DE102021200266A1

DE102021200266A1 - Ionengenerierendes Element

Info

Publication number: DE102021200266A1
Application number: DE102021200266.8A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Weisser; Sebastian Dietzel
Original assignee: Marquardt GmbH
Current assignee: Marquardt GmbH
Priority date: 2021-01-13
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2022-07-14
Also published as: EP4030571A1; CN217589774U

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flachelektrode für ein ionengenerierendes Element, wobei die Flachelektrode (4) ringförmige Elektrodenstrukturen (7,10,20) umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flachelektrode für ein ionengnerierendes Element, mit welcher die Entstehung von Ozon bei der Erzeugung von Ionen effektiv vermieden werden kann, sowie ein ionengenerierendes Element, eine lonisierungseinrichtung zum Behandeln eines Luftstromes und eine Lüftungsanlage, welche jeweils eine derartige Flachelektrode aufweisen.
Üblicherweise werden in einem geschlossenen Raum, welcher weniger häufig gelüftet wird, beispielsweise einem Büro oder Konferenzraum, luftverunreinigende Substanzen, welche durch den Atem ausgestoßen werden, Zigarettenrauch und Staub angereichert. Dabei sind Luftreinigungsgeräte bekannt, welche beispielsweise in Innenräumen mittels Ionisation von Luft und somit Erzeugung von elektrisch geladenen Luftbestandteilen, Partikel, Feinstaub, Viren, Schimmelpilze und/oder Sporen behandeln und/oder entfernen und einen mit Ionen angereicherten Luftstrom bereitstellen.
Ein hoher Ionengehalt, insbesondere von negativen Sauerstoffionen, wird dabei ferner mit positiven Eigenschaften, welche das Wohlbefinden eines Menschen steigern sollen, assoziiert. Unter anderem sollen negative Sauerstoffionen die natürlichen Abwehrkräfte verbessern, Gerüche neutralisieren, das Risiko von allergischen Reaktionen minimieren, die Konzentrationsfähigkeit erhöhen und einen positiven Effekt auf die Stressresistenz haben.
Bei der Erzeugung von geladenen Ionen, welche zur Radikalbildung von anderen Luftbestandteilen führen können, durch entsprechende lonisierungseinrichtungen entsteht für gewöhnlich aber auch immer hochreaktives Ozon. Insbesondere entsteht dabei Ozon, wenn es zu einer energiereichen Entladung im Raum kommt (Stoßionisation). Aufgrund ihrer oxidierenden Wirkung sind Ozonmoleküle jedoch für den Menschen giftig, wenn ein Wert von 0,2 mg/m³ überschritten wird. Bereits bei einer geringeren Ozonaufnahme ist dies zudem häufig mit einem heftigen Schläfenkopfschmerz verbunden.
Aus der Druckschrift EP 0 634 205 A1 ist ein Katalysator zum Spalten von Ozon bekannt, bestehend aus einem netzförmigen Träger, welcher mit einem Edelmetall beschichtet ist, zur Verwendung als unbeheizter Katalysator zum Spalten von Ozon.
Aus der Druckschrift DE 196 51 402 A1 ist ein Ionisationsapparat zur Erzeugung aktiver Sauerstoffionen in der Luft bekannt, bestehend aus einer oder mehrerer lonisationsapparaturen und einem Hochspannung erzeugenden Transformator und einer auf eine elektrische Steuereinheit einwirkende Sensoreinheit, wobei die lonisationsapparate aus zwei oder mehreren elektrisch leitenden, flachen Strukturen bestehen, die durch ein Dielektrikum voneinander getrennt sind. Dabei kann eine Steuerelektronik derart ausgebildet sein, dass bei hoher Luftverschmutzung oder hoher Luftmenge alle lonisationsapparate betrieben werden und bei sauberer Luft nur ein Einziger oder kein Ionisationsapparat, um überschießende lonenproduktion und/oder die Gefahr einer Ozonisierung zu vermeiden.
