(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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形成されたガス流路にガスを流して電圧を印加することによりプラズマを発生させるプラズマパネル積層体を備えるプラズマリアクタであって、
前記ガス流路は、複数であっていずれも同じ方向を向いており、
前記電極パネルの積層方向と直交する方向を前記ガス流路の幅方向と定義したとき、前記電極パネルは、前記ガス流路に沿って延びる突条を含んだ肉厚部を、少なくとも前記ガス流路の幅方向において離れて位置する第１端部及び第２端部に有し、
前記第１端部に配置された前記肉厚部に、互いに電気系統が異なる複数の電気導通部が設けられており、
前記電気導通部は、前記放電電極に電気的に接続されており、
前記第１端部に配置された前記肉厚部は、前記第２端部に配置された前記肉厚部よりも幅広に形成されている
ことを特徴とするプラズマリアクタ。
【請求項２】
前記第１端部に配置された前記肉厚部は、隣接する前記肉厚部に対向する内側面と、前記肉厚部の幅方向において前記内側面の反対側に位置する外側面とを有し、
前記電気導通部は、前記肉厚部の前記外側面を除く前記外側面寄りの位置において、前記電極パネルの積層方向に沿って延びるように形成されている
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】
前記電極パネルは、隣接する前記電極パネル間を流れるガスの通過方向に沿って延びる辺の長さが、前記通過方向と直交する方向に沿って延びる辺の長さよりも長い長尺形状のパネルであり、
前記複数の電気導通部が、前記通過方向に沿って離間配置されている
ことを特徴とする請求項１または２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】
エンジンの排ガス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開示されている。
【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、放電電極と電源供給端子とを電気的に接続するための電気導通部を備えている。例えば、特許文献１に記載の電気導通部は、リードライン部材や電極部等からなり、リードライン部材及び電極部は、球状の金属網やスプリングなどのばね部材を介して接続されている。また、特許文献２に記載の電気導通部は、放電電極から延びる接続部を押圧する板ばねからなっている。さらに、特許文献３には、電極パネルの端部に形成された突条に対して電気導通部を配置した技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８３２６５４号公報（図１等）
【特許文献２】特許第４２９２６２９号公報（図１等）
【特許文献３】特許第４４４８０９５号公報（図１，図２等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の従来技術では、電気導通部である上記のリードライン部材が電極パネルの両端部にそれぞれ配置されている。ところが、十分な信頼性を確保するためには、リードライン部材の設置スペースをある程度大きくする必要があるため、プラズマリアクタの小型化が困難である。また、特許文献２，３に記載の従来技術においても、電気導通部が電極パネルの両端部に配置されるため、それぞれの端部において電気導通部の設置スペースを確保しなければならない。従って、特許文献２，３においても、プラズマリアクタの小型化が困難である。
【０００６】
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、信頼性を維持しつつ、小型化を図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】
【０００７】
上記課題を解決するための手段（手段１）としては、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し、隣接する前記電極パネル間に形成されたガス流路にガスを流して電圧を印加することによりプラズマを発生させるプラズマパネル積層体を備えるプラズマリアクタであって、前記ガス流路は、複数であっていずれも同じ方向を向いており、前記電極パネルの積層方向と直交する方向を前記ガス流路の幅方向と定義したとき、前記電極パネルは、前記ガス流路に沿って延びる突条を含んだ肉厚部を、少なくとも前記ガス流路の幅方向において離れて位置する第１端部及び第２端部に有し、前記第１端部に配置された前記肉厚部に、互いに電気系統が異なる複数の電気導通部が設けられており、前記電気導通部は、前記放電電極に電気的に接続されており、前記第１端部に配置された前記肉厚部は、前記第２端部に配置された前記肉厚部よりも幅広に形成されていることを特徴とするプラズマリアクタがある。
【０００８】
従って、上記手段１に記載の発明では、電極パネルの第１端部に配置された肉厚部に全ての電気導通部が設けられているため、電気導通部が設けられていない第２端部に配置された肉厚部を、第１端部に配置された肉厚部よりも幅狭に形成することができる。その結果、隣接する電極パネル間を流れるガス流路の幅方向において、プラズマリアクタの小型化を図ることができる。また、ガス流路を幅狭にするのではなく、第２端部に配置された肉厚部を幅狭に形成することにより、プラズマリアクタの小型化を図っている。その結果、プラズマリアクタを小型化したとしても、ガス流路の断面積が確実に確保されるため、ガス流路内の抵抗が低減され、ガス流路内における圧力損失が抑えられる。ゆえに、プラズマリアクタの信頼性を維持しつつ、プラズマリアクタの小型化を図ることができる。
【０００９】
