[go: up one dir, main page]

JP2009087700A - Plasma generator, method for manufacturing plasma generator, and reaction apparatus - Google Patents

Plasma generator, method for manufacturing plasma generator, and reaction apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2009087700A
JP2009087700A JP2007255340A JP2007255340A JP2009087700A JP 2009087700 A JP2009087700 A JP 2009087700A JP 2007255340 A JP2007255340 A JP 2007255340A JP 2007255340 A JP2007255340 A JP 2007255340A JP 2009087700 A JP2009087700 A JP 2009087700A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma generator
conductors
conductor
facing
discharge space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007255340A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashige Yagi
隆茂 八木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2007255340A priority Critical patent/JP2009087700A/en
Publication of JP2009087700A publication Critical patent/JP2009087700A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

【課題】中央部の放電空間における温度上昇を抑制することができるプラズマ発生体を提供する。
【解決手段】一方向に配列された複数の誘電体3と、該各誘電体3の内部に配設された導電体5とを有し、導電体5間に電圧を印加することにより誘電体3間の放電空間にプラズマを発生可能なプラズマ発生体であって、誘電体3が4つ以上であり、誘電体3の配列方向における中央部の放電空間を挟んで対向する導電体5間の対向面積は、誘電体3の配列方向における端部の放電空間を挟んで対向する導電体5間の対向面積よりも小さい。
【選択図】図3
A plasma generator capable of suppressing a temperature rise in a discharge space in a central portion is provided.
A plurality of dielectrics arranged in one direction and a conductor disposed inside each of the dielectrics, and applying a voltage between the conductors allows the dielectrics to be applied. 3 is a plasma generator capable of generating plasma in a discharge space between three conductors, and the number of dielectrics 3 is four or more, and between the conductors 5 facing each other across the discharge space at the center in the arrangement direction of the dielectrics 3 The facing area is smaller than the facing area between the conductors 5 facing each other across the discharge space at the end in the arrangement direction of the dielectrics 3.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、発生させたプラズマによって流体の浄化等を行なうプラズマ発生体およびその製造方法、並びにそのプラズマ発生体を用いた反応装置に関する。   The present invention relates to a plasma generator for purifying a fluid with generated plasma, a method for manufacturing the same, and a reaction apparatus using the plasma generator.

従来、排気ガス等の有害物質を含む流体を浄化する方法として、プラズマを利用するものが知られている。このようなプラズマは、導電体間に電圧を印加することにより発生し、その導電体間を通過する流体の有害物質と反応し、流体を浄化させることができる。   Conventionally, a method using plasma is known as a method for purifying a fluid containing harmful substances such as exhaust gas. Such plasma is generated by applying a voltage between the conductors, reacts with harmful substances of the fluid passing between the conductors, and can purify the fluid.

このような導電体を誘電体の内部に配設すると、導電体を直接プラズマに晒すことなく、無声放電によってプラズマを発生させることが可能になる。このようなプラズマ発生体では、誘電体によって囲まれた放電空間が所定の方向に配列され、その放電空間を挟むように導電体が配置されている。
特開2004−92589号公報(段落0030、図7)
By disposing such a conductor inside the dielectric, it is possible to generate plasma by silent discharge without directly exposing the conductor to the plasma. In such a plasma generator, the discharge space surrounded by the dielectric is arranged in a predetermined direction, and the conductor is arranged so as to sandwich the discharge space.
Japanese Patent Laying-Open No. 2004-92589 (paragraph 0030, FIG. 7)

一般に、放電空間にプラズマを発生させると、そのプラズマにより放電空間の内部および近傍の温度が上昇する。しかし、放電空間が一定の方向に配列されたプラズマ発生体では、中央部の放電空間は端部の放電空間よりも熱が逃げにくいため、温度が上昇しやすいという問題があった。   In general, when plasma is generated in the discharge space, the temperature in and near the discharge space rises due to the plasma. However, in the plasma generator in which the discharge spaces are arranged in a certain direction, there is a problem that the temperature tends to rise because the heat in the discharge space in the central part is less likely to escape than the discharge space in the end part.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、中央部の放電空間における温度上昇を抑制することができるプラズマ発生体およびその製造方法、並びにプラズマ発生体を用いた反応装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides a plasma generator capable of suppressing a temperature rise in the discharge space in the central portion, a method for manufacturing the same, and a reaction apparatus using the plasma generator. The purpose is to do.

本発明のプラズマ発生体は、一方向に配列された複数の誘電体と、該各誘電体の内部に配設された導電体とを有し、前記の導電体間に電圧を印加することにより前記の誘電体間の放電空間にプラズマを発生可能なプラズマ発生体であって、前記の誘電体が4つ以上であり、前記の誘電体の配列方向における中央部の前記の放電空間を挟んで対向する前記の導電体間の対向面積は、前記の配列方向における端部の前記の放電空間を挟んで対向する前記の導電体間の対向面積よりも小さい。以下、このプラズマ発生体を「第1プラズマ発生体」という。   The plasma generator of the present invention has a plurality of dielectrics arranged in one direction and a conductor disposed inside each dielectric, and a voltage is applied between the conductors. A plasma generator capable of generating plasma in a discharge space between the dielectrics, wherein the number of the dielectrics is four or more, and sandwiches the discharge space at the center in the arrangement direction of the dielectrics The opposing area between the opposing conductors is smaller than the opposing area between the opposing conductors across the discharge space at the end in the arrangement direction. Hereinafter, this plasma generator is referred to as a “first plasma generator”.

好ましくは、前記の第1プラズマ発生体において、前記の誘電体が偶数個存在する場合、前記の誘電体の配列方向における中央の前記の放電空間を挟んで対向する前記の導電体間の対向面積は、前記の配列方向における端部の前記の放電空間を挟んで対向する前記の導電体間の対向面積よりも小さい。以下、このプラズマ発生体を「第2プラズマ発生体」という。   Preferably, in the first plasma generator, when there are an even number of the dielectrics, the facing area between the conductors facing each other across the discharge space at the center in the arrangement direction of the dielectrics Is smaller than the facing area between the conductors facing each other across the discharge space at the end in the arrangement direction. Hereinafter, this plasma generator is referred to as a “second plasma generator”.

好ましくは、前記の第1プラズマ発生体において、前記の誘電体が奇数個存在する場合、前記の誘電体の配列方向の中央部において隣接する2つの前記の放電空間のうち一方を挟んで対向する1組の前記の導電体間の対向面積、又は前記の2つの各放電空間を挟んで対向する2組の前記の導電体間の対向面積は、前記の配列方向における端部の前記の放電空間を挟んで対向する前記の導電体間の対向面積よりも小さい。以下、このプラズマ発生体を「第3プラズマ発生体」という。   Preferably, in the first plasma generator, when there are an odd number of the dielectrics, the first plasma generators face each other across one of the two adjacent discharge spaces in the central portion of the dielectric in the arrangement direction. The facing area between one set of the conductors or the facing area between two sets of the conductors facing each other across the two discharge spaces is the discharge space at the end in the arrangement direction. It is smaller than the facing area between the conductors facing each other with a gap in between. Hereinafter, this plasma generator is referred to as a “third plasma generator”.

好ましくは、前記の第3プラズマ発生体において、前記の誘電体の配列方向における中央の前記の誘電体の内部に配設された第1導電体と、該第1導電体と隣接する第2導電体との間の対向面積は、前記の第1導電体を挟んで対向する前記の第2導電体間の対向面積よりも小さい。以下、このプラズマ発生体を「第4プラズマ発生体」という。   Preferably, in the third plasma generator, a first conductor disposed in the middle of the dielectric in the arrangement direction of the dielectric, and a second conductor adjacent to the first conductor. The facing area between the body and the body is smaller than the facing area between the second conductors facing each other across the first conductor. Hereinafter, this plasma generator is referred to as a “fourth plasma generator”.

好ましくは、前記の第2プラズマ発生体において、前記の誘電体の配列方向における中央の前記の放電空間を挟んで対向する2つの前記の導電体のうち少なくとも一方は、平面視したときに、前記の2つの導電体のうち他方の前記の導電体の外縁の内側において貫通孔を有する。以下、このプラズマ発生体を「第5プラズマ発生体」という。   Preferably, in the second plasma generator, at least one of the two conductors facing each other across the discharge space at the center in the arrangement direction of the dielectrics, when viewed in plan, Of the two conductors has a through hole inside the outer edge of the other conductor. Hereinafter, this plasma generator is referred to as a “fifth plasma generator”.

好ましくは、前記の第3プラズマ発生体において、前記の誘電体の配列方向の中央部において隣接する2つの前記の放電空間をそれぞれ挟んで対向する3つの前記の導電体のうち少なくとも1つの導電体は、前記の3つの導電体のうち該少なくとも1つの導電体に隣接する前記の導電体の外縁の内側において貫通孔を有する。以下、このプラズマ発生体を「第6プラズマ発生体」という。   Preferably, in the third plasma generator, at least one of the three conductors facing each other across the two discharge spaces adjacent to each other in the central portion of the dielectric in the arrangement direction. Has a through hole inside the outer edge of the conductor adjacent to the at least one of the three conductors. Hereinafter, this plasma generator is referred to as a “sixth plasma generator”.

好ましくは、前記の第2プラズマ発生体において、前記の中央の放電空間を挟んで対向する2つの前記の導電体のうち少なくとも一方は、前記の中央の放電空間の中央部に対応する位置に貫通孔を有する。以下、このプラズマ発生体を「第7プラズマ発生体」という。   Preferably, in the second plasma generator, at least one of the two conductors facing each other across the central discharge space penetrates to a position corresponding to a central portion of the central discharge space. Has holes. Hereinafter, this plasma generator is referred to as a “seventh plasma generator”.

好ましくは、前記の第3プラズマ発生体において、前記の隣接する2つの放電空間をそれぞれ挟んで対向する3つの前記の導電体のうち少なくとも1つは、前記の2つの放電空間のうち隣接する少なくとも一方の放電空間の中央部に対応する位置に貫通孔を有する。以下、このプラズマ発生体を「第8プラズマ発生体」という。   Preferably, in the third plasma generator, at least one of the three conductors facing each other across the two adjacent discharge spaces is at least adjacent to the two discharge spaces. A through hole is provided at a position corresponding to the center of one discharge space. Hereinafter, this plasma generator is referred to as an “eighth plasma generator”.

好ましくは、前記の第1乃至第8プラズマ発生体のいずれかにおいて、前記の導電体間の対向面積は、前記の誘電体の配列方向における端部から中央部に向かうにつれて漸次小さくなる。以下、このプラズマ発生体を「第9プラズマ発生体」という。   Preferably, in any one of the first to eighth plasma generators, the facing area between the conductors gradually decreases from the end in the arrangement direction of the dielectric toward the center. Hereinafter, this plasma generator is referred to as a “ninth plasma generator”.

