(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体材料を含む第１部材と、
交流電圧に応じて、前記第１部材に接している第１空間にプラズマを発生させる第１電極群と、
直流電圧に応じて、前記第１部材に接しており前記第１空間の下流に位置する第２空間に電界を生じさせる第２電極群と、
を備え、
前記第１電極群の少なくとも一つの電極および前記第２電極群の少なくとも一つの電極が、前記第１部材の表面または内部に設けられ、
前記第１電極群は、第１電極と、該第１電極との間に交流電圧が印加される第２電極とを有し、
前記第１電極は、前記第１部材の前記第１空間に露出する所定表面において前記第１空間から前記第２空間への方向及び当該方向に交差する方向に分布するように、前記第１部材に配置され、互いに電気的に接続された複数の第１部分電極を有し、
前記第２電極は、前記所定表面において前記第１空間から前記第２空間への方向及び当該方向に交差する方向に分布するように、前記第１部材に配置され、互いに電気的に接続された複数の第２部分電極を有し、
前記複数の第１部分電極と前記複数の第２部分電極とが、前記所定表面において互いに隣り合って分布している
プラズマ発生体。
【請求項２】
前記第１電極群の一部の電極と前記第２電極群の一部の電極が、同一の電極である
請求項１に記載のプラズマ発生体。
【請求項３】
前記第１空間が、前記第１電極群の複数の電極の間に設けられている
請求項１又は２に記載のプラズマ発生体。
【請求項４】
前記第１部材に対向して設けられた、誘電体材料を含む第２部材を備え、
前記第１電極群の、前記第１部材の表面または内部に設けられた電極以外の少なくとも一つの電極が、前記第２部材の表面または内部に設けられ、
前記第１空間が、前記第１部材と前記第２部材の間に位置する
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマ発生体。
【請求項５】
前記第１空間は、前記第１空間から前記第２空間への配列方向に垂直な断面の断面積が、前記第２空間よりも小さい
請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラズマ発生体。
【請求項６】
前記第１部材には、前記第１空間に接する面に誘電性粒子が設けられている
請求項１〜５のいずれか１項に記載のプラズマ発生体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のプラズマ発生体と、
前記第１電極群に接続される交流電源と、
前記第２電極群に接続される直流電源と
を有する放電装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のプラズマ発生体と、
前記第１電極群に接続される第１交流電源と、
前記第２電極群に選択的に接続される直流電源と、
前記第２電極群に選択的に接続される第２交流電源と、
前記第２電極群に接続される電源を、前記直流電源と前記第２交流電源との間で切り換えるスイッチと
を有する放電装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の放電装置と、
前記第１空間および前記第２空間に前記第１空間側から流体を供給する流体供給源と
を有する反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマ発生体、プラズマ発生体を用いた放電装置および反応装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ放電技術はオゾン発生器、電気集塵装置、空気清浄機、有害ガス分解装置など幅広い分野において利用されている技術である。このプラズマ放電技術を用いるためのプラズマ発生体として、同軸円筒状に配された２つの電極間に直径１乃至３ｍｍの球状の誘電体を充填し、両電極間に高電圧を印加することにより、球状の誘電体同士の接触点近傍においてプラズマを発生させるパックトベッド方式のプラズマ発生体が広く知られている。そして、パックトベッド方式のプラズマ発生体に流体を供給すると、プラズマと流体中の物質とが反応して物質の分解等が起こり、流体の成分または組成が変化する。これにより、流体の性質を変化（以下、「改質」ともいう。）させることができる。
【特許文献１】特開２００１−２４７４８５号公報
【０００３】
しかしながらパックトベッド方式のプラズマ発生体にて流体を改質する場合においては、球状の誘電体が充填された空間に流体を供給する必要があるため、処理流体の圧力損失が大きいという問題点があった。また、処理流体内に微粒子状不純物が存在した場合は、この微粒子状不純物を球状の誘電体に表面吸着させることにより取り除くため、微粒子状不純物の除去効率が低いという問題点があった。【０００４】
従って、処理流体の圧力損失を低減でき、また、高効率で処理流体内の微粒子状不純物を取り除くことのできるプラズマ発生体、プラズマ発生体を用いた放電装置および反応装置が求められている。
【発明の開示】
【０００５】
本発明のプラズマ発生体の一態様によれば、誘電体材料を含む第１部材と、複数の電極を含む電極群とを備えている。電極群は、複数の電極の一部を含む第１組み合わせ集合と、複数の電極の一部を含む第２組み合わせ集合とを有している。第１組み合わせ集合は、交流電圧に応じて、第１部材に接している第１空間にプラズマを発生させる。第２組み合わせ集合は、直流電圧に応じて、第１部材に接しており第１空間に通じている第２空間に電界を生じさせる。第１組み合わせ集合の少なくとも一つの電極および第２組み合わせ集合の少なくとも一つの電極は、第１部材の表面または内部に設けられている。
本発明の放電装置の一態様によれば、上記のプラズマ発生体と、第１組み合わせ集合に接続される交流電源と、組み合わせ集合に接続される直流電源とを有する。
本発明の反応装置の一態様によれば、上記の放電装置と、第１空間および第２空間に第１空間側から流体を供給する流体供給源とを有する。
本発明のプラズマ発生体の一態様によれば、処理流体の圧力損失を低減でき、また、高効率で処理流体内の微粒子状不純物を取り除くことのできるプラズマ発生体を実現できる。
本発明の放電装置の一態様によれば、処理流体の圧力損失を低減でき、また、高効率で処理流体内の微粒子状不純物を取り除くことのできる放電装置を実現できる。
本発明の反応装置の一態様によれば、処理流体の圧力損失を低減でき、また、高効率で処理流体内の微粒子状不純物を取り除くことのできる反応装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態による誘電性構造体の構成例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１におけるＡ−Ａ’線における断面図である。
【図３】図３は、図１に示された誘電性構造体を、第１電極に沿って切断した切断面である。
【図４】図４は、図１に示された誘電性構造体を、第２電極に沿って切断した切断面である。
【図５】図５は、図１に示された誘電性構造体を、第３電極に沿って切断した切断面である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態による誘電性構造体の構成例を示す斜視図である。
【図７】図７は、（ａ）は、図６の誘電性構造体の側面図、図７（ｂ）は、図６の誘電性構造体の平面図である。
【図８】図８は、図７（ａ）のＢ４−Ｂ４’線における断面図である。
【図９】図９は、図７（ａ）のＢ３−Ｂ３’線における断面図である。
【図１０】図１０は、図７（ｂ）のＣ１−Ｃ１’線における断面図である。
【図１１】図１１は、図７（ｂ）のＣ２−Ｃ２’線における断面図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態に係る誘電性構造体の変形例について、図７（ａ）におけるＢ１−Ｂ１’線に対応した断面図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態に係る誘電性構造体の変形例について、図７（ｂ）におけるＣ２−Ｃ２’線に対応した断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第３の実施形態による誘電性構造体の構成例を示す平面図である。
【図１５】図１５（ａ）は、第３の実施形態における、図７（ａ）のＢ１−Ｂ１’線に対応する断面図であり、（ｂ）は、第３の実施形態における、図７（ａ）のＢ４−Ｂ４’線に対応する断面図である。
【図１６】図１６（ａ）は、図１４のＤ１−Ｄ１’線における断面図であり、図１６（ｂ）は、図１４のＤ２−Ｄ２’線における断面図である。
【図１７】図１７は、第３の実施形態に係る誘電性構造体の動作を説明するための模式的な図である。
【図１８】図１８（ａ），（ｂ）は、第３の実施形態に係る誘電性構造体の変形例の動作を説明するための模式的な図である。
【図１９】図１９は、第３の実施形態に係る誘電性構造体の別の変形例の構成を説明するための図である。
【図２０】図２０は、図１９の誘電性構造体の動作を説明するための模式的な図である。
【図２１】図２１は、本発明の第４の実施形態による誘電性構造体の構成例を示す斜視図である。
【図２２】図２２（ａ）は、第４の実施形態における、図７（ａ）のＢ１−Ｂ１’線に対応する断面図であり、図２２（ｂ）は、第４の実施形態における、図７（ａ）のＢ２−Ｂ２’線に対応する断面図である。
【図２３】図２３（ａ）は、第４の実施形態における、図７（ａ）のＢ３−Ｂ３’線に対応する断面図であり、図２３（ｂ）は、第４の実施形態における、図７（ａ）のＢ４−Ｂ４’線に対応する断面図である。
【図２４】図２４（ａ）は、第４の実施形態における、図１４のＤ１−Ｄ１’線に対応する断面図であり、図２４（ｂ）は、図１４のＤ２−Ｄ２’線に対応する断面図である。
【図２５】図２５は、第４の実施形態に係る誘電性構造体の動作を説明するための模式的な図である。
【図２６】図２６は、第４の実施形態に係る誘電性構造体の変形例を示す図である。
【図２７】図２７（ａ），（ｂ）は、第４の実施形態に係る誘電性構造体の別の変形例を示す図である。
【図２８】図２８は、第４の実施形態に係る誘電性構造体の更なる別の変形例を示す図である。
【図２９】図２９は、第４の実施形態に係る複数の貫通孔を有する誘電性構造体を示す図である。
【図３０】図３０は、図２９の誘電性構造体の動作を説明するための模式図である。
【図３１】図３１は、本発明の第５の実施の形態による誘電性構造体の構成例を示す斜視図である。
【図３２】図３２は、図３１の誘電性構造体の上面図である。
【図３３】図３３（ａ）は、第５の実施形態における、図７（ａ）のＢ４−Ｂ４’線に対応する断面図、図３３（ｂ）は、図３２のＥ−Ｅ’線における断面図である。
【図３４】図３４は、図３１の誘電性構造体の動作を説明するための模式的な図である。
【図３５】図３５は、第５の実施形態に係る複数の貫通孔を有する誘電性構造体を示す図である。
【図３６】図３６は、誘電性粒子を有する誘電性構造体の図１６（ａ）の領域Ｆに対応する断面図である。
【図３７】図３７は、誘電性構造体、電源、および電源切り換え部を備えた反応装置を示す図である。
【図３８】図３８は、本発明の第６の実施形態に係る反応装置の構造的な構成を示す概念図である。
【図３９】図３９は、図３８の反応装置の電気系の構成を示すブロック図である。
【図４０】図４０は、第４の電極を設けた場合の図２に対応する断面図である。
【図４１】図４１（ａ）は第４の電極を設けた場合の図３２に対応する上面図であり、図４１（ｂ）は、第４の電極を設けた場合の図３３（ａ）に対応する断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の誘電性構造体（プラズマ発生体）の複数の実施の形態について詳細に説明する。なお、第１〜第６の実施形態間において、構造（形状や材料）及び機能（作用）が類似又は同一の構成要素については同一の符号を付す。第１〜第５の実施形態間において（図３６，図３８，図３９の符号を除いて）、構造（特に形状）が異なり、機能が類似又は同一の構成要素については、５０の倍数が加算又は減算されたときに同一となる符号を付す。このように、複数の実施形態に亘って互いに対応する符号を付すことにより、重複する説明については省略することがある。換言すれば、一の実施形態の構成要素又はその組み合わせについて説明された好適な形状、材料、製造方法、使用方法等は、他の実施形態の対応する構成要素又はその組み合わせに対して適用されてよい。【０００８】
（第１の実施形態）
図１及び図２に示すように、本実施の形態による誘電性構造体１は、誘電体からなる基体２を備える。この基体２は、第１表面２ａおよびその裏側の第２表面２ｂと、第１表面２ａおよび第２表面２ｂの間を貫通する第１貫通孔５とを有する。基体２の内部には、第１表面２ａと第２表面２ｂとの間に設けられるとともに、第１貫通孔５に対応する位置に第２貫通孔２５を有する第１電極８が配設される。また、基体２の内部には第１電極８に対向して設けられるとともに、第１貫通孔５に対応する位置に第３貫通孔２６を有する第２電極９が配設される。さらに、基体２の内部には第１電極８と第２電極９の間で、第１電極８および第２電極９に対向して設けられ、第１貫通孔５に対応する位置に第４貫通孔２７を有する第３電極１０が配設される。【０００９】
