(57)【要約】【課題】  プラズマ場のばらつきを抑制し、流体を良好に分解することができるプラズマ発生体および及びプラズマ発生体を用いた各種装置を提供することにある【解決手段】  本発明のプラズマ発生体は、内部空間Ｓを挟んで対向する一対の第１電極４を備える管状の外囲体１と、一対の第１電極４間に、間に空隙を介して配置される第２電極５とを備え、２電極５は、一方の端部３ａが外囲体１に固定され、且つ他方の端部３ｂが自由端であり、一対の第１電極３のそれぞれと第２電極４との間にプラズマを発生させるものである。【選択図】  図２
2009110752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を挟んで対向する一対の第１電極を備える管状の外囲体と、
前記一対の第１電極間に、間に空隙を介して配置される第２電極とを備え、
前記第２電極は、一方の端部が前記外囲体に固定され、且つ他方の端部が自由端であり、
前記一対の第１電極のそれぞれと前記第２電極との間に、プラズマを発生させるプラズマ発生体。
【請求項２】
前記外囲体はセラミックスを含んでなり、
前記第２電極は、セラミックスを含む絶縁部により支持されており、
前記外囲体と前記絶縁部とは、ともに焼成されることにより接合されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生体。
【請求項３】
前記外囲体はセラミックスを含んでなり、
前記第２電極は、セラミックスを含む絶縁部により支持されており、
前記外囲体と前記絶縁部とは、ガラスにより接合されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生体。
【請求項４】
前記ガラスは、前記外囲体及び前記絶縁部の双方に含まれていることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ発生体。
【請求項５】
前記外囲体及び前記絶縁部の双方に含まれている前記ガラスは、結晶化ガラスであることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ発生体。
【請求項６】
間に内部空間を挟んで対向する一対の第３電極を備える第３電極部材と、
前記一対の第３電極のそれぞれとの間に所定の間隙を設けて配置される第４電極を備える第４電極部材と、
前記一対の第３電極部材のそれぞれと前記第４電極部材との間に介在されるスペーサ部材とを備え、
前記第４電極部材は、一方の端部が前記スペーサ部材に固定され、且つ他方の端部が自由端であり、
前記一対の第３電極部材及び前記スペーサ部材並びに前記第４電極部材の一方の端部によって管状の外壁が形成されるとともに、
前記一対の第３電極部材のそれぞれと前記第４電極部材との間にプラズマを発生させるプラズマ発生体。
【請求項７】
前記スペーサ部材はセラミックスを含んでなり、
前記第４電極部材は、第４電極と、セラミックスを含む絶縁部とからなり、
前記スペーサ部材と前記絶縁部とは、ともに焼成されることにより接合されていることを特徴とする請求項６に記載のプラズマ発生体。
【請求項８】
前記第４電極部材は、第４電極と、該第４電極を支持する絶縁部とからなり、
前記スペーサ部材と前記絶縁部とは、ガラスにより接合されていることを特徴とする請求項６に記載のプラズマ発生体。
【請求項９】
前記ガラスは、前記スペーサ部材或いは前記絶縁部の双方に含まれていることを特徴とする請求項８に記載のプラズマ発生体。
【請求項１０】
前記スペーサ部材或いは前記絶縁部の双方に含まれている前記ガラスは、結晶化ガラスであることを特徴とする請求項９に記載のプラズマ発生体。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のプラズマ発生体と、
前記プラズマ発生体の前記第１電極と前記第２電極とに交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加することにより、前記第１電極と前記第２電極との間の空間にプラズマを発生させる電圧印加手段と、を備えるプラズマ発生装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のプラズマ発生体の前記第１電極と前記第２電極との間の空間内に、酸素を流入させる第１の流路と、
前記プラズマ発生体の前記第１電極と、前記第２電極とに接続され、これら電極間に交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加するための外部端子に接続される電圧印加手段と、
前記プラズマ発生体の前記空間から排出されるオゾンを、前記空間内から流出させる第２の流路とを備えるオゾン発生装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のプラズマ発生体の前記第１電極と前記第２電極との間の空間内に、排ガスを流入させる第１の流路と、
前記プラズマ発生体の前記第１電極と、前記第２電極とに接続され、これら電極間に交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加するための外部端子に接続される電圧印加手段と、
前記プラズマ発生体の前記空間から排出される被処理ガスを、前記空間内から流出させる第２の流路とを備える排ガス処理装置。
【請求項１４】
請求項６乃至請求項１０のいずれかに記載のプラズマ発生体と、
前記プラズマ発生体の前記第３電極と前記第４電極とに交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加することにより、前記第３電極と前記第４電極との間の空間にプラズマを発生させる電圧印加手段と、を備えるプラズマ発生装置。
【請求項１５】
請求項６乃至請求項１０のいずれかに記載のプラズマ発生体の前記第３電極と前記第４電極との間の空間内に、酸素を流入させる第１の流路と、
前記プラズマ発生体の前記第３電極と、前記第４電極とに接続され、これら電極間に交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加するための外部端子に接続される電圧印加手段と、
前記プラズマ発生体の前記空間から排出されるオゾンを、前記空間内から流出させる第２の流路とを備えるオゾン発生装置。
【請求項１６】
請求項６乃至請求項１０のいずれかに記載のプラズマ発生体の前記第３電極と前記第４電極との間の空間内に、排ガスを流入させる第１の流路と、
前記プラズマ発生体の前記第３電極と、前記第４電極とに接続され、これら電極間に交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加するための外部端子に接続される電圧印加手段と、
前記プラズマ発生体の前記空間から排出される被処理ガスを、前記空間内から流出させる第２の流路とを備える排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間を挟む一対の電極間にプラズマを発生させるためのプラズマ発生体およびこれを用いた各種装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭で使用されている湯沸かし器の不完全燃焼時に排出されるＣＯガスやディーゼルエンジン、ガソリンエンジンからの排ガス、或いは焼却炉から出される排ガス等の流体中には、ＣＯ、カーボン、ＳＯＦ（Ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ）、高分子有機化合物、硫酸ミスト等のＰＭ、ＮＯｘやＳＯｘの酸化性成分、ＨＣ等が含まれている。このようなＰＭや酸化性成分、ＨＣ等の排出を抑制する方法として、プラズマ反応を利用してＣＯやＰＭ等を浄化するという技術が提案されている。
【０００３】
このようなプラズマ反応により流体を浄化するためのプラズマ発生体は、一対の電極を一定の距離だけ離間して対向させた構造を有している。そして、プラズマ反応による浄化は、対向する一対の電極間に高電圧を印加させてプラズマ場を発生させ、このプラズマ場内に上述した流体を通過させることにより、流体を分解させるものである。なお、一対の電極は、それぞれが絶縁体により覆われており、この絶縁体の両端部のそれぞれが、一対の壁部のそれぞれによって支持されている。これらの絶縁体の一部や壁部により、内部に流体を通過させる空間を備えた外囲体が形成されている。