本発明のプラズマ発生体の製造方法は、前記の第1乃至第9プラズマ発生体のいずれかにおいて、前記の誘電体および該誘電体の内部に配設された前記の導電体を、複数のセラミックグリーンシートと該セラミックグリーンシートの間に配置された導電ペーストを同時に焼成することにより形成する。   In the method for manufacturing a plasma generator according to the present invention, in any one of the first to ninth plasma generators, the dielectric and the conductor disposed inside the dielectric are formed of a plurality of ceramics. It forms by baking simultaneously the conductive paste arrange | positioned between a green sheet and this ceramic green sheet.

本発明の反応装置は、前記の第1乃至第9プラズマ発生体のいずれかの前記の導電体間に交流電圧、若しくはパルス電圧を印加するための電源と、前記の誘電体間に流体を供給可能な供給部とを備える。   The reaction apparatus of the present invention supplies a fluid between a power source for applying an AC voltage or a pulse voltage between the conductors of any of the first to ninth plasma generators, and the dielectric. Possible supply part.

本発明のプラズマ発生体は、一方向に配列された複数の誘電体と、該各誘電体の内部に配設された導電体とを有し、導電体間に電圧を印加することにより誘電体間の放電空間にプラズマを発生可能なプラズマ発生体であって、誘電体が4つ以上であり、誘電体の配列方向における中央部の放電空間を挟んで対向する導電体間の対向面積は、配列方向における端部の放電空間を挟んで対向する導電体間の対向面積よりも小さいことから、誘電体の配列方向における中央部の放電空間における温度上昇を抑制することができる。   The plasma generator of the present invention has a plurality of dielectrics arranged in one direction and a conductor disposed inside each dielectric, and a dielectric is formed by applying a voltage between the conductors. A plasma generator capable of generating plasma in a discharge space between the electrodes, wherein there are four or more dielectrics, and an opposing area between conductors facing each other across a discharge space at a central portion in the arrangement direction of the dielectrics, Since it is smaller than the facing area between the conductors facing each other across the discharge space at the end in the arrangement direction, the temperature rise in the discharge space at the center in the arrangement direction of the dielectric can be suppressed.

本発明のプラズマ発生体の製造方法は、誘電体および該誘電体の内部に配設された導電体を、複数のセラミックグリーンシートと該セラミックグリーンシートの間に配置された導電ペーストを同時に焼成することにより形成することから、中央部の放電空間における温度上昇を抑制することができるプラズマ発生体を容易に製造することができる。   In the method for producing a plasma generator according to the present invention, a dielectric and a conductor disposed inside the dielectric are simultaneously fired with a plurality of ceramic green sheets and a conductive paste disposed between the ceramic green sheets. Since it forms by this, the plasma generator which can suppress the temperature rise in the discharge space of a center part can be manufactured easily.

本発明の反応装置は、プラズマ発生体の導電体間に交流電圧、矩形波電圧、方形波電圧、若しくはパルス電圧を印加するための電源と、誘電体間に流体を供給可能な供給部とを備えることから、中央部の放電空間における温度上昇を抑制することができるプラズマ発生体を用いて、安定して動作する反応装置を実現することができる。   The reaction apparatus of the present invention includes a power source for applying an AC voltage, a rectangular wave voltage, a square wave voltage, or a pulse voltage between conductors of a plasma generator, and a supply unit capable of supplying a fluid between dielectrics. Thus, a reactor operating stably can be realized by using a plasma generator that can suppress a temperature rise in the discharge space at the center.

以下に、本発明のプラズマ発生体の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the plasma generator of the present invention will be described in detail.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態によるプラズマ発生体の構成例を示す斜視図であり、図2(a)は、図1のプラズマ発生体の平面図、図2(b)は、図1のプラズマ発生体の側面図である。また、図3(a)は、図2(a)のA−A’線における断面図、図3(b)は、図2(b)のB−B’線における断面図、図3(c)は、図2(b)のC−C‘線における断面図である。図1乃至図3に示されるように、本実施の形態によるプラズマ発生体1は、基体2を備える。この基体2は、一方向に配列された複数の平板状の誘電体3と、複数の誘電体3を所定の間隔をあけて支持する支持部4とを備える。誘電体3と支持部4は、放電空間となる空洞6を構成する。さらに、誘電体3の内部には、空洞6にプラズマを発生可能な導電体5が配設される。導電体5は、空洞6を挟んで互いに対向するように配置され、誘電体3の配列方向における中央の空洞6を挟んで対向する第1導電体5aと、上記配列方向における端部の誘電体3の内部に配設された第2導電体5bとからなる。さらに、基体2の一方の端面には、外部端子7aが設けられ、外部端子7aが設けられた端面に対向する他方の端面には外部端子7bがそれぞれ設けられる。図3に示されるように、複数の導電体5は、外部端子7aおよび外部端子7bに交互に接続される。なお、本明細書で基体2とは、内部に形成された導電体5等の他の部品を除いた部分をいい、後述するようにプラズマ発生体2が複数のセラミックグリーンシートの積層体とその各セラミックグリーンシートの表面に形成された導電体ペーストとを同時焼成して得られる場合には、その積層体のみをいう。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a plasma generator according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 (a) is a plan view of the plasma generator of FIG. 1, and FIG. FIG. 2 is a side view of the plasma generator of FIG. 1. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 2A, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 2B, and FIG. ) Is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. As shown in FIGS. 1 to 3, the plasma generator 1 according to the present embodiment includes a base 2. The base 2 includes a plurality of plate-like dielectrics 3 arranged in one direction, and a support portion 4 that supports the plurality of dielectrics 3 at a predetermined interval. The dielectric 3 and the support part 4 constitute a cavity 6 serving as a discharge space. Furthermore, a conductor 5 capable of generating plasma in the cavity 6 is disposed inside the dielectric 3. The conductors 5 are arranged so as to face each other with the cavity 6 interposed therebetween, and the first conductors 5a that face each other with the center cavity 6 in the arrangement direction of the dielectrics 3 interposed therebetween, and the dielectric at the end in the arrangement direction. 3 and a second conductor 5b disposed in the interior of the housing. Furthermore, an external terminal 7a is provided on one end face of the base 2, and an external terminal 7b is provided on the other end face opposite to the end face provided with the external terminal 7a. As shown in FIG. 3, the plurality of conductors 5 are alternately connected to the external terminals 7a and the external terminals 7b. In the present specification, the substrate 2 refers to a portion excluding other components such as the conductor 5 formed therein, and the plasma generator 2 includes a laminate of a plurality of ceramic green sheets and a structure thereof as described later. When the conductive paste formed on the surface of each ceramic green sheet is obtained by simultaneous firing, only the laminate is referred to.

本実施の形態によるプラズマ発生体1では、隣接する導電体5間に高電圧を印加して空洞6内にプラズマを発生させ、この空洞6内に例えば排気ガス等の流体を通過させることにより、流体中の化学物質を反応および分解させる。   In the plasma generator 1 according to the present embodiment, a high voltage is applied between the adjacent conductors 5 to generate plasma in the cavity 6, and by passing a fluid such as exhaust gas through the cavity 6, It reacts and decomposes chemicals in the fluid.

基体2は、電気絶縁材料から成り、例えば、セラミックスから成る。具体的に、基体2を製造する場合には、セラミックグリーンシートを準備し、次に準備したセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに必要に応じて複数枚積層し、高温(約1300〜1800℃)で焼成することによって製作される。電気絶縁材料としては、例えば、酸化アルミニウム焼結体(アルミナセラミックス)がある。例えば酸化アルミニウム質焼結体から成るグリーンシートは、アルミナ(Al)、シリカ(SiO)、カルシア(CaO)、およびマグネシア(MgO)等の原料粉末に適当な有機溶剤および溶媒を添加混合して泥漿状となすとともにこれを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等を採用し、シート状に成形することによって得られる。 The base 2 is made of an electrically insulating material, for example, ceramic. Specifically, when the substrate 2 is manufactured, a ceramic green sheet is prepared, and then the prepared ceramic green sheet is appropriately punched, and a plurality of sheets are laminated as necessary, so that a high temperature (about 1300 to 1800) is obtained. Manufactured by baking at a temperature of ° C. An example of the electrical insulating material is an aluminum oxide sintered body (alumina ceramic). For example, a green sheet made of an aluminum oxide sintered body is prepared by adding an appropriate organic solvent and solvent to raw material powders such as alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), calcia (CaO), and magnesia (MgO). The mixture is mixed to obtain a slurry, and this is obtained by employing a conventionally known doctor blade method, calendar roll method, or the like and molding it into a sheet shape.

セラミックグリーンシートの積層体を作製する場合には、セラミックグリーンシートを積層した後圧着を行なう。圧着は3.0〜8.0MPa程度の圧力を加えて行ない、必要に応じて35〜80℃で加熱を行なう。このとき、空洞6を形成するために、すくなくとも1つのグリーンシートに貫通孔を形成する。また、セラミックグリーンシート同士の十分な接着性を得るために、溶剤と樹脂バインダーを混合するなどして作製した接着剤を用いてもよい。なお、誘電体材料としては、酸化アルミニウム質焼結体以外にも、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、コーディライト質焼結体、または炭化珪素質焼結体等が挙げられる。   When producing a laminate of ceramic green sheets, the ceramic green sheets are laminated and then subjected to pressure bonding. The pressure bonding is performed by applying a pressure of about 3.0 to 8.0 MPa, and heating is performed at 35 to 80 ° C. as necessary. At this time, in order to form the cavity 6, a through hole is formed in at least one green sheet. Moreover, in order to obtain sufficient adhesiveness between the ceramic green sheets, an adhesive prepared by mixing a solvent and a resin binder may be used. In addition to the aluminum oxide sintered body, examples of the dielectric material include a mullite sintered body, an aluminum nitride sintered body, a cordierite sintered body, and a silicon carbide sintered body.

