(57)【要約】【課題】水が流入した場合であっても、プラズマを確実に発生させることができる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、プラズマパネル積層体２０、ケース及びシール部材８０を備える。プラズマパネル積層体２０は、電極パネルを積層した構造を有し、隣接する電極パネル間に電圧が印加されたときにプラズマを発生する。ケースにはプラズマパネル積層体２０が収容される。シール部材８０は、ケース及びプラズマパネル積層体２０の間に介在される。なお、シール部材８０は、上流側端面２１側から下流側端面２２側に流れるガスの通過方向Ｆ１に沿って配置され、かつ、互いに隙間Ｓ１を介して配置された上流側シール部８１と下流側シール部８２とを含んで構成される。上流側シール部８１の体積及び下流側シール部８２の体積は互いに異なっている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが流入する上流側端面及びガスが流出する下流側端面を有し、放電電極を有する複数の電極パネルを積層した構造を有し、隣接する前記電極パネル間に電圧が印加されたときにプラズマを発生するプラズマパネル積層体と、
前記プラズマパネル積層体が収容される筒状のケースと、
前記ケース及び前記プラズマパネル積層体の間に介在され、前記プラズマパネル積層体を前記ケースに保持するマット状のシール部材と
を備えるプラズマリアクタであって、
前記シール部材は、前記上流側端面側から前記下流側端面側に流れるガスの通過方向に沿って配置され、かつ、互いに隙間を介して配置された上流側シール部と下流側シール部とを含んで構成され、
前記上流側シール部の体積と前記下流側シール部の体積とが互いに異なる
ことを特徴とするプラズマリアクタ。
【請求項２】
前記上流側シール部が前記プラズマパネル積層体の上流側端部に配置されるとともに、前記下流側シール部が前記プラズマパネル積層体の下流側端部に配置され、
前記上流側シール部の体積が前記下流側シール部の体積よりも小さい
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】
前記上流側シール部が前記下流側シール部よりも薄く形成され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】
前記ガスの通過方向に沿った前記上流側シール部の長さが、前記ガスの通過方向に沿った前記下流側シール部の長さよりも短くなっていることを特徴とする請求項２または３に記載のプラズマリアクタ。
【請求項５】
ガスが流入する上流側端面及びガスが流出する下流側端面を有し、放電電極を有する複数の電極パネルを積層した構造を有し、隣接する前記電極パネル間に電圧が印加されたときにプラズマを発生するプラズマパネル積層体と、
前記プラズマパネル積層体が収容される筒状のケースと、
前記ケース及び前記プラズマパネル積層体の間に介在され、前記プラズマパネル積層体を前記ケースに保持するマット状のシール部材と
を備えるプラズマリアクタであって、
前記シール部材は、前記上流側端面側から前記下流側端面側に流れるガスの通過方向に沿って配置され、かつ、互いに隙間を介して配置された上流側シール部と下流側シール部とを含んで構成され、
積層体保持状態において、前記上流側シール部の気孔率と前記下流側シール部の気孔率とが互いに異なる
ことを特徴とするプラズマリアクタ。
【請求項６】
前記上流側シール部が前記プラズマパネル積層体の上流側端部に配置されるとともに、前記下流側シール部が前記プラズマパネル積層体の下流側端部に配置され、
前記積層体保持状態において、前記上流側シール部の気孔率が前記下流側シール部の気孔率よりも大きい
ことを特徴とする請求項５に記載のプラズマリアクタ。
【請求項７】
ガスが流入する上流側端面及びガスが流出する下流側端面を有し、放電電極を有する複数の電極パネルを積層した構造を有し、隣接する前記電極パネル間に電圧が印加されたときにプラズマを発生するプラズマパネル積層体と、
前記プラズマパネル積層体が収容される筒状のケースと、
前記ケース及び前記プラズマパネル積層体の間に介在され、前記プラズマパネル積層体を前記ケースに保持するマット状のシール部材と
を備えるプラズマリアクタであって、
前記シール部材は、前記上流側端面側から前記下流側端面側に流れるガスの通過方向に沿って配置され、かつ、互いに隙間を介して配置された上流側シール部と下流側シール部とを含んで構成され、
積層体保持状態において、前記上流側シール部の圧縮率と前記下流側シール部の圧縮率とが互いに異なる
ことを特徴とするプラズマリアクタ。
【請求項８】
前記上流側シール部が前記プラズマパネル積層体の上流側端部に配置されるとともに、前記下流側シール部が前記プラズマパネル積層体の下流側端部に配置され、
前記積層体保持状態において、前記上流側シール部の圧縮率が前記下流側シール部の圧縮率よりも小さい
ことを特徴とする請求項７に記載のプラズマリアクタ。
【請求項９】
積層体非保持状態において、前記上流側シール部の厚さが前記下流側シール部の厚さよりも小さいことを特徴とする請求項８に記載のプラズマリアクタ。
【請求項１０】
前記上流側シール部の配置領域における前記ケースの内面と前記プラズマパネル積層体の外表面との距離が、前記下流側シール部の配置領域における前記ケースの内面と前記プラズマパネル積層体の外表面との距離よりも大きいことを特徴とする請求項８に記載のプラズマリアクタ。
【請求項１１】
前記シール部材は、前記上流側シール部及び前記下流側シール部の少なくとも一部を連結する連結部を含んで構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のプラズマリアクタ。
【請求項１２】
前記連結部は、前記プラズマパネル積層体を構成する最上層の前記電極パネルを覆う部位において、前記上流側シール部及び前記下流側シール部を連結していることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマリアクタ。
【請求項１３】
前記放電電極に電気的に接続される電気導通部材を備え、
前記上流側シール部または前記下流側シール部に、同シール部を厚さ方向に貫通する切欠部が配置され、前記切欠部の内側領域に前記電気導通部材が位置している
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のプラズマリアクタ。
【請求項１４】
前記下流側シール部に、同下流側シール部を厚さ方向に貫通する切欠部が配置され、前記切欠部の内側領域に前記電気導通部材が位置していることを特徴とする請求項１３に記載のプラズマリアクタ。
【請求項１５】
前記電気導通部材は、前記上流側シール部及び前記下流側シール部から２ｍｍ以上３０ｍｍ以下だけ離間して配置されていることを特徴とする請求項１３または１４に記載のプラズマリアクタ。
【請求項１６】
前記上流側シール部と前記下流側シール部とが互いに３ｍｍ以上５０ｍｍ以下だけ離間して配置されていることを特徴とする請求項１乃至１５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、放電電極が形成された複数の電極パネルを積層し、隣接する電極パネル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、電極パネル間を流れる排ガス中のＰＭを酸化して除去するプラズマリアクタが種々提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。なお、特許文献１〜３に記載のプラズマリアクタは、電極パネルを積層してなるプラズマパネル積層体を収容するためのケースや、ケース及びプラズマパネル積層体の間に介在されるマット状のシール部材などを備えている。また、プラズマリアクタには、放電電極に電気的に接続される電気導通部材が設けられており、電気導通部材は、シール部材を介してケースに接触している。例えば、特許文献１には、電気導通部材であるリードライン部材が設けられており、リードライン部材はシール部材を介してハウジング（ケース）に接触している。また、特許文献２には、電気導通部材であるコネクタ（insulated connector ）が設けられており、コネクタは、シール部材（dielectric mat）を介してケースに接触している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８３２６５４号公報（［００６５］，［００６６］，［００７７］、図４等）