ここで、「第１端部に配置された肉厚部」とは、肉厚部の外側面が電極パネルの第１端部の先端面（側面）と一致するように肉厚部を配置することのみを言うのではなく、肉厚部の外側面が第１端部の先端面よりも内側寄り（第２端部寄り）に位置するように肉厚部を配置することも含むものとする。同様に、「第２端部に配置された肉厚部」とは、肉厚部の外側面が電極パネルの第２端部の先端面（側面）と一致するように肉厚部を配置することのみを言うのではなく、肉厚部の外側面が第２端部の先端面よりも内側より（第１端部寄り）に位置するように肉厚部を配置することも含むものとする。
【００１０】
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。
【００１１】
なお、電極パネルは、厚さ方向において互いに反対側に位置する一対の主面を有し、電気導通部は、第１端部に配置された肉厚部を厚さ方向に貫通するスルーホール導体と、一対の主面にそれぞれ形成され、スルーホール導体の両端部に対してそれぞれ電気的に接続されるパッドとを備えることがよい。このようにすれば、複数の電極パネルを積層した際に、電気導通部を介して放電電極と電源とを導通させることができる。
【００１２】
また、第１端部に配置された肉厚部は、隣接する肉厚部に対向する内側面と、肉厚部の幅方向において内側面の反対側に位置する外側面とを有し、電気導通部は、肉厚部の外側面寄りに配置されていることが好ましい。このようにすれば、電気導通部を肉厚部の外側面寄りに配置することにより、電気導通部と放電電極との絶縁距離を大きくすることができるため、電気導通部−放電電極間での放電の発生を防止することができる。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。
【００１３】
さらに、電極パネルは、隣接する電極パネル間を流れるガスの通過方向に沿って延びる辺の長さが、通過方向と直交する方向に沿って延びる辺の長さよりも長い長尺形状のパネルであり、複数の電気導通部が、通過方向に沿って離間配置されていることが好ましい。このようにすれば、隣接する電気導通部間の絶縁距離を大きくすることができるため、隣接する電気導通部間での放電の発生を防止することができる。ゆえに、プラズマリアクタの信頼性がよりいっそう向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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、クランプ及び電源供給端子を示す斜視図。
【図６】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平面図。
【図７】プラズマパネル積層体及びクランプを示す概略断面図。
【図８】電極パネルを示す斜視図。
【図９】他の実施形態における電極パネルを示す斜視図。
【図１０】他の実施形態において、プラズマパネル積層体及びクランプを示す概略断面図。
【図１１】他の実施形態における電極パネルを示す要部斜視図。
【図１２】他の実施形態において、プラズマパネル積層体、クランプ及び電源供給端子を示す斜視図。
【図１３】他の実施形態における電極パネルを示す斜視図。
【図１４】他の実施形態において、プラズマパネル積層体、クランプ及び中継端子を示す要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
図４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、ケース１０とプラズマパネル積層体２０との間にはマット８が介在されている。マット８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。ここで、マット８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。
【００１９】
図１，図４〜図７に示されるように、プラズマパネル積層体２０は、一対のガス通過面２１，２２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。両ガス通過面２１，２２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。一方、各ガス非通過面２３〜２６は、一対のガス通過面２１，２２の間に位置している。
【００２０】
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、ケース１０内における排ガスの通過方向（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。
【００２１】
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。
【００２２】
図１，図７，図８に示されるように、本実施形態の電極パネル３０は、厚さ方向において互いに反対側に位置する一対の主面（第１主面３１及び第２主面３２）を有し、縦１００ｍｍ×横１２０ｍｍ×厚さ１ｍｍの略矩形板状を成している。また、電極パネル３０は、隣接する電極パネル３０間を流れる排ガスの通過方向（横方向）に沿って延びる辺３３（図６参照）の長さが、通過方向と直交する方向（縦方向）に沿って延びる辺３４（図６参照）の長さよりも長い長尺形状のパネルである。
【００２３】
さらに、電極パネル３０は、矩形板状の誘電体３５に放電電極３６（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３５はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックからなり、放電電極３６はタングステン（Ｗ）からなる。また、誘電体３５の熱膨張係数は、２〜８ｐｐｍ／℃程度であり、誘電体３５がアルミナからなる本実施形態においては、８ｐｐｍ／℃程度となっている。なお、誘電体３５の熱膨張係数は、常温〜４００℃間の測定値の平均値をいう。