第1導電体5aおよび第2導電体5bは、基体2内に保持されており、空洞6内にプラズマを発生させるための導電体として機能する。すなわち、第1導電体5aおよび第2導電体5bは、基体2の表面または内部に、空洞6を挟んで互いに対向するようにそれぞれ被着形成されている。なお、第1導電体5aおよび第2導電体5bは、その端部が基体2の外表面近傍まで導出されており、外部端子7a,7bに直接に、または補助導体を介して電気的に接続される。第1導電体5aおよび第2導電体5bは、タングステン、モリブデン、銅、または銀等の金属粉末導電体からなり、スクリーン印刷法等の印刷手段を用いて、基体2用のセラミックグリーンシートの所定の位置に第1導電体5aおよび第2導電体5b用の導電体ペーストを印刷塗布し、基体2用のセラミックグリーンシートと同時焼成することによって基体2の内部に所定のパターンに形成することができる。導電体ペーストは、主成分の金属粉末に有機バインダーおよび有機溶剤、並びに必要に応じて分散剤等を加えて、ボールミル、三本ロールミル、またはプラネタリーミキサー等の混練手段により混合および混練することで製作される。導電体ペーストには、セラミックグリーンシートの焼結挙動に合わせたり、焼結後の絶縁基板との接合強度を高めたりするためにガラスやセラミックスの粉末を添加しても良い。   The first conductor 5 a and the second conductor 5 b are held in the base 2 and function as conductors for generating plasma in the cavity 6. That is, the first conductor 5a and the second conductor 5b are formed on the surface or inside of the base 2 so as to face each other with the cavity 6 in between. Note that the end portions of the first conductor 5a and the second conductor 5b are led out to the vicinity of the outer surface of the base 2, and are electrically connected to the external terminals 7a and 7b directly or via an auxiliary conductor. Is done. The first conductor 5a and the second conductor 5b are made of a metal powder conductor such as tungsten, molybdenum, copper, or silver, and a predetermined ceramic green sheet for the substrate 2 is used by printing means such as a screen printing method. The conductor paste for the first conductor 5a and the second conductor 5b is printed and applied at the position of, and simultaneously fired with the ceramic green sheet for the substrate 2, thereby forming a predetermined pattern in the substrate 2. it can. The conductive paste is mixed and kneaded by kneading means such as a ball mill, a three-roll mill, or a planetary mixer, with an organic binder and an organic solvent, and if necessary, a dispersant added to the main component metal powder. Produced. Glass or ceramic powder may be added to the conductor paste in accordance with the sintering behavior of the ceramic green sheet or to increase the bonding strength with the insulating substrate after sintering.

なお、図3に示すように、第1導電体5aおよび第2導電体5bは、基体2の内部に空洞6に露出することなく配設することが好ましい。これは、第1導電体5aおよび第2導電体5bが空洞6内を通過する流体に直接接触しにくくなるので、流体により第1導電体5aおよび第2導電体5bが腐食し、プラズマの強度が低下することを抑制することができるからである。なお、基体2の表面に形成する場合には、第1導電体5aおよび第2導電体5bの露出する表面には、ニッケルおよび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。また、プラズマ発生体1を高温下の環境にて使用する場合は、熱により金属同士の拡散が行われやすくなるので、ニッケルまたは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、ニッケルめっき層と金めっき層とを順次被着している場合、高温下の熱によりニッケルと金とが容易に拡散し、第1導電体5aおよび第2導電体5bが劣化してプラズマの強度が低下する可能性やプラズマの強度がばらつく可能性がある。このため、プラズマ発生体1を高温下の環境にて使用する場合は、第1導電体5aおよび第2導電体5bの露出する表面に金めっき層のみを0.1〜10μm程度被着させておいても構わない。   As shown in FIG. 3, the first conductor 5 a and the second conductor 5 b are preferably disposed inside the base 2 without being exposed to the cavity 6. This is because the first conductor 5a and the second conductor 5b are not easily brought into direct contact with the fluid passing through the cavity 6, so that the first conductor 5a and the second conductor 5b are corroded by the fluid, and the plasma strength is increased. It is because it can suppress that falls. In addition, when forming on the surface of the base | substrate 2, it is preferable to adhere the metal which is excellent in corrosion resistance, such as nickel and gold | metal | money, to the exposed surface of the 1st conductor 5a and the 2nd conductor 5b. . In addition, when the plasma generator 1 is used in an environment at a high temperature, the metal is easily diffused by heat. Therefore, a metal having excellent corrosion resistance such as nickel or gold is deposited in a single layer. It does not matter. For example, when a nickel plating layer and a gold plating layer are sequentially deposited, nickel and gold are easily diffused by heat at a high temperature, and the first conductor 5a and the second conductor 5b are deteriorated to cause plasma. There is a possibility that the intensity of the plasma will decrease and the intensity of the plasma may vary. For this reason, when the plasma generator 1 is used in a high-temperature environment, only the gold plating layer is deposited on the exposed surfaces of the first conductor 5a and the second conductor 5b by about 0.1 to 10 μm. It does not matter.

また、第1導電体5aおよび第2導電体5bの面積は、必要とするプラズマの強度や導電体5間に印加する電圧等によって適宜決定される。例えば、ディーゼルエンジンの排気ガス中のPMや酸化成分等の流体を浄化するプラズマ発生体1における第1導電体5aと第2導電体5bとの面積は、100mm〜90000mm程度が好ましい。 In addition, the areas of the first conductor 5a and the second conductor 5b are appropriately determined depending on the required plasma intensity, the voltage applied between the conductors 5, and the like. For example, the area of the first conductor 5a and the second conductor 5b of the plasma generator 1 for purifying a fluid, such as PM or oxidizing components in the exhaust gas of diesel engines, 100 mm 2 ~90000Mm 2 is preferably about.

なお、本実施の形態によるプラズマ発生体1では、誘電体3の配列方向における中央の空洞6を挟んで対向する第1導電体5aの間の対向面積は、誘電体3の配列方向における端部の空洞6を挟んで対向する第1導電体5aと第2導電体5bとの間の対向面積よりも小さい。これにより、第1導電体5a間に発生するプラズマ量は、第1導電体5aと第2導電体5bとの間に発生するプラズマ量よりも少なくなることから、第1導電体5a間のプラズマ強度は、第1導電体5aおよび第2導電体5bの間のプラズマ強度よりも小さくなる。   In the plasma generator 1 according to the present embodiment, the facing area between the first conductors 5a facing each other across the central cavity 6 in the arrangement direction of the dielectrics 3 is an end portion in the arrangement direction of the dielectrics 3 Is smaller than the facing area between the first conductor 5a and the second conductor 5b facing each other with the cavity 6 therebetween. As a result, the amount of plasma generated between the first conductors 5a is smaller than the amount of plasma generated between the first conductors 5a and the second conductors 5b. The intensity is smaller than the plasma intensity between the first conductor 5a and the second conductor 5b.

基体2の外表面には、外部端子7a,7bが被着形成されている。外部端子7a,7bは、外部電源から導電体5に電圧を印加するための導電路として機能し、基体2の外表面に導出された導電体5のそれぞれに電気的に接続されている。外部端子7a,7bは、タングステン、モリブデン、銅、または銀等の金属粉末導電体からなり、スクリーン印刷法等の印刷手段を用いて、基体2用のセラミックグリーンシートの所定の位置に外部端子7a,7b用の導電体ペーストを印刷塗布し、基体2用のセラミックグリーンシートと同時焼成することによってプラズマ発生体1の所定の位置に形成することができる。外部端子7a,7b用の導電体ペーストは、第1導電体5aおよび第2導電体5b用の導電体ペーストと同様にして作製されるが、有機バインダーおよび有機溶剤の量により印刷に適した粘度に調製される。   External terminals 7 a and 7 b are attached to the outer surface of the base 2. The external terminals 7 a and 7 b function as a conductive path for applying a voltage to the conductor 5 from an external power source, and are electrically connected to each of the conductors 5 led to the outer surface of the base 2. The external terminals 7a and 7b are made of a metal powder conductor such as tungsten, molybdenum, copper, or silver, and the external terminals 7a are placed at predetermined positions on the ceramic green sheet for the substrate 2 using printing means such as a screen printing method. 7b can be formed at a predetermined position of the plasma generator 1 by printing and applying a conductor paste for 7b and co-firing with a ceramic green sheet for the substrate 2. The conductor paste for the external terminals 7a and 7b is produced in the same manner as the conductor paste for the first conductor 5a and the second conductor 5b, but has a viscosity suitable for printing depending on the amount of the organic binder and the organic solvent. To be prepared.

なお、外部端子7a,7bの露出する表面には、ニッケルまたは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。なお、外部端子7a,7bが酸化腐食するのを防止するとともに、外部端子7a,7bと外部電源の電源端子との接合を強固なものとするために、厚みが1〜10μm程度のニッケルめっき層と厚みが0.1〜3μm程度の金めっき層とが順次被着されていることが好ましい。なお、外部端子7a,7bにおいても、上述と同様に、高温下にて使用する場合には、ニッケルまたは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。   In addition, it is preferable to deposit a metal having excellent corrosion resistance such as nickel or gold on the exposed surfaces of the external terminals 7a and 7b. In addition, in order to prevent the external terminals 7a and 7b from being oxidatively corroded and to strengthen the connection between the external terminals 7a and 7b and the power supply terminal of the external power supply, a nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm. And a gold plating layer having a thickness of about 0.1 to 3 μm are preferably sequentially deposited. In the same manner as described above, the external terminals 7a and 7b may be coated with a single layer of metal having excellent corrosion resistance, such as nickel or gold, when used at a high temperature.

あるいは、外部端子7a,7bは、基体2用のセラミックグリーンシートの焼成後に、所定の位置に貼り付けられた金属板でもよい。   Alternatively, the external terminals 7a and 7b may be metal plates attached at predetermined positions after firing the ceramic green sheet for the substrate 2.

そして、外部電源の電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子7a,7bに電気的に接続し、外部端子7a,7bを通して第1導電体5aおよび第2導電体5bに電圧を印加すると、第1導電体5aと第2導電体5bおよび第1導電体5aと第1導電体5aとの対向面(平面視して、第1導電体5aと第2導電体5bとが重畳する領域および第1導電体5aと第1導電体5aとが重畳する領域)の間にプラズマを発生させることができる。これにより、空洞6内を通過する流体は、第1導電体5aと第2導電体5bおよび第1導電体5aと第1導電体5aとの間のプラズマを通過することとなるので、反応および分解されて、浄化される。例えば、NO(窒素酸化物)は、下記の式(1)および(2)に示された反応より分解して、NおよびOが生成されて浄化される。 Then, the power supply terminal of the external power supply is electrically connected to the external terminals 7a and 7b by means such as pressure contact or bonding, and when a voltage is applied to the first conductor 5a and the second conductor 5b through the external terminals 7a and 7b, Opposing surfaces of the first conductor 5a and the second conductor 5b and the first conductor 5a and the first conductor 5a (in a plan view, a region where the first conductor 5a and the second conductor 5b overlap and Plasma can be generated between the first conductor 5a and a region where the first conductor 5a overlaps. As a result, the fluid passing through the cavity 6 passes through the plasma between the first conductor 5a and the second conductor 5b and between the first conductor 5a and the first conductor 5a. Disassembled and purified. For example, NO X (nitrogen oxide) is decomposed by the reactions shown in the following formulas (1) and (2), and N 2 and O 2 are generated and purified.

