(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが流入する流入口（２０）と、
その流入口から流入した前記ガスが流出する流出口（２１）と、
前記流入口と流出口との間の空間に、間隔を置いて配置された少なくとも１対の電極（４）を備え、その１対のうち少なくとも一方の電極が誘電体に内包された線形状の電極である電極部（３、４、５）と、
対となる前記電極の間に形成され、前記ガスが流通する空間であるガス流通路（６）と、
を備え、
前記線形状の電極を有する電極部は、
誘電体により形成された誘電体基部（３）と、
その誘電体基部の表面に導体によって前記線形状で形成された線状電極（４）と、
前記線状電極を被膜するように形成された誘電体による膜である誘電体膜（５）と、
を備え、
前記線形状の電極の幅は２００μｍ以下であることを特徴とするガス改質装置。
【請求項２】
前記線形状の電極を有する電極部は、前記流入口から流出口への前記ガスの流通方向に交差する方向に配置された複数対の電極を有する請求項１に記載のガス改質装置。
【請求項３】
前記線形状の電極を内包する誘電体における、前記線形状の電極と前記ガス流通路との間の部分の距離は５０μｍ以下である請求項１又は２に記載のガス改質装置。
【請求項４】
前記線形状の電極は、前記流入口から流出口へのガスの流通方向に交差する方向に延びる複数本の線形状の電極を含み、
その複数本の線形状の電極の間の間隔は２．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス改質装置。
【請求項５】
前記線形状の電極は、その線形状に含まれる１本の線から複数の線が分岐し、分岐した先でさらに分岐する多重分岐形状を有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガス改質装置。
【請求項６】
前記電極部は、対となる電極の両方が線形状の電極であり、前記ガス流通路を挟んで前記線形状の電極が鏡像関係で対向するように配置された請求項１乃至５のいずれか１項に記載のガス改質装置。
【請求項７】
前記電極部は、対となる電極の一方が線形状、他方が面状の電極であり、前記ガス流通路を挟んで前記線形状の電極と面状の電極とが対向するように配置された請求項１乃至５のいずれか１項に記載のガス改質装置。
【請求項８】
前記電極を内包する誘電体の比誘電率は５０以上である請求項１乃至７のいずれか１項に記載のガス改質装置。
【請求項９】
前記電極を内包する誘電体における前記ガス流通路に面した表面に触媒（９）が担持された請求項１乃至８のいずれか１項に記載のガス改質装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のガス改質装置と、
そのガス改質装置の下流に備えられて、ガス改質装置によって改質された還元剤を含むガスが流入してＮＯｘが還元されるＮＯｘ触媒（１００、１０１）と、
を備えたことを特徴とする排気浄化システム。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のガス改質装置と、
そのガス改質装置の下流に備えられて、ガス改質装置によって改質された酸化剤を含むガスが流入して、堆積した粒子状物質が酸化されるフィルタ（１０２）と、
を備えたことを特徴とする排気浄化システム。
【請求項１２】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のガス改質装置と、
そのガス改質装置に空気を供給する供給部（２０５）と、
を備えたことを特徴とする空気清浄機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス改質装置、排気浄化システム、空気清浄機に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、例えばディーゼルエンジンやリーンバーンガソリンエンジン等の内燃機関の排気には粒子状物質（ＰＭ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）が含まれており、これらの浄化のための多数の提案がある。そうした提案においては、排気管中にＰＭの除去のためのフィルタやＮＯｘの浄化機能を有する触媒などを配置する形態が代表的である。