【０００４】
このようなプラズマ発生体は、プラズマ発生体の電極間を流れる流体やプラズマ発生体が稼動した際の熱により、高温になることがある。プラズマ発生体に熱が蓄積されていくと、プラズマ発生体が破損してプラズマ場を発生させることができなくなる懸念を有していた。そこで、プラズマ発生体の破損を抑制するために、例えば、一方の端部を壁部に固定し、他方の端部を自由端とした複数の電極が形成された部材を複数準備するとともに、各部材の電極同士が対向するようにこれら部材を組み合わせた構造のプラズマ発生体が知られている。そして、これら各部材は、ボルトや金属製の締め具により互いに固定されている。
【特許文献１】特開２００４−０９２５８９号公報
【特許文献２】特開２００５−０９３１０７号公報
【特許文献３】特開２００３−２８６８２９号公報
【特許文献４】ＷＯ２００４／０７２４４５号公報
【特許文献５】ＷＯ２００５／０００４５０号公報
【特許文献６】ＷＯ２００５／００１２５０号公報
【特許文献７】特開２００５−１２９２４７号公報
【特許文献８】特開２００５−１２３０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のように部材を複数組み合わせて形成した構造においては、プラズマ発生体に振動や衝撃が印加されると、ボルトや金属製の締め具が緩んでしまい、各部材の位置がずれてしまうということが懸念される。このため、長期間にわたって使用している間に、対向する電極間距離や対向する電極間の重畳面積が大きく変化し、電極間に発生するプラズマ強度にばらつきが発生してしまうということが懸念される。
【０００６】
また、各部材を複数組み合わせて形成していることから、空間内の流体が各部材を組み合わせた際に生じる隙間等から外部に漏れ出してしまい、流体を良好に分解させることができなくなるということが懸念される。
【０００７】
本発明は、上記想定に鑑み案出されたもので、その目的は、プラズマ場のばらつきを抑制し、流体を良好に分解することができるプラズマ発生体および及びプラズマ発生体を用いた各種装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のプラズマ発生体は、内部空間を挟んで対向する一対の第１電極を備える管状の外囲体と、前記一対の第１電極間に、間に空隙を介して配置される第２電極とを備え、前記第２電極は、一方の端部が前記外囲体に固定され、且つ他方の端部が自由端であり、前記一対の第１電極のそれぞれと前記第２電極との間に、プラズマを発生させるものである。
【０００９】
また、好ましくは、前記外囲体はセラミックスを含んでなり、前記第２電極は、セラミックスを含む絶縁部により支持されており、前記外囲体と前記絶縁部とは、ともに焼成されることにより接合されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、好ましくは、前記外囲体はセラミックスを含んでなり、前記第２電極は、セラミックスを含む絶縁部により支持されており、前記外囲体と前記絶縁部とは、ガラスにより接合されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、好ましくは、前記ガラスは、前記外囲体及び前記絶縁部の双方に含まれていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、好ましくは、前記外囲体及び前記絶縁部の双方に含まれている前記ガラスは、結晶化ガラスであることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のプラズマ発生体は、前記外囲体はセラミックスを含んでなり、前記第２電極は、セラミックスを含む絶縁部により支持されており、前記外囲体と前記絶縁部とは、ガラスを含む接着剤により接合されていることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明のプラズマ発生体は、間に内部空間を挟んで対向する一対の第３電極を備える第3電極部材と、前記一対の第３電極のそれぞれとの間に所定の間隙を設けて配置される第４電極を備える第４電極部材と、前記一対の第３電極部材のそれぞれと前記第４電極部材との間に介在されるスペーサ部材とを備え、前記第４電極部材は、一方の端部が前記スペーサ部材に固定され、且つ他方の端部が自由端であり、前記一対の第３電極部材及び前記スペーサ部材並びに前記第４電極部材の一方の端部によって管状の外壁が形成されるとともに、前記一対の第３電極部材のそれぞれと前記第４電極部材との間にプラズマを発生させるものである。
【００１５】
また、好ましくは、前記スペーサ部材はセラミックスを含んでなり、前記第４電極部材は、第４電極と、セラミックスを含む絶縁部とからなり、前記スペーサ部材と前記絶縁部とは、ともに焼成されることにより接合されていることを特徴とするものである。
【００１６】
また、好ましくは、前記第４電極部材は、第４電極と、該第４電極を支持する絶縁部とからなり、前記スペーサ部材と前記絶縁部とは、ガラスにより接合されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、好ましくは、前記ガラスは、前記スペーサ部材或いは前記絶縁部の双方に含まれていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、好ましくは、前記スペーサ部材或いは前記絶縁部の双方に含まれている前記ガラスは、結晶化ガラスであることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明のプラズマ発生体は、本発明のプラズマ発生体と、前記プラズマ発生体の前記第１電極と前記第２電極とに交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加することにより、前記第１電極と前記第２電極との間の空間にプラズマを発生させる電圧印加手段とを備えるものである。
【００２０】
本発明のオゾン装置は、本発明のプラズマ発生体の前記第１電極と前記第２電極との間の空間内に、酸素を流入させる第１の流路と、前記プラズマ発生体の前記第１電極と、前記第２電極とに接続され、これら電極間に交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加するための外部端子に接続される電圧印加手段と、前記プラズマ発生体の前記空間から排出されるオゾンを、前記空間内から流出させる第２の流路とを備えるものである。
【００２１】
本発明の排ガス処理装置は、本発明のプラズマ発生体の前記第１電極と前記第２電極との間の空間内に、排ガスを流入させる第１の流路と、前記プラズマ発生体の前記第１電極と、前記第２電極とに接続され、これら電極間に交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加するための外部端子に接続される電圧印加手段と、前記プラズマ発生体の前記空間から排出される被処理ガスを、前記空間内から流出させる第２の流路とを備えるものである。
【００２２】
本発明のプラズマ発生装置は、本発明のいずれかに記載のプラズマ発生体と、前記プラズマ発生体の前記第３電極と前記第４電極とに交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加することにより、前記第３電極と前記第４電極との間の空間にプラズマを発生させる電圧印加手段とを備えるものである。
【００２３】
本発明のオゾン装置は、本発明のプラズマ発生体の前記第３電極と前記第４電極との間の空間内に、酸素を流入させる第１の流路と、前記プラズマ発生体の前記第３電極と、前記第４電極とに接続され、これら電極間に交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加するための外部端子に接続される電圧印加手段と、前記プラズマ発生体の前記空間から排出されるオゾンを、前記空間内から流出させる第２の流路とを備えるものである。