また、第１電極８、第２電極９及び第３電極１０は、第１貫通孔５の貫通方向に沿って、第１表面２ａ側から、第１電極８、第３電極１０、第２電極９の順に配列されている。第１貫通孔５は、第２貫通孔２５、第４貫通孔２７及び第３貫通孔２６を通過している。【００１０】
基体２の端面には、第１電極８、第２電極９、第３電極１０に電力を供給するために、対応する第１電極８、第２電極９、第３電極１０と電気的に接続された外部端子１４、１５、１６がそれぞれ設けられる。【００１１】
ここで、図３乃至図５は、図１に示された誘電性構造体１を第１電極８、第２電極９、および第３電極１０に沿ってそれぞれ切断した切断面を示している。【００１２】
本実施の形態による誘電性構造体１では、第３電極１０に基準電位を供給し、第１電極８と第３電極１０との間に交流高電圧を印加することにより、基体２内部における第１電極８と第３電極１０との間の領域に対応する第１貫通孔５内の領域（以下、第１空間２３という。）に沿面放電を発生させることができる。また、第２電極９と第３電極１０との間に直流高電圧を印加することにより、第１空間２３に発生する電子または陽イオンを、基体２内部における第２電極９と第３電極１０との間の領域に対応する第１貫通孔５内の領域（以下、第２空間２４という。）に電気的に引き付けることができる。このため、第１貫通孔５に、第１電極８側の開口部から排気ガス等微粒子状不純物を含む流体を供給すると、第１空間２３においてプラズマの効果により流体を改質できる。また、第２空間２４において、第２空間２４に引き付けられた電子または陽イオンにより、流体中の微粒子状不純物を帯電させることができる。これにより、基体２における第２電極９に対向する表面又は第２電極９近傍の表面に、帯電した微粒子状不純物を電気的に吸着させることができる。例えば、第２電極９に正の直流高電位を印加すると、負に帯電した不純物を基体２の表面に吸着させることができる。そして、微粒子状不純物以外の流体が、第１貫通孔５の第３電極１０側の開口部から排出される。このようにして、供給された流体中から微粒子状不純物を取り除くことができる。なお、微粒子状不純物が第１貫通孔５内のどの領域で帯電するかは、微粒子状不純物の種類、およびプラズマの特性等によって異なり、第１空間２３中において帯電させることも可能である。【００１３】
また、第２電極９に負の直流高電位を供給した場合には、正に帯電した不純物を基体２の表面に吸着させることができる。【００１４】
以上のとおり、本実施の形態による誘電性構造体は、第１電極８、第２電極９、および第３電極１０を含む電極群を備える。第１電極８及び第３電極１０は、交流電圧に応じて第１空間２３にプラズマを発生する第１電極対６を構成している。また、第２電極９及び第３電極１０は、直流電圧に応じて、第２空間２４に電界を生じさせる第２電極対７を構成している。ここで、第３電極１０は、第１電極対６および第２電極対７によって共有されている。また、言い換えると、第１電極８及び第３電極１０は、交流電圧に応じて第１空間２３にプラズマを発生する第１組み合わせ集合６を構成している。また、第２電極９及び第３電極１０は、直流電圧に応じて、第２空間２４に電界を生じさせる第２組み合わせ集合７を構成している。第１組み合わせ集合６と第２組み合わせ集合７とは、第３電極１０を共有している。【００１５】
上記構成によれば、処理流体の圧力損失を低減でき、また、高効率で処理流体中の微粒子状不純物を取り除くことができる。また、第１組み合わせ集合６と第２組み合わせ集合７をともに基体２中に設けることにより、プラズマを発生させるプラズマ発生部と微粒子状不純物を集める集塵部とを一体化したプラズマ発生体を得ることができる。これにより、プラズマ発生機能と集塵機能とを備えた小型のプラズマ発生体を実現することができる。【００１６】
なお、上述の誘電性構造体１では、第３電極１０を、第１組み合わせ集合６と第２組み合わせ集合７とで共有しているが、第１組み合わせ集合６および第２組み合わせ集合７をそれぞれ異なる電極によって構成してもよい。例えば、図４０のように、第１組み合わせ集合６を第１電極８と第３電極１０とで構成し、第２組み合わせ集合７を第２電極９と第４電極１１とで構成する。ここで、第４電極１１は、第２電極９と第３電極１０との間に設けられる。また、第４電極１１は、図５で示した第３電極１０の構成と同様である。すなわち、第４電極１１は、第１貫通孔５に対応する位置に第５貫通孔２８を有する。【００１７】
そして、第３電極１０および第４電極１１に基準電位を供給するとともに、第１電極８と第３電極１０との間に交流電圧を印加し、第２電極９と第４電極１１との間に直流電圧を印加すると、上述の誘電性構造体１の作用効果と同様の作用効果が得られる。この際、第３電極１０と第４電極１１との間の距離は、第１電極８と第３電極１０との間の距離よりも小さくすると、誘電性構造体の小型化に寄与する。さらに、基準電位を供給する電極を第１組み合わせ集合６と第２組み合わせ集合７とで共有すれば、電極の数を減らすことができ、誘電性構造体を小型化することができる。【００１８】
基体２は電気絶縁材料から成り、例えば、セラミックスから成る。具体的に、基体２を製造する場合には、セラミックグリーンシートを準備し、次に準備したセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに必要に応じて複数枚積層し、高温（約１３００〜１８００℃）で焼成する。電気絶縁材料としては、例えば、酸化アルミニウム焼結体（アルミナセラミックス）がある。例えば酸化アルミニウム質焼結体から成るグリーンシートは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、カルシア（ＣａＯ）、およびマグネシア（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当な有機溶剤および溶媒を添加混合して泥漿状となすとともにこれを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用し、シート状に成形することによって得られる。【００１９】
セラミックグリーンシートの積層体を作製する場合には、セラミックグリーンシートを積層した後圧着を行なう。圧着は３．０〜８．０ＭＰａ程度の圧力を加えて行ない、必要に応じて３５〜８０℃で加熱を行なう。このとき、第１貫通孔５を形成するために、グリーンシートに打ち抜き加工を施す。また、セラミックグリーンシート同士の十分な接着性を得るために、溶剤と樹脂バインダーを混合するなどして作製した接着剤を用いてもよい。なお、電気絶縁材料としては、酸化アルミニウム質焼結体以外にも、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、コーディライト質焼結体、または炭化珪素質焼結体等が挙げられる。【００２０】
第１電極８、第２電極９および第３電極１０はそれぞれ、その端部が基体２の外表面近傍まで導出されており、対応する外部端子１４，１５、１６に直接に、または補助導電体を介して電気的に接続される。第１電極８、第２電極９および第３電極１０は、タングステン、モリブデン、銅、または銀等の金属粉末導電体からなり、スクリーン印刷法等の印刷手段を用いて、基体２用のセラミックグリーンシートの所定の位置に第１電極８、第２電極９および第３電極１０用の導電体ペーストを印刷塗布し、基体２用のセラミックグリーンシートと同時焼成することによって基体２の内部に所定のパターンに形成することができる。導電体ペーストは、主成分の金属粉末に有機バインダーおよび有機溶剤、並びに必要に応じて分散剤等を加えて、ボールミル、三本ロールミル、またはプラネタリーミキサー等の混練手段により混合および混練することで製作される。導電体ペーストには、セラミックグリーンシートの焼結挙動に合わせたり、焼結後の基体２との接合強度を高めたりするためにガラスやセラミックスの粉末を添加しても良い。【００２１】
基体２の外表面には、外部端子１４、１５および１６が被着形成されている。外部端子１４、１５および１６は、外部電源から第１電極８、第２電極９および第３電極１０に電圧を印加するための導電路として機能し、基体２の外表面に導出された第１電極８、第２電極９および第３電極１０のそれぞれに電気的に接続されている。外部端子１４、１５および１６の材料や製造方法は、第１電極８等と同様である。外部端子１４、１５および１６用の導電体ペーストは、第１電極８、第２電極９および第３電極１０用の導電体ペーストと同様にして作製されるが、有機バインダーおよび有機溶剤の量により印刷に適した粘度に調製される。【００２２】
なお、外部端子１４、１５および１６の露出する表面には、ニッケルまたは金等の耐蝕性に優れる金属を被着しておくことが好ましい。なお、外部端子１４、１５および１６が酸化腐食するのを抑制するとともに、外部端子１４、１５および１６と外部電源の電源端子との接合を強固なものとするために、厚みが１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層と厚みが０．１〜３μｍ程度の金めっき層とが順次被着されていることが好ましい。【００２３】
あるいは、外部端子１４、１５および１６は、基体２用のセラミックグリーンシートの焼成後に、所定の位置に貼り付けられた金属板でもよい。【００２４】
そして、外部交流電源の基準電位側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子１４に電気的に接続し、高圧側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子１５に電気的に接続して電圧を印加すると第１空間２３に沿面放電を発生させることができる。また、外部直流電源の基準電位側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子１４に電気的に接続し、高圧側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子１６に電気的に接続して電圧を印加すると、第１空間２３にて発生した電子または陽イオンを第２空間２４に電気的に引き付け、第２空間２４を電気的に正または負に帯電させることができる。【００２５】
これにより、誘電性構造体１の第１貫通孔５に、第１電極８が形成されている側の開口部から供給される流体は、第１空間２３において沿面放電領域を通過することとなるので、プラズマの効果により改質される。例えば、ＮＯＸ（窒素酸化物）は、酸素濃度が１％程度以下の低酸素条件下において、下記の式（１）および（２）に示された反応より分解して、Ｎ２およびＯ２が生成される。【００２６】
２ＮＯ２  →  ２ＮＯ＋Ｏ２・・・・・・・・・・（１）
２ＮＯ＋Ｏ２  →  Ｎ２＋２Ｏ２・・・・・・・・・・（２）
つぎに、第２空間２４において流体中の微粒子状不純物を帯電させることができ、かつ、第３電極１０近傍の基体２の表面に帯電した微粒子状不純物を電気的に吸着させることができるので、流体中の微粒子状不純物を取り除くことができる。【００２７】
なお、第１電極８と第３電極１０との間に沿面放電を発生させるために、周波数の高い交流電圧が印加される。印加される交流電圧は、必要とされる沿面放電の強度等によって適宜選択される。例えば、ディーゼルエンジンの排気ガス中のＮＯＸ（窒素酸化物）を変化させる誘電性構造体１において印加される交流電圧の周波数は、例えば、１ｋＨｚ〜１００ＭＨｚである。 【００２８】
また、第１電極８と第３電極１０との間に印加する電圧は、交流電圧以外に、パルス電圧であってもよい。なお、交流電圧は、正弦波電圧に限らず、矩形波電圧若しくは方形波電圧等であってよい。【００２９】
また、第１空間２３にて発生した電子または陽イオンを第２空間２４に電気的に引き付け、第２空間２４を電気的に正または負に帯電させ、かつ、第２電極９近傍の基体２の表面において帯電した微粒子状不純物を電気的に吸着させるために、第３電極１０を基準電位として第２電極９と第３電極１０との間に直流高電圧を印加する。印加される直流高電圧は、必要とされる電界強度の大きさ等により適宜選択される。例えば、ディーゼルエンジンの排気ガス中のＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）を第２空間２４にて帯電させ、帯電したＰＭを第３電極１０近傍の基体２の表面において電気的に吸着させるときに印加される直流電圧の大きさは１ｋＶ〜５０ｋＶあるいは−５０ｋＶ〜−１ｋＶである。【００３０】
本実施の形態による誘電性構造体１においては、第１電極８、第２電極９および第３電極１０に形成される第２貫通孔２５、第３貫通孔２６、第４貫通孔２７は、平面視したときに第１貫通孔５よりも大きくすることが好ましい。すなわち、第２貫通孔２５、第３貫通孔２６、第４貫通孔２７は、その内周面が第１貫通孔５の内周面よりも外側に位置されることが好ましい。【００３１】
第２貫通孔２５、第３貫通孔２６、第４貫通孔２７を、平面視したときに第１貫通孔５よりも大きくすることにより、第１電極８、第２電極９および第３電極１０が第１貫通孔５の内表面に露出することを抑制することができ、第１貫通孔５に供給される流体により、第１電極８、第２電極９および第３電極１０が腐食されることを抑制できる。【００３２】
また、本実施の形態による誘電性構造体１においては、第１電極８と第３電極１０との間の距離は、第２電極９と第３電極１０との間の距離よりも短いことが好ましい。【００３３】
