JP6678232B2 - プラズマ発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、反応室の内部で処理ガスをプラズマ化させるプラズマ発生装置に関するものである。

プラズマ発生装置では、例えば、下記特許文献に記載されているように、反応室に複数の電極が配置され、それら複数の電極間に電圧を印加することで、処理ガスがプラズマ化される。

特開２０１２−１４９２７号公報 特開平３−２９０９２８号公報

処理ガスがプラズマ化される際には、比較的高い電圧を印加する必要があり、その印加により放電が生じるため、反応室の壁面が炭化する虞がある。また、効率的にプラズマを発生させるべく、処理ガスが供給される反応室の内部で適切に放電させる必要がある。このように、プラズマ発生装置には、種々の問題があり、それら種々の問題を解決することで、プラズマ発生装置の実用性が向上する。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、実用性の高いプラズマ発生装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本願に記載のプラズマ発生装置は、反応室を有する第１ブロックと、前記反応室に挿入され、処理ガスを前記反応室内でプラズマ化させるための１対の電極と、前記反応室内でプラズマ化されたガスを被処理体にむけて噴出するためのノズルとを備え、前記反応室が、前記１対の電極を挿入するための１対の第１挿入部と、前記１対の第１挿入部を連結するとともに、前記１対の第１挿入部の連結方向と交差する方向において前記１対の第１挿入部より幅狭の第１連結部とに区分けされ、前記１対の第１挿入部の各々と前記第１連結部との連結箇所が、円滑な面であることを特徴とする。

本願に記載のプラズマ発生装置では、１対の挿入部の各々と連結部との連結箇所が、円滑な面とされている。これにより、放電による熱が円滑な面の全体に分散され、放電による炭化が抑制される。

大気圧プラズマ発生装置を示す斜視図である。 分解された状態の大気圧プラズマ発生装置を示す斜視図である。 分解された状態の大気圧プラズマ発生装置を示す斜視図である。 図１のＡＡ線における断面図である。 図１のＢＢ線における断面図である。 緩衝部材の平面図である。 第１連結ブロックの平面図である。 反応室ブロックの平面図である。 第２連結ブロックの平面図である。 ノズルブロックの平面図である。 ノズルブロックが反応室ブロックの下面に積層された状態を示す断面図である。 比較例の反応室ブロックの平面図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

＜大気圧プラズマ発生装置の構成＞
図１乃至図５に、本発明の実施例の大気圧プラズマ発生装置１０を示す。大気圧プラズマ発生装置１０は、大気圧下でプラズマを発生させるための装置である。大気圧プラズマ発生装置１０は、本体ブロック２０と、１対の電極２２と、緩衝部材２６と、第１連結ブロック２８と、反応室ブロック３０と、第２連結ブロック３２と、ノズルブロック３４とを備えている。

なお、図１は、大気圧プラズマ発生装置１０を斜め上方からの視点において示す斜視図である。図２は分解した状態の大気圧プラズマ発生装置１０を斜め上方からの視点において示す斜視図である。図３は分解した状態の大気圧プラズマ発生装置１０を斜め下方からの視点において示す斜視図である。図４は、図１のＡＡ線における断面図である。図５は、図１のＢＢ線における断面図である。また、大気圧プラズマ発生装置１０の幅方向をＸ方向と、大気圧プラズマ発生装置１０の奥行方向をＹ方向と、Ｘ方向とＹ方向とに直行する方向、つまり、上下方向をＺ方向と称する。

本体ブロック２０は、概して直方体形状をなし、耐熱樹脂製の素材により成形されている。本体ブロック２０には、上下方向に貫通し、上面及び下面の概して４隅に開口する４本のボルト穴５０が形成されている。また、本体ブロック２０には、上下方向に貫通し、４本のボルト穴５０のうちのＹ軸方向に並んで形成されている２本のボルト穴５０および、残りの２本のボルト穴５０の間に位置するように、２本の挿入穴５２が形成されている。各挿入穴５２の上端部には、本体ブロック２０の上面から延び出した状態で、円筒状の上部ホルダ５４が固定的に嵌合されている。一方、各挿入穴５２の下端部には、本体ブロック２０の下面から延び出した状態で、円筒状の下部ホルダ５６が固定的に嵌合されている。