Aus der Druckschrift DE 602 07 725 T2 ist eine Klimaanlage mit einem lonengenerator bekannt, wobei der lonengenerator ein ionengenerierendes Element aufweist, und wobei das ionengenerierende Element einen dielektrischen Körper, eine innere Elektrode, gebildet innerhalb des dielektrischen Körpers, sowie eine Oberflächenelektrode, gebildet auf einer Oberfläche des dielektrischen Körpers umfasst. Dabei ist die Oberflächenelektrode in einem Gittermuster gebildet, welches Gitterquadrate aufweist, wobei jedes Gitterquadrat ein spitz zulaufendes Teil aufweist.
Aus der Druckschrift EP 0 208 169 B1 ist eine elektrostatische Hochspannungselektrode zur Ionisierung der Luft mit einer Vielzahl von nadelförmig ausgebildeten nicht vergossenen Einzelelektroden mit je einer Spitze, die in mehreren gleich ausgebildeten Reihen angeordnet sind, bekannt, wobei alle Einzelelektroden gleich ausgebildet sind, parallel zueinander verlaufen und deren Spitzen in einer Ebene liegen, und wobei den Einzelelektroden jeder Reihe die Zwischenräume zwischen den Einzelelektroden der jeweils benachbarten Reihe gegenüberliegen, die Einzelelektroden voneinander mindestens den Abstand ihrer halben freien Länge aufweisen und die freie Länge der Elektroden sich zu ihrem Durchmesser mindestens wie 50:1 verhält.
Aufgabe von Ausführungsformen der Erfindung ist es, eine Flachelektrode für ein ionengenerierendes Element anzugeben, welche im Betrieb möglichst wenig Ozon erzeugt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch den Gegenstand der nebengeordneten Ansprüche. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Flachelektrode für ein ionengenerierendes Element, wobei die Flachelektrode ringförmige Elektrodenstrukturen umfasst.
Unter Flachelektroden werden dabei Elektroden verstanden, welche räumlich gesehen flach sind, das heißt eine geringe Höhe aufweisen. Derartige Flachelektroden kommen beispielsweise in ionengenerierenden Elementen zum Einsatz.
lonengenerierende Elemente dienen weiter zum Erzeugen von ionisierten Luftbestandteilen, insbesondere mittels lonisierungsspannung beziehungsweise Hochspannung. Das ionengenerierende Element verwendet dabei beispielsweise eine Hochspannung in einem Bereich von 1,5 kV bis 15 kV. Das ionengenerierende Element kann dabei insbesondere mit einer Hochspannungserzeugungseinheit, wie einem Transformator, einem Piezotransformator, einem Sperrwandler und/oder einer Hochspannungskaskade verbunden sein. An einem lonenemitter des ionengenerierenden Elements, insbesondere einer Flachelektrode, findet dabei eine elektrische Entladung der lonisierungsspannung in die umgebende Luft und somit eine Ionisierung der Luftbestandteile statt. Die Erzeugung der Ionen kann dabei beispielsweise durch Coronaentladung und/oder Feldemission in die unmittelbare Luftumgebung stattfinden.
Das die Flachelektrode ringförmige Elektrodenstrukturen umfasst bedeutet ferner, dass die Flachelektrode aus einzelnen, zusammenhängenden kreisförmigen Elektrodenstrukturen, welche keine Kanten oder Spitzen aufweisen, gebildet ist, wobei die einzelnen kreisförmigen Elektrodenstrukturen vorzugsweise die Form konzentrischer Ringquerschnitte aufweisen.