第１電極８と第３電極１０との間の距離を、第２電極９と第３電極１０との間の距離よりも短くすることにより、第１電極８と第３電極１０との間で沿面放電を生じさせる際に、第２電極９と第３電極１０との間での不要な沿面放電が発生することを抑制することができる。【００３４】
また、本実施の形態による誘電性構造体１においては、第１貫通孔５は複数個存在することが好ましい。第１貫通孔５が複数個存在することにより、誘電性構造体１に供給できる流体量を増すことができ、流体の圧力損失を低減することができる。なお、この場合に、第２貫通孔２５、第３貫通孔２６、第４貫通孔２７も第１貫通孔５と同数ずつ存在する。
また、図２では、第１電極８、第２電極９、および第３電極１０（図４０では、第１電極８、第２電極９、第３電極１０、および第４電極１１）を平行に設けたが、そうでなくとも、第１電極８、第２電極９、および第３電極１０を、基体２の内部に互いに離間した状態で、第２貫通孔２５、第３貫通孔２６、および第４貫通孔２（図４０では、第２貫通孔２５、第３貫通孔２６、第４貫通孔２７、および第５貫通孔２８）の内周面が第１貫通孔５の内周面に沿うように設けると、印加する交流電圧および直流電圧の条件によって、第１空間２３に沿面放電を発生させることができ、第２空間２４に電界を生じさせることが可能であり、誘電性構造体１と同様の作用効果が得られる。【００３５】
なお、誘電性構造体１は、基体２が、セラミックグリーンシートを同時焼成することにより形成され、第1電極８、第２電極９、第３電極１０、および外部端子１４、１５、１６が、導電体ペーストをセラミックグリーンシートと同時に焼成することにより形成されることが好ましい。このことにより、誘電性構造体１はセラミックスと導電体ペーストを同時焼成することにより一体化されているので、高温、高振動等の環境下で長期間使用される場合にも、誘電性構造体１の変形を小さなものとし、第１貫通孔５の形状を安定したものとすることができる。従って、第１貫通孔５内を通過するＰＭや酸化性成分等を含む流体を長期間にわたって安定して反応させ、良好に改質することができる。【００３６】
なお、プラズマ発生体単独ではなく、他の排気ガスの改質機構をともに用いてもよい。例えば、プラズマ発生体の前後にフィルターや触媒を付着しておいても良く、これにより排気ガス中のＰＭや酸化成分等の排出をさらに低減させることができる。このようなフィルターとして、セラミック製のＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）等があり、触媒として白金等を用いることができる。【００３７】
（第２の実施形態）
図６から図１１に示されるように、本実施の形態による誘電性構造体２０１は、基体２０２を備える。この基体２０２は、一方向に配列された複数の平板状の誘電体からなる基板部２０３と、複数の基板部２０３を所定の間隔をあけて支持する支持部２０４とを備える。基板部２０３と支持部２０４は、放電空間となる貫通孔２０５を構成する。さらに、各基板部２０３の内部には、第１電極２０８と、第２電極２０９と、第３電極２１０とを備える。ここで、第３電極２１０には、基準電位が供給される。そして、第２電極２０９と第３電極２１０との間に直流電圧が印加され、第１電極２０８と第３電極２１０との間に交流電圧が印加される。また、第１電極２０８と第３電極２１０の間に交流電圧が印加されると、貫通孔２０５に沿面放電が発生する。【００３８】
図８〜図１０に示されるように、第１電極２０８および第３電極２１０は、各基板部２０３の内部にそれぞれ複数個設けられた部分電極からなる。また、第３電極２１０は、第１電極２０８の間に設けられる。第１電極２０８および第３電極２１０を構成する部分電極は、それぞれ柱状であり、その端部は、基板部２０３同士の間の空間（貫通孔２０５）に接する表面に沿って位置している。各基板部２０３において、第１電極２０８を構成する部分電極（以下、「第１部分電極」ともいう。）同士は、その基板部２０３の内部に設けられた配線導体２１８により電気的に接続され、第３電極２１０を構成する部分電極（以下、「第３部分電極」ともいう。）同士も、その基板部２０３の内部に設けられた配線導体２２０により電気的に接続される。なお、本実施の形態による誘電性構造体２０１においては、柱状の第１部分電極および第３部分電極をそれぞれ複数個設けているが、単数でもよく、形状も柱状に限らない。発生させるプラズマの強度およびプラズマ発生領域の大きさ等の観点から、形状および数は適宜設定される。【００３９】
また、図１１に示されるように、第２電極２０９を構成する部分電極（以下、「第２部分電極」ともいう。）も各基板部２０３において複数設けられ、それぞれ柱状であるとともに、両端部が基板部２０３同士の間の空間に接する表面に沿って位置している。なお、本実施の形態による誘電性構造体２０１においては、柱状の第２部分電極を複数個設けているが、単数でもよく、形状も柱状に限らない。電界の強度および範囲等の観点から、形状および数は適宜設定される。【００４０】
なお、貫通孔２０５の内部において、第１電極２０８と第３電極２１０との間に交流電圧が印加されたときに沿面放電が生じる領域を領域Ｐ（第１空間２２３）、基板部２０３の第２電極２０９が設けられている領域に対向する領域を領域Ｑとする。ここで、基板部２０３に複数の第２部分電極が設けられている場合の「第２電極２０９が設けられている領域」とは、基板部２０３を平面視したときに、それらの複数の第２部分電極を取り囲むとともに、少なくとも一辺が第３電極２１０に接する長方形又は正方形の領域であって、その面積が最小となる領域をいう。また、領域Ｐと領域Ｑとの間の空間を第２空間２２４とする。【００４１】
また、基体２０２の端面には、第１電極２０８、第２電極２０９、第３電極２１０に電力を供給するために、第１電極２０８、第２電極２０９、第３電極２１０に電気的に接続された外部端子２１４、２１５、２１６がそれぞれ設けられる。【００４２】
なお、本明細書で基体２０２とは、内部に形成された第１電極２０８等の他の部品を除いた部分をいい、誘電性構造体２０１が複数のセラミックグリーンシートの積層体とその各セラミックグリーンシートの表面に形成された導電体ペーストを同時焼成して得られる場合には、その積層体のみをいう。【００４３】
本実施の形態による誘電性構造体２０１では、隣接する第１電極２０８と第３電極２１０との間に交流高電圧を印加して貫通孔２０５内に沿面放電を発生させ、この貫通孔２０５内に例えば排気ガス等の流体を通過させることにより、流体中の化学物質を反応および分解させる。【００４４】
また、第２電極２０９と第３電極２１０との間に直流高電圧を印加することにより、領域Ｐ（第１空間２２３）に発生する電子または陽イオンを貫通孔２０５の領域Ｑに電気的に引き付けることができ、領域Ｐと領域Ｑとで挟まれた第２空間２２４を電子または陽イオンで満たすことができる。このため、貫通孔２０５の第１電極２０８および第３電極２０９側の開口部から、排気ガス等微粒子状不純物を含む流体を供給すると、領域Ｐにおいてプラズマの効果により流体を改質できる。また、領域Ｐと領域Ｑとの間において流体中の微粒子状不純物を帯電させることができ、基板部２０３における領域Ｑに接する表面において、帯電した微粒子状不純物を電気的に吸着させることができる。例えば、流体中の不純物が負に帯電しやすい物質であり、第３電極２１０に基準電位を供給するとともに、第２電極２０９と第３電極２１０との間に正の直流電圧を印加した場合には、その不純物は、基板部２０３における領域Ｑに接する表面に吸着される。これにより、流体から微粒子状不純物を取り除くことができる。なお、微粒子状不純物が貫通孔２０５内のどの領域で帯電するかは、微粒子状不純物の種類、およびプラズマの特性等によって異なり、領域Ｐと領域Ｑの間に限らず、領域Ｐ中および領域Ｑ中の少なくとも一方において帯電する場合もある。また、第２電極２０９と第３電極２１０との間に負の直流電圧を印加した場合には、正に帯電した不純物を基板部２０３の表面に吸着させることができる。【００４５】
以上のとおり、本実施の形態による誘電性構造体は、第１電極２０８、第２電極２０９、および第３電極２１０を含む電極群を備える。第１電極２０８及び第３電極２１０は、交流電圧が印加されると第１空間２２３にプラズマを発生する第１電極対２０６を構成している。また、第２電極２０９及び第３電極２１０は、直流電圧が印加されると、第２空間２２４に電界を生じさせる第２電極対２０７を構成している。ここで、第３電極２１０は、第１電極対２０６および第２電極対２０７によって共有されている。また、言い換えると、第１電極２０８及び第３電極２１０は、交流電圧が印加されると第１空間２２３にプラズマを発生する第１組み合わせ集合２０６を構成している。また、第２電極２０９及び第３電極２１０は、直流電圧が印加されると、第２空間２２４に電界を生じさせる第２組み合わせ集合２０７を構成している。第１組み合わせ集合２０６と第２組み合わせ集合２０７とは、第３電極２１０を共有している。【００４６】
上記構成によれば、処理流体の圧力損失を低減でき、また、高効率で処理流体中の微粒子状不純物を取り除くことができる。また、第１組み合わせ集合２０６と第２組み合わせ集合２０７をともに１つの基板部２０３に設けることにより、プラズマを発生させるプラズマ発生部と微粒子状不純物を集める集塵部とを一体化したプラズマ発生体を得ることができる。【００４７】
なお、上述の誘電性構造体２０１では、第１電極２０８を、第１組み合わせ集合２０６と第２組み合わせ集合２０７とで共有しているが、第１組み合わせ集合２０６および第２組み合わせ集合２０７を異なる電極によって構成してもよい。ただし、基準電位を供給する電極を第１組み合わせ集合２０６と第２組み合わせ集合２０７とで共有すれば、電極の数を減らすことができ、誘電性構造体１を小型化することができる。【００４８】
なお、上述のように第１電極２０８および第３電極２１０が複数の部分電極からなる場合、第２部分電極を第１部分電極の間に設けることにより、沿面放電が複数個所で発生し、電子および陽イオンが多数発生して、流体の改質効率および不純物の除去効率が高くなる。また、図８に示すように、縦横に交互に配列する等、第１電極２０８および第２電極２０９を規則的に配列することにより、沿面放電を均一に発生させることができるため、場所によって発生するプラズマ濃度に偏りがなく、流体全体をより均一に改質することができる。【００４９】
基体２０２の材料や製造方法は第１の実施形態の基体２の材料や製造方法と同様である。例えば、基板部２０３だけでなく、支持部２０４も誘電体からなり、基体２０２は、適当な打ち抜き加工が施されたセラミックグリーンシートが複数枚積層されることなどにより形成される。【００５０】
複数の第１部分電極同士は配線導体２１８によって接続され、その配線導体２１８の端部は、基体２０２の外表面近傍まで導出されて、外部端子２１４に直接に、または補助導電体を介して電気的に接続される。また、第２部分電極および第３部分電極も同様に、配線導体２１９、２２０によってそれぞれ接続され、その配線導体２１９、２２０の端部は、基体２０２の外表面近傍まで導出されて、外部端子２１５，２１６に直接に、または補助導電体を介して電気的に接続される。第１電極２０８、第２電極２０９、第３電極２１０、および各配線導体２１８、２１９、２２０の材料及び製造方法は、第１の実施形態の第１電極８等の材料や製造方法と同様である。【００５１】
次に、基板部２０３の外表面には、外部端子２１４、２１５および２１６が被着形成されている。外部端子２１４、２１５および２１６は、外部電源から第１電極２０８、第２電極２０９および第３電極２１０に電圧を印加するための導電路として機能し、第１電極２０８、第２電極２０９および第３電極２１０のそれぞれに電気的に接続されている。外部端子２１４，２１５，２１６の材料や製造方法は、第１の実施形態の外部端子１４等の材料や製造方法と同様である。【００５２】
そして、外部交流電源の基準電位側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子２１４に電気的に接続し、高圧側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子２１５に電気的に接続して電圧を印加すると、領域Ｐ（第１空間２２３）に沿面放電を発生させることができる。また、外部直流電源の基準電位側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子２１４に電気的に接続し、高圧側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子２１６に電気的に接続して電圧を印加すると、領域Ｐにて発生した電子または陽イオンを領域Ｑに電気的に引き付け、領域Ｐと領域Ｑとで挟まれた第２空間２２４を電気的に正または負に帯電させることができる。【００５３】
