DE10254135B3 - Verfahren zum Entkeimen von Gasen und zum Neutralisieren von Gerüchen, welches nach dem Prinzip der nichtthermischen, plasmachemischen Umsetzung arbeitet, wobei erfindungsgemäß der Elektronenfluss verbessert und die hochfrequente Wechselspannung verringert werden kann - Google Patents

Verfahren zum Entkeimen von Gasen und zum Neutralisieren von Gerüchen, welches nach dem Prinzip der nichtthermischen, plasmachemischen Umsetzung arbeitet, wobei erfindungsgemäß der Elektronenfluss verbessert und die hochfrequente Wechselspannung verringert werden kann Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entkeimen von Gasen und zum Neutralisieren von Gerüchen, welches nach dem Prinzip der nichtthermischen, plasmachemischen Umsetzung arbeitet, wobei erfindungsgemäß der Elektronenfluss verbessert und die hochfrequente Wechselspannung verringert werden kann.

Description

  • Die Anmeldung bezieht sich auf ein Gerät zum Entkeimen von Gasen und zum Neutralisieren von Gerüchen, welches nach dem Prinzip der nichtthermischen, plasma-chemischen Umsetzung arbeitet (1).
  • Zum Stand der Technik wird auf nachfolgende Druckschriften 1) bis 6) verwiesen, aus denen Plasma-Entlade-Vorrichtungen bekannt sind, die nach dem Prinzip der nichtthermischen, plasma-chemischen Umsetzung arbeiten.
  • Geräte zum oxidativen Reinigen belasteter Raumluft setzen vermehrt nichtthermische Plasmen ein. Diese Plasmen enthalten hochreaktive Radikale, die organische Luftinhaltsstoffe ohne Zugabe eines Brennstoffes umsetzen. Ein nichtthermisches Plasma ist dadurch gekennzeichnet, dass Elektronen nicht im thermischen Gleichgewicht mit den anderen gasförmigen Luftbestandteilen sind.
  • Nichtthermische Plasmen, die mit Hilfe der stillen dielektrischen Barriereentladung erzeugt werden, dienen zur Luftentkeimung, Geruchsneutralisation und Partikelreduzierung.
  • Legt man an zwei Elektroden, die durch ein Dielektrikum (Barriere) getrennt sind, eine hochfrequente Wechselspannung an, werden sich selbst unterbrechende elektrische Mikroentladungen erzeugt. Jede Mikro-Entladung ist eine Entstehungsquelle für ein nichttermisches Plasma, das dadurch gekennzeichnet ist, dass energiereiche Elektronen (Elektronenfluss) hochreaktive freie Radikale erzeugen. Diese Radikale bewirken u.a. eine Dissoziation der Sauerstoffmoleküle in zwei Sauerstoffatome mit erhöhtem Energie- und Ladungspotential. Die so erzeugten naszierenden Atome oxidieren die meisten organischen Luftbestandteile zu Wasser und Kohlendioxid.
    •
  • Eine Entladeröhre zum Erzeugen eines nichtthermischen Plasmas ist in der 1 dargestellt.
  • Die Entladeröhre besteht aus einem Keramik-Sockel (1) mit einem metrischen Gewindedurchgang (2), einer Innenkern-Elektrode (3), einer Glas-Barriere (Glaszylinder) (5), einer Außenelektrode (6) und einem Kabel mit Steckkontakt (7).
  • Zum Verbessern des Elektronenflusses bzw. der Plasma-Erzeugung wird eine Masse aus Flüssigmetall und Härter (4) verwendet. Die Innenkern-Elektrode (3) aus Edelstahl wird in die Masse aus Flüssigmetall und Härter (4) getaucht und anschließend, in die Glas-Barriere (5) eingesetzt. Die Masse härtet aus und bildet eine feste Verbindung zwischen Glas-Barriere (5) und Innenkern-Elektrode (3).
  • Diese Verbindung erlaubt es einerseits, die übliche hochfrequente Wechselspannung von 1500 – 2000 V auf 500 – 900 V bei einem Strom von 150 – 180 mA zu senken und anderseits die Intensität der Plasma-Erzeugung (Elektronenfluss) beizubehalten oder sogar zu steigern, wobei die Komponente 03 weitgehend unterdrückt wird.
  • In bestimmten Fällen (z. B. Einbau der Vorrichtung in einen PKW, geringes oder zeitlich begrenztes Auftreten von organischen Luftbestandteilen) ist es notwendig, die Plasma-Erzeugung (Elektronenfluss) zu reduzieren.
  • Hierfür stehen verschiedene Varianten zur Verfügung:
  • Bei der ersten Variante ist entweder die Innenkern-Elektrode (3) oder die Außenelektrode (6) verlängerbar und verkürzbar, wobei durch die unterschiedliche Länge der Elektroden der Elektronenfluss im Plasma variiert werden kann.
  • Eine weitere Möglichkeit bietet die Außenelektrode (6), die auf einer gegenüber der Außenelektrode (6) längeren Glasbarriere (5) angeordnet ist, wobei durch Verschieben der Außenelektrode (6) auf der verlängerten Glasbarriere (5) der Elektronenfluss variiert werden kann.
  • Eine dritte Variante ist ein isolierter Edelstahl-Ring (10), der auf der Glasbarriere (5) vorgesehen ist, der eine variable Anzahl gebogener Drähte (9) besitzt, deren Spitzen die Glasbarriere (5) berühren, wobei durch Verschieben des Edelstahlrings (10) der Elektronenfluss variiert werden kann.
  • Eine weitere Variante ist die Anzahl der gebogenen Drähte (9) auf dem isolierten Edelstahl-Ring (10), die bei Bedarf entsprechend geändert werden kann und durch die Änderung der Anzahl der gebogenen Drähte der Elektronenfluss geändert werden kann.
  • Auf eine zusätzliche Isolationsmasse zwischen Sockel (1) und Innenkern-Elektrode (3) kann durch das metrische Gewindeloch (2) und dem passenden Gewindestift an der Innenkern-Elektrode (3) verzichtet werden, da sich eine isolierte Schraubverbindung ergibt und bessere Automatisationsmöglichkeiten erzielt werden. Die Entladeröhre kann durch diese Plasma-Entlade-Vorrichtung auf einen Durchmesser von 4 – 12 mm und einer Länge von 6 – 20 mm verkleinert werden.
    • 1.
    Sockel/Isolator
    2.
    Metrisches Gewinde
    3.
    Innenkern-Elektrode
    4.
    Flüssigmetall/Härter
    5.
    Glas-Barriere
    6.
    Außenelektrode
    7.
    Massekabel mit Stecker
    8.
    verkürzte Innenkern-Elektrode
    9.
    Entladungspunkt, gebogener Draht
    10
    Isolierter Edelstahl-Ring