【００２４】
図７，図８に示されるように、電極パネル３０は、第１端部９１に第１肉厚部９２を有するとともに、第２端部１０１に第２肉厚部１０２を有している。なお、第１肉厚部９２（第１端部９１）及び第２肉厚部１０２（第２端部１０１）は、ガス流路２７の幅方向において離れて配置、具体的には、ガス流路２７を挟んで互いに反対側に配置されている。また、第１肉厚部９２は、ガス流路２７に沿って延びる第１突条９３を含んで構成されており、第２肉厚部１０２は、同じくガス流路２７に沿って延びる第２突条１０３を含んで構成されている。なお、本実施形態の突条９３，１０３は、第２主面３２側に突出しており、電極パネル３０と一体になっている。そして、両突条９３，１０３間の領域は、第２主面３２にて開口する凹部３７となっている。凹部３７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。また、本実施形態では、凹部３７の深さが０．５ｍｍであるため、凹部３７の形成領域における電極パネル３０の厚さは、０．５ｍｍとなっている。そして、本実施形態のプラズマパネル積層体２０では、凹部３７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３７が形成されていない。
【００２５】
図８に示されるように、第１端部９１に配置された第１肉厚部９２は、隣接する肉厚部（ここでは第２肉厚部１０２）に対向する内側面９４と、第１肉厚部９２の幅方向において内側面９４の反対側に位置する外側面９５とを有している。なお、第１肉厚部９２は、長さ１２０ｍｍ×幅１５ｍｍ×厚さ１ｍｍとなっており、第１肉厚部９２の一部を構成する第１突条９３は、長さ１２０ｍｍ×幅１５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍとなっている。一方、第２端部１０１に配置された第２肉厚部１０２も、隣接する肉厚部（ここでは第１肉厚部９２）に対向する内側面１０４と、第２肉厚部１０２の幅方向において内側面１０４の反対側に位置する外側面１０５とを有している。第２肉厚部１０２は、長さ１２０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ１ｍｍとなっており、第２肉厚部１０２の一部を構成する第２突条１０３は、長さ１２０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍとなっている。即ち、第１肉厚部９２は、第２肉厚部１０２よりも幅広に形成されている。
【００２６】
図７，図８に示されるように、第１肉厚部９２には、互いに電気系統が異なる一対の電気導通部４０が設けられている。即ち、電気導通部４０が設けられた肉厚部（第１肉厚部９２）は、電気導通部４０が設けられていない肉厚部（第２肉厚部１０２）よりも幅広に形成されている。各電気導通部４０は、隣接する電極パネル３０間を流れる排ガスの通過方向に沿って離間配置されるとともに、第１肉厚部９２の外側面９５寄りに配置されている。また、各電気導通部４０は、第１肉厚部９２を厚さ方向に貫通し、放電電極３６に電気的に接続されている。詳述すると、各電気導通部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、第１肉厚部９２を厚さ方向に貫通している。そして、所定の電極パネル３０において、一方の電気導通部４０に設けられたスルーホール導体４１は、放電電極３６から外周側に延出する延出部３８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。
【００２７】
図１，図７に示されるように、本実施形態の外層パネル５０は、厚さ方向において互いに反対側に位置する一対の主面（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。また、外層パネル５０の厚さは、２ｍｍであり、電極パネル３０の厚さ（１ｍｍ）よりも厚くなっている。なお、本実施形態の外層パネル５０には、凹部３７と同様の凹部が形成されていない。
【００２８】
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、電極パネル３０よりも厚く形成されている。よって、外層パネル５０の機械的強度は、電極パネル３０の機械的強度よりも高くなる。また、誘電体５３の熱膨張係数は、８ｐｐｍ／℃程度となっている。なお、誘電体５３の熱膨張係数は、常温〜４００℃間の測定値の平均値をいう。
【００２９】
図７に示されるように、外層パネル５０の片側部分には、互いに電気系統が異なる一対の電気導通部６０が設けられている。各電気導通部６０は、隣接する外層パネル５０間を流れる排ガスの通過方向に沿って離間配置されている。また、各電気導通部６０は、スルーホール導体６１、第１パッド６２及び第２パッド６３を備えている。スルーホール導体６１は、外層パネル５０を厚さ方向に貫通している。第１パッド６２は、第１主面５１に形成されており、スルーホール導体６１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に形成された第１パッド６２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６３は、第２主面５２に形成されており、スルーホール導体６１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に形成された第２パッド６３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６２及び第２パッド６３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。
