ガス処理装置
【課題】ガス流対向面の表面積を大とし、更なるガス処理能力の向上を図る。
【解決手段】各ハニカム構造体４に角穴４ｄを複数設ける。これにより、各ハニカム構造体４の処理対象ガスＧＳの通過方向に面する上流側の面（最上流の面）４ｂ１、各ハニカム構造体４の処理対象ガスＧＳの通過方向に面する角穴４ｄの下流側の面４ｂ２では、プラズマが発生せず、処理対象ガスＧＳの流れに接すると共に、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けることから、この面４ｂ１，４ｂ２がガス流対向面となって、処理対象ガスＧＳ中の水分がハニカム構造体４内に入り込み、ハニカム構造体４でのプラズマ発生を活性化させる。
【解決手段】各ハニカム構造体４に角穴４ｄを複数設ける。これにより、各ハニカム構造体４の処理対象ガスＧＳの通過方向に面する上流側の面（最上流の面）４ｂ１、各ハニカム構造体４の処理対象ガスＧＳの通過方向に面する角穴４ｄの下流側の面４ｂ２では、プラズマが発生せず、処理対象ガスＧＳの流れに接すると共に、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けることから、この面４ｂ１，４ｂ２がガス流対向面となって、処理対象ガスＧＳ中の水分がハニカム構造体４内に入り込み、ハニカム構造体４でのプラズマ発生を活性化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、処理対象ガスに含まれる有害ガスを浄化するガス処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気ガス中で高電圧放電を行ってプラズマ状態を作ることで、排気ガスに含まれる有害ガスの浄化を行う技術が知られている。近年、この技術は、脱臭を目的として、工場の排気を浄化する浄化装置や室内の空気を浄化する空気清浄機に応用されつつある。
【０００３】
熱的に非平衡な状態、つまり気体の温度やイオン温度に比べ、電子温度が非常に高い状態のプラズマ（非平衡プラズマ（以下、単にプラズマと言う））は、電子衝突でつくられるイオンやラジカルが常温では起こらない化学反応を促進させるので、有害ガスを効率的に除去あるいは分解することが可能な媒体として有害ガス処理において有用であると考えられている。実用化で肝心なことは、処理時のエネルギーの効率の向上と、プラズマで処理した後に完全に安全な生成物質へと変換されることである。
【０００４】
一般に、大気圧でのプラズマは気体放電や電子ビームなどによって生成される。現在において、適用が考えられているものに、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、フロン、ＣＯ2 ，揮発性有機溶剤（ＶＯＣ）などがある。中でもＮＯｘは車の排ガスなどに含まれているので早急な実用化が必要となっている。
【０００５】
ＮＯｘ除去における放電プラズマ（気体放電によって生成されたプラズマ）内の現象は、電子衝突によって１次的に生成されたイオンやラジカルが最初の反応を起こし、その後の反応を通してＮ2 ，Ｈ2 Ｏ，ＮＨ4 ＮＯ3 などの各粒子に変換されて行くものと考えられている。
【０００６】
また、有害ガスを例えばアセトアルデヒドやホルムアルデヒドとした場合、この有害ガスをプラズマを通すことによって、ＣＯ2 とＨ2 Ｏに変換される。この場合、副生成物として、オゾン（Ｏ3 ）が発生する。
【０００７】
図７に放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する（例えば、特許文献１参照）。同図において、１は処理対象ガス（有害ガスを含む空気）ＧＳが流れるダクト（通風路）であり、ダクト１内には、処理対象ガスＧＳの通過方向に沿って放電電極２とアース電極３とが交互に配置され、これら電極２，３間にセルと呼ばれる多数の貫通孔４ａを有するハニカム構造体４が配設されている。５は高電圧電源である。なお、ハニカム構造体４はセラミックス等の絶縁体で形成されており、特許文献２にもその使用例がある。
【０００８】
放電電極２は、金属製メッシュ、極細ワイヤ、または針状体等で形成されている。各放電電極２は、導線６によって高電圧電源５の＋極に接続されている。アース電極３は、金属性メッシュ等で形成されている。各アース電極３は、導線７によって高電圧電源５の−極に接続されている。
【０００９】
このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１に流し、放電電極２とアース電極３との間に高電圧電源５からの高電圧（数ｋＶ〜数１０ｋＶ）を印加する。これにより、各ハニカム構造体４の貫通孔４ａ内にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００１０】
しかしながら、このような構成のガス処理装置では、次のような問題点を有する。
(１)多数のハニカム構造体４を有するが、ばらつきなく均一なプラズマを発生させる技術が確立されておらず、ハニカム構造体４の性能にばらつきが出てしまう。例えば、同じハニカム構造体４同士でもインピータンス値が異なることがあり、また１つのハニカム構造体４内でも例えばその上下でインピーダンス値が異なるというようなこともあり、全体として均一なプラズマが発生せず、ガス処理能力が不安定となる。また、貫通孔４ａだけでのプラズマ発生なので、プラズマの発生量が少なく、ガス処理能力が低い。
【００１１】
(２)ハニカム構造体４は吸湿すると低インピーダンスに、乾燥すると高インピーダンスになる特性を持っており、ハニカム構造体４が低インピーダンスになると、流れる電流が増大し放電電極２とアース電極３との間に印加される高電圧値が低下し、ハニカム構造体４が高インピーダンスになると、流れる電流が減少し放電電極２とアース電極３との間に印加される高電圧値が上昇する。このような高電圧値の変化に対し、所望のプラズマの発生量を確保し得る高電圧値を得ることのできる高電圧電源５は、その設計に要する工数も含めて非常に高価となる。
【００１２】
(３)ハニカム構造体４のぞれぞれに対して放電電極２とアース電極３を設けているため、部品点数が多く、構造も複雑となり、高価となる。
(４)処理対象ガスＧＳの通過方向（ダクト１の入口から出口への方向）に沿ってハニカム構造体４がダクト１内に配置されているため、ハニカム構造体４のガス流と直交する方向の寸法が長く、これに対してガス流と平行な方向の寸法が短くなっている。このため、ガス流の流速が速いと、処理対象ガスＧＳがハニカム構造体４の内部でプラズマに晒される時間が短く、ガス処理能力が落ちる。
【００１３】
（５）ハニカム構造体４でプラズマ放電が発生する際にはハニカム構造体４内の水分が消費されるので、更にプラズマ放電が活発に行われるにはダクト１内の処理対象ガスＧＳ内の水分がハニカム構造体４内に供給される構造であることが望ましい。しかしながら、電極間に位置するハニカム構造体４の放電面では放電により直ぐに水分が消費されてしまうので、ハニカム構造体４の放電の起こらない面であるハニカム構造体４の側面から水分が供給されねばならないが、ハニカム構造体４の側面は処理対象ガスＧＳの流れ方向と平行であるので、この側面からは処理対象ガスＧＳの水分が吸入しずらく、結果としてハニカム構造体４に水分を補給し難く、ガス処理能力を高められない。
【００１４】
そこで、本出願人は、上述した従来のガス処理装置の問題点を解決するものとして、図８に示すような構造のガス処理装置を提案した（特許文献３参照）。このガス処理装置では、ダクト１の入口から出口への処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）を設けて、処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向に多数の貫通孔（丸孔）４ａを有する複数のハニカム構造体４（４−１〜４−４）を配置している。
【００１５】
