(57)【要約】【課題】隣接する放電電極間の絶縁や、放電電極とケースとの間の絶縁を確保することにより、信頼性を向上させることが可能なプラズマリアクタを提供すること。【解決手段】本発明のプラズマリアクタは、誘電体３３と放電電極３４とを備える電極パネル３０を間隔を空けて並列に設けることにより構成され、電極パネル３０間にガスを流して誘電体バリア放電によるプラズマを発生させる。放電電極３４の外周部１０１は、上流側端部１０２、下流側端部及び側部側端部１０４，１０５を含んで構成される。上流側端部１０２は、平面視で角部１０７を有する形状を成す。放電電極３４の外周部１０１における放電開始電圧は、放電電極３４の中央部１００における放電開始電圧よりも低くなっている。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体と放電電極とを備える複数の電極パネルが間隔を空けて並列に設けられ、前記複数の電極パネル間にガスを流して誘電体バリア放電によるプラズマを発生させるプラズマリアクタであって、
前記放電電極の外周部は、ガスが流入する側に位置する上流側端部と、ガスが流出する側に位置する下流側端部と、前記上流側端部及び前記下流側端部の間に位置する側部側端部とを含んで構成され、
前記上流側端部が、平面視で角部を有する形状を成しており、
前記放電電極の外周部における放電開始電圧は、前記放電電極の中央部における放電開始電圧よりも低い
ことを特徴とするプラズマリアクタ。
【請求項２】
前記上流側端部及び前記側部側端部の両方が、平面視で角部を有する形状を成していることを特徴とする請求項１に記載のプラズマリアクタ。
【請求項３】
前記上流側端部及び前記側部側端部の少なくとも一方が、平面視で凸部を有する形状を成していることを特徴とする請求項２に記載のプラズマリアクタ。
【請求項４】
前記上流側端部が有する前記凸部は、平面視で先尖りとなる形状を成していることを特徴とする請求項３に記載のプラズマリアクタ。
【請求項５】
前記側部側端部は、前記上流側端部寄りの領域が、平面視で角部を有する形状を成していることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のプラズマリアクタ。
【請求項６】
複数の前記放電電極は、第１の電極と、前記第１の電極に隣接する第２の電極とからなり、
前記第１の電極に設けられた前記角部の少なくとも一部と、前記第２の電極に設けられた前記角部の少なくとも一部とが、互いに重ならないように配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプラズマリアクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマリアクタに関するものであり、特には、内燃機関（エンジン）の排ガスを浄化するための装置に好適なプラズマリアクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンや焼却炉の排ガスをプラズマ場に通すことにより、排ガス中に含まれているＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）及びＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）などの有害物質を処理するプラズマリアクタが提案されている。
【０００３】
例えば、誘電体に設けた放電電極を間隔を空けて並列に設け、放電電極間に電圧を印加して誘電体バリア放電による低温プラズマ（非平衡プラズマ）を発生させることにより、放電電極間を流れる排ガス中のＰＭを酸化して除去する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。詳述すると、特許文献１〜３は、互いに対向する一対の放電電極（導電膜）を備え、両放電電極間に電圧を印加してプラズマを発生させる技術である。なお、特許文献１，２では、それぞれの放電電極に複数の貫通孔が設けられている。特に、特許文献２では、１つの放電電極において、貫通孔が複数種類の配置パターンで配置されている。また、特許文献３では、隣接する放電電極間の距離が領域ごとに異なるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７４６９８６号公報（図３等）
【特許文献２】特許第４１０４６２７号公報（図３等）
【特許文献３】特許第４８６３７４３号公報（図４〜図６，図８等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、プラズマリアクタを車両等に搭載して使用する際には、隣接する放電電極間に形成されたガス流路内に、煤（ＰＭ）を含んだ排ガスが流入する。なお、排ガス中のＰＭは、ガス流路の上流側部分、特には、上流側部分において比較的流速が低い側部に堆積しやすい傾向にあるため、堆積したＰＭが放電電極の上流側の端部や側部側の端部に付着する可能性が高い。
【０００６】