【特許文献２】米国特許第６４６４９４５号明細書（図８等）
【特許文献３】特開２０１１−１２５５９号公報（図３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、プラズマリアクタに水が流入することがある。ここで、プラズマリアクタに流入する水としては、例えば、車両の冷間始動時において排気管内の結露に起因して発生する排気凝縮水や、水たまりへの車両の進入に伴いマフラーから流入する水等がある。
【０００６】
ところが、特許文献１〜３に記載の従来技術では、プラズマリアクタへの水の流入に伴い、乾燥状態では絶縁性を有していたシール部材が水を吸って含水状態となるため、シール部材の絶縁性が低下してしまう。その結果、電気導通部材（及び放電電極）とケースとの間が、含水状態にあるシール部材を介して導通してしまい、リーク電流が発生する虞がある。この場合、投入電力に対するプラズマの発生量が少なくなるため、排ガスの浄化効率が低いという問題がある。
【０００７】
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、水が流入した場合であっても、プラズマを確実に発生させることができる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】
【０００８】
上記課題を解決するための手段（手段１）としては、ガスが流入する上流側端面及びガスが流出する下流側端面を有し、放電電極を有する複数の電極パネルを積層した構造を有し、隣接する前記電極パネル間に電圧が印加されたときにプラズマを発生するプラズマパネル積層体と、前記プラズマパネル積層体が収容される筒状のケースと、前記ケース及び前記プラズマパネル積層体の間に介在され、前記プラズマパネル積層体を前記ケースに保持するマット状のシール部材とを備えるプラズマリアクタであって、前記シール部材は、前記上流側端面側から前記下流側端面側に流れるガスの通過方向に沿って配置され、かつ、互いに隙間を介して配置された上流側シール部と下流側シール部とを含んで構成され、前記上流側シール部の体積と前記下流側シール部の体積とが互いに異なることを特徴とするプラズマリアクタがある。
【０００９】
従って、上記手段１に記載の発明では、ケース及びプラズマパネル積層体の間に介在されるシール部材が、互いに隙間を介して配置された上流側シール部と下流側シール部とを含んで構成されている。よって、上流側からプラズマリアクタに水が流入した場合、流入した水は最初に上流側シール部に吸収されるため、下流側シール部への水の到達が抑制される。また、下流側からプラズマリアクタに水が流入した場合、流入した水は最初に下流側シール部に吸収されるため、上流側シール部への水の到達が抑制される。その結果、シール部材全体に水が広がることが防止されるため、シール部材のうち含水して導通しやすくなった領域とケースとの接触面積が小さくなる。従って、プラズマパネル積層体からシール部材を介してケースに流れるリーク電流の発生量を低減することができ、プラズマパネル積層体−ケース間の静電容量の低下を抑制することができる。ゆえに、投入電力に対するプラズマの発生量を確保できるため、隣接する電極パネル間を流れる排ガス中の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。
【００１０】
しかも、上流側シール部の体積と下流側シール部の体積とが互いに異なるため、体積が小さい側のシール部が含水する場合には、シール部材のうち含水して導通しやすくなる領域とケースとの接触面積をよりいっそう小さくすることができる。その結果、上記したリーク電流の発生量をより確実に低減することができる。ゆえに、投入電力に対するプラズマの発生量を十分に確保することができる。
【００１１】
なお、上流側シール部がプラズマパネル積層体の上流側端部に配置されるとともに、下流側シール部がプラズマパネル積層体の下流側端部に配置される場合、上流側シール部の体積が下流側シール部の体積より小さくてもよいし、下流側シール部の体積が上流側シール部の体積より小さくてもよい。上流側シール部の体積が下流側シール部の体積よりも小さい場合には、上流側からプラズマリアクタに水が流入して上流側シール部が含水したとしても、シール部材のうち含水して導通しやすくなる領域（上流側シール部）とケースとの接触面積が小さくなる。一方、下流側シール部の体積が上流側シール部の体積よりも小さい場合には、下流側からプラズマリアクタに水が流入して下流側シール部が含水したとしても、シール部材のうち含水して導通しやすくなる領域（下流側シール部）とケースとの接触面積が小さくなる。以上の結果、プラズマパネル積層体からシール部材を介してケースに流れるリーク電流の発生量を確実に低減することができる。
【００１２】
なお、上流側シール部の体積が下流側シール部の体積よりも小さくなる構造は、特に限定される訳ではなく、例えば、上流側シール部が下流側シール部よりも薄く形成されている構造や、ガスの通過方向に沿った上流側シール部の長さが、ガスの通過方向に沿った下流側シール部の長さよりも短くなっている構造などが挙げられる。これらの構造を採用すれば、上流側シール部の体積が下流側シール部の体積よりも小さくなる構造を容易に得ることができる。
【００１３】
上記プラズマリアクタを構成するプラズマパネル積層体は、放電電極を有する複数の電極パネルを積層した構造を有する。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。
【００１４】
上記プラズマリアクタを構成するシール部材は、ケース及びプラズマパネル積層体の間に介在される。ここで、シール部材の形成材料としては、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挙げることができる。また、シール部材は、互いに隙間を介して配置された上流側シール部と下流側シール部とを含んで構成される。ここで、上流側シール部及び下流側シール部は、例えば、互いに３ｍｍ以上５０ｍｍ以下だけ離間して配置されていることが好ましい。上流側シール部と下流側シール部とが３ｍｍ以上離間して配置されることにより、上流側シール部に吸収されている水が浸み出たとしても、浸み出た水が下流側シール部に到達することが防止される。なお、上流側シール部と下流側シール部とが５０ｍｍよりも大きく離間して配置されていると、シール部を配置できる領域が小さくなってしまう。その結果、ケースとシール部との接触面積、及び、シール部とプラズマパネル積層体との接触面積が小さくなるため、シール部を介してプラズマパネル積層体を確実にケースに固定できない可能性がある。
【００１５】