【０００３】
環境保護の潮流のなかで内燃機関からの二酸化炭素の排出量を今後さらに厳しく規制する方向に向かうと見られている。そのためには燃費をさらに改善させることが重要となる。燃費改善のための技術開発は、燃焼の効率化や内燃機関の軽量化を促し、ひいては排気ガスの温度を低下させると考えられる。上記のような排気後処理のためのフィルタや触媒には、排気浄化機能を適切に機能させるために高い排気温度（例えば摂氏２００度以上）を必要とするものがある。
【０００４】
したがって排気ガスの低温度化が想定される状況においては、高い排気温度を必要としない排気浄化方法の開発が必要となる。その一手法として、フィルタや触媒の上流の排気ガス内で放電を起こしてプラズマ化によりガスを改質して、低温度での排気浄化を可能とする手法の提案がある。
【０００５】
例えば下記特許文献１には、絶縁基体に板状電極を埋め込んだものを対向させて、その間の空間で放電を発生させるリアクタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４９７３９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者は、特許文献１に開示されたリアクタでは、板状電極の間の空間において電界強度が平均化される（つまり、その空間内のどの場所でも電界強度はほぼ同じとなる）との知見を得た。ガス改質のためのリアクタではこのような平均化は必要でなく、局所的に電界強度が大きい場所が発生して、そこで放電が発生すればよい。
【０００８】
電界強度が平均化される場合、放電が発生するための供給電力は、全領域的に電界を上げるために相対的に大きくしなければならない。それに対し電界強度が平均化されない場合は、放電発生のための電力は、局所的に電界強度が上がればよいので、相対的に小さくて済む。
【０００９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、上記に鑑み、対向する電極間での電界強度の平均化を回避することにより、放電のための電力コストを低減させつつ、充分なガス改質が可能なガス改質装置、排気浄化システム、空気清浄機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を達成するために、本発明に係るガス改質装置は、ガスが流入する流入口（２０）と、その流入口から流入した前記ガスが流出する流出口（２１）と、前記流入口と流出口との間の空間に、間隔を置いて配置された少なくとも１対の電極（４）を備え、その１対のうち少なくとも一方の電極が誘電体に内包された線形状の電極である電極部（３、４、５）と、対となる前記電極の間に形成され、前記ガスが流通する空間であるガス流通路（６）と、を備え、線形状の電極を有する電極部は、誘電体により形成された誘電体基部（３）と、その誘電体基部の表面に導体によって線形状で形成された線状電極（４）と、線状電極を被膜するように形成された誘電体による膜である誘電体膜（５）と、を備え、線形状の電極の幅は２００μｍ以下であることを特徴とする。本発明に係るガス改質装置は、こうした構成により、線状電極の近傍で電界強度が上がることとなって電界強度の平均化が回避され、電力コストが低減できる。さらに、誘電体に線状電極が内包される構造による誘電体表面付近の広い領域に沿面放電を発生させて、高いガス改質性能を達成する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明におけるガス改質装置の第１の実施例の構成図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】誘電体板部および線状電極の第１の例を示す図。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面における線状電極及び誘電体板部の拡大断面図。
【図５】ガス改質装置における放電の様子の例を示す図。
【図６】線状電極の第２の例を示す図。
【図７】線状電極の第３の例を示す図。
【図８】線状電極の第４の例を示す図。
【図９】線状電極の第５の例を示す図。
【図１０】ガス改質装置の第２の実施例を示す図。
