CN104541582A - 用于提供等离子体流的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于提供非热气态等离子体流以用于处理区的处理的装置，其包括用于产生所述非热等离子体的单元(14)，所述单元具有用于气体的入口(18)和用于所述非热气态等离子体的出口(20)。所述单元(14)通过热导管(48)与散热器(6)成热传导关系，所述散热器(6)与所述热导管(48)两者形成所述装置的部分。所述单元典型地具有高热导率的、与所述热导管(48)成热传导关系的介电构件(32)。所述散热器(6)典型地为含有待供应至所述单元(14)的所述入口(18)的气体的囊。

Description

用于提供等离子体流的装置

本发明涉及一种用于提供非热气态等离子体流的装置。

非热气态等离子体有时称为非平衡气态等离子体，是部分电离的气体，其中游离电子与气体中的离子和其它种类不成热平衡。非热气态等离子体通过使气体经受放电作用而形成。放电作用典型地是通过在通过气体分开的两个电极上施加高压而产生。在所得电场中捕捉的杂散电子加速朝向正极。这些电子与气体碰撞并且使气体原子或分子进一步电离。在适当的电场和气压条件下，将引起雪崩效应。如果产生足够的离子和电子，则有可见的辉光放电。除了离子和电子，电子冲击在气体中存在的原子和分子上将激发原子和气体。一些气体发出荧光，因为激发态通过放出光子几乎是立即失去其新获得的能量。根据气体的组成，可见光子给予气体放电以特征性颜色。然而，一些气体例如氩或氦还趋向于产生不发出荧光的激发态，且因此具有相对长的寿命。这些相对稳定的激发种类可引起其它气体电离(有时称为“彭宁(Penning)电离”)或解离成为化学活性的自由基。

电子、离子以及其它稳定的激发和自由基种类的反应性质具有以下结果：非热气态等离子体在医学、口腔护理以及工业中有许多潜在和实际的用途。

因此，大量研究和研发已致力于用于在相对低的温度(例如20℃与40℃之间)和大气压力下产生非热等离子体的装置。取决于非热等离子体的用途，确信其有效性将随着活性种类的浓度而增大。

根据本发明，提供一种用于提供非热气态等离子体流以用于处理区的处理的装置，所述装置包括用于产生非热等离子体的单元，所述单元具有用于气体的入口和用于非热气态等离子体的出口，其中所述单元通过热导管与散热器成热传导关系，所述散热器与所述热导管形成所述装置的部分。

根据本发明的装置使得有可能将热从所述单元快速传导走，从而允许所述单元在否则将在等离子体中产生对于一些用途来说将不可接受的温度的条件下操作一段时间。以口腔护理作为实例。在这个实例中，允许等离子体的温度升高至40℃以上很高是不合需要的；否则会有损害使用者的牙齿的风险，更不必说所引起的任何不适。

根据本发明的装置使得有可能在否则将产生高的多的温度的条件下将非热气态等离子体的温度维持在40℃或以下。

根据本发明的装置在使用中优选地采用经由介电材料的放电作用。因此，所述装置可包括热导率为至少100W/mK(并且典型地为至少200W/mK)的介电材料的第一介电构件，热导管与所述第一介电构件成直接或间接的热传导关系。

介电材料典型地为氮化铝，但可替代地使用具有高热导率的介电材料。

热导管优选地通过热电冷却器件与所述单元成热传导关系。所述热电冷却器件可操作来加强热导管所跨越的温差。

在根据本发明的装置的典型实例中，所述单元包括与第二介电构件相关联的第一电极，以及任选地与第一介电构件相关联的第二电极，其中所述第一与第二介电构件被构造成防止在使用中所述单元中的气体与电极之间的接触。(第二介电材料典型地是与第一陶瓷材料相同的材料，并且第二电极可从所述单元中省略)。在这个实例中，第一介电构件优选地与热电冷却器件热接触，而所述热电冷却器件又与热导管热接触。

