(57)【要約】【課題】  基板通過前後のガスの圧力損失の小さいプラズマ放電基板を提供する。【解決手段】  第１放電電極５を備えたガス流入側基板１と、第２放電電極８を備えたガス流出側基板２とが、ギャップ４を設けて対向して配置され、ガス流入側基板１には少なくとも１つのガス流入穴１ａが形成され、ガス流出側基板２には少なくとも１つのガス流出穴２ａが形成され、ガス流入穴１ａのギャップ４側の開口面積がガス流出穴２ａのギャップ４側の開口面積よりも小さくなるようにした。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１放電電極を備えたガス流入側基板と、第２放電電極を備えたガス流出側基板とが、間にギャップを設けて対向して配置されたプラズマ放電基板であって、
前記ガス流入側基板には、表裏面を貫通して少なくとも１つのガス流入穴が形成され、
前記ガス流出側基板には、表裏面を貫通して少なくとも１つのガス流出穴が形成され、
少なくとも１対の前記ガス流入穴と前記ガス流出穴とが、当該ガス流入穴の中心軸と当該ガス流出穴の中心軸とを対応させて対向して配置され、
前記対向して配置された前記ガス流入穴と前記ガス流出穴において、当該ガス流入穴の前記ギャップ側の開口面積が、当該ガス流出穴の前記ギャップ側の開口面積よりも小さいプラズマ放電基板。
【請求項２】
前記対向して配置された前記ガス流入穴と前記ガス流出穴とにおいて、当該ガス流入穴の前記ギャップ側の開口および当該ガス流出穴の前記ギャップ側の開口が円形であり、
当該ガス流入穴の前記ギャップ側の開口径が、当該ガス流出穴の前記ギャップ側の開口径よりも小さい、請求項１に記載されたプラズマ放電基板。
【請求項３】
前記対向して配置された前記ガス流入穴と前記ガス流出穴とにおいて、当該ガス流入穴の前記ギャップ側の開口および当該ガス流出穴の前記ギャップ側の開口が円形であり、
当該ガス流入穴の前記ギャップ側の開口径をＡとし、当該ガス流出穴の前記ギャップ側の開口径をＢとし、前記ギャップの前記ガス流入側基板と前記ガス流出側基板との間隔をＣとした場合に、
Ｂ−Ａ≧Ｃ／２の関係が成り立つ、請求項１または２に記載されたプラズマ放電基板。
【請求項４】
さらに、Ｂ−Ａ≧Ｃの関係が成り立つ、請求項３に記載されたプラズマ放電基板。
【請求項５】
前記対向して配置された前記ガス流入穴と前記ガス流出穴とが、それぞれ、円錐台形状である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載されたプラズマ放電基板。
【請求項６】
前記対向して配置された前記ガス流入穴と前記ガス流出穴とが、それぞれ、角錐台形状である、請求項１に記載されたプラズマ放電基板。
【請求項７】
前記対向して配置された前記ガス流入穴と前記ガス流出穴とにおいて、当該ガス流出穴の前記ギャップ側の開口にＲ部が形成されている、請求項１ないし６のいずれか１項に記載されたプラズマ放電基板。
【請求項８】
前記対向して配置された前記ガス流入穴と前記ガス流出穴とにおいて、当該ガス流出穴と当該ガス流出穴とが同一形状である、請求項１ないし７のいずれか１項に記載されたプラズマ放電基板。
【請求項９】
前記第１放電電極が前記ガス流入側基板の内部に埋設され、前記第２放電電極が前記ガス流出側基板の内部に埋設されている、請求項１ないし８のいずれか１項に記載されたプラズマ放電基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内空気清浄、オゾン生成、除菌・殺菌、排ガス浄化、水浄化、水中の殺菌等のためのプラズマ放電を生起させるプラズマ放電基板に関し、さらに詳しくは、基板通過前後のガスの圧力損失の小さいプラズマ放電基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプラズマ放電基板が、例えば、特許文献１（特開２００９−８１１３４号公報）に開示されている。
