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JP4494955B2 - Plasma generating electrode and plasma reactor - Google Patents

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JP4494955B2
JP4494955B2 JP2004365815A JP2004365815A JP4494955B2 JP 4494955 B2 JP4494955 B2 JP 4494955B2 JP 2004365815 A JP2004365815 A JP 2004365815A JP 2004365815 A JP2004365815 A JP 2004365815A JP 4494955 B2 JP4494955 B2 JP 4494955B2
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昌明 桝田
厚男 近藤
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NGK Insulators Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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  • Plasma Technology (AREA)
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Description

本発明は、プラズマ発生電極及びプラズマ反応器に関する。さらに詳しくは、互いに対向する単位電極相互間に、低い投入エネルギーで、安定なプラズマを発生させ、部分的に強い電界領域を均等に形成することが可能なプラズマ発生電極及びプラズマ反応器に関する。   The present invention relates to a plasma generating electrode and a plasma reactor. More specifically, the present invention relates to a plasma generating electrode and a plasma reactor capable of generating stable plasma with low input energy between unit electrodes facing each other and forming a partially strong electric field region evenly.

二枚の両端を固定された電極間に誘電体を配置し高電圧の交流、あるいは周期パルス電圧をかけることにより、無声放電が発生し、これによりできるプラズマ場では活性種、ラジカル、イオンが生成され、気体の反応、分解を促進することが知られており、これをエンジン排気ガスや各種の焼却炉排気ガスに含まれる有害成分の除去に利用できることが知られている。   Silent discharge occurs when a dielectric is placed between two fixed electrodes and a high voltage alternating current or periodic pulse voltage is applied. In the resulting plasma field, active species, radicals, and ions are generated. It is known that gas reaction and decomposition are promoted, and it can be used to remove harmful components contained in engine exhaust gas and various incinerator exhaust gases.

例えば、エンジン排気ガスや各種の焼却炉排気ガスを、プラズマ場内を通過させることによって、このエンジン排気ガスや各種の焼却炉排気ガス中に含まれる、例えば、窒素酸化物(NOx)、カーボン微粒子(PM:Particulate Matter)、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)等を処理する、プラズマ排ガス処理システムが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−164925号公報
For example, by passing engine exhaust gas and various incinerator exhaust gases through the plasma field, for example, nitrogen oxide (NO x ), carbon fine particles contained in the engine exhaust gas and various incinerator exhaust gases A plasma exhaust gas treatment system that treats (PM: Particulate Matter), hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), and the like is disclosed (for example, see Patent Document 1).
JP 2001-164925 A

しかしながら、上述したプラズマ排ガス処理システムに用いられるプラズマ発生電極においては、安定かつ均一なプラズマを低エネルギーで発生させることができないという問題があった。特に、従来の平行平板方式の誘電体を利用したバリア放電形成では、誘電体の厚さの分だけ、実質的な電極としての導電体の相互間の距離が長くなるため、高いエネルギー注入が必要であるという問題があった。   However, the plasma generating electrode used in the plasma exhaust gas treatment system described above has a problem that stable and uniform plasma cannot be generated with low energy. In particular, in the barrier discharge formation using a conventional parallel plate type dielectric, the distance between the conductors as the substantial electrode is increased by the thickness of the dielectric, so high energy injection is required. There was a problem of being.

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、互いに対向する単位電極相互間に、低い投入エネルギーで、安定なプラズマを発生させ、部分的に強い電界領域を均等に形成することが可能なプラズマ発生電極及びプラズマ反応器を提供する。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and can generate a stable plasma with low input energy between unit electrodes facing each other to form a partially strong electric field region evenly. Possible plasma generating electrodes and plasma reactors are provided.

本発明は、以下のプラズマ発生電極及びプラズマ反応器を提供するものである。   The present invention provides the following plasma generating electrode and plasma reactor.

[1]互いに対向する二つ以上の単位電極を備え、前記単位電極相互間に電圧を印加することによってプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極であって、互いに対向する前記単位電極のうちの少なくとも一方が、板状のセラミック誘電体と、前記セラミック誘電体の内部に、その膜厚方向に間隔を隔てた状態で配設された複数の導電膜とを有し、前記単位電極を構成する複数の前記導電膜のうちの少なくとも枚に、前記膜厚方向に貫通した複数の貫通孔が、それぞれの前記導電膜において異なる配列パターン及び/又は異なる開口面積となるように形成されてなり、前記膜厚方向に垂直な平面における、一の前記導電膜の複数の前記貫通孔の形成位置と、他の前記導電膜の複数の前記貫通孔の形成位置との少なくとも一部が重なるように構成されてなるプラズマ発生電極。 [1] A plasma generating electrode that includes two or more unit electrodes facing each other and is capable of generating plasma by applying a voltage between the unit electrodes. of at least one of a plate-shaped ceramic dielectric, inside the ceramic dielectric, and a plurality of conductive films arranged in a state spaced intervals in a thickness direction, the unit electrode A plurality of through holes penetrating in the film thickness direction are formed in at least two of the plurality of the conductive films constituting the film so as to have different arrangement patterns and / or different opening areas in the respective conductive films. Do Ri, in a plane perpendicular to the thickness direction, and the formation position of the plurality of through holes one of said conductive film, at least a portion of the formation positions of the plurality of the through-hole of the other of the conductive film weight Plasma generating electrode ing is configured so that.

]前記貫通孔の形状が、前記膜厚方向に垂直な平面で切断した断面形状が一部に円弧を含む形状である前記[1]に記載のプラズマ発生電極。 [ 2 ] The plasma generating electrode according to [1 ] , wherein the shape of the through hole is such that a cross-sectional shape cut along a plane perpendicular to the film thickness direction includes a part of an arc.

]前記単位電極が、二以上の導電端子をさらに有し、複数の前記導電膜にそれぞれ別の電圧を印加することが可能な前記[1]又は[2]に記載のプラズマ発生電極。 [ 3 ] The plasma generating electrode according to [1] or [2] , wherein the unit electrode further includes two or more conductive terminals and can apply different voltages to the plurality of conductive films.

]前記単位電極が、複数の前記導電膜がそれぞれ同一の電源に接続可能な一つの導電端子をさらに有し、複数の前記導電膜に同一の電圧を印加することが可能な前記[1]又は[2]に記載のプラズマ発生電極。 [ 4 ] The unit electrode further includes one conductive terminal to which the plurality of conductive films can be connected to the same power source, and the same voltage can be applied to the plurality of conductive films. ] Or the plasma generating electrode according to [2] .

]前記導電膜が、前記セラミック誘電体にスクリーン印刷、カレンダーロール、スプレー、インクジェット、化学蒸着、又は物理蒸着されて配設されたものである前記[1]〜[]のいずれかに記載のプラズマ発生電極。 [ 5 ] Any one of [1] to [ 4 ], wherein the conductive film is disposed on the ceramic dielectric by screen printing, calender roll, spray, ink jet, chemical vapor deposition, or physical vapor deposition. The plasma generating electrode as described.

]前記[1]〜[]のいずれかに記載のプラズマ発生電極と、ガスの流路となるガス流路を内部に有するケース体とを備え、前記ケース体の前記ガス流路にガスが導入されたときに、前記プラズマ発生電極で発生したプラズマにより前記ガスに含まれる成分を反応させることが可能なプラズマ反応器。 [6] above [1] to [5] and the plasma generating electrode according to any one of, and a case body having therein a gas flow path including a flow path for gas, the gas flow before Symbol casing A plasma reactor capable of causing a component contained in the gas to react with the plasma generated at the plasma generating electrode when the gas is introduced into the channel.

]前記プラズマ発生電極に電圧を印加するための一つ以上のパルス電源をさらに備えた前記[]に記載のプラズマ反応器。 [ 7 ] The plasma reactor according to [ 6 ], further comprising one or more pulse power sources for applying a voltage to the plasma generating electrode.

]前記パルス電源が、その内部に少なくとも一つのSIサイリスタを有する前記[]に記載のプラズマ反応器。 [ 8 ] The plasma reactor according to [ 7 ], wherein the pulse power source includes at least one SI thyristor therein.

本発明のプラズマ発生電極は、互いに対向する単位電極相互間に、低い投入エネルギーで、安定なプラズマを発生させ、部分的に強い電界領域を均等に形成することができる。また、本発明のプラズマ反応器は、上述したプラズマ発生電極を備えてなることから、低い投入エネルギーで所定の成分を含むガスを反応させることができる。   The plasma generating electrode of the present invention can generate stable plasma with low input energy between unit electrodes facing each other, and can form a partially strong electric field region evenly. In addition, since the plasma reactor of the present invention includes the above-described plasma generation electrode, it is possible to react a gas containing a predetermined component with low input energy.

以下、図面を参照して、本発明のプラズマ発生電極及びプラズマ反応器の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。   Hereinafter, embodiments of a plasma generating electrode and a plasma reactor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not construed as being limited thereto, and the scope of the present invention is not limited thereto. Various changes, modifications, and improvements can be made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the scope.

図1は、プラズマ発生電極の構成を模式的に示す斜視図である。図1に示すように、本実施の形態のプラズマ発生電極1は、互いに対向する二つ以上の単位電極2を備え、単位電極2相互間に電圧を印加することによってプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極1であって、互いに対向する単位電極2のうちの少なくとも一方が、板状のセラミック誘電体3と、このセラミック誘電体3の内部に、その膜厚方向に間隔を隔てた状態で配設された複数の導電膜4とを有し、図3に示すように、単位電極2を構成する複数の導電膜4のうちの少なくとも枚に、膜厚方向に貫通した複数の貫通孔5がそれぞれの導電膜4において異なる配列パターン及び/又は異なる開口面積となるように形成されてなり、膜厚方向に垂直な平面における、一の導電膜4aの複数の貫通孔5aの形成位置と、他の導電膜4bの複数の貫通孔5bの形成位置との少なくとも一部が重なるように構成されてなるものである。このように構成することによって、互いに対向する単位電極2相互間に、低い投入エネルギーで、安定なプラズマを発生させ、部分的に強い電界領域を均等に形成することができる。なお、単位電極2を構成する複数の導電膜4において、一つの単位電極2の内部に対向配置された導電膜4の間はセラミック誘電体3で満たされている。 Figure 1 is a perspective view showing the configuration of a flop plasma generating electrode schematically. As shown in FIG. 1, the plasma generating electrode 1 according to the present embodiment includes two or more unit electrodes 2 facing each other, and can generate plasma by applying a voltage between the unit electrodes 2. a plasma generating electrode 1, at least one of the unit electrodes 2 facing each other, the ceramic dielectric 3 plate-shaped, the inside of the ceramic dielectric 3, spaced intervals in a thickness direction A plurality of conductive films 4 arranged in a state, and as shown in FIG. 3, at least two of the plurality of conductive films 4 constituting the unit electrode 2 have a plurality of penetrated in the film thickness direction. Ri through hole 5 is Na are formed to be different sequence patterns and / or different opening areas in each of the conductive film 4, in a plane perpendicular to the thickness direction, a plurality of through-holes 5a of one conductive film 4a Formation position and other guidance At least a portion of the formation positions of the plurality of through-holes 5b of the film 4b is shall such is configured to overlap. With this configuration, it is possible to generate a stable plasma with low input energy between unit electrodes 2 facing each other, and to form a partially strong electric field region evenly. In the plurality of conductive films 4 constituting the unit electrode 2, the gap between the conductive films 4 disposed so as to face each other inside one unit electrode 2 is filled with the ceramic dielectric 3.

