DE212021000465U1

DE212021000465U1 - Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung

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Publication number: DE212021000465U1
Application number: DE212021000465.2U
Authority: DE
Original assignee: TDK Electronics AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 2020-09-16
Filing date: 2021-09-15
Publication date: 2023-05-24
Anticipated expiration: 2031-09-16
Also published as: JP7490890B2; DE102020124138A1; CN116326212A; US20230276561A1; JP2023543701A; EP4214739A1; WO2022058333A1

Abstract

Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung, aufweisend ein thermoelektrisches Bauelement (1),
eine Elektrode (2), die dem thermoelektrischen Bauelement (1) gegenüberliegend angeordnet ist, und
eine Hochspannungsquelle (12), die dazu ausgestaltet ist, zwischen dem thermoelektrischen Bauelement (1) und
der Elektrode (2) eine Hochspannung zu erzeugen, die zur Zündung der dielektrischen Barriereentladung ausreicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung, ein Gerät, das eine derartige Vorrichtung aufweist.
Dielektrische Barriereentladungen werden oftmals in Ozongeneratoren eingesetzt, bei denen durch eine Flächenentladung Ozon aus einem Luftstrom generiert werden soll. Ein Luftstrom, der das Prozessgas bildet, aus dem Ozon erzeugt wird, dient dabei oftmals auch zur Kühlung der Vorrichtung. Um ein Überhitzen der Vorrichtung zu vermeiden, ist eine Mindestluftmenge erforderlich, die zu einer Verdünnung des erzeugten Ozons führt, wodurch die erzeugbare Ozonkonzentration begrenzt bleibt.
Bei medizinischen Anwendungen kann eine sehr hohe Ozonkonzentration von mehr als 10000 ppm vorteilhaft sein. Eine hohe Ozonkonzentration hat auf Mikroorganismen eine starke Wirkung und kann die Zeit bis zu einem vollständigen Abtöten einer Anfangspopulation stark senken. Werden Mikroorganismen für eine kurze Zeit einer hohen Ozonkonzentration ausgesetzt, überwiegen die Effekte an der Oberfläche des exponierten Materials. Kleine Strukturen, beispielsweise Viren mit einer Ausdehnung von etwa 50 nm und Bakterien mit einer Ausdehnung von weniger als 1 pm werden bei kurzer Exposition bei hoher Ozonkonzentration stark geschädigt. Dickere Strukturen, wie zum Beispiel die menschliche Haut, sind gegenüber der kurzen Exposition tolerant, da die Wirktiefe diffusionslimitiert bei der kurzen Exposition sehr gering bleibt. Um Mikroorganismen abzutöten, ohne dabei die menschliche Haut zu schädigen, ist es vorteilhaft, diese für eine sehr kurze Zeit einer hohen Ozonkonzentration auszusetzen, um eine keimabtötende Wirkung auf der Oberfläche zu erreichen, die sich nur geringfügig auf das Volumen auswirkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung anzugeben. Die Vorrichtung sollte es beispielsweise ermöglichen, Ozon mit einer hohen Konzentration zu erzeugen, ohne dabei zu überhitzen.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Es wird eine Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung vorgeschlagen, die ein thermoelektrisches Bauelement, beispielsweise ein Peltier-Element, eine Elektrode und eine Hochspannungsquelle aufweist. Die Elektrode ist gegenüber dem thermoelektrischen Bauelement angeordnet. Die Hochspannungsquelle ist dazu ausgestaltet, zwischen dem thermoelektrischen Bauelement und der Elektrode eine Hochspannung zu erzeugen, die zur Zündung der dielektrischen Barriereentladung ausreicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit eine Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung, bei der ein thermoelektrisches Bauelement als Gegenelektrode wirkt, wobei zwischen der Elektrode und dem als Gegenelektrode wirkenden thermoelektrischen Bauelement die dielektrische Barriereentladung gezündet werden kann. Die dielektrische Barrierentladung kann als Flächenentladung oder als Volumenentladung gezündet werden.
Bei dem thermoelektrischen Bauelement kann es sich insbesondere um ein Peltier-Element oder ein Bauelement handeln, das ein thermoelektrisches Keramikmaterial aufweist.
Das thermoelektrische Bauelement kann dabei ein Prozessgas kühlen. Ein starker Strom des Prozessgases zur Kühlung des Entladungsbereiches ist daher nicht mehr erforderlich. Daher kann nunmehr eine hohe Ozonkonzentration, von beispielsweise mehr als 1000 ppm in der dielektrischen Barriereentladung erreicht werden, da es nicht mehr zu einer Verdünnung der Ozonkonzentration kommt. Das Prozessgas kann dabei einen Durchfluss zwischen 1,5 Litern pro Minute und 2,5 Litern pro Minute, beispielsweise 2 Litern pro Minute aufweisen. In einigen Ausführungsbeispielen kann eine Ozonkonzentration von mehr als 2000 ppm erreicht werden.
Das thermoelektrische Bauelement ermöglicht es zudem, eine Temperatur des Prozessgases bei der dielektrischen Barriereentladung einzustellen. Die Temperatur des Prozessgases hat eine wesentliche Auswirkung auf die Zusammensetzung des bei der dielektrischen Barriereentladung erzeugten Gases. Insbesondere der Anteil von erzeugtem Ozon und erzeugten nitrosen Gasen wird durch die Temperatur bestimmt. Das thermoelektrische Bauelement ermöglicht es damit, die erzeugte Konzentration und die erzeugten Mengen von reaktiven Spezies in der dielektrischen Barriereentladung einzustellen. Diese können darüber hinaus stabil gehalten werden, da das thermoelektrische Bauelement eine thermische Drift verhindert. Die Vorrichtung ermöglicht somit eine genau definierte Gaszusammensetzung durch die dielektrische Barriereentladung zu erzeugen. Dieses ist beispielsweise bei medizinischen Anwendungen entscheidend. Zudem kann es die Vorrichtung ermöglichen, dass eine Zündspannung, bei deren Überschreiten eine Plasmazündung ausgelöst wird, ebenfalls keine thermische Drift aufweist und konstant bleibt.
Das thermoelektrische Bauelement kann es darüber hinaus auch ermöglichen, eine Feuchtigkeit des Prozessgases einzustellen. Beispielsweise kann das thermoelektrische Bauelement vor der dielektrischen Barriereentladung das Prozessgas abkühlen und dabei seine Feuchtigkeit reduzieren. Auch die Feuchtigkeit des Prozessgases hat einen Einfluss auf die Zusammensetzung und die Konzentration der bei der dielektrischen Barriereentladung erzeugten Spezies.
Bei der dielektrischen Barriereentladung kann eines ausgewählt aus Elektrode und thermoelektrischem Bauelement auf einem Hochspannungspotential liegen und das jeweils andere kann auf einem Niederspannungspotential oder einem Massepotential liegen. Liegt die Elektrode auf dem Niederspannungspotential oder dem Massepotential kann die Elektrode durch eine beliebige, ausreichend kapazitive Oberfläche gebildet werden, die nahe des thermoelektrischen Bauelements angeordnet ist.
Das thermoelektrische Bauelement kann zwei oder mehr thermoelektrische Elemente aufweisen, wobei das thermoelektrische Bauelement Metallbrücken aufweist, die die thermoelektrischen Elemente mäanderförmig verbinden, wobei das thermoelektrische Bauelement eine erste Keramikplatte aufweist, die die Metallbrücken an einer Oberseite des thermoelektrischen Bauelements, die zur Elektrode weist, bedeckt, und wobei das thermoelektrische Bauelement eine zweite Keramikplatte aufweist, die die Metallbrücken an der Unterseite des thermoelektrischen Bauelements bedeckt. Als Oberseite kann dabei die Seite des thermoelektrischen Bauelements bezeichnet werden, die zur Elektrode weist. Als Unterseite wird die Seite des thermoelektrischen Bauelements bezeichnet, die der Oberseite gegenüberliegt.
Die thermoelektrischen Elemente können dabei in einer Reihe angeordnet sein, wobei zwei zueinander benachbarte thermoelektrische Elemente jeweils an ihrer Oberseite oder an ihrer Unterseite durch eine Metallbrücke miteinander verbunden sind. Alternativ können die thermoelektrischen Elemente in einer zweidimensionalen Matrix-Struktur angeordnet sein, wobei die Metallbrücken die thermoelektrischen Elemente in einer zweidimensionalen Mäanderform verbinden, wobei entlang der zweidimensionalen Mäanderform zueinander benachbarte thermoelektrische Elemente an ihrer Oberseite oder an ihrer Unterseite durch eine Metallbrücke miteinander verbunden sind.
Die Metallbrücken können jeweils durch eine nichtmetallisierte Fläche voneinander getrennt sein, wobei eine maximale Ausdehnung der nicht-metallisierten Flächen, zwischen zwei benachbarten Metallbrücken, kleiner ist als eine Dicke der ersten Keramikplatte. Die Metallbrücken können dabei inselförmig auf der ersten und der zweiten Keramikplatte angeordnet sein.
Durch eine derartige Dimensionierung der Metallbrücken können parasitäre Entladungen an einer Innenseite des thermoelektrischen Bauelements zwischen den Metallbrücken unterbunden werden.
Die Metallbrücken und die erste Keramikplatte können derart dimensioniert sein, dass folgende Ungleichung erfüllt ist: $D > U_{z \ddot{u} nd} / U_{betrieb} \times ε_{2} / ε_{1} \times A,$
wobei D die Dicke der ersten Keramikplatte angibt, U_zünd eine Zündspannung angibt, bei deren Überschreitung es zu Plasmazündungen zwischen den Metallbrücken kommt, U_betrieb eine an die Vorrichtung angelegte Betriebsspannung angibt, ε₂ eine Dielektrizitätszahl der ersten Keramikplatte angibt, ε₁ eine Dielektrizitätszahl der Luft angibt und A einen Abstand von benachbarten Metallbrücken angibt.
Ferner kann das thermoelektrische Bauelement eine schwach leitfähige Schicht aufweisen. Die schwach leitfähige Schicht kann zwischen der ersten Keramikplatte und den Metallbrücken angeordnet sein. Die schwach leitfähige Schicht kann an einer Innenseite der ersten Keramikplatte angeordnet sein, die zu den Metallbrücken weist.
Die schwach leitfähige Schicht kann unmittelbar die Metallbrücken und die erste Keramikplatte berühren. Die schwach leitfähige Schicht kann dabei Inhomogenität im Potential des thermoelektrischen Bauelements, die durch die inselförmigen Metallbrücken gebildet werden, ausgleichen. Die schwach leitfähige Schicht kann auf diese Weise dafür sorgen, dass eine Entladung homogen erfolgt. Zudem können durch die schwach leitfähige Schicht Entladungen an der Innenseite der Keramikplatte vermieden werden.
Die schwach leitfähige Schicht kann eine in Dünnschichttechnologie auf die erste Keramikplatte aufgebrachte Schicht sein. Beispielsweise kann die schwach leitfähige Schicht auf die erste Keramikplatte aufgesputtert oder gedruckt sein.
Alternativ kann die erste Keramikplatte einen Mehrschichtaufbau aufweisen und dementsprechend in Dicksichttechnologie gefertigt sein. Dabei kann die schwach leitfähige Schicht eine Teilschicht der ersten Keramikplatte sein. Beispielsweise kann die schwach leitfähige Schicht als äußerste Schicht des Mehrlagenaufbaus ausgebildet sein, wobei die erste Keramikplatte so auf den Metallbrücken angeordnet ist, das die schwach leitfähige Schicht zu den Metallbrücken weist. Alternativ kann die schwach leitfähige Schicht eine innere Schicht des Mehrlagenaufbaus sein, die zwischen zwei keramischen Schichten angeordnet ist.
Die erste und die zweite Keramikplatte können Aluminiumoxid und/oder Aluminiumnitrid aufweisen. Aluminiumoxid kann eine hohe Wärmeleitfähigkeit für die jeweilige Keramikplatte bereitstellen und so eine Kühl- bzw. Heizfunktion unterstützen. Aluminiumoxid kann dafür sorgen, dass die jeweilige Keramikplatte korrosionsbeständig und elektrisch isoliert ist. Die Keramikplatten können einen Mehrschichtaufbau aus mehreren Teilschichten aufweisen, wobei die Teilschichten beispielsweise Aluminiumoxid und Aluminiumnitird aufweisen. Alternativ können die Keramikplatten aus einer einzigen Schicht bestehen. Eine Keramikplatte, die aus einer einzigen Aluminiumnitird-Schicht gefertigt wird, wird im Laufe des Betriebs der Vorrichtung an ihrer zur Elektrode weisenden Fläche oxidieren, wobei sich eine Aluminiumoxid-Schicht bildet, die vor Korrosion schützt.
Die Keramikplatten können ferner metallisierte Bereiche aufweisen, die eine Feldführung bewirken. Die metallisierten Bereiche können von Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid umschlossen sein, so dass eine Korrosion der metallisierten Bereiche unterbunden wird.
Die Keramikplatten können ferner einen isolierenden Bereich, den ein elektrisches Feld nicht durchdringt, aufweisen.
Die schwach leitfähige Schicht kann aus einer Metallisierung bestehen, beispielsweise aus Nickel. Die schwach leitfähige Schicht kann eine Dicke zwischen 10 nm und 100 nm, vorzugsweise zwischen 25 nm und 75 nm, aufweisen. Ein spezifischer Widerstand der schwach leitfähigen Schicht kann zwischen 1×10^-2 Ω×mm²/m und 1×10^-1 Ω×mm²/m liegen. Ein Flächenwiderstand der schwach leitfähigen Schicht kann zwischen 0,2 Ω und 5 Ω liegen, vorzugsweise zwischen 1,0 Q und 2,0 Ω. Beispielsweise kann die schwach leitfähige Schicht aus einer dünnen 50 nm Schicht aus Nickel mit einem spezifischen Widerstand von 10-2 Ω×mm²/m bestehen, wobei sich ein Flächenwiderstand von 1.4 Ohm ergibt.
Die schwach leitfähige Schicht kann einen Widerstand aufweisen, der zumindest um den Faktor 100 größer ist als ein Widerstand der mäanderförmigen Verbindung der thermoelektrischen Elemente über die Metallbrücken. Dadurch kann vermieden werden, dass ein elektrischer Gleichstrom, der über das thermoelektrische Bauelement fließt, über die schwach leitfähige Schicht geleitet wird. Auf diese Weise kann eine zusätzliche Verlustleistung durch einen Kurzschluss der in Serie geschalteten thermoelektrischen Elemente vermieden werden. Die schwach leitfähige Schicht beeinträchtigt dementsprechend die Funktion des thermoelektrischen Bauelements nicht.
Die schwach leitfähige Schicht kann zumindest ein leitendes Element, beispielsweise Cr oder Ni, und/oder zumindest ein halbleitendes Element, beispielsweise B oder Si, und/oder zumindest ein isolierendes Material, beispielsweise Si0₂ oder Al₂0₃, aufweisen.
Die schwach leitfähige Schicht kann eine Flächenleitfähigkeit des thermoelektrischen Bauelements in gewünschter Weise beeinflussen, um so parasitäre Entladungen zu vermeiden.
Die Vorrichtung kann eine leitende Struktur aufweisen, die zwischen der zweiten Keramikplatte und den an der Unterseite der thermoelektrischen Elemente angeordneten Metallbrücken angeordnet ist und die mit einem Massepotential verbunden ist. Die leitende Struktur kann alternativ oder ergänzend zur schwach leitfähigen Schicht vorgesehen sein. Die leitende Struktur kann eine ähnliche Wirkung wie die schwach leitfähige Schicht haben und parasitäre Entladungen an der Innenseite der Unterseite verhindern. In einem Ausführungsbeispiel ist die leitende Struktur netzartig.
Das thermoelektrische Bauelement kann ein Peltier-Element sein, wobei die thermoelektrischen Elemente ein Halbleitermaterial aufweisen. Alternativ kann das thermoelektrische Bauelement auf einem thermoelektrischen Keramikmaterial basieren, wobei die thermoelektrischen Elemente das thermoelektrische Keramikmaterial aufweisen.
Das thermoelektrische Keramikmaterial kann ein Kalzium-Mangan-Oxid umfassen, das eine teilweise Dotierung mit Fe-Atomen an Plätzen von Mn-Atomen aufweist. Das thermoelektrische Keramikmaterial kann ein Material aufweisen, das durch die allgemeine Formel Ca_1-x-yISO_xDON_yMn_1-zFe_zO_n, beschrieben ist, worin ISO ein zweiwertiges Element bezeichnet, das Ca²⁺ im Kristallgitter ersetzen kann, DON ein Element bezeichnet, das Ca²⁺ im Kristallgitter ersetzen kann und Elektronen für die elektrische Leitfähigkeit bereitstellt und
worin 0 ≤ x ≤ 0,5; 0 < y ≤ 0,5; 0,0001 ≤ z < 0,2; n ≥ 2. Das thermoelektrische Keramikmaterial kann ein Material basierend auf der Zusammensetzung (Ca_3-xNa_x)Co₄O_9-δ, mit 0,1 ≤ x ≤ 2,9 und 0 < δ ≤ 2 aufweisen.
Die Hochspannungsquelle kann dazu ausgestaltet sein, an die Elektrode ein Hochspannungswechselpotential anzulegen. Die Vorrichtung kann ferner eine Gleichspannungsquelle aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, an das thermoelektrische Bauelement eine Nieder-Gleichspannung anzulegen. Zwischen der Elektrode und dem thermoelektrischen Bauelement entsteht somit eine Hochspannung, durch die die dielektrische Barriereentladung ausgelöst wird. Dabei kann die Vorrichtung dazu ausgestaltet sein, die dielektrische Barriereentladung als Volumenentladung in einem Spalt zwischen dem thermoelektrischen Bauelement und der Elektrode zu zünden.
Das thermoelektrische Bauelement kann an einer zur Elektrode weisenden Oberfläche eine Metallisierung aufweisen, wobei die Hochspannungsquelle dazu ausgestaltet ist, an das thermoelektrische Bauelement ein Hochspannungspotential anzulegen. Die Elektrode kann auf einem Massepotential oder einem Potential nahe Masse liegen. In diesem Fall kann zwischen der Metallisierung und der Elektrode eine dielektrische Barriereentladung ausgelöst werden. Die dielektrische Barriereentladung kann als Flächenentladung an der Metallisierung zünden.
Die Metallisierung kann aus einem leitenden Material und/oder aus einem halbleitenden Material, beispielsweise aus einer Mischung von Bismut und Rhodium. Die Metallisierung kann aus einer unter Wasserstoff-Atmosphäre eingebrannten Mo/Mn-Paste oder einer W-Paste versetzt mit oxidischen Haftvermittlern, beispielsweise Al-Oxid, Mn-Oxid, Mg-Oxid oder Ti-Oxid, bestehen.
Die Vorrichtung kann zusätzlich einen Lüfter, der dazu ausgestaltet ist, ein Prozessgas durch den Spalt zwischen der Elektrode und dem thermoelektrischen Bauelement zu leiten, und/oder einen Kühlkörper aufweisen. Der Lüfter und der Kühlkörper können zusätzlich zu dem thermoelektrischen Bauelement zu einer Kühlung des Prozessgases beitragen.
Das thermoelektrischen Bauelement kann dazu ausgestaltet sein, ein Prozessgas zu kühlen oder zu heizen. Alternativ oder ergänzend kann das thermoelektrischen Bauelementdazu ausgestaltet sein, in einem Betriebszyklus eine Temperatur eines Prozessgases kontinuierlich zu ändern. Dabei kann das Prozessgas einen großen Temperaturbereich durchlaufen. Innerhalb dieses Temperaturbereichs werden dielektrische Barriereentladungen gezündet, wobei das gesamte Spektrum der Spezies von ROS zu RNS durchlaufen werden kann. Auf diese Weise kann beispielsweise eine besonders gründliche Desinfektion einer Oberfläche erreicht werden.
Die Elektrode und/oder das thermoelektrischen Bauelementkönnen mit einer glasartigen Schicht überzogen sein. Bei der Schicht kann es sich um eine Schmelzglasur oder eine Aufbrennglasur handeln. Die Schicht kann chemisch und thermisch stabil sein und die Elektrode beziehungsweise das thermoelektrischen Bauelement vor oxidierenden Spezies schützen, die bei der dielektrischen Barriereentladung entstehen. Die Schicht kann dementsprechend eine Lebensdauer der Vorrichtung verlängern.
Das thermoelektrische Bauelementkann einen Bereich aufweisen, der der Elektrode nicht unmittelbar gegenüberliegt. Dementsprechend kann das thermoelektrische Bauelementeine größere flächige Ausdehnung aufweisen als die Elektrode. Die Vorrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass ein Prozessgas zunächst über den Bereich des thermoelektrischen Bauelementsgeleitet wird, der der Elektrode nicht gegenüberliegt und erst dann in einem Entladungsbereich, in dem sich das thermoelektrische Bauelement und die Elektrode gegenüberliegen, eintritt. In dem Bereich, der der Elektrode nicht unmittelbar gegenüberliegt, kann dann die Temperatur des Prozessgases von dem thermoelektrischen Bauelementgeregelt werden. Beispielsweise kann durch ein Abkühlen des Prozessgases Feuchtigkeit aus dem Prozessgas auskondensiert werden und ein trockeneres Prozessgas erreicht werden.
Die Vorrichtung kann eine Ansteuerung aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, die Vorrichtung zunächst in einem Kühlbetrieb zu betreiben, in dem keine dielektrische Barriereentladung ausgelöst wird und eine Oberfläche der Vorrichtung unter einen Taupunkt abgekühlt wird, wobei ein Wasserfilm auf der Oberfläche durch Kondensation erzeugt wird und die Vorrichtung anschließend in einem Entladebetrieb betrieben wird, in dem die dielektrische Barriereentladung auf dem Wasserfilm erzeugt wird.
Die Vorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, in einem Heizbetrieb betrieben zu werden, bei dem keine dielektrische Barriereentladung ausgelöst wird und eine Oberfläche der Vorrichtung auf eine Temperatur von mehr als 100° erhitzt wird.
Die Vorrichtung kann zumindest einen Sensor ausgewählt aus einem Temperatursensor, einem Ozonsensor und einem Feuchtigkeitssensor aufweisen, wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, eine Leistung des thermoelektrischen Bauelements und/oder eine Leistung der Hochspannungsquelle unter Berücksichtigung einer Messung des zumindest einen Sensors anzupassen. Durch die Regelung der Leistung der Hochspannungsquelle kann eine Entladungsleistung bei der dielektrischen Barriereentladung gesteuert werden. Durch die Regelung der Leistung des thermoelektrischen Bauelementskann eine Wärmetransportleistung der Vorrichtung gesteuert werden.
Die Elektrode kann separat austauschbar sein und/oder das thermoelektrische Bauelement kann separat austauschbar sein. Bei einem separaten Austausch ist es nicht erforderlich, weitere Bestandteile der Vorrichtung auszutauschen. Dementsprechend können die Elektrode und/oder das thermoelektrische Bauelement unabhängig von der Hochspannungsquelle gewechselt werden. Die Elektrode und das thermoelektrische Bauelement sind typischerweise auf Grund der Plasmaerzeugung Alterungserscheinungen und Verschleiß ausgesetzt.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Gerät, das die oben beschriebene Vorrichtung aufweist. Bei dem Gerät kann es sich um einen Kühlschrank, eine Kühlbox, eine Klimaanlage, ein Kühlgerät, ein Desinfektionsgerät, einen Wäschetrockner, ein Gerät zur Verpackung, ein Gerät aus der Lebensmitteltechnik, ein Gerät zur Raumdekontamination, ein Gerät zur Parasitenbekämpfung in Textilien, einen Abfallsammler oder einen Kleinsterilisator handeln.
Bei der Anwendung der Vorrichtung in einer Kühlbox, einem Kühlschrank oder einem Kühlgerät, in dem verderbliche Güter gelagert werden können, ist die Kombination aus Kühlung und dielektrischer Barriereentladung besonders vorteilhaft. Durch die Erzeugung von oxidierenden Spezies bei der dielektrischen Barriereentladung können unerwünschte mikrobiologische Prozesse, zum Beispiel Fäulnis, Schimmelbildung, Bildung von Mikrofilmen oder Entstehung von unangenehmen Gerüchen unterdrückt werden. Bei der Geruchsminderung ist die Kondensation auf der kalten Oberfläche des thermoelektrischen Bauelements sehr effektiv, da so auch organische Moleküle, die mit dem Wasser gemeinsam auskondensieren, in einem zweiten Schritt durch die dielektrische Barriereentladung effektiv zerlegt werden, ohne dass ein Übermaß an Ozon entsteht. Die gesamte Oberfläche im Entladungsbereich kann durch eine Flächenentladung steril gehalten werden.
Für eine Anwendung in der Medizin liefert die Vorrichtung in einem gegebenen Volumen eine hohe Ozonkonzentration von mehr als 10000 ppm, sodass hocheffiziente Sterilisationsverfahren mit geringem Geräteaufwand möglich sind.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung mit der oben beschriebenen Vorrichtung, wobei von der Hochspannungsquelle eine Hochspannung zwischen dem thermoelektrischen Bauelement und der Elektrode erzeugt wird und eine dielektrische Barriereentladung in dem Spalt gezündet wird.
Im Folgenden sind vorteilhafte Aspekte beschrieben. Um eine Referenzierung zu erleichtern sind die Aspekte durchnummeriert. Merkmale der Aspekte sind nicht nur in Kombination mit dem speziellen Aspekt, auf den sie sich beziehen, sondern auch separat betrachtet relevant.

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung, aufweisend ein Peltier-Element, eine Elektrode, die gegenüberliegt dem Peltier-Element angeordnet ist, und eine Hochspannungsquelle, die dazu ausgestaltet ist, zwischen dem Peltier-Element und der Elektrode eine Hochspannung zu erzeugen, die zur Zündung der dielektrischen Barriereentladung ausreicht.
2. Vorrichtung gemäß Aspekt 1, wobei das Peltier-Element zwei oder mehr Halbleiterelemente aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind, wobei das Peltier-Element Metallbrücken aufweist, die die Halbleiterelemente mäanderförmig verbinden, wobei zwei zueinander benachbarte Halbleiterelemente an ihrer Oberseite oder an ihrer Unterseite durch eine Metallbrücke miteinander verbunden sind, und wobei das Peltier-Element Keramikplatten aufweist, die die Metallbrücken bedecken.
3. Vorrichtung gemäß Aspekt 2, wobei das Peltier-Element eine schwach leitfähige Schicht aufweist, die zwischen der Keramikplatten, die zur Elektrode weist, und den Metallbrücken angeordnet ist.
4. Vorrichtung gemäß Aspekt 3, wobei die schwach leitfähige Schicht einen Widerstand aufweist, der zumindest um den Faktor 100 größer ist als ein Widerstand der mäanderförmigen Verbindung der Halbleiterelemente über die Metallbrücken.
5. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Aspekte, wobei die Hochspannungsquelle dazu ausgestaltet ist, an die Elektrode ein Hochspannungswechselpotential anzulegen und wobei die Vorrichtung eine Gleichspannungsquelle aufweist, die dazu ausgestaltet ist, an das Peltier-Element eine Nieder-Gleichspannung anzulegen.
6. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Aspekte, wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, die dielektrische Barriereentladung als Volumenentladung zwischen dem Peltier-Element und der Elektrode zu zünden.
7. Vorrichtung gemäß einem der Aspekte 1 bis 4, wobei das Peltier-Element an einer Oberfläche, die zur Elektrode weist, eine Metallisierung aufweist, wobei die Hochspannungsquelle dazu ausgestaltet ist, an das Peltier-Element ein Hochspannungspotential anzulegen.
8. Vorrichtung gemäß Aspekt 7, wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, die dielektrische Barriereentladung als Oberflächenentladung an der Metallisierung zu zünden.
9. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Aspekte, wobei das Peltier-Element dazu ausgestaltet ist, ein Prozessgas zu kühlen oder ein Prozessgas zu heizen, und/oder wobei das Peltier-Element dazu ausgestaltet ist, in einem Betriebszyklus eine Temperatur eines Prozessgases kontinuierlich zu ändern.
10. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Aspekte, wobei die Elektrode und/oder das Peltier-Element mit einer glasartigen Schicht überzogen sind.
11. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Aspekte, wobei eine Fläche des Peltier-Elements größer ist als eine Fläche der Elektrode.
12. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Aspekte, wobei die Vorrichtung eine Ansteuerung aufweist, die dazu ausgestaltet ist, die Vorrichtung in einem Kühlbetrieb zu betreiben, in dem keine dielektrische Barriereentladung ausgelöst wird und eine Oberfläche der Vorrichtung unter einen Taupunkt eines Prozessgases abgekühlt wird, so dass ein Wasserfilm auf der Oberfläche durch Kondensation erzeugt wird, und die Vorrichtung anschließend in einem Entladebetrieb zu betreiben, in dem die dielektrische Barriereentladung auf dem Wasserfilm erzeugt wird.
13. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Aspekte, wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, in einem Heizbetrieb betrieben zu werden, bei dem keine dielektrische Barriereentladung ausgelöst wird und eine Oberfläche der Vorrichtung auf eine Temperatur von mehr als 100 °C erhitzt wird.
14. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Aspekte, wobei die Vorrichtung zumindest einen Sensor ausgewählt aus einem Temperatursensor, einem Ozonsensor und einem Feuchtigkeitssensor aufweist, und wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, eine Leistung des Peltier-Elements und/oder eine Leistung der Hochspannungsquelle unter Berücksichtigung einer Messung des zumindest einen Sensors anzupassen.
15. Gerät aufweisend eine Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Aspekte, wobei es sich bei dem Gerät um einen Kühlschrank, eine Kühlbox, eine Klimaanlage, ein Kühlgerät, einen Wäschetrockner, ein Gerät zur Verpackung, ein Gerät aus der Lebensmitteltechnik, ein Gerät zur Raumdekontamination, ein Gerät zur Parasitenbekämpfung in Textilien, einen Abfallsammler oder einen Kleinsterilisator handelt.
16. Verfahren zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung mit einer Vorrichtung gemäß einem der Aspekte 1 bis 14, wobei von der Hochspannungsquelle eine Hochspannung zwischen dem Peltier-Element und der Elektrode erzeugt wird und eine dielektrischen Barriereentladung gezündet wird.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.

1 zeigt eine Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
2 zeigt die Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
3 und 4 zeigen die Vorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
5, 6 und 7 zeigen die Vorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung.
9 zeigt ein Brennbild der in 8 gezeigten Vorrichtung.
10 zeigt schematisch die Verschaltung der thermoelektrischen Elemente durch die Metallbrücken zu einer zweidimensionalen Mäanderform.
11 zeigt einen Querschnitt durch einen Teilbereich der in 8 gezeigten Vorrichtung.

1 zeigt eine Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung, die ein thermoelektrisches Bauelement 1 und eine Elektrode 2 aufweist. Bei dem thermoelektrischen Bauelement 1 handelt es sich um ein Peltier-Element.
Das thermoelektrische Bauelement 1 ist ein elektrothermischer Wandler. Es ist dazu ausgestaltet, eine Temperatur eines Prozessgases zu ändern. Wird an das thermoelektrische Bauelement 1 eine Gleichspannung angelegt und fließt ein Gleichstrom über das thermoelektrische Bauelement 1, wird basierend auf dem Peltier-Effekt oder dem Seeback-Effekt oder dem Thomson-Effekt eine Temperaturdifferenz erzeugt. Das Peltier-Element 1 kann sowohl zur Kühlung als auch - bei Stromrichtungsumkehr - zum Heizen des Prozessgases verwendet werden.
Das thermoelektrische Bauelement 1 weist thermoelektrische Elemente 3 auf, die durch Metallbrücken 4 zu einer mäanderförmigen Struktur miteinander verbunden sind.
Handelt es sich bei dem thermoelektrischen Bauelement 1 um ein Peltier-Element, werden Halbleiterelemente, insbesondere halbleitende Keramikplatten, als thermoelektrische Elemente eingesetzt. Die Halbleiterelemente sind dabei durch die Metallbrücken 4 seriell miteinander verschaltet, wobei sich p-dotierte Halbleiterelemente und n-dotierte Halbleiterelemente abwechseln. Die Halbleiterelemente können beispielsweise Bismuttellurid oder Siliziumgermanium aufweisen.
Wird ein Gleichstrom über das thermoelektrische Bauelement 1 geleitet, entsteht an den Metallbrücken 4 auf Grund des thermoelektrischen Effekts, beispielsweise des Peltier-Effekts, Wärme beziehungsweise Kälte.
Das thermoelektrische Bauelement 1 weist eine erste Keramikplatte 5a und eine zweite Keramikplatte 5b auf. Die erste Keramikplatte 5a ist auf einer Oberseite angeordnet, die der Elektrode zugewandt ist. Die zweite Keramikplatte 5b ist auf einer Unterseite angeordnet, die von der Elektrode abgewandt ist.
Die Keramikplatten 5a, 5b können Aluminiumoxid aufweisen oder aus Aluminiumoxid bestehen. Alternativ oder ergänzend können die Keramikplatten 5a, 5b Aluminiumnitrid aufweisen oder aus Aluminiumnitrid bestehen. Die Keramikplatten 5a, 5b können einen Mehrschichtaufbau aufweisen, der eine Schicht aus Aluminiumoxid und eine Schicht aus Aluminiumnitrid aufweist. Aluminiumnitrid weist den Vorteil einer hohen Wärmeleitfähigkeit auf. Aluminiumoxid weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf. Ein Mehrschichtaufbau der Keramikplatten 5a, 5b kann eine äußerste Schicht aus Aluminiumoxid als korrosionsbeständige Schutzschicht aufweisen.
Die Keramikplatten 5a, 5b bedecken die Metallbrücken 4. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Keramikplatten 5a, 5b dabei unmittelbar auf den Metallbrücken 4 angeordnet. Die Metallbrücken 4 bilden eine thermische Kontaktfläche, über die Wärme beziehungsweise die Kälte auf die Keramikplatten 5a, 5b übertragen werden. Die Keramikplatten 5a, 5b wirken als Wärmeleitplatten. Die Keramikplatten 5a, 5b geben die Wärme beziehungsweise die Kälte an das Prozessgas ab.
Die Elektrode 2 ist parallel zu einer der ersten Keramikplatte 5a angeordnet. Die Elektrode 2 liegt dem thermoelektrischen Bauelement 1 gegenüber und ist dabei von dem thermoelektrischen Bauelement 1 räumlich getrennt. Zwischen der Elektrode 2 und dem thermoelektrischen Bauelement 1 ist ein Spalt 6. Der Spalt 6 zwischen dem thermoelektrischen Bauelement 1 und der Elektrode 2 kann eine Breite zwischen 0,01 mm und 1,0 mm aufweisen, vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 0,5 mm.
Die Vorrichtung ist dazu ausgestaltet zwischen der Elektrode 2 und dem thermoelektrischen Bauelement 1 eine dielektrische Barriereentladung auszulösen. Bei der dielektrischen Barriereentladung handelt es sich um eine Zündung eines nicht-thermischen Atmosphärendruck-Plasmas.
An die Elektrode 2 wird mit Bezug auf ein elektrisches Potential des thermoelektrischen Bauelements 1 ein Wechselspannungspotential mit einer hohen Amplitude angelegt. Zwischen dem thermoelektrischen Bauelement 1 und der Elektrode 2 entsteht so eine Hochspannung. Zwischen dem thermoelektrischen Bauelement 1 und der Elektrode 2 wird eine dielektrische Barriereentladung gezündet, wobei die der Elektrode 1 zugewandte Keramikplatte 5 als dielektrische Barriere wirkt.
Durch das thermoelektrische Bauelement 1 fließt ein Gleichstrom. Eine Gleichspannungs-Potentialdifferenz durch die niederohmigen thermoelektrischen Elemente 3 des thermoelektrischen Bauelements 1 ist im Verhältnis zu der für die dielektrische Barriereentladung erforderlichen Hochspannung vernachlässigbar. Umgekehrt ist die typischerweise bei der dielektrischen Barriereentladung auftretende Stromdichte klein im Verhältnis zu dem durch die thermoelektrischen Elemente 3 fließenden Gleichstrom. Die Kühlfunktion des thermoelektrischen Bauelements 1 und die Entladefunktion der Vorrichtung beeinflussen einander dementsprechend nicht negativ.
Das thermoelektrische Bauelement 1 wird in der Vorrichtung sowohl in seiner Funktion als Kühl- oder Heizelement, das eine Temperatur des Prozessgases einstellt, als auch als Gegenelektrode, die zusammen mit der Elektrode 2 die dielektrische Barriereentladung auslöst, verwendet. Durch die Kombination des thermoelektrischen Bauelements 1 mit der dielektrischen Barriereentladung kann die dielektrische Barriereentladung bei einer präzise eingestellten Temperatur und Feuchte betrieben werden und die Konzentration und die Zusammensetzung von aktiven Spezies, die bei der dielektrischen Barriereentladung entstehen, können eingestellt und stabil gehalten werden.
Das thermoelektrische Bauelement 1 ermöglicht es, eine Temperatur des Prozessgases, das sich in dem Spalt 6 zwischen der Elektrode 2 und dem thermoelektrischen Bauelement 1 befindet, zu regeln. Wird ein thermoelektrisches Bauelement 1 zur dielektrischen Barriereentladung verwendet, ist es möglich, die Temperatur des Prozessgases bei der Entladung präzise einzustellen. Die Gaszusammensetzung der im Rahmen der dielektrischen Barriereentladung erzeugten Gase bei Verwendung von Luft als Prozessgas hängt sehr stark von der Temperatur der Luft ab. Insbesondere die Anteile von erzeugtem Ozon (O₃) und erzeugten nitrosen Gasen (NO, NO₂, NO_x) werden durch die Temperatur bestimmt. Mit steigender Temperatur wird die Erzeugung von nitrosen Gasen begünstigt und die Abbaumechanismen von Ozon zugunsten von nitrosen Gasen werden beschleunigt.
Die Vorrichtung kann in verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden. Ein erster Betriebsmodus ist ein reiner Kühlbetrieb, bei dem das thermoelektrische Bauelement 1 das Prozessgas abkühlt und zwischen dem thermoelektrischen Element und der Elektrode 2 keine Hochspannung erzeugt wird. Wird das Prozessgas dabei unter seinem Taupunkt abgekühlt, entsteht durch Kondensation Wasser, das sich als Wasserfilm auf einer Oberfläche des thermoelektrischen Bauelements 1 absetzt.
Ein zweiter Betriebsmodus der Vorrichtung ist ein Entladebetrieb. Bei dem Entladebetrieb wird zwischen dem thermoelektrischen Bauelement 1 und der Elektrode 2 eine Hochspannung angelegt und es wird eine dielektrische Barriereentladung zwischen der Elektrode 2 und dem thermoelektrischen Bauelement 1 ausgelöst. Zusätzlich kann das thermoelektrische Bauelement 1 zeitgleich das Prozessgas kühlen oder erhitzen.
Der Entladebetrieb kann sich unmittelbar an den Kühlbetrieb anschließen, wobei in dem Kühlbetrieb ein Wasserfilm auf einer Oberfläche des thermoelektrischen Bauelements 1 erzeugt wurde. In diesem Fall wird die dielektrische Barriereentladung auf dem Wasserfilm erzeugt. Dabei werden insbesondere peroxidische Spezies erzeugt und die Ozonemission ist gering.
Ein dritter Betriebsmodus der Vorrichtung ist ein Heizbetrieb. In dem Heizbetrieb wird keine Hochspannung zwischen dem thermoelektrischen Bauelement 1 und der Elektrode 2 angelegt und das thermoelektrische Bauelement 1 erhitzt das Prozessgas. Dabei kann das thermoelektrisch Bauelement 1 eine Temperatur von mehr als 100 °C erreichen. Bei derart hohen Temperaturen wird Ozon abgebaut. Wird das thermoelektrische Bauelement 1 im Anschluss an den Entladebetrieb in seinem Heizbetrieb betrieben, kann ein in einem Wirkvolumen durch die dielektrische Barriereentladung aufgebaute Ozonkonzentration schnell wieder auf ein niedriges Niveau abgesenkt werden. Die Vorrichtung kann so betrieben werden, dass sich Kühlbetrieb, Entladebetrieb und Heizbetrieb in einer vorgegebenen Zeitabfolge nacheinander wiederholen.
Das thermoelektrische Bauelement 1 kann in dem Entladebetrieb derart betrieben werden, dass es das Prozessgas kontinuierlich über einen großen Temperaturbereich erwärmt beziehungsweise abkühlt. Dabei kann stetig eine dielektrische Barriereentladung ausgelöst werden, während das Prozessgas einen kontinuierlichen Übergang von einer niedrigen Temperatur zu einer hohen Temperatur erfährt. Auf diese Weise kann gesamte Spektrum der Spezies von ROS (Reactive Oxygen Species) zu RNS (Reactive Nitrogen Species) erzeugt werden. Dadurch kann beispielsweise eine gründliche Desinfektion bewirkt werden.
Durch das Erwärmen und/oder Abkühlen des Prozessgases kann das thermoelektrische Bauelement 1 zudem die Feuchte des Prozessgases regeln. Beispielsweise kann Feuchte aus dem Prozessgas in einem Kühlprozess auskondensiert werden. Die Feuchte des Prozessgases beeinflusst die Zusammensetzung der bei der dielektrischen Barriereentladung entstehenden Gase. Beispielsweise kann die Anwesenheit von Luftfeuchtigkeit zur Erzeugung von Peroxid H₂O₂ führen.
Die Fläche des thermoelektrischen Bauelements 1 ist größer als die Fläche der gegenüberliegenden Elektrode 2. Das thermoelektrische Bauelement 1 weist einen ersten Bereich 7 auf, in dem die Elektrode 2 dem thermoelektrischen Bauelement 1 nicht unmittelbar gegenüberliegt. Das Prozessgas kann zunächst über den ersten Bereich 7 des thermoelektrischen Bauelements 1 geleitet werden, in dem die Elektrode 2 dem thermoelektrischen Bauelement 1 nicht unmittelbar gegenüberliegt, und anschließend kann das Prozessgas in einen Entladebereich 8 geleitet werden, in dem die Elektrode 2 dem thermoelektrischen Bauelement 1 gegenüberliegt und in dem die dielektrische Barriereentladung gezündet wird. Dadurch kann das thermoelektrische Bauelement 1 in dem ersten Bereich 7 das Prozessgas abkühlen bevor es zur dielektrischen Barriereentladung kommt. Dabei wird schon vor der dielektrischen Barriereentladung ein aktives Auskondensieren von Feuchtigkeit aus dem Prozessgas erreicht. Das so getrocknete Prozessgas kann dann den Entladungsbereich erreichen. Wird das Prozessgas vor der dielektrischen Barriereentladung außerhalb des Entladungsbereichs getrocknet, wird bei der dielektrischen Barriereentladung im Vergleich zu einem Prozessgas, das vorab nicht getrocknet wurde, eine höhere Ozonkonzentration erreicht.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich ein Kühlkörper 9 an der Keramikplatte des thermoelektrischen Bauelements 1 angebracht, die von der Elektrode 2 weg weist. Der Kühlkörper 9 trägt zusätzlich zu dem thermoelektrischen Bauelement 1 zu einer Kühlung des Prozessgases bei. Ferner ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel auch die Elektrode 2 mit einem Kühlkörper 9 versehen. Der mit der Elektrode 2 verbundene Kühlkörper 9 weist einen Gasabfluss auf. Sowohl der mit dem thermoelektrischen Bauelement 1 verbundene Kühlkörper 9 als auch der mit der Elektrode 2 verbundene Kühlkörper 9 sind optional und können in anderen Ausführungsbeispielen weggelassen werden.
In 2 ist durch den mit Q markierten Pfeil die Richtung eines Wärmetransports durch das thermoelektrische Bauelement 1 markiert. Das thermoelektrische Bauelement 1 kühlt das Prozessgas. Weitere Pfeile deuten die Flussrichtung des Prozessgases an.
Ferner kann die Vorrichtung alternativ oder ergänzend einen Lüfter aufweisen, der eine Strömung des Prozessgases entlang des thermoelektrischen Bauelements 1 unterstützt.
Bei den in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen ist eine Innenseite der ersten Keramikplatte 5a, die zu der Elektrode 2 weist, durch die Metallbrücken 4 metallisiert. Die Metallbrücken 4 bilden keine durchgehende Fläche, sondern inselförmige Metallisierungen auf der Innenseite. Dieses kann zu inhomogenen Entladungen bei der dielektrischen Barriereentladung führen. Zusätzlich können die inselförmigen Metallisierungen zu parasitären Entladungen auf der Innenseite der Keramikplatte 5a führen. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, das diese unerwünschten Nebeneffekte überwindet.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist eine schwach leitfähige Schicht 10 zwischen den Metallbrücken 4 und der ersten Keramikplatte 5aangeordnet. Die schwach leitfähige Schicht 10 kann Potentialdifferenzen zwischen den inselförmigen Metallisierungen ausgleichen. Sie weist einen Widerstand auf, der hochohmig im Vergleich zu dem Innenwiderstand der mäanderförmigen Verbindung gebildet aus den thermoelektrischen Elemente 3 und den Metallbrücken 4 ist. Beispielsweise kann der Widerstand der schwach leitfähigen Schicht 10 mehr als das Hundertfache des Widerstands der mäanderförmigen Verbindung betragen. Dementsprechend fließt ein über das thermoelektrische Bauelement fließender Strom nicht über die schwach leitfähige Schicht, sondern über die Metallbrücken 4 und die thermoelektrischen Elemente 3. Die schwach leitfähige Schicht 10 stört somit die Kühl- bzw. Heizfunktion des thermoelektrische Bauelements 1 nicht.
Die Leitfähigkeit der schwach leitfähigen Schicht 10 reicht dafür aus, dass das thermoelektrische Bauelement 1 bei der dielektrischen Barrierentladung als flächige Gegenelektrode wirkt und eine inhomogene Entladung vermieden wird. Zudem sind die Metallbrücken 4 über die schwach leitfähige Schicht 10 derart miteinander verbunden, dass es nicht zu parasitären Entladungen an den Metallbrücken 4 kommt. Die schwach leitfähige Schicht 10 ermöglicht es damit, die unerwünschten Nebenwirkungen aus den ersten beiden Ausführungsbeispielen zu überwinden.
In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die schwach leitfähige Schicht 10 zwischen den Metallbrücken 4 und der ersten Keramikplatte 5a angeordnet. Zwischen den Metallbrücken 4 und der zweiten Keramikplatte 5b ist keine schwach leitfähige Schicht 10 angeordnet. In einer alternativen Ausgestaltung ist auch zwischen den Metallbrücken 4 und der zweiten Keramikplatte 5b eine schwach leitfähige Schicht 10 angeordnet. In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel ist zwischen den Metallbrücken 4 und der zweiten Keramikplatte 5b eine leitende, netzartige Struktur angeordnet, die auf einem Massepotential liegt. Die leitende netzartige Struktur kann parasitäre Entladungen an der Innenseite der zweiten Keramikplatte 5b vermeiden. Die leitende, netzartige Struktur weist zu den Metallbrücken 4, zwischen denen sie liegt, keine leitfähige Verbindung auf.
4 zeigt ebenfalls das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel. In 4 sind ferner eine Gleichspannungsquelle 11 und eine Hochspannungsquelle 12 gezeigt. Die Gleichspannungsquelle 11 legt an das thermoelektrische Bauelement 1 eine Gleichspannung im Niederspannungsbereich an. Über das thermoelektrische Bauelement 1 fließt daher ein Gleichstrom. Das thermoelektrische Bauelement 1 befindet sich auf einem elektrischen Niederspannungspotential. Die Hochspannungsquelle 12 legt an die Elektrode 2 ein hohes Wechselspannungspotential an. Dementsprechend entsteht eine hohe Potentialdifferenz zwischen dem thermoelektrische Bauelement 1 und der Elektrode 2 und es kommt in dem Spalt 6 zwischen der Elektrode 2 und dem thermoelektrische Bauelement 1 zu einer dielektrischen Barriereentladung. Bei der dielektrischen Barriereentladung handelt es sich dabei um eine Volumenentladung.
Die 5, 6 und 7 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, wobei an dem thermoelektrische Bauelement 1 eine dielektrische Barriereentladung als Flächenentladung ausgelöst wird. In 5 ist die Elektrode 2 nicht gezeigt. 6 zeigt eine Draufsicht auf das thermoelektrische Bauelement 1, das von der ersten Keramikplatte 5a und einer Metallisierung 13 bedeckt ist.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann eine schwach leitfähige Schicht 10 zwischen der ersten Keramikplatte 5a und den Metallbrücken 4 angeordnet sein. Eine Oberfläche der ersten Keramikplatte 5a ist mit einer Metallisierung 13 versehen. Diese Metallisierung 13 wirkt als Elektrode. An die Metallisierung 13 kann ein Hochspannungspotential angelegt werden. Das gesamte thermoelektrische Bauelement 1 wird auf ein hohes Wechselspannungspotential gelegt. Mit dem thermoelektrische Bauelement 1 zusammen wirkt die flächige Elektrode 2, die auf einem Massepotential liegen kann. Ausreichend zum Auslösen einer dielektrischen Barriereentladung ist es, wenn die Elektrode 2 eine ausreichend hohen Kapazität aufweist.
Die Metallisierung 13 weist Ausnehmungen auf, in denen die erste Keramikplatte 5a nicht von der Metallisierung 13 bedeckt ist. Die dielektrische Barriereentladung wird als Flächenentladung in den Ausnehmungen gezündet.
Bei dem in den 5 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiel kann das thermoelektrische Bauelement 1 gekühlt werden und gegenüber einer Oberfläche, beispielsweise einem Abschnitt der menschlichen Haut oder einer zu bearbeitenden anderen Oberfläche, auf ein hohes Wechselspannungspotential gehoben werden. In dem Spalt 6 zwischen dem thermoelektrischen Bauelement 1 und der Oberfläche kommt es zu einer kalten dielektrischen Barriereentladung. Derartige Anwendungen sind beispielsweise in der Dermatologie und der Wundbehandlung möglich. Die Oberfläche bildet dabei die Elektrode 2.
7 zeigt das thermoelektrische Bauelement 1, die Elektrode 2, die Gleichspannungsquelle 11 und die Hochspannungsquelle 12. Die Gleichspannungsquelle 11 legt an das thermoelektrische Bauelement 1 eine Gleichspannung an. Über das thermoelektrische Bauelement 1 fließt daher ein Gleichstrom, der den Peltier-Effekt auslöst und eine Kühlung beziehungsweise Erwärmung eines Prozessgases bewirkt.
Die Hochspannungsquelle 12 legt an das thermoelektrische Bauelement 1 ein Hochspannungswechselpotential an. Auch die Gleichspannungsquelle 11 liegt auf dem Hochspannungswechselpotential, das von der Hochspannungsquelle 12 angelegt wird.
Die Elektrode 2 liegt auf einem Massepotential. Sie ist nicht mit der Hochspannungsquelle 12 verbunden. Zwischen der Elektrode 2 und der Metallisierung 13 des thermoelektrische Bauelements 1 entsteht eine Hochspannung, die die Zündung der dielektrischen Entladung als Flächenentladung an der Metallisierung 13 des thermoelektrische Bauelements 1 auslöst.
8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, wobei die Vorrichtung in 8 zusätzlich mit einer Kamera 14 kombiniert ist. Die Kamera 14 dient dabei lediglich zur Aufnahme eines Brennbilds eines von der Vorrichtung erzeugten Brennbilds. 9 zeigt ein Brennbild, das mit der Kamera 14 aufgenommen wurde. 10 zeigt schematisch die Verschaltung der thermoelektrischen Elemente 3 durch die Metallbrücken 4.
In dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das thermoelektrische Bauelement 1 eine Vielzahl von thermoelektrischen Elementen 3 auf, die in einer Matrix-Struktur angeordnet sind. Die thermoelektrischen Elemente 3 sind ferner über Metallbrücken 4 zu einer zweidimensionalen Mäanderform miteinander verschaltet. Anhand des in 9 gezeigten Brennbilds sind die Anordnung und die Verschaltung der thermoelektrischen Elemente 3 erkennbar. Die Verschaltung der thermoelektrischen Elemente 3 ist zudem für einen Ausschnitt der Vorrichtung in 10 gezeigt. Dabei sind Metallbrücken 4, die auf der Oberseite der thermoelektrischen Elemente 3 angeordnet sind, durch eine durchgezogene Linie gekennzeichnet und Metallbrücken 4, die auf der Unterseite der thermoelektrischen Elemente 3 angeordnet sind, sind mit einer gestrichelten Linie gezeichnet.
Als Elektrode 2 wird in dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Platte aus Indiumzinnoxid (ITO) verwendet. Auf einer Seite der Platte aus Indiumoxid, die von dem thermoelektrischen Bauelement wegweist, ist die Kamera 14 angeordnet. Auf diese Weise kann die Kamera 14 das Brennbild des thermoelektrischen Bauelements aufnehmen.
Die Hochspannungsquelle 12 legt zwischen dem thermoelektrischen Bauelement 1 und der Platte aus Indiumzinnoxid eine Wechselspannung an.
Die Metallbrücken 4 sind inselförmig auf der ersten Keramikplatte 5a angeordnet und verbinden jeweils zwei thermoelektrische Elemente miteinander. Zwei benachbarte Metallbrücken 4 sind jeweils durch eine nicht-metallisierten Fläche voneinander getrennt.
Es ergibt sich ein strukturiertes Brennbild, das dem Positionsmuster der Metallbrücken 4 folgt. Das Brennbild setzt sich aus einzelnen Brennflecken zusammen. Die Fläche der Brennflecken ist dabei größer als die Fläche der jeweiligen Metallbrücke.
Eine Zündspannung zur Zündung einer dielektrischen Barriereentladung zwischen dem thermoelektrischen Bauelement 1 und der Elektrode 2 ist für das in 8 gezeigte Ausführungsbeispiel geringer als bei eine homogenen Entladung zwischen dem thermoelektrischen Bauelement und der Elektrode.
Das Ausführungsbeispiel führt zu einer hohen Ozonerzeugung.
An den Punkten des Brennbildes, an denen die höchste Entladungsdichte vorliegt, ist auch die Kühlleistung des thermoelektrischen Bauelements 1 am höchsten. Somit ergibt sich eine Vorrichtung, bei der die Kühlleistungsdichte des thermoelektrischen Bauelements stets zur Wärmeerzeugung passt, die bei der dielektrischen Entladung entsteht.
11 zeigt einen Querschnitt durch einen Teilbereich der in 8 gezeigten Vorrichtung. Anhand von 11 wird im Folgenden erläutert, dass durch eine geeignete Dimensionierung der Metallbrücken 4 und der Dicke der ersten Keramikplatte 5a parasitäre Entladungen an der Innenseite der ersten Keramikplatte 5a vermieden werden können.
In dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Verlauf eines elektrischen Feldes innerhalb der ersten Keramikplatte 5a und innerhalb des Spaltes 6 zwischen dem thermoelektrischen Bauelement 1 und der Elektrode 2 gezeigt. Zu diesem Zweck sind Isopotentiallinien eingezeichnet. Eine hohe Dicht der Isopotentiallinien ist dabei gleichbedeutend mit einer hohen Feldstärke. Als Material der ersten Keramikplatte 5a wird hier Aluminiumoxid verwendet. Innerhalb der Keramikplatte 5a ist die Feldstärke gering. Insbesondere liegt innerhalb der Keramikplatte 5a die Feldstärke unter einer Zündspannung, bei deren Überschreitung es zur Zündung von parasitären Entladungen zwischen den Metallbrücken kommt. Die Zündspannung kann 300 V/mm betragen.
In dem Spalt 6 liegt eine höhere Feldstärke vor, die beispielsweise größer als 2 kV/mm sein kann. In dem Spalt wird daher eine dielektrische Barriereentladung gezündet.
Anhand des Verlaufs der Isopotentiallinien ist zu erkennen, dass die Dicke der ersten Keramikplatte 5a und der Abstand zwischen zwei benachbarten Metallbrücken 4 die Feldstärke an der Innenseite der ersten Keramikplatte wesentlich beeinflussen. Zur Vermeidung von parasitären Entladungen darf der Abstand zwischen benachbarten Metallbrücken 4 nicht zu hoch gewählt werden. Insbesondere muss folgende Ungleichung erfüllt sein, damit es nicht zu parasitären Entladungen kommt: $D > U_{z \ddot{u} nd} / U_{betrieb} \times ε_{2} / ε_{1} \times A,$
Dabei gibt D die Dicke der ersten Keramikplatte an. U_zünd gibt eine Zündspannung an, bei deren Überschreitung es zu Plasmazündungen zwischen den Metallbrücken kommt. U_betrieb gibt eine an die Vorrichtung angelegte Betriebsspannung an. ε₂ gibt eine Dielektrizitätszahl der ersten Keramikplatte an. ε₁ gibt eine Dielektrizitätszahl der Luft und A gibt einen Abstand von benachbarten Metallbrücken an.
Durch eine entsprechend Dimensionierung der Metallbrücken 4 können auch bei einer Vorrichtung, die keine schwach leitfähige Schicht 10 zwischen den Metallbrücken 4 und der ersten Keramikplatte 5a aufweist, parasitäre Entladungen ausgeschlossen werden.
Ferner kann in jedem der in den 1 bis 10 gezeigten Ausführungsbeispielen die zur Elektrode 2 weisende Oberfläche des thermoelektrische Bauelements 1 und/oder die Elektrode 2 mit einer glasartigen Schicht überzogen sein. Diese Schicht kann als Schmelzglasur oder Aufbrennglasur aufgebrannt werden. Die glasartige Schicht ist chemisch und thermisch stabil. Sie kann das thermoelektrische Bauelement 1 beziehungsweise die Elektrode 2 vor oxidierenden Spezies schützen, die bei der dielektrischen Barriereentladung entstehen. Die Schicht erhöht dementsprechend die Lebensdauer der Vorrichtung, insbesondere bei Verwendung unter hoher Luftfeuchtigkeit.
Statt eines einstufigen thermoelektrische Bauelements 1 können auch mehrere thermoelektrische Bauelemente zu einem mehrstufigen thermoelektrische Bauelement kombiniert werden, um eine höhere Temperaturdifferenz zu erreichen.
Die oben beschriebenen Betriebsmodi, Entladebetrieb, Kühlbetrieb und Heizbetrieb, können in jedem der vier gezeigten Ausführungsbeispiele eingesetzt werden.
Als thermoelektrisches Bauelement kann alternativ zu einem Peltier-Element ein thermoelektrischen Bauelement verwendet werden, das thermoelektrische Elemente aus einem thermoelektrischen Keramikmaterial aufweist.
Bezugszeichenliste

1: thermoelektrisches Bauelement
2: Elektrode
3: thermoelektrisches Element
4: Metallbrücke
5a: erste Keramikplatte
5b: zweite Keramikplatte
6: Spalt
7: erster Bereich
8: Entladebereich
9: Kühlkörper
10: schwach leitfähige Schicht
11: Gleichspannungsquelle
12: Hochspannungsquelle
13: Metallisierung
14: Kamera

Claims

Vorrichtung zur Erzeugung einer dielektrischen Barriereentladung, aufweisend ein thermoelektrisches Bauelement (1), eine Elektrode (2), die dem thermoelektrischen Bauelement (1) gegenüberliegend angeordnet ist, und eine Hochspannungsquelle (12), die dazu ausgestaltet ist, zwischen dem thermoelektrischen Bauelement (1) und der Elektrode (2) eine Hochspannung zu erzeugen, die zur Zündung der dielektrischen Barriereentladung ausreicht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das thermoelektrische Bauelement (1) zwei oder mehr thermoelektrische Elemente (3) aufweist, wobei das thermoelektrische Bauelement (1) Metallbrücken (4) aufweist, die die thermoelektrischen Elemente (3) verbinden, wobei das thermoelektrische Bauelement(1) eine erste Keramikplatte (5a) aufweist, die die Metallbrücken (4) an einer Oberseite des thermoelektrischen Bauelements, die zur Elektrode weist, bedeckt, und wobei das thermoelektrische Bauelement eine zweite Keramikplatte (5b) aufweist, die die Metallbrücken (4) an der Unterseite des thermoelektrischen Bauelements bedeckt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die erste Keramikplatte (5a) Aluminiumoxid und/oder Aluminiumnitrid aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die erste Keramikplatte (5a) einen isolierenden Bereich aufweist, den ein elektrisches Feld nicht durchdringt, und/oder einen leitenden Bereich aufweist, entlang dem das elektrische Feld geführt wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die thermoelektrischen Elemente (3) in einer Reihe angeordnet sind, wobei zwei zueinander benachbarte thermoelektrische Elemente jeweils an ihrer Oberseite oder an ihrer Unterseite durch eine Metallbrücke (4) mäanderförmig miteinander verbunden sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die thermoelektrischen Elemente in einer zweidimensionalen Matrix-Struktur angeordnet sind, wobei die Metallbrücken (4) die thermoelektrischen Elemente in einer zweidimensionalen Mäanderform verbinden, wobei entlang der zweidimensionalen Mäanderform zueinander benachbarte thermoelektrische Elemente an ihrer Oberseite oder an ihrer Unterseite durch eine Metallbrücke (4) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Metallbrücken (4) jeweils durch eine nichtmetallisierte Fläche voneinander getrennt sind, wobei eine maximale Ausdehnung der nicht-metallisierten Flächen, zwischen zwei benachbarten Metallbrücken (4), kleiner ist als eine Dicke der ersten Keramikplatte (5).
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Metallbrücken (4) und die erste Keramikplatte (5) derart dimensioniert sind, dass folgende Ungleichung erfüllt ist: $D > U_{z \ddot{u} nd} / U_{betrieb} \times ε_{2} / ε_{1} \times A,$
wobei D die Dicke der ersten Keramikplatte (5) angibt, U_zünd eine Zündspannung angibt, bei deren Überschreitung es zu Plasmazündungen zwischen den Metallbrücken kommt, U_betrieb eine an die Vorrichtung angelegte Betriebsspannung angibt, ε₂ eine Dielektrizitätszahl der ersten Keramikplatte (5) angibt, ε₁ eine Dielektrizitätszahl der Luft angibt und A einen Abstand von benachbarten Metallbrücken angibt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Vorrichtung eine schwach leitfähige Schicht (10) aufweist, die an einer Innenseite der ersten Keramikplatte (5a) angeordnet ist, die zu den Metallbrücken (4) weist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die schwach leitfähige Schicht (10) eine in Dünnschichttechnologie auf die erste Keramikplatte (5a) aufgebrachte Schicht ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die erste Keramikplatte (5a) einen Mehrschichtaufbau aufweist, wobei die schwach leitfähige Schicht als Teilschicht der ersten Keramikplatte ausgebildet ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die schwach leitfähige Schicht (10) einen Widerstand aufweist, der zumindest um den Faktor 100 größer ist als ein Widerstand der mäanderförmigen Verbindung der thermoelektrischen Elemente über die Metallbrücken (4).
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die schwach leitfähige Schicht (10) zumindest ein leitendes Element, beispielsweise Cr oder Ni, und/oder zumindest ein halbleitendes Element, beispielsweise B oder Si, und/oder zumindest ein isolierendes Material, beispielsweise SiO₂ oder Al₂O₃, aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 13, wobei die Vorrichtung eine leitende Struktur aufweist, die zwischen der zweiten Keramikplatte (5b) und den an der Unterseite der thermoelektrischen Elemente angeordneten Metallbrücken (4) angeordnet ist und die mit einem Massepotential verbunden ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die leitende Struktur netzartig ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das thermoelektrische Bauelement (1) ein Peltier-Element ist, und wobei die thermoelektrischen Elemente (3) ein Halbleitermaterial oder halbleitendes Keramikmaterial aufweisen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die thermoelektrischen Elemente ein thermoelektrisches Keramikmaterial aufweisen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei das thermoelektrische Keramikmaterial ein Kalzium-Mangan-Oxid umfasst, das eine teilweise Dotierung mit Fe-Atomen an Plätzen von Mn-Atomen aufweist, oder wobei das thermoelektrische Keramikmaterial ein Material aufweist, das durch die allgemeine Formel Ca_1-x-yISO_xDON_yMn_1-zFe_zO_n, beschrieben ist, worin ISO ein zweiwertiges Element bezeichnet, das Ca²⁺ im Kristallgitter ersetzen kann, DON ein Element bezeichnet, das Ca²⁺ im Kristallgitter ersetzen kann und Elektronen für die elektrische Leitfähigkeit bereitstellt und worin 0 ≤ x ≤ 0,5; 0 < y ≤ 0,5; 0,0001 ≤ z < 0, 2; n ≥ 2, oder wobei das thermoelektrische Keramikmaterial ein Material basierend auf der Zusammensetzung (Ca_3-xNa_x)Co₄O_9-δ, mit 0,1 ≤ x ≤ 2,9 und 0 < δ ≤ 2 aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Hochspannungsquelle (12) dazu ausgestaltet ist, an die Elektrode (2) ein Hochspannungswechselpotential anzulegen und wobei die Vorrichtung eine Gleichspannungsquelle (11) aufweist, die dazu ausgestaltet ist, an das thermoelektrische Bauelement (1) eine Nieder-Gleichspannung anzulegen.
Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, die dielektrische Barriereentladung als Volumenentladung zwischen dem thermoelektrischen Bauelement (1) und der Elektrode (2) zu zünden.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das thermoelektrischen Bauelement(1) an einer Oberfläche, die zur Elektrode (2) weist, eine Metallisierung (13) aufweist, wobei die Hochspannungsquelle (12) dazu ausgestaltet ist, an das thermoelektrische Bauelement(1) ein Hochspannungspotential anzulegen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei die Metallisierung (13) aus einem leitenden Material und/oder aus einem halbleitenden Material, beispielsweise aus einer Mischung von Bismut und Rhodium, besteht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei die Metallisierung (13) aus einer unter Wasserstoff-Atmosphäre eingebrannten Mo/Mn-Paste oder einer W-Paste versetzt mit oxidischen Haftvermittlern, beispielsweise Al-Oxid, Mn-Oxid, Mg-Oxid oder Ti-Oxid, besteht.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, die dielektrische Barriereentladung als Oberflächenentladung an der Metallisierung (13) zu zünden.
Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das thermoelektrische Bauelement(1) dazu ausgestaltet ist, ein Prozessgas zu kühlen oder ein Prozessgas zu heizen, und/oder wobei das thermoelektrischen Bauelement(1) dazu ausgestaltet ist, in einem Betriebszyklus eine Temperatur eines Prozessgases kontinuierlich zu ändern.
Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Elektrode (2) und/oder das thermoelektrischen Bauelement (1) mit einer glasartigen Schicht überzogen sind.
Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Fläche des thermoelektrischen Bauelements größer ist als eine Fläche der Elektrode (2).
Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Ansteuerung aufweist, die dazu ausgestaltet ist, die Vorrichtung in einem Kühlbetrieb zu betreiben, in dem keine dielektrische Barriereentladung ausgelöst wird und eine Oberfläche der Vorrichtung unter einen Taupunkt eines Prozessgases abgekühlt wird, so dass ein Wasserfilm auf der Oberfläche durch Kondensation erzeugt wird, und die Vorrichtung anschließend in einem Entladebetrieb zu betreiben, in dem die dielektrische Barriereentladung auf dem Wasserfilm erzeugt wird.
Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, in einem Heizbetrieb betrieben zu werden, bei dem keine dielektrische Barriereentladung ausgelöst wird und eine Oberfläche der Vorrichtung auf eine Temperatur von mehr als 100 °C erhitzt wird.
Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung zumindest einen Sensor ausgewählt aus einem Temperatursensor, einem Ozonsensor und einem Feuchtigkeitssensor aufweist, und wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, eine Leistung des thermoelektrischen Bauelements (1) und/oder eine Leistung der Hochspannungsquelle (12) unter Berücksichtigung einer Messung des zumindest einen Sensors anzupassen.
Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Elektrode (2) separat austauschbar ist und/oder wobei das thermoelektrische Bauelement (1) separat austauschbar ist.
Gerät aufweisend eine Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei es sich bei dem Gerät um einen Kühlschrank, eine Kühlbox, eine Klimaanlage, ein Kühlgerät, ein Desinfektionsgerät, einen Wäschetrockner, ein Gerät zur Verpackung, ein Gerät aus der Lebensmitteltechnik, ein Gerät zur Raumdekontamination, ein Gerät zur Parasitenbekämpfung in Textilien, einen Abfallsammler oder einen Kleinsterilisator handelt.