所述单元可具有任何便利的构造。在一个实例中，第一介电构件和第二介电构件可呈同心管形式。可替代地，第一介电构件与第二介电构件均可为板。

所述装置可结合有一个或多个已知类型的专用散热器构件。然而，优选地是，用于将气体供应至所述单元的气囊还充当散热器。所述气囊便利地容纳在所述装置内。

电源可以是至少一个电池。

所述装置因此可结合有或被适配成结合有电池和用于将来自电池的电压信号转化成用于产生非热气态等离子体的信号的电路。

根据本发明的装置便利地具有使其能够手持并且操作的重量、大小以及构造。

在操作中，散热器趋向于保留热并且因此温度上升，结果导致热导管在一段时间内在将热从所述单元传导走的方面变得不太有效。因此，等离子体的温度开始上升。根据本发明的装置因此可包括气流切断阀和在非热气态等离子体超过所选温度时或在所选连续操作时段后用于自动关闭阀的器件。

现在将参考附图通过举例来描述本发明，其中：

图1为图解根据本发明的处理装置的示意图；

图2为用于图1所示的装置的等离子体单元、半导体电气装置、热导管以及气囊的子组件的分解透视图；

图3示出用于根据本发明的装置的等离子体单元，并且包括平面视图、端视图、截面视图以及放大截面视图；

图4示出用于根据本发明的装置的等离子体单元的另一实施方案，并且包括平面视图、端视图以及截面视图；

图5示出用于根据本发明的装置的等离子体单元的另一实施方案，并且包括截面视图和放大截面视图；以及

图6示出用于根据本发明的装置的等离子体单元的另一实施方案的分解透视图。

附图未按比例绘制。

参考附图中的图1，示意性示出了独立式装置2，所述装置用于形成等离子体并且将等离子体施用至处理区，例如人类或其它哺乳动物的口腔。所述装置旨在手持操作。所述装置包括适合塑料材料如高密度聚乙烯的壳体或主体2。主体2包括第一可评估隔室4，其用于容纳含有加压气体供品的囊；以及第二可及隔室8，其用于容纳一个或多个DC电池10。壳体2还具有第三隔室12，其中定位有用于产生非热气态等离子体的单元14。壳体或主体2中存在气体通道16，其从气囊6延伸至单元14的入口18。单元14还具有用于排出非热气态等离子体的出口20，出口20接纳施用器22，所述施用器具有适用于使用图1所示的装置进行的处理的形状和大小。例如，施用器22可呈管形式，具有成角度的出口，以供插入到人类的口腔中。通道16含有调节器24以及开关阀26，所述调节器被适配成将气体压力减小至稍高于大气压的一个值。需要时，调节器24可替代地结合到气囊6的口中的切断阀(未示出)中。

如图1所示，所述单元包括第一(工作)电极28和典型地第二(接地)电极30。需要时，第二电极30可从单元14省略，但这不是优选的。其可替代地位于施用器22的远端或全部省略。如果第二电极30设在施用器22的远端，则非热等离子体的产生可延伸出单元14进入施用器22。

第一电极28设成用AC或DC电压信号进行操作，所述电压信号的峰大小和频率能够在从气囊6流动通过单元14的气体中产生并且维持非热等离子体产生放电，典型地是辉光放电。放电是通过防止气体与第一电极28之间的物理接触的介电材料。在图1所示的实施方案中，第二电极30还与介电材料相关联。因此，第二电极30位于第一介电构件32的外表面上，而第一电极28位于第二介电构件34的外表面上。因此，电极28和30与产生非热等离子体的气体之间没有直接接触。这种构造的一个优点是使得不太可能电弧放电。出于许多原因，包括电弧放电通常伴有高温的事实，电弧放电是不利的。

根据本发明，介电构件32和34由不仅具有良好的介电特性，而且具有高热导率的材料形成。氮化铝是介电强度为17kV/mm并且热导率为约285W/m.K的适合材料。鉴于其高介电强度，氮化铝在暴露至适用于产生非热气态等离子体的电场时不会击穿。另外，与其它介电质如石英相比，氮化铝可容易地模制成所选形状。