なお、シール部材は、上流側シール部及び下流側シール部の少なくとも一部を連結する連結部を含んで構成されていてもよい。この場合においても、一方のシール部からもう一方のシール部に水が広がることが防止されるため、シール部材のうち含水して導通しやすくなった領域とケースとの接触面積が小さくなる。従って、プラズマパネル積層体からシール部材を介してケースに流れるリーク電流の発生量を低減することができる。さらに、連結部は、プラズマパネル積層体を構成する最上層の電極パネルを覆う部位において、上流側シール部及び下流側シール部を連結していることが好ましい。このようにすれば、プラズマリアクタに水が流入したとしても、連結部が水没しにくくなるため、連結部の水没に起因して、一方のシール部からもう一方のシール部に水が広がることを防止することができる。
【００１６】
また、放電電極に電気的に接続される電気導通部材を備え、上流側シール部または下流側シール部に、同シール部を厚さ方向に貫通する切欠部が配置され、切欠部の内側領域に電気導通部材が位置していてもよい。このようにした場合、電気導通部材は、上流側シール部または下流側シール部に囲まれるようになる。その結果、プラズマリアクタに流入した水は上流側シール部または下流側シール部に吸収されるため、電気導通部材への水の接触が防止されるようになる。よって、上流側シール部または下流側シール部を介して電気導通部材とケースとが導通することに起因する、リーク電流の発生を防止することができる。なお、上流側からプラズマリアクタに水が流入する場合には、下流側シール部に、同下流側シール部を厚さ方向に貫通する切欠部が配置され、切欠部の内側領域に電気導通部材が位置していることが好ましい。このようにすれば、上流側シール部及び下流側シール部の両方によって電気導通部材への水の接触を防止できるため、電気導通部材とケースとの導通に起因するリーク電流の発生をより確実に防止することができる。
【００１７】
さらに、電気導通部材は、例えば、上流側シール部及び下流側シール部から２ｍｍ以上３０ｍｍ以下だけ離間して配置されていることがよい。仮に、電気導通部材がシール部（上流側シール部または下流側シール部）から２ｍｍ未満だけ離間して配置されていると、沿面放電が生じやすくなるため、シール部を介して電気導通部材とケースとが導通する虞がある。一方、電気導通部材がシール部から３０ｍｍよりも大きく離間して配置されていると、シール部を配置できる領域が小さくなってしまう。その結果、ケースとシール部との接触面積、及び、シール部とのプラズマパネル積層体との接触面積が小さくなるため、シール部を介してプラズマパネル積層体を確実にケースに固定できない可能性がある。なお、シール部と電気導通部材との距離は、プラズマの形成に必要な電圧のレベルに応じて変化する。一般的に、沿面放電の発生を防止するためには、１ｋＶ当り１ｍｍ離間させればよいことが知られている。従って、シール部と電気導通部材との距離は、電極パネル間に印加される電圧に応じた距離とすることがよい。
【００１８】
上記課題を解決するための別の手段（手段２）としては、ガスが流入する上流側端面及びガスが流出する下流側端面を有し、放電電極を有する複数の電極パネルを積層した構造を有し、隣接する前記電極パネル間に電圧が印加されたときにプラズマを発生するプラズマパネル積層体と、前記プラズマパネル積層体が収容される筒状のケースと、前記ケース及び前記プラズマパネル積層体の間に介在され、前記プラズマパネル積層体を前記ケースに保持するマット状のシール部材とを備えるプラズマリアクタであって、前記シール部材は、前記上流側端面側から前記下流側端面側に流れるガスの通過方向に沿って配置され、かつ、互いに隙間を介して配置された上流側シール部と下流側シール部とを含んで構成され、積層体保持状態において、前記上流側シール部の気孔率と前記下流側シール部の気孔率とが互いに異なることを特徴とするプラズマリアクタがある。
【００１９】
従って、上記手段２に記載の発明では、ケース及びプラズマパネル積層体の間に介在されるシール部材が、互いに隙間を介して配置された上流側シール部と下流側シール部とを含んで構成されている。よって、上流側からプラズマリアクタに水が流入した場合、流入した水は最初に上流側シール部に吸収されるため、下流側シール部への水の到達が抑制される。また、下流側からプラズマリアクタに水が流入した場合、流入した水は最初に下流側シール部に吸収されるため、上流側シール部への水の到達が抑制される。その結果、シール部材全体に水が広がることが防止されるため、シール部材のうち含水して導通しやすくなった領域とケースとの接触面積が小さくなる。従って、プラズマパネル積層体からシール部材を介してケースに流れるリーク電流の発生量を低減することができ、プラズマパネル積層体−ケース間の静電容量の低下を抑制することができる。ゆえに、投入電力に対するプラズマの発生量を確保できるため、隣接する電極パネル間を流れる排ガス中の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。
【００２０】
しかも、積層体保持状態において、上流側シール部の気孔率と下流側シール部の気孔率とが互いに異なるため、気孔率が大きい側のシール部に多量の水を吸収させることが可能である。よって、気孔率が大きい側のシール部が含水する場合には、含水したシール部から水が浸み出して含水していないシール部に到達する可能性を低くすることができる。その結果、シール部材全体に水が広がることが確実に防止されるため、上記したリーク電流の発生量をより確実に低減することができる。ゆえに、投入電力に対するプラズマの発生量を十分に確保することができる。
【００２１】
なお、上流側シール部がプラズマパネル積層体の上流側端部に配置されるとともに、下流側シール部がプラズマパネル積層体の下流側端部に配置される場合、積層体保持状態において、上流側シール部の気孔率が下流側シール部の気孔率より大きくてもよいし、下流側シール部の気孔率が上流側シール部の気孔率より大きくてもよい。上流側シール部の気孔率が下流側シール部の気孔率よりも大きい場合には、上流側からプラズマリアクタに水が流入した際に上流側シール部に多量の水を吸収できるため、上流側シール部から水が浸み出して下流側シール部に到達する可能性を低くすることができる。一方、下流側シール部の気孔率が上流側シール部の気孔率よりも大きい場合には、下流側からプラズマリアクタに水が流入した際に下流側シール部に多量の水を吸収できるため、下流側シール部から水が浸み出して上流側シール部に到達する可能性を低くすることができる。以上の結果、シール部材全体に水が広がることが確実に防止されるため、プラズマパネル積層体からシール部材を介してケースに流れるリーク電流の発生量を確実に低減することができる。
【００２２】
上記課題を解決するための別の手段（手段３）としては、ガスが流入する上流側端面及びガスが流出する下流側端面を有し、放電電極を有する複数の電極パネルを積層した構造を有し、隣接する前記電極パネル間に電圧が印加されたときにプラズマを発生するプラズマパネル積層体と、前記プラズマパネル積層体が収容される筒状のケースと、前記ケース及び前記プラズマパネル積層体の間に介在され、前記プラズマパネル積層体を前記ケースに保持するマット状のシール部材とを備えるプラズマリアクタであって、前記シール部材は、前記上流側端面側から前記下流側端面側に流れるガスの通過方向に沿って配置され、かつ、互いに隙間を介して配置された上流側シール部と下流側シール部とを含んで構成され、積層体保持状態において、前記上流側シール部の圧縮率と前記下流側シール部の圧縮率とが互いに異なることを特徴とするプラズマリアクタがある。
【００２３】
