JP7049777B2 - プラズマリアクタ - Google Patents

Description

本発明は、プラズマリアクタに関するものであり、特には、内燃機関（エンジン）の排ガスを浄化するための装置に好適なプラズマリアクタに関するものである。

従来、エンジンや焼却炉の排ガスをプラズマ場に通すことにより、排ガス中に含まれているＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）及びＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）などの有害物質を処理するプラズマリアクタが提案されている。

例えば、放電電極が形成された複数のセラミックパネルを積層し、隣接するセラミックパネル間に電圧を印加して誘電体バリア放電による低温プラズマ（非平衡プラズマ）を発生させることにより、セラミックパネル間を流れる排ガス中のＰＭを酸化して除去するプラズマリアクタが種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、特許文献１に記載のプラズマリアクタは、保持部材を介して複数のセラミックパネル（電極）を積層した構造を有するセラミックパネル積層体や、セラミックパネル積層体を収容するためのケースや、ケース及びセラミックパネル積層体の間に介在されるマットなどを備えている。また、特許文献１に記載のプラズマリアクタでは、枠体とケース体（ケース）との間に固定マット（マット）が介在されており、枠体は、固定マットを介してケース体に接触している。

特許第４４４８０９７号公報（図１，図９等）

ところが、特許文献１に記載の従来技術では、保持部材とセラミックパネルとの隙間から煤（ＰＭ）を含んだ排ガスが漏れる虞がある。この場合、プラズマリアクタによる排ガスの浄化効率が低下してしまうという問題がある。また、特許文献１では、セラミックパネルがマットのみにより保持されるため、セラミックパネルの保持力が小さい。このため、プラズマリアクタを車両等に搭載して使用する際には、排ガスの圧力により、セラミックパネルの位置ずれが生じる虞がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガスの浄化効率を向上させることができ、かつ信頼性を向上させることが可能なプラズマリアクタを提供することにある。

上記課題を解決するための手段（手段１）としては、放電電極を有する複数のセラミックパネルを積層した構造を有し、隣接する前記セラミックパネル間に形成されたガス流路にガスを流して電圧を印加することによりプラズマを発生させるセラミックパネル積層体を備えるプラズマリアクタであって、前記セラミックパネル積層体は、前記ガス流路の上流側に位置する上流側端面と、前記ガス流路の下流側に位置する下流側端面とを有し、前記セラミックパネルは、厚さ方向において互いに反対側に位置する一対の主面と、面方向において前記ガス流路を挟んで互いに反対側に位置する一対の端面と、面方向において前記ガス流路を挟んで互いに反対側に位置する一対の端部とを有し、前記一対の端部にそれぞれ設けられた突条を介して、隣接する前記セラミックパネルに対して積層されており、前記突条は、前記セラミックパネルにおいて前記一対の端面よりも内側に配置され、かつ前記ガス流路に沿って延びており、隣接する前記突条に対向する内側面と、前記突条の幅方向において前記内側面の反対側に位置する外側面とを有し、前記複数のセラミックパネルは、前記一対の端部に形成された無機接着材層を介して互いに固定保持され、前記無機接着材層の少なくとも一部は、上層側の前記セラミックパネルの前記主面と、下層側の前記セラミックパネルの前記主面と、前記突条の前記外側面とによって囲まれた凹部内に充填され、前記無機接着材層は、前記上流側端面において前記ガス流路の開口部を囲む領域に形成されていることを特徴とするプラズマリアクタがある。

従って、上記手段１に記載の発明では、複数のセラミックパネルが、一対の端部に形成された無機接着材層を介して互いに固定保持されるため、隣接するセラミックパネル間に生じる隙間からのガスの漏れを、無機接着材層によって遮断することができる。その結果、隣接するセラミックパネル間に形成されたガス流路を流れるガスを浄化する場合に、ガスの浄化を効率良く行うことができる。また、無機接着材層の接着力により、複数のセラミックパネルを確実に固定保持することができる。よって、ガスの圧力がセラミックパネルに作用したとしても、セラミックパネルの位置ずれが無機接着材層の接着力によって抑制される。ゆえに、プラズマリアクタの信頼性を向上させることができる。

上記プラズマリアクタを構成するセラミックパネル積層体は、放電電極を有する複数のセラミックパネルを積層した構造を有する。放電電極の形成材料としては、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）などを挙げることができる。

また、セラミックパネルは、厚さ方向において互いに反対側に位置する一対の主面を有し、無機接着材層の少なくとも一部は、上層側のセラミックパネルの主面と、下層側のセラミックパネルの主面との間に充填されている。この場合、無機接着材層は、上層側のセラミックパネルの主面と下層側のセラミックパネルの主面とに密着するようになる。その結果、セラミックパネルと無機接着材層との接触面積が大きくなるため、複数のセラミックパネルを強固に固定保持することができる。

さらに、セラミックパネルは、面方向においてガス流路を挟んで互いに反対側に位置する一対の端面を有し、一対の端部にそれぞれ設けられた突条を介して、隣接するセラミックパネルに対して積層されており、突条は、セラミックパネルにおいて一対の端面よりも内側に配置され、かつガス流路に沿って延びており、隣接する突条に対向する内側面と、突条の幅方向において内側面の反対側に位置する外側面とを有し、無機接着材層の少なくとも一部は、上層側のセラミックパネルの主面と、下層側のセラミックパネルの主面と、突条の外側面とによって囲まれた凹部内に充填されている。この場合、無機接着材層は、上層側のセラミックパネルの主面と下層側のセラミックパネルの主面とに加えて、突条の外側面にも密着するようになる。その結果、セラミックパネルと無機接着材層との接触面積がいっそう大きくなるため、複数のセラミックパネルをより強固に固定保持することができる。

ここで、複数のセラミックパネルは、面方向において互いに反対側に位置する一対の端面を有し、無機接着材層は、一対の端面を覆うように形成されていることが好ましい。このようにした場合、無機接着材層は、セラミックパネルの一対の端面に密着するようになる。その結果、セラミックパネルと無機接着材層との接触面積を確実に確保できるため、複数のセラミックパネルを強固に固定保持することができる。

なお、端面に形成されている無機接着材層の厚さは、凹部の深さより小さくてもよい。このようにすれば、隣接するセラミックパネル間の熱膨張差に起因する応力が生じた際に、凹部に充填されている無機接着材層に殆どの応力が集中するため、端面に形成されている無機接着材層には、応力が集中しにくくなる。その結果、隣接するセラミックパネル間に応力が作用することに起因する、セラミックパネルでの割れ等の発生を防止することができる。さらに、端面に形成されている無機接着材層の厚さは、例えば０ｍｍであってもよい。即ち、端面は、無機接着材層に覆われることなく露出していてもよい。このようにした場合、凹部にのみ無機接着材層が形成されるため、凹部に充填されている無機接着材層のみが応力を緩和するようになる。その結果、隣接するセラミックパネル間、ひいては、セラミックパネル積層体全体に作用する応力を、無機接着材層によっていっそう容易に緩和することができる。