根据本发明的装置利用形成第一介电构件32和第二介电构件34的介电材料的高热导率。除了介电和热效应，介电构件32和34还用来约束气态非热等离子体，并且典型地提供单元14的边界。尽管介电构件32和34可制成任何便利的形状，但其优选地采用平板形式。介电构件32和34的长度和宽度相对宽泛，但厚度相对薄。这种构造促进气体暴露至电场，并且确保了任何气体距电极的最大距离是小的。另外，与等离子体单元14在任一时刻所含的气体体积相比，使其大的内部面积成为可能，并且因此有益于将热从气体输送走。在一个实例中，等离子体单元14的宽度为约20mm，并且长度为约50mm，而其高度典型地小于1mm，其中介电构件32和34的厚度各自小于0.5mm。

存在许多不同的可用于为单元14提供等离子体产生信号的电源和电路构造。总体上，需要1kV至10kV范围内的电压峰来产生气态非热等离子体。无论信号是AC信号还是脉冲DC信号，峰的大小和频率决定了所形成的非热气态等离子体中的电子、离子以及激发原子的数量。电压峰的频率可典型地在20-60kHz、特别是30-40kHz范围内，但可以更高，例如达至100kHz。

在所说明的实施方案中，第一电子电路36将来自电池10的电压信号(所述信号典型地在8-16V范围内)转化成脉冲DC信号。所述信号被传导至变压器驱动电路38，其操作对于将电压递升至等离子体产生水平有效的变压器40。信号从电池10到电子电路36的提供可以通过控制盘42，其控制装置2内的所有电子过程。控制盘42可与外部开关44相关联，所述开关可手动操作来致动流体流动到单元14和脉冲DC等离子体产生信号施加至第一电极28。因此，开关阀26可以为由控制盘42控制的电磁阀。

非热气态等离子体在单元14中的产生典型地伴有一些热产生。所产生的热的量取决于许多参数，包括气体的选择、峰电压以及电压峰的频率。已经观察到在约6.7kV的峰-峰AC信号并且约35kHz的频率的情况下，所产生的热的量对气体组成尤其敏感。因此，如果供应至等离子体单元的气体是纯氦(99.9999体积％的氦)，则在等离子体单元中产生的温度小于40℃。如果20％以上的纯氩被添加至氦，则等离子体单元的操作温度会急剧增大，除非热从中消散。因此，在使用氩来形成非热气态等离子体中出现难题，特别是在等离子体用于处理人体时。然而，如果处理是杀菌，则使用氩的潜在优点是确信其潜在更有功效，因为在一组给定操作条件下，确信在氩等离子体中比在氦等离子体中有可能取得更高的杀菌种类浓度，这部分是由于氩具有比氦低的第一电离电势，并且部分是由于空气与氩的流出等离子体种类之间的有利反应。

根据本发明的装置使得从等离子体单元有效散热成为可能。再次参考图1，第一介电构件32与热电冷却装置46热接触。热电冷却装置46包括夹在金属元件之间的交替的p型和n型半导体元件的安排，所述金属元件形成连接至电源的电路，所述电源可为用于对等离子体产生供电的同一源，所述源在图1所示的实施方案中由电池10提供。热电元件可通过热传导片层或通过使用适合的油脂来改善从构件32至热电装置46的传热而附接至第一介电构件32。热电装置46因此具有与介电构件32热接触的“冷”端以及距离构件32更远的“温热”端。为了促进热从热电装置46的温热端的消散，使用一个或多个热导管将热从装置46传导至散热器。热导管典型地具有为正常金属导体如铜的约10倍的热导率。其利用适合液体(典型地有机液体)的蒸发焓。有机液体在热导管的冷端冷凝。冷凝的液体通过毛细作用经由例如芯吸构件(未示出)引导至热导管的温热端，其中所述液体气化，从而从待冷却的部件抽取热。