なお、８はハニカム構造体４−１〜４−４のうち処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向の一端に位置するハニカム構造体４−１の外側に配置された第１の電極、９はハニカム構造体４−１〜４−４のうち処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向の他端に位置するハニカム構造体４−４の外側に配置された第２の電極であり、第１の電極８と第２の電極９との間には高電圧電源（高電圧源）５からの高電圧が印加される。この高電圧の印加により、ハニカム構造体４の貫通孔４ａおよびハニカム構造体４間の空間１０（１０−１〜１０−３）にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００１６】
このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳが各ハニカム構造体４の貫通孔４ａやハニカム構造体４間の空間１０でプラズマに晒される時間を長くでき、ガス分解が行われる機会が多くなる。また、各ハニカム構造体４の処理対象ガスＧＳの通過方向に面する上流側の面（最上流の面）４ｂでは、プラズマが発生せず、処理対象ガスＧＳの流れに接すると共に、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けることから、この面（以下、この面をガス流対向面と呼ぶ）４ｂより処理対象ガスＧＳ中の水分がハニカム構造体４内に入り込み、ハニカム構造体４でのプラズマ発生を活性化させる。これにより、処理能力が向上し、高速流におけるガス処理能力の低下を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２０００−１４０５６２号公報
【特許文献２】特開２００１−２７６５６１号公報
【特許文献３】特開２００８−１９４６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、この特許文献３に示されたガス処理装置は、上述したような優れた効果を有してはいるが、ハニカム構造体４には処理対象ガスＧＳの水分をハニカム構造体４内に補給するガス流対向面４ｂが一面しかないので、これ以上ガス流対向面の表面積をかせぐことができず、更なるガス処理能力の向上が望めない。
【００１９】
なお、ハニカム構造体４の貫通孔４ａの内周面の下流側の面でも、処理対象ガスＧＳが流れ、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けるが、プラズマが発生するので、ハニカム構造体４内に水分を補給するガス流対向面とはならない。また、ハニカム構造体２の下流側の面（最下流の面）４ｃも、処理対象ガスＧＳの通過方向に面してはいるが、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けないので、ガス流対向面とはならない。
【００２０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ガス流対向面の表面積を大とし、更なるガス処理能力の向上を図ることができるガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
このような目的を達成するために本発明は、通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置され、かつ処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に貫通して設けられた多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、複数のハニカム構造体のうち処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の一端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第１の電極と、複数のハニカム構造体のうち処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の他端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に高電圧を印加しハニカム構造体の貫通孔およびハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理装置において、ハニカム構造体に、処理対象ガスの通過方向に面し、処理対象ガスの流れに接すると共に、処理対象ガスの通過方向への流体圧を受ける、プラズマが発生しないガス流対向面を複数設けたものである。
【００２２】
また、本発明は、通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置され、かつ処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に貫通して設けられた多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、複数のハニカム構造体のうち隣り合うハニカム構造体を１群のハニカム構造体群とし、これらハニカム構造体群毎にその両端に位置するハニカム構造体の外側に配置された第１および第２の電極と、各ハニカム構造体群の第１の電極と第２の電極との間に個別に高電圧を印加しハニカム構造体の貫通孔およびハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理装置において、ハニカム構造体に、処理対象ガスの通過方向に面し、処理対象ガスの流れに接すると共に、処理対象ガスの通過方向への流体圧を受ける、プラズマが発生しないガス流対向面を複数設けたものである。
【００２３】
この発明によれば、ハニカム構造体のガス流対向面から処理対象ガス中の水分がハニカム構造体内に補給されるが、ガス流対向面を複数有するので、その分、ガス流対向面の表面積が増大し、ハニカム構造体内に補給される水分が多くなり、プラズマの発生が活性化され、ハニカム構造体のガス処理能力が更に高まる。
【００２４】
本発明において、ガス流対向面の１つとして、ハニカム構造体の処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に形成された切欠穴の内周面とすることが考えられる。この場合、その切欠穴を矩形の切欠穴として考えた場合、その矩形の内周面の全周ではなく、処理対象ガスの通過方向に面し、処理対象ガスの流れに接すると共に、処理対象ガスの通過方向への流体圧を受ける面（下流側の面）がガス流対向面となる。なお、この切欠穴は、ハニカム構造体を貫通してもよいし、貫通させずに凹部としてもよい。
【００２５】
また、本発明において、ハニカム構造体のガス流対向面とプラズマが発生する面との境界部に面取りを施すようにしてもよい。ガス流対向面とプラズマが発生する面との境界部が角張っていると、この部分でプラズマが発生し易く、この部分でプラズマが発生するとガス流対向面から補給される水分の一部が消費されてしまう。ガス流対向面とプラズマが発生する面との境界部に面取りを施すことで、この部分でのプラズマの発生が抑制され、ガス流対向面から補給される水分の消費が少なくなる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ハニカム構造体に、処理対象ガスの通過方向に面し、処理対象ガスの流れに接すると共に、処理対象ガスの通過方向への流体圧を受ける、プラズマが発生しないガス流対向面を複数設けたので、ガス流対向面の表面積を大とし、更なるガス処理能力の向上を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。
【図２】このガス処理装置にハニカム構造体を処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向から見た図（平面図）である。
【図３】このガス処理装置のハニカム構造体に角穴ではなく溝状の段差を設けた例を示す図である。
【図４】本発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態２）の要部を示す図である。
【図５】このガス処理装置のハニカム構造体に角穴ではなく溝状の段差を設けた例を示す図である。