Eine derartige Flachelektrode hat den Vorteil, dass diese, verglichen mit herkömmlichen Flachelektroden für ionengenerierende Elemente, beispielsweise Flachelektroden, welche durch netz- beziehungsweise gitterförmige Elektrodenstrukturen gebildet sind, eine geringere Feldstärke aufweist und somit Stoßionisationen vermieden werden und auch weniger Ozon gebildet wird. So ist die Dichte von elektrischen Feldlinien und damit auch die elektrische Feldstärke für gewöhnlich an Spitzen von unter Hochspannung stehenden elektrischen Leitern oder Elektroden am größten. Dabei kommt es knapp unterhalb der Durchschlagsspannung zu einer Glimmentladung, welche so stark ist, dass die Bindung von Sauerstoffmolekülen gebrochen wird und sich Ozon bildet. Da die erfindungsgemäße Elektrode aus einzelnen, zusammenhängenden kreisförmigen Elektrodenstrukturen, welche keine Kanten oder Spitzen aufweisen, gebildet ist, können derartige energiereiche Entladungen und die damit verbundene Entstehung von Ozon effektiv vermieden werden. Ferner resultiert dies auch in einem geringeren Elektrodenabbrand, sodass die Lebensdauer der Flachelektrode erhöht wird.
In einer Ausführungsform sind die ringförmigen Elektrodenstrukturen dabei weiter aus einem Elektrodenmaterial, welches katalytisch aktiv Ozon spaltet, gebildet.
Ein katalytisch aktives Material beschleunigt dabei eine chemische Reaktion, insbesondere eine Katalyse, ohne dabei selbst verbraucht zu werden.
Dadurch, dass die Flachelektrode aus einem Elektrodenmaterial, welches katalytisch aktiv Ozon spaltet, gebildet ist, kann somit bei der Generierung von Ionen entstandenes Ozon gespalten und abgebaut werden, ohne dass dabei das Elektrodenmaterial verbraucht wird und die Lebensdauer der Flachelektrode reduziert wird.
Insbesondere können die ringförmigen Elektrodenstrukturen dabei aus Platin oder Palladium gebildet sein. Durch die Wahl von Platin oder Palladium als Elektrodenmaterial wird bereits bei niederer Temperatur eine hohe katalytische Wirkung erreicht.
Zudem kann im Inneren von zumindest einem Teil der ringförmigen Elektrodenstrukturen jeweils eine Metalloxidschicht angeordnet sein.
Im Inneren der ringförmigen Elektrodenstrukturen bedeutet dabei, dass die Metalloxidschicht jeweils innerhalb eines von der entsprechenden ringförmigen Elektrodenstruktur umgebenen und durch diese begrenzten Bereich angeordnet ist.
Metalloxide, insbesondere Übergangsmetalloxide, wie Manganoxid, Eisenoxid, Kobaltoxid, Kupferoxid, oder Nickeloxid sind ebenfalls als katalytisch aktive Materialien bei der Zersetzung beziehungsweise Spaltung von Ozon bekannt und werden in reiner Form oder als Gemisch als katalytisch aktive Komponente in Katalysatoren, beispielsweise in Form von Schüttgut-Trägerkatalysatoren zur Zersetzung von Ozon angewendet. Insgesamt kann somit die Spaltung und der Abbau von bei der Generierung von Ionen entstandenem Ozon noch weiter optimiert werden.
Auch können die ringförmigen Elektrodenstrukturen jeweils zumindest teilweise von einer dielektrischen Abdeckung derart bedeckt sein, dass Plasma jeweils hauptsächlich im Inneren der ringförmigen Elektrodenstrukturen gebildet wird.
Unter einer dielektrischen Abdeckung wird hierbei eine dielektrische Barriere verstanden, welche im Betrieb die Entladung sowie die lonengenerierung räumlich begrenzt. Übliche Materialien für eine derartige dielektrische Barriere sind dabei Glas, Quarz, Keramik oder Emaille. Auch Kunststoffe, beispielsweise Teflon oder Silikon können verwendet werden.
Im Inneren der ringförmigen Elektrodenstrukturen bedeutet ferner dass die dielektrische Abdeckung derart angeordnet ist, dass das Plasma jeweils hauptsächlich, das heißt im Wesentlichen beziehungsweise zum großen Teil, innerhalb eines Bereichs, welcher von der entsprechenden Elektrodenstruktur umgeben und begrenzt ist, entsteht, das heißt Ionen hauptsächlich innerhalb dieses Bereichs generiert werden und wenigstens der Großteil der lonengenerierung in diesem Bereich stattfindet.