また、セラミックパネル積層体は、ガス流路の上流側に位置する上流側端面と、ガス流路の下流側に位置する下流側端面とを有し、無機接着材層は、上流側端面においてガス流路の開口部を囲む領域に形成されている。このようにすれば、上流側端面からセラミックパネル間に生じた隙間に侵入するガスを、上流側端面に形成した無機接着材層によって遮断することができる。その結果、プラズマリアクタの上流側から流れてきたガスが確実にガス流路内に導かれるようになるため、ガスの浄化をより効率良く行うことができる。

さらに、無機接着材層は、下流側端面においてガス流路の開口部を囲む領域に形成されていてもよい。このようにすれば、隣接するセラミックパネル間に生じた隙間に侵入して下流側端面から流出するガスを、下流側端面に形成した無機接着材層によって遮断することができる。その結果、浄化されていないガスのプラズマリアクタ外への流出が防止されるため、ガスの浄化を確実に行うことができる。

上記課題を解決するための別の手段（手段２）としては、放電電極を有する複数のセラミックパネルを積層した構造を有し、隣接する前記セラミックパネル間に形成されたガス流路にガスを流して電圧を印加することによりプラズマを発生させるセラミックパネル積層体を備えるプラズマリアクタであって、前記セラミックパネル積層体は、前記ガス流路の上流側に位置する上流側端面と、前記ガス流路の下流側に位置する下流側端面と、前記上流側端面及び前記下流側端面の間に位置する複数のガス非通過面とを有し、前記セラミックパネルは、厚さ方向において互いに反対側に位置する一対の主面と、面方向において前記ガス流路を挟んで互いに反対側に位置する一対の端面と、面方向において前記ガス流路を挟んで互いに反対側に位置する一対の端部とを有し、前記一対の端部にそれぞれ設けられた突条を介して、隣接する前記セラミックパネルに対して積層されており、前記突条は、前記セラミックパネルにおいて前記一対の端面よりも内側に配置され、かつ前記ガス流路に沿って延びており、隣接する前記突条に対向する内側面と、前記突条の幅方向において前記内側面の反対側に位置する外側面とを有し、前記複数のセラミックパネルは、前記一対の端部に形成された無機接着材層を介して互いに固定保持され、前記無機接着材層の少なくとも一部は、上層側の前記セラミックパネルの前記主面と、下層側の前記セラミックパネルの前記主面と、前記突条の前記外側面とによって囲まれた凹部内に充填され、前記無機接着材層は、前記ガス非通過面の一部を覆うように形成されていることを特徴とするプラズマリアクタがある。上記手段２に記載の発明では、無機接着材層の形成材料の使用量を削減できるため、プラズマリアクタの製造コストを低く抑えることができる。

ここで、無機接着材層の形成材料は、無機粉末、無機繊維及び無機バインダーの少なくとも１つを含むことが好ましい。このようにすれば、セラミックパネル積層体全体に作用する応力を、無機接着材層によって確実に緩和できるため、応力に起因するセラミックパネルでの割れ等の発生が確実に抑制される。ゆえに、プラズマリアクタの信頼性がよりいっそう向上する。

なお、無機粉末の粒子径は、０．０１μｍ以上１００μｍ以下、特には０．１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。仮に、無機粉末の粒子径が０．０１μｍ未満になると、無機接着材層に気泡が発生しやすくなる。一方、無機粉末の粒子径が１００μｍよりも大きくなると、複数のセラミックパネルを無機接着材層を介して固定保持したとしても、十分な保持力を得られなくなる。また、無機接着材層の熱伝導率が低下してしまう。

また、無機繊維の繊維長は、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、特には０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。仮に、繊維長が０．１ｍｍ未満になると、複数のセラミックパネルを無機接着材層を介して固定保持したとしても、十分な保持力を得られなくなる。また、無機接着材層のヤング率が高くなってしまう。さらに、無機接着材層の乾燥焼成時において、無機接着材層内に空気が抜ける通路を十分に確保できないため、気泡が発生しやすくなる。一方、繊維長が１０ｍｍよりも大きくなると、無機繊維が毛玉状になるため、無機粉末を無機接着材層内に分散させることが困難になる。また、無機繊維が毛玉状になって嵩張ることから、無機接着材層を薄くできないため、無機接着材層に気泡やクラックが発生しやすくなる。

なお、無機粉末は、アルミナ、シリカ、ジルコニア及びムライトから選択される少なくとも１種以上のセラミック粒子からなり、無機繊維は、アルミナ、シリカ及びムライトから選択される少なくとも１種以上のセラミックファイバーからなり、無機バインダーは、珪酸ナトリウム、珪酸リチウム、珪酸カリウムから選択される少なくとも１種以上の珪酸アルカリからなることが好ましい。このようにすれば、複数のセラミックパネルを無機接着材層を介して固定保持する際に、高い保持力を得ることができる。ゆえに、プラズマリアクタの信頼性がよりいっそう向上する。

具体的に言うと、無機接着材層は、固形分で２０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下、特には、固形分で３ｗｔ％以上４７ｗｔ％以下のアルミナ粉末を含有することが好ましい。仮に、アルミナ粉末の含有量が２０ｗｔ％未満になると、無機接着材層の熱膨張率が低下してしまう。一方、アルミナ粉末の含有量が７０ｗｔ％よりも大きくなると、上記した保持力が低下してしまう。また、無機接着材層は、固形分で０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下、特には、固形分で１１ｗｔ％以上１７ｗｔ％以下のシリカ粉末を含有することが好ましい。仮に、シリカ粉末の含有量が３０ｗｔ％よりも大きくなると、無機接着材層の熱膨張率が増加するとともに、無機接着材層の熱伝導率が低下してしまう。さらに、無機接着材層は、固形分で５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下、特には、固形分で１１ｗｔ％以上１７ｗｔ％以下のアルミナファイバーを含有することが好ましい。仮に、アルミナファイバーの含有量が５ｗｔ％未満になると、無機接着材層のヤング率が高くなってしまう。一方、アルミナファイバーの含有量が３０ｗｔ％よりも大きくなると、上記した保持力が低下してしまう。また、無機接着材層は、固形分で１０ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下、特には、固形分で２０ｗｔ％以上２６ｗｔ％以下の珪酸ナトリウムを含有することが好ましい。仮に、珪酸ナトリウムの含有量が１０ｗｔ％未満になると、上記した保持力が低下してしまう。一方、珪酸ナトリウムの含有量が４０ｗｔ％よりも大きくなると、無機接着材層の熱伝導率及び熱膨張率が低下してしまう。また、無機接着材層の乾燥焼成時に気泡が発生しやすくなる。

第１実施形態におけるプラズマリアクタを示す概略断面図。 プラズマリアクタを示す平面図。 プラズマリアクタを示す斜視図。 セラミックパネル積層体がケースに収容されている状態を示す斜視図。 セラミックパネル積層体、クランプ及び電源供給端子を示す平面図。 セラミックパネル積層体、クランプ及び電源供給端子を示す斜視図。 セラミックパネル積層体及びクランプを示す概略断面図。 電極パネルを示す斜視図。 第２実施形態におけるセラミックパネル積層体及びクランプを示す概略断面図。 セラミックパネル積層体を示す要部断面図。 他の実施形態において、セラミックパネル積層体及びクランプを示す概略断面図。 セラミックパネル積層体を示す要部断面図。 他の実施形態において、セラミックパネル積層体を示す概略断面図。 他の実施形態において、セラミックパネル積層体及び無機接着材層を示す概略側面図。 他の実施形態において、セラミックパネル積層体及び無機接着材層を示す概略側面図。 他の実施形態において、セラミックパネル積層体及び無機接着材層を示す概略側面図。 他の実施形態において、セラミックパネル積層体及び無機接着材層を示す概略側面図。