円筒形状の上部ホルダ５４には、棒状の導電部５８が挿入されており、上部ホルダ５４によって固定的に保持されている。導電部５８の上端部は、上部ホルダ５４の上端から延び出しており、導電部５８の下端は、挿入穴５２を挿通し、円筒状の下部ホルダ５６の内部にまで延び出している。また、導電部５８の下端には、棒状の電極２２が、導電部５８と同軸的に固定されており、電極２２は、下部ホルダ５６の下端から下方に向かって延び出している。

なお、挿入穴５２の上下方向における中央部には、径の小さな小径部６０が形成されており、小径部６０の内径は、導電部５８の外径と略同じとされている。挿入穴５２の上部は、小径部６０において、導電部５８によって密閉されており、挿入穴５２の小径部６０より下方の部分では、挿入穴５２の内周面と導電部５８の外周面との間には、クリアランスが存在する。また、導電部５８の外径及び、電極２２の外径は、下部ホルダ５６の内径より小さくされている。このため、下部ホルダ５６の内周面と導電部５８および電極２２の外周面との間にもクリアランスが存在する。

また、本体ブロック２０には、Ｘ方向に延びるように、２本の第１ガス流路（図１及び図４では１本の第１ガス流路のみが示されている）６２が形成されている。２本の第１ガス流路６２の一方は、一端部において、本体ブロック２０のＸ方向で対向する１対の側面の一方に開口し、他端部において、２本の挿入穴５２の一方の小径部６０の下方に開口している。また、２本の第１ガス流路６２の他方は、一端部において、本体ブロック２０のＸ方向で対向する１対の側面の他方に開口し、他端部において、２本の挿入穴５２の他方の小径部６０の下方に開口している。

さらに、本体ブロック２０には、上下方向に貫通し、上面及び下面の略中央からＹ軸方向にオフセットされた位置に開口する第２ガス流路６６が形成されている。そして、本体ブロック２０の下面には、第２ガス流路６６の開口から、本体ブロック２０の下面の略中央に至るまで、Ｙ方向に延びるように、連結溝６８が形成されている。

また、緩衝部材２６は、概して板状をなし、シリコン樹脂製の素材により成形されている。緩衝部材２６には、図６に示すように、緩衝部材２６の厚さ方向に貫通する４個のボルト穴７０が、概して４隅に形成されている。なお、図６は、緩衝部材２６を上方からの視点において示す平面図である。また、４個のボルト穴７０の形成ピッチは、本体ブロック２０の４本のボルト穴５０の形成ピッチと同ピッチとされている。

さらに、緩衝部材２６には、概してダンベル形状に切り抜かれた切抜部７２が形成されている。切抜部７２は、緩衝部材２６の厚さ方向に貫通しており、１対の挿入部７６と連結部７８とに区分けされる。挿入部７６は、概して円形に切り抜かれており、挿入部７６の内径は、下部ホルダ５６の外径と略同じである。なお、１対の挿入部７６は、互いに離間した状態で、Ｘ方向に並んで形成されている。また、連結部７８は、概して矩形に切り抜かれており、１対の挿入部７６を連結している。なお、連結部７８は、挿入部７６より幅狭とされており、連結部７８のＹ方向における長さ寸法は、挿入部７６の内径の約１／４とされている。ちなみに、挿入部７６と連結部７８との連結箇所は、円滑に連続しておらず、角部７９となっている。なお、角部７９とは、挿入部７６と連結部７８との連結箇所が面とならずに、線となる部分である。

このような形状の緩衝部材２６は、図４に示すように、４個のボルト穴７０が本体ブロック２０の４本のボルト穴５０と重なるように、本体ブロック２０の下面に積層されている。また、本体ブロック２０の下面に積層された緩衝部材２６の１対の挿入部７６には、本体ブロック２０の２個の下部ホルダ５６が挿通され、緩衝部材２６の下面側に延び出している。さらに、本体ブロック２０の下面に積層された緩衝部材２６の連結部７８は、図５に示すように、本体ブロック２０の連結溝６８と連通している。