【図１１】誘電体筒部の例を示す図。
【図１２】ガス改質装置の第３の実施例を示す図。
【図１３】ガス改質装置の第４の実施例を示す図。
【図１４】ガス改質装置の第５の実施例を示す図。
【図１５】排気浄化システムの第１の構成例を示す図。
【図１６】排気浄化システムの第２の構成例を示す図。
【図１７】空気清浄機の構成例を示す図。
【図１８】本発明に関する第１のシミュレーション結果を示す図。
【図１９】本発明に関する第２のシミュレーション結果を示す図。
【図２０】本発明に関する第３のシミュレーション結果を示す図。
【図２１】本発明に関する第４のシミュレーション結果を示す図。
【図２２】電源電圧波形の例を示す図。
【図２３】電源電圧波形の他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図１および図２は、本発明に係るガス改質装置としてのプラズマリアクタ１（以下、リアクタ）の第１の実施例における構成図である。図１はガス流通方向に平行な断面図である。
【００１３】
リアクタ１は、断面矩形のガス流路２内に、上流側にガス流入口２０、下流側にガス流出口２１が位置するように配置される。リアクタ１は、誘電体板部３、線状電極４、誘電体膜５、ガス流通路６、電源７、スペーサ８を備える。誘電体板部３は誘電体によって形成された平板であり、線状電極４が形成されるための基部となる。複数枚の誘電体板部３が、図１のＡ−Ａ断面である図２に示すようにスペーサ８によって所定の間隔を置いて、ガス流通方向に交差する方向に積層されている。
【００１４】
線状電極４は、間隔を置いて隣り合う誘電体板部３の対向する主表面の両方に線形状で形成された電極である。誘電体膜５は、誘電体板部３の主表面の例えば全面（線状電極４を含む）を被覆（内包）するように形成された誘電体による膜であり、誘電体基板３と同じ材料を用いているが、異なった材料を用いてもよい。ガス流通路６は、間隔を置いて隣り合う誘電体板部３の間の空間であり、ここをガスが流通する。
【００１５】
電源７は、線状電極４に電力を供給するための電源であり、交流高電圧電源とすればよい。電源７により供給される電圧波形は、例えば図２２に示された（Ａ）正弦波、（Ｂ）矩形波、（Ｃ）パルス波（横軸は時間）のように、電圧値が正負を交互に繰り返す波形でよい。電圧波形は図２３に示されるように図２２の波形を整流したものでもよい。スペーサ８は、隣り合う誘電体板部３の間にガス流通路６を形成するために配置される。なお図１、図２の例では誘電体板部３を４枚としているが、これは一例に過ぎず、本発明で誘電体板部３の枚数に限定はない。
【００１６】
図３は１枚の誘電体板部３の斜視図であり、線状電極４の形状の一例を示す。図３の例では、線状電極４の形状は、電源７あるいは接地との接続部から延びた線から多数（複数）の線が分岐した形状となっている。そして分岐点よりも先端側の部分はガス流通方向に交差（直交）する方向に平行に延びている。隣り合う誘電体板部３の対向する面上に、ガス流通路６を挟んで対称（面対称）に向き合うように鏡像形状の線状電極４を配置している（後述の実施例も同様）。
【００１７】
以上の構成を有するリアクタ１の効果を説明する。図５にはリアクタ１の放電の様子の例が示されている。リアクタ１に電源７から電力が供給されると、図示縦方向に電界がかかり、十分に高い電圧ならば気体の部分の絶縁性が崩れて電流が流れ、ガス流通路６内で放電（誘電体バリア放電）が発生する。
【００１８】
この放電領域をガスが通過するとプラズマ化され、電子や各種のイオン、ラジカルなどが発生し、発生した電子、イオン、ラジカルなどがさらに連鎖反応的に多様な反応を発生させる。このようにリアクタは、プラズマ化やそれに続く多様な反応によりガスを改質する。改質されたガスは排気浄化や空気清浄化のための好適な機能を有する。
【００１９】
上術述のとおりリアクタ１では電極４の形状を線形状としている。このような形状の電極に電圧を供給すると、ガス流通路６内で電界強度は平均化されず、ガス流通路６内で対向する線状電極４の間の領域（およびその付近）では電界強度が相対的に大きくなり、それ以外の領域では相対的に小さくなる。これにより、電界が強い電極間領域で放電が発生する。電界強度が平均化されないため、従来の例えば板状電極の場合と比較して相対的に低い電源電圧でも放電が発生する。したがってリアクタ１では電力コストの低減効果が得られる。