しかしながら、特許文献１，２に記載の従来技術では、放電の起点となる部位が貫通孔の端縁に存在するものの、放電電極の上流側端部や側部側端部には、放電の起点となる部位が殆ど存在しない。また、特許文献３に記載の従来技術では、上流側端部や側部側端部に放電の起点となる部位が存在しないだけでなく、貫通孔自体も存在していない。よって、これらの場合、上流側端部や側部側端部にプラズマが発生し難いため、堆積したＰＭをプラズマを用いて除去することは困難である。
【０００７】
その結果、隣接する放電電極の間がＰＭを介して導通してしまうため、隣接する放電電極間の絶縁を確保できないという問題がある。また、放電電極を備える電極パネルの積層体をケース内に収容し、積層体を収容したケースを排気管に取り付ける場合には、放電電極とケースとの間がＰＭを介して導通してしまうため、放電電極とケースとの間の絶縁を確保できないという問題がある。よって、これらの場合には、リーク電流が発生するため、投入電力に対するプラズマの発生量が少なくなり、排ガスの浄化効率が低くなる可能性がある。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、隣接する放電電極間の絶縁や、放電電極とケースとの間の絶縁を確保することにより、信頼性を向上させることが可能なプラズマリアクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための手段（手段１）としては、誘電体と放電電極とを備える複数の電極パネルが間隔を空けて並列に設けられ、前記複数の電極パネル間にガスを流して誘電体バリア放電によるプラズマを発生させるプラズマリアクタであって、前記放電電極の外周部は、ガスが流入する側に位置する上流側端部と、ガスが流出する側に位置する下流側端部と、前記上流側端部及び前記下流側端部の間に位置する側部側端部とを含んで構成され、前記上流側端部が、平面視で角部を有する形状を成しており、前記放電電極の外周部における放電開始電圧は、前記放電電極の中央部における放電開始電圧よりも低いことを特徴とするプラズマリアクタがある。
【００１０】
従って、上記手段１に記載の発明では、放電電極の上流側端部が、平面視で角部を有する形状を成している。この角部は放電の起点となりやすいため、角部を有する上流側端部の多くの箇所で放電が生じ、プラズマが確実に発生するようになる。ゆえに、上流側端部に堆積した排ガス中のＰＭをプラズマを用いて酸化して除去する場合に、ＰＭの除去を効率良く行うことができる。その結果、ＰＭを介した隣接する放電電極間の導通や、同じくＰＭを介した放電電極−（電極パネルの積層体が収容される）ケース間の導通が防止されるため、隣接する放電電極間の絶縁や、放電電極とケースとの間の絶縁を確保することができる。ゆえに、プラズマリアクタの信頼性を向上させることができる。
【００１１】
上記プラズマリアクタは、誘電体と放電電極とを備える複数の電極パネルが間隔を空けて並列に設けられた構造を有する。ここで、誘電体の形成材料としては、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）等のセラミックやそれらの混合物を挙げることができる。また、放電電極の形成材料としては、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）などを挙げることができる。
【００１２】
なお、放電電極は、上流側端部及び側部側端部の両方が、平面視で角部を有する形状を成していることが好ましい。このようにすれば、角部を有する上流側端部に加えて、同じく角部を有する側部側端部でも多くの箇所で放電が生じ、プラズマが確実に発生するようになる。よって、上流側端部及び側部側端部に堆積したＰＭを、プラズマを用いて効率良く除去することができる。ゆえに、上流側端部及び側部側端部へのＰＭの堆積に起因する、隣接する放電電極間の導通や、放電電極−ケース間の導通を防止することができる。
【００１３】
ところで、側部側端部に堆積するＰＭは、特に、上流側端部寄りの領域に堆積しやすい傾向にある。よって、側部側端部は、上流側端部寄りの領域が、平面視で角部を有する形状を成していればよく、それ以外の領域は、平面視で角部を有する形状を成していなくてもよい。即ち、側部側端部の一部の領域のみに角部を設ければよいため、製造コストを低く抑えることができる。
【００１４】
また、放電電極は、上流側端部及び側部側端部の少なくとも一方が、平面視で凸部を有する形状を成していることが好ましい。この凸部は放電の起点となりやすいため、凸部を有する端部の多くの箇所で放電が生じ、プラズマが確実に発生するようになる。よって、端部に堆積したＰＭを、プラズマを用いて効率良く除去することができる。ゆえに、端部へのＰＭの堆積に起因する、隣接する放電電極間の導通や、放電電極−ケース間の導通を防止することができる。
【００１５】