【０００３】
図９に、特許文献１に開示されたプラズマ放電基板（プラズマ電極）３００を示す。
【０００４】
プラズマ放電基板３００は、ガス流入側の放電電極（金属基板）３０１と、ガス流出側の放電電極（金属基板）３０２とが、非導電体スペーサ３０３を介在させることにより、間にギャップ３０４を設けて対向して配置されている。
【０００５】
ガス流入側の放電電極３０１は、例えば、円形板状で、表裏面を貫通して多数の円筒状のガス流入穴３０１ａが形成されている。また、ガス流入側の放電電極３０１のギャップ３０４側には、誘電体膜３０５が形成されている。
【０００６】
同様に、ガス流出側の放電電極３０２は、例えば、円形板状で、表裏面を貫通して多数の円筒状のガス流出穴３０２ａが形成されている。また、ガス流入側の放電電極３０２のギャップ３０４側には、誘電体膜３０５が形成されている。
【０００７】
なお、ガス流入側の放電電極３０１とガス流出側の放電電極３０２とは、１つのガス流入穴３０１ａの中心軸と１つのガス流出穴３０２ａの中心軸とが一致するように対向して配置されている。
【０００８】
このような構造からなるプラズマ放電基板３００は、放電電極３０１と放電電極３０２との間に高周波交流電圧またはパルス電圧を印加することにより、放電電極３０１と放電電極３０２との間にプラズマ放電を生起させることができる。そして、放電電極３０１と放電電極３０２との間にプラズマ放電を生起させた状態で、ガスをガス流入穴３０１ａからギャップ３０４へ流入させることにより、流入されたガスがプラズマと接触してプラズマ処理がなされ、ガス流出穴３０２ａからプラズマ処理後のガスが流出される。例えば、酸素をガス流入穴３０１ａからギャップ３０４へ流入させた場合、ガス流出穴３０２ａからオゾンが流出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−８１１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した、特許文献１に記載されたプラズマ放電基板３００には、圧力損失が大きいという問題があった。
【００１１】
すなわち、図１０に示すように、プラズマ放電基板３００においては、ガス流入側の放電電極３０１に形成されたガス流入穴３０１ａと、ガス流出側の放電電極３０２に形成されたガス流出穴３０２ａが、いずれも円筒形で同一形状である。したがって、ガス流入穴３０１ａのギャップ３０４側の開口面積と、ガス流出穴３０２ａのギャップ３０４側の開口面積とは同一である。
【００１２】
図１０においては、ガスをドット状に示し、その流れを矢印で示している。図１０に示すように、ガス流入穴３０１ａを通過したガスは、ギャップ３０４内で流れの断面径がわずかに大きくなり、全てがガス流出穴３０２ａに入るのではなく、一部がガス流出側の放電電極３０２（正確には放電電極３０２のギャップ３０４側に形成された誘電体膜３０５）に衝突する。この結果、プラズマ放電基板３００においては、基板通過前後のガスの圧力損失が大きくなってしまっている。
【００１３】
したがって、プラズマ放電基板３００において、所望のガス流出量を得るためには、入力側のガスの圧力を大きくしなければならず、逆に入力側のガスの圧力が一定である場合には、ガス流出量が少ないという問題があった。したがって、プラズマ放電基板３００には、プラズマ処理の効率が悪いという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のプラズマ放電基板は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その手段として本発明のプラズマ放電基板は、第１放電電極を備えたガス流入側基板と、第２放電電極を備えたガス流出側基板とが、間にギャップを設けて対向して配置され、ガス流入側基板には、表裏面を貫通して少なくとも１つのガス流入穴が形成され、ガス流出側基板には、表裏面を貫通して少なくとも１つのガス流出穴が形成され、少なくとも１対のガス流入穴とガス流出穴とが、そのガス流入穴の中心軸とそのガス流出穴の中心軸とを対応させて対向して配置され、対向して配置されたガス流入穴とガス流出穴において、そのガス流入穴のギャップ側の開口面積が、そのガス流出穴のギャップ側の開口面積よりも小さくなるようにした。このような構造からなる本発明のプラズマ放電基板は、基板通過前後のガスの圧力損失が小さい。