【００３０】
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一対の第１クランプ７１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一対の第２クランプ７２とを備えている。各クランプ７１，７２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、各第１クランプ７１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３６に電気的に接続する機能を有している。一方、各第２クランプ７２は、各パネル３０，５０を積層方向に挟み込む機能のみを有している。
【００３１】
また、各クランプ７１，７２は、板部材７３及び押さえ板７４を備えている。板部材７３は、パネル３０，５０の積層方向に延びている。押さえ板７４は、板部材７３と一体に形成され、板部材７３の両端部に配置されている。各押さえ板７４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。また、各押さえ板７４は、外層パネル５０の表面（具体的には、上層側の外層パネル５０の第１主面５１、または、下層側の外層パネル５０の第２主面５２）を押圧している。さらに、各押さえ板７４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６２、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６３に圧接している。
【００３２】
図２〜図６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８１を備えている。本実施形態の電源供給端子８１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８１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８２に接続されている。中心軸８２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。
【００３３】
また、各電源供給端子８１は、基端部（中心軸８２）が第１クランプ７１の板部材７３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８１は、互いに同一方向に突出している。なお、本実施形態では、一方の電源供給端子８１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、第１の配線６に接続される配線８１とは別の電源供給端子８１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。
【００３４】
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３６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。
【００３５】
次に、プラズマリアクタ１の製造方法を説明する。
【００３６】
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３５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、貫通孔の形成は、パンチング加工、ドリル加工等によって行ってもよい。
【００３７】
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。
【００３８】
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３６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使用することができる。
【００３９】
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３７の形状に合わせた打抜加工を施した後に積層される。
【００４０】
また、誘電体３５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手法と同様の手法を用いて、誘電体５３となるセラミックグリーンシートを形成する。そして、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６１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６１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６１となる未焼成のスルーホール導体部を形成する。
【００４１】
次に、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、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６２を形成するとともに、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６３を形成する。
【００４２】
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や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、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３５，５３、放電電極３６、スルーホール導体４１，６１、第１パッド４２，６２及び第２パッド４３，６３が同時焼成によって形成され、セラミックグリーンシートがパネル３０，５０となる。