【００２４】
本発明の排ガス処理装置は、本発明のプラズマ発生体の前記第３電極と前記第４電極との間の空間内に、排ガスを流入させる第１の流路と、前記プラズマ発生体の前記第３電極と、前記第４電極とに接続され、これら電極間に交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加するための外部端子に接続される電圧印加手段と、前記プラズマ発生体の前記空間から排出される被処理ガスを、前記空間内から流出させる第２の流路とを備えるものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のプラズマ発生体は、内部空間を挟んで対向する一対の第１電極を備える管状の外囲体と、一対の第１電極間に、間に空隙を介して配置される第２電極とを備え、第２電極は、一方の端部が外囲体に固定され、且つ他方の端部が自由端であり、一対の第１電極のそれぞれと第２電極との間に、プラズマを発生させるものである。本発明のプラズマ発生体によれば、第２電極が、第１電極を備えた管状の外囲体に固定されているので、プラズマ発生体に振動や衝撃等が加わったとしても、第２電極の第１電極に対する位置が大きくずれることが抑制される。これにより、プラズマ発生体を長期間にわたって使用した際に、互いに対向する第１電極と第２電極との距離や第１電極と第２電極との重畳面積が大きく変化することが抑制される。
【００２６】
また、外囲体は管状をなしていることから、各部材を複数組み合わせた場合と比較して、流体が外部へと漏れ出してしまうような隙間が生じにくい。
【００２７】
また。好ましくは、外囲体はセラミックスを含んでなり、第２電極は、セラミックスを含む絶縁部により支持されており、外囲体と絶縁部とは、ともに焼成されることにより接合されている。これにより、外囲体と第２電極を支持する絶縁部とが一体化されるので、プラズマ発生体に振動や衝撃等が印加されたとしても、第２電極の第１電極に対する位置が大きくずれることが抑制される。従って、プラズマ発生体を長期間にわたって使用した際に、対向する第１電極と第２電極との距離や第１電極と第２電極との重畳面積が大きく変化することが抑制される。
【００２８】
また、好ましくは、外囲体はセラミックスを含んでなり、第２電極は、セラミックスを含む絶縁部により支持されており、外囲体と絶縁部とは、ガラスにより接合されている。これにより、外囲体と第２電極を支持する絶縁部とはガラスにより強固に接合されるので、プラズマ発生体に振動や衝撃等が印加されたとしても、第２電極の第１電極に対する位置が大きくずれることが抑制される。従って、プラズマ発生体を長期間にわたって使用した際に、対向する第１電極と第２電極との距離や第１電極と第２電極との重畳面積が大きく変化することが抑制される。
【００２９】
また、好ましくは、ガラスは、外囲体或いは絶縁部の双方に含まれている。これにより、外囲体或いは絶縁部と、ガラスとの接合強度が高くなり、外囲体或いは絶縁部とをより強固に接合させることができる。
【００３０】
また、好ましくは、外囲体或いは絶縁部の双方に含まれているガラスは、結晶化ガラスである。これにより、ガラスにより接合する際やプラズマ発生体の温度が高まった際等において、の特性変化等が生じる可能性が低くなり、外囲体或いは絶縁部との接合強度の低下等が生じる可能性を抑制することができる。
【００３１】
本発明のプラズマ発生装置は、本発明のプラズマ発生体と、プラズマ発生体の第１電極と第２電極とに交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加することにより、第１電極と第２電極との間の空間にプラズマを発生させる電圧印加手段とを備えている。これにより、プラズマ発生装置は、第１電極と第２電極との間に良好にプラズマ場を発生させることができる。
【００３２】
本発明のオゾン発生装置は、本発明のプラズマ発生体の第１電極と第２電極との間の空間内に、酸素を流入させる第１の流路と、プラズマ発生体記第１電極と、第２電極とに接続され、これら電極間に交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加するための外部端子に接続される電圧印加手段と、プラズマ発生体の空間から排出されるオゾンを、空間内から流出させる第２の流路とを備えている。そして第１電極には、その両側から電圧が印加される。これにより、オゾン発生装置は、第１の流路より流入させた酸素をプラズマ反応によりオゾンへと変化させ、このオゾンを第２の流路より排出させることができる。
【００３３】
本発明の排ガス処理装置は、本発明のプラズマ発生体の第１電極と第２電極との間の空間内に、排ガスを流入させる第１の流路と、プラズマ発生体の第１電極と、第２電極とに接続され、これら電極間に交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加するための外部端子に接続される電圧印加手段と、プラズマ発生体の空間から排出される被処理ガスを、空間内から流出させる第２の流路とを備えている。そして第１電極には、その両側から電圧が印加される。これにより、排ガス処理装置は、第１の流路より流入させた排ガスをプラズマ反応により浄化させ、この浄化した被処理ガスを第２の流路より排出させることができる。
【００３４】
本発明のプラズマ発生体は、間に内部空間を挟んで対向する一対の第３電極を備える第３電極部材と、一対の第３電極のそれぞれとの間に所定の間隙を設けて配置される第４電極を備える第４電極部材と、一対の第３電極部材のそれぞれと第４電極部材との間に介在されるスペーサ部材とを備え、第４電極部材は、一方の端部がスペーサ部材に固定され、且つ他方の端部が自由端であり、一対の第３電極部材及びスペーサ部材並びに第４電極部材の一方の端部によって管状の外壁が形成されるとともに、一対の第３電極部材のそれぞれと第４電極部材との間にプラズマを発生させるものである。この場合においても、上述したプラズマ発生体と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明のプラズマ発生体の一例について説明する。図１（ａ）は、本発明のプラズマ発生体の実施の形態の一例を示す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ方向から見た側面図である。図２（ａ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ’線における断面図である。図２（ｂ）は、図１（ｂ）のＣ−Ｃ’線における断面図である。図２（ｃ）は、図１（ｂ）のＤ−Ｄ’線における断面図である。図２（ｄ）は、図１（ｂ）のＥ−Ｅ’線における断面図である。これらの図において、１は外囲体、２は第１電極部、３は第２電極部、４は第１電極、５は第２電極、６は側部、７は外部端子、Ｓは内部空間である。
【００３６】
本発明のプラズマ発生体は、内部空間Ｓを挟んで対向する一対の第１電極４を備える管状の外囲体１と、一対の第１電極４間に、間に空隙を介して配置される第２電極５とを備え、第２電極５は、一方の端部が外囲体１に固定され、且つ他方の端部が自由端である。そして、本発明のプラズマ発生体は、一対の第１電極３のそれぞれと第２電極４との間にプラズマを発生させる。
【００３７】
プラズマ発生体の外囲体１は、一対の第１電極４をそれぞれ支持する第１絶縁部２と、一対の第１絶縁部２を両端部にて支持する一対の側部６とを備えている。そして、これらの各部材により内部空間Ｓが形成されている。
【００３８】
さらに、プラズマ発生体は、一対の第１電極４間に配置される第２電極５及びこれを支持する第２絶縁部３を備えている。この第２絶縁部３の一方の端部３ａは、第２電極５とともに外囲体１の側部６に固定されており、他方の端部３ｂは、自由端である。
【００３９】