また、第１連結ブロック２８は、概して板厚形状をなし、セラミック製の素材により成形されている。なお、第１連結ブロック２８の厚さは、概して１０ｍｍ程度である。第１連結ブロック２８には、図７に示すように、上下方向に延びるとともに、上面の概して４隅に開口する４個のネジ穴８０が形成されている。なお、図７は、第１連結ブロック２８を上方からの視点において示す平面図である。また、４個のネジ穴８０の形成ピッチは、緩衝部材２６の４個のボルト穴７０の形成ピッチと同ピッチとされている。さらに、第１連結ブロック２８には、それら４個のネジ穴８０と異なる位置において、上下方向に延びるとともに、下面の概して４隅に開口する４個のネジ穴８２が形成されている。

また、第１連結ブロック２８には、概してダンベル形状に切り抜かれた切抜部８４が形成されている。切抜部８４は、第１連結ブロック２８の厚さ方向に貫通しており、１対の挿入部８６と連結部８８とに区分けされる。挿入部８６は、概して円柱形状に切り抜かれており、挿入部８６の内径は、下部ホルダ５６の外径と略同じである。なお、１対の挿入部８６は、互いに離間した状態で、Ｘ方向に並んで形成されている。また、連結部８８は、概して直方体形状に切り抜かれており、１対の挿入部８６を連結している。なお、連結部８８は、挿入部８６より幅狭とされており、連結部８８のＹ方向における長さ寸法は、挿入部８６の内径の約１／８とされている。ちなみに、挿入部８６と連結部８８との連結箇所は、円滑に連続しておらず、角部９０となっている。

このような形状の第１連結ブロック２８は、図４に示すように、４個のネジ穴８０が緩衝部材２６の４個のボルト穴７０と重なるように、緩衝部材２６の下面に積層されている。そして、本体ブロック２０の上面から、各ボルト穴５０にボルト（図示省略）が挿入されることで、緩衝部材２６のボルト穴７０を挿通し、第１連結ブロック２８のネジ穴８０において締結される。これにより、本体ブロック２０と緩衝部材２６と第１連結ブロック２８とが、一体化されている。

また、緩衝部材２６の下面に積層された第１連結ブロック２８の１対の挿入部８６には、本体ブロック２０の２個の下部ホルダ５６が挿入されており、下部ホルダ５６の下端と第１連結ブロック２８の下端とが、上下方向において概ね一致している。ただし、下部ホルダ５６の内部に挿入されている電極２２は、第１連結ブロック２８の下面側に延び出している。さらに、緩衝部材２６の下面に積層された第１連結ブロック２８の連結部８８は、図５に示すように、緩衝部材２６の連結部７８と連通している。

また、反応室ブロック３０は、概して板厚形状をなし、セラミック製の素材により成形されている。なお、反応室ブロック３０の厚さは、概して１０ｍｍ程度である。反応室ブロック３０には、図８に示すように、上下方向に貫通し、上面及び下面の概して４隅に開口する４個のボルト穴１００が形成されている。なお、図８は、反応室ブロック３０を上方からの視点において示す平面図である。また、４個のボルト穴１００の形成ピッチは、第１連結ブロック２８の４個のネジ穴８２の形成ピッチと同ピッチとされている。

さらに、反応室ブロック３０には、概してダンベル形状に切り抜かれた切抜部１０２が形成されている。切抜部１０２は、反応室ブロック３０の厚さ方向に貫通しており、１対の挿入部１０６と連結部１０８とに区分けされる。挿入部１０６は、概して円柱形状に切り抜かれており、挿入部１０６の内径は、下部ホルダ５６の外径より小さく、電極２２の外形より大きい。なお、１対の挿入部１０６は、互いに離間した状態で、Ｘ方向に並んで形成されている。一方、連結部１０８は、概して直方体形状に切り抜かれており、１対の挿入部１０６を連結している。なお、連結部１０８は、挿入部１０６より幅狭とされており、連結部１０８のＹ方向における長さ寸法は、挿入部１０６の内径の約１／３とされている。また、連結部１０８のＹ方向における長さ寸法は、電極２２の外径より短くされている。