［第１実施形態］
以下、本発明のプラズマリアクタ１を具体化した第１実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１～図４に示されるように、本実施形態のプラズマリアクタ１は、自動車のエンジン（図示略）の排ガスに含まれているＰＭを除去する装置であり、排気管２に取り付けられている。プラズマリアクタ１は、電源３、ケース１０及びセラミックパネル積層体２０を備えている。

ケース１０は、例えばステンレス鋼を用いて矩形筒状に形成されている。ケース１０の第１端部（図１では左端部）には第１コーン部１１が接続され、ケース１０の第２端部（図１では右端部）には第２コーン部１２が接続されている。さらに、第１コーン部１１は、排気管２の上流側部分４（エンジン側の部分）に接続され、第２コーン部１２は、排気管２の下流側部分５（エンジン側とは反対側の部分）に接続されている。なお、エンジンからの排ガスは、排気管２の上流側部分４から第１コーン部１１を介してケース１０内に流入し、ケース１０内を通過した後、第２コーン部１２を介して排気管２の下流側部分５に流出する。

図４に示されるように、セラミックパネル積層体２０は、ケース１０内に収容されており、ケース１０とセラミックパネル積層体２０との間にはマット８が介在されている。マット８は、セラミックパネル積層体２０をケース１０に固定する機能を有している。ここで、マット８を構成する材料としては、例えば、セラミック繊維、金属繊維、発泡金属等の絶縁材料を用いることができる。

図１，図４～図６に示されるように、セラミックパネル積層体２０は、排ガスが流入する上流側端面２１と、排ガスが流出する下流側端面２２と、４つのガス非通過面２３，２４，２５，２６とを有する略直方体状を成している。上流側端面２１及び下流側端面２２は、セラミックパネル積層体２０において互いに反対側に位置している。一方、各ガス非通過面２３～２６は、上流側端面２１と下流側端面２２との間に位置している。

また、セラミックパネル積層体２０は、複数の電極パネル３０（セラミックパネル）と、各電極パネル３０よりも外層側に位置する一対の外層パネル５０とを積層した構造を有している。各パネル３０，５０は、上流側端面２１側から下流側端面２２側に流れる排ガスの通過方向Ｆ１（第１コーン部１１から第２コーン部１２に向かう方向）と平行に配置されており、互いに隙間（本実施形態では、０．５ｍｍの隙間）を有するように配置されている。詳述すると、セラミックパネル積層体２０は、隣接する電極パネル３０間に、排ガスが通過するガス流路２７を有している。ガス流路２７の上流側には上流側端面２１が位置しており、ガス流路２７の下流側には下流側端面２２が位置している。

図１に示されるように、各電極パネル３０には、セラミックパネル積層体２０の厚さ方向に沿って第１の配線６及び第２の配線７が交互に電気的に接続されている。第１の配線６は、電源３の第１の端子に電気的に接続され、第２の配線７は、電源３の第２の端子に電気的に接続されている。

図１，図８に示されるように、本実施形態の電極パネル３０は、第１主面３１、第２主面３２、第１端面３７及び第２端面３８を有し、縦１００ｍｍ×横１２０ｍｍの略矩形板状を成している。第１主面３１及び第２主面３２は、電極パネル３０の厚さ方向において互いに反対側に位置している。また、第１端面３７及び第２端面３８は、面方向においてガス流路２７を挟んで互いに反対側に位置している。さらに、電極パネル３０は、矩形板状の誘電体３３に放電電極３４（厚さ１０μｍ）を内蔵してなる構造を有している。本実施形態において、誘電体３３はアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等のセラミックからなり、放電電極３４はタングステン（Ｗ）からなっている。

図７，図８に示されるように、電極パネル３０は、第１端部９１に第１突条９２を有するとともに、第２端部１０１に第２突条１０２を有している。なお、第１突条９２（第１端部９１）及び第２突条１０２（第２端部１０１）は、面方向においてガス流路２７を挟んで互いに反対側に位置している。即ち、突条９２，１０２は、ガス流路２７に沿って延びている。また、電極パネル３０は、突条９２，１０２を介して、隣接する電極パネル３０に対して積層されている。なお、本実施形態の突条９２，１０２は、第２主面３２から突出しており、電極パネル３０と一体になっている。そして、両突条９２，１０２間の領域は凹部３５となっている。凹部３５は、電極パネル３０の横方向に延びており、電極パネル３０の両端面にて開口している。そして、本実施形態のセラミックパネル積層体２０では、凹部３５の内側面と下層側に隣接する電極パネル３０の第１主面３１との間に、上記したガス流路２７が構成される。なお、セラミックパネル積層体２０を構成する最下層の電極パネル３０には、下層側に電極パネル３０が存在しないため、凹部３５が形成されていない。

図８に示されるように、第１突条９２は、隣接する突条（ここでは第２突条１０２）に対向する内側面９４と、第１突条９２の幅方向において内側面９４の反対側に位置する外側面９５とを有している。第１突条９２は、外側面９５が電極パネル３０の第１端面３７と一致するように配置されている。なお、本実施形態の第１突条９２は、長さ１２０ｍｍ×幅１５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍである。一方、第２突条１０２も、隣接する突条（ここでは第１突条９２）に対向する内側面１０４と、第２突条１０２の幅方向において内側面１０４の反対側に位置する外側面１０５とを有している。第２突条１０２は、外側面１０５が電極パネル３０の第２端面３８と一致するように配置されている。なお、本実施形態の第２突条１０２は、長さ１２０ｍｍ×幅１５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍである。

図７，図８に示されるように、両突条９２，１０２には、第１主面３１側と第２主面３２側とを導通させる導通構造４０がそれぞれ１つずつ設けられている。各導通構造４０は、スルーホール導体４１、第１パッド４２及び第２パッド４３を備えている。スルーホール導体４１は、第１突条９２または第２突条１０２を厚さ方向に貫通している。そして、一方の導通構造４０に設けられたスルーホール導体４１は、放電電極３４から外周側に延出する延出部３６を貫通している。また、第１パッド４２は、第１主面３１に形成されており、スルーホール導体４１の第１主面３１側端部に対して電気的に接続されている。一方、第２パッド４３は、突条９２，１０２の先端面に形成されており、スルーホール導体４１の第２主面３２側端部に対して電気的に接続されている。なお、第１パッド４２及び第２パッド４３は、それぞれ長方形状を成しており、表面にＮｉ等のめっきが施されている。