【００１５】
なお、対向して配置されたガス流入穴とガス流出穴とにおいて、ガス流入穴のギャップ側の開口およびガス流出穴のギャップ側の開口が円形である場合には、ガス流入穴のギャップ側の開口径をガス流出穴のギャップ側の開口径よりも小さくすることによって、ガス流入穴のギャップ側の開口面積をガス流出穴のギャップ側の開口面積よりも小さくすることができる。
【００１６】
また、対向して配置されたガス流入穴とガス流出穴とにおいて、そのガス流入穴のギャップ側の開口およびそのガス流出穴のギャップ側の開口が円形であり、そのガス流入穴のギャップ側の開口径をＡとし、そのガス流出穴のギャップ側の開口径をＢとし、ギャップのガス流入側基板とガス流出側基板との間隔をＣとした場合に、Ｂ−Ａ≧Ｃ／２の関係が成り立つことが好ましい。この場合には、基板通過前後のガスの圧力損失を、確実に小さくすることができる。
【００１７】
さらに、Ｂ−Ａ≧Ｃの関係が成り立つことがより好ましい。この場合には、基板通過前後のガスの圧力損失を、より確実に小さくすることができる。
【００１８】
対向して配置されたガス流入穴とガス流出穴とは、それぞれ、円錐台形状または角錐台形状とすることができる。
【００１９】
対向して配置されたガス流入穴とガス流出穴とにおいて、そのガス流出穴のギャップ側の開口にＲ部が形成されていることが好ましい。この構造も、基板通過前後のガスの圧力損失を小さくするのに寄与する。
【００２０】
対向して配置されたガス流入穴とガス流出穴とにおいて、そのガス流出穴とそのガス流出穴とを同一形状とすることが好ましい。この場合には、ガス流入側基板へのガス流入穴の形成と、ガス流出側基板へのガス流出穴の形成とを、同一の加工装置を使い、同一の加工条件で行うことができ、生産性の向上に寄与する。
【００２１】
第１放電電極がガス流入側基板の内部に埋設され、第２放電電極がガス流出側基板の内部に埋設されていることが好ましい。この場合には、高電圧が印加される場合がある第１放電電極、第２放電電極を、外部に対して電気的に絶縁することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のプラズマ放電基板は、基板通過前後のガスの圧力損失が小さい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係るプラズマ放電基板１００を示し、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。
【図２】プラズマ放電基板１００を示す要部断面図である。
【図３】プラズマ放電基板１００にガスを通過させた場合を示す説明図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｆ）は、プラズマ放電基板１００の製造方法の一例において施される各工程を示す断面図である。
【図５】図５（Ｇ）〜図５（Ｊ）は、図４（Ｆ）の続きであり、プラズマ放電基板１００の製造方法の一例において施される各工程を示す断面図である。
【図６】実施例１、実施例２、比較例１、比較例２に係る各試料（プラズマ放電基板）を示す要部断面図である。
【図７】実験例に使用した実験装置２００を示す説明図である。
【図８】実験例における結果を示すグラフである。
【図９】特許文献１に開示された従来のプラズマ放電基板３００を示す断面図である。
【図１０】プラズマ放電基板３００にガスを通過させた場合を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。