特に、上流側端部が有する凸部は、平面視で先尖りとなる形状を成していることが好ましい。このようにした場合、凸部が確実に放電の起点となるため、凸部を有する上流側端部により多くの箇所で放電が生じ、プラズマが確実に発生するようになる。よって、上流側端部に堆積したＰＭをプラズマを用いてより効率良く除去できるため、ＰＭの堆積に起因する、隣接する放電電極間の導通や、放電電極−ケース間の導通を確実に防止できる。
【００１６】
なお、複数の放電電極が、第１の電極と、第１の電極に隣接する第２の電極とからなる場合、第１の電極に設けられた角部の少なくとも一部と、第２の電極に設けられた角部の少なくとも一部とが、互いに重ならないように配置されていてもよい。このようにすれば、第１の電極の角部と、その斜め下方に存在する第２の電極の角部との間で、誘電体バリア放電が発生する。その結果、角部を有する上流側端部（や側部側端部）において、より広い範囲でプラズマを発生させることができる。ゆえに、上流側端部（や側部側端部）に堆積したＰＭを確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態におけるプラズマリアクタを示す概略断面図。
【図２】プラズマリアクタを示す斜視図。
【図３】プラズマリアクタを示す平面図。
【図４】プラズマパネル積層体、クランプ、電源供給端子及びマットを示す斜視図。
【図５】プラズマパネル積層体、クランプ及び電源供給端子を示す斜視図。
【図６】電極パネルを示す概略断面図。
【図７】電極パネルを示す斜視図。
【図８】電極パネルを示す平面図。
【図９】電極パネルを示す要部平面図。
【図１０】他の実施形態において、電極パネルを示す要部平面図。
【図１１】他の実施形態において、電極パネルを示す要部平面図。
【図１２】他の実施形態において、放電電極を示す要部平面図。
【図１３】他の実施形態において、第１の電極と第２の電極との関係を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明のプラズマリアクタ１を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
図１〜図３に示されるように、本実施形態のプラズマリアクタ１は、自動車のエンジン（図示略）の排ガスに含まれているＰＭを除去する装置であり、排気管２に取り付けられている。プラズマリアクタ１は、電源３、ケース１０及びプラズマパネル積層体２０を備えている。
【００２０】
ケース１０は、例えばステンレス鋼を用いて矩形筒状に形成されている。ケース１０の第１端部（図１では左端部）には第１コーン部１１が接続され、ケース１０の第２端部（図１では右端部）には第２コーン部１２が接続されている。さらに、第１コーン部１１は、排気管２の上流側部分４（エンジン側の部分）に接続され、第２コーン部１２は、排気管２の下流側部分５（エンジン側とは反対側の部分）に接続されている。なお、エンジンからの排ガスは、排気管２の上流側部分４から第１コーン部１１を介してケース１０内に流入し、ケース１０内を通過した後、第２コーン部１２を介して排気管２の下流側部分５に流出する。
【００２１】
図１，図４，図５に示されるように、プラズマパネル積層体２０は、ケース１０内に収容されており、排ガスが流入する上流側端面２１と、排ガスが流出する下流側端面２２と、４つのガス非通過面２３，２４，２５，２６とを有する略直方体状を成している。上流側端面２１及び下流側端面２２は、プラズマパネル積層体２０において互いに反対側に位置している。各ガス非通過面２３〜２６は、上流側端面２１と下流側端面２２との間に位置している。
【００２２】
また、プラズマパネル積層体２０は、複数の電極パネル３０を積層した構造を有している。各電極パネル３０は、上流側端面２１側から下流側端面２２側に流れる排ガスの通過方向Ｆ１（第１コーン部１１から第２コーン部１２に向かう方向）と平行に配置されており、互いに等間隔（本実施形態では０．５ｍｍ）を空けて並列に設けられている。詳述すると、プラズマパネル積層体２０は、隣接する電極パネル３０間に、排ガスが通過するガス流路２７（図１参照）を有している。そして、ガス流路２７は、上流側端面２１及び下流側端面２２において開口する開口部２８を備えている。
【００２３】
図１に示されるように、各電極パネル３０には、プラズマパネル積層体２０の厚さ方向に沿って第１の配線６及び第２の配線７が交互に電気的に接続されている。第１の配線６は、電源３の第１の端子に電気的に接続され、第２の配線７は、電源３の第２の端子に電気的に接続されている。
【００２４】
図１，図６〜図９に示されるように、本実施形態の電極パネル３０は、第１主面３１、第２主面３２、第１端面３７及び第２端面３８を有し、縦１００ｍｍ×横２００ｍｍの略矩形板状を成している。第１主面３１及び第２主面３２は、電極パネル３０の厚さ方向において互いに反対側に位置している。また、第１端面３７及び第２端面３８は、面方向においてガス流路２７を挟んで互いに反対側に位置している。さらに、電極パネル３０は、プラズマパネル積層体２０の上流側端面２１を構成する上流側面１１５と、プラズマパネル積層体２０の下流側端面２２を構成する下流側面１１６とを有している。また、電極パネル３０は、矩形板状の誘電体３３に放電電極３４（厚さ１０μｍ）を内蔵してなる構造を有している。本実施形態において、誘電体３３はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックからなり、放電電極３４はタングステン（Ｗ）からなる。