図１，図４～図７に示されるように、本実施形態の外層パネル５０は、第１主面５１及び第２主面５２を有し、縦１００ｍｍ×横１２０ｍｍの略矩形板状を成している。第１主面５１及び第２主面５２は、外層パネル５０の厚さ方向において互いに反対側に位置している。なお、本実施形態の外層パネル５０には、凹部３５と同様の凹部は形成されていない。

また、外層パネル５０は、矩形板状の誘電体５３によって構成されている。本実施形態において、誘電体５３はアルミナ等のセラミックからなっている。即ち、本実施形態の外層パネル５０は、電極パネル３０と同じ材料を用いて形成されている。なお、本実施形態の誘電体５３には、放電電極３４と同様の放電電極は内蔵されていない。

図７に示されるように、外層パネル５０の両端部分には、第１主面５１側と第２主面５２側とを導通させる導通構造８０がそれぞれ１つずつ設けられている。各導通構造８０は、スルーホール導体８１、第１パッド８２及び第２パッド８３を備えている。スルーホール導体８１は、外層パネル５０を厚さ方向に貫通している。第１パッド８２は、第１主面５１に形成されており、スルーホール導体８１の第１主面５１側端部に対して電気的に接続されている。そして、下層側の外層パネル５０の第１主面５１に形成された第１パッド８２は、最下層の電極パネル３０に形成された第２パッド４３に接触するようになっている。一方、第２パッド８３は、第２主面５２に形成されており、スルーホール導体８１の第２主面５２側端部に対して電気的に接続されている。そして、上層側の外層パネル５０の第２主面５２に形成された第２パッド８３は、最上層の電極パネル３０に形成された第１パッド４２に接触するようになっている。なお、第１パッド８２及び第２パッド８３は、それぞれ長方形状を成しており、表面にＮｉ等のめっきが施されている。

図５～図７に示されるように、プラズマリアクタ１は、各パネル３０，５０（セラミックパネル積層体２０）をガス非通過面２４側から挟み込んで固定する１つの第１クランプ６１と、各パネル３０，５０をガス非通過面２６側から挟み込んで固定する１つの第２クランプ６２とを備えている。各クランプ６１，６２は、金属板（例えば、ＳＵＳ４３０等の材料からなるステンレス板）を折り曲げることによって形成されている。なお、各クランプ６１，６２は、各パネル３０，５０を積層方向に挟み込む機能に加えて、放電電極３４に電気的に接続する機能を有している。

また、各クランプ６１，６２は、板部材６３及び押さえ板６４を備えている。板部材６３は、パネル３０，５０の積層方向に延びている。押さえ板６４は、板部材６３と一体に形成され、板部材６３の両端部に配置されている。各押さえ板６４は、弾性を有しており、折り返し構造を有する板ばねである。なお、各押さえ板６４は、上層側の外層パネル５０の第１主面５１に形成された第１パッド８２、または、下層側の外層パネル５０の第２主面５２に形成された第２パッド８３に圧接している。

図２～図６に示されるように、プラズマリアクタ１は、一対の電源供給端子７１，７２を備えている。本実施形態の電源供給端子７１，７２は、スパークプラグと同様の構造を有している。詳述すると、電源供給端子７１，７２は、外部接続部、金属粉末を含む導電性シール、絶縁体、主体金具、滑石、パッキン類等を備えている。外部接続部は、導電性シールを介して中心軸７３に接続されている。中心軸７３は、片側の端部が絶縁体内に配置されている。なお、電源供給端子は、本実施形態のものに限定される訳ではなく、絶縁体によって外部接続部とケース１０との間が絶縁されている構造であれば、他の構造であってもよい。

また、電源供給端子７１は、基端部（中心軸７３）が第１クランプ６１の板部材６３の中央部に電気的に接続され、先端部がケース１０から露出している。同様に、電源供給端子７２は、基端部（中心軸７３）が第２クランプ６２の板部材６３の中央部に電気的に接続され、先端部がケース１０から露出している。そして、各電源供給端子７１，７２は、互いに反対方向に突出している。なお、本実施形態では、電源供給端子７１の先端部が第１の配線６（図１参照）に接続されるとともに、電源供給端子７２の先端部が第２の配線７（図１参照）に接続されるようになっている。

図４～図７に示されるように、プラズマリアクタ１は、第１端部９１に形成された第１無機接着材層１１１（厚さ０．５ｍｍ）と、第２端部１０１に形成された第２無機接着材層１１２（厚さ０．５ｍｍ）とを備えている。各無機接着材層１１１，１１２は、各パネル３０，５０を互いに固定保持するようになっている。第１無機接着材層１１１は、第１端面３７全体、ひいては、ガス非通過面２４全体を覆うように形成されている。第２無機接着材層１１２は、第２端面３８全体、ひいては、ガス非通過面２６全体を覆うように形成されている。また、無機接着材層１１１，１１２の一部は、上流側端面２１において複数のガス流路２７の開口部２８を囲む領域を覆うように形成されている。具体的に言うと、第１無機接着材層１１１の一部は、上流側端面２１において開口部２８よりもガス非通過面２４寄りの領域を覆うように形成され、第２無機接着材層１１２の一部は、上流側端面２１において開口部２８よりもガス非通過面２６寄りの領域を覆うように形成されている。

なお、各無機接着材層１１１，１１２の形成材料は、無機粉末、無機繊維及び無機バインダーを含んでいる。具体的に言うと、無機接着材層１１１，１１２は、固形分で４０．１ｗｔ％のアルミナ粉末、及び、固形分で１３．３ｗｔ％のシリカ粉末を無機粉末として含有している。また、無機接着材層１１１，１１２は、固形分で１３．３ｗｔ％のアルミナファイバーを無機繊維として含有している。さらに、無機接着材層１１１，１１２は、固形分で２２．１ｗｔ％の珪酸ナトリウムを無機バインダーとして含有している。

なお、図１に示されるように、本実施形態のプラズマリアクタ１は、例えば、排ガスに含まれているＰＭを除去するために用いられる。この場合、電源３から隣接する電極パネル３０間にパルス電圧（例えば、ピーク電圧：５ｋＶ（５０００Ｖ）、パルス繰返し周波数：１００Ｈｚ）が印加されると、誘電体バリア放電が生じ、放電電極３４間に誘電体バリア放電によるプラズマが発生する。そして、プラズマの発生により、ガス流路２７を流れる排ガスに含まれるＰＭが酸化（燃焼）されて除去される。

次に、プラズマリアクタ１の製造方法を説明する。

まず、アルミナ粉末を主成分とするセラミック材料を用いて、誘電体３３となる第１～第３のセラミックグリーンシートを形成する。なお、セラミックグリーンシートの形成方法としては、テープ成形や押出成形などの周知の成形法を用いることができる。そして、各セラミックグリーンシートに対してレーザ加工を行い、スルーホール導体４１用の貫通孔を形成する。なお、貫通孔の形成を、パンチング加工、ドリル加工等によって行ってもよい。

次に、従来周知のペースト印刷装置（図示略）を用いて、スルーホール導体４１用の貫通孔に導電性ペースト（本実施形態では、タングステンペースト）を充填し、スルーホール導体４１となる未焼成のスルーホール導体部を形成する。

