように、プラズマ発生器に対するアースの役割を高圧線131のシールド層1313にも持たせたほうが好ましい。また、障害防止のために、接続ケーブル13は定期的に交換されることが想定されるが、交換のタイミングは外径の小さいアース線132を基準にしたほうが好ましい。
Thus, the braided wire of the
以上のように、本実施形態のプラズマ装置1は、高圧線131のみならず、アース線132もシールド層1323を備えているため、既存装置よりも電磁波の漏洩を防ぐことができる。また、シールド層1313および1323を電気的に接地し、かつ、プラズマ発生器11の筐体と接触させることにより、プラズマ発生器11を電気的に接地し、接触電流を防ぐことができる。
As described above, in the
なお、本実施形態では、プラズマ発生器11を動かす者の操作性の観点から、一つの供給器12から電力および大気圧プラズマ発生用ガスが供給されるとした。但し、電力および大気圧プラズマ発生用ガスが別々の供給器12から供給される場合もあり得る。ゆえに、必ずしも一つの接続ケーブル13に、高圧線131、アース線132、ガス供給管133が収容されていなくともよい。
In this embodiment, from the viewpoint of the operability of the person who operates the
なお、説明された実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 It should be noted that the described embodiments are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
1 プラズマ装置
11 プラズマ発生器
111 管状誘電体
112 内部電極
113 外部電極
114 プラズマ発生領域
115 ネジ穴
12 供給器
13 接続ケーブル
131 高圧線
1311 高圧線の導体
1312 高圧線の絶縁層
1313 高圧線のシールド層
1314 高圧線の金属箔
132 アース線
1321 アース線の導体
1322 アース線の絶縁層
1323 アース線のシールド層
1324 アース線の金属箔
133 ガス供給管
2 冶具
G プラズマ発生用ガス
P 大気圧プラズマ
1
Claims (7)
前記プラズマ発生器に電力を供給する供給器と、
前記供給器からの電力を前記プラズマ発生器に伝送する高圧線と、
前記プラズマ発生器を電気的に接地するアース線と、
前記プラズマ発生器と前記供給器との間において、前記高圧線および前記アース線を収容するシースケーブルと、
を備え、
前記アース線が、
電気的に接地された第1導体と、
前記第1導体の外周を覆うように設けられた第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の外周を覆うように設けられた導電性の第1シールド層と、
を備え、
前記高圧線が、
前記供給器からの電力を前記プラズマ発生器に伝送する第2導体と、
前記第2導体の外周を覆うように設けられた第2絶縁層と、
前記第2絶縁層の外周を覆うように設けられた導電性の第2シールド層と、
を備え、
前記第2シールド層が、電気的に接地され、かつ、前記プラズマ発生器の筐体と接触しており、
前記第2シールド層の外径は、前記第1シールド層の外径よりも大きい
プラズマ装置。 a plasma generator;
a power supply for powering the plasma generator;
a high voltage line that transmits power from the feeder to the plasma generator;
a ground wire that electrically grounds the plasma generator;
a sheath cable housing the high voltage line and the ground line between the plasma generator and the feeder;
with
The ground wire
an electrically grounded first conductor;
a first insulating layer provided to cover the outer periphery of the first conductor;
a conductive first shield layer provided to cover the outer periphery of the first insulating layer;
with
The high voltage line is
a second conductor for transmitting power from the supply to the plasma generator;
a second insulating layer provided to cover the outer periphery of the second conductor;
a conductive second shield layer provided to cover the outer periphery of the second insulating layer;
with
the second shield layer is electrically grounded and in contact with a housing of the plasma generator;
The outer diameter of the second shield layer is larger than the outer diameter of the first shield layer
plasma equipment.
請求項1に記載のプラズマ装置。 2. The plasma device of claim 1, wherein the first shield layer is a braided conductor.
請求項1または2に記載のプラズマ装置。 3. The plasma device of claim 1 or 2, wherein the first shield layer is electrically grounded and in contact with the housing of the plasma generator.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載のプラズマ装置。 4. The plasma device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second shield layer is a braided conductor.
請求項1乃至4のいずれか一項に記載のプラズマ装置。 5. The plasma apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the outer diameter of the second shield layer is 1.5 times or more the outer diameter of the first shield layer.
