DE602004011185T2

DE602004011185T2 - Plasmareaktionsgefäss und herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE602004011185T2
Application number: DE602004011185T
Authority: DE
Inventors: Yuichiro Nagoya-shi IMANISHI; Shinichi Nagoya-shi MIWA; Fumio Nagoya-shi ABE; Yukio Nagoya-shi MIYAIRI
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; NGK Insulators Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; NGK Insulators Ltd
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2024-02-13
Also published as: EP1596047B1; US20060133970A1; KR20050110633A; EP1596047A4; KR100724516B1; DE602004011185D1; US7780923B2; US20090196800A1; EP1596047A1; US7727487B2; JPWO2004072445A1; WO2004072445A1; JP4499660B2

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Plasmareaktor und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Plasmareaktor, der ein gleichmäßiges und stabiles Plasma bei geringem Stromverbrauch erzeugen kann und den Hindurchströmungswiderstand eines Gases verringern kann, das durch den Plasmareaktor hindurchströmt, und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist bekannt, dass eine stille Entladung auftritt, wenn ein Hochspannungswechselstrom oder eine periodische Impulsspannung an ein Dielektrikum angelegt wird, das zwischen zwei Elektroden angeordnet ist, und aktive Spezies, Radikale und Ionen werden in dem entstehenden Plasmafeld erzeugt, um eine Reaktion und Dekomposition eines Gases zu fördern. Dieses Phänomen kann zum Entfernen toxischer Komponenten, die in Motorabgasen oder verschiedenen Abgasen von Brennöfen enthalten sind, verwendet werden.
Beispielsweise ist ein Plasmareaktor oder Ähnliches, der NO_x-Kohlenstoffteilchen, HC, CO und dergleichen, die in Motorabgasen oder verschiedenen Abgasen von Brennöfen enthalten sind, im Plasmafeld durch Bewirken des Hindurchströmens von Motorabgasen oder verschiedenen Abgasen von Brennöfen durch das Plasmafeld verarbeitet, offenbart worden (beispielsweise JP-A-2001-164925 ).
Da der Abstand zwischen den Elektroden reduziert werden muss, um eine Struktur auszubilden, die Plasma gleichmäßig und stabil bei geringem Stromverbrauch erzeugt und einem Gas, etwa einem Abgas, das effiziente Hindurchströmen durch das Plasmafeld erlaubt, wird jedoch die Anzahl an Teilen erhöht und die Anordnung wird kompliziert. Ferner wirkt sich eine Variation der Abmessungen jedes Teils, der die Elektrode bildet, die zur Plasmaerzeugung verwendet wird, nachteilig auf die Leistung des Plasmareaktors aus. Weiters treten Motorprobleme oder ein Anstieg des Brennstoffverbrauchs aufgrund eines Anstiegs des Hindurchströmungswiderstands des Gases auf, das durch den Plasmareaktor hindurchströmt.
Die DE 10026725A zeigt einen Reaktor mit zwei gewickelten Mehrfachschichten, wobei jede Mehrfachschicht eine Sandwich-Entlade-Elektrode und eine gewellte Hilfselektrode aufweist.
Die WO 02/074425 offenbart einen Plasmareaktor mit vier Elektrodenplatten, wobei jede Elektrodenplatte zwischen entsprechenden Keramikplattenpaaren gewickelt ist. Die Keramikabstandshalter halten die Sandwich-Elektrodenplatten in einem Abstand zueinander, um Raum für die Gasströmung bereitzustellen. Eine gewellte Schicht aus einem gasdurchlässigen Filtermaterial, das eine Oberfläche bereitstellt, die sich entlang der Länge des jeweiligen Gasströmungspfads erstreckt, wird ebenfalls durch die Abstandshalter gehalten.
Die JP 2002 126445 offenbart einen Körper, auf dem hydrophobes Zeolith abgeschieden ist, wobei der Körper zwischen Polyimidisolierschichten angeordnet ist. Elektroden sind auf der Außenoberfläche der Polyimidschichten angeordnet und ein Wechselstrom zwischen den Elektroden führt zur Plasmaerzeugung im Körperinneren. Zweite Isolierschichten sind auf der Außenoberfläche der Elektroden bereitgestellt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist angesichts der oben beschriebenen Probleme entwickelt worden und stellt einen Plasmareaktor bereit, der ein gleichmäßiges und stabiles Plasma bei niedrigem Stromverbrauch erzeugen kann und den Hindurchströmungswiderstand eines Gases verringern kann, das durch den Plasmareaktor hindurchströmt, sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.
Insbesondere stellt die Erfindung den Plasmareaktor und ein Verfahren zur Herstellung desselben bereit.

[1] Plasmareaktor, umfassend eine Plasmaerzeugungselektrode, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und die dazu geeignet ist, ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas zum Reagieren zu bringen, worin die Plasmaerzeugungselektrode durch Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren Mehrschichtstrukturen, wobei jede der Mehrschichtstrukturen zwei bandförmige Keramikformkörper und eine elektrisch kontinuierliche, filmförmige Leitungselektrode umfasst, die zwischen den Keramikformkörpern angeordnet ist, so dass ein Plasmaerzeugungsraum, der eine Schichtoberfläche zwischen den Mehrschichtstrukturen umfasst, in diesen ausgebildet ist, oder durch Wickeln oder Falten einer geraden Anzahl an Mehrschichtstrukturen ausgebildet ist, so dass ein Plasmaerzeugungsraum, der eine gewickelte oder gefaltete Oberfläche zwischen den Mehrschichtstrukturen umfasst, in diesen ausgebildet ist, wobei das Plasma in dem Plasmaerzeugungsraum durch Entladen von Elektrizität zwischen den aneinander angrenzenden Leitungselektroden erzeugbar ist und worin Vertiefungen und Vorsprünge an einer von zwei Außenoberflächen der Mehrschichtstruktur ausgebildet sind und die in der einen von zwei Außenoberflächen der Mehrschichtstruktur ausgebildeten Vertiefungen den Plasmaerzeugungsraum bilden (welcher hiernach als „erste Erfindung" bezeichnet werden kann).
[2] Plasmareaktor wie in [1] definiert, worin die Leitungselektrode auf dem Keramikformkörper durch Drucken angeordnet ist.
[3] Plasmareaktor, umfassend eine Plasmaerzeugungselektrode, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und dazu geeignet ist, ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas zum Reagieren zu bringen, wobei die Plasmaerzeugungselektrode durch Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren Mehrschichtstrukturen, wobei jede der Mehrschichtstrukturen zwei bandförmige Keramikformkörper, eine elektrisch kontinuierliche, filmförmige erste Leitungselektrode, die zwischen den Keramikformkörpern angeordnet ist, und eine elektrisch kontinuierliche, film- oder plattenförmige zweite Leitungselektrode umfasst, die auf einer von zwei Außenoberflächen der Mehrschichtstruktur angeordnet ist, so dass ein Plasmaerzeugungsraum, der eine Schichtoberfläche zwischen den Mehrschichtstrukturen umfasst, in diesen ausgebildet ist, oder durch Wickeln oder Falten einer oder mehrerer der Mehrschichtstrukturen ausgebildet ist, so dass ein Plasmaerzeugungsraum, der eine gewickelte Oberfläche oder eine gefaltete Oberfläche der Mehrschichtstruktur(en) umfasst, in diesen ausgebildet ist, und worin das Plasma in dem Plasmaerzeugungsraum durch Entladen von Elektrizität zwischen der ersten und zweiten Leitungselektrode, die aneinander angrenzen, erzeugbar ist und worin Vertiefungen und Vorsprünge an zumindest einer von zwei Außenoberflächen der Mehrschichtstruktur ausgebildet sind und die in der einen von zwei Außenoberflächen der Mehrschichtstruktur ausgebildeten Vertiefungen den Plasmaerzeugungsraum bilden (welcher hiernach als „zweite Erfindung" bezeichnet werden kann).
[4] Plasmareaktor wie in [3] definiert, worin die erste Leitungselektrode auf dem Keramikformkörper durch Drucken angeordnet ist.
[5] Plasmareaktor nach [4], worin die zweite Leitungselektrode auf dem Keramikformkörper durch Drucken angeordnet ist.
[6] Plasmareaktor nach einem von [1] bis [5], worin die Plasmaerzeugungselektrode in einem leitfähigen Gehäuse mit einem Puffermaterial, das Leitfähigkeit und Elastizität aufweist, zwischen diesen positioniert wird.
[7] Plasmareaktor nach einem von [1] bis [6], worin die Mehrschichtstruktur zumindest ein aus der Gruppe bestehend aus Cordierit, Mullit, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, SIALON und Zirkonerde ausgewähltes Material umfasst.
[8] Plasmareaktor nach einem von [1] bis [7], worin die Porosität der Mehrschichtstruktur 0,5 bis 35% beträgt.
[9] Plasmareaktor nach einem von [1] bis [8], worin eine Beziehung zwischen der Dicke t eines dünnen Abschnitts der Mehrschichtstruktur und der Höhe h des auf der Oberfläche der Mehrschichtstruktur ausgebildeten Vorsprungs, der die Plasmaerzeugungselektrode bildet, die folgende Gleichung (1) erfüllt: 0,7t < h (1)
[10] Plasmareaktor nach einem von [1] bis [9], worin die Dicke t eines dünnen Abschnitts der Mehrschichtstruktur 0,2 bis 6 mm beträgt.
[11] Plasmareaktor nach einem von [1] bis [10], worin der Plasmareaktor in einem Verbrennungsmotor-Abgassystem eingebaut ist.
[12] Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern durch Band-Bilden, Drucken einer Leitungselektrode auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers und Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen auf der anderen Oberfläche, um einen ungebrannten Keramikformkörper mit einer Elektrode auszubilden, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, und des ungebrannten zweiten Keramikformkörpers, um die Leitungselektrode des ungebrannten Keramikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, und anschließend entweder Brennen der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur, um eine Mehrschichtstruktur auszubilden, und Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren der resultierenden Mehrschichtstrukturen, um die Plasmaerzeugungselektrode auszubilden, (welcher hiernach als „fünfte Erfindung" bezeichnet werden kann).
[13] Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zum Erzeugen von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mit dem erzeugten Plasma reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern durch Band-Bilden, Drucken einer Leitungselektrode auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramik formkörpers und Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen auf der anderen Oberfläche, um einen ungebrannten Keramikformkörper, auszubilden, der eine Elektrode aufweist, und Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, und des ungebrannten zweiten Keramikformkörpers, um die Leitungselektrode des ungebrannten Keramikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, Wickeln oder Falten einer geraden Anzahl der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstrukturen, um eine gewickelte oder gefaltete, ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, und Brennen der gewickelten oder gefalteten, ungebrannten Mehrschichtstruktur, um die Plasmaerzeugungselektrode auszubilden (welcher hiernach als „sechste Erfindung" bezeichnet werden kann).
[14] Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegung einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern durch Band-Bilden, Drucken einer ersten Leitungselektrode auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers, um einen ungebrannten Keramikformkörper auszubilden, der eine Elektrode aufweist, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, und des ungebrannten zweiten Keramikformkörpers, um die Leitungselektrode des ungebrannten Keramikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen auf jeder Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, auszubilden, Brennen der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur, die eine Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, um eine gebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, und Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren der resultierenden, gebrannten Mehrschichtstrukturen, um die Plasmaerzeugungselektrode auszubilden, oder Wickeln oder Falten zumindest einer der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstrukturen, die eine Elektrode aufweisen, um eine gewickelte oder gefaltete, ungebrannte Mehr schichtstruktur auszubilden, und Brennen der gewickelten oder gefalteten, ungebrannten Mehrschichtstruktur, um die Plasmaerzeugungselektrode auszubilden (welcher hiernach als „siebte Erfindung" bezeichnet werden kann).
[15] Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern durch Band-Bilden, Drucken einer Leitungselektrode auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers, um einen ungebrannten Keramikformkörper auszubilden, der eine Elektrode aufweist, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, und des ungebrannten zweiten Keramikformkörpers, um die Leitungselektrode des ungebrannten Keramikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen auf einer Oberfläche der resultierenden, ungebrannte Mehrschichtstruktur, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, Wickeln oder Falten einer geraden Anzahl der ungebrannten Mehrschichtstrukturen, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweisen, um eine gewickelte oder gefaltete, ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, und Brennen der gewickelten oder gefalteten, ungebrannten Mehrschichtstruktur, um die Plasmaerzeugungselektrode auszubilden (welcher hiernach als „achte Erfindung" bezeichnet werden kann).
[16] Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern durch Band-Bilden, Drucken einer ersten Leitungselektrode auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers, um einen ungebrannten Keramikformkörper auszubilden, der eine Elektrode aufweist, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Kera mikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, und des ungebrannten zweiten Keramikformkörpers, um die Leitungselektrode des ungebrannten Keramikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen auf jeder Oberfläche der resultierenden, ungebrannte Mehrschichtstruktur, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, Anordnen einer plattenförmigen zweiten Leitungselektrode auf einer Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, die eine Elektrode aufweist, Brennen der ungebrannten Mehrschichtstruktur, die eine Elektrode aufweist, um eine Mehrschichtstruktur mit einer Elektrode auszubilden, und Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren der resultierenden Mehrschichtstrukturen, die eine Elektrode aufweisen, um die Plasmaerzeugungselektrode auszubilden (welcher hiernach als „neunte Erfindung" bezeichnet werden kann).
[17] Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern durch Band-Bilden, Drucken einer ersten Leitungselektrode auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers, um einen ungebrannten Keramikformkörper auszubilden, der eine Elektrode aufweist, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, und des ungebrannten zweiten Keramikformkörpers, um die Leitungselektrode des ungebrannten Keramikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen auf jeder Oberfläche der resultierenden, ungebrannte Mehrschichtstruktur, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, Anordnen einer plattenförmigen zweiten Leitungselektrode auf einer Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, die eine Elektrode aufweist, Brennen der ungebrannten Mehrschichtstruktur, die eine Elektrode aufweist, um eine Mehrschichtstruktur mit einer Elektrode auszubilden, Wickeln oder Falten zumindest einer der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstrukturen, die eine Elektrode aufweisen, um eine gewickelte oder gefaltete, ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, und Brennen der gewickelten oder gefalteten, ungebrannten Mehrschichtstruktur, um die Plasmaerzeugungselektrode auszubilden (welcher hiernach als „zehnte Erfindung" bezeichnet werden kann).
[18] Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern durch Band-Bilden, Drucken einer ersten Leitungselektrode auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers, um einen ungebrannten Keramikformkörper auszubilden, der eine Elektrode aufweist, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, und des ungebrannten zweiten Keramikformkörpers, um die Leitungselektrode des ungebrannten Keramikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen auf einer Oberfläche der resultierenden, ungebrannte Mehrschichtstruktur, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, Anordnen einer zweiten Leitungselektrode auf der anderen Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, die eine Elektrode aufweist, Brennen der ungebrannten Mehrschichtstruktur, die eine Elektrode aufweist, um eine Mehrschichtstruktur auszubilden, und Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren der resultierenden Mehrschichtstrukturen, um die Plasmaerzeugungselektrode auszubilden (welcher hiernach als „elfte Erfindung" bezeichnet werden kann).
[19] Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeig net ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern durch Band-Bilden, Drucken einer ersten Leitungselektrode auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers, um einen ungebrannten Keramikformkörper auszubilden, der eine Elektrode aufweist, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, und des ungebrannten zweiten Keramikformkörpers, um die Leitungselektrode des ungebrannten Keramikformkörpers, der eine Elektrode aufweist, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen auf einer Oberfläche der resultierenden, ungebrannte Mehrschichtstruktur, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, Drucken einer zweiten Leitungselektrode auf der anderen Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, die eine Elektrode aufweist, Wickeln oder Falten zumindest einer der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstrukturen, die eine Elektrode aufweisen, um eine gewickelte oder gefaltete, ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, und Brennen der resultierenden gewickelten oder gefalteten, ungebrannten Mehrschichtstruktur, um die Plasmaerzeugungselektrode auszubilden (welcher hiernach als „zwölfte Erfindung" bezeichnet werden kann).
[20] Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors nach einem von [12] bis [19], umfassend das Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen auf einer Oberfläche des ungebrannten ersten Keramikformkörpers oder der ungebrannten Mehrschichtstruktur durch Drehen eines Zahnrads in einer Form von Vertiefungen und Vorsprüngen, während das Zahnrad gepresst wird.
[21] Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors nach einem von [12] bis [20], umfassend das Positionieren der Plasmaerzeugungselektrode in einem leitfähigen Gehäuse mit einem Puffermaterial, das Leitfähigkeit und Elastizität aufweist, zwischen diesen.
[22] Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors nach einem von [12] bis [21], worin zumindest ein aus der Gruppe bestehend aus Cordierit, Mullit, Aluminiuimoxid, Siliziumnitrid, SIALON und Zirkonerde ausgewähltes Material als ein Material für den ersten und zweiten ungebrannten Keramikformkörper verwendet wird.
[23] Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors nach einem von [12] bis [22], worin der erste und zweite ungebrannte Keramikformkörper so gebrannt sind, dass die Porosität nach dem Brennen 0,5 bis 35% beträgt.

Der erfindungsgemäße Plasmareaktor kann somit ein einheitliches und stabiles Plasma bei geringem Leistungsverbrauch erzeugen und den Hindurchleitungswiderstand des Gases, das durch den Plasmareaktor hindurchtritt, reduzieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsdarstellung zur schematischen Veranschaulichung einer Ausführungsform eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (erste Erfindung).
2 ist eine Querschnittsdarstellung zur schematischen Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (erste Erfindung).
3 ist eine Draufsicht zur Darstellung der Form einer Leitungselektrode, die in einer Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (erste Erfindung) verwendet wird.
4 ist eine Draufsicht zur Darstellung einer weiteren Form der Leitungselektrode, die in einer Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (erste Erfindung verwendet wird.
5 ist eine Draufsicht zur Darstellung einer noch weiteren Form der Leitungselektrode, die in einer Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (erste Erfindung) verwendet wird.
6 ist eine Draufsicht zur Darstellung einer erneut weiteren Form der Leitungselektrode, die in einer Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (erste Erfindung) verwendet wird.
7 ist eine Querschnittsdarstellung zur schematischen Veranschaulichung einer noch weiteren Ausführungsform eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (erste Erfindung).
8 ist eine Querschnittsdarstellung zur Veranschaulichung einer Plasmaerzeugungselektrode, die in einer weiteren Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (erste Erfindung) verwendet wird.
9 ist eine Querschnittsdarstellung zur Veranschaulichung einer weiteren Plasmaerzeugungselektrode, die in einer weiteren Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (erste Erfindung) verwendet wird.
10 ist eine Querschnittsdarstellung zur Veranschaulichung einer noch weiteren Plasmaerzeugungselektrode, die in einer weiteren Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (erste Erfindung) verwendet wird.
11 ist eine Querschnittsdarstellung zur Veranschaulichung einer weiteren Plasmaerzeugungselektrode, die in einer weiteren Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (erste Erfindung) verwendet wird.
12 ist ein eine Querschnittsdarstellung zur schematischen Veranschaulichung einer Ausführungsform eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zweite Erfindung).
13 ist eine Querschnittsdarstellung zur schematischen Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zweite Erfindung).
14 ist eine Querschnittsdarstellung zur schematischen Veranschaulichung einer noch weiteren Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zweite Erfindung).
15 ist eine Querschnittsdarstellung zur Veranschaulichung einer Plasmaerzeugungselektrode, die in einer weiteren Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zweite Erfindung) verwendet wird.
16 ist eine Querschnittsdarstellung zur Veranschaulichung einer weiteren Plasmaerzeugungselektrode, die in einer weiteren Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zweite Erfindung) verwendet wird.
17 ist eine Querschnittsdarstellung zur Veranschaulichung einer noch weiteren Plasmaerzeugungselektrode, die in einer weiteren Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zweite Erfindung) verwendet wird.
18 ist eine Querschnittsdarstellung zur Veranschaulichung einer noch weiteren Plasmaerzeugungselektrode, die in einer weiteren Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zweite Erfindung) verwendet wird.
19 ist eine Querschnittsdarstellung zur schematischen Veranschaulichung einer noch weiteren Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zweite Erfindung).
20 ist eine Querschnittsdarstellung zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform des Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zweite Erfindung).
21 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts eines Keramikformkörpers in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
22 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer Leitungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
23 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts eines Keramikformkörpers im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
24 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Brennschritts in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
25 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts eines Keramikformkörpers im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
26 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer Leitungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
27 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts eines Keramikformkörpers in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
28 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer Plasmaerzeugungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
29 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts eines Keramikformkörpers in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (fünfte Erfindung).
30 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer Leitungselektrode in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (fünfte Erfindung).
31 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts eines Keramikformkörpers im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (fünfte Erfindung).
32 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer Plasmaerzeugungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (fünfte Erfindung).
33 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung einer Ausführungsform eines Ausbildungsschritts von Vertiefungen und Vorsprüngen am Keramikformkörper im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (fünfte Erfindung).
34(a) und 34(b) sind erläuternde Darstellungen zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform des Ausbildungsschritts von Vertiefungen und Vorsprüngen im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (fünfte Erfindung).
35 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts eines Keramikformkörpers in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (sechste Erfindung).
36 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer Leitungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (sechste Erfindung).
37 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Aufeinanderschichtungsschritts eines Keramikformkörpers im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (sechste Erfindung).
38 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer Plasmaerzeungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (sechste Erfindung).
39 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts eines Keramikformkörpers in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (siebte Erfindung).
40 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer Leitungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (siebte Erfindung).
41 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Aufeinanderschichtungsschritts eines Keramikformkörpers im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (siebte Erfindung).
42 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts von Vertiefungen und Vorsprüngen am Keramikformkörper in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (siebte Erfindung).
43 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer Plasmaerzeugungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (siebte Erfindung).
44 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts eines Keramikformkörpers in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (achte Erfindung).
45 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer Leitungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (achte Erfindung).
46 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Aufeinanderschichtungsschritts eines Keramikformkörpers im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (achte Erfindung).
47 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts von Vertiefungen und Vorsprüngen am Keramikformkörper in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (achte Erfindung).
48 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts eines Keramikformkörpers in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (neunte Erfindung).
49 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer ersten Leitungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (neunte Erfindung).
50 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Aufeinanderschichtungsschritts eines Keramikformkörpers im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (neunte Erfindung).
51 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts von Vertiefungen und Vorsprüngen am Keramikformkörper in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (neunte Erfindung).
52 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer zweiten Leitungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (neunte Erfindung).
53 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer Plasmaerzeugungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (neunte Erfindung).
54 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts von Vertiefungen und Vorsprüngen am Keramikformkörper im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (neunte Erfindung).
55 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts eines Keramikformkörpers in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zehnte Erfindung).
56 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer ersten Leitungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zehnte Erfindung).
57 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Aufeinanderschichtungsschritts eines Keramikformkörpers in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zehnte Erfindung).
58 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts von Vertiefungen und Vorsprüngen am Keramikformkörper in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zehnte Erfindung).
59 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer zweiten Leitungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zehnte Erfindung).
60 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer Plasmaerzeugungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zehnte Erfindung).
61 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts eines Keramikformkörpers in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (elfte Erfindung).
62 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer ersten Leitungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (elfte Erfindung).
63 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Aufeinanderschichtungsschritts eines Keramikformkörpers im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (elfte Erfindung).
64 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts von Vertiefungen und Vorsprüngen am Keramikformkörper in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (elfte Erfindung).
65 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer zweiten Leitungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (elfte Erfindung).
66 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer Plasmaerzeugungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (elfte Erfindung).
67 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts eines Keramikformkörpers in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zwölfte Erfindung).
68 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer ersten Leitungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zwölfte Erfindung).
69 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Aufeinanderschichtungsschritts eines Keramikformkörpers im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zwölfte Erfindung).
70 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts von Vertiefungen und Vorsprüngen am Keramikformkörper in einem Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zwölfte Erfindung).
71 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer zweiten Leitungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zwölfte Erfindung).
72 ist eine erläuternde Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausbildungsschritts einer Plasmaerzeugungselektrode im Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zwölfte Erfindung).
73 ist eine Querschnittsdarstellung zur schematischen Veranschaulichung eines Plasmareaktors, der nicht Teil der Erfindung ist.
74 ist eine Querschnittsdarstellung zur schematischen Veranschaulichung eines weiteren Plasmareaktors, der nicht Teil der Erfindung ist.
75 ist eine Querschnittsdarstellung zur schematischen Veranschaulichung eines noch weiteren Plasmareaktors, der nicht Teil der Erfindung ist.
76 ist eine Querschnittsdarstellung zur schematischen Veranschaulichung eines Plasmareaktors, der nicht Teil der Erfindung ist.
BESTER DURCHFÜHRUNGSMODUS DER ERFINDUNG
Ausführungsformen eines Plasmareaktors und ein Verfahren zur Herstellung desselben gemäß der Erfindung sind unten stehend im Detail in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht als auf die folgenden Ausführungsformen eingeschränkt anzusehen. Verschiedene Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen können innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung basierend auf dem Wissen eines Experten auf diesem Gebiet durchgeführt werden. Ein Plasmareaktor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung (erste Erfindung) ist unten beschrieben. Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Plasmareaktor 1 gemäß der Ausführungsform eine Plasmaerzeugungselektrode 2, die zum Erzeugen von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas zum Reagieren bringen kann, wobei die Plasmaerzeugungselektrode 2 durch Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren Mehrschichtstrukturen 6 ausgebildet ist, wobei jede der Mehrschichtstrukturen 6 zwei bandförmige Keramikformkörper 3 und 4 und eine elektrisch kontinuierliche, filmförmige Leitungselektrode 5 umfasst, die zwischen den Keramikformkörpern 3 und 4 angeordnet ist, so dass ein Plasmaerzeugungsraum 7, der eine Schichtoberfläche zwischen den Mehrschichtstrukturen 6 umfasst, in diesen ausgebildet ist, und worin das Plasma im Plasmaerzeugungsraum 7 durch Entladen der Elektrizität zwischen den aneinander angrenzenden Leitungselektroden 5 erzeugt werden kann.
In 1 ist die Plasmaerzeugungselektrode 2 durch Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren Mehrschichtstrukturen ausgebildet, so dass der Plasmaerzeugungsraum 7, umfassend die Schichtoberfläche zwischen den Mehrschichtstrukturen 6, in diesen ausgebildet ist. Wie in 2 gezeigt, kann die Plasmaerzeugungselektrode 2 durch Wickeln von zwei oder mehreren (gerade Anzahl) Mehrschichtstrukturen 2 ausgebildet sein, wobei jede der Mehrschichtstrukturen 6 zwei bandförmige Keramikformkörper 3 und 4 und eine elektrisch kontinuierliche, filmförmige Leitungselektrode 5 umfasst, die zwischen den Keramikformkörpern 3 und 4 angeordnet ist, so dass ein Plasmaerzeugungsraum 7, der eine Schichtoberfläche zwischen den Mehrschicht strukturen 6 umfasst, in diesen ausgebildet ist. Außerdem kann die Plasmaerzeugungselektrode 2 zum Falten ausgebildet sein, wie später erläutert.
In der Ausführungsform, wie in 1 und 2 gezeigt, sind Vertiefungen und Vorsprünge an einer oder zwei Außenoberflächen der Keramikformkörper 3 und 4 ausgebildet, was die Mehrschichtstruktur 6 im Gegensatz zu den Oberflächen bildet, die die Leitungselektrode 5 halten, und die in der Oberfläche des Keramikformkörpers 3 oder 4 ausgebildete Vertiefung bildet den Plasmaerzeugungsraum 7.
Diese Konfiguration ermöglicht die Erzeugung eines gleichmäßigen und stabilen Plasmas bei niedrigem Stromverbrauch und verringert den Hindurchströmungswiderstand eines Gases, das durch den Plasmareaktor hindurchströmt. Da die Leitungselektrode 5 mit den Keramikformkörpern 3 und 4 abgedeckt ist, können Oxidation und Korrosion der Leitungselektrode 5 wirksam verhindert werden.
In dem Plasmareaktor 1 gemäß eines Beispiels, das nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, sind zwei oder mehrere Mehrschichtstrukturen so aufeinander geschichtet, dass der Plasmaerzeugungsraum 7, der die Schichtoberfläche umfasst, in diesen ausgebildet ist, wobei Spaltelemente 8 mit vorbestimmter Dicke zwischen den entgegengesetzten Plasmaerzeugungselektroden 2 angeordnet sind, wie in 73 gezeigt, ohne dass dabei beispielsweise Vertiefungen und Vorsprünge an den Oberflächen der Keramikformkörper 3 und 4 ausgebildet werden. Der durch die Spaltelemente 8 ausgebildete Spalt 8 dient als Plasmaerzeugungsraum 7.
Wie in 1 und 2 gezeigt, dienen im Plasmareaktor 1 gemäß der Ausführungsform die Leitungselektroden 5, die abwechselnd in Schichten angeordnet sind, als Impulselektrode 5a, an der eine Spannung zur Plasmaerzeugung angelegt wird, und eine Erdungselektrode 5b, die zum Erden der Plasmaelektrode 2 vorhanden ist. Daher wird die Plasmaerzeugungselektrode 2 gemäß der Ausführungsform in einem Zustand verwendet, in dem die Leitungselektroden 5 (Impulselektroden 5a) mit einer Stromversorgung verbunden sind, so dass die Spannung an jede andere in Schichten angeordnete Leitungselektrode angelegt werden kann und die Leitungselektrode 5 (Erdungselektrode 5b), die mit der Stromversorgung nicht verbunden ist, mit Erde oder Ähnlichem verbunden ist.
In der Ausführungsform wird bevorzugt, dass die Leitungselektrode 5 auf die Keramikformkörper 3 und 4 gedruckt wird. Gemäß dieser Ausführung kann die Leitungselektrode 5 problemlos angeordnet werden und die Leitungselektrode 5 mit einer geringen Dicke kann ausgebildet werden, wodurch eine Größenreduktion des Plasmareaktors 1 gemäß der Ausführungsform durchgeführt werden kann. Ein Teil der Gesamtheit der beiden Oberfläche der Keramikformkörper 3 und 4 kann im Gegensatz zu den Oberflächen, die die Leitungselektrode 5 halten, mit einem Katalysator (Katalysatortrageschicht, die zumindest eine aus der Gruppe bestehend aus Al₂O₃, CeO₂ und ZrO₂ ausgewählten Verbindung enthält, welche zumindest ein aus der Gruppe bestehend aus Pt, Pd, Rh, K Ba, Li, V und Na ausgewähltes Metall trägt) beschichtet sein.
Der Plasmareaktor 1 gemäß der Ausführungsform kann in einem Abgasreinigungssystem eines Filters zum Einfangen von Partikeln, beispielsweise in Abgasen enthaltenem Ruß, eingebaut und verwendet werden. Genauer gesagt, kann der Plasmareaktor 1 zur Oxidation von Stickstoffmonoxid (NO) verwendet werden, das im Abgas zur Erzeugung von Stickstoffdioxid (NO₂) enthalten ist, das zur Filterregeneration benötigt wird. Der Plasmareaktor 1 kann ebenfalls in geeigneter Weise als Ozonisator verwendet werden, der Ozon durch Reaktion von in der Luft enthaltenem Sauerstoff oder Ähnlichem erzeugt. Der Plasmareaktor 1 kann stromaufwärts von einem Abgaskatalysator eingebaut werden und zur Umwandlung von NO in NO₂ verwendet werden und reaktive Spezies (Ozon und OH) oder Ähnliches erzeugen, um die Reinigungseffizienz (beispielsweise für HC, CO und NO_x) des stromaufwärtigen Katalysators erheblich zu verbessern. In der Anwendung, in der die Elektrodenoberfläche des Plasmareaktors 1 mit dem Katalysator beschichtet ist, kann der Plasmareaktor 1 ebenfalls als Katalysator dienen.
Die in der Ausführungsform verwendeten Keramikformkörper 3 und 4 umfassen vorzugsweise zumindest ein aus der Gruppe bestehend aus Cordierit, Mullit, Alumini umoxid, Siliziumnitrid, SIALON und Zirkonerde ausgewähltes Material. Die Keramikformkörper 3 und 4 können ferner ein organisches Lösemittel, beispielsweise Toluol, ein Bindemittel, beispielsweise Butyralharz, oder ein Celluloseharz, oder ein Plastifizierungsmittel, beispielsweise Dioctylphalat (DOP) oder Diethylphthalat (DBP), umfassen. Wenn Cordierit als Material für die Keramikformkörper 3 und 4 verwendet wird, weisen die resultierenden Keramikformkörper 3 und 4 eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit auf. Die Dicken der Keramikformkörper 3 und 4 unterliegen keinerlei speziellen Einschränkungen. Die Dicken der Keramikformkörper 3 und 4 betragen vorzugsweise 0,2 bis 6 mm. Wenn die Dicken der Keramikformkörper 3 und 4 weniger als 0,2 mm betragen, kann die Impulselektrode 5a von der Erdungselektrode 5b elektrisch nicht isoliert sein. Wenn die Dicken der Keramikformkörper 3 und 4 größer als 6 mm sind, kann die Plastifizierung der Kermikformkörper 3 und 4 verhindert werden, wodurch Sprünge aufgrund einer Betätigung beim Verformen der Form, beispielsweise dem Wickeln, auftreten können.
In der Ausführungsform beträgt die Porosität der Keramikformkörper 3 und 4 vorzugsweise 0,5 bis 35% und bevorzugterweise 0,5 bis 10%. Diese Konfiguration ermöglicht eine effiziente Plasmaerzeugung zwischen zwei angrenzenden Leitungselektroden 5, die zwischen den Keramikformkörpern 3 und 4 angeordnet sind, also zwischen der Impulselektrode 5a und der Erdungselektrode 5b, wodurch eine Stromverbrauchsreduktion des Plasmareaktors 1 durchgeführt werden kann.
Als Material für die Leitungselektrode 5 wird vorzugsweise ein hochleitendes Metall bevorzugt. Beispielsweise kann ein Metall, das zumindest eine aus der Gruppe bestehend aus Wolfram, Silber, Platin, Gold, Eisen, Kupfer und Cermet ausgewählte Komponente enthält, als bevorzugtes Beispiel angegeben werden.
Die Dicke der Leitungselektrode 5 beträgt vorzugsweise 0,01 bis 0,1 mm und bevorzugterweise 0,01 bis 0,015 mm, um die Größe der Plasmaerzeugungselektrode 2 zu verringern und den Hindurchströmungswiderstand eines Gases beispielsweise zu reduzieren. Wenn die Leitungselektrode 5 durch Drucken ausgebildet wird, wird die Ausbildung der Leiterelektrode 5 durch Siebdruck bevorzugt.
Die Form der Leitungselektrode 5 ist insofern nicht besonders eingeschränkt, da die Elektrizität zwischen den Leitungselektroden 5 entladen werden kann, um das Plasma effizient im Plasmaerzeugungsraum 7 zu erzeugen. Beispielsweise kann die Leitungselektrode 5 ausgebildet sein, um die gesamte Oberfläche eines der Keramikformkörpers 3 und 4 abzudecken oder in Form eines Gitters, wie in 3 gezeigt, ausgebildet sein oder eine Form haben, in der die Öffnungen in Form eines Polygons, Kreises oder einer Ellipse in einer Gitteranordnung oder einer versetzten Anordnung, wie in 4 bis 6 gezeigt, angeordnet sind. Die Leitungselektrode 5, die die oben genannte Form aufweist, kann problemlos durch Siebdruck eines Metalls, das zumindest eine aus der Gruppe bestehend aus Wolfram, Silber, Platin, Gold, Eisen, Kupfer und Cermet ausgewählte Komponente enthält, welches durch Mischen mit einem organischen Lösemittel und einem Plastifizierungsmittel als Paste vorbereitet wird, auf den Oberflächen der Keramikformkörper 3 und 4 ausgebildet werden.
Wie in 1 gezeigt, wird bevorzugt, dass in der Ausführungsform die Beziehung zwischen einer Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 2 und einer Höhe h, die auf der Oberfläche der Mehrschichtstruktur 6 ausgebildet ist, welche die Plasmaerzeugungselektrode 2 bildet, die folgende Gleichung (2) erfüllt: 0,7t < h (2)
Diese Konfiguration ermöglicht, dass ein Reagieren eines Gases, das durch den Plasmaerzeugungsraum 7 hindurchströmt, mit hoher Effizienz hervorgerufen wird. Da eine solche Plasmaerzeugungselektrode 2 über eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit verfügt, kann ferner der Plasmareaktor 1 in einem Fahrzeugabgassystem oder Ähnlichem eingebaut werden, auf das immer Stöße wirken. Wenn die Beziehung zwischen der Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 2 und der Höhe h des auf der Oberfläche der Mehrschichtstruktur 6 welche die Plasmaerzeugungselektrode 2 bildet, ausgebildeten Vorsprungs, die Gleichung (2) nicht erfüllt, kann die Strukturfestigkeit zum Aushalten einer äußeren Kraft erheblich verringert werden. Es wird besonders bevorzugt, dass die Höhe h des des auf der Oberfläche der Mehrschichtstruktur 6, welche die Plasmaerzeugungselektrode 2 bildet, ausgebildeten Vorsprungs drei Mal oder weniger der Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 2 ist, obwohl die Erfindung darauf nicht eingeschränkt ist. Wenn die Höhe h des Vorsprungs größer als drei Mal die Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 2 ist, kann die Strukturfestigkeit nicht mehr länger ausreichend sein.
In der Ausführungsform wird bevorzugt, dass die Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 2 0,2 bis 6 mm ist. Diese Konfiguration ermöglicht die Erzeugung eines Plasmafelds mit ausgezeichneter Reaktivität und verringert den Hindurchströmungswiderstand des Gases. Wenn die Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 2 weniger als 0,2 mm beträgt, kann die Strukturfestigkeit zum Aushalten einer äußeren Kraft nicht ausreichend sein. Wenn die Dicke t 6 mm übersteigt, da die Starrheit (E-Modul) der Struktur zu hoch wird, kann die Temperaturwechselbeständigkeit reduziert werden.
Wie in 7 gezeigt, wird im Plasmareaktor 1 gemäß der Erfindung bevorzugt, dass die Plasmaerzeugungselektrode 2 in einem leitfähigen Gehäuse 10 mit einem leitfähigen und elastischen Puffermaterial 11 zwischen diesen positioniert wird. Da die Plasmaerzeugungselektrode 2 in einem Zustand bereitgestellt ist, in dem das leitfähige Gehäuse 10 elektrisch mit der Leitungselektrode 5 verbunden ist, die als Erdungselektrode 5b dient, kann der Plasmareaktor 1 gemäß der Ausführungsform problemlos geerdet werden. Ein Edelstahlmetall-Drahtgitter oder Ähnliches kann geeigneterweise als Puffermaterial 11 verwendet werden. Schäden an der Plasmaerzeugungselektrode 2 können effektiv durch Positionieren der Plasmaerzeugungselektrode 2 im leitfähigen Gehäuse 10 mit dem Puffermaterial 11 zwischen diesen angeordnet verhindert werden. Die Leitungselektrode 5, die als Impulselektrode 5a dient, ist mit einer Stromversorgung 13 zum Anlegen einer Spannung durch eine Verdrahtung 14 elektrisch verbunden, die mit einem Isolierelement 12 in einem Zustand abgedeckt ist, in dem die Leitungselektrode 5 elektrisch vom Puffermaterial 11 isoliert ist.
Für das Material des Gehäuses 10, das in der Ausführungsform verwendet wird, sind keine speziellen Einschränkungen vorgesehen. Beispielsweise wird bevorzugt, dass ferritischer Edelstahl mit einer ausgezeichneten Leitfähigkeit, einem geringen Gewicht und niedrigen Kosten verwendet wird und als Material für das Gehäuse 10 nur ein minimales Verformungsvolumen aufgrund der Wärmeausdehnung hat.
In der Ausführungsform wird bevorzugt, dass der aus der Stromversorgung 13 zugeführte Strom ein Gleichstrom mit einer Spannung von 1 kV oder mehr ist, wobei ein Impulsstrom eine Spitzenspannung von 1 kV oder mehr und eine Impulsrate von 1000 oder mehr (1 kHz oder mehr) pro Sekunde, ein Wechselstrom mit einer Spitzenspannung von 1 kV oder mehr und eine Impulsrate von 1000 oder mehr (1 kHz oder mehr) oder ein durch Überlagern zweier dieser Ströme erzeugter Strom sein kann. Diese Konfiguration ermöglicht die effiziente Erzeugung von Plasma.
7 zeigt die Plasmaerzeugungselektrode 2, die so gewickelt ist, dass die Querschnittsform eine Spirale ist. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. Die Ausführungsform umfasst ebenfalls die Plasmaerzeugungselektrode 2, die so gewickelt ist, dass zumindest ein Teil der Querschnittsform linear ist, wie in 8 gezeigt, und die Plasmaerzeugungselektrode 2, die so gewickelt ist, dass der Querschnitt die Form einer „8", wie beispielsweise in 9 gezeigt, hat.
Beispielsweise kann die Plasmaerzeugungselektrode 2, in der zwei oder mehrere Mehrschichtstrukturen 6 (siehe 7) flach aufeinandergeschichtet sind, wie in 10 gezeigt gefaltet sein oder die Plasmaerzeugungselektrode 2, in der zwei oder mehrere Mehrschichtstrukturen 6 (siehe 7) flach aufeinandergeschichtet sind, kann wie in 11 gezeigt gewickelt sein.
Wenn der Plasmareaktor 1, gezeigt in 73, (welcher nicht Teil der Erfindung ist) mit der Stromversorgung 13, wie in 74 gezeigt, elektrisch verbunden ist, wird die Anordnung eines Verbindungsanschlusses 15a, der mit der Impulselektrode 5a elektrisch verbunden ist, an einem Ende jeder Plasmaerzeugungselektrode 2, in der die Impulselektrode 5a angeordnet ist, die Anordnung eines Stromsammelements 16a zum gleichzeitigen Anlegen an jedem Verbindungsanschluss 15a und die elektrische Verbindung des Stromsammelelements 16a mit der Stromversorgung 13 bevorzugt. In diesem Fall wird das Anordnen eines Verbindungsanschlusses 15b, der mit der Impulselektrode 5b elektrisch verbunden ist, am anderen Ende jeder Plasmaerzeugungselektrode 2, in der die Impuslelektrode 5b angeordnet ist, das Anordnen eines Stromsammelelements 16b zum gleichzeitigen Anlegen von Strom an jedem Verbindungsanschluss 15b und das Verbinden des Stromsammelelements 16b mit dem Boden bevorzugt. In 74 sind der Verbindungsanschluss 15a der Impulselektrode 5a und der Verbindungsanschluss 15b der Erdungselektrode 5b an entgegengesetzten Enden der Plasmaerzeugungselektroden 2 angeordnet. Der Verbindungsanschluss 15a und der Verbindungsanschluss 15b können jedoch am Ende auf der gleichen Seite angeordnet sein.
Der Plasmareaktor 1, wie in 74 gezeigt, (welcher nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist) kann in einem leitfähigen Gehäuse bereitgestellt sein. Der Plasmareaktor 1, wie in 75 gezeigt, (welcher nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist) kann gegeben sein, in dem jedes Ende der Plasmaerzeugungselektroden 2, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, unter Verwendung eines Halteelements 17, befestigt ist, vier Oberflächen (oben, unten, rechts und links in 75) sind, im Gegensatz zur Oberfläche, durch die Abgas oder Ähnliches hindurchströmt, sind unter Verwendung von vier Rahmenelementen 18 befestigt und die Plasmaerzeugungselektroden 2, das Halteelement 17 und die Rahmenelemente 18 sind im Gehäuse 10 bereitgestellt. In diesem Fall wird bevorzugt, dass das elastische Puffermaterial 22 zwischen dem Rahmenelement 18 und dem Gehäuse 10 bereitgestellt wird. Als Puffermaterial 11 kann geeigneterweise ein durch Komprimieren einer Matte, welche Aluminiumoxid oder Siliziumoxid enthält, erhaltenes Material verwendet werden. In 73 bis 75 sind Elemente, die in der gleichen Weise wie die in 1 und 2 gezeigten Elemente ausgebildet sind, mit den gleichen Symbolen gekennzeichnet und auf eine Beschreibung dieser Element wird verzichtet.
Eine Ausführungsform eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zweite Erfindung) ist unten stehend beschrieben. Wie in 12 gezeigt, umfasst ein Plasma reaktor 21 gemäß der Ausführungsform eine Plasmaerzeugungselektrode 22, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und das Reagieren eines Gases mit dem erzeugten Plasma bewirken kann, worin die Plasmaerzeugungselektrode 22 durch Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren Mehrschichtstrukturen 26 ausgebildet ist, wobei jede der Mehrschichtstrukturen 26 zwei bandförmige Keramikformkörper 23 und 24 beinhaltet, eine elektrisch kontinuierliche, filmförmige Leitungselektrode 25a, die zwischen den Keramikformkörpern 23 und 24 gehalten und angeordnet ist und eine elektrisch kontinuierliche, film- oder plattenförmige zweite Leitungselektrode 25b umfasst, die, im Gegensatz zu den Oberflächen, die die erste Leitungselektrode 25a halten, auf einer von zwei Außenoberflächen der Keramikformkörper 23 und 24 angeordnet ist, so dass ein Plasmaerzeugungsraum 27, der eine Schichtoberfläche zwischen den Mehrschichtstrukturen 26 umfasst, in diesen ausgebildet ist, und worin das Plasma in dem Plasmaerzeugungsraum 27 durch Entladen von Elektrizität zwischen der ersten und zweiten Leitungselektrode 25a und 25b, die aneinander angrenzen, erzeugbar ist.
In 12 ist die Plasmaerzeugungselektrode 22 durch Aufeinanderschichten der beiden oder mehrerer der Mehrschichtstrukturen 26 ausgebildet, so dass der Plasmaerzeugungsraum 27, der die Schichtobefläche zwischen den Mehrschichtstrukturen 26 umfasst, in diesen ausgebildet ist. Wie in 13 gezeigt, kann die Plasmaerzeugungselektrode 22 durch Wickeln eines oder mehrerer der Mehrschichtstrukturen 26 ausgebildet werden, umfassend zwei bandförmige Keramikformkörper 23 und 24, die elektrisch kontinuierliche, bandförmige erste Leitungselektrode 25a, die zwischen den Keramikformkörpern 23 und 24 gehalten und angeordnet ist, und die elektrisch kontinuierliche, band- oder plattenförmige zweite Leitungselektrode 25b, die an einer der beiden Außenoberflächen der Keramikformkörper 23 und 24 angeordnet ist, so dass der Plasmaerzeugungsraum 27 in diesen ausgebildet ist. Außerdem kann die Plasmaerzeugungselektrode 22 durch Falten ausgebildet werden.
Diese Konfiguration ermöglicht die Erzeugung eines gleichmäßigen und stabilen Plasmas mit geringem Stromverbrauch und reduziert den Hindurchströmungswiderstand eines Gases, das durch den Plasmareaktor hindurchströmt. Da die erste Lei tungselektrode 25a mit den Keramikformkörpern 23 und 24 abgedeckt ist, können Oxidation und Korrosion der ersten Leitungselektrode 25a effektiv verhindert werden.
In der Ausführungsform wird bevorzugt, dass Vertiefungen und Vorsprünge an einer von zwei Außenoberflächen der Keramikformkörper 23 und 24 ausgebildet werden, welche die Mehrschichtstruktur 26 bilden, im Gegensatz zu den Oberflächen, die die erste Leitungselektrode 25a halten, und die in der Oberfläche des Keramikformkörpers 23 oder 24 ausgebildete Vertiefung bildet den Plasmaerzeugungsraum 27. 12 und 13 zeigen die Mehrschichtstruktur 26, in der Vertiefungen und Vorsprünge entweder an jeder der beiden Außenoberflächen der Keramikformkörper 23 und 24 ausgebildet sind, im Gegensatz zu den Oberflächen, die die erste Leitungselektrode 25a halten.
Im Plasmareaktor 21 gemäß der Ausführungsform dienen eine aus erster Leitungselektrode 25a und zweiter Leitungselektrode 25b als Impulselektrode, an der eine Spannung zur Plasmaerzeugung angelegt wird, und die andere dient als Erdungselektrode, die mit dem Boden oder Ähnlichem verbunden ist.
In der Ausführungsform wird bevorzugt, dass die erste Leitungselektrode 25a und/oder die zweite Leitungselektrode 25b auf die Keramikformkörper 23 und 24 gedruckt werden. Gemäß dieser Ausführungsform können die erste Leitungselektrode 25a und/oder die zweite Leitungselektrode 25b problemlos angeordnet werden und die erste Leitungselektrode 25a und/oder die zweite Leitungselektrode 25b mit geringer Dicke ausgebildet werden können, wodurch eine Größenreduktion des Plasmareaktors 21 gemäß der Ausführungsform durchgeführt werden kann. Der Keramikformkörper kann mit einem Katalysator auf dieselbe Weise wie in der ersten Erfindung beschichtet sein.
Der Plasmareaktor 21 gemäß der Ausführungsform kann in einem Abgasverbrennungssystem stromaufwärts von einem Filter zum Einfangen von Partikeln, beispielsweise in Abgasen enthaltenem Ruß, eingebaut und verwendet werden. Genauer gesagt, kann der Plasmareaktor 21 zur Oxidation von Stickstoffmonoxid (NO) verwendet werden, das im Abgas zur Erzeugung von Stickstoffdioxid (NO₂) enthalten ist, das zur Filterregeneration benötigt wird. Der Plasmareaktor 21 kann ebenfalls in geeigneter Weise als Ozonisator verwendet werden, der Ozon durch Reaktion von in der Luft enthaltenem Sauerstoff oder Ähnlichem erzeugt. Der Plasmareaktor 21 kann stromaufwärts von einem Abgaskatalysator eingebaut werden und zur Umwandlung von NO in NO₂ verwendet werden und reaktive Spezies (Ozon und OH) oder Ähnliches erzeugen, um die Reinigungseffizienz (beispielsweise für HC, CO und NO_x) des stromaufwärtigen Katalysators erheblich zu verbessern. In der Anwendung, in der die Elektrodenoberfläche des Plasmareaktors 21 mit dem Katalysator beschichtet ist, kann der Plasmareaktor 21 ebenfalls als Katalysator dienen.
Als in der Ausführungsform verwendete Keramikformkörper 23 und 24 können Keramikformkörper, die auf dieselbe Weise wie die Keramikformkörper 3 und 4 (siehe 1), welche in der Ausführungsform des Plasmareaktors der ersten Erfindung beschrieben sind, ausgebildet sind, auf geeignete Weise verwendet werden.
Als Material für die erste und zweite Leitungselektrode 25a und 25b wird vorzugsweise ein hochleitendes Metall verwendet. Beispielsweise kann ein Metall, das zumindest eine aus der Gruppe bestehend aus Wolfram, Silber, Platin, Gold, Eisen, Kupfer und Cermet ausgewählte Komponente enthält, als bevorzugtes Beispiel angegeben werden. Im Falle des Anordnens der ersten und zweiten Leitungselektrode 25a und 25b durch Drucken können die erste und die zweite Leitungselektrode 25a und 25b problemlos durch Siebdruck des oben erwähnten Metalls, das als Paste vorbereitet wird, auf die Oberflächen der Keramikformkörper 23 und 24 ausgebildet werden.
Die Dicken der ersten und zweiten Leitungselektrode 25a und 25b gemäß der Ausführungsform sind vorzugsweise 0,01 bis 0,1 mm und bevorzugterweise 0,01 bis 0,015 mm, um beispielsweise die Größe der Plasmaerzeugungselektrode 22 zu verringern und den Hindurchströmungswiderstand des Gases zu reduzieren. Wenn die erste Leitungselektrode 25a und/oder die zweite Leitungselektrode 25b durch Drucken ausgebildet werden, wird bevorzugt, dass die erste Leitungselektrode 25a und/oder die zweite Leitungselektrode 25b durch Siebdruck ausgebildet werden.
Die Form der ersten und zweiten Leitungselektrode 25a und 25b sind insofern nicht speziell eingeschränkt, da Elektrizität zwischen der ersten und zweiten Leitungselektrode 25a und 25b, die aneinander angrenzen, effektiv Plasma im Plasmaerzeugungsraum 27 erzeugt. Beispielsweise können die erste und zweite Leitungselektrode 25a und 25b ausgebildet sein, um die gesamte Oberfläche eines der Keramikformkörpers 23 und 24 abzudecken, oder in Form eines Gitters ausgebildet sein oder eine Form haben, in der die Öffnungen in Form eines Polygons, eines Kreises oder einer Ellipse in einer Gitteranordnung oder einer versetzten Anordnung auf die gleiche Weise wie die Leitungselektrode 5, gezeigt in 3 bis 6, angeordnet sind.
In der Ausführungsform wird bevorzugt, dass die Beziehung zwischen einer Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 22 und einer Höhe h des Vorsprungs, der auf der Oberfläche der Mehrschichtstruktur 26, die die Plasmaerzeugungselektrode 32 bildet, ausgebildet ist, die folgende Gleichung (3) erfüllt: 0,7t < h (3)
Diese Konfiguration ermöglicht, dass ein Reagieren eines Gases, das durch den Plasmaerzeugungsraum 27 hindurchströmt, mit hoher Effizienz bewirkt wird. Da die Plasmaerzeugungselektrode 22, wie oben beschrieben ausgebildet, eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit aufweist, kann der Plasmareaktor 21 in einem Fahrzeugabgassystem oder Ähnlichem eingebaut werden, an das immer Druck angelegt wird. Wenn die Beziehung zwischen der Dicke t und des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 22 und der Höhe h des auf der Oberfläche der Mehrschichtstruktur 26, welche die Plasmaerzeugungselektrode 22 bildet, ausgebildeten Vorsprungs, die Gleichung (2) nicht erfüllt, kann die Strukturfestigkeit zum Aushalten einer äußeren Kraft erheblich verringert werden. Es wird besonders bevorzugt, dass die Höhe h des des auf der Oberfläche der Mehrschichtstruktur 26, welche die Plasmaerzeugungselektrode 22 bildet, ausgebildeten Vorsprungs drei Mal oder weniger der Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 22 ist, obwohl die Erfindung darauf nicht eingeschränkt ist. Wenn die Höhe h des Vor sprungs größer als drei Mal die Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 22 ist, kann die Strukturfestigkeit nicht mehr länger ausreichend sein.
In der Ausführungsform wird bevorzugt, dass die Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 22 0,2 bis 6 mm ist. Diese Konfiguration ermöglicht die Erzeugung eines Plasmafelds mit ausgezeichneter Reaktivität und verringert den Hindurchströmungswiderstand des Gases. Wenn die Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 22 weniger als 0,2 mm beträgt, kann die Strukturfestigkeit zum Aushalten einer äußeren Kraft nicht ausreichend sein. Wenn die Dicke t 6 mm übersteigt, da die Starrheit der Struktur zu hoch wird, kann die Temperaturwechselbeständigkeit reduziert werden.
Wie in 14 gezeigt, wird im Plasmareaktor 21 gemäß der Ausführungsform bevorzugt, dass die Plasmaerzeugungselektrode 22 in einem leitfähigen Gehäuse 30 mit einem leitfähigen und elastischen Puffermaterial 31 zwischen diesen positioniert wird. Da die Plasmarerzeugungselektrode 22 in einem Zustand bereitgestellt ist, in dem das leitfähige Gehäuse 30 elektrisch mit der zweiten Leitungselektrode 25b verbunden ist, die durch die Verwendung der zweiten Leitungselektrode 25b als Erdungselektrode dient, kann der Plasmareaktor 21 gemäß der Ausführungsform problemlos geerdet werden. Ein Edelstahlmetall-Drahtgitter oder Ähnliches kann geeigneterweise als Puffermaterial 31 verwendet werden. Schäden an der Plasmaerzeugungselektrode 22 können effektiv durch Positionieren der Plasmaerzeugungselektrode 22 im leitfähigen Gehäuse 30 mit dem Puffermaterial 31 zwischen diesen angeordnet verhindert werden. Die erste Leitungselektrode 25a, die als Impulselektrode dient, ist mit einer Stromversorgung 33 zum Anlegen einer Spannung durch eine Verdrahtung 34 elektrisch verbunden, die mit einem Isolierelement 32 in einem Zustand abgedeckt ist, in dem die erste Leitungselektrode 25a elektrisch vom Puffermaterial 31 isoliert ist. Als Stromversorgung 33 kann die Stromversorgung 13 des in 7 gezeigten Plasmareaktors 1 geeigneterweise verwendet werden.
Für das Material des Gehäuses 30, das in der Ausführungsform verwendet wird, sind keine speziellen Einschränkungen vorgesehen. Beispielsweise wird bevorzugt, dass ferritischer Edelstahl mit einer ausgezeichneten Leitfähigkeit, einem geringen Gewicht und niedrigen Kosten verwendet wird und als Material für das Gehäuse 30 nur ein minimales Verformungsvolumen aufgrund der Wärmeausdehnung hat.
Die Plasmaerzeugungselektrode 22, die in der Ausführungsform verwendet wird, ist nicht auf die Plasmaerzeugungselektrode eingeschränkt, die so gewickelt ist, dass die Querschnittsform eine Spirale ist, wie in 14 gezeigt. Die Plasmaerzeugungselektrode 22, die so gewickelt ist, dass zumindest ein Teil der Querschnittsform linear ist, wie in 15 gezeigt, die Plasmaerzeugungselektrode 22, die so gewickelt ist, dass der Querschnitt die Form einer „8", wie in 16 gezeigt, hat, die Plasmaerzeugungselektrode 22, in der eine oder mehrere Mehrschichtstrukturen, wie in 17 gezeigt, gefaltet sind, und die Plasmaerzeugungselektrode 22, in der eine oder mehrere Mehrschichtstrukturen in einer vorbestimmten Form, wie in 18 gezeigt, gefaltet und gewickelt sind, können ebenfalls verwendet werden.
Eine andere Ausführungsform des Plasmareaktors der Erfindung (zweite Erfindung) ist unten stehend beschrieben. Wie in 19 gezeigt, umfasst der Plasmareaktor gemäß der Ausführungsform die Plasmaerzeugungselektrode 22, die zum Erzeugen von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und das Reagieren eines Gases mit dem erzeugten Plasma bewirken kann, worin die Plasmaerzeugungselektrode 22 durch Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren Mehrschichtstrukturen 26 ausgebildet ist, wobei jede der Mehrschichten zwei bandförmige Keramikformkörper 23 und 24, die elektrisch kontinuierliche, filmförmige erste Leitungselektrode 25a, die zwischen den Keramikformkörpern 23 und 24 angeordnet ist, und die elektrisch kontinuierliche, filmförmige oder plattenförmige zweite Leitungselektrode 25b umfasst, die auf einer der beiden Außenoberflächen der Keramikformkörper 23 und 24 gehalten wird und angeordnet ist, im Gegensatz zu den Oberflächen, die die erste Leitungselektrode 25a halten, so dass der Plasmaerzeugungsraum 27, der eine Schichtoberfläche zwischen den Mehrschichtstrukturen 26 umfasst, in diesen ausgebildet ist; und worin das Plasma im Plasmaerzeugungsraum 27 durch Entladen der Elektrizität zwischen der ersten und zweiten Leitungselektrode 25a und 25b, die aneinander angrenzend, erzeugt werden kann.
In 19 wird die Plasmaerzeugungselektrode 22 durch Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren Mehrschichtstrukturen 26 ausgebildet, so dass der Plasmaerzeugungsraum 27, umfassend die Schichtoberfläche zwischen den Mehrschichtstrukturen 26, in diesen ausgebildet ist. Wie in 20 gezeigt, kann die Plasmaerzeugungselektrode 22 durch Wickeln einer oder mehrerer der Mehrschichtstrukturen 26, umfassend zwei bandförmige Keramikformkörper 23 und 24, die elektrisch kontinuierliche, filmförmige erste Leitungselektrode 25a, die zwischen den Keramikformkörpern 23 und 24 gehalten wird und angeordnet ist, und die elektrisch kontinuierliche, film- oder plattenförmige zweite Leitungselektrode 25b, die an zwei Außenoberflächen der Keramikformkörper 23 und 24 angeordnet ist, im Gegensatz zu den Oberflächen, zwischen denen die erste Leitungselektrode 25a angeordnet ist, ausgebildet werden, so dass der Plasmaerzeugungsraum 27, der gewickelte Oberflächen oder gefaltete Oberflächen umfasst, in diesen ausgebildet ist. Außerdem kann die Plasmaerzeugungselektrode 22 durch Falten ausgebildet werden.
Ein solcher Plasmareaktor 21 kann gleichmäßiges und stabiles Plasma bei niedrigem Stromverbrauch erzeugen und den Hindurchströmungswiderstand des Gases, das durch den Plasmareaktor hindurchströmt, verringern. Da die erste Leitungselektrode 25a mit den Keramikformkörpern 23 und 24 abgedeckt ist, können Oxidation und Korrosion der ersten Leitungselektrode 25a effektiv verhindert werden.
Im Plasmareaktor 21 gemäß der Ausführungsform sind Vertiefungen und Vorsprünge an einer der beiden Außenoberflächen der Keramikformkörper 23 und 24 ausgebildet, welche die Mehrschichtstruktur 26 bilden, im Gegensatz zu den Oberflächen, die die erste Leitungselektrode 25a halten.
Im Plasmareaktor 21 gemäß der Ausführungsform dient eine aus erster Leitungselektrode 25a und zweiter Leitungselektrode 25b als Impulselektrode, an der eine Spannung zur Plasmaerzeugung angelegt wird, und die andere dient als Erdungselektrode, die mit dem Boden oder Ähnlichem verbunden ist.
In der Ausführungsform wird bevorzugt, dass die erste Leitungselektrode 25a auf die Keramikformkörper 23 und 24 gedruckt wird. Gemäß dieser Ausführungsform kann die erste Leitungselektrode 25a problemlos angeordnet werden und die erste Leitungselektrode, die über eine kleine Dicke verfügt, kann ausgebildet werden, wodurch eine Größenreduktion des Plasmareaktors 21 gemäß der Ausführungsform durchgeführt werden kann. In der Ausführungsform ist die zweite Leitungselektrode 25b aus einer flachen leitfähigen Metallplatte ausgebildet.
Da es ausreicht, dass die Mehrschichtstrukturen 26 so geschichtet sind, dass der Plasmarerzeugungsraum 27, umfassend die Schichtoberfläche, in diesen ausgebildet ist, kann im Plasmareaktor 21 gemäß der Ausführungsform ein Spaltelement 28 mit einer vorbestimmten Dicke zwischen der Plasmaerzeugungselektrode 22 und der zweiten Leitungselektrode 25b, wie in 76 gezeigt, angeordnet sein, ohne dass Vertiefungen und Vorsprünge an einer der beiden Außenoberflächen der Keramikformkörper 23 und 24 ausgebildet werden, im Gegensatz zu den Oberflächen, die die erste Leitungselektrode 25a halten. Der durch die Spaltelemente 28 ausgebildete Spalt dient als Plasmaerzeugungsraum 27. Wenn der Plasmareaktor 21 mit der Stromversorgung 33, wie in 76 gezeigt, verbunden wird, wird bevorzugt, den Verbindungsanschluss 15a anzuordnen, der mit der ersten Leitungselektrode 25a an einem Ende der Plasmaerzeugungselektrode 22 verbunden ist, in der die erste Leitungselektrode 25a angeordnet ist, das Stromsammelelement 16a zum gleichzeitigen Anlegen von Strom an jedem Verbindungsanschluss 15a anzuordnen und das Stromsammelelement 16a mit der Stromversorgung 33 elektrisch zu verbinden. In diesem Fall wird bevorzugt, das Stromsammelelement 16b zum gleichzeitigen Anlegen von Strom an jeder Leitungselektrode 25a am anderen Ende der zweiten Leitungselektrode 25b anzuordnen und das Stromsammelelement 16b mit Erde zu verbinden. Die zweite Leitungselektrode 25b kann mit der Stromversorgung 33 verbunden werden und die erste Leitungselektrode 25a kann beispielsweise mit Erde verbunden werden. In 76 sind die auf die gleiche Weise wie die in 19 gezeigten Elemente ausgebildeten Elemente durch die gleichen Symbole gekennzeichnet und auf eine Beschreibung dieser Elemente wird verzichtet.
Der Plasmareaktor 21 gemäß der Ausführungsform kann in einem Abgasverbrennungssystem stromaufwärts von einem Filter zum Einfangen von Partikeln, beispielsweise in Abgasen enthaltenem Ruß, eingebaut und verwendet werden. Genauer gesagt, kann der Plasmareaktor 21 zur Oxidation von Stickstoffmonoxid (NO) verwendet werden, das im Abgas zur Erzeugung von Stickstoffdioxid (NO₂) enthalten ist, das zur Filterregeneration benötigt wird. Der Plasmareaktor 21 kann ebenfalls in geeigneter Weise als Ozonisator verwendet werden, der Ozon durch Reaktion von in der Luft enthaltenem Sauerstoff oder Ähnlichem erzeugt. Der Plasmareaktor 21 kann stromaufwärts von einem Abgaskatalysator eingebaut sein und zur Umwandlung von NO in NO₂ verwendet werden und reaktive Spezies (Ozon und OH) oder Ähnliches erzeugen, um die Reinigungseffizienz (beispielsweise für HC, CO und NO_x) des stromaufwärtigen Katalysators erheblich zu verbessern. In der Anwendung, in der die Elektrodenoberfläche des Plasmareaktors 21 mit dem Katalysator beschichtet ist, kann der Plasmareaktor 21 ebenfalls als Katalysator dienen.
Als in der Ausführungsform verwendete Keramikformkörper 23 und 24 können Keramikformkörper, die auf dieselbe Weise wie die Keramikformkörper 3 und 4 (siehe 1), welche in der Ausführungsform des Plasmareaktors der ersten Erfindung beschrieben sind, ausgebildet sind, auf geeignete Weise verwendet werden.
Als Material für die in der Ausführungsform verwendete erste Leitungselektrode 25a wird vorzugsweise ein hochleitendes Metall verwendet. Beispielsweise kann ein Metall, das zumindest eine aus der Gruppe bestehend aus Wolfram, Silber, Platin, Gold, Eisen, Kupfer und Cermet ausgewählte Komponente enthält, als bevorzugtes Beispiel angegeben werden.
Die Dicke der ersten Leitungselektrode 25a gemäß der Ausführungsform sind vorzugsweise 0,01 bis 0,1 mm und bevorzugterweise 0,01 bis 0,015 mm, um beispielsweise die Größe der Plasmaerzeugungselektrode 22 zu verringern und den Hindurchströmungswiderstand des Gases zu reduzieren. Wenn die erste Leitungselektrode 25a durch Drucken ausgebildet werden, wird bevorzugt, dass die erste Leitungselektrode 25a durch Siebdruck ausgebildet werden.
Als Material für die in der Ausführungsform verwendete zweite Leitungselektrode 25b wird vorzugsweise ein hochleitendes Metall verwendet. Beispielsweise kann ein Metall, das zumindest eine aus der Gruppe bestehend aus Wolfram, Silber, Platin, Gold, Eisen, Kupfer und Cermet ausgewählte Komponente enthält, als bevorzugtes Beispiel angegeben werden.
Die Dicke der zweiten Leitungselektrode 25b gemäß der Ausführungsform sind vorzugsweise 0,01 bis 0,1 mm und bevorzugterweise 0,01 bis 0,015 mm, um beispielsweise die Größe der Plasmaerzeugungselektrode 22 zu verringern und den Hindurchströmungswiderstand des Gases zu reduzieren.
Die Form der ersten und zweiten Leitungselektrode 25a und 25b sind insofern nicht speziell eingeschränkt, da Elektrizität zwischen der ersten und zweiten Leitungselektrode 25a und 25b, die aneinander angrenzen, effektiv Plasma im Plasmaerzeugungsraum 27 erzeugt. Beispielsweise können die erste und zweite Leitungselektrode 25a und 25b ausgebildet sein, um die gesamte Oberfläche eines der Keramikformkörpers 23 und 24 abzudecken, oder in Form eines Gitters ausgebildet sein oder eine Form haben, in der die Öffnungen in Form eines Polygons, eines Kreises oder einer Ellipse in einer Gitteranordnung oder einer versetzten Anordnung auf die gleiche Weise wie die Leitungselektrode 5, gezeigt in 3 bis 6, angeordnet sind.
In der Ausführungsform wird bevorzugt, dass die Beziehung zwischen einer Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 22 und einer Höhe h des Vorsprungs, der auf der Oberfläche der Mehrschichtstruktur 26, die die Plasmaerzeugungselektrode 32 bildet, ausgebildet ist, die folgende Gleichung (4) erfüllt: 0,7t < h (4)
Diese Konfiguration ermöglicht, dass ein Reagieren eines Gases, das durch den Plasmaerzeugungsraum 27 hindurchströmt, mit hoher Effizienz bewirkt. Da die Plasmaerzeugungselektrode 22, wie oben beschrieben ausgebildet, eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit aufweist, kann der Plasmareaktor 21 in einem Fahrzeugab gassystem oder Ähnlichem eingebaut werden, an das immer Druck angelegt wird. Wenn die Beziehung zwischen der Dicke t und des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 22 und der Höhe h des auf der Oberfläche der Mehrschichtstruktur 26 welche die Plasmaerzeugungselektrode 22 bildet, ausgebildeten Vorsprungs, die Gleichung (4) nicht erfüllt, kann die Strukturfestigkeit zum Aushalten einer äußeren Kraft erheblich verringert werden.
In der Ausführungsform wird bevorzugt, dass die Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 22 0,2 bis 6 mm ist. Diese Konfiguration ermöglicht die Erzeugung eines Plasmafelds mit ausgezeichneter Reaktivität und verringert den Hindurchströmungswiderstand des Gases. Wenn die Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode 2 weniger als 0,2 mm beträgt, kann die Strukturfestigkeit verringert sein. Wenn die Dicke t 6 mm übersteigt, da die Starrheit der Struktur zu hoch wird, kann die Temperaturwechselbeständigkeit reduziert werden.
Im Plasmareaktor gemäß der Ausführungsform wird bevorzugt, dass die Plasmaerzeugungselektrode in einem leitfähigen Gehäuse mit einem Puffermaterial, das über Leitfähigkeit und Elastizität verfügt, zwischen diesen angeordnet ist (nicht abgebildet). Als in der Ausführungsform verwendetes Gehäuse kann ein Gehäuse auf geeignete Weise verwendet werden, das auf die gleiche Weise wie das Gehäuse 30 von 14 ausgebildet ist. Der Plasmareaktor gemäß der Ausführungsform kann ferner eine Stromversorgung zum Anlegen einer Spannung an die erste oder zweite Leitungselektrode umfassen. Als Stromversorgung kann die Stromversorgung 13 des in 7 gezeigten Plasmareaktors 1 auf geeignete Weise verwendet werden.
Die Plasmaerzeugungselektrode 22 gemäß der Ausführungsform ist nicht auf die Plasmaerzeugungselektrode eingeschränkt, die so gewickelt ist, dass die Querschnittsform eine Spirale ist, wie in 20 gezeigt. Die Plasmaerzeugungselektrode 22, die so gewickelt ist, dass zumindest ein Teil der Querschnittsform linear ist, wie in 15 gezeigt, die Plasmaerzeugungselektrode 22, die so gewickelt ist, dass der Querschnitt die Form einer „8" hat, wie in 16 gezeigt, die Plasmaerzeugungselektrode 22, in der eine oder mehrere Mehrschichtstrukturen gefaltet sind, wie in 17 gezeigt, und die Plasmaerzeugungselektrode 22, in der eine oder mehrere Mehrschichtstrukturen in einer vorbestimmten Form gefaltet oder gewickelt sind, wie in 18 gezeigt, können ebenfalls verwendet werden.
Ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, wird unten stehend beschrieben. Ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors ist ein Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern 43 und 44 durch Band-Bilden, wie in 21 gezeigt, Drucken einer Leitungselektrode 45 auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers 43, um einen ungebrannten Keramikformkörper 51a mit einer Elektrode auszubilden, wie in 22 gezeigt, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der eine Elektrode aufweist, und des zweiten, ungebrannten Keramikformkörpers 44, um die Leitungselektrode 45 des ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der eine Elektrode aufweist, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur 52, wie in 23 gezeigt, auszubilden, und Brennen der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur 52, um eine Mehrschichtstruktur 53, wie in 24 gezeigt, auszubilden, und Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren der resultierenden Mehrschichtstrukturen 53, um die Plasmaerzeugungselektrode auszubilden.
Jeder Schritt wird unten stehend noch detaillierter beschrieben. Wie in 21 gezeigt, wird zumindest ein aus der Gruppe bestehend aus Cordierit, Mullit, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, SIALON und Zirkonerde ausgewähltes Material unter Verwendung einer Trommel gemischt, um eine Aufschlämmung zu erzeugen, wie sie als Rohmaterial für den ersten und zweiten Keramikformkörper 43 und 44 verwendet wird. Zumindest ein Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem organischen Lösemittel, beispielsweise Toluol, einem Bindemittel, beispielsweise Butyralharz, oder einem Celluloseharz, und einem Plastifizierungsmittel, beispielsweise Dioctylphalat (DOP) oder Diethylphthalat (DBP), kann ferner zur Aufschlämmung hinzugegeben werden.
Das so vorbereitete Rohmaterial wird einer Bläschenentfernung durch Rühren unter verringertem Druck, Viskositätsanpassung und Band-Bilden, beispielsweise einem Rakelverfahren oder Ähnlichem, unterzogen, um den ersten und zweiten bandförmigen Keramikformkörper 43 und 44 auszubilden. Bezüglich der Größe des ersten und zweiten ungebrannten Keramikformkörpers 43 und 44 sind keine spezifischen Einschränkungen vorhanden. Beispielsweise wird bevorzugt, dass die Länge in der Längsrichtung 10 bis 60000 mm, die Breite 10 bis 300 mm und die Dicke 0,2 bis 4 mm betragen.
Wie in 22 gezeigt, die Leitungselektrode 45 wird durch Drucken (beispielsweise Siebdruck) eines Metalls, das zumindest eines Komponente enthält, die aus der Gruppe bestehend aus Wolfram, Silber, Platin, Gold, Eisen, Kupfer und Cermet ausgewählt wird, welches als eine Paste vorbereitet wird, auf eine Oberfläche des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers 43 angeordnet, um den ungebrannten Keramikformkörper 51a, der eine Elektrode aufweist, auszubilden. Vorzugsweise ähnelt die Form der Leitungselektrode 45 in Form der Leitungselektrode 5, wie im Plasmareaktor 1 von 1 verwendet.
Wie in 23 gezeigt, sind der resultierende, ungebrannte Keramikformkörper 51a, der eine Elektrode aufweist, und der ungebrannte zweite Keramikformkörper 44 aufeinandergeschichtet, um die Leitungselektrode 45 des ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der über eine Elektrode verfügt, abzudecken, um die ungebrannte Mehrschichtstruktur 52 auszubilden. In diesem Fall wird bevorzugt, dass der ungebrannte Keramikformkörper 51a, der eine Elektrode aufweist, und der ungebrannte zweite Keramikformkörper 44 unter Verwendung einer Winde oder Ähnlichem gepresst werden.
Wie in 24 gezeigt, wird die resultierende, ungebrannte Mehrschichtstruktur 52 in einem elektrischen Brennofen oder Ähnlichem positioniert und bei 1000 bis 1500°C 1 bis 5 Stunden gebrannt (Temperatur und Zeit können je nach Größe der ungebrannten Mehrschichtstrukturen 52 oder Ähnlichem variieren), um die Mehrschichtstruktur 53 auszubilden.
Dann werden zwei oder mehrere der resultierenden Mehrschichtstrukturen 53 so aufeinandergeschichtet, dass ein Plasmaerzeugungsraum, umfassend die Schichtoberfläche zwischen den Mehrschichtstrukturen 53, in diesen ausgebildet ist und das Plasma kann im Plasmaerzeugungsraum durch Entladen von Elektrizität zwischen den angrenzenden Leitungselektroden 45 erzeugt werden.
Diese Konfiguration ermöglicht die problemlose Herstellung eines Plasmareaktors, der ein gleichmäßiges und stabiles Plasma bei niedrigem Stromverbrauch erzeugen kann, bei geringen Kosten.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, wird unten stehend beschrieben. Ein Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zum Erzeugen von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mit dem erzeugten Plasma reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern 43 und 44 durch Band-Bilden, wie in 25 gezeigt, Drucken einer Leitungselektrode 45 auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers 43, um einen ungebrannten Keramikformkörper 51a, der eine Elektrode aufweist, auszubilden, wie in 26 gezeigt, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der eine Elektrode aufweist, und des ungebrannten zweiten Keramikformkörpers 44, um die Leitungselektrode 45 des ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der eine Elektrode aufweist, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur 52 auszubilden, wie in 27 gezeigt, Wickeln oder Falten von zwei oder mehreren (gerade Anzahl) der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstrukturen 52, um eine gewickelte, ungebrannte Mehrschichtstruktur 54 auszubilden, wie in 28 gezeigt, und Brennen der gewickelten, ungebrannten Mehrschichtstruktur 54, um die Plasmaerzeugungselektrode auszubilden.
Jeder Schritt wird unten stehend noch detaillierter beschrieben. Da die in 25 bis 27 gezeigten Schritte auf die gleiche Weise wie die in 21 bis 23 gezeigten Schritte ausgeführt werden, wird auf die Beschreibung dieser Schritte verzichtet.
Im Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors gemäß der Ausführungsform werden nach dem Erhalten der ungebrannten Mehrschichtstruktur 52 in Übereinstimmung mit den in 25 bis 27 gezeigten Schritten zwei oder mehr (gerade Anzahl) der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstrukturen 52 so gewickelt, dass die Querschnittsform eine Spirale ist, um die gewickelte, ungebrannte Mehrschichtstruktur 54 auszubilden, so dass ein Plasmaerzeugungsraum, umfassend die Schichtoberfläche zwischen den Mehrschichtstrukturen 52 in diesen ausgebildet wird und Plasma im Plasmaerzeugungsraum durch Entladen von Elektrizität zwischen den angrenzenden Leitungselektroden 45, wie in 28 gezeigt, erzeugt werden kann. Die Querschnittsform ist, wenn die ungebrannten Mehrschichtstrukturen 52 gewickelt werden, nicht auf eine Spirale eingeschränkt.
Die gewickelte ungebrannte Mehrschichtstruktur 54 ist in einem elektrischen Brennofen oder Ähnlichem positioniert und wird bei 1000 bis 1500°C 1 bis 5 Stunden gebrannt (Temperatur und Zeit können je nach Größe der ungebrannten Mehrschichtstrukturen 54 oder Ähnlichem variieren), um die Plasmaerzeugungselektrode auszubilden.
Diese Konfiguration erlaubt die problemlose Herstellung eines Plasmareaktors, der ein einheitliches und stabiles Plasma bei niedrigem Stromverbrauch erzeugen kann, bei niedrigen Kosten.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (fünfte Erfindung) ist unten stehend beschrieben. Ein Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, welche zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern 43 und 44 durch Band-Bilden, wie in 29 gezeigt, Drucken der Leitungselektrode 45 auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers 43 und Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen auf der anderen Oberfläche der resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers 51b, der eine Elektrode aufweist, wie in 30 gezeigt, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers 51b, der eine Elektrode aufweist, und des zweiten ungebrannten Keramikformkörpers 44, um die Leitungselektrode 45 des ungebrannten Keramikformkörpers 51b abzudecken, um die Mehrschichtstruktur 52 auszubilden, wie in 31 gezeigt, Brennen der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur 52, um die Mehrschichtstruktur 55 auszubilden, wie in 32 gezeigt, und Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren der resultierenden Mehrschichtstrukturen 55, um die Plasmaerzeugungselektrode 60 auszubilden.
Jeder Schritt ist unten stehend im Detail beschrieben. Da die in 29 bis 31 gezeigten Schritte auf dieselbe Weise wie die in 21 bis 23 gezeigten Schritte durchgeführt werden, wird auf die Beschreibung derselben verzichtet.
Nach dem Ausbilden des ersten und des zweiten Keramikformkörpers 43 und 44, wie in 29 gezeigt, wird die Leitungselektrode 45 auf eine Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers 43 durch Siebdruck eines Metalls, das zumindest eine aus der Gruppe bestehend aus Wolfram, Silber, Platin, Gold, Eisen, Kupfer und Cermet ausgewählten Komponente enthält, welche als Paste vorbereitet wird, wie in 30 gezeigt.
Wie in 33 gezeigt, sind Vertiefungen und Vorsprünge an der Oberfläche des ungebrannten ersten Keramikformkörpers 43 durch Drehen eines Zahnrads 70 in Form der Vertiefungen und Vorsprünge ausgebildet, während das Zahnrad 70 gepresst wird. Wie in 34(a) gezeigt, können die stabförmigen ungebrannten Keramikelemente 71 dazu gebracht werden, an dem ungebrannten ersten Keramikformkörper 43 an vorbestimmten Intervallen anzuhaften, um den ungebrannten ersten Keramikformkörper 43 mit Vertiefungen und Vorsprüngen, wie in 34(b) gezeigt, auszubil den. Die Reihenfolge der Ausbildung der Vertiefungen und Vorsprünge, wie in 30 gezeigt, kann umgekehrt sein.
Die ungebrannte Mehrschichtstruktur 52 wird durch einen Schritt ausgebildet, der dem in 23 gezeigten Schritt entspricht.
Die resultierende, ungebrannte Mehrschichtstruktur 52 wird in einem elektrischen Ofen oder Ähnlichem positioniert und bei 1000 bis 1500°C 1 bis 5 Stunden lang gebrannt (Temperatur und Zeit können je nach Größe der ungebrannten Mehrschichtstruktur 52 oder Ähnlichem variieren), um die Mehrschichtstruktur 55 auszubilden, wie in 32 gezeigt.
Dann werden zwei oder mehrere der resultierenden Mehrschichtstrukturen 55 so aufeinandergeschichtet, dass ein Plasmaerzeugungsraum 67, umfassend die Schichtoberfläche zwischen den Mehrschichtstrukturen 55 in diesen ausgebildet ist und Plasma kann in dem Plasmaerzeugungsraum durch Entladen von Elektrizität zwischen den angrenzenden Leitungselektroden 45 erzeugt werden, um die Plasmaerzeugungselektrode 60 auszubilden.
In der Ausführungsform wird bevorzugt, dass Vertiefungen und Vorsprünge, die in 30 ausgebildet sind, so konfiguriert sind, dass die Beziehung zwischen einer Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode (siehe 32) und einer Höhe h des Vorsprungs, der auf der Oberfläche der Mehrschichtstruktur 55 (siehe 32) ausgebildet ist, welche die Plasmaerzeugungselektrode 60 bildet, die folgende Gleichung (5) erfüllt. Vorzugsweise wird die Plasmaerzeugungselektrode 60 so hergestellt, dass die Dicke t des dünnen Abschnittts der Plasmaerzeugungselektrode 60 (siehe 32) 0,2 bis 6 mm beträgt. 0,7t < h (5)
Diese Konfiguration ermöglicht einen Plasmareaktor, der gleichmäßiges und stabiles Plasma bei niedrigem Stromverbrauch problemlos bei geringen Kosten erzeugen kann.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (sechste Erfindung) ist unten beschrieben. Ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors gemäß der Ausführungsform ist ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors, welches eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern 43 und 44 durch Band-Bilden, wie in 35 gezeigt, Drucken einer Leitungselektrode 45 auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers 43 und Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen an der anderen Oberfläche, und Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen an der anderen Oberfläche, um den ungebrannten Keramikformkörper 51b, auszubilden, der eine Elektrode aufweist, wie in 36 gezeigt, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers 51b, der eine Elektrode aufweist, und des zweiten ungebrannten Keramikformkörpers 44, um die Leitungselektrode 45 des ungebrannten Keramikformkörpers 51b, der über eine Elektrode verfügt, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur 52 auszubilden, wie in 37 gezeigt, Wickeln oder Falten von zwei oder mehreren (gerade Anzahl) der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstrukturen 52, um eine gewickelte, ungebrannte Mehrschichtstruktur 56 auszubilden, wie in 38 gezeigt, und Brennen der resultierenden, gewickelten und ungebrannten Mehrschichtstruktur 56, um die Plasmaerzeugungselektrode 60 auszubilden.
Jeder Schritt ist unten stehend im Detail beschrieben. Da die in 35 bis 37 gezeigten Schritte auf dieselbe Weise wie die in 29 bis 31 gezeigten Schritte durchgeführt werden, wird auf die Beschreibung derselben verzichtet.
Nach dem Erhalt der ungebrannten Mehrschichtstruktur 52 gemäß den in 35 bis 37 gezeigten Schritten werden zwei oder mehr (gerade Anzahl) der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur 52 (siehe 37) so gewickelt, dass die Querschnittsform eine Spirale ist, so dass der Plasmaerzeugungsraum 67, umfassend die Schichtoberfläche, in diesen ausgebildet ist und das Plasma kann im Plasmaerzeugungsraum 67 durch Entladen von Elektrizität zwischen den angrenzenden Leitungselektroden 45 erzeugt werden, um die gewickelte, ungebrannte Mehrschichtstruktur 56 auszubilden, wie beispielsweise in 38 auszubilden. Die Querschnittsform ist, wenn die ungebrannten Mehrschichtstrukturen 52 gewickelt werden, nicht auf die in 38 gezeigte Form eingeschränkt.
Die resultierenden, gewickelte und ungebrannte Mehrschichtstruktur 56 ist in einem elektrischen Ofen oder Ähnlichem positioniert und wird bei 1000 bis 1500°C 1 bis 5 Stunden gebrannt (Temperatur und Zeit können je nach Größe der ungebrannten Mehrschichtstrukturen 54 oder Ähnlichem variieren), um die Plasmaerzeugungselektrode 60 auszubilden.
Diese Konfiguration ermöglicht die problemlose Herstellung eines Plasmareaktors, der ein gleichmäßiges und stabiles Plasma bei niedrigem Stromverbrauch erzeugen kann, bei geringen Kosten.
Eine Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (siebte Erfindung) ist unten beschrieben. Ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors gemäß der Ausführungsform ist ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors, welches eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern 43 und 44 durch Band-Bilden, wie in 39 gezeigt, Drucken einer Leitungselektrode 45 auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers 43, um den ungebrannten Keramikformkörper 51a, auszubilden, der eine Elektrode aufweist, wie in 40 gezeigt, Aufeinanderschichten des resul tierenden, ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der eine Elektrode aufweist, und des zweiten ungebrannten Keramikformkörpers 44, um die Leitungselektrode 45 des ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der über eine Elektrode verfügt, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur 52 auszubilden, wie in 41 gezeigt, Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen an einer Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur 52 (siehe 41), um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur 52, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, auszubilden, wie in 42 gezeigt, Brennen der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur 57, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, um eine Mehrschichtstruktur auszubilden, wie in 43 gezeigt, und Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren der resultierenden Mehrschichtstrukturen, um die Plasmaerzeugungselektrode 60 auszubilden.
Diese Konfiguration ermöglicht die problemlose Herstellung eines Plasmareaktors, der ein gleichmäßiges und stabiles Plasma bei niedrigem Stromverbrauch erzeugen kann, bei geringen Kosten.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (achte Erfindung) ist unten beschrieben. Ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors gemäß der Ausführungsform ist ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors, welches eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden der bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern 43 und 44 durch Band-Bilden, wie in 44 gezeigt, Drucken der Leitungselektrode 45 auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers 44, um den ungebrannten Keramikformkörper 51a, auszubilden, der eine Elektrode aufweist, wie in 45 gezeigt, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der eine Elektrode aufweist, und des zweiten ungebrannten Keramikformkörpers 44, um die Leitungselektrode 45 des ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der über eine Elektrode verfügt, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur 52 auszubilden, wie in 46 ge zeigt, Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen an einer Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur 47, um die ungebrannte Mehrschichtstruktur 57, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, auszubilden, wie in 47 gezeigt, Wickeln oder Falten von zwei oder mehreren (gerade Anzahl) der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstrukturen 57, die über Vertiefungen und Vorsprünge verfügt (siehe 47) auf die gleiche Weise wie im in 38 gezeigten Schritt, um eine gewickelte, ungebrannte Mehrschichtstruktur 56 auszubilden, und Brennen der resultierenden, gewickelten und ungebrannten Mehrschichtstruktur 56, um die Plasmaerzeugungselektrode 60 auszubilden.
Diese Konfiguration ermöglicht die problemlose Herstellung eines Plasmareaktors, der ein gleichmäßiges und stabiles Plasma bei niedrigem Stromverbrauch erzeugen kann, bei geringen Kosten.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (neunte Erfindung) ist unten beschrieben. Ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors gemäß der Ausführungsform ist ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors, welches eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden der bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpers 43 und 44 durch Band-Bilden, wie in 48 gezeigt, Drucken der Leitungselektrode 45 auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers 44, um den ungebrannten Keramikformkörper 51a, auszubilden, der eine Elektrode aufweist, wie in 49 gezeigt, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der eine Elektrode aufweist, und des zweiten ungebrannten Keramikformkörpers 44, um die Leitungselektrode 45 des ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der über eine Elektrode verfügt, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur 52 auszubilden, wie in 50 gezeigt, Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen an jeder Oberfläche der ungebrannten Mehrschichtstruktur 52 (siehe 50), um die ungebrannte Mehrschichtstruktur 58, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, auszubilden, wie in 51 gezeigt, Anordnen einer plattenförmigen zweiten Leitungselektrode 61 auf einer Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur 58, die über Vertiefungen und Vorsprünge (siehe 51) verfügt, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur 59, die über eine Elektrode verfügt, auszubilden, Brennen der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur 59, die eine Elektrode aufweist, um eine Mehrschichtstruktur 62, die eine Elektrode aufweist, auszubilden, wie in 53 gezeigt, und Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren der resultierenden Mehrschichtstrukturen, die über eine Elektrode verfügen, um Plasmaerzeugungselektrode 60 auszubilden.
Diese Konfiguration ermöglicht die problemlose Herstellung eines Plasmareaktors, der ein gleichmäßiges und stabiles Plasma bei niedrigem Stromverbrauch erzeugen kann, bei geringen Kosten.
Als Verfahren zum Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen an jeder Oberfläche der ungebrannten Mehrschichtstruktur 52, gezeigt in 50 und 51, kann ein Verfahren zur Ausbildung der ungebrannten Mehrschichtstruktur 52 unter Verwendung der Zahnräder (Wickler) 70, auf denen Vertiefungen und Vorsprünge an der Oberfläche ausgebildet sind, wie in 54 gezeigt, auf geeignete Weise verwendet werden.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zehnte Erfindung) ist unten beschrieben. Ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors gemäß der Ausführungsform ist ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors, welches eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden der bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern 43 und 44 durch Band-Bilden, wie in 55 gezeigt, Drucken der Leitungselektrode 45 auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers 43, um den ungebrannten Keramikformkörper 51a, auszubilden, der eine Elektrode aufweist, wie in 56 gezeigt, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der eine Elektrode aufweist, und des zweiten ungebrannten Keramikformkörpers 44, um die Leitungselektrode 45 des ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der über eine Elektrode verfügt, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur 52 auszubilden, wie in 57 gezeigt, Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen an jeder Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur 52 (siehe 57), um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur 58, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, auszubilden, wie in 58 gezeigt, Anordnen der plattenförmigen, zweiten Leitungselektrode 61 auf einer Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur 58 mit Vertiefungen und Erhöhungen, um die ungebrannte Mehrschichtstruktur 59 auszubilden, die eine Elektrode aufweist, wie in 59 gezeigt, Wickeln oder Falten von zwei oder mehreren der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstrukturen 59, die über eine Elektrode verfügt, um eine gewickelte, ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, und Brennen der resultierenden, gewickelten und ungebrannten Mehrschichtstruktur, um die Plasmaerzeugungselektrode 60 auszubilden.
Diese Konfiguration ermöglicht die problemlose Herstellung eines Plasmareaktors, der ein gleichmäßiges und stabiles Plasma bei niedrigem Stromverbrauch erzeugen kann, bei geringen Kosten.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (elfte Erfindung) ist unten beschrieben. Ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors gemäß der Ausführungsform ist ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors, welches eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden der bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern 43 und 44 durch Band-Bilden, wie in 61 gezeigt, Drucken der Leitungselektrode 45 auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers 43, um den ungebrannten Keramikformkörper 51a, auszubilden, der eine Elektrode aufweist, wie in 62 gezeigt, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der eine Elektrode aufweist, und des zweiten ungebrannten Keramikformkörpers 44, um die Leitungselektrode 45 des ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der über eine Elektrode verfügt, abzudecken, um die ungebrannte Mehrschichtstruktur 52 auszubilden, wie in 63 gezeigt, Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen an jeder Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur 52 (siehe 63), um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur 58, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, auszubilden, wie in 64 gezeigt, Drucken der zweiten Leitungselektrode 61 auf der anderen Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur 58, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, um die ungebrannte Mehrschichstruktur 59, die eine Elektrode aufweist, auszubilden, wie in 65 gezeigt, Brennen der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur 59, die über eine Elektrode verfügt (siehe 65), um die Mehrschichtstruktur 62, wie in 66 gezeigt, auszubilden, und Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren der resultierenden Mehrschichtstrukturen 62, um die Plasmaerzeugungselektrode 60 auszubilden.
Diese Konfiguration ermöglicht die problemlose Herstellung eines Plasmareaktors, der ein gleichmäßiges und stabiles Plasma bei niedrigem Stromverbrauch erzeugen kann, bei geringen Kosten.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (zwölfte Erfindung) ist unten beschrieben. Ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors gemäß der Ausführungsform ist ein Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors, welches eine Plasmaerzeugungselektrode umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden der bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern 43 und 44 durch Band-Bilden, wie in 67 gezeigt, Drucken der Leitungselektrode 45 auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers 43, um den ungebrannten Keramikformkörper 51a, auszubilden, der eine Elektrode aufweist, wie in 68 gezeigt, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der eine Elektrode aufweist, und des zweiten ungebrannten Keramikformkörpers 44, um die Leitungselektrode 45 des ungebrannten Keramikformkörpers 51a, der über eine Elektrode verfügt, abzude cken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur 52 auszubilden, wie in 69 gezeigt, Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen an jeder Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur 52 (siehe 69), um die ungebrannte Mehrschichtstruktur 58, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, auszubilden, wie in 70 gezeigt, Anordnen der plattenförmigen zweiten Leitungselektrode 61 auf der anderen Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur 58, die über Vertiefungen und Vorsprünge verfügt, um die ungebrannte Mehrschichtstruktur 59, die eine Elektrode aufweist, auszubilden, wie in 71 gezeigt, Wickeln oder Falten einer oder mehrerer der Mehrschichtstrukturen 59, die über Vertiefungen und Vorsprünge verfügen, um die ungebrannte Mehrschichtstruktur 59, die über eine Elektrode verfügt, auszubilden, wie in 72 gezeigt, und Brennen einer resultierenden, gewickelten und ungebrannten Mehrschichtstruktur 59, um die Plasmaerzeugungselektrode 60 auszubilden.
Diese Konfiguration ermöglicht die problemlose Herstellung eines Plasmareaktors, der ein gleichmäßiges und stabiles Plasma bei niedrigem Stromverbrauch erzeugen kann, bei geringen Kosten.
Das oben beschriebene Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (dritte bis zwölfte Erfindung) umfasst ferner vorzugsweise das Positionieren der Plasmaerzeugungselektrode in einem leitfähigen Gehäuse mit einem Puffermaterial, das über Leitfähigkeit und Elastizität verfügt, das zwischen diesen angeordnet ist.
Das oben beschriebene Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung (dritte bis zwölfte Erfindung) ist nicht auf das oben beschriebene Herstellungsverfahren eingeschränkt. Beispielsweise kann die Reihenfolge des Ausbildungsschritts der Vertiefungen auf der Oberfläche des ersten und zweiten ungebrannten Keramikkörpers insofern verändert werden, als dass der Schritt vor dem Aufeinanderschichtungsschritt und dem Wicklungsschritt der Mehrschichtstruktur oder vor dem Faltschritt der Mehrschichtstruktur ausgeführt wird. Beim Ausbildungsschritt der Plasmaerzeugungselektrode in einer geschichteten Form werden die Mehrschichtstrukturen nach dem Brennen der ungebrannten Mehrschichtstrukturen aufeinandergeschichtet.
Die Erfindung ist unten im Detail anhand von Beispielen beschrieben. Die Erfindung sollte jedoch nicht als auf die folgenden Beispiele eingeschränkt aufgefasst werden.
(Beispiele 1 bis 6)
Toluen als organisches Lösemittel, Celluloseharz als Bindemittel und Dioctylphalat (DOP) als Plastifizierungsmittel wurden mit Aluminiumoxidpulver vermischt. Die Mischung wurde unter Verwendung einer Trommel ausreichend verteilt und vermischt und einer Viskositätsanpassung durch Rührbläschenentfernungsverfahren unter verringertem Druck zur Erzeugung einer Aufschlämmung unterzogen. Ein Keramikformkörper mit einer Dicke von 0,5 bis 1 mm wurde mittels Band-Bilden unter Verwendung der Aufschlämmung durch ein Rakelverfahren ausgebildet. Eine Wolframcermet-Pulverpaste wurde auf eine Seite des bandförmigen Keramikformkörpers aufgedruckt und dann getrocknet, um eine Leitungselektrode auszubilden. Ein anderer Keramikformkörper wurde auf der Seite aufeinandergeschichtet, auf der die Leitungselektrode ausgebildet wurde, um eine Mehrschichtstruktur zu erhalten, die über eine Keramikformkörper/Leitungselektrode/Keramikformkörper-Sandwichstruktur verfügt. Die resultierende Mehrschichtstruktur wurde auf einem flachen Gestell positioniert und ein Zahnrad, auf dem Vertiefungen und Vorsprünge an der Oberfläche ausgebildet wurden, wurde auf die Oberfläche der Mehrschichtstruktur gepresst und auf dieser gedreht, um sechs Arten von Mehrschichtstrukturen mit einem Vertiefungs-/Vorsprungsabstand von 4 mm, einer Vorsprungsbreite von 1 mm, einer Vorsprungshöhe von 0,3 bis 1,5 mm und einer dünnen Abschnittsdicke nach der Verarbeitung von 0,7 bis 1,5 mm zu erhalten. Zwei der Mehrschichtstrukturen, auf denen Vertiefungen und Vorsprünge mit der gleichen Form ausgebildet wurden, wurden in einem Zustand aufeinandergeschichtet, in dem die Mehrschichtstrukturen Plastizität aufwiesen und in einer Spiralform gewickelt waren. Die Mehrschichtstrukturen wurden von Lösungsmittel befreit und zu einem gebrannten Körper gebrannt, um eine Plasmaerzeugungselektrode auszubilden. Die resultierende Plasmaerzeugungselektrode wur de in einem Metallgehäuse positioniert und mit der Elektrodenverdrahtung bereitgestellt, um einen Plasmareaktor (Plasmavorrichtung) zu erhalten, der einen Durchmesser von 93 mm und eine Länge von 50 mm (Beispiele 1 bis 6) aufweist.

Eine Pulsspannung mit einer Spitzenspannung von 5 kV und einer Spitzenimpulsrate von 1 kHz wurde an die Leitungselektrode angelegt, die als Impulselektrode des Plasmareaktors (Beispiele 1 bis 6) dient, um den Plasmaerzeugungszustand zu beobachten, und die Umwandlungsrate von NO zu NO₂ wurde durch Bewirken von 100 l/min an Umgebungstemperaturluft bei einer NO-Konzentration von 400 ppm gemessen, um durch den Plasmareaktor hindurchzuströmen, um die NO-Konzentration vor und nach dem Bewirken des Hindurchströmen des Gases durch den Plasmareaktor zu messen. Der Hindurchströmungswiderstand wurde, wenn das Hindurchströmen des Gases durch den Plasmareaktor bewirkt wurde, ebenfalls gemessen. Die Messergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. TABELLE 1

	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6
Höhe h des Vorsprungs (mm)	0,3	0,5	0,5	1	1	1,5
Dicke t des dünnen Abschnitts der Plasmaerzeugungselektrode (mm)	0,7	0,7	1,5	0,7	1,5	1,5
0,7t	0,49	0,49	1,05	0,49	1,05	1,05
Hindurchströmungswiderstand	Niedrig	Mittel	Niedrig	Hoch	Mittel	Hoch

Die Plasmareaktoren der Beispiele 1 bis 6 zeigten eine NO-Verringerungsrate von 90% oder mehr. Insbesondere die Plasmareaktoren der Beispiele 1 und 3 zeigten einen niedrigen Hindurchströmungswiderstand, so dass die Motorleistung nicht verringert wird, sogar wenn die Plasmareaktoren in einem Fahrzeugmotor oder Ähnlichem eingebaut werden.
(Beispiel 7 bis 10)

Ein Plasmareaktor, der mit einer spiralförmigen Plasmaerzeugungselektrode bereitgestellt ist, welche unter Verwendung von Cordierit (Beispiele 7 und 8) hergestellt ist, und ein Plasmareaktor, der mit einer spiralförmigen Plasmaerzeugungselektrode bereitgestellt ist, die unter Verwendung von Aluminiumoxid (Beispiele 9 und 10) hergestellt wurden, wurden auf dieselbe Weise wie im Herstellungsverfahren der Plasmareaktoren der Beispiele 1 bis 6 erhalten. Die Temperaturwechselbeständigkeit der Plasmaerzeugungselektrode (Cordierit-Plasmaerzeugungselektrode und Aluminiumoxid-Plasmaerzeugungselektrode), die im Plasmareaktor verwendet wurden, wurden gemessen. Die Temperaturwechselbeständigkeit wurde durch Erwärmen der Plasmaerzeugungselektrode für 30 Minuten in einem elektrischen Ofen gemessen, durch Entfernen der Plasmaerzeugungselektrode aus dem elektrischen Ofen nach dem Erwärmen, was das Abkühlen der Plasmaerzeugungselektrode erlaubt, und durch Überprüfen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von Sprüngen auf der Oberfläche der Plasmaerzeugungselektrode aufgrund des Abkühlens mithilfe von Mikroskkopbeobachtung. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. TABELLE 2

Erwärmungstemperatur (°C)	Beispiel 7	Beispiel 8	Beispiel 9	Beispiel 10
650	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.
700	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.
750	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.
800	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.
850	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.
900	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.
950	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.
1000	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.
1050	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.
1100	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.
1150	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.
1200	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind nicht aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.	Sprünge sind aufgetreten.

Die Plasmaerzeugungselektroden, die in den Plasmareaktoren der Beispiele 7 und 8 verwendet wurden, erzeugten keine Sprünge bis 1200°C, was eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit ist. Die Plasmaerzeugungselektrode, die im Plasmareaktor von Beispiel 9 verwendet wurde, erzeugte keine Sprünge bis 750°C und die im Plasmareaktor von Beispiel 10 verwendete Plasmaerzeugungselektrode erzeugte keine Sprünge bis 650°C. Daher wiesen diese Plasmaerzeugungselektroden eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit im Vergleich zur herkömmlichen Plasmaerzeugungselektrode auf, obwohl die Temperaturwechselbeständigkeit im Vergleich zur Cordierit-Plasmaerzeugungselektrode verringert wurde.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Da der Plasmareaktor gemäß der Erfindung, wie oben beschrieben, ein gleichmäßiges und stabiles Plasma bei niedrigem Stromverbrauch erzeugen kann und den Hindurchströmungswiderstand eines Gases, das durch den Plasmareaktor hindurchströmt, verringern kann, kann der Plasmareaktor der vorliegenden Erfindung auf geeignete Weise in einer Verarbeitungsvorrichtung verwendet werden, die Motorabgase oder verschiedene Abgase von Brennöfen oder Ähnliches verarbeitet. Das Herstellungsverfahren eines Plasmareaktors gemäß der Erfindung ermöglicht eine problemlose und kostengünstige Herstellung eines solchen Plasmareaktors.

Claims

Plasmareaktor, umfassend eine Plasmaerzeugungselektrode (2), die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und die dazu geeignet ist, ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas zum Reagieren zu bringen, worin die Plasmaerzeugungselektrode durch Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren Mehrschichtstrukturen (6), wobei jede der Mehrschichtstrukturen zwei bandförmige Keramikformkörper (3, 4) und eine elektrisch kontinuierliche, filmförmige Leitungselektrode (5) umfasst, die zwischen den Keramikformkörpern (3, 4) angeordnet ist, so dass ein Plasmaerzeugungsraum (7), der eine Schichtoberfläche zwischen den Mehrschichtstrukturen (6) umfasst, in diesen ausgebildet ist, oder durch Wickeln oder Falten einer geraden Anzahl an Mehrschichtstrukturen (6) ausgebildet ist, so dass ein Plasmaerzeugungsraum (7), der eine gewickelte oder gefaltete Oberfläche zwischen den Mehrschichtstrukturen (6) umfasst, in diesen ausgebildet ist, wobei das Plasma in dem Plasmaerzeugungsraum (7) durch Entladen von Elektrizität zwischen den aneinander angrenzenden Leitungselektroden (5) erzeugbar ist und worin Vertiefungen und Vorsprünge an einer von zwei Außenoberflächen der Mehrschichtstruktur (6) ausgebildet sind und die in der einen von zwei Außenoberflächen der Mehrschichtstruktur (6) ausgebildeten Vertiefungen den Plasmaerzeugungsraum (7) bilden.
Plasmareaktor nach Anspruch 1, worin die Leitungselektrode (5) auf dem Keramikformkörper (3) durch Drucken angeordnet ist.
Plasmareaktor, umfassend eine Plasmaerzeugungselektrode (22), die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und dazu geeignet ist, ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas zum Reagieren zu bringen, wobei die Plasmaerzeugungselektrode (22) durch Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren Mehrschichtstrukturen (26), wobei jede der Mehrschichtstrukturen zwei bandförmige Keramikformkörper (23, 24), eine elektrisch kontinuierliche, filmförmige erste Leitungselektrode (25a), die zwischen den Keramikformkörpern (23, 24) angeordnet ist, und eine elektrisch kontinuierliche, film- oder plattenförmige zweite Leitungselektrode (25b) umfasst, die auf einer von zwei Außenoberflächen der Mehrschichtstruktur (26) angeordnet ist, so dass ein Plasmaerzeugungsraum (27), der eine Schichtoberfläche zwischen den Mehrschichtstrukturen (6) umfasst, in diesen ausgebildet ist, oder durch Wickeln oder Falten einer oder mehrerer der Mehrschichtstrukturen (26) ausgebildet ist, so dass ein Plasmaerzeugungsraum (27), der eine gewickelte Oberfläche oder eine gefaltete Oberfläche der Mehrschichtstruktur(en) (6) umfasst, in diesen ausgebildet ist, und worin das Plasma in dem Plasmaerzeugungsraum (27) durch Entladen von Elektrizität zwischen der ersten und zweiten Leitungselektrode (25a, 25b), die aneinander angrenzen, erzeugbar ist und worin Vertiefungen und Vorsprünge an zumindest einer von zwei Außenoberflächen der Mehrschichtstruktur (26) ausgebildet sind und die in der einen von zwei Außenoberflächen der Mehrschichtstruktur (26) ausgebildeten Vertiefungen den Plasmaerzeugungsraum (27) bilden.
Plasmareaktor nach Anspruch 3, worin die erste Leitungselektrode (25a) auf dem Keramikformkörper (23) durch Drucken angeordnet ist.
Plasmareaktor nach Anspruch 4, worin die zweite Leitungselektrode (25b) auf dem Keramikformkörper (24) durch Drucken angeordnet ist.
Plasmareaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Plasmaerzeugungselektrode (6, 26) in einem leitfähigen Gehäuse (10, 30) mit einem Puffermaterial (11, 31), das Leitfähigkeit und Elastizität aufweist, zwischen diesen positioniert wird.
Plasmareaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die Mehrschichtstruktur (6, 26) zumindest ein aus der Gruppe bestehend aus Cordierit, Mullit, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, SIALON und Zirkonerde ausgewähltes Material umfasst.
Plasmareaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Porosität der Mehrschichtstruktur (6, 26) 0,5 bis 35% beträgt.
Plasmareaktor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin eine Beziehung zwischen der Dicke t eines dünnen Abschnitts der Mehrschichtstruktur (6, 26) und der Höhe h des auf der Oberfläche der Mehrschichtstruktur (6, 26) ausgebildeten Vorsprungs, der die Plasmaerzeugungselektrode bildet, die folgende Gleichung (1) erfüllt: 0,7t < h (1)
Plasmareaktor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Dicke t eines dünnen Abschnitts der Mehrschichtstruktur (6, 26) 0,2 bis 6 mm beträgt.
Plasmareaktor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin der Plasmareaktor in einem Verbrennungsmotor-Abgassystem eingebaut ist.
Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der eine Plasmaerzeugungselektrode (60) umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern (43, 44) durch Band-Bilden, Drucken einer Leitungselektrode (45) auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers (43) und Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen auf der anderen Oberfläche, um einen ungebrannten Keramikformkörper (51b) mit einer Elektrode auszubilden, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers (51b), der eine E lektrode aufweist, und des ungebrannten zweiten Keramikformkörpers (44), um die Leitungselektrode (45) des ungebrannten Keramikformkörpers (51b), der eine Elektrode aufweist, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur (52) auszubilden, und anschließend entweder Brennen der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur (52), um eine Mehrschichtstruktur (55) auszubilden, und Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren der resultierenden Mehrschichtstrukturen (55), um die Plasmaerzeugungselektrode (60) auszubilden, oder Wickeln oder Falten einer geraden Anzahl der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstrukturen (52), um eine gewickelte oder gefaltete, ungebrannte Mehrschichtstruktur (56) auszubilden, und Brennen der gewickelten oder gefalteten, ungebrannten Mehrschichtstruktur (56), um die Plasmaerzeugungselektrode (60) auszubilden.
Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der eine Plasmaerzeugungselektrode (60) umfasst, die zum Erzeugen von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mit dem erzeugten Plasma reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern (43, 44) durch Band-Bilden, Drucken einer Leitungselektrode (45) auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers (43), um einen ungebrannten Keramikformkörper (51a), auszubilden, der eine Elektrode aufweist, und Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers (51a), der eine Elektrode aufweist, und des ungebrannten zweiten Keramikformkörpers (44), um die Leitungselektrode (45) des ungebrannten Keramikformkörpers (51a), der eine Elektrode aufweist, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur (52) auszubilden, Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen auf einer Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur (52), um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur (57) mit Vertiefungen und Vorsprüngen auszubilden, und anschließend entweder Brennen der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur (57), die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, um ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, und Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren der resultierenden, gebrannten Mehrschichtstrukturen, um die Plasmaerzeugungse lektrode (60) auszubilden, oder Wickeln oder Falten einer geraden Anzahl der ungebrannten Mehrschichtstrukturen (57), die Vertiefungen und Vorsprünge aufweisen, um eine gewickelte oder gefaltete, ungebrannte Mehrschichtstruktur (56) auszubilden, und Brennen der gewickelten oder gefalteten, ungebrannten Mehrschichtstruktur (56), um die Plasmaerzeugungselektrode (60) auszubilden.
Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der eine Plasmaerzeugungselektrode (60) umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegung einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern (43, 44) durch Band-Bilden, Drucken einer ersten Leitungselektrode (45) auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers (43), um einen ungebrannten Keramikformkörper (51a) auszubilden, der eine Elektrode aufweist, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers (51a), der eine Elektrode aufweist, und des ungebrannten zweiten Keramikformkörpers (44), um die Leitungselektrode (45) des ungebrannten Keramikformkörpers (51a), der eine Elektrode aufweist, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur (52) auszubilden, Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen auf jeder Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur (52), um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur (58), die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, auszubilden, Anordnen einer plattenförmigen zweiten Leitungselektrode (61) auf einer Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur (58), die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur (59) auszubilden, die eine Elektrode aufweist, und anschließend entweder Brennen der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur (59), die eine Elektrode aufweist, um eine Mehrschichtstruktur (62) mit einer Elektrode auszubilden, und Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren der resultierenden Mehrschichtstrukturen (62), die eine Elektrode aufweisen, um die Plasmaerzeugungselektrode (60) auszubilden, oder Wickeln oder Falten zumindest einer der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstrukturen (59), die eine Elektrode aufweisen, um eine gewickelte oder gefaltete, un gebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, und Brennen der gewickelten oder gefalteten, ungebrannten Mehrschichtstruktur, um die Plasmaerzeugungselektrode (60) auszubilden.
Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors, der eine Plasmaerzeugungselektrode (60) umfasst, die zur Erzeugung von Plasma bei Anlegen einer Spannung geeignet ist und bewirken kann, dass ein Gas mithilfe des erzeugten Plasmas reagiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausbilden von bandförmigen, ungebrannten ersten und zweiten Keramikformkörpern (43, 44) durch Band-Bilden, Drucken einer Leitungselektrode (45) auf einer Oberfläche des resultierenden, ungebrannten ersten Keramikformkörpers (43), um einen ungebrannten Keramikformkörper (51a) auszubilden, der eine Elektrode aufweist, Aufeinanderschichten des resultierenden, ungebrannten Keramikformkörpers (51a), der eine Elektrode aufweist, und des ungebrannten zweiten Keramikformkörpers (44), um die Leitungselektrode (45) des ungebrannten Keramikformkörpers (51a), der eine Elektrode aufweist, abzudecken, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur (52) auszubilden, Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen auf einer Oberfläche der resultierenden, ungebrannte Mehrschichtstruktur (52), um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur (58) auszubilden, die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, Drucken einer zweiten Leitungselektrode (61) auf der anderen Oberfläche der resultierenden, ungebrannten Struktur (58), die Vertiefungen und Vorsprünge aufweist, um eine ungebrannte Mehrschichtstruktur (59) auszubilden, die eine Elektrode aufweist, und entweder Brennen der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur (59), die eine Elektrode aufweist, um eine Mehrschichtstruktur (62) auszubilden, und Aufeinanderschichten von zwei oder mehreren der resultierenden Mehrschichtstrukturen (62), um die Plasmaerzeugungselektrode (60) auszubilden, oder Wickeln oder Falten zumindest einer der resultierenden, ungebrannten Mehrschichtstruktur (59) die eine Elektrode aufweist, um eine gewickelte oder gefaltete, ungebrannte Mehrschichtstruktur auszubilden, und Brennen der resultierenden, gewickelten oder gefalteten, ungebrannten Mehrschichtstruktur, um die Plasmaerzeugungselektrode auszubilden.
Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors nach einem der Ansprüche 12 bis 15, umfassend das Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen auf einer Oberfläche des ungebrannten ersten Keramikformkörpers oder der ungebrannten Mehrschichtstruktur durch Drehen eines Zahnrads in einer Form von Vertiefungen und Vorsprüngen, während das Zahnrad gepresst wird.
Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors nach einem der Ansprüche 12 bis 16, umfassend das Positionieren der Plasmaerzeugungselektrode (60) in einem leitfähigen Gehäuse (10, 30) mit einem Puffermaterial (11, 31), das Leitfähigkeit und Elastizität aufweist, zwischen diesen.
Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors nach einem der Ansprüche 12 bis 17, worin zumindest ein aus der Gruppe bestehend aus Cordierit, Mullit, Aluminiuimoxid, Siliziumnitrid, SIALON und Zirkonerde ausgewähltes Material als ein Material für den ersten und zweiten ungebrannten Keramikformkörper (43, 44) verwendet wird.
Verfahren zur Herstellung eines Plasmareaktors nach einem der Ansprüche 12 bis 17, worin der erste und zweite ungebrannte Keramikformkörper (43, 44) so gebrannt sind, dass die Porosität nach dem Brennen 0,5 bis 35% beträgt.