【００２５】
図６，図７に示されるように、誘電体３３は、第２主面３２にて開口する凹部３５を有している。凹部３５は、電極パネル３０の横方向に延びており、電極パネル３０の両端面にて開口している。本実施形態のプラズマパネル積層体２０では、凹部３５の内側面と下層側に隣接する電極パネル３０の第１主面３１との間に、上記したガス流路２７が構成される。なお、プラズマパネル積層体２０を構成する最下層の電極パネル３０には、下層側に電極パネル３０が存在しないため、凹部３５が形成されていない。
【００２６】
図７，図８に示されるように、電極パネル３０における凹部３５の両側部分には、第１主面３１側と第２主面側３２側とを導通させる導通構造４０がそれぞれ１つずつ設けられている。各導通構造４０は、スルーホール導体４１、第１パッド４２及び第２パッド４３を備えている。スルーホール導体４１は、電極パネル３０を厚さ方向に貫通している。そして、一方の導通構造４０に設けられたスルーホール導体４１は、放電電極３４から外周側に延出する延出部３６を貫通している。また、第１パッド４２は、第１主面３１に形成されており、スルーホール導体４１の第１主面３１側端部に電気的に接続されている。一方、第２パッド４３は、第２主面３２に形成されており、スルーホール導体４１の第２主面３２側端部に電気的に接続されている。なお、第１パッド４２及び第２パッド４３は、それぞれ長方形状を成しており、表面にＮｉ等のめっきが施されている。
【００２７】
図４，図５に示されるように、プラズマリアクタ１は、各電極パネル３０（プラズマパネル積層体２０）をガス非通過面２４側から挟み込んで固定する３つの第１クランプ５０，５１，５２と、各電極パネル３０をガス非通過面２６側から挟み込んで固定する３つの第２クランプ５３，５４，５５とを備えている。各クランプ５０〜５５は、金属板（例えば、ＳＵＳ４３０等の材料からなるステンレス板）を折り曲げることによって形成されている。また、第１クランプ５０〜５２は、ガス非通過面２４において、排ガスの通過方向Ｆ１に沿って等間隔に配置され、第２クランプ５３〜５５は、ガス非通過面２６において、排ガスの通過方向Ｆ１に沿って等間隔に配置されている。
【００２８】
なお、ガス非通過面２４の上流側部分及び中央部分に配置された第１クランプ５０，５１、及び、ガス非通過面２６の上流側部分及び中央部分に配置された第２クランプ５３，５４は、各電極パネル３０を積層方向に挟み込む機能のみを有している。一方、ガス非通過面２４の下流側部分に配置された第１クランプ５２、及び、ガス非通過面２６の下流側部分に配置された第２クランプ５５は、各電極パネル３０を積層方向に挟み込む機能に加えて、放電電極３４に電気的に接続する機能を有している。
【００２９】
また、図４，図５に示されるように、各クランプ５０〜５５は、クランプ本体５６及び押さえ板５７を備えている。クランプ本体５６は、電極パネル３０の積層方向に延びている。押さえ板５７は、クランプ本体５６と一体に形成され、クランプ本体５６の両端部に配置されている。各押さえ板５７は、弾性を有しており、折り返し構造を有する板ばねである。なお、各押さえ板５７は、プラズマパネル積層体２０のガス非通過面２３とガス非通過面２５とにそれぞれ圧接している。そして、クランプ５２，５５を構成する両押さえ板５７は、ガス非通過面２３（最上層の電極パネル３０の第１主面３１）に形成された第１パッド４２と、ガス非通過面２５（最下層の電極パネル３０の第２主面３２）に形成された第２パッド４３とに圧接している。なお、クランプ５２，５５を構成する押さえ板５７のクランプ本体５６からの突出長さは、他のクランプ５０，５１，５３，５４を構成する押さえ板５７のクランプ本体５６からの突出長さよりも長くなっている。
【００３０】
図２〜図５に示されるように、プラズマリアクタ１は、一対の電源供給端子６１，６２を備えている。本実施形態の電源供給端子６１，６２は、スパークプラグと同様の構造を有している。詳述すると、電源供給端子６１，６２は、外部接続部、金属粉末を含む導電性シール、絶縁体、主体金具、滑石、パッキン類等を備えている。外部接続部は、導電性シールを介して中心軸６３に接続されている。中心軸６３は、先端部が絶縁体内に配置されている。なお、電源供給端子は、本実施形態のものに限定される訳ではなく、絶縁体によって外部接続部とケース１０との間が絶縁されている構造であれば、他の構造であってもよい。
【００３１】