再次参考图1，热导管48的一端与热电冷却装置46的温热端热接触，并且热导管的另一端与充当散热器的气囊6热接触，所述囊典型地由钢或铝合金形成。热导管48典型地是平坦的平面构件，装置2的内部构造使得热导管可容易地从热电装置46延伸至气囊6。在图1所示的装置的操作中，热电装置与热导管48的组合对于将热从单元14传导至气囊6有效。只要单元14处于比气囊6高的温度下，这种热传导发生。一段时间的连续操作之后，单元14的温度趋向于与气囊6的温度平衡。因此，与连续操作相比，根据本发明的装置更适合于间歇操作。然而，存在非气态等离子体的一些用途，其可能要求仅持续短的间歇时段来操作等离子体产生装置。一个实例是用于家庭口腔或牙齿护理的装置，其可使用不超过数分钟，典型地是在白天开始和结束时。

已经观察到当从加压气囊释放时，氦趋向于从囊抽取热，结果是气囊的温度趋向于下降。这种囊冷却效应将趋向于延长操作时段，在所述时段中等离子体单元14的温度显著高于气囊6的温度。

气囊6不必用作散热器。需要时，代替或除了气囊6以外，可在装置中采用专用散热器。例如，多个热导管48可从热电装置46延伸，一个或多个延伸至气囊6，并且一个或多个延伸至专用散热器。一个或多个热导管48典型地具有平坦构造。这种热导管可商购，特别是用于计算机中。

现在参考图2，示出了等离子体单元14、热电装置46、热导管48以及气囊6的一种可能的安排。

图1所示的装置具有使其可容易地手持并且操作的大小和重量。为了控制装置的重量，气囊理想地具有小于40ml、典型地小于25ml的水容量。高气体储存压力是有利的，以便维持装置可依靠一个囊操作的时间段。气体储存压力典型地在50-300巴范围内，但压力可更高。在0.5升/分钟的典型处理气流速率下，填充至200巴压力的20ml水容量气囊将具有近似7-8分钟的操作寿命。

虽然图1中未示出，但其中所示的装置可在等离子体单元14的入口和出口端配备有止回阀，并且还可设有设计来防止等离子体反排的入口，例如通过在入口设有呈膨体PTFE构件形式的多孔气体分布器。

可对图1所示的装置进行各种其它变更和添加。例如，代替电池10，所述装置可从外部电源例如交流馈电线操作。类似地，可使用外部气源，在所述情况下，可采用专用散热器代替壳体或主体2中的气囊6。

如WO 2012/010817A中所描述并且示出，气囊6可以为具有整体式调节器的类型。可替代地，气囊6可仅在其口处具有密封件，并且设有穿孔针来穿刺所述密封件并且允许气体流出。

参考图3，示出一种装置，其包括等离子体单元110，所述等离子体单元具有用于将气流接收到等离子体单元中的单元入口112，以及可排出单元中所产生的非热气态等离子体的出口114。等离子体室116形成在两块板118、120之间，这可从放大区段A中最清楚地看出。所述板由热导性介电材料制成。电极122定位在板118的远离等离子体室116的表面上。所述电极通过电导体124连接至电能源(参见图5)。虽然对于本发明来说并不必要，但第二电极126可定位在板120的远离等离子体室116的表面上，并且通过电导体128连接至所述电能源。

通常在大约大气压力下产生等离子体，以使得产生用于排出到处理区的活性种类。可视需要采用不显著不同于大气的压力。

等离子体室116具有在入口与出口之间延伸的第一尺寸D1和总体上在第一尺寸侧向的第二尺寸D2，其范围显著高于总体上与所述第一和第二尺寸正交的第三尺寸D3。如所示，第一尺寸总体上延伸穿过所述室，第二尺寸延伸横跨所述室，并且第三尺寸在室的厚度上延伸。在这个实例中，板118、120通过间隔器142间隔开，所述间隔器在等离子体室的任一侧上延伸，并且密封室的侧面，并限定室的厚度。