ちなみに、挿入部１０６と連結部１０８との連結箇所は、円滑な面１１０となっている。つまり、挿入部１０６と連結部１０８との連結箇所に、角部は存在しておらず、尖った部位が存在していない。詳しくは、挿入部１０６は、連結部１０８から離れている個所において、挿入部の内径ｒに応じた曲率Ｒ（＝１／ｒ）で湾曲しているが、連結部１０８に接近するほど、曲率Ｒ（＜１／ｒ）は小さくなる。そして、小さな曲率Ｒ（＜１／ｒ）で、挿入部１０６と連結部１０８とが連結されている。このため、挿入部１０６と連結部１０８とを連結する円滑な面１１０の曲率は、１／ｒ以下となっている。ただし、本発明での円滑な面の曲率Ｒは、１／ｒより大きくてもよいが、単なる面取りを除外するべく、本発明での円滑な面の曲率Ｒは、１／（０．１〜０．５ｒ）以下であることが好ましい。また、挿入部１０６と連結部１０８との連結箇所の円滑性を担保するべく、挿入部１０６の内壁面と連結部１０８の内壁面とのなす角度（鈍角）αは、最小値で１１０〜１３０度以上であることが好ましい。

このような形状の反応室ブロック３０は、４個のボルト穴１００が第１連結ブロック２８の４個のネジ穴８２と重なるように、第１連結ブロック２８の下面に積層されている。また、第１連結ブロック２８の下面に積層された反応室ブロック３０の１対の挿入部１０６には、図４に示すように、第１連結ブロック２８の下面から延び出す電極２２が挿通されている。さらに、第１連結ブロック２８の下面に積層された反応室ブロック３０の連結部１０８は、図５に示すように、第１連結ブロック２８の連結部８８と連通している。

また、第２連結ブロック３２は、概して板厚形状をなし、セラミック製の素材により成形されている。なお、第２連結ブロック３２の厚さは、概して５ｍｍ程度である。第２連結ブロック３２には、図９に示すように、上下方向に貫通し、上面及び下面の概して４隅に開口する４個のボルト穴１２０が形成されている。なお、図９は、第２連結ブロック３２を上方からの視点において示す平面図である。また、４個のボルト穴１２０の形成ピッチは、反応室ブロック３０の４個のボルト穴１００の形成ピッチと同ピッチとされている。

さらに、第２連結ブロック３２には、上下方向に貫通する複数の連通穴１２２が形成されている。複数の連通穴１２２は、Ｙ方向における中央部において、Ｘ方向に並ぶように形成されている。また、各連通穴１２２の内径は、約０．５〜１ｍｍとされており、上縁部および下縁部において面取りされている。

このような形状の第２連結ブロック３２は、４個のボルト穴１２０が反応室ブロック３０の４個のボルト穴１００と重なるように、反応室ブロック３０の下面に積層されている。また、反応室ブロック３０の下面に積層された第２連結ブロック３２の複数の連通穴１２２は、図４及び図５に示すように、反応室ブロック３０の１対の挿入部１０６及び連結部１０８と連通している。

また、ノズルブロック３４は、概して板状をなし、セラミック製の素材により成形されている。ノズルブロック３４には、図１０に示すように、上下方向に貫通し、上面及び下面の概して４隅に開口する４個のボルト穴１３０が形成されている。なお、図１０は、ノズルブロック３４を上方からの視点において示す平面図である。また、４個のボルト穴１３０の形成ピッチは、第２連結ブロック３２の４個のボルト穴１２０の形成ピッチと同ピッチとされている。