第１絶縁部２、第２絶縁部３、側部６は、例えば、セラミックスから成る場合、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、コーディエライト等の電気絶縁材料から成る。第１絶縁部２、第２絶縁部３、側部６が、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、まず、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、カルシア（ＣａＯ）、マグネシア（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状物を作製する。次に、この泥漿状物が、従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法、粉体加圧成形法、射出成形法等により、例えばシート状やブロック状に成形されて、プラズマ発生体用のセラミック生成形体が得られる。次に、これらのセラミック生成形体に適当な打ち抜き加工が施される。その際、これらのセラミック生成形体を複数枚積層する。なお、打ち抜き加工は、積層後に行ってもよいし、打ち抜きを行った後に、打ち抜いたもの同士を積層してもよい。最後に、高温（約１５００〜１８００℃）で焼成することによって、第１絶縁部２、第２絶縁部３、側部６とが製作される。なお、第１絶縁部２となるセラミック生成形体と側部６となるセラミック生成形体とはともに積層された後、一体焼成されて管状の外囲体１として形成される。
【００４０】
一対の第１電極４および第２電極５は、これらの電極４，５同士の対向領域に位置する内部空間Ｓ内にプラズマ場を発生させるための電極である。一対の第１電極４および第２電極５は、プラズマ発生体の表面または内部、具体的には、第１絶縁部２や第２絶縁部３の表面または内部に配置されている。そして、一対の第１電極４のそれぞれおよび第２電極５は、互いに一定の距離だけ離間して対向して配設されている。なお、第１電極４および第２電極５は、プラズマ発生体の外表面、例えば、外囲体１の側部６の外表面に形成された後述する一対の外部端子７に電気的に接続される。第１電極４および第２電極５は、メタライズ金属層からなる場合、以下のように作製される。まず、タングステンやモリブデン、銅、銀等の金属粉末を含む従来周知のメタライズペーストを準備する。そして、スクリーン印刷法等の印刷手段を用いて、プラズマ発生体用のセラミック生成形体の第１絶縁部２或いは第２絶縁部３となる所定の位置に、第１電極４および第２電極５用のメタライズペーストを塗布する。ここで所定の位置とは、例えば、第１絶縁部２或いは第２絶縁部３となるセラミック生成形体の内部や表面である。その後、これらのセラミック生成形体と同時に焼成することによって、第１電極４および第２電極５をプラズマ発生体の所定の位置、所定のパターンに形成することができる。
【００４１】
なお、図２に示すように、第１電極４および第２電極５は、第１絶縁部２および第２絶縁部３の内部に形成しているとよい。これにより、第１電極４および第２電極５が内部空間Ｓ内を通過する流体、例えば、酸化性の流体に直接接触しにくくなる。従って、第１電極４および第２電極５がこの流体により腐食されにくくなる。従って、プラズマ場の強度の低下を抑制することができるため好ましい。そして、第１絶縁部２、第２絶縁部３が、例えばコージェライトからなる場合は、それぞれの絶縁部２，３の表面から第１電極４或いは第２電極５までの最短距離が１００μｍ以上となる位置に形成しておくことが好ましい。
【００４２】
また、第１電極４や第２電極５が第１絶縁部２および第２絶縁部３の表面に露出して形成される場合には、これらの電極４，５の露出する表面には、ニッケルや金等の耐蝕性に優れる金属を被着しておくことが好ましい。特に第１電極４および第２電極５が、酸化性の流体等に直接曝される場合は特に好ましい。
【００４３】
また、ニッケルや金等の耐蝕性に優れる金属を単層で被着しておいても構わない。例えば、ニッケル層を形成せずに金層だけを被着している場合には、熱によりニッケルが金層内部の粒界に沿って、金層の表面まで拡散してしまうことがない。従って、領域ごとのニッケルの拡散量にバラツキが生じることが抑制できるため、各領域における導電特性にばらつきが生じにくくできる。このため、プラズマ発生体を高温下の環境にて使用する場合は、第１電極４および第２電極５の露出する表面に金層のみを０．１〜１０μｍ程度、例えばめっき法等により被着させておくとよい。
【００４４】
また、本発明のプラズマ発生体をオゾン発生装置に用いる場合は、第１電極４と第２電極５との間隔は、０．７ｍｍ〜３．０ｍｍ程度とされる。また、本発明のプラズマ発生体を、ディーゼルエンジン等の排ガス処理装置に用いて、排ガス中のＰＭや酸化成分等の流体を反応させて分解する場合には、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度とされる。但し、必要とするプラズマ場の強度や第１電極４および第２電極５に印加する電圧等によって適宜変更してもよい。
【００４５】
一対の外部端子７は、プラズマ発生体の外表面、例えば、外囲体１の側部６の外表面のそれぞれに配置されている。一対の外部端子７は、第１電極４および第２電極５にそれぞれ電気的に接続され、外部電源から第１電極４および第２電極５に電圧を印加するための導電路として機能する。外部端子７は、第１電極４および第２電極５と同様の手法により作製できる。すなわち、外部端子７が、メタライズ金属層からなる場合、上述と同様に、メタライズペーストを、例えば、側部６なるセラミック生成形体の所定の位置に塗布し、その後、側部６とともに焼成することにより得られる。
【００４６】
また、これらの外部端子７の露出する表面には、第１電極４および第２電極５の場合と同様に、ニッケルや金等の耐蝕性に優れる金属を被着しておくことが好ましい。
【００４７】
そして、外部電源の電源配線を外部端子７に接触させたり或いは接合させたりすることにより外部端子７に電気的に接続される。そして、電圧が、外部端子７を通して第１電極４と第２電極５との間に印加される。これにより第１電極４と第２電極５との対向領域（平面視で第１電極４と第２電極５とが重畳する領域）にプラズマ場を発生させることができる。
【００４８】
そして、プラズマ発生体の内部空間Ｓ内を通過する流体は、第１電極４と第２電極５との間の対向領域内のプラズマ場を通過することにより分解される。例えば、流体が排ガスである場合、ＮＯＸ（窒素酸化物）は、下記の反応（１）および（２）により分解して、Ｎ２およびＯ２が生成されて浄化される。
【００４９】
２ＮＯ２  →  ２ＮＯ＋Ｏ２  ・・・・・・・・・・（１）
２ＮＯ＋Ｏ２  →  Ｎ２＋２Ｏ２・・・・・・・・・（２）
なお、第１電極４と第２電極５との間にプラズマ場を発生させるための電圧としては、例えば、周波数の高い交流電圧が採用される。印加される交流電圧は、必要とされるプラズマ場の強度等によって適宜選択される。例えば、ディーゼルエンジンの排ガス中の酸化成分を含有する流体を分解するプラズマ発生体において、印加される交流電圧およびその周波数は、例えば、１ｋＶ〜１００ｋＶ、１０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ程度とされる。
【００５０】
そして、本発明においては、第２電極５を支持する第２絶縁部３の一方の端部３ａが第１電極４を備えた管状の外囲体１の側部６に第２電極５とともに固定されている。このため、プラズマ発生体に振動や衝撃等が加わったとしても、第２電極５の第１電極４に対する位置が大きくずれることが抑制される。これにより、プラズマ発生体を長期間にわたって使用した際に、互いに対向する第１電極４と第２電極５との距離や第１電極４と第２電極５との重畳面積が大きく変化することが抑制される。
【００５１】
また、外囲体１は管状をなしていることから、各部材を複数組み合わせた場合と比較して、流体が外部へと漏れ出してしまうような隙間が生じにくい。従って、内部空間Ｓ内に流入した流体をプラズマ反応させて良好に変化させることができる。
【００５２】
なお、第２絶縁部３は、同時焼成による接合、ガラスやろう材等の接合材料による接合等により外囲体１の側部６に固定することができる。
【００５３】