Dies hat den Vorteil, dass das erzeugte Plasma in direktem Kontakt mit der Elektrode und damit dem katalytisch aktiven Elektrodenmaterial steht, sowie gegebenenfalls auch noch mit dem im Inneren der Elektronenstrukturen angeordneten Metalloxid. Hierdurch kann die Spaltung und der Abbau von bei der Generierung von Ionen entstandenem Ozon wiederum noch weiter optimiert werden.
Mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird auch ein ionengenerierendes Element zum Generieren von Ionen mittels einer lonisierungsspannung angegeben, welches eine oben beschriebene Flachelektrode und eine Masseelektrode aufweist.
Bei der Masselelektrode handelt es sich dabei um eine geerdete Elektrode. Wird dabei eine Hochspannung an die Flachelektrode angelegt, wird am anderen Ende der geerdeten Masseelektrode ein elektrisches Feld erzeugt. Dies resultiert in der Erzeugung einer Plasmaentladung und der Ionisierung von Molekülen in der Luft, wodurch positive und negative Ionen erzeugt werden können.
Ein derartiges ionengenerierendes Element hat den Vorteil, dass dieses eine Flachelektrode aufweist, welche verglichen mit herkömmlichen Flachelektroden für ionengenerierende Elemente, beispielsweise Flachelektroden, welche durch netz- beziehungsweise gitterförmige Elektrodenstrukturen gebildet sind, eine geringere Feldstärke aufweist und somit auch Stoßionisationen vermieden werden und weniger Ozon gebildet wird. So ist die Dichte von elektrischen Feldlinien und damit auch die elektrische Feldstärke für gewöhnlich an Spitzen von unter Hochspannung stehenden elektrischen Leitern oder Elektroden am größten. Dabei kommt es knapp unterhalb der Durchschlagsspannung zu einer Glimmentladung, welche so stark ist, dass die Bindung von Sauerstoffmolekülen gebrochen wird und sich Ozon bildet. Da die erfindungsgemäße Elektrode aus einzelnen, zusammenhängenden kreisförmigen Elektrodenstrukturen, welche keine Kanten oder Spitzen aufweisen, gebildet ist, können derartige Entladungen und die damit verbundene Entstehung von Ozon effektiv vermieden werden. Ferner resultiert dies auch in einem geringeren Elektrodenabbrand, sodass die Lebensdauer der Flachelektrode erhöht wird.
Dabei kann die Masseelektrode linienförmig ausgebildet sein.
Dass die Masseelektrode linienförmig ausgebildet ist bedeutet dabei, dass die Masselelektrode nicht massiv als blockförmige Elektrode, sondern linienförmig ausgebildet ist und beispielsweise eine mäanderförmige Struktur aufweist.
Dies hat den Vorteil, dass die Kapazität und somit auch das elektrische Feld an den beiden Elektroden reduziert wird. Hierdurch kann wiederum vermieden werden, dass es zu energiereichen Entladungen kommt und somit die Entstehung von Ozon vermindert werden.
Weiter kann die Masseelektrode aus einer Widerstandslegierung gebildet sein.
Unter Widerstandslegierungen werden hierbei Legierungen aus zwei oder mehr Metallen verstanden, welche einen relativ hohen spezifischen elektrischen Widerstand haben, eine geringe Neigung zur Oxidation aufweisen und elektrische Energie in Wärme umwandeln. Bei der Widerstandslegierung kann es sich hierbei beispielsweise um eine Silber-Palladiumlegierung wie Ag₃Pd oder Ag₆Pd handeln.
Hierdurch kann somit ein Heizungseffekt realisiert werden und die Entstehung von Ozon weiter reduziert werden, zumal sich die Bildung von Ozon beziehungsweise die Ozonentstehung umgekehrt zur vorhandenen Temperatur verhält.
Mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird zudem auch eine lonisierungseinrichtung zum Behandeln eines Luftstromes angegeben, wobei die lonisierungseinrichtung eine Zuluftverbindung zum Zuführen eines Luftstromes in die lonisierungseinrichtung, ein oben beschriebenes ionengenerierendes Element zum Ionisieren von Luftbestandteilen des Luftstromes mittels einer lonisierungsspannung und eine Rückluftverbindung zum Rückführen des behandelten Luftstromes aus der lonisierungseinrichtung aufweist.
Eine derartige lonisierungseinrichtung hat den Vorteil, dass diese eine Flachelektrode aufweist, welche verglichen mit herkömmlichen Flachelektroden für ionengenerierende Elemente, beispielsweise Flachelektroden, welche durch netz- beziehungsweise gitterförmige Elektrodenstrukturen gebildet sind, eine geringere Feldstärke aufweist und somit auch Stoßionisationen vermieden werden und weniger Ozon gebildet wird. So ist die Dichte von elektrischen Feldlinien und damit auch die elektrische Feldstärke für gewöhnlich an Spitzen von unter Hochspannung stehenden elektrischen Leitern oder Elektroden am größten. Dabei kommt es knapp unterhalb der Durchschlagsspannung zu einer Glimmentladung, welche so stark ist, dass die Bindung von Sauerstoffmolekülen gebrochen wird und sich Ozon bildet. Da die erfindungsgemäße Elektrode aus einzelnen, zusammenhängenden kreisförmigen Elektrodenstrukturen, welche keine Kanten oder Spitzen aufweisen, gebildet ist, können derartige Entladungen und die damit verbundene Entstehung von Ozon effektiv vermieden werden. Ferner resultiert dies auch in einem geringeren Elektrodenabbrand, sodass die Lebensdauer der Flachelektrode erhöht wird.
Mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird zudem auch eine Lüftungsanlage angegeben, welche eine oben beschriebene lonisierungseinrichtung aufweist.
Eine derartige Lüftungsanlage hat den Vorteil, dass dieses eine Flachelektrode aufweist, welche verglichen mit herkömmlichen Flachelektrode für ionengenerierende Elemente, beispielsweise Flachelektroden, welche durch netz- beziehungsweise gitterförmige Elektrodenstrukturen gebildet sind, eine geringere Feldstärke aufweist und somit auch Stoßionisationen vermieden werden und weniger Ozon gebildet wird. So ist die Dichte von elektrischen Feldlinien und damit auch die elektrische Feldstärke für gewöhnlich an Spitzen von unter Hochspannung stehenden elektrischen Leitern oder Elektroden am größten. Dabei kommt es knapp unterhalb der Durchschlagsspannung zu einer Glimmentladung, welche so stark ist, dass die Bindung von Sauerstoffmolekülen gebrochen wird und sich Ozon bildet. Da die erfindungsgemäße Elektrode aus einzelnen, zusammenhängenden kreisförmigen Elektrodenstrukturen, welche keine Kanten oder Spitzen aufweisen, gebildet ist, können derartige Entladungen und die damit verbundene Entstehung von Ozon effektiv vermieden werden. Ferner resultiert dies auch in einem geringeren Elektrodenabbrand, sodass die Lebensdauer der Flachelektrode erhöht wird.
Bei der Lüftungsanlage kann es sich dabei beispielsweise um eine Lüftungsanlage für einen geschlossenen Raum, ein Fahrzeug, oder für eine Kabine eine Flugzeuges handeln.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass mit der vorliegenden Erfindung eine Flachelektrode für ein ionengnerierendes Element, mit welcher die Entstehung von Ozon bei der Erzeugung von Ionen effektiv vermieden werden kann, angegeben wird.
Realisiert wird dies hierbei durch eine spezielle geometrische Ausgestaltung der Flachelektrode, wobei die Flachelektrode ringförmige Elektrodenstrukturen umfasst.
Der Effekt der Vermeidung der Entstehung von Ozon kann zudem durch Verwendung spezieller Materialien und/oder katalytischer Substanzen beziehungsweise aktiv katalytischer Materialien noch weiter verstärkt werden.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.