Claims (6)

  1. Plasma-Entlade-Vorrichtung zum Entkeimen von Gasen, zum Neutralisieren von Gerüchen und zum Reduzieren gasgetragener Partikel, nach dem Prinzip der nichtthermischen, plasma-chemischen Umsetzung arbeitend, mit einer Innenkernelektrode (3) aus Edelstahl und einer Glasbarriere (5) dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenkernelektrode (3) und der Glasbarriere (5) eine Masse aus Flüssigmetall und Härter (4) vorgesehen ist, wobei die Masse aus Flüssigmetall und Härter (4) die Innenkernelektrode (3) und die Glasbarriere (5) fest verbindet und wobei durch die Masse aus Flüssigmetall und Härter (4) der Elektronenfluss im Plasma gegenüber derselben Anordnung, bei der die Masse aus Flüssigmetall und Härter (4) fehlt, und bei sonst gleichen Betriebsbedingungen der Plasma-Entlade-Vorrichtung, erhöht wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Innenkern-Elektrode (3) oder die Außenelektrode (6) oder beide Elektroden verlängerbar und verkürzbar sind, wobei durch die unterschiedliche Länge der Elektroden der Elektronenfluss im Plasma variiert werden kann.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenelektrode (6) auf einer gegenüber der Außenelektrode (6) längeren Glasbarriere (5) angeordnet ist, wobei durch Verschieben der Außenelektrode (6) auf der verlängerten Glasbarriere (5) der Elektronenfluss variiert werden kann.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein isolierter Edelstahl-Ring (10) auf der Glasbarriere (5) vorgesehen ist, der eine variable Anzahl gebogener Drähte (9) besitzt, deren Spitzen die Glasbarriere (5) berühren, wobei durch Verschieben des Edelstahlrings (10) der Elektronenfluss variiert werden kann.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der gebogenen Drähte (9) auf dem isolierten Edelstahl-Ring (10) geändert werden kann und durch die Änderung der Anzahl der gebogenen Drähte der Elektronenfluss variiert werden kann.
  6. Verfahren zum Entkeimen von Gasen, zum Neutralisieren von Gerüchen und zum Reduzieren gasgetragener Partikel, nach dem Prinzip der nichtthermischen, plasma-chemischen Umsetzung, bei dem eine Innenkern-Elektrode (3) aus Edelstahl mit einer Glasbarriere (5) mit Hilfe einer Masse aus Flüssigmetall und Härter (4) fest verbunden und eine hochfrequente Wechselspannung angelegt wird, wobei durch die Masse aus Flüssigmetall und Härter (4) die für die Plasma-Erzeugung (Elektonenfluss) notwendige hochfrequente Wechselspannung von 1500-2000 V auf 500-900 V bei einem Strom von 150-180 mA gesenkt werden kann, ohne dass sich der Elektronenfluss ändert.
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