本実施の形態による誘電性構造体２０１においては、図６から図１１に示すように、配列方向における両端部以外の基板部２０３において、第１電極２０８を構成する第１部分電極および第３電極２１０を構成する第３部分電極はそれぞれ柱状である。そして、第１部分電極の一方の端部および第３部分電極の一方の端部は、その基板部２０３に隣接する一方の貫通孔２０５に接する表面に沿って設けられ、第１部分電極の他方の端部および第３部分電極の他方の端部は、基板板２０３に接する他方の貫通孔２０５に接する表面に沿って設けられている。しかし、各基板部２０３において、第１部分電極および第３部分電極も一部が貫通孔２０５に接する表面に沿って設けられていればよい。例えば、第１電極２０８についていうならば、各基板部２０３において、その基板部２０３が隣接する一方の貫通孔２０５に接する表面に沿って部分電極Ａを設け、他方の貫通孔２０５に接する表面に沿って、部分電極Ａとは別個に部分電極Ｂを設け、それぞれに基準電位を供給してもよい。また、別個に設けた場合に、基板部２０３の内部において部分電極Ａおよび部分電極Ｂを電気的に接続する配線導体を設けてもよい。ここで、配線導体としてビア導体を採用し、一組の部分電極Ａおよび部分電極Ｂをビア導体で接続した場合には、本実施の形態による誘電性構造体２０１による第１電極２０８、すなわち柱状の第１電極２０８となる。これは、第２電極２０９および第３電極２１０についても同様である。【００５４】
上述のように一組の部分電極Ａ，Ｂをビア導体によって接続すると、各部分電極Ａ，Ｂを同電位に保持することができることから、各貫通孔２０５において、第１電極２０８に対応する電極と第３電極２１０に対応する電極との間に交流電圧を印加した場合に発生する沿面放電をより安定化させることができる。また、第２電極２０９を、上述のように一組の電極とビア導体とで構成した場合には、第２電極２０９が各領域Ｑに電子または陽イオンを引きつけようとする力をより安定化させることができる。【００５５】
また、図１２および図１３に示されるように、基板部２０３の内部または表面における領域Ｐに対応する領域と領域Ｑに対応する領域との間に、貫通孔２０５に接する表面に沿って設けられるとともに、第２電極２０９に電気的に接続された導体２２２が設けられてもよい。図１２および図１３は、そのような場合の誘電性構造体の構成を示す断面図であり、図８及び図１１にそれぞれ対応している。【００５６】
このように、基板部２０３において、第２電極２０９に電気的に接続された導体２２２を設けることにより、領域Ｐで生成された電子または陽イオンを領域Ｑへと引きつけようとする力をより強くすることができる。【００５７】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る誘電性構造体３０１の斜視図は、第２の実施形態に係る誘電性構造体２０１の斜視図（図６）と同様であることから図示を省略する。なお、本実施形態において図６を参照する際には、符号２１４を符号２１６に、符号２１６を符号２１７にそれぞれ置換して参照されたい。また、誘電性構造体３０１の側面図は、誘電性構造体２０１の側面図（図７（ａ））と同様であることから図示を省略する。なお、本実施形態において図７（ａ）を参照する際には、符号２１６を符号２１６に、符号２１５を符号２１４にそれぞれ置換して参照されたい。図１４は、誘電性構造体３０１の平面図である。【００５８】
第３の実施形態に係る誘電性構造体３０１は、その外観から把握される構造に関しては、第２の実施形態に係る誘電性構造体２０１に、別の外部端子を付加した構成となっている。具体的には、図７（ｂ）と図１４とを比較した場合に、誘電性構造体２０１に図１４でいう外部端子２１５を付加した構成となっている。【００５９】
図１５（ａ）は、第３の実施形態における、図７（ａ）のＢ１−Ｂ１’線に対応する断面図である。図１５（ｂ）は、第３の実施形態における、図７（ａ）のＢ４−Ｂ４’線に対応する断面図である。図１６（ａ）は、図１４のＤ１−Ｄ１’線における断面図である。図１６（ｂ）は、図１４のＤ２−Ｄ２’線における断面図である。 【００６０】
複数の基板部２０３は、第１電極３０８及び第２電極３０９が内部に設けられたもの（本実施形態では、便宜的に、「第１基板部２０３Ａ」という。）と、第３電極３１０及び第４電極３１１が内部に設けられたもの（本実施形態では、便宜的に、「第２基板部２０３Ｂ」という。）とを有する。第１基板部２０３Ａと第２基板部２０３Ｂは、交互に配列される。第１電極３０８および第３電極３１０は、貫通孔２０５を挟んで対向し、第２電極３０９および第４電極３１１は、貫通孔２０５を挟んで対向する。【００６１】
さらに、基体２０２の端面には、第１電極３０８に電気的に接続される外部端子２１４と、第２電極３０９に電気的に接続される外部端子２１５と、第３電極３１０に電気的に接続される外部端子２１６と、第４電極３１１に電気的に接続される外部端子２１７がそれぞれ設けられる。【００６２】
本実施形態による誘電性構造体３０１では、第３電極３１０に基準電位を供給し、第１電極３０８と第３電極３１０との間に交流電圧を印加することにより、貫通孔２０５における第１電極３０８と第３電極３１０との間に誘電体バリア放電を発生させることができる。また、第２電極３０９に正の直流電位を、第４電極３１１に負の直流電位を供給することにより、貫通孔２０５における第１電極３０８と第３電極３１０との間の領域に発生する電子または陽イオンを、貫通孔２０５における第２電極３０９と第４電極３１１との間の領域に電気的に引き付けることができる。例えば、貫通孔２０５の第１電極３０８，第３電極３１０側の開口部から排気ガス等微粒子状不純物を含む流体を供給した場合を考える。図１７は、このような場合の誘電性構造体の動作を説明するための模式的な図である。貫通孔２０５に、第１電極３０８，第３電極３１０側の開口部から排気ガス等の微粒子状不純物を含む流体を供給すると、貫通孔２０５の第１空間３２３においてバリア放電によるプラズマが発生し、そのプラズマの効果により流体を改質できる。また、貫通孔２０５の第２空間３２４近傍において流体中の微粒子状不純物Ｍを帯電させることができ、第１基板部２０３Ａおよび第２基板部２０３Ｂの貫通孔２０５側の表面において、帯電した微粒子状不純物Ｍを電気的に吸着させることができる。そして、微粒子状不純物Ｍ以外の流体が、貫通孔２０５の第２電極３０９，第４電極３１１側の開口部から排出される。このようにして供給された流体中から微粒子状不純物Ｍを取り除くことができる。なお、微粒子状不純物Ｍが貫通孔２０５内のどの領域で帯電するかは、微粒子状不純物Ｍの種類、およびプラズマの特性等によって異なり、第１空間３２３中若しくは第２空間３２４中において帯電する場合もある。【００６３】
以上のとおり、本実施の形態による誘電性構造体は、第１電極３０８、第２電極３０９、および第３電極３１０を有する電極群を備える。第１電極３０８及び第３電極３１０は、交流電圧が印加されると第１空間３２３にプラズマを発生する第１電極対３０６を構成している。また、第２電極３０９及び第４電極３１１は、直流電圧が印加されると、第２空間３２４に電界を生じさせる第２電極対３０７を構成している。言い換えると、第１電極３０８及び第３電極３１０は、交流電圧が印加されると第１空間３２３にプラズマを発生する第１組み合わせ集合３０６を構成している。また、第２電極３０９及び第４電極３１１は、直流電圧が印加されると、第２空間３２４に電界を生じさせる第２組み合わせ集合３０７を構成している。【００６４】
上記構成によれば、処理流体の圧力損失を低減でき、また、高効率で処理流体中の微粒子状不純物を取り除くことができる。また、第１組み合わせ集合３０６の一部の電極３０８と第２組み合わせ集合３０７の一部の電極３０９を第１基板部２０３Ａに設けていることから、プラズマを発生させるプラズマ発生部と微粒子状不純物を集める集塵部とを一体化したプラズマ発生体を得ることができる。【００６５】
さらに、本実施の形態による誘電性構造体によれば、第１組み合わせ集合３０６の他の一部の電極３１０と第２組み合わせ集合３０７の他の一部の電極３１１を第２基板部２０３Ｂに設け、第１基板部２０３Ａおよび第２基板部２０３Ｂを対向させていることから、プラズマを発生させるプラズマ発生部と微粒子状不純物を集める集塵部とを一体化した、構造上、より頑強で安定したプラズマ発生体を得ることができる。【００６６】
本実施形態による誘電性構造体によれば、第１電極３０８〜第４電極３１１を基板部２０３の内部に設けたため、沿面放電によって発生するプラズマによる侵食、および貫通孔２０５内に供給される流体による腐食を抑制することが可能になる。【００６７】
なお、図１８（ａ）に示されるように、第２電極３０９，第４電極３１１は、第１基板部２０３Ａと第２基板部２０３Ｂとの間に形成される第２空間３２４に露出するように、第１基板部２０３Ａの表面および第２基板部２０３Ｂの表面にそれぞれ設けられてもよい。これにより、第１基板部２０３Ａと第２基板部２０３Ｂとの間に形成される空間により強力な電磁界を生じさせ、より効率よく電子または陽イオンを引き付けることが可能になる。【００６８】
また、図１８（ｂ）に示されるように、第２電極３０９，第４電極３１１を第１基板部２０３Ａの表面および第２基板部２０３Ｂの表面にそれぞれ設けるとともに、第５電極３１２を第２電極３０９と対向させて第１基板部２０３Ａの内部に配設し、第６電極３１３を第４電極３１１と対向させて第２基板部２０３Ｂの内部に配設してもよい。この場合において、第５電極３１２, 第６電極３１３に基準電圧を供給し、第５電極３１２と第２電極３０９との間に正の直流電圧を、第６電極３１３と第４電極３１１との間に負の直流電圧をそれぞれ印加する。これにより、第２電極３０９および第４電極３１１の間の直流電圧をより安定させることができる。【００６９】
第１電極３０８、第２電極３０９、第３電極３１０、および第４電極３１１はそれぞれ、その端部が基体２０２の外表面近傍まで導出されており、外部端子２１５，２１６、２１４、２１７に直接に、または補助導電体を介して電気的に接続される。第１電極３０８、第３電極３１０、第２電極３０９および第４電極３１１の材料や製造方法は、第１の実施形態の第１電極８等の材料や製造方法と同様である。【００７０】
そして、外部交流電源の高電位側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子２１５に電気的に接続し、基準電圧側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子２１４に電気的に接続して電圧を印加すると貫通孔２０５における第１電極３０８と第３電極３１０の間（第１空間３２３）において誘電体バリア放電を発生させることができる。また、外部直流電源の正の高電位側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子２１７に電気的に接続し、負の高圧側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子２１６に電気的に接続して電圧を印加すると、貫通孔２０５における第１電極３０８と第３電極３１０の間において発生した電子または陽イオンを第２電極３０９および第４電極３１１近傍領域（第２空間３２４）に電気的に引き付け、第２電極３０９および第４電極３１１近傍領域を電気的に正または負に帯電させることができる。【００７１】
なお、貫通孔２０５に流体を供給した場合の誘電性構造体３０１の動作を、第２電極３０９，第４電極３１１を基板部２０３の内部に設けた場合について説明してきたが、第２電極３０９，第４電極３１１を基板部２０３の表面に設けた場合、および、図１８（ｂ）に示すように第２電極３０９，第４電極３１１を基板部２０３の表面に設けるとともに基板部２０３の内部に第５電極３１２、第６電極３１３を設ける場合についても同様のことがいえる。【００７２】
第５電極３１２，第６電極３１３の製造方法、並びに第５電極３１２，第６電極３１３の基板部２０３および外部端子に対する接続方法についても、他の第１電極３０８〜第４電極３１１と同様であってよい。【００７３】
また、本実施形態による誘電性構造体においては、図１９に示されるように、貫通孔２０５は複数個存在することが好ましい。この変形例の基体２０２は、多数の基板部２０３が積層されて構成されている。また、外部端子２１４及び２１５は、基板部２０３の積層数に応じた長さに形成されている。貫通孔２０５が複数個存在することにより、誘電性構造体に供給できる流体量を増加させることができ、流体の圧力損失を低減することができる。【００７４】
なお、第２電極３０９，第４電極３１１を第１基板部２０３Ａの表面および第２基板部２０３Ｂの表面にそれぞれ設ける場合には、図２０に示されるように、端部以外の第１基板部２０３Ａにおいて、第２電極３０９を、その第１基板部２０３Ａに隣接する２つの第２基板部２０３Ｂに対向する表面にそれぞれ設けるとともに、端部以外の第２基板部２０３Ｂにおいて、第４電極３１１を、その第２基板部２０３Ｂに隣接する２つの第１基板部２０３Ａに対向する表面にそれぞれ設けるとよい。これにより、誘電性構造体の全ての貫通孔２０５において流体を改質させることが可能になるので、改質効率をより向上させることができる。【００７５】
基板部２０３を平板状としたが、基板部２０３間に流体が流れる流路を形成することができれば、基板部２０３は曲板状であってもよく、さらに、基板部２０３同士が同一形状でなくてもよい。【００７６】
（第４の実施形態）
図２１は、本発明の第４の実施形態による誘電性構造体４０１の構成例を示す斜視図である。なお、誘電性構造体４０１の側面図は、第２の実施形態に係る誘電性構造体２０１の側面図（図７（ａ））と同様であることから図示を省略する。また、誘電性構造体４０１の平面図は、第３の実施形態に係る誘電性構造体３０１の平面図（図１４）と同様であることから図示を省略する。なお、本実施形態において図７（ａ）を参照する際には、符号２１４を符号２１６とし、符号２１５を符号２１４として参照されたい。また、図１４を参照する際には、符号２１４と符号２１６とを相互に置換するとともに、符号２１５と符号２１７とを相互に置換して参照されたい。【００７７】