次に、第１のセラミックグリーンシートを支持台（図示略）に載置する。さらに、ペースト印刷装置を用いて、第１のセラミックグリーンシートの裏面上に導電性ペーストを印刷する。その結果、第１のセラミックグリーンシートの裏面上に、放電電極３４となる厚さ１０μｍの未焼成電極が形成される。なお、第１のセラミックグリーンシートに対する未焼成電極の印刷方法としては、スクリーン印刷などの周知の印刷法を使用することができる。

そして、導電性ペーストの乾燥後、未焼成電極が印刷された第１のセラミックグリーンシートの裏面上に、第２のセラミックグリーンシート及び第３のセラミックグリーンシートを順番に積層し、シート積層方向に押圧力を付与する。その結果、各セラミックグリーンシートが一体化され、セラミック積層体が形成される。さらに、ペースト印刷装置を用いて、第１のセラミックグリーンシートの主面上に導電性ペーストを印刷し、未焼成の第１パッド４２を形成するとともに、第３のセラミックグリーンシートの裏面上に導電性ペーストを印刷し、未焼成の第２パッド４３を形成する。なお、第３のセラミックグリーンシートは、凹部３５の形状に合わせた打抜加工を施した後に積層される。

また、第１～第３のセラミックグリーンシートを形成する手法と同様の手法を用いて、外層パネル５０となる第４のセラミックグリーンシートを形成する。そして、第４のセラミックグリーンシートに対してレーザ加工を行い、スルーホール導体８１用の貫通孔を形成する。次に、ペースト印刷装置を用いて、スルーホール導体８１用の貫通孔に導電性ペーストを充填し、スルーホール導体８１となる未焼成のスルーホール導体部を形成する。

次に、第４のセラミックグリーンシートを支持台に載置する。さらに、ペースト印刷装置を用いて、第４のセラミックグリーンシートの主面上に導電性ペーストを印刷し、未焼成の第１パッド８２を形成するとともに、第４のセラミックグリーンシートの裏面上に導電性ペーストを印刷し、未焼成の第２パッド８３を形成する。

次に、周知の手法に従って乾燥工程や脱脂工程などを行った後、セラミックグリーンシート及び未焼成電極をアルミナ及びタングステンが焼結しうる所定の温度（例えば、１４００℃～１６００℃程度）に加熱する同時焼成を行う。その結果、第１～第３のセラミックグリーンシート中のアルミナ、及び、導電性ペースト中のタングステンが同時焼結し、誘電体３３、放電電極３４、スルーホール導体４１、第１パッド４２及び第２パッド４３が同時焼成によって形成され、第１～第３のセラミックグリーンシートが電極パネル３０となる。このとき、第３のセラミックグリーンシートは第１突条９２及び第２突条１０２となる。また、第４のセラミックグリーンシート中のアルミナ、及び、導電性ペースト中のタングステンが同時焼結し、誘電体５３、スルーホール導体８１、第１パッド８２及び第２パッド８３が同時焼成によって形成され、第４のセラミックグリーンシートが外層パネル５０となる。その後、積層工程を行い、得られたパネル３０，５０を複数枚積層して、セラミックパネル積層体２０を形成する。

次に、平均粒子径が２μｍのアルミナ粉末（２３．３ｗｔ％、固形分で４０．１ｗｔ％）、平均粒子径が２μｍのシリカ粉末（７．７ｗｔ％、固形分で１３．３ｗｔ％）、平均繊維長が０．５ｍｍのアルミナファイバー（７．７ｗｔ％、固形分で１３．３ｗｔ％）、ＳｉＯ_２／Ｎａ_２Ｏモル比が３．１以上３．３以下の珪酸ナトリウム（３２．１ｗｔ％、固形分で２２．１ｗｔ％）、硬化補助材である酸化亜鉛（６．６ｗｔ％、固形分で１１．３ｗｔ％）を、水（２２．７ｗｔ％）を用いて混練する。そして、混練したものをペースト状に成形することにより、無機接着材を得る。次に、得られた無機接着材を、セラミックパネル積層体２０のガス非通過面２４全体とガス非通過面２６全体とに塗布する。さらに、塗布した無機接着材を、大気雰囲気下にて２５℃で１２時間乾燥した後、４００℃で２時間焼成する。その結果、無機接着材が硬化して無機接着材層１１１，１１２となり、パネル３０，５０が、無機接着材層１１１，１１２を介して互いに固定保持される。このとき、無機粉末（アルミナ粉末及びシリカ粉末）と無機繊維（アルミナファイバー）との交錯点に存在する無機バインダー（珪酸ナトリウム）が加熱によってセラミック化され、無機粉末及び無機繊維がセラミックパネル積層体２０に接合する。

次に、クランプ６１，６２を用いて、複数の電極パネル３０及び一対の外層パネル５０を積層方向に挟み込んで固定する。このとき、クランプ６１，６２を構成する一対の押さえ板６４が、上層側の外層パネル５０に形成された第１パッド８２と、下層側の外層パネル５０に形成された第２パッド８３とに圧接する。さらに、溶接等を行うことにより、第１クランプ６１を構成する板部材６３の中央部に電源供給端子７１の中心軸７３を電気的に接続するとともに、第２クランプ６２を構成する板部材６３の中央部に電源供給端子７２の中心軸７３を電気的に接続する。次に、セラミックパネル積層体２０の外表面と無機接着材層１１１，１１２の外表面とを覆うようにマット８を取り付けた後、マット８の外表面を覆うようにケース１０を取り付ける。その後、電源供給端子７１の先端部に第１の配線６を接続するとともに、電源供給端子７２の先端部に第２の配線７を接続する。以上のプロセスを経て、プラズマリアクタ１が完成する。

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態のプラズマリアクタ１では、各パネル３０，５０が、一対の端部９１，１０１に形成された無機接着材層１１１，１１２を介して互いに固定保持されている。このため、隣接する電極パネル３０間に生じる隙間からの排ガスの漏れや、電極パネル３０と外層パネル５０との間に生じる隙間からの排ガスの漏れを、無機接着材層１１１，１１２によって遮断することができる。その結果、排ガスの浄化を効率良く行うことができる。また、無機接着材層１１１，１１２の接着力により、各パネル３０，５０を確実に固定保持することができる。よって、排ガスの圧力が各パネル３０，５０に作用したとしても、各パネル３０，５０の位置ずれが無機接着材層１１１，１１２の接着力によって抑制される。ゆえに、プラズマリアクタ１の信頼性を向上させることができる。

（２）本実施形態では、無機接着材層１１１，１１２の形成材料に含まれる無機粉末として、アルミナ粉末だけでなくシリカ粉末も用いている。この場合、シリカが珪酸アルカリ（ここでは珪酸ナトリウム）とシロキサン結合を作る可能性が高いため、無機接着材層１１１，１１２の強度が向上する。