さらに、ノズルブロック３４には、上下方向に貫通するスリット状のノズル穴１３２が形成されている。ノズル穴１３２は、Ｙ方向における中央部において、Ｘ方向に延びるように形成されている。また、ノズル穴１３２のＹ方向における幅寸法は、約０．５ｍｍとされており、ノズル穴１３２のＸ方向における長さ寸法は、第２連結ブロック３２の複数の連通穴１２２のＸ方向における一端から他端までの長さ寸法と略同じとされている。なお、ノズル穴１３２は、上縁部において面取りされている。

このような形状のノズルブロック３４は、４個のボルト穴１３０が第２連結ブロック３２の４個のボルト穴１２０と重なるように、第２連結ブロック３２の下面に積層されている。そして、ノズルブロック３４の下面から、各ボルト穴１３０にボルト（図示省略）が挿入されることで、第２連結ブロック３２のボルト穴１２０及び、反応室ブロック３０のボルト穴１００を挿通し、第１連結ブロック２８のネジ穴８２において締結される。これにより、第１連結ブロック２８と反応室ブロック３０と第２連結ブロック３２とノズルブロック３４とが、一体化されている。

また、第２連結ブロック３２の下面に積層されたノズルブロック３４のノズル穴１３２は、図４及び図５に示すように、第２連結ブロック３２の複数の連通穴１２２と連通している。なお、第１連結ブロック２８と反応室ブロック３０と第２連結ブロック３２とノズルブロック３４とが一体化された際に、反応室ブロック３０の挿入部１０６に挿入された電極２２の下端面と、第２連結ブロック３２の上面との間の距離は、約２〜３ｍｍとされている。

＜大気圧プラズマ発生装置によるプラズマ照射＞
大気圧プラズマ発生装置１０は、液体にプラズマを照射する装置であり、反応室ブロック３０の切抜部１０２と第１連結ブロック２８の下面と第２連結ブロック３２の上面とによって区画された反応室１４０において処理ガスがプラズマ化され、ノズルブロック３４のノズル穴１３２からプラズマが照射される。以下に、大気圧プラズマ発生装置１０によるプラズマ照射について、詳しく説明する。

大気圧プラズマ発生装置１０では、本体ブロック２０の側面に開口する第１ガス流路６２に、窒素等の不活性ガスが、処理ガスとして供給される。第１ガス流路６２に供給された不活性ガスは、挿入穴５２に流入し、下部ホルダ５６と導電部５８との間及び、下部ホルダ５６と電極２２との間を介して、反応室ブロック３０の挿入部１０６、つまり、反応室１４０に供給される。また、本体ブロック２０の上面に開口する第２ガス流路６６に、酸素等を含む活性ガスが、処理ガスとして供給される。第２ガス流路６６に供給された活性ガスは、連結溝６８と連結部７８と連結部８８とを介して、反応室ブロック３０の連結部１０８、つまり、反応室１４０に供給される。なお、第１ガス流路６２への不活性ガスの供給量、および、第２ガス流路６６への活性ガスの供給量は、約２Ｌ／分とされている。

また、反応室１４０では、１対の電極２２に電圧が印加されており、１対の電極２２間に電流が流れる。これにより、１対の電極２２間に疑似アーク放電が生じ、その放電により、処理ガスがプラズマ化される。なお、疑似アーク放電とは、通常のアーク放電のように大電流が流れないように、プラズマ電源で電流を制限しながら放電させる方式のものである。この際、疑似アーク放電は、おもに、反応室１４０の連結部１０８で生じるため、効率的に処理ガスがプラズマ化される。詳しくは、上述したように、連結部１０８のＹ方向における長さ寸法は、電極２２の外径より短くされている。そして、連結部１０８の両端に連続する１対の挿入部１０６に１対の電極２２が挿入されている。このため、連結部１０８の全域および、挿入部１０６から連結部１０８に連続する壁面に沿って疑似アーク放電が生じる。また、連結部１０８は、挿入部１０６より幅狭とされることで、連結部１０８の容積が小さくされている。このため、小さな容積の処理ガスが、連結部１０８の全域および、挿入部１０６から連結部１０８に連続する壁面に沿ってプラズマ化されることで、効率的に処理ガスがプラズマ化される。さらに言えば、電極２２は反応室１４０の底部に近い箇所、つまり、反応室１４０からプラズマが排出される第２連結ブロック３２の連通穴１２２に近い箇所にまで延び出しており、その箇所において放電される。このため、プラズマ化されたガスに含まれるラジカルの活性を低下させることなく、反応室１４０から排出することが可能となる。