【００２５】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２は、本発明の実施形態に係るプラズマ放電基板１００を示す。ただし、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図、図２は要部断面図である。
【００２６】
プラズマ放電基板１００は、ガス流入側基板１と、ガス流出側基板２とが、スペーサ３を介在させることにより、間にギャップ４を設けて対向して配置されている。ギャップ４のガス流入側基板１とガス流出側基板２との間隔は任意であるが、本実施形態においては０．２ｍｍとした。
【００２７】
ガス流入側基板１は、矩形板状であり、その寸法は任意であるが、例えば、縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚み０．５ｍｍとすることができる。ガス流入側基板１は、表裏面を貫通して、多数のガス流入穴１ａが形成されている。ガス流入側基板１の材料としては、例えば、セラミックが用いられる。ガス流入穴１ａの個数は任意であるが、例えば、５５０個とすることができる。なお、ガス流入穴１ａの形状については後述する。
【００２８】
ガス流入側基板１の内部には、第１放電電極５が埋設されている。第１放電電極５は板状であり、ガス流入穴１ａに対応して、ガス流入穴１ａを同軸状に通過させるように、ガス流入穴１ａと同数の開口が形成されている。
【００２９】
第１放電電極５は、ガス流入側基板１の内部に形成された導電ビア６を経由して、ガス流入側基板１のギャップ４と反対側の主面に形成された電源用外部端子７に接続されている。
【００３０】
ガス流出側基板２は、電源用外部端子の形成主面が異なること等を除いて、基本的にガス流入側基板１と同じ構造からなる。そのため、以下においては、ガス流出側基板２について可能な限り簡潔に説明する。
【００３１】
ガス流出側基板２は、矩形板状であり、その寸法は任意であるが、例えば、縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚み０．５ｍｍとすることができる。ガス流出側基板２は、表裏面を貫通して、多数のガス流出穴２ａが形成されている。ガス流出穴２ａの個数は任意であるが、例えば、５５０個とすることができる。なお、ガス流出穴２ａの形状については後述する。
【００３２】
ガス流出側基板２の内部には、第２放電電極８が埋設されている。第２放電電極８は、ガス流出穴２ａと同数の開口が形成されている。
【００３３】
第２放電電極８は、ガス流出側基板２の内部に形成された導電ビア９を経由して、ガス流出側基板２のギャップ４と反対側の主面に形成された電源用外部端子１０に接続されている。
【００３４】
ガス流入側基板１とガス流出側基板２とは、スペーサ３を介在させることにより、間にギャップ４を設けて対向して配置されているが、配置に際しては、図２に示すように、少なくとも１対のガス流入穴１ａとガス流出穴２ａとにおいて、そのガス流入穴１ａの中心軸とそのガス流出穴２ａの中心軸とを対応させている。
【００３５】
本実施形態においては、ガス流入穴１ａとガス流出穴２ａとは同一形状をしている。具体的には、ガス流入穴１ａ、ガス流出穴２ａは、同寸法の円錐台形状である。なお、ガス流入穴１ａのギャップ４と反対側の開口と、ガス流出穴２ａのギャップ４側の開口には、Ｒ部が形成されている。すなわち、開口の縁の部分に丸みが形成されている。なお、本明細書においてガス流入穴１ａ、ガス流出穴２ａの寸法を記述した場合において、当該ガス流入穴１ａ、当該ガス流出穴２ａの開口にＲ部が形成されている場合は、当該寸法は当該Ｒ部を含めた寸法である。
【００３６】
ガス流入穴１ａは、ギャップ４側が開口径Ａ＝２．０ｍｍφからなる円形であり、ギャップ４と反対側が開口径Ｄ＝２．２ｍｍφからなる円形である。また、ガス流出穴２ａは、ギャップ４側が開口径Ｂ＝２．２ｍｍφからなる円形であり、ギャップ４と反対側が開口径Ｅ＝２．０ｍｍφからなる円形である。