具体的には、外囲体１と第２絶縁部３は、ともに焼成、すなわち外囲体１と第２絶縁部６とが同時に焼成されたことにより、一体化されて接合されている。これにより、第２電極４を支持する第２絶縁部３は、外囲体１に一体化して固定されているので、プラズマ発生体に振動や衝撃等が印加されたとしても、第２電極５の第１電極１に対する位置が大きくずれることが抑制される。従って、プラズマ発生体を長期間にわたって使用した際に、対向する第１電極４と第２電極５との距離や第１電極４と第２電極５との重畳面積が大きく変化することが抑制される。
【００５４】
このようなプラズマ発生体は、以下のようにして作成される。まず、外囲体１となるセラミック生成形体、すなわち第１絶縁部２となるセラミック生成形体および側部６となるセラミック生成形体と、第２絶縁部３となるセラミック生成形体を準備する。次にこれらの生成形体を積層して生積層体を形成する。最後に、この生積層体を高温で同時に焼成することによって製作することができる。なお、このような場合、外囲体１、すなわち第１絶縁部２および側部６に含まれる主成分のセラミックス材料と、第２絶縁部３に含まれる主成分のセラミックス材料とは、同一のセラミックス材料が使用されることが好ましい。さらに、第１絶縁部２および側部６に含まれる他の材料、例えば焼結助剤と第２絶縁部３に含まれる他の材料、例えば焼結助剤とが、同一の材料である場合も、外囲体１と第２絶縁部３の特性や強度等が等しくなるので好ましい。
【００５５】
また他の具体例としては、外囲体１と第２絶縁部３とがガラスにより接合されてもよい。これにより、外囲体１と第２電極５を支持する第２絶縁部３とはガラスにより強固に接合されるので、プラズマ発生体に振動や衝撃等が印加されたとしても、第２電極５の第１電極３に対する位置が大きくずれることが抑制される。従って、プラズマ発生体を長期間にわたって使用した際に、対向する第１電極４と第２電極５との距離や第１電極４と第２電極５との重畳面積が大きく変化することが抑制される。
【００５６】
このようなプラズマ発生体は、例えば、次のように製作される。まず、接合用ガラスの粉末に有機溶剤および溶媒を添加混合して得た混合ペーストを、外囲体１の所定の位置に塗布し、この混合ペーストを加熱により溶融させることにより、接合用ガラスが外囲体１に被着される。そして、第２絶縁部３を、接続用ガラスが塗布された外囲体１に載置し、この接合用ガラスを溶融させることにより外囲体１と第２絶縁部３とが接合用ガラスを介して接合される。
【００５７】
なお、接合用ガラスとしては、例えばホウ酸塩ガラス（Ｂ２Ｏ３系,Ｌｉ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３系,Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３系等）,リン酸塩ガラス（Ｎａ２Ｏ−Ｐ２Ｏ５系,Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５系等），リン酸スズ亜鉛ガラス（Ｐ２Ｏ５−ＳｎＯ−ＺｎＯ系）等を用いることができる。
【００５８】
また、外囲体１と第２絶縁部３とを接合用ガラスにより接合する場合、第２電極５と外部端子７とを電気的に接続するために、必要に応じて、接合用ガラスに金属粉末等の導電性材料を添加される。
【００５９】
なお、外囲体１と第２絶縁部３とをガラスにより接合する場合は、この接合用のガラスとして、外囲体１及び第２絶縁部３の双方に含まれているガラスと同一のガラスを使用することが好ましい。これにより、外囲体１或いは第２絶縁部３に含まれるガラスと接合用のガラスとが、これらの接合界面において良好に結合して、外囲体１或いは第２絶縁部３と接合ガラスとの接合強度を高くすることができる。
【００６０】
また、外囲体１及び第２絶縁部３の双方に含まれているガラスは、結晶化ガラスであることが好ましい。これにより、外囲体１の側部と第２絶縁部３とを接合用のガラスにより接合する際やプラズマ発生体の温度が高まった際等において、ガラスの特性変化等が生じる可能性が低くなり、外囲体１或いは第２絶縁部３の特性や強度の変化等が生じる可能性を抑制することができる。
【００６１】
また、管状の外囲体１は、図３、図４に示すような場合であっても構わない。なお、図３（ａ）は、本発明のプラズマ発生体の実施の形態の他の例を示す平面図である。また図３（ｂ）はその側面図である。図４（ａ）は、図３のプラズマ発生体の断面図である。図４（ｂ）は、内部空間Ｓ内に配置された第１電極４における断面図である。図４（ｃ）は、内部空間Ｓ内に配置された第２電極５における断面図である。図４（ｄ）は、内部空間Ｓにおける断面図である。
【００６２】
これらの図に示す例においても、管状の外囲体１が第１絶縁部２と側部６とにより構成される。また、上側の第１電極４ｘと、下側の第１電極４ｙとの間に複数の第２電極５が配置される。例えば、一対の第１電極４ｘ，４ｙ間に、上側の第１電極４ｘに対向する上側の第２電極５ｘと、下側の第１電極４ｙに対向する下側の第２電極５ｙとが配置され、さらに上側の第２電極５ｘと下側の第２電極５ｙとは、互いに対向している。
【００６３】
そして、このようなプラズマ発生体を使用する場合、好ましくは、上側の第１電極４ｘと下側の第２電極５ｙとが同電位に設定され、また上側の第２電極５ｘと下側の第１電極４ｙとが同電位に設定される。
【００６４】
これにより、上側の第１電極４ｘと上側の第２電極５ｘとの間の空間、上側の第２電極５ｘと下側の第２電極５ｙとの間の空間、及び下側の第２電極５ｙと下側の第１電極４ｙとの間の空間でそれぞれプラズマを発生させることが可能となる。尚、隣接する電極同士が互いに異なる電位になればプラズマは発生することから、必ずしも、上側の第１電極４ｘと下側の第２電極５ｙとが同電位に設定されなければならないものではない。同様に上側の第２電極５ｘと下側の第１電極４ｙとが同電位に設定されなければならないものではない。
【００６５】
そして、このようなプラズマ発生体においては、内部空間Ｓ内に配置される第１絶縁部２および第２絶縁部３の一方の端部３ａ，３ｃが外囲体１の側部６に固定され、他方の端部３ｂ，３ｄが自由端とされる。なお、それぞれの絶縁部２，３は、上述と同様な方法により固定することができる。
【００６６】
そして、このようなプラズマ発生体においても、流体からの熱やプラズマ発生体の稼動に伴う熱により、第２絶縁部３と側部６との間に応力が発生したとしても、第２絶縁部３は片方が自由端であることから、応力が開放された状態で使用することができる。
【００６７】
また、図５に示すように、一対の第１電極４間にさらに多くの第２電極が配置され、その結果、内部空間Ｓが多数積層されるようにしたものであっても構わない。このように多数の内部空間Ｓを積層することにより、各内部空間Ｓに流体を通過させるとともに、流体をプラズマ反応させることができる。なお、このようなプラズマ発生体においても上述と同様に、複数の第２電極５同士は、交互に対向するように配置される。
【００６８】
また、図６に示すように、外囲体１となる絶縁部の厚みを内部空間Ｓ内に配置される第２絶縁部３のそれぞれの厚みよりも厚くしても構わない。図６においては、外囲体１に配置された第１絶縁部２の厚みを第２絶縁部３の厚みよりも厚く形成している。これにより、外囲体１の機械的強度を高くして外囲体１が破損する可能性を低減することができる。
【００６９】
次に、本発明のプラズマ発生体の他の実施の形態について説明する。図７（ａ）は、本発明のプラズマ発生体の実施の形態の一例を示す平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＫ方向から見た側面図である。図８（ａ）は、図７（ａ）のＬ−Ｌ’線における断面図である。図８（ｂ）は、図７（ｂ）のＭ−Ｍ’線における断面図である。図８（ｃ）は、図７（ｂ）のＮ−Ｎ’線における断面図である。図８（ｄ）は、図７（ｂ）のＯ−Ｏ’線における断面図である。これらの図において、１０１は第３電極部材、１０２は第４電極部材、１０３は第３電極、１０４は第４電極、１０５は第３絶縁部、１０６は第４絶縁部、１０７はスペーサ部材である。なお、上述の例のプラズマ発生体と同一の構成のものについては同じ参照符号を付すこととする。
【００７０】
