WO2016016273A1 - Plasmaerzeugungseinrichtung - Google Patents

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WO2016016273A1
WO2016016273A1 PCT/EP2015/067319 EP2015067319W WO2016016273A1 WO 2016016273 A1 WO2016016273 A1 WO 2016016273A1 EP 2015067319 W EP2015067319 W EP 2015067319W WO 2016016273 A1 WO2016016273 A1 WO 2016016273A1
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electrodes
generating device
plasma generating
plasma
cable
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PCT/EP2015/067319
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Manfred H. Langner
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Langner Manfred H
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    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
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    • H05H1/2418—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes the electrodes being embedded in the dielectric
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2209/00—Aspects relating to disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L2209/10—Apparatus features
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2245/00—Applications of plasma devices
    • H05H2245/10—Treatment of gases
    • H05H2245/15—Ambient air; Ozonisers

Definitions

  • the invention relates to a plasma generating device with two electrodes, between which a dielectric
  • Insulation is arranged, and with a one
  • An alternating voltage generating high voltage source with the between the two electrodes, a voltage caused by the AC voltage dielectric discharge can be generated to form a plasma.
  • Such plasma generating devices are known for example from DE 20 2006 014 800 Ul or DE 10 2008 062 415 AI. With the aid of such a plasma generating ⁇ device cleaning methods and corresponding devices can be made possible, with which fluids such as air or water can be cleaned. Through the plasma contaminants can be dissociated and filter and cleaning processes can be advantageously catalyzed. Because of this, these can
  • Plasma generating devices for example, in
  • the plasma generating devices can also be used to purify a liquid such as water.
  • Other areas of application concern the
  • two electrodes are arranged on two opposite outer sides of a plate of a dielectric material.
  • the plates of the dielectric material are rigid and must be arranged parallel to an airflow flowing past the outer surfaces.
  • Electrode arrangements can be made of coated wires that are interwoven to form a lattice-shaped fabric, or a fabric. In the region of the respective crossing points of the coated wires, which have a distance of one to two centimeters, is locally by the changing potential difference between the two electrodes
  • Plasma generated The production of the electrode arrangement, which is formed from two interwoven wires, is very complicated and expensive.
  • the plasma is also formed only at the respective crossing points and thus spatially very limited and approximately punctiform.
  • each electrode is a flexible electrical conductor
  • the two electrodes can be fixed.
  • the two electrodes can be fixed.
  • the insulation consists of a surrounding the wires or strands dielectric material. It is possible in a simple and cost-effective manner to arrange the two each formed as a wire or strand electrodes side by side and extending in the same direction on the support element and set. Between the wires separated only by the isolation can with the
  • Plasma generating device to maintain the originally produced shape is according to the invention.
  • the flexible electrical conductors such as wires or strands, manually and
  • electrical conductors can also do without one
  • Damage to the flexible electrical conductors are twisted or woven together or looped around each other or to corresponding formations or
  • the material used for the insulation may also have sufficient flexibility not to be damaged in a deformation of the flexible electrical conductors.
  • the flexible electrical conductor may for example consist of tin-plated or silver-plated copper.
  • Insulation may be a sheath of the flexible electrical conductor made of an acid and alkali resistant and UV and ozone resistant plastic material.
  • the sheathed flexible electrical conductor can
  • Plasma generating device is also suitable for supply and exhaust air filtration systems.
  • Plasma generating device in addition to odors, solvents and thus, for example, organic
  • VOCs volatile organic compounds
  • Wires a substantially strip-shaped or
  • juxtaposed strips a comparatively homogeneous planar plasma are generated. It is likewise possible and expedient, for example, for producing a plasma with a high areal density, to arrange the two electrodes in sections parallel to one another or to intersect within a predetermined area. Also a spiral arrangement of side by side
  • the carrier element has an air-permeable filter layer and the two electrodes are fixed on a surface of the filter layer.
  • the Filter layer may be, for example, a in
  • the filter layer consists of a suitable foam material, with which particles and fluid droplets can be filtered out of the air flow.
  • Foam material can be, for example, a hydrophilic and open-pored plastic foam with a reticular
  • Filter layer is a metal mesh or Metallgewirk with which coarse impurities from the air flow or from a to be treated and flowing through the filter layer fluid can be filtered out.
  • the two electrodes can, for example, by gluing or sewing, by embedding or with the help of
  • Clamping elements are fixed on or in the filter layer.
  • Plasma generating device can be used advantageously for the treatment of wounds or inflammation in living beings and in particular in humans.
  • Fixing means between which at least a portion of the two side by side and in the same direction running electrodes is set.
  • Fixing means for example, a suitable adhesive or against a spring force deflectable
  • the fixing means have formed as holding elements protruding formations, between which the two electrodes can be clamped,
  • the fixing means may also have projecting holder elements, which are configured for example as angled tongue elements or as separately produced and subsequently attached pins or hooks.
  • the projecting fixing means or holding elements have an insulating sheath.
  • the insulation sheath may be, for example, an electrically insulating sheathing or coating. It is also possible to push or pull an insulation tube over tongue elements or pins.
  • the additional insulation of the fixing means or holding elements can be achieved in that
  • rod-shaped holding elements are arranged around which the Electrodes wound or can be set with loops.
  • the individual electrodes can be arranged around two spaced and parallel aligned rod-shaped
  • Retaining elements are wound before the holding elements together with the wound around electrodes on
  • the tubular or rod-shaped holding elements are either made of an electric
  • insulating material such as plastic or have an insulating coating or a corresponding sheath on.
  • Insulation of the frame sections in these areas can be one in the area of the frame, or around the
  • Fixing means around little usable and therefore often undesirable plasma generation can be significantly reduced.
  • the frame, or the frame sections and the fixing means may be made of an electrically insulating plastic material.
  • the additional insulation means, the frame can also be made of an electrically conductive material such as metal.
  • the plasma generating device has a circumferential housing frame.
  • the housing frame can be made for example of a multi-folded U-profile strips, C-profile strips or L-profile strips.
  • the housing frame may be made of plastic or metal.
  • the case frame has a
  • the circumferential housing frame facilitates handling of the plasma generating device, which can be used as a prefabricated module with little effort in a fluid treatment device. The replacement as well as any required maintenance or repair of the plasma generating device are facilitated by the housing frame.
  • the high-voltage source is arranged in or on the housing frame.
  • the plasma generating device can, for example, by means of a suitable plug device to a
  • the housing frame has a sufficient height, for example, 5 cm to 10 cm, in addition to the electrodes and a high voltage source or a
  • the high voltage source is expediently a
  • High voltage between 1 kV and 3 kV, preferably a high voltage of about 1.5 kV for the operation of
  • the high-voltage source may have a preferably short-circuit-proof high-voltage transformer. With a suitable transformer, the high voltage power source can be connected to a standard 220 V and 50 Hz low voltage domestic power supply. The predetermined frequency can either be maintained or converted to a high voltage frequency in a range up to several kHz.
  • Such a plasma generating device can be manufactured inexpensively and prefabricated in large quantities. Depending on the respective requirements, for example on the flow rate of an air flow to be cleaned, several prefabricated
  • the fluid-flowing outer surfaces with a metal mesh or with another suitable
  • the production of the electrodes can thereby be simplified and made cost-effective, that a two-core cable with an insulating sheath the two
  • each of which electrical conductor forms an electrode, each configured as a wire of the two-wire cable.
  • the two electrodes run in the same direction in the two-wire cable and are only through the between the two wires
  • Increasing the plasma generation can be achieved in that three or more two-core cable sections are arranged side by side extending and possibly twisted together.
  • Alternating voltage can be a suitable two-wire cable from a wide range of commercially available
  • the two-core cable selected and cost sourced. Additional insulation or sheathing is usually not required.
  • the two-core cable can easily be connected to a square or
  • Carrier element or on a correspondingly configured frame meandering running over the area provided for the plasma generation surface are laid.
  • Each wire can consist of an electrically conductive wire or of a plurality of electrically twisted wires that are twisted together or side by side.
  • the idea of the invention is that a twisted pair cable forms the two electrodes. With a twisted-pair cable, the individual sheathed each run
  • a twisted-pair cable can be a twisted pair cable, or two wires each isolated but twisted together
  • Each individual sheathed wire of the twisted pair cable forms one electrode.
  • the two electrodes are placed close together over the entire length of the twisted pair cable and separated only by the respective sheathing or insulation of the individual wires.
  • a twisted-pair cable is as simple and inexpensive as a two-wire cable
  • carrier element Due to the number of individual convolutions, which form the twist, which are specified via a portion of the twisted pair cable, the relevant properties for the plasma generation can be influenced without much effort and also later. It is also conceivable that instead of a
  • twisted-pair cable is used for the plasma generating device individually configured and specially made for this purpose twisted pair cable. It is also possible that a wire of the twisted pair cable has no electrically insulating sheath and is twisting twisted around the second wire, which is provided with an electrically insulating sheath. In a particularly advantageous manner, it is provided that a plurality of twisted-pair cables or several sections of a twisted-pair cable are twisted together in sections or attached to each other running side by side
  • each individual twisted pair cable two plasma-generating
  • Electrodes and the multiple twisted pair cables when connected in parallel to the high voltage source and proper arrangement relative to each other more effectively can produce a stronger plasma with a higher plasma density.
  • the several parallel operated twisted pair Cables can be at least partially juxtaposed or twisted together on the carrier device
  • Two-core or twisted-pair cables can have an outside diameter of less than 1 mm to several millimeters.
  • a single-twisted twisted-pair cable may have an outer diameter including insulation of about 3 mm.
  • the outer diameter may be 4.5 mm.
  • Variants can be manufactured and laid, two non-interconnected electrical conductors can be arranged in sections parallel and immediately adjacent to each other on a support element, so that almost any configuration for the
  • Electrode arrangement are possible.
  • Electrodes or at a distance to the two electrodes a catalytic fluid-permeable
  • Catalyst layer is arranged. If the Plasma generating device for the treatment of an exhaust air or exhaust gas flow or for the treatment of a fluid flow, for example, a wastewater flow is to be used, the electrodes for supporting the
  • Treatment process can be combined with a suitably designed catalyst layer.
  • the electrodes can be embedded in the catalyst layer.
  • the catalyst layer is arranged at a distance from the electrodes in the flow direction downstream of the electrodes, so that the plasma in the flow direction before, or
  • Catalyst layer is reinforced.
  • a catalytically active in a low temperature range material such as titanium oxide, platinum oxide or manganese oxide is suitably used.
  • a catalytically active in a low temperature range material such as titanium oxide, platinum oxide or manganese oxide is suitably used.
  • the catalyst layer can, for example, a
  • a knitted or knitted fabric has a large one
  • Figure 1 is a perspective view of a
  • FIG. 2 shows a sectional view of the plasma generation device shown in FIG. 1 along the line II in FIG. 1,
  • Figure 3 is a plan view of a frame-like
  • Carrier element coated on the insulating on
  • Holding pins a two-core electrode cable is set running meandering
  • FIG. 4 is a plan view of an enlarged portion of a two-wire cable
  • FIG. 5 is a sectional view of the two-wire cable shown in FIG. 4 taken along line V-V in FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a plan view of a section of a twisted pair cable
  • FIG. 7 shows a sectional view of the twisted pair cable shown in FIG. 6 along the line VII-VII in FIG. 6,
  • Figure 8 is a sectional view through a deviating
  • FIG. 9 shows a perspective view of a two-wire cable which is fastened on a filter layer made of a plastic foam material by means of suitable plastic clamping brackets,
  • FIG. 10 shows an enlarged sectional view of a region in FIG. 9 along the line X-X
  • FIG. 11 is a plan view of an enlarged portion of a four-wire cable.
  • FIG. 12 is a sectional view of the four-core cable shown in FIG. 11, taken along the line XI-XI in FIG. 11. One shown in FIGS.
  • Plasma generating device 1 has one of a
  • the housing frame 2 on.
  • the housing frame 2 has a
  • the housing frame 2 has outer side edge lengths of about 25 cm x 25 cm and a height of about 3 to 5 cm. In the housing frame 2 is first in a flow direction shown by an arrow 4 a
  • a carrier element 6 designed as a frame made of metal with a likewise square base surface is arranged in the housing frame 2.
  • On the support member 6 are longitudinally in the figure 2 left and right frame sections 7 respectively
  • tongue-like holder elements 8 angled outwards and against the flow direction.
  • the holding elements 8 are surrounded by an insulating sheath 9.
  • each individual wire 11 in the cable 10 each forms an electrode.
  • the cable 10 is
  • Body frame 2 braced and is attached to the side
  • the holding element 8 with the electrode-forming cable 10 is followed by a filter layer 12, which also completely covers the opening 3 in the housing frame 2.
  • the filter layer 12 has a
  • the filter layer 12 serves as an adsorbent and catalyst for advance with the along the
  • Cable 10 generated plasma odor molecules and contaminants one through the opening 3 of the
  • Housing frame 2 flowing air flow. It is also possible to provide a separate catalyst layer in addition to the filter layer 12.
  • FIG. 3 schematically shows a top view of the
  • Carrier element 6 with the specified
  • meandering cable 10 is shown. At the two opposite frame portions 7 are different from that shown in Figures 1 and 2
  • Embodiment of the support member 6 respectively spaced from one another perpendicular to a plane of the
  • Carrier element 6 projecting retaining pins 13 are arranged.
  • the retaining pins 13 are surrounded by an insulating sheath 14 forming sheath made of an electrically insulating material.
  • the two-core cable 10 is meandering in each case alternately fixed to the frame sections 7 on adjacent retaining pins 13 and braced. A first end 15 of the two-wire cable 10 can be led out laterally and with a not closer in Figure 3
  • a second end 16 of the two-wire cable 10 is fixed to a corner 17 of the frame-like support member 6 without an electrically conductive connection is made between the two wires 11 of the two-wire cable 10 or between one of the two wires 11 and the support member 6.
  • the two wires 11, each of which a wire 11 forms an electrode, are
  • Each wire 11 may be an electrically conductive wire or a stranded wire.
  • the sheath 18 is made of an electrically insulating material such as PE or PTFE.
  • the sheath 18 could also be made of a suitable silicone material or rubber
  • the two wires 11 have a substantially constant distance a from each other, which is predetermined by the shape and design of the sheath 18 between the two wires 11.
  • a twisted pair cable 19 is shown schematically, instead of the two-wire Cable 10 can form the electrodes and can be fixed to the support member 6.
  • Each of the two wires 11 of the twisted pair cable 19 is surrounded by its own electrically insulating sheath 20.
  • Sheaths 20 predetermined. The stronger a twist of the twisted pair cable 19, the more turns the twisted pair cable 19 has along a given twist
  • Twisted wires 11 can be used as a measure of the twist. It has been shown that in
  • High voltage source is suitably in one
  • the housing frame 2 has on an outer side a socket 21, via which a plug connection with a power supply device, for example with the household low-voltage supply network is made possible.
  • the high voltage source provides an AC voltage with a frequency between 50 Hz and several 10 kHz. It has been found that a frequency between 1 kHz and about 20 kHz, preferably a few kHz, is particularly suitable for plasma generation. The high voltage source continues to provide
  • the high-voltage source has a suitable transformer device and can be connected or operated directly with the domestic standard supply network, in which an alternating voltage of 230 V and 50 Hz is provided.
  • Plasma generating device 22 shown. In the somewhat thinner than in Figures 1 and 2 shown
  • Housing frame 2 only the filter layer 12 and the support member 6 are arranged with the twisted-pair cable 19 fixed thereto.
  • a separate housing frame 23 which also has a comparatively low height, the particulate filter layer 5 is arranged.
  • Particulate filter layer 5 should be cleaned at regular intervals and washed out for this purpose with a fluid cleaning agent.
  • the separate one Case frame 23 can be detached from the housing frame 2 and without much effort from an air or
  • Liquid treatment device are removed in order to be washed out together with the particulate filter layer 5, or subsequently to the
  • the filter layer 12 is formed from a spherical synthetic activated carbon materials
  • the two electrodes are formed by the two-wire cable 10, which is fixed by means of U-shaped plastic clamping brackets 24 with a meandering course on the filter layer 12.
  • the U-shaped plastic clamp 24 are for this purpose in the
  • Kunststoffklemmbügel 24 barb-shaped locking lugs 25 are formed, which unintentionally release the
  • the two-core cable 10 could differ from that shown in FIGS. 9 and 10 by way of example
  • the two electrodes could also be formed by a twisted pair cable 19 in place of the two-wire cable 10 on the filter layer 12
  • Cable 10 or twisted pair cable 19 may form the electrodes and can be fixed to the support member 6.
  • Each of the four wires 11 of the four-wire cable 26 is surrounded by its own electrically insulating sheath 20.
  • Each individual wire 11 consists of a number of individual wires 27, which are either guided side by side running together bundled within the casing 20 or in turn can be twisted together.
  • two sheathed cores 11 each form one electrode and are connected to the same operating voltage of the high-voltage source
  • a three-core cable or a cable with more than four wires 11 can be used.

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Abstract

Bei einer Plasmaerzeugungseinrichtung (1) mit zwei Elektroden, zwischen denen eine dielektrische Isolierung angeordnet ist, und mit einer eine Wechselspannung erzeugenden Hochspannungsquelle, mit der zwischen den zwei Elektroden eine von der Wechselspannung bewirkte dielektrische Entladung erzeugt werden kann, um ein Plasma zu bilden, weist jede Elektrode einen elektrischen Leiter auf, wobei die zwei Elektroden mindestens abschnittsweise nur durch die Isolierung beabstandet und in gleicher Richtung verlaufend an einem Trägerelement (6) festgelegt sind. Das Trägerelement (6) kann eine luftdurchlässige Filterschicht (12) aufweisen, an deren Oberfläche die zwei Elektroden festgelegt sind, oder einen Rahmen mit an gegenüberliegenden Rahmenabschnitten (7) angeordneten Festlegungsmitteln aufweisen, zwischen denen mindestens ein Abschnitt der zwei Elektroden festgelegt ist. Die Festlegungsmittel weisen vorspringende Halteelemente (8) auf, die ihrerseits eine Isolierungshülle (9) aufweisen. Auch die Rahmenabschnitte (7) weisen in einem Bereich um die Festlegungsmittel eine Isolierungsschicht auf. Ein zweiadriges Kabel (10) oder ein Twisted-Pair-Kabel bildet die beiden Elektroden. Die Elektroden können auch von einem mehradrigen Kabel mit nebeneinander liegenden wechselnden Potentialen gebildet werden.

Description

Manfred H. Langner
Plasmaerzeugungseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Plasmaerzeugungseinrichtung mit zwei Elektroden, zwischen denen eine dielektrische
Isolierung angeordnet ist, und mit einer eine
Wechselspannung erzeugende Hochspannungsquelle, mit der zwischen den zwei Elektroden eine von der Wechselspannung bewirkte dielektrische Entladung erzeugt werden kann, um ein Plasma zu bilden.
Derartige Plasmaerzeugungseinrichtungen sind beispielsweise aus DE 20 2006 014 800 Ul oder DE 10 2008 062 415 AI bekannt. Mit Hilfe einer derartigen Plasmaerzeugungs¬ einrichtung können Reinigungsverfahren und entsprechende Vorrichtungen ermöglicht werden, mit denen Fluide wie beispielsweise Luft oder Wasser gereinigt werden können. Durch das Plasma können Verunreinigungen dissoziiert und Filter- sowie Reinigungsprozesse vorteilhaft katalysiert werden. Aus diesem Grund können diese
Plasmaerzeugungseinrichtungen beispielsweise auch in
Dunstabzugshauben sowie in Zuluft- und
Abluftfiltereinrichtungen eingesetzt werden und
beispielsweise unerwünschte Gerüche merklich reduzieren.
Die Plasmaerzeugungseinrichtungen können auch zur Reinigung einer Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser eingesetzt werden. Weitere Anwendungsbereiche betreffen die
keimtötende und therapeutische Wirkung bei der Wundheilung von Lebewesen oder bei der Sterilisation oder Behandlung von Produkten und Lebensmitteln.
Gemäß DE 20 2006 014 800 Ul sind zwei Elektroden auf zwei gegenüberliegenden Außenseiten einer Platte aus einem dielektrischen Material angeordnet. Das dielektrische
Material kann beispielsweise ein geeignetes
Kunststoffmaterial oder keramisches Material sein. Die Herstellung der gitterförmigen Elektroden und deren
Festlegung auf dem dielektrischen Material sind aufwändig und kostenintensiv. Die Platten aus dem dielektrischen Material sind starr ausgestaltet und müssen parallel zu einer an den Außenflächen vorbeiströmenden Luftströmung angeordnet sein.
Aus DE 10 2008 062 415 AI bekannte flexible
Elektrodenanordnungen können aus ummantelten Drähten hergestellt sein, die miteinander verwoben sind und ein gitterförmiges textiles Flächengebilde, beziehungsweise ein Gewebe bilden. Im Bereich der jeweiligen Kreuzungspunkte der ummantelten Drähte, die einen Abstand von ein bis zwei Zentimetern aufweisen, wird lokal durch die wechselnde Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden ein
Plasma erzeugt. Die Herstellung der Elektrodenanordnung, die aus zwei miteinander verwobenen Drähten gebildet wird, ist sehr aufwändig und kostenintensiv. Das Plasma wird zudem lediglich an den jeweiligen Kreuzungspunkten und damit räumlich sehr begrenzt und näherungsweise punktförmig gebildet .
Es wird deshalb als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen, eine Plasmaerzeugungseinrichtung so auszugestalten, dass sie kostengünstig herstellbar ist und mit geringem konstruktivem Aufwand ein möglichst homogenes und flächig ausgebildetes Plasma erzeugen kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jede Elektrode einen flexiblen elektrischen Leiter
aufweist, und dass die zwei Elektroden mindestens
abschnittsweise nur durch die Isolierung beabstandet und in gleiche Richtung verlaufend an einem Trägerelement
festgelegt sind. Die beiden Elektroden können
beispielsweise jeweils ein elektrisch leitender und mit einer Isolierung ummantelter Draht oder eine Litze sein, wobei die Isolierung aus einem die Drähte oder Litzen umgebenden dielektrischen Material besteht. Es ist in einfacher und kostengünstiger Weise möglich, die beiden jeweils als Draht oder Litze ausgebildeten Elektroden nebeneinander und in gleicher Richtung verlaufend an dem Trägerelement anzuordnen und festzulegen. Zwischen den nur durch die Isolierung getrennten Drähten kann mit der
Hochspannungsquelle eine ständig wechselnde
Potentialdifferenz erzeugt werden, die ausreicht, um durch eine zwischen den beiden Drähten bewirkte dielektrische Entladung ein Plasma zu erzeugen. Im Gegensatz zu starren plattenförmigen oder stabförmigen elektrischen Leitern, die bestimmungsgemäß bei einem Einbau in eine Elektrodenanordnung oder
Plasmaerzeugungseinrichtung die ursprünglich hergestellte Formgebung beibehalten sollen, ist erfindungsgemäß
vorgesehen, dass die flexiblen elektrischen Leiter, beispielsweise Drähte oder Litzen, manuell und
erforderlichenfalls mit ohne großen Kraftaufwand betätigbaren Handwerkzeugen an dem Trägerelement verlegt und dabei verformt werden können. Die flexiblen
elektrischen Leiter können dabei auch ohne eine
Beschädigung der flexiblen elektrischen Leiter miteinander verdrillt oder verwoben werden oder aber schlaufenförmig umeinander oder um entsprechende Ausformungen oder
Kontaktelemente des Trägerelements geschlungen werden.
Weiterhin kann das für die Isolierung verwendete Material ebenfalls eine ausreichende Flexibilität aufweisen, um bei einer Verformung der flexiblen elektrischen Leiter nicht beschädigt zu werden.
Der flexible elektrische Leiter kann beispielsweise aus verzinntem oder versilbertem Kupfer bestehen. Die
Isolierung kann eine Ummantelung des flexiblen elektrischen Leiters aus einem säure- und laugenbeständigen sowie UV- und ozonbeständigen Kunststoffmaterial bestehen. Der ummantelte flexible elektrische Leiter kann ein
handelsübliches elektrisches Leiterkabel mit geeigneten Eigenschaften sein.
Mit der erfindungsgemäßen Plasmaerzeugungseinrichtung kann beispielsweise in einer Dunstabzugshaube ein
geruchsreduzierendes Plasma erzeugt und während eines
Reinigungsbetriebs aufrechterhalten werden. Die
Plasmaerzeugungseinrichtung ist ebenfalls für Zuluft- und Abluftfilteranlagen geeignet. Mit einer derartigen
Plasmaerzeugungseinrichtung können neben Gerüchen auch Lösungsmittel und damit beispielsweise organische
KohlenstoffVerbindungen bzw. als volatile organic Compounds (VOCs) bezeichnete Substanzen reduziert und abgebaut werden . Wenn die beiden Elektroden jeweils aus einem Draht gebildet werden und die beiden Drähte mindestens abschnittsweise in gleicher Richtung verlaufen und unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, wird entlang des Verlaufs der beiden
Drähte ein im Wesentlichen streifenförmiges bzw.
bandförmiges Plasma erzeugt. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Gitterelektroden wird
demzufolge nicht lediglich an den Kreuzungspunkten der Gitterelektroden in einem näherungsweise punktförmigen Bereich ein Plasma erzeugt, sondern über den gesamten
Verlauf der nebeneinander angeordneten Drähte hinweg ein Plasmastreifen, beziehungsweise ein Plasmaband.
Durch eine geeignete Anordnung der beiden drahtförmigen elektrischen Leiter, welche jeweils eine Elektrode bilden, kann beispielsweise durch einen mäanderförmigen Verlauf der nebeneinander angeordneten voneinander mit einem
Dielektrikum isolierten Drähte oder Litzen aus
nebeneinander angeordneten Streifen ein vergleichsweise homogenes flächiges Plasma erzeugt werden. Es ist ebenfalls möglich und beispielsweise zur Erzeugung eines Plasmas mit einer hohen Flächendichte zweckmäßig, die beiden Elektroden abschnittsweise parallel nebeneinander verlaufend oder sich kreuzend innerhalb einer vorgegebenen Fläche anzuordnen. Auch eine spiralförmige Anordnung der nebeneinander
verlaufenden zwei Elektroden ist möglich.
Einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass das Trägerelement eine luftdurchlässige Filterschicht aufweist und die zwei Elektroden auf einer Oberfläche der Filterschicht festgelegt sind. Bei der Filterschicht kann es sich beispielsweise um ein in
geeigneter Weise zu einem Schichtverbund verfestigtes Aktivkohlematerial handeln. Es ist ebenfalls möglich, dass die Filterschicht aus einem geeigneten Schaummaterial besteht, mit welchem Partikel und Fluidtröpfchen aus der Luftströmung herausgefiltert werden können. Das
Schaummaterial kann beispielsweise ein hydrophiler und offenporiger Kunststoffschäum mit einer retikulären
Struktur sein.
Es ist ebenfalls denkbar, dass die luftdurchlässige
Filterschicht ein Metallgestrick oder Metallgewirk ist, mit welchem grobe Verunreinigungen aus der Luftströmung oder aus einem zu behandelnden und durch die Filterschicht hindurchströmenden Fluid herausgefiltert werden können.
Die zwei Elektroden können beispielsweise durch Kleben oder Vernähen, durch Einbettung oder mit Hilfe von
Klemmelementen an oder in der Filterschicht festgelegt werden.
Durch die Verwendung eines flexiblen oder elastischen
Trägerelements kann die erfindungsgemäße
Plasmaerzeugungseinrichtung in vorteilhafter Weise zur Behandlung von Wunden oder Entzündungen bei Lebewesen und insbesondere bei Menschen eingesetzt werden.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass das Trägerelement einen Rahmen mit an gegenüberliegenden Rahmenabschnitten angeordneten
Festlegungsmitteln aufweist, zwischen denen mindestens ein Abschnitt der zwei nebeneinander und in gleicher Richtung verlaufender Elektroden festgelegt ist. Die
Festlegungsmittel können beispielsweise ein geeigneter Klebstoff oder gegen eine Federkraft auslenkbare
Klemmelemente sein.
Es ist ebenfalls denkbar und für viele Anwendungsfälle vorteilhaft, dass die Festlegungsmittel als Halteelemente ausgebildete vorspringende Ausformungen aufweisen, zwischen denen die zwei Elektroden verspannt werden können,
beziehungsweise an denen die zwei Elektroden eng anliegend oder umschlingend festlegbar sind. Die Festlegungsmittel können auch vorspringende Halterelemente aufweisen, die beispielsweise als abgewinkelte Zungenelemente oder als gesondert hergestellte und nachträglich angebrachte Stifte oder Haken ausgestaltet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des
Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die vorspringenden Festlegungsmittel oder Halteelemente eine Isolierungshülle aufweisen. Die Isolierungshülle kann beispielsweise eine elektrisch isolierende Ummantelung oder Beschichtung sein. Es ist ebenfalls möglich, einen Isolierungsschlauch über Zungenelemente oder Stifte zu schieben oder zu stülpen. Durch die zusätzliche Isolierung der Festlegungsmittel oder Halteelemente kann erreicht werden, dass in diesen
Bereichen lediglich ein geringer Anteil des Plasmas erzeugt wird, oder dass die Plasmaerzeugung in diesen Bereichen weitgehend unterbunden wird. Es ist ebenfalls denkbar, dass an gegenüberliegenden
Seitenkanten des Gehäuserahmens rohrförmige oder
stabförmige Halteelemente angeordnet sind, um welche die Elektroden gewunden oder mit Schlaufen festgelegt werden können. Die einzelnen Elektroden können um zwei beabstandet angeordnete und parallel ausgerichtete stabförmige
Halteelemente gewunden werden, bevor die Halteelemente zusammen mit den darum gewundenen Elektroden auf
gegenüberliegenden Seiten in den Gehäuserahmen eingebracht und dort festgelegt werden. Die rohr- oder stabförmigen Halteelemente sind entweder aus einem elektrisch
isolierenden Material wie beispielsweise Kunststoff hergestellt oder weisen einen isolierenden Überzug bzw. eine entsprechende Ummantelung auf.
Um die Erzeugung des Plasmas auf einen von den jeweils gegenüberliegenden Rahmenabschnitten umgebenen und
begrenzten Öffnungsbereich zu konzentrieren ist
erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Rahmenabschnitte in einem Bereich um die Festlegungsmittel eine
Isolierungsschicht aufweisen. Durch die zusätzliche
Isolierung der Rahmenabschnitte in diesen Bereichen kann eine im Bereich des Rahmens, beziehungsweise um die
Festlegungsmittel herum wenig nutzbare und deshalb oftmals unerwünschte Plasmaerzeugung deutlich reduziert werden.
Der Rahmen, beziehungsweise die Rahmenabschnitte und die Festlegungsmittel können aus einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial hergestellt sein. Durch die zusätzlichen Isolierungsmittel kann der Rahmen auch aus einem elektrisch leitenden Material wie beispielsweise Metall hergestellt sein. Durch Ausstanzen und Abkanten kann ein Metallrahmen aus einem Metallblech rasch und kostengünstig hergestellt und mit vorspringenden Halteelementen versehen werden. Die gegebenenfalls vorgesehenen Isolierungen der Festlegungselemente und der Rahmenabschnitte können
anschließend hergestellt, beziehungsweise angebracht werden. Es ist ebenfalls möglich, einen aus Metall
hergestellten Rahmen durch Eintauchen oder Besprühen mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung zu überziehen.
Um die Plasmaerzeugungseinrichtung modular vorfertigen zu können ist vorgesehen, dass die Plasmaerzeugungseinrichtung einen umlaufenden Gehäuserahmen aufweist. Der Gehäuserahmen kann beispielsweise aus einem mehrfach abgekanteten U- Profilstreifen, C-Profilstreifen oder L-Profilstreifen hergestellt sein. Der Gehäuserahmen kann aus Kunststoff oder aus Metall sein. Der Gehäuserahmen weist eine
ausreichende Breite, beziehungsweise Dicke auf, um in dem Gehäuserahmen das Trägerelement mit den zwei Elektroden sowie gegebenenfalls zusätzliche Schichten aus einem
Filtermaterial anordnen zu können.
Der umlaufende Gehäuserahmen erleichtert die Handhabung der Plasmaerzeugungseinrichtung, die als vorgefertigtes Modul mit wenigen Handgriffen in eine Fluidbehandlungseinrichtung eingesetzt werden kann. Auch der Austausch sowie eine gegebenenfalls erforderliche Wartung oder Reparatur der Plasmaerzeugungseinrichtung werden durch den Gehäuserahmen erleichtert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des
Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass in oder an dem Gehäuserahmen die Hochspannungsquelle angeordnet ist. Die Plasmaerzeugungseinrichtung kann beispielsweise mit Hilfe einer geeigneten Steckereinrichtung an eine
Energieversorgungseinrichtung angeschlossen werden. Alle für die Plasmaerzeugung erforderlichen Komponenten sind dann in dem Gehäuserahmen angeordnet. In diesem Fall weist der Gehäuserahmen eine ausreichende Höhe von beispielsweise 5 cm bis 10 cm auf, um zusätzlich zu den Elektroden auch eine Hochspannungsquelle bzw. einen
Hochspannungstransformator in dem Gehäuserahmen aufnehmen zu können.
Die Hochspannungsquelle stellt zweckmäßigerweise eine
Hochspannung zwischen 1 kV und 3 kV, vorzugsweise eine Hochspannung von etwa 1,5 kV für den Betrieb der
Plasmaerzeugungseinrichtung und eine Hochspannung von etwa 2,5 kV für Prüfzwecke der Plasmaerzeugungseinrichtung bereit. Die Hochspannungsquelle kann einen vorzugsweise kurzschlussfesten Hochspannungstransformator aufweisen. Mit einem geeigneten Transformator kann die Hochspannungsquelle an ein übliches Niederspannungs-Haushaltsversorgungsnetz mit 220 V und 50 Hz angeschlossen werden. Die dadurch vorgegebene Frequenz kann entweder beibehalten oder in eine Hochspannungsfrequenz in einem Bereich bis zu einigen kHz umgewandelt werden.
Eine derartige Plasmaerzeugungseinrichtung kann in großer Stückzahl kostengünstig hergestellt und vorgefertigt werden. In Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen, beispielsweise von der Durchflussmenge einer zu reinigenden Luftströmung, können mehrere vorgefertigte
Plasmaerzeugungseinrichtungen nebeneinander und
hintereinander angeordnet und miteinander kombiniert werden, um auf einer größeren Fläche ein stärkeres Plasma mit einer höheren Dichte erzeugen zu können. Es ist für einen Betrieb der Plasmaerzeugungseinrichtung außerhalb von geschlossenen Gehäusen oder Anlagen
zweckmäßig, die fluiddurchströmten Außenflächen mit einem Metallgitter oder mit einem anderen geeigneten
Abschirmelement zu bedecken und dadurch die
Plasmaerzeugungseinrichtung elektrisch zur Umgebung hin abzuschirmen, so dass die Plasmaerzeugung innerhalb eines Faraday' sehen Käfigs stattfindet und eine Gefährdung der Umgebung durch die für die Plasmaerzeugung erforderlich Hochspannung reduziert, bzw. vermieden werden kann. Durch eine geeignete Abschirmung können die Anforderungen einer Elektromagnetischen Verträglichkeitsprüfung erfüllt werden, die für derartige Vorrichtungen vorteilhaft ist.
Die Herstellung der Elektroden kann dadurch vereinfacht und kostengünstig ausgestaltet werden, dass ein zweiadriges Kabel mit einer isolierenden Ummantelung die beiden
Elektroden bildet. Auf diese Weise sind die beiden
elektrischen Leiter, von denen jeder elektrische Leiter jeweils eine Elektrode bildet, jeweils als eine Ader des zweiadrigen Kabels ausgestaltet. Die beiden Elektroden verlaufen in dem zweiadrigen Kabel in gleicher Richtung und sind lediglich durch den zwischen den beiden Adern
befindlichen Bereich der Ummantelung bzw. Isolierung elektrisch voneinander isoliert und räumlich getrennt.
Es ist ebenfalls möglich, dass in diesen Bereichen, in denen zwei Kabelabschnitte des zweiadrigen Kabels
nebeneinander verlaufend angeordnet sind, die beiden
Kabelabschnitte auch miteinander verdrillt oder in
Abständen aneinander festgelegt sein können, so dass über diesen Bereich hinweg ein enger Kontakt der zwei Kabelabschnitte und damit der vier Adern miteinander besteht. Dadurch kann die Effizienz bei der Erzeugung des Plasmas überraschend gesteigert werden. Eine weitere
Steigerung der Plasmaerzeugung kann dadurch erreicht werden, dass drei oder mehr zweiadrige Kabelabschnitte nebeneinander verlaufend angeordnet und gegebenenfalls miteinander verdrillt sind.
In Abhängigkeit von der für die Plasmaerzeugung
vorgesehenen Hochspannung und der Frequenz der
Wechselspannung kann ein geeignetes zweiadriges Kabel aus einer großen Auswahl handelsüblicher erhältlicher
zweiadriger Kabel ausgewählt und kostengünstig bezogen werden. Eine zusätzliche Isolierung oder Ummantelung ist regelmäßig nicht erforderlich. Das zweiadrige Kabel kann in einfacher Weise an einer quadratischen oder
rechteckförmigen Innenseite oder Außenseite eines
Trägerelements beziehungsweise an einem entsprechend ausgestalteten Rahmen mäanderförmig verlaufend über die für die Plasmaerzeugung vorgesehene Fläche verlegt werden.
Dabei kann das zweiadrige Kabel zwischen zwei
gegenüberliegenden Innenseiten des Rahmens auch
abschnittsweise doppelt oder mehrfach parallel verlegt werden, um die Erzeugung des Plasmas in diesem Bereich zu verstärken. Dabei können die einzelnen Abschnitte
gleichgerichtet oder in entgegengesetzter Richtung
verlaufend angeordnet sein und das zweiadrige Kabel beispielsweise gleichgerichtet in großen Windungen verlegt oder nach einer kleinen Schlaufe an einem Rahmenabschnitt in entgegengesetzter Richtung nebeneinander verlaufend entlang des Abschnitts zurückgeführt werden. Es können auch handelsübliche mehradrige Kabel mit drei, vier oder mehr Adern verwendet werden, bei denen jeweils zwei oder mehr Adern zu einer Elektrode zusammengefasst und mit derselben Betriebsspannung versorgt werden können. Jede Ader kann aus einem elektrisch leitenden Draht oder aber aus mehreren miteinander verdrillten oder nebeneinander geführten elektrisch leitenden Drähten bestehen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des
Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass ein Twisted-Pair- Kabel die beiden Elektroden bildet. Bei einem Twisted-Pair- Kabel verlaufen die einzelnen jeweils ummantelten
elektrischen Leiter abgesehen von der Verdrillung ebenfalls in derselben Richtung nebeneinander. Ein Twisted-Pair-Kabel kann ein verdrilltes zweiadriges Kabel sein oder zwei jeweils isolierte, jedoch miteinander verdrillte
elektrische Leiter, Drähte oder Litzen aufweisen, die nachfolgend vereinfachend ebenfalls als Adern bezeichnet werden. Die durch die Verdrillung bzw. durch die Windungen der einzelnen Adern erzeugte ständig wechselnde und
geringfügig unterschiedliche Ausrichtung der einzelnen Adern wird dabei nicht als unterschiedliche Ausrichtung der beiden elektrischen Leiter zueinander angesehen. Jede einzelne ummantelte Ader des Twisted-Pair-Kabels bildet eine Elektrode. Durch die Verdrillung der beiden Adern des Twisted-Pair-Kabels werden die beiden Elektroden über die gesamte Länge des Twisted-Pair-Kabels eng aneinander angelegt und lediglich durch die jeweilige Ummantelung beziehungsweise Isolierung der einzelnen Adern voneinander getrennt. Ein Twisted-Pair-Kabel lässt sich vergleichbar einfach und kostengünstig wie ein zweiadriges Kabel an dem
Trägerelement festlegen. Durch die Anzahl der einzelnen Umwindungen, welche die Verdrillung bilden, die über einen Abschnitt des Twisted-Pair-Kabels vorgegeben werden, können die für die Plasmaerzeugung relevanten Eigenschaften ohne großen Aufwand und auch nachträglich noch beeinflusst werden . Es ist ebenfalls denkbar, dass anstelle eines
standardisiert hergestellten und handelsüblich erhältlichen Twisted-Pair-Kabels ein für die Plasmaerzeugungseinrichtung individuell konfiguriertes und eigens dafür hergestelltes Twisted-Pair-Kabel verwendet wird. Dabei ist es auch möglich, dass eine Ader des Twisted-Pair-Kabels keine elektrisch isolierende Ummantelung aufweist und verdrillend um die zweite Ader gewunden wird, die mit einer elektrisch isolierenden Ummantelung versehen ist. In besonders vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass mehrere Twisted-Pair-Kabel oder mehrere Abschnitte eines Twisted-Pair-Kabels abschnittsweise miteinander verdrillt oder aneinander festgelegt nebeneinander verlaufend
angeordnet sind. Es ist ebenfalls möglich, aus mehreren parallel betriebenen Twisted-Pair-Kabeln eine
Elektrodenanordnung bereit zu stellen, bei der jedes einzelne Twisted-Pair-Kabel zwei plasmaerzeugende
Elektroden bereitstellt und die mehreren Twisted-Pair-Kabel bei paralleler Anbindung an die Hochspannungsquelle und geeigneter Anordnung relativ zueinander effektiver ein stärkeres Plasma mit einer höheren Plasmadichte erzeugen können. Die mehreren parallel betriebenen Twisted-Pair- Kabel können mindestens abschnittsweise nebeneinander oder aber miteinander verdrillt an der Trägereinrichtung
festgelegt werden. Dadurch kann die Effizienz der Plasmaerzeugung bei geringer Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden und bei geringer Wechselspannungsfrequenz in einem für einen
Fachmann überraschenden Maße gesteigert werden. Die miteinander verdrillten elektrischen Leiter,
zweiadrigen Kabel oder Twisted-Pair-Kabel können einen Außendurchmesser von weniger als 1 mm bis hin zu mehreren Millimetern aufweisen. Ein einfach verdrilltes Twisted- Pair-Kabel kann beispielsweise einen Außendurchmesser einschließlich Isolierung von etwa 3 mm aufweisen. Bei mehreren miteinander verdrillten Twisted-Pair-Kabeln kann der Außendurchmesser beispielsweise 4,5 mm betragen.
An Stelle eines zweiadrigen Kabels oder eines Twisted-Pair- Kabels, die jeweils in allen vorangehend beschriebenen
Varianten hergestellt und verlegt sein können, können auch zwei nicht miteinander verbundene elektrische Leiter abschnittsweise parallel und unmittelbar nebeneinander angeordnet an einem Trägerelement festgelegt werden, so dass nahezu beliebige Konfigurationen für die
Elektrodenanordnung möglich sind.
Einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass unmittelbar angrenzend zu den beiden
Elektroden oder in einem Abstand zu den beiden Elektroden eine katalytisch wirkende fluiddurchlässige
Katalysatorschicht angeordnet ist. Wenn die Plasmaerzeugungseinrichtung zur Behandlung einer Abluftoder Abgasströmung oder zur Behandlung einer Fluidströmung, beispielsweise einer Abwasserströmung eingesetzt werden soll, können die Elektroden zur Unterstützung des
Behandlungsprozesses mit einer geeignet ausgestalteten Katalysatorschicht kombiniert werden. Dabei können die Elektroden in die Katalysatorschicht eingebettet sein. Es ist ebenfalls möglich und oftmals vorteilhaft, dass die Katalysatorschicht in einem Abstand zu den Elektroden in Strömungsrichtung nachfolgend zu den Elektroden angeordnet ist, so dass das Plasma in Strömungsrichtung vor, bzw.
stromaufwärts zu der Katalysatorschicht erzeugt wird und die Wirkung des erzeugten und von der Strömung mitgeführten Plasmas oder der Plasmareaktionsprodukte durch die
Katalysatorschicht verstärkt wird.
Für die Katalysatorschicht wird zweckmäßigerweise ein in einem Niedertemperaturbereich katalytisch aktives Material wie beispielsweise Titanoxid, Platinoxid oder Manganoxid verwendet. Es können in Abhängigkeit von dem vorgesehenen Verwendungszweck für die Plasmaerzeugungseinrichtung auch beliebige andere Katalysatormaterialien oder Kombinationen mit solchen Katalysatormaterialien eingesetzt werden. Die Katalysatorschicht kann beispielsweise ein
beschichtetes oder einstückig ausgebildetes Lochblech, ein Gitter, ein Streckgitter, ein Gestrick oder ein Gewirk aufweisen, durch welches die Fluidströmung hindurchgeführt wird. Ein Gestrickt oder Gewirk weist eine große
katalytisch nutzbare Oberfläche in Verbindung mit einem kleinen Strömungswiderstand und damit einhergehend mit einem geringen Druckverlust der Fluidströmung auf. Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele des
Erfindungsgedankens näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer
Plasmaerzeugungseinrichtung,
Figur 2 eine Schnittansicht der in Figur 1 dargestellten Plasmaerzeugungseinrichtung längs der Linie II in Figur 1,
Figur 3 eine Draufsicht auf ein rahmenartiges
Trägerelement, an dem an isolierend ummantelten
Haltestiften ein zweiadriges Elektrodenkabel mäanderförmig verlaufend festgelegt ist,
Figur 4 eine Draufsicht auf einen vergrößert dargestellten Abschnitt eines zweiadrigen Kabels, Figur 5 eine Schnittansicht des in Figur 4 dargestellten zweiadrigen Kabels längs der Linie V-V in Figur 4,
Figur 6 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Twisted- Pair-Kabels,
Figur 7 eine Schnittansicht des in Figur 6 dargestellten Twisted-Pair-Kabels längs der Linie VII-VII in Figur 6,
Figur 8 eine Schnittansicht durch eine abweichend
ausgestaltete Plasmaerzeugungseinrichtung, Figur 9 eine perspektivische Ansicht eines zweiadrigen Kabels, das mittels geeigneter Kunststoffklemmbügel auf einer Filterschicht aus einem Kunststoff-Schaummaterial festgelegt ist,
Figur 10 eine vergrößert dargestellte Schnittansicht eines Bereichs in Figur 9 längs der Linie X-X,
Fig. 11 eine Draufsicht auf einen vergrößert dargestellten Abschnitt eines vieradrigen Kabels, und
Figur 12 eine Schnittansicht des in Figur 11 dargestellten vieradrigen Kabels längs der Linie XI-XI in Figur 11. Eine in den Figuren 1 und 2 dargestellte
Plasmaerzeugungseinrichtung 1 weist einen aus einem
mehrfach abgekanteten U-Profilstreifen hergestellten
Gehäuserahmen 2 auf. Der Gehäuserahmen 2 weist eine
quadratische Grundfläche auf und umgibt, beziehungsweise bildet eine quadratische Öffnung 3, durch die ein zu reinigender Luftstrom hindurchgeführt werden kann. Der Gehäuserahmen 2 weist äußere Seitenkantenlängen von etwa 25 cm x 25 cm und eine Höhe von etwa 3 bis 5 cm auf. In dem Gehäuserahmen 2 ist in einer durch einen Pfeil 4 dargestellten Strömungsrichtung zunächst eine
Partikelfilterschicht 5 aus einem offenporigen und
hydrophilen Kunststoffschäum mit einer retikulären Struktur angeordnet. Nachfolgend ist ein als Rahmen aus Metall mit einer ebenfalls quadratischen Grundfläche ausgestaltetes Trägerelement 6 in dem Gehäuserahmen 2 angeordnet. An dem Trägerelement 6 sind längs von in der Figur 2 links und rechts dargestellten Rahmenabschnitten 7 jeweils
zungenartige Halterelemente 8 nach außen und entgegen der Strömungsrichtung abgewinkelt. Die Halteelemente 8 sind mit einer Isolierungshülle 9 umgeben. Zwischen
gegenüberliegenden Halterelementen 8 ist ein zweiadriges Kabel 10 gespannt, wobei jede einzelne Ader 11 in dem Kabel 10 jeweils eine Elektrode bildet. Das Kabel 10 ist
mäanderförmig über eine Fläche der Öffnung 3 in dem
Gehäuserahmen 2 verspannt und wird an den seitlich
angeordneten Rahmenabschnitten 7 durch die Halteelemente 8 festgelegt .
In Strömungsrichtung schließt sich an das Halteelement 8 mit dem die elektrodenbildenden Kabel 10 eine Filterschicht 12 an, die ebenfalls die Öffnung 3 in dem Gehäuserahmen 2 vollständig bedeckt. Die Filterschicht 12 weist ein
kugelförmiges synthetisches Aktivkohlematerial auf, das zwischen zwei Kunststoffmaterialschichten, beziehungsweise Geweben angeordnet ist. Die Filterschicht 12 dient als Adsorbens und Katalysator für vorab mit dem längs des
Kabels 10 erzeugten Plasmas behandelte Geruchsmoleküle und Verunreinigungen einer durch die Öffnung 3 des
Gehäuserahmens 2 hindurchströmenden Luftströmung. Es ist ebenso möglich, zusätzlich zu der Filterschicht 12 eine gesonderte Katalysatorschicht vorzusehen.
In Figur 3 ist schematisch eine Draufsicht auf das
Trägerelement 6 mit dem daran festgelegten und
mäanderförmig verlaufenden Kabel 10 gezeigt. An den beiden gegenüberliegenden Rahmenabschnitten 7 sind abweichend zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel des Trägerelements 6 jeweils beabstandet zueinander senkrecht von einer Ebene des
Trägerelements 6 vorspringende Haltestifte 13 angeordnet. Die Haltestifte 13 sind mit einer Isolierungshülle 14 bildende Ummantelung aus einem elektrisch isolierenden Material umgeben. Das zweiadrige Kabel 10 ist mäanderförmig verlaufend jeweils abwechselnd an den Rahmenabschnitten 7 an benachbarten Haltestiften 13 festgelegt und verspannt. Ein erstes Ende 15 des zweiadrigen Kabels 10 kann seitlich herausgeführt und mit einer in Figur 3 nicht näher
dargestellten Hochspannungsquelle verbunden sein. Ein zweites Ende 16 des zweiadrigen Kabels 10 ist an einer Ecke 17 des rahmenartigen Trägerelements 6 festgelegt, ohne dass zwischen den beiden Adern 11 des zweiadrigen Kabels 10 oder zwischen einer der beiden Adern 11 und dem Trägerelement 6 eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird.
In den Figuren 4 und 5 ist das zweiadrige Kabel 10
vergrößert dargestellt. Die beiden Adern 11, von denen jeweils eine Ader 11 eine Elektrode bildet, sind
nebeneinander angeordnet und mit einer gemeinsamen
Umhüllung 18 ummantelt. Jede Ader 11 kann ein elektrisch leitender Draht oder eine Litze sein. Die Umhüllung 18 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material wie beispielsweise PE oder PTFE. Die Umhüllung 18 könnte auch aus einem geeigneten Silikonmaterial oder aus Gummi
bestehen. Die beiden Adern 11 weisen einen im Wesentlichen gleichbleibenden Abstand a voneinander auf, der durch die Formgebung und Ausgestaltung der Umhüllung 18 zwischen den beiden Adern 11 vorgegeben ist.
In den Figuren 6 und 7 ist ein Twisted-Pair-Kabel 19 schematisch dargestellt, das anstelle des zweiadrigen Kabels 10 die Elektroden bilden kann und an dem Trägerelement 6 festgelegt werden kann. Jede der beiden Adern 11 des Twisted-Pair-Kabels 19 ist von einer eigenen elektrisch isolierenden Ummantelung 20 umhüllt. Ein im Wesentlichen, beziehungsweise näherungsweise
gleichbleibender Abstand b zwischen den beiden Adern 11 des Twisted-Pair-Kabels 19 wird durch die Dicke der
Ummantelungen 20 vorgegeben. Je stärker eine Verdrillung des Twisted-Pair-Kabels 19 ist, umso mehr Umwindungen weist das Twisted-Pair-Kabel 19 längs eines vorgegebenen
Längenabschnitts auf, und umso zuverlässiger und enger sind die beiden Adern 11 des Twisted-Pair-Kabels 19 aneinander festgelegt. Ein Abstand c zwischen zwei identisch
aufeinander folgenden Windungszuständen der beiden
verdrillten Adern 11 kann als Maß für die Verdrillung herangezogen werden. Es hat sich gezeigt, dass in
Abhängigkeit von einer Dicke der Adern 11, beziehungsweise der Ummantelungen 20 des Twisted-Pair-Kabels 19 sowie in Abhängigkeit von einer durch die Hochspannungsquelle vorgegebenen Hochspannung und Frequenz vorzugsweise mehr als zehn, beziehungsweise mehr als 20 Verdrillungen pro 100 Zentimeter Länge des Twisted-Pair-Kabels 19 vorgegeben sind . Die in den Figuren nicht näher dargestellte
Hochspannungsquelle ist zweckmäßigerweise in einem
Innenbereich des Gehäuserahmens 2 oder extern zu dem
Gehäuserahmen 2 angeordnet. Der Gehäuserahmen 2 weist an einer Außenseite eine Steckerbuchse 21 auf, über die eine Steckverbindung mit einer Energieversorgungseinrichtung, beispielsweise mit dem haushaltsüblichen Niederspannungs- Versorgungsnetz ermöglicht wird. Die Hochspannungsquelle stellt eine Wechselspannung mit einer Frequenz zwischen 50 Hz und mehreren 10 kHz bereit. Es hat sich gezeigt, dass eine Frequenz zwischen 1 kHz und etwa 20 kHz, vorzugsweise einige kHz, besonders geeignet für die Plasmaerzeugung ist. Die Hochspannungsquelle stellt weiterhin eine
Wechselspannung mit einer maximalen Spannung zwischen etwa 1 kV und 20 kV, vorzugsweise zwischen 2kV und 8 kV zur Verfügung. Die Hochspannungsquelle weist eine geeignete Transformatoreneinrichtung auf und kann direkt mit dem haushaltsüblichen Versorgungsnetz verbunden, bzw. betrieben werden, bei dem eine Wechselspannung von 230 V und 50 Hz zur Verfügung gestellt wird.
Es hat sich gezeigt, dass eine Länge des zweiadrigen Kabels 10 oder des Twisted-Pair-Kabels 19 von bis zu 5 m,
vorzugsweise von etwa 3 m besonders vorteilhaft ist, um über die gesamte Länge des zweiadrigen Kabels 10 oder des Twisted-Pair-Kabels 19 mit der vorangehend beschriebenen Hochspannungsquelle ein gleichmäßiges und intensives Plasma erzeugen zu können.
In Figur 8 ist eine abweichende Ausgestaltung einer
Plasmaerzeugungseinrichtung 22 dargestellt. In dem etwas dünner als in den Figuren 1 und 2 dargestellten
Gehäuserahmen 2 sind lediglich die Filterschicht 12 und das Trägerelement 6 mit dem daran festgelegten Twisted-Pair- Kabel 19 angeordnet. In einem separaten Gehäuserahmen 23, der ebenfalls eine vergleichsweise geringe Höhe aufweist, ist die Partikelfilterschicht 5 angeordnet. Die
Partikelfilterschicht 5 sollte in regelmäßigen zeitlichen Abständen gereinigt und zu diesem Zweck mit einem fluiden Reinigungsmittel ausgewaschen werden. Der separate Gehäuserahmen 23 kann von dem Gehäuserahmen 2 gelöst und ohne großen Aufwand aus einer Luft- oder
Flüssigkeitsbehandlungseinrichtung entnommen werden, um anschließend zusammen mit der Partikelfilterschicht 5 ausgewaschen zu werden, oder aber um anschließend die
Partikelfilterschicht 5 aus dem Gehäuserahmen 23
herausnehmen und gesondert reinigen zu können.
Bei dem in den Figuren 9 und 10 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Filterschicht 12 aus einem mit sphärischen synthetischen Aktivkohlematerialien
versetzten Kunststoffschaummaterial das Trägerelement 6 für die zwei Elektroden. Die zwei Elektroden werden von dem zweiadrigen Kabel 10 gebildet, das mit Hilfe von U-förmigen Kunststoffklemmbügeln 24 mit einem mäanderförmigen Verlauf auf der Filterschicht 12 festgelegt ist. Die U-förmigen Kunststoffklemmbügel 24 werden zu diesem Zweck in das
Kunststoffschaummaterial der Filterschicht 12 eingedrückt. An den beiden Schenkelenden der U-förmigen
Kunststoffklemmbügel 24 sind widerhakenförmige Rastnasen 25 ausgebildet, die ein unbeabsichtigtes Lösen der
Kunststoffklemmbügel 24 und damit einhergehend des durch die Kunststoffklemmbügel 24 an der Filterschicht 12
festgelegten zweiadrigen Kabels 10 verhindern.
Das zweiadrige Kabel 10 könnte abweichend zu dem in den Figuren 9 und 10 exemplarisch dargestellten
Ausführungsbeispiel auch auf der Filterschicht 12
aufgeklebt oder aufgenäht oder aber in die Filterschicht 12 eingebettet sein. Die zwei Elektroden könnten auch durch ein Twisted-Pair-Kabel 19 gebildet werden, das an Stelle des zweiadrigen Kabels 10 auf der Filterschicht 12
befestigt ist.
In den Figuren 11 und 12 ist ein vieradriges Kabel 26 schematisch dargestellt, das anstelle des zweiadrigen
Kabels 10 oder Twisted-Pair-Kabels 19 die Elektroden bilden kann und an dem Trägerelement 6 festgelegt werden kann. Jede der vier Adern 11 des vieradrigen Kabels 26 ist von einer eigenen elektrisch isolierenden Ummantelung 20 umhüllt. Jede einzelne Ader 11 besteht aus eine Anzahl von Einzeldrähten 27, die entweder nebeneinander verlaufend innerhalb der Ummantelung 20 zusammengebündelt geführt werden oder aber ihrerseits miteinander verdrillt sein können. Bei dem vieradrigen Kabel 26 bilden jeweils zwei ummantelte Adern 11 jeweils eine Elektrode und sind an dieselbe Betriebsspannung der Hochspannungsquelle
angeschlossen. An Stelle eines vieradrigen Kabels 26 kann auch ein dreiadriges Kabel oder ein Kabel mit mehr als vier Adern 11 verwendet werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Plasmaerzeugungseinrichtung (1, 22) mit zwei
Elektroden, zwischen denen eine dielektrische Isolierung (18, 20) angeordnet ist, und mit einer eine Wechselspannung erzeugenden Hochspannungsquelle, mit der zwischen den zwei Elektroden eine von der Wechselspannung bewirkte
dielektrische Entladung erzeugt werden kann, um ein Plasma zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass jede Elektrode einen elektrischen Leiter aufweist, und dass die zwei Elektroden mindestens abschnittsweise nur durch die
Isolierung (18, 20) beabstandet und in gleicher Richtung verlaufend an einem Trägerelement (6) festgelegt sind.
2. Plasmaerzeugungseinrichtung (1, 22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (6) eine luftdurchlässige Filterschicht (12) aufweist und die zwei Elektroden auf einer Oberfläche der Filterschicht (12) festgelegt sind.
3. Plasmaerzeugungseinrichtung (1, 22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (6) einen Rahmen mit an gegenüberliegenden Rahmenabschnitten (7) angeordneten Festlegungsmitteln aufweist, zwischen denen mindestens ein Abschnitt der zwei Elektroden festgelegt ist.
4. Plasmaerzeugungseinrichtung (1, 22) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegungsmittel
vorspringende Halteelemente (8) aufweisen.
5. Plasmaerzeugungseinrichtung (1, 22) in Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (8) eine Isolierungshülle (9) aufweisen.
6. Plasmaerzeugungseinrichtung (1, 22) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenabschnitte (7) in einem Bereich um die Festlegungsmittel eine
Isolierungsschicht aufweisen.
7. Plasmaerzeugungseinrichtung (1, 22) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Plasmaerzeugungseinrichtung (1, 22) einen umlaufenden
Gehäuserahmen (2, 23) aufweist.
8. Plasmaerzeugungseinrichtung (1, 22) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem Gehäuserahmen (2) die Hochspannungsquelle angeordnet ist.
9. Plasmaerzeugungseinrichtung (1) nach einem der
vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiadriges Kabel (10) die beiden Elektroden bildet.
10. Plasmaerzeugungseinrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweiadrige Kabel (10) zwei Kabelabschnitte aufweist, die gleichgerichtet oder
entgegengerichtet nebeneinander verlaufend angeordnet sind.
11. Plasmaerzeugungseinrichtung (22) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Twisted-Pair-Kabel (19, 26) die beiden Elektroden bildet .
12. Plasmaerzeugungseinrichtung (22) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Twisted-Pair-Kabel (19) oder mehrere Abschnitte eines Twisted-Pair-Kabels (19) abschnittsweise miteinander verdrillt oder aneinander festgelegt nebeneinander verlaufend angeordnet sind.
13. Plasmaerzeugungseinrichtung (1, 22) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterschicht (12) ein kugelförmiges synthetisches
Aktivkohlematerial aufweist, das zwischen zwei
Kunststoffmaterialschichten angeordnet und festgelegt ist.
14. Plasmaerzeugungseinrichtung (1, 22) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar angrenzend zu den beiden Elektroden oder in einem Abstand zu den beiden Elektroden eine katalytisch wirkende fluiddurchlässige Schicht angeordnet ist.
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