【００３７】
本実施形態においては、Ａ＜Ｂの関係が成り立っており、ガス流入穴１ａのギャップ４側の開口面積は、ガス流出穴２ａのギャップ４側の開口面積よりも小さくなっている。
【００３８】
また、本実施形態においては、ギャップ４のガス流入側基板１とガス流出側基板２との間隔をＣとした場合に、上述の通りＣ＝０．２ｍｍであり、Ｂ−Ａ＝Ｃであるため、Ｂ−Ａ≧Ｃ／２の関係が成り立っており、さらにＢ−Ａ≧Ｃの関係が成り立っている。
【００３９】
図３に、プラズマ放電基板１００にガスを流入した状態を示す。なお、図３は、プラズマ放電基板１００の要部断面図であり、ガスをドット状に示し、その流れを矢印で示している。
【００４０】
プラズマ放電基板１００においては、ガス流入穴１ａのギャップ４側の開口面積が、ガス流出穴２ａのギャップ４側の開口面積よりも小さくなっているため、ガス流入穴１ａからギャップ４に流入したガスは、ガス流出穴２ａのギャップ４側の開口に流入しやすくなっている。すなわち、ガス流入穴１ａからギャップ４に流入したガスは、ほとんどガス流出側基板２に衝突することなく、ガス流出穴２ａのギャップ４側の開口に流入している。この結果、プラズマ放電基板１００は、基板通過前後のガスの圧力損失が小さくなっている。
【００４１】
また、プラズマ放電基板１００においては、ガス流入穴１ａのギャップ４側の開口の開口径Ａ、ガス流出穴２ａのギャップ４側の開口の開口径Ｂ、ギャップ４のガス流入側基板１とガス流出側基板２との間隔Ｃが、Ｂ−Ａ≧Ｃ／２の関係になっているため、基板通過前後のガスの圧力損失は、確実に小さくなっている。
【００４２】
このような構造からなるプラズマ放電基板１００は、例えば、図４（Ａ）〜図５（Ｊ）に示す方法により製造することができる。
【００４３】
まず、図４（Ａ）に示すように、４枚のセラミックグリーンシート１１を準備する。セラミックグリーンシート１１の組成は任意であるが、例えば、アルミナを主成分とすることができる。
【００４４】
次に、図４（Ｂ）に示すように、２枚のセラミックグリーンシート１１に、レーザー光を照射して、導電ビア６、８を形成するための穴１２を形成する。
【００４５】
次に、図４（Ｃ）に示すように、穴１２の形成されたセラミックグリーンシート１１の穴１２に、導体ペースト１３を充填する。導体ペースト１３の組成は任意であるが、例えば、銀を主成分とすることができる。
【００４６】
次に、図４（Ｄ）に示すように、穴１２に導体ペースト１３が充填されたセラミックグリーンシート１１の一方主面に、第１放電電極５または第２放電電極６を形成するための、所定の形状からなる導体ペーストパターン１４を印刷する。また、穴１２に導体ペースト１３が充填されたセラミックグリーンシート１１の他方主面に、電源用外部端子７または１０を形成するための、所定の形状からなる導体ペーストパターン１５を印刷する。なお、印刷する導体ペーストには、穴１２に充填した導体ペースト１３と同じものを使用することができる。
【００４７】
次に、図４（Ｅ）に示すように、導体ペースト１３が充填された穴１２、導体ペーストパターン１４、１５が形成されたセラミックグリーンシート１１と、これらが形成されていないセラミックグリーンシート１１とを重ね合わせ、続いて図４（Ｆ）に示すように、加圧して一体化して、未焼成の基板１６を作製する。未焼成の基板１６は、ガス流入側基板１用と、ガス流出側基板２用とに、合計２つ作製する。
【００４８】
次に、ガス流入側基板１用の未焼成の基板１６に、機械式パンチングマシンを用い、複数のガス流入穴１ａ用の穴を形成したうえで、その未焼成の基板１６を所定のプロファイルで焼成し、図５（Ｇ）に示すようなガス流入側基板１を作製する。なお、ガス流入側基板１用の未焼成の基板１６の焼成は、次に説明するガス流出側基板２用の未焼成の基板１６の焼成と同時に行うことができる。