従って、手段３に記載の発明では、ケース及びプラズマパネル積層体の間に介在されるシール部材が、互いに隙間を介して配置された上流側シール部と下流側シール部とを含んで構成されている。よって、上流側からプラズマリアクタに水が流入した場合、流入した水は最初に上流側シール部に吸収されるため、下流側シール部への水の到達が抑制される。また、下流側からプラズマリアクタに水が流入した場合、流入した水は最初に下流側シール部に吸収されるため、上流側シール部への水の到達が抑制される。その結果、シール部材全体に水が広がることが防止されるため、シール部材のうち含水して導通しやすくなった領域とケースとの接触面積が小さくなる。従って、プラズマパネル積層体からシール部材を介してケースに流れるリーク電流の発生量を低減することができ、プラズマパネル積層体−ケース間の静電容量の低下を抑制することができる。ゆえに、投入電力に対するプラズマの発生量を確保できるため、隣接する電極パネル間を流れる排ガス中の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。
【００２４】
しかも、積層体保持状態において、上流側シール部の圧縮率と下流側シール部の圧縮率とが互いに異なるため、圧縮率が小さい側のシール部に多量の水を吸収させることが可能である。よって、圧縮率が小さい側のシール部が含水する場合には、含水したシール部から水が浸み出して含水していないシール部に到達する可能性を低くすることができる。その結果、シール部材全体に水が広がることが確実に防止されるため、上記したリーク電流の発生量をより確実に低減することができる。ゆえに、投入電力に対するプラズマの発生量を十分に確保することができる。
【００２５】
なお、上流側シール部がプラズマパネル積層体の上流側端部に配置されるとともに、下流側シール部がプラズマパネル積層体の下流側端部に配置される場合、積層体保持状態において、上流側シール部の圧縮率が下流側シール部の圧縮率より小さくてもよいし、下流側シール部の圧縮率が上流側シール部の圧縮率より小さくてもよい。上流側シール部の圧縮率が下流側シール部の圧縮率よりも小さい場合には、上流側からプラズマリアクタに水が流入した際に上流側シール部に多量の水を吸収できるため、上流側シール部から水が浸み出して下流側シール部に到達する可能性を低くすることができる。一方、下流側シール部の圧縮率が上流側シール部の圧縮率よりも小さい場合には、下流側からプラズマリアクタに水が流入した際に下流側シール部に多量の水を吸収できるため、下流側シール部から水が浸み出して上流側シール部に到達する可能性を低くすることができる。以上の結果、シール部材全体に水が広がることが確実に防止されるため、プラズマパネル積層体からシール部材を介してケースに流れるリーク電流の発生量を確実に低減することができる。
【００２６】
なお、上流側シール部の圧縮率が下流側シール部の圧縮率よりも小さくなる構造は、特に限定される訳ではなく、例えば、積層体非保持状態において、上流側シール部の厚さが下流側シール部の厚さよりも小さくなる構造や、上流側シール部の配置領域におけるケースの内面とプラズマパネル積層体の外表面との距離が、下流側シール部の配置領域におけるケースの内面とプラズマパネル積層体の外表面との距離よりも大きくなる構造などが挙げられる。これらの構造を採用すれば、上流側シール部の圧縮率が下流側シール部の圧縮率よりも小さくなる構造を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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平面図。
【図３】プラズマリアクタを示す斜視図。
【図４】プラズマパネル積層体がケースに収容されている状態を示す斜視図。
【図５】プラズマパネル積層体、クランプ、電源供給端子及びシール部材を示す平面図。
【図６】プラズマパネル積層体、クランプ、電源供給端子及びシール部材を示す斜視図。
【図７】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８】電極パネルを示す斜視図。
【図９】他の実施形態において、プラズマパネル積層体、クランプ、電源供給端子及びシール部材を示す斜視図。
【図１０】他の実施形態において、プラズマパネル積層体がケースに収容されている状態を示す部分断面図。
【図１１】他の実施形態において、プラズマパネル積層体がケースに収容されている状態を示す部分断面図。
【図１２】他の実施形態において、プラズマパネル積層体、クランプ、電源供給端子及びシール部材を示す平面図。
【図１３】他の実施形態において、プラズマパネル積層体、クランプ、電源供給端子及びシール部材を示す平面図。
【図１４】他の実施形態において、プラズマパネル積層体、クランプ、電源供給端子お及びシール部材を示す平面図。
【図１５】他の実施形態において、プラズマパネル積層体、クランプ、電源供給端子及びシール部材を示す平面図。
【図１６】他の実施形態において、プラズマパネル積層体、クランプ、電源供給端子及びシール部材を示す平面図。
【図１７】他の実施形態において、プラズマパネル積層体、クランプ、電源供給端子及びシール部材を示す平面図。
【図１８】他の実施形態において、プラズマパネル積層体、クランプ、電源供給端子及びシール部材を示す平面図。
【図１９】他の実施形態において、プラズマパネル積層体、クランプ、電源供給端子及びシール部材を示す平面図。
【図２０】他の実施形態において、プラズマパネル積層体、クランプ、電源供給端子及びシール部材を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
図１〜図４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。
【００３０】
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。
【００３１】
図１，図３〜図７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。
【００３２】
また、プラズマパネル積層体２０は、複数の電極パネル３０と、各電極パネル３０よりも外層側に位置する一対の外層パネル５０とを積層した構造を有している。各パネル３０，５０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、互いに隙間（本実施形態では、０．５ｍｍの隙間）を有するように配置されている。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を有している。
【００３３】
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。
【００３４】
図１，図８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及び第２主面３２を有し、縦１００ｍｍ×横１２０ｍｍの略矩形板状を成している。さらに、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）からなっている。また、電極パネル３０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。そして、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。
【００３５】
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側端部に対して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側端部に対して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。
【００３６】
図１，図４〜図７に示されるように、本実施形態の外層パネル５０は、第１主面５１及び第２主面５２を有し、縦１００ｍｍ×横１２０ｍｍの略矩形板状を成している。なお、本実施形態の外層パネル５０には、凹部３５と同様の凹部は形成されていない。
【００３７】