第４の実施形態に係る誘電性構造体４０１は、その外観から把握される構造に関しては、第３の実施形態に係る誘電性構造体３０１の貫通孔２０５に接する表面に第２電極４０９が設けられた構造となっている。【００７８】
基板部２０３の表面および内部には第１電極４０８、第２電極３０９、第３電極４０９ａ、４０９ｂ（以下、ａ、ｂを省略することがある。）、及び第４電極３１１が配設される。具体的には、基板部２０３の内部には、第１電極４０８、第３電極４０９及び第４電極３１１が配設されており、表面には第１電極４０８が配設されている。図２４に示されるように、貫通孔２０５の一方の開口部側において、第３電極４０９ａ、４０９ｂは、基板部２０３の内部に配設されているとともに、貫通孔２０５を挟んで対向している。また、内部に第３電極４０９ａが設けられた基板部２０３（本実施形態では、便宜的に、「第１基板部２０３Ｃ」誘電体という。）と内部に第３電極４０９ｂが設けられた基板部２０３（本実施形態では、便宜的に、「第２基板部２０３Ｄ」という。）において、第１基板部２０３Ｃと第２基板部２０３Ｄとの間に形成される空間（貫通孔２０５）側の表面には、第１電極４０８が設けられる。ここで、第１基板部２０３Ｃの表面に設けられる第１電極４０８は、第３電極４０９ａに対向するように設けられ、第２基板部２０３Ｄの表面に設けられる第１電極４０８は、第３電極４０９ｂに対向するように設けられる。【００７９】
本実施形態による誘電性構造体では、第３電極４０９ａ、４０９ｂに基準電位を供給し第１電極４０８に交流高電位を供給することで、第１電極４０８の縁部近傍から沿面放電を発生させることができる。第３電極３０９及び第４電極３１１の作用は第３の実施形態と同様である。従って、図２５に示すように、第３の実施形態と同様に、第１空間３２３において流体を改質し、第２空間３２４において流体中の帯電した微粒子状不純物Ｍを除去することができる。【００８０】
以上のとおり、本実施の形態による誘電性構造体は、第１電極４０８、第２電極４０９、および第３電極４１０を有する電極群を備える。一組の第１電極４０８及び第３電極４０９は、交流電圧が印加されると第１空間３２３にプラズマを発生する第１電極対４０６または第３電極対４０７を構成している。また、第３の実施形態と同様に、第３電極３０９及び第４電極３１１は、直流電圧が印加されると、第２空間３２４に電界を生じさせる第２電極対３０７を構成している。言い換えると、一組の第１電極４０８及び第３電極４０９は、交流電圧が印加されると第１空間３２３にプラズマを発生する第１組み合わせ集合４０６または第３組み合わせ集合４０７を構成している。ここで、第３組み合わせ集合４０７は、第１空間３２３にプラズマを発生させる組み合わせ集合であり、好ましくは、第１空間３２３を挟んで第１組み合わせ集合４０６と対向している。また、第３の実施形態と同様に、第３電極３０９及び第４電極３１１は、直流電圧が印加されると、第２空間３２４に電界を生じさせる第２組み合わせ集合３０７を構成している。【００８１】
上記構成によれば、処理流体の圧力損失を低減でき、また、高効率で処理流体中の微粒子状不純物を取り除くことができる。また、第１組み合わせ集合４０６と第２組み合わせ集合４０７の第３電極３０９とを１つの基板部２０３に設けることにより、プラズマを発生させるプラズマ発生部と微粒子状不純物を集める集塵部とを一体化したプラズマ発生体を得ることができる。【００８２】
なお、第３電極３０９及び第４電極３１１は、第３の実施形態の図１８（ａ）と同様に、基板部２０３の表面に設けられてもよい。加えて、図２６に示されるように、第３の実施形態の図１８（ｂ）と同様に、第５電極３１２及び第６電極３１３が設けられてもよい。【００８３】
さらに、本実施形態による誘電性構造体では、第１基板部２０３Ｃと第２基板部２０３Ｄとの間の距離が一定であることにより、貫通孔２０５を挟んで対向する電極間の距離を一定にすることができ、放電を安定させることができる。また、図２７（ａ）に示されるように、第１基板部４０３Ｃの表面と第２基板部４０３Ｄの表面を貫通孔２０５の一方の開口部側から他方の開口部に向かって傾斜させてもよい。また、図２７（ｂ）に示されるように、第１基板部４０３Ｃの貫通孔２０５側表面における、第１電極４０８が設けられた領域と第３電極３０９に対向する領域との間の少なくとも一部を傾斜させ、第２基板部４０３Ｄの貫通孔２０５側表面における、第１電極４０８が設けられた領域と第４電極３１１に対向する領域との間の少なくとも一部を傾斜させてもよい。このように、第２空間３２４における第１空間３２３から第２空間３２４への配列方向に垂直な断面の断面積を、第１空間３２３の同様の断面の断面積よりも大きくして、基板部の表面に傾斜をつけることにより、流体が傾斜面に沿って流れ易くなることから、流体を貫通孔２０５の内部で効率よく流すことができる。なお、これらの場合であっても、第３電極３０９，第４電極３１１を、基板部の表面にそれぞれ設けてもよい。さらには、第５電極３１２及び第６電極３１３が設けられてもよい。【００８４】
また、図２７のように、基板部の表面の一部を傾斜させることにより、基板部の表面に段差が形成される場合には、その段差部分の表面に触媒を設けてもよい。段差部分においては流体が一旦留まる傾向があるため、その際に流体中の物質を触媒と反応させて、その流体を改質させることができる。【００８５】
また、図２８に示されるように、第１電極４０８を分離した複数の第１電極４５９を配列して構成することにより、誘電体間の絶縁領域における導電体の縁部を増やすことができるため、効率よく沿面放電を発生させることができる。【００８６】
第１電極４０８、第２電極３０９、第３電極４０９及び第４電極３１１はそれぞれ、その端部が基体２０２の外表面近傍まで導出されており、対応する外部端子２１４，２１５、２１６、２１７に直接に、または補助導電体を介して電気的に接続される。第１電極４０８、第２電極３０９、第３電極４０９及び第４電極３１１の材料や製造方法は、第１の実施形態の第１電極８等の材料や製造方法と同様である。【００８７】
そして、外部交流電源の基準電圧側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子２１６に電気的に接続し、高電位側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子２１４に電気的に接続して電圧を印加すると第１電極４０８の近傍領域に沿面放電を発生させることができる。また、外部直流電源の正の高電位側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子２１５に電気的に接続し、負の高圧側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子２１７に電気的に接続して電圧を印加すると、第１電極４０８近傍領域にて発生した電子または陽イオンを第２電極３０９および第４電極３１１近傍領域に電気的に引き付け、第２電極３０９近傍の第１部材の表面領域を電気的に負に帯電させ、第４電極３１１近傍の第２誘電体の表面領域を電気的に正に帯電させることができる。【００８８】
本実施形態による誘電性構造体４０１においては、図２９に示されるように、貫通孔２０５は複数個存在することが好ましい。貫通孔２０５が複数個存在することにより、誘電性構造体１に供給できる流体量を増すことができ、流体の圧力損失を低減することができる。【００８９】
なお、各基板部２０３において、第１電極４０８は、その基板部２０３に隣接する基板部２０３に対向する表面に設けられるため、端部以外の基板部２０３においては、隣接する２つの基板部２０３に対向する表面にそれぞれ設けられる。また、第２電極４０９，第４電極３１１を第１基板部２０３Ｃの表面および第２基板部２０３Ｄの表面にそれぞれ設ける場合には、図３０に示されるように、端部以外の第１基板部２０３Ｃにおいて、第２電極４０９を、その第１基板部２０３Ｃに隣接する２つの第２基板部２０３Ｄに対向する表面にそれぞれ設けるとともに、端部以外の第２基板部２０３Ｄにおいて、第４電極３１１を、その第２基板部２０３Ｄに隣接する２つの第１基板部２０３Ｃに対向する表面にそれぞれ設けるとよい。これにより、誘電性構造体の全ての貫通孔２０５において流体を改質させることが可能になるので、改質効率をより向上させることができる。【００９０】
なお、図２９および図３０に示すように、貫通孔２０５が複数個存在する場合、端部以外の基板部２０３においては、第１組み合わせ集合と第３組み合わせ集合とで第１電極４０９を共有する構成となっている。これにより、誘電性構造体を小型化できる。ただし、第１組み合わせ集合と第３組み合わせ集合とで個別に第１電極４０９を有していてもよい。【００９１】
（第５の実施の形態）
図３１は、本発明の第５の実施の形態による誘電性構造体５０１の構成例を示す斜視図である。図３２は、図３１の誘電性構造体の上面図である。誘電性構造体５０１のＨ１側から見た図（側面図）は、図７（ａ）と同様であるので図示は省略する。なお、本実施形態において図７（ａ）を参照する際には、符号２１５を符号２１４に置換して参照されたい。【００９２】
誘電性構造体５０１は、第２の実施形態等と同様に基体２０２を有している。外部端子２１４、２１５及び２１６の配置は、第２の実施形態とは異なり、貫通孔２０５に対して側方となる両面にそれぞれ、外部端子２１４、２１６、２１５の順で配置されている。【００９３】
図３３（ａ）は、第５の実施形態における、図７（ａ）のＢ４−Ｂ４’線に対応する断面図である。図３３（ｂ）は、図３２のＥ−Ｅ’線における断面図である。【００９４】
各基板部２０３の内部には第１電極５０８〜第３電極５１０が配設される。第１電極５０８〜第３電極５１０は、各基板部２０３の内部において、貫通孔２０５の一方の開口側より、所定の方向に沿って第１電極５０８、第３電極５１０、第２電極５０９の順に並んで設けられている。第１電極５０８〜第３電極５１０は、平板状であり、その外縁部の一部が、基板部２０３の貫通孔２０５側の表面に沿って配置されている。ここで、各第１電極５０８〜第３電極５１０の外縁部の一部は、基板部２０３の貫通孔に露出しているが、基板部２０３の内部に配置されていてもよい。なお、図３３（ｂ）は、第２電極５０９および外部端子２１５に関して切断したときの断面図であるが、第１電極５０８および外部端子２１４に関して切断したときの断面図、および第３電極５１０および外部端子２１６に関して切断したときの断面図も同様である。【００９５】
本実施の形態による誘電性構造体５０１では、第３電極５１０に基準電位を供給し第３電極５１０と第１電極５０８との間に交流電圧を印加することにより、貫通孔２０５における第１電極５０８と第３電極５１０との間に対応する第１空間５２３（図３４）に沿面放電を発生させることができる。また、第２電極５０９と第３電極５１０との間に直流電圧を印加することにより、貫通孔２０５における第２電極５０９と第３電極５１０との間に対応する第２空間５２４（図３４）に、第１空間５２３で発生した電子または陽イオンを電気的に引き付けることができる。例えば、貫通孔２０５に、第１電極５０８側の開口部から排気ガス等微粒子状不純物を含む流体を供給した場合を考える。図３４は、このような場合の誘電性構造体の動作を説明するための模式的な図である。貫通孔２０５に、第１電極５０８側の開口部から排気ガス等の微粒子状不純物を含む流体を供給すると、第１空間５２３においてプラズマの効果により流体を改質できる。また、第２空間５２４において流体中の微粒子状不純物Ｍを帯電させることができ、基体２０３における第２電極５０９近傍の表面に、帯電した微粒子状不純物Ｍを電気的に吸着させることができる。例えば、流体中の不純物が負に帯電しやすい物質であり、第２電極５０９に正の直流高電位を供給した場合には、その不純物は基板部における第２電極５０９近傍の表面に引き付けられる。これにより供給された流体中から微粒子状不純物Ｍを取り除くことができる。なお、微粒子状不純物Ｍが貫通孔２０５内のどの領域で帯電するかは、微粒子状不純物Ｍの種類、およびプラズマの特性等によって異なり、第１空間５２３中において帯電する場合もある。また、第２電極５０９に負の直流高電圧を印加した場合には、正に帯電した不純物を基板部２０３の表面に吸着させることができる。【００９６】
以上のとおり、本実施の形態による誘電性構造体は、第１電極５０８、第２電極５０９、および第３電極５１０を有する電極群を備える。第１電極５０８及び第３電極５１０は、交流電圧が印加されると第１空間５２３にプラズマを発生する第１電極対５０６を構成している。また、第２電極５０９及び第３電極５１０は、直流電圧が印加されると、第２空間５２４に電界を生じさせる第２電極対５０７を構成している。ここで、第３電極５１０は、第１電極対５０６および第２電極対５０７によって共有されている。また、言い換えると、第１電極５０８及び第３電極５１０は、交流電圧が印加されると第１空間５２３にプラズマを発生する第１組み合わせ集合５０６を構成している。また、第２電極５０９及び第３電極５１０は、直流電圧が印加されると、第２空間５２４に電界を生じさせる第２組み合わせ集合５０７を構成している。第１組み合わせ集合５０６と第２組み合わせ集合５０７とは、第３電極５１０を共有している。【００９７】