【００２０】
さらにリアクタ１は誘電体膜５を備えていることにより、誘電体の表面に広がる放電（沿面放電）の発生が確認された。図５は図示上側の電極の方が高電位の期間の様子を示している。同図のように、上側の電極４から下側の電極４へ向けて電流Ｃが流れる際に、下側の誘電体膜５に沿うように広がって沿面放電となる。電源７は交流電源であり、下側の電極が高電位の期間では上下逆となって、上側の誘電体膜５に沿った沿面放電が発生する。
【００２１】
電源７の周波数が十分高ければ、上下の沿面放電が高速で繰り返すことにより、上下両方の誘電体膜５に沿った沿面放電が観測される。本発明者は誘電体膜５を配置しない場合には沿面放電が観測されないことを確認している。沿面放電が発生することにより、リアクア１ではガス流通路６内の広い領域が放電領域となる。上述のとおり放電領域を通過するガスが改質される。したがってリアクタ１では広い放電領域によって高いガス改質性能が達成される。
【００２２】
次に、以上のような効果のためにより好適な設計数値例を説明する。図４に示された線状電極４におけるガス流通方向の線の幅（太さ、径）ｄ１は、例えば２００μｍ以下とすればよい。その根拠が図１９に示されている。図１９は横軸を電極幅ｄ１、縦軸を最大電界強度（ガス流通路６内の電界強度の最大値）としたシミュレーション結果のプロットである。
【００２３】
シミュレーション状況は電極間隔（後述）５ｍｍ、ギャップ（誘電体板部３の間隔）１ｍｍなどとした。同図のとおり、電極幅ｄ１を小さくするほど最大電界強度が大きくなる傾向が得られた。この結果より、放電発生のために十分な最大電界強度を得るために、好適な電極幅ｄ１として例えば２００μｍ以下との数値が得られる。
【００２４】
図４に示された線状電極４における平行な線の間の間隔（電極間隔）ｄ２は、例えば２．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすればよい。その根拠は図２０、図２１に示されている。図２０、図２１は横軸を電極間隔ｄ２、縦軸をそれぞれ最大電界強度、平均電界強度としたシミュレーション結果のプロットである。
【００２５】
シミュレーション状況は誘電体膜厚１０μｍ、電極径１００μｍ、ギャップ１ｍｍなどとした。これらの図のとおり、電極間隔ｄ２を大きくするほど最大電界強度が大きくなり、平均電界強度は小さくなる傾向が得られた。平均電界強度が小さいことは放電領域が狭いことを示唆すると考えられる。したがって、この結果より、放電発生のために十分な最大電界強度、および十分なガス改質のための広い放電領域を得るために、好適な電極間隔ｄ２として例えば２．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下との数値が得られる。
【００２６】
また図４に示された誘電体膜５の膜厚ｄ３は、例えば５０μｍ以下とすればよい。その根拠は図１８に示されている。図１８は横軸を誘電体膜厚ｄ３、縦軸を最大電界強度としたシミュレーション結果のプロットである。
【００２７】
シミュレーション状況は電極径１００μｍ、電極間隔５ｍｍ、ギャップ１ｍｍとした。同図のとおり、誘電体膜厚ｄ３を小さくするほど最大電界強度が大きくなる傾向が得られた。この結果より、放電発生のために十分な最大電界強度を得るために、好適な誘電体膜厚ｄ３として例えば５０μｍ以下との数値が得られる。なお図４に示す誘電体板部３の板厚ｄ４は例えば１ｍｍなどとすればよい。
【００２８】
誘電体板部３、誘電体膜５（さらに後述の誘電体による部材）の材質はあらゆる誘電体を限定なく用いてよい（例えばセラミック、アクリル、ガラスなど）が、例えば比誘電率が５０以上の誘電体（例えばチタン酸バリウム）を用いてもよい。本発明者の知見によれば、比誘電率の高い誘電体ほど誘電体における電力ロスが小さいので、電力コストのさらなる低減に寄与する。
【００２９】
また図４に示すとおり、誘電体膜５上に、ガス改質反応（あるいは排気浄化反応）の触媒９を担持してもよい。それにより、後述するような排気浄化システムにおいて、リアクタ内でも触媒によってガス改質反応や排気浄化反応を促進できる。
【００３０】