【００４３】
その後、積層工程を行い、得られたパネル３０，５０を複数積層して、プラズマパネル積層体２０を形成する。次に、クランプ７１，７２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７１，７２を構成する一対の押さえ板７４が、上層側の外層パネル５０の第１パッド６２と下層側の外層パネル５０の第２パッド６３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７１を構成する板部材７３の中央部に電源供給端子８１の中心軸８２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８を取り付けた後、マット８の外表面を覆うようにケース１０を取り付ける。その後、一方の電源供給端子８１の先端部に第１の配線６を接続するとともに、第１の配線６に接続した電源供給端子８１とは別の電源供給端子８１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。
【００４４】
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。
【００４５】
（１）本実施形態のプラズマリアクタ１では、電極パネル３０の第１端部９１に配置された第１肉厚部９２に全ての電気導通部４０が設けられているため、電気導通部４０が設けられていない第２端部１０１に配置された第２肉厚部１０２を、第１端部９１に配置された第１肉厚部９２よりも幅狭に形成することができる。その結果、隣接する電極パネル３０間を流れるガス流路２７の幅方向において、プラズマリアクタ１の小型化を図ることができる。また、ガス流路２７を幅狭にするのではなく、第２端部１０１に配置された第２肉厚部１０２を幅狭に形成することにより、プラズマリアクタ１の小型化を図っている。その結果、プラズマリアクタ１を小型化したとしても、ガス流路２７の断面積が確実に確保されるため、ガス流路２７内の抵抗が低減され、ガス流路２７内における圧力損失が抑えられる。ゆえに、プラズマリアクタ１の信頼性を維持しつつ、プラズマリアクタ１の小型化を図ることができる。
【００４６】
（２）本実施形態のクランプ７１，７２を用いる場合、プラズマパネル積層体２０の最外層に位置するパネル（外層パネル５０）に対して応力集中が生じるため、外層パネル５０に割れ等が生じやすい。なぜなら、クランプ７１，７２の押さえ板７４は、いわゆる「点当り」に近い状態で外層パネル５０に圧接するからである。
【００４７】
そこで、本実施形態では、外層パネル５０の厚さを電極パネル３０の厚さよりも厚くすることにより、クランプ７１，７２が接触する外層パネル５０の機械的強度を、クランプ７１，７２が接触しない電極パネル３０の機械的強度よりも高くしている。その結果、クランプ７１，７２でパネル３０，５０を挟み込む力を強くすることにより、外層パネル５０に応力集中が生じたとしても、外層パネル５０での割れ等の発生が抑制される。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】
（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。
【００４９】
なお、上記実施形態を以下のように変更してもよい。
【００５０】
・上記実施形態の電極パネル３０は、電気導通部４０が設けられた第１肉厚部９２を第１端部９１に有するとともに、電気導通部４０が設けられていない第２肉厚部１０２を第２端部１０１に有していた。しかし、図９の電極パネル１１１に示されるように、電気導通部１１２が設けられていない肉厚部１１３を、さらに第１端部１１４と第２端部１１５との間（図９では真ん中）に配置してもよい。また、肉厚部１１３は、第１端部１１４と第２端部１１５との間の複数箇所に配置されていてもよい。なお、第１端部１１４に配置された第１肉厚部１１６は、他の全ての肉厚部１１３，１１７よりも幅広に形成されていることがよい。また、第１端部１１４と第２端部１１５との間に配置される肉厚部は、ガス流路に沿って配置した複数の突起からなるものであってもよい。
【００５１】
・上記実施形態のプラズマパネル積層体２０では、突条９３，１０３が電極パネル３０と一体になっていた。しかし、図１０のプラズマパネル積層体１２１に示されるように、突条１２２は、電極パネル１２３とは別体になっていてもよい。なお、突条１２２と電極パネル１２３との間は、パッド１２４などを介して接合されていてもよい。
【００５２】
・上記実施形態の電極パネル３０では、突条９３，１０３が第２主面３２側に突出していた。しかし、突条９３，１０３は、第１主面３１側に突出していてもよいし、第１主面３１側及び第２主面３２側の両方に突出していてもよい。
【００５３】
・上記実施形態の電気導通部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からなる構造を有していたが、電気導通部の構造を変更してもよい。例えば、図１１に示されるように、電気導通部１３１は、いわゆる端面スルーホール１３２や、第１パッド１３３及び第２パッド１３４からなっていてもよい。なお、端面スルーホール１３２は、肉厚部１３５の外側面１３６に形成された凹部１３７の内壁面に対してタングステンペーストを塗布した後、焼成することにより形成される。また、第１パッド１３３は、端面スルーホール１３２の第１主面１３８側端部に対して電気的に接続され、第２パッド１３４は、端面スルーホール１３２の第２主面１３９側端部に対して電気的に接続されている。さらに、電極パネル１４０が有する一対の電気導通部１３１のうち、一方の電気導通部１３１を構成する第１パッド１３３は、ビア導体１４１を介して放電電極１４２の延出部１４３に電気的に接続されている。なお、パッド１３３，１３４や端面スルーホール１３２の表面には、タングステンの酸化を抑制するために、Ｎｉ等のめっきが施されることが好ましい。