上記構成によれば、処理流体の圧力損失を低減でき、また、高効率で処理流体中の微粒子状不純物を取り除くことができる。また、第１組み合わせ集合５０６と第２組み合わせ集合５０７とを基板部２０３に設けたことから、プラズマを発生させるプラズマ発生部と微粒子状不純物を集める集塵部とを一体化したプラズマ発生体を得ることができる。【００９８】
なお、上述の誘電性構造体５０１では、第３電極５１０を、第１組み合わせ集合５０６と第２組み合わせ集合５０７とで共有しているが、第１組み合わせ集合５０６および第２組み合わせ集合５０７を異なる電極によって構成してもよい。例えば、図４１のように、第１組み合わせ集合５０６を第１電極５０８と第３電極５１０とで構成し、第２組み合わせ集合５０７を第２電極５０９と第４電極５１１とで構成する。ここで、第４電極５１１は、第２電極５０９と第３電極５１０との間に設けられる。また、第４電極５１１は、第３電極５１０の構成と同様である。そして、第３電極５１０および第４電極５１１に基準電位を供給するとともに、第１電極５０８と第３電極５１０との間に交流電圧を印加し、第２電極５０９と第４電極５１１との間に直流電圧を印加すると、上述の誘電性構造体５０１の作用効果と同様の作用効果が得られる。この際、第３電極５１０と第４電極５１１との間の距離は、第１電極５０８と第３電極５１０との間の距離および第２電極５０９と第４電極４１１との間の距離よりも小さくすると、誘電性構造体の小型化に寄与する。ただし、図３１〜３４等で示したように、基準電位を供給する電極を第１組み合わせ集合５０６と第２組み合わせ集合５０７とで共有すれば、電極の数を減らすことができ、誘電性構造体を小型化することができる。【００９９】
第１電極５０８、第２電極５０９、第３電極５１０はそれぞれ、その端部が基体２０２の外表面近傍まで導出されており、対応する外部端子２１４、２１５、２１６に直接に、または補助導電体を介して電気的に接続される。第１電極５０８、第２電極５０９、第３電極５１０の材料や製造方法は、第１の実施形態の第１電極８等と同様である。【０１００】
また、本実施の形態による誘電性構造体５０１においては、第１の実施形態と同様に、第１電極５０８と第３電極３１０との間の距離は、第２電極５０９と第３電極５１０との間の距離よりも短いことが好ましい。【０１０１】
さらに、本実施の形態による誘電性構造体５０１において、第１電極５０８〜第３電極５１０は平板状であるとしたが、外縁部の少なくとも一部が、基板部２０３の貫通孔２０５側の表面に沿って配置されているのであれば、平板状である必要はなく、曲板状、または直線状あってもよい。また、第１電極５０８〜第３電極５１０が例えば平板状である場合に、その第１電極５０８〜第３電極５１０の主面が、基板部２０３の貫通孔２０５側の表面に対して垂直である必要はなく、例えば第１電極５０８〜第３電極５１０の少なくとも１つの主面が、基板部２０３の貫通孔２０５側の表面に対して４５度傾いていてもよい。【０１０２】
さらに、第１電極５０８〜第３電極５１０は、図３３（ａ）に示したように基板部２０３の配列方向に垂直な方向に配列されている必要はなく、例えば、基板部２０３の内部において、第２電極５０９のみを貫通孔２０５側から内側に配置してもよい。【０１０３】
また、本実施の形態による誘電性構造体においては、図３５に示されるように、貫通孔２０５は複数個存在することが好ましい。【０１０４】
貫通孔２０５が複数個存在することにより、誘電性構造体に供給できる流体量を増すことができ、流体の圧力損失を低減することができる。【０１０５】
なお、上述の第１〜第５の実施形態においては、こ誘電性構造体に流体が供給されたとき、その流体が、第１空間を通過した後、第２空間を通過するような構成であればよい。すなわち、プラズマが発生する第１空間と電界が生じる第２空間とは必ずしも連続している必要はなく、通じていればよい。【０１０６】
（誘電性粒子）
第１〜第５の実施形態においては、誘電体からなる基体（２等）の表面に誘電性粒子が設けられてもよい。なお、誘電性粒子は、誘電体とともに基体（２等）の一部を構成すると捉えられてもよいが、以下では、説明の便宜上、誘電体からなる部分を基体とし、誘電性粒子は、基体とは別個の部材であるものとする。また、以下では、第１〜第５の実施形態を代表して、第３の実施形態において誘電性粒子が設けられた場合について説明する。【０１０７】
図３６は、図１６の領域Ｆに対応する断面図である。貫通孔２０５には、複数の誘電性粒子３１が設けられている。誘電性粒子３１は、貫通孔２０５の中央部から貫通孔２０５の内周面に向かうにつれて粒径が小さくなっている。複数の誘電性粒子３１は、例えば、基体２０２の表面上に積層された複数の誘電性粒子層３２を形成している。【０１０８】
誘電性粒子３１は、基体２０２を構成する誘電体よりも誘電率が大きい。例えば、基体２０２にアルミナ材料を用いる場合は、アルミナの誘電率は８程度なので、誘電性粒子３１として、誘電率が８よりも大きなチタン酸バリウム等を用いる。【０１０９】
基体２０２と誘電性粒子３１、および誘電性粒子３１同士は互いに接合されている。それらは、例えば、基体２０２と誘電性粒子３１の固相焼結、またはＳｉＯ２、ＭｇＯ、およびＣａＯ等の焼結助剤を用いた液相焼結により接合されている。【０１１０】
例えば、基体２０２および誘電性粒子３１は、その表面に、白金またはその合金からなる触媒３３を有する。白金またはその合金は、基体２０２および誘電性粒子３１と焼結により接合されている。尚、白金またはその合金からなる触媒３３は、誘電性粒子３１の表面に蒸着法またはめっき法により形成され得る。また、予め誘電性粒子３１の原料に添加しておいてもよい。【０１１１】
このように、基体２０２および誘電性粒子３１の少なくとも一方が触媒３３を有する場合には、基体２０２間を流れる流体をプラズマによって改質する際に、活性化エネルギーを低減させることができる。このため流体の改質効率を向上させることが可能になる。【０１１２】
なお、図３６では、基体２０２に、ヒータ１１６や温度検出素子１１５が設けられている。ヒータ１１６は、基体２０２の適宜な位置に、適宜な形状で埋設されている。例えば、ヒータ１１６は、基体２０２に埋設され、蛇行する、または渦巻状に存在するなどして第２電極３０９等に沿う平面に広がっている。温度検出素子１１５は、例えば、抵抗体により構成されている。温度検出素子１１５は、基体２０２の適宜な位置、例えば、第１電極３０８と貫通孔２０５との間に埋設されている。ヒータ１１６や温度検出素子１１５は、第２電極３０９等と同様に、焼成前の誘電層に導電ペーストが配置され、積層された誘電層と共に焼成されることにより、基体２０２に埋設、固定されて形成される。これらの作用については、後述する第６の実施形態において述べる。【０１１３】
以下に、誘電性粒子３１が設けられる誘電性構造体の製造方法について説明する。まず、有機バインダーの重量比がそれぞれ異なる第１から第４のセラミックグリーンシートを準備する。【０１１４】
有機バインダーの重量比が最も小さい複数の第１セラミックグリーンシートの材料は、セラミック粉末および有機バインダーである。セラミック粉末の材料としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、コージライト、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、または炭化ケイ素等が挙げられる。また、フィラー成分としては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，またはＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，またはコージライト）等が挙げられる。また有機バインダーとしては、アクリル樹脂やエチルセルロース樹脂等が挙げられる。【０１１５】
なお、放電により発生した熱を外部に放熱するという観点からは、熱伝導性の高い窒化ケイ素または窒化アルミニウムを用いるのがよい。また、基体２０２の破損を抑制するという観点からは、高強度の炭化ケイ素を用いるのがよい。【０１１６】
具体的には、第１セラミックグリーンシートとして、所望のセラミック粉末，有機バインダー，可塑剤，および有機溶剤等を添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクターブレード法またはカレンダーロール法によりシート状に成形する。この第１セラミックグリーンシートは、焼成後に基体２０２となる。【０１１７】
また、基体２０２は、貫通孔２０５に露出した表面において、結晶相の面積率がガラス相の面積率よりも高い方がよい。この構成により、貫通孔２０５内で発生したプラズマによって基体２０２がエッチングされることを有効に抑制できる。すなわち、貫通孔２０５に露出した基体２０２の表面において、非常に結合力の高い共有結合で結合した結晶相の割合を高めることによって、プラズマによるエッチングに対して抵抗力を高めることができる。【０１１８】
より好ましくは、基体２０２の貫通孔２０５に露出した表面において、結晶相の面積率が９０〜１００％であるのがよい。ここで、結晶相が１００％の場合は、単結晶組成であり、結晶相が１００％より小さい場合は、隣り合う結晶相同士がその間に介在する非結晶相によって接合された構成である。結晶相の面積率が９０％以上であると、貫通孔２０５内で発生したプラズマによる非結晶相のエッチングが抑制され、基体２０２のエッチングに対する抵抗力が大きくなる。【０１１９】
この構成により、貫通孔２０５に露出した表面のプラズマ対する耐久性を向上できるとともに、基体２０２の熱膨張率を低減して熱応力が生じるのを有効に抑制できる。【０１２０】
このような結晶相の割合を高めるためには、基体２０２の材料としてアルミナ、ジルコニア、またはコージライトを用い、原料としての焼結助剤などの添加物の含有量および焼成条件を調整することにより、所望のものとすることができる。【０１２１】
なお、高熱環境下で使用され、耐熱衝撃性が必要という観点からは、基体２０２は、少なくとも貫通孔２０５に露出した部位の主成分がコージライトであるのがよい。コージライトは線熱膨張係数が約２ｐｐｍ／℃程度であり、プラズマ発生時の熱による基体２０２の熱膨張を低減して、熱応力が生じるのを有効に抑制できる。【０１２２】
このような結晶相の面積率は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等による表面状態観察により求めることができる。また、結晶性の判断については、Ｘ線回折を用いることにより分析できる。【０１２３】
また、有機バインダーの重量比が第１セラミックグリーンシートよりも大きい第２セラミックグリーンシート、有機バインダーの重量比が第２セラミックグリーンシートよりも大きい第３セラミックグリーンシート、及び有機バインダーの重量比が最も大きい第４セラミックグリーンシートの材料は、セラミック粉末、金属酸化物粉末、および有機バインダーである。セラミック粉末の材料としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、コージライト、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、または炭化ケイ素等が挙げられる。また、フィラー成分としては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，またはＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，またはコージライト）等が挙げられる。金属酸化物粉末としてはチタン酸バリウム等が挙げられる。また、有機バインダーとしてはアクリル樹脂またはエチルセルロース樹脂等が挙げられる。【０１２４】
次に、第２セラミックグリーンシートとして、所望のセラミック粉末、金属酸化物粉末、可塑剤、および有機溶剤等に、有機バインダーを第１セラミックグリーンシートより重量比より大きくなるように添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法によりシート状に成形して所望の有機バインダー重量比のセラミックグリーンシートを得る。【０１２５】
また、第３セラミックグリーンシートとして、所望のセラミック粉末、金属酸化物粉末、可塑剤、及び有機溶剤等に、有機バインダーを第２セラミックグリーンシートより重量比より大きくなるように添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法によりシート状に成形して所望の有機バインダー重量比のセラミックグリーンシートを得る。【０１２６】
さらに、第４セラミックグリーンシートとして、所望のセラミック粉末、金属酸化物粉末、可塑剤、及び有機溶剤等に、有機バインダーを第２セラミックグリーンシートより重量比より大きくなるように添加混合して泥漿状となし、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法によりシート状に成形して所望の有機バインダー重量比のセラミックグリーンシートを得る。【０１２７】