1 zeigt eine schematisch perspektivische Ansicht eines ionengenerierenden Elements gemäß Ausführungsformen der Erfindung;
2 zeigt eine Draufsicht auf eine Oberseite des ionengenerierenden Elements gemäß 1;
3 zeigt eine Draufsicht auf eine Masseelektrode des ionengenerierenden Elements gemäß 1;
4 zeigt eine Draufsicht auf eine ringförmige Elektrodenstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform;
5 zeigt eine Draufsicht auf eine ringförmige Elektrodenstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform.

1 zeigt eine schematisch perspektivische Ansicht eines ionengenerierenden Elements 1 gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
Gemäß den Ausführungsformen der 1 weist das ionengenerierende Element 1 dabei ein ionenerzeugendes Element auf, bei dem es sich gemäß den Ausführungsformen der 1 um eine, auf einer Oberseite 2 des ionengenerierenden Elements 1 und insbesondere auf einer Oberfläche eines dielektrischen Körpers 3, beispielsweise eines Keramik-Dielektrikum angeordneten Flachelektrode 4 handelt. Die Flachelektrode 4 ist dabei über einen isolierten elektrischen Leiter 5, beispielsweise ein Kabel mit einer, in 1 nicht gezeigten, Stromversorgung verbunden. Ferner kann die Flachelektrode 4 zudem auch mit einer, in 1 nicht gezeigten, Steuer- und Regeleinheit und einer, in 1 nicht gezeigten Datenschnittstelle verbunden sein.
Ferner weist das ionengenerierende Element gemäß den Ausführungsformen der 1 eine in den dielektrischen Körper 3, in 1 nicht gezeigte Masselelektrode auf, welche über entsprechende Anschlüsse 6 an ein Massepotential gelegt und somit geerdet ist.
Wird dabei eine Hochspannung an die Flachelektrode 4 angelegt, wird am anderen Ende der geerdeten Masseelektrode ein elektrisches Feld erzeugt. Dies resultiert in der Erzeugung einer Plasmaentladung und der Ionisierung von Wassermolekülen in der Luft, wodurch positive und negative Ionen erzeugt werden können.
Bei der Erzeugung von geladenen Ionen, welche zur Radikalbildung von anderen Luftbestandteilen führen können, entsteht für gewöhnlich aber auch immer hochreaktives Ozon. Insbesondere entsteht dabei Ozon, wenn es zu einer energiereichen Entladung im Raum kommt (Stoßionisation). Aufgrund ihrer oxidierenden Wirkung sind Ozonmoleküle jedoch für den Menschen giftig, wenn ein Wert von 0,2 mg/m³ überschritten wird. Bereits bei einer geringeren Ozonaufnahme ist dies zudem häufig mit einem heftigen Schläfenkopfschmerz verbunden.
Wie 1 zeigt, umfasst die Flachelektrode 3 dabei ringförmige Elektrodenstrukturen 7 beziehungsweise ist diese 3 aus zusammenhängenden, ringförmigen Elektrodenstrukturen 7 gebildet.
Eine derartige Flachelektrode 3 hat den Vorteil, dass diese, verglichen mit herkömmlichen Flachelektrode für ionengenerierende Elemente, beispielsweise Flachelektroden, welche durch netz- beziehungsweise gitterförmige Elektrodenstrukturen gebildet sind, eine geringere Feldstärke aufweist und somit Stoßionisationen vermieden werden und auch weniger Ozon gebildet wird. So ist die Dichte von elektrischen Feldlinien und damit auch die elektrische Feldstärke für gewöhnlich an Spitzen von unter Hochspannung stehenden elektrischen Leitern oder Elektroden am größten. Dabei kommt es knapp unterhalb der Durchschlagsspannung zu einer Glimmentladung, welche so stark ist, dass die Bindung von Sauerstoffmolekülen gebrochen wird und sich Ozon bildet. Da die erfindungsgemäße Elektrode aus einzelnen, zusammenhängenden kreisförmigen Elektrodenstrukturen, welche keine Kanten oder Spitzen aufweisen, gebildet ist, können derartige energiereiche Entladungen und die damit verbundene Entstehung von Ozon effektiv vermieden werden. Ferner resultiert dies auch in einem geringeren Elektrodenabbrand, sodass die Lebensdauer der Flachelektrode erhöht wird.