本発明のプラズマ発生体は、間に内部空間Ｓを挟んで対向する一対の第３電極１０３を備える第３電極部材１０１と、一対の第３電極１０３のそれぞれとの間に所定の間隙を設けて配置される第４電極１０４を備える第４電極部材１０２と、一対の第３電極部材１０２のそれぞれと第４電極部材１０２との間に介在されるスペーサ部材１０７とを備えている。また、第４電極部材１０２は、一方の端部１０２ａがスペーサ部材１０７に固定され、且つ他方の端部１０２ｂが自由端である。さらに、一対の第３電極部材１０１及びスペーサ部材１０７並びに第４電極部材１０２の一方の端部によって管状の外壁が形成される。このような構成を備えることにより、一対の第３電極部材１０１のそれぞれと第４電極部材１０２との間にプラズマを発生させることが可能となる。
【００７１】
そして、上述したプラズマ発生体の第３電極部材１０１は、一対の第３電極１０３を支持する第３絶縁部１０５を備え、また、第４電極部材１０２は、一対の第３電極１０３間に配置される第４電極１０４を支持する第４絶縁部１０６を備えている。この第３絶縁部１０５と第４絶縁部１０６とスペーサ部材１０７とにより、第３電極１０３と第４電極１０４との間に流体が流れる内部空間Ｓが形成される。
【００７２】
第３絶縁部１０５、第４絶縁部１０６、スペーサ部材１０７は、例えば、セラミックスから成る場合、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、コーディエライト等の電気絶縁材料から成る。第１絶縁部２、第２絶縁部３、スペーサ部材１０７が、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、まず、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、カルシア（ＣａＯ）、マグネシア（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状物を作製する。次に、この泥漿状物が、従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法、粉体加圧成形法、射出成形法等により、例えばシート状のプラズマ発生体用のセラミックグリーンシートが得られる。次に、これらのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工が施される。その際、これらのセラミックグリーンシートを複数枚積層する。なお、打ち抜き加工は、積層後に行ってもよいし、打ち抜きを行った後に、打ち抜いたもの同士を積層してもよい。最後に、高温（約１５００〜１８００℃）で焼成することによって、第３絶縁部１０５、第４絶縁部１０６、スペーサ部材１０７とがそれぞれ製作される。
【００７３】
第３電極１０３および第４電極１０４は、これら電極１０３，１０４同士の対向領域に位置する内部空間Ｓ内にプラズマ場を発生させるために互いに異なる電位が付与される電極である。第３電極１０３および第２電極１０４は、プラズマ発生体の表面または内部、具体的には、第３絶縁部１０５や第４絶縁部１０６の表面または内部に配置されている。そして、第３電極１０３および第４電極１０４は、互いに一定の距離だけ離間するとともに、互いの主面が対向して配設されている。なお、第３電極１０３および第４電極１０４は、プラズマ発生体の外表面、例えば、スペーサ部１０７の外表面に形成された一対の外部端子７にそれぞれ電気的に接続される。
【００７４】
第３電極１０３および第４電極１０４は、メタライズ金属層からなる場合、以下のように作製される。まず、タングステンやモリブデン、銅、銀等の金属粉末を含む従来周知のメタライズペーストを準備する。そして、スクリーン印刷法等の印刷手段を用いて、プラズマ発生体用のセラミック生成形体の第３絶縁部１０３或いは第４絶縁部１０４となる所定の位置に、第３電極１０３および第４電極１０４用のメタライズペーストを塗布する。ここで所定の位置とは、例えば、第３絶縁部１０５或いは第４絶縁部１０６となるセラミック生成形体の内部や表面である。その後、これらのセラミック生成形体と同時に焼成することによって、第３電極１０３および第４電極１０４をプラズマ発生体の所定の位置、所定のパターンに形成することができる。ここで、第３絶縁部１０５或いは第４絶縁部１０６となるセラミック生成形体の内部にメタライズペーストを塗布する場合には、第３絶縁部１０５を例えば２枚のセラミックグリーンシートを貼り合わせて構成するとよい。すなわち、２枚のセラミックグリーンシートの貼り合わせ前に、一方のシートの貼り合わせ面にメタライズペーストを所定パターンに塗布すればよい。
【００７５】
これにより、第３電極１０３および第４電極１０４が内部空間Ｓ内を通過する流体、例えば、酸化性の流体に直接接触しにくくなる。従って、第３電極１０３および第４電極１０４がこの流体により腐食されにくくなる。従って、プラズマ場の強度の低下を抑制することができるため好ましい。そして、第３絶縁部１０５、第４絶縁部１０６が、例えばコージェライトからなる場合は、それぞれの絶縁部１０５，１０６の表面から第３電極１０３或いは第４電極１０４までの最短距離が１００μｍ以上となる位置に形成しておくことが好ましい。
【００７６】
また、第３電極１０３や第４電極１０４が第３絶縁部１０５および第４絶縁部１０６の表面に露出して形成される場合には、これらの電極１０３，１０４の露出する表面に、ニッケルや金等の耐蝕性に優れる金属を被着しておくことが好ましい。特に第３電極１０３および第４電極１０４が、酸化性の流体等に直接曝される場合は特に好ましい。
【００７７】
また、ニッケルや金等の耐蝕性に優れる金属を単層で被着しておいても構わない。例えば、ニッケル層を形成せずに金層だけを被着している場合には、熱によりニッケルが金層内部の粒界に沿って、金層の表面まで拡散してしまうことがない。従って、領域ごとのニッケルの拡散のバラツキが生じにくいため、各領域における導電特性にばらつきが生じてにくくできる。このため、プラズマ発生体を高温下の環境にて使用する場合は、第１電極４および第２電極５の露出する表面に金層のみを０．１〜１０μｍ程度、例えばめっき法等により被着させておくとよい。
【００７８】
また、本発明のプラズマ発生体をオゾン発生装置に用いる場合は、第３電極１０３と第４電極１０４との間隔は、０．７ｍｍ〜３．０ｍｍ程度とされる。また、本発明のプラズマ発生体を、ディーゼルエンジン等の排ガス処理装置に用いて、排ガス中のＰＭや酸化成分等の流体を反応させて分解する場合には、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度とされる。但し、必要とするプラズマ場の強度や第３電極１０３および第４電極１０４に印加する電圧等によって適宜変更してもよい。
【００７９】
一対の外部端子７は、上述と同様に、プラズマ発生体の外表面にそれぞれ配置されている。一対の外部端子７は、第３電極１０３および第４電極１０４にそれぞれ電気的に接続されている。そして、一対の外部端子７は、外部電源から第３電極１０３および第４電極１０４に電圧を印加するための導電路として機能する。外部端子７は、第１電極４および第２電極５と同様の手法により作製できる。すなわち、外部端子７が、メタライズ金属層からなる場合、上述と同様に、メタライズペーストを、例えば、スペーサ部１０７となるセラミック生成形体の所定の位置に塗布し、その後、スペーサ部１０７とともに焼成することにより得られる。また、これらの外部端子７の露出する表面には、第１電極４および第２電極５の場合と同様に、ニッケルや金等の耐蝕性に優れる金属を被着しておくことが好ましい。
【００８０】
そして、外部電源の電源配線を外部端子７に接触させたり或いは接合させたりすることにより外部端子７に電気的に接続される。そして、電圧が、外部端子７を通して第３電極１０３と第４電極１０４との間に印加される。これにより第１電極３と第２電極１０４との対向領域（平面視で第３電極１０３と第４電極１０４とが重畳する領域）にプラズマ場を発生させることができる。
【００８１】
そして、プラズマ発生体の内部空間Ｓ内を通過する流体は、第３電極１０３と第４電極１０４との間の対向領域内のプラズマ場を通過することにより分解される。例えば、流体が排ガスである場合、ＮＯＸ（窒素酸化物）は、下記の反応（１）および（２）により分解して、Ｎ２およびＯ２が生成されて浄化される。