現在、プラズマを発生させるための電極としては、一枚の導電体(導電膜)を誘電体の中に配設したバリア放電型の電極や、対向配置された導電体(導電膜)の少なくとも一方の表面に誘電体を配設したバリア放電型の電極等が主流であり、このようなバリア放電型の電極は、スパーク等の片寄った放電を減少させることができ、より均一なプラズマを発生させることができる。しかし、実際には、単に誘電体を用いただけでは、その誘電体の全面に均一な電位を持つような放電を生じさせることは困難であり、特に、導電体(導電膜)が板状の場合には、誘電体の表面の不特定箇所に点を起点とする局所的な放電が起こり、十分に均一といえるプラズマを発生させることは困難であった。また、導電体の相互間に誘電体を挟むため、放電空間を確保するためには、導電体の相互間距離が長くなり、高い放電電圧を必要とし、結果として高い投入エネルギーを要するという問題があった。   At present, as an electrode for generating plasma, at least one of a barrier discharge type electrode in which a single conductor (conductive film) is disposed in a dielectric and a conductive film (conductive film) disposed opposite to each other. Barrier discharge type electrodes with dielectrics on the surface are the mainstream, and such barrier discharge type electrodes can reduce the biased discharge such as sparks and generate more uniform plasma. be able to. In practice, however, it is difficult to generate a discharge having a uniform potential over the entire surface of the dielectric simply by using a dielectric, especially when the conductor (conductive film) is plate-shaped. However, it is difficult to generate a plasma that can be said to be sufficiently uniform because a local discharge starting from a point occurs at an unspecified part of the surface of the dielectric. In addition, since the dielectric is sandwiched between the conductors, in order to secure a discharge space, the distance between the conductors becomes long, a high discharge voltage is required, and as a result, a high input energy is required. there were.

図1に示すように、本実施の形態のプラズマ発生電極1においては、導電膜4のうちの少なくとも一枚に形成された複数の貫通孔5の外周部が放電の起点となるとともに、その導電膜4に、例えば、所定の配列パターンとなるように複数の貫通孔5が形成されていることから、従来のバリア放電型の電極と比較して、より均一なプラズマを発生させることができる。また、例えば、導電膜4が一枚であると、その導電膜4に貫通孔5を形成した場合に、その貫通孔5の内側(空隙部)は放電が起きないことになるが、本実施の形態のプラズマ発生電極1においては、複数の導電膜4を配設することにより、例えば、一の導電膜4aに形成された貫通孔5aの空隙部には、他の導電膜4bにより放電を生じさせることが可能となり、均一なプラズマを効率よく発生させることができる。このようなことから、本実施の形態のプラズマ発生電極1は、所定の成分を含むガスを反応させるプラズマ反応器、例えば、自動車のエンジンや燃焼炉等から排出される排気ガスを処理する排気ガス処理装置や、空気等に含まれる酸素を反応させてオゾンを精製するオゾナイザ等に用いることができる。   As shown in FIG. 1, in the plasma generating electrode 1 of the present embodiment, the outer periphery of a plurality of through holes 5 formed in at least one of the conductive films 4 serves as a starting point of discharge, and the conductive For example, since a plurality of through holes 5 are formed in the film 4 so as to have a predetermined arrangement pattern, more uniform plasma can be generated as compared with a conventional barrier discharge type electrode. Further, for example, when the conductive film 4 is a single sheet, when the through hole 5 is formed in the conductive film 4, no discharge occurs inside the through hole 5 (gap portion). In the plasma generating electrode 1 of the form, by disposing a plurality of conductive films 4, for example, the voids of the through holes 5 a formed in one conductive film 4 a are discharged by another conductive film 4 b. Therefore, uniform plasma can be generated efficiently. For this reason, the plasma generating electrode 1 of the present embodiment is an exhaust gas for treating exhaust gas discharged from a plasma reactor that reacts with a gas containing a predetermined component, for example, an automobile engine or a combustion furnace. It can be used for a processing apparatus, an ozonizer for purifying ozone by reacting oxygen contained in air or the like.

図1に示すプラズマ発生電極1においては、セラミック誘電体3の内部に導電膜4が二枚配設され、その一枚に複数の貫通孔5が形成されているが、本実施の形態のプラズマ発生電極1においては、図2に示すように、単位電極2を構成する複数の導電膜4(図2においては二枚の導電膜4a,4b)の少なくとも二枚(図2においては二枚全て)に、複数の貫通孔5(5a,5b)が形成されている。なお、本実施形態のプラズマ発生電極においては、それぞれの導電膜4a,4bにおいて異なる配列パターン及び/又は異なる開口面積となるように形成されてなるものである。実際、導電膜4が一枚であると、貫通孔5を形成することにより導電膜4の表面積が減少して高密度のプラズマを発生させることが難しくなるのであるが、このように構成することによって、導電膜4の実質的な表面積を減少させることなく、導電膜4の表面に対する貫通孔5の占める割合が増加し、より安定したプラズマを発生させることができる。 In the plasma generating electrode 1 shown in FIG. 1, two conductive films 4 are disposed inside the ceramic dielectric 3, and a plurality of through holes 5 are formed on one of the conductive films 4. In the generation electrode 1, as shown in FIG . 2, at least two of the plurality of conductive films 4 (two conductive films 4a and 4b in FIG. 2) constituting the unit electrode 2 (all two in FIG. 2). ), A plurality of through holes 5 (5a, 5b) are formed. Note that in the plasma generating electrode of this embodiment, each of the conductive films 4a, Ru der made is formed to be different sequence patterns and / or different opening areas in 4b. In fact, if the number of the conductive films 4 is one, it is difficult to generate high-density plasma by reducing the surface area of the conductive film 4 by forming the through holes 5. Thus, the ratio of the through holes 5 to the surface of the conductive film 4 is increased without reducing the substantial surface area of the conductive film 4, and more stable plasma can be generated.

また、本実施の形態のプラズマ発生電極1においては、貫通孔5の形状が、膜厚方向に垂直な平面で切断した断面形状が一部に円弧を含む形状であることが好ましい。このように断面形状が一部に円弧を含む形状であると、貫通孔5の形状に沿って比較的に強い放電を連続的に起させ、安定かつ均一なプラズマを単位電極2相互間の全域に発生させることができる。なお、図1及び図2においては、膜厚方向に垂直な平面で切断した断面の形状が円形である貫通孔5を示しているが、これに限定されることはなく、楕円形や、多角形の頂点が円弧状に丸められた形状等であってもよい。貫通孔5の膜厚方向に垂直な平面で切断した断面の形状が多角形等であると、その頂点に相当する部分に放電が集中して、均一なプラズマを発生させることができない恐れがある。   Moreover, in the plasma generating electrode 1 of this Embodiment, it is preferable that the shape of the through-hole 5 is a shape where the cross-sectional shape cut | disconnected by the plane perpendicular | vertical to a film thickness direction contains a circular arc in part. Thus, when the cross-sectional shape is a shape including a circular arc in part, a relatively strong discharge is continuously caused along the shape of the through-hole 5, and stable and uniform plasma is generated across the entire area between the unit electrodes 2. Can be generated. 1 and 2, the through hole 5 having a circular cross section cut by a plane perpendicular to the film thickness direction is shown, but the present invention is not limited to this. A shape in which a vertex of a square is rounded in an arc shape may be used. If the shape of the cross section cut by a plane perpendicular to the film thickness direction of the through-hole 5 is a polygon or the like, the discharge may concentrate on a portion corresponding to the apex, and uniform plasma may not be generated. .

2に示すように、単位電極2を構成する複数の導電膜4の少なくとも二枚に、複数の貫通孔5a,5bが形成された場合、膜厚方向に垂直な平面における、一の導電膜4aの複数の貫通孔5aの形成位置と、他の導電膜4bの複数の貫通孔5bの形成位置とがそれぞれ異なるように構成することもできるが、本実施形態のプラズマ発生電極においては、図3に示すように、単位電極2を構成する複数の導電膜4の少なくとも二枚に、複数の貫通孔5が形成された場合、膜厚方向に垂直な平面における、一の導電膜4aの複数の貫通孔5aの形成位置と、他の導電膜4bの複数の貫通孔5bの形成位置との少なくとも一部が重なるように構成されていることが必要である As shown in FIG. 2, when a plurality of through holes 5a and 5b are formed in at least two of the plurality of conductive films 4 constituting the unit electrode 2, one conductive film in a plane perpendicular to the film thickness direction is formed. Although the formation positions of the plurality of through holes 5a of 4a and the formation positions of the plurality of through holes 5b of the other conductive film 4b may be different from each other , in the plasma generating electrode of the present embodiment, 3, when a plurality of through holes 5 are formed in at least two of the plurality of conductive films 4 constituting the unit electrode 2, a plurality of one conductive film 4 a in a plane perpendicular to the film thickness direction is formed. It is necessary that at least a part of the formation position of the through hole 5a and the formation position of the plurality of through holes 5b of the other conductive film 4b overlap each other .