【００５４】
・上記実施形態のクランプ７１，７２は、板部材７３の両端部に対して押さえ板７４を一体に形成することにより構成されていたが、クランプの構造を変更してもよい。例えば、図１２に示されるように、クランプ１５１は、軸部材１５２の両端部に対して板ばね１５３を取り付けることにより構成されるものであってもよい。なお、軸部材１５２は、プラズマパネル積層体１５４を貫通する孔部１５５（図１３参照）に挿入されている。板ばね１５３は、軸部材１５２の両端部にそれぞれ固定されている。各板ばね１５３の両端部は、板ばね１５３の裏面側に曲げられており、最上層の電極パネル１５６の第１主面１５７上に形成された第１パッド１５８（図１３参照）、または、最下層の電極パネル１５６の第２主面１５９上に形成された第２パッド１６０（図１３参照）に圧接している。なお、板ばね１５３に軸部材１５２を挿通した状態で、軸部材１５２の先端部には、固定リング１６１が圧入されるようになっている。また、プラズマリアクタは、２個の中継端子１６２を備えている。各中継端子１６２は、４個のクランプ１５１のうち２個のクランプ１５１に対してそれぞれ電気的に接続されるとともに、一対の電源供給端子１６３にそれぞれ電気的に接続されている。中継端子１６２は、平板状をなし、基端部に軸部材１５２が挿通されるとともに、先端部に電源供給端子１６３の中心軸１６４が接続されている。中継端子１６２の基端部は、板ばね１５３と固定リング１６１とによって挟み込まれている。
【００５５】
また、図１４に示されるように、クランプ１７１は、押さえ板１７２と圧縮コイルばね１７３とを備えるものであってもよい。なお、押さえ板１７２は、電極パネル１７４の表面１７５に当接するものである。また、圧縮コイルばね１７３は、押さえ板１７２上に配置された中継端子１７６と軸部材１７７の端部に設けられた固定リング１７８との間に介在され、押さえ板１７２及び中継端子１７６を電極パネル１７４の表面１７５側に押圧するようになっている。
【００５６】
・上記実施形態のプラズマパネル積層体２０は、複数の電極パネル３０と一対の外層パネル５０とを積層した構造を有していた。しかし、プラズマパネル積層体は、一対の外層パネル５０を有しない積層体であってもよい。
【００５７】
・上記実施形態の電極パネル３０は、誘電体３５に放電電極３６を内蔵することによって構成されていた。しかし、誘電体３５の表面に放電電極３６を形成することによって電極パネルを形成してもよい。
【００５８】
・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。
【００５９】
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。
【００６０】
（１）上記手段１において、前記突条は、前記電極パネルと一体になっていることを特徴とするプラズマリアクタ。
【００６１】
（２）上記手段１において、前記突条は、前記電極パネルとは別体になっていることを特徴とするプラズマリアクタ。
【００６２】
（３）上記手段１において、前記電気導通部が設けられた前記肉厚部は、前記電気導通部が設けられていない前記肉厚部よりも幅広に形成されていることを特徴とするプラズマリアクタ。
【００６３】
（４）上記手段１において、前記第１端部に配置された前記肉厚部は、他の全ての前記肉厚部よりも幅広に形成されていることを特徴とするプラズマリアクタ。
【００６４】
（５）上記手段１において、前記電極パネルは、厚さ方向において互いに反対側に位置する一対の主面を有し、前記突条は、少なくとも一方の前記主面側に突出していることを特徴とするプラズマリアクタ。
【００６５】
（６）上記手段１において、前記電極パネルは、厚さ方向において互いに反対側に位置する一対の主面を有し、前記電気導通部は、前記第１端部に配置された前記肉厚部を厚さ方向に貫通するスルーホール導体と、前記一対の主面にそれぞれ形成され、前記スルーホール導体の両端部に対してそれぞれ電気的に接続されるパッドとを備えることを特徴とするプラズマリアクタ。
【符号の説明】
【００６６】
１…プラズマリアクタ
２０，１２１，１５４…プラズマパネル積層体
２７…ガス流路
３０，１１１，１２３，１４０，１５６，１７４…電極パネル
３３…ガスの通過方向に沿って延びる辺
３４…ガスの通過方向と直交する方向に沿って延びる辺
３６，１４２…放電電極
４０，１１２，１３１…電気導通部
９１，１１４…第１端部
９２，１１６，１３５…肉厚部としての第１肉厚部
９３…突条としての第１突条
９４…内側面
９５，１３６…外側面
１０１，１１５…第２端部
１０２，１１７…肉厚部としての第２肉厚部
１０３…突条としての第２突条
１１３…肉厚部
１２２…突条
【図１】
0006738175.tif 000002
【図２】
0006738175.tif 000003
【図３】
0006738175.tif 000004
【図４】
0006738175.tif 000005
【図５】
0006738175.tif 000006
【図６】
0006738175.tif 000007
【図７】
0006738175.tif 000008
【図８】
0006738175.tif 000009
【図９】
0006738175.tif 000010
【図１０】
0006738175.tif 000011
【図１１】
0006738175.tif 000012
【図１２】
0006738175.tif 000013
【図１３】
0006738175.tif 000014
【図１４】
0006738175.tif 000015