また、電源供給端子６１は、先端部がケース１０から露出するとともに、基端部（中心軸６３）が、第１クランプ５２の押さえ板５７（具体的には、ガス非通過面２３に圧接する押さえ板５７）に電気的に接続されるようになっている。同様に、電源供給端子６２は、先端部がケース１０から露出するとともに、基端部（中心軸６３）が、第２クランプ５５の押さえ板５７（具体的には、ガス非通過面２３に圧接する押さえ板５７）に電気的に接続されるようになっている。そして、各電源供給端子６１，６２は、互いに同一方向に突出している。なお、本実施形態では、電源供給端子６１の先端部が第１の配線６（図１参照）に接続されるとともに、電源供給端子６２の先端部が第２の配線７（図１参照）に接続されるようになっている。
【００３２】
図１，図４に示されるように、ケース１０とプラズマパネル積層体２０との間には、側面視で矩形環状を成すマット７１が介在されている。マット７１は、プラズマパネル積層体２０をケース１０に固定する機能を有している。また、マット７１は、プラズマパネル積層体２０の外表面を覆っている。詳述すると、マット７１は、ガス非通過面２３を覆う略矩形板状の第１マット片７２と、ガス非通過面２４を覆う略矩形板状の第２マット片７３と、ガス非通過面２５を覆う略矩形板状の第３マット片７４と、ガス非通過面２６を覆う略矩形板状の第４マット片７５とによって構成されている。マット７１は、各マット片７２〜７５を、必要に応じて、接着テープ等を用いて互いに接合することにより構成される。ここで、マット７１を構成する材料としては、例えば、セラミック繊維、金属繊維、発泡金属等の絶縁材料を用いることができる。
【００３３】
また、図４に示されるように、本実施形態のマット７１には、同マット７１を厚さ方向に貫通する２つの切欠部８１，８２が形成されている。切欠部８１の内側領域には第１クランプ５２が位置しており、切欠部８２の内側領域には第２クランプ５５が位置している。詳述すると、切欠部８１，８２は、第２マット片７３を厚さ方向に貫通する溝部８３と、マット片７２，７４をそれぞれ厚さ方向に貫通する一対の凹部８４とからなっている。溝部８３は、電極パネル３０の積層方向に沿って延びており、第２マット片７３を分断している。一方、凹部８４は、マット片７２，７４の外周部の一部のみに形成されており、マット片７２，７４を分断しないようになっている。なお、溝部８３内には、クランプ５２，５５のクランプ本体５６が配置され、凹部８４内には、クランプ５２，５５の押さえ板５７と電源供給端子６１，６２の中心軸６３とが配置されている。
【００３４】
図７〜図９に示されるように、放電電極３４は、同放電電極３４の厚さ方向に貫通し、複数の第１線状部９１と複数の第２線状部９２とによって構成された複数の貫通孔９３を有している。なお、第１線状部９１及び第２線状部９２の長さ、幅、厚さは、印加電圧等を考慮して適宜決定される。また、放電電極３４では、複数の第１線状部９１が、排ガスの通過方向Ｆ１に沿ってそれぞれ直線的に延びており、通過方向Ｆ１に直交する方向（凹部３５の幅方向）において一定間隔を空けて設けられている。さらに、放電電極３４では、複数の第２線状部９２が、凹部３５の幅方向に沿ってそれぞれ直線状に延びており、通過方向Ｆ１において一定間隔を空けて設けられている。このため、第１線状部９１及び第２線状部９２は、平面視で０．５ｍｍ角の正方形の格子状を成すようになる。これに伴い、第１線状部９１と第２線状部９２とによって構成された貫通孔９３も、平面視で４つの角部９４を有する正方形状を成すようになる。
【００３５】
図８，図９に示されるように、放電電極３４の外周部１０１は、排ガスが流入する側に位置する上流側端部１０２と、排ガスが流出する側に位置する下流側端部１０３と、２つの側部側端部１０４，１０５とを含んで構成されている。上流側端部１０２及び下流側端部１０３は、放電電極３４において互いに反対側に位置している。各側部側端部１０４，１０５は、上流側端部１０２と下流側端部１０３との間に位置し、放電電極３４において互いに反対側に位置している。
【００３６】
図９に示されるように、上流側端部１０２には、各第１線状部９１の上流側端部が位置している。各第１線状部９１の上流側端部は、平面視で凸部（上流側凸部１０６）を有する形状を成している。各上流側凸部１０６は、最も上流側面１１５側に位置する第２線状部９２の上流側面１１５側の端縁９５から電極パネル３０の平面方向に沿って上流側に突出している。そして、各上流側凸部１０６の先端は、上流側面１１５から露出しないように配置されている。換言すると、各上流側凸部１０６は、先端が上流側面１１５から離間した状態に配置されている。ここで、第２線状部９２の端縁９５からの各上流側凸部１０６の突出量は、互いに等しく、本実施形態では０．５ｍｍとなっている。なお、本実施形態の上流側凸部１０６は、第１線状部９１の上流側端部を構成しているが、上流側凸部１０６は第１線状部９１とは別体の構成であってもよい。即ち、上流側凸部１０６を、第１線状部９１とは別工程で形成してもよい。さらに、上流側凸部１０６及び第１線状部９１は、排ガスの通過方向Ｆ１に直交する方向（図９では左右方向）にオフセットして配置されていてもよい。また、各上流側凸部１０６は、平面視五角形状を成しており、先端部が平面視で３つの角部１０７を有する先尖りの形状を成している。なお、３つの角部１０７のうち、上流側凸部１０６の先端に位置する角部１０７は直角（本実施形態では９０°）となっており、残り２つの角部１０７は鈍角（本実施形態では１３５°）となっている。