本発明において線状電極４の線形状は図３の例には限定されない。図６から図９には別の形状の例が示されている。これらの図では図示左から右がガス流通方向である。図６の線状電極４ａは線が閉じた（ループを有する）形状である。図７の線状電極４ｂは蛇行した形状を有する。図８の線状電極４ｃは螺旋形状を有する。これら図７、図８の場合、線状電極４ｂ、４ｃの先端部には面積を大きくするために円形状部４０ｂ、４０ｃを有しており、この円形状部により電界集中を緩和し、この部分の放電を弱めるようにしている。
【００３１】
図３、図６、図７の線形状は、ガス流通方向に交差する（直交する）方向の複数本の線を、平行かつ等間隔に有している。仮に線状電極の線形状がガス流通方向に平行に形成されていると、線状電極の個所で発生する放電と接触せずに通過するガスの割合が多くなってしまう。したがってガス流通方向に交差するように線状電極を形成することは、ガスに放電領域を通過させて改質するのに好適である。またガス流通方向に交差する複数本の線を平行、等間隔に形成することはガス流通路６内で均一に放電を発生させることに寄与する。
【００３２】
図９の線状電極４ｄは、多重に分岐した形状を有する。すなわち電源（あるいは接地）接続部から延びた１本の線から分岐点４０で直交方向に複数本に分岐し、さらに分岐点４１で直交方向に複数本に分岐している。これにより線状電極４ｄは多数の先端４２を有することとなる。本発明者の知見によれば、このような先端４２で電界強度は相対的に高くなる。したがって、先端４２を多数有する形状は放電発生のために好適である。図９の形状では先端４２ができるだけ均一に分布するようにすれば、ガス流通路６内での均一な放電のために好適である。なお、図６から図９の線状電極の形状を配置する手法として、誘電体板部３上に線状電極を印刷する製法がある。この製法により、複雑な線状電極形状も比較的自由に配置することが可能である。
【００３３】
上記リアクタ１はガス流通方向に直交する断面が四角形状であったが、本発明はこのような形状に限定されない。図１０、図１１には断面円形状の例が示されている。このリアクタ１ａは、誘電体により形成された棒形状の誘電体棒部３ａの周りに、誘電体により形成された筒形状の誘電体筒部３ｂが同心円状に複数配置されている。
【００３４】
図１１に示すように誘電体筒部３ｂの内周面と外周面（および誘電体棒部３ａの外周面）に線状電極４ｅが形成され、その上を被覆するように誘電体膜５が配置されている。誘電体棒部３ａと誘電体筒部３ｂの間、隣り合う誘電体筒部３ｂの間の空間がガス流通路６となる。このような形状でも上記効果は同様に実現される。なお本発明では図１１や図１０の例に限らず、対向する電極が平行に配置できる形態（例えば誘電体板部が湾曲していてもよい）であれば、ガス流通路６内での均一な放電のために好適となる。
【００３５】
上述の例は誘電体膜５を備えた例であったが、本発明はこうした形態に限定されない。その例が図１２、図１３に示されている。図１２のリアクタ１ｂ、および図１３のリアクタ１ｃでは、誘電体板部３ｃ、３ｄの中に線状電極４を埋め込んでいる。誘電体板部３ｃでは（図示上下両端の誘電体板部３ｃを除いて）、誘電体板部３ｃの図示上下両側がガス流通路６となっている。図１、図１２、図１３の例のように誘電体の内部に線状電極を内包する形態であれば、上述の効果が達成される（その際、誘電体膜厚は線状電極とガス流通路の間の距離に置き換えられる）。
【００３６】
上述の例は電極をすべて線状電極とした例であったが、本発明では対向する電極の少なくとも一方が線状電極であればよい。対向する電極のうち一方のみが線状電極の場合の例が図１４に示されている。
【００３７】
図１４の例では、図１の例において図示で上から１、４、５番目の電極が面状の板状電極４ｆとなっている。板状電極４ｆは誘電体板部３の主表面上に（ほぼ）全面に渡って平板状に形成された電極である。本発明者は図１４の形態でも図１の場合などとほぼ同様な沿面放電が発生することを確認している。ここで、電源7により供給される電圧波形は、図２３に示された（Ａ）正弦波の整流波形、（Ｂ）矩形波の整流波形、（Ｃ）パルス波の整流波形のような、正電圧に整流された波形を用いてもよい。この場合、電極が平板状であり電界が平均化された１、４、５番目の電極表面で、沿面放電をより広範囲に発生させることができる。