【００８２】
２ＮＯ２  →  ２ＮＯ＋Ｏ２  ・・・・・・・・・・（１）
２ＮＯ＋Ｏ２  →  Ｎ２＋２Ｏ２・・・・・・・・・（２）
なお、第３電極１０３と第４電極１０４との間にプラズマ場を発生させるための電圧としては、例えば、周波数の高い交流電圧が採用される。印加される交流電圧は、必要とされるプラズマ場の強度等によって適宜選択される。例えば、ディーゼルエンジンの排ガス中のＰＭ等の酸化成分等の流体を反応させて分解するプラズマ発生体において、印加される交流電圧およびその周波数は、例えば、１ｋＶ〜１００ｋＶ、１０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚが好ましい。
【００８３】
そして、本発明においては、第４電極部材１０２は、一方の端部１０２ａがスペーサ部材１０７に固定され、他方の端部１０２ｂが自由端である。これにより、プラズマ発生体に振動や衝撃等が加わったとしても、第４電極１０４の第３電極１０３に対する位置が大きくずれることが抑制される。これにより、プラズマ発生体を長期間にわたって使用した際に、互いに対向する第３電極１０３と第４電極１０４との距離や第３電極１０３と第４電極１０４との重畳面積が大きく変化することが抑制される。
【００８４】
また、一対の第３電極部材１０１及びスペーサ部材１０７並びに第４電極部材１０２の一方の端部１０２ａによって管状の外壁が形成されることから、各部材を複数組み合わせてこれら部材同士をボルト等の金属製の締め具により締め付けた場合と比較して、流体が外部へと漏れ出してしまうような隙間が生じにくい。従って、内部空間Ｓ内に流入した流体をプラズマ反応させて良好に変化させることができる。
【００８５】
なお、第４電極部材１０２とスペーサ部材１０７とを固定する方法としては、同時焼成による接合、ガラスやろう材等の接合材料による接合等により行うことができる。
【００８６】
具体的には、第４絶縁部１０６とスペーサ部材１０７とを、ともに焼成するとよい。この同時焼成により、これら第４絶縁部１０６とスペーサ部材１０７とが一体化されて接合されることとなる。これにより、プラズマ発生体に振動や衝撃等が印加されたとしても、第４電極１０４の第３電極１０３に対する位置が大きくずれることが抑制される。従って、プラズマ発生体を長期間にわたって使用した際に、対向する第３電極１０３と第４電極１０４との距離や第３電極１０３と第４電極１０４との重畳面積が大きく変化することが抑制される。
【００８７】
このようなプラズマ発生体は、第４絶縁部１０６となるセラミックグリーンシートとスペーサ部材１０７となるセラミックグリーンシートとを準備し、これらのセラミックグリーンシートを積層して生積層体を形成しておき、この生積層体を高温で同時に焼成することによって製作することができる。なお、第３電極部材１０１においても同様にしてもよい。すなわち、第３絶縁部１０５用のセラミックグリーンシートを他のセラミックグリーンシートとともに積層しておき、同時に焼成することにより一体化しても構わない。なお、このような焼成により一体化する場合、第３絶縁部１０５に含まれる主成分のセラミック材料と、第４絶縁部１０６に含まれる主成分のセラミック材料と、スペーサ部材１０７に含まれる主成分のセラミック材料とは、同一のセラミック材料が使用されることが好ましい。さらに、第３絶縁部１０５と、第４絶縁部１０６と、スペーサ部材１０７とに含まれる他の材料、例えば焼結助剤として同一の材料を用いると、各部材の特性や強度等が等しくなる点で好ましい。
【００８８】
或いは、他の具体例として、第４絶縁部１０６とスペーサ部材１０７とは、ガラスにより接合される。これにより、第４絶縁部１０６とスペーサ部材１０７とは強固に接合できる。従って、プラズマ発生体に振動や衝撃等が印加されたとしても、第４電極１０４の第３電極１０３に対する位置が大きくずれることが抑制される。従って、プラズマ発生体を長期間にわたって使用した際であっても、対向する第３電極１０３と第４電極１０４との距離や第３電極１０３と第４電極１０４との重畳面積が大きく変化することが抑制される。
【００８９】
このようなプラズマ発生体は、例えば、次のように製作される。まず、接合用ガラスの粉末に有機溶剤および溶媒を添加混合して得た混合ペーストを、スペーサ部材１０７に塗布し、この混合ペースト中の接合用ガラスを溶融させることにより、接合用ガラスがスペーサ部材１０７に被着される。そして、第４絶縁部１０６を接続用ガラスが被着されたスペーサ部材１０７上に載置し、この接合用ガラスを加熱により溶融させることによって第４絶縁部１０６とスペーサ部材１０７とが接合用ガラスを介して接合される。
【００９０】
なお、接合用ガラスとしては、例えばホウ酸塩ガラス（Ｂ２Ｏ３系,Ｌｉ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３系,Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３系等）,リン酸塩ガラス（Ｎａ２Ｏ−Ｐ２Ｏ５系,Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５系等），リン酸スズ亜鉛ガラス（Ｐ２Ｏ５−ＳｎＯ−ＺｎＯ系）等を用いることができる。
【００９１】
また、第４絶縁部１０６とスペーサ部材１０７とを接合用ガラスにより接合し、かつ外部端子７を第４絶縁部１０６およびスペーサ部材１０７の双方にわたって形成する場合、これらの外部端子７を電気的に接続するために、接合用ガラスに金属粉末等の導電性材料が添加される。
【００９２】
なお、第４絶縁部１０６とスペーサ部材１０７とをガラスにより接合する場合は、この接合用のガラスとして、第４絶縁部１０６或いはスペーサ部材１０７の双方に含まれているガラスと同一のものを使用することが好ましい。これにより、第４絶縁部１０６或いはスペーサ部材１０７に含まれたガラスと接合用のガラスとが、これらの接合界面において良好に結合して、第４絶縁部１０６或いはスペーサ部材１０７と接合ガラスとの接合強度を高くすることができる。
【００９３】
また、第４絶縁部１０６或いはスペーサ部材１０７の双方に含まれているガラスは、結晶化ガラスであることが好ましい。これにより、第４絶縁部１０６或いはスペーサ部材１０７とを接合ガラスにより接合する際やプラズマ発生体の温度が高まった際等において、ガラスの特性変化等が生じる可能性が低くなり、第４絶縁部１０６或いはスペーサ部材１０７との接合強度の低下等が生じる可能性を抑制することができる。
【００９４】
そして、上述したように、一方の端部が自由端である第４電極部材１０２を容易に作製する方法の一例としては、例えば図９（ａ）に示すような方法が挙げられる。まず、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すような母基板１１０を準備する。図９（ａ）は、母基板１１０の平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の母基板１１０の第４電極１０４における断面図である。なお、図９（ｂ）に示すように、第４電極１０４が形成された領域には、自由端を形成するための貫通溝１１１が形成されている。
【００９５】
そして、図９（ｃ）に示すように、スライシング法等の切断加工により母基板１１０をＰ−Ｐ’線およびＱ−Ｑ’線に沿って切断することで貫通溝１１１の両端が切り落とされ、他方の端部１０２ｂが自由端となる。なお、プラズマ発生体を焼結したセラミックスから形成する場合、各部材となるセラミックグリーンシートを積層してなる生積層体を形成した後、上述と同様に貫通溝１１１を切断して他方の端部１０２ｂを自由端とし、この後に焼成しても構わないし、上述のように焼成後に母基板１１０を切断しても構わない。なお、母基板１１０の加工は上述の切断加工に限るものではなく、例えば、研磨加工等の加工手段により母基板１１０を加工してプラズマ発生体を形成しても構わない。
【００９６】
また、第３電極１０３および第４電極１０４の場合においても、上述の第１電極３および第２電極４が形成されたプラズマ発生体と同様に、複数の内部空間Ｓが形成されるように、複数の第４電極１０４同士が対向するように配置しても構わない。