前記プラズマ発生器と前記供給器との間において、前記ガス供給管が前記シースケーブルに収容されている
請求項1乃至6のいずれか一項に記載のプラズマ装置。 further comprising a gas supply pipe for transmitting gas supplied from the supplier to the plasma generator;
7. The plasma apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein the gas supply pipe is housed in the sheath cable between the plasma generator and the supplier.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019050380A JP7235545B2 (en) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | Plasma device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019050380A JP7235545B2 (en) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | Plasma device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020155241A JP2020155241A (en) | 2020-09-24 |
| JP7235545B2 true JP7235545B2 (en) | 2023-03-08 |
Family
ID=72559553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019050380A Active JP7235545B2 (en) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | Plasma device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7235545B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000349051A (en) | 1993-05-14 | 2000-12-15 | Seiko Epson Corp | Surface treatment method and device, semiconductor device manufacturing method and device, and liquid crystal display manufacturing method |
| US20030183906A1 (en) | 2002-03-27 | 2003-10-02 | Gi-Chung Kwon | Grounding cable and semiconductor manufacturing apparatus using the same |
| WO2018185836A1 (en) | 2017-04-04 | 2018-10-11 | 株式会社Fuji | Atmospheric pressure plasma device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08124431A (en) * | 1994-10-25 | 1996-05-17 | Komatsu Ltd | Cable for torch of plasma processing machine |
-
2019
- 2019-03-18 JP JP2019050380A patent/JP7235545B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000349051A (en) | 1993-05-14 | 2000-12-15 | Seiko Epson Corp | Surface treatment method and device, semiconductor device manufacturing method and device, and liquid crystal display manufacturing method |
| US20030183906A1 (en) | 2002-03-27 | 2003-10-02 | Gi-Chung Kwon | Grounding cable and semiconductor manufacturing apparatus using the same |
| WO2018185836A1 (en) | 2017-04-04 | 2018-10-11 | 株式会社Fuji | Atmospheric pressure plasma device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020155241A (en) | 2020-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8475451B2 (en) | Medical plasma generator and endoscope using the same | |
| JP5848705B2 (en) | Cold plasma jet generator | |
| CN203167413U (en) | Atmospheric-pressure dispersion-type cold plasma generator | |
| US10159523B2 (en) | Bipolar plasma catheter | |
| CN103418085A (en) | Cold plasma discharger | |
| US20160338814A1 (en) | Plasma toothbrush | |
| WO2024057453A1 (en) | Electric-power-feeding device and plasma generation device | |
| KR20090054992A (en) | Short wavelength ultraviolet discharge lamp and ultraviolet irradiation processing device | |
| US6661875B2 (en) | Catheter tip x-ray source | |
| JP7000524B1 (en) | Plasma equipment | |
| JP2008034184A (en) | Method and apparatus for generating fine line atmospheric pressure discharge plasma | |
| JP7235545B2 (en) | Plasma device | |
| WO2020059809A1 (en) | Plasma irradiation device | |
| CA3001388C (en) | Low electromagnetic field electrosurgical cable | |
| JP5692742B2 (en) | High voltage application device | |
| JP2018149535A (en) | Liquid processing equipment | |
| EP3496515A1 (en) | Plasma enhancement member, and plasma supply device and medical device including same | |
| JP6226723B2 (en) | Atmospheric pressure plasma generator, medical instrument, and atmospheric pressure plasma processing method | |
| CN115245054A (en) | Holding member, irradiation equipment, and plasma device | |
| JP6230411B2 (en) | Atmospheric pressure plasma generator, medical instrument, and atmospheric pressure plasma processing method | |
| WO2025183155A1 (en) | Atmospheric pressure low-temperature plasma apparatus and method for generating atmospheric pressure low-temperature plasma jet suitable for human body | |
| JP5635473B2 (en) | X-ray apparatus and transformer | |
| CN219017307U (en) | Connection structure of plasma skin therapeutic instrument host computer and handle | |
| CN216501240U (en) | Plasma generator and washing device | |
| KR101791107B1 (en) | Apparatus for generating an negative ion |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211222 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220926 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220927 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20221121 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230123 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230203 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230224 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7235545 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |