JP6033651B2 - Plasma generator and plasma generator - Google Patents

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Description

本発明は、プラズマ発生体及びプラズマ発生装置に関する。   The present invention relates to a plasma generator and a plasma generator.

プラズマ発生体は、有害ガス等のガスの改質、半導体ウェハ等の加工、光源等の種々の用途に利用されている。   Plasma generators are used in various applications such as modification of gases such as harmful gases, processing of semiconductor wafers, light sources, and the like.

特許文献1では、放電空間(貫通孔)が形成された誘電体と、当該誘電体に埋設され、放電空間を挟んで対向する1対の電極とを有するプラズマ発生体が開示されている。当該プラズマ発生体では、1対の電極間に電圧が印加されることにより、放電空間においてプラズマが発生する。   Patent Document 1 discloses a plasma generator having a dielectric in which a discharge space (through hole) is formed and a pair of electrodes that are embedded in the dielectric and face each other across the discharge space. In the plasma generator, plasma is generated in the discharge space by applying a voltage between the pair of electrodes.

また、特許文献2では、平板状の誘電体と、当該誘電体の主面に設けられた1対の電極とを有するイオン風発生体(プラズマ発生体)が開示されている。このイオン風発生体では、1対の電極間に電圧が印加されることにより、誘電体の主面においてプラズマが発生し、ひいては当該主面に沿って流れるイオン風が発生する。   Patent Document 2 discloses an ion wind generator (plasma generator) having a flat dielectric and a pair of electrodes provided on the main surface of the dielectric. In this ion wind generator, when a voltage is applied between a pair of electrodes, plasma is generated on the main surface of the dielectric, and consequently, an ion wind that flows along the main surface is generated.

特開2008−117532号公報JP 2008-117532 A 特開2008−290711号公報JP 2008-290711 A

特許文献1の技術では、放電空間が狭くなると、放電空間内の流体の圧力損失が大きくなり、流速が低下する。その結果、例えば、放電空間にガスを供給して当該ガスの改質を行う場合において、ガスの処理効率が低下する。   In the technique of Patent Document 1, when the discharge space is narrowed, the pressure loss of the fluid in the discharge space increases, and the flow velocity decreases. As a result, for example, when the gas is reformed by supplying the gas to the discharge space, the gas processing efficiency decreases.

特許文献2は、翼周りの流れの制御に関する技術であり、放電空間にプラズマを発生させるものではない。また、仮に、特許文献2の誘電体の主面によって放電空間の内周面を構成したとしても、特許文献2の技術では、誘電体の主面近傍においてしかプラズマを発生させることができないから、放電空間が広くなると、放電空間全体にプラズマが充満しない。その結果、例えば、放電空間にガスを供給して当該ガスの改質を行う場合において、ガスの処理効率が低下する。   Patent Document 2 is a technique relating to control of the flow around the blade, and does not generate plasma in the discharge space. In addition, even if the inner peripheral surface of the discharge space is configured by the main surface of the dielectric of Patent Document 2, the technique of Patent Document 2 can generate plasma only in the vicinity of the main surface of the dielectric. When the discharge space becomes wider, the entire discharge space is not filled with plasma. As a result, for example, when the gas is reformed by supplying the gas to the discharge space, the gas processing efficiency decreases.

本発明の目的は、放電空間におけるプラズマの分布及び流れを好適化できるプラズマ発生体及びプラズマ発生装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a plasma generator and a plasma generator capable of optimizing the distribution and flow of plasma in a discharge space.

本発明の第1の観点に係るプラズマ発生体は、放電空間内の流れ方向に交差する方向において前記放電空間を挟んで対向する第1誘電部及び第2誘電部と、前記第1誘電部の前記放電空間側に設けられた第1上流側電極と、前記第1誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第1上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第1下流側電極と、前記第2誘電部の前記放電空間側に設けられた第2上流側電極と、前記第2誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第2上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第2下流側電極と、前記放電空間内に位置し、前記第1下流側電極及び前記第2下流側電極に対向する中間電極と、を有する。   A plasma generator according to a first aspect of the present invention includes a first dielectric portion and a second dielectric portion that face each other across the discharge space in a direction intersecting a flow direction in the discharge space, and the first dielectric portion A first upstream electrode provided on the discharge space side; provided inside the first dielectric portion or on the opposite side of the discharge space; and on the downstream side of the discharge space with respect to the first upstream electrode. The first downstream electrode that is displaced, the second upstream electrode provided on the discharge space side of the second dielectric part, and the inside of the second dielectric part or on the opposite side of the discharge space, A second downstream electrode that is shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the second upstream electrode; and the second downstream electrode that is positioned in the discharge space and faces the first downstream electrode and the second downstream electrode. An intermediate electrode.

好適には、前記プラズマ発生体は、前記放電空間内に位置し、前記中間電極が埋設された第3誘電部を更に有する。   Preferably, the plasma generator further includes a third dielectric portion located in the discharge space and having the intermediate electrode embedded therein.

好適には、前記第3誘電部は、前記中間電極に対して前記第1誘電部側となる部分の厚みと、前記中間電極に対して前記第2誘電部側となる部分の厚みとが互いに異なる。   Preferably, in the third dielectric portion, a thickness of a portion on the first dielectric portion side with respect to the intermediate electrode and a thickness of a portion on the second dielectric portion side with respect to the intermediate electrode are mutually equal. Different.

好適には、前記第3誘電部は、前記中間電極に対して前記第1誘電部側となる部分の誘電率と、前記中間電極に対して前記第2誘電部側となる部分の誘電率とが互いに異なる。   Preferably, the third dielectric portion includes a dielectric constant of a portion on the first dielectric portion side with respect to the intermediate electrode, and a dielectric constant of a portion on the second dielectric portion side with respect to the intermediate electrode. Are different from each other.

好適には、前記中間電極と前記第1下流側電極との距離と、前記中間電極と前記第2下流側電極との距離とが互いに異なる。   Preferably, a distance between the intermediate electrode and the first downstream electrode is different from a distance between the intermediate electrode and the second downstream electrode.

本発明の第2の観点に係るプラズマ発生体は、放電空間内の流れ方向に交差する方向において前記放電空間を挟んで対向する第1誘電部及び第2誘電部と、前記第1誘電部の前記放電空間側に設けられた第1上流側電極と、前記第1誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第1上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第1下流側電極と、前記第2誘電部の前記放電空間側に設けられた第2上流側電極と、前記第2誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第2上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第2下流側電極と、前記放電空間内に位置する第3誘電部と、前記第3誘電部に埋設され、前記第1上流側電極及び前記第2上流側電極に対向する中間電極と、を有する。   A plasma generator according to a second aspect of the present invention includes a first dielectric part and a second dielectric part that are opposed to each other across the discharge space in a direction intersecting a flow direction in the discharge space, and A first upstream electrode provided on the discharge space side; provided inside the first dielectric portion or on the opposite side of the discharge space; and on the downstream side of the discharge space with respect to the first upstream electrode. The first downstream electrode that is displaced, the second upstream electrode provided on the discharge space side of the second dielectric part, and the inside of the second dielectric part or on the opposite side of the discharge space, A second downstream electrode that is shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the second upstream electrode, a third dielectric portion located in the discharge space, and embedded in the third dielectric portion, A first upstream electrode and an intermediate electrode facing the second upstream electrode.

本発明の第3の観点に係るプラズマ発生装置は、プラズマ発生体と、前記プラズマ発生体に電圧を印加する電源装置と、を有し、前記プラズマ発生体は、放電空間内の流れ方向に交差する方向において前記放電空間を挟んで対向する第1誘電部及び第2誘電部と、前記第1誘電部の前記放電空間側に設けられた第1上流側電極と、前記第1誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第1上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第1下流側電極と、前記第2誘電部の前記放電空間側に設けられた第2上流側電極と、前記第2誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第2上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第2下流側電極と、前記放電空間内に位置し、前記第1下流側電極及び前記第2下流側電極に対向する中間電極と、を有し、前記電源装置は、前記第1上流側電極と前記第1下流側電極との間、前記第2上流側電極と前記第2下流側電極との間、前記第1下流側電極と前記中間電極との間、及び、前記第2下流側電極と前記中間電極との間に交流電圧を印加する。   A plasma generator according to a third aspect of the present invention includes a plasma generator and a power supply device that applies a voltage to the plasma generator, and the plasma generator intersects a flow direction in a discharge space. A first dielectric part and a second dielectric part that face each other across the discharge space in a direction to perform, a first upstream electrode provided on the discharge space side of the first dielectric part, and an interior of the first dielectric part Alternatively, the first downstream electrode provided on the opposite side of the discharge space and shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the first upstream electrode, and provided on the discharge space side of the second dielectric portion. A second downstream electrode provided in the second dielectric part or on the opposite side of the discharge space, and shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the second upstream electrode. A side electrode, and the first downstream electrode located in the discharge space And an intermediate electrode facing the second downstream electrode, wherein the power supply device is located between the first upstream electrode and the first downstream electrode, between the second upstream electrode and the second electrode. An alternating voltage is applied between the downstream electrode, between the first downstream electrode and the intermediate electrode, and between the second downstream electrode and the intermediate electrode.

好適には、前記電源装置は、前記第1上流側電極、前記第2上流側電極及び前記中間電極を同電位とし、前記第1下流側電極及び前記第2下流側電極を同電位とする。   Preferably, in the power supply device, the first upstream electrode, the second upstream electrode, and the intermediate electrode have the same potential, and the first downstream electrode and the second downstream electrode have the same potential.

好適には、前記電源装置は、前記第1下流側電極と前記第2下流側電極との間にも交流電圧を印加する。   Preferably, the power supply device also applies an alternating voltage between the first downstream electrode and the second downstream electrode.

上記の構成によれば、放電空間におけるプラズマの分布及び流れを好適化できる。   According to said structure, the distribution and flow of the plasma in discharge space can be optimized.

図1(a)は本発明の第1の実施形態に係るプラズマ発生体の外観を示す斜視概略図、図1(b)は図1(a)のIb−Ib線における断面概略図。FIG. 1A is a schematic perspective view showing the appearance of the plasma generator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along line Ib-Ib in FIG. 本発明の第2の実施形態に係るプラズマ発生装置の断面概略図。The cross-sectional schematic of the plasma generator which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るプラズマ発生装置の断面概略図。Sectional schematic of the plasma generator which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係るプラズマ発生装置の断面概略図。The cross-sectional schematic of the plasma generator which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係るプラズマ発生装置の断面概略図。Sectional schematic of the plasma generator which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態に係るプラズマ発生装置の断面概略図。Sectional schematic of the plasma generator which concerns on the 6th Embodiment of this invention.

以下、本発明の複数の実施形態に係るプラズマ発生体及びプラズマ発生装置について、図面を参照して説明する。各実施形態の説明において、既に説明された実施形態の構成と共通又は類似する構成について、既に説明された実施形態と共通の符号を用い、また、図示や説明を省略することがある。   Hereinafter, a plasma generator and a plasma generator according to a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of each embodiment, the same or similar symbols are used for configurations that are the same as or similar to the configurations of the already described embodiments, and illustrations and descriptions may be omitted.

また、互いに同様又は類似する構成について、名称の頭に「第1」及び「第2」等の番号を付すと共に、その符号に「A」及び「B」等の大文字のアルファベットを付し、また、これら番号及びアルファベットを省略することがある。   For the same or similar structures, numbers such as “first” and “second” are added to the beginning of the name, and capital letters such as “A” and “B” are added to the reference numerals. These numbers and alphabets may be omitted.

<第1の実施形態>
図1(a)は、本発明の第1の実施形態に係るプラズマ発生体1の外観を示す斜視概略図であり、図1(b)は、プラズマ発生体1を含むプラズマ発生装置51を示す、図1(a)のIb−Ib線における断面概略図である。
<First Embodiment>
FIG. 1A is a schematic perspective view showing the appearance of the plasma generator 1 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B shows a plasma generator 51 including the plasma generator 1. FIG. 2 is a schematic sectional view taken along line Ib-Ib in FIG.

なお、プラズマ発生体1は、いずれの方向が上方、下方とされてもよいものである。以下では、直交座標系xyzを定義して、xyzを参照して方向を特定することがある。   In addition, the plasma generator 1 may be configured such that any direction is upward or downward. Hereinafter, a Cartesian coordinate system xyz may be defined and a direction may be specified with reference to xyz.

プラズマ発生装置51は、プラズマ発生体1と、プラズマ発生体1に電圧を印加してプラズマ発生体1にプラズマを発生させる電源装置53(図1(b))と、電源装置53を制御する制御装置55(図1(b))とを有している。   The plasma generator 51 includes a plasma generator 1, a power supply device 53 (FIG. 1B) that applies a voltage to the plasma generator 1 to generate plasma in the plasma generator 1, and a control that controls the power supply device 53. Device 55 (FIG. 1B).

プラズマ発生体1は、誘電体3と、誘電体3に設けられた複数の電極とを有している。複数の電極は、イオン風の発生に供される第1上流側電極5A及び第2上流側電極5B、イオン風の発生及びプラズマの発生に供される第1下流側電極7A及び第2下流側電極7B(図1(b))、並びに、プラズマの発生に供される中間電極9(図1(b))である。プラズマ発生体1は、この他、各電極と電源装置53とを接続するための配線等を有していてもよい。   The plasma generator 1 has a dielectric 3 and a plurality of electrodes provided on the dielectric 3. The plurality of electrodes include a first upstream electrode 5A and a second upstream electrode 5B that are used for generating an ion wind, a first downstream electrode 7A that is used for generating an ion wind and a plasma, and a second downstream side. An electrode 7B (FIG. 1B) and an intermediate electrode 9 (FIG. 1B) used for plasma generation. In addition to this, the plasma generator 1 may have wiring or the like for connecting each electrode and the power supply device 53.

誘電体3には、x方向に貫通する貫通孔が形成されており、当該貫通孔は放電によってプラズマを発生させるための放電空間11となっている。また、放電空間11は、その貫通方向の一方側(x方向の正側)へ流れるイオン風の発生にも利用される。放電空間11は、イオン風の下流側(x方向の正側)において、厚み方向(z方向)に分岐されている。   A through-hole penetrating in the x direction is formed in the dielectric 3, and the through-hole serves as a discharge space 11 for generating plasma by discharge. The discharge space 11 is also used to generate an ion wind that flows to one side of the penetration direction (positive side in the x direction). The discharge space 11 is branched in the thickness direction (z direction) on the downstream side (positive side in the x direction) of the ion wind.

別の観点では、誘電体3は、放電空間11内の流れ方向に交差する方向において放電空間11を挟んで対向する第1誘電部15A及び第2誘電部15Bと、放電空間11内に位置する第3誘電部15Cとを有している。そして、放電空間11の下流側部分は、第3誘電部15Cによって第1分岐路13Aと第2分岐路13Bとに仕切られている。   From another viewpoint, the dielectric 3 is positioned in the discharge space 11 with the first dielectric portion 15A and the second dielectric portion 15B facing each other across the discharge space 11 in the direction intersecting the flow direction in the discharge space 11. And a third dielectric portion 15C. The downstream portion of the discharge space 11 is partitioned into a first branch path 13A and a second branch path 13B by a third dielectric portion 15C.

誘電体3の外形及び放電空間11の形状は、適宜に設定されてよい。図1の例では、誘電体3の外形は直方体とされており、放電空間11の形状(第3誘電部15Cを考慮しないときの形状)は直方体とされており、各分岐路13の形状は直方体とされている。別の観点では、第1誘電部15A、第2誘電部15B及び第3誘電部15Cは、それぞれ厚みが一定の平板状とされており、互いに平行に配置されている。   The outer shape of the dielectric 3 and the shape of the discharge space 11 may be set as appropriate. In the example of FIG. 1, the outer shape of the dielectric 3 is a cuboid, the shape of the discharge space 11 (the shape when the third dielectric portion 15C is not taken into consideration) is a cuboid, and the shape of each branch path 13 is It is a rectangular parallelepiped. From another point of view, the first dielectric portion 15A, the second dielectric portion 15B, and the third dielectric portion 15C each have a flat plate shape with a constant thickness, and are arranged in parallel to each other.

誘電体3は、例えば、z方向において面対称の形状とされている。従って、第3誘電部15Cは、z方向において、放電空間11の中央に位置しており、第1分岐路13A及び第2分岐路13Bの形状及び大きさは互いに同一である。   The dielectric 3 has, for example, a plane-symmetric shape in the z direction. Accordingly, the third dielectric portion 15C is located in the center of the discharge space 11 in the z direction, and the shape and size of the first branch path 13A and the second branch path 13B are the same.

誘電体3は、無機絶縁物により形成されてもよいし、有機絶縁物により形成されてもよい。無機絶縁物としては、例えば、セラミック、ガラスが挙げられる。セラミックとしては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体(アルミナセラミックス)、ガラスセラミック焼結体(ガラスセラミックス)、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、コーディライト焼結体、炭化珪素質焼結体が挙げられる。有機絶縁物としては、例えば、ポリイミド、エポキシ、ゴムが挙げられる。誘電体3は、その全体が同一材料により一体的に形成されていてもよいし、異なる材料により形成された部材が互いに固定されて形成されていてもよい。   The dielectric 3 may be formed of an inorganic insulator or an organic insulator. Examples of the inorganic insulator include ceramic and glass. Examples of the ceramic include an aluminum oxide sintered body (alumina ceramic), a glass ceramic sintered body (glass ceramic), a mullite sintered body, an aluminum nitride sintered body, a cordierite sintered body, and a silicon carbide sintered body. Examples include ligation. Examples of the organic insulator include polyimide, epoxy, and rubber. The entire dielectric 3 may be integrally formed of the same material, or members formed of different materials may be fixed to each other.

上流側電極5、下流側電極7及び中間電極9それぞれは、例えば、厚さが一定の平板状(層状)に形成されている。その平面形状は、例えば、矩形とされている。これらの電極の幅(y方向における長さ)は、例えば、放電空間11の幅と同等とされ、互いに同一とされている。   Each of the upstream electrode 5, the downstream electrode 7, and the intermediate electrode 9 is formed in, for example, a flat plate shape (layer shape) having a constant thickness. The planar shape is, for example, a rectangle. The width of these electrodes (the length in the y direction) is, for example, equal to the width of the discharge space 11 and the same.

第1上流側電極5Aは、第1誘電部15Aの放電空間11側に設けられている。より詳細には、例えば、第1上流側電極5Aは、第1誘電部15Aの放電空間11側の表面に重ねられている。従って、上流側電極5は、放電空間11に露出している。同様に、第2上流側電極5Bは、第2誘電部15Bの放電空間11側に設けられ、放電空間11に露出している。第1上流側電極5A及び第2上流側電極5Bの形状及び位置は、例えば、z方向において面対称とされている。   The first upstream electrode 5A is provided on the discharge space 11 side of the first dielectric portion 15A. More specifically, for example, the first upstream electrode 5A is superimposed on the surface of the first dielectric portion 15A on the discharge space 11 side. Therefore, the upstream electrode 5 is exposed to the discharge space 11. Similarly, the second upstream electrode 5B is provided on the discharge space 11 side of the second dielectric portion 15B and is exposed to the discharge space 11. The shapes and positions of the first upstream electrode 5A and the second upstream electrode 5B are, for example, plane-symmetric in the z direction.

第1下流側電極7Aは、第1誘電部15Aに埋設され、また、第1上流側電極5Aに対して下流側にずれている。同様に、第2下流側電極7Bは、第2誘電部15Bに埋設され、また、第2上流側電極5Bに対して下流側にずれている。第1下流側電極7A及び第2下流側電極7Bの形状及び位置は、例えば、z方向において面対称とされている。   The first downstream electrode 7A is embedded in the first dielectric portion 15A and is shifted to the downstream side with respect to the first upstream electrode 5A. Similarly, the second downstream electrode 7B is embedded in the second dielectric portion 15B and is shifted to the downstream side with respect to the second upstream electrode 5B. The shapes and positions of the first downstream electrode 7A and the second downstream electrode 7B are, for example, plane-symmetric in the z direction.

なお、本願において、下流側電極が上流側電極に対して下流側にずれているというとき、下流側電極は、上流側電極の下流側縁部よりも下流側に位置する部分を有していればよいものとする。換言すれば、下流側電極7は、その上流側部分が、平面視において(z方向に見て)、上流側電極5に重ならないように隣接していてもよいし、上流側電極5の下流側の一部又は上流側電極の全部に重なっていてもよいし、上流側電極から下流側に離れていてもよい。   In the present application, when the downstream electrode is shifted to the downstream side with respect to the upstream electrode, the downstream electrode may have a portion located on the downstream side of the downstream edge of the upstream electrode. I shall do it. In other words, the downstream electrode 7 may be adjacent so that the upstream portion thereof does not overlap the upstream electrode 5 in plan view (as viewed in the z direction), or downstream of the upstream electrode 5. It may overlap with a part of the side or all of the upstream electrode, or may be separated from the upstream electrode to the downstream side.

下流側電極7は、例えば、第1誘電部15A又は第2誘電部15Bの放電空間11側の表面に平行に配置されている。また、下流側電極7は、例えば、流れ方向(x方向)において上流側電極5よりも大きく形成されている。   For example, the downstream electrode 7 is arranged in parallel to the surface of the first dielectric portion 15A or the second dielectric portion 15B on the discharge space 11 side. Moreover, the downstream electrode 7 is formed larger than the upstream electrode 5 in the flow direction (x direction), for example.

中間電極9は、第3誘電部15Cに埋設されている。換言すれば、中間電極9は、放電空間11内に位置している。中間電極9は、例えば、第3誘電部15Cの中央に位置している。従って、第3誘電部15Cにおいて、中間電極9に対して第1誘電部15A側となる部分の厚みと、中間電極9に対して第2誘電部15B側となる部分の厚みとは同一である。   The intermediate electrode 9 is embedded in the third dielectric portion 15C. In other words, the intermediate electrode 9 is located in the discharge space 11. The intermediate electrode 9 is located at the center of the third dielectric portion 15C, for example. Therefore, in the third dielectric portion 15C, the thickness of the portion on the first dielectric portion 15A side with respect to the intermediate electrode 9 and the thickness of the portion on the second dielectric portion 15B side with respect to the intermediate electrode 9 are the same. .

中間電極9は、下流側電極7と分岐路13を挟んで対向している。中間電極9と第1下流側電極7Aとの距離、中間電極9と第2下流側電極7Bとの距離は、例えば、互いに同一である。また、中間電極9の流れ方向(x方向)の大きさは、例えば、下流側電極7よりも小さい。そして、中間電極9は、例えば、下流側電極7の下流側部分と対向している。   The intermediate electrode 9 is opposed to the downstream electrode 7 across the branch path 13. The distance between the intermediate electrode 9 and the first downstream electrode 7A and the distance between the intermediate electrode 9 and the second downstream electrode 7B are, for example, the same. Moreover, the magnitude | size of the flow direction (x direction) of the intermediate electrode 9 is smaller than the downstream electrode 7, for example. The intermediate electrode 9 faces, for example, the downstream portion of the downstream electrode 7.

上流側電極5、下流側電極7及び中間電極9は、金属等の導電性材料により形成されている。金属としては、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、金、パラジウム、白金、ニッケル、コバルトまたはこれらを主成分とする合金が挙げられる。   The upstream electrode 5, the downstream electrode 7, and the intermediate electrode 9 are formed of a conductive material such as metal. Examples of the metal include tungsten, molybdenum, manganese, copper, silver, gold, palladium, platinum, nickel, cobalt, and alloys containing these as a main component.

電源装置53は、第1上流側電極5Aと第1下流側電極7Aとの間、第2上流側電極5Bと第2下流側電極7Bとの間、第1下流側電極7Aと中間電極9との間、及び、第2下流側電極7Bと中間電極9との間に交流電圧を印加する。好適には、第1上流側電極5A、第2上流側電極5B及び中間電極9は同電位とされ、第1下流側電極7A及び第2下流側電極7Bは同電位とされる。   The power supply device 53 includes the first upstream electrode 5A and the first downstream electrode 7A, the second upstream electrode 5B and the second downstream electrode 7B, the first downstream electrode 7A and the intermediate electrode 9 And an AC voltage is applied between the second downstream electrode 7 </ b> B and the intermediate electrode 9. Preferably, the first upstream electrode 5A, the second upstream electrode 5B, and the intermediate electrode 9 have the same potential, and the first downstream electrode 7A and the second downstream electrode 7B have the same potential.

電源装置53により印加される交流電圧は、正弦波等により表わされる、電位が連続的に変化するものであってもよいし、パルス状の、電位の変化が不連続なものであってもよい。また、交流電圧は、1対の電極の双方において基準電位に対して電位が変動するものであってもよいし、1対の電極の一方が基準電位に接続され、他方においてのみ電位が基準電位に対して変動するものであってもよい。電位の変動は、基準電位に対して正及び負の双方に変動するものであってもよいし、基準電位に対して正及び負の一方のみに変動するものであってもよい。   The AC voltage applied by the power supply device 53 may be a voltage whose potential is continuously changed, represented by a sine wave or the like, or a pulse-like voltage whose potential change is discontinuous. . The alternating voltage may be one in which the potential varies with respect to the reference potential in both the pair of electrodes, or one of the pair of electrodes is connected to the reference potential, and the potential is only in the other. May vary. The fluctuation of the potential may be positive and negative with respect to the reference potential, or may be only positive and negative with respect to the reference potential.

制御装置55は、例えば、電源装置53による電圧印加のON・OFF、並びに、電源装置53による電圧印加における電圧値及び周波数を制御する。   The control device 55 controls, for example, ON / OFF of voltage application by the power supply device 53 and voltage value and frequency in voltage application by the power supply device 53.

なお、誘電体3、上流側電極5、下流側電極7及び中間電極9の各部寸法、各種電極の埋設深さ等の位置、並びに、交流電圧の大きさ及び周波数は、プラズマ発生装置51(プラズマ発生体1)が適用される技術分野、要求されるプラズマ量等の種々の事情に応じて適宜に設定されてよい。   Note that the dimensions of each part of the dielectric 3, the upstream electrode 5, the downstream electrode 7 and the intermediate electrode 9, the positions such as the embedding depth of various electrodes, and the magnitude and frequency of the AC voltage are determined by the plasma generator 51 (plasma It may be set appropriately according to various circumstances such as the technical field to which the generator 1) is applied and the required plasma amount.

プラズマ発生体1の製造方法は、例えば、多層基板の製造方法と同様の製造方法とされてよい。誘電体3が複数のセラミックグリーンシートを高さ方向(z方向)に積層して焼成したセラミック焼結体により構成される場合を例にとると、以下のとおりである。   The manufacturing method of the plasma generator 1 may be a manufacturing method similar to the manufacturing method of a multilayer substrate, for example. Taking the case where the dielectric 3 is composed of a ceramic sintered body obtained by laminating and firing a plurality of ceramic green sheets in the height direction (z direction), the following is taken as an example.

まず、複数のセラミックグリーンシートを用意する。セラミックグリーンシートは、例えば、スラリーをドクターブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に成形することによって形成される。スラリーは、原料粉末に適当な有機溶剤及び溶媒を添加混合して作製される。原料粉末は、アルミナセラミックを例にとると、アルミナ(Al)、シリカ(SiO)、カルシア(CaO)及びマグネシア(MgO)等である。 First, a plurality of ceramic green sheets are prepared. The ceramic green sheet is formed, for example, by forming a slurry into a sheet shape by a doctor blade method, a calender roll method, or the like. The slurry is prepared by adding and mixing an appropriate organic solvent and solvent to the raw material powder. Taking an alumina ceramic as an example, the raw material powder is alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), calcia (CaO), magnesia (MgO), or the like.

次に、複数のセラミックグリーンシートのうち一部のセラミックグリーンシートに、放電空間11となる空所をパンチング若しくはレーザ加工等により形成する。また、複数のセラミックグリーンシートのうち一部のセラミックグリーンシートに、各種電極となる導電ペーストを設ける。例えば、第1誘電部15Aは、2以上のセラミックグリーンシートが積層されて形成され、その重ね合わされる面に下流側電極7となる導電ペーストが設けられる。   Next, a space that becomes the discharge space 11 is formed in some ceramic green sheets among the plurality of ceramic green sheets by punching or laser processing. Moreover, the conductive paste used as various electrodes is provided in some of the ceramic green sheets. For example, the first dielectric portion 15A is formed by laminating two or more ceramic green sheets, and a conductive paste serving as the downstream electrode 7 is provided on the surface to be superimposed.

導電ペーストは、例えば、タングステン、モリブデン、銅または銀等の金属粉末に有機溶剤及び有機バインダを添加し混合することによって作製される。導電ペーストは、必要に応じて分散剤や可塑剤などが添加されていてもよい。混合は、例えば、ボールミル、三本ロールミル、またはプラネタリーミキサー等の混練手段により行われる。また、導電ペーストは、例えば、スクリーン印刷法等の印刷手段を用いてセラミックグリーンシートに印刷塗布される。   The conductive paste is produced, for example, by adding and mixing an organic solvent and an organic binder to a metal powder such as tungsten, molybdenum, copper, or silver. In the conductive paste, a dispersant, a plasticizer, or the like may be added as necessary. Mixing is performed by kneading means such as a ball mill, a three-roll mill, or a planetary mixer. The conductive paste is printed and applied to the ceramic green sheet by using a printing means such as a screen printing method.

そして、複数のセラミックグリーンシートを積層し、導電ペースト及びセラミックグリーンシートを同時焼成する。これにより、各種電極が埋設若しくは表面に形成されるとともに放電空間11が形成された誘電体3、すなわち、プラズマ発生体1が形成される。   Then, a plurality of ceramic green sheets are laminated, and the conductive paste and the ceramic green sheets are simultaneously fired. Thereby, the dielectric 3 in which various electrodes are embedded or formed on the surface and the discharge space 11 is formed, that is, the plasma generator 1 is formed.

以下では、プラズマ発生体1の作用を説明する。   Below, the effect | action of the plasma generator 1 is demonstrated.

プラズマ発生体1は、空気、処理対象のガス若しくはその他の適宜なガスが放電空間に充満している状態で使用される。なお、処理対象のガスは、例えば、窒素酸化物(NOx)、フロン、CO、揮発性有機溶剤(VOC)、又は、これらを含む空気である。自動車の排ガスは、窒素酸化物(NOx)を含むガスとしてよく知られている。 The plasma generator 1 is used in a state where the discharge space is filled with air, a gas to be treated, or other appropriate gas. Note that the gas to be treated is, for example, nitrogen oxide (NOx), chlorofluorocarbon, CO 2 , volatile organic solvent (VOC), or air containing these. Automobile exhaust gas is well known as a gas containing nitrogen oxides (NOx).

第1上流側電極5A及び第1下流側電極7Aに電圧が印加されると、第1誘電部15Aの放電空間11側の表面近傍には電界が形成される。そして、その電界の強度が所定の放電開始電界強度を超えると誘電体バリア放電が開始され、プラズマが発生する。   When a voltage is applied to the first upstream electrode 5A and the first downstream electrode 7A, an electric field is formed in the vicinity of the surface of the first dielectric portion 15A on the discharge space 11 side. When the electric field strength exceeds a predetermined discharge start electric field strength, dielectric barrier discharge is started and plasma is generated.

このプラズマ中の電子又はイオンは、第1上流側電極5A及び第1下流側電極7Aにより形成された電界により移動する。また、中性分子も電子又はイオンに随伴して移動する。これにより、放電空間11をその貫通方向に流れるイオン風が誘起される。   Electrons or ions in the plasma move due to the electric field formed by the first upstream electrode 5A and the first downstream electrode 7A. Neutral molecules also move with electrons or ions. Thereby, an ionic wind flowing in the discharge space 11 in the penetration direction is induced.

より具体的には、第1上流側電極5Aが露出し、第1下流側電極7Aが誘電体3内に埋設されていることから、第1上流側電極5Aから第1下流側電極7A側に誘電体バリア放電が生じ、矢印y1で示すように、第1上流側電極5A側から第1下流側電極7A側へ流れるイオン風が生じる。   More specifically, since the first upstream electrode 5A is exposed and the first downstream electrode 7A is embedded in the dielectric 3, the first upstream electrode 5A is moved to the first downstream electrode 7A side. Dielectric barrier discharge occurs, and as indicated by an arrow y1, ion wind flows from the first upstream electrode 5A side to the first downstream electrode 7A side.

同様に、第2上流側電極5B及び第2下流側電極7Bに電圧が印加されると、矢印y2で示すように、第2誘電部15Bの放電空間11側の表面近傍において、第2上流側電極5B側から第2下流側電極7B側へ流れるイオン風が生じる。   Similarly, when a voltage is applied to the second upstream electrode 5B and the second downstream electrode 7B, as shown by an arrow y2, in the vicinity of the surface on the discharge space 11 side of the second dielectric portion 15B, the second upstream side An ion wind flowing from the electrode 5B side to the second downstream electrode 7B side is generated.

また、第1下流側電極7A及び中間電極9に電圧が印加されると、点線r1で示す、第1下流側電極7Aと中間電極9との対向領域(本実施形態では第1分岐路13Aと略一致)には電界が形成される。そして、その電界の強度が所定の放電開始電界強度を超えると誘電体バリア放電が開始され、プラズマが発生する。第1下流側電極7A及び中間電極9は、第1分岐路13Aを挟んで対向していることから、プラズマは、第1分岐路13Aにおける高さ方向(z方向)の全体に亘って発生、充満する。   In addition, when a voltage is applied to the first downstream electrode 7A and the intermediate electrode 9, the opposed region between the first downstream electrode 7A and the intermediate electrode 9 (in this embodiment, the first branch path 13A and the dotted line r1). An electric field is formed at (approximately coincident). When the electric field strength exceeds a predetermined discharge start electric field strength, dielectric barrier discharge is started and plasma is generated. Since the first downstream electrode 7A and the intermediate electrode 9 are opposed to each other across the first branch path 13A, plasma is generated over the entire height direction (z direction) in the first branch path 13A. To charge.

同様に、第2下流側電極7B及び中間電極9に電圧が印加されると、点線r2で示す、第2下流側電極7Bと中間電極9の対向領域(本実施形態では第2分岐路13Bと略一致)においてプラズマが発生する。   Similarly, when a voltage is applied to the second downstream electrode 7B and the intermediate electrode 9, the opposing region of the second downstream electrode 7B and the intermediate electrode 9 (in this embodiment, the second branch path 13B and the dotted line r2). Plasma is generated at substantially the same).

以上のとおり、本実施形態では、プラズマ発生体1は、放電空間11内の流れ方向に交差する方向において放電空間11を挟んで対向する第1誘電部15A及び第2誘電部15Bと、第1誘電部15Aの放電空間11側に設けられた第1上流側電極5Aと、第1誘電部15Aの内部に設けられ、第1上流側電極5Aに対して下流側にずれている第1下流側電極7Aと、第2誘電部15Bの放電空間11側に設けられた第2上流側電極5Bと、第2誘電部15Bの内部に設けられ、第2上流側電極5Bに対して下流側にずれている第2下流側電極7Bと、放電空間11内に位置し、第1下流側電極7A及び第2下流側電極7Bに対向する中間電極9と、を有している。   As described above, in the present embodiment, the plasma generator 1 includes the first dielectric portion 15A and the second dielectric portion 15B facing each other with the discharge space 11 in the direction intersecting the flow direction in the discharge space 11, and the first dielectric portion 15B. The first upstream electrode 5A provided on the discharge space 11 side of the dielectric portion 15A, and the first downstream side provided in the first dielectric portion 15A and shifted to the downstream side with respect to the first upstream electrode 5A The electrode 7A, the second upstream electrode 5B provided on the discharge space 11 side of the second dielectric portion 15B, and the second dielectric portion 15B are provided in the inside of the second dielectric portion 15B, and shifted to the downstream side with respect to the second upstream electrode 5B. A second downstream electrode 7B, and an intermediate electrode 9 located in the discharge space 11 and facing the first downstream electrode 7A and the second downstream electrode 7B.

従って、放電空間11が大きくても、下流側電極7及び中間電極9の放電により、放電空間11にプラズマを充満させることができ、その一方で、放電空間11が小さくても、上流側電極5及び下流側電極7により、放電空間11の内周面近傍においてイオン風を発生させ、圧力損失による流速低下を補償することができる。すなわち、種々の大きさの放電空間において好適にプラズマを充満させつつ流れさせることができる。その結果、例えば、プラズマ発生体1の設計の自由度を向上させたり、放電空間11にてガスを効率的にプラズマ処理したりすることができる。しかも、下流側電極7がイオン風の発生と、分岐路13全体に亘るプラズマの発生とに兼用されることから、構成が簡素である。   Therefore, even if the discharge space 11 is large, the discharge space 11 can be filled with plasma by the discharge of the downstream electrode 7 and the intermediate electrode 9. On the other hand, even if the discharge space 11 is small, the upstream electrode 5 In addition, the downstream electrode 7 can generate ion wind in the vicinity of the inner peripheral surface of the discharge space 11 to compensate for a decrease in flow velocity due to pressure loss. That is, it is possible to cause the plasma to flow while being suitably filled in discharge spaces of various sizes. As a result, for example, the design freedom of the plasma generator 1 can be improved, or gas can be efficiently plasma-treated in the discharge space 11. Moreover, since the downstream electrode 7 is used for both the generation of ion wind and the generation of plasma over the entire branch path 13, the configuration is simple.

<第2の実施形態>
図2は、第2の実施形態に係るプラズマ発生装置251の構成を示す図1(a)と同様の断面図である。
<Second Embodiment>
FIG. 2 is a cross-sectional view similar to FIG. 1A showing the configuration of the plasma generator 251 according to the second embodiment.

プラズマ発生装置251のプラズマ発生体201は、第3誘電部215Cの構成のみが第1の実施形態のプラズマ発生体1と相違する。具体的には、以下のとおりである。   The plasma generator 201 of the plasma generator 251 is different from the plasma generator 1 of the first embodiment only in the configuration of the third dielectric part 215C. Specifically, it is as follows.

中間電極9は、z方向において、第3誘電部215Cの中央に位置しておらず、第2誘電部15B側に偏っている。すなわち、第3誘電部215Cのうち、中間電極9に対して第2誘電部15B側となる第2誘電層216bは、中間電極9に対して第1誘電部15A側となる第1誘電層216aに対して、薄くなっている。   The intermediate electrode 9 is not located at the center of the third dielectric portion 215C in the z direction, but is biased toward the second dielectric portion 15B. That is, in the third dielectric part 215C, the second dielectric layer 216b on the second dielectric part 15B side with respect to the intermediate electrode 9 is the first dielectric layer 216a on the first dielectric part 15A side with respect to the intermediate electrode 9. On the other hand, it is thinner.

なお、第1下流側電極7A及び第2下流側電極7Bに対する中間電極9の位置は、例えば、上記の偏りの分、第2下流側電極7B側に偏っている。ただし、中間電極9は、第1下流側電極7Aと第2下流側電極7Bとの中間に位置してもよい。この場合は、第2誘電層216bが第1誘電層216aよりも薄くなったことに対応して、第2分岐路213Bは、第1分岐路213Aよりも厚み方向(z方向)において大きくなる。   Note that the position of the intermediate electrode 9 with respect to the first downstream electrode 7A and the second downstream electrode 7B is, for example, biased toward the second downstream electrode 7B by the above-described deviation. However, the intermediate electrode 9 may be positioned between the first downstream electrode 7A and the second downstream electrode 7B. In this case, corresponding to the fact that the second dielectric layer 216b is thinner than the first dielectric layer 216a, the second branch path 213B is larger in the thickness direction (z direction) than the first branch path 213A.

第2誘電層216bが第1誘電層216aよりも薄くなっていることにより、第2分岐路213Bにおいては、第1分岐路213Aに比較して、プラズマが強くなる、又は、低電圧で放電が生じる。   Since the second dielectric layer 216b is thinner than the first dielectric layer 216a, the second branch path 213B has a stronger plasma or a lower voltage than the first branch path 213A. Arise.

従って、例えば、z方向の正側が鉛直上方である場合において、改質対象のガスのうち、改質されにくく軽い成分が第2分岐路213Bに流れ込み、改質されやすく重い成分が第1分岐路213Aに流れ込むような場合において、ガス全体を効率的に改質することができる。   Therefore, for example, in the case where the positive side in the z direction is vertically upward, among the gas to be reformed, a light component that is difficult to be reformed flows into the second branch 213B, and a heavy component that is easily reformed and a heavy component is the first branch. In the case of flowing into 213A, the entire gas can be efficiently reformed.

また、本実施形態の第3誘電部215Cにおいては、第2誘電層216bの誘電率は、第1誘電層216aの誘電率よりも高くなっている。例えば、第3誘電部215Cの材料としては、シリカ(SiO、比誘電率:3〜4)、アルミナ(Al、比誘電率:8〜11)、二酸化チタン(TiO、比誘電率:83〜183)、チタン酸バリウム(BaTiO、比誘電率:1200〜3000)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO、比誘電率:300)、チタン酸カルシウム(CaTiO、比誘電率:200)、チタン酸バリウムストロンチウム(Ba1−xSrTiO、比誘電率:800〜1500)、チタン酸バリウムカルシウム(Ba1−xCaTiO、比誘電率:600〜1200)を挙げることができ、これらのうち一つは、第1誘電層216aの材料とされ、当該材料よりも誘電率が高い他の一つは第2誘電層216bの材料とされてよい。 In the third dielectric portion 215C of the present embodiment, the dielectric constant of the second dielectric layer 216b is higher than the dielectric constant of the first dielectric layer 216a. For example, as the material of the third dielectric portion 215C, silica (SiO 2 , relative dielectric constant: 3-4), alumina (Al 2 O 3 , relative dielectric constant: 8-11), titanium dioxide (TiO 2 , relative dielectric) Rate: 83-183), barium titanate (BaTiO 3 , relative dielectric constant: 1200-3000), strontium titanate (SrTiO 3 , relative dielectric constant: 300), calcium titanate (CaTiO 3 , relative dielectric constant: 200) And barium strontium titanate (Ba 1-x Sr x TiO 3 , relative dielectric constant: 800-1500) and barium calcium titanate (Ba 1-x Ca x TiO 3 , relative dielectric constant: 600-1200). One of these may be the material of the first dielectric layer 216a, and the other one having a higher dielectric constant than the material may be the second dielectric layer 216b. It may be a fee.

このように誘電率が設定されることにより、第2分岐路213Bにおいては、第1分岐路213Aに比較して、プラズマが強くなる、又は、低電圧で放電が生じる。従って、上述した第1誘電層216a及び第2誘電層216bの厚みの相違による効果と同様の効果が奏される。   By setting the dielectric constant in this way, in the second branch 213B, the plasma becomes stronger or discharge occurs at a lower voltage than in the first branch 213A. Therefore, an effect similar to the effect due to the difference in thickness between the first dielectric layer 216a and the second dielectric layer 216b described above can be obtained.

なお、誘電率を互いに異ならせる方法は、厚みを互いに異ならせる方法に比較して、例えば、中間電極9と下流側電極7との距離、及び、第1分岐路213A及び第2分岐路213Bの大小関係とは独立してプラズマの強度等を調整可能なメリットがある。一方、厚みを互いに異ならせる方法は、誘電率を互いに異ならせる方法に比較して、例えば、2種の材料を用意する必要が無いというメリットがある。   Note that the method of making the dielectric constants different from each other, for example, compared to the method of making the thicknesses different from each other, for example, the distance between the intermediate electrode 9 and the downstream electrode 7 and the first branch 213A and the second branch 213B. There is an advantage that the intensity of the plasma can be adjusted independently of the magnitude relationship. On the other hand, the method of making the thicknesses different from each other has an advantage that it is not necessary to prepare two kinds of materials, for example, compared to the method of making the dielectric constants different from each other.

<第3の実施形態>
図3は、第3の実施形態に係るプラズマ発生装置351の構成を示す図1(a)と同様の断面図である。
<Third Embodiment>
FIG. 3 is a cross-sectional view similar to FIG. 1A, showing the configuration of the plasma generator 351 according to the third embodiment.

プラズマ発生装置351のプラズマ発生体301は、第3誘電部15C(中間電極9)の位置のみが第1の実施形態のプラズマ発生体1と相違する。具体的には、以下のとおりである。   The plasma generator 301 of the plasma generator 351 is different from the plasma generator 1 of the first embodiment only in the position of the third dielectric portion 15C (intermediate electrode 9). Specifically, it is as follows.

第3誘電部15Cは、放電空間311において、第2誘電部15B側へ偏って配置されている。従って、中間電極9と第2下流側電極7Bとの距離は、中間電極9と第1下流側電極7Aとの距離よりも短くなっている。   The third dielectric portion 15C is arranged to be biased toward the second dielectric portion 15B in the discharge space 311. Therefore, the distance between the intermediate electrode 9 and the second downstream electrode 7B is shorter than the distance between the intermediate electrode 9 and the first downstream electrode 7A.

従って、第2分岐路313Bにおいては、第1分岐路313Aに比較して、プラズマが強くなる、又は、低電圧で放電が生じる。従って、第2の実施形態と同様の効果が奏される。相対的に狭い第2分岐路313Bにおいて相対的に強いプラズマを発生させることによって、より集中的に第2分岐路313Bにおいてガスの改質処理が行われることも期待される。   Therefore, in the second branch path 313B, the plasma becomes stronger or discharge occurs at a lower voltage than in the first branch path 313A. Accordingly, the same effects as those of the second embodiment are achieved. By generating relatively strong plasma in the relatively narrow second branch 313B, it is expected that the gas reforming process is performed more intensively in the second branch 313B.

<第4の実施形態>
図4は、第4の実施形態に係るプラズマ発生装置451の構成を示す図1(a)と同様の断面図である。
<Fourth Embodiment>
FIG. 4 is a cross-sectional view similar to FIG. 1A showing the configuration of the plasma generator 451 according to the fourth embodiment.

プラズマ発生装置451のプラズマ発生体401は、第3誘電部15Cが設けられておらず、中間電極9が放電空間411に露出している点のみが第1の実施形態のプラズマ発生体1と相違する。   The plasma generator 401 of the plasma generator 451 is different from the plasma generator 1 of the first embodiment only in that the third dielectric portion 15C is not provided and the intermediate electrode 9 is exposed to the discharge space 411. To do.

このように、中間電極9が放電空間411に露出している場合においても、下流側電極7は、第1誘電部15A又は第2誘電部15Bに埋設されていることから、中間電極9と下流側電極7との間においては、コロナ放電等に比較して制御が容易な誘電体バリア放電が生じる。   Thus, even when the intermediate electrode 9 is exposed to the discharge space 411, the downstream electrode 7 is embedded in the first dielectric portion 15A or the second dielectric portion 15B. Dielectric barrier discharge that is easier to control than corona discharge or the like occurs between the side electrodes 7.

なお、本実施形態においては、上流側電極5及び中間電極9は同電位とされていることから、これらの間においては放電は生じない。また、上流側電極5と中間電極9とが異なる電位とされた場合においても、上流側電極5と中間電極9との距離を下流側電極7と中間電極9との距離よりも長くしたり、上流側電極5と中間電極9との間に印加される電圧を下流側電極7と中間電極9との間に印加される電圧よりも低くしたりすることにより、下流側電極7と中間電極9との間に誘電体バリア放電を生じさせる一方で、上流側電極5と中間電極9との間にコロナ放電等が生じることを抑制することができる。ただし、上流側電極5と中間電極9との間に放電が生じるようにしてもよい。   In the present embodiment, since the upstream electrode 5 and the intermediate electrode 9 are at the same potential, no discharge occurs between them. Further, even when the upstream electrode 5 and the intermediate electrode 9 are at different potentials, the distance between the upstream electrode 5 and the intermediate electrode 9 is made longer than the distance between the downstream electrode 7 and the intermediate electrode 9, By making the voltage applied between the upstream electrode 5 and the intermediate electrode 9 lower than the voltage applied between the downstream electrode 7 and the intermediate electrode 9, the downstream electrode 7 and the intermediate electrode 9. While the dielectric barrier discharge is generated between the upper electrode 5 and the intermediate electrode 9, the corona discharge or the like can be suppressed. However, a discharge may be generated between the upstream electrode 5 and the intermediate electrode 9.

本実施形態のように中間電極9を設ける方法としては、例えば、放電空間411の幅(y方向の大きさ)よりも幅が大きい板金により中間電極9を構成することとし、第1誘電部15Aと第2誘電部15Bとの間において積層される複数のセラミックグリーンシートの間に中間電極9の両端を挟み込めばよい。   As a method of providing the intermediate electrode 9 as in the present embodiment, for example, the intermediate electrode 9 is configured by a sheet metal having a width larger than the width of the discharge space 411 (size in the y direction), and the first dielectric portion 15A. And both ends of the intermediate electrode 9 may be sandwiched between a plurality of ceramic green sheets laminated between the second dielectric portion 15B and the second dielectric portion 15B.

以上のとおり、本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果が奏される。また、第3誘電部15Cが設けられていない分、第1の実施形態に比較して、放電空間411を広くすることができる。また、第2の実施形態において、中間電極9を覆う誘電層が薄くなるほどプラズマが強くなる、又は、低電圧で放電が生じることを述べたが、本実施形態においては、中間電極9を覆う誘電層が設けられていないことから、さらにプラズマを強くする、又は、低電圧で放電を生じさせることができる。   As described above, also in the present embodiment, the same effects as those in the first embodiment are exhibited. In addition, since the third dielectric portion 15C is not provided, the discharge space 411 can be widened as compared with the first embodiment. Further, in the second embodiment, it has been described that the thinner the dielectric layer covering the intermediate electrode 9 is, the stronger the plasma is or the discharge is generated at a low voltage. In the present embodiment, the dielectric covering the intermediate electrode 9 is described. Since the layer is not provided, the plasma can be further strengthened or discharge can be generated at a low voltage.

<第5の実施形態>
図5は、第5の実施形態に係るプラズマ発生装置551の構成を示す図1(a)と同様の断面図である。
<Fifth Embodiment>
FIG. 5 is a cross-sectional view similar to FIG. 1A showing the configuration of the plasma generator 551 according to the fifth embodiment.

プラズマ発生装置551のプラズマ発生体1は、第1の実施形態のプラズマ発生体1と同様であり、プラズマ発生装置551は、各電極に付与する電位(電源装置の構成)のみが第1の実施形態のプラズマ発生装置51と相違する。具体的には、以下のとおりである。   The plasma generator 1 of the plasma generator 551 is the same as the plasma generator 1 of the first embodiment, and the plasma generator 551 has only the potential (configuration of the power supply device) applied to each electrode in the first embodiment. This is different from the plasma generator 51 of the embodiment. Specifically, it is as follows.

プラズマ発生装置551は、第1上流側電極5Aと第1下流側電極7Aとの間に電圧を印加する第1電源装置53Aと、第2上流側電極5Bと第2下流側電極7Bとの間に電圧を印加する第2電源装置53Bとを有している。   The plasma generator 551 includes a first power supply device 53A that applies a voltage between the first upstream electrode 5A and the first downstream electrode 7A, and a second upstream electrode 5B and a second downstream electrode 7B. And a second power supply device 53B for applying a voltage to the power supply.

従って、第1の実施形態と同様に、矢印y1及びy2で示すように、第1誘電部15A及び第2誘電部15Bの放電空間11側の表面においてはイオン風が発生する。   Accordingly, as in the first embodiment, as indicated by arrows y1 and y2, ion wind is generated on the surfaces of the first dielectric portion 15A and the second dielectric portion 15B on the discharge space 11 side.

また、第1電源装置53Aと第2電源装置53Bとは同期がとられるとともに、第1下流側電極7A及び第2下流側電極7Bには、互いに異なる電位が付与される。すなわち、第1下流側電極7Aと第2下流側電極7Bとの間にも交流電圧が印加される。   The first power supply device 53A and the second power supply device 53B are synchronized, and different potentials are applied to the first downstream electrode 7A and the second downstream electrode 7B. That is, an AC voltage is also applied between the first downstream electrode 7A and the second downstream electrode 7B.

より具体的には、例えば、第1上流側電極5A、第2上流側電極5B及び中間電極9は、第1の実施形態と同様に、同電位とされている。また、例えば、第1上流側電極5A、第2上流側電極5B及び中間電極9には基準電位が付与され、第1下流側電極7A及び第2下流側電極7Bに変動電位が付与される。   More specifically, for example, the first upstream electrode 5A, the second upstream electrode 5B, and the intermediate electrode 9 are set to the same potential as in the first embodiment. Further, for example, a reference potential is applied to the first upstream electrode 5A, the second upstream electrode 5B, and the intermediate electrode 9, and a varying potential is applied to the first downstream electrode 7A and the second downstream electrode 7B.

第1下流側電極7A及び第2下流側電極7Bに付与される変動電位は、例えば、周波数が同一である。また、これら電極に付与される変動電位は、極性(正負)が互いに逆、又は、極性が互いに同一で振幅が互いに異なる。これにより、第1下流側電極7Aと第2下流側電極7Bとの間には電圧が印加される。   The variable potentials applied to the first downstream electrode 7A and the second downstream electrode 7B have, for example, the same frequency. The varying potentials applied to these electrodes have opposite polarities (positive and negative), or the same polarity and different amplitudes. As a result, a voltage is applied between the first downstream electrode 7A and the second downstream electrode 7B.

なお、変動電位の極性を互いに逆にする方法は、電位が正負の双方に変動する変動電位の位相を180°ずらすことにより実現されてもよいし、一方の変動電位が正のみにおいて変動し、他方の変動電位が負のみにおいて変動することにより実現されてもよい。   In addition, the method of reversing the polarity of the fluctuation potential may be realized by shifting the phase of the fluctuation potential in which the potential fluctuates in both positive and negative directions by 180 °, or one fluctuation potential fluctuates only in the positive direction. The other fluctuation potential may be realized by changing only in the negative.

以上のように、第1下流側電極7Aと第2下流側電極7Bとの間に電圧が印加されることにより、点線r3で示す、第1下流側電極7Aと第2下流側電極7Bとの対向領域であって第3誘電部15Cが配置されていない領域において、誘電体バリア放電が生じる。すなわち、第1の実施形態と同様のイオン風の発生及びプラズマの発生に加えて、第1下流側電極7Aと第2下流側電極7Bとの間においてもプラズマが発生する。その結果、プラズマの発生領域を拡張したり、プラズマの発生態様を多様化したりすることができる。   As described above, when a voltage is applied between the first downstream electrode 7A and the second downstream electrode 7B, the first downstream electrode 7A and the second downstream electrode 7B indicated by the dotted line r3 are shown. Dielectric barrier discharge occurs in the region that is the opposite region and where the third dielectric portion 15C is not disposed. That is, in addition to the generation of ion wind and the generation of plasma as in the first embodiment, plasma is also generated between the first downstream electrode 7A and the second downstream electrode 7B. As a result, the plasma generation region can be expanded and the plasma generation mode can be diversified.

なお、第1の実施形態は、第5の実施形態に比較して、電源部の構成が簡素であり、安価にプラズマ発生装置を構成できるメリットがある。   The first embodiment has an advantage that the configuration of the power supply unit is simpler than the fifth embodiment, and the plasma generator can be configured at low cost.

第5の実施形態において、第1電源装置53A及び第2電源装置53Bは、これら全体として、一つの電源装置554として捉えられてよい。また、電源装置554に代えて、上流側電極5及び中間電極9のグループと、第1下流側電極7Aと、第2下流側電極7Bとに三相交流電力を供給する電源装置が設けられてもよい。   In the fifth embodiment, the first power supply device 53A and the second power supply device 53B may be regarded as one power supply device 554 as a whole. Further, in place of the power supply device 554, a power supply device that supplies three-phase AC power to the group of the upstream electrode 5 and the intermediate electrode 9, the first downstream electrode 7A, and the second downstream electrode 7B is provided. Also good.

<第6の実施形態>
図6は、第6の実施形態に係るプラズマ発生装置651の構成を示す図1(a)と同様の断面図である。
<Sixth Embodiment>
FIG. 6 is a cross-sectional view similar to FIG. 1A showing the configuration of the plasma generator 651 according to the sixth embodiment.

第1の実施形態においては、下流側電極7と中間電極9との間にプラズマを発生させたのに対し、本実施形態では、上流側電極5と中間電極9との間にプラズマを発生させる。具体的には、以下のとおりである。   In the first embodiment, plasma is generated between the downstream electrode 7 and the intermediate electrode 9, whereas in this embodiment, plasma is generated between the upstream electrode 5 and the intermediate electrode 9. . Specifically, it is as follows.

第3誘電部15Cは、第1上流側電極5Aと第2上流側電極5Bとの間に位置している。従って、第3誘電部15Cに埋設された中間電極9は、第1上流側電極5Aに対向するとともに、その反対側において第2上流側電極5Bに対向している。なお、第3誘電部15C(中間電極9)は、例えば、第1下流側電極7Aと第2下流側電極7Bとの間には位置していない。   The third dielectric portion 15C is located between the first upstream electrode 5A and the second upstream electrode 5B. Therefore, the intermediate electrode 9 embedded in the third dielectric portion 15C faces the first upstream electrode 5A and, on the opposite side, faces the second upstream electrode 5B. Note that the third dielectric portion 15C (intermediate electrode 9) is not positioned between, for example, the first downstream electrode 7A and the second downstream electrode 7B.

電源装置53は、第1の実施形態と同様に、上流側電極5と下流側電極7との間に電圧を印加する。また、第1の実施形態とは異なり、電源装置53は、上流側電極5と中間電極9との間に電圧を印加する。   The power supply device 53 applies a voltage between the upstream electrode 5 and the downstream electrode 7 as in the first embodiment. Further, unlike the first embodiment, the power supply device 53 applies a voltage between the upstream electrode 5 and the intermediate electrode 9.

より具体的には、例えば、第1の実施形態と同様に、第1上流側電極5Aと第2上流側電極5Bとは同電位とされ、第1下流側電極7Aと第2下流側電極7Bとは同電位とされ、これらグループ間には電圧が印加される。一方、中間電極9は、第1の実施形態と異なり、下流側電極7と同電位とされ、これにより、上流側電極5との間に電圧が印加される。   More specifically, for example, as in the first embodiment, the first upstream electrode 5A and the second upstream electrode 5B have the same potential, and the first downstream electrode 7A and the second downstream electrode 7B. Are set to the same potential, and a voltage is applied between these groups. On the other hand, unlike the first embodiment, the intermediate electrode 9 is set to the same potential as the downstream electrode 7, whereby a voltage is applied to the upstream electrode 5.

本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、放電空間611のz方向の全体に亘ってプラズマを発生させつつ、放電空間11の内周面においてイオン風を発生させ、且つ、その2種の機能に共通の電極(本実施形態では上流側電極5)を用いることができる。   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, while generating plasma over the entire z direction of the discharge space 611, an ion wind is generated on the inner peripheral surface of the discharge space 11, and 2 An electrode common to the functions of the seeds (in this embodiment, the upstream electrode 5) can be used.

なお、イオン風は、下流側電極7が流れ方向(x方向)に大きくなるほど強くなり、その一方で、上流側電極5のx方向の大きさは、イオン風の強さにあまり影響しない。また、中間電極9とこれに対向する電極(上流側電極5又は下流側電極7)との間に生じるプラズマは、電極の対向面積が大きくなるほど放電空間に充満しやすくなる。   The ion wind becomes stronger as the downstream electrode 7 becomes larger in the flow direction (x direction), while the size of the upstream electrode 5 in the x direction does not significantly affect the strength of the ion wind. In addition, the plasma generated between the intermediate electrode 9 and the electrode (upstream electrode 5 or downstream electrode 7) facing the intermediate electrode 9 is more likely to fill the discharge space as the facing area of the electrode increases.

従って、第1〜第5の実施形態は、第6の実施形態に比較して、上流側電極5をx方向において小さくしつつ下流側電極7をx方向において大きくすることにより、プラズマ発生体をx方向において小型化しつつ、イオン風を強くし、プラズマを充満させやすくすることができると考えられる。   Accordingly, in the first to fifth embodiments, the upstream electrode 5 is made smaller in the x direction while the downstream electrode 7 is made larger in the x direction than in the sixth embodiment. It is considered that the ion wind can be strengthened and the plasma can be easily filled while downsizing in the x direction.

一方、第6の実施形態は、例えば、上流側電極5上において放電空間611の高さ方向(z方向)に亘ってイオン又は電子が充満し、そのイオン又は電子が上流側電極5及び下流側電極7の形成する電界により移動するから、流れに厚みが生じることが期待される。   On the other hand, in the sixth embodiment, for example, ions or electrons are filled in the height direction (z direction) of the discharge space 611 on the upstream electrode 5, and the ions or electrons are filled with the upstream electrode 5 and the downstream side. Since it moves due to the electric field formed by the electrode 7, it is expected that the flow will have a thickness.

第6の実施形態のプラズマ発生体601は、下流側電極7が、第1誘電部615A又は第2誘電部615Bに埋設されるのではなく、第1誘電部615A又は第2誘電部615Bの放電空間611とは反対側に設けられている点においても第1の実施形態のプラズマ発生体1と相違する。   In the plasma generator 601 of the sixth embodiment, the downstream electrode 7 is not embedded in the first dielectric part 615A or the second dielectric part 615B, but the discharge of the first dielectric part 615A or the second dielectric part 615B. The plasma generator 1 of the first embodiment is also different in that it is provided on the side opposite to the space 611.

このように下流側電極7が設けられている場合においても、放電空間611においては、下流側電極7が埋設されている場合と同様に、プラズマ乃至はイオン風が生じる。   Even when the downstream electrode 7 is provided in this way, plasma or ion wind is generated in the discharge space 611 as in the case where the downstream electrode 7 is embedded.

なお、このように下流側電極7が設けられている場合、放電空間611とは反対側の表面においては、下流側電極7から上流側電極5へのイオン風(放電空間611内のイオン風とは逆方向のイオン風)が生じる。当該イオン風は利用されなくてもよいし、適宜に利用されてもよい。   When the downstream electrode 7 is provided in this way, on the surface opposite to the discharge space 611, ion wind from the downstream electrode 7 to the upstream electrode 5 (the ion wind in the discharge space 611 and Occurs in the opposite direction). The ion wind may not be used or may be used as appropriate.

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects.

第1〜第6の実施形態は適宜に組み合わされてよい。例えば、中間電極が第3誘電部に埋設されている場合において、第2の実施形態(図2)における2つの誘電層(216a,216b)の厚みが互いに異なる特徴、同実施形態における2つの誘電層の誘電率が互いに異なる特徴、第3の実施形態(図3)の中間電極と2つの下流側電極との距離が互いに異なる特徴、及び、第5の実施形態(図5)の第1下流側電極と第2下流側電極との間でプラズマを発生させる特徴は、これらから適宜に2以上の特徴が選択されて組み合わされてよいし、第6の実施形態の上流側電極と中間電極との間でプラズマを発生させる態様に適用されてもよい。また、例えば、第4の実施形態(図4)の中間電極を覆う第3誘電部が設けられていない特徴は、第3の実施形態(図3)の中間電極と2つの下流側電極との距離が互いに異なる特徴、及び/又は、第5の実施形態(図5)の第1下流側電極と第2下流側電極との間でプラズマを発生させる特徴と組み合わされてよいし、第6の実施形態の上流側電極と中間電極との間でプラズマを発生させる態様に適用されてもよい。また、例えば、第1〜第5の実施形態のように中間電極が下流側電極に対向する態様において、第6の実施形態のように下流側電極が第1誘電部又は第2誘電部の放電空間とは反対側に設けられてもよいし、第6の実施形態のように中間電極が上流側電極に対向する態様において、第1〜第5の実施形態のように下流側電極が第1誘電部又は第2誘電部に埋設されてもよい。   The first to sixth embodiments may be appropriately combined. For example, when the intermediate electrode is embedded in the third dielectric portion, the two dielectric layers (216a, 216b) in the second embodiment (FIG. 2) have different thicknesses, and the two dielectric layers in the same embodiment Features with different dielectric constants of layers, features with different distances between the intermediate electrode and the two downstream electrodes in the third embodiment (FIG. 3), and first downstream in the fifth embodiment (FIG. 5) The features for generating plasma between the side electrode and the second downstream electrode may be appropriately selected and combined with two or more features from these, or the upstream electrode and the intermediate electrode of the sixth embodiment may be combined. It may be applied to a mode in which plasma is generated between. In addition, for example, the feature that the third dielectric portion that covers the intermediate electrode of the fourth embodiment (FIG. 4) is not provided is that the intermediate electrode of the third embodiment (FIG. 3) and the two downstream electrodes are It may be combined with the feature that the distances are different from each other and / or the feature that generates plasma between the first downstream electrode and the second downstream electrode of the fifth embodiment (FIG. 5). The present invention may be applied to a mode in which plasma is generated between the upstream electrode and the intermediate electrode in the embodiment. Further, for example, in the aspect in which the intermediate electrode faces the downstream electrode as in the first to fifth embodiments, the downstream electrode is discharged from the first dielectric part or the second dielectric part as in the sixth embodiment. In the aspect in which the intermediate electrode faces the upstream electrode as in the sixth embodiment, the downstream electrode is the first as in the first to fifth embodiments. It may be embedded in the dielectric part or the second dielectric part.

誘電体の形状は実施形態に例示されたものに限定されない。   The shape of the dielectric is not limited to that exemplified in the embodiment.

例えば、誘電体は、放電空間の入口部分において、上流側ほど高さ方向(z方向)に拡径するように形成されてもよい。この場合、放電空間への被処理流体の流入を容易化できる。なお、上流側電極は、この拡径する内周面に設けられてもよい。この場合、第1上流側電極と第2上流側電極との距離が大きくなるから、これら電極に互いに異なる電位を付与しても、これら電極間にコロナ放電等が生じることを抑制できる。   For example, the dielectric may be formed so as to expand in the height direction (z direction) toward the upstream side at the entrance portion of the discharge space. In this case, inflow of the fluid to be processed into the discharge space can be facilitated. The upstream electrode may be provided on the inner peripheral surface that expands. In this case, since the distance between the first upstream electrode and the second upstream electrode is increased, it is possible to suppress the occurrence of corona discharge or the like between these electrodes even when different potentials are applied to these electrodes.

また、例えば、実施形態では、第3誘電部15C及び/又は中間電極9は、放電空間を下流側においてのみ、又は、上流側においてのみ仕切ったが、第3誘電部及び/又は中間電極9は、放電空間を流れ方向(x方向)の全体に亘って仕切ってもよい。   Further, for example, in the embodiment, the third dielectric portion 15C and / or the intermediate electrode 9 partition the discharge space only on the downstream side or only on the upstream side, but the third dielectric portion and / or the intermediate electrode 9 The discharge space may be partitioned over the entire flow direction (x direction).

また、誘電体は、セラミック多層基板からなるものに限定されない。例えば、誘電体は、金型内に絶縁材料が充填されて形成されるものであってもよい。   Further, the dielectric is not limited to one made of a ceramic multilayer substrate. For example, the dielectric may be formed by filling an insulating material in a mold.

各種電極の誘電体に対する位置は適宜に設定されてよい。   The positions of the various electrodes with respect to the dielectric may be set as appropriate.

例えば、上流側電極(又は下流側電極)は、誘電体の表面に重ねられるのではなく、誘電体の表面に形成された凹部に嵌合され、その表面が誘電体の上面と面一とされていてもよい。この場合、流路抵抗を低減することができる。また、上流側電極は、誘電材料によってコーティングされる(薄膜に覆われる)ことによって、放電空間に露出しないようにされていてもよい。   For example, the upstream electrode (or downstream electrode) is not overlaid on the surface of the dielectric, but is fitted into a recess formed on the surface of the dielectric, and the surface is flush with the top surface of the dielectric. It may be. In this case, the channel resistance can be reduced. Further, the upstream electrode may be prevented from being exposed to the discharge space by being coated with a dielectric material (covered with a thin film).

また、例えば、中間電極は、第3誘電部の第1誘電部側の表面又は第2誘電部側の表面に設けられてもよい。この場合も、第1分岐路と第2分岐路とでプラズマの強さ又は放電開始電圧を異ならせることができる。   For example, the intermediate electrode may be provided on the surface of the third dielectric portion on the first dielectric portion side or on the surface of the second dielectric portion side. Also in this case, the plasma intensity or the discharge start voltage can be made different between the first branch path and the second branch path.

各種の電極は、矩形の平板状等の実施形態において例示した形状に限定されない。また、その大きさ等も適宜に設定されてよい。   The various electrodes are not limited to the shapes exemplified in the embodiment such as a rectangular flat plate shape. Moreover, the magnitude | size etc. may be set suitably.

例えば、上流側電極は、流れ方向(x方向)において殆ど面積を有しない形状とされてもよい。例えば、第1誘電部又は第2誘電部の放電空間側の表面に上流側が下流側よりも高くなる段差を設け、当該段差の下流側に向く面に上流側電極を設けてもよい。この場合、プラズマ発生体の流れ方向の小型化を図りつつ、上流側電極の露出面積を大きくすることができる。   For example, the upstream electrode may have a shape having almost no area in the flow direction (x direction). For example, a step where the upstream side is higher than the downstream side may be provided on the surface of the first dielectric portion or the second dielectric portion on the discharge space side, and an upstream electrode may be provided on the surface facing the downstream side of the step. In this case, the exposed area of the upstream electrode can be increased while reducing the size of the plasma generator in the flow direction.

また、例えば、下流側電極は、側方(y方向の端部側)ほど、イオン風の流れ方向(x方向)において長くなるように形成されてもよい。この場合、上述のように、下流側電極が流れ方向において長くなるほどイオン風は強くなるから、放電空間の側面における圧力損失を補償できる。また、このような下流側電極の平面形状に合わせて、中間電極の平面形状も側方ほど流れ方向に長くされてよい。   Further, for example, the downstream electrode may be formed so as to be longer in the flow direction (x direction) of the ion wind toward the side (end portion side in the y direction). In this case, as described above, the ion wind becomes stronger as the downstream electrode becomes longer in the flow direction, so that the pressure loss on the side surface of the discharge space can be compensated. Further, in accordance with the planar shape of the downstream electrode, the planar shape of the intermediate electrode may be lengthened in the flow direction toward the side.

また、例えば、下流側電極は、下流側ほど放電空間に近づく形状及び/又は配置とされてよい。より詳細には、例えば、下流側電極は、階段状とされたり、流れ方向(x方向)に傾斜する平板状とされたりしてよい。この場合、下流側電極の全体に亘って上流側電極との距離を均一化することができるから、下流側電極上においてイオン風の強さが均一化される。   Further, for example, the downstream electrode may have a shape and / or arrangement that approaches the discharge space toward the downstream side. More specifically, for example, the downstream electrode may have a step shape or a flat plate shape inclined in the flow direction (x direction). In this case, since the distance to the upstream electrode can be made uniform over the entire downstream electrode, the intensity of the ion wind is made uniform on the downstream electrode.

また、例えば、中間電極は、上流側電極及び下流側電極の双方に対向してもよい。なお、この場合、中間電極は、実施形態のように、上流側電極及び下流側電極の一方のみとの間において電圧が印加されて、プラズマの発生に寄与してもよいし、双方の電極との間に電圧が印加されてプラズマの発生に寄与してもよい。   For example, the intermediate electrode may face both the upstream electrode and the downstream electrode. In this case, as in the embodiment, the intermediate electrode may be applied with a voltage between only one of the upstream electrode and the downstream electrode to contribute to the generation of plasma. A voltage may be applied during this period to contribute to the generation of plasma.

また、例えば、下流側電極にのみ対向する中間電極は、下流側電極の下流側部分だけでなく、下流側電極の全体に対向する広さを有していてもよい。なお、この場合、中間電極は、下流側電極の下流側部分にのみ対向する場合に比較して、上流側電極との距離が近づく。このとき、中間電極は、実施形態のように、上流側電極と同電位とされることなどにより上流側電極との間においてはプラズマを発生しないようにされてもよいし、上流側電極との間においてもプラズマを発生するように電位が付与されてもよい。   For example, the intermediate electrode facing only the downstream electrode may have a width facing not only the downstream portion of the downstream electrode but also the entire downstream electrode. In this case, the distance between the intermediate electrode and the upstream electrode is closer than in the case where the intermediate electrode faces only the downstream portion of the downstream electrode. At this time, as in the embodiment, the intermediate electrode may be configured not to generate plasma between the upstream electrode and the like by being set to the same potential as the upstream electrode. An electric potential may be applied so as to generate plasma even in the meantime.

また、実施形態に例示した電極以外の電極が誘電体に設けられてもよい。   Further, electrodes other than those exemplified in the embodiment may be provided on the dielectric.

例えば、下流側電極の下流側に、閉ループを構成しない状態で直流電圧が印加される(直流電源装置の正の端子及び負の端子の一方のみが接続される)直流電極が設けられてもよい。この場合、イオン又は電子を直流電極の形成する電界によって引き付け、イオン風を加速することができる。   For example, a DC electrode to which a DC voltage is applied without forming a closed loop (only one of the positive terminal and the negative terminal of the DC power supply device is connected) may be provided on the downstream side of the downstream electrode. . In this case, ions or electrons can be attracted by the electric field formed by the DC electrode, and the ion wind can be accelerated.

また、例えば、放電空間に露出する中間電極(図4)の下流側に、当該中間電極との間でイオン風を発生する、誘電体により中間電極と隔てられた電極が設けられてもよい。   Further, for example, an electrode that generates an ion wind with the intermediate electrode and separated from the intermediate electrode by a dielectric may be provided on the downstream side of the intermediate electrode (FIG. 4) exposed to the discharge space.

プラズマ発生体は、高さ方向(z方向)において対称の構成又は形状とされていなくてもよい。例えば、第1上流側電極と第2上流側電極とは互いに異なる形状又は大きさであってもよいし、第1下流側電極と第2下流側電極とは互いに異なる形状、大きさ又は埋設深さであってもよい。   The plasma generator may not have a symmetric configuration or shape in the height direction (z direction). For example, the first upstream electrode and the second upstream electrode may have different shapes or sizes, and the first downstream electrode and the second downstream electrode have different shapes, sizes, or embedding depths. It may be.

各種電極に付与される電位の組み合わせは、実施形態に例示されたものに限定されない。   Combinations of potentials applied to various electrodes are not limited to those exemplified in the embodiments.

例えば、既に少し述べたように、上流側電極、下流側電極及び中間電極に互いに異なる電位を付与して、中間電極と上流側電極との間、中間電極と下流側電極との間の双方においてプラズマを発生させてもよい。   For example, as already mentioned a little, different potentials are applied to the upstream electrode, the downstream electrode and the intermediate electrode, both between the intermediate electrode and the upstream electrode, and between the intermediate electrode and the downstream electrode. Plasma may be generated.

より詳細には、例えば、上流側電極、下流側電極及び中間電極に三相交流電極を供給してもよい。また、例えば、上流側電極、下流側電極及び中間電極のいずれか一つに基準電位を付与し、他の2つに極性が逆の変動電位を付与してもよい。なお、2つの変動電位の極性を互いに逆にする方法の例は、第5の実施形態において既に述べた。   More specifically, for example, a three-phase AC electrode may be supplied to the upstream electrode, the downstream electrode, and the intermediate electrode. Further, for example, a reference potential may be applied to any one of the upstream electrode, the downstream electrode, and the intermediate electrode, and a variable potential having a reverse polarity may be applied to the other two electrodes. An example of a method for reversing the polarities of two fluctuation potentials has already been described in the fifth embodiment.

本発明のプラズマ発生体及びプラズマ発生装置の用途は、ガスの改質に限定されるものではない。例えば、本発明のプラズマ発生体は、半導体ウェハの加工等において、小型且つ効率的にプラズマを供給可能なプラズマ供給装置を構成し得る。   Applications of the plasma generator and the plasma generator of the present invention are not limited to gas reforming. For example, the plasma generator of the present invention can constitute a plasma supply apparatus that can supply plasma in a small and efficient manner during processing of a semiconductor wafer or the like.

1…プラズマ発生体、5…上流側電極、7…下流側電極、9…中間電極、11…放電空間、15A…第1誘電部、15B…第2誘電部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma generator, 5 ... Upstream electrode, 7 ... Downstream electrode, 9 ... Intermediate electrode, 11 ... Discharge space, 15A ... 1st dielectric part, 15B ... 2nd dielectric part.

Claims (9)