2NO → 2NO+O・・・・・・・・・・(1)
2NO+O → N+2O・・・・・・・・・・(2)
なお、第1導電体5aと第2導電体5bとの間および第1導電体5aと第1導電体5aとの間にプラズマを発生させるために、周波数の高い交流電圧が印加される。印加される交流電圧は、必要とされるプラズマ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気ガス中のPMや酸化成分等の流体を浄化するプラズマ発生体において印加される交流電圧の周波数は、例えば、10kHz〜100MHzである。
2NO 2 → 2NO + O 2 (1)
2NO + O 2 → N 2 + 2O 2 (2)
In order to generate plasma between the first conductor 5a and the second conductor 5b and between the first conductor 5a and the first conductor 5a, an alternating voltage having a high frequency is applied. The AC voltage to be applied is appropriately selected depending on the required plasma intensity and the like. For example, the frequency of the alternating voltage applied in the plasma generator for purifying fluids such as PM and oxidation components in the exhaust gas of a diesel engine is, for example, 10 kHz to 100 MHz.

また、導電体5間に印加する電圧は、交流電圧以外に、パルス電圧であってもよい。なお、交流電圧は、正弦波電圧に限らず、矩形波電圧若しくは方形波電圧等であってよい。   Further, the voltage applied between the conductors 5 may be a pulse voltage in addition to the AC voltage. The AC voltage is not limited to a sine wave voltage, and may be a rectangular wave voltage or a square wave voltage.

本実施の形態によるプラズマ発生体1は、内部に放電空間となる空洞6を備えた基体2を有するプラズマ発生体であって、プラズマの強度は第1導電体5aおよび第2導電体5bの各面積によって適宜選択される。ここでは、誘電体3の配列方向における中央の空洞6を挟んで対向する第1導電体5a間の対向面積が、上記配列方向における端部の空洞6を挟んで対向する第1導電体5aと第2導電体5bとの間の対向面積よりも小さい。よって、第1導電体5aにより挟まれた空洞6のプラズマの強度が、第1導電体5aと第2導電体5bとによって挟まれた空洞6のプラズマ強度よりも小さくなる。これにより、プラズマ発生体1に電圧を印加してプラズマを発生した際に、プラズマ発生体1の中央部における放電空間の温度上昇を低減することができる。   The plasma generator 1 according to the present embodiment is a plasma generator having a base 2 having a cavity 6 serving as a discharge space inside, and the intensity of the plasma is different from that of the first conductor 5a and the second conductor 5b. It is appropriately selected depending on the area. Here, the opposing area between the first conductors 5a facing each other across the central cavity 6 in the arrangement direction of the dielectrics 3 is the same as that of the first conductors 5a facing each other across the cavity 6 at the end in the arrangement direction. It is smaller than the facing area between the second conductor 5b. Therefore, the plasma intensity in the cavity 6 sandwiched between the first conductors 5a is smaller than the plasma intensity in the cavity 6 sandwiched between the first conductors 5a and the second conductors 5b. Thereby, when a voltage is applied to the plasma generator 1 to generate plasma, the temperature rise of the discharge space in the central portion of the plasma generator 1 can be reduced.

また、本実施の形態によるプラズマ発生体1において、空洞6は、一方向に延在した形状であるが、これに限らず、任意の形状であってよい。   In the plasma generator 1 according to the present embodiment, the cavity 6 has a shape extending in one direction. However, the shape is not limited to this and may be an arbitrary shape.

また、本実施の形態によるプラズマ発生体1において、基体2は、複数のセラミック層からなり、そのセラミック層に貫通孔を設けて空洞6としたが、空洞6は、貫通孔から構成されなくともよく、セラミック層の表面に1つの開口を有する穴部により構成されてもよい。   Further, in the plasma generator 1 according to the present embodiment, the base body 2 is composed of a plurality of ceramic layers, and through holes are provided in the ceramic layers to form the cavities 6. It may well be constituted by a hole having one opening on the surface of the ceramic layer.

また、図4に示すように、プラズマ発生体は、複数の空洞6A〜6Dが厚み方向に形成されたものであっても良い。図4のプラズマ発生体11では、各空洞6B,6Cを挟むように配置された誘電体3の内部に第1導電体5aが配設され、その他の誘電体3の内部に第2導電体5bが配設されている。ここで、第1導電体5a間の対向面積は、第1導電体5aと第2導電体5bとの間の対向面積よりも小さい。   As shown in FIG. 4, the plasma generator may have a plurality of cavities 6 </ b> A to 6 </ b> D formed in the thickness direction. In the plasma generator 11 of FIG. 4, the first conductor 5 a is disposed inside the dielectric 3 disposed so as to sandwich the cavities 6 </ b> B and 6 </ b> C, and the second conductor 5 b is disposed inside the other dielectric 3. Is arranged. Here, the facing area between the first conductors 5a is smaller than the facing area between the first conductors 5a and the second conductors 5b.

このような構成において、隣接する導電体5間に電圧を印加して各空洞6A〜6Dにそれぞれプラズマを発生させ、それぞれの空洞6A〜6D内を通過する流体を反応および分解させることにより、その流体を浄化することができる。   In such a configuration, a voltage is applied between the adjacent conductors 5 to generate plasma in each of the cavities 6A to 6D, and the fluid passing through the cavities 6A to 6D is reacted and decomposed. The fluid can be purified.

上述の構成によれば、プラズマ発生体11に電圧を印加してプラズマを発生した際に、プラズマ発生体11の中央部における放電空間のプラズマの強度が小さくなるため、プラズマ発生体11の中央部における放電空間の温度上昇を低減することができる。   According to the above configuration, when the plasma is generated by applying a voltage to the plasma generator 11, the intensity of the plasma in the discharge space in the central portion of the plasma generator 11 is reduced. The temperature rise in the discharge space at can be reduced.

また、上述のように、プラズマ発生体11に複数の空洞6A〜6Dを設けることにより、複数の空洞6A〜6Dで流体を反応および分解させることができるので、流体を効率よく浄化することができる。   Further, as described above, by providing the plurality of cavities 6A to 6D in the plasma generator 11, the fluid can be reacted and decomposed in the plurality of cavities 6A to 6D, so that the fluid can be purified efficiently. .

なお、図4のプラズマ発生体11では、各空洞6B,6Cを挟む誘電体3の内部に第1導電体5aを配設したが、空洞6Bと空洞6Cとの間の誘電体3の内部に第1導電体5aを配設し、その他の誘電体3の内部に第2導電体5bを配設してもよい。そのような場合であっても、各空洞6B,6Cを挟む導電体5間の対向面積が小さくなるため、該空洞6B,6C内に発生するプラズマの強度は小さくなる。   In the plasma generator 11 of FIG. 4, the first conductor 5a is disposed inside the dielectric 3 that sandwiches the cavities 6B and 6C. However, in the dielectric 3 between the cavities 6B and 6C. The first conductor 5 a may be disposed, and the second conductor 5 b may be disposed inside the other dielectric 3. Even in such a case, since the facing area between the conductors 5 sandwiching the cavities 6B and 6C becomes small, the intensity of the plasma generated in the cavities 6B and 6C becomes small.

ここで、本明細書でいうプラズマ発生体の中央部の放電空間とは、誘電体の配列方向における中央部の放電空間をいい、プラズマ発生体が奇数個の放電空間を有する場合には、誘電体の配列方向における中央の放電空間であり、プラズマ発生体が偶数個の放電空間を有する場合には、誘電体の配列方向の中央において隣接する2つの放電空間のうち少なくとも一方である。   Here, the discharge space at the center of the plasma generator in this specification refers to the discharge space at the center in the arrangement direction of the dielectric, and when the plasma generator has an odd number of discharge spaces, When the plasma generator has an even number of discharge spaces, it is at least one of the two adjacent discharge spaces at the center of the dielectric arrangement direction.

そして、本実施の形態によるプラズマ発生体では、このようなプラズマ発生体の中央部の放電空間のプラズマの強度を小さくするために、その中央部の放電空間を挟んで対向する導電体5間の対向面積を、端部の放電空間を挟んで対向する導電体5間の対向面積よりも小さくしている。   In the plasma generator according to the present embodiment, in order to reduce the intensity of the plasma in the discharge space in the central portion of the plasma generator, between the conductors 5 facing each other across the discharge space in the central portion. The facing area is made smaller than the facing area between the conductors 5 facing each other across the discharge space at the end.

すなわち、誘電体が偶数個存在する場合には、誘電体の配列方向における中央の放電空間を挟んで対向する導電体間の対向面積を、配列方向における端部の放電空間を挟んで対向する導電体間の対向面積よりも小さくし、誘電体が奇数個存在する場合には、誘電体の配列方向の中央部において隣接する2つの放電空間のうち一方を挟んで対向する1組の導電体間の対向面積、又は2つの各放電空間を挟んで対向する2組の導電体間の対向面積を、配列方向における端部の放電空間を挟んで対向する導電体間の対向面積よりも小さくする。   That is, when there are an even number of dielectrics, the opposing area between the opposing conductors across the central discharge space in the arrangement direction of the dielectrics is defined as the opposing conductivity across the discharge space at the end in the arrangement direction. When there is an odd number of dielectrics between the opposing areas between the bodies, between a pair of conductors facing each other across one of two adjacent discharge spaces in the center of the dielectric arrangement direction Or the facing area between two sets of conductors facing each other across the two discharge spaces is made smaller than the facing area between the facing conductors across the discharge space at the end in the arrangement direction.

なお、誘電体の配列方向における端部の放電空間とは、誘電体の配列方向において両端の放電空間である。   The discharge space at the end in the dielectric arrangement direction is a discharge space at both ends in the dielectric arrangement direction.

また、誘電体の配列方向における中央部の放電空間および端部の放電空間以外の放電空間を挟んで対向する導電体間の対向面積は、上記中央部の放電空間を挟んで対向する導電体間(以下、「中央部の導電体間」という。)の対向面積と等しくても、中央部の導電体間の対向面積より大きくてもよく、さらには、電体の配列方向の端部から中央部に向けて漸次対向面積が小さくなってもよい。このように、導電体間の対向面積が、誘電体の配列方向の端部から中央部に向けて漸次小さくなる場合には、プラズマ発生体の端部から中央部に向けてプラズマの強度が徐々に弱くなるため、隣接する放電空間の間でプラズマの強度が急激に変化することがなく、またこれにより隣接する放電空間の間で温度が急激に変化することがないことから、誘電体に発生する応力が小さくなり、より都合がよい。   Further, the opposing area between the conductors facing each other across the discharge space other than the central discharge space and the end discharge space in the arrangement direction of the dielectric is the distance between the opposing conductors across the central discharge space. (Hereinafter, referred to as “between the conductors in the central part”) may be equal to or larger than the opposing area between the conductors in the central part. The facing area may gradually decrease toward the portion. As described above, when the opposing area between the conductors gradually decreases from the end in the arrangement direction of the dielectric toward the center, the intensity of the plasma gradually increases from the end of the plasma generator toward the center. Since the intensity of the plasma does not change suddenly between adjacent discharge spaces, and the temperature does not change rapidly between adjacent discharge spaces, it is generated in the dielectric. The stress to be reduced is more convenient.