【００４９】
作製されたガス流入側基板１には、内部に第１放電電極５が埋設されている。そして、第１放電電極５は、ガス流入側基板１の内部に形成された導電ビア６を経由して、ガス流入側基板１の一方主面に形成された電源用外部端子７に接続されている。
【００５０】
また、作製されたガス流入側基板１には、表裏面を貫通して多数のガス流入穴１ａが形成されている。本実施形態においては、ガス流入穴１ａは円錐台形状であり、両方の開口は円形で、ガス流入側基板１の電源用外部端子７が形成された主面側の開口径（および開口面積）が、ガス流入側基板１の電源用外部端子７が形成されていない主面側の開口径（および開口面積）よりも大きい。具体的には、電源用外部端子７が形成された主面側の開口径が２．０ｍｍφ、電源用外部端子７が形成されていない主面側の開口径が２．２ｍｍφ、である。また、ガス流入穴１ａは、ガス流入側基板１の電源用外部端子７が形成された主面側の開口にＲ部が形成されている。このような形状からなるガス流入穴１ａは、未焼成の基板１６に機械式パンチングマシンを用いて穴を形成する際に、パンチングマシンの刃先の形状、パンチングのスピード等を選択することにより容易に形成することができる。
【００５１】
ガス流入側基板１の作製と並行して、ガス流入側基板１の作製方法と同様の方法により、ガス流出側基板２を作製する。具体的には、ガス流出側基板２用の未焼成の基板１６に、機械式パンチングマシンを用い、複数のガス流出穴２ａ用の穴を形成したうえで、その未焼成の基板１６を所定のプロファイルで焼成し、図５（Ｈ）に示すようなガス流入側基板２を作製する。なお、ガス流出側基板２用の未焼成の基板１６の焼成は、上述したガス流入側基板１用の未焼成の基板１６の焼成と同時に行うことができる。
【００５２】
作製されたガス流出側基板２には、内部に第２放電電極８が埋設されている。そして、第２放電電極８は、ガス流出側基板２の内部に形成された導電ビア９を経由して、ガス流出側基板２の一方主面に形成された電源用外部端子１０に接続されている。
【００５３】
また、作製されたガス流出側基板２には、表裏面を貫通して多数のガス流出穴２ａが形成されている。本実施形態においては、ガス流出穴１ａは円錐台形状であり、上述したガス流入穴２ａと同一の形状および同一の寸法をしている。
【００５４】
次に、図５（Ｉ）に示すように、例えば、厚み０．２ｍｍの枠状のスペーサ３を介在させて、ガス流入側基板１とガス流出側基板２を接合し、図５（Ｊ）に示すような本実施形態に係るプラズマ放電基板１００を完成させる。なお、スペーサ３には、例えば、エポキシ樹脂を主材料としたプリプレグを使用することができる。スペーサ３にプリプレグを使用した場合、図５（Ｉ）に示すように、ガス流入側基板１、スペーサ３、ガス流出側基板２を重ね合わせたうえで、例えば１８０℃で加熱し、加圧することにより、スペーサ３（エポキシプリプレグ）を硬化させて、これらを接合する。
【００５５】
以上、本実施形態に係るプラズマ放電基板１００の構造、その製造方法の一例について説明した。しかしながら、本願発明がこの内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変形をなすことができる。
【００５６】
例えば、プラズマ放電基板１００においては、ガス流入穴１ａ、ガス流出穴２ａを円錐台形状にしているが、ガス流入穴１ａ、ガス流出穴２ａの形状、寸法、個数は任意である。例えば、ガス流入穴１ａ、ガス流出穴２ａを角錐台形状にしても良い。また、ガス流入穴１ａとガス流出穴２ａとを同じ形状にした場合においても、両者を異なる寸法にしても良い。また、ガス流入穴１ａとガス流出穴２ａとで異なる形状にしても良い。例えば、ガス流入穴１ａを断面径の小さい円筒形状、ガス流出穴２ａを断面径の大きい円筒形状にしても良い。また、プラズマ放電基板１００においては、ガス流入穴１ａのギャップ４と反対側の開口と、ガス流出穴２ａのギャップ４側の開口とにＲ部が形成されているが、Ｒ部は必須の構成ではなく、両者からＲ部を省略しても良い。