【図６】ハニカム構造体のガス流対向面とプラズマが発生する面との境界部に面取りを施した例を示す図である。
【図７】放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する図である。
【図８】特許文献３に示されたガス処理装置の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。同図において、図８と同一符号は図８を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
【００２９】
この実施の形態では、各ハニカム構造体４に、大口径の角穴（貫通孔）４ｄを複数箇所（この例では、２箇所）設けている。図２に処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向からハニカム構造体４を見た図（平面図）を示す。この実施の形態において、角穴４ｄの口径Ｌ１は、この角穴４ｄ内にプラズマが発生しないように、貫通孔４ａの径よりも遙かに大径とされている。
【００３０】
なお、各ハニカム構造体４の形状は等しくされており、角穴４ｄおよび貫通孔４ａの数も等しくされている。すなわち、本実施の形態では、同一種類のハニカム構造体４−１〜４−４を使用している。また、第１の電極８および第２の電極９は、処理対象ガスＧＳが通過するように、金属製メッシュとされている。
【００３１】
また、この実施の形態において、ハニカム構造体４−１と４−２との間の間隔Ｇ１と、ハニカム構造体４−２と４−３との間の間隔Ｇ２と、ハニカム構造体４−３と４−４との間の間隔Ｇ３とは等しく、例えば０．５ｍｍ〜数ｍｍとされている。これにより、ハニカム構造体４−１と４−２との間に空間（空気層）１０−１が形成され、ハニカム構造体４−２と４−３との間に空間（空気層）１０−２が形成され、ハニカム構造体４−３と４−４との間に空間（空気層）１０−３が形成されている。
【００３２】
このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１内に流し、第１の電極８と第２の電極９との間に高電圧電源（高電圧源）５からの高電圧（数ｋＶ〜数１０ｋＶ）を印加する。これにより、ハニカム構造体４の貫通孔４ａおよびハニカム構造体４間の空間１０（１０−１〜１０−３）にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００３３】
本実施の形態において、プラズマはハニカム構造体４の貫通孔４ａだけではなく、ハニカム構造体４間の空間１０にも発生する。このため、貫通孔４ａ内での有害ガスの分子分解効果に加え、ハニカム構造体４間の空間１０での有害ガスの分子分解効果が加わり、さらにこの貫通孔４ａ内での分子分解効果とハニカム構造体４間の空間１０での分子分解効果との相乗効果により、有害ガスの無害な物質への分解が促進され、ガス処理能力が高まる。また、ハニカム構造体４間の空間１０には、対向する貫通孔４ａの縁面から電界が広がって、均一なプラズマが大量に発生する。これにより、貫通孔４ａ内に発生するプラズマのばらつきによる影響が小さくなり、ガス処理能力が安定する。
【００３４】
また、この実施の形態において、ハニカム構造体４間には空気層である空間１０が設けられるので、この空間１０により第１の電極８と第２の電極９との間のインピーダンスが安定し、ハニカム構造体の吸湿・乾燥によるインピーダンス変化に対して流れる電流の変化が小さくなる。これにより、第１の電極８と第２の電極９との間に加わる高電圧値の変化が小さくなり、高電圧電源５として、専用に設計された特殊な高電圧電源ではなく、市販されている安価な高電圧電源を使用することができるようになる。
【００３５】
また、この実施の形態において、電極は第１の電極８と第２の電極９の２個の電極のみでよく、ハニカム構造体４毎に電極を配置する必要がない。これにより、部品点数が削減され、構造が簡単となり、組立工数も少なくて済み、コストダウンが図られる。
【００３６】
また、この実施の形態では、各ハニカム構造体４が処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置されているので、処理対象ガスＧＳの通過方向に沿って配置される場合よりも、処理対象ガスＧＳが各ハニカム構造体４の貫通孔４ａやハニカム構造体４間の空間１０でプラズマに晒される時間が長くなる。これにより、ガス分解が行われる機会が多くなり、ガス処理能力が向上し、高速流におけるガス処理能力の低下を防ぐことが可能となる。
【００３７】
また、各ハニカム構造体４の処理対象ガスＧＳの通過方向に面する上流側の面（最上流の面）４ｂ１、各ハニカム構造体４の処理対象ガスＧＳの通過方向に面する角穴４ｄの下流側の面４ｂ２では、プラズマが発生せず、処理対象ガスＧＳの流れに接すると共に、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けることから、この面４ｂ１，４ｂ２がガス流対向面となって、処理対象ガスＧＳ中の水分がハニカム構造体４内に入り込み、ハニカム構造体４でのプラズマ発生を活性化させる。
【００３８】
このように、本実施の形態では、各ハニカム構造体４の最上流の面４ｂ１だけではなく、各ハニカム構造体４の角穴４ｄの下流側の面４ｂ２もガス流対向面として加わるので、その分、ガス流対向面の表面積が増大し、ハニカム構造体４内に補給される水分が多くなり、プラズマの発生が活性化され、ハニカム構造体４のガス処理能力が更に高まる。
【００３９】
なお、ハニカム構造体４の貫通孔４ａの内周面の下流側の面でも、処理対象ガスＧＳが流れ、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けるが、プラズマが発生するので、ハニカム構造体４内に水分を補給するガス流対向面とはならない。また、角穴４ｄの下流側の面４ｂ２以外の内周面でも、プラズマが発生せず、処理対象ガスＧＳが流れるが、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けないので、ハニカム構造体４内に水分を補給するガス流対向面とはならない。また、ハニカム構造体２の下流側の面（最下流の面）４ｃも、処理対象ガスＧＳの通過方向に面してはいるが、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けないので、ガス流対向面とはならない。
【００４０】
図１では、ガス流対向面の表面積を増大させるために、各ハニカム構造体４に大口径の角穴（貫通孔）４ｄを設けるようにしたが、図３に示すように、溝状の段差４ｅを設けるようにしてもよい。この溝状の段差４ｅは、その段差４ｅ内にプラズマが発生しないように、十分な幅Ｗ１と深さＤ１とを有するものとする。この場合、各ハニカム構造体４の最上流の面４ｂ１だけではなく、各ハニカム構造体４の段差４ｅの下流側の面４ｂ２もガス流対向面として加わり、ガス流対向面の表面積が増大する。この溝状の段差４ｅは、本発明でいう切欠穴の一種であり、この切欠穴をハニカム構造体４に貫通して設けたものが、図１に示した角穴４ｄである。
【００４１】
〔実施の形態２〕
図４に図１に示したガス処理装置の変形例を実施の形態２として示す。この実施の形態２のガス処理装置では、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−１と４−２を第１のハニカム構造体群４Ａとし、この第１のハニカム構造体群４Ａの両端に位置するハニカム構造体４−１および４−２の外側に、第１の電極として電極８を、第２の電極として電極１１を配置している。
【００４２】
同様にして、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−３と４−４を第２のハニカム構造体群４Ｂとし、この第２のハニカム構造体群４Ｂの両端に位置するハニカム構造体４−３および４−３の外側に、第１の電極として電極１１を、第２の電極として電極９を配置している。
【００４３】