また、本実施の形態によるプラズマ発生体では、全ての導電体を矩形状としたが、中央部の導電体間の対向面積を端部の導電体間の対向面積よりも小さくできれば、各導電体の形状、および各導電体の誘電体内部における配置は任意である。   Further, in the plasma generator according to the present embodiment, all the conductors are rectangular. However, if the opposing area between the central conductors can be made smaller than the opposing area between the end conductors, each conductor The shape of each conductor and the arrangement of each conductor inside the dielectric are arbitrary.

例えば、誘電体が偶数個存在する場合に、誘電体の配列方向における中央の放電空間を挟んで対向する2つの導電体のうち少なくとも一方が、平面視したときに、それらの2つの導電体のうち他方の導電体の外縁の内側において貫通孔を有してもよい。この場合、図3でいうと、2つの第1導電体5aのうち一方が、他方の第1導電体5aの外縁の内側において貫通孔を有している、若しくは2つの各第1導電体5aが、ともに他方の第1導電体5aの外縁の内側において貫通孔を有する。   For example, when there are an even number of dielectrics, when at least one of two conductors facing each other across the central discharge space in the direction of arrangement of the dielectrics when viewed in plan, the two conductors You may have a through-hole inside the outer edge of the other conductor. In this case, referring to FIG. 3, one of the two first conductors 5a has a through hole inside the outer edge of the other first conductor 5a, or each of the two first conductors 5a. However, both have a through hole inside the outer edge of the other first conductor 5a.

また、誘電体が奇数個存在する場合に、誘電体の配列方向の中央部において隣接する2つの放電空間をそれぞれ挟んで対向する3つの導電体のうち少なくとも1つは、それらの3つの誘電体のうち隣接する少なくとも1つの導電体の外縁の内側領域において貫通孔を有してもよい。この場合、図4でいうと、3つの第1導電体5aのうち中央の第1導電体5aが、隣接する2つの第1導電体5aのうち少なくとも1つの外縁の内側領域において貫通孔を有する、若しくは、3つの第1導電体5aのうち端部の第1導電体5aが、中央の第1導電体5aの外縁の内側領域において貫通孔を有する。   In addition, when there are an odd number of dielectrics, at least one of the three conductors facing each other with two adjacent discharge spaces sandwiched in the central portion in the arrangement direction of the dielectrics is the three dielectrics. A through hole may be provided in the inner region of the outer edge of at least one adjacent conductor. In this case, referring to FIG. 4, the central first conductor 5a of the three first conductors 5a has a through hole in the inner region of at least one outer edge of the two adjacent first conductors 5a. Alternatively, the first conductor 5a at the end of the three first conductors 5a has a through hole in the inner region of the outer edge of the central first conductor 5a.

また、上述のように導電体に貫通孔を設ける場合には、その導電体に隣接する1つの放電空間の中央部に対応する位置に貫通孔を設けることが好ましい。このように、放電空間の中央部の対応する位置に、貫通孔を設ける構成にすれば、放電空間の端部と異なり熱の逃げ場がなく、特に温度上昇が大きい放電空間の中央部分にプラズマが発生しないことになるため、プラズマ発生体の中央部における放電空間の温度上昇をより低減することができる。   Moreover, when providing a through-hole in a conductor as mentioned above, it is preferable to provide a through-hole in the position corresponding to the center part of one discharge space adjacent to the conductor. In this way, if a through hole is provided at a corresponding position in the central portion of the discharge space, unlike the end portion of the discharge space, there is no heat escape, and plasma is generated in the central portion of the discharge space where the temperature rise is particularly large. Since it does not generate | occur | produce, the temperature rise of the discharge space in the center part of a plasma generator can be reduced more.

また、導電体に複数の貫通孔を設けることにより、その導電体を例えば格子形状等の形状にすると、導電体と基体との熱膨張係数の差によって発生する応力を低減することができる。   In addition, by providing a plurality of through holes in the conductor so that the conductor has a shape such as a lattice shape, stress generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the conductor and the substrate can be reduced.

なお、プラズマ発生体1,11は、基体2が、セラミックグリーンシートを同時焼成することにより形成され、第1導電体5a、第2導電体5b、および外部端子7a,7bが、導電体ペーストをセラミックグリーンシートと同時に焼成することにより形成されることが好ましい。このことにより、プラズマ発生体はセラミックスと導電体ペーストを同時焼成することにより一体化されているので、高温、高振動等の環境下で長期間使用される場合にも、プラズマ発生体の変形を小さなものとし、空洞6の形状を安定したものとすることができる。従って、空洞6内を通過するPMや酸化性成分等の流体を長期間にわたって安定して反応させ、分解させて良好に浄化することができる。   The plasma generators 1 and 11 are formed by simultaneously firing the ceramic green sheet on the substrate 2, and the first conductor 5a, the second conductor 5b, and the external terminals 7a and 7b are made of a conductor paste. It is preferably formed by firing at the same time as the ceramic green sheet. As a result, the plasma generator is integrated by simultaneously firing ceramics and a conductive paste. Therefore, even when the plasma generator is used for a long period of time under high temperature, high vibration, etc., the plasma generator is not deformed. It can be made small and the shape of the cavity 6 can be made stable. Therefore, fluids such as PM and oxidizing components that pass through the cavity 6 can be stably reacted over a long period of time, decomposed, and favorably purified.

なお、プラズマ発生体単独ではなく、他の排気ガスの浄化機構をともに用いてもよい。例えば、プラズマ発生体の前後にフィルターや触媒を付着しておいても良く、これにより排気ガス中のPMや酸化成分等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。   Instead of the plasma generator alone, another exhaust gas purification mechanism may be used together. For example, a filter or a catalyst may be attached before and after the plasma generator, which can further reduce the emission of PM, oxidizing components, etc. in the exhaust gas. Examples of such a filter include a ceramic DPF (Diesel Particulate Filter) and the like, and platinum or the like can be used as a catalyst.

(第2の実施形態)
図5は、本発明の第2の実施形態に係る反応装置100の構造的な構成を示す概念図である。なお、第1の実施形態と同様の構成については、第1の実施形態と同一符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a structural configuration of the reaction apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention. In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol as 1st Embodiment is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

反応装置100は、第1の実施形態のプラズマ発生体1を備え、プラズマ発生体1により被処理流体を処理して排出する装置として構成されている。被処理流体は、例えば、自動車の内燃機関の排気ガスであり、空洞6(以下、「放電空間」ともいう。)における化学変化によりNOxが分解される。また、例えば、被処理流体は、冷蔵庫やエアコンに冷却媒体として使用されたフロンであり、放電空間6における化学変化によりフロンが分解される。なお、以下では、反応装置100のうち、プラズマ発生体1以外の部分を、反応装置本体部101ということがある。   The reaction apparatus 100 includes the plasma generator 1 of the first embodiment, and is configured as an apparatus that processes and discharges a fluid to be processed by the plasma generator 1. The fluid to be treated is, for example, exhaust gas from an internal combustion engine of an automobile, and NOx is decomposed by a chemical change in the cavity 6 (hereinafter also referred to as “discharge space”). Further, for example, the fluid to be treated is chlorofluorocarbon used as a cooling medium in a refrigerator or an air conditioner, and chlorofluorocarbon is decomposed by a chemical change in the discharge space 6. In the following description, a portion of the reaction apparatus 100 other than the plasma generator 1 may be referred to as a reaction apparatus main body 101.

反応装置本体部101は、被処理流体を供給する流体源103と、流体源103からプラズマ発生体1に被処理流体を導く供給管105(供給部の一例)と、プラズマ発生体1により処理された被処理流体を排出する排出管107と、被処理流体の流動を制御するための被処理流体用ポンプ109と、冷却媒体を供給する冷媒源111と、冷媒源111からプラズマ発生体1に冷却媒体を導く供給用流動管50A(冷却部の一例)と、プラズマ発生体1から冷媒源111に冷却媒体を導く排出用流動管50Bと、冷却媒体の流動を制御するための冷却媒体用ポンプ113(冷却部の一例)とを備えている。   The reactor main body 101 is processed by a fluid source 103 that supplies a fluid to be processed, a supply pipe 105 (an example of a supply unit) that guides the fluid to be processed from the fluid source 103 to the plasma generator 1, and the plasma generator 1. A discharge pipe 107 for discharging the treated fluid, a treated fluid pump 109 for controlling the flow of the treated fluid, a coolant source 111 for supplying a cooling medium, and cooling from the coolant source 111 to the plasma generator 1 A supply flow pipe 50A (an example of a cooling unit) that guides the medium, a discharge flow pipe 50B that guides the cooling medium from the plasma generator 1 to the refrigerant source 111, and a cooling medium pump 113 that controls the flow of the cooling medium. (An example of a cooling unit).

流体源103は、被処理流体としての排気ガスを排出する自動車の内燃機関等、被処理流体を生成するものである。あるいは、流体源103は、使用済みの冷蔵庫やエアコンの冷却媒体を保持したタンク等、被処理流体を保持するものである。   The fluid source 103 generates a fluid to be processed such as an internal combustion engine of an automobile that discharges exhaust gas as the fluid to be processed. Alternatively, the fluid source 103 holds a fluid to be processed such as a tank that holds a cooling medium of a used refrigerator or an air conditioner.

供給管105は、一端側が、流体源103の被処理流体を生成又は保持する空間に連通し、他端側が、プラズマ発生体1の放電空間6に連通している。供給管105のプラズマ発生体1側は、放電空間6の数に対応して第1分岐部105aA、第2分岐部105aB、第3分岐部105aC(以下、単に「分岐部105a」といい、これらを区別しないことがある。)に分岐し、第1分岐部105aA〜第3分岐部105aCは、それぞれ第1放電空間6A〜第3放電空間6Cに連通している。   One end side of the supply tube 105 communicates with a space for generating or holding the fluid to be processed of the fluid source 103, and the other end side communicates with the discharge space 6 of the plasma generator 1. The plasma generator 1 side of the supply tube 105 corresponds to the number of discharge spaces 6 and is referred to as a first branch portion 105aA, a second branch portion 105aB, and a third branch portion 105aC (hereinafter simply referred to as “branch portion 105a”. The first branch portion 105aA to the third branch portion 105aC communicate with the first discharge space 6A to the third discharge space 6C, respectively.