次に、必要に応じて第１セラミックグリーンシート上に、焼成後、例えば第２電極３０９等となる導体ペーストを塗布する。導体ペーストの塗布は、例えばスクリーン印刷法またはインクジェット印刷法にて行われる。そして、複数の第１セラミックグリーンシートを積層して第１セラミックグリーンシートの積層体を得る。ここで、第１セラミックグリーンシートの圧着は、例えば、熱圧着法または加圧圧着法にて行われる。好適には、第１セラミックグリーンシートを４０から１５０℃に加熱し、１０から２００ｋｇ／ｃｍ２に加圧して行われる。【０１２８】
次に、基体２０２となる第１セラミックグリーンシートの積層体上に、有機バインダーの重量比が第１セラミックグリーンシートよりも大きい少なくとも１つの第２セラミックグリーンシートと有機バインダーの重量比が第２セラミックグリーンシートよりも大きい少なくとも１つの第３セラミックグリーンシートと有機バインダーの重量比が最も大きい少なくとも１つの第４セラミックグリーンシートを順に積層して圧着し、第１から第４のセラミックグリーンシートの積層体を得る。セラミックグリーンシートの圧着は、例えば、熱圧着法や加圧圧着法にて行われる。好適には、セラミックグリーンシートを４０から１５０℃に加熱し、１０から２００ｋｇ／ｃｍ２に加圧して行われる。【０１２９】
次に、第１から第４のセラミックグリーンシートの積層体を焼成する。焼成は、例えば８００から１６００℃に加熱することで行われる。この焼成の過程においてセラミックグリーンシートに含まれている有機バインダーが熱により炭化を経て気化し、セラミック粉末、および金属酸化物粉末のみからなる仮焼構造体となる。これにより、有機バインダーの重量比が大きいセラミックグリーンシート程、焼成過程における仮焼構造体の気孔比率が大きくなり、仮焼構造体におけるセラミック粉体どうしの焼結が促進され、誘電性粒子は成長していく。本発明における実施例では、基体２０２となる第１セラミックグリーンシート、誘電性粒子層３２となる、第２セラミックグリーンシート、第３セラミックグリーンシートおよび第４セラミックグリーンシートの順に誘電性粒子の大きさが大きく形成される。【０１３０】
この焼結過程において、基体２０２となる第１セラミックグリーンシート、誘電性粒子層３２となる第２乃至第４のセラミックグリーンシートが互いに焼結し接合されることにより、基体２０２と誘電性粒子層３２は焼結し接合される。【０１３１】
さらに、第１乃至第４のセラミックグリーンシートを焼結して得られるセラミック積層体を２つ準備し、それらのセラミック積層体を、隣接するセラミック積層体の焼成前の第４セラミックグリーンシート側における一部の表面同士が対向するように、該表面の対向方向に配列する。【０１３２】
なお、基体２０２と誘電性粒子層３２は、気孔比率が異なり、気体の通過しやすさが異なる。基体２０２と誘電性粒子層３２とは、誘電性構造体の一部を切り出して電子走査型顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察することにより容易に区別できる。【０１３３】
また、基体２０２と誘電性粒子層３２は吸水率を測定することで区別することも可能である。吸水率の測定は、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ）法によるものが挙げられる。この方法では、まず、誘電性構造体の一部（以下、「測定試料」という。）を切り出して、水に入れて加圧し、その後測定試料の重量（以下、第１の重量Ａという。）を測定する。次に、測定試料をオーブンで完全乾燥させ、その乾燥した測定試料の重量（以下、第２の重量Ｂという。）を測定する。そして、第１の重量と第２の重量の差から吸水率を求める（(Ｂ−Ａ) ÷ Ａ ×１００ ）。基体２０２の吸水率は３％未満であり、誘電性粒子層３２の吸水率は３％以上である。吸水率が高いことは、気孔比率が高く、気孔同士が連続してつながっていることを示す。このように、吸水率が高い場合には、気孔同士がつながっており、気体が通過する際の圧力損失が小さいことを表すことから、吸水率を測定することにより、基体２０２と誘電性粒子層３２とを区別することができる。【０１３４】
上述の製造方法によれば、基体２０２と誘電性粒子３１、および誘電性粒子３１同士が接合されているので、粒径の小さな粒子と中程度の粒子、及び大きな粒子が、振動等で所定の位置から動くことがなく、また第２電極３０９等を内蔵した基体２０２の表面には常に粒径の小さな誘電性粒子３１が配置される。よって、誘電性構造体を長期間使用してもプラズマの発生電圧に変化やばらつきを生じることなく安定したプラズマ発生状態を得ることができる。【０１３５】
なお、上述の説明では、基体２０２と３層の誘電性粒子３１からなる誘電性粒子層３２の構造について記載したが、誘電性粒子層３２は、２層でもよく、また４層、５層、それ以上の層数であってもよい。【０１３６】
誘電性構造体は、貫通孔２０５に設けられた複数の誘電性粒子３１を備え、誘電性粒子３１は、貫通孔２０５の中央部から各貫通孔２０５の内周面に向かうにつれて、粒径が小さくなっている。この構成によれば、貫通孔２０５に誘電性粒子３１が存在し、第１空間２２３における誘電率（静電容量）が大きくなるので、プラズマを発生させるための開始電圧（閾値電圧）を低くすることができる。【０１３７】
また、誘電性粒子３１は、基体２０２の表面に近づくにつれて小さくなっているので、基体２０２に近づくにつれて誘電性粒子３１の比表面積が大きくなり、誘電性粒子３１の表面に電荷を蓄積しやすい状態となるため、第１電極対３０６に電圧が印加された場合、比較的低い電圧で誘電性粒子３１が帯電し、帯電した電荷は、更に隣接した誘電性粒子３１へ帯電して、連続的な帯電が発生する。この帯電現象は一度発生すると、粒径が小さい誘電性粒子から、粒径の大きい粒子へ順に発生していく。このため、プラズマの発生開始電圧を低くすることができる。【０１３８】
なお、基体２０２よりも誘電性粒子３１の誘電率が高い場合には、基体２０２と誘電性粒子３１の誘電率が同程度か、誘電性粒子３１の誘電率が低い場合と比較して、誘電性粒子３１の表面に電荷をより蓄積しやすい状態となるため、電圧が印加された場合、より低い電圧で誘電性粒子３１が帯電し、帯電した電荷は、更に隣接した誘電性粒子３１へ帯電し、連続的な帯電が発生する。これにより、プラズマ発生の閾値電圧をより低くすることができる。【０１３９】
このように、プラズマ発生の閾値電圧を低くすることができれば、誘電性構造体を搭載した機器において、プラズマ発生に関する消費電力量も小さくなる。これは、特にトータル使用可能電力の制限がある自動車や小型発電機、船舶等の移動体において、この誘電性構造体を利用する際に非常に有効である。【０１４０】
なお、２つの基板部２０３のうち一方の基板部２０３と貫通孔２０５の中央部との間に誘電性粒子３１が設けられ、その誘電性粒子３１が、貫通孔２０５の中央部からその一方の基板部２０３に向かうにつれて、粒径が小さくなっていてもよい。【０１４１】
また、貫通孔２０５が誘電性粒子で満たされ、その誘電性粒子の粒径が貫通孔２０５の中央部から貫通孔２０５の内周面に向かうにつれて小さくなっていてもよい。【０１４２】
（放電装置）
第１の実施形態に係る誘電性構造体１と、第１組み合わせ集合６に交流電圧を印加する交流電源と、第２組み合わせ集合７に直流電圧を印加する直流電源とを組み合わせて、貫通孔５に供給される流体を改質し、流体中の微粒子状不純物を除去することのできる放電装置を構成することができる。第２〜第５の実施形態に係る誘電性構造体２０１、３０１、４０１、５０１についても同様である。【０１４３】
なお、第３の実施形態において、第２組み合わせ集合３０７（第３電極３１０及び第４電極３１１）に電圧を印加する直流電源は、第３電極３１０及び第４電極３１１に、正負の電圧を直接印加する直流電源であってもよいし、第２電極３０９と第３電極３１０との間に正の直流電圧を印加する電源と、第１電極３０８と第４電極３１１との間に負の直流電圧を印加する電源とを組み合わせたものであってもよい。第４の実施形態においても同様である。【０１４４】
また、例えば、第２組み合わせ集合に直流電圧を印加して基体２の表面に微粒子状不純物を吸着させた後、第２組み合わせ集合に交流電圧を印加してもよい。交流電圧の印加により、放電領域が形成され、基体２の表面に吸着させた微粒子状不純物をプラズマによって分解し、流体を改質することができる。
このように電極間に印加する電圧を制御するためには、図３７に示すように、直流電源Ｖ１、交流電源Ｖ２、および第２組み合わせ集合に接続する電源を直流電源Ｖ１と交流電源Ｖ２との間で切り換えるスイッチ等の切り換え部ＳＷ１を用いることができる。【０１４５】
このように電極間に印加する電圧を制御すると、流体供給部ＳＵＰから供給された流体中に含まれ、最初に発生したプラズマによって分解できなかった微粒子状不純物も、帯電させて基体の表面に吸着させた後、再びプラズマにより分解し、流体を改質させることができることから、微粒子状不純物の除去をより十分に行うことができる。さらに、基体に付着した微粒子状不純物も除去することが可能であるから、流体の圧力損失の増大をより抑制することが可能となり、その結果、流体中の微粒子状不純物を長期に渡ってより安定して反応させて、流体を改質することができる。【０１４６】
なお、ここでは、第３の実施の形態による誘電性構造体を用いて説明したが、第１、第２、および第４、第５の実施の形態による誘電性構造体に対しても適用可能である。【０１４７】
（第６の実施形態）
図３８は、本発明の第６の実施形態に係る反応装置１００の構造的な構成を示す概念図である。【０１４８】
反応装置１００は、上述した第１〜第５の実施形態の誘電性構造体のいずれかを備える。なお、以下では、第１〜第５の実施形態を代表して、第１の実施形態の符号を用いて説明する。【０１４９】
反応装置１００は、誘電性構造体１により被処理流体を処理して排出する装置として構成されている。被処理流体は、例えば、自動車の内燃機関の排気ガスであり、貫通孔５（以下、「放電空間」ともいう。）における化学変化によりＮＯｘが分解される。また、例えば、被処理流体は、冷蔵庫やエアコンに冷却媒体として使用されたフロンであり、放電空間５における化学変化によりフロンが分解される。なお、以下では、反応装置１００のうち、誘電性構造体１以外の部分を、反応装置本体部１０１ということがある。【０１５０】
反応装置本体部１０１は、被処理流体を供給する流体源１０３と、流体源１０３から誘電性構造体１に被処理流体を導く供給管１０５（供給部の一例）と、誘電性構造体１により処理された被処理流体を排出する排出管１０７と、被処理流体の流動を制御するための被処理流体用ポンプ１０９と、冷却媒体を供給する冷媒源１１１と、冷媒源１１１から誘電性構造体１に冷却媒体を導く供給用流動管１０６Ａ（冷却部の一例）と、誘電性構造体１から冷媒源１１１に冷却媒体を導く排出用流動管１０６Ｂと、冷却媒体の流動を制御するための冷却媒体用ポンプ１１３（冷却部の一例）とを備えている。【０１５１】
流体源１０３は、被処理流体としての排気ガスを排出する自動車の内燃機関等、被処理流体を生成するものである。あるいは、流体源１０３は、使用済みの冷蔵庫やエアコンの冷却媒体を保持したタンク等、被処理流体を保持するものである。【０１５２】
供給管１０５は、一端側が、流体源１０３の被処理流体を生成又は保持する空間に連通し、他端側が、誘電性構造体１の放電空間５に連通している。供給管１０５の誘電性構造体１側は、放電空間５の数に対応して第１分岐部１０５ａＡ、第２分岐部１０５ａＢ、第３分岐部１０５ａＣ（以下、単に「分岐部１０５ａ」といい、これらを区別しないことがある。）に分岐し、第１分岐部１０５ａＡ〜第３分岐部１０５ａＣは、それぞれ放電空間５Ａ〜放電空間５Ｃに連通している。【０１５３】
排出管１０７は、一端側が、誘電性構造体１の放電空間５に、供給管１０５とは反対側から連通し、他端側が、大気に開放され、又は、処理後の被処理流体を保持若しくは処理後の被処理流体に別の処理を施す不図示の空間に連通している。排出管１０７の誘電性構造体1側は、放電空間５の数に対応して第１分岐部１０７ａＡ、第２分岐部１０７ａＢ、第３分岐部１０７ａＣ（以下、単に「分岐部１０７ａ」といい、これらを区別しないことがある。）に分岐し、第１分岐部１０７ａＡ〜第３分岐部１０７ａＣは、それぞれ放電空間５Ａ〜放電空間５Ｃに連通している。なお、排出管１０７は、省略されてもよい。例えば、処理後の被処理流体が放電空間５から大気へ直接的に排出されてもよい。【０１５４】
供給管１０５及び排出管１０７は、金属や樹脂などの適宜な材料により形成されている。供給管１０５及び排出管１０７は、可撓性を有していてもよいし、有していなくてもよい。分岐部１０５ａ及び分岐部１０７ａと、第１貫通孔５との接続は、例えば、分岐部１０５ａや分岐部１０７ａの端部を、基体２における第１貫通孔５の開口を有していない側面に当接させて、接着剤や螺合部材などの適宜な固定部材により分岐部１０５ａや分岐部１０７ａと基体２とを固定することにより行われる。なお、分岐部１０５ａや分岐部１０７ａを放電空間５に嵌合挿入したり、流出用接続管等の突出した環状部分を放電空間５の端部に基体２と一体的に形成し、その突出部分を分岐部１０５ａや分岐部１０７ａに嵌合挿入することにより行われてもよい。【０１５５】
被処理流体用ポンプ１０９は、供給管１０５及び排出管１０７の少なくともいずれかに設けられている。図３８では、供給管１０５に設けられた場合を例示している。なお、流体源１０３が内燃機関である場合など、流体源１０３の動力により被処理流体が流動される場合には、被処理流体用ポンプ１０９は省略されてもよい。また、被処理流体用ポンプ１０９は、誘電性構造体１に設けることも可能である。被処理流体用ポンプ１０９は、ロータリーポンプや往復ポンプ等の適宜なポンプにより構成されてよい。【０１５６】