なお、この実施の形態において、電極１１は第１のハニカム構造体群２Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群２Ｂの第１の電極とを兼ねた共通電極とされているが、第１のハニカム構造体群２Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群２Ｂの第１の電極とを独立した電極とするようにしてもよい。
【００４４】
電極８，９および１１は、処理対象ガスＧＳが通過するように、金属製メッシュとされている。また、この実施の形態において、高電圧電源（高電圧源）５は、電圧値が異なる第１の高電圧電源５−１と第２の高電圧電源５−２とから構成され、電極８が高電圧電源５−１の＋極に接続され、電極１１が電圧電源５−１の−極および高電圧電源５−２の＋極に接続され、電極９が高電圧電源５−２の−極に接続されている。その他の構成は図１に示した構成と同じである。
【００４５】
このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１内に流し、電極８と１１との間に高電圧電源５−１からの高電圧を、電極１１と９との間に高電圧電源５−２からの高電圧を印加する。これにより、ハニカム構造体４の貫通孔４ａおよびハニカム構造体４間の空間１０（１０−１，１０−２）にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００４６】
この実施の形態２でも、実施の形態１と同様、各ハニカム構造体４の処理対象ガスＧＳの通過方向に面する上流側の面（最上流の面）４ｂ１、各ハニカム構造体４の処理対象ガスＧＳの通過方向に面する角穴４ｄの下流側の面４ｂ２では、プラズマが発生せず、処理対象ガスＧＳの流れに接すると共に、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けることから、この面４ｂ１，４ｂ２がガス流対向面となって、処理対象ガスＧＳ中の水分がハニカム構造体４内に入り込み、ハニカム構造体４でのプラズマ発生を活性化させる。
【００４７】
また、この実施の形態２では、第１のハニカム構造体群２Ａの第１の電極８と第２の電極１１との間に第１の高電圧電源５−１からの高電圧を、第２のハニカム構造体群の第１の電極１１と第２の電極９との間に第２の高電圧電源５−２からの高電圧を個別に印加しているので、空間１０−１，１０−２での電位を安定的に高電界状態に保ち、プラズマを安定して発生させることが可能となり、単一電源を用いる場合に比べてガス処理能力を向上させることが可能となる。また、高電圧電源５−１からの高電圧と高電圧電源５−２からの高電圧を異なる値とすることにより、第１のハニカム構造体群２Ａと第２のハニカム構造体群２Ｂとでプラズマの発生量を変えて、分解可能な有害ガスの種類を異ならせたりすることが可能となる。
【００４８】
この実施の形態２でも、実施の形態１と同様、図５に示すように、溝状の段差４ｅを設けるようにしてもよい。この場合、前述したように、各ハニカム構造体４の最上流の面４ｂ１だけではなく、各ハニカム構造体４の段差４ｅの下流側の面４ｂ２もガス流対向面として加わり、ガス流対向面の表面積が増大する。
【００４９】
図６に、図３および図５に示した構成において、ハニカム構造体４のガス流対向面とプラズマが発生する面との境界部に面取りを施した例を示す。この例では、ハニカム構造体４のガス流対向面４ｂ１とプラズマが発生する面４ｆ１との境界部Ｐ１、ハニカム構造体４のガス流対向面４ｂ２とプラズマが発生する面４ｆ２との境界部Ｐ２に面取りを施している。なお、他の角部Ｐ３にも同様に面取りを施しているが、この角部Ｐ３への面取りは必ずしも施さなくてもよい。
【００５０】
ガス流対向面４ｂ１，４ｂ２とプラズマが発生する面４ｆ１，４ｆ２との境界部Ｐ１，Ｐ２が角張っていると、この部分でプラズマが発生し易く、この部分でプラズマが発生するとガス流対向面４ｂ１，４ｂ２から補給される水分の一部が消費されてしまう。ガス流対向面４ｂ１，４ｂ２とプラズマが発生する面４ｆ１，４ｆ２との境界部Ｐ１，Ｐ２に面取りを施すことで、この部分でのプラズマの発生が抑制され、ガス流対向面４ｂ１，４ｂ２から補給される水分の消費が少なくなる。
【００５１】
なお、同様にして、図１や図４に示した構成においても、ハニカム構造体４のガス流対向面とプラズマが発生する面との境界部に面取りを施してもよいことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のガス処理装置は、燃料電池等に用いられる水素を効率的に生成する目的で、炭化水素類等から水素含有ガスを生成する、いわゆる改質にも適用することができる。例えばオクタン（ガソリンの平均分子量に比較的近い物質）Ｃ8Ｈ18の場合は、本ガス処理装置に供給すると下記（１）式で示される化学反応が促進され、その結果水素ガスを効率よく生成することができる。
Ｃ8Ｈ18＋８Ｈ2Ｏ＋４（Ｏ2＋４Ｎ2）→８ＣＯ2＋１７Ｈ2＋１６Ｎ2・・・・（１）
【符号の説明】
【００５３】
１…ダクト（通風路）、４（４−１〜４−４）…ハニカム構造体、４ａ…貫通孔（セル）、４ｂ１，４ｂ２…ガス流対向面、４ｄ…角穴、４ｅ…段差部、４ｆ１，４ｆ２…プラズマが発生する面、Ｐ１，Ｐ２…境界部、４Ａ，４Ｂ…ハニカム構造体群、５（５−１，５−２）…高電圧電源、８，９，１１…電極、１０（１０−１〜１０−３）…空間、ＧＳ…処理対象ガス。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、処理対象ガスに含まれる有害ガスを浄化するガス処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気ガス中で高電圧放電を行ってプラズマ状態を作ることで、排気ガスに含まれる有害ガスの浄化を行う技術が知られている。近年、この技術は、脱臭を目的として、工場の排気を浄化する浄化装置や室内の空気を浄化する空気清浄機に応用されつつある。
【０００３】
熱的に非平衡な状態、つまり気体の温度やイオン温度に比べ、電子温度が非常に高い状態のプラズマ（非平衡プラズマ（以下、単にプラズマと言う））は、電子衝突でつくられるイオンやラジカルが常温では起こらない化学反応を促進させるので、有害ガスを効率的に除去あるいは分解することが可能な媒体として有害ガス処理において有用であると考えられている。実用化で肝心なことは、処理時のエネルギーの効率の向上と、プラズマで処理した後に完全に安全な生成物質へと変換されることである。
【０００４】
一般に、大気圧でのプラズマは気体放電や電子ビームなどによって生成される。現在において、適用が考えられているものに、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、フロン、ＣＯ2 ，揮発性有機溶剤（ＶＯＣ）などがある。中でもＮＯｘは車の排ガスなどに含まれているので早急な実用化が必要となっている。
【０００５】
ＮＯｘ除去における放電プラズマ（気体放電によって生成されたプラズマ）内の現象は、電子衝突によって１次的に生成されたイオンやラジカルが最初の反応を起こし、その後の反応を通してＮ2 ，Ｈ2 Ｏ，ＮＨ4 ＮＯ3 などの各粒子に変換されて行くものと考えられている。
【０００６】
また、有害ガスを例えばアセトアルデヒドやホルムアルデヒドとした場合、この有害ガスをプラズマを通すことによって、ＣＯ2 とＨ2 Ｏに変換される。この場合、副生成物として、オゾン（Ｏ3 ）が発生する。
【０００７】
図７に放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する（例えば、特許文献１参照）。同図において、１は処理対象ガス（有害ガスを含む空気）ＧＳが流れるダクト（通風路）であり、ダクト１内には、処理対象ガスＧＳの通過方向に沿って放電電極２とアース電極３とが交互に配置され、これら電極２，３間にセルと呼ばれる多数の貫通孔４ａを有するハニカム構造体４が配設されている。５は高電圧電源である。なお、ハニカム構造体４はセラミックス等の絶縁体で形成されており、特許文献２にもその使用例がある。
【０００８】
放電電極２は、金属製メッシュ、極細ワイヤ、または針状体等で形成されている。各放電電極２は、導線６によって高電圧電源５の＋極に接続されている。アース電極３は、金属性メッシュ等で形成されている。各アース電極３は、導線７によって高電圧電源５の−極に接続されている。