反応室１４０で発生したプラズマは、第２連結ブロック３２の複数の連通穴１２２に流入する。そして、プラズマは、ノズルブロック３４のノズル穴１３２から噴出され、被処理体としての液体に、プラズマが照射される。なお、一般的な大気圧プラズマ発生装置では、処理ガスの供給量が３０Ｌ／分とされているが、大気圧プラズマ発生装置１０では、処理ガスの供給量、つまり、第１ガス流路６２への不活性ガスの供給量、および、第２ガス流路６６への活性ガスの供給量は、約２Ｌ／分とされている。これにより、大気圧プラズマ発生装置１０では、ノズル穴１３２から噴出されるプラズマの風量が抑えられ、プラズマ照射される液体の波立ち、つまり、波紋の発生を抑制することが可能となる。さらに、大気圧プラズマ発生装置１０では、プラズマを噴出するノズル穴１３２がスリット形状とされている。これにより、ノズル穴１３２からプラズマが幅広に照射され、気流の乱れが抑制されることで、プラズマ照射される液体の波立ちを、更に抑制することが可能となる。

このように大気圧プラズマ発生装置１０では、スリット状のノズル穴１３２からプラズマが噴出されるため、第２連結ブロック３２によって、疑似アーク放電の飛び出しが防止されている。詳しくは、例えば、図１１に示すように、反応室ブロック３０の下面に、ノズルブロック３４が積層された大気圧プラズマ発生装置において、１対の電極２２に電圧が印加されると、１対の電極２２の間に生じる疑似アーク放電１４６が、反応室１４０から飛び出し、ノズル穴１３２の内部、さらには、ノズルブロック３４の下端面にまで至る場合がある。つまり、大気圧プラズマ発生装置の外部にまで、疑似アーク放電１４６が飛び出す虞がある。

このように、反応室１４０の外部、特に、大気圧プラズマ発生装置１０の外部において疑似アーク放電１４６が生じると、高いエネルギーが分散され、適切に処理ガスをプラズマ化することができない。また、反応室１４０の外部では、処理ガスの濃度が低いため、適切に処理ガスをプラズマ化することができない。さらに言えば、反応室１４０の外部で疑似アーク放電１４６により処理ガスがプラズマ化されても、プラズマに含まれるラジカルが酸素と反応し、オゾンとなり、プラズマ照射の効果が低下する。

このようなことに鑑みて、大気圧プラズマ発生装置１０では、反応室ブロック３０とノズルブロック３４との間に、第２連結ブロック３２が配設されており、第２連結ブロック３２に複数の連通穴１２２が形成されている。このため、電極２２への印加により生じた疑似アーク放電１４６は、連通穴１２２と連通穴１２２との間に存在する壁によって、反応室１４０の外部への飛び出しが防止される。特に、連通穴１２２の内径は、０．５〜１ｍｍ程度と小さくされているため、疑似アーク放電１４６の反応室１４０の外部への飛び出しが、適切に防止される。これにより、反応室１４０の内部において、疑似アーク放電１４６を生じさせ、効率よく、処理ガスをプラズマ化することが可能となる。

また、大気圧プラズマ発生装置１０では、上述したように、反応室１４０の連結部１０８が狭くされており、連結部１０８の全域および、挿入部１０６から連結部１０８に連続する壁面に沿って放電が生じ、効率的に処理ガスがプラズマ化される。この際、セラミック製の反応室ブロック３０の反応室１４０の壁面は炭化する虞がある。特に、例えば、挿入部１０６から連結部１０８に連続する壁面に角部が存在すると、その角部に放電による熱が集中し、著しく炭化する虞がある。