【００９７】
次に本発明のプラズマ発生装置について図１０を基に説明する。本発明のプラズマ発生装置は、上述した実施形態のプラズマ発生体を用いている。さらに、プラズマ発生体の第１電極４と第２電極５とに接続され、第１電極４と第２電極５との間に交流電圧あるいは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加するための電圧印加手段を備えている。これにより、第１電極４と第２電５４との間の対向領域にプラズマ場を発生させることができる。
【００９８】
電圧印加手段は、少なくとも外部電源１１と外部端子７に接続される電源配線とを備えている。外部電源１１は、交流電源、直流電源、直流パルス電源等が採用可能である。
【００９９】
このようなプラズマ発生装置は、具体的には、例えば、流体が酸素であり、プラズマ反応により、この酸素をオゾンに良好に変化させることができるオゾン発生装置に使用することができる。このようなオゾン発生装置は、例えば、図１１に示すように、上述のプラズマ発生体の対向領域である内部空間Ｓ内に、酸素を流入させる第１の流路１２と、プラズマ発生体の第１電極４と、第２電極５とに接続され、これら電極４，５間に交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加するための外部端子７に接続される電源配線と、電源配線に接続される外部電源１１とを備えた電圧印加手段と、プラズマ発生体の対向領域に位置する内部空間Ｓから排出されるオゾンを、対向領域に位置する内部空間Ｓ内から流出させる第２の流路１１３とを備えているものが挙げられる。
【０１００】
或いは、このようなプラズマ発生装置は、例えば、流体が自動車、船舶、発電機等に使用されるエンジン等の内燃機関から排出される排ガスや焼却炉等から排出される排ガスであり、プラズマ反応によりこの排ガスを良好に浄化することができる排ガス処理装置に使用することができる。このような排ガス処理装置は、例えば、上述のプラズマ発生体の対向領域に位置する内部空間Ｓ内に、例えば内燃機関もしくは焼却炉からの排ガスを流入させる第１の流路１２、プラズマ発生体の第１電極４と、第２電極５とに接続され、これら電極４，５間に交流電圧或いは直流電圧もしくは直流パルス電圧を印加するための外部端子に接続される電圧印加手段と、プラズマ発生体の対向領域に位置する内部空間Ｓから排出される被処理ガスを、対向領域に位置する内部空間Ｓ内から流出させる第２の流路１３とを備えているものが挙げられる。
【０１０１】
また、上述のような排ガス処理装置としては、例えば、図１２に示すように、排ガスの発生源であるディーゼルエンジン等の内燃機関１５から延びる排気管（第１の流路１２、第２の流路１３）中に上述のようなプラズマ発生体１４が取り付けられるものが挙げられる。そして、内燃機関１５からの排ガスが第１の流路１１を介してプラズマ発生体１４に流入される。またプラズマ発生体１４から排出された浄化ガスが第２の流路１３を介して、マフラー１６に流入される。これにより、ディーゼルエンジン等の内燃機関１５から排出される排ガスは、マフラー１６から排出されるまでに、プラズマ発生体１４を通過して浄化される。
【０１０２】
なお、上述の排ガス処理装置には、プラズマ発生体以外の排ガスの浄化機構を併設しておいて良い。例えば、プラズマ発生体１４の前後にフィルター１７や触媒を配置しても良く、これにより排ガス中のＰＭや酸化成分等の流体の排出をさらに低減させることができる。このようなフィルター１７として、セラミック製のＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）等があり、触媒として白金等を用いることができる。
【０１０３】
また、本発明のプラズマ発生装置は、流体がタバコの煙やカビ、埃等を含んだ空気であり、プラズマ反応により良好に空気を浄化することができる空気洗浄機として使用することもできる。このような空気洗浄機は、例えば、上述と同様に、少なくとも電圧印加手段、任意的に第１の流路１６、第２の流路１７等を備えたものが挙げられる。
【０１０４】
なお、上述のプラズマ発生装置、オゾン発生装置、排ガス処理装置においては、第１電極４および第２電極５を備えたプラズマ発生体を用いた例について示しているが、第３電極１０３と第４電極１０４とを備えたプラズマ発生体の場合においても同様の効果を得ることができるものである。すなわち、上述の第１電極４と第２電極５とを、第３電極１０３と第４電極１０４とに置き換えればよい。
【０１０５】
なお、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、上述においては、自動車、船舶、発電機等に使用されるディーゼルエンジン等の排ガスの浄化について説明を行っているが、その他の用途に使用されるプラズマ発生体およびその反応装置に適用しても良い。例えば、消臭、ダイオキシンの分解、花粉の分解等に使用される空気洗浄機器やプラズマエッチング、薄膜装置等に搭載されるプラズマ発生体および反応装置等に適用することができる。また、プラズマ反応により内部空間Ｓ内を通過する流体を反応または分解させるためのプラズマ発生体およびその反応装置に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】（ａ）は、本発明のプラズマ発生体の実施の形態の一例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ方向から見た側面図である。
【図２】（ａ）は、図１（ａ）のプラズマ発生体のＢ−Ｂ’線における断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）のＣ−Ｃ’線における断面図、（ｃ）は、図１（ｂ）のＤ−Ｄ’線における断面図、（ｄ）は図１（ｂ）のＥ−Ｅ’線における断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明のプラズマ発生体の実施の形態の一例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＦ方向から見た側面図である。
【図４】（ａ）は、図３（ａ）のプラズマ発生体のＧ−Ｇ’線における断面図、（ｂ）は、図３（ｂ）のＨ−Ｈ’線における断面図、（ｃ）は、図３（ｂ）のＩ−Ｉ’線における断面図、（ｄ）は図３（ｂ）のＪ−Ｊ’線における断面図である。
【図５】本発明のプラズマ発生体の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図６】本発明のプラズマ発生体の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図７】（ａ）は、本発明のプラズマ発生体の実施の形態の一例を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＫ方向から見た側面図である。
【図８】（ａ）は、図７（ａ）のプラズマ発生体のＬ−Ｌ’線における断面図、（ｂ）は、図７（ｂ）のＭ−Ｍ’線における断面図、（ｃ）は、図７（ｂ）のＮ−Ｎ’線における断面図、（ｄ）は図７（ｂ）のＯ−Ｏ’線における断面図である。
【図９】本発明のプラズマ発生体の製造方法を示す一例である。
【図１０】本発明のプラズマ発生装置の実施の形態の一例を示す模式図である。
【図１１】本発明のオゾン発生装置の実施の形態の一例を示す模式図である。
【図１２】本発明の排ガス処理装置の実施の形態の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１・・・外囲体
２・・・第１電極部
３・・・第２電極部
４・・・第１電極
５・・・第２電極
６・・・側部
７・・・外部端子
１１・・・外部電源
１２・・・第１の流路
１３・・・第２の流路
１３・・・電源配線
１４・・・内燃機関
１５・・・マフラー
１６・・・フィルター
Ｓ・・・内部空間
【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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