また、外層パネル５０は、矩形板状の誘電体５３によって構成されている。本実施形態において、誘電体５３はアルミナ等のセラミックからなっている。即ち、本実施形態の外層パネル５０は、電極パネル３０と同じ材料を用いて形成されている。なお、本実施形態の誘電体５３には、放電電極３４と同様の放電電極は内蔵されていない。
【００３８】
また、外層パネル５０の両端部分には、第１主面５１側と第２主面５２側とを導通させる導通構造（図示略）がそれぞれ１つずつ設けられている。各導通構造は、スルーホール導体（図示略）、第１パッド（図示略）及び第２パッド（図示略）を備えている。スルーホール導体は、外層パネル５０を厚さ方向に貫通している。第１パッドは、第１主面５１に形成されており、スルーホール導体の第１主面５１側端部に対して電気的に接続されている。そして、下層側の外層パネル５０の第１主面５１に形成された第１パッドは、最下層の電極パネル３０に形成された第２パッド４３に接触するようになっている。一方、第２パッドは、第２主面５２に形成されており、スルーホール導体の第２主面５２側端部に対して電気的に接続されている。そして、上層側の外層パネル５０の第２主面５２に形成された第２パッドは、最上層の電極パネル３０に形成された第１パッド４２に接触するようになっている。なお、第１パッド及び第２パッドは、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。
【００３９】
図５〜図７に示されるように、プラズマリアクタ１は、各パネル３０，５０（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１つの第１クランプ６１と、各パネル３０，５０をガス非通過面２６側から挟み込んで固定する１つの第２クランプ６２とを備えている。各クランプ６１，６２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。なお、各クランプ６１，６２は、各パネル３０，５０を積層方向に挟み込む機能に加えて、放電電極３４に電気的に接続される電気導通部材としての機能を有している。
【００４０】
また、各クランプ６１，６２は、板部材６３及び押さえ板６４を備えている。板部材６３は、パネル３０，５０の積層方向に延びている。押さえ板６４は、板部材６３と一体に形成され、板部材６３の両端部に配置されている。各押さえ板６４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６４は、上層側の外層パネル５０の第１主面５１に形成された第１パッド、または、下層側の外層パネル５０の第２主面５２に形成された第２パッドに圧接している。
【００４１】
図２〜図７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７１，７２を備えている。本実施形態の電源供給端子７１，７２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７１，７２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７３に接続されている。中心軸７３は、片側の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。
【００４２】
また、電源供給端子７１は、基端部（中心軸７３）が第１クランプ６１の板部材６３の中央部に電気的に接続され、先端部がケース１０から露出している。同様に、電源供給端子７２は、基端部（中心軸７３）が第２クランプ６２の板部材６３の中央部に電気的に接続され、先端部がケース１０から露出している。そして、各電源供給端子７１，７２は、互いに反対方向に突出している。なお、本実施形態では、電源供給端子７１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７２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。
【００４３】
図４〜図６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状のシール部材８０が介在されている。シール部材８０は、プラズマパネル積層体２０をケース１０に保持する機能を有している。
【００４４】
また、図５，図６に示されるように、シール部材８０は、矩形環状を成す上流側シール部８１と、同じく矩形環状を成す下流側シール部８２とによって構成されている。上流側シール部８１及び下流側シール部８２は、排ガスの通過方向Ｆ１に沿って配置されている。そして、上流側シール部８１は、プラズマパネル積層体２０の上流側端部（即ち、上流側端面２１側の端部）に配置され、下流側シール部８２は、プラズマパネル積層体２０の下流側端部（即ち、下流側端面２２側の端部）に配置されている。また、上流側シール部８１及び下流側シール部８２は、３ｍｍ以上５０ｍｍ以下（本実施形態では４５ｍｍ）の隙間Ｓ１を介して互いに離間して配置されている。さらに、上流側シール部８１及び下流側シール部８２は、クランプ６１，６２との間にも隙間を有するように配置されている。具体的に言うと、クランプ６１，６２の上流側端縁６５は、上流側シール部８１の下流側端縁８３から２ｍｍ以上３０ｍｍ以下（本実施形態では２０ｍｍ）だけ離間して配置されている。それとともに、クランプ６１，６２の下流側端縁６６は、下流側シール部８２の上流側端縁８４から２ｍｍ以上３０ｍｍ以下（本実施形態では５ｍｍ）だけ離間して配置されている。なお、上流側シール部８１の上流側端縁８５は、プラズマパネル積層体２０の上流側端面２１から５ｍｍだけ離間して配置されている。また、下流側シール部８２の下流側端縁８６は、プラズマパネル積層体２０の下流側端面２２から５ｍｍだけ離間して配置されている。
【００４５】
なお、図５，図６に示されるシール部材８０は、上流側シール部８１の体積と下流側シール部８２の体積とが互いに異なっている。詳述すると、積層体非保持状態（即ち、プラズマパネル積層体２０をケース１０に保持していない状態）において、排ガスの通過方向Ｆ１に沿った上流側シール部８１の長さＬ１（図５参照）は２５ｍｍ、上流側シール部８１の厚さＴ１（図５，図６参照）は２２ｍｍとなっている。また、同じく積層体保持状態において、通過方向Ｆ１に沿った下流側シール部８２の長さＬ２（図５参照）は４０ｍｍ、下流側シール部８２の厚さＴ２（図５，図６参照）は２２ｍｍとなっている。即ち、上流側シール部８１の厚さＴ１が下流側シール部８２の厚さＴ２と等しいものの、上流側シール部８１の長さＬ１は下流側シール部８２の長さＬ２よりも短くなっている。よって、本実施形態では、上流側シール部８１の体積が下流側シール部８２の体積よりも小さくなる。
【００４６】
また、図５，図６に示される上流側シール部８１及び下流側シール部８２は、それぞれ同じ材料（本実施形態では、セラミック繊維からなる絶縁材料）を用いて形成されている。よって、積層体保持状態（即ち、プラズマパネル積層体２０をケース１０に保持している状態）において、上流側シール部８１の気孔率及び下流側シール部８２の気孔率は、互いに等しくなる。さらに、上流側シール部８１の配置領域におけるケース１０の内面とプラズマパネル積層体２０の外表面との距離、及び、下流側シール部８２の配置領域におけるケース１０の内面とプラズマパネル積層体２０の外表面との距離は、互いに等しくなっており、本実施形態では１５ｍｍとなっている。よって、積層体保持状態において、上流側シール部８１の圧縮率及び下流側シール部８２の圧縮率は、互いに等しくなっている。詳述すると、シール部８１，８２の圧縮率は、０％以上５０％以下、具体的には１０％以上４０％以下（本実施形態では約３２％）となっている。
【００４７】