相应槽缝歧管130、132形成单元入口112和单元出口114，并且将气体传递至室入口140并将非热气态等离子体从室出口144传递出。歧管130、132具有相应的中心导管134，其从单元入口112和单元出口114延伸并且终止于歧管的对端。所述歧管具有相应的凹槽136，其面向等离子体室并且与中心导管连通。所述凹槽接纳板118、120，使得其毗邻定位肩部138。室入口140是在板之间、在入口歧管130处形成的槽缝，并且室出口144是在板之间、在出口歧管132处形成的槽缝。中心导管沿着入口和出口槽缝的范围、与室入口和室出口连通，以便将总体上相同量的气体递送并且抽取穿过等离子体室的宽度。在使用中，将气体从入口112传递、通过导管134并且进入等离子体室116，其中气体被激励以形成等离子体。

尽管示出了槽缝歧管，但可以按任何适合的方式形成单元入口和出口，以便增大气体在等离子体室中的分布。

电极122总体上是平面的，并且在第一和第二尺寸上延伸至实质上更大范围，并且在第三尺寸上延伸至较小范围。电极与等离子体室至少在第二尺寸上是同延的，从而约束可通过所述室、而不暴露至所产生的电场的气体的量。如所示，电极的第二尺寸D2的范围大于所述室，从而与室产生小的重叠，所述重叠有助于确保室的整个侧向范围暴露至由电极产生的电场。(在替代实施方案(未示出)中，电极可采取细网形式，从而提供在整个放电平面上均一分布的许多边缘)。电极的侧面与板的侧面间隔开以减小交叉。即，如果电极的侧面靠近板的侧面，则电场可在板的侧面四周弯曲，而不是穿过等离子体室，并且因此本发明的安排用来将电能聚焦在等离子体室中。

在这个实例中，第二电极126定位在第二板120的表面上，并且具有与第一电极相似的构造。

电极和电能源优选被构造成使得在使用中电极在2至8kV的RMS电压下操作。

在等离子体单元中产生的温度取决于许多不同的参数。对于给定流速、气体组成、单元体积以及单元构造，增大施加至所述单元的电压可增大激发或激活种类的浓度，但还可增大单元的退出口处的气体的温度。第一效应通常是需要的，但第二效应可为不需要的(例如在口腔处理中，其中通常需要保持退出温度低于约41度C)。因此，根据本发明，所述装置设有与装置内的散热器热连通的热导管(图3中未示出)，所述散热器在操作中通常处于比等离子体单元低的温度下。热导管因此可使得比在根据本发明的给定口腔处理装置中以其它方式将允许的更高的电压能够施加至所述单元。

本文参照图3所描述的实施方案的平面型等离子体室在第一尺寸和第二尺寸上是相对宽泛的，而在第三尺寸是薄的。这种构造产生了三个益处。首先，气体在第一尺寸上穿过所述室时，暴露至电场持续相对长的时段。第二，对于第一尺寸上的各单位长度，相对大量的气体暴露至电场，因为第二尺寸上的宽度相对大。第三，室的相对小的厚度确保了通过室的任何气体的最大距离仅是距所述或每个电极的一个短距离，而仍允许合理的气体流动通过所述室。还应注意，等离子体室的内表面积与气体的体积相比是大的，并且因此有益于将热从气体输送走。在图3所示的实例中，室的宽度为约20mm，且长度为约50mm。室的高度优选小于1mm并且更优选为约0.5mm。

介电板118、120的第一尺寸和第二尺寸也是相对大的，但第三尺寸较薄。在介电介质中，电场的强度在穿过所述介质时减小，并且因此提供薄板允许电场通过，而不显著减小强度。在所示实例中，板具有约50mm的宽度和长度，以及优选小于1mm并且更优选小于0.5mm的厚度。

然而，应注意许多介电介质在暴露至电场时具有不足够的强度，所述电场足够高以在室中产生大气压等离子体。尽管这些介电质在暴露至低电场时保持极化和电绝缘，但高电场将引起所述介质击穿，并且传导电荷。如果电荷直接穿过介质到达等离子体室，可发生向下游穿过气体到达所治疗的人的电弧放电，并且还产生不需要的活性种类。例如，使用适合的气体如氩或氦，所要求的电极电势可在1至10kV的范围内，并且因此如果板具有1mm的厚度，则介质的介电强度必需大于在1至10kV/mm范围内的对应场强度。氮化铝是介电强度为17kV/mm的适合材料，并且因此在暴露至足够高的电场以产生等离子体时将不会击穿。另外，与其它介电质如石英相比，AIN可模制成薄的均匀片层。