【００３７】
また、側部側端部１０４には、各第２線状部９２の第１端面３７側の端部が位置しており、側部側端部１０５には、各第２線状部９２の第２端面３８側の端部が位置している。各第２線状部９２の第１端面３７側の端部は、側部側端部１０４の全体に亘って、平面視で凸部（第１側部側凸部１０８）を有する形状を成している。また、各第２線状部９２の第２端面３８側の端部は、側部側端部１０５の全体に亘って、平面視で凸部（第２側部側凸部１０９）を有する形状を成している。各第１側部側凸部１０８は、最も第１端面３７側に位置する第１線状部９１の第１端面３７側の端縁９６から電極パネル３０の平面方向に沿って側方に突出している。そして、各第１側部側凸部１０８の先端は、平面視で凹部３５の形成領域から僅かに第１端面３７側に突出し、第１端面３７から露出しないように配置されている。同様に、各第２側部側凸部１０９は、最も第２端面３８側に位置する第１線状部９１の第２端面３８側の端縁９７から突出している。そして、各第２側部側凸部１０９の先端は、平面視で凹部３５の形成領域から僅かに第２端面３８側に突出し、第２端面３８から露出しないように配置されている。ここで、第１線状部９１の端縁９６からの各第１側部側凸部１０８の突出量、及び、第１線状部９１の端縁９７からの各第２側部側凸部１０９の突出量は、互いに等しく、本実施形態では０．７ｍｍとなっている。なお、本実施形態の側部側凸部１０８，１０９は、第２線状部９２の一部を構成しているが、側部側凸部１０８，１０９は第２線状部９２とは別体の構成であってもよい。即ち、側部側凸部１０８，１０９を、第２線状部９２とは別工程で形成してもよい。さらに、側部側凸部１０８，１０９及び第２線状部９２は、排ガスの通過方向Ｆ１と平行な方向（図９では上下方向）にオフセットして配置されていてもよい。また、各凸部１０８，１０９は、平面視矩形状を成しており、先端部が平面視で２つの角部１１０を有する形状を成している。なお、各角部１１０は直角となっている。
【００３８】
なお、図１，図９に示されるように、本実施形態のプラズマリアクタ１は、例えば、排ガスに含まれているＰＭを除去するために用いられる。この場合、電源３から互いに隣接する電極パネル３０間にパルス電圧（例えば、ピーク電圧：５ｋＶ（５０００Ｖ）、パルス繰返し周波数：１００Ｈｚ）が印加されると、各貫通孔９３の開口縁や凸部１０６，１０８，１０９の角部１０７，１１０が起点となって誘電体バリア放電が生じ、放電電極３４間に誘電体バリア放電によるプラズマが発生する。なお、放電電極３４の外周部１０１（具体的には、凸部１０６，１０８，１０９の角部１０７，１１０）における放電開始電圧（プラズマを発生させる電圧）は、放電電極３４の中央部１００（具体的には、貫通孔９３の開口縁）における放電開始電圧よりも低くなっている。そして、プラズマの発生により、ガス流路２７を流れる排ガスに含まれるＰＭが酸化（燃焼）されて除去される。
【００３９】
次に、プラズマリアクタ１の製造方法を説明する。
【００４０】
まず、アルミナ粉末を主成分とするセラミック材料を用いて、誘電体３３となる第１〜第３のセラミックグリーンシートを形成する。なお、セラミックグリーンシートの形成方法としては、テープ成形や押出成形などの周知の成形法を用いることができる。そして、各セラミックグリーンシートに対してレーザ加工を行い、スルーホール導体４１用の貫通孔を形成する。なお、貫通孔の形成を、パンチング加工、ドリル加工等によって行ってもよい。
【００４１】
次に、従来周知のペースト印刷装置（図示略）を用いて、スルーホール導体４１用の貫通孔に導電性ペースト（本実施形態では、タングステンペースト）を充填し、スルーホール導体４１となる未焼成のスルーホール導体部を形成する。
【００４２】
次に、第１のセラミックグリーンシートを支持台（図示略）に載置する。さらに、ペースト印刷装置を用いて、第１のセラミックグリーンシートの裏面上に導電性ペーストを印刷する。その結果、第１のセラミックグリーンシートの裏面上に、放電電極３４となる厚さ１０μｍの未焼成電極が形成される。なお、第１のセラミックグリーンシートに対する未焼成電極の印刷方法としては、スクリーン印刷などの周知の印刷法を用いることができる。
【００４３】
そして、導電性ペーストの乾燥後、未焼成電極が印刷された第１のセラミックグリーンシートの裏面上に、第２のセラミックグリーンシート及び第３のセラミックグリーンシートを順番に積層し、シート積層方向に押圧力を付与する。その結果、各セラミックグリーンシートが一体化され、セラミック積層体が形成される。さらに、ペースト印刷装置を用いて、第１のセラミックグリーンシートの主面上に導電性ペーストを印刷し、未焼成の第１パッド４２を形成するとともに、第３のセラミックグリーンシートの裏面上に導電性ペーストを印刷し、未焼成の第２パッド４３を形成する。なお、第３のセラミックグリーンシートは、凹部３５の形状に合わせた打抜加工を施した後に積層される。