具体的には、例えば、図１２に示す反応室ブロック１５０には、反応室ブロック３０の切抜部１０２と略同形状の切抜部１５２が形成されている。この反応室ブロック１５０は、反応室ブロック３０の切抜部１０２と同様に、１対の挿入部１５４と連結部１５６とに区分けされるが、挿入部１５４と連結部１５６との連結箇所は、反応室ブロック３０の切抜部１０２と異なり、円滑に連続しておらず、角部１５８となっている。なお、挿入部１５４と連結部１５６とは、角部１５８を介して連続するため、挿入部１５４の内壁面と連結部１５６の内壁面とのなす角度（鈍角）βは、最小値で９０〜１００度程度になる。

このような形状の切抜部１５２、つまり、反応室１６０において、１対の挿入部１５４に１対の電極２２が挿入され、それら１対の電極２２に電圧が印加された場合には、挿入部１５４から連結部１５６に連続する壁面に沿って放電が生じる。この際、角部１５８に放電による熱が集中し、角部１５８が炭化する。図中の符号１６２は、炭化した箇所を示している。このように、角部１５８が炭化すると、炭化した箇所が炭化導電路となり、適切な放電が生じない虞がある。このため、反応室ブロック１５０を交換する必要があるが、ランニングコストが高くなる虞がある。

このようなことに鑑みて、大気圧プラズマ発生装置１０では、図８に示すように、反応室ブロック３０の切抜部１０２において、挿入部１０６と連結部１０８との連結箇所は、円滑な面１１０とされている。このため、放電による熱が円滑な面１１０の全体に分散され、放電による炭化が抑制される。これにより、反応室ブロック３０の耐久性が向上し、ランニングコストを低くすることが可能となる。

なお、緩衝部材２６および、第１連結ブロック２８では、放電が生じないため、挿入部７６と連結部７８との連結箇所が角部７９とされ、挿入部８６と連結部８８との連結箇所も角部９０とされている。つまり、緩衝部材２６および、第１連結ブロック２８では、放電による炭化を考慮する必要が無いため、挿入部７６と連結部７８との連結箇所および、挿入部８６と連結部８８との連結箇所は、敢えて円滑な面とされていない。これにより、緩衝部材２６および、第１連結ブロック２８の作製コストを下げることが可能となる。

さらに言えば、反応室１４０の連結部１０８には、処理ガスとして、酸素を含む活性ガスが供給されることで、ラジカルを含むプラズマを好適に発生させることが可能となっている。一方、反応室１４０の挿入部１０６には、処理ガスとして、酸素を含まない不活性ガスが供給される。このため、電極２２は、不活性ガスにより覆われることで、電極２２の酸化が防止され、電極２２の耐久性も向上する。

ちなみに、上記実施例において、大気圧プラズマ発生装置１０は、プラズマ発生装置の一例である。電極２２は、電極の一例である。第１連結ブロック２８は、第２ブロックの一例である。反応室ブロック３０は、第１ブロックの一例である。第２連結ブロック３２は、板状部材の一例である。ノズルブロック３４は、ノズルの一例である。挿入部８６は、第２挿入部の一例である。連結部８８は、第２連結部の一例である。角部９０は、角部の一例である。挿入部１０６は、第１挿入部の一例である。連結部１０８は、第１連結部の一例である。円滑な面１１０は、円滑な面の一例である。連通穴１２２は、連通孔の一例である。ノズル穴１３２は、ノズル口の一例である。反応室１４０は、反応室の一例である。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、大気圧プラズマ発生装置１０の被処理体として、液体が挙げられているが、液体以外の種々のものにプラズマを照射することが可能である。なお、被処理体が電子部品等である場合には、第２連結ブロック３２とノズルブロック３４との間に、アース板を配設することが望ましい。

また、上記実施例では、第２連結ブロック３２の厚さが約５ｍｍとされているが、任意の厚さにすることが可能である。ただし、第２連結ブロック３２が薄すぎると、疑似アーク放電１４６の飛び出しを適切に防止できない虞がある。一方、第２連結ブロック３２が厚すぎると、プラズマに含まれるラジカルが失活する虞がある。このため、第２連結ブロック３２の厚さは、２〜２０ｍｍ程度であることが好ましい。