冷媒源１１１は、例えば、熱交換器を含んで構成され、排出用流動管１０６Ｂからの冷却媒体の温度を熱交換器により降下させて供給用流動管１０６Ａに供給する。なお、冷媒源１１１は、冷却媒体を供給することができればよく、排出用流動管１０６Ｂからの冷却媒体を受け入れて冷却媒体を循環させるものでなくてもよい。すなわち、排出用流動管１０６Ｂからの冷却媒体は、冷媒源１１１とは異なる場所へ排出されてよい。例えば、冷却媒体として水道水が利用されるような場合に、排出用流動管１０６Ｂからの水は、冷媒源１１１としての水源とは異なる場所へ排出されてよい。逆に、冷却媒体が循環される構成である場合には、冷媒源１１１は省略されてもよい。【０１５７】
供給用流動管１０６Ａは、一端が冷媒源１１１に連通するとともに、他端が、上述のように、流入用接続管等を介して誘電性構造体１の放電空間５（流路）に連通している。排出用流動管１０６Ｂは、一端が、基体２に一体的に設けられた流出用接続管等を介して誘電性構造体１の放電空間５に連通するとともに、他端が冷媒源１１１に連通している。流動管１０６は、金属や樹脂などの適宜な材料により形成されている。流動管１０６は、可撓性を有していてもよいし、有していなくてもよい。【０１５８】
冷却媒体用ポンプ１１３は、供給用流動管１０６Ａ及び排出用流動管１０６Ｂの少なくともいずれかに設けられている。図３８では、供給用流動管１０６Ａに設けられた場合を例示している。なお、冷媒源１１１が高位置にあるタンクであり、重力により冷却媒体を流動させることができるなど、適宜に冷却媒体を流動させる動力が得られる場合には、冷却媒体用ポンプ１１３は省略されてもよい。また、冷却媒体用ポンプ１１３は、誘電性構造体１に設けることも可能である。冷却媒体用ポンプ１１３は、ロータリーポンプや往復ポンプ等の適宜なポンプにより構成されてよい。【０１５９】
図３９は、反応装置１００の電気系の構成を示すブロック図である。ここでは、例として、基体２の内部に基体２の温度を検出するための温度検出素子１１５と、基体２を加熱するためのヒータ１１６とが設けられているものする。また、基体２の表面に、温度検出素子１１５からの電気信号を出力ためのセンサ用端子１１８、ヒータ１１６に電力を供給するためのヒータ用端子１１９がそれぞれ露出しているものとする。なお、以下では、外部端子２１４〜２１６をまとめて、導電体用端子１１７という。【０１６０】
反応装置本体部１０１は、導電体用端子１１７、センサ用端子１１８、ヒータ用端子１１９に接続される装置側導電体用端子１４１、装置側センサ用端子１４３、装置側ヒータ用端子１４５を備えている。誘電性構造体１は、これら端子を介して反応装置本体部１０１から電力が供給されて駆動制御される。具体的には、以下のとおりである。【０１６１】
電源部１２１は、例えば、バッテリを含んで構成され、バッテリからの直流電力を適宜な電圧の交流電力又は直流電力に変換して供給する。あるいは、商用周波数の交流電力を適宜な電圧の交流電力又は直流電力に変換して供給する。電源部１２１の電力は、制御部１２３、放電制御部１２５、温度検出部１２７、ヒータ駆動部１２９、被処理流体用ポンプ１０９、冷却媒体用ポンプ１１３に供給される。【０１６２】
放電制御部１２５は、電源部１２１から供給される電力を、制御部１２３からの制御信号に応じた電圧の交流電力に変換し、その変換後の電力を装置側導電体用端子１４１及び導電体用端子１１７を介して第１組み合わせ集合６に供給する。放電制御部１２５は、例えば、インバータや変圧器等の電源回路を含んで構成されている。第１空間２３では、放電制御部１２５により印加された電圧に応じた量の放電が行われる。【０１６３】
また、放電制御部１２５は、電源部１２１から供給される電力を、制御部１２３からの制御信号に応じた電圧の直流電圧に変換し、その変換後の電力を装置側導電体用端子１４１及び導電体用端子１１７を介して第２組み合わせ集合７に供給する。放電制御部１２５は、例えば、インバータや変圧器等の電源回路を含んで構成されている。第２空間２４では、放電制御部１２５により印加された電圧に応じた電位勾配が形成され、該電位勾配に対応して第２空間２４は電気的に正または負に帯電し、第２空間２４を通過した微粒子状不純物を帯電させることができる。【０１６４】
温度検出部１２７は、例えば、温度検出素子１１５が温度変化により抵抗値が変化する抵抗体により構成されている場合、電源部１２１から供給される電力を適宜な電圧の直流電力又は交流電力に変換し、その変換した電力を装置側センサ用端子１４３及びセンサ用端子１１８を介して温度検出素子１１５に供給する。そして、温度検出素子１１５は、温度検出素子１１５の抵抗値を検出し、その検出した抵抗値に応じた信号を制御部１２３に出力する。温度検出素子１１５は、検出した抵抗値に基づいて温度検出素子１１５の温度を算出し、その算出値に応じた信号を制御部１２３に出力してもよい。【０１６５】
ヒータ駆動部１２９は、電源部１２１から供給される電力を、制御部１２３からの制御信号に応じた電圧の直流電力又は交流電力に変換し、その変換した電力を装置側ヒータ用導電体１４５及びヒータ用端子１１９を介してヒータ１１６に供給する。ヒータ駆動部１２９は、例えば、整流回路や変圧器等の電源回路を含んで構成されている。ヒータ１１６では、ヒータ駆動部１２９により印加された電圧に応じた量の発熱が行われる。【０１６６】
被処理流体用ポンプ１０９及び冷却媒体用ポンプ１１３はそれぞれ、例えば、特に図示しないが、ポンプの駆動源としてのモータと、当該モータを駆動するモータドライバとを含んで構成されており、モータドライバは、電源部１２１から供給される電力を、制御部１２３からの制御信号に応じた電圧の交流電力又は直流電力に変換してモータに印加する。モータは、印加された電圧に応じた回転数で回転し、ひいては、印加された電圧に応じた力が被処理流体や冷却媒体に加えられる。【０１６７】
入力部１３１は、ユーザの操作を受け付け、ユーザの操作に応じた信号を制御部１２３に出力する。例えば、入力部１３１は、反応装置１００の駆動開始操作、駆動停止操作、温度設定や流量制御に係る各種のパラメータの設定操作を受け付け、操作に応じた信号を出力する。入力部１３１は、例えば、各種スイッチを含んだ制御パネルやキーボードにより構成されている。【０１６８】
制御部１２３は、例えば、特に図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び外部記憶装置を備えたコンピュータにより構成されている。制御部１２３は、温度検出部１２７や入力部１３１からの信号に基づいて、放電制御部１２５、ヒータ駆動部１２９、被処理流体用ポンプ１０９及び冷却媒体用ポンプ１１３に制御信号を出力する。【０１６９】
例えば、制御部１２３は、入力部１３１から反応装置１００の駆動開始操作に応じた信号が入力された場合には、導電体用端子１１７への電力の供給を開始するように放電制御部１２５に制御信号を出力し、入力部１３１から反応装置１００の駆動停止操作に応じた信号が入力された場合には、導電体用端子１１７への電力の供給を停止するように放電制御部１２５に制御信号を出力する。【０１７０】
また、例えば、制御部１２３は、温度検出部１２７により検出される温度が、誘電性構造体１が効率的に沿面放電を発生させることができる温度として設定された所定の目標温度に達していないと判定した場合は、第１組み合わせ集合６へ供給する電力を、通常運転時に供給する電力よりも増加させるように、放電制御部１２５に制御信号を出力し、誘電性構造体１が目標温度に到達した場合には、第１組み合わせ集合６へ供給する電力を通常運転時に供給する電力に維持するように、放電制御部１２５に制御信号を出力する。【０１７１】
また、例えば、制御部１２３は、温度検出部１２７により検出される温度が、誘電性構造体１が効率的にプラズマを発生させることができる温度として設定された所定の目標温度に達していないと判定した場合は、ヒータ１１６へ電力を供給し、又は、ヒータ１１６へ供給する電力を増加させるように、ヒータ駆動部１２９に制御信号を出力する。そして、誘電性構造体１が目標温度に到達した場合には、ヒータ１１６へ供給する電力を減少させ、又は、ヒータ１１６への電力の供給を停止するように、ヒータ駆動部１２９に制御信号を出力する。【０１７２】
また、例えば、制御部１２３は、温度検出部１２７により検出される温度と、誘電性構造体１が効率的に沿面放電を発生させることができる温度、あるいは、誘電性構造体１や反応装置本体部１０１が安全に運転される温度として設定された所定の目標温度とを比較し、検出された温度が目標温度よりも高い場合には冷却媒体の流速を高く、低い場合には冷却媒体の流速を低くするように、冷却媒体用ポンプ１１３へ制御信号を出力する。【０１７３】
また、例えば、制御部１２３は、温度検出部１２７により検出される温度が、誘電性構造体１が効率的に沿面放電を発生させることができる温度として設定された所定の目標温度に達していないと判定した場合は、被処理流体の流速を低く、達したと判定した場合は、被処理流体の流速を高くするように、被処理流体用ポンプ１０９へ制御信号を出力する。【０１７４】
また、例えば、制御部１２３は、温度検出部１２７により検出される温度と、誘電性構造体１や反応装置本体部１０１が安全に運転される温度として設定された所定の温度範囲とを比較し、検出された温度が設定された温度範囲を超えた場合には、不図示の表示装置やスピーカ等の報知部に、異常の発生を報知するように制御信号を出力する。【０１７５】
以上の第６の実施形態によれば、反応装置１００は、第１の実施形態の誘電性構造体１と、放電空間５に被処理流体を供給する供給管１０５と、放電空間５でプラズマ発生を行なって被処理流体を化学変化させた反応流体を排出するための排出管１０７とを備えているから、第１の実施形態と同様に、誘電性構造体１の耐久性の向上や誘電性構造体１の小型化の効果が得られ、ひいては、反応装置１００の耐久性の向上や小型化の効果が得られる。【０１７６】
なお、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、上述においては、自動車、船舶、発電機等に使用されるディーゼルエンジン等の排気ガスの改質について説明を行っているが、その他の用途に使用される誘電性構造体およびその反応装置に適用しても良い。例えば、消臭、ダイオキシン分解、花粉分解等に使用される空気洗浄機器やプラズマエッチング、薄膜装置等に搭載される誘電性構造体および反応装置等に適用することができる。また、沿面放電により放電空間を通過する流体を反応または分解させるための誘電性構造体およびその反応装置に適用することが可能である。
【図１】
0005466951.tif 000002
【図２】
0005466951.tif 000003
【図３】
0005466951.tif 000004
【図４】
0005466951.tif 000005
【図５】
0005466951.tif 000006
【図６】
0005466951.tif 000007
【図７】
0005466951.tif 000008
【図８】
0005466951.tif 000009
【図９】
0005466951.tif 000010
【図１０】
0005466951.tif 000011
【図１１】
0005466951.tif 000012
【図１２】
0005466951.tif 000013
【図１３】
0005466951.tif 000014
【図１４】
0005466951.tif 000015
【図１５】
0005466951.tif 000016
【図１６】
0005466951.tif 000017
【図１７】
0005466951.tif 000018
【図１８】
0005466951.tif 000019
【図１９】
0005466951.tif 000020
【図２０】
0005466951.tif 000021
【図２１】
0005466951.tif 000022
【図２２】
0005466951.tif 000023
【図２３】
0005466951.tif 000024
【図２４】
0005466951.tif 000025
【図２５】
0005466951.tif 000026
【図２６】
0005466951.tif 000027
【図２７】
0005466951.tif 000028
【図２８】
0005466951.tif 000029
【図２９】
0005466951.tif 000030
【図３０】
0005466951.tif 000031
【図３１】
0005466951.tif 000032
【図３２】
0005466951.tif 000033
【図３３】
0005466951.tif 000034
【図３４】
0005466951.tif 000035
【図３５】
0005466951.tif 000036
【図３６】
0005466951.tif 000037
【図３７】
0005466951.tif 000038
【図３８】
0005466951.tif 000039
【図３９】
0005466951.tif 000040
【図４０】
0005466951.tif 000041
【図４１】
0005466951.tif 000042