【００５７】
また、プラズマ放電基板１００においては、ガス流入側基板１、ガス流出側基板２を矩形板状にしているが、これらの形状は任意であり、例えば円形板状にしても良い。また、ガス流入側基板１、ガス流出側基板２の内部に第１放電電極、第２放電電極が埋設されているが、ガス流入側基板１、ガス流出側基板２の表面に第１放電電極、第２放電電極が露出されているようにしても良い。
【００５８】
さらに、プラズマ放電基板１００においては、厚み０．２ｍｍのスペーサ３を使用したが、スペーサ３の厚みは任意であり、必要に応じてその厚みを選択することができる。
【実験例】
【００５９】
本発明の有効性を確認するために、下記の実験を行った。
【００６０】
まず、試料として、図６に示す実施例１、実施例２、比較例１、比較例２に係る各プラズマ放電基板を作製した。
【００６１】
実施例１に係る試料は、上述した実施形態に係るプラズマ放電基板１００と同じものとした。すなわち、実施例１に係るプラズマ放電基板は、縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚み０．５ｍｍからなるガス流入側基板１と、縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚み０．５ｍｍからなるガス流出側基板２とが、０．２ｍｍのギャップをあけて対向して配置されている。
【００６２】
ガス流入側基板１には、５５０個のガス流入穴１ａが形成されている。また、ガス流出側基板２には、５５０個のガス流出穴２ａが形成されている。ガス流入穴１ａとガス流出穴２ａとは、１対ずつ、中心軸を対応させて配置されている。
【００６３】
ガス流入穴１ａとガス流出穴２ａとは、同一寸法の円錐台形状である。ガス流入穴１ａのギャップ側の開口径は２．０ｍｍφ、ギャップと反対側の開口径は２．２ｍｍφである。また、ガス流出穴２ａのギャップ側の開口径は２．２ｍｍφ、ギャップと反対側の開口は径２．０ｍｍφである。なお、ガス流入穴１ａのギャップと反対側の開口と、ガス流出穴２ａのギャップ側の開口とには、それぞれＲ部が形成されている。
【００６４】
実施例２に係る試料は、実施例１に係るプラズマ放電基板のガス流入穴１ａとガス流出穴２ａとの形状を変更した。具体的には、ガス流入穴１ａのギャップと反対側の開口の開口径、およびガス流出穴２ａのギャップ側の開口の開口径を、それぞれ２．２ｍｍから２．１ｍｍに変更した。実施例２に係るプラズマ放電基板のその他の構成は、実施例１に係るプラズマ放電基板と同じにした。
【００６５】
比較例１に係る試料は、実施例１に係るプラズマ放電基板のガス流入穴１ａとガス流出穴２ａとの形状を変更した。具体的には、ガス流入穴１ａおよびガス流出穴２ａを、断面径が２．０ｍｍφの円筒形状に変更した。比較例１に係るプラズマ放電基板のその他の構成は、実施例１に係るプラズマ放電基板と同じにした。
【００６６】
比較例２に係る試料は、実施例１に係るプラズマ放電基板のガス流入穴１ａとガス流出穴２ａとの形状を変更した。具体的には、ガス流入穴１ａの形状を、ガス流入側基板１の表裏両主面間において上下反転させた。同様に、ガス流出穴２ａの形状を、ガス流出側基板２の表裏両主面間において上下反転させた。比較例２に係るプラズマ放電基板のその他の構成は、実施例１に係るプラズマ放電基板と同じにした。
【００６７】
実施例１、実施例２、比較例１、比較例２に係る各試料（プラズマ放電基板）の主要なスペックを表１に示す。
【００６８】
【表１】
2016009612.tif 000003
次に、図７に示す実験装置２００を使って、実施例１、実施例２、比較例１、比較例２に係る各試料（プラズマ放電基板）の圧力損失を測定した。
【００６９】
実験装置２００は、実施例１、実施例２、比較例１、比較例２のいずれかに係るプラズマ放電基板を試料Ｓとして、その圧力損失を測定することができる。