板的介电材料的选择进一步受到限制，因为它不仅应具有高介电强度，而且因为在电离过程中等离子体室中的温度增大，另外要求它将热从室中的气体和等离子体传导走。从等离子体室排出的气体混合物的温度取决于其用途，但典型地小于60℃，并且更优选小于40℃。取决于具体安排，由于电离过程可将气体混合物加热至高达100℃，因此必须减小温度。尽管已知的安排在等离子体室下游提供气体和等离子体混合物的冷却作用，但本发明的实施方案避免了对另外的下游冷却装置的需要，而改为在气体仍处于等离子体单元内部时冷却气体和等离子体。因此，本发明的等离子体室的板由具有极高热导率以用于将热从等离子体室中的气体混合物传导走的材料制成。典型地，具有100W/m.K以上的高热导率的材料是金属或金属合金(如铜)，而介电材料具有相对低的热导率。尽管金属将热从等离子体室传导走，但它们明显不适合作为电绝缘体。类似地，介电材料是良好的电绝缘体，但是差的热导体。氮化铝是具有大约285W/m.K的高热导率的材料。如以上所指示，氮化铝还具有高的介电强度，并且因此在本发明的优选实施方案中，等离子体室的板是由氮化铝制成。

由于气体冷却发生在等离子体室中，并且在等离子体室的下游不需要独立的冷却装置，因此等离子体室本身可更靠近施用或处理点定位。由于等离子体室中产生的活性种类具有有限的寿命(其可为一秒的部分)，因此需要将等离子体产生部位靠近处理区来定位，以增大可用于达成有益结果的活性总类的量。

图4示出用于根据本发明的装置的等离子体单元的另一实施方案。图4示出的等离子体单元146与图3所示的等离子体单元相似，并且因此类似的特征被给予相同的参考数字，并且将不再详述。

在图4中，示出变压器148，其形成电能源的部分。变压器通过电线152从位于手持装置的壳体中的低电势电池(未示出)接收电能，并且使电势递升以用于以高电势驱动放电。在这个图中，仅使用一个电极122。适用于携带高电势的电导体150在变压器48与电极122之间延伸。将观察到变压器极接近定位，并且因此导体连接可以是短的，以减小电容损失。变压器在使用过程中产生热损失，并且要求冷却。因此，变压器与电极122(其又定位在热传导板18上)成热且密切接触的定位产生对变压器的冷却作用。这种安排是有用的，因为进一步利用了可由氮化铝制成的板的高热导率，以将热从变压器传导走，而无需在手持装置的其它处的其它冷却部件。在图4的修改的安排中，变压器可定位在等离子体室的板120上，并且电极可定位在板118上。板118可操作地与热电冷却装置和热导管相关联，其方式与参考图1所示出并且描述的装置相似。

图5示出等离子体单元的另一实施方案。图5示出的等离子体单元与图3所示的相似，并且因此类似的特征被给予相同的参考数字，并且将不再详述。

在图5中，等离子体单元154在第二板120的远离等离子体室116的表面上包括用于将热从第二板输送走的热电冷却装置。

在热电装置的优选安排中，交替的p型和n型半导体元件夹在金属元件之间，所述金属元件形成连接至电源的电路。在p型和n型元件中电荷载流子的流动被诱导朝向“热”金属元件，以引起热从“冷”金属元件流动。如图5所示，第一金属元件156(“冷”元件)与第二板120的表面热接触，并且第二金属元件158(“热”元件)通过交替的p型和n型半导体区160连接至第一元件。第一元件可通过热传导性片层或通过用于改善从板至装置的传热的油脂附接至介电板。第二元件158通过电线连接至电能源(未示出)，所述电能源用于通过在所述元件之间施加电势来驱动所述装置，所述电势在第一与第二元件之间产生温差，以用于将热从等离子体室输送走。驱动电极的电源还可以驱动热电冷却装置。常规上，在这种情况下，图4中所示的电源的变压器和热电装置彼此接近地定位在同一介电板上，以使得冷却的介电板还可将热从变压器传导走。变压器本身连接至一个或多个可远离所述单元定位的电池。

