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JP5349038B2 - Dielectric structure, electric discharge device, fluid reforming device, and reaction system using dielectric structure - Google Patents
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JP5349038B2 - Dielectric structure, electric discharge device, fluid reforming device, and reaction system using dielectric structure - Google Patents

Dielectric structure, electric discharge device, fluid reforming device, and reaction system using dielectric structure Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dielectric structure which can reduce a pressure loss of a fluid to be treated and remove particulate impurities in the fluid to be treated with high efficiency. <P>SOLUTION: The dielectric structure U1 includes a dielectric 2 having at least one through hole 3 between a first surface S1 and a second surface S2, a first electric conductor 4 provided between the first surface S1 and the second surface S2 in the dielectric and located at least partially along the inner peripheral surface of the through hole 3, and a second electric conductor 6 provided between the first electric conductor 4 and the second surface S2, or on the second surface S2 in the dielectric 2 and located partially along the through hole. In the through hole 3, the opening area of an opening in the first surface S1 is larger than that of an opening in the second surface S2. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、例えばプラズマ発生体として用いられる誘電性構造体、誘電性構造体を用いた放電装置、流体改質装置、および反応システムに関する。   The present invention relates to a dielectric structure used as, for example, a plasma generator, a discharge device using the dielectric structure, a fluid reforming apparatus, and a reaction system.

プラズマは、反応系および光源系の様々な分野で利用されている。例えば、反応系では、窒素酸化物(NOx)分解装置、炭化水素(HC)分解装置、ダイオキシン分解装置、飽和フッ化炭素及び化合物(PFC)分解装置、揮発性有機化合物(VOC)、すす等の粒子状不純物(PM)除去装置、脱臭装置ウイルス除菌装置、オゾン発生装置、またはマイナスイオン発生装置等においてプラズマが利用されている。また、光源系では、例えば、プラズマランプ(蛍光灯、ネオン管など)、エッチング装置用光源、レジスト露光装置用光源、またはプラズマディスプレイにおいてプラズマが利用されている。   Plasma is used in various fields of reaction systems and light source systems. For example, in the reaction system, nitrogen oxide (NOx) decomposer, hydrocarbon (HC) decomposer, dioxin decomposer, saturated fluorocarbon and compound (PFC) decomposer, volatile organic compound (VOC), soot, etc. Plasma is used in particulate impurity (PM) removal devices, deodorization devices, virus sterilization devices, ozone generators, or negative ion generators. In the light source system, for example, plasma is used in a plasma lamp (fluorescent lamp, neon tube, etc.), a light source for an etching apparatus, a light source for a resist exposure apparatus, or a plasma display.

このプラズマを発生させるプラズマ発生体としては種々の形態があるが、近年においては、プラズマ発生体と金属若しくはセラミックスからなるフィルターとを連結し、供給する流体の流速によってプラズマ発生体内で発生したプラズマをフィルター内に流入させ、連結されたプラズマ発生体とフィルターとを流れる流体をプラズマと反応させるものがある(以降、プラズマ発生体及びフィルター連結方式と呼ぶ。)(例えば、特許文献1参照。)
特開2001−87658号公報
There are various forms of plasma generators that generate this plasma. In recent years, plasma generators are connected to a filter made of metal or ceramics, and the plasma generated in the plasma generator by the flow rate of the fluid supplied is reduced. Some fluids flow into the filter and flow through the connected plasma generator and the filter to react with the plasma (hereinafter referred to as a plasma generator and filter connection system) (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-87658 A

しかしながら、プラズマ発生体及びフィルター連結方式では、プラズマ発生体とフィルターとの連結面の形状によっては、プラズマ発生体内で発生したプラズマがフィルター内に均一に流れず、プラズマの分布にばらつきがあった。その結果、流体の反応にばらつきが生じ反応効率が悪くなるという問題点があった。   However, in the plasma generator and filter connection method, depending on the shape of the connecting surface between the plasma generator and the filter, the plasma generated in the plasma generator does not flow uniformly in the filter, and the plasma distribution varies. As a result, there is a problem that the reaction of the fluid varies and the reaction efficiency is deteriorated.

本発明の目的は、プラズマ発生体及びフィルター連結方式で用いた場合に流体をできるだけ均一に反応させることが可能な誘電性構造体、誘電性構造体を用いた放電装置、流体改質装置、および反応システムを提供することである。   An object of the present invention is to provide a dielectric structure capable of reacting a fluid as uniformly as possible when used in a plasma generator and a filter coupling method, a discharge device using the dielectric structure, a fluid reformer, and It is to provide a reaction system.

本発明の誘電性構造体は、第1表面と第2表面との間に少なくとも1つの貫通孔を有する誘電体と、前記誘電体における前記第1表面と前記第2表面との間に設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔の内周面に沿って位置する第1導電体と、前記誘電体における前記
第1表面上、前記第1表面と前記第2表面との間、又は前記第2表面上に設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔に沿って位置する第2導電体とを有し、前記貫通孔は、内部にプラズマを発生させられるものであり、前記第1表面における開口の開口面積が、前記第2表面における開口の開口面積よりも大きい開口を有しているとともに、前記第2表面側から前記第1表面側に流体が流されるものであり、第1導電体および第2導電体は、貫通孔に対応する位置に貫通孔をそれぞれ有した平板状の導体であり、誘電体が有する貫通孔の貫通方向の断面視において、第1導電体が有する貫通孔の側面と第1導電体の主面とが成す角は直角であり、プラズマ発生体として用いられる。この誘電性構造体を第1誘電性構造体という。
The dielectric structure of the present invention is provided between the first surface and the second surface of the dielectric having at least one through hole between the first surface and the second surface, and the dielectric. , At least a portion of the first conductor located along the inner peripheral surface of the through hole, and on the first surface of the dielectric, between the first surface and the second surface, or the second A second conductor provided on the surface and at least part of which is located along the through hole, the through hole being capable of generating plasma therein, and having an opening in the first surface. opening area, with has a larger opening than the opening area of the opening in the second surface, the second der from the surface that the fluid flows through the first surface is, the first conductor and The second conductor has a through hole at a position corresponding to the through hole. Is a flat plate-like conductor having, in cross section in the direction of the through-holes with a dielectric, the corner formed between the side surface and the main surface of the first conductor through holes provided in the first conductor is perpendicular der Ri, Ru is used as the plasma generator. This dielectric structure is referred to as a first dielectric structure.

好ましくは、前記の第1誘電性構造体において、前記誘電体が有する前記貫通孔の貫通方向に投影したとき、前記貫通方向に沿って離間した前記誘電体が有する前記貫通孔における任意の2箇所のうち前記第2表面に近い箇所の内周面の位置が、前記第1表面に近い箇所の内周面の位置と同じ、又はより内側に有している。この誘電性構造体を第2誘電性構造体という。
Preferably, the first dielectric structure described above, the when projected in the penetrating direction of the through hole dielectric has, any two locations in said through-hole in which the dielectric spaced along the penetrating direction has The position of the inner peripheral surface near the second surface is the same as or more inside than the position of the inner peripheral surface near the first surface. This dielectric structure is referred to as a second dielectric structure.

また、好ましくは、第1表面と第2表面との間に少なくとも1つの貫通孔を有する複数の誘電体と、前記各誘電体における前記第1表面と前記第2表面との間にそれぞれ設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔の内周面に沿って位置している第1導電体と、前記各誘電体における前記第1表面上、前記第1表面と前記第2表面との間、又は前記第2表面上にそれぞれ設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔に沿って位置する第2導電体とを有し、複数の前記誘電体は、前記第1導電体と前記第2導電体が交互に位置するとともに、前記各誘電体に設けられ、内部にプラズマを発生させられる前記貫通孔が連通するように配列されており、前記複数の誘電体の配列方向において前記各誘電体の一方の端部に位置する前記第1表面における前記貫通孔の開口面積は、前記配列方向において前記各誘電体の他方の端部に位置する前記第2表面における前記貫通孔の開口面積よりも大きいとともに、前記各誘電体の前記第2表面側から前記第1表面側に流体が流されるものであり、第1導電体および第2導電体は、貫通孔に対応する位置に貫通孔をそれぞれ有した平板状の導
体であり、誘電体が有する貫通孔の貫通方向の断面視において、第1導電体が有する貫通孔の側面と第1導電体の主面とが成す角は直角であり、プラズマ発生体として用いられる。この誘電性構造体を第5誘電性構造体という。
Preferably, a plurality of dielectrics having at least one through hole between the first surface and the second surface, and each of the dielectrics are provided between the first surface and the second surface. , At least a portion of the first conductor located along the inner peripheral surface of the through hole, and on the first surface of each dielectric, between the first surface and the second surface, or A second conductor provided on the second surface and at least a part of the second conductor is located along the through hole; and the plurality of dielectrics include the first conductor and the second conductor. The through holes that are alternately disposed and are provided in the dielectrics and in which plasma is generated are arranged to communicate with each other, and one of the dielectrics is arranged in the arrangement direction of the plurality of dielectrics. The penetration in the first surface located at the end; The opening area of the holes, as well as have size than the opening area of the through hole in the second surface located at the other end of each of the dielectric in the arrangement direction, from said second surface of said each dielectric The fluid is flowed to the first surface side, and the first conductor and the second conductor are flat conductors each having a through hole at a position corresponding to the through hole, and the dielectric has a through hole. in the through direction of the cross section of the hole, the corner formed between the side surface and the main surface of the first conductor of the through hole having the first conductor is Ri perpendicular der, Ru is used as the plasma generator. This dielectric structure is referred to as a fifth dielectric structure.

好ましくは、前記の第5誘電性構造体において、連通した複数の前記貫通孔からなる連続貫通孔の貫通方向に投影したとき、前記貫通方向に沿って離間した前記連続貫通孔における任意の2箇所のうち、前記配列方向における一方の端部に位置する前記第2表面に近い箇所の内周面の位置が、前記配列方向における他方の端部に位置する前記第1表面に近い箇所の内周面の位置と同じ、又はより内側にある。この誘電性構造体を第6誘電性構造体という。   Preferably, in the fifth dielectric structure, two arbitrary positions in the continuous through-holes spaced along the through-direction when projected in the through-direction of the continuous through-holes formed of the plurality of communicating through-holes. Among these, the position of the inner peripheral surface of the portion close to the second surface located at one end in the arrangement direction is the inner periphery of the portion close to the first surface located at the other end in the arrangement direction. It is the same as the position of the surface or inside. This dielectric structure is referred to as a sixth dielectric structure.

また、好ましくは、前記の第1〜6誘電性構造体のいずれかにおいて、前記第1導電体および前記第2導電体は、前記貫通孔に対応する位置に貫通孔をそれぞれ有した平板状の導体である。この誘電性構造体を第7誘電性構造体という。   Preferably, in any one of the first to sixth dielectric structures, the first conductor and the second conductor each have a flat plate shape having a through hole at a position corresponding to the through hole. It is a conductor. This dielectric structure is referred to as a seventh dielectric structure.

また、好ましくは、前記の第1〜7誘電性構造体のいずれかおいて、前記貫通孔の貫通方向に投影したときに、前記第2導電体の外縁部は、前記第1導電体の外縁部の内側に位置する。この誘電性構造体を第8誘電性構造体という。   Preferably, in any one of the first to seventh dielectric structures, an outer edge portion of the second conductor is an outer edge of the first conductor when projected in the penetration direction of the through hole. Located inside the section. This dielectric structure is referred to as an eighth dielectric structure.

また、好ましくは、前記の第1〜8誘電性構造体のいずれかにおいて、前記第2導電体は、前記貫通孔に対応する位置以外にも貫通孔を有する。この誘電性構造体を第9誘電性構造体という
本発明の放電装置は、前記の第1〜9誘電性構造体のいずれかと、前記第1導電体と前記第2導電体との間に交流電圧またはパルス電圧を印加するための第1電源とを備えた放電装置である。この放電装置を第1放電装置という。
Preferably, in any one of the first to eighth dielectric structures, the second conductor has a through hole in addition to a position corresponding to the through hole. This dielectric structure is referred to as a ninth dielectric structure. The discharge device according to the present invention has an alternating current between any one of the first to ninth dielectric structures and the first conductor and the second conductor. And a first power source for applying a voltage or a pulse voltage. This discharge device is referred to as a first discharge device.

好ましくは、前記の第1放電装置は、前記第1導電体と前記第2導電体との間に直流電圧を印加するための第2電源を備えている。この放電装置を第2放電装置という。   Preferably, the first discharge device includes a second power source for applying a DC voltage between the first conductor and the second conductor. This discharge device is referred to as a second discharge device.

本発明の流体改質装置は、第1から第4のいずれかの放電装置と、前記貫通孔における前記第2導電体側から前記第1導電体側に流体を流す流体供給部と、前記放電装置の下流に設けられた集塵部とを備えた流体改質装置である。   The fluid reforming apparatus of the present invention includes any one of the first to fourth discharge devices, a fluid supply unit for flowing a fluid from the second conductor side to the first conductor side in the through hole, and the discharge device. It is a fluid reforming device provided with a dust collection part provided downstream.

本発明の反応システムは、前記の第1および3放電装置のいずれかの放電装置と、前記貫通孔における前記第1導電体側から前記第2導電体側に流体を流す流体供給部と、前記誘電性構造体に関して前記流体供給部と反対側に設けられた電極と、前記電極と前記第1導電体との間に直流電位を供給する第3電源と、前記誘電性構造体と前記電極との間に設けられた集塵部とを備えた反応システムである。   The reaction system of the present invention includes a discharge device according to any one of the first and third discharge devices, a fluid supply unit for flowing a fluid from the first conductor side to the second conductor side in the through hole, and the dielectric An electrode provided on the opposite side of the fluid supply unit with respect to the structure, a third power source for supplying a DC potential between the electrode and the first conductor, and between the dielectric structure and the electrode It is the reaction system provided with the dust collection part provided in.

また、本発明の反応システムは、前記の第2放電装置と、前記貫通孔における前記第1導電体側から前記第2導電体側に流体を流す流体供給部と、前記誘電性構造体に関して前記流体供給部と反対側に設けられた電極と、記誘電性構造体と前記電極との間に設けられた集塵部と、前記第2電源を、前記第1導電体と前記第2導電体との間および前記電極と前記第1導電体との間で切り換える切り換え部とを備える。   Further, the reaction system of the present invention includes the second discharge device, a fluid supply section for flowing a fluid from the first conductor side to the second conductor side in the through hole, and the fluid supply with respect to the dielectric structure. An electrode provided on the opposite side of the electrode part, a dust collecting part provided between the dielectric structure and the electrode, the second power source, the first conductor and the second conductor And a switching unit that switches between the electrode and the first conductor.

本発明の誘電性構造体によれば、処理流体の圧力損失を低減でき、また、高効率で処理流体内の微粒子状不純物を取り除くことができる。   According to the dielectric structure of the present invention, the pressure loss of the processing fluid can be reduced, and particulate impurities in the processing fluid can be removed with high efficiency.

本発明の放電装置によれば、処理流体の圧力損失を低減でき、また、高効率で処理流体内の微粒子状不純物を取り除くことができる。   According to the discharge device of the present invention, the pressure loss of the processing fluid can be reduced, and the particulate impurities in the processing fluid can be removed with high efficiency.

本発明の流体改質装置によれば、処理流体の圧力損失を低減でき、また、高効率で処理流体内の微粒子状不純物を取り除くことができる。   According to the fluid reforming apparatus of the present invention, the pressure loss of the processing fluid can be reduced, and the particulate impurities in the processing fluid can be removed with high efficiency.

本発明の反応システムによれば、処理流体の圧力損失を低減でき、高効率で処理流体内の微粒子状不純物を取り除くことができる。   According to the reaction system of the present invention, the pressure loss of the processing fluid can be reduced, and the particulate impurities in the processing fluid can be removed with high efficiency.

以下に、添付の図面を参照して、本発明の誘電性構造体の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of a dielectric structure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(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誘電性構造体の正面図であり、図2は、図1におけるA−A’線における断面図である。本実施の形態による誘電性構造体U1は、誘電体からなる基体2を備える。この基体2は、対向する第1表面S1および第2表面S2の間を貫通する貫通孔3を有する。基体2の内部には、対向する第1表面S1と第2表面S2との間に第1導電体4が配設される。第1導電体4は、基体2の貫通孔3に対応する位置に貫通孔5を有している。この貫通孔5の径は、基体2の貫通孔3の径よりも大きく、貫通孔5の開口は、貫通孔3の開口に沿って位置している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a front view of a dielectric structure according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. The dielectric structure U1 according to the present embodiment includes a base 2 made of a dielectric. The base body 2 has a through hole 3 penetrating between the first surface S1 and the second surface S2 facing each other. Inside the base 2, the first conductor 4 is disposed between the first surface S <b> 1 and the second surface S <b> 2 that face each other. The first conductor 4 has a through hole 5 at a position corresponding to the through hole 3 of the base 2. The diameter of the through hole 5 is larger than the diameter of the through hole 3 of the base 2, and the opening of the through hole 5 is located along the opening of the through hole 3.

また、基体2の第2表面S2には第1導電体4に対向して設けられるとともに、外縁部が第2表面S2上に位置する第2導電体6が設けられている。この第2導電体6も、基体2の貫通孔3に対応する位置に貫通孔7を有する。この貫通孔7の径は、基体2の貫通孔3の径と同じか、若しくは貫通孔3の径よりも大きく、貫通孔7の開口は、貫通孔3の開口に沿って位置している。   In addition, a second conductor 6 is provided on the second surface S2 of the base 2 so as to face the first conductor 4, and an outer edge portion is located on the second surface S2. The second conductor 6 also has a through hole 7 at a position corresponding to the through hole 3 of the base 2. The diameter of the through hole 7 is the same as or larger than the diameter of the through hole 3 of the base 2, and the opening of the through hole 7 is located along the opening of the through hole 3.

また、貫通孔3は、第1表面S1における開口の開口面積が、第2表面S2における開口の開口面積よりも大きい。   Further, the through hole 3 has an opening area of the opening on the first surface S1 larger than an opening area of the opening on the second surface S2.

また、誘電性構造体U1を貫通孔3の貫通方向に投影したとき、貫通方向に沿って離間した貫通孔3の任意の2箇所のうち第2表面S2に近い箇所の内周面の位置が、第1表面S1に近い箇所の内周面の位置より内側に存在するように形成されている。すなわち、基体2を貫通孔3の貫通方向に垂直な面で切断したときの貫通孔3の開口面積は、第2表面S2から第1表面S1に近づくにつれて大きくなる。   Moreover, when the dielectric structure U1 is projected in the penetration direction of the through-hole 3, the position of the inner peripheral surface at a location close to the second surface S2 among any two locations of the through-hole 3 separated along the penetration direction is The first surface S1 is formed so as to exist inside the position of the inner peripheral surface near the first surface S1. That is, the opening area of the through hole 3 when the substrate 2 is cut along a plane perpendicular to the through direction of the through hole 3 increases from the second surface S2 to the first surface S1.

さらに、基体2の第1表面S1および第2表面S2に垂直な端面S3,S4には、第1導電体4に電力を供給するために第1導電体4と電気的に接続される外部端子8、および第2導電体6に電力を供給するために第2導電体6と電気的に接続される外部端子9がそれぞれ設けられる。   Further, external terminals electrically connected to the first conductor 4 to supply power to the first conductor 4 are provided on the end surfaces S3 and S4 perpendicular to the first surface S1 and the second surface S2 of the base 2. 8 and an external terminal 9 electrically connected to the second conductor 6 for supplying electric power to the second conductor 6 are provided.

本実施の形態による誘電性構造体U1では、第1導電体4に基準電位を供給し、第1導電体4と第2導電体6との間に交流電圧、又はパルス電圧を印加することにより、第1導電体4と第2導電体6との間の領域に対応する貫通孔3内の領域、および第2導電体6のエッジ、すなわち貫通孔7の開口部に沿って、沿面放電(プラズマ)を発生させることができる。なお、図3に示すように、第1導電体4と第2導電体6との間の領域に対応する貫通孔3内の領域において、沿面放電が発生する場合、この領域を放電領域11という。   In the dielectric structure U1 according to the present embodiment, a reference potential is supplied to the first conductor 4 and an AC voltage or a pulse voltage is applied between the first conductor 4 and the second conductor 6. , Creeping discharge (along the region in the through hole 3 corresponding to the region between the first conductor 4 and the second conductor 6 and the edge of the second conductor 6, that is, the opening of the through hole 7 ( Plasma) can be generated. As shown in FIG. 3, when creeping discharge occurs in a region in the through hole 3 corresponding to a region between the first conductor 4 and the second conductor 6, this region is referred to as a discharge region 11. .

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り製作される。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または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). It is obtained by mixing into a mud and adopting a conventionally known doctor blade method or calender roll method or the like and molding it into a sheet.

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35〜100℃で加熱を行なう。このとき、貫通孔3を形成するために、金型やレーザーを用いてグリーンシートに打ち抜き加工を施す。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、電気絶縁材料としては、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 100 ° C. as necessary. At this time, in order to form the through hole 3, the green sheet is punched using a mold or a laser. 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 electrical insulating material include a mullite sintered body, an aluminum nitride sintered body, a cordierite sintered body, and a silicon carbide sintered body.

また、第1表面S1における貫通孔開口の開口面積を、第2表面S2における開口の開口面積よりも大きく形成するには、金型打抜き工法、レーザー打抜き工法、または切削工法等により、複数のセラミックグリーンシートに径が大から小の異なる貫通孔をあらかじめ形成しておき、形成された貫通孔が大から小の径の順に複数のセラミックグリーンシートを積層してプレス機等で加圧するとよい。このようにすると、第2表面S2から第1表面S1に向かって、貫通孔の径が大きくなる貫通孔3を得ることができる。   Further, in order to form the opening area of the through hole opening on the first surface S1 larger than the opening area of the opening on the second surface S2, a plurality of ceramics are formed by a die punching method, a laser punching method, a cutting method, or the like. It is preferable that through holes having different diameters from large to small are formed in advance in the green sheet, and a plurality of ceramic green sheets are stacked in order of the diameter of the formed through holes from large to small, and pressed with a press or the like. If it does in this way, the through-hole 3 from which the diameter of a through-hole becomes large toward the 1st surface S1 from 2nd surface S2 can be obtained.

また、他の方法として、セラミックグリーンシートが複数積層された積層体の所望の位置をテーパドリル等で第1表面S1側から切削することにより、第2表面S2から第1表面S1に向かって径が大きくなる貫通孔3を得ることができる。   As another method, by cutting a desired position of the laminated body in which a plurality of ceramic green sheets are laminated from the first surface S1 side with a taper drill or the like, the diameter is increased from the second surface S2 toward the first surface S1. The through-hole 3 which becomes large can be obtained.

さらに、他の方法として、セラミックグリーンシートの積層体の所望の位置を第1表面S1側から、錐状または凸状金型等で40℃から100℃程度に加熱しながらプレスすることにより、第2表面Sから第1表面Sに向かって径が大きくなる貫通孔3を得ることができる。
Furthermore, as another method, the desired position of the ceramic green sheet laminate is pressed from the first surface S1 side while being heated from about 40 ° C. to about 100 ° C. with a conical or convex mold or the like. can diameter from 2 surface S 2 toward the first surface S 1 is obtained a through hole 3 larger.

本実施の形態による誘電性構造体U1においては、第1導電体4は、基体2内に保持されており、第1導電体4には貫通孔3に対応する位置に貫通孔5が設けられている。また、第2導電体6は、基体2の第2表面S2上に保持されており、第2導電体6には貫通孔3に対応する位置に貫通孔7が設けられている。このため、第1導電体4に基準電位を供給し、第1導電体4と第2導電体6との間に交流電圧を印加することにより、貫通孔3の放電領域11および第2導電体6の貫通孔7の開口部に沿った領域(以下、「開口部領域」ともいう。)に沿面放電(プラズマ)を発生させることができる。これにより、第2表面S2側から貫通孔3に供給された流体を、第2導電体6の貫通孔7の開口部領域、および放電領域11において、プラズマと反応させることができる。これにより、流体内の微粒子状不純物とプラズマとを反応させることができる。   In the dielectric structure U1 according to the present embodiment, the first conductor 4 is held in the base 2, and the first conductor 4 is provided with a through hole 5 at a position corresponding to the through hole 3. ing. The second conductor 6 is held on the second surface S <b> 2 of the base 2, and the second conductor 6 is provided with a through hole 7 at a position corresponding to the through hole 3. Therefore, by supplying a reference potential to the first conductor 4 and applying an AC voltage between the first conductor 4 and the second conductor 6, the discharge region 11 of the through hole 3 and the second conductor Creeping discharge (plasma) can be generated in a region along the opening of the six through holes 7 (hereinafter also referred to as “opening region”). Thereby, the fluid supplied to the through hole 3 from the second surface S2 side can be reacted with the plasma in the opening region of the through hole 7 of the second conductor 6 and the discharge region 11. Thereby, the particulate impurities in the fluid and the plasma can be reacted.

なお、第1導電体5、第1導電体4、および第2導電体6はそれぞれ、その端部が基体2の外表面近傍まで導出されており、対応する外部端子8,9に直接に、または補助導電体を介して電気的に接続される。   The first conductor 5, the first conductor 4, and the second conductor 6 are each led out to the vicinity of the outer surface of the base 2, and directly to the corresponding external terminals 8 and 9, Alternatively, they are electrically connected via an auxiliary conductor.

第1導電体4および第2導電体6は、タングステン、モリブデン、白金、銅、または銀等の金属粉末導電体からなる。第1導電体4および第2導電体6は、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導電体ペーストを所望の形状に印刷塗布し、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により製作される。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、焼結後の基体2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 4 and the second conductor 6 are made of a metal powder conductor such as tungsten, molybdenum, platinum, copper, or silver. The first conductor 4 and the second conductor 6 are printed and applied in a desired shape on a predetermined position of the ceramic green sheet for the substrate 2 using printing means such as a screen printing method. By co-firing with the ceramic green sheet for use, a predetermined pattern can be formed inside the substrate 2. 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 order to match the sintering behavior of the ceramic green sheet or to increase the bonding strength with the substrate 2 after sintering.

次に、基体2の外表面には、外部端子8、9が形成されている。外部端子8、9は、外部電源から第1導電体4および第2導電体6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第1導電体4および第2導電体6のそれぞれに電気的に接続されている。外部端子8、9は、タングステン、モリブデン、白金、銅、または銀等の金属粉末導電体からなり、スクリーン印刷や吹付け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誘電性構造体U1の所定の位置に形成することができる。   Next, external terminals 8 and 9 are formed on the outer surface of the base 2. The external terminals 8 and 9 function as a conductive path for applying a voltage from the external power source to the first conductor 4 and the second conductor 6, and the first conductor 4 and the first conductor 4 led out to the outer surface of the base 2. The two conductors 6 are electrically connected to each other. The external terminals 8 and 9 are made of a metal powder conductor such as tungsten, molybdenum, platinum, copper, or silver, and a predetermined ceramic green sheet for the substrate 2 is used by printing means such as screen printing or spray printing. The conductive paste can be printed and applied at the position and simultaneously fired with the ceramic green sheet for the substrate 2 to be formed at a predetermined position of the dielectric structure U1.

なお、第1導電体4、第2導電体6、および外部端子8,9は、基体2用のセラミックグリーンシートに、第1導電体4および第2導電体6用の導体ペースト、並びに外部端子8,9用の導電体ペーストを塗布して同時焼成することにより形成することができる。また、他の製造方法としては基体2用のセラミックグリーンシートと第1導電体4および第2導電体6用の導電体ペーストとを同時焼成し、その後、外部端子8、9用の導電体ペーストを所望の位置に印刷塗布し焼成することにより、外部端子8、9を誘電性構造体U1の所定の位置に形成することができる。   The first conductor 4, the second conductor 6, and the external terminals 8 and 9 are a ceramic green sheet for the base 2, a conductor paste for the first conductor 4 and the second conductor 6, and an external terminal. It can be formed by applying a conductor paste for 8, 9 and firing simultaneously. As another manufacturing method, the ceramic green sheet for the substrate 2 and the conductor paste for the first conductor 4 and the second conductor 6 are simultaneously fired, and then the conductor paste for the external terminals 8 and 9. The external terminals 8 and 9 can be formed at predetermined positions of the dielectric structure U1 by printing, applying, and baking to a desired position.

外部端子8、9の導電体ペーストは、第1導電体4および第2導電体6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整される。   The conductor paste for the external terminals 8 and 9 is produced in the same manner as the conductor paste for the first conductor 4 and the second conductor 6, but is adjusted to a viscosity suitable for printing by the amount of the organic binder and the organic solvent. Is done.

なお、外部端子8、9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めっき法若しくは蒸着法にて形成しておくことが好ましい。なお、外部端子8、9が酸化腐食するのを抑制するとともに、外部端子8、9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形成されていることが好ましい。なお、外部端子8、9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形成着しておいても構わない。   In addition, it is preferable to form a metal having excellent corrosion resistance such as nickel or gold on the exposed surfaces of the external terminals 8 and 9 by a plating method or a vapor deposition method. The nickel plating layer having a thickness of about 1 to 10 μm is used to suppress the oxidative corrosion of the external terminals 8 and 9 and to strengthen the bonding between the external terminals 8 and 9 and the power supply terminal of the external power source. And a gold plating layer having a thickness of about 0.1 to 3 μm are preferably formed sequentially. Note that the external terminals 8 and 9 may also be formed of a single layer of metal having excellent corrosion resistance, such as nickel or gold, when used at a high temperature, as described above.

あるいは、外部端子8、9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鉄−ニッケル合金、鉄−ニッケル−コバルト合金、白金、銅、または銀等からなる金属板でもよい。例えば銀と銅を主成分とするロウ材、または比較的低温下にて使用する場合には錫若しくは銀を主成分としたロウ材を基体2用のセラミックグリーンシートの焼成後に所望の位置に印刷塗布し、ロウ材と同じ位置に金属板を位置決め固定する。その後、ロウ材の溶融温度にてブレージングまたはリフローを行うことで基体2に形成された外部端子8、9に接合することができる。また、更に低温下にて使用する場合には、銀などの金属粉末とエポキシ等の樹脂と有機溶剤を混練しペースト状とした導電性ペーストを使用しても良い。   Alternatively, the external terminals 8 and 9 are made of an iron-nickel alloy, an iron-nickel-cobalt alloy, platinum, copper, silver, or the like attached to a predetermined position after firing the ceramic green sheet for the substrate 2. It may be a board. For example, a brazing material mainly composed of silver and copper, or, when used at a relatively low temperature, a brazing material mainly composed of tin or silver is printed at a desired position after firing the ceramic green sheet for the substrate 2. Apply and fix the metal plate at the same position as the brazing material. Then, it can join to the external terminals 8 and 9 formed in the base | substrate 2 by performing brazing or reflow at the melting temperature of a brazing material. Moreover, when using at lower temperature, you may use the electrically conductive paste which knead | mixed metal powders, such as silver, resin, such as an epoxy, and an organic solvent, and was made into the paste form.

そして、外部交流電源の基準電位側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子8に電気的に接続し、高電圧側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子9に電気的に接続して交流高電圧を印加すると、放電領域11に沿面放電を発生させることができる。   Then, the reference potential side power supply terminal of the external AC power supply is electrically connected to the external terminal 8 by means such as pressure contact or joining, and the high voltage side power supply terminal is electrically connected to the external terminal 9 by means such as pressure contact or joining. Then, when an alternating high voltage is applied, creeping discharge can be generated in the discharge region 11.

また、外部直流電源の基準電位側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子8に電気的に接続し、高電圧側電源端子を圧接または接合等の手段により外部端子9に電気的に接続して直流高電圧を印加すると、電界領域15を形成することができる。   Also, the reference potential side power supply terminal of the external DC power supply is electrically connected to the external terminal 8 by means such as pressure contact or joining, and the high voltage side power supply terminal is electrically connected to the external terminal 9 by means such as pressure contact or joining. Then, when a DC high voltage is applied, the electric field region 15 can be formed.

以下に、誘電性構造体U1の外部端子8,9間に電圧が印加され、貫通孔3に流体が供給された場合の誘電性構造体U1の動作について、図4を参照して説明する。まず、第1導電体4と第2導電体6との間に電源V1により交流電圧を印加して、放電領域11に沿面放電を発生させる。そして、誘電性構造体U1の貫通孔3に、第2導電体6が形成されている第2表面S2側の開口部から、流体供給部12により流体が供給されると、流体内の微粒子状不純物は、放電領域11において沿面放電領域を通過することとなり、プラズマ(励起電子)授受によって分解される。 Hereinafter, an operation of the dielectric structure U1 when a voltage is applied between the external terminals 8 and 9 of the dielectric structure U1 and a fluid is supplied to the through hole 3 will be described with reference to FIG. First, an alternating voltage is applied between the first conductor 4 and the second conductor 6 by the power source V <b> 1 to generate creeping discharge in the discharge region 11. When a fluid is supplied from the opening on the second surface S2 side where the second conductor 6 is formed into the through hole 3 of the dielectric structure U1, the fluid supply unit 12 forms fine particles in the fluid. Impurities pass through the creeping discharge region in the discharge region 11 and are decomposed by exchanging plasma (excited electrons).

例えば、C(すす)は、酸素濃度が10%程度以上の酸素条件下において、下記の式(1)に示された反応により酸化改質して、COが生成される。 For example, C (soot) is oxidized and reformed by the reaction shown in the following formula (1) under an oxygen condition with an oxygen concentration of about 10% or more to generate CO 2 .

C+O→ CO・・・・・・・・・・(1)
また、例えば、C(有機物)は、酸素濃度が10%程度以上の酸素条件下において、下記の式(2)に示された反応により酸化改質して、CO及びHOが生成される。
C + O 2 → CO 2 (1)
Further, for example, C n H m (organic substance) is oxidized and reformed by the reaction shown in the following formula (2) under an oxygen condition where the oxygen concentration is about 10% or more, and CO 2 and H 2 O Is generated.

+2O→ Cn−1m−4+CO+2HO・・・(2)
なお、第1導電体4と第2導電体6との間に沿面放電を発生させるために、第1導電体4と第2導電体6との間には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、必要とされる沿面放電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C(すす)を改質する誘電性構造体U1において印加される交流電圧の周波数は、例えば、1kHz〜100MHzである。
C n H m + 2O 2 → C n-1 H m-4 + CO 2 + 2H 2 O ··· (2)
In order to generate creeping discharge between the first conductor 4 and the second conductor 6, an alternating voltage having a high frequency is applied between the first conductor 4 and the second conductor 6. . The applied AC voltage is appropriately selected depending on the required creeping discharge intensity and the like. For example, the frequency of the alternating voltage applied in the dielectric structure U1 that modifies C (soot) in the exhaust gas of a diesel engine is, for example, 1 kHz to 100 MHz.

また、第1導電体4と第2導電体6との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。   The voltage applied between the first conductor 4 and the second conductor 6 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.

上述のように、本実施の形態による誘電性構造体U1は、流体が供給される側の表面に第2導電体6が設けられ、第2導電体6の貫通孔7に沿って、すなわち誘電性構造体U1の流体流入口に沿って沿面放電が発生することから、流体中の微粒子状不純物は、誘電性構造体U1の流体流入口においてプラズマと反応する。これにより、流体が留まり易い第2表面S2において流体中の微粒子状不純物をプラズマと反応させることができ、微粒子状不純物の反応効率を上げることができる。   As described above, in the dielectric structure U1 according to the present embodiment, the second conductor 6 is provided on the surface to which the fluid is supplied, and along the through hole 7 of the second conductor 6, that is, the dielectric. Since creeping discharge occurs along the fluid inlet of the structural structure U1, the particulate impurities in the fluid react with the plasma at the fluid inlet of the dielectric structure U1. Thereby, the particulate impurities in the fluid can be reacted with the plasma on the second surface S2 where the fluid tends to stay, and the reaction efficiency of the particulate impurities can be increased.

また、誘電性構造体U1の貫通孔3は、第1表面S1における開口の開口面積が、第2表面S2における開口の開口面積よりも大きい。また、誘電性構造体U1を貫通孔3の貫通方向に投影したとき、貫通方向に沿って離間した貫通孔3の任意の2箇所のうち第2表面S2に近い箇所の内周面の位置が、第1表面S1に近い箇所の内周面より内側に存在するように形成され、流体の下流側に向かって貫通孔3の径が漸次大きくなる。これにより、誘電性構造体U1の流体流入口付近では貫通孔3の径を小さくして、プラズマを密に発生させ、処理流体の反応効率を上げるとともに、流体流出口に近づくにつれて貫通孔3の径を大きくし、処理済の流体を誘電性構造体U1からスムーズに排出させることが可能になる。結果として、処理流体の圧力損失を低減しつつ、消費電力を小さくして、流体中の微粒子状不純物の反応効率を上げることができる。   The through hole 3 of the dielectric structure U1 has an opening area of the opening on the first surface S1 larger than the opening area of the opening on the second surface S2. Moreover, when the dielectric structure U1 is projected in the penetration direction of the through-hole 3, the position of the inner peripheral surface at a location close to the second surface S2 among any two locations of the through-hole 3 separated along the penetration direction is In addition, the through hole 3 is formed so as to be present inside the inner peripheral surface near the first surface S1, and the diameter of the through hole 3 gradually increases toward the downstream side of the fluid. Thereby, the diameter of the through hole 3 is reduced in the vicinity of the fluid inlet of the dielectric structure U1, the plasma is generated densely, the reaction efficiency of the processing fluid is increased, and the through hole 3 becomes closer to the fluid outlet. The diameter can be increased and the treated fluid can be smoothly discharged from the dielectric structure U1. As a result, while reducing the pressure loss of the processing fluid, the power consumption can be reduced and the reaction efficiency of the particulate impurities in the fluid can be increased.

なお、図1〜図4に示した誘電性構造体U1では、第2導電体6を第2表面S2上に設けたが、基体2における第1導電体5と第2表面S2との間に設けてもよい。その場合にも、処理流体の圧力損失を低減しつつ、消費電力を小さくして、流体中の微粒状不純物の反応効率を上げることができる。また、第2導電体6を基体2の内部に設けるために、第2導電体6の処理流体およびプラズマによる腐食を抑制することができる。   In the dielectric structure U1 shown in FIGS. 1 to 4, the second conductor 6 is provided on the second surface S2. However, the first conductor 5 and the second surface S2 in the base 2 are interposed between the second conductor S and the second surface S2. It may be provided. Even in such a case, it is possible to reduce the power loss while reducing the pressure loss of the processing fluid and increase the reaction efficiency of the fine particulate impurities in the fluid. Further, since the second conductor 6 is provided inside the base body 2, corrosion of the second conductor 6 by the processing fluid and plasma can be suppressed.

さらに、図5に示すように、誘電性構造体U1の下流にDPF(Diesel particulate filter)13を設けて、流体中に含まれる微粒子状不純物をさらに捕集する場合、誘電性構造体U1の貫通孔3の第1表面S1における開口の開口面積が大きいことから、単位時間当たりにDPF13に流れる流体の量が多くなるため、捕集効率を上げることができる。   Furthermore, as shown in FIG. 5, when a DPF (Diesel particulate filter) 13 is provided downstream of the dielectric structure U1 to further collect particulate impurities contained in the fluid, the dielectric structure U1 penetrates. Since the opening area of the opening on the first surface S1 of the hole 3 is large, the amount of fluid flowing through the DPF 13 per unit time increases, so that the collection efficiency can be increased.

また、誘電性構造体U1で発生したプラズマが下流のDPF13に流入する場合、誘電性構造体U1とDPF13の連結面にプラズマの流れに対する影部が存在しないため、すなわち、DPF13においてプラズマが通る経路がいわば太くなるため、プラズマは流れを阻害されること無くDPF13に流入する。その結果、流体中に含まれる微粒子状不純物をDPF13で捕集する場合、高い反応効率で微粒子状不純物の処理が可能となる。   Further, when the plasma generated in the dielectric structure U1 flows into the downstream DPF 13, there is no shadow for the plasma flow on the connecting surface between the dielectric structure U1 and the DPF 13, that is, the path through which the plasma passes in the DPF 13. In other words, since it becomes thicker, the plasma flows into the DPF 13 without hindering the flow. As a result, when the particulate impurities contained in the fluid are collected by the DPF 13, the particulate impurities can be processed with high reaction efficiency.

また、図6のように、DPF13の下流に電極14を設けて、第1導電体4と第2導電体6との間に交流電圧を印加した後、第1導電体4と電極14との間に直流電圧を印加すると、放電領域11において帯電した微粒子状不純物がDPF13に引き寄せられ、DPF13の捕集効率をさらに上げることができる。加えて、放電領域11に発生したプラズマが、電極14に引き寄せられて、プラズマ領域が下流側に拡大する。これにより、放電領域11において帯電した粒子状不純物が、DPF13に捕集されるとともに、そのDPF13において粒子状不純物がプラズマと反応し、改質される。結果として、より多くの粒子状不純物を分解、改質させることが可能になる。   Further, as shown in FIG. 6, an electrode 14 is provided downstream of the DPF 13, and an AC voltage is applied between the first conductor 4 and the second conductor 6, and then the first conductor 4 and the electrode 14 are connected. When a DC voltage is applied between them, the particulate impurities charged in the discharge region 11 are attracted to the DPF 13 and the collection efficiency of the DPF 13 can be further increased. In addition, the plasma generated in the discharge region 11 is attracted to the electrode 14 and the plasma region expands downstream. As a result, the particulate impurities charged in the discharge region 11 are collected in the DPF 13 and the particulate impurities react with the plasma in the DPF 13 to be modified. As a result, more particulate impurities can be decomposed and modified.

また、誘電性構造体U1で発生したプラズマが電極14に引き寄せられて下流のDPF13に流入する場合、誘電性構造体U1とDPF13の連結面にプラズマの流れに対する影部が存在しないため、すなわち、DPF13においてプラズマが通る経路がいわば太くなるため、プラズマは流れを阻害されること無く、より多くのプラズマがDPF13に流入する。その結果、流体中に含まれる微粒子状不純物をDPF13で捕集する場合、DPF13に捕集された粒子状不純物をより効率良く分解および改質させることができる。   Further, when the plasma generated in the dielectric structure U1 is attracted to the electrode 14 and flows into the downstream DPF 13, there is no shadow for the plasma flow on the connecting surface of the dielectric structure U1 and the DPF 13, that is, Since the path through which the plasma passes in the DPF 13 becomes thicker, more plasma flows into the DPF 13 without being blocked by the plasma. As a result, when the particulate impurities contained in the fluid are collected by the DPF 13, the particulate impurities collected by the DPF 13 can be decomposed and modified more efficiently.

さらに、本実施の形態による誘電性構造体U1によれば、誘電性構造体U1の第1導電体4と第2導電体6との間に直流電圧を印加することもできる。例えば図7に示すように、第1導電体4に基準電位を供給し、第1導電体4と第2導電体6との間に直流高電圧を印加することにより、基体2内部における第1導電体4と第2導電体6との間の領域に対応する貫通孔3内の領域に強電界を発生させることができる。なお、第1導電体4と第2導電体6との間の領域に対応する貫通孔3内の領域において、強電界が発生する場合、この領域を電界領域15という。   Furthermore, according to the dielectric structure U1 according to the present embodiment, a DC voltage can be applied between the first conductor 4 and the second conductor 6 of the dielectric structure U1. For example, as shown in FIG. 7, by supplying a reference potential to the first conductor 4 and applying a DC high voltage between the first conductor 4 and the second conductor 6, A strong electric field can be generated in a region in the through hole 3 corresponding to a region between the conductor 4 and the second conductor 6. When a strong electric field is generated in a region in the through hole 3 corresponding to a region between the first conductor 4 and the second conductor 6, this region is referred to as an electric field region 15.

ここで、第1導電体4と第2導電体6との間に交流電圧を印加した後に直流電圧を印加すると、放電領域11においてプラズマとの反応により正または負に帯電した微粒子状不純物は、電界領域15に電気的に引き寄せられ、電界領域15に接する基体2の表面に電気的に吸着される。これにより、貫通孔3の内部を通過する流体から微粒子状不純物を取り除くことができる。   Here, when a DC voltage is applied after applying an AC voltage between the first conductor 4 and the second conductor 6, the particulate impurities charged positively or negatively by reaction with plasma in the discharge region 11 are: It is electrically attracted to the electric field region 15 and is electrically adsorbed on the surface of the substrate 2 that is in contact with the electric field region 15. Thereby, the particulate impurities can be removed from the fluid passing through the through hole 3.

以下に、誘電性構造体U1の外部端子8,9間に電圧が印加され、貫通孔3に流体が供給された場合の誘電性構造体U1の動作について、図7を参照して説明する。まず、第1導電体4と第2導電体6との間に電源V1により交流電圧を印加して、放電領域11に沿面放電を発生させる。そして、誘電性構造体U1の貫通孔3に、第2導電体6が形成されている第2表面S2側の開口部から、流体供給部13により流体が供給されると、流体中に含まれるNOx等の物質が、放電領域11によりプラズマと反応し、分解および改質が行われる。   Hereinafter, an operation of the dielectric structure U1 when a voltage is applied between the external terminals 8 and 9 of the dielectric structure U1 and a fluid is supplied to the through hole 3 will be described with reference to FIG. First, an alternating voltage is applied between the first conductor 4 and the second conductor 6 by the power source V <b> 1 to generate creeping discharge in the discharge region 11. And if a fluid is supplied by the fluid supply part 13 from the opening part by the side of the 2nd surface S2 in which the 2nd conductor 6 is formed in the through-hole 3 of the dielectric structure U1, it will be contained in the fluid. A substance such as NOx reacts with the plasma in the discharge region 11 to be decomposed and reformed.

また、流体内の微粒子状不純物は、放電領域11において沿面放電領域を通過することとなり、プラズマ(励起電子)授受によって分解される。   Further, the particulate impurities in the fluid pass through the creeping discharge region in the discharge region 11 and are decomposed by the transfer of plasma (excited electrons).

例えば、C(すす)は、酸素濃度が10%程度以上の酸素条件下において、下記の式(1)に示された反応により酸化改質して、COが生成される。 For example, C (soot) is oxidized and reformed by the reaction shown in the following formula (1) under an oxygen condition with an oxygen concentration of about 10% or more to generate CO 2 .

C+O→ CO・・・・・・・・・・(1)
また、例えば、C(有機物)は、酸素濃度が10%程度以上の酸素条件下において、下記の式(2)に示された反応により酸化改質して、CO及びHOが生成される。
C + O 2 → CO 2 (1)
Further, for example, C n H m (organic substance) is oxidized and reformed by the reaction shown in the following formula (2) under an oxygen condition where the oxygen concentration is about 10% or more, and CO 2 and H 2 O Is generated.

+2O→ Cn−1m−4+CO+2HO・・・(2)
さらに、流体中の微粒子状不純物の一部は、プラズマによって正または負に帯電される。
C n H m + 2O 2 → C n-1 H m-4 + CO 2 + 2H 2 O ··· (2)
Furthermore, some of the particulate impurities in the fluid are positively or negatively charged by the plasma.

次に、外部端子8、9を電源V2に接続して、外部端子8,9に印加する電圧を直流高電圧に切り替えることにより、帯電した微粒子状不純物を電界領域15に引き寄せ、第2導電体6および第2導電体6近傍の基体2の表面に、その帯電した微粒子状不純物を電気的に吸着させることができる。これにより、流体中の微粒子状不純物を取り除くことができる。   Next, the external terminals 8 and 9 are connected to the power source V2, and the voltage applied to the external terminals 8 and 9 is switched to a DC high voltage, whereby the charged particulate impurities are attracted to the electric field region 15, and the second conductor 6 and the charged fine particulate impurities can be electrically adsorbed on the surface of the substrate 2 in the vicinity of the second conductor 6. Thereby, the particulate impurities in the fluid can be removed.

ここで、第1導電体4と第2導電体6との間に直流電圧を印加する場合、直流電圧は、必要とされる電界強度の大きさ等により適宜選択される。例えば、ディーゼルエンジンの排気ガス中のC(すす)を放電領域11にて帯電させ、その後、第2導電体6および第2導電体6近傍の基体2の表面に帯電したC(すす)を電気的に吸着されるときに印加される直流電圧の大きさは、1kV〜50kVあるいは−50kV〜−1kVである。また、すすは、一般的に、放電領域11において負に帯電するため、第1導電体4に基準電位である接地電位を供給し、第2導電体6に正の電位を供給すると、すすは、第2導電体6および第2導電体6近傍の基体2の表面に電気的に吸着される。   Here, when a DC voltage is applied between the first conductor 4 and the second conductor 6, the DC voltage is appropriately selected depending on the required electric field strength. For example, C (soot) in the exhaust gas of a diesel engine is charged in the discharge region 11, and then the C (soot) charged on the surface of the second conductor 6 and the base 2 in the vicinity of the second conductor 6 is electrically charged. The magnitude of the direct-current voltage applied when attracted to the surface is 1 kV to 50 kV or −50 kV to −1 kV. In addition, since soot is generally negatively charged in the discharge region 11, soot is supplied when a ground potential which is a reference potential is supplied to the first conductor 4 and a positive potential is supplied to the second conductor 6. The second conductor 6 and the surface of the base 2 near the second conductor 6 are electrically adsorbed.

誘電性構造体U1は、流体が供給される側の表面に第2導電体6が設けられ、第2導電体6の貫通孔7に沿って、すなわち誘電性構造体U1の流体流入口に沿って沿面放電が発生することから、流体中の微粒子状不純物は、誘電性構造体U1の流体流入口においてプラズマと反応して電荷を有する。よって、第1導電体4と第2導電体6との間に直流電圧を印加すると、これらの微粒子状不純物は、電界領域15に引き寄せられる。これにより、流体が誘電性構造体U1に供給された際に、微粒子状不純物が貫通孔3の開口付近に付着、および堆積することを抑制でき、例えば、微粒子状不純物が貫通孔3の開口を塞いで、流体が流れにくくなるといったことを抑制することができる。また、第2導電体6の表面に堆積する微粒子状不純物の全体量を低減できることから、流体の圧力損失の増大を抑制でき、その結果、流体中の微粒子状不純物を長期に渡ってより安定して分解および改質することができる。   The dielectric structure U1 is provided with the second conductor 6 on the surface to which fluid is supplied, and along the through hole 7 of the second conductor 6, that is, along the fluid inlet of the dielectric structure U1. As a result of the occurrence of creeping discharge, the particulate impurities in the fluid react with the plasma at the fluid inlet of the dielectric structure U1 and have a charge. Therefore, when a DC voltage is applied between the first conductor 4 and the second conductor 6, these particulate impurities are attracted to the electric field region 15. Thereby, when the fluid is supplied to the dielectric structure U1, it is possible to prevent the particulate impurities from adhering to and depositing in the vicinity of the opening of the through hole 3, and for example, the particulate impurity can prevent the opening of the through hole 3 from opening. It is possible to prevent the fluid from becoming difficult to flow by blocking. Further, since the total amount of particulate impurities deposited on the surface of the second conductor 6 can be reduced, an increase in pressure loss of the fluid can be suppressed, and as a result, the particulate impurities in the fluid can be more stable over a long period of time. Can be decomposed and modified.

また、誘電性構造体U1の下流にDPF13を設けて、誘電性構造体U1で発生したプラズマが下流のDPF13に流入する場合、誘電性構造体U1とDPF13の連結面にプラズマの流れに対する影部が存在しないため、すなわち、DPF13においてプラズマが通る経路がいわば太くなるため、プラズマは流れを阻害されること無くDPF13に流入する。その結果、流体中に含まれる微粒子状不純物をDPF13で捕集する場合、高い反応効率で微粒子状不純物の処理が可能となる。   In addition, when the DPF 13 is provided downstream of the dielectric structure U1 and the plasma generated in the dielectric structure U1 flows into the downstream DPF 13, a shadow portion against the plasma flow on the connecting surface of the dielectric structure U1 and the DPF 13 Is not present, that is, the path through which the plasma passes in the DPF 13 becomes so thick that the plasma flows into the DPF 13 without being hindered. As a result, when the particulate impurities contained in the fluid are collected by the DPF 13, the particulate impurities can be processed with high reaction efficiency.

(第2の実施の形態)
図8は、本発明の第2の実施の形態による誘電性構造体の、図2に対応した断面図である。図8において、図2と同一の構成には、同一の符号を付す。図8に示すように、本実施の形態による誘電性構造体U2は、基体2の第1表面S1上に第3導電体16を有する。
この第3導電体16には、第1導電体4に基準電位を供給した場合に、第2導電体6と同様に、交流電位が供給される。すわなち、第1導電体4と第3導電体16との間に交流電圧が印加される。このとき、第3導電体16の表面近傍には沿面放電が発生する。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 of a dielectric structure according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same components as those of FIG. As shown in FIG. 8, the dielectric structure U <b> 2 according to the present embodiment has a third conductor 16 on the first surface S <b> 1 of the base 2.
When the reference potential is supplied to the first conductor 4, an AC potential is supplied to the third conductor 16 as in the case of the second conductor 6. That is, an AC voltage is applied between the first conductor 4 and the third conductor 16. At this time, creeping discharge occurs near the surface of the third conductor 16.

このように第3導電体16を用いて沿面放電を発生させると、誘電性構造体U11の流体流出口においても、処理流体中の微粒状不純物をプラズマと反応させることができる。ここで、第3導電体16は、基体2の貫通孔3に対応する位置に貫通孔を有する平板状の導電体であってよく、単に複数の個片状の導電体であってもよい。   When creeping discharge is generated using the third conductor 16 in this way, fine impurities in the processing fluid can be reacted with plasma also at the fluid outlet of the dielectric structure U11. Here, the third conductor 16 may be a flat plate-like conductor having a through hole at a position corresponding to the through hole 3 of the base 2, or may be simply a plurality of individual conductors.

また、第3導電体16は、図8に示すように、貫通孔3の貫通方向に垂直な断面積が貫通方向に沿って第1表面S1から離れるに従って小さくなっているとよい。このような形状にすると、流体の流れを阻害することがない上に、プラズマと未反応の微量の微粒子状不純物が放電領域11を通過した場合でも、その粒子状不純物が第1表面S1に堆積しにくくなる。よって、第1表面S1の表面に堆積する微粒子状不純物の全体量を低減できることから、流体の圧力損失の増大を抑制でき、その結果、流体中の微粒子状不純物を長期に渡ってより安定して分解および改質することができる。   Further, as shown in FIG. 8, the third conductor 16 preferably has a smaller cross-sectional area perpendicular to the penetration direction of the through hole 3 as the distance from the first surface S1 increases along the penetration direction. With such a shape, the flow of the fluid is not hindered, and even when a minute amount of particulate impurities that have not reacted with the plasma passes through the discharge region 11, the particulate impurities are deposited on the first surface S1. It becomes difficult to do. Therefore, since the total amount of particulate impurities deposited on the surface of the first surface S1 can be reduced, an increase in the pressure loss of the fluid can be suppressed, and as a result, the particulate impurities in the fluid can be more stable over a long period of time. It can be decomposed and modified.

なお、貫通孔3の貫通方向に垂直な断面積が貫通方向に沿って第1表面S1から離れるに従って小さくなるように形成するには、金型打抜き工法、レーザー打抜き工法、または切削工法等により、複数のセラミックグリーンシートに径が大から小の異なる貫通孔をあらかじめ形成しておき、形成された貫通孔が大から小径の順に複数のセラミックグリーンシートを積層してプレス機等で加圧するとよい。このようにすると、第2表面S2から第1表面S1に向かって、貫通孔の径が大きくなる貫通孔3を得ることができる。   In order to form the cross-sectional area perpendicular to the penetration direction of the through hole 3 so as to decrease as the distance from the first surface S1 along the penetration direction, a die punching method, a laser punching method, or a cutting method is used. Different through holes with large to small diameters are formed in advance in a plurality of ceramic green sheets, and a plurality of ceramic green sheets are stacked in order of large to small diameters in the formed through holes and pressed with a press or the like. . If it does in this way, the through-hole 3 from which the diameter of a through-hole becomes large toward the 1st surface S1 from 2nd surface S2 can be obtained.

さらに、他の方法として、セラミックグリーンシートの積層体の所望の位置を第1表面S1側から錐状、または凸状金型等で40℃から100℃程度に加熱しながらプレスすることにより、第2表面Sから第1表面Sに向かって径が大きくなる貫通孔3を得ることができる。
Furthermore, as another method, the desired position of the ceramic green sheet laminate is pressed from the first surface S1 side while being heated from about 40 ° C. to about 100 ° C. with a conical or convex mold. can diameter from 2 surface S 2 toward the first surface S 1 is obtained a through hole 3 larger.

なお、第1導電体4と第3導電体16との間に印加する交流電圧を制御することにより、第1導電体4と第3導電体16との間の領域に対応する貫通孔3内の領域において、沿面放電を発生させることができる。このように第1導電体4と第3導電体16の間においても沿面放電を発生させた場合には、流体中のより多くの微粒子状不純物を反応させることができる。   In the through hole 3 corresponding to the region between the first conductor 4 and the third conductor 16 by controlling the AC voltage applied between the first conductor 4 and the third conductor 16. In this region, creeping discharge can be generated. As described above, when a creeping discharge is generated between the first conductor 4 and the third conductor 16, more particulate impurities in the fluid can be reacted.

また、第1の実施の形態において述べたように、第1導電体4と第2導電体6との間、および第1導電体4と第3導電体16との間に交流電圧を印加した後、第1導電体4と第2導電体6との間および第1導電体4と第3導電体16の少なくとも一方に直流電圧を印加すれば、帯電した粒子状不純物を基体2の表面に吸着させることができ、流体から粒子状不純物を除去することができる。   Further, as described in the first embodiment, an AC voltage is applied between the first conductor 4 and the second conductor 6 and between the first conductor 4 and the third conductor 16. Thereafter, if a DC voltage is applied between the first conductor 4 and the second conductor 6 and at least one of the first conductor 4 and the third conductor 16, the charged particulate impurities are applied to the surface of the substrate 2. It can be adsorbed and particulate impurities can be removed from the fluid.

また、誘電性構造体U2の下流にDPF13および電極14を設けた場合、貫通孔3の貫通方向に垂直な方向において少なくとも第3導電体16の断面積が第1表面S1から離れるに従って小さくなっていると、基体2によって塞がれるDPF13の領域は小さくなる。よって、放電領域11に発生したプラズマがDPF13を通って電極14に引き寄せられるとき、誘電性構造体U1とDPF13の連結面にプラズマの流れに対する影部が存在しないため、すなわち、DPF13においてプラズマが通る経路がいわば太くなるため、DPF13に捕集された粒子状不純物をより効率良く分解および改質させることができる。すなわち、この効果に関しては、第1表面S1における開口の開口面積と第2表面S2おける開口の開口面積とは同一であってもよい。   Further, when the DPF 13 and the electrode 14 are provided downstream of the dielectric structure U2, at least the cross-sectional area of the third conductor 16 in the direction perpendicular to the penetrating direction of the through hole 3 decreases as the distance from the first surface S1 increases. If so, the area of the DPF 13 that is blocked by the base 2 is reduced. Therefore, when the plasma generated in the discharge region 11 is attracted to the electrode 14 through the DPF 13, there is no shadow for the plasma flow on the connecting surface of the dielectric structure U 1 and the DPF 13, that is, the plasma passes through the DPF 13. Since the path becomes thicker, the particulate impurities collected in the DPF 13 can be decomposed and modified more efficiently. That is, regarding this effect, the opening area of the opening on the first surface S1 and the opening area of the opening on the second surface S2 may be the same.

また、第3導電体16の上記断面積を貫通孔3の貫通方向に沿って略同一とし、第3導電体16の第1表面S1に隣接する面と反対側の面に、さらに誘電性部材を設けてもよい。そして、その誘電性部材は、貫通孔3の貫通方向に垂直な断面積が貫通方向に沿って第1表面S1から離れるに従って小さくなっていることが好ましい。このような構成にすると、第1表面S1の表面に堆積する微粒子状不純物の全体量を低減できることから、流体の圧力損失の増大を抑制でき、その結果、流体中の微粒子状不純物を長期に渡ってより安定して分解および改質することができる。また、第3導電体16を薄くし、誘電性部材に厚みを持たせることができるため、製造コストも安く抑えることができる。   Further, the cross-sectional area of the third conductor 16 is made substantially the same along the penetrating direction of the through-hole 3, and a dielectric member is further formed on the surface opposite to the surface adjacent to the first surface S1 of the third conductor 16. May be provided. And it is preferable that the dielectric member becomes small as the cross-sectional area perpendicular | vertical to the penetration direction of the through-hole 3 leaves | separates from 1st surface S1 along a penetration direction. With such a configuration, since the total amount of particulate impurities deposited on the surface of the first surface S1 can be reduced, an increase in pressure loss of the fluid can be suppressed, and as a result, particulate impurities in the fluid can be prevented over a long period. And can be decomposed and modified more stably. Moreover, since the 3rd conductor 16 can be made thin and a dielectric member can be given thickness, manufacturing cost can also be held down cheaply.

また、この誘電性構造体の下流にDPF13および電極14を設けた場合、貫通孔3の貫通方向に垂直な方向において少なくとも誘電性部材の断面積が第1表面S1から離れるに従って小さくなっていると、基体2によって塞がれるDPF13の領域は小さくなる。よって、放電領域11に発生したプラズマがDPF13を通って電極14に引き寄せられるとき、誘電性構造体U2とDPF13の連結面にプラズマの流れに対する影部が存在しないため、すなわち、DPF13においてプラズマが通る経路がいわば太くなるため、DPF13に捕集された粒子状不純物をより効率良く分解および改質させることができる。   Further, when the DPF 13 and the electrode 14 are provided downstream of the dielectric structure, at least the cross-sectional area of the dielectric member in the direction perpendicular to the penetrating direction of the through hole 3 decreases as the distance from the first surface S1 increases. The area of the DPF 13 that is blocked by the base 2 is reduced. Therefore, when the plasma generated in the discharge region 11 is attracted to the electrode 14 through the DPF 13, there is no shadow for the plasma flow on the connecting surface between the dielectric structure U2 and the DPF 13, that is, the plasma passes through the DPF 13. Since the path becomes thicker, the particulate impurities collected in the DPF 13 can be decomposed and modified more efficiently.

なお、DPF13を下流に設けた場合の効果に関しては、第1表面S1における開口の開口面積と第2表面S2おける開口の開口面積とが同一であってもよい。その場合でも、誘電性部材の断面積が第1表面S1から離れるに従って小さくなっていると、誘電性構造体U2とDPF13の連結面にプラズマの流れに対する影部が存在しないため、すなわち、DPF13においてプラズマが通る経路がいわば太くなるため、DPF13に捕集された粒子状不純物をより効率良く分解および改質させることができる。   As for the effect when the DPF 13 is provided downstream, the opening area of the opening on the first surface S1 and the opening area of the opening on the second surface S2 may be the same. Even in such a case, if the cross-sectional area of the dielectric member decreases with distance from the first surface S1, there is no shadow for the plasma flow on the connecting surface between the dielectric structure U2 and the DPF 13, that is, in the DPF 13. Since the path through which the plasma passes becomes thicker, the particulate impurities collected in the DPF 13 can be decomposed and modified more efficiently.

(第3の実施の形態)
図9は、本発明の第3の実施の形態による誘電性構造体の断面図である。図9において、図2と同一の構成には、同一の符号を付す。図9に示すように、本実施の形態による誘電性構造体U3は、複数の基体2を配列して形成されている。ここで、誘電性構造体U3は、第1表面と第2表面との間に少なくとも1つの貫通孔3a,3b,3cを有する複数の基体2a,2b,2cと、各基体2a,2b,2cにおける第1表面と第2表面との間にそれぞれ設けられた第1導電体4a,4b,4cと、各基体2a,2b,2cにおける第2表面上にそれぞれ設けられ、外縁部が第2表面上に位置する第2導電体6a,6b,6cとを有している。複数の基体2a,2b,2cは、第1導電体4a,4b,4cと第2導電体6a,6b,6cが交互に位置するとともに、各基体2に設けられた貫通孔3a,3b,3cが連通するように配列されている。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a sectional view of a dielectric structure according to the third embodiment of the present invention. 9, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG. 9, the dielectric structure U <b> 3 according to the present embodiment is formed by arranging a plurality of substrates 2. Here, the dielectric structure U3 includes a plurality of bases 2a, 2b, 2c having at least one through hole 3a, 3b, 3c between the first surface and the second surface, and the bases 2a, 2b, 2c. The first conductors 4a, 4b, and 4c provided between the first surface and the second surface of the substrate, and the second surfaces of the substrates 2a, 2b, and 2c, respectively, and the outer edge portion of the second surface. It has 2nd conductor 6a, 6b, 6c located on the top. The plurality of bases 2a, 2b, and 2c have first conductors 4a, 4b, and 4c and second conductors 6a, 6b, and 6c alternately positioned, and through holes 3a, 3b, and 3c provided in each base 2 Are arranged to communicate with each other.

また、各基体2a,2b,2cに設けられた貫通孔3a,3b,3cは、それぞれに第1表面S1における開口の開口面積が、第2表面S2における開口の開口面積よりも大きい。これにより、複数の基体2a,2b,2cの配列方向において一方の端部に位置する第1表面S1における貫通孔3a,3b,3cの開口面積は、複数の基体2a,2b,2cの配列方向において他方の端部に位置する第2表面S2における貫通孔3a,3b,3cの開口面積よりも大きく形成されている。   Further, each of the through holes 3a, 3b, 3c provided in the bases 2a, 2b, 2c has an opening area on the first surface S1 larger than an opening area on the second surface S2. Thereby, the opening area of the through holes 3a, 3b, 3c in the first surface S1 located at one end in the arrangement direction of the plurality of base bodies 2a, 2b, 2c is the same as the arrangement direction of the plurality of base bodies 2a, 2b, 2c. Are formed larger than the opening areas of the through holes 3a, 3b, 3c on the second surface S2 located at the other end.

なお、このような貫通孔3a,3b,3cを形成するには、誘電性構造体U1,U2,U3それぞれについて、金型打抜き工法、レーザー打抜き工法、または切削工法等により、複数のセラミックグリーンシートに径が大から小の異なる貫通孔をあらかじめ形成しておき、形成された貫通孔が大から小径の順に複数のセラミックグリーンシートを積層してプレス機等で加圧するとよい。このようにすると、第2表面S2から第1表面S1に向かって、貫通孔の径が大きくなる貫通孔3を得ることができる。このようにして形成された誘電性構造体U1,U2,U3それぞれを連結または接合させることにより、図9に示す形状を形成することができる。   In order to form such through-holes 3a, 3b, 3c, a plurality of ceramic green sheets are formed on each of the dielectric structures U1, U2, U3 by a die punching method, a laser punching method, a cutting method or the like. The through holes having different diameters from large to small may be formed in advance, and a plurality of ceramic green sheets may be stacked in order from the large through small diameters of the formed through holes and pressed with a press or the like. If it does in this way, the through-hole 3 from which the diameter of a through-hole becomes large toward the 1st surface S1 from 2nd surface S2 can be obtained. The shape shown in FIG. 9 can be formed by connecting or joining the dielectric structures U1, U2 and U3 thus formed.

さらに、他の方法として、誘電性構造体U1,U2,U3それぞれについて、セラミックグリーンシートの積層体の所望の位置を第1表面S1側から、錐状または凸状金型等で40℃から100℃程度に加熱しながらプレスすることにより、第2表面Sから第1表面Sに向かって径が大きくなる貫通孔3を得ることができる。このようにして形成された誘電性構造体U1,U2,U3それぞれを連結または接合させることにより、図9に示す形状を形成することができる。
Furthermore, as another method, for each of the dielectric structures U1, U2, and U3, the desired position of the ceramic green sheet laminate from the first surface S1 side is 40 ° C. to 100 ° C. with a conical or convex mold. by pressing with heating to about ° C., can be radial from the second surface S 2 toward the first surface S 1 is obtained a becomes the through-hole 3 increases. The shape shown in FIG. 9 can be formed by connecting or joining the dielectric structures U1, U2 and U3 thus formed.

ここで、誘電性構造体U3の第1導電体4a,4b,4cおよび第2導電体6a,6b,6cの間に、第1の実施の形態による誘電性構造体U1と同様に交流電圧を印加すると、第1導電体4a,4b,4cと第2導電体6a,6b,6cとの間に放電領域11a,11b,11cが形成される。   Here, an AC voltage is applied between the first conductors 4a, 4b, 4c and the second conductors 6a, 6b, 6c of the dielectric structure U3 in the same manner as the dielectric structure U1 according to the first embodiment. When applied, discharge regions 11a, 11b, 11c are formed between the first conductors 4a, 4b, 4c and the second conductors 6a, 6b, 6c.

なお、連通する貫通孔3a,3b,3cからなり、誘電性構造体U1,U2,U3を貫通する貫通孔を、連続貫通孔ということもできる。1つの連続貫通孔は、3つの放電領域11a,11b,11cを有する。   In addition, the through-hole which consists of the through-holes 3a, 3b, and 3c that communicate and penetrates the dielectric structures U1, U2, and U3 can also be called a continuous through-hole. One continuous through hole has three discharge regions 11a, 11b, and 11c.

このような誘電性構造体U3においては、貫通孔3aに進入する流体中の微粒子状不純物が多い場合は、放電領域11a,11b,11c全てにプラズマを発生させて、流体中の微粒子状不純物の分解および改質を行う。また、貫通孔3aに進入する流体中の微粒子状不純物が少ない場合は、放電領域11a,11b,11cのいずれか1つにプラズマを発生させて、流体中の微粒子状不純物の分解および改質を行う。このように、誘電性構造体U3では、流体中の微粒子状不純物の量に応じて消費電力を適切に制御しつつ、微粒子状不純物の分解および改質を行うことが可能である。   In such a dielectric structure U3, when there are many particulate impurities in the fluid entering the through hole 3a, plasma is generated in all the discharge regions 11a, 11b, and 11c, and particulate impurities in the fluid are generated. Decompose and reform. When there are few particulate impurities in the fluid entering the through-hole 3a, plasma is generated in any one of the discharge regions 11a, 11b, and 11c to decompose and modify the particulate impurities in the fluid. Do. Thus, in the dielectric structure U3, the particulate impurities can be decomposed and modified while appropriately controlling the power consumption according to the amount of the particulate impurities in the fluid.

また、第1導電体4a,4b,4cおよび第2導電体6a,6b,6cの間に、第1の実施の形態による誘電性構造体U1と同様に直流電圧を印加すると、第1導電体4a,4b,4cと第2導電体6a,6b,6cとの間に電界領域15a,15b,15cが形成される。さらに、誘電性構造体U3の下流にDPF13またはDPF13と電極14とを設けた場合にも、第1の実施の形態で述べた作用効果と同様の作用効果が得られる。   When a DC voltage is applied between the first conductors 4a, 4b, 4c and the second conductors 6a, 6b, 6c in the same manner as the dielectric structure U1 according to the first embodiment, the first conductor Electric field regions 15a, 15b, 15c are formed between 4a, 4b, 4c and the second conductors 6a, 6b, 6c. Further, when the DPF 13 or the DPF 13 and the electrode 14 are provided downstream of the dielectric structure U3, the same effects as those described in the first embodiment can be obtained.

また、誘電性構造体U3では、複数の放電領域11を形成することができるため、流体流出口から排出される処理流体において、プラズマと未反応の微粒子不純物の量を低減できる。また、誘電性構造体U3では、複数の電界領域15を形成することができるため、流体流出口から排出される処理流体において、微粒子不純物の量を低減できる。   In addition, in the dielectric structure U3, a plurality of discharge regions 11 can be formed, so that the amount of fine particles impurities that have not reacted with plasma can be reduced in the processing fluid discharged from the fluid outlet. Further, in the dielectric structure U3, since the plurality of electric field regions 15 can be formed, the amount of particulate impurities can be reduced in the processing fluid discharged from the fluid outlet.

また、誘電性構造体U3では、第1導電体5a、5b、5cと第2導電体6a、6b、6cとの間に印加する電圧をそれぞれ変化させることができることから、放電領域11a,11b,11cに発生するプラズマ量、プラズマ発生の周波数、及びプラズマ強度を放電領域11a,11b,11c毎に変化させることが可能である。このため、流体中の複数種類の微粒子状不純物に対して異なる分解効率で分解を行うことが可能である。例えば、放電領域11aでは、主にC(すす)を分解し、放電領域11bでは、主にCを分解するといったように、放電領域11a,11b,11cによって分解する物質を異ならせることができる。 Further, in the dielectric structure U3, the voltage applied between the first conductors 5a, 5b, 5c and the second conductors 6a, 6b, 6c can be changed, so that the discharge regions 11a, 11b, The amount of plasma generated in 11c, the frequency of plasma generation, and the plasma intensity can be changed for each discharge region 11a, 11b, 11c. For this reason, it is possible to perform decomposition with different decomposition efficiencies for a plurality of types of particulate impurities in the fluid. For example, in the discharge region 11a, C (soot) is mainly decomposed, and in the discharge region 11b, C n H m is mainly decomposed, so that the materials to be decomposed by the discharge regions 11a, 11b, and 11c are different. Can do.

なお、誘電性構造体U3の下流にDPF13を設けた場合の作用効果は、実施の形態1および実施の形態2で説明した作用効果と同様である。
(第4の実施の形態)
図10は、本発明の第4の実施の形態による誘電性構造体の、図2に対応した断面図である。図10において、図2と同一の構成には、同一の符号を付す。図10に示すように、本実施の形態による誘電性構造体U4は、第1表面S1における開口の開口面積が、第2表面S2における開口の開口面積よりも大きい。そして、誘電性構造体U3を貫通孔3の貫通方向に投影したとき貫通方向に沿って離間した貫通孔3の任意の2箇所のうち、配列方向における一方の端部に位置する第2表面Sに近い箇所の内周面の位置が、配列方向における他方の端部に位置する第1表面S1に近い箇所の内周面の位置と同じ、又はより内側にある。
Note that the operation and effects when the DPF 13 is provided downstream of the dielectric structure U3 are the same as the operations and effects described in the first and second embodiments.
(Fourth embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 of a dielectric structure according to a fourth embodiment of the present invention. 10, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG. 10, in the dielectric structure U4 according to the present embodiment, the opening area of the opening on the first surface S1 is larger than the opening area of the opening on the second surface S2. Then, when the dielectric structure U3 is projected in the penetration direction of the through-hole 3, the second surface S located at one end in the arrangement direction among any two locations of the through-holes 3 separated along the penetration direction. The position of the inner peripheral surface at a location close to 2 is the same as or more inside than the position of the inner peripheral surface at a location close to the first surface S1 located at the other end in the arrangement direction.

図10に示した誘電性構造体U4によれば、これまで説明した誘電性構造体U1〜U3と異なり、貫通孔3の径が貫通方向に沿って表面S1に向かって段階的に大きくなる。このような場合にも、誘電性構造体U1の流体流入口付近では貫通孔3の径を小さくして、プラズマを密に発生させ、処理流体の反応効率を上げるとともに、流体流出口に近づくにつれて貫通孔3の径を大きくし、処理済の流体を誘電性構造体U1からスムーズに排出させることが可能になる。結果として、処理流体の圧力損失を低減しつつ、消費電力を小さくして、流体中の微粒子状不純物の反応効率を上げることができる。   According to the dielectric structure U4 shown in FIG. 10, unlike the dielectric structures U1 to U3 described so far, the diameter of the through hole 3 increases stepwise toward the surface S1 along the penetration direction. Even in such a case, the diameter of the through hole 3 is reduced in the vicinity of the fluid inlet of the dielectric structure U1 to generate plasma densely, increasing the reaction efficiency of the processing fluid, and as the fluid outlet is approached. The diameter of the through hole 3 is increased, and the processed fluid can be smoothly discharged from the dielectric structure U1. As a result, while reducing the pressure loss of the processing fluid, the power consumption can be reduced and the reaction efficiency of the particulate impurities in the fluid can be increased.

また、貫通孔3の径が漸次大きくなる場合は、よりスムーズに流体を排出することができるが、このように、貫通孔3の径が段階的に大きくなる場合は、貫通孔3の内周面において径が変化する部分に段差ができることから、この段差部分に流体が一時的に溜まりやすくなる。よって、内部に段差部分が位置するように放電領域11を形成すると、流体中の微粒子状不純物を効率よく反応させることができる。また、この段差部分に微粒子状不純物と反応する触媒を担持しておいてもよい。   Further, when the diameter of the through hole 3 gradually increases, the fluid can be discharged more smoothly. However, when the diameter of the through hole 3 increases in a stepwise manner, the inner circumference of the through hole 3 is increased. Since a step is formed at a portion where the diameter changes on the surface, fluid easily accumulates temporarily at the step portion. Therefore, when the discharge region 11 is formed so that the step portion is located inside, the particulate impurities in the fluid can be reacted efficiently. In addition, a catalyst that reacts with particulate impurities may be supported on the stepped portion.

なお、貫通孔3の径を段階的に大きくする形成するには、金型打抜き工法、レーザー打抜き工法、または切削工法等により、複数のセラミックグリーンシートに径が大から小の異なる貫通孔をあらかじめ形成しておき、形成された貫通孔が大から小径の順に複数のセラミックグリーンシートを積層してプレス機等で加圧するとよい。このようにすると、第2表面S2から第1表面S1に向かって、貫通孔の径が大きくなる貫通孔3を得ることができる。ことにより、貫通孔3の径を段階的に大きくなる貫通孔3を得ることができる。   In order to increase the diameter of the through-hole 3 in stages, different through-holes having large to small diameters are previously formed in a plurality of ceramic green sheets by a die punching method, a laser punching method, a cutting method, or the like. It is preferable to form a plurality of ceramic green sheets in order from the largest through the smallest diameter of the through-holes and pressurize them with a press or the like. If it does in this way, the through-hole 3 from which the diameter of a through-hole becomes large toward the 1st surface S1 from 2nd surface S2 can be obtained. Thus, it is possible to obtain the through hole 3 in which the diameter of the through hole 3 is increased stepwise.

なお、上述の誘電性構造体U1〜U3の下流にDPF13またはDPF13と電極14を設けた場合の作用効果は、実施の形態1で説明したものと同様である。   Note that the operation and effect when the DPF 13 or the DPF 13 and the electrode 14 are provided downstream of the above-described dielectric structures U1 to U3 are the same as those described in the first embodiment.

なお、上述の誘電性構造体U1〜U4において、第1導電体4と第2導電体6は、それぞれ少なくとも一部が貫通孔3の内周面に沿った領域を有していれば、第1導電体4と第2導電体6との間に交流電圧を印加した場合に、貫通孔3に沿面放電が発生する。よって、第1導電体4と第2導電体6は、必ずしも対向して配置されていなくともよい。しかし、第1導電体4と第2導電体6とを対向させて配置すると、第1導電体4と第2導電体6との間に発生する電界強度がより均一になり、その結果、放電領域11に発生するプラズマ密度もより均一となるため、より安定した微粒子状不純物の分解および改質が可能となる。   In the above-described dielectric structures U1 to U4, if the first conductor 4 and the second conductor 6 each have a region along the inner peripheral surface of the through hole 3, When an AC voltage is applied between the first conductor 4 and the second conductor 6, creeping discharge occurs in the through hole 3. Therefore, the 1st conductor 4 and the 2nd conductor 6 do not necessarily need to be arrange | positioned facing each other. However, when the first conductor 4 and the second conductor 6 are arranged to face each other, the electric field strength generated between the first conductor 4 and the second conductor 6 becomes more uniform, and as a result, the discharge Since the plasma density generated in the region 11 is also more uniform, it is possible to more stably decompose and modify the particulate impurities.

また、上述の誘電性構造体U1〜U4において、第1導電体4および第2導電体6は、貫通孔3に対応する位置に貫通孔をそれぞれ有した平板状の導体である。このように、平板状の導体であると、第1導電体4および第2導電体6に電圧を印加した場合、電界集中する凸部が低減され、より均一な電界強度を得ることができる。その結果、放電領域11に発生するプラズマ密度もより均一となるため、より安定した微粒子状不純物の分解および改質が可能である。   In the above-described dielectric structures U1 to U4, the first conductor 4 and the second conductor 6 are flat conductors each having a through hole at a position corresponding to the through hole 3. As described above, in the case of a flat conductor, when a voltage is applied to the first conductor 4 and the second conductor 6, the convex portions where the electric field concentrates are reduced, and a more uniform electric field strength can be obtained. As a result, since the plasma density generated in the discharge region 11 becomes more uniform, more stable decomposition and modification of particulate impurities are possible.

なお、上述の誘電性構造体U1〜U4において、第2導電体6は、貫通孔3に対応する位置以外にも貫通孔を有していてもよい。図11は、そのような場合の誘電性構造体U1の変形例を示す断面図である。図11に示すように、第2導電体6は、貫通孔3に対応する位置に貫通孔7aを有するとともに、別の位置にも貫通孔7bを有する。このような誘電性構造体においては、第2導電体6の貫通孔7bに沿った領域にも、沿面放電を発生させることが可能である。その結果、貫通孔7bの開口部領域に付着、堆積した微粒子状不純物もより効率的に分解、改質することが可能になる。よって、長期使用する場合、振動等で脱落し流体流入口に堆積する可能性のある微粒子状不純物の堆積をあらかじめ除去することができ、長期に渡りより安定した分解、改質効率を得ることが可能である。   In the above-described dielectric structures U1 to U4, the second conductor 6 may have a through hole in addition to the position corresponding to the through hole 3. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a modification of the dielectric structure U1 in such a case. As shown in FIG. 11, the second conductor 6 has a through hole 7 a at a position corresponding to the through hole 3 and also has a through hole 7 b at another position. In such a dielectric structure, it is possible to generate a creeping discharge also in a region along the through hole 7 b of the second conductor 6. As a result, it is possible to more efficiently decompose and modify the particulate impurities attached and deposited in the opening region of the through hole 7b. Therefore, in the case of long-term use, the accumulation of particulate impurities that may drop off due to vibration or the like and deposit at the fluid inlet can be removed in advance, and more stable decomposition and reforming efficiency can be obtained over a long period of time. Is possible.

また、上述の誘電性構造体U1〜U4を、貫通孔3の貫通方向に平面透視したときに、第2導電体6の外縁部は、第1導電体4の外縁部の外側に位置しているが、内側に位置していると、その第2導電体6の外縁部に沿って沿面放電が発生しやすくなる。このように外縁部に沿って沿面放電を生じさせると、第2導電体6の外縁部付近に付着、堆積した微粒子状不純物もより効率的に分解、改質することが可能になる。   Further, when the above-described dielectric structures U <b> 1 to U <b> 4 are seen in a plan view in the penetration direction of the through hole 3, the outer edge portion of the second conductor 6 is located outside the outer edge portion of the first conductor 4. However, if it is located inside, creeping discharge is likely to occur along the outer edge of the second conductor 6. When creeping discharge is generated along the outer edge in this way, the particulate impurities attached and deposited near the outer edge of the second conductor 6 can be more efficiently decomposed and modified.

また、上述の誘電性構造体U1〜U4では、第2導電体6の外縁部が基体2の第2表面S2上に位置しているが、この外縁部が例えば第3表面S3上または第4表面S4上に位置していてもよい。ただし、第2導電体6の外縁部が、流体の流れる方向に垂直な第2表面S2上にあると、流体流入口付近に微粒子状不純物が堆積する可能性をより低減できる。   Moreover, in the above-described dielectric structures U1 to U4, the outer edge portion of the second conductor 6 is located on the second surface S2 of the base body 2, and this outer edge portion is, for example, on the third surface S3 or the fourth surface. It may be located on the surface S4. However, if the outer edge portion of the second conductor 6 is on the second surface S2 perpendicular to the fluid flow direction, the possibility that particulate impurities are deposited near the fluid inlet can be further reduced.

なお、上述の説明において、外部端子8、9、すなわち第1および第2導電体4,6に直流電圧を印加した後、再度交流電圧に切り替えると、再び放電領域11が形成され、基体2の表面に吸着された微粒子状不純物を、プラズマによって分解および改質することができる。   In the above description, when a DC voltage is applied to the external terminals 8 and 9, that is, the first and second conductors 4 and 6 and then switched to the AC voltage again, the discharge region 11 is formed again, and the base 2 The particulate impurities adsorbed on the surface can be decomposed and modified by plasma.

このように外部端子8,9に印加する電圧を制御すると、最初の沿面放電において分解できなかった微粒子状不純物も、帯電させて基体2の表面に吸着させた後、再びプラズマにより分解および改質させることができることから、微粒子状不純物の除去をより十分に行うことができる。さらに、基体2に付着した微粒子状不純物も除去することが可能であるから、流体の圧力損失の増大をより抑制することが可能となり、その結果、流体中の微粒子状不純物を長期に渡ってより安定して分解および改質することができる。   When the voltage applied to the external terminals 8 and 9 is controlled in this way, particulate impurities that could not be decomposed in the first creeping discharge are also charged and adsorbed on the surface of the substrate 2, and then decomposed and modified by plasma again. Therefore, the particulate impurities can be removed more sufficiently. Furthermore, since it is possible to remove the particulate impurities adhering to the substrate 2, it is possible to further suppress an increase in the pressure loss of the fluid, and as a result, the particulate impurities in the fluid can be further reduced over a long period of time. It can be stably decomposed and modified.

なお、上述の説明では、粒子状不純物のみ着目しているが、例えばNOx等の流体中に含まれる他の物質も、放電領域11によりプラズマと反応し、分解および改質が行われる。   In the above description, attention is focused only on particulate impurities. For example, other substances contained in a fluid such as NOx also react with the plasma in the discharge region 11 to be decomposed and modified.

(第5の実施の形態)
図12は、本発明の第5の実施の形態による誘電性構造体の構成例を示す断面図である。図12では、第1の実施の形態による誘電性構造体U1と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。本実施の形態による誘電性構造体U5では、第2導電体6が、第2表面S2ではなく、第1表面S1に設けられている。また、第2導電体6は、貫通孔7の貫通方向に垂直な断面積が貫通方向に沿って第1表面S1から離れるに従って小さくなっている。そして、貫通孔7の径は、第1表面S1から離れるに従って大きくなっている。
(Fifth embodiment)
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration example of a dielectric structure according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 12, the same components as those of the dielectric structure U1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the dielectric structure U5 according to the present embodiment, the second conductor 6 is provided not on the second surface S2 but on the first surface S1. In addition, the second conductor 6 has a smaller cross-sectional area perpendicular to the penetration direction of the through hole 7 as the distance from the first surface S1 increases along the penetration direction. The diameter of the through hole 7 increases as the distance from the first surface S1 increases.

このとき、外部端子8,9を介して、第1導電体4と第2導電体6との間に交流電圧が印加されると、放電領域11および第2導電体6の貫通孔7の開口部領域に沿面放電が発生する。そして、流体供給部12により供給された流体がこの沿面放電領域を通過すると、流体中の粒子状不純物は、プラズマと反応して分解および改質される。しかし、粒子状不純物の一部は分解されずに帯電した状態で残留する。次に、第1導電体4に基準電位が供給され、第1導電体4と第2導電体6との間に直流電圧が印加されると、帯電した粒子状不純物は電界領域15に引き寄せられ、電界領域15に接する基体2の表面に電気的に吸着される。   At this time, when an AC voltage is applied between the first conductor 4 and the second conductor 6 via the external terminals 8 and 9, the opening of the discharge region 11 and the through hole 7 of the second conductor 6. Creeping discharge occurs in the area. When the fluid supplied by the fluid supply unit 12 passes through the creeping discharge region, the particulate impurities in the fluid react with the plasma and are decomposed and reformed. However, some of the particulate impurities remain in a charged state without being decomposed. Next, when a reference potential is supplied to the first conductor 4 and a DC voltage is applied between the first conductor 4 and the second conductor 6, the charged particulate impurities are attracted to the electric field region 15. Then, it is electrically adsorbed on the surface of the substrate 2 in contact with the electric field region 15.

本実施の形態による誘電性構造体U5においては、流体が排出される側の表面に第2導電体6が設けられ、第2導電体6の貫通孔7に沿って、すなわち誘電性構造体U5の流体排出口に沿って沿面放電が発生する。ここで、流体の流れる方向において、誘電性構造体U5の下流側にDPF13、電極22を配置することにより、以下のような動作を実現することができる。まず、第1導電体4に基準電位を供給し、第1導電体4と第2導電体6との間に電源V1により交流電圧を印加して、放電領域11および第2導電体6の貫通孔7の開口部領域に沿面放電を発生させる。そして、第1導電体4と第2導電体6との間に交流電圧を印加した状態で、電極22と第1導電体4との間に電源V3を用いて直流電圧を印加する。すると、第2導電体6側に発生したプラズマは、この電極22に引き寄せられて、プラズマ領域が下流側に拡大し、DPF13に流入する。   In the dielectric structure U5 according to the present embodiment, the second conductor 6 is provided on the surface on the fluid discharge side, and along the through hole 7 of the second conductor 6, that is, the dielectric structure U5. Creeping discharge occurs along the fluid discharge port. Here, by arranging the DPF 13 and the electrode 22 on the downstream side of the dielectric structure U5 in the fluid flow direction, the following operation can be realized. First, a reference potential is supplied to the first conductor 4, an AC voltage is applied between the first conductor 4 and the second conductor 6 by the power source V <b> 1, and the discharge region 11 and the second conductor 6 pass through. A creeping discharge is generated in the opening region of the hole 7. Then, a DC voltage is applied between the electrode 22 and the first conductor 4 using the power source V <b> 3 while an AC voltage is applied between the first conductor 4 and the second conductor 6. Then, the plasma generated on the second conductor 6 side is attracted to the electrode 22, the plasma region expands to the downstream side, and flows into the DPF 13.

これにより、放電領域11において帯電した粒子状不純物は、電極22に引き寄せられるとともに、DPF13に捕集され、DPF13の内部においてプラズマと反応し、改質される。すなわち、より多くの粒子状不純物を分解、改質させることが可能になる。   As a result, the particulate impurities charged in the discharge region 11 are attracted to the electrode 22 and collected by the DPF 13, react with the plasma inside the DPF 13, and are modified. That is, more particulate impurities can be decomposed and modified.

また、誘電性構造体U1とDPF13の連結面にプラズマの流れに対する影部が存在しないため、すなわち、DPF13においてプラズマが通る経路がいわば太くなるため、プラズマは流れを阻害されること無く、より多くのプラズマがDPF13に流入する。その結果、流体中に含まれる微粒子状不純物をDPF13で捕集する場合、DPF13に捕集された粒子状不純物をより効率良く分解および改質させることができる。   In addition, since there is no shadow for the plasma flow on the connecting surface of the dielectric structure U1 and the DPF 13, that is, the path through which the plasma passes in the DPF 13 becomes thicker, so that the plasma is not disturbed. Plasma flows into the DPF 13. As a result, when the particulate impurities contained in the fluid are collected by the DPF 13, the particulate impurities collected by the DPF 13 can be decomposed and modified more efficiently.

また、第2導電体6の貫通孔7の径を第1表面S1から離れるに従って大きくしたことから、流体の流れを阻害することない上に、プラズマと未反応の微量の微粒子状不純物が放電領域11を通過した場合でも、その粒子状不純物が第1表面S1に堆積しにくくなる。よって、第1表面S1の表面に堆積する微粒子状不純物の全体量を低減できることから、流体の圧力損失の増大を抑制でき、その結果、流体中の微粒子状不純物を長期に渡ってより安定して分解および改質することができる。   In addition, since the diameter of the through hole 7 of the second conductor 6 is increased as the distance from the first surface S1 increases, the flow of the fluid is not hindered, and a small amount of fine impurities that are unreacted with the plasma are discharged in the discharge region. Even when passing through 11, the particulate impurities are difficult to deposit on the first surface S1. Therefore, since the total amount of particulate impurities deposited on the surface of the first surface S1 can be reduced, an increase in the pressure loss of the fluid can be suppressed, and as a result, the particulate impurities in the fluid can be more stable over a long period of time. It can be decomposed and modified.

(第6の実施の形態)
図13は、本発明の第6の実施の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の実施の形態と同様の構成については、第1の実施の形態と同一符号を付して説明を省略する。
(Sixth embodiment)
FIG. 13 is a conceptual diagram showing a structural configuration of the reaction apparatus 100 according to the sixth 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の実施の形態の誘電性構造体U1を備え、誘電性構造体U1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、貫通孔3における化学変化によりNOxが改質される。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、貫通孔3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、誘電性構造体U1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 dielectric structure U1 of the first embodiment, and is configured as an apparatus that processes and discharges a fluid to be processed by the dielectric structure U1. The fluid to be treated is, for example, exhaust gas of an internal combustion engine of an automobile, and NOx is reformed by a chemical change in the through hole 3. 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 through hole 3. In the following description, a portion of the reaction apparatus 100 other than the dielectric structure U1 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から誘電性構造体U1に被処理流体を導く供給管105と、誘電性構造体U1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から誘電性構造体U1に冷却媒体を導く供給用流動管50A(冷却部の一例)と、誘電性構造体U1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。なお、上記流体源103および供給管105は、流体供給部をなす。   The reactor main body 101 includes a fluid source 103 that supplies a fluid to be processed, a supply pipe 105 that guides the fluid to be processed from the fluid source 103 to the dielectric structure U1, and a fluid to be processed that has been processed by the dielectric structure U1. The discharge pipe 107 for discharging the fluid, the pump 109 for the fluid to be processed for controlling the flow of the fluid to be processed, the refrigerant source 111 for supplying the cooling medium, and the cooling medium from the refrigerant source 111 to the dielectric structure U1 Supply flow pipe 50A (an example of a cooling unit), discharge flow pipe 50B for guiding the cooling medium from dielectric structure U1 to refrigerant source 111, and cooling medium pump 113 (cooling) for controlling the flow of the cooling medium An example). The fluid source 103 and the supply pipe 105 constitute a fluid supply 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、誘電性構造体U1の貫通孔3に連通している。供給管105の誘電性構造体U1側は、貫通孔3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、それぞれ貫通孔3A〜貫通孔3Cに連通している。   One end side of the supply pipe 105 communicates with a space for generating or holding a fluid to be processed of the fluid source 103, and the other end side communicates with the through hole 3 of the dielectric structure U1. The dielectric pipe body U1 side of the supply pipe 105 corresponds to the number of the through holes 3, and is referred to as a first branch part 105aA, a second branch part 105aB, a third branch part 105aC (hereinafter simply referred to as “branch part 105a”, The first branch part 105aA to the third branch part 105aC communicate with the through hole 3A to the through hole 3C, respectively.

排出管107は、一端側が、誘電性構造体U1の貫通孔3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の誘電性構造体U1側は、貫通孔3の数に対応して第1分岐部107aA、第2分岐部107a
B、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、それぞれ貫通孔3A〜貫通孔3C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貫通孔3から大気へ直接的に排出されてもよい。
One end side of the discharge pipe 107 communicates with the through hole 3 of the dielectric structure U1 from the opposite side to the supply pipe 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) in which another processing is performed on the processed fluid after processing. The dielectric pipe U1 side of the discharge pipe 107 corresponds to the number of the through holes 3, and the first branch part 107aA and the second branch part 107a.
B, branching into a third branch part 107aC (hereinafter simply referred to as “branch part 107a”, which may not be distinguished from each other), and the first branch part 107aA to the third branch part 107aC are formed in the through holes 3A to It communicates with the through hole 3C. Note that the discharge pipe 107 may be omitted. For example, the processed fluid after processing may be directly discharged from the through hole 3 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、貫通孔3との接続は、例えば、分岐部105a及び分岐部107aの端部を、基体2における貫通孔3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及び分岐部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及び分岐部107aを貫通孔3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貫通孔3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及び分岐部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 through hole 3 by bringing the end portions of the branch portion 105a and the branch portion 107a into contact with the side surface of the base 2 that does not have the opening of the through hole 3. The branch portion 105a and the branch portion 107a are fixed to the base body 2 by an appropriate fixing member such as an adhesive or a screwing member. The branching portion 105a and the branching portion 107a are fitted and inserted into the through hole 3, or a protruding annular portion such as an outflow connection pipe is formed integrally with the base body 2 at the end of the through hole 3, and the protruding portion May be carried out by fitting and inserting into the branch part 105a and 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10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、誘電性構造体U1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。
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 fluid pump 109 to be processed is provided in at least one of the supply pipe 105 and the discharge pipe 107. FIG. 10 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. In addition, the pump for fluid to be processed 109 can be provided in the dielectric structure U1. The fluid pump 109 to be processed may be constituted by an appropriate pump such as a rotary pump or a reciprocating pump.
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誘電性構造体U1の貫通孔3(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誘電性構造体U1の貫通孔3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 through hole 3 (flow path) of the dielectric structure U1 via the inflow connection pipe as described above. ing. One end of the discharge flow pipe 50 </ b> B communicates with the through hole 3 of the dielectric structure U <b> 1 through an outflow connection pipe provided integrally with the base 2, and the other end communicates with the refrigerant source 111. ing. 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10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、誘電性構造体U1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. 10 illustrates the 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 dielectric structure U1. The cooling medium pump 113 may be configured by an appropriate pump such as a rotary pump or a reciprocating pump.

図14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、第1導電鯛4および第2導電体6に電圧を印加するための外部端子8および外部端子9、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. 14 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, the external terminals 8 and 9 for applying a voltage to the first conductive rod 4 and the second conductor 6 and the sensor terminal 118 for outputting an electric signal from the temperature detecting element 115 are provided on the surface of the base 2. The heater terminals 119 for supplying power to the heater 116 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。誘電性構造体U1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 dielectric structure U1 is driven and controlled by power supplied from the reaction device 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を介して第1導電体4と第2導電体6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。このとき、放電領域11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. The first conductor 4 and the second conductor 6 are supplied 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. At this time, in the discharge region 11, an amount of discharge corresponding to the voltage applied by the discharge control unit 125 is performed.

また、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直流電圧に変換し、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を介して第1導電体4と第2導電体6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。このとき、電界領域15では、放電制御部125により印加された電圧に応じた電位勾配が形成され、電界領域15に帯電した微粒子状不純物を捕集することができる。   Further, the discharge control unit 125 converts the power supplied from the power supply unit 121 into a DC voltage 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 first conductor 4 and the second conductor 6 are supplied via the conductor terminal 117. For example, the discharge control unit 125 includes a power supply circuit such as an inverter or a transformer. At this time, in the electric field region 15, a potential gradient according to the voltage applied by the discharge control unit 125 is formed, and the particulate impurities charged in the electric field region 15 can be collected.

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、導電体用端子117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、第1導電体4および第2導電体6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 the driving start operation of the reaction apparatus 100 is input from the input unit 131, the control unit 123 instructs the discharge control unit 125 to start supplying power to the conductor terminal 117. When a control signal is output and a signal corresponding to a driving stop operation of the reaction apparatus 100 is input from the input unit 131, the supply of power to the first conductor 4 and the second conductor 6 is stopped. A control signal is output to the discharge controller 125.

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、誘電性構造体U1が効率的に沿面放電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、第1導電体4および第2導電体6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、誘電性構造体U1が目標温度に到達した場合には、第1導電体4および第2導電体6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。   Further, for example, in the control unit 123, the temperature detected by the temperature detection unit 127 does not reach a predetermined target temperature set as a temperature at which the dielectric structure U1 can efficiently generate creeping discharge. If it is determined, the control signal is output to the discharge control unit 125 so that the power supplied to the first conductor 4 and the second conductor 6 is increased more than the power supplied during normal operation, and the dielectric structure When the body U1 reaches the target temperature, a control signal is output to the discharge controller 125 so that the power supplied to the first conductor 4 and the second conductor 6 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、誘電性構造体U1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、誘電性構造体U1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。   Further, for example, the control unit 123 determines that the temperature detected by the temperature detection unit 127 does not reach a predetermined target temperature set as a temperature at which the dielectric structure U1 can efficiently generate plasma. If it is determined, a control signal is output to the heater drive unit 129 so that power is supplied to the heater 116 or power supplied to the heater 116 is increased. When the dielectric structure U1 reaches the target temperature, a control signal is sent to the heater drive unit 129 so that the power supplied to the heater 116 is reduced or the power supply to the heater 116 is stopped. Output.

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、誘電性構造体U1が効率的に沿面放電を発生させることができる温度、あるいは、誘電性構造体U1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。   Further, for example, the control unit 123 may detect the temperature detected by the temperature detection unit 127 and the temperature at which the dielectric structure U1 can efficiently generate creeping discharge, or the dielectric structure U1 and the reaction device main body. When the detected temperature is higher than the target temperature, the flow rate of the cooling medium is increased. When the detected temperature is lower than the target temperature, the flow rate of the cooling medium is compared. A control signal is output to the cooling medium pump 113 so as to lower the value.

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、誘電性構造体U1が効率的に沿面放電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。   Further, for example, in the control unit 123, the temperature detected by the temperature detection unit 127 does not reach a predetermined target temperature set as a temperature at which the dielectric structure U1 can efficiently generate creeping discharge. If it is determined that the flow rate of the fluid to be processed is low, and if it is determined that the flow rate has been 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、誘電性構造体U1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 dielectric structure U1 and the reaction device main body unit 101 are safely operated. When the detected temperature exceeds a 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3の実施の形態によれば、反応装置100は、第1の実施の形態の誘電性構造体U1と、貫通孔3に被処理流体を供給する供給管105と、貫通孔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の実施の形態と同様に、誘電性構造体U1の耐久性の向上や誘電性構造体U1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 third embodiment described above, the reactor 100 includes the dielectric structure U1 according to the first embodiment, the supply pipe 105 that supplies the fluid to be processed to the through hole 3, and the through hole 3. Since the discharge pipe 107 for discharging the reaction fluid obtained by generating plasma and chemically changing the fluid to be processed is provided, the durability of the dielectric structure U1 is improved as in the first embodiment. Further, the effect of reducing the size of the dielectric structure U1 can be obtained, and as a result, the durability of the reactor 100 can be improved and the effect of size reduction 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改質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誘電性構造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誘電性構造体および反応装置等に適用することができる。また、沿面放電により貫通孔3を通過する流体を反応または分解させるための誘電性構造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, the modification of exhaust gas such as diesel engines used in automobiles, ships, generators, etc. is described. It may be applied. For example, the present invention can be applied to an air cleaning device used for deodorization, dioxin decomposition, pollen decomposition, etc., plasma etching, a dielectric structure and a reaction device mounted on a thin film device or the like. Moreover, it is possible to apply to the dielectric structure for reacting or decomposing the fluid which passes the through-hole 3 by creeping discharge, and its reaction apparatus.

図1は、本発明の第1の実施の形態による誘電性構造体の正面図であり、図2は、図1におけるA−A’線における断面図である。
本発明の第1の実施の形態による誘電性構造体U1の正面図である。 図1におけるA−A’線における断面図である。 図2の部分拡大図である。 第1の実施の形態による誘電性構造体の動作例を示す図である。 第1の実施の形態による誘電性構造体の動作例を示す図である。 第1の実施の形態による誘電性構造体の動作例を示す図である。 第1の実施の形態による誘電性構造体の動作例を示す図である。 本発明の第2の実施の形態による誘電性構造体を示す断面図である。 本発明の第3の実施の形態による誘電性構造体を示す断面図である。 本発明の第4の実施の形態による誘電性構造体を示す断面図である。 第1乃至第4の実施の形態による誘電性構造体の変形例を示す断面図である。 本発明の第5の実施の形態による誘電性構造体を示す断面図および電気的な接続を示す図である。 本発明の反応装置の構造的な構成例を示す概念図である。 図10の反応装置の電気系の構成例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a front view of a dielectric structure according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG.
It is a front view of the dielectric structure U1 by the 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing in the AA 'line in FIG. FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2. It is a figure which shows the operation example of the dielectric structure by 1st Embodiment. It is a figure which shows the operation example of the dielectric structure by 1st Embodiment. It is a figure which shows the operation example of the dielectric structure by 1st Embodiment. It is a figure which shows the operation example of the dielectric structure by 1st Embodiment. It is sectional drawing which shows the dielectric structure by the 2nd Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the dielectric structure by the 3rd Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the dielectric structure by the 4th Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the modification of the dielectric structure by 1st thru | or 4th embodiment. It is sectional drawing which shows the dielectric structure by the 5th Embodiment of this invention, and a figure which shows an electrical connection. It is a conceptual diagram which shows the structural structural example of the reaction apparatus of this invention. It is a block diagram which shows the structural example of the electric system of the reaction apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

U1・・・・・・誘電性構造体
2・・・・・・基体
3・・・・・・貫通孔
4・・・・・・第1導電体
5・・・・・・第1導電体の貫通孔
6・・・・・・・第2導電体
7・・・・・・・第2導電体の貫通孔
8、9・・・・・外部端子
U1... Dielectric structure 2... Base 3... Through-hole 4 ... First conductor 5. Through-hole 6 of the second conductor 7 through-holes 8 and 9 of the second conductor external terminal

Claims (11)

第1表面と第2表面との間に少なくとも1つの貫通孔を有する誘電体と、
前記誘電体における前記第1表面と前記第2表面との間に設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔の内周面に沿って位置する第1導電体と、
前記誘電体における前記第1表面上、前記第1表面と前記第2表面との間、又は前記第2表面上に設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔に沿って位置する第2導電体と
を有し、
前記貫通孔は、内部にプラズマを発生させられるものであり、前記第1表面における開口の開口面積が、前記第2表面における開口の開口面積よりも大きいとともに、前記第2表面側から前記第1表面側に流体が流されるものであり
前記第1導電体および前記第2導電体は、前記貫通孔に対応する位置に貫通孔をそれぞれ有した平板状の導体であり、
前記誘電体が有する前記貫通孔の貫通方向の断面視において、前記第1導電体が有する前記貫通孔の側面と前記第1導電体の主面とが成す角は直角であり、プラズマ発生体として用いられる誘電性構造体。
A dielectric having at least one through hole between the first surface and the second surface;
A first conductor provided between the first surface and the second surface of the dielectric, at least a part of which is located along an inner peripheral surface of the through hole;
A second conductor provided on the first surface of the dielectric, between the first surface and the second surface, or on the second surface, and at least a part of which is located along the through hole; Have
The through hole is intended to be to generate plasma therein, the opening area of the opening in said first surface, with not greater than the opening area of the opening in the second surface, wherein from said second surface first 1 Fluid is flowed to the surface side ,
The first conductor and the second conductor are flat conductors each having a through hole at a position corresponding to the through hole,
Wherein in the cross-sectional view of a penetrating direction of the through hole dielectric has, the through-hole side surface and the principal surface and forms a corner of the first conductor to the first conductor has the Ri perpendicular der plasma generator It is that dielectric structure used as a.
前記誘電体が有する前記貫通孔の貫通方向に投影したとき、前記貫通方向に沿って離間した前記誘電体が有する前記貫通孔における任意の2箇所のうち前記第2表面に近い箇所の内周面の位置が、前記第1表面に近い箇所の内周面の位置と同じ、又はより内側にある請求項1に記載の誘電性構造体。 Wherein when projected in a penetrating direction of the through hole dielectric having an inner peripheral surface of the portion closer to the second surface of any two locations in said through-hole in which the dielectric spaced along the penetrating direction has The dielectric structure according to claim 1, wherein the position is the same as or more inside than the position of the inner peripheral surface at a location close to the first surface. 第1表面と第2表面との間に少なくとも1つの貫通孔を有する複数の誘電体と、
前記各誘電体における前記第1表面と前記第2表面との間にそれぞれ設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔の内周面に沿って位置している第1導電体と、
前記各誘電体における前記第1表面上、前記第1表面と前記第2表面との間、又は前記第2表面上にそれぞれ設けられ、少なくとも一部が前記貫通孔に沿って位置する第2導電体と
を有し、
複数の前記誘電体は、前記第1導電体と前記第2導電体が交互に位置するとともに、前記各誘電体に設けられ、内部にプラズマを発生させられる前記貫通孔が連通するように配列されており、
前記複数の誘電体の配列方向において前記各誘電体の一方の端部に位置する前記第1表面における前記貫通孔の開口面積は、前記配列方向において前記各誘電体の他方の端部に位置する前記第2表面における前記貫通孔の開口面積よりも大きいとともに、前記各誘電
体の前記第2表面側から前記第1表面側に流体が流されるものであり
前記第1導電体および前記第2導電体は、前記貫通孔に対応する位置に貫通孔をそれぞれ有した平板状の導体であり、
前記誘電体が有する前記貫通孔の貫通方向の断面視において、前記第1導電体が有する前記貫通孔の側面と前記第1導電体の主面とが成す角は直角であり、プラズマ発生体として用いられる誘電性構造体。
A plurality of dielectrics having at least one through hole between the first surface and the second surface;
A first conductor provided between each of the first surface and the second surface of each of the dielectrics, wherein at least a part is located along an inner peripheral surface of the through hole;
The second conductive material is provided on the first surface, between the first surface and the second surface, or on the second surface, and at least a part of the dielectric is located along the through hole. Having a body,
The plurality of dielectrics are arranged so that the first conductors and the second conductors are alternately positioned, and the through holes that are provided in the respective dielectrics and generate plasma therein communicate with each other. And
The opening area of the through hole in the first surface located at one end of each dielectric in the arrangement direction of the plurality of dielectrics is located at the other end of each dielectric in the arrangement direction. together have size than the opening area of the through hole in the second surface, each of said dielectric
Fluid flows from the second surface side of the body to the first surface side ;
The first conductor and the second conductor are flat conductors each having a through hole at a position corresponding to the through hole,
Wherein in the cross-sectional view of a penetrating direction of the through hole dielectric has, the through-hole side surface and the principal surface and forms a corner of the first conductor to the first conductor has the Ri perpendicular der plasma generator It is that dielectric structure used as a.
連通した複数の前記貫通孔からなる連続貫通孔の貫通方向に投影したとき、前記貫通方向に沿って離間した前記連続貫通孔における任意の2箇所のうち、前記配列方向における一方の端部に位置する前記第2表面に近い箇所の内周面の位置が、前記配列方向における他方の端部に位置する前記第1表面に近い箇所の内周面の位置と同じ、又はより内側にある請求項に記載の誘電性構造体。 When projected in the penetrating direction of the continuous through hole made up of the plurality of communicating through holes, one of the two positions in the continuous through hole spaced along the penetrating direction is positioned at one end in the arrangement direction. The position of the inner peripheral surface near the second surface is the same as or more inside than the position of the inner peripheral surface near the first surface located at the other end in the arrangement direction. 4. The dielectric structure according to 3 . 前記貫通孔の貫通方向に投影したときに、前記第2導電体の外縁部は、前記第1導電体の外縁部の内側に位置する請求項1から請求項のいずれかに記載の誘電性構造体。 The dielectric according to any one of claims 1 to 4 , wherein an outer edge portion of the second conductor is located inside an outer edge portion of the first conductor when projected in a penetration direction of the through hole. Structure. 前記第2導電体は、前記貫通孔に対応する位置以外にも貫通孔を有する請求項1から請求項のいずれかに記載の誘電性構造体。 It said second conductors, dielectric structure according to any one of claims 1 to 5 which also has a through-hole other than a position corresponding to the through hole. 請求項1から請求項のいずれかに記載の誘電性構造体と、前記第1導電体と前記第2導電体との間に交流電圧またはパルス電圧を印加するための第1電源とを備えた放電装置。 A dielectric structure according to any one of claims 1 to 6 , and a first power source for applying an alternating voltage or a pulse voltage between the first conductor and the second conductor. Discharge device. 前記第1導電体と前記第2導電体との間に直流電圧を印加するための第2電源を備えた請求項に記載の放電装置。 The discharge device according to claim 7 , further comprising a second power source for applying a DC voltage between the first conductor and the second conductor. 請求項7または請求項に記載の放電装置と、前記貫通孔に前記第表面側から前記第表面側に流体を流す流体供給部と、前記放電装置の下流に設けられた集塵部を備えた流体改質装置。 The discharge device according to claim 7 or 8 , a fluid supply unit for flowing a fluid from the second surface side to the first surface side through the through hole, and a dust collecting unit provided downstream of the discharge device. A fluid reforming apparatus comprising: 請求項に記載の放電装置と、前記貫通孔に前記第表面側から前記第表面側に流体を流す流体供給部と、前記誘電性構造体に関して前記流体供給部と反対側に設けられた電極と、前記電極と前記第1導電体との間に直流電位を供給する第3電源と、前記誘電性構造体と前記電極との間に設けられた集塵部とを備えた反応システム。 The discharge device according to claim 7 , a fluid supply part that causes a fluid to flow from the second surface side to the first surface side through the through hole, and a side opposite to the fluid supply part with respect to the dielectric structure. Reaction system comprising: an electrode, a third power source for supplying a direct current potential between the electrode and the first conductor, and a dust collecting portion provided between the dielectric structure and the electrode . 請求項に記載の放電装置と、前記貫通孔における前記第表面側から前記第表面側に流体を流す流体供給部と、前記誘電性構造体に関して前記流体供給部と反対側に設けられた電極と、前記誘電性構造体と前記電極との間に設けられた集塵部と、前記第2電源を、前記第1導電体と前記第2導電体との間および前記電極と前記第1導電体との間で切り換える切り換え部とを備える反応システム。 The discharge device according to claim 8 , a fluid supply unit that allows fluid to flow from the second surface side to the first surface side in the through-hole, and a side opposite to the fluid supply unit with respect to the dielectric structure. An electrode, a dust collecting portion provided between the dielectric structure and the electrode, the second power source, the first conductor and the second conductor, and the electrode and the first The reaction system provided with the switching part switched between 1 conductors.
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