【００３８】
次に、図１５、図１６は本発明のガス改質装置（リアクタ）を排気浄化システム内に組み込む構成の例を示している。図１５の例では、排気管２（配管）におけるリアクタ１（あるいは１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）の下流にＬＮＴ１００（あるいはＳＣＲ触媒１０１、ＤＰＦ１０２）を配置している。なおリアクタの下流に、上流側から順にＤＰＦ１０２、ＬＮＴ１００（あるいはＳＣＲ触媒１０１）を直列に配置する形態などでもよい。
【００３９】
図１６の例では、ＬＮＴ１００（あるいはＳＣＲ触媒１０１、ＤＰＦ１０２）の上流でリアクタ１（あるいは１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を有する配管２ともう１つの配管２’とが合流する構成となっている。図１５の場合はリアクタの上流に、図１６の場合は配管２’の上流に、エンジン（例えばディーゼルエンジン、リーンバーンエンジン等）を配置すればよい。
【００４０】
周知のとおりＬＮＴ１００（Lean Nox Trap）はＮＯｘの浄化（還元）のための排気後処理装置であり、基材の上に適当な吸蔵剤と触媒とが担持された構造を有する。そしてリッチ雰囲気において吸蔵剤がＮＯｘを吸蔵し、吸蔵されたＮＯｘがリーン雰囲気において触媒の作用もあって窒素に還元されて放出される。
【００４１】
ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒１０１もＮＯｘの浄化（還元）のための排気後処理装置であり、基材の表面に例えば金属などの触媒が担持された構造を有する。例えば尿素ＳＣＲ触媒の場合、アンモニアを還元剤としてＮＯｘを還元する。具体的には、排気管の上流で例えば添加弁から排気管内に尿素水が添加されると、加水分解してアンモニアが生成され、そのアンモニアがＳＣＲ触媒に吸着し貯蔵される。この貯蔵されたアンモニアが排気中のＮＯｘを窒素と水に還元して浄化する。
【００４２】
炭化水素ＳＣＲ触媒の場合は、炭化水素を還元剤としてＮＯｘを還元する。つまり、例えば添加弁から排気管中に添加されて上流から流通してきた炭化水素によって、炭化水素ＳＣＲ触媒内でＮＯｘが窒素に還元され浄化される。
【００４３】
またＤＰＦ１０２（Diesel Particulate Filter）は排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集し除去するためのフィルタである。エンジンの運転中に排気中のＰＭがＤＰＦ１０２に徐々に捕集されていき、ＰＭ堆積量が所定量を超えたと判断された毎に、ＰＭを酸化燃焼して除去するフィルタ再生処理を行う。
【００４４】
当該分野でこれまでに得られている知見や本発明者が得た知見によれば、上記のようなＬＮＴ１００、ＳＣＲ触媒１０１、ＤＰＦ１０２に本発明のリアクタが図１５のように組み合わせられると、以下に例示されるガス改質や排気浄化に係る反応が連鎖反応的に起こる。
【００４５】
まずリアクタにおいて、プラズマにより排気中に含まれる酸素分子（Ｏ２）、水分子（Ｈ２Ｏ）から下記（Ｅ１）、（Ｅ２）のようにＯラジカル、ＯＨラジカルなどが生成される。さらにＯラジカルが酸素分子と結合して（Ｅ３）のようにオゾン（Ｏ３）が生成される。
Ｏ２→Ｏ＋Ｏ      （Ｅ１）
Ｈ２Ｏ→Ｈ＋ＯＨ      （Ｅ２）
Ｏ２＋Ｏ→Ｏ３      （Ｅ３）
【００４６】
Ｏラジカルは排気中の一酸化窒素（ＮＯ）と反応して（Ｅ４）のように二酸化窒素（ＮＯ２）が生成される。これにより、還元されにくい一酸化窒素が減少し、還元されやすい二酸化窒素が増加する。またＯラジカルは炭化水素（ＨＣ）と反応して（Ｅ５）のようにアルデヒド（Ｒ−ＣＨＯ）を生成する。なおＲはＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、Ｃ３Ｈ７等、またＨＣはＣｍＨｎ（ｍ、ｎ＝１，２、・・）である。
ＮＯ＋Ｏ→ＮＯ２      （Ｅ４）
ＨＣ＋Ｏ→Ｒ−ＣＨＯ      （Ｅ５）
【００４７】
生成されたＯラジカル、ＯＨラジカル、オゾン、二酸化窒素は、ＤＰＦ１０２において酸化剤として機能する。例えば二酸化窒素による酸化反応式は以下の（Ｅ６）である。これにより排気温度が低温でも有効にＰＭ（主成分は炭素Ｃ）が酸化除去される。
