[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE202017107554U1 - Fluidbehandlungsvorrichtung, Elektrodengitter dafür und Baueinheit aus einer Mehrzahl solcher Elektrodengitter - Google Patents

Fluidbehandlungsvorrichtung, Elektrodengitter dafür und Baueinheit aus einer Mehrzahl solcher Elektrodengitter Download PDF

Info

Publication number
DE202017107554U1
DE202017107554U1 DE202017107554.0U DE202017107554U DE202017107554U1 DE 202017107554 U1 DE202017107554 U1 DE 202017107554U1 DE 202017107554 U DE202017107554 U DE 202017107554U DE 202017107554 U1 DE202017107554 U1 DE 202017107554U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode
grid
electrodes
treatment device
fluid treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE202017107554.0U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE202017107554.0U priority Critical patent/DE202017107554U1/de
Publication of DE202017107554U1 publication Critical patent/DE202017107554U1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/2406Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/2406Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H05H1/2418Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes the electrodes being embedded in the dielectric
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/2406Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H05H1/2437Multilayer systems
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2245/00Applications of plasma devices
    • H05H2245/10Treatment of gases
    • H05H2245/15Ambient air; Ozonisers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Fluidbehandlungsvorrichtung (10) zur Plasmabehandlung eines strömenden Fluids, umfassend ein von dem Fluid durchströmbares und einen Strömungskanal (20) quer durchsetzendes Gitter (12) aus spannungsbeaufschlagbaren Elektroden (16), jeweils mit einer elektrisch leitenden Seele (26) und einem die Seele (26) umhüllenden Isolatormantel (24), sowie eine mit dem Elektrodengitter verbundene Leistungselektronik (14) zum Aufbau von Potentialunterschieden zwischen einander nächst benachbarten Elektroden (16) durch entsprechende Spannungsbeaufschlagung derselben, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (16) stabförmig ausgebildet sind, jeweils den Strömungskanal (20) durchsetzen und parallel sowie äquidistant zueinander angeordnet sind.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Fluidbehandlungsvorrichtung zur Plasmabehandlung eines strömenden Fluids, umfassend ein von dem Fluid durchströmbares und einen Strömungskanal quer durchsetzendes Gitter aus spannungsbeaufschlagbaren Elektroden, jeweils mit einer elektrisch leitenden Seele und einem die Seele umhüllenden Isolatormantel, sowie eine mit dem Elektrodengitter verbundene Leistungselektronik zum Aufbau von Potentialunterschieden zwischen einander nächst benachbarten Elektroden durch entsprechende Spannungsbeaufschlagung derselben.
  • Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Elektrodengitter für eine Fluidbehandlungsvorrichtung, umfassend eine Mehrzahl von gitterartig angeordneten und gruppenweise elektrisch miteinander verbundenen Elektroden, jeweils mit einer elektrisch leitenden Seele und einem die Seele umhüllenden Isolatormantel, insbesondere zum Einsatz in gattungsgemäßen Fluidbehandlungsvorrichtungen.
  • Die Erfindung bezieht sich schließlich auch auf eine Baueinheit aus einer Mehrzahl derartiger Elektrodengitter.
  • Stand der Technik
  • Gattungsgemäße Fluidbehandlungsvorrichtungen und Elektrodengitter dafür sind bekannt aus der WO 2012/015943 A2 .
  • Zur Entkeimung und/oder Geruchsneutralisierung von Fluiden, insbesondere von Luft oder Wasser, ist seit einiger Zeit die sogenannte Plasmabehandlung bekannt und findet in häuslichem als auch in industriellem Maßstab Anwendung. Es sind sowohl Anlagen zur Trinkwasseraufbereitung als auch Ab- bzw. Umluftsysteme in Krankenhäusern, Bürokomplexen, Großküchen, Wohn- und Arbeitsräumen etc. bekannt, die auf der Plasmatechnologie basieren. Grundidee der Fluidbehandlung durch Plasma ist es, das Fluid durch ein elektrisches Feld strömen zu lassen, welches so stark ist, dass Moleküle des Fluids wenigstens teilionisiert werden, sodass sich ein Plasma aus negativ geladenen Elektronen und positiv geladenen Ionen bildet. Dadurch bzw. bei der Rekombination bilden sich Radikale, die im Fluid enthaltene organische Substanzen, beispielsweise Keime und geruchstragende Moleküle, zerstören. Beispielsweise kann der Luftsauerstoff durch eine Plasmabehandlung teilweise in hochaggressives Ozon umgewandelt werden.
  • Die Schwierigkeiten einer effektiven Plasmabehandlung bestehen im Aufbau hinreichend hoher elektrischer Felder mit einem sowohl unter wirtschaftlichen als auch unter Sicherheitsaspekten vertretbaren Aufwand zur Erzeugung handhabbarer Spannungen.
  • Es ist bekannt, Muster von unterschiedlich spannungsbeaufschlagbaren Elektroden auf der Oberfläche von Platinen anzuordnen, wobei Form und Abstand der Elektroden so gewählt ist, dass sich bei Spannungsbeaufschlagung entlang der Platinenoberfläche zur Plasmabildung hinreichend hohe elektrische Felder aufbauen. Beim Vorbeistreichen des Fluids an einer solchen Oberfläche bildet sich ein sogenanntes Flächenplasma. Um eine Fluidbehandlung mit hohem Volumendurchsatz zu gewährleisten, ist es bekannt, eine Vielzahl solcher Platinen parallel zur Strömungsrichtung des Fluids in einen Strömungskanal einzubauen, sodass ein möglichst großer Volumenanteil des Fluids bei der Passage des Strömungskanals in den Wirkungsbereich der elektrischen Felder gerät und in das Flächenplasma einbezogen wird. Derartige Anordnungen bilden jedoch einen sehr hohen Strömungswiderstand, der durch entsprechend leistungsstarke Strömungserzeuger, beispielsweise Gebläse, und/oder durch übergroße Kanalquerschnitte (und damit einhergehend einer großen Anzahl von Platinen) kompensiert werden muss. Zudem führen Ablagerungen auf der Platinenoberfläche, beispielsweise Fett in Küchenabzugssystemen, zu einer mit zunehmender Betriebsdauer abnehmenden Plasmaeffizienz. Dies ist insbesondere unter wirtschaftlichen Aspekten ungünstig.
  • Aus der eingangs genannten, gattungsbildenden Druckschrift ist ein quer zur Strömungsrichtung des Fluids angeordnetes Elektrodengitter bekannt, welches in Normalenrichtung von dem Fluid durchströmt wird. Es handelt sich dabei um ein Kreuzgitter, an dessen Kreuzungspunkten kreuzförmige Elektroden angeordnet sind. Diese sind mit einem Glasmaterial beschichtet, welches zugleich die Trägerstruktur des Gitters darstellt und die Elektroden mechanisch miteinander verbindet und gleichzeitig elektrisch voneinander isoliert. Es handelt sich also um eine Vielzahl von Einzelelektroden mit jeweils kreuzförmiger Seele und einem sich in Axialrichtung der Kreuzarme über die Seele hinaus erstreckenden Isolatormantel, der zugleich dem Gitter die nötige Stabilität gibt. Die unter Isolationsaspekten besonders vorteilhafte Verwendung von Glas als Isolatormaterial macht die filigrane Struktur eines solchen Elektrodengitters äußerst bruchanfällig. Vom Fluid mitgerissene Partikel können leicht seine Trägerstruktur verletzen, wobei es bei resultierendem Kontakt benachbarter Elektroden leicht zu Kurzschlüssen kommt. Dies ist insbesondere unter Sicherheitsaspekten nicht hinnehmbar. Die Verwendung eines flexiblen Isolatormaterials könnte dieses Problem zwar beheben, ist aber im Hinblick auf die geringe elektrische Durchschlagsfestigkeit solcher, in der Regel organischer Materialien, nachteilig. Zudem handelt es sich auch hier um ein Oberflächenplasma auf der Oberfläche einer durchbrochenen Platine, sodass zur effizienten Volumenbehandlung die Durchbrüche in der Platine entweder sehr klein oder viele solcher Platinen in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sein müssen. Beides führt zu einer erheblichen Steigerung des Strömungswiderstandes mit den oben bereits genannten Nachteilen.
  • Aufgabenstellung
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Fluidbehandlungsvorrichtung bzw. Elektrodengitter dafür derart weiterzubilden, dass bei gegebener Fluidbehandlungsleistung ein geringerer Strömungswiderstand vorliegt. Vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kurzschlussgefahr zu verringern.
  • Darlegung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Elektroden stabförmig ausgebildet sind, jeweils den Strömungskanal durchsetzen und parallel sowie äquidistant zueinander angeordnet sind.
  • Die Aufgabe wird weiter in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 8 dadurch gelöst, dass die Elektroden stabförmig ausgebildet und parallel sowie äquidistant zueinander angeordnet sind, wobei jede Elektrode von jeder ihr jeweils nächst benachbarten Elektrode elektrisch getrennt und mit jeder ihr jeweils übernächst benachbarten Elektrode elektrisch verbunden ist.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Grundgedanke der Erfindung ist der Aufbau eines Volumenplasmas (anstelle eines Flächenplasmas) zwischen freitragend angeordneten Elektroden. Die Elektroden bilden ein Gatter aus parallelen Stäben, wobei nächst benachbarte Stäbe unterschiedlich spannungsbeaufschlagbar sind, sodass sich im Betriebszustand ein elektrisches Feld zwischen jeweils zwei Stäben quer über den Luftkanal erstreckt. Dies bedeutet, dass das gesamte Fluidvolumen, welches zwischen den Elektroden hindurchströmt, zugleich das elektrische Feld durchströmt, sodass sich über den gesamten Querschnitt des Elektrodengitters ein Volumenplasma einstellen kann. Auf diese Weise werden Anteile des Luftkanalquerschnitts nur durch die Elektroden selbst, nicht aber durch zusätzliche Trägerstrukturen verstellt, was insgesamt zu einem größeren freien Querschnitt und daher zu einem geringeren Strömungswiderstand jedes einzelnen Elektrodengitters führt. Dies erhöht insgesamt die Effizienz einer entsprechenden Fluidbehandlungsvorrichtung.
  • Auch im Kontext der vorliegenden Erfindung ist es selbstverständlich erforderlich, dass die elektrisch leitende Seele der Elektroden durch einen Isolatormantel gegen das Fluid elektrisch isoliert ist. Wie oben bereits erläutert, sind im Hinblick auf die Durchschlagfestigkeit anorganische Materialien zu bevorzugen. Als besonders vorteilhaft wird diesbezüglich ein dielektrisches Isolatormaterial aus Glas, Quarz oder Keramik angesehen.
  • Derartige Materialien sind jedoch von Natur aus spröde und insbesondere bei Ausbildung dünner Wandstärken nicht vollkommen bruchunempfindlich. So kann die Gefahr bestehen, dass vom Fluidstrom mitgerissene Partikel den Isolatormantel beschädigen und die elektrisch leitende Seele freilegen. Dies kann, insbesondere bei als dünne Drähte ausgebildeten Seelen, zu Kurzschlüssen zwischen benachbarten Elektroden führen. Die Ausbildung der Seelen als dünne Drähte hat zudem den weiteren Nachteil, dass die für die Gleichmäßigkeit der erzeugten elektrischen Felder wesentliche Parallelität der Elektroden nur schwer exakt realisierbar ist. Beide genannten Nachteile werden durch eine Weiterbildung der Erfindung behoben, gemäß welcher vorgesehen ist, dass jede Elektrode des Elektrodengitters als ein, mit einem rieselfähigen Pulver eines elektrisch leitfähigen Materials gefülltes, selbsttragendes und an seinen Stirnseiten mit elektrischem Durchgangskontakt zu dem Pulver verschlossenes Rohr aus einem dielektrischen Isolatormaterial, insbesondere aus Glas, Quarz oder Keramik, ausgebildet ist. Sollte der Isolatormantel einer solchen Elektrode durch ein vom Fluid mitgerissenes Partikel zerstört werden, rieselt das Pulver aus der Bruchstelle heraus und wird von dem Fluidstrom weggetragen. Ein Kurzschluss mit einer ebenfalls beschädigten, benachbarten Elektrode ist dadurch ausgeschlossen.
  • Zudem lässt sich die geforderte Parallelität der Elektroden durch die genannte Bauweise leicht sicherstellen. Die Herstellung exakt gerader Röhrchen aus beispielsweise Glas, Quarz oder Keramik mit exakt rundem, konzentrischem Innenraum ist dem Fachmann geläufig. Derartige Röhrchen sind als Massenware billig herzustellen. Bevorzugte Abmessungen solcher Röhrchen liegen bei ca. 2 mm Außendurchmesser und einer Wandungsdicke von ca. 0,2 mm. Beim Füllen solcher Röhrchen mit rieselfähigem Pulver aus elektrisch leitfähigem Material ergibt sich zwangsläufig eine exakt gerade Seele, sodass sich, anders als bei sich gegebenenfalls im Hohlraum eines Röhrchens wellenden Drähten, ein Gatter mit exakt parallel ausgerichteten (effektiven) Elektroden herstellen lässt.
  • Als Pulvermaterial hat sich insbesondere Metall als geeignet erwiesen. Besonders vorteilhafterweise wird ein Pulver aus Edelstahl verwendet. Seine Vorteile liegen insbesondere im günstigen Preis und seiner Korrosionsfestigkeit, was die Herstellung vereinfacht und lange Standzeiten gewährleistet. Diese Vorteile überwiegen die im Vergleich zu beispielsweise Kupfer geringere elektrische Leitfähigkeit.
  • Die bisherige Beschreibung bezog sich im Wesentlichen auf ein einzelnes Elektrodengitter. Zur Steigerung der Behandlungseffektivität ist es jedoch auch möglich, mehrere, d.h. wenigstens zwei Elektrodengitter in Strömungsrichtung hintereinander anzuordnen und mit der Leistungselektronik zu verbinden. Diese Anordnung und Verbindung erfolgt gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung derart, dass zwischen jeder Elektrode des einen Gitters und der ihr eindeutig bestimmbar nächst benachbarten Elektrode des anderen Gitters ein Potenzialunterschied aufbaubar ist. Hierdurch wird das erzeugte Volumenplasma in Strömungsrichtung vergrößert. So bauen sich die plasmaerzeugenden elektrischen Felder nicht nur zwischen den einander nächst benachbarten Elektroden eines Gitters, sondern auch zwischen den einander nächst benachbarten Elektroden zweier nächst benachbarter Gitter auf. Zur Vergleichmäßigung des elektrischen Feldes ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass der Abstand zwischen zwei einander nächst benachbarten Elektroden zweier einander nächst benachbarter Gitter genauso groß ist wie der Abstand zwischen zwei einander nächst benachbarten Elektroden eines Gitters. In Axialrichtung der Elektroden betrachtet wird also bevorzugt eine quadratische Gitterstruktur aufgebaut, deren Kreuzungspunkte mit abwechselnd unterschiedlich spannungsbeaufschlagten Elektroden besetzt sind.
  • Derartige Strukturen können aus Einzelgittern zusammengesetzt sein. Bevorzugt werden jedoch Baueinheiten aus einer Mehrzahl erfindungsgemäßer Elektrodengitter vorgefertigt, die sich dadurch auszeichnen, dass die Elektrodengitter in Normalenrichtung äquidistant derart hintereinander angeordnet sind, dass für jede Elektrode ihr Abstand zu jeder ihr im selben Elektrodengitter nächst benachbarten Elektrode gleich ihrem Abstand zu ihrer eindeutig bestimmbar nächst benachbarten Elektrode in jedem nächst benachbarten Elektrodengitter ist, wobei jede Elektrode von jeder ihr jeweils nächst benachbarten Elektrode in jedem nächst benachbarten Elektrodengitter elektrisch getrennt und mit jeder ihr jeweils übernächst benachbarten Elektrode in jedem nächst benachbarten Elektrodengitter elektrisch verbunden ist. Eine solche Baueinheit umfasst also exakt zwei Gruppen von Elektroden, die mit je einem gemeinsamen Gruppenanschlusskontakt verbunden sein können, der seinerseits mit einem entsprechenden Anschluss der Leistungselektronik verbunden werden kann. Die Vorfertigung solcher Baueinheiten hat den Vorteil, dass die komplexen Module nicht zeitaufwendig und unter eventuell schwierigen Montagebedingungen zusammengesetzt werden müssen, sondern als leicht handhabbare und gegebenenfalls mit einem gemeinsamen Schutzrahmen versehene Einheiten vor Ort leicht und schnell in einen vorhandenen Strömungskanal eingebaut werden können.
  • Die Leistungselektronik einer erfindungsgemäßen Fluidbehandlungsvorrichtung ist bevorzugt eingerichtet, einander nächst benachbarte Elektroden mit Spannung entgegengesetzter Polarität zu beaufschlagen. Besonders bevorzugt werden die Elektroden dabei mit einer Wechselspannung beaufschlagt. Bevorzugte Spannungsfrequenzen liegen im Bereich zwischen 50 Hz und 150 Hz, besonders bevorzugt zwischen 90 Hz und 110 Hz. Bevorzugte Spannungsgrößen liegen zwischen 1 kV und 5 kV, vorzugsweise zwischen 2,5 kV und 4 kV, was bei einer Leistungselektronik, die einen Transformator mit Mittelanzapfung umfasst, zu einem Potenzialunterschied zwischen einander nächst benachbarten Elektroden zwischen 2 kV und 10 kV, bevorzugt zwischen 5 kV und 8 kV führt. Bei einem Elektrodenabstand im Bereich von 1 mm bis 1,5 mm haben sich derartige Spannungswerte als günstig für die Plasmabildung in Luft erwiesen. Bei Verwendung anders dimensionierter Elektrodenabstände und/oder anderer Fluide wird der Fachmann eine entsprechende Anpassung der elektrischen und/oder mechanischen Eigenschaften vorzunehmen wissen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Fluidbehandlungsvorrichtung,
  • 2: eine schematische Darstellung eines Strömungskanals mit erfindungsgemäßen Elektrodengittern,
  • 3: eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Baueinheit aus drei erfindungsgemäßen Elektrodengitter sowie
  • 4: eine defekte Elektrode einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektrodengitters.
  • Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • Gleiche Bezugszeichen in den Figuren deuten auf gleiche oder analoge Elemente hin.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Fluidbehandlungsvorrichtung 10, umfassend ein Elektrodengitter 12 und eine damit verbundene Leistungselektronik 14.
  • Das Elektrodengitter 12 weist eine Mehrzahl stabförmiger Elektroden 16 auf, die mittels seitlicher Trägergestelle 18 parallel und äquidistant zueinander angeordnet sind. Im Anwendungsfall ist ein solches Elektrodengitter 12, wie in 2 gezeigt, so in einem Strömungskanal 20 anzuordnen, dass seine Elektroden 16 den wesentlichen Querschnitt des Strömungskanals 20 durchsetzen. Das mittels des Strömungspfeils 22 angedeutete, den Strömungskanal 20 durchströmende Fluid strömt dann durch die Zwischenräume zwischen den Elektroden 16 hindurch.
  • Jede Elektrode 16 weist einen Isolatormantel 24 auf, der eine leitende Seele 26 umhüllt und insbesondere gegen das Fluid elektrisch isoliert. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Isolatormantel aus einem Glas-, Quarz- oder Keramikröhrchen und ist mit einem die Seele bildenden, rieselfähigen Pulver aus einem leitenden Material, bevorzugt einem Metallpulver, besonders bevorzugt Edelstahlpulver, gefüllt. Vorteilhafterweise ist der gesamte Innenraum des Röhrchens mit dem ggf. leicht verdichteten Pulver gefüllt. In jedem Fall muss die Füllung so dicht sein, dass alle Pulverteilchen elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Die Rieselfähigkeit sollte jedoch dabei nicht verloren gehen. Die vollständige Füllung des gesamten Röhrchen-Innenraums ist bevorzugt, weil dann der im Betriebsfall relevante Abstand zwischen den Seelen zweier Elektroden 16 unabhängig von der Lage des Elektrodengitters 12 im Raum eindeutig definiert ist. Die den Isolatormantel 24 bildenden Röhrchen sind an ihren Enden mit Verschlusskappen 28 versehen, die wenigstens einseitig einen elektrischen Durchgangskontakt 30 aufweisen, mit dem die elektrisch leitende Seele 26 mit einer außerhalb der Elektrode 16 liegenden Spannungsquelle verbunden werden kann.
  • Wie in 1 erkennbar, sind die jeweils nächst benachbarten Elektroden 16 im Elektrodengitter 12 elektrisch voneinander getrennt, während die jeweils übernächsten Elektroden 16 im Elektrodengitter 12 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Über Gruppenkontakte 32, 34 sind die beiden Gruppen von Elektroden 16 mit unterschiedlichen Polen der Leistungselektronik 14 verbunden. Aus dieser werden die Elektrodengruppen im Betriebszustand mit unterschiedlichen Spannungen beaufschlagt. Vorzugsweise erzeugt die Leistungselektronik 14 eine Wechsel-Hochspannung, die mit einem Phasenversatz von 180° an die beiden Elektrodengruppen angelegt wird. Im bevorzugten Fall einer symmetrischen Wechselspannung liegen zwei nächst benachbarte Elektroden 16 zu jedem Zeitpunkt auf einem gleich hohen elektrischen Potential, allerdings mit umgekehrter Polarität. Zwischen den jeweils nächst benachbarten Elektroden 16 baut sich folglich ein starkes, wechselndes elektrisches Feld auf, welches den gesamten Elektrodenzwischenraum durchsetzt und stark genug ist, um das diesen Zwischenraum durchströmende Fluid wenigstens teilweise zu ionisieren und so ein Volumenplasma auszubilden.
  • Wie in 2 erkennbar, können die erfindungsgemäßen Elektrodengitter 12 einzeln oder als Baugruppen von hintereinander angeordneten Elektrodengittern 12 im Strömungskanal 20 installiert werden. In dem Beispiel von 2 ist ein einzelnes Elektrodengitter 12 und eine Gruppe aus zwei Elektrodengittern 12 dargestellt. Diese werden vorzugsweise als vorgefertigtes Modul eingebaut.
  • 3 zeigt am Beispiel eines aus drei Elektrodengittern 12 bestehenden Moduls die in einer solchen Baueinheit bevorzugt verwendete Schaltung der einzelnen Elektroden 16. Wie bereits im Kontext von 1 erläutert sind die jeweils nächst benachbarten Elektroden 16 innerhalb eines Elektrodengitters 12 umgekehrt polarisiert. Das Gleiche gilt auch für die einander nächst benachbarten Elektroden 16 zweier einander nächst benachbarter Elektrodengitter 12. Dies führt zu einer Verbreiterung des resultierenden Volumenplasmas in Strömungsrichtung, was zu einer besonders effektiven Fluidbehandlung führt.
  • 4 zeigt einen besonderen Vorteil der bevorzugten Ausführungsform der Elektroden 16, nämlich mit einer Seele 24 aus einem rieselfähigen Pulver innerhalb eines Glas-, Quarz- oder Keramikröhrchens als Isolatormantel 24. Ein solches Röhrchen ist selbsttragend und erlaubt eine exakte, parallele und äquidistante Ausrichtung der Elektroden 16. Zudem sind solche Materialien kostengünstig erhältlich und zeigen eine erhebliche elektrische Durchschlagfestigkeit. Wie jede filigrane Struktur sind sie jedoch mechanisch nicht völlig unempfindlich. Insbesondere können mitgerissene Partikel im Fluidstrom zum Bruch führen. Diese Situation ist in 4 skizziert.
  • Aufgrund des Bruchs ist die parallele Ausrichtung zu den übrigen Elektroden 16 nicht mehr gegeben. Betrifft der Defekt auch eine benachbarte Elektrode, könnte dies grundsätzlich zu einem Kurzschluss führen. Aufgrund der besonderen Ausführungsform der Seele 24 als rieselfähiges Pulver rieselt dieses im Bruchfall jedoch aus der Bruchstelle heraus und wird unverzüglich von dem strömenden Fluid mitgerissen, sodass selbst bei Bruch mehrerer benachbarter Elektroden keine elektrische Verbindung zwischen ihnen zustande kommt, sodass sich kein Kurzschluss ergibt. Die Fluidbehandlung verliert bei einer oder mehreren defekten Elektroden selbstverständlich an Effektivität; ein Sicherheitsrisiko ist dagegen ausgeschlossen.
  • Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Die bevorzugte Anwendung der Erfindung liegt im Bereich der Luftreinigung, insbesondere der Entkeimung von Raumluft sowie der Geruchsneutralisierung beispielsweise in Abzugssystemen von Küchen etc. Es hat sich jedoch auch herausgestellt, dass die Plasmabehandlung von Verbrennungsabgasen, insbesondere von Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zu einer deutlichen Senkung von Schadstoffwerten führen kann. Entsprechend sind die erfindungsgemäßen Vorrichtungen auch in diesem Kontext nutzbringend einsetzbar. Bei geeigneter Dimensionierung in mechanischer und elektrischer Hinsicht ist die vorliegende Erfindung zudem auch zur Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere zur Trinkwasseraufbereitung geeignet.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Fluidbehandlungsvorrichtung
    12
    Elektrodengitter
    14
    Leistungselektronik
    16
    Elektrode
    18
    Trägergestell
    20
    Strömungskanal
    22
    Strömungspfeil
    24
    Isolatormantel
    26
    Seele
    28
    Verschlusskappe
    30
    Durchgangskontakt
    32, 34
    Gruppenkontakte
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2012/015943 A2 [0004]

Claims (12)

  1. Fluidbehandlungsvorrichtung (10) zur Plasmabehandlung eines strömenden Fluids, umfassend ein von dem Fluid durchströmbares und einen Strömungskanal (20) quer durchsetzendes Gitter (12) aus spannungsbeaufschlagbaren Elektroden (16), jeweils mit einer elektrisch leitenden Seele (26) und einem die Seele (26) umhüllenden Isolatormantel (24), sowie eine mit dem Elektrodengitter verbundene Leistungselektronik (14) zum Aufbau von Potentialunterschieden zwischen einander nächst benachbarten Elektroden (16) durch entsprechende Spannungsbeaufschlagung derselben, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (16) stabförmig ausgebildet sind, jeweils den Strömungskanal (20) durchsetzen und parallel sowie äquidistant zueinander angeordnet sind.
  2. Fluidbehandlungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Elektrode (16) des Elektrodengitters (12) als ein mit einem rieselfähigen Pulver eines elektrisch leitfähigen Materials gefülltes, selbsttragendes und an seinen Stirnseiten mit elektrischem Durchgangskontakt (30) zu dem Pulver verschlossenes Rohr aus einem dielektrischen Isolatormaterial ausgebildet ist.
  3. Fluidbehandlungsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Isolatormaterial Glas, Quarz oder Keramik ist.
  4. Fluidbehandlungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulvermaterial Metall, insbesondere Edelstahl ist.
  5. Fluidbehandlungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei in Strömungsrichtung hintereinander angeordnete Elektrodengitter (16) derart angeordnet und mit der Leistungselektronik (14) verbunden sind, dass zwischen jeder Elektrode (16) des einen Gitters (12) und der ihr eindeutig bestimmbar nächst benachbarten Elektrode (16) des anderen Gitters (12) ein Potentialunterschied aufbaubar ist.
  6. Fluidbehandlungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik (14) eingerichtet ist, einander nächst benachbarte Elektroden (16) mit Spannungen entgegengesetzter Polarität zu beaufschlagen.
  7. Fluidbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik (14) eingerichtet ist, die Elektroden (16) mit Wechselspannung zu beaufschlagen.
  8. Elektrodengitter (12) für eine Fluidbehandlungsvorrichtung (10), umfassend eine Mehrzahl von gitterartig angeordneten und gruppenweise elektrisch miteinander verbundenen Elektroden (16), jeweils mit einer elektrisch leitenden Seele (26) und einem die Seele (26) umhüllenden Isolatormantel (24), dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (16) stabförmig ausgebildet und parallel sowie äquidistant zueinander angeordnet sind, wobei jede Elektrode (16) von jeder ihr jeweils nächst benachbarten Elektrode (16) elektrisch getrennt und mit jeder ihr jeweils übernächst benachbarten Elektrode (16) elektrisch verbunden ist.
  9. Elektrodengitter (12) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede Elektrode (16) als ein mit einem rieselfähigen Pulver eines elektrisch leitfähigen Materials gefülltes, selbsttragendes und an seinen Stirnseiten mit elektrischem Durchgangskontakt (30) zu dem Pulver verschlossenes Rohr aus einem dielektrischen Isolatormaterial ausgebildet ist.
  10. Elektrodengitter (12) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Isolatormaterial Glas, Quarz oder Keramik ist.
  11. Elektrodengitter (12) nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulvermaterial Metall, insbesondere Edelstahl ist.
  12. Baueinheit aus einer Mehrzahl von Elektrodengittern (12) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodengitter (12) in Normalenrichtung äquidistant derart hintereinander angeordnet sind, dass für jede Elektrode (16) ihr Abstand zu jeder ihr im selben Elektrodengitter (12) nächst benachbarten Elektrode (16) gleich ihrem Abstand zu ihrer eindeutig bestimmbar nächst benachbarten Elektrode in jedem nächst benachbarten Elektrodengitter (12) ist, wobei jede Elektrode (16) von jeder ihr jeweils nächst benachbarten Elektrode (16) in jedem nächst benachbarten Elektrodengitter (12) elektrisch getrennt und mit jeder ihr jeweils übernächst benachbarten Elektrode (16) in jedem nächst benachbarten Elektrodengitter (12) elektrisch verbunden ist.
DE202017107554.0U 2017-12-12 2017-12-12 Fluidbehandlungsvorrichtung, Elektrodengitter dafür und Baueinheit aus einer Mehrzahl solcher Elektrodengitter Active DE202017107554U1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202017107554.0U DE202017107554U1 (de) 2017-12-12 2017-12-12 Fluidbehandlungsvorrichtung, Elektrodengitter dafür und Baueinheit aus einer Mehrzahl solcher Elektrodengitter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202017107554.0U DE202017107554U1 (de) 2017-12-12 2017-12-12 Fluidbehandlungsvorrichtung, Elektrodengitter dafür und Baueinheit aus einer Mehrzahl solcher Elektrodengitter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202017107554U1 true DE202017107554U1 (de) 2018-01-25

Family

ID=61197516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202017107554.0U Active DE202017107554U1 (de) 2017-12-12 2017-12-12 Fluidbehandlungsvorrichtung, Elektrodengitter dafür und Baueinheit aus einer Mehrzahl solcher Elektrodengitter

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202017107554U1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108850128A (zh) * 2018-08-08 2018-11-23 深圳市奥普斯等离子体科技有限公司 一种低温等离子连续果蔬保鲜处理设备及使用方法
CN110127624A (zh) * 2018-02-09 2019-08-16 中国石油化工股份有限公司 格栅式高通量等离子体反应器和分解硫化氢的方法
DE102020104533A1 (de) 2020-02-20 2021-08-26 Bernd Deutsch Fluidbehandlungsvorrichtung, Elektrodengitter dafür, Baueinheit aus einer Mehrzahl solcher Elektrodengitter und Verwendung von EEG- und/oder EKG-Kontaktgel
DE102020109949A1 (de) 2020-04-09 2021-10-14 Bernd Deutsch Raumluftreiniger und Verfahren zu dessen Betrieb

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012015943A2 (en) 2010-07-27 2012-02-02 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Encapsulated metal microtip microplasma devices, arrays and fabrication methods

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012015943A2 (en) 2010-07-27 2012-02-02 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Encapsulated metal microtip microplasma devices, arrays and fabrication methods

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110127624A (zh) * 2018-02-09 2019-08-16 中国石油化工股份有限公司 格栅式高通量等离子体反应器和分解硫化氢的方法
CN108850128A (zh) * 2018-08-08 2018-11-23 深圳市奥普斯等离子体科技有限公司 一种低温等离子连续果蔬保鲜处理设备及使用方法
DE102020104533A1 (de) 2020-02-20 2021-08-26 Bernd Deutsch Fluidbehandlungsvorrichtung, Elektrodengitter dafür, Baueinheit aus einer Mehrzahl solcher Elektrodengitter und Verwendung von EEG- und/oder EKG-Kontaktgel
DE102020104533B4 (de) 2020-02-20 2022-03-24 Bernd Deutsch Fluidbehandlungsvorrichtung, Elektrodengitter dafür und Baueinheit aus einer Mehrzahl solcher Elektrodengitter
DE102020109949A1 (de) 2020-04-09 2021-10-14 Bernd Deutsch Raumluftreiniger und Verfahren zu dessen Betrieb
DE102020109949B4 (de) 2020-04-09 2022-03-17 Bernd Deutsch Raumluftreiniger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE202017107554U1 (de) Fluidbehandlungsvorrichtung, Elektrodengitter dafür und Baueinheit aus einer Mehrzahl solcher Elektrodengitter
EP0378608B1 (de) Vorrichtung zur erzeugung von ozon
DE2065823A1 (de) Elektrode fuer einen koronareaktor
DE102010044252A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung einer Barriereentladung in einem Gasstrom
WO2008034605A1 (de) Ionisierungsvorrichtung für luftfilteranlagen
DE69813856T2 (de) Koronaentladungsreaktor
DE1101375B (de) Apparat zur Erzeugung von Ozon
EP0612130B1 (de) Vorrichtung für die nichtthermische Anregung und Ionisation von Dämpfen und Gasen
DE3930872A1 (de) Elektrostatische filtereinrichtung
DE102016104805A1 (de) Luftreinigungsmodul mit einer Plasmaerzeugungseinrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Plasmaerzeugungseinrichtung
EP1891310B1 (de) Vorrichtung zum abscheiden von russpartikel aus einem abgasstrom
WO2016134880A1 (de) Ozongenerator mit positionsabhängiger entladungsverteilung
EP3261985B1 (de) Ozongenerator mit positionsabhängiger entladungsverteilung
DE102020104533A1 (de) Fluidbehandlungsvorrichtung, Elektrodengitter dafür, Baueinheit aus einer Mehrzahl solcher Elektrodengitter und Verwendung von EEG- und/oder EKG-Kontaktgel
EP3066700A1 (de) Piezoelektrischer transformator und gegenelektrode
DE19717889C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Zersetzung von giftigen Schadstoffen in Abgasen von Verbrennungsprozessen
EP1131866B1 (de) Vorrichtung zur erzeugung ionisierter gase mittels korona-entladungen
DE9407861U1 (de) Vorrichtung zur Entgiftung von Abgasen aus mobilen Anlagen
EP0126735A1 (de) Vorrichtung zur erzeugung von laserstrahlung.
DE202010000025U1 (de) Desintegrations-Rohrelement und -System
EP3333125B1 (de) Verfahren zur steuerung eines ozongenerators
DE102021203211B3 (de) Vorrichtung für die atmosphärische dielektrische Barriereentladung sowie Herstellungsverfahren dafür
DE102005024472B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Aerosolen, Schad- und Geruchsstoffen im Ionenwind
DE585501C (de) Hochdruckzersetzer, insbesondere zur elektrolytischen Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff
AT211274B (de) Apparat zur Erzeugung von Ozon und Verfahren zum Herstellen eines Bauelementes für diesen Apparat

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification
R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years
R151 Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years