【０００９】
このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１に流し、放電電極２とアース電極３との間に高電圧電源５からの高電圧（数ｋＶ〜数１０ｋＶ）を印加する。これにより、各ハニカム構造体４の貫通孔４ａ内にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００１０】
しかしながら、このような構成のガス処理装置では、次のような問題点を有する。
(１)多数のハニカム構造体４を有するが、ばらつきなく均一なプラズマを発生させる技術が確立されておらず、ハニカム構造体４の性能にばらつきが出てしまう。例えば、同じハニカム構造体４同士でもインピータンス値が異なることがあり、また１つのハニカム構造体４内でも例えばその上下でインピーダンス値が異なるというようなこともあり、全体として均一なプラズマが発生せず、ガス処理能力が不安定となる。また、貫通孔４ａだけでのプラズマ発生なので、プラズマの発生量が少なく、ガス処理能力が低い。
【００１１】
(２)ハニカム構造体４は吸湿すると低インピーダンスに、乾燥すると高インピーダンスになる特性を持っており、ハニカム構造体４が低インピーダンスになると、流れる電流が増大し放電電極２とアース電極３との間に印加される高電圧値が低下し、ハニカム構造体４が高インピーダンスになると、流れる電流が減少し放電電極２とアース電極３との間に印加される高電圧値が上昇する。このような高電圧値の変化に対し、所望のプラズマの発生量を確保し得る高電圧値を得ることのできる高電圧電源５は、その設計に要する工数も含めて非常に高価となる。
【００１２】
(３)ハニカム構造体４のぞれぞれに対して放電電極２とアース電極３を設けているため、部品点数が多く、構造も複雑となり、高価となる。
(４)処理対象ガスＧＳの通過方向（ダクト１の入口から出口への方向）に沿ってハニカム構造体４がダクト１内に配置されているため、ハニカム構造体４のガス流と直交する方向の寸法が長く、これに対してガス流と平行な方向の寸法が短くなっている。このため、ガス流の流速が速いと、処理対象ガスＧＳがハニカム構造体４の内部でプラズマに晒される時間が短く、ガス処理能力が落ちる。
【００１３】
（５）ハニカム構造体４でプラズマ放電が発生する際にはハニカム構造体４内の水分が消費されるので、更にプラズマ放電が活発に行われるにはダクト１内の処理対象ガスＧＳ内の水分がハニカム構造体４内に供給される構造であることが望ましい。しかしながら、電極間に位置するハニカム構造体４の放電面では放電により直ぐに水分が消費されてしまうので、ハニカム構造体４の放電の起こらない面であるハニカム構造体４の側面から水分が供給されねばならないが、ハニカム構造体４の側面は処理対象ガスＧＳの流れ方向と平行であるので、この側面からは処理対象ガスＧＳの水分が吸入しずらく、結果としてハニカム構造体４に水分を補給し難く、ガス処理能力を高められない。
【００１４】
そこで、本出願人は、上述した従来のガス処理装置の問題点を解決するものとして、図８に示すような構造のガス処理装置を提案した（特許文献３参照）。このガス処理装置では、ダクト１の入口から出口への処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）を設けて、処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向に多数の貫通孔（丸孔）４ａを有する複数のハニカム構造体４（４−１〜４−４）を配置している。
【００１５】
なお、８はハニカム構造体４−１〜４−４のうち処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向の一端に位置するハニカム構造体４−１の外側に配置された第１の電極、９はハニカム構造体４−１〜４−４のうち処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向の他端に位置するハニカム構造体４−４の外側に配置された第２の電極であり、第１の電極８と第２の電極９との間には高電圧電源（高電圧源）５からの高電圧が印加される。この高電圧の印加により、ハニカム構造体４の貫通孔４ａおよびハニカム構造体４間の空間１０（１０−１〜１０−３）にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００１６】
このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳが各ハニカム構造体４の貫通孔４ａやハニカム構造体４間の空間１０でプラズマに晒される時間を長くでき、ガス分解が行われる機会が多くなる。また、各ハニカム構造体４の処理対象ガスＧＳの通過方向に面する上流側の面（最上流の面）４ｂでは、プラズマが発生せず、処理対象ガスＧＳの流れに接すると共に、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けることから、この面（以下、この面をガス流対向面と呼ぶ）４ｂより処理対象ガスＧＳ中の水分がハニカム構造体４内に入り込み、ハニカム構造体４でのプラズマ発生を活性化させる。これにより、処理能力が向上し、高速流におけるガス処理能力の低下を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２０００−１４０５６２号公報
【特許文献２】特開２００１−２７６５６１号公報
【特許文献３】特開２００８−１９４６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、この特許文献３に示されたガス処理装置は、上述したような優れた効果を有してはいるが、ハニカム構造体４には処理対象ガスＧＳの水分をハニカム構造体４内に補給するガス流対向面４ｂが一面しかないので、これ以上ガス流対向面の表面積をかせぐことができず、更なるガス処理能力の向上が望めない。
【００１９】
なお、ハニカム構造体４の貫通孔４ａの内周面の下流側の面でも、処理対象ガスＧＳが流れ、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けるが、プラズマが発生するので、ハニカム構造体４内に水分を補給するガス流対向面とはならない。また、ハニカム構造体２の下流側の面（最下流の面）４ｃも、処理対象ガスＧＳの通過方向に面してはいるが、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けないので、ガス流対向面とはならない。
【００２０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ガス流対向面の表面積を大とし、更なるガス処理能力の向上を図ることができるガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
このような目的を達成するために本発明は、通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置され、かつ処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に貫通して設けられた多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、複数のハニカム構造体のうち処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の一端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第１の電極と、複数のハニカム構造体のうち処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の他端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に高電圧を印加しハニカム構造体の貫通孔およびハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理装置において、ハニカム構造体に、処理対象ガスの通過方向に面し、処理対象ガスの流れに接すると共に、処理対象ガスの通過方向への流体圧を受ける、プラズマが発生しないガス流対向面を複数設けたものである。