（３）例えば、特開昭５２－３２８５号公報に記載の無機接着材、例えば、固形分で無機粉末や無機繊維が８０ｗｔ％以上、固形分で無機バインダーが１０ｗｔ％以下、無機繊維の長さが８０μｍ以下となる無機接着材を用いて各パネル３０，５０を固定保持する場合、高温となるプラズマリアクタ１の駆動時において、無機接着材に気泡やクラックが発生する。その結果、各パネル３０，５０の保持力が不十分となるため、パネル３０，５０の位置ずれや、気泡及びクラックからの排ガスの漏れが生じてしまい、プラズマリアクタ１の信頼性が低下する虞がある。そこで、本実施形態では、各パネル３０，５０を固定保持する無機接着材層１１１，１１２として、固形分で無機粉末であるアルミナ粉末が８０ｗｔ％未満（４０．１ｗｔ％）、固形分で無機粉末であるシリカ粉末が８０ｗｔ％未満（１３．３ｗｔ％）、固形分で無機繊維であるアルミナファイバーが８０ｗｔ％未満（１３．３ｗｔ％）、固形分で無機バインダーである珪酸ナトリウムが１０ｗｔ％よりも大きい値（２２．１ｗｔ％）であって、無機繊維の長さが８０μｍよりも大きい値（平均繊維長０．５ｍｍ）となる無機接着材を用いている。その結果、高温時における無機接着材層１１１，１１２での気泡やクラックの発生が防止されるため、信頼性に優れたプラズマリアクタ１を得ることができる。

（４）本実施形態のプラズマリアクタ１は、第１コーン部１１及び第２コーン部１２を介して排気管２に取り付けられている。その結果、排気管２の上流側部分４→第１コーン部１１→プラズマリアクタ１→第２コーン部１２→排気管２の下流側部分５の順番に排ガスが流れる排ガス流路内の抵抗が低減されるため、排ガス流路内における圧力損失を抑えることができる。ひいては、圧力損失に伴うエンジンの出力低下も防止することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、前記第１実施形態と相違する部分を中心に説明する。本実施形態では、セラミックパネル積層体の構成が前記第１実施形態とは異なっている。

詳述すると、図９，図１０に示されるセラミックパネル積層体１２０において、電極パネル１２１（セラミックパネル）の第１端部１２２に設けられた第１突条１２３は、外側面１２４が電極パネル１２１の第１端面１２５よりも２ｍｍだけ内側となるように配置されている。一方、電極パネル１２１の第２端部１２６に設けられた第２突条１２７は、外側面１２８が電極パネル１２１の第２端面１２９よりも２ｍｍだけ内側となるように配置されている。

また、セラミックパネル積層体１２０には、各電極パネル１２１を互いに固定保持する無機接着材層１３０，１３１が形成されている。各無機接着材層１３０，１３１は、上層側の電極パネル１２１の第２主面１３２と、下層側の電極パネル１２１の第１主面１３３との間に充填されている。詳述すると、第１無機接着材層１３０は、上層側の電極パネル１２１の第２主面１３２と、下層側の電極パネル１２１の第１主面１３３と、第１突条１２３の外側面１２４とによって囲まれた第１凹部１３４内に充填されている。なお、第１端面１２５は、第１無機接着材層１３０に覆われることなく露出している。即ち、第１端面１２５に形成されている第１無機接着材層１３０の厚さは、０ｍｍであり、第１凹部１３４の深さＤ１（本実施形態では２ｍｍ）よりも小さくなっている。同様に、第２無機接着材層１３１は、上層側の電極パネル１２１の第２主面１３２と、下層側の電極パネル１２１の第１主面１３３と、第２突条１２７の外側面１２８とによって囲まれた第２凹部１３５内に充填されている。なお、第２端面１２９は、第２無機接着材層１３１に覆われることなく露出している。即ち、第２端面１２９に形成されている第２無機接着材層１３１の厚さは、０ｍｍであり、第２凹部１３５の深さＤ２（本実施形態では２ｍｍ）よりも小さくなっている。

従って、本実施形態では、無機接着材層１３０，１３１が、上層側の電極パネル１２１の第２主面１３２と下層側の電極パネル１２１の第１主面１３３とに加えて、突条１２３，１２７の外側面１２４，１２８にも密着する。その結果、電極パネル１２１と無機接着材層１３０，１３１との接触面積がいっそう大きくなるため、各電極パネル１２１をより強固に固定保持することができる。また、凹部１３４，１３５にのみ無機接着材層１３０，１３１が形成され、電極パネル１２１の端面１２５，１２９は、無機接着材層１３０，１３１に覆われることなく露出している。この場合、隣接する電極パネル１２１間が、無機接着材層１３０，１３１によって固定されている訳ではないため、隣接する電極パネル１２１間の熱膨張差に起因する応力が生じたとしても、電極パネル１２１での割れ等の発生が抑制される。

次に、無機接着材の評価方法及びその結果を説明する。

まず、測定用サンプルを次のように準備した。上記各実施形態の無機接着材とほぼ同じ無機接着材を準備し、これを実施例１とした。また、平均粒子径が２μｍのアルミナ粉末（３１ｗｔ％、固形分で５３．４ｗｔ％）、平均繊維長が０．５ｍｍのアルミナファイバー（７．７ｗｔ％、固形分で１３．３ｗｔ％）、ＳｉＯ_２／Ｎａ_２Ｏモル比が３．１以上３．３以下の珪酸ナトリウム（３２．１ｗｔ％、固形分で２２．１ｗｔ％）、硬化補助材である酸化亜鉛（６．６ｗｔ％、固形分で１１．３ｗｔ％）を、水（２２．７ｗｔ％）を用いて混練してペースト状にすることにより、無機接着材を準備し、これを実施例２とした。さらに、平均粒子径が５μｍのアルミナ粉末（２３．３ｗｔ％、固形分で４０．１ｗｔ％）、平均粒子径が５μｍのシリカ粉末（７．７ｗｔ％、固形分で１３．３ｗｔ％）、平均繊維長が０．５ｍｍのアルミナファイバー（７．７ｗｔ％、固形分で１３．３ｗｔ％）、ＳｉＯ_２／Ｎａ_２Ｏモル比が３．１以上３．３以下の珪酸ナトリウム（３２．１ｗｔ％、固形分で２２．１ｗｔ％）、硬化補助材である酸化亜鉛（６．６ｗｔ％、固形分で１１．３ｗｔ％）を、水（２２．７ｗｔ％）を用いて混練してペースト状にすることにより、無機接着材を準備し、これを実施例３とした。また、平均粒子径が２μｍのアルミナ粉末（１８．８ｗｔ％、固形分で３０．４ｗｔ％）、平均粒子径が２μｍのシリカ粉末（６．２ｗｔ％、固形分で１０．１ｗｔ％）、平均繊維長が１０μｍのアルミナファイバー（６．２ｗｔ％、固形分で１０．１ｗｔ％）、ＳｉＯ_２／Ｎａ_２Ｏモル比が３．１以上３．３以下の珪酸ナトリウム（６３．４ｗｔ％、固形分で４０．９ｗｔ％）、硬化補助材である酸化亜鉛（５．３ｗｔ％、固形分で８．６ｗｔ％）を混練してペースト状にすることにより、無機接着材を準備し、これを比較例とした。