本実施の形態のプラズマ発生電極1においては、問題とならない程度ではあるが、実質的に導電膜4が配設されていない貫通孔5の内側(空隙部)に発生するプラズマは、単位電極2相互間の他の部分に発生するプラズマと比較して強度が弱くなることがあるが、図2に示すように、膜厚方向に垂直な平面における、一の導電膜4aの複数の貫通孔5aの形成位置と、他の導電膜4bの複数の貫通孔5bの形成位置とがそれぞれ異なるように構成することにより、一の導電膜4aの貫通孔5aが形成されている領域には、他の導電膜4bによって放電が起こるために、単位電極2相互間全域に、より均一なプラズマを発生させることができる。   In the plasma generating electrode 1 of the present embodiment, the plasma generated in the inside (void) of the through hole 5 where the conductive film 4 is not substantially disposed is the unit electrode 2 although this is not a problem. Although the intensity may be lower than that of plasma generated in other portions between each other, as shown in FIG. 2, a plurality of through holes 5a of one conductive film 4a in a plane perpendicular to the film thickness direction. And the formation positions of the plurality of through holes 5b of the other conductive film 4b are different from each other, so that the region where the through hole 5a of the one conductive film 4a is formed has another Since discharge is generated by the conductive film 4b, more uniform plasma can be generated across the entire area between the unit electrodes 2.

図3に示すように、膜厚方向に垂直な平面における、一の導電膜4aの複数の貫通孔5aの形成位置と、他の導電膜4bの複数の貫通孔5bの形成位置との少なくとも一部が重なるような構成とした場合には、それぞれの貫通孔5a,5bの外周部に比較的に強い放電を高効率に発生させることが可能となり、放電効率を向上させることができる。   As shown in FIG. 3, at least one of the formation positions of the plurality of through holes 5a of one conductive film 4a and the formation positions of the plurality of through holes 5b of the other conductive film 4b in a plane perpendicular to the film thickness direction. In the case where the portions overlap each other, it is possible to generate a relatively strong discharge at the outer peripheral portions of the respective through holes 5a and 5b with high efficiency, and the discharge efficiency can be improved.

また、本実施の形態のプラズマ発生電極1においては、例えば、図4に示すように、複数の貫通孔5は、それぞれの貫通孔5の中心が正多角形の頂点、例えば、正三角形の頂点に位置するような配列パターンで形成されてなることが好ましい。このような規則的な配列パターンとすることにより、単位電極2表面における、単位面積当たりの貫通孔5の面積を統一することが可能となり、より均一なプラズマを発生させることができるとともに、貫通孔5の形成が容易となる。また、二枚以上の導電膜4に、それぞれ複数の貫通孔5が形成されている場合には、一の導電膜4aの貫通孔5aの配列パターンの重心の位置、例えば、それぞれの貫通孔5aの中心が正三角形の頂点に位置するような配列パターンの場合は、その正三角形の重心の位置に、他の導電膜4bの貫通孔5bの中心が位置するような配列パターンであることが好ましい。   Further, in the plasma generating electrode 1 of the present embodiment, for example, as shown in FIG. 4, the plurality of through holes 5 are arranged such that the center of each through hole 5 is a vertex of a regular polygon, for example, a vertex of an equilateral triangle. It is preferable that it is formed with an array pattern located at the position. By adopting such a regular arrangement pattern, it is possible to unify the area of the through holes 5 per unit area on the surface of the unit electrode 2 and to generate more uniform plasma. 5 is easily formed. Further, when a plurality of through holes 5 are formed in two or more conductive films 4, the position of the center of gravity of the arrangement pattern of the through holes 5a of one conductive film 4a, for example, each through hole 5a. Is an arrangement pattern in which the center of the through hole 5b of another conductive film 4b is located at the center of gravity of the equilateral triangle. .

また、図5に示すように、一の導電膜4aと、他の導電膜4bとに複数の貫通孔5a,5bが形成され、それぞれの導電膜4a,4bの貫通孔5a,5bの中心位置が同じになるような配列パターン(図5においては、貫通孔5a,5bの中心が正三角形の頂点に位置するような配列パターン)とし、それぞれの導電膜4a,4bで、貫通孔5a,5bの開口面積が異なるような構成としてもよい。このように構成することによって、強い電界領域を二重に形成することができる。   Also, as shown in FIG. 5, a plurality of through holes 5a and 5b are formed in one conductive film 4a and another conductive film 4b, and the center positions of the through holes 5a and 5b of the respective conductive films 4a and 4b. Are arranged in the same pattern (in FIG. 5, an arrangement pattern in which the centers of the through holes 5a and 5b are located at the vertices of equilateral triangles), and the through holes 5a and 5b are formed in the respective conductive films 4a and 4b. The opening area may be different. By configuring in this way, a strong electric field region can be formed twice.

また、例えば、図6に示すように、単位電極2が導電膜4を三枚有する場合には、この三枚の導電膜4のうちの膜厚方向において中心に配設された導電膜4cの貫通孔5cの開口面積が、それぞれ外側に配設された二枚の導電膜4a,4bの貫通孔5a,5bの開口面積よりも小さいことが好ましい。このように構成することによって、強い電界領域を両側の空間に均等に形成することができる。その膜厚方向に対称な形状の導電膜4を形成することにより、導電膜4を複層した単位電極2の内部構造が対称になる。このため、導電膜4を埋設した単位電極2の焼成時に発生する歪は緩和され、信頼性の高い単位電極2を得ることができる。ここで、図6は、本実施の形態のプラズマ発生電極の他の例を模式的に示す断面図である。なお、図2〜図6においては、図1に示すプラズマ発生電極1と同様の各要素には同一の符号を付してその説明を省略する。   Further, for example, as shown in FIG. 6, when the unit electrode 2 has three conductive films 4, the conductive film 4 c disposed at the center in the film thickness direction of the three conductive films 4. The opening area of the through-hole 5c is preferably smaller than the opening areas of the through-holes 5a and 5b of the two conductive films 4a and 4b respectively disposed on the outside. By comprising in this way, a strong electric field area | region can be formed equally in the space of both sides. By forming the conductive film 4 having a symmetrical shape in the film thickness direction, the internal structure of the unit electrode 2 in which the conductive film 4 is multilayered becomes symmetric. For this reason, the distortion which generate | occur | produces at the time of baking of the unit electrode 2 which embedded the electrically conductive film 4 is relieve | moderated, and the unit electrode 2 with high reliability can be obtained. Here, FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing another example of the plasma generating electrode of the present embodiment. 2 to 6, elements similar to those of the plasma generating electrode 1 shown in FIG.

本実施の形態のプラズマ発生電極においては、図1〜図6に示すように、それぞれの単位電極2に電圧を印加するための接続部としての導電端子8を有していることが好ましい。また、図7に示すように、単位電極2が、複数の導電膜4が電源6a,6bに接続可能な二以上の導電端子8a,8bをさらに有し、複数の導電膜4にそれぞれ別の電圧を印加することが可能なものであってもよく、また、図8に示すように、単位電極2が、複数の導電膜4がそれぞれ同一の電源6cに接続可能な一つの導電端子8cを有し、複数の導電膜4に同一の電圧を印加することが可能なものであってもよい。ここで、図7及び図8は、それぞれ本実施の形態のプラズマ発生電極の他の例を模式的に示す断面図である。   As shown in FIGS. 1 to 6, the plasma generating electrode of the present embodiment preferably has a conductive terminal 8 as a connecting portion for applying a voltage to each unit electrode 2. Further, as shown in FIG. 7, the unit electrode 2 further includes two or more conductive terminals 8a and 8b to which the plurality of conductive films 4 can be connected to the power sources 6a and 6b. As shown in FIG. 8, the unit electrode 2 may include one conductive terminal 8c to which a plurality of conductive films 4 can be connected to the same power source 6c. It may be possible to apply the same voltage to the plurality of conductive films 4. Here, FIGS. 7 and 8 are cross-sectional views schematically showing other examples of the plasma generating electrode of the present embodiment.

プラズマを発生させるために用いられる電源としては、パルス電源等を好適に用いることができることから、図7に示すように、それぞれ別の電源6a,6bに接続可能な二以上の導電端子8a,8bをさらに有する構成とし、それぞれの導電膜4に異なる周期や大きさの電圧を印加することで、単位電極2相互間に所望の強度のプラズマを安定して発生させることができる。   As a power source used for generating plasma, a pulse power source or the like can be suitably used. Therefore, as shown in FIG. 7, two or more conductive terminals 8a and 8b that can be connected to different power sources 6a and 6b, respectively. By applying a voltage having a different period and magnitude to each conductive film 4, plasma having a desired intensity can be stably generated between the unit electrodes 2.

また、図8に示すように、それぞれ同一の電源6cに接続可能な一つの導電端子8cをさらに有する構成とすることで、本実施の形態のプラズマ発生電極1を簡素な構成とすることにより耐久性に優れたものとすることが可能となり、例えば、自動車の排気ガス処理等の過酷な状況下においても、好適に用いることができる。また、プラズマ発生電極1の製造コストを低減させることができる。   Further, as shown in FIG. 8, the configuration further includes one conductive terminal 8c that can be connected to the same power source 6c, so that the plasma generating electrode 1 of the present embodiment has a simple configuration and is durable. For example, it can be suitably used even under harsh conditions such as automobile exhaust gas treatment. Moreover, the manufacturing cost of the plasma generating electrode 1 can be reduced.

なお、本実施の形態のプラズマ発生電極1においては、これまでに説明した貫通孔5の配列パターンに限定されることはなく、例えば、図示は省略するが、不規則な配列パターンで貫通孔を形成してもよく、また、例えば、一枚の導電膜において、それぞれの貫通孔の開口面積が異なるような構成としてもよい。   The plasma generating electrode 1 of the present embodiment is not limited to the arrangement pattern of the through holes 5 described so far. For example, although not shown, the through holes are formed in an irregular arrangement pattern. For example, a single conductive film may have a structure in which the opening areas of the respective through holes are different.