２ＮＯ２＋Ｃ→２ＮＯ＋ＣＯ２      （Ｅ６）
【００４８】
また生成されたアルデヒドはＬＮＴ１００やＳＣＲ触媒１０１において、（Ｅ７）に示すようにＮＯｘの還元剤として機能する。また、ＳＣＲ触媒１０１が炭化水素ＳＣＲ触媒の場合、（Ｅ８）に示すように炭化水素を還元剤としてもＮＯｘは還元される。なお炭化水素は本発明のリアクタで活性化され、還元機能が向上する。
Ｒ−ＣＨＯ＋ＮＯ２＋Ｈ２Ｏ→Ｎ２＋Ｈ２Ｏ＋ＮＨ３    （Ｅ７）
ＨＣ＋ＮＯ２→Ｎ２＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ    （Ｅ８）
【００４９】
これらの反応以外にも、尿素ＳＣＲ触媒の場合、リアクタの上流に尿素を添加すると、還元剤としての尿素あるいはアンモニアがリアクタで活性化されて、尿素ＳＣＲ触媒での還元機能が向上する。またＨＣのリアクタでの改質では還元剤としての水素を生成する反応も生じ、この水素はＬＮＴやＳＣＲ触媒でＮＯｘを還元する。
【００５０】
図１６の構成の場合、例えばリアクタに空気や上述のような還元剤（あるいはその元となる物質）を供給することにより、上述のようにリアクタで還元剤が生成されて（あるいは活性化されて）、それが配管２’の側からの排気と混合されて、上記のような排気浄化反応が行われる。
【００５１】
本発明のリアクタを用いれば、電力コストが低減されるとともに、上述のとおり放電領域が広がるなどの効果が得られるので、上記の様々な反応がより活発に行われることとなり、低い電力コストで高いガス改質性能、排気浄化性能が達成される。しかも高い排気温度に関係ない放電を用いた反応なので、排気温度が低温であっても良好に反応が進行する。
【００５２】
次に、図１７は本発明のガス改質装置（リアクタ）を空気清浄機に組み込んだ例の模式的な図である。図１７の空気清浄機２００は、吸入口２０１、吹き出し口２０２、流路２０３、フィルタ２０４、ファン２０５を備えるとともに、流路２０３にリアクタ１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備える。
【００５３】
ファン２０５が図示されない電力供給部から電力が供給されて駆動することにより、流路２０３内に空気流が発生し、フィルタ２０４を通じて外気（空気）が吸入口２０１から吸入される。吸入された空気はリアクタ１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）内で放電により改質された後に吹き出し口２０２から吹き出される。
【００５４】
リアクタ１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）による空気の改質は従来のプラズマリアクタによる空気改質と同様でよく、例えばマイナスイオンやオゾンの生成を含むとし、これにより殺菌などの効果が実現される。その際、リアクタ１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）が上述のような効果を奏することにより、低い電力コストで効果的に空気を清浄化することが可能となる。
【００５５】
上記実施例は特許請求の範囲に記載された趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更できる。また以上の実施形態は任意に組み合わせて実施してよい。
【符号の説明】
【００５６】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ    リアクタ（ガス改質装置）
３、３ｃ    誘電体板部（誘電体基部）
３ａ    誘電体棒部（誘電体基部）
３ｂ    誘電体筒部（誘電体基部）
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ    線状電極（電極）
４ｆ    板状電極
５    誘電体膜
６    ガス流通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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