Dem ionengenerierenden Element 1 können zudem noch, in 1 nicht gezeigte katalytische mechanische Bauteile nachgeschaltet sein, beispielsweise Aktivkohle oder ein entsprechendes Metallnetz.
2 zeigt eine Draufsicht auf das ionengenerierende Element gemäß 1. Komponenten und Bauteile mit gleicher Funktion oder Konstruktion wie in 1 tragen dabei dieselben Bezugszeichen und werden nicht extra erörtert.
Wie insbesondere in 2 zu erkennen ist, wird die Flachelektrode 4 durch zusammenhängende, ringförmige Elektrodenstrukturen 7 gebildet.
Gemäß den Ausführungsformen der 2 sind die ringförmigen Elektrodenstrukturen 6 dabei aus einem Elektrodenmaterial, welches katalytisch aktiv Ozon spaltet, gebildet.
Insbesondere sind die ringförmigen Strukturen 7 dabei bevorzugt aus Platin oder Palladium mit einer Schichtstärke zwischen 5 µm und 14 µm gebildet.
3 zeigt eine Draufsicht auf eine Masseelektrode 8 des ionengenerierenden Elements 1 gemäß 1. Komponenten und Bauteile mit gleicher Funktion oder Konstruktion wie in 1 tragen dabei dieselben Bezugszeichen und werden nicht extra erörtert.
Wie 3 zeigt, ist dabei in den dielektrischen Körper 3 des ionengenerierenden Elements 1 eine weitere Elektrode, insbesondere eine Masseelektrode 8 eingebettet.
Wie zu erkennen ist, ist die Masseelektrode 8 dabei linienförmig, insbesondere mäanderförmig ausgebildet.
Gemäß den Ausführungsformen der 3, ist die Masseelektrode 8 zudem aus einer Widerstandslegierung gebildet und insbesondere aus einer Silber-Palladiumlegierung wie Ag₃PD oder Ag₆PD mit einer Schichtdicke zwischen 8 µm und 17 µm.
4 zeigt eine Draufsicht auf eine ringförmige Elektrodenstruktur 10 gemäß einer ersten Ausführungsform.
So umfasst die erfindungsgemäße Flachelektrode ringförmigen Elektrodenstrukturen, wobei eine ringförmige Elektrodenstruktur 10 in 4 dargestellt ist.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist die ringförmige Elektrodenstruktur 10 dabei in Form eines konzentrischen Ringquerschnittes gebildet.
Wie 4 weiter zeigt, ist auf der ringförmige Elektrodenstruktur 10 eine dielektrische Abdeckung 11 derart aufgebracht beziehungsweise ist die ringförmige Elektrodenstruktur 10 von einer dielektrischen Abdeckung 11 derart bedeckt, dass im Betrieb Plasma hauptsächlich im Inneren der ringförmigen Elektrodenstruktur 10 gebildet wird.
Insbesondere ist dabei der komplette äußere Bereich 12 der ringförmigen Elektrodenstruktur 10 mit der dielektrischen Abdeckung 11 beziehungsweise der dielektrischen Barriere überzogen.
Übliche Materialien für eine derartige dielektrische Abdeckung 11 sind dabei Glas, Quarz, Keramik oder Emaille. Auch Kunststoffe, beispielsweise Teflon oder Silikon können verwendet werden, wobei die dielektrische Abdeckung 11 bevorzugt eine Schichtstärke zwischen 9 µm und 20 µm aufweist.
5 zeigt eine Draufsicht auf eine ringförmige Elektrodenstruktur 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Gemäß der zweiten Ausführungsform ist die ringförmige Elektrodenstruktur 20 dabei wiederum in Form eines konzentrischen Ringquerschnittes gebildet.