【００７０】
実験装置２００は断面が矩形の筒状体５１を備える。筒状体５１の内壁の縦寸法および横寸法は、試料Ｓを隙間なく固定できる大きさにされている。
【００７１】
実験装置２００は気圧計５２を備える。気圧計５２は、試料Ｓの上流側Ｕの気圧Ｐ1と、試料Ｓの下流側Ｄの気圧Ｐ2とを測定することができる。
【００７２】
実験装置２００はファン５３を備える。ファン５３は、試料Ｓの上流側Ｕに面風速を生起せしめ、上流側Ｕの気圧Ｐ1を上昇させるためのものである。
【００７３】
圧力損失△Ｐは、試料Ｓの上流側Ｕの気圧Ｐ1と、試料Ｓの下流側Ｄの気圧Ｐ2の差で求めることができる。なお、実験装置２００においては、試料Ｓの下流側Ｄが開放されているため、試料Ｓの下流側Ｄの気圧Ｐ2は大気圧である０．１ＭＰａである。
【００７４】
したがって、△Ｐ＝Ｐ1−Ｐ2＝Ｐ1−０．１（ＭＰａ）の関係が成り立つ。
【００７５】
実験では、実施例１、実施例２、比較例１、比較例２に係る各試料Ｓについて、試料Ｓの下流側Ｄの面風速が一定になるようにファン５３を回転させ、その面風速を発現させた際の試料Ｓの上流側Ｕの気圧Ｐ1を測定して、各圧力損失を算出した。
【００７６】
なお、試料Ｓの下流側Ｄに一定の面風速を発現させるにあたり、圧力損失の小さい試料Ｓほど、上流側Ｕの気圧Ｐ1は小さくても良く（ファン５３の回転数を多くする必要はなく）、圧力損失の大きい試料Ｓほど、上流側Ｕの気圧Ｐ1を大きくする必要がある（ファン５３の回転数を多くする必要がある）。
【００７７】
図８に実験結果を示す。
【００７８】
例えば、試料Ｓの下流側Ｄの面風速を２ｍ／ｓとした場合、実施例１に係る試料の圧力損失は２９Ｐａ、実施例２に係る試料の圧力損失は３３Ｐａ、比較例１に係る試料の圧力損失は４７Ｐａ、比較例２に係る試料の圧力損失は５６Ｐａであった。
【００７９】
すなわち、実施例１に係る試料の圧力損失が最も小さく、実施例２に係る試料の圧力損失が次に小さい。また、比較例２に係る試料の圧力損失が最も大きく、比較例１に係る試料の圧力損失が次に大きい。
【００８０】
図８から分かるように、試料Ｓの下流側Ｄの面風速を変化させても、実施例１に係る試料、実施例２に係る試料、比較例１に係る試料、比較例２に係る試料において、圧力損失の大きさの順番は変動しない。
【００８１】
なお、ガス流入穴のギャップ側の開口径をＡとし、そのガス流出穴のギャップ側の開口径をＢとし、ギャップ４のガス流入側基板１とガス流出側基板２との間隔をＣとした場合に、実施例１ではＢ−Ａ＝Ｃの関係が成り立ち、実施例２ではＢ−Ａ＝Ｃ／２の関係が成り立っている。したがって、Ａ、Ｂ、Ｃは、実施例１、２のようにＢ−Ａ≧Ｃ／２の関係が成り立つことが好ましく、さらに、実施例１のようにＢ−Ａ≧Ｃの関係が成り立つことがより好ましいことが分かった。
【００８２】
以上より、本願発明は、プラズマ放電基板の基板通過前後のガスの圧力損失を小さくするために有効である。
【符号の説明】
【００８３】
１：ガス流入側基板
１ａ：ガス流入穴
２：ガス流出側基板
２ａ： ガス流出穴
３：スペーサ
４：ギャップ
５：第１放電電極
６：導電ビア
７：電源用外部端子
８：第２放電電極
９：導電ビア
１０：電源用外部端子
１１：セラミックグリーンシート
１２：穴（導電ビア６、８を形成するためのもの）
１３：導体ペースト（穴１２に充填されたもの）
１４：導体ペーストパターン（第１放電電極５、第２放電電極６を形成するためのもの）
１５：導体ペーストパターン（電源用外部端子７、１０を形成するためのもの）
１６：未焼成の基板
１００：プラズマ放電基板
２００：実験装置
【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】
2016009612.tif 000012
【図１０】
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