なお、図５，図６では、プラズマパネル積層体２０を覆うシール部８１，８２を一体のものとして示しているが、製造方法を最適化するために、複数のマットを組み合わせることによりシール部を構成してもよい。例えば、上流側シール部８１を、各ガス非通過面２３〜２６をそれぞれ覆う４枚のマットを組み合わせることによって構成してもよい。さらに、ガス非通過面２３〜２６を覆うマットをそれぞれ２枚重ねとし、合計８枚のマットを組み合わせることにより上流側シール部８１を構成してもよい。また、各マットの圧縮率は、互いに等しくなくてもよい。例えば、ガス非通過面２３，２５を覆うマットの圧縮率、及び、ガス非通過面２４，２６を覆うマットの圧縮率は、互いに等しくなくてもよい。つまり、プラズマパネル積層体２０の耐圧力を考慮したうえで、マットの圧縮率を設定することにより、破損に強いプラズマリアクタ１を得ることができる。
【００４８】
なお、図１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、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。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。
【００４９】
次に、プラズマリアクタ１の製造方法を説明する。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
また、第１〜第３のセラミックグリーンシートを形成する手法と同様の手法を用いて、外層パネル５０となる第４のセラミックグリーンシートを形成する。そして、第４のセラミックグリーンシートに対してレーザ加工を行い、スルーホール導体用の貫通孔を形成する。次に、ペースト印刷装置を用いて、スルーホール導体用の貫通孔に導電性ペーストを充填し、スルーホール導体となる未焼成のスルーホール導体部を形成する。
【００５５】
次に、第４のセラミックグリーンシートを支持台に載置する。さらに、ペースト印刷装置を用いて、第４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パッドを形成するとともに、第４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パッドを形成する。
【００５６】
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。また、第４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５３、スルーホール導体、第１パッド及び第２パッドが同時焼成によって形成され、第４のセラミックグリーンシートが外層パネル５０となる。
【００５７】
その後、積層工程を行い、得られたパネル３０，５０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６１，６２を用いて、複数の電極パネル３０及び一対の外層パネル５０を積層方向に挟み込んで固定する。このとき、クランプ６１，６２を構成する一対の押さえ板６４が、上層側の外層パネル５０に形成された第１パッドと、下層側の外層パネル５０に形成された第２パッドとに圧接する。さらに、溶接等を行うことにより、第１クランプ６１を構成する板部材６３の中央部に電源供給端子７１の中心軸７３を電気的に接続するとともに、第２クランプ６２を構成する板部材６３の中央部に電源供給端子７２の中心軸７３を電気的に接続する。次に、プラズマパネル積層体２０の上流側端部を覆うように上流側シール部８１を取り付けるとともに、プラズマパネル積層体２０の下流側端部を覆うように下流側シール部８２を取り付ける。さらに、上流側シール部８１の外表面と下流側シール部８２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７１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７２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。
【００５８】
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。
【００５９】
（１）本実施形態のプラズマリアクタ１は、自動車に搭載して使用されるため、水が流入することがある。ところが、ケース１０及びプラズマパネル積層体２０の間に介在されるシール部材８０は、吸水性に優れたセラミック繊維からなるため、少量の水であってもシール部材８０全体が含水状態となってしまう。その結果、本来絶縁されるべきプラズマパネル積層体２０−ケース１０間がシール部材８０を介して導通してしまうため、リーク電流が発生してしまう虞がある。
【００６０】
そこで、本実施形態では、シール部材８０を、互いに隙間Ｓ１を介して配置された上流側シール部８１と下流側シール部８２とによって構成している。よって、上流側からプラズマリアクタ１に水が流入した場合、流入した水は最初に上流側シール部８１に吸収されるため、下流側シール部８２への水の到達が抑制される。また、下流側からプラズマリアクタ１に水が流入した場合、流入した水は最初に下流側シール部８２に吸収されるため、上流側シール部８１への水の到達が抑制される。その結果、シール部材８０全体に水が広がることが防止されるため、シール部材８０のうち含水して導通しやすくなった領域とケース１０との接触面積が小さくなる。従って、プラズマパネル積層体２０からシール部材８０を介してケース１０に流れるリーク電流の発生量を低減することができ、プラズマパネル積層体２０−ケース１０間の静電容量の低下を抑制することができる。ゆえに、投入電力に対するプラズマの発生量を確保できるため、隣接する電極パネル３０間を流れる排ガス中の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。
【００６１】
（２）ところで、プラズマリアクタ１に流入する水としては、車両の冷間始動時において排気管２内の結露に起因して発生する排気凝縮水や、水たまりへの車両の進入に伴いマフラーから流入する水がある。排気凝縮水は、上流側からプラズマリアクタ１に流入する一方、マフラーから流入した水は、下流側からプラズマリアクタ１に流入するようになっている。なお、下流側からの水の流入は、マフラーの形状等を工夫することにより防ぐことが可能である。しかし、上流側からの水（排気凝縮水）の流入を避けることは困難である。
【００６２】
そこで、本実施形態では、上流側シール部８１の体積を下流側シール部８２の体積よりも小さくし、上流側シール部８１とケース１０との接触面積を下流側シール部８２とケース１０との接触面積よりも小さくしている。この場合、排気凝縮水は、上流側からプラズマリアクタ１に流入して、ケース１０との接触面積が小さい上流側シール部８１に吸収されるため、シール部材８０のうち含水して導通しやすくなった領域とケース１０との接触面積がより確実に小さくなる。その結果、プラズマパネル積層体２０からシール部材８０を介してケース１０に流れるリーク電流の発生量がよりいっそう低減されることになる。ゆえに、投入電力に対するプラズマの発生量を十分に確保することができる。
【００６３】
（３）本実施形態では、プラズマパネル積層体２０を構成する一対の外層パネル５０が、排ガスの流路（ガス流路）となる凹部を有しておらず、かつ、放電電極を有していないパネルとなっている。その結果、クランプ６１，６２の押さえ板６４と放電電極との間の距離が長くなるため、ガス流路２７（即ち、放電電極３４が対向する空間）とは別の箇所において、不要なプラズマ（不具合の発生や部材の劣化の原因となるプラズマ）の発生を抑制することができる。
【００６４】
（４）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。
【００６５】
なお、上記実施形態を以下のように変更してもよい。