Auch ist die ringförmige Elektrodenstruktur 20 wiederum von einer dielektrischen Abdeckung 21 derart bedeckt, dass Plasma hauptsächlich im Inneren der ringförmigen Elektrodenstruktur 20 gebildet wird.
Im Unterschied zu der im 4 gezeigten ersten Ausführungsform ist im Inneren der ringförmige Elektrodenstruktur 20 gemäß der in 5 gezeigten zweiten Ausführungsform, das heißt einem Bereich 22, welcher von der ringförmigen Elektrodenstruktur 20 umgeben ist beziehungsweise durch diese 20 begrenzt wird, eine Metalloxidschicht 23 angeordnet. Bei dem Metalloxid kann es sich dabei insbesondere um Übergangsmetalloxide, wie Manganoxid, Eisenoxid, Kobaltoxid, Kupferoxid, oder Nickeloxid handeln. Derartige Metalloxide sind ebenfalls als katalytisch aktive Materialien bei der Zersetzung beziehungsweise Spaltung von Ozon bekannt und werden in reiner Form oder als Gemisch als katalytisch aktive Komponente in Katalysatoren, beispielsweise in Form von Schüttgut-Trägerkatalysatoren zur Zersetzung von Ozon angewendet. Insgesamt kann somit die Spaltung und der Abbau von bei der Generierung von Ionen entstandenem Ozon noch weiter optimiert werden.
Bezugszeichenliste

1: ionengenerierendes Element
2: Oberseite
3: dielektrischer Körper
4: Flachelektrode
5: elektrischer Leiter
6: Anschluss
7: ringförmige Elektrodenstruktur
8: Masseelektrode
10: Elektrodenstruktur
11: dielektrische Abdeckung
12: äußerer Bereich
20: ringförmige Elektrodenstruktur
21: dielektrische Abdeckung
22: Bereich
23: Metalloxidschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0634205 A1 [0005]
DE 19651402 A1 [0006]
DE 60207725 T2 [0007]
EP 0208169 B1 [0008]

Claims

Flachelektrode für ein ionengenerierendes Element, wobei die Flachelektrode (4) ringförmige Elektrodenstrukturen (7,10,20) umfasst.
Flachelektrode nach Anspruch 1, wobei die ringförmigen Elektrodenstrukturen (7,10,20) aus einem Elektrodenmaterial, welches katalytisch aktiv Ozon spaltet, gebildet sind.
Flachelektrode nach Anspruch 2, wobei die ringförmigen Elektrodenstrukturen (7,10,20) aus Platin oder Palladium gebildet sind.
Flachelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Inneren von zumindest einem Teil der ringförmigen Elektrodenstrukturen (20) jeweils eine Metalloxidschicht (23) angeordnet ist.
Flachelektrode nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die ringförmigen Elektrodenstrukturen (10,20) jeweils von einer dielektrischen Abdeckung (11,21) derart bedeckt sind, dass Plasma jeweils hauptsächlich im Inneren der ringförmigen Elektrodenstrukturen (10,20) gebildet wird.
lonengenerierendes Element zum Generieren von Ionen mittels einer lonisierungsspannung, wobei das ionengenerierende Element (1) eine Flachelektrode (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und eine Masseelektrode (8) aufweist.
lonengenerierendes Element nach Anspruch 6, wobei die Masseelektrode (8) linienförmig ausgebildet ist.
lonengenerierendes Element nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Masseelektrode (8) aus einer Widerstandslegierung gebildet ist.
Ionisierungseinrichtung zum Behandeln eines Luftstromes, wobei die lonisierungseinrichtung eine Zuluftverbindung zum Zuführen eines Luftstromes in die lonisierungseinrichtung, ein ionengenerierendes Element (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 7 zum Ionisieren von Luftbestandteilen des Luftstromes mittels einer lonisierungsspannung und eine Rückluftverbindung zum Rückführen des behandelten Luftstromes aus der Ionisierungseinrichtung aufweist.
Lüftungsanlage, welche eine lonisierungseinrichtung nach Anspruch 9 aufweist.