这种珀尔帖(Peltier)装置在本发明的情况下是适合的，因为冷元件可被构造成总体上平面的，并且在第一和第二尺寸上宽泛的。在这种情况下，其与等离子体室的板120具有大的接触面积。

除了这种热电装置，冷却装置还包括热导管162，其提供用于将热从热电装置传导至气囊或结合在等离子体产生装置中的其它散热器的路径。

热电装置可在整个使用过程中操作，这取决于等离子体单元中的气体的温度，或可间歇操作，以用于短的突发性温度降低。可安排传感器(未示出)来感测气体的温度，并且热电装置响应于从传感器接收的温度信号来进行操作。可替代地，热电装置可仅在从启动等离子体单元一段时间后开始操作，进而在等离子体单元变得过热之前在起动时保存能量。

图6示出等离子体单元的另一实施方案。等离子体室166包括热传导性介电板168和另一热传导性介电板170。在这个实施方案中，板168包括蜿蜒的导管174，其用于将气体从室入口176传递至室出口178，并且在室中产生较长的气体停留时间。气体在入口与出口之间的净流动是在第一尺寸D1上，但与本文描述的其它实施方案不同，导管中的气体流动通过总体上在第二尺寸D2上延伸的导管的多个区段。以这种方式，与先前的实施方案相比，单位气体定位在等离子体室中的时段延长。这种增加的停留时间不仅增加可被激励以形成等离子体的气体的量，而且允许通过热传导片层更多的热从气体传导走。

导管可通过在仅一块板的表面上切出凹槽来产生，而另一块板的相对表面保持平面型。可替代地，可在每块板中形成互补的凹槽。可通过例如激光蚀刻来将约0.2mm的深度延伸到一块或多块板中来形成一个或多个凹槽。

板通过板的通孔180中的紧固件(未示出)接合在一起。所述板可另外包括周边凹槽182，其中定位有用于密封室的密封器件。

等离子体单元的其它部件与先前实施方案中的那些部件相似，并且本文将不再描述。

Claims (17)

1.一种用于提供非热气态等离子体流以用于处理区的处理的装置，所述装置包括用于产生所述非热等离子体的单元，所述单元具有用于气体的入口和用于所述非热气态等离子体的出口，其中所述单元通过热导管与散热器成热传导关系，所述散热器与所述热导管形成所述装置的部分。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述单元包括热导率为至少100W/(m.K)的介电材料的第一介电构件，并且所述热导管与所述第一介电构件成直接或间接的热传导关系。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述介电材料的热导率为至少200W/(m.K)。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其中所述介电材料为氮化铝。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述单元包括与第二介电构件相关联的第一电极，以及任选地与所述第一介电构件相关联的第二电极。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述第二介电构件具有与所述第一介电构件相同的介电材料。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其中所述第一和第二介电构件界定所述单元的内壁。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述热导管与所述单元通过热电冷却器件成热传导关系。

9.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其中所述第一介电构件与热电冷却器件热接触，而所述热电冷却器件又与所述热导管热接触。

10.根据权利要求5至7以及9中任一项所述的装置，其中所述第一介电构件与所述第二介电构件均为板。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述散热器为用于供应气体至所述单元的气囊。

12.根据权利要求5至7以及9和10中任一项所述的装置，其中所述第一电极可通过变压器连接至电源。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述变压器和所述电源均结合在所述装置中。

14.根据权利要求12或权利要求13所述的装置，其中所述变压器与所述第二介电构件热接触。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其中所述电源为电池，并且所述装置结合有用于将来自所述电池的信号转化成用于产生非热气态等离子体的信号的电路。

16.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置具有使得其能够手持并且操作的重量、大小以及构造。

17.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述装置包括气流切断阀，和在所述非热气态等离子体超过所选温度时或在所选连续操作时段后用于自动关闭所述阀的器件。