次に、各測定用サンプル（実施例１～３、比較例）の引張強度及びヤング率を測定した。詳述すると、２枚のアルミナパネル（長さ４０ｍｍ×幅４０ｍｍ×厚さ２ｍｍ）を、隙間を有するように並べて配置し、隙間に対して、無機接着材（測定用サンプル）を長さ２０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ１ｍｍの範囲に塗布した。次に、塗布した無機接着材を、乾燥、焼成させることにより、アルミナパネルを繋ぎ合わせてなるテストピースを得た。そして、テストピースを構成する２枚のアルミナパネルを互いに逆方向に引っ張ることにより、引張強度及びヤング率を測定した。以上の結果を表１に示す。

さらに、各測定用サンプルの無機接着材中に気泡があるか否かを確認した。まず、１０枚のアルミナパネル（長さ７０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍ）を、幅方向に交互に２ｍｍずつずらしながら積層することにより、セラミックパネル積層体を形成した。次に、セラミックパネル積層体の側面（長さ７０ｍｍ）に対して無機接着材（測定用サンプル）を塗布した。具体的には、アルミナパネルを幅方向にずらしながら積層することによって生じた凹み部分（長さ７０ｍｍ×深さ２ｍｍ×高さ０．５ｍｍ）に対して、無機接着材を注入した。そして、塗布した無機接着材を、乾燥、焼成させた後、無機接着材中の気泡の有無を確認した。以上の結果を表１に示す。

その結果、実施例１～３の無機接着材は、比較例の無機接着材と比較して、気泡が発生せず、引張強度が高いことが確認された。即ち、実施例１～３の無機接着材を用いてアルミナパネルを固定保持すれば、十分な保持力が得られることが確認された。また、実施例１～３は、比較例よりもヤング率が低いことが確認された。その結果、実施例１～３の無機接着材は、比較例の無機接着材よりもセラミックパネル積層体の応力緩和に対して優位に働くことが確認された。

なお、上記各実施形態を以下のように変更してもよい。

・上記第２実施形態のセラミックパネル積層体１２０では、無機接着材層１３０，１３１が凹部１３４，１３５内に充填されており、端面１２５，１２９が、無機接着材層１３０，１３１に覆われることなく露出していた。しかし、図１１，図１２のセラミックパネル積層体１４０に示されるように、無機接着材層１４１は、凹部１４２内に充填されるとともに、一対の端面１４３を覆うように形成されていてもよい。なお、端面１４３に形成されている無機接着材層１４１の厚さＴ１は、凹部１４２の深さＤ３よりも小さいことが好ましい。このようにすれば、隣接する電極パネル１２１間の熱膨張差に起因する応力が生じた際に、凹部１４２に充填されている無機接着材層１４１に殆どの応力が集中するため、端面１４３に形成されている無機接着材層１４１には、応力が集中しにくくなる。その結果、隣接する電極パネル１２１間に応力が作用することに起因する、電極パネル１２１での割れ等の発生を防止することができる。

・上記第２実施形態のセラミックパネル積層体１２０では、突条１２３，１２７を一対の端面１２５，１２９よりも内側に配置することにより、凹部１３４，１３５を形成していた。しかし、図１３のセラミックパネル積層体１５０に示されるように、電極パネル１５１（セラミックパネル）を幅方向に交互にずらしながら積層することによって凹部１５２を形成し、凹部１５２内に無機接着材層１５３を充填してもよい。

・上記各実施形態では、無機接着材層１１１，１１２，１３０，１３１とクランプ６１，６２との両方を用いて、電極パネル３０，１２１及び外層パネル５０を互いに固定保持していた。このようにすれば、各パネル３０，５０，１２１をより確実に保持することができる。しかしながら、クランプ６１，６２を用いる場合には、押さえ板６４が、いわゆる「点当り」に近い状態でセラミックパネル積層体２０，１２０に圧接するため、セラミックパネル積層体２０，１２０の最外層に位置するパネル（外層パネル５０）に応力集中が生じ、外層パネル５０に割れ等が生じることがある。

そこで、上記各実施形態において、クランプ６１，６２を省略するようにしてもよい。このようにすれば、外層パネル５０での割れ等の発生が防止されるため、プラズマリアクタ１の信頼性を向上させることができる。また、クランプ６１，６２を省略した場合であっても、無機接着材層１１１，１１２，１３０，１３１を用いて各パネル３０，５０，１２１を確実に固定保持することができる。

・上記各実施形態では、無機接着材層１１１，１１２，１３０，１３１の一部が、上流側端面２１においてガス流路２７の開口部２８（図４参照）を囲む領域Ａ１（図５参照）に形成されていた。しかし、無機接着材層１１１，１１２，１３０，１３１は、領域Ａ１にではなく、下流側端面２２においてガス流路２７の開口部を囲む領域Ａ２（図５参照）に形成されていてもよい。また、無機接着材層１１１，１１２，１３０，１３１は、領域Ａ１と領域Ａ２との両方に形成されていてもよい。

・上記第１実施形態では、第１無機接着材層１１１が、セラミックパネル積層体２０のガス非通過面２４全体を覆うように形成されるとともに、第２無機接着材層１１２が、セラミックパネル積層体２０のガス非通過面２６全体を覆うように形成されていた。しかし、無機接着材層は、ガス非通過面の一部を覆うように形成されていてもよい。例えば、図１４に示されるように、無機接着材層１６１は、セラミックパネル積層体１６０のガス非通過面１６２の上流側端部（上流側端面１６３側の端部）と下流側端部（下流側端面１６４側の端部）とを覆うように形成されていてもよい。また、無機接着材層１７１は、セラミックパネル積層体１７０のガス非通過面１７２の上流側端部のみを覆うように形成されていてもよいし（図１５参照）、ガス非通過面１７２の下流側端部のみを覆うように形成されていてもよいし（図１６参照）、ガス非通過面１７２の中央部（上流側端部と下流側端部との間の領域）のみを覆うように形成されていてもよい（図１７参照）。

・上記各実施形態のセラミックパネル積層体２０，１２０では、突条９２，１０２，１２３，１２７が電極パネル３０，１２１と一体になっていたが、突条９２，１０２，１２３，１２７は、電極パネル３０，１２１とは別体になっていてもよい。

・上記各実施形態の電極パネル３０，１２１では、突条９２，１０２，１２３，１２７が第２主面３２，１３２側に突出していた。しかし、突条９２，１０２，１２３，１２７は、第１主面３１，１３３側に突出していてもよいし、第１主面３１，１３３側及び第２主面３２，１３２側の両方に突出していてもよい。

・上記各実施形態のセラミックパネル積層体２０，１２０は、複数の電極パネル３０，１２１と一対の外層パネル５０とを積層した構造を有していた。しかし、セラミックパネル積層体は、一対の外層パネル５０を有しない積層体であってもよい。

・上記各実施形態の電極パネル３０，１２１は、誘電体３３に放電電極３４を内蔵することによって構成されていた。しかし、誘電体３３の表面に放電電極３４を形成することによって電極パネルを構成してもよい。