また、上記実施例では、反応室１４０に複数の経路、具体的には、第１ガス流路６２と１対の第２ガス流路６６とを介して、処理ガスが供給されているが、１の経路を介して、反応室１４０に処理ガスを供給することが可能である。

また、上記実施例では、本発明が大気圧プラズマ発生装置１０に適用されているが、減圧下でプラズマを発生させるプラズマ発生装置に、本発明を適用することが可能である。また、上記実施例では、プラズマの放電方式として、疑似アーク放電が採用されているが、通常のアーク放電、つまり、大電流を流すことで放電させる方式の放電を採用することが可能である。なお、アーク放電は、陰極から電子を放出させる放電であり、大電流により温度が高い特徴を有する。このため、溶接，溶融炉等に用いられる。また、ホローカソード放電を採用することも可能である。ホローカソード放電とは、筒状（ホロー）の陰極（カソード）を用いた放電であり、陰極を筒状の中空形状とすることで、電子をトラップし易く、高密度のプラズマを生成することが可能となる。さらに言えば、誘電体バリア放電を採用することも可能である。誘電体バリア放電では、１対の電極の間に誘電体（ガラス，セラミック等の電気を通さないもの）が載置され、アーク放電のように電極間で電子が飛ばないようにバリアされる。そして、電極間に高周波電圧が印加され、電極間の電圧が、ガスの放電破壊電圧以上になると、放電が発生する。ただし、電極間は誘電体によりバリアされているため、放電は直ぐに終了する。このため、高周波電圧による放電回数を増加することで、プラズマの高密度化が図られる。また、アーク放電のように電極から電子が放出されないため、電極へのダメージが無い。

１０：大気圧プラズマ発生装置（プラズマ発生装置） ２２：電極 ２８：第１連結ブロック（第２ブロック） ３０：反応室ブロック（第１ブロック） ３２：第２連結ブロック（板状部材） ３４：ノズルブロック（ノズル） ８６：挿入部（第２挿入部） ８８：連結部（第２連結部） ９０：角部 １０６：挿入部（第１挿入部） １０８：連結部（第１連結部） １１０：円滑な面 １２２：連通穴（連結孔） １３２：ノズル穴（ノズル口） １４０：反応室

Claims (4)

1. 反応室を有する第１ブロックと、
   前記反応室に挿入され、処理ガスを前記反応室内でプラズマ化させるための１対の電極と、
   前記反応室内でプラズマ化されたガスを被処理体にむけて噴出するためのノズルと
   を備え、
   前記反応室が、
   前記１対の電極を挿入するための１対の第１挿入部と、
   前記１対の第１挿入部を連結するとともに、前記１対の第１挿入部の連結方向と交差する方向において前記１対の第１挿入部より幅狭の第１連結部とに区分けされ、
   前記１対の第１挿入部の各々と前記第１連結部との連結箇所が、円滑な面であることを特徴とするプラズマ発生装置。
2. 前記ノズルが、スリット状のノズル口を有し、
   前記プラズマ発生装置が、
   前記反応室と前記ノズル口とを連通する複数の連通孔を有し、前記第１ブロックと前記ノズルとの間に配設される板状部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ発生装置。
3. 前記プラズマ発生装置が、
   （ａ）前記１対の第１挿入部に連通し、前記１対の電極が挿入される１対の第２挿入部と、（ｂ）前記第１連結部に連通し、前記１対の第２挿入部を連結するとともに、前記１対の第２挿入部の連結方向と交差する方向において前記１対の第２挿入部より幅狭の第２連結部とに区分けされる第２ブロックを備え、
   前記１対の第２挿入部の各々と前記第２連結部との連結箇所が、角部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ発生装置。
4. 前記第２連結部を介して、前記反応室の前記第１連結部に処理ガスとして、活性ガスが供給され、
   前記第２挿入部を介して、前記反応室の前記第１挿入部に処理ガスとして、不活性ガスが供給されることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ発生装置。

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