【００６６】
・上記実施形態のシール部材８０は、上流側シール部８１の体積が下流側シール部８２の体積よりも小さくなっていた。しかし、排気凝縮水の発生が少なく、マフラーからの水の逆流が起こる可能性が高い場合、例えば、プラズマリアクタを熱帯地方等で用いる場合には、下流側シール部８２の体積を上流側シール部８１の体積よりも小さくしてもよい。
【００６７】
・上記実施形態では、上流側シール部８１の長さＬ１を下流側シール部８２の長さＬ２よりも短くすることにより、上流側シール部８１の体積を下流側シール部８２の体積よりも小さくしていた。しかし、図９に示されるように、上流側シール部９１を下流側シール部９２よりも薄く形成することにより、上流側シール部９１の体積を下流側シール部９２の体積よりも小さくしてもよい。さらに、排ガスの通過方向に沿った上流側シール部の長さを、排ガスの通過方向に沿った下流側シール部の長さよりも短くするとともに、上流側シール部を下流側シール部よりも薄く形成することにより、上流側シール部の体積を下流側シール部の体積よりも小さくしてもよい。
【００６８】
・上記実施形態のシール部材８０では、上流側シール部８１の体積が下流側シール部８２の体積よりも小さくなっていた。しかし、図１０に示されるように、プラズマパネル積層体１０１をケース１０２に保持している積層体保持状態、即ち、シール部材１０３が圧縮される状態において、上流側シール部１０４の気孔率を下流側シール部１０５の気孔率より大きくしてもよい。この場合、上流側シール部１０４の体積及び下流側シール部１０５の体積は、互いに等しくなる。また、積層体保持状態において、下流側シール部１０５の気孔率を上流側シール部１０４の気孔率より大きくしてもよい。なお、上流側シール部１０４の気孔率と下流側シール部１０５の気孔率とが異なるようにすれば、上流側シール部１０４や下流側シール部１０５が吸収できる水量を調整することができる。但し、気孔率を大きくし過ぎると、シール部材１０３の吸水量は増加するものの、シール部材１０３によるプラズマパネル積層体１０１の保持力が低下する虞がある。
【００６９】
・さらに、積層体保持状態において、上流側シール部１０４の圧縮率を下流側シール部１０５の圧縮率よりも小さくしてもよい。この場合においても、上流側シール部１０４の体積及び下流側シール部１０５の体積は、互いに等しくなる（図１０参照）。ここで、上流側シール部１０４の圧縮率を下流側シール部１０５の圧縮率よりも小さくする手法としては、プラズマパネル積層体１０１をケース１０２に保持していない積層体非保持状態において、上流側シール部１０４の厚さを下流側シール部１０５の厚さよりも小さくしたプラズマパネル積層体１０１を、図１０に示すケース１０２と同様のケースに収容することなどが挙げられる。また、上流側シール部１０４の圧縮率を下流側シール部１０５の圧縮率よりも小さくする別の手法としては、上流側シール部１１１の配置領域におけるケース１１２の内面とプラズマパネル積層体１１３の外表面との距離Ｄ１を、下流側シール部１１４の配置領域におけるケース１１２の内面とプラズマパネル積層体１１３の外表面との距離Ｄ２よりも大きくすることなどが挙げられる（図１１参照）。この場合、上流側シール部１１１の厚さ及び下流側シール部１１４の厚さは、積層体非保持状態において互いに等しくなる。なお、積層体保持状態において、下流側シール部１１４の圧縮率を上流側シール部１１１の圧縮率より小さくしてもよい。
【００７０】
・図１２に示されるように、シール部材１２０を、複数個（ここでは２個）の上流側シール部１２１と１個の下流側シール部１２２とによって構成してもよい。このようにすれば、上流側端面１２３側（または下流側端面１２４側）への水の伝達をより確実に防止することができる。なお、シール部材１２０を、１個の上流側シール部と複数個の下流側シール部とによって構成してもよいし、複数個の上流側シール部と複数個の下流側シール部とによって構成してもよい。
【００７１】
・上記実施形態では、プラズマパネル積層体２０のガス非通過面２４側に第１クランプ６１（及び電源供給端子７１）が配置され、プラズマパネル積層体２０のガス非通過面２６側に第２クランプ６２（及び電源供給端子７２）が配置されていた。しかし、図１３に示されるように、プラズマパネル積層体１３１の片側（ここでは、ガス非通過面１３２側）に一対の電源供給端子１３３を配置するようにしてもよい。このようにすれば、シール部材１３４（ここでは、下流側シール部１３５）の保持面積を増やすことができる。
【００７２】
・図１４に示されるように、シール部材１４０は、上流側シール部１４１及び下流側シール部１４２の少なくとも一部（ここでは、最上層の電極パネル、具体的には、上層側の外層パネル１４３を覆う部位）を連結する連結部１４４を含んで構成されていてもよい。なお、連結部１４４は、下層側の外層パネル１４３を覆う部位において、上流側シール部１４１及び下流側シール部１４２を連結してもよいし、プラズマパネル積層体１４５の側面（ガス非通過面１４６，１４７）を覆う部位において、上流側シール部１４１及び下流側シール部１４２を連結してもよい。
【００７３】
・図１５に示されるように、下流側シール部１５１に、同下流側シール部１５１を厚さ方向に貫通してプラズマパネル積層体１５２のガス非通過面１５３側を露出させる第１切欠部１５４と、下流側シール部１５１を厚さ方向に貫通してプラズマパネル積層体１５２のガス非通過面１５５側を露出させる第２切欠部１５６を配置してもよい。そして、第１切欠部１５４の内側領域に第１クランプ１５７（電気導通部材）を位置させるとともに、第２切欠部１５６の内側領域に第２クランプ１５８（電気導通部材）を位置させるようにしてもよい。なお、切欠部１５４，１５６は、上流側シール部１５９に配置されていてもよい。
【００７４】
・図１６に示されるように、下流側シール部１６１に、同下流側シール部１６１を厚さ方向に貫通するとともに、排ガスの通過方向Ｆ１と直交する方向に開口して、プラズマパネル積層体１６２のガス非通過面１６３側を露出させる切欠部１６４を配置し、切欠部１６４の内側領域に一対のクランプ１６５（電気導通部材）を位置させるようにしてもよい。このようにすれば、上流側シール部１６６に吸収されている水が浸み出たとしても、浸み出た水が直接切欠部１６４に到達することはないため、クランプ１６５への水の付着を確実に防止することができる。なお、切欠部１６４は、上流側シール部１６６に配置されていてもよい。
【００７５】
・上記実施形態において、シール部材を非分割の構造にしてもよい。例えば、図１７に示されるように、積層体保持状態、即ち、シール部材１７０が圧縮される状態において、プラズマパネル積層体１７１の上流側端部に位置するシール部材１７０の上流側部位１７２の気孔率を、プラズマパネル積層体１７１の下流側端部に位置するシール部材１７０の下流側部位１７３の気孔率より大きくしてもよい。また、積層体保持状態において、下流側部位１７３の気孔率を上流側部位１７２の気孔率より大きくしてもよい。なお、上流側部位１７２の気孔率と下流側部位１７３の気孔率とが異なるようにすれば、上流側部位１７２や下流側部位１７３が吸収できる水量を調整することができる。
【００７６】
・さらに、積層体保持状態において、上流側部位１７２の圧縮率を下流側部位１７３の圧縮率より小さくしてもよい。ここで、上流側部位１７２の圧縮率を下流側部位１７３の圧縮率よりも小さくする手法としては、積層体非保持状態において、上流側部位１７２の厚さを下流側部位１７３の厚さよりも小さくしたプラズマパネル積層体１７１を、図１７に示すケース１７４と同様のケースに収容することなどが挙げられる。また、上流側部位１７２の圧縮率を下流側部位１７３の圧縮率よりも小さくする別の手法としては、上流側部位１８１の配置領域におけるケース１８２の内面とプラズマパネル積層体１８３の外表面との距離Ｄ３を、下流側部位１８４の配置領域におけるケース１８２の内面とプラズマパネル積層体１８３の外表面との距離Ｄ４よりも大きくすることなどが挙げられる（図１８参照）。この場合、上流側部位１８１の厚さ及び下流側部位１８４の厚さは、積層体非保持状態において互いに等しくなる。なお、積層体保持状態において、下流側部位１８４の圧縮率を上流側部位１８１の圧縮率より小さくしてもよい。