【００４４】
次に、周知の手法に従って乾燥工程や脱脂工程などを行った後、セラミックグリーンシート及び未焼成電極をアルミナ及びタングステンが焼結しうる所定の温度（例えば、１４００℃〜１６００℃程度）に加熱する同時焼成を行う。その結果、第１〜第３のセラミックグリーンシート中のアルミナ、及び、導電性ペースト中のタングステンが同時焼結し、誘電体３３、放電電極３４、スルーホール導体４１、第１パッド４２及び第２パッド４３が同時焼成によって形成され、第１〜第３のセラミックグリーンシートが電極パネル３０となる。このとき、放電電極３４の上流側端部１０２に位置する各第１線状部９１の上流側端部が、上流側凸部１０６を有する形状となる。さらに、放電電極３４の側部側端部１０４に位置する各第２線状部９２の第１端面３７側の端部が、第１側部側凸部１０８を有する形状となるとともに、放電電極３４の側部側端部１０５に位置する各第２線状部９２の第２端面３８側の端部が、第２側部側凸部１０９を有する形状となる。
【００４５】
その後、積層工程を行い、得られた電極パネル３０を複数枚積層して、プラズマパネル積層体２０を形成する。次に、クランプ５０〜５５を用いて、複数の電極パネル３０を積層方向に挟み込んで固定する。このとき、クランプ５２，５５を構成する一対の押さえ板５７が、第１パッド４２と第２パッド４３とに圧接する。さらに、溶接等を行うことにより、第１クランプ５２を構成する押さえ板５７の先端部に電源供給端子６１の中心軸６３を電気的に接続するとともに、第２クランプ５５を構成する押さえ板５７の先端部に電源供給端子６２の中心軸６３を電気的に接続する。次に、プラズマパネル積層体２０の外表面を覆うようにマット７１を取り付けた後、マット７１の外表面を覆うようにケース１０を取り付ける。その後、電源供給端子６１の先端部に第１の配線６を接続するとともに、電源供給端子６２の先端部に第２の配線７を接続する。以上のプロセスを経て、プラズマリアクタ１が完成する。
【００４６】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４７】
（１）本実施形態のプラズマリアクタ１では、放電電極３４の上流側端部１０２に位置する上流側凸部１０６が、平面視で角部１０７を有する形状を成している。この角部１０７は放電の起点となりやすいため、角部１０７を有する上流側端部１０２の多くの箇所で放電が生じ、プラズマが確実に発生するようになる。ゆえに、上流側端部１０２に堆積した排ガス中のＰＭを、プラズマを用いて効率良く除去することができる。その結果、ＰＭを介した隣接する放電電極３４間の導通や、同じくＰＭを介した放電電極３４−ケース１０間の導通が防止されるため、隣接する放電電極３４間の絶縁や、放電電極３４とケース１０との間の絶縁を確保することができる。ゆえに、プラズマリアクタ１の信頼性を向上させることができる。
【００４８】
（２）本実施形態では、放電電極３４に電気的に接続されるクランプ５２，５５が、ＰＭが堆積しやすい箇所である上流側端部１０２から離れた箇所に配置されるため、堆積したＰＭのクランプ５２，５５への付着が防止されるようになる。その結果、ＰＭ及びクランプ５２，５５を介した放電電極３４−ケース１０間の導通が防止されるため、放電電極３４とケース１０との間の絶縁がより確実に確保されるようになる。ゆえに、プラズマリアクタ１の信頼性がよりいっそう向上する。
【００４９】
（３）本実施形態のプラズマリアクタ１は、第１コーン部１１及び第２コーン部１２を介して排気管２に取り付けられている。その結果、排気管２の上流側部分４→第１コーン部１１→プラズマリアクタ１→第２コーン部１２→排気管２の下流側部分５の順番に排ガスが流れる排ガス流路内の抵抗が低減されるため、排ガス流路内における圧力損失を抑えることができる。ひいては、圧力損失に伴うエンジンの出力低下も防止することができる。
【００５０】
なお、上記実施形態を以下のように変更してもよい。
【００５１】
・上記実施形態では、放電電極３４の上流側端部１０２及び側部側端部１０８，１０９の両方が、平面視で角部１０７，１１０を有する形状を成していた。しかし、上流側端部１０２と、側部側端部１０８，１０９のいずれか一方とが、平面視で角部を有する形状を成していてもよい。また、図１０，図１１に示されるように、上流側端部１２１，１３１のみが、平面視で角部１２２，１３２を有する形状を成していてもよい。なお、放電電極３４の下流側端部１０３が、平面視で角部を有する形状をなしていてもよい。
【００５２】
・上記実施形態では、上流側凸部１０６の先端部が、平面視で３つの角部１０７を有する先尖りの形状を成していた。しかし、図１１の放電電極１３０に示されるように、上流側凸部１３３の先端部は、平面視で２つの角部１３２を有する形状を成していてもよい。また、図１２の放電電極１４０に示されるように、上流側凸部１４１は、平面視で１つの角部１４２を有する先尖りの形状を成していてもよい。なお、上流側端部の先端部は、平面視で４つ以上の角部を有する形状を成していてもよい。