排出管107は、一端側が、プラズマ発生体1の放電空間6に、供給管105とは反対側から連通し、他端側が、大気に開放され、又は、処理後の被処理流体を保持若しくは処理後の被処理流体に別の処理を施す不図示の空間に連通している。排出管107のプラズマ発生体1側は、放電空間3の数に対応して第1分岐部107aA、第2分岐部107aB、第3分岐部107aC(以下、単に「分岐部107a」といい、これらを区別しないことがある。)に分岐し、第1分岐部107aA〜第3分岐部107aCは、それぞれ第1放電空間6A〜第3放電空間6Cに連通している。なお、排出管107は、省略されてもよい。例えば、処理後の被処理流体が放電空間6から大気へ直接的に排出されてもよい。   One end side of the discharge tube 107 communicates with the discharge space 6 of the plasma generator 1 from the side opposite to the supply tube 105, and the other end side is opened to the atmosphere, or holds the processed fluid after processing. It communicates with a space (not shown) for performing another process on the fluid to be processed later. The plasma generator 1 side of the discharge tube 107 corresponds to the number of discharge spaces 3 and is referred to as a first branch portion 107aA, a second branch portion 107aB, and a third branch portion 107aC (hereinafter simply referred to as “branch portion 107a”. The first branch portion 107aA to the third branch portion 107aC communicate with the first discharge space 6A to the third discharge space 6C, respectively. Note that the discharge pipe 107 may be omitted. For example, the treated fluid after treatment may be directly discharged from the discharge space 6 to the atmosphere.

供給管105及び排出管107は、金属や樹脂などの適宜な材料により形成されている。供給管105及び排出管107は、可撓性を有していてもよいし、有していなくてもよい。分岐部105a及び分岐部107aと、放電空間6との接続は、例えば、分岐部105aや分岐部107aの端部を、基体2における放電空間6の開口を有していない側面に当接させて、接着剤や螺合部材などの適宜な固定部材により分岐部105aや分岐部107aと基体2とを固定することにより行われる。なお、分岐部105aや分岐部107aを放電空間6に嵌合挿入したり、流出用接続管等の突出した環状部分を放電空間6の端部に基体2と一体的に形成し、その突出部分を分岐部105aや分岐部107aに嵌合挿入することにより行われてもよい。   The supply pipe 105 and the discharge pipe 107 are formed of an appropriate material such as metal or resin. The supply pipe 105 and the discharge pipe 107 may or may not have flexibility. For example, the branch portion 105a and the branch portion 107a are connected to the discharge space 6 by bringing the end of the branch portion 105a or the branch portion 107a into contact with the side surface of the substrate 2 that does not have the opening of the discharge space 6. The branching portion 105a or the branching portion 107a and the base body 2 are fixed by an appropriate fixing member such as an adhesive or a screwing member. The branch portion 105a and the branch portion 107a are fitted and inserted into the discharge space 6, and a protruding annular portion such as an outflow connection tube is formed integrally with the base 2 at the end portion of the discharge space 6, and the protruding portion. May be performed by fitting and inserting into the branch part 105a or the branch part 107a.

被処理流体用ポンプ109は、供給管105及び排出管107の少なくともいずれかに設けられている。図5では、供給管105に設けられた場合を例示している。なお、流体源103が内燃機関である場合など、流体源103の動力により被処理流体が流動される場合には、被処理流体用ポンプ109は省略されてもよい。また、被処理流体用ポンプ109は、プラズマ発生体1に設けることも可能である。被処理流体用ポンプ109は、ロータリーポンプや往復ポンプ等の適宜なポンプにより構成されてよい。   The fluid pump 109 to be processed is provided in at least one of the supply pipe 105 and the discharge pipe 107. FIG. 5 illustrates a case where the supply pipe 105 is provided. When the fluid to be processed is caused to flow by the power of the fluid source 103, such as when the fluid source 103 is an internal combustion engine, the pump for fluid to be processed 109 may be omitted. Further, the pump 109 for fluid to be processed can be provided in the plasma generator 1. The fluid pump 109 to be processed may be constituted by an appropriate pump such as a rotary pump or a reciprocating pump.

冷媒源111は、例えば、熱交換器を含んで構成され、排出用流動管50Bからの冷却媒体の温度を熱交換器により降下させて供給用流動管50Aに供給する。なお、冷媒源111は、冷却媒体を供給することができればよく、排出用流動管50Bからの冷却媒体を受け入れて冷却媒体を循環させるものでなくてもよい。すなわち、排出用流動管50Bからの冷却媒体は、冷媒源111とは異なる場所へ排出されてよい。例えば、冷却媒体として水道水が利用されるような場合に、排出用流動管50Bからの水は、冷媒源111としての水源とは異なる場所へ排出されてよい。逆に、冷却媒体が循環される構成である場合には、冷媒源111は省略されてもよい。   The refrigerant source 111 includes, for example, a heat exchanger, and lowers the temperature of the cooling medium from the discharge flow pipe 50B by the heat exchanger and supplies it to the supply flow pipe 50A. Note that the coolant source 111 need only be able to supply a cooling medium, and may not receive the cooling medium from the discharge flow pipe 50B and circulate the cooling medium. That is, the cooling medium from the discharge flow pipe 50 </ b> B may be discharged to a location different from the refrigerant source 111. For example, when tap water is used as the cooling medium, the water from the discharge flow pipe 50 </ b> B may be discharged to a location different from the water source as the refrigerant source 111. Conversely, when the cooling medium is circulated, the refrigerant source 111 may be omitted.

供給用流動管50Aは、一端が冷媒源111に連通するとともに、他端が、上述のように、流入用接続管等を介してプラズマ発生体1の空洞6(流路)に連通している。排出用流動管50Bは、一端が、基体2に一体的に設けられた流出用接続管等を介してプラズマ発生体1の空洞6に連通するとともに、他端が冷媒源111に連通している。流動管50は、金属や樹脂などの適宜な材料により形成されている。流動管50は、可撓性を有していてもよいし、有していなくてもよい。   One end of the supply flow pipe 50A communicates with the refrigerant source 111, and the other end communicates with the cavity 6 (flow path) of the plasma generator 1 via the inflow connection pipe and the like as described above. . One end of the discharge flow pipe 50 </ b> B communicates with the cavity 6 of the plasma generator 1 through an outflow connection pipe or the like provided integrally with the base 2, and the other end communicates with the refrigerant source 111. . The flow tube 50 is formed of an appropriate material such as metal or resin. The flow tube 50 may or may not have flexibility.

冷却媒体用ポンプ113は、供給用流動管50A及び排出用流動管50Bの少なくともいずれかに設けられている。図5では、供給用流動管50Aに設けられた場合を例示している。なお、冷媒源111が高位置にあるタンクであり、重力により冷却媒体を流動させることができるなど、適宜に冷却媒体を流動させる動力が得られる場合には、冷却媒体用ポンプ113は省略されてもよい。また、冷却媒体用ポンプ113は、プラズマ発生体1に設けることも可能である。冷却媒体用ポンプ113は、ロータリーポンプや往復ポンプ等の適宜なポンプにより構成されてよい。   The cooling medium pump 113 is provided in at least one of the supply flow pipe 50A and the discharge flow pipe 50B. FIG. 5 illustrates a case where the supply flow pipe 50A is provided. Note that the cooling medium pump 113 is omitted when the coolant source 111 is a tank in a high position and power for flowing the cooling medium appropriately can be obtained, for example, the cooling medium can flow by gravity. Also good. The cooling medium pump 113 can also be provided in the plasma generator 1. The cooling medium pump 113 may be configured by an appropriate pump such as a rotary pump or a reciprocating pump.

図6は、反応装置100の電気系の構成を示すブロック図である。ここでは、例として、基体2の内部に基体2の温度を検出するための温度検出素子115と、基体2を加熱するためのヒータ116とが設けられているものする。また、基体2の表面に導電体5に電圧を印加するための導電体用端子117、温度検出素子115からの電気信号を出力ためのセンサ用端子118、ヒータ116に電力を供給するためのヒータ用端子119がそれぞれ露出しているものとする。   FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the electrical system of the reaction apparatus 100. Here, as an example, a temperature detection element 115 for detecting the temperature of the base 2 and a heater 116 for heating the base 2 are provided inside the base 2. Further, a conductor terminal 117 for applying a voltage to the conductor 5 on the surface of the substrate 2, a sensor terminal 118 for outputting an electric signal from the temperature detection element 115, and a heater for supplying electric power to the heater 116. Assume that the terminals 119 are exposed.

反応装置本体部101は、導電体用端子117、センサ用端子118、ヒータ用端子119に接続される装置側導電体用端子141、装置側センサ用端子143、装置側ヒータ用端子145を備えている。プラズマ発生体1は、これら端子を介して反応装置本体部101から電力が供給されて駆動制御される。具体的には、以下のとおりである。   The reactor main body 101 includes a conductor terminal 117, a sensor terminal 118, a device-side conductor terminal 141 connected to the heater terminal 119, a device-side sensor terminal 143, and a device-side heater terminal 145. Yes. The plasma generator 1 is driven and controlled by power supplied from the reactor main body 101 through these terminals. Specifically, it is as follows.

電源部121は、例えば、バッテリを含んで構成され、バッテリからの直流電力を適宜な電圧の交流電力又は直流電力に変換して供給する。あるいは、商用周波数の交流電力を適宜な電圧の交流電力又は直流電力に変換して供給する。電源部121の電力は、制御部123、放電制御部125、温度検出部127、ヒータ駆動部129、被処理流体用ポンプ109、冷却媒体用ポンプ113に供給される。   The power supply unit 121 is configured to include, for example, a battery, and converts DC power from the battery into AC power or DC power having an appropriate voltage for supply. Alternatively, AC power having a commercial frequency is converted into AC power or DC power having an appropriate voltage and supplied. The power of the power supply unit 121 is supplied to the control unit 123, the discharge control unit 125, the temperature detection unit 127, the heater driving unit 129, the fluid pump 109 to be processed, and the cooling medium pump 113.

放電制御部125は、電源部121から供給される電力を、制御部123からの制御信号に応じた電圧の交流電力に変換し、その変換後の電力を装置側導電体用端子141及び導電体用端子117を介して導電体5に供給する。放電制御部125は、例えば、インバータや変圧器等の電源回路を含んで構成されている。導電体5では、放電制御部125により印加された電圧に応じた量の放電が行われる。   The discharge control unit 125 converts the power supplied from the power supply unit 121 into AC power having a voltage corresponding to the control signal from the control unit 123, and converts the converted power into the device-side conductor terminal 141 and the conductor. It is supplied to the conductor 5 through the terminal 117 for use. For example, the discharge control unit 125 includes a power supply circuit such as an inverter or a transformer. In the conductor 5, an amount of discharge corresponding to the voltage applied by the discharge control unit 125 is performed.