【００７７】
・図１９に示されるように、シール部材１９０は、上流側部位１９１と下流側部位１９２との間に、排ガスの通過方向Ｆ３と交差する方向に延びる壁部１９３を有していてもよい。また、図２０に示されるように、シール部材２００は、上流側部位２０１と下流側部位２０２との間に、排ガスの通過方向Ｆ４と交差する方向に延びるスリット２０３を有していてもよい。
【００７８】
・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。
【００７９】
・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。
【００８０】
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。
【００８１】
（１）上記手段１乃至３のいずれか１つにおいて、前記プラズマパネル積層体は略直方体状を成すことを特徴とするプラズマリアクタ。
【００８２】
（２）上記手段１乃至３のいずれか１つにおいて、前記電極パネルは、第１主面及び第２主面を有しており、前記電極パネルに、前記第１主面側と前記第２主面側とを導通させる導通構造が設けられることを特徴とするプラズマリアクタ。
【００８３】
（３）技術的思想（２）において、前記導通構造は、前記第１主面及び前記第２主面を貫通するスルーホール導体と、前記第１主面に形成され、前記スルーホール導体の前記第１主面側端部に電気的に接続される第１パッドと、前記第２主面に形成され、前記スルーホール導体の前記第２主面側端部に電気的に接続される第２パッドとを備えることを特徴とするプラズマリアクタ。
【００８４】
（４）ガスが流入する上流側端面及びガスが流出する下流側端面を有し、放電電極を有する複数の電極パネルを積層した構造を有し、隣接する前記電極パネル間に電圧が印加されたときにプラズマを発生するプラズマパネル積層体と、前記プラズマパネル積層体が収容される筒状のケースと、前記ケース及び前記プラズマパネル積層体の間に介在され、前記プラズマパネル積層体を前記ケースに保持するマット状のシール部材とを備えるプラズマリアクタであって、積層体保持状態において、前記プラズマパネル積層体の上流側端部に位置する前記シール部材の上流側部位の気孔率と、前記プラズマパネル積層体の下流側端部に位置する前記シール部材の下流側部位の気孔率とが互いに異なることを特徴とするプラズマリアクタ。
【００８５】
（５）ガスが流入する上流側端面及びガスが流出する下流側端面を有し、放電電極を有する複数の電極パネルを積層した構造を有し、隣接する前記電極パネル間に電圧が印加されたときにプラズマを発生するプラズマパネル積層体と、前記プラズマパネル積層体が収容される筒状のケースと、前記ケース及び前記プラズマパネル積層体の間に介在され、前記プラズマパネル積層体を前記ケースに保持するマット状のシール部材とを備えるプラズマリアクタであって、積層体保持状態において、前記プラズマパネル積層体の上流側端部に位置する前記シール部材の上流側部位の圧縮率と、前記プラズマパネル積層体の下流側端部に位置する前記シール部材の下流側部位の圧縮率とが互いに異なることを特徴とするプラズマリアクタ。
【００８６】
（６）技術的思想（５）において、積層体非保持状態において、前記シール部材の上流側部位の厚さと前記シール部材の下流側部位の厚さとが互いに異なることを特徴とするプラズマリアクタ。
【００８７】
（７）技術的思想（５）において、前記シール部材の上流側部位の配置領域における、前記ケースの内面と前記プラズマパネル積層体の外表面との距離、及び、前記シール部材の下流側部位の配置領域における、前記ケースの内面と前記プラズマパネル積層体の外表面との距離が互いに異なることを特徴とするプラズマリアクタ。
【００８８】
（８）ガスが流入する上流側端面及びガスが流出する下流側端面を有し、放電電極を有する複数の電極パネルを積層した構造を有し、隣接する前記電極パネル間に電圧が印加されたときにプラズマを発生するプラズマパネル積層体と、前記プラズマパネル積層体が収容される筒状のケースと、前記ケース及び前記プラズマパネル積層体の間に介在され、前記プラズマパネル積層体を前記ケースに保持するマット状のシール部材とを備えるプラズマリアクタであって、前記シール部材は、前記プラズマパネル積層体の上流側端部に位置する上流側部位と、前記プラズマパネル積層体の下流側端部に位置する下流側部位との間に、前記上流側端面側から前記下流側端面側に流れるガスの通過方向と交差する方向に延びる壁部を有していることを特徴とするプラズマリアクタ。
【００８９】
（９）ガスが流入する上流側端面及びガスが流出する下流側端面を有し、放電電極を有する複数の電極パネルを積層した構造を有し、隣接する前記電極パネル間に電圧が印加されたときにプラズマを発生するプラズマパネル積層体と、前記プラズマパネル積層体が収容される筒状のケースと、前記ケース及び前記プラズマパネル積層体の間に介在され、前記プラズマパネル積層体を前記ケースに保持するマット状のシール部材とを備えるプラズマリアクタであって、前記シール部材は、前記プラズマパネル積層体の上流側端部に位置する上流側部位と、前記プラズマパネル積層体の下流側端部に位置する下流側部位との間に、前記上流側端面側から前記下流側端面側に流れるガスの通過方向と交差する方向に延びるスリットを有していることを特徴とするプラズマリアクタ。
【００９０】
（１０）技術的思想（４）乃至（９）のいずれか１つにおいて、前記放電電極に電気的に接続される電気導通部材を備え、前記電気導通部材は前記シール部材によって囲まれていることを特徴とするプラズマリアクタ。
【００９１】
（１１）技術的思想（１０）において、前記電気導通部材は、前記シール部材から２ｍｍ以上３０ｍｍ以下だけ離間して配置されていることを特徴とするプラズマリアクタ。
【００９２】
（１２）技術的思想（４）乃至（１１）のいずれか１つに記載のプラズマリアクタに用いられるシール部材。
【符号の説明】
【００９３】
１…プラズマリアクタ
１０，１０２，１１２…ケース
２０，１０１，１１３，１３１，１４５，１５２，１６２…プラズマパネル積層体
２１，１２３…上流側端面
２２，１２４…下流側端面
３０…電極パネル
３４…放電電極
６１，１５７…電気導通部材としての第１クランプ
６２，１５８…電気導通部材としての第２クランプ
１６５…電気導通部材としてのクランプ
８０，１０３，１２０，１３４，１４０…シール部材
８１，９１，１０４，１１１，１２１，１４１，１５９，１６６…上流側シール部
８２，９２，１０５，１１４，１２２，１３５，１４２，１５１，１６１…下流側シール部
１４４…連結部
１５４…切欠部としての第１切欠部
１５６…切欠部としての第２切欠部
１６４…切欠部
Ｄ１…上流側シール部の配置領域におけるケースの内面とプラズマパネル積層体の外表面との距離
Ｄ２…下流側シール部の配置領域におけるケースの内面とプラズマパネル積層体の外表面との距離
Ｆ１…ガスの通過方向
Ｌ１…ガスの通過方向に沿った上流側シール部の長さ
Ｌ２…ガスの通過方向に沿った下流側シール部の長さ
Ｓ１…隙間
Ｔ１…上流側シール部の厚さ
Ｔ２…下流側シール部の厚さ
【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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