放電空間内の流れ方向に交差する方向において前記放電空間を挟んで対向する第1誘電部及び第2誘電部と、
前記第1誘電部の前記放電空間側に設けられた第1上流側電極と、
前記第1誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第1上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第1下流側電極と、
前記第2誘電部の前記放電空間側に設けられた第2上流側電極と、
前記第2誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第2上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第2下流側電極と、
前記放電空間内に位置する第3誘電部と、
前記第3誘電部に埋設され、前記第1下流側電極及び前記第2下流側電極に対向する中間電極と、
を有しており、
前記第3誘電部は、前記中間電極に対して前記第1誘電部側となる部分の厚みと、前記中間電極に対して前記第2誘電部側となる部分の厚みとが互いに異なる
プラズマ発生体。
A first dielectric portion and a second dielectric portion facing each other across the discharge space in a direction intersecting a flow direction in the discharge space;
A first upstream electrode provided on the discharge space side of the first dielectric part;
A first downstream electrode provided inside the first dielectric part or on the opposite side of the discharge space, and shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the first upstream electrode;
A second upstream electrode provided on the discharge space side of the second dielectric part;
A second downstream electrode provided inside the second dielectric part or on the opposite side of the discharge space, and shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the second upstream electrode;
A third dielectric portion located in the discharge space;
An intermediate electrode embedded in the third dielectric portion and facing the first downstream electrode and the second downstream electrode;
And have a,
The third dielectric portion is a plasma generator in which a thickness of a portion on the first dielectric portion side with respect to the intermediate electrode and a thickness of a portion on the second dielectric portion side with respect to the intermediate electrode are different from each other. .
放電空間内の流れ方向に交差する方向において前記放電空間を挟んで対向する第1誘電部及び第2誘電部と、
前記第1誘電部の前記放電空間側に設けられた第1上流側電極と、
前記第1誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第1上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第1下流側電極と、
前記第2誘電部の前記放電空間側に設けられた第2上流側電極と、
前記第2誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第2上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第2下流側電極と、
前記放電空間内に位置する第3誘電部と、
前記第3誘電部に埋設され、前記第1下流側電極及び前記第2下流側電極に対向する中間電極と、
を有しており、
前記第3誘電部は、前記中間電極に対して前記第1誘電部側となる部分の誘電率と、前記中間電極に対して前記第2誘電部側となる部分の誘電率とが互いに異なる
ラズマ発生体。
A first dielectric portion and a second dielectric portion facing each other across the discharge space in a direction intersecting a flow direction in the discharge space;
A first upstream electrode provided on the discharge space side of the first dielectric part;
A first downstream electrode provided inside the first dielectric part or on the opposite side of the discharge space, and shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the first upstream electrode;
A second upstream electrode provided on the discharge space side of the second dielectric part;
A second downstream electrode provided inside the second dielectric part or on the opposite side of the discharge space, and shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the second upstream electrode;
A third dielectric portion located in the discharge space;
An intermediate electrode embedded in the third dielectric portion and facing the first downstream electrode and the second downstream electrode;
Have
In the third dielectric portion, a dielectric constant of a portion on the first dielectric portion side with respect to the intermediate electrode is different from a dielectric constant of a portion on the second dielectric portion side with respect to the intermediate electrode.
Flop plasma generator.
前記中間電極と前記第1下流側電極との距離と、前記中間電極と前記第2下流側電極との距離とが互いに異なる
請求項1又は2に記載のプラズマ発生体。
The plasma generator according to claim 1 or 2 , wherein a distance between the intermediate electrode and the first downstream electrode is different from a distance between the intermediate electrode and the second downstream electrode.
放電空間内の流れ方向に交差する方向において前記放電空間を挟んで対向する第1誘電部及び第2誘電部と、
前記第1誘電部の前記放電空間側に設けられた第1上流側電極と、
前記第1誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第1上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第1下流側電極と、
前記第2誘電部の前記放電空間側に設けられた第2上流側電極と、
前記第2誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第2上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第2下流側電極と、
前記放電空間内に位置する第3誘電部と、
前記第3誘電部に埋設され、前記第1上流側電極及び前記第2上流側電極に対向する中間電極と、
を有しており、
前記第3誘電部は、前記中間電極に対して前記第1誘電部側となる部分の厚みと、前記中間電極に対して前記第2誘電部側となる部分の厚みとが互いに異なる
プラズマ発生体。
A first dielectric portion and a second dielectric portion facing each other across the discharge space in a direction intersecting a flow direction in the discharge space;
A first upstream electrode provided on the discharge space side of the first dielectric part;
A first downstream electrode provided inside the first dielectric part or on the opposite side of the discharge space, and shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the first upstream electrode;
A second upstream electrode provided on the discharge space side of the second dielectric part;
A second downstream electrode provided inside the second dielectric part or on the opposite side of the discharge space, and shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the second upstream electrode;
A third dielectric portion located in the discharge space;
An intermediate electrode embedded in the third dielectric portion and facing the first upstream electrode and the second upstream electrode;
And have a,
The third dielectric portion is a plasma generator in which a thickness of a portion on the first dielectric portion side with respect to the intermediate electrode and a thickness of a portion on the second dielectric portion side with respect to the intermediate electrode are different from each other. .
放電空間内の流れ方向に交差する方向において前記放電空間を挟んで対向する第1誘電部及び第2誘電部と、
前記第1誘電部の前記放電空間側に設けられた第1上流側電極と、
前記第1誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第1上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第1下流側電極と、
前記第2誘電部の前記放電空間側に設けられた第2上流側電極と、
前記第2誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第2上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第2下流側電極と、
前記放電空間内に位置する第3誘電部と、
前記第3誘電部に埋設され、前記第1上流側電極及び前記第2上流側電極に対向する中間電極と、
を有しており、
前記第3誘電部は、前記中間電極に対して前記第1誘電部側となる部分の誘電率と、前記中間電極に対して前記第2誘電部側となる部分の誘電率とが互いに異なる
プラズマ発生体。
A first dielectric portion and a second dielectric portion facing each other across the discharge space in a direction intersecting a flow direction in the discharge space;
A first upstream electrode provided on the discharge space side of the first dielectric part;
A first downstream electrode provided inside the first dielectric part or on the opposite side of the discharge space, and shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the first upstream electrode;
A second upstream electrode provided on the discharge space side of the second dielectric part;
A second downstream electrode provided inside the second dielectric part or on the opposite side of the discharge space, and shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the second upstream electrode;
A third dielectric portion located in the discharge space;
An intermediate electrode embedded in the third dielectric portion and facing the first upstream electrode and the second upstream electrode;
And have a,
In the third dielectric portion, a dielectric constant of a portion on the first dielectric portion side with respect to the intermediate electrode is different from a dielectric constant of a portion on the second dielectric portion side with respect to the intermediate electrode.
Plasma generator.
プラズマ発生体と、
前記プラズマ発生体に電圧を印加する電源装置と、
を有し、
前記プラズマ発生体は、
放電空間内の流れ方向に交差する方向において前記放電空間を挟んで対向する第1誘電部及び第2誘電部と、
前記第1誘電部の前記放電空間側に設けられた第1上流側電極と、
前記第1誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第1上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第1下流側電極と、
前記第2誘電部の前記放電空間側に設けられた第2上流側電極と、
前記第2誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第2上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第2下流側電極と、
前記放電空間内に位置し、前記第1下流側電極及び前記第2下流側電極に対向する中間電極と、を有し、
前記電源装置は、前記第1上流側電極と前記第1下流側電極との間、及び、前記第2上流側電極と前記第2下流側電極との間に交流電圧を印加し、前記第1下流側電極と前記中間電極との間にこれら電極間に誘電体バリア放電が生じる大きさの交流電圧を印加し、かつ前記第2下流側電極と前記中間電極との間にこれら電極間に誘電体バリア放電が生じる大きさの交流電圧を印加する
イオン風発生装置。
A plasma generator;
A power supply device for applying a voltage to the plasma generator;
Have
The plasma generator is
A first dielectric portion and a second dielectric portion facing each other across the discharge space in a direction intersecting a flow direction in the discharge space;
A first upstream electrode provided on the discharge space side of the first dielectric part;
A first downstream electrode provided inside the first dielectric part or on the opposite side of the discharge space, and shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the first upstream electrode;
A second upstream electrode provided on the discharge space side of the second dielectric part;
A second downstream electrode provided inside the second dielectric part or on the opposite side of the discharge space, and shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the second upstream electrode;
An intermediate electrode located in the discharge space and facing the first downstream electrode and the second downstream electrode;
The power supply between the first downstream electrode and the first upstream electrode, and an AC voltage is applied between the second upstream-side electrode and the second downstream electrodes, said first dielectric between the electrodes between the downstream electrode and the intermediate electrode an AC voltage of the dielectric barrier discharge occurs magnitude is applied between the electrodes between, and the said second downstream electrode intermediate electrode An ion wind generator that applies AC voltage with a magnitude that causes body barrier discharge .
前記電源装置は、前記第1上流側電極、前記第2上流側電極及び前記中間電極を同電位とし、前記第1下流側電極及び前記第2下流側電極を同電位とする
請求項に記載のイオン風発生装置。
The power supply device, the first upstream electrode, the second upstream electrode and the intermediate electrode at the same potential, wherein the first downstream electrode and the second downstream electrodes to claim 6, same potential Ion wind generator.
前記電源装置は、前記第1下流側電極と前記第2下流側電極との間にも交流電圧を印加する
請求項に記載のイオン風発生装置。
The ion wind generator according to claim 6 , wherein the power supply device also applies an AC voltage between the first downstream electrode and the second downstream electrode.
プラズマ発生体と、A plasma generator;
前記プラズマ発生体に電圧を印加する電源装置と、A power supply device for applying a voltage to the plasma generator;
を有し、Have
前記プラズマ発生体は、The plasma generator is
放電空間内の流れ方向に交差する方向において前記放電空間を挟んで対向する第1誘電部及び第2誘電部と、A first dielectric portion and a second dielectric portion facing each other across the discharge space in a direction intersecting a flow direction in the discharge space;
前記第1誘電部の前記放電空間側に設けられた第1上流側電極と、A first upstream electrode provided on the discharge space side of the first dielectric part;
前記第1誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第1上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第1下流側電極と、A first downstream electrode provided inside the first dielectric part or on the opposite side of the discharge space, and shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the first upstream electrode;
前記第2誘電部の前記放電空間側に設けられた第2上流側電極と、A second upstream electrode provided on the discharge space side of the second dielectric part;
前記第2誘電部の内部又は前記放電空間とは反対側に設けられ、前記第2上流側電極に対して前記放電空間の下流側にずれている第2下流側電極と、A second downstream electrode provided inside the second dielectric part or on the opposite side of the discharge space, and shifted to the downstream side of the discharge space with respect to the second upstream electrode;
前記放電空間内に位置する第3誘電部と、A third dielectric portion located in the discharge space;
前記第3誘電部に埋設され、前記第1上流側電極及び前記第2上流側電極に対向する中間電極と、を有し、An intermediate electrode embedded in the third dielectric portion and opposed to the first upstream electrode and the second upstream electrode;
前記電源装置は、前記第1上流側電極と前記第1下流側電極との間、及び、前記第2上流側電極と前記第2下流側電極との間に交流電圧を印加し、前記第1上流側電極と前記中間電極との間にこれら電極間に誘電体バリア放電が生じる大きさの交流電圧を印加し、かつ前記第2上流側電極と前記中間電極との間にこれら電極間に誘電体バリア放電が生じる大きさの交流電圧を印加するThe power supply device applies an AC voltage between the first upstream electrode and the first downstream electrode and between the second upstream electrode and the second downstream electrode, An AC voltage having a magnitude that causes a dielectric barrier discharge between these electrodes is applied between the upstream electrode and the intermediate electrode, and a dielectric is applied between the second upstream electrode and the intermediate electrode between the electrodes. Apply an AC voltage large enough to cause body barrier discharge
イオン風発生装置。Ion wind generator.
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JP2018035732A (en) * 2016-08-31 2018-03-08 ダイハツ工業株式会社 Plasma reactor and exhaust emission control device
KR102533737B1 (en) * 2020-02-27 2023-05-18 한국핵융합에너지연구원 Plasma generation apparatus

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4847790A (en) * 1971-10-18 1973-07-06
JPS6318371A (en) * 1986-07-11 1988-01-26 Canon Inc Electrostatic discharging device
JP5060163B2 (en) * 2006-04-28 2012-10-31 株式会社東芝 Wings
JP5075476B2 (en) * 2006-05-24 2012-11-21 株式会社東芝 Airflow generating apparatus and airflow generating method
JP5300211B2 (en) * 2007-05-28 2013-09-25 株式会社東芝 Pipe flow control method, pipe element, fluid device, and fluid device system
JP2010232005A (en) * 2009-03-27 2010-10-14 Toto Ltd Blower
CN103109584A (en) * 2010-10-27 2013-05-15 京瓷株式会社 Ion wind generator and ion wind generating device

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