温度検出部127は、例えば、温度検出素子115が温度変化により抵抗値が変化する抵抗体により構成されている場合、電源部121から供給される電力を適宜な電圧の直流電力又は交流電力に変換し、その変換した電力を装置側センサ用端子143及びセンサ用端子118を介して温度検出素子115に供給する。そして、温度検出素子115は、温度検出素子115の抵抗値を検出し、その検出した抵抗値に応じた信号を制御部123に出力する。温度検出素子115は、検出した抵抗値に基づいて温度検出素子115の温度を算出し、その算出値に応じた信号を制御部123に出力してもよい。   For example, when the temperature detection element 115 is configured by a resistor whose resistance value changes due to a temperature change, the temperature detection unit 127 converts the power supplied from the power supply unit 121 into DC power or AC power of an appropriate voltage. Then, the converted electric power is supplied to the temperature detection element 115 via the device-side sensor terminal 143 and the sensor terminal 118. Then, the temperature detection element 115 detects the resistance value of the temperature detection element 115 and outputs a signal corresponding to the detected resistance value to the control unit 123. The temperature detection element 115 may calculate the temperature of the temperature detection element 115 based on the detected resistance value and output a signal corresponding to the calculated value to the control unit 123.

ヒータ駆動部129は、電源部121から供給される電力を、制御部123からの制御信号に応じた電圧の直流電力又は交流電力に変換し、その変換した電力を装置側ヒータ用導電体145及びヒータ用導電体119を介してヒータ116に供給する。ヒータ駆動部129は、例えば、整流回路や変圧器等の電源回路を含んで構成されている。ヒータ116では、ヒータ駆動部129により印加された電圧に応じた量の発熱が行われる。   The heater drive unit 129 converts the power supplied from the power supply unit 121 into DC power or AC power having a voltage corresponding to a control signal from the control unit 123, and converts the converted power into the device-side heater conductor 145 and The heat is supplied to the heater 116 via the heater conductor 119. The heater driving unit 129 includes a power supply circuit such as a rectifier circuit or a transformer, for example. The heater 116 generates heat in an amount corresponding to the voltage applied by the heater driving unit 129.

被処理流体用ポンプ109及び冷却媒体用ポンプ113はそれぞれ、例えば、特に図示しないが、ポンプの駆動源としてのモータと、当該モータを駆動するモータドライバとを含んで構成されており、モータドライバは、電源部121から供給される電力を、制御部123からの制御信号に応じた電圧の交流電力又は直流電力に変換してモータに印加する。モータは、印加された電圧に応じた回転数で回転し、ひいては、印加された電圧に応じた力が被処理流体や冷却媒体に加えられる。   Each of the fluid pump 109 and the cooling medium pump 113 includes, for example, a motor as a pump drive source and a motor driver that drives the motor, although not particularly illustrated. The electric power supplied from the power supply unit 121 is converted into AC power or DC power having a voltage corresponding to a control signal from the control unit 123 and applied to the motor. The motor rotates at the number of rotations corresponding to the applied voltage, and consequently a force corresponding to the applied voltage is applied to the fluid to be processed and the cooling medium.

入力部131は、ユーザの操作を受け付け、ユーザの操作に応じた信号を制御部123に出力する。例えば、入力部131は、反応装置100の駆動開始操作、駆動停止操作、温度設定や流量制御に係る各種のパラメータの設定操作を受け付け、操作に応じた信号を出力する。入力部131は、例えば、各種スイッチを含んだ制御パネルやキーボードにより構成されている。   The input unit 131 receives a user operation and outputs a signal corresponding to the user operation to the control unit 123. For example, the input unit 131 receives a drive start operation, a drive stop operation, various temperature setting operations related to temperature setting and flow rate control of the reaction apparatus 100, and outputs a signal corresponding to the operation. The input unit 131 includes, for example, a control panel including various switches and a keyboard.

制御部123は、例えば、特に図示しないが、CPU、ROM、RAM及び外部記憶装置を備えたコンピュータにより構成されている。制御部123は、温度検出部127や入力部131からの信号に基づいて、放電制御部125、ヒータ駆動部129、被処理流体用ポンプ109及び冷却媒体用ポンプ113に制御信号を出力する。   For example, although not particularly illustrated, the control unit 123 is configured by a computer including a CPU, a ROM, a RAM, and an external storage device. The control unit 123 outputs control signals to the discharge control unit 125, the heater driving unit 129, the fluid to be processed pump 109, and the cooling medium pump 113 based on signals from the temperature detection unit 127 and the input unit 131.

例えば、制御部123は、入力部131から反応装置100の駆動開始操作に応じた信号が入力された場合には、導電体5への電力の供給を開始するように放電制御部125に制御信号を出力し、入力部131から反応装置100の駆動停止操作に応じた信号が入力された場合には、導電体5への電力の供給を停止するように放電制御部125に制御信号を出力する。   For example, when a signal corresponding to a driving start operation of the reaction apparatus 100 is input from the input unit 131, the control unit 123 controls the discharge control unit 125 to start supplying power to the conductor 5. Is output from the input unit 131 and a control signal is output to the discharge control unit 125 so as to stop the supply of power to the conductor 5. .

また、例えば、制御部123は、温度検出部127により検出される温度が、プラズマ発生体1が効率的にプラズマを発生させることができる温度として設定された所定の目標温度に達していないと判定した場合は、導電体5へ供給する電力を、通常運転時に供給する電力よりも増加させるように、放電制御部125に制御信号を出力し、プラズマ発生体1が目標温度に到達した場合には、導電体5へ供給する電力を通常運転時に供給する電力に維持するように、放電制御部125に制御信号を出力する。   For example, the control unit 123 determines that the temperature detected by the temperature detection unit 127 has not reached a predetermined target temperature set as a temperature at which the plasma generator 1 can efficiently generate plasma. In such a case, when the plasma generator 1 reaches the target temperature, a control signal is output to the discharge controller 125 so that the power supplied to the conductor 5 is increased more than the power supplied during normal operation. Then, a control signal is output to the discharge control unit 125 so that the power supplied to the conductor 5 is maintained at the power supplied during normal operation.

また、例えば、制御部123は、温度検出部127により検出される温度が、プラズマ発生体1が効率的にプラズマを発生させることができる温度として設定された所定の目標温度に達していないと判定した場合は、ヒータ116へ電力を供給し、又は、ヒータ116へ供給する電力を増加させるように、ヒータ駆動部129に制御信号を出力する。そして、プラズマ発生体1が目標温度に到達した場合には、ヒータ116へ供給する電力を減少させ、又は、ヒータ116への電力の供給を停止するように、ヒータ駆動部129に制御信号を出力する。   For example, the control unit 123 determines that the temperature detected by the temperature detection unit 127 has not reached a predetermined target temperature set as a temperature at which the plasma generator 1 can efficiently generate plasma. In this case, a control signal is output to the heater driving unit 129 so that power is supplied to the heater 116 or power supplied to the heater 116 is increased. When the plasma generator 1 reaches the target temperature, a control signal is output to the heater drive unit 129 so that the power supplied to the heater 116 is reduced or the supply of power to the heater 116 is stopped. To do.

また、例えば、制御部123は、温度検出部127により検出される温度と、プラズマ発生体1が効率的にプラズマを発生させることができる温度、あるいは、プラズマ発生体1や反応装置本体部101が安全に運転される温度として設定された所定の目標温度とを比較し、検出された温度が目標温度よりも高い場合には冷却媒体の流速を高く、低い場合には冷却媒体の流速を低くするように、冷却媒体用ポンプ113へ制御信号を出力する。   In addition, for example, the control unit 123 may detect the temperature detected by the temperature detection unit 127 and the temperature at which the plasma generator 1 can efficiently generate plasma, or the plasma generator 1 and the reaction device main body 101. Compared with a predetermined target temperature set as a safe operating temperature, if the detected temperature is higher than the target temperature, the flow rate of the cooling medium is increased, and if it is lower, the flow rate of the cooling medium is decreased In this manner, a control signal is output to the cooling medium pump 113.

また、例えば、制御部123は、温度検出部127により検出される温度が、プラズマ発生体1が効率的にプラズマを発生させることができる温度として設定された所定の目標温度に達していないと判定した場合は、被処理流体の流速を低く、達したと判定した場合は、被処理流体の流速を高くするように、被処理流体用ポンプ109へ制御信号を出力する。   For example, the control unit 123 determines that the temperature detected by the temperature detection unit 127 has not reached a predetermined target temperature set as a temperature at which the plasma generator 1 can efficiently generate plasma. In this case, when it is determined that the flow rate of the fluid to be processed is low and reached, a control signal is output to the pump 109 for fluid to be processed so as to increase the flow velocity of the fluid to be processed.

また、例えば、制御部123は、温度検出部127により検出される温度と、プラズマ発生体1や反応装置本体部101が安全に運転される温度として設定された所定の温度範囲とを比較し、検出された温度が設定された温度範囲を超えた場合には、不図示の表示装置やスピーカ等の報知部に、異常の発生を報知するように制御信号を出力する。   Further, for example, the control unit 123 compares the temperature detected by the temperature detection unit 127 with a predetermined temperature range set as a temperature at which the plasma generator 1 or the reaction device main body unit 101 is safely operated, When the detected temperature exceeds the set temperature range, a control signal is output so as to notify the occurrence of abnormality to a notifying unit such as a display device or a speaker (not shown).

以上の第2の実施形態によれば、反応装置100は、第1の実施形態のプラズマ発生体1と、放電空間3に被処理流体を供給する供給管105と、放電空間3でプラズマ発生を行なって被処理流体を化学変化させた反応流体を排出するための排出管107とを備えているから、第1の実施形態と同様に、プラズマ発生体1の耐久性の向上やプラズマ発生体1の小型化の効果が得られ、ひいては、反応装置100の耐久性の向上や小型化の効果が得られる。   According to the second embodiment described above, the reactor 100 generates plasma in the plasma generator 1 of the first embodiment, the supply pipe 105 that supplies the fluid to be treated to the discharge space 3, and the discharge space 3. And a discharge pipe 107 for discharging the reaction fluid obtained by chemically changing the fluid to be treated. As in the first embodiment, the durability of the plasma generator 1 can be improved and the plasma generator 1 can be improved. As a result, the durability of the reactor 100 can be improved and the size reduction effect can be obtained.

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気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、ダイオキシン分解、花粉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空洞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。   The present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention. For example, in the above description, purification of exhaust gas such as diesel engines used in automobiles, ships, generators, etc. has been described. However, the present invention is applied to plasma generators and their reaction devices used for other purposes. May be. For example, the present invention can be applied to an air cleaning device used for deodorization, dioxin decomposition, pollen decomposition and the like, a plasma generator and a reaction device mounted on plasma etching, a thin film device and the like. In addition, the present invention can be applied to a plasma generator and its reaction apparatus for reacting or decomposing a fluid passing through a cavity by a plasma reaction.