【００５３】
・上記実施形態では、上流側端部１０２が有する上流側凸部１０６、側部側端部１０４が有する第１側部側凸部１０８、及び、側部側端部１０５が有する第２側部側凸部１０９のうち、上流側凸部１０６のみが平面視で先尖りとなる形状を成していた。しかし、第１側部側凸部１０８及び第２側部側凸部１０９の少なくとも一方が、平面視で先尖りとなる形状を成していてもよい。また、上流側端部１０２、第１側部側凸部１０８及び第２側部側凸部１０９の全てが、平面視で先尖りとなる形状を成していてもよい。
【００５４】
・上記実施形態では、放電電極３４の側部側端部１０４が、側部側端部１０４の全体に亘って、平面視で角部１１０を有する形状を成していた。また、上記実施形態では、放電電極３４の側部側端部１０５が、側部側端部１０５の全体に亘って、平面視で角部１１０を有する形状を成していた。しかし、側部側端部１０４，１０５は、上流側端部１０２寄りの領域のみが、平面視で角部を有する形状を成していてもよい。この場合、側部側端部１０４，１０５の一部の領域のみに角部を設ければよいため、製造コストを低く抑えることができる。
【００５５】
・図１３に示されるように、複数の放電電極は、第１の電極パネル（図示略）に設けられた第１の電極１５１（放電電極）と、第１の電極パネルに隣接する第２の電極パネル（図示略）に設けられた第２の電極１５２（放電電極）とからなっていてもよい。そして、第１の電極１５１に設けられた角部１５３の少なくとも一部と、第２の電極１５２に設けられた角部１５４の少なくとも一部とを、互いに重ならないように配置してもよい。なお、図１３では、第１の電極１５１の上流側端部１５５に位置する上流側凸部１５６（角部１５３）の全てと、第２の電極１５２の上流側端部１５７に位置する上流側凸部１５８（角部１５４）の全てとが、排ガスの通過方向に直交する方向にオフセットして配置されている。このようにすれば、第１の電極１５１の角部１５３と、その斜め下方に存在する第２の電極１５２の角部１５４との間で、誘電体バリア放電が発生する。その結果、角部１５３，１５４を有する上流側端部１５５，１５７において、より広い範囲でプラズマを発生させることができる。ゆえに、上流側端部１５５，１５７に堆積したＰＭを確実に除去することができる。
【００５６】
・上記実施形態の放電電極３４を構成する第１線状部９１及び第２線状部９２は、平面視で正方形の格子状を成していたが、平面視で菱形等の格子状を成していてもよい。
【００５７】
・上記実施形態のマット７１は、第１〜第４マット片７２〜７５を互いに接合することによって構成されていた。しかし、マットは、非分割の構造を有していてもよい。
【００５８】
・上記実施形態の電極パネル３０は、誘電体３３に放電電極３４を内蔵することによって構成されていた。しかし、誘電体３３の表面に放電電極３４を形成することによって電極パネルを形成してもよい。
【００５９】
・上記実施形態のプラズマリアクタ１は、自動車のエンジンの排ガス浄化に用いられていたが、例えば、船舶等のエンジンの排ガス浄化に用いてもよい。また、プラズマリアクタ１は、プラズマ処理を行うものであればよく、排ガスの処理を行うものでなくてもよいし、浄化に用いるものでなくてもよい。
【００６０】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６１】
（１）上記手段１において、前記放電電極の外周部からプラズマを発生させる電圧は、前記放電電極の中央部からプラズマを発生させる電圧よりも低いことを特徴とするプラズマリアクタ。
【００６２】
（２）上記手段１において、前記電極パネルは、一対の主面及び一対の端面を有し、かつ、前記誘電体に前記放電電極を内蔵してなる構成を有し、前記放電電極の外周縁から前記端面までの距離は、前記放電電極の第１面から前記主面までの距離、または、前記放電電極の第２面から前記主面までの距離よりも大きいことを特徴とするプラズマリアクタ。
【符号の説明】
【００６３】
１…プラズマリアクタ
３０…電極パネル
３３…誘電体
３４，１３０，１４０…放電電極
１００…放電電極の中央部
１０１…放電電極の外周部
１０２，１２１，１３１，１５５，１５７…上流側端部
１０３…下流側端部
１０４，１０５…側部側端部
１０６，１３３，１４１，１５６，１５８…凸部としての上流側凸部
１０８…凸部としての第１側部側凸部
１０９…凸部としての第２側部側凸部
１０７，１１０，１２２，１３２，１４２，１５３，１５４…角部
１５１…放電電極としての第１の電極
１５２…放電電極としての第２の電極
【図１】
2018206494.tif 000003
【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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