図1に示すように、単位電極2を構成するセラミック誘電体3は、誘電体として好適に用いることができるものであれば、その材料については特に制限はないが、例えば、セラミック誘電体3が、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、ムライト、スピネル、コージェライト、マグネシウム−カルシウム−チタン系酸化物、バリウム−チタン−亜鉛系酸化物、及びバリウム−チタン系酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含むことが好ましい。このような化合物を含むことによって、耐熱衝撃性に優れたセラミック誘電体3とすることができる。本実施の形態のプラズマ発生電極に用いられるセラミック誘電体3は、例えば、テープ状のセラミックグリーンシートや、押出成形で得られたシートを用いて形成することができる。また、粉末乾式プレスで作製した平板を用いても形成することができる。なお、セラミック誘電体3の大きさは特に限定されることはなく、使用目的に応じて適宜決定することができる。   As shown in FIG. 1, the ceramic dielectric 3 constituting the unit electrode 2 is not particularly limited as long as it can be suitably used as a dielectric. For example, the ceramic dielectric 3 is Aluminum oxide, magnesium oxide, silicon oxide, silicon nitride, aluminum nitride, mullite, spinel, cordierite, magnesium-calcium-titanium oxide, barium-titanium-zinc oxide, and barium-titanium oxide It is preferable to include at least one compound selected from the group. By including such a compound, the ceramic dielectric 3 having excellent thermal shock resistance can be obtained. The ceramic dielectric 3 used for the plasma generating electrode of the present embodiment can be formed using, for example, a tape-shaped ceramic green sheet or a sheet obtained by extrusion molding. It can also be formed using a flat plate produced by a powder dry press. In addition, the magnitude | size of the ceramic dielectric material 3 is not specifically limited, It can determine suitably according to the intended purpose.

単位電極2を構成する導電膜4は、単位電極2相互間に電圧を印加することによって、単位電極2相互間に有効に放電を起させることが可能なものであればよく、特に限定されることはないが、例えば、導電膜4が、タングステン、モリブデン、マンガン、クロム、チタン、ジルコニウム、ニッケル、鉄、銀、銅、白金、及びパラジウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含むことが好ましい。   The conductive film 4 constituting the unit electrode 2 is not particularly limited as long as it can effectively cause a discharge between the unit electrodes 2 by applying a voltage between the unit electrodes 2. However, for example, the conductive film 4 contains at least one metal selected from the group consisting of tungsten, molybdenum, manganese, chromium, titanium, zirconium, nickel, iron, silver, copper, platinum, and palladium. preferable.

また、導電膜4を配設する方法については特に限定されることはないが、上述した金属を含むペーストをセラミック誘電体3に塗工して形成、配設することが好ましい。具体的な方法としては、例えば、スクリーン印刷、カレンダーロール、スプレー、静電塗装、ディップ、ナイフコータ、インクジェット、化学蒸着、物理蒸着等を好適例として挙げることができる。このような方法によれば、表面の平滑性に優れ、かつ厚さの薄い導電膜4を容易に形成することができる。複数の導電膜4をセラミック誘電体3の内部に配設する場合には、例えば、セラミック誘電体3となるセラミックグリーンシートを複数用意し、一枚のセラミックグリーンシートの一方の表面に、上述した方法で導電膜4を形成、配設し、その上に、別のセラミックグリーンシートを積層し、この積層した別のセラミックグリーンシートの積層面とは反対側の表面に、さらに別の導電膜4を形成、配設する。そして、その上にさらに別のセラミックグリーンシートを積層する。このような工程を、必要とする導電膜4の枚数分繰り返すことにより、複数の導電膜4が所定の間隔で隔てた状態で配設された単位電極2を作製することができる。   Further, the method of disposing the conductive film 4 is not particularly limited, but it is preferable to form and dispose the above-described metal-containing paste on the ceramic dielectric 3. Specific examples of suitable methods include screen printing, calendar roll, spray, electrostatic coating, dip, knife coater, ink jet, chemical vapor deposition, physical vapor deposition, and the like. According to such a method, the conductive film 4 having excellent surface smoothness and a small thickness can be easily formed. In the case where the plurality of conductive films 4 are arranged inside the ceramic dielectric 3, for example, a plurality of ceramic green sheets to be the ceramic dielectric 3 are prepared, and the above-described surface is provided on one surface of one ceramic green sheet. The conductive film 4 is formed and disposed by the method, and another ceramic green sheet is laminated thereon, and another conductive film 4 is formed on the surface opposite to the laminated surface of the laminated ceramic green sheet. Is formed and arranged. And another ceramic green sheet is laminated | stacked on it. By repeating such a process for the required number of conductive films 4, the unit electrode 2 in which a plurality of conductive films 4 are arranged at a predetermined interval can be produced.

セラミック誘電体3及び導電膜4の厚さについては、発生させるプラズマの大きさや強度、単位電極2に印加する電圧等を考慮して適宜決定される。   The thicknesses of the ceramic dielectric 3 and the conductive film 4 are appropriately determined in consideration of the magnitude and strength of the plasma to be generated, the voltage applied to the unit electrode 2, and the like.

図1に示すように、本実施の形態のプラズマ発生電極1を構成するそれぞれの単位電極2は、その少なくとも一方の端部を保持部材7によって保持されている。この保持部材7は、対向する単位電極2のそれぞれを、その相互間にプラズマを良好に発生させることができるように保持することができるものであればよく、その材料等については特に限定されることはないが、例えば、保持部材7が、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素、窒化珪素、ジルコニア、ムライト、コージェライト、及び結晶化ガラスからなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含むことが好ましい。   As shown in FIG. 1, at least one end of each unit electrode 2 constituting the plasma generating electrode 1 of the present embodiment is held by a holding member 7. The holding member 7 may be any member as long as it can hold each of the opposing unit electrodes 2 so that plasma can be generated satisfactorily between them, and the material thereof is particularly limited. However, for example, it is preferable that the holding member 7 contains at least one compound selected from the group consisting of aluminum oxide, magnesium oxide, silicon oxide, silicon nitride, zirconia, mullite, cordierite, and crystallized glass. .

図1等に示したプラズマ発生電極1に用いられる導電端子8は、例えば、セラミック誘電体3内部の導電膜4を、セラミック誘電体3の端部の端面まで延設して配設して、端面まで延設した導電膜4の表面に、導電性を有する金属を含む膜状又は板状の部材を配設することによって形成することができる。このような導電端子8を有することにより、単位電極2への電気的接続が容易になる。なお、図1〜図6に示すプラズマ発生電極1においては、それぞれの導電膜4,4a,4bが一つの導電端子8つ接続している。   The conductive terminal 8 used for the plasma generating electrode 1 shown in FIG. 1 or the like is, for example, provided by disposing the conductive film 4 inside the ceramic dielectric 3 so as to extend to the end face of the end portion of the ceramic dielectric 3. It can be formed by disposing a film-like or plate-like member containing a conductive metal on the surface of the conductive film 4 extending to the end face. By having such a conductive terminal 8, electrical connection to the unit electrode 2 is facilitated. In the plasma generating electrode 1 shown in FIGS. 1 to 6, each conductive film 4, 4a, 4b is connected to one conductive terminal.

導電端子8は、所定の電源(図示せず)から導電膜4に電力を供給するための配線(図示せず)や集電部材(図示せず)を接続するため端子である。導電端子8の形状については特に制限はないが、セラミック誘電体3の端部の端面まで延設した導電膜4の略全域を覆うように、単位電極2の端面に配設されたものであることが好ましい。このように構成することによって、延設した導電膜4を導電端子8によって保護することができる。   The conductive terminal 8 is a terminal for connecting a wiring (not shown) or a current collecting member (not shown) for supplying power to the conductive film 4 from a predetermined power source (not shown). Although there is no restriction | limiting in particular about the shape of the conductive terminal 8, It is arrange | positioned at the end surface of the unit electrode 2 so that the substantially whole region of the electrically conductive film 4 extended to the end surface of the edge part of the ceramic dielectric material 3 may be covered. It is preferable. With this configuration, the extended conductive film 4 can be protected by the conductive terminal 8.

セラミック誘電体3の端部の端面まで延設した導電膜4に導電端子8を配設する方法については特に制限はないが、例えば、導電端子8を、溶接接合、ロウ付け接合、又は拡散接合によって導電膜4に接合して配設することができる。このような方法を用いることにより、接合の強度を向上させることが可能となり、耐衝撃性に優れた電気的接続を実現することができる。なお、溶接接合、ロウ付け接合、又は拡散接合の具体的な方法については、従来、金属の接合に使用されている方法に準じて行うことができる。例えば、金ロウ、銀ロウ、銅ロウ、ニッケルロウ、アルミロウ等を、導電膜の材料及び導電端子に用いる金属材料との組合わせから適時に選ぶことができる。   Although there is no restriction | limiting in particular about the method of arrange | positioning the conductive terminal 8 in the electrically conductive film 4 extended to the end surface of the edge part of the ceramic dielectric material 3, For example, the conductive terminal 8 is welded joining, brazing joining, or diffusion joining. Can be bonded to the conductive film 4. By using such a method, it is possible to improve the bonding strength, and it is possible to realize an electrical connection excellent in impact resistance. In addition, about the specific method of welding joining, brazing joining, or diffusion joining, it can carry out according to the method conventionally used for the joining of a metal. For example, gold brazing, silver brazing, copper brazing, nickel brazing, aluminum brazing, or the like can be selected in a timely manner from a combination of a conductive film material and a metal material used for a conductive terminal.

導電端子8の材料については、導電性を有する金属を含むものであれば特に制限はないが、鉄、ニッケル、クロム、コバルト、チタン、アルミニウム、金、銀、銅からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含むことが好ましい。導電端子8として板状の部材を用いる場合は、特に、導電端子8の材料として、鉄−ニッケル−コバルト合金、鉄−ニッケル−クロム合金、鉄−アルミニウム−クロム合金、チタン−アルミニウム合金、ニッケル−クロム合金、金合金、銀合金、銅合金等の金属合金を好適例として挙げることができる。   The material of the conductive terminal 8 is not particularly limited as long as it includes a metal having conductivity, but at least one selected from the group consisting of iron, nickel, chromium, cobalt, titanium, aluminum, gold, silver, and copper. It is preferable to contain these metals. When a plate-like member is used as the conductive terminal 8, in particular, the material of the conductive terminal 8 is iron-nickel-cobalt alloy, iron-nickel-chromium alloy, iron-aluminum-chromium alloy, titanium-aluminum alloy, nickel- A metal alloy such as a chromium alloy, a gold alloy, a silver alloy, or a copper alloy can be given as a suitable example.

また、導電端子8は、上述したように、板状の部材を用いて形成されたものではなく、例えば、延設した導電膜4の表面に、導電性材料を膜状に塗工して形成されたものであってもよく、例えば、延設した導電膜4に施された導電層メッキから形成されたものを好適例として挙げることができる。   In addition, as described above, the conductive terminal 8 is not formed using a plate-like member, but is formed by, for example, applying a conductive material in a film shape on the surface of the extended conductive film 4. For example, a material formed from conductive layer plating applied to the extended conductive film 4 can be cited as a suitable example.