・上記各実施形態のプラズマリアクタ１は、自動車のエンジンの排ガス浄化に用いられていたが、例えば、船舶等のエンジンの排ガス浄化に用いてもよい。また、プラズマリアクタ１は、プラズマ処理を行うものであればよく、排ガスの処理を行うものでなくてもよいし、浄化に用いるものでなくてもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）上記手段１において、前記プラズマリアクタは、前記複数のセラミックパネルを外側から挟み込んで固定するクランプを有しないことを特徴とするプラズマリアクタ。

（２）上記手段１において、前記セラミックパネル積層体は略直方体状を成すことを特徴とするプラズマリアクタ。

（３）上記手段１において、前記セラミックパネルは、第１主面及び第２主面を有しており、前記セラミックパネルに、前記第１主面側と前記第２主面側とを導通させる導通構造が設けられることを特徴とするプラズマリアクタ。

（４）上記手段１において、前記無機接着材層は珪酸ナトリウムを含有しており、珪酸ナトリウムのＳｉＯ_２／Ｎａ_２Ｏモル比は、２以上４以下、好ましくは３．１以上３．３以下であることを特徴とするプラズマリアクタ。仮に、ＳｉＯ_２／Ｎａ_２Ｏモル比が２未満になると、化学的に安定した無機接着材を得ることができない。一方、ＳｉＯ_２／Ｎａ_２Ｏモル比が４よりも大きくなると、乾燥、焼成時に気泡が生じる虞がある。

１…プラズマリアクタ
２０，１２０，１４０，１５０，１６０，１７０…セラミックパネル積層体
２１，１６３…上流側端面
２２，１６４…下流側端面
２７…ガス流路
２８…開口部
３０，１２１，１５１…セラミックパネルとしての電極パネル
３１，１３３…主面としての第１主面
３２，１３２…主面としての第２主面
３４…放電電極
３７，１２５…端面としての第１端面
３８，１２９…端面としての第２端面
９１，１２２…端部としての第１端部
９４，１０４…内側面
１０１，１２６…端部としての第２端部
１１１，１３０…無機接着材層としての第１無機接着材層
１１２，１３１…無機接着材層としての第２無機接着材層
１２３…突条としての第１突条
１２４，１２８…外側面
１２７…突条としての第２突条
１３４…凹部としての第１凹部
１３５…凹部としての第２凹部
１４１，１５３，１６１，１７１…無機接着材層
１４２…凹部
１４３…端面
１６２，１７２…ガス非通過面
Ａ１…上流側端面においてガス流路の開口部を囲む領域
Ａ２…下流側端面においてガス流路の開口部を囲む領域
Ｄ１…第１凹部の深さ
Ｄ２…第２凹部の深さ
Ｄ３…凹部の深さ
Ｔ１…無機接着材層の厚さ

Claims (11)

1. 放電電極を有する複数のセラミックパネルを積層した構造を有し、隣接する前記セラミックパネル間に形成されたガス流路にガスを流して電圧を印加することによりプラズマを発生させるセラミックパネル積層体を備えるプラズマリアクタであって、
   前記セラミックパネル積層体は、前記ガス流路の上流側に位置する上流側端面と、前記ガス流路の下流側に位置する下流側端面とを有し、
   前記セラミックパネルは、厚さ方向において互いに反対側に位置する一対の主面と、面方向において前記ガス流路を挟んで互いに反対側に位置する一対の端面と、面方向において前記ガス流路を挟んで互いに反対側に位置する一対の端部とを有し、前記一対の端部にそれぞれ設けられた突条を介して、隣接する前記セラミックパネルに対して積層されており、
   前記突条は、前記セラミックパネルにおいて前記一対の端面よりも内側に配置され、かつ前記ガス流路に沿って延びており、隣接する前記突条に対向する内側面と、前記突条の幅方向において前記内側面の反対側に位置する外側面とを有し、
   前記複数のセラミックパネルは、前記一対の端部に形成された無機接着材層を介して互いに固定保持され、
   前記無機接着材層の少なくとも一部は、上層側の前記セラミックパネルの前記主面と、下層側の前記セラミックパネルの前記主面と、前記突条の前記外側面とによって囲まれた凹部内に充填され、
   前記無機接着材層は、前記上流側端面において前記ガス流路の開口部を囲む領域に形成されている
   ことを特徴とするプラズマリアクタ。
2. 放電電極を有する複数のセラミックパネルを積層した構造を有し、隣接する前記セラミックパネル間に形成されたガス流路にガスを流して電圧を印加することによりプラズマを発生させるセラミックパネル積層体を備えるプラズマリアクタであって、
   前記セラミックパネル積層体は、前記ガス流路の上流側に位置する上流側端面と、前記ガス流路の下流側に位置する下流側端面と、前記上流側端面及び前記下流側端面の間に位置する複数のガス非通過面とを有し、
   前記セラミックパネルは、厚さ方向において互いに反対側に位置する一対の主面と、面方向において前記ガス流路を挟んで互いに反対側に位置する一対の端面と、面方向において前記ガス流路を挟んで互いに反対側に位置する一対の端部とを有し、前記一対の端部にそれぞれ設けられた突条を介して、隣接する前記セラミックパネルに対して積層されており、
   前記突条は、前記セラミックパネルにおいて前記一対の端面よりも内側に配置され、かつ前記ガス流路に沿って延びており、隣接する前記突条に対向する内側面と、前記突条の幅方向において前記内側面の反対側に位置する外側面とを有し、
   前記複数のセラミックパネルは、前記一対の端部に形成された無機接着材層を介して互いに固定保持され、
   前記無機接着材層の少なくとも一部は、上層側の前記セラミックパネルの前記主面と、下層側の前記セラミックパネルの前記主面と、前記突条の前記外側面とによって囲まれた凹部内に充填され、
   前記無機接着材層は、前記ガス非通過面の一部を覆うように形成されている
   ことを特徴とするプラズマリアクタ。
3. 前記端面に形成されている前記無機接着材層の厚さは、前記凹部の深さよりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマリアクタ。
4. 前記端面は、前記無機接着材層に覆われることなく露出していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラズマリアクタ。
5. 前記無機接着材層は、前記一対の端面を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラズマリアクタ。
6. 前記無機接着材層は、前記下流側端面において前記ガス流路の開口部を囲む領域に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプラズマリアクタ。
7. 前記無機接着材層の形成材料は、無機粉末、無機繊維及び無機バインダーの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプラズマリアクタ。
8. 前記無機粉末の粒子径は、０．０１μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載のプラズマリアクタ。
9. 前記無機繊維の繊維長は、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項７または８に記載のプラズマリアクタ。
10. 前記無機粉末は、アルミナ、シリカ、ジルコニア及びムライトから選択される少なくとも１種以上のセラミック粒子からなり、前記無機繊維は、アルミナ、シリカ及びムライトから選択される少なくとも１種以上のセラミックファイバーからなり、前記無機バインダーは、珪酸ナトリウム、珪酸リチウム、珪酸カリウムから選択される少なくとも１種以上の珪酸アルカリからなることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のプラズマリアクタ。
11. 前記無機接着材層は、固形分で２０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下のアルミナ粉末を含有し、固形分で０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下のシリカ粉末を含有し、固形分で５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下のアルミナファイバーを含有し、固形分で１０ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下の珪酸ナトリウムを含有することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のプラズマリアクタ。

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