本発明の第1の実施の形態によるプラズマ発生体の構成例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration example of a plasma generator according to the first embodiment of the present invention. (a)は、図1のプラズマ発生体の平面図であり、(b)は、(a)の図1のプラズマ発生体の側面図である。(A) is a top view of the plasma generator of FIG. 1, (b) is a side view of the plasma generator of FIG. 1 of (a). (a)は、図2(a)のプラズマ発生体のA−A’線における断面図、(b)は、図2(b)のB−B’線における断面図、(c)は、図2(b)のC−C‘線における断面図である。2A is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the plasma generator of FIG. 2A, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 2B, and FIG. It is sectional drawing in CC 'line of 2 (b). 本発明の第1の実施の形態によるプラズマ発生体の他の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other structural example of the plasma generator by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る反応装置の構造的な構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structural structure of the reaction apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図5の反応装置の電気系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric system of the reaction apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,11・・・プラズマ発生体
2・・・・・・基体
3・・・・・・誘電体
4・・・・・・支持部
6・・・・・・空洞
5a,5b・・・導電体
7a,7b・・・外部端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 ... Plasma generator 2 ... Base | substrate 3 ... Dielectric 4 ... Supporting part 6 ... Cavity 5a, 5b ... Conductivity Body 7a, 7b ... external terminal

Claims (11)

一方向に配列された複数の誘電体と、該各誘電体の内部に配設された導電体とを有し、前記導電体間に電圧を印加することにより前記誘電体の間の放電空間にプラズマを発生可能なプラズマ発生体であって、
前記誘電体が4つ以上であり、
前記誘電体の配列方向における中央部の前記放電空間を挟んで対向する前記導電体間の対向面積は、前記配列方向における端部の前記放電空間を挟んで対向する前記導電体間の対向面積よりも小さいプラズマ発生体。
A plurality of dielectrics arranged in one direction and a conductor disposed inside each of the dielectrics, and a voltage is applied between the conductors to form a discharge space between the dielectrics; A plasma generator capable of generating plasma,
4 or more of the dielectrics;
The facing area between the conductors facing each other across the discharge space at the center in the arrangement direction of the dielectric is larger than the facing area between the conductors facing across the discharge space at the end in the arrangement direction. Even a small plasma generator.
前記誘電体が偶数個存在する場合、前記誘電体の配列方向における中央の前記放電空間を挟んで対向する前記導電体間の対向面積は、前記端部の前記放電空間を挟んで対向する前記導電体間の対向面積よりも小さい請求項1に記載のプラズマ発生体。   In the case where there are an even number of the dielectrics, the opposing area between the conductors facing each other across the discharge space at the center in the arrangement direction of the dielectrics is equal to the conductive surfaces facing each other across the discharge space at the end. The plasma generator according to claim 1, wherein the plasma generator is smaller than an opposing area between the bodies. 前記誘電体が奇数個存在する場合、前記誘電体の配列方向の中央において隣接する2つの前記放電空間のうち一方を挟んで対向する1組の前記導電体間の対向面積、又は前記2つの各放電空間を挟んで対向する2組の前記導電体間の対向面積は、前記端部の前記放電空間を挟んで対向する前記導電体間の対向面積よりも小さい請求項1に記載のプラズマ発生体。   When there are an odd number of dielectrics, the opposing area between a pair of the conductors facing each other across one of the two discharge spaces adjacent in the center in the arrangement direction of the dielectrics, or each of the two 2. The plasma generator according to claim 1, wherein a facing area between the two sets of conductors facing each other across the discharge space is smaller than a facing area between the conductors facing each other across the discharge space at the end. . 前記中央において隣接する2つの前記放電空間の間の誘電体の内部に配設された第1導電体と、該第1導電体と隣接する第2導電体との間の対向面積は、前記第1導電体を挟んで対向する前記第2導電体間の対向面積よりも小さい請求項3に記載のプラズマ発生体。   The opposing area between the first conductor disposed in the dielectric between the two discharge spaces adjacent in the center and the second conductor adjacent to the first conductor is The plasma generator according to claim 3, wherein the plasma generator is smaller than a facing area between the second conductors facing each other across one conductor. 前記中央の前記放電空間を挟んで対向する2つの前記導電体のうち少なくとも一方は、平面視したときに、前記2つの導電体のうち他方の前記導電体の外縁の内側において貫通孔を有する請求項2に記載のプラズマ発生体。   At least one of the two conductors facing each other across the discharge space at the center has a through hole inside the outer edge of the other conductor of the two conductors when viewed in plan. Item 3. The plasma generator according to Item 2. 前記誘電体の配列方向の中央部において隣接する2つの前記放電空間をそれぞれ挟んで対向する3つの前記導電体のうち少なくとも1つの前記導電体は、前記3つの導電体のうち該少なくとも1つの導電体に隣接する前記導電体の外縁の内側において貫通孔を有する請求項3に記載のプラズマ発生体。   At least one of the three conductors facing each other across the two discharge spaces adjacent to each other in the center of the arrangement direction of the dielectrics is the at least one of the three conductors. The plasma generator according to claim 3, wherein the plasma generator has a through hole inside an outer edge of the conductor adjacent to the body. 前記中央の放電空間を挟んで対向する2つの前記導電体のうち少なくとも一方は、前記中央の放電空間の中央部に対応する位置に貫通孔を有する請求項2に記載のプラズマ発生体。   The plasma generator according to claim 2, wherein at least one of the two conductors facing each other across the central discharge space has a through hole at a position corresponding to a central portion of the central discharge space. 前記隣接する2つの放電空間をそれぞれ挟んで対向する3つの前記導電体のうち少なくとも1つは、前記2つの放電空間のうち隣接する少なくとも一方の放電空間の中央部に対応する位置に貫通孔を有する請求項3に記載のプラズマ発生体。   At least one of the three conductors facing each other across the two adjacent discharge spaces has a through hole at a position corresponding to a central portion of at least one of the two discharge spaces adjacent to each other. The plasma generator according to claim 3. 前記導電体間の対向面積は、前記誘電体の配列方向における端部から中央部に向かうにつれて漸次小さくなる請求項1から請求項8のいずれかに記載のプラズマ発生体。   The plasma generator according to any one of claims 1 to 8, wherein an opposing area between the conductors gradually decreases from an end portion to a center portion in the arrangement direction of the dielectrics. 請求項1から請求項9のいずれかに記載のプラズマ発生体を製造するための製造方法であって、
前記誘電体および該誘電体の内部に配設された前記導電体を、複数のセラミックグリーンシートと該セラミックグリーンシートの間に配置された導電ペーストを同時に焼成することにより形成するプラズマ発生体の製造方法。
A manufacturing method for manufacturing the plasma generator according to any one of claims 1 to 9,
Production of plasma generator, wherein said dielectric and said conductor disposed inside said dielectric are formed by simultaneously firing a plurality of ceramic green sheets and a conductive paste disposed between said ceramic green sheets Method.
請求項1から請求項9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導電体間に交流電圧、若しくはパルス電圧を印加するための電源と、
前記誘電体間に流体を供給可能な供給部と
を備えた反応装置。
A plasma generator according to any one of claims 1 to 9,
A power source for applying an AC voltage or a pulse voltage between the conductors of the plasma generator;
A reaction apparatus comprising a supply unit capable of supplying a fluid between the dielectrics.
JP2007255340A 2007-09-28 2007-09-28 Plasma generator, method for manufacturing plasma generator, and reaction apparatus Pending JP2009087700A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007255340A JP2009087700A (en) 2007-09-28 2007-09-28 Plasma generator, method for manufacturing plasma generator, and reaction apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007255340A JP2009087700A (en) 2007-09-28 2007-09-28 Plasma generator, method for manufacturing plasma generator, and reaction apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009087700A true JP2009087700A (en) 2009-04-23

Family

ID=40660864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007255340A Pending JP2009087700A (en) 2007-09-28 2007-09-28 Plasma generator, method for manufacturing plasma generator, and reaction apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009087700A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019217442A (en) * 2018-06-19 2019-12-26 株式会社豊田中央研究所 Reactor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019217442A (en) * 2018-06-19 2019-12-26 株式会社豊田中央研究所 Reactor
JP7235382B2 (en) 2018-06-19 2023-03-08 株式会社豊田中央研究所 Reactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5466951B2 (en) Plasma generator, discharge device and reactor using plasma generator
JP2010033914A (en) Dielectric structure, and discharge device and fluid reformer using the same
JP5078792B2 (en) Dielectric structure, electric discharge device, fluid reforming device, and reaction system using dielectric structure
US7635824B2 (en) Plasma generating electrode, plasma generation device, and exhaust gas purifying device
EP1638377B1 (en) Plasma generating electrode, plasma generation device, and exhaust gas purifying apparatus
JP4863743B2 (en) Plasma generating electrode, plasma reactor and exhaust gas purification device
JP5349038B2 (en) Dielectric structure, electric discharge device, fluid reforming device, and reaction system using dielectric structure
US7771673B2 (en) Plasma generating electrode and plasma reactor
JP4448094B2 (en) Plasma generating electrode, plasma reactor, and exhaust gas purification device
JP5058199B2 (en) Discharge device and reaction device using the discharge device
JP2009110752A (en) Plasma generator, plasma generator, ozone generator, exhaust gas treatment device
JP2009233535A (en) Dielectric structure, method for manufacturing dielectric structure, discharge system and fluid modification device using dielectric structure
JP2009087699A (en) Plasma generator, method for manufacturing plasma generator, and reaction apparatus
JP4763059B2 (en) Plasma generator and apparatus, and method for manufacturing plasma generator
JP2008251521A (en) Plasma generator, plasma generator, ozone generator, exhaust gas treatment device
JP2009087701A (en) Plasma generator, method for manufacturing plasma generator, and reaction apparatus
JP2009087700A (en) Plasma generator, method for manufacturing plasma generator, and reaction apparatus
JP2009238486A (en) Plasma generator, manufacturing method of plasma generator, and reactor
JP2009238485A (en) Plasma generator, manufacturing method of plasma generator, and reactor
JP2010029795A (en) Dielectric structure, reactor using the same and method of manufacturing dielectric structure
JP2008240648A (en) Plasma generator and reaction apparatus equipped with plasma generator
JP2008240647A (en) Plasma generator and reaction apparatus equipped with plasma generator
JP2010029794A (en) Dielectric structure, reactor using the same and method of manufacturing the reactor
JP2009107883A (en) Plasma generator and plasma generator
JP2008186687A (en) Plasma generator and method for producing plasma generator