この導電層メッキの材料については、導電性を有する金属を含むものであれば特に制限はないが、鉄、ニッケル、クロム、コバルト、チタン、アルミニウム、金、銀、銅からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を含むことが好ましい。導電層メッキの方法については特に制限はなく、電気メッキや無電解メッキを好適に用いることができる。なお、特に限定されることはないが、このような電解メッキや無電解メッキによって導電端子8を形成する場合には、比較的に得られる導電端子8の厚さが薄くなるために、延設する導電膜4の厚さを厚くすることが好ましい。   The material for the conductive layer plating is not particularly limited as long as it includes a conductive metal, but at least selected from the group consisting of iron, nickel, chromium, cobalt, titanium, aluminum, gold, silver, and copper. It is preferable that a kind of metal is included. There is no restriction | limiting in particular about the method of electroconductive layer plating, and electroplating and electroless plating can be used suitably. Although there is no particular limitation, in the case where the conductive terminal 8 is formed by such electrolytic plating or electroless plating, since the thickness of the conductive terminal 8 obtained is relatively thin, the conductive terminal 8 is extended. It is preferable to increase the thickness of the conductive film 4 to be formed.

また、導電端子8としては、上述した電解メッキや無電解メッキ等の塗工方法によって形成されたものだけでなく、例えば、導電膜4と熱膨張率が近い組成の耐酸性の導電性材料(金属ペースト)の塗布あるいは溶融金属メッキ(溶融金属に浸漬してメッキする方法)によって形成されたものであってもよい。このような塗工方法によって形成された導電端子8は、電解メッキや無電解メッキ等の塗工方法によって形成された導電端子8と比較して、その厚さを厚くすることが可能となる。導電性材料(金属ペースト)の塗布は、導電膜4を印刷して形成する方法と略同様の方法にて実現することができる。また、溶融金属メッキ等の方法によってメッキ層を形成した後に、さらに、無電解メッキ、例えば、無電解ニッケルメッキ等を施して導電端子8を形成してもよい。   In addition, the conductive terminal 8 is not limited to those formed by the above-described coating methods such as electrolytic plating and electroless plating. For example, an acid-resistant conductive material having a composition having a thermal expansion coefficient close to that of the conductive film 4 ( It may be formed by applying a metal paste) or by molten metal plating (a method of plating by immersing in molten metal). The conductive terminal 8 formed by such a coating method can be made thicker than the conductive terminal 8 formed by a coating method such as electrolytic plating or electroless plating. Application of the conductive material (metal paste) can be realized by a method substantially similar to the method of printing and forming the conductive film 4. Further, after forming the plating layer by a method such as molten metal plating, the conductive terminal 8 may be formed by performing electroless plating, for example, electroless nickel plating.

また、図1に示したプラズマ発生電極1は、全ての単位電極2が、誘電体となるセラミック誘電体3と、セラミック誘電体3の内部に配設された導電膜4とを有するものであるが、本実施の形態のプラズマ発生電極においては、少なくとも一方の単位電極2がセラミック誘電体3と導電膜4とを有していればよく、例えば、プラズマ発生電極1を構成する一方の単位電極2がセラミック誘電体3と導電膜4とを有し、他方の単位電極2が、単なる導電性を有する板状の電極から構成されてなるものであってもよい。この場合、他方の単位電極2の構成については特に限定されることはないが、従来公知の電極、例えば、導電性を有する金属から形成された板状の電極等を好適に用いることができる。また、本実施の形態のプラズマ発生電極1を構成する単位電極2の枚数は、特に制限はなく、例えば、発生させるプラズマの大きさにより適宜決定することができる。   Further, the plasma generating electrode 1 shown in FIG. 1 has a unit in which all unit electrodes 2 have a ceramic dielectric 3 serving as a dielectric, and a conductive film 4 disposed inside the ceramic dielectric 3. However, in the plasma generating electrode of the present embodiment, at least one unit electrode 2 only needs to have the ceramic dielectric 3 and the conductive film 4, and for example, one unit electrode constituting the plasma generating electrode 1 2 may include a ceramic dielectric 3 and a conductive film 4, and the other unit electrode 2 may be configured by a plate electrode having simple conductivity. In this case, the configuration of the other unit electrode 2 is not particularly limited, but a conventionally known electrode, for example, a plate-like electrode formed of a conductive metal can be suitably used. Further, the number of unit electrodes 2 constituting the plasma generating electrode 1 of the present embodiment is not particularly limited, and can be appropriately determined depending on, for example, the size of plasma to be generated.

以下、本実施の形態のプラズマ発生電極の製造方法について具体的に説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the plasma generating electrode of this Embodiment is demonstrated concretely.

まず、プラズマ発生電極を構成するセラミック誘電体となるテープ状のセラミックグリーンシートを形成するためのスラリー(セラミックグリーンシート製作用スラリー)を調製する。このスラリーは、所定のセラミック粉末に適当なバインダ、焼結助剤、可塑剤、分散剤、有機溶媒等を配合して調製する。上述したセラミック粉末としては、特に限定されることはないが、例えば、アルミナ、ムライト、コージェライト、窒化珪素、窒化アルミニウム等の粉末を好適に用いることができる。また、焼結助剤は、セラミック粉末100質量部に対して、3〜10質量部加えることが好ましく、可塑剤、分散剤及び有機溶媒については、従来公知のセラミックグリーンシートを形成するために用いられるスラリーに使用されている可塑剤、分散剤及び有機溶媒を好適に用いることができる。なお、このセラミックグリーンシート製作用スラリーはペースト状であってもよい。   First, a slurry for forming a tape-shaped ceramic green sheet serving as a ceramic dielectric constituting the plasma generating electrode (ceramic green sheet producing slurry) is prepared. This slurry is prepared by blending an appropriate binder, a sintering aid, a plasticizer, a dispersant, an organic solvent and the like with a predetermined ceramic powder. Although it does not specifically limit as ceramic powder mentioned above, For example, powders, such as an alumina, mullite, cordierite, silicon nitride, aluminum nitride, can be used conveniently. The sintering aid is preferably added in an amount of 3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic powder. The plasticizer, dispersant and organic solvent are used to form a conventionally known ceramic green sheet. Plasticizers, dispersants and organic solvents used in the resulting slurry can be suitably used. The ceramic green sheet working slurry may be in the form of a paste.

次に、得られたセラミックグリーンシート製作用スラリーを、ドクターブレード法、カレンダー法、印刷法、リバースロールコータ法等の従来公知の手法に従って、所定の厚さとなるように成形してセラミックグリーンシートを複数形成する。このようにして形成されたセラミックグリーンシートは、切断、切削、打ち抜き、連通孔の形成等の加工を施したり、複数枚のセラミックグリーンシートを積層した状態で熱圧着等によって一体的な積層物として用いてもよい。   Next, the obtained ceramic green sheet working slurry is molded to have a predetermined thickness according to a conventionally known technique such as a doctor blade method, a calendar method, a printing method, a reverse roll coater method, etc. A plurality are formed. The ceramic green sheets formed in this way are processed as cutting, cutting, punching, formation of communication holes, etc., or as an integrated laminate by thermocompression bonding or the like with a plurality of ceramic green sheets laminated. It may be used.

一方、導電膜を形成するための導体ペーストを調製する。この導体ペーストは、例えば、モリブデン粉末にバインダ及びテルピネオール等の溶剤を加え、トリロールミルを用いて十分に混錬して得ることができる。なお、上述したセラミックグリーンシートとの密着性及び焼結性を向上させるべく、必要に応じて導体ペーストに添加剤を加えてもよい。   On the other hand, a conductor paste for forming a conductive film is prepared. This conductor paste can be obtained, for example, by adding a solvent such as binder and terpineol to molybdenum powder and kneading sufficiently using a triroll mill. In addition, you may add an additive to a conductor paste as needed in order to improve adhesiveness and sintering property with the ceramic green sheet mentioned above.

上記の工程で得られた複数のセラミックグリーンシートのうちの一枚のセラミックグリーンシートの一方の表面に、導体ペーストを、例えば、スクリーン印刷等を用いて印刷する。次に、印刷した導体ペーストを覆うように別のセラミックグリーンシートを積層し、積層した別のセラミックグリーンシートの積層面とは反対側の表面に、同様にして導体ペーストを印刷する。そして、その上にさらに別のセラミックグリーンシートを積層し、上述した工程を、必要とする導電膜の枚数分繰り返す。この際、導電膜のうちの少なくとも一枚には、膜厚方向に貫通した複数の貫通孔を形成する。この貫通孔は、導電膜を印刷する際に同時に形成することが好ましい。なお、セラミックグリーンシートを積層する際には、温度100℃、圧力10MPaで押圧しながら積層することが好ましい。   A conductor paste is printed on one surface of one ceramic green sheet among the plurality of ceramic green sheets obtained in the above-described process using, for example, screen printing. Next, another ceramic green sheet is laminated so as to cover the printed conductor paste, and the conductor paste is printed in the same manner on the surface opposite to the laminated surface of the laminated another ceramic green sheet. And another ceramic green sheet is laminated | stacked on it, and the process mentioned above is repeated by the number of required electrically conductive films. At this time, a plurality of through holes penetrating in the film thickness direction are formed in at least one of the conductive films. This through hole is preferably formed simultaneously with printing of the conductive film. In addition, when laminating | stacking a ceramic green sheet, it is preferable to laminate | stack, pressing at the temperature of 100 degreeC and the pressure of 10 MPa.

次に、導電膜を内部に配設したセラミックグリーンシートを焼成して単位電極を形成する。このようにして、プラズマ発生電極に必要な枚数の単位電極を形成する。   Next, a ceramic green sheet having a conductive film disposed therein is fired to form unit electrodes. In this way, the necessary number of unit electrodes are formed for the plasma generating electrode.

また、別途、対向する単位電極を保持するための保持部材を作製する。具体的には、例えば、アルミナ粉末と有機バインダの混合粉体を、金型プレス成形後、バインダ仮焼、本焼成して保持部材を形成する。なお、保持部材の製造方法については、上述した方法に限定されることはない。   Separately, a holding member for holding the opposing unit electrodes is manufactured. Specifically, for example, a mixed powder of alumina powder and an organic binder is subjected to die press molding, binder calcination, and main firing to form a holding member. In addition, about the manufacturing method of a holding member, it is not limited to the method mentioned above.