【００２２】
また、本発明は、通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置され、かつ処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に貫通して設けられた多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、複数のハニカム構造体のうち隣り合うハニカム構造体を１群のハニカム構造体群とし、これらハニカム構造体群毎にその両端に位置するハニカム構造体の外側に配置された第１および第２の電極と、各ハニカム構造体群の第１の電極と第２の電極との間に個別に高電圧を印加しハニカム構造体の貫通孔およびハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理装置において、ハニカム構造体に、処理対象ガスの通過方向に面し、処理対象ガスの流れに接すると共に、処理対象ガスの通過方向への流体圧を受ける、プラズマが発生しないガス流対向面を複数設けたものである。
【００２３】
この発明によれば、ハニカム構造体のガス流対向面から処理対象ガス中の水分がハニカム構造体内に補給されるが、ガス流対向面を複数有するので、その分、ガス流対向面の表面積が増大し、ハニカム構造体内に補給される水分が多くなり、プラズマの発生が活性化され、ハニカム構造体のガス処理能力が更に高まる。
【００２４】
本発明において、ガス流対向面の１つとして、ハニカム構造体の処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に形成された切欠穴の内周面とすることが考えられる。この場合、その切欠穴を矩形の切欠穴として考えた場合、その矩形の内周面の全周ではなく、処理対象ガスの通過方向に面し、処理対象ガスの流れに接すると共に、処理対象ガスの通過方向への流体圧を受ける面（下流側の面）がガス流対向面となる。なお、この切欠穴は、ハニカム構造体を貫通してもよいし、貫通させずに凹部としてもよい。
【００２５】
また、本発明において、ハニカム構造体のガス流対向面とプラズマが発生する面との境界部に面取りを施すようにしてもよい。ガス流対向面とプラズマが発生する面との境界部が角張っていると、この部分でプラズマが発生し易く、この部分でプラズマが発生するとガス流対向面から補給される水分の一部が消費されてしまう。ガス流対向面とプラズマが発生する面との境界部に面取りを施すことで、この部分でのプラズマの発生が抑制され、ガス流対向面から補給される水分の消費が少なくなる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ハニカム構造体に、処理対象ガスの通過方向に面し、処理対象ガスの流れに接すると共に、処理対象ガスの通過方向への流体圧を受ける、プラズマが発生しないガス流対向面を複数設けたので、ガス流対向面の表面積を大とし、更なるガス処理能力の向上を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。
【図２】このガス処理装置にハニカム構造体を処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向から見た図（平面図）である。
【図３】このガス処理装置のハニカム構造体に角穴ではなく溝状の段差を設けた例を示す図である。
【図４】本発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態２）の要部を示す図である。
【図５】このガス処理装置のハニカム構造体に角穴ではなく溝状の段差を設けた例を示す図である。
【図６】ハニカム構造体のガス流対向面とプラズマが発生する面との境界部に面取りを施した例を示す図である。
【図７】放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する図である。
【図８】特許文献３に示されたガス処理装置の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。同図において、図８と同一符号は図８を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。
【００２９】
この実施の形態では、各ハニカム構造体４に、大口径の角穴（貫通孔）４ｄを複数箇所（この例では、２箇所）設けている。図２に処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向からハニカム構造体４を見た図（平面図）を示す。この実施の形態において、角穴４ｄの口径Ｌ１は、この角穴４ｄ内にプラズマが発生しないように、貫通孔４ａの径よりも遙かに大径とされている。
【００３０】
なお、各ハニカム構造体４の形状は等しくされており、角穴４ｄおよび貫通孔４ａの数も等しくされている。すなわち、本実施の形態では、同一種類のハニカム構造体４−１〜４−４を使用している。また、第１の電極８および第２の電極９は、処理対象ガスＧＳが通過するように、金属製メッシュとされている。
【００３１】
また、この実施の形態において、ハニカム構造体４−１と４−２との間の間隔Ｇ１と、ハニカム構造体４−２と４−３との間の間隔Ｇ２と、ハニカム構造体４−３と４−４との間の間隔Ｇ３とは等しく、例えば０．５ｍｍ〜数ｍｍとされている。これにより、ハニカム構造体４−１と４−２との間に空間（空気層）１０−１が形成され、ハニカム構造体４−２と４−３との間に空間（空気層）１０−２が形成され、ハニカム構造体４−３と４−４との間に空間（空気層）１０−３が形成されている。
【００３２】
このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１内に流し、第１の電極８と第２の電極９との間に高電圧電源（高電圧源）５からの高電圧（数ｋＶ〜数１０ｋＶ）を印加する。これにより、ハニカム構造体４の貫通孔４ａおよびハニカム構造体４間の空間１０（１０−１〜１０−３）にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００３３】
本実施の形態において、プラズマはハニカム構造体４の貫通孔４ａだけではなく、ハニカム構造体４間の空間１０にも発生する。このため、貫通孔４ａ内での有害ガスの分子分解効果に加え、ハニカム構造体４間の空間１０での有害ガスの分子分解効果が加わり、さらにこの貫通孔４ａ内での分子分解効果とハニカム構造体４間の空間１０での分子分解効果との相乗効果により、有害ガスの無害な物質への分解が促進され、ガス処理能力が高まる。また、ハニカム構造体４間の空間１０には、対向する貫通孔４ａの縁面から電界が広がって、均一なプラズマが大量に発生する。これにより、貫通孔４ａ内に発生するプラズマのばらつきによる影響が小さくなり、ガス処理能力が安定する。
【００３４】
また、この実施の形態において、ハニカム構造体４間には空気層である空間１０が設けられるので、この空間１０により第１の電極８と第２の電極９との間のインピーダンスが安定し、ハニカム構造体の吸湿・乾燥によるインピーダンス変化に対して流れる電流の変化が小さくなる。これにより、第１の電極８と第２の電極９との間に加わる高電圧値の変化が小さくなり、高電圧電源５として、専用に設計された特殊な高電圧電源ではなく、市販されている安価な高電圧電源を使用することができるようになる。
【００３５】
また、この実施の形態において、電極は第１の電極８と第２の電極９の２個の電極のみでよく、ハニカム構造体４毎に電極を配置する必要がない。これにより、部品点数が削減され、構造が簡単となり、組立工数も少なくて済み、コストダウンが図られる。
【００３６】
また、この実施の形態では、各ハニカム構造体４が処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置されているので、処理対象ガスＧＳの通過方向に沿って配置される場合よりも、処理対象ガスＧＳが各ハニカム構造体４の貫通孔４ａやハニカム構造体４間の空間１０でプラズマに晒される時間が長くなる。これにより、ガス分解が行われる機会が多くなり、ガス処理能力が向上し、高速流におけるガス処理能力の低下を防ぐことが可能となる。
【００３７】
また、各ハニカム構造体４の処理対象ガスＧＳの通過方向に面する上流側の面（最上流の面）４ｂ１、各ハニカム構造体４の処理対象ガスＧＳの通過方向に面する角穴４ｄの下流側の面４ｂ２では、プラズマが発生せず、処理対象ガスＧＳの流れに接すると共に、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けることから、この面４ｂ１，４ｂ２がガス流対向面となって、処理対象ガスＧＳ中の水分がハニカム構造体４内に入り込み、ハニカム構造体４でのプラズマ発生を活性化させる。
【００３８】
このように、本実施の形態では、各ハニカム構造体４の最上流の面４ｂ１だけではなく、各ハニカム構造体４の角穴４ｄの下流側の面４ｂ２もガス流対向面として加わるので、その分、ガス流対向面の表面積が増大し、ハニカム構造体４内に補給される水分が多くなり、プラズマの発生が活性化され、ハニカム構造体４のガス処理能力が更に高まる。
【００３９】
なお、ハニカム構造体４の貫通孔４ａの内周面の下流側の面でも、処理対象ガスＧＳが流れ、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けるが、プラズマが発生するので、ハニカム構造体４内に水分を補給するガス流対向面とはならない。また、角穴４ｄの下流側の面４ｂ２以外の内周面でも、プラズマが発生せず、処理対象ガスＧＳが流れるが、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けないので、ハニカム構造体４内に水分を補給するガス流対向面とはならない。また、ハニカム構造体２の下流側の面（最下流の面）４ｃも、処理対象ガスＧＳの通過方向に面してはいるが、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けないので、ガス流対向面とはならない。
【００４０】
図１では、ガス流対向面の表面積を増大させるために、各ハニカム構造体４に大口径の角穴（貫通孔）４ｄを設けるようにしたが、図３に示すように、溝状の段差４ｅを設けるようにしてもよい。この溝状の段差４ｅは、その段差４ｅ内にプラズマが発生しないように、十分な幅Ｗ１と深さＤ１とを有するものとする。この場合、各ハニカム構造体４の最上流の面４ｂ１だけではなく、各ハニカム構造体４の段差４ｅの下流側の面４ｂ２もガス流対向面として加わり、ガス流対向面の表面積が増大する。この溝状の段差４ｅは、本発明でいう切欠穴の一種であり、この切欠穴をハニカム構造体４に貫通して設けたものが、図１に示した角穴４ｄである。
【００４１】
〔実施の形態２〕
図４に図１に示したガス処理装置の変形例を実施の形態２として示す。この実施の形態２のガス処理装置では、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−１と４−２を第１のハニカム構造体群４Ａとし、この第１のハニカム構造体群４Ａの両端に位置するハニカム構造体４−１および４−２の外側に、第１の電極として電極８を、第２の電極として電極１１を配置している。
【００４２】
同様にして、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−３と４−４を第２のハニカム構造体群４Ｂとし、この第２のハニカム構造体群４Ｂの両端に位置するハニカム構造体４−３および４−３の外側に、第１の電極として電極１１を、第２の電極として電極９を配置している。
【００４３】
なお、この実施の形態において、電極１１は第１のハニカム構造体群２Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群２Ｂの第１の電極とを兼ねた共通電極とされているが、第１のハニカム構造体群２Ａの第２の電極と第２のハニカム構造体群２Ｂの第１の電極とを独立した電極とするようにしてもよい。
【００４４】
電極８，９および１１は、処理対象ガスＧＳが通過するように、金属製メッシュとされている。また、この実施の形態において、高電圧電源（高電圧源）５は、電圧値が異なる第１の高電圧電源５−１と第２の高電圧電源５−２とから構成され、電極８が高電圧電源５−１の＋極に接続され、電極１１が電圧電源５−１の−極および高電圧電源５−２の＋極に接続され、電極９が高電圧電源５−２の−極に接続されている。その他の構成は図１に示した構成と同じである。
【００４５】
このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１内に流し、電極８と１１との間に高電圧電源５−１からの高電圧を、電極１１と９との間に高電圧電源５−２からの高電圧を印加する。これにより、ハニカム構造体４の貫通孔４ａおよびハニカム構造体４間の空間１０（１０−１，１０−２）にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。
【００４６】
この実施の形態２でも、実施の形態１と同様、各ハニカム構造体４の処理対象ガスＧＳの通過方向に面する上流側の面（最上流の面）４ｂ１、各ハニカム構造体４の処理対象ガスＧＳの通過方向に面する角穴４ｄの下流側の面４ｂ２では、プラズマが発生せず、処理対象ガスＧＳの流れに接すると共に、処理対象ガスＧＳの通過方向への流体圧を受けることから、この面４ｂ１，４ｂ２がガス流対向面となって、処理対象ガスＧＳ中の水分がハニカム構造体４内に入り込み、ハニカム構造体４でのプラズマ発生を活性化させる。
【００４７】
また、この実施の形態２では、第１のハニカム構造体群２Ａの第１の電極８と第２の電極１１との間に第１の高電圧電源５−１からの高電圧を、第２のハニカム構造体群の第１の電極１１と第２の電極９との間に第２の高電圧電源５−２からの高電圧を個別に印加しているので、空間１０−１，１０−２での電位を安定的に高電界状態に保ち、プラズマを安定して発生させることが可能となり、単一電源を用いる場合に比べてガス処理能力を向上させることが可能となる。また、高電圧電源５−１からの高電圧と高電圧電源５−２からの高電圧を異なる値とすることにより、第１のハニカム構造体群２Ａと第２のハニカム構造体群２Ｂとでプラズマの発生量を変えて、分解可能な有害ガスの種類を異ならせたりすることが可能となる。
【００４８】
この実施の形態２でも、実施の形態１と同様、図５に示すように、溝状の段差４ｅを設けるようにしてもよい。この場合、前述したように、各ハニカム構造体４の最上流の面４ｂ１だけではなく、各ハニカム構造体４の段差４ｅの下流側の面４ｂ２もガス流対向面として加わり、ガス流対向面の表面積が増大する。
【００４９】
図６に、図３および図５に示した構成において、ハニカム構造体４のガス流対向面とプラズマが発生する面との境界部に面取りを施した例を示す。この例では、ハニカム構造体４のガス流対向面４ｂ１とプラズマが発生する面４ｆ１との境界部Ｐ１、ハニカム構造体４のガス流対向面４ｂ２とプラズマが発生する面４ｆ２との境界部Ｐ２に面取りを施している。なお、他の角部Ｐ３にも同様に面取りを施しているが、この角部Ｐ３への面取りは必ずしも施さなくてもよい。
【００５０】
ガス流対向面４ｂ１，４ｂ２とプラズマが発生する面４ｆ１，４ｆ２との境界部Ｐ１，Ｐ２が角張っていると、この部分でプラズマが発生し易く、この部分でプラズマが発生するとガス流対向面４ｂ１，４ｂ２から補給される水分の一部が消費されてしまう。ガス流対向面４ｂ１，４ｂ２とプラズマが発生する面４ｆ１，４ｆ２との境界部Ｐ１，Ｐ２に面取りを施すことで、この部分でのプラズマの発生が抑制され、ガス流対向面４ｂ１，４ｂ２から補給される水分の消費が少なくなる。
【００５１】
なお、同様にして、図１や図４に示した構成においても、ハニカム構造体４のガス流対向面とプラズマが発生する面との境界部に面取りを施してもよいことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のガス処理装置は、燃料電池等に用いられる水素を効率的に生成する目的で、炭化水素類等から水素含有ガスを生成する、いわゆる改質にも適用することができる。例えばオクタン（ガソリンの平均分子量に比較的近い物質）Ｃ8Ｈ18の場合は、本ガス処理装置に供給すると下記（１）式で示される化学反応が促進され、その結果水素ガスを効率よく生成することができる。
Ｃ8Ｈ18＋８Ｈ2Ｏ＋４（Ｏ2＋４Ｎ2）→８ＣＯ2＋１７Ｈ2＋１６Ｎ2・・・・（１）
【符号の説明】
【００５３】
１…ダクト（通風路）、４（４−１〜４−４）…ハニカム構造体、４ａ…貫通孔（セル）、４ｂ１，４ｂ２…ガス流対向面、４ｄ…角穴、４ｅ…段差部、４ｆ１，４ｆ２…プラズマが発生する面、Ｐ１，Ｐ２…境界部、４Ａ，４Ｂ…ハニカム構造体群、５（５−１，５−２）…高電圧電源、８，９，１１…電極、１０（１０−１〜１０−３）…空間、ＧＳ…処理対象ガス。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置され、かつ前記処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に貫通して設けられた多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、
前記複数のハニカム構造体のうち前記処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の一端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第１の電極と、
前記複数のハニカム構造体のうち前記処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の他端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に高電圧を印加し前記ハニカム構造体の貫通孔および前記ハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備え、
前記ハニカム構造体は、
前記処理対象ガスの通過方向に面し、前記処理対象ガスの流れに接すると共に、前記処理対象ガスの通過方向への流体圧を受ける、前記プラズマが発生しないガス流対向面を複数有する
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項２】
通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置され、かつ前記処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に貫通して設けられた多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、
前記複数のハニカム構造体のうち隣り合うハニカム構造体を１群のハニカム構造体群とし、これらハニカム構造体群毎にその両端に位置するハニカム構造体の外側に配置された第１および第２の電極と、
前記各ハニカム構造体群の第１の電極と第２の電極との間に個別に高電圧を印加し前記ハニカム構造体の貫通孔および前記ハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備え、
前記ハニカム構造体は、
前記処理対象ガスの通過方向に面し、前記処理対象ガスの流れに接すると共に、前記処理対象ガスの通過方向への流体圧を受ける、前記プラズマが発生しないガス流対向面を複数有する
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたガス処理装置において、
前記ガス流対向面の少なくとも１つは、
前記ハニカム構造体の前記処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に形成された切欠穴の内周面である
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載されたガス処理装置において、
前記ハニカム構造体の前記ガス流対向面とプラズマが発生する面との境界部に面取りが施されている
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項１】
通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置され、かつ前記処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に貫通して設けられた多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、
前記複数のハニカム構造体のうち前記処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の一端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第１の電極と、
前記複数のハニカム構造体のうち前記処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の他端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に高電圧を印加し前記ハニカム構造体の貫通孔および前記ハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備え、
前記ハニカム構造体は、
前記処理対象ガスの通過方向に面し、前記処理対象ガスの流れに接すると共に、前記処理対象ガスの通過方向への流体圧を受ける、前記プラズマが発生しないガス流対向面を複数有する
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項２】
通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置され、かつ前記処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に貫通して設けられた多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、
前記複数のハニカム構造体のうち隣り合うハニカム構造体を１群のハニカム構造体群とし、これらハニカム構造体群毎にその両端に位置するハニカム構造体の外側に配置された第１および第２の電極と、
前記各ハニカム構造体群の第１の電極と第２の電極との間に個別に高電圧を印加し前記ハニカム構造体の貫通孔および前記ハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備え、
前記ハニカム構造体は、
前記処理対象ガスの通過方向に面し、前記処理対象ガスの流れに接すると共に、前記処理対象ガスの通過方向への流体圧を受ける、前記プラズマが発生しないガス流対向面を複数有する
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたガス処理装置において、
前記ガス流対向面の少なくとも１つは、
前記ハニカム構造体の前記処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に形成された切欠穴の内周面である
ことを特徴とするガス処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載されたガス処理装置において、
前記ハニカム構造体の前記ガス流対向面とプラズマが発生する面との境界部に面取りが施されている
ことを特徴とするガス処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２３４２６２（Ｐ２０１０−２３４２６２Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８４８３９（Ｐ２００９−８４８３９）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
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