次に、このようにして得られた保持部材を用い、必要とする枚数の単位電極を所定の間隔に保持してプラズマ発生電極を製造する。この際、互いに対向する単位電極の全てに、上述した方法で作製したセラミック誘電体と導電膜とを有する電極を用いてもよいし、このような電極は対向する単位電極の一方のみとし、他方の電極にとして、従来公知の金属板等の電極を用いてもよい。なお、本実施の形態のプラズマ発生電極を製造する方法は上記の製造方法に限定されることはない。   Next, using the holding member thus obtained, a required number of unit electrodes are held at predetermined intervals to manufacture a plasma generating electrode. At this time, an electrode having a ceramic dielectric and a conductive film produced by the above-described method may be used for all the unit electrodes facing each other. Such an electrode is only one of the unit electrodes facing each other, and the other As the electrode, a conventionally known electrode such as a metal plate may be used. Note that the method of manufacturing the plasma generating electrode of the present embodiment is not limited to the above manufacturing method.

次に、本発明のプラズマ反応器の一の実施の形態について具体的に説明する。図9(a)は、本発明のプラズマ反応器の一の実施の形態を、ガスの流れ方向を含み、プラズマ発生電極を構成する単位電極の表面に垂直な平面で切断した断面図、図9(b)は、図9(a)のA−A線における断面図である。   Next, an embodiment of the plasma reactor of the present invention will be specifically described. FIG. 9A is a cross-sectional view of one embodiment of the plasma reactor of the present invention, taken along a plane perpendicular to the surface of the unit electrode constituting the plasma generating electrode, including the gas flow direction. (B) is sectional drawing in the AA of FIG. 9 (a).

図9(a)及び図9(b)に示すように、本実施の形態のプラズマ反応器11は、図1に示したような本発明のプラズマ発生電極の一の実施の形態(プラズマ発生電極1)と、所定の成分を含むガスの流路(ガス流路13)を内部に有するケース体12とを備え、このガスがケース体12のガス流路13に導入されたときに、プラズマ発生電極1によって発生したプラズマによりガスに含まれる所定の成分が反応することが可能なものである。本実施の形態のプラズマ反応器11は、排気ガス処理装置や、空気等に含まれる酸素を反応させてオゾンを精製するオゾナイザ等に好適に用いることができる。特に、プラズマ発生電極1は、図1に示したように、互いに対向する単位電極2のうちの少なくとも一方が、板状のセラミック誘電体3と、セラミック誘電体3の内部に、その膜厚方向に所定の間隔を隔てた状態で配設された複数の導電膜4とを有し、単位電極2を構成する複数の導電膜4のうちの少なくとも一枚に、膜厚方向に貫通した複数の貫通孔5が形成されていることから、安定かつ均一なプラズマを発生させることが可能であり、上述した所定の成分を高効率で反応させることができる。   As shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), the plasma reactor 11 of the present embodiment is an embodiment of the plasma generating electrode of the present invention (plasma generating electrode) as shown in FIG. 1) and a case body 12 having a gas flow path (gas flow path 13) containing a predetermined component therein, and plasma is generated when the gas is introduced into the gas flow path 13 of the case body 12. Predetermined components contained in the gas can react with the plasma generated by the electrode 1. The plasma reactor 11 of the present embodiment can be suitably used for an exhaust gas treatment device, an ozonizer for purifying ozone by reacting oxygen contained in air or the like. In particular, as shown in FIG. 1, the plasma generating electrode 1 includes at least one of unit electrodes 2 facing each other in a plate-shaped ceramic dielectric 3 and inside the ceramic dielectric 3 in the film thickness direction. And a plurality of conductive films 4 arranged at predetermined intervals, and at least one of the plurality of conductive films 4 constituting the unit electrode 2 has a plurality of penetrated in the film thickness direction. Since the through-hole 5 is formed, it is possible to generate a stable and uniform plasma, and the above-described predetermined components can be reacted with high efficiency.

本実施の形態のプラズマ反応器11を構成するケース体12の材料としては、特に制限はないが、例えば、優れた導電性を有するとともに、軽量かつ安価であり、熱膨張による変形の少ないフェライト系ステンレス等であることが好ましい。   The material of the case body 12 constituting the plasma reactor 11 according to the present embodiment is not particularly limited. For example, the ferrite body has excellent conductivity, is light and inexpensive, and has little deformation due to thermal expansion. Stainless steel or the like is preferable.

また、図示は省略するが、本実施の形態のプラズマ反応器においては、プラズマ発生電極に電圧を印加するための電源をさらに備えていてもよい。この電源については、プラズマを有効に発生させることができる電流を供給することが可能なものであれば、従来公知の電源を好適に用いることができる。また上述した電源としては、パルス電源であることが好ましく、この電源が、その内部に少なくとも一つのSIサイリスタを有することがさらに好ましい。このような電源を用いることによって、さらに効率よくプラズマを発生させることができる。なお、プラズマ反応器を構成するプラズマ発生電極において、図7に示すように、単位電極2が、二以上の導電端子8をさらに有している場合には、プラズマ反応器が、導電端子8の数だけ電源を備えていてもよく、一つの電源を備えていてもよい。   Although not shown, the plasma reactor of the present embodiment may further include a power source for applying a voltage to the plasma generating electrode. As this power source, a conventionally known power source can be suitably used as long as it can supply a current capable of effectively generating plasma. The power source described above is preferably a pulse power source, and more preferably, the power source has at least one SI thyristor therein. By using such a power source, plasma can be generated more efficiently. In the plasma generating electrode constituting the plasma reactor, as shown in FIG. 7, when the unit electrode 2 further includes two or more conductive terminals 8, the plasma reactor has the conductive terminals 8. The number of power supplies may be provided, or one power supply may be provided.

また、本実施の形態のプラズマ反応器においては、上述したように電源を備えた構成とせずに、外部の電源から電流を供給することが可能なようにコンセント等の通電用部品を備えた構成としてもよい。   In addition, the plasma reactor according to the present embodiment is not configured to include a power source as described above, but includes a power supply component such as an outlet so that current can be supplied from an external power source. It is good.

プラズマ反応器を構成するプラズマ発生電極に供給する電流については、発生させるプラズマの強度によって適宜選択して決定することができる。例えば、プラズマ反応器を自動車の排気系中に設置する場合には、プラズマ発生電極に供給する電流が、電圧が1kV以上の直流電流、ピーク電圧が1kV以上かつ1秒当たりのパルス数が100以上(100Hz以上)であるパルス電流、ピーク電圧が1kV以上かつ周波数が100以上(100Hz以上)である交流電流、又はこれらのいずれか二つを重畳してなる電流であることが好ましい。このように構成することによって、効率よくプラズマを発生させることができる。   The current supplied to the plasma generating electrode constituting the plasma reactor can be selected and determined as appropriate depending on the intensity of the plasma to be generated. For example, when the plasma reactor is installed in an automobile exhaust system, the current supplied to the plasma generating electrode is a direct current with a voltage of 1 kV or higher, a peak voltage of 1 kV or higher, and the number of pulses per second is 100 or higher. A pulse current that is (100 Hz or more), an alternating current that has a peak voltage of 1 kV or more and a frequency of 100 or more (100 Hz or more), or a current obtained by superimposing any two of these is preferable. With this configuration, plasma can be generated efficiently.

また、自動車等のエンジンから排出されるガスが通過する排気形に本実施の形態のプラズマ反応器と触媒とを組合わせて配設することにより、排気ガスに含まれる窒素酸化物等の有害物質をより有効に除去することができる。   In addition, by arranging a combination of the plasma reactor of this embodiment and a catalyst in an exhaust type through which gas discharged from an engine such as an automobile passes, harmful substances such as nitrogen oxides contained in the exhaust gas Can be removed more effectively.

上述したように本実施の形態のプラズマ反応器とともに用いられる触媒としては、例えば、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、イリジウム(Ir)、ガリウム(Ga)等から選択させる一種又は二種以上の組合わせからなり、これらの金属を多孔質担体に担持して構成された触媒を好適に用いることができる。   As described above, examples of the catalyst used with the plasma reactor of the present embodiment include platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), gold (Au), silver (Ag), and copper (Cu). , A catalyst comprising one or a combination of two or more selected from iron (Fe), nickel (Ni), iridium (Ir), gallium (Ga), etc., and carrying these metals on a porous carrier Can be suitably used.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

参考例1)
対向配置された一方の単位電極が、幅50mm、長さ80mm、厚さ1mmのアルミナのセラミック誘電体と、このセラミック誘電体の内部に、その厚さ方向に0.25mmの間隔を隔てて配設された三枚の導電膜とを有し、また、他方の単位電極が、幅50mm、長さ80mm、厚さ1mmのセラミック誘電体と、このセラミック誘電体の内部に配設された一枚の導電膜とを有するプラズマ発生電極を製造した。このプラズマ発生電極は、一方の単位電極と他方の単位電極とが交互に15枚ずつ合計で三十枚の単位電極から構成されている。なお、参考例1においては、セラミック誘電体はテープ成形によって成形して形成した。
( Reference Example 1)
One unit electrode arranged oppositely is arranged with an alumina ceramic dielectric having a width of 50 mm, a length of 80 mm, and a thickness of 1 mm, and an inside of the ceramic dielectric with an interval of 0.25 mm in the thickness direction. A ceramic dielectric having a width of 50 mm, a length of 80 mm, and a thickness of 1 mm, and one sheet disposed inside the ceramic dielectric. A plasma generating electrode having a conductive film was manufactured. This plasma generating electrode is composed of a total of thirty unit electrodes, one unit electrode and the other unit electrode being alternately 15 sheets each. In Reference Example 1, the ceramic dielectric was formed by tape molding.

図10に示すように、一方の単位電極2の導電膜4a,4b,4cは、幅48mm、長さ70mm、厚さ0.01mmとなるように、タングステンペーストを印刷して形成したものであり、その厚さ方向における外側の二枚の導電膜4a,4bには、直径3mmの貫通孔5a,5bを形成した。この貫通孔5a,5bは、それぞれ隣接する貫通孔5a,5bの中心の間隔が6mmとなり、それぞれの中心が正三角形の頂点となるような配設パターンとした。また、厚さ方向における内側の一枚の導電膜4cには、直径1mmの貫通孔5cを、それぞれ隣接する貫通孔5cの中心の間隔が12mmとなり、それぞれの中心が正三角形の頂点となるような配列配設パターンで形成した。なお、図示は省略するが、他方の単位電極を構成する導電膜には貫通孔は形成していない。   As shown in FIG. 10, the conductive films 4a, 4b, and 4c of one unit electrode 2 are formed by printing tungsten paste so as to have a width of 48 mm, a length of 70 mm, and a thickness of 0.01 mm. The through-holes 5a and 5b having a diameter of 3 mm were formed in the two outer conductive films 4a and 4b in the thickness direction. The through holes 5a and 5b have an arrangement pattern in which the distance between the centers of the adjacent through holes 5a and 5b is 6 mm, and the centers of the through holes 5a and 5b are apexes of an equilateral triangle. In addition, in one conductive film 4c on the inner side in the thickness direction, through holes 5c having a diameter of 1 mm are arranged so that the distance between the centers of the adjacent through holes 5c is 12 mm, and the respective centers are apexes of an equilateral triangle. It was formed with a simple arrangement pattern. Although illustration is omitted, no through hole is formed in the conductive film constituting the other unit electrode.

上述したプラズマ発生電極を、ステンレス製のケース体の内部に配設し、プラズマ発生電極を構成する一方の単位電極にSIサイリスタを有するパルス電源を接続してプラズマ反応器(参考例1)を製造した。なお、プラズマ発生電極を構成する他方の単位電極には接地を行った。 A plasma reactor ( Reference Example 1) is manufactured by arranging the above-mentioned plasma generating electrode inside a stainless steel case body and connecting a pulse power source having an SI thyristor to one unit electrode constituting the plasma generating electrode. did. The other unit electrode constituting the plasma generating electrode was grounded.

参考例のプラズマ反応器に、一酸化窒素(NO)の濃度が300ppmのモデルガスを300℃で通気し、一酸化窒素(NO)の二酸化窒素(NO2)への反応試験を行った。6kV、60mJ、2kppsの条件で、80体積%のNOをNO2へ反応させることができた。 A model gas having a nitrogen monoxide (NO) concentration of 300 ppm was passed through the plasma reactor of this reference example at 300 ° C., and a reaction test of nitrogen monoxide (NO) to nitrogen dioxide (NO 2 ) was performed. Under the conditions of 6 kV, 60 mJ, and 2 kpps, 80% by volume of NO could be reacted with NO 2 .

(実施例2)
対向配置された一方の単位電極が、幅70mm、長さ70mm、厚さ0.6mmの窒化珪素のセラミック誘電体と、このセラミック誘電体の内部に、その厚さ方向に0.15mmの間隔を隔てて配設された三枚の導電膜とを有し、また、他方の単位電極が、幅70mm、長さ70mm、厚さ0.6mmのセラミック誘電体と、このセラミック誘電体の内部に配設された一枚の導電膜とを有するプラズマ発生電極を製造した。このプラズマ発生電極は、一方の単位電極と他方の単位電極とが交互に0.5mm間隔で20枚ずつ合計で四十枚の単位電極から構成されている。なお、実施例2においては、セラミック誘電体は乾式プレス成形によって成形して形成した。
(Example 2)
One unit electrode arranged oppositely has a silicon nitride ceramic dielectric having a width of 70 mm, a length of 70 mm, and a thickness of 0.6 mm, and an interval of 0.15 mm in the thickness direction inside the ceramic dielectric. The other unit electrode includes a ceramic dielectric having a width of 70 mm, a length of 70 mm, and a thickness of 0.6 mm, and an inner portion of the ceramic dielectric. A plasma generating electrode having one conductive film provided was manufactured. In this plasma generating electrode, one unit electrode and the other unit electrode are composed of 40 unit electrodes in total of 20 sheets alternately at intervals of 0.5 mm. In Example 2, the ceramic dielectric was formed by dry press molding.

図11に示すように、一方の単位電極2の導電膜4a,4b,4cは、幅65mm、長さ60mm、厚さ0.02mmとなるように、モリブデンペーストを印刷して形成したものであり、その厚さ方向における外側の二枚の導電膜4a,4bには、直径5mmの貫通孔5a,5bを、それぞれ隣接する貫通孔5a,5bの中心の間隔が6mmとなり、それぞれの中心が正三角形の頂点となるような配設パターンで形成した。また、厚さ方向における内側の一枚の導電膜4cには、直径1mmの貫通孔5cを、それぞれ隣接する貫通孔5cの中心の間隔が6mmとなり、それぞれの中心が正三角形の頂点となるような配設パターンで形成した。導電膜4a,4b,4cが三枚配設された一方の単位電極2の端部に、三枚の導電膜4a,4b,4cの導通を得るために、三枚の導電膜4a,4b,4cに連続して貫通する直径2mmの導通用貫通孔14を穿設し、導通用貫通孔14の内部に導電膜4と同材質のモリブデンペーストを充填させた。なお、図示は省略するが、他方の単位電極は、直径1mmの貫通孔を、それぞれ隣接する貫通孔の中心の間隔が6mmとなり、それぞれの中心が正三角形の頂点となるように形成した。   As shown in FIG. 11, the conductive films 4a, 4b, and 4c of one unit electrode 2 are formed by printing molybdenum paste so as to have a width of 65 mm, a length of 60 mm, and a thickness of 0.02 mm. In the two outer conductive films 4a and 4b in the thickness direction, through holes 5a and 5b having a diameter of 5 mm are provided, and the distance between the centers of the adjacent through holes 5a and 5b is 6 mm. It was formed with an arrangement pattern that would be the apex of a triangle. In addition, in one conductive film 4c on the inner side in the thickness direction, through holes 5c having a diameter of 1 mm are arranged so that the distance between the centers of the adjacent through holes 5c is 6 mm, and each center is an apex of an equilateral triangle. It was formed with a simple arrangement pattern. In order to obtain conduction of the three conductive films 4a, 4b, and 4c at the end of one unit electrode 2 on which the three conductive films 4a, 4b, and 4c are arranged, the three conductive films 4a, 4b, A conductive through hole 14 having a diameter of 2 mm continuously penetrating through 4c was formed, and the conductive through hole 14 was filled with molybdenum paste of the same material as that of the conductive film 4. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the other unit electrode formed the through-hole of diameter 1mm so that the space | interval of the center of each adjacent through-hole might be 6 mm, and each center might become a vertex of an equilateral triangle.

上述したプラズマ発生電極を、ステンレス製のケース体の内部に配設し、プラズマ発生電極を構成する一方の単位電極2の導電膜4cにSIサイリスタを有するパルス電源を接続してプラズマ反応器(実施例2)を製造した。なお、プラズマ発生電極を構成する他方の単位電極には接地を行った。   The plasma generating electrode described above is disposed inside a stainless steel case body, and a pulse power source having an SI thyristor is connected to the conductive film 4c of one unit electrode 2 constituting the plasma generating electrode. Example 2) was prepared. The other unit electrode constituting the plasma generating electrode was grounded.

本実施例のプラズマ反応器に、煤等のPMを含む排気ガスを発生させることが可能なスートジェネレータによって発生させたモデルガスを250℃で通気し、PM反応除去試験を行った。5kV、70mJ、2kppsの条件で、2g/hの煤の70質量%を反応、除去することができた。   A model gas generated by a soot generator capable of generating exhaust gas containing PM such as soot was aerated at 250 ° C. in the plasma reactor of this example, and a PM reaction removal test was performed. Under the conditions of 5 kV, 70 mJ, and 2 kpps, 70% by mass of 2 g / h of soot could be reacted and removed.

(実施例3)
対向配置された一方の単位電極が、幅50mm、長さ80mm、厚さ1.2mmのコージェライトのセラミック誘電体と、このセラミック誘電体の内部に、その厚さ方向に0.3mmの間隔を隔てて配設された三枚の導電膜とを有し、また、他方の単位電極が、幅50mm、長さ80mm、厚さ1.2mmのセラミック誘電体と、このセラミック誘電体の内部に配設された一枚の導電膜とを有するプラズマ発生電極を製造した。このプラズマ発生電極は、一方の単位電極と他方の単位電極とが交互に1mm間隔で十三枚ずつ合計で二十六枚の単位電極から構成されている。なお、実施例3においては、セラミック誘電体は押出成形によって成形して形成した。
(Example 3)
One unit electrode arranged oppositely has a cordierite ceramic dielectric having a width of 50 mm, a length of 80 mm, and a thickness of 1.2 mm, and a spacing of 0.3 mm in the thickness direction inside the ceramic dielectric. The other unit electrode includes a ceramic dielectric having a width of 50 mm, a length of 80 mm, and a thickness of 1.2 mm, and an inside of the ceramic dielectric. A plasma generating electrode having one conductive film provided was manufactured. In this plasma generating electrode, one unit electrode and the other unit electrode are composed of a total of 26 unit electrodes, each of which is 13 sheets at intervals of 1 mm. In Example 3, the ceramic dielectric was formed by extrusion.

図12に示すように、一方の単位電極2の導電膜4a,4b,4cは、幅45mm、長さ60mm、厚さ0.03mmとなるように、モリブデンとタングステンの混合ペーストを印刷して形成したものであり、三枚の導電膜4a,4b,4cには、直径4.5mmの貫通孔5を、それぞれ隣接する貫通孔5の中心の間隔が6mmとなり、それぞれの中心が正三角形の頂点となるような配設パターンで形成した。三枚の導電膜4a,4b,4cにおいては、正三角形の配列パターンが所定の周期でズレるような構成とした。なお、本実施例においては、三枚の導電膜4a,4b,4cがそれぞれ別の電源に接続することができるように、一方の単位電極2に三つの導電端子を配設した。   As shown in FIG. 12, the conductive films 4a, 4b, and 4c of one unit electrode 2 are formed by printing a mixed paste of molybdenum and tungsten so that the width is 45 mm, the length is 60 mm, and the thickness is 0.03 mm. In the three conductive films 4a, 4b, and 4c, through holes 5 having a diameter of 4.5 mm are provided, and the interval between the centers of the adjacent through holes 5 is 6 mm, and each center is a vertex of an equilateral triangle. It was formed with an arrangement pattern such that The three conductive films 4a, 4b, and 4c are configured such that the regular triangular arrangement pattern is shifted at a predetermined period. In the present embodiment, three conductive terminals are disposed on one unit electrode 2 so that the three conductive films 4a, 4b, and 4c can be connected to different power sources.

上述したプラズマ発生電極を、ステンレス製のケース体の内部に配設し、プラズマ発生電極を構成する一方の単位電極2の導電膜4a,4b,4cに、SIサイリスタを有する三台のパルス電源を別々に接続してプラズマ反応器(実施例3)を製造した。なお、プラズマ発生電極を構成する他方の単位電極には接地を行った。   The above-described plasma generating electrode is disposed inside a stainless steel case body, and three pulse power sources having SI thyristors are provided on the conductive films 4a, 4b and 4c of one unit electrode 2 constituting the plasma generating electrode. A plasma reactor (Example 3) was manufactured by connecting separately. The other unit electrode constituting the plasma generating electrode was grounded.

本実施例のプラズマ反応器に、煤等のPMを含む排気ガスを発生させることが可能なスートジェネレータによって発生させたガスを250℃で通気し、PM反応除去試験を行った。7kV、40mJ、1kppsの条件で、3g/hの煤の60質量%を反応、除去することができた。   A PM reaction removal test was conducted by passing a gas generated by a soot generator capable of generating exhaust gas containing PM such as soot at 250 ° C. through the plasma reactor of this example. Under the conditions of 7 kV, 40 mJ and 1 kpps, 60% by mass of 3 g / h of soot could be reacted and removed.

参考例4)
参考例1のプラズマ反応器の後流に触媒を配設し、NOx浄化性能を評価した。触媒は、市販のγ−Al23に白金(Pt)を5質量%含浸した触媒粉末をコージェライト製のセラミックハニカム構造体に担持したものを用いた。この触媒の大きさは、直径1インチ(約2.54cm)、長さ60mmの円柱状である。また、セラミックハニカム構造体は400セルで、セルを区画する隔壁の厚さ(リブ厚)が4ミル(約0.1mm)である。なお、プラズマを発生させる条件、及び排気ガスの通気条件については、参考例1と同様である。
( Reference Example 4)
A catalyst was disposed downstream of the plasma reactor of Reference Example 1, and the NO x purification performance was evaluated. The catalyst used was a catalyst powder obtained by impregnating commercially available γ-Al 2 O 3 with 5% by mass of platinum (Pt) on a cordierite ceramic honeycomb structure. The size of the catalyst is a cylindrical shape having a diameter of 1 inch (about 2.54 cm) and a length of 60 mm. The ceramic honeycomb structure has 400 cells, and the partition wall thickness (rib thickness) is 4 mils (about 0.1 mm). The conditions for generating plasma and the exhaust gas ventilation conditions are the same as in Reference Example 1.

その結果、排気ガスに含まれるNOが、プラズマ反応器と触媒とを通過した後にNOxとして80体積%浄化した。 As a result, NO contained in the exhaust gas was purified by 80% by volume as NO x after passing through the plasma reactor and the catalyst.

本発明のプラズマ発生電極及びプラズマ反応器は、互いに対向する単位電極相互間に、低い投入エネルギーで、安定なプラズマを発生させ、部分的に強い電界領域を均等に形成することができることから、排気ガス等に含まれる所定の成分を処理する排気ガス処理装置等に好適に用いることができる。   The plasma generating electrode and the plasma reactor of the present invention can generate stable plasma with low input energy between unit electrodes facing each other, and can form a partially strong electric field region evenly. The present invention can be suitably used for an exhaust gas processing apparatus that processes a predetermined component contained in a gas or the like.

ラズマ発生電極の構成を模式的に示す斜視図である。The structure of the flop plasma generating electrode is a perspective view schematically showing. ラズマ発生電極の構成を模式的に示す斜視図である。The structure of the flop plasma generating electrode is a perspective view schematically showing. 本発明(第一の発明)のプラズマ発生電極の一の実施の形態のの例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically an example of one embodiment of the plasma generation electrode of this invention (1st invention). ラズマ発生電極の構成を模式的に示す平面図である。The structure of the flop plasma generating electrode is a plan view schematically showing. 本発明(第一の発明)のプラズマ発生電極の一の実施の形態の他の例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the other example of 1 embodiment of the plasma generation electrode of this invention (1st invention). 本発明(第一の発明)のプラズマ発生電極の一の実施の形態の他の例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the other example of one Embodiment of the plasma generation electrode of this invention (1st invention). 本発明(第一の発明)のプラズマ発生電極の一の実施の形態の他の例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the other example of one Embodiment of the plasma generation electrode of this invention (1st invention). 本発明(第一の発明)のプラズマ発生電極の一の実施の形態の他の例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the other example of one Embodiment of the plasma generation electrode of this invention (1st invention). 図9(a)は、本発明(第二の発明)のプラズマ反応器の一の実施の形態を、ガスの流れ方向を含み、プラズマ発生電極を構成する単位電極の表面に垂直な平面で切断した断面図、図9(b)は、図9(a)のA−A線における断面図である。FIG. 9 (a) shows an embodiment of the plasma reactor of the present invention (second invention) cut along a plane perpendicular to the surface of the unit electrode constituting the plasma generating electrode, including the gas flow direction. FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 本発明の参考例1に用いられる単位電極の構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the unit electrode used for the reference example 1 of this invention. 本発明の実施例2に用いられる単位電極の構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the unit electrode used for Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に用いられる単位電極の構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the unit electrode used for Example 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…プラズマ発生電極、2…単位電極、3…セラミック誘電体、4,4a,4b,4c…導電膜、5,5a,5b,5c…貫通孔、6,6a,6b,6c…電源、7…保持部材、8,8a,8b,8c…導電端子、11…プラズマ反応器、12…ケース体、13…ガス流路、14…導通用貫通孔。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma generating electrode, 2 ... Unit electrode, 3 ... Ceramic dielectric, 4, 4a, 4b, 4c ... Conductive film, 5, 5a, 5b, 5c ... Through-hole, 6, 6a, 6b, 6c ... Power supply, 7 ... Holding member, 8, 8a, 8b, 8c ... Conductive terminal, 11 ... Plasma reactor, 12 ... Case body, 13 ... Gas flow path, 14 ... Through hole for conduction.

Claims (8)

互いに対向する二つ以上の単位電極を備え、前記単位電極相互間に電圧を印加することによってプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極であって、
互いに対向する前記単位電極のうちの少なくとも一方が、板状のセラミック誘電体と、前記セラミック誘電体の内部に、その膜厚方向に間隔を隔てた状態で配設された複数の導電膜とを有し、前記単位電極を構成する複数の前記導電膜のうちの少なくとも枚に、前記膜厚方向に貫通した複数の貫通孔が、それぞれの前記導電膜において異なる配列パターン及び/又は異なる開口面積となるように形成されてなり、前記膜厚方向に垂直な平面における、一の前記導電膜の複数の前記貫通孔の形成位置と、他の前記導電膜の複数の前記貫通孔の形成位置との少なくとも一部が重なるように構成されてなるプラズマ発生電極。
A plasma generating electrode comprising two or more unit electrodes facing each other and capable of generating plasma by applying a voltage between the unit electrodes,
At least one of opposing the unit electrodes each other, a plate-shaped ceramic dielectric, inside the ceramic dielectric, a plurality of conductive films arranged in a state spaced intervals in a thickness direction A plurality of through-holes penetrating in the film thickness direction in at least two of the plurality of the conductive films constituting the unit electrode , and different arrangement patterns and / or different openings in the respective conductive films Ri Na is formed such that the area, forming a plurality of said through-hole of the in the film thickness direction perpendicular to the plane, the formation positions of the plurality of the through-hole of one of the conductive film, the other of said conductive layer at least a portion is configured so as to overlap na Ru plasma generating electrode and position.
前記貫通孔の形状が、前記膜厚方向に垂直な平面で切断した断面形状が一部に円弧を含む形状である請求項1に記載のプラズマ発生電極。 2. The plasma generating electrode according to claim 1, wherein the shape of the through-hole is a shape in which a cross-sectional shape cut along a plane perpendicular to the film thickness direction includes a circular arc in part. 前記単位電極が、二つ以上の導電端子をさらに有し、複数の前記導電膜にそれぞれ別の電圧を印加することが可能な請求項1又は2に記載のプラズマ発生電極。 3. The plasma generating electrode according to claim 1, wherein the unit electrode further includes two or more conductive terminals and is capable of applying different voltages to the plurality of the conductive films. 前記単位電極が、複数の前記導電膜がそれぞれ同一の電源に接続可能な一つの導電端子をさらに有し、複数の前記導電膜に同一の電圧を印加することが可能な請求項1又は2に記載のプラズマ発生電極。 The unit electrodes, a plurality of the conductive film further comprises a conductive terminal of the one that can be connected to the same power source, respectively, in claim 1 or 2 capable of applying the same voltage to the plurality of the conductive films The plasma generating electrode as described. 前記導電膜が、前記セラミック誘電体にスクリーン印刷、カレンダーロール、スプレー、インクジェット、化学蒸着、又は物理蒸着されて配設されたものである請求項1〜のいずれかに記載のプラズマ発生電極。 The plasma generating electrode according to any one of claims 1 to 4 , wherein the conductive film is disposed on the ceramic dielectric by screen printing, calender roll, spray, ink jet, chemical vapor deposition, or physical vapor deposition. 請求項1〜のいずれかに記載のプラズマ発生電極と、ガスの流路となるガス流路を内部に有するケース体とを備え、前記ケース体の前記ガス流路にガスが導入されたときに、前記プラズマ発生電極で発生したプラズマにより前記ガスに含まれる成分を反応させることが可能なプラズマ反応器。 A plasma generating electrode according to any one of claims 1 to 5 and a case body having therein a gas flow path including a flow path for gas, gas is introduced into the gas flow path prior Symbol casing A plasma reactor capable of reacting components contained in the gas with plasma generated by the plasma generating electrode. 前記プラズマ発生電極に電圧を印加するための一つ以上のパルス電源をさらに備えた請求項に記載のプラズマ反応器。 The plasma reactor according to claim 6 , further comprising one or more pulse power sources for applying a voltage to the plasma generating electrode. 前記パルス電源が、その内部に少なくとも一つのSIサイリスタを有する請求項に記載のプラズマ反応器。 The plasma reactor according to claim 7 , wherein the